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技術 透析装置の透析器の効率を決定する方法およびこの方法を実施するための透析装置

出願人 フレセニウス・メディカル・ケア・ドイッチュラント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング
発明者 トーマス・グラーフクリストフ・バルドーツマルテ・グロスライナー・ゴルダウ
出願日 2000年6月22日 (19年8ヶ月経過) 出願番号 2000-187223
公開日 2001年2月6日 (19年1ヶ月経過) 公開番号 2001-029456
状態 特許登録済
技術分野 体外人工臓器 半透膜を用いた分離
主要キーワード 負荷衝撃 液水流 取り計らう 平衡装置 制御管 変化用 平衡チャンバ 伝導率センサ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (2)

課題

透析治療中透析器の効率の監視を時間的な遅延なしに簡単な方法で可能にする方法を提示し、かつ透析器の効率の監視を時間的な遅延なしに簡単な方法で可能にする透析装置を提供する。

解決手段

透析治療中に透析装置の透析器(1)の効率を決定するための方法および装置であって、血液が所定の流量率で、半透膜(2)により血液チャンバ(3)と透析液チャンバ(4)とに仕切られた透析器(1)の血液チャンバ(3)を通り流れ、かつ透析液が所定の流量率で透析液チャンバ(4)を通り流れるものが記載されている。この方法および装置は、所定の透析液流量率および/または血液流量率ダイアリサンスまたはクリアランスが測定され、次いで任意の透析液率および血液流量率のダイアリサンスまたはクリアランスが計算されることに基づく。

概要

背景

透析器中の物質代謝対流的な性質拡散的な性質も有する。拡散的な物質代謝の場合、該当物質のために膜を介した単位時間あたりの物質移動が血液と透析液との間の濃度勾配に比例し、対流的な物質輸送の場合、濾過可能の物質濃度が血液中でも濾液中でも等しいので、この物質移動は濾液量に依存する(血液洗浄方法(Blutreinigungsverfahren)、ゲオルク-ティー出版(Georg-Thieme-Verlag)、シュトゥットガルト、ニューヨーク、1990、11〜13ページ)。

透析治療中の濃度勾配は常に低減するので、単位時間あたりに代謝された物質量に関しては一定の数値で表すことができない。透析器の効率に関する濃度依存性の測定量がクリアランスを表す。

ある物質のクリアランスは、透析器を通る全流量部分量であり、これは該当物質から完全に遊離している

ダイアリサンスは、透析器の効率を決定するもう1つの概念であり、ただし透析液中の物質濃度も考慮される。

特定の物質、たとえばナトリウムのダイアリサンスDもしくはクリアランスKを決定するために、限外濾過0で、以下が明らかになる。

ダイアリサンスDは該当物質の血液側の物質輸送Qb(cbi−cbo)と、透析器の各入口での血液および透析液間の物質濃度差(cbi−cdi)との間の比に等しい。

概要

透析治療中の透析器の効率の監視を時間的な遅延なしに簡単な方法で可能にする方法を提示し、かつ透析器の効率の監視を時間的な遅延なしに簡単な方法で可能にする透析装置を提供する。

透析治療中に透析装置の透析器(1)の効率を決定するための方法および装置であって、血液が所定の流量率で、半透膜(2)により血液チャンバ(3)と透析液チャンバ(4)とに仕切られた透析器(1)の血液チャンバ(3)を通り流れ、かつ透析液が所定の流量率で透析液チャンバ(4)を通り流れるものが記載されている。この方法および装置は、所定の透析液流量率および/または血液流量率のダイアリサンスまたはクリアランスが測定され、次いで任意の透析液率および血液流量率のダイアリサンスまたはクリアランスが計算されることに基づく。

目的

この発明の課題は、透析治療中の透析器の効率の監視を時間的な遅延なしに簡単な方法で可能にする方法を提示し、かつ透析器の効率の監視を時間的な遅延なしに簡単な方法で可能にする透析装置を提供することである。この課題は特許請求の範囲第1項もしくは第6項の特徴により解決される。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
1件

