体液処理装置、圧力測定器、体液処理方法
【課題】測定された圧力値の信頼性の向上。
【解決手段】圧力測定器１５０を有する体液処理装置１００であって、基台１５１と、係合部２１５と係合することで基台１５１に対する圧力セル２１０の筐体２１１の距離を規制する規制手段１５２と、係合部２１５と規制手段１５２との係合状態を固定する固定手段１５３と、隔膜２１２と接続される接続部１６２を有し、基台１５１に対する隔膜２１２の変位を信号に変換する第一センサ１５４と、係合部２１５と規制手段１５２との係合状態を検出する第二センサ１６５と、第二センサ１６５が係合状態を検出することをトリガーとし、第一センサ１５４から得られる値と所定の基準値との差をオフセット値として算出するオフセット部１８１とを備える。
【解決手段】圧力測定器１５０を有する体液処理装置１００であって、基台１５１と、係合部２１５と係合することで基台１５１に対する圧力セル２１０の筐体２１１の距離を規制する規制手段１５２と、係合部２１５と規制手段１５２との係合状態を固定する固定手段１５３と、隔膜２１２と接続される接続部１６２を有し、基台１５１に対する隔膜２１２の変位を信号に変換する第一センサ１５４と、係合部２１５と規制手段１５２との係合状態を検出する第二センサ１６５と、第二センサ１６５が係合状態を検出することをトリガーとし、第一センサ１５４から得られる値と所定の基準値との差をオフセット値として算出するオフセット部１８１とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、体外に体液を導出して処理する体液処理装置であって、体液の圧力、または、体液を処理するための液体の圧力を測定する圧力測定器を備える体液処理装置に関する。また、前記圧力測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
体外に体液を導出して処理する体液処理装置の一つとして、血液透析装置が例示できる。血液透析装置は、人体から導出した血液を血液浄化器（ダイアライザ）に流通させ、血液中の過剰な水分や老廃物を除去するための装置である。人体から導出される血液が流通する流路は、血液回路とよばれ、血液透析装置に取り付けられ、血液透析装置が備える血液ポンプによって血液が強制的に流され、そこに接続された前記血液浄化器によって浄化さる。また、血液浄化器によって分離された血液中の不要物質は透析液とともに排出される。この透析液が流通する回路は透析液回路と称されている。
【０００３】
特に、血液透析装置を用いて持続的腎補助療法（ＣＲＲＴ）を施す場合、単に血液の循環用の血液回路が存在するばかりでなく、血液の量や濃度を調整するために用いられる補正計量機構や、補水用回路なども必要となるため部品点数が多くなる。そしてこれらの部品を用いて構築される回路は非常に複雑となる。
【０００４】
しかし、血液透析装置に取り付ける部品の取り付け間違いや、血液回路の構築間違いなどは被透析患者の生命に関わる重大な問題であり、間違いの発生は許されない。そこで、間違いの発生を防止しつつ、取り付け作業者の負担を軽減する目的として種々の提案がなされている。
【０００５】
例えば特許文献１には、重ね合わされた樹脂シートの間に一体的に血液回路が設けられた回路体が記載されている。当該回路体によれば、既に血液回路が形成された状態で処理装置に取り付けることができるため、回路構築の間違いが少なく、取り付け作業が簡単になるとされている。
【０００６】
また、特許文献２には、１枚のシートに一部が固定された血液回路が記載されている。当該血液回路によれば、チューブの折れ曲がりやもつれを防止でき、間違いなく血液回路を血液透析装置に取り付けることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６１−１１３４６１号公報
【特許文献２】登録実用新案第３０８２０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような血液回路を流れる血液の圧力や透析液回路を流れる透析液の圧力は、人命に関わる重要な指標となるため、圧力を正確にモニタリングできることが望まれている。そこで血液透析装置には、血液回路や透析液回路に流れる液体の圧力を測定する機器が取り付けられており、血液回路などを血液ポンプなどに取り付ける作業と同様に、圧力を測定する部品も血液回路などの一部として圧力を測定する機器に取り付けられる。
【０００９】
ところが、血液回路などを流れる液体の圧力を安定した状態で正確に測定する場合、圧力を測定する機器と血液回路などとの位置関係が一定である必要があり、この作業が困難な場合が多い。
【００１０】
そこで本願発明者らは、上記課題に鑑み、液体の圧力を測定するために血液回路などに部品として備えられている圧力セルを容易に着脱でき、かつ、正確に圧力を測定することのできる圧力測定器、当該圧力測定器を備えた体液処理装置の発明を別途出願している。
【００１１】
ところが、上述の圧力セルを容易に着脱できる機構を備えた圧力測定器や体液処理装置は、作業性が高く、正確に圧力を測定できるものであるが、隔膜と筐体とが組み立てられて形成される圧力セルには、寸法的なばらつきが発生することは回避できない。また、圧力測定器にも寸法的なばらつきが存在する。このような寸法的なばらつきは、測定される圧力の値の信頼性に影響を与える。
【００１２】
本願発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、圧力測定器や体液処理装置から得られる値の信頼性を向上させることを第一の目的としている。
【００１３】
また、圧力セルが容易に着脱機構には、ヒューマンエラーに基づく取り付けミスを機械的に検出する機構が設けられている。ところが、当該機械的な検出機構はクリアしているものの、確実には取り付けられていない不完全な接続状態が発生する可能性が考えられる。
【００１４】
本願発明者らは、上記信頼性の向上を目的とした実験と研究の中で、前記可能性があることに気づき、さらに鋭意実験と研究との結果、前記、不完全な接続状態が検出できることを見いだすに至った。
【００１５】
本願発明は前記知見に基づきなされたものであり、不具合状態の検出を第二の目的としている。
【００１６】
なお、上記説明において、体液処理装置の一つとして血液透析装置を説明したが、上記課題は血液透析装置に限定されるものではない。例えば、血液濾過装置、人工心肺装置、血液濃縮装置など体外に体液を導出して処理する装置全般も同様の課題を有している。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記第一の目的を達成するために、本願発明にかかる体液処理装置は、係合部を備える筐体と、隔膜とで形成される貯液室を有する圧力セルを着脱自在に保持し、前記貯液室に貯留される液体の圧力を測定する圧力測定器を有する体液処理装置であって、基台と、前記係合部と係合することで前記基台に対する前記筐体の距離を規制する規制手段と、前記係合部と前記規制手段との係合状態を固定する固定手段と、前記隔膜と接続される接続部を有し、前記基台に対する前記隔膜の変位を信号に変換する第一センサと、前記係合部と前記規制手段との係合状態を検出する第二センサと、前記第二センサが係合状態を検出することをトリガーとし、前記第一センサから得られる値と所定の基準値との差をオフセット値として算出するオフセット部とを備えることを特徴としている。
【００１８】
これにより、圧力セルや圧力測定器の寸法的なばらつきに基づく第一センサから得られる値の不正確さを解消し得て、血液回路や透析液回路に流れる液体の圧力を高い信頼性で測定することが可能となる。
【００１９】
上記第二の目的を達成するためには、さらに、過去に算出されたオフセット値と新たに算出されたオフセット値の差の絶対値である比較値と所定の閾値とを比較し、比較値が所定の閾値以上の場合、エラー情報を出力するエラー検出部を備えることが好ましい。
【００２０】
これにより、今までとは異なる状態で圧力セルが取り付けられたことを検出し、エラー情報を出力することができる。したがって、当該エラー情報を活用して、視覚的、聴覚的に血液回路などを取り付けている作業者に報知することも可能となる。また、体液処理装置が稼働しないようにインターロックを掛けることも可能となる。
【００２１】
また、上記第一の目的を達成するために、本願発明にかかる圧力測定器は、係合部を備える筐体と、隔膜とで形成される貯液室を有する圧力セルを着脱自在に保持し、前記貯液室に貯留される液体の圧力を測定する圧力測定器を有する体液処理装置であって、基台と、前記係合部と係合することで前記基台に対する前記筐体の距離を規制する規制手段と、前記係合部と前記規制手段との係合状態を固定する固定手段と、前記隔膜と接続される接続部を有し、前記基台に対する前記隔膜の変位を信号に変換する第一センサと、前記係合部と前記規制手段との係合状態を検出する第二センサと、前記第二センサが係合状態を検出することをトリガーとし、前記第一センサから得られる値と所定の基準値との差をオフセット値として算出するオフセット部とを備えることを特徴とする。
【００２２】
これにより、圧力セルや自身の寸法的なばらつきに基づく第一センサから得られる値の不正確さを解消し得て、血液回路や透析液回路に流れる液体の圧力を高い信頼性で測定することが可能となる。
【００２３】
