(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半透膜によって第１のチャンバと第２のチャンバとに分けられた透析器もしくはフィルタと、電磁放射線を実質的に透過可能な複数の可撓性のラインを備えた可撓性のラインのシステム（Ｉ、ＩＩ）とを有し、
前記複数の可撓性のラインのシステム（Ｉ、ＩＩ）は、前記透析器もしくはフィルタの前記第１のチャンバ中に延びている血液供給ライン（５）と、前記透析器もしくはフィルタの前記第１のチャンバから延びている血液還元ライン（７）とを有しており、
前記複数の可撓性のラインのシステム（Ｉ、ＩＩ）は、前記透析器もしくはフィルタの前記第１のチャンバ中に延びている血液供給ライン（５）と、前記透析器もしくはフィルタの前記第１のチャンバから延びている血液還元ライン（７）とを有している、
体外血液処理装置用の、血液中の血液成分を測定するための装置であって、  
血液成分を測定するための装置は、  
前記複数の可撓性のラインのシステムのうちの１つ可撓性のラインの測定位置に入る電磁放射線を放射するための手段（２３）と、前記可撓性のラインの前記測定位置から出る電磁放射線を受けるための手段（２５）とを有し、前記可撓性のラインの前記測定位置に入り前記可撓性のラインのこの測定位置から出る電磁放射線の強さによって特徴付けられた測定データを供給する、測定セットアップ（２１）と、  
前記可撓性のライン中を流れる流体を、前記測定位置中で流体力学的な動きを変化させるための手段（６、１８）と、  
前記流体力学的な動きの変化の間に得られる前記測定セットアップ（２１）からの前記測定データを分析して、前記測定データから前記血液成分の濃度を決定するための手段（２４）と、を具備し、
流体力学的な動きを変化させるための前記手段（６、１８）は、前記血液供給ライン（５）もしくは血液還元ライン（７）中を流れる血液の前記流体力学的な動きを変化させるための手段として形成されており、前記測定セットアップ（２１）は、前記血液供給ラインもしくは血液還元ラインに設けられ、
前記血液供給ラインもしくは血液還元ライン中を流れる血液の前記流体力学的な動きを変化させるための手段（６、１８）は、前記血液供給ライン（５）に設けられる血液を圧送するための血液ポンプ（６）と、この血液ポンプ（６）を動作させるための手段（１７）とを有しており、この手段（１７）は、前記血液の流量が前記血液供給ライン中もしくは血液還元ライン中で変化させられるように、特に、血流が停止されるように、設定されている、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
半透膜によって第１のチャンバと第２のチャンバとに分けられた透析器もしくはフィルタと、電磁放射線を実質的に透過可能な複数の可撓性のラインを備えた可撓性のラインのシステム（Ｉ、ＩＩ）とを有し、
前記複数の可撓性のラインのシステム（Ｉ、ＩＩ）は、前記透析器もしくはフィルタの前記第１のチャンバ中に延びている血液供給ライン（５）と、前記透析器もしくはフィルタの前記第１のチャンバから延びている血液還元ライン（７）とを有しており、
前記複数の可撓性のラインのシステム（Ｉ、ＩＩ）は、前記透析器もしくはフィルタの前記第１のチャンバ中に延びている血液供給ライン（５）と、前記透析器もしくはフィルタの前記第１のチャンバから延びている血液還元ライン（７）とを有している、
体外血液処理装置用の、血液中の血液成分を測定するための装置であって、  
血液成分を測定するための装置は、 
前記複数の可撓性のラインのシステムのうちの１つ可撓性のラインの測定位置に入る電磁放射線を放射するための手段（２３）と、前記可撓性のラインの前記測定位置から出る電磁放射線を受けるための手段（２５）とを有し、前記可撓性のラインの前記測定位置に入り前記可撓性のラインのこの測定位置から出る電磁放射線の強さによって特徴付けられた測定データを供給する、測定セットアップ（２１）と、  
前記可撓性のライン中を流れる流体を、前記測定位置中で流体力学的な動きを変化させるための手段（６、１８）と、
前記流体力学的な動きの変化の間に得られる前記測定セットアップ（２１）からの前記測定データを分析して、前記測定データから前記血液成分の濃度を決定するための手段（２４）と、を具備し、
流体力学的な動きを変化させるための前記手段（６、１８）は、前記血液供給ライン（５）もしくは血液還元ライン（７）中を流れる血液の前記流体力学的な動きを変化させるための手段として形成されており、前記測定セットアップ（２１）は、前記血液供給ラインもしくは血液還元ラインに設けられ、
