(57)【要約】  本発明は、半透膜（２）によって血液室（３）と透析液室（４）に分けられたダイアライザー（１）と、置換液を供給するためのデバイス（１９）とを備える体外血液処理装置を用いる体外血液処理において、置換液の供給を調節するための方法に関する。さらに本発明は、置換液の供給を調節するためのデバイス（２６）を有する、体外血液処理のための装置に関する。本発明による方法、および本発明によるデバイスは、体外血液処理の際の置換液の供給における調節が、ダイアライザーの流動学的負荷に応じて行なわれることに基づいている。体外血液処理中に置換液の供給を調節するために、ダイアライザーの膜間圧力およびダイアライザーの流れ抵抗からダイアライザーの流動学的負荷が求められ、その負荷によって置換液比率が増加または減少する。したがって、ダイアライザーのパラメータ、または血液のパラメータの選択はもはや必要でなくなり、また、前希釈または後希釈の区別も必要ない。
2013512012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半透膜によって血液室と透析液室に分けられ、前記血液室が体外血液回路の一部であり、前記透析液室が透析液系の一部であるダイアライザーと、
あらかじめ設定された置換液比率で置換液を前記体外血液回路に供給するためのデバイスと、
を備える体外血液処理装置を用いる体外血液処理の際に、置換液の供給を調節するための方法において、
前記ダイアライザーの流動学的負荷が求められ、前記ダイアライザーの流動学的負荷に応じて前記置換液比率が調節されることを特徴とする方法。
【請求項２】
膜間圧力または前記膜間圧力に対して相関のある変数と、ダイアライザーの流れ抵抗または前記流れ抵抗に対して相関のある変数とが確定され、前記膜間圧力または前記膜間圧力に対して相関のある変数と、前記流れ抵抗または前記流れ抵抗に対して相関のある変数とに基づいて前記ダイアライザーの流動学的負荷が求められることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記膜間圧力または前記膜間圧力に対して相関のある変数を評価するために、第１の評価量であるＨＥＭＯ＿Ｐｒｉｏｒｉｔｙが確定され、前記流れ抵抗または前記流れ抵抗に対して相関のある変数を評価するために、第２の評価量であるＢＬＫＤ＿ｐｒｉｏｒｉｔｙが確定され、確定された２つの評価量が、前記ダイアライザーの流動学的負荷を特徴づける評価ペア（ＨＥＭＯ＿Ｐｒｉｏｒｉｔｙ／ＢＬＫＤ＿Ｐｒｉｏｒｉｔｙ）を作ることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
あらかじめ設定された値からの前記置換液比率の変化量に対する特定値が、前記ダイアライザーの流動学的負荷を特徴づける複数の評価ペアにおけるそれぞれの評価ペアに割り当てられており、前記置換液比率の変化量が、評価ペアの割り当てと、前記置換液比率の変化量とに基づいて、前記ダイアライザーの流動学的負荷を特徴づける確定された評価ペアから求められることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記あらかじめ設定された置換液比率が、前記確定値によって増加または減少することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記膜間圧力または前記膜間圧力に対して相関のある変数を評価するために、前記第１の評価量であるＨＥＭＯ＿Ｐｒｉｏｒｉｔｙが、以下の式、
HEMO_Priority  =  ((TMP  −  TMPLIMIT_LOWER)  ／  TMPLIMIT_RANGE)*100%
ここで、TMPLIMIT_RANGE  =  TMPLIMIT_UPPER  −  TMPLIMIT_LOWER
によって計算され、このうち、ＴＭＰＬＩＭＩＴ＿ＬＯＷＥＲ、ＴＭＰＬＩＭＩＴ＿ＵＰＰＥＲ、およびＴＭＰＬＩＭＩＴ＿ＲＡＮＧＥは経験的に確定されたパラメータであることを特徴とする、請求項３または４に記載の方法。
【請求項７】
