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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022015749
(43)【公開日】2022-01-21
(54)【発明の名称】血液浄化装置
(51)【国際特許分類】
   A61M 1/36 20060101AFI20220114BHJP
【FI】
A61M1/36 131
A61M1/36 123
A61M1/36 127
A61M1/36 129
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020118794
(22)【出願日】2020-07-09
(71)【出願人】
【識別番号】000226242
【氏名又は名称】日機装株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】本間 拓実
(72)【発明者】
【氏名】辻 和也
(72)【発明者】
【氏名】千秋 輝
(72)【発明者】
【氏名】毛受 佑哉
(72)【発明者】
【氏名】秋田 邦彦
【テーマコード(参考)】
4C077
【Fターム(参考)】
4C077AA05
4C077BB01
4C077DD26
4C077EE01
4C077EE03
4C077EE05
4C077GG11
4C077HH02
4C077HH03
4C077HH07
4C077HH15
4C077JJ02
4C077JJ03
4C077JJ06
4C077JJ16
(57)【要約】
【課題】血液回路内の血液を体内に戻す血液浄化装置を提供する。
【解決手段】血液浄化装置は、血液浄化器を介して接続される血液回路および透析液回路と、透析液回路に接続された空気導入路と、透析液回路または空気導入路に設けられると共に、空気導入路を介して透析液回路内に空気を導入することによって透析液回路を陽圧にする空気導入部と、透析液回路から血液回路に透析液が流動するよう空気導入部を制御し、透析液回路から血液回路に透析液を流動させることによって血液回路および血液浄化器内の血液を体内に戻すよう、血液回路および透析液回路を制御する制御装置と、を含む。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
血液浄化器を介して接続される血液回路および透析液回路と、
前記透析液回路に接続された空気導入路と、
前記透析液回路または前記空気導入路に設けられると共に、前記空気導入路を介して前記透析液回路内に空気を導入することによって前記透析液回路を陽圧にする空気導入部と、
前記透析液回路から前記血液回路に透析液が流動するよう前記空気導入部を制御し、前記透析液回路から前記血液回路に前記透析液を流動させることによって前記血液回路および前記血液浄化器内の血液を体内に戻すよう、前記血液回路および前記透析液回路を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする血液浄化装置。
【請求項2】
前記透析液回路に設けられ、前記透析液回路を流れる透析液を清浄化および貯留する透析液フィルタ、をさらに備え、
前記空気導入部は、前記透析液フィルタに空気を導入して、前記透析液フィルタに貯留する透析液を透析液回路に押し出す、
ことを特徴とする請求項1に記載の血液浄化装置。
【請求項3】
前記透析液フィルタは、少なくとも第1の透析液フィルタおよび第2の透析液フィルタを含み、
前記制御装置は、前記第1の透析液フィルタに貯留した前記透析液が前記透析液回路に押し出されたと判定すると、前記第2の透析液フィルタに空気を導入するよう前記空気導入部を制御する、
ことを特徴とする請求項2に記載の血液浄化装置。
【請求項4】
前記空気導入部と前記第1の透析液フィルタとの間に設けられた第1の開閉弁と、
前記空気導入部と前記第2の透析液フィルタとの間に設けられた第2の開閉弁と、をさらに備え、
前記制御装置は、前記第1の透析液フィルタに貯留した前記透析液が前記透析液回路に押し出されたと判定すると、第1の開閉弁を閉鎖し、前記第2の開閉弁を開放するよう制御する、
ことを特徴とする請求項3に記載の血液浄化装置。
【請求項5】
前記制御装置は、前記透析液が前記透析液回路から前記血液浄化器を介して前記血液回路を流れるよう前記透析液回路および前記血液回路を制御する、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の血液浄化装置。
【請求項6】
前記血液回路は、返血側回路を含み、
前記制御装置は、前記透析液が前記透析液回路から前記血液浄化器を介して前記返血側回路を流れるよう前記透析液回路および前記血液回路を制御する、ことを特徴とする請求項5に記載の血液浄化装置。
【請求項7】
前記血液回路は、脱血側回路を含み、
前記制御装置は、前記透析液が前記透析液回路から前記血液浄化器を介して前記脱血側回路を流れるよう前記透析液回路および前記血液回路を制御する、ことを特徴とする請求項5に記載の血液浄化装置。
【請求項8】
前記制御装置は、前記透析液回路から前記血液回路に前記透析液が流動するよう、前記空気導入部からの空気の流量を制御する、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の血液浄化装置。
【請求項9】
前記血液回路内の液体を送液するよう駆動する血液ポンプをさらに備え、
前記制御装置は、前記血液ポンプが駆動しないよう前記血液ポンプを制御する、
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の血液浄化装置。
【請求項10】
前記制御装置は、前記透析液回路に前記空気が導入されることによって生じる前記透析液回路内の圧力が、予め定められた閾値を超えないよう、前記空気導入部を制御する、ことを特徴とする請求項8に記載の血液浄化装置。
【請求項11】
前記血液回路内の液体を送液するよう駆動する血液ポンプをさらに備え、
前記血液ポンプの駆動によって生じる前記血液回路内の圧力よりも高くなるよう、前記空気導入部および/または前記血液ポンプを制御する、
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の血液浄化装置。
【請求項12】
前記空気導入路は、前記透析液回路に接続される第1の空気導入路と、前記第1の空気導入路とは異なる箇所で前記透析液回路に接続される第2の空気導入路とを含み、
前記空気導入部は、単一のポンプを含み、
前記空気導入部が前記第1の空気導入路を介して空気を導入する場合と、前記空気導入部が前記第2の空気導入路を介して空気を導入する場合とで、前記単一のポンプが共用される、ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の血液浄化装置。
【請求項13】
前記血液回路に設けられ、前記血液回路内の血液を収容するチャンバをさらに備え、
前記空気導入部は、前記チャンバに接続され、前記チャンバに空気を流動することによって前記チャンバ内の液面を調整し、
前記制御装置は、前記血液回路および前記血液浄化器内の血液を体内に戻すとき、前記チャンバに空気を流動させずに、前記透析液回路内に空気を導入するよう、前記空気導入部を制御する、
ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の血液浄化装置。
【請求項14】
血液浄化器を介して接続された血液回路および透析液回路と、前記透析液回路に接続された空気導入路と、前記透析液回路または前記空気導入路に設けられると共に、前記空気導入路を介して前記透析液回路内に空気を導入することによって前記透析液回路を陽圧にする空気導入部と、制御装置とを含む血液浄化装置によって実行される方法であって、
前記制御装置によって、
前記透析液回路から前記血液回路に透析液が流動するよう前記空気導入部を制御するステップと、
前記透析液回路から前記血液回路に前記透析液を流動させることによって前記血液回路および前記血液浄化器内の血液を体内に戻すよう、前記血液回路および前記透析液回路を制御するステップと、
を備えたことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、血液浄化装置に関し、特に、透析液フィルタ内の透析液を使用して、血液回路に残存した血液を体内に戻す血液浄化装置に関する。
【背景技術】
【0002】
人間の臓器の一部である腎臓が正常に機能しなくなると(腎不全)、体内の余分な水分を尿にし、体内の不要な老廃物を排出するなどの機能が働かなくなる。腎不全に対応するために、患者からの血液を体外循環させて、血液浄化器により血液中の老廃物および水分を漉す治療(透析治療)を行うための血液浄化装置(透析装置)が使用される。
【0003】