前記血液供給ラインもしくは血液還元ライン中を流れる血液の前記流体力学的な動きを変化させるための手段（６、１８）は、前記血液供給ライン（５）に設けられている血液を圧送するための血液ポンプ（６）と、前記血液供給ライン中に設けられている遮断部材（１８）と、前記血液ポンプと前記遮断部材とを動作させるための手段（１７）とを有しており、この手段（１７）は、前記血液の流量が前記血液供給ライン中もしくは血液還元ライン中で変化させられるように、特に、血流が停止されるように、設定されている、
ことを特徴とする装置。
【請求項３】
前記血液ポンプ（６）と前記遮断部材（１８）とを動作させるための前記手段（１７）は、前記血液ポンプ（６）が、所定の時間だけ動作が停止され、この血液ポンプの動作が停止されている間、前記遮断部材（１８）は、少なくとも部分的に、特に完全に、閉じられており、そして再度開けられるように、設定されている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記血液ポンプ（６）と前記遮断部材（１８）とを動作させるための手段（１７）は、前記血液ポンプ（６）が動作を停止されている間に、前記遮断部材（１８）が、２回以上、少なくとも部分的に閉じられて、少なくとも部分的に開けられるように設定されている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記遮断部材は、前記血液供給ラインに配置されているチューブクランプ（１８）である、請求項２乃至４のいずれか１に記載の装置。
【請求項６】
前記電磁放射線を放射するための手段（２３）は、互いに異なる第１の波長と第２の波長との電磁放射線を放射するための手段として形成されている、請求項１乃至５のいずれか１に記載の装置。
【請求項７】
前記電磁放射線を放射するための手段（２３）は、互いに直交した異なる方向に前記電磁放射線を放射するための手段として形成されている、請求項１乃至６のいずれか１に記載の装置。
【請求項８】
前記電磁放射線を受けるための手段（２５）は、互いに直交した異なる方向から電磁放射線を受けるための手段として形成されている、請求項１乃至７のいずれか１に記載の装置。
【請求項９】
前記電磁放射線は、３８５ｎｍと９５０ｎｍとの間の波長の光である、請求項１乃至８のいずれか１に記載の装置。
【請求項１０】
前記血液成分は、グルコースである、請求項１乃至９のいずれか１に記載の装置。
【請求項１１】
半透膜（２）によって第１のチャンバ（３）と第２のチャンバ（４）とに分けられた透析器（１）もしくはフィルタと、電磁放射線を実質的に透過可能な複数の可撓性のライン（５、７；１０、１１）を備えたシステム（Ｉ、ＩＩ）とを具備し、請求項１乃至１０のいずれか１に記載の血液成分を測定するための装置を有している、体外血液処理のための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透膜によって第１のチャンバと第２のチャンバとに分けられた透析器もしくはフィルタと、電磁放射線を透過する複数の可撓性のラインを備えた可撓性のラインのシステムとを具備する体外血液処理装置用の、血液中の血液成分を測定するための装置及び方法に関わる。
【背景技術】
【０００２】
慢性の腎不全の場合、体外血液処理もしくは浄化の種々の方法が、排出されるべき物質を取り除くために、並びに、流体を除去するために、使用される。血液透析装置では、患者の血液は、体外で、透析器中で、浄化される。この透析器は、半透膜によって分けられた血液チャンバと透析液チャンバとを有している。処理の間、患者の血液は、血液チャンバを通って流れる。排出されるべき物質を血液から有効に取り除くように、新鮮な透析液の連続した流れが、前記透析液用のチャンバを通って流れる。
【０００３】
血液透析装置（ＨＤ）では、透析器の膜を通る低分子の物質の移動が、透析液と血液との濃度の差（拡散（diffusion））によって、基本的に決定されるのに対し、血液濾過装置（ＨＦ）では、血漿の水中に溶解されている物質、特に非常に高分子の物質が、高速の流体の流れ（対流（convection））によって、前記透析器の膜を通って、有効に取り除かれる。これら２つの方法の組み合わせが、血液透析濾過（ＨＤＦ）と呼ばれる。
【０００４】
透析の患者は、腎不全に加えて、しばしば付随症状を発症する。このような症状のうち、糖尿病が、全体の３分の１を占める。いかなる有害な後遺症も最小限にするために、糖尿病のための治療が、適切に調整される必要がある。糖尿病の診断と治療の監視とが、血糖（血液グルコース）を測定することによって、果たされる。
【０００５】
血液グルコースを測定する侵襲的方法と非侵襲的方法との両方が、知られている。血液グルコースを決定する既知の非侵襲的方法は、患者の血液中での光の透過の測定に基づいている。赤外領域では、グルコースの吸収帯が、７６０ｎｍ、９２０ｎｍ、１０００ｎｍである。しかしながら、吸収量は、ほぼ検知できないほどに少ない。従って、いわゆる人為的な血液運動（artificial blood kinetics）が、使用される。
