(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体ライン中の液体をサンプリングする方法であって、
貫通した流通路を含み、そして該流通路を液体ラインに結合する、サンプルポート本体を提供し、
前記流通路をサンプリングラインに結合するために、前記本体を別個の基本ユニットに取外し可能に結合し、
前記本体内の前記流通路を通る液体流速を検出し、そして
所定の流速が検出されたときに、前記液体ラインからある量のサンプル液を得るために前記サンプリングラインを選択的に活性化させ、これによって、前記液体ラインの流速が最小値より高いときにのみサンプリングが行われ、その結果、前記サンプリングラインの流速が前記液体ラインの流速と比較して相対的に低くなるようにすること、
を含んでなる方法。
【請求項２】
前記流通路を血液透析機器の透析液廃液流出ラインに結合することを含む、請求項１に規定の方法。
【請求項３】
フィルターを介して前記流通路をサンプリングラインに結合することによって前記本体を基本ユニットに結合し、そして前記サンプリングラインへ流入する透析液流出液を濾過することを含む、請求項２に規定の方法。
【請求項４】
最初に前記本体を基本ユニットにシールし次いで前記流通路をサンプリングラインに結合することによって、前記サンプリングラインを含んだ前記基本ユニットに前記本体を密封的に結合することを含む、請求項１に規定の方法。
【請求項５】
前記流通路をサンプリングラインに結合することを含んで、前記本体を基本ユニットに結合し、そしていつ前記本体が前記基本ユニットに結合されたかを検出することを含む、請求項１に規定の方法。
【請求項６】
最初に前記本体を基本ユニットにシールし次いで前記流通路をサンプリングラインに結合することによって、前記サンプリングラインを含んだ前記基本ユニットに前記本体を密封的に結合することを含む、請求項２に規定の方法。
【請求項７】
前記流通路をサンプリングラインに結合することを含んで、前記本体を前記基本ユニットに結合し、そしていつ前記本体が前記基本ユニットに結合されたかを検出することを含む、請求項６に規定の方法。
【請求項８】
フィルターを介して前記流通路をサンプリングラインに結合することを含んで前記本体を基本ユニットに結合し、そして前記サンプリングラインへ流入する透析液流出液を濾過することを含む、請求項７に規定の方法。
【請求項９】
液体ライン中の液体をサンプリングするための装置であって、
貫通した流通路及び該流通路を液体ラインに結合するための手段を含んだサンプルポート本体を提供するための手段と、
前記流通路をサンプリングラインに結合するための手段を含んだ、別個の基本ユニットに前記本体を取外し可能に結合するための手段と、
前記流通路及び前記本体を通る液体流速を検出するための手段と、そして
所定の流速が検出されたときに、前記液体ラインからある量のサンプル液を得るために前記サンプリングラインを選択的に活性化するための手段であって、これによって前記液体ラインの流速が最小値より高いときにのみサンプリングが行われ得、その結果、前記サンプリングの流速が前記液体ラインの流速と比較して相対的に低くなるようにする、手段と、
を含んでなる装置。
【請求項１０】
前記流通路を血液透析機器の透析液廃液流出ラインに結合するための手段を含む、請求項９に規定の装置。
【請求項１１】
前記本体を、前記流通路をサンプリングラインに結合するための手段を含んだ基本ユニットに結合するための手段と、前記サンプリングラインへ流入する透析液流出液を濾過するための手段とを含む、請求項10に規定の装置。
【請求項１２】
最初に前記本体を基本ユニットにシールし次いで前記流通路をサンプリングラインに結合するための手段を含んだ、前記サンプリングラインを含んだ前記基本ユニットに前記本体を密封的に結合するための手段を含む、請求項９に規定の装置。
【請求項１３】
前記本体を、前記流通路をサンプリングラインに結合するための手段を含んだ基本ユニットに結合するための手段と、いつ前記本体が前記基本ユニットに結合したかを検出するための手段とを含む、請求項９に規定の装置。
【請求項１４】
最初に前記本体を基本ユニットにシールし次いで前記流通路をサンプリングラインに結合するための手段を含んだ、前記サンプリングラインを含んだ前記基本ユニットに前記本体を密封的に結合するための手段を含む、請求項10に規定の装置。
【請求項１５】
前記本体を、前記流通路をサンプリングラインに結合することを含んで前記基本ユニットに結合するための手段と、いつ前記本体が前記基本ユニットに結合したかを検出するための手段とを含む、請求項14に規定の装置。
【請求項１６】
前記本体を、前記流通路をサンプリングラインに結合することを含んで前記基本ユニットに結合するための手段と、前記サンプリングラインへ流入する透析液流出液を濾過するための手段とを含む、請求項15に規定の装置。
【請求項１７】
液体ライン中の液体をサンプリングする方法であって、
貫通した流通路を含み、そして該流通路を液体ラインに結合する、サンプルポート本体を提供し、そして
最初に前記本体を別個の基本ユニットにシールし次いで前記流通路をサンプリングラインに結合することによって、前記本体を前記サンプリングラインを含んだ前記別個の基本ユニットに取外し可能な様式で密封的に結合し、これによって前記液体ラインの流速が最小値より高いときにのみサンプリングが行われ、その結果、前記サンプリングラインの流速が前記液体ラインの流速と比較して相対的に低くなるようにすること、を含んでなる方法。
【請求項１８】
前記流通路を血液透析機器の透析液廃液流出ラインに結合することを含む、請求項17に規定の方法。
【請求項１９】
フィルターを介して前記流通路をサンプリングラインに結合することによって前記本体を前記基本ユニットに結合し、そして前記サンプリングラインへ流入する該透析液流出液を濾過することを含む、請求項18に規定の方法。
【請求項２０】
前記流通路をサンプリングラインに結合することによって前記本体を前記基本ユニットに結合し、そしていつ前記本体が前記基本ユニットに結合したかを検出することを含む、請求項17に規定の方法。
【請求項２１】
前記液体ライン及び前記本体を通る液体流速を検出し、そして所定の流速が検出されたときに、前記液体ラインからある量のサンプル液を得るためにサンプリングラインを活性化することを含む、請求項17に規定の方法。
