(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
体外血液処理中に流体の移動を制御するための装置において、
中空の包容体であって、前記流体を前記中空の包容体の内部に受容するための複数の流体流入ポート、および当該流体を前記中空の包容体の外部に排出するための複数の流体流出ポートを有する、中空の包容体と、
前記流体流入ポートと流体流出ポートを一体に連結するための前記中空の包容体内に配置された内部流体通路と、
前記中空の包容体の中に配置され、かつ、前記内部流体通路の少なくとも１個に接続され、前記体外血液処理中の前記中空の包容体の中の前記流体の移動を制御するための少なくとも１個の内部ダイヤフラム弁と、
前記中空の包容体内において前記内部流体通路の少なくとも１個に接続され、前記流体をフィルター処理するためのフィルターと、
を具備し、
前記フィルターが、前記中空の包容体内に第１のコンパートメントおよび第２のコンパートメントを含む少なくとも１つのチャンバーを備え、これらのコンパートメントが、フィルター媒体により互いに分離されており、
前記体外血液を含む流体は、前記チャンバーの一端から前記チャンバー内に流入し、フィルター処理された前記流体は、前記チャンバーの他端から前記チャンバー外に流出する、
装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記フィルター媒体が、２００ミクロンの気孔サイズを有するメッシュを含む、装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置において、
前記フィルター媒体が、織物メッシュを含む、装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置において、
前記織物メッシュが、ポリエステルを含む、装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置において、
前記フィルター媒体が、２００ミクロン〜４００ミクロンの気孔サイズを有するメッシュを含む、装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置において、
前記第１のコンパートメントが、前記中空の包容体の第１の外側表面に配置された弾性膜材料から成る第１の層により少なくとも部分的に形成されている、装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置において、
前記第１の層の外表面に配置され、前記第１の層に加わる圧力を計測することにより第１のコンパートメント内の圧力を測定する圧力センサー、
をさらに具備する、装置。
【請求項８】
請求項１に記載の装置において、
前記第１のコンパートメントおよび第２のコンパートメントの少なくとも一方から空気を排出するための排気手段、
をさらに具備する、装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置において、
前記中空の包容体の中に第２のフィルター、
をさらに具備する、装置。
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は一般に流体の流れを制御するためのシステムに関し、特に本発明は、医療を受けている患者に流体を注入したり患者から流体を取り出すためのシステムに関する。
発明の背景
幾つかの病気の治療方法においては患者から血液を取り出し、その血液の１種以上の成分を処理し、その処理した成分を戻すことによって治療効果を得るものが幾つかある。これらの体外処理(extracorporeal treatments)は患者から安全に血液を取り出して必要であれば、これを各成分に分離し、さらにこの血液を患者に戻すためのシステムを必要とする。