前記流れ抵抗または前記流れ抵抗に対して相関のある変数を求めるために、前記体外血液回路において、前記ダイアライザーの上流で圧力パルスが生成され、前記圧力パルスが前記ダイアライザーの下流で測定され、前記ダイアライザーの下流で測定された圧力信号が、基本成分と少なくとも１つの高調波にスペクトル的に分けられ、前記基本成分と前記少なくとも１つの高調波の比に基づいて、前記流れ抵抗または前記流れ抵抗に対して相関のある変数が求められることを特徴とする、請求項２から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記流れ抵抗または前記流れ抵抗に対して相関のある変数を評価するために、第２の評価量であるＢＬＫＤ＿ｐｒｉｏｒｉｔｙが、基本成分Ｇ０、第１高調波Ｈ１、第２高調波Ｈ２、ならびに、経験的に確定されたパラメータＫ１，２、Ｍ１，２、およびαから、以下の式、
【数１】
2013512012.tif 000005
によって計算されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記膜間圧力を求めるために、体外血液回路における圧力と、透析液系における圧力とが測定されることを特徴とする、請求項２から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記置換液が、前記ダイアライザーの上流および／または下流で前記体外血液回路に供給され、上流および／または下流で供給される置換液の量における比が、前記ダイアライザーの流動学的負荷を特徴づける確定された評価ペアに基づいて調節されることを特徴とする、請求項３から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
半透膜（２）によって血液室（３）と透析液室（４）に分けられ、前記血液室が体外血液回路（９）の一部であり、前記透析液室が透析液系（１０）の一部であるダイアライザー（１）と、
あらかじめ設定された置換液比率で置換液を前記体外血液回路（９）に供給するためのデバイス（１９）と、
置換液の供給を調節するためのデバイス（２６）と、
を有する体外血液処理のための装置において、
置換液の供給を調節するためのデバイス（２６）が、
前記ダイアライザーの流動学的負荷を求めるための手段（２７）と、
前記ダイアライザーの流動学的負荷に応じて前記置換液比率が調節されるように構成された、前記置換液比率を調節するための手段（２８）と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１２】
前記ダイアライザーの流動学的負荷を求めるための手段（２７）が、膜間圧力または前記膜間圧力に対して相関のある変数を求めるための手段（２９）と、ダイアライザーの流れ抵抗または前記流れ抵抗に対して相関のある変数を求めるための手段とを備え、前記膜間圧力または前記膜間圧力に対して相関のある変数と、前記流れ抵抗または前記流れ抵抗に対して相関のある変数とに基づいて前記ダイアライザーの流動学的抵抗が求められるように前記ダイアライザーの流動学的負荷を求めるための手段（２７）が構成されていることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記膜間圧力または前記膜間圧力に対して相関のある変数を評価するために第１の評価量であるＨＥＭＯ＿Ｐｒｉｏｒｉｔｙが確定され、前記流れ抵抗または前記流れ抵抗に対して相関のある変数を評価するために第２の評価量であるＢＬＫＤ＿ｐｒｉｏｒｉｔｙが確定されるように、前記ダイアライザーの流動学的負荷を求めるための手段（２７）が構成されており、確定された２つの評価量が、前記ダイアライザーの流動学的負荷を特徴づける評価ペア（ＨＥＭＯ＿Ｐｒｉｏｒｉｔｙ／ＢＬＫＤ＿Ｐｒｉｏｒｉｔｙ）を作ることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
あらかじめ設定された値からの前記置換液値の変化量に対する特定値が、前記ダイアライザーの流動学的負荷を特徴づける複数の評価ペアにおけるそれぞれの評価ペアに割り当てられるように、あらかじめ設定された置換液比率を調節するための手段（２８）が構成されており、前記置換液値の変化量が、評価ペアの割り当てと、前記置換液比率の変化量とに基づいて、前記ダイアライザーの流動学的負荷を特徴づける確定された評価ペアから求められることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
あらかじめ設定された置換液比率を調節するための手段（２８）が、前記あらかじめ設定された置換液比率が前記確定値によって増加または減少するように構成されていることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記膜間圧力または前記膜間圧力に対して相関のある変数を評価するために、前記第１の評価量であるＨＥＭＯ＿Ｐｒｉｏｒｉｔｙが、以下の式、
