血液浄化装置
【課題】 回路内に圧力測定部を設けることなく、歪みセンサーで直接血液回路及び透析液回路のチューブの歪みを測定することにより回路内の圧力を測定できるようにした血液浄化装置を提供する。
【解決手段】 血液浄化装置は、図1に示すように、血液浄化器1と血液回路2(21、22)、血液ポンプ3、プライミング液供給ライン4、静脈側エアートラップチャンバー24、開閉弁V1、透析液回路5(51、52)、透析液ポンプ6及び濾過ポンプ7を含んでなる。そして、血液ポンプ3より下流の動脈側血液回路21、開閉弁V1より上流の静脈側血液回路22には、それぞれ歪みセンサーS1、S2が設けられており、この歪みセンサーS1、S2で回路のチューブの歪みを測定することにより回路内の圧力が測定できるようになっている。
【解決手段】 血液浄化装置は、図1に示すように、血液浄化器1と血液回路2(21、22)、血液ポンプ3、プライミング液供給ライン4、静脈側エアートラップチャンバー24、開閉弁V1、透析液回路5(51、52)、透析液ポンプ6及び濾過ポンプ7を含んでなる。そして、血液ポンプ3より下流の動脈側血液回路21、開閉弁V1より上流の静脈側血液回路22には、それぞれ歪みセンサーS1、S2が設けられており、この歪みセンサーS1、S2で回路のチューブの歪みを測定することにより回路内の圧力が測定できるようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、血管から体外に取り出した血液を浄化し、必要ならばこれに有用物質を補給することにより、生体の臓器機能を補助あるいは代行する血液浄化装置に関するもので、血液回路や透析液回路の回路を構成するチューブの歪みを測定することにより血液回路及び透析液回路の内圧を測定できるようにしたことを特徴とする。
【背景技術】
【0002】
従来、血液浄化療法において、体外循環中の動脈圧(フィルター入口圧とも言う)、静脈圧の測定は、体外循環回路のエアトラップチャンバーに設けられた圧力モニターラインを、それぞれの圧力センサーに接続して行っている。この方法では、空気を介して圧力を測定しており、そのため、エアー領域の確保のために、プライミング終了時や治療中にチャンバー内の液面レベルの調整が必要である。液面レベルの調整は、エアトラップチャンバーに別途設けられた液面調整ラインの先端にシリンジを接続して、そのシリンジを押したり引いたりして行っているが、この操作にはある程度の熟練が必要であり、操作を誤ると血液が噴出して、人体や圧力センサー保護用のフィルターに付着する虞があり、感染の危険性が高い。
【0003】
そこで、パイプを備え、このパイプ内を流れる血液の圧力を測定する少なくとも1つのセクションを含む血圧測定用デバイスが種々提案されている。これらのデバイスは、実質的に硬質の壁と、弾性的に変形または変位可能な閉鎖部材によってシールされた孔とを備え、パイプの内面は血液と接し、外面は外気と接しており、閉鎖部材に及ばされる力をロードセンサーで測定できるようにしたものであり、例えば、1.薄膜(またはダイアフラム)とロードセンサーの間に空気隔室を設け、薄膜の変位によって変化する空気隔室の内圧を直接測定するようにしたものや、2.隔室の壁に設けられた孔をシールする可撓性薄膜の内面に付与される力を、ロードトランスミッターを介してロードセンサーに伝達し測定するようにしたもの、3.前記2において、可撓性薄膜の外面に金属製ディスクを取り付け、ロードトランスミッターの軸端部に磁石を取り付けて、可撓性薄膜をロードトランスミッターに固定するようにしたもの、4.閉鎖部材を血圧測定セクションの硬質の壁を備える単一部材内に形成したもの、などである(特許文献1)。
【0004】
【特許文献1】特開2002−233570号公報、図1、図2、図3、図6
【0005】
しかしながら、前記1のデバイスは、空気隔室のシールが使用中に破損する可能性があり、シールが破損した場合、圧力伝達機能が失われるという欠点を有しており、前記2〜3のデバイスは、壁の孔を薄膜で完全にシールしなければならないので、薄膜の隔室の壁へのマウントが比較的複雑であり、デバイスの製造と組立に手間がかかるという欠点を有している。また、前記4のデバイスは、弾性的に変形可能な区域が実質的に波形の外径に形成されていることから、やはり、デバイスの製造と組立に手間がかかるという欠点を有している。さらには、前記1〜4のデバイスは、いずれも圧力測定部の内壁が液体循環回路の内壁より大きく形成されており、形状も断面四角形であることから、これを血液循環回路に適用した場合には、圧力測定部に流入した血液に乱流が生じるため、血栓が形成される虞があり問題である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、如上の事情に鑑みてなされたもので、血液回路内に圧力測定部を設けることなく、歪みセンサーで直接血液回路及び透析液回路のチューブの歪みを測定することにより血液回路内の圧力を測定できるようにした血液浄化装置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】
【0007】
本発明の血液浄化装置は、血液浄化器と血液回路、血液ポンプ、プライミング液供給ライン、静脈側エアートラップチャンバー、この静脈側エアートラップチャンバーより下流の静脈側血液回路に設けられた開閉弁、透析液回路、透析液ポンプ及び濾過ポンプを含んでなる血液浄化装置において、前記血液ポンプより下流の動脈側血液回路と前記開閉弁より上流の静脈側血液回路にそれぞれ歪みセンサーを設け、この歪みセンサーで血液回路のチューブの歪みを測定することにより血液回路内の圧力を測定できるようにしたことを特徴とする。
【0008】
ここで、静脈側血液回路には補液供給ラインを設けてもよい。歪みセンサーとしては、ロードセンサーとロードトランスミッターを備えてなり、回路のチューブの内面に付与される力が、ロードトランスミッターを介してロードセンサーに伝達され測定されるようにされてなるものが好ましく採用可能である。歪みセンサーは、回路のチューブを収容可能な溝とこの溝の底に形成されたロードセンサー収容部を有するハウジングに収容されていてもよく、また、ハウジングには回路のチューブへの固定手段を設けてもよい。固定手段としては、ハウジングにロック可能な蓋を採用してもよい。
