JPS6226415B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は微量の血液もしくは血色素類の検
出、とくに人工腎臓のような血液処理装置からの
血液の漏れの検出に適した漏血検出装置に関する
ものである。

近年、利用者が急増している人工腎臓では、透
析膜その他の障害により透析液中に血液が漏出す
ることがあり、万一これを放置すれば、人命に係
る重大な事故になりかねない。このため、血液の
漏れと気泡等のノイズとを的確に判別して血液の
流出を未然に防止するとともに、上記血液の漏れ
を知つて直ちに適切な処置を施こす必要がある。
これに対応して、従来より各種の漏血検出装置が
存在する。従来のこの種装置は、被検液を導く検
知セルに対して光を投射する白熱電球と上記検知
セルを透過した白色光をフイルタを介して受光し
て電気信号に変換する光電管とを組合せて、零位
法で測定するように構成したものがほとんどであ
る。

ところで、人工腎臓では、多量の透析液で希釈
された低濃度の血液を検出しなければならないう
え、長時間にわたつて検出動作が安定して行なわ
れる必要がある。

しかるに、上記従来のものは、零位法、つまり
基準とする光量との比較で漏血を検出するため、
透析液側に移動した血液中の老廃物や気泡などの
血液以外の成分である異物の影響を受け易く、と
くに長時間の使用にあつては老廃物が検知セルの
表面に付着して測定誤差を生じることになる。こ
れを防止するためには、一定時間ごとに容器を清
掃しながら漏血を検出しなければならない。

さらに、白熱電球からの投射光は連続波長分布
をもち、不必要な波長成分を多く含むため、エネ
ルギー効率が悪いばかりか、上記電球の波長分布
のうち、血液の吸収スペクトルである565nmに近
い波長を選択させるために、特殊なフイルタを用
いなければならず、このため構成が複雑でコスト
高になる。また、上記白熱電球は耐用時間が約
1000時間と比較的短い寿命であり、球切れに対処
するためには、別途球切れ検知回路を設ける必要
がある。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
血液の吸収スペクトルを含む範囲内に波長特性の
ピーク値をもつた発光素子を光源とし、この発光
素子からの出力を一定期間ごとに零に調整させな
がら、偏位法にもとづいて漏血を検出する簡単な
構成により、検出感度が向上し、しかも長時間に
わたつて安定的に検出作動を維持し得る漏血検出
装置を提供することを目的とする。

以下、この発明の一実施例を図面にしたがつて
説明する。

第１図において、１１は透析液のような被検液
を導く検知セル、１２は上記検知セル１１に光を
投射する発光素子、１３は上記検知セル１１を介
して発光素子１２からの光を受光する受光素子で
あり、両素子１２，１３は上記検知セル１１のガ
ラス面に密着して使用される。発光素子１１とし
ては、たとえば緑色の発光ダイオードが用いられ
ており、の分光スペクトルのピーク値が血液の吸
収スペクトル565nmを含む範囲、たとえば520〜
600nm内に存在するものである、この実施例では
570nmに存在するものが選択して設定されてい
る。受光素子１３はCdsのような光導電素子が用
いられている。１４は上記発光および受光素子１
２，１３に対する温度補正回路で、たとえばサー
ミスタのような感熱素子（図示せず）を有し、こ
の感熱素子で透析、排液の温度に等しくなる上記
両素子１２，１３の温度を検出し、この温度と両
素子１２，１３の温度特性とを比較して、温度補
正用の信号を出力するものである。１５は発光駆
動回路で、上記温度補正回路１４からの信号で発
光素子１２に対する供給電力を加減させるように
なつている。

１６は、上記受光素子１３からの出力信号ａを
受けて、光量変化等によつて生じる上記出力信号
ａの誤差を補正するための自動零調整回路で、こ
の自動零調整回路１６は、たとえば上記出力信号
ａと後述する基準信号ｂとの差を増巾する差動増
巾器１７と、この差動増巾回路１７からの出力信
号ｃを指示計器１８の目盛に対応した濃度信号ｄ
に変換して出力するスパン調整回路１９とからな
る濃度信号生成回路４１、タイマ回路２０、ゲー
ト回路２１およびメモリ回路２２からなる基準信
号生成回路４２を備えている。ゲート回路２１は
一定時間ごとに送られるタイマ回路２０からの信
号Ｔ、血液ポンプ同期回路２３から送られる血液
ポンプのスタートに同期したスタート信号Ｓもし
くはリセツト信号Ｒが印加された際に、上記スパ
ン調整回路１９からの出力信号ｄを増巾してメモ
リ回路２２に送出させるものである。またメモリ
回路２２は上記ゲート回路２１からの信号ｅを保
持するものであり、たとえば第２図に示すよう
に、ゲート回路２１からの信号ｅを抵抗体２４を
通して充電するコンデンサ２５と演算増巾器２６
とを有し、上記コンデンサ２５の電圧を上記演算
増巾器２６で増巾し、その出力信号ｂを上記差動
増巾器１７に基準信号ｂとして送出するように構
成されている。

