JP2008073563A - 血液透析中に制御限外濾過を実行する装置およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 新規な限外濾過装置を提供する。
【解決手段】 本願発明の血液透析装置は、透析液側に２つの容量型ポンプ（１４、３４）を備え、第１の容量型ポンプのポンピング速度を第２の容量型ポンプのポンピング速度より大きくできる制御可能な構成を有し、それによって、血液透析の開始時に透析液隔室から血液隔室への通過を促し、従来のような血液透析の準備（プライミング）のための等張性の生理食塩水（のバッグ）の必要性をなくする。
【選択図】図１

Description

（発明の分野）
本発明は、血液透析（人工腎臓）装置および関連方法に関する。さらに具体的には、本発明は、患者からの流体の限外濾過を制御するのに使用されるような装置および方法に関する。

（発明の背景）
実用的な血液透析は、オンラインで透析液を生成できる血液透析装置および容認できる信頼性を示す血液透析器がほぼ同時に出現すると共に、１９６０年代初期に初登場した。そのとき以来、血液透析器および血液透析装置において、多大な開発が行われている。

腎臓病学の臨床医は、長い間、血液から毒性代謝溶質だけでなく過剰な流体を取り除く必要性を認識していた。半透性血液透析膜を横切る流体の除去は、「限外濾過」と呼ばれている。

現在進行中の改良血液透析膜の開発は、一部には、患者の罹患率をできるだけ改善する様式で、患者の限外濾過（血液透析と共に）を実行するという臨床医に要求により、押し進められている。現在進行中の血液透析膜の改良に関して、一般的な傾向としては、「フラックス」（これは、水透過性という意味である）を高めた膜が生成されている。このような膜により、低い膜貫通圧（ＴＭＰ）で血液からの水のさらに急速な限外濾過が達成される。このような膜で治療する患者の安全性および満足の行く状態という何よりも重要な要件により、限外濾過の優れた制御ができる血液透析装置の開発が押し進められている。このような開発は、血液透析の分野で研究している個人および企業体による集中的な研究の課題となっている。

限外濾過の制御ができる血液透析装置の著名な例は、Ｐｅｔｅｒｓｏｎらの特許文献１（その内容は、本明細書中で参考として援用されている）で開示されている。

血液透析における他の傾向としては、患者の罹患率に悪影響を与えることなしに、（限外濾過を使って）さらに迅速な透析を達成する種々の方法がある。いくつかの方法によれば、これは、特に、通常よりも速い流速で、その血液透析器に透析液を通すことにより、達成される。この点で、従来の透析液の流速は、５００ｍＬ／分であり、また、一部の現在の透析装置は、約１０００ｍＬ／分の透析液流速を達成できる。しかしながら、一部の臨床医は、３０００〜４０００ｍＬ／分の透析液流速が必要であることに気づいている。

このような高くした透析液流速により、従来よりも大きな限外濾過速度を達成する必要性が生じる。例えば、従来の透析装置は、典型的には、約４０００ｍＬ／時間までの限外濾過速度を達成するのに対して、一部の臨床医は、１０Ｌ／時間までの限外濾過速度が必要であることに気づいている。
米国特許第５，２４７，４３４号明細書

臨床限外濾過（特に、血液透析治療中に実行される限外濾過）の技術分野での大きな進歩にもかかわらず、従来の装置は、上で要約した要求を満たす性能が限られている。

（発明の要旨）
本発明の第１局面によれば、血液透析装置が提供されており、これは、新鮮な透析液を調製し、そして透析液を混合チャンバから血液透析器へと送達し、そして使用済み透析液を血液透析器から排液管へと戻す。このような装置の好ましい実施態様は、液圧をかける順序（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｏｒｄｅｒ）で、第１の容量型ポンプ、第１の流量計、第２の流量計および第２の容量型ポンプを含む。第１の容量型ポンプは、この混合チャンバに液圧接続された入口を有する。第１の流量計は、第１のポンプの出口に液圧接続された入口および血液透析器の透析液入口に液圧接続可能な出口を有する。第１の流量計は、第１のポンプの容量ポンピング速度の関数である特徴を有する各出力を生じる。第２の流量計は、この血液透析器の透析液出口に液圧接続可能な入口を有する。第２の容量型ポンプは、第２の流量計の出口に液圧接続された入口および排液管に液圧接続された出口を有する。第２の流量計は、第２のポンプの容量ポンピング速度の関数である特徴を有する各出力を生じる。第１および第２のポンプは、その間でＵＦループを規定し、ここで、第１のポンプの容量ポンピング速度に対する第２のポンプの容量ポンピング速度の差は、このＵＦループにおいて、容量条件を生じ、この容量条件は、この血液透析器において、半透性膜を横切る正味限外濾過（ｎｅｔ ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）を促す。好ましくは、第１および第２のポンプは、ギアポンプである。

