(57)【要約】      （修正有）【課題】実血液流量の低下を簡単に予測する。【解決手段】受信装置１０は、血液ポンプ３の出口付近の血液回路２に取り付けられている。受信装置は、血液回路の血液の流れ方に応じて発生する振動を電圧に変換して出力する。アナログ信号処理部２０は、フィルタと増幅器とを有している。フィルタは、受信装置が出力する電圧をフィルタリングし、特定の周波数成分を取り出す。増幅器は、フィルタが出力するアナログ信号を増幅する。コンピュータ３０は、アナログ信号処理部が出力する電圧に応じて透析時に脱血不良が発生していないかどうかを監視する。そして、脱血不良が発生している場合警告を報知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供血者から採取された血液を循環させて前記供血者に返血する経路を備える血液回路の血液の流れ方に応じて発生する振動を電圧に変換して出力することを特徴とする電圧出力装置。
【請求項２】
前記血液回路を流れるローラーポンプに起因する血液のバックフローにより生じる振動を検出する検出部を備え、前記検出部が検出した振動に応じた電圧を出力する請求項１に記載の電圧出力装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記血液回路に直接または干渉部材を介して隣接する圧電素子を備える請求項２に記載の電圧出力装置。
【請求項４】
当該電圧出力装置は血液を循環させる血液ポンプと動脈側チャンバとの間に設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載の電圧出力装置。
【請求項５】
供血者から採取された血液を循環させて前記供血者に返血する経路を備える血液回路内を流れる血液の流れ方に応じて発生する振動を電圧に変換して出力する電圧出力装置が出力した電圧値に基づき血液流量を演算する演算部と、
演算された血液流量と、目標とする血液流量とを比較する比較部と、
演算された血液流量と目標とする血液流量との差分が一定値以上になったことを報知する報知部と、
を有することを特徴とする血液流量計測装置。
【請求項６】
前記演算部は、前記電圧出力装置が出力した周期が異なる電圧の最大振幅の比率を演算し、演算した比率と計測により求めた換算式とを用いて前記血液流量を演算する請求項５に記載の血液流量測定装置。
【請求項７】
電圧出力装置が、
供血者から採取された血液を循環させて前記供血者に返血する経路を備える血液回路内を流れる血液の流れ方に応じて発生する振動を電圧に変換して出力し、
コンピュータが、
出力された電圧値に基づき血液流量を演算し、
演算された血液流量と、目標とする血液流量とを比較し、
演算された血液流量と目標とする血液流量との差分が一定値以上になったことを報知する、
ことを特徴とする演算方法。
【請求項８】
コンピュータに、
供血者から採取された血液を循環させて前記供血者に返血する経路を備える血液回路内を流れる血液の流れ方に応じて発生する振動を電圧に変換して出力する電圧出力装置が出力した電圧値に基づき血液流量を演算し、
演算された血液流量と、目標とする血液流量とを比較し、
演算された血液流量と目標とする血液流量との差分が一定値以上になったことを報知する、
処理を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電圧出力装置、血液流量装置、演算方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
腎臓の機能を人工的に代替する血液透析が広く行われている。血液透析では、ダイアライザ（血液透析器）を用いて人工的に血液の浄化を行う血液浄化法の一種である。
血液透析における透析効率は、使用するダイアライザ、血液流量、透析時間などの各透析条件によって決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２０８３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
透析用患者監視装置で設定を行う血液流量は、血液回路のポンプセグメントチューブの内径と、ローラーポンプの回転数を流量に換算したもの（以下、「設定血液流量」と言う）であり、血液回路内を実際に流れている血液流量（以下、「実血液流量」と言う）とは異なる。
【０００５】
設定血液流量と実血液流量の間に誤差が生じる要因としては、主に脱血不良が挙げられる。治療中に脱血不良の原因となるトラブルが発生すると、実血液流量が低下するだけでなく、溶血の原因になるとの報告もあり、患者様への負担が大きくなる。