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請求項1

透析治療中透析装置透析器の効率を決定する方法であって、血液が所定の流量率で、半透膜により血液チャンバ透析液チャンバとに仕切られた透析器の血液チャンバを通って流れ、かつ透析液が所定の流量率で透析液チャンバを通って流れるものにおいて、透析器の血液チャンバもしくは透析液チャンバを通る血液流量率Qbおよび/または透析液流量率Qdおよび/または限外濾過率Qfが透析治療中に算出され、かつ所定の血液流量率Qb1および/または透析液流量率Qd1および/または限外濾過率Qf1で調整されたクリアランスK1および/またはダイアリサンスに基づき、クリアランスおよび/またはダイアリサンスD(Qd(t),Qe(t),Qf(t))が、算出された血液流量率Qb(t)および/または透析液流量率Qd(t)および/または限外濾過率Qf(t)で決定されることを特徴とする、透析装置の透析器の効率を決定する方法。

請求項2

所定の透析液流量率Qd1、血液流量率Qb1および限外濾過率Qf1でのクリアランスK1もしくはダイアリサンスからクリアランスもしくはダイアリサンスの拡散分D1が所定の透析液流量率Qd1、血液流量率Qb1および限外濾過率Qf1で次式

請求項

ID=000003HE=010 WI=026 LX=0470 LY=1500[式中、有効血液流量Qeは血液ポンプ輸送率に相当する絶対血液流量Qbから以下のように計算される:

請求項

ID=000004HE=010 WI=030 LX=0450 LY=1750(式中、HCTがヘマトクリット[%]であり、かつFpが血漿水分画である)]により計算される、請求項1記載の方法。

請求項3

所定の透析液流量率Qd1、血液流量率Qb1および限外濾過率Qf1でのクリアランスK1もしくはダイアリサンスから任意の透析液流量率Qd(t)、血液流量率Qe(t)および限外濾過率Qf(t)のための拡散ダイアリサンスD(Qd(t),Qe(t))が次式:

請求項

ID=000005HE=015 WI=076 LX=0220 LY=2350[式中、

請求項

ID=000006HE=015 WI=059 LX=0305 LY=2600]によって計算される、請求項2記載の方法。

請求項4

拡散ダイアリサンスD(Qd(t),Qe(t))から拡散的および対流的なダイアリサンスK(Qd(t),Qe(t),Qf(t))もしくはクリアランスの合計が次式:

請求項

ID=000007HE=015 WI=079 LX=1105 LY=0550によって計算される、請求項3記載の方法。

請求項5

拡散的および対流的なダイアリサンスK(Qd(t),Qe(t),Qf(t))もしくはクリアランスの合計が透析治療中に異なる時点tについて算出され、かつ有効なクリアランスKeffの決定のために平均値が形成される、請求項4記載の方法。

請求項6

血液が体外循環径路動脈分枝を介して血液チャンバの中へ導かれ、かつ静脈分枝を介して排液され、その際、動脈または静脈の分枝に血液ポンプが接続されており、かつ透析液が透析液供給管を介して透析液チャンバの中へ導かれ、かつ透析液排液管を介して排液され、その際、透析液供給管または透析液排液管に透析液ポンプが接続されており、かつ透析液流量もしくは血液流量の決定が血液ポンプもしくは透析液ポンプの輸送率の算出により行なう、請求項1ないし5のいずれか1項記載の方法。

請求項7

−半透膜(2)によって血液チャンバ(3)と透析液チャンバ(4)とに仕切られた透析器(1)と、− 血液チャンバの入口に接続された動脈血管(5)と、血液チャンバの出口に接続された静脈血管(7)と、− 透析液チャンバの入口に接続された透析液供給管(9)と、透析液チャンバの出口に接続された透析液排液管(10)と、− 血液チャンバもしくは透析液チャンバを通る血液の流量率Qbおよび/または透析液の流量率Qdおよび/または限外濾過率Qfを算出するための装置(21、13)と、−透析治療中に算出された血液流量率および/または透析液流量率および/または限外濾過率でクリアランスおよび/またはダイアリサンスを決定するための装置(21)とを備えた透析装置において、クリアランスおよび/またはダイアリサンスを決定するための装置(21)が、所定の血液流量率Qb1および/または透析液流量率Qd1および/または限外濾過率で調整されるクリアランスK1および/またはダイアリサンスに基づき、算出された血液流量率Qb(t)および/または透析液流量率Qd(t)および/または限外濾過率Qf(t)で、クリアランスおよび/またはダイアリサンスを決定する計算装置(22)を有することを特徴とする、透析装置。

