(57)【要約】【課題】  体外循環において、誘電凝固測定技術を用いて、血液状態を監視することで体外循環中に生じる血液の問題を回避するのに有用な、血液状態監視装置を提供すること。【解決手段】  血液を体外に循環させる体外循環部と、前記血液に交流電場が印加されることにより得られる、血液の電気的特性を測定する第１の血液測定部と、を備える、血液状態監視装置を提供する。前記第１の血液測定部は前記体外循環部の血液回路内に配置される。また、前記電気的特性の時間変化のデータに基づいて、前記血液状態の変化を解析する血液状態解析部を更に備える。【選択図】図４
2016174752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液を体外に循環させる体外循環部と、
前記血液に交流電場が印加されることにより得られる、血液の電気的特性を測定する第１の血液測定部と、
を備える、血液状態監視装置。
【請求項２】
前記第１の血液測定部は前記体外循環部の血液回路内に配置される、請求項１に記載の血液状態監視装置。
【請求項３】
前記電気的特性の時間変化のデータに基づいて、前記血液状態の変化を解析する血液状態解析部を更に備える、請求項１に記載の血液状態監視装置。
【請求項４】
第２の血液測定部を更に備える、請求項１に記載の血液状態監視装置。
【請求項５】
第３の血液測定部を更に備える、請求項４に記載の血液状態監視装置。
【請求項６】
前記第１の血液測定部の測定結果、第１の血液測定部から得られたデータに基づく解析結果、第２の血液測定部の測定結果、第２の血液測定部から得られたデータに基づく解析結果、第３の血液測定部の測定結果及び第３の血液測定部から得られたデータに基づく解析結果から選択される少なくとも１つの結果を示す表示部を更に備える、請求項５に記載の血液状態監視装置。
【請求項７】
前記解析の結果が、所定の血液状態の基準を超えた場合に警告を発する警告部を更に備える、請求項３に記載の血液状態監視装置。
【請求項８】
前記血液への薬剤の添加の要否を判定する薬剤添加判定部を更に備える、請求項１に記載の血液状態監視装置。
【請求項９】
前記血液に、薬剤を添加する薬剤添加部を更に備える、請求項１に記載の血液状態監視装置。
【請求項１０】
前記血液状態が血液凝固状態である、請求項１に記載の血液状態監視装置。
【請求項１１】
前記薬剤が抗血液凝固剤である、請求項８に記載の血液状態監視装置。
【請求項１２】
血液に交流電場が印加されることにより得られる、血液の電気的特性を測定する第１の血液測定部と、
血液を体外に循環させる体外循環部と前記血液測定部とを接続する接続部と、
を備える、血液状態監視装置。
【請求項１３】
血液を体外循環させ、
前記血液に交流電場を印加して血液の電気的特性を測定し、
前記測定された電気的特性のデータに基づいて、前記血液状態の変化を解析する、
血液状態を監視する方法。
【請求項１４】
血液を体外に循環させる体外循環装置と、
前記血液に交流電場が印加されることにより得られる、血液の電気的特性を測定する測定装置と、
を備え、
前記測定された電気的特性のデータに基づいて、前記血液状態の変化を解析する、血液状態監視システム。
【請求項１５】
各装置間の少なくとも一部が、ネットワークを介して接続されている請求項１４に記載の血液状態監視システム。
【請求項１６】
体外循環する血液に交流電場が印加されることにより得られる前記血液の電気的特性のデータに基づいて、前記血液状態の変化を解析し、血液に薬剤を添加するか否かを判断し、薬剤の添加をコンピューターに実現させるための血液状態改善用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液状態監視装置、血液状態を監視する方法、血液状態監視システム、及び血液状態改善用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、血液の体外循環装置は、人工心肺装置、血漿交換装置、透析装置等に適用されてきた。
血液は、血管内皮細胞以外の物質（異物）に触れること等の刺激により、連銭や血栓が形成されるという性質を持つことが知られている。体外循環装置は人工物からできているので、血液が体外循環装置に流れると、血栓等が生じるリスクが高くなる。血栓等が生じると、体外循環に支障が生じるだけでなく、患者にも影響を与える。
【０００３】
血液の体外循環中に血栓等ができた場合、従来は、体外循環装置のフィルターの詰まり等による圧力の変動で検知していた。
また、心臓手術時に人工心肺装置を使用するとき、例えば、３０分〜６０分ごとに定期的に血液を採取して、活性化凝固時間を測定すること等により、血栓等の形成を監視していた。監視の結果、血栓等の形成が確認された場合は、体外循環装置を丸ごと交換して、循環を再開しなければならなかった。
【０００４】
このように、体外循環装置等の医療用機器においては、血栓の発生をいかに防止するかが問題となっていた。