【０００６】
また、脱血状態は、ピローの膨らみによって監視することができるが、ピローの膨縮度と脱血圧とを精度よく関連づけることは困難であり、目視による確認には限界があるという問題がある。また、ピローは凝血塊が発生しやすい部位であるため、血液回路標準化基準Ｖｅｒ１．００ではピローの設置を必須としていない。
１つの側面では、本発明は、実血液流量の低下を簡単に予測することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、開示の電圧出力装置が提供される。この電圧出力装置は、供血者から採取された血液を循環させて供血者に返血する経路を備える血液回路の血液の流れ方に応じて発生する振動を電圧に変換して出力する。
【発明の効果】
【０００８】
１態様では、実血液流量の低下を簡単に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態の計測システムを示す図である。
【図２】受信装置の構造を説明する図である。
【図３】フィルタの構成を説明する図である。
【図４】実施の形態のコンピュータのハードウェア構成を示す図である。
【図５】実施の形態のコンピュータの機能を示すブロック図である。
【図６】血液透析中にモニタに表示される画面を説明する図である。
【図７】記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。
【図８】コンピュータの処理を示すフローチャートである。
【図９】実施例を説明する図である。
【図１０】流量比と脱血圧との関係を示す図である。
【図１１】流量比と最大出力電圧値との関係を説明する図である。
【図１２】流量比と最大出力電圧比との関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態の血液透析システムを、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は、実施の形態の計測システムを示す図である。
【００１１】
実施の形態の血液透析システム１は、血液回路２と、血液ポンプ（ローラポンプ）３と、透析用患者監視装置４と、動脈側チャンバ５と、ダイアライザ６と、静脈側チャンバ７と、受信装置１０と、アナログ信号処理部２０と、コンピュータ３０とを有している。
【００１２】
患者に血液透析を行う際には、医療行為を実行する者（以下、ユーザと言う）は、患者の血管に針を刺し（穿刺）、血液回路（チューブ）２に繋ぐ。その血液をダイアライザ６で浄化し、もう１箇所穿刺した血管を通して患者の体内に戻す。
患者からの血液は図示しないシャントを介して動脈側の血液回路２に導かれる。
血液ポンプ３は、循環させる血液流量の設定に基づき所定の回転数で回転することにより、血液回路２の血液を循環させる。
【００１３】
透析用患者監視装置４は、ダイアライザ６により血液透析を行う際に透析液流量、透析液温度、および血液流量の制御等を行う。なお、血液ポンプ３の回転数は、透析用患者監視装置４により設定される。具体的には、透析用患者監視装置４には、血液ポンプ３の血液流量設定ボリュームが設けられている。ユーザはボリュームを操作することにより任意の血液流量を設定する。透析用患者監視装置４は、設定された血液流量（設定血液流量）とポンプセグメントチューブの体積とを用いて血液ポンプ３の回転数を演算する。
動脈側チャンバ５は、チャンバからチューブへ血液が出て行くまでに気泡や血栓などの異物を捕捉する。
【００１４】
ダイアライザ６は、半透膜がストロー状に束ねられており、外側を透析液が流れ、内側を血液が流れる。このダイアライザ６には、図示しない透析用患者監視装置が接続されている。透析用患者監視装置を介して新鮮な透析液がダイアライザ６に導かれ、また汚れた透析液は透析用患者監視装置に戻る。
静脈側チャンバ７は、ダイアライザ６から出た後の返血回路（チューブ）から体内に気泡や血栓の混入を防ぐ。
【００１５】
受信装置１０は、血液ポンプ３の出口付近の血液回路２に取り付けられている。受信装置１０は、血液回路２の血液の流れ方に応じて発生する振動を電圧に変換して出力する。
アナログ信号処理部２０は、フィルタ２０ａと増幅器２０ｂとを有している。
フィルタ２０ａは、受信装置１０が出力する電圧をフィルタリングし、特定の周波数成分を取り出す。
増幅器２０ｂは、フィルタ２０ａが出力するアナログ信号を増幅する。
【００１６】
コンピュータ３０は、アナログ信号処理部２０が出力する電圧に応じて透析時に脱血不良が発生していないかどうかを監視する。そして、脱血不良が発生している場合警告を報知する。
