(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
体液量（Ｖ）中の溶質の総量（ｍ）を計算する装置であって、
体液量（Ｖ）中に溶解した溶質を含む流体を透析器の半透膜（３）の一方側を通過させ、透析液を前記半透膜の他方側を通過させることによって、透析治療を実行する透析器（１）にして、前記透析液が前記透析器（１）を出て行く流出透析液となる透析器（１）と、
前記流出透析液の流量（Ｑd）を決定又は測定する手段（１７、１８、１９、２２、２３）と、
溶質濃度曲線を獲得するために、前記流出透析液中の前記溶質の濃度（ｃd）を反復的に測定する測定装置（１８、１９、２２、２３）と、
前記濃度曲線の少なくとも一部に、その対数がほぼ直線である近似曲線を適合させる第１計算手段（１７）とを有した装置において、
前記溶質の全身クリアランス（Ｋ）と、前記体液量（Ｖ）とから相対透析効率（Ｋ／Ｖ）に相当する前記直線の傾きを決定する第２計算手段（１７）と、
前記流出透析液の流量（Ｑd）と、前記流出透析液中の前記溶質の濃度（ｃd）と、前記相対透析効率（Ｋ／Ｖ）とから
ｍ＝（Ｑd・ｃd）／（Ｋ／Ｖ）    （Ｉ）
によって前記体液量（Ｖ）中の前記溶質の総量（ｍ）を計算する第３計算手段（１７）とを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、前記流出透析液の流量（Ｑd）を求める手段と、
前記流出透析液の流量（Ｑd）と前記溶質の濃度（ｃd）との積を時間で積分することによって、前記治療中に除去された前記溶質の量（Ｕ）を計算する第４計算手段と、
ＳＲＩ＝（Ｕ−Ｇ・ｔ）／（ｍ＋Ｕ−Ｇ・ｔ）    （II）
ここでＧは溶質生成速度であり、ｔは時間ゼロからの時間である上式によって溶質除去指数（ＳＲＩ）を計算する第５計算手段とを特徴とする、装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の装置において、前記溶質が尿素であることを特徴とする、装置。
【請求項４】
請求項１又は２又は３に記載の装置において、前記流出透析液の流量（Ｑd）を測定する流量測定手段と、前記流量（Ｑd）と前記溶質濃度（ｃd）との積を時間で積分することによって、前記治療中に除去された前記溶質の量（Ｕ）を計算する前記第４計算手段とを特徴とする、装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の装置において、透析器に入る前記透析液が、前記溶質の初期濃度を有しており、前記測定装置が透析器前後の濃度差を測定することを特徴とする、装置。
【請求項６】
請求項２から５のいずれかに記載の装置において、前記第１計算手段が、補償項（Ｇ／Ｑd）を前記測定された溶質濃度（ｃd）から引いて、前記溶質生成速度（Ｇ）が補償された溶質濃度を獲得することを特徴とする、装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の装置において、前記第１計算手段が、例えば６０分などの初期期間中に獲得されたデータを除外するようになっていることを特徴とする、装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の装置において、前記第１計算手段が、透析液の流れが３５秒から数分の第１期間の間中断されると、前記第１期間を前記第１期間より短い３０秒の置換期間と置換することにより、時間スケールを調節するようになっていることを特徴とする、装置。
【請求項９】
請求項２から８のいずれかに記載の装置において、前記第２計算手段が、下式の時間（ｔ）に関する前記傾き（Ｋ／Ｖ）を計算し、
ｌｎ（ｃd−Ｇ／Ｑd）＝ｌｎ（ｃo−Ｇ／Ｑd）−（Ｋ／Ｖ）ｔ    （III）
ここで、
ｃd＝時間ｔにおける溶質の流出透析液中濃度、
Ｇ＝溶質生成速度、
Ｑd＝流出透析液流量
ｃ0＝時間ゼロにおける溶質の流出透析液中濃度、
Ｋ／Ｖ＝相対透析効率、
