(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
腹腔が少なくとも一本の患者カテーテルと連通された患者に対して腹膜透析を行う装置であって、該装置は、
（ａ）複数個の液体入力／出力ポート（１、２、３、４、５、６、７、８）を含むマニフォルド（１４、１４ｃ）と、
（ｂ）透析液処方の少なくとも一つの成分を含有する複数の容器袋（Ｓ１、Ｓ２、Ｇ１、Ｍ１、Ｍ２）を、前記液体入力／出力ポートを介してマニフォルドに接続する複数の導管ライン（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５）と、
（ｃ）前記液体入力／出力ポートの一つに接続される患者導管ライン（１２）と、
（ｄ）前記液体入力／出力ポートの他の一つに接続されるドレン導管ライン（１５）と、
（ｅ）前記導管ライン、患者導管ライン、及びドレン導管ラインの内の任意の導管ラインとマニフォルドとの間の連通を選択的に閉塞および再開する閉塞手段（２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２３）と、
（ｆ）前記液体入力／出力ポートの内の少なくとも一つと連通され、選択された体積量の液体を前記マニフォルドから吸引して測定すべく作用する計量手段（Ｐ１）と、
（ｇ）前記マニフォルドと連通する混合チャンバと、
（ｈ）前記閉塞手段および前記計量手段を制御することにより、前記透析液成分の選択されたものの夫々の選択体積を上記計量手段により吸引させて前記混合チャンバ内に所望最終処方の透析溶液を提供する制御手段と、
（ｉ）患者の腹腔内の液体の状態を示す監視信号を前記制御手段に伝達すべく作用するセンサ手段とを含み、
前記制御手段は電子制御／シーケンス手段を含み、該電子制御／シーケンス手段は、前記最終処方の透析溶液の選択体積がＦＩＬＬ段階において前記患者導管ラインを介して患者の腹腔内に注入され、使用済の透析液の少なくとも一部がＤＷＥＬＬ段階における第１選択時間間隔の後で前記腹腔から前記計量手段内に吸引され、吸引された透析液の少なくとも一部が前記ドレン導管ラインを介して使用済の透析用の容器に適宜に注入され、ＤＲＡＩＮ段階の第２時間間隔内において、腹腔の内容物全てが前記ドレン導管ラインを介して除去されるように制御し、
前記センサ手段は、前記監視信号として患者の腹腔内の圧力を示す監視信号を生成すべく作用する圧力変換手段（１７）を含み、
前記各選択時間間隔は上記監視信号に基づいて決定される、腹膜透析を行う装置。
【請求項２】
前記計量手段は、
シリンジ・プランジャを有するシリンジ・ポンプと、
前記電子制御／シーケンス手段からの制御信号に応じて上記シリンジ・プランジャの段階的前進もしくは段階的収縮を行う電気機械的駆動手段と、
を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記センサ手段は、前記患者導管ライン内の流体の濁度を示す監視信号を生成する電気光学的手段を含む、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記圧力変換手段からの前記監視信号に応じて腹腔から過剰液体を除去し又は腹腔内に付加的透析溶液を注入することにより腹腔内における液体圧力を選択値及び所望値の少なくとも一方に維持することを含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
患者の腹腔から吸引された溶液の体積を時間の関数として測定することにより腹膜内圧力を実質的に一定に維持すること、並びに吸入された及び／又は吹き込まれた前記溶液を用いることにより治療されつつある患者の腹膜の移送特性を特定することを更に含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記液体を攪拌して均質化すべく、前記ＤＷＥＬＬ段階の間において選択回数に亙り選択量の透析流体が腹腔から吸引されて腹腔に戻される、請求項４または５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、自動化された腹膜透析（ＰＤ）を実施する新規な機器に関する。
【０００２】
発明の背景
血液透析（ＨＤ）に使用されて最終段階腎臟病（ＥＳＲＤ）を治療する体外システムとは異なり、ＰＤは体内腹膜を利用してＥＳＲＤ患者の血液を浄化する。ＰＤを実施する２つの様式は、自動腹膜透析（ＡＰＤ）、および、連続携行式腹膜灌流（ＣＡＰＤ）を手動で行う非自動的処置である。後者の方法に依れば、透析流体は毎日４〜６回交換される。流体は各交換の間に約４時間に亙り患者の体内に留まり、夜間では更に長時間（１０〜１２時間）に亙る。
