(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
体外血液浄化時に、アシドーシスまたはアルカローシスを含む、酸塩基バランスの乱れを抑止または処置するための血液浄化装置（１００、１００’、２００、２００’）であって、
患者から取り出した血液を透析ユニット（１０５、２０５）へ流入させるための血液流入路（１０３、２０３）と、患者へ戻す血液を前記透析ユニット（１０５、２０５）から流出させるための血液流出路（１０３、２０３）とを具備する体外血液回路を（１０２、２０２）備えており、前記透析ユニット（１０５、２０５）は透析液流入路（１０７、２０７）および透析排液流出路（１０８、２０８）を備え、前記血液浄化装置は、
血液の酸塩基バランスを制御するための制御ループを特徴とし、重炭酸塩水溶液によって重炭酸塩が血液へ供給され、血液緩衝パラメータを計測するための少なくとも１つの計測手段（１２４、１２４ａ、２２４、２２４ａ）は、前記制御ループと関連付けられており、前記血液緩衝パラメータは、重炭酸塩濃度およびＣＯ2分圧からなるグループから選択され、計測された前記血液緩衝パラメータの実際値に対応する信号は、制御装置（１２５、２２５）へ供給可能であり、当該制御装置は、重炭酸塩の供給によって、前記血液緩衝パラメータの実際値を、予め設定可能な所望の値または所望の範囲に調整し、
少なくとも１つのｐＨ計測手段（１５０ａ、２５０ａ）を更に特徴とし、当該ｐＨ計測手段は、前記体外血液回路（１０２、２０２）における前記透析ユニット（１０５、１０５）の上流に配置されており、前記ｐＨ値に対応する信号は警報装置（１３０、２３０）へ供給可能であり、当該警報装置は、予め設定可能なｐＨ値またはｐＨ値範囲を超えているか下回っている場合、警告信号を送信する、血液浄化装置。
【請求項２】
前記重炭酸塩水溶液は透析液であることを特徴とする、請求項１に記載の血液浄化装置。
【請求項３】
前記重炭酸塩水溶液は注入溶液であることを特徴とする、請求項１に記載の血液浄化装置。
【請求項４】
クエン酸塩抗凝血装置を特徴とし、前記透析ユニット（２０５）の上流に位置するクエン酸塩供給点（２１３）において、クエン酸塩が前記体外血液回路（２０２）へ供給され、前記透析ユニット（２０５）の下流に位置する置換媒体供給点（２１５）において、置換媒体が供給される、請求項１〜３のいずれか１つに記載の血液浄化装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つのｐＨ計測手段（２５０ａ）は、前記体外血液回路（２０２）における前記クエン酸塩供給点（２１３）の上流に配置されていることを特徴とする、請求項４に記載の血液浄化装置。
【請求項６】
血液緩衝パラメータを計測するための前記少なくとも１つの計測手段（１２４、２２４）は、前記体外血液回路（１０２、２０２）における前記透析ユニット（１０５、２０５）の上流に配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載の血液浄化装置。
【請求項７】
血液緩衝パラメータを計測するための前記少なくとも１つの計測手段（２２４）は、前記体外血液回路（２０２）における前記クエン酸塩供給点（２１３）の上流に配置されていることを特徴とする、請求項４または６に記載の血液浄化装置。
【請求項８】
血液緩衝パラメータを計測するための前記少なくとも１つの計測手段（１２４ａ、２２４ａ）は、透析液流出路（１０８、２０８）に配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載の血液浄化装置。
【請求項９】
血液緩衝パラメータを計測するための少なくとも１つの追加的な計測手段（１２４ａ、２２４ａ）は、前記制御ループと関連付けられており、前記透析排液流出路（１０８、２０８）に配置されていることを特徴とする、請求項６または７に記載の血液浄化装置。
【請求項１０】
血液緩衝パラメータを計測するための少なくとも１つの追加的な計測手段（１２４、２２４）は、前記制御ループに関連付けられており、前記体外血液回路（１０２、２０２）における前記透析ユニット（１０５、２０５）の上流に配置されていることを特徴とする、請求項８に記載の血液浄化装置。
【請求項１１】
血液緩衝パラメータを計測するための前記少なくとも１つの追加的な計測手段（２２４）は、前記体外血液回路（２０２）における前記クエン酸塩供給点（２１３）の上流に配置されていることを特徴とする、請求項４または１０に記載の血液浄化装置。
【請求項１２】
血液緩衝パラメータを計測するための少なくとも１つの追加的な計測手段（１２４ｂ、２２４ｂ）は、前記制御ループに関連付けられており、前記体外血液回路（１０２、２０２）における前記透析ユニット（１０５、２０５）の下流に配置されていることを特徴とする、請求項６〜１１のうちいずれか１つに記載の血液浄化装置。
【請求項１３】
血液緩衝パラメータを計測するための前記少なくとも１つの追加的な計測手段（２２４ｂ）は、前記透析ユニット（２０５）の下流で、かつ、前記体外血液回路（２０２）における前記置換媒体供給点（２１５）の上流に配置されていることを特徴とする、請求項４および１２に記載の血液浄化装置。
【請求項１４】
少なくとも１つの追加的なｐＨ計測手段（１５０ｂ、２５０ｂ）を特徴とし、当該ｐＨ計測手段は前記体外血液回路（１０２、２０２）における前記透析ユニット（１０５、２０５）の下流に配置されており、前記ｐＨ値に対応する信号は警報装置（１３０、２３０）へ供給可能であり、当該警報装置は、予め設定可能なｐＨ値またはｐＨ値範囲を超えているか下回っている場合、警告信号を送信する、請求項１〜１３のいずれか１つに記載の血液浄化装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの追加的なｐＨ計測手段（２５０ｂ）は、前記体外血液回路（２０２）における前記置換媒体供給点（２１５）の下流に配置されていることを特徴とする、請求項４または１４に記載の血液浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体外血液回路を備える血液浄化装置に関し、当該体外血液回路は、患者から取り出した血液を透析ユニットへ流入させるための血液流入路と、患者へ戻す血液を透析ユニットから流出させるための血液流出路とを具備しており、当該透析ユニットは透析液流入路および透析液流出路を備える。
【背景技術】
【０００２】
