透析液給排装置
【課題】チャンパの切替異常等の作動不良を発生させることがない、安定した作動が可能な改良されたチャンバ方式の透析液給排装置を提供する。
【解決手段】膨出方向が反転可能な球面状の膨出部を有する可撓性チャンバ膜と、該チャンバ膜の両面側に配置され、前記球面状膨出部に対応する球面状の凹部を有する一対のチャンバピースとを備え、該一対のチャンバピースの球面状凹部同士を対面配置して内部にチャンバ膜の球面状膨出部の膨出方向の反転が可能な膜作動空間を形成するとともに、該膜作動空間に対し給排口を設けた、血液透析装置におけるチャンバ方式の透析液給排装置において、チャンバ膜の球面状膨出部の中心位置を、チャンバピースの球面状凹部の中心位置に対し、給排口が存在する位置とは反対の方向に所定量オフセットしたことを特徴とする透析液給排装置。
【解決手段】膨出方向が反転可能な球面状の膨出部を有する可撓性チャンバ膜と、該チャンバ膜の両面側に配置され、前記球面状膨出部に対応する球面状の凹部を有する一対のチャンバピースとを備え、該一対のチャンバピースの球面状凹部同士を対面配置して内部にチャンバ膜の球面状膨出部の膨出方向の反転が可能な膜作動空間を形成するとともに、該膜作動空間に対し給排口を設けた、血液透析装置におけるチャンバ方式の透析液給排装置において、チャンバ膜の球面状膨出部の中心位置を、チャンバピースの球面状凹部の中心位置に対し、給排口が存在する位置とは反対の方向に所定量オフセットしたことを特徴とする透析液給排装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液透析装置における透析液給排装置に関し、とくに、可撓性チャンバ膜を用いた、いわゆるチャンバ方式の透析液給排装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明で改良の対象としているチャンバ方式の透析液給排装置を用いた血液透析装置が知られている（例えば、特許文献１）。この血液透析装置は、例えば図１に示すように構成されている。図１は、通常の血液透析時の一状態を例示しており、図１において、１は、例えば中空糸等からなる透析膜２を備えた血液透析要素（ダイアライザー）を示しており、血液透析要素１では、患者の体内との間で血液を循環させる血液回路３と透析液を流通させる透析液回路４との間で透析膜２を介して血液透析を行う。血液回路３は、患者の動脈側に接続される動脈側血液回路５と静脈側に接続される静脈側血液回路６からなる。透析液回路４内には、膨出方向が反転可能な球面状の膨出部を有する、例えばシリコン系ゴム等の弾力性を有する材料からなる可撓性チャンバ膜１１、１２と、各チャンバ膜１１、１２の両面側に配置され、球面状の膨出部に対応する球面状の凹部を有する一対のチャンバピース１３ａ、１３ｂと１４ａ、１４ｂとを備え、該一対のチャンバピース１３ａ、１３ｂと１４ａ、１４ｂの球面状凹部同士を対面配置して内部にチャンバ膜１１、１２の球面状膨出部の膨出方向の反転が可能な膜作動空間を形成するとともに、該膜作動空間に対し該膜作動空間に臨む給排口を設けた、チャンバ方式の透析液給排装置１５、１６（以下、単にチャンバと言うこともある。）が設けられている。チャンバ１５、１６内の膜作動空間は、チャンバ膜１１、１２によってその両側の小室に区画され、図示例では、チャンバ１５が新鮮透析液側小室１７ａと使用済み透析液側小室１７ｂに、チャンバ１６が新鮮透析液側小室１８ａと使用済み透析液側小室１８ｂに、それぞれ区画されている。
【０００３】
血液透析時には、例えば図１に示すように、チャンバ１６の新鮮透析液側小室１８ａに収容されている新鮮透析液がチャンバ膜１２に押し出され血液透析要素１内に送液されて血液透析が行われ、使用済み透析液が使用済み透析液側小室１８ｂに戻される。この回路は密閉系回路に形成され、送液量と戻り量は、実質的に同じで、球面状膨出部の膨出方向の反転が可能なチャンバ膜１２の移動量（移動による各小室の容積変化量）に相当している。この透析液の循環は、戻り側回路に設けられた循環ポンプ２１によって行われる。また、この透析液回路４には、フロースイッチ２２が設けられており、循環ポンプ２１の上流側には、除水ポンプ２３が接続されており、患者体内からの余剰の水分を、例えばメスシリンダ２４内へと除去できるようになっている。チャンバ１６側を血液透析に使用している際に、チャンバ１５側では、その新鮮透析液側小室１７ａ内に、脱気ポンプ２５によりフロースイッチ２６を介して新鮮透析液が供給され、新鮮透析液側小室１７ａ内が新鮮透析液で満たされる。同時に、使用済み透析液側小室１７ｂに収容されていた使用済み透析液は、排液回路２７を介して、系外に排出される。チャンバ１５、１６の新鮮透析液側小室１７ａ、１８ａと使用済み透析液側小室１７ｂ、１８ｂに対しては、それぞれ、一対の切替弁２８（ノーマルクローズド２方電磁弁）が配置されており、各切替弁２８のオンオフ動作によって、血液透析に供されるチャンバと新鮮透析液を受け入れるチャンバとが交互に切替可能となっている。この切替により、血液透析要素１への透析液の供給を実質的に連続的に行うことができるようになっている。
【０００４】
上記のようなチャンバ方式の透析液給排装置１５、１６は、上述の如く、膨出方向が反転可能な球面状の膨出部を有する可撓性チャンバ膜１１、１２と、各チャンバ膜１１、１２の両面側に配置され、球面状の膨出部に対応する球面状の凹部を有する一対のチャンバピース１３ａ、１３ｂと１４ａ、１４ｂとから構成されるが、図６に、透析液給排装置１５の半断面を例示するように、可撓性チャンバ膜１１の球面状の膨出部５１に対応するようにチャンバピース１３ｂの球面状の凹部５２が対面配置され、チャンバ膜１１の球面状膨出部５１とチャンバピース１３ｂの球面状凹部５２との間に、容積が拡大、縮小可能な新鮮透析液側小室１７ａが形成されるようになっている。この新鮮透析液側小室１７ａに対しては、新鮮透析液を給排する給排口５３が新鮮透析液側小室１７ａに臨むようにチャンバピース１３ｂに接続されている。図示を省略したが、反対側のチャンバピース１３ａには、使用済み透析液側小室１７ｂに対して使用済み透析液を給排する給排口が使用済み透析液側小室１７ｂに臨むように接続されている。透析液給排装置１６側についても、同様に構成されている。このように構成されたチャンバ方式の透析液給排装置１５、１６において、チャンバ内の膜作動空間内での、球面状膨出部の膨出方向反転を伴うチャンバ膜の移動動作により、新鮮透析液の給排と使用済み透析液の給排とが同時に行われるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０９３１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような基本構成を有する透析液給排装置においては、現状、以下のような問題がある。すなわち、例えば図６に示した形態で、チャンバ膜１１の球面状膨出部５１がさらに膨出されると、やがてチャンバ膜１１が球面状凹部５２に当接し、図６における上部側では、膨出されてきたチャンバ膜１１が、給排口５３の新鮮透析液側小室１７ａ内への開口部（流路開口部）に当接する。