(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半透膜（２）によって血液チャンバ（３）と透析液チャンバ（４）とに仕切られた透析器（１）と、
血液チャンバの入口に接続された動脈血管（５）と、血液チャンバの出口に接続された静脈血管（７）と、
透析液チャンバの入口に接続された透析液供給管（９）と、透析液チャンバの出口に接続された透析液排液管（１０）と、
血液チャンバもしくは透析液チャンバを通る血液の流量率Ｑｂと透析液の流量率Ｑｄと限外濾過率Ｑｆとを算出するための装置（２１、１３）と、
透析治療中に算出された血液流量率と透析液流量率と限外濾過率とでクリアランスおよび／またはダイアリサンスを決定するための装置（２１）と
を備えた透析装置であって、
クリアランスおよび／またはダイアリサンスを決定するための装置（２１）が、所定の血液流量率Ｑｂ１と透析液流量率Ｑｄ１と限外濾過率とで調整されるクリアランスＫ１および／またはダイアリサンスに基づき、算出された血液流量率Ｑｂ（ｔ）と透析液流量率Ｑｄ（ｔ）と限外濾過率Ｑｆ（ｔ）とで、クリアランスおよび／またはダイアリサンスを決定する計算装置（２２）を有することを特徴とする透析装置。
【請求項２】
所定の透析液流量率Ｑｄ１、血液流量率Ｑｂ１および限外濾過率Ｑｆ１におけるクリアランスＫ１もしくはダイアリサンスから計算装置で所定の透析液流量率Ｑｄ１、血液流量率Ｑｂ１および限外濾過率Ｑｆ１におけるクリアランスもしくはダイアリサンスの拡散分Ｄ１が次式：
【数１】
0004705225.tif 000012
［式中、有効血液流量Ｑｅが血液ポンプの輸送率に相当する絶対血液流量Ｑｂから以下のように計算される：
【数２】
0004705225.tif 000013
（式中、ＨＣＴがヘマトクリット［％］であり、かつＦｐが血漿水分画である）］で計算される、請求項１記載の透析装置。
【請求項３】
計算装置で所定の透析液流量率Ｑｄ１、血液流量率Ｑｂ１および限外濾過率Ｑｆ１におけるクリアランスＫ１もしくはダイアリサンスから任意の透析液流量率Ｑｄ（ｔ）、血液流量率Ｑｅ（ｔ）および限外濾過率Ｑｆ（ｔ）の拡散ダイアリサンスＤ（Ｑｄ（ｔ），Ｑｅ（ｔ））が次式：
【数３】
0004705225.tif 000014
［式中、
【数４】
0004705225.tif 000015
である］によって計算される、請求項２記載の透析装置。
【請求項４】
計算装置で拡散ダイアリサンスＤ（Ｑｄ（ｔ），Ｑｅ（ｔ））から拡散的および対流的なダイアリサンスＫ（Ｑｄ（ｔ），Ｑｅ（ｔ），Ｑｆ（ｔ））もしくはクリアランスの合計が次式：
【数５】
0004705225.tif 000016
によって計算される、請求項３記載の透析装置。
【請求項５】
クリアランスおよび／またはダイアリサンスが透析治療中に異なる時点ｔで決定可能であり、かつ有効クリアランスＫeffを算出するために平均値が決定可能であるように、クリアランスおよび／またはダイアリサンスを決定するための装置（２１）が形成されている、請求項１ないし４のいずれか１項記載の透析装置。
【請求項６】
動脈または静脈血管に血液ポンプ（６）が、かつ透析液供給管または透析液排液管に透析液ポンプ（１２）が接続されていて、その際、血液流量率Ｑｂ（ｔ）および／または透析液流量率Ｑｄ（ｔ）を算出するための装置（２１）が血液ポンプもしくは透析液ポンプの輸送率を検出する、請求項１ないし５のいずれか１項記載の透析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液が所定の流量率(Flussrate)で半透膜により血液チャンバと透析液チャンバとに仕切られた透析器の血液チャンバを通り流れ、かつ透析液が所定の流量率で透析液チャンバを通り流れる、透析装置の透析器の効率を透析治療中に決定するための方法に関する。さらに、本発明は前記方法を実施するための透析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
