(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液流路と透析液流路との間に透析膜を有する血液透析要素と、該血液透析要素の透析液流路に連通し実質的に閉回路からなる透析液循環路と、該透析液循環路の前記透析液流路への透析液往路に接続された透析液供給室と透析液循環路の前記透析液流路からの透析液復路に接続された透析液受入室とを有する透析液供給・受入要素と、前記透析液供給・受入要素の透析液供給室に接続され、少なくとも一つのフィルタ要素Ｂを備えた透析液供給路とを有する血液透析装置において、前記少なくとも一つのフィルタ要素Ｂの一次側に、該一次側に供給されてくる透析液の少なくとも一部を間欠的に透析液供給路の系外に排出する第２の排液回路を接続したことを特徴とする血液透析装置。
【請求項２】
血液流路と透析液流路との間に透析膜を有する血液透析要素と、該血液透析要素の透析液流路に連通し実質的に閉回路からなる透析液循環路と、該透析液循環路の前記透析液流路への透析液往路に接続された透析液供給室と透析液循環路の前記透析液流路からの透析液復路に接続された透析液受入室とを有する透析液供給・受入要素と、前記透析液往路に設けられ、透析液を濾過する濾過膜を有する少なくとも一つのフィルタ要素Ａと、前記透析液供給・受入要素の透析液供給室に接続され、少なくとも一つのフィルタ要素Ｂを備えた透析液供給路とを有する血液透析装置において、前記少なくとも一つのフィルタ要素Ａの一次側に、該一次側に供給されてくる透析液の一部を前記透析液循環路の系外に排出する第１の排液回路を接続するとともに、前記少なくとも一つのフィルタ要素Ｂの一次側に、該一次側に供給されてくる透析液の少なくとも一部を間欠的に透析液供給路の系外に排出する第２の排液回路を接続したことを特徴とする血液透析装置。
【請求項３】
前記フィルタ要素Ａが少なくとも二つ設けられており、かつ、各フィルタ要素Ａの一次側と前記第１の排液回路との連通を交互に切り換える切換弁が設けられている、請求項２の血液透析装置。
【請求項４】
前記透析液循環路に流量変化を検知可能なフロースイッチが設けられており、前記切換弁が前記フロースイッチからの信号に基づいて作動される、請求項３の血液透析装置。
【請求項５】
前記第１の排液回路に、定量排液可能な除水ポンプが設けられている、請求項２〜４のいずれかに記載の血液透析装置。
【請求項６】
前記透析液供給・受入要素が少なくとも二つ切換可能に並設されており、前記第２の排液回路が該透析液供給・受入要素の切換作動に基づいて間欠的に開かれる、請求項１または２の血液透析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液透析装置に関し、とくに透析液供給系にフィルタを備えた血液透析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
血液透析装置は、既に知られ、広く実用化されており、その代表的なものは、たとえば特公昭５６−８２号公報、特公昭６１−２５３８２号公報に記載されている。また、透析液供給経路にフィルタ要素を備えた血液透析装置も知られている（たとえば、特開平８−８０３４６号公報）。このような血液透析装置における血液透析においては、供給される透析液中の不純物、とくに、エンドトキシンを極力除去することが要求される。
【０００３】
エンドトキシンを効率よく除去するには、透析液流路中に濾過膜を有するフィルタ要素を設けることが効果的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、透析液流路中にフィルタ要素を設置する場合、フィルタの濾過膜設置部の端部等において、透析液に滞留が生じたり、流れに淀みが生じたりする場合があり、そのような部位でエンドトキシンの増加が生じやすい。エンドトキシンの量は時間の経過とともに増加するので、増加する状態をそのままにしておくことは好ましくない。血液透析に際しては、とくにこのエンドトキシンの量を極力低く抑えなければならない。
【０００５】
