特開 2024-59306 血液浄化装置および血液浄化装置の制御方法

(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】P2024059306

(43)【公開日】2024-05-01

(54)【発明の名称】血液浄化装置および血液浄化装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   A61M 1/16 20060101AFI20240423BHJP

   A61M 1/36 20060101ALI20240423BHJP

【ＦＩ】

A61M1/16 111

A61M1/36 103

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022166911

(22)【出願日】2022-10-18

(71)【出願人】

【識別番号】000135036

【氏名又は名称】ニプロ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】尾上 慶次

【テーマコード（参考）】

4C077

【Ｆターム（参考）】

4C077AA05

4C077BB01

4C077DD27

4C077EE01

4C077GG02

4C077HH03

4C077HH20

4C077HH21

4C077KK19

(57)【要約】

【課題】実運用時において装置全体の温度上昇を低減可能な血液浄化装置を提供する。
【解決手段】血液浄化装置は、血管回路を構成するチューブ内の気泡を検知するセンサと、気泡が検知されたことに基づきチューブを閉塞するクランプとを備える。クランプは、第１の位置から第２の位置に移動することによりチューブを閉塞する押圧部材と、押圧部材を第１の位置から第２の位置に移動させるアクチュエータとを含む。血液浄化装置は、アクチュエータを動作させるための電源と、電源からアクチュエータに供給される電力を制御する制御装置４００とをさらに備える。制御装置４００は、予め定められた指示を受け付けると、予め定められた時間、アクチュエータに供給される電力を第１の電力に制御し、予め定められた時間経過した後に気泡が検知されると、アクチュエータに供給される電力を第１の電力よりも小さい第２の電力に制御する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

血管回路を構成するチューブ内の気泡を検知するセンサと、
前記気泡が検知されたことに基づき前記チューブを閉塞するクランプとを備え、前記クランプは、第１の位置から第２の位置に移動することにより前記チューブを閉塞する押圧部材と、前記押圧部材を前記第１の位置から前記第２の位置に移動させるアクチュエータとを含み、
前記アクチュエータを動作させるための電源と、
前記電源から前記アクチュエータに供給される電力を制御する制御装置とをさらに備え、
前記制御装置は、
予め定められた指示を受け付けると、予め定められた時間、前記アクチュエータに供給される電力を第１の電力に制御し、
前記予め定められた時間経過した後に前記気泡が検知されると、前記アクチュエータに供給される電力を前記第１の電力よりも小さい第２の電力に制御する、血液浄化装置。

【請求項2】

前記電源と前記アクチュエータとの間に設けられたスイッチング素子をさらに備え、
前記制御装置は、
前記予め定められた指示を受け付けると、前記予め定められた時間、デューティ比を第１の値として前記スイッチング素子の動作を制御し、
前記予め定められた時間した後は、前記気泡が検知されると、前記デューティ比を前記第１の値のよりも小さい第２の値として前記スイッチング素子の動作を制御する、請求項１に記載の血液浄化装置。

【請求項3】

前記第１の値は、７０％以上の値である、請求項２に記載の血液浄化装置。

【請求項4】

前記第２の値は、５０％以下の値である、請求項３に記載の血液浄化装置。

【請求項5】

前記押圧部材は、金属製またはセラミック製である、請求項１から４のいずれか１項に記載の血液浄化装置。

【請求項6】

前記チューブの延在方向における前記押圧部材の幅は、３ｍｍ以下である、請求項５に記載の血液浄化装置。

【請求項7】

前記押圧部材の温度を測定するセンサをさらに備え、
前記制御装置は、前記温度の上昇幅に応じて前記予め定められた時間の長さを設定する、請求項１に記載の血液浄化装置。

【請求項8】

血管回路を構成するチューブをクランプによって閉塞可能な血液浄化装置の制御方法であって、前記クランプは、前記チューブを閉塞する押圧部材と、前記押圧部材を移動させるアクチュエータとを含み、
前記チューブ内の気泡を検知するステップと、
予め定められた指示を受け付けたことに基づき、予め定められた時間、前記アクチュエータに供給される電力を第１の電力に制御するステップと、
前記予め定められた時間経過した後に前記気泡が検知されると、前記アクチュエータに供給される電力を前記第１の電力よりも小さい第２の電力に制御するステップとを備える、血液浄化装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、血液浄化装置および血形浄化装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、透析および濾過の少なくとも一方により血液を浄化する血液浄化装置が知られている。たとえば、特開２０１９－１６９号公報（特許文献１）には、血管回路を構成するチューブを閉塞可能なクランプユニットを備えた透析装置が開示されている。

【0003】

当該クランプユニットは、クランプと、チューブ内の気泡を検知する気泡検知センサとを含む。クランプは、アクチュエータの一種であるソレノイドと、ソレノイドの出力軸（プランジャー）とを有する。出力軸の動作により、チューブを閉塞状態（流路を遮断した状態）とすることができる。詳しくは、チューブは、クランプによって一部が押し潰されることにより閉塞する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

クランプのアクチュエータを動作させると、血液浄化装置内において熱が発生する。血液浄化装置では、装置の温度の上限値が規格によって定められている。よって、上限値（たとえば、４８度）を超えるような熱の蓄積を防止する必要がある。