HEMO_Priority  =  ((TMP  -  TMPLIMIT_LOWER)  /  TMPLIMIT_RANGE)*100%
ここで、TMPLIMIT_RANGE  =  TMPLIMIT_UPPER  -  TMPLIMIT_LOWER
によって計算され、このうち、ＴＭＰＬＩＭＩＴ＿ＬＯＷＥＲ、ＴＭＰＬＩＭＩＴ＿ＵＰＰＥＲ、およびＴＭＰＬＩＭＩＴ＿ＲＡＮＧＥが経験的に確定されたパラメータとなるように、前記ダイアライザーの流動学的負荷を求めるための手段（２７）が構成されていることを特徴とする、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記ダイアライザーの流動学的負荷を求めるための手段（２７）が、前記体外血液回路において、前記ダイアライザーの上流で発生した圧力パルスを測定するための手段（３３）を備え、前記ダイアライザーの流動学的負荷を求めるための手段（２７）が、前記ダイアライザーの前記流れ抵抗に対して相関のある変数を求めるために、前記ダイアライザーの下流で測定された圧力信号が基本成分と少なくとも１つの高調波に分けられるように構成されており、前記流れ抵抗または前記流れ抵抗に対して相関のある変数が、前記基本成分と前記少なくとも１つの高調波との比に基づいて求められることを特徴とする、請求項１２から１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記流れ抵抗または前記流れ抵抗に対して相関のある変数を評価するために、第２の評価量であるＢＬＫＤ＿ｐｒｉｏｒｉｔｙが、基本成分Ｇ０、第１高調波Ｈ１、第２高調波Ｈ２、ならびに、経験的に確定されたパラメータＫ１，２、Ｍ１，２、およびαから、以下の式、
【数２】
2013512012.tif 000006
によって計算されるように、前記ダイアライザーの流動学的負荷を求めるための手段（２７）が構成されていることを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記膜間圧力を求めるための手段（２７）が、体外血液回路における圧力と、透析液系における圧力とを測定するための手段（３３）を備えることを特徴とする、請求項１２から１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
あらかじめ設定された置換液比率で置換液を前記体外血液回路（９）に供給するためのデバイス（１９）が、置換液が前記ダイアライザー（１）の上流および／または下流で前記体外血液回路に供給されるように構成されており、上流および下流で供給される置換液の量における比が、前記ダイアライザーの流動学的負荷を特徴づける確定された評価ペアに基づいて調節されるように、置換液の供給を調整するためのデバイス（２６）が構成されていることを特徴とする、請求項１３から１９のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透膜によって血液室と透析液室に分けられたダイアライザーと、置換液を供給するためのデバイスとを備えた体外血液処理装置を用いた体外血液処理において、置換液の供給を調節するための方法に関する。さらに、本発明は、置換液の供給を調節するためのデバイスを有する、体外血液処理のための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
慢性腎不全において、通常は尿と共に排出される物質を取り除き、また液体を取り除くために、機械による血液浄化または血液処理のための様々な方法が用いられている。血液透析（ＨＤ）では、患者の血液は、半透膜によって血液室と透析液室に分けられたダイアライザーの血液室を通る体外血液回路によって運ばれ、透析液は、透析液室を通って流れる。拡散による物質交換は、基本的にダイアライザーの膜を通して行なわれる。血液濾過（ＨＦ）の場合には、透析液は、透析液室を通って流れない。濾過に伴う物質交換だけが行なわれる。血液透析濾過（ＨＤＦ）は、これらの２つのプロセスの組み合わせである。
【０００３】