例えば、特許文献１によれば、抗凝固処理された生血液を生体より取り出す段階と、該生血液から赤血球を除いたその血液を血液循環回路に循環させつつ、血液を冷却し、抗凝固剤を中和し、血液を昇温するとともにレーザシート光を照射してそのレーザ散乱光から画像を取得することにより、血栓を検知する方法が開発されている。
当該方法は、血液にレーザ光を照射した場合に正常な血液部分のヘモグロビンからの信号と血栓部分に存在するヘモグロビンからの信号を判別することは容易ではないことから、赤血球を除去した血液を用いて血栓の析出を検知する、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２４７２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、手術等の現場で血液凝固の監視に用いられている測定法は、力学的測定法、光学的測定法であり、いずれも、血栓ができた結果を測定するものである。現在のところ、手術等の最中に全血のままかつ連続的に血液状態を監視することはできていない。
【０００７】
また、心臓手術等の場合、体外循環装置を交換する必要が生じたときに、その交換に有する時間、費用、患者への負担等を考慮しなければならない。
【０００８】
本発明は、誘電凝固測定技術を用いて体外循環中の血液状態を監視することで、体外循環中に生じる血液の問題を回避するのに有用な、血液状態監視装置を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者は、前記目的を解決するために鋭意研究を行った結果、体外循環中の血液に対して、誘電凝固測定技術による測定を適用することにより、血液状態の変化を常時監視することに成功し、本技術を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本技術では、まず、血液を体外に循環させる体外循環部と、
前記血液に交流電場が印加されることにより得られる、血液の電気的特性を測定する第１の血液測定部と、
を備える、血液状態監視装置を提供する。
本技術に係る血液状態監視装置には、前記第１の血液測定部を前記体外循環部の血液回路内に配置することができる。
本技術に係る血液状態監視装置には、前記電気的特性の時間変化のデータに基づいて、前記血液状態の変化を解析する血液状態解析部を更に備えることができる。
本技術に係る血液状態監視装置には、第２の血液測定部、第３の血液測定部を更に備えることができる。
本技術に係る血液状態監視装置には、前記第１の血液測定部の測定結果、第１の血液測定部から得られたデータに基づく解析結果、第２の血液測定部の測定結果、第２の血液測定部から得られたデータに基づく解析結果、第３の血液測定部の測定結果、第３の血液測定部から得られたデータに基づく解析結果から選択される少なくとも１つの結果を示す表示部を更に備えることができる。
本技術に係る血液状態監視装置には、前記解析の結果が、所定の血液状態の基準を超えた場合に警告を発する警告部を更に備えることができる。
本技術に係る血液状態監視装置には、前記血液への薬剤の添加の要否を判定する薬剤添加判定部を更に備えることができる。
本技術に係る血液状態監視装置には、前記血液に、薬剤を添加する薬剤添加部を更に備えることができる。
また、前記血液状態は、血液凝固状態であり、前記薬剤は、抗血液凝固剤とすることができる。
更に、本技術に係る血液状態装置は、血液に交流電場が印加されることにより得られる、血液の電気的特性を測定する第１の血液測定部と、
血液を体外に循環させる体外循環部と前記血液測定部とを接続する接続部と、
を備える。
【００１１】
本技術では、次に、血液を体外循環させ、
前記血液に交流電場を印加して血液の電気的特性を測定し、
前記測定された電気的特性のデータに基づいて、前記血液状態の変化を解析する、
血液状態を監視する方法を提供する。
【００１２】
本技術では、更に、血液を体外に循環させる体外循環装置と、
前記血液に交流電場が印加されることにより得られる、血液の電気的特性を測定する測定装置と、
を備え、
前記測定された電気的特性のデータに基づいて、前記血液状態の変化を解析する、血液状態監視システムを提供する。
本技術の血液状態監視システムは、各装置間の少なくとも一部を、ネットワークを介して接続することができる。
【００１３】
本技術では、加えて、体外循環する血液に交流電場が印加されることにより得られる前記血液の電気的特性のデータに基づいて、前記血液状態の変化を解析し、血液に薬剤を添加するか否かを判断し、薬剤の添加をコンピューターに実現させるための血液状態改善用プログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本技術によれば、血液を体外循環させたまま、血液の状態や血液の変化の前兆を、定期的に又は常時監視することが可能となる。また、自動的に抗血液凝固剤等の薬剤を添加するなどの措置を行えるので、体外循環装置全体の交換等の必要がなくなる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本技術の第１の血液測定部の例を示す概略図である。