【０００３】
ＰＤ処置の各基本段階をＦＩＬＬ、ＤＷＥＬＬおよびＤＲＡＩＮと称することが一般的である。ＦＩＬＬ段階において、透析液はカテーテルを介して患者の腹腔内に注入される。
【０００４】
ＤＷＥＬＬとして公知の固定期間の間、透析液は浸透および拡散により、腹膜の多数の血管内に含まれた血液から可溶性老廃物および過剰流体を吸引する。これに加え、透析液は電解質濃度を再平衡化すると共に血液のアシドーシスを中和する。
【０００５】
ＤＷＥＬＬの終端において、使用された透析液は腹腔から除去され（ＤＲＡＩＮ）、廃棄される。この交換処置は２４時間の間に数度に亙り反復されねばならない、と言うのも、人体は継続的に老廃物を生成するからである。
【０００６】
ＨＤと比較してＰＤは極めて穏やかな様式であり、その低速の治療作用は本来の腎臓の作用と類似している。それは操作が容易であり、静脈穿刺の必要性を排除すると共に操作コストも低い。また、システムは体外ではないことから、糖尿病患者の場合には特に重要な要因である高度のヘパリン処理を要しない。
【０００７】
しかし乍ら、ＰＤは今日までＥＳＲＤ患者の治療に影を落として来た。ＰＤに関する次の側面は、この状況に寄与する要因かも知れない：
−ＰＤにおいては、溶液供給源に対してカテーテルが接続または分離される毎に腹膜が外部環境に露出されることから、感染（腹膜炎）が大きな問題となる。
【０００８】
−ＰＤに対して現在において利用可能な市販の透析液は、腹膜の生化学的性質と真に適合しない低いｐＨを呈する。故に、この生化学的性質の不適合性は、経時的に最終的には腹膜の機能を劣化させる要因のひとつであると確信される。
【０００９】
−ＰＤ透析液に使用される最も一般的な浸透圧剤はグルコースである。グルコースは、腹膜を介して人体により吸収され得る。これは、患者の肥満およびその合併症に帰着する可能性がある。更に、グルコースを含む透析液の加熱殺菌は、有害なグルコース副生成物を生成する。
【００１０】
−現在のＰＤの技術では、ＤＷＥＬＬまたはＦＩＬＬシーケンスの間における腹膜の圧力上昇を監視できない。
−現在のＰＤ溶液は組成が固定されており、治療の間において成分割合または各成分の濃度はいずれも系統的に調節され得ない。
【００１１】
ＥＳＲＤ患者の種々の個体群に対して適切なＰＤ治療を提供する継続的な努力において、臨床医は多数の異なる形態のＡＰＤ様式治療を開発してきた。これらには次のＡＰＤ様式が含まれる。
【００１２】
（ｉ）連続サイクル腹膜透析（ＣＣＰＤ）、すなわち、自動サイクラが毎夜間に４乃至６度の定期的交換を行うというＰＤ実行方法。
（ｉｉ）間欠的腹膜透析（ＩＰＤ）、すなわち、病院もしくは自宅にて自動サイクラにより週に２〜３回で各回において約８時間乃至１２時間の透析を行うというＰＤ実行方法。
【００１３】
（ｉｉｉ）夜間腹膜透析（ＮＰＤ）、すなわち、自宅において患者に対して高効率腹膜により夜間腹膜透析を行う方法。斯かる患者に対しては、長い透析液ＤＷＥＬＬ時間が供されない。
【００１４】
（ｉｖ）周期的腹膜透析（ＴＰＤ）。この様式は、（通常は３リットルの）初期最大透析液充填体積を利用すると共に長期で連続的なＤＷＥＬＬ時間の間において周期的に充填体積の一定割合（通常は１／３、すなわち周期的体積）を排出すると共に略々同量を再注入し、限外濾過物（腎臓透析の間に患者の体から除去された過剰流体）を患者に対して調節する。
【００１５】
多少なりとも“自動化”された腹膜透析機器の多数の例は、米国特許第４，０９６，８５９号（Ａｇａｒｗａｌ  ｅｔ  ａｌ．）；米国特許第５，１４１，４９２号（Ｄａｄｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）；米国特許第５，３２４，４２２号（Ｃｏｌｌｅｒａｎ  ｅｔ  ａｌ．）；および米国特許第５，４３８，５１０号（Ｂｒｙａｎｔ  ｅｔ  ａｌ．）により提供される技術例に見られる。しかし、これらの例は、上述した如き臨床的問題に対処すると共にＰＤ様式を効果的に実施する上での種々の観点において不十分であることが明らかとなっている。
【００１６】
発明の概略的記述
本発明の全体的目的は、患者に対して供給される透析液の組成を完全に“適合調整”することにより患者の即時の生理学的要求を満足し得ると共に、同一の目的で、治療処理の間において処理の効率を監視してこの診断情報を利用して適合調整処理を最適化し得る、自動腹膜透析機器を提供することである。
