(57)【要約】患者の血流から血液をアクセスラインにポンプで送出し、送出された血液中に抗凝固溶液を導入し、送出された血液を濾過してそれを戻りラインに送達し、送出された血液中に補充液を導入し、戻りラインを通って進行する血液中にカルシウムとマグネシウムとの溶液を導入し、この血液を患者の血流に戻すための、血液濾過システムおよび方法を提供する。単位時間当たり適量の補充液と、単位時間当たり適量の抗凝固溶液とを導入することによって、患者が合併症を発症するのを防止することが可能となる。
2009516575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の血流から血液を輸送するように構成されたアクセスラインと、
該アクセスラインを通して、該血液を送出するように構成された第１のポンプと、
該アクセスラインを通って進行する該血液中に、抗凝固溶液を導入するための第２のポンプと、
該アクセスラインを通って進行する該血液を濾過するためのフィルタと、
該血液中に補充液を導入するための第３のポンプと、
該血液中にカルシウムとマグネシウムとの溶液を導入するための第４のポンプと、
血液を該患者の血流に返送するように構成された戻りラインと、
該第１のポンプ、第２のポンプ、第３のポンプ、および第４のポンプの流量を制御するための処理装置と
を備え、
該第４のポンプは、該戻りラインに連結される、血液濾過システム。
【請求項２】
前記第３のポンプは、前記アクセスラインに連結される、請求項１の血液濾過システム。
【請求項３】
前記第３のポンプは、前記戻りラインに連結される、請求項１の血液濾過システム。
【請求項４】
前記戻りラインを通って進行する前記血液中に、前記補充液を導入するための第５のポンプをさらに備え、前記第３のポンプは、前記第１のポンプと前記フィルタとの間の前記アクセスラインに連結される、請求項１の血液濾過システム。
【請求項５】
前記血液中に導入される前記補充液を前記患者の体温と実質的に等しい温度に加熱するためのヒータをさらに備える、請求項１の血液濾過システム。
【請求項６】
前記アクセスラインにおける血圧を監視するための、該アクセスラインに連結された圧力モニタをさらに備える、請求項１の血液濾過システム。
【請求項７】
前記戻りラインにおける血圧を監視するための、該戻りラインに連結された圧力モニタをさらに備える、請求項１の血液濾過システム。
【請求項８】
前記フィルタに連結され、該フィルタから濾液を輸送するように構成された濾液ラインと、
濾液加圧を制御するために、該濾液ラインに連結された圧力モニタと
をさらに備える、請求項１の血液濾過システム。
【請求項９】
前記フィルタに連結され、該フィルタから濾液を輸送するように構成された濾液ラインと、
該フィルタを通した血液細胞の漏出を制御するために、該濾液ラインに連結された漏血検知チャンバと
をさらに備える、請求項１の血液濾過システム。
【請求項１０】
前記フィルタに連結され、該フィルタから濾液を輸送するように構成された濾液ラインと、
該濾液ラインを通って進行する該濾液を収集するためのリザーバと、
該リザーバに収集された該濾液を計量するための測定スケールと
をさらに備え、
前記処理装置は、該スケールで測定した重量から、前記血液中に導入される補充液の量を計算し、該処理装置は、前記第３のポンプと第４のポンプとの流量を制御して、該計算された量の補充液を該血液中に導入する、請求項１の血液濾過システム。
【請求項１１】
前記補充液が導入された前記血液から気泡を検知するための、空気検知器をさらに備える、請求項１の血液濾過システム。
【請求項１２】
前記血液が前記患者の血流に戻される前に、該血液から気泡を除去するためのエアトラップをさらに備える、請求項１の血液濾過システム。
【請求項１３】
前記戻りラインを通って進行する前記血液から気泡を除去するためのエアトラップをさらに備え、前記第３のポンプは、該戻りラインのエアトラップよりも後に連結される、請求項３の血液濾過システム。
【請求項１４】
前記戻りラインを通って進行する前記血液から気泡を除去するためのエアトラップをさらに備え、前記第３のポンプは、該戻りラインのエアトラップよりも前に連結される、
請求項３の血液濾過システム。
【請求項１５】
患者の血流から血液を輸送するように構成されたアクセスラインと、
該アクセスラインを通して、該血液を送出するように構成された第１のポンプと、
該アクセスラインを通って進行する該血液中に、抗凝固溶液を導入するための第２のポンプと、
該アクセスラインを通って進行する該血液を濾過するためのフィルタと、
該血液中に補充液を導入するための第３のポンプと、
該血液中にカルシウムとマグネシウムとの溶液を導入するための第４のポンプと、
血液を該患者の血流に返送するように構成された戻りラインと、
該第１のポンプ、第２のポンプ、第３のポンプ、および第４のポンプの流量を制御するための処理装置と
を備え、
該第３のポンプおよび第４のポンプは、該戻りラインに連結される、血液濾過システム。
【請求項１６】
前記アクセスラインを通って進行する前記血液中に、前記補充液を導入するための第５のポンプをさらに備え、該第５のポンプは、前記第１のポンプと前記フィルタとの間の該アクセスラインに連結される、請求項１５の血液濾過システム。
【請求項１７】
前記フィルタに連結され、該フィルタから濾液を輸送するように構成された濾液ラインと、
濾液加圧を制御するために、該濾液ラインに連結された圧力モニタと
をさらに備える、請求項１５の血液濾過システム。
【請求項１８】
前記フィルタに連結され、該フィルタから濾液を輸送するように構成された濾液ラインと、
該フィルタを通した血液細胞の漏出を制御するために、該濾液ラインに連結された漏血検知チャンバと
をさらに備える、請求項１５の血液濾過システム。
【請求項１９】
前記フィルタに連結され、該フィルタから濾液を輸送するように構成された濾液ラインと、
該濾液ラインを通って進行する該濾液を収集するためのリザーバと、
該濾液を該フィルタから該リザーバに送出するための第６のポンプと、
該リザーバに収集された該濾液を計量するための測定スケールと
をさらに備え、
前記処理装置は、該スケールで測定した重量から、前記血液中に導入される補充液の量を計算し、該処理装置は、前記第３のポンプ、前記第４のポンプ、および該第６のポンプの流量を制御して、該計算された量の補充液を該血液中に導入する、請求項１５の血液濾過システム。
【請求項２０】
前記補充液が導入された前記血液から気泡を検知するための空気検知器と、
前記患者の血流に戻される前に、該血液から気泡を除去するためのエアトラップと
をさらに備える、請求項１５の血液濾過システム。
【請求項２１】
前記血液中に導入される前記補充液を前記患者の体温と実質的に等しい温度に加熱するためのヒータをさらに備える、請求項１６の血液濾過システム。
