血液回路
【課題】血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる機能を備える血液回路を提供する。
【解決手段】人体に接続された状態で血液を浄化する血液回路１であって、血液回路１内の気泡を捕集するエアチャンバ３０と、エアチャンバ３０の下流側に配置され、異物をろ過するフィルタ１０３を備える異物除去フィルタ１００とを備える。
【解決手段】人体に接続された状態で血液を浄化する血液回路１であって、血液回路１内の気泡を捕集するエアチャンバ３０と、エアチャンバ３０の下流側に配置され、異物をろ過するフィルタ１０３を備える異物除去フィルタ１００とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液を浄化するための血液回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば腎機能不全の患者に対して、その患者の血液を浄化するために、持続緩徐式血液ろ過法（ＣＨＦ：Continuous Hemofiltration）や、持続的血液ろ過透析法（ＣＨＤＦ：Continuous Hemodiafiltration）を用いた治療が行なわれている。
【０００３】
ＣＨＦは、ろ過を行なうための半透膜（以下、「ろ過膜」という。）が設けられた血液浄化器に患者から取り出した血液を注入してろ過膜を用いてろ過し、浄化された血液を患者に戻し、ろ過によって得られた血液の中の老廃物（例えば、尿素や塩化ナトリウム等の電解質物質）と溶媒（水分）とを廃棄する。それとともに、患者の血液の中の溶媒の減少を補うために、所定の補充液（以下、「補液」という。）を患者の血液に補充することを、持続的に緩徐に行なう方法である。なお、ＣＨＦでは、廃棄する血液の中の老廃物と溶媒とをろ過液（以下、「ろ液」という。）という。
【０００４】
他方、ＣＨＤＦは、ＣＨＦにおける小分子除去能力を改善するための方法であって、ＣＨＦに加えて透析処理を行なう方法である。すなわち、ＣＨＤＦは、ろ過膜とともに透析膜が設けられた血液浄化器を用い、血液浄化器に透析液をも供給し、ろ過によって浄化された血液になお含まれている老廃物を透析膜を介して透析液の中に移動させることにより、血液の中から老廃物を除去する。そして、ろ過及び透析によって浄化された血液を患者に戻すとともに補液を患者の血液に補充することを、持続的に緩徐に行なう方法である。なお、ＣＨＤＦでは、ろ過によって得られた血液の中の老廃物及び溶媒と、使用済みの透析液とをろ液という。
【０００５】
ところで、浄化された血液を患者に戻すとともに補液を患者の血液に補充する際に、当該血液中及び補液中の気泡と血栓などの異物とが患者の体内に流入しないように、血液及び補液から気泡と異物とを除去する必要がある。このため、従来、ＣＨＤＦにおいて、血液と補液とを混合するとともに、混合された混合液から気泡と異物とを捕捉するドリップチャンバが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
このドリップチャンバを、図１１を用いて説明する。同図は、従来のドリップチャンバの構成を示す図である。ドリップチャンバ９０は、内部に流入する液体中に含まれる気泡や異物を取り除き、気泡や異物を取り除いた液体を流出させる気液分離器である。同図に示すように、ドリップチャンバ９０は、入口部９１、本体９２、フィルタ９３及び出口部９４を備えている。
【０００７】
入口部９１は、浄化された血液が流入する入口と、補充される補液が流入する入口の２つの入口を備えている。つまり、入口部９１から、当該血液と補液とが流入し、混合される。
【０００８】
本体９２は、気泡が液体中を上昇する性質を利用して、混合された混合液中の気泡を本体９２の入口部９１側に集めることで、当該混合液中の気泡を捕集する。そして、網目状のフィルタ９３で、混合液中の異物がろ過される。そして、気泡と異物とが除去された混合液は、出口部９４から流出される。
【０００９】
このようにして、血液回路内の気泡と異物とが患者の体内に流入しないように、血液回路内から気泡と異物とが除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２―１５９５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、従来のドリップチャンバを備えた血液回路では、大量の血栓が生じ、当該血栓がドリップチャンバのフィルタに詰まることにより、通液不能となってしまうという問題がある。
【００１２】
ここで、血栓は、血液が滞留することにより生じる。そして、ドリップチャンバの内容積が大きいと、内部の流体に滞留が起こり易い。つまり、ドリップチャンバの長さが長く、内径が大きいと滞留が起こり易い。しかし、従来のドリップチャンバは、気泡を捕集するために、長さを長くしておかなければならない。又、従来のドリップチャンバは、異物をろ過するために、内径を大きくしておかなければならない。
【００１３】
このため、従来のドリップチャンバでは、内部の流体に滞留が起こり易く、血栓が生じ易い環境下にあった。また、従来のドリップチャンバでは、異物除去のため、メッシュ状のフィルタが装着されるが、チャンバ内で生成した血栓が、このフィルタに付着すると、その付着箇所を根として、血栓が成長し易くなる。そのため、一旦血栓が生成すると、大量の血栓が生じ、当該血栓がドリップチャンバのフィルタに詰まることにより、通液不能となってしまう恐れがあった。ドリップチャンバが通液不能となれば、血液回路や血液浄化器など、回路に組込まれた構成部材毎、取り替えることが必要となり、そのために、血液透析による治療が長時間中断してしまう。
【００１４】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる機能を備える血液回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明に係る血液回路は、人体に接続された状態で血液を浄化する血液回路であって、前記血液回路内の気泡を捕集するエアチャンバと、前記エアチャンバの下流側に配置され、異物をろ過するフィルタを備える異物除去フィルタとを備える。
【００１６】
これによれば、エアチャンバと異物除去フィルタとを分離して、別々に備える。このように、気泡の捕集と異物のろ過という２つの機能を分離することで、エアチャンバ及び異物除去フィルタの長さと内径を、必要最小限の長さと内径にすることができる。つまり、エアチャンバ内及び異物除去フィルタ内の流体には滞留が起こりにくいため、血栓は生じにくい。このため、血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる。
【００１７】
また、好ましくは、前記異物除去フィルタの流体の流れ方向の長さは、前記エアチャンバの流体の流れ方向の長さよりも短い。また、前記異物除去フィルタの流体の流れ方向の長さは、４５〜６５ミリメートルである。さらに、前記フィルタは、網目状のフィルタであり、前記フィルタの外表面の面積は、１０００〜１３００平方ミリメートルである。
【００１８】
これによれば、異物除去フィルタの長さは、エアチャンバの長さよりも短く、４５〜６５ｍｍが好ましい。つまり、異物除去フィルタの長さを、従来のドリップチャンバの長さである１００〜１６０ｍｍと比べて短くすることができる。したがって、異物除去フィルタ内の流体には滞留が起こりにくいため、血栓は生じにくい。このため、血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる。
【００１９】
また、好ましくは、前記エアチャンバと前記異物除去フィルタとを接続するチューブを備え、前記エアチャンバの内径は、前記チューブの内径の１．５〜２．５倍である。また、さらに好ましくは、前記エアチャンバの内径は、８〜１２ミリメートルである。
【００２０】
これによれば、エアチャンバの内径は、チューブの内径（例えば５ｍｍ）の１．５〜２．５倍（８〜１２ｍｍ）であるのが好ましい。つまり、エアチャンバの内径を、従来のドリップチャンバの内径であるチューブの内径の３〜４倍（１６〜２０ｍｍ）と比べて小さくすることができる。したがって、エアチャンバ内の流体には滞留が起こりにくいため、血栓は生じにくい。このため、血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる。
【００２１】
また、好ましくは、前記異物除去フィルタは複数個備えられており、前記血液回路は、さらに、複数の前記異物除去フィルタのうちのいずれかの異物除去フィルタに流体が流れるように、流体の流れを切り替える切替部を備える。
【００２２】
これによれば、異物除去フィルタは並列的に複数個備えられており、異物除去フィルタを切り替えることができる。したがって、異物除去フィルタが血栓などで詰まった場合でも、別の異物除去フィルタに切り替えることができる。このため、血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる。
