(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜型透析器と、血液ポンプが設けられてなる血液流路と、透析液ポンプが設けられてなる透析液流路とを備えてなる透析装置において、超音波を用いて該透析器内の任意の場所の血液速度を測定する測定手段と、該血液速度から透析器の内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量を算出する演算手段と、該内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量が予め設定された数値範囲内で維持されるように透析条件を制御する制御手段とを備え、
前記測定手段は、血液流入口付近での血液速度及び血液流出口付近での血液速度を測定する測定手段であり、
前記演算手段は、式１〜式４により内部濾過流量UF[mL/min]または内部逆濾過流量BF[mL/min]を算出する演算手段であり、
前記透析条件を制御する制御手段が、
前記演算手段により得られた内部濾過流量が内部濾過流量の上限値よりも大きければ、血液流量および透析液流量のいずれか一方または両方が減少するように、血液ポンプおよび／または透析液ポンプを制御し、
前記演算手段により得られた内部濾過流量が内部濾過流量の下限値よりも小さければ、血液流量および透析液流量のいずれか一方または両方が増加するように、血液ポンプおよび／または透析液ポンプを制御し、
前記演算手段により得られた内部濾過流量が上限値と下限値の間に入っていれば、血液流量および透析液流量のいずれか一方または両方が制御されることなく透析治療を継続する制御手段であり、
前記測定手段は音波探触子を備え、該音波探触子の先端が透析器の側面に接し、かつ、透析器の長手方向に移動しうるように配置されたことを特徴とする透析装置。
QF＝QBin×（1−uBout／uBin） （式１）
UF＝QBin×（1−uBmin／uBin） （式２）
BF＝UF−QF＝QBout×（1−uBmin／uBout） （式３）
QBout＝QBin−QF （式４）
（式中、QF[mL/min]は血液からの除水流量、QBin[mL/min]は血液流入口での血液流量、QBout[mL/min]は血液流出口での血液流量、uBin[cm/sec]は血液流入口での血液速度uBout[cm/sec]は血液流出口での血液速度、uBmin[cm/sec]は透析器内の血液速度の最小値である。）
【請求項２】
前記制御手段は、さらに測定された血液速度から算出される透析器内の血中ヘマトクリット値が予め設定された数値範囲内で維持されるように透析条件を制御するものである、請求項１記載の透析装置。
【請求項３】
前記測定手段は、超音波探触子、超音波発信器、増幅器、検波器および周波数分析器を有してなり、該超音波探触子が接触媒体を介して透析器側面に固定される、請求項１または２に記載の透析装置。
【請求項４】
前記超音波探触子は、駆動手段を有する固定手段を用いて透析器側面に固定され、該駆動手段により自動的に透析器の長手方向に移動せしめられるものである、請求項３記載の透析装置。
【請求項５】
前記制御手段は、血液ポンプおよび／または透析液ポンプの流量を変更することにより、透析条件を制御するものである、請求項１〜４のいずれかに記載の透析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は透析装置に関し、さらに詳細には透析器内での内部濾過流量および内部逆濾過流量を所定の数値範囲内で維持しながら透析治療を行うことができる透析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、腎機能が損なわれた患者、例えば腎不全などにより血液中の老廃物除去機能等が損なわれた患者の治療のために、血液透析や血液透析濾過などの血液浄化による治療が行われている。この血液浄化治療においては、血液を透析器内の半透膜を介して透析液に接触させることにより、血液中に蓄積した尿素、クレアチニン、尿酸、低分子量タンパク質、水等が除去される。
【０００３】