フォトフォレーシス(photopheresis)は、血液から白血球を分離して、光活性の薬剤を投与し、この白血球を患者に再注入する前に紫外線照射する処理を含む治療方法の一つである。図１に示すシステム１００のような既知のフォトフォレーシス用システムにおいては、血流が蠕動ローラポンプ１１０によってポンプ処理される。このシステム１００においては、複雑な配管組立体が患者１２０を体外血液処理システムに連結するために使われ、このシステムは細胞分離装置１３０、白血球光活性化室１４０、塩類溶液(saline)バッグ１５０ａ、抗凝固剤(anti-coagulant: A/C)バッグ１５０ｂおよび廃棄物(waste)バッグ１５０ｃを含む。さらに、弁１６０、バブルチャンバー１７０、空気検出器１８０および圧力センサー１９０が配管組立体に内部接続されていてシステム内の流体の流れをモニターして制御する。この図１に示すような複雑な配管組立体は高い出口圧力条件下において細胞を損傷する恐れがある。また、血液は複雑な配管組立体を要する別々のポンプ室および弁体によってもポンプ処理される。しかしながら、このような別々のポンプ室および弁体は高い出口圧力条件下において細胞を損傷する恐れが少ないと考えられる。
血液駆動システムは永久に使用可能な設備を代表するものである反面、配管組立体は各処理後に交換されるか廃棄する必要があるので、図１に示すようなシステムにおける配管の大きさおよび複雑さが減少できれば、血液駆動システムがより複雑になっても、フォトフォレーシス処理において極めて実質的な進歩に結びつく。同様の効果が腹膜透析(peritoneal dialysis)システムの場合に得られ、この場合は、透析物がプラスチック膜を介して成形カセットに供給される空気パルスにより駆動されるダイアフラム・ポンプと弁によって完全に制御される。この点については、例えば、本明細書に参考文献として含まれる１９９３年１月１２日に付与された米国特許第５，１７８，１８２号および１９９７年６月３日に付与された米国特許第５，６３４，８９６号を含むDean Kamenによる幾つかの特許を参照されたい。
上記のカセットは、患者への配管および透析物コンテナからの短い供給配管群を除いて、これまでの複雑な配管組立体の全ての構成要素を含んでいる。また、カセットに供給される空気パルスは、ダイアフラム・ポンプに供給される空気の圧力変化の連続的な分析、コンピュータによる圧力変化の計算処理、および結果としての連続的な補正の実行を行なうことにより制御される。しかしながら、この結果として得られる腹膜透析システムは供給される流体を正確に計測できるが、流量(flow rate)の定常的な安定を得ることができない。このような腹膜透析システムに対して、連続的な血液細胞分離処理を含むフォトフォレーシス・システムのようなシステムは極めて安定な流量と当該流体の流量の制御能力の両方が必要とされる。加えて、このようなシステムは、その対象とする流体、すなわち細胞成分を全く含まない透析物とは逆に、血液のポンプ処理時に血液凝固、溶血および細胞溶解を促進させやすい。
発明の概要
本発明による装置は体外血液処理中に血液の移動を制御する。この装置は内部に流体を受容するための複数の流体流入ポートと外部に流体を排出するための複数の流体流出ポートを備えている。中空の包容体の中の内部流体通路が各流体流入ポートおよび各流体流出ポートを一体に連結している。少なくとも１個の内部弁が中空の包容体の中に配置されて、内部流体通路の少なくとも１個に接続して、体外血液処理中に中空の包容体内の流体移動を制御する。さらに、中空の包容体の中のフィルターが流体をフィルター処理する。
好ましくは、上記フィルターは上記包容体中の第１のコンパートメントおよび第２のチャンバーから構成されており、これらのコンパートメントはフィルター媒体により互いに分離されていて、２００ミクロン乃至４００ミクロン、最も好ましくは、約２００ミクロンの気孔サイズを有している。さらに、ＤＡＣＲＯＮ社製のポリエステル織物のような織りメッシュのフィルター媒体が好ましい。上記フィルターコンパートメントの一方または両方を中空の包容体の弾性膜材料による外側表面により部分的に形成することができる。好ましくは、これらのフィルターコンパートメントから排気するための適当な手段が備えられている。