このとき、現行のシリコン系ゴムからなるチャンバ膜のままでは、チャンバ膜が流路開口部に当接するかしないかの状態において、異音（ビビリ音）が発生することがあるため、流路開口部に当接するチャンバ膜部分にディンプル加工を施し、異音の発生を防止するようにしているが、ディンプル加工によりその部分の耐久性が局部的に低下し、当該部分に亀裂が入りやすくなって膜の寿命の低下を引き起こしている。ビビリ音発生の原因としては、チャンバ膜１１の球面状膨出部５１を形成する部分がチャンバピース１３ｂの球面状凹部５２を形成する部分よりも一回り小さく形成されているので、チャンバ膜１１が膨出されチャンバ膜１１が引っ張られた状態で膜にストレスがかかり、そのストレスと給排口の流路開口部を通して給排される透析液の受入れまたは排出圧力との力バランスが、丁度上記チャンバ膜が流路開口部に当接するかしないかの状態において不安定になり、膜が微小振動してビビリ音が発生すると考えられる。ビビリ音の発生を防止するために、上記の如く膜上部にデインブル加工を施したが、さらに、そこに引張り応力がかかりやすくなったため、亀裂の発生が促進されたものと考えられる。
【０００７】
対策として、チャンバ膜の耐薬品性向上も併せて狙い、チャンバ膜の材質をシリコン系ゴムからフッ素系ゴムに変更するとともに、そのチャンバ膜の形状、とくに球面状膨出部の外径サイズをチャンバピースの形状、とくに球面状凹部の内径に合わせ、膜の曲率を変更したチャンバ膜（曲率変更フッ素系チャンバ膜）を製作したが、耐薬品性の向上と鼻音は解消できたものの、新たな問題点が発生した。すなわち、通常作動における液の受入時には膜が反対側チャンバピース壁面側に徐々に押され、液が満たされると膜がチャンバピース壁面に当摸するが、上記曲率変更フッ素系ゴムからなるチャンバ膜では、液の受入れや排出の中途でチャンパ膜が流路開口部を塞いでしまうため、作動不良（チャンパの切替異常）を発生することがある。そこで、上記曲率変更フッ素系ゴムからなるチャンバ膜からさらに進んだ改良構造を鋭意検討した結果、本発明に到達した。
【０００８】
すなわち、本発明の課題は、チャンバ膜作動の際に異音の発生がなく、かつ、チャンバ膜が十分な耐久性を備えることが可能で、しかも、チャンパの切替異常等の作動不良を発生させることもない、安定した作動が可能な改良されたチャンバ方式の透析液給排装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る透析液給排装置は、膨出方向が反転可能な球面状の膨出部を有する可撓性チャンバ膜と、該チャンバ膜の両面側に配置され、前記球面状の膨出部に対応する球面状の凹部を有する一対のチャンバピースとを備え、該一対のチャンバピースの前記球面状凹部同士を対面配置して内部に前記チャンバ膜の球面状膨出部の膨出方向の反転が可能な膜作動空間を形成するとともに、該膜作動空間に対し該膜作動空間に臨む給排口を設けた、血液透析装置におけるチャンバ方式の透析液給排装置において、前記チャンバ膜の球面状膨出部の中心位置を、前記チャンバピースの球面状凹部の中心位置に対し、前記給排口が存在する位置とは反対の方向にオフセットしたことを特徴とするものからなる。
【００１０】
このような本発明に係るチャンバ方式の透析液給排装置においては、チャンバ膜の球面状膨出部の中心位置が、チャンバピースの球面状凹部の中心位置に対し、反給排口設置側に所定量オフセットされるので、チャンバ膜移動時に、給排口設置側においては、チャンバ膜の球面状膨出部とチャンバピースの球面状凹部との間の隙間空間が、上記のオフセットが行われない場合に比べて、意図的に拡大されることになる。したがって、本発明に係る改良構造では、チャンバ膜の膨出が進行し、反給排口設置側においてチャンバ膜の球面状膨出部がチャンバピースの球面状凹部に当接した状態にあっても、給排口設置側においては、チャンバ膜の球面状膨出部とチャンバピースの球面状凹部との間に所定の隙間が確保される（残される）ことになり、膨出されてきたチャンバ膜が給排口を塞ぐことは確実に防止される（但し、チャンバ膜移動完了時には、給排口の流路開口部は閉塞される）。その結果、液の受入れや排出の中途でチャンパ膜が流路開口部を塞いでしまう不具合が確実に防止され、チャンバの切替異常等の作動不良を招くことも確実に防止され、安定した作動が確保される。また、給排口設置側において、チャンバ膜の球面状膨出部とチャンバピースの球面状凹部との間に所定の隙間が確保される結果、チャンバ膜が球面状凹部に当接するかしないかの、ビビリ音の発生しやすい状態が現出されることも回避され、異音の発生防止の点でも優れた性能が得られることになる。
【００１１】
上記本発明に係る透析液給排装置においては、上記チャンバ膜の球面状膨出部の外径が、上記チャンバピースの球面状凹部の内径よりも小さく設定されている形態とすることが好ましい。このようにすることにより、上述の如く、チャンバ膜の球面状膨出部の中心位置を、容易に所定方向に所定量オフセットさせることができるようになり、そのような望ましい設計も容易に行うことができるようになる。
【００１２】
また、上記チャンバ膜の球面状膨出部の上記給排口が存在する位置側の曲率半径が、該給排口が存在する位置側とは反対の位置側の曲率半径よりも大きく設定されていることが好ましい。すなわち、チャンバ膜の球面状膨出部は、完全な球面の一部をなす形状ではなく、チャンバ膜の成形段階で、可能であれば、曲率半径に差を持たせておくことが好ましい。このようにすれば、反給排口設置側においてチャンバ膜の球面状膨出部がチャンバピースの球面状凹部に当接する状態において、給排口設置側において、より確実に、チャンバ膜の球面状膨出部がチャンバピースの球面状凹部との間、とくに給排口との間に、所望の隙間空間を形成できるようになる。
【００１３】
また、上記給排口は、膜作動空間に対し単なる一つの流路として開口させてもよいが、給排口の少なくとも一つ（つまり、新鮮透析液の給排口と使用済み透析液の給排口の少なくとも一つ）が、複数の小孔から形成されていることが好ましい。このように構成すれば、給排の際の液の流れを細かく分散させることができ、流れ状態を安定させて給排動作をより安定させることができるとともに、たとえチャンバ膜の球面状膨出部が局部的にチャンバピースの球面状凹部に近接し給排口の一部を塞ぎそうな状態になった場合にあっても、給排口の他の部分に存在する小孔からの流れが確保されているため、チャンバ膜が球面状凹部にくっついて給排口を塞いだりする事態の発生が防止されることになり、より確実に安定した給排動作を確保することが可能になる。
【００１４】
上記チャンバ膜としては、所定の球面状膨出部反転動作を行うことが可能な可撓性チャンバ膜であればとくに限定しないが、上述した一連の動作をより安定して行わせるためには、弾力性を備えていることが好ましく、この面からは、上記チャンバ膜がゴムからなることが好ましい。とくに、耐薬品性および耐久性の面から、フッ素系ゴムからなることが好ましい。
【００１５】
