JP2971182B2

JP2971182B2 - 漏血検出器

Info

Publication number: JP2971182B2
Application number: JP3134364A
Authority: JP
Inventors: 清人川村; 隆一橋川
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 1991-06-05
Filing date: 1991-06-05
Publication date: 1999-11-02
Anticipated expiration: 2014-11-02
Also published as: JPH04357961A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、人工透析装置におけ
る漏血の検知を、気泡、汚れまたは電気回路のオフセッ
ト電圧等による誤検知を生じないようにして検知し、人
工透析装置の始業点検を自動的に実施とすることができ
る漏血検出器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、人工透析装置は、人体の静脈側
より血液を取出してこれを半透膜を使用した透析器に導
入し、この透析器において半透膜を介して透析液と接触
させ、血液中の老廃物の除去を行った後再び人体に戻す
よう構成された透析治療器として知られている。

【０００３】しかるに、この種の人工透析装置を使用し
て血液の体外循環を行う場合、例えば半透膜にピンホー
ル等があると透析液側に漏血を生じ、これが長時間に亘
る透析治療では相当量の失血となり、人体にとって極め
て危険である。

【０００４】このような観点から、従来よりこの種の人
工透析装置においては、透析液中への血液の混入を検知
して警報等を発生する漏血検知装置が種々提案されてい
る。そこで、従来における漏血検知装置としては、光電
式測光法を使用して透析液中に分散する血液の混入状態
を検知する方法が好適であり、大別して次の２種の方式
のものが知られている。

【０００５】すなわち、第１の方式は、発光側に１つの
ピーク波長域を有する発光素子を設け、被検体（透析
液）中における光の透過量の低下を、受光側の受光素子
で検出することにより漏血を検知する方法である。しか
しながら、この第１の方式では、光の透過量が低下する
のは、透析液中へ血液が混入する場合だけでなく、気泡
が混入したり、蛋白質などの汚れによっても生じるた
め、漏血以外の誤検知を行う可能性が高く、信頼性に欠
ける難点がある。

【０００６】これに対し、第２の方式は、発光側に血液
に対する吸収率が異なる２つのピーク波長を有する発光
素子を設け、被検体（透析液）中を透過し受光側の受光
素子に到達した２つの波長の光の透過量の低下が、前記
のように気泡や汚れに起因する場合は両方とも同じであ
り、漏血の場合は血液に影響され易い波長が顕著に低下
することから、漏血を確実に検知し得る方法である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た第２の方式によれば、２つの波長の光の透過量の差分
で漏血を検知する方法であるため、その検知精度を高め
るためには漏血、気泡および汚れがない状態での光の透
過量を変換した電圧レベルの差分出力が０になるよう
に、発光側および受光側の作動回路の調整を必要とす
る。このため、光電式測光を行う回路の設計および製作
が煩雑になる難点がある。

【０００８】また、前記従来の漏血検知装置における第
１の方式および第２の方式は、共に温度によって変動す
る電気回路が持つオフセット電圧に影響されて、誤検知
ないしは誤動作する欠点を有する。

【０００９】そこで、本発明の目的は、透析液中の気泡
や汚れの発生、電気回路が持つオフセット電圧等に影響
される誤検知を防止し、しかも光電式測光を行う回路を
簡単にかつ調整不要な構成とし、常に高感度で適正な漏
血検知を達成することができると共に、人工透析装置に
よる透析治療開始前の始業点検を安全かつ自動的に実施
することができ、さらに低コストに製造することができ
る漏血検出器を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る漏血検出器
は、血液に対する吸収率が異なる２つのピーク波長を有
する光により発光素子を別々に発光させると共に透析液
を透過させて受光素子により受光し、前記透析液に対す
る２つの波長の光の透過量を変換した電圧レベルを比較
することにより、透析液中の漏血状態を検知する漏血検
出器において、発光素子に対し抵抗器を介して直接駆動
回路を接続してこの駆動回路を所定の２つの発光パルス
電圧信号を出力する発振回路で駆動するよう構成した発
光側回路と、受光素子の出力を直接電流電圧変換回路を
介し、同期回路を経て前記２つの発光パルス電圧信号と
同期させて前記２つの波長の光の透過量を変換した直流
電圧としてそれぞれ得、これら直流電圧レベルをＡ／Ｄ
変換器およびマイクロコンピュータを介してその大きさ
を演算し比較することによって漏血状態の検知を行うよ
う構成した受光側回路と、を設けたことを特徴とする。