【００１７】
なお、図１には図示していないが、血液ポンプ３の手前にピローを付加するようにしてもよい。また、血液透析システム１には気泡センサ、静脈圧ライン等、従来公知の装置が付加されていてもよい。
図２は、受信装置の構造を説明する図である。
【００１８】
受信装置１０は、フィルム状の圧電素子１１と、圧電素子１１の図２中上下に設けられたシリコーンゴム１２、１３と、アルミニウム板１４、１５と、樹脂１６と、支持部１７とを備えている。
【００１９】
圧電素子１１は、血液回路２の血液の流れ方に応じた電圧を出力する。具体的には、圧電素子１１は、血液回路２を流れる血液ポンプ３に起因する血液のバックフローにより生じる振動を検出する。
圧電素子１１の幅Ｗ１は、一例として血液回路２が４ｍｍである場合、１０ｍｍである。
【００２０】
シリコーンゴム１２は、圧電素子１１の図２中下部に配置されている。シリコーンゴム１２の厚さｈ１は、圧電素子１１の変形に余裕を持たせることを目的として例えば３ｍｍである。
【００２１】
シリコーンゴム１３は、圧電素子１１の図２中上部に配置されている。シリコーンゴム１３の厚さｈ２は、血液回路２の振動を伝わりやすくさせるために例えば１ｍｍである。なお、シリコーンゴム１２、１３の硬度は、「ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３」に準拠した「タイプＡ」と呼ばれるゴム用のデュラメータを用いて例えば５０である。
【００２２】
アルミニウム板１４、１５は、測定に際して、圧電素子１１の表面に対して荷重の方向が垂直となるように、圧電素子１１の上下に、圧電素子１１に対し平行に取り付けられている。アルミニウム板１４、１５の厚さｈ３、ｈ４は、例えば３ｍｍである。
アルミニウム板１４の血液回路２に対応する部位には樹脂１６が設けられている。樹脂１６としては例えばポリオレフィン系の樹脂が挙げられる。
受信装置１０を使用する際には、シリコーンゴム１３と樹脂１６との間に血液回路２が挿入される。
【００２３】
支持部１７は、上部が可動式であり、挿入された血液回路２を所望の圧力で挟むことができる。これにより、内径の異なる血液回路にも、装着することが可能である。シリコーンゴム１３と樹脂１６との間の厚さｈ５は今回使用した血液回路２のチューブ内径を考慮して、４ｍｍに固定されている。
【００２４】
なお、本実施の形態では圧電素子１１がシリコーンゴム１３を介して血液回路２に隣接するようにした。しかし、これに限らず、圧電素子が直接血液回路に接触するようにしてもよい。
図３は、フィルタの構成を説明する図である。
フィルタ２０ａは、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）２１と、ＢＥＦ（バンドパスフィルタ）２２と、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）２３とを有している。
フィルタ２０ａは、受信装置１０が出力する出力電圧にフィルタ処理を施し、増幅器２０ｂに出力する。
図４は、実施の形態のコンピュータのハードウェア構成を示す図である。
【００２５】
コンピュータ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１によって装置全体が制御されている。ＣＰＵ３１には、バス３９を介してＲＡＭ（Random Access Memory）３２と複数の周辺機器が接続されている。
【００２６】
ＲＡＭ３２は、コンピュータ３０の主記憶装置として使用される。ＲＡＭ３２には、ＣＰＵ３１に実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ３２には、ＣＰＵ３１による処理に使用する各種データが格納される。
【００２７】
バス３９には、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ:Hard Disk Drive）３３、グラフィック処理装置３４、入力インタフェース３５、音声処理装置３６、ドライブ装置３７、および通信インタフェース３８が接続されている。
【００２８】
ハードディスクドライブ３３は、内蔵したディスクに対して、磁気的にデータの書き込みおよび読み出しを行う。ハードディスクドライブ３３は、コンピュータ３０の二次記憶装置として使用される。ハードディスクドライブ３３には、ＯＳのプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。なお、二次記憶装置としては、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置を使用することもできる。