以上、一般的に本発明を記述したが、より一層の理解は、いくつかの特定の実施例を参照することによって得ることが出来る。これらの実施例は本明細書に例示の目的のためにのみ提供されるものであり、他の旨が特定されない限り、限定的なものではない。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、以下のような効果が期待できる。すなわち、血液回路内に圧力測定部を設けることなく、歪みセンサーで直接血液回路のチューブの歪みを測定することにより血液回路内の圧力を測定できるようにしているので、1血栓の生じる虞のない血液浄化装置を提供することが出来る。また、2.血液回路をシンプルな構成にすることができ、ディスポーザブルな血液回路を安価に製造できるので、患者の経済的負担を軽減することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
血液ポンプより下流の動脈側血液回路と開閉弁より上流の静脈側血液回路にそれぞれ歪みセンサーを設け、この歪みセンサーで血液回路のチューブの歪みを測定することにより血液回路内の圧力を測定できるようにする。また、静脈側血液回路に補液供給ラインを設ける。
【実施例1】
【0011】
先ず、実施例1について図1を用いて説明する。
図1は実施例1の血液浄化装置の概略説明図である。
実施例1の血液浄化装置は、持続的血液透析(CVVHD)を行うための血液浄化装置であり、図1に示すように、血液浄化器1と血液回路2(21、22)、血液ポンプ3、プライミング液供給ライン4、静脈側エアートラップチャンバー24、開閉弁V1、透析液回路5(51、52)、透析液ポンプ6及び濾過ポンプ7を含んでなる。そして、血液ポンプ3より下流の動脈側血液回路21、開閉弁V1より上流の静脈側血液回路22には、それぞれ歪みセンサーS1、S2が設けられており、この歪みセンサーS1、S2で回路のチューブの歪みを測定することにより回路内の圧力が測定できるようになっている。
血液回路2は血液浄化器1より上流側の動脈側血液回路21と血液浄化器1より下流側の静脈側血液回路22からなる。動脈側血液回路21には、血液ポンプ3の上流でプライミング液供給ライン4が接続されており(血液ポンプ3より下流にプライミング液供給ライン4を設ける場合もある)、血液ポンプ3より下流には、血液浄化器1に近接して、血液中のエアーを分離するためのチャンバー(エアートラップチャンバー)23が設けられている。エアートラップチャンバー23は省略されることもある。歪みセンサーS1は血液ポンプ3の下流に設けられており、通常、このエアートラップチャンバー23より下流に設けられる。静脈側血液回路22には血液浄化器1に近接してエアートラップチャンバー24が設けられており、このエアートラップチャンバー24の下流には気泡センサー25と開閉弁V1がこの順序で設けられている。歪みセンサーS2は開閉弁V1より上流の静脈側血液回路22に設けられており、通常このエアートラップチャンバー24より上流に設けられる。プライミング液供給ライン4は、これが血液ポンプ3より上流に設けられた場合、開閉弁V2を開くと、血液ポンプ3の駆動により、プライミング液容器41から血液循環回路(動脈側血液回路21、血液浄化器1、静脈側血液回路22からなる)にプライミング液が供給されるようになっている。
透析液回路5は血液浄化器1より上流側の透析液供給回路51と血液浄化器1より下流側の排液回路52からなる。透析液供給回路51には透析液容器53が接続されており、透析液ポンプ6の駆動により、透析液容器53から血液浄化器1に透析液が供給されるようになっている。また、一般に、排液回路52には圧力計Pと濾過ポンプ7がこの順序で設けられており、濾過ポンプ7の駆動により使用済の透析液が血液浄化器1から排出されるようになっている。排液回路52を濾過ポンプ7に接続する代わりに、透析液供給回路51と排液回路52を限外濾過量制御装置(濾過ポンプを含んでいる)に接続してもよい。圧力計Pとしては、従来血液浄化装置に使用されているものであればどのようなタイプのものでも採用可能であり、圧力計Pの設置場所は、図1に示すような排液回路52側であるのが好ましいが、透析液ポンプ6と濾過ポンプ7の間の透析液回路5であれば透析液供給回路51側であっても構わない。
【0012】
歪みセンサーSは、図4〜図7に示すように、回路のチューブCを収容可能な溝911を有するハウジング91と、このハウジング91を回路のチューブCに固定する蓋部92と、ハウジング91の溝911に設けられたロードセンサー93と、ロードトランスミッター94からなる。そして、回路のチューブCの内面に付与される力は、ロードトランスミッター94を介してロードセンサー93に伝達され測定されるようになっている。
ハウジング91には、回路のチューブCを収容可能な溝911と、ロードセンサー93を収容するためのロードセンサー収容部912が設けられており、ロードセンサー93はこのロードセンサー収容部912に収容され固定される。ロードセンサー93にはロードトランスミッター94が取りつけられており、溝911に回路のチューブCを収容したときに、丁度ロードトランスミッター94のヘッド941の先端が回路のチューブCに密着するようになっている。蓋部92は回路のチューブCを雰囲気温度の影響から保護する機能を有するもので、蓋をしたときに丁度回路のチューブCに密着するように、蓋部92の内壁に凹面状の溝921が設けられている。ハウジング91を回路のチューブCに固定する手段としては、蓋部92以外にも色々な固定手段、例えば、図示していないが、アーム状の腕部を有するフックや、ゴムバンド、溝の部分に圧力測定部を嵌着出来るようにした構造(溝の開口部を狭くし、嵌着時に弾性的に拡張可能にする)など、種々の方法が採用可能である。
尚、ロードセンサー93としては、限定するものではないが、一般にストレーンゲージタイプのものが採用される。また、図中、95はリード線、913は蓋部92をハウジング91に固定するためのフックであり、922はフックとの係合部である。
【実施例2】
【0013】