請求項8

所定の透析液流量率Qd1、血液流量率Qb1および限外濾過率Qf1におけるクリアランスK1もしくはダイアリサンスから計算装置で所定の透析液流量率Qd1、血液流量率Qb1および限外濾過率Qf1におけるクリアランスもしくはダイアリサンスの拡散分D1が次式:

請求項

ID=000008HE=015 WI=053 LX=0335 LY=0650[式中、有効血液流量Qeが血液ポンプの輸送率に相当する絶対血液流量Qbから以下のように計算される:

請求項

ID=000009HE=015 WI=067 LX=0265 LY=0950(式中、HCTがヘマトクリット[%]であり、かつFpが血漿水分画である)]で計算される、請求項7記載の透析装置。

請求項9

計算装置で所定の透析液流量率Qd1、血液流量率Qb1および限外濾過率Qf1におけるクリアランスK1もしくはダイアリサンスから任意の透析液流量率Qd(t)、血液流量率Qe(t)および限外濾過率Qf(t)の拡散ダイアリサンスD(Qd(t),Qe(t))が次式:

請求項

ID=000010HE=015 WI=076 LX=0220 LY=1600[式中、

請求項

ID=000011HE=015 WI=060 LX=0300 LY=1850である]によって計算される、請求項8記載の透析装置。

請求項10

計算装置で拡散ダイアリサンスD(Qd(t),Qe(t))から拡散的および対流的なダイアリサンスK(Qd(t),Qe(t),Qf(t))もしくはクリアランスの合計が次式:

請求項

ID=000012HE=010 WI=079 LX=0205 LY=2350によって計算される、請求項9記載の透析装置。

請求項11

クリアランスおよび/またはダイアリサンスが透析治療中に異なる時点tで決定可能であり、かつ有効クリアランスKeffを算出するために平均値が決定可能であるように、クリアランスおよび/またはダイアリサンスを決定するための装置(21)が形成されている、請求項7ないし10のいずれか1項記載の透析装置。

請求項12

動脈または静脈血管に血液ポンプ(6)が、かつ透析液供給管または透析液排液管に透析液ポンプ(12)が接続されていて、その際、血液流量率Qb(t)および/または透析液流量率Qd(t)を算出するための装置(21)が血液ポンプもしくは透析液ポンプの輸送率を検出する、請求項7ないし11のいずれか1項記載の透析装置。

技術分野

0001

本発明は、血液が所定の流量率(Flussrate)で半透膜により血液チャンバ透析液チャンバとに仕切られた透析器の血液チャンバを通り流れ、かつ透析液が所定の流量率で透析液チャンバを通り流れる、透析装置の透析器の効率を透析治療中に決定するための方法に関する。さらに、本発明は前記方法を実施するための透析装置に関する。

背景技術

0002

透析器中の物質代謝対流的な性質拡散的な性質も有する。拡散的な物質代謝の場合、該当物質のために膜を介した単位時間あたりの物質移動が血液と透析液との間の濃度勾配に比例し、対流的な物質輸送の場合、濾過可能の物質濃度が血液中でも濾液中でも等しいので、この物質移動は濾液量に依存する(血液洗浄方法(Blutreinigungsverfahren)、ゲオルク-ティー出版(Georg-Thieme-Verlag)、シュトゥットガルト、ニューヨーク、1990、11〜13ページ)。

0003

透析治療中の濃度勾配は常に低減するので、単位時間あたりに代謝された物質量に関しては一定の数値で表すことができない。透析器の効率に関する濃度依存性の測定量がクリアランスを表す。

0004

ある物質のクリアランスは、透析器を通る全流量部分量であり、これは該当物質から完全に遊離している

0005

ダイアリサンスは、透析器の効率を決定するもう1つの概念であり、ただし透析液中の物質濃度も考慮される。

0006

特定の物質、たとえばナトリウムのダイアリサンスDもしくはクリアランスKを決定するために、限外濾過0で、以下が明らかになる。

0007

ダイアリサンスDは該当物質の血液側の物質輸送Qb(cbi−cbo)と、透析器の各入口での血液および透析液間の物質濃度差(cbi−cdi)との間の比に等しい。

0008

0009

物質バランスの理由から次式が該当する。

0010

有効血液流量は、血液成分の流量であり、この中に透析器物質代謝に関係する物質が溶解されていて、すなわち該物質代謝は該当物質のための完全な(水性の)溶液容量に関係する。これは該当物質に依存して血漿水流量または血液水流量とすることができる。