近年、透析治療における合併症の一つであるアミロイドーシスの原因物質が、分子量11,800のβ２ミクログロブリンであると同定された（Gejyo F, et al. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1985; 129: 701-706）。これにより、分子量の大きいβ２ミクログロブリンを除去しうるような、物質透過性および透水性に優れた透析器が開発されてきた。しかし、このように物質透過性および透水性に優れた透析器は、除水によって強制的な濾過を行わない場合においても、半透膜を介して血液と透析液との間で濾過および逆濾過（以下、内部濾過および内部逆濾過と呼ぶ）を起こしていることが発見された（U. Bauremeister et al., Nephrol Dial Transplant. Suppl., 1989）。そこで、前記内部濾過および内部逆濾過を利用して濾過と補液を行う血液透析濾過法（HDF）が提案されている。
【０００４】
通常、内部濾過および内部逆濾過は透析器内の同じ場所で起こることはない。透析器内で血液と透析液は互いに対向する方向に流通させられるため、半透膜を介して血液と透析液のうち、圧力の高い方から低い方へ液体が移動する。すなわち、内部濾過は透析器内の血液流入側で、また内部逆濾過は透析器内の血液流出側で起こる傾向がある。透析器内で内部濾過が大量に起こると、血液流路内で血液が濃縮され、透析器内で膜の目詰まりや血液凝固が起こりやすくなる。また、血液流路内の圧力が上昇し、血液流路の破損を招く可能性がある。透析器内で膜の目詰まりが起こった場合、透析器の透水性が低下し、これによって内部濾過流量および内部逆濾過流量が低下するおそれもある。
このような問題点が存在することから、透析器の性能が向上するにつれて、透析治療中に継続して単位時間あたりに透析器の内部濾過により半透膜を介して移動する液体量（以下、内部濾過流量と呼ぶ）および内部逆濾過により半透膜を介して移動する液体量（以下、内部逆濾過流量と呼ぶ）を把握し、これらの流量を所望の数値範囲内で維持することが重要になってきた。
【０００５】
前記内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量を求める方法としては、数値解析による方法と実測による方法がある。数値解析による方法としては、透析器の内部濾過量を数値解析によって計算で算出する方法が公知である（人工臓器, 28(1), 127-133, 1999）。しかし、この方法によって得られる内部濾過量の値は、透析器の寸法や透水性能の他、患者の血液パラメータの個人差や透析条件によって変動が大きいため、臨床時の透析器性能および血液性状の経時変化に対応できない。
【０００６】
一方、実測による方法としては、放射性同位元素（以下、RIと略す）で標識したアルブミンを用いるRI法が公知である（Ronnco C, et al. Kidney Int. 1992; 41: 1383-1393）。この方法は、RI標識アルブミンを含有させた血液を透析器内に流通させ、該透析器をガンマカメラで撮影して、透析器内のアルブミン濃度分布を測定するものである。血液中に含まれるアルブミンは分子量が大きく、半透膜を介して透析液側に流出しないので、透析器の長さ方向に沿って任意の箇所でアルブミン濃度を測定することにより、下式（１）および（２）を用いて内部濾過流量および内部逆濾過流量を求めることができる。
内部濾過流量  UF [mL/min]＝Qbin×（1−Cin／Cmax）  （１）
内部逆濾過流量  BF [mL/min]＝Qbout×（1−Cout／Cmax）  （２）
（式中、Qbin[mL/min]は血液流入口での血液流量
Qbout[mL/min]は血液流出口での血液流量
Cin[％]は血液流入口でのアルブミン濃度
Cout[％]は血液流出口でのアルブミン濃度
Cmax[％]はアルブミン濃度最大値である。）
【０００７】
上述したRI法は、測定精度はよいものの、設備が大規模で、かつ、試薬や装置の取扱いに許可がいるため、汎用性に乏しく、透析治療中に継続して測定を行うことは不可能である。
【０００８】
また、実測による方法の他の例として、超音波ドップラーを用いて内部濾過流量および内部逆濾過流量を測定する方法も開発されている（医工学治療 13;55, 2001, ASAIO Suppl. 2001）。この方法で用いられる超音波ドップラーは、超音波診断装置の探触子を用い、透析器の長手方向に沿って探触子を移動させながら透析器に対してある一定の角度で超音波を発信して、透析器内の血液の速度分布を測定するものであり、下式（３）および（４）を用いて、内部濾過流量および内部逆濾過流量を求めることができる。
内部濾過流量  UF[mL/min]＝Qbin×（１−Vmin／Vin）  （３）
内部逆濾過流量  BF [mL/min]＝Qbout×（1−Vmin／Vout ）  （４）
（式中、Qbin[mL/min]は血液流入口での血液流量
Qbout[mL/min]は血液流出口での血液流量
Vin[cm/sec]は血液流入口での血液速度
