(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記従来の圧力検出器においては、膜部材の破損やシール性の不良等が生じた場合、液相部内の液体が気相部に漏れてしまう虞がある。この場合、漏れた液体が圧力検出センサに至る可能性があり、圧力検出センサの故障等の原因となってしまうという問題がある。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、気相部に漏れた液相部の液体が圧力検出センサに至るのを防止することができる圧力検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項1記載の発明は、液体の流路に接続可能なケースと、該ケース内に取り付けられ、前記流路の液体を充填し得る液相部と、気体を充填し得る気相部とを区画するとともに、前記液相部に充填された液体の圧力に応じて変位可能な膜部材とを具備し、前記気相部の圧力を圧力検出センサで検出することにより前記流路における液体の圧力を検出する圧力検出器において、前記気相部と前記圧力検出センサとの間には、気体の通過を許容しつつ液体の通過を遮断する疎水部が取り付けられ
るとともに、前記気相部は、前記膜部材の変位に応じて気体を流入又は流出させ得る開口が形成され、且つ、前記疎水部は、一方の面の外周縁部が前記開口の周囲に沿って固定されることにより、前記開口を覆って取り付けられたことを特徴とする。
【0008】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の圧力検出器において、前記疎水部は、膜状に成形された疎水性膜から成ることを特徴とする。
【0010】
請求項
3記載の発明は、請求項
1又は請求項2記載の圧力検出器において、前記気相部における前記開口の周りに凹部が形成されるとともに、前記疎水部は、前記開口を含みつつ前記凹部を覆って取り付けられたことを特徴とする。
【0011】
請求項
4記載の発明は、請求項
3記載の圧力検出器において、前記凹部は、前記疎水部と当接して撓みを制限し得る当接部が形成されたことを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1〜4の何れか1つに記載の圧力検出器において、前記疎水部は、その外周縁部が前記開口の周囲に形成された凸部に固定されることにより、前記開口を覆って取り付けられたことを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項1〜5の何れか1つに記載の圧力検出器において、前記疎水部は、前記気相部側へ変位する過程の前記膜部材により押圧可能とされたことを特徴とする。
【0012】
請求項
7記載の発明は、請求項1〜
6の何れか1つの圧力検出器が接続されたことを特徴とする血液回路である。
【発明の効果】
【0013】
請求項1の発明によれば、気相部と圧力検出センサとの間には、気体の通過を許容しつつ液体の通過を遮断する疎水部が取り付けられたので、気相部に漏れた液相部の液体が圧力検出センサに至るのを防止することができる。
また、気相部は、膜部材の変位に応じて気体を流入又は流出させ得る開口が形成されるとともに、疎水部は、開口を覆って取り付けられたので、液相部から液体が漏れた場合、その漏れた液体が気相部の外部に至ってしまうのを防止できる。
【0014】
請求項2の発明によれば、疎水部は、膜状に成形された疎水性膜から成るので、気相部と圧力検出センサとの間の所望位置に疎水部を容易に取り付けることができるとともに、疎水部を所望形状に容易に加工することができる。
【0016】
請求項
3の発明によれば、気相部における開口の周りに凹部が形成されるとともに、疎水部は、開口を含みつつ凹部を覆って取り付けられたので、疎水部における気体の通過面積を大きく設定でき、疎水部を気体が通過する際の抵抗を小さくして圧力検出センサによる圧力の検出精度の悪化を抑制することができる。
【0017】
請求項
4の発明によれば、凹部は、疎水部と当接して撓みを制限し得る当接部が形成されたので、気相部側へ変位する過程の膜部材が疎水部を押圧して撓ませた場合、撓んだ疎水部が開口を塞いでしまうのを防止することができる。すなわち、疎水部が開口側(凹部側)に撓むと当接部と当接してそれ以上の撓みが制限されるので、開口の周囲の空間(凹部が成す空間)を保持することができ、膜部材の変位過程において開口が閉塞してしまうのを防止することができるのである。