血液浄化装置は、患者から血液を抜き取り、血液回路を通じて血液浄化器(血液流路)に血液を導入すると共に、透析液の供給源(透析液供給部)から透析液回路を通じて血液浄化器(透析液流路)に透析液を導入する。そして、血液浄化装置は、血液浄化器を介して血液と透析液との間で老廃物や電解質等の成分を交換して血液を浄化し、浄化した血液を体内に戻す。透析治療により、血液が血液回路に導入された後、血液が血液回路に残存するため、生理食塩水を血液回路に流すことによって残存した血液を体内に戻す(返血)ことが一般に行われている。この生理食塩水の代替液として、透析液が使用されることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第5693890号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1は、濾過フィルタ内の透析液を血液回路に供給することによって、血液回路内の血液を体内に戻す血液浄化装置を開示している。特許文献1に記載された血液浄化装置は、空気導入ラインによって濾過フィルタに空気を導入し、バックアップバッテリにより作動する血液ポンプの回転によって、濾過フィルタ内の透析液を血液回路に引き込む。このような構成によって、血液浄化装置への電力供給が停止した場合でも返血を行うことができる。
【0006】
特許文献1に記載された血液浄化装置では、空気導入ラインの先端を空気開放し、血液回路において透析液を引き出すために血液ポンプを回転させる。よって、血液ポンプの回転に生じる圧力により、血液ポンプの入口側の回路部分が陰圧になる可能性があり、返血するうえで望ましくない。
【0007】
本発明は、血液回路内が陰圧になることを防止または緩和しつつ患者に返血する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】
【0008】
実施形態に係る血液浄化装置は、血液浄化器を介して接続される血液回路および透析液回路と、前記透析液回路に接続された空気導入路と、前記透析液回路または前記空気導入路に設けられると共に、前記空気導入路を介して前記透析液回路内に空気を導入することによって前記透析液回路を陽圧にする空気導入部 と、前記透析液回路から前記血液回路に前記透析液が流動するよう前記空気導入部を制御し、前記透析液回路から前記血液回路に前記透析液を流動させることによって前記血液回路および前記血液浄化器内の血液を体内に戻すよう、前記血液回路および前記透析液回路 を制御する制御装置と、を備える。
【0009】
別の実施形態に係る血液浄化装置によって実行される方法は、血液浄化器を介して接続された血液回路および透析液回路と、前記透析液回路に接続された空気導入路と、前記透析液回路または前記空気導入路に設けられると共に、前記空気導入路を介して前記透析液回路内に空気を導入することによって前記透析液回路を陽圧にする空気導入部と、制御装置とを含む血液浄化装置によって実行される方法であって、前記制御装置によって、前記透析液回路から前記血液回路に前記透析液が流動するよう前記空気導入部を制御するステップと、前記透析液回路から前記血液回路に前記透析液を流動させることによって前記血液回路および前記血液浄化器内の血液を体内に戻すよう、前記血液回路および前記透析液回路を制御するステップと、を備える。
【発明の効果】
【0010】
実施形態に係る血液浄化装置によれば、血液回路が陰圧になることを防止することができ、または陰圧状態を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】第1の実施形態に係る血液浄化装置の全体構成図である。
図2】空気導入部と血液回路内のチャンバとの関係を示す図である。
図3】(一次)透析液フィルタ内の透析液を使用した、逆濾過式返血工程(送液正方向)における透析液の流れを示す図である。
図4】(二次)透析液フィルタ内の透析液を使用した、逆濾過式返血工程(送液正方向)における透析液の流れを示す図である。
図5】(一次)透析液フィルタ内の透析液を使用した、逆濾過式返血工程(送液逆方向)における透析液の流れを示す図である。
図6】第2の実施形態に係る血液浄化装置の全体構成図である。
図7】(一次)透析液フィルタ内の透析液を使用した、補液式返血工程(送液正方向)における透析液の流れを示す図である。
図8】(一次)透析液フィルタ内の透析液を使用した、補液式返血工程(送液逆方向)における透析液の流れを示す図である。
図9】第3の実施形態に係る血液浄化装置の全体構成図である。
図10】(一次)透析液フィルタ内の透析液を使用した、逆濾過式返血工程(送液正方向)における透析液の流れを示す図である。
図11】(一次)透析液フィルタ内の透析液を使用した、逆濾過式返血工程(送液正方向)における透析液の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付図面を参照して、実施形態に係る血液浄化装置(透析装置)を説明する。実施形態に係る血液浄化装置は、例えば、停電などによって主電源から血液浄化装置への電力供給が停止した場合、透析液フィルタ内の透析液を使用して、透析液血液回路に残存した血液を体内に戻す(返血)。この返血を行うために、血液浄化装置のうちの一部の構成要素は、バックアップ電源からの電力供給によって動作する。
【0013】
<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態に係る血液浄化装置100の構成を示すブロック図である。血液浄化装置100は、主要構成要素として、血液浄化器1、血液回路2、透析液回路3、補液回路4、血液ポンプ5、透析液供給部6、一次空気導入部7、二次空気導入部8、複式ポンプ9、透析液フィルタ10、透析液フィルタ11、制御装置12、およびバックアップ電源13を含む。図1に示す構成要素は、本実施形態を実装するための構成要素の例を示しているにすぎず、実際には、血液回路2を流れる血液の気泡を捕捉するためのチャンバ、ならびに患者の血液から水分を除去するための除水ラインおよび除水ポンプなども設けられる。
【0014】
血液浄化器1は、ダイアライザとも称され、患者の血液を浄化する。血液浄化器1は、血液回路2から血液を導入する血液導入口1a、および浄化された血液を導出する血液導出口1bを含む。また、血液浄化器1は、透析液回路3から透析液を導入する透析液導入口1c、および透析液(排液)を排出する透析液排出口1dを含む。さらに、血液浄化器1は、内部に設けられた血液浄化膜を含む。血液浄化膜は、側壁に孔を有する中空糸(中空糸膜)が束になって構成される。血液浄化膜の内側が血液流路(図示せず)であり、血液浄化膜(中空糸)の外側が透析液流路(図示せず)である。
【0015】
血液浄化器1を流れる血液は、血液流路を流れ、拡散、限外濾過、またはこれらの両方により、尿毒素物質などの不要な物質が血液浄化膜の孔を通ることによって除去される。血液浄化器1を流れる透析液は、透析液流路を通り、透析液が有する電解質など人体に必要な物質のみが孔を通ることによって血液に補われる。なお、血液浄化膜の内側が透析液流路として、血液浄化膜の外側が血液流路として機能することも可能である。
【0016】
血液回路2および透析液回路3は、血液浄化器1の血液浄化膜を介して接続され、血液および透析液を相互に流通させる。血液回路2は、透析治療のとき、患者から脱血した血液を血液浄化器1に導入すると共に、血液浄化器1から導出した血液(浄化された血液)を体内に戻す流路である(図1の矢印Aが示す方向に血液が流れる)。血液回路2は、血液を通すことが可能なチューブが主体として構成される。血液回路2は、脱血側回路2aおよび返血側回路2bを含む。
【0017】
脱血側回路2aは、患者から脱血した血液を血液浄化器1に導入する流路である。脱血側回路2aの一端は、患者の血管に穿刺された脱血側穿刺針(図示せず)に取り付けられ、他端は、血液導入口1aに結合される。脱血側回路2aには、開閉弁(電磁弁)V1が設けられる。開閉弁V1の開閉によって、脱血側回路2aの血液の流れが制御される。返血側回路2bは、血液浄化器1から導出された血液を体内に戻す流路である。返血側回路2bの一端は、患者の血管に穿刺された返血側穿刺針(図示せず)に取り付けられ、他端は、血液導出口1bに結合される。返血側回路2bには、開閉弁(電磁弁)V2が設けられる。開閉弁V2の開閉によって、返血側回路の血液の流れが制御される。
【0018】
血液ポンプ5は、脱血側回路2aに設けられ、脱血側回路2aから返血側回路2bに進行する方向(以下、送液正方向と称する)、または返血側回路2bから脱血側回路2aに進行する方向(以下、送液逆方向と称する)に血液回路2の液体を送液する。血液ポンプ5は、固定子および回転子を有するしごき型ポンプから構成され、回転子が回転するよう駆動する。回転子は、制御装置12による制御の下、電動モータなどのアクチュエータ(図示しない)によって回転する。血液ポンプ5には、ロータリエンコーダ(図示せず)が設けられる。ロータリエンコーダは、回転子の回転数を検出する。血液ポンプ5が正回転することによって、固定子および回転子に挟持される脱血側回路2aをしごき、送液正方向の流れを生じさせる。また、血液ポンプ5が逆回転することによって、脱血側回路2aをしごき、送液逆方向の流れを生じさせる。
【0019】
透析液回路3は、透析液を血液浄化器1および/または血液回路2に供給すると共に、血液浄化器1からの透析液の排液を排出する流路である。透析液回路3は、透析液が通ることが可能なチューブが主体として構成される。透析液回路3は、透析液導入回路3a、透析液排出回路3b、透析液迂回回路3c、および透析液迂回回路3dを含む。
【0020】