【請求項２２】
前記液体ライン及び前記本体を通る液体流速を検出し、そして所定の流速が検出されたときに、前記液体ラインからある量のサンプル液を得るためにサンプリングラインを活性化することを含む、請求項18に規定の方法。
【請求項２３】
前記流通路をサンプリングラインに結合することを含んで前記本体を前記基本ユニットに結合し、そしていつ前記本体が前記基本ユニットに結合されたかを検出することを含む、請求項22に規定の方法。
【請求項２４】
フィルターを介して前記流通路をサンプリングラインに結合することを含んで前記本体を基本ユニットに結合し、そして前記サンプリングラインへ流入する透析液流出液を濾過することを含む、請求項23に規定の方法。
【請求項２５】
液体ライン中の液体をサンプリングするための装置であって、
貫通した流通路及び該流通路を液体ラインに結合するための手段を含んだサンプルポート本体を提供するための手段と、そして
最初に前記本体を別個の基本ユニットにシールし次いで前記流通路をサンプリングラインに結合するための手段を含んだ、前記サンプリングラインを含んだ前記別個の基本ユニットに前記流通路を取外し可能な様式で密封的に結合するための手段であって、これによって前記液体ラインの流速が最小値より高いときにのみサンプリングが行われ得、その結果、前記サンプリングの流速が前記液体ラインの流速と比較して相対的に低くなるようにする、手段と、
を含んでなる装置。
【請求項２６】
前記流通路を血液透析機器の透析液廃液流出ラインに結合するための手段を含む、請求項25に規定の装置。
【請求項２７】
前記流通路をサンプリングラインに結合するための手段及び前記サンプリングラインへ流入する該透析液流出液を濾過するための手段を含むものである、前記本体を前記基本ユニットに結合するための手段を含む、請求項26に規定の装置。
【請求項２８】
前記流通路をサンプリングラインに結合するための手段及びいつ前記本体が前記基本ユニットに結合されたかを検出するための手段を含む、前記本体を前記基本ユニットに結合するための手段を含む、請求項25に規定の装置。
【請求項２９】
前記液体ライン及び前記本体を通る流速を検出するための手段及び所定の流速が検出されたとき前記液体ラインからある量のサンプル液を得るために前記サンプリングラインを活性化させるための手段を含む、請求項25に規定の装置。
【請求項３０】
前記液体ライン及び前記本体を通る流体流速を検出するための手段及び所定の流速が検出されたとき前記液体ラインからある量のサンプル液を得るために前記サンプリングラインを活性化させるための手段を含む、請求項26に規定の装置。
【請求項３１】
前記流通路をサンプリングラインに結合するための手段及びいつ前記本体が前記基本ユニットと結合したかを検出するための手段を含む、前記本体を前記基本ユニットに結合するための手段を含む、請求項30に規定の装置。
【請求項３２】
前記流通路をサンプリングラインに結合するための手段及び前記サンプリングラインへ流入する透析装置流出液を濾過するための手段を含む、前記本体を前記基本ユニットに結合するための手段を含む、請求項31に規定の装置。
【請求項３３】
液体ライン中において液体をサンプリングする方法であって、
貫通した流通路を含み、そして該流通路を液体ラインに結合する、サンプルポート本体を提供し、
前記流通路をサンプリングラインに結合させることを含んで前記本体を別個の基本ユニットに取外し可能に結合し、
いつ前記本体が前記別個の基本ユニットに結合されたかを検出し、
前記流通路及び前記本体を通る液体流速を検出し、そして
前記本体が前記別個の基本ユニットに結合されたことが検出されたとき、そして所定の流速が検出されたときに、前記液体ラインからある量のサンプル液を得るために前記サンプリングラインを選択的に活性化させ、これによって、前記液体ラインの流速が最小値より高いときにのみサンプリングが行われ、その結果、前記サンプリングラインの流速が前記液体ラインの流速と比較して相対的に低くなるようにすること、を含んでなる方法。
【請求項３４】
前記流通路を血液透析機器の透析装置廃液流出ラインに結合することを含む、請求項33に規定の方法。
【請求項３５】
フィルターを介して前記流通路をサンプリングラインに結合することによって前記本体を前記基本ユニットに結合し、そして前記サンプリングラインへ流入する該透析液流出液を濾過することを含む、請求項34に規定の方法。
【請求項３６】
最初に前記本体を基本ユニットにシールし次いで前記流通路をサンプリングラインに結合することによって、前記サンプリングラインを含む前記基本ユニットに前記本体を密封的に結合することを含む、請求項33に規定の方法。
【請求項３７】
前記液体ライン及び前記本体を通る液体流速を検出し、そして所定の流速が検出されたときに、前記液体ラインからある量のサンプル液を得るために前記サンプリングラインを活性化させることを含む、請求項33に規定の方法。
【請求項３８】
最初に前記本体を基本ユニットにシールし次いで前記流通路をサンプリングラインに結合することによって、前記サンプリングラインを含む前記基本ユニットに前記本体を密封的に結合することを含む、請求項34に規定の方法。
【請求項３９】
前記液体ライン及び前記本体を通る液体流速を検出し、そして所定の流速が検出されたときに、前記液体ラインからある量のサンプル液を得るために前記サンプリングラインを活性化させることを含む、請求項38に規定の方法。
【請求項４０】
フィルターを介して前記流通路をサンプリングラインに結合することを含んで前記本体を前記基本ユニットに結合し、そして前記サンプリングラインへ流入する透析装置流出液を濾過することを含む、請求項39に規定の方法。
【請求項４１】
液体ライン中の液体をサンプリングするための装置であって、
貫通した流通路及び該流通路を液体ラインに結合するための手段を含んだ、サンプルポート本体と、
前記流通路をサンプリングラインに結合するための手段を含む、前記本体を別個の基本ユニットに取外し可能に結合するための手段と、
いつ前記本体が前記別個の基本ユニットに結合されたかを検出するための手段と、
前記液体ライン及び前記本体を通る液体流速を検出するための手段と、そして