0011

特別の物質代謝排泄物、たとえば尿素の場合では、この物質が同定により新鮮な透析液中には存在しないので、cdiはゼロに等しくなる。この場合は、もはやダイアリサンスDではなく、この物質代謝生成物のクリアランスCが問題になる。

0012

DE3938662C2明細書(EP0428927A1明細書)は、透析液‐電解液移動がそれぞれ2つの異なる透析器入口濃度で測定される、血液透析パラメータ、特にダイアリサンスの生体内同定のための方法を記載している。血液入口濃度が一定であることを仮定して、この公知の方法によりダイアリサンスは、透析器の入口側と出口側との透析液イオン濃度差を第1および第2の測定時点で出し、その両方の差を算出し、これを第1の測定および第2の測定時点で入口側での透析液イオン濃度差によって割り、かつ透析液流量を乗じることにより決定される。

0013

透析治療中のダイアリサンスの時間的推移監視するために、公知の方法では比較的長い測定時間が欠点であることが明らかにされており、これは新しい入口濃度に透析液を調整した後、透析器出口でまず測定値を記録できる前に、安定した状態に調整する必要があることに起因する。透析器入口での効率向上が透析器出口で安定した状態をもたらすまで、システム制約されて一定の時間的間隔がかかる。

0014

DE19739100C1明細書は、透析治療中の最大ダイアリサンスの決定方法を記載している。この公知の方法では、透析液中の特定の物質の透析液入口濃度が透析液チャンバの上流で、該当物質の透析液出口濃度が透析器の透析液チャンバの下流で、かつ血液流量中の物質の血液入口濃度が透析器の血液チャンバの上流で決定され、かつ透析液入口濃度および出口濃度、血液入口濃度から、ならびに血液チャンバを通る血液流量および透析液チャンバを通る透析液流量から最大のダイアリサンスが決定される。欠点は、この公知の方法が最大のダイアリサンスの決定だけを可能にするが、任意の透析液流量もしくは血液流量についてダイアリサンスの決定ができないことである。

発明が解決しようとする課題

0015

この発明の課題は、透析治療中の透析器の効率の監視を時間的な遅延なしに簡単な方法で可能にする方法を提示し、かつ透析器の効率の監視を時間的な遅延なしに簡単な方法で可能にする透析装置を提供することである。この課題は特許請求の範囲第1項もしくは第6項の特徴により解決される。

0016

本発明による方法は、任意の透析液流量率および/または血液流量率および/または限外濾過率のための透析器のダイアリサンスおよび/またはクリアランスが所定の透析液流量率、血液流量率もしくは限外濾過率で調整されるクリアランスおよび/またはダイアリサンスに基づいて決定され、その際、所定の透析液流量率、血液流量率もしくは限外濾過率で調整されるクリアランスおよび/またはダイアリサンスが透析治療中に公知の方法で測定できる。その限りでは、ダイアリサンスおよび/またはクリアランスの時間的推移を監視できるようにするため、1回の測定のみが必要である。

0017

所定の透析液流量率、血液流量率もしくは限外濾過率で調整されるクリアランスおよび/またはダイアリサンスが公知である場合、その測定は不要である。たとえば任意の透析液流量率、血液流量率もしくは限外濾過率のための透析器の効率の決定は、特定の透析液流量率、血液流量率もしくは限外濾過率に関し製造者が指定した透析器のダイアリサンスもしくはクリアランスに基づき行なうことができる。

0018

特定の透析液流量率、血液流量率もしくは限外濾過率で調整されたクリアランスおよび/またはダイアリサンスに基づき、基本的に、全透析治療中のクリアランスもしくはダイアリサンスの時間的推移を評価することができる。精度を高めるために全透析治療は、さらに個々の時間部分に区分することができ、次いでその中でそれぞれ1つの測定に基づき監視が行われる。