血液濾過（ＨＦ）または血液透析濾過（ＨＤＦ）の場合、ダイアライザーの半透膜を通して患者から取り除かれる量の液体は、使用される準備のできた置換液、すなわち、血液処理中に透析液から得られる置換液として、血液処理中に患者に戻される。この置換液は、ダイアライザーにおける体外血液回路の上流および／または下流に供給される。ダイアライザーの上流における置換液の供給は前希釈と呼ばれ、ダイアライザーの下流における置換液の供給は後希釈と呼ばれている。置換液比率は、体外血液回路を流れる血液に特定の時間供給される置換液の量を指す。
【０００４】
ダイアライザーの透析液室に流れ込む未使用の透析液と、ダイアライザーの透析液室から流れ出す使用済みの透析液とのバランスを保つために、公知の血液処理装置ではバランスシステムが用いられている。未使用の透析液と使用済みの透析液とのバランスを保つことによって、液体が患者に供給されないこと、もしくは液体が患者から取り除かれないこと、または、特定量の液体だけが患者に供給されること、もしくは特定量の液体だけが患者から取り除かれることが確実なものとなる。
【０００５】
患者から液体が取り除かれる限外濾過率は、ダイアライザーにおける血液側平均圧力と透析液側平均圧力の圧力差として定義される膜間圧力ＴＭＰに依存する。膜間圧力を求めるための方法およびデバイスは、一般に知られている。例えば、欧州特許出願公開第０２１２１２７号明細書および国際公開第２００９／０８０２５８号には、膜間圧力を求めるためのデバイスが記載されている。
【０００６】
膜間圧力に加えて、血液側におけるダイアライザーの半透膜の中空糸に沿う長手方向の流れ抵抗が体外血液処理のためには重要であり、上記長手方向の流れ抵抗は、以下ではダイアライザーの流れ抵抗と呼ばれる。ダイアライザーにおける半透膜の中空糸に沿う圧力パルスの減衰は、第１高調波のスペクトル成分および第２高調波のスペクトル成分の、基本成分に対する振幅比と関係があることが知られている（国際公開第２００８／１３５１９３号）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０２１２１２７号明細書
【特許文献２】国際公開第２００９／０８０２５８号
【特許文献３】国際公開第２００８／１３５１９３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、体外血液処理中に置換液比率の調節が可能となる方法を提供することである。さらに、本発明の課題は、置換液比率の調節を向上させた、体外血液処理のための装置を作ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、これらの課題は請求項１および請求項１１の特徴によって解決される。本発明における有利な実施形態は、従属請求項の主題である。
【００１０】
本発明による方法、および本発明によるデバイスは、体外血液処理の際の置換液の供給における調節が、ダイアライザーの流動学的負荷（ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ  ｌｏａｄｉｎｇ）に応じて行なわれることに基づいている。置換液比率は、限外濾過率と関係しているため、単にダイアライザーの流動学的負荷に応じて調節されうる独立変数でない点について考慮する必要がある。したがって、本発明による方法、および本発明によるデバイスは、特定の限外濾過率を考慮して患者に置換液が供給される、あらかじめ設定された置換液比率より開始する点に主眼をおいており、このあらかじめ設定された置換液比率は、ダイアライザーの流動学的負荷に応じて増加または減少する。
【００１１】
体外血液処理中に置換液の供給を調節し、また流動学的負荷に対応して置換液比率を増加または減少させるために、ダイアライザーの流動学的負荷が求められる。ダイアライザーのパラメータ、または血液のパラメータの選択はもはや必要でなくなる。前希釈または後希釈の区別さえ必要ない。
【００１２】
ダイアライザーの流動学的負荷は、膜間圧力または膜間圧力に対して相関のある変数と、流れ抵抗または流れ抵抗に対して相関のある変数とに基づいて求められることが好ましく、膜間圧力または膜間圧力に対して相関のある変数と、流れ抵抗または流れ抵抗に対して相関のある変数とは、体外血液処理中に確定される。本明細書では、どのように膜間圧力と流れ抵抗が測定されるかは重要でない。唯一の決定的要因は、膜間圧力および流れ抵抗に応じて置換液の供給を調節できるようにするために、膜間圧力および流れ抵抗、または膜間圧力および流れ抵抗から得られる変数が、さらなる評価に向けて利用可能である点である。
