(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
腎不全血液治療システムであって、
該システムは、
腎不全血液治療機と、
患者のための治療処方であって、該患者は、該患者の血液から溶質を除去するように該腎不全血液治療機によって治療される、治療処方と、
検査治療中に複数回、採取される複数の血液サンプルを含む検査であって、該検査は、該複数回の各々において該溶質の濃度レベルを決定する、検査と、
疑似１区画動態モデルを含む非一時的なコンピュータ可読媒体であって、該モデルの区画は、無視される容量と、該溶質に対する透析前濃度と等しい一定の溶質濃度とを有する、非一時的なコンピュータ可読媒体と、
デバイスであって、該デバイスは、該溶質に対する該動態モデルを使用して、（ｉ）該溶質の該濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定することと、該動態モデルを使用して、（ｉｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータおよび該溶質に対する所望の治療結果についての第２の事例において、該第１の事例における該動態モデルの使用の後に、該治療処方のための治療継続時間、治療頻度、透析液流量、または血液流量のうちの少なくとも１つを決定することと、該第２の事例における該動態モデルの使用の後に、該患者に対する該治療処方を生成することとを行うようにプログラムされ、該第２の事例において、該少なくとも１つの推定患者パラメータは、該動態モデルにおける既知の変数として使用される、デバイスと
を含む、腎不全血液治療システム。
【請求項２】
前記治療処方は、前記腎不全血液治療機のメモリの中に記憶される、請求項１に記載の腎不全血液治療システム。
【請求項３】
（ｉ）前記腎不全血液治療機は、家庭用血液透析機であること、（ｉｉ）前記デバイスは、医師コンピュータを含むこと、または（ｉｉｉ）該家庭用血液透析機は、該医師コンピュータとデータネットワーク通信をしていることのうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の腎不全血液治療システム。
【請求項４】
前記デバイスは、前記第１の事例において、前記溶質の前記濃度レベルの各々を使用して、前記少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するようにプログラムされる、請求項１に記載の腎不全血液治療システム。
【請求項５】
前記デバイスは、前記第１の事例において、前記溶質の前記濃度レベルの組み合わせを使用して、前記少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するようにプログラムされる、請求項１に記載の腎不全血液治療システム。
【請求項６】
前記デバイスは、前記第１の事例において、前記溶質の前記濃度レベルのうちの前記少なくとも１つを使用して、複数の異なる推定患者パラメータを推定するようにプログラムされる、請求項１に記載の腎不全血液治療システム。
【請求項７】
前記デバイスは、前記第１の事例において、前記少なくとも１つの推定患者パラメータおよび前記溶質に対する前記所望の治療結果を使用して、該所望の治療結果を満足させる複数の治療継続時間と治療頻度との組み合わせを決定するようにプログラムされる、請求項１に記載の腎不全血液治療システム。
【請求項８】
前記満足させる治療継続時間と治療頻度との組み合わせのうちの少なくとも１つは、前記腎不全血液治療機とともに使用するために選択される、請求項７に記載の腎不全血液治療システム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの推定患者パラメータは、生成率（Ｇ）、可動化クリアランス（ＫＭ）、および透析前分布容量（ＶＰＲＥ）から成る群より選択される、請求項１に記載の腎不全血液治療システム。
【請求項１０】
前記デバイスは、（ｉ）または（ｉｉ）のうちの少なくとも１つを行う際に、少なくとも１つの入力された機械動作パラメータを使用するようにさらにプログラムされる、請求項１に記載の腎不全血液治療システム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの機械動作パラメータは、血液流量、透析液流量、透析液全容量、限外濾過流量、および限外濾過容量から成る群より選択される、請求項１０に記載の腎不全血液治療システム。
【請求項１２】
前記溶質は、第１の溶質であり、前記動態モデルは、第１の動態モデルであり、および複数の溶質および対応する動態モデルを含み、前記デバイスは、該動態モデルの各々を使用して、（ｉ）前記対応する溶質の前記濃度レベルのうちの少なくとも１つについての前記第１の事例において、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定することと、（ｉｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータおよび該対応する溶質に対する所望の治療結果についての前記第２の事例において、前記治療処方のための前記治療継続時間または前記治療頻度のうちの少なくとも１つを決定することとを行うようにプログラムされる、請求項１に記載の腎不全血液治療システム。
【請求項１３】
前記デバイスは、操作者が、前記溶質、対応する動態モデル、および所望の治療結果のうちのどれを（ｉｉ）、すなわち、前記少なくとも１つの推定患者パラメータおよび前記対応する溶質に対する所望の治療結果についての前記第２の事例において、前記治療処方のための前記治療継続時間または前記治療頻度のうちの少なくとも１つを決定することに含むべきかを選択することを可能にするようにさらにプログラムされる、請求項１２に記載の腎不全血液治療システム。
【請求項１４】
前記溶質のうちの１つは、リン酸塩であり、その対応する動態モデルは、リン酸塩の可動化が前記患者の血液における瞬時リン酸塩濃度と該患者の血液における治療前リン酸塩濃度との間の差に比例すると仮定する、請求項１２に記載の腎不全血液治療システム。
【請求項１５】
腎不全血液治療システムであって、
該システムは、
腎不全血液治療機と、
患者のための治療処方であって、該患者は、該患者の血液から溶質を除去するように該腎不全血液治療機によって治療される、治療処方と、
検査治療中に複数回、採取される複数の血液サンプルを含む検査であって、該検査は、該複数回の各々において該溶質の濃度レベルを決定する、検査と、
疑似１区画動態モデルを含む非一時的なコンピュータ可読媒体であって、該モデルの区画は、無視される容量と、該溶質に対する透析前濃度と等しい一定の溶質濃度とを有する、非一時的なコンピュータ可読媒体と、
デバイスであって、該デバイスは、該溶質に対する該動態モデルを使用して、（ｉ）該溶質の該濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定することと、該動態モデルを使用して、（ｉｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータ、および治療継続時間または治療頻度のうちの少なくとも１つについての第２の事例において、該第１の事例における該動態モデルの使用の後に、該パラメータに対する治療結果を予測することと、該第２の事例における該動態モデルの使用の後に、該患者に対する該治療処方を生成することとを行うようにプログラムされ、該第２の事例において、該少なくとも１つの推定患者パラメータは、該動態モデルにおける既知の変数として使用される、デバイスと
を含む、腎不全血液治療システム。
【請求項１６】
前記デバイスは、（ｉ）または（ｉｉ）のうちの少なくとも１つにおいて、少なくとも１つの入力された機械動作パラメータを使用するようにさらにプログラムされる、請求項１５に記載の腎不全血液治療システム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの機械動作パラメータは、血液流量、透析液流量、透析液全容量、限外濾過流量、および限外濾過容量から成る群より選択される、請求項１６に記載の腎不全血液治療システム。
【請求項１８】
前記溶質は、第１の溶質であり、前記動態モデルは、第１の動態モデルであり、および複数の溶質および対応する動態モデルを含み、前記デバイスは、該動態モデルの各々を使用して、（ｉ）前記対応する溶質の前記濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定することと、（ｉｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータ、および前記治療継続時間または前記治療頻度のうちの少なくとも１つについての第２の事例において、該パラメータに対する前記治療結果を予測することとを行うようにプログラムされる、請求項１５に記載の腎不全血液治療システム。
【請求項１９】
前記デバイスは、操作者が、前記溶質、対応する動態モデル、および所望の治療結果のうちのどれを（ｉｉ）に含むべきかを選択することを可能にするようにさらにプログラムされる、請求項１８に記載の腎不全血液治療システム。
【請求項２０】
腎不全血液治療システムであって、
該システムは、
腎不全血液治療機と、
患者のための治療処方であって、該患者は、該患者の血液から溶質を除去するように該腎不全血液治療機によって治療される、治療処方と、
検査治療中に複数回、採取される複数の血液サンプルを含む検査であって、該検査は、該複数回の各々において該溶質の濃度レベルを決定する、検査と、
疑似１区画動態モデルを含む非一時的なコンピュータ可読媒体であって、該モデルの区画は、無視される容量と、該溶質に対する透析前濃度と等しい一定の溶質濃度とを有する、非一時的なコンピュータ可読媒体と、
デバイスであって、該デバイスは、該溶質の該濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、該溶質に対する該動態モデルを使用して、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するようにプログラムされ、該デバイスは、ユーザが、該溶質に対する該動態モデルを使用して、（ｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータ、および治療継続時間または治療頻度のうちの少なくとも１つについての第２の事例において、該第１の事例における該動態モデルの使用の後に、該パラメータの治療結果を予測すること、または（ｉｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータおよび該溶質の所望の治療結果についての第２の事例において、該第１の事例における該動態モデルの使用の後に、該治療処方のための治療継続時間、治療頻度、透析液流量、または血液流量のうちの少なくとも１つを決定することとの間で選択することを可能にするようにさらにプログラムされ、該第２の事例において、該少なくとも１つの推定患者パラメータは、該動態モデルにおける既知の変数として使用される、デバイスと
を備え、
該デバイスは、該第２の事例における該動態モデルの使用の後に、該治療処方を生成するようにさらにプログラムされる、腎不全血液治療システム。
【請求項２１】
腎不全血液治療機とともに使用するためのデバイスであって、該腎不全血液治療機は、患者の血液から溶質を除去するように該患者を治療するための治療処方を実行し、該患者は、検査を受け、該検査は、検査治療中に採取される複数の血液サンプルを含むことにより、複数回の各々において該溶質の濃度レベルを決定し、
該デバイスは、
プロセシングおよびメモリを備え、該プロセシングおよびメモリは、該溶質に対する動態モデルを使用して、（ｉ）該溶質の該濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定することと、該動態モデルを使用して、（ｉｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータおよび該溶質に対する所望の治療結果についての第２の事例において、該第１の事例における該動態モデルの使用の後に、該治療処方のための治療継続時間、治療頻度、透析液流量、または血液流量のうちの少なくとも１つを決定することと、該第２の事例における該動態モデルの使用の後に、該治療処方を生成することとを行うようにプログラムされ、
該動態モデルは、疑似１区画動態モデルであり、該疑似１区画動態モデルにおいて、該モデルの区画は、無視される容量と、該溶質に対する透析前濃度と等しい一定の溶質濃度とを有し、
該第２の事例において、該少なくとも１つの推定患者パラメータは、該動態モデルにおける既知の変数として使用される、デバイス。
【請求項２２】
腎不全血液治療機とともに使用するためのデバイスであって、該腎不全血液治療機は、患者の血液から溶質を除去するように該患者を治療するための治療処方を実行し、該患者は、検査を受け、該検査は、検査治療中に採取される複数の血液サンプルを含むことにより、複数回の各々において該溶質の濃度レベルを決定し、
該デバイスは、
プロセシングおよびメモリを備え、該プロセシングおよびメモリは、該溶質に対する動態モデルを使用して、（ｉ）該溶質の該濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定することと、該動態モデルを使用して、（ｉｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータ、および治療継続時間または治療頻度のうちの少なくとも１つについての第２の事例において、該第１の事例における該動態モデルの使用の後に、該パラメータに対する治療結果を予測することと、該第２の事例における該動態モデルの使用の後に、該治療処方を生成することとを行うようにプログラムされ、
該動態モデルは、疑似１区画動態モデルであり、該疑似１区画動態モデルにおいて、該モデルの区画は、無視される容量と、該溶質に対する透析前濃度と等しい一定の溶質濃度とを有し、
該第２の事例において、該少なくとも１つの推定患者パラメータは、該動態モデルにおける既知の変数として使用される、デバイス。
【請求項２３】
腎不全血液治療機とともに使用するためのデバイスであって、該腎不全血液治療機は、患者の血液から溶質を除去するように該患者を治療するための治療処方を実行し、該患者は、検査を受け、該検査は、検査治療中に採取される複数の血液サンプルを含むことにより、複数回の各々において該溶質の濃度レベルを決定し、該デバイスは、
プロセシングおよびメモリを備え、該プロセシングおよびメモリは、該溶質の該濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、該溶質に対する動態モデルを使用して、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するようにプログラムされ、該プロセシングおよびメモリは、ユーザが、該溶質に対する該動態モデルを使用して、（ｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータ、および治療継続時間または治療頻度のうちの少なくとも１つについての第２の事例において、該第１の事例における該動態モデルの使用の後に、該パラメータに対する治療結果を予測すること、または（ｉｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータおよび該溶質に対する所望の治療結果についての第２の事例において、該第１の事例における該動態モデルの使用の後に、該治療処方のための治療継続時間、治療頻度、透析液流量、または血液流量のうちの少なくとも１つを決定することとの間で選択することを可能にするようにさらにプログラムされ、
該動態モデルは、疑似１区画動態モデルであり、該疑似１区画動態モデルにおいて、該モデルの区画は、無視される容量と、該溶質に対する透析前濃度と等しい一定の溶質濃度とを有し、
該第２の事例において、該少なくとも１つの推定患者パラメータは、該動態モデルにおける既知の変数として使用され、
該プロセシングおよびメモリは、該第２の事例における該動態モデルの使用の後に、該治療処方を生成するようにさらにプログラムされる、デバイス。
【請求項２４】
腎不全血液治療機とともに使用するためのデバイスであって、該腎不全血液治療機は、患者の血液から溶質を除去するように該患者を治療するための治療処方を実行し、該溶質の該濃度レベルは、該患者の複数の身体特性に基づいて、該患者に対して推定され、
該デバイスは、
プロセシングおよびメモリを備え、該プロセシングおよびメモリは、該溶質の濃度レベルについての第１の事例において、該溶質に対する動態モデルを使用して、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するようにプログラムされ、該プロセシングおよびメモリは、ユーザが、該溶質に対する該動態モデルを使用して、（ｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータ、および治療継続時間または治療頻度のうちの少なくとも１つについての第２の事例において、該第１の事例における該動態モデルの使用の後に、該パラメータの治療結果を予測すること、または（ｉｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータおよび該溶質に対する所望の治療結果についての第２の事例において、該第１の事例における該動態モデルの使用の後に、該治療処方のための治療継続時間、治療頻度、透析液流量、または血液流量のうちの少なくとも１つを決定することを可能にするようにさらにプログラムされ、
該動態モデルは、疑似１区画動態モデルであり、該疑似１区画動態モデルにおいて、該モデルの区画は、無視される容量と、該溶質に対する透析前濃度と等しい一定の溶質濃度とを有し、
該第２の事例において、該少なくとも１つの推定患者パラメータは、該動態モデルにおける既知の変数として使用され、
該プロセシングおよびメモリは、該第２の事例における該動態モデルの使用の後に、該治療処方を生成するようにさらにプログラムされる、デバイス。
【請求項２５】
腎不全治療とともに使用するための方法であって、
該方法は、
患者特有のパラメータを計算することであって、該計算することは、患者の検査の結果および該腎不全治療によって除去される溶質に対する動態モデルを使用し、該動態モデルは、疑似１区画動態モデルであり、該疑似１区画動態モデルにおいて、該モデルの区画は、無視される容量と、該溶質に対する透析前濃度と等しい一定の溶質濃度とを有する、ことと、
該患者特有のパラメータの計算の後に、該患者特有のパラメータおよび機械動作パラメータを該動態モデルに入力することによって、該溶質に対する値を計算することであって、該溶質に対する値の計算において該患者特有のパラメータが該動態モデルにおける既知の変数である、または、
該患者特有のパラメータの計算の後に、該患者特有のパラメータおよび該溶質に対する値を該動態モデルに入力することによって、機械動作パラメータを計算することと、
該溶質に対する値または機械動作パラメータの計算の後に、患者に対する治療処方を生成することと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、透析システムに関する。より具体的には、本開示は、血液透析のための治療予測および最適化システムに関し、特に、家庭血液透析（「ＨＨＤ」）に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液透析（「ＨＤ」）は、一般に、患者の血液から老廃物を除去するために拡散を使用する。血液と、透析液と呼ばれる電解質溶液との間の半透過性透析膜を横断して発生する拡散勾配が、拡散を引き起こす。血液濾過（「ＨＦ」）は、患者の血液からの毒素の対流輸送に依存する代替的な腎代償療法である。この治療は、治療中に代替または置換流体（一般的には１０〜９０リットルのそのような流体）を体外循環路に加えることによって達成される。その代替流体、および治療間に患者によって蓄積される流体は、ＨＦ治療の経過にわたって限外濾過され、中分子および巨大分子を除去するのに特に有益である対流輸送機構を提供する（血液透析では、透析セッション間に獲得される流体とともに除去される少量の老廃物があるが、その限外濾過液の除去から引き出される溶質は、対流クリアランスを提供するほど十分ではない）。
【０００３】
血液透析濾過（「ＨＤＦ」）は、対流と拡散クリアランスとを組み合わせる治療法である。ＨＤＦは、標準血液透析と同様に、透析機を通って流れる透析液を使用し、拡散クリアランスを提供する。さらに、代替溶液が、体外循環路に直接提供され、対流クリアランスを提供する。
【０００４】
家庭血液透析（「ＨＨＤ」）は、この治療法の臨床転帰が従来の血液透析よりも魅力的であるにもかかわらず、現在まで受容が限られている。治療センターへの週２回または３回の訪問と対比して、毎日の血液透析治療には便益がある。ある場合には、より頻繁な治療を受ける患者は、あまり頻繁ではないがおそらくより長い治療を受ける患者よりも、多くの毒素および老廃物を除去する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記で記載される血液療法による治療のうちのいずれかにおいて、科学と歩調を合わせる技術が存在している。異なる患者が、同じ治療に異なって応答する。ほとんどの透析が行われるセンターでは、患者の治療は、職員の臨床医または看護師の助力を受けて経時的に仕上げられる。在宅治療では、患者は、定期的に、例えば、月単位で、臨床医または医師の診療室を訪問するが、一般的には、治療を最適化するのに自宅で看護師または臨床医に手伝ってもらわない。この理由により、透析を開始した後の初期に血液透析または他の血液療法による治療を最適化することに役立つ機構が望ましい。
【０００６】