また、上記第一の目的を達成するために、本願発明にかかる体液処理方法は、係合部を備える筐体と、隔膜とで形成される貯液室を有する圧力セルを着脱自在に保持し、前記貯液室に貯留される液体の圧力を測定する圧力測定器を有する体液処理装置に適用される体液処理方法であって、前記圧力測定器は、基台と、前記係合部と係合することで前記基台に対する前記筐体の距離を規制する規制手段と、前記係合部と前記規制手段との係合状態を固定する固定手段と、前記隔膜と接続される接続部を有し、前記基台に対する前記隔膜の変位を信号に変換する第一センサと、前記係合部と前記規制手段との係合状態を検出する第二センサとを備えており、前記係合部と前記規制手段との係合状態を前記第二センサが検出することをトリガーとし、オフセット部が前記第一センサから得られる値と所定の基準値との差をオフセット値として算出し、測定部は、オフセット値に基づき前記第一センサから得られた値を補正することを特徴とする。
【００２４】
これにより、圧力セルや圧力測定器の寸法的なばらつきに基づく第一センサから得られる値の不正確さを解消し得て、血液回路や透析液回路に流れる液体の圧力を高い信頼性で測定することが可能となる。
【００２５】
上記第二の目的を達成するためには、さらに、エラー検出部が、過去に算出されたオフセット値と新たに算出されたオフセット値の差の絶対値である比較値を算出し、さらに、前記比較値と所定の閾値とを比較し、比較値が所定の閾値以上の場合、エラー情報を出力することが好ましい。
【００２６】
これにより、今までとは異なる状態で圧力セルが取り付けられたことを検出し、エラー情報を出力することができる。したがって、当該エラー情報を活用して、視覚的、聴覚的に血液回路などを取り付けている作業者に報知することも可能となる。また、体液処理装置が稼働しないようにインターロックを掛けることも可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本願発明により、機械的に発生する寸法の誤差をソフトウエアで解消することで、測定された圧力値の信頼性を向上させることができる。また、寸法的な誤差を解消するためのソフトウエア処理で使用される値を用いることにより、圧力セルの取り付けミスを検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】血液回路が取り付けられた血液透析装置を模式的に示す図である。
【図２】圧力セルを示す斜視図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。
【図３】圧力測定器と圧力セルの一部断面を模式的に示す側面図であり、圧力セルが取り付けられる前の状態を示している。
【図４】圧力測定器と、一部を切り欠いて示す圧力セルを示す斜視図であり、圧力セルが取り付けられる前の状態を示している。
【図５】血液透析装置の制御部などを機能的に示すブロック図である。
【図６】解除手段と解除手段による挟持体の動作態様を模式的に示す図である。
【図７】圧力セルが取り付けられる圧力測定器の状態を一部切り欠いて示す側面図である。
【図８】圧力セルが取り付けられる圧力測定器の状態を一部切り欠いて示す側面図である。
【図９】圧力セルが正常に取り付けられた状態における隔膜の状態をデフォルメして示す模式図である。
【図１０】圧力セルが取り外された圧力測定器の状態を一部切り欠いて示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
次に、本願発明を実施するための一形態を体液処理装置の一つである血液透析装置を例示することで説明する。
【００３０】
図１は、血液回路が取り付けられた血液透析装置を模式的に示す図である。
【００３１】
同図に示すように、本実施形態にかかる血液透析装置１００は、血液回路２０１や、濾液補液回路２０２が取り付けられた状態で持続的腎補助療法を行うことのできる装置であって、ポンプ１０１と、圧力測定器１５０とを備えている。血液回路２０１や濾液補液回路２０２には圧力セル２１０が取り付けられている。
【００３２】
血液透析装置１００は、血液回路２０１内にある血液をポンプ１０１によって強制的に一方方向に移動させ、人体３００から血液を導出し、ダイアライザ２２０により浄化された血液を再び人体３００に戻している。そして、人体３００からポンプ１０１までの血液の圧力、ダイアライザ２２０を通過する前の血液の圧力、ダイアライザ２２０を通過した後の血液の圧力を検出するため、血液回路２０１の該当する位置にはそれぞれ圧力セル２１０が取り付けられている。
【００３３】
一方、血液透析装置１００は、濾液補液回路２０２内にある透析液をポンプ１０１によって強制的に移動させ、ダイアライザ２２０によって抽出される血液中の不純物を排出し、必要に応じて適切な量の補液（透析液と兼用）を返血に補充している。そして、ダイアライザ２２０を通過した後の透析液の圧力を検出するため、濾液補液回路２０２の該当する位置には圧力セル２１０が取り付けられている。
【００３４】
以上により血液透析装置１００は、持続的に人体から血液を導出して血液を浄化しつつ、浄化によって不足した血液の構成成分を補充して人体３００に血液を返血する。
【００３５】
図２は、圧力セルを示す斜視図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。
【００３６】
同図に示すように、圧力セル２１０は、血液回路２０１や濾液補液回路２０２に組み込まれ、血液回路２０１や濾液補液回路２０２内を流通する液体の圧力の変化に応じて状態が変化する装置であり、筐体２１１と、隔膜２１２と、導入口２１３と、導出口２１４とを備えている。
【００３７】
筐体２１１は、内部に流通する液体の圧力に関係なく一定の形態を維持することのできる剛性を備えた部材であり、内部に貯液室（図示せず）を形成するための空間が設けられる箱状の部材である。また、筐体２１１には係合部２１５が備えられている。本実施の形態の場合、筐体２１１は、一端部が閉塞された短い円筒形状となっており、周壁には外方突出状に係合部２１５が設けられている。
【００３８】
係合部２１５は、筐体２１１と一体に成形される矩形の部分であり、筐体２１１の直径方向に二つ設けられている。
【００３９】
隔膜２１２は、内部に流通する液体の圧力に従って、膨出し、凹陥する柔軟性を備えた部材であり、筐体２１１が形成する貯液室の一部を覆うようにして筐体２１１に取り付けられている。本実施の形態の場合、隔膜２１２の中央には磁性体（磁石と結合できる金属等を含め）２１６が取り付けられている。
【００４０】
磁石２１６は、隔膜２１２と後述するセンサとを着脱自在に接合するための部材であり、隔膜２１２とセンサとが磁石２１６を介して接合されることで、隔膜２１２の膨出状態を検出するばかりでなく、隔膜２１２が凹陥した状態を検出することも可能となる。
【００４１】
導入口２１３と導出口２１４とはそれぞれ血液回路２０１や濾液補液回路２０２を構成するチューブと接続される部材であり、血液回路２０１や濾液補液回路２０２に流通する液体を貯液室に導入し、また、貯液室から導出するための部材である。
【００４２】
図３は、圧力測定器と圧力セルの一部断面を模式的に示す側面図であり、圧力セルが取り付けられる前の状態を示している。
【００４３】
図４は、圧力測定器と、一部を切り欠いて示す圧力セルとを示す斜視図であり、圧力セルが取り付けられる前の状態を示している。
【００４４】
同図に示すように、圧力測定器１５０は、圧力セル２１０内方の貯液室２１７に貯留される液体の圧力を測定する装置であり、基台１５１と、規制手段１５２と、固定手段１５３と、第一センサ１５４と、解除手段１５５と、第二センサ１６５とを備えている。
【００４５】
基台１５１は、隔膜２１２の変位を圧力として検出するための基準となる部材である。本実施の形態の場合、血液透析装置１００の筐体が基台１５１として機能している。
【００４６】
規制手段１５２は、圧力セル２１０が備える係合部２１５と係合することで基台１５１に対する圧力セル２１０の筐体２１１の距離を規制する装置である。本実施の形態の場合、規制手段１５２は、第二係合部１５６が設けられる挟持体１５７と、係合部２１５と第二係合部１５６とが係合する係合方向（図３中の左右方向）と交差する方向（図３中の矢印方向）に挟持体１５７を付勢する第一バネ１５８とを備えている。
【００４７】
なお、係合方向とは係合部２１５と第二係合部１５６とが係合し、係合状態を維持する際に発生する力の方向である。また、係合方向と交差する方向とは、前記係合方向とは平行でない方向である。例えば、係合方向と垂直に交差する方向等を挙示することができる。
【００４８】
挟持体１５７は、基台１５１に対し、回転軸１５９によって取り付けられており、回転軸１５９を中心に回転可能に取り付けられている。挟持体１５７は、細長い板状の部材であり、挟持体１５７の厚さ方向には貫通状に設けられた矩形の孔である第二係合部１５６が設けられている。また、挟持体１５７の先端は屈曲しており、圧力セル２１０が押し付けられる際に、付勢力に抗する方向に力が発生するものとなっている。また、挟持体１５７は、挟持体１５７に付加される付勢力に抗して挟持体１５７を回転させるための突出部を備えている。なお、突出部については後述する。
【００４９】