【0006】

熱の蓄積を抑制するため、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御等によりアクチュエータに供給する電力を低減することが考えられる。しかしながら、アクチュエータに供給する電力を低減すると、アクチュエータを動作させてもチューブを閉塞することができないといった状況が起こりえる。

【0007】

本開示は、上記の問題点に鑑みされたものであって、その目的は、実運用時において装置全体の温度上昇を低減可能な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】

本開示のある局面に従うと、血液浄化装置は、血管回路を構成するチューブ内の気泡を検知するセンサと、気泡が検知されたことに基づきチューブを閉塞するクランプとを備える。クランプは、第１の位置から第２の位置に移動することによりチューブを閉塞する押圧部材と、押圧部材を第１の位置から第２の位置に移動させるアクチュエータとを含む。血液浄化装置は、アクチュエータを動作させるための電源と、電源からアクチュエータに供給される電力を制御する制御装置とをさらに備える。制御装置は、予め定められた指示を受け付けると、予め定められた時間、アクチュエータに供給される電力を第１の電力に制御する。制御装置は、予め定められた時間経過した後に気泡が検知されると、アクチュエータに供給される電力を第１の電力よりも小さい第２の電力に制御する。

【0009】

本開示の他の局面に従うと、血管回路を構成するチューブをクランプによって閉塞可能な血液浄化装置の制御方法であって、クランプは、チューブを閉塞する押圧部材と、押圧部材を移動させるアクチュエータとを含む。血液浄化装置の制御方法は、チューブ内の気泡を検知するステップと、予め定められた指示を受け付けたことに基づき、予め定められた時間、アクチュエータに供給される電力を第１の電力に制御するステップと、予め定められた時間経過した後に気泡が検知されると、アクチュエータに供給される電力を第１の電力よりも小さい第２の電力に制御するステップとを備える。

【発明の効果】

【0010】

上記の開示によれば、実運用時において装置全体の温度上昇を低減可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】血液浄化装置の斜視図である。

【図2】血液浄化装置の全体構成の概略を表す図である。

【図3】動脈側ユニットの外観図である。

【図4】血液浄化装置内における機器ユニットの裏面側を示した斜視図である。

【図5】血液浄化装置に含まれる制御ユニットの例を示した図である。

【図6】実運用に先立ち行われる前処理の流れを説明するためのフロー図である。

【図7】前処理後における実運用での処理の流れを説明するためのフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しつつ、本実施の形態の血液浄化装置について説明する。以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下では、「ユーザ」は、典型的には、医師、看護師等の医療従事者を指す。また、以下では、互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸との３軸から構成されるＸＹＺ座標系を用いて説明する。

【0013】

＜Ａ．全体構成＞
図１は、血液浄化装置の斜視図である。図１に示されるように、血液浄化装置１は、本体２と、表示装置３とを備える。表示装置３は、本体２に取り付けられている。表示装置３は、本体２の上部に取り付けられている。本体２には、血液回路を構成するチューブが接続される。表示装置３は、典型的には、ディスプレイにタッチパネルが重畳されたタッチスクリーンである。

【0014】

本体２は、機器ユニット１００を備える。機器ユニット１００は、血管回路を構成するチューブ（図２参照）を閉塞する機能を有する。機器ユニット１００は、動脈側ユニット１１０と、静脈側ユニット１２０とを含む。本体２は、制御装置４００（図５参照）と、複数のポンプとをさらに含んでいる（図２参照）。

【0015】

動脈側ユニット１１０の一部と、静脈側ユニット１２０の一部とは、外部に露出している。すなわち、動脈側ユニット１１０の一部と、静脈側ユニット１２０の一部とは、血液浄化装置１のコンソール側に設置されている。なお、本例では、動脈側ユニット１１０と、静脈側ユニット１２０とは、コンソールにおいて、Ｙ軸方向に３００ｍｍ以内の所定の距離だけ離れて配置されている。

【0016】

図２は、血液浄化装置１の全体構成の概略を表す図である。図２に示すように、血液浄化装置１は、本例では、補充液ポンプ３１と、透析液ポンプ３２と、排液ポンプ３３と、血液ポンプ３４と、血液濾過器５０と、注射器６０と、機器ユニット１００と、制御装置４００（図５参照）とを備える。

【0017】

機器ユニット１００は、上述したように、動脈側ユニット１１０と、静脈側ユニット１２０とを含む。動脈側ユニット１１０は、クランプ１１１と、気泡検知センサ１１３と、クランプ１１４と、気泡検知センサ１１５とを有する。静脈側ユニット１２０は、クランプ１２１と、気泡検知センサ１２３とを有する。なお、クランプは、「バルブ」とも称される。

【0018】

血液濾過器５０は、血液から不要または有毒な物質を除去する。血液濾過器５０は、中空糸膜を有する。血液濾過器５０は、中空糸膜の内側に血液を流す。一例として中空糸膜の内側から外側へ圧力をかけることにより、水分、血液中の老廃物、サイトカイン等の中分量物質が、血液濾過器５０内において中空糸膜の内側領域から外側領域へと移動する。これにより、血液が浄化される。

