(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体内からの血液中の老廃物等を取り除く透析部と、この透析部での透析処理に用いられる輸液を供給する輸液部と、前記透析部で除水処理が行われた後の濾液を外部に排出する排液部とからなる人工透析装置において、
前記輸液部による輸液量と前記排液部による排液量とを比較し、これら輸液部及び排液部の両方を制御して、輸液量と排液量とを調整する制御手段を備え、
前記輸液部が、輸液を蓄えた輸液バッグと、この輸液バッグの質量を測定する重量計と、輸液の送出し能力を有する輸液ポンプとを備えて構成されると共に、
前記排液部が、除水処理後の濾液を外部に排出する濾液ポンプと、
ダイヤフラムによって内部が２つの部屋に仕切られ、前記濾液ポンプからの濾液が各部屋に供給される排液チャンバと、
前記濾液ポンプと排液チャンバとの間に設けられ、排液チャンバのいずれか一方の部屋に濾液が充填されたとき濾液の流れを切り替えて他方の部屋に濾液を供給すると共に一方の部屋を外部に解放してその内部の濾液を外部に排出する切替弁と、
前記排液チャンバのいずれかの部屋に濾液が完全に充填されて正確な量になったときに上昇する圧力の変動を検知する圧力検知手段と、
この圧力検知手段で圧力の上昇が検知されたときに前記切替弁を切り替える排液制御手段とを備えて構成され、
前記切替弁の切り替え回数のカウントにより前記排液チャンバの整数倍の正確な排液量を演算すると共に、前記重量計による前記輸液バッグの質量変化及び前記輸液ポンプの回転数から輸液量を演算して、これら排液量と輸液量との差を基に、それをゼロにするように又は水分を取り除くときには排液量を増やすように制御する制御部を備えたことを特徴とする人工透析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工透析処理の際の輸液量と排液量とを正確に制御しうる人工透析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人工透析装置は、人工腎臓として、透析膜による体外瀘過を利用して本来の腎臓に代って血液中の老廃物や過剰水分などを除去するものである。
【０００３】
このような人工透析装置は主に、人体内からの血液中の老廃物等を取り除く透析部と、この透析部での透析処理に用いられる輸液を供給する輸液部と、前記透析部で除水処理が行われた後の除水液である濾液を外部に排出する排液部とから構成されている。
【０００４】
透析処理中に輸液部から供給される輸液量と、排液部から排出される濾液の排液量とは、正確に管理する必要がある。このため従来は、輸液量と排液量とを直接的に比較して管理していた。具体的には、輸液バッグと排液バッグとを備え、これらを重量計を用いて一緒に測定していた。この測定によって質量に変化がない場合には、輸液量と排液量とが同じであることを示す。質量が減少又は増加すれば、輸液量又は排液量を調整する。このようにして、輸液量と排液量とを正確に制御していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記構成の人工透析装置では、排液バッグを用いて濾液を蓄えるので、そのバッグがいっぱいになれば、新しいバッグと交換する必要がある。即ち、排液バッグを定期的に交換する作業が必要になり、その交換作業が煩雑であるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、以上の問題点を考慮してなされたものであり、排液バッグの交換作業を省略できる人工透析装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、第１の発明は、人体内からの血液中の老廃物等を取り除く透析部と、この透析部での透析処理に用いられる輸液を供給する輸液部と、前記透析部で除水処理が行われた後の濾液を外部に排出する排液部とからなる人工透析装置において、前記輸液部による輸液量と前記排液部による排液量とを比較し、これら輸液部及び排液部の両方を制御して、輸液量と排液量とを調整する制御手段を備え、前記輸液部が、輸液を蓄えた輸液