【0018】
請求項
7の発明によれば、請求項1〜
6の何れか1つの圧力検出器の効果を有する血液回路を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
第1の実施形態に適用される血液浄化装置は、透析治療を行うための透析装置から成り、
図1に示すように、動脈側血液回路1及び静脈側血液回路2から成る血液回路と、動脈側血液回路1及び静脈側血液回路2の間に介装されて血液回路を流れる血液を浄化するダイアライザ3(血液浄化器)と、血液ポンプ4と、静脈側血液回路2に配設されたエアトラップチャンバ5と、ダイアライザ3に透析液を供給及びダイアライザ3からの排液を排出させる透析装置本体6と、置換液としての生理食塩液を血液回路に供給し得る生理食塩液供給ラインL3(置換液供給ライン)と、置換液としての生理食塩液を収容した収容手段7とから主に構成されている。
【0021】
動脈側血液回路1には、その先端に動脈側穿刺針aがコネクタを介して接続可能とされるとともに、途中にしごき型の血液ポンプ4が配設されている一方、静脈側血液回路2には、その先端に静脈側穿刺針bがコネクタを介して接続可能とされるとともに、途中にエアトラップチャンバ5が接続されている。エアトラップチャンバ5は、液体内の気泡を捕捉し得るとともに、濾過網(不図示)が配設されており、例えば返血時の血栓等を捕捉し得るようになっている。なお、本明細書においては、血液を脱血(採血)する穿刺針の側を「動脈側」と称し、血液を返血する穿刺針の側を「静脈側」と称しており、「動脈側」及び「静脈側」とは、穿刺の対象となる血管が動脈及び静脈の何れかによって定義されるものではない。
【0022】
血液ポンプ4は、動脈側血液回路1に配設されたしごき型ポンプから成り、正転駆動及び逆転駆動可能とされるとともに、血液回路内の液体を駆動方向に流動させ得るものである。すなわち、動脈側血液回路1には、当該動脈側血液回路1を構成する他の可撓性チューブより軟質かつ大径の被しごきチューブが接続されており、血液ポンプ4には、この被しごきチューブを送液方向にしごくためのローラが配設されているのである。このように血液ポンプ4が駆動すると、そのローラが回動して被しごきチューブ(血液回路の一部)をしごき、内部の液体を駆動方向(ローラの回転方向)に流動させることができるのである。
【0023】
しかして、動脈側穿刺針a及び静脈側穿刺針bを患者に穿刺した状態で、血液ポンプ4を正転駆動(図中左回転)させると、患者の血液は、動脈側血液回路1を通ってダイアライザ3に至った後、該ダイアライザ3によって血液浄化が施され、エアトラップチャンバ5で除泡がなされつつ静脈側血液回路2を通って患者の体内に戻る。すなわち、患者の血液を血液回路の動脈側血液回路1の先端から静脈側血液回路2の先端まで体外循環させつつダイアライザ3にて浄化するのである。また、血液ポンプ4を逆転駆動(図中右回転)させると、血液回路(動脈側血液回路1における先端と血液ポンプ4の配設位置との間)の血液を患者に返血することができる。
【0024】
ダイアライザ3は、その筐体部に、血液導入ポート3a、血液導出ポート3b、透析液導入ポート3c及び透析液導出ポート3dが形成されており、このうち血液導入ポート3aには動脈側血液回路1が、血液導出ポート3bには静脈側血液回路2がそれぞれ接続されている。また、透析液導入ポート3c及び透析液導出ポート3dは、透析装置本体6から延設された透析液導入ラインL1及び透析液排出ラインL2とそれぞれ接続されている。
【0025】
ダイアライザ3内には、複数の中空糸が収容されており、該中空糸内部が血液の流路とされるとともに、中空糸外周面と筐体部の内周面との間が透析液の流路とされている。中空糸には、その外周面と内周面とを貫通した微少な孔(ポア)が多数形成されて中空糸膜を形成しており、当該中空糸膜を介して血液中の不純物等が透析液内に透過し得るよう構成されている。
【0026】