【００２９】
グラフィック処理装置３４には、モニタ３４ａが接続されている。グラフィック処理装置３４は、ＣＰＵ３１の命令に従って、画像をモニタ３４ａの画面に表示させる。モニタ３４ａとしては、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）を用いた表示装置や、液晶表示装置等が挙げられる。
【００３０】
入力インタフェース３５には、キーボード３５ａとマウス３５ｂとが接続されている。入力インタフェース３５は、キーボード３５ａやマウス３５ｂから送られてくる信号をＣＰＵ３１に送信する。なお、マウス３５ｂは、ポインティングデバイスの一例であり、他のポインティングデバイスを使用することもできる。他のポインティングデバイスとしては、例えばタッチパネル、タブレット、タッチパッド、トラックボール等が挙げられる。
音声処理装置３６にはスピーカ３６ａが接続されている。音声処理装置３６は、ＣＰＵ３１の命令に従って、音声をスピーカ３６ａから出力させる。
【００３１】
ドライブ装置３７は、例えば、光の反射によって読み取り可能なようにデータが記録された光ディスクや、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の持ち運び可能な記録媒体に記録されたデータの読み取りを行う。例えば、ドライブ装置３７が光学ドライブ装置である場合、レーザ光等を利用して、光ディスク２００に記録されたデータの読み取りを行う。光ディスク２００には、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）等が挙げられる。
【００３２】
通信インタフェース３８は、ネットワーク５０に接続されている。通信インタフェース３８は、ネットワーク５０を介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータを送受信する。
以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。
図４に示すようなハードウェア構成のコンピュータ３０内には、以下のような機能が設けられる。
図５は、実施の形態のコンピュータの機能を示すブロック図である。
【００３３】
コンピュータ３０は、Ａ／Ｄ変換部３０ａと、警報値設定部３０ｂと、電圧計測部３０ｃと、演算部３０ｄと、表示部３０ｅと、警告音発生部３０ｆと、記憶部３０ｇとを有している。
Ａ／Ｄ変換部３０ａは、アナログ信号処理部２０が出力するアナログ出力電圧をデジタル信号に変換する。
警報値設定部３０ｂは、ユーザがキーボード３５ａやマウス３５ｂを用いて入力した警報値を受け付けると、記憶部３０ｇに記憶する。
【００３４】
電圧計測部３０ｃは、ユーザにより後述する基準電圧設定ボタンが押下されると、Ａ／Ｄ変換部３０ａが変換したデジタル信号を５秒間サンプリング（計測）する。以下、１回目の５秒間のサンプリングを「初期サンプリング」と言う。
【００３５】
また、電圧計測部３０ｃは、初期サンプリングの後に、Ａ／Ｄ変換部３０ａが変換したデジタル信号を５秒毎にサンプリングする。以下、２回目以降の５秒間のサンプリングを「継続サンプリング」と言う。
【００３６】
演算部３０ｄは、初期サンプリング波形から電圧の最大値（最大振幅）を算出する。そして、演算部３０ｄは、算出した電圧の最大値（以下、最大値Ｖ０と言う）を記憶部３０ｇに記憶する。また、演算部３０ｄは、２回目以降の各継続サンプリング波形からそれぞれの電圧の最大値を算出する。演算部３０ｄは、算出した電圧の最大値（以下、最大値Ｖ１と言う）を記憶部３０ｇに記憶する。
【００３７】
そして、演算部３０ｄは、記憶部３０ｇに記憶されている最大値Ｖ０と最大値Ｖ１とを比較する。そして、演算部３０ｄは、最大値Ｖ０に対する最大値Ｖ１の比（電圧増幅率）を演算する。
【００３８】
また、演算部３０ｄは、継続サンプリング波形の周期から透析用患者監視装置４に設定された血液の設定血液流量の予測値（以下、設定血液流量予測値と言う）を演算する。演算部３０ｄは、演算の結果得られた設定血液流量予測値を記憶部３０ｇに記憶する。
【００３９】
また、演算部３０ｄは、演算した電圧増幅率と、予め実験値から算出した換算式とを用いて実血液流量（mL/min）の予測値（以下、実血液流量予測値と言う）を演算する。なお、換算式については、後に詳述する。
表示部３０ｅは、記憶部３０ｇに記憶される情報や、電圧計測部３０ｃが計測した波形等をモニタ３４ａに表示する。