第１および第２の流量計の各出力は、好ましくは、各電気信号を含む。これらの電気信号は、好ましくは、それから各信号の差が測定できる各特徴を示し、ここで、この差は、第１および第２のポンプの相対ポンピング速度を支配するように、使用できる。このような目的のために、第１および第２のポンプだけでなく、第１および第２の流量計は、例えば、この血液透析器の血液隔室から透析液隔室までの所望速度の限外濾過除去、または血液隔室から透析液隔室までもしくは透析液隔室から血液隔室までの液体のゼロ正味流れ（ｚｅｒｏ ｎｅｔｆｌｏｗ）を生じる「ゼロ−ＵＦ」操作条件（もし、望ましいなら）を達成するために、このような測定を実行しかつフィードバック制御信号を送る適当なプロセッサまたはコンピューターに電気的に接続できる。

この血液隔室から透析液隔室までの限外濾過を達成することに関して、第２のポンプの容量ポンピング速度は、第１のポンプの容量ポンピング速度よりも高く設定される。この透析液隔室に入る透析液と、この透析液隔室を出ていく透析液とで生じる容量不均衡の結果、血液隔室から透析液隔室への液体の正味限外濾過が生じる。

「逆限外濾過（ｒｅｖｅｒｓｅ ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）条件」は、第２のポンプの容量ポンピング速度よりも高い容量ポンピング速度を有するように第１のポンプを操作することにより達成できる。得られた容量不均衡により、この透析液隔室から血液隔室への液体の正味限外濾過が起こる。

本発明の他の局面によれば、血液透析器の血液隔室を通る液体の限外濾過を実行する方法が提供される。このような方法の好ましい実施態様によれば、透析液が提供される。この液体をこの透析器の血液隔室に通しつつ、この透析液は、第１の容量型ポンプを通り、次いで、第１の流量計を通り、次いで、透析器の透析液隔室の透析液入口に入るように、導かれる。第１のポンプは、第１の流量計で測定される第１の容量ポンピング速度で、透析液入口に透析液を送達する。この透析液をこの透析液隔室に通した後、透析液は、第２の流量計を通り、次いで、第２の容量型ポンプを通って、透析液隔室の出口から導かれる。第２のポンプは、第２の流量計で測定される第２の容量ポンピング速度で、この透析液をポンプ上げし、この第２の容量ポンピング速度は、第１のポンプのポンピング速度よりも高い。生じる容量不均衡は、限外濾過液が、この血液隔室からこの透析液隔室を通るのを促す。

