JP2024149112A - 陰圧検出部 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力低下による閉塞が生じにくい陰圧検出部を実現できるようにする。【解決手段】陰圧検出部は、血液回路の上流側２０１に接続される血液流入口１１２及び下流側２０２に接続される血液流出口１１３と、血液流入口１１２と血液流出口１１３との間に設けられた本体部１１１を備えている。本体部１１１は、周壁１３２に囲まれた検出用空洞部１３１と、検出用空洞部１３１に形成された流路確保構造１３３とを有している。検出用空洞部１３１は、血液回路の圧力に応じて膨張又は収縮し、流路確保構造１３３は、血液回路の圧力が設定された範囲を下回った場合においても、血液流入口１１２と血液流出口１１３との間に流路となる空間を確保する。【選択図】図１

Description

本開示は、陰圧検出部に関し、特に、血液回路における圧力異常を検出する陰圧検出部に関する。

透析等の体外循環治療においては、血液回路内の圧力は所定の範囲内となるように種々の設定がなされている。また、透析装置等の体外循環に用いる装置には、圧力が所定の範囲内から逸脱した場合には、異常を検出し、警告を行ったりポンプを停止したりする種々の安全機構が組み込まれている。例えば、血液回路に設けられたドリップチャンバに圧力測定ポートを設け、装置に組み込まれた圧力センサにより圧力を監視している。

体外循環用の血液回路は、基本的には患者の脱血ポートから返血ポートまでひとつながりにつながったループである。しかし、血液回路にはポンプ、チャンバー及びろ過器等の種々の要素が接続されているので、部分的な圧力上昇や低下が生じ得る。例えば、閉塞が生じて血液が流れにくい状態でポンプを運転し続けると、閉塞箇所よりも下流側において圧力が低下して溶血が生じる。このため、閉塞箇所を素早く見つけ出せるように、血液回路の複数の箇所で圧力を検出できることが好ましい。

圧力測定ポート及び圧力センサの数を増やすことは一見すると理想的な解決手段のように見える。しかし、ドリップチャンバ以外の部分に圧力測定ポートを設けることは困難である。また、多数の圧力測定ポートを有する血液回路と、それに対応した多数の圧力センサを有する透析装置を実現できたとしても、多数のポートとセンサとを毎回正しく接続しなければならず、血液回路を透析装置等に取り付ける際の操作手技が煩雑化する。操作の煩雑化は、ミスを誘発する原因にもなる。

また、多くの場合、圧力の正確な値を測定する必要はなく、閾値を越える異常が生じているかどうかがわかれば充分である。このため、血液回路に、ピローと呼ばれる圧力変動に応じて収縮、膨張する袋状の部材を設け、ピローの収縮により圧力異常を検出することが行われている（例えば、特許文献１を参照。）。ピローがへこんだことを目視で確認することにより、異常の発生を容易に検知することができる。

特開平１１－２２６１１８号公報

しかしながら、ピローがへこんだことに気づかずにポンプの運転を続けた場合、さらに圧力が低下するので、ピローが完全につぶれて内壁面が密着して、血液が流れなくなるという問題がある。透析治療中に血液が流れなくなり、その状態が一定時間以上保持されると血液が凝固し、内壁面は密着したまま固着してしまう。一旦固着した内壁面は、圧力低下が解消しても離れることができず、血液回路は閉塞したままとなるため、血液回路全体の交換が必要になる。

また、ピローのへこみは、側面からであれば比較的容易に確認することができるが、上面から見た場合には、気づくことが難しい場合がある。ピローのへこみを検出する機構も検討されているが、装置が複雑になるだけでなく、ピローを検出機構に装着する手間が増加してしまう。

本開示の課題は、圧力低下による閉塞が生じにくい陰圧検出部を実現できるようにすることである。また、追加的な課題は、目視による圧力低下の検出が容易な圧力検出部を実現できるようにすることである。

本開示の陰圧検出部の一態様は、軸方向に互いに離間し、設定された範囲の圧力で血液を流す血液回路の上流側に接続される血液流入口及び下流側に接続される血液流出口と、血液流入口と血液流出口との間に設けられた本体部を備え、本体部は、周壁に囲まれた検出用空洞部と、検出用空洞部に形成された流路確保構造とを有し、検出用空洞部は、血液回路の圧力に応じて膨張又は収縮し、流路確保構造は、血液回路の圧力が設定された範囲を下回った場合においても、血液流入口と血液流出口との間に流路となる空間を確保する。

陰圧検出部の一態様は、流路確保構造を有し、血液回路の圧力が設定された範囲を下回った場合に、血液流入口と血液流出口との間に流路となる空間を確保できる。このため、圧力が大きく低下した場合においても、血液が流れ続けるため、周壁の内面同士が固着する事態を生じにくくできる。