【図２】本技術の第１の血液測定部の例を示す概略図である。
【図３】本技術の第２の血液測定部の一例を示す概略図である。
【図４】本技術の血液状態監視装置の一例を示す概略図である。
【図５】本技術の血液状態改善用プログラムの一例を示すフローチャートの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。なお、説明は以下の順序で行う。
１．血液状態監視装置
（１）体外循環部
（２）第１の血液測定部
（３）血液状態解析部
（４）表示部
（５）第２の血液測定部
（６）第３の血液測定部
（７）警告部
（８）薬剤添加判定部
（９）薬剤添加部
２．血液状態を監視する方法
３．血液状態監視システム
（１）体外循環装置
（２）血液測定装置
（３）血液状態解析装置及び解析の表示
４．血液状態改善用プログラム
５．第１実施形態
【００１７】
＜１．血液状態監視装置＞
（１）体外循環部
本技術の一部を成す体外循環部は、生体からポンプ等を用いて脱血し、血液を生体外の血液循環回路に循環し、生体に送血する一連の部分をいう。具体的には、人工心肺装置、血液透析装置、血漿交換装置等が挙げられる。
本技術においては、既存の体外循環回路をそのまま適用することができる。
【００１８】
例えば、人工心肺装置の構造の概略は、以下のとおりである。
まず、生体から取り出された血液は、脱血回路を通って、送血ポンプにより送られ、人工肺に入り、ここでガス交換が行われて、送血回路に送られる。
血液が入る人工肺の上流には、気泡除去装置を配し、エアトラップを行い、その血液を貯血槽に送ってもよい。
また、脱血回路の途中には、リザーバーを配することができる。リザーバーには、心臓内の余分な血液を吸引するベントと心筋保護ベントポンプ、及び出血を回収して生体内に戻すサクションとサクションポンプが備えられている。
心臓を停止させて保護する心筋保護液を注入する、心筋保護回路と心筋保護ベントポンプとを備えてもよい。
更に、血液の濃度を調節する希釈液を含む、血液希釈部を備えていてもよい。後述する血液測定部により測定されたヘマトクリット値の結果に応じて、血液の希釈を制御することができる。
【００１９】
（２）第１の血液測定部
本技術の第１の血液測定部は、血液に交流電場が印加されることにより得られる、血液の電気的特性を測定する部分である。好ましくは、血液の電気的特性の時間変化を測定する部分である。
【００２０】
血液の電気的特性としては、例えば、誘電率、インピーダンス、アドミッタンス、キャパシタンス、コンダクタンス、導電率、位相角などを挙げることができる。これらの電気的特性は、下記表１に示す数式によって、互いに変換可能である。そのため、例えば、誘電率測定の結果を用いてヘマトクリット値及び／又はヘモグロビン量を評価した評価結果は、同一の血液試料のインピーダンス測定の結果を用いた場合の評価結果と同一になる。これらの電気量や物性値の多くは複素数を用いて記述することができ、それによって変換式を簡略化することができる。
【００２１】
【表１】
2016174752.tif 000003
【００２２】
前記第１の血液測定部は、体外循環部のどの箇所に配置されてもよく、本技術において特に限定されない。体外循環部の血液回路を分岐させて分岐先に第１の血液測定部を配置してもよいが、好ましくは、体外循環部の血液回路内に配置される。例えば、体外循環部が前記人工心肺装置であれば、第１の血液測定部を、脱血回路若しくは送血回路、又は脱血回路と送血回路の両方に配置することができる。
したがって、従来の技術では、血液をチューブ等に採取して血液検査を行っていたのに対し、本技術では、血液を分取することなく、体外循環させたまま、血液測定を行うことが可能となる。
なお、人工心肺装置等において、送血の温度調整を行う場合、第１の血液測定部は、温度調整した直後の血液を測定できる位置に配置されることが好ましい。温度調整した直後であれば、測定対象である血液の温度のばらつきが少なく、測定値もばらつきが少なくなるからである。
更に、第１の測定部は、気泡除去後の血液を測定できる位置に配置されることが好ましい。気泡の影響を受けることなく血液の測定を行うことができるからである。
また、第１の血液測定部は、１つでもよいし複数あってもよい。
【００２３】
第１の血液測定部の概略構成としては、例えば、前記体外循環部に循環する血液を試料として導入する試料導入部が、体外循環部の血液回路内に設置される。試料導入部は、例えば、いわゆるサンプルカートリッジでよく、特に限定されない。試料導入部には、一対の電極が挿入されており、血液はその一対の電極の間を流れる。電源から電極への交流電圧により、交流電場が試料導入部の血液に印加される。
図１に、第１の血液測定部の例を示す。体外循環部の血液回路１には、図１の左から右に向かって血液１２が流れ、血液回路１に第１の血液測定部２が配置される。血液測定部２の内部には、一対の電極２１とその電極を覆う電極カバー２２が設置される。血液１２は一対の電極間を流れ、血液１２は直接電極２１に接する。