【００１７】
本発明の特定の目的は、浸透圧剤、電解質および他の所望の透析液成分を別体の溶液容器から組合せ用混合チャンバ手段へと所望割合で計量することにより所望の透析流体を提供すると共に、上記透析流体の選択量を患者の腹腔に供給する手段、を含む上記自動腹膜透析機器を提供するにある。
【００１８】
本発明の目的はまた、上記混合チャンバ内への透析液成分を計量すると共に透析流体を患者に供給する上記手段は、患者から使用済透析流体を回収する手段を含む、上記自動腹膜透析機器を提供するにある。
【００１９】
本発明の更なる目的は、新鮮な透析流体を患者に供給すると共に患者から使用済透析流体を除去する上記手段が、腹膜内圧力を監視する手段と、該圧力監視手段の信号に応じて患者に対する流体の注入および患者からの流体の除去の速度ならびに透析液の適合調整を制御する手段と、を含む上記自動腹膜透析機器を提供するにある。
【００２０】
発明の詳細な説明：
本発明に係る装置の各構成要素の“基本的”レイアウトは、図１に概略的に示されている。該装置は患者導管ライン１２により患者１０の腹腔に接続され、該患者導管ライン１２を介して新鮮流体が注入されると共に使用済流体が回収される。
【００２１】
本発明に係る装置に必須の構成要素はマニフォルド１４であり、その中空内部連通チャネル１６は、選択された透析溶液成分の容器への流体入力ライン、および、カテーテル並びにドレンへの出力配管ラインの全てと連通している。
【００２２】
図１に示された配置構成においては、マニフォルド１４のチャネル１６内への８個の別体の液体入力／出力ポートが示され、１乃至８と付番されている。容器（溶液袋）Ｓ１、Ｓ２は、２種類の異なる電解質組成の無菌ＰＤ溶液を担持すると共に、導管ラインＬ１およびＬ２により入力ポート１および２へと夫々接続される。ＰＤ装置で習用的な如くインライン・ヒータ１３が配備され、無菌ＰＤ溶液を体温まで暖める。容器Ｓ１およびＳ２は、標準的ＰＤ溶液（浸透圧剤としてのグルコースまたは類似物）を択一的に搬送し得る。
【００２３】
マニフォルド１４の入力ポート３は導管ラインＬ３により、高濃度の無菌浸透圧剤（グルコース溶液または他の公知の浸透圧剤）の容器Ｇ１に接続される。対応するマニフォルド入力に対して導管ラインＬ４およびＬ５により夫々接続された容器袋Ｍ１およびＭ２は、Ｓ１およびＳ２内の各溶液の臨床的値を改善する種々の薬剤もしくは添加剤を収納し得る。本発明に係る装置は、その作動が以下に更に詳述される計量手段としての精密計量ポンプＰ１を含んでいる。上述の患者導管ライン１２は入力ポート７に接続される一方、ドレン導管ライン１５は出力ポート８に接続される。
【００２４】
治療の経過の間に適時に腹膜内圧力を整合および監視する為に、圧力変換手段１７が好適に含まれ、該手段からの信号は上記装置に対する（不図示の）電子制御手段により監視される。
【００２５】
上記マニフォルド１４の閉塞機構に対する好適な配置構成は、図２および図３に示されている。図２は、導管ラインＬが装着される配管接続ポート１８を概略的に示している。ポート１８は、マニフォルド１４の内部連通チャネル１６と連通する。
【００２６】
各ポート１８には、対応ポート１８がチャネル１６に貫通進入するマニフォルド１４の壁面と逆の壁面に各々位置せしめられた可撓シール・ダイアフラム２０、および、電子的に制御されるプランジャ２２が対応する。
【００２７】
図３は、本発明に係る自動化ＰＤ装置のマニフォルドの閉塞機構を構築するプランジャ２２および２２ｃ、スプリング２２ａおよび２２ｂ、およびモータ２３のアセンブリの分解図である。組立時において、プランジャ２２およびプランジャ・スプリング２２ｂが最初にマニフォルド１４ｃ内に挿入される。個々の小寸回転モータ２３に取付けられたカム２３ａはマニフォルド内に挿入されることから、各プランジャは上記カムによりマニフォルドの内側に保持されてカム上に直接的に載置される。小寸スプリング２２ａおよび対応プランジャ・ヘッド２２ｃは、マニフォルドを介して夫々のプランジャ２２内に上方から挿入される。全てのモータ２３は、モータ取付プレート２４上に取付けられる。２個のネジ２４ａは、モータ取付プレート２４をマニフォルド１４ｃに固定するために使用される。
【００２８】