透析液導入回路3aは、透析液供給部6から透析液導入口1cまでの流路である。透析液導入回路3aによって、透析液が血液浄化器1を流れる。透析液導入回路3aには、開閉弁(電磁弁)V3、開閉弁(電磁弁)V4、および透析液ポートPが設けられる。開閉弁V3および開閉弁V4の開閉によって、血液浄化器1への透析液の流れが制御される。透析液ポートPは、透析液を取り出す。
【0021】
透析液排出回路3bは、透析液排出口1dから透析液排出部(図示せず)までの流路である。透析液排出回路3bによって、血液浄化器1からの排液が透析液排出部に排出される。透析液排出回路3bには、開閉弁(電磁弁)V6が設けられる。開閉弁V6の開閉によって、透析液排出部への排液の流れが制御される。
【0022】
透析液迂回回路3cおよび透析液迂回回路3dはそれぞれ、透析液導入回路3aから透析液排出回路3bまでの流路である。透析液迂回回路3cには、開閉弁(電磁弁)V7が設けられる。同様に、透析液迂回回路3dには、開閉弁(電磁弁)V8が設けられる。開閉弁V7およびV8の開閉によって、透析液導入回路3aから透析液排出回路3bへの透析液の流れが制御される。
【0023】
透析液迂回回路3cおよび透析液迂回回路3dは、不適切な透析液を血液回路2に流すことを防止するための流路である。例えば、血液浄化装置100には、透析液を加温するための加温器(図示しない)が設けられ、透析治療中にその加温器によって透析液が所定の温度を上回る場合、高温の透析液を血液回路2に流すことを防止するために、透析液が透析液迂回回路3cおよび/または透析液迂回回路3dを通じて、透析液排出回路3bに流れる。この場合、開閉弁V7および/またはV8が開放する。
【0024】
補液回路4は、血液浄化器1を迂回して、血液回路2と透析液回路3とを連結する連結流路である。具体的には、補液回路4は、透析液回路3から、血液浄化器1を迂回して、血液回路2に透析液を供給するための、透析液ポートPから脱血側回路2aまでの流路である。補液回路4には、開閉弁(電磁弁)V5が設けられる。開閉弁V5の開閉によって、脱血側回路2aへの透析液の流れが制御される。
【0025】
透析液供給部6は、透析液を透析液導入回路3aに導入する。なお、透析液供給部6は、血液浄化装置100の外部に設けられる不図示の純水製造装置(RO水製造装置)より純水の供給を受け、血液浄化装置100に外付けで搭載される不図示の原液タンクより原液の供給を受ける(吸入する)。続いて、透析液供給部6は、透析液の原液と純水とを所定の比率で混合させることで透析液を作成し、透析液導入回路3aに透析液を導入する。なお、本実施形態では、血液浄化装置100が透析液供給部6を備えるが、これに限らず、透析液供給部6を透析液供給装置として外部に設け、血液浄化装置が透析液供給装置から透析液の供給を受けてもよい。
【0026】
透析液供給部6は、通常時(例えば、透析治療のとき)は透析液を生成し、透析液導入回路3aに導入するが、停電時などに新たに透析液を生成することが制限されることがある。この場合、透析液供給部6から透析液回路3への透析液の供給が停止し、代わりに、透析液フィルタ10および/または透析液フィルタ11に貯留した透析液を透析液回路3に導入する。詳細は後述する。
【0027】
一次空気導入部7は、後述する(一次)透析液フィルタ10に空気を導入する。一次空気導入部7によって、透析液フィルタ10に空気が導入される。透析液フィルタ10に空気が導入されると透析液フィルタ10が陽圧になり、透析液フィルタ10に貯留した透析液が透析液回路3(透析液ポートP)に流れる。つまり、一次空気導入部7は、透析液フィルタ10に貯留した透析液を透析液回路3に押し出し、透析液回路3(透析液導入回路3a)および血液回路2に流す役割を果たす。
【0028】
一次空気導入部7は、空気ポンプ7a、空気導入路7b、開閉弁(電磁弁)7c、空気フィルタ7d、および空気フィルタ7eを含む。空気ポンプ7aは、内部に回転子を有し、回転子が回転するよう駆動する。回転子は、制御装置12による制御の下、電動モータなどのアクチュエータ(図示しない)によって回転する。空気ポンプ7aには、ロータリエンコーダ(図示せず)が設けられる。ロータリエンコーダは、回転子の回転数を検出する。空気ポンプ7aが回転することによって、空気導入路7bを通じて空気が透析液フィルタ10に導入される。
【0029】
空気ポンプ7aの駆動により透析液フィルタ10に導入された空気によって、透析液回路3(透析液導入回路3a)および血液回路2への透析液の流れが生じる。空気ポンプ7aと透析液フィルタ10との間に設けられた開閉弁7cの開閉によって、透析液フィルタ10への空気の流れが制御される。空気フィルタ7dおよび空気フィルタ7eは、空気中のごみを除去する。
【0030】
二次空気導入部8は、後述する(二次)透析液フィルタ11に空気を導入する。二次空気導入部8によって、透析液フィルタ11に空気が導入される。透析液フィルタ11に空気が導入されると透析液フィルタ11が陽圧になり、透析液フィルタ11に貯留した透析液が透析液回路3(透析液ポートP)に流れる。つまり、二次空気導入部8は、透析液フィルタ11に貯留した透析液を透析液回路3に押し出し、透析液回路3(透析液導入回路3a)および血液回路2に流す役割を果たす。
【0031】
二次空気導入部8は、空気ポンプ8a、空気導入路8b、開閉弁(電磁弁)8c、空気フィルタ8d、および空気フィルタ8eを含む。空気ポンプ8aは、内部に回転子を有し、回転子が回転するよう駆動する。回転子は、制御装置12による制御の下、電動モータなどのアクチュエータ(図示しない)によって回転する。空気ポンプ8aには、ロータリエンコーダ(図示せず)が設けられる。ロータリエンコーダは、回転子の回転数を検出する。空気ポンプ8aが回転することによって、空気導入路8bを通じて空気が透析液フィルタ11に導入される。
【0032】
空気ポンプ8aの駆動により透析液フィルタ11に導入された空気によって、透析液回路3(透析液導入回路3a)および血液回路2への透析液の流れが生じる。空気ポンプ8aと透析液フィルタ11との間に設けられた開閉弁8cの開閉によって、透析液フィルタ11への空気の流れが制御される。空気フィルタ8dおよび空気フィルタ8eは、空気中のごみを除去する。
【0033】
一次空気導入部7(空気ポンプ7a)および二次空気導入部8(空気ポンプ8a)のいずれかまたは両方は、例えば、透析治療中に、血液回路2に設けられたチャンバ内の液体の液面と調整する役割を果たす。この液面調整については後述する。
【0034】
なお、一次空気導入部7において、開閉弁7c、空気フィルタ7d、および空気フィルタ7eは必須の構成ではない。同様に、二次空気導入部8において、開閉弁8c、空気フィルタ8d、および空気フィルタ8eは必須の構成ではない。
【0035】
複式ポンプ9は、透析液導入回路3aおよび透析液排出回路3bにわたって設けられる。複式ポンプ9は、透析液導入回路3aの送液方向下流側に透析液を導入させる一方で、透析液排出回路3bの送液方向下流側に透析液の排液を排出させる。つまり、複式ポンプ9は、透析液を血液回路2に供給するための透析液供給ポンプ、および透析液を透析液排出部から排出するための透析液排出ポンプとしての役割を果たす。なお、複式ポンプ9の筐体内には、プランジャ(図示せず)が設けられる。プランジャを挟んで、透析液導入回路3a側の容積と、透析液排出回路3b側の容積に区画されており、プランジャの往復動によって、透析液の導入と排液の排出が連動している。
【0036】
透析液フィルタ10は、透析液供給部6から供給される透析液に含まれるエンドトキシンなどの物質を捕捉することによって、透析液を清浄化する。透析液フィルタ10は、透析液回路3に設けられ、一次チャンバ10aおよび二次チャンバ10bを含む。また、透析液フィルタ10は、内部に透析液浄化膜が設けられる。透析液浄化膜は、側壁に孔を有する中空糸(中空糸膜)が束になって構成される。透析液フィルタ10は、一次チャンバ10a(透析液浄化膜の内側)から二次チャンバ10b(透析液浄化膜の外側)に透析液が流動するように構成されている。透析液フィルタ10は、通水することで、水分子の表面張力によって空気を通過させない特性を有する。
【0037】
一次チャンバ10aおよび二次チャンバ10bは、透析液供給部6から供給される透析液を貯留可能である。つまり、透析治療のとき、一次チャンバ10aには、浄化されることになる透析液が貯留され、二次チャンバ10bには、浄化された透析液が貯留される。この貯留した透析液は、後述するように、一次空気導入部7によって透析液回路3に供給される。なお、一次チャンバ10aが透析液浄化膜の外側であってもよく、二次チャンバ10bが透析液浄化膜の内側であってもよい。
【0038】
透析液フィルタ11は、透析液供給部6から供給される透析液に含まれるエンドトキシンなどの物質を捕捉することによって、透析液を清浄化する。透析液フィルタ11は、透析液回路3に設けられ、一次チャンバ11aおよび二次チャンバ11bを含む。また、透析液フィルタ11は、内部に透析液浄化膜が設けられる。透析液浄化膜は、側壁に孔を有する中空糸(中空糸膜)が束になって構成される。透析液フィルタ11は、一次チャンバ11a(透析液浄化膜の内側)から二次チャンバ11b(透析液浄化膜の外側)に透析液が流動するように構成されている。透析液フィルタ11は、通水することで、水分子の表面張力によって空気を通過させない特性を有する。
【0039】