Vout[cm/sec]は血液流出口での血液速度
Vmin[cm/sec]は血液速度の最低値である。）
【０００９】
このような超音波ドップラー法は、内部濾過流量および内部逆濾過流量の算出そのものには有効であるが、これを臨床現場で用いようとしても、単に算出が行えるだけでは内部濾過流量および内部逆濾過流量を制御することはできない。また、超音波診断装置の探触子と透析器の間に空気が入ると超音波が透析器内に伝わらないため、上記刊行物に記載される方法は水を張った水槽の中に透析器を浸漬して測定を行うものである。しかし、このような測定方法は臨床上不潔であり、また規模が大きくなってしまうため透析治療中継続して測定を行うことはできない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記事情に鑑み、本発明の目的は、規模が小さく衛生的で、透析治療中に継続して透析器内の内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量を把握でき、これにより該内部濾過流量および内部逆濾過流量を所望の数値範囲内で維持できる透析装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために種々鋭意検討した結果、超音波ドップラー法により得られた透析器の内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量に応じて透析条件を自動的に制御しうる制御手段を設け、さらに、超音波診断装置の探触子と透析器との間に接触媒体を狭持させることにより、上記課題を解決しうる透析装置を提供できることを見出した。
【００１２】
すなわち、本発明は、透析器と、血液ポンプが設けられてなる血液流路と、透析液ポンプが設けられてなる透析液流路とを備えてなる透析装置において、超音波を用いて該透析器内の任意の場所の血液速度を測定する測定手段と、該血液速度から透析器の内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量を算出する演算手段と、該内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量が予め設定された数値範囲内で維持されるように透析条件を制御する制御手段とを備えてなることを特徴とする透析装置である。
前記内部濾過流量（UF）と内部逆濾過流量（BF）は、次式
BF＝UF−QF  （QF：除水流量）
の関係が成り立つため、本発明の透析装置は、内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量のいずれか一方を算出して透析条件を制御することにより、内部濾過流量および内部逆濾過流量の両方が所望の数値範囲内で維持されるように、制御を行うことが可能となるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の透析装置を添付図面に示す好適な実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの説明に限定されるものではない。
図１は本発明の透析装置の概略構成図であり、図２は本発明における超音波探触子の設置方法を示す説明図である。また図４および図５は本発明の透析装置による内部濾過流量制御方法の一例を示すフローチャートである。
ここで内部濾過流量とは、単位時間あたりに半透膜を介して液体（水分等）が血液側から透析液側へ流れる量を指す。また内部逆濾過流量とは、単位時間あたりに半透膜を介して液体（透析液等）が透析液側から血液側へ流れる量を指す。
【００１４】
本発明の透析装置は、透析器１と、血液ポンプ２１が設けられてなる血液流路２と、透析液ポンプ３１が設けられてなる透析液流路３を備えてなる。前記透析装置はその他、図示しないが従来の透析装置に備えられているドリップチャンバー、血液抗凝固剤注入部、補液機構、除水機構などの他の部品を備えていても差し支えない。
透析器１としては、円筒形状の箱体内部に中空繊維状の半透膜が収容された、中空糸膜型透析器が好ましく用いられる。透析器１は、中空糸膜内側に血液を流通せしめ、中空糸膜外側に透析液を流通せしめて、該膜を介して血液中の物質を透析液中に拡散により移動させるものである。また前記透析器１は、前記血液透析を行うと同時に、透析液側に陰圧をかけて、血液中の物質、例えば尿素やクレアチニン、水分等を透析液側に濾過により移動させる（血液透析）ものであってもよいし、さらに補液を行う（血液透析濾過）ものであってもよい。