【請求項２２】
前記第３のポンプによって導入された前記補充液と、前記第５のポンプによって導入された前記補充液とは、実質的に類似している、請求項１６の血液濾過システム。
【請求項２３】
血液を患者の血流からアクセスラインにポンプで送出するステップと、
該血液中に抗凝固溶液を導入するステップと、
該血液を濾過するステップと、
該血液を、濾過後に戻りラインに送達するステップと、
該血液中に補充液を導入するステップと、
該戻りラインを通って進行する該血液中に、カルシウムとマグネシウムとの溶液を導入するステップと、
該血液を該患者の血流に戻すステップと
を含む、血液濾過方法。
【請求項２４】
前記補充液は、前記アクセスラインに導入される、請求項２３の血液濾過方法。
【請求項２５】
前記補充液は、前記戻りラインに導入される、請求項２３の血液濾過方法。
【請求項２６】
前記補充液は、前記アクセスラインと、前記戻りラインとに導入される、請求項２３の血液濾過方法。
【請求項２７】
前記アクセスラインにおける血圧を監視するステップをさらに備える、請求項２３の血液濾過方法。
【請求項２８】
前記戻りラインにおける血圧を監視するステップをさらに備える、請求項２３の血液濾過方法。
【請求項２９】
濾液ラインを通して、前記濾過ステップで得られた濾液を運び出すステップと、
濾液加圧を制御するために、該濾液ラインにおける圧力を監視するステップと
をさらに備える、請求項２３の血液濾過方法。
【請求項３０】
濾液ラインを通して、前記濾過ステップで収集した濾液を運び出すステップと、
前記フィルタを通した血液細胞の漏出を制御するために、該濾液ラインにおける漏血を検知するステップと
をさらに備える、請求項２３の血液濾過方法。
【請求項３１】
濾液ラインを通して、前記濾過ステップで収集した濾液を運び出すステップと、
該濾液ラインを通って進行する該濾液をリザーバに保存するステップと、
該リザーバに保存された該濾液を計量するステップと、
該計量するステップから、前記血液中に導入される補充液の量を計算するステップと
をさらに備える、請求項２３の血液濾過方法。
【請求項３２】
前記補充液が導入された前記血液から、気泡を検知するステップと、
前記患者の血流に戻される前に、該血液から気泡を除去するステップと
をさらに備える、請求項２３の血液濾過方法。
【請求項３３】
前記血液中に導入される前記補充液を前記患者の体温と実質的に等しい温度に加熱するステップをさらに備える、請求項２３の血液濾過方法。
【請求項３４】
血液を患者の血流からアクセスラインにポンプで送出するための命令と、
該送出された血液中に抗凝固溶液を導入するための命令と、
該送出された血液を濾過するための命令と、
該濾過ステップから、該送出された血液を戻りラインに送達するための命令と、
該送出された血液中に補充液を導入するための命令と、
該戻りラインを通って進行する該血液中に、カルシウムとマグネシウムとの溶液を導入するための命令と、
該血液を該患者の血流に戻すための命令と
を含む、１つ以上のプロセッサによって実行され得る命令を具体化する機械可読媒体。
【請求項３５】
前記補充液は、前記アクセスラインに導入される、請求項３４の機械可読媒体。
【請求項３６】
前記補充液は、前記戻りラインに導入される、請求項３４の機械可読媒体。
【請求項３７】
前記補充液は、前記アクセスラインと、前記戻りラインとに導入される、請求項３４の機械可読媒体。
【請求項３８】
前記アクセスラインにおける血圧を監視するための命令をさらに備える、請求項３４の機械可読媒体。
【請求項３９】
前記戻りラインにおける血圧を監視するための命令をさらに備える、請求項３４の機械可読媒体。
【請求項４０】
濾液ラインを通して、前記濾過ステップで得られた濾液を運び出すための命令と、
濾液加圧を制御するために、該濾液ラインにおける圧力を監視するための命令と
をさらに備える、請求項３４の機械可読媒体。
【請求項４１】
濾液ラインを通して、前記濾過ステップで収集した濾液を運び出すための命令と、
前記フィルタを通した血液細胞の漏出を制御するために、該濾液ラインにおける漏血を検知するための命令と
をさらに備える、請求項３４の機械可読媒体。
【請求項４２】
濾液ラインを通して、前記濾過ステップで収集した濾液を運び出すための命令と、
該濾液ラインを通って進行する該濾液をリザーバに保存するための命令と、
該リザーバに保存された該濾液を計量するための命令と、
該計量するステップから、該血液中に導入される補充液の量を計算するための命令と
をさらに備える、請求項３４の機械可読媒体。
【請求項４３】
前記補充液が導入された前記血液から、気泡を検知するための命令と、
前記患者の血流に戻される前に、該血液から気泡を除去するための命令と
をさらに備える、請求項３４の機械可読媒体。
【請求項４４】
前記血液中に導入される前記補充液を前記患者の体温と実質的に等しい温度に加熱するための命令をさらに備える、請求項３４の機械可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本出願は、米国仮特許出願第６０／７３９，０８６号（２００５年１１月２２日出願）による優先権の利益を主張する。本出願は、米国特許出願第１０／７４２，１３７号（２００３年１２月１９日出願）の一部継続出願であり、該出願は、米国特許出願第０９／９５９，５４３号（２００１年１０月２３日出願、現在は米国特許第６，７４３，１９１号）の一部継続出願であり、該出願は、国際出願ＰＣＴ／ＥＰ００／０３５８３（２０００年４月２０日出願）の米国特許法第３７１条に基づく出願であり、該出願は、ＥＰ９９２０１３０２．９（１９９９年４月２６日出願）に対する優先権を主張し、これらの全体の内容が、本明細書において参照により引用される。
【０００２】
本発明は、概して体外血液処理システムに関する。本発明は、より具体的には、血液の濾過を補助するために血液中に種々の溶液を導入できる体外血液処理システムのためのクエン酸塩抗凝固処理に関する。
【背景技術】
【０００３】
体外血液処理は、重症患者に広く用いられている療法である。これらの患者の多くは急性腎不全を患い、持続的腎代替療法（ＣＲＲＴ）、持続的静静脈血液濾過（ＣＶＶＨ）、持続的動静脈血液濾過（ＣＡＶＨ）、および持続的静動脈血液濾過（ＣＶＡＨ）など、種々の形態の血液濾過による処置を受けている。
【０００４】
集中治療室（ＩＣＵ）で腎不全患者に使用できる別の形態の腎代償療法には、血液透析がある。ＩＣＵにおける腎代償療法としての単独での血液濾過を血液透析と併用して、持続的静静脈血液濾過透析（通常、ＣＶＶＨＤまたはＣＶＶＨＤＦと略される）、あるいは持続的動静脈血液濾過透析（通常、ＣＡＶＨＤまたはＣＡＶＨＤＦと略される）を提供することもできる。血液透析を血液濾過療法に追加すると、透析液などの血液透析流体の注入が可能となり、かかる併用療法形態は、単独での血液濾過よりもさらに複雑となる。血液透析は、通常１日数時間しか使用できず、そのため単独での血液濾過よりもかなり効果が少ない。