第一バネ１５８は、挟持体１５７の先端が近づく方向に付勢する弦巻バネである。第一バネ１５８は、図３で示す上下方向かつ広がる方向に付勢力が発生しており、基台１５１に軸支されている挟持体１５７の基端部に当該付勢力が付加されることで、挟持体１５７の先端部は、図３中の矢印で示す方向に付勢されるものとなっている。
【００５０】
固定手段１５３は、圧力セル２１０の係合部２１５と規制手段１５２との係合状態を固定する装置である。本実施の形態の場合、固定手段１５３は、固定体１６０と、第二バネ１６１とを備えている。
【００５１】
固定体１６０は、挟持体１５７が付勢される方向と交差する方向、かつ、係合部２１５を第二係合部１５６に押し付ける方向に基台１５１に対し付勢される部材である。具体的に固定体１６０は、中央に孔が設けられた板状の部材であり、後述する第二バネ１６１によって、図３で示す左右方向かつ基台１５１から遠ざかる方向に付勢されている。また、係合部２１５を第二係合部１５６に押し付ける方向は、前記係合方向と同じ方向となる。
【００５２】
第二バネ１６１は、固定体１６０を基台１５１から遠ざかる方向に付勢する弦巻バネである。図４に示すように、圧力セル２１０が取り付けられた状態において、第二バネ１６１の付勢力は、固定体１６０を介し、さらに、筐体２１１を介して係合部２１５を第二係合部１５６に押し付けている。
【００５３】
第一センサ１５４は、隔膜２１２と接続される接続部１６２を有し、基台１５１に対する隔膜２１２の変位に接続部１６２を追随させることで隔膜２１２の変位を電気信号に変換することのできる装置である。本実施の形態の場合、第一センサ１５４は、ロードセル１６３と、接続部１６２が設けられるアーム１６４とを備えている。
【００５４】
ロードセル１６３は、隔膜２１２の変位、すなわち貯液室２１７に存在する液体の圧力（力）を電気信号に変換して出力するセンサであり、本実施の形態の場合、歪みゲージが４個取り付けられたロバーバル型のロードセル１６３が採用されている。ロードセル１６３は、圧力セル２１０の隔膜２１２の膨出ばかりでなく、凹陥も検出することができるものとなっている。ロードセル１６３は、基端部が基台１５１に取り付けられており、ロードセル１６３の先端に加えられた力（図３、図４中の左右方向）によって発生した歪みによって歪みゲージが動作し、電気信号を送信できるものとなっている。
【００５５】
なお、第一センサ１５４としては、上記ロードセル１６３の採用に限定されるわけではない。例えば、なお、引っ張り型、圧縮型等のロードセルを採用してもよい。また、歪みゲージばかりでなく、磁歪効果や、圧電効果などを利用するものでもよい。
【００５６】
アーム１６４、接続部１６２は、ロードセル１６３の加重を掛けるポイントをロードセル１６３の先端部から任意の場所に移動させる部材である。本実施の形態の場合、アーム１６４は、剛性の高い板状の金属板であり、ロードセル１６３に平行かつ所定の距離を隔てて配置されている。また、アーム１６４の基端部は、ロードセル１６３の先端部と強く固着されており、アーム１６４の先端部はロードセル１６３の中央部近傍にまで伸びている。
【００５７】
このようなアーム１６４の配置にすることで、圧力測定器１５０を比較的コンパクトに構成することができ、血液透析装置１００に組み込みやすくなる。
【００５８】
接続部１６２は、アーム１６４の先端から突出方向に延びた円柱状の部材であり、少なくとも先端は圧力セル２１０が備える磁性体２１６と磁気により着脱自在に接続することのできる磁石である。接続部１６２は、挟持体１５７や固定体１６０等と干渉することなく突出状に配置されており、貯液室２１７に液体が貯留されていない状態の圧力セル２１０を取り付けた状態で、圧力セル２１０の磁性体２１６と当接（磁力なしで）するように配置されている。つまり、磁力によって隔膜２１２が引っ張られたり、逆に接続部１６２によって隔膜２１２が押し込まれたりすることのない状態で、接続部１６２に対し圧力セル２１０が配置される。
【００５９】
なお、当該状態は理想的な状態であって、実際には圧力測定器１５０や、圧力セル２１０の寸法誤差により、隔膜２１２は、若干引っ張られたり、逆に若干押し込まれたりした状態となっている。
【００６０】
第二センサ１６５は、係合部２１５を第二係合部１５６に押し付けた状態における固定体１６０の位置と、係合部２１５と第二係合部１５６との係合が解除された状態（図３の状態）における固定体１６０の位置との相違を検出する装置である。本実施の形態の場合、第二センサ１６５としてマイクロスイッチが採用されている。
【００６１】
図５は、血液透析装置の制御部などを機能的に示すブロック図である。
【００６２】
同図に示すように、血液透析装置１００が備える制御部１８０は、第一センサ１５４や第二センサ１６５から得られる信号を処理するソフトウエア、及び、当該ソフトウエアに基づき動作するハードウエアであり、オフセット部１８１と、エラー検出部１８２と、オフセット値記憶部１８３と、測定部１８４とを備えている。また、血液透析装置１００は、表示装置１８９を備えている。
【００６３】
オフセット部１８１は、圧力測定器１５０に圧力セル２１０が取り付けられたことをきっかけとして、貯液室２１７に液体が充填されていない状態における第一センサ１５４から得られる値に基づきオフセット値を算出する機能部である。本実施の形態の場合、オフセット部１８１は、第二センサ１６５の状態を常にモニタリングし、圧力セル２１０の係合部２１５と規制手段１５２との係合状態が未係合の状態から係合状態に変化したことを第二センサ１６５が検出すれば、この検出をトリガーとして第一センサ１５４から値を取得し、取得した値と、所定の基準値である０との差をオフセット値として算出する。なお、このオフセット値は正の値でも負の値でも採りうる。
【００６４】
オフセット値記憶部１８３は、オフセット部１８１で算出されたオフセット値を記憶する機能部である。オフセット値記憶部１８３は、短期的に記憶するものでも、長期的に(電力を消費することなく）記憶するものでもかまわない。また、記憶するオフセット値の数は単数でも複数でもかまわない。
【００６５】
測定部１８４は、第一センサ１５４から値を取得し、当該値にオフセット値に基づき補正する機能部である。本実施の形態の場合、測定部１８４は、第一センサ１５４から得られる値にオフセット値記憶部１８３に記憶されるオフセット値を加算した値を表示装置１８９に送信する機能部である。
【００６６】
エラー検出部１８２は、過去に算出されたオフセット値と新たに算出されたオフセット値の差の絶対値である比較値と所定の閾値とを比較し、比較値が所定の閾値以上の場合、エラー情報を出力する処理部である。本実施の形態の場合、エラー検出部１８２は、オフセット値記憶部１８３に記憶されたオフセット値と、オフセット部１８１で算出されたオフセット値との差の絶対値を算出し、さらに、当該値を圧力（mmHg）となるように変換して比較値とする。一方、エラー検出部１８２は、閾値として１０（mmHg）という値を記憶しており、比較値と閾値とを比較する。その結果、比較値が閾値以上であれば、エラー検出部１８２は、エラー情報を作成し、出力する。
【００６７】
表示装置１８９は、測定部１８４からの値（情報）や、エラー検出部１８２からのエラー情報を人間の視覚で認識できる情報に変換するインターフェースである。
【００６８】
なお、実験において、圧力セル２１０が圧力測定器１５０に正常に取り付けられていた場合、得られる比較値は１０mmHgを超えないという結果が得られている。例えば１５mmHgを閾値として採用しても良い。さらに、実験と研究との結果、第二センサ１６５が係合を検知し、かつ、圧力セル２１０が正常に取り付けられていないことを、センシティブではなく、高い確率で検出することのできる閾値は、２５mmHg以上３５mmHg以下の範囲から採用されることが好ましいことが経験的に得られており、具体的には３０mmHgが採用される。
【００６９】
なお、閾値や比較値は圧力を示す情報の状態で計算される必要はなく、前記圧力に対応する情報であれば、いかなる状態の情報で計算されてもかまわない。
【００７０】
また、エラー検出部１８２がオフセット値記憶部１８３から取得するオフセット値は、前回算出されたオフセット値で無くとも良く、何回か前に算出されたオフセット値でもかまわない。また、複数回算出されたオフセット値を統計的に処理し（例えば平均など）処理結果をオフセット値としてもかまわない。
【００７１】
図７は、解除手段と解除手段による挟持体の動作態様を模式的に示す図である。
【００７２】
同図（ａ）は、解除手段１５５の移動（同図（ｂ）に矢印ｇで示す）により挟持体１５７に発生する力ｆの方向と、挟持体１５７の傾く方向ｄとを示している。なお、（ａ）では解除手段１５５の記載が省略されている。同図（ｂ）は、（ａ）とは異なる方向から示したものであり、解除手段１５５と挟持体１５７との位置関係を示している。
【００７３】
解除手段１５５は、挟持体１５７に付加されている第一バネ１５８による付勢力に抗して挟持体１５７を移動させ、係合部２１５に対する第二係合部１５６との係合状態を解除する装置である。本実施の形態の場合、解除手段１５５は、移動方向の一面に傾斜部１６７を備えた凹部１６６を備えている。一方、挟持体１５７は、挟持体１５７の回転軸１５９から放射方向に突設されている突出部１６８と、突出部１６８の先端に備えられ、解除手段１５５と係りあうカム部１６９とを備えている。
【００７４】