前記本体が前記別個の基本ユニットに結合されたことが検出され、かつ前記液体ラインにおいて所定の流速が検出されたときに、前記液体ラインからある量のサンプル液を得るために前記サンプリングラインを選択的に活性化させる手段であって、これによって、前記液体ラインの流速が最小値より高いときにのみサンプリングが行われ得、その結果、前記サンプリングラインの流速が前記液体ラインの流速と比較して相対的に低くなるようにする手段と、
を含んでなる装置。
【請求項４２】
前記流通路を血液透析機器の透析装置廃液流出ラインに結合するための手段を含む、請求項41に規定の装置。
【請求項４３】
前記流通路をサンプリングラインに結合するための手段を含む前記基本ユニットに前記本体を結合するための手段、及び前記サンプリングラインへ流入する透析液流出液を濾過するための手段を含む、請求項42に規定の装置。
【請求項４４】
最初に前記本体を基本ユニットにシールし次いで前記流通路をサンプリングラインに結合するための手段を含む、前記サンプリングラインを含む前記基本ユニットに前記本体を密封的に結合させるための手段を含む、請求項41に規定の装置。
【請求項４５】
前記液体ライン及び前記本体を通る液体流速を検出するための手段、及び所定の流速が検出されたとき前記液体ラインからある量のサンプル液を得るために前記サンプリングラインを活性化するための手段を含む、請求項41に規定の装置。
【請求項４６】
最初に前記本体を基本ユニットにシールし次いで前記流通路をサンプリングラインに結合するための手段を含む、前記サンプリングラインを含む前記基本ユニットに前記本体を密封的に結合させるための手段を含む、請求項42に規定の装置。
【請求項４７】
前記液体ライン及び前記本体を通る液体流速を検出するための手段、及び所定の流速が検出されたとき前記液体ラインからある量のサンプル液を得るために前記サンプリングラインを活性化するための手段を含む、請求項46に規定の装置。
【請求項４８】
前記流通路をサンプリングラインに結合するための手段を含む前記基本ユニットに前記本体を結合するための手段、及び前記サンプリングラインへ流入する透析液流出液を濾過するための手段を含む、請求項47に規定の装置。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、一般的に液体サンプリングに関し、より具体的には、液体工程のオンライン・リアルタイム・モニタリングのための、流れ感知及び流れサンプリングモジュールに向けられている。
発明の背景
本発明の液体サンプリングモジュールは、ニュートン流体が流れており又は流れることができるいかなるタイプの工程においても利用できる。多くのタイプの工業的工程は、種々の液体の添加を必要とし、そして液体が該工程に加えられるときにそれをサンプリングすることは重要且つしばしば決定的である。異なったタイプ又は異なった濃度が、同じラインまたは複数の異なったラインを通して加えられることがあり得る。適当なプロセス制御を提供するためには、各液体は、それら種々の液体のタイプ、濃度その他がモニターできるようにサンプリングされなければならない。これらの液体を効率的にサンプリングするためには、その液体が少なくとも最低限の流れ状態にあるときにそれからサンプリングを得ることが必要とされる場合がある。従って、本発明の液体サンプリングモジュールは、十分な液体流の期間にのみ液体のサンプリングが行われることを保証するための、液体流の感知を含む。
出願人は、血液透析機器によって実施されるような血液透析治療に、液体サンプリングモジュールのための特別の使用を見出した。従って、本発明は特定の液体又は液体工程に限定されてはいないが、特定の実施例を既述する目的のために、血液透析治療が以下に詳細に記述されよう。
血液に運ばれている毒素と代謝副産物とを除去するために血液透析機器を伴った透析装置カートリッジの使用が、長年慣用されてきた。典型的には、そのようなカートリッジは、半透膜によって分離された一対のチャンバーを本質的に含んでいる。血液は、第１のチャンバーを通して灌流され患者へ戻される。透析液は、第２のチャンバーを通して逆方向に同時に循環される。それによって、血液中に含まれている老廃物が半透膜を通って透析液へと移行されて透析液流出液を形成させるものである濃度勾配が確立される。
血液透析の原理は、非常に洗練されてきた。膜構造を横切る拡散を効率化するために総膜表面積を増大させるため、多くの半透中空繊維膜が今や透析装置カートリッジにおいて利用されている。該中空繊維膜には種々の材料、例えば、セルロースアセテート、セルローストリアセテート、ポリアクリロニトリル、ポリスルホン、及び再生セルロースが含まれ、再生セルロースが最も一般に使用されている。
患者を血液透析によって治療する際の最も基本的な考慮の一つは、治療の十分さについてである。例えば、与えられた患者が与えられた日にどれだけ長く透析されるべきであるか。多くの医学的に有害な作用が、患者の十分な透析に不用意に失敗することの結果としてもたらされ得る。現在、平均的な透析患者は僅か約５年の平均余命しか有しない。これらの患者が短い平均余命しか有しない傾向がある理由の一つは、全く除去されなかった（即ち、中空繊維を通過しない）か、又は無毒のレベルにまで十分には低下されなかったかによる種々の毒素の慢性的蓄積の有害作用である。尿素、クレアチニン、リン酸塩、水素イオン等の尿中に除去されることの知られている種は、通常レベルを越えて蓄積することを許容した場合重大な医学的結果と関連しているものの、前記の想定される毒素が何であるかは知られていない。
非常に多くの因子が、治療の十分さに対して実質的な影響を有している可能性がある。例えば、透析カートリッジを再使用することは、血液透析の分野における通常のプラクティスである。例えば米国特許第4,695,385号に図解されているような使用された透析カートリッジを清浄化、消毒、又は滅菌するために利用できる技術がある。しかしながら結局、個々のカートリッジは、透析能力を失うために廃棄されなければならない。現在、透析装置の能力は評価が困難であり、従って、厳格にはモニターされていないことがしばしばであり、再清浄化の後に外観上汚れて見えるまで、又は繊維束の体積又は限外濾過速度が所定の閾値より下に低下するまで、透析装置カートリッジが廃棄されないことがしばしばである。Delmezet al.,“Severe dialyzer dysfunction during reuse",Kindney International,35:244（1989）によって報告されたように、外観、繊維束体積及び限界濾過速度が正常であっても透析装置の重大な機能不善が起こり得ることが今や知られている。透析装置の能力が、透析装置カートリッジの古さ又は使用回数によっては正確に予測することができないということもまた知られている。