警告音発生部３０ｆは、実血液流量予測値が警報値以下になると、所定の警告音をスピーカ３６ａに発生させる。
なお、本実施の形態では報知手段として警告音を発生する方法を挙げるが、報知手段は警告音に限定されない。
次に、血液透析中に表示部３０ｇがモニタ３４ａに表示する画面を説明する。
図６は、血液透析中にモニタに表示される画面を説明する図である。
【００４０】
表示部３０ｅは、リアルタイム電圧表示画面３０１、基準電圧表示画面３０２、出力電圧表示画面３０３、設定血液流量予測値表示部３０４、実血液流量予測値表示部３０５、警報値表示部３０６、実血液流量レベルメータ３０７、および基準値設定ボタン３０８をモニタ３４ａに表示する。
リアルタイム電圧表示画面３０１には、Ａ／Ｄ変換部３０ａが変換した電圧値が波形表示される。
基準電圧表示画面３０２には、電圧計測部３０ｃが初期サンプリングした電圧値が波形表示される。
出力電圧表示画面３０３には、電圧計測部３０ｃが継続サンプリングした電圧値が波形表示される。
設定血液流量予測値表示部３０４には、演算部３０ｄが継続サンプリング波形の周期から演算した設定血液流量予測値が表示される。
実血液流量予測値表示部３０５には、最大値Ｖ１が表示される。
警報値表示部３０６には、ユーザにより入力された警報値が表示される。
【００４１】
実血液流量レベルメータ３０７は、設定血液流量予測値から警報値までの差を１００％とし、設定血液流量予測値に対する実血液流量予測値の比（以下、流量比と言う）を１０％ずつバーグラフ形式で表示する。
具体的には、図６中、上側３つのバーグラフが緑色に点灯し、中央の４つのバーグラフが黄色に点灯し、下側３つのバーグラフが赤色に点灯する。
【００４２】
点灯するバーグラフは以下のようにして決められている。設定血液流量予測値と警報値の差に対する流量比が１００％〜８０％では赤色、黄色のバーグラフは全て点灯する。そして、そのパーセンテージに応じて緑色のバーグラフが点灯する。例えば設定血液流量予測値が２００ｍＬ／ｍｉｎ、警報値が１５０ｍＬ／ｍｉｎと入力したとき、設定血液流量予測値と警報値の差は５０ｍＬ／ｍｉｎであるため、５０ｍＬ／ｍｉｎを１０等分した５ｍＬ／ｍｉｎがバーグラフ１つ分（１０％＝５ｍＬ／ｍｉｎ）となる。よって実血液流量が１９５ｍＬ／ｍｉｎまで低下した場合、警報値までの設定血液流量予測値が９０％となり、一番上のバーグラフは消灯し、下２つの緑色のバーグラフと、黄色、赤色のバーグラフは全て点灯する。
【００４３】
実血液流量が１８５−１７５ｍＬ／ｍｉｎまで低下し、警報値までの流量比が７０〜５０％となると緑色のバーグラフは全て消灯する。そして、そのパーセンテージに応じて黄色のバーグラフが点灯する。赤色のバーグラフは全て点灯する。例えば５０％の場合、上３つのバーグラフは消灯し、下１つの黄色のバーグラフが点灯し、赤色のバーグラフは全て点灯する。
【００４４】
実血液流量が１７０−１５５ｍＬ／ｍｉｎまで低下し、警報値までの流量比が４０％〜１０％となると緑色、黄色のバーグラフは全て消灯する。そして、そのパーセンテージに応じて赤色のバーグラフが点灯する。
【００４５】
本実施の形態では、一例として緑色のバーグラフが点灯している状態を正常状態、緑色のバーグラフが消灯しており、黄色のバーグラフが点灯している状態を警告状態、赤色のバーグラフのみ点灯している状態を警報状態とする。警報状態では、実血液流量予測値が警報値に限りなく近い値を示している。
基準値設定ボタン３０８は、ユーザにより押下されると、フィルタ２０から出力される信号のサンプリングを開始する。
次に、記憶部３０ｇに記憶される情報を説明する。
図７は、記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。
【００４６】
本実施の形態では、情報がテーブル化されて記憶されている。図７に示すテーブルＴ１には、警報値、最大値Ｖ０、最大値Ｖ１、設定血液流量予測値、実血液流量予測値、およびパラメータｎの欄が設けられている。横方向に並べられた情報が互いに関連づけられている。
警報値の欄には、ユーザにより入力された警報値が設定される。
最大値Ｖ０の欄には、演算部３０ｄが演算した最大値Ｖ０が設定される。
最大値Ｖ１の欄には、演算部３０ｄが演算した最大値Ｖ１が設定される。
設定血液流量予測値の欄には、演算部３０ｄが演算した設定血液流量予測値が設定される。
実血液流量予測値の欄には、演算部３０ｄが演算した実血液流量予測値が設定される。
【００４７】
