(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液を抜き出して、浄化後に返血する血液浄化装置において、
血液循環回路に、
血液を透析して老廃物を低減すると共に、外部から透析液を供給する血液浄化器と、
上記血液循環回路中の血液を輸送する血液ポンプと、
血液の凝固を抑制するための血液抗凝固剤を血液中に混入させる抗凝固剤注入装置と、
を少なくとも備え、
上記血液浄化器を、上記血液ポンプの上流側の陰圧下に配置し、
上記血液浄化器における上記透析液の供給ライン若しくは排出ラインから分岐した位置に、上記血液浄化器内に流入する血液量を変動させる血液量変動装置を、さらに備え、
当該血液量変動装置は、その内部から上記血液浄化器に液体を流入させる流入動作と、上記血液浄化器から当該血液量変動装置の内部に液体を引き込む引込動作とを繰り返し行うことを特徴とする血液浄化装置。
【請求項２】
前記引込動作によって前記血液浄化器から液体を引き込む引込速度は、前記流入動作によって前記血液浄化器に液体を流入させる流入速度よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の血液浄化装置。
【請求項３】
前記血液浄化器に液体を流入させる流入速度は、前記血液ポンプによって血液を送る速度以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の血液浄化装置。
【請求項４】
前記血液浄化器に液体を流入させる流入速度は、前記血液ポンプによって血液を送る速度より３０ｍｌ／ｍｉｎ以下の範囲で大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の血液浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液を浄化する血液浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液透析は、腎臓の血液浄化機能を人工的に行う方法として広く知られている。２００７年の世界の血液透析患者は、およそ２００万人にのぼるという報告があり、年々増加傾向にある。血液透析は、動脈から取り出した血液を、中空糸の集合体を備えたダイアライザに通して、血液内の老廃物を除去し、静脈に戻す操作を連続的に行う方法である。腎機能障害を持つ患者は、週に２，３回、通院して、所定時間、血液透析の治療を受ける必要がある。
【０００３】
図８は、典型的な血液浄化装置の一部の構成を示す図である。血液浄化装置２００は、前腕Ｐの動・静脈シャント（動脈と静脈とを手術によりつなげた部位）から動脈側ブラッドアクセス２１０を通じて取り出した血液を、血液ポンプ２２０、動脈側エアトラップチャンバー２３０、ダイアライザ２４０、静脈側エアトラップチャンバー２５０の順路で連続的に送り、静脈側ブラッドアクセス２６０を通じて、前腕Ｐの静脈に戻す回路構成を有する。動脈側ブラッドアクセス２１０および静脈側ブラッドアクセス２６０は、それぞれ、穿刺針などによって血液を取り出しおよび戻す箇所である。血液ポンプ２２０は、動・静脈シャントから血液を吸引して（矢印Ａ）、ダイアライザ２４０へ供給し、静脈に戻す（矢印Ｂ）ためのポンプであり、血液透析時には、矢印Ｃの方向にローラーを回転させる。動脈側エアトラップチャンバー２３０は、動脈側血液回路内の空気や血液凝固塊をダイアライザ２４０に入れないようにするためのものであり、静脈側エアトラップチャンバー２５０は、血液回路およびダイアライザ２４０内の空気や血液凝固塊を患者の体内に入れないようにするためのものである。ダイアライザ２４０は、多数の中空糸を有し、透析液を灌流させて、中空糸内部に流入する血液から老廃物を除去する機能を持つ。透析液は、注入ライン２４１から注入され（矢印Ｄ）、ダイアライザ２４０内を通って排出ライン２４２から出る（矢印Ｅ）。
【０００４】
動脈側ブラッドアクセス２１０と血液ポンプ２２０との間には、別のラインを分岐させて生理食塩水２１１を入れた生理食塩水用バッグ２１２をつなげる他、陰圧検出用ピロー２１３が配置されている。生理食塩水２１１は、血液透析前に、血液回路内の洗浄や空気の除去を目的として使用される。血液透析中、生理食塩水２１１の供給ラインは、鉗子２１４等によって閉じられている。陰圧検出用ピロー２１３は、血液ポンプ２２０の動作中に、血液ポンプ２２０の上流側が陰圧になり過ぎるとつぶれ、医療スタッフによる目視で過度の陰圧であるかどうかを確認するための器具である。また、血液ポンプ２２０と動脈側エアトラップチャンバー２３０との間には、抗凝固剤注入装置２２５が接続されている。抗凝固剤注入装置２２５は、血液抗凝固剤（ヘパリン等）２２６を入れたシリンジ２２７を備えており、モータ等の駆動手段を利用してシリンジ２２７のピストン部分を駆動し（矢印Ｆ）、シリンジ２２７内の血液抗凝固剤２２６を血液に注入する機構を備える。血液は、通常、大気に触れると、約１０分で凝固する。血液が凝固すると、ダイアライザ２４０内の中空糸が閉塞して透析効率が低下する。そして、凝固の波及度によっては、血液透析治療を中断しなければならない。かかる血液の凝固を有効に防止するため、血液抗凝固剤２２６が血液内に注入される。上述の血液浄化装置２００に代表される血液透析装置は、例えば、特許文献１，２にも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，０４２，７８４号公報
