特開 2024-85568 血液浄化装置

(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】P2024085568

(43)【公開日】2024-06-27

(54)【発明の名称】血液浄化装置

(51)【国際特許分類】

   A61M 1/34 20060101AFI20240620BHJP

【ＦＩ】

A61M1/34 121

A61M1/34 135

A61M1/34 140

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022200147

(22)【出願日】2022-12-15

(71)【出願人】

【識別番号】000153030

【氏名又は名称】株式会社ジェイ・エム・エス

(74)【代理人】

【識別番号】100145713

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 竜太

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(72)【発明者】

【氏名】正岡 勝則

【テーマコード（参考）】

4C077

【Ｆターム（参考）】

4C077AA05

4C077BB01

4C077EE01

4C077EE02

4C077EE03

4C077EE04

4C077FF01

4C077HH03

4C077HH12

4C077JJ02

4C077JJ03

4C077JJ04

4C077JJ05

4C077JJ09

4C077JJ12

4C077JJ16

4C077KK11

(57)【要約】

【課題】シングルニードル法において、脱血工程において血液が過度に濃縮することを抑制できる血液浄化装置を提供すること。
【解決手段】血液浄化装置１００は、血液回路１１０と、血液浄化器１２０と、血液ポンプ１１１ｃと、透析液回路１３０と、除水／逆濾過手段１３３３と、血液浄化器１２０に導入又は血液浄化器１２０から導出される血液の濃度を測定する血液濃度測定手段１５０と、血液回路１１０に血液を導入する脱血工程と、血液回路１１０から血液を導出する返血工程と、を含む治療工程を繰り返し行うように制御する制御部１４０と、を備え、制御部１４０は、血液濃度測定手段１５０で測定される血液の濃度が所定の範囲内になるように、血液ポンプ１１１ｃ及び除水／逆濾過手段１３３３を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

１本の穿刺針で脱血及び返血を交互に行う血液浄化装置であって、
血液回路と、
前記血液回路に配置される血液浄化器と、
前記血液回路に配置され、前記血液浄化器に血液を送る血液ポンプと、
前記血液浄化器に接続され、前記血液浄化器に透析液を供給する透析液回路と、
前記透析液回路に配置され、前記血液浄化器の濾過膜に陰圧又は陽圧をかけるように透析液を送る除水／逆濾過手段と、
前記血液浄化器に導入又は前記血液浄化器から導出される血液の濃度を測定する血液濃度測定手段と、
前記血液回路に血液を導入する脱血工程と、前記血液回路から血液を導出する返血工程と、を含む治療工程を繰り返し行うように制御する制御部と、を備える血液浄化装置であって、
前記制御部は、前記血液濃度測定手段で測定される血液の濃度が所定の範囲内になるように、前記血液ポンプ及び前記除水／逆濾過手段を制御する血液浄化装置。

【請求項2】

前記血液回路は、
前記血液浄化器の上流側に接続される動脈側ラインと、
前記血液浄化器の下流側に接続される静脈側ラインと、を備え、
前記血液濃度測定手段は、前記静脈側ラインに設けられる請求項１に記載の血液浄化装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記返血工程において、前記血液浄化器から導入される逆濾過透析液によって血液を導出する請求項２に記載の血液浄化装置。

【請求項4】

前記血液回路は、前記動脈側ラインに接続される補液ラインを備え、
前記制御部は、前記返血工程において、前記補液ラインから導入される透析液によって血液を導出する請求項２に記載の血液浄化装置。

【請求項5】

前記血液回路は、前記静脈側ラインに接続される補液ラインを備え、
前記制御部は、前記返血工程において、前記補液ラインから導入される透析液によって血液を導出する請求項２に記載の血液浄化装置。

【請求項6】

前記血液回路は、前記動脈側ラインに接続される薬液バッグを備え、
前記制御部は、前記返血工程において、前記薬液バッグから導入される液によって血液を導出する請求項２に記載の血液浄化装置。

【請求項7】

前記血液回路は、前記静脈側ラインに接続される薬液バッグを備え、
前記制御部は、前記返血工程において、前記薬液バッグから導入される液によって血液を導出する請求項２に記載の血液浄化装置。

【請求項8】

前記血液濃度測定手段は、血液に向けて照射された光の透過光又は反射光の強度に基づいて血液濃度を測定する血液モニタである請求項１に記載の血液浄化装置。

【請求項9】

前記血液濃度測定手段は、血液の電気電導度を検出することにより血液濃度を測定する血液モニタである請求項１に記載の血液浄化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、１本の穿刺針で脱血及び返血を交互に行う血液浄化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

血液浄化療法の一つに、１本の穿刺針で脱血及び返血を交互に行ういわゆるシングルニードル法による血液透析等の血液浄化が知られている。シングルニードル法は、穿刺が１本でよいため、２本穿刺する場合に比べて患者の痛みや医療従事者の負担が少なく、抜針事故が発生しても失血量が少なくて済む等の様々な利点がある。

【0003】

しかしながら、一般的に行われているシングルニードル法では、脱血及び返血を交互に行うため、血液回路を循環して血液浄化器を通過する血流量が少なく、小分子量物質は元より特に低分子量蛋白等の比較的大きな分子量の物質の除去について、十分な透析効率（除去効率）を得ることが難しかった。そのため、現状では治療の第１選択とはなりにくく、例えば、高齢者や透析導入初期の患者においてバスキュラーアクセスが未発達である等の理由により、通常の留置針を２本穿刺することが困難な場合や、活動量が少なく透析効率（除去効率）を求めない患者に対して、シングルニードル法が適応となっている。また、体調に応じていつでも透析が可能な在宅透析患者においては透析の頻度が高くなるため、シングルニードル法が有用であるが、透析効率（除去効率）を上げるために透析を長時間行う必要がある。

【0004】

そこで、１本の穿刺で血液透析濾過を行うシングルニードル法において、透析効率（除去効率）を上げるため、濾過により血液回路の一部に血液を導入する脱血工程と、逆濾過により血液回路の一部に透析液を注入して返血する返血工程との間に循環工程を行うことで血流量を確保するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４３５２７７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