本発明の透析器１には、血液流入口、血液流出口、透析液流入口および透析液流出口の４つのポート部が設けられており、該血液流入口および血液流出口には中空糸膜内側と連通しうる血液流路２が、また透析液流入口および透析液流出口には中空糸膜外側と連通しうる透析液流路３が接続されている。また、透析器１内に流入する血液および透析液の単位時間あたりの流量は、前記血液流路２に設けられた血液ポンプ２１と、前記透析液流路３に設けられた透析液ポンプ３１とにより、変更できるようになっている。前記血液ポンプ２１および透析液ポンプ３１としては、ローラーポンプやカスケードポンプ、ギアポンプ、遠心ポンプ等が好ましく用いられる。
【００１５】
本発明の透析装置には、超音波ドップラー法を利用して透析器１内の血液速度を自動的に測定する測定手段４が設けられている。前記測定手段４は、超音波探触子４１とケーブル４１１により接続される超音波発信器４２を内蔵しており、該超音波発信器４２で発信された超音波は該超音波探触子４１に伝えられる。前記超音波探触子４１は、先端から超音波を発信および受信して透析器１内の血液速度を測定するためのものであり、図２に示すようにクランプなどの固定手段４１２を用いて、超音波探触子４１の先端が透析器１の側面に接し、かつ、透析器１の長手方向に移動しうるように配置される。前記超音波探触子４１は、図２（ｂ）で示すように、例えば固定手段４１２に設けられたタイヤがモーターにより回転させられるもののような駆動手段４１３により、自動的に透析器１の側面を長手方向に移動することがより好ましい。
【００１６】
前記超音波探触子４１と透析器１の間に空気が存在すると、該超音波探触子４１から発信された超音波は透析器１に著しく伝わりにくくなる。そこで、前記超音波探触子４と透析器１との間隙をなくすため、該超音波探触子４１と透析器１との間には、スペーサーとして適当な接触媒体４１４を介在させることが好ましい。該接触媒体４１４の例としては、通常超音波診断あるいは音響カップリングで用いられるゲル状物質、あるいはシート状などの適当な形状に成型されたものなどである。具体的には、寒天ゲルや含水高分子ゲル、高吸水性樹脂などのゲル状物質や、天然ゴム製ウォーターバッグやゲルパットなどの成型品があげられる。該接触媒体４１４を用いることにより、本発明の透析装置は、透析器１を水槽に浸漬するなどの方法によって、超音波探触子と透析器との間隙をなくして測定を行う必要はなく、小規模かつ衛生的な透析装置を提供できる。
【００１７】
前記超音波探触子４１から発信された超音波は、ドップラー法を用いて血液速度を測定するために利用される。超音波探触子４１から発信された超音波の周波数f0は、血液中の赤血球に当たって散乱するため、超音波探触子４１で受信する超音波には、発信時の周波数f0を有するものと、赤血球からの散乱周波数fdを有するものとが混在する。これらの超音波のうち、散乱周波数fdの超音波のみがケーブル４１５により測定手段４に内蔵される増幅器４３、検波器４４および周波数分析器４５などに順次伝えられることで、血液速度が求められる。このようなドップラー法による血液速度測定のために超音波発信器４１から発信される超音波としては、通常周波数3〜10MHzのものが好ましく用いられる。
超音波の発信による血液速度測定は、超音波探触子４１を該透析器１の一端から他端まで長手方向に移動させながら行うものであるが、１回の測定における透析器内の測定点は２０箇所以上であることが好ましい。また、超音波探触子４１に超音波発信点および受信点を複数箇所設けることにより、１回の測定における超音波発信回数を減少させることも可能である。
【００１８】
本発明の透析装置は、前記測定手段４から伝達された血液速度から内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量を算出する演算手段５が設けられている。該演算手段５としては、コンピューターが好ましく用いられる。該演算手段５では、下式（５）〜（８）に基づいて血液速度から内部濾過流量UF[mL/min]もしくは内部逆濾過流量BF[mL/min]が算出される。
QF＝QBin×（1−uBout／uBin）    （５）
UF＝QBin×（1−uBmin／uBin）    （６）
BF＝UF−QF＝QBout×（1−uBmin／uBout）    （７）
QBout＝QBin−QF    （８）
（式中、QF[mL/min]は血液からの除水流量
QBin[mL/min]は血液流入口での血液流量
QBout[mL/min]は血液流出口での血液流量
uBin[cm/sec]は血液流入口での血液速度
uBout[cm/sec]は血液流出口での血液速度