そこで本発明の課題は、血液透析装置における透析液中から、エンドトキシンに代表される不純物をより効果的に除去できるようにし、より清浄な透析液を供給できるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の血液透析装置は、血液流路と透析液流路との間に透析膜を有する血液透析要素と、該血液透析要素の透析液流路に連通し実質的に閉回路からなる透析液循環路と、該透析液循環路の前記透析液流路への透析液往路に接続された透析液供給室と透析液循環路の前記透析液流路からの透析液復路に接続された透析液受入室とを有する透析液供給・受入要素と、前記透析液供給・受入要素の透析液供給室に接続され、少なくとも一つのフィルタ要素Ｂを備えた透析液供給路とを有する血液透析装置において、前記少なくとも一つのフィルタ要素Ｂの一次側に、該一次側に供給されてくる透析液の少なくとも一部を間欠的に透析液供給路の系外に排出する第２の排液回路を接続したことを特徴とするものからなる（血液透析装置−１）。
【０００７】
また、本発明に係る血液透析装置は、血液流路と透析液流路との間に透析膜を有する血液透析要素と、該血液透析要素の透析液流路に連通し実質的に閉回路からなる透析液循環路と、該透析液循環路の前記透析液流路への透析液往路に接続された透析液供給室と透析液循環路の前記透析液流路からの透析液復路に接続された透析液受入室とを有する透析液供給・受入要素と、前記透析液往路に設けられ、透析液を濾過する濾過膜を有する少なくとも一つのフィルタ要素Ａと、前記透析液供給・受入要素の透析液供給室に接続され、少なくとも一つのフィルタ要素Ｂを備えた透析液供給路とを有する血液透析装置において、前記少なくとも一つのフィルタ要素Ａの一次側に、該一次側に供給されてくる透析液の一部を前記透析液循環路の系外に排出する第１の排液回路を接続するとともに、前記少なくとも一つのフィルタ要素Ｂの一次側に、該一次側に供給されてくる透析液の少なくとも一部を間欠的に透析液供給路の系外に排出する第２の排液回路を接続したことを特徴とするものからなる（血液透析装置−２）。
【０００９】
上記血液透析装置−１は透析液供給路に設けたフィルタ要素Ｂ部から排液するものであり、血液透析装置−２は透析液循環路に設けたフィルタ要素Ａ部から排液し、かつ、透析液供給路に設けたフィルタ要素Ｂ部から排液するものである。
【００１０】
上記フィルタ要素Ａを少なくとも二つ設ける場合には、これらのフィルタ要素Ａの一次側と第１の排液回路との連通を交互に切り換える切換弁が設けられることが好ましい。この切換弁は、たとえば透析液循環路に流量変化を検知可能なフロースイッチを設けておき、該フロースイッチからの信号に基づいて作動される。たとえば透析液供給・受入要素が少なくとも二つ設けられ、これらが交互に切換使用される場合には、切換の瞬間に生じる流量変化が上記フロースイッチによって検知されるので、その信号に基づいて上記切換弁を作動させることができる。また、フロースイッチによる検知に代えて、タイマーにより定期的に上記切換弁を作動させることもできる。
【００１１】
また、上記第１の排液回路には、少量ずつ定量排液可能な除水ポンプが設けられることが好ましい。この除水ポンプとしては、従来透析液循環路から少量ずつ定量的に透析済液を抜き出すために用いていた除水ポンプを、そのまま第１の排液回路用除水ポンプとして使用することが可能である。
【００１２】
さらに、前記透析液供給・受入要素が少なくとも二つ切換可能に並設されている場合には、通常、一方の透析液供給・受入要素が透析液循環路と連通されて血液透析に使用され、その間に他方の透析液供給・受入要素には透析液供給路から透析液供給室内に新しい透析液が充填されるとともに、透析液受入室から透析済の液が系外に排出される。この他方の透析液供給・受入要素における新しい透析液の充填は、通常、一方の透析液供給・受入要素が血液透析に使用される時間よりも短時間のうちに行われるので、この充填完了から、透析液供給・受入要素を切り換えるまでの間に、多少の時間的余裕がある。したがって、透析液供給・受入要素の切換作動に基づいて、より具体的には上記充填完了から切換直前までの余裕時間に、フィルタ要素Ｂの一次側から第２の排液回路を通して排液することが可能となる。