【０００５】
一般的に、体外処理には人工腎が用いられる。この腎臓は、中空繊維あるいは板で形成され、体外循環路によって患者の血流に接続される。ＣＶＶＨ（Ｄ）では、患者の血液からの供給および患者の血液への返還は、２つの静脈アクセスを介して行なわれる。これには患者から人工腎へ、また患者へと戻る血液運搬のための駆動力を提供する血液ポンプが用いられる。ＣＡＶＨ（Ｄ）では、人工腎への血液の供給は動脈アクセスを介して行なわれ、患者への血液の返還は静脈アクセスを介して行なわれる。ほとんどの症例では、動脈圧を利用して血液運搬のための駆動力を提供するため、一般的に血液ポンプは使用されない。これは、血液流量が、血圧に直接影響されることを示している。血流がより制御できること、動脈カテーテル関連合併症のリスクがないこと、また治療効果が高いことから、ＣＶＶＨはＣＡＶＨよりも好ましいＩＣＵにおける腎代償療法である。
【０００６】
ＣＶＶＨでは、患者の血液は半透膜を超えて人工腎を通過する。この半透膜は、血液中の血漿の水分と成分とを選択的に血液区画から濾液区画へと膜を横断させ、腎臓の天然の濾過機能を模倣している。これにより血液からの水分が人工腎において濾液として除去され、かなりの水分喪失に繋がる。人工腎において除去される濾過液は、１リットルにごとに、尿素、クレアチニン、リン酸塩、カリウム、ナトリウム、グルコース、アミノ酸、水溶性ビタミン、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、およびその他のイオン、および微量元素など、血漿に溶解した高い割合の分子を含む。半透膜を通過する分子の割合は、分子と膜の物理化学的特性によるところが大きい。患者の血液量を望ましい（一定）水準に維持するため、人工腎を通過した後と、再度患者の静脈に入る前とに、体外循環路の血流に補充液を添加する。
【０００７】
通常のＣＶＶＨ手技では、２４時間ごとにおよそ５０リットルの濾液が除去され、ほぼ同量の補充液が、体外循環路の血液返還側に追加される。一般的に使用される補充液は、通常、約１４０ｍｍｏｌ／Ｌのナトリウムイオン、１．６ｍｍｏｌ／Ｌのカルシウムイオン、０．７５ｍｍｏｌ／Ｌのマグネシウムイオン、３６ｍｍｏｌ／Ｌの重炭酸イオン、および１１０ｍｍｏｌ／Ｌの塩化物イオンのみを含有する生理食塩水を含む、従来の液である。血液透析または血液透析濾過療法のすべての形態は、血液側とは逆の半透膜側に沿った透析液の流れを利用するため、単独での血液濾過とは特徴的に異なる。
【０００８】
血液濾過中に血液の凝固を防止するために、人工腎に入る前に、通常は外循環路の血液に抗凝固剤が添加される。以前は、この目的でヘパリンまたは精留されたヘパリンがよく用いられた。しかし、ヘパリン使用の不利な点は、この使用が全身の抗凝固（患者の体内のものも含めた全血液の抗凝固）に繋がり、深刻な出血性合併症の発症リスクを、特に重症患者において上昇させる。
【０００９】
ヘパリンの代わりに、血液透析での抗凝固剤としてクエン酸イオンを用いることができる。通常クエン酸三ナトリウムの形で添加されるクエン酸イオンは、血中の遊離カルシウムイオンを結合すると思われるが、これは凝固カスケードにおいて非常に重要な役割を果たす。人工腎に入る前の体外循環路内の血液に添加されたクエン酸イオンは、体外循環路における抗凝固剤として作用するだけであり、そのため全身性の抗凝固による出血性合併症のリスクは回避される。血液透析形式の処置にクエン酸イオンを適用する場合、カルシウムとマグネシウムを含有していない補充液または透析液が必要となる。したがって、血液透析におけるクエン酸イオンの適用は、単独での血液濾過においてよりも複雑である。
【００１０】
クエン酸イオンは、主に骨格筋および肝組織で代謝される。重度のショックを伴う重症の肝不全、あるいは特定の（まれな）代謝性疾患の場合にのみ、クエン酸塩の代謝が不足して全身血液循環におけるクエン酸塩濃度が過度に高くなる可能性があり、それにより患者を脅かす可能性がある。したがって、クエン酸イオンは、単独での血液濾過手技において使用する場合、特にＩＣＵ患者のＣＶＶＨ処置で使用する場合に、魅力的な抗凝固剤である。
【００１１】
クエン酸イオンは、カルシウム、マグネシウム、鉄、亜鉛、銅、およびマンガンなどの正電荷を帯びた金属イオンに結合するため、これらのイオンは人工腎において部分的に除去され、最終的にはカルシウムおよびマグネシウムイオン、またその他の金属イオンを患者の血液から除去することになる。結果として、低カルシウム血症、および／または低マグネシウム血症、および／または他の金属イオンの不足を誘発し、患者の命にかかわる合併症を招く恐れがある。血液濾過の過程も、人工腎において、リン酸塩およびカリウムイオン、微量元素、水溶性ビタミン、アミノ酸、およびグルコースを最終的には除去することに繋がる。これは重度の血液量減少、低リン血症、低カリウム血症を招き、患者の症状の悪化の危険性を伴う恐れがある。低リン血症は患者の命にかかわる合併症を招き得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、当技術分野では、単位時間当たり適量の補充液と、単位時間当たり適量の抗凝固溶液とを導入することによって、患者が合併症を発症するのを防止することが可能な体外血液処理システムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一実施形態は、患者の血流から血液を輸送するように構成されたアクセスラインと、アクセスラインを通して血液を送出するように構成された第１のポンプと、アクセスラインを通って進行する血液中に抗凝固溶液を導入するための第２のポンプと、アクセスラインを通って進行する血液を濾過するためのフィルタと、血液中に補充液を導入するための第３のポンプと、血液中にカルシウムおよびマグネシウム溶液を導入するための第４のポンプと、血液を患者の血流に返送するように構成された戻りラインと、第１のポンプ、第２のポンプ、第３のポンプ、および第４のポンプの流量を制御するための処理装置とを備え、第４のポンプは戻りラインに連結される血液濾過システムを提供する。第３のポンプは、アクセスラインまたは戻りラインに接続してもよい。
【００１４】
本発明の別の実施形態は、血液を患者の血流からアクセスラインにポンプで送出し、送出された血液中に抗凝固溶液を導入し、送出された血液を濾過し、送出された血液を濾過ステップから戻りラインに送達し、送出された血液中に補充液を導入し、戻りラインを通って進行する血液中にカルシウムおよびマグネシウム溶液を導入し、血液を患者の血流に戻すための血液濾過方法を提供する。補充液は、アクセスラインあるいは戻りラインに導入してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
