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JPH0341964A - 透析溶液の流れを自動的に調節する血液透析装置 - Google Patents

透析溶液の流れを自動的に調節する血液透析装置

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JPH0341964A
JPH0341964A JP2075350A JP7535090A JPH0341964A JP H0341964 A JPH0341964 A JP H0341964A JP 2075350 A JP2075350 A JP 2075350A JP 7535090 A JP7535090 A JP 7535090A JP H0341964 A JPH0341964 A JP H0341964A
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flow rate
blood
control unit
pump
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JP2075350A
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Hans-Dietrich Dr Polaschegg
ハンス‐ディートリヒ・ポラシェック
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Fresenius SE and Co KGaA
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Publication date
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Publication of JPH0824711B2 publication Critical patent/JPH0824711B2/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は血液側の、患者から透析器へ血液を輸送するた
めのポンプと、そして透析溶液側の、透析溶液を透析器
へ輸送するための透析溶液ポンプとを含む、血液透析器
の設けられた血液透析装置に関する。
〔従来の技術） 類似の幾つかの血液透析装置が種々の形で１例えば西ド
イツ特許公報第３６３６９９５　　号公報の中で知られ
ている。
従来伝統的にこれらの血液透析装置はユーザによって変
えることのできない、５００　ｍｌ／ｍｉｎ　　の−定
の透析溶液流量で運転される。より最近の装置は例えば
３００．５００及び８００　ｍｌ／ｌｌｌ１ｎのような
他の透析溶液流量を採用するために段階付けされた手動
調節を許容している。比較的高い透析溶液流量は特に４
００　ｍｌ／ｍｉｎ又はそれ以上の高い血液流量が存在
するときに高いクリアランスを得るために必要である。
このような血液透析装置による透析処置の費用は下記よ
り構成されている： ○処置室と透析装置とのための固定費（減価償却及び補
修〉 ○使用材料費：透析器、血液ポンプ系、排出チューブ、
脱脂綿、消毒剤、濃厚透析溶液、調製水及びエネルギー
費用 Ｏ担当職員給与 この型の透析装置を用いた場合には上記の固定費及び職
員給与は処置経費をできるだけ低く維持しようとしてこ
れを動かす余地はあまりない。節約できる部分は使用材
料費である。
広く用いられている血液流量：透析溶液流量＝１＝２の
毛細管透析器においては前述した５００ｍ１／ｆｆｌ１
ｎの「標準条件」の透析溶液流量を用いる場合と比較し
てほんの無視できるほどに僅がなりリアランスの減少し
か生じないということはよく知られている（Ｊ、Ｅ、　
Ｓｉｄｇｅｌｌ　、　Ｂ、　Ｔｅｒｓｔｅｅｇｅｎ；”
Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　Ｏｒｇａｎｓ”　１０　（３）
、　２１９−２２５　（１９８Ｂ）参照）。この効果は
既に古くから知られており、そして幾つかの透析器メー
カの仕様書の中に見ることもできるけれども、またその
上に、費用の圧力が特に米国においてよく描写され、廃
棄可能品として設計されていた物品の再使用に導いてい
たにもかかわらず、濃厚透析溶液、水及びエネルギーを
節約するための対策はこれまで取られておらず、と言う