【００１３】
本発明における好ましい実施形態によって、膜間圧力または膜間圧力に対して相関のある変数を評価するための第１の評価量と、流れ抵抗または流れ抵抗に対して相関のある変数を評価するための第２の評価量とを確定することが可能になる。次に、確定された両方の評価量は、ダイアライザーの流動学的負荷を特徴づける評価ペアを作る。膜間圧力および流れ抵抗は、０％〜１００％の評価スケール内で評価されることが好ましい。ダイアライザーの流動学は、評価ペアによって十分に説明される。
【００１４】
好ましい実施形態では、評価スケール内におけるダイアライザーの評価量は、それぞれの評価ペア（プライオリティペア）に、置換液比率における必要な変化量に相当する値を割り当てている２次元マトリックスの入力パラメータとなる。
【００１５】
ダイアライザーの流動学的負荷を特徴づける複数の評価ペアにおけるそれぞれの評価ペアに割り当てられているのは、あらかじめ設定された量から置換液比率が増加または減少することになる量に対する特定値である。評価ペアにおけるこの割り当てと置換液比率の変化量とは、メモリに記憶することができる。したがって、あらかじめ設定された置換液比率を変化させる値は、様々な評価ペアについて、それぞれの場合において利用可能である。
【００１６】
本発明における特に好ましい実施形態では、流れ抵抗または流れ抵抗に対して相関のある変数を求めるために、体外血液回路において、ダイアライザーの上流で圧力パルスが生成され、その圧力パルスがダイアライザーの下流で測定され、ダイアライザーの下流で測定された圧力信号が、基本成分と少なくとも１つの高調波にスペクトル的に分けられることが可能となる。次に、流れ抵抗または流れ抵抗に対して相関のある変数が、基本成分と少なくとも１つの高調波との比に基づいて求められる。測定された圧力信号は、１つの基本成分と２つの高調波に分けられることが好ましい。
【００１７】
本方法は、体外血液回路における圧力がダイアライザーの下流で測定されるだけでよいという利点を有する。圧力パルスについては、体外血液回路において、ダイアライザーの上流に配置された血液ポンプによって発生した圧力パルスを測定することが可能であり、上記血液ポンプは、一般に閉塞ホースポンプ（ｏｃｃｌｕｄｉｎｇ  ｈｏｓｅ  ｐｕｍｐ）である。
【００１８】
本発明による方法、および本発明によるデバイスは、いかなる場合にも一般に体外血液処理装置にあるセンサシステムを利用することができる。データの評価は、いかなる場合にも体外血液処理装置にある中央制御演算ユニットで行なうことができる。したがって、本発明によるデバイス、および本発明による方法は、多くの設計費をかけずに実施することができる。
【００１９】
以下では、図面を参照して本発明における実施形態の例をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】簡略化された概略表示における、本発明による体外血液処理装置の主要部品を示す。
【図２】ダイアライザーの流動学的負荷を特徴づけるそれぞれの評価ペアに、置換液比率における必要な変化量に相当する値を割り当てているマトリックスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、半透膜２によって血液室３と透析液室４に分けられたダイアライザー（濾過器）１を備える血液（透析）濾過装置である、本発明による血液処理装置の主要部品を示す。血液室３の入口は、血液供給ライン５の一方の端部に接続されており、血液供給ライン５には、圧力パルスを発生させる、特にローラーポンプである血液ポンプ６が組み込まれている。一方、血液室の出口は、血液排出ライン７の一方の端部に接続されており、血液排出ライン７にはドリップ室８が組み込まれている。血液供給ライン５および血液排出ライン７は、ダイアライザーの血液室３と共に、血液透析濾過装置における体外血液回路９を形成している。血液供給ライン５および血液排出ライン７は、血液透析濾過装置に挿入された、（使い捨ての）ホースの組におけるホースライン（ｈｏｓｅ  ｌｉｎｅ）である。
【００２２】
