(57)【要約】本発明の血液透析装置は、内部を通る血液と透析液間の圧力差を用いて血液を透析する血液透析フィルター、および前記血液透析フィルター内で血液の圧力が透析液の圧力より高い時点と透析液の圧力が血液の圧力より高い時点とが交番に発生するように、血液と透析液を前記血液透析フィルターへ供給する供給手段を含んで構成される。本発明の血液透析装置は、血液透析フィルターの大きさを増大させることなく、短時間に多量の血液を透析させることができ、血液および透析液の供給圧力を調節することにより、血液透析量を簡便に調節することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を通る血液と透析液間の圧力差を用いて血液を透析する血液透析フィルター（１００）と、
前記血液透析フィルター（１００）内で血液の圧力が透析液の圧力より高い時点と透析液の圧力が血液の圧力より高い時点とが交番に発生するように、血液と透析液を前記血液透析フィルター（１００）へ供給する供給手段とを含んで構成されることを特徴とする、血液透析装置。
【請求項２】
前記供給手段は、前記血液透析フィルター（１００）へ供給される血液と透析液の圧力を周期的に可変させるように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の血液透析装置。
【請求項３】
前記供給手段は、前記血液の脈動波形と前記透析液の脈動波形間の位相差が１３５度〜２２５度となるように、前記血液と前記透析液の圧力を可変させることを特徴とする、請求項２に記載の血液透析装置。
【請求項４】
前記血液透析フィルター（１００）は、前記血液の流動方向と前記透析液の流動方向が互いに反対となるように構成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の血液透析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透析膜を介して血液と透析液を流動させることにより、血液内の不純物を濾すための血液透析装置に係り、さらに詳しくは、血液と透析液の圧力を交番に上昇および下降させることにより透析効率が増大するように構成される血液透析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
腎臓の一部または全体に機能障害が起こると、小便として体外に排出すべき老廃物が血中に蓄積されると同時に、体内の電解質バランスの不均衡が発生する。このような腎不全症状を是正する方法として、血液透析装置を用いた体外循環療法が広く行われており、拡散または濾過の原理によって血中の老廃物を体外に除去すると同時に、電解質バランスの均衡化を図っている。
【０００３】
通常、血液透析装置は、血液側と透析液側との間で透析膜を経る物質移動が起こり得るように、一つのハウジング内に透析膜が取り付けられた血液透析フィルターを用いて血液内の不純物を外部へ排出させるように構成される。
この際、前記透析膜は、平膜型と中空糸膜型の２種に大別されているが、一般に筒状容器に中空糸膜の束を装填し、その両端部に樹脂層部を設置してポッティング加工した中空糸膜型血液透析フィルターが、現在には血液透析フィルターの大部分を示している。その理由は、全体の容量がコンパクトなものに比べては血液または透析液との接触面積が大きいから、物質移動効率が優れるためである。
以下、添付図面を参照して従来の血液透析装置について詳細に説明する。
【０００４】
図１は一般な血液透析装置の構成を示す概略図、図２は血液透析装置に用いられる中空糸膜型血液透析フィルターの断面図である。
【０００５】
図１に示すように、通常、血液透析装置は、血液と透析液が内部を通るように構成され、血液内の不純物を透析液へ排出させる血液透析フィルター１００と、前記血液透析フィルターへ綺麗な透析液を供給するための純粋透析液タンク２００と、血液透析フィルター１００を経た透析液を込めるための透析液回収タンク３００と、前記血液透析フィルター１００へ供給される綺麗な透析液と血液透析フィルター１００から回収された透析液とを比較し、透析液供給量と透析液回収量を一定に調節するバランサー４００と、患者の血液を血液透析フィルター１００へ供給するための血液ポンプ５００と、純粋透析液タンク２００内の透析液を血液透析フィルター１００へ供給するための透析液ポンプ６００とを含んで構成される。
【０００６】