ｔ＝時間ゼロからの時間、であることを特徴とする、装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置において、前記第３計算手段が下式によって溶質の瞬間的量（ｍ1）を計算し、
ｍ1＝（Ｑd・ｃd1）／（Ｋ／Ｖ）1    （IV）
ここで（Ｋ／Ｖ）1が式（III）によって決定され、
任意の時間の瞬間的相対効率（Ｋ／Ｖ）2が下式によって決定され、
（Ｋ／Ｖ）2＝（Ｑd・ｃd2）／ｍ2    （Ｖ）
ここで、
ｍ2＝ｍ1−（Ｕ2−Ｕ1）＋Ｇ（ｔ2−ｔ1）    （VI）
であり、
ｃd1＝時間ｔ1における流出透析液中の溶質濃度、
ｃd2＝時間ｔ2における流出透析液中の溶質濃度、
Ｕ1＝時間ｔ1までの除去された溶質の総量、
Ｕ2＝時間ｔ2までの除去された溶質の総量、であることを特徴とする、装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置において、前記第２計算手段が、瞬間的相対効率（Ｋ／Ｖ）を時間で積分して、総透析適用量（Ｋｔ／Ｖ）の概算値を与えることを特徴とする、装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の装置において、前記第１計算手段が、濃度曲線の対数において最大数の点を通過する直線を計算することによって前記近似曲線を適合するようになっていることを特徴とする、装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置において、前記第２計算手段が、前記直線から特定の限界内にある濃度値全部を溶質の瞬間的量（ｍn）の計算に使用し、次にこれを、溶質の初期量（ｍ0n）の計算に使用し、計算した溶質の初期量（ｍ0n）を、溶質の初期量計算値（ｍ0n）の中間値又は算術平均値をとることにより、実際の溶質の初期量（ｍ0）の概算に使用することを特徴とする、装置。
【請求項１４】
請求項１０又は１１に記載の装置において、該装置が、血液サンプルを分析するか、透析液を血液と平衡させることによって、体液中の溶質の瞬間的量（ｍ1）を決定する及び体液中の溶質の分布量（Ｖ1）をｃ1＝ｍ1／Ｖ1を用いて概算することにより前記溶質の実際の濃度（ｃ1）を決定する手段を有することを特徴とする、装置。
【請求項１５】
請求項１から１２のいずれかに記載の装置において、体液中の溶質量を、例えば、ワトソンの公式によって概算する手段と、体液中の溶質の濃度が概算値を体液量で割ることによって決定されることを特徴とする、装置。
【請求項１６】
請求項１から１４のいずれかに記載の装置において、体液中の溶質濃度を測定する手段と、体液中の溶質量が、溶質量計算値を濃度で割ることによって決定されることを特徴とする、装置。
【請求項１７】
請求項１から１４のいずれかに記載の装置において、体液中の溶質濃度を測定する手段が、障害を透析器に導入する手段と、その結果生じた流出透析液への効果を測定する手段と、この結果得られた測定値から透析器の有効クリアランスを計算する手段と、前記物質の血漿水濃度を下式によって計算する手段を備え、
ｃpw＝Ｑd  ｘ  ｃd／Ｋe
ここで、
ｃpw＝透析開始時における溶質の血漿水中濃度、
Ｑd＝流出透析液流量、
ｃd＝開始時まで外挿された溶質の流出透析液中濃度、
Ｋe＝溶質に関する透析器の有効クリアランス、
であり、前記溶質の分布量（Ｖ）を下式によって決定し、
Ｖ＝ｍ0／ｃpw
ここでｍ0が請求項１から１４のいずれかによって決定されることを特徴とする、装置。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれかに記載の装置において、前記近似曲線を確立した後に、前記近似曲線からの濃度曲線の偏差を求め、所定の閾値レベルより上又は下の偏差でアラームを発する手段を特徴とする、装置。
【請求項１９】
請求項１から８のいずれかに記載の装置において、前記第２計算手段が、下式中の（Ｖ0／ＵＦ）ｌｎ（Ｖ／Ｖ0）の関数としてｌｎ（ｃd−ｃk）の傾き［（Ｋ−ＵＦ）／Ｖ0］を計算し、
ｌｎ（ｃd−ｃk）＝ｌｎ（ｃo−ｃk）＋
［（Ｋ−ＵＦ）／Ｖ0］・［（Ｖ0／ＵＦ）ｌｎ（Ｖ／Ｖ0）］    （VII）