前記血液の電気的特性は、電極が直接血液に触れても測定できるが、生体適合性のプラスチック膜等であって本技術の効果を損なわない厚さの膜で覆ってもよい。これにより、血栓等の形成を抑制することができる。図２に、第１の血液測定部の例であって、電極を生体適合性プラスチック膜で覆った場合を示す。図１と異なり、電極２１の内側に生体適合性プラスチック膜２３を設置し、電極２１が直接血液１２に接しないようになっている。
【００２４】
電圧に関しては、所定の周波数の交流電圧を、設定される測定間隔で電極に印加してもよいし、常に測定を行えるように電極に印加し続けてもよい。これにより、血液に、所定の周波数の交流電場が印加される。
【００２５】
電気的測定を行う周波数帯域は、測定する血液の状態、測定目的などに応じて、適宜選択することができる。例えば、測定する電気的特性がインピーダンスである場合、血液の状態変化に応じて、下記の表２に示す周波数帯域において変化がみられる。
【００２６】
【表２】
2016174752.tif 000004
【００２７】
例えば、血液凝固の場合、周波数1kHz〜50MHzにおいてインピーダンスを測定することが好ましく、周波数3MHz〜15MHzにおいてインピーダンスを測定することがより好ましい。このように、血液の状態等に応じて、予め、パラメータを設定しておくことで、前記表２に示すような好ましい周波数帯域を自動的に選択できるようにしてもよい。
【００２８】
なお、本技術における前記第１の血液測定部は、血液に関するあらゆる検査項目を適宜選択して測定することができ、本技術において特に限定されない。例えば、ヘマトクリット値や、血液凝固能等の血液凝固系に関する検査項目が挙げられる。更に具体的には、体外循環中の血液の瞬間的な測定、凝固しやすい状態を判断するための測定、又は凝固が始まっているかどうかを判断するための測定を行うことができる。
【００２９】
例えば、前記第１の血液測定部において、５秒毎に500kHz〜10MHzの誘電スペクトルを測定する。第１の血液測定部では血液が循環しているので、５秒毎に測定対象となる血液は異なることになる。また、血液が循環するため、赤血球の連銭が形成されにくいと考えられる。従って、例えば、1MHz又は10MHzにおいて誘電率が増加すると、血液凝固を示唆する血球凝集が反映されているとみることができる。
ヘマトクリット値が増加すると、血球凝集時と同じように、1MHzや10MHzの誘電率が増加する。ヘマトクリット値の増加による誘電率の増加と、血球凝集による誘電率の増加とを区別するために、例えば2MHzの誘電率を使うことができる。2MHzの誘電率は、血液凝固・血球凝集ではほとんど変化はみられないが、ヘマトクリット値では変化がみられる。すなわち、2MHzで誘電率の変化がなく、かつ1MHz又は10MHzで誘電率が増加した場合は、血液凝固の初期段階とみることができる。そして、2MHz、1MHz及び10MHzで誘電率が増加した場合は、ヘマトクリット値が変化したとみることができる。
【００３０】
（３）血液状態解析部
血液状態解析部では、血液の電気的特性のデータに基づいて、前記血液状態の変化を解析する。好ましくは、血液の電気的特性の時間変化のデータに基づいて解析する。
【００３１】
血液の電気的特性が、例えばインピーダンスの場合、以下の手順で血液状態の変化を解析することができる。
まず、経時的に測定したインピーダンスに基づき、前述したように既知の関数や関係式から誘電率を算出する。
【００３２】
誘電率は、赤血球が凝集すると増加することが知られている。したがって、予め定めた閾値（基準値）を越えたかどうかで、赤血球の凝集の開始を知ることができる。
また、所定間隔ごとに得られる誘電率のデータを、赤血球凝集前の基準とする誘電率との比として表して除算することで、血液凝固反応の初期過程を反映した誘電率の時間変化を観察することができる。
更に、誘電率の変化率と血栓のリスクとを対応付けたデータベースやパラメータを予め取得しておき、誘電率の変化率が所定の値を超えたときに、血栓リスクが高いと判断することができる。早期の血液凝固系の動向を知ることができ、血栓や連銭が生じる前であっても、血栓や連銭ができやすい状態かどうかを知ることができる。また、例えば、ヘマトクリット値等の他のデータと組み合わせて判断することもできる。
【００３３】
なお、血液状態の測定及び解析については、例えば、特開2010-181400号明細書に記載の血液凝固系解析装置、血液凝固系解析方法及びプログラム、特開2012-194087号明細書に記載の血液凝固系解析方法および血液凝固系解析装置、特開2013-221782号明細書に記載の血液凝固系解析装置、血液凝固系解析方法及びそのプログラムを参照することができる。
【００３４】
（４）表示部
前記解析の結果は、例えば、ディスプレイ、プリントなどの表示部にて表示することができる。
