(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液処理装置であって、
血液処理コンポーネントと、
患者と前記血液処理コンポーネントとの間で、血液を輸送する血液ラインと、
前記血液処理装置をモニターおよび／または制御する少なくとも２つのコントロールユニット
を備え、
前記少なくとも２つのコントロールユニットが主コンピュータおよび補助コンピュータを備えた血液処理装置において、
前記少なくとも２つのコントロールユニットの前記主コンピュータが、主バスを介して、相互に接続され、前記少なくとも２つのコントロールユニットの前記補助コンピュータが、補助バスを介して、相互に接続されており、
前記主コンピュータと前記補助コンピュータとの間が、前記少なくとも２つのコントロールユニット内で、通信接続され、
テーブルが、前記少なくとも２つのコントロールユニットの各々の前記主コンピュータおよび／または補助コンピュータ内に記憶され、前記少なくとも２つのコントロールユニットのそれぞれで生じるエラーケースおよび／もしくはバス通信接続に起因して生じるエラーケースならびに／またはコントロールユニットのそれぞれが受けたエラーメッセ−ジが、前記テーブル内に含まれたエラー処理ルーチンに割り当てられ、
前記少なくとも２つのコントロールユニットの各々の前記主コンピュータおよび／または補助コンピュータが、エラーケースが生じ、および／または、エラーメッセージが受け取られて、前記エラーケースおよび／またはエラーメッセージが割り当てられた前記エラー処理ルーチンがエラーメッセージを供給すると、ただちに、前記エラーメッセ−ジをそれぞれのバス上におくように構成された
ことを特徴とする血液処理装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つのコントロールユニットの前記主コンピュータおよび／または補助コンピュータが、センサ要素および／または制御要素に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の血液処理装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのコントロールユニットの前記主コンピュータおよび／または補助コンピュータが、患者の生命にかかわる複数のコンポーネントをモニターする前記センサ要素および／または患者の生命にかかわる複数のコンポーネントを制御する前記制御要素に並列に接続されたことを特徴とする請求項１または２に記載の血液処理装置。
【請求項４】
前記少なくとも２つのコントロールユニットの一方の前記主コンピュータと補助コンピュータが異なる結果を与えたときに、アラーム信号がトリガーされるように構成されたことを特徴とする請求項３に記載の血液処理装置。
【請求項５】
あるエラーが発生したとき、コントロールユニットのそれぞれが、それに割り当てられた制御要素によって、独立して、血液処理に危険がないステータスに切り換えるように、前記エラー処理ルーチンが設計されたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の血液処理装置。
【請求項６】
血液処理装置が透析装置によって構成され、操作ユニット、油圧ユニットおよびファンクションユニットが、コントロールユニットとして、設けられたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の血液処理装置。
【請求項７】
ディスプレイスクリーンおよびキーボードが、前記操作ユニットの主コンピュータに接続され、ステータスディスプレイおよび外部インターフェースが、前記操作ユニットの補助コンピュータに接続されたことを特徴とする請求項６に記載の血液処理装置。
【請求項８】
制御油圧ユニットが、透析液処理デバイスと、バランスユニットと、限外濾過デバイスとを含んだことを特徴とする請求項６または７に記載の血液処理装置。
【請求項９】
光学的検出器と、動脈圧力センサと、静脈圧力センサと、エアセンサと、血液ポンプと、ヘパリンポンプと、静脈クランプとが、前記ファンクションユニットに接続されたことを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載の血液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液処理装置に関するものであり、さらに詳細には、血液処理コンポーネントと、患者と血液処理コンポーネントとの間で、血液を輸送する血液ラインと、血液の輸送および／または血液の処理をモニターし、制御する複数のコントロールユニットを備え、少なくとも２つのコントロールユニットが、主コンピュータと補助コンピュータを構成する血液処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