解除手段１５５を同図（ｂ）中の矢印の方向に引っ張ると、傾斜部１６７により、カム部１６９が押圧されることによって、力ｆが発生し、カム部１６９が図中の左方向に向かって移動する。これによって、挟持体１５７は同図（ａ）中の矢印方向に回転移動する。同様に反対側に配置される挟持体１５７も同じように力を加えて回転させることによって、挟持体１５７の先端部分は広がる。
【００７５】
次に、圧力セル２１０が取り付けの態様とエラー検出、オフセットなどを説明する。
【００７６】
図７（ａ）に示すように、圧力セル２１０を圧力測定器１５０の挟持体１５７の間に挿入する。次に、図７（ｂ）に示すように、挟持体１５７に付加される付勢力に抗して圧力セル２１０が挟持体１５７を拡げる。さらに、圧力セル２１０を圧力測定器１５０に対して押し込むと、図８（ｃ）に示すように挟持体１５７を拡げながら、固定体１６０に付加される付勢力に抗して固定体１６０を押し込むことになる。最後に、図８（ｄ）に示すように、圧力セル２１０を所定の位置まで押し込むと、係合部２１５が挟持体１５７に設けられる孔である第二係合部１５６に嵌り込むと共に、挟持体１５７が第一バネ１５８により圧力セル２１０を挟み込むように閉じる。一方、第二バネ１６１は、固定体１６０を介して圧力セル２１０を押し付ける。この第二バネ１６１の付勢力は、第二係合部１５６に対し係合部２１５を押し付ける方向にかかる。以上によって、圧力セル２１０の基台１５１からの距離が固定される。
【００７７】
また、この状態で、第二センサ１６５先端部は、所定の位置まで押し下げられており、圧力セル２１０が圧力測定器１５０に取り付けられたことをオフセット部１８１に通知する。
【００７８】
一方、隔膜２１２に取り付けられている磁性体２１６とは、磁力により接続され、隔膜２１２の膨出や凹陥に接続部１６２が追随する状態となる。ここで、取り付けられた圧力セル２１０の隔膜２１２が、例えば図９（ａ）に示すように、何ら圧力が加えられていない状態で膨出している場合や、同図（ｂ）に示すように凹陥している場合などが発生する。したがって、第一センサ１５４は、何らかの値を出力することになる。
【００７９】
オフセット部１８１は、この状態における第一センサ１５４からの値をオフセット値として算出する。つまり、この状態が０点となる。なお、同図（ａ）の場合、オフセット値は正であり、同図（ｂ）の場合、オフセット値は負として扱われる。
【００８０】
以上により、圧力測定器１５０に対して圧力セル２１０を押し付けるだけで、圧力セル２１０を圧力測定器１５０に取り付けることができる。また、取り付けられた圧力測定器１５０の筐体２１１の位置は、規制手段１５２の挟持体１５７によって規制されており、また、固定手段１５３によって固定されているため、例え圧力セル２１０の着脱が繰り返されたとしても基台１５１に対する圧力セル２１０の距離は一定となる。当該距離が一定であれば、基台１５１に対して取り付けられている第一センサ１５４と圧力セル２１０の隔膜２１２との距離もある微小な範囲内に納まるため、圧力セル２１０を製造する際に発生する寸法公差等に由来する値のみをオフセット値とすることが可能となる。
【００８１】
また、二つある挟持体１５７の一方にのみ圧力セル２１０の係合部２１５が係合する、いわゆる片持ちの場合、第二センサ１６５が取り付け状態を示すことがある。この場合も、正常な取り付け状態における圧力測定器１５０と圧力セル２１０との位置関係が安定しているため、オフセット部１８１が算出するオフセット値と閾値とを比較するだけで、前記片持ち状態を検出することが可能となる。
【００８２】
次に、血液透析装置１００が稼働中においては、貯液室２１７に満たされた液体の圧力が高く、圧力セル２１０の隔膜２１２が膨出した場合は、接続部１６２が押し込められ、ロードセル１６３に歪みが発生する。また、圧力が低いと圧力セル２１０の隔膜２１２が凹陥した場合は、磁石２１６と磁力により接続された接続部１６２が引き出され、ロードセル１６３に押し込めたときとは逆の歪みが発生する。前記歪みがロードセル１６３によって電気的な情報に変換され、当該情報をオフセット値を用いて補正することで、信頼度の高い値を示すことが可能となる。
【００８３】
一方、血液透析が終了し、血液回路２０１を取り外す際には、図１０に示すように、解除手段（図示せず）を稼働させることによって発生する力ｆにより挟持体１５７が広がり、係合部２１５と第二係合部１５６との係合が解除される。また、固定体１６０に付加されている付勢力が開放されるため、当該付勢力は圧力セル２１０を圧力測定器１５０から押し出す方向に働く。
【００８４】
以上により、簡単に圧力セル２１０を圧力測定器１５０から取り外すことができる。
【００８５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるわけではない。透析用の液体回路を例示して説明したが、液体回路としては人工心肺用の回路や輸液・輸血用の回路などでも良い。
【００８６】
また、図面に記載された液体回路の種類や位置、各基板の配置などは適用する血液透析装置によって変化するものであり、これら変化したものも本願発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本願発明の圧力測定器、及び、当該圧力測定器を備えた血液透析装置に代表されるような体液処理装置は、圧力セルを容易に着脱でき、かつ、圧力測定器に対する圧力セルの位置を安定させることができるため、必要なオフセット値を微小な範囲に収めることが可能となる。したがって、血液回路などの取り付け作業に不慣れな作業者が取り付けを行っても、測定値の信頼性を高くすることが可能である。また、オフセット値の異常により圧力セルの僅かな取り付け異常を検出することが可能となる。
【符号の説明】
【００８８】
１００ 血液透析装置
１０１ ポンプ
１５０ 圧力測定器
１５１ 基台
１５２ 規制手段
１５３ 固定手段
１５４ 第一センサ
１５５ 解除手段
１５６ 第二係合部
１５７ 挟持体
１５８ 第一バネ
１５９ 回転軸
１６０ 固定体
１６１ 第二バネ
１６２ 接続部
１６３ ロードセル
１６４ アーム
１６５ 第二センサ
１６６ 凹部
１６７ 傾斜部
１６８ 突出部
１６９ カム部
１８０ 制御部
１８１ オフセット部
１８２ エラー検出部
１８３ オフセット値記憶部
１８４ 測定部
１８９ 表示装置
２０１ 血液回路
２０２ 濾液補液回路
２１０ 圧力セル
２１１ 筐体
２１２ 隔膜
２１３ 導入口
２１４ 導出口
２１５ 係合部
２１６ 磁石
２１７ 貯液室
２２０ ダイアライザ
３００ 人体
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、体外に体液を導出して処理する体液処理装置であって、体液の圧力、または、体液を処理するための液体の圧力を測定する圧力測定器を備える体液処理装置に関する。また、前記圧力測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
体外に体液を導出して処理する体液処理装置の一つとして、血液透析装置が例示できる。血液透析装置は、人体から導出した血液を血液浄化器（ダイアライザ）に流通させ、血液中の過剰な水分や老廃物を除去するための装置である。人体から導出される血液が流通する流路は、血液回路とよばれ、血液透析装置に取り付けられ、血液透析装置が備える血液ポンプによって血液が強制的に流され、そこに接続された前記血液浄化器によって浄化さる。また、血液浄化器によって分離された血液中の不要物質は透析液とともに排出される。この透析液が流通する回路は透析液回路と称されている。
【０００３】
特に、血液透析装置を用いて持続的腎補助療法（ＣＲＲＴ）を施す場合、単に血液の循環用の血液回路が存在するばかりでなく、血液の量や濃度を調整するために用いられる補正計量機構や、補水用回路なども必要となるため部品点数が多くなる。そしてこれらの部品を用いて構築される回路は非常に複雑となる。
【０００４】
しかし、血液透析装置に取り付ける部品の取り付け間違いや、血液回路の構築間違いなどは被透析患者の生命に関わる重大な問題であり、間違いの発生は許されない。そこで、間違いの発生を防止しつつ、取り付け作業者の負担を軽減する目的として種々の提案がなされている。
【０００５】
例えば特許文献１には、重ね合わされた樹脂シートの間に一体的に血液回路が設けられた回路体が記載されている。当該回路体によれば、既に血液回路が形成された状態で処理装置に取り付けることができるため、回路構築の間違いが少なく、取り付け作業が簡単になるとされている。
【０００６】
また、特許文献２には、１枚のシートに一部が固定された血液回路が記載されている。当該血液回路によれば、チューブの折れ曲がりやもつれを防止でき、間違いなく血液回路を血液透析装置に取り付けることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６１−１１３４６１号公報
【特許文献２】登録実用新案第３０８２０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような血液回路を流れる血液の圧力や透析液回路を流れる透析液の圧力は、人命に関わる重要な指標となるため、圧力を正確にモニタリングできることが望まれている。そこで血液透析装置には、血液回路や透析液回路に流れる液体の圧力を測定する機器が取り付けられており、血液回路などを血液ポンプなどに取り付ける作業と同様に、圧力を測定する部品も血液回路などの一部として圧力を測定する機器に取り付けられる。