体外血液処理中に流体の移動を制御するための本発明による方法は、患者から血液を抽出してこの血液を中空の包容体の中に投入する工程から成り、当該中空の包容体が同包容体の中に血液を受容するための複数の流体流入ポートと、当該包容体から血液を排出するための複数の流体流出ポートと、これらの流体流入ポートおよび流体流出ポートを一体に連結するための中空の包容体内に配置された複数の内部流体通路を備えており、さらに中空の包容体の中に配置された少なくとも１個の内部弁により上記流体通路の内の選択された１個を通して血液を流す工程と、当該血液を中空の中のフィルターを通してフィルター処理する工程により構成されている。
好ましくは、上記第１のコンパートメントは上記中空の包容体の第１の外側表面に配置された柔軟膜材料の第１の層により少なくとも部分的に形成されており、上記の方法は、さらに当該柔軟膜材料に加わる圧力を計測することにより第１コンパートメントの中の圧力を計測する工程から構成されている。好ましくは、上記血液は中空の包容体から患者に戻され、上記フィルター処理工程は当該血液を患者に戻す工程のすぐ前に行なわれて、包容体内および患者への帰還中に生じる（血液）凝固の可能性を減少する。
【図面の簡単な説明】
図１は従来技術のフォトフォレーシス・システムを示すブロック図である。
図２は本発明の好ましい実施形態の一例に従って、フォトフォレーシス処理中に血液流体の移動を弁操作、ポンプ処理および制御するための一体型廃棄可能カセットの底面図である。
図３は図２に示す一体型廃棄可能カセットの断面図である。
図４は図２に示す一体型廃棄可能カセットの上面図である。
図５乃至図２７は本発明に従う体外血液処理システムの、同処理を実行する各段階を含む、別の実施形態の概略的態様を示す図である。
図２８は本発明に従う体外血液処理システムのさらに別の実施形態の概略的態様を示す図である。
図２９は本発明に従う体外血液処理システムの、新規な負圧および圧力逃がし弁を含む、さらに別の実施形態の概略的態様を示す図である。
図３０は図２９の負圧弁の断面図である。
図３１は図２９の圧力逃がし弁の内の１個の断面図である。
図３２は本発明に従うカセットにおけるヘマトクリット検出ウインドウの平面図である。
図３３は図３２の線３３−３３に沿う断面図である。
発明の詳細な説明
図２において、フォトフォレーシス処理中の血液流体の移動をバルブ操作、ポンプ処理および制御するための一体型廃棄可能カセット２００の底面（アクチュエータ側）図を示している。カセット２００は流体を受容するための流体流入ポート２０４，２０６，２０８，２１０，２１２および流体流入ポート２１４と、流体を排出するための流体流出ポート２１４，２１６，２１８，２２０および流体流入ポート２２４を有する中空の射出成形包容体２０２により形成されている。また、カセット２００内への流体の流入および同カセット２００からの流体の流出のために流入／流出ポート２２２が備えられている。以下にさらに詳述するように、これらの流体流入ポートおよび流出ポートはカセット２００を治療する患者に連結するとともに、細胞分離装置１３０および光活性化室１４０および塩類溶液、抗凝固流体および廃棄流体をそれぞれ収容するバッグ１５０ａ，１５０ｂおよびバッグ１５０ｃのようなフォトフォレーシス処理システムにおける各装置を連結する。また、ボックス１９５（図１参照）の中に示される配管、センサー、ドリップチャンバーおよびポンプの全てが廃棄可能なカセット２００の中に備えられている。
フォトフォレーシス処理中は、カセット２００は永久的なカセット作動または駆動ユニット（図示せず）の中に組込まれており、カセット２００からの流入ポートおよび流出ポートは種々の処理装置および患者に連結されている。これらの連結態様のについては後にさらに詳しく述べる。処理の終結時には、カセット２００は永久カセット作動ユニットから取り外されて廃棄される。