在宅療法またはＨＨＤはまた、センター内の患者にはない治療オプションを患者に提供する。例えば、ＨＨＤは、１本または２本針法を使用して、所望であれば夜間に治療を行うことができる。患者が選択することができる時間量にわたって、夜間療法を含む任意の治療を行うことができる。患者がセンターに通わなくてもよいため、患者は、患者にとって都合が良い日に、例えば、週末に、治療を行うことができる。同様に、患者は、最も都合が良く、および／または最も効果的である、治療頻度、または１週間当たりの治療の数を選択することができる。さらなる融通性が問題になると、例えば、患者は、１回の治療につき２．５時間で１週間に６回の治療、または１回の治療につき３時間で１週間に５回の治療を実行するほうがよいか否かと思う場合がある。この付加的な理由により、血液透析または他の血液療法により治療を最適化するのに役立つ方法が率直に望ましいだけでなく、最適化された治療の治療パラメータが変更されたときに何が起こるかを知ることも望ましい。
【０００７】
血液透析患者のための血液透析療法を最適化することはまた、血液透析治療セッションの間または外に、血液透析患者の血清リンレベルを知ることによって行うこともできる。しかしながら、血清リンレベルは、血液透析患者の種類および血液透析治療セッションの特性に応じて変化する。
【０００８】
ＨＤ治療中の血漿または血清（２つの用語は交換可能に使用される）リン動態は、従来の１または２区画モデルによって説明することができない。以前のアプローチは、リンの分布が古典的細胞内および細胞外流体区画に限定されていると仮定することによって、制限されていた。より正確な動態モデルは、ＨＤ治療中のリン動態を説明することができ、短期ＨＤ（「ＳＨＤ」）および従来のＨＤ（「ＣＨＤ」）治療セッション中の透析後リバウンド期間を、ＨＤ療法で治療された患者における定常状態透析前血清リンレベルを予測するために使用することができる。この情報は、血液透析患者のための最適な治療計画を決定するのに有用となり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、２つの主要な実施形態を記載し、以下のローマ数字Ｉの下にある第１の主要な実施形態において、本開示は、血液透析、血液濾過、血液透析濾過、および特に家庭血液透析（「ＨＨＤ」）等の腎不全血液療法のためのシステムおよび方法を記載する。本開示のシステムおよび方法は、一実施形態では、医師、臨床医、または看護師（本明細書では特に指定がない限り集合的に「医師」と呼ばれる）用のコンピュータ等の１つ以上のコンピュータ上に記憶することができる、３つの主要な構成要素を有する。医師のコンピュータは、例えば、インターネット、ローカルエリアまたは広域ネットワークを介して、腎不全治療機とデータネットワーク通信することができる。または、医師のコンピュータの出力は、腎不全治療機に取り込まれ、挿入される、ユニバーサルシリアルバス（「ＵＳＢ」）ドライブ等の携帯用メモリデバイス上に記憶することができる。第１の構成要素は、推定構成要素である。第２の構成要素は、予測構成要素である。第３の構成要素は、最適化構成要素である。推定構成要素の出力は、予測および最適化構成要素の両方への入力として使用される。予測および最適化構成要素は両方とも、例えば、尿素、ベータ２−ミクログロブリン（「β２−Ｍ」）、およびリンまたはリン酸塩（２つの用語は交換可能に使用される）に対する好適な溶質クリアランスを生じさせる治療処方を決定するために使用することができる。次いで、医師は、患者の生活様式に最も良く適合すると患者が考える１つ以上の選択された処方を選定するように、患者と相談する。
【００１０】
以下で示されるように、最適化構成要素への入力は、医師によって所望される治療成果である。最適化構成要素の出力は、血液透析、血液濾過、または血液透析濾過機械等の腎血液治療機上で実行される患者用の１つ以上の好適な治療処方である。治療処方は、（ｉ）治療頻度、例えば、１週間当たりの治療の数、（ｉｉ）治療持続時間、例えば、１時間から８時間、（ｉｉｉ）治療の種類、例えば、１本針対２本針、（ｉｖ）透析液流量および／または治療中に使用される未使用透析液の全体容量、（ｖ）血液流量、（ｖｉ）限外濾過速度および／または治療中に除去される限外濾過液の全体容量、（ｖｉｉ）透析液組成、例えば、伝導度、および（ｖｉｉｉ）透析機クリアランス能力または流束レベル等の透析機または血液濾過器パラメータ等の治療パラメータを設定することができる。
【００１１】
初期または推定構成要素は、患者が選択の治療、例えば、血液透析、血液濾過、または血液透析濾過を受けている間に、患者において実行される検査を含む。検査は、治療時間、血液流量、および透析液流量等の一組の治療処方パラメータを使用する。患者が治療を受けている間に、血液サンプルは、治療にわたって種々の時間、例えば、３０分、４５分、または１時間間隔で採取される。サンプルは、尿素濃度（小分子）、ベータ２−ミクログロブリン（「β２−Ｍ」）（中分子）、およびリン酸塩等のある治療マーカーのレベルを決定するように分析される（ある透析療法は過剰なリン酸塩を除去することができるため、患者がこの現象になりやすい傾向にあり得るか否かを知ることが望ましい）。一般に、尿素、β２−Ｍ、およびリン酸塩が患者の血液から取り除かれるにつれて、マーカーのそれぞれの濃度は経時的に低下する。
【００１２】
次いで、濃度またはクリアランス結果は、（ｉ）特定の患者、（ｉｉ）特定の分子、および（ｉｉｉ）その対応するアルゴリズムに対する一組の推定患者パラメータを推定構成要素が決定するために、一連のモデルまたはアルゴリズムに供給される。例えば、パラメータのうちの１つは、例えば、食物または飲料といった食事摂取の結果として産生される、特定の溶質または分子の生成率であるＧである。別の推定患者パラメータであるＫＤは、分子に対する透析機クリアランスである。さらなる推定パラメータであるＫＩＣは、分子または溶質に対する患者の区画間質量移動・面積係数である。別の推定パラメータであるＫＭは、リンが細胞外空間の中へ放出される速度を決定する、リンの可動化クリアランスである。推定され得るさらに別のパラメータであるＶは、リンの分布容量である。他の推定パラメータが以下で論議される。
【００１３】
予測構成要素は、様々な一組の治療処方パラメータにわたって、１つ以上の溶質、例えば、尿素、β２−Ｍ、および／またリン酸塩に対するクリアランス結果を計算するために、推定構成要素またはモジュールからモジュールまたはアルゴリズムに供給される推定患者パラメータを使用する。予測構成要素はまた、仮定患者パラメータも使用する。例えば、ＫＮＲは、個別の基準で推定される必要がないように、定数と見なすことができる、分子または溶質に対する患者の残留腎臓係数である（溶質の非腎クリアランスがしばしば、この用語に含まれる）。以下では、治療持続時間および治療頻度の組み合わせが、ｘ軸に沿ってグラフで描かれ、溶質濃度、例えば、尿素、β２−Ｍ、またはリン酸塩が、ｙ軸に沿ってグラフで描かれている、予測構成要素の出力を図示するグラフが詳細に示されている。グラフは、（ｉ）溶質の平均濃度レベルに対する視覚的手掛かりを提供し、（ｉｉ）溶質が達する最大濃度レベルを推定する。グラフは、尿素の標準Ｋｔ／Ｖ、β２−Ｍの平均治療前血漿濃度（「ＭＰＣ」）、およびリンの透析前血漿濃度等の１つ以上の臨床的に容認可能なパラメータを決定するために使用することができ、その全ては次に、最適なカスタマイズされた治療処方を同定することに役立つ。医師は、容認可能な処方を患者に伝達することができ、次いで、患者は、ＨＨＤ機械にダウンロードするための１つ以上の選択された処方を選定する。
【００１４】
最適化構成要素は、叙述構成要素の逆を演算し、代わりに、患者に対する最適化された一組の治療処方パラメータを決定するために推定構成要素の推定パラメータを使用して、所望の溶質濃度レベルを推定構成要素のモデルに入力する。最適化は、１つ以上の溶質に対する患者にとっての医師の所望の溶質濃度クリアランスと、例えば、治療頻度および持続時間に関して、患者の選好とを考慮する。一実施例では、最適化構成要素は、クリアランス要件を満足させる複数の治療処方を生じる、尿素、β２−Ｍ、およびリン酸塩クリアランスに対する医師の要求を入力する。次いで、医師および患者は、容認可能な治療処方を視認し、腎不全血液治療、例えば、ＨＨＤ機械に取り込むための１つ以上の選択された処方を選択することができる。
【００１５】
したがって、予測および最適化構成要素は両方とも、ＨＨＤ機械にダウンロードされる選択された治療処方につながることができる。最適化構成要素は、予測構成要素ほど（医師にとって）反復しないため、予測構成要素よりも好適な治療処方を選択することが容易であってもよい。しかしながら、予測構成要素は、医師のため、および特定の治療処方のためにより詳細な情報を提供することができる。したがって、本開示の１つの特に有用な実装では、システムは、選択を推定、最適化、および可能にし、次いで、最適化および選択された治療処方の詳細結果を予測する。
【００１６】
患者の推定患者パラメータ、例えば、Ｇ、ＶＤ、ＫＩＣ、およびＫＭは、患者の変化する症状に合わせて調整するように、および過去の治療から取得された実際のデータに合わせて調整するように、周期的に更新されることが検討される。例えば、患者は、血液作業の結果がそのような変更を保証する場合に、ダウンロードされた処方を変更することができるように、血液作業を周期的に行わせることができる。したがって、３つの構成要素を、周期的に、例えば、１年に１回または２回、あるいは医師が必要と考えるほど頻繁に、循環または更新することができる。
【００１７】
以下のローマ数字ＩＩの下にある第２の主要な実施形態では、本開示は、血液透析中に患者における血清リン濃度を予測する方法を記載する。一実施形態では、方法は、血液透析治療セッション時間にわたる患者の血清リン濃度（「Ｃ」）、および治療セッションの全治療時間で割られる、初期血液透析治療セッション中の患者の透析前および後の体重の間の差によって計算される限外濾過速度（「ＱＵＦ」）を測定するステップと、患者に対するリン酸可動化クリアランス（「ＫＭ」）およびリンの透析前分布容量（「ＶＰＲＥ」）を推定するステップと、患者の推定ＫＭおよびＶＰＲＥを用いて、任意の血液透析治療セッション中の任意のときに患者のＣを予測するステップとを含む。患者のＣは、血液透析治療セッション中の１５分または３０分毎に測定することができる。
【００１８】
別の実施形態では、血液透析中に患者における血清リン濃度を予測するためのコンピュータデバイスは、表示デバイスと、入力デバイスと、プロセッサと、プロセッサによって実行されたときに、（ａ）血液透析治療セッション時間にわたる血液透析患者のＣ、および治療セッションの全治療時間で割られる、初期血液透析治療セッション中の血液透析患者の透析前および後の体重の間の差によって計算されるＱＵＦに関するデータを受信し、（ｂ）患者に対するＫＭおよびＶＰＲＥを推定し、（ｃ）血液透析中の任意のときに患者のＣを予測するように、プロセッサを表示デバイスおよび入力デバイスとともに動作させる複数の命令を記憶するメモリデバイスとを含む。プロセッサは、ＫＲ、ＫＤ、または血清リン濃度を収集するためのサンプリング時間のうちの少なくとも１つに関するデータを受信するように、表示デバイスおよび入力デバイスとともに動作することができる。
【００１９】
さらに別の実施形態では、血液透析患者における定常状態透析前血清リンレベルを決定する方法は、血液透析患者のリンの正味生成（「Ｇ」）を得るステップと、血液透析患者の定常状態透析前血清リンレベル（「ＣＳＳ−ＰＲＥ」）を決定するステップと、血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥへの患者パラメータまたは治療パラメータのうちの少なくとも１つの影響をシミュレートするステップとを含む。
【００２０】
実施形態では、血液透析患者における定常状態透析前血清リンレベルを決定するためのコンピュータデバイスは、表示デバイスと、入力デバイスと、プロセッサと、プロセッサによって実行されたときに、（ａ）少なくとも血液透析患者の食事リン摂取からのＧまたは血液透析患者の尿素動態モデリングに関するデータを受信し、（ｂ）患者のＣＳＳ−ＰＲＥを推定し、（ｃ）血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥへの患者パラメータまたは治療パラメータのうちの少なくとも１つの影響をシミュレートするように、プロセッサを表示デバイスおよび入力デバイスとともに動作させる複数の命令を記憶するメモリデバイスとを含む。プロセッサは、血液透析治療セッションまたは血清リン濃度を収集するためのサンプリング時間の約１ヶ月前に、ＫＲ、ＫＤ、ＫＭ、ＶＰＲＥ、ｔｔｘ、Ｆ、ＣＰＲＥのうちの少なくとも１つに関するデータを受信するように、表示デバイスおよび入力デバイスとともに動作することができる。コンピュータデバイスは、ＣＳＳ−ＰＲＥが所望の範囲内であるように、血液透析患者の治療計画を表示することができる。
【００２１】
本開示の利点は、したがって、改良型腎不全血液治療システムおよび方法を提供することである。
【００２２】
本開示の別の利点は、主要溶質クリアランス尺度に関して、それを用いた臨床医が特定の患者に合わせて、腎不全血液療法、例えば、ＨＤＤ療法を調整してもよい、治療予測ツールを有する、腎不全血液治療システムおよび方法を提供することである。
【００２３】
本開示のさらに別の利点は、所望の標的目標を達成するための複数の選択肢を臨床医に提供する、腎不全血液治療システムおよび方法を提供することである。
【００２４】
本開示のなおも別の利点は、特定の腎血液療法への患者の応答を特性化するのに役立つために、臨床的に実行可能かつ実用的な検査手順を採用する、腎不全血液治療システムおよび方法を提供することである。
【００２５】
本開示のさらなる利点は、患者に対する血液療法を最適化する際に試行錯誤の量を低減するのに役立つ、腎不全血液治療システムおよび方法を提供することである。
【００２６】
本開示のなおもさらなる利点は、治療のための生活様式選択を最適化しようとするのに患者を助ける、腎不全血液治療システムおよび方法を提供することである。
【００２７】
本開示の別の利点は、短い従来の日常および夜間血液透析中に患者における血漿リンレベルを正確に予測することである。
【００２８】
本開示のさらに別の利点は、特定の時間にわたって血液透析療法によって維持される、患者における定常状態透析前血漿リン血清レベルを正確に予測することである。
【００２９】
本開示のなおも別の利点は、血液透析患者の血漿リン血清レベルが所望の範囲内で維持されるように、血液透析治療計画を作成または修正することである。
【００３０】
本開示のさらなる利点は、血液透析患者の血漿リン血清レベルが所望の範囲内で維持されるように、血液透析治療計画を作成または修正するシステムを提供することである。
【００３１】
本開示のさらなる利点は、透析液および他の透析供給を節約し、治療を簡素化し、治療費を削減することである。
【００３２】
例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
腎不全血液治療システムであって、
該システムは、
腎不全血液治療機と、
患者のための治療処方であって、該患者は、該患者の血液から溶質を除去するように該腎不全血液治療機によって治療される、治療処方と、
検査治療中に複数回、採取される複数の血液サンプルを含む検査であって、該検査は、該複数回の各々において該溶質の濃度レベルを決定する、検査と、
デバイスであって、該デバイスは、該溶質に対する動態モデルを使用して、（ｉ）該溶質の該濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定することと、（ｉｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータおよび該溶質に対する所望の治療結果についての第２の事例において、該治療処方のための治療継続時間、治療頻度、透析液流量、または血液流量のうちの少なくとも１つを決定することとを行うようにプログラムされる、デバイスと
を含む、腎不全血液治療システム。
（項目２）
前記治療処方は、前記腎不全血液治療機のメモリの中に記憶される、項目１に記載の腎不全血液治療システム。
（項目３）
（ｉ）前記腎不全血液治療機は、家庭用血液透析機であること、（ｉｉ）前記デバイスは、医師コンピュータを含むこと、または（ｉｉｉ）該家庭用血液透析機は、該医師コンピュータとデータネットワーク通信をしていることのうちの少なくとも１つである、項目１に記載の腎不全血液治療システム。
（項目４）
前記デバイスは、前記第１の事例において、前記溶質の前記濃度レベルの各々を使用して、前記少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するようにプログラムされる、項目１に記載の腎不全血液治療システム。
（項目５）
前記デバイスは、前記第１の事例において、前記溶質の前記濃度レベルの組み合わせを使用して、前記少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するようにプログラムされる、項目１に記載の腎不全血液治療システム。
（項目６）
前記デバイスは、前記第１の事例において、前記溶質の前記濃度レベルのうちの前記少なくとも１つを使用して、複数の異なる推定患者パラメータを推定するようにプログラムされる、項目１に記載の腎不全血液治療システム。
（項目７）
前記デバイスは、前記第１の事例において、前記少なくとも１つの推定患者パラメータおよび前記溶質に対する前記所望の治療結果を使用して、該所望の治療結果を満足させる複数の治療継続時間と治療頻度との組み合わせを決定するようにプログラムされる、項目１に記載の腎不全血液治療システム。
（項目８）
前記満足させる治療継続時間と治療頻度との組み合わせのうちの少なくとも１つは、前記腎不全血液治療機とともに使用するために選択される、項目７に記載の腎不全血液治療システム。
（項目９）
前記少なくとも１つの推定患者パラメータは、生成率（Ｇ）、細胞拡散係数（ＫＩＣ）、および溶質分布容量（ＶＤ）から成る群より選択される、項目１に記載の腎不全血液治療システム。
（項目１０）
前記デバイスは、前記（ｉ）または（ｉｉ）のうちの少なくとも１つを行う際に、少なくとも１つの入力された機械動作パラメータを使用するようにさらにプログラムされる、項目１に記載の腎不全血液治療システム。
（項目１１）
前記少なくとも１つの機械動作パラメータは、血液流量、透析液流量、透析液全容量、限外濾過流量、および限外濾過容量から成る群より選択される、項目１０に記載の腎不全血液治療システム。
（項目１２）
前記溶質は、第１の溶質であり、前記動態モデルは、第１の動態モデルであり、および複数の溶質および対応する動態モデルを含み、前記デバイスは、該動態モデルの各々を使用して、（ｉ）前記対応する溶質の前記濃度レベルのうちの少なくとも１つについての前記第１の事例において、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定することと、（ｉｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータおよび該対応する溶質に対する所望の治療結果についての前記第２の事例において、前記治療処方のための前記治療継続時間または前記治療頻度のうちの少なくとも１つを決定することとを行うようにプログラムされる、項目１に記載の腎不全血液治療システム。
（項目１３）
前記デバイスは、操作者が、前記溶質、対応する動態モデル、および所望の治療結果のうちのどれを前記（ｉｉ）に含むべきかを選択することを可能にするようにさらにプログラムされる、項目１２に記載の腎不全血液治療システム。
（項目１４）
前記溶質のうちの１つは、リン酸塩であり、その対応する動態モデルは、リン酸塩の可動化が瞬時と治療前とのリン酸塩濃度の間の差に比例すると仮定する、項目１２に記載の腎不全血液治療システム。
（項目１５）
腎不全血液治療システムであって、
該システムは、
腎不全血液治療機と、
患者のための治療処方であって、該患者は、該患者の血液から溶質を除去するように該腎不全血液治療機によって治療される、治療処方と、
検査治療中に複数回、採取される複数の血液サンプルを含む検査であって、該検査は、該複数回の各々において該溶質の濃度レベルを決定する、検査と、
デバイスであって、該デバイスは、該溶質に対する動態モデルを使用して、（ｉ）該溶質の該濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定することと、（ｉｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータ、および治療継続時間または治療頻度のうちの少なくとも１つについての第２の事例において、該パラメータに対する治療結果を予測することとを行うようにプログラムされる、デバイスと
を含む、腎不全血液治療システム。
（項目１６）
前記デバイスは、前記（ｉ）または（ｉｉ）のうちの少なくとも１つにおいて、少なくとも１つの入力された機械動作パラメータを使用するようにさらにプログラムされる、項目１５に記載の腎不全血液治療システム。
（項目１７）
前記少なくとも１つの機械動作パラメータは、血液流量、透析液流量、透析液全容量、限外濾過流量、および限外濾過容量から成る群より選択される、項目１６に記載の腎不全血液治療システム。
（項目１８）
前記溶質は、第１の溶質であり、前記動態モデルは、第１の動態モデルであり、および複数の溶質および対応する動態モデルを含み、前記デバイスは、該動態モデルの各々を使用して、（ｉ）前記対応する溶質の前記濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定することと、（ｉｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータ、および治療継続時間または治療頻度のうちの少なくとも１つについての第２の事例において、該パラメータに対する治療結果を予測することとを行うようにプログラムされる、項目１５に記載の腎不全血液治療システム。
（項目１９）
前記デバイスは、操作者が、前記溶質、対応する動態モデル、および所望の治療結果のうちのどれを前記（ｉｉ）に含むべきかを選択することを可能にするようにさらにプログラムされる、項目１８に記載の腎不全血液治療システム。
（項目２０）