【００１１】前記の漏血検出器は、発光側回路におい
て、発光素子において２つの波長を有する光を発光させ
る駆動回路と所定のパルス電圧信号を出力する発振回路
との間にＡＮＤ回路を設けて、２つの波長を有する光の
発光を同時に停止し得るよう構成することができる。こ
の場合、透析液中に漏血、気泡および汚れがない状態で
２つの波長を有する光の発光を同時に停止して、この時
の受光側回路のオフセット電圧を演算し、次いで２つの
波長を有する光を別々に発光させて、この時の受光側回
路の出力電圧を演算し、これらオフセット電圧と出力電
圧とから補正値を演算した後、定期的に２つの波長を有
する光の発光を同時に停止して、その時のオフセット電
圧と前記補正値とに基づいてオフセット電圧に影響され
ない補正された出力電圧値を演算するようマイクロコン
ピュータを構成すれば好適である。また、発光素子に対
し抵抗器を介して直接駆動回路を接続してなる発光側回
路において、前記抵抗器と駆動回路との接続点間にさら
に補助抵抗器を接続配置すると共にこの補助抵抗器と並
列に自動開閉器の接点を接続し、前記補助抵抗器の抵抗
値を自動開閉器の接点が開の時における２つの波長の光
の受光側の電圧レベルの比率が所定の漏血があった時と
同等の比率になるような値に設定した構成とすることも
できる。

【００１２】

【作用】本発明に係る漏血検出器によれば、発光側回路
は、発光素子に対し抵抗器を介して直接駆動回路を接続
してこの駆動回路を所定のパルス電圧信号を出力する発
振回路で駆動するよう構成し、また受光側回路は、受光
素子の出力を直接電流電圧変換回路を介し、同期回路を
経て前記２つの発光パルス電圧信号と同期させて前記２
つの波長の光の透過量を変換した直流電圧としてそれぞ
れ得、これら直流電圧レベルをＡ／Ｄ変換器およびマイ
クロコンピュータを介してその大きさを演算し比較する
ことによって漏血状態の検知を行うよう構成することに
より、発光素子の発光強度を補正したり、受光素子の受
光信号の増幅率等を調整する必要がなく、従ってこれら
調整用の電気部品の使用を省略して簡単な構成でしかも
感度がよく安定した直流電圧を得ることができ、信頼性
の高い検知を行うことができる漏血検出器を得ることが
できる。

【００１３】特に、本発明の漏血検出器によれば、漏
血、気泡および汚れがない状態で、受光側の２つの波長
の光の透過量を変換した電圧レベルの差分を０にする補
正演算を可能にして、漏血以外の気泡や汚れによる誤検
知を確実に防止して、適正な漏血の監視を達成すること
ができる。

【００１４】また、本発明の漏血検出器では、発光側回
路において、発光素子において２つの波長を有する光を
発光を同時に停止し得るよう構成することにより、オフ
セット電圧に影響されてない補正された電圧値を求め
て、これにより温度によって変動する電気回路が持つオ
フセット電圧に影響される誤検知動作を防止し、常に正
確な漏血の監視を行うことができる。