uBmin[cm/sec]は透析器内の血液速度の最小値である。）
【００１９】
また、本発明の透析装置は、前記演算手段５より伝達された内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量の値に基づき、該値が予め設定された数値範囲内で維持されるように透析条件を変更しうる制御手段６を備えてなる。前記制御手段６は制御装置６１と、予め内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量の好ましい数値範囲や、透析開始時の透析条件、該内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量が設定された数値範囲から外れた場合の透析条件の変更方法などを制御装置６１に設定するための入力器６２と、透析条件や各種測定値などを表示する表示器６３とを有している。
図３は透析器内の血液側および透析液側の圧力分布を示すグラフである。透析器の内部濾過および内部逆濾過は、血液側圧力と透析液側圧力との差（膜間圧力差TMP）によって生じるものである。したがって、血液流入口付近（グラフ左側）では血液側圧力が透析液側圧力よりも大きいため内部濾過が生じ、血液流出口付近（グラフ右側）では血液側圧力が透析液側圧力よりも小さいため内部逆濾過が生じる。TMPが大きいほど多量に内部濾過または内部逆濾過が行われる。すなわち、グラフ中で血液側圧力を示す線と透析液側圧力を示す線とグラフの左側の軸で囲まれる面積が大きいほど、内部濾過流量が多いことを示す。また、グラフ中で血液側圧力を示す線と透析液側圧力を示す線とグラフの右側の軸で囲まれる面積が大きいほど、内部逆濾過流量が多いことを示す。
したがって、前記入力器６２より、予め内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量の上限値および下限値を制御装置６１に設定しておき、前記演算手段５より伝達される内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量が設定された上限値を越えた場合は、該内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量を減少させるために血液側圧力または透析液側圧力を下げればよい。そのために、制御装置６１は、血液ポンプと透析液ポンプのどちらか一方、または両方の流量を下げるように制御し、内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量を減少させる。図３では、透析液側圧力を下げた（透析液側圧力１から透析液側圧力２に線が移動した）ことにより、二つの三角形の面積はどちらも減少しており、これは内部濾過流量および内部逆濾過流量が減少したことを示している。また、前記演算手段５より伝達される内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量が設定された下限値を下回った場合は、該内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量を増加させるために、制御装置６１は血液ポンプおよび／または透析液ポンプの流量を上げるように制御を行う。
このような自動的測定および自動的制御を行うことにより、本発明の透析装置は、透析器内の内部濾過流量および内部逆濾過流量を自動的に制御することができる。
【００２０】
さらに、本発明の透析装置は、内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量による透析条件の制御に加えて、透析器内を流れる血液中の最大ヘマトクリット値の変化によっても透析条件を制御する機構を設けたものであってもよい。該最大ヘマトクリット値は、内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量と同様、測定手段４によって測定された血液速度より算出しうる、血液中の有形成分の体積比率（％）を示す値である。透析器内の最大ヘマトクリット値は下式（９）より算出できる。
透析器内の最大ヘマトクリット値[％]  Htimax＝Htin×（uBin／uBmin）  （９）
（式中、Htin[％]は透析器内の血液流入口におけるヘマトクリット値
uBin[cm/sec]は血液流入口での血液速度
uBmin[cm/sec]は透析器内の最小血液速度である。）
【００２１】