また、上記オフセットの量としては、膨出されたチャンバ膜の球面状膨出部が、一方のチャンバピースの、上記給排口が存在する位置側とは反対側に位置する球面状凹部に接したとき、上記給排口が存在する位置側においては、チャンバ膜の球面状膨出部とチャンバピースの球面状凹部との間にチャンバ膜の球面状膨出部の外径に対し１％〜２０％に相当する寸法の隙間が形成されるように、設定されていることが好ましい。ただし、この隙間の具体的な数値は、チャンバのサイズおよびチャンバ膜のゴム弾性係数等に応じて決めればよく、現実的には、形状の異なる幾つかのチャンバ膜について試験を行い、最も良い結果が得られたものに設計すればよい。
【００１６】
また、上記チャンバ膜が、上記球面状膨出部の周囲にフランジ状の取付部を有し、上記一対のチャンバピースが、このチャンバ膜の取付部を挟持する挟持部を有する構造とすれば、チャンバ膜の装着、装置全体の所定形態への組み付けを容易に行うことができる。この場合、とくに、上記取付部と上記挟持部が、互いに対応した形状に形成されていることが好ましい。なかでも、互いに対応した形状が、上記給排口が存在する位置側とその反対の位置側とを画する平面に対し、非対象の形状に形成されていることが好ましい。例えば、給排口が存在する位置側とは反対の位置側に、上記取付部と挟持部が、互いに対応した形状のスカート部を有する形状に形成されている形態（いわゆるシェル型の形態）を採用することができる。すなわち、本発明においては、チャンバ膜の球面状膨出部の中心位置が、チャンバピースの球面状凹部の中心位置に対し、反給排口設置側に所定量オフセットされることが必要構成となるが、組み付け前はチャンバ膜と各チャンバピースとは別部品であるので、チャンバ膜がチャンバピースに対し相対的に誤組み付け可能な構造になっていると、上記のような必要構成が達成されないおそれが残る。しかし、上記のような互いに対応した形状、とくに給排口が存在する位置側とその反対の位置側とについて非対象の形状に形成されていると、誤組み付けが発生するおそれは完全に除去される。
【発明の効果】
【００１７】
このように、本発明に係る透析液給排装置によれば、透析液給排のためにチャンバ膜に円滑で安定した動作を行わせることができ、チャンパの切替異常等の作動不良の発生を確実に防止できる。加えて、チャンバ膜作動の際の異音の発生防止、チャンバ膜の十分な耐久性を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明が適用可能なチャンバ方式の透析液給排装置を用いた血液透析装置の一例を示す機器系統図である。
【図２】本発明の一実施態様に係る透析液給排装置の外観正面図（図２Ａ）および内部概略透視正面図（図２Ｂ）である。
【図３】図２の透析液給排装置におけるチャンバ膜の正面図（図３Ａ）および縦断面図（図３Ｂ）である。
【図４】図２の透析液給排装置の組み付け状態でかつチャンバ膜が一方のチャンバピース側に膨出した状態の半縦断面図である。
【図５】図２の透析液給排装置を用いた場合と本発明の検討途中における曲率変更フッ素系チャンバ膜を用いた場合を比較するためのチャンバ切替時の流量変化特性図である。
【図６】従来の透析液給排装置の半縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
血液透析装置の基本形態、およびその血液透析装置内におけるチャンバ方式の透析液給排装置の配置の基本形態は、図１に示した通りである。図１に示したように、透析液給排装置は、切替可能に、少なくとも一対配置されるが、ここでは、一つの透析液給排装置の構造例について説明する。
【００２０】
図２は、本発明の一実施態様に係る透析液給排装置の外観正面図（図２Ａ）および内部概略透視正面図（図２Ｂ）を示しており、図３は、その透析液給排装置におけるチャンバ膜の正面図（図３Ａ）および縦断面図（図３Ｂ）を示しており、図４は、透析液給排装置の組み付け状態において、チャンバ膜が一方のチャンバピース側に膨出した状態の半縦断面図を示している。図において、透析液給排装置３１は、膨出方向が反転可能な（図３（Ｂ）、図４における左右方向に膨出方向が反転可能な）球面状の膨出部３２を有する、耐薬品性、耐久性に優れたフッ素系ゴムからなる可撓性チャンバ膜３３と、チャンバ膜３３の両面側に配置され、球面状膨出部３２に対応する球面状の凹部３４を有する、プラスチックまたは金属製の一対のチャンバピース３５とを備えている。一対のチャンバピース３５が、図１にも示したように球面状凹部３４同士が対面配置されて内部にチャンバ膜３３の球面状膨出部３２の膨出方向の反転が可能な膜作動空間３７（図４に図示）を形成するように、間にチャンバ膜３３を挟持した状態で組み付けられる。組み付けは、例えば留め具用挿通穴３６に挿通されるボルト等の適当な留め具（図示略）を介して共締めによって行われる。一対のチャンバピース３５内に形成される膜作動空間３７に対しては、該膜作動空間３７に臨む給排口３８（図４に図示）が設けられる。図１を用いた説明で前述したように、膜作動空間３７はチャンバ膜３３によって新鮮透析液側小室と使用済み透析液側小室の２つの小室に区画されるが、各小室に対してそれぞれ給排口３８が設けられ、各給排口３８は、それらの各小室への流路開口部３９が実質的に互いに対面するような位置に配置されている。この給排口３８、とくに各小室への流路開口部３９は、複数の小孔から構成されていることが好ましく、それによって、前述の如く、給排の際の液の流れを細かく分散させて給排動作をより安定させることができるとともに、チャンバ膜３３が球面状凹部３４にくっついて給排口３８を塞ぐ事態の発生が容易に防止される。
【００２１】
図２（Ｂ）に示すように、チャンバ膜３３の球面状凹部３４の外径が、チャンバピース３５の球面状凹部３４の内径よりも小さく設定されている。そして本発明においては、上記チャンバ膜３３の球面状膨出部３２の中心４１の位置（図示例では、図２（Ｂ）、図４における図の上下方向に関しての中心の位置）が、チャンバピース３５の球面状凹部３４の中心４２の位置（図示例では、図２（Ｂ）、図４における図の上下方向に関しての中心の位置）に対し、上記給排口３８が存在する位置とは反対の方向に所定量δだけオフセットされている。図示例では給排口３８がチャンバピース３５の上部側に配置されているので、チャンバ膜３３の球面状膨出部３２の中心４１の位置のオフセットは下方に向けて行われているが、これに限定されず、給排口３８が設けられる位置に応じて、反給排口３８設置側にオフセットされればよい。
【００２２】
上記オフセット量δとしては、図４に示すように、膨出されたチャンバ膜３３の球面状膨出部３２が、一方のチャンバピース３５の、給排口３８が存在する位置側とは反対側に位置する球面状凹部（図４の下部側部分）に接したとき、給排口３８が存在する位置側（図４の上部側部分）においては、チャンバ膜３３の球面状膨出部３２とチャンバピース３５の球面状凹部３４との間に所定量の隙間Ｇが形成されるように、設定されている。この所定量の隙間Ｇとしては、チャンバ膜３３の球面状膨出部３２の外径に対し１％〜２０％から適切に選定すればよく、上記の状態時に、確実に隙間が形成されるように設定されればよい。例えば、本発明の好ましい試験例においては、チャンバ膜３３の球面状膨出部３２の中心４１の位置を、チャンバピース３５の球面状凹部３４の中心４２の位置に対し、下方に１．６ｍｍオフセットさせた結果、上記の状態時に、隙間Ｇとして３．４ｍｍの隙間が形成された。この隙間空間Ｓ（図４に図示）の存在により、円滑な透析液給排動作が可能となった。