【特許文献２】米国特許第７，５３７，６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
血液抗凝固剤２２６は、患者に対して決して安全な薬剤ではなく、患者に、出血の増大や長期間の使用による脂質代謝異常などの合併症を誘発する。血液透析時において、血液は、一般的に、約２００ｍｌ／ｍｉｎの流速で血液浄化装置２００内を巡る。血液浄化装置２００内の血液ルートの総容量は、およそ１３０〜３００ｍｌである。このことから、理論的には、血液は、長くても１分３０秒で血液浄化装置２００の血液回路を経て体内に戻る計算となり、血液が体外に存在する時間は、凝固に要する１０分に比して極めて短い。
【０００７】
しかし、血液浄化装置２００の血液輸送経路には、血液が偏流あるいは滞留する多くの箇所が存在する。最も血液の偏流あるいは滞留が起きやすい箇所は、ダイアライザ２４０である。ダイアライザ２４０は、その内部に、内径約２００ミクロンの中空糸を多数備えており、その中に流入してくる血液にとって大きな抵抗となる箇所である。また、動脈側エアトラップチャンバー２３０および静脈側エアトラップチャンバー２５０は、血液と空気が接触する箇所であることから、血液の凝固が発生しやすい箇所である。血液の凝固塊をダイアライザ２４０あるいは患者の体内に流入するのを防止するため、動脈側エアトラップチャンバー２３０および静脈側エアトラップチャンバー２５０は、通常、図８に示すように、各下流底部にメッシュ２３１およびメッシュ２５１を備える。これらメッシュ２３１，２５１は、大きな血液凝固塊をトラップするには適しているものの、同時に、血液の流れを淀ませる一因にもなっている。この結果、動脈側エアトラップチャンバー２３０および静脈側エアトラップチャンバー２５０は、ダイアライザ２４０に次いで、血液の凝固が起きやすい箇所となっており、メッシュ２３１，２５１を通過した微細な血液凝固塊が、ダイアライザ２４０内および患者の体内に運ばれる危険性がある。加えて、陰圧検出用ピロー２１３内の内壁、血液ポンプ２２０によって扱かれるチューブの内壁などでも、血液の偏流あるいは滞留が生じやすい。このように、血液浄化装置２００内には、血液が偏流あるいは滞留する多くの箇所が潜在している。かかる理由から、たとえ短時間であっても、血液が血液浄化装置２００内にて凝固する環境が整っており、血液凝固を確実に防止するためには、患者の健康に悪影響を及ぼすリスクがあっても、過剰な血液抗凝固剤２２６を血液に混入させているのが現状である。
【０００８】
腎機能障害を持つ患者に対して血液透析を始めた当初は、患者の余命を精々１〜２年程度長くできるに留まっていたが、現在では、血液透析をはじめとする医療技術の進歩により、血液透析を行うことによって、１０年、２０年あるいはそれ以上の長期間にわたって患者を延命できるようになってきた。このような状況下では、血液抗凝固剤２２６を長年使用することによる合併症の発生リスクを無視できなくなり、血液抗凝固剤２２６を極力減らす必要性が生じてきた。その一方で、血液抗凝固剤２２６を減らすと、血液凝固の抑制が難しくなり、ダイアライザ２４０の透析効率が低下するという本質的な問題が生じる。したがって、現在使用されている上述のような血液浄化装置２００の構成では、合併症のリスクを抱えながらも、血液抗凝固剤２２６を減らすことができないのが現状である。
【０００９】
本発明は、かかる問題を解消すべくなされたものであって、血液抗凝固剤を低減可能な血液浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の血液浄化装置の一実施形態は、血液を抜き出して、浄化後に返血する血液浄化装置において、血液循環回路に、血液を透析して老廃物を低減すると共に、外部から透析液を供給する血液浄化器と、血液循環回路中の血液を輸送する血液ポンプと、血液の凝固を抑制するための血液抗凝固剤を血液中に混入させる抗凝固剤注入装置とを少なくとも備え、血液浄化器を、血液ポンプの上流側の陰圧下に配置し、血液浄化器における透析液の供給ライン若しくは排出ラインから分岐した位置に、血液浄化器内に流入する血液量を変動させる血液量変動装置を、さらに備え、当該血液量変動装置により、その内部から前記血液浄化器に液体を流入させる流入動作と、血液浄化器から当該血液量変動装置の内部に液体を引き込む引込動作とを繰り返し行う。