血液透析濾過装置における透析液系１０は、透析液供給ライン１２の第１の部分を介してバランスデバイス３５における第１のバランス室半部３５ａの入口に接続された、使用可能な透析液を作るためのデバイス１１を備える。透析液供給ライン１２の第２の部分は、第１のバランス室半部３５ａの出口を透析液室４の入口に接続している。透析液室４の出口は、透析液排出ライン１３の第１の部分を介して第２のバランス室半部３５ｂの入口に接続されている。透析液排出ライン１３の第１の部分には、透析液ポンプ１４が組み込まれている。第２のバランス室半部３５ｂの出口は、透析液排出ライン１３の第２の部分を介してドレイン１５に接続されている。同様にドレイン１５につながっている限外濾過ライン１６は、透析液ポンプ１４の上流にある透析液排出ライン１３から分岐している。限外濾過ライン１６には、限外濾過ポンプ１７が組み込まれている。市販されている装置では、バランスデバイス３５は、周期が合致せずに動作する２つの平行なバランス室を備えている。簡略化するため、本明細書では一方のバランス室だけが示されている。
【００２３】
透析治療の間、患者の血液は血液室３を通って流れ、透析液はダイアライザーの透析液室４を通って流れる。バランスデバイス３５によって、透析液排出ラインを介して透析液が排出されうるだけの透析液が、透析液供給ラインを介して供給されうることが確実なものとなる。あらかじめ設定された限外濾過率で、あらかじめ設定された液体の量を限外濾過ポンプ１７を用いて患者から取り除くことができる（限外濾過）。したがって、限外濾過ポンプ１７は、ダイアライザー１の膜２を通して、体外回路９を流れる血液から液体を取り除くための、限外濾過デバイス１８と呼ばれるデバイスの一部である。
【００２４】
液体を患者に戻すために、血液透析濾過装置は、体外血液回路９の動脈枝２０を通って流れる血液に代用の液（置換液）を供給すること（前希釈）、および／または、体外血液回路９の静脈枝２１を通って流れる血液に代用の液（置換液）を供給すること（後希釈）ができる置換デバイス１９を備える。置換デバイス１９は、使用可能な置換液を作るためのデバイス３７を備え、デバイス３７から、血液ポンプ６と血液室３との間の血液供給ライン５の部分には、第１の置換液ライン３６がつながっており、第１の置換液ライン３６には第１の置換液ポンプ２２が組み込まれている。第２の置換液ポンプ２４が組み込まれている第２の置換液ライン２３は、置換液を使用可能にするためのデバイス３７からドリップ室８につながっている。後希釈または前希釈だけで血液透析濾過装置が動作することになる場合、一方または他方の置換液ポンプは、それぞれの置換液ラインと共に不要とされてもよい。
【００２５】
さらに、血液透析濾過装置は、制御ライン６’、１４’、１７’、２２’、２４’を介して血液ポンプ６、透析液ポンプ１４、限外濾過ポンプ１７、第１の置換液ポンプ２２、第２の置換液ポンプ２４に接続されている中央制御演算ユニット２５を備える。
【００２６】
体外血液処理装置は、置換液の供給を調節するためのデバイス２６を備え、それは図１の破線の中に示されている。置換液の供給を調節するためのデバイス２６は、別のデバイスとして図１に示されている。しかし、置換液の供給を調節するためのデバイス２６は、中央制御演算ユニット２５の構成要素であってもよい。置換液の供給を調節するためのデバイス２６は、データライン２６’を介して中央制御演算ユニット２５に接続されており、それによって調節デバイスは、制御部とデータを交換することができ、特に、それによって、置換液比率Ｑを調整するために置換液ポンプ２２、２４を制御することができる。
【００２７】
置換液の供給を調節するためのデバイス２６は、ダイアライザーの流動学的負荷を求めるための手段２７、および、置換液比率を調節するための手段２８を備えることができる。
【００２８】
ダイアライザーの流動学的負荷を求めるための手段２７は、ダイアライザーの膜間圧力または膜間圧力に対して相関関係にある変数を求めるための手段２９と、ダイアライザーの流れ抵抗または流れ抵抗に対して相関関係にある変数を求めるための手段３０とを備える。ダイアライザーの流れ抵抗は、血液側におけるダイアライザー１の半透膜２の中空糸に沿う長手方向の流れ抵抗として理解されたい。
【００２９】
膜間圧力（ＴＭＰ）を求めるための手段２９は、様々な方法で設計されうる。例えば、膜間圧力を求めるために、欧州特許出願公開第０２１２１２７号明細書に記載されている測定デバイスを用いることができる。実施形態における本例では、膜間圧力を求めるための手段２７は、ダイアライザー１の透析液室４の上流における透析液供給ライン１２に配置された第１の圧力センサ３１、ダイアライザーの透析液室の下流における透析液排出ライン１６に配置された第２の圧力センサ３２、および、ダイアライザー１の室３の下流における血液帰還ライン２１に配置された第３の圧力センサ３３を備える。圧力センサ３１、３２、３３は、データライン３１’、３２’、３３’を介して、膜間圧力を求めるための手段２９に接続されている。透析液室の上流における圧力Ｐ１、および、透析液室の下流における圧力Ｐ２は、透析液系１０において圧力センサ３１および３２によって測定され、血液室の下流における圧力Ｐ３は、体外血液回路９において圧力センサ３３によって測定される。