哺乳類生物は、可能な限り同じ物理的条件および化学的条件が整った場合にのみ、完全に機能するものである。酸塩基平衡は、体内で自然に発生するメカニズムによって、非常に狭い物理的範囲内で一定に保たれるが、この酸塩基平衡の維持は、非常に重要なものである。炭酸・重炭酸塩緩衝系は、血液の全緩衝能の大部分を形成しており、血液のｐＨ変動のバランスを整える際に、非常に重要な役割を担っている。体内で絶えず形成される酸代謝物は、腎臓から排出されるか、または、肺からＣＯ2として吐き出されることにより、通常は中和される。人間の場合、血液のｐＨ値は、７．３５〜７．４５の間の非常に狭い範囲内に存在する。ｐＨ値が７．３５を下回ると、アシドーシスと呼ばれる状態になり、７．４５を上回ると、アルカローシスと呼ばれる状態になる。アシドーシスもアルカローシスも、共に酸塩基平衡が乱れた危険な状態であり、著しい身体的愁訴（例えば、頭痛、筋痙攣、骨の損傷、吐き気、および疲労）に加えて、急に生死に関わる状態に陥ることもある。
【０００３】
慢性腎不全の患者や透析患者は、これらの酸代謝物を、腎臓から十分に排出することができない。不足している腎機能は、肺によりバランスを保つことが可能であるが、限られた範囲内でしか行うことができない。したがって、透析患者については、除去されなかった酸代謝物による血液の酸性過剰により、代謝性アシドーシスが生じる。この代謝性アシドーシスは血液のｐＨ値の減少、および血液中の重炭酸塩濃度の減少により特徴付けられる。このため、体外血液浄化時には、患者の血液は、有害物質の除去により浄化されるだけでなく、生じた血液の酸性過剰についてのバランスも保たれる。
【０００４】
当初は、アシドーシスの補正に酢酸塩を用いていた。酢酸塩は、人間の体内で変換され、アルカリ性緩衝重炭酸塩を形成する。このような体内での酢酸塩の変換は、効果を発揮するまでに時間を要するため、最近では、アシドーシスの治療には重炭酸塩（bicarbonation、HCO3-）を用いるのが標準である。重炭酸塩は、濾過を行った後に血液に供給されるが、この供給は、透析フィルタの膜界面において、重炭酸塩を含む透析液（血液透析および血液透析濾過の場合）を用いて、または、重炭酸塩を含む注入溶液（血液透析濾過および血液濾過の場合）を用いて行われる。重炭酸塩は、血液中で（酸性）Ｈ+イオンと反応して炭酸を形成し、この炭酸は、解離してＨ2Ｏ（水）およびＣＯ2（二酸化炭素）を形成する。
ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ  ＜＝＝＞  Ｈ2ＣＯ3  ＜＝＝＞  Ｈ+＋ＨＣＯ3−
二酸化炭素は、肺から吐き出され、水は、透析または濾過により除去される。最近では、主として重炭酸塩を用いて透析が行われている。また、重炭酸塩と酢酸塩との混合物も頻繁に用いられており、この場合の透析液は、ダイアライザ（透析フィルタ）通過前に、濃縮酢酸塩溶液（酸性成分）および濃縮重炭酸塩溶液（アルカリ成分）および水を混合して形成される。
【０００５】
体外血液浄化は、血液透析、血液濾過、または血液透析濾過の原則に基づいていてもよい。この体外血液浄化を開始するにあたって、血液中の酸性度は、通常、血液ガス分析により決定され、重炭酸塩の供給は、当該分析によって得られた値に基づいて行われる。アルカリの範囲側に酸塩基バランスが過度に補正された場合、患者にリスクをもたらす可能性がある。重炭酸塩透析は、実際的には、急性透析の場合および慢性血液透析の場合に限って用いられる。
【０００６】
酸塩基バランスの乱れ、および血液のｐＨ値の変動は、透析患者にとって安全面および健康面でのリスクが高く、時には、生死に関わる状態につながることもある。したがって、血液のｐＨ値の恒常性を回復すること、または酸塩基バランスを保つことが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許公開第００９７３６６号
【特許文献２】欧州特許第０７５９  ５５１号Ｂ１
【特許文献３】カナダ特許公開第２１７３６７２号Ａ２
【特許文献４】米国特許公開第２００９／０２７０９５号Ａ１
【特許文献５】国際公開第９１／０６３２６号
【特許文献６】米国特許公開第２００７／０６６９２８号Ａ１、
【特許文献７】米国特許公開第２００４／１３３１４５号Ａ１
【特許文献４】ドイツ特許第１０１  １４  ２８３号Ｃ２
【特許文献４】国際公開第２００９／０２６６０３号
【発明の概要】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、酸塩基バランスの乱れを整えるとともに、血液のｐＨ値を一定に保つための対策を提供することであり、これによって、患者の健康を回復および維持する一方で、危険な生理的状態の発生を防止ことである。特に、本発明の目的は、生物に高レベルのストレスを与えるだけでなく、生命をも脅かす恐れのあるアシドーシスまたはアルカローシスの発生を防止することである。
【０００９】
上記目的は、導入部分で記載した血液浄化装置により達成され、本発明によると、当該血液浄化装置は、血液の酸塩基バランスを制御するための制御ループを特徴とし、重炭酸塩水溶液によって重炭酸塩が血液へ供給され、血液緩衝パラメータを計測するための少なくとも１つの計測手段は、前記制御ループと関連付けられており、前記血液緩衝パラメータは、重炭酸塩濃度およびＣＯ2分圧からなるグループから選択され、計測された前記血液緩衝パラメータの実際値に対応する信号は、制御装置へ供給可能であり、当該制御装置は、重炭酸塩の供給によって、前記血液緩衝パラメータの実際値を、予め設定可能な所望の値または所望の範囲に調整する。また、血液浄化装置は、少なくとも１つのｐＨ計測手段を更に特徴とし、当該ｐＨ計測手段は、前記体外血液回路における前記透析ユニットの上流に配置されており、前記ｐＨ値に対応する信号は警報装置へ供給可能であり、当該警報装置は、予め設定可能なｐＨ値またはｐＨ値範囲を超えているか下回っている場合、警告信号を送信する。
【００１０】
本発明によると、体外血液浄化を用いる制御を行うことにより、アシドーシスやアルカローシス等の酸塩基バランスの乱れを防止するとともに、血液中の物理的なｐＨ値を確実に維持し、これによって酸塩基バランスも確実に維持する。本発明によると、酸塩基バランスの乱れを素早く発見し、この乱れを整えることで、深刻な状態または生死に関わる状態に陥るリスクをできる限り減らすことができる。したがって、本発明は、患者の安全を著しく向上させることができる。
【００１１】
本発明によると、制御ループは、血液緩衝パラメータを計測するための計測手段と、透析ユニットの上流に配置されたｐＨ計測手段とを備えており、この組み合わせにより、補償アルカローシスと未補償アルカローシスとの区別、および／または、補償アシドーシスと未補償アシドーシスとの区別が可能である。未補償アルカローシスおよび／または未補償アシドーシスは、物理的ｐＨ値からのシフトが起こった場合、つまりｐＨが７．４５を上回った場合またはｐＨが７．３５を下回った場合に生じる。未補償アルカローシスまたは未補償アシドーシスは、患者に大きなリスクをもたらす。補償アルカローシスまたは補償アシドーシスの場合、血液緩衝パラメータ（すなわち、重炭酸塩濃度またはＣＯ2分圧）は、正常範囲から逸脱するが、ｐＨ値は、正常範囲に収まる。一方、未補償アルカローシスまたは未補償アシドーシスの場合、血液緩衝パラメータ（すなわち、重炭酸塩濃度またはＣＯ2分圧）と、ｐＨ値の両方が、対応する正常範囲から逸脱する。透析ユニットの上流で計測されたｐＨ値は、患者の体内の現在の血液ｐＨ値に対応しており、このｐＨ値により、未補償アルカローシスまたは未補償アシドーシスを迅速に発見することができる。