【００１１】
本発明の血液浄化装置の別の実施形態は、さらに、上述の引込動作によって血液浄化器から液体を引き込む引込速度を、流入動作によって血液浄化器に液体を流入させる流入速度よりも小さくすることもできる。
【００１２】
本発明の血液浄化装置の別の実施形態は、さらに、血液浄化器に液体を流入させる流入速度を、血液ポンプによって血液を送る速度以下とすることもできる。
【００１３】
本発明の血液浄化装置の別の実施形態は、血液浄化器に液体を流入させる流入速度を、血液ポンプによって血液を送る速度より３０ｍｌ／ｍｉｎ以下の範囲で大きくすることもできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、血液抗凝固剤を低減しても血液浄化機能を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る血液浄化装置の主要部の構成を示す。
【図２】図２は、図１に示すダイアライザの内部に配置される中空糸の膜内外の物質の交換状況を模式的に示す。
【図３】図３は、図１に示すダイアライザと、それと接続される透析液供給装置とを示す。
【図４】図４は、第二の実施の形態に係る血液浄化装置に接続する血液量変動装置の必要性を説明するための図である。
【図５】図５は、第二の実施の形態に係る血液浄化装置の主要部の構成を示す。
【図６】図６は、図５に示す血液浄化装置の血液量変動装置とダイアライザとの間の液体の入出流速の経時変化の一例を示すグラフである。
【図７】図７は、図６に示す入出流速の経時変化を実行したときに、ダイアライザに流入する血液流速の経時変化の一例を示すグラフである。
【図８】図８は、従来の血液浄化装置の主要部の構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の血液浄化装置の各実施の形態について説明する。
【００１７】
（１．第一の実施の形態）
【００１８】
図１は、本発明の第一の実施の形態に係る血液浄化装置の主要部の構成を示す。
【００１９】
本発明の第一の実施の形態に係る血液浄化装置１は、抜血口となる動脈側ブラッドアクセス１０から矢印Ａ方向に血液を抜いた後、浄化を行い、返血口となる静脈側ブラッドアクセス５０に対して矢印Ｂ方向に浄化後の血液を戻す血液循環回路２を備える。血液浄化装置１の血液循環回路２は、血液の透析を行う血液浄化器の一例であるダイアライザ２０と、血液を輸送するための血液ポンプの一例であるローラーポンプ３０と、血液の凝固を抑制するための血液抗凝固剤６２を血液中に混入させる抗凝固剤注入装置６０とを少なくとも備え、好適には、血液中の空気や血液凝固塊を除去するための空気除去装置４０を、さらに備える。ダイアライザ２０は、ローラーポンプ３０の上流側にあって、陰圧下にて血液の透析動作を行うように、配置される。
【００２０】
血液浄化装置１のさらなる詳細な構成は、次の通りである。血液浄化装置１は、動脈側ブラッドアクセス１０から静脈側ブラッドアクセス５０に向かって、順に、ダイアライザ２０、ローラーポンプ３０、空気除去装置４０を接続し、動脈側ブラッドアクセス１０とダイアライザ２０との間に分岐管１６を介して、抗凝固剤注入装置６０を配置する。動脈側ブラッドアクセス１０と分岐管１６との間の流路１５、分岐管１６とダイアライザ２０の血液流入口との間の流路１７、ダイアライザ２０の血液排出口と空気除去装置４０との間の流路３５および空気除去装置４０と静脈側ブラッドアクセス５０との間の流路４５は、塩化ビニル製の軟質チューブにて、好適に構成される。ローラーポンプ３０は、流路３５の途中にて、流路３５の周囲を挟持するように配置される。
【００２１】
次に、血液循環回路２に配置される各装置について説明する。
【００２２】
１．ブラッドアクセス
動脈側ブラッドアクセス１０は、患者の体の一部（好ましくは、前腕）Ｐの動脈と静脈とを手術にてつなげた動・静脈シャントと称する部分に穿刺針を刺して形成される抜血口である。静脈側ブラッドアクセス５０は、前腕Ｐの静脈に穿刺針を刺して形成される返血口である。
【００２３】
２．ダイアライザ
図２は、図１に示すダイアライザの内部に配置される中空糸の膜内外の物質の交換状況を模式的に示す。図３は、図１に示すダイアライザと、それと接続される透析液供給装置とを示す。
【００２４】