図２において、ポート２０４，２０６，２０８およびポート２１４は遠心分離機または細胞分離装置に廃棄可能カセット２００を連結するために備えられている。特に、流出ポート２１４は血液全体をカセット２００から遠心分離機に供給するように備えられており、流入ポート２０４，２０６および流入ポート２０８はそれぞれプラズマ（plasma:血しょう）、白血球細胞（ＷＢＣ）および赤血球細胞（ＲＢＣ）をカセット２００に帰還(returning)させるために備えられている。ポート２０４，２０６，２０８およびポート２１４は、好ましくは廃棄可能な配管（図示せず）とともに遠心分離機に連結されている。同様に、ポート２１０，２１６，２１８およびポート２２０は廃棄可能カセット２００を患者に連結するために備えられている。より具体的には、流入ポート２１０は患者からの未処理の血液をカセット２００に供給するために備えられており、出力ポート２１６，２１８および出力ポート２２０はカセット２００から未処理の血液、塩類溶液および坑凝固剤を患者に帰還するためにそれぞれ備えられている。ポート２１０，２１６，２１８およびポート２２０は、好ましくは廃棄可能な配管（図示せず）とともに患者に連結されている。さらに、流入／流出ポート２２２はカセット２００から未処理の白血球細胞（ＷＢＣ）を光活性化室に供給して、同活性化室から処理済みの白血球細胞をカセット２００に戻すために備えられている。加えてポート２２２は、好ましくは廃棄可能な配管（図示せず）とともにカセット２００に連結されている。また、流入ポート２１２および流入ポート２１４は貯蔵バッグ（図示せず）から塩類溶液および坑凝固剤流体をカセット２００に供給するためにそれぞれ備えられており、流出ポート２２４はカセット２００から排出される廃棄流体を収集バッグ（図示せず）に供給するために備えられている。
本発明の好ましい実施形態の一例においては、４個のローラポンプがカセット２００の内部を通して血液流体を上述のように駆動するために使用される。これらのローラポンプは永久カセット作動または駆動ユニットの一部であり、同ユニットの中にカセット２００が各処理の始めに組込まれる。特にローラポンプ配管２３０，２３２，２３４およびローラポンプ配管２３６は、カセット２００を永久カセット駆動ユニットの中に組込む時に、永久カセット駆動ユニットの中のローラポンプに係合する。各ローラポンプ配管２３０，２３２，２３４およびローラポンプ配管２３６は２個のポートによってカセット２００に連結しており、当該ポートはそれぞれ血液のカセット２００からの受容および／または同カセット２００への供給を行なう。この好ましい実施形態においては、ローラポンプ２３０はカセット２００の中の白血球細胞の駆動のために備えられており、ローラポンプ２３２はカセット２００の中のプラズマ（血しょう）の駆動のために備えられており、ローラポンプ２３４はカセット２００の中の坑凝固剤流体の駆動のために備えられており、ポンプ配管２３６は患者からの未処理の血液をカセット２００の中で駆動するために備えられている。
射出成形包容体２０２はカセット２００の内部に配置された内部流体通路２４０を含む。図２および図４に示すように、内部流体通路２４０はカセット２００の内部において流体ポート２０４，２０６，２０８，２１０，２１２，２１６，２１８，２２０，２２２，２２４およびローラポンプ配管２３０，２３２，２３４およびローラポンプ配管２３６を一体に連結する。好ましくは、これらの通路２４０は中空包容体２０２と一体であり、当該包容体および通路２０４がプラスチック材による単一の射出成形体により形成されている。
内部ダイアフラム弁２４２はカセット２００の内部全体に配置されている。これらの弁２４２はフォトフォレーシス処理中に内部通路２４０を移動する血液流体の移動を制御するために供えられている。弁２４２は、好ましくは、包容体２０２および通路２４０を形成するのに使用されるプラスチック材による単一の射出成形体として形成されている。弾性材の膜２５０（図３に示す）は包容体２０２の上面および下面を被覆している。フォトフォレーシス処理中において、永久カセット駆動ユニット内に配置されるソレノイド弁が、膜２５０を介してダイアフラム弁２４２に制御した空気または液体パルスを送って、各バルブ２４２の開閉を行なう。また、永久カセット駆動ユニットに配置されるソレノイド弁は膜２５０に直接連結していてもよく、これによって駆動用の空気または液体を介在させることなく弁２４２を直接駆動することができる。