腎不全血液治療システムであって、
該システムは、
腎不全血液治療機と、
患者のための治療処方であって、該患者は、該患者の血液から溶質を除去するように該腎不全血液治療機によって治療される、治療処方と、
検査治療中に複数回、採取される複数の血液サンプルを含む検査であって、該検査は、該複数回の各々において該溶質の濃度レベルを決定する、検査と、
デバイスであって、該デバイスは、該溶質の該濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、該溶質に対する動態モデルを使用して、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するようにプログラムされ、該デバイスは、ユーザが、該溶質に対する該動態モデルを使用して、（ｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータ、および治療継続時間または治療頻度のうちの少なくとも１つについての第２の事例において、該パラメータの治療結果を予測すること、または（ｉｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータおよび該溶質の所望の治療結果についての第２の事例において、該治療処方のための治療継続時間、治療頻度、透析液流量、または血液流量のうちの少なくとも１つを決定することの間で選択することを可能にするようにさらにプログラムされる、デバイスと
を備える、腎不全血液治療システム。
（項目２１）
腎不全血液治療機とともに使用するためのデバイスであって、該腎不全血液治療機は、患者の血液から溶質を除去するように該患者を治療するための治療処方を実行し、該患者は、検査を受け、該検査は、検査治療中に採取される複数の血液サンプルを含むことにより、複数回の各々において該溶質の濃度レベルを決定し、
該デバイスは、
プロセシングおよびメモリを備え、該プロセシングおよびメモリは、該溶質に対する動態モデルを使用して、（ｉ）該溶質の該濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定することと、（ｉｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータおよび該溶質に対する所望の治療結果についての第２の事例において、該治療処方のための治療継続時間、治療頻度、透析液流量、または血液流量のうちの少なくとも１つを決定することとを行うようにプログラムされる、デバイス。
（項目２２）
腎不全血液治療機とともに使用するためのデバイスであって、該腎不全血液治療機は、患者の血液から溶質を除去するように該患者を治療するための治療処方を実行し、該患者は、検査を受け、該検査は、検査治療中に採取される複数の血液サンプルを含むことにより、複数回の各々において該溶質の濃度レベルを決定し、
該デバイスは、
プロセシングおよびメモリを備え、該プロセシングおよびメモリは、該溶質に対する動態モデルを使用して、（ｉ）該溶質の該濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定することと、（ｉｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータ、および治療継続時間または治療頻度のうちの少なくとも１つについての第２の事例において、該パラメータに対する治療結果を予測することとを行うようプログラムされる、デバイス。
（項目２３）
腎不全血液治療機とともに使用するためのデバイスであって、該腎不全血液治療機は、患者の血液から溶質を除去するように該患者を治療するための治療処方を実行し、該患者は、検査を受け、該検査は、検査治療中に採取される複数の血液サンプルを含むことにより、複数回の各々において該溶質の濃度レベルを決定し、該デバイスは、
プロセシングおよびメモリを備え、該プロセシングおよびメモリは、該溶質の該濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、該溶質に対する動態モデルを使用して、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するようにプログラムされ、該デバイスは、ユーザが、該溶質に対する該動態モデルを使用して、（ｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータ、および治療継続時間または治療頻度のうちの少なくとも１つについての第２の事例において、該パラメータに対する治療結果を予測すること、または（ｉｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータおよび該溶質に対する所望の治療結果についての第２の事例において、該治療処方のための治療継続時間、治療頻度、透析液流量、または血液流量のうちの少なくとも１つを決定することの間で選択することを可能にするようにさらにプログラムされる、デバイス。
（項目２４）
腎不全血液治療機とともに使用するためのデバイスであって、該腎不全血液治療機は、患者の血液から溶質を除去するように該患者を治療するための治療処方を実行し、該溶質の該濃度レベルは、該患者の複数の身体特性に基づいて、該患者に対して推定され、
該デバイスは、
プロセシングおよびメモリを備え、該プロセシングおよびメモリは、該溶質の濃度レベルについての第１の事例において、該溶質に対する動態モデルを使用して、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するようにプログラムされ、該デバイスは、ユーザが、該溶質に対する該動態モデルを使用して、（ｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータ、および治療継続時間または治療頻度のうちの少なくとも１つについての第２の事例において、該パラメータの治療結果を予測すること、または（ｉｉ）該少なくとも１つの推定患者パラメータおよび該溶質に対する所望の治療結果についての第２の事例において、該治療処方のための治療継続時間、治療頻度、透析液流量、または血液流量のうちの少なくとも１つを決定することを可能にするようにさらにプログラムされる、デバイス。
（項目２５）
腎不全治療とともに使用するための方法であって、
該方法は、
患者特有のパラメータを計算して患者を検査することであって、該検査は、該検査の結果および該腎不全治療によって除去される溶質に対する動態モデルを使用する、こと、
該患者特有のパラメータおよび機械動作パラメータを該動態モデルに入力することによって、該溶質に対する値を計算すること、または、
該患者特有のパラメータおよび該溶質に対する値を該動態モデルに入力することによって、機械動作パラメータを計算すること
を含む、方法。
付加的な特徴および利点が本明細書において説明され、以下の発明を実施するための形態および図から明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本開示の腎不全血液治療システムおよび方法の一実施形態の概略的な概観である。
【図２】図２は、本開示の腎不全血液治療システムおよび方法の一実施形態のシステム構成要素選択画面の実施例である。
【図３】図３は、本開示の腎不全血液治療システムおよび方法の一実施形態の患者パラメータ推定入力画面の実施例である。
【図４】図４は、本開示の腎不全血液治療システムおよび方法の一実施形態の患者パラメータ推定出力画面の実施例である。
【図５】図５は、本開示の腎不全血液治療システムおよび方法の一実施形態の治療予測入力画面の実施例である。
【図６】図６は、本開示の腎不全血液治療システムおよび方法の一実施形態の治療予測出力画面の実施例である。
【図７】図７は、本開示の腎不全血液治療システムおよび方法の一実施形態の治療最適化入力画面の実施例である。
【図８Ａ】図８Ａは、本開示の腎不全血液治療システムおよび方法の一実施例の治療最適化ルーチン画面の実施例である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本開示の腎不全血液治療システムおよび方法の一実施例の治療最適化ルーチン画面の別の実施例である。
【図９Ａ】図９は、本開示の腎不全血液治療システムおよび方法の特徴のうちのいくつかを要約する、概略的なフロー図である。
【図９Ｂ】図９は、本開示の腎不全血液治療システムおよび方法の特徴のうちのいくつかを要約する、概略的なフロー図である。
【図１０】図１０は、本開示のコンピュータデバイスの実施形態を図示する。
【図１１】図１１は、疑似１区画モデルの概念的説明である。
【図１２】図１２は、短期ＨＤおよび従来のＨＤ治療中の患者１に対するモデル化および測定された血漿リン濃度を示す。
【図１３】図１３は、短期ＨＤおよび従来のＨＤ治療中の患者２に対するモデル化および測定された血漿リン濃度を示す。
【図１４】図１４は、短期ＨＤおよび従来のＨＤ治療中の患者３に対するモデル化および測定された血漿リン濃度を示す。
【図１５】図１５は、短期ＨＤおよび従来のＨＤ治療中の患者４に対するモデル化および測定された血漿リン濃度を示す。
【図１６】図１６は、短期ＨＤおよび従来のＨＤ治療中の患者５に対するモデル化および測定された血漿リン濃度を示す。
【図１７】図１７は、時間平均期間にわたる定常状態リン質量平衡を説明するために使用される、概念的モデルである。
【図１８】図１８は、透析機リン酸塩クリアランスの関数としての透析前血清リン濃度への治療頻度自体の影響を図示する。
【図１９】図１９は、夜間形式の血液透析に関する治療時間および頻度の増加の影響を示す。
【図２０】図２０は、透析前血清リン濃度−ＫＭ＝５０ｍｌ／分への短期日常血液透析に関する治療頻度および治療時間を増加させることの影響を示す。
【図２１】図２１は、透析前血清リン濃度−ＫＭ＝５０ｍｌ／分への短期日常血液透析に関する治療頻度および治療時間を増加させることの影響を示す。
【図２２】図２２は、透析前血清リン濃度−ＫＭ＝１５０ｍｌ／分への短期日常血液透析に関する治療頻度および治療時間を増加させることの影響を示す。
【図２３】図２３は、透析前血清リン濃度−ＫＭ＝１５０ｍｌ／分への短期日常血液透析に関する治療頻度および治療時間を増加させることの影響を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（Ｉ．治療推定、予測、および最適化）
ここで図面、特に図１を参照すると、システム１０は、血液透析機、特に家庭用血液透析（「ＨＨＤ」）機等の腎不全血液治療機１００に治療処方を実装するための本開示の１つの最適化システムおよび方法を図示する。本開示のシステムおよび方法を操作するための１つの特によく適したＨＨＤ機は、（ｉ）米国特許出願公開第２００８／０２０２５９１号、（ｉｉ）米国特許出願公開第２００８／０２０８１０３号、（ｉｉｉ）米国特許出願公開第２００８／０２１６８９８号、（ｉｖ）米国特許出願公開第２００９／０００４０３３号、（ｖ）米国特許出願公開第２００９／０１０１５４９号、（ｖｉ）米国特許出願公開第２００９／０１０５６２９号、米国特許出願公開第２００９／０１０７３３５号、および（ｖｉｉ）米国特許出願公開第２００９／０１１４５８２号といった、米国特許出願に記載されており、そのそれぞれの内容は、参照することにより明示的に本明細書に組み込まれ、根拠とされる。ＨＨＤ機は、医師、臨床医、または看護師（便宜上、特に指定がない限り以降では医師１４と集合的に呼ばれる）によって処方される、実行する治療処方を容認するように特異的に修正または事前プログラムされる、少なくとも１つのプロセッサおよび少なくとも１つのメモリを含む。治療は、例えば、フラッシュドライブまたはユニバーサルシリアルバス（「ＵＳＢ」）等のメモリ記憶デバイスを介して、あるいはインターネットまたは他のローカルエリアまたは広域データネットワークを介して、ＨＨＤ機（便宜上、「ＨＨＤ機」とは、特に指定がない限り、以降では家庭血液透析、家庭血液濾過、家庭血液透析濾過、または連続腎代償療法（「ＣＲＲＴ」）機を指す）にダウンロードされる。
【００３５】
患者１２は、複数の好適な治療が提供され、例えば、患者のスケジュールした日または週に基づいて、治療の間で選択することを許可されてもよい。複数の腹膜透析療法の提供およびそれらからの選択を開示する、米国特許出願は、それぞれ本開示の出願人に譲渡された、（ｉ）米国特許出願公開第２０１０／００１０４２４号、（ｉｉ）米国特許出願公開第２０１０／００１０４２３号、（ｉｉｉ）米国特許出願公開第２０１０／００１０４２６号、（ｉｖ）米国特許出願公開第２０１０００１０４２７号、および（ｖ）米国特許出願公開第２０１０００１０４２８号を含み、そのそれぞれの内容全体は、参照することにより本明細書に組み込まれ、根拠とされる。
【００３６】
システム１０は、３つの構成要素、すなわち、推定構成要素２０、予測構成要素４０、および最適化構成要素６０を含む。
【００３７】
（推定構成要素）
推定構成要素２０は、選択の治療、例えば、血液透析、血液濾過、血液透析濾過、またはＣＲＲＴ療法を患者１２に実際に行うことと、実際の治療中の異なるときに、例えば、５回の異なるときに、血液サンプルを採取することとを有する患者検査２２を含む。検査治療は、例えば、サンプル時間が、例えば、検査の初め、３０分、１時間、および２時間である４時間治療となり得るか、または検査治療は、例えば、サンプルが、治療の初め、および１時間、２時間、４時間、５時間、６時間、および８時間で採取される８時間治療となり得る。検査治療持続時間およびサンプルの数は、所望に応じて変化させることができる。
【００３８】
血液サンプルはそれぞれ、尿素２４（小分子）、ベータ２−ミクログロブリン（「β２−Ｍ」）２６（中分子）、およびリン酸塩２８等の、あるマーカー溶質の濃度のレベルを決定するように分析される。ある透析療法、例えば、より長期の治療を実行する患者にとっては、場合によってはリン酸塩が患者に戻されなければならないほど、過剰なリン酸塩を患者から除去し得ることが知られている。システム１０は、患者が低リン酸塩レベルを経験する傾向があり得るか否かという決定を検討する。
【００３９】
治療中の既知のときに決定される濃度レベルは、一連のモデルまたはアルゴリズム３０、各関心の溶質に対して１つのモデル、例えば、尿素２４に対する第１のモデル３０ａ、β２−Ｍ２６に対する第２のモデル３０ｂ、およびリン酸塩２８に対する第３のモデル３０ｃに供給される。モデル３０（集合的にモデル３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・．３０ｎを指す）はそれぞれ、１つ以上のアルゴリズムを含むことができる。好適なモデル３０が本明細書において論議される。
【００４０】
推定構成要素２０の出力は、モデル３０を使用した患者の血液結果に基づき、したがって、患者に特有である各関心の溶質２４、２６、および２８に対する多数の推定患者パラメータ３２を含む。推定患者パラメータ３２が患者の生理学的構成に合わせられることが本開示にとって重要であるが、医師は、血液検査が過度に激しいか、または侵襲的であると感じる場合がある。したがって、システム１０はまた、経験的データ、例えば、年齢、体重、性別、血液型、一般的な血圧、身長、治療持続時間、栄養状態、および関心の溶質の動態に関係する疾患情報に基づく、例えば、患者に対する一般的パラメータ値を使用する代わりに、推定パラメータ３２も検討する。このデータは、システム１０を使用して経時的に開発できることが考えられる。システム１０のモデル３０に対する重要なパラメータは、推定患者パラメータ３２、および既知の、仮定された、または（モデル外で）計算された値４２を含み、例えば、
ＫＩＣは、分子および溶質に対する患者の区画間拡散係数であり、かつ推定パラメータ３２である；
ＫＤは、特定の分子および溶質に対する既知の透析機クリアランスであり、かつモデル外で計算されるパラメータ４２となり得る；
ＫＭは、患者のリン可動化クリアランスであり、かつ推定パラメータ３２である；
ＫＮＲは、特定の分子または溶質に対する患者の残留腎臓係数であり、かつ定数であると仮定されるパラメータ４２であってもよい；
Ｖは、リンの分布容量であり、かつ推定パラメータ３２である；
Ｇは、患者の摂取によって産生される特定の溶質または分子に対する生成率であり、かつ推定パラメータ３２であるか、または仮定パラメータ４２であってもよい；
ＶＰは、かん流または細胞外容量であり、かつ推定パラメータ３２である；
ＶＮＰ、非かん流または細胞内容量であり、かつ推定パラメータ３２である、
ＶＤは、尿素およびベータ２−ミクログロブリンに対するＶＰ＋ＶＮＰに等しい、体内の溶質分布容量であり、推定パラメータ３２である；
ＣＰは、溶質の細胞外濃度であり、検査２２から決定されるパラメータ４２であり、したがって、推定構成要素２０のモデル３０の中の既知数である（ＣＰは、測定された推定構成要素２０となり得るだけでなく、ＣＰは、予想モジュールによってＣｎｐとともに予測することもでき、その後に、ＣＰ等の測定および予測バージョンを比較して、システム１０の性能を計測できることに留意されたい）；
ＣＮＰは、溶質の細胞内濃度であり、測定することができず、検査２２の結果ではなく、モデルへの入力ではなく、代わりに、予測および最適化構成要素からの予測出力である；
ΦＮＰは、全分布容量に対する細胞外区画容量の比であり、ΦＰは、全分布容量に対する細胞内区画容量の比であり、その両方が文献からの既知のパラメータ４２である；
αは、透析間流体摂取、すなわち、水分摂取であり、平均流体摂取または体重増加に基づいてモデル３０の外で計算されるパラメータ４２である。
【００４１】
上記で示されたように、少なくとも７つの推定パラメータ３２、すなわち、ＫＩＣ、ＫＭ、Ｖ、Ｇ、ＶＰ、ＶＮＰ、およびＶＤがあり、ＶＮＰおよびＶＤは、ΦＰおよびΦＮＰを介してＶＤに関係する。便宜上、それらのうちの３つのみ、すなわち、ＫＩＣ、ＶＰ、およびＶＮＰが図１に図示されている。推定構成要素２０およびモデル３０を介して、７つのパラメータのうちのいずれか１つ、いくつか、または全てを推定できることを理解されたい。推定のための所望のパラメータが、例えば、予測構成要素４０の下で、溶質について図５において以下に示されるもののような選択ボックスを介して、医師によって選択されることを可能にすることが検討される。
【００４２】
また、血液流量、透析液流量、透析液の全容量、限外濾過流量、および限外濾過容量等の本明細書で論議される動作パラメータ４４、また、患者の生活様式に影響を及ぼす動作パラメータ４４もあり、例えば、
Ｔは、１つの事例では、各サンプルが推定構成要素２０において採取される持続時間であり、したがって、推定構成要素２０の検査２２に対する既知のパラメータ４２であり、別の事例では、予測４０および最適化６０構成要素における透析の持続時間であり；
Ｆは、治療の頻度であり、単一の検査治療２２については１であると解釈されるが、予測４０および最適化６０構成要素において変化させられる。
【００４３】
（予測構成要素）
次いで、推定患者パラメータ３２は、予測構成要素４０におけるモデルに、特に、個人化溶質流束および容量流束ルーチン５０にフィードバックされる。個人化溶質流束および容量流束ルーチン５０は、本質的に、構成要素２０の同じモデルまたはアルゴリズム３０を使用するが、ここでは、入力として推定構成要素３０の推定患者パラメータ３２を使用し、パラメータ３２を変数の代わりに既知の数にする。
【００４４】
図１に示されるように、患者予測構成要素４０は、透析機クリアランスＫＤ等の特定の溶質に対する、他の既知の、仮定された、または（モデル外で）計算された値４２を、個人化溶質流束および容量流束ルーチン５０の中に受け入れる。ルーチン５０において未知数として残されるものは、（ｉ）透析持続時間（「Ｔ」）および透析頻度（「Ｆ」）等の可変の処方動作パラメータ４４、および（ｉｉｉ）溶質２４、２６、および２８に対する溶質濃度５２（細胞内および細胞外の療法に対するＣ）である。予測構成要素４０に入力され、変化させられ得る他の機械動作パラメータ４４は、血液流量、透析液流量、透析液の全容量、限外濾過流量、および限外濾過容量を含む。溶質分布容量および全体内水分容量は、治療の全体を通して一定ではない。したがって、システム１０は、シミュレートされた治療持続時間中にシステム１０が変化することを可能にする可変容量モデルを使用する。次いで、予測構成要素４０は、Ｆ、Ｔ、ＫＤ等の所与の入力変数に基づいて、ＣＰ、ＣＮＰ、ＶＰ、およびＶＮＰを計算する。患者予測構成要素４０は、動作パラメータ４４の異なる実際の値、例えば、グラフのｘ軸値を入力し、溶質濃度５２、例えば、グラフのｙ軸値を出力する。
【００４５】
グラフは、ある溶質の濃度５２が、特定の一組の処方動作パラメータ４４について、例えば、１週間にわたってどのように変化するかを医師が視認することを可能にする。医師は、濃度５２の平均値または他の容認された定量化尺度、例えば、尿素のクリアランスに対する標準Ｋｔ／ｖを見ることができる。医師はまた、治療サイクルにわたって濃度５２のピーク値を見ることもできる。
【００４６】
医師は、治療持続時間および頻度入力パラメータを変化させて、出力された溶質濃度の複数組のグラフ、例えば、治療持続時間１および治療頻度１に対する尿素、β２−Ｍ、およびリン酸塩のグラフの組１、ならびに治療持続時間２および治療頻度２に対する尿素、β２−Ｍ、およびリン酸塩のグラフの組２を作成することができる。所望であれば、各一組のグラフを単一のグラフ上に合併させることができ、例えば、治療持続時間１および治療頻度１に対する単一のグラフ上の尿素、β２−Ｍ、およびリン酸塩濃度である。次いで、好適な溶質濃度を生じさせる治療持続時間および頻度を患者に伝達することができ、患者は次に、生活様式選好５４を適用して、ＨＨＤ機械１００にダウンロードするための１つ以上の選択された治療処方５６を生じさせる。次いで、患者または医師は、治療のために実行するために、例えば、週１回の頻度で処方のうちの１つを選択する。他の実施例では、血液および透析液流量はまた、あるクリアランス目標に達するように、または患者の必要性に適するように調整されてもよい。
【００４７】