ここで図面を参照して、本発明の種々の特徴の実施形態を実施する方法とシステムについて説明する。図面とそれに関する記載は、本発明の実施形態を説明するために提示されるものであり、発明の範囲を制限するものではない。明細書における「一実施形態」または「実施形態」との記載は、その実施形態に関連して記載される特定の特徴、構成、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれるということを示すものである。明細書の各所で「一実施形態において」または「実施形態」という表現が見られるが、必ずしもすべてが同じ実施形態に言及しているとは限らない。図面全体を通して、参照番号を繰り返し用いることで、参照される要素が一致することを示している。
【００１６】
図１〜４は、体外血液処理システムについて、本発明の種々の実施形態を示している。このシステムでは、血液は、患者の静脈から取り出され、血液ポンプ１４の駆動力により、体外循環路のアクセスライン１を経由して、人工腎６０に運搬される。一実施形態では、図４において１９および２１として示されている圧力監視システムは、アクセスライン１の血液ポンプ１４の前後に接続され、患者からの血液のポンプシステムによる減圧と、人工腎６０より前のポンプ１４による加圧とを制御する。圧力監視システム１９および２１の接続部または吸入口（図示せず）は、弁、機械的クランプ、または雄Ｌｕｅｒ−ｌｏｃｋコネクタなどの閉鎖システムを含んでもよい。
【００１７】
クエン酸塩またはヘパリン抗凝固溶液などの抗凝固溶液は、リザーバ（図４に２５または３０として図示）から体外循環路のアクセスライン１に注入することができる。一実施形態では、抗凝固溶液は、アクセスライン１の血液ポンプ１４より前にある吸入口３２に、ポンプ２４によって送出できる。図１に図示されるように、抗凝固溶液は、アクセスライン１の血液ポンプ１４よりも後にある吸入口１０に注入することもできる。両吸入口１０と３２は、弁、機械的クランプ、またはＬｕｅｒ−ｌｏｃｋコネクタなどの閉鎖システムを含んでもよい。一実施形態では、抗凝固溶液は、体外循環路のアクセスライン１への注入前に、ドリップチャンバまたはエアトラップ（装置は図示せず）を通過する。抗凝固剤ラインは、黒で色分けしてもよい。
【００１８】
体外血液処理システムにおいてクエン酸塩抗凝固液を用いることにより、体外循環路内での血液の凝固が効果的に阻止され、患者の体循環内では抗凝固がなされない。また、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、および重炭酸イオンの濃度は、患者に許容できない合併症のリスクをもたらさないと認められる範囲内に実質的にとどまる。このクエン酸塩抗凝固溶液は、任意の適切な体外血液処理において使用可能であり、またあらゆる種類の単独での血液濾過手技において、本発明による適合する補充液と組み合わせると特に有用である。
【００１９】
例示的一実施形態では、単独での血液濾過処置のためのクエン酸塩抗凝固溶液は、約３８ｍｍｏｌ／Ｌのクエン酸と約２１２ｍｍｏｌ／Ｌのクエン酸三ナトリウムとを含有する水溶液とすることができる。このクエン酸塩抗凝固溶液は、約１１８ｍｍｏｌ／Ｌのナトリウムイオン、約２．３ｍｍｏｌ／Ｌのカルシウムイオン、約２．６ｍｍｏｌ／Ｌのカリウムイオン、約０．８ｍｍｏｌ／Ｌのリン酸塩イオン、約０．９ｍｍｏｌ／Ｌのマグネシウムイオン、約６．５ｍｍｏｌ／Ｌのグルコース、約５．５ｍｍｏｌ／Ｌ未満の酢酸、および電気化学的バランスを維持するための塩化物イオンを含有する適合する補充液と組み合わせて、単独でのＣＶＶＨにおいて使用することができる。さらに、一液型補充液におけるリン酸カルシウム沈殿の形成を防止するために、約０．０ｍｍｏｌ／Ｌ〜約５．５ｍｍｏｌ／Ｌの酢酸イオンを添加することが望ましいかもしれない。別の実施形態では、例えば、グルコース、および／または酢酸、および／またはリン酸塩を除いてもよく、また必要に応じてその他の成分の濃度を高く、または低く調整してもよい。
【００２０】
血液と抗凝固溶液との混合液は、体外循環路のアクセスライン１を下って進行する。アクセスライン１の終端には、雌雄ＩＳＯコネクタなどの１つ以上のコネクタ４０があり、アクセスライン１を人工腎６０に連結している。人工腎６０では、半透膜５を通して血液が濾過できる。血液に含まれる流体、および／または透析液吸入口１８から導入された流体は、人工腎６０の濾液区画６から、接続管７を経由して収集リザーバ９へと排出される。管７は、雌雄Ｌｕｅｒ−ｌｏｃｋコネクタなどの１つ以上のコネクタ５４を用いて、人工腎６０に連結される。ポンプ８は、濾液を収集リザーバ９内に移動させ、流出流量を発生させる。
【００２１】
図４に図示されるように、接続管７は、濾液加圧を制御するための圧力監視システム２２に連結してもよい。また、接続管７は、人工腎６０の膜５を通しての赤血球の漏出を制御するための漏血検知チャンバ３６に接続される。一実施形態では、接続管７は、ポンプ８と収集リザーバ９との間に、機械的クランプなどの閉鎖システムを有してもよい。接続管７は、雌雄Ｌｕｅｒ−ｌｏｃｋコネクタなどのコネクタを用いて、収集リザーバ９に接続してもよい。
【００２２】
未透過血液は、人工腎６０の未透過物区画４から、エアトラップ３を通過した後、体外循環路の戻りライン２を経由して、患者の血流へと返送される。人工腎６０は、雌雄ＩＳＯコネクタなどの１つ以上のコネクタ４２を用いて、戻りライン２に連結される。エアトラップ３は、血液が患者の血流に戻される前に、その血液からすべての気泡を除去する機能を果たす。好ましくは、血液は、例えばダブルルーメン静脈カテーテルを用いて、取り出されたのと同じ位置で患者の血流に戻される。一実施形態では、アクセスライン１は赤で色分けしてもよく、戻りライン２は青で色分けしてもよく、濾液接続管７は黄色で色分けしてもよい。
【００２３】
血液濾過を行なった血液が患者に戻される前に、体外循環路の戻りライン２に、補充液を注入することができる。一実施形態では、図１のリザーバ１１に保存された一液型補充液は、０．２〜１、好ましくは０．５〜０．９ｍｍｏｌ／Ｌのリン酸二水素イオンと、７０〜１３０、好ましくは９０〜１２０ｍｍｏｌ／Ｌのナトリウムイオンと、１．６〜２．６、好ましくは１．９〜２．４ｍｍｏｌ／Ｌのカルシウムイオンと、０．２５〜１．２５、好ましくは０．５〜１．０ｍｍｏｌ／Ｌのマグネシウムイオンと、１〜４、好ましくは１．８〜３．５ｍｍｏｌ／Ｌのカリウムイオンと、２〜１１．５、好ましくは５．５〜７．５ｍｍｏｌ／Ｌのグルコースと、５．５ｍｍｏｌ／Ｌ未満、好ましくは０〜３．１ｍｍｏｌ／Ｌの酢酸イオンと、５．５ｍｍｏｌ／Ｌ未満、好ましくは０〜３．１ｍｍｏｌ／Ｌの重炭酸イオンとを含む（ここで使用するｍｍｏｌ／Ｌとは、水性補充液１リットルあたりの塩またはイオンの「ミリモル」である）体外処置用の水性流体でよい。この補充液には、中性の電気化学的バランスを得るために、通常は塩化物イオンが追加される。