【００３０】
膜間圧力ＴＭＰを求めるための手段２９は、次の式
【００３１】
【数１】
2013512012.tif 000003
【００３２】
に従って膜間圧力を計算する好適な計算部を備える。
【００３３】
膜間圧力ＴＭＰに対する確定値は次のように求められる。膜間圧力ＴＭＰを評価するために、膜間圧力ＴＭＰの測定値、膜間圧力のあらかじめ設定された下限値ＴＭＰＬＩＭＩＴ＿ＬＯＷＥＲ、膜間圧力のあらかじめ設定された上限値ＴＭＰＬＩＭＩＴ＿ＵＰＰＥＲ、および、膜間圧力のあらかじめ設定された値範囲ＴＭＰＬＩＭＩＴ＿ＲＡＮＧＥから、第１の評価量であるＨＥＭＯ＿Ｐｒｉｏｒｉｔｙが、次の式に従って計算される。パラメータであるＴＭＰＬＩＭＩＴ＿ＬＯＷＥＲ、ＴＭＰＬＩＭＩＴ＿ＵＰＰＥＲ、およびＴＭＰＬＩＭＩＴ＿ＲＡＮＧＥは経験的に確定される。
HEMO_Priority  =  ((TMP  −  TMPLIMIT_LOWER)  ／  TMPLIMIT_RANGE)*100%
ここで、TMPLIMIT_RANGE  =  TMPLIMIT_UPPER  −  TMPLIMIT_LOWER
である。
【００３４】
膜間圧力ＴＭＰに加えて、ダイアライザー１の流動学的負荷を求めるために、ダイアライザーの流れ抵抗が確定される。
【００３５】
流れ抵抗を求めるための手段３０は、血液側におけるダイアライザーの半透膜の中空糸を長手方向に伝わる圧力パルスを測定するための手段を備える。この圧力パルスは、閉塞ホースポンプ、特にローラーポンプである血液ポンプ６によって発生する。実施形態における本例では、血液ポンプ６によって発生した圧力パルスを測定するために、血液帰還ライン２１において、血液室３の下流に配置された圧力センサ３３が用いられる。したがって、第２のデータライン３３’’が、圧力センサ３３から、流れ抵抗を求めるための手段３０につながっている。流れ抵抗を求めるために、圧力センサ３３によって測定された圧力信号は、基本成分Ｇ０と、第１高調波Ｈ１および第２高調波Ｈ２とにスペクトル的に分けられるが、これは、中空糸に沿う圧力パルスの減衰が、第１高調波Ｈ１のスペクトル成分および第２高調波Ｈ２のスペクトル成分の、基本成分Ｇ０に対する振幅比と関係しているためである。この理論的関係は、国際公開第２００８／１３５１９３号に記載されている。
【００３６】
置換液の流れを調節するために、流れ抵抗も次のように評価される。第２の評価量であるＢＬＫＤ＿ｐｒｉｏｒｉｔｙは、基本成分Ｇ０、第１高調波Ｈ１、第２高調波Ｈ２、ならびに、経験的に確定されたパラメータＫ１，２、Ｍ１，２、およびαより、次の式
【００３７】
【数２】
2013512012.tif 000004
に従って計算される。
【００３８】
第１の評価量および第２の評価量は、ダイアライザーの流動学的負荷を特徴づける評価ペア（Ｈｅｍｏ＿Ｐｒｉｏｒｉｔｙ／ＢＬＫＤ＿Ｐｒｉｏｒｉｔｙ）を形成する。
【００３９】
圧力パルスにおける基本成分の周波数は、血液ポンプ６の制御よりもたらされる。したがって、基本成分の第１高調波および第２高調波の周波数もわかることになる。連続した圧力信号におけるスペクトル成分への分割は、フーリエ変換によって行なわれることが好ましく、特に、圧力センサ３３の測定値をデジタル化することによって、好適な計算部で実行される離散フーリエ変換を用いて行なわれることが好ましい。
【００４０】
流れ抵抗を求めるために圧力パルスを分析することの利点は、必要なセンサが、ダイアライザーの下流に１つだけでよいということである。一方で、ダイアライザーの上流におけるセンサは必要とならない。しかし、血液側と透析液側においてダイアライザーの上流と下流に４つの圧力センサを用いる測定によって、流れ抵抗または流れ抵抗に対して相関のある変数を求めることも可能である。また、血液側と透析液側におけるダイアライザーの上流の圧力は、動作パラメータに基づいて推定されるという点で、血液側と透析液側におけるダイアライザーの下流に２つの圧力センサを用いる測定によって、流れ抵抗または流れ抵抗に対して相関のある変数を近似的に求めることも可能である。