陰圧検出部の一態様において、検出用空洞部は、厚さ方向に拡張及び収縮するようにできる。このような構成とすることにより、圧力変化に伴う検出用空洞部の変形を視認しやすくできる。

陰圧検出部の一態様において、流路確保構造は、血液流入口及び血液流出口の一方から、軸方向の長さの１／２以上の位置に達している、複数の棒状体であり、複数の棒状体のうちの少なくとも１本は、厚さ方向の位置が他の棒状体とは異なっていてるようにできる。このような構成とすることにより、複数の棒状体が周壁の内面同士が密着することを妨げるので、圧力が大きく低下しても流路を確保することができる。また、圧力が低下して周壁の内面が棒状体と接すると、棒状体の部分が他の部分より盛り上がった状態となるので、本体部を平面視した場合にも圧力低下に気が付きやすくなる。

陰圧検出部の一態様において、複数の棒状体のうちの少なくとも１本は、幅方向の中央に位置するようにできる。このような構成とすることにより、圧力が低下した場合に、本体部の中央部に盛り上がった部分ができるため、圧力低下にさらに気づきやすくなる。

陰圧検出部の一態様において、流路確保構造は、複数の棒状体を筒状に囲むメッシュを有するようにできる。このような構成とすることにより、血液中の凝集塊等が下流側に流れないようにすることができる。

陰圧検出部の一態様において、検出用空洞部の周壁は、内部の棒状体を視認可能であり、複数の棒状体のうちの少なくとも１本は、血液の色と補色又は反対色に着色することができる。このような構成とすることにより、圧力が低下して、周壁が流路確保構造と当接した状態になったことを視認しやすくできる。

陰圧検出部の一態様において、流路確保構造は、血液流入口から血液流出口までつながった、周壁よりも硬質の材料により形成された筒状のメッシュとすることができる。このような構成とすることにより、圧力が大きく低下しても、メッシュにより筒状の流路が維持されるので、周壁の内面同士の固着を生じにくくすることができる。また、圧力が低下して周壁の内面がメッシュと接すると、メッシュの形状が浮かび上がるので、本体部を平面視した場合にも圧力低下に気が付きやすくなる。

本開示の陰圧検出部によれば、圧力低下による閉塞を生じにくくすることができる。

一実施形態に係る陰圧検出部を示す断面図である。 一実施形態に係る陰圧検出部を示す断面図である。 一実施形態に係る陰圧検出部の流路確保構造を示す斜視図である。 変形例に係る陰圧検出部を示す断面図である。

図１及び図２に示すように、一実施形態に係る陰圧検出部は、軸方向に互いに離間し、血液回路の上流側のチューブ２０１に接続される血液流入口１１２と、下流側のチューブ２０２に接続される血液流出口１１３とを有している。血液流入口１１２と血液流出口との間には、血液流入口１１２及び血液流出口１１３よりも幅方向及び厚さ方向に広がる、本体部１１１が設けられている。本体部１１１は、検出用空洞部１３１と検出用空洞部１３１に収容された流路確保構造とを有している。検出用空洞部１３１は、周壁１３２に囲まれた空間であり、血液流入口１１２及び血液流出口１１３よりも幅及び厚さ方向に拡張されている。本実施形態において流路確保構造は、血液流入口１１２と血液流出口１１３と結ぶ軸方向に延びる複数の棒状体１３３により形成されている。

以下において説明のために、血液流入口１１２と血液流出口１１３と結ぶ方向を軸方向とし、軸方向と直交する一の方向を幅方向とし、軸方向及び幅方向と直交する方向を厚さ方向とする。また、厚さ方向を上下方向と呼ぶ場合がある。

周壁１３２はポリウレタン、シリコーン及び軟質塩化ビニル等の可撓性材料により形成されており、血液回路の圧力が上昇すると検出用空洞部１３１が膨張し、圧力が低下すると検出用空洞部１３１が収縮する。本実施形態において、検出用空洞部１３１は、予め筒状に形成した周壁１３２の両端部を厚さ方向に押圧して溶着している。このため、血液流入口１１２及び血液流出口１１３の両側方には、幅方向に広がる耳状の溶着タブが形成されている。本実施形態の検出用空洞部１３１は、軸方向及び幅方向にはほとんど膨張及び収縮が生じず、厚さ方向において膨張及び収縮が生じやすい。

検出用空洞部１３１が収縮すると、周壁１３２は内部の棒状体１３３と当接する。棒状体１３３は、周壁１３２により押圧された場合にも形状を保てるように、周壁１３２よりも硬質のポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンビニルアルコール及びポリカーボネート等の材料により形成されている。このため、血液回路の圧力が設定範囲よりも低下し、検出用空洞部１３１が大きく収縮した場合においても、棒状体１３３の部分において周壁１３２が密着しないようにできるので、血液流入口１１２と血液流出口１１３との間に流路が確保される。