【０００６】
前記既知の非侵襲的方法で、患者の血液中のグルコースの濃度を測定するために使用されるものは、患者の指に適用されるプレッシャーカフを有する測定セットアップである。プレッシャーカフは、光源と、透過光を測定するための光学センサとを有している。収縮期血圧を超える圧力が、患者の指に装着されたプレッシャーカフに一時的に与えられ、かくして、この指の血流が停止されて、このことによって、いわゆる人為的な血液運動が、発生する。赤血球が、複数のグループを成して集まり、かくして、散乱体のサイズが拡大する。このようにして、血液中のグルコースの濃度を、透過光の測定値に基づいて決定することが、可能である。
【０００７】
前記測定の既知の方法は、個々の測定結果を、種々の方法で分析することを意図する。しかしながら、すべての測定方法に共通していることは、透過光の測定が、患者の指で為され、一方で、圧力が、人為的な血液運動を発生させるように、プレッシャーカフによって患者の指に与えられる、ということである。
【０００８】
血液中のグルコースの濃度を測定する前述の方法は、例えば非特許文献１に詳細に開示されている。また、グルコースの濃度を測定するための既知の方法は、特許文献１、特許文献２、特許文献３に詳細に開示されている。
【０００９】
特許文献３が開示しているグルコース濃度を測定する方法では、指中の血流が、第１のプレッシャーカフによって止められ、指先中の血流が、この第１のプレッシャーカフと指先との間に配置された第２のプレッシャーカフによって調節される。人為的な血液運動が、この手段によって指先中に生じ、この運動が、透過光の測定に影響を与え、ヘモグロビンの値を算出するために、使用される。
【００１０】
透析液中のグルコースの濃度を透析処理中に決定する方法が、特許文献４によって知られている。しかしながら、この既知の方法の必須条件は、透析処理中に透析液のサンプルが取られなければならないことである。
【００１１】
グルコースを測定する前記既知の方法は、実際に有効であることが判っている。しかしながら、欠点は、プレッシャーカフを、患者の指に取り付けなければならないか、サンプルを取らなければならないことである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】“Ilya Fine, et al: Occlusion Spectroscopy as a New Paradigm for Non-Invasive Blood Measurement, Proceedings of SPIE, Vol. 4263, pp. 122-130, 2001”
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】WO 2006/006153 A1
【特許文献２】WO 2007/020647 A1
【特許文献３】WO 2004/105596 A1
【特許文献４】EP 1 083 948 B1
【発明の概要】
【００１４】
本発明の基礎となる目的は、血液中のグルコースの濃度のような血液成分の非侵襲的な測定を血液処理装置による体外での血液処理の間に可能にする装置を、提供することである。また、本発明の基礎となる目的は、血液処理装置による体外での血液処理の間に血液中の血液成分を非侵襲的に測定する方法を、提示することである。
【００１５】
本発明に従えば、これらの目的は、請求項１及び１４の特長によって、果たされる。有効な実施形態が、従属請求項の主題である。
【００１６】
本発明に係る装置及び本発明に係る方法は、血液処理装置の既知の部品に使用されている可撓性のラインのシステムが、電磁放射線、特に光を透過するほぼ可撓性のラインである、という事実を利用している。本発明は、前記可撓性のラインのシステムの少なくとも１つの可撓性のライン中を流れる流体の運動を、測定位置で変化させることに基づいている。このことは、可撓性のラインのシステムの少なくとも１つの可撓性のライン中の流体の流体力学的な動きを、前記測定位置で変化させることによって、為され得る。そして、得られた測定データの実際の分析が、前記血液成分の濃度を決定するために、患者の指に適用されるカフを使用する既知の方法によって為される。しかし、本発明がこの場合に分析するものは、測定位置で可撓性のラインに入り、この測定位置で前記可撓性のラインから出る電磁放射線の、種々の波長での強さである。前記可撓性のライン中の流体の流れの、流体力学的な動きの変化によって、血液成分中の透過光、反射光、散乱光の測定値が決定され得る。
【００１７】