【０００９】
ところが、血液回路などを流れる液体の圧力を安定した状態で正確に測定する場合、圧力を測定する機器と血液回路などとの位置関係が一定である必要があり、この作業が困難な場合が多い。
【００１０】
そこで本願発明者らは、上記課題に鑑み、液体の圧力を測定するために血液回路などに部品として備えられている圧力セルを容易に着脱でき、かつ、正確に圧力を測定することのできる圧力測定器、当該圧力測定器を備えた体液処理装置の発明を別途出願している。
【００１１】
ところが、上述の圧力セルを容易に着脱できる機構を備えた圧力測定器や体液処理装置は、作業性が高く、正確に圧力を測定できるものであるが、隔膜と筐体とが組み立てられて形成される圧力セルには、寸法的なばらつきが発生することは回避できない。また、圧力測定器にも寸法的なばらつきが存在する。このような寸法的なばらつきは、測定される圧力の値の信頼性に影響を与える。
【００１２】
本願発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、圧力測定器や体液処理装置から得られる値の信頼性を向上させることを第一の目的としている。
【００１３】
また、圧力セルが容易に着脱機構には、ヒューマンエラーに基づく取り付けミスを機械的に検出する機構が設けられている。ところが、当該機械的な検出機構はクリアしているものの、確実には取り付けられていない不完全な接続状態が発生する可能性が考えられる。
【００１４】
本願発明者らは、上記信頼性の向上を目的とした実験と研究の中で、前記可能性があることに気づき、さらに鋭意実験と研究との結果、前記、不完全な接続状態が検出できることを見いだすに至った。
【００１５】
本願発明は前記知見に基づきなされたものであり、不具合状態の検出を第二の目的としている。
【００１６】
なお、上記説明において、体液処理装置の一つとして血液透析装置を説明したが、上記課題は血液透析装置に限定されるものではない。例えば、血液濾過装置、人工心肺装置、血液濃縮装置など体外に体液を導出して処理する装置全般も同様の課題を有している。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記第一の目的を達成するために、本願発明にかかる体液処理装置は、係合部を備える筐体と、隔膜とで形成される貯液室を有する圧力セルを着脱自在に保持し、前記貯液室に貯留される液体の圧力を測定する圧力測定器を有する体液処理装置であって、基台と、前記係合部と係合することで前記基台に対する前記筐体の距離を規制する規制手段と、前記係合部と前記規制手段との係合状態を固定する固定手段と、前記隔膜と接続される接続部を有し、前記基台に対する前記隔膜の変位を信号に変換する第一センサと、前記係合部と前記規制手段との係合状態を検出する第二センサと、前記第二センサが係合状態を検出することをトリガーとし、前記第一センサから得られる値と所定の基準値との差をオフセット値として算出するオフセット部とを備えることを特徴としている。
【００１８】
これにより、圧力セルや圧力測定器の寸法的なばらつきに基づく第一センサから得られる値の不正確さを解消し得て、血液回路や透析液回路に流れる液体の圧力を高い信頼性で測定することが可能となる。
【００１９】
上記第二の目的を達成するためには、さらに、過去に算出されたオフセット値と新たに算出されたオフセット値の差の絶対値である比較値と所定の閾値とを比較し、比較値が所定の閾値以上の場合、エラー情報を出力するエラー検出部を備えることが好ましい。
【００２０】
これにより、今までとは異なる状態で圧力セルが取り付けられたことを検出し、エラー情報を出力することができる。したがって、当該エラー情報を活用して、視覚的、聴覚的に血液回路などを取り付けている作業者に報知することも可能となる。また、体液処理装置が稼働しないようにインターロックを掛けることも可能となる。
【００２１】
また、上記第一の目的を達成するために、本願発明にかかる圧力測定器は、係合部を備える筐体と、隔膜とで形成される貯液室を有する圧力セルを着脱自在に保持し、前記貯液室に貯留される液体の圧力を測定する圧力測定器を有する体液処理装置であって、基台と、前記係合部と係合することで前記基台に対する前記筐体の距離を規制する規制手段と、前記係合部と前記規制手段との係合状態を固定する固定手段と、前記隔膜と接続される接続部を有し、前記基台に対する前記隔膜の変位を信号に変換する第一センサと、前記係合部と前記規制手段との係合状態を検出する第二センサと、前記第二センサが係合状態を検出することをトリガーとし、前記第一センサから得られる値と所定の基準値との差をオフセット値として算出するオフセット部とを備えることを特徴とする。
【００２２】
これにより、圧力セルや自身の寸法的なばらつきに基づく第一センサから得られる値の不正確さを解消し得て、血液回路や透析液回路に流れる液体の圧力を高い信頼性で測定することが可能となる。
【００２３】
また、上記第一の目的を達成するために、本願発明にかかる体液処理方法は、係合部を備える筐体と、隔膜とで形成される貯液室を有する圧力セルを着脱自在に保持し、前記貯液室に貯留される液体の圧力を測定する圧力測定器を有する体液処理装置に適用される体液処理方法であって、前記圧力測定器は、基台と、前記係合部と係合することで前記基台に対する前記筐体の距離を規制する規制手段と、前記係合部と前記規制手段との係合状態を固定する固定手段と、前記隔膜と接続される接続部を有し、前記基台に対する前記隔膜の変位を信号に変換する第一センサと、前記係合部と前記規制手段との係合状態を検出する第二センサとを備えており、前記係合部と前記規制手段との係合状態を前記第二センサが検出することをトリガーとし、オフセット部が前記第一センサから得られる値と所定の基準値との差をオフセット値として算出し、測定部は、オフセット値に基づき前記第一センサから得られた値を補正することを特徴とする。
【００２４】
これにより、圧力セルや圧力測定器の寸法的なばらつきに基づく第一センサから得られる値の不正確さを解消し得て、血液回路や透析液回路に流れる液体の圧力を高い信頼性で測定することが可能となる。
【００２５】
上記第二の目的を達成するためには、さらに、エラー検出部が、過去に算出されたオフセット値と新たに算出されたオフセット値の差の絶対値である比較値を算出し、さらに、前記比較値と所定の閾値とを比較し、比較値が所定の閾値以上の場合、エラー情報を出力することが好ましい。
【００２６】
これにより、今までとは異なる状態で圧力セルが取り付けられたことを検出し、エラー情報を出力することができる。したがって、当該エラー情報を活用して、視覚的、聴覚的に血液回路などを取り付けている作業者に報知することも可能となる。また、体液処理装置が稼働しないようにインターロックを掛けることも可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本願発明により、機械的に発生する寸法の誤差をソフトウエアで解消することで、測定された圧力値の信頼性を向上させることができる。また、寸法的な誤差を解消するためのソフトウエア処理で使用される値を用いることにより、圧力セルの取り付けミスを検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】血液回路が取り付けられた血液透析装置を模式的に示す図である。
【図２】圧力セルを示す斜視図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。
【図３】圧力測定器と圧力セルの一部断面を模式的に示す側面図であり、圧力セルが取り付けられる前の状態を示している。
【図４】圧力測定器と、一部を切り欠いて示す圧力セルを示す斜視図であり、圧力セルが取り付けられる前の状態を示している。
【図５】血液透析装置の制御部などを機能的に示すブロック図である。
【図６】解除手段と解除手段による挟持体の動作態様を模式的に示す図である。
【図７】圧力セルが取り付けられる圧力測定器の状態を一部切り欠いて示す側面図である。
【図８】圧力セルが取り付けられる圧力測定器の状態を一部切り欠いて示す側面図である。
【図９】圧力セルが正常に取り付けられた状態における隔膜の状態をデフォルメして示す模式図である。
【図１０】圧力セルが取り外された圧力測定器の状態を一部切り欠いて示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
次に、本願発明を実施するための一形態を体液処理装置の一つである血液透析装置を例示することで説明する。
【００３０】
図１は、血液回路が取り付けられた血液透析装置を模式的に示す図である。
【００３１】
同図に示すように、本実施形態にかかる血液透析装置１００は、血液回路２０１や、濾液補液回路２０２が取り付けられた状態で持続的腎補助療法を行うことのできる装置であって、ポンプ１０１と、圧力測定器１５０とを備えている。血液回路２０１や濾液補液回路２０２には圧力セル２１０が取り付けられている。
【００３２】