【００１２】
欧州特許公開第００９７３６６号には、透析液の電解質組成が調整された透析ユニットが記載されており、血液中に存在する電解質、伝導率、またはｐＨ値を計測するための検出器が提供されている。本発明の特徴は、患者の安全面での利点を含め、上記欧州特許公開公報には開示も考慮も一切されていない。
【００１３】
ＨＣＯ3-濃度（重炭酸塩濃度）およびＣＯ2分圧（ｐＣＯ2）は、それぞれ血液緩衝パラメータであり、これらのパラメータは、哺乳類、特に人間の酸塩基平衡を評価する目的で、従来から臨床応用に用いられている。酸塩基バランスとの文言は、酸塩基平衡との文言と同義で用いられている。アルカローシスまたはアシドーシスの原因および兆候は、上述した２つの血液緩衝パラメータに基づき決定される。代謝性障害は、例えば、血液中のＨＣＯ3-濃度のズレの観点から特徴的に検出され、重症度の観点から評価される。ｐＨ値、ＨＣＯ3-濃度、およびＣＯ2分圧は、ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式(Henderson-Hasselbalch equation)により互いに関連し合っている。
【００１４】
体内で働く補償メカニズムによりｐＨ値がほぼ正常であったとしても、酸塩基アンバランスが生じている可能性がある。血液緩衝パラメータを計測するための計測手段は、酸塩基バランスの評価用に、ＨＣＯ3-濃度またはＣＯ2分圧を計測するために提供されている。本発明では、血液中の、現在のＨＣＯ3-濃度または現在のＣＯ2分圧が絶えず計測され、重炭酸塩水溶液の供給により、計測された実際値が、予め設定可能な所望の値または所望の範囲に調整される。
【００１５】
ＨＣＯ3-濃度の正常値は、通常２１〜２６ｍｍｏｌ／ｌであり、ＣＯ2分圧の正常値は、通常３５〜４５ｍｍ  Ｈｇである。したがって、予め設定可能な所望の値または所望の範囲は通常、これらの正常値に対応している。患者の状態に応じて、意図した範囲は、上述した各正常範囲よりも狭くなるように予め設定されてもよい。
【００１６】
未補償アルカローシスまたは未補償アシドーシスの状態を操作者に知らせるために、本発明によると、予め設定可能なｐＨ値またはｐＨ値範囲を超えているか下回っている場合、警告装置によって警告信号が送信される。一例として、警告信号は、音響信号または光信号であってもよい。この信号により、操作者は直ちに適切な対応をとることができる。また、警告の送信により、血液浄化ユニットの動作が中断し、血液浄化処理が中断してしまう場合もある。
【００１７】
本発明とともに警告装置および制御装置は、体外血液浄化ユニットの当業者には、既知である。警報装置および制御装置は、典型的にはセントラルユニットの電子機器および制御システムと関連付けられているが、完全に独立した電子部品であってもよい。
【００１８】
体外血液浄化時の血液ｐＨ値を計測するためのｐＨ計測手段は、当業者には既知である。本発明における使用に適したｐＨ計測手段は、例えば、LazarResearchLaboratories,Inc.社により製造されたｐＨセンサであり、例えば、ＦＴＰＨ−２ＳＸＳタイプのｐＨセンサである。
【００１９】
本発明において使用可能な、血液緩衝パラメータを計測するための適切な計測手段は、先行技術文献に記載されている。一例として、ＨＣＯ3-濃度および／またはＣＯ2分圧を計測するためのセンサは、欧州特許第０７５９  ５５１号Ｂ１、カナダ特許公開第２１７３６７２号Ａ２、および米国特許公開第２００９／０２７０９５号Ａ１に開示されており、本発明の実施に適したものである。これらのセンサは、体外血液回路を循環する血液の血液緩衝パラメータを連続的に計測する場合にも適している。一実施形態においては、計測手段は、体外血液回路内に挿入されてもよい。この場合、計測手段は、回路内を流れる血液と接触することになる。この場合には、無菌性および生体適合性の点において、計測手段の品質が高く要求される。また、他の実施形態において、少量の血液を、体外血液回路から計測手段へと延びるバイパスラインを介して運び、その後廃棄してもよい。
【００２０】
「少なくとも１つの計測手段」との表現は、本開示範囲内において、ｐＨ値もしくは血液緩衝パラメータを計測するための１つの計測手段が任意の位置に配置されている、または、２つ以上の計測手段、例えば、交互もしくは同時に計測を行う２つ以上の同様の計測手段がそれぞれ任意の位置に配置されていることを意味する。
【００２１】
「連続的に計測」との表現は、本発明にしたがって、血液緩衝パラメータまたはｐＨ値の計測を一定の間隔で計測することを意味しており、酸塩基平衡を十分に注意深く監視するために、その間隔を十分に短く有利に保つことを意味している。十分に短い間隔とは、患者の状態が非生理的状態方向に進行したことが適時に特定され、適切な対策をとることが可能な間隔である。ほとんどの用途において、３０〜６０分の間隔であれば十分である。いくつかの患者グループ、例えば、クエン酸塩抗凝血の場合に供給されるクエン酸塩を、限られた範囲でしか重炭酸塩に変換できない肝臓病の患者については（以下を参照）、２つの連続的な計測の間の間隔は、より短く、例えば１５分などに選択されている。
【００２２】
「体外血液浄化」との文言は、膜ベースの様々な血液浄化方法を含み、そのような方法として、例えば、血液透析、（オンライン）血液濾過、（オンライン）血液透析濾過、および、これらの方法と、例えば血液潅流、血漿吸着等の吸着ベースの方法とを組み合わせたものがあるが、これらの方法は全て、当業者には既知である。
【００２３】
酸塩基バランスは、重炭酸塩を含有する水溶液を用いて重炭酸塩（ＨＣＯ3-）を供給することにより制御される。この理由としては、上述したように、重炭酸塩が、体内で自然に発生する血液緩衝系における重要なアルカリ成分であり、臨床用途において長い実績を持ち、認可されている物質であるからである。
【００２４】
第１の有利な実施形態では、重炭酸塩水溶液は、透析液の流入路を介して透析ユニット（透析器または透析フィルタとも呼ばれる）へ運ばれる透析液である。この実施形態は、特に、血液透析および血液透析濾過の場合に好ましい形態である。重炭酸塩は、透析液を介して血液へ供給される（重炭酸透析）。重炭酸透析自体は、当業者には既知である。透析液の組成は、本発明に係る制御ループにより適宜変更される。当業者に知られている従来の態様においては、透析液の混合は、ダイアライザを通過する前に行われ、透析液は、濃縮酸性成分（例えば酢酸塩溶液）、濃縮アルカリ成分（重炭酸塩溶液）、および透析液用の残りの成分を混合してなる。重炭酸塩の混合量を増加または削減することにより、その分だけ透析液内の重炭酸塩の濃度を変化させることが可能である。