ここで、
ｃd＝時間ｔにおける流出透析液中の溶質濃度、
ｃk＝Ｇ／［Ｑｄ（１−ＵＦ／Ｋ）］
Ｇ＝溶質生成速度、
Ｑd＝流出透析液流量、
ｃ0＝時間ゼロにおける流出透析液中の溶質濃度、
Ｋ＝全身クリアランス、
Ｖ0＝初期溶質分布量
ＵＦ＝時間当たりの限外濾過、であることを特徴とする、装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の装置において、前記第３計算手段が下式により瞬間的溶質量（ｍ1）を計算し、
ｍ1＝（Ｑd・ｃd1）／（Ｋ／Ｖ）1    （VIII）
ここで、
（Ｋ／Ｖ）1＝（Ｋ／Ｖ0）／（１−ｔ1・ＵＦ／Ｖ0）    （IX）
で、（Ｋ／Ｖ0）は式（VII）により決定され、（ＵＦ／Ｖ0）は概算され、任意の時間の相対効率（Ｋ／Ｖ）2が下式によって決定され、
（Ｋ／Ｖ）2＝（Ｑd・ｃd2）／ｍ2    （Ｘ）
ここで、
ｍ2＝ｍ1−（Ｕ2−Ｕ1）＋Ｇ（ｔ2−ｔ1）    （ＸＩ）
であり、
ｃd1＝時間ｔ1における溶質の流出透析液中濃度、
ｃd2＝時間ｔ2における溶質の流出透析液中濃度、
Ｕ1＝時間ｔ1までの除去された溶質の総量、
Ｕ2＝時間ｔ2までの除去された溶質の総量、であることを特徴とする、装置。
【請求項２１】
請求項１に記載の装置において、前記第１計算手段が、補償項（Ｇ／Ｑd）を測定された溶質濃度（ｃd）から引いて、前記溶質生成速度（Ｇ）が補償された溶質濃度を獲得することを特徴とする、装置。
【請求項２２】
請求項１または２１に記載の装置において、前記流出透析液の流量（Ｑd）と前記溶質の濃度（ｃd）との積を時間で積分することによって、前記治療中に除去された前記溶質の量（Ｕ）を計算する第４計算手段を特徴とする、装置。
【請求項２３】
請求項２１に記載の装置において、前記第２計算手段が、下式の時間（ｔ）に関する前記傾き（Ｋ／Ｖ）を計算し、
ｌｎ（ｃd−Ｇ／Ｑd）＝ｌｎ（ｃo−Ｇ／Ｑd）−Ｋｔ／Ｖ    （III）
ここで、
ｃd＝時間ｔにおける溶質の流出透析液中濃度、
Ｇ＝溶質生成速度、
Ｑd＝流出透析液流量
ｃ0＝時間ゼロにおける溶質の流出透析液中濃度、
Ｋ／Ｖ＝相対透析効率、
ｔ＝時間ゼロからの時間、であることを特徴とする、装置。
【請求項２４】
請求項２２又は２３に記載の装置において、前記第３計算手段が下式によって溶質の瞬間的量（ｍ1）を計算し、
ｍ1＝（Ｑd・ｃd1）／（Ｋ／Ｖ）1    （IV）
ここで（Ｋ／Ｖ）1が前記近似曲線の傾きとして決定され、
任意の時間の瞬間的相対効率（Ｋ／Ｖ）2が下式によって決定され、
（Ｋ／Ｖ）2＝（Ｑd・ｃd2）／ｍ2    （Ｖ）
ここで、
ｍ2＝ｍ1−（Ｕ2−Ｕ1）＋Ｇ（ｔ2−ｔ1）    （VI）
であり、
ｃd1＝時間ｔ1における流出透析液中の溶質濃度、
ｃd2＝時間ｔ2における流出透析液中の溶質濃度、
Ｕ1＝時間ｔ1までの除去された溶質の総量、
Ｕ2＝時間ｔ2までの除去された溶質の総量、であることを特徴とする、装置。
【請求項２５】
請求項１に記載の装置において、前記第２計算手段が、下式中の（Ｖ0／ＵＦ）ｌｎ（Ｖ／Ｖ0）の関数として、ｌｎ（ｃd−ｃk）の傾き［（Ｋ−ＵＦ）／Ｖ0］から（Ｋ／Ｖ）に相当する前記傾きを計算し、
ｌｎ（ｃd−ｃk）＝ｌｎ（ｃo−ｃk）＋
［（Ｋ−ＵＦ）／Ｖ0］・［（Ｖ0／ＵＦ）ｌｎ（Ｖ／Ｖ0）］    （VII）
ここで、
ｃd＝時間ｔにおける流出透析液中の溶質濃度、
ｃk＝Ｇ／［Ｑｄ（１−ＵＦ／Ｋ）］
Ｇ＝溶質生成速度、
Ｑd＝流出透析液流量、
ｃ0＝時間ゼロにおける流出透析液中の溶質濃度、
Ｋ＝全身クリアランス、
Ｖ0＝初期溶質分布量
ＵＦ＝時間当たりの限外濾過、であることを特徴とする、装置。
【請求項２６】
請求項２２又は２５に記載の装置において、前記第３計算手段が下式により瞬間溶質量（ｍ1）を計算し、
ｍ1＝（Ｑd・ｃd1）／（Ｋ／Ｖ）1    （VIII）
ここで、
（Ｋ／Ｖ）1＝（Ｋ／Ｖ0）／（１−ｔ1・ＵＦ／Ｖ0）    （IX）
で、（Ｋ／Ｖ0）は式（VII）により決定され、（ＵＦ／Ｖ0）は概算され、任意の時間の相対効率（Ｋ／Ｖ）2が下式によって決定され、