一方、透析装置本体6には、透析液導入ラインL1及び透析液排出ラインL2に跨って複式ポンプ等の送液手段が配設されているとともに、当該送液手段をバイパスするバイパスラインにはダイアライザ3中を流れる患者の血液から水分を除去するための除水ポンプが配設されている。さらに、透析液導入ラインL1の一端がダイアライザ3(透析液導入ポート3c)に接続されるとともに、他端が所定濃度の透析液を調製する透析液供給装置(不図示)に接続されている。また、透析液排出ラインL2の一端は、ダイアライザ3(透析液導出ポート3d)に接続されるとともに、他端が図示しない排液手段と接続されており、透析液供給装置から供給された透析液が透析液導入ラインL1を通ってダイアライザ3に至った後、透析液排出ラインL2を通って排液手段に送られるようになっている。
【0027】
なお、エアトラップチャンバ5の上部からは、オーバーフローラインが延設されており、その途中に電磁弁等のクランプ手段が配設されている。そして、電磁弁等のクランプ手段を開状態とすることにより、オーバーフローラインを介して、血液回路中を流れる液体(プライミング液等)をオーバーフローし得るようになっている。
【0028】
生理食塩液供給ラインL3(置換液供給ライン)は、動脈側血液回路1における血液ポンプ4の配設位置と当該動脈側血液回路1の先端との間においてT字管等にて一端が接続され、血液回路内の血液と置換させるための生理食塩液(置換液)を当該動脈側血液回路1に供給可能な流路(例えば可撓性チューブ等)から成るものである。かかる生理食塩液供給ラインL3の他端には、所定量の生理食塩液を収容した収容手段7(所謂「生食バッグ」)が接続されているとともに、途中には、エアトラップチャンバ8が接続されている。
【0029】
また、本実施形態に係る生理食塩液供給ラインL3には、クランプ手段9(例えば電磁弁等)が配設されている。かかるクランプ手段9は、生理食塩液供給ラインL3を開閉可能として設けられ、流路の閉塞及び開放を行わせ得るもので、当該クランプ手段9を開閉させることにより、生理食塩液供給ラインL3の流路を閉塞させる閉塞状態と生理食塩液(置換液)を流通させ得る流通状態とを任意に切り替え可能とされている。なお、このようなクランプ手段9に代えて、手動操作により生理食塩液供給ラインL3の流路を閉塞及び開放し得る鉗子等の汎用手段としてもよい。
【0030】
ここで、本実施形態に適用される血液回路には、圧力検出器10が接続されている。かかる圧力検出器10は、静脈側血液回路2におけるダイアライザ3とエアトラップチャンバ5との間の位置に接続され、静脈側血液回路2(血液回路)を流れる血液の圧力を検出し得るよう構成されている。具体的には、圧力検出器10は、
図2〜6に示すように、液体の流路(本実施形態においては、静脈側血液回路2(血液回路))に接続可能なケースCと、ケースC内に取り付けられ、流路の液体(本実施形態においては、静脈側血液回路2(血液回路)の血液)を充填し得る液相部S1と、空気を充填し得る気相部S2とを区画するとともに、液相部S1に充填された液体(血液)の圧力に応じて変位可能な膜部材Mとを具備し、気相部S2の圧力を圧力検出センサPで検出することにより流路(静脈側血液回路2)における液体の圧力を検出し得るようになっている。
【0031】
ケースCは、所定の樹脂材等を成形して得られた中空状成形部品から成り、液相部S1を構成する液相部ケースCaと、気相部S2を構成する気相部ケースCbとを組み合わせて構成されている。液相部ケースCaは、液体の流路と接続可能とされて液相部S1と連通させ得る流入ポートC1及び流出ポートC2が一体形成されるとともに、気相部ケースCbは、後述する配管部Kの一端と接続可能とされて気相部S2と連通させ得る接続ポートC3が一体形成されている。なお、流入ポートC1及び流出ポートC2は、液体の流入と流出が逆(すなわち、流入ポートC1により液体が流出し、流出ポートC2により液体が流入する構成)になってもよい。
【0032】
また、液相部ケースCaの外周縁部には、円環状の挟持面m1(
図7参照)が形成されるとともに、気相部ケースCbの外周縁部には円環状の挟持面m2(
図8、9参照)が形成されており、液相部ケースCa及び気相部ケースCbを合致して組み付ける際、挟持面m1と挟持面m2との間に膜部材Mの外周部Maを挟持させることにより、膜部材Mをシールしつつ取付可能とされている。しかして、ケースCの内部形成された空間は、膜部材Mによって液相部S1及び気相部S2に区画(画成)されている。
【0033】
膜部材Mは、ケースC内に取り付けられたダイヤフラムから成り、液相部S1又は気相部S2の圧力変化に追従して変位又は変形可能な柔軟な材料にて形成されている。すなわち、液相部S1内の液体の圧力(液圧)が小さい場合、