血液透析装置１００は、血液回路２０１内にある血液をポンプ１０１によって強制的に一方方向に移動させ、人体３００から血液を導出し、ダイアライザ２２０により浄化された血液を再び人体３００に戻している。そして、人体３００からポンプ１０１までの血液の圧力、ダイアライザ２２０を通過する前の血液の圧力、ダイアライザ２２０を通過した後の血液の圧力を検出するため、血液回路２０１の該当する位置にはそれぞれ圧力セル２１０が取り付けられている。
【００３３】
一方、血液透析装置１００は、濾液補液回路２０２内にある透析液をポンプ１０１によって強制的に移動させ、ダイアライザ２２０によって抽出される血液中の不純物を排出し、必要に応じて適切な量の補液（透析液と兼用）を返血に補充している。そして、ダイアライザ２２０を通過した後の透析液の圧力を検出するため、濾液補液回路２０２の該当する位置には圧力セル２１０が取り付けられている。
【００３４】
以上により血液透析装置１００は、持続的に人体から血液を導出して血液を浄化しつつ、浄化によって不足した血液の構成成分を補充して人体３００に血液を返血する。
【００３５】
図２は、圧力セルを示す斜視図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。
【００３６】
同図に示すように、圧力セル２１０は、血液回路２０１や濾液補液回路２０２に組み込まれ、血液回路２０１や濾液補液回路２０２内を流通する液体の圧力の変化に応じて状態が変化する装置であり、筐体２１１と、隔膜２１２と、導入口２１３と、導出口２１４とを備えている。
【００３７】
筐体２１１は、内部に流通する液体の圧力に関係なく一定の形態を維持することのできる剛性を備えた部材であり、内部に貯液室（図示せず）を形成するための空間が設けられる箱状の部材である。また、筐体２１１には係合部２１５が備えられている。本実施の形態の場合、筐体２１１は、一端部が閉塞された短い円筒形状となっており、周壁には外方突出状に係合部２１５が設けられている。
【００３８】
係合部２１５は、筐体２１１と一体に成形される矩形の部分であり、筐体２１１の直径方向に二つ設けられている。
【００３９】
隔膜２１２は、内部に流通する液体の圧力に従って、膨出し、凹陥する柔軟性を備えた部材であり、筐体２１１が形成する貯液室の一部を覆うようにして筐体２１１に取り付けられている。本実施の形態の場合、隔膜２１２の中央には磁性体（磁石と結合できる金属等を含め）２１６が取り付けられている。
【００４０】
磁石２１６は、隔膜２１２と後述するセンサとを着脱自在に接合するための部材であり、隔膜２１２とセンサとが磁石２１６を介して接合されることで、隔膜２１２の膨出状態を検出するばかりでなく、隔膜２１２が凹陥した状態を検出することも可能となる。
【００４１】
導入口２１３と導出口２１４とはそれぞれ血液回路２０１や濾液補液回路２０２を構成するチューブと接続される部材であり、血液回路２０１や濾液補液回路２０２に流通する液体を貯液室に導入し、また、貯液室から導出するための部材である。
【００４２】
図３は、圧力測定器と圧力セルの一部断面を模式的に示す側面図であり、圧力セルが取り付けられる前の状態を示している。
【００４３】
図４は、圧力測定器と、一部を切り欠いて示す圧力セルとを示す斜視図であり、圧力セルが取り付けられる前の状態を示している。
【００４４】
同図に示すように、圧力測定器１５０は、圧力セル２１０内方の貯液室２１７に貯留される液体の圧力を測定する装置であり、基台１５１と、規制手段１５２と、固定手段１５３と、第一センサ１５４と、解除手段１５５と、第二センサ１６５とを備えている。
【００４５】
基台１５１は、隔膜２１２の変位を圧力として検出するための基準となる部材である。本実施の形態の場合、血液透析装置１００の筐体が基台１５１として機能している。
【００４６】
規制手段１５２は、圧力セル２１０が備える係合部２１５と係合することで基台１５１に対する圧力セル２１０の筐体２１１の距離を規制する装置である。本実施の形態の場合、規制手段１５２は、第二係合部１５６が設けられる挟持体１５７と、係合部２１５と第二係合部１５６とが係合する係合方向（図３中の左右方向）と交差する方向（図３中の矢印方向）に挟持体１５７を付勢する第一バネ１５８とを備えている。
【００４７】
なお、係合方向とは係合部２１５と第二係合部１５６とが係合し、係合状態を維持する際に発生する力の方向である。また、係合方向と交差する方向とは、前記係合方向とは平行でない方向である。例えば、係合方向と垂直に交差する方向等を挙示することができる。
【００４８】
挟持体１５７は、基台１５１に対し、回転軸１５９によって取り付けられており、回転軸１５９を中心に回転可能に取り付けられている。挟持体１５７は、細長い板状の部材であり、挟持体１５７の厚さ方向には貫通状に設けられた矩形の孔である第二係合部１５６が設けられている。また、挟持体１５７の先端は屈曲しており、圧力セル２１０が押し付けられる際に、付勢力に抗する方向に力が発生するものとなっている。また、挟持体１５７は、挟持体１５７に付加される付勢力に抗して挟持体１５７を回転させるための突出部を備えている。なお、突出部については後述する。
【００４９】
第一バネ１５８は、挟持体１５７の先端が近づく方向に付勢する弦巻バネである。第一バネ１５８は、図３で示す上下方向かつ広がる方向に付勢力が発生しており、基台１５１に軸支されている挟持体１５７の基端部に当該付勢力が付加されることで、挟持体１５７の先端部は、図３中の矢印で示す方向に付勢されるものとなっている。
【００５０】
固定手段１５３は、圧力セル２１０の係合部２１５と規制手段１５２との係合状態を固定する装置である。本実施の形態の場合、固定手段１５３は、固定体１６０と、第二バネ１６１とを備えている。
【００５１】
固定体１６０は、挟持体１５７が付勢される方向と交差する方向、かつ、係合部２１５を第二係合部１５６に押し付ける方向に基台１５１に対し付勢される部材である。具体的に固定体１６０は、中央に孔が設けられた板状の部材であり、後述する第二バネ１６１によって、図３で示す左右方向かつ基台１５１から遠ざかる方向に付勢されている。また、係合部２１５を第二係合部１５６に押し付ける方向は、前記係合方向と同じ方向となる。
【００５２】
第二バネ１６１は、固定体１６０を基台１５１から遠ざかる方向に付勢する弦巻バネである。図４に示すように、圧力セル２１０が取り付けられた状態において、第二バネ１６１の付勢力は、固定体１６０を介し、さらに、筐体２１１を介して係合部２１５を第二係合部１５６に押し付けている。
【００５３】
第一センサ１５４は、隔膜２１２と接続される接続部１６２を有し、基台１５１に対する隔膜２１２の変位に接続部１６２を追随させることで隔膜２１２の変位を電気信号に変換することのできる装置である。本実施の形態の場合、第一センサ１５４は、ロードセル１６３と、接続部１６２が設けられるアーム１６４とを備えている。
【００５４】
ロードセル１６３は、隔膜２１２の変位、すなわち貯液室２１７に存在する液体の圧力（力）を電気信号に変換して出力するセンサであり、本実施の形態の場合、歪みゲージが４個取り付けられたロバーバル型のロードセル１６３が採用されている。ロードセル１６３は、圧力セル２１０の隔膜２１２の膨出ばかりでなく、凹陥も検出することができるものとなっている。ロードセル１６３は、基端部が基台１５１に取り付けられており、ロードセル１６３の先端に加えられた力（図３、図４中の左右方向）によって発生した歪みによって歪みゲージが動作し、電気信号を送信できるものとなっている。
【００５５】
なお、第一センサ１５４としては、上記ロードセル１６３の採用に限定されるわけではない。例えば、なお、引っ張り型、圧縮型等のロードセルを採用してもよい。また、歪みゲージばかりでなく、磁歪効果や、圧電効果などを利用するものでもよい。
【００５６】
アーム１６４、接続部１６２は、ロードセル１６３の加重を掛けるポイントをロードセル１６３の先端部から任意の場所に移動させる部材である。本実施の形態の場合、アーム１６４は、剛性の高い板状の金属板であり、ロードセル１６３に平行かつ所定の距離を隔てて配置されている。また、アーム１６４の基端部は、ロードセル１６３の先端部と強く固着されており、アーム１６４の先端部はロードセル１６３の中央部近傍にまで伸びている。
【００５７】
このようなアーム１６４の配置にすることで、圧力測定器１５０を比較的コンパクトに構成することができ、血液透析装置１００に組み込みやすくなる。
【００５８】
接続部１６２は、アーム１６４の先端から突出方向に延びた円柱状の部材であり、少なくとも先端は圧力セル２１０が備える磁性体２１６と磁気により着脱自在に接続することのできる磁石である。接続部１６２は、挟持体１５７や固定体１６０等と干渉することなく突出状に配置されており、貯液室２１７に液体が貯留されていない状態の圧力セル２１０を取り付けた状態で、圧力セル２１０の磁性体２１６と当接（磁力なしで）するように配置されている。つまり、磁力によって隔膜２１２が引っ張られたり、逆に接続部１６２によって隔膜２１２が押し込まれたりすることのない状態で、接続部１６２に対し圧力セル２１０が配置される。
【００５９】
なお、当該状態は理想的な状態であって、実際には圧力測定器１５０や、圧力セル２１０の寸法誤差により、隔膜２１２は、若干引っ張られたり、逆に若干押し込まれたりした状態となっている。
【００６０】
