特開 2024-98343 腹水処理システム及びその運転方法

(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】P2024098343

(43)【公開日】2024-07-23

(54)【発明の名称】腹水処理システム及びその運転方法

(51)【国際特許分類】

   A61M 1/00 20060101AFI20240716BHJP

【ＦＩ】

A61M1/00 190

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023001798

(22)【出願日】2023-01-10

(71)【出願人】

【識別番号】316010300

【氏名又は名称】株式会社ＫＭＣ

(71)【出願人】

【識別番号】523010421

【氏名又は名称】日本総合医療技術株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108833

【弁理士】

【氏名又は名称】早川 裕司

(74)【代理人】

【識別番号】100162156

【弁理士】

【氏名又は名称】村雨 圭介

(72)【発明者】

【氏名】松崎 圭祐

【テーマコード（参考）】

4C077

【Ｆターム（参考）】

4C077AA20

4C077BB02

4C077DD07

4C077DD12

4C077EE04

4C077GG02

4C077GG12

4C077HH10

4C077HH13

4C077JJ08

4C077JJ16

4C077JJ27

4C077LL05

4C077PP07

(57)【要約】

【課題】簡易な構成で効率よく腹水の濾過処理や洗浄処理を行うことができる腹水処理システムを提供する。
【解決手段】腹水処理システム１は、腹水中の特定の物質を選択的に除去する濾過器３と、濾過器３の腹水排出ポート３３に濾過腹水移送路１２を介して接続され、濾過器３で濾過された濾過腹水を濾過して濃縮する濃縮器４と、濾過腹水移送路１２の途中に配置され、濾過腹水移送路１２内の送液方向を切り替え可能に構成された送液ポンプ５と、濾過器３と送液ポンプ５との間における濾過腹水移送路１２内の圧力を検出する圧力センサ６と、送液ポンプ５と濃縮器４との間において濾過腹水移送路１２に洗浄液を供給する洗浄液供給部２５と、送液ポンプ５の送液方向を切り替えることによって、濾過器３において腹水を濾過する濾過モードと、濾過器３を洗浄する洗浄モードとを切り替える制御部７とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

腹水中の特定の物質を選択的に除去する濾過器と、
前記濾過器の腹水排出ポートに濾過腹水移送路を介して接続され、前記濾過器で濾過された濾過腹水を濾過して濃縮する濃縮器と、
前記濾過腹水移送路の途中に配置され、前記濾過腹水移送路内の送液方向を切り替え可能に構成された送液ポンプと、
前記濾過器と前記送液ポンプとの間における前記濾過腹水移送路内の圧力を検出する圧力センサと、
前記送液ポンプと前記濃縮器との間において前記濾過腹水移送路に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
前記送液ポンプの送液方向を切り替えることによって、前記濾過器において腹水を濾過する濾過モードと、前記濾過器を洗浄する洗浄モードとを切り替える制御部とを備える、腹水処理システム。

【請求項2】

前記濾過モードにおいて、前記制御部が、前記送液ポンプの送液方向を、前記濾過器で濾過された濾過腹水を前記濃縮器へと導入する第１方向に制御するとともに、前記圧力センサの検出した前記濾過腹水移送路内の圧力が第１設定値となるように前記送液ポンプによる送液量を制御する、請求項１に記載の腹水処理システム。

【請求項3】

前記送液ポンプの送液量が第２設定値以下となった場合に、前記制御部が、前記送液ポンプの送液方向を前記第１方向とは反対の第２方向に切り替えることによって、前記濾過モードを前記洗浄モードに切り替え、前記洗浄液供給部から前記濾過腹水移送路に供給された洗浄液を前記濾過器に導入する、請求項２に記載の腹水処理システム。

【請求項4】

前記制御部が、前記洗浄モードにおいて、複数の洗浄モードを切り替え可能に構成されている、請求項３に記載の腹水処理システム。

【請求項5】

前記濾過器の腹水回収ポートが、濾過腹水回収路を介して、前記濃縮器に接続されており、
前記複数の洗浄モードが、前記濾過器内に滞留している濾過腹水を前記濾過器の腹水回収ポートから前記洗浄液とともに排出して前記濃縮器へと送給する第１洗浄モードを含む、請求項４に記載の腹水処理システム。

【請求項6】

前記濾過器の腹水導入ポートが、腹水導入路を介して、前記濾過器に供給する腹水が貯留された腹水貯留部に接続されており、
前記複数の洗浄モードが、前記濾過器内に滞留している濾過されていない腹水を前記腹水導入ポートから前記洗浄液とともに排出して前記腹水貯留部へと返送する第２洗浄モードを含む、請求項４に記載の腹水処理システム。

【請求項7】

前記濾過器の洗浄廃液排出ポートが、洗浄廃液回収路を介して、洗浄廃液回収部に接続されており、
前記複数の洗浄モードが、前記濾過器内の濾過膜に貼り付いた物質を前記洗浄液で押し流した洗浄廃液を前記洗浄廃液回収部へと送給する第３洗浄モードを含む、請求項４に記載の腹水処理システム。

【請求項8】

前記濾過器の腹水導入ポートが、腹水導入路を介して、前記濾過器に供給する腹水が貯留された腹水貯留部に接続されており、
前記洗浄廃液回収部が、前記腹水貯留部と前記濾過器との間において前記腹水導入路に接続されており、
前記第３洗浄モードにおいて、前記腹水導入ポートからも前記洗浄廃液が前記洗浄廃液回収部へと送給される、請求項７に記載の腹水処理システム。

【請求項9】

腹水中の特定の物質を選択的に除去する濾過器と、
前記濾過器の腹水排出ポートに濾過腹水移送路を介して接続され、前記濾過器で濾過された濾過腹水を濾過して濃縮する濃縮器と、
前記濾過腹水移送路の途中に配置され、前記濾過腹水移送路内の送液方向を切り替え可能に構成された送液ポンプと、
前記濾過器と前記送液ポンプとの間における前記濾過腹水移送路内の圧力を検出する圧力センサと、
前記送液ポンプと前記濃縮器との間において前記濾過腹水移送路に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、を備える腹水処理システムの運転方法であって、
前記送液ポンプの送液方向を切り替えることによって、前記濾過器において腹水を濾過する濾過モードと、前記濾過器を洗浄する洗浄モードとを切り替える、腹水処理システムの運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、腹水処理システム及びその運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

