(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の管壁を持つ管路内を流れる血液の濃度を血液濃度測定装置がランベルト−ベールの法則に基づいて測定した測定値を較正する装置において、
前記管路の途中に設けられた除水装置が前記管路内を流れる血液からの徐水を行っている間に、前記管路の前記徐水装置の上流部分に設けられた前記血液濃度測定装置（２）および下流部分に設けられた前記血液濃度測定装置（１）がそれぞれ測定した、互いに同一のオフセット量をそれぞれ含む前記徐水装置による徐水前および徐水後の血液濃度の測定値の差（ＣＨＡ−ＣＨＢ）を求める除水前後測定値差演算手段と、
前記徐水前および徐水後の血液濃度の測定値の差（ＣＨＡ−ＣＨＢ）と、前記管路内を流れる血液の、前記徐水装置による徐水前の単位時間当たり流量（Ｑ）および前記徐水装置による単位時間当たりの徐水量（ｑ）とに基づいて、前記血液濃度測定装置（１，２）の測定値（ＣＨＡ，ＣＨＢ）を、前記オフセット量を除いた値（ＨＣＨＡ，ＨＣＨＢ）に較正する測定値較正手段と、
を具えることを特徴とする血液濃度測定値較正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光透過性の管路内を流れる血液の濃度をランベルト−ベールの法則に基づいて測定した測定値を較正する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のランベルト−ベールの法則に基づく流体濃度の測定方法としては、例えば特許文献１記載のものが知られており、ここにおける測定方法は、半導体ウエハを洗浄処理する流体としての処理液の濃度を測定するもので、処理液供給配管の途中に測定体を複数設け、各測定体内に、処理液中を通過する光の光路長さを異ならせた光透過部を設け、処理液の性質に応じた光路長さの光透過部に光源からの光を供給し、その光透過部において処理液中を透過した光を光検出器で受光してその光の強度を調べ、その光の強度からランベルト−ベールの法則に基づいて処理液の濃度を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３２５７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の流体濃度の測定方法では、各光透過部における光路長さが厳密に判明しており、それゆえあらかじめ光路長さが設定された計算式を用いて流体の濃度を容易に求めることができる。その一方で、例えば樹脂チューブやガラス管等の光透過性の管路内を流れる血液の濃度が測定できると医療等の分野において極めて役立つであろうということが予想される。【０００５】
このため本願出願人は、ＰＣＴ／ＪＰ／２０１２／０７５０８２号およびその優先権を主張したＰＣＴ／ＪＰ／２０１３／０５４６６４号にて、樹脂チューブやガラス管等の光透過性の管路内を流れる血液の濃度を測定する装置を提案しており、この装置は、光透過性の管路の延在方向に沿ってその管路表面上に並んだ３箇所の光供給位置Ａ，Ｂ，Ｃからそれらに対し管路の反対側の表面上で管路直径方向にそれぞれ対向する３箇所の受光位置に位置する受光センサまで管路内を透過して到達する光の各受光位置での強度から、管路を直角に横切る光を受光する場合と管路を斜めに横切る光を受光する場合とのそれぞれについてランベルト−ベールの法則に基づく関係式を求めて連立させることで、管路の内径や壁厚さ等を定めることなく管路内の血液の濃度を求め得るようにしている。【０００６】
しかしながら、図３に、光透過性の管路としての４種類の樹脂チューブ（チューブＡ〜Ｄ）について受光センサの出力値をそれぞれ示すように、この濃度測定装置では、各濃度に対応するセンサ出力値が得られるものの、樹脂チューブが異なるとそのセンサ出力値の間に一定量のオフセットが生じるという問題があり、その原因として考えられるのは、光供給位置から供給する光の、チューブ壁内を通る回り込みである。【０００７】