【００２３】
また、上記実施態様においては、チャンバ膜３３は、球面状膨出部３２の周囲にフランジ状の取付部４３（図３）を有し、一対のチャンバピース３５は、チャンバ膜３３の取付部４３を挟持する、取付部４３と対応した形状のフランジ状の挟持部４４を有している。チャンバ膜３３の取付部４３は、対応した形状を有する一対のフランジ状の挟持部４４で挟持して固定するだけで所定形態に組み付けられるので、組み付けは容易に行われる。この場合、前述の如く、互いに対応したチャンバ膜３３の取付部４３とチャンバピース３５の挟持部４４の形状が、給排口３８が存在する位置側とその反対の位置側とを画する平面（中立面）に対し、非対象の形状に形成されていることが好ましく、それによってオフセット方向の間違いや、誤組み付けが確実に防止される。本実施態様では、チャンバ膜３３の取付部４３とチャンバピース３５の挟持部４４が、互いに対応した形状のスカート部４５ａ、４５ｂを有するシェル型形状に形成されており、誤組み付けは確実に防止されるようになっている。
【００２４】
上記のような構造を採用することにより、つまり、チャンバ膜３３の球面状膨出部３２の中心位置を所定方向に所定量オフセットさせることにより、チャンバ膜３３の膨出が進行し、反給排口設置側においてチャンバ膜３３の球面状膨出部３２がチャンバピース３５の球面状凹部３４に当接した状態になったとき（図４の状態になったとき）、給排口設置側においては、チャンバ膜３３の球面状膨出部３２とチャンバピース３５の球面状凹部３４との間に所定の隙間Ｓが確実に確保されることになり、膨出されてきたチャンバ膜３３が給排口３８を塞ぐことが確実に防止され、透析液の円滑で安定した給排動作が確保される。また、この隙間Ｓを適切に設定しておくことで、チャンバ膜３３が給排口３８に近接した際のビビリ音の発生も確実に防止されることとなる。さらに、チャンバ膜３３の材質として、耐薬品性、耐久性に優れたフッ素系ゴムを使用することで、装置の耐久性も十分に確保される。
【００２５】
このようなチャンバ膜３３の円滑な所定の動作により、チャンバ膜３３が給排口３８の設置部あるいはその近傍においてチャンバピース３５の球面状凹部３４に張りつく（密着してしまう）ような不具合の発生も防止されるので、例えば図１に示したように２つのチャンバ（透析液給排装置）を併設し、血液透析に供されるチャンバと新鮮透析液を受け入れるチャンバとが交互に切替可能とした構成においては、切替もより短時間のうちに円滑に行われるようになる。
【００２６】
ちなみに、上記実施態様に係る透析液給排装置を用いた血液透析装置（図１に示した構成の血液透析装置）と、本発明の検討途中で試作した、従来型に比べチャンバ膜の球面状膨出部の曲率半径を大きくした前述の曲率変更フッ素系（フッ素系ゴムからなる）チャンバ膜を組み込んだ透析液給排装置を用いた血液透析装置とにおける、チャンバ切替時の流量センサ（例えば、図１におけるフロースイッチ２２）にて測定した流量（流量変化）特性を比較した結果を、図５に示す。図５から明らかなように、本発明チャンバ膜では、切替時間が０．６秒であり、曲率変更フッ素系チャンバ膜の切替時間０．８秒に比べて大幅に短縮されるとともに、切替の際の流量低下時の特性においても、特性が乱れて若干切替ムラが発生した曲率変更フッ素系チャンバ膜に比べ、本発明チャンバ膜では、切替ムラの発生しない滑らかで安定した流量変化特性が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係る透析液給排装置は、チャンバ膜を用いたあらゆるチャンバ方式の透析液給排装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１ 血液透析要素
２ 透析膜
３ 血液回路
４ 透析液回路
５ 動脈側血液回路
６ 静脈側血液回路
１１、１２ チャンバ膜
１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ チャンバピース
１５、１６ 透析液給排装置
１７ａ、１８ａ 新鮮透析液側小室
１７ｂ、１８ｂ 使用済み透析液側小室
２１ 循環ポンプ
２２ フロースイッチ
２３ 除水ポンプ
２４ メスシリンダ
２５ 脱気ポンプ
２６ フロースイッチ
２７ 排液回路
２８ 切替弁
３１ 透析液給排装置
３２ 球面状膨出部
３３ チャンバ膜
３４ 球面状凹部
３５ チャンバピース
３６ 留め具用挿通穴
３７ 膜作動空間
３８ 給排口
３９ 流路開口部
４１ 球面状膨出部の中心
４２ 球面状凹部の中心
４３ 取付部
４４ 挟持部
４５ａ、４５ｂ スカート部
５１ 球面状膨出部
５２ 球面状凹部
５３ 給排口
δ オフセット量
Ｇ 隙間
Ｓ 隙間空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液透析装置における透析液給排装置に関し、とくに、可撓性チャンバ膜を用いた、いわゆるチャンバ方式の透析液給排装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明で改良の対象としているチャンバ方式の透析液給排装置を用いた血液透析装置が知られている（例えば、特許文献１）。この血液透析装置は、例えば図１に示すように構成されている。図１は、通常の血液透析時の一状態を例示しており、図１において、１は、例えば中空糸等からなる透析膜２を備えた血液透析要素（ダイアライザー）を示しており、血液透析要素１では、患者の体内との間で血液を循環させる血液回路３と透析液を流通させる透析液回路４との間で透析膜２を介して血液透析を行う。血液回路３は、患者の動脈側に接続される動脈側血液回路５と静脈側に接続される静脈側血液回路６からなる。透析液回路４内には、膨出方向が反転可能な球面状の膨出部を有する、例えばシリコン系ゴム等の弾力性を有する材料からなる可撓性チャンバ膜１１、１２と、各チャンバ膜１１、１２の両面側に配置され、球面状の膨出部に対応する球面状の凹部を有する一対のチャンバピース１３ａ、１３ｂと１４ａ、１４ｂとを備え、該一対のチャンバピース１３ａ、１３ｂと１４ａ、１４ｂの球面状凹部同士を対面配置して内部にチャンバ膜１１、１２の球面状膨出部の膨出方向の反転が可能な膜作動空間を形成するとともに、該膜作動空間に対し該膜作動空間に臨む給排口を設けた、チャンバ方式の透析液給排装置１５、１６（以下、単にチャンバと言うこともある。）が設けられている。チャンバ１５、１６内の膜作動空間は、チャンバ膜１１、１２によってその両側の小室に区画され、図示例では、チャンバ１５が新鮮透析液側小室１７ａと使用済み透析液側小室１７ｂに、チャンバ１６が新鮮透析液側小室１８ａと使用済み透析液側小室１８ｂに、それぞれ区画されている。
【０００３】