パラメータｎの欄には、初期サンプリングと継続サンプリングとを識別する値が設定される。詳しくは後述するが、パラメータｎの欄の値が０である場合、初期サンプリングが実行されていない状態であり、パラメータｎの欄の値が１である場合、初期サンプリングが実行された状態である。
次に、血液透析システム１の使用例を説明する。
まず透析にあたり、ユーザは以下の準備を行う。
【００４８】
ユーザは、透析用患者監視装置４に、血液回路２とダイアライザ６を組み立てる。ユーザは、生理食塩水１０００mL以上で、血液回路２とダイアライザ６の洗浄とプライミングを行う。
【００４９】
ユーザは、血液ポンプ３の出口側から約３〜４cm付近の血液回路２のチューブに受信装置１０を取り付ける。取り付けの際、シリコーンゴム１３と樹脂１６とがチューブの外周を４ｍｍ程度挟み込むようにチューブを固定する。
ユーザは、血液透析システム１の各装置の全ての電源をオンにする。患者に設置されたシャントに穿刺を行い、穿刺針と血液回路２を接続する。
【００５０】
ユーザは、透析用患者監視装置４に設けられている血液ポンプ３の流量設定ボリュームを操作することにより任意の血液流量を設定し、血液ポンプ３を動作させる。
【００５１】
ユーザは、モニタ３４ａを見てリアルタイム電圧表示画面３０１、基準電圧表示画面３０２、および出力電圧表示画面３０３に電圧波形が表示されていることを確認する。
【００５２】
ユーザは、ユーザが設定した透析用患者監視装置４に表示される設定血液流量値と、設定血液流量値表示部３０４に表示される設定血液流量予測値（演算部３０ｄが演算した設定血液流量予測値）が同じであることを確認する。
【００５３】
警報値設定部３０ｂは、ユーザにより入力された警報値をテーブルＴ１の警報値の欄に記憶する。また、警報値設定部３０ｂは、ユーザにより入力された警報値をモニタ３４ａに表示する。
以上の準備が完了したら、ユーザは２〜３分程度待機する。
２−３分経過後、ユーザはリアルタイム電圧表示画面３０１に表示されている電圧波形が安定していることを確認し、基準値設定ボタン３０８を押下する。
５秒後に基準電圧表示画面３０２の波形が固定され、電圧波形の最大値Ｖ０が記憶される。
以降、コンピュータ３０は、脱血圧力の変化に対応した実血液流量をリアルタイムで演算する。
【００５４】
脱血圧力の変化は、出力電圧表示画面３０３に電圧波形として表示され、演算部３０ｄが演算した実血液流量予測値は実血液流量予測値表示部３０５に表示される。
【００５５】
表示部３０ｅは、実血液流量予測値に応じて実血液流量レベルメータ３０７を点灯させる。具体的には、表示部３０ｅは、脱血不良状態となって実血液流量予測値が低下すると、実血液流量予測値の低下の程度によって実血液流量レベルメータ３０７のバーグラフを緑色、黄色、赤色の順に低下させる。
【００５６】
実血液流量予測値表示部３０５に表示される実血液流量予測値が、警報値表示部３０６に表示されている警報値以下になると、コンピュータ３０はスピーカ３６ａに警報音を発生させる。
次に、コンピュータ３０が実行する処理を詳しく説明する。
図８は、コンピュータの処理を示すフローチャートである。
なお、以下に示すステップの順序は一例であり、一部のステップの処理を並行して行っても良いし、一部のステップの処理の順序を入れ替えても良い。
【００５７】
［ステップＳ１］  Ａ／Ｄ変換部３０ａは、圧電素子１１からの出力電圧値をリアルタイムでＡ／Ｄ変換する。表示部３０ｅは、変換した電圧値を波形形式にしてリアルタイム電圧表示画面３０１を作成し、モニタ３４ａに表示する。
【００５８】
［ステップＳ２］  電圧計測部３０ｃは、基準値電圧設定ボタン３０８がユーザにより押下されたか否かを判断する。基準値電圧設定ボタン３０８がユーザにより押下されていない場合（ステップＳ２のＮｏ）、基準値電圧設定ボタン３０８がユーザにより押下されるのを待機する。基準値電圧設定ボタン３０８がユーザにより押下された場合（ステップＳ２のＹｅｓ）、ステップＳ３に遷移する。
【００５９】
［ステップＳ３］  電圧計測部３０ｃは、テーブルＴ１のパラメータｎの欄を参照する。そして、計測数を判断するパラメータｎが１か否かを判断する。なお、ｎの初期値は０である。ｎが１である場合（ステップＳ３のＹｅｓ）、ステップＳ７に遷移する。ｎが１ではない場合（ステップＳ３のＮｏ）、ステップＳ４に遷移する。
【００６０】
［ステップＳ４］  電圧計測部３０ｃは、Ａ／Ｄ変換された電圧値を５秒間サンプリング（初期サンプリング）する。表示部３０ｅは、サンプリングした電圧値を波形形式にして基準電圧表示画面３０２を作成し、モニタ３４ａに表示する。その後、ステップＳ５に遷移する。
【００６１】