肝硬変や癌等の患者に対して、腹水濾過濃縮再静注法（Ｃｅｌｌ－ｆｒｅｅ ａｎｄ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ Ａｓｃｉｔｅｓ Ｒｅｉｎｆｕｓｉｏｎ Ｔｈｅｒａｐｙ：ＣＡＲＴ）と呼ばれる治療が行われている。腹水濾過濃縮再静注法は、患者の体内から採取した腹水を濾過して腹水中に存在している細菌や癌細胞等の細胞成分を除去し、その濾過液を濃縮してアルブミンやグロブリンといった有用なタンパク質成分を有する濃縮液を回収し、回収した濃縮液を再び患者の体内（静脈内）に戻す治療法である。かかる治療法における腹水の濾過・濃縮処理には、中空糸膜等の濾過膜を有する濾過器・濃縮器が用いられており、例えば特許文献１には、腹水を貯留する貯留容器から腹水が濾過器に送られて濾過処理され、処理後の濾過液を濃縮器で濃縮処理し、処理後の濃縮液を回収容器に回収する腹水処理装置が開示されている。

【0003】

従来のシステムでは、腹水の濾過過程で濾過膜の表面にがん細胞や血球、フィブリン、粘液などの除去された物質が付着することにより、短時間で濾過膜の孔が閉塞される。そのため、例えば２、３Ｌ程度の腹水を処理しただけで濾過膜が閉塞する場合があり、大量の腹水を継続的に処理することが困難であるという問題があった。そのような問題を解決すべく、例えば特許文献２には、濾過器の洗浄液供給ポートに洗浄液供給器を接続し、洗浄液供給器から供給した洗浄液で濾過器の濾過膜を洗浄して、付着した物質を洗浄液とともに洗浄廃液排出ポートから排出する腹水処理システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭５５－１６６７４号公報

【特許文献2】特開２０１１－１７２７９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献２に開示されている腹水処理システムでは、濾過器で濾過された腹水が移送される濃縮器の下流側に、濃縮廃液を排出する廃液ポートと、濃縮器で濃縮処理された濃縮腹水を排出する回収ポートとが設けられており、廃液ポートには廃液吸引装置（病院施設に一般的に設置されている壁掛け式吸引器等）が廃液チューブを介して接続され、回収ポートには濃縮腹水を回収するための回収容器が回収チューブを介して接続されている。そして、腹水の濾過・濃縮処理を行う際は、廃液吸引装置を起動することにより腹水の貯留容器から濾過器を経て濃縮器へと至る腹水処理通路内が陰圧状態となり、この陰圧により、貯留容器内の腹水が濾過器で濾過処理され、次に、濾過腹水が濃縮器で濃縮処理されて、処理後の濃縮腹水が回収容器に回収されるようになっている。

【0006】

一方、濾過器の濾過膜を洗浄する際は、貯留容器から濾過器への連通するチューブの中途にある開放弁が閉じられて濾過器への腹水の供給が遮断されるとともに、濾過器から濃縮器へと濾過腹水を移送するための連通路が遮断器によって遮断される。そして、廃液吸引装置を一旦停止した上で、洗浄液供給器（シリンジ等）を使って洗浄液を濾過器へと送り込み、濾過器の濾過膜の外表面に付着した除去物質が洗浄液によって剥離され、洗浄廃液として濾過器の洗浄廃液排出ポートから排出されるようになっている。つまり、特許文献２に開示されている腹水処理システムでは、濾過器の膜洗浄を行うたびに廃液吸引装置を停止する必要があり、また、洗浄液供給器を用いて手動で濾過膜の洗浄を行う必要があるため、多量の腹水の濾過・濃縮処理には時間がかかり、手技者の労力負担が大きいという問題があった。

【0007】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で効率よく腹水の濾過処理や洗浄処理を行うことができる腹水処理システムを提供することを目的とする。また、本発明は、簡易な構成で効率よく腹水の濾過処理や洗浄処理を行うことができる腹水処理システムの運転方法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】

上記目的を達成するため、第一に本発明は、腹水中の特定の物質を選択的に除去する濾過器と、前記濾過器の腹水排出ポートに濾過腹水移送路を介して接続され、前記濾過器で濾過された濾過腹水を濾過して濃縮する濃縮器と、前記濾過腹水移送路の途中に配置され、前記濾過腹水移送路内の送液方向を切り替え可能に構成された送液ポンプと、前記濾過器と前記送液ポンプとの間における前記濾過腹水移送路内の圧力を検出する圧力センサと、前記送液ポンプと前記濃縮器との間において前記濾過腹水移送路に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、前記送液ポンプの送液方向を切り替えることによって、前記濾過器において腹水を濾過する濾過モードと、前記濾過器を洗浄する洗浄モードとを切り替える制御部とを備える、腹水処理システムを提供する（発明１）。

【0009】

かかる発明（発明１）によれば、圧力センサによって濾過腹水移送路内の送液状態を把握しながら濾過器において腹水の濾過処理を行うことができるとともに、ポンプの送液方向を切り替えるだけで、濾過器において腹水を濾過する濾過モードと、濾過器を洗浄する洗浄モードとを切り替えることができるので、簡易な構成で効率よく腹水の濾過処理や洗浄処理を行うことができる。

【0010】

上記発明（発明１）においては、前記濾過モードにおいて、前記制御部が、前記送液ポンプの送液方向を、前記濾過器で濾過された濾過腹水を前記濃縮器へと導入する第１方向に制御するとともに、前記圧力センサの検出した前記濾過腹水移送路内の圧力が第１設定値となるように前記送液ポンプによる送液量を制御することが好ましい（発明２）。