前記測定セットアップを除いては、本発明に係る装置及び本発明に係る方法は、体外血液処理装置の既知の部品の、既存の構成要素を使用することができる。このような装置は、例えば、中央制御コンピュータ装置を含んでおり、このような装置によって、前記測定のために必要な設定が為され、得られた測定データの分析が、果たされる。本発明に係る装置及び本発明に係る方法の決定的な効果は、血液成分の非侵襲的な測定が、体外血液処理の前、もしくは後、もしくは処理の間に、圧力カフを患者の指に取り付ける必要なく、もしくは透析液のサンプルを取る必要なく、可能であることである。
【００１８】
体外血液処理は、患者の血液に継続してアクセスすることを可能にする。例えばグルコースのような血液の種々の成分は、体外血液処理装置の透析器もしくはフィルタを通過することが可能であり、このことによって、測定は、体外血液回路と透析液回路との両方で、基本的に行われ得る。しかしながら、好ましくは、測定は、前記体外血液回路の可撓性のラインのシステムの少なくとも１つの可撓性のライン中で、特に、血液処理装置の透析器もしくはフィルタの血液チャンバへと延びている血液供給のライン中で、為される。
【００１９】
前記体外血液回路の可撓性のラインのシステムの少なくとも１つの可撓性のライン中を流れる流体の流体力学的な動きは、種々の方法で、変化され得る。本発明の特に好ましい実施形態では、前記血液供給のライン中もしくは血液還元のライン中を流れる血液の流体力学的な動きは、前記体外血液回路に、特に前記血液供給のラインの途中に配置されている血液ポンプの揚水量を変化させることによって、変化させられ得る。前記血液ポンプの動作は、好ましくは、短い時間、例えば２乃至２０秒間、特に、８乃至１２秒間、停止される。しかしながら、前記血液ポンプの動作は、完全には停止される必要はなく、血液の流れが突然に減じられるだけで良い。また、基本的に、前記血液ポンプの揚水量は、流体力学的な動きを変化させるように、短時間だけ変化させられること、特に、加速もしくは減速されることが、可能である。血液の流れは、例えば、２５０ｍｌ／ｍｉｎから４００ｍｌ／ｍｉｎに加速され、そして１００ｍｌ／ｍｉｎへと減速されて、再び、２５０ｍｌ／ｍｉｎの血液の流れに、設定される。
【００２０】
特に好ましい他の実施形態では、前記血液ポンプの動作は、所定の短い時間停止され、また、前記体外血液回路に、特に血液供給のラインの前記血液ポンプより上流の位置に配置されているチューブクランプのような遮断部材が、閉じられ、前記測定が、前記可撓性のラインの、前記遮断部材の上流部分で為される。また、前記遮断部材は、血液の運動の人為的な変化のために、２回以上開閉されることが可能である。前記遮断部材は、好ましくは、完全に閉じられるが、前記可撓性のラインが完全にクランプされないように、部分的にのみ閉じることも可能である。唯一重要なことは、血液の動きを可撓性のライン中で大きく変化させることであり、かくして、透過光、反射光、散乱光の測定値に基づいて、既知の測定方法によって、血液成分を決定することが、可能となる。
【００２１】
本発明は、図面を参照して、以下に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、体外血液処理装置の主要な構成部品と、血液中の血液成分を測定するための装置とを、非常に概略的に示す図である。
【図２】図２は、血液成分を測定するための装置の測定セットアップの非常に概略的な斜視図である。
【図３】図３は、血液成分を測定するための装置の前記測定セットアップの概略的な平面図である。
【図４】図４は、前記測定セットアップの断面図である。
【図５】図５は、血液ポンプの動作が停止される時に、前記測定セットアップによって測定される信号の波形を示す図である。
【図６】図６は、透過光の測定で、測定中に決定された第１の中間変数Ｙ１の、グルコースの濃度に対する相関関係を示す図である。
【図７】図７は、反射光の測定で、測定中に決定された第１の中間変数Ｙ１の、グルコースの濃度に対する相関関係を示す図である。
【図８】図８は、透過光の測定で、測定中に決定された第２の中間変数Ｙ２の、グルコースの濃度に対する相関関係を示す図である。
【図９】図９は、透過光の測定で、測定中に決定された第３の中間変数Ｙ３の、グルコースの濃度に対する相関関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、血液透析装置として、及び／もしくは血液濾過装置として双方で動作され得る体外血液処理装置の、本発明に係る構成要素を示している、非常に単純化した概略図である。従って、この体外血液処理装置は、以下では、血液濾過装置と称される。
【００２４】