【００１５】さらに、本発明の漏血検出器において、発
光側回路に自動開閉器の接点と並列に接続した補助抵抗
器を接続配置して、この補助抵抗器の抵抗値を自動開閉
器の接点が開の時における２つの波長の光の受光側の電
圧レベルの比率が所定の漏血があった時と同等の比率に
なるような値に設定することにより、人工透析装置の透
析治療開始前の始業点検を自動的に実施することを可能
とする。

【００１６】

【実施例】次に、本発明に係る漏血検出器の実施例につ
き、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

【００１７】図１は、本発明に係る漏血検出器の一実施
例を示すブロック回路図、図２は図１のブロック回路の
動作状態を示す波形図である。図１および図２におい
て、参照符号１０は発光素子、１２は一定のパルス電圧
Ｖ1 を発生する発振回路、１４は前記発振回路の出力パ
ルス電圧Ｖ1 の反転出力パルス電圧Ｖ2 を発生する反転
回路、１６，１８は発光素子１０に対しそれぞれ血液に
対する吸収率が異なる２つのピーク波長の光を出力する
ための駆動回路をそれぞれ示す。しかるに、発光側にお
いては、前記発振回路１２のパルス電圧Ｖ1 は、一方に
おいて反転回路１４を介し駆動回路１８および抵抗器Ｒ
1を経て発光素子１０に供給し、他方において直接駆動
回路１６および抵抗器Ｒ2 を経て発光素子１０に供給す
るよう回路構成する。

【００１８】また、参照符号２０は受光素子、２２は電
流電圧変換回路、２４，２６は増幅回路、２８，３０は
前記発光素子１０を駆動するパルス電圧Ｖ1,Ｖ2 に基づ
いて発光素子１０の駆動パルスと受光素子２０の出力パ
ルスとの同期（Ｖ4,Ｖ5 参照）を行う同期回路、３２，
３４は整流回路、３６はＡ／Ｄ変換回路、３８はマイク
ロコンピュータをそれぞれ示す。しかるに、受光側にお
いては、前記受光素子２０の出力を増幅することなく直
接電流電圧変換回路２２により電圧Ｖ3 に変換した後、
前記２つの波長の透過量を変換した電圧レベルの比較を
行うため、一方において増幅回路２４、同期回路２８、
整流回路３２を経てＡ／Ｄ変換回路３６に転送し、他方
において増幅回路２６、同期回路３０、整流回路３４を
経てＡ／Ｄ変換回路３６に転送し、このＡ／Ｄ変換回路
３６でＡ／Ｄ変換された信号をマイクロコンピュータ３
８に入力して前記２つの波長の電圧を演算し、比較する
ことにより、漏血の監視を行うよう回路構成する。

【００１９】このように構成した本実施例の漏血検出器
は、発光側において、血液に対する吸収率が異なる２つ
のピーク波長の光として、例えば５５０ｎｍと６５０ｎ
ｍのピーク波長を有する発光素子１０を使用する。従っ
て、被検体（透析液）中を透過し受光側の受光素子２０
に到達した前記２つの波長の光の透過量の低下率が、気
泡または汚れに起因する場合は両方共同じであり、漏血
の場合は血液に影響され易い波長（５５０ｎｍ）が顕著
に低下する。光の透過量を変換した電圧レベルは、受光
側回路が発光側回路と同期しているためタイミングが一
致して安定した直流電圧を得ることができ、電圧レベル
の低下等も正確に検知できる。そこで、この場合、漏
血、気泡および汚れがない状態で、受光側の２つの波長
の光の透過量を変換した電圧レベルの差分を０にする必
要がある。このため、本実施例においては、発光素子１
０の発光強度を調整したり、あるいは受光素子２０の増
幅率を調整することなく、漏血、気泡および汚れがない
状態での受光側の直流出力Ｖ6,Ｖ7 をＡ／Ｄ変換回路３
６を介してマイクロコンピュータ３８に入力し、２つの
波長の電圧を演算し比較することによってその差分を０
にする補正値ａを次式（１）によって求める。Ｖ6 −ａＶ7 ＝０（１）そして、前記一方の波長の電圧を常時補正値ａによって
補正し、これを他方の波長の電圧と比較することによ
り、適正な漏血の監視を達成することができる。