透析装置や、血液濾過装置、血液分離装置が、血液処理装置として、知られている。したがって、透析器、血液フィルター、プラズマフィルター、吸着材、血液遠心分離機などが、血液処理コンポーネントとして用いられる。
【０００３】
ドイツ特許第３７  ３６  ７１２  Ｃ２は、一般的な血液浄化装置を開示している。既知の血液浄化装置にあっては、種々のパラメータ（たとえば、組成、温度および透析液のスループット）が、種々のコントロールデバイスあるいはコントロール要素（たとえば、ポンプ、ヒーター、バルブおよび圧力レギュレータ）によって、制御および／または管理され、適当なセンサ（たとえば、温度センサ、圧力センサ、空気泡センサ）によって、モニターされる。個々のコントロールユニットの機能を保証することがきわめて重要である。そうでないと、患者の生命にかかわる事態が起こりかねないからである。機能上の信頼性を向上させるため、ドイツ特許第３７  ３６  ７１２  Ｃ２によれば、それぞれが、制御プロセッサユニットとモニタープロセッサユニットからなる複数のリダンダントコンピュータユニットがコントロールユニット内に設けられている。複数のコントロールユニットは、メインコントロールデバイスによって、スター状に、互いに通信し合い、複数の制御プロセッサデバイスは、中央メイン制御プロセッサデバイスを介して、互いに通信し合い、また、複数のモニタープロセッサデバイスは、中央メインモニタープロセッサデバイスを介して、互いに通信し合うように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、既知となっている血液処理装置のかかるコンピュータ構成は、中央メインプロセッサユニットの故障が、血液処理装置全体の故障につながるという問題があった。
【０００５】
したがって、本発明は、既知の血液処理装置に比して、大幅に機能的信頼性を向上させることのできる血液処理装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のかかる目的は、血液処理装置であって、
血液処理コンポーネントと、
患者と前記血液処理コンポーネントとの間で、血液を輸送する血液ラインと、
前記血液処理装置をモニターおよび／または制御する少なくとも２つのコントロールユニット
を備え、
前記少なくとも２つのコントロールユニットが主コンピュータおよび補助コンピュータを備えた血液処理装置において、
前記少なくとも２つのコントロールユニットの前記主コンピュータが、主バスを介して、相互に接続され、前記少なくとも２つのコントロールユニットの前記補助コンピュータが、補助バスを介して、相互に接続されており、
前記主コンピュータと前記補助コンピュータとの間が、前記少なくとも２つのコントロールユニット内で、通信接続され、
テーブルが、前記少なくとも２つのコントロールユニットの各々の前記主コンピュータおよび／または補助コンピュータ内に記憶され、前記少なくとも２つのコントロールユニットのそれぞれで生じるエラーケースおよび／もしくはバス通信接続に起因して生じるエラーケースならびに／またはコントロールユニットのそれぞれが受けたエラーメッセ−ジが、前記テーブル内に含まれたエラー処理ルーチンに割り当てられ、
前記少なくとも２つのコントロールユニットの各々の前記主コンピュータおよび／または補助コンピュータが、エラーケースが生じ、および／または、エラーメッセージが受け取られて、前記エラーケースおよび／またはエラーメッセージが割り当てられた前記エラー処理ルーチンがエラーメッセージを供給すると、ただちに、前記エラーメッセ−ジをそれぞれのバス上におくように構成された
ことを特徴とする血液処理装置
によって達成される。
【０００７】
本発明にかかる目的を達成する方法は、一般的な血液処理装置においては、主コンピュータが、主バスによって、互いに接続され、補助コンピュータが、補助バスによって、互いに接続されているという事実に基づくものである。主コンピュータと補助コンピュータとの間は、少なくとも２つのコントロールユニット内で、通信接続されている。テーブルが、前記少なくとも２つのコントロールユニット各々の主コンピュータおよび／または補助コンピュータに記憶されている。これらのテーブル内には、コントロールユニットのそれぞれで生じるエラーケースおよび／またはバス通信接続に起因するエラーケースおよび／またはコントロールユニットのそれぞれが受けたエラーメッセージが、エラー処理ルーチンに割り当てられており、コントロールユニットの主コンピュータおよび／または補助コンピュータは、エラー処理ルーチンがエラーメッセージを供給すると、ただちに、エラーメッセージを各バスにプレース（ｐｌａｃｅ）するように構成されている。