【0019】

補充液ポンプ３１は、補液または置換液とも称される補充液４１を血液回路（流路）に供給する。透析液ポンプ３２は、透析液４２を血液回路に供給する。詳しくは、透析液ポンプ３２は、透析液を血液濾過器５０の中空糸膜の外側領域に供給する。排液ポンプ３３は、血液濾過器５０内の中空糸膜の外側領域に移動した物質（血液中の物質）を含む排液（透析液の排液）を排液容器４３に送る。排液ポンプ３３は、「濾過ポンプ」とも称される。血液ポンプ３４は、血液回路において、血液を循環させる。血液ポンプ３４は、血液を血液濾過器５０に送る。

【0020】

補充液ポンプ３１と、透析液ポンプ３２と、排液ポンプ３３と、血液ポンプ３４と、機器ユニット１００との動作は、制御装置によって制御される。

【0021】

注射器６０は、血液回路と血液濾過器５０とにおいて血液が凝固するのを防ぐため、ユーザの操作に基づき、抗凝固薬を血液回路に供給する。また、血液浄化装置１では、生理食塩水４４が動脈側の血液回路に供給可能である。具体的には、血液浄化装置１では、生理食塩水４４を血液ポンプ３４の上流側に供給可能である。

【0022】

（動脈側ユニット１１０）
動脈側ユニット１１０は、動脈側の血管回路（詳しくは、動脈側ラインＬａ）を閉塞可能である。動脈側ユニット１１０によって、透析液による自動プライミングと、自動返血と、緊急補液とを行うことができる。

【0023】

クランプ１１１と、気泡検知センサ１１３とは、動脈側ユニット１１０において、上流側から下流側に向かって、この順に並んで配置されている。気泡検知センサ１１５と、クランプ１１４とは、動脈側ユニット１１０において、生理食塩水４４から下流側に向かって、この順に並んで配置されている。

【0024】

気泡検知センサ１１３は、動脈側ラインＬａを構成するチューブ９０ａ内の気泡を検知する。気泡検知センサ１１３は、典型的には、超音波方式のセンサである。気泡検知センサ１１３は、動脈側ラインＬａを構成するチューブ９０ａ内に流れる液体に超音波を照射することにより、液体の透過率と気泡の透過率との差を検出する。これにより、気泡検知センサ１１３によって、気泡の有無が検出される。なお、チューブ９０ａおよび後述するチューブ９０ｓ，９０ｖは、たとえば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、シリコン（Ｓｉ）等の可撓性のチューブで形成される。

【0025】

クランプ１１１は、動脈側ラインＬａを構成するチューブ９０ａを押し潰すことにより、動脈側ラインＬａの流路を閉塞する。これにより、気泡検知センサ１１３よりも上流側において、チューブ９０ａ内での送液を停止させることができる。クランプ１１１は、動脈側ラインＬａを構成するチューブ９０ａを開くことにより、動脈側ラインＬａの流路を開放する。これにより、気泡検知センサ１１３よりも上流側において、チューブ９０ａ内での送液を開始することができる。

【0026】

なお、制御装置４００（図５参照）は、後述するソレノイド１１１ｂ（図４）の動作を、ソレノイド１１１ｂに対して設けられたリミットスイッチ（図示せず）を用いて検出することにより、動脈側ラインＬａを構成するチューブ９０ａが閉塞されているか否かを判断する。

【0027】

気泡検知センサ１１５は、気泡検知センサ１１３と同様の構成を有する。気泡検知センサ１１５は、生理食塩水４４とチューブ９０ａとを接続するチューブ９０ｓ内の気泡の有無を検知する。チューブ９０ｓは、分岐管９９によってチューブ９０ａと接続されている。

【0028】

クランプ１１４は、生理食塩水を用いたプライミングと、返血工程とにおいて、制御装置によって開閉する。クランプ１１４は、気泡検知センサ１１５によって気泡が検知されると、チューブ９０ｓを押し潰すことにより流路を閉塞する。なお、制御装置４００（図５参照）は、後述するソレノイド１１４ｂ（図４）の動作を、ソレノイド１１４ｂに対して設けられたリミットスイッチ（図示せず）を用いて検出することにより、チューブ９０ｓが閉塞されているか否かを判断する。

【0029】

（静脈側ユニット１２０）
静脈側ユニット１２０は、静脈側の血管回路（詳しくは、静脈側ラインＬｖ）を閉塞可能である。気泡検知センサ１２３と、クランプ１２１とは、静脈側ユニット１２０において、上流側から下流側に向かって、この順に並んで配置されている。

【0030】

気泡検知センサ１２３は、静脈側ラインＬｖを構成するチューブ９０ｖ内の気泡を検知する。気泡検知センサ１２３は、気泡検知センサ１１３，１１５と同様の構成を有する。

【0031】

クランプ１２１は、気泡検知センサ１１３、気泡検知センサ１１５、および気泡検知センサ１２３による気泡の検出結果に応じて制御される。クランプ１２１は、気泡が所定量よりも多く検出された場合に、静脈側ラインＬｖを構成するチューブ９０ｖを押し潰すことにより、静脈側ラインＬｖの流路を閉塞する。これにより、気泡検知センサ１２３よりも上流側において、チューブ９０ｖ内での送液を停止させることができる。

【0032】

なお、制御装置４００（図５参照）は、後述するソレノイド１２１ｂ（図４）の動作を、ソレノイド１２１ｂに対して設けられたリミットスイッチ（図示せず）を用いて検出することにより、静脈側ラインＬｖを構成するチューブ９０ｖが閉塞されているか否かを判断する。