この血液濾過装置は、半透膜２によって血液チャンバ３と透析液チャンバ４とに分けられた透析器１もしくはフィルタを有している。前記血液チャンバの入口３ａは、動脈血供給のライン５の一端に接続されており、この動脈血供給のライン５の途中には、血液ポンプ６が接続されている。これに対して、前記血液チャンバの出口３ｂは、静脈血還元のライン７の一端に接続されており、この静脈血還元のライン７の途中には、ドリップチャンバ８が接続されている。前記動脈血のライン５及び静脈血のライン７のもう一方の端部には、動脈針及び静脈針（図示されていない）が、患者との接続のために、それぞれ配置されている。このような流体システムのこの部分は、この血液濾過装置の体外血液回路Ｉを構成している。前記血液のライン５、７は、十分な透過性の材料によって形成されており、光を実質的に透過可能な可撓性のラインである。
【００２５】
この血液濾過装置の透析液システムＩＩは、新しい透析液を供給するための手段９を有している。この手段９は、同様に透過性の透析液供給のライン１０によって、前記透析器１もしくはフィルタの前記透析液チャンバ４の入口４ａに、接続されている。吐出口１２へと延びている透過性の透析液還元のライン１１が、前記透析器１もしくはフィルタの前記透析液チャンバ４の出口４ｂから延びている。前記透析液還元のライン１１に配置されている透析液ポンプ１３が、透析液を圧送するために使用される。
【００２６】
これと同様に、この血液濾過装置は、代替のソース１４を有している。代替のポンプ１６が接続されている代替のライン１５が、この代替のソース１４から、前記静脈のドリップチャンバ８へと延びている。流体が透析器１を介して前記血液回路から除去される場合に、前記代替のソース１４から供給される所定量の代替の流体が、前記代替のポンプ１６によって前記体外血液回路Ｉ中に供給される。
【００２７】
この血液濾過装置は、制御ライン６’、１３’、１６’によってそれぞれ前記血液ポンプ６、前記透析液ポンプ１３、前記代替のポンプ１６に接続されている中央制御コンピュータユニット１７を有している。この中央制御コンピュータユニット１７は、制御コマンドを個々の構成部品に伝送し、また、これら構成部品から、例えば前記ポンプの揚水量のような動作の状態に関するデータを受け取る。
【００２８】
独立したユニットを形成している、もしくは、体外血液処理装置の一部であり得る、本発明に係る血液中の血液成分を測定するための装置が、以下に説明される。本実施形態では、本発明に係る装置は、体外血液処理装置の一部である。本実施例では、本発明に係る装置は、前記動脈血のライン５を通って前記透析器１の血液チャンバ３中に流入する患者の血液中の、グルコースの濃度を測定するために使用される。しかしながら、グルコース以外の血液成分も、本発明に係る装置によって測定されることが、基本的に可能である。
【００２９】
グルコースを測定するための装置は、前記動脈血のライン５の前記血液ポンプ６より上流の部分に配置されている測定セットアップ２１（図１には概略的に示されている）を有している。前記動脈血のラインの、前記血液ポンプ６と前記測定セットアップ２１との間に、遮断部材１８が、特に電磁的に動作可能なチューブクランプが、配置されている。この遮断部材１８によって、前記可撓性のラインは、部分的に、もしくは完全に遮断され得る。この電磁的に動作可能なチューブクランプ１８は、制御ライン１８’によって、前記中央制御コンピュータユニット１７に接続されている。従って、前記測定セットアップ２１は、前記動脈血のライン５の、前記遮断部材１８より上流に配置されている。
【００３０】
グルコースを測定するための装置は、データライン１９によって前記測定セットアップ２１に接続されている分析ユニット２４を有している。この分析ユニット２４は、前記測定セットアップ２１から得た測定値のデータを分析し、血液中のグルコースの濃度を決定する。この濃度は、ディスプレイユニット（図示されていない）に表示される。
【００３１】
前記測定セットアップ２１によって得られた測定データがどのように分析されるかは、本発明にとって重要ではない。重要なことは、血液の動きが患者の指中でではなく動脈血のライン５中で人為的に変化させることにより、既知の方法による測定が可能である、ということである。血液成分を測定するために使用される方法は、例えば、特許文献１もしくは特許文献２に開示されている方法である。これらの開示は、参照によって本書に明確に組み入れられる。
【００３２】
図２乃至図４は、前記測定セットアップ２１を示している拡大概略図である。これは、WO 2004/057313 A1に詳細に開示されている測定セットアップであり、この開示は、参照によって本書に明確に組み入れられる。
【００３３】