【００２３】
また、好ましくは、さらに、前記異物除去フィルタの前後の差圧を検出する圧力検出部と、前記圧力検出部が検出した差圧が、所定の値以上になった場合に、前記切替部に切替指示を出力する制御部とを備え、前記切替部は、前記切替指示に従って、流体が流れている異物除去フィルタから他の異物除去フィルタに流体が流れるように、流体の流れを切り替える。
【００２４】
これによれば、異物除去フィルタの前後の差圧が高くなると、異物除去フィルタが切り替わる。したがって、異物除去フィルタが血栓などで詰まった場合でも、別の異物除去フィルタに切り替わる。このため、血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる。
【００２５】
また、好ましくは、さらに、前記異物除去フィルタの下流側に、人体と接続するための接続部を備え、前記異物除去フィルタは、前記接続部の近傍に配置される。
【００２６】
これによれば、異物除去フィルタが、患者と接続するための接続部の近傍に配置される。したがって、異物除去フィルタが、交換可能かつ交換容易な場所に設置されるため、異物除去フィルタを交換する際に血液回路全体を交換する必要はなく、血液透析の治療を続けることができる。また、血液が患者に返血される直前で異物がろ過されるので、患者への異物の流入を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明により、血液を浄化する血液回路において、血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態における血液回路の構成を示す図である。
【図２】異物除去部の構成を示す図である。
【図３】エアチャンバの構成を示す図である。
【図４】異物除去フィルタの構成を示す図である。
【図５Ａ】異物除去フィルタが備えるフィルタの構造を示す図である。
【図５Ｂ】異物除去フィルタが備えるフィルタの構造を示す図である。
【図６】切替部が異物除去フィルタを切り替える動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】血栓の生じ易さを評価するための評価装置を示す図である。
【図８Ａ】評価装置による評価結果を示す図である。
【図８Ｂ】評価装置による評価結果を示す図である。
【図９】評価装置による評価結果を示す図である。
【図１０】異物除去部の他の構成を示す図である。
【図１１】従来のドリップチャンバの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態における血液回路１の構成を示す図である。
【００３１】
血液回路１は、人体（患者）に接続された状態で血液を浄化する回路である。同図に示すように、血液回路１は、給液パック１０、血液浄化器２０、エアチャンバ３０、異物除去部４０、第一接続部５０、第二接続部６０、ろ液パック７０及びチューブ８０を備えている。
【００３２】
給液パック１０は、給液が蓄えられている容器である。ここで、「給液」とは、「補液」と、「透析液」との総称である。「補液」とは、血液回路１に注液することにより、失われた血液中の水分や電解質を補給する薬液のことをいう。「透析液」とは、血液浄化器２０内で血液と物質交換をする薬液のことをいう。つまり、ここでは、「補液」と「透析液」とは同じ液体であるとする。なお、「給液」には、一般に体液と浸透圧や電解質が等しくなるよう調整された等張液などが用いられる。
【００３３】
血液浄化器２０は、血液を浄化する器具である。具体的には、血液浄化器２０は円筒形状をしており、当該円筒の上部に設けられている血液流入口から血液が流入し、円筒の下部に設けられている血液返血口から血液が返血される。また、円筒横の下部に設けられている透析液流入口から透析液が流入し、円筒横の上部に設けられている透析液排出口から血液を浄化した後の透析液、すなわち、ろ液が排出される。
【００３４】
エアチャンバ３０は、血液回路１内の気泡が患者の体内に流入しないように、血液回路１内の気泡を捕集する。具体的には、エアチャンバ３０は、血液浄化器２０から返血される血液と、給液パック１０から補充される補液とを混合する。そして、エアチャンバ３０は、気泡が液体中を上昇する性質を利用して、混合液中に含まれる気泡を捕集する。
【００３５】
異物除去部４０は、エアチャンバ３０の下流側に配置される、血液回路１内の異物を除去する部位である。具体的には、異物除去部４０は、エアチャンバ３０から排出される流体中の異物をフィルタでろ過することで、当該異物を除去する。この異物除去部４０の詳細については、後述する。
【００３６】
第一接続部５０は、異物除去部４０の下流側に配置される、人体と接続するための部位である。具体的には、第一接続部５０は、異物除去部４０の流体出口の近傍に備えられ、患者の体内に血液を戻すための器具である。第一接続部５０は、例えば、患者の血管に挿入されるカテーテルである。浄化された血液は、このカテーテルを通して、患者の体内に戻される。この第一接続部５０は、特許請求の範囲に記載の「接続部」に相当する。
【００３７】
第二接続部６０は、血液浄化器２０の上流側に配置される、人体と接続するための部位である。具体的には、第二接続部６０は、患者から血液を取り出すための器具である。第二接続部６０は、例えば、患者の血管に挿入されるカテーテルである。患者の血液は、このカテーテルを通して、血液回路１に取り込まれ、血液浄化器２０に送られる。
【００３８】
ろ液パック７０は、血液浄化器２０での血液浄化後の透析液であるろ液が蓄えられる容器である。ここで、ろ液とは、血液から濾し取った老廃物及び余剰水分を含む、血液を浄化した後の透析液のことをいう。
【００３９】
チューブ８０は、血液回路１内の各部位を接続し、血液回路１内を流れる血液や補液などの流体を運ぶ管である。例えば、チューブ８０は、エアチャンバ３０と異物除去部４０とを接続し、エアチャンバ３０出口の流体を異物除去部４０まで運ぶ。具体的には、チューブ８０は、内径が５ｍｍの管である。
【００４０】
次に、異物除去部４０の構成について、詳細に説明する。
【００４１】
図２は、異物除去部４０の構成を示す図である。
【００４２】
同図に示すように、異物除去部４０は、異物除去フィルタ１００、切替部２００、圧力検出部３００及び制御部４００を備えている。なお、同図では、説明の便宜上、エアチャンバ３０と異物除去部４０とを接続するチューブ８０を短く図示している。
【００４３】
異物除去フィルタ１００は、エアチャンバ３０の下流側の第一接続部５０の近傍に配置される、異物を除去するための部位である。また、異物除去フィルタ１００は複数個備えられている。ここでは、３個の異物除去フィルタ１００が備えられている。この異物除去フィルタ１００の詳細については、後述する。
【００４４】
切替部２００は、複数の異物除去フィルタ１００のうちのいずれかの異物除去フィルタ１００に流体が流れるように、流体の流れを切り替える部位である。具体的には、切替部２００は、異物除去フィルタ１００の上流側に備えられ、切替部２００出口の流路を切り替えることで、いずれか１つの異物除去フィルタ１００に流体が流れるように、流体の流れを切り替える弁である。
【００４５】
例えば、３個の異物除去フィルタ１００のそれぞれを、異物除去フィルタＡ、異物除去フィルタＢ及び異物除去フィルタＣとした場合、切替部２００は、異物除去フィルタＡから、異物除去フィルタＢ又は異物除去フィルタＣに流体が流れるように、流体の流れを切り替える。また、同様に、切替部２００は、異物除去フィルタＢから異物除去フィルタＡ又は異物除去フィルタＣに、又は、異物除去フィルタＣから異物除去フィルタＡ又は異物除去フィルタＢに、流体が流れるように、流体の流れを切り替える。
【００４６】
圧力検出部３００は、異物除去フィルタ１００の前後の差圧を検出する装置である。具体的に説明すると、この実施形態では、圧力検出部３００は、切替部２００の入口の圧力と、異物除去フィルタ１００の出口の圧力との差を検出する。本実施形態で、一方の圧検出部位が異物除去フィルタ１００の上流近傍としたものを例示しているが、異物除去フィルタ１００の上流側に設けるのであれば、特に限定されない。但し、他部位に一方の圧検出部位を設けるよりも、異物除去フィルタ１００の上流近傍に（前記一方の圧検出部位を）設ける本形態のものの方が、異物除去フィルタにおける（血栓形成等による）閉塞をいち早く検知し、差圧を検出することができ、対処することが可能となる。
【００４７】
制御部４００は、異物除去フィルタ１００を切り替えるための制御を行う。具体的には、制御部４００は、圧力検出部３００が検出した差圧が、所定の値以上になった場合に、切替部２００に切替指示を出力する。つまり、制御部４００は、異物除去フィルタ１００が異物で目詰まりを起こすなどにより、異物除去フィルタ１００の前後の差圧が所定の値以上になった場合に、異物除去フィルタ１００を切り替えるように制御を行う。
【００４８】