［ステップＳ５］  演算部３０ｄは、初期サンプリング波形から最大値Ｖ０を算出する。演算部３０ｄは、算出した最大値Ｖ０をテーブルＴ１の最大値Ｖ０の欄に記憶する。その後、ステップＳ６に遷移する。
［ステップＳ６］  演算部３０ｄは、テーブルＴ１のパラメータｎの欄に設定されている値を１インクリメントする。その後、ステップＳ３に遷移する。
【００６２】
［ステップＳ７］  電圧計測部３０ｃは、Ａ／Ｄ変換された電圧値を５秒間サンプリング（継続サンプリング）する。表示部３０ｅは、サンプリングした電圧値を波形形式にして出力電圧表示画面３０３を作成し、モニタ３４ａに表示する。その後、ステップＳ８に遷移する。
【００６３】
［ステップＳ８］  演算部３０ｄは、継続サンプリング波形から最大値Ｖ１を算出する。演算部３０ｄは、最大値Ｖ１をテーブルＴ１の最大値Ｖ１の欄に記憶する。その後、ステップＳ９に遷移する。
【００６４】
［ステップＳ９］  演算部３０ｄは、継続サンプリング波形の周期から設定血液流量予測値を演算する。演算部３０ｄは、演算の結果得られた設定血液流量予測値をテーブルＴ１の設定血液流量予測値の欄に記憶する。表示部３０ｅは、設定血液流量予測値を設定血液流量予測値表示部３０４に表示する。その後、ステップＳ１０に遷移する。
［ステップＳ１０］  演算部３０ｄは、最大値Ｖ０と最大値Ｖ１とを比較することにより電圧増幅率を演算する。その後、ステップＳ１１に遷移する。
【００６５】
［ステップＳ１１］  演算部３０ｄは、ステップＳ１０にて求めた増幅率と、予め実験により算出した換算式とを用いて実血液流量予測値を演算する。換算式には実験値を統計学的に処理し、そこで算出された二次関数や指数関数などの近似式を基にする。例えば後述する実施例の血液透析システム１ａでは、設定血液流量が２００ｍＬ／ｍｉｎにおいてｙ＝−０．７８６２ｘ２+１．７２ｘ＋０．０２の近似式が得られる。ｙは流量比、ｘは最大出力電圧比を示す。その後、演算部３０ｄは、設定血液流量予測値と流量比を乗算することにより、実血液流量予測値を演算する。
【００６６】
演算部３０ｄは演算した実血液流量予測値をテーブルＴ１の実血液流量予測値の欄に記憶する。表示部３０ｅは、実血液流量予測値を実血液流量予測値表示部３０５に表示する。その後、ステップＳ１２に遷移する。
【００６７】
［ステップＳ１２］  演算部３０ｄは、テーブルＴ１に設定されている警報値と実血液流量予測値の差を演算する。表示部３０ｅは、演算部３０ｄが演算した差に基づきレベルメータのバーグラフを表示する。その後、ステップＳ１３に遷移する。
【００６８】
［ステップＳ１３］  警告音発生部３０ｆは、テーブルＴ１の実血液流量予測値の欄に設定された実血液流量予測値がテーブルＴ１の警報値の欄に設定された警報値以下であるか否かを判断する。実血液流量予測値が警報値以下ではない場合（ステップＳ１３のＮｏ）、ステップＳ７に遷移する。実血液流量予測値が警報値以下である場合（ステップＳ１３のＹｅｓ）、ステップＳ１４に遷移する。
［ステップＳ１４］  警告音発生部３０ｆは、所定の警報音をスピーカ３６ａに発生させる。
【００６９】
以上述べたように、血液透析システム１によれば、血液ポンプ３の出口側に受信装置１０を配置し、実血液流量予測値を演算により求めるようにした。これにより、実血液流量の低下を簡単に把握することができる。従って、実血液流量の低下を報知する報知手段を設けることにより脱血不良を容易に検出することができる。
【００７０】
なお、コンピュータ３０が行った処理が、複数の装置によって分散処理されるようにしてもよい。例えば、１つの装置が、警報値と実血液流量予測値の差を演算しておき、他の装置が、その差分に基づき警報音を発生させるようにしてもよい。
＜実施例＞
次に、実施例を説明する。
図９は、実施例を説明する図である。図９において、図１と同じ機能を備える部分には同じ符号を付している。
実施例の血液透析システム１ａでは、模擬血液（牛血（３７℃））を用いた。
【００７１】
透析モードはＥＣＵＭ（ExtraCorporeal Ultrafiltration Method）モードとし、除水による血液濃縮を防止するために除水条件は０Ｌ／ｈｒとした。
【００７２】
ニードルバルブ４０を用いて脱血不良状態を模擬した。血液ポンプ３の前および後の血液回路２それぞれに、圧力計４１、４２を設置した。そして、ニードルバルブ４０を用いて脱血不良状態を模擬した際の、脱血圧と実血液流量、および受信装置１０による出力電圧を測定した。圧電素子１１として、株式会社東京センサ製のＬＤＴ０−０２８Ｋを用いた。
以下に示す図１０〜図１２は、脱血不良状態を模擬したときの測定結果を示している。