【0011】

上記発明（発明２）においては、前記送液ポンプの送液量が第２設定値以下となった場合に、前記制御部が、前記送液ポンプの送液方向を前記第１方向とは反対の第２方向に切り替えることによって、前記濾過モードを前記洗浄モードに切り替え、前記洗浄液供給部から前記濾過腹水移送路に供給された洗浄液を前記濾過器に導入することが好ましい（発明３）。

【0012】

上記発明（発明３）においては、前記制御部が、前記洗浄モードにおいて、複数の洗浄モードを切り替え可能に構成されていてもよい（発明４）。

【0013】

上記発明（発明４）においては、前記濾過器の腹水回収ポートが、濾過腹水回収路を介して、前記濃縮器に接続されており、前記複数の洗浄モードが、前記濾過器内に滞留している濾過腹水を前記濾過器の腹水回収ポートから前記洗浄液とともに排出して前記濃縮器へと送給する第１洗浄モードを含んでいてもよいし（発明５）、前記濾過器の腹水導入ポートが、腹水導入路を介して、前記濾過器に供給する腹水が貯留された腹水貯留部に接続されており、前記複数の洗浄モードが、前記濾過器内に滞留している濾過されていない腹水を前記腹水導入ポートから前記洗浄液とともに排出して前記腹水貯留部へと返送する第２洗浄モードを含んでいてもよいし（発明６）、前記濾過器の洗浄廃液排出ポートが、洗浄廃液回収路を介して、洗浄廃液回収部に接続されており、前記複数の洗浄モードが、前記濾過器内の濾過膜に貼り付いた物質を前記洗浄液で押し流した洗浄廃液を前記洗浄廃液回収部へと送給する第３洗浄モードを含んでいてもよい（発明７）。

【0014】

上記発明（発明７）においては、前記濾過器の腹水導入ポートが、腹水導入路を介して、前記濾過器に供給する腹水が貯留された腹水貯留部に接続されており、前記洗浄廃液回収部が、前記腹水貯留部と前記濾過器との間において前記腹水導入路に接続されており、前記第３洗浄モードにおいて、前記腹水導入ポートからも前記洗浄廃液が前記洗浄廃液回収部へと送給されてもよい（発明８）。

【0015】

第二に本発明は、腹水中の特定の物質を選択的に除去する濾過器と、前記濾過器の腹水排出ポートに濾過腹水移送路を介して接続され、前記濾過器で濾過された濾過腹水を濾過して濃縮する濃縮器と、前記濾過腹水移送路の途中に配置され、前記濾過腹水移送路内の送液方向を切り替え可能に構成された送液ポンプと、前記濾過器と前記送液ポンプとの間における前記濾過腹水移送路内の圧力を検出する圧力センサと、前記送液ポンプと前記濃縮器との間において前記濾過腹水移送路に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、を備える腹水処理システムの運転方法であって、前記送液ポンプの送液方向を切り替えることによって、前記濾過器において腹水を濾過する濾過モードと、前記濾過器を洗浄する洗浄モードとを切り替える、腹水処理システムの運転方法を提供する（発明９）。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、簡易な構成で効率よく腹水の濾過処理や洗浄処理を行うことができる腹水処理システムを提供することができる。また、簡易な構成で効率よく腹水の濾過処理や洗浄処理を行うことができる腹水処理システムの運転方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係る腹水処理システムを示す概略構成図である。

【図2】同実施形態に係る腹水処理システムに用いられる濾過器の構造を示す断面図である。

【図3】同実施形態に係る腹水処理システムに用いられる濃縮器の構造を示す断面図である。

【図4】腹水処理システムの各モードにおける流路の状態を説明する図であり、（ａ）は濾過モード、（ｂ）は第１洗浄モード、（ｃ）は第２洗浄モード、（ｄ）は第３洗浄モードにおける流路の状態を説明する図である。

【図5】腹水処理システムの各モードにおけるバルブの開閉状態をまとめた図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態に係る腹水処理システム１を図面に基づいて説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態にのみ限定されるものではなく、記載された実施形態はあくまでも本発明の技術的特徴を説明するための例示にすぎない。また、各図面に示す形状や寸法はあくまでも本発明の内容の理解を容易にするために示したものであり、実際の形状や寸法を正しく反映したものではない。

【0019】

本明細書においては、「上流側」は、腹水処理システム１において処理されるために供給される腹水や濾過された腹水の流れにおける上流の側を、「下流側」は、腹水処理システム１において処理されるために供給される腹水や濾過された腹水の流れにおける下流の側を、それぞれ意味する。つまり、原則として、「上流側」とは、腹水処理システム１において、供給される腹水が貯留された腹水貯留バッグ２１に近づく方向を、「下流側」は、供給される腹水を貯留された腹水貯留バッグ２１から遠ざかる方向を、それぞれ意味していると考えることができる。なお、後述するように、腹水処理システム１を濾過モードで運転する時と洗浄モードで運転する時とで、送液方向が逆になる場所が存在するが、あくまでも濾過モードで運転する時の方向を基準として「上流側」及び「下流側」を定めるものとする。

【0020】

図１は、本実施形態に係る腹水処理システム１の概略構成を示す説明図である。腹水処理システム１は、患者の体内から採取した腹水Ａ１を濾過して腹水中に存在している細菌や癌細胞等の細胞成分（有害物質）を除去し、その濾過した腹水（濾過腹水）Ａ２を濃縮してアルブミンやグロブリンといった有用なタンパク質成分を有する濾過濃縮液Ａ３を回収し、回収した濾過濃縮液Ａ３を再び患者の体内に戻すためのシステムであり、主に、腹水Ａ１中の特定の物質を選択的に除去する濾過器３と、濾過器３で濾過された濾過腹水Ａ２を濾過して濃縮する濃縮器４と、送液ポンプ５と、圧力センサ６と、制御部７とを備える。濾過器３の上流側には、処理対象の腹水Ａ１を貯留する腹水貯留部としての腹水貯留バッグ２１が接続されており、濃縮器４の下流側には、処理済みの腹水（濾過濃縮液）Ａ３を回収する濾過濃縮液回収バッグ２２が接続されている。