表示部には、前記解析結果の他に、体外循環部における血液の流速、希釈度、温度等の状態や、血液状態測定部の装置の正常／異常、後述する第２の血液測定部の測定結果、第２の血液測定部から得られたデータの解析結果、第３の血液測定部の測定結果、第３の血液測定部から得られたデータの解析結果、血液状態の警告、薬剤添加の要否の判定結果、薬剤添加量等を表示してもよい。
【００３５】
（５）第２の血液測定部
第２の血液測定部は、前記第１の血液測定部で測定される項目以外の、種々の血液検査項目から適宜選択して検査を行う部分である。
当該第２の血液測定部は、体外循環部の血液回路内に配置してもよいし、血液回路の任意の部分から血液を分岐させて、体外循環部の血液回路外で第２の血液測定を行ってもよい。例えば、図３に示すような構成を採ることができる。体外循環部の血液回路１には、図３の左から右に向かって血液１２が流れ、血液回路１から分岐した血液回路４が下流に向かって設置される。分岐した血液回路４には、第２の血液測定部３が設置される。第２の血液測定部３で血液を測定した後、血液を血液回路１に戻さなければ、電極が血液に直接接して、血栓等が形成しやすくなってもかまわない。従って、図３の例では、電極２１と電極カバー２２が設置されるが、電極２１を生体適合性プラスチック膜等で覆わなくてもよい。
あるいは、分岐させずに、血液回路１から血液を直接採取して測定してもよい。血液測定を行った後は、そのまま廃棄してもよい。
また、第２の血液測定部は、１つでもよいし複数あってもよい。
【００３６】
第２の血液測定部における検査項目は、特に限定されない。例えば、血液にCaやTF等の血液凝固剤を添加して、血液の凝固過程を測定し、その凝固過程から凝固時間を算出し、血栓のリスクを評価・検査することができる。あるいは、血液にアスピリンやプロスタグランジン製剤、トロンボキサン合成酵素阻害剤、サイトカラシンＤ等の血小板阻害剤、プラスミノゲン活性剤等の線溶系促進剤、H-Gly-Pro-Arg-Pro-OH×AcOH（PefablocFG）等のフィブリノゲン機能抑制剤、フィブリン重合抑制剤、アプロチニンやトラネキサム酸等のプラスミン抑制剤等の線溶系阻害剤、ヘパリン等の凝固抑制剤、あるいはヘパリン等の阻害剤を添加して、血液凝固の強度に関するパラメータを抽出し、血栓のリスクを評価・検査することもできる。
【００３７】
前記第２の血液測定部のデータは、前記第１の血液測定部から得られたデータ及び／又は前記血液解析部の解析結果の確認用、補助用として、用いることができる。
前記第２の血液測定部のデータは、前記血液状態解析部で解析してもよいし、別途、第２の血液測定部用の解析部を設けてもよい。
更に、予め、前記第２の血液測定部から得られたデータ及び／又はその解析結果と、血液状態解析部から得られる第１の血液測定の解析結果等とを対応させて、血液状態を判断するプログラミングを作成してもよい。
【００３８】
例えば、第１の血液測定部のデータから血液凝固の初期段階と判断されたとき、第２の血液測定部において、血液を採取して血液凝固剤のCaを添加し、血液凝固測定を行う。血液凝固時間が基準値より短いとの結果が得られた場合、凝固が確実に進行していると判断でき、後述の警告部等に当該判断の情報を送ることができる。
又は、Caだけでなく、他の血液凝固剤を、採取した血液に添加して同様の条件にて測定を行い、Caによる結果と他の抗血液凝固剤による結果とを比較して、抗凝固剤の有効性を判断することもできる。
あるいは、採取した血液に、アスピリンやプロスタグランジン製剤、トロンボキサン合成酵素阻害剤、サイトカラシンＤ等の血小板阻害剤、プラスミノゲン活性剤等の線溶系促進剤、H-Gly-Pro-Arg-Pro-OH×AcOH（PefablocFG）等のフィブリノゲン機能抑制剤、フィブリン重合抑制剤、アプロチニンやトラネキサム酸等のプラスミン抑制剤等の線溶系阻害剤、ヘパリン等の凝固抑制剤、あるいはヘパリン等の阻害剤を添加して、血液凝固測定を行ってもよい。
【００３９】
（６）第３の血液測定部
第３の血液測定部は、前記第１及び第２の血液測定部で測定される項目以外の、種々の血液検査項目から適宜選択して検査を行う部分である。
当該第３の血液測定部は、体外循環部の血液回路内に配置してもよいし、血液回路の任意の部分から血液を分岐させて、体外循環部の血液回路外で第３の血液測定を行ってもよく、あるいは血液回路から血液を直接採取して測定してもよい。血液測定を行った後は、そのまま廃棄してもよい。
また、第３の血液測定部は、１つでもよいし複数あってもよい。
【００４０】
第３の血液測定部における検査項目は、特に限定されない。例えば、血液凝固系に関係する項目、血小板数、赤血球数、ヘモグロビン、ヘマトクリット値、プロトロンビン時間、活性化部分トロンボプラスチン時間、フィブリノゲン、ヘパプラスチンテスト、AT III等の検査が挙げられる。
【００４１】
第１及び第２の血液測定部の検査項目以外の項目を、第３の血液測定部で測定することにより、詳細な血液検査を行うことができる。