【００１３】
上記のような血液透析装置においては、透析液供給路に設けられたフィルタ要素Ｂの一次側を通して、または、透析液循環路の透析液往路に設けられたフィルタ要素Ａの一次側を通して、かつ、透析液供給路に設けられたフィルタ要素Ｂの一次側を通して、少量の使用前のきれいな透析液が第２の排液回路、または、第１の排液回路および第２の排液回路を介して系外に排出されるので、各フィルタ要素の濾過膜の一次側が隅々までクリーニングされ、エンドトキシンが除去されるとともに、エンドトキシン増加要因となる滞留液や淀んだ液が系外に排出される。その結果、エンドトキシンの増加が防止され、常に清浄な透析液が血液透析に供されることになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る血液透析装置を示している。図において、１は血液流路２と透析液流路３との間に透析膜４を有し、両流路２、３間で血液透析を行う血液透析要素（ダイアライザとも呼ばれる）を示している。血液流路２には、人体の動脈からの血液が血液回路５中に設けられた定量ポンプ６を介して供給され、透析済の血液が静脈に戻される。
【００１５】
上記血液透析要素１の透析液流路３には、実質的に閉回路からなる透析液循環路７が接続され、連通されている。透析液循環路７の透析液往路７ａからの透析前の透析液が透析液流路３に供給され、透析済の透析液が透析液復路７ｂを戻される。この透析液循環路７は、上述の如く実質的に閉回路に構成されているが、この閉回路から後述の除水ポンプにより定量的に少量の透析液が排出されるので、それに見合う少量の水分が血液中から透析膜４を通して透析液循環路７中に抜き取られる。
【００１６】
透析液循環路７の往路７ａには、透析液供給・受入要素８ａの透析液供給室９ａが接続され、ここから往路７ａに透析前の透析液が供給される。透析液循環路７の復路７ｂには、透析液供給・受入要素８ａの透析液受入室１０ａが接続され、透析済の透析液がここに戻される。本実施態様では、透析液供給室９ａと透析液受入室１０ａとは弾性膜１１ａによって隔離されており、透析液供給により透析液供給室９ａが縮小した分、透析液受入室１０ａが膨張できるようになっている。
【００１７】
本実施態様においては、上記透析液供給・受入要素８ａに加え、もう一つの透析液供給・受入要素８ｂが設けられており、該透析液供給・受入要素８ｂも同一の構成を有し、透析液供給室９ｂ、透析液受入１０ｂ、弾性膜１１ｂを有している。
【００１８】
透析液循環路７の往路７ａおよび復路７ｂには、三方切換弁１２、１３がそれぞれ設けられており、上記透析液供給・受入要素８ａ、８ｂを切換使用できるようになっている。各透析液供給・受入要素８ａ、８ｂの透析液受入室１０ａ、１０ｂには排液回路１４が接続されており、後述の透析液供給室９ａ、９ｂへの透析液の供給の際に各開閉弁１５、１６を介して排液できるようになっている。
【００１９】
透析液循環路７には、透析液を循環させる循環ポンプ１７と、透析液の流量を検出する流量計１８と、該流量計１８に付設された、流量の変化を検知するフロースイッチ１９とが設けられている。
【００２０】
透析液循環路７の往路７ａには、フィルタ要素Ａが設けられており、本実施態様では二つのフィルタ要素Ａ２０ａ、２０ｂが直列に配置されている。各フィルタ要素Ａ２０ａ、２０ｂ内には、透析液を濾過する濾過膜２１ａ、２１ｂが設けられている。濾過膜２１ａ、２１ｂにより、フィルタ要素Ａ２０ａ、２０ｂ内が一次側２２ａ、２２ｂと二次側２３ａ、２３ｂとに画成されている。
【００２１】
フィルタ要素Ａ２０ａ、２０ｂの一次側２２ａ、２２ｂには、それぞれ排液回路２４ａ、２４ｂが接続されており、三方切換弁２５によって排液回路２４ａ、２４ｂのいずれかを選択できるようになっている。三方切換弁２５の下流側は一本の排液回路２６として、排液容器２７へと導かれている。排液回路２６には、少量ずつ定量排液可能な除水ポンプ２８が設けられている。上記排液回路２４ａ、２４ｂ、２６は、本発明でいう第１の排液回路２９を構成している。