【0033】

なお、図２においては、後希釈方式の装置構成を例に挙げて説明しているが、これに限定されず、本開示の処理は前希釈方式の装置にも適用可能である。

【0034】

＜Ｂ．要部構成＞
図３は、動脈側ユニット１１０の外観図である。図３に示されるように、動脈側ユニット１１０は、少なくとも、押圧片１１４ａと、蓋部１１７と、ヒンジ１１８と、ロック機構１１９とを含む。クランプ１１４（図２）は、押圧片１１４ａを含む。なお、押圧片は、チューブを閉塞する部材（押圧部材）であって、「押し子」とも称される。押圧片は、チューブに対して圧力を加える加圧部材でもある。

【0035】

蓋部１１７は、ヒンジ１１８を中心に回動する。蓋部１１７が閉じられた状態で、ロック機構１１９によるロックがなされる。この状態において、チューブ９０ｓに生理食塩水を流すことができる。気泡検知センサ１１５によって気泡が検知等されると、押圧片１１４ａがＸ軸の正方向に移動する。これにより、分岐管９９によって動脈側ラインＬａに接続されているチューブ９０ｓが閉塞状態となる。詳しくは、押圧片１１４ａは、デフォルト位置である収容位置（第１の位置）から突出位置（第２の位置）に移動することにより、チューブ９０ｓを閉塞する。逆に、押圧片１１４ａは、突出位置から収容位置に移動することにより、チューブ９０ｓの閉塞状態を解除する。

【0036】

ロック機構１１９によるロックがなされた状態において、チューブ９０ａに液体が流れる。クランプ１１１（図２）は、動脈側ラインＬａを構成するチューブ９０ａを閉塞させる押圧片（図示せず）を含む。気泡検知センサ１１３によって気泡が検知等されると、当該押圧片がＸ軸の正方向に移動する。これにより、チューブ９０ａが閉塞状態となる。なお、静脈側ユニット１２０についても、動脈側ユニット１１０と同様に、図示しない、クランプ１２１を構成する押圧片と、蓋部と、ヒンジと、ロック機構とを含む。

【0037】

各押圧片は、固く、かつ熱伝導性の高い材質で構成されている。各押圧片は、典型的には、金属製である。各押圧片は、セラミック製であってもよい。

【0038】

本例では、各チューブ９０ａ，９０ｓ，９０ｖの延在方向における押圧片の幅（図３におけるＹ方向の幅）は、細いことが好ましい。たとえば、当該幅は、３ｍｍ以下であることが好ましい。

【0039】

図４は、血液浄化装置１内における機器ユニット１００の裏面側を示した斜視図である。図４に示されるように、血液浄化装置１は、機器ユニット１００と、引出機構２００とを備える。

【0040】

引出機構２００は、本体２と機器ユニット１００との各々に取り付けられている。詳しくは、引出機構２００は、可動部材２１０と、固定部材２６０とを備える。可動部材２１０は、図示しないネジで機器ユニット１００に取り付けられている。固定部材２６０は、図示しないネジで本体２に取り付けられている。可動部材２１０は、鉛直部位２１１と、水平部位２１２とを含む。

【0041】

固定部材２６０と可動部材２１０（詳しくは、水平部位２１２）とは、互いに係合し、かつＸ軸の正方向に延在している。可動部材２１０は、固定部材２６０に対してＸ軸方向（Ｘ軸の正方向および負方向）にスライド可能である。

【0042】

機器ユニット１００は、上述したように、動脈側ユニット１１０と、静脈側ユニット１２０とを備える。動脈側ユニット１１０は、ソレノイド１１１ｂと、ソレノイド１１４ｂとを含む。詳しくは、クランプ１１１（図２参照）は、ソレノイド１１１ｂを含む。クランプ１１４は、ソレノイド１１４ｂを含む。

【0043】

ソレノイド１１１ｂは、図示しないプランジャー（可動鉄芯）を有する。制御装置が、ソレノイド１１１ｂに電流を流すことにより、当該プランジャーがＸ軸の方向に移動する。これにより、対応する押圧片（図示せず）をＸ軸の正方向に移動させることができる。

【0044】

ソレノイド１１４ｂは、ソレノイド１１１ｂと同様に、図示しないプランジャーを有する。制御装置が、ソレノイド１１４ｂに電流を流すことにより、当該プランジャーがＸ軸の正方向に移動する。これにより、押圧片１１４ａ（図３参照）をＸ軸の方向に移動させることができる。

【0045】

静脈側ユニット１２０は、ソレノイド１２１ｂを含む。詳しくは、クランプ１２１（図２参照）は、ソレノイド１２１ｂを含む。ソレノイド１２１ｂは、図示しないプランジャーを有する。制御装置が、ソレノイド１２１ｂに電流を流すことにより、当該プランジャーがＸ軸の正方向に移動する。これにより、図示しない押圧片をＸ軸の正方向に移動させることができる。

【0046】

＜Ｃ．制御ユニット＞
（ｃ１．機器構成）
以下では、３つのソレノイド１１１ｂ，１１４ｂ，１２１ｂのうち、押圧片１１４ａ（図３）を動作させるソレノイド１１４ｂに着目して説明する。具体的には、以下では、ソレノイド１１４ｂのプランジャーを動作させる制御ユニットに着目して説明する。