バッグと、この輸液バッグの質量を測定する重量計と、輸液の送出し能力を有する輸液ポンプとを備えて構成されると共に、前記排液部が、除水処理後の濾液を外部に排出する濾液ポンプと、ダイヤフラムによって内部が２つの部屋に仕切られ、前記濾液ポンプからの濾液が各部屋に供給される排液チャンバと、前記濾液ポンプと排液チャンバとの間に設けられ、排液チャンバのいずれか一方の部屋に濾液が充填されたとき濾液の流れを切り替えて他方の部屋に濾液を供給すると共に一方の部屋を外部に解放してその内部の濾液を外部に排出する切替弁と、前記排液チャンバのいずれかの部屋に濾液が完全に充填されて正確な量になったときに上昇する圧力の変動を検知する圧力検知手段と、この圧力検知手段で圧力の上昇が検知されたときに前記切替弁を切り替える排液制御手段とを備えて構成され、前記切替弁の切り替え回数のカウントにより前記排液チャンバの整数倍の正確な排液量を演算すると共に、前記重量計による前記輸液バッグの質量変化及び前記輸液ポンプの回転数から輸液量を演算して、これら排液量と輸液量との差を基に、それをゼロにするように又は水分を取り除くときには排液量を増やすように制御する制御部を備えたことを特徴とする。
【０００８】
前記構成により、前記制御手段で輸液部又は排液部を制御することにより、輸液量と排液量とを正確に調整することができる。また、濾液ポンプが作動して、透析部内での除水処理後の濾液を外部に排出する。この濾液ポンプで排出された濾液は、排液チャンバのいずれか一方の部屋に供給される。これにより、ダイヤフラムが他方の部屋の方へ押圧され、他方の部屋の内壁面に当接するまで、濾液が供給される。排液チャンバの一方の部屋に濾液が完全に充填されると、急激に圧力が上昇する。この急激な圧力の上昇を圧力検知手段で検知して、切替弁を切り替える。これにより、一方の部屋は外部に解放され、その内部の濾液が外部に排出される。さらに、他方の部屋は、濾液ポンプと連通され、濾液が供給される。これにより、ダイヤフラムが一方の部屋の方に押圧され、この一方の部屋内の濾液が押し出される。そして、切替弁が切り替えられた回数と、排液チャンバの内容量とから、排液量を正確に算出することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の人工透析装置の実施形態を図面を参照しながら詳述する。図１は本実施形態に係る人工透析装置を示す概略構成図である。
【００１４】
［構成］
本実施形態の人工透析装置１は主に、人体内からの血液中の老廃物等を取り除く透析部２と、この透析部２での除水処理に用いられる輸液を供給する輸液部３と、前記透析部２で除水処理が行われた後の除水液である濾液を外部に排出する排液部４とから概略構成されている。
【００１５】
透析部２は、一般的な構成の装置で、患者の血管から体外に吸い出された血液を血液回路中に送る血液ポンプ（図示せず）や、血液中の老廃物等を透析液側に移行させるダイアライザ（図示せず）等を備えて構成されている。輸液部３からの輸液は、血液回路内に通され、除水処理に供された後に排液部４に排液される。
【００１６】
輸液部３は、輸液を蓄えた輸液バッグ５と、この輸液バッグ５の質量を測定する重量計６と、輸液バッグ５内の輸液がなくなったことを検知する液切れ検知器７と、０〜２００ml／minの送出し能力を有する輸液ポンプ８と、この輸液ポンプ８から送出された輸液の温度を患者の体温まで上昇させる加温器９とを備えて構成されている。輸液ポンプ８は、輸液の送り出し量を正確に制御することができるようになっている。前記加温器９で暖められた血液は、血液回路内に供給されて、除水処理に供される。
【００１７】
排液部４は主に、透析部２内で除水処理に供された後の除水液である濾液を吸引する濾液ポンプ１１と、一定量の濾液を一時的に蓄える排液チャンバ１２とを備えて構成されている。濾液ポンプ１１は、０〜１０l/hの送出し能力を備えている。
【００１８】