図１０は、流量比と出力電圧との関係を示す図である。
図１０は、流量比と出力電圧との関係を説明する図である。
こちらは、電圧測定部位の確定を目的としたため、模擬血液には水を使用した。グラフの横軸が出力電圧値で、これには最大値を用いている。
【００７３】
図１０に示すように、血液ポンプ３の入口側の測定では、流量比と出力電圧との間に相関関係は認められなかった。これに対し、血液ポンプ３の出口側の測定では、流量比の低下、すなわち実血液流量の低下に伴って出力電圧値が上昇する傾向が示されている。
図１１は、流量比と最大出力電圧値との関係を説明する図である。
図１１中、左側のグラフは、横軸が出力電圧値であり、縦軸が流量比である。
図１１中、右側のグラフは、各設定血液流量においてある単位時間で測定した出力電圧を示している。
【００７４】
左側のグラフの最大出力電圧は、各単位時間で測定した出力電圧の最大値を用いている。図１１に示すように、どの設定血液流量においても、時間の経過とともに発生する流量比の低下、すなわち実血液流量の低下に伴って出力電圧値が上昇する傾向が示されている。この流量比と最大出力電圧値との関係を用いて、前述した換算式を作成した。
図１２は、流量比と最大出力電圧比との関係を説明する図である。
流量比が１、すなわち設定血液流量と実血液流量が一致しているときの最大出力電圧値を基準として、それぞれの最大出力電圧比を求めている。
【００７５】
また、患者監視装置の静脈圧警報について、初期値から５０ｍｍＨｇ変化したときには既に、実血液流量が設定血液流量の７割以下にまで低下していることがわかる。
【００７６】
図１０〜図１２に示すように、実施例で用いた全ての血液流量において、流量比と出力電圧との間には高い相関関係が認められる。血液ポンプ３の出口側では、実血液流量の低下に伴って、圧電素子による出力電圧値が上昇する傾向が示される。
【００７７】
以上、本発明の電圧出力装置、血液流量装置、演算方法およびプログラムを、図示の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や工程が付加されていてもよい。
【００７８】
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、コンピュータ３０が有する機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等が挙げられる。磁気記憶装置には、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープ等が挙げられる。光ディスクには、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ／ＲＷ等が挙げられる。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto-Optical disk）等が挙げられる。
【００７９】
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。
【００８０】
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送される毎に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。
【００８１】
また、上記の処理機能の少なくとも一部を、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）等の電子回路で実現することもできる。
【符号の説明】
【００８２】
１  血液透析システム
２  血液回路
３  血液ポンプ
４  透析用患者監視装置
５  動脈側チャンバ
６  ダイアライザ
７  静脈側チャンバ
１０  受信装置
１１  圧電素子
１２、１３  シリコーンゴム
１４、１５  アルミニウム板
１６  樹脂
１７  支持部
２０  アナログ信号処理部
３０  コンピュータ
３０ａ  Ａ／Ｄ変換部
３０ｂ  警報値設定部
３０ｃ  電圧計測部
３０ｄ  演算部
３０ｅ  表示部
３０ｆ  警告音発生部
３０ｇ  記憶部
３０１  リアルタイム電圧表示画面
３０２  基準電圧表示画面
３０３  出力電圧表示画面
３０４  設定血液流量予測値表示部
３０５  実血液流量予測値表示部
Ｔ１  テーブル
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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