透析器中の物質代謝は対流的な性質も拡散的な性質も有する。拡散的な物質代謝の場合、該当物質のために膜を介した単位時間あたりの物質移動が血液と透析液との間の濃度勾配に比例し、対流的な物質輸送の場合、濾過可能の物質濃度が血液中でも濾液中でも等しいので、この物質移動は濾液量に依存する（血液洗浄方法(Blutreinigungsverfahren)、ゲオルク-ティーメ出版(Georg-Thieme-Verlag)、シュトゥットガルト、ニューヨーク、１９９０、１１〜１３ページ）。
【０００３】
透析治療中の濃度勾配は常に低減するので、単位時間あたりに代謝された物質量に関しては一定の数値で表すことができない。透析器の効率に関する濃度依存性の測定量がクリアランスを表す。
【０００４】
ある物質のクリアランスは、透析器を通る全流量の部分量であり、これは該当物質から完全に遊離している。
【０００５】
ダイアリサンスは、透析器の効率を決定するもう１つの概念であり、ただし透析液中の物質濃度も考慮される。
【０００６】
特定の物質、たとえばナトリウムのダイアリサンスＤもしくはクリアランスＫを決定するために、限外濾過０で、以下が明らかになる。
【０００７】
ダイアリサンスＤは該当物質の血液側の物質輸送Ｑｂ（ｃｂｉ−ｃｂｏ）と、透析器の各入口での血液および透析液間の物質濃度差（ｃｂｉ−ｃｄｉ）との間の比に等しい。
【０００８】
【数１１】
0004705225.tif 000002
【０００９】
物質バランスの理由から次式が該当する。
【数１２】
0004705225.tif 000003
式（１）および（２）からダイアリサンスに関し透析側で次式が生ずる：
【数１３】
0004705225.tif 000004
ここで、式（１）〜（３）において：
Ｑｅ＝有効血液流量
Ｑｄ＝透析液流量
ｃｂ＝血液の溶液体積中の物質濃度
ｃｄ＝透析液中の物質濃度
ｉ＝透析器の入口
ｏ＝透析器の出口
である。
【００１０】
有効血液流量は、血液成分の流量であり、この中に透析器物質代謝に関係する物質が溶解されていて、すなわち該物質代謝は該当物質のための完全な（水性の）溶液容量に関係する。これは該当物質に依存して血漿水流量または血液水流量とすることができる。
【００１１】
特別の物質代謝排泄物、たとえば尿素の場合では、この物質が同定により新鮮な透析液中には存在しないので、ｃｄｉはゼロに等しくなる。この場合は、もはやダイアリサンスＤではなく、この物質代謝生成物のクリアランスＣが問題になる。
【００１２】
ＤＥ３９３８６６２Ｃ２明細書（ＥＰ０４２８９２７Ａ１明細書）は、透析液‐電解液移動がそれぞれ２つの異なる透析器入口濃度で測定される、血液透析のパラメータ、特にダイアリサンスの生体内同定のための方法を記載している。血液入口濃度が一定であることを仮定して、この公知の方法によりダイアリサンスは、透析器の入口側と出口側との透析液イオン濃度差を第１および第２の測定時点で出し、その両方の差を算出し、これを第１の測定および第２の測定時点で入口側での透析液イオン濃度差によって割り、かつ透析液流量を乗じることにより決定される。
【００１３】
透析治療中のダイアリサンスの時間的推移を監視するために、公知の方法では比較的長い測定時間が欠点であることが明らかにされており、これは新しい入口濃度に透析液を調整した後、透析器出口でまず測定値を記録できる前に、安定した状態に調整する必要があることに起因する。透析器入口での効率向上が透析器出口で安定した状態をもたらすまで、システムに制約されて一定の時間的間隔がかかる。
【００１４】