排液チャンバ１２は、その外殻を構成して内部に一定の内容量（２５０ml）の空間を区画成形するケース本体１４と、このケース本体１４内に収納され内部を２つに分割するダイヤフラム１５とから構成されている。ケース本体１４には、ダイヤフラム１５で仕切られた２つの部屋１２Ａ,１２Ｂにそれぞれ外部から濾液を出し入れする２つの連通孔１６,１７が設けられている。ダイヤフラム１５は、柔軟な合成樹脂等の素材によって構成されている。このため、一方の連通孔１６から濾液が一方の部屋１２Ａに完全に充填するまで流入すると、ダイヤフラム１５は、他方の部屋１２Ｂに押圧されて、他方の部屋１２Ｂの内壁面に密着する。これにより、濾液はケース本体１４の内容量（２５０ml）と同一の量だけケース本体１４内に流入されるようになっている。
【００１９】
ケース本体１４の各連通孔１６,１７には、３方電磁弁１７,１８がそれぞれ接続されている。各３方電磁弁１７,１８は、濾液ポンプ１１からの配管２１と、排液チャンバ１２の各連通孔１６,１７に接続される配管２２,２３と、外部に解放した排出管２４とにそれぞれ接続されている。各３方電磁弁１７,１８は、互いに連動しており、濾液ポンプ１１と一方の部屋１２Ａとが連通されているときには、他方の部屋１２Ｂと排出管２４とが連通され、また、濾液ポンプ１１と他方の部屋１２Ｂとが連通されているときには、一方の部屋１２Ａと排出管２４とが連通されるようになっている。これにより、濾液ポンプ１１から排液チャンバ１２の一方の部屋１２Ａに濾液が流入して、ダイヤフラム１５を他方の部屋１２Ｂ側へ押圧すると、他方の部屋１２Ｂに流入していた濾液は３方電磁弁１８を介して排出管２４から外部に排出されるようになっている。３方電磁弁１７,１８が切り替わった場合には、各部屋１２Ａ,１２Ｂが入れ替わって、前記同様に動作する。
【００２０】
濾液ポンプ１１からの配管２１には、圧力スイッチ２０が設けられている。この圧力スイッチ２０は、排液チャンバ１２の各部屋１２Ａ,１２Ｂのいずれかに濾液が完全に充填されたときに上昇する圧力の急激な変動を検知する圧力検知手段である。この圧力スイッチ２０で検知する急激な圧力の上昇によって、排液チャンバ１２内に濾液が完全に充填されたと判断し、３方電磁弁１７,１８を切り替えるようになっている。
【００２１】
透析部２内には、透析処理全体を制御する制御機能と、輸液部３からの輸液量と排液部４からの排液量とを比較して、これら輸液量と排液量とを調整する制御機能と、圧力スイッチ２０で圧力の上昇が検知されたときに３方電磁弁１７,１８を切り替えて濾液の流れを替えると共に排液量を検出する排液制御機能とが格納されている。これの制御機能は、具体的には、図２に示すようになっており、単一の制御部（図示せず）に格納されている。
【００２２】
［作用］
以上のように構成された人工透析装置１は次のように作用する。
【００２３】
透析部２では、透析を受ける患者の体内からの血液がダイアライザに通されている。さらに、患者の血圧等の情報が透析部２内の制御部に送られる。
【００２４】
制御部では、図２に基づいて以下のように制御する。
【００２５】
患者の温度情報等に基づいて輸液ポンプ８の輸液送出量、加温器９で加温する温度及び濾液ポンプ１１の濾液送出量等が設定される（ステップ１）。次いで、透析部２、輸液部３及び排液部４の全体が制御されて、透析処理が行われる（ステップ２）。これにより、輸液部３からは、単位時間あたり一定量の輸液が血液回路内に供給される。透析部２内では、輸液と血液との間での透析処理と共に除水処理が行われる。そして、除水処理後の濾液は、濾液ポンプ１１によって透析部２から外部に取り出され、下流側に送られる。このとき、３方電磁弁１７,１８はいずれかに切り替わっている。例えば、排液チャンバ１２の一方の部屋１２Ａと濾液ポンプ１１とが連通状態になっており、他方の部屋１２Ｂは排出管２４に連通されて外部に解放されている。これにより、濾液ポンプ１１から送り出された濾液は、圧力スイッチ２０及び３方電磁弁１７を介して一方の部屋１２Ａに供給され、ダイヤフラム１５を押圧しながらこの一方の部屋１２Ａの充填されていく。
【００２６】
そして、濾液が一方の部屋１２Ａ内に完全に充填されると、ダイヤフラム１５を押圧する。ダイヤフラム１５が他方の部屋１２Ｂの内壁面に密着してそれ以上押圧することができなくなると、一方の部屋１２Ａ及び配管２１内で圧力が急激に上昇する。圧力スイッチ２０は、この配管２１内の圧力が急減に上昇したときに作動する。制御部では、この圧力スイッチ２０が作動したか否かを見ており（ステップ３）、作動するまで、３方電磁弁１７,１８は切り替えられず、前記透析制御が行われる。