前記血液透析フィルター１００は、図２に示すように、内部空間を有するハウジング１１０と、前記ハウジング１１０の内部空間に取り付けられる中空糸膜型透析膜１２０とを含んで構成される。前記ハウジング１１０の上側と下側にはそれぞれ血液流入口１１２と血液流出口１１４が設けられ、前記ハウジング１１０の側面下端部と上端部にはそれぞれ透析液流入口１１６と透析液流出口１１８が設けられる。よって、前記血液流入口１１２に流入した血液は前記透析膜１２０の内部を経て血液流出口１１４を介して排出され、前記透析液流入口１１６を介して流入した血液は透析膜１２０とハウジング１１０との間の空間を経て前記透析液流出口１１８へ排出される。
【０００７】
図３は従来の血液透析装置を用いるときに血液圧力および透析液圧力の変動を示すグラフである。
【０００８】
図２に示したように構成される血液透析フィルター１００は、血液と透析液が互いに反対方向に流れるように構成されるが、血液ポンプ５００と透析液ポンプ６００はそれぞれ血液流入口１１２と透析液流入口１１６側に取り付けられるので、血液と透析液はそれぞれ血液流出口１１４と透析液流出口１１８側へ行くほど圧力が低くなる。
【０００９】
すなわち、図３に示すようにハウジング１１０の上側、すなわち血液流入口１１２と透析液流出口１１８が設けられた部位では透析液より血液の圧力が高く、ハウジング１１０の下側、すなわち血液流出口１１４と透析液流入口１１６が設けられた部位では血液より透析液の圧力が高い。この際、前記血液ポンプ５００と前記透析液ポンプ６００はそれぞれ血液と透析液を一定の量だけ持続的に供給するので、血液圧力線Ｂと透析液圧力線Ｄはほぼ直線を成す。
【００１０】
したがって、血液の圧力が透析液の圧力より高い地点では、図３に示した斜線領域だけの水分、電解質および老廃物が透析液側へ拡散し、透析液の圧力が血液の圧力より高い地点では、格子縞領域だけの透析液が血液側へ伝達される。このような拡散反応が持続されることにより、血液内の老廃物は益々血液の外部へ排出されるので、患者は老廃物が除去された多量の血の供給を受けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、上述したように構成される従来の血液透析装置は、血液および透析液の圧力降下量が少なくて血液と透析液間の圧力差を十分に置くことができないため、短時間に多量の血液を透析させることができないという問題点がある。勿論、血液と透析液とが出会う経路をあまり長くすると、より多量の血液を透析することができるが、このような場合、血液透析フィルターの大きさがあまり長くなり、多量の透析膜が所要されるという問題点がある。
【００１２】
本発明は、上述したような問題点を解決するために提案されたもので、その目的は、血液透析フィルターの大きさを増大させることなく、多量の血液をより効果的に透析させることができるように構成される、血液透析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一実施例によれば、内部を通る血液と透析液間の圧力差を用いて血液を透析する血液透析フィルターと、前記血液透析フィルター内で血液の圧力が透析液の圧力より高い時点と透析液の圧力が血液の圧力より高い時点とが交番に発生するように、血液と透析液を前記血液透析フィルターへ供給する供給手段とを含んで構成される、血液透析装置を提供する。
【００１４】
前記供給手段は、前記血液透析フィルターへ供給される血液と透析液の圧力を周期的に可変させる。
【００１５】
前記供給手段は、前記血液の脈動波形と前記透析液の脈動波形間の位相差が１３５度〜２２５度となるように構成される。
【００１６】
前記血液透析フィルターは、血液の流動方向と透析液の流動方向とが互いに反対となるように構成される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る血液透析装置は、血液透析フィルターの大きさを増大させることなく、短時間に多量の血液を透析させることができ、血液と透析液の供給圧力を調節することにより、血液透析量を簡便に調節することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は一般な血液透析装置の構成を示す概略図である。
【図２】図２は血液透析装置に用いられる中空糸膜型血液透析フィルターの断面図である。
【図３】図３は従来の血液透析装置を用いるときに血液圧力と透析液圧力の変動を示すグラフである。
【図４】図４は本発明に係る血液透析装置を用いたときに血液の供給圧力と透析液の供給圧力を示すグラフである。
【図５】図５は本発明に係る血液透析装置の実施例を示す概略図である。
【図６】図６は本発明に係る血液透析装置に適用される供給手段の実施例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明に係る血液透析装置の実施例を詳細に説明する。
【００２０】