脱血工程における脱血量を、血液浄化器及び血液回路の内容量（プライミングボリューム）に対して所定の割合（例えば６０％～７０％（２／３程度））になるように設定すると共に、濾過速度（除水速度）と血液ポンプの速度との比率で血液の濃縮率を設定して、脱血工程を実行する評価試験を行ったが、患者の血液状態によっては、血液の濃縮率は必ずしも一定にならないことが分かった。そのため、脱血工程において、血液が過度に濃縮する可能性がある。

【0007】

従って、本発明は、シングルニードル法において、脱血工程において血液が過度に濃縮することを抑制でき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】

本発明は、１本の穿刺針で脱血及び返血を交互に行う血液浄化装置であって、血液回路と、前記血液回路に配置される血液浄化器と、前記血液回路に配置され、前記血液浄化器に血液を送る血液ポンプと、前記血液浄化器に接続され、血液浄化器に透析液を供給する透析液回路と、前記透析液回路に配置され、前記血液浄化器の濾過膜に陰圧又は陽圧をかけるように透析液を送る除水／逆濾過手段と、前記血液浄化器に導入又は前記血液浄化器から導出される血液の濃度を測定する血液濃度測定手段と、前記血液回路に血液を導入する脱血工程と、前記血液回路から血液を導出する返血工程と、を含む治療工程を繰り返し行うように制御する制御部と、を備える血液浄化装置であって、前記制御部は、前記血液濃度測定手段で測定される血液の濃度が所定の範囲内になるように、前記血液ポンプ及び前記除水／逆濾過手段を制御する血液浄化装置に関する。

【0009】

また、前記血液回路は、前記血液浄化器の上流側に接続される動脈側ラインと、前記血液浄化器の下流側に接続される静脈側ラインと、を備え、前記血液濃度測定手段は、前記静脈側ラインに設けられることが好ましい。

【0010】

また、前記制御部は、前記返血工程において、前記血液浄化器から導入される逆濾過透析液によって血液を導出することが好ましい。

【0011】

また、前記血液回路は、前記動脈側ラインに接続される補液ラインを備え、前記制御部は、前記返血工程において、前記補液ラインから導入される透析液によって血液を導出することが好ましい。

【0012】

また、前記血液回路は、前記静脈側ラインに接続される補液ラインを備え、前記制御部は、前記返血工程において、前記補液ラインから導入される透析液によって血液を導出することが好ましい。

【0013】

また、前記血液回路は、前記動脈側ラインに接続される薬液バッグを備え、前記制御部は、前記返血工程において、前記薬液バッグから導入される液によって血液を導出することが好ましい。

【0014】

また、前記血液回路は、前記静脈側ラインに接続される薬液バッグを備え、前記制御部は、前記返血工程において、前記薬液バッグから導入される液によって血液を導出することが好ましい。

【0015】

また、前記血液濃度測定手段は、血液に向けて照射された光の透過光又は反射光の強度に基づいて血液濃度を測定する血液モニタであることが好ましい。

【0016】

また、前記血液濃度測定手段は、血液の電気電導度を検出することにより血液濃度を測定する血液モニタであることが好ましい。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、シングルニードル法において、脱血工程において血液が過度に濃縮することを抑制できる血液浄化装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１実施形態に係る血液浄化装置の概略構成を示す図である。

【図2】第１実施形態に係る血液浄化装置のブロック図である。

【図3】第１実施形態における脱血工程を示す図である。

【図4】本発明の第２実施形態に係る血液浄化装置の概略構成を示す図である。

【図5】本発明の第３実施形態に係る血液浄化装置の概略構成を示す図である。

【図6】本発明の第４実施形態に係る血液浄化装置の概略構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の血液浄化装置の好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明の第１実施形態に係る血液浄化装置は、１本の穿刺針で脱血及び返血を交互に行ういわゆるシングルニードル法による血液浄化を実施可能である。また、本発明の一実施形態に係る血液浄化装置は、脱血工程及び返血工程等の各工程を、血液回路内の透析液を注入／流出する流れを制御することで連続して自動的に行う自動血液浄化装置である。

【0020】

図１及び図２を参照して第１実施形態について詳細に説明する。
図１に示す血液浄化装置１００は、血液回路１１０と、血液回路１１０に配置される血液浄化器１２０と、透析液回路１３０と、制御部としての制御装置１４０と、静脈圧センサＰＳと、血液モニタ１５０（血液濃度測定手段）と、を備える。

【0021】

血液回路１１０は、動脈側ライン１１１と、静脈側ライン１１２と、排液ライン１１３と、を有する。動脈側ライン１１１、静脈側ライン１１２及び排液ライン１１３は、いずれも液体が流通可能な可撓性を有する軟質のチューブを主体として構成される。

【0022】

動脈側ライン１１１は、血液浄化器１２０の上流側に接続される。動脈側ライン１１１は、一端側が後述する血液浄化器１２０の血液導入口１２２ａに接続される。動脈側ライン１１１には、動脈側接続部１１１ａ、動脈側気泡検知器１１１ｂ及び血液ポンプ１１１ｃが配置される。

【0023】

動脈側接続部１１１ａは、動脈側ライン１１１の他端側に配置され、Ｙ字状又はＴ字状に構成される分岐管ＢＰ（分岐部）を介して、患者の血管に穿刺される１本の穿刺針ＳＮに接続される。分岐管ＢＰにおいて、Ｙ字状又はＴ字状の三方分岐の患者側の患者側分岐部の端部ＢＰａには、穿刺針ＳＮが接続される。分岐管ＢＰにおいて、患者側分岐部から動脈側ライン１１１に分岐する動脈側分岐部の動脈側端部ＢＰｂには、動脈側ライン１１１の動脈側接続部１１１ａが接続され、患者側分岐部から静脈側ライン１１２に分岐する静脈側分岐部の静脈側端部ＢＰｃには、静脈側ライン１１２の静脈側接続部１１２ａ（後述）が接続される。