【００２７】
圧力の上昇によって圧力スイッチ２０が作動すると、３方電磁弁１７,１８が切り替えられる（ステップ４）。これにより、濾液ポンプ１１は他方の部屋１２Ｂに連通され、一方の部屋１２Ａは排出管２４に連通されて外部に解放される。この間も濾液ポンプ１１は作動しており、濾液ポンプ１１からの濾液は、３方電磁弁１８を介して、他方の部屋１２Ｂに供給される。そして、他方の部屋１２Ｂ内に供給される濾液は、ダイヤフラム１５を押圧して、一方の部屋１２Ａ内に充填された濾液を外部に押し出す。押し出された濾液は、排出管２４から外部に排出される。そして、他方の部屋１２Ｂに濾液が完全に充填されてしまうと、正確に２５０mlの濾液が排出されたことになる。
【００２８】
制御部では、この３方電磁弁１７,１８の切り替え回数をカウントし、正確な排液量を演算する（ステップ５）。
【００２９】
また、重量計６による輸液バッグ５の質量変化及び輸液ポンプ８の回転数から、輸液の血液回路内への輸液量を演算する（ステップ６）。
【００３０】
次いで、それぞれ演算した排液量と輸液量とを比較して、その差を求める（ステップ７）。このとき、排液量と輸液量の間に差がある場合には、それをゼロにするように、輸液ポンプ８若しくは濾液ポンプ１１のいずれか一方、又は輸液ポンプ８と濾液ポンプ１１の両方を制御する（ステップ８）。
【００３１】
その後、ステップ２に戻って前述した処理を繰り返す。
【００３２】
一定時間が経つと、輸液バッグ５内の輸液がなくなるが、このときには、液切れ検知器７がそれを検知して、警報を発すると共に、透析処理を停止する。
【００３３】
また、血液中から一定量の水分を取り除くときには、排液量を増やすと共に、輸液量を減らして、これらの差から正確に、取り除く水分量を演算する。
【００３４】
［効果］
以上のように、重量計６と輸液ポンプ８の情報から輸液量を演算することにより、輸液量を正確に演算することができる。また、排液チャンバ１２の情報から排液量を演算することにより、排液量を正確に演算することができる。
【００３５】
さらに、これら輸液量と排液量との差を取ることにより、輸液量と排液量とを正確に一致させることができるようになる。
【００３６】
また、濾液は排出管２４から外部に排出するので、交換作業の手間を解消することができる。
【００３７】
［変形例］
前記実施形態では、排液部４で排液量を正確に測定する手段として、排液チャンバ１２を用いたが、濾液ポンプ１１の代わりに、輸液ポンプ８と同じ構成のポンプを備えて、排液量を正確に管理するようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、輸液部による輸液量と排液部による排液量とを比較し、これら輸液部又は排液部の一方又は両方を制御して、輸液量と排液量とを調整する制御手段を備えたので、輸液量と排液量とを比較して差を取ることにより、輸液量と排液量とを正確に一致させることができるようになる。
【００３９】
さらに、濾液を直接外部に排出するようにしたので、排液バッグの交換作業を省略することができ、交換の手間を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の人工透析装置を示す概略構成図である。
【図２】透析部の制御機能を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１:人工透析装置、２:透析部、３:輸液部、４:排液部、５:輸液バッグ、６:重量計、７:液切れ検知器、８:輸液ポンプ、９:加温器、１１:濾液ポンプ、１２:排液チャンバ、１２Ａ:一方の部屋、１２Ｂ:他方の部屋、１５:ダイヤフラム、１７,１８:３方電磁弁、２０:圧力スイッチ、２１,２２,２３:配管、２４:排出管。
【図１】
0004210348.tif 000002
【図２】
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