血液透析時には、例えば図１に示すように、チャンバ１６の新鮮透析液側小室１８ａに収容されている新鮮透析液がチャンバ膜１２に押し出され血液透析要素１内に送液されて血液透析が行われ、使用済み透析液が使用済み透析液側小室１８ｂに戻される。この回路は密閉系回路に形成され、送液量と戻り量は、実質的に同じで、球面状膨出部の膨出方向の反転が可能なチャンバ膜１２の移動量（移動による各小室の容積変化量）に相当している。この透析液の循環は、戻り側回路に設けられた循環ポンプ２１によって行われる。また、この透析液回路４には、フロースイッチ２２が設けられており、循環ポンプ２１の上流側には、除水ポンプ２３が接続されており、患者体内からの余剰の水分を、例えばメスシリンダ２４内へと除去できるようになっている。チャンバ１６側を血液透析に使用している際に、チャンバ１５側では、その新鮮透析液側小室１７ａ内に、脱気ポンプ２５によりフロースイッチ２６を介して新鮮透析液が供給され、新鮮透析液側小室１７ａ内が新鮮透析液で満たされる。同時に、使用済み透析液側小室１７ｂに収容されていた使用済み透析液は、排液回路２７を介して、系外に排出される。チャンバ１５、１６の新鮮透析液側小室１７ａ、１８ａと使用済み透析液側小室１７ｂ、１８ｂに対しては、それぞれ、一対の切替弁２８（ノーマルクローズド２方電磁弁）が配置されており、各切替弁２８のオンオフ動作によって、血液透析に供されるチャンバと新鮮透析液を受け入れるチャンバとが交互に切替可能となっている。この切替により、血液透析要素１への透析液の供給を実質的に連続的に行うことができるようになっている。
【０００４】
上記のようなチャンバ方式の透析液給排装置１５、１６は、上述の如く、膨出方向が反転可能な球面状の膨出部を有する可撓性チャンバ膜１１、１２と、各チャンバ膜１１、１２の両面側に配置され、球面状の膨出部に対応する球面状の凹部を有する一対のチャンバピース１３ａ、１３ｂと１４ａ、１４ｂとから構成されるが、図６に、透析液給排装置１５の半断面を例示するように、可撓性チャンバ膜１１の球面状の膨出部５１に対応するようにチャンバピース１３ｂの球面状の凹部５２が対面配置され、チャンバ膜１１の球面状膨出部５１とチャンバピース１３ｂの球面状凹部５２との間に、容積が拡大、縮小可能な新鮮透析液側小室１７ａが形成されるようになっている。この新鮮透析液側小室１７ａに対しては、新鮮透析液を給排する給排口５３が新鮮透析液側小室１７ａに臨むようにチャンバピース１３ｂに接続されている。図示を省略したが、反対側のチャンバピース１３ａには、使用済み透析液側小室１７ｂに対して使用済み透析液を給排する給排口が使用済み透析液側小室１７ｂに臨むように接続されている。透析液給排装置１６側についても、同様に構成されている。このように構成されたチャンバ方式の透析液給排装置１５、１６において、チャンバ内の膜作動空間内での、球面状膨出部の膨出方向反転を伴うチャンバ膜の移動動作により、新鮮透析液の給排と使用済み透析液の給排とが同時に行われるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０９３１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような基本構成を有する透析液給排装置においては、現状、以下のような問題がある。すなわち、例えば図６に示した形態で、チャンバ膜１１の球面状膨出部５１がさらに膨出されると、やがてチャンバ膜１１が球面状凹部５２に当接し、図６における上部側では、膨出されてきたチャンバ膜１１が、給排口５３の新鮮透析液側小室１７ａ内への開口部（流路開口部）に当接する。このとき、現行のシリコン系ゴムからなるチャンバ膜のままでは、チャンバ膜が流路開口部に当接するかしないかの状態において、異音（ビビリ音）が発生することがあるため、流路開口部に当接するチャンバ膜部分にディンプル加工を施し、異音の発生を防止するようにしているが、ディンプル加工によりその部分の耐久性が局部的に低下し、当該部分に亀裂が入りやすくなって膜の寿命の低下を引き起こしている。ビビリ音発生の原因としては、チャンバ膜１１の球面状膨出部５１を形成する部分がチャンバピース１３ｂの球面状凹部５２を形成する部分よりも一回り小さく形成されているので、チャンバ膜１１が膨出されチャンバ膜１１が引っ張られた状態で膜にストレスがかかり、そのストレスと給排口の流路開口部を通して給排される透析液の受入れまたは排出圧力との力バランスが、丁度上記チャンバ膜が流路開口部に当接するかしないかの状態において不安定になり、膜が微小振動してビビリ音が発生すると考えられる。ビビリ音の発生を防止するために、上記の如く膜上部にデインブル加工を施したが、さらに、そこに引張り応力がかかりやすくなったため、亀裂の発生が促進されたものと考えられる。
【０００７】
対策として、チャンバ膜の耐薬品性向上も併せて狙い、チャンバ膜の材質をシリコン系ゴムからフッ素系ゴムに変更するとともに、そのチャンバ膜の形状、とくに球面状膨出部の外径サイズをチャンバピースの形状、とくに球面状凹部の内径に合わせ、膜の曲率を変更したチャンバ膜（曲率変更フッ素系チャンバ膜）を製作したが、耐薬品性の向上と鼻音は解消できたものの、新たな問題点が発生した。すなわち、通常作動における液の受入時には膜が反対側チャンバピース壁面側に徐々に押され、液が満たされると膜がチャンバピース壁面に当摸するが、上記曲率変更フッ素系ゴムからなるチャンバ膜では、液の受入れや排出の中途でチャンパ膜が流路開口部を塞いでしまうため、作動不良（チャンパの切替異常）を発生することがある。そこで、上記曲率変更フッ素系ゴムからなるチャンバ膜からさらに進んだ改良構造を鋭意検討した結果、本発明に到達した。
【０００８】
すなわち、本発明の課題は、チャンバ膜作動の際に異音の発生がなく、かつ、チャンバ膜が十分な耐久性を備えることが可能で、しかも、チャンパの切替異常等の作動不良を発生させることもない、安定した作動が可能な改良されたチャンバ方式の透析液給排装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る透析液給排装置は、膨出方向が反転可能な球面状の膨出部を有する可撓性チャンバ膜と、該チャンバ膜の両面側に配置され、前記球面状の膨出部に対応する球面状の凹部を有する一対のチャンバピースとを備え、該一対のチャンバピースの前記球面状凹部同士を対面配置して内部に前記チャンバ膜の球面状膨出部の膨出方向の反転が可能な膜作動空間を形成するとともに、該膜作動空間に対し該膜作動空間に臨む給排口を設けた、血液透析装置におけるチャンバ方式の透析液給排装置において、前記チャンバ膜の球面状膨出部の中心位置を、前記チャンバピースの球面状凹部の中心位置に対し、前記給排口が存在する位置とは反対の方向にオフセットしたことを特徴とするものからなる。
【００１０】