0019

透析器の効率を監視するために、クリアランスおよび/またはダイアリサンスは透析治療中の透析液流量率、血液流量率もしくは限外濾過率に依存して連続的に決定することができる。有効なクリアランスもしくはダイアリサンスの算出はその場合に平均値形成により行なうことができる。

0020

透析液流量率、血液流量率もしくは限外濾過率は透析治療中に測定できるが、好ましくは血液ポンプもしくは透析液ポンプ輸送率動脈または静脈血管もしくは透析液供給管もしくは排液管内で流量率の決定のために検出される。限外濾過率は供給管および排液管中の流量の差分形成により得られ、該限外濾過率は、たとえばDE4239937A1明細書に記載されているように、限外濾過ポンプの輸送率によって設定することもできる。

0021

透析装置のクリアランスおよび/またはダイアリサンスを決定するための装置は計算装置を有し、これで対応する透析のパラメータが計算される。

0022

本発明による方法もしくは本発明による装置は、利用者が直接的な流量変化取り計らうことなしに、流量率が装置ドリフト(Geraetedriften)によって自動で変化する場合に特に好ましく使用することができる。。

0023

更に、血液透析治療強制的に治療中の血液組成の変化を生ぜしめる。特に水性の成分は限外濾過により低減する。このため、一般に、血液ポンプのポンプ効率を外部から(たとえば多くの場合に使用されているローラポンプ回転数の変化によって)変化させずに、有効な血液流量Qeおよびヘマトクリットが変化する。ただしこの発明を適用する場合は、関係した流量率の確定だけが必要になるので、このような影響は適切な測定センサにより検出することができる。

0024

そのために直接的な流量センサ具備することができる。さらにまた流量率と他の量との間の関係を使用することも可能である。例としては、回転数に基づいて生じる負荷衝撃の考慮によるローラポンプの名目上の流量率の修正を挙げることにする。

0025

この方法によって、治療をダイアリサンスもしくはクリアランスの頻繁な測定によって中断させる必要なしに、透析器もしくは透析治療の効率に関する非常に正確な表示を得ることが可能になる。このような測定はさもないと、それぞれの測定方法および測定の頻度に応じて、本来の透析治療を妨害をせしめる。

発明を実施するための最良の形態

0026

以下、ダイアリサンスおよび/またはクリアランスを決定するための装置を備えた透析装置の有利な一実施形態を図面を引用して個別に記載し、個々の工程を詳細に説明する。

0027

透析装置は透析器1を有し、これは半透膜2によって血液チャンバ3と透析液チャンバ4とに仕切られている。動脈血管5は血液チャンバ3の入口に接続され、血液ポンプ6も接続されている。血液チャンバの下流で、静脈血管7が血液チャンバの出口から患者へと通じている。

0028

透析液源8の中には新鮮な透析液が準備される。この透析液源8から透析液供給管9が透析器1の透析液チャンバ4の入口へ通じていて、他方、透析液排液管10が透析液チャンバの出口から排液口11へ通じている。透析液排液管10には透析液ポンプ12が接続されている。

0029

透析器の中への流入もしくは透析器から流出する液体のバランスをとるために平衡装置27が具備されていて、これが半分の平衡チャンバ2個、27aと27bを備えた平衡チャンバを有し、その第1の平衡チャンバ27aは透析液供給管9に、かつ第2の平衡チャンバ27bは透析液排液管10に接続されている。透析液ポンプ12の上流では限外濾過管28が分岐し、これは第2平衡チャンバ27bの下流で再び透析液排液管に合流する。限外濾過管28に限外濾過ポンプ29が接続されていて、該限外濾過ポンプの輸送率が限外濾過率を与える。

0030

透析装置は制御装置13を備えており、これが、血液ポンプ6、透析液ポンプ12および限外濾過ポンプ29に制御管14、15、30を介して接続されている。制御装置13は血液ポンプ6、透析液ポンプ12ならびに限外濾過ポンプ29のために一定の輸送率を調整し、これは、利用者が設定し、かつ透析治療中に変化させることができる。