次に、実施例2について、図2を用いて説明する。
図2は実施例2の血液浄化装置の概略説明図である。
実施例2の血液浄化装置は、図1において静脈側血液回路22に補液供給ライン8を設けたもので、補液ポンプ82の駆動により、補液容器81から静脈側エアートラップチャンバー24を介して静脈側血液回路22に補液が供給されるようになっている。この血液浄化装置では、CVVHDの他に、持続的血液濾過(CVVHF)や持続的血液濾過透析(CVVHDF)も可能である。
【0014】
次に、実施例2の血液浄化装置の使用について説明する。
血液浄化装置の使用に際しては、先ず、治療を行う前に、血液回路2側と透析液回路5側、補液供給ライン8のプライミングを行う。全体を同時にプライミングするためには、静脈側血液回路22の開閉弁V1とプライミング液供給ライン4の開閉弁V2を開き、血液回路2側については、血液ポンプ3を駆動させて、プライミング液容器41からプライミング液供給ラインを通して血液回路2にプライミング液(通常、生食を使用)を供給し、動脈側血液回路21、血液浄化器1、静脈側血液回路22をプライミングし、同時に洗浄を行う。また、透析液回路5側については、透析液ポンプ6と濾過ポンプ7を駆動させて、透析液容器53から透析液回路5を通して血液浄化器1に透析液を供給し、透析液供給回路51、血液浄化器1、排液回路52をプライミングする。補液供給ラインについては、補液ポンプ82を駆動させて、補液容器81から補液ライン8を通して静脈側エアートラップチャンバー24に補液を供給し、補液ライン8および静脈側エアートラップチャンバー24より下流の静脈側血液回路22をプライミングする。
【0015】
血液回路2側と透析液回路5側および補液供給ライン8のプライミングが済んだら、次は、歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションおよび、回路のチューブCの歪みと圧力の関係を示す曲線を決定する必要がある。
先ず、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7を止め、開閉弁V1を閉じると、歪みセンサーS1、S2で測定される圧力P1、P2は、図3から判るように、歪みセンサーS1、S2と圧力計Pの落差h1、h2と、圧力計Pで測定される圧力P3によって決めることができる。
従って、キャリブレーションは下記1、2の式により、血液浄化装置に設けられた制御装置により機械的に行うことができる。
P1=P3−ah1・・・・・1
P2=P3+ah2・・・・・2
(但し、aは透析液の落差圧を水銀柱圧に直す定数)
歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションが済んだら、次に、透析液ポンプ6と濾過ポンプ7を駆動させ、圧力計Pの圧力を、例えば100mmHgと300mmHgにして、それぞれ回路のチューブCの歪み(歪みセンサーS1、S2で電圧に変換)を求める。図11、図12から電圧値(歪み)と圧力は直線関係にあることから、これで縦軸を電圧値、横軸を圧力とする歪み(電圧)と圧力の関係を示す直線を得ることができる。血液側の圧力は、血液浄化装置に設けられた制御装置に、この「歪み−圧力直線」を記憶させることにより、以後、歪みセンサーで測定される回路のチューブの歪みから自動的に測定することができる。
尚、歪みセンサーにより測定された歪みとチューブ内圧の関係については、それぞれ硬さの違うチューブを用い、圧力を色々変えたときのチューブの歪み(歪みセンサーで電圧値に変換)を測定し、電圧値を縦軸に、圧力を横軸にプロットすることにより求めることができる(図11、図12)。これにより電圧値(歪み)と圧力は直線関係にあることが判る。但し、硬いチューブ(図11)は、ショアA硬度が75、外径が5.6mm、内径が3.4mmであり、柔らかいチューブ(図12)は、ショアA硬度が73、外径が5.1mm、内径が3.0mmであった。
【0016】
次に、CVVHDについて図8を用いて説明する。
先ず、治療を行う前に、開閉弁V1とV2を開き、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7を駆動させて、血液回路2側と透析液回路5側のプライミングを行う。また、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7を止め、開閉弁V1を閉じて、歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションおよび、回路のチューブCの歪みと圧力の関係を示す曲線を決定する。
次に、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7を止め、開閉弁V2を閉じ、血液回路2を患者の血管に接続した後、血液ポンプ3及び透析液ポンプ6、濾過ポンプ7を再駆動させると、血液は動脈側血液回路21を通って血液浄化器1に供給され、ここで浄化(透析)されて静脈側血液回路22を通って患者の血管に戻される。一方、透析液は透析液供給回路51を通って血液浄化器1に供給され、ここで血液を浄化し、使用済の透析液は排液ライン52を通って排出される。
治療中に歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションが必要な場合は、前述した要領で、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7を止め、開閉弁V1を閉じて行う。治療中における歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションの必要性は、歪みセンサーS1、S2で測定される圧力P1、P2を監視することにより次の要領で決定される。
即ち、(P1−P2)の値が増加したときは血液浄化器の膜詰まりが発生したときであり、(P1−P2)の値が減少したときは血液浄化器の膜にリークが発生したときである。また、P1とP2の値が共に増加したときは針詰まりが発生したときであり、P1とP2の値が共に減少したときは針抜けが発生したときである。従って、上記以外のP1とP2の変化が生じたときに歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションが必要になる。