一次チャンバ11aおよび二次チャンバ11bは、透析液供給部6から供給される透析液を貯留可能である。つまり、透析治療のとき、一次チャンバ11aには、浄化されることになる透析液が貯留され、二次チャンバ11bには、浄化された透析液が貯留される。この貯留した透析液は、後述するように、二次空気導入部8によって透析液回路3に供給される。なお、一次チャンバ11aが透析液浄化膜の外側であってもよく、二次チャンバ11bが透析液浄化膜の内側であってもよい。
【0040】
透析液フィルタ10および透析液フィルタ11などの濾過フィルタは、透析治療のときに、透析液に含まれる不純物を取り除くよう、血液浄化装置に一般的に設けられる。本実施形態では、2つの透析液フィルタ10および透析液フィルタ11を透析液回路3に設けることによって、一方が機能しないときなどにも透析液を浄化するようにしている。
【0041】
制御装置12は、上述した空気ポンプ7aおよび空気ポンプ8aなど、血液浄化装置100の全体を制御する処理装置である。制御装置12は、演算装置と記憶装置(RAMおよびROMなどの記憶装置)とを含む。演算装置は、CPUやマイクロコントローラなどのプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、またはFPGA(Field Programmable Gate Array)などで実装されてもよいが、その形式は限定されない。
【0042】
バックアップ電源13は、例えば、停電時など、主電源(図示しない)から血液浄化装置100への電力供給が停止した場合、制御装置12などの一部の構成要素に電力供給する電源装置である。バックアップ電源13によって、後述するように、制御装置12、一次空気導入部7、および二次空気導入部8などが機能し、血液回路2に残存した血液を体内に戻すことができる。
【0043】
上述した血液浄化装置100では、透析治療のとき、複式ポンプ9が動作することによって、透析液供給部6からの透析液が透析液導入回路3aに導入され、透析液回路3から補液回路4を通り、血液浄化器1を流れる。次に、透析液は、血液浄化器1から透析液排出回路3bを通り、透析液排出部から排出される。また、透析治療のとき、血液ポンプ5が正回転することによって、血液が送液正方向に流れる。上述した透析治療の間の透析液の流れによって、透析液フィルタ10および透析液フィルタ11には、浄化された透析液が貯留される。
【0044】
次に、図2を参照して、一次空気導入部7および二次空気導入部8と血液回路2に設けられたチャンバとの関係を説明する。上述したように、一次空気導入部7および二次空気導入部8のいずれかはまたは両方は、例えば、透析治療中に、血液回路2に設けられたチャンバ内の液体の液面を調整する役割を果たす。つまり、空気ポンプ7aおよび/または空気ポンプ8aは、液面調整ポンプとしての役割も果たす(液面調整ポンプは、通常は返血に使用されない)。図2は、空気ポンプ7aおよび空気ポンプ8aが液面調整ポンプとして機能するときの状態を示す。なお、空気ポンプ7aおよび空気ポンプ8aは、液面調整ポンプを兼用するのではなく、空気ポンプ7aおよび空気ポンプ8aと液面調整ポンプとがそれぞれ独立して設けられてもよい。
【0045】
血液回路2では、脱血側回路2aに脱血側エアトラップチャンバ2cが設けられ、返血側回路2bには返血側エアトラップチャンバ2dが設けられる。脱血側エアトラップチャンバ2cは、血液浄化器1に空気が流入してエアロックが生じないように空気を捕捉することを主な目的として設けられる。返血側エアトラップチャンバ2dは、血液回路2を通じて空気が患者の体内に空気が流入しないように、空気を捕捉することを主な目的として設けられる。脱血側エアトラップチャンバ2cおよび返血側エアトラップチャンバ2dは必ずしも両方が設けられる必要はなく、いずれかのみが設けられてもよい。つまり、脱血側エアトラップチャンバ2cおよび返血側エアトラップチャンバ2dは、血液回路2内で血液を収容するチャンバとしての役割を果たす。
【0046】
脱血側エアトラップチャンバ2cは、二次空気導入部8に接続され、その間に開閉弁(電磁弁)V9が設けられる。開閉弁V9の開閉によって、二次空気導入部8から脱血側エアトラップチャンバ2cへの空気の流れが制御される(二次空気導入部8は、脱血側エアトラップチャンバ2cに空気を流動する)。返血側エアトラップチャンバ2dは、一次空気導入部7に接続され、その間に開閉弁(電磁弁)V10が設けられる。開閉弁V10の開閉によって、一次空気導入部7から返血側エアトラップチャンバ2dへの空気の流れが制御される(一次空気導入部7は、返血側エアトラップチャンバ2dに空気を流動する)。
【0047】
脱血側エアトラップチャンバ2cおよび返血側エアトラップチャンバ2dはそれぞれ、血液層と空気層の2層になっており、チャンバ内に空気がたまると液面が下がり、血液浄化器1の中空糸に空気が入るエアロックが生じるおそれがある。図2に示す例では、一次空気導入部7(空気ポンプ7a)は、正回転することによって、返血側エアトラップチャンバ2dに空気を導入して液面を下降させ、逆回転することによって、返血側エアトラップチャンバ2dから空気を排出して液面を上昇させる。同様に、二次空気導入部8(空気ポンプ8a)は、正回転することによって、脱血側エアトラップチャンバ2cに空気を導入して液面を下降させ、逆回転することによって、脱血側エアトラップチャンバ2cから空気を排出して液面を上昇させる。
【0048】
図2では、脱血側エアトラップチャンバ2cが二次空気導入部8に接続され、返血側エアトラップチャンバ2dが一次空気導入部7に接続される例を示したが、その接続は例示にすぎない。例えば、脱血側エアトラップチャンバ2cが一次空気導入部7に接続され、返血側エアトラップチャンバ2dが二次空気導入部8に接続されてもよく、脱血側エアトラップチャンバ2cおよび返血側エアトラップチャンバ2dの両方が一次空気導入部7または二次空気導入部8に接続されてもよい。
【0049】
次に、図3乃至図5を参照して、第1の実施形態に係る処理を説明する。第1の実施形態では、例えば、停電などによって主電源から血液浄化装置100への電力供給が停止したとき、透析液フィルタ10および透析液フィルタ11内の透析液を使用して(透析液フィルタ10および透析液フィルタ11に対して順次空気を導入して)、血液浄化器1および血液回路2に残存した血液を体内に戻す例を説明する。主電源から血液浄化装置100への電力供給が停止すると、血液浄化装置100では、後述する一部の構成要素のみがバックアップ電源13からの電力供給によって機能するが、透析液供給部6による透析液の生成および供給は停止する。このとき、空気ポンプ7aは、返血側エアトラップチャンバ2d内の液面を調整するのではなく、透析液フィルタ10内の透析液を血液回路2に流す役割を果たす。同様に、および空気ポンプ8aは、脱血側エアトラップチャンバ2c内の液面を調整するのではなく、透析液フィルタ11内の透析液を血液回路2に流す役割を果たす。
【0050】
また、第1の実施形態では、血液浄化器1の血液浄化膜を介して透析液回路3から血液回路2に透析液を導入し、透析液が血液浄化器1および血液回路2内の血液を押し出すことによって、血液を体内に戻す返血方法が使用される。以下では、この返血方法を逆濾過式返血工程と称する。逆濾過式返血工程では、透析液が透析液回路3を流れ、透析液回路3から血液浄化器1を通る。この透析液の流れによって、透析液が血液浄化器1の透析液流路を通り、血液浄化膜の孔を通じて透析液が血液を押し出し、血液を体内に戻す。
【0051】
図3は、透析液フィルタ10内の透析液を使用して逆濾過式返血工程を行うときの透析液の流れを示す。図3に示す例では、逆濾過式返血工程において、送液正方向で血液を体内に戻す。以下の図において、開閉弁(V1~6、7c、および8c)が開放している場合、図に示す開閉弁は、網掛けで表示され、開閉弁が閉鎖している場合、図に示す開閉弁は、白抜きで表示される。
【0052】
図3に示すように、逆濾過式返血工程(送液正方向)では、開閉弁7c、開閉弁V3、開閉弁V4、および開閉弁V2が開放する。また、空気ポンプ7aが正回転する。これらの開閉弁の開放、および空気ポンプ7aの回転は、制御装置12による指示によって制御される。特に、制御装置12は、透析液回路3(透析液導入回路3a)および血液回路2への透析液の流れが生じるよう、空気ポンプ7aの単位時間当たりの回転数を制御する。つまり、制御装置12は、一次空気導入部7からの空気の流量を制御する。なお、図示しないが、図2に示した開閉弁V10は閉鎖する。
【0053】
空気ポンプ7aの駆動および開閉弁7cの開放により、透析液フィルタ10に空気が導入され、透析液フィルタ10の一次チャンバ10aが陽圧になる。これにより、一次チャンバ10a内の透析液が二次チャンバ10bに至り、透析液導入回路3aを流れる。つまり、制御装置12は、図3に示す流路を透析液が流れるよう透析液回路3および血液回路2を制御する。
【0054】
開閉弁V3、開閉弁V4、および開閉弁V2の開放により、透析液は、透析液導入回路3a、血液浄化器1(血液浄化膜)、および返血側回路2bを通る。図3では、この透析液の流れを、太鎖線矢印で示している。なお、透析液は、血液浄化器1の内部においては、透析液流路、血液浄化膜、および血液流路の順に流れる。この透析液の流れにより、透析液が血液浄化器1および血液回路2(返血側回路2b)に残存した血液を押し出し、血液が体内に戻される。