（Ｋ／Ｖ）2＝（Ｑd・ｃd2）／ｍ2    （Ｘ）
ここで、
ｍ2＝ｍ1−（Ｕ2−Ｕ1）＋Ｇ（ｔ2−ｔ1）    （ＸＩ）
であり、
ｃd1＝時間ｔ1における溶質の流出透析液中濃度、
ｃd2＝時間ｔ2における溶質の流出透析液中濃度、
Ｕ1＝時間ｔ1までの除去された溶質の総量、
Ｕ2＝時間ｔ2までの除去された溶質の総量、であることを特徴とする、装置。
【請求項２７】
請求項１又は２４又は２６に記載の装置において、前記第２計算手段が、前記直線から特定の限界内にある濃度値全部を溶質の瞬間的量（ｍn）の計算に使用し、次にこれを、溶質の初期量（ｍ0n）の計算に使用し、計算した初期量（ｍ0n）を、溶質の初期量計算値（ｍ0n）の中間値又は算術平均値をとることにより、実際の溶質の初期質量（ｍ0）の概算に使用することを特徴とする、装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載の装置において、任意時の瞬間的相対効率（Ｋ／Ｖ）が次式によって決定されることを特徴とする、装置。
Ｋ／Ｖ＝（Ｑd・ｃd）／（ｍ0＋Ｇ・ｔ−Ｕ）
【請求項２９】
請求項２４又は２６又は２８に記載の装置において、前記第２計算手段が、瞬間的相対効率（Ｋ／Ｖ）を時間で積分して、総透析適用量（Ｋｔ／Ｖ）の概算値を与えることを特徴とする、装置。
【請求項３０】
請求項２２又は２３から２６のいずれかに記載の装置において、該装置が、
ＳＲＩ＝（Ｕ−Ｇ・ｔ）／（ｍ＋Ｕ−Ｇ・ｔ）    （II）
ここでＧは溶質生成速度であり、ｔは時間ゼロからの時間である上式によって溶質除去指数（ＳＲＩ）を計算する第５計算手段を有することを特徴とする、装置。
【請求項３１】
請求項２２又は２７に記載の装置において、該装置が、
ＳＲＩ＝（Ｕ−Ｇ・ｔ）／（ｍ0）
ここでＧは溶質生成速度であり、ｔは時間ゼロからの時間である上式によって溶質除去指数（ＳＲＩ）を計算する第５計算手段を有することを特徴とする、装置。
【請求項３２】
請求項１又は請求項２１から３１のいずれかに記載の装置において、前記第１計算手段が、濃度曲線の対数において最大数の点を通過する直線を計算することによって前記近似曲線を適合するようになっていることを特徴とする、装置。
【請求項３３】
請求項２１から３２のいずれかに記載の装置において、前記溶質が尿素であることを特徴とする、装置。
【請求項３４】
請求項２１から３３のいずれかに記載の装置において、透析器に入る前記透析液が、前記溶質の初期濃度を有しており、前記測定装置が透析器前後の濃度差を測定することを特徴とする、装置。
【請求項３５】
請求項２１から３４のいずれかに記載の装置において、前記第１計算手段が、例えば６０分などの初期期間中に獲得されたデータを除外するようになっていることを特徴とする、装置。
【請求項３６】
請求項２１から３５のいずれかに記載の装置において、前記第１計算手段が、透析液の流れが３５秒から数分の第１期間の間中断されると、前記第１期間を前記第１期間より短い３０秒の置換期間と置換することにより、時間スケールを調節するようになっていることを特徴とする、装置。
【請求項３７】
請求項２１から３６のいずれかに記載の装置において、体液中の溶質量を、例えば、ワトソンの公式によって概算する手段と、体液中の溶質の濃度が概算値を体液量で割ることによって決定されることを特徴とする、装置。
【請求項３８】
請求項２１から３６のいずれかに記載の装置において、体液中の溶質濃度（ｃd）を測定する手段と、体液中の溶質量が、溶質量計算値を濃度（ｃd）で割ることによって決定されることを特徴とする、装置。
【請求項３９】
請求項２７から３８のいずれかに記載の装置において、体液中の溶質濃度を測定する手段が、障害を透析器に導入する手段と、その結果生じた流出透析液への効果を測定する手段と、この結果得られた測定値から透析器の有効クリアランスを計算する手段と、前記物質の血漿水濃度（ｃpw）を下式によって計算する手段を備え、
ｃpw＝Ｑd  ｘ  ｃd／Ｋe
ここで、
ｃpw＝透析開始時における溶質の血漿水中濃度、
Ｑd＝流出透析液流量、