【００２５】
さらに有利な実施形態においては、重炭酸塩を血液へ供給するための重炭酸塩水溶液は、輸液である。この実施形態は、特に、血液透析および血液透析濾過の場合に好ましい形態である。ここでは、重炭酸塩の血液への供給は、置換液（置換媒体または置換物とも呼ばれる）を用いて行われ、好ましくは体外血液回路への注入により行われる。
【００２６】
重炭酸塩は、フィルタに到達する直前に、混合システムにより透析液または置換物に加えられる。このとき重炭酸塩は、１：２８〜１：３２の比率で加えられることが好ましい。このタイプの混合システムは、当業者には既知である。フィルタ通過直前に重炭酸塩を混合するため、溶け残った炭酸塩化合物の沈殿を防止することができる。
【００２７】
体外血液浄化を必要とする患者のほとんどにおいては、血液凝固を抑止することが不可欠である。臨床治療における現在の標準としてヘパリンが用いられている。ヘパリンを用いる方法の代替としては、クエン酸塩を用いて血液の凝固を抑止する方法がある。したがって、一実施形態において、血液浄化装置は、クエン酸塩抗凝血装置を備えており、透析ユニットの上流に位置するクエン酸塩供給点において、クエン酸塩が体外血液回路へ供給され、透析ユニットの下流に位置する置換媒体供給点において、置換媒体が供給される。
【００２８】
クエン酸塩を用いて血液の凝固を抑止する場合、酸塩基平衡の乱れが特に発生しやすい。この形態で抗凝血を行う場合、クエン酸塩が血液に絶えず供給され、体内で重炭酸塩に変換される。このため、非生理的な血液ｐＨ値につながる恐れがあり、患者にとって危険が大きい。患者の生体に重炭酸塩が蓄積すると、生死に関わる重度のアルカローシスになる可能性がある。また、アシドーシスが発生する可能性もあり、特に、肝臓が機能していない状態、例えば、肝機能障害や肝不全の患者の場合には、アシドーシスが発生しやすい。肝臓が機能しないと、クエン酸塩を十分に重炭酸塩に変換することができず、血液中にクエン酸塩が残ってしまう。したがって、本発明は、クエン酸塩を用いて血液の凝固を抑止する場合に特に有利であり、血液のｐＨ値の恒常性を回復すること、または酸塩基バランスを保つことが可能である。
【００２９】
クエン酸塩抗凝血を用いた透析方法は、従来技術において知られており、例えば、国際公開第９１／０６３２６号、米国特許公開第２００７／０６６９２８号Ａ１、米国特許公開第２００４／１３３１４５号Ａ１、ドイツ特許第１０１  １４  ２８３号Ｃ２、および国際公開第２００９／０２６６０３号に記載されている。本発明に係る血液浄化装置は、クエン酸塩抗凝血装置を具備しており、この血液浄化装置においては、重炭酸塩を含む溶液は、透析液および置換媒体のいずれかであってもよい。
【００３０】
クエン酸塩抗凝血装置が、血液浄化装置と関連付けられている場合には、上記少なくとも１つのｐＨ計測手段は、体外血液回路におけるクエン酸塩供給点の上流に配置されることが好ましい。この位置で計測されるｐＨ値は、患者の体内における現在の血液ｐＨ値に対応している。このため、ｐＨ値が非生理的な値である場合には、迅速に対処することが可能である。
【００３１】
本発明の有利な実施形態において、血液緩衝パラメータを計測するための上記少なくとも１つの計測手段は、体外血液回路における透析ユニットの上流に配置されている。この位置で計測された血液緩衝パラメータの値は、現在の体内での酸塩基バランスを反映している。このため、酸塩基バランスが乱れた場合には、迅速に対処することが可能である。
【００３２】
クエン酸塩抗凝血装置が、血液浄化装置と関連付けられている場合には、血液緩衝パラメータを計測するための上記少なくとも１つの計測手段は、体外血液回路におけるクエン酸塩供給点の上流に配置されることが好ましい。この配置の利点は、体外血液回路におけるクエン酸塩供給点の上流において計測された血液緩衝パラメータは、現在の体内での酸塩基バランスを示しており、この値は、クエン酸塩を追加することにより調整されるという点である。患者の肝臓において、クエン酸塩から重炭酸塩への変換が不十分な場合、それに起因したアルカローシスのリスクを迅速に発見することができ、本発明に係る制御機構を用いて重炭酸塩の供給を削減することにより、このリスクを回避できる。本実施形態の副変形例において、重炭酸塩（ＨＣＯ3-）は、置換媒体を介して供給される。クエン酸塩を用いて血液の凝固を抑止する場合、置換媒体は、通常カルシウムイオンを含んでいる。このカルシウムイオンは、重炭酸塩とともに炭酸カルシウムとして沈殿することがある。このため、重炭酸塩は、さらに別のアクセスを介して、水溶性の置換液の形態で体外血液回路に注入されるとしてもよい。
【００３３】
上述した実施形態において、血液緩衝パラメータを計測する計測手段は、透析ユニットの上流またはクエン酸塩供給点の上流に配置されているが、より有利な実施形態においては、これに代えて、血液緩衝パラメータを計測するための少なくとも１つの計測手段は透析排液流出路に配置されている。透析排液流出路に計測手段を配置するため、この計測手段は血液と直接接触しないという利点がある。このような配置により、血液側に配置された計測手段とは異なり、例えば、細菌や、生体適合性を有しない計測手段材料に起因する患者の汚染が発生しない。したがって、計測手段の臨床的承認が著しく簡略化される。さらに、透析排液中で、計測手段の表面に細胞やたんぱく質が付着することがないため、計測手段は長期にわたり良好な安定性を有する。
【００３４】
上述した実施形態では、血液緩衝パラメータを計測するための少なくとも１つの第１計測手段が第１位置に配置されているが、この変形例として、血液緩衝パラメータを計測するための少なくとも１つの追加的な第２計測手段が、更なる安全対策として、制御ループと関連付けられていてもよい。追加的な第２計測手段は、制御機能を有する第１計測手段の誤動作を検出するために用いられてもよい。代替的には、第２計測手段は、第１計測手段と同様に、制御に組み込まれてもよい。
【００３５】
第１の変形例において、血液緩衝パラメータを計測するための少なくとも１つの第１計測手段が、透析フィルタの上流またはクエン酸塩供給点の上流に配置されている状態で、血液緩衝パラメータを計測するための少なくとも１つの追加的な第２計測手段は、透析排液流出路に配置されており、制御ループと関連付けられている。第２の変形例において、血液緩衝パラメータを計測するための少なくとも１つの第１計測手段が、透析排液流出路に配置されている状態で、血液緩衝パラメータを計測するための少なくとも１つの追加的な第２計測手段は、体外血液回路における透析ユニットの上流に配置されており、制御ループと関連付けられている。クエン酸塩抗凝血装置が、血液浄化装置と関連付けられている場合には、この追加的な計測手段は、体外血液回路におけるクエン酸塩供給点の上流に配置されていることが好ましい。