【0017】
次に、CVVHFについて図9を用いて説明する。
先ず、治療を行う前に、静脈側血液回路22の開閉弁V1とV2を開き、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7、補液ポンプ82を駆動させて、血液回路2側と透析液回路5側、補液供給ライン8のプライミングを行う。また、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7を止め、開閉弁V1を閉じて、歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションおよび、回路のチューブCの歪みと圧力の関係を示す曲線を決定する。
次に、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7、補液ポンプ82を止め、開閉弁V2を閉じ、血液回路2を患者の血管に接続した後、血液ポンプ3と濾過ポンプ7、補液ポンプ82を再駆動させると、血液は動脈側血液回路21を通って血液浄化器1に供給され、ここで浄化(濾過)されて静脈側血液回路22を通って患者の血管に戻される。また、血液から濾過された液(濾液)は排液ライン52を通って排出される。一方、補液は補液供給ライン8を通って静脈側エアートラップチャンバー24に供給され、静脈側血液回路22を通って患者の血管に供給される。治療中における歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションは、CVVHDと同様である。
【0018】
次に、CVVHDFについて図10を用いて説明する。
先ず、治療を行う前に、開閉弁V1とV2を開き、血液ポンプ3と透析液ポンプ5、濾過ポンプ7、補液ポンプ82を駆動させて、血液回路2側と透析液回路5側、補液供給ライン8のプライミングを行う。また、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7を止め、開閉弁V1を閉じて、歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションおよび、回路のチューブCの歪みと圧力の関係を示す曲線を決定する。
次に、開閉弁V2を閉じ、血液回路2を患者の血管に接続した後、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7を駆動させると、血液は動脈側血液回路21を通って血液浄化器1に供給され、ここで浄化(濾過透析)されて静脈側血液回路22を通って患者の血管に戻される。一方、透析液は透析液供給回路51を通って血液浄化器1に供給され、ここで血液を浄化して、使用済の透析液は血液からの濾液と一緒に排液ライン52を通って排出される。また、補液は補液供給ライン8を通って静脈側エアートラップチャンバー24に供給され、静脈側血液回路22を通って患者の血管に供給される。治療中における歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションは、CVVHDと同様である。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の血液浄化装置の実施例1を示す概略説明図である。
【図2】本発明の血液浄化装置の実施例2を示す概略説明図である。
【図3】歪みセンサーで測定される圧力と、歪みセンサーと圧力計Pの落差と、圧力計Pで測定される圧力との関係を示す図である。
【図4】本発明の血液浄化装置の歪みセンサーの一実施例を示す縦断面図である。
【図5】図4に示す歪みセンサーの正面図である。
【図6】図4に示す歪みセンサーの蓋を開いた状態を示す図である。
【図7】図6の側面図である。
【図8】本発明の血液浄化装置を用いて行うCVVHDの説明図である。
【図9】本発明の血液浄化装置を用いて行うCVVHFの説明図である。
【図10】本発明の血液浄化装置を用いて行うCVVHDFの説明図である。
【図11】硬いチューブにおける歪みセンサーの歪みと圧力の関係を示す図である。
【図12】柔らかいチューブにおける歪みセンサーの歪みと圧力の関係を示す図である。
【符号の説明】
【0020】
1 血液浄化器
21 動脈側血液回路
22 静脈側血液回路
23 エアートラップチャンバー
24 (静脈側)エアートラップチャンバー
25 気泡センサー
3 血液ポンプ
4 プライミング液供給ライン
41 プライミング液容器
5 透析液回路
51 透析液供給回路
52 排液回路
53 透析液容器
6 透析液ポンプ
7 濾過ポンプ
8 補液供給ライン
81 補液容器
82 補液ポンプ
P 圧力計
S、S1、S2 歪みセンサー
V1、V2 開閉弁
91 ハウジング
911 溝
912 ロードセンサー収容部
913 フック
92 蓋部
921 凹面状の溝
922 フックとの係合部
93 ロードセンサー
94 ロードトランスミッター
941 ヘッド
95 リード線
C 回路のチューブ
【技術分野】
【0001】
本発明は、血管から体外に取り出した血液を浄化し、必要ならばこれに有用物質を補給することにより、生体の臓器機能を補助あるいは代行する血液浄化装置に関するもので、血液回路や透析液回路の回路を構成するチューブの歪みを測定することにより血液回路及び透析液回路の内圧を測定できるようにしたことを特徴とする。
【背景技術】
【0002】
従来、血液浄化療法において、体外循環中の動脈圧(フィルター入口圧とも言う)、静脈圧の測定は、体外循環回路のエアトラップチャンバーに設けられた圧力モニターラインを、それぞれの圧力センサーに接続して行っている。この方法では、空気を介して圧力を測定しており、そのため、エアー領域の確保のために、プライミング終了時や治療中にチャンバー内の液面レベルの調整が必要である。液面レベルの調整は、エアトラップチャンバーに別途設けられた液面調整ラインの先端にシリンジを接続して、そのシリンジを押したり引いたりして行っているが、この操作にはある程度の熟練が必要であり、操作を誤ると血液が噴出して、人体や圧力センサー保護用のフィルターに付着する虞があり、感染の危険性が高い。