ＤＥ１９７３９１００Ｃ１明細書は、透析治療中の最大ダイアリサンスの決定方法を記載している。この公知の方法では、透析液中の特定の物質の透析液入口濃度が透析液チャンバの上流で、該当物質の透析液出口濃度が透析器の透析液チャンバの下流で、かつ血液流量中の物質の血液入口濃度が透析器の血液チャンバの上流で決定され、かつ透析液入口濃度および出口濃度、血液入口濃度から、ならびに血液チャンバを通る血液流量および透析液チャンバを通る透析液流量から最大のダイアリサンスが決定される。欠点は、この公知の方法が最大のダイアリサンスの決定だけを可能にするが、任意の透析液流量もしくは血液流量についてダイアリサンスの決定ができないことである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、透析治療中の透析器の効率の監視を時間的な遅延なしに簡単な方法で可能にする方法を提示し、かつ透析器の効率の監視を時間的な遅延なしに簡単な方法で可能にする透析装置を提供することである。この課題は特許請求の範囲第１項もしくは第６項の特徴により解決される。
【００１６】
【課題を解決しようとする手段】
本発明による方法は、任意の透析液流量率および／または血液流量率および／または限外濾過率のための透析器のダイアリサンスおよび／またはクリアランスが所定の透析液流量率、血液流量率もしくは限外濾過率で調整されるクリアランスおよび／またはダイアリサンスに基づいて決定され、その際、所定の透析液流量率、血液流量率もしくは限外濾過率で調整されるクリアランスおよび／またはダイアリサンスが透析治療中に公知の方法で測定できる。その限りでは、ダイアリサンスおよび／またはクリアランスの時間的推移を監視できるようにするため、１回の測定のみが必要である。
【００１７】
所定の透析液流量率、血液流量率もしくは限外濾過率で調整されるクリアランスおよび／またはダイアリサンスが公知である場合、その測定は不要である。たとえば任意の透析液流量率、血液流量率もしくは限外濾過率のための透析器の効率の決定は、特定の透析液流量率、血液流量率もしくは限外濾過率に関し製造者が指定した透析器のダイアリサンスもしくはクリアランスに基づき行なうことができる。
【００１８】
特定の透析液流量率、血液流量率もしくは限外濾過率で調整されたクリアランスおよび／またはダイアリサンスに基づき、基本的に、全透析治療中のクリアランスもしくはダイアリサンスの時間的推移を評価することができる。精度を高めるために全透析治療は、さらに個々の時間部分に区分することができ、次いでその中でそれぞれ１つの測定に基づき監視が行われる。
【００１９】
透析器の効率を監視するために、クリアランスおよび／またはダイアリサンスは透析治療中の透析液流量率、血液流量率もしくは限外濾過率に依存して連続的に決定することができる。有効なクリアランスもしくはダイアリサンスの算出はその場合に平均値形成により行なうことができる。
【００２０】
透析液流量率、血液流量率もしくは限外濾過率は透析治療中に測定できるが、好ましくは血液ポンプもしくは透析液ポンプの輸送率が動脈または静脈血管もしくは透析液供給管もしくは排液管内で流量率の決定のために検出される。限外濾過率は供給管および排液管中の流量の差分形成により得られ、該限外濾過率は、たとえばＤＥ４２３９９３７Ａ１明細書に記載されているように、限外濾過ポンプの輸送率によって設定することもできる。
【００２１】
透析装置のクリアランスおよび／またはダイアリサンスを決定するための装置は計算装置を有し、これで対応する透析のパラメータが計算される。
【００２２】
本発明による方法もしくは本発明による装置は、利用者が直接的な流量変化を取り計らうことなしに、流量率が装置ドリフト(Geraetedriften)によって自動で変化する場合に特に好ましく使用することができる。。
【００２３】
更に、血液透析治療は強制的に治療中の血液組成の変化を生ぜしめる。特に水性の成分は限外濾過により低減する。このため、一般に、血液ポンプのポンプ効率を外部から（たとえば多くの場合に使用されているローラポンプの回転数の変化によって）変化させずに、有効な血液流量Ｑｅおよびヘマトクリットが変化する。ただしこの発明を適用する場合は、関係した流量率の確定だけが必要になるので、このような影響は適切な測定センサにより検出することができる。
【００２４】
そのために直接的な流量センサを具備することができる。さらにまた流量率と他の量との間の関係を使用することも可能である。例としては、回転数に基づいて生じる負荷衝撃の考慮によるローラポンプの名目上の流量率の修正を挙げることにする。