また、医師のための視覚的レイアウトおよび機能性を最適化すること、すなわち、グラフおよび表の外観および動作を最適化すること、例えば、所望の適性パラメータの値が操作されることのみを可能にすることが、明示的に検討される。システム１０は、各医師の必要性および選好に合わせてカスタマイズされるように、これらの値を操作することができる。本明細書で示される画面は、したがって、実施例となることを目的とする。実施例は、本発明を限定することを目的としない。
【００４８】
（最適化構成要素）
最適化構成要素６０は、尿素２４の標的除去、β２−Ｍの標的除去、リン酸塩２８の標的除去、および限外濾過（「ＵＦ」）または治療の間に患者の内側に蓄積した過剰な水分の標的除去等の複数の治療標的６２を入力する。治療標的６２は、最適化ルーチン７０に導入される。一実施形態では、最適化ルーチン７０は、本質的に、ルーチン５０の場合のように、推定構成要素２０から得られた推定患者パラメータ３２を入力した推定構成要素２０について上記で論議された動態モデルまたは式３０を使用する。次いで、各溶質に対する計算は、予測構成要素４０の逆で行われる。つまり、処方動作パラメータ４４を入力し、溶質濃度５２を計算する代わりに、所望の溶質濃度５２が入力され、所望のまたは最適化された溶質濃度５２を満足させる動作パラメータ４４が計算される。ここで、最適化構成要素６０の結果７２は、予測構成要素４０の結果から独立しており、またはより正確には、予測構成要素４０の結果の逆である。最適化ルーチン７０は、各指定溶質の所望のまたは最適化された溶質濃度５２を満足させる１つ以上の治療処方７２を同定する。
【００４９】
具体的には、最適化構成要素６０の最適化ルーチン７０を使用する計算法は、臨床医による目標入力標的値（例えば、β２−Ｍ透析前血清濃度（「ＭＰＣ」）、尿素標準Ｋｔ／ｖ（ｓｔｄ  Ｋｔ／ｖ）、およびリン酸塩の定常状態の透析前血清濃度）を達成する治療状態を同定する、着実で安定した方法であることが分かっている。計算法は、複数の最適化された治療処方を同定し、最小数の反復シミュレーションを行うことによっそれをすることを試みる。最適化構成要素６０から出力された治療パラメータは、治療持続時間（「Ｔ」）、治療頻度（「Ｆ」）、血液および透析液流量（それぞれ「ＱＢ」および「ＱＤ」）を含むことができる。
【００５０】
一実施例では、標的（すなわち、入力）尿素ｓｔｄ  Ｋｔ／ｖおよびβ２−Ｍ  ＭＰＣは、それぞれ、２．０および２７．５ｍｇ／Ｌとなるように設定されてもよい。以下の表Ｉ．１は、尿素ｓｔｄ  Ｋｔ／ｖ、β２−Ｍ  ＭＰＣ、および治療持続時間の間の関係（例えば、曲線）を示す。実施例では、入力標的値は、点線によって示される。比較的容易な反復手段に従う最適化ルーチン７０は、患者が機械に接続される時間および機械が作動して透析液成分を消費しなければならない時間が最小化されるので、患者および血液透析機の両方にとって最適なＴであると推定される必要最小限のＴにおいて尿素ｓｔｄ  Ｋｔ／ｖおよびβ２−Ｍ  ＭＰＣの標的値の両方が満たされるまで、（所与の一組のＦ、ＱＢ、およびＱＤに対する）治療持続時間Ｔを変化させる。
【００５１】
第１のサンプル反復では、最適化ルーチン７０は、所望されるよりもはるかに良い適性パラメータを生じさせるほど概して十分に長い治療持続時間であるＴ１＝６００分においてシミュレーションを行う。第２のサンプル反復では、最適化ルーチン７０は、Ｔ２＝６００／２＝３００分でシミュレーションを行って、満足のいく結果を生じさせる。第３のステップでは、最適化ルーチン７０は、Ｔ３＝３００／２＝１５０分でシミュレーションを行い、今度は、ｓｔｄ  Ｋｔ／ｖおよびβ２−Ｍ  ＭＰＣの両方に対して不満足な結果を生じさせる。第４の反復では、最適化ルーチン７０は、増加した時間Ｔ４＝（１５０＋３００）／２＝２２５分でシミュレーションを行い、ｓｔｄ  Ｋｔ／ｖのみに対して満足のいく結果を生じさせる。第５の反復では、最適化ルーチン７０は、さらに増加した時間Ｔ５＝（２２５＋３００）／２＝２６３分でシミュレーションを行い、ｓｔｄ  Ｋｔ／ｖおよびβ２−Ｍ  ＭＰＣの両方に対して満足のいく結果を生じさせる。
【００５２】
各ステップの最後に、両方の標的パラメータが達成された場合、最適化ルーチン７０は、一実施形態では、標的と達成値との間の差を計算する。標的パラメータのうちの少なくとも１つの差が閾値よりも大きい場合、最適化ルーチン７０は、標的値により近い結果を達成するためにさらに別の反復を行い、持続時間Ｔをさらに減少させて、最適化する。上記の手順を使用して、最適化ルーチン７０は、Ｔ＝（２６３＋２２５）／２＝２４４分（太い垂直線）で最終シミュレーションを行うと、ｓｔｄ  Ｋｔ／ｖおよびβ２−Ｍ  ＭＰＣ標的の両方が満たされ、達成されたｓｔｄ  Ｋｔ／ｖおよびβ２−Ｍ  ＭＰＣと標的ｓｔｄ  Ｋｔ／ｖおよびβ２−Ｍ  ＭＰＣとの間の差は小さい。
【００５３】
図示されるように、２４４分の最適な治療持続時間Ｔが、再度、所与の一組のＦ、ＱＢ、およびＱＤについて、わずか６回の反復で見出される。次いで、以下で論議されるように生活様式に基づいた選択肢を患者に許容するように、複数の最適化された治療処方、例えば、様々な治療持続時間、頻度、血液、および／または透析液流量を同定することができる。
【００５４】
【表１】
0006018567.tif 000002
患者１２および医師１４は、所望のまたは最適化された溶質濃度５２および患者の生活様式選好７４における要因を満足させる治療処方を精査する。おそらく患者１２は、患者の配偶者が援助のために起きている日中の短期間の日常治療を好む。またはおそらく患者は、月曜日、水曜日、および金曜日に運動し、これらの日には汗をかくので、より少ないＵＦを有し、次いで、他の日に治療を実行することを好む。
【００５５】
所望のまたは最適化された溶質濃度５２を満足させる治療処方７２に生活様式選好７４を適用することは、選択された１つ以上の治療処方７６を生じさせる。選択された治療処方５６および７６は、例えば、機械１００への手動入力、メモリ記憶デバイス、例えば、フラッシュドライブまたはユニバーサルシリアルバス（「ＵＳＢ」）デバイスからのダウンロード、あるいはインターネット等のデータネットワークからのダウンロードを介して、機械１００にダウンロードすることができる。
【００５６】
例えば、患者が時々行っている定期的および周期的な血液検査７８により、選択された１つ以上の治療処方５６または７６を時々修正することが検討される。患者は、経時的に残留腎機能を失う場合があり、選択された１つ以上の治療処方５６または７６が修正される必要性をもたらす。血液作業は、いずれの場合でも、選択された１つ以上の治療処方５６または７６が１つ以上の溶質を十分効果的に除去していないことを示し、変化を促し得る。患者は、減量し、または生活様式の変化を受けてもよく、それは、あまり厳格ではない１つ以上の治療処方５６または７６が代わりに使用されることを可能にする。いずれの場合でも、生活様式選好７４は、選択された１つ以上の治療処方７６を可能性を伴って修正することに関与し続けることが検討される。
【００５７】
（サンプルスクリーンショット）
図２から８Ｂは、図１に関連して説明されたシステム１０をさらに図示するサンプルスクリーンショットである。図２から８Ｂのスクリーンショットは、医師の要求によってカスタム生成することができ、例えば、インターネット、ローカルエリアまたは広域ネットワークを介して、ＨＨＤ機１００とデータネットワーク通信することができる医師、臨床医、または看護師によって使用される１つ以上のコンピュータのプロセシングおよびメモリ上に実装することができる。また、特にセンター内機械について、機械１００の１つ以上のプロセシングおよびメモリにおいて、システム１０および図２から８Ｂのスクリーンショットを実装することも検討される。
【００５８】
図２は、患者パラメータ推定構成要素２０、治療予測構成要素４０、または治療最適化構成要素６０に参入するか、またはそれらと連動するかを医師が選択することを可能にするサンプル起動画面を図示する。システム１０は、始めから終わりまで上記で説明された。しかしながら、医師が予測構成要素４０または治療最適化構成要素６０のいずれか一方に直接飛ぶことができるように、患者パラメータ推定構成要素２０がすでに実施されていてもよい。上記で論議されたように、治療最適化構成要素６０は、予測構成要素４０から独立して動作することができる。したがって、医師が、特定の時間またはシステム１０の適用において、予測構成要素４０および最適化構成要素６０のうちの１つを使用するのみであってもよい。
【００５９】
予測構成要素４０および治療最適化構成要素６０は、患者パラメータ推定構成要素２０からの情報に依存するが、患者１２が検査２２を受けることを希望しないか、または医師１４が患者１２に検査２２を受けてもらいたくない場合、年齢、性別、血液型、もし分かれば残留腎機能等の患者の情報に基づいて、標準化された値を使用することが可能であってもよいが、これは好ましくはないことに留意されたい。また、患者カテゴリに基づいて、実行可能な標準化された推定患者パラメータ３２を提供してもよい、システム１０を使用して経時的に開発された推定患者パラメータ３２のデータベースを維持することも明示的に検討される。
【００６０】
図３は、パラメータ推定構成要素２０に対するサンプルデータ入力および検査２２結果画面を図示する。左の画面は、名前、年齢、性別、および体重等の患者情報を受け入れる。システム１０は、この入力データのうちのいずれかの下でファイルを検索できることが検討される。医師は、全治療時間、血液流量、透析液流量（または全容量）、およびＵＦ速度または容量（図示せず）等の検査２２のデータを、図３の画面の中央に入力する。次いで、患者は、この入力データに従って実行される検査治療を受ける。次いで、右の図３の画面は、治療の経過にわたる種々の時間に尿素２４、β２−Ｍ２６、およびリン酸塩２８に対して行われた血液検査の結果を受け入れ、分析された溶質のそれぞれに対する時間ベースのプロファイルを形成する。図３に示されるサンプル時間は、開始時間、ならびに開始時間から１時間、２時間、４時間、５時間、６時間、および８時間を含む。より多いまたは少ない時間入力を含む、他の間隔を代替として使用することができる。
【００６１】
図４は、サンプル推定患者パラメータ３２の表示画面を図示する。推定患者パラメータ３２は、例えば、生成率Ｇ、細胞内クリアランスＫＩＣ、リン可動化クリアランスＫＭ、および分布容量ＶＤ（ＶＤ＝ＶＰ＋ＶＮＰ、ＶＰは、かん流または細胞外容量であり、ＶＮＰは、非かん流または細胞内容量である）を含むことができる。Ｇ、ＫＩＣ、およびＶＤの値は、推定構成要素２０のモデル３０の出力であり、次いで、推定患者パラメータ３２として、構成要素４０および６０で入力データとして使用される。
【００６２】
図５は、予測構成要素４０のサンプル入力画面を図示する。図示した実施例では、医師は、画面の左で、尿素２４およびβ２−Ｍに対する予測ルーチンを実行することを選択する（ボックスがチェックされている）が、リン酸塩２８に対しては選択しない（ボックスがチェックされていない）。医師はまた、動作入力４４も入力し、すなわち、医師は、１回のセッションにつき３時間（すなわち、Ｔ）にわたって１週間に５日（すなわち、Ｆ）実行される治療をモデル化することを希望する。上記で論議されたように、代替として、または加えて、ＦおよびＴに入力されてもよい（および変化させられてもよい）他の機械動作パラメータは、血液流量、透析液流量、透析液の全容量、限外濾過流量、および限外濾過の全容量を含む。「戻る」および「実行する」ボタンは、特定の構成要素が選択された時に、医師が構成要素２０、４０、または６０のそれぞれを通してナビゲートすることを可能にする。
【００６３】
図６は、個人化溶質流束および容量流束ルーチン５０を実行した後の結果を示す、予測構成要素４０のサンプル出力画面を図示する。所望であれば、例えば、左に沿った尿素濃度の尺度および右に沿ったβ２−Ｍの尺度を伴って、濃度の結果を単一のグラフ上に合併させることができる。溶質濃度５２は、代替として、表計算形式で表示することができるが、ｘ軸に沿って特定の治療処方の使用の開始からの日数を伴って、グラフ形式で図６に示されている。このようにして、医師は、所与の頻度および持続時間に対して、および患者の個人化推定パラメータに対して、予測溶質プロファイルを容易に見ることができる。溶質濃度５２はまた、平均または標準化形式で、例えば、当業者によって理解される標準Ｋｔ／ｖとして示される。ピーク濃度および平均または標準化濃度を知ると、医師は、提案された頻度および持続時間が、選択された溶質、ここでは尿素２４およびβ２−Ｍ２６にとって十分であるか否かを迅速に決定することができる。図６で描写されるように、Ｐは、かん流または細胞外に相当し、ＮＰは非かん流または細胞内に相当する。溶質、例えば、尿素が、細胞外または血液容量の中にある場合、透析機は、容易に溶質を取り除くことができる。溶質が細胞内容量の中にある場合、溶質は、最初に細胞外容量に入り、ＫＩＣによって定義される抵抗を克服しなければならない。
【００６４】
図６は、特定の治療持続時間Ｔおよび頻度Ｆに対する濃度値を図示する。医師は、予測構成要素４０を再実行してＴおよびＦを変化させることが検討される。次いで、医師は、臨床的に容認可能である、例えば、（ｉ）Ｔ１、Ｆ１、（ｉｉ）Ｔ２、Ｆ２、（ｉｉｉ）Ｔ３、Ｆ３等から、１組以上のグラフを選択することができる。次いで、容認可能なグラフまたはそれらの対応する治療処方は、患者の生活様式の必要性および／または要件を最も良く満足させる、１つ以上のグラフまたは処方を選択する、患者で精査することができる。
【００６５】
図７は、最適化構成要素６０のサンプル入力画面を図示する。予測構成要素４０に反して実行すると、医師は、最適化構成要素６０において、治療結果の所望の値、例えば、標準Ｋｔ／ｖを介した、尿素の所望の値、例えば、１リットル当たりのミリグラム単位の透析前リン血漿濃度におけるリンの所望の値、例えば、１リットル当たりのミリグラム単位のβ２−Ｍの所望の値、および例えば、リットル単位の所望の限外濾過液（「ＵＦ」）除去値を入力する。ＵＦは、概して、機械制御された機能であるが、溶質除去に影響を及ぼすことができるため、ＵＦの入力は、最適化に望ましい。
【００６６】
図８Ａは、入力された尿素およびβ２−Ｍ（および所望であればリン酸塩）要件について、（側方に沿って）１週間当たりの日数における頻度および（上部に沿って）時間単位の治療持続時間の表計算を示し、その溶質に対する要件を満足させる治療に対応するセルの中に「Ｘ」を入れる、最適化ルーチン７０の実施例を示す。図８に示される１２の可能な組み合わせでは、２つ（３時間治療の４日間および逆も同様）が尿素およびβ２−Ｍに対する要件を満足させる。次いで、患者は、どのオプションが自分の生活様式により良く適合するかを決定することができる。また、両方の処方は、機械入力または選択された処方７２となり得る。次いで、患者は、例えば、週１回の頻度で、２つの承認および選択された処方のうちのどれが、その週により良く適合するかを決定する。
【００６７】
図８Ａはまた、最適化構成要素６０に対する入力パラメータ７２例、ここでは、尿素およびβ２−Ｍ最適化ルーチン７０における頻度の組み合わせの全てに対する式で使用される、結果として生じる血液流量、全溶液容量、透析液流量（または全容量）、およびＵＦ速度（または容量）も示す。医師は、システム１０から独立して、血液流量および透析液流量等を計算して、所望のＫＤ値を達成することができる。しかしながら、これらの計算は、予測４０および／または最適化６０構成要素の一部として行われる計算から独立している。システム１０について、流量は、ＫＤを決定するように入力され、それは次に、予測および／または最適化構成要素４０および６０に入力される。
【００６８】
図８Ｂは、入力された尿素およびβ２−Ｍ（および所望であればリン酸塩）要件について、（側方に沿って）１週間の日数における治療頻度（すなわち、Ｆ）および（上部に沿って）時間単位の治療持続時間（すなわち、Ｔ）の表計算を示す、最適化ルーチン７０の別の実施例を示す。ここでは、１週間の実際の日数が示されている。最適化構成要素６０は、同じ日数の異なる組み合わせ、例えば、月曜日／水曜日／金曜日の３日対月曜日／水曜日／土曜日の３日を同定することができる。一実施形態では、システム１０は、治療頻度値が入力される、ある事前設定された日を仮定する。例えば、１週間当たり３日のＦについて、システム１０は、例えば、月曜日／水曜日／金曜日を仮定する。しかしながら、システム１０は、医師１４が（Ｆを入力することとは対照的に）特定の日を入力することを可能にする。システム１０は、入力された日に従って計算を行う。次いで、システム１０が体内の溶質の蓄積をより正確に追跡することができるため、カスタム治療日数をシミュレートする能力が重要となり得る。
【００６９】
図８Ｂでは、次いで、各セルが、特定の溶質だけのクリアランスについてではなく、グループとして分析された溶質について、色分けされ、または（例えば）３つのカテゴリのうちの１つに別様に指定される。ルーチン７０のチャートの右上に位置する、尿素の所望の標準化Ｋｔ／ｖ値は、溶質洗浄剤のグループを示す。溶質クリアランスの各セルは、不十分、境界線、または十分として実施例で標識される。例えば、十分は、全ての要件を満足させるを意味することができ、境界線は、いくつかの要件を満足させる、または全ての要件をほぼ満足させるを意味することができる一方で、不十分は、ほとんどまたは全ての要件を満たさないを意味する。異なる意味を有する、３つより多いまたは少ない分類を、代替として使用することができる。次いで、患者は、十分な治療処方セルのうちの１つから選択する、例えば、最も厳密ではない治療処方を選択することができる。
ここで図９を参照すると、方法１１０は、本明細書で論議されるシステム１０の構成要素２０、４０、および６０の間の関係を図示する。方法１１０は、構成要素２０、４０、および６０の間の関係を理解するのに役立つように意図されており、上記で詳細に説明されている構成要素の全ての代替案を説明するように決して意図されていない。
【００７０】
楕円１１２において、方法１１０が始まる。ブロック１１４では、尿素、β２−Ｍ、およびリン酸塩等の種々の溶質の濃度レベルを決定するように、検査治療が患者に行われる。システム１０および方法１１０に対する溶質は、これら３つの溶質に限定されず、カルシウム、副甲状腺ホルモン（「ＰＴＨ」）、およびｐ−クレゾール硫酸等のあるタンパク結合溶質等のその他を含むことができる。これらおよび他の溶質がシステム１０および方法１１０に含むことが明示的に検討される。付加的な溶質は、例えば、一般的適性に関する、および／またはリン酸塩クリアランス／可動化と相関するため、推定構成要素２０における検査を介して、少なくとも追跡することができる。付加的な溶質は、最終的に予測構成要素４０を介して予測することができ、リン酸塩について以下で行われているように、モデルが付加的な溶質のために将来考案される時に、構成要素６０を介して最適化することができる。
【００７１】
ブロック１１６ａ、１１６ｂ、および１１６ｃにおいて、少なくとも１つの患者特有のパラメータを決定するように、尿素、β２−Ｍ、およびリン酸塩の濃度レベルが、対応する動態モデルに供給される。溶質の検査濃度の全て、溶質の全てよりも少ない検査濃度、または溶質の何らかの平均検査濃度が、対応する動態モデルに入力されてもよい。
【００７２】
ブロック１１８ａ、１１８ｂ、および１８８ｃにおいて、溶質のクリアランス容量または溶解レベルを決定するように、少なくとも１つの患者特有の推定パラメータが、治療持続時間（すなわち、Ｔ）および治療頻度（すなわち、Ｆ）等の少なくとも１つの機械動作パラメータとともに、尿素、β２−Ｍ、およびリン酸塩に対する対応動態モデルに供給される。
【００７３】
ブロック１２０ａ、１２０ｂ、および１２０ｃにおいて、尿素、β２−Ｍ、およびリン酸塩の溶質クリアランス値が、医師の評価のためにグラフで描かれ（単一の複合グラフとなり得る）、または表示される。菱形１２２ａ、１２２ｂ、および１２２ｃにおいて、ブロック１１８ａから１１８ｃおよび１２０ａから１２０ｃが、別の一組の入力された動作治療パラメータについて繰り返されるか否かが決定される。もしそうでなければ、ブロック１２４において、医師は、どのグラフ、表、処方が臨床的に容認可能であるかを決定する。
【００７４】
ブロック１２６ａから１２６ｃにおいて、式を満たし、１つ以上の溶質の所望のレベルを達成する１つ以上の機械動作パラメータを決定するように、尿素、β２−Ｍ、およびリン酸塩に対する患者特有の推定パラメータが、所望の溶質除去レベルまたは溶質のレベルとともに、対応する動態モデルに供給される。
【００７５】
ブロック１２８において、所望の溶質レベル（または所望の溶質レベルのうちのいくつか）を達成する機械動作パラメータが、医師のために表示される。次いで、医師は、患者のための最も臨床的に容認可能な治療に焦点を合わせることができる。
【００７６】
予測ブロック１２４および最適化ブロック１２８の両方から供給される、ブロック１３０において、どの１つ以上の選択された治療処方が患者の個人的必要性に最も良く適するかを決定するように、医師が患者と相談する。上記で論議されたように、機械動作パラメータは、Ｔ、Ｆ、ならびに流体流量および／または容量等のその他を含む。これらの他のパラメータは、医師によって命じられる可能性が高く、患者と交渉可能になりそうにはない。ある程度、ＴおよびＦは、他のパラメータを駆動する。例えば、より短い治療が、おそらく、より高い流量を必要とする。
【００７７】
ブロック１３２において、選択された１つ以上の治療処方が、患者の（または診療所の）腎不全治療機（例えば、ＨＨＤ機１００）にダウンロードされる。複数の選択された処方がダウンロードされた場合、患者は、例えば、週１回、どの処方を実行するかを選択する権限を持ってもよい。代替として、医師が、少なくとも最初に、どの処方を実行するかを決定付けてもよい。処方ダウンロードは、データネットワーク、あるいはＵＳＢまたはフラッシュドライブ等のデータ記憶デバイスを介してもよい。
【００７８】
代替実施形態におけるシステム１０は、以下で第ＩＩ項において詳細に論議される、方法、モデル、および式のうちのいずれかを組み込むことができると理解されたい。
【００７９】
（動態モデル化）
（（ｉ）尿素およびβ２−Ｍモデル化）
システム１０に対する尿素およびβ２−Ｍの好適な動態モデル３０が、以下に示され、２区画モデルに対して、