【0055】
図3において説明した逆濾過式返血工程(送液正方向)は、バックアップ電源13からの電力供給により、少なくとも制御装置12、開閉弁7c、開閉弁V3、開閉弁V4、開閉弁V2、および空気ポンプ7aのみが動作することによって行われる。一方で、血液ポンプ5および複式ポンプ9など、透析治療において透析液を透析液回路3に流し、血液を血液回路2に流すための構成要素は停止していてもよい。
【0056】
透析液フィルタ10内の透析液が流れると、透析液フィルタ11内の透析液を使用した逆濾過式返血工程(送液正方向)に切り替わる。つまり、逆濾過式返血工程(送液正方向)において、透析液供給源を透析液フィルタ10から透析液フィルタ11に切り替える。この切り替えは、制御装置12によって行われるが、その詳細は後述する。図4は、透析液フィルタ11内の透析液を使用して逆濾過式返血工程(送液正方向)を行うときの透析液の流れを示す。
【0057】
図4に示すように、透析液供給源が透析液フィルタ10から透析液フィルタ11に切り替わると、開閉弁7cが閉鎖し、空気ポンプ7aが回転を停止する。一方、空気ポンプ8aが正回転し、開閉弁8cが開放する。これらの開閉弁の開放および閉鎖、ならびに空気ポンプ7aの回転の停止および空気ポンプ8aの回転は、制御装置12による指示によって制御される。特に、制御装置12は、透析液回路3(透析液導入回路3a)および血液回路2への透析液の流れが生じるよう、空気ポンプ8aの単位時間当たりの回転数を制御する。つまり、制御装置12は、二次空気導入部8からの空気の流量を制御する。なお、図示しないが、図2に示した開閉弁V9は閉鎖する。
【0058】
空気ポンプ8aの駆動および開閉弁8cの開放により、透析液フィルタ11に空気が導入され、透析液フィルタ11の一次チャンバ11aが陽圧になる。これにより、一次チャンバ11a内の透析液が二次チャンバ11bに至り、透析液導入回路3aを流れる。その後、透析液は、図3に示した流路と同様の流路を流れる。つまり、制御装置12は、図4に示す流路を透析液が流れるよう透析液回路3および血液回路2を制御する。図4では、この透析液の流れを、太鎖線矢印で示している。
【0059】
図4において説明した逆濾過式返血工程(送液正方向)は、バックアップ電源13からの電力供給により、少なくとも制御装置12、開閉弁8c、開閉弁V3、開閉弁V4、開閉弁V2、および空気ポンプ8aのみが動作することによって行われる。一方で、血液ポンプ5および複式ポンプ9などは停止していてもよい。
【0060】
透析液供給源の切り替えを行うために、制御装置12は、透析液フィルタ10内の透析液が透析液回路3に導入された(押し出された)ことを判定する。この判定は、一次チャンバ10aが陽圧になったことを検出することによって行われてもよい。この場合、例えば、一次チャンバ10aに圧力計が設けられ、圧力計が空気の圧力を検出する。検出された圧力値は、制御装置12に送信される。制御装置12は、圧力値が予め定められた閾値を超えたか否かを判定する。
【0061】
また、上記判定は、一次チャンバ10a内の透析液に気泡が発生したことを検出することによって行われてもよい。一次チャンバ10aに空気が導入されると、一次チャンバ10a内の透析液に空気が混入することによって気泡が発生することがあるからである。この場合、例えば、一次チャンバ10aに超音波センサが設けられ、超音波センサが透析液の振動に応じた電圧を検出する。気泡は、透析液よりも減衰率が高いので、電圧値が予め定められた閾値を超えたことを判定することによって気泡が発生したことを検出することができる。検出された電圧値は、制御装置12に送信される。制御装置12は、電圧値が予め定められた閾値を超えたか否かを判定する。
【0062】
また、上記判定は、一次空気導入部7から導入される空気の温度、および透析液導入回路3aの流路(一次空気導入部7から透析液フィルタ10までの)の温度を測定し、導入される空気の温度を基準に、透析液導入回路3aの温度が予め定められた範囲内にあるか否かを判定することによって行われてもよい。透析液フィルタ10に予め定められた量の空気が導入されると、流路の温度が導入される空気の温度に近づくからである。この場合、例えば、一次空気導入部7の入口に温度計が設けられ、温度計が一次空気導入部7から導入される空気の温度を検出する。また、一次空気導入部7と透析液フィルタ10との間の流路にも温度計が設けられ、温度計が流路の温度を検出する。検出された温度値はいずれも、制御装置12に送信される。制御装置12は、温度値が予め定められた範囲内にあるか否かを判定する。
【0063】
さらに、上記判定は、透析液導入回路3aを流れる透析液が予め定められた量(例えば、透析液フィルタ10(一次チャンバ10aおよび二次チャンバ10b)の容積)に到達したか否かを判定することによって行われてもよい。この場合、例えば、透析液導入回路3aに流量計が設けられ、流量計が透析液導入回路3aを流れる透析液の流量を検出する。検出された流量値は、制御装置12に送信される。制御装置12は、流量値が予め定められた量に到達したか否かを判定する。
【0064】
本実施形態では、2つの透析液フィルタ(透析液フィルタ10および透析液フィルタ11)内の透析液を使用して返血を行う。例えば、透析液フィルタ10内の透析液だけでは十分な返血を行うことができない場合、透析液供給源を透析液フィルタ10から透析液フィルタ11に切り替える。なお、2つの透析液フィルタ(透析液フィルタ10および透析液フィルタ11)が、フェールセーフの観点から透析液回路3に設けられ、2つの透析液フィルタに残存する透析液の量が血液回路2に残存する血液の量に対応するように設計されている。このため、2つの透析液フィルタに対して空気を導入することによって所望の量の返血を行うことができる。なお、透析液フィルタの数は2つに限定されるものではなく、例えば1つの透析液フィルタに残存する透析液の量が血液回路2に残存する血液の量に対応して設計し、1つの透析液フィルタにのみ空気を導入することにより同様の返血を行ってもよい。
【0065】
以上説明したように、第1の実施形態では、透析液フィルタ10および透析液フィルタ11内の透析液を使用して逆濾過式返血工程(送液正方向)を行う。特許文献1に記載された血液浄化装置では、空気導入ラインによる濾過フィルタへの空気の導入は、血液回路への透析液の流れを生じさせず、血液ポンプの駆動によって、濾過フィルタ内の透析液を血液回路に引き出している。よって、特許文献1に記載された血液浄化装置では、血液ポンプを駆動する必要がある。
【0066】
また、特許文献1に記載された血液浄化装置では、血液回路において透析液を引き出すための血液ポンプの回転に生じる圧力により、血液ポンプの入口側の回路部分が陰圧になる可能性がある。血液回路が陰圧になると、内部にある血液の血球成分が破裂(溶血)し、および/または血液ポンプの吐出精度が悪化するおそれがある。
【0067】
第1の実施形態に係る構成では、空気ポンプ7aの駆動によって、透析液フィルタ10内の透析液が透析液回路3および血液回路2に流れるので、透析液を引き出すために血液ポンプ5を駆動する必要がない。また、第1の実施形態に係る構成では、血液回路2において透析液を引き出すための圧力が生じず、血液回路2が陰圧にならない。透析液フィルタ11内の透析液を使用する場合も同様である。よって、第1の実施形態に係る構成によれば、透析液供給部6による透析液の生成および供給が停止したときでも、従来技術と比較して、より良好に返血を行うことができる。
【0068】
また、第1の実施形態に係る構成では、制御装置12、開閉弁7c、開閉弁V3、開閉弁V4、開閉弁V2、および空気ポンプ7aのみが動作する。このことから、特に、主電源から血液浄化装置100への電力供給が停止した場合でも、バックアップ電源13から最低限の構成要素への電力供給によって返血を行うことができる。
【0069】
なお、血液ポンプ5にもバックアップ電源13から電力供給することによって、血液ポンプ5を駆動してもよい。この場合、血液回路2において血液および透析液の送液正方向の流れを生じさせるため、血液ポンプ5が正回転することになる。つまり、血液回路2において透析液を引き出すための圧力が生じる。血液回路2が陰圧にならないよう、透析液フィルタ10(または、透析液フィルタ11)に空気が導入されることによって生じる透析液回路3内の圧力が、予め定められた閾値を超えないよう制御される。この閾値は、血液回路2が陰圧にならない(または、血液回路2内の血液が溶血しない)ための実験的に得られた値であってもよい。代わりに、透析液フィルタ10(または、透析液フィルタ11)に空気が導入されることによって生じる透析液回路3内の圧力が、血液ポンプ5の駆動によって生じる血液回路2内の圧力よりも高くなるよう制御されてもよい。
【0070】
上記制御は、例えば、透析液回路3内の圧力が閾値を超えない(または、血液回路2内の圧力よりも高くなる)よう、空気ポンプ7aおよび血液ポンプ5が予め定められた単位時間当たりの回転数で回転するよう制御することによって行われてもよい(例えば、空気ポンプ7aが血液ポンプ5よりも多くの単位時間当たりの回転数で回転する)。予め定められた回転数は、実験的に得られた値であってもよい。この場合、エンコーダが空気ポンプ7aの回転数および血液ポンプ5の回転数を検出する。検出された回転数は、制御装置12に送信される。制御装置12は、検出された回転数に基づいて、予め定められた回転数で回転するよう、空気ポンプ7aおよび血液ポンプ5を制御する。