【０００８】
１つのコントロールユニット内で、主コンピュータと補助コンピュータの間が直接的に通信接続されているため、個々のコントロールユニットの間を、分散して、通信接続することができ、個々のコントロールユニットの故障が血液処理装置全体の故障につながることを防止することができる。通信接続のタイプに応じて、送信ユニットが、主コンピュータであるか、補助コンピュータであるかにしたがって、主バスおよび／または補助バスを使用することができる。
【０００９】
ドイツ特許第３７
３６  ７１２  Ｃ２によって知られている階層型通信システムに比して、本発明においては、エラーを独立して処理することができる。ドイツ特許第３７
３６  ７１２  Ｃ２によれば、エラーメッセージは、まず、メイン制御プロセッサデバイスあるいはメインモニタープロセッサデバイスに送られ、これらのデバイスは、エラーケースに基づいて、下位の階層のユニットが実行しなければならないファンクションを決定する。これに対して、本発明によれば、すでに、コントロールユニットのための対応するエラー処理ルーチンを含んだテーブルが各コントロールユニットに記憶されている。テーブル内への記憶に関しては、各コントロールユニット上で生じたエラーケースと、外部から、主バスおよび／または補助バスを介して、コントロールユニットによって受け取られたエラーメッセージとは区別されなければならない。エラーケースは、補助コンピュータと同様に、主コンピュータによっても、確認することができる。あるコントロールユニットのエラーテーブルは、補助コンピュータだけでなく、主コンピュータにも、適切に記憶される。
【００１０】
したがって、本発明にかかる血液処理装置は、独立に動作可能で、エラーケースが生じたときに、ハイレベルのスーパーコンピュータであることが要求されない複数のコントロールユニットを含んでいる。このように、各コントロールユニットは、本質的に安全であり、割り当てられた仕事の安全を保証することができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施態様においては、主コンピュータおよび補助コンピュータは、各々、センサ要素ならびに／または制御要素およびセンサ要素を備えたコントロールユニットに接続されている。別の好ましい実施態様においては、患者の生命にかかわる重要なコンポーネントをモニターし、制御する１つのコントロールユニットの主コンピュータおよび補助コンピュータは、各々、測定センサおよび制御要素に、並列に接続されている。
【００１２】
本発明の好ましい実施態様においては、安全に関係する場合には、エラー処理ルーチンは、主コンピュータおよび／または補助コンピュータによってアドレスされた制御要素によって、血液処理のために、独立して、コントロールユニットのそれぞれを、危険がない安全なステータスに切り換えることができる。
【００１３】
生命に関わる重要なコンポーネントのために、リダンダントな考えが推し進められるが、下位の階層のコンポーネントの制御は、独立に動作する主コンピュータあるいは補助コンピュータによる制御に制限されるであろう。このように、システムの安全性を低下させることなしに、利用可能なコンピュータの能力を、最適に利用することができる。
【００１４】
本発明の別の好ましい実施態様においては、主コンピュータと補助コンピュータとが異なる結果を与えるときは、血液処理装置のモニターをしている生命にかかわる重要なコンポーネント内において、アラーム信号がトリガーされる。次いで、どのような場合にも、患者の生命にかかわる事態が生じないように、血液処理装置が停止される。
【００１５】
操作ユニット、油圧ユニットおよびファンクションユニットは、血液処理装置が透析装置である場合には、好ましくは、コントロールユニットとして設けられる。油圧ユニットおよびファンクションユニットは、生命にかかわる重要な血液処理装置のコンポーネントを制御し、モニターして、それに接続されたセンサおよびアクチュエータが、主コンピュータおよび補助コンピュータによって、制御され、解析される。たとえば、ディスプレイスクリーンおよびキーボードは、操作ユニットの主コンピュータに接続され、ステータスディスプレイおよび外部インターフェースは、操作ユニットの補助コンピュータに接続される。
【００１６】