【００８０】
【化１】
0006018567.tif 000003
について、その内容全体が参照することにより明示的に本明細書に組み込まれ、根拠とされるＷａｒｄ（Ｗａｒｄ  ｅｔ  ａｌ．，Ｋｉｄｎｅｙ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，６９：１４３１  ｔｏ  １４３７（２００６））、
および、
【００８１】
【化２】
0006018567.tif 000004
について、その内容全体が参照することにより明示的に本明細書に組み込まれ、根拠とされるＣｌａｒｋ（Ｃｌａｒｋ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．ＡＭ．Ｓｏｃ．Ｎｅｐｈｒｏｌ．，１０：６０１−６０９（１９９９））によって詳細に説明されている。
【００８２】
上記の式は、尿素およびβ２−Ｍの両方に適用可能である。同じモデルが両方の溶質に使用され、生成率、非腎クリアランス、分布容量等のパラメータ値が異なる。
【００８３】
（（ｉｉ）質量平衡モデル化）
システム１０に対する電解質平衡、例えば、ナトリウム、カリウム等の１つの好適なモデルは、３区画モデルであり、その内容全体が、参照することにより明示的に本明細書に組み込まれ、根拠とされる、Ｕｒｓｉｎｏら（Ｕｒｓｉｎｏ  Ｍ．ｅｔ  ａｌ．，Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｏｌｕｔｅ  Ｋｉｎｅｔｉｃｓ，Ａｃｉｄ−Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｕｓ，ａｎｄ  Ｂｌｏｏｄ  Ｖｏｌｕｍｅ  Ｃｈａｎｇｅｓ  Ｄｕｒｉｎｇ  Ｐｒｏｆｉｌｅｄ  Ｈｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓ，Ａｎｎａｌｓ  ｏｆ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｖｏｌ．２８，ｐｐ．２０４−２１６（２０００））によって詳細に説明されている。
【００８４】
（（ｉｉｉ）代替液に対するモデル化修正）
本明細書で説明されるように、システム１０は、透析に限定されず、血液濾過および血液透析濾過等の他の腎不全血液治療に適用することができる。血液濾過および血液透析濾過は両方とも、透析の浸透クリアランスの代わりに（血液濾過）またはそれに加えて（血液透析濾過）使用される、対流クリアランスのために、血液ラインの中へ直接送出される代替液の使用を伴う。
【００８５】
以下の式は、出願人らが見出した動態モデルへの修正を、代替液の使用のために全てに行えることを示す。以下の第１の式は、質量平衡への影響を示す。具体的には、因数ＱＲ＊Ｃｓ，Ｒが、代替液のために加えられる。以下の第２の式は、透析機クリアランスへの対流クリアランス（Ｊｓ（ｔ））の影響を示す。
【００８６】
【化３】
0006018567.tif 000005
（ＩＩ．リン酸塩モデル化）
（血液透析患者におけるリン酸塩予測方法およびその用途）
本明細書で論議されるシステムに照らして、血液透析両方の前、間、および後の血液透析患者における血清または血漿リン濃度またはレベルを予測する方法を提供することが検討される。血清リンレベルを予測できることは、血液透析患者のための最適な治療計画を決定するのに有用となり得る。これらの方法は、患者のための血液透析療法を最適化するように、本明細書で説明されるシステムおよびコンピュータデバイスのうちのいずれかに組み込むことができる。
【００８７】
末期腎疾患患者における血清リンの上昇レベルは、主に心臓関連の原因による、より高い死亡率のリスクと関連付けられている。そのような関連は、世界中で経時的に種々の国の間で実証されてきた。関与する生理学的機構は不完全に理解されたままであるが、血清リンレベルの不十分な制御およびカルシウムベースのリン酸塩結合剤の使用が、冠状動脈石灰化の急速な進行、動脈壁の増大した剛性、および高い血圧と結び付けられている。
【００８８】
ほとんどの血液透析（「ＨＤ」）患者における血清リン濃度の制御は、リン酸塩の腸内吸収を阻害するための経口リン酸塩結合剤の日常使用およびＨＤ治療によるリン酸塩の除去の両方を必要とする。この二重アプローチにもかかわらず、一般的な洋風の食事は高いリン酸塩含有量を含有するため、高リン血症がしばしば起こる。カルシウムベースの経口リン酸塩結合剤が、それらの低費用のため、依然として広く使用されており、より効果的な結合剤は活発に開発中である。他の努力が、しばしば大幅な改良を伴わずに、種々の方法によって、週に３回の治療中のリンの透析除去を増加させようとしてきた。一貫して血清リン濃度を低減することが示されている唯一のＨＤ処方パラメータは、週３回のＨＤの間およびより頻繁に適用されるＨＤ治療の間の両方における、より長期の治療の使用である。
【００８９】
着実で実用的なリン動態モデルを使用して、血液透析を受ける患者の血清リンレベルを予測または決定する方法は、個別の患者基準で新しいＨＤ治療法を効果的に修正することを可能にする。実施形態では、血液透析中に患者における血清リン濃度を予測する方法が提供される。方法は、（例えば、蛍光分析および比色分析等の任意の好適な測定方法を使用して）血液透析治療セッション時間にわたる患者の血清リン濃度（「Ｃ」）、および治療セッションの全治療時間で割られる、初期血液透析治療セッション中の患者の透析前および後の体重の間の差によって計算される限外濾過または流体除去速度（「ＱＵＦ」）を測定するステップと、以下の形式の解析解
【００９０】
【数１】
0006018567.tif 000006
を有する支配輸送式に非線形最小二乗適合を使用して、患者のＫＭおよびＶＰＲＥを推定するステップとを含む。
ここで、ｔは、血液透析治療セッション中の時間であり、Ｔは、血液透析治療セッションの終了後の時間であり、ｔｔｘは、血液透析治療セッションの全持続時間であり、ＣＰＲＥは、透析前血漿リン濃度であり、ＣＰＯＳＴは、透析後血漿リン濃度であり、ＫＭは、患者のリン可動化クリアランスであり、ＫＲは、リン酸塩の残留腎クリアランスであり、ＫＤは、透析機リン酸塩クリアランスであり、ＶＰＲＥは、患者のリンの透析前分布容量であり、
【００９１】
【数２】
0006018567.tif 000007
である。
【００９２】
次いで、患者のＣ（すなわち、血清リン濃度）は、患者の以前に推定された一組のＫＭおよびＶＰＲＥに対して、式ＡおよびＢを使用することによって、任意の血液透析治療セッション中の任意の時間に予測することができる。非線形最小二乗適合の代替として、ＶＰＲＥはまた、患者の体重または体内水分量のある割合として推定することもできる。
【００９３】
別の実施形態では、限外濾過速度がごくわずかであると仮定される（すなわち、ＱＵＦ＝０）ときに、血液透析中に患者における血清リン濃度を予測する方法が提供される。方法は、（例えば、蛍光分析および比色分析等の任意の好適な測定方法を使用して）初期血液透析治療中の患者のＣを測定するステップと、以下の形式の解析解
【００９４】
【数３】
0006018567.tif 000008
を有する支配輸送式に非線形最小二乗適合を使用して、患者のＫＭおよびＶＰＲＥを推定するステップとを含む。
【００９５】
患者のＣは、患者の所与の一組の以前に推定されたパラメータＫＭおよびＶＰＲＥに対して、式ＤおよびＥを使用することによって、任意の血液透析治療セッション中の任意の時間に予測することができる。代替として、ＶＰＲＥはさらに、患者の体重または体内水分量のある割合として推定することができる。実施形態では、ＫＭは、ＱＵＦ≠０である場合からのデータを使用して推定され、ＱＵＦ＝０である式Ｄに使用されてもよい。
【００９６】
本明細書で説明される、血液透析中に患者における血清リン濃度を予測する方法のうちのいずれかでは、以下の式
【００９７】
【数４】
0006018567.tif 000009
【００９８】
【数５】
0006018567.tif 000010
を使用してＫＤを決定することができる。
【００９９】
ＱＢおよびＱＤは、式ＦおよびＧを使用して所望の透析機クリアランスＫＤが計算される血液および透析液流量である。ＫＯＡは、一組の血液および透析液流量ＱＢ，ＭおよびＱＤ，Ｍが、透析機クリアランスＫＤ，Ｍをもたらし、Ｈｃｔが、患者の血液サンプルから測定されるヘマトクリット数である、以前の測定の結果として得られるリン酸塩の透析機質量移動面積係数である。代替として、以下の式
【０１００】
【数６】
0006018567.tif 000011
を使用して、任意のときにＫＤを決定することができる。
ここで、ｔｓは、サンプリング時間であり、ＣＤ（ｔｓ）は、時間ｔｓにおける透析液流出中のリンの濃度であり、ＱＤ（ｔｓ）は、時間ｔｓにおける透析液流量であり、Ｃ（ｔｓ）は、時間ｔｓにおける血清リン濃度である。
【０１０１】
非線形最小二乗適合の代替として、以下の代数式
【０１０２】
【数７】
0006018567.tif 000012
を使用して、ＫＭを決定することができる。
【０１０３】
患者のＣは、例えば、１５分または３０分毎等の血液透析治療セッション中の任意の好適なときに測定することができる。ｔｔｘは、例えば、２、４、または８時間等の任意の好適な時間量となり得る。Ｔは、例えば、３０分または１時間毎等の任意の好適な時間となり得る。
【０１０４】
ＶＰＯＳＴは、患者が正水和していると見なされるときの血液透析治療の終了時のリンの分布容量の尺度である。このパラメータは、細胞外流体の容量に近似する。したがって、ＶＰＯＳＴは、患者の水和状態を評価するために使用することができる、臨床的関連患者パラメータである。以前に決定されたＶＰＲＥを知ることからの適用において、以下の式
【０１０５】
【数８】
0006018567.tif 000013
を使用してＶＰＯＳＴを決定することができ、ＶＰＯＳＴの値に基づいて好適な治療を患者に提供することができる。式から分かるように、ＱＵＦ＝０であれば、ＶＰＯＳＴ＝ＶＰＲＥである。
【０１０６】
コンピュータデバイスを使用して、血液透析中に患者におけるリン可動化を予測する方法の特定のステップを行うことができる。そのようなコンピュータデバイスは、表示デバイスと、入力デバイスと、プロセッサと、プロセッサによって実行されたときに、（ａ）血液透析治療セッション時間にわたる血液透析患者のＣ、および治療セッションの全治療時間で割られる、血液透析治療セッション中の血液透析患者の透析前および後の体重の間の差によって計算されるＱＵＦに関するデータを受信し、（ｂ）以下の形式の解析解
【０１０７】
【数９】
0006018567.tif 000014
を有する支配輸送式に非線形最小二乗適合を使用して、患者のＫＭおよびＶＰＲＥを推定し、
そして、（ｃ）患者の所与の一組の推定パラメータＫＭおよびＶＰＲＥに対する式ＬおよびＭを使用することによって、血液透析中の任意のときに患者のＣを予測するために、プロセッサを表示デバイスおよび入力デバイスとともに動作させる複数の命令を記憶するメモリデバイスとを含むことができる。本明細書に記載される式のうちのいずれかを使用して、式ＬおよびＭに対する変数を決定できることを理解されたい。血液透析患者について得られる情報／データは、表示／印刷することができ、血液透析患者のための改良型治療および栄養計画を提供するために、医療提供者によって使用することができる。血液透析中の患者におけるリン可動化を決定する方法について以前に論議された適切な式および測定を使用して、未知の因数のうちのいずれかを決定することができる。
【０１０８】
【数１０】
0006018567.tif 000015
コンピュータデバイスはまた、ＫＲ、ＫＤ、または血清リン濃度を収集するためのサンプリング時間のうちの少なくとも１つに関するデータを受信するように、表示デバイスおよび入力デバイスとともにプロセッサを動作させるソフトウェアに従って、事前プログラムまたは実行することもできる。実施形態では、コンピュータデバイスは、第Ｉ項で説明されるシステム１０となり得る。
【０１０９】
血液透析中の患者におけるリン可動化を決定する前述の方法とともに、ＨＤ療法で治療された患者における定常状態透析前血清リンレベル（「ＣＳＳ−ＰＲＥ」）を予測するための質量平衡モデルも開発されてきた。質量平衡モデルは、個別患者における定常状態透析前血清リンレベルを決定するために、透析中およびリバウンド期間にわたって疑似１区画モデルと組み合わせて使用された。このモデルを使用して、個別血液透析患者の血清リンレベルへの特定の治療パラメータ（例えば、透析機リン酸塩クリアランス、毎週の治療頻度、治療持続時間等）の影響を評価することができる。
【０１１０】
開示された定常状態質量平衡モデルは、定常状態透析前血清リンレベルを予測するように、透析中リン動態を、食事摂取、リン酸塩結合剤の使用、および残留腎クリアランスと組み合わせる。以前のモデルを用いたものと違って、このモデルを用いた予測は、簡略化された計算を伴い、したがって、このモデルは、日常臨床診療において容易に統合することができる。さらに、モデルは、個人化予測を可能にする患者特有のパラメータを伴う。このモデルは、最終的に、ＨＨＤデバイスを用いた治療を最適化して、必要最小限の容量の透析液（すなわち、最小限化された使用水量）を使用して十分な量のリンを除去するために、使用することができる。代替として、モデルは、透析液中の必要リン酸塩補給の量を決定するために使用することができる。
【０１１１】
動態モデルの用途において、血液透析患者におけるＣＳＳ−ＰＲＥを決定する方法が提供される。方法は、少なくとも患者の食事リン摂取または患者の尿素動態モデル化からリンの正味発生（「Ｇ」）を得るステップと、以下の式
【０１１２】
【数１１】
0006018567.tif 000016
を使用して血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥを決定するステップとを含む。
ここで、Ｆは、１週間当たりの治療の頻度であり、ｔｔｘは、（例えば、１回の治療セッション当たりの分数の単位での）１回の血液透析治療セッションの治療時間であり、ＫＤは、透析機リン酸塩クリアランスであり、ＫＲは、リン酸塩の残留腎クリアランスであり、
【０１１３】
【化３１】
0006018567.tif 000017
は、透析治療中の正規化時間平均血漿リン濃度であり、
【０１１４】
【化３２】
0006018567.tif 000018
は、透析間間隔に対する正規化時間平均血漿リン濃度である。患者のＣＳＳ−ＰＲＥへの患者パラメータまたは治療パラメータのうちの少なくとも１つの影響は、患者にとってＣＳＳ−ＰＲＥの最適な範囲を得るようシミュレートすることができる。例えば、患者パラメータは、Ｇ、ＫＭ、またはＶＰＲＥとなり得て、治療パラメータは、ｔｔｘ、ＫＤ（例えば、ＱＢ、ＱＤ）、またはＦとなり得る。
【０１１５】
代替実施形態では、血液透析患者におけるＣＳＳ−ＰＲＥを予測する方法が提供される。方法は、以下の式を使用してリンの正味発生（「Ｇ」）を決定するステップを含む。
【０１１６】
【数１２】
0006018567.tif 000019
ここで、ＣＳＳ−ＰＲＥ−ＩＮは、式Ｐを使用したＧの計算前の特定の時間にわたって血液透析療法（例えば、ＫＤ、Ｆ、およびｔｔｘによって同定される）によって維持される血液透析患者の最初の測定された定常状態透析前血清リンレベルである。特定の時間は、例えば、Ｇが計算される時間の前の少なくとも１週間、２週間、３週間、１ヶ月、２ヶ月、３ヶ月、４ヶ月、またはそれ以上となり得る。Ｆは、１週間当たりの治療の頻度であり、ｔｔｘは、（例えば、１回の治療セッション当たりの分数の単位での）１回の血液透析治療セッションの治療時間であり、ＫＤは、透析機リン酸塩クリアランスであり、ＫＲは、リン酸塩の残留腎クリアランスであり、
【０１１７】
【化３３】
0006018567.tif 000020
は、透析治療中の正規化時間平均血漿リン濃度であり、
【０１１８】
【化３４】
0006018567.tif 000021
は、透析間間隔に対する正規化時間平均血漿リン濃度である。
【０１１９】
いったんＧが式Ｐを使用して計算されるか、または他の方法によって推定されると、定常状態血清リン濃度への血液透析治療パラメータの変化の影響を予測する際に使用することができる。例えば、いったん血液透析患者のＧが分かると、式Ｏを形成するように式Ｐを再編し、血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥの値を求めるために既知のＧを利用することによって、異なる血液透析治療条件下での患者のＣＳＳ−ＰＲＥを予測することができる。患者のＣＳＳ−ＰＲＥへの患者パラメータまたは治療パラメータのうちの少なくとも１つの影響をシミュレートすることができ、次いで、ＣＳＳ−ＰＲＥが所望の範囲内であるように、血液透析患者の治療計画を修正することができる。
【０１２０】
一般に、末期腎疾患がある患者において、定常状態透析前血清リンレベルの最適な範囲がある。所望の最適な範囲内の定常状態透析前リンレベルをもたらす、最適な処方／計画／栄養療法は、例えば、本明細書で以前に説明されたＨＨＤシステムの中の最適化構成要素において式ＯおよびＰを使用して、決定することができる。血液透析処方および患者挙動の変化（例えば、食事の変化）がＧの変化につながり得るため、所望の範囲内でＣＳＳ−ＰＲＥを維持するための式ＯおよびＰに基づく家庭血液透析療法の最適化が有利である。
【０１２１】
血液透析患者におけるＧまたはＣＳＳ−ＰＲＥを決定する方法のうちのいずれかにおいて、以下の式
【０１２２】
【数１３】
0006018567.tif 000022
を使用して、
【０１２３】
【化３５】
0006018567.tif 000023
および
【０１２４】
【化３６】
0006018567.tif 000024
を決定することができる。
ここで、ＫＭは、患者のリン可動化クリアランスであり、ＱＷＧは、透析間時間間隔中の患者による一定の流体獲得の速度（ＱＷＧ＝（ｔｔｘＱＵＦ）／（１００８０／Ｆ）によって計算される）であり、ＱＵＦは、患者から除去される流体の一定の速度であり、ＶＰＲＥは、血液透析治療セッション前の患者のリンの透析前分布容量であり、ＶＰＯＳＴは、血液透析治療セッションの終了時の患者のリンの透析後分布容量である。
【０１２５】
血液透析療法中の患者からのごくわずかな正味限外濾過または流体除去があり、血液透析療法間に体重増加がないときに、血液透析患者におけるＧまたはＣＳＳ−ＰＲＥを決定する方法のうちのいずれかにおいて、以下の式
【０１２６】
【数１４】
0006018567.tif 000025
を使用して、
【０１２７】
【化３７】
0006018567.tif 000026
および
【０１２８】
【化３８】
0006018567.tif 000027
を決定することができる。
【０１２９】
本明細書に記載される式のうちのいずれかを使用して、式ＳおよびＴに対する変数を決定できることを理解されたい。
【０１３０】
血液透析患者におけるＧまたはＣＳＳ−ＰＲＥを決定する方法のうちのいずれかにおいて、以下の式
【０１３１】
【数１５】
0006018567.tif 000028
を使用して、ＫＤを決定することができる。
【０１３２】
ＱＢおよびＱＤは、式ＵおよびＶを使用して所望の透析機クリアランスＫＤが計算される血液および透析液流量である。ＫＯＡは、一組の血液および透析液流量ＱＢ，ＭおよびＱＤ，Ｍが、透析機クリアランスＫＤ，Ｍをもたらし、Ｈｃｔが、患者の血液サンプルから測定されるヘマトクリット数である、以前の測定の結果として得られる、リン酸塩の透析機質量移動面積係数である。代替として、以下の式
【０１３３】
【数１６】
0006018567.tif 000029
を使用して、任意のときにＫＤを決定することができる。
ここで、ｔｓは、サンプリング時間であり、ＣＤ（ｔｓ）は、時間ｔｓにおける透析液流出中のリンの濃度であり、ＱＤ（ｔｓ）は、時間ｔｓにおける透析液流量であり、Ｃ（ｔｓ）は、時間ｔｓにおける血清リン濃度である。
【０１３４】
非線形最小二乗適合の代替として、以下の代数式
【０１３５】
【数１７】
0006018567.tif 000030
を使用して、ＫＭを決定することができる。
ここで、ＣＰＯＳＴは、透析後血漿リン濃度であり、ＣＰＲＥは、透析前血漿リン濃度である。以下の式
【０１３６】
【数１８】
0006018567.tif 000031
を使用して、Ｇを決定することができる。
ここで、ＩＰは、血液透析患者のリンの毎週の食事摂取であり、ＡＰは、血液透析患者のリン吸収率であり、ＩＢは、血液透析患者の毎週の結合剤摂取であり、ＰＢは、結合剤の結合力である。
【０１３７】
実施形態において、以前に論議されたような血液透析中の患者におけるリン可動化を予測する方法を使用して、ＫＭおよびＶＰＲＥを決定することができる。この場合、血液透析治療セッション時間にわたる血液透析患者のＣ、および治療セッションの全治療時間で割られる、初期血液透析治療セッション中の血液透析患者の透析前と後との体重の間の差によって計算されるＱＵＦを測定し、以下の形式の解析解
【０１３８】
【数１９】
0006018567.tif 000032
を有する支配輸送式に非線形最小二乗適合を使用して、血液透析患者のＫＭおよびＶＰＲＥを推定することによって、ＫＭおよびＶＰＲＥが決定される。
ここで、ｔは、血液透析治療セッション中の時間であり、Ｔは、血液透析治療セッションの終了後の時間であり、ｔｔｘは、血液透析治療セッションの全持続時間であり、ＣＰＲＥは、透析前血漿リン濃度であり、ＣＰＯＳＴは、透析後血漿リン濃度であり、ＫＭは、患者のリン可動化クリアランスであり、ＫＲは、リン酸塩の残留腎クリアランスであり、ＫＤは、透析機リン酸塩クリアランスであり、ＶＰＲＥは、患者のリンの透析前分布容量であり、
【０１３９】
【数２０】
0006018567.tif 000033
である。
【０１４０】