【００２５】
この方法によって、治療をダイアリサンスもしくはクリアランスの頻繁な測定によって中断させる必要なしに、透析器もしくは透析治療の効率に関する非常に正確な表示を得ることが可能になる。このような測定はさもないと、それぞれの測定方法および測定の頻度に応じて、本来の透析治療を妨害をせしめる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、ダイアリサンスおよび／またはクリアランスを決定するための装置を備えた透析装置の有利な一実施形態を図面を引用して個別に記載し、個々の工程を詳細に説明する。
【００２７】
透析装置は透析器１を有し、これは半透膜２によって血液チャンバ３と透析液チャンバ４とに仕切られている。動脈血管５は血液チャンバ３の入口に接続され、血液ポンプ６も接続されている。血液チャンバの下流で、静脈血管７が血液チャンバの出口から患者へと通じている。
【００２８】
透析液源８の中には新鮮な透析液が準備される。この透析液源８から透析液供給管９が透析器１の透析液チャンバ４の入口へ通じていて、他方、透析液排液管１０が透析液チャンバの出口から排液口１１へ通じている。透析液排液管１０には透析液ポンプ１２が接続されている。
【００２９】
透析器の中への流入もしくは透析器から流出する液体のバランスをとるために平衡装置２７が具備されていて、これが半分の平衡チャンバ２個、２７ａと２７ｂを備えた平衡チャンバを有し、その第１の平衡チャンバ２７ａは透析液供給管９に、かつ第２の平衡チャンバ２７ｂは透析液排液管１０に接続されている。透析液ポンプ１２の上流では限外濾過管２８が分岐し、これは第２平衡チャンバ２７ｂの下流で再び透析液排液管に合流する。限外濾過管２８に限外濾過ポンプ２９が接続されていて、該限外濾過ポンプの輸送率が限外濾過率を与える。
【００３０】
透析装置は制御装置１３を備えており、これが、血液ポンプ６、透析液ポンプ１２および限外濾過ポンプ２９に制御管１４、１５、３０を介して接続されている。制御装置１３は血液ポンプ６、透析液ポンプ１２ならびに限外濾過ポンプ２９のために一定の輸送率を調整し、これは、利用者が設定し、かつ透析治療中に変化させることができる。
【００３１】
透析液チャンバ４の入口で透析液供給管９に、透析液チャンバの上流で透析液中の特定の物質の透析液入口濃度Ｃｄｉを決定するために伝導率センサ１６が配置され、透析液チャンバ４の出口で透析液排液管１０に伝導率センサ１７が配置されていて、これにより透析治療中に調整された透析液中の該当物質の透析液出口濃度Ｃｄｏが透析器の下流で測定される。
【００３２】
伝導率センサ１６、１７の測定値は信号回線１８、１９を介してダイアリサンスＤおよびクリアランスＣを決定するための装置２１に供給され、これは計算装置２２を有する。計算装置２２は、好ましくは公知の透析装置中に元々存在するマイクロプロセッサから形成される。制御装置１３に通じるデータ回線２３を介してダイアリサンスおよびクリアランスを決定するための装置２１が、血液流量Ｑｂもしくは透析液流量Ｑｄもしくは限外濾過率を設定する血液ポンプ６もしくは透析液ポンプ１２もしくは限外濾過ポンプ２９の輸送率を検出する。
【００３３】
透析器１の上流で透析液のＮａ濃度の変化用に、もう１つの装置２４が具備されている。この装置２４により透析器の中へ流入する透析液をその組成に関して変化させることができる。制御回線２０を介して装置２４が制御装置１３と接続されている。
【００３４】
透析装置は別の構成要素、たとえば滴下チャンバ、遮断機構等を提供することができるが、ただしこれはより良く見易くするため図示していない。
【００３５】