ｃd＝開始時まで外挿された溶質の流出透析液中濃度、
Ｋe＝溶質に関する透析器の有効クリアランス、
であり、前記溶質の分布量（Ｖ）をＶ＝ｍ0／ｃpwによって決定することを特徴とする、装置。
【請求項４０】
請求項２１から３９のいずれかに記載の装置において、前記近似曲線を確立した後に、前記近似曲線からの濃度曲線の偏差を求め、所定の閾値レベルより上又は下の偏差でアラームを発する手段を特徴とする、装置。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、計算用に尿素センサーから獲得した値を使用して透析の効率を計算する装置に関する。計算は、介入を必要とする特定の状態を予報することもできる。
背景技術
血液透析では、今日、１週間に３回、治療ごとに３時間から４時間の間、患者を透析するのが普通である。治療の目的は、患者に十分な量の透析を与えることである。このような治療の量は様々な方法で規定され得る。
一般的に使用されている一つの規定は、尿素分子をマーカー分子として使用し、透析クリアランス（Ｋ）を尿素の分布している体液量（Ｖ）で割り、総治療時間（ｔ）を掛けた値が、特定の定数を超えなければならない、例えばＫｔ／Ｖが治療１回につき１を超えねばならないと処方している。したがって、１週間の適用量は３より大きいＫｔ／Ｖである。
Ｋｔ／Ｖを測定する一般的な方法の一つは、治療前後で血漿中の尿素濃度（Ｃb）を測定することである。Ｒ＝Ｃbpost／Ｃbpreの比率はＫｔ／Ｖと相関している。下式のように、Ｋｔ／Ｖの計算について、幾つかの異なる式が提案されている。
Ｋｔ／Ｖ＝−ｌｎ（Ｒ−０．０３）＋
（４−３．５Ｒ）・ＵＦ／Ｗ    式（１）
ここでＵＦは除去された限外濾過量（リットル）、Ｗは透析後の重量（ｋｇ）である。
Ｋｔ／Ｖを評価する幾つかの臨床的研究が実施されており、そこでは透析後の血漿中尿素濃度Ｃbpostが透析直後、通常は治療終了後２分以内に測定されている。しかし、大抵の患者はＣbpostのリバウンドを有する。平衡化した治療後Ｃbpostを例えば３０分後に測定すると、より「真」のＫｔ／Ｖを測定することができる。
Ｃbの測定には問題がないわけではない。血液サンプルを透析治療の前後に採取する必要がある。次に、病院の検査室でこのようなサンプルを分析する。その結果の値が与えられるのには、非常に時間がかかる。この方法では、処方適用量が獲得されるように実際の治療を調節するのは不可能である。
治療後のサンプルは、心肺性または発作的再循環による誤った値を避けるため、特にタイミングに関して注意して採取されなければならない。もう一つの誤差の元は、上述したリバウンドである。
平衡化した治療後サンプルを採取しなければならない場合、そのようなサンプルは治療終了後３０〜６０分後に採取されなければならず、それは患者にとっては実際的でない。リバウンドの量およびリバウンドの頻度は、患者によって大きく異なる。
ＷＯ９４/０８６４１は、透析治療の適切さを評価する尿素モニターの使用について記載している。尿素モニターを透析流出ラインに接続し、透析器を出る透析液中の尿素濃度を測定している。
この明細書によると、透析前の血漿中尿素濃度（Ｃbpre）を知っておく、または測定する必要がある。このような測定は、治療の開始前に採取し平衡化したサンプルの尿素濃度を測定することによって実行することができる。しかし、このような初期測定は時間がかかり、透析装置をこのような透析前の尿素濃度を獲得するため特別に作る必要がある。
適切な透析の他の指標はＵＲＲおよびＳＲＩである。
ＵＲＲ＝１-Ｒ＝１-ｃb post／ｃb pre    式（２）
ＳＲＩ＝（ｍurea pre−ｍure post）／ｍurea pre    式（３）
ここでｍurea preおよびｍurea postは透析前および透析後の体内の尿素量である。
発明の概要
本発明の目的は、透析治療の効率を求め、与えられた治療の適用量をオンラインで監視する装置を提供することである。
本発明の別の目的は、例えば透析器が詰まった場合など、必要に応じて透析治療を調節するため、透析の効率を連続的に監視する装置を提供することである。