血液透析患者におけるＧまたはＣＳＳ−ＰＲＥを決定する方法はまた、適切な治療／食事の変化を決定または修正して、ある期間にわたって血液透析患者における所望のリン血清レベルを満足させるために使用することができる。例えば、方法は、血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥが約３．６ｍｇ／ｄｌから５．０ｍｇ／ｄｌの間に及ぶように、リン摂取のレベルを決定または修正するために使用することができる。方法は、血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥが約３．６ｍｇ／ｄｌから５．０ｍｇ／ｄｌの間に及ぶように、患者に投与されるリン結合剤を決定または修正するために使用することができる。方法はさらに、血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥが約３．６ｍｇ／ｄｌから５．０ｍｇ／ｄｌの間に及ぶように、透析液に添加されるリン酸塩の量を決定または修正するために使用することができる。
【０１４１】
方法は、血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥが約３．６ｍｇ／ｄｌから５．０ｍｇ／ｄｌの間に及ぶように、全血液透析治療セッション時間を決定または修正するために使用することができる。方法は、血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥが約３．６ｍｇ／ｄｌから５．０ｍｇ／ｄｌの間に及ぶように、頻度Ｆを決定または修正するために使用することができる。方法は、血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥが約３．６ｍｇ／ｄｌから５．０ｍｇ／ｄｌの間に及ぶように、必要血液流量および／または透析液流量を決定または修正するために使用することができる。ＣＳＳ−ＰＲＥの好ましい範囲は、患者特有となり得ることが理解される。
【０１４２】
コンピュータデバイスを使用して、血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥを決定する特定のステップを行うことができる。そのようなコンピュータデバイスは、表示デバイスと、入力デバイスと、プロセッサと、プロセッサによって実行されたときに、（ａ）少なくとも血液透析患者の食事リン摂取からのＧまたは血液透析患者の尿素動態モデリングに関するデータを受信し、（ｂ）以下の式
【０１４３】
【数２１】
0006018567.tif 000034
を用いて患者のＣＳＳ−ＰＲＥを決定する。
ここで、Ｆは、１週間当たりの治療の頻度であり、ｔｔｘは、（例えば、１回の治療セッション当たりの分数の単位での）１回の血液透析治療セッションの治療時間であり、ＫＤは、透析機リン酸塩クリアランスであり、ＫＲは、リン酸塩の残留腎クリアランスであり、
【０１４４】
【化３９】
0006018567.tif 000035
は、透析治療中の正規化時間平均血漿リン濃度であり、
【０１４５】
【化４０】
0006018567.tif 000036
は、透析間間隔に対する正規化時間平均血漿リン濃度である、式を使用して、患者のＣＳＳ−ＰＲＥを決定し、（ｃ）血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥへの患者パラメータまたは治療パラメータのうちの少なくとも１つの影響をシミュレートするように、プロセッサを表示デバイスおよび入力デバイスとともに動作させる複数の命令を記憶するメモリデバイスとを含むことができる。本明細書に記載される適切な式のうちのいずれかを使用して、式ＤＤに対する変数を決定できることを理解されたい。
【０１４６】
別のそのようなコンピュータデバイスは、表示デバイスと、入力デバイスと、プロセッサと、プロセッサによって実行されたときに、（ａ）以下の式
【０１４７】
【数２２】
0006018567.tif 000037
を使用して、リンの正味生成（「Ｇ」）を決定するように、プロセッサを表示デバイスおよび入力デバイスとともに動作させる複数の命令を記憶するメモリデバイスとを含むことができる。
ここで、ＣＳＳ−ＰＲＥ−ＩＮは、式ＥＥを使用したＧの計算前の特定の時間にわたって血液透析療法（例えば、ＫＤ、Ｆ、およびｔｔｘによって同定される）によって維持される血液透析患者の最初の測定された定常状態透析前血清リンレベルである。特定の時間は、例えば、Ｇが計算される時間の前の少なくとも１週間、２週間、３週間、１ヶ月、２ヶ月、３ヶ月、４ヶ月、またはそれ以上となり得る。Ｆは、１週間当たりの治療の頻度であり、ｔｔｘは、１回の血液透析治療セッションの治療時間であり、ＫＤは、透析機リン酸塩クリアランスであり、ＫＲは、リン酸塩の残留腎クリアランスであり、
【０１４８】
【化４１】
0006018567.tif 000038
は、透析治療中の正規化時間平均血漿リン濃度であり、
【０１４９】
【化４２】
0006018567.tif 000039
は、透析間間隔に対する正規化時間平均血漿リン濃度である。（ｂ）以下の式
【０１５０】
【数２３】
0006018567.tif 000040
を使用して、血液透析患者の定常状態透析前血清リンレベル（「ＣＳＳ−ＰＲＥ」）を予測し、
（ｃ）血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥへの患者パラメータまたは治療パラメータのうちの少なくとも１つの影響をシミュレートする。本明細書に記載される適切な式または方法のうちのいずれかを使用して、式ＥＥおよびＦＦに対する変数を決定できることを理解されたい。
【０１５１】
本明細書で説明されるコンピュータデバイスのうちのいずれかにおいて、血液透析患者について得られる情報／データは、表示／印刷することができ、血液透析患者のための改良型治療および栄養計画を提供するために、医療提供者によって使用することができる。血液透析患者の定常状態透析前血清リンレベルを決定する方法について本明細書で論議される適切な式または測定のうちのいずれかを使用して、未知の因数のうちのいずれかを決定することができる。
【０１５２】
コンピュータデバイスはまた、血液透析治療セッションまたは血清リン濃度を収集するためのサンプリング時間の約１ヶ月前に、ＫＲ、ＫＤ、ＫＭ、ＶＰＲＥ、ｔｔｘ、Ｆ、ＣＰＲＥのうちの少なくとも１つに関するデータを受信するように、表示デバイスおよび入力デバイスとともにプロセッサを動作させるソフトウェアに従って、事前プログラムまたは実行することもできる。コンピュータデバイスは、例えば、式ＤＤまたはＦＦを使用して、血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥへのこれらの患者パラメータまたは治療パラメータのうちの１つ以上の影響をシミュレートするために、この情報を利用する（例えば、患者パラメータまたは治療パラメータのうちの１つ以上の変化がＣＳＳ−ＰＲＥにどのように影響を及ぼすかを見る）。コンピュータデバイスは、ＣＳＳ−ＰＲＥが本明細書で開示される方法のうちのいずれかを使用して所望の範囲内であるように、血液透析患者の治療計画を表示するように事前にプログラムすることができる。実施形態では、コンピュータデバイスは、第Ｉ項で説明されるシステム１０となり得る。
【０１５３】
（第Ｉ項で説明されるシステム１０の任意の部分を含む）本明細書で説明されるコンピュータデバイスのうちのいずれかは、データを受信し、そのデータに基づいて計算を行うことが可能なプロセッサを有するデバイスとなり得る。そのようなコンピュータデバイスは、例えば、手持ち式クライアントデバイス、パーソナルコンピュータクライアントデバイス、データベースサーバ等となり得る。本明細書で説明されるコンピュータデバイスの電気システムのより詳細なブロック図が、図１０に図示されている。これらのコンピュータデバイスの電気システムは同様であってもよいが、これらのデバイスの間の構造的な違いが周知である。例えば、一般的な手持ち式クライアントデバイスは、一般的なデータベースサーバと比較して小型かつ軽量である。
【０１５４】
図１０において、コンピュータデバイス２０２例は、好ましくは、アドレス／データバス２０６によって１つ以上のメモリデバイス２０８に電気的に連結される、１つ以上のプロセッサ２０４と、他のコンピュータ回路２１０と、１つ以上のインターフェース回路２１２とを含む。プロセッサ２０４は、ＩＮＴＥＬ  ＰＥＮＴＩＵＭ（登録商標）マイクロプロセッサ族からのマイクロプロセッサ等の任意の好適なプロセッサであってもよい。メモリ２０８は、好ましくは、揮発性メモリおよび不揮発性メモリを含む。好ましくは、メモリ２０８は、本明細書で説明される実施形態に従って必要な計算を行うことができる、および／または血液透析システムの中の他のデバイスと相互作用するソフトウェアプログラム（例えば、Ｍａｔｌａｂ、Ｃ＋＋、Ｆｏｒｔｒａｎ等）を記憶する。このプログラムは、任意の好適な方式でプロセッサ２０４によって実行されてもよい。メモリ２０８はまた、別のコンピュータデバイスから読み出される、および／または入力デバイス２１４を介してロードされる、文書、ファイル、プログラム、ウェブページ等を示すデジタルデータを記憶してもよい。
【０１５５】
インターフェース回路２１２は、イーサネット（登録商標）インターフェースおよび／またはユニバーサルシリアルバス（「ＵＳＢ」）インターフェース等の任意の好適なインターフェース標準を使用して実装されてもよい。１つ以上の入力デバイス２１４が、データおよびコマンドをコンピュータデバイス２０２に入力するためにインターフェース回路２１２に接続されてもよい。例えば、入力デバイス２１４は、キーボード、マウス、タッチスクリーン、トラックパッド、トラックボール、アイソポイント、および／または音声認識システムであってもよい。
【０１５６】
１つ以上のディスプレイ、プリンタ、スピーカ、および／または他の出力デバイス２１６もまた、インターフェース回路２１２を介してコンピュータデバイス２０２に接続されてもよい。ディスプレイ２１６は、陰極線管（「ＣＲＴ」）、液晶ディスプレイ（「ＬＣＤ」）、または任意の他の種類のディスプレイであってもよい。ディスプレイ２１６は、コンピュータデバイス２０２の動作中に生成されるデータの視覚表示を生成する。視覚表示は、人間による入力のためのプロンプト、実行時間統計、測定値、計算値、データ等を含んでもよい。
【０１５７】
１つ以上の記憶デバイス２１８はまた、インターフェース回路２１２を介してコンピュータデバイス２０２に接続されてもよい。例えば、ハードドライブ、ＣＤドライブ、ＤＶＤドライブ、および／または記憶デバイスが、コンピュータデバイス２０２に接続されてもよい。記憶デバイス２１８は、任意の種類の好適なデータを記憶してもよい。
【０１５８】
コンピュータデバイス２０２はまた、ネットワーク２３０への接続を介して、他のネットワークデバイス２２０とデータを交換してもよい。ネットワーク接続は、イーサネット（登録商標）接続、デジタル加入者回線（「ＤＳＬ」）、電話回線、同軸ケーブル等の任意の種類のネットワーク接続であってもよい。これは、コンピュータデバイス２０２が、所望の用途に応じて、好適な透析機、患者データベース、および／または病院ネットワークと通信することを可能にする。
【実施例】
【０１５９】
限定ではなく一例として、以下の実施例は、本開示の種々の実施形態を例示し、さらに、本開示の実施形態によるシステムおよび方法を用いて行われる実験的検査を例示する。
【０１６０】
（実施例１）
（目的）
この分析の目的は、臨床データを使用した疑似１区画モデルから患者特有のパラメータ（例えば、ＫＭおよびＶＰＲＥ）を推定するための非線形最小二乗適合法を実証すること、および異なるＨＤ治療法にわたるパラメータ推定値の妥当性を評価することであった。
【０１６１】
（疑似１区画モデル）
疑似１区画モデルの概念的説明が図１１に示されている。このモデルにおいて、リンが、分布容量とも呼ばれる容量Ｖおよびリン濃度Ｃの区画から、透析機によって除去される。分布容量は、血漿と平衡状態にあると仮定される。この区画の中へのリン可動化は、透析機にアクセス不可能である体内のリンのプールから生じる。これらのプールは、透析前血漿リン濃度（「ＣＰＲＥ」）と等しい一定のリン濃度を有する大型区画として表される。分布容量の中へのリン可動化の速度は、リン可動化クリアランス（「ＫＭ」）を掛けた透析前および瞬間血漿リンレベルの間の差として表される。ＫＭは、区画間質量移動係数に類似し、治療および透析後リバウンド期間中に一定であると仮定される。リン酸塩の残留腎クリアランスは、この実施例では無視される。
【０１６２】
ＨＤ治療セッションの間および直後のリン分布容量の容量およびリン濃度の変化は、式Ｅ−Ａ１およびＥ−Ａ２
【０１６３】
【数２４】
0006018567.tif 000041
によって表される。
ここで、Θは、透析治療が行われているか（Θ＝１）否か（Θ＝０）を示す変数である。ＫＤは、透析機リン酸塩クリアランスであり、ＱＵＦは、限外濾過（「ＵＦ」）速度である。上記で説明される動態モデルはまた、治療中に除去される全ての流体がリンの分布容量からであることも仮定する。
【０１６４】
時間依存血漿リン濃度に対する閉鎖形式の解析解は、式１および２を統合することによって求めることができる。透析（Θ＝１）およびリバウンド（Θ＝０）の期間に対して、リン濃度の時間依存性は、それぞれ、式Ｅ−Ａ３およびＥ−Ａ４
【０１６５】
【数２５】
0006018567.tif 000042
によって示されるように表すことができる。
ここで、ＶＰＲＥは、リンの透析前分布容量であり、ｔは、治療中の時間であり、Ｔは、治療の終了後の時間であり、ｔｔｘは、リバウンド期間前の治療の全持続時間である。また、リンの分布容量は、透析後リバウンド期間中に一定のままであると仮定される。
【０１６６】
（方法）
クロスオーバー臨床試験に参加した５人の慢性血液透析患者から臨床データを取得した。患者は、１週間おいて短期ＨＤ（「ＳＨＤ」）治療セッションおよび従来のＨＤ（「ＣＨＤ」）治療セッションを受けた。ＳＨＤ中のｔ＝０、６０、９０分、およびＣＨＤ治療中のｔ＝０、３０、６０、１２０、１８０分に血液サンプルを収集した。透析機リン酸塩クリアランスを決定するように、治療の開始から６０分後に透析液サンプルを収集した。治療の終了後ｔ＝１０秒、２、１０、３０、６０分に、付加的な血液サンプルを収集した。血漿および透析液サンプルをリンについて分析した。
【０１６７】
式３および４を使用した、臨床データへの非線形最小二乗適合によって、患者特有のパラメータ（ＫＭおよびＶＰＲＥ）を推定した。科学計算ソフトウェア（ＭＡＴＬＡＢ  ｖ２００８ａ，Ｍａｔｈｗｏｒｋｓ，Ｎａｔｉｃｋ，ＭＡ，ＵＳＡ）を使用して、最小二乗適合を行った。モデルをＳＨＤおよびＣＨＤデータに別々に適合させ、各患者に対する２組のＫＭおよびＶＰＲＥ推定値をもたらした。全治療時間で割られた、患者の透析前および透析後体重の間の差によって、ＱＵＦを計算した。ＣＤが透析液流出中のリンの濃度であり、ＱＤが透析液流量である式Ｅ−Ａ５
【０１６８】
【数２６】
0006018567.tif 000043
に従って、透析機リン酸塩クリアランスを計算した。
【０１６９】
各患者からの臨床データに対する非線形回帰適合が、図１２−１６に表されている。図１２は、ＳＨＤおよびＣＨＤ治療セッション中の患者１に対するモデル化および測定された血漿リン濃度を示す。図１３は、ＳＨＤおよびＣＨＤ治療セッション中の患者２に対するモデル化および測定された血漿リン濃度を示す。図１４は、ＳＨＤおよびＣＨＤ治療セッション中の患者３に対するモデル化および測定された血漿リン濃度を示す。図１５は、ＳＨＤおよびＣＨＤ治療セッション中の患者４に対するモデル化および測定された血漿リン濃度を示す。図１６は、ＳＨＤおよびＣＨＤ治療セッション中の患者５に対するモデル化および測定された血漿リン濃度を示す。ＳＨＤおよびＣＨＤ治療セッション中のモデル化および測定された血漿リン濃度の間には良好な一致があった。
【０１７０】
パラメータ推定値の詳細な要約が、表ＩＩ．１に表されている。パラメータ推定値は、患者間でかなり変化したが、各患者については、ＳＨＤおよびＣＨＤ治療セッションから得られた推定値は同様であった。標準誤差（「ＳＥ」）の低い値は、パラメータ推定値における高い精度を示す。
【０１７１】
これらの結果は、ＫＭおよびＶＰＲＥが、ＨＤ治療時間から独立した患者特有のパラメータであることを示唆する。したがって、週３回の従来の（３−４時間）治療から、短期日常（２−３時間）および夜間ＨＤ（６−１０時間）療法へ動態モデル予測を拡張することが、従来のＨＤ治療から推定されたＫＭおよびＶＰＲＥ値を使用して実行可能であってもよい。
【０１７２】
【表２】
0006018567.tif 000044
（実施例２）
（目的）
この研究の目的は、従来の４時間血液透析治療からのデータを使用した疑似１区画モデルから患者特有のパラメータＫＭを推定するための簡単な方法の適用を実証すること、および非線形最小二乗適合を使用して得られた結果との比較を介して推定ＫＭ値の精度を評価することであった。
【０１７３】
（方法）
ＣＨＤ治療を受けた５人の慢性血液透析患者から臨床データを取得した。治療中のｔ＝０、３０、６０、１２０、１８０分に、および治療の終了から１０秒、２、１０、３０、６０分後に、血液サンプルを収集した。透析機リン酸塩クリアランスを決定するように、治療の開始から６０分後に透析液サンプルを収集した。血漿および透析液サンプルをリンについて分析した。
【０１７４】
ＣＰＯＳＴが透析後血漿リン濃度であり、ＫＤが透析機リン酸塩クリアランスであり、ＱＵＦが限外濾過速度または正味流体除去速度であり、ＣＰＲＥが透析前血漿リン濃度である式Ｅ−Ｂ１
【０１７５】
【数２７】
0006018567.tif 000045
を使用して、ＫＭを各患者について計算した。
【０１７６】
全治療時間で割られた、患者の透析前および透析後体重の間の差によって、ＱＵＦを計算した。ＣＤが透析液流出中のリンの濃度であり、ＱＤが透析液流量である式Ｅ−Ｂ２
【０１７７】
【数２８】
0006018567.tif 000046
に従って、透析機リン酸塩クリアランスを計算した。
【０１７８】
式Ｅ−Ｂ１の精度を評価するために、計算されたＫＭ値を、実施例１において説明されたように、血漿リンの１０の測定された透析中および透析後リバウンド濃度に非線形最小二乗適合を使用して得られた推定値と比較した。
【０１７９】
（結果）
式Ｅ−Ｂ１を使用して計算され、頻繁な測定への非線形最小二乗適合から推定された個々の患者のＫＭ値が、透析前および透析後血漿リン濃度、限外濾過速度、および透析機リン酸塩クリアランスとともに、表ＩＩ．２に表示されている。式Ｅ−Ｂ１を使用して得られたＫＭ値と非線形最小二乗適合との間には良好な一致があった。
【０１８０】
これらの結果は、患者特有のＫＭの推定のための血漿リン濃度の頻繁な測定に非線形最小二乗適合を行うことの代替案として、式Ｅ−Ｂ１を使用できることを示唆する。その簡単な代数形式と、透析前および透析後血液サンプルのみの利用とが、それを、個別の患者基準でのＨＤ治療中のリン可動化の動態を調査する実用的な方法にする。
【０１８１】
【表３】
0006018567.tif 000047
（実施例３）
（定常状態リン質量平衡モデル）
（目的）
以前に論議されたように、発明者らは、血液透析（より一般的には体外治療）および透析後リバウンド期間中の血清または血漿リン濃度の変化を表すための動態モデルを提案した。その動態モデルは、１）血漿または血清中のリンの透析前濃度、２）リン酸塩の透析機クリアランス、３）リンの分布の容量、４）治療中に除去された流体の量、および５）患者特有のリン可動化クリアランスを知ることから、時間および全リン酸塩除去の関数としての透析中リン濃度の予測を可能にする。以下で説明される定常状態リン質量平衡モデルは、上記のパラメータ２−５が確立され、１週間当たりの血液透析治療の頻度および血液透析治療持続時間が処方され、リンの正味生成（以下で定義される）および残留腎臓または腎リンクリアランスが周知であるときに、任意の血液透析治療処方を受けている個々の患者に対する透析前血清リン濃度の決定を可能にするために、以前の動態モデルと組み合わせて使用される。代替として、以前の動態モデルと組み合わせた定常状態リン質量平衡モデルは、上記のパラメータ１−５が確立され、１週間当たりの血液透析治療の頻度、血液透析治療持続時間、および残留腎臓リンクリアランスが分かっている時に、所与の患者に対するリンの正味生成を決定するために使用することができる。他の質量平衡モデルの場合のように、患者は、定常状態にあると仮定される。
【０１８２】
（定常状態質量平衡モデル）
血液透析によって治療される患者に対する、時間平均期間、すなわち、１週間にわたる定常状態リン質量平衡を説明するために使用されるモデルが、図１７で概略的に示されている。このモデルは、治療および透析後リバウンド期間中のリン動態を特性化する、以前に説明された動態モデルの一般化バージョンである。モデルは、リンが単一の十分に混合した区画の中で分布していることを仮定する。
【０１８３】
その分布容量（「Ｖ」）内のリンの濃度（「Ｃ」）の変化をもたらすいくつかの経路がある。リンの食事摂取は、大部分は食品タンパク質に由来するが、食品添加物も、有意量のリン酸塩を含有することが可能である。食事リン摂取の量はしばしば、従来の週に３回の血液透析によって除去することができるリン酸塩の量を超え、したがって、透析患者は、血清リン濃度を制御するように、経口リン酸塩結合剤を頻繁に処方される。結合され、腸内吸収されないリン酸塩の量を引いた、リンの食事摂取を組み合わせることができ、リンの正味生成（「Ｇ」）として定義され、このパラメータは、このモデルにおける定数であると仮定される。リンは、透析機クリアランス（「ＫＤ」）あるいは残留腎または腎臓クリアランス（「ＫＲ」）によって、その分布容量から直接除去することができる。動態モデルにおいて以前に説明されたように、リンはまた、瞬間および透析前（「ＣＰＲＥ」）リン濃度の間の差に比例する速度で、他の区画から可動化することもできる。比例パラメータは、リン可動化クリアランス（「ＫＭ」）と称されている。リンはまた、臨界組織濃度（「Ｃｔ」）に応じて、組織の中へ沈着させることもでき、この過程は、組織沈着クリアランス（「Ｋｔ」）としてモデル化されている。
【０１８４】
血液透析患者におけるリン分布の全ての主要な経路を同定するように、図17に示されるモデルを考案したが、複雑すぎて臨床的に有用ではない可能性が高く、簡略化を必要とする。具体的には、リンの組織沈着は、他の経路と比較して少ない可能性が高く、この質量平衡モデルにおける第１の近似として無視することができる。