【0003】
そこで、パイプを備え、このパイプ内を流れる血液の圧力を測定する少なくとも1つのセクションを含む血圧測定用デバイスが種々提案されている。これらのデバイスは、実質的に硬質の壁と、弾性的に変形または変位可能な閉鎖部材によってシールされた孔とを備え、パイプの内面は血液と接し、外面は外気と接しており、閉鎖部材に及ばされる力をロードセンサーで測定できるようにしたものであり、例えば、1.薄膜(またはダイアフラム)とロードセンサーの間に空気隔室を設け、薄膜の変位によって変化する空気隔室の内圧を直接測定するようにしたものや、2.隔室の壁に設けられた孔をシールする可撓性薄膜の内面に付与される力を、ロードトランスミッターを介してロードセンサーに伝達し測定するようにしたもの、3.前記2において、可撓性薄膜の外面に金属製ディスクを取り付け、ロードトランスミッターの軸端部に磁石を取り付けて、可撓性薄膜をロードトランスミッターに固定するようにしたもの、4.閉鎖部材を血圧測定セクションの硬質の壁を備える単一部材内に形成したもの、などである(特許文献1)。
【0004】
【特許文献1】特開2002−233570号公報、図1、図2、図3、図6
【0005】
しかしながら、前記1のデバイスは、空気隔室のシールが使用中に破損する可能性があり、シールが破損した場合、圧力伝達機能が失われるという欠点を有しており、前記2〜3のデバイスは、壁の孔を薄膜で完全にシールしなければならないので、薄膜の隔室の壁へのマウントが比較的複雑であり、デバイスの製造と組立に手間がかかるという欠点を有している。また、前記4のデバイスは、弾性的に変形可能な区域が実質的に波形の外径に形成されていることから、やはり、デバイスの製造と組立に手間がかかるという欠点を有している。さらには、前記1〜4のデバイスは、いずれも圧力測定部の内壁が液体循環回路の内壁より大きく形成されており、形状も断面四角形であることから、これを血液循環回路に適用した場合には、圧力測定部に流入した血液に乱流が生じるため、血栓が形成される虞があり問題である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、如上の事情に鑑みてなされたもので、血液回路内に圧力測定部を設けることなく、歪みセンサーで直接血液回路及び透析液回路のチューブの歪みを測定することにより血液回路内の圧力を測定できるようにした血液浄化装置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】
【0007】
本発明の血液浄化装置は、血液浄化器と血液回路、血液ポンプ、プライミング液供給ライン、静脈側エアートラップチャンバー、この静脈側エアートラップチャンバーより下流の静脈側血液回路に設けられた開閉弁、透析液回路、透析液ポンプ及び濾過ポンプを含んでなる血液浄化装置において、前記血液ポンプより下流の動脈側血液回路と前記開閉弁より上流の静脈側血液回路にそれぞれ歪みセンサーを設け、この歪みセンサーで血液回路のチューブの歪みを測定することにより血液回路内の圧力を測定できるようにしたことを特徴とする。
【0008】
ここで、静脈側血液回路には補液供給ラインを設けてもよい。歪みセンサーとしては、ロードセンサーとロードトランスミッターを備えてなり、回路のチューブの内面に付与される力が、ロードトランスミッターを介してロードセンサーに伝達され測定されるようにされてなるものが好ましく採用可能である。歪みセンサーは、回路のチューブを収容可能な溝とこの溝の底に形成されたロードセンサー収容部を有するハウジングに収容されていてもよく、また、ハウジングには回路のチューブへの固定手段を設けてもよい。固定手段としては、ハウジングにロック可能な蓋を採用してもよい。
以上、一般的に本発明を記述したが、より一層の理解は、いくつかの特定の実施例を参照することによって得ることが出来る。これらの実施例は本明細書に例示の目的のためにのみ提供されるものであり、他の旨が特定されない限り、限定的なものではない。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、以下のような効果が期待できる。すなわち、血液回路内に圧力測定部を設けることなく、歪みセンサーで直接血液回路のチューブの歪みを測定することにより血液回路内の圧力を測定できるようにしているので、1血栓の生じる虞のない血液浄化装置を提供することが出来る。また、2.血液回路をシンプルな構成にすることができ、ディスポーザブルな血液回路を安価に製造できるので、患者の経済的負担を軽減することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
血液ポンプより下流の動脈側血液回路と開閉弁より上流の静脈側血液回路にそれぞれ歪みセンサーを設け、この歪みセンサーで血液回路のチューブの歪みを測定することにより血液回路内の圧力を測定できるようにする。また、静脈側血液回路に補液供給ラインを設ける。
【実施例1】
【0011】
先ず、実施例1について図1を用いて説明する。
図1は実施例1の血液浄化装置の概略説明図である。
実施例1の血液浄化装置は、持続的血液透析(CVVHD)を行うための血液浄化装置であり、図1に示すように、血液浄化器1と血液回路2(21、22)、血液ポンプ3、プライミング液供給ライン4、静脈側エアートラップチャンバー24、開閉弁V1、透析液回路5(51、52)、透析液ポンプ6及び濾過ポンプ7を含んでなる。そして、血液ポンプ3より下流の動脈側血液回路21、開閉弁V1より上流の静脈側血液回路22には、それぞれ歪みセンサーS1、S2が設けられており、この歪みセンサーS1、S2で回路のチューブの歪みを測定することにより回路内の圧力が測定できるようになっている。