この透析液を供給するために、第１の流量計で測定される第１のポンプの容量ポンピング速度の関数である比例割合で、透析液濃縮物が水流に添加できる。

本発明の他の局面によれば、血液透析器の血液隔室を準備する方法が提供されている。このような方法の好ましい実施態様によれば、第１に、液体が供給される。この液体は、第１の容量型ポンプを通って、次いで、第１の流量計を通って、次いで、該血液透析器の透析液隔室の透析液入口へと案内される。第１のポンプは、第１の流量計で測定される第１の容量ポンピング速度で、この液体をこの透析液入口に送達する。この液体をこの透析液隔室に通した後、この液体は、透析液隔室の出口から、第２の流量計を通って、次いで、第２の容量型ポンプを通って、案内される。第２のポンプは、この液体の正味流れが透析液隔室から血液透析器の血液隔室へと通るように促すために、第２の流量計で測定される第２の容量ポンピング速度で、この液体をポンプ上げし、第２の容量ポンピング速度は、第１のポンプのポンピング速度よりも低い。好ましくは、準備するのに使用される液体は、透析液であり、それにより、高価な等張性の生理食塩水を使用する必要がなくなる。この透析液隔室から血液隔室へと通る液体はまた、この血液透析器に加えて、血液ラインを準備するために血液透析器の血液隔室に接続されたこの血液ラインを通ることができる。
より特定すれば、本発明は以下の項目に関し得る。
（項目１）血液透析装置であって、上記装置は、新鮮な透析液を調製し、そして上記透析液を混合チャンバから血液透析器へと送達し、そして使用済み透析液を上記血液透析器から排液管へと戻し、改良点は、以下を包含する：（ａ）第１の容量型ポンプであって、上記第１のポンプは、上記混合チャンバに液圧接続された入口を有する；
（ｂ）第１の流量計であって、上記第１の流量計は、上記第１のポンプの出口に液圧接続された入口および血液透析器の透析液入口に液圧接続可能な出口を有し、上記第１の流量計は、上記第１のポンプの容量ポンピング速度の関数である特徴を有する各出力を生じる；
（ｃ）第２の流量計であって、上記第２の流量計は、上記血液透析器の透析液出口に液圧接続可能な入口を有する；
（ｄ）第２の容量型ポンプであって、上記第２のポンプは、上記第２の流量計の出口に液圧接続された入口および排液管に液圧接続された出口を有し、上記第２の流量計は、上記第２のポンプの容量ポンピング速度の関数である特徴を有する各出力を生じ、上記第１および第２のポンプは、その間でＵＦループを規定する；
（ｅ）ここで、上記第１のポンプの容量ポンピング速度に対する上記第２のポンプの容量ポンピング速度の差は、上記ＵＦループにおいて、容量条件を生じ、上記容量条件は、上記血液透析器において、半透性膜を横切る正味限外濾過を促す、装置。
（項目２）上記第１および第２のポンプが、ギアポンプである、項目１に記載の装置。
（項目３）上記第１および第２の流量計の上記各出力が、各電気信号を含む、項目１に記載の装置。
（項目４）上記電気信号が、上記各信号の差が決定できる各特徴を有し、上記差が、上記第１および第２のポンプの相対ポンピング速度を支配するのに使用可能である、項目３に記載の装置。
（項目５）上記透析器が、透析液隔室および血液隔室を含み、そして上記第２のポンプの容量ポンピング速度が上記第１のポンプの容量ポンピング速度よりも大きいことで、上記血液隔室から上記透析液隔室への液体の正味限外濾過が起こる、項目１に記載の装置。
（項目６）上記透析器が、透析液隔室および血液隔室を含み、そして上記第１のポンプの容量ポンピング速度が上記第２のポンプの容量ポンピング速度よりも大きいことで、上記透析液隔室から上記血液隔室への液体の正味限外濾過が起こる、項目１に記載の装置。
（項目７）血液透析器の血液隔室を通る第１液の限外濾過を実行する方法であって、上記方法は、以下の工程を包含する：（ａ）透析液を生成する工程；
（ｂ）上記透析器の上記血液隔室に上記第１液を通しつつ、上記透析液を、第１の容量型ポンプを通って、次いで、第１の流量計を通って、次いで、上記血液透析器の透析液隔室の透析液入口へと案内する工程であって、上記第１のポンプは、上記第１の流量計で測定される第１の容量ポンピング速度で、上記透析液を上記透析液入口に送達する；
（ｃ）上記透析液を上記透析液隔室に通した後、上記透析液を、上記透析液隔室の出口から、第２の流量計を通って、次いで、第２の容量型ポンプを通って、案内する工程であって、上記第２のポンプは、限外濾過液が上記血液隔室から上記透析液隔室へと通るように促すために、上記第２の流量計で測定される第２の容量ポンピング速度で、上記透析液をポンプ上げし、上記第２の容量ポンピング速度は、上記第１のポンプのポンピング速度よりも高い、方法。
（項目８）上記工程（ａ）が、上記第１の流量計で測定される上記第１のポンプの上記容量ポンピング速度の関数である比例割合で、水と共に、透析液濃縮物を連続添加することを包含する、項目７に記載の方法。
（項目９）血液透析方法において、血液透析器の血液隔室を準備する方法であって、上記方法は、以下の工程を包含する：（ａ）液体を供給する工程；
（ｂ）上記液体を、第１の容量型ポンプを通って、次いで、第１の流量計を通って、次いで、上記血液透析器の透析液隔室の透析液入口へと案内する工程であって、上記第１のポンプは、上記第１の流量計で測定される第１の容量ポンピング速度で、上記液体を上記透析液入口に送達する；
（ｃ）上記液体を上記透析液隔室に通した後、上記液体を、上記透析液隔室の出口から、第２の流量計を通って、次いで、第２の容量型ポンプを通って、案内する工程であって、上記第２のポンプは、上記液体の正味流れが上記透析液隔室から上記血液透析器の上記血液隔室へと通るように促すために、上記第２の流量計で測定される第２の容量ポンピング速度で、上記液体をポンプ上げし、上記第２の容量ポンピング速度は、上記第１のポンプのポンピング速度よりも高い、方法。
（項目１０）上記液体が、透析液である、項目９に記載の方法。
（項目１１）上記液体を、上記血液透析器の上記血液隔室に接続された血液ラインを通って循環させる工程を包含する、項目９に記載の方法。