図４は本発明に係る血液透析装置を用いたときに血液透析フィルター内の血液圧力と透析液圧力を示すグラフである。
【００２１】
本発明に係る血液透析装置は、図１に示した血液ポンプ５００および透析液ポンプ６００の駆動方式を有する従来の血液透析装置と比較したとき、血液と透析液を血液透析フィルター１００へ供給するための供給手段が異なる。
【００２２】
さらに詳しく説明すると、従来の血液透析装置は、血液と透析液が一定の圧力で血液透析フィルター１００へ供給されるので、時間を問わず、血液透析フィルター１００内の血液圧力と透析液圧力が一定に保たれるが、これに対し、本発明に係る血液透析装置は、血液と透析液の供給圧力を一定の周期で増減させながら 血液と透析液を供給するので、血液透析フィルター１００内の血液圧力と透析液圧力が時間帯別に増減する。この際、本発明に係る血液透析装置に含まれる供給手段は、血液透析フィルター１００内の血液圧力と透析液圧力が交番に上昇するように、すなわち血液圧力線Ｂの位相と透析液圧力線Ｄの位相が互いに反対となるように血液および透析液の供給圧力を可変させる。
【００２３】
このように血液の圧力が高くなる時点で透析液の圧力が低くなると、図３に示したグラフと比較したとき、血液と透析液間の圧力差が非常に大きくなるので、血液内の水分および不純物がより速くてより多く透析液内へ拡散する。逆に、透析液の圧力が高くなる時点で血液の圧力が低くなると、図３に示したグラフと比較したとき、透析液と血液間の圧力差が非常に大きくなるので、より多くの透析液がより速く血液内へ流入する。
【００２４】
図３および図４における、血液の圧力が透析液の圧力より大きい区間の面積（斜線領域）と、透析液の圧力が血液の圧力より大きい区間の面積（格子縞領域）とを比較しても、本発明に係る図４の場合、血液内の水分、電解質および不純物が透析液内へ拡散する現象、および透析液が血液内へ流入する現象がより速くて効果的に発生するだろうというのが分かる。すなわち、本発明に係る血液透析装置を用いると、血液透析フィルター１００の大きさおよび仕様を変更させることなく、血液透析フィルター１００内の血液と透析液間の圧力差を増大させることにより、より多くの血液をより速く透析させることができるという利点がある。
【００２５】
この際、前記血液圧力線と前記透析液圧力線とが完全なサインカーブを描く場合には血液圧力線と透析液圧力線との位相差が１８０度となるようにして血液の圧力が透析液の圧力より大きい区間の面積（斜線領域）と透析液の圧力が血液の圧力より大きい区間の面積（格子縞領域）を最大に増大させることにより、血液透析効率を最大に向上させることができる。ところが、実際に血液および透析液を加圧してみると、血液および透析液に圧力を加える時点では圧力線が急上昇し、血液および透析液に加えられた圧力が解除される時点では圧力線が緩やかに下降するので、図４に示したグラフのように一方にやや傾いた線図が現れる。
【００２６】
よって、使用者は、血液圧力線と透析液圧力線の形状に応じて２本の圧力線の位相差を１８０±４５度、すなわち１３５〜２２５度以内の範囲で適切に調整することが好ましい。この際、位相差の調整範囲を１８０±４５度に限定したことは、２本の圧力線の位相差が１３５度より小さいか或いは２２５度より大きい場合、血液の圧力が透析液の圧力より大きい区間の面積（斜線領域）と透析液の圧力が血液の圧力より大きい区間の面積（格子縞領域）が小さくなり、血液透析効率の増大効果が微々たるためである。
【００２７】
また、従来の血液透析装置は、血液と透析液間の圧力差が、血液と透析液が血液透析フィルター１００の内部を流動する過程で発生する自然的な圧力降下によって形成されるように構成されているので、血液と透析液間の圧力差を容易に増減させることができず、これにより血液透析量の調節に多くの難しさがあった。
【００２８】
ところが、本発明に係る血液透析装置は、供給手段、すなわち血液ポンプ５００および透析液ポンプ６００の駆動力を調節することにより、血液透析フィルター１００に流入する血液と透析液の圧力上昇値を調節することができるので、血液と透析液間の圧力差を容易に増減させることができ、これにより血液透析量を容易に調節することができるという利点がある。
【００２９】
また、前記血液透析フィルター１００内を通る血液と透析液は、血液透析フィルター１００の内部との摩擦などによる流動圧力降下が少しずつ発生するが、血液と透析液が同一の方向に流れる場合、例えば血液と透析液はいずれも血液透析フィルター１００の上側に流入して下側から流出する場合、血液と透析液はいずれも流動圧力降下が発生するので、血液と透析液との間には供給手段が印加する圧力分だけの圧力差が発生する。
【００３０】