【0047】

図５は、血液浄化装置１に含まれる制御ユニットの例を示した図である。図５に示されるように、制御ユニット５００は、電子回路３００と制御装置４００とを備える。

【0048】

電子回路３００は、直流電源３１０と、スイッチング素子３２０と、ダイオード３３０と、コンデンサ３４０と、チョークコイル３５０と、負荷としてのソレノイド１１４ｂとを含む。制御装置４００は、デューティ比設定部４１０と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）ジェネレータ４２０とを含む。

【0049】

直流電源３１０は、所定の電圧の直流を電子回路３００内に供給する。なお、血液浄化装置１は、図示しない降圧回路およびＡＣ／ＤＣコンバータにより、商用電源の交流を直流に変換する。これにより、直流電源３１０が構成されている。

【0050】

ダイオード３３０と、コンデンサ３４０と、ソレノイド１１４ｂとは、並列に接続されている。スイッチング素子３２０は、ダイオード３３０と、コンデンサ３４０と、ソレノイド１１４ｂとに直列に接続されている。チョークコイル３５０は、コンデンサ３４０と、ソレノイド１１４ｂと直列に接続されている。なお、チョークコイル３５０は、ノイズを取り除く目的で設置されている。

【0051】

スイッチング素子３２０は、本例では、ＭＯＳ型の電界効果トランジスタである。スイッチング素子３２０は、ソース（Ｓ）側とドレイン（Ｄ）側とに接続されたボディー（寄生）ダイオード３２１を有する。ボディーダイオード３２１は、ソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）と間のｐｎ接合により形成される。

【0052】

スイッチング素子３２０のドレイン（Ｄ）側の端子は、直流電源３１０の正極と配線によって接続されている。スイッチング素子３２０のソース（Ｓ）側の端子は、ダイオード３３０のカソード（Ｋ）側と配線によって接続されている。スイッチング素子３２０のソース（Ｓ）側の端子は、チョークコイル３５０とさらに接続されている。チョークコイル３５０は、スイッチング素子３２０とは反対側において、ソレノイド１１４ｂ（詳しくは、コイル）とコンデンサ３４０とに配線によって接続されている。

【0053】

ダイオード３３０のアノード（Ａ）は、直流電源の負極と配線によって接続されている。直流電源の負極は、コンデンサ３４０と、ソレノイド１１４ｂ（詳しくは、コイル）とに配線によって接続されている。スイッチング素子３２０のゲート（Ｇ）側の端子は、制御装置４００に接続されている。

【0054】

制御装置４００のデューティ比設定部４１０は、予め定められたプログラムに基づき、デューティ比を設定する。デューティ比設定部４１０は、設定したデューティ比をＰＷＭジェネレータ４２０に通知する。ＰＷＭジェネレータ４２０は、デューティ比設定部４１０から受け取ったデューティ比のパルス信号を生成する。ＰＷＭジェネレータ４２０は、生成されたパルス信号をスイッチング素子３２０のゲート（Ｇ）に入力する。

【0055】

なお、デューティ比は、パルス信号のオン状態の時間を、パルス信号の周期（オン状態の時間とオフ状態の時間との和）で割った値である。パルス信号の周期は、予め定められているものとする。

【0056】

スイッチング素子３２０のゲート（Ｇ）にパルス信号が入力されると、当該パルス信号のデューティ比に応じた電力が、負荷であるソレノイド１１４ｂに供給される。詳しくは、ソレノイド１１４ｂのコイル（図示せず）にデューティ比に応じた大きさの電流が流れる。

【0057】

本例では、制御ユニット５００は、デューティ比を変更することにより、負荷であるソレノイド１１４ｂに供給する電力の大きさを変更する。詳しくは、制御ユニット５００は、デューティ比を変更することにより、ソレノイド１１４ｂのコイルに流す電流の大きさ（電流値）を変更する。

【0058】

制御ユニット５００は、ソレノイド１１４ｂのコイルに流す電流値を変更することにより、プランジャーを移動させる力を制御することができる。すなわち、制御ユニット５００は、チューブ９０ｓ（図３）に対する押圧片１１４ａの押圧力を変更することができる。このように、制御ユニット５００は、パルス信号のデューティ比を変更することにより、チューブ９０ｓを閉塞するための力を変更する。変更の具体例については、後述する。

【0059】

なお、上記においては、スイッチング素子３２０としてＭＯＳ型の電界効果トランジスタを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。スイッチング素子３２０は、接合型の電界効果トランジスタであってもよい。スイッチング素子３２０は、電界効果トランジスタに限定されず、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）等のバイポーラトランジスタであってもよい。スイッチング素子３２０として、各種の素子を用いることができる。

【0060】

詳しくは、血液浄化装置１は、制御ユニット５００とは別に、ソレノイド１１１ｂのプランジャーを動作させる制御ユニット（図示せず）と、ソレノイド１２１ｂのプランジャーを動作させる制御ユニット（図示せず）とを備える。これらの制御ユニットの構成は、図５に示した制御ユニット５００の構成と同一である。このため、ここでは繰り返し説明は行わない。