測定の間、血液が充填されている前記動脈血のライン５は、前記測定セットアップ２１中でクランプされる。この測定セットアップ２１は、この目的のために、互いに直交した４つの平坦な接触面２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄを有しているクランプ装置２２を有している。このクランプ装置２２は、前記可撓性のラインが、好ましくは平坦な外面５Ａ及び内面５Ｂを有するように変形可能なように、サイズが設定されている。これに加えて、前記測定セットアップ２１は、電磁放射線を放射するための、特に複数の光源Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４を備えたエミッタ２３と、特に複数の光検知器Ｄ１１、Ｄ２１、Ｄ３１、Ｄ４１、Ｄ１２、Ｄ２２、Ｄ３２、Ｄ４２を備えた電磁放射線のためのレシーバ２５とを有している。前記複数の光源は、前記複数の光検知器と一緒になって、透過光を測定するための測定装置と、散乱光を測定するための測定装置と、反射光を測定するための測定装置とを、形成している。
【００３４】
前記クランプ装置２２は、上面と下面と、縦方向の複数の側面とに、互いに同じ距離で離間して配置された３つの一連のボアを有している。これらボアの中には、前記光源と光検知器とが、それぞれ配置されている。
【００３５】
前記光源Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４は、特にＬＥＤは、図２に示されているように、流れ方向の１番目にあるボア中に配置され、一方で、前記光検知器Ｄ１１、Ｄ２１、Ｄ３１、Ｄ４１、Ｄ１２、Ｄ２２、Ｄ３２、Ｄ４２は、特にフォトダイオードは、流れ方向の２番目と３番目とにあるボア中にそれぞれ配置されている。前記光源と前記光検出器との流れ方向の位置は、互いに換えられることも可能である。
【００３６】
前記ＬＥＤのＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４は、２つの異なる波長の、好ましくは、λ1 = 610 nm/670 nmとλ2 = 805 nmの光を放射する。このような光は、血液が充填されている可撓性のラインを通過した光（透過光の測定）と、前記血液が充填されている可撓性のライン中で散乱された光（散乱光の測定）と、血液が充填されている可撓性のラインにより反射された光（反射光の測定）として、前記光検知器Ｄ１１、Ｄ２１、Ｄ３１、Ｄ４１、Ｄ１２、Ｄ２２、Ｄ３２、Ｄ４２によって、検出される。
【００３７】
グルコースの測定を可能とするように、人為的な血液の運動が、血液が充填されている可撓性のラインの測定位置に発生される。本発明の好ましい実施形態では、前記中央制御コンピュータユニット１７は、前記血液ポンプの動作が短い時間、特に１０秒間、停止させられ、そして、前記血液ポンプは、再び動作状態に戻される。この結果、血液の運動が最大化され、これによって、信号対雑音比が改良される。赤血球は、前記血液ポンプの動作の停止によって重力が作用しなくなると、自身の向きを改めて設定するが、主として沈殿する。
【００３８】
前記血液の運動を変化させるために、他の実施形態が、提示される。この実施形態では、前記血液ポンプの揚水量が、最初の短い時間で、例えば２５０ｍｌ／ｍｉｎから４００ｍｌ／ｍｉｎに高まり、そして、第２の短い時間で、例えば１００ｍｌ／ｍｉｎに減じられ、元の揚水量に、再び設定される。
【００３９】
前記血液ポンプ６の動作の完全な停止の代わりに、前記血液ポンプの揚水量を急激に低下させるだけの更なる実施例が、提示される。前記血液ポンプの揚水量は、例えば２５０ｍｌ／ｍｉｎから少なくとも１００ｍｌ／ｍｉｎに減じられる。しかしながら、この実施例で得られる信号対雑音比は、前記ポンプの動作が完全に停止される場合より、良好ではない。
【００４０】
更なる実施形態では、前記中央制御コンピュータユニット１７は、前記血液ポンプ６と前記電磁的に動作可能なチューブクランプ１８とを、この血液ポンプ６の動作が所定の短い時間停止され、このチューブクランプ１８がこの所定の短い時間、好ましくは完全に、もしくは少なくとも部分的に閉じられるように、動作させる。この結果、流れの調子が、前記動脈血のライン５の前記チューブクランプ１８より上流の部分の、測定位置で、変化される。そして、前記血液ポンプ６は、動作状態に戻され、前記チューブクランプ１８は、再び開かれる。前記チューブクランプを閉じることと開くこととは、前記血液ポンプ６の動作が停止されている間の、測定中に、連続して行われ得る。即ち、前記血液ポンプ６の動作が停止されている間、前記チューブクランプは、時間ｔ１ｎで閉じられ、時間ｔ２ｎで開かれる。
【００４１】
まず、一般的な形態の測定の方法が、説明される。前記測定セットアップは、血液の動きが、上述の方法のうちの１つによって人為的に変化されている間に、以下に特定されている測定を、波長λ1とλ2とで果たす。
【００４２】
前記測定セットアップ２１は、前方散乱／透過光と、後方散乱／反射光と、９０°の側方散乱光とを、測定する。すべての測定が、前記波長λ1とλ2とで為される。  
ＦＳλ1（ｔ）−波長λ1での前方散乱／透過光、  
ＳＳλ1（ｔ）−波長λ1での９０°の側方散乱光、  