そして、制御部４００が出力した切替指示に従って、切替部２００は、流体が流れている異物除去フィルタ１００から他の異物除去フィルタ１００に流体が流れるように、流体の流れを切り替える。
【００４９】
次に、エアチャンバ３０の構成について、詳細に説明する。
【００５０】
図３は、エアチャンバ３０の構成を示す図である。
【００５１】
同図に示すように、エアチャンバ３０は、チャンバ入口部３１、チャンバ本体３２及びチャンバ出口部３３を備えている。
【００５２】
チャンバ入口部３１は、血液浄化器２０によって浄化された血液が流入する入口と、給液パック１０から補充される補液が流入する入口の２つの入口を備えている。つまり、チャンバ入口部３１から、当該血液と補液とが流入し、混合される。
【００５３】
チャンバ本体３２は、気泡が液体中を上昇する性質を利用して、混合された混合液中の気泡をチャンバ本体３２のチャンバ入口部３１側に集めることで、当該混合液中の気泡を捕集する。
【００５４】
ここで、チャンバ本体３２の流体の流れ方向の長さ（同図に示す長さａ１）は、従来のドリップチャンバの本体の長さと同等である。具体的には、チャンバ本体３２の長さａ１は、１００〜１６０ｍｍである。
【００５５】
また、チャンバ本体３２の内径（同図に示す内径ｂ１）は、従来のドリップチャンバの本体の内径よりも小さい。具体的には、チャンバ本体３２の内径ｂ１は、異物除去フィルタ１００の内径よりも小さく、好ましくは、チャンバ本体３２の内径ｂ１は、チューブ８０の内径（同図に示す内径ｃ）の１．５〜２．５倍である。具体的には、チャンバ本体３２の内径ｂ１は、８〜１２ｍｍである。なお、従来のドリップチャンバの本体の内径は、１６〜２０ｍｍ（チューブ８０の内径ｃの３〜４倍）である。
【００５６】
エアチャンバ３０は、長さａ１及び内径ｂ１がこのような寸法であれば、混合液中の気泡を効果的に捕集することができる。具体的には、エアチャンバ３０は、従来のドリップチャンバと同等の６．４ｃｃ以上の気泡を捕集することができる。
【００５７】
そして、チャンバ本体３２によって気泡が除去された混合液は、チャンバ出口部３３から流出される。このようにして、血液回路１内の気泡が患者の体内に流入しないように、血液回路１内から気泡が除去される。
【００５８】
次に、異物除去フィルタ１００の構成について、詳細に説明する。
【００５９】
図４は、異物除去フィルタ１００の構成を示す図である。
【００６０】
同図に示すように、異物除去フィルタ１００は、除去フィルタ入口部１０１、除去フィルタ本体１０２、フィルタ１０３及び除去フィルタ出口部１０４を備えている。
【００６１】
除去フィルタ入口部１０１は、エアチャンバ３０からの流体が流入する入口である。
【００６２】
除去フィルタ本体１０２は、流体内の異物をろ過することで、血液回路１内の異物を除去する部位である。除去フィルタ本体１０２は、血液回路１内の異物をろ過するフィルタ１０３を備えている。このフィルタ１０３の詳細については、後述する。
【００６３】
ここで、除去フィルタ本体１０２の流体の流れ方向の長さ（同図に示す長さａ２）は、従来のドリップチャンバの本体の長さよりも短い。具体的には、除去フィルタ本体１０２の長さａ２は、エアチャンバ３０の流体の流れ方向の長さよりも短く、好ましくは、除去フィルタ本体１０２の長さａ２は、４５〜６５ｍｍである。なお、従来のドリップチャンバの本体の長さは、１００〜１６０ｍｍである。
【００６４】
また、除去フィルタ本体１０２の内径（同図に示す内径ｂ２）は、従来のドリップチャンバの本体の内径と同等である。具体的には、除去フィルタ本体１０２の内径ｂ２は、１５〜２５ｍｍ（チューブ８０の内径ｃの３〜５倍）である。
【００６５】
異物除去フィルタ１００は、長さａ２及び内径ｂ２がこのような寸法であれば、流体中の異物を効果的にろ過することができる。具体的には、異物除去フィルタ１００は、従来のドリップチャンバと同等の異物をろ過することができる。
【００６６】
そして、異物除去フィルタ１００によって異物が除去された流体は、除去フィルタ出口部１０４から流出される。このようにして、血液回路１内の異物が患者の体内に流入しないように、血液回路１内から異物が除去される。
【００６７】
次に、フィルタ１０３の構造について、詳細に説明する。
【００６８】
図５Ａ及び図５Ｂは、異物除去フィルタ１００が備えるフィルタ１０３の構造を示す図である。具体的には、図５Ａは、フィルタ１０３の外観を示す平面図であり、図５Ｂは、フィルタ１０３の断面を示す断面図である。
【００６９】
これらの図に示すように、フィルタ１０３は、網目状（メッシュ状）のフィルタである。
【００７０】
そして、フィルタ１０３の外表面の面積は、好ましくは、５００〜２０００平方ミリメートルであり、より好ましくは、１０００〜１３００平方ミリメートルである。これは、従来のドリップチャンバのフィルタの面積と同等である。
【００７１】
また、フィルタ１０３のメッシュサイズは、好ましくは、０．２〜０．３ｍｍである。これは、従来のドリップチャンバのフィルタのメッシュサイズと同等である。
【００７２】
次に、制御部４００の制御により、切替部２００が異物除去フィルタ１００を切り替える動作の一例について、説明する。
【００７３】
図６は、切替部２００が異物除去フィルタ１００を切り替える動作の一例を示すフローチャートである。
【００７４】
同図に示すように、まず、人工透析が行われることで、異物除去フィルタ１００が、血液回路１内の流体に含まれる異物の除去を行う（Ｓ１０２）。
【００７５】
そして、圧力検出部３００は、異物除去フィルタ１００の前後の差圧を検出する（Ｓ１０４）。異物除去フィルタ１００には、異物が蓄積されていくので、圧力検出部３００が検出する差圧は、徐々に大きくなっていく。
【００７６】
そして、制御部４００は、圧力検出部３００が検出した差圧が、所定の値以上か否かを判断する（Ｓ１０６）。
【００７７】
制御部４００は、当該差圧が所定の値以上であると判断した場合（Ｓ１０６でＹＥＳ）、切替部２００に切替指示を出力する（Ｓ１０８）。
【００７８】
そして、切替部２００は、制御部４００が出力した切替指示に従って、流体が流れている異物除去フィルタ１００から他の異物除去フィルタ１００に流体が流れるように、流体の流れを切り替える（Ｓ１１０）。
【００７９】
また、制御部４００は、当該差圧が所定の値以上でないと判断した場合（Ｓ１０６でＮＯ）、切替部２００に切替指示を出力することなく、処理を終了する。
【００８０】
次に、このような構成を備える血液回路１の効果について、詳細に説明する。
【００８１】
まず、血栓の生じ易さの評価について、説明する。
【００８２】
図７は、血栓の生じ易さを評価するための評価装置５００を示す図である。
【００８３】
同図に示すように、評価装置５００は、血液容器５０１、生食容器５０２、三方活栓５０３、試験用フィルタ５０４、透過率測定器５０５、廃液容器５０６及びポンプＰ１、Ｐ２を備えている。
【００８４】
血液容器５０１には、牛血が蓄えられている。また、生食容器５０２には、生理食塩水が蓄えられている。つまり、牛血と生理食塩水とは、試験用の試験液である。そして、ポンプＰ１、Ｐ２によりこの試験液を試験用フィルタ５０４に送液する。なお、三方活栓５０３は、試験液の切り替えに使用される。
【００８５】
試験用フィルタ５０４は、メッシュ状のフィルタを備えている。そして、試験液は、試験用フィルタ５０４の２／３まで充填され、試験用フィルタ５０４下部の出口から廃液容器５０６に排出される。この試験用フィルタ５０４から試験液が排出される際に、透過率測定器５０５により、排出された試験液の透過率が測定される。
【００８６】
以上の評価装置５００において、透過率測定器５０５が測定する透過率から、生理食塩水が牛血に置換される置換状況をデータ化することで、当該置換が行われる置換時間を算出することができる。
【００８７】
そして、置換時間が長いと、試験用フィルタ５０４内で長い時間の滞留が起こっていたものと判断できる。逆に、置換時間が短いと、試験用フィルタ５０４内での滞留時間は短いものと判断できる。そして、滞留時間が長いと血栓が生じ易く、滞留時間が短いと血栓が生じにくい。つまり、置換時間が短い試験用フィルタ５０４では、血栓が生じにくい。
【００８８】
図８Ａ、図８Ｂ、及び図９は、評価装置５００による評価結果を示す図である。具体的には、図８Ａは、試験用フィルタ５０４内のフィルタの面積と置換時間との関係を示すグラフである。また、図８Ｂは、試験用フィルタ５０４内のフィルタのメッシュサイズと置換時間との関係を示すグラフである。さらに、図９は試験用フィルタ５０４の長さである筒長と置換時間との関係を示すグラフである。
【００８９】
図８Ａに示すように、試験用フィルタ５０４内のフィルタの面積が増減しても、置換時間の増減は僅かである。つまり、同図に示すグラフの傾斜が緩やかである。このため、試験用フィルタ５０４内のフィルタの面積は、置換時間に大きくは影響を及ぼさない。
【００９０】
また、図８Ｂに示すように、試験用フィルタ５０４内のフィルタのメッシュサイズが増減しても、置換時間の増減は僅かである。つまり、同図に示すグラフの傾斜が緩やかである。このため、試験用フィルタ５０４内のフィルタのメッシュサイズは、置換時間に大きくは影響を及ぼさない。