本発明のさらなる目的は、血液サンプルを採取する必要なく、または平衡化した透析前血漿の尿素濃度を採取するなど、特別な調節をする透析機械を必要とせず、与えられる透析の適用量を確立する装置を提供することである。
本発明によると、尿素モニターが、透析器から流出する透析液の尿素濃度ｃｄを測定し、治療中に除去された総尿素量（Ｕ）を求めることに使用される。測定値は、透析前の尿素量ｍ0および相対効率Ｋ／Ｖを概算するために、計算用コンピュータによって使用される。これらの値を使用し、例えば治療時間にわたってＫ／Ｖの計算値を積分することにより、透析量の指標をオンラインで獲得することができる。透析前および透析後の尿素量が計算されるので、ＳＲＩを求めることができる。ＵＲＲも、投与量が概算されれば、例えばワトソンの式（上の式（２）および式（３）参照）で求めることができる。Ｒが分かっているので、式（１）も使用することができる。ＳＲＩおよびＵＲＲは平衡化した値として獲得されることが分かる。
本発明の別の方法によると、透析器の有効クリアランスは、透析器に障害（disturbance）を導入し、障害を考慮して透析器からの流出透析液を分析することによって求められる。障害は、透析液の伝導率の変化でもよい。結果を分析することにより、透析器の有効クリアランスを求めることが可能である。流出透析液の尿素濃度と透析器の有効クリアランスを組み合わせることにより、侵入的方法を使用せずに血中尿素濃度を求めることができる。本発明により獲得された尿素量と組み合わせることにより、尿素の分布量を概算することができる。
流出透析液中の尿素濃度測定値は、多くの理由から分散しているように見える。しかし、特殊な曲線適応アルゴリズムを使用することによって、関連する透析パラメータを正確に求めるため、ある期間にわたって相対的に一定の相対的効率Ｋ／Ｖを評価することが可能である。
さらなる特徴が、添付の請求の範囲から明白である。
本発明およびそのさらなる目的、利点および特徴について、図面に示した本発明の実施形態に関して以下でさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
図１は、尿素モニターを含み、本発明を用いた血液透析用の透析機械の略図である。
図２は、図１と同様の略図であるが、尿素モニターが透析機械に組み込まれている。
図３は、血液を濾過するようになっている透析機械の図１と同様の略図である。
図４は、血液を濾過するようになっている透析機械の図２と同様の略図である。
図５は、図１から図４のいずれか一つによる透析機械の尿素モニターから獲得した濃度値の表である。
図６は、図５による表の初期尿素量の概算である。
図７は、図５と同様の図であるが、問題のある部分を有する透析治療を示す。
図８は、図７による表の初期尿素量の概算である。
図９は、図２と同様の略図であり、透析器に障害を導入する手段を含む。
図１０は、血中尿素濃度を求める図５と同様の図である。
好ましい実施形態の説明
本発明は、血液透析、血液透析濾過、血液濾過などの透析治療のためのパラメータの概算に使用されることを意図している。幾つかのタイプの腹膜透析にも使用することができる。しかし、本発明は上述した治療モードに限定されるものではなく、非医療用途にも使用することができる。
図１は、透析機械の略図であり、これで本発明を実行することができる。透析機械は、腎臓機能に欠陥があるか、腎臓機能が完全にない場合、ほ乳類の腎臓機能に代わる手段を提供する。
患者からの血液を採取し、半透膜３を含むフィルタまたは透析器１を含む体外回路２に入れる。血液は膜の一方側を通過する。膜の他方側では、透析機械４によって透析液が循環している。
透析液は、通常、機械で１つまたは複数の濃縮液および水から調製され、所望の特性を有する透析液を形成する。したがって、図１で開示された機械は、注水口５、２つの濃縮液取入口６および７、および２つの濃縮液計量ポンプ８および９を備える。第１主ポンプ１０が、既製の透析液を透析器の透析側へと推進し、膜と接触させる。