ところが、前記血液と透析液が互いに反対方向に流動する場合、例えば、血液は血液透析フィルター１００の上側に流入して下側から流出し、透析液は血液透析フィルター１００の下側に流入して上側から流出する場合、血液と透析液との間には供給手段が印加する圧力分だけの圧力差、および流動圧力降下による区間別の圧力差（図３に示した圧力差）が同時に発生するので、血液透析効率がさらに向上するという利点がある。
【００３１】
したがって、前記血液透析フィルター１００は、血液の流動方向と透析液の流動方向が互いに反対となるように構成されることが好ましい。
【００３２】
図５は本発明に係る血液透析装置の実施例を示す概略図である。図６は本発明に係る血液透析装置に適用される供給手段の実施例を示す概略図である。
【００３３】
血液と透析液を血液透析フィルター１００へ供給するための供給手段は、図１に示すように、別途に区分された血液ポンプ５００と透析液ポンプ６００から構成されてもよく、図５に示すように、血液と透析液を交番に加圧させる複動ポンプ７００構造で構成されてもよい。
【００３４】
前記複動ポンプ７００は、図６に示すように、血液と透析液の流路上に一定量の血液と透析液が担持できる血液袋７１０および透析液袋７２０と、前記血液袋７１０と透析液袋７２０との間に取り付けられ、血液袋７１０と透析液袋７２０を交番に加圧する加圧部材７３０と、加圧されていた血液袋７１０および透析液袋７２０が元の状態に戻るとき、血液および透析液が逆流する現象を防止するために、血液と透析液の流路上にそれぞれ設置される逆止め弁７４０とを含んでなる。
【００３５】
前記血液袋７１０と透析液袋７２０は、外部から印加される力によって内部空間の大きさが小さくなれるように可撓性材質で製作されるため、前記加圧部材７３０によって加圧されるとき、より大きい圧力で血液と透析液を血液透析フィルター１００へ供給し、前記加圧部材７３０による加圧が解除されると、元の状態に戻るように構成される。
【００３６】
また、前記加圧部材７３０は、血液袋７１０と透析液袋７２０との間に位置する回転軸を中心として回転可能に構成され、一側には前記血液袋７１０と透析液袋７２０を加圧することが可能な突出部が設けられ、１回転する度に前記血液袋７１０と前記透析液袋７２０を各１回ずつ加圧するように構成される。すなわち、図６に示した状態で前記加圧部材７３０が１８０度回転すると、前記加圧部材７３０は血液袋７１０を加圧し、血液袋７１０を加圧した状態で１８０度さらに回転すると、さらに透析液袋７２０を加圧する。
【００３７】
このように前記加圧手段が図６に示した複動ポンプ７００から構成されると、単に加圧部材７３０を回転させる操作のみでも、血液と透析液を１８０度の周期で交番に加圧することができるので、別途の制御手段なしで、図４に示した形状の血液圧力線と透析液圧力線を得ることができる。
【００３８】
本実施例では、前記加圧手段が血液ポンプ５００と透析液ポンプ６００をそれぞれ別途に置いて血液透析フィルター１００内の血液と透析液の圧力を交番に上昇させる構造で構成される場合、および血液袋７１０と透析液袋７２０を交番に加圧することにより血液透析フィルター１００内の血液と透析液の圧力を交番に上昇させる構造で構成される場合についてのみ説明しているが、前記加圧手段は、本実施例で言及された構造に限定されず、血液透析フィルター１００内の血液と透析液の圧力を交番に上昇させることが可能な構造であれば、いずれの構造にも変更できる。
【００３９】
以上、本発明を好適な実施例によって詳細に説明したが、本発明の範囲は、特定の実施例に限定されるものではなく、添付された特許請求の範囲によって解釈されるべきであろう。また、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な修正および変形を加え得ることを理解すべきであろう。
【符号の説明】
【００４０】
１００：血液透析フィルター  
１１０：ハウジング
１１２：血液流入口   
１１４：血液流出口
１１６：透析液流入口
１１８：透析液流出口
１２０：透析膜
２００：純粋透析液タンク
３００：透析液回収タンク
４００：バランサー
５００：血液ポンプ
６００：透析液ポンプ
７００：複動ポンプ
【図１】
2011520500.tif 000003
【図２】
2011520500.tif 000004
【図３】
2011520500.tif 000005
【図４】
2011520500.tif 000006
【図５】
2011520500.tif 000007
【図６】
2011520500.tif 000008
【国際調査報告】
2011520500.tif 000009
2011520500.tif 000010