【0024】

動脈側気泡検知器１１１ｂは、チューブ内の気泡の有無を検出する。
血液ポンプ１１１ｃは、血液回路１１０に血液を送る。血液ポンプ１１１ｃは、動脈側ライン１１１における動脈側気泡検知器１１１ｂよりも下流側に配置される。血液ポンプ１１１ｃは、動脈側ライン１１１を構成するチューブをローラーでしごくことにより、動脈側ライン１１１の内部の血液やプライミング液等の液体を送出する。血液ポンプ１１１ｃが正回転方向に駆動することで、動脈側ライン１１１を流れる血液やプライミング液等の液体を、血液ポンプ１１１ｃから血液浄化器１２０に向かう方向に流通させる。血液ポンプ１１１ｃが逆回転方向に駆動することで、動脈側ライン１１１を流れる血液やプライミング液等の液体を、血液浄化器１２０から血液ポンプ１１１ｃに向かう方向に流通させる。

【0025】

静脈側ライン１１２は、血液浄化器１２０の下流側に接続される。静脈側ライン１１２は、一端側が後述する血液浄化器１２０の血液導出口１２２ｂに接続される。静脈側ライン１１２には、静脈側接続部１１２ａ、静脈側気泡検知器１１２ｂ、ドリップチャンバ１１２ｃ、及び静脈側クランプ１１２ｄが配置される。
静脈側接続部１１２ａは、静脈側ラインの他端側に配置され、前述の動脈側接続部１１１ａが接続された分岐管ＢＰを介して、前述の穿刺針ＳＮに接続される。

【0026】

静脈側気泡検知器１１２ｂは、チューブ内の気泡の有無を検出する。
ドリップチャンバ１１２ｃは、静脈側気泡検知器１１２ｂよりも上流側に配置される。ドリップチャンバ１１２ｃは、静脈側ライン１１２に混入した気泡や凝固した血液等を除去するため、また、静脈圧を測定するため、一定量の血液又は空気を貯留する。
静脈側クランプ１１２ｄは、静脈側気泡検知器１１２ｂよりも下流側に配置される。静脈側クランプ１１２ｄは、静脈側気泡検知器１１２ｂによる気泡の検出結果に応じて制御され、静脈側ライン１１２の流路を開閉する。

【0027】

排液ライン１１３は、ドリップチャンバ１１２ｃに接続される。排液ライン１１３には、排液ラインクランプ１１３ａが配置される。排液ライン１１３は、血液回路１１０及び血液浄化器１２０を洗浄して清浄化するプライミング工程でプライミング液を排液するためのラインである。

【0028】

血液浄化器１２０は、筒状に形成された容器本体１２１と、この容器本体１２１の内部に収容された透析膜（濾過膜）（図示せず）と、を備え、容器本体１２１の内部は、透析膜により血液側流路と透析液側流路とに区画される（いずれも図示せず）。容器本体１２１には、血液回路１１０に連通する血液導入口１２２ａ及び血液導出口１２２ｂと、透析液回路１３０に連通する透析液導入口１２３ａ及び透析液導出口１２３ｂと、が形成される。

【0029】

透析液回路１３０は、いわゆる密閉容量制御方式の透析液回路１３０により構成される。透析液回路１３０は、血液浄化器１２０に接続され、血液浄化器１２０に透析液を供給する。この透析液回路１３０は、透析液供給ライン１３１ａと、透析液排液ライン１３１ｂと、透析液導入ライン１３２ａと、透析液導出ライン１３２ｂと、透析液送液部１３３と、を備える。

【0030】

透析液送液部１３３は、透析液チャンバ１３３１と、バイパスライン１３３２と、除水／逆濾過ポンプ１３３３（除水／逆濾過手段）と、を備える。
透析液チャンバ１３３１は、一定容量（例えば、３００ｍＬ～５００ｍＬ）の透析液を収容可能な硬質の容器で構成され、この容器の内部は軟質の隔膜（ダイアフラム）により、送液収容部１３３１ａ及び排液収容部１３３１ｂに区画される。
バイパスライン１３３２は、透析液導出ライン１３２ｂと透析液排液ライン１３１ｂとを接続する。

【0031】

除水／逆濾過ポンプ１３３３は、バイパスライン１３３２に配置される。除水／逆濾過ポンプ１３３３は、血液浄化器１２０の透析膜に陰圧又は陽圧をかけるように透析液を送る。除水／逆濾過ポンプ１３３３は、バイパスライン１３３２の内部の透析液を透析液排液ライン１３１ｂ側に流通させる方向（除水方向）（血液浄化器１２０の透析膜に陰圧をかける方向）及び透析液導出ライン１３２ｂ側に流通させる方向（逆濾過方向）（血液浄化器１２０の透析膜に陽圧をかける方向）に送液可能に駆動するポンプにより構成される。

【0032】

透析液供給ライン１３１ａは、基端側が透析液供給装置（図示せず）に接続され、先端側が透析液チャンバ１３３１に接続される。透析液供給ライン１３１ａは透析液チャンバ１３３１の送液収容部１３３１ａに透析液を供給する。

【0033】

透析液導入ライン１３２ａは、透析液チャンバ１３３１と血液浄化器１２０の透析液導入口１２３ａとを接続し、透析液チャンバ１３３１の送液収容部１３３１ａに収容された透析液を血液浄化器１２０の透析液側流路に導入する。

【0034】

透析液導出ライン１３２ｂは、血液浄化器１２０の透析液導出口１２３ｂと透析液チャンバ１３３１とを接続し、血液浄化器１２０から排出された透析液を透析液チャンバ１３３１の排液収容部１３３１ｂに導出する。

【0035】

透析液排液ライン１３１ｂは、基端側が透析液チャンバ１３３１に接続され、排液収容部１３３１ｂに収容された透析液の排液を排出する。

【0036】

以上の透析液回路１３０によれば、透析液チャンバ１３３１を構成する硬質の容器の内部を軟質の隔膜（ダイアフラム）により区画することで、透析液チャンバ１３３１からの透析液の導出量（送液収容部１３３１ａへの透析液の供給量）と、透析液チャンバ１３３１（排液収容部１３３１ｂ）に回収される排液の量と、を同量にできる。
これにより、除水／逆濾過ポンプ１３３３を停止させた状態では、血液浄化器１２０に導入される透析液の流量と血液浄化器１２０から導出される透析液（排液）の量とを同量にできる。また、除水／逆濾過ポンプ１３３３を除水方向に送液するように駆動させた場合は、血液浄化器１２０において、血液から所定の速度で所定量の除水（濾過）が行われる。また、除水／逆濾過ポンプ１３３３を逆濾過方向に送液するように駆動させた場合は、血液浄化器１２０において、血液回路１１０に所定量の透析液が注入（逆濾過）される。