【００２２】
上記切換弁２５は、フローセンサ１９からの信号に基づいて作動されるようになっている。すなわち、透析液供給・受入要素８ａ、８ｂを切り換える際には、多かれ少なかれ流量変動が生じ、その変動に起因するフローセンサ１９からの信号に基づいて、排液回路２４ａ、２４ｂ間の切換が行われる。したがって、本実施態様では、透析液供給・受入要素８ａ、８ｂの切換毎にフィルタ要素Ａ２０ａ、とフィルタ要素Ａ２０ｂとの排液回路間の切換が行われ、切換動作間においては一定の状態に保たれるようになっている。
【００２３】
図示を省略した透析液供給源から供給されてくる透析液は、透析液供給路３０を通して各透析液供給・受入要素８ａ、８ｂに供給される。この透析液供給路３０には、透析液を濾過するフィルタ要素Ｂ３１が設けられており、該フィルタ要素Ｂ３１内は、濾過膜３２によって一次側３３と二次側３４とに画成されている。
【００２４】
また、透析液供給路３０には、透析液を送るためのポンプ３５と、流量を検出するための流量計３６と、三方切換弁３７とが設けられている。三方切換弁３７によって選択された供給路３８ａ、３８ｂのいずれかを通して、透析液供給・受入要素８ａ、８ｂの透析液供給室９ａ、９ｂのいずれかに新しい透析液が供給されるようになっている。
【００２５】
フィルタ要素Ｂ３１の一次側３３には、第２の排液回路３９が接続されており、該第２の排液回路３９を介して排液容器４０へと排液される。この排液容器４０と前述の排液容器２７とは一つの容器にまとめてもよい。第２の排液回路３９には開閉弁４１が設けられており、該開閉弁４１の開弁作動により、第２の排液回路３９が間欠的に開かれるようになっている。なお、この排液回路３９は、透析液供給路３０のドレン回路としての役目も果たしている。
【００２６】
上記開閉弁４１の作動は、流量計３６に付設されているフロースイッチ４２からの信号に基づいて行われる。すなわち、一方の透析液供給・受入要素８ｂへの透析液の供給が終了すると、透析液供給・受入要素８ａ、８ｂ間の切換が完了するまでは透析液供給・受入要素８ｂへの透析液の供給は停止されるので、このときの流量変化に起因するフロースイッチ４２の信号に基づいて開閉弁４１が開かれるようになっている。
【００２７】
上記のように構成された血液透析装置の作用について説明する。
まずフィルタ要素Ａに関してであるが、透析液供給・受入要素８ａ、８ｂ間の切換に伴うフローセンサ１９からの信号に基づいて、切換弁２５により、排液回路２６に連通する回路が排液回路２４ａ、２４ｂのいずれかに切り換えられる。切り換えられた排液回路２４ａ（又は２４ｂ）は、フィルタ要素Ａ２０ａ（又は２０ｂ）の一次側２２ａ（又は２２ｂ）に通じているので、該一次側２２ａ（又は２２ｂ）から、透析液往路７ａに供給されてきた透析液の一部が第１の排液回路２９を通して排液される。この間、除水ポンプ２８は常時運転されている。除水ポンプ２８による排液速度は、たとえば１０ｍｌ／分程度であり、これに対し循環ポンプ１７による透析液循環路７中の透析液循環速度は６００ｍｌ／分程度である。このごく少量の排液により、実質的に閉回路に構成されている透析液循環路７中に、血液流路２から透析膜４を通して血液中の水分が抽出される。
【００２８】
一つの透析液供給・受入要素８ａ（又は８ｂ）から供給されてくる透析液によって血液透析が行われる間中、フィルタ要素Ａ２０ａ（又は２０ｂ）の一次側２２ａ（又は２２ｂ）から少量の透析前の透析液が常時排液されることになるので、濾過膜２１ａ（又は２１ｂ）の端部等において滞留したり淀んでいた液はきれいに排出され、一次側が隅々までクリーニングされる。したがって、エンドトキシンが除去されると同時にエンドトキシン増加要因も除去され、清浄な透析液が濾過膜２１ａ（又は２１ｂ）を濾過されていくことになる。
【００２９】