２７は漏血検出回路で、この検出回路２７は、
たとえば上記濃度信号ｄが入力される第１および
第２の濃度判定回路２８，２９、これら濃度判定
回路２８，２９に対応して設けられた表示回路３
０，３１ならびに警報回路３２などからなる。上
記両濃度判定回路２８，２９はたとえば電圧比較
回路で構成されている。第１の濃度判定回路２８
は、100ppmの濃度に対応する電圧が1Vに設定さ
れており、濃度信号ｄが1V以上では、正の電圧
を生起して表示回路３０および警報回路３２を作
動させるものである。第２の濃度判定回路２９は
200ppmの濃度に対応する電圧が2Vに設定されて
おり、濃度信号ｄが2Vになると、表示回路３１
を作動させるとともに、透析装置（図示せず）に
対する駆動停止回路３３を作動させるようになつ
ている。ちなみに、透析用人工腎臓装置基準案で
は、ヘマトクリツト値20％の血液が濃度500ppm
で作動しなければならないと規定されており、こ
れを満足する範囲内で上記第１および第２の濃度
判定回路２８，２９の設定電圧を任意値に変更で
きることは勿論である。上記各表示回路３０，３
１は、図示しないCR積分回路、スイツチング回
路および発光素子などから構成され、また警報回
路３２は図示しないフリツプフロツプ回路とブザ
ーのような発音装置の駆動回路などからなる。

つぎに、上記構成の作動について説明する。

発光素子１２からの光は検知セル１１に投射さ
れ、この検知セル１１を透過するため、その透過
する際の光量変化が受光素子１３で受光され、そ
の出力信号ａが自動零調整回路１６に印加され
る。自動零調整回路１６においては、差動増巾器
１７が上記出力信号ａと後述する基準信号ｂとを
比較し、その出力信号ｃがスパン調整回路１９に
より濃度信号ｄに変換され、この濃度信号ｄは指
示計器１８によつて指示される。

いま、上記濃度信号ｄが正側に偏位していると
する。この時ポンプ同期回路２３からのスタート
信号Ｓにより、血液ポンプのスタートに同期した
タイミングでゲート回路２１が動作し、上記濃度
信号ｄが増巾されて信号ｅとなり、メモリ回路２
２に入力される。これによりメモリ回路２２のコ
ンデンサ２５が充電され、その端子電圧が上昇す
るため、上記メモリ回路２２からの送出される基
準信号ｂも上昇する。差動増巾器１７は上記基準
信号ｂが上昇するとその出力信号ｃを下降させる
ように作動するから、上記濃度信号ｄも元の電圧
値よりも下降することになる。逆に、上記濃度信
号ｄが負側に偏位している場合には、上述とは逆
の動作により、上記濃度信号ｄは元の電圧値より
も上昇する。上記閉ループ内の信号増巾度が充分
に高ければ、上記濃度信号ｄは0Vに収斂される
ことになる。ここで、スパン調整回路１９の増巾
度はゲート回路２１に内蔵される増巾器の増巾度
に比べて、一般に小さく設定されるが、このよう
な設定は、上記各回路１７，１９，２１，２２に
よつて構成される閉ループの総合利得を増大さ
せ、より厳密に濃度信号ｄを0Vに収斂させる助
けとなる。また、スパン調整回路１９の増巾度が
スパン調整時に変えられても、自動零調整時にお
いては何等障害とならないことはいうまでもな
い。

つぎに、上記濃度信号ｄが0Vに収斂されたの
ちに、上記ゲート回路２１の動作が終了し、メモ
リ回路２２の入力が停止された場合には、上記メ
モリ回路２２のコンデンサ２５の端子電圧は濃度
信号ｄを0Vにするための必要十分な条件を満た
す電圧となつている。ここでコンデンサ２５の内
部抵抗が非常に高く、かつ演算増巾器２６の入力
インピーダンスが充分に高ければ、コンデンサ２
５の充電電荷は放電されず、端子電圧はそのまま
に保持される。このためゲート回路２１の作動が
停止しても、差動増巾器１７への基準信号ｂは次
にゲート回路２１が開くまで一定に保たれる。す
なわち、ゲート回路２１が作動すれば、濃度信号
ｄは0Vとなり、ゲート回路２１の作動が終了す
れば基準信号ｂはこの時の値を保持する。その間
に、受光素子１３からの出力信号ａに微少な変化
が生じると、濃度信号ｄも0Vから偏位し、たと
えば1V程度の偏位では、第１の濃度判別回路２
８がこれを100ppm程度の微量の血液漏れとして
判別し、表示回路３０や警報回路３２のみが作動
する。上記濃度信号ｄの偏位が2Vを越えると、
第２の濃度判別回路２９がこれを200ppmを越え
る濃度の血液漏れとして判別し、これにより駆動
停止回路３３から、停止信号Ｑが送出され、透析
装置（血液処理装置）の作動が停止される。とこ
ろで、タイマ回路２０で再びゲート回路２１が作
動すれば、上記濃度信号ｄは0Vに再調整され
る。すなわち、ゲート回路２１はタイマ回路２０
からの動作信号Ｔが送られてくるたびごとに上記
零調整を繰り返す。このためタイマ回路２０の動
作時間に相当する所定の時間内に生じた検知セル
１１の透過光面の汚れなどに起因する誤差が無効
にされる。このことは漏血検出動作開始時の零調
整が自動的に行なわれることも意味することは勿
論である。