第二センサ１６５は、係合部２１５を第二係合部１５６に押し付けた状態における固定体１６０の位置と、係合部２１５と第二係合部１５６との係合が解除された状態（図３の状態）における固定体１６０の位置との相違を検出する装置である。本実施の形態の場合、第二センサ１６５としてマイクロスイッチが採用されている。
【００６１】
図５は、血液透析装置の制御部などを機能的に示すブロック図である。
【００６２】
同図に示すように、血液透析装置１００が備える制御部１８０は、第一センサ１５４や第二センサ１６５から得られる信号を処理するソフトウエア、及び、当該ソフトウエアに基づき動作するハードウエアであり、オフセット部１８１と、エラー検出部１８２と、オフセット値記憶部１８３と、測定部１８４とを備えている。また、血液透析装置１００は、表示装置１８９を備えている。
【００６３】
オフセット部１８１は、圧力測定器１５０に圧力セル２１０が取り付けられたことをきっかけとして、貯液室２１７に液体が充填されていない状態における第一センサ１５４から得られる値に基づきオフセット値を算出する機能部である。本実施の形態の場合、オフセット部１８１は、第二センサ１６５の状態を常にモニタリングし、圧力セル２１０の係合部２１５と規制手段１５２との係合状態が未係合の状態から係合状態に変化したことを第二センサ１６５が検出すれば、この検出をトリガーとして第一センサ１５４から値を取得し、取得した値と、所定の基準値である０との差をオフセット値として算出する。なお、このオフセット値は正の値でも負の値でも採りうる。
【００６４】
オフセット値記憶部１８３は、オフセット部１８１で算出されたオフセット値を記憶する機能部である。オフセット値記憶部１８３は、短期的に記憶するものでも、長期的に(電力を消費することなく）記憶するものでもかまわない。また、記憶するオフセット値の数は単数でも複数でもかまわない。
【００６５】
測定部１８４は、第一センサ１５４から値を取得し、当該値にオフセット値に基づき補正する機能部である。本実施の形態の場合、測定部１８４は、第一センサ１５４から得られる値にオフセット値記憶部１８３に記憶されるオフセット値を加算した値を表示装置１８９に送信する機能部である。
【００６６】
エラー検出部１８２は、過去に算出されたオフセット値と新たに算出されたオフセット値の差の絶対値である比較値と所定の閾値とを比較し、比較値が所定の閾値以上の場合、エラー情報を出力する処理部である。本実施の形態の場合、エラー検出部１８２は、オフセット値記憶部１８３に記憶されたオフセット値と、オフセット部１８１で算出されたオフセット値との差の絶対値を算出し、さらに、当該値を圧力（mmHg）となるように変換して比較値とする。一方、エラー検出部１８２は、閾値として１０（mmHg）という値を記憶しており、比較値と閾値とを比較する。その結果、比較値が閾値以上であれば、エラー検出部１８２は、エラー情報を作成し、出力する。
【００６７】
表示装置１８９は、測定部１８４からの値（情報）や、エラー検出部１８２からのエラー情報を人間の視覚で認識できる情報に変換するインターフェースである。
【００６８】
なお、実験において、圧力セル２１０が圧力測定器１５０に正常に取り付けられていた場合、得られる比較値は１０mmHgを超えないという結果が得られている。例えば１５mmHgを閾値として採用しても良い。さらに、実験と研究との結果、第二センサ１６５が係合を検知し、かつ、圧力セル２１０が正常に取り付けられていないことを、センシティブではなく、高い確率で検出することのできる閾値は、２５mmHg以上３５mmHg以下の範囲から採用されることが好ましいことが経験的に得られており、具体的には３０mmHgが採用される。
【００６９】
なお、閾値や比較値は圧力を示す情報の状態で計算される必要はなく、前記圧力に対応する情報であれば、いかなる状態の情報で計算されてもかまわない。
【００７０】
また、エラー検出部１８２がオフセット値記憶部１８３から取得するオフセット値は、前回算出されたオフセット値で無くとも良く、何回か前に算出されたオフセット値でもかまわない。また、複数回算出されたオフセット値を統計的に処理し（例えば平均など）処理結果をオフセット値としてもかまわない。
【００７１】
図７は、解除手段と解除手段による挟持体の動作態様を模式的に示す図である。
【００７２】
同図（ａ）は、解除手段１５５の移動（同図（ｂ）に矢印ｇで示す）により挟持体１５７に発生する力ｆの方向と、挟持体１５７の傾く方向ｄとを示している。なお、（ａ）では解除手段１５５の記載が省略されている。同図（ｂ）は、（ａ）とは異なる方向から示したものであり、解除手段１５５と挟持体１５７との位置関係を示している。
【００７３】
解除手段１５５は、挟持体１５７に付加されている第一バネ１５８による付勢力に抗して挟持体１５７を移動させ、係合部２１５に対する第二係合部１５６との係合状態を解除する装置である。本実施の形態の場合、解除手段１５５は、移動方向の一面に傾斜部１６７を備えた凹部１６６を備えている。一方、挟持体１５７は、挟持体１５７の回転軸１５９から放射方向に突設されている突出部１６８と、突出部１６８の先端に備えられ、解除手段１５５と係りあうカム部１６９とを備えている。
【００７４】
解除手段１５５を同図（ｂ）中の矢印の方向に引っ張ると、傾斜部１６７により、カム部１６９が押圧されることによって、力ｆが発生し、カム部１６９が図中の左方向に向かって移動する。これによって、挟持体１５７は同図（ａ）中の矢印方向に回転移動する。同様に反対側に配置される挟持体１５７も同じように力を加えて回転させることによって、挟持体１５７の先端部分は広がる。
【００７５】
次に、圧力セル２１０が取り付けの態様とエラー検出、オフセットなどを説明する。
【００７６】
図７（ａ）に示すように、圧力セル２１０を圧力測定器１５０の挟持体１５７の間に挿入する。次に、図７（ｂ）に示すように、挟持体１５７に付加される付勢力に抗して圧力セル２１０が挟持体１５７を拡げる。さらに、圧力セル２１０を圧力測定器１５０に対して押し込むと、図８（ｃ）に示すように挟持体１５７を拡げながら、固定体１６０に付加される付勢力に抗して固定体１６０を押し込むことになる。最後に、図８（ｄ）に示すように、圧力セル２１０を所定の位置まで押し込むと、係合部２１５が挟持体１５７に設けられる孔である第二係合部１５６に嵌り込むと共に、挟持体１５７が第一バネ１５８により圧力セル２１０を挟み込むように閉じる。一方、第二バネ１６１は、固定体１６０を介して圧力セル２１０を押し付ける。この第二バネ１６１の付勢力は、第二係合部１５６に対し係合部２１５を押し付ける方向にかかる。以上によって、圧力セル２１０の基台１５１からの距離が固定される。
【００７７】
また、この状態で、第二センサ１６５先端部は、所定の位置まで押し下げられており、圧力セル２１０が圧力測定器１５０に取り付けられたことをオフセット部１８１に通知する。
【００７８】
一方、隔膜２１２に取り付けられている磁性体２１６とは、磁力により接続され、隔膜２１２の膨出や凹陥に接続部１６２が追随する状態となる。ここで、取り付けられた圧力セル２１０の隔膜２１２が、例えば図９（ａ）に示すように、何ら圧力が加えられていない状態で膨出している場合や、同図（ｂ）に示すように凹陥している場合などが発生する。したがって、第一センサ１５４は、何らかの値を出力することになる。
【００７９】
オフセット部１８１は、この状態における第一センサ１５４からの値をオフセット値として算出する。つまり、この状態が０点となる。なお、同図（ａ）の場合、オフセット値は正であり、同図（ｂ）の場合、オフセット値は負として扱われる。
【００８０】
以上により、圧力測定器１５０に対して圧力セル２１０を押し付けるだけで、圧力セル２１０を圧力測定器１５０に取り付けることができる。また、取り付けられた圧力測定器１５０の筐体２１１の位置は、規制手段１５２の挟持体１５７によって規制されており、また、固定手段１５３によって固定されているため、例え圧力セル２１０の着脱が繰り返されたとしても基台１５１に対する圧力セル２１０の距離は一定となる。当該距離が一定であれば、基台１５１に対して取り付けられている第一センサ１５４と圧力セル２１０の隔膜２１２との距離もある微小な範囲内に納まるため、圧力セル２１０を製造する際に発生する寸法公差等に由来する値のみをオフセット値とすることが可能となる。
【００８１】
また、二つある挟持体１５７の一方にのみ圧力セル２１０の係合部２１５が係合する、いわゆる片持ちの場合、第二センサ１６５が取り付け状態を示すことがある。この場合も、正常な取り付け状態における圧力測定器１５０と圧力セル２１０との位置関係が安定しているため、オフセット部１８１が算出するオフセット値と閾値とを比較するだけで、前記片持ち状態を検出することが可能となる。
【００８２】
次に、血液透析装置１００が稼働中においては、貯液室２１７に満たされた液体の圧力が高く、圧力セル２１０の隔膜２１２が膨出した場合は、接続部１６２が押し込められ、ロードセル１６３に歪みが発生する。また、圧力が低いと圧力セル２１０の隔膜２１２が凹陥した場合は、磁石２１６と磁力により接続された接続部１６２が引き出され、ロードセル１６３に押し込めたときとは逆の歪みが発生する。前記歪みがロードセル１６３によって電気的な情報に変換され、当該情報をオフセット値を用いて補正することで、信頼度の高い値を示すことが可能となる。
【００８３】