【0061】

また、これに限らず、各ソレノイド１１４ｂ，１１１ｂ，１２１ｂ用に、３つのデューティ比設定部４１０と、３つのＰＷＭジェネレータ４２０とを備えるように、制御装置４００を構成してもよい。３つのスイッチング素子を１または複数の制御装置４００で制御する構成であればよい。

【0062】

（ｃ２．制御の具体例）
次に、図５に示した制御ユニット５００を用いた制御の具体例について説明する。本例では、チューブ９０ｓ（図３）を新品に交換した後、実運用（患者への使用）の前に、押圧片１１４ａを用いてチューブ９０ｓに癖を付ける処理を実行する。

【0063】

（１）前処理
図６は、実運用に先立ち行われる前処理の流れを説明するためのフロー図である。図６に示されるように、ステップＳ１において、所定の操作を受け付ける。所定の操作は、たとえば、血液浄化装置１に対するユーザの入力操作である。入力操作としては、たとえば、表示装置３のタッチパネルに対するタッチ操作である。タッチ操作としては、前処理の実行を指示する画像（アイコン等）の選択操作である。表示装置３への操作に限られず、所定の操作は、たとえば、動脈側ユニット１１０の蓋部１１７を閉じる操作であってもよい。この場合、図示しないセンサを用いて制御装置４００が蓋部１１７の開閉を検知可能なように血液浄化装置１を構成しておけばよい。チューブ９０ｓの交換を制御装置４００が検知できる構成であればよい。

【0064】

血液浄化装置１は、所定の操作を受け付けると、ステップＳ２において、制御装置４００のデューティ比設定部４１０（図５）は、ＰＷＭジェネレータ４２０で生成されるパルス信号のデューティ比を１００％に設定する。

【0065】

制御装置４００は、デューティ比が１００％に設定された後、デューティ比が１００％のパルス信号（この場合は、常時オン状態の信号）をスイッチング素子３２０のゲート（Ｇ）に入力する。これにより、制御装置４００は、ソレノイド１１４ｂを動作させる。その結果、押圧片１１４ａによるチューブ９０ｓの押圧が開始する（ステップＳ３）。デューティ比が１００％であるため、最大の押圧力でチューブ９０ｓが押圧される。

【0066】

ステップＳ４において、制御装置４００は、予め定められた時間（以下、「時間Ｔｄ」とも称する）が経過したか否かを判断する。具体的には、制御装置４００は、パルス信号の発振開始後、時間Ｔｄが経過したか否かを判断する。

【0067】

時間Ｔｄは、たとえば、０．５分から１０分の間の固定の時間とすることができる。時間Ｔｄは、たとえば、実験により、血液浄化装置１の製造メーカによって定めることができる。チューブ９０ｓの素材（組成）あるいは種類に応じて、時間Ｔｄを個別に定めてもよい。

【0068】

時間Ｔｄの定め方としては、たとえば、押圧片１１４ａの表面温度の情報を用いることもできる。この場合、動脈側ユニット１１０に、押圧片１１４ａの表面温度を測定する温度センサ（図示せず）を備えておく。制御装置４００は、表面温度が所定の温度だけ上昇するまでの時間を、上述した時間Ｔｄに設定する。所定の温度としては、２℃から３０℃の間の温度とすることができる。

【0069】

時間Ｔｄが経過していないと判断された場合（ステップＳ４においてＮＯ）、制御装置４００は、時間Ｔｄが経過するまで、デューティ比が１００％のパルス信号をスイッチング素子３２０に送り続ける。時間Ｔｄが経過したと判断された場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）、制御装置４００は、チューブ９０ｓの押圧を終了する。具体的には、制御装置４００は、スイッチング素子３２０のゲート（Ｇ）に送るパルス信号の生成を終了する。以上により、一連の前処理が終了する。

【0070】

チューブ９０ｓは、クランプ１１４の押圧片１１４ａによって、最大圧力で所定の箇所が押し潰される。このため、当該箇所には、癖が生じる。一旦、癖が生じると、以降の実運用においては、当該箇所を押し潰し易くなる。

【0071】

なお、上記においては、押圧片１１４ａを用いてチューブ９０ｓに癖を付ける局面を例に挙げて説明したが、チューブ９０ａとチューブ９０ｖに対しても、交換時に、同様の癖をつけるための前処理が実行される。

【0072】

また、上記においては、前処理時におけるデューティ比を１００％に設定しているが、これに限定されるものではない。デューティ比は、７０％以上であることが好ましい。なお、制御装置４００は、デューティ比に応じて、時間Ｔｄを設定すればよい。

【0073】

（２）実運用
上述したように、前処理において、各チューブ９０ｓに対する癖付けが行われている。このため、実運用では、前処理のときよりも小さい力で各チューブ９０ｓを閉塞可能となる。このため、実運用では、以下の処理が実行される。

【0074】

図７は、前処理後における実運用での処理の流れを説明するためのフロー図である。図７に示されるように、制御装置４００は、実運用（通常運転）が開始されると、ステップＳ１１において、デューティ比設定部４１０（図５）は、ＰＷＭジェネレータ４２０で生成されるパルス信号のデューティ比を５０％に設定する。