図4に示すように、膜部材Mが液相部S1側に変位して気相部S2の容量が増大するとともに、液相部S1内の液体の圧力(液圧)が大きい場合、
図6に示すように、膜部材Mが気相部S2側に変位して気相部S2の容量が減少するようになっている。
【0034】
さらに、気相部ケースCbには、その底面の略中央に開口Cb1(
図8参照)が形成されている。かかる開口Cb1は、気相部ケースCbの内周面(底面)に形成されて接続ポートC3の流路と気相部S2とを連通させ、膜部材Mの変位に応じて気相部S2の空気(気体)を流入又は流出させ得るようになっている。しかして、配管Kの一端を接続ポートC3に接続し、他端を圧力検出センサPに接続することにより、膜部材Mの変位に応じて開口Cb1から空気(気体)を流入又は流出させ、気相部S2の圧力を圧力検出センサPにて検出することができるのである。なお、接続ポートC3は、配管Kに接続されるものに限らず、気相部S2の圧力を圧力センサPに伝えることができる他の手段に接続されるものとしてもよい。
【0035】
またさらに、本実施形態に係る気相部ケースCbは、その底面の開口Cb1の周りに凹部Cb4が形成されるとともに、
図8〜10に示すように、開口Cb1を含む凹部Cb4を覆って疎水性膜B(疎水部)が取り付けられている。かかる疎水性膜Bは、気相部S1と圧力検出センサPとの間に配設され、気体の通過を許容しつつ液体の通過を遮断する膜状に成形された部材から成り、その外周縁部が開口Cb1の周囲に形成された凸部Cb3に対して溶着(例えば、超音波溶着等)されて取り付けられている。
【0036】
より具体的には、本実施形態に係る疎水性膜Bは、
図11に示すように、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)から成る樹脂材をシート状(膜状)に成形した第1層B1と、PEs(ポリエステル)等から成る不織布から成る第2層B2とを厚み方向に有して構成されている。本実施形態においては、第1層B1及び第2層B2を含めた厚さが0.1〜0.5mm程度とされ、第1層B1(PTFE)の厚さはその10分の1程度とされている。
【0037】
なお、本実施形態に係る疎水性膜Bは、第2層B2を基材とし、その第2層B2の表面にPTFEをシート状に貼り付けて第1層B1としたものが使用されているが、他の形態(基材が異なる材質のもの、或いは基材を用いないもの等)としてもよい。第1層B1は、気体の通過を許容しつつ液体の通過を遮断する性質を有していれば足り、例えばアクリル共重合体やポリエーテルスルホン等から成るものであってもよい。
【0038】
凹部Cb4には、
図8に示すように、開口Cb1を中心として放射状に突出した複数のリブCb2(当接部)が形成されており、疎水性膜Bの開口Cb1側への撓みを制限し得るようになっている。すなわち、疎水性膜Bが開口Cb1側(凹部Cb4側)に撓むとリブCb2と当接してそれ以上の撓みが制限されるので、開口Cb1の周囲の空間(凹部Cb4が成す空間)を保持することができ、膜部材Mの変位過程において開口Cb1が閉塞してしまうのを防止することができるのである。
【0039】
本実施形態に係る流入ポートC1は、液体の流路(血液回路)に接続可能な部位(突出部)から成るとともに、
図4に示すように、液相部S1の流入口Ca1(
図7参照)から液体(血液)を流入させる流路部C1aと、流路(血液回路)と接続し得る接続部C1bとを有して構成されている。すなわち、流路部C1a及び接続部C1bは、流入ポートC1を構成する突出部内において軸方向に連通して形成されており、接続部C1bに流路を構成するチューブを接続することにより、流路の液体を流路部C1aにて流通させ、流入口Ca1から液相部S1に流入させることができるのである。なお、流入ポートC1は、流路を構成するチューブを接続する凹形状であってもよい。
【0040】
本実施形態に係る流出ポートC2は、液体の流路(血液回路)に接続可能な部位(突出部)から成るとともに、同図に示すように、液相部S1に流入した液体(血液)を流出口Ca2(