一対のドリップチャンバー（フィルター）２６０，２６２が包容体２０２の内部に配置されている。図３においてより詳細に示すように、各ドリップチャンバーはメッシュ材２６５により分離されるコンパートメント（隔室）２６４およびコンパートメント２６６によって形成されている。このメッシュ材２６５は２００ミクロン乃至４００ミクロン、好ましくは約２００ミクロンの気孔サイズ（孔径）を有する、ＤＡＣＲＯＮ社製のような織物ポリエステルにより構成されているのが好ましい。各コンパートメント２６４，２６６は膜２５０により一端側をシールされている。加えて、各コンパートメント２６４，２６６は包容体２０２の中の内部流体通路２４０に接続している。コンパートメント２６０，２６２を形成している壁部２６８は、包容体２０２、通路２４０および弁２４２を形成するために使用されるプラスチック材による単一の一体成形体の一部として形成するか、包容体２０２の構成中にメッシュ材２６５の配置を容易にするためにフィルターメッシュ材２６５を取りつけたナイロンインサート（図示せず）のようなインサート部材を受容できる。本発明の好ましい実施形態においては、ドリップチャンバー２６０は、処理済み血液を流出ポート２２０を介して患者に戻す前に当該血液をフィルター処理するために使用され、これによって患者に凝固物を戻すおそれを減少し、ドリップチャンバー２６２は流出ポート２１４を介して遠心分離機に供給する前に、血液全体をフィルター処理するために使用される。
ドリップチャンバー２６０，２６２を形成するのに用いた膜２５０の位置をモニターすることによって、永久カセット駆動装置がドリップチャンバー２６０，２６２内の流体の圧力をモニターできる。従って、好ましい実施形態においては、ドリップチャンバー２６０およびドリップチャンバー２６２の内側の圧力をモニターするために、圧力センサーが永久カセット駆動装置の対向位置２６０ａおよび対向位置２６２ｂに配置されている。さらに、患者から流入ポート２１８を介して受け取った未処理の血液の圧力をモニターするために、圧力センサーが永久カセット駆動装置の対向位置２７０に配置されているのが好ましい。
好ましくは、包容体２０２は使用中に垂直面内に向けられ、ポート２２４が上方に向いた状態になっている。気泡が血流の中に入ると、フィルターコンパートメント２６４およびフィルターコンパートメント２６６の中に蓄積することができる。内部の過剰な空気によって血液に接触するメッシュ材２６５の面積が減少し、これによって、フィルター処理の効率が低下する。それゆえ、フィルター処理中にコンパートメント２６４およびコンパートメント２６６から空気を除去するための適当な手段を備えることが好ましい。例えば、下流のコンパートメントからの出口をその上部に配置してそこからの空気の排出を促すようにできる。さらに積極的な手段もまた採用することが可能である。例えば、蓄積した空気を取り出すための開口部（図示せず）を設けることができ、この開口部は弁膜の１種のような弁によって制御される。さらに、排出した空気は大気に戻したり、プラズマバッグ３１４（図５参照）のようなプラズマ保持バッグの如き空気の空間部を有する場所に例えば血液を介して移送することができる。
図５は本発明の別の実施形態を概略的に示している図である。この実施形態は図２乃至図４と同様のカセット３００を使用しているが、異なる弁操作処理および入出口を使用している。第１のローラポンプ３０２は坑凝固剤流体をポンプ処理し、第２のローラポンプ３０４は患者３０６からの血液をポンプ処理する。坑凝固剤バッグ３０８、塩類溶液バック３１０、遠心分離血液細胞分離装置３１２、プラズマバッグ３１４、再循環バッグ３１６および光処理室３１８がカセット３００に以下のようなポートを介して接続している。すなわち、坑凝固剤バッグ３０８は坑凝固剤溶液ポート３２０に、塩類溶液バッグ３１０は塩類溶液ポート３２２に、細胞分離装置３１２の流入口３２４は分離装置流入ポート３２６に、分離装置３１２の排出口３２８は分離装置排出ポート３３０に、プラズマバッグ３１４の流入口３３２はプラズマ流入ポート３３４に、プラズマバッグ３１４からの排出口３３６はプラズマ排出ポート３３８に、再循環バッグ３１６からの排出口３４０は再循環排出ポート３４２に、さらに、処理室３１８への流入口３４４は処理室流入ポート３４６に接続している。加えて、ポート３４８およびポート３５０は坑凝固剤ローラポンプ３０２に接続し、ポート３５２およびポート３５４は血液ローラポンプ３０４に接続し、ポート３５６は坑凝固剤排出管３５８に接続し、ポート３６０は患者用アクセス配管３６２を介して患者３０６に接続している。患者用アクセス配管内のクランプ３６４は坑凝固剤配管３５８が患者用アクセス配管３６２に接続している場所の上流側に位置している。さらに、配管３６８は処理室３１８からの排出口と再循環バッグ３１６への流入口３７２とを接続している。