【００２４】
別の実施形態では、一液型補充液は、好ましくは約１１７ｍｍｏｌ／Ｌのナトリウムイオン、約２．５ｍｍｏｌ／Ｌのカリウムイオン、約０．８３ｍｍｏｌ／Ｌのリン酸塩イオン、約２．３ｍｍｏｌ／Ｌのカルシウムイオン、約０．８９ｍｍｏｌ／Ｌのマグネシウムイオン、約６．４ｍｍｏｌ／Ｌのグルコース、および約３．１ｍｍｏｌ／Ｌ未満の酢酸イオンを含み、重炭酸イオンを含まず、電気化学的バランスを維持するために塩化物イオンを追加した水溶液でよい。
【００２５】
図２に図示されるように、補充液は、体外循環路の戻りライン２の気泡トラップ３よりも後にある接続部４４に注入してもよい。別の補充溶液を、体外循環路の戻りライン２の気泡トラップ３よりも後にある接続部４６に注入してもよい。本発明の教示にしたがって生成した二液型補充水溶液は、約７０ｍｍｏｌ／Ｌ〜約１３０ｍｍｏｌ／Ｌのナトリウムイオンと、約０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ〜約５ｍｍｏｌ／Ｌのカリウムイオンと、約１００ｍｍｏｌ／Ｌ〜約１５０ｍｍｏｌ／Ｌの塩化物イオンと、約０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ〜約１．５ｍｍｏｌ／Ｌのリン酸塩イオンと、任意で約２ｍｍｏｌ／Ｌ〜約１１．５ｍｍｏｌ／Ｌのグルコースとを含む第１の補充水溶液を備えてもよい。
【００２６】
上述の第１の補充液は、約１０ｍｍｏｌ／Ｌ〜約３５ｍｍｏｌ／Ｌのカルシウムイオンと、約２．５ｍｍｏｌ／Ｌ〜約２０ｍｍｏｌ／Ｌのマグネシウムイオンと、任意で硫酸、グルコン酸、グルビオン酸、または塩化物イオンのうちのいずれか１つ以上を約３０ｍｍｏｌ／Ｌ〜約１００ｍｍｏｌ／Ｌとを含む第２の水性液と組み合わせて使用できる。
【００２７】
一液型および二液型補充液はいずれも、適合するグルクエン酸塩溶液と共に使用してもよい。一液型あるいは二液型補充液のどちらが使用されているかに関わらず、同じグルクエン酸塩溶液が使用できる。したがって、体外血液処理手技において、特定の補充液を適合するクエン酸塩抗凝固溶液と共に使用することにより、カリウム、リン酸塩、カルシウム、マグネシウム、重炭酸イオン、およびグルコースの濃度は、実質的に許容できる範囲内にとどまる。ほとんどの例では、これらのイオンおよびグルコースの濃度は、例えば血液濾過などを受けている患者の全身血液において、ほぼ一定にとどまる。その結果、これまで血液濾過において直面してきた問題が発生する可能性は、完全に排除されないまでも著しく減少する。特に、電解質または酸塩基異常、および／または重度の出血を含む上記に示した合併症の可能性は、著しく減少する。
【００２８】
本発明による補充液は、所望の濃度が得られる量の塩を水に溶解することにより簡便に調製できるが、これは当業者の専門知識の範囲で十分に行なうことができる。調製中、無菌環境を維持することが望ましい。その結果、補充液は、好ましくはヨーロッパ薬局方または米国薬局方の定めに準じた無菌状態とすることにより、その液体が血液濾過において使用される際の患者への感染リスクを回避する。
【００２９】
一般的には、補充液は低張性である。例となる値は、２００〜２７０ｍＯｓｍ／Ｌである。それにもかかわらず、この流体を血液濾過手技に用いる際、患者の耐容性は良好であることが認められてきた。この低張性は、抗凝固剤により体外循環路の動脈側に生じる高張性を代償するため、実際には有利であることが示されてきている。その結果、患者の血流に戻される血液は、正常な（生理学的）オスモル濃度を有する。
【００３０】
このタイプの二液型補充液を、適合するクエン酸三ナトリウムの溶液（例えば抗凝固剤として約１０６〜３００ｍｍｏｌ／Ｌのクエン酸三ナトリウムを含有する溶液）と組み合わせて使用する場合、単独での血液濾過手技の間中、患者の血液中の対象イオンの濃度は、実質的に生理学的範囲内にとどまる。
【００３１】
好ましい一実施形態では、本クエン酸塩抗凝固溶液は、例えば単独での血液濾過では、上記の要件を満たす、約３８〜３９ｍｍｏｌ／Ｌのクエン酸と約２１１〜２１２ｍｍｏｌ／Ｌのクエン酸三ナトリウムとを含有する水溶液である。このクエン酸塩抗凝固溶液は、好ましくは、上述のように、適合する二液型補充液と組み合わせて使用する。
【００３２】
体外処理において、本発明によるクエン酸塩抗凝固液を使用することにより、体外循環路内での血液の凝固が効果的に阻止され、患者の体循環内では抗凝固がなされない。また、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、および重炭酸イオンの濃度は、患者に許容できない合併症のリスクをもたらさないと認められる範囲内に実質的にとどまる。このクエン酸塩抗凝固溶液は、任意の適切な体外血液処理において使用可能であり、またあらゆる種類の単独での血液濾過手技において、本発明による適合する補充液と組み合わせると特に有用である。
【００３３】
本発明の別の実施形態では、二液型補充液を適合するグルクエン酸塩溶液と組み合わせて使用する。種々の体外処理に使用される二液型補充液は、電解質を含むがカルシウムとマグネシウムは含まない第１の補充液と、カルシウムとマグネシウムを含む第２の液とを備えるであろう。好ましい一例では、二液型補充液は、約１１７〜約１２９ｍｍｏｌ／Ｌのナトリウムと、約２．５〜約３．０ｍｍｏｌ／Ｌのカリウムと、約１１５〜約１４０ｍｍｏｌ／Ｌの塩化物と、約０．７〜約０．９ｍｍｏｌ／Ｌのリン酸塩とを含む第１の補充液と、約１５〜約２５ｍｍｏｌ／Ｌのカルシウムと、約１０〜約１２ｍｍｏｌ／Ｌのマグネシウムイオンとを含む第２の補充液とを備えてもよい。任意により、第１の補充液は、約６．５〜約７．１ｍｍｏｌ／Ｌのグルコースを含んでもよい。別の実施形態では、第１または第２の溶液のいずれかに、０．４〜０．８ｍｍｏｌ／Ｌのリン酸塩イオンを添加してもよい。
【００３４】
一実施形態では、カルシウムイオンは、グルビオン酸カルシウム、塩化カルシウム、およびグルコン酸カルシウムを含む群から選択されるカルシウム塩の形で提供され、マグネシウムイオンは、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、グルビオン酸マグネシウム、およびグルコン酸マグネシウムを含む群から選択されるマグネシウム塩の形で提供される。
【００３５】