したがって、予め最大ヘマトクリット値の上限値および下限値を制御装置６１に設定しておき、演算手段５より伝達された最大ヘマトクリット値が設定された上限値を越えた場合は、内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量を減少させ、該最大ヘマトクリット値が設定された下限値を下回った場合は、内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量を増加させるように血液ポンプおよび／または透析液ポンプの流量を制御して、最大ヘマトクリット値を設定数値範囲内に維持することができる。
透析器内を流れる血液中の最大ヘマトクリット値は、高すぎると透析器内の圧力が高くなりすぎたり、中空糸膜の目詰まりや血液凝固が起こりやすくなるため、該最大ヘマトクリット値を制御することにより、患者への透析治療をより安全に行うことができる。
【００２２】
次に、図４に示すフローチャートに従って、本発明の透析装置において内部濾過流量を用いた透析条件の制御方法の一例について説明する。
まず、透析治療を行う前に、入力器６２より制御装置６１に設定する透析条件を入力する（７１）。前記透析条件は、初期の血液流量QB[mL/min]、透析液流量QD[mL/min]、除水量VF[L]、透析時間TD[hr]および置換液量VI[L]である。次いで、入力された透析条件を用いて下式（１０）より、内部濾過流量の初期設定値Vi[mL/min]が制御装置６１または演算手段５にて算出される。
Vi＝（VF＋VI）×1,000／(TD×60)  （10）
【００２３】
内部濾過流量の初期設定値Viが算出されれば、置換液量VIの誤差範囲と同じ割合で、該内部濾過流量の上限値および下限値が設定される。例えば、前記置換液量VIの誤差範囲が±３％であった場合、前記内部濾過流量の初期設定値Viの103％が内部濾過流量の上限値Vimax[mL/min]、97％が内部濾過流量の下限値Vimin[mL/min]に設定され（７２）、透析治療が開始される（７３）。
透析治療中は、測定手段４にて透析器１内の血液速度が測定され、透析器１内の血液流入口での血液速度uBin[cm/sec]と透析器１内の血液速度の最小値uBmin[cm/sec]が決定される（７４）。測定手段４にて測定された血液速度は演算手段５へ伝達され、上記した式（６）より内部濾過流量UF[mL/min]が算出される（７５）。
得られた内部濾過流量UFが内部濾過流量の上限値Vimaxよりも大きければ（７６）、血液流量QBおよびおよび透析液流量QDのいずれか一方または両方が減少するように、血液ポンプ２１および／または透析液ポンプ３１が制御手段６により制御される。また、得られた内部濾過流量UFが内部濾過流量の下限値Viminよりも小さければ（７７）、血液流量QBおよび透析液流量QDのいずれか一方または両方が増加するように、血液ポンプ２１および／または透析液ポンプ３１が制御される。得られた内部濾過流量UFが上限値Vimaxと下限値Viminの間に入っていれば、透析条件が制御されることなく透析治療が継続される。以上の工程（７４）〜（７７）が、透析治療中３０分に１回以上の間隔で繰り返される。これにより、透析治療中安定した内部濾過流量を維持することが可能である。
測定手段４にて測定された血液速度は、随時制御手段６へ伝達され、図３の血液圧力分布を示すグラフとして、表示器６３にて表示される（７８）。該表示器６３は、透析器内の血液流量分布や、内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量の値が直接表示されるものであってもよい。
【００２４】
次に、図５に示すフローチャートに従って、本発明の透析装置における透析条件の制御方法の他の例として、図４で説明した内部濾過流量に加えて、透析器を流れる血液中の最大ヘマトクリット値も用いた透析条件の制御方法について説明する。
まず、図４のフローチャートで説明したように、透析条件の設定入力を行い、次いで、患者パラメータの入力を行う（８１）。前記患者パラメータは、初期の血中ヘマトクリット値Ht(0)[％]、循環血液量VB[L]および透析器の許容しうるヘマトクリット値の上限値Htimax[％]である。次いで、入力された透析条件を用いて上記した式（１０）より内部濾過流量の初期設定値Vi[mL/min]が算出され、内部濾過流量の上限値Vimax[mL/min]および下限値Vimin[mL/min]が設定される（８２）。また、透析条件と患者パラメータを用いて下式（１１）および（１２）より、透析終了時に予測される透析器内の最大ヘマトクリット値Htimax(TD)[％]が算出される（８３）。
Htimax(TD)＝Ht(TD)×（１−Vi／QB)  （11）