このような本発明に係るチャンバ方式の透析液給排装置においては、チャンバ膜の球面状膨出部の中心位置が、チャンバピースの球面状凹部の中心位置に対し、反給排口設置側に所定量オフセットされるので、チャンバ膜移動時に、給排口設置側においては、チャンバ膜の球面状膨出部とチャンバピースの球面状凹部との間の隙間空間が、上記のオフセットが行われない場合に比べて、意図的に拡大されることになる。したがって、本発明に係る改良構造では、チャンバ膜の膨出が進行し、反給排口設置側においてチャンバ膜の球面状膨出部がチャンバピースの球面状凹部に当接した状態にあっても、給排口設置側においては、チャンバ膜の球面状膨出部とチャンバピースの球面状凹部との間に所定の隙間が確保される（残される）ことになり、膨出されてきたチャンバ膜が給排口を塞ぐことは確実に防止される（但し、チャンバ膜移動完了時には、給排口の流路開口部は閉塞される）。その結果、液の受入れや排出の中途でチャンパ膜が流路開口部を塞いでしまう不具合が確実に防止され、チャンバの切替異常等の作動不良を招くことも確実に防止され、安定した作動が確保される。また、給排口設置側において、チャンバ膜の球面状膨出部とチャンバピースの球面状凹部との間に所定の隙間が確保される結果、チャンバ膜が球面状凹部に当接するかしないかの、ビビリ音の発生しやすい状態が現出されることも回避され、異音の発生防止の点でも優れた性能が得られることになる。
【００１１】
上記本発明に係る透析液給排装置においては、上記チャンバ膜の球面状膨出部の外径が、上記チャンバピースの球面状凹部の内径よりも小さく設定されている形態とすることが好ましい。このようにすることにより、上述の如く、チャンバ膜の球面状膨出部の中心位置を、容易に所定方向に所定量オフセットさせることができるようになり、そのような望ましい設計も容易に行うことができるようになる。
【００１２】
また、上記チャンバ膜の球面状膨出部の上記給排口が存在する位置側の曲率半径が、該給排口が存在する位置側とは反対の位置側の曲率半径よりも大きく設定されていることが好ましい。すなわち、チャンバ膜の球面状膨出部は、完全な球面の一部をなす形状ではなく、チャンバ膜の成形段階で、可能であれば、曲率半径に差を持たせておくことが好ましい。このようにすれば、反給排口設置側においてチャンバ膜の球面状膨出部がチャンバピースの球面状凹部に当接する状態において、給排口設置側において、より確実に、チャンバ膜の球面状膨出部がチャンバピースの球面状凹部との間、とくに給排口との間に、所望の隙間空間を形成できるようになる。
【００１３】
また、上記給排口は、膜作動空間に対し単なる一つの流路として開口させてもよいが、給排口の少なくとも一つ（つまり、新鮮透析液の給排口と使用済み透析液の給排口の少なくとも一つ）が、複数の小孔から形成されていることが好ましい。このように構成すれば、給排の際の液の流れを細かく分散させることができ、流れ状態を安定させて給排動作をより安定させることができるとともに、たとえチャンバ膜の球面状膨出部が局部的にチャンバピースの球面状凹部に近接し給排口の一部を塞ぎそうな状態になった場合にあっても、給排口の他の部分に存在する小孔からの流れが確保されているため、チャンバ膜が球面状凹部にくっついて給排口を塞いだりする事態の発生が防止されることになり、より確実に安定した給排動作を確保することが可能になる。
【００１４】
上記チャンバ膜としては、所定の球面状膨出部反転動作を行うことが可能な可撓性チャンバ膜であればとくに限定しないが、上述した一連の動作をより安定して行わせるためには、弾力性を備えていることが好ましく、この面からは、上記チャンバ膜がゴムからなることが好ましい。とくに、耐薬品性および耐久性の面から、フッ素系ゴムからなることが好ましい。
【００１５】
また、上記オフセットの量としては、膨出されたチャンバ膜の球面状膨出部が、一方のチャンバピースの、上記給排口が存在する位置側とは反対側に位置する球面状凹部に接したとき、上記給排口が存在する位置側においては、チャンバ膜の球面状膨出部とチャンバピースの球面状凹部との間にチャンバ膜の球面状膨出部の外径に対し１％〜２０％に相当する寸法の隙間が形成されるように、設定されていることが好ましい。ただし、この隙間の具体的な数値は、チャンバのサイズおよびチャンバ膜のゴム弾性係数等に応じて決めればよく、現実的には、形状の異なる幾つかのチャンバ膜について試験を行い、最も良い結果が得られたものに設計すればよい。
【００１６】
また、上記チャンバ膜が、上記球面状膨出部の周囲にフランジ状の取付部を有し、上記一対のチャンバピースが、このチャンバ膜の取付部を挟持する挟持部を有する構造とすれば、チャンバ膜の装着、装置全体の所定形態への組み付けを容易に行うことができる。この場合、とくに、上記取付部と上記挟持部が、互いに対応した形状に形成されていることが好ましい。なかでも、互いに対応した形状が、上記給排口が存在する位置側とその反対の位置側とを画する平面に対し、非対象の形状に形成されていることが好ましい。例えば、給排口が存在する位置側とは反対の位置側に、上記取付部と挟持部が、互いに対応した形状のスカート部を有する形状に形成されている形態（いわゆるシェル型の形態）を採用することができる。すなわち、本発明においては、チャンバ膜の球面状膨出部の中心位置が、チャンバピースの球面状凹部の中心位置に対し、反給排口設置側に所定量オフセットされることが必要構成となるが、組み付け前はチャンバ膜と各チャンバピースとは別部品であるので、チャンバ膜がチャンバピースに対し相対的に誤組み付け可能な構造になっていると、上記のような必要構成が達成されないおそれが残る。しかし、上記のような互いに対応した形状、とくに給排口が存在する位置側とその反対の位置側とについて非対象の形状に形成されていると、誤組み付けが発生するおそれは完全に除去される。
【発明の効果】
【００１７】
このように、本発明に係る透析液給排装置によれば、透析液給排のためにチャンバ膜に円滑で安定した動作を行わせることができ、チャンパの切替異常等の作動不良の発生を確実に防止できる。加えて、チャンバ膜作動の際の異音の発生防止、チャンバ膜の十分な耐久性を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明が適用可能なチャンバ方式の透析液給排装置を用いた血液透析装置の一例を示す機器系統図である。
【図２】本発明の一実施態様に係る透析液給排装置の外観正面図（図２Ａ）および内部概略透視正面図（図２Ｂ）である。
【図３】図２の透析液給排装置におけるチャンバ膜の正面図（図３Ａ）および縦断面図（図３Ｂ）である。
【図４】図２の透析液給排装置の組み付け状態でかつチャンバ膜が一方のチャンバピース側に膨出した状態の半縦断面図である。
【図５】図２の透析液給排装置を用いた場合と本発明の検討途中における曲率変更フッ素系チャンバ膜を用いた場合を比較するためのチャンバ切替時の流量変化特性図である。
【図６】従来の透析液給排装置の半縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
血液透析装置の基本形態、およびその血液透析装置内におけるチャンバ方式の透析液給排装置の配置の基本形態は、図１に示した通りである。図１に示したように、透析液給排装置は、切替可能に、少なくとも一対配置されるが、ここでは、一つの透析液給排装置の構造例について説明する。
【００２０】