透析装置の状態に関わりなく、与えられた治療の間の個々の患者のための透析の十分さの一尺度は、次の方程式から算出される。
KT/V≧1.0
Ｖは尿素の分布体積の表現であり総体液量にほぼ等しい。Ｖは、各個の患者について身長、体重及び性のようなデータから導き出される。Ｋは、１分当たりの尿素の除去された血液のミリリットル（ｍl）数で表された、使用している特定の透析装置の尿素クリアランスである。Ｔは、治療時間である。Ｋは、透析装置のケースに入れられた典型的な能書から得られ、特定の製造ロットからの透析装置のサンプルのランダムな試験によって得られた、血流速度に対する尿素クリアランスのグラフを含む。これらの値を上記の方程式に入れることによって、与えられたKT/V値に対して最少治療時間が計算できる。十分な透析を達成するために変化し得る他のパラメーターには、血液流速、透析液流速、透析装置能力、及び温度が含まれる。
約0.8又はより大きいKT/V値が低い有病率と関連しているということが、経験的に決定されている。Gotch,L.A.,Sargent,J.A.Kidney International,28:526−537（1985）を参照のこと。新しい透析装置を用いてさえも、特定ロットから選択されたあるユニットが能書に示されている値に較べて有意に低いＫ値を有するという幾らかの危険がある。そのような透析装置による治療を受ける患者は、従って、透析不足になる危険がある。各逐次的使用に伴う透析能力の明白な然し定量されない損失のため、透析不足の起こり易さは、透析装置カートリッジの再使用では高まる。透析不足はまた、患者の循環へのアクセスの不適切によってもまた起こりうる。患者の血液へのアクセスの不適切のため、所望の血流速度が達成されず、それもまた透析不足をもたらし得る。
KT/V以外のパラメーターもまた、透析の十分さを評価するために決定されてきた。これらのうちには、尿素減少率（URR）及び溶質除去指数（SRI）がある。URRは、１−（CB）pre/（CB）postとして定義される。よい透析治療は、１に近いURRを有し、一方、不十分な透析治療はゼロに近いURRを有するであろう。残念なことに、URRは、透析中における尿素の産生、限外濾過、又は除去の２プール性を考慮していない。従って、これらの効果を考慮に入れている、URRの一般化されたものとして、SRIが提案された。SRIは、全身貯蔵の一部として治療の間に除去された尿素の量として定義される。URRと同様に、よい透析治療は、１に近いSRI値を有し、一方、不十分な透析治療はゼロに近いSRI値を有するであろう。潜在的にSRIは（KT/Vとは異なり）、様式（腹膜又は血液透析）及び中断に関わりなく透析治療の十分さを示すことができる。URRもSRIも、しかしながら、透析の十分さの尺度としてKT/Vのように徹底的に検証されたことはなかった。
KT/V、URR及びSRI指数は尿素除去の指標となり、そして治療の十分さと相関しているように見えるが、それは、「尿素が毒性代謝物の一つである」というのと同じことではない。尿素がそれ自体は毒性でないということを示唆する初期の文献がある。しかしながら、尿素はタンパク質異化作用の主要な代謝物であり、治療の十分さの簡便なマーカーとして役立つ。
尿素は、60ダルトンの分子量を有し、一方他のタンパク質異化物のあるものはずっと大きいであろう。従って、比較的緻密なセルロース膜によって確立されているKT/Vと有病率との間の関係が、血液濾過及び高流速血液透析に使用される一層開放的な膜に、又は天然の腹膜に適用できるかどうか、が論争の主題となっている。
尿素動力学モデルの関しては相当量の文献がある。コンピュータープログラム、プログラム可能な計算機及び時分割コンピューターサービスが、透析臨床家に一層アクセスし易い尿素動力学を作るために決定された。最近、0.8未満のKT/V値が、栄養カウンセリングに従わない低い食物タンパク質摂取と関連するかもしれないことが示された（Lindsay,et al,1989）。しかしながら、栄養カウンセリングと組み合わせて、1.0又はより高くまでKT/Vを高めることは、日々のタンパク質摂取を改善するのに効果的である。低い日々のタンパク質摂取が有病率の増大に関連しているかも知れないため、KT/V及びnPCRのモニタリングは、透析患者の他の臨床評価に対する有用な追加である。
伝統的な尿素動力学は、非常に多くの測定を伴い、透析臨床家には数学的に複雑であると考えられる。正確な動力学測定のために必要な種々の測定は、表１にまとめてある。
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これらの測定の各々は、有限の誤差に関連しており、これらの誤差の集積的効果は、非現実的な尿素動力学パラメーターをもたらし得る。
先行技術の血液透析機器は、血液透析治療についてのオンラインモニタリングの能力を有していなかった。更に、先行技術は、一般に、血液透析患者からの血液サンプル採取の必要があった。
このように、患者が血液透析機器に繋がれている間に、血液透析治療についての非侵襲的オンライン・リアルタイムモニタリングを提供すれば望ましいであろう。この治療は、尿素動力学に基づくならば、好ましくは流出透析液濃度および流量の測定を必要とするであろうが、血液サンプルのは必要としない。この治療は、出力として、療法の十分さについてのKT/V、URR及びSRI指数、尿素除去及び正常タンパク質異化速度（nPCR）をもたらし、それらは次いで食事上の遵守及び治療の十分さをリアルタイムで評価することを可能にするであろう。
発明の要約