【0021】

濾過器３は、濾過により、腹水Ａ１中の特定の物質、例えば細菌やがん細胞などの有害物質を選択的に除去するための濾過部材を備えた装置である。濾過器３としては、腹水Ａ１中の有用物質であるアルブミン、グロブリン等のタンパク質を通過させ、かつ、上記有害物質を捕捉することのできるものであればどのようなものを用いてもよいが、本実施形態においては、樹脂製の筒状の濾過器ハウジング３５内に、濾過部材として最大孔径約０．２μｍの中空糸膜３６を複数束にして収容したものを用いている。濾過器３は、後に詳述するように、中空糸膜３６を濾過部材とする外圧濾過式の濾過装置として構成されている。濾過器３の構造を図２に示す。

【0022】

濾過器３に用いる濾過部材としては、中空糸膜３６のほかに平膜を用いることもできるが、単位体積あたりの膜面積をより大きく取ることができ、かつ表面に付着した除去物質の洗浄が容易にできるという観点から、多孔性の中空糸膜が好ましく用いられる。濾過器３に使用する中空糸膜３６の素材には特に制限はないが、実用性のある強度および耐圧性を有し、滅菌が可能であるポリスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、エチレン―ビニルアルコール共重合体などが好ましく使用される。

【0023】

本実施形態における濾過器３は、濾過器３のハウジング３５の周壁に、第１送液チューブ１１を介して腹水貯留バッグ２１に接続されている腹水導入ポート３１と、第２送液チューブ１２を介して洗浄廃液回収バッグ２４に接続されている洗浄廃液排出ポート３２とが設けられている。腹水導入ポート３１及び洗浄廃液排出ポート３２は、それぞれ、濾過器３のハウジング３５の周壁の上流側部分および下流側部分にそれぞれ設けた、接続用突起に形成された貫通孔３１１及び貫通孔３２１からなる。腹水導入ポート３１及び洗浄廃液排出ポート３２の貫通孔３１１及び貫通孔３２１は、それぞれ、中空糸膜３６の長手方向Ｘとほぼ直交する向きに延びるように形成されている。なお、第１送液チューブ１１は腹水導入路を形成し、第２送液チューブ１２は洗浄廃液回収路を形成するものである。また、洗浄廃液回収バッグ２４は洗浄廃液回収部の一例である。

【0024】

腹水貯留バッグ２１は、患者から採取した腹水Ａ１を無菌的に貯留することができるものであって、患者から採取した腹水Ａ１を変性させたり、これらの中に有害な物質が溶出したりしないもので、かつ、滅菌可能なものであればその材質および形状には制限はない。一般的に、塩化ビニル系やポリプロピレン、ポリエチレン等の軟質材質による輸液バッグで、３～４Ｌ程度の容量のものが好ましく使用される。

【0025】

洗浄廃液回収バッグ２４は、洗浄廃液ＣＷ中のがん細胞を無菌的に貯留することができるものであって、洗浄廃液ＣＷ中に有害な物質が溶出せず、かつ、滅菌可能なものであればその材質および形状には制限はない。一般的に、塩化ビニル系やポリプロピレン、ポリエチレン等の軟質材質による輸液バッグで、３～４Ｌ程度の容量のものが好ましく使用される。なお、この洗浄廃液回収バッグ２４にて回収された洗浄廃液ＣＷ中のがん細胞やリンパ球等は、樹状細胞ワクチン療法、抗がん剤感受性試験等のオーダーメイドがん治療であったり、分子標的薬の開発等の創薬やがん研究であったりに活用することができる。

【0026】

濾過器３の洗浄廃液排出ポート３２側の端部には、図２に示すように、濾過器３において濾過された濾過腹水Ａ２を排出する腹水排出ポート３３が形成されている。腹水排出ポート３３は、濾過器３のハウジング３５に取り付けられた第１端部材３７１に設けた接続用突起に形成された、中空糸膜３６の長手方向Ｘに平行に（長手方向Ｘに沿って）延びる貫通孔３３１からなる。同様に、濾過器３の腹水導入ポート３１側の端部には、後述する洗浄モードで濾過器３の洗浄を行う際、濾過器３内に滞留している濾過済みの濾過腹水Ａ２を排出して濃縮器４へと送給する腹水回収ポート３４が形成されている。腹水回収ポート３４は、濾過器３のハウジング３５に取り付けられた第２端部材３７２に設けた接続用突起に形成された、中空糸膜３６の長手方向Ｘに平行に（長手方向Ｘに沿って）延びる貫通孔３４１からなる。腹水排出ポート３３は、濾過腹水移送路を形成する第３送液チューブ１３を介して、濃縮器４へと接続されており、腹水回収ポート３４は、濾過腹水回収路を形成する第４送液チューブ１４を介して、こちらも濃縮器４へと接続されている。

【0027】

濾過器３のハウジング３５内の、腹水排出ポート３３と洗浄廃液排出ポート３２との間の軸方向位置には、多数の中空糸膜３６の一方の開放端部を固定かつ結束する円板状の第１固定部材３８１が設けられている。また、腹水回収ポート３４と腹水導入ポート３１との間の軸方向位置には、多数の中空糸膜３６の他方の開放端部を固定かつ結束する円板状の第２固定部材３８２が設けられている。これら第１固定部材３８１及び第２固定部材３８２によって、濾過器３内に、第１固定部材３８１よりも腹水排出ポート３３寄りの第１導入空間３９１、第１固定部材３８１及び第２固定部材３８２間の濾過空間３９、及び第２固定部材３８２よりも腹水回収ポート３４寄りの第２導入空間３９２が画定されている。濾過器３の中空糸膜３６は両端が開口しており、その一端部が、濾過モードでは閉塞される腹水回収ポート３４に第２導入空間３９２を介して連通しており、他端部が第１導入空間３９１を介して腹水排出ポート３３に連通しているということになる。