【００９１】
ここで、図９に示すように、試験用フィルタ５０４の筒長が増減すると、置換時間も大きく増減している。つまり、同図に示すグラフの傾斜が急である。このため、試験用フィルタ５０４の筒長と置換時間とには相関が認められ、試験用フィルタ５０４の筒長は、置換時間に大きく影響を及ぼす。具体的には、試験用フィルタ５０４の筒長が長いほど、置換時間が長くなる。
【００９２】
以上の結果により、試験用フィルタ５０４の筒長が長いと、置換時間が長くなる。つまり、試験用フィルタ５０４の筒長が長いと、滞留時間が長くなり、血栓が生じ易くなる。したがって、長さの短い異物除去フィルタ１００を使用することで、血栓が生じにくくなる。
【００９３】
ここで、本発明に係る血液回路１は、エアチャンバ３０と異物除去フィルタ１００とを分離して、別々に備える。このように、気泡の捕集と異物のろ過という２つの機能を分離することで、エアチャンバ３０及び異物除去フィルタ１００の長さと内径を、必要最小限の長さと内径にすることができる。
【００９４】
そして、異物除去フィルタ１００の長さは、エアチャンバ３０の長さよりも短く、４５〜６５ｍｍが好ましい。つまり、異物除去フィルタ１００の長さを、従来のドリップチャンバの長さである１００〜１６０ｍｍと比べて短くすることができる。したがって、異物除去フィルタ１００内の流体には滞留が起こりにくいため、血栓は生じにくい。このため、血栓の発生によるフィルタ１０３の通液不能を防ぎつつ、血液回路１内から異物を除去することができる。
【００９５】
また、既述したように、血栓はフィルタ１０３に付着することで、大きく成長していく。このため、血栓の付着し易いフィルタを備えていないエアチャンバ３０では、血栓は生じにくい。しかし、エアチャンバ３０内でも滞留が起こると、血栓が生じる恐れはある。
【００９６】
ここで、エアチャンバ３０の内径は、異物除去フィルタ１００の内径よりも小さく、チューブの内径の１．５〜２．５倍であるのが好ましい。つまり、エアチャンバ３０の内径を、従来のドリップチャンバの内径であるチューブの内径の３〜４倍と比べて小さくすることができる。したがって、エアチャンバ３０内の流体には滞留が起こりにくいため、血栓は生じにくい。このため、血栓の発生によるフィルタ１０３の通液不能を防ぎつつ、血液回路１内から気泡を除去することができる。
【００９７】
また、異物除去フィルタ１００は複数個備えられており、異物除去フィルタ１００を切り替えることができる。したがって、異物除去フィルタ１００が血栓などで詰まった場合でも、別の異物除去フィルタ１００に切り替えることができる。
【００９８】
また、異物除去フィルタ１００の前後の差圧が高くなると、異物除去フィルタ１００が切り替わる。したがって、異物除去フィルタ１００が血栓などで詰まった場合でも、別の異物除去フィルタ１００に切り替わる。
【００９９】
また、異物除去フィルタ１００が、患者と接続するための第一接続部５０の近傍に配置される。したがって、異物除去フィルタ１００が、交換可能かつ交換容易な場所に設置されるため、異物除去フィルタ１００を交換する際に血液回路１全体を交換する必要はなく、血液透析の治療を続けることができる。また、血液が患者に返血される直前で異物がろ過されるので、患者への異物の流入を防ぐことができる。
【０１００】
以上により、本発明に係る血液回路１によれば、血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる。
【０１０１】
以上、本発明に係る血液回路について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
【０１０２】
つまり、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１０３】
例えば、上記実施の形態では、異物除去部４０は、３個の異物除去フィルタ１００を備えており、切替部２００は３個の異物除去フィルタ１００を切り替えることとした。しかし、異物除去フィルタ１００は３個に限定されず、１個であってもよく、４個以上備えられていてもよい。この場合、切替部２００は、全ての異物除去フィルタ１００の中から、１つの異物除去フィルタ１００に流体が流れるように、流体の流れを切り替える。
【０１０４】
また、上記実施の形態では、切替部２００は、複数の異物除去フィルタ１００のうちのいずれか１つの異物除去フィルタ１００に流体が流れるように、流体の流れを切り替えることとした。しかし、切替部２００は、複数の異物除去フィルタ１００のうちのいずれか２つ以上の異物除去フィルタ１００に流体が流れるように、流体の流れを切り替えることにしてもよい。
【０１０５】
また、上記実施の形態では、切替部２００は、異物除去フィルタ１００の上流側に備えられ、切替部２００出口の流路を切り替えることで、流体が流れる異物除去フィルタ１００を切り替えることとした。しかし、図１０に示すように、切替部２００は、異物除去フィルタ１００の下流側に備えられ、切替部２００入口の流路を切り替えることで、流体が流れる異物除去フィルタ１００を切り替えることにしてもよい。ここで、同図は、異物除去部４０の他の構成を示す図である。また、切替部２００は、異物除去フィルタ１００の上流側及び下流側の両方に備えられており、流体が流れる異物除去フィルタ１００を切り替えることにしてもよい。
【０１０６】
また、上記実施の形態では、圧力検出部３００は、切替部２００の入口の圧力と、異物除去フィルタ１００の出口の圧力との差を検出することとした。しかし、圧力検出部３００は、異物除去フィルタ１００の前後の差圧を検出できるのであれば、どの位置の圧力を検出しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明にかかる血液回路は、例えば腎機能不全の患者に対して、その患者の血液を浄化するために、血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる機能を備える血液回路等として有用である。
【符号の説明】
【０１０８】
１ 血液回路
１０ 給液パック
２０ 血液浄化器
３０ エアチャンバ
３１ チャンバ入口部
３２ チャンバ本体
３３ チャンバ出口部
４０ 異物除去部
５０ 第一接続部
６０ 第二接続部
７０ ろ液パック
８０ チューブ
９０ ドリップチャンバ
１００ 異物除去フィルタ
１０１ 除去フィルタ入口部
１０２ 除去フィルタ本体
１０３ フィルタ
１０４ 除去フィルタ出口部
２００ 切替部
３００ 圧力検出部
４００ 制御部
５００ 評価装置
５０１ 血液容器
５０２ 生食容器
５０３ 三方活栓
５０４ 試験用フィルタ
５０５ 透過率測定器
５０６ 廃液容器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液を浄化するための血液回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば腎機能不全の患者に対して、その患者の血液を浄化するために、持続緩徐式血液ろ過法（ＣＨＦ：Continuous Hemofiltration）や、持続的血液ろ過透析法（ＣＨＤＦ：Continuous Hemodiafiltration）を用いた治療が行なわれている。
【０００３】
ＣＨＦは、ろ過を行なうための半透膜（以下、「ろ過膜」という。）が設けられた血液浄化器に患者から取り出した血液を注入してろ過膜を用いてろ過し、浄化された血液を患者に戻し、ろ過によって得られた血液の中の老廃物（例えば、尿素や塩化ナトリウム等の電解質物質）と溶媒（水分）とを廃棄する。それとともに、患者の血液の中の溶媒の減少を補うために、所定の補充液（以下、「補液」という。）を患者の血液に補充することを、持続的に緩徐に行なう方法である。なお、ＣＨＦでは、廃棄する血液の中の老廃物と溶媒とをろ過液（以下、「ろ液」という。）という。
【０００４】
他方、ＣＨＤＦは、ＣＨＦにおける小分子除去能力を改善するための方法であって、ＣＨＦに加えて透析処理を行なう方法である。すなわち、ＣＨＤＦは、ろ過膜とともに透析膜が設けられた血液浄化器を用い、血液浄化器に透析液をも供給し、ろ過によって浄化された血液になお含まれている老廃物を透析膜を介して透析液の中に移動させることにより、血液の中から老廃物を除去する。そして、ろ過及び透析によって浄化された血液を患者に戻すとともに補液を患者の血液に補充することを、持続的に緩徐に行なう方法である。なお、ＣＨＤＦでは、ろ過によって得られた血液の中の老廃物及び溶媒と、使用済みの透析液とをろ液という。
【０００５】
ところで、浄化された血液を患者に戻すとともに補液を患者の血液に補充する際に、当該血液中及び補液中の気泡と血栓などの異物とが患者の体内に流入しないように、血液及び補液から気泡と異物とを除去する必要がある。このため、従来、ＣＨＤＦにおいて、血液と補液とを混合するとともに、混合された混合液から気泡と異物とを捕捉するドリップチャンバが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