【0037】

制御装置１４０は、情報処理装置（コンピュータ）により構成され、制御プログラムを実行することにより、血液浄化装置１００の動作を制御する。
図２に示すように、制御装置１４０は、血液回路１１０及び透析液回路１３０に配置された各種のポンプやクランプ等の動作を制御して、血液浄化装置１００により行われる各種工程、例えば、脱血工程及び返血工程を実行する。具体的には、制御装置１４０は、血液回路１１０に血液を導入する脱血工程と、血液回路１１０から血液を導出する返血工程と、を含む治療工程を繰り返し行うように制御する。

【0038】

静脈圧センサＰＳは、ドリップチャンバ１１２ｃに接続される。静脈圧センサＰＳは、ドリップチャンバ１１２ｃの内部の圧力である静脈圧を検出する。

【0039】

血液モニタ１５０は、血液の濃度を測定するための測定装置である。血液モニタ１５０は、血液浄化器１２０から導出される血液の濃度を測定するため、静脈側ライン１１２のうち血液浄化器１２０とドリップチャンバ１１２ｃとの間に配置される（図１参照）。血液モニタ１５０では、血液の濃度として血液の濃度に応じて変化するヘマトクリット値を測定する。本実施形態においては、血液モニタ１５０は、血液に向けて照射された光の透過光又は反射光の強度に基づいて血液濃度を測定する。例えば、血液モニタ１５０は、血液に非接触で所定の波長の光を発光部から照射し、その透過光や反射光を受光部で受光して、電圧値に変換し、受光部で受光して変換された出力電圧値に基づいて血液濃度を測定する。

【0040】

次に、血液浄化装置１００を用いて脱血及び返血を交互に繰り返し行う治療工程について、図３を参照して説明する。本実施形態の治療工程は、図３に示す脱血工程と、返血工程と、を含む。

【0041】

図３に脱血工程を示す。本実施形態の脱血工程においては、患者から脱血された血液を、血液回路１１０に導入しながら、動脈側ライン１１１、血液浄化器１２０及び静脈側ライン１１２を流通させて、分岐管ＢＰにおいて、動脈側ライン１１１に再流入させる。１回目の治療工程における脱血工程は、プライミング工程の後に行われ、血液回路１１０にプライミング液としての透析液が充填された状態で行われる。

【0042】

脱血工程において、制御装置１４０は、脱血工程における脱血量を、血液浄化器１２０及び血液回路１１０の内容量（プライミングボリューム）に対して６０％～７０％（２／３程度）になるように設定して、血液ポンプ１１１ｃを正回転方向に駆動させると共に、除水／逆濾過ポンプ１３３３を除水方向に透析液を送るように制御する。

【0043】

制御装置１４０は、脱血工程において、除水／逆濾過ポンプ１３３３による濾過（除水）速度と血液ポンプ１１１ｃの速度とを制御する。制御装置１４０は、血液ポンプ１１１ｃの速度を除水／逆濾過ポンプ１３３３における濾過速度よりも速く設定することで、患者からの血液の一部を濾過させ、静脈側ライン１１２において、血液ポンプ１１１ｃの速度と除水／逆濾過ポンプ１３３３による濾過速度との差分の速度で、静脈側ライン１１２に血液を流通させる。

【0044】

これにより、血液ポンプ１１１ｃの送液速度が除水／逆濾過ポンプ１３３３の除水方向の送液速度よりも速くなるように血液ポンプ１１１ｃ及び除水／逆濾過ポンプ１３３３を制御することで、脱血中において、分岐管ＢＰにおいて血液を静脈側ライン１１２から動脈側ライン１１１に再流入させることができる。

【0045】

例えば、脱血工程では、１本の穿刺針ＳＮを介して例えば穿刺針ＳＮのサイズが１６ゲージ（Ｇ）（外径１．６ｍｍ）の場合において適合する脱血速度は、２００ｍＬ／ｍｉｎ程度である。そのため、図３に示すように、脱血速度２００ｍＬ／ｍｉｎで動脈側ライン１１１及び血液浄化器１２０に血液を導入しながら、血液ポンプ１１１ｃを、除水／逆濾過ポンプ１３３３（除水方向に例えば２００ｍＬ／ｍｉｎ）よりも速い送液速度（例えば５００ｍＬ／ｍｉｎ）で正回転方向に駆動すると共に、除水／逆濾過ポンプ１３３３を除水方向に例えば２００ｍＬ／ｍｉｎで駆動する。これにより、血液ポンプ１１１ｃの速度（例えば５００ｍＬ／ｍｉｎ）と除水／逆濾過ポンプ１３３３による濾過速度（除水方向に例えば２００ｍＬ／ｍｉｎ）との差分の速度（例えば３００ｍＬ／ｍｉｎ）で、静脈側ライン１１２を血液が流通する。

【0046】

ここで、例えば、脱血工程の初期設定において、透析患者の血液濃度のヘマトクリット値が３０％の場合に、濾過によってヘマトクリット値が５０％になるように、血液ポンプ１１１ｃの速度と除水／逆濾過ポンプ１３３３による濾過速度とを制御する。