本発明は、液体工程のための液体サンプリングモジュールに向けられている。該液体サンプリングモジュールは、血液透析機器のためのオンライン・リアルタイム血液透析モニタリングシステムにおいて、尿素インプットモジュールとして利用できる。該血液透析モニタリングシステムは、使用済み透析流出液中の尿素濃度を時間の関数として測定することによって、血液透析治療の間に除去された尿素の速度及び量を定量する。液体サンプリング尿素インプットモジュールは、血液透析機器からの透析液流出液廃液ラインとインターフェースし、少量の使用済み透析液流出液を測定のため定期的に除去する。尿素濃度時間プロフィールは、尿素除去、KT/V、URR及び正常タンパク質異化速度（nPCR）指標を求めるために測定され解析される。液体サンプリングモジュールは、低液体流速（透析液のような液体がサンプリングされるべき状態にないことを示すことができる）と正常な液体流速との差を検出する。尿素インプットモジュールは、開放可能な、透析液流出ラインとの再シール可能な結合インターフェースを含み、そして好ましくは、尿素インプットモジュールと尿素センサーとの間にフィルターを含む。
本発明のこれらの及び他の特徴及び利点は、以下の本発明の好ましい典型的具体例の記述を読み添付の図面を参照するとき一層容易に明らかとなろう。
図面の簡単な記述
図１は、本発明の液体サンプリングモジュールを組み込んだ液体流モニタリングシステムの一具体例のブロック図であり、
図２は、血液透析モニタリングシステムにおいて利用される液体サンプリング尿素インプットモジュールの一具体例の概要図であり、
図３は、本発明の液体サンプリングモジュールのサンプルポートの一具体例の透視図であり、
図４は、図３のサンプルポートの側面断面図であり、
図５は、図３のサンプルポートの分解した透視図であり、
図６は、図３のサンプルポートの流れ検出器本体の側面断面図であり、
図７は、サンプルポート本体の保持クリップの、組み合わせた上面及び立面図であり、
図８は、サンプルポート本体の流れ検出器プランジャーの、組み合わせた端面図及び側面図であり、
図９は、本発明の液体サンプリング尿素インプットモジュールを利用した血液透析モニタリングシステムの一具体例の透視図であり、あるタイプのデータ入力を図解しており、
図10は、患者IDカードの一具体例の透視図であり、そして
図11は、サンプルポート検証の及び流れ検出器の一具体例の電子的概要図である。
本発明は、特定の好ましい具体例及び操作との関連で記述され開示されようが、本発明をそれら特定の具体例に限定することは意図されていない。寧ろ、全てのそのような代わりの具体例及び修正は、本発明の精神及び範囲に包含されることが意図されている。
好ましい具体例の詳細な記述
図１を参照して、本発明を組み込むことのできる液体流れモニタリングシステムの一具体例が、参照数字10によって一般的に示されている。血液透析治療において使用するのに好ましいモニター10は、ファイル番号DI4353の、「血液透析機器のための血液透析モニタリングシステム」と題した同時提出の同時係属している出願（参照によりここに導入する）に開示され記述されている。モニター10は、本発明の液体サンプリングインプットモジュール12を含む。液体サンプリングモジュール12は、本発明の譲受人バクスター・インターナショナル・インコーポレイテッドによって製造されている血液透析機器におけるような、血液透析治療のような、いかなるタイプの液体工程と共にでも利用できる。モジュール12は、例えば透析液流出液のような液体のある量を、所望により間欠的にサンプリングする。モジュール12は、その液体サンプル量を液体ライン16を介してセンサー14と結合させる。
センサー14は、ここでは例示目的のため、尿素センサーとして記述されている。しかしながら、尿素は、血液透析治療の有効性、（即ち毒素の除去）のマーカー又は尺度として利用することのできる患者の血液中の尿毒症に一般に関係づけられる同定可能な多くの成分の一つに過ぎない。そのような他の成分は、例えば、取り分け、クレアチニン、尿酸、リン酸塩、カルシウム、ナトリウム、カリウム、ブドウ糖、β２−マイクログロブリンである。必要な液体成分を直接的又は間接的に感知する他のタイプのセンサーもまた、本発明の液体サンプリングモジュールにおいて利用することができる。尿素センサー14は、尿素濃度に比例した信号を発生しその信号を、ライン20を介して電子的に液体又は尿素信号解析装置18に結合させる。
モジュール12の少なくとも一部分は、好ましくは、（図２に示されているように）透析液流出ラインと永久的に結合されている。尿素センサー14は、“APPARATUS AND CONTROL KIT FOR ANALYZING BLOOD SAMPLE VALUES INCLUDING HEMATOCRIT"と題した米国特許第4,686,479号（参照によりやはりここに導入する）に記述されているような電極センサーであることができる。液体サンプルは、アンモニウムイオンに応答して出力を発生するよう適合された電極と関連したウレアーゼ層を含んだ尿素センサーに接触される。ウレアーゼ層はサンプル中の尿素の一部をアンモニウムイオンに変換し、このイオンが電極に接触して、サンプル中の尿素濃度に関係づけられた出力を発生させる。
液体感知のための他のアプローチがあり、流出透析液ライン中の液体マーカー濃度を測定することのできる如何なる液体マーカーセンサーも、この目的に利用することができる。従って、本発明は、特定のタイプの液体マーカーセンサーに特異的ではない。
液体マーカーセンサーの流れ形態への他のアプローチもある。最も直接的な形態は、流出透析液流れ中に液体マーカーセンサーを配置することである。別の直接的形態は、ここに記述するように、液体流からあるサンプル量を採取し該サンプル量をセンサーへと流すことである。他の形態には次のものが含まれることができよう：
1.流出透析液が、流れ注入様式で該センサーの上流にポンプでくみ入れられるようにして、センサーを新鮮な流入透析液流れ中に配置すること。
2.流入及び流出流れを、希釈のための所望の比率で液体マーカーセンサーを通過させてポンプで流すこと。
3.同じ緩衝液流れへの流出透析液の注入を伴って、担体である緩衝液流れが液体マーカーセンサーを通過してポンプで流される、流れ注入方式。
尿素センサー14を含む本発明の液体サンプルインプットモジュール12のインプット／センサーモジュールの一具体例が、図２において参照数字30によって一般的に示されている。モジュール30は、サンプルポート32を含み、これは好ましくは排出又は透析液流出ライン34の一部を形成する。モジュール30は、サンプリングライン38に結合された接合点36を介して透析液流出ライン34へと接続している。