透析液供給・受入要素８ａ、８ｂ間で切換が行われると、そのときのフローセンサ１９の信号に基づいて排液回路２４ａ、２４ｂ間の切換が行われ、一次側からの排液対象フィルタ要素Ａがフィルタ要素Ａ２０ａ（又は２０ｂ）からフィルタ要素Ａ２０ｂ（又は２０ａ）に切り換えられる。つまり、透析液供給・受入要素８ａ、８ｂ間の切換に応じて、クリーニング対象フィルタも交互に切り換えられる。その結果、両フィルタ要素Ａ２０ａ、２０ｂともに、血液透析が行われている間中適切にクリーニングされることになり、エンドトキシン等の不純物が除去された、あるいは極めて少なく抑えられた透析液が血液透析に供されることになる。
【００３０】
フィルタ要素Ｂに対しては第２の排液回路３９が設けられており、次のようなクリーニング動作が行われる。
透析液供給・受入要素８ｂ（又は８ａ）の透析液供給室９ｂ（又は９ａ）への透析液の充填は、透析液供給室９ａ（又は９ｂ）から透析液循環路７へ透析液を供給する速度よりも速い速度で行われる。したがって、透析液供給室９ａ（又は９ｂ）中の透析液全量を透析液循環路７に供給し終える時間よりも短い時間で、透析液供給室９ｂ（又は９ａ）への透析液の充填が完了し、透析液の充填が完了した後透析液供給・受入要素が切り換えられるまでの間は、待機時間となる。この待機時間は、たとえば１５秒程度ある。
【００３１】
この待機時間を利用して、フィルタ要素Ｂ３１の一次側３３のクリーニングが行われる。上記待機時間に入ると、それがフローセンサ４２により検知され、フローセンサ４２からの信号に基づいて２開閉弁４１が開かれ、第２の排液回路３９が開かれる。フィルタ要素Ｂ３１の一次側３３に供給されてきた透析液は、該一次側３３を隅々までクリーニングし、エンドトキシン等の不純物を除去しながら第２の排液回路３９を通して排出される。したがって、次の透析液充填の際には、清浄な一次側３３および濾過膜３２を通して濾過が行われることになる。
【００３２】
このフィルタ要素Ｂ３１のクリーニングも、透析液供給・受入要素の切換と同周期で行われることになるので、透析液供給路３０における透析液も実質的に常時清浄な状態に保たれ、エンドトキシン等の不純物が除去された、あるいは極めて少なく抑えられた透析液が供給されることになる。
【００３３】
なお、上記実施態様では、フィルタ要素Ａとフィルタ要素Ｂの両方にそれぞれ第１、第２の排液回路を設けたが、フィルタ要素Ｂの排液回路だけでも効果があることは言うまでもない。
【００３４】
また、上記実施態様では特定の回路構成を例示して説明したが、本願請求項に規定した回路構成を満たすものであれば、いかなる回路にも本発明を適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の血液透析装置によれば、フィルタ要素Ｂ，または，フィルタ要素Ａおよびフィルタ要素Ｂの一次側から少量ずつ透析液を排出し、該一次側を隅々までクリーニングできるようにしたので、透析液中からエンドトキシン等の不純物を効率よく除去できるとともに、それらの発生要因あるいは増加要因も除去することができ、より清浄な透析液を血液透析に供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る血液透析装置の回路構成図である。
【符号の説明】
１  血液透析要素
２  血液流路
３  透析液流路
４  透析膜
５  血液回路
６  定量ポンプ
７  透析液循環路
７ａ  透析液往路
７ｂ  透析液復路
８ａ、８ｂ  透析液供給・受入要素
９ａ、９ｂ  透析液供給室
１０ａ、１０ｂ  透析液受入室
１１ａ、１１ｂ  弾性膜
１２、１３  三方切換弁
１４  排液回路
１５、１６  開閉弁
１７  循環ポンプ
１８  流量計
１９  フローセンサ
２０ａ、２０ｂ  フィルタ要素Ａ
２１ａ、２１ｂ  濾過膜
２２ａ、２２ｂ  一次側
２３ａ、２３ｂ  二次側
２４ａ、２４ｂ、２６  排液回路
２５  三方切換弁
２７  排液容器
２８  除水ポンプ
２９  第１の排液回路
３０  透析液供給路
３１  フィルタ要素Ｂ
３２  濾過膜
３３  一次側
３４  二次側
３５  ポンプ
３６  流量計
３７  三方切換弁
３８ａ、３８ｂ  供給路
３９  第２の排液回路
４０  排液容器
４１  開閉弁
４２  フロースイッチ
【図１】
0003892921.tif 000002