【0047】

脱血工程においては、制御装置１４０は、患者の血液濃度が目標の血液濃度になるように、血液ポンプ１１１ｃ及び除水／逆濾過ポンプ１３３３を制御する。脱血工程は、例えば、血液浄化器１２０の出口（静脈側ライン１１２）側に血液モニタ１５０を配置して、ヘマトクリット値を監視しながら行い、ヘマトクリット値が所定の値になるように、血液ポンプ１１１ｃ、及び／又、は除水／逆濾過ポンプ１３３３の速度を調整する。この場合、血液は濃度が上昇するにつれて、その粘度も上昇し、特にヘマトクリット値が５０％を超えると粘度が急激に上昇することが知られている。そのため、粘度の上昇により、血液浄化器１２０の透析膜が目詰まりしやくなり、透析膜の劣化や溶血を招く。よって、ヘマトクリット値が５０％を超えないように血液を濃縮させることが好ましい。

【0048】

本実施形態では、脱血工程において、例えば、穿刺針ＳＮのサイズが１６ゲージ（Ｇ）（外径１．６ｍｍ）の場合において適合する脱血速度が２００ｍＬ／ｍｉｎ程度であるため、除水／逆濾過ポンプ１３３３の濾過速度の最大値は２００ｍＬ／ｍｉｎとなり、ヘマトクリット値３０％の血液を２００ｍＬ／ｍｉｎで濾過してヘマトクリット値を５０％とするには、ヘマトクリット値５０％／ヘマトクリット値３０％＝約１．６７倍に濃縮する必要がある。

【0049】

ここで、血液ポンプ１１１ｃの速度Ａ（ｍＬ／ｍｉｎ）と除水／逆濾過ポンプ１３３３の濾過速度Ｂ（ｍＬ／ｍｉｎ）との関係について検討する。血液ポンプ１１１ｃの速度Ａ（ｍＬ／ｍｉｎ）と除水／逆濾過ポンプ１３３３の濾過速度Ｂ（ｍＬ／ｍｉｎ）の速度差をＸ（ｍＬ／ｍｉｎ）とすると、次の式（１）が成り立つ。
Ａ＝Ｂ＋Ｘ・・・式（１）
式（１）において、除水／逆濾過ポンプ１３３３の濾過速度Ｂ（ｍＬ／ｍｉｎ）＝２００（ｍＬ／ｍｉｎ）とする。

【0050】

前述のように、ヘマトクリット値３０％の血液を濾過速度２００ｍＬ／ｍｉｎで濾過して、ヘマトクリット値を５０％とするには、ヘマトクリット値５０％／ヘマトクリット値３０％＝約１．６７倍に濃縮する必要がある。
Ａ×３０％＝Ｘ×５０％の関係が成り立ち、これを整理すると、次の式（２）が成り立つ。
Ａ／Ｘ＝１．６７・・・式（２）

【0051】

式（１）及び式（２）により、次の式（３）が成り立つ。
Ａ＝１．６７Ｘ＝２００（ｍＬ／ｍｉｎ）＋Ｘ・・・式（３）
式（３）より、Ｘ＝２９９（ｍＬ／ｍｉｎ）を求めることができる。
よって、血液ポンプ１１１ｃの速度Ａは、式（１）により、Ａ＝Ｂ＋Ｘ＝２００（ｍＬ／ｍｉｎ）＋２９９（ｍＬ／ｍｉｎ）＝約５００（ｍＬ／ｍｉｎ）となる。
この計算結果により、本実施形態においては、一例であるが、除水／逆濾過ポンプ１３３３の濾過速度Ｂを２００（ｍＬ／ｍｉｎ）に設定すると共に、血液ポンプ１１１ｃの速度Ａを５００（ｍＬ／ｍｉｎ）に設定している。

【0052】

なお、実際には、血液浄化器１２０へ流入する血液は、患者から脱血された血液（ヘマトクリット値３０％）と静脈側ライン１１２から再流入してきた血液とが混合したものになる。後述する返血工程では、制御装置１４０は、血液ポンプ１１１ｃを正回転方向に駆動させると共に、除水／逆濾過ポンプ１３３３を逆濾過方向に透析液を送るように制御する。そのため、脱血工程及び返血工程を交互に繰り返し行う場合に、脱血工程の前の返血工程においては、血液回路１１０は透析液により血液が希釈された状態であるので、血液浄化器１２０へ流入する血液は、脱血開始直後はヘマトクリット値は３０％よりは低値である。これにより、血液浄化器１２０においてヘマトクリット値５０％に濃縮した血液が動脈側ライン１１１に流入するタイミングでは、ヘマトクリット値は５０％よりは低値である。そのため、返血工程で希釈された血液の状態で脱血工程が開始されても、返血工程で希釈された血液の濃度をヘマトクリット値５０％には即座に濃縮されない。よって、上述の場合のような１．６７倍濃縮では、若干のマージンは含んでおり、又は、もう少し濃縮が可能であり、過度に濃縮されることを抑制できる。

【0053】

また、評価試験に使用した血液浄化器１２０と血液回路１１０の内部の体積（プライミングボリューム）は約２２０ｍＬであるため、脱血（濾過）量を１５０ｍＬ（２２０ｍＬの６０％～７０％（２／３程度））に設定する。そうすると、濾過速度２００（ｍＬ／ｍｉｎ）で濾過すると、脱血工程の時間は、（１５０／２００）×６０秒＝４５秒となる。

【0054】

ところで、患者の血液濃度が想定したヘマトクリット値が３０％よりも高く、例えばヘマトクリット値が３５％であった場合、そのままの血液ポンプ１１１ｃのポンプ速度と除水／逆濾過ポンプ１３３３の濾過速度とであると、濃縮率が、ヘマトクリット値５０％／ヘマトクリット値３０％＝約１．６７倍の場合、ヘマトクリット値３５％×１．６７≒ヘマトクリット値５８．５％となり、血液粘度が上昇し溶血や血液凝固のリスクが高まってしまう。

【0055】

このような場合に、本発明においては、制御装置１４０は、血液モニタ１５０で測定される血液の濃度が所定の範囲内（例えばヘマトクリット値５０％）になるように血液ポンプ１１１ｃ及び除水／逆濾過ポンプ１３３３を制御する。これにより、ヘマトクリット値が５０％になるように、血液ポンプ１１１ｃのポンプ速度及び除水／逆濾過ポンプ１３３３の速度を調整できる。