このドリップチャンバを、図１１を用いて説明する。同図は、従来のドリップチャンバの構成を示す図である。ドリップチャンバ９０は、内部に流入する液体中に含まれる気泡や異物を取り除き、気泡や異物を取り除いた液体を流出させる気液分離器である。同図に示すように、ドリップチャンバ９０は、入口部９１、本体９２、フィルタ９３及び出口部９４を備えている。
【０００７】
入口部９１は、浄化された血液が流入する入口と、補充される補液が流入する入口の２つの入口を備えている。つまり、入口部９１から、当該血液と補液とが流入し、混合される。
【０００８】
本体９２は、気泡が液体中を上昇する性質を利用して、混合された混合液中の気泡を本体９２の入口部９１側に集めることで、当該混合液中の気泡を捕集する。そして、網目状のフィルタ９３で、混合液中の異物がろ過される。そして、気泡と異物とが除去された混合液は、出口部９４から流出される。
【０００９】
このようにして、血液回路内の気泡と異物とが患者の体内に流入しないように、血液回路内から気泡と異物とが除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２―１５９５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、従来のドリップチャンバを備えた血液回路では、大量の血栓が生じ、当該血栓がドリップチャンバのフィルタに詰まることにより、通液不能となってしまうという問題がある。
【００１２】
ここで、血栓は、血液が滞留することにより生じる。そして、ドリップチャンバの内容積が大きいと、内部の流体に滞留が起こり易い。つまり、ドリップチャンバの長さが長く、内径が大きいと滞留が起こり易い。しかし、従来のドリップチャンバは、気泡を捕集するために、長さを長くしておかなければならない。又、従来のドリップチャンバは、異物をろ過するために、内径を大きくしておかなければならない。
【００１３】
このため、従来のドリップチャンバでは、内部の流体に滞留が起こり易く、血栓が生じ易い環境下にあった。また、従来のドリップチャンバでは、異物除去のため、メッシュ状のフィルタが装着されるが、チャンバ内で生成した血栓が、このフィルタに付着すると、その付着箇所を根として、血栓が成長し易くなる。そのため、一旦血栓が生成すると、大量の血栓が生じ、当該血栓がドリップチャンバのフィルタに詰まることにより、通液不能となってしまう恐れがあった。ドリップチャンバが通液不能となれば、血液回路や血液浄化器など、回路に組込まれた構成部材毎、取り替えることが必要となり、そのために、血液透析による治療が長時間中断してしまう。
【００１４】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる機能を備える血液回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明に係る血液回路は、人体に接続された状態で血液を浄化する血液回路であって、前記血液回路内の気泡を捕集するエアチャンバと、前記エアチャンバの下流側に配置され、異物をろ過するフィルタを備える異物除去フィルタとを備える。
【００１６】
これによれば、エアチャンバと異物除去フィルタとを分離して、別々に備える。このように、気泡の捕集と異物のろ過という２つの機能を分離することで、エアチャンバ及び異物除去フィルタの長さと内径を、必要最小限の長さと内径にすることができる。つまり、エアチャンバ内及び異物除去フィルタ内の流体には滞留が起こりにくいため、血栓は生じにくい。このため、血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる。
【００１７】
また、好ましくは、前記異物除去フィルタの流体の流れ方向の長さは、前記エアチャンバの流体の流れ方向の長さよりも短い。また、前記異物除去フィルタの流体の流れ方向の長さは、４５〜６５ミリメートルである。さらに、前記フィルタは、網目状のフィルタであり、前記フィルタの外表面の面積は、１０００〜１３００平方ミリメートルである。
【００１８】
これによれば、異物除去フィルタの長さは、エアチャンバの長さよりも短く、４５〜６５ｍｍが好ましい。つまり、異物除去フィルタの長さを、従来のドリップチャンバの長さである１００〜１６０ｍｍと比べて短くすることができる。したがって、異物除去フィルタ内の流体には滞留が起こりにくいため、血栓は生じにくい。このため、血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる。
【００１９】
また、好ましくは、前記エアチャンバと前記異物除去フィルタとを接続するチューブを備え、前記エアチャンバの内径は、前記チューブの内径の１．５〜２．５倍である。また、さらに好ましくは、前記エアチャンバの内径は、８〜１２ミリメートルである。
【００２０】
これによれば、エアチャンバの内径は、チューブの内径（例えば５ｍｍ）の１．５〜２．５倍（８〜１２ｍｍ）であるのが好ましい。つまり、エアチャンバの内径を、従来のドリップチャンバの内径であるチューブの内径の３〜４倍（１６〜２０ｍｍ）と比べて小さくすることができる。したがって、エアチャンバ内の流体には滞留が起こりにくいため、血栓は生じにくい。このため、血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる。
【００２１】
また、好ましくは、前記異物除去フィルタは複数個備えられており、前記血液回路は、さらに、複数の前記異物除去フィルタのうちのいずれかの異物除去フィルタに流体が流れるように、流体の流れを切り替える切替部を備える。
【００２２】
これによれば、異物除去フィルタは並列的に複数個備えられており、異物除去フィルタを切り替えることができる。したがって、異物除去フィルタが血栓などで詰まった場合でも、別の異物除去フィルタに切り替えることができる。このため、血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる。
【００２３】
また、好ましくは、さらに、前記異物除去フィルタの前後の差圧を検出する圧力検出部と、前記圧力検出部が検出した差圧が、所定の値以上になった場合に、前記切替部に切替指示を出力する制御部とを備え、前記切替部は、前記切替指示に従って、流体が流れている異物除去フィルタから他の異物除去フィルタに流体が流れるように、流体の流れを切り替える。
【００２４】
これによれば、異物除去フィルタの前後の差圧が高くなると、異物除去フィルタが切り替わる。したがって、異物除去フィルタが血栓などで詰まった場合でも、別の異物除去フィルタに切り替わる。このため、血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる。
【００２５】
また、好ましくは、さらに、前記異物除去フィルタの下流側に、人体と接続するための接続部を備え、前記異物除去フィルタは、前記接続部の近傍に配置される。
【００２６】
これによれば、異物除去フィルタが、患者と接続するための接続部の近傍に配置される。したがって、異物除去フィルタが、交換可能かつ交換容易な場所に設置されるため、異物除去フィルタを交換する際に血液回路全体を交換する必要はなく、血液透析の治療を続けることができる。また、血液が患者に返血される直前で異物がろ過されるので、患者への異物の流入を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明により、血液を浄化する血液回路において、血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態における血液回路の構成を示す図である。
【図２】異物除去部の構成を示す図である。
【図３】エアチャンバの構成を示す図である。
【図４】異物除去フィルタの構成を示す図である。
【図５Ａ】異物除去フィルタが備えるフィルタの構造を示す図である。
【図５Ｂ】異物除去フィルタが備えるフィルタの構造を示す図である。
【図６】切替部が異物除去フィルタを切り替える動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】血栓の生じ易さを評価するための評価装置を示す図である。
【図８Ａ】評価装置による評価結果を示す図である。
【図８Ｂ】評価装置による評価結果を示す図である。
【図９】評価装置による評価結果を示す図である。
【図１０】異物除去部の他の構成を示す図である。
【図１１】従来のドリップチャンバの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態における血液回路１の構成を示す図である。
【００３１】
血液回路１は、人体（患者）に接続された状態で血液を浄化する回路である。同図に示すように、血液回路１は、給液パック１０、血液浄化器２０、エアチャンバ３０、異物除去部４０、第一接続部５０、第二接続部６０、ろ液パック７０及びチューブ８０を備えている。