さらに別の好ましい実施形態では、二液型補充液は、約１１７〜約１１８ｍｍｏｌ／Ｌのナトリウムと、約６．５〜約６．８ｍｍｏｌ／Ｌのグルコースと、約２．６〜約２．８ｍｍｏｌ／Ｌのカリウムと、約１１５ｍｍｏｌ／Ｌ〜約１４０ｍｍｏｌ／Ｌの塩化物と、約０．８ｍｍｏｌ／Ｌのリン酸塩とを含む第１の補充液と、約１５〜約２４ｍｍｏｌ／Ｌのカルシウムと、約１０〜約１５．５ｍｍｏｌ／Ｌのマグネシウムイオンとを含む第２の補充液とを備える。さらなる好ましい実施形態では、第１の補充液は、約１１８〜１１９ｍｍｏｌ／Ｌの塩化物イオンを含んでもよい。さらに別の好ましい実施形態では、第２の液は、約２４ｍｍｏｌ／Ｌのカルシウムと、約１０．８ｍｍｏｌ／Ｌのマグネシウムとを含んでもよい。
【００３６】
図４に図示されるように、補充液は、体外循環路の戻りライン２の気泡トラップ３よりも前にある接続部３８（補充液中にカルシウムイオンとマグネシウムイオンが存在しない場合）、あるいは気泡トラップ３よりは後であるが、空気検知システム３３よりは前にある接続部４４に注入することができる。ＣＶＶＨにおいては、補充液は、体外循環路のアクセスライン１の血液ポンプ１４よりも後にある吸入口１０、あるいは血液ポンプ１４よりも前にある吸入口３２に注入してもよい。ＣＶＶＨＤおよびＣＶＶＨＤＦの場合、補充液は、透析液ライン（図示せず）を経由して、人工腎６０の透析液吸入口１８へと、ポンプで送出することができる。透析液ラインは、人工腎６０に事前に接続されていても、雄雌Ｌｕｅｒ−ｌｏｃｋコネクタなどの連結器を用いて取り外し自在に係合可能であってもよい。透析液ラインは、紫で色分けしてもよい。
【００３７】
ＣＶＶＨＤＦ用の補充液（カルシウムイオンとマグネシウムイオンを含まない）も、体外循環路の戻りライン２の気泡トラップ３より前にある接続部３８、あるいは気泡トラップ３より後であるが空気検知システム３３よりも前にある接続部４４に注入できる。補充液を戻りラインと併せてアクセスラインに注入できることは、当業者には理解される。実施形態のいくつかは、カルシウムおよびマグネシウムイオンを含有しない補充液を使用する。
【００３８】
補充液は、リザーバ１１からポンプ１２およびヒータ１３を経由して追加できる。ヒータ１３は、最終的に患者の体内に入る補充液が、患者の体温と実質的に等しくすることによって、手技全体を実質的により不快でないものにする。一実施形態では、圧力監視システム（図４に２０として図示）が戻りライン２に接続され、患者に再注入される血液を含む管部分の加圧を制御する。さらに、戻りライン２において空気検知システム３３を使用して、補充液と共に導入されているかもしれない気泡を検知することができる。
【００３９】
図２に示す実施形態では、別個のポンプ１２および１６、およびヒータ１３および１７を経由して、第１の補充液と第２の補充液をそれぞれ供給する２つのリザーバ１１および１５により、二液型補充液が備えられている。カルシウム／マグネシウム補充液の容積が比較的小さい場合、かかる補充液の加熱は必要でないかもしれず、そのため第２のヒータ１７は任意としてもよい。供給される補充液の流れと容積は、コネクタ４４および４６によって制御することができる。コネクタ４４および４６は、弁、機械的クランプ、またはＬｕｅｒ−ｌｏｃｋコネクタなどの閉鎖システムを有してもよい。これらのコネクタ４４および４６は、好ましくは、戻りライン２の空気検知システム（図２に装置は図示せず）の接続部よりも前に連結される。第２の補充液ラインは、白で色分けしてもよい。
【００４０】
一実施形態では、補充液、または未透過血液と補充液を含む混合液は、ドリップチャンバまたは空気検知システム（図４に３３として図示）を通過してから、戻りライン２を経由して患者に戻される。戻りライン自動クランプ３９は、好ましくは空気検知システム３３の後に使用して、空気が検知された場合、あるいは戻り圧力値が低いことにより、戻りライン２がカテーテルの戻り路から外れたことが検知された場合に、自動的に戻りライン２を閉鎖する。
【００４１】
手技中に、収集リザーバ９に収集された濾液の量は、例えば計量することにより、正確に測定される。血液に追加される補充液の量は、この量に適応させる。これにより、患者の体内から最初に取り出された容積に一致する、あるいは特定の患者に必要な体液平衡に適応させた、所定の容積ちょうどの流体が患者の体内に戻ることを確実にする。従って、ポンプ８および１２、または８および１６、または８、１２、および１６を通しての流れは、お互いに対して精密に調整される。一般的に、補充液は、血液２００ｍｌ／分当り約１〜８０ｍｌ／分の速度で血液に投与（注入）される。実地では、血液、濾過、または補充の流れが遮られた場合に看護職員に警告するために、可聴アラームなどの警告手段が提供されることが多い。一般的に、前述のクエン酸三ナトリウムとクエン酸との特定の抗凝固液は、血液２００ｍｌ／分当り約１．３〜４ｍｌ／分の速度で血液に注入される。
【００４２】
図３は、本発明の一実施形態による別の血液濾過過程を図解している。この実施形態では、補充液は、前希釈ライン３１を経由して体外循環路のアクセスライン１に導入され、後希釈ライン５２を経由して体外循環路の戻りライン２に導入されることができる。図４にも図示される前希釈ポンプ２３は、第１の補充液をリザーバ１１から前希釈ライン３１へと送出する。さらに、本明細書において第１の後希釈ポンプ５０としても記される後希釈ポンプ５０は、第１の補充液をリザーバ１１から後希釈ライン５２へと送出する。この実施形態では、補充液は、カルシウムおよびマグネシウムイオンを含有していない。
【００４３】
図４は、希釈ライン３１および５２に連結された加熱システム３４を図示している。加熱システム３４は、好ましくはチャンバ３７を備え、ここでは体外循環路に注入する前に流体から気体を除去でき、また流体温度が制御される。この脱気チャンバ３７には、弁、機械的クランプ、またはＬｕｅｒ−ｌｏｃｋコネクタなどの閉鎖システムを備えた第１および第２の注入口が含まれる。閉鎖システムは、好ましくは、加熱システム３４の前に用いる。
【００４４】
一実施形態では、ポンプシステム（装置は図示せず）を用いて、プライミングおよび処置中に、脱気チャンバ３７から気体を除去する。加熱システム３４は、加熱された流体の温度を調整、制御するために、温度センサ５８と連結してもよい。さらに、連続管５６を用いて、補充液を後希釈ライン５２、前希釈ライン３１、および／または透析液ライン（図示せず）に送ることができる。
【００４５】
図３および４は、アクセスライン１の血液ポンプ１４よりも後に接続された前希釈ライン３１を図示している。一実施形態では、前希釈ライン３１は、アクセスライン１の血液ポンプ１４よりも前に接続されている。前希釈ライン３１は、アクセスライン１の連結器に、事前に接続されていても、取り外し自在に係合可能であってもよい。図４は、後希釈ライン５２を戻りライン２のエアトラップ３よりも前に接続できることも示している。一実施形態では、後希釈ライン５２は、戻りライン２のエアトラップ３よりも後に接続されている。同様に、後希釈ライン５２は、戻りライン２の連結器に、事前に接続されていても、取り外し自在に係合可能であってもよい。さらに、前希釈ライン３１およびと後希釈ライン５２は、Ｌｕｅｒ−ｌｏｃｋコネクタなどの１つ以上のコネクタによって、補充液の１つ以上のリザーバ１１に連結してもよい。前希釈ライン３１および後希釈ライン５２は、緑で色分けしてもよい。