血液回路2は血液浄化器1より上流側の動脈側血液回路21と血液浄化器1より下流側の静脈側血液回路22からなる。動脈側血液回路21には、血液ポンプ3の上流でプライミング液供給ライン4が接続されており(血液ポンプ3より下流にプライミング液供給ライン4を設ける場合もある)、血液ポンプ3より下流には、血液浄化器1に近接して、血液中のエアーを分離するためのチャンバー(エアートラップチャンバー)23が設けられている。エアートラップチャンバー23は省略されることもある。歪みセンサーS1は血液ポンプ3の下流に設けられており、通常、このエアートラップチャンバー23より下流に設けられる。静脈側血液回路22には血液浄化器1に近接してエアートラップチャンバー24が設けられており、このエアートラップチャンバー24の下流には気泡センサー25と開閉弁V1がこの順序で設けられている。歪みセンサーS2は開閉弁V1より上流の静脈側血液回路22に設けられており、通常このエアートラップチャンバー24より上流に設けられる。プライミング液供給ライン4は、これが血液ポンプ3より上流に設けられた場合、開閉弁V2を開くと、血液ポンプ3の駆動により、プライミング液容器41から血液循環回路(動脈側血液回路21、血液浄化器1、静脈側血液回路22からなる)にプライミング液が供給されるようになっている。
透析液回路5は血液浄化器1より上流側の透析液供給回路51と血液浄化器1より下流側の排液回路52からなる。透析液供給回路51には透析液容器53が接続されており、透析液ポンプ6の駆動により、透析液容器53から血液浄化器1に透析液が供給されるようになっている。また、一般に、排液回路52には圧力計Pと濾過ポンプ7がこの順序で設けられており、濾過ポンプ7の駆動により使用済の透析液が血液浄化器1から排出されるようになっている。排液回路52を濾過ポンプ7に接続する代わりに、透析液供給回路51と排液回路52を限外濾過量制御装置(濾過ポンプを含んでいる)に接続してもよい。圧力計Pとしては、従来血液浄化装置に使用されているものであればどのようなタイプのものでも採用可能であり、圧力計Pの設置場所は、図1に示すような排液回路52側であるのが好ましいが、透析液ポンプ6と濾過ポンプ7の間の透析液回路5であれば透析液供給回路51側であっても構わない。
【0012】
歪みセンサーSは、図4〜図7に示すように、回路のチューブCを収容可能な溝911を有するハウジング91と、このハウジング91を回路のチューブCに固定する蓋部92と、ハウジング91の溝911に設けられたロードセンサー93と、ロードトランスミッター94からなる。そして、回路のチューブCの内面に付与される力は、ロードトランスミッター94を介してロードセンサー93に伝達され測定されるようになっている。
ハウジング91には、回路のチューブCを収容可能な溝911と、ロードセンサー93を収容するためのロードセンサー収容部912が設けられており、ロードセンサー93はこのロードセンサー収容部912に収容され固定される。ロードセンサー93にはロードトランスミッター94が取りつけられており、溝911に回路のチューブCを収容したときに、丁度ロードトランスミッター94のヘッド941の先端が回路のチューブCに密着するようになっている。蓋部92は回路のチューブCを雰囲気温度の影響から保護する機能を有するもので、蓋をしたときに丁度回路のチューブCに密着するように、蓋部92の内壁に凹面状の溝921が設けられている。ハウジング91を回路のチューブCに固定する手段としては、蓋部92以外にも色々な固定手段、例えば、図示していないが、アーム状の腕部を有するフックや、ゴムバンド、溝の部分に圧力測定部を嵌着出来るようにした構造(溝の開口部を狭くし、嵌着時に弾性的に拡張可能にする)など、種々の方法が採用可能である。
尚、ロードセンサー93としては、限定するものではないが、一般にストレーンゲージタイプのものが採用される。また、図中、95はリード線、913は蓋部92をハウジング91に固定するためのフックであり、922はフックとの係合部である。
【実施例2】
【0013】
次に、実施例2について、図2を用いて説明する。
図2は実施例2の血液浄化装置の概略説明図である。
実施例2の血液浄化装置は、図1において静脈側血液回路22に補液供給ライン8を設けたもので、補液ポンプ82の駆動により、補液容器81から静脈側エアートラップチャンバー24を介して静脈側血液回路22に補液が供給されるようになっている。この血液浄化装置では、CVVHDの他に、持続的血液濾過(CVVHF)や持続的血液濾過透析(CVVHDF)も可能である。
【0014】
次に、実施例2の血液浄化装置の使用について説明する。
血液浄化装置の使用に際しては、先ず、治療を行う前に、血液回路2側と透析液回路5側、補液供給ライン8のプライミングを行う。全体を同時にプライミングするためには、静脈側血液回路22の開閉弁V1とプライミング液供給ライン4の開閉弁V2を開き、血液回路2側については、血液ポンプ3を駆動させて、プライミング液容器41からプライミング液供給ラインを通して血液回路2にプライミング液(通常、生食を使用)を供給し、動脈側血液回路21、血液浄化器1、静脈側血液回路22をプライミングし、同時に洗浄を行う。また、透析液回路5側については、透析液ポンプ6と濾過ポンプ7を駆動させて、透析液容器53から透析液回路5を通して血液浄化器1に透析液を供給し、透析液供給回路51、血液浄化器1、排液回路52をプライミングする。補液供給ラインについては、補液ポンプ82を駆動させて、補液容器81から補液ライン8を通して静脈側エアートラップチャンバー24に補液を供給し、補液ライン8および静脈側エアートラップチャンバー24より下流の静脈側血液回路22をプライミングする。
【0015】
血液回路2側と透析液回路5側および補液供給ライン8のプライミングが済んだら、次は、歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションおよび、回路のチューブCの歪みと圧力の関係を示す曲線を決定する必要がある。
先ず、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7を止め、開閉弁V1を閉じると、歪みセンサーS1、S2で測定される圧力P1、P2は、図3から判るように、歪みセンサーS1、S2と圧力計Pの落差h1、h2と、圧力計Pで測定される圧力P3によって決めることができる。
従って、キャリブレーションは下記1、2の式により、血液浄化装置に設けられた制御装置により機械的に行うことができる。
P1=P3−ah1・・・・・1