【０１８５】
図１７に示されるモデルに対する質量平衡差式は、以下の
【０１８６】
【数２９】
0006018567.tif 000048
である。
【０１８７】
血液透析治療セッションが１週間を通して対称的に設定されると仮定して、１週間にわたって式Ｅ−Ｃ１を積分することは、（ｔｔｘの治療時間を伴う）１つの完全な治療サイクルおよび（Ｔｉの時間を伴う）治療間の透析間間隔にわたって、それを積分することと同等である。小文字のｔは、治療中の時間を示し、０からｔｔｘまで様々である一方で、Ｔは、透析間間隔中の時間を示し、０からＴｉまで様々である。ｔｔｘおよびＴｉの値は、１週間当たりの治療の数に関係し、それに依存している（上記の数学的分析は、一般的であり、１週間当たりの恣意的な数の血液透析治療セッションに該当し、ここで、Ｆは、１週間当たりの治療の数を表す）。ｔおよびＴが時間単位で報告される場合、Ｔｉ＝１６８／Ｆ−ｔｔｘである。ｔおよびＴが分単位で報告される場合、Ｔｉ＝１００８０／Ｆ−ｔｔｘである。この積分は、いくらかの再編後の式Ｅ−Ｃ２
【０１８８】
【数３０】
0006018567.tif 000049
をもたらす。
ここで、Δ（ＣＶ）は、その分布容量内のリン質量の変化を示す。この式の左側の第２項は、可動化経路を介してＶの中へ輸送されたリンの質量（マイナス）を示すことに留意されたい。
【０１８９】
さらに、患者が定常状態にあり、体内の全リン質量（すなわち、式Ｅ−Ｃ２の左側）が、１つの完全な治療サイクルおよび透析間間隔中に変化しないと仮定すると、式Ｅ−Ｃ２の左側はゼロでなければならず、したがって、式Ｅ−Ｃ２は、定常状態で以下
【０１９０】
【数３１】
0006018567.tif 000050
に変形される。
【０１９１】
この積分質量平衡式を使用するためには、式Ｅ−Ｃ３における積分を両方とも計算する必要がある。第１の積分は、治療中の期間にわたり、第２の積分は、透析間間隔中の期間にわたることに留意されたい。
【０１９２】
式Ｅ−Ｃ３における積分を評価するために、発明者らは、２つの付加的な仮定を立てる。第１に、発明者らは、リンの正味生成を無視することができる、以前に提案された動態モデルによって、治療および透析後リバウンド期間中のリン濃度の変化を表すことができると仮定する。第２に、発明者らは、この同じ動態モデルが、透析後リバウンド期間だけでなく、透析間間隔全体の間のリン濃度の変化を表すと仮定する。動態モデルを表す式は、以下の
【０１９３】
【数３２】
0006018567.tif 000051
である。
【０１９４】
式Ｅ−Ｃ４は、解析的に解くことができ、治療中の血清リン濃度の時間依存性は、以下の
【０１９５】
【数３３】
0006018567.tif 000052
によって表すことができる。
【０１９６】
治療の全体を通して、分布容量が、その最初の透析前値（「ＶＰＲＥ」）から直線的に減少するように、流体が一定の速度（「ＱＵＦ」）で患者から除去されることが仮定されている。数学的に記述すると、
【０１９７】
【数３４】
0006018567.tif 000053
である。
【０１９８】
したがって、治療中に除去される全ての流体が、リンの分布容量から除去されることが仮定される。
【０１９９】
リバウンド期間（および透析間間隔全体）中に、式Ｅ−Ｃ４は、ＫＤがゼロであることを除いて有効なままである。分布容量が、その最初の透析後値（「ＶＰＯＳＴ」）から直線的に増加するように、患者が透析間間隔中に一定の速度（「ＱＷＧ」）で流体を獲得すると仮定すると、透析間間隔中の血清リン濃度の時間依存性を表す解析解は、
【０２００】
【数３５】
0006018567.tif 000054
である。
ここで、透析間間隔中の分布容量の時間依存性は、
【０２０１】
【数３６】
0006018567.tif 000055
によって表される。
【０２０２】
透析間間隔中に獲得される全ての流体は、リンの分布容量に限定されると仮定されることに留意されたい。式Ｅ−Ｃ３における２つの積分は、式Ｅ−Ｃ５およびＥ−Ｃ７を積分することによって得ることができる。透析治療中の正規化時間平均血漿リン濃度
【０２０３】
【化４３】
0006018567.tif 000056
は、式Ｅ−Ｃ５を積分することによって、
【０２０４】
【数３７】
0006018567.tif 000057
のように得られる。
【０２０５】
式Ｅ−Ｃ７の積分およびｔ＝ｔｔｘであるときの式Ｅ−Ｃ５からのＣＰＯＳＴ／ＣＰＲＥの計算は、透析間間隔に対する正規化時間平均血漿リン濃度
【０２０６】
【化４４】
0006018567.tif 000058
を生じさせ、
【０２０７】
【数３８】
0006018567.tif 000059
のように得られる。
【０２０８】
式Ｅ−Ｃ３、Ｅ−Ｃ９、およびＥ−Ｃ１０が組み合わせられたときに、定常状態においてリン質量平衡を支配する、結果として生じる式は、以下の式
【０２０９】
【数３９】
0006018567.tif 000060
のように表すことができる。
【０２１０】
ＣＳＳ−ＰＲＥ−ＩＮは、式Ｅ−Ｃ１１を使用したＧの計算前の特定の時間にわたって血液透析療法（例えば、ＫＤ、Ｆ、およびｔｔｘによって同定される）によって維持される血液透析患者の最初の測定された定常状態透析前血清リンレベルである。式Ｅ−Ｃ１１は、種々の治療および患者パラメータを知った上で、透析前血清濃度が患者において測定される場合に、Ｇを予測するために使用することができる。
【０２１１】
いったんＧが式Ｅ−Ｃ１１を使用して計算されるか、または他の方法によって推定されると、式Ｅ−Ｃ１１を以下の式
【０２１２】
【数４０】
0006018567.tif 000061
に再編することによって、定常状態血清リン濃度への血液透析治療パラメータの変化の影響を予測する際に使用することができる。
【０２１３】
一般に、末期腎疾患がある患者において、透析前血清リンレベルの最適な範囲があり、したがって、式Ｅ−Ｃ１２は、処方を最適化して所望の透析前血清リン濃度を得るために使用することができる。血液透析処方および患者挙動の変化（例えば、食事の変化）がＧの変化につながり得るので、ＣＳＳ−ＰＲＥを最適化するための式Ｅ−Ｃ１１およびＥ−Ｃ１２の反復使用が必要であり得ることが記述されるべきである。
【０２１４】
式Ｅ−Ｃ１２は、種々の治療および患者パラメータを知った上で、透析前血清リン濃度を予測するために使用することができる。したがって、式Ｅ−Ｃ９からＥ−Ｃ１２は、血液透析患者の定常状態リン質量平衡を規定するものと見なすことができる。
【０２１５】
式Ｅ−Ｃ５からＥ−Ｃ１０は、治療中の患者からのごくわずかな正味限外濾過または流体除去があり、治療間に体重増加がないときには適用されない。治療中にごくわずかな限外濾過があり、治療間に体重増加がないときに、式Ｅ−Ｃ５からＥ−Ｃ１０は、
【０２１６】
【数４１】
0006018567.tif 000062
【０２１７】
【数４２】
0006018567.tif 000063
となる。
【０２１８】
これらの条件下で、式Ｅ−Ｃ１１およびＥ−Ｃ１２をこれらの修正された式とともに使用することができる。
【０２１９】
（用途）
式Ｅ−Ｃ９からＥ−Ｃ１１は、実施例１および２で分析されたデータから、患者特有のＧの値を計算するために使用することができる。リンの測定された透析前濃度（「ＣＰＲＥ」）、および従来の４時間治療中のそのデータからの計算されたＧの値は、以下の表ＩＩ．３
【０２２０】
【表４】
0006018567.tif 000064
に要約される。
【０２２１】
計算されたＧ値は、慢性血液透析患者における期待リン正味生成率と一致する。
【０２２２】
式Ｅ−Ｃ９からＥ−Ｃ１２はまた、透析前血清リン濃度への患者パラメータ（Ｇ、ＫＭ、およびＫＲ）および治療パラメータ（ｔｔｘ、ＫＤ、およびＦ）の影響をシミュレートするために使用することもできる。いくつかの異なるシミュレーションが例示され、ＫＲは、これらのシミュレーションにおいてゼロであると仮定される。これらのシミュレーション例は、定常状態質量平衡モデルが、医療文献から期待されるものと同様である結果を予測することを示す。
【０２２３】
週３回の血液透析に関連する条件下での治療時間の重要性が、高い臨床的関心であり、したがって、発明者らは、同じ透析用量における透析前血清リン濃度または尿素Ｋｔ／Ｖへの治療時間の影響を調査した。発明者らは、週３回の血液透析中の定常状態血清リン濃度のコンピュータシミュレーションを行うために、上記のモデルを使用した。シミュレーションを、固定正味リン摂取または生成率（経口結合剤による吸収を引いた食事摂取）、１．４の尿素Ｋｔ／Ｖ、ならびにリン酸塩および尿素の透析機クリアランスの間の一定の関係について行った（すなわち、発明者らは、リン酸塩の透析機クリアランスが尿素に対するものの半分であり、リン分布容量が尿素に対するものの３分の１であったと仮定した）。
【０２２４】
異なるＫＭ、１２Ｌの透析後リン分布容量、および２Ｌの１回の治療当たりの正味流体除去を伴う仮定上の患者について、シミュレートされた透析前血清リン濃度（ｍｇ／ｄｌ単位）が、以下の表ＩＩ．４
【０２２５】
【表５】
0006018567.tif 000065
に表示されている。
【０２２６】
所与の患者について、所与の尿素Ｋｔ／Ｖにおいて治療時間を増加させることは、透析前血清リン濃度の適度の減少をもたらした。同様の所見が、１．０から２．０の間の尿素Ｋｔ／Ｖの他の値について得られた（結果は示されていない）。これらの予測は、透析用量または透析適性の唯一の尺度としての尿素Ｋｔ／Ｖの使用が、リン酸塩除去の差を計上しないことを示す。
【０２２７】
図１８は、ＫＭが１００ｍｌ／分に等しく、Ｖが治療中の流体除去なしで１０Ｌに等しいと仮定され、治療時間が６３０分／週であり、リンの正味生成が３ｇ／週で一定に保たれたと仮定された、透析機リン酸塩クリアランスの関数としての透析前血清リン濃度への治療頻度自体の影響を図示する。透析機リン酸塩クリアランスから独立して、１週間につき３回から１週間につき６回まで治療頻度を増加させると、透析前血清リン濃度の比較的均一な減少がある。減少の均一性は、驚異的であり、（１００〜２００ｍｌ／分の間の透析機リン酸塩クリアランスについて）この図に示されるようにＫＭ＝１００ｍｌ／分であるときに、０．９８から１．００の間で変化した。濃度の比較的均一な減少も、５０、１５０、および２００ｍｌ／分のＫＭ（データは図示されていない）について明白であった。透析前血清リン濃度のそれぞれの減少は、１．６７〜１．８４（ＫＭ＝５０ｍｌ／分）、０．６０〜０．６３（ＫＭ＝１５０ｍｌ／分）、および０．４０〜０．４３（ＫＭ＝２００ｍｌ／分）であった。
【０２２８】
図１９は、夜間形式の血液透析に関する治療時間および頻度の増加の影響を図示する。週３回の治療中の治療時間を倍にすることは、透析前血清リン濃度の大幅な低減を生じさせる。これらの低減が、図１８と同じ毎週の治療時間で２倍の治療頻度に対するものと比較されたときに、（同じ治療頻度での）２倍の治療時間は、（同じ毎週の治療時間での）２倍の頻度よりも、透析前血清リン濃度に大幅な影響を及ぼすと結論付けることができる。治療時間および治療頻度の両方を倍にすることは、透析前血清リン濃度をさらに低減する。
【０２２９】
以前の臨床研究は、短期日常血液透析によって治療された患者がしばしば、より高いタンパク異化（またはタンパク態窒素出現）率と、タンパク質およびリンの両方のより高い食事摂取とを有することを示している。タンパク態窒素出現率の増加は、約２０％であると報告されている。したがって、発明者らは、リンの正味生成が、従来の週３回の血液透析療法中よりも最大３０％まで増加させられたときに、透析前血清リン濃度への短期日常血液透析に関連する治療頻度および治療時間を増加させることの影響を評価した。１週間につき６Ｌの流体除去とともに、１０Ｌの透析後リン分布容量を仮定した、これらの結果が、ＫＭ＝５０ｍｌ／分については図２０〜２１、およびＫＭ＝１５０ｍｌ／分については図２２〜２３に示されている。期待通り、透析前血清リン濃度は、より低いＫＭ値についてはより高かった。ＫＭ、透析機リン酸塩クリアランス（「ＫＤ」）、ならびに治療頻度および治療時間の間の相互作用は、リンの正味生成が増加させられたときに複雑である。従来の週３回の血液透析（「ＣＨＤ」）中および短期日常血液透析（「ＳＤＨＤ」）中のｍｇ／ｄｌ単位の透析前血清リン濃度のいくつかの特定の値は、後者の治療中のリンの正味生成が２０％増加させられたときに、表ＩＩ．５で表にされている。
【０２３０】
【表６】
0006018567.tif 000066
毎週の治療時間の増加を伴わずに血液透析治療セッション頻度を増加させること（１２０分の治療時間でＣＨＤからＳＤＨＤ）は、透析機リン酸塩クリアランスおよび患者特有のＫＭの両方に応じて、透析前血清リン濃度の増加または減少のいずれか一方をもたらしてもよい。さらに、低減した透析機リン酸塩クリアランスを伴う短期日常血液透析は、治療時間が大幅に増加させられない限り、透析前血清リン濃度の低減をもたらさない。発明者らは、短期日常血液透析中の透析機リン酸塩クリアランスおよび治療時間の両方を増加させることが、透析前血清リン濃度の臨床的有意な低減をもたらすことができると結論付けている。
【０２３１】
この定常状態質量平衡モデルの使用の付加的な実施例は、頻繁な夜間血液透析（例えば、１週間につき６回、１回の治療につき８時間）中に最適な血液透析処方を決定することへの適用である。この治療中に、ＫＤはしばしば、最適な範囲内で透析前血清リン濃度を維持するために、透析溶液にリン酸塩補給を添加することによって実験的に下げられるが、最適なＫＤを決定するための定量的なガイドはない。発明者らは、３．６〜５．０ｍｇ／ｄｌのＤｉａｌｙｓｉｓ  Ｏｕｔｃｏｍｅｓ  ａｎｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ  Ｐａｔｔｅｒｓ  Ｓｔｕｄｙ（「ＤＯＰＰＳ」）によって推奨される範囲内で透析前血清リン濃度を維持するＫＤを決定するために、上記のモデルを使用した。所与の食事リン摂取（例えば、経口結合剤を使用しないと仮定する）、１２Ｌの透析後リン分布容量、および１Ｌの１回の治療当たりの正味流体除去について、コンピュータシミュレーションを行った。
【０２３２】
定常状態で異なるＫＭを伴う仮定上の患者について、３．６〜５．０ｍｇ／ｄｌの間で透析前血清リン濃度を維持するためのＫＤ（ｍｌ／分）の計算された範囲が、表ＩＩ．６
【０２３３】
【表７】
0006018567.tif 000067
に表示される。
【０２３４】
これらのシミュレーションは、リンの食事摂取および患者特有のＫＭの両方に応じたＫＤの個人化が、頻繁な夜間血液透析中に必要とされることを実証する。
【０２３５】
（本開示の付加的な側面）
本明細書で説明される主題の側面は、単独で、または本明細書で説明される１つ以上の他の側面と組み合わせて有用であってもよい。先述の説明を限定することなく、本開示の第１の側面では、腎不全血液治療システムは、腎不全血液治療機と、患者の血液から溶質を除去するように腎不全血液治療機によって治療される患者用の治療処方と、複数の回のそれぞれで前記溶質の濃度レベルを決定するように、検査治療中に複数の回で採取される複数の血液サンプルを含む、検査と、（ｉ）少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するための溶質の濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、および（ｉｉ）治療処方のための治療持続時間、治療頻度、透析液流量、または血液流量のうちの少なくとも１つを決定するための少なくとも１つの推定患者パラメータおよび溶質の所望の治療結果についての第２の事例において、溶質に対する動態モデルを使用するようにプログラムされる、デバイスとを含む。
【０２３６】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第２の側面では、治療処方は、腎不全血液治療機のメモリに記憶される。
【０２３７】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第３の側面では、（ｉ）腎不全血液治療機は、家庭用血液透析機である、（ｉｉ）デバイスは、医師コンピュータを含む、または（ｉｉｉ）家庭用血液透析機は、医師コンピュータとデータネットワーク通信している、のうちの少なくとも１つである。
【０２３８】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第４の側面では、第１の事例におけるデバイスは、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するために、溶質の濃度レベルのそれぞれを使用するようにプログラムされる。
【０２３９】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第５の側面では、第１の事例は、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するために、溶質の濃度レベルの組み合わせを使用するようにプログラムされる。
【０２４０】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第６の側面では、第１の事例は、複数の異なる推定患者パラメータを推定するために、溶質の濃度レベルのうちの少なくとも１つを使用するようにプログラムされる。
【０２４１】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第７の側面では、第１の事例におけるデバイスは、所望の治療結果を満足させる複数の治療持続時間および治療頻度の組み合わせを決定するために、少なくとも１つの推定患者パラメータおよび溶質の所望の治療結果を使用するようにプログラムされる。
【０２４２】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第８の側面では、満足できる治療持続時間および治療頻度の組み合わせのうちの少なくとも１つは、腎不全血液治療機とともに使用するために選択される。
【０２４３】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第９の側面では、少なくとも１つの推定患者パラメータは、生成率（Ｇ）、細胞拡散係数（ＫＩＣ）、および溶質分布容量（ＶＤ）から成る群より選択される。
【０２４４】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第１０の側面では、デバイスは、加えて、（ｉ）または（ｉｉ）のうちの少なくとも１つを行う際に、少なくとも１つの入力された機械動作パラメータを使用するようにプログラムされる。
【０２４５】
第１０の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第１１の側面では、少なくとも１つの機械動作パラメータは、血液流量、透析液流量、透析液の全容量、限外濾過流量、および限外濾過容量から成る群より選択される。
【０２４６】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第１２の側面では、溶質は、第１の溶質であり、動態モデルは、第１の動態モデルであり、複数の溶質および対応する動態モデルを含み、デバイスは、（ｉ）少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するための対応する溶質の濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、および（ｉｉ）治療処方のための治療持続時間または治療頻度のうちの少なくとも１つを決定するための少なくとも１つの推定患者パラメータおよび対応する溶質の所望の治療結果についての第２の事例において、動態モデルのそれぞれを使用するようにプログラムされる。
【０２４７】
第１２の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第１３の側面では、デバイスはさらに、溶質、対応する動態モデル、および所望の治療結果のうちのどれを（ｉｉ）に含むかを操作者が選択することを可能にするようにプログラムされる。
【０２４８】
第１２の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第１４の側面では、溶質のうちの１つは、リン酸塩であり、その対応する動態モデルは、リン酸塩の可動化が瞬時および治療前リン酸塩濃度の間の差に比例すると仮定する。
【０２４９】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第１５の側面では、デバイスは、（ｉ）少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するための溶質の濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、および（ｉｉ）パラメータの治療結果を予測するための少なくとも１つの推定患者パラメータおよび治療持続時間または治療頻度のうちの少なくとも１つについての第２の事例において、溶質に対する動態モデルを使用するようにプログラムされる。
【０２５０】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第１６の側面では、デバイスはさらに、溶質、対応する動態モデル、および所望の治療結果のうちのどれを第１５の側面の（ｉｉ）に含むかを操作者が選択することを可能にするようにプログラムされる。
【０２５１】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第１７の側面では、デバイスは、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するための溶質の濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、溶質に対する動態モデルを使用するようにプログラムされ、デバイスはさらに、（ｉ）パラメータの治療結果を予測するための少なくとも１つの推定患者パラメータおよび治療持続時間または治療頻度のうちの少なくとも１つについての第２の事例において、または（ｉｉ）治療処方のための治療持続時間、治療頻度、透析液流量、または血液流量のうちの少なくとも１つを決定するための少なくとも１つの推定患者パラメータおよび溶質の所望の治療結果についての第２の事例において、ユーザが溶質に対する動態モデルを使用することを選択することを可能にするようにプログラムされる。