【００３２】
給液パック１０は、給液が蓄えられている容器である。ここで、「給液」とは、「補液」と、「透析液」との総称である。「補液」とは、血液回路１に注液することにより、失われた血液中の水分や電解質を補給する薬液のことをいう。「透析液」とは、血液浄化器２０内で血液と物質交換をする薬液のことをいう。つまり、ここでは、「補液」と「透析液」とは同じ液体であるとする。なお、「給液」には、一般に体液と浸透圧や電解質が等しくなるよう調整された等張液などが用いられる。
【００３３】
血液浄化器２０は、血液を浄化する器具である。具体的には、血液浄化器２０は円筒形状をしており、当該円筒の上部に設けられている血液流入口から血液が流入し、円筒の下部に設けられている血液返血口から血液が返血される。また、円筒横の下部に設けられている透析液流入口から透析液が流入し、円筒横の上部に設けられている透析液排出口から血液を浄化した後の透析液、すなわち、ろ液が排出される。
【００３４】
エアチャンバ３０は、血液回路１内の気泡が患者の体内に流入しないように、血液回路１内の気泡を捕集する。具体的には、エアチャンバ３０は、血液浄化器２０から返血される血液と、給液パック１０から補充される補液とを混合する。そして、エアチャンバ３０は、気泡が液体中を上昇する性質を利用して、混合液中に含まれる気泡を捕集する。
【００３５】
異物除去部４０は、エアチャンバ３０の下流側に配置される、血液回路１内の異物を除去する部位である。具体的には、異物除去部４０は、エアチャンバ３０から排出される流体中の異物をフィルタでろ過することで、当該異物を除去する。この異物除去部４０の詳細については、後述する。
【００３６】
第一接続部５０は、異物除去部４０の下流側に配置される、人体と接続するための部位である。具体的には、第一接続部５０は、異物除去部４０の流体出口の近傍に備えられ、患者の体内に血液を戻すための器具である。第一接続部５０は、例えば、患者の血管に挿入されるカテーテルである。浄化された血液は、このカテーテルを通して、患者の体内に戻される。この第一接続部５０は、特許請求の範囲に記載の「接続部」に相当する。
【００３７】
第二接続部６０は、血液浄化器２０の上流側に配置される、人体と接続するための部位である。具体的には、第二接続部６０は、患者から血液を取り出すための器具である。第二接続部６０は、例えば、患者の血管に挿入されるカテーテルである。患者の血液は、このカテーテルを通して、血液回路１に取り込まれ、血液浄化器２０に送られる。
【００３８】
ろ液パック７０は、血液浄化器２０での血液浄化後の透析液であるろ液が蓄えられる容器である。ここで、ろ液とは、血液から濾し取った老廃物及び余剰水分を含む、血液を浄化した後の透析液のことをいう。
【００３９】
チューブ８０は、血液回路１内の各部位を接続し、血液回路１内を流れる血液や補液などの流体を運ぶ管である。例えば、チューブ８０は、エアチャンバ３０と異物除去部４０とを接続し、エアチャンバ３０出口の流体を異物除去部４０まで運ぶ。具体的には、チューブ８０は、内径が５ｍｍの管である。
【００４０】
次に、異物除去部４０の構成について、詳細に説明する。
【００４１】
図２は、異物除去部４０の構成を示す図である。
【００４２】
同図に示すように、異物除去部４０は、異物除去フィルタ１００、切替部２００、圧力検出部３００及び制御部４００を備えている。なお、同図では、説明の便宜上、エアチャンバ３０と異物除去部４０とを接続するチューブ８０を短く図示している。
【００４３】
異物除去フィルタ１００は、エアチャンバ３０の下流側の第一接続部５０の近傍に配置される、異物を除去するための部位である。また、異物除去フィルタ１００は複数個備えられている。ここでは、３個の異物除去フィルタ１００が備えられている。この異物除去フィルタ１００の詳細については、後述する。
【００４４】
切替部２００は、複数の異物除去フィルタ１００のうちのいずれかの異物除去フィルタ１００に流体が流れるように、流体の流れを切り替える部位である。具体的には、切替部２００は、異物除去フィルタ１００の上流側に備えられ、切替部２００出口の流路を切り替えることで、いずれか１つの異物除去フィルタ１００に流体が流れるように、流体の流れを切り替える弁である。
【００４５】
例えば、３個の異物除去フィルタ１００のそれぞれを、異物除去フィルタＡ、異物除去フィルタＢ及び異物除去フィルタＣとした場合、切替部２００は、異物除去フィルタＡから、異物除去フィルタＢ又は異物除去フィルタＣに流体が流れるように、流体の流れを切り替える。また、同様に、切替部２００は、異物除去フィルタＢから異物除去フィルタＡ又は異物除去フィルタＣに、又は、異物除去フィルタＣから異物除去フィルタＡ又は異物除去フィルタＢに、流体が流れるように、流体の流れを切り替える。
【００４６】
圧力検出部３００は、異物除去フィルタ１００の前後の差圧を検出する装置である。具体的に説明すると、この実施形態では、圧力検出部３００は、切替部２００の入口の圧力と、異物除去フィルタ１００の出口の圧力との差を検出する。本実施形態で、一方の圧検出部位が異物除去フィルタ１００の上流近傍としたものを例示しているが、異物除去フィルタ１００の上流側に設けるのであれば、特に限定されない。但し、他部位に一方の圧検出部位を設けるよりも、異物除去フィルタ１００の上流近傍に（前記一方の圧検出部位を）設ける本形態のものの方が、異物除去フィルタにおける（血栓形成等による）閉塞をいち早く検知し、差圧を検出することができ、対処することが可能となる。
【００４７】
制御部４００は、異物除去フィルタ１００を切り替えるための制御を行う。具体的には、制御部４００は、圧力検出部３００が検出した差圧が、所定の値以上になった場合に、切替部２００に切替指示を出力する。つまり、制御部４００は、異物除去フィルタ１００が異物で目詰まりを起こすなどにより、異物除去フィルタ１００の前後の差圧が所定の値以上になった場合に、異物除去フィルタ１００を切り替えるように制御を行う。
【００４８】
そして、制御部４００が出力した切替指示に従って、切替部２００は、流体が流れている異物除去フィルタ１００から他の異物除去フィルタ１００に流体が流れるように、流体の流れを切り替える。
【００４９】
次に、エアチャンバ３０の構成について、詳細に説明する。
【００５０】
図３は、エアチャンバ３０の構成を示す図である。
【００５１】
同図に示すように、エアチャンバ３０は、チャンバ入口部３１、チャンバ本体３２及びチャンバ出口部３３を備えている。
【００５２】
チャンバ入口部３１は、血液浄化器２０によって浄化された血液が流入する入口と、給液パック１０から補充される補液が流入する入口の２つの入口を備えている。つまり、チャンバ入口部３１から、当該血液と補液とが流入し、混合される。
【００５３】
チャンバ本体３２は、気泡が液体中を上昇する性質を利用して、混合された混合液中の気泡をチャンバ本体３２のチャンバ入口部３１側に集めることで、当該混合液中の気泡を捕集する。
【００５４】
ここで、チャンバ本体３２の流体の流れ方向の長さ（同図に示す長さａ１）は、従来のドリップチャンバの本体の長さと同等である。具体的には、チャンバ本体３２の長さａ１は、１００〜１６０ｍｍである。
【００５５】
また、チャンバ本体３２の内径（同図に示す内径ｂ１）は、従来のドリップチャンバの本体の内径よりも小さい。具体的には、チャンバ本体３２の内径ｂ１は、異物除去フィルタ１００の内径よりも小さく、好ましくは、チャンバ本体３２の内径ｂ１は、チューブ８０の内径（同図に示す内径ｃ）の１．５〜２．５倍である。具体的には、チャンバ本体３２の内径ｂ１は、８〜１２ｍｍである。なお、従来のドリップチャンバの本体の内径は、１６〜２０ｍｍ（チューブ８０の内径ｃの３〜４倍）である。
【００５６】
エアチャンバ３０は、長さａ１及び内径ｂ１がこのような寸法であれば、混合液中の気泡を効果的に捕集することができる。具体的には、エアチャンバ３０は、従来のドリップチャンバと同等の６．４ｃｃ以上の気泡を捕集することができる。
【００５７】
そして、チャンバ本体３２によって気泡が除去された混合液は、チャンバ出口部３３から流出される。このようにして、血液回路１内の気泡が患者の体内に流入しないように、血液回路１内から気泡が除去される。
【００５８】
次に、異物除去フィルタ１００の構成について、詳細に説明する。
【００５９】
図４は、異物除去フィルタ１００の構成を示す図である。
【００６０】
同図に示すように、異物除去フィルタ１００は、除去フィルタ入口部１０１、除去フィルタ本体１０２、フィルタ１０３及び除去フィルタ出口部１０４を備えている。
【００６１】
除去フィルタ入口部１０１は、エアチャンバ３０からの流体が流入する入口である。
【００６２】
除去フィルタ本体１０２は、流体内の異物をろ過することで、血液回路１内の異物を除去する部位である。除去フィルタ本体１０２は、血液回路１内の異物をろ過するフィルタ１０３を備えている。このフィルタ１０３の詳細については、後述する。
【００６３】