P2=P3+ah2・・・・・2
(但し、aは透析液の落差圧を水銀柱圧に直す定数)
歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションが済んだら、次に、透析液ポンプ6と濾過ポンプ7を駆動させ、圧力計Pの圧力を、例えば100mmHgと300mmHgにして、それぞれ回路のチューブCの歪み(歪みセンサーS1、S2で電圧に変換)を求める。図11、図12から電圧値(歪み)と圧力は直線関係にあることから、これで縦軸を電圧値、横軸を圧力とする歪み(電圧)と圧力の関係を示す直線を得ることができる。血液側の圧力は、血液浄化装置に設けられた制御装置に、この「歪み−圧力直線」を記憶させることにより、以後、歪みセンサーで測定される回路のチューブの歪みから自動的に測定することができる。
尚、歪みセンサーにより測定された歪みとチューブ内圧の関係については、それぞれ硬さの違うチューブを用い、圧力を色々変えたときのチューブの歪み(歪みセンサーで電圧値に変換)を測定し、電圧値を縦軸に、圧力を横軸にプロットすることにより求めることができる(図11、図12)。これにより電圧値(歪み)と圧力は直線関係にあることが判る。但し、硬いチューブ(図11)は、ショアA硬度が75、外径が5.6mm、内径が3.4mmであり、柔らかいチューブ(図12)は、ショアA硬度が73、外径が5.1mm、内径が3.0mmであった。
【0016】
次に、CVVHDについて図8を用いて説明する。
先ず、治療を行う前に、開閉弁V1とV2を開き、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7を駆動させて、血液回路2側と透析液回路5側のプライミングを行う。また、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7を止め、開閉弁V1を閉じて、歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションおよび、回路のチューブCの歪みと圧力の関係を示す曲線を決定する。
次に、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7を止め、開閉弁V2を閉じ、血液回路2を患者の血管に接続した後、血液ポンプ3及び透析液ポンプ6、濾過ポンプ7を再駆動させると、血液は動脈側血液回路21を通って血液浄化器1に供給され、ここで浄化(透析)されて静脈側血液回路22を通って患者の血管に戻される。一方、透析液は透析液供給回路51を通って血液浄化器1に供給され、ここで血液を浄化し、使用済の透析液は排液ライン52を通って排出される。
治療中に歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションが必要な場合は、前述した要領で、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7を止め、開閉弁V1を閉じて行う。治療中における歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションの必要性は、歪みセンサーS1、S2で測定される圧力P1、P2を監視することにより次の要領で決定される。
即ち、(P1−P2)の値が増加したときは血液浄化器の膜詰まりが発生したときであり、(P1−P2)の値が減少したときは血液浄化器の膜にリークが発生したときである。また、P1とP2の値が共に増加したときは針詰まりが発生したときであり、P1とP2の値が共に減少したときは針抜けが発生したときである。従って、上記以外のP1とP2の変化が生じたときに歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションが必要になる。
【0017】
次に、CVVHFについて図9を用いて説明する。
先ず、治療を行う前に、静脈側血液回路22の開閉弁V1とV2を開き、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7、補液ポンプ82を駆動させて、血液回路2側と透析液回路5側、補液供給ライン8のプライミングを行う。また、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7を止め、開閉弁V1を閉じて、歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションおよび、回路のチューブCの歪みと圧力の関係を示す曲線を決定する。
次に、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7、補液ポンプ82を止め、開閉弁V2を閉じ、血液回路2を患者の血管に接続した後、血液ポンプ3と濾過ポンプ7、補液ポンプ82を再駆動させると、血液は動脈側血液回路21を通って血液浄化器1に供給され、ここで浄化(濾過)されて静脈側血液回路22を通って患者の血管に戻される。また、血液から濾過された液(濾液)は排液ライン52を通って排出される。一方、補液は補液供給ライン8を通って静脈側エアートラップチャンバー24に供給され、静脈側血液回路22を通って患者の血管に供給される。治療中における歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションは、CVVHDと同様である。
【0018】
次に、CVVHDFについて図10を用いて説明する。
先ず、治療を行う前に、開閉弁V1とV2を開き、血液ポンプ3と透析液ポンプ5、濾過ポンプ7、補液ポンプ82を駆動させて、血液回路2側と透析液回路5側、補液供給ライン8のプライミングを行う。また、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7を止め、開閉弁V1を閉じて、歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションおよび、回路のチューブCの歪みと圧力の関係を示す曲線を決定する。