ダイアライザ２０は、その中心部分に多くの中空糸７０を集積させて形成される血液流路と、血液流路の外側に形成される透析液流路とを備える。図２に拡大して示す１本の中空糸７０は、内径約２００μｍ、膜厚１５〜４５μｍの透析膜であり、その透析膜に多くの細孔７１を有する。ダイアライザ２０内に流入した血液中の老廃物８２は、中空糸７０の内部から透析膜の細孔７１を通じて透析液流路に排出される。一方、細孔７１より大きな血球８０やタンパク質８１等は、細孔７１から排出されない。透析液流路には、透析液が存在し、老廃物８２は、透析液によってダイアライザ２０の外に排出される。ダイアライザ２０の透析液流路は、図１に示すように、透析液流入路２１と透析液排出路２２とを接続している。
【００２５】
図３に示すように、ダイアライザ２０の外部に配置される透析液供給装置９０から供給される透析液は、矢印Ｄで示すように透析液流入路２１からダイアライザ２０の透析液流路に入り、矢印Ｅで示すように透析液排出路２２から排出される。この実施の形態では、図２に示すように、透析液流路における透析液の流れる方向（矢印Ｉの方向）は、血液流路の血液の流れる方向（矢印Ｈの方向）と逆方向であるが、同方向とすることもできる。このように、ダイアライザ２０およびこれに接続される透析液供給装置９０により、血液中の老廃物８２を除去して血液の浄化を行うことができる。なお、透析液の流路の所定箇所（この実施の形態では、透析液排出路２２）には、圧力計９１が接続されている。圧力計９１により、透析液流入路２１、透析液排出路２２、透析液供給装置９０内の透析液流路内、あるいはダイアライザ２０内の圧力をモニタすることができる。
【００２６】
３．ローラーポンプ
ローラーポンプ３０は、流路３５の途中に配置され、流路３５の一部を挟持して矢印Ｃ方向に回転部を回転することにより、流路３５を扱く動作を行う。この結果、ローラーポンプ３０を基準としてダイアライザ２０の側を陰圧に、空気除去装置４０の側を陽圧にして、血液を動脈側ブラッドアクセス１０から静脈側ブラッドアクセス５０に向かって強制的に輸送することができる。
【００２７】
４．空気除去装置
空気除去装置４０は、血液中の空気および血液凝固塊を除去する機能を有し、血液循環回路２のいずれかの箇所で血液中に空気および血液凝固塊が混入した場合でも、患者に返血する前に、それらを確実に取り除くことができる。血管内に空気が混入すると患者の生命が脅かされるため、安全上の措置をとる必要からである。空気除去装置４０は、その内部の下層に血液を、上層に空気層を有する。空気除去装置４０は、当該空気層の上方に、シリンジ（図示省略）と連接される接続管４１を備える。このため、空気除去装置４０の内部に入った血液に空気が含まれていても、その空気は、空気層によりトラップされ、血液と分離される。また、空気除去装置４０の下方は、メッシュ４２を経由して流路４５に接続している。メッシュ４２は、血液凝固塊を除去するためのフィルタに相当する部分である。血液循環回路２中のいずれかの箇所、特に空気と血液とが接触する機会にもなる空気除去装置４０で形成される血液凝固塊を、流路４５以後の下流側に輸送するのを抑制する必要からである。
【００２８】
５．抗凝固剤注入装置
抗凝固剤注入装置６０は、血液抗凝固剤（好適には、ヘパリン）６２を入れたシリンジ６１と、シリンジ６１のピストン側を駆動する駆動装置（例えば、モータ）とを備える。駆動装置は、シリンジ６１のピストンを矢印Ｆの方向に駆動して、血液抗凝固剤６２を血液循環回路２内に注入することができる。血液抗凝固剤６２は、血液循環回路２内（特に、ダイアライザ２０内）での血液凝固を抑制し、血液浄化を効果的に行うために必要な薬剤である一方、長期間の血液浄化治療を行う患者に対して合併症等のリスクをもたらす。このため、血液抗凝固剤６２は、できるだけ少なくするのが好ましい。この実施の形態では、血液抗凝固剤６２の使用量は、通常よりも２０〜３０％程度少なくすることができる。
【００２９】
次に、ダイアライザ２０をローラーポンプ３０の上流側であって陰圧下に配置することにより奏する特有の効果について説明する。
【００３０】
Ａ．血液抗凝固剤の低減
図１に示すように、ダイアライザ２０よりも上流側には、分岐管１６から先に抗凝固剤注入装置６０を接続するのみで、他の器具あるいは装置を接続していない。このため、ダイアライザ２０の上流側で血液の偏流あるいは淀みが極めて生じにくい。この結果、特にダイアライザ２０の上流側で血液凝固が生じにくく、ダイアライザ２０の中空糸７０での閉塞が起きにくい。また、ダイアライザ２０の下流側には、ローラーポンプ３０と、空気除去装置４０とを接続しているだけなので、図１に示す血液浄化装置１は、図８に示す従来の血液浄化装置２００に比べ、シンプルな構成である。このため、ダイアライザ２０の下流側でも血液凝固が生じにくくなっている。したがって、血液抗凝固剤６２は、従来よりも少なくて済む。具体的には、血液抗凝固剤６２の使用量は、従来よりも２０〜３０％少なくて済む。
【００３１】
Ｂ．ファウリング現象の抑制