【0071】
同様に、上記制御は、例えば、透析液回路3内の圧力が閾値を超えない(または、血液回路2内の圧力よりも高くなる)よう、空気ポンプ8aおよび血液ポンプ5が予め定められた単位時間当たりの回転数で回転するよう制御することによって行われてもよい(例えば、空気ポンプ8aが血液ポンプ5よりも多くの単位時間当たりの回転数で回転する)。この場合、エンコーダが空気ポンプ8aの回転数および血液ポンプ5の回転数を検出する。検出された回転数は、制御装置12に送信される。制御装置12は、検出された回転数に基づいて、予め定められた回転数で回転するよう、空気ポンプ8aおよび血液ポンプ5を制御する。
【0072】
また、上記制御は、透析液回路3内の圧力および血液回路2内の圧力に基づいて、空気ポンプ7aの単位時間当たりの回転数(または、空気ポンプ8aの単位時間当たりの回転数)および血液ポンプ5の単位時間当たりの回転数を制御することによって行われてもよい。この場合、透析液回路3に圧力計が設けられ、圧力計が透析液回路3内の圧力を検出する。また、血液回路2に圧力計が設けられ、圧力計が血液回路2内の圧力を検出する。検出された圧力値はいずれも、制御装置12に送信される。制御装置12は、検出された圧力値に基づいて、空気ポンプ7aの単位時間当たりの回転数(または、空気ポンプ8aの単位時間当たりの回転数)を増大させ、および/または血液ポンプ5の単位時間当たりの回転数を減少させるよう両者を制御する。
【0073】
図3および図4において説明した返血工程の代わりにまたはそれに加え、逆濾過式返血工程において、送液逆方向で血液を体内に戻す第逆濾過式返血工程(送液逆方向)を行ってもよい。図5は、透析液フィルタ10内の透析液を使用して逆濾過式返血工程(送液逆方向)を行うときの透析液の流れを示す。
【0074】
図5に示すように、逆濾過式返血工程(送液逆方向)では、開閉弁7c、開閉弁V3、開閉弁V4、および開閉弁V1が開放する。また、空気ポンプ7aが正回転する。さらに、血液ポンプ5が逆回転する。これらの開閉弁の開放、空気ポンプ7aの回転、および血液ポンプ5の回転は、制御装置12による指示によって制御される。特に、制御装置12は、透析液回路3(透析液導入回路3a)および血液回路2への透析液の流れが生じるよう、空気ポンプ8aの単位時間当たりの回転数を制御する(二次空気導入部8の空気の流量を制御する)。
【0075】
空気ポンプ7aの駆動および開閉弁7cの開放により、透析液フィルタ10に空気が導入され、透析液フィルタ10の一次チャンバ10aが陽圧になる。これにより、一次チャンバ10a内の透析液が二次チャンバ10bに至り、透析液導入回路3aを流れる。つまり、制御装置12は、図5に示す流路を透析液が流れるよう透析液回路3および血液回路2を制御する。
【0076】
開閉弁V3、開閉弁V4、および開閉弁V1の開放により、透析液は、透析液導入回路3a、血液浄化器1(血液浄化膜)、および脱血側回路2aを通る。図5では、この透析液の流れを、太鎖線矢印で示している。なお、透析液は、血液浄化器1の内部においては、透析液流路、血液浄化膜、および血液流路の順に流れる。この透析液の流れにより、透析液が血液浄化器1および血液回路2(脱血側回路2a)に残存した血液を押し出し、血液が体内に戻される。
【0077】
図5において説明した逆濾過式返血工程(送液逆方向)は、バックアップ電源13からの電力供給により、少なくとも制御装置12、開閉弁7c、開閉弁V3、開閉弁V4、開閉弁V1、空気ポンプ7a、および血液ポンプ5のみが動作することによって行われる。一方で、複式ポンプ9など、透析治療において透析液を透析液回路3に流すための構成要素は停止していてもよい。
【0078】
透析液フィルタ10内の透析液が流れると、透析液供給源が透析液フィルタ10から透析液フィルタ11に切り替わる。透析液供給源の切り替えについては、図3および図4において説明したので、詳細な説明は省略する。透析液供給源が透析液フィルタ10から透析液フィルタ11に切り替わると、透析液フィルタ11内の透析液を使用して逆濾過式返血工程(送液逆方向)が行われる。
【0079】
逆濾過式返血工程(送液逆方向)では、血液ポンプ5を駆動することになるので、透析液回路3内の圧力が、血液回路2内の圧力よりも高くなるよう、空気ポンプ7a(または、空気ポンプ8a)および血液ポンプ5が制御される。この制御については、図3および図4において説明したので、詳細な説明は省略する。
【0080】
なお、逆濾過式返血工程(送液正方向)および逆濾過式返血工程(送液逆方向)の両方が行われてもよい。例えば、透析液フィルタ10内の透析液を使用して逆濾過式返血工程(送液正方向)が最初に行われ、透析液供給源を切り替えるときに、透析液フィルタ11内の透析液を使用して逆濾過式返血工程(送液逆方向)が行われてもよい。また、透析液フィルタ10内の透析液を使用して逆濾過式返血工程(送液逆方向)が最初に行われ、透析液供給源を切り替えるときに、透析液フィルタ11内の透析液を使用して逆濾過式返血工程(送液正方向)が行われてもよい。逆濾過式返血工程(送液正方向)および逆濾過式返血工程(送液逆方向)の両方を行うことによって、脱血側回路2aおよび返血側回路2bの両方に残存した血液を体内に戻すことができる。
【0081】
<第2の実施形態>
図6は、第2の実施形態に係る血液浄化装置200の構成を示すブロック図である。血液浄化装置200は、第1の実施形態に係る血液浄化装置100と比較して、補液回路4の構成が異なり、その他の構成は同様である。血液浄化装置100の補液回路4は、透析液ポートPから脱血側回路2aまでの流路であるが、血液浄化装置200の補液回路4は、脱血側補液回路4aおよび返血側補液回路4bを含む。脱血側補液回路4aは、血液浄化装置100の補液回路4に相当する。
【0082】
返血側補液回路4bは、後述する補液式返血工程(送液逆方向)により血液回路2内の血液を体内に戻すための、透析液ポートPから返血側回路2bまでの流路である。返血側補液回路4bには、開閉弁(電磁弁)V11が設けられる。開閉弁V11の開閉によって、返血側回路2bへの透析液の流れが制御される。
【0083】
次に、図7および図8を参照して、第2の実施形態に係る処理を説明する。第2の実施形態では、透析液フィルタ10内の透析液を使用して、血液浄化器1および血液回路2に残存した血液を体内に戻す例のみを説明する。しかしながら、第2の実施形態では、第1の実施形態と同様に、透析液フィルタ11内の透析液も使用されてもよい。つまり、透析液フィルタ10内の透析液が流れると、透析液供給源が透析液フィルタ10から透析液フィルタ11に切り替わる。血液浄化装置200でも、後述する一部の構成要素のみがバックアップ電源13からの電力供給によって機能する。
【0084】
第2の実施形態では、補液回路4を介して透析液を血液回路2に導入し、透析液が血液回路2内の血液を押し出すことによって、血液を体内に戻す返血方法が使用される。以下では、この返血方法を補液式返血工程と称する。補液式返血工程では、透析液が透析液回路3を流れ、透析液回路3から補液回路4および血液回路2を通る。この透析液の流れによって、透析液が血液浄化器1の血液流路を流れ、血液回路2および血液浄化器1に残存した血液を押し出し、血液を体内に戻す。
【0085】
図7は、透析液フィルタ10内の透析液を使用して補液式返血工程を行うときの透析液の流れを示す。図7に示す例では、補液式返血工程において、送液正方向で血液を体内に戻す。図に示す開閉弁は、網掛けで表示され、開閉弁が閉鎖している場合、図に示す開閉弁は、白抜きで表示される。
【0086】
図7に示すように、補液式返血工程(送液正方向)では、開閉弁7c、開閉弁V3、開閉弁V5、および開閉弁V2が開放する。また、空気ポンプ7aが正回転する。さらに、血液ポンプ5が正回転する。これらの開閉弁の開放、空気ポンプ7aの回転、および血液ポンプ5の回転は、制御装置12による指示によって制御される。特に、制御装置12は、透析液回路3(透析液導入回路3a)、補液回路4、および血液回路2への透析液の流れが生じるよう、空気ポンプ7aの単位時間当たりの回転数を制御する(一次空気導入部7からの空気の流量を制御する)。
【0087】
空気ポンプ7aの駆動および開閉弁7cの開放により、透析液フィルタ10に空気が導入され、透析液フィルタ10の一次チャンバ10aが陽圧になる。これにより、一次チャンバ10a内の透析液が二次チャンバ10bに至り、透析液導入回路3aを流れる。つまり、制御装置12は、図7に示す流路を透析液が流れるよう透析液回路3、補液回路4、および血液回路2を制御する。
【0088】
開閉弁V3、開閉弁V5、および開閉弁V2の開放により、透析液は、透析液導入回路3a、脱血側補液回路4a、脱血側回路2a、血液浄化器1(血液流路)、および返血側回路2bを通る。図7では、この透析液の流れを、太鎖線矢印で示している。この透析液の流れにより、透析液が血液浄化器1および血液回路2(返血側回路2b)に残存した血液を押し出し、血液が体内に戻される。
【0089】