例えば、特定の血液凝固因子の濃度を測定すれば、血液凝固が開始された原因（血液を体外循環させたことによる影響、手術の影響等）を特定することが可能となる。
【００４２】
前記第３の血液測定部からのデータは、前記第１及び／又は第２の血液測定部から得られた、データや解析結果の確認用、補助用として、用いることができる。
前記第３の血液測定部からのデータは、前記血液状態解析部で解析してもよいし、別途、第３の血液測定部用の解析部を設けてもよい。
更に、予め、前記第３の血液測定部から得られたデータ及び／又はその解析結果と、血液状態解析部から得られる第１及び／又は第２の血液測定の解析結果等とを対応させて、血液状態を判断するプログラミングを作成してもよい。
【００４３】
（７）警告部
本技術の血液状態監視装置には、警告部を備えてもよい。警告部は、前記第１、第２又は第３の血液測定部からのデータ又はデータの解析結果等が所定の血液状態の基準を超えた場合に、警告を発する部分である。
警告は、前記表示部に表示されてもよいし、音声等によるものでもよく、特に限定されない。
【００４４】
警告は、前記血液状態解析部での解析に基づいて、発するか否かを判断する。
例えば、血液の電気的特性がインピーダンスの場合、血液の誘電率が増加したときや、誘電率が予め定めた閾値を越えたとき、血液凝固反応の初期過程を反映した誘電率の時間変化が観察されたとき、あるいは誘電率の変化率と血栓のリスクとを対応付けたデータベースやパラメータを予め取得しておいて誘電率の変化率が所定の値を超えたとき等に、警告を発するように設定することができる。
警告が発せられたときは、即時に血液凝固を防止／抑止する操作を行うことが好ましい。
【００４５】
（８）薬剤添加判定部
薬剤添加判定部は、前記第１、第２又は第３の血液測定部のデータ、前記血液状態解析部の解析結果、警告部により発せられた警告等に基づいて、血液に薬剤を添加するか否かを判定する部分である。
例えば、血液の電気的特性がインピーダンスの場合、血液の誘電率が増加したときや、誘電率が予め定めた閾値を越えたとき、血液凝固反応の初期過程を反映した誘電率の時間変化が観察されたとき、あるいは誘電率の変化率と血栓のリスクとを対応付けたデータベースやパラメータを予め取得しておいて誘電率の変化率が所定の値を超えたとき等に、薬剤を血液に添加するか否かを判定する。
【００４６】
（９）薬剤添加部
本技術の血液状態監視装置には、薬剤添加部を備えることができる。薬剤添加部は、前記第１、第２又は第３の血液測定部のデータ、前記血液状態解析部の解析結果、警告部により発せられた警告に基づいて、あるいは前記薬剤添加判定部により血液に薬剤を添加すべきと判断されたとき等に、血液に薬剤を添加する部分である。
薬剤の添加は、例えば、薬剤の種類、薬剤に適した投与方法、生体の体重／血液量に応じた薬剤量、薬剤濃度用量、投与速度等に応じて行うことができる。
【００４７】
例えば、前記血液状態解析部のデータから、血栓の形成の前兆があると判断されたとき、抗血液凝固剤を添加する。これにより、従来のように、血栓ができてから薬剤を添加するのではなく、血栓ができる前に薬剤を添加して、血栓を未然に防ぐことができる。
抗血液凝固剤として、例えば、未分化ヘパリン、低分子ヘパリン、メシル酸ナファモスタット、アルガトロバン等が挙げられる。
【００４８】
薬剤添加部は、例えば、薬剤貯留部、薬剤濃度調節部、体外循環の血液回路への薬剤導入部等を含むことができる。
薬剤添加部は、体外循環部の任意の箇所に配置することができる。例えば、生体に血液が戻る直前の送血回路に配置することができる。
また、薬剤添加部は、１つでもよいし複数あってもよい。薬剤添加部を複数設けて、薬剤添加を微調整することができる。
薬剤添加後は、第１、第２又は第３の血液測定部で血液を測定して、薬剤添加の効果を評価することや、その評価結果から薬剤添加量を調整することもできる。
【００４９】
なお、本技術の血液状態監視装置における、前記各部の関係の一例を表したものを図４に示す。
【００５０】
また、本技術の血液状態監視装置は、血液に交流電場が印加されることにより得られる、血液の電気的特性を測定する第１の血液測定部と、血液を体外に循環させる体外循環部と前記血液測定部とを接続する接続部と、を備える形態でもよい。
例えば、従来の人工心肺装置に、前記接続部を介して第１の血液測定部を連結して、人工心肺装置から第１の血液測定部に血液が流れるようにし、本技術を適用することができる。接続部は、例えば、前記血液回路のチューブに、循環する血液が漏れないように第１の血液測定部と連結する構造を有すればよい。
【００５１】
＜２．血液状態を監視する方法＞
本技術において、血液状態の監視は、血液を体外循環させ、
前記血液に交流電場を印加して血液の電気的特性を測定し、
前記測定された血液の電気的特性のデータに基づいて、血液状態の変化を解析することによって行うことができる。
【００５２】
血液の電気的特性の測定は、前述の第１の血液測定部で行われる。
例えば、体外循環部を循環する血液に、特定の周波数の交流電圧を印加し、血液の電気的特性の測定を経時的に行い、血液の電気的特性の時間変化のデータを取得する。