図7参照)から流出させる流路部C2aと、流路(血液回路)と接続し得る接続部C2bとを有して構成されている。すなわち、流路部C2a及び接続部C2bは、流出ポートC2を構成する突出部内において軸方向に連通して形成されており、接続部C2bに流路を構成するチューブを接続することにより、液相部S1に流入した液体を流路部C2aにて流通させ、下流側の流路(血液回路)に流出させることができるのである。なお、流出ポートC2は、流路を構成するチューブを接続する凹形状であってもよい。
【0041】
本実施形態によれば、気相部S2と圧力検出センサPとの間(開口Cb1が形成された位置)には、気体の通過を許容しつつ液体の通過を遮断する疎水部(疎水性膜B)が取り付けられたので、気相部S2に漏れた液相部S1の血液(液体)が接続ポートC3及び配管部Kを通過して圧力検出センサPに至るのを防止することができる。特に、本実施形態に係る疎水部は、膜状に成形された疎水性膜Bから成るので、気相部S2と圧力検出センサPとの間の所望位置に疎水部を容易に取り付けることができるとともに、疎水部を裁断等して所望形状に容易に加工することができる。
【0042】
また、本実施形態に係る気相部S2は、膜部材Mの変位に応じて気体を流入又は流出させ得る開口Cb1が形成されるとともに、疎水性膜B(疎水部)は、開口Cb1を覆って取り付けられたので、液相部S1から血液(液体)が漏れた場合、その漏れた血液(液体)が接続ポートC3を通過して気相部S2の外部に至ってしまうのを防止できる。さらに
、気相部S2における開口Cb1の周りに凹部Cb4が形成されるとともに、疎水性膜B(疎水部)は、開口Cb1を含みつつ凹部Cb4を覆って取り付けられたので、疎水性膜Bにおける空気(気体)の通過面積を大きく設定でき、疎水性膜Bを空気が通過する際の抵抗を小さくして圧力検出センサPによる圧力の検出精度の悪化を抑制することができる。
【0043】
またさらに、凹部Cb4は、疎水性膜Bと当接して撓みを制限し得るリブCb
2(当接部)が一体形成されたので、気相部S2側へ変位する過程の膜部材Mが疎水性膜Bを押圧して撓ませた場合、撓んだ疎水性膜Bが開口Cb1を塞いでしまうのを防止することができる。さらに、本実施形態によれば、上記のような圧力検出器10の効果を有する血液回路を提供することができる。
【0044】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、疎水性膜Bは、気相部S2と圧力検出センサPとの間に取り付けられたものであればよく、例えば
図12に示すように、接続ポートC3の外側開口(突出端の開口)を覆って取り付けられたもの、
図13に示すように、膜部材Mの気相部S2側に沿って取り付けられ、当該膜部材Mと共に変位するものとしてもよい。
【0045】
さらに、
図14に示すように、配管部Kの先端にコネクタKaを形成するとともに、透析装置本体6に形成されてコネクタKaと接続可能な接続部Jを有し、接続部Jから圧力検出センサPまで延びる配管部Lを有したものに適用され、接続部Jに形成された配管部Lの開口Laを塞いで疎水性膜Bが取り付けられたものであってもよい。勿論、配管部K又は配管部Lの途中の流路に疎水性膜Bを取り付けるようにしてもよい。また、本実施形態においては、気相部ケースCbの底面(開口Cb1の周りの位置)に複数のリブCb2(当接部)が形成されているが、かかるリブCb2が形成されないものであってもよく、リブCb2に代えて他の形状の当接部(渦巻き状の凸部や溝部等)としてもよい。
【0046】
またさらに、本実施形態に係る圧力検出器10は、動脈側血液回路1における先端と血液ポンプ4との間の位置に接続されているが、血液回路における他の位置(例えば、動脈側血液回路1における先端と血液ポンプ4との間の位置、動脈側血液回路1における血液ポンプ4とダイアライザ3との間の位置)に接続するようにしてもよい。本圧力検出器10が接続される血液回路は、他の形態のものであってもよく、例えばエアトラップチャンバ5が接続されず、代わりに本圧力検出器10が接続されるものであってもよい。
【0047】
なお、本実施形態においては、透析治療における血液回路の圧力検出器10として適用されているが、患者の血液を浄化治療し得る他の血液回路の圧力検出器として適用してもよい。例えば、アセテートフリーバイオフィルトレーション(AFBF)、持続緩徐式血液濾過療法、血液吸着療法、選択式血球成分除去療法、単純血漿交換療法、二重膜濾過血漿交換療法、血漿吸着療法等で使用される血液回路の圧力検出器に適用してもよい。