各モータ２３は対応カム２３ａを回転すると共に、対応プランジャ２２ｃはカムに対して上下移動に追随する。個々のプランジャ２２の夫々の上下位置は電子的に検知され得ると共に、モータを適切に上下プランジャ位置で停止する為に信号がマイクロプロセッサ手段に送信される。マニフォルド１４のチャネル１６内で終端する配管接続ポート１８は、プランジャ２２ｃと整列する。プランジャの“上側”位置は対応するカートリッジ・ポートを閉塞する効果を有する一方、“下側”位置はそのポートを開成する。故に流体流は、以下で論ずる如く制御され得る。
【００２９】
上記機器は、情報をオンライン監視すると共に所定群の操作パラメータをプログラムする為の記憶メモリを有する（不図示の）マイクロプロセッサ手段により制御されることを企図している。各患者に対する治療データの容易な修正および伝達を確かなものとすべく、着脱可能メモリを取り入れることも可能である。選択的に、ＰＤ治療の間およびその後における問題の診断を簡素化すべく、対話的音声インタフェースならびに視覚的および聴覚的アラーム・システムを取入れ得る。
【００３０】
制御手段としてのマイクロプロセッサ手段は、種々のセンサから信号を受信すると共に、上述のモータ／カム配置構成などの電気機械的駆動手段を介して計量ポンプＰ１およびプランジャ２２を制御すべく出力制御信号を生成する如くプログラムされる。
【００３１】
透析の間、各サイクルにおける所望の充填流体体積がマイクロプロセッサにプログラムされる。対応する薬剤および／または添加剤の比率もまた入力される。機器の作動を初期化すると、マニフォルド１４の全ての入力および出力ポートは夫々のプランジャにより閉成される。これらのプランジャは、夫々のモータにより個別に制御される。プランジャ２２ｃが上方に（すなわちマニフォルドに向けて）移動するとき、それは可撓ダイアフラム２０を押圧することによりマニフォルドのチャネル１６内の配管接続ポート１８の吐出口を閉成し、チャンバに対するそのポートを介しての流体の進入もしくは吸引を防止する。プランジャを下方に移動すると管の吐出口はチャンバと連通されることから、流体はチャンバに対して自由に流出入すると共に、その時点で開成されている他の一切の吐出口と連通する。
【００３２】
特に図１を参照すると、マイクロプロセッサ電子制御手段は、（ドレン導管ライン１５への）ポート８および（計量ポンプのポンプラインへの）ポート６が開成される如くプログラムされる。次々に、番号１、２、３、４および５の入力／出力ポートに対応するプランジャが起動されることから、所定時点にて入力ポート１、２、３、４および５を開閉する。開成期間の間において計量ポンプＰ１は夫々の容器袋から流体を吸引し、それらをドレンへと加圧供給（ｆｌｕｓｈ）する。患者ライン１２は、ポート１もしくはポート２のいずれかを開成し、ポート６を開成し、且つ、Ｓ１もしくはＳ２のいずれかから流体を吸引し、次に、ポート１もしくはポート２を閉成し、ポート７を開成し、且つ、流体を患者導管ライン１２へと注入することにより加圧供給される。
【００３３】
上下方向において容器袋およびターゲット箇所が上記機器の上側もしくは下側であるかに関わらず各容器袋から較正済体積の流体を吸引すると共に吸引した流体を各ターゲット箇所へと注入する上での効果的な作動の為には、計量ポンプＰ1が流体の明確な変位量を提供すると共に既知の体積変位量を有することが必須である。実際にこれを行うひとつの手法は、計量ポンプＰ1内に体積変位量可変機構を有することであった。可変変位量は、体積変位部材を制御して直線的に移動することで達成された。この種の運動は、電気モータの出力被動ギアに対してウォーム・ギアを連結することにより達成された。その場合に電気モータの制御された回転運動は制御された線形運動へと円滑に変換され、この線形運動はポンプの体積変位量を調節するものである。
【００３４】
このタイプの計量ポンプの一般的な例は、シリンジのバレル内のプランジャの直線的移動が制御されるというシリンジ・ポンプである。計量シリンジ・ポンプの線形運動（体積変位量）は、次の様にして較正された。電気モータの内部シャフトがデジタル的にコード化された。その回転位置は光学的に検知されることにより一群の電気パルスが生成され、その個数はウォーム・ギアの線形変位に直接的に比例する。この手法において使用されたひとつの特定の配置構成は、ウォーム・ギアの２．１５インチ（５．４６１ｃｍ）の線形移動毎に２０ｃｃの流体変位量を与えた。ウォーム・ギアの親ネジは０．１２インチ（０．３０４８ｃｍ）のピッチを有すると共に、（ギヤ比８１：１の）ギヤボックスを介して駆動された。モータのエンコーダは、５１２パルス／回転を生成した。モータ・シャフト・エンコーダへの連結を介してマイクロプロセッサ制御手段は、エンコーダにより生成された各パルスを追尾することができた。この計量システムは基本的に、３０×１０9リットルの感度を有していた。これは、本発明の計量目標を達成すべく本発明に係るＡＰＤ装置が必要とするよりも少なくとも３倍も正確なものである。当業者であれば、この特定装置の多数の変更を構成し得ることは当然である。