カセット３００の内部において、通路３７４がポート３５０およびポート３５６を接続している。カセット３００の膜（図示せず）に接触している電子圧力トランスデューサから成る圧力センサー３７６は患者用アクセス配管ポート３６０に接続している。センサー３７６からは、通路３７８が第１弁３８０および第２弁３８２に接続している。図２乃至図４に示すように、カセット３００の各弁は弁室内の垂直通路を開閉するように作用するカセット膜を伴うダイアフラム弁から構成されている。第２弁３８２からは、通路３８４が第３弁３８６および第５弁３８８に接続している。通路３８４は、上述の実施形態のドリップチャンバーフィルター２６０と同様に、フィルター３９２の流入口３９０に接続している。通路３９４は第３弁３８６を塩類溶液ポート３２２および第１１弁３９６に接続している。通路３９８は第５弁３８８をポート３４２に接続している。通路４００は第１１弁３９６を第６弁４０２、第８弁４０４、第９弁４０６および血液ポンプ３０４のためのポート３５２に接続している。通路４０８は第６弁４０２をポート３２６に接続し、通路４１０は第８弁４０４をポート３３８および第４弁４１２に接続している。通路４１４は第４弁を血液ポンプ３０４用のポート３５４およびフィルター３９２のポート３９０に接続している。通路４１６はフィルター３９２から第１弁３８０に延在している。通路４１８は第７弁４０６を第９弁４２０およびヘマトクリット検出器４２２に接続しており、この検出器４２２は発光ダイオードおよび当該検出器４２２を通過する赤血球細胞の存在を検出するための光検出器から構成されている。さらに、通路４２４はヘマトクリット検出器４２２をポート３４６に接続し、通路４２６は第９弁４２０を第１０弁４２８およびポート３３０に接続している。通路４３０は第１０弁４２８をポート３接続し、通路４３２はポート３２０をポート３４８に接続している。
図５乃至図２７はカセット３００を使用する処理における種々の段階をカセット３００内の黒線および矢印で示している図である。図５乃至図１２は初期始動(initial priming)段階を示しており、ここでは、空気がシステムから排除されて流体に置換される。図１３は患者の配管３６２からクランプ３６４が除去されることによって始まる血液収集(collection)処理を示している図である。この段階中に、プラズマが分離装置３１２によって白血球から分離されてプラズマ収集バッグ３１４に送りこまれる。一定の時間遅延をもって、最後のプラズマが分離装置３６２から取り出される時に、分離装置３６２内の赤血球用の検出器（図示せず）がカセット３００を図１４の状態に設定する。まず、適当量のプラズマ、その後にバッフィコート（buffy coat: B.C.）または白血球細胞がヘマトクリット検出器４２２を通過して処理室内に入る。ヘマトクリット検出器４２２が最後の血液フラクション、すなわち、赤血球細胞を検出するとカセットが図１５の状態に設定され、分離装置３１２内に残るすべての血液を空にしてプラズマ収集バッグ３１４に送る。その後、プラズマは図１６に示すように患者３０６に戻される。一般に、これらの図１３乃至図１６に示す段階は約６回繰り返されて十分な白血球細胞が処理室３１８の中に蓄積される。
図１７乃至図２０は洗浄(rinsing)段階を示しており、最終の洗浄段階によって処理室３１８の光（図示せず）がオンになり、その中における白血球の処理を開始する。図２１は処理室３１８を介する白血球の再循環(recirculated)を示している図である。図２２および図２３は患者３０６に処理した細胞を戻す(return)段階を示しており、図２４乃至図２６はカセット３００からの血液を最終的に洗浄および患者に戻す段階を示している図である。最後に、塩類溶液バッグ３１０からの塩類溶液が図２７に示すように患者に供給される。