【０２５２】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第１８の側面では、デバイスは、（ｉ）少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するための溶質の濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、および（ｉｉ）治療処方のための治療持続時間、治療頻度、透析液流量、または血液流量のうちの少なくとも１つを決定するための少なくとも１つの推定患者パラメータおよび溶質の所望の治療結果についての第２の事例において、溶質に対する動態モデルを使用するようにプログラムされる、プロセシングおよびメモリを含む。
【０２５３】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第１９の側面では、デバイスは、（ｉ）少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するための溶質の濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、および（ｉｉ）パラメータの治療結果を予測するための少なくとも１つの推定患者パラメータおよび治療持続時間または治療頻度のうちの少なくとも１つについての第２の事例において、溶質に対する動態モデルを使用するようにプログラムされるプロセシングおよびメモリを含む。
【０２５４】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第２０の側面では、デバイスは、少なくとも１つの推定患者パラメータを推定するための溶質の濃度レベルのうちの少なくとも１つについての第１の事例において、溶質に対する動態モデルを使用するようにプログラムされる、プロセシングおよびメモリを含み、デバイスはさらに、（ｉ）パラメータの治療結果を予測するための少なくとも１つの推定患者パラメータおよび治療持続時間または治療頻度のうちの少なくとも１つについての第２の事例において、または（ｉｉ）治療処方のための治療持続時間、治療頻度、透析液流量、または血液流量のうちの少なくとも１つを決定するための少なくとも１つの推定患者パラメータおよび溶質の所望の治療結果についての第２の事例において、ユーザが溶質に対する動態モデルを使用することを選択することを可能にするようにプログラムされる。
【０２５５】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第２１の側面では、溶質の濃度レベルは、患者の複数の身体特性に基づいて、患者について推定される。
【０２５６】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第２２の側面では、腎不全治療とともに使用するための方法は、（ｉ）検査の結果および腎不全治療によって除去される溶質に対する動態モデルを使用して、患者特有のパラメータを計算して、患者を検査するステップ、（ｉｉ）患者特有のパラメータおよび機械動作パラメータを動態モデルに入力することによって、溶質の値を計算するステップ、または（ｉｉｉ）患者特有のパラメータおよび溶質の値を動態モデルに入力することによって、機械動作パラメータを計算するステップを含む。
【０２５７】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第２３の側面では、血液透析中の患者における血清リン濃度を予測する方法は、（ｉ）血液透析治療セッション時間にわたる患者の血清リン濃度（「Ｃ」）、および治療セッションの全治療時間で割られる、初期血液透析治療セッション中の患者の透析前および後の体重の間の差によって計算される限外濾過速度（「ＱＵＦ」）を測定するステップと、（ｉｉ）以下の式
【０２５８】
【化４】
0006018567.tif 000068
に非線形最小二乗適合を使用して、患者のＫＭおよびＶＰＲＥを推定するステップであって、
ここで、ｔは、血液透析治療セッション中の時間であり、Ｔは、血液透析治療セッションの終了後の時間であり、ｔｔｘは、血液透析治療セッションの全持続時間であり、ＣＰＲＥは、透析前血漿リン濃度であり、ＣＰＯＳＴは、透析後血漿リン濃度であり、ＫＭは、患者のリン可動化クリアランスであり、ＫＲは、リン酸塩の残留腎クリアランスであり、ＫＤは、透析機リン酸塩クリアランスであり、ＶＰＲＥは、患者のリンの透析前分布容量であり、Ｖ（ｔ）＝ＶＰＲＥ−ＱＵＦ×ｔ（１−Ｃ）である、ステップと、患者の推定ＫＭおよびＶＰＲＥとともに式１および式２を使用することによって、任意の血液透析治療セッション中の任意の時間に患者のＣを予測するステップとを含む。
【０２５９】
第２３の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第２４の側面では、ＫＤは、式
【０２６０】
【化５】
0006018567.tif 000069
【０２６１】
【化４５】
0006018567.tif 000070
を使用して決定され、ここで、ＱＢは、血液流量であり、ＱＤは、透析流量であり、ＫＯＡは、一組の血液および透析液流量ＱＢ，ＭおよびＱＤ，Ｍが、透析機クリアランスＫＤ，Ｍをもたらし、Ｈｃｔが、患者の血液サンプルから測定されるヘマトクリット数である、以前の測定の結果として得られる、リン酸塩の透析機質量移動面積係数である。
【０２６２】
第２３の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第２５の側面では、ＫＤは、式
【０２６３】
【化６】
0006018567.tif 000071
を使用して任意の時間について決定され、ここで、ｔｓは、サンプリング時間であり、ＣＤ（ｔｓ）は、時間ｔｓにおける透析液流出中のリンの濃度であり、ＱＤ（ｔｓ）は、時間ｔｓにおける透析液流量であり、Ｃ（ｔｓ）は、時間ｔｓにおける血清リン濃度である。
【０２６４】
第２３の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第２６の側面では、ＫＭは、式
【０２６５】
【化７】
0006018567.tif 000072
を使用して決定される。
【０２６６】
第２３の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第２７の側面では、患者のＣは、血液透析治療セッション中の１５〜３０分毎に測定される。
【０２６７】
第２３の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第２８の側面では、ｔｔｘは、２、４、または８時間である。
【０２６８】
第２３の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第２９の側面では、Ｔは、３０分または１時間である。
【０２６９】
第２３の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第３０の側面では、ＶＰＯＳＴは、式ＶＰＯＳＴ＝ＶＰＲＥ−ＱＵＦ×ｔｔｘを使用して決定され、治療は、ＶＰＯＳＴの値に基づいて提供することができる。
【０２７０】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第３１の側面では、血液透析中の患者における血清リン濃度を予測する方法は、初期血液透析治療セッション中の限外濾過速度（「ＱＵＦ」）＝０に対する、血液透析治療セッション時間にわたる患者の血清リン濃度（「Ｃ」）を測定するステップと、以下の式
【０２７１】
【化８】
0006018567.tif 000073
に非線形最小二乗適合を使用して、患者のＫＭおよびＶＰＲＥを推定するステップであって、ここで、ｔは、血液透析治療セッション中の時間であり、Ｔは、血液透析治療セッションの終了後の時間であり、ｔｔｘは、血液透析治療セッションの全持続時間であり、ＣＰＲＥは、透析前血漿リン濃度であり、ＣＰＯＳＴは、透析後血漿リン濃度であり、ＫＭは、患者のリン可動化クリアランスであり、ＫＲは、リン酸塩の残留腎クリアランスであり、ＫＤは、透析機リン酸塩クリアランスであり、ＶＰＲＥは、患者のリンの透析前分布容量である、ステップと、患者の推定ＫＭおよびＶＰＲＥとともに式３および式４を使用することによって、任意の血液透析治療セッション中の任意の時間に患者のＣを予測するステップとを含む。
【０２７２】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第３２の側面では、コンピュータデバイスは、表示デバイスと、入力デバイスと、プロセッサと、プロセッサによって実行されたときに、（ａ）血液透析治療セッション時間にわたる血液透析患者の血清リン濃度（「Ｃ」）、および治療セッションの全治療時間で割られる、血液透析治療セッション中の血液透析患者の透析前および後の体重の間の差によって計算される限外濾過速度（「ＱＵＦ」）に関するデータを受信し、（ｂ）以下の式
【０２７３】
【化９】
0006018567.tif 000074
に非線形最小二乗適合を使用して、患者に対するＫＭおよびＶＰＲＥを推定し、ここで、ｔは、血液透析治療セッション中の時間であり、Ｔは、血液透析治療セッションの終了後の時間であり、ｔｔｘは、血液透析治療セッションの全持続時間であり、ＣＰＲＥは、透析前血漿リン濃度であり、ＣＰＯＳＴは、透析後血漿リン濃度であり、ＫＭは、患者のリン可動化クリアランスであり、ＫＲは、リン酸塩の残留腎クリアランスであり、ＫＤは、透析機リン酸塩クリアランスであり、ＶＰＲＥは、患者のリンの透析前分布容量であり、
（ｃ）式３−Ａならびに患者の推定ＫＭおよびＶＰＲＥを使用することによって、血液透析中の任意のときに患者のＣを予測するように、プロセッサを表示デバイスおよび入力デバイスとともに動作させる、複数の命令を記憶する、メモリデバイスとを含む。
【０２７４】
第３２の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい、第３３の側面では、ＱＵＦ＝０であれば、
【０２７５】
【化１０】
0006018567.tif 000075
である。
【０２７６】
第３２の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第３４の側面では、プロセッサは、ＫＲ、ＫＤ、または血清リン濃度を収集するためのサンプリング時間のうちの少なくとも１つに関するデータを受信するように、表示デバイスおよび入力デバイスとともに動作する。
【０２７７】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第３５の側面では、血液透析患者における定常状態透析前血清リンレベルを決定する方法であって、方法は、血液透析患者のリンの正味生成（「Ｇ」）を得るステップと、以下の式
【０２７８】
【化１１】
0006018567.tif 000076
を使用して、血液透析患者の定常状態透析前血清リンレベル（「ＣＳＳ−ＰＲＥ」）を決定するステップであって、ここで、Ｆは、１週間当たりの治療の頻度であり、ｔｔｘは、１回の血液透析治療セッションのための治療時間であり、ＫＤは、透析機リン酸塩クリアランスであり、ＫＲは、リン酸塩の残留腎クリアランスであり、
【０２７９】
【化４６】
0006018567.tif 000077
は、透析治療中の正規化時間平均血漿リン濃度であり、
【０２８０】
【化４７】
0006018567.tif 000078
は、透析間間隔に対する正規化時間平均血漿リン濃度である、ステップと、血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥへの患者パラメータまたは治療パラメータのうちの少なくとも１つの影響をシミュレートするステップとを含む。
【０２８１】
第３５の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい、第３６の側面では、
【０２８２】
【化４８】
0006018567.tif 000079
および
【０２８３】
【化４９】
0006018567.tif 000080
は、以下の式
【０２８４】
【化１２】
0006018567.tif 000081
を使用して決定され、ここで、ＫＭは、患者のリン可動化クリアランスであり、ＱＷＧは、透析間時間間隔中の患者による一定の流体獲得の速度であり、ＱＵＦは、患者から除去される流体の一定の速度であり、ＶＰＲＥは、血液透析治療セッション前の患者のリンの透析前分布容量であり、ＶＰＯＳＴは、血液透析治療セッションの終了時の患者のリンの透析後分布容量である。
【０２８５】
第３５の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第３７の側面では、血液透析療法中の患者からのごくわずかな正味限外濾過または流体除去があり、血液透析療法間に体重増加がなく、ＱＵＦ＝０であり、
【０２８６】
【化５０】
0006018567.tif 000082
および
【０２８７】
【化５１】
0006018567.tif 000083
は、以下の式
【０２８８】
【化１３】
0006018567.tif 000084
を使用して決定され、ここで、ＫＭは、患者のリン可動化クリアランスであり、ＶＰＲＥは、血液透析治療セッション前の患者のリンの透析前分布容量であり、ＶＰＯＳＴは、血液透析治療セッションの終了時の患者のリンの透析後分布容量である。
【０２８９】
第３５の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第３８の側面では、患者パラメータは、Ｇ、ＫＭ、またはＶＰＲＥであり、治療パラメータは、ｔｔｘ、ＫＤ、またはＦである。
【０２９０】
第３５の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第３９の側面では、Ｇは、以下の式
【０２９１】
【化１４】
0006018567.tif 000085
を使用して計算され、ここで、ＣＳＳ−ＰＲＥ−ＩＮは、式５を使用したＧの計算前の特定の時間にわたって、ＫＤ、Ｆ、およびｔｔｘによって同定される血液透析療法によって維持される血液透析患者の最初の測定された定常状態透析前血清リンレベルであり、Ｆは、１週間当たりの治療の頻度であり、ｔｔｘは、１回の血液透析治療セッションの治療時間であり、ＫＤは、透析機リン酸塩クリアランスであり、ＫＲは、リン酸塩の残留腎クリアランスであり、
【０２９２】
【化５２】
0006018567.tif 000086
は、透析治療中の正規化時間平均血漿リン濃度であり、
【０２９３】
【化５３】
0006018567.tif 000087
は、透析間間隔に対する正規化時間平均血漿リン濃度である。
【０２９４】
第３５の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第４０の側面では、Ｇは、以下の式を使用して決定され、
【０２９５】
【化１５】
0006018567.tif 000088
ここで、ＩＰは、血液透析患者のリンの毎週の食事摂取であり、ＡＰは、血液透析患者のリン吸収率であり、ＩＢは、血液透析患者の毎週の結合剤摂取であり、ＰＢは、結合剤の結合力である。
【０２９６】
第３５の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第４１の側面では、方法は、血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥが約３．６ｍｇ／ｄｌから５．０ｍｇ／ｄｌの間に及ぶように、リン摂取のレベルを決定する。
【０２９７】
第３５の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第４１の側面では、方法は、血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥが約３．６ｍｇ／ｄｌから５．０ｍｇ／ｄｌの間に及ぶように、患者に投与されるリン結合剤を決定する。
【０２９８】
第３５の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第４２の側面では、方法は、血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥが約３．６ｍｇ／ｄｌから５．０ｍｇ／ｄｌの間に及ぶように、全血液透析治療セッション時間を決定する。
【０２９９】
第３５の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第４３の側面では、方法は、血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥが約３．６ｍｇ／ｄｌから５．０ｍｇ／ｄｌの間に及ぶように、頻度Ｆを決定する。
【０３００】
第３５の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第４４の側面では、方法は、血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥが約３．６ｍｇ／ｄｌから５．０ｍｇ／ｄｌの間に及ぶように、必要血液流量および／または透析液流量を決定する。
【０３０１】
第３５の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第４５の側面では、方法は、血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥが約３．６ｍｇ／ｄｌから５．０ｍｇ／ｄｌの間に及ぶように、リン塩補給の量を決定する。
【０３０２】
本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第４６の側面では、コンピュータデバイスは、表示デバイスと、入力デバイスと、プロセッサと、プロセッサによって実行されたときに、（ａ）少なくとも血液透析患者の食事リン摂取からのリンの正味生成（「Ｇ」）または血液透析患者の尿素動態モデリングに関するデータを受信し、（ｂ）以下の式
【０３０３】
【化１６】
0006018567.tif 000089
を使用して、患者の定常状態透析前血清リンレベル（「ＣＳＳ−ＰＲＥ」）を推定し、ここで、Ｆは、１週間当たりの治療の頻度であり、ｔｔｘは、１回の血液透析治療セッションのための治療時間であり、ＫＤは、透析機リン酸塩クリアランスであり、ＫＲは、リン酸塩の残留腎クリアランスであり、
【０３０４】
【化５４】
0006018567.tif 000090
は、透析治療中の正規化時間平均血漿リン濃度であり、
【０３０５】
【化５５】
0006018567.tif 000091
は、透析間間隔に対する正規化時間平均血漿リン濃度であり、（ｃ）血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥへの患者パラメータまたは治療パラメータのうちの少なくとも１つの影響をシミュレートするように、プロセッサを表示デバイスおよび入力デバイスとともに動作させる、複数の命令を記憶する、メモリデバイスとを含む。
【０３０６】
第４６の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第４７の側面では、プロセッサは、血液透析治療セッションまたは血清リン濃度を収集するためのサンプリング時間の約１ヶ月前に、ＫＲ、ＫＤ、ＫＭ、ＶＰＲＥ、ｔｔｘ、Ｆ、ＣＰＲＥのうちの少なくとも１つに関するデータを受信するように、表示デバイスおよび入力デバイスとともに動作する。
【０３０７】
第４６の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第４８の側面では、コンピュータデバイスは、ＣＳＳ−ＰＲＥが所望の範囲内であるように、血液透析患者の治療計画を表示する。
【０３０８】
第４６の側面および本明細書の任意の他の側面とともに使用されてもよい第４９の側面では、コンピュータデバイスはさらに、（ａ）以下の式
【０３０９】
【化１７】
0006018567.tif 000092
を使用して、リンの正味生成（「Ｇ」）を決定し、
（ｂ）以下の式
【０３１０】
【化１８】
0006018567.tif 000093
を使用して、血液透析患者の定常状態透析前血清リンレベル（「ＣＳＳ−ＰＲＥ」）を予測し、
（ｃ）血液透析患者のＣＳＳ−ＰＲＥへの患者パラメータまたは治療パラメータのうちの少なくとも１つの影響をシミュレートする。
【０３１１】
本明細書で説明される、現在において好ましい実施形態への種々の変更および修正が、当業者に明白となることを理解されたい。そのような変更および修正は、本主題の精神および範囲から逸脱することなく、およびその意図された利点を軽減することなく行うことができる。したがって、そのような変更および修正が添付の請求項の対象となることが意図される。
【図１】
0006018567.tif 000094
【図２】
0006018567.tif 000095
【図３】
0006018567.tif 000096
【図４】
0006018567.tif 000097
【図５】
0006018567.tif 000098
【図６】
0006018567.tif 000099
【図７】
0006018567.tif 000100
【図８Ａ】
0006018567.tif 000101
【図８Ｂ】
0006018567.tif 000102
【図９Ａ】
0006018567.tif 000103
【図９Ｂ】
0006018567.tif 000104
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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