【００３５】
ＦＩＬＬモードの間にたとえば溶液Ｓ１が選択されたとすれば、ポート１およびポート６が開成されると共に計量ポンプが起動されて容器袋Ｓ１から正しい量の流体が吸引される。それが行われたなら、ポート１が閉成されると共に、ポート３を開成することにより所望の添加剤Ｇ１が選択され、正しい体積がＰ１内に吸引され、次にポート３が閉成される。この様にして継続することにより、Ｍ１およびＭ２からの流体の段増付加がポンプに対して為され得る。次に、計量された流体組成を患者に注入すべく、ポート７が開成されると共に、計量ポンプは流体を患者の腹腔へ注入する一方、上記機器は患者に注入された流体の体積を監視する。
【００３６】
上記注入手順は、正しい合計量の透析流体が供給され又は他の所定状態が達成されるまで、数度に亙り反復される。斯かる所定状態のグラフ例は、点Ｐ2にて図４に示されている。ＦＩＬＬモードの間、腹膜内圧力は充填体積に比例してＴ0からＴ1へと緩やかに増加する。Ｔ1を越えた時点で達成された最大充填体積および対応圧力Ｐ2にて、圧力は屈曲増加する。上記機器は、十分な流体を除去して圧力を最大Ｐ2から安全で制御された圧力レベルであるＰ1へと戻すべくプログラムされる。これは、監視処理に対する安定状態圧力であろう。
【００３７】
ＤＷＥＬＬ期間に戻ると、上記マニフォルドの全てのポートは閉成されると共に、圧力変換手段（インライン圧力変換器）１７から送信される信号によりマイクロプロセッサが腹膜内圧力の変動を監視する。（患者の体から腹腔内へ流体を吸引して）発生する限外濾過物（ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）の一切は必然的に腹膜内圧力の増加に帰着し、検出時に該圧力はポート６およびポート７を開成することを制御手段に対して合図する。そのときにポンプＰ１は、安定状態圧力レベル（Ｐ１）が回復されるまで、十分な即ち過剰量の流体を患者の腹腔から戻し吸引する。ＤＷＥＬＬ期間の間においてその様にして除去された体積は、それが行われた時間に関して“限外濾過物”としてコンピュータにより記録される。圧力がＰ２に到達する毎に上記ポンプは起動され、圧力を安定状態Ｐ１に低下するに十分な流体体積を減少する。この体積Ｖｔは、（その長さは流体の浸透圧に依存する）時間ｔ２に関して記録される。この処置は、必要とされる毎に行われる。
【００３８】
安定状態圧力を回復すると共にその様にする為に時間の関数として除去された流体の累積体積を記録するこの処理は、ＤＷＥＬＬ期間を通して自動的に実行されると共に、累積限外濾過物（ＵＦ）の測定値が記録される。時間に対する腹膜内圧力のグラフ測定は、有益な診断情報である。上記圧力がその安定状態値から所定時間間隔に亙り変化しないとき、透析流体はもはやその最適な臨床的機能を達成しないと推測され得る。斯かる時点Ｔ3（図４）においては、更なる時間を浪費すること無く、患者から流体が安全に排出され得る。但し圧力低下の開始は患者が腹腔から流体を吸収していることを示し、これは、患者が透析液からグルコースを吸収していること、または、透析液が腹部外組織に漏出していることを示し得る。これらの不都合な臨床的状態は、斯かる圧力低下が生じたときに患者から全ての使用済透析液体積を自動的に排出する如く上記機器の制御ロジックを設定することにより回避される。
【００３９】
ＤＲＡＩＮモードの間、ポート６および７は開成される。計量ポンプＰ１は患者からシリンジ内に使用済流体を吸引する。この体積は、それが回収されるときに測定される。シリンジが満杯になったとき、ポート７は閉成してポート８は開成する。ポンプＰ１はその方向を反転し、廃棄流体をシリンジからドレン導管ライン１５を介して使用済透析液用の容器へと押し出す。これは、流体が全て排出されるまでもしくは圧力が負圧を記録するまで、または、設定ＤＲＡＩＮ時間の終了まで行われる。次に、最終的なＵＦが上記機器により決定される。
【００４０】
これにより、１回の透析サイクルを完了する。上記手順は、所望量の処理が行われるまで必要な回数だけ反復される。