図7において説明した補液式返血工程(送液正方向)は、バックアップ電源13からの電力供給により、少なくとも制御装置12、開閉弁7c、開閉弁V3、開閉弁V5、開閉弁V2、空気ポンプ7a、および血液ポンプ5のみが動作することによって行われる。一方で、複式ポンプ9など、透析治療において透析液を透析液回路3に流し、血液を血液回路2に流すための構成要素は停止していてもよい。
【0090】
透析液フィルタ10内の透析液が流れると、透析液供給源が透析液フィルタ10から透析液フィルタ11に切り替わる。透析液供給源の切り替えについては、第1の実施形態において説明したので、詳細な説明は省略する。透析液供給源が透析液フィルタ10から透析液フィルタ11に切り替わると、透析液フィルタ11内の透析液を使用して補液式返血工程(送液正方向)が行われる。
【0091】
以上説明したように、第2の実施形態では、透析液フィルタ10内の透析液を使用して補液式返血工程(送液正方向)を行う。第2の実施形態に係る構成でも、血液回路2において透析液を引き出すための圧力が生じず、血液回路2が陰圧にならない。透析液フィルタ11内の透析液を使用する場合も同様である。よって、第2の実施形態に係る構成によれば、透析液供給部6による透析液の生成および供給が停止したときでも、従来技術と比較して、より良好に返血を行うことができる。
【0092】
また、第2の実施形態に係る構成では、制御装置12、開閉弁7c、開閉弁V3、開閉弁V5、開閉弁V2、空気ポンプ7a、および血液ポンプ5のみが動作する。このことから、特に、主電源から血液浄化装置100への電力供給が停止した場合でも、バックアップ電源13から最低限の構成要素への電力供給によって返血を行うことができる。
【0093】
なお、補液式返血工程(送液正方向)では、透析液が血液ポンプ5を通るため、血液ポンプ5を駆動する必要がある。よって、血液回路2において透析液を引き出すための圧力が生じる。血液回路2が陰圧になることを防止するために、透析液フィルタ10(または、透析液フィルタ11)に空気が導入されることによって生じる透析液回路3内の圧力が、予め定められた閾値を超えない(または、血液ポンプ5の駆動によって生じる血液回路2内の圧力よりも高くなる)よう、空気ポンプ7a(もしくは、空気ポンプ8a)および/または血液ポンプ5が制御される。この制御については、第1の実施形態において説明したので、詳細な説明は省略する。
【0094】
図7において説明した返血工程の代わりにまたはそれに加え、補液式返血工程において、送液逆方向で血液を体内に戻す補液式返血工程(送液逆方向)を行ってもよい。図8は、透析液フィルタ10内の透析液を使用して補液式返血工程(送液逆方向)を行うときの透析液の流れを示す。
【0095】
図8に示すように、補液式返血工程(送液逆方向)では、開閉弁7c、開閉弁V3、開閉弁V11、および開閉弁V1が開放する。また、空気ポンプ7aが正回転する。さらに、血液ポンプ5が逆回転する。これらの開閉弁の開放、空気ポンプ7aの回転、および血液ポンプ5の回転は、制御装置12による指示によって制御される。特に、制御装置12は、透析液回路3(透析液導入回路3a)、補液回路4、および血液回路2への透析液の流れが生じるよう、空気ポンプ7aの単位時間当たりの回転数を制御する(一次空気導入部7からの空気の流量を制御する)。
【0096】
空気ポンプ7aの駆動および開閉弁7cの開放により、透析液フィルタ10に空気が導入され、透析液フィルタ10の一次チャンバ10aが陽圧になる。これにより、一次チャンバ10a内の透析液が二次チャンバ10bに至り、透析液導入回路3aを流れる。つまり、制御装置12は、図8に示す流路を透析液が流れるよう透析液回路3、補液回路4、および血液回路2を制御する。
【0097】
開閉弁V3、開閉弁V11、および開閉弁V1の開放により、透析液は、透析液導入回路3a、返血側補液回路4b、返血側回路2b、血液浄化器1(血液流路)、および脱血側回路2aを通る。図8では、この透析液の流れを、太鎖線矢印で示している。この透析液の流れにより、透析液が血液浄化器1および血液回路2(脱血側回路2a)に残存した血液を押し出し、血液が体内に戻される。
【0098】
図8において説明した補液式返血工程(送液逆方向)は、バックアップ電源13からの電力供給により、少なくとも制御装置12、開閉弁7c、開閉弁V3、開閉弁V7、開閉弁V1、空気ポンプ7a、および血液ポンプ5のみが動作することによって行われる。一方で、複式ポンプ9など、透析治療において透析液を透析液回路3に流すための構成要素は停止していてもよい。
【0099】
透析液フィルタ10内の透析液が流れると、透析液供給源が透析液フィルタ10から透析液フィルタ11に切り替わる。透析液供給源の切り替えについては、第1の実施形態において説明したので、詳細な説明は省略する。透析液供給源が透析液フィルタ10から透析液フィルタ11に切り替わると、透析液フィルタ11内の透析液を使用して補液式返血工程(送液逆方向)が行われる。
【0100】
補液式返血工程(送液逆方向)では、透析液が血液ポンプ5を通るため、血液ポンプ5を駆動する必要がある。よって、血液回路2において透析液を引き出すための圧力が生じる。血液回路2が陰圧になることを防止するために、透析液回路3内の圧力が、予め定められた閾値を超えない(または、血液回路2内の圧力よりも高くなる)よう、空気ポンプ7a(もしくは、空気ポンプ8a)および/または血液ポンプ5が制御される。この制御については、第1の実施形態において説明したので、詳細な説明は省略する。
【0101】
なお、補液式返血工程(送液正方向)および補液式返血工程(送液逆方向)の両方が行われてもよい。例えば、透析液フィルタ10内の透析液を使用して補液式返血工程(送液正方向)が最初に行われ、透析液供給源を切り替えるときに、透析液フィルタ11内の透析液を使用して補液式返血工程(送液逆方向)が行われてもよい。また、透析液フィルタ10内の透析液を使用して補液式返血工程(送液逆方向)が最初に行われ、透析液供給源を切り替えるときに、透析液フィルタ11内の透析液を使用して補液式返血工程(送液正方向)が行われてもよい。補液式返血工程(送液正方向)および補液式返血工程(送液逆方向)の両方を行うことによって、脱血側回路2aおよび返血側回路2bの両方に残存した血液を体内に戻すことができる。
【0102】
<第3の実施形態>
図9は、第3の実施形態に係る血液浄化装置300の構成を示すブロック図である。血液浄化装置300は、第1の実施形態に係る血液浄化装置100と比較して、空気導入部(一次空気導入部7および二次空気導入部8)の構成が異なり、その他の構成は同様である。血液浄化装置300は、一次空気導入部7および二次空気導入部8の代わりに、空気導入部14を含む。
【0103】
空気導入部14は、一次空気導入部7および二次空気導入部8と同等の役割を果たし、透析液フィルタ10および透析液フィルタ11に空気を導入する。空気導入部14は、空気ポンプ14a、空気導入路14b、開閉弁(電磁弁)14c、開閉弁(電磁弁)14d、空気フィルタ14e、および空気フィルタ14fを含む。空気ポンプ14aは、内部に回転子を有し、回転子が回転するよう駆動する。回転子は、制御装置12による制御の下、電動モータなどのアクチュエータ(図示しない)によって回転する。空気ポンプ14aには、ロータリエンコーダ(図示せず)が設けられる。ロータリエンコーダは、回転子の回転数を検出する。空気ポンプ14aが回転することによって、空気導入路14bを通じて空気が透析液フィルタ10および透析液フィルタ11に導入される。
【0104】
図示しないが、空気導入部14は、図2に示した一次空気導入部7および二次空気導入部8と同様に、脱血側エアトラップチャンバ2cおよび返血側エアトラップチャンバ2dと接続される。空気ポンプ14aは、例えば、透析治療中に、脱血側エアトラップチャンバ2cおよび返血側エアトラップチャンバ2d内の液面を調整する液面調整ポンプとしての役割も果たす。
【0105】
空気ポンプ14aの駆動により透析液フィルタ10および透析液フィルタ11に導入された空気によって、透析液回路3(透析液導入回路3a)および血液回路2への透析液の流れが生じる。空気ポンプ14aと透析液フィルタ10との間に設けられた開閉弁14cの開閉によって、透析液フィルタ10への空気の流れが制御される。同様に、空気ポンプ14aと透析液フィルタ11との間に設けられた開閉弁14dの開閉によって、透析液フィルタ11への空気の流れが制御される。空気フィルタ14eおよび空気フィルタ14fは、空気中のごみを除去する。なお、空気導入部14において、空気フィルタ14eおよび空気フィルタ14fは必須の構成ではない。
【0106】
第3の実施形態では、第1の実施形態および第2の実施形態と比較して、例えば、2つの空気ポンプ7aおよび空気ポンプ8aを含む代わりに、空気ポンプ14aのみを含む。同様に、2つの空気導入路7bおよび空気導入路8bを含む代わりに、空気導入路14bのみを含む。このようにして、装置全体の構成がより簡素化される。
【0107】
次に、図10および図11を参照して、第3の実施形態に係る処理を説明する。第3の実施形態では、透析液フィルタ10および透析液フィルタ11内の透析液を使用して、逆濾過式返血工程(送液正方向)により血液浄化器1および血液回路2に残存した血液を体内に戻す例のみを説明する。しかしながら、第3の実施形態でも、逆濾過式返血工程(送液逆方向)、補液式返血工程(送液正方向)、および補液式返血工程(送液逆方向)のいずれかによる返血が行われてもよい。血液浄化装置300でも、後述する一部の構成要素のみがバックアップ電源13からの電力供給によって機能する。
