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I-HDFの仕組み

先日、若手技士勉強会へ参加し、ぼんやり考えていてやっと理解できました。
そうか・・・そういう事か。
若手かどうかはさて置いて。

通常ダブルチャンバ式の場合、大雑把にはこういう流れになるわけです。
通常の流れ
実際にはチャンバ二つを電磁弁でガチャガチャ流路制御しているのですが、細かい所は割愛。

で、I-HDF(間歇補液型HDF)の場合はこのようになります。
I-HDFの流れ
除水ポンプを逆回転させて、フィルタを介して補液を行う形です。
そうすると、逆流するんじゃないの?と思うわけですが・・・
図で言うと上から流入する圧力と、逆流する圧力がつりあっているか流入する圧力の方が高い状態にあれば、理論的に逆流は起こらないわけですね。なるほど。
実際には透析液流量に対して補液流量が少ないですし・・・
補液流量分が除水ポンプの逆流によって補われる感じでしょうか。
仮に補液流量が透析液流量を上回るようなら逆流するでしょうけど、そういう設定にはしていないので・・・
ちなみにこの時、血液側は一時的に設定した流量まで落ちるので、高流量で設定しているウチであっても問題なくI-HDFできます。

システムの説明は聴いていましたが、なんで逆流しないの?どこから補液されてるの?といまいち理解できていませんでした。
考えて見れば当たり前の事か・・・


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On-line HDFと除水

On-line HDFの説明会と、『HDF療法'11』を読み返して、ようやく理解できました。
そうか、そういう仕組みか・・・

今までは・・・
補液流量分ダイアライザに流れる流量が減るのは分かっていましたが、除水ポンプで補液流量分の除水がされると考えていたのです。
そんな訳ないですよね。
考えが間違っておりました。

日機装社、DCG-03の場合複式ポンプ後から補液ラインへ供給される形になるので・・・
補液ポンプが回る分、ダイアライザへは供給されず動脈側(前希釈)、または静脈側(後希釈)チャンバへ。
補液分の除水は複式ポンプの出口部でされる、という事ですね。
・・・何だか妙な表現ですけども。

複式入口側から500mL/minで供給され、100mL/minで補液ポンプを回したとすると・・・
ダイアライザに透析液側から供給されるのは400mL/minに落ちるわけですが、複式ポンプ出口部からは500mL/minで排液される、という仕組みと理解しました。
除水ポンプで排液されるのは、体重分と回収用薬剤量等の除水、ですね。
もし補液ポンプのフタを空けたりして動作しなかったとしても、過除水にはならず、ダイアライザへ透析液側から供給されるだけで問題ないって事かな。

よく出来てるなぁと改めて感心。
でもできれば、透析液流量を補液分上げて、ダイアライザへの供給量を保ってほしいですね。
補液ポンプの速度と同期して、複式ポンプのストローク回数を上げる(流量を上げる)とか。
今のままでは、透析液流量の設定が700mL/minまでですから、大量前希釈だとどうしてもダイアライザへの供給量が保てないですよね・・・

それだと、以前HDF研究会でしたか?
誰かが仰っていた様に、On-line HDFの「D」っているの?って話になりますよね。
補液流量を上げて行けば実質的に、On-line HFへ近づいて行くのではないかと感じます。
それならば血液と透析液を向流にしないで、並流にして流速を上げた方が効率を上がるのやもしれません。
向流によって発生する逆濾過が、正濾過を目的とするHDFやHFでは邪魔になる、という話も納得できる所ですし。

考えれば考えるほど、現状のOn-lineって本当にいいのか、と疑問に感じてしまいました。
On-line対応装置の機構を見直す必要があるんじゃ・・・??


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除水の仕組み

除水制御について触れます。

1)除水ポンプ方式
除水ポンプ
除水ポンプ方式では、複式ポンプと加圧ポンプによって透析液流量をコントロールし、循環させています。
ダブルチャンバ方式も同じ様な仕組みで、複式ポンプの部分が膜で仕切られたチャンバになります
複式ポンプの動作は以下の様な仕組みです。

①プランジャが右側へ移動する
止―右側→流
   ↑
 プランジャ

止―左側←流

②プランジャが左側へ移動する
流→右側―止
   
 プランジャ
  ↓
流←左側―止

このように間欠的に透析液をダイアライザに供給しています。
そして、この循環ラインから除水ポンプによって除水が行われます

日機装の場合、除水ポンプはピストンシリンジの様な動きなので、回転数が上がると除水速度が速くなる仕組みです。

2)容量差方式
ビスカスチャンバ
この図は簡易図になるので、実際には正しくないです。
単純に考えると図の様になります。

この場合の除水はシリコーンオイルをポンプで設定除水量引く事で、入り口側の容量と出口側の容量を変えて行われます
実際には、ビスカスチャンバが2つ存在します。
仮にこれをに分けます。
まずビスカスチャンバ①はダイアライザへ透析液を供給しつつ除水を行い、チャンバ②チャンバ内へ新しい透析液の充填排液を行っています。
それが終わると役目が入れ替わり②がダイアライザへ透析液を供給しつつ除水①の液を排液しつつ透析液を充填します。
という風に、ダイアライザへの透析液供給+除水と、透析液の充填+排液交互に繰り返されています






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軟水装置の仕組み

以前まとめた水処理装置の話で、この簡易図を示しました。
水処理装置
軟水装置についてちょっと補足をします。

まず軟水の定義ですが、日本ではカルシウムとマグネシウムの量が1リットル当たり177mg硬度178以下の水の事を指します。
その為、軟水装置では主にカルシウムとマグネシウムを軟水樹脂に吸着して取り除いています
当然ですが、この樹脂は、そのまま使い続けると捕捉力が低下していきます。
その為、「軟水樹脂再生工程」が行われています。
これは、NaCLを流す事でその捕捉力を回復させる工程です。

具体的には以下の反応式となります。
軟化反応:2(R-)Na + CaCl2(R-)Ca + 2NaCl
再生反応:2(R-)Na + CaCl2(R-)Ca + 2NaCl
 *R- はイオン交換樹脂の事

矢印を反対にしただけですが、この軟化反応と再生反応を繰り返す事で、軟水装置を繰り返し使用できています
再生反応は透析を行っていない時間帯に行われます

ただイオン交換樹脂は、徐々に劣化していくので、入れ替えたり、補給が必要になります。
目安は年間5%程度全量交換は2~3年とされています。
樹脂が磨り減って小さくなるとイメージすれば良いでしょうか

ウチで以前、磨り減りすぎてフィルタ内に付着した事がありました
まぁ・・・水処理装置のメンテを何も考えてなかった為ですけど・・・
今でもほとんど考えていないですね・・・コストの問題で・・・

参考・引用文献

血液浄化装置メインテナンスガイドブック :監修:日本医工学治療学会、編集:阿岸鉄三、川村明夫、峰島三千男、出版社:秀潤社
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