例えば、血液の電気的特性がインピーダンスとすると、前述したように、当該インピーダンスのデータから既知の関数や関係式を用いて、誘電率を算出する。
【００５３】
次に、誘電率の経時的データから、例えば、血液凝固時間の変動幅に基づき、血液の凝固可能性を推測し、凝固状態等を評価する。変動幅が短縮すれば、血液凝固しやすい状態になっているか、血液凝固が開始した等と評価することができる。
評価対象の基準は、血液が体外循環を開始した直後のデータでもよいし、正常な血液状態であると予め分かっている血液のデータでもよいし、基準となるモデル血液のデータ等でもよい。
【００５４】
そして、誘電率の変化率が所定の値を超えたときに、例えば、血栓リスクが高いと判断することができる。
また、血液状態の監視において、前記第２又は第３の血液測定部から得られたデータを、確認的、補助的データとして参考にすることができる。
【００５５】
＜３．血液状態監視システム＞
本技術の血液状態監視システムは、
血液を体外循環させる体外循環装置と、
前記血液に交流電場が印加されることにより得られる、血液の電気的特性を測定する血液測定装置と、
を備え、
前記測定された血液の電気的特性のデータに基づいて、前記血液状態の変化を解析することができる。当該解析は、血液状態解析装置で行うことができる。
【００５６】
（１）体外循環装置
体外循環装置は、前述したように、人工心肺装置、血液透析装置、血漿交換装置等が挙げられ、本技術においては、既存の体外循環回路をそのまま適用することができる。
【００５７】
（２）血液測定装置
血液測定装置は、例えば、血液の電気的特性がインピーダンスであれば、既存のインピーダンス測定装置（アジレント社製のインピーダンスアナライザー(4294A)等）を用いることができるが、特に限定されない。
【００５８】
ここで、前記血液状態測定装置が血液凝固系を測定する装置の場合の構成例を以下に説明する。
該血液凝固系測定装置には、血液が流入するサンプルカートリッジと、サンプルカートリッジに流入した血液に交流電圧を印加する一対の電極と、電極に交流電圧を印加する電源と、血液の誘電率を測定する測定部とを備える。
【００５９】
測定部は、測定結果を血液状態解析部に出力する、信号処理部等を含んでもよい。
【００６０】
サンプルカートリッジには、例えば抗血液凝固剤等を血液に添加するための薬剤導入口を設けてもよい。
【００６１】
電源は、測定を開始すべき命令を受けた時点又は電源が入った時点を開始時点として電圧を印加する。具体的には、電源は、設定される測定間隔ごとに又は常に、電極に対して所定の周波数の交流電圧を印加する。
【００６２】
測定部は、測定を開始すべき命令を受けた時点又は電源が入った時点を開始時点として、電極間における血液の電気的特性を所定周期で測定し、測定値から誘電率を導出する。誘電率の導出には、前述したように、電気的特性と誘電率との関係を示す既知の関数や関係式が用いられる。
【００６３】
（３）血液状態解析装置及び解析の表示
血液状態解析装置には、測定部から導出された誘電率を示すデータが測定時間ごとに与えられる。血液状態解析装置は、測定部から与えられる誘電率データを受けて、例えば血液の凝固能判定等を開始する。血液状態解析装置は凝固能判定等の結果及び／又は誘電率データを、例えばグラフ化して、ディスプレイに表示又は所定の媒体にプリント等することにより表示される。
なお、血液測定装置、血液状態解析装置及び表示装置等は、一部又は全部がネットワークを介して接続されていてもよい。
【００６４】
＜４．血液状態改善用プログラム＞
本技術の血液状態改善用プログラムは、体外循環する血液に交流電場が印加されることにより得られる前記血液の電気的特性を測定し、該測定された電気的特性のデータに基づいて、前記血液状態を解析し、血液に薬剤を添加するか否かを判断し、薬剤の添加をコンピューターに実現させる。
【００６５】
本技術の血液状態改善用プログラムは、例えば、図５に示すフローチャートにより行うことができる。
まず、体外循環が開始され、体外循環回路内で血液の電気的特性、例えばインピーダンスの時間変化の測定が行われる。
経時的に測定したインピーダンスに基づき、既知の関数や関係式から誘電率を算出し、該誘電率の時間変化のデータから、その誘電率の特徴を示すパラメータを抽出する。
抽出したパラメータを予め定めた基準値と比較することによって、血液状態を解析する。
その結果、血液状態に変化がみられた場合（YES）、警告を発し、薬剤を添加するか否かを判断する。血液状態に変化がみられなかった場合（NO）、引き続き、血液の測定を行う。
次に、薬剤を添加すると判断した場合（YES）、血液に薬剤の添加を実行する。薬剤を添加しないと判断した場合（NO）、引き続き、血液の測定を行う。
なお、前記一連のフローの中で、血液の電気的特性の測定以外の任意の血液検査を、第２、第３の血液測定として行ってもよい。この血液検査の結果は、前記一連のフローの中で、血液状態の変化の判断に参考として組み込むことができる。