のは多くの場合に透析溶液流量を人手で：１１ｗ１する
ことが不可能で、しかも専門家にょっても面倒であり、
そして誤操作の危険を含むからである。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的はこの明細書の初めに記述した透析装置を
、°濃厚透析溶液、調製水及びエネルギーの消費を最小
限にし、そして処置の質を落すことなく透析ＩＡ置の費
用を低下するように設計することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば、上記課題は、或る制御ユニットが設け
られていて、それにより血液流量より導かれた信号が上
記ユニットの人力側に供給され、そして上記ユニットは
その出力側から血液流量の関数としての信号を発信して
透析溶液の流れを調節することによって解決される。
（作用） 本発明の自動的制御ユニットの助けによって血液透析の
間中透析溶液流星は血液流量の関数として：ＪＲ節され
る。このようにして準備期間及び終了期間を含めて血液
透析処置の間の全ての時点において、その処置のために
充分であるが同時に高過ぎない透析溶液流量を自動的に
調節することが有利に保証される。本発明の自動的制御
ユニットを取り付けた透析装置は低い運転費用によって
有利である。
本文の初めにあげた型の種々の透析装置において種々の
センサ又は制御要素を或るコンピュータに接続させてこ
れがその過程を自動的にコントロールし又は制御するこ
とはよく知られている。しかしながら透析溶液流量を血
液流量の関数として制御する装置は従来知られておらず
、またそれによる結果についても何等示唆するものは存
在しない。
〔実施例〕
本発明を、と言うよりはむしろ本発明の各特徴を以下に
おいて添付の図面に示す１具体例によって詳細に説明す
る。
第１図は通常的な血液透析装置を示すが、これは入口　
（１１）及び出口　（１２）を血液側に、そして人口　
（１３）及び出口　（１４）を透析溶液側に有する透析
Ｒ（１０）よりなる。その透析溶液循環系中に詳細には
記述しない透析溶液源から透析溶液をポンプ給送するた
めの透析溶液ポンプ（２０）が設けられている。
この透析溶液循環系は通常的な電導度センサ（２１）と
温度センサ　（２２）とを備えている。更に透析器弁が
設けられており、これによって透析溶液を透析器（Ｉｎ
）中へ切り換え給送することができる。透析溶液はバイ
パス弁（２４）によって透析器から扱き出すことができ
る。透析溶液循環系はまたこの透析器の下流の透析溶液
の圧力を測定するための圧力センサ　（２５）をも備え
ている。
血液循環系中には血液ポンプ（３０）が存在し、これが
患者（図示されていない）から血液を透析器へ給送する
。この１１１１液ポンプ（３０）の上流に動脈圧力セン
サ（３１）が存在している。血液循環系内の透析器（１
０）の下流にも静脈バブルトラップ（３２）が存在して
おり、ここで空気検出１３　（３３）が空気及び血液中
の泡の検出を可能にする。
このバブルトラップ（３２）の下流に、もし危険状態が
生じた場合に患者から外部へ流れるのを遮断するのに用
いる静脈遮断装置（３４）が存在している。この血液循
環系中には更に、上記静脈バブルトラップ（３２）の下
流のチューブの中の塩水溶液と血液とを区別することの
できる光学的検出器（３５）及びバブルトラップ（３２
）に連結されている静脈戻り圧力検出器（３６）が設け
られている。
本発明の自動作動式ＩＩ制御回路は制御ユニット（１０
０）中に含まれている。血液の流れの大きさから導かれ
る信号がこの制御ユニットの人力に送り込まれる。この
信号は従って血液ポンプ（３０）のために設定された給
送流量から導かれ、これはまたそれ自身、例λば血液ポ
ンプ（３０）の回転速度から導かれる。透析溶液流量は
制御ユニットの出カイ３号に基づいて自動的に調節され
る。この目的のために制御回路（１００）　　の出力を
透析溶液ポンプ（２０）に接続させるか、又はより厳密
にはこのポンプの給送流量調節用の制御回路の入力に接
続させる。この制御ユニット　（１００）　　はまた、
第２図に示す条件ｌないし４のいずれがこの血液透析装
置に存在しているかを確認することのできる幾つかの手
段をも含んでいる。これらの条件１ないし４については
第２図を参照して後に更に詳細に説明する。この目的の
ために、動脈圧力検出器（３１）、静脈圧力検出器（３
６〉及び光学的検出器（３５）の各出力が破線で示した