次に、開閉弁V2を閉じ、血液回路2を患者の血管に接続した後、血液ポンプ3と透析液ポンプ6、濾過ポンプ7を駆動させると、血液は動脈側血液回路21を通って血液浄化器1に供給され、ここで浄化(濾過透析)されて静脈側血液回路22を通って患者の血管に戻される。一方、透析液は透析液供給回路51を通って血液浄化器1に供給され、ここで血液を浄化して、使用済の透析液は血液からの濾液と一緒に排液ライン52を通って排出される。また、補液は補液供給ライン8を通って静脈側エアートラップチャンバー24に供給され、静脈側血液回路22を通って患者の血管に供給される。治療中における歪みセンサーS1、S2のキャリブレーションは、CVVHDと同様である。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の血液浄化装置の実施例1を示す概略説明図である。
【図2】本発明の血液浄化装置の実施例2を示す概略説明図である。
【図3】歪みセンサーで測定される圧力と、歪みセンサーと圧力計Pの落差と、圧力計Pで測定される圧力との関係を示す図である。
【図4】本発明の血液浄化装置の歪みセンサーの一実施例を示す縦断面図である。
【図5】図4に示す歪みセンサーの正面図である。
【図6】図4に示す歪みセンサーの蓋を開いた状態を示す図である。
【図7】図6の側面図である。
【図8】本発明の血液浄化装置を用いて行うCVVHDの説明図である。
【図9】本発明の血液浄化装置を用いて行うCVVHFの説明図である。
【図10】本発明の血液浄化装置を用いて行うCVVHDFの説明図である。
【図11】硬いチューブにおける歪みセンサーの歪みと圧力の関係を示す図である。
【図12】柔らかいチューブにおける歪みセンサーの歪みと圧力の関係を示す図である。
【符号の説明】
【0020】
1 血液浄化器
21 動脈側血液回路
22 静脈側血液回路
23 エアートラップチャンバー
24 (静脈側)エアートラップチャンバー
25 気泡センサー
3 血液ポンプ
4 プライミング液供給ライン
41 プライミング液容器
5 透析液回路
51 透析液供給回路
52 排液回路
53 透析液容器
6 透析液ポンプ
7 濾過ポンプ
8 補液供給ライン
81 補液容器
82 補液ポンプ
P 圧力計
S、S1、S2 歪みセンサー
V1、V2 開閉弁
91 ハウジング
911 溝
912 ロードセンサー収容部
913 フック
92 蓋部
921 凹面状の溝
922 フックとの係合部
93 ロードセンサー
94 ロードトランスミッター
941 ヘッド
95 リード線
C 回路のチューブ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
血液浄化器と血液回路、血液ポンプ、プライミング液供給ライン、静脈側エアートラップチャンバー、該静脈側エアートラップチャンバーより下流の静脈側血液回路に設けられた開閉弁、透析液回路、透析液ポンプ及び濾過ポンプを含んでなる血液浄化装置において、前記血液ポンプより下流の動脈側血液回路と前記開閉弁より上流の静脈側血液回路にそれぞれ歪みセンサーを設け、該歪みセンサーで血液回路のチューブの歪みを測定することにより血液回路内の圧力を測定できるようにしてなる血液浄化装置。
【請求項2】
静脈側血液回路に補液供給ラインを設けてなる請求項1に記載の血液浄化装置。
【請求項3】
歪みセンサーは、ロードセンサーとロードトランスミッターを備えてなり、回路のチューブの内面に付与される力が、ロードトランスミッターを介してロードセンサーに伝達され測定されるようにされてなる、請求項1または2に記載の血液浄化装置。
【請求項4】
歪みセンサーは、回路のチューブを収容可能な溝と該溝の底に形成されたロードセンサー収容部を有するハウジングに収容されてなる、請求項3に記載の血液浄化装置。
【請求項5】
ハウジングに回路のチューブへの固定手段を設けてなる請求項4に記載の血液浄化装置。
【請求項6】
固定手段がハウジングにロック可能な蓋である請求項5に記載の血液浄化装置。
【請求項1】
血液浄化器と血液回路、血液ポンプ、プライミング液供給ライン、静脈側エアートラップチャンバー、該静脈側エアートラップチャンバーより下流の静脈側血液回路に設けられた開閉弁、透析液回路、透析液ポンプ及び濾過ポンプを含んでなる血液浄化装置において、前記血液ポンプより下流の動脈側血液回路と前記開閉弁より上流の静脈側血液回路にそれぞれ歪みセンサーを設け、該歪みセンサーで血液回路のチューブの歪みを測定することにより血液回路内の圧力を測定できるようにしてなる血液浄化装置。
【請求項2】
静脈側血液回路に補液供給ラインを設けてなる請求項1に記載の血液浄化装置。
【請求項3】
歪みセンサーは、ロードセンサーとロードトランスミッターを備えてなり、回路のチューブの内面に付与される力が、ロードトランスミッターを介してロードセンサーに伝達され測定されるようにされてなる、請求項1または2に記載の血液浄化装置。
【請求項4】
歪みセンサーは、回路のチューブを収容可能な溝と該溝の底に形成されたロードセンサー収容部を有するハウジングに収容されてなる、請求項3に記載の血液浄化装置。
【請求項5】
ハウジングに回路のチューブへの固定手段を設けてなる請求項4に記載の血液浄化装置。
【請求項6】
固定手段がハウジングにロック可能な蓋である請求項5に記載の血液浄化装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2006−81852(P2006−81852A)
【公開日】平成18年3月30日(2006.3.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−272523(P2004−272523)
【出願日】平成16年9月17日(2004.9.17)
【出願人】(000135036)ニプロ株式会社 (583)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成18年3月30日(2006.3.30)
【国際特許分類】
【出願日】平成16年9月17日(2004.9.17)
【出願人】(000135036)ニプロ株式会社 (583)
【Fターム(参考)】
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