【0028】

濃縮器４は、濾過器３の腹水排出ポート３３に濾過腹水移送路としての第３送液チューブ１３を介して接続されており、濾過器３で濾過された濾過腹水Ａ２を濾過して濃縮するための装置である。濃縮器４は、濾過腹水Ａ２から、有用物質であるアルブミン等を含まない水を廃液Ｗとして除去し、濾過腹水Ａ２の有用物質濃度を高める。濃縮器４としては、分子量が６．６万程度であるアルブミンを含む濾過腹水Ａ２から、水および水に溶解した電解質のみを分離して排出することのできるものであればどのようなものを用いてもよいが、本実施形態においては、樹脂製の筒状のハウジング４４内に、濾過部材として分画分子量が約５０００以下の中空糸膜４５を収容したものを用いている。濃縮器４の構造を図３に示す。

【0029】

濃縮器４に用いる濾過部材としては、中空糸膜４５のほかに平膜を用いることもできるが、目詰まりを起こしにくい多孔性の中空糸膜が好ましく用いられる。濃縮器４に使用する中空糸膜４５の素材としては、実用性のある強度及び耐久性を有する濃縮膜を得ることができることから、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、エチレン―ビニルアルコール共重合体などが好ましく使用できる。

【0030】

濃縮器４の上流側の端部には、濾過器３において濾過された濾過腹水Ａ２を濃縮器４へと導入する濾過腹水導入ポート４１が形成されている。濾過腹水導入ポート４１は、濃縮器４のハウジング４４に取り付けられた第３端部材４６１に設けた接続用突起に形成された、中空糸膜４５の長手方向Ｘに平行に（長手方向Ｘに沿って）延びる貫通孔４１１からなる。同様に、濃縮器４の下流側の端部には、導入された濾過腹水Ａ２を濃縮器４で濾過して濃縮した濾過濃縮液Ａ３を濃縮器４外部へと排出する濃縮液回収ポート４２が形成されている。濃縮液回収ポート４２は、濃縮器４のハウジング４４に取り付けられた第４端部材４６２に設けた接続用突起に形成された、中空糸膜４５の長手方向Ｘに平行に（長手方向Ｘに沿って）延びる貫通孔４２１からなる。濾過腹水導入ポート４１には、濾過腹水移送路を形成する第３送液チューブ１３を介して、濾過器３が接続されており、濃縮液回収ポート４２は、第５送液チューブ１５を介して、濾過濃縮液Ａ３を回収する濾過濃縮液回収バッグ２２に接続されている。また、濾過腹水導入ポート４１には、濾過腹水回収路を形成する第４送液チューブ１４を介しても、濾過器３が接続されている。

【0031】

濾過濃縮液回収バッグ２２は、処理済みの濃縮腹水Ａ３を無菌的に貯留することができるものであって、濃縮腹水Ａ３を変性させたり、これらの中に有害な物質が溶出したりしないもので、かつ、滅菌可能なものであればその材質および形状には制限はない。一般的に、塩化ビニル系やポリプロピレン、ポリエチレン等の軟質材質による輸液バッグで、１～２Ｌ程度の容量のものが好ましく使用される。

【0032】

濃縮器４のハウジング４４の周壁には、第６送液チューブ１６を介して濃縮廃液回収バッグ２３に接続されている廃液ポート４３が設けられている。廃液ポート４３は、濃縮器４のハウジング４４の周壁の下流側部分に設けた、接続用突起に形成された貫通孔４３１からなる。廃液ポート４３の貫通孔４３１は、中空糸膜４５の長手方向Ｘとほぼ直交する向きに延びるように形成されている。

【0033】

濃縮器４のハウジング４４内の濾過腹水導入ポート４１側には、多数の中空糸膜４５の一方の開放端部を固定かつ結束する円板状の第３固定部材４７１が設けられている。また、濃縮液回収ポート４２と廃液ポート４３との間の軸方向位置には、多数の中空糸膜４５の他方の開放端部を固定かつ結束する円板状の第４固定部材４７２が設けられている。これら第３固定部材４７１及び第４固定部材４７２によって、濃縮器４内に、第３固定部材４７１よりも濾過腹水導入ポート４１寄りの第３導入空間４８１、第３固定部材４７１及び第４固定部材４７２間の濾過空間４８、及び第４固定部材４７２よりも濃縮液回収ポート４２寄りの第４導入空間４８２が画定されている。

【0034】

濾過腹水移送路である第３送液チューブ１３の途中には、第３送液チューブ１３内の送液方向を切り替え可能に構成された送液ポンプ５が配置されている。送液ポンプ５は各種の医療用ポンプを用いることができ、例えば、中心部に複数個のローラが取り付けられた回転部５１を有し、チューブを当該回転部５１の周囲に這わすように取り付けられたチューブポンプ（ローラポンプ）を用いてもよい。このような送液ポンプ５を濾過腹水移送路である第３送液チューブ１３の途中に配置することで、回転部５１の回転方向を切り替えることにより、第３送液チューブ１３内の送液方向を切り替えることができ、また、回転部５１の回転数を制御することにより、第３送液チューブ１３内の圧力を調整することができる。

【0035】

濾過腹水移送路である第３送液チューブ１３においては、濾過器３と送液ポンプ５との間における第３送液チューブ１３内の圧力を検出する圧力センサ６が設けられている。圧力センサ６としては、各種の公知のセンサを用いることができる。

【0036】

濾過腹水移送路である第３送液チューブ１３の途中には、第７送液チューブを介して、洗浄液ＣＬが貯留されている洗浄液供給バッグ２５が接続されている。洗浄液供給バッグ２５は、送液ポンプ５と濃縮器４との間において、濾過腹水移送路である第３送液チューブ１３に洗浄液ＣＬを供給する洗浄液供給部の一例である。洗浄液ＣＬとしては、浸透圧によって細胞が破壊されない液体を使用することができ、例えば、生理食塩水が好ましく用いられる。洗浄液ＣＬが送液ポンプ５によって濾過器３へと送給されることにより、濾過器３の洗浄を行うことができる。

【0037】

なお、腹水貯留バッグ２１と濾過器３とを接続する第１送液チューブ１１の途中から第８送液チューブ１８が枝分かれしており、その先には洗浄廃液回収バッグ２４が接続されている。すなわち、本実施形態においては、洗浄廃液回収バッグ２４が濾過器３の腹水導入ポート３１及び洗浄廃液排出ポートの両方に接続されていることになる。