【0056】

例えば、患者の血液濃度が想定したヘマトクリット値よりも高い場合には、除水／逆濾過ポンプ１３３３の濾過速度を相対的に下げるか、又は、血液ポンプ１１１ｃのポンプ速度を相対的に上げる。

【0057】

例えば、患者の血液濃度が脱血工程の初期設定時に想定したヘマトクリット値３０％よりも高く、ヘマトクリット値が３５％の場合は、そのままの血液ポンプ１１１ｃのポンプ速度と除水／逆濾過ポンプ１３３３の濾過速度とであると、濃縮率が、ヘマトクリット値５０％／ヘマトクリット値３０％＝約１．６７倍の場合、ヘマトクリット値３５％×１．６７≒ヘマトクリット値５８．５％となり、血液粘度が上昇し溶血や血液凝固のリスクが高まってしまう。

【0058】

これに対して、本発明では、濃縮率１．４倍程度（ヘマトクリット値５０％／ヘマトクリット値３５％≒１．４倍）になるように脱血速度を設定する。血液ポンプ１１１ｃのポンプ速度が５００ｍＬ／ｍｉｎのままであれば、除水／逆濾過ポンプ１３３３の濾過速度（脱血速度）を１４０ｍＬ／ｍｉｎに下げる。除水／逆濾過ポンプ１３３３の濾過速度（脱血速度）が２００ｍＬ／ｍｉｎのままであれば、血液ポンプ１１１ｃのポンプ速度を５６０ｍＬ／ｍｉｎまで上げる。好ましくは、脱血工程の時間を変更しない場合には、患者からの総脱血量を減らさないように、血液ポンプ１１１ｃのポンプ速度を上げる。これにより、患者の血液濃度が脱血工程の初期設定において想定した患者の血液濃度と異なっていても、脱血工程において血液が過度に濃縮することを抑制できる。

【0059】

また、患者の血液濃度が想定したヘマトクリット値よりも低い場合には、除水／逆濾過ポンプ１３３３の濾過速度を相対的に上げるか、又は、血液ポンプ１１１ｃのポンプ速度を相対的に下げる。

【0060】

例えば、患者の血液濃度が脱血工程の初期設定時に想定したヘマトクリット値３０％よりも低く、ヘマトクリット値が２５％の場合は、そのままの血液ポンプ１１１ｃのポンプ速度と除水／逆濾過ポンプ１３３３の濾過速度とであると、濃縮率が、ヘマトクリット値５０％／ヘマトクリット値３０％＝約１．６７倍の場合、ヘマトクリット値２５％×１．６７≒ヘマトクリット値４１．７５％となり、所定の濃度まで達せず、物質の除去効率が低下してしまう。

【0061】

これに対して、本発明では、濃縮率２．０倍程度（ヘマトクリット値５０％／ヘマトクリット値２５％≒２．０倍）になるように脱血速度を設定する。血液ポンプ１１１ｃのポンプ速度が５００ｍＬ／ｍｉｎのままであれば、除水／逆濾過ポンプ１３３３の濾過速度（脱血速度）を上げる。除水／逆濾過ポンプ１３３３の濾過速度（脱血速度）が２００ｍＬ／ｍｉｎのままであれば、血液ポンプ１１１ｃのポンプ速度を下げる。好ましくは、脱血工程の時間を変更しない場合には、患者からの総脱血量を減らさないように、除水／逆濾過ポンプ１３３３の濾過速度（脱血速度）を上げる。これにより、患者の血液濃度が脱血工程の初期設定において想定した患者の血液濃度と異なっていても、脱血工程において血液が所定の濃度に到達しないことを抑制できる。

【0062】

尚、脱血速度は穿刺針ＳＮ（留置針）のサイズ（太さ）で上限が決まってくるため、脱血速度が上限を超えないように制御する必要がある。しかし、血液のヘマトクリット値の上昇に伴って血液粘度も上昇すると、同じ穿刺針ＳＮ（留置針）のサイズでも流速が確保できず、圧力が陰圧傾向になる。そのため、血液モニタ１５０の値が設定値（ヘマトクリット値５０％）以下であっても、脱血速度を下げる制御を実施する必要がある。また、初期設定において血液浄化器１２０の出口部のヘマトクリット値が設定値（ヘマトクリット値５０％）に対して低くて差があれば、設定値に近づけるように濃縮率を上げるように血液ポンプ１１１ｃのポンプ速度を下げることも可能である。

【0063】

このように、血液モニタ１５０で測定される血液の濃度が所定の範囲内（例えばヘマトクリット値５０％）になるように血液ポンプ１１１ｃのポンプ速度を変更して制御する場合、例えば脱血速度を下げると脱血量が一定のままであれば、脱血工程の時間が延長することになる。例えば、脱血速度が１４０ｍＬ／ｍｉｎであって、血液ポンプ１１１ｃのポンプ速度が５００ｍＬ／ｍｉｎであると、脱血工程に６４秒（（１５０ｍＬ÷１４０ｍＬ／ｍｉｎ）×６０秒）の時間がかかってしまう。そのため、血液が血液浄化器１２０から排出されて血液浄化器１２０に再度到達する時間（血液回路１１０を一周循環する時間）は、３７秒（２２０ｍＬ／（５００ｍＬ／ｍｉｎ－１４０ｍＬ／ｍｉｎ）×６０秒）となる。この場合、血液が血液浄化器１２０から排出されて血液浄化器１２０に再度到達する時間（３７秒）までに、脱血工程（６４秒）が終了していないため、血液浄化器１２０において濾過で濃縮された血液が血液浄化器１２０で再度濾過されて濃縮されてしまう。この場合には、脱血量を減らす変更（例えば脱血（濾過）量を８６ｍＬに減らす変更）を行って、脱血工程に３７秒（（８６ｍＬ÷１４０ｍＬ／ｍｉｎ）×６０秒）の時間がかかるように変更を行う必要がある。

【0064】

更に、血液透析治療においては時間経過に伴って患者の血液状態は変化していくことになり、治療開始時から除水が進むことによって血管内の血液ボリュームが減少してヘマトクリット値が上昇することになるため、このような条件においても血液ポンプ１１１ｃのポンプ速度を制御する必要がある。