【００３６】
さらに、上述した実施形態の変形例において、血液緩衝パラメータを計測するための少なくとも１つの追加的な計測手段は、制御ループに関連付けられており、体外血液回路における透析ユニットの下流に配置されていてもよい。クエン酸塩抗凝血装置が、血液浄化装置と関連付けられている場合には、追加的な計測手段は、体外血液回路において、透析ユニットの下流であって、置換媒体供給点の上流に配置されていることが好ましい。この少なくとも１つの追加的な計測手段は、追加的な安全対策としての役割を果たすとともに、制御に用いられる計測手段の誤動作を検出するために機能してもよいし、当該制御に組み込まれてもよい。
【００３７】
また、血液浄化装置は、少なくとも１つの追加的なｐＨ計測手段を備えており、当該ｐＨ計測手段は体外血液回路における透析ユニットの下流に配置されており、ｐＨ値に対応する信号は警報装置へ供給可能であり、当該警報装置は、予め設定可能なｐＨ値またはｐＨ値範囲を超えているか下回っている場合、警告信号を送信することとすれば、有利な場合がある。クエン酸塩抗凝血装置が、血液浄化装置と関連付けられている場合には、上記少なくとも１つの追加的なｐＨ計測手段は、体外血液回路において、置換媒体供給点の下流に配置されていることが好ましい。透析ユニットの下流または置換媒体供給点の下流における追加的なｐＨ計測手段により、体外血液回路内を循環する血液が体内に戻される前に、その血液のｐＨ値を再度チェックすることができる。したがって、これらの位置においてｐＨ値の計測を行うことにより、さらなる安全対策をとることができる。特に、提供されているクエン酸塩を用いた抗凝血において、置換媒体の投与量を誤った場合、酸塩基平衡の乱れやｐＨ値のシフトが生じる場合があるが、そのような投与量の誤りを迅速に検出することができる。
【００３８】
本発明に係る上記血液浄化装置、およびこの血液浄化装置を変形して得られる装置は、体外血液浄化時に、酸塩基の乱れを抑止または処置するために、有利に使用することができる。酸塩基バランスの乱れには、アシドーシスおよびアルカローシスが含まれる。体外血液浄化装置は、上述したように、血液透析、血液濾過、および血液透析濾過の原理に基づいていてもよいし、これらの原理と吸着技術との組み合わせに基づいていてもよい。体外血液浄化は、クエン酸塩を用いた抗凝血とともに有利に行うことができる。この場合、本発明に係る血液浄化装置は、患者の安全、および患者の健康の回復または確保の点で、特に有利な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
さらに好ましい形態を含む本発明は、非制限の例示的な実施形態と共に、図面に基づいて、以下で詳細に述べる。
【図１】クエン酸塩抗凝血を用いない、本発明に係る血液浄化装置の模式図である。
【図２】付加的な要素を含む、図１に示す血液浄化装置の変形例を示す図である。
【図３】クエン酸塩抗凝血を用いた、本発明に係る血液浄化装置の模式図である。
【図４】付加的な要素を含む、図３に示す血液浄化装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
個々の装置要素間の信号接続、または、制御部、制御装置、および警報装置への信号接続は、図中において破線で示されている。
【００４１】
図1は、クエン酸塩抗凝血装置を含まない、本発明に係る血液浄化装置１００の模式図である。ここでは、抗凝血は、例えばヘパリンを用いて行われる。患者１０１の血液は、動脈アクセス１０１ａを介して体外血液回路１０２へ到達し、静脈アクセス１０１ｂを介して患者１０１へ戻る。この体外血液回路は、血液流入路１０３（動脈分岐部）、血液流出路１０４（静脈分岐部）、およびこれらの間に配された透析ユニット１０５（破線境界線で示される）を備えている。透析ユニット１０５は、基本的に透析フィルタ１０５ａ（ダイアライザ１０５ａとも呼ばれる）、血液ポンプ１０９、気泡検出器１１０を有する泡トラップ、および制御部１０６で構成される。血液浄化システムおよび必要な治療に応じて、追加的な血液浄化要素１０５ｂ（例えば、血液濾過器、閉鎖プラズマ回路を有する血液濾過器、または吸収回路）を透析フィルタ１０５ａの上流に配置してもよい。透析フィルタ１０５ａにおいて、血液は、半透膜を介して透析液と組み合わされる。透析液は、通常、透析装置によって生成され、この生成は、１以上の濃縮液を水で薄めることにより行われる。この例では、透析液は、濃縮酸性成分（例えば酢酸塩溶液）および濃縮アルカリ成分（重炭酸塩を含む溶液）、透析液として一般的に用いられる他の成分、ならびに水を混合してなる（混合装置は不図示）。重炭酸塩溶液の供給を増加または削減することにより、その分だけ透析液内の重炭酸塩の濃度を変化させることが可能である。透析液は、透析液ポンプ１０７ａを用いて、透析液流入路１０７を介して透析フィルタ１０５ａ内に送り込まれ、透析排液流出路１０８を介してその流れが方向転換される。また、透析排液は、透析フィルタ１０５ａを通った後に廃棄される。患者から流れて来る血液は、血液ポンプ１０９によって体外血液回路１０２内を流れる。血流量ＱBは、血液ポンプ１０９によって設定される。血流量ＱB［ｍｌ／ｍｉｎ］は、単位時間あたりに、ポンプにより送り出される血液量を示している。血液透析の場合には、通常、血流量ＱB＝５０〜４００ｍｌ／ｍｉｎで設定される。血液は、患者１０１に戻される前に、泡トラップを通る。この泡トラップは、空気塞栓症を防ぐための気泡検出器１１０を有している。上述した要素により、体外血液浄化システムの典型的な実施態様が形成される。
【００４２】
本発明によると、血液の酸塩基バランスを制御するための制御ループは、血液浄化装置１００と関連付けられている。このため、血液緩衝パラメータを計測するための計測手段（重炭酸塩センサ）は、制御ループと関連付けられている。
【００４３】
図１に示す第１の態様では、重炭酸塩センサ１２４（ＨＣＯ3-センサ１２４）は、体外血液回路１０２の血液流入路１０３において、透析フィルタ１０５ａの上流に配置されており、血液の重炭酸塩濃度を計測する。ここでは、重炭酸塩センサ１２４は、血液ポンプ１０９の上流および下流のいずれに配置されていてもよい。
【００４４】
第１の態様の代替として、第２の態様における重炭酸塩センサは、透析排液流出路１０８に配置されてもよい（重炭酸塩センサ１２４ａ）。
【００４５】
重炭酸塩濃度の計測は、一定の間隔で行われる。この間隔の選択は、患者の状態が非生理的状態（アシドーシス、アルカローシス）方向に進行したことが適時に特定されるように行われる。ほとんどの用途において、３０〜６０分の間隔であれば十分である。任意の患者グループにおいて、２つの連続的な計測の間の間隔は、より短く、例えば１５分などに選択されている。