光供給位置Ａ，Ｃからそれらに対し管路の反対側の表面上で管路直径方向にそれぞれ対向する２箇所の受光位置に位置する受光センサまで管路内を透過して到達する光の経路を考え、図４に示すように、光供給位置Ａ，Ｃからそれぞれ管路を直角に横切る光の光量をＩＡＧ，ＩＣＧとするとともに、光供給位置Ａ，Ｃからそれぞれ管路を斜めに横切る光の光量をＩＡＦ，ＩＣＦとし、管路を斜めに横切る場合の光路長さの増加分をｌＡＦ，ｌＣＦとすると、上記の濃度測定装置の濃度算出の基本式は、樹脂チューブ内の血液の吸光係数をεＨ、濃度をＣＨとして、
【数１】
0006621734.tif 000002
となる（ＰＣＴ／ＪＰ／２０１３／０５４６６４号の第８頁、［数８］参照）。【０００８】
この一方、光供給位置Ａ，Ｃからそれぞれ管路を直角方向に回り込む回り込み光量をＥＡＧ，ＥＣＧ、光供給位置Ａ，Ｃからそれぞれ管路を斜め方向に回り込む回り込み光量をＥＡＦ，ＥＣＦとすると、濃度算出の基本式は、
【数２】
0006621734.tif 000003
となる。【０００９】
これら回り込み光量ＥＡＧ，ＥＣＧ，ＥＡＦ，ＥＣＦの値には、樹脂チューブの種類や製造ロット等の相違によるチューブ壁の入光率、透過率および内部反射等の相違も含まれ、回り込み光量の影響を解析的に求めるのは極めて困難で、樹脂チューブの相違によるオフセット量を計算で較正することは実際上できなかった。【００１０】
これにつき本願発明者がさらに研究を進めたところ、上記の濃度測定装置の適用対象の一つである血液透析においては正確な量の除水が可能であることを知見し、これを利用することに想到した。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、本発明者が先に提案した血液濃度測定装置の課題を上述の知見に基づいて有利に解決するものであり、この発明の血液濃度測定値較正装置は、光透過性の管壁を持つ管路内を流れる血液の濃度を血液濃度測定装置がランベルト−ベールの法則に基づいて測定した測定値を較正する装置において、
前記管路の途中に設けられた除水装置が前記管路内を流れる血液からの徐水を行っている間に、前記管路の前記徐水装置の上流部分に設けられた前記血液濃度測定装置および下流部分に設けられた前記血液濃度測定装置がそれぞれ測定した、互いに同一のオフセット量をそれぞれ含む前記徐水装置による徐水前および徐水後の血液濃度の測定値の差を求める除水前後測定値差演算手段と、
前記徐水前および徐水後の血液濃度の測定値の差と、前記管路内を流れる血液の、前記徐水装置による徐水前の単位時間当たり流量および前記徐水装置による単位時間当たりの徐水量とに基づいて、前記血液濃度測定装置の測定値を、前記オフセット量を除いた値に較正する測定値較正手段と、
を具えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
かかるこの発明の血液濃度測定値較正装置によれば、光透過性の管壁を持つ管路内を流れる血液の濃度を血液濃度測定装置が測定した測定値を較正するに際し、前記管路内を流れる血液をその管路の途中に設けられた徐水装置に通し、その徐水装置による徐水前の血液濃度および徐水後の血液濃度の、互いに同一のオフセット量をそれぞれ含む測定値の間の差と、前記管路内を流れる血液の、前記徐水装置による徐水前の単位時間当たり流量および前記徐水装置による単位時間当たりの徐水量と、に基づいて前記測定値を、前記オフセット量を除いた値に較正するので、測定値から管路固有のオフセット量の影響を除去して実際の血液濃度を高精度に求めることができる。
【００１３】
そして、この発明の血液濃度測定値較正装置においては、前記徐水装置による徐水前および徐水後の血液濃度は、前記管路の、徐水装置の上流部分および下流部分に設けた２台の血液濃度測定装置で、徐水装置が徐水を行っている間に測定する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の血液濃度測定値較正装置の一実施形態を実施するランベルト−ベールの法則に基づく血液濃度測定装置を用いた血液透析システムを例示する説明図である。