第２主ポンプ１１は、透析器からの流出透析液、注入透析液、およびフィルタで血液から除去した限外濾過液を通過させ、出口１２および排液管へとさらに通す。
バイパス・ライン１３が第１ポンプ１０と第２ポンプ１１との間に配置される。透析液の流れを制御するため、幾つかの弁１４、１５、１６が配置される。弁およびポンプは、図１の数本の線で概略的に示すように、コンピュータ１７で制御される。言うまでもなく、透析機械には従来通りの幾つかの他の手段も設けられる。このような他の手段は、本発明の動作には関係ないので、開示しない。
第１主ポンプ１０は、透析器に送出される透析液が、例えば５００ｍｌ／分など、ほぼ一定であるような速度で駆動される。第２主ポンプ１１は、透析物と呼ばれる流出透析液が、例えば５１５ｍｌ／分などの流量を有するように、わずかに高い速度で駆動される。この動作によって、透析器の流出透析液側に圧力が発生し、これは血液から、つまり血漿水から１５ｍｌ／分の限外濾過液を除去するのに適している。４時間の治療中、このような限外濾過は、患者から３．６リットルの体液を除去することになる。言うまでもなく、患者に処方した治療を実行するように、透析機械を操作する。
透析機械からの流出ラインに尿素モニター１８を配置し、これは、流出透析液中の尿素濃度ｃdを測定する。モニターは、透析機械の内部に、または透析機械の完全に外側に配置することができる。尿素モニターは、ＷＯ９６／０４４０１に開示された型である。この尿素モニターは伝導率センサーを有し、したがって流出透析液の伝導率を尿素モニターで求め、この伝導率測定値を使用して尿素濃度を計算することを特に言及する。
尿素モニターは透析機械のコンピュータ１７に接続されるように図示されている。しかし、モニターはそれ自身のコンピュータを有することもできる。
尿素センサーまたは透析機械は、流出透析液の流量Ｑdを測定する手段も含む。コンピュータ１７は、濃度値ｃdばかりでなく、治療中に除去された尿素の総量Ｕの値もＱd・ｃdの積分として提供するよう配置される。濃度値は、除去尿素総量曲線ばかりでなく、尿素センサーから得た濃度曲線も得られるよう、連続的に採取される。
図２は、図１と同様の透析機械を開示する。主な違いは、尿素モニター１９が透析器１と第２主ポンプ１１との間で、バイパス・ラインの出口より前に配置されることである。
図３は、図１と同様であるが、血液濾過または血液透析濾過をするようになっている透析機械を開示する。違いは、注入ポンプ２１を含む注入ライン２０が含まれることだけである。注入ライン２０は、前注入と呼ばれる、透析器より前で注入液を血液に提供する方法のため、第１主ポンプ１０の出口から始まり、透析器の血液注入側で終了する。尿素モニター２２は、第２ポンプ１１の後で流出透析液ラインに配置される。
最後に、図４は図２と同様の透析機械を開示するが、該透析機械は、後注入と呼ばれる、透析器の後に注入液を血液に提供する血液濾過または血液透析濾過をするようになっている。尿素モニター２３は、第２主ポンプ１１より前で、バイパス・ラインの出口より前に配置される。
図５は、尿素センサーから得られた典型的な尿素濃度曲線ｃdを開示する。図から分かるように、曲線は非常に不規則であり、幾つかの一時的減少を含む。このような一時的減少は、透析機械を自己較正のために接続し、弁１６が開いて、弁１４および１５が閉じた時に獲得される。
図６は、以下でさらに詳細に開示する方法で計算した尿素量値のプロットである。
図７は、これも以下でより詳しく説明するように、幾つかの問題がある部分を有する治療中に獲得された濃度曲線である。
最後に、図８は、以下で開示する方法により計算した尿素量値のプロットである。
尿素の動態へは幾つかのアプローチがある。一般的な一つのアプローチは、尿素が単一の身体区画に分布される、つまり単一プール・モデルという仮定に基づいている。治療中に測定される尿素濃度は、このようなモデルに従わない、特に効率が高い治療では従わないことがよく知られている。
別のアプローチは、尿素が、直列に接続された２つの別個の身体貯留部に分布され、その間で尿素が拡散交換されると仮定している。このモデルは、治療後に認められるリバウンド、および治療開始時に尿素除去速度が高いことを説明することができる。