図３に示すように、本実施形態において、流路確保構造である棒状体１３３は四角形の頂点の位置に４本設けられている。このようにすることにより、周壁１３２がどのように収縮しても４本の棒状体１３３の間に空間を確保できる。但し、棒状体１３３の数は４本に限らず、三角形状の頂点の位置に３本としたり、六角形上の頂点の位置に６本設けたりすることができる。また、周壁が厚さ方向に収縮する場合、厚さ方向に間隔をあけて２本以上の棒状体１３３を形成することにより、周壁１３２の密着を防ぐことができる。

本実施形態において、４本の棒状体１３３のうちの２本は、検出用空洞部１３１の幅方向の中央部に配置されている。検出用空洞部１３１の幅方向の中央部に棒状体１３３が位置することにより、検出用空洞部１３１が厚さ方向に収縮した場合に、中央部が棒状体１３３と当接して他の部分より筋状に盛り上がった状態となる。これにより、検出用空洞部１３１が収縮したことが確認しやすくなる。棒状体１３３の本数によっては、一本だけが中央部に位置するようにすることもできる。また、中央部を避けて２本の棒状体が幅方向に並ぶようにすることもできる。この場合は、検出用空洞部１３１が収縮した場合に中央部に窪みができるので、視認を容易にすることができる。

本実施形態において、棒状体１３３は、検出用空洞部１３１の軸方向の全長にわたって存在している。棒状体１３３が検出用空洞部の全長にわたって存在していることにより、検出用空洞部１３１が収縮した際の流路確保をより確実に行うことができる。しかし、血液流入口１１２及び血液流出口１１３の一方から軸方向の長さの１／２以上の位置にまで達していれば、検出用空洞部１３１が収縮した際に流路を確保できる。また、血液流入口１１２及び血液流出口１１３の双方から、軸方向の長さの１／４以上の位置にまで達している構成とすることもできる。さらに、複数の棒状体１３３のすべてが同じ長さである必要はなく、異なる長さの棒状体１３３が組み合わされていてもよい。

流路確保構造を複数の棒状体１３３とすることにより、検出用空洞部１３１内における血流に流路確保構造が及ぼす影響を小さくしつつ、検出用空洞部１３１が収縮した際の流路の確保が可能となる。しかし、流路確保構造として、検出用空洞部１３１の周壁１３２の内面同士が密着しないようにする他の構成を採用することもできる。

本実施形態の流路確保構造は、複数の棒状体１３３の両端部に、リム１３５を有している。リム１３５を設けることにより、検出用空洞部１３１が収縮した際にも棒状体１３３の位置を保持させることが容易にできる。リム１３５は、軸方向の中間部等の両端以外の位置に設けることもできる。また、２つに限らず、３つ以上としたり、１つだけとしたりすることもできる。リム１３５は円形状に限らず、棒状体１３３の本数に合わせて、四角形状や六角形状としたりすることができる。検出用空洞部１３１内において棒状体１３３の位置を保持することができればリム１３５を設けない構成とすることもできる。例えば、周壁１３２よりも肉厚とした血液流入口１１２及び血液流出口１１３の部分によって棒状体１３３を支える構成とすることができる。棒状体１３３は、円柱状や角柱状とすることができるが、角がない構造とすることにより周壁１３２と当接した際に、周壁を傷つけにくくできる。

図４は、第１変形例に係る陰圧検出部を示している。第１変形例の陰圧検出部は、流路確保構造として、筒状のメッシュ１４３を有している。メッシュ１４３は、検出用空洞部１３１が収縮した場合にも、筒状の形状を維持できるように、例えば周壁１３２よりも硬質の樹脂材料により形成されている。メッシュ１４３は、血液流入口１１２から血液流出口１１３までつながっていることが好ましい。このようにすれば、検出用空洞部１３１が収縮した場合にも、筒状のメッシュ１４３の内部に流路を確実に確保することができる。

流路確保構造を有する陰圧検出部は、圧力が低下しても、検出用空洞部１３１に流路を確保することができる。しかし、流路確保構造により確保された流路以外の部分において、周壁１３２の内面が密着し、血球の凝集が生じる可能性がある。また、圧力が復帰した際に、このようにして生じた凝集物が内壁面から剥がれ落ちる可能性もある。血液回路には凝集物等が患者の体内に戻ることを阻止するフィルタが設けられているが、大きな凝集物は、血液回路を詰まらせるおそれがある。流路確保構造をメッシュ１４３とすることにより、凝集物が、検出用空洞部１３１から流れ出さないようにできる。このとき、メッシュ１４３は、血液流入口１１２と血液流出口１１３とをつなぐ筒状に加えて血液流入口１１２及び血液流出口１１３を覆う有底の形状等とすることもでき、この場合、凝集物の阻止をより効果的に行うことができる。