上記タイマ回路２０によるゲート回路２１の動
作は、実質的な漏血による濃度信号ｄに対しては
零調整を行なわずに、検知セル１１の透過光面に
付着した老廃物などの汚れに起因する誤差のみを
無効にさせるのが好ましい。この発明者等はイン
ビトロの試験により、上記タイマ回路２０の設定
時間は上記条件を満足するために７分以上にする
のが好ましく、またこの設定時間を余り長くする
とタイマ回路２０の構成やメモリ回路２２のコン
デンサ２５の放電などの影響があり、実装化上７
〜10分程度とするのが適当であるとの結果を得
た。

また、第１の濃度判定回路２８が作動したの
ち、濃度信号ｄが自動零調整されると、漏血状態
を連続して指示することができなくなるから、上
記濃度判定回路２８の出力信号ｆでタイマ回路２
０の動作を停止させるようにしてあり、これによ
り自動零調整回路１６の作動が中断されるため漏
血状態を継続的に検出することができる。一旦中
断された自動零調整回路１６は操作者がリセツト
押釦（図示せず）を押圧操作すれば、リセツト信
号Ｒが生起され、このリセツト信号Ｒがゲート回
路２１に印加されることによりその作動が再開さ
れる。

以上詳述したように、この発明は、光源として
発光素子を用いることにより、従来の白熱電球に
比し長寿命化が確保されるうえ、上記発光素子の
分光波長特性のピーク値が血液の吸収スペクトル
を含む範囲内に存在するため、従来のように特別
なフイルターを用いる必要がなくなるとともに、
被検液中に含まれる老廃物成分の濃度変化の影響
を受けにくくなる。とくに発光素子からの出力信
号を自動零調整整回路で濃度信号に変換するとと
もに、この濃度信号を定期的に零に収斂させなが
ら、報知回路で漏血を報知させるから、検知セル
に付着した老廃物等による濃度検知誤差が自動的
に解消され、このため漏血を確実に検出でき、し
かもその動作を安定して継続させ得る漏血検出装
置を提供することができる。また、ポンプ同期回
路からのスタート信号により、血液ポンプのスタ
ートに同期して零調整がなされるから、血液処理
の開始前に確実に零調整がなされることになる結
果、漏血の検出精度が一層向上する。さらに、漏
血量が所定レベルを越えると、第１の濃度判定回
路によりタイマ回路の作動を停止させるから、自
動零調整が阻止されるので、漏血状態を継続的に
検出できる。しかも、漏血量がさらに増大する
と、第２の濃度判定回路により血液処理装置の運
転が停止されるから、安全性に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る漏血検出装置の一例を
示すブロツク図、第２図は同装置のメモリ回路の
一例を示す電気回路図である。 １１……検知セル、１２……発光素子、１３…
…受光素子、１６……自動零調整回路、２７……
検出回路、４１……濃度信号生成回路、４２……
基準信号生成回路、ａ……出力信号、ｂ……基準
信号、ｄ……濃度信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 血液処理装置で使用される被検液を導く検知
   セル１１と、 分光波長特性のピーク値が血液の吸収スペクト
   ルを含んだ範囲内に存在し、かつ上記検知セル１
   １に光を投射する発光素子１２と、 上記検知セル１１を透過した上記発光素子１２
   からの光を受光してその光量に応じた電気信号を
   出力する受光素子１３と、 上記受光素子１３からの出力信号ａと基準信号
   ｂとの差に応じた濃度信号ｄを生成する濃度信号
   生成回路４１、血液ポンプのスタートに同期して
   ポンプ同期回路２３から出力されたスタート信号
   Ｓにより計時を開始するタイマ回路２０、およ
   び、上記スタート信号Ｓを受けたときと上記タイ
   マ回路２０により計時された所定のタイミングと
   で上記濃度信号ｄを取り込んで上記基準信号ｂと
   して出力し、この基準信号ｂを次のタイミングま
   で保持する基準信号生成回路４２を有する自動零
   調整回路１６と、 上記血液処理装置を停止させる駆動停止回路３
   ３と、 警報回路３２、上記濃度信号ｄが第１のレベル
   を越えたときに上記警報回路３２を作動させると
   ともに、上記タイマ回路２０の作動を停止させる
   第１の濃度判定回路２８、および、上記濃度信号
   ｄが上記第１のレベルよりも高い第２のレベルを
   越えたときに上記駆動停止回路３３を作動させる
   第２の濃度判定回路２９を有する検出回路２７と
   を具備してなる漏血検出装置。 ２ 血液処理装置は血液透析装置であり、被検液
   は透析液であり、タイマ回路の所定のタイミング
   は７〜10分ごとに１回に設定されている特許請求
   の範囲第１項記載の漏血検出装置。