【0038】

各送液チューブは、ポリ塩化ビニル等の材質で形成された軟質チューブであり、第１送液チューブ１１の途中には第１バルブ８１及び第２バルブ８２が、第８送液チューブ１８の途中には第３バルブ８３が、第２送液チューブ１２の途中には第４バルブ８４が、第７送液チューブ１７の途中には第５バルブ８５が、第３送液チューブ１３の途中には第６バルブ８６が、第４送液チューブ１４の途中には第７バルブ８７が、それぞれ設けられている。このうち、第１バルブ８１は、第１送液チューブ１１の、第８送液チューブ１８との枝分かれ位置と、腹水貯留バッグ２１との間に設けられており、第２バルブ８２は、第１送液チューブ１１の、第８送液チューブ１８との枝分かれ位置と、濾過器３との間に設けられている。また、第６バルブ８６は、第３送液チューブ１３の、第７送液チューブとの接続位置と、濃縮器４との間に設けられている。各バルブを閉じることにより、当該バルブの位置において、各送液チューブ内の流路が遮断される。本実施形態においては、後述する制御部７によって流路開閉弁である各バルブの開閉動作の制御ができるように構成されているが、各バルブの代わりに、それぞれの位置にチューブクランプ等の手動の遮断機構を設けてもよい。

【0039】

制御部７は、腹水処理システム１による腹水の濾過処理や濾過器３の洗浄処理を制御するものであり、効率よく腹水の濾過処理や洗浄処理を行うことができるように腹水処理システム１の運転を管理する。制御部７は、圧力センサ６によって検出された、濾過器３と送液ポンプ５との間における第３送液チューブ１３内の圧力値を、圧力センサ６が受け取り、その値に基づいて送液ポンプ５や各バルブ（第１バルブ８１、第２バルブ８２、第３バルブ８３、第４バルブ８４、第５バルブ８５、第６バルブ８６、第７バルブ８７）の動作を制御し、濾過器３において腹水Ａ１を濾過する濾過モードと、濾過器３を洗浄する洗浄モードとを切り替えながら、腹水処理システム１の運転を行う。

【0040】

図４及び図５を参照しながら、腹水の濾過処理及び濾過器３の洗浄処理を行う腹水処理システム１の動作について説明する。本実施形態の腹水処理システム１では、制御部７が、送液ポンプ５の送液方向を切り替えることによって、濾過器３において腹水Ａ１を濾過する濾過モードと、濾過器３を洗浄する洗浄モードとを切り替えることができるようになっている。図４は濾過モード及び洗浄モードそれぞれにおける腹水処理システム１の流路状態を示しており、図５は濾過モード及び洗浄モードそれぞれにおけるバルブの開閉状態を示している。

【0041】

まず、腹水処理システム１で腹水貯留バッグ２１に貯留されている腹水Ａ１を濾過する場合には、図４（ａ）に示すように、第３バルブ８３、第４バルブ８４、第５バルブ８６及び第７バルブ８７を閉じ、その他のバルブは開いた状態で、送液ポンプ５を第１方向、すなわち濾過器３で濾過された濾過腹水Ａ２を濃縮器４へと導入する方向（図中においては時計回り方向）に回転させることで、腹水貯留バッグ２１から第１送液チューブ１１、濾過器３、第３送液チューブ１３を経て送液ポンプ５に至るまでの流路内は陰圧状態となる。この陰圧により、腹水貯留バッグ２１から第１送液チューブ１１を介して腹水Ａ１が濾過器３の腹水導入ポート３１に送給され、濾過器３内に腹水Ａ１が導入される。腹水Ａ１は濾過器３の外腔から中空糸膜３６の内部へと吸引され、その過程で、腹水Ａ１中のがん細胞などの有害物質が、除去物質として中空糸膜３６によって除去され、中空糸膜３６の外表面に付着する。一方、濾過器３で濾過された有用物質であるアルブミン、グロブリン等を含む濾過腹水Ａ２は、腹水排出ポート３３から排出される。

【0042】

濾過器３から排出された濾過腹水Ａ２は、第３送液チューブ１３を介して送液ポンプ５に送給され、送液ポンプ５から濃縮器４へと送り出されて導入される。濃縮器４の内部では、濾過腹水Ａ２が中空糸膜４５の内側を通過する。このとき、濾過腹水Ａ２の、アルブミン等の有用物質を含まない水の一部が、廃液Ｗとして廃液ポート４３から排出される。濾過腹水Ａ２の廃液Ｗが除かれた部分は、濾過濃縮液Ａ３として、濃縮液回収ポート４２から排出されて濾過濃縮液回収バッグ２２に回収される。

【0043】

ここで、本実施形態においては、濾過モードにおいて、制御部７が、送液ポンプ５の送液方向を、濾過器３で濾過された濾過腹水Ａ２を濃縮器４へと導入する第１方向に制御するとともに、圧力センサ６の検出した濾過腹水移送路（第３送液チューブ１３）内の圧力が第１設定値となるように、送液ポンプ５による送液量を制御する。すなわち、制御部７は、第３送液チューブ１３内の送液ポンプ５の上流側の圧力値（圧力センサ６によるセンサ値）が一定になるように、送液ポンプ５の回転部５１の回転数を制御し、これによって送液ポンプ５による送液量を制御する。第１設定値は処理対象となる腹水の性状に応じて任意に決定することができるが、例えば、－１００ｍｍＨｇ～－５００ｍｍＨｇの範囲で設定することができる。