【００４６】
図５は、本発明の一実施形態による、監視システム６５を備えた体外血液処理システムを図解している。監視システム６５は、ユーザに体外血液処理システムの状況を知らせるために、センサインジケータを備えてもよい。監視システム６５は、体外血液処理システムの制御を容易にすることもできる。これには血液ポンプ１４、濾液ポンプ８、第１の後希釈ポンプ５０、前希釈ポンプ２３、透析液ポンプ（装置は図示せず）、抗凝固剤ポンプ２４、第２の後希釈ポンプ１６、およびスケールシステム６７の制御が含まれるが、これらに限定されない。監視システム６５は、使いやすいインターフェースを備えて、ＣＶＶＨ、ＣＶＶＨＤ、およびＣＶＶＨＤＦなどであるがこれらに限定されない療法を可能にすることができる。監視システム６５は、加熱システム３４、漏血検知器３６、および気泡検知器３３の制御も行なうことができる。さらに、監視システム６５は、圧力センサ１９、２０、２１、および２２用のインジケータを有してもよい。
【００４７】
体外血液処理システムに使用されるポンプは、パルスモータポンプやステップモータポンプなど、業界で一般に使用されるものである。１単位の血液流量（１ｍｌ／分）増加に対するパルス増加またはステップ数は、較正過程で規定することができる。血液ポンプ１４は、好ましくは、血液流量を約１０ｍｌ／分（「ＭｉｎＢＦＲ」）〜約５００ｍｌ／分（「ＭａｘＢＦＲ」）に維持する。濾液ポンプ８は、好ましくは、濾液の流れを約１４，０００ｍｌ／時以下に維持する。前希釈ポンプ２３、後希釈ポンプ５０、および透析液ポンプ（装置は図示せず）は、好ましくは、流量を約１０，０００ｍｌ／時未満に維持する。抗凝固剤ポンプ２４および第２の後希釈ポンプは、好ましくは、流量を約１，０００ｍｌ／時未満に維持する。ここに記載の溶液組成および流量は例であって、発明の範囲を制限するものではない。
【００４８】
一実施形態では、前希釈溶液、後希釈溶液、および透析溶液は、同じ溶液であり、同じ補液管５６に接続されているので、それぞれのポンプ５０、２３、および２４は、同時に調整、制御することができる。
【００４９】
すべての流体の注入は、同時に調整、制御されるため、血液ポンプ１４が稼動している時、他のすべてのポンプを作動させなければならない。しかし、ポンプのうちの１つが何らかの理由で停止した場合、その他のポンプも送出を停止し得る。残念ながら、血液ポンプ１４が停止すると、戻りライン２内に血液凝固の危険性が発生する。体外循環路のアクセスライン１は、クエン酸塩を含んでいるため、この部分の内部での凝固の危険性は低い。したがって、１つのポンプが何らかの理由で停止した場合、血液ポンプ１４と抗凝固剤ポンプ２４の停止は、好ましくは、例えば他のポンプが停止してしまってから約１０秒後まで遅延させる。これにより、戻りライン２およびカテーテルの戻り路が、クエン酸塩を含有する血液で充填され、血液ポンプ１４停止中の凝固を回避できる。これには、ここで「血液ポンプ停止プログラム」と称されるアルゴリズムが必要となるかもしれない。
【００５０】
スケールシステム６７は、１つ以上のリザーバであって、好ましくは４つのリザーバ２５、９、１１、および１５の処理を受け付けるように構成できる。スケール６７がこれらリザーバを処理するように構成された場合、最大の過剰重量は、約２４ｋｇを超えるであろう。一実施形態では、スケールシステム６７は、１つ以上のリザーバ２５、１つ以上のリザーバ９、１つ以上のリザーバ１１、および１つ以上のリザーバ１５を処理するように構成される。スケールシステム６７は、好ましくは、ポンプの流量の制御と調整を援助するために、ゲージ固定装置（装置は図示せず）を備える。
【００５１】
図６は、体外血液処理システムの動作を調整、制御、および監視する制御システム７０の概略ブロック図を示している。制御システム７０は、１つ以上の処理装置（例えば、マスタ処理装置７２、および制御装置７４）を含んでもよい。制御システム７０は、マスタ拡張部７６と制御装置拡張部７８も含んでよい。マスタ拡張部７６は、マスタ処理装置７２のフィードバックデータ（ポンプとスケールデータ）を監視し、スケールデータ（クエン酸塩およびカルシウムスケール）とマスタ処理装置７２からのプログラミング値とに応じて、クエン酸塩およびカルシウムポンプの流量を指示する。制御装置拡張部７８は、クエン酸塩およびカルシウムポンプからのエンコーダデータを回収し、適正な流量を監視する。受け取った値と設定されたパラメータとの間に偏差がある場合、制御装置拡張部７８は、クエン酸塩およびカルシウムポンプを停止することができる。この保護サブシステムからのデータは、制御装置７４に送られる。さらに制御装置拡張部７８は、制御装置７４からもデータを受け取る。
【００５２】
すべての制御と監視は、コンピュータアルゴリズムを用いて電子的に実行される。処置をプログラムする際、濾液の流量は、後希釈の流量、前希釈の流量、透析液の流量、抗凝固剤の流量、第２の補充液の流量、および流体損失速度のプログラミング値に関連させられる。流量間の関係は、濾液の流量が、後希釈の流量、前希釈の流量、透析液の流量、抗凝固剤の流量、第２の補充液の流量、および流体損失速度の和と等しくなる。
【００５３】
クエン酸塩抗凝固溶液を血液に添加する場合、カルシウムイオンはクエン酸塩分子により固定されるか、あるいは患者の肝臓および筋肉により代謝されることにより、カルシウムイオンが血中に放出され、クエン酸塩分子が重炭酸塩分子に変換される。この肝臓および筋肉代謝の動態は、効果に時間がかかるため、処置の初期にカルシウム／クエン酸塩分子の蓄積または代謝性アシドーシスを回避するために、処置の初期に漸進的に作動流量をプログラミング流量まで上昇させるように、別のアルゴリズムを用い得る。
【００５４】
漸進的作動流量に用いられるこのアルゴリズムは、プログラミング血液流量と周波数値（１／Ｔ）に応じた比率（Ｒ）を使用する。血液流量は、ＭｉｎＢＦＲで開始し、時間Ｔ間隔ごとに固定値から増加する（１ｍｌ／分当り１、または１０ｍｌ／分当り１０）。比率Ｒは、作動血液流量をプログラミング血液流量で割ることによって計算する。時間Ｔ間隔ごとに、すべての作動流量（後希釈、前希釈、透析液、濾液、抗凝固剤、および第２の補充液の流量）を修正し、作動流量＝比率Ｒ×プログラミング流量にする。作動流量の漸進的増加に対するこの時間Ｔは、「調整スタートモード」と呼ばれる。調整スタートモードは、作動血液流量がプログラミング流量の値に到達すると自動的に達成される。
【００５５】