信号経路じ示すようにこの制御ユニットの入力に接続さ
れている。
本発明の制御回路に加えて、この制御ユニット（１００
）はまた血液透析を制御し、監視するための通常的なＩ
Ｉ御装置を含んでいてもよい。この場合には第１図に示
されている全ての他の要素は或る信号通路によってｉｌ
ｌユニットに接続されていると考えるべきである。
この制御ユニット（１００）　　は透析溶液流量を制御
する自動制御の出力信号が血液流量から導かれた入力信
号のある予め定められた関数であるように構成され、且
つ制御される。この関数はクリアランス作業曲線の面Ｍ
４＜透析溶液流量と血液流量との関数としてのクリアラ
ンス）から或る予め定められた共準に従って導き出され
る。最も単純な場合にこの予め定められる関数は一次関
数である。これはまた、事項関数の形で与えられること
もでき、或はまたその制御回路中のマトリックスの中に
送り込まれた数値データによって与えられてもよく、こ
の制御回路が或る一つの透析器の全ての血液流量に対し
てその透析溶液流量が無限大となるときにクリアランス
の或る％割合に達するような透析溶液流量を与える。
制御ユニット　（１００）　　中で用いられる透析溶液
流ＭＱｏを制御する１ｔＩＩＩ御関数は幾つかの時間順
序的区分よりなることができる。これらの区分は第２図
に表象的Ｃ示されている。第１区分において消毒剤で満
たされた再使用される透析器が透析液で完全に清浄化さ
れる。血液側では塩水溶液が高速度で循環される。透析
溶液側は最高速度で運転される（例えば８００　ｍｌ／
ｓｉｎ　）　。
第２区分において透析装置を患者に接続する。
透析溶液の流量は体外循環回路が過大に冷却されるのを
防ぐために低い一定値に設定される。
第３区分において実際の透析それ自身が行なわれる。透
析溶液流量Ｑｌ）は−数式 ％式％） に従い血液！ｆｌｔＱａの関数として制御される。
第４区分において透析は完了する。透析溶液流量は或る
一定の値に設定され、これが次の処置又はこの操作にお
ける次の段階まで待機状態に維持される。
透析の条件（区分）は下記の信号に基づいて自動的に確
認することができる： 表止ユ 透析器の良好なすすぎをもたらすために操作員は血液ポ
ンプ（３０）を高速度（通常４００ｍ１／ｍａｎ　　に
セットする。光学的検出！　（３５）は信号「明」を表
示し、すなわちそのチューブ系中に塩水溶液が存在して
いることを示す。動脈圧力検出器中の圧力は＞　−５０
ｍｗＨｇであり、一方静脈戻り圧力検出器中の圧力は＜
５０ｍｍＨｇである。後者の各圧力値は典型的なもので
あるけれども用いたチューブ類又はすすぎ方法の型に依
存して変化することも可能である。しかしながらそれら
は一つの試験管内テストの後、短い間隔でそれぞれ決定
することもできる。バブルトラップ（３２）の中ですす
ぎ過程に間に場合（より泡が形成されたときにこの信号
は空気検出器のための安全チエツクとしても用いること
ができる。
灸杜ユ 患者を透析装置に接続したときに上記条件１の最後にお
ける血液ポンプ（３０）の給送流量は零にセットされて
おり、そしてゆっくりと上昇する。光学的検出！（３５
）はなお「明」を表示し続けている。
灸止旦 透析の間においては光学的検出Ｗ　（：１５＞は「暗」
の信号を示して血液が存在していることを表わす。
先住１ 血液ポンプ（３０〉は上記条件３の最後において零にセ
ットされており、モしてポンプ給送流量は低い値にセッ
トされている。光学的検出器は信号「暗」を示している
。
患者の熱エネルギー収支は患者茫供給された熱エネルギ
ー又は患者から透析器によって抜き出された熱エネルギ
ーに依存し、そしてこれはまた−方透析溶液の量及び温
度によって定められるので、本発明の制御回路は流量に
依存して透析溶液及び温度を制御するための装置を含む
ように任意に拡張される。
通常、透析溶液温度は透析装置円で測定し、制御される
が、この時点において測定した時にエネルギーが外部へ
放出され、そして従って透析溶液のために設定された温
度は透析器人口　０３）のそれと異なる。透析溶液流量
に依存しない温度制御は従って一般式 ％式％） （但しＴ　ｓｅｔは温度Ｔの設定値）を仮定する。
透析溶液流ｆｌｑｏは血液流量の関数として制御される
ので、この−数式は Ｔｅａ、ｔｒ　＝　ｇ　（Ｔａｕｔ、Ｑａ　）（但しＴ
　Ｃｏｎｔｒは制御されるべき温度の値）と書き換える
ことができる。
この式によればエネルギーの移動は透析溶液流量のいか
なる変化にも依存することなく一定に維持される。エネ