モジュール30は、自己閉塞式蠕動ポンプ又はローラーポンプ40を作動させることによって、透析液流出液をサンプリングする。ライン38は、接合点42に及び通常は閉じている弁44に結合されている。接合点42はまた、ライン46に結合されており、それは貯蔵コイル48を含んでいる。貯蔵コイル48は、最初に透析液流出液で満たされ、過剰の透析液流出液はライン46を通って分離器50へと続く。分離器50は、透析液流出液の逆流を防止しそしてまたライン52を介した電気的短絡をも防止する空気間隙を含む。
貯蔵コイル48が一旦満たされると、自己閉塞式ポンプ40は停止され、それは接合点36からポンプ40へのライン38を閉じる。弁44が次いで開かれ、サンプル透析液が該弁を通ってライン54内へ、次いで尿素センサー14へそしてこれを通過して流れることを許容する。サンプル透析液は、サンプルポンプ56によって流されるが、それは58によって尿素センサー14及び排出液分離器50との間にラインつながれている。
各測定のために、サンプル透析液は好ましくは、良好なサンプル値を保証するために、尿素センサー14にインプットされ分離器50を通して数回洗い流される。サンプル透析液が尿素センサー14を通してくみ上げられるのと同時に、源60からの参照液もまたライン62及び第２のポンプ64を介して尿素センサー14にポンプでくみ入れられる。第２のポンプ64は、好ましくは、サンプルポンプ56上の第２のローラーヘッドであることができるが、しかしまたサンプルポンプ56と同時に作動するよう結合させた第２のポンプであることもできる。
米国特許第4,686,479号に一層詳細に示されているように、尿素センサー14は、尿素センサー14内にサンプル透析液が存在するか否かを判定するための空気検出器66を含む。センサー14は、アンモニウムに特異的な膜（図解せず）を備えた電極68を使用している。電極68は、参照電極70と比較される透析液の尿素窒素（DUN）を感知する。尿素センサー14によって発生された信号は、以下に一層詳細に記述されるように尿素信号解析装置18につながれる。
モジュール30を較正するために、患者の血液透析治療の開始において、及び所望により定期的に、低い参照標準及び高い参照標準の双方がモジュール30に流される。低い標準によってモジュール30を較正するためには、第２のポンプ64が低い標準溶液を源74からライン76を介して引き込むことを許容するよう、弁44は閉じたまま弁72が開かれる。尿素センサー14は、低い標準の参照点を得るために該低い標準を測定する。
高い参照標準もまた、モジュール30の較正において利用される。高い標準の試験を行うためには、高い標準バルブ78を除き全ての弁が閉じられる。開いた弁78は、第２のポンプ64が高い標準液を源80からライン82を介して引くことを許容する。この高い標準液もまた、高い標準の参照点を得るために尿素センサー14において測定される。
低い及び高い標準参照点を利用して、勾配及び切片が決定される。較正操作の後、モジュール30は、この較正を、個々の患者のための透析治療の凡その時間の長さである約４時間保持しなければならない。低い参照標準は、モジュール30が較正を維持していたことを保証するために、各操作の後及び所望の時に流されることができる。
低い標準のサイクル試験の終わりに、モジュール30は弁44、72及び78を閉じ、そしてある時間だけ空気弁84を開くが、これはサンプルポンプ64がライン86内に、弁84、尿素センサー14を通して空気を引き入れそして排出ライン52から出すことを許容する。各液体部分の間のこの空気部分は、尿素センサー14及びライン54及び58が清浄であり如何なる実質量の残存液体も含まれていないことを保証する助けとなる。
今や図３〜５を参照して、本発明のサンプルポート32の一具体例が一層詳細に図解されている。サンプルポート32は、流れ検出器本体90を含むが、これは基部又はサドル92内へ取外し可能に取り付けられることができる。本体90は、一対の腕96（それらの一つのみが図解されている）によって回動可能に取り付けられた押さえ板94によってサドル92内に固定されている。
本体90がサドル92に挿入されると、押さえ板94が回動され本体90をサドル92内に固定し係合する。サドル92は好ましくは、モジュール12又は血液透析機器（図９に図解されている）の壁96に永久的に取り付けられる。透析液流出液は、矢印102によって図解されているように、入口コネクター98内へ流入し、出口コネクター100から流出する。入口コネクター98は透析液流出ライン34に、好ましくは永久的に、繋がれており、出口コネクター100は出口又は廃液ライン103に、好ましくは永久的に、繋がれているであろう（図２）。こうしてモジュール12の操作は、慣用の廃液ライン103からのものを除き、透析液流出液に曝されないであろう。
本体90、サドル92及び押さえ板94は、サンプルポート32が組み立てられ整列されるように構成され、そして全ての液体接続は、透析液流出液の漏れのないよう作られる。サドル92は、慣用のルーア係止コネクター106に密封的に取り付けられた除去可能なフィルターアセンブリー104を含む。フィルターアセンブリー104は、市販の親水性フィルターアセンブリーであり、それは好ましくは0.2μｍのフィルター108を含む。フィルター108は、Gelman Sciencesによって販売されている製品番号4192の0.2μｍのフィルターであることができ、それは低タンパク質結合性の、非パイロージェン性のフィルターである。フィルター108は、生物学的細菌及びパイロージェンがルーア係止106に接続されているサンプルライン38内へと通過するのを阻止する。
サンプルポート32アセンブリーは、メークビフォーブレーク・タイプの密封的配列によって接続されている。フィルターアセンブリー104は、上側円筒状入口管110を含む。押さえ板94を閉じることによって本体90がサドル92内へ押し込まれていることから、管110は最初に、２重の又は一対のＯ−リング112及び113（これらは管110と組合わさって液体密封シールを形成する）のうちの第１のＯ−リング112内へシールされる。本体90は今や、フィルターアセンブリー104にシールされるが、透析液流出液は依然本体90内にシールされており、まだフィルターアセンブリー104へは流れることができない。