ファンクションユニットが、少なくとも１つの光学的検出器と、エア検出器と、動脈・静脈圧力センサと、血液ポンプと、ヘパリンポンプと、静脈クランプを含んでいるのに対し、油圧ユニットは、透析液を処理し、バランスさせ、限外濾過する少なくとも１つの手段を含んでいる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示された透析装置の実施態様に基づいて、本発明のさらなる詳細および利点につき、より詳細に説明を加える。
【００１８】
図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる透析装置のブロックダイアグラムである。
【００１９】
図１に示されるように、透析装置１の本質的コンポーネントは、患者と透析器との間で、血液を輸送する血液ライン３に接続された膜フィルタ２である。洗浄回路４が、膜フィルタ２の２つの接続部に接続されている。この回路４内で、透析液が、膜フィルタ２に送られ、有毒物質に富んだ状態にされ、再び、血液から回収される。
【００２０】
したがって、透析装置１は、血液システム５と油圧システム６とに分割されており、血液システム５はファンクションユニット２１によって制御され、油圧システム６は油圧ユニット２２によって制御される。
【００２１】
この本質的なデザインにおいては、血液システム５は、血液ポンプ１７、ヘパリンポンプ１８、エア検出器１６、静脈クランプ１９、光学的検出器１５、動脈圧力センサ５１およ静脈圧力センサ５２を含んでいる。
【００２２】
油圧システム６の本質的コンポーネントは、ＵＦポンプ１１、バイパスバルブ１０、ヒーター１３、混合システム１４、ガス抜きポンプ６４、バランスユニット６５、膜内外圧力モニター６７の透析液ポンプ６６および血液漏れ検出器６８を含んでいる。混合点６３の上流側で、供給された水がヒーター１３によって加熱される。濃縮ポンプ１４により、透析液濃縮物は、オペレータによって、あらかじめ設定された割合で、水と混合される。ガス抜きポンプ６４はまた、ガス抜きがされた液のみが、洗浄回路４内を循環するように、制御される。バランスチャンバー６５内において、透析器２に向かう透析物の流れと透析器２からの透析物の流れとが、対称になるように、バランスされ、ＵＦポンプ１１を制御して、所望の量を取り去ることによって、正確な量の限外濾過液が取り去られる。透析液ポンプ６６および並列に接続されたバランスユニット６５の２つのバランスチャンバーの詳細には図示されていない入り口バルブと出口バルブの連繋した相互作用によって、回路４内における所望の流速が実現される。膜を通しての膜内外圧力はＵＦ圧力センサ６７によって、モニターされる。最後に、透析器２内の血液漏れは、血液漏れ検出器６８によって、検出することができる。
【００２３】
図２は、図１にかかる透析装置用の複数のコントロールユニットのブロックダイグラムである。
【００２４】
図２に示されるように、ここの設けられた複数のコントロールユニットは、操作ユニット２０と、ファンクションユニット２１と、油圧ユニット２２とを含んでいる。各コントロールユニットは、主コンピュータと補助コンピュータを備えている。
【００２５】
コントロールユニットはすべて、電力供給ユニット２３から電力を受け、その一方で、電力供給ユニット２３は、１つの電力供給ユニットが故障したときに、透析装置全体が故障することを防止するリダンダントなコンポーネントを有している。
【００２６】
各コントロールユニットの主コンピュータは、主バス２４によって、相互に接続されており、補助コンピュータは、補助バス２５によって、相互に接続されている。種々のコントロールユニットの主コンピュータの間を通信接続するために、送信用主コンピュータによって、アドレスされた情報が、主バス２４に供給され、アドレスに基づいて、受信側として機能する主コンピュータのそれぞれに送られる。さらに、各コントロールユニット内で、主コンピュータと補助コンピュータとの間の通信が可能であり、その結果、メッセージをあるコントロールユニットの主コンピュータから別のコントロールユニットの補助コンピュータに送ることができ、あるいは、その逆に、メッセージをあるコントロールユニットの補助コンピュータから別のコントロールユニットの主コンピュータに送ることができる。あるコントロールユニットから別のコントロールユニットに、積極的にメッセージを送ることに加えて、ある情報を、他のコントロールユニットから要求することも可能である。要求された情報の受け取りは、通常のように、タイミングによって制御される。もし、情報が到達しないときは、コントロールユニットのそれぞれが、たとえば、それぞれのコントロールユニットとの通信を終了させたり、別のコントロールユニットにメッセージを送ったりするなどの追加的措置を取らなくてはならない。１つのコントロールユニットが失われても、他のコントロールユニットが別のコントロールユニットとの通信を続けることができるため、透析装置全体の故障には必ずしもつながらない。