【００４６】
血液の酸塩基バランスの制御およびメンテナンスのために、簡易な制御機構が作製されている。重炭酸塩センサ１２４または１２４ａは、信号接続により制御装置１２５と接続されている。重炭酸塩センサ１２４または１２４ａによって計測された実際値は、血液の重炭酸塩濃度に対応する信号として制御装置１２５に供給され、この制御装置は、重炭酸塩の供給によって、血液緩衝パラメータの実際値を、予め設定可能な所望の値または所望の範囲に調整する。上述したように、重炭酸塩を供給する目的は、透析中において、透析患者に通常見られるアシドーシスを治療するため、または、透析中において、非常に狭い所望の生理的範囲内で、酸塩基バランスを一定に保つためである。重炭酸塩の供給を制御するための２つの方法を図１に示す。
【００４７】
＊）第１の制御方法では、透析液を用いて、重炭酸塩が血液に供給される。これは、血液透析および血液透析濾過の場合に好ましい形態である。従って、透析液における重炭酸塩濃度は、重炭酸塩センサ１２４または１２４ａにより計測される実際値に従い増加または低減される。このため、制御装置１２５は、信号接続により透析ユニット１０５の制御部１０６と接続されている。計測された血液中の重炭酸塩濃度が予め設定可能な所望の範囲、例えば、２１〜２６ｍｍｏｌ／ｌを下回っている場合、酸性過剰（アシドーシス）である。従って、透析液を生成する際に、より濃度の高いアルカリ成分を混ぜることにより、透析液における重炭酸塩の濃度を増加させる。アルカローシスの場合、すなわち、計測された血液中の重炭酸塩濃度が所望の範囲を超えている場合、低濃度または非濃縮のアルカリ成分を混ぜることにより、透析液における重炭酸塩の濃度を低減させる。
【００４８】
＊）重炭酸塩の供給を制御する第２の方法は、特に、血液濾過および血液透析濾過の場合に用いられる。この方法では、重炭酸塩投与装置１４０を用いて、水溶性の重炭酸塩置換液が別途注入され、制御装置１２５は、重炭酸塩ポンプ１４１を起動して、重炭酸塩センサ１２４または１２４ａにより計測される実際値に従って重炭酸塩の投与量を調整する。図１に示すように、透析フィルタ１０５ａの下流に位置する重炭酸塩供給点１４２において、重炭酸塩水溶液が血液流出路１０４に注入される。一例として、「オンライン血液濾過(online haemofiltration)」の場合、重炭酸塩を含む置換液を透析排液から生成し、この置換液を体外血液回路へ注入することにより、置換液を無菌状態で患者に供給する。
【００４９】
また、原理上は、静脈アクセス（不図示）を介して、患者１０１へ重炭酸塩水溶液を供給することが可能である。しかしながら、この方法は、静脈アクセスを追加して患者に提供しなければならないため、あまり好ましくない。
【００５０】
また、上述した２つの方法を組み合わせることも可能である。例えば、透析液中の重炭酸塩濃度を低く設定する方法と、置換液の供給により重炭酸塩の投与を制御するという方法を組み合わせることができる。
【００５１】
本発明によると、透析フィルタ１０５ａの上流には、ｐＨセンサ１５０ａがさらに配置されている。従って、この位置で計測されるｐＨ値は、体内の血液のｐＨ値に対応する。ｐＨセンサは、重要な安全装置を構成しており、補償アルカローシスと未補償アルカローシスとの区別、または、補償アシドーシスと未補償アシドーシスとの区別が可能であり、さらに、生死に関わる酸塩基バランスの乱れを素早く発見することが可能である。ｐＨセンサ１５０ａは、信号接続を介して警報装置１３０に接続されており、この警報装置は、制御装置１２５と関連付けられている。予め設定可能なｐＨ値またはｐＨ値範囲を超えているか下回っている場合、警告装置１３０によって警告信号が送信され、この信号によって未補償アルカローシスまたは未補償アシドーシスの状態が、例えば医者などの操作者に知らされる。警告信号は、例えば、音響信号または光信号であってもよい。また、この警告により、ポンプ１０９および１４１のスイッチが切れてしまい、血液浄化装置全体の動作が中断する場合もある。
【００５２】
図１〜４の構成では、血液浄化装置における一つの位置には、単一の重炭酸塩センサまたはｐＨセンサがに配置される。しかしながら、交互または同時に動作する複数の同様のセンサを各位置に配置してもよい。
【００５３】
図１〜４に示す重炭酸塩センサに代えて、ＣＯ2分圧を計測するセンサ（ｐＣＯ2センサ）を用いてもよい。本発明で設けられる、図１〜４に例示されたような重炭酸塩センサまたはＣＯ2分圧を計測するセンサは、例えば、欧州特許第０７５９５５１号Ｂ１、カナダ特許出願公開第２１７３６７２号Ａ２、および米国特許出願公開第２００９／０２７０９５号Ａ１に記載されている。
図２は、追加的な構成要素を用いた、図１に示す血液浄化装置１００の変形例である。図２に示す装置１００’は、以下で特に明記しない限り、図１に示す装置に対応している。図示している追加部分は、個々に、または組み合わせての使用が可能である。
【００５４】
上述した実施形態では、少なくとも１つの第１重炭酸塩センサが第１位置に配置されているが、この変形例では、少なくとも１つの追加の重炭酸塩センサが、更なる安全対策として、１以上の別の位置で制御ループと関連付けられている。１以上の別の位置に配置された追加の重炭酸塩センサは、制御機能を有する第１重炭酸塩センサの誤動作を検出するために用いられてもよいし、上述したように、第１位置における重炭酸塩センサと同様に、制御に組み込まれてもよい。
【００５５】
図２に示されている第１の変形例において、重炭酸塩センサ１２４が、透析フィルタの上流に配置されている状態で、透析排液流出路１０８に配置されている重炭酸塩センサ１２４ａが、透析フィルタの上流の制御ループと関連付けられている。また、第２の変形例において、重炭酸塩センサ１２４ａが透析排液流出路１０８に配置されている状態で、重炭酸塩センサ１２４が、透析フィルタ１０５ａの上流において、体外血液回路１０２の制御ループと関連付けられている。
【００５６】
更なる態様において、追加の重炭酸塩センサ１２４ｂが透析フィルタ１０５ａの下流に配置されていてもよい。体外血液回路１０２におけるこの位置で、生理的範囲内の酸塩基平衡が再度確認される必要がある。
【００５７】
更なる態様において、透析液を介して重炭酸塩を供給する場合に、ｐＨセンサ１５０ａに追加して、更なるｐＨセンサ１５０ｂが、透析フィルタ１０５ａの下流における血液流出路１０４に配置される。置換液を介して重炭酸塩を供給する場合には、便宜上、このｐＨセンサは、血液流出路１０４における重炭酸塩供給点１４２の下流に配置される。この結果、血液が患者に送り戻される直前に、体外血液回路における血液のｐＨ値を制御することができる。一例として、透析液中または置換液中の重炭酸塩の投与量の誤りを迅速に検出することができる。
【００５８】