本発明の前述のおよび追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明（これは、添付の図面を参照して、進めていく）から、容易に明らかとなる。

（詳細な説明）
以下の詳細な説明は、本発明の現在最良の様式を述べているが、いずれにしても、本発明を限定するものとは見なされない。

殆どの血液透析装置の液圧システムは、（液圧をかける順序で）、以下の主要部品を含む：安全サーモスタット付きの入来水圧調節器および水ヒーター（これは、特定の流速で、温水流を生じるのに役立つ）；第１の濃縮物ポンプ（これは、希釈「Ａ」濃縮物の流れを生じる水の流れに対して、所定の流速で、「Ａ」濃縮物の流れをこの水流に送達する）；希釈「Ａ」濃縮物の流れから溶存気体を除去するための空気除去ポンプおよび通気トラップを備えた脱気チャンバ；「Ａ」濃縮物が適切に希釈されたかどうかを決定するための「Ａ」伝導率プローブ（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｐｒｏｂｅ）；第２の濃縮物ポンプ（これは、透析液を生じる）水および「Ａ」濃縮物の流速に対して、所定の流速で、「Ｂ」濃縮物の流れをこの水流に送達する）；「Ｂ」混合チャンバおよび伝導率プローブ（これは、これらの濃縮物とこの水との充分な混合を達成するためにあり、また、この透析液が適切なプローブイオン強度にあるかどうかを決定するためにある）；血液透析器；血液漏れ検出器；および排水ライン。例として、これらの部品の描写および説明については、上で引用した米国特許第５，２４７，４３４号（第’４３４号特許：特許文献１）（その内容は、本明細書中で参考として援用されている）、具体的には、その特許の図１Ａ〜１Ｂおよび付随した記載が参照される。

制御した様式で限外濾過を達成するためには、第’４３４号特許で開示された液圧回路は、「フローイコライザー（ｆｌｏｗ ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）」を使用し、これは、「透析器前」チャンバおよび「透析器後」チャンバ、複数の入口および出口バルブ、および圧力調節器を含む。このフローイコライザーは、この液圧回路において、「Ｂ」混合チャンバと血液漏れ検出器との間に置かれている（第’４３４号特許の図１Ａ〜１Ｂを参照すると、これらの図では、このフローイコライザーは、参照番号５４で示され、「Ｂ」混合チャンバは、参照番号４４で示され、そして血液漏れ検出器は、参照番号７８で示されている）。第’４３４号特許のフローイコライザー、および他の多くの現代の血液透析装置に存在している類似の装置は、製造に費用がかかり、また、達成可能な範囲の透析液流速および限外濾過速度の点から見ると限定されていることが、経験から分かる。

それゆえ、本発明の１局面によれば、限外濾過制御装置が提供され、これは、「Ｂ」混合チャンバと血液漏れ検出器との間の血液透析装置の液圧回路に挿入して、現代の血液透析装置に存在している「フローイコライザ」または類似の装置の代わりにすることを目的としている。

本開示の図１では、「Ｂ」混合チャンバ１１（およびその上流の部品）および血液漏れ検出器３５（およびその下流の部品）を含む血液透析装置の液圧回路は、ブロック１０で示されている。ブロック１０の液圧回路は、「Ａ」濃縮物および「Ｂ」濃縮物を、血液透析器１２に送達するための特定の透析液流速、温度（通常、３７℃）、濃度（これは、例えば、電気伝導度測定される）および圧力で、水流に適切に混合することにより、透析液の連続流れを調製するように作用する。ブロック１０の液圧回路はまた、血液透析器１２から使用済み透析液を受け取り、使用済み透析液を血液漏れ検出器３５（その透析器膜の構造上の完全性をモニターする方法として）を通り、そして使用済み透析液を廃棄用排水管に送達する。