【0044】

濾過モードで腹水処理システム１を運転していると、次第に濾過器３の中空糸膜３６の外表面に除去物質が付着して閉塞していき、仮に送液ポンプ５の回転数を一定にしていれば、圧力センサ６の検出した濾過腹水移送路（第３送液チューブ１３）内の圧力値が上昇していく。本実施形態の腹水処理システム１では、圧力値が一定になるように送液ポンプ５の回転数を制御するため、濾過器３の中空糸膜３６の目詰まりが進行すると、徐々に送液ポンプ５の回転数が低下していくことになる。この送液ポンプ５の回転数の低下、すなわち送液ポンプ５の送液量の低下をトリガーとして、腹水処理システム１では、濾過モードから洗浄モードへの切り替えを自動的に行うことができるようにし、効率よく腹水の濾過処理や洗浄処理を行うことを実現する。具体的には、制御部７が、送液ポンプ５の送液量が第２設定値以下となった場合に、送液ポンプ５の送液方向を第１方向とは反対の第２方向（図中においては反時計回り方向）に切り替えることによって、濾過モードを洗浄モードに切り替え、第５バルブ８５を開いて洗浄液供給バッグ２５から濾過腹水移送路（第３送液チューブ１３）に洗浄液ＣＬを供給し、さらに送液ポンプ５によって濾過器３に導入する。第２設定値は処理対象となる腹水の性状や濾過器３の種類や性能等に応じて任意に決定することができるが、例えば、５０ｍｌ／分～２００ｍｌ／分の範囲で設定することができる。

【0045】

腹水処理システム１が濾過器３の洗浄を行う洗浄モードに切り替わった際には、図４（ｄ）に示すように、第１バルブ８１、第６バルブ８６及び第７バルブ８７を閉じ、その他のバルブは開いた状態で、送液ポンプ５を第２方向に回転させることで、濾過器３の腹水排出ポート３３へと洗浄液ＣＬが送り込まれ、第１導入空間３９１から中空糸膜３６の内側に流入する。すなわち、腹水処理システム１の濾過器３の洗浄が行われる際には、濾過器３の腹水排出ポート３３が、濾過器３の外部から濾過部材（中空糸膜３６）に対して洗浄液が供給される洗浄液供給ポートとして機能することとなる。このとき、第４送液チューブ１４が閉塞されているので（第７バルブ８７が閉じられているので）、洗浄液ＣＬは、送液ポンプ５によって付与された圧力により、中空糸膜３６表面の孔を通って、中空糸膜３６の内部から外部へ流出する。この洗浄液ＣＬによって、除去物質が中空糸膜３６の外表面から剥離し、洗浄液ＣＬとともに、洗浄廃液排出ポート３２から第２送液チューブ１２を介して洗浄廃液回収バッグ２４に、洗浄廃液ＣＷとして流れて回収される。なお、この洗浄モードにおけるバルブの状態は、図５において「第３洗浄モード」の欄に示されている。

【0046】

さらに、濾過器３の腹水導入ポート３１が、第１送液チューブ１１及び第８送液チューブ８を介して、洗浄廃液回収バッグ２４に接続されており、第１バルブ８１が閉じられている一方で、第２バルブ８２及び第３バルブ８３が開いた状態になっているため、中空糸膜３６の外表面から剥離した除去物質は、腹水導入ポート３１からも洗浄廃液回収バッグ２４に、洗浄廃液ＣＷとして流れて回収される。このような構成にすることで、濾過器３の２つのポート（腹水導入ポート３１及び洗浄廃液回収ポート３２）から同時に洗浄廃液ＣＷを洗浄廃液回収バッグ２４に回収することができるので、洗浄モードにおける洗浄効果（洗浄スピード）を向上させることができる。

【0047】

ところで、腹水処理システム１が、濾過モードから洗浄モードに切り替わる際、濾過器３の内腔（中空糸膜３６の内側）には、すでに濾過済みの濾過腹水Ａ２が滞留した状態になっており、また、濾過器３の外腔（中空糸膜３６の外側）には、これから濾過するはずであった腹水Ａ１が滞留した状態になっている。この状態で、上述のように、図４（ｄ）に示す状態、つまり、第１バルブ８１、第６バルブ８６及び第７バルブ８７を閉じ、その他のバルブは開いた状態で、送液ポンプ５を第２方向に回転させる洗浄処理を開始すると、それらの滞留していた腹水Ａ１及び濾過腹水Ａ２を全て洗浄廃液ＣＷとして廃棄することになってしまう。洗浄モードにおいて濾過器３の洗浄をする際に、濾過器３に滞留している濾過済みの濾過腹水Ａ２や濾過前の腹水Ａ１が洗浄廃液ＣＷとして廃棄されてしまうことを防ぐべく、本実施形態においては、制御部７が、洗浄モードにおいて、複数の洗浄モードを切り替えることができるようになっている。

【0048】

具体的には、腹水処理システム１では、制御部７が、濾過器３内に滞留している濾過腹水Ａ２を濾過器３の腹水回収ポート３４から洗浄液ＣＬとともに排出して濃縮器４へと送給する第１洗浄モード、濾過器３内に滞留している濾過されていない腹水Ａ１を腹水導入ポート３１から洗浄液ＣＬとともに排出して腹水貯留バッグ２１（腹水貯留部）へと返送する第２洗浄モード、濾過器３内の中空糸膜３６に貼り付いた除去物質を洗浄液ＣＬで押し流した洗浄廃液ＣＷを洗浄廃液回収バッグ２４（洗浄廃液回収部）へと送給する第３洗浄モードの３つの洗浄モードを切り替え可能に構成されている。

【0049】

第１洗浄モードでは、図４（ｂ）に示すように、第２バルブ８２、第４バルブ８４及び第６バルブ８６を閉じ、その他のバルブは開いた状態で、送液ポンプ５を第２方向に回転させることで、濾過器３の腹水排出ポート３３へと洗浄液ＣＬが送り込まれ、第１導入空間３９１から中空糸膜３６の内側に流入する。このとき、第１送液チューブ１１及び第２送液チューブ１２が閉塞されているので（第２バルブ８２及び第４バルブ８４が閉じられているので）、洗浄液ＣＬが、送液ポンプ５によって付与された圧力により、中空糸膜３６の内側に滞留していた濾過腹水Ａ２を第２導入空間３９２へと押し流し、腹水回収ポート３４から第４送液チューブ１４を介して濃縮器４の濾過腹水導入ポート４１へと送給する。これによって洗浄モードに切り替えた際に濾過器３内に滞留している濾過腹水Ａ２を廃棄することなく、有効に回収することができる。