本発明の別の重要な特徴は、患者の生理学的要求に対してリアルタイムで判断を行い、または、以前は達成できなかった臨床学的情報を提供する機能である。１回の透析サイクルのＤＷＥＬＬ期間の間において時間の関数として安定状態での圧力を安定化すべく除去された流体の体積をオンラインで監視したグラフ表示は、図５に与えられるが、これは斯かる新たな臨床学的情報の単なる一例に過ぎない。本発明は、通常設定のＤＷＥＬＬ時間（Ｔ2からＴ1まで）が合理的に調節されるのを許容する。最大ＵＦ体積Ｖmにて、透析流体は腹膜内の血漿と平衡に到達している。故に、Ｔxを越えた時間は、無駄な治療時間である。臨床医は、患者から使用済流体を自動的に排出すると共に更に良好な透析の為に新鮮流体を導入すべく上記機器をプログラムするか、または、次の治療に対して更に効果的なＤＷＥＬＬ時間を設定すべく情報を活用することができる。代替的に、もし設定ＤＷＥＬＬ時間が限外濾過物曲線の上昇段階にて終結したなら、透析液は適切に活用されていない。これらは、患者のリアルタイムの生理学的要求に基づいて自動的に判定を行うという上記装置の能力の例である。このグラフはまた、任意の所定の透析液処方に関する溶質および流体に対する腹膜のリアルタイムの移送速度も反映している。即ち、腹膜の能率が大きいほど、限外濾過物曲線の初期傾斜は大きくまたは時間Ｔ1が一層早く達成される。臨床医としては初めて、腹膜の移送特性をオンラインで定量化すると共に、この情報を使用して上記機器を直接的に制御し、または、機器が必要な調節を自動的に行うのを許容し得る様になる。
【００４１】
これまでは獲得不能であった臨床学的情報および／またはＡＰＤ機器による斯かる情報の知的活用を提供する上での本発明に係る装置の能力の更なる例は、以下の如くである：臨床的なＰＤ用途において腹膜の活性表面積および透過性（溶質および流体の移送）に関する特性は全て変動すると共に、任意の所定患者に対して殆ど分かっていない。故に、腹膜の機能を定量化すべく種々の方法が開発されて来た。しかし乍ら、これらの方法は複雑で間接的であり、いずれもオンラインの分析処理ではない。腹膜の機能を評価すべく使用される２つの方法は、（ａ）腹膜質量伝達面積係数（ＭＴＡＣ）、および（ｂ）腹膜平衡試験（ＰＥＴ）である。後者（ＰＥＴ）は所定溶質の透析液／血漿（Ｄ／Ｐ）の比率を決定するものであり、患者を評価する最も一般的なものである。最適な場合で、これはひと月に一度行われる。現在においては、治療のＤＷＥＬＬ期間の種々の段階にてＰＥＴを実行するデータを獲得することは不可能である。もし、この時間依存データが獲得されたなら、種々のタイプの限外濾過物障害の更に良好な臨床的理解に繋がるであろう。ＤＷＥＬＬの間において流体のサンプルを獲得する本発明の装置の独特の機能を限外濾過物曲線上の種々の既知相関点と組合せることにより、臨床医は生体内におけるＰＤ治療を更に適切に評価し得よう。これは、ＰＤ治療の分野における大きな進歩を示すものである。関連する臨床的な利点は、治療サイクルの間に使用された薬剤もしくは添加剤のタイプに対して限外濾過物曲線における変化を臨床医が直ちに相関付けし得ることである。
【００４２】
以上からは、本発明に係る機器を用いてＵＦを制御すべく使用された圧力監視作業により、真の周期的腹膜透析が実行され得ることが理解される。圧力をその初期充填圧力Ｐ1に維持することにより、腹腔内の流体の実際の体積がその初期充填体積と同一であることが推測され得る。而して、この体積は既知である。初めて、ＡＰＤ機器は予備評価された量ではなく腹腔内における流体の実際の体積を使用して実際の周期的回収体積および再充填体積を決定し得る。これは、当業界における大きな改善である。
【００４３】
更に、上記システム内には付加的な検出器およびセンサが含められ、それらの信号はマイクロプロセッサのプログラム、または、診断および治療に対して好適に考慮され得る。たとえば、ＤＲＡＩＮの間において流出物の清澄度を監視する光源および光検出器を含む比濁計は、感染の開始の早期検出を与え得る。もし患者導管ライン１２が斯かる光源および光検出器の間を通過せしめられたなら、腹膜炎の開始（感染により引起こされた白血球の光散乱のレベル増大の発生）に依りＤＲＡＩＮの間に患者の流出物が濁るか否かを検出することが可能である。検出器はこの情報をマイクロプロセッサへと送信して聴覚および視覚的アラームが開始され得ると共に、上記機器がトリガされて上記計量ポンプＰ１を完全排出し、濁った流出物のサンプルは更なる分析の為に収集される。
【００４４】
故に上記機器は、腹腔内における流体の組成および圧力を反映するセンサからの信号に基づいて注入パターンに関する重要な判断を行うべく、プログラムされ得る。
【００４５】