【0075】

ステップＳ１２において、制御装置４００は、気泡検知センサ１１５からの信号に基づき、気泡が検知されたか否かを判断する。制御装置４００は、気泡が検知された場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、ステップＳ１３において、チューブ９０ｓを押圧する。詳しくは、制御装置４００は、デューティ比が５０％のパルス信号をスイッチング素子３２０のゲート（Ｇ）に入力する。これにより、制御装置４００は、ソレノイド１１４ｂを動作させる。制御装置４００は、気泡が検知されていない場合（ステップＳ１２においてＮＯ）、処理をステップＳ１２に戻す。

【0076】

なお、上記においては、気泡が検知されたことに基づき、押圧片１１４ａを用いてチューブ９０ｓを閉塞する局面を例に挙げて説明した。チューブ９０ａとチューブ９０ｖに対しても、同様の処理がなされる。

【0077】

具体的には、気泡検知センサ１１３が気泡を検知すると、デューティ比を５０％とした力でクランプ１１１（図２）のソレノイド１１１ｂ（詳しくは、プランジャー）が動作する。これにより、対応する押圧片が当該力に応じた力でチューブ９０ａを閉塞する。同様に、静脈側の気泡検知センサ１２３が気泡を検知すると、デューティ比を５０％とした力でクランプ１２１（図２）のソレノイド１２１ｂ（詳しくは、プランジャー）が動作する。これにより、対応する押圧片が当該力に応じた力でチューブ９０ｖを閉塞する。

【0078】

このように、チューブ９０ａ，９０ｖに対しても癖付けが行われているため、実運用時においては、前処理のときよりも小さい力で各チューブ９０ａ，９０ｖを閉塞可能となる。

【0079】

なお、実運用時のデューティ比の例として、上記においては、５０％を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。デューティ比を５０％未満としてもよい。実運用におけるデューティ比は、前処理での癖の付き具合、チューブの材質等により決定することができる。

【0080】

＜Ｄ．小括＞
（１）以下では、主として、押圧片１１４ａを用いてチューブ９０ｓを閉塞するクランプ１１４に着目して小括する。なお、チューブ９０ａ，９０ｖを閉塞するクランプ１１１，１２１に関してもクランプ１１４と同様に小括できる。繰り返しの説明となるため、以下では３つのクランプ１１１，１１４，１２１のうち、クランプ１１４に着目して記載する。

【0081】

血液浄化装置１は、血管回路を構成するチューブ９０ｓ内の気泡を検知する気泡検知センサ１１５と、気泡が検知されたことに基づきチューブ９０ｓを閉塞するクランプ１１４とを備える。クランプ１１４は、収容位置から突出位置に移動することによりチューブ９０ｓを閉塞する押圧片１１４ａと、押圧片１１４ａを収容位置から突出位置に移動させるソレノイド１１４ｂとを含む。

【0082】

血液浄化装置１は、ソレノイド１１４ｂを動作させるための直流電源３１０と、直流電源３１０からソレノイド１１４ｂに供給される電力を制御する制御装置４００と、直流電源３１０とソレノイド１１４ｂとの間に設けられたスイッチング素子３２０とをさらに備える。

【0083】

血液浄化装置１は、実運用に先立ち前処理を行う。制御装置４００は、血液浄化装置１が所定の操作を受け付けることにより予め定められた指示を受け付けると、前処理として、予め定められた時間（時間Ｔｄ）、ソレノイド１１４ｂに供給される電力を第１の電力に制御する。具体的には、制御装置４００は、上記予め定められた指示を受け付けると、時間Ｔｄ、デューティ比を第１の値（本例では、１００％）としてスイッチング素子３２０の動作を制御する。この後、血液浄化装置１は、実運用に入る。

【0084】

制御装置４００は、時間Ｔｄ経過した後に気泡が検知されると、ソレノイド１１４ｂに供給される電力を上記第１の電力よりも小さい第２の電力に制御する。具体的には、制御装置４００は、時間Ｔｄした後は、気泡が検知されると、デューティ比を第１の値のよりも小さい第２の値（本例では、５０％）としてスイッチング素子３２０の動作を制御する。

【0085】

このように、前処理においてチューブ９０ｓに予め癖を付けておくことができる。それゆえ、実運用時において気泡が検知された場合には、前処理よりも小さな力でチューブ９０ｓを押圧しても、チューブ９０ｓを閉塞可能となる。そこで、気泡が検知された場合には、チューブ９０ｓを閉塞するために、デューティ比を前処理のときよりも小さな値とすることが可能となる。その結果、前処理を行なわない構成に比べて、実運用時において血液浄化装置１の温度上昇を低減可能となる。

【0086】

この点について、前処理を行わない構成（比較例）を挙げて説明すると、以下のとおりである。一般的なチューブでは、デューティ比を７０％程度に設定することにより、新品であっても閉塞が可能である。しかしながら、デューティ比が５０％を超えると、ソレノイドで発生する熱量が大きくなってしまい、血液浄化装置の温度上昇を抑制できない。

【0087】

しかしながら、本例の血液浄化装置１によれば、前処理においてチューブ９０ｓに癖を付けているため、実運用時におけるデューティ比を比較例に比べて小さくすることができる。それゆえ、本例の血液浄化装置１によれば、前処理を行わない比較例に比べて、実運用時（気泡が検知されうる局面）における、血液浄化装置１の温度上昇を低減することが可能となる。