ｐＨセンサ１５０ａと同様に、ｐＨセンサ１５０ｂもまた、信号接続を介して警報装置１３０に接続されており、この警報装置は、制御装置１２５と関連付けられている。予め設定可能なｐＨ値またはｐＨ値範囲を超えているか下回っている場合、警告装置１３０によって警告信号が送信され、この信号によって未補償アルカローシスまたは未補償アシドーシスの状態が、例えば医者などの、操作者に知らされる。警告信号は、例えば、音響信号または光信号であってもよい。また、この警告により、ポンプ１０９および１４１のスイッチを切って、血液浄化装置全体の動作を中断するようにしてもよい。
【００５９】
図３は、自動クエン酸塩抗凝血機能を追加した、本発明に係る血液浄化装置２００の模式図である。患者２０１の血液は、動脈アクセス２０１ａを介して体外血液回路２０２へ流れ込み、静脈アクセス２０１ｂを介して患者へ戻る。この血液回路は、血液流入路２０３（動脈分岐部）、血液流出路２０４（静脈分岐部）、および中間透析ユニット２０５（破線境界線で示される）を備えている。透析ユニット２０５は、基本的に透析フィルタ２０５ａ、血液ポンプ２０９、気泡検出器２１０を有する泡トラップ、および制御部２０６で構成される。血液浄化システムおよび必要な治療に応じて、追加的な血液浄化要素２０５ｂ（例えば、血液濾過器、閉鎖プラズマ回路を有する血液濾過器、または吸収回路）を透析フィルタ２０５ａの上流に配置してもよい。血液は、半透膜を介して、透析フィルタ２０５ａ内の透析液と組み合わされる。透析液は、通常、透析ユニットによって生成され、この生成は、１以上の濃縮液を水で薄めることにより行われる。この例では、透析液は、濃縮酸性成分（例えば酢酸塩溶液）および濃縮アルカリ成分（重炭酸塩を含む溶液）、透析液として一般的に用いられる他の成分、ならびに水を混合してなる（混合装置は不図示）。重炭酸塩溶液の供給を増加または削減することにより、その分だけ透析液内の重炭酸塩の濃度を変化させることが可能である。透析液は、透析液ポンプ２０７ａを用いて、透析排液流入路２０７を介して透析フィルタ２０５ａ内に送り込まれ、透析排液流出路２０８を介してその流れが方向転換される。また、透析排液は、透析フィルタ２０５ａを通った後に廃棄される。患者から流れて来る血液は、血液ポンプ２０９によって体外血液回路２０２内を流れる。血流量QBは、血液ポンプ２０９によって設定される。血流量ＱB［ｍｌ／ｍｉｎ］は、単位時間あたりに、ポンプにより送り出される血液量を示している。血液透析の場合には、通常、血流量ＱB＝５０〜４００ｍｌ／ｍｉｎで設定される。血液は、患者２０１に送り戻される前に、泡トラップを通る。この泡トラップは、空気塞栓症を防ぐための気泡検出器２１０を有している。上述した要素により、体外血液浄化システムの典型的な実施態様が形成される。
【００６０】
血液浄化装置２００は、さらにクエン酸塩抗凝血装置を備えている。この抗凝血装置は、透析フィルタ２０５ａ（および、血液浄化要素２０５ｂが存在する場合には、当該要素の）上流に位置するクエン酸塩供給点２１３においてクエン酸塩を供給する制御可能なクエン酸塩投与装置２１２と、透析フィルタ２０５ａの下流に位置する置換媒体供給点２１５において置換媒体を供給する制御可能な置換媒体投与装置２１４とを有する。クエン酸塩投与装置２１２は、クエン酸塩溶液を収容しているコンテナ２１６、液滴検出器２１７、クエン酸塩ポンプ２１８、圧力センサ２２６、および気泡検出器２１９を備える。血液の凝固は、クエン酸塩溶液を、クエン酸塩供給点２１３から体外血液回路２０２へ注入することにより抑制することができる。このクエン酸塩溶液は、クエン酸塩に加えて、クエン酸、ブドウ糖を含んでおり、Ｎａ3クエン酸塩またはＡＣＤ−Ａ（酸  クエン酸塩  ブドウ糖−Ａ）の形をとる。クエン酸塩投与装置２１２と同様に、置換媒体投与装置２１４もまた、置換媒体を収容しているコンテナ２２０、液滴検出器２２１、置換媒体ポンプ２２２、圧力センサ２２７、および気泡検出器２２３を備える。置換媒体は、主にＣａイオン、Ｃａ、またはＭｇイオンを含んでおり、置換媒体供給点２１５から体外血液回路２０２内に注入される。ポンプ２１８、２２２の回転速度の特定および監視は、ポンプ２１８、２２２に組み込まれたホールセンサ(Hall sensors)と、インクリメンタル計測器(incremental meter readers)とを用いて行われる。
【００６１】
本発明によると、血液の酸塩基バランスを制御するための制御ループは、血液浄化装置２００と関連付けられている。このため、血液緩衝パラメータを計測するための計測手段（重炭酸塩センサ）は、制御ループと関連付けられている。
【００６２】
図３に示す第１の態様では、重炭酸塩センサ２２４（ＨＣＯ3-センサ２２４）は、体外血液回路２０２の血液流入路２０３において、クエン酸塩供給点２１３の上流に配置されており、血液の重炭酸塩濃度を計測する。ここでは、重炭酸塩センサ２２４は、血液ポンプ２０９の下流または上流のいずれに配置されていてもよい。
【００６３】
第１の態様の代替として、第２の態様における重炭酸塩センサは、透析液流出路２０８に配置されてもよい（重炭酸塩センサ２２４ａ）。
【００６４】
重炭酸塩濃度の計測は、一定の間隔で行われる。この間隔の決定は、患者の状態が非生理的状態（アシドーシス、アルカローシス）方向に進行したことが適時に特定されるように行われる。ほとんどの用途において、３０〜６０分の間隔であれば十分である。任意の患者グループ、例えば、限られた範囲でしか供給されたクエン酸塩を重炭酸塩に変換できない肝臓病の患者については、２つの連続的な計測の間の間隔は、より短く、例えば１５分などに選択されている。
【００６５】
血液の酸塩基バランスの制御およびメンテナンスのために、簡易な制御機構が作製されている。重炭酸塩センサ２２４または２２４ａは、信号接続により制御装置２２５と接続されている。重炭酸塩センサ２２４または２２４ａによって計測された実際値は、血液の重炭酸塩濃度に対応する信号として制御装置２２５に供給され、当該制御装置は、重炭酸塩の供給によって、血液緩衝パラメータの実際値を、予め設定可能な所望の値または所望の範囲に調整する。上述したように、重炭酸塩を供給する目的は、透析中において、透析患者に通常見られるアシドーシスを治療するため、または、透析中において、非常に狭い所望の生理的範囲内で、酸塩基バランスを一定に保つためである。重炭酸塩の供給を制御するために考えられる３つの方法を図３に示す。
【００６６】
＊）第１の制御方法では、透析液を用いて、重炭酸塩を血液に供給する。第１制御方法は、血液透析および血液透析濾過の場合に好ましい形態である。従って、透析液における重炭酸塩濃度は、重炭酸塩センサ２２４または２２４ａによって計測された実際値に従い増加または低減される。このため、制御装置２２５は、信号接続により透析ユニット２０５の制御部２０６と接続されている。計測された血液中の重炭酸塩濃度が予め設定可能な所望の範囲、例えば、２１〜２６ｍｍｏｌ／ｌを下回っている場合、酸性過剰（アシドーシス）である。従って、透析液を生成する際に、より濃度の高いアルカリ成分を加えることにより、透析液における重炭酸塩の濃度を増加させる。アルカローシスの場合、すなわち、計測された血液中の重炭酸塩濃度が所望の範囲を超えている場合、低濃度または非濃縮のアルカリ成分を混ぜることにより、透析液における重炭酸塩の濃度を低減させる。