0031

透析液チャンバ4の入口で透析液供給管9に、透析液チャンバの上流で透析液中の特定の物質の透析液入口濃度Cdiを決定するために伝導率センサ16が配置され、透析液チャンバ4の出口で透析液排液管10に伝導率センサ17が配置されていて、これにより透析治療中に調整された透析液中の該当物質の透析液出口濃度Cdoが透析器の下流で測定される。

0032

伝導率センサ16、17の測定値は信号回線18、19を介してダイアリサンスDおよびクリアランスCを決定するための装置21に供給され、これは計算装置22を有する。計算装置22は、好ましくは公知の透析装置中に元々存在するマイクロプロセッサから形成される。制御装置13に通じるデータ回線23を介してダイアリサンスおよびクリアランスを決定するための装置21が、血液流量Qbもしくは透析液流量Qdもしくは限外濾過率を設定する血液ポンプ6もしくは透析液ポンプ12もしくは限外濾過ポンプ29の輸送率を検出する。

0033

透析器1の上流で透析液のNa濃度の変化用に、もう1つの装置24が具備されている。この装置24により透析器の中へ流入する透析液をその組成に関して変化させることができる。制御回線20を介して装置24が制御装置13と接続されている。

0034

透析装置は別の構成要素、たとえば滴下チャンバ遮断機構等を提供することができるが、ただしこれはより良く見易くするため図示していない。

0035

透析器の効率は以下のように監視することができる。透析治療の初めに設定した透析液流量率Qd1、血液流量率Qb1および限外濾過率Qf1のために、透析液入口濃度Cdi1もしくは出口濃度Cdo1が伝導率センサ16、17で測定される。それに応じて制御装置13は、透析液のNa濃度が透析器の上流で上昇するように装置24を駆動し、その際、再び透析液入口濃度Cdi2および出口濃度Cdo2が伝導率センサ16、17で測定される。次いで、得られた測定値から、計算装置で設定した透析液流量率Qd1、血液流量率Qb1および限外濾過率Qf1におけるクリアランスK1もしくはダイアリサンスが次式:

0036

透析治療中に透析液流量率、血液流量率もしくは限外濾過率だけが変化されることを前提条件として、計算装置は算出したクリアランスK1もしくはダイアリサンスおよび設定した血液流量率Qb1もしくは限外濾過率Qf1からまず次式:

0037

効率的な血液流量Qeは、その場合、血液ポンプの輸送率に相当する絶対血液流量Qbから次式のように計算される:

0038

ダイアリサンスもしくはクリアランスの拡散成分D1の決定後、計算装置が次式:

0039

拡散ダイアリサンスD(Qd(t),Qe(t))の計算は、常に、透析液ポンプ12もしくは血液ポンプ6の輸送率と相関関係にある透析液流量率または血液流量率が変化される場合に行われる。次式:

0040

クリアランスもしくはダイアリサンスの時間的推移は透析治療中に算出される。計算装置でクリアランスのための個々の値から平均値を出して有効なクリアランスKeffが計算される。

0041

治療時間Tで透析治療中のクリアランスの時間的推移が知られている場合、有効クリアランスKeffの計算は次式:

0042

K(t)の値が種々の測定値に基づくことができるのに対し、本発明により、K(t)を式(9)により十分な精度をもって決定することができる際に、そのようなtの測定を中止することが可能である。

0043

クリアランスもしくはダイアリサンスの値ならびに有効な値は表示装置25に表示され、これはデータ回線26を介して計算装置22に接続される。それにより透析器の洗浄効率を透析治療中に継続的に監視することができる。

図面の簡単な説明

0044

図1透析装置の概略図を示す。

--

0045

1透析器
2半透膜
3血液チャンバ
4透析液チャンバ
5動脈血管
6血液ポンプ
7静脈血管
8透析液源
9透析液供給管
10透析液排液管
11排液口
12透析液ポンプ
13制御装置
14制御管
15 制御管
16伝導率センサ
17 伝導率センサ1
18信号回線
19 信号回線
20制御回線
21クリアランスおよび/またはダイアリサンスの決定装置
22計算装置
23データ回線
24 透析液のNa濃度の変化用の装置
25表示装置
26 データ回線
27平衡装置
27a平衡チャンバ
27b 平衡チャンバ
28限外濾過管
29限外濾過ポンプ
30 制御管

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