Ht(TD)＝Ht(0)×VB／（VB−VF）  （12）
（式中、Ht(TD)[％]は透析終了時の目標ヘマトクリット値
QB[mL/min]は初期の血液流量
VF[L]は除水量である。）
【００２５】
得られた終了時最大ヘマトクリット値Htimax(TD)が上限値Htimaxよりも大きければ（８４）エラーとなるため、透析条件を設定しなおす（８１）。以上の工程（８１）〜（８４）が、終了時最大ヘマトクリット値Htimax(TD)が上限値Htimaxを下回るまで繰り返される。終了時最大ヘマトクリット値Htimax(TD)が上限値Htimaxを下回れば、透析が開始される（８５）。透析治療中は、測定手段４にて透析器１内の血液速度が測定され、上記した式（６）より内部濾過流量UFが、また下記式（13）および（14）より透析開始後t時間経過時点での透析器内の最大ヘマトクリット値Htmax(t)が算出される（８６）。
Htmax(t)＝Ht(t)×（１−UF／QBin）  （13）
Ht(t)＝Ht(0)×VB／（VB−VF(t)）  （14）
（式中、Ht(t)[％]は透析開始後t時間経過時点での血中ヘマトクリット値
QBin[mL/min]は血液流入口での血液流量
Ht(0)[％]は初期の血中ヘマトクリット値
VB[L]は循環血液量
VF(t)[L]は透析開始後t時間経過時点での除水量である。）
【００２６】
得られた内部濾過流量UFが内部濾過流量の上限値Vimaxよりも大きいか、または得られた最大ヘマトクリット値Htmax(t)が上限値Htimaxよりも大きければ（８７）、血液流量QBおよびおよび透析液流量QDのいずれか一方または両方が減少するように、血液ポンプ２１および／または透析液ポンプ３１が制御手段６により制御されるか、もしくは警報をならして透析治療を停止させる。また、得られた内部濾過流量UFが内部濾過流量の下限値Viminよりも小さければ（８８）、血液流量QBおよび透析液流量QDのいずれか一方または両方が増加するように、血液ポンプ２１および／または透析液ポンプ３１が制御される。得られた内部濾過流量UFが上限値Vimaxと下限値Viminの間に入っており、最大ヘマトクリット値Htmax(t)が上限値Htimaxよりも小さければ、透析条件が制御されることなく透析治療が継続される。以上の工程（８６）〜（８８）が、透析治療中３０分に１回以上の間隔で繰り返される。これにより、より安定した透析治療を行うことが可能である。なお、表示器６３の機能（８９）については、図４に示すフローチャートにおける表示器６３の機能（７８）と同様である。
【００２７】
以上は、内部濾過流量UFを用いた透析条件の制御方法の例であるが、本発明の透析装置は内部逆濾過流量BFを用いることによっても、透析条件の制御を行うことができる。内部逆濾過流量BFを用いて制御を行う場合は、上記した内部濾過流量UFを用いた制御において使用された式（10）〜（14）に代えて、以下の式（10’）〜（14’）を使用する。
Vbi＝VI×1,000／(TD×60)  （10’）
Htimax(TD)＝Ht(TD)×｛１−（Vbi＋QF）／QB｝  （11’）
Ht(TD)＝Ht(0)×VB／（VB−VF）  （12’）
Htmax(t)＝Ht(t)×｛１−（BF＋QF）／QBin｝  （13’）
Ht(t)＝Ht(0)×VB／（VB−VF(t)）  （14’）
（式中、BF[mL/min]は内部逆濾過流量
Vbi[mL/min]は内部逆濾過流量の初期設定値
VI[L]は置換液量
VB[L]は循環血液量
VF[L]は除水量
VF(t)[L]は透析開始後t時間経過時点での除水量
TD[hr]は透析時間
QF[mL/min]は除水流量
QB[mL/min]は初期の血液流量
QBin[mL/min]は血液流入口での血液流量
Htimax(TD)[％]は透析器内の最大ヘマトクリット値
Ht(TD)[％]は透析終了時の目標ヘマトクリット値
Htmax(t)[%]は透析器内の最大ヘマトクリット値
Ht(t)[％]は透析開始後t時間経過時点での血中ヘマトクリット値
Ht(0)[％]は初期の血中ヘマトクリット値である。）
【００２８】
本発明の透析装置は、一般的な透析装置の圧力測定値と連動させることによって、測定により得られた内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量から透析器の限外濾過率を計算することも可能である。該限外濾過率を経時的に算出して表示する機能を設けることにより、本発明の透析装置は透析器の劣化度合いを把握することも可能である。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の超音波ドップラー法を用いて得られる内部濾過流量の測定精度について説明する。