ファウリング現象とは、中空糸７０の透析膜に分布する細孔７１が、血液中のたんぱく質成分によって目詰まりを起こす現象をいう。ファウリング現象が生じると、血液中の老廃物８２や水分の除去が効果的に行われなくなり、血液浄化機能の低下につながる。図１に示すように、ダイアライザ２０の下流側にローラーポンプ３０を配置して、陰圧下でダイアライザ２０を使用すると、従来と異なり、血液は、上流側からダイアライザ２０内に吐出されるのではなく、下流側から吸引される。この結果、血液が中空糸７０の内部から細孔７１を介して外部に流れる力が抑制され、ファウリング現象を軽減でき、細孔７１の目詰まりが生じにくくなる。よって、血液浄化効率を高く維持できる。
【００３２】
Ｃ．老廃物の効果的な除去作用
血液中には、アルブミンというたんぱく質が存在している。アルブミンは、生体内のような陽圧下では、血液中の老廃物８２の一部と吸着している。このため、中空糸７０の細孔７１から老廃物８２を除去しにくい。しかし、陰圧下では、老廃物８２はアルブミンと分離しやすいため、老廃物８２を効果的に除去することが期待できる。
【００３３】
Ｄ．圧力異常の検出と自動停止の容易化
図８に示す従来の血液浄化装置２００には、陰圧検出用ピロー２１３が接続されている。血液ポンプ２２０によって上流側が過陰圧になると、血液の輸送が困難となる。かかる状況を防止するため、陰圧検出用ピロー２１３を血液循環回路中に配置し、過陰圧になっているかどうかを、陰圧検出用ピロー２１３のつぶれ具合で目視できるようにしている。過陰圧時の対応は、医療スタッフが手動で行っているのが現状である。
【００３４】
これに対して、図１に示す血液浄化装置１には、陰圧検出用ピロー２１３を接続しなくても、ダイアライザ２０の透析液の流路に取り付けている圧力計９１によって、ローラーポンプ３０の上流側の過陰圧をモニタすることができる。加えて、所定の圧力以下になると、警報あるいはローラーポンプ３０の停止等の自動処置を行うようにすることもできる。
【００３５】
（２．第二の実施の形態）
【００３６】
次に、先に説明した第一の実施の形態に係る血液浄化装置に、血液浄化器内に流入する血液量を変動させる機能を有する血液量変動装置を接続した第二の実施の形態に係る血液浄化装置について説明する。なお、第二の実施の形態に係る血液浄化装置は、第一の実施の形態に係る血液浄化装置と多くの共通部分を備えているため、当該共通部分には同じ符号を付し、その重複説明を適宜省略する。
【００３７】
図４は、第二の実施の形態に係る血液浄化装置に接続する血液量変動装置の必要性を説明するための図である。
【００３８】
図４に、第二の実施の形態に係る血液浄化装置の一構成部材であるダイアライザ２０の血液流入側の内部Ｘを拡大して示す。ダイアライザ２０は、血液流入側および血液排出側の両端部に、中空糸７０の束を覆うブラッドポート１１０を備える。血液流入側を例に説明すると、ブラッドポート１１０は、血液流入側を小径に、中空糸７０の束の側を大径にそれぞれ開口する漏斗形状を有する。流路１７からダイアライザ２０に入った血液は、ブラッドポート１１０内部で広がり、中空糸７０の束に入る（矢印Ｈの方向）。中空糸７０の束の外側は、筒形状の容器（図示省略）に覆われ、その筒形状の容器の外壁とブラッドポート１１０の内壁との間にはＯリング等によりシールされている。このようなシール構造を採る必要から、ブラッドポート１１０の開口部は、中空糸７０の束よりも少し大きく構成されている。
【００３９】
図４に示すように、ブラッドポート１１０の内部から中空糸７０の束に向かう血液は、主に、点線で示す境界１１１よりも内部の領域１１２において、層流を形成する傾向にある。一方、境界１１１よりも外側の領域１１３では、血液は、当該領域１１３に流れ込むものの、スムーズに中空糸７０の束へと流れにくく、そこで滞留しやすい。滞留した血液は、特に、領域１１３の下流末端部分で凝固しやすい。凝固し若しくは凝固しかけた塊状血液１１４は、中空糸７０の束の方に延出し、中空糸７０の開口部分に付着する。この結果、中空糸７０の一部が閉塞し、血液浄化機能が低下する。これを回避するためには、ブラッドポート１１０の開口部が中空糸７０の束から飛び出した部分（図４のＪ）をできる限り小さくするのが好ましい。しかし、当該部分を完全に除くことは難しいのが現状である。第二の実施の形態に係る血液浄化装置は、かかる問題を解決するものであり、ダイアライザ２０の血液浄化機能を、良好に維持することができる。
【００４０】
図５は、第二の実施の形態に係る血液浄化装置の主要部の構成を示す。
【００４１】