ＦＳλ２（ｔ）−波長λ２での前方散乱／透過光、  
ＳＳλ２（ｔ）−波長λ２での９０°の側方散乱光、  
ＢＳλ１（ｔ）−波長λ１での後方散乱／反射光、  
ＢＳλ２（ｔ）−波長λ２での後方散乱／反射光、  
このとき、t ∈ (t1, t2)である。
【００４３】
前方散乱と、後方散乱と、側方散乱とに関して得られた測定値のデータから、前記分析ユニット２４は、以下の中間変数（intermediate variables）の少なくとも１つを算出する。  
x = Sλ1(t)/Sλ2(t),S = FS,BS,SS
【数１】
0005536192.tif 000002
【００４４】
そして、算出された前記中間変数から、患者の血液中のグルコースの濃度が、以下の既知の方法によって決定される。  
Gglucose(t) = g1(x)、もしくは、  
Gglucose(t) = g2(y)、もしくは、  
Gglucose(t) = g3(z)。
【００４５】
グルコースの測定中にヘモグロビンがほぼ一定に存在する患者とは異なって、透析の患者のヘモグロビンは、限外濾過（ultrafiltration）によって、透析処理の工程で変化し得る。２０％までのヘモグロビンの変化が、実際に見られる。ヘモグロビンのこのような変化は、グルコースの測定の精度に、比較的大きな影響を与える。従って、本発明に係るグルコースの測定のための装置は、適切な補償を与える。
【００４６】
前記透析処理の間に、ヘモグロビンは、好ましくは連続して測定される。このようなヘモグロビンの測定は、グルコースの測定と同じように、測定セットアップ２１によって為される。しかしながら、既知の方法によるヘモグロビンCHB(t)の測定は、所定の波長の９０°の側方散乱光の測定に基づいて為され、血液の動きは、変化されない。  
CHB(t) = f (SS(t))    t  ∈ (t1, t2)
ヘモグロビンCHB(t)が決定されると、上述の方法によって決定されたグルコースの値が、前記ヘモグロビンの関数として補完される。
【００４７】
実験に基づいて決定され、前記分析ユニット２４のメモリー中に保存されている適切な修正ファクタが、この目的のために用意されている。
【００４８】
本発明と本発明に係る方法との一実施例が、以下に詳しく説明される。  
３７℃に制御された温度の血液を使用した実験では、WO 2004/057313 A1から知られている上述の前記測定セットアップ２１によって、測定が為された。測定位置での血液の運動の人為的な変化は、前記血液ポンプ６の動作を短時間停止させることによって果たされた。
【００４９】
以下に説明される測定が、前記測定セットアップ２１によって為され、以下の中間変数y1(t)、 y2(t)、 y3(t)が、前記分析ユニット２４によって算出された。グルコースの測定は、この場合、１つの波長で、もしくは２つの波長で、果たされた。
【００５０】
１つの波長での測定の場合、グルコースとの相関関係を示す中間変数が、以下のように規定される。  
y1(t1) = s(t1) - s (t2)                               (1)
このとき、ｔ１＝前記血液ポンプの動作の停止の直前であり、  
ｔ２＝前記血液ポンプの動作の停止の直後であり、  
ｓ＝信号形式は、透過光／前方散乱（ＦＳ）と側方散乱光（ＳＳ）と、反射光／後方散乱（ＢＳ）とであり得る。
【００５１】
実験によって決定され得る前記変数と血液グルコース濃度との間の関係は、以下の通りである。  
Cglucose(t1) = f1(y1(t1))
２つの波長による測定の場合、グルコースとの相関関係を示す中間変数が、以下のように規定される。
【数２】
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【００５２】
実験によって決定され得る前記変数と血液グルコース濃度との間の関係は、以下の通りである。  
Cglucose(t1) = f2(y2(t1))、
もしくは、  
Cglucose(t1) = f3(y3(t1))。
【００５３】
測定は、例えば、λ1 = 610 nm/670 nmとλ2 = 805 nmとの異なる波長で果たされ得る。
【００５４】
グルコース含有量は、実験によって得られた相関関係によって決定された中間変数から、決定され得る。前記分析ユニット２４と前記測定セットアップ２１とを調整するように、人間のドナー血液のグルコース濃度が、規定の方法で人為的に変更される。そして、決定された中間変数は、既知のグルコース含有量と相互に関係付けられる。このようにして得られたグルコース含有量に対する中間変数のマップが、グルコース含有量を各測定の後に算出するために、機能として、前記分析ユニット２４のメモリーに保存され得る。この目的のためには、一次方程式を使用すれば、大体において十分である。しかしながら、相関関係は、中間変数と規定の変数とが互いに対してマップされたテーブル（ルックアップテーブル）の形態で保存されることも、可能である。