【００２０】図３は、本発明に係る漏血検出器の別の実
施例を示すブロック回路図、図４は図３のブロック回路
の動作状態を示す波形図である。なお、本実施例回路に
おいて、図１に示す回路の構成要素と同一の構成要素に
ついては、同一の参照符号を付してその詳細な説明は省
略する。

【００２１】本実施例においては、図１に示す実施例回
路において、発光側の発振回路１２と駆動回路１６との
間および反転回路１４と駆動回路１６との間に、それぞ
れＡＮＤ回路４０，４２を接続配置し、これらのＡＮＤ
回路４０，４２のそれぞれ一方の入力端に発振回路１２
の発振動作に関係なく、発光素子１０の発光を停止させ
る信号Ｖ8 をマイクロコンピュータ３８より供給するよ
う回路構成したものである。その他の回路構成は前記図
１に示す実施例と同一である。

【００２２】このように構成した本実施例の漏血検出器
は、発光側において、前記発光停止信号Ｖ8 で２つの波
長の発光を同時に停止することにより、受光側の回路に
発生するオフセット電圧を自動的に求めることができ
る。すなわち、この場合、マイクロコンピュータ３８に
おいてオフセット電圧を次のようにして演算する。

【００２３】まず、被検体（透析液）中に漏血、気泡お
よび汚れがない状態で、前記発光素子１０における２つ
の波長の発光を同時に停止し、この時のオフセット電圧
Ｖ6′，Ｖ7 ′を次式（２），（３）により求める。Ｖ6 ′＝Ｖ6 （２）Ｖ7 ′＝Ｖ7 （３）次に、前記と同じ状態で発光素子１０を２つの波長によ
り別々に発光させ、この時の出力電圧Ｖ6,Ｖ7 と前記オ
フセット電圧Ｖ6 ′，Ｖ7′とから次式（４）により補
正値ａ′を求める。Ｖ6 −Ｖ6 ′＝ａ′（Ｖ7 −Ｖ7 ′）（４）その後、定期的に発光素子１０における２つの波長の発
光を同時に停止し、その時のオフセット電圧Ｖ6 ″，Ｖ
7 ″を前記と同様に次式（５），（６）により求め、こ
れを補正値ａ′と共に次式（７），（８）に代入するこ
とにより、オフセット電圧に影響されていない補正され
た電圧値Ｖx,Ｖy を求めることができる。Ｖ6 ″＝Ｖ6 （５）Ｖ7 ″＝Ｖ7 （６）Ｖx ＝Ｖ6 −Ｖ6 ″ （７）Ｖy ＝ａ′（Ｖ7 −Ｖ7 ″）（８）従って、前記の補正された電圧値Ｖx,Ｖy を比較するこ
とにより、温度によって変動する電気回路が持つオフセ
ット電圧に影響される誤検知動作を防止し、常に正確な
漏血の監視を行うことができる。このため、本実施例の
電気回路によれば、温度補正用のサーミスタ等を設ける
必要性はない。

【００２４】図５は、本発明に係る漏血検出器のさらに
別の実施例を示すブロック回路図である。なお、本実施
例回路において、図１に示す回路の構成要素と同一の構
成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な
説明は省略する。

【００２５】本実施例においては、図１および図３に示
す実施例回路において、発光側の駆動回路１８と抵抗器
Ｒ1 との接続点間にさらに抵抗器Ｒ3 を接続配置し、こ
の抵抗器Ｒ3 と並列に例えばリレー等の自動開閉器５０
の接点５２を接続したものである。この場合、前記抵抗
器Ｒ3 の抵抗値は、自動開閉器５０の接点５２が開の時
における２つの波長の光の受光側の電圧レベルの比率
が、所定の漏血があった時と同等の差になるような値に
設定する。そして、この自動開閉器５０は、マイクロコ
ンピュータ３８からの信号により開閉動作するよう回路
構成する。