「Ｂ」混合チャンバ１１から、新鮮な透析液は、第１の容量型ポンプ（例えば、ギアポンプ；これはまた、「透析器前ポンプ」とも呼ばれる）１４に入る。第１のポンプ１４から出ていく透析液は、（懸濁した微粒子を除去する）フィルター１６を通り、そして「ＵＦループ」１８に入る。第１の流量計２０（これはまた、「透析器前流量計」とも呼ばれる）、伝導率プローブ２２、バイパスバルブ２４、流れセンサ／圧力変換器２６、血液透析器１２、双方向バルブ２８、フィルター３０、および第２の流量計３２（これはまた、「透析器後流量計」とも呼ばれる）を含む。この透析液は、血液透析器１２に入る前に、透析器前流量計２０、伝導率プローブ２２、バイパスバルブ２４、および流れセンサ／圧力変換器２６を通る。一般的に知られているように、この透析液は、この血液透析器の一端から他端へと流れるにつれて、血液透析器の「透析液隔室」を通る。血液透析器１２を通った後、この透析液は、「使用済み」透析液と呼ばれる。この使用済み透析液は、双方向バルブ２８を通り、フィルター３０、および透析器後流量計３２を通って、ＵＦループ１８を出ていく。次いで、この使用済み透析液は、第２の容量型ポンプ（例えば、ギアポンプ；これはまた、「透析器後ポンプ」とも呼ばれる）３４を通って、血液漏れ検出器３５に入る。

一般に知られているように、血液透析器１２はまた、半透性透析膜によってこの透析液隔室から分離された「血液隔室」を有する。血液透析器１２の使用中、患者からの体外血液は、血液ポンプ３６を通り、そして「動脈」血ライン４６ａを通って、血液透析器１２の血液隔室に入る。この体外血液がこの血液隔室を通るにつれて、代謝溶質および過剰の水は、この血液からこの透析液隔室を通って流れる透析液へと通すことにより、この血液から除去される。それゆえ、この血液は、「処理」される。「処理された」血液は、患者に戻る前に、「静脈」血液ライン４６ｖおよびドリップチャンバ３８（これは、通常、体外血液配管セットに設けられている）を通って出ていく。ドリップチャンバ３８は、血圧を測定する位置である。

透析器前および透析液後ポンプ１４、３４は、それぞれ、新鮮透析液を送達しかつ血液透析器１２から使用済み透析液を除去するだけでなく、患者から除去される水（限外濾過液）の量を制御する。この限外濾過液を患者から除去する速度は、透析器前ポンプ１４を通る透析液の流速と透析器後ポンプ３４を通る透析液の流速との差（もしあれば）に等しい。さらに具体的には、もし、これらの透析液の流速が等しいなら、正味限外濾過は起こらない；もし、透析器後ポンプ３４の流速が透析器前ポンプ１４の流速より大きいなら、この血液隔室を通る血液の限外濾過は、それぞれ、透析器前および透析器後ポンプ１４、３４の流速の差に等しい速度で起こる。もし、透析器前ポンプ１４の流速が透析器後ポンプ３４の流速よりも大きいなら、流体の正味運動（ｎｅｔ ｍｏｖｅｍｅｎｔ）は、この透析液から、この透析膜を通って、この血液まで起こる。

透析器前および透析器後流量計２０、３２は、それぞれ、透析器前および透析器後ポンプ１４、３４を通る実際の透析液流速を測定して表示するのに使用される。透析器前および透析器後流量計２０、３２で測定された流速の差により、限外濾過速度が測定される。

第’４３４号特許（特許文献１）で例として開示されているように、透析液は、オンライン比例システム（ｏｎ−ｌｉｎｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）（これは、透析器前流量計１４により測定された流速に対して、各割合で、各流速で、透析液濃縮物をポンプ上げするための２個の一定容量ポンプ（例えば、ピストンポンプ）を含む）により、生成される。伝導率プローブは、以下の３位置の各々に位置している：「Ａ」混合チャンバ；「Ｂ」混合チャンバ１１；および透析器前流量計２０のすぐ下流。

各流量計の上流にあるフィルター１６、３０は、透析液から大きな粒子を除去してこのような粒子が各流量計に入るのを妨げる（そうしなければ、このような粒子は、流量計２０、３２の精度に影響を与え得る）のに役立つ。

双方向バルブ２８は、好ましくは、血液透析装置、バイパスおよび／または警報装置の状態の較正のような事象の間に、血液透析器１２の透析液隔室からまたはそこへの透析液の交差流（ｃｒｏｓｓ ｆｌｏｗ）を防止するために、自動的に作動可能である。