図２８は、坑凝固剤ポンプ４３６、血液ポンプ４３８および再循環ポンプ４４０を含む３個のローラポンプを使用できるカセット４３４を示している図である。備えられた再循環ポンプ４４０によって処理サイクルが動作可能となり、これによって、プラズマの患者への帰還中においても白血球細胞が処理室を通して循環される。しかし、図５乃至図２７において、再循環処理は血液ポンプ３０４が上述の処理から遊離しない限り開始することはできない。
図２９はカセット３００と基本的に同一のカセット５００を示しており、さらに、通路３７８の中の負圧弁５０２と血液ポンプ３０４のポート３５２およびポート３５４の間の一対の圧力逃がし弁５０４および圧力逃がし弁５０６が加えられている。負圧弁５０２は患者の配管３６２に連通する通路３７８の中の過剰な負圧を防止する。また、圧力逃がし弁５０４および圧力逃がし弁５０６はこのような事態におけるポンプ３０４を通る再循環の流れによる血液ポンプ３０４の中の過剰な加圧を防ぐ。
図３０は負圧弁５０２の断面図である。その構造はカセット５００の他方の弁膜構造に類似していて、弁流入チャンバー５１０において終結する出口通路５０８を有しており、この弁流入チャンバー５１０は柔軟な膜５１２によって少なくとも部分的に形成されている。チャンバー５１０に至る通路５０８の終結部における開口部５１５の膜５１２とシール・リップ５１４との間の接触によって、弁５０２を介する流れを防止する。しかしながら、負圧弁５０２においては、チャンバー５１０に流れ込む流れにより流れが逆になって通路５０８の中で存在する。それゆえ、弁チャンバー５１０において負圧を生じる過剰な流れをポンプ３０４によって引き込むと、その膜がリップ５１４により引っ張られる。すなわち、膜５１２は所定の負圧で弁５０２に近接するように付勢される。この膜５１２は、膜５１２の引っ張り、その反対面５１６に一定の基準流体圧力を加えること、スプリング、弾性部材または当該技術分野における熟練者により明らかな他の既知の付勢方法により膜５１２を付勢すること等、多くの方法で付勢することができる。さらに、弁５０２は市販の圧力弁のような負圧弁の他の既知の手段を形成する好ましい方法の一例により構成されるが、さらに、当該技術分野における熟練者により明らかなように置換することが可能である。
図３１は圧力逃がし弁５０４および圧力逃がし弁５０６の一方の断面図である。この正圧逃がし弁は同様に構成されていて、膜５２２により部分的に形成される弁チャンバー５２０において終結する流入通路５１８を備えている。この場合、流れは正常の（normal）方向であるが、膜５２２が流入通路５１８の終結部において通常はリップ５２４に接触して弁を通常において閉塞状態に保っている。この場合も、膜が引っ張りやその反対面５２６に一定の基準圧力を加えること等によって付勢されている。この膜５２２の付勢力よりも流入通路５１８の中の圧力が十分に大きくなると、この膜はリップ５２４から離れ、弁５０４または弁５０６を通る流れが生じてポンプ３０４に戻る。弁５０４および弁５０６は特定の好ましい実施形態を示したが、当該技術分野における熟練者により明らかなように、他の付勢手段および圧力逃がし弁がこれらに置換できる。
図３２および図３３は血球容積率(hematocrits)を検出する好ましい態様を示している図である。カセット６０２および膜６０４の中に凹所６００が備えられている。膜６０４は凹所６００においてカセット６０２に弛んだ状態にすることなく取付けられている。このような構成によって、発光ダイオード（ＬＥＤ）６０６または他の光源が凹所６００に嵌合してカセット６０２の外端部６１０における通路６０８を通して光を照射できる。さらに、光検出装置６１２がカセット外端部６１０の近傍に配置されていて、この位置でＬＥＤ６０６からの光をモニターする。赤血球はプラズマや白血球よりも光を多く吸収するので、通路６０８内で成分が変化すると、光検出装置６１２に到達する光の減少によって赤血球の存在が分かる。好ましくはこの通路６０８は狭くなり、高くなって効果的なウインドウ６１４を形成しており、当該ウインドウ６１４を通してＬＥＤ６０６からの光が照射される。
以上、本発明を好ましい実施形態に基づいて説明したが、本明細書に記載する（請求の範囲における）幾つかの請求の範囲に述べる本発明の範囲に逸脱しない限りにおいて、当該技術分野における熟練者に既知である種々の変更を、その構造ならびに各処理段階に加えることが可能であると解すべきである。