【００５５】
本発明に係る装置の較正が、各装置に対して個々に為される必要はない。実際には、中間変数とグルコース含有量との相関関係は、基準配列で決定されれば、十分である。しかしながら、前記測定セットアップ２１のＬＥＤとフォトダイオードとの間の異なる間隔のような製造上の個々の誤差を補うために、グルコースを測定するための各装置が、規定の特性を有する基準ゲージ（reference standard）を測定することによって、工場で個々に較正され得る。この目的のために、人間の血液が、また代替の流体、特に牛の血液が、使用され得る。
【００５６】
図５は、透過光の測定中に前記血液ポンプ６の動作が停止された時に、前記測定セットアップ２１によって測定された信号の波形を示している。前記血液ポンプの動作が停止された時に信号が急激に低下していることが、判る。前記グルコースの濃度を決定するために、前記分析ユニット２４は、例えば、時間の間隔ｔ１で、前記血液ポンプの動作が停止される前の信号のレベルを算出し、時間の間隔ｔ２で、前記ポンプの動作が停止された直後の信号のレベルを算出し、前記中間変数を決定する。
【００５７】
図６は、波長λ = 670 nmのみ及びλ = 805 nmのみで前記測定セットアップ２１によって透過光を測定（１つの波長で測定）した場合の、測定結果を示している。前記波長λ = 670 nmでの透過光の測定結果が、複数の黒丸で示されており、λ = 805 nmでの透過光の測定結果が、複数の円で示されている。前記中間変数は、前記血液ポンプの動作が停止される直前の時間の間隔ｔ１の、及び／もしくは前記血液ポンプの動作が停止された直後の時間の間隔ｔ２の信号のレベルから、方程式（１）に従って計算された。前記血液ポンプは、この場合、３００ml/minの血流で、動作が停止された。相関係数は、λ = 670 nmで０．９７３５、λ = 805 nmで０．９８０５であった。
【００５８】
図７は、波長λ = 670 nmのみ及びλ = 805 nmのみで前記測定セットアップ２１によって反射光を測定（１つの波長で測定）した場合の、測定結果を示している。波長λ = 670 nmでの反射光の測定結果は、黒丸で示されており、λ = 805 nmでの透過光の測定結果は、複数の円で示されている。前記中間変数は、前記血液ポンプの動作が停止される直前の時間の間隔ｔ１の、及び／もしくは前記血液ポンプの動作が停止された直後の時間の間隔ｔ２の信号のレベルから、方程式（１）に従って計算された。前記血液ポンプは、この場合、３００ml/minの血流で、動作が停止された。相関係数は、λ = 670 nmで０．９７７１、λ = 805 nmで０．９７３５であった。
【００５９】
図８は、２つの波長λ = 670 nm及びλ = 805 nmで透過光を測定（２つの波長で測定）した場合の、測定結果を示している。前記中間変数は、前記血液ポンプの動作が停止される直前の時間の間隔ｔ１の、及び／もしくは前記血液ポンプの動作が停止された直後の時間の間隔ｔ２の信号のレベルから、方程式（２）に従って、第１の波長λ１= 670 nm及び第２の波長λ２ = 805 nmに対して、それぞれ計算された。前記血液ポンプは、この場合、２００ml/minの血流で、動作が停止された。相関係数は、０．９７１３であった。
【００６０】
図９は、２つの波長λ = 670 nm及びλ = 805 nmで透過光を測定（２つの波長で測定）した場合の、測定結果を示している。前記中間変数は、前記血液ポンプの動作が停止される直前の時間の間隔ｔ１の、及び／もしくは前記血液ポンプの動作が停止された直後の時間の間隔ｔ２の信号のレベルから、方程式（３）に従って、第１の波長λ１= 670 nm及び第２の波長λ２ = 805 nmに対して、それぞれ計算された。前記血液ポンプは、この場合、２００ml/minの血流で、動作が停止された。相関係数は、０．９９２７であった。
【００６１】
グルコースの含有量の決定は、１つの波長での測定と、２つの波長での測定との両方によって果たされ得、透過光、反射光及び／もしくは側方散乱光とが、前記測定セットアップによって測定され得ることが、判っている。前記中間変数と決定値（グルコース含有量）との間の相関関係は、方程式（３）を使用するのが最良であることが、判っている。ヘモグロビンの濃度への、もしくは酸素飽和度への影響の観点では、２つの異なる波長での測定が、好ましい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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