流量計２０、３２は、種々の型（例えば、層流型、タービン型およびギア型）のいずれかであり得る。例として、いずれの様式でも限定するつもりはないが、代表的な型には、以下が挙げられる：Ｋｏｂｏｌｄにより製造されているＭｏｄｅｌ ＺＤＭ容量型ギア流量計；Ａｌｉｃａｔ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｃ．（Ｔｕｃｓｏｎ，Ａｒｉｚｏｎａ）により製造されている種々の流量計（これには、Ｍｏｄｅｌｓ ＰＶＭおよびＭ１２層流流量計、Ｍｏｄｅｌｓ ＰＶＬおよびＬ１２容量型流量計、Ｍｏｄｅｌ ＰＶＵＬおよびＵＬ１２液体流量計、Ｍｏｄｅｌ ＴＦＭタービン流量計およびＭｏｄｅｌ ＴＶＭタービン流量計が挙げられる）；およびＤｉｇｉｆｌｏｗ Ｓｙｓｔｅｍｓにより製造されているＭｏｄｅｌｓ ＤＦＳ−２およびＤＦＳ−２Ｗタービン流量計。好ましくは、流量計２０、３２により、少なくとも＋／−０．５％の測定精度および少なくとも＋／−０．１％の精度が得られる。

透析器前および透析器後ポンプ１４、３４は、好ましくは、ギアポンプ（例えば、ＸＯＬＯＸ（ＦｏｒｔＷａｙｎｅ，Ｉｎｄｉａｎａ）により製造されているＭｏｄｅｌ３００２Ｑ１ＴＴがあるが、これに限定されない）であり、これは、「容量式」と考えられる充分に低い逆流を示す。しかしながら、例えば、種々のモデルのベーンポンプおよびピストンポンプのいずれかが使用できる。ポンプ１４、３４は、好ましくは、１００ｍＬ／分〜４０００ｍＬ／分の範囲内で、血液透析器１２を通る透析液流速を送達できる。

血液透析器１２は、透析液ライン４０、４２により、「ＵＦループ」に接続される。血液透析器１２が使用されないとき（例えば、透析装置がリンスされているとき）はいつでも、この透析液ラインは、「リンスブロック」４４（これは、単に、透析液の流れが血液透析器１２をバイパスできるようにする導管である）に接続されている。

透析処理を開始する前、透析液ライン４０、４２は、典型的には、リンスブロック４４に接続されている。透析器前および透析器後ポンプ１４、３４は、流量計２０、３２で指示されるように、リンスするのに望ましい透析液流速で、同じ速度（同じポンプ速度）で同時に運転される。流量計２０、３２は、好ましくは、プロセッサ（例えば、第’４３４号特許の開示）に接続されており、これは、ポンプ１４、３４の各速度に対して、適当なソフトウェアを実行することにより、２個の流量計２０、３２を較正する。すなわち、ポンプ１４、３４が正確に同じ速度で運転されるときはいつでも、このプロセッサは、同じ流れ示度（ｒｅａｄｉｎｇ）を有するように、流量計２０、３２を較正する。

透析を実行するための準備段階では、血液透析器１２は、透析液ライン４０、４２に接続される。また、透析器１２は、「動脈」血液ライン４６ａおよび「静脈」血液ライン４６ｖを経由して、患者に接続されている。血液ライン４６ａ、４６ｖの準備および血液透析器１２の血管隔室の準備を容易にするために、透析器前ポンプ１４は、透析器後ポンプ３４の速度よりも大きな速度で操作できる。これは、この透析液隔室から血液透析器１２の血液隔室への透析液の通過を促し、それにより、従来のような準備のために等張性の生理食塩水のバッグを消費するという必要がなくなる。

差し迫った透析処理のために（または処理中に）、操作者は、達成すべき所望の限外濾過容量を選出する。操作者は、この処理中に使用される透析液流れに関するデータと共に、このようなデータをこのプロセッサに入れる（例えば、第’４３４号特許（これは、タッチスクリーンを使用してデータを入れることを開示している）を参照せよ）。このプロセッサは、この透析液流速を考慮して、所望の限外濾過容量を達成するのに必要な限外濾過速度を決定する。このような決定に基づいて、このプロセッサは、この処理中での透析器前および透析器後ポンプ（典型的には、透析器後ポンプ３４は、限外濾過を実行するために、透析器前ポンプ１４よりも速い速度で動く）の相対速度を制御する。限外濾過の実際の速度は、透析器前および透析器後流量計２０、３２により表示された流速差である。このようなデータは、このプロセッサにより処理されて、この実際の限外濾過速度を表示する。