〔実施の態様〕
１．体外血液処理中に流体の移動を制御するための装置において、
前記流体を内部に受容するための複数の流体流入ポートと当該流体を外部に排出するための複数の流体流出ポートを有する中空の包容体と、
前記流体流入ポートと流体流出ポートを一体に連結するための前記中空の包容体内に配置された内部流体通路と、
前記中空の包容体の中に配置され、かつ、前記内部流体通路の少なくとも１個に接続して体外血液処理中に前記中空の包容体の中の流体の移動を制御するための少なくとも１個の内部弁と、
前記中空の包容体内において前記内部流体通路の少なくとも１個に接続して前記流体をフィルター処理するフィルターとから成ることを特徴とする装置。
２．前記フィルターが前記包容体の中の第１のチャンバーと第２のチャンバーにより構成され、これらのチャンバーがフィルター媒体により互いに分離している実施態様１に記載の装置。
３．前記フィルター媒体が約２００ミクロンの気孔サイズを有するメッシュから成る実施態様２に記載の装置。
４．前記フィルター媒体が織物メッシュから成る実施態様２に記載の装置。
５．前記織物メッシュがポリエステルから成る実施態様４に記載の装置。
６．前記気孔サイズが約２００ミクロン乃至約４００ミクロンである実施態様２に記載の装置。
７．前記第１のチャンバーが前記中空の包容体の第１の外側表面に配置された弾性膜材料から成る第１の層により少なくとも部分的に形成されている実施態様２に記載の装置。
８．さらに、前記第１チャンバーおよび第２チャンバーの少なくとも一方から空気を排出するための排気手段から成る実施態様２に記載の装置。
９．さらに、前記中空の包容体の中の第２のフィルターから成る実施態様１に記載の装置。
１０．体外血液処理中に流体の移動を制御するための方法において、
患者から血液を抽出して当該血液を中空の包容体に投入する工程から成り、当該中空の包容体が血液をその内部に受け入れるための複数の流体流入ポートと、血液をその外部に排出するための複数の流体流出ポートと、前記中空の包容体内に配置されて前記流体流入ポートと流体流出ポートを一体に連結するための複数の内部流体通路を有しており、さらに、
前記血液を前記中空の包容体内に配置された少なくとも１個の内部弁により前記流体通路の選択された１個を通して流す工程と、
前記中空の包容体内のフィルターを通して前記血液をフィルター処理する工程とから成ることを特徴とする方法。
１１．前記フィルターが前記包容体の中の第１のチャンバーと第２のチャンバーにより構成され、これらのチャンバーがフィルター媒体により互いに分離している実施態様１０に記載の方法。
１２．前記フィルター媒体が約２００ミクロン乃至約４００ミクロンの気孔サイズを有している実施態様１１に記載の方法。
１３．前記第１のチャンバーが前記中空の包容体の第１の外側表面に配置された柔軟膜材料から成る第１の層により少なくとも部分的に形成されており、さらに、当該柔軟膜材料に加わる圧力を計測することにより第１のチャンバー内の圧力を計測する工程から成る実施態様１１に記載の方法。
１４．さらに、前記第１のチャンバーおよび第２のチャンバーの少なくとも一方から空気を排出する工程から成る実施態様１１に記載の方法。
１５．前記フィルターが前記中空の包容体の第１の外側表面および第２の外側表面にそれぞれ配置された弾性膜材料から成る第１の層および第２の層により形成されており、前記少なくとも１個のドリップチャンバーがさらに前記弾性膜材料から成る第１の層および第２の層の間に配置されるメッシュ層を含む実施態様１０に記載の方法。
１６．さらに、前記中空の包容体から患者に血液を戻す工程から成る実施態様１０に記載の方法。
１７．前記フィルター処理工程が前記血液を患者に戻す工程の直前に行なわれて、凝固物の包容体内における形成および患者への帰還の可能性を減少する実施態様１６に記載の方法。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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