本技術の血液状態改善用プログラムは、適切な記録媒体に記録される。
【００６６】
＜５．第１実施形態＞
以下、本技術における、代表的な実施形態について説明する。
生体からの血液は、血液回路を循環する。その血液回路の最も上流に、第１の血液測定部が配置される。第１の血液測定部のサンプルカートリッジに血液が流れ、血液に交流電圧が印加されて電気的特性の時間変化が測定される。その測定結果が血液状態解析部に送られて、誘電率が算出される。誘電率から血液凝固の前兆にあるかどうかが解析され、その結果が表示部に表示される。警告部では、結果に応じて警告を発するか否かが判断され、警告が発せられると、その警告は薬剤添加判定部に送られる。薬剤添加判定部は、抗血液凝固剤を血液に添加するか否かを判断する。
一方、第２及び第３の血液測定部は、第１の血液測定部の下流に配置される。第２の血液測定部では、血液回路から分取された血液に血液凝固剤が添加されて、血液の凝固時間が測定される。第３の血液測定部では、血液回路から分取された血液のフィブリノゲン濃度が測定される。これらの測定結果は、表示部に表示される。
前記薬剤添加判定部の判定結果に応じて、薬剤添加部は、循環する血液に抗血液凝固剤を添加する。
【００６７】
なお、本技術は、以下のような構成も採ることができる。
〔１〕  血液を体外に循環させる体外循環部と、
前記血液に交流電場が印加されることにより得られる、血液の電気的特性を測定する第１の血液測定部と、
を備える、血液状態監視装置。
〔２〕  前記第１の血液測定部は前記体外循環部の血液回路内に配置される、前記〔１〕に記載の血液状態監視装置。
〔３〕  前記電気的特性の時間変化のデータに基づいて、前記血液状態の変化を解析する血液状態解析部を更に備える、前記〔１〕又は〔２〕に記載の血液状態監視装置。
〔４〕  第２の血液測定部を更に備える、前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の血液状態監視装置。
〔５〕  第３の血液測定部を更に備える、前記〔４〕に記載の血液状態監視装置。
〔６〕  前記第１の血液測定部の測定結果、第１の血液測定部から得られたデータに基づく解析結果、第２の血液測定部の測定結果、第２の血液測定部から得られたデータに基づく解析結果、第３の血液測定部の測定結果及び第３の血液測定部から得られたデータに基づく解析結果から選択される少なくとも１つの結果を示す表示部を更に備える、前記〔５〕に記載の血液状態監視装置。
〔７〕  前記解析の結果が、所定の血液状態の基準を超えた場合に警告を発する警告部を更に備える、前記〔３〕〜〔６〕のいずれかに記載の血液状態監視装置。
〔８〕  前記血液への薬剤の添加の要否を判定する薬剤添加判定部を更に備える、前記〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載の血液状態監視装置。
〔９〕  前記血液に、薬剤を添加する薬剤添加部を更に備える、前記〔１〕〜〔８〕のいずれかに記載の血液状態監視装置。
〔１０〕  前記血液状態が血液凝固状態である、前記〔１〕〜〔９〕のいずれかに記載の血液状態監視装置。
〔１１〕  前記薬剤が抗血液凝固剤である、前記〔８〕〜〔１０〕のいずれかに記載の血液状態監視装置。
〔１２〕  血液に交流電場が印加されることにより得られる、血液の電気的特性を測定する第１の血液測定部と、
血液を体外に循環させる体外循環部と前記血液測定部とを接続する接続部と、
を備える、血液状態監視装置。
〔１３〕  血液を体外循環させ、
前記血液に交流電場を印加して血液の電気的特性を測定し、
前記測定された電気的特性のデータに基づいて、前記血液状態の変化を解析する、
血液状態を監視する方法。
〔１４〕  血液を体外に循環させる体外循環装置と、
前記血液に交流電場が印加されることにより得られる、血液の電気的特性を測定する測定装置と、
を備え、
前記測定された電気的特性のデータに基づいて、前記血液状態の変化を解析する、血液状態監視システム。
〔１５〕  各装置間の少なくとも一部が、ネットワークを介して接続されている請求項１４に記載の血液状態監視システム。
〔１６〕  体外循環する血液に交流電場が印加されることにより得られる前記血液の電気的特性のデータに基づいて、前記血液状態の変化を解析し、血液に薬剤を添加するか否かを判断し、薬剤の添加をコンピューターに実現させるための血液状態改善用プログラム。
【符号の説明】
【００６８】
１    血液回路
２    第１の血液測定部
３    第２の血液測定部
４    分岐した血液回路
１２  血液
２１  電極
２２  電極カバー
２３  生体適合性プラスチック膜
【図４】
2016174752.tif 000005
【図５】
2016174752.tif 000006
【図１】
2016174752.tif 000007
【図２】
2016174752.tif 000008
【図３】
2016174752.tif 000009