【0065】

なお、別構成として、血液モニタ１５０を血液浄化器１２０の入口（動脈側ライン１１１）に設置する構成では、脱血工程の開始直後は、直前の返血工程によって希釈された血液になっており、それが患者の血液と混合されながら血液浄化器１２０へ流入するため、実際の患者の血液のヘマトクリット値ではない。しかし、実際に血液浄化器１２０のへ流入する血液濃度（患者の血液濃度よりも低値）の測定が可能なので、これを基に血液浄化器１２０の出口（濃縮後）のヘマトクリット値が５０％以下になるように制御することが可能となる。

【0066】

また、血液モニタ１５０を血液浄化器１２０の出口（静脈側ライン１１２）に設置した場合の方が、血液の濃縮に対するマージンがあるが、これに限定されない。血液浄化器１２０の出口又は入口のどちらに血液モニタ１５０を配置した場合でも、血液浄化器１２０の出口のヘマトクリット値の設定値を下げることで、血液濃縮リスクに対するマージンの確保が可能となる。

【0067】

脱血工程の終了後、循環工程を行わずに、次の返血工程に移行する。具体的には、脱血工程の後に、制御装置１４０は、除水／逆濾過ポンプ１３３３の駆動を停止して血液回路１１０に血液を循環させる循環工程を行わずに、返血工程を行うように血液ポンプ１１１ｃ及び除水／逆濾過ポンプ１３３３を制御する。

【0068】

返血工程において、制御装置１４０は、血液ポンプ１１１ｃを正回転方向に駆動させると共に、除水／逆濾過ポンプ１３３３を逆濾過方向に透析液を送るように制御する。これにより、返血工程において、制御装置１４０は、血液浄化器１２０から導入される逆濾過透析液によって血液を導出する。

【0069】

返血工程においては、基本的には、脱血量と同量の血液を患者側に返す。しかし、返血工程においては、脱血工程のような血液濃縮のリスクは少ないため、血液濃度を考慮した速度や量の設定はそれほど厳密に設定しなくてもよい。例えば、返血工程において、血液ポンプ１１１ｃを逆回転方向に回転させて血液浄化器１２０から動脈側ライン１１１側と静脈側ライン１１２側の両方向から患者に返血してもよいし、血液ポンプ１１１ｃを正回転方向に回転させて血液浄化器１２０から静脈側ライン１１２側から患者に返血してもよい。

【0070】

返血工程の終了後、循環工程を行わずに、次の脱血工程に移行する。具体的には、返血工程の後に、制御装置１４０は、除水／逆濾過ポンプ１３３３の駆動を停止して血液回路１１０に血液を循環させる循環工程を行わずに、次の脱血工程を行うように血液ポンプ１１１ｃ及び除水／逆濾過ポンプ１３３３を制御する。

【0071】

以上説明した本実施形態の血液浄化装置１００によれば、以下のような効果を奏する。

【0072】

（１）１本の穿刺針ＳＮで脱血及び返血を交互に行う血液浄化装置１００において、制御装置１４０に、血液モニタ１５０で測定される血液の濃度が所定の範囲内になるように、血液ポンプ１１１ｃ及び除水／逆濾過ポンプ１３３３を制御させた。これにより、患者の血液濃度が脱血工程の初期設定において想定した患者の血液濃度と異なっていても、脱血工程において血液が過度に濃縮することや、脱血工程において血液が所定の濃度に到達しないことを抑制できる。

【0073】

（２）血液モニタ１５０は、静脈側ライン１１２に設けられる。これにより、血液浄化器１２０の下流側において、血液濃度（ヘマトクリット値）を測定できるので、血液浄化器１２０の上流側において脱血工程の開始直後において直前の返血工程によって希釈された血液が流通する場合よりも、血液濃度（濃縮具合）を正確に測定できる。

【0074】

次に、図４を参照して第２実施形態について説明する。第１実施形態で説明したものと同様の構成のものは、同じ符号を付して説明を省略する。
第１実施形態に係る血液浄化装置１００の透析液送液部１３３は、透析液チャンバ１３３１と、バイパスライン１３３２と、除水／逆濾過ポンプ１３３３と、を備え、除水／逆濾過ポンプ１３３３を除水／逆濾過手段して構成したが、バイパスライン１３３２及び除水／逆濾過ポンプ１３３３を備えずに、透析液チャンバ１３３１Ａのみを備えて構成してもよい。

【0075】

第２実施形態においては、第１実施形態のバイパスライン１３３２及び除水／逆濾過ポンプ１３３３を必要とせずに、透析液チャンバ１３３１Ａを、透析液の給液／排液のバランスを変えられる除水／逆濾過手段として機能させることができる。つまり、除水／逆濾過手段としては、第１実施形態のように、透析液チャンバ１３３１、バイパスライン１３３２及び除水／逆濾過ポンプ１３３３を備えて構成してもよいし、第２実施形態のように、バイパスライン１３３２及び除水／逆濾過ポンプ１３３３を備えずに、透析液チャンバ１３３１Ａを、透析液の給液／排液のバランスを変えられるように機能させる除水／逆濾過手段として構成してもよい。

【0076】

次に、図５を参照して第３実施形態について説明する。第１実施形態で説明したものと同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
第３実施形態に係る血液浄化装置１００Ｂは、第１実施形態の係る血液浄化装置１００に加えて、置換液ライン１５１ａ（補液ライン）及び置換液ポンプ１５１ｂ（補液ポンプ）を備える。具体的には、図５に示す血液浄化装置１００Ｂは、血液回路１１０と、血液浄化器１２０と、透析液回路１３０と、制御部としての制御装置１４０と、置換液ライン１５１ａと、置換液ポンプ１５１ｂと、静脈圧センサＰＳと、を備える。

【0077】

置換液ライン１５１ａは、置換液供給源として用いられる透析液回路１３０内の透析液を置換液（補液）として血液回路１１０に直接注入するためのラインであり、液体が流通可能な可撓性を有する軟質のチューブを主体として構成される。図５に示すように、置換液ライン１５１ａの上流側は、透析液回路１３０の透析液導入ライン１３２ａに接続されている。置換液ライン１５１ａの下流側は、前希釈方式の場合は、血液浄化器１２０の上流側である動脈側ライン１１１に接続され、後希釈方式の場合は、血液浄化器１２０の下流側である静脈側ライン１１２に接続される。