図２は、本発明の一実施態様に係る透析液給排装置の外観正面図（図２Ａ）および内部概略透視正面図（図２Ｂ）を示しており、図３は、その透析液給排装置におけるチャンバ膜の正面図（図３Ａ）および縦断面図（図３Ｂ）を示しており、図４は、透析液給排装置の組み付け状態において、チャンバ膜が一方のチャンバピース側に膨出した状態の半縦断面図を示している。図において、透析液給排装置３１は、膨出方向が反転可能な（図３（Ｂ）、図４における左右方向に膨出方向が反転可能な）球面状の膨出部３２を有する、耐薬品性、耐久性に優れたフッ素系ゴムからなる可撓性チャンバ膜３３と、チャンバ膜３３の両面側に配置され、球面状膨出部３２に対応する球面状の凹部３４を有する、プラスチックまたは金属製の一対のチャンバピース３５とを備えている。一対のチャンバピース３５が、図１にも示したように球面状凹部３４同士が対面配置されて内部にチャンバ膜３３の球面状膨出部３２の膨出方向の反転が可能な膜作動空間３７（図４に図示）を形成するように、間にチャンバ膜３３を挟持した状態で組み付けられる。組み付けは、例えば留め具用挿通穴３６に挿通されるボルト等の適当な留め具（図示略）を介して共締めによって行われる。一対のチャンバピース３５内に形成される膜作動空間３７に対しては、該膜作動空間３７に臨む給排口３８（図４に図示）が設けられる。図１を用いた説明で前述したように、膜作動空間３７はチャンバ膜３３によって新鮮透析液側小室と使用済み透析液側小室の２つの小室に区画されるが、各小室に対してそれぞれ給排口３８が設けられ、各給排口３８は、それらの各小室への流路開口部３９が実質的に互いに対面するような位置に配置されている。この給排口３８、とくに各小室への流路開口部３９は、複数の小孔から構成されていることが好ましく、それによって、前述の如く、給排の際の液の流れを細かく分散させて給排動作をより安定させることができるとともに、チャンバ膜３３が球面状凹部３４にくっついて給排口３８を塞ぐ事態の発生が容易に防止される。
【００２１】
図２（Ｂ）に示すように、チャンバ膜３３の球面状凹部３４の外径が、チャンバピース３５の球面状凹部３４の内径よりも小さく設定されている。そして本発明においては、上記チャンバ膜３３の球面状膨出部３２の中心４１の位置（図示例では、図２（Ｂ）、図４における図の上下方向に関しての中心の位置）が、チャンバピース３５の球面状凹部３４の中心４２の位置（図示例では、図２（Ｂ）、図４における図の上下方向に関しての中心の位置）に対し、上記給排口３８が存在する位置とは反対の方向に所定量δだけオフセットされている。図示例では給排口３８がチャンバピース３５の上部側に配置されているので、チャンバ膜３３の球面状膨出部３２の中心４１の位置のオフセットは下方に向けて行われているが、これに限定されず、給排口３８が設けられる位置に応じて、反給排口３８設置側にオフセットされればよい。
【００２２】
上記オフセット量δとしては、図４に示すように、膨出されたチャンバ膜３３の球面状膨出部３２が、一方のチャンバピース３５の、給排口３８が存在する位置側とは反対側に位置する球面状凹部（図４の下部側部分）に接したとき、給排口３８が存在する位置側（図４の上部側部分）においては、チャンバ膜３３の球面状膨出部３２とチャンバピース３５の球面状凹部３４との間に所定量の隙間Ｇが形成されるように、設定されている。この所定量の隙間Ｇとしては、チャンバ膜３３の球面状膨出部３２の外径に対し１％〜２０％から適切に選定すればよく、上記の状態時に、確実に隙間が形成されるように設定されればよい。例えば、本発明の好ましい試験例においては、チャンバ膜３３の球面状膨出部３２の中心４１の位置を、チャンバピース３５の球面状凹部３４の中心４２の位置に対し、下方に１．６ｍｍオフセットさせた結果、上記の状態時に、隙間Ｇとして３．４ｍｍの隙間が形成された。この隙間空間Ｓ（図４に図示）の存在により、円滑な透析液給排動作が可能となった。
【００２３】
また、上記実施態様においては、チャンバ膜３３は、球面状膨出部３２の周囲にフランジ状の取付部４３（図３）を有し、一対のチャンバピース３５は、チャンバ膜３３の取付部４３を挟持する、取付部４３と対応した形状のフランジ状の挟持部４４を有している。チャンバ膜３３の取付部４３は、対応した形状を有する一対のフランジ状の挟持部４４で挟持して固定するだけで所定形態に組み付けられるので、組み付けは容易に行われる。この場合、前述の如く、互いに対応したチャンバ膜３３の取付部４３とチャンバピース３５の挟持部４４の形状が、給排口３８が存在する位置側とその反対の位置側とを画する平面（中立面）に対し、非対象の形状に形成されていることが好ましく、それによってオフセット方向の間違いや、誤組み付けが確実に防止される。本実施態様では、チャンバ膜３３の取付部４３とチャンバピース３５の挟持部４４が、互いに対応した形状のスカート部４５ａ、４５ｂを有するシェル型形状に形成されており、誤組み付けは確実に防止されるようになっている。
【００２４】
上記のような構造を採用することにより、つまり、チャンバ膜３３の球面状膨出部３２の中心位置を所定方向に所定量オフセットさせることにより、チャンバ膜３３の膨出が進行し、反給排口設置側においてチャンバ膜３３の球面状膨出部３２がチャンバピース３５の球面状凹部３４に当接した状態になったとき（図４の状態になったとき）、給排口設置側においては、チャンバ膜３３の球面状膨出部３２とチャンバピース３５の球面状凹部３４との間に所定の隙間Ｓが確実に確保されることになり、膨出されてきたチャンバ膜３３が給排口３８を塞ぐことが確実に防止され、透析液の円滑で安定した給排動作が確保される。また、この隙間Ｓを適切に設定しておくことで、チャンバ膜３３が給排口３８に近接した際のビビリ音の発生も確実に防止されることとなる。さらに、チャンバ膜３３の材質として、耐薬品性、耐久性に優れたフッ素系ゴムを使用することで、装置の耐久性も十分に確保される。
【００２５】
このようなチャンバ膜３３の円滑な所定の動作により、チャンバ膜３３が給排口３８の設置部あるいはその近傍においてチャンバピース３５の球面状凹部３４に張りつく（密着してしまう）ような不具合の発生も防止されるので、例えば図１に示したように２つのチャンバ（透析液給排装置）を併設し、血液透析に供されるチャンバと新鮮透析液を受け入れるチャンバとが交互に切替可能とした構成においては、切替もより短時間のうちに円滑に行われるようになる。
【００２６】
ちなみに、上記実施態様に係る透析液給排装置を用いた血液透析装置（図１に示した構成の血液透析装置）と、本発明の検討途中で試作した、従来型に比べチャンバ膜の球面状膨出部の曲率半径を大きくした前述の曲率変更フッ素系（フッ素系ゴムからなる）チャンバ膜を組み込んだ透析液給排装置を用いた血液透析装置とにおける、チャンバ切替時の流量センサ（例えば、図１におけるフロースイッチ２２）にて測定した流量（流量変化）特性を比較した結果を、図５に示す。図５から明らかなように、本発明チャンバ膜では、切替時間が０．６秒であり、曲率変更フッ素系チャンバ膜の切替時間０．８秒に比べて大幅に短縮されるとともに、切替の際の流量低下時の特性においても、特性が乱れて若干切替ムラが発生した曲率変更フッ素系チャンバ膜に比べ、本発明チャンバ膜では、切替ムラの発生しない滑らかで安定した流量変化特性が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係る透析液給排装置は、チャンバ膜を用いたあらゆるチャンバ方式の透析液給排装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１ 血液透析要素