一方、血液透析が終了し、血液回路２０１を取り外す際には、図１０に示すように、解除手段（図示せず）を稼働させることによって発生する力ｆにより挟持体１５７が広がり、係合部２１５と第二係合部１５６との係合が解除される。また、固定体１６０に付加されている付勢力が開放されるため、当該付勢力は圧力セル２１０を圧力測定器１５０から押し出す方向に働く。
【００８４】
以上により、簡単に圧力セル２１０を圧力測定器１５０から取り外すことができる。
【００８５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるわけではない。透析用の液体回路を例示して説明したが、液体回路としては人工心肺用の回路や輸液・輸血用の回路などでも良い。
【００８６】
また、図面に記載された液体回路の種類や位置、各基板の配置などは適用する血液透析装置によって変化するものであり、これら変化したものも本願発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本願発明の圧力測定器、及び、当該圧力測定器を備えた血液透析装置に代表されるような体液処理装置は、圧力セルを容易に着脱でき、かつ、圧力測定器に対する圧力セルの位置を安定させることができるため、必要なオフセット値を微小な範囲に収めることが可能となる。したがって、血液回路などの取り付け作業に不慣れな作業者が取り付けを行っても、測定値の信頼性を高くすることが可能である。また、オフセット値の異常により圧力セルの僅かな取り付け異常を検出することが可能となる。
【符号の説明】
【００８８】
１００ 血液透析装置
１０１ ポンプ
１５０ 圧力測定器
１５１ 基台
１５２ 規制手段
１５３ 固定手段
１５４ 第一センサ
１５５ 解除手段
１５６ 第二係合部
１５７ 挟持体
１５８ 第一バネ
１５９ 回転軸
１６０ 固定体
１６１ 第二バネ
１６２ 接続部
１６３ ロードセル
１６４ アーム
１６５ 第二センサ
１６６ 凹部
１６７ 傾斜部
１６８ 突出部
１６９ カム部
１８０ 制御部
１８１ オフセット部
１８２ エラー検出部
１８３ オフセット値記憶部
１８４ 測定部
１８９ 表示装置
２０１ 血液回路
２０２ 濾液補液回路
２１０ 圧力セル
２１１ 筐体
２１２ 隔膜
２１３ 導入口
２１４ 導出口
２１５ 係合部
２１６ 磁石
２１７ 貯液室
２２０ ダイアライザ
３００ 人体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
係合部を備える筐体と、隔膜とで形成される貯液室を有する圧力セルを着脱自在に保持し、前記貯液室に貯留される液体の圧力を測定する圧力測定器を有する体液処理装置であって、
基台と、
前記係合部と係合することで前記基台に対する前記筐体の距離を規制する規制手段と、
前記係合部と前記規制手段との係合状態を固定する固定手段と、
前記隔膜と接続される接続部を有し、前記基台に対する前記隔膜の変位を信号に変換する第一センサと、
前記係合部と前記規制手段との係合状態を検出する第二センサと、
前記第二センサが係合状態を検出することをトリガーとし、前記第一センサから得られる値と所定の基準値との差をオフセット値として算出するオフセット部と
を備える体液処理装置。
【請求項２】
さらに、
過去に算出されたオフセット値と新たに算出されたオフセット値の差の絶対値である比較値と所定の閾値とを比較し、比較値が所定の閾値以上の場合、エラー情報を出力するエラー検出部を備える請求項１に記載の体液処理装置。
【請求項３】
前記閾値として採用しうる値が１０mmHg以上である請求項２に記載の体液処理装置。
【請求項４】
係合部を備える筐体と、隔膜とで形成される貯液室を有する圧力セルを着脱自在に保持し、前記貯液室に貯留される液体の圧力を測定する圧力測定器を有する圧力測定器であって、
基台と、
前記係合部と係合することで前記基台に対する前記筐体の距離を規制する規制手段と、
前記係合部と前記規制手段との係合状態を固定する固定手段と、
前記隔膜と接続される接続部を有し、前記基台に対する前記隔膜の変位を信号に変換する第一センサと、
前記係合部と前記規制手段との係合状態を検出する第二センサと、
前記第二センサが係合状態を検出することをトリガーとし、前記第一センサから得られる値と所定の基準値との差をオフセット値として算出するオフセット部と
を備える圧力測定器。
【請求項５】
係合部を備える筐体と、隔膜とで形成される貯液室を有する圧力セルを着脱自在に保持し、前記貯液室に貯留される液体の圧力を測定する圧力測定器を有する体液処理装置に適用される体液処理方法であって、前記圧力測定器は、基台と、前記係合部と係合することで前記基台に対する前記筐体の距離を規制する規制手段と、前記係合部と前記規制手段との係合状態を固定する固定手段と、前記隔膜と接続される接続部を有し、前記基台に対する前記隔膜の変位を信号に変換する第一センサと、前記係合部と前記規制手段との係合状態を検出する第二センサとを備えており、
前記係合部と前記規制手段との係合状態を前記第二センサが検出することをトリガーとし、オフセット部が前記第一センサから得られる値と所定の基準値との差をオフセット値として算出し、
測定部は、オフセット値に基づき前記第一センサから得られた値を補正する
体液処理方法。
【請求項６】
さらに、
エラー検出部が、過去に算出されたオフセット値と新たに算出されたオフセット値の差の絶対値である比較値を算出し、さらに、前記比較値と所定の閾値とを比較し、比較値が所定の閾値以上の場合、エラー情報を出力する請求項５に記載の体液処理方法。
【請求項１】
係合部を備える筐体と、隔膜とで形成される貯液室を有する圧力セルを着脱自在に保持し、前記貯液室に貯留される液体の圧力を測定する圧力測定器を有する体液処理装置であって、
基台と、
前記係合部と係合することで前記基台に対する前記筐体の距離を規制する規制手段と、
前記係合部と前記規制手段との係合状態を固定する固定手段と、
前記隔膜と接続される接続部を有し、前記基台に対する前記隔膜の変位を信号に変換する第一センサと、
前記係合部と前記規制手段との係合状態を検出する第二センサと、
前記第二センサが係合状態を検出することをトリガーとし、前記第一センサから得られる値と所定の基準値との差をオフセット値として算出するオフセット部と
を備える体液処理装置。
【請求項２】
さらに、
過去に算出されたオフセット値と新たに算出されたオフセット値の差の絶対値である比較値と所定の閾値とを比較し、比較値が所定の閾値以上の場合、エラー情報を出力するエラー検出部を備える請求項１に記載の体液処理装置。
【請求項３】
前記閾値として採用しうる値が１０mmHg以上である請求項２に記載の体液処理装置。
【請求項４】
係合部を備える筐体と、隔膜とで形成される貯液室を有する圧力セルを着脱自在に保持し、前記貯液室に貯留される液体の圧力を測定する圧力測定器を有する圧力測定器であって、
基台と、
前記係合部と係合することで前記基台に対する前記筐体の距離を規制する規制手段と、
前記係合部と前記規制手段との係合状態を固定する固定手段と、
前記隔膜と接続される接続部を有し、前記基台に対する前記隔膜の変位を信号に変換する第一センサと、
前記係合部と前記規制手段との係合状態を検出する第二センサと、
前記第二センサが係合状態を検出することをトリガーとし、前記第一センサから得られる値と所定の基準値との差をオフセット値として算出するオフセット部と
を備える圧力測定器。
【請求項５】
係合部を備える筐体と、隔膜とで形成される貯液室を有する圧力セルを着脱自在に保持し、前記貯液室に貯留される液体の圧力を測定する圧力測定器を有する体液処理装置に適用される体液処理方法であって、前記圧力測定器は、基台と、前記係合部と係合することで前記基台に対する前記筐体の距離を規制する規制手段と、前記係合部と前記規制手段との係合状態を固定する固定手段と、前記隔膜と接続される接続部を有し、前記基台に対する前記隔膜の変位を信号に変換する第一センサと、前記係合部と前記規制手段との係合状態を検出する第二センサとを備えており、
前記係合部と前記規制手段との係合状態を前記第二センサが検出することをトリガーとし、オフセット部が前記第一センサから得られる値と所定の基準値との差をオフセット値として算出し、
測定部は、オフセット値に基づき前記第一センサから得られた値を補正する
体液処理方法。
【請求項６】
さらに、
エラー検出部が、過去に算出されたオフセット値と新たに算出されたオフセット値の差の絶対値である比較値を算出し、さらに、前記比較値と所定の閾値とを比較し、比較値が所定の閾値以上の場合、エラー情報を出力する請求項５に記載の体液処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−４１７６３（Ｐ２０１１−４１７６３Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９３６１３（Ｐ２００９−１９３６１３）
【出願日】平成２１年８月２４日（２００９．８．２４）
【出願人】（０００１５３０３０）株式会社ジェイ・エム・エス (452)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２４日（２００９．８．２４）
【出願人】（０００１５３０３０）株式会社ジェイ・エム・エス (452)
【Ｆターム（参考）】
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