【００６７】
＊）第２の制御方法では、置換媒体を用いて、重炭酸塩がクエン酸塩抗凝血装置へ供給される。この置換媒体は、カルシウムイオンやマグネシウムイオンなどのイオンに加えて、重炭酸塩も含んでいる。制御装置２２５は、重炭酸塩センサ２２４または２２４ａによって計測された重炭酸塩濃度にしたがって、重炭酸塩の供給を制御する。この制御は、置換媒体投与装置２１４の置換媒体ポンプ２２２を起動して、酸塩基バランスを保つことにより行われる。この方法は、あまり好ましくない。なぜならば、置換媒体の供給量を変えることにより重炭酸塩の供給量だけでなく、他の重要なイオン（カルシウムイオンおよびマグネシウムイオン）の供給量も変わってしまい、電解質平衡の生理的アンバランス（例えば、低カルシウム血症や高カルシウム血症）が生じる恐れがあるからである。
【００６８】
＊）重炭酸塩の供給を制御する第３の方法は、特に、血液濾過および血液透析濾過の場合に用いられる。この方法では、重炭酸塩投与装置２４０を用いて、水溶性の重炭酸塩置換液が別途注入され、制御装置２２５は、重炭酸塩ポンプ２４１を起動して、重炭酸塩センサ２２４により計測される実際値に従って重炭酸塩の投与量を調整する。この方法では、第２の方法において不利な点（炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウムの沈殿）を回避できる。図３に示すように、重炭酸塩供給点２４２において、重炭酸塩水溶液が血液流出路２０４に注入される「オンライン血液濾過」の場合、置換液を透析排液から生成し、この置換液を体外血液回路へ注入することにより、置換液を無菌状態で患者に供給する。
【００６９】
また、原理上は、静脈アクセス（不図示）を介して、患者２０１へ重炭酸塩水溶液を供給することも可能である。しかしながら、この方法は、あまり好ましくない。
【００７０】
また、上述した３つの方法を組み合わせることも可能である。例えば、透析液中の重炭酸塩濃度を低く設定する方法と、置換液により重炭酸塩の投与を制御するという方法を組み合わせることができる。
【００７１】
本発明によると、クエン酸塩供給点２１３の上流には、ｐＨセンサ２５０ａが更に配置されている。従って、この位置で計測されるｐＨ値は、体内の血液のｐＨ値に対応する。ｐＨセンサは、重要な安全装置を構成しており、補償アルカローシスと未補償アルカローシスとの区別、または、補償アシドーシスと未補償アシドーシスとの区別が可能であり、さらに、生死に関わる酸塩基バランスの乱れを素早く識別することが可能である。ｐＨセンサ２５０ａは、信号接続を介して警報装置２３０に接続されており、当該警報装置は、制御装置２２５と関連付けられている。予め設定可能なｐＨ値またはｐＨ値範囲を超えているか下回っている場合、警告装置２３０によって警告信号が送信され、当該信号によって未補償アルカローシスまたは未補償アシドーシスの状態が、例えば医者などの、操作者に知らされる。警告信号は、例えば、音響信号または光信号であってもよい。また、この警告により、ポンプ２０９、２１８、２２２および２４１のスイッチを切って、血液浄化装置全体の動作を中断するようにしてもよい。
【００７２】
図４は、追加的な構成要素を用いた、図３に示す血液浄化装置２００の変形である。図４に示す装置２００’は、以下で特に明記しない限り、図３に示す装置に対応している。図示している追加部分は、個々に、または組み合わせての使用が可能である。
【００７３】
図３に示す実施形態および変形例では、少なくとも１つの第１重炭酸塩センサが第１位置に配置されているが、これらの変形例では、それに追加して少なくとも１つの重炭酸塩センサが、更なる安全対策として、１以上の別の位置で制御ループと関連付けられている。１以上の別の位置に配置された追加的な重炭酸塩センサは、制御機能を有する第１重炭酸塩センサの誤動作を検出するために用いられてもよいし、上述したように、第１位置における重炭酸塩センサと同様に、制御に組み込まれてもよい。
【００７４】
図４に示されている第１の変形例において、重炭酸塩センサ２２４が、クエン酸塩供給点２１３の上流に配置されている状態で、透析液流出路２０８に配置されている重炭酸塩センサ２２４ａが、制御ループと関連付けられている。また、第２の変形例において、重炭酸塩センサ２２４ａが透析液流出路２０８に配置されている状態で、重炭酸塩センサ２２４が、クエン酸塩供給点２１３の上流に配置されている体外血液回路２０２の制御ループと関連付けられている。
【００７５】
更なる態様において、追加的な重炭酸塩センサ２２４ｂが、透析フィルタ２０５ａの下流で、かつ、置換媒体供給点２１５の上流に配置されていてもよい。体外血液回路２０２におけるこの位置で、生理的範囲内の酸塩基バランスが再度確認される必要がある。
【００７６】
更なる態様において、透析液を介して重炭酸塩を供給する場合に、ｐＨセンサ２５０ａに追加して、更なるｐＨセンサ２５０ｂが血液流出路２０４に配置されている。置換液を介して重炭酸塩を供給する場合には、便宜上、このｐＨセンサは、重炭酸塩の追加位置よりも下流、すなわち血液流出路２０４における置換媒体供給点２１５の下流に配置されるか、または、重炭酸塩供給点１４２の下流に配置される。この結果、血液が患者に送り戻される直前に、体外血液回路における血液のｐＨ値をチェックすることができる。一例として、透析液、クエン酸塩溶液、ならびに置換液に含まれる重炭酸塩および／またはクエン酸塩の投与量の誤りを迅速に検出することができる。
【００７７】
ｐＨセンサ２５０ａと同様に、ｐＨセンサ２５０ｂもまた、信号接続を介して警報装置２３０に接続されており、この警報装置は、制御装置１２５と関連付けられている。予め設定可能なｐＨ値またはｐＨ値範囲を超えているか下回っている場合、警告装置２３０によって警告信号が送信され、当該信号によって未補償アルカローシスまたは未補償アシドーシスの状態状態が、例えば医者などの、操作者に知らされる。警告信号は、例えば、音響信号または光信号であってもよい。また、この警告により、ポンプ２０９、２１８、２２２および２４１のスイッチが切れてしまい、血液浄化装置全体の動作が中断する場合もある。
【００７８】
上述した実施態様はほんの一例であり、これらに限定されるものではない。
【図１】
0006018698.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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