【0108】
図10は、透析液フィルタ10内の透析液を使用して逆濾過式返血工程(送液正方向)を行うときの透析液の流れを示す。図に示す開閉弁は、網掛けで表示され、開閉弁が閉鎖している場合、図に示す開閉弁は、白抜きで表示される。
【0109】
図10に示すように、逆濾過式返血工程(送液正方向)では、開閉弁14c、開閉弁V3、開閉弁V4、および開閉弁V2が開放する。また、空気ポンプ14aが正回転する。これらの開閉弁の開放、および空気ポンプ14aの回転は、制御装置12による指示によって制御される。特に、制御装置12は、透析液回路3(透析液導入回路3a)および血液回路2への透析液の流れが生じるよう、空気ポンプ14aの単位時間当たりの回転数を制御する(空気導入部14からの空気の流量を制御する)。
【0110】
空気ポンプ14aの駆動および開閉弁14cの開放により、透析液フィルタ10に空気が導入され、透析液フィルタ10の一次チャンバ10aが陽圧になる。これにより、一次チャンバ10a内の透析液が二次チャンバ10bに至り、透析液導入回路3aを流れる。つまり、制御装置12は、図10に示す流路を透析液が流れるよう透析液回路3および血液回路2を制御する。
【0111】
開閉弁V3、開閉弁V4、および開閉弁V2の開放により、透析液は、透析液導入回路3a、血液浄化器1(血液浄化膜)、および返血側回路2bを通る。図10では、この透析液の流れを、太鎖線矢印で示している。なお、透析液は、血液浄化器1の内部においては、透析液流路、血液浄化膜、および血液流路の順に流れる。この透析液の流れにより、透析液が血液浄化器1および血液回路2(返血側回路2b)に残存した血液を押し出し、血液が体内に戻される。
【0112】
図10において説明した逆濾過式返血工程(送液正方向)は、バックアップ電源13からの電力供給により、少なくとも制御装置12、開閉弁14c、開閉弁V3、開閉弁V4、開閉弁V2、および空気ポンプ14aのみが動作することによって行われる。一方で、血液ポンプ5および複式ポンプ9など、透析治療において透析液を透析液回路3に流し、血液を血液回路2に流すための構成要素は停止していてもよい。
【0113】
透析液フィルタ10内の透析液が流れると、透析液供給源が透析液フィルタ10から透析液フィルタ11に切り替わる。透析液供給源の切り替えについては、第1の実施形態において説明したので、詳細な説明は省略する。図11は、透析液フィルタ11内の透析液を使用して逆濾過式返血工程(送液正方向)を行うときの透析液の流れを示す。
【0114】
図11に示すように、透析液供給源が透析液フィルタ10から透析液フィルタ11に切り替わると、開閉弁14cが閉鎖する。一方、開閉弁14dが開放する。この開閉弁の開放および閉鎖は、制御装置12による指示によって制御される。特に、制御装置12は、透析液回路3(透析液導入回路3a)および血液回路2への透析液の流れが生じるよう、空気ポンプ14aの単位時間当たりの回転数を制御する(空気導入部14からの空気の流量を制御する)。
【0115】
空気ポンプ14aの駆動および開閉弁14dの開放により、透析液フィルタ11に空気が導入され、透析液フィルタ11の一次チャンバ11aが陽圧になる。これにより、一次チャンバ11a内の透析液が二次チャンバ11bに至り、透析液導入回路3aを流れる。その後、透析液は、図11で示した流路と同様の流路を流れる。つまり、制御装置12は、図11に示す流路を透析液が流れるよう透析液回路3および血液回路2を制御する。図11では、この透析液の流れを、太鎖線矢印で示している。
【0116】
図11において説明した逆濾過式返血工程(送液正方向)は、バックアップ電源13からの電力供給により、少なくとも制御装置12、開閉弁14d、開閉弁V3、開閉弁V4、開閉弁V2、および空気ポンプ14aのみが動作することによって行われる。一方で、血液ポンプ5および複式ポンプ9などは停止していてもよい。
【0117】
以上説明したように、第3の実施形態では、単一の空気導入部14により透析液供給源を切り替える。第3の実施形態に係る構成でも、血液ポンプ5を駆動する必要がない。また、第3の実施形態に係る構成でも、血液回路2において透析液を引き出すための圧力が生じず、血液回路2が陰圧にならない。よって、第3の実施形態に係る構成によれば、透析液供給部6による透析液の生成および供給が停止したときでも、従来技術と比較して、より良好に返血を行うことができる。
【0118】
上述した第1の実施形態乃至第3の実施形態では、2つの透析液フィルタ(透析液フィルタ10および透析液フィルタ11)が使用されるが、単一の透析液フィルタまたは3つ以上の透析液フィルタが使用されてもよい。つまり、n個(nは1以上の整数)の透析液フィルタ内の透析液を使用して、血液浄化器1および血液回路2の残存した血液を体内に戻す。例えば、3つ以上の透析液フィルタが使用される場合、上述した判定方法に従って、透析液供給源が3段階で切り替わる。透析液フィルタ10および透析液フィルタ11に貯留した透析液を使用して返血が行われるが、透析液を貯留するための専用のチャンバが設けられてもよい。
【0119】
また、第1の実施形態乃至第3の実施形態では、一次空気導入部7は、空気ポンプ7aを含む代わりに、圧縮した空気を封入した圧縮空気タンクを含む構成であってもよい。この構成の場合、開閉弁7cを開放することによって、圧縮空気タンクから空気導入路7bを通じて透析液フィルタ10に空気が導入される。二次空気導入部8および空気導入部14についても同様に、空気ポンプ8aおよび空気ポンプ14aを含む代わりに、圧縮空気タンクを含む構成であってもよい。上記に加え、空気ポンプ7a、空気ポンプ8a、空気ポンプ14a、および血液ポンプ5の回転は、ロータリエンコーダを使用して制御されるが、その他の方式において制御されてもよい。空気ポンプ7a、空気ポンプ8a、空気ポンプ14a、および血液ポンプ5の回転は、例えば、パルスモータを使用した開ループ制御に基づいて行われてもよい。
【0120】
さらに、逆濾過式返血工程(送液正方向および送液逆方向)ならびに補液式返血工程(送液正方向および送液逆方向)の任意の組み合わせが行われてもよい。例えば、透析液フィルタ10内の透析液を使用して補液式返血工程(送液正方向)が最初に行われ、透析液供給源を切り替えるときに、透析液フィルタ11内の透析液を使用して逆濾過式返血工程(送液逆方向)が行われてもよい。
【0121】
さらに、上述した第1の実施形態乃至第3の実施形態は、主に返血工程において適用されるが、そのような例に限定されない。上述した処理は、血液から余分な水分を除去する除水工程により患者の血液が減少することによって生じる血圧低下を防止するための補液工程などにも適用されてもよい。補液工程では、血液回路に透析液を注入し、体内の血液を補う。
【0122】
上記説明した実施形態は例示にすぎず、実施形態の範囲は、説明した例に限定されない。説明した処理および構成要素に加え、追加の処理および/または構成要素が追加されてもよい。また、発明の概念から逸脱することなく、説明した処理および/もしくは構成要素に変更が加えられてもよく、または特定の処理および/もしくは構成要素が省略されてもよい。さらに、説明した処理の順序は変更されてもよい。
【0123】
また、実施形態に係る血液浄化装置は、制御装置12によって実行されるコンピュータプログラムによって実装されるが、当該コンピュータプログラムは、非一時的記憶媒体に記憶されてもよい。非一時的記憶媒体の例は、リードオンリメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリ装置、内蔵ハードディスクおよび取外可能ディスク装置などの磁気媒体、光磁気媒体、ならびにCD-ROMディスクおよびデジタル多用途ディスク(DVD)などの光学媒体などを含む。
【符号の説明】
【0124】
1 血液浄化器
1a 血液導入口
1b 血液導出口
1c 透析液導入口
1d 透析液排出口
2 血液回路
2a 脱血側回路
2b 返血側回路
2c 脱血側エアトラップチャンバ
2d 返血側エアトラップチャンバ
3 透析液回路
3a 透析液導入回路
3b 透析液排出回路
4 補液回路
4a 脱血側補液回路
4b 返血側補液回路
5 血液ポンプ
6 透析液供給部
7 一次空気導入部
7a 空気ポンプ
7b 空気導入路
7c 開閉弁
7d 空気フィルタ
7e 空気フィルタ
8 二次空気導入部
8a 空気ポンプ
8b 空気導入路
8c 開閉弁
8d 空気フィルタ
8e 空気フィルタ
9 複式ポンプ
10 透析液フィルタ
10a 一次チャンバ
10b 二次チャンバ
11 透析液フィルタ
11a 一次チャンバ
11b 二次チャンバ
12 制御装置
13 バックアップ電源
14 空気導入部
14a 空気ポンプ
14b 空気導入路
14c 開閉弁
14d 開閉弁
14e 空気フィルタ
14f 空気フィルタ
100 血液浄化装置
200 血液浄化装置
300 血液浄化装置
P 透析液ポート
V1~V11 開閉弁
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11