メッシュ１４３は、血液の流れをできるだけ阻害しないように、比較的目の粗いものが好ましい。具体的には、目の短軸方向の大きさは２００μｍ～４００μｍが好ましい。このような、目の粗いものであっても、検出用空洞部１３１内において生じる可能性がある大きな凝集物の流出を阻止することができる。

メッシュ１４３は、比較的硬質で変形しにくい材料により形成して、検出用空洞部１３１が収縮して周壁１３２がメッシュ１４３と当接した際に、周壁１３２の表面にメッシュ１４３のパターンを浮かび上がらせるようにできる。このようにすれば、陰圧が発生したことを容易に視認することができる。

メッシュ１４３は、比較的硬質の材料を筒状に一体成形したものとすることができるがこれに限らない。例えば、硬質の材料からなる枠の周りに薄いメッシュ部材を取り付けて形成することもできる。

検出用空洞部１３１を形成する周壁１３２は、内部が視認できるように透明又は半透明とすることができる。検出用空洞部１３１の内部を視認できる場合、流路確保構造は、血液中において視認しやすい色にすることが好ましい。例えば、白色としたり、赤との色相差が大きい補色や反対色となる青～緑系統の色としたりすることが好ましい。他にも、血液の色と識別可能な明度の高い色を選択することが好ましい。流路確保構造が複数の棒状体である場合には、少なくとも一本の棒状体の色をこのようにすることが好ましい。

検出用空洞部１３１は、陰圧の検出を視認する観点からはある程度大きなものが好ましいが、体外へ抜き出す血液の量を少なくする観点からはできるだけ容積を小さくすることが好ましい。このため、長さが３０ｍｍ～５０ｍｍ程度、幅が２０ｍｍ～３０ｍｍ程度、正常な圧力の状態における厚さが５ｍｍ～１５ｍｍ程度とすることが好ましい。

本実施形態および変形例において、流路確保構造の厚さ方向の大きさはチューブ２０１の直径と略同じであることが好ましいが、特に限定はされない。血液の流れが妨げられければ流路確保構造の厚さ方向の大きさがチューブの直径よりも小さくても大きくてもよい。小さい場合は圧力が大きく低下したときにのみ視認できるため、頻度高く確認する必要がなくなり、大きい場合は逆に圧力が低下したことを感度よく識別可能となる。

本開示の陰圧検出部は、圧力低下による閉塞が生じにくく、血液回路等の医療機器の分野において有用である。

１１１ 本体部
１１２ 血液流入口
１１３ 血液流出口
１３１ 検出用空洞部
１３２ 周壁
１３３ 棒状体
１３５ リム
１４３ メッシュ
２０１ チューブ

Claims (7)

1. 軸方向に互いに離間され、設定された範囲の圧力で血液を流す血液回路の上流側に接続される血液流入口及び下流側に接続される血液流出口と、前記血液流入口と前記血液流出口との間に設けられた本体部を備え、
   前記本体部は、周壁に囲まれた検出用空洞部と、前記検出用空洞部に形成された流路確保構造とを有し、
   前記検出用空洞部は、前記血液回路の圧力に応じて膨張又は収縮し、
   前記流路確保構造は、前記血液回路の圧力が前記設定された範囲を下回った場合においても、前記血液流入口と前記血液流出口との間に流路となる空間を確保する、陰圧検出部。
2. 前記検出用空洞部は、厚さ方向に拡張及び収縮する、請求項１に記載の陰圧検出部。
3. 前記流路確保構造は、前記血液流入口及び前記血液流出口の一方から、前記軸方向の長さの１／２以上の位置に達している、複数の棒状体であり、
   複数の前記棒状体のうちの少なくとも１本は、前記厚さ方向の位置が他の棒状体とは異なっている、請求項２に記載の陰圧検出部。
4. 複数の前記棒状体のうちの少なくとも１本は、幅方向の中央に位置している、請求項３に記載の陰圧検出部。
5. 前記流路確保構造は、複数の前記棒状体を筒状に囲むメッシュを有している、請求項３に記載の陰圧検出部。
6. 前記検出用空洞部の周壁は、内部の前記棒状体を視認可能であり、複数の前記棒状体のうちの少なくとも１本は、白色又は前記血液の色と補色若しくは反対色に着色されている、請求項３に記載の陰圧検出部。
7. 前記流路確保構造は、前記血液流入口から前記血液流出口までつながった、前記周壁よりも硬質の材料により形成された筒状のメッシュである、請求項１に記載の陰圧検出部。