第二の実施の形態に係る血液浄化装置１００は、先に説明した第一の実施の形態に係る血液浄化装置１に、血液量変動装置１２０を加えた装置である。血液量変動装置１２０は、ダイアライザ２０への血液流入量を変動させる機能を有し、好適には、透析液の供給ラインである透析液流入路２１に接続される分岐管１１９を介して取り付けられる。血液量変動装置１２０は、シリンジ１２１と、シリンジ１２１のピストン１２２を駆動する駆動装置（例えば、モータ）とを備える。駆動装置は、シリンジ１２１のピストン１２２を矢印Ｋで示す双方向に往復駆動可能に制御されている。当該往復駆動により、血液量変動装置１２０を構成するシリンジ１２１と、ダイアライザ２０内における透析液の存在する領域（各中空糸７０の外側領域）との間で、透析液、水等を含む液体１２３を、矢印Ｌで示す双方向に送ることができる。液体１２３は、中空糸７０の透過膜を介して中空糸７０の内外双方向に移動可能である。このため、血液量変動装置１２０による液体１２３の引込動作と流入動作により、中空糸７０を流れる血液流速を変動させることができる。
【００４２】
ここで、透析液供給装置９０（図３参照）から４００ｍｌ／ｍｉｎの流速にて透析液がダイアライザ２０に供給され、ダイアライザ２０から同流速にて透析液が排出されるケースにより、血液量変動装置１２０の動作を説明する。ローラーポンプ３０は、２００ｍｌ／ｍｉｎの流速にて血液を送っているものとする。この状態で、駆動装置によって５０ｍｌ／ｍｉｎの引込速度でシリンジ１２１内に液体１２３を引き込むようにピストン１２２を引くと、ダイアライザ２０内の血液には、中空糸７０の内部から外側に向かって５０ｍｌ／ｍｉｎの引込速度に相当する圧力が加わる。ローラーポンプ３０の血液を送る流速は２００ｍｌ／ｍｉｎに維持されているため、ダイアライザ２０に流入する血液の流速は、血液量変動装置１２０によって液体１２３を引き込む引込速度５０ｍｌ／ｍｉｎと、ローラーポンプ３０によって血液を送る流速２００ｍｌ／ｍｉｎと、を加えた２５０ｍｌ／ｍｉｎになる。
【００４３】
次に、駆動装置によって２００ｍｌ／ｍｉｎの流入速度でシリンジ１２１側からダイアライザ２０に向けて液体１２３を流入させるようにピストン１２２を押し込むと、ダイアライザ２０内の血液には、中空糸７０の外側から内部に向かって２００ｍｌ／ｍｉｎの流入速度に相当する圧力が加わる。ローラーポンプ３０の血液を送る流速は２００ｍｌ／ｍｉｎに維持されているため、ダイアライザ２０に流入する血液の流速は、ローラーポンプ３０によって血液を送る流速２００ｍｌ／ｍｉｎから、血液量変動装置１２０から液体１２３を流入する流入速度２００ｍｌ／ｍｉｎを差し引いた０ｍｌ／ｍｉｎになる。すなわち、動脈側ブラッドアクセス１０からダイアライザ２０内への血液の流入が停止する。
【００４４】
血液量変動装置１２０により、液体１２３の引込動作と流入動作とを交互に繰り返すと、動脈側ブラッドアクセス１０からダイアライザ２０内への血液の流速は、２５０ｍｌ／ｍｉｎと０ｍｌ／ｍｉｎとを交互に繰り返す。
【００４５】
図６は、図５に示す血液浄化装置の血液量変動装置とダイアライザとの間の液体の入出流速の経時変化の一例を示すグラフである。図６では、液体をダイアライザ側に送る方向の流入速度をプラスとし、その逆方向の引込速度をマイナスで縦軸に示している。図７は、図６に示す入出流速の経時変化を実行したときに、ダイアライザに流入する血液流速の経時変化の一例を示すグラフである。図６および図７では、縦軸をＶ（ｍｌ／ｍｉｎ）で、横軸をＴ（ｓｅｃ）で、それぞれ示している。
【００４６】
図６に示すように、液体１２３の引込速度が５０ｍｌ／ｍｉｎになるようにピストン１２２を時間Ｔ１（ｓｅｃ）だけ引き、続いてダイアライザ２０内への液体１２３の流入速度が２００ｍｌ／ｍｉｎになるようにピストン１２２を時間Ｔ２（ｓｅｃ）だけ押し込み、これを交互に繰り返す。すると、動脈側ブラッドアクセス１０からダイアライザ２０に流入する血液の流速は、図７に示すように、２５０ｍｌ／ｍｉｎを時間Ｔ１（ｓｅｃ）、続いて０ｍｌ／ｍｉｎを時間Ｔ２（ｓｅｃ）とする一種のパルス変動を生じる。もし、ダイアライザ２０内への液体１２３の流入速度を１５０ｍｌ／ｍｉｎにすると、ダイアライザ２０に流入する血液の流速は、０ｍｌ／ｍｉｎではなく、５０ｍｌ／ｍｉｎにすることができる。このように、血液量変動装置１２０による液体１２３の引込動作および流入動作を交互に行うことにより、ダイアライザ２０内に流入する血液の流速をパルス変動させることができる。ここで、引込動作と流入動作の具体例を挙げる。いま、ローラーポンプ３０による血液流速を２００ｍｌ／ｍｉｎ、ピストン１２２の１ストローク当たりの変動容積を１００ｍｌとする。流入速度を２００ｍｌ／ｍｉｎとし、引込速度を６０ｍｌ／ｍｉｎに設定する場合（引込速度は血液流速の３０％に相当）、流入動作は、ピストン１２２を、３０秒間（Ｔ２＝３０ｓｅｃ）、定速にてシリンジ１２１内に向けて押し込み、液体１２３をダイアライザ２０内に流入させる動作となる。また、引込動作は、ピストン１２２を、１００秒間（Ｔ１＝１００ｓｅｃ）、定速にてシリンジ１２１から引き、液体１２３をシリンジ１２１内に引き込む動作となる。ピストン１２２の１ストローク当たりの変動容積およびピストン１２２の動作の１回当たりの時間（頻度）は、種々変更可能であるが、好適な変動容積は３０〜１００ｍｌ／ストローク、好適な頻度は０．５〜３ｍｉｎ／回である。