【図２】上記実施形態の血液濃度測定値較正装置を実施する血液濃度測定装置による血液濃度の測定結果を別途の正規測定装置による血液濃度の測定結果と対比して経時的に示す説明図である。
【図３】ランベルト−ベールの法則に基づく血液濃度測定装置による４種類の樹脂チューブでの血液濃度の測定結果を対比して経時的に示す説明図である。
【図４】上記血液濃度測定装置における樹脂チューブ内での光の回り込みを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、この発明の血液濃度測定値較正装置の一実施形態を実施するランベルト−ベールの法則に基づく血液濃度測定装置を用いた血液透析システムを例示する説明図である。
【００１６】
この実施形態の血液濃度測定値較正装置は、光透過性の管壁を持つ管路としての実質的に透明な樹脂チューブ内を流れる血液の濃度をランベルト−ベールの法則に基づいて測定する血液濃度測定装置での測定値を較正するものであり、ここでは、人工透析対象患者の腕の動脈に接続した樹脂チューブとその患者の腕の静脈に接続した樹脂チューブとを徐水装置としてのダイアライザーの血液流入口と血液流出口とにそれぞれ接続するとともに、それらの樹脂チューブを血液濃度測定装置１と血液濃度測定装置２とにそれぞれ装着し、動脈側の樹脂チューブを血液ポンプに装着して単位時間当たり流量Ｑの血液を患者の腕の動脈からダイアライザーに圧送可能とし、ダイアライザーの透析液流入口に透析液を供給することで、ダイアライザー内の中空糸内を通る血液からダイアライザー内でその中空糸を囲んで流れる透析液に濃度差により水を単位時間当たり所定量ｑだけ抽出除去し、単位時間当たり流量Ｑから所定量ｑの水を除去した血液を患者の腕の静脈に戻すとともに、除去した所定量ｑの水を含む透析液をダイアライザーの透析液流出口から流出させる。
【００１７】
ここで、血液濃度測定装置１および血液濃度測定装置２ではそれぞれ、光源としての例えば３つの発光ダイオードから出力された光が、樹脂チューブの延在方向に沿って互いに隣接して並ぶその樹脂チューブの表面上の例えば３箇所に位置する光供給箇所で樹脂チューブ内に供給され、樹脂チューブのそれらの発光ダイオードに近い側のチューブ壁と、樹脂チューブ内の血液と、それらの発光ダイオードから遠い側（反対側）のチューブ壁とを通過して、それらの光供給箇所に対しその樹脂チューブの直径方向の反対側に位置する樹脂チューブの表面上の例えば３箇所の受光箇所で例えば３つの光センサに、血液流を直角に横切る経路および血液流を斜めに横切る経路を通って到達し、光経路長さおよび樹脂チューブ内の血液の濃度の影響で減衰した光を受光したそれらの光センサの出力信号を入力されたコンピュータが、ランベルトベールの法則に基づく演算を行って、樹脂チューブ内の血液濃度に対応する測定値（表示血液濃度）ＣＨＡ，ＣＨＢを出力する（詳細は前述のＰＣＴ／ＪＰ／２０１２／０７５０８２号およびその優先権を主張したＰＣＴ／ＪＰ／２０１３／０５４６６４号の明細書を参照のこと）。
【００１８】
ところで、樹脂チューブのチューブ壁に供給された光は、樹脂チューブ内の血液を横切るだけでなくそのチューブ壁内をチューブ壁に沿って回りこんでも光センサに到達する。このため、血液濃度測定装置１および血液濃度測定装置２の徐水後表示血液濃度ＣＨＡおよび徐水前表示血液濃度ＣＨＢは、種類や製造ロット等によって厚さや材質等が異なるチューブ壁に応じたオフセット量を含んだものとなる。そこで、この実施形態の較正装置では、血液濃度測定装置１および血液濃度測定装置２の基準点および濃度勾配は互いに同一に調整されているものとして、以下の計算により、オフセット量をそれぞれ除いた徐水後実血液濃度ＨＣＨＡおよび徐水前実血液濃度ＨＣＨＢを求める。
【００１９】
血液濃度測定装置１および血液濃度測定装置２の感度は正しいので、測定値の差は正しいことから、
【数３】