２ 透析膜
３ 血液回路
４ 透析液回路
５ 動脈側血液回路
６ 静脈側血液回路
１１、１２ チャンバ膜
１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ チャンバピース
１５、１６ 透析液給排装置
１７ａ、１８ａ 新鮮透析液側小室
１７ｂ、１８ｂ 使用済み透析液側小室
２１ 循環ポンプ
２２ フロースイッチ
２３ 除水ポンプ
２４ メスシリンダ
２５ 脱気ポンプ
２６ フロースイッチ
２７ 排液回路
２８ 切替弁
３１ 透析液給排装置
３２ 球面状膨出部
３３ チャンバ膜
３４ 球面状凹部
３５ チャンバピース
３６ 留め具用挿通穴
３７ 膜作動空間
３８ 給排口
３９ 流路開口部
４１ 球面状膨出部の中心
４２ 球面状凹部の中心
４３ 取付部
４４ 挟持部
４５ａ、４５ｂ スカート部
５１ 球面状膨出部
５２ 球面状凹部
５３ 給排口
δ オフセット量
Ｇ 隙間
Ｓ 隙間空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膨出方向が反転可能な球面状の膨出部を有する可撓性チャンバ膜と、該チャンバ膜の両面側に配置され、前記球面状の膨出部に対応する球面状の凹部を有する一対のチャンバピースとを備え、該一対のチャンバピースの前記球面状凹部同士を対面配置して内部に前記チャンバ膜の球面状膨出部の膨出方向の反転が可能な膜作動空間を形成するとともに、該膜作動空間に対し該膜作動空間に臨む給排口を設けた、血液透析装置におけるチャンバ方式の透析液給排装置において、前記チャンバ膜の球面状膨出部の中心位置を、前記チャンバピースの球面状凹部の中心位置に対し、前記給排口が存在する位置とは反対の方向にオフセットしたことを特徴とする透析液給排装置。
【請求項２】
前記チャンバ膜の球面状膨出部の外径が、前記チャンバピースの球面状凹部の内径よりも小さく設定されている、請求項１に記載の透析液給排装置。
【請求項３】
前記チャンバ膜の球面状膨出部の前記給排口が存在する位置側の曲率半径が、該給排口が存在する位置側とは反対の位置側の曲率半径よりも大きく設定されている、請求項１または２に記載の透析液給排装置。
【請求項４】
前記給排口の少なくとも一つが、複数の小孔から形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の透析液給排装置。
【請求項５】
前記チャンバ膜がゴムからなる、請求項１〜４のいずれかに記載の透析液給排装置。
【請求項６】
前記チャンバ膜がフッ素系ゴムからなる、請求項５に記載の透析液給排装置。
【請求項７】
前記オフセットの量は、膨出された前記チャンバ膜の球面状膨出部が、一方のチャンバピースの、前記給排口が存在する位置側とは反対側に位置する球面状凹部に接したとき、前記給排口が存在する位置側においては、チャンバ膜の球面状膨出部とチャンバピースの球面状凹部との間にチャンバ膜の球面状膨出部の外径に対し１％〜２０％に相当する寸法の隙間が形成されるように、設定されている、請求項６に記載の透析液給排装置。
【請求項８】
前記チャンバ膜は、前記球面状膨出部の周囲にフランジ状の取付部を有し、前記一対のチャンバピースは、前記チャンバ膜の取付部を挟持する挟持部を有する、請求項１〜７のいずれかに記載の透析液給排装置。
【請求項９】
前記取付部と前記挟持部は、互いに対応した形状に形成されている、請求項８に記載の透析液給排装置。
【請求項１０】
前記互いに対応した形状は、前記給排口が存在する位置側とその反対の位置側とを画する平面に対し、非対象の形状に形成されている、請求項９に記載の透析液給排装置。
【請求項１】
膨出方向が反転可能な球面状の膨出部を有する可撓性チャンバ膜と、該チャンバ膜の両面側に配置され、前記球面状の膨出部に対応する球面状の凹部を有する一対のチャンバピースとを備え、該一対のチャンバピースの前記球面状凹部同士を対面配置して内部に前記チャンバ膜の球面状膨出部の膨出方向の反転が可能な膜作動空間を形成するとともに、該膜作動空間に対し該膜作動空間に臨む給排口を設けた、血液透析装置におけるチャンバ方式の透析液給排装置において、前記チャンバ膜の球面状膨出部の中心位置を、前記チャンバピースの球面状凹部の中心位置に対し、前記給排口が存在する位置とは反対の方向にオフセットしたことを特徴とする透析液給排装置。
【請求項２】
前記チャンバ膜の球面状膨出部の外径が、前記チャンバピースの球面状凹部の内径よりも小さく設定されている、請求項１に記載の透析液給排装置。
【請求項３】
前記チャンバ膜の球面状膨出部の前記給排口が存在する位置側の曲率半径が、該給排口が存在する位置側とは反対の位置側の曲率半径よりも大きく設定されている、請求項１または２に記載の透析液給排装置。
【請求項４】
前記給排口の少なくとも一つが、複数の小孔から形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の透析液給排装置。
【請求項５】
前記チャンバ膜がゴムからなる、請求項１〜４のいずれかに記載の透析液給排装置。
【請求項６】
前記チャンバ膜がフッ素系ゴムからなる、請求項５に記載の透析液給排装置。
【請求項７】
前記オフセットの量は、膨出された前記チャンバ膜の球面状膨出部が、一方のチャンバピースの、前記給排口が存在する位置側とは反対側に位置する球面状凹部に接したとき、前記給排口が存在する位置側においては、チャンバ膜の球面状膨出部とチャンバピースの球面状凹部との間にチャンバ膜の球面状膨出部の外径に対し１％〜２０％に相当する寸法の隙間が形成されるように、設定されている、請求項６に記載の透析液給排装置。
【請求項８】
前記チャンバ膜は、前記球面状膨出部の周囲にフランジ状の取付部を有し、前記一対のチャンバピースは、前記チャンバ膜の取付部を挟持する挟持部を有する、請求項１〜７のいずれかに記載の透析液給排装置。
【請求項９】
前記取付部と前記挟持部は、互いに対応した形状に形成されている、請求項８に記載の透析液給排装置。
【請求項１０】
前記互いに対応した形状は、前記給排口が存在する位置側とその反対の位置側とを画する平面に対し、非対象の形状に形成されている、請求項９に記載の透析液給排装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１０６８６（Ｐ２０１１−１０６８６Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５４７４１（Ｐ２００９−１５４７４１）
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（５９１０８３２９９）東レ・メディカル株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（５９１０８３２９９）東レ・メディカル株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
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