【0088】

特に、医療経済上の観点からは、安価なチューブを使用することが求められている。このような安価なチューブは、高価なチューブに比べて、一般的に温度感度が高い。血液浄化装置の温度の仕様範囲（典型的には、１０℃～３８℃）に低温側の温度（たとえば、１０℃）などでは、チューブの閉塞するために、仕様範囲の高温側以外の温度に比べて、１０％から５０％程度大きな力が必要となる。

【0089】

それゆえ、安価なチューブが使用されることを考慮すると、血液浄化装置の製造メーカは、高価なチューブを使用する場合よりも、出力の大きなソレノイドを血液浄化装置に搭載しておくことが必要となる。詳しくは、上記の比較例においては、デューティ比を７０％にした状態であっても、低温側で十分にチューブを閉塞できるだけのソレノイドおよび直流電源を設けておく必要がある。

【0090】

しかしながら、本例の血液浄化装置１では、前処理において、デューティ比を７０％以上（好ましくは１００％）とし、かつ時間Ｔｄにわたり、チューブ９０ｓを押圧する。このため、実運用時における血液浄化装置１の周囲温度が低くても、比較例に比べて小さな力でチューブ９０ｓを閉塞することができる。このため、血液浄化装置１は、比較例に比べて、出力の大きなソレノイドを搭載しておく必要がなくなる。

【0091】

（２）以下では、押圧片１１４ａに着目して説明する。なお、チューブ９０ａ，９０ｖを閉塞する各押圧片（図示せず）に関しても押圧片１１４ａと同様に小括できる。繰り返しの説明となるため、以下では３つの押圧片のうち、押圧片１１４ａに着目して記載する。

【0092】

押圧片１１４ａは、金属製またはセラミック製である。それゆえ、押圧片１１４ａは、同じ形状の樹脂製の押圧片に比べて強度が強い。したって、チューブ９０ｓの延在方向における押圧片１１４ａの幅を、樹脂製の押圧片に比べて短くできる。たとえば、チューブ９０ｓの延在方向における押圧片１１４ａの幅を、３ｍｍ以下にできる。

【0093】

したがって、樹脂製の押圧片を用いた場合に比べて、チューブ９０ｓを閉塞するための力を小さくすることができる。すなわち、ソレノイド１１４ｂで生じる力を小さくすることができる。また、チューブ９０ｓの延在方向における押圧片１１４ａの幅が上記のように狭いため、樹脂製の押圧片のように幅を広くせざるを得ない構成に比べて、チューブ９０ｓに癖を付け易くなる。

【0094】

なお、押圧片１１４ａを金属等の熱伝導のよい材質で形成した場合、樹脂製の場合に比べて、ソレノイド１１４ｂで発生した熱が押圧片１１４ａを介してチューブ９０ｓに伝達し易い。しかしながら、本例の血液浄化装置１では、上述したように、運用時の熱の発生を低減可能であるため、比較例において押圧片を金属製等とした場合に比べて、チューブへの熱の影響を抑えることが可能となる。

【0095】

＜Ｅ．変形例＞
（１）上記においては、１つのスイッチング素子を用いて１つのソレノイドに供給される電力（詳しくは、ソレノイドのコイルに流す電流）を変化させた。具体的には、スイッチング素子のゲートに入力するパルス信号のデューティ比を前処理時と実運用時とで異ならせた。しかしながら、これに限定されるものではない。

【0096】

１つのソレノイドに対して、前処理時は、第１の直流電源から電力を供給し、実運用時は第２の直流電源から電力（第１の直流電源の電力よりも小さな電力）を供給するように、血液浄化装置１を構成してもよい。この場合には、図５に示したようなスイッチング素子３２０およびデューティ比の制御は不要となる。

【0097】

（２）上記においては、チューブを閉塞するためのアクチュエータとして、ソレノイドを例に挙げて説明したが、アクチュエータはソレノイドに限定されない。押圧片を移動させることが可能なアクチュエータであればよい。

【0098】

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。本開示の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味およ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。

【符号の説明】

【0099】

１ 血液浄化装置、２ 本体、３ 表示装置、３１ 補充液ポンプ、３２ 透析液ポンプ、３３ 排液ポンプ、３４ 血液ポンプ、４１ 補充液、４２ 透析液、４３ 排液容器、４４ 生理食塩水、５０ 血液濾過器、６０ 注射器、９０ａ，９０ｓ，９０ｖ チューブ、９９ 分岐管、１００ 機器ユニット、１１０ 動脈側ユニット、１１１，１１４，１２１ クランプ、１１１ｂ，１１４ｂ，１２１ｂ ソレノイド、１１３，１１５，１２３ 気泡検知センサ、１１４ａ 押圧片、１１７ 蓋部、１１８ ヒンジ、１１９ ロック機構、１２０ 静脈側ユニット、２００ 引出機構、２１０ 可動部材、２６０ 固定部材、３００ 電子回路、３１０ 直流電源、３２０ スイッチング素子、３２１ ボディーダイオード、３３０ ダイオード、３４０ コンデンサ、３５０ チョークコイル、４００ 制御装置、４１０ デューティ比設定部、４２０ ＰＷＭジェネレータ、５００ 制御ユニット、Ｌａ 動脈側ライン、Ｌｖ 静脈側ライン。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】