装置の代替実施例
図１に示された“基本”機器は割当てられた透析液成分を吸引かつ供給する計量ポンプを採用したが、計量ポンプを全く使用せずに、秤量システムと、上下方向に関して患者の上方に支持された容器袋から無菌流体および薬剤を放出する重力とを利用し、秤量袋を患者の下方に配置して体積を決定しても、上記配置構成は使用され得る。
【００４６】
同様に、上記基本的機器は複数の溶液袋から透析液を適合調整すべく設計されているが、非適合調整モードすなわち一個以上の容器袋の各々に透析液が予備混合されても上記機器は使用され得る。各ポートは、固定処方の透析液に対して接続され得る。次に上記装置の上記診断機能を用い、患者にＦＩＬＬすべくいずれのポートが患者導管ライン１２に接続されるかを選択し、ＤＷＥＬＬ期間を決定し、且つ、計量ポンプを使用して選択処方液を患者から排出することが可能である。
【００４７】
本発明に係るＰＤ装置の第２実施例は、図６に概略的に示されている。図６および後述の図７および図８においては、図１に示された基本的機器における付番構成要素と全体的に類似すると共に機能が共通である装置部材を識別すべく、同一の参照番号が使用される。
【００４８】
図６に示された第２の好適実施例は、コンパクトな配置と容易な臨床的使用ならびに独特の携帯性を達成するポンプＰ１に依存している。マニフォルド１４は２個の別体のチャンバ１４ａおよび１４ｂに分割される。第１チャンバはポート１、２、３、４および５を収納する。第２チャンバは、ポート６、７および８を収納する。ポート４および７は今や、流体の流入および流出の為の一方向バルブＶ１およびＶ２を介して計量ポンプＰ１へと接続される。大量の無菌中性流体Ｓ（浸透圧剤なし）は、ヒータ１３を介してポート１に接続される。浸透圧剤Ｇ１（すなわちグルコースなど）はポート２であり、薬剤Ｍ１はポート３である。患者に対する流入はポート６であり、患者からの流出はポート５である。ポート５および６は、圧力変換手段１７を介して患者ラインに接合される。
【００４９】
作動において全てのポートは最初に閉成される。ＦＩＬＬモードの間、ポート１、４、６および７は開成される。新鮮流体は、無菌中性流体Ｓからヒータを介してバルブＶ１を通り計量ポンプＰ１により吸引される。所定体積にて、ポート１は閉成してポート２は開成し、正しい量の浸透流体が計量ポンプ内に吸引される。次にポート２が閉成してポート３は開成することにより、計量ポンプＰ１内への所望体積の薬剤Ｍ１の吸引が許容される。次にポート３が閉成される。方向を反転し、計量ポンプＰ１の内容物はバルブＶ２、圧力変換器１７および患者導管ライン１２を介して患者内に吐出される。上記手順は、正しい回分量の体積が患者に供給されるまで数度に亙り反復される。一方向バルブＶ１およびＶ２を有することにより、ポート４、５、６および７を開閉する頻度は減少される。
【００５０】
ＤＲＡＩＮモードの間は、ポート４、５、７および８のみが開成される。患者からの使用済流体は、患者導管ライン、圧力変換器１７、ポート５、ポート４およびバルブＶ１を介して計量ポンプＰ１内に吸引される。故に計量ポンプＰ１のシリンジは流体における吸引を測定する。圧力変換器のフィードバックは、患者から計量ポンプＰ１により吸引される流体の速度を調節する。満杯となったとき、計量ポンプＰ１はバルブＶ２、ポート７および８を介して最終ドレンへと完全排出される。前述した全ての作用は、この実施例に対して等しく適用可能である。ポート４および７は厳密に必要なものでは無い、と言うのも、ポート１、２、３、５、６および８が全て閉成されれば計量ポンプは遮断されて流体の移動は無いからである。
【００５１】
第２実施例に係る機器は、各溶液および薬剤を好適に主要機器の下方に配置し、通常のテーブル面またはショート・スタンドから作動せしめられ得る。該機器は、床面にてさえも作動され得る。計量ポンプ（能動変位量式ポンプ）Ｐ１は、重力供給サイクルの場合の様に供給システムの効果が各溶液、患者および／または最終ドレンの相対的上下位置に依存することは無い。故にこれにより、上記新規機器は通常のベッド上、病院ベッド上の患者、または、床マット上に横臥する患者に対して汎用的となる。
【００５２】