【００４１】
ダイアライザーの流動学的負荷は、膜間圧力と流れ抵抗の両方に基づいて求められるため、膜間圧力の測定は、４つの圧力センサを用いる公知の測定に代わって２つまたは３つだけの圧力センサで十分であるが、２点の測定および３点の測定では膜間圧力が特に高い領域における不安定動作が起こりうるため、実際には膜間圧力における２点の測定および３点の測定が常に信頼できるものであるとは限らない。
【００４２】
実施形態における本例では、膜間圧力および流れ抵抗は、評価量が０％から１００％の評価スケールの中で決められるようにして評価される。ダイアライザーの流動学的負荷は、２次元座標系におけるポイントとして十分に説明することができる。置換液比率の調節は、この流動学的負荷を、マトリックスにおける目標領域の中に維持することに基づいている。この調節は、前希釈が提供されているか、または後希釈が提供されているかに無関係に行なわれる。
【００４３】
図２は、それぞれの評価ペア（プライオリティペア）に、置換液比率における必要な変化量に相当する値を割り当てている２次元マトリックスを示す。これにより、あらかじめ設定された置換液比率における変化量に対する特定値が、マトリックスに取り込まれたそれぞれの値ペアに割り当てられる。マトリックスの内部には、ダイアライザーの所望負荷に相当する評価ペアを互いにつないでいる公称ライン（値範囲）がある。この公称ラインは、プライオリティに向かって直線的に伸びている線と、プライオリティペア（０，０）のまわりを走っている曲線とによる結線から数学的に構成されたラインである。プライオリティペアが公称ライン上にある場合は、置換液比率は変更されないままである。公称ライン（値範囲）は、図１に陰影のない領域として表されている。置換液比率の変化量は、図１に陰影の濃さによって示されている。図１の右側におけるスケールは、置換液比率における対応する変化量を、左側の座標系における陰影のある領域に割り当てている。本明細書における制御目標は、置換液の投与量に変更のない、陰影のない領域（０％）である。
【００４４】
必要な置換液比率の変化量αは、置換液の供給を調節するためのデバイス２６において、マトリックスから求められる。新たに調整される置換液比率Ｑｓｕｂ，ｎｅｗは、
Qsub,new = Qsub,old (1 + α)
として計算される。
【００４５】
限外濾過デバイス１８によって設定される特定の限外濾過率は、体外血液処理のためにあらかじめ設定される。さらに、液体が患者に供給されるか、もしくは患者から液体が取り除かれるかどうか、または、液体が患者に供給されないか、もしくは患者から液体が取り除かれないかどうかに関する選択がなされる。例えば、患者から液体が取り除かれる場合、中央制御演算ユニット２５は、特定の置換液比率をあらかじめ設定する。さらに、この置換液比率は、ダイアライザー１の膜２を通して限外濾過デバイス１８によって液体が取り除かれるのに比べて、より少ない置換液が体外血液回路に供給されるようにして決められる。このあらかじめ設定された置換液比率は、上記で説明した方法によって置換液の供給を調節するために、デバイス２６によって増加または減少する。したがって、体外血液処理は、ダイアライザーにとって最適条件のもとで行なわれる。
【００４６】
置換液を増加させる調節は、置換液比率の変更だけでなく、ダイアライザーの上流および下流における置換液供給（前希釈および後希釈）の配分も可能とする。ダイアライザーの上流と下流の両方で置換液を供給する場合、後希釈および前希釈に対する全体の希釈量は、マトリックスによって変更される。全体の希釈量に対する変更命令のためのパラメータの決定として、本明細書では、座標原点（０，０）からの、ダイアライザーの流動学的負荷を特徴づける座標系における値ペアの距離、ならびに、座標原点（０，０）および特性評価ペアを通って伸びている仮想ラインとＸ軸または代替的にＹ軸との間の角度が用いられる。次に、置換液の供給を調節するためのデバイス２６は、中央制御演算ユニット２５と共に、確定した距離と角度に従って置換液ポンプ２２および３０の流量を設定する。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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