透析器の効率は以下のように監視することができる。透析治療の初めに設定した透析液流量率Ｑｄ１、血液流量率Ｑｂ１および限外濾過率Ｑｆ１のために、透析液入口濃度Ｃｄｉ１もしくは出口濃度Ｃｄｏ１が伝導率センサ１６、１７で測定される。それに応じて制御装置１３は、透析液のＮａ濃度が透析器の上流で上昇するように装置２４を駆動し、その際、再び透析液入口濃度Ｃｄｉ２および出口濃度Ｃｄｏ２が伝導率センサ１６、１７で測定される。次いで、得られた測定値から、計算装置で設定した透析液流量率Ｑｄ１、血液流量率Ｑｂ１および限外濾過率Ｑｆ１におけるクリアランスＫ１もしくはダイアリサンスが次式：
【数１４】
0004705225.tif 000005
によって計算される。
【００３６】
透析治療中に透析液流量率、血液流量率もしくは限外濾過率だけが変化されることを前提条件として、計算装置は算出したクリアランスＫ１もしくはダイアリサンスおよび設定した血液流量率Ｑｂ１もしくは限外濾過率Ｑｆ１からまず次式：
【数１５】
0004705225.tif 000006
でクリアランスもしくはダイアリサンスの拡散成分Ｄ１を計算する。
【００３７】
効率的な血液流量Ｑｅは、その場合、血液ポンプの輸送率に相当する絶対血液流量Ｑｂから次式のように計算される：
【数１６】
0004705225.tif 000007
［式中、ＨＣＴはヘマトクリット［％］であり、かつＦｐは血漿水分画である］。
【００３８】
ダイアリサンスもしくはクリアランスの拡散成分Ｄ１の決定後、計算装置が次式：
【数１７】
0004705225.tif 000008
［式中、
【数１８】
0004705225.tif 000009
］によって任意の透析液流量率Ｑｄ（ｔ）、血液流量率Ｑｅ（ｔ）もしくは限外濾過率Ｑｆ（ｔ）での拡散ダイアリサンスＤ（Ｑｄ（ｔ），Ｑｅ（ｔ））を計算する。
【００３９】
拡散ダイアリサンスＤ（Ｑｄ（ｔ），Ｑｅ（ｔ））の計算は、常に、透析液ポンプ１２もしくは血液ポンプ６の輸送率と相関関係にある透析液流量率または血液流量率が変化される場合に行われる。次式：
【数１９】
0004705225.tif 000010
によって、計算装置は拡散ダイアリサンスＤ（Ｑｄ（ｔ），Ｑｅ（ｔ））から拡散的および対流的なダイアリサンスもしくはクリアランスＫ（Ｑｄ（ｔ），Ｑｅ（ｔ），Ｑｆ（ｔ））の合計を計算する
【００４０】
クリアランスもしくはダイアリサンスの時間的推移は透析治療中に算出される。計算装置でクリアランスのための個々の値から平均値を出して有効なクリアランスＫeffが計算される。
【００４１】
治療時間Ｔで透析治療中のクリアランスの時間的推移が知られている場合、有効クリアランスＫeffの計算は次式：
【数２０】
0004705225.tif 000011
により積分によっても行なうことができる。
【００４２】
Ｋ（ｔ）の値が種々の測定値に基づくことができるのに対し、本発明により、Ｋ（ｔ）を式（９）により十分な精度をもって決定することができる際に、そのようなｔの測定を中止することが可能である。
【００４３】
クリアランスもしくはダイアリサンスの値ならびに有効な値は表示装置２５に表示され、これはデータ回線２６を介して計算装置２２に接続される。それにより透析器の洗浄効率を透析治療中に継続的に監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】透析装置の概略図を示す。
【符号の説明】
１  透析器
２  半透膜
３  血液チャンバ
４  透析液チャンバ
５  動脈血管
６  血液ポンプ
７  静脈血管
８  透析液源
９  透析液供給管
１０  透析液排液管
１１  排液口
１２  透析液ポンプ
１３  制御装置
１４  制御管
１５  制御管
１６  伝導率センサ
１７  伝導率センサ１
１８  信号回線
１９  信号回線
２０  制御回線
２１  クリアランスおよび／またはダイアリサンスの決定装置
２２  計算装置
２３  データ回線
２４  透析液のＮａ濃度の変化用の装置
２５  表示装置
２６  データ回線
２７  平衡装置
２７ａ  平衡チャンバ
２７ｂ  平衡チャンバ
２８  限外濾過管
２９  限外濾過ポンプ
３０  制御管
【図１】
0004705225.tif 000017