【００２６】このように構成した本実施例の漏血検出器
は、前記自動開閉器５０の接点５２につき、受光側にお
いて漏血監視状態の時は閉とし、また検出器の感度チェ
ックを行う時に開となるように指令を行うべく予めマイ
クロコンピュータ３８を設定しておくとにより、人工透
析装置の透析治療開始前の始業点検または透析中の本漏
血検出器の動作確認を自動的に実施することができる。

【００２７】図６は、本発明に係る漏血検出器のさらま
た別の実施例を示すブロック回路図である。本実施例回
路は、前記図５および図３に示す回路に対し、反転回路
１４に代えて１０進ジョンソンカウンタ６０を設けると
共に、この１０進ジョンソンカウンタ６０の出力信号を
それぞれ同期回路２８，３０へ供給する信号ラインに反
転回路７０，７２を接続配置し、さらに整流回路３２，
３４の出力側にそれぞれ増幅回路８０，８２を接続配置
したものである。その他の構成は、前記図５および図３
に示す回路と同一であり、従って同一の構成要素につい
ては、同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略す
る。

【００２８】このように構成した本実施例の漏血検出器
によれば、図７からも明らかなように、一つのピーク波
長の発光ともう一つのピーク波長の発光との間に、両ピ
ーク波長の発光の休止があるため、応答速度の遅い発光
素子および受光素子を使用した場合に発生する相互干渉
を防止することができる。従って、前記図５および図３
に示す実施例回路による漏血検出動作をより一層精度よ
くかつ信頼性の高いものとすることができる。なお、本
実施例回路において、整流回路３２，３４の出力が充分
に得られる場合には、増幅回路８０，８２は省略するこ
とができる。

【００２９】以上、本発明検出器の好適な実施例につい
て説明したが、本発明は前記実施例に限定されることな
く、本発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設
計変更をなし得ることは勿論である。

【００３０】

【発明の効果】前述した実施例から明らかなように、本
発明によれば、発光側回路は、発光素子に対し抵抗器を
介して直接駆動回路を接続してこの駆動回路を所定のパ
ルス電圧信号を出力する発振回路で駆動するよう構成
し、また受光側回路は、受光素子の出力を直接電流電圧
変換回路を介して前記発光パルス電圧信号と同期回路に
より同期させた前記２つの波長の光の透過量を変換した
直流電圧としてそれぞれ得、これら直流電圧レベルをＡ
／Ｄ変換器およびマイクロコンピュータを介してその大
きさを演算し比較することによって漏血状態の検知を行
うよう構成することにより、発光素子の発光強度を補正
したり、受光素子の受光信号の増幅率等を調整する必要
がなく、従ってこれら調整用の電気部品の使用を省略し
て簡単な構成でしかも感度がよく安定した直流電圧を得
ることができ、信頼性の高い検知を行うことができる漏
血検出器を得ることができる。

【００３１】特に、本発明の漏血検出器によれば、マイ
クロコンピュータを使用して漏血、気泡および汚れがな
い状態で、受光側の２つの波長の光の透過量を変換した
電圧レベルの差分を０にする補正演算を行うことによ
り、漏血以外の気泡や汚れによる誤検知を確実に防止し
て、適正な漏血の監視を達成することができる。

【００３２】また、本発明の漏血検出器では、発光側回
路において、発光素子において２つの波長を有する光を
発光を同時に停止し得るよう構成することにより、オフ
セット電圧に影響されてない補正された電圧値を求め
て、これにより温度によって変動する電気回路が持つオ
フセット電圧に影響される誤検知動作を防止し、常に正
確な漏血の監視を行うことができる。従って、この場
合、温度補正用のサーミスタ等を電気回路に設ける必要
性はない。