【００２７】
油圧ユニット２２とファンクションユニット２１の測定・制御要素を、各主コンピュータおよび補助コンピュータと、並列に接続することができ、あるいは、これらをリダンダントな設計で設けることもできる。
【００２８】
信号送信機３０、ステータスディスプレイ３１、外部アクセス３２および外部返答手段３３が、操作ユニット２０の補助コンピュータに接続されている。しかしながら、キーボード３４とＬＣＤディスプレイ３５は操作ユニット２０の主コンピュータに接続されている。
【００２９】
以下の例にしたがって、本発明にかかるエラー処理につき、説明を加える。
【００３０】
混合システム１４の設定が、オペレータによって、操作ユニット２０上で、調整される。対応するキーボード３４への入力が、操作ユニット２０の主コンピュータによって解析される。オペレータへの返答が、ＬＣＤディスプレイ３５上に供給される。新たなセットポイント値が、主バス２４を通じて、他のコントロールユニットのすべての主コンピュータに送られる。
【００３１】
油圧ユニット２２の主コンピュータは、セットポイント値から、主たる混合システム１４のための新たな設定値を演算し、それらの値を、混合システムに送信する。
【００３２】
油圧ユニット２２の補助コンピュータは、提供されている追加的な許容しきい値を用いて、対応する主コンピュータが実行するのと同じ演算操作を実行し、その結果、許容しきい値を越えているときは、主コンピュータと補助コンピュータとの間の演算結果の偏差に基づいて、対応するエラーメッセージが出力される。さらに、補助コンピュータは、伝導率センサ６２によって、透析液の組成をモニターする。
【００３３】
たとえば、伝導率セル６２による測定に基づき、透析液の組成が所望限界内にないなど、混合システム１４内で、エラーが発生したことを、油圧ユニット２２の補助コンピュータが検出したときは、油圧ユニット２２は、ただちに、透析液の流れが透析器をバイパスするように、バイパスバルブ１０を制御して、患者を保護する。伝導率のモニターに基づいて、トリガーされたアラーム信号が、それに接続された他のすべての補助コンピュータに、補助バス２５を介して、送られる。各補助コンピュータ自体は、要求された測定を開始する。操作ユニット２０の一部で、補助コンピュータは、ステータスディスプレイ３１を赤に変え、アラーム信号を、信号送信機３０に送る。アラーム信号はまた、操作ユニット２０の主コンピュータにも送られる。操作ユニット２０の主コンピュータは、その一方で、オペレータのために、ＬＣＤディスプレイ３５上に、アラーム信号の説明を表示する。ファンクションユニット２１の主コンピュータおよび補助コンピュータは、次いで、アラーム信号のステータスから、どのような結果を引き出すべきかを決定する。本実施態様の場合には、体外回路中の血液の循環が、ある時間の間、維持される。ある時間（たとえば、１０分）が経過した後も、操作ユニット２０に何の入力もないときは、血液ポンプは停止され、静脈クランプが閉じられる。
【００３４】
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、既知の血液処理装置に比して、大幅に機能的信頼性を向上させることのできる血液処理装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる透析装置のブロックダイアグラムである。
【図２】図２は、図２は、図１にかかる透析装置用の複数のコントロールユニットのブロックダイグラムである。
【符号の説明】
１  透析装置
２  膜フィルタ
３  血液ライン
４  洗浄回路
５  血液システム
６  油圧システム
１０  バイパスバルブ
１１  ＵＦポンプ
１３  ヒーター
１４  混合システム（濃縮ポンプ）
１５  光学的検出器
１６  エア検出器
１７  血液ポンプ
１８  ヘパリンポンプ
１９  静脈クランプ
２０  操作ユニット
２１  ファンクションユニット
２２  油圧ユニット
２３  電力供給ユニット
２４  主バス
２５  補助バス
３０  信号送信機
３１  ステータスディスプレイ
３２  外部アクセス
３３  外部返答手段
３４  キーボード
３５  ＬＣＤディスプレイ
５１  動脈圧力センサ
５２  静脈圧力センサ
６２  伝導率センサ（伝導率セル）
６３  混合点
６４  ガス抜きポンプ
６５  バランスユニット
６６  透析液ポンプ
６７  膜内外圧力モニター
６８  血液漏れ検出器
６６  透析液ポンプ
【図１】
0004418060.tif 000002
【図２】
0004418060.tif 000003