ここで、除去フィルタ本体１０２の流体の流れ方向の長さ（同図に示す長さａ２）は、従来のドリップチャンバの本体の長さよりも短い。具体的には、除去フィルタ本体１０２の長さａ２は、エアチャンバ３０の流体の流れ方向の長さよりも短く、好ましくは、除去フィルタ本体１０２の長さａ２は、４５〜６５ｍｍである。なお、従来のドリップチャンバの本体の長さは、１００〜１６０ｍｍである。
【００６４】
また、除去フィルタ本体１０２の内径（同図に示す内径ｂ２）は、従来のドリップチャンバの本体の内径と同等である。具体的には、除去フィルタ本体１０２の内径ｂ２は、１５〜２５ｍｍ（チューブ８０の内径ｃの３〜５倍）である。
【００６５】
異物除去フィルタ１００は、長さａ２及び内径ｂ２がこのような寸法であれば、流体中の異物を効果的にろ過することができる。具体的には、異物除去フィルタ１００は、従来のドリップチャンバと同等の異物をろ過することができる。
【００６６】
そして、異物除去フィルタ１００によって異物が除去された流体は、除去フィルタ出口部１０４から流出される。このようにして、血液回路１内の異物が患者の体内に流入しないように、血液回路１内から異物が除去される。
【００６７】
次に、フィルタ１０３の構造について、詳細に説明する。
【００６８】
図５Ａ及び図５Ｂは、異物除去フィルタ１００が備えるフィルタ１０３の構造を示す図である。具体的には、図５Ａは、フィルタ１０３の外観を示す平面図であり、図５Ｂは、フィルタ１０３の断面を示す断面図である。
【００６９】
これらの図に示すように、フィルタ１０３は、網目状（メッシュ状）のフィルタである。
【００７０】
そして、フィルタ１０３の外表面の面積は、好ましくは、５００〜２０００平方ミリメートルであり、より好ましくは、１０００〜１３００平方ミリメートルである。これは、従来のドリップチャンバのフィルタの面積と同等である。
【００７１】
また、フィルタ１０３のメッシュサイズは、好ましくは、０．２〜０．３ｍｍである。これは、従来のドリップチャンバのフィルタのメッシュサイズと同等である。
【００７２】
次に、制御部４００の制御により、切替部２００が異物除去フィルタ１００を切り替える動作の一例について、説明する。
【００７３】
図６は、切替部２００が異物除去フィルタ１００を切り替える動作の一例を示すフローチャートである。
【００７４】
同図に示すように、まず、人工透析が行われることで、異物除去フィルタ１００が、血液回路１内の流体に含まれる異物の除去を行う（Ｓ１０２）。
【００７５】
そして、圧力検出部３００は、異物除去フィルタ１００の前後の差圧を検出する（Ｓ１０４）。異物除去フィルタ１００には、異物が蓄積されていくので、圧力検出部３００が検出する差圧は、徐々に大きくなっていく。
【００７６】
そして、制御部４００は、圧力検出部３００が検出した差圧が、所定の値以上か否かを判断する（Ｓ１０６）。
【００７７】
制御部４００は、当該差圧が所定の値以上であると判断した場合（Ｓ１０６でＹＥＳ）、切替部２００に切替指示を出力する（Ｓ１０８）。
【００７８】
そして、切替部２００は、制御部４００が出力した切替指示に従って、流体が流れている異物除去フィルタ１００から他の異物除去フィルタ１００に流体が流れるように、流体の流れを切り替える（Ｓ１１０）。
【００７９】
また、制御部４００は、当該差圧が所定の値以上でないと判断した場合（Ｓ１０６でＮＯ）、切替部２００に切替指示を出力することなく、処理を終了する。
【００８０】
次に、このような構成を備える血液回路１の効果について、詳細に説明する。
【００８１】
まず、血栓の生じ易さの評価について、説明する。
【００８２】
図７は、血栓の生じ易さを評価するための評価装置５００を示す図である。
【００８３】
同図に示すように、評価装置５００は、血液容器５０１、生食容器５０２、三方活栓５０３、試験用フィルタ５０４、透過率測定器５０５、廃液容器５０６及びポンプＰ１、Ｐ２を備えている。
【００８４】
血液容器５０１には、牛血が蓄えられている。また、生食容器５０２には、生理食塩水が蓄えられている。つまり、牛血と生理食塩水とは、試験用の試験液である。そして、ポンプＰ１、Ｐ２によりこの試験液を試験用フィルタ５０４に送液する。なお、三方活栓５０３は、試験液の切り替えに使用される。
【００８５】
試験用フィルタ５０４は、メッシュ状のフィルタを備えている。そして、試験液は、試験用フィルタ５０４の２／３まで充填され、試験用フィルタ５０４下部の出口から廃液容器５０６に排出される。この試験用フィルタ５０４から試験液が排出される際に、透過率測定器５０５により、排出された試験液の透過率が測定される。
【００８６】
以上の評価装置５００において、透過率測定器５０５が測定する透過率から、生理食塩水が牛血に置換される置換状況をデータ化することで、当該置換が行われる置換時間を算出することができる。
【００８７】
そして、置換時間が長いと、試験用フィルタ５０４内で長い時間の滞留が起こっていたものと判断できる。逆に、置換時間が短いと、試験用フィルタ５０４内での滞留時間は短いものと判断できる。そして、滞留時間が長いと血栓が生じ易く、滞留時間が短いと血栓が生じにくい。つまり、置換時間が短い試験用フィルタ５０４では、血栓が生じにくい。
【００８８】
図８Ａ、図８Ｂ、及び図９は、評価装置５００による評価結果を示す図である。具体的には、図８Ａは、試験用フィルタ５０４内のフィルタの面積と置換時間との関係を示すグラフである。また、図８Ｂは、試験用フィルタ５０４内のフィルタのメッシュサイズと置換時間との関係を示すグラフである。さらに、図９は試験用フィルタ５０４の長さである筒長と置換時間との関係を示すグラフである。
【００８９】
図８Ａに示すように、試験用フィルタ５０４内のフィルタの面積が増減しても、置換時間の増減は僅かである。つまり、同図に示すグラフの傾斜が緩やかである。このため、試験用フィルタ５０４内のフィルタの面積は、置換時間に大きくは影響を及ぼさない。
【００９０】
また、図８Ｂに示すように、試験用フィルタ５０４内のフィルタのメッシュサイズが増減しても、置換時間の増減は僅かである。つまり、同図に示すグラフの傾斜が緩やかである。このため、試験用フィルタ５０４内のフィルタのメッシュサイズは、置換時間に大きくは影響を及ぼさない。
【００９１】
ここで、図９に示すように、試験用フィルタ５０４の筒長が増減すると、置換時間も大きく増減している。つまり、同図に示すグラフの傾斜が急である。このため、試験用フィルタ５０４の筒長と置換時間とには相関が認められ、試験用フィルタ５０４の筒長は、置換時間に大きく影響を及ぼす。具体的には、試験用フィルタ５０４の筒長が長いほど、置換時間が長くなる。
【００９２】
以上の結果により、試験用フィルタ５０４の筒長が長いと、置換時間が長くなる。つまり、試験用フィルタ５０４の筒長が長いと、滞留時間が長くなり、血栓が生じ易くなる。したがって、長さの短い異物除去フィルタ１００を使用することで、血栓が生じにくくなる。
【００９３】
ここで、本発明に係る血液回路１は、エアチャンバ３０と異物除去フィルタ１００とを分離して、別々に備える。このように、気泡の捕集と異物のろ過という２つの機能を分離することで、エアチャンバ３０及び異物除去フィルタ１００の長さと内径を、必要最小限の長さと内径にすることができる。
【００９４】
そして、異物除去フィルタ１００の長さは、エアチャンバ３０の長さよりも短く、４５〜６５ｍｍが好ましい。つまり、異物除去フィルタ１００の長さを、従来のドリップチャンバの長さである１００〜１６０ｍｍと比べて短くすることができる。したがって、異物除去フィルタ１００内の流体には滞留が起こりにくいため、血栓は生じにくい。このため、血栓の発生によるフィルタ１０３の通液不能を防ぎつつ、血液回路１内から異物を除去することができる。
【００９５】
また、既述したように、血栓はフィルタ１０３に付着することで、大きく成長していく。このため、血栓の付着し易いフィルタを備えていないエアチャンバ３０では、血栓は生じにくい。しかし、エアチャンバ３０内でも滞留が起こると、血栓が生じる恐れはある。
【００９６】
ここで、エアチャンバ３０の内径は、異物除去フィルタ１００の内径よりも小さく、チューブの内径の１．５〜２．５倍であるのが好ましい。つまり、エアチャンバ３０の内径を、従来のドリップチャンバの内径であるチューブの内径の３〜４倍と比べて小さくすることができる。したがって、エアチャンバ３０内の流体には滞留が起こりにくいため、血栓は生じにくい。このため、血栓の発生によるフィルタ１０３の通液不能を防ぎつつ、血液回路１内から気泡を除去することができる。
【００９７】
また、異物除去フィルタ１００は複数個備えられており、異物除去フィルタ１００を切り替えることができる。したがって、異物除去フィルタ１００が血栓などで詰まった場合でも、別の異物除去フィルタ１００に切り替えることができる。
【００９８】
また、異物除去フィルタ１００の前後の差圧が高くなると、異物除去フィルタ１００が切り替わる。したがって、異物除去フィルタ１００が血栓などで詰まった場合でも、別の異物除去フィルタ１００に切り替わる。