0006621734.tif 000004
となり、また、単位時間当たり流量Ｑの血液が単位時間当たり除水量ｑだけ徐水されてその体積がＱ−ｑになる分だけ濃度が高くなるから、
【数４】
0006621734.tif 000005
となる。
【００２０】
(1)式よりＨＣＨＢを右辺に移項して、
【数５】
0006621734.tif 000006
となり、(3)式に(2)式を代入すると、
【数６】
0006621734.tif 000007
ＨＣＨＢを左辺に移項して、
0006621734.tif 000008
従って、
0006621734.tif 000009
となる。
【００２１】
例えば、単位時間当たり血液流量Ｑ＝２００ｍｌ／ｍｉｎ
単位時間当たり徐水量  ｑ＝  ２０ｍｌ／ｍｉｎ
のとき、除水前表示血液濃度ＣＨＢ＝２３％
徐水後表示血液濃度ＣＨＡ＝２５％
であったとすると、(4)式にこれらの数値を代入して、
徐水前実血液濃度ＨＣＨＢ＝１８．００％
これを(3)式に代入して、
徐水後実血液濃度ＨＣＨＡ＝２０．００％
となり、オフセット量を除いた実血液濃度は、徐水前１８．００％、徐水後２０．００％と較正される。
これらの演算および処理は上記血液濃度測定装置１，２の上記コンピュータにより行われる。従ってそれらのコンピュータは、除水前後測定値差演算手段と、測定値較正手段とを構成する。
【００２２】
また、血液透析時には別途に血液成分の検査が行われて、正確な血液濃度も知ることができる。この正確な血液濃度を用いることで、オフセット量の較正だけでなく濃度勾配の較正も行うことができる。すなわち、この正確な血液濃度は徐水前実血液濃度ＨＣＨＢそのものであり、(2)式より、徐水後実血液濃度ＨＣＨＡは、
【数７】
0006621734.tif 000010
となるので、補正係数をＫとすると、
0006621734.tif 000011
として、濃度勾配の２点較正を行うことができる。
【００２３】
図２は、上記実施形態の血液濃度測定値較正装置としての演算および処理を実施する血液濃度測定装置１，２による血液濃度の測定結果を、別途の正規測定装置による血液濃度の測定結果と対比して経時的に示す説明図であり、この結果からも明らかなように、この実施形態の血液濃度測定値較正装置によれば、樹脂チューブ内を流れる血液の濃度の測定値を較正するに際し、樹脂チューブ内を流れる血液を途中でダイアライザーに通し、そのダイアライザーによる徐水前および徐水後の血液濃度のオフセット量を含む測定値の間の差と、樹脂チューブ内を流れる血液のダイアライザーによる徐水前の流量および徐水量と、に基づいて測定値を較正するので、測定値からオフセット量の影響を除去して実際の血液濃度を高精度に求めることができる。
【００２４】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものである。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
かくしてこの発明の血液濃度測定値較正装置によれば、光透過性の管壁を持つ管路内を流れる血液の濃度を血液濃度測定装置が測定した測定値を較正するに際し、前記管路内を流れる血液を徐水装置に通し、その徐水装置による徐水前および徐水後の血液濃度の、互いに同一のオフセット量を含む測定値の間の差と、前記管路内を流れる血液の、前記徐水装置による徐水前の単位時間当たり流量および前記徐水装置による単位時間当たりの徐水量と、に基づいて前記測定値を、前記オフセット量を除いた値に較正するので、測定値から管路固有のオフセット量の影響を除去して実際の血液濃度を高精度に求めることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１，２  血液濃度測定装置
【図１】
0006621734.tif 000012
【図２】
0006621734.tif 000013
【図３】
0006621734.tif 000014
【図４】
0006621734.tif 000015