＜実施例＞
トリアセテート中空糸膜からなる透析器（FB-190E、ニプロ社製）を用いた図１に示すような透析装置を使用し、血液側試験液として牛血を、透析液側試験液として生理食塩水を用いて、血液流量250mL/min、透析液流量500mL/min、除水速度0mL/minの透析条件で透析操作を行った。前記透析器に、周波数7.5MHzの超音波を照射して、超音波ドップラー法により、透析器における血液流入口からの距離が0cm、8cm、16cmである３箇所の血液速度を測定した。また、得られた血液速度値を用いて式（５）〜（８）により、透析器内の内部濾過流量を算出した。その結果を表１に示す。なお、表中の変化率[%]とは、前記３箇所でのそれぞれの測定値を、一つ血液流入口側の箇所で測定された測定値と比較したときの変化率である。
【００３０】
＜比較例＞
血液側試験液としてRI標識アルブミンを混合した血液を用いた以外は、実施例と同じ条件で透析操作を行った。ガンマカメラ（GCA-90 b、東芝社製）を用いてRI法により、透析器内を流れる血液中のRI標識アルブミン濃度分布を撮影した。該アルブミン濃度分布から得られるアルブミン濃度値を用いて式（１）〜（３）により、透析器内の内部濾過流量を算出した。その結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
0003994436.tif 000002
【００３２】
表１からわかるように、実施例で得られた、超音波ドップラー法による内部濾過流量は、比較例で得られたRI法による内部濾過流量とほぼ同じ値であった。したがって、本発明の超音波ドップラー法による内部濾過流量測定は、従来のRI法と同程度の測定精度を有していることがわかった。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の透析装置は、従来のRI法と同程度の測定精度を有する上に、装置が小規模で衛生的であるため、従来困難であった透析治療中の継続した内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量の算出を容易に行うことができる。したがって、算出された内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量の値に応じて透析条件を制御することにより、透析治療中継続して内部濾過流量および内部逆濾過流量を制御でき、より安定した透析治療をおこなうことが可能である。また、内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量とともに、ヘマトクリット値を用いて透析条件を制御すれば、患者への透析治療をさらに安全に行うことができる。さらに、本発明の透析装置は、血液速度の自動測定および内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量の自動演算を行って透析条件を透析治療中継続して自動的に制御することにより、前記内部濾過流量および内部逆濾過流量の制御を自動的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の透析装置の概略構成図である。
【図２】  本発明の透析装置における、超音波診探触子の設置方法を示す説明図である。
【図３】  透析器内の血液側および透析液側の圧力分布を示すグラフである。
【図４】  本発明の透析装置において内部濾過流量を用いた透析条件の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】  本発明の透析装置において内部濾過流量を用いた透析条件の制御方法の他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  透析器
２  血液流路
２１  血液ポンプ
３  透析液流路
３１  透析液ポンプ
４  測定手段
４１  超音波探触子
４１２  固定手段
４１３  駆動手段
４１４  接触媒体
４２  超音波発信器
４３  増幅器
４４  検波器
４５  周波数分析器
５  演算手段
６  制御手段
【図１】
0003994436.tif 000003
【図２】
0003994436.tif 000004
【図３】
0003994436.tif 000005
【図４】
0003994436.tif 000006
【図５】
0003994436.tif 000007