操作中のいずれかの時点（例えば、実際の処理中）にて、この透析器前流量計は、透析液流速の示度を提供するが、これは、それぞれ、「Ａ」および「Ｂ」濃縮物ポンプがそれぞれ「Ａ」および「Ｂ」濃縮物を水流に送達する速度を決定するための参照となる。すなわち、「Ａ」および「Ｂ」濃縮物ポンプは、各一定比の透析器前流速で、各濃縮物を送達する。

この処理の終結時には、この装置は、「バイパス」に配置される（それにより、血液透析器１２の周りの透析液の流速を逸らす）。透析器後ポンプ３４は、透析器前ポンプ１４の速度まで遅くなり、それにより、この透析液の圧力は、ほぼ大気圧で維持される。

本発明による装置によって、「ＵＦ−除去ポンプ」（これは、限外濾過液（ＵＦ）を除去するために、現代の血液透析装置で使用されている）が必要なくなる。具体的には、限外濾過制御を実行する現代の血液透析装置は、ベースライン条件（この条件では、この血液透析器に入る透析液の容量流れは、この血液透析器から出る透析液の容量流れに正確に等しい（これは、「ゼロ−ＵＦ」条件と呼ばれている））を確立するための「フローイコライザー」または類似の構成要素を使用する。このベースライン条件（これは、この血液隔室から血液透析器の透析液隔室への流体の正味運動で置き換えなければならない）に対して、ＵＦ除去ポンプにより、任意の限外濾過が達成され、流体を除去する。本発明による装置は、対照的に、一定ベースライン（ゼロ−ＵＦ）条件には頼らない。むしろ、単に、ポンプ１４、３４の一方の速度を他方に対して変えることにより、この透析液隔室（これは、この血液隔室から透析液隔室へのまたはこの透析液隔室から血液隔室への液体の正味の流れを促す）で確立できる。

フローイコライザーに頼っている現在の透析装置は、この透析液隔室からこの血液隔室への正味通過（ｎｅｔ ｐａｓｓａｇｅ）に好ましい条件（いわゆる、「逆限外濾過」条件）を生じ得ない。本発明による装置は、対照的に、単に、透析器前ポンプ１４を透析器後ポンプ３４よりも速い速度で操作させることにより、（例えば、上記のように準備に使用されているように）、逆限外濾過条件を達成できる。

（実施例）
図２で示すような試験設定を構築した。この試験設定は、第１の液体容器５０および第２の液体容器５２だけでなく、第１および第２のポンプ１４、３４および第１および第２の流量計２０、３２を含む。ポンプ１４、３４の各々を、２４Ｖ ＤＣで作動し、各ポンプの速度を、別個の０〜５Ｖ ＤＣ動力供給により、制御した。各ポンプ１４、３４の速度を継続的に記録した。流量計２０、３２は、別個の１２Ｖ ＤＣ供給動力で作動した。表示された流速を連続的に記録した。まず始めに、第１の止血薬５８を使用してライン５６をクランプ固定し、そして第２の止血薬６０をライン６２から取り外した。両方のポンプ１４、３４を、一定時間（１分間）にわたって、６００ＲＰＭ（２０Ｈｚ；これは、「ゼロ−ＵＦ」条件を意味する）で運転して、このシステムが一貫したゼロ−ＵＦ性能を与えることを確認した。１０回の同じ試行を実行した。結果は、表１で表にしている。

各試行に対するゼロ−ＵＦ条件に対応するデータを得た後、ライン６２を、第２の止血薬６０を使用して再クランプ固定した。圧力ゲージ６４による ０ＰＳＩＧの圧力示度を得るように、ポンプ３４の速度を調整した。全てのポンプおよび流量計からの示度を記録した後、第１の止血薬５８を取り外した。１分後、第２の液体容器５２を支持している重量測定天秤６６で「風袋を測った（ｔａｒｅｄ）」。第２の液体容器５２からの０ｍＬ／分の流れ（これは、天秤６６でモニターされる）を得るために、第２のポンプ３４を調整した。ポンプ３４の速度を、次いで、所望値まで上げた（約７０Ｈｚを示す第２の流量計３２を使って５回の試行を実行し、また、約７２Ｈｚを示す第２の流量計を使って、５回の試行を実行した）；天秤６６で風袋を再度測り、（ストップウォッチを使用して）、１０分間の持続時間の開始を記した。この持続時間中にて、流量計２０、３２からの示度を連続的に記録した。各試行に対して１０分間後、天秤６６の示度を記録して、「限外濾過」の尺度を提供した。結果は、表２で示している。