第３の好適実施例は図７に示されている。構成要素の配置は、図１に示されると共に上述された第１実施例（基本的機器）と類似している。無菌ＰＤ溶液（電解質のみ）は、ポート１である。浸透圧剤（Ｇ１、Ｇ２）は、ポート２および３である。薬剤Ｍ１はポート４である。患者導管ライン１２はポート５により制御される。また、ポート６はドレン導管ライン１５を制御する。計量ポンプＰ１は閉塞チャンバ全体と直接的に連通する。更に、計量ポンプＰ１に流出入する流体は、圧力変換器１７と連通する圧力変換器チャンバ１７’を通過する。全ての配管ラインはマニフォルド１４と連通する。各ライン中の圧力、故に、接続された袋、または患者およびドレン導管ライン中の圧力は全て、適切なポートを開成することにより監視される。この配置構成を使用し、圧力読取値は、前述の実施例の下で既に論じられた全ての状態以外の重要な状態を検出すべく使用され得る：これらの検出は、（ａ）消尽溶液袋（Ｓ、Ｇ１、Ｇ２およびＭ１）、（ｂ）ドレン導管ラインにおける閉塞、および、（ｃ）患者導管ラインにおける閉塞である。
【００５３】
図７のシステムの“コンパクト・カートリッジ”実施例は、図８に示された如くである。マニフォルド１４、ヒータおよび計量ポンプＰ１は全て、単一のコンパクト・カートリッジ内に一体化される。加熱チャンバは２つの区画に分割される：到来する低温溶液を収納する初期ヒータ・チャンバ１３ａ、および、溶液の適切な加熱を確かなものとすべく流体経路を導く波状ヒータ区画１３ｂである。ヒータの出力はポート１に取付けられる。
【００５４】
新規なＡＰＤ装置の好適実施例は、図９に示されている。該実施例の作動は図７の第３実施例に対して上述したものと同一であるが、該実施例においては、２個の付加物、すなわち、（ａ）流出物検出器２８と、（ｂ）サンプル収集ポート（ポート６におけるもの）である。ドレン導管ライン１５は今やポート７に配置される。
【００５５】
上記流出物検出器は、光検出器２８ｂに面する光源２８ａを含んでいる。光強度における変化は光検出器により検出されると共に、信号は適切な処置の為にマイクロプロセッサへと送信される。
【００５６】
患者導管ライン１２は、流出物検出器２８の光源２８ａと光検出器２８ｂとの間を通過する。故に、ＤＲＡＩＮの間においてもし患者の流出物が濁った（腹膜炎の開始に依るもの；感染による白血球の生成）なら、光検出器に対する光ビームは散乱される。故に検出器は、マイクロプロセッサに対して警告を送信する。聴覚および視覚的アラームの両者が開始される。これが生じたとき上記機器は自動的に計量ポンプＰ１を完全排出する時点にて、ポート６を開成して濁り流出物溶液のサンプルを（袋もしくはシリンジとされ得る）サンプル収集容器３０内に送る。次にポート６は閉成されると共に、通常の排出手順がポート７を操作することにより継続される。
【００５７】
もし上記装置が腹膜炎治療を開始すべく設定されていたなら、腹膜への単一のもしくは複数種の加圧供給が迅速に実行される（排出に続いて直ちに充填する）。次に、計量ポンプＰ1によりＭ1などの薬剤容器から自動的に計量された単一のまたは複数の薬剤を含む体積を充填する治療が行われる。
【００５８】
同様に上記流出物検出器は、（新たなカテーテル作動もしくは新たなカテーテルの慣らし操作に通常的に伴う）流出物中の過剰血液量を検出すると共に、自動的にヘパリン添加剤の量を減少しまたは透析液注入体積を減少すべくプログラムされ得る。
【００５９】
添付図面に関して本発明の特定実施例を記述して来たが、当業者であれば、添付の請求の範囲に定義された如き本発明の精神から逸脱すること無く変更および改変が為され得ることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る第１“基本”ＡＰＤ機器の概略図である。
【図２】  図１の機器における液体入力／出力ポートのひとつ及び閉塞手段の一部の概略図である。
【図３】  本発明の自動腹膜透析機器に対する閉塞機構の分解図である。
【図４】  本発明に係る装置の各サイクルの間における、時間に対する腹膜内圧力の変化のグラフ表示である。
【図５】  圧力を安定化すべく除去された流体の体積を透析サイクルのＤＷＥＬＬ期間の間における時間の関数として示すグラフ表示であり、本発明に係る自動腹膜透析装置を使用して測定されたものである。
【図６】  本発明に係る自動腹膜透析機器の第２実施例の概略図である。
【図７】  本発明に係る自動腹膜透析機器の第３実施例の概略図である。
【図８】  各成分がコンパクト・カートリッジ内に構造的に一体化された、図７の装置実施例の好適形態である。
【図９】  本発明に係る装置の第４実施例の概略図である。
【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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