【００９９】
また、異物除去フィルタ１００が、患者と接続するための第一接続部５０の近傍に配置される。したがって、異物除去フィルタ１００が、交換可能かつ交換容易な場所に設置されるため、異物除去フィルタ１００を交換する際に血液回路１全体を交換する必要はなく、血液透析の治療を続けることができる。また、血液が患者に返血される直前で異物がろ過されるので、患者への異物の流入を防ぐことができる。
【０１００】
以上により、本発明に係る血液回路１によれば、血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる。
【０１０１】
以上、本発明に係る血液回路について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
【０１０２】
つまり、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１０３】
例えば、上記実施の形態では、異物除去部４０は、３個の異物除去フィルタ１００を備えており、切替部２００は３個の異物除去フィルタ１００を切り替えることとした。しかし、異物除去フィルタ１００は３個に限定されず、１個であってもよく、４個以上備えられていてもよい。この場合、切替部２００は、全ての異物除去フィルタ１００の中から、１つの異物除去フィルタ１００に流体が流れるように、流体の流れを切り替える。
【０１０４】
また、上記実施の形態では、切替部２００は、複数の異物除去フィルタ１００のうちのいずれか１つの異物除去フィルタ１００に流体が流れるように、流体の流れを切り替えることとした。しかし、切替部２００は、複数の異物除去フィルタ１００のうちのいずれか２つ以上の異物除去フィルタ１００に流体が流れるように、流体の流れを切り替えることにしてもよい。
【０１０５】
また、上記実施の形態では、切替部２００は、異物除去フィルタ１００の上流側に備えられ、切替部２００出口の流路を切り替えることで、流体が流れる異物除去フィルタ１００を切り替えることとした。しかし、図１０に示すように、切替部２００は、異物除去フィルタ１００の下流側に備えられ、切替部２００入口の流路を切り替えることで、流体が流れる異物除去フィルタ１００を切り替えることにしてもよい。ここで、同図は、異物除去部４０の他の構成を示す図である。また、切替部２００は、異物除去フィルタ１００の上流側及び下流側の両方に備えられており、流体が流れる異物除去フィルタ１００を切り替えることにしてもよい。
【０１０６】
また、上記実施の形態では、圧力検出部３００は、切替部２００の入口の圧力と、異物除去フィルタ１００の出口の圧力との差を検出することとした。しかし、圧力検出部３００は、異物除去フィルタ１００の前後の差圧を検出できるのであれば、どの位置の圧力を検出しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明にかかる血液回路は、例えば腎機能不全の患者に対して、その患者の血液を浄化するために、血栓の発生によるフィルタの通液不能を防ぎつつ、血液回路内から気泡と異物とを除去することができる機能を備える血液回路等として有用である。
【符号の説明】
【０１０８】
１ 血液回路
１０ 給液パック
２０ 血液浄化器
３０ エアチャンバ
３１ チャンバ入口部
３２ チャンバ本体
３３ チャンバ出口部
４０ 異物除去部
５０ 第一接続部
６０ 第二接続部
７０ ろ液パック
８０ チューブ
９０ ドリップチャンバ
１００ 異物除去フィルタ
１０１ 除去フィルタ入口部
１０２ 除去フィルタ本体
１０３ フィルタ
１０４ 除去フィルタ出口部
２００ 切替部
３００ 圧力検出部
４００ 制御部
５００ 評価装置
５０１ 血液容器
５０２ 生食容器
５０３ 三方活栓
５０４ 試験用フィルタ
５０５ 透過率測定器
５０６ 廃液容器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体に接続された状態で血液を浄化する血液回路であって、
前記血液回路内の気泡を捕集するエアチャンバと、
前記エアチャンバの下流側に配置され、異物をろ過するフィルタを備える異物除去フィルタと
を備える血液回路。
【請求項２】
前記異物除去フィルタの流体の流れ方向の長さは、前記エアチャンバの流体の流れ方向の長さよりも短い
請求項１に記載の血液回路。
【請求項３】
前記異物除去フィルタの流体の流れ方向の長さは、４５〜６５ミリメートルである
請求項２に記載の血液回路。
【請求項４】
前記フィルタは、網目状のフィルタであり、前記フィルタの外表面の面積は、１０００〜１３００平方ミリメートルである
請求項１〜３のいずれか１項に記載の血液回路。
【請求項５】
さらに、
前記エアチャンバと前記異物除去フィルタとを接続するチューブを備え、
前記エアチャンバの内径は、前記チューブの内径の１．５〜２．５倍である
請求項１〜４のいずれか１項に記載の血液回路。
【請求項６】
前記エアチャンバの内径は、８〜１２ミリメートルである
請求項５に記載の血液回路。
【請求項７】
前記異物除去フィルタは複数個備えられており、
前記血液回路は、さらに、
複数の前記異物除去フィルタのうちのいずれかの異物除去フィルタに流体が流れるように、流体の流れを切り替える切替部を備える
請求項１〜６のいずれか１項に記載の血液回路。
【請求項８】
さらに、
前記異物除去フィルタの前後の差圧を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部が検出した差圧が、所定の値以上になった場合に、前記切替部に切替指示を出力する制御部とを備え、
前記切替部は、前記切替指示に従って、流体が流れている異物除去フィルタから他の異物除去フィルタに流体が流れるように、流体の流れを切り替える
請求項７に記載の血液回路。
【請求項９】
さらに、
前記異物除去フィルタの下流側に、人体と接続するための接続部を備え、
前記異物除去フィルタは、前記接続部の近傍に配置される
請求項１〜８のいずれか１項に記載の血液回路。
【請求項１】
人体に接続された状態で血液を浄化する血液回路であって、
前記血液回路内の気泡を捕集するエアチャンバと、
前記エアチャンバの下流側に配置され、異物をろ過するフィルタを備える異物除去フィルタと
を備える血液回路。
【請求項２】
前記異物除去フィルタの流体の流れ方向の長さは、前記エアチャンバの流体の流れ方向の長さよりも短い
請求項１に記載の血液回路。
【請求項３】
前記異物除去フィルタの流体の流れ方向の長さは、４５〜６５ミリメートルである
請求項２に記載の血液回路。
【請求項４】
前記フィルタは、網目状のフィルタであり、前記フィルタの外表面の面積は、１０００〜１３００平方ミリメートルである
請求項１〜３のいずれか１項に記載の血液回路。
【請求項５】
さらに、
前記エアチャンバと前記異物除去フィルタとを接続するチューブを備え、
前記エアチャンバの内径は、前記チューブの内径の１．５〜２．５倍である
請求項１〜４のいずれか１項に記載の血液回路。
【請求項６】
前記エアチャンバの内径は、８〜１２ミリメートルである
請求項５に記載の血液回路。
【請求項７】
前記異物除去フィルタは複数個備えられており、
前記血液回路は、さらに、
複数の前記異物除去フィルタのうちのいずれかの異物除去フィルタに流体が流れるように、流体の流れを切り替える切替部を備える
請求項１〜６のいずれか１項に記載の血液回路。
【請求項８】
さらに、
前記異物除去フィルタの前後の差圧を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部が検出した差圧が、所定の値以上になった場合に、前記切替部に切替指示を出力する制御部とを備え、
前記切替部は、前記切替指示に従って、流体が流れている異物除去フィルタから他の異物除去フィルタに流体が流れるように、流体の流れを切り替える
請求項７に記載の血液回路。
【請求項９】
さらに、
前記異物除去フィルタの下流側に、人体と接続するための接続部を備え、
前記異物除去フィルタは、前記接続部の近傍に配置される
請求項１〜８のいずれか１項に記載の血液回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２１３９４１（Ｐ２０１０−２１３９４１Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６５２３８（Ｐ２００９−６５２３８）
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【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２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【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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