押さえ板94が閉じ続けていることから、それは本体90をサドル92に対して更に押しつけ、これによって管110に第２のＯ−リング113を通過させる。完全に収まった密封された配置においては、図４に図解されているが、管110は今やポペット弁体114に対して押しつけられている。管110は弁体114を付勢バネに抗してＯ−リング113離れるように移動させ、それによって内部液体流通路118を本体90内に開く。この完全に嵌合させた配置は、透析液流出液のある液量がフィルターアセンブリー104内へ流入しこれを通ってサンプリングライン38内へと流れ込むことを許容し、そこにおいてそれは図２に関して記述されているようにサンプリングされることができる。
本体90がサドル92から開放されたときは、ポペット弁の逆の閉鎖が起こる。弁体114は最初、Ｏ−リング113との密封係合へと移動するが、これは透析液流出液を本体90内に密封する。本体90は、次いでサドル92から更に除去され、これは次いで管110とＯ−リング112との間の密封を破る。メークビフォアブレークすなわち開放前密封動作の最少のプライミング体積が、フィルターアセンブリー104内への、従ってライン38への持ち越しを最小限にする。
サンプルポート32はまた、好ましくは、サドル92に取り付けられた回路盤120を含む。該回路の動作は、図11に関して一層詳細に記述されよう。回路盤120は、それに取り付けられたホール効果センサー122を含む。センサー122は、本体90がサドル92内に収まったとき、本体90内に又はその上に取り付けられた磁石を感知する。センサー122によって発生された信号は、尿素インプットモジュール12が透析液流出ライン34からのサンプルをインプットすることが可能となるように、透析液流出ライン34がサンプリングライン38に結合されたことを検証する。
回路盤120はまた、透析液流出液流れ感知アセンブリー126をも含む。流れセンサー126は本体90、流れ検出器プランジャー128及び光学センサー130を含む。プランジャー128は、流通路118内に取り付けられている。プランジャー128は、流通路118に形成された肩136に対する直径方向の最小限の余裕を似った係合へと、プランジャー128に形成されたフランジ134にのっている圧縮バネ132によって付勢されている。プランジャー128は好ましくはロータメーター・タイプのプランジャーである。
流れセンサーアセンブリー126は、プランジャー128が、比較的特定の液体流速に関係付けられた比較的特定の開放圧力のために付勢されることを許容する。一例として、流速が約100ml／分未満のときは常に、プランジャー128は肩136に対して小さい直径方向余裕を持って配置されたままであろう。流速が約300ml／分に達すると、付勢バネの力が打ち負かされ、プランジャー128は次いでバネ132に抗して押し戻され、一層大きな体積の透析液が流通路118を通って流れることを許容するであろう。流れセンサーアセンブリー126は、入口コネクター98と出口コネクター100との間の低い、例えば透析液流出液流速500ml／分において20mm水銀のオーダーの、圧力低下を伴って動作する。達成可能な低い流速及び透析液流れが透析装置から迂回又は隔離されたとき非電気的に検出又は感知する能力（以下に更に記述される）のために、流れセンサーアセンブリ126は、事実上如何なるタイプの血液透析機器と共にでも利用することができる。
この非電気的流れ検出は、プランジャー128と共に作動する光学センサー130によって提供される。光学センサー130は、例えば、ホトトランジスター、LED装置によって形成される。プランジャー128は、光路遮断チップ138を含む。閉鎖配置においては、図４に図解したようにプランジャー128はバネ132の力によって肩136に載っており、光学センサー130はその光路を遮断されており、それは「無流」信号を尿素投入モジュール12に提供する。流速が十分な／所定のレベル、好ましくは約300ml／分に達したとき、プランジャー128及び従ってチップ138が、光路から引き戻され光学センサー130が真正の透析液流出液流速シグナルを尿素インプットモジュールへ提供するであろう。
図５を参照して、サンプルポート32の本体90及びサドル92の整列の特徴が図解されている。本体90は、一対の整列通路140を本体90の両側に含む。整列通路140は、サドル92の両側に形成された一対の突起142と確実に嵌合する。本体90及びサドル92の整列及び係合は、矢印144によって示されているように、押さえ板94を本体90の最上部を覆うように回動させることによって達成されそして固定される。
流れ検出アセンブリー128の本体90及びアセンブリーの詳細は、図４及び図６〜８によって最もよく図解されている。プランジャー128（図８）は、好ましくは、光学的に不透明の材料から形成されているか、又は少なくとも光透過を阻止するよう被覆されたチップ138を有することができる。典型的には、プランジャー128は、プラスチック材料から形成することができ、液体流路における圧力低下を最小限にするために好ましくは４つのフランジ146を含み、その上にバネ152が取り付けられている。
サドル92もまた、成形されたプラスチック材料であることができる。本体90は、しかしながら、少なくとも、光学的に透明な通路又は部分148を本体90を横断して含まなければならない。好ましくは、本体90は、光学的に透明な材料から成形することができる。これは、光路148を提供し並びに、起こりうる流出障害をモニターするために本体90を通した流通路118の目視検査を許容する。
本体90は、横断通路150を含み、その中にポペット114並びにＯ−リング112及び113が取り付けられる。横断通路150は、バネ116には座をそしてポペット114には余裕を提供するものである末端部152を含む。ポペット114の一端153は、通常は、液体シールを形成するためにＯ−リング113に対して付勢されている。磁石124が窪み154内へ取り付けられ、そして光学センサー130が本体90の窪み156内へ取り付けられる。