前述の結果は、第２の容器５２から除去された「限外濾過液」が、流量計２０、３２で示されるように、ポンプ１４、３４の相対速度の関数であることを示している。

本発明は、好ましい実施態様に関連して記述されているものの、本発明は、このような実施態様に限定されないことが分かる。これに反して、本発明は、添付の請求の範囲で定義される本発明の趣旨および範囲内に含まれ得る全ての代替物、改良および等価物を含むと解釈される。
（要約）
開示された装置の好ましい実施態様は、液圧「ＵＦループ」を含み、このループは、第１（１４）および第２（３４）の容量型ポンプを含み、これらは、それぞれ、このＵＦループ内に位置している血液透析器（１２）の透析液隔室へおよびそこから、透析液または類似の液体をポンプ上げする。各ポンプ（１４，３４）と血液透析器（１２）の各ポートとの間には、各ポンプ（１４、３４）の流速を決定する各流量計（２０、３２）がある。血液透析器（１２）はまた、導管（４６ａ、４６ｖ）に接続されているが、これは、体外的に、ソース（例えば、患者）から、血液透析器（１２）の血液隔室を通って、このソースへと戻る生理学的液体（例えば、血液）の経路を決める。第１（１４）および第２の（３４）ポンプの相対ポンプ速度に依存して、限外濾過（ＵＦ）条件が達成でき、この透析液からこの生理学的液体へのまたは生理学的液体から透析液への、いずれかの正味液体流れを生じる。この透析液からこの生理学的液体への正味液体流れにより特徴付けられる「逆ＵＦ」条件は、血液透析器（１２）の血液隔室を準備するのに、特に有用である。流量計（２０、３２）は、液体の計器測定を実行し、それにより、このＵＦループでの別個のＵＦ計器測定ポンプを必要とすることなく、高精度での限外濾過が可能になる。

図１は、本発明による血液透析装置の液圧回路の一部の概略図である。 図２は、実施例の課題であった液圧回路の概略図である。

符号の説明

１０ ブロック
１１ 混合チャンバ
１２ 血液透析器
１４、３４ 容量型ポンプ
１６、３０ フィルター
１８ ＵＶループ
２０、３２ 流量計
２２ 伝道率プローブ
２４ バイパスバルブ
２６ 流れセンサ
２８ 双方向バルブ
３５ 血液漏れ検出器
３６ 血液ポンプ
３８ ドリップチャンバ
４０、４２透析液ライン
４６ａ 動脈血ライン
４６ｖ 静脈血ライン
５０、５２ 液体容器
５４ フローイコライザー
５６ ライン
５８、６０ 止血
６４ 圧力ゲージ
６６ 天秤

Claims (1)

1. 血液透析装置であって、新鮮な透析液を調製し、そして該透析液を混合チャンバから血液透析器へと送達し、そして使用済み透析液を該血液透析器から排液管へと戻し、改良が：
   （ａ）第１の容量型ポンプであって、該混合チャンバに液圧接続された入口を有する、第１の容量型ポンプと；
   （ｂ）第１の流量計であって、該第１のポンプの出口に液圧接続された入口および該血液透析器の透析液入口に液圧接続可能な出口を有し、該第１のポンプの容量ポンピング速度の関数である特徴を有する各出力を生じる、第１の流量計と；
   （ｃ）第２の流量計であって、該血液透析器の透析液出口に液圧接続可能な入口を有する、第２の流量計と；
   （ｄ）第２の容量型ポンプであって、該第２の流量計の出口に液圧接続された入口および排液管に液圧接続された出口を有し、該第２のポンプの容量ポンピング速度の関数である特徴を有する各出力を生じ、該第１および第２のポンプが、それらの間でＵＦループを規定する、第２の容量型ポンプと；を含み
   （ｅ）ここで、該第１の容量型ポンプの容量ポンピング速度と該第２の容量型ポンプの容量ポンピング速度との間の差が、該ＵＦループにおいて容量条件を生じ、該容量条件が、該血液透析器において半透性膜を横切る正味限外濾過を促す、装置。

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