前希釈補充液が血液ポンプ１４より前に注入される場合、および／または抗凝固剤（クエン酸塩）溶液が血液ポンプ１４より前に注入される場合、実際の作動血液流量は、プログラミング血液流量、前希釈の流量、および抗凝固剤（クエン酸塩）の流量の和と等しい。
【００５６】
抗凝固剤としてのクエン酸塩分子が、前希釈溶液として用いられる補充液中に含まれる場合、抗凝固剤（クエン酸塩）の流量は、０ｍｌ／時にプログラムできる。カルシウムおよびマグネシウムイオンが、後希釈溶液として用いられる補充液中に含まれる場合、カルシウムおよびマグネシウムイオンを含有する第２の溶液は必要でないかも知れず、そのため第２の補充液の流量は、０ｍｌ／時にプログラムすることができる。
【００５７】
一実施形態では、体外血液処理システムは、ヘパリンポンプシステム（装置は図示せず）を含むことにより、患者の代謝がクエン酸塩抗凝固剤過程を許容できない場合に、抗凝固剤としてのヘパリンの使用を可能にしておくことができる。患者の代謝がクエン酸塩抗凝固剤過程の使用を許容できない場合には、抗凝固剤（クエン酸塩）の流量は、０ｍｌ／時にプログラムすることができ、第２の補充液（カルシウム／マグネシウム溶液）の流量も、０ｍｌ／時にプログラムすることができる。
【００５８】
別の実施形態では、体外血液処理システムは、戻り圧力２０、濾過前圧力２１、および濾液圧力２２の間の数学的関係として、膜間圧力（ＴＭＰ）を制御するためのアルゴリズムを含む。この関係によると、ＴＭＰは、戻り圧力２０と濾過前圧力２１の和を２で割り、濾液圧力２２を引いた値に等しい。体外血液処理システムは、戻り圧力２０と濾過前圧力２１との間の数学的関係として、人工腎６０の血液区画４全体の血圧低下（ＰＤ）を制御するためのアルゴリズムも含む。この関係によると、ＰＤは、濾過前圧力２１−戻り圧力２０＋補正係数（ＣＦ）と等しい（ＣＦは、戻り圧力センサ２０と圧力センサ２１の位置の高さの違いにより判断される）。
【００５９】
当業者は、ここに開示される実施形態と関連して記載される種々の例示的な論理要素、ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、あるいはそれらの組み合わせとして実施できることを理解するであろう。このハードウェアとソフトウェアの互換性を説明するために、種々の例示的要素、ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムについて、概してそれらの機能性に関して上記に記載してきた。かかる機能性をハードウェアあるいはソフトウェアのどちらとして実施するかは、特定の用途およびシステム全体に課される設計制約によって決まる。当業者は、それぞれの特定の用途に対し、種々の方法で記載の機能性を実施することができるが、かかる実施の決定が本開示の範囲からの逸脱を招くと解釈されるべきではない。
【００６０】
ここに開示される実施形態と関連して記載される種々の例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用処理装置、デジタル信号処理装置（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、あるいはその他のプログラム可能論理回路、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理、離散ハードウェア要素、あるいははここに記載の機能を実行するために設計されたこれらの任意の組み合わせによって、実施あるいは実行できる。汎用処理装置はマイクロプロセッサでよいが、代替的に、処理装置は、あらゆる従来の処理装置、処理装置、マイクロプロセッサ、または状態マシンであってもよい。処理装置は、コンピュータデバイスの組み合わせとして実施してもよい。これは例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアまたはその他のかかる構成と連動した１つ以上のマイクロプロセッサなどである。
【００６１】
ここに開示される実施形態に関連して記載される方法またはアルゴリズムは、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせにおいて、直接具体化することができる。ソフトウェアにおいては、方法またはアルゴリズムは、処理装置によって実行してもよい１つ以上の命令において具体化することができる。命令は、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野で既知のあらゆる形式のストレージ媒体中にあってもよい。例となるストレージ媒体は、処理装置に連結され、かかる処理装置は、ストレージ媒体から情報を読み出したり、ストレージ媒体に情報を書き込んだりすることができる。代替例では、ストレージ媒体は、処理装置と一体であってもよい。処理装置とストレージ媒体は、ＡＳＩＣ中にあってもよい。ＡＳＩＣは、ユーザ端末中にあってもよい。代替例では、処理装置とストレージ媒体は、別々の要素としてユーザ端末中にあってもよい。
【００６２】
一定の例示的実施形態を添付の図面において説明および図示してきたが、かかる実施形態は、広義の発明の例に過ぎず、これを制限するものではなく、また本発明は、上記で説明したもの以外に種々の他の変更、組み合わせ、省略、修正、および置換が可能であることから、図示および記載される特定の構造および構成に限定されるものではないことを理解すべきである。当業者は、ここに記載した好ましい実施形態に、本発明の範囲と精神から逸脱することなく、種々の改変および修正を行なえることを理解するであろう。したがって、添付の特許請求の範囲内で、ここに具体的に記載されている以外の形で、本発明を実施し得ることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、本発明の実施形態による、体外血液処理システムを示している。
【図２】図２は、本発明の実施形態による、体外血液処理システムを示している。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による、戻りラインと併せてアクセスラインに補充液を導入する体外血液処理システムを示している。
【図４】図４は、アクセスラインの血液ポンプ前後に抗凝固剤を注入し、戻りラインと併せてアクセスラインに補充液を導入する体外血液処理システムを示している。
【図５】図５は、本発明の一実施形態による、監視システムを備えた体外血液処理システムを示している。
【図６】図６は、本発明の一実施形態による、体外血液処理システムの動作を調整、制御、および監視する制御システムの概略ブロック図を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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