流れセンサーアセンブリー126は、出口コネクター100を含み、これは、流通路118の拡大部分158内に挿入された別個の部品である。出口コネクター100は、中にＯ−リングシール162が収められている第１の環状の溝160を含む。シール162は、本体90の部分158内に取り付けられたとき、出口コネクター100のための液体シールを提供する。出口コネクター100はまた、好ましくは入口コネクター98における流通路118とほぼ同じ寸法の内部流通路164をも含む。プランジャー128は、寸法を減らした部分165を含み、それは流通路164内へスライド式に嵌合するように寸法が与えられている。
出口コネクター100は、如何なる簡便な固定構造によっても本体90に固定されるが、スナップクリップコネクター166によるのが好ましい。スナップクリップコネクター166は、好ましい、半硬質のプラスチック材料で形成され、一方の側に開口を有し（図解せず）そしてかどのある溝168を有する。かどのある溝168は、本体90の末端にあるリップ170の上にスナップし、そしてまた出口コネクター100にある外周の溝172内にもスナップする。スナップクリップ166は、次いで、保持クランプ174によって出口コネクター100及び本体90の上に保持されることができる（図７）。保持クランプ174は、開口176を含む。保持クランプ174は次いで、開口176を通して、本体90内に形成されたネジ山つき通路178内へねじ込まれるネジ（図解せず）によって、本体90に固定されることができる。保持クリップ174のリップ180は、スナップクリップ166にのってこれを出口コネクター100及び本体90の上に留めている。これは、安全のため、スナップクリップ166を確実に保持させネジ回しのような道具を利用してのみ除去できるようにする。
図９を参照して、血液透析モニタリングシステム10の一具体例が、本発明の譲受人によって製造されているModel SPS−550のような血液透析機器184の標準型182に取り付けられている。患者データベースは、如何なる市販のコンピューター（図解せず）にも保持することができ、そして関係データーは、システム10の後部に配置されたシリアル通信ポート（図解せず）を介して血液透析モニタリングシステム10にロードされるか、又はキーボード186を介して手で入れることができる。
患者は、好ましくは、個々のIDカードを有しており、それは患者の識別のみを含む。好ましいタイプの患者IDカードの一つは、IDカード188（図10）であり、それはデーターキャリア190を含む。１ボタン形のタイプのデーターキャリア190がテキサス州ダラスのDallas Semiconductorによって販売されている。血液透析モニタリングシステム10は、図10においてキーボード186上に配置されたものとして図解されている、対応するボタンデータポート192を含むことができる。ボタンデータポート192は、キャビネット196の側面194上のように、血液透析透析システム10上のどこでも所望のところに配置することができる。IDカード188を利用して、データ伝達矢印198によって図解されているように、ボタン190に触れるだけで患者データがボタンデータポート192に伝達される。治療の後、データーキャリアカードボタン190は、治療情報を血液透析モニタリングシステム10からデータキャリアカードボタン190へロードするために、再びボタンデータポート192に触れられるであろう。データベースコンピューターもまた、同様の情報伝達のためのポート192に類似のデータポートボタン（図解せず）を含むことができる。これは、キーボード入力エラーを排除する。
キャビネット196は、図４及び９に図解されているように、正面壁96に取り付けられたサドル92を含むであろう。血液透析モニタリングシステム10の特定の一具体例が図解されているが、物理的なキャビネットの具体例は、所望により変更できる。また、本体90及び関連したラインは図解されていないが、図２及び４に図解されているように、本体90は、サドル92内に取り付けられそして血液透析機器184に接続されるであろう。
今や図11を参照して、尿素インプットモジュールの回路盤120の回路の一具体例が図解されている。慣用のホール効果センサーマイクロチップ200が図解されている。マイクロチップ200は、センサー122（図４）の活動的要素を形成している。本体90をサドル92内に取り付けることによって、磁石124が移動して所定位置に入ると、マイクロチップ200は、信号コンディショナーに204接続された出力ライン202上に信号を発生し、信号コンディショナーは出力ライン206上にシグナルを出力する。出力ライン206上の該信号は、尿素インプットモジュール12によって、本体90がサドル92に収められたことを検証するために利用される。
光学センサー130もまた、回路盤120上に取り付けられており、光断続器208を含む。光断続器208は、LED210を含み、これは、矢印212によって示されているように、光を放射する。透析液流出液流によってプランジャー128のチップ138が光路から外れると、光212はホトトランジスター214によって感知されることができ、それは次いで、別の信号コンディショナー218に接続されたライン216上に信号を発生し、これが今度は出力信号をライン220上に発生する。ライン220上の信号は、測定のために透析液流出液の真正なサンプルの収集を可能にするに十分な透析液流出液流がサンプルポート32を通って起こっていることを検証するために、尿素インプットモジュール12によって利用される。
【図１】
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【図７】
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【図８】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図５】
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【図９】
0003542595.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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