【0078】

置換液ポンプ１５１ｂは、置換液ライン１５１ａに配置され、透析液回路１３０（置換液供給源）から置換液（補液）としての透析液を取り出して、血液回路１１０（動脈側ライン１１１又は静脈側ライン１１２）に送液する。

【0079】

第３実施形態の治療工程は、脱血工程及び返血工程を含み、脱血工程については、第１実施形態で説明したものと同様であるので、説明を省略し、返血工程について説明する。返血工程の一例として、片側返血工程について説明する。

【0080】

図５に、片側返血工程を示す。本実施形態の片側返血工程では、前希釈方式の場合において、血液ポンプ１１１ｃは停止し、静脈側クランプ１１２ｄを開とした状態で、除水／逆濾過ポンプ１３３３を逆濾過方向に所定の流量（例えば、６０ｍｌ／ｍｉｎ）で駆動し、更に置換液ポンプ１５１ｂを除水／逆濾過ポンプ１３３３と同じ流量で駆動する。このように各種ポンプ及びクランプを制御して、置換液ライン１５１ａを介して血液回路１１０に透析液（置換液、補液）を注入する。これにより、片側返血工程において、制御装置１４０は、置換液ライン１５１ａから導入される透析液によって、静脈側ライン１１２から１本の穿刺針ＳＮを介して血液を導出して、患者に血液を戻す。例えば、静脈側ライン１１２及び血液浄化器１２０の内部の体積（プライミングボリューム）が１００ｍｌ程度である場合、注入された透析液が穿刺針ＳＮ近傍まで到達するには、１．７分程度の時間を要する。返血終了後には、次の脱血工程に移行する。返血に用いられなかった動脈側ライン１１１は、濃縮された血液で満たされた状態である。

【0081】

尚、本実施形態では、片側返血工程の一例として静脈側ライン１１２を用いる例を示したが、血液ポンプ１１１ｃを除水／逆濾過ポンプ１３３３と同じ流量で逆回転方向に駆動して、動脈側ライン１１１を用いて返血を行ってもよい。また、本実施形態では、置換液ライン１５１ａを介して透析液（置換液）を血液回路１１０に注入して返血を行う場合を示したが、血液浄化器１２０において逆濾過透析液を注入することにより、返血を行ってもよい。

【0082】

以上説明した第３実施形態の血液浄化装置１００Ｂによれば、上述の効果（１）及び（２）に加えて、以下のような効果を奏する。
（３）１本の穿刺針ＳＮで脱血及び返血を交互に行う血液浄化装置１００Ｂにおいて、返血工程を、オンライン血液濾過療法で行うこともできる。

【0083】

図６を参照して第４実施形態について説明する。第１実施形態及び第３実施形態で説明したものと同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
第４実施形態に係る血液浄化装置１００Ｃは、第３実施形態の係る血液浄化装置１００Ｂに加えて、置換液供給源１５２を備える。具体的には、図６に示す血液浄化装置１００Ｃは、血液回路１１０と、血液浄化器１２０と、透析液回路１３０と、制御部としての制御装置１４０と、置換液ライン１５１ａと、置換液ポンプ１５１ｂと、置換液供給源１５２と、静脈圧センサＰＳと、を備える。

【0084】

置換液供給源１５２としては、置換液（薬液としての透析液や生理食塩水）が充填された置換液バッグ（薬液バッグ）が用いられる。置換液ライン１５１ａの上流側は、置換液供給源１５２に接続されている。置換液供給源１５２は、第３実施形態と同様に、置換液ライン１５１ａを介して、前希釈方式の場合は、血液浄化器１２０の上流側である動脈側ライン１１１に接続され、後希釈方式の場合は、血液浄化器１２０の下流側である静脈側ライン１１２に接続される。

【0085】

血液浄化装置１００Ｃを用いて繰り返し行う治療工程の脱血工程については、第１実施形態で説明したものと同様であるため、説明を省略する。返血工程については、第３実施形態で説明したものに加えて、制御装置１４０は、置換液供給源１５２である置換液バッグから導入される液（透析液、生理食塩水）によって血液を導出する。

【0086】

以上説明した第４実施形態の血液浄化装置１００Ｃによれば、上述の効果（１）及び（２）に加えて、以下のような効果を奏する。
（４）１本の穿刺針ＳＮで脱血及び返血を交互に行う血液浄化装置１００Ｃにおいて、置換液供給源１５２Ｂとして置換液バッグを用いることにより、返血工程を、オフライン血液濾過療法で行うこともできる。

【0087】

以上、本発明の血液浄化装置の好ましい各実施形態について説明したが、本発明は、上述した各実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。

【0088】

例えば、上述の実施形態では、脱血工程の終了後に、循環工程を行わないように制御させ、返血工程の終了後に、循環工程を行わないように制御させたが、これに限定されない。例えば、脱血工程の後に循環工程を行うように制御させてもよいし、返血工程の後に循環工程を行うように制御させてもよい。

【0089】

上述の実施形態では、例えば、血液モニタ１５０を、血液モニタ１５０は、血液に向けて照射された光の透過光又は反射光の強度に基づいて血液濃度を測定したが、これに限られない。例えば、血液モニタを、血液の電気電導度を検出することにより血液の濃度を測定してもよい。

【符号の説明】

【0090】

１００ 血液浄化装置
１１０ 血液回路
１１１ 動脈側ライン
１１１ｃ 血液ポンプ
１１２ 静脈側ライン
１２０ 血液浄化器
１４０ 制御装置（制御部）
１５０ 血液モニタ（血液濃度測定手段）
１５１ａ 置換液ライン（補液ライン）
１５２ 置換液供給源、置換液バッグ（薬液バッグ）
１３３３ 除水／逆濾過ポンプ（除水／逆濾過手段）
ＳＮ 穿刺針

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】