【0050】

続いて、第２洗浄モードでは、図４（ｃ）に示すように、第３バルブ８３、第４バルブ８４、第６バルブ８６及び第７バルブ８７を閉じ、その他のバルブは開いた状態で、送液ポンプ５を第２方向に回転させる。すると、第１洗浄モード同様に、濾過器３の腹水排出ポート３３へと洗浄液ＣＬが送り込まれ、第１導入空間３９１から中空糸膜３６の内側に流入する。このとき、今度は第２送液チューブ１２及び第４送液チューブ１４が閉塞されているので（第４バルブ８４及び第７バルブ８７が閉じられているので）、洗浄液ＣＬが、送液ポンプ５によって付与された圧力により、中空糸膜３６の外側に滞留していた腹水Ａ１を、腹水導入ポート３１から第１送液チューブ１１を介して腹水貯留バッグ２１へと返送する。これによって洗浄モードに切り替えた際に濾過器３内に滞留している腹水Ａ１を廃棄することなく、有効に回収することができる。

【0051】

第１洗浄モード及び第２洗浄モードにおいて、濾過器３に滞留している濾過済みの濾過腹水Ａ２や濾過前の腹水Ａ１を回収した後、図４（ｄ）に示すように、第３洗浄モードに切り替えて、濾過器３の中空糸膜３６の洗浄を行い、目詰まりを解消する。第３洗浄モードでは、第１バルブ８１、第６バルブ８６及び第７バルブ８７を閉じ、その他のバルブは開いた状態で、送液ポンプ５を第２方向に回転させることで、濾過器３の腹水排出ポート３３へと洗浄液ＣＬが送り込まれ、中空糸膜３６表面の洗浄を行う。詳細については洗浄モードの説明として説明済みであるため、ここでは説明を省略する。

【0052】

洗浄モードにおいて、第１洗浄モードから第２洗浄モード、第２洗浄モードから第３洗浄モードへの切り替えを行うタイミングは、例えば洗浄液ＣＬの供給量に応じて制御することができる。例えば、第１洗浄モードにおいて、洗浄液ＣＬが洗浄液供給バッグ２５から１００ｍｌ供給されたタイミングで、制御部７が洗浄モードを第２洗浄モードに切り替え、第２洗浄モードにおいて、洗浄液ＣＬが洗浄液供給バッグ２５から２００ｍｌあるいは３００ｍｌ供給されたタイミングで、制御部７が洗浄モードを第３洗浄モードに切り替えてもよいし、それぞれの洗浄モードの洗浄時間に応じて切り替えるようにしてもよい。

【0053】

腹水処理システム１は、洗浄モードにおいて濾過器３の洗浄が終了した後、再び濾過モードに復帰することができる。洗浄モードから濾過モードへの復帰は、例えば手動で切り替えるように構成されていてもよいし、洗浄モードにおける洗浄液CLの供給量の上限値を予め設定しておき、当該上限値に達したところで自動的に洗浄モードを終了させて濾過モードに復帰するように構成されていてもよい。その際の供給量の上限値は、処理対象となる腹水の性状や濾過器３の種類や性能等に応じて任意に決定することができるが、例えば、５００ｍｌ～１０００ｍｌの範囲で設定することができる。

【0054】

本実施形態に係る腹水処理システム１によれば、圧力センサ６によって濾過腹水移送路（第３送液チューブ１３）内の送液状態を把握しながら濾過器３において腹水Ａ１の濾過処理を行うことができるとともに、送液ポンプ５の送液方向を切り替えるだけで、濾過器３において腹水を濾過する濾過モードと、濾過器３を洗浄する洗浄モードとを切り替えることができるので、簡易な構成で効率よく腹水の濾過処理や洗浄処理を行うことができる。このような腹水処理システム１であれば、これまでの腹水処理システムとは異なり、濾過器３の膜洗浄を行うたびにシステムの運転を停止する必要もなく、また、洗浄液供給器を用いて手動で濾過膜の洗浄を行うのではなく、自動で送液ポンプによって濾過膜の洗浄を行うことも可能となるため、多量の腹水の濾過・濃縮処理にかかる時間を削減することが可能となる。さらに、複数の洗浄モードを切り替え可能に構成したことで、腹水の廃棄量を削減することができるとともに、濾過器３の洗浄効果をも高めることができる。

【0055】

以上、本発明に係る腹水処理システム及びその運転方法について図面に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、種々の変更実施が可能である。

【符号の説明】

【0056】

１ 腹水処理システム
１１ 第１送液チューブ（腹水導入路）
１２ 第２送液チューブ（洗浄廃液回収路）
１３ 第３送液チューブ（濾過腹水移送路）
１４ 第４送液チューブ（濾過腹水回収路）
１５ 第５送液チューブ
１６ 第６送液チューブ
１７ 第７送液チューブ
１８ 第８送液チューブ（洗浄廃液回収路）
２１ 腹水貯留バッグ（腹水貯留部）
２２ 濾過濃縮液回収バッグ
２３ 濃縮廃液回収バッグ
２４ 洗浄廃液回収バッグ（洗浄廃液回収部）
２５ 洗浄液供給バッグ（洗浄液供給部）
３ 濾過器
３１ 腹水導入ポート
３２ 洗浄廃液排出ポート
３３ 腹水排出ポート
３４ 腹水回収ポート
３５ ハウジング
３６ 中空糸膜
３７１ 第１端部材
３７２ 第２端部材
３８１ 第１固定部材
３８２ 第２固定部材
３９ 濾過空間
３９１ 第１導入空間
３９２ 第２導入空間
４ 濃縮器
４１ 濾過腹水導入ポート
４２ 濃縮液回収ポート
４３ 廃液ポート
４４ ハウジング
４５ 中空糸膜
４６１ 第３端部材
４６２ 第４端部材
４７１ 第３固定部材
４７２ 第４固定部材
４８ 濃縮空間
４８１ 第３導入空間
４８２ 第４導入空間
５ 送液ポンプ
６ 圧力センサ
７ 制御部
８１ 第１バルブ
８２ 第２バルブ
８３ 第３バルブ
８４ 第４バルブ
８５ 第５バルブ
８６ 第６バルブ
８７ 第７バルブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】