ルギー移動が透析器（１０）の上流及び下流の外部循環
回路中で直接測定される場合にはこの式に従って制御を
行なう必要はない。
透析器（］０）の上流及び下流でその透析溶液循環回路
中で温度を測定する場合には透析器（１０）内における
エネルギー移動の単純な制御も可能である。
最も単純な場合には前記関数 Ｑｏ　＝　ｆ　（Ｑａ　） はＱ６≧０で且つ　≦１００　ｍｌ／ｗｉｎのときにＱ
　ｏ　ｌ＝８ そして　１００量１／ｗｉｎより大きいときにＱｏ＝ｂ
＊Ｑａ となり、それによって！は体外循環回路が強く冷却され
ない（正常血液流量約５０−１００　ｍｌ／ｗｉｎにお
いて〉ように設定され、そして互はその透析器の特性に
従って選ばれる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の制御ユニットを備えた通常的透析装跋
のブロック線図であり、第２図は本発明の制御ユニット
の制御作用がそれぞれの直線状区分で分けられた１具足
例を示す。 ＩＯ・・・透析器　　　１１．１３・・・入口１２．１
４・・・出口　　２０・・・透析溶液ポンプ２１・・・
電導度センサ ２２・・・温度センサ　２４・・・バイパス弁２５・・
・圧力センサ　３０・・・血液ポンプ３１・・・動脈圧
力センサ ３２・・・バブルトラップ ３３・・・空気検出器　３４・・・静脈遮断装置３５・
・・光学的検出器 ３６・・・静脈戻り圧力検出器 １００　・・・制御ユニット （外２名）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）血液側の、患者から透析器へ血液を輸送するため
    のポンプと、そして透析溶液側の、透析溶液を透析器へ
    輸送するための透析溶液ポンプとを含む、血液透析器の
    設けられた血液透析装置において、或る制御ユニット（
    １００）が設けられており、それにより血液流の大きさ
    から導かれた信号が上記ユニットの入力側に供給され、
    またそれにより上記ユニットはその出力側から血液流量
    の関数としての信号を発信して透析溶液の流れを調節す
    ることを特徴とする、上記血液透析装置。 （２）上記血液流の大きさより導かれた信号が血液ポン
    プ（３０）の送液速度（送液流量）より導かれ、そして
    制御ユニット（１００）の出力信号が透析溶液ポンプ（
    ２０）に接続される、請求項１記載の血液透析装置。 （３）透析溶液の流量を制御する制御ユニットの出力信
    号が血液流より導かれた前記入力信号の或る予め定めら
    れた関数であり、その際この関数はクリアランス作業曲
    線（透析溶液流量と血液流量との関数としてのクリアラ
    ンス）の面積から、或る予め定められた基準に従って導
    かれる、請求項１又は２記載の血液透析装置。 （４）上記予め定められた関数が一次関数である、請求
    項３記載の血液透析装置。 （５）上記予め定められた関数が事項関数である、請求
    項３記載の血液透析装置。 （６）上記予め定められた関数が或る一つの透析器の全
    ての血液流量に対して透析溶液流量が無限大となるとき
    にクリアランスの或るパーセンテージ（例えば９５％）
    に達するような透析溶液流量を与える数値データの形で
    与えられる、請求項３記載の血液透析装置。（７）制御
    回路がマイクロプロセッサによって形成される、請求項
    ３ないし６のいずれかに記載の血液透析装置。 （８）血液流量に依存する温度及び透析溶液の制御手段
    が補助装置として制御ユニット（１００）に設けられて
    いる、請求項１ないし７のいずれかに記載の血液透析装
    置。 （９）血液側において体外循環回路中にいくつかの温度
    検出器が透析器の上流と下流とに設けられていて実際の
    値を温度制御のために測定する、請求項８記載の血液透
    析装置。 （１０）透析溶液側において透析器（１０）の上流と下
    流とにいくつかの温度検出器が設けられて温度制御のた
    めに実際の値を測定する。請求項８記載の血液透析装置
    。
JP2075350A 1989-03-25 1990-03-23 透析溶液の流れを自動的に調節する血液透析装置 Expired - Lifetime JPH0824711B2 (ja)

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