【００４７】
ダイアライザ２０内に流入する血液の流速変動は、ダイアライザ２０の血液流入側のブラッドポート１１０内部の血液に乱流を生じさせ、これによって、ブラッドポート１１０内の外側の領域１１３に滞留していた血液を拡散させ、血液凝固を抑制する効果が得られる。
【００４８】
血液量変動装置１２０の引込動作によってダイアライザ２０から液体１２３を引き込む引込速度は、その逆方向の流入動作によってダイアライザ２０に液体１２３を流入させる流入速度よりも小さいのが好ましい。液体１２３の引込速度を小さくし、かつ液体１２３のダイアライザ２０への流入速度をより大きくすると、ダイアライザ２０内の血液の粘度を過度に上げず、かつブラッドポート１１０内の血液を乱す効果をより高めることができるからである。ダイアライザ２０内の血液の粘度を過度に上げないようにするには、液体１２３の引込速度を、ローラーポンプ３０によって血液を送る速度の３０％以下にするのが好ましい。これに対して、ダイアライザ２０内への液体１２３の流入速度は、ローラーポンプ３０によって血液を送る速度を超えない範囲で、引込速度よりも比較的大きくすることが可能である。ただし、ダイアライザ２０内の血液を過度に増粘させず、かつブラッドポート１１０内の血液を乱すことができる条件下で、引込速度と流入速度を同速度、あるいは引込速度の方を大きくすることも可能である。
【００４９】
なお、血液量変動装置１２０は、透析液の供給ラインである透析液流入路２１ではなく、透析液の排出ラインである透析液排出路２２に接続しても同一の効果を得ることができる。
【００５０】
図８に示す従来の血液浄化装置２００において、液体１２３の入出動作を採用することも考えられる。血液浄化装置２００は、ダイアライザ２４０の上流側に血液ポンプ２２０を備え、血液流速を一定に維持している。このため、ダイアライザ２４０の血液流入口近傍で、液体１２３の流入動作と引込動作を交互に繰り返しても、血液流入口のブラッドポート部分での血液流速は変化しない。また、液体１２３の流入速度が大きいと、静脈側ブラッドアクセス２６０に返血される速度が大きくなり過ぎ、静脈破裂等の危険性がある。
【００５１】
これに対して、第二の実施の形態に係る血液浄化装置１００では、ローラーポンプ３０をダイアライザ２０の下流側に配置しているので、血液量変動装置１２０によって引込動作と流入動作とを交互に行っても、ローラーポンプ３０より下流側の血液流速は、その影響を受けずに一定に保たれる。このため、液体１２３の入出動作による血液流速の変動幅を大きくとっても、患者に対して静脈破裂などのリスクを負わせなくて済む。ただし、血液量変動装置１２０からダイアライザ２０内への液体１２３の流入速度が大きすぎると、抜血量が減少し、老廃物８２の除去に支障が生じる。このような可能性を確実に排除するためには、先に述べたように、血液量変動装置１２０によるダイアライザ２０内への液体１２３の流入を、ローラーポンプ３０により血液を送る速度を超えない範囲で行うのが好ましい。かかる範囲で液体１２３をダイアライザ２０内に流入させている限り、動脈側ブラッドアクセス１０からダイアライザ２０への血液の流入に支障は生じない。
【００５２】
その一方で、ダイアライザ２０に液体１２３を流入させる流入速度は、ローラーポンプ３０によって血液を送る速度より３０ｍｌ／ｍｉｎ以下の範囲で大きくすることも可能である。前述のように、ダイアライザ２０への液体１２３の流入速度を大きくすることは抜血量の減少を招く可能性があるので、通常、好ましくない。しかし、抜血量の大幅な減少を招かないように、流入速度をローラーポンプ３０による血液流速よりも３０ｍｌ／ｍｉｎ以下の範囲で大きくすることにより、ブラッドポート１１０内の血液をダイアライザ２０の入口方向に少し戻し、血液凝固を有効に防止することも可能である。
【００５３】
次に、血液量変動装置１２０を接続することにより得られる特有の効果について説明する。
【００５４】
Ａ．血液凝固の抑止
既述のように、ダイアライザ２０の血液流入側のブラッドポート１１０内にて血液の滞留が生じにくくなるため、血液凝固によるダイアライザ２０内の中空糸７０の閉塞も生じにくくなる。
【００５５】
Ｂ．血液浄化機能の維持
各中空糸７０の透析膜に対して、その外側から内部、内部から外側へと交互に圧力が加えられることにより、各中空糸７０の透析膜に存在する細孔７１の目詰まり（ファウリング現象）が生じにくくなる。この結果、ダイアライザ２０の血液浄化機能を、長期間、良好に維持することが可能となる。
【００５６】
Ｃ．ダイアライザの再使用の容易化