【００３３】さらに、本発明の漏血検出器において、発
光側回路に自動開閉器の接点と並列に接続した補助抵抗
器を接続配置して、この補助抵抗器の抵抗値を自動開閉
器の接点が開の時における２つの波長の光の受光側の電
圧レベルの比率が所定の漏血があった時と同等の比率に
なるような値に設定することにより、人工透析装置の透
析治療開始前の始業点検を自動的に実施することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る漏血検出器の一実施例を示すブロ
ック回路図である。

【図２】図１に示す漏血検出器の動作状態を示す波形図
である。

【図３】本発明に係る漏血検出器の別の実施例を示すブ
ロック回路図である。

【図４】図３に示す漏血検出器の動作状態を示す波形図
である。

【図５】本発明に係る漏血検出器のさらに別の実施例を
示す要部回路図である。

【図６】本発明に係る漏血検出器のさらにまた別の実施
例を示すブロック回路図である。

【図７】図６に示す漏血検出器の動作状態を示す波形図
である。

【符号の説明】

１０発光素子１２発振回路１４反転回路１６，１８駆動
回路２０受光回路２２電流電圧変
換回路２４，２６増幅回路２８，３０同期
回路３２，３４整流回路３６Ａ／Ｄ変換
回路３８マイクロコンピュータ４０，４２ＡＮ
Ｄ回路５０自動開閉器５２接点６０１０進ジョンソンカウンタ７０，７２反転
回路８０，８２増幅回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】血液に対する吸収率が異なる２つのピー
ク波長を有する光により発光素子を別々に発光させると
共に透析液を透過させて受光素子により受光し、前記透
析液に対する２つの波長の光の透過量を変換した電圧レ
ベルを比較することにより、透析液中の漏血状態を検知
する漏血検出器において、発光素子に対し抵抗器を介して直接駆動回路を接続して
この駆動回路を所定の２つの発光パルス電圧信号を出力
する発振回路で駆動するよう構成した発光側回路と、受光素子の出力を直接電流電圧変換回路を介し、同期回
路を経て前記２つの発光パルス電圧信号と同期させて前
記２つの波長の光の透過量を変換した直流電圧としてそ
れぞれ得、これら直流電圧レベルをＡ／Ｄ変換器および
マイクロコンピュータを介してその大きさを演算し比較
することによって漏血状態の検知を行うよう構成した受
光側回路と、を設けたことを特徴とする漏血検出器。
【請求項２】発光側回路において、発光素子において
２つの波長を有する光を発光させる駆動回路と所定のパ
ルス電圧信号を出力する発振回路との間にＡＮＤ回路を
設けて、２つの波長を有する光の発光を同時に停止し得
るよう構成してなる請求項１記載の漏血検出器。
【請求項３】透析液中に漏血、気泡および汚れがない
状態で２つの波長を有する光の発光を同時に停止して、
この時の受光側回路のオフセット電圧を演算し、次いで
２つの波長を有する光を別々に発光させて、この時の受
光側回路の出力電圧を演算し、これらオフセット電圧と
出力電圧とから補正値を演算した後、定期的に２つの波
長を有する光の発光を同時に停止して、その時のオフセ
ット電圧と前記補正値とに基づいてオフセット電圧に影
響されない補正された出力電圧値を演算するようマイク
ロコンピュータを構成してなる請求項２記載の漏血検出
器。
【請求項４】発光素子に対し抵抗器を介して直接駆動
回路を接続してなる発光側回路において、前記抵抗器と
駆動回路との接続点間にさらに補助抵抗器を接続配置す
ると共にこの補助抵抗器と並列に自動開閉器の接点を接
続し、前記補助抵抗器の抵抗値を自動開閉器の接点が開
の時における２つの波長の光の受光側の電圧レベルの比
率が所定の漏血があった時と同等の比率になるような値
に設定してなる請求項１または２記載の漏血検出器。