ダイアライザ２０内の中空糸７０のファウリング現象を抑制できると、同一患者の使用を前提とするダイアライザ２０の再使用処理（洗浄、滅菌、一部の交換等）も容易になる。この結果、再使用コストの低減、加えて医療従事者の感染リスク等も低減可能になる。
【００５７】
（３．その他の実施の形態）
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は、その目的を達成する趣旨に逸脱しない範囲で、種々変形を施して実施可能である。
【００５８】
例えば、ローラーポンプ３０以外の血液ポンプを用いることもできる。血液抗凝固剤６２には、ヘパリン以外の薬剤を用いることもできる。抗凝固剤注入装置６０は、シリンジ６１を備えるタイプではなく、輸液バッグのような形態であって、血液抗凝固剤６２の注入量を調整できるものとしても良い。空気除去装置４０以外の形態を有する手段にて、血液中に混在する空気を除去しても良い。例えば、流路３５よりも径を大きくし、かつ上方に空気を貯留できる風船のような形態を有する部材を、血液循環回路２中に接続しても良い。
【００５９】
血液量変動装置１２０の形態は、シリンジ１２１を備えるものに限定されず、液体１２３をダイアライザ２０側に流入させ、そしてダイアライザ２０側から液体１２３を引き込むことができる限り、如何なる形態であっても良い。
【実施例】
【００６０】
次に、本発明の血液浄化装置を用いた好適な実施例について、比較例との比較を行いながら説明する。
【００６１】
＜実施例１＞
前述の実施の形態において説明した図１に示す血液浄化装置１の構成と同様の構成になるように、ダイアライザ２０としての旭化成クラレメディカル株式会社製の透析器（品名：  ＡＰＳ−２５ＳＡ、透析膜面積：２．５ｍ２）と、東レ・メディカル株式会社製の血液回路Ｈ−７０２ＦＢＸを利用し組み直したものとを連結した。ダイアライザ２０の上流側には、ニプロ株式会社製の血液抗凝固剤ヘパリンＮａ透析用５００単位／ｍｌを入れたシリンジ２０ｍｌを接続した。また、東レ・メディカル株式会社製の透析患者監視装置（品名：  ＴＲ−３０００）を用いた。体重１２３．７ｋｇの被検者を対象とし、血液流量（流量の設定値）：１６０ｍｌ／ｍｉｎ、透析液流量：４００ｍｌ／ｍｉｎ、透析時間：８時間、ヘパリンＮａの注入量：初回量：５００単位、持続量：１４００単位／ｈｒ（＝２．８ｍｌ／ｈｒ）の条件にて、血液透析を行った。
【００６２】
＜比較例１＞
前述の図８に示す血液浄化装置２００の構成と同様の構成になるように、ダイアライザ２４０としての旭化成クラレメディカル株式会社製の透析器（品名：  ＡＰＳ−２５ＳＡ、透析膜面積：２．５ｍ２）と、東レ・メディカル株式会社製の血液回路Ｈ−７０２ＦＢＸとを連結し、ダイアライザ２４０と、血液ポンプ２２０との間に、ニプロ株式会社製の血液抗凝固剤ヘパリンＮａ透析用５００単位／ｍｌを入れたシリンジ２０ｍｌを接続した。また、透析患者監視装置には、実施例１と同じ装置を用いた。透析条件は、ヘパリンＮａの注入量を、初回量：５００単位、持続量：１８００単位／ｈｒ（＝３．６ｍｌ／ｈｒ）の条件とし、持続量のみを実施例１に比較して約２２％多くした以外、実施例１と同じ条件とした。
【００６３】
＜実施例１と比較例１の評価結果＞
実施例１および比較例１の透析評価は、透析前後のα１マイクロＧＬＢ（分子量：３３０００）の下降率（％）を基準に行った。
【００６４】
その結果、実施例１では、透析前のα１マイクロＧＬＢが１３３．７ｍｇ／ｄｌ、透析後のα１−マイクロＧＬＢが１２１．７ｍｇ／ｄｌであり、透析前後の下降率は、約９．０％であった。これに対して、比較例１では、透析前のα１マイクロＧＬＢが１３８．７ｍｇ／ｄｌ、透析後のα１−マイクロＧＬＢが１２８．０ｍｇ／ｄｌであり、透析前後の下降率は、約７．７％であった。この結果は、実施例１の方が比較例１よりも少ないヘパリンＮａ注入量であっても、血液透析におけるα１マイクロＧＬＢの除去効率が高いことを意味している。したがって、実施例１の血液浄化装置の場合には、支障なく血液抗凝固剤を低減することができると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、血液を浄化する装置として、例えば、血液透析、血漿交換の各処理を行う装置として利用できる。
【符号の説明】
【００６６】
１  血液浄化装置
２  血液循環回路
２０  ダイアライザ（血液浄化器）
２１  透析液流入路（透析液の供給ライン）
２２  透析液排出路（透析液の排出ライン）
３０  ローラーポンプ（血液ポンプ）
４０  空気除去装置
６０  抗凝固剤注入装置
６２  血液抗凝固剤
１２０  血液量変動装置
１２３  液体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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