さらに別のアプローチは、身体が、様々な時間遅延で、血液で連絡される幾つかの区画に分割されると仮定している。
本発明では、尿素モニターを使用して透析器から流出する流出透析液中の尿素濃度を測定する。さらに、流出透析液の総量を測定する。したがって、尿素濃度ｃdと流出透析液総量Ｑdとの積を求めることが可能である。ｃd・Ｑdの積を積分することにより、除去された総尿素量Ｕが獲得される。
体内に尿素が蓄積していないと仮定すると、除去された尿素の総量（Ｕ）は、例えば平均して１週間など、特定の期間に体内で生成した尿素（Ｇ）と等しくなければならない。これは、栄養状態または蛋白異化率（ＰＣＲ）の計算に使用することができる。
本発明によると、透析器から流出する透析液中の尿素濃度を尿素モニターで測定した値は、透析が進行するにつれ、そのパラメータを求めるのに使用される。これらのパラメータは、透析治療をオンラインで評価し、（例えば血液中の尿素濃度を求めるために血液サンプルを採取することにより）効率、適用量、透析前および透析後の体内の総尿素量、尿素生成速度、体内の尿素分布量、さらに以下の説明から明白になるように、他のパラメータおよび変数を求めるのに使用される。
本発明によるこれらの概算は、体内の尿素分布に関するいかなる仮定にも影響されない。
したがって、本発明は、体内の尿素分布に関していかなる仮定もしないということから開始する。その代わり、各瞬間における体内の総尿素量（ｍ）を考慮する。本発明によると、平均尿素濃度の定義は、体液量（Ｖ）内の尿素の平均濃度である。
体液量も平均尿素濃度も測定できないが、これを計算に使用することができる。しかし、以下で説明するように、尿素モニターで流出透析液から測定した尿素濃度を通して、これを間接的に測定することができる。
さらに、本発明によると、通常使用する透析器クリアランスは、尿素除去速度と体内の平均尿素濃度Ｃｍとの比率として定義される全身クリアランスＫで置換される。尿素除去速度は、尿素モニターで測定され、流出透析液の尿素濃度（ｃd）と流出透析液流量（Ｑd）との積である。その結果、これらの定義は下式のようになる。
Ｋ＝Ｑd・ｃd／Ｃm    式（４）
ｍ＝ｃm・Ｖ    式（５）
体内の尿素量の変化速度は、尿素生成速度（Ｇ）から尿素量除去速度Ｑd・ｃdを引いた値なので、下式が有効である。
ｄｍ／ｄｔ＝Ｇ−Ｑd・ｃd＝Ｇ−ｍ・Ｋ／Ｖ    式（６）
これは経時変化する係数を有する１次微分方程式であり、標準の方法で解ける。ＫおよびＧが定数で、Ｖがｔ（Ｖ＝Ｖ０-ＵＦ・ｔ）の１次関数であると仮定すると、以下のことが分かる。
0004148536.tif 000002
式（７）に到達するための仮定は、全身クリアランスＫが治療を通して一定である、ということである。
あるいは、相対効率Ｋ／Ｖが一定であると仮定することができ、その結果、同様の式になる。
0004148536.tif 000003
しかし、ＫとＫ／Ｖはそれぞれ、治療全体を通して一定ではなく、通常、治療初期の最初の３０〜６０分間は比較的大きく、次にほぼ一定になることが分かっている。
さらに、式（７）および（８）は初期尿素量ｍ0が必要であり、これは、例えば血液サンプルによって、またはＷＯ９４／０８６４１に記載された平衡化流出透析液によって、および体内の尿素量を概算することにより、透析治療の前に測定しなければならない。
しかし、治療後３０〜６０分で平衡化した血液サンプルを採取する必要はない。というのは、所望の適用量が達成されたら治療を終了できるよう、式は蓄積されるＫｔ／Ｖを連続的に計算するからである。
本発明の別の目的は、尿素モニターから得たデータを使用して、完全な治療の重要なパラメータを概算するさらなるステップをとることである。尿素の量および全身クリアランスＫという概念を用いて、完全な治療期間にわたって一定のクリアランスＫまたは一定の装置効率Ｋ／Ｖという仮定に関係なく、式を展開することが可能である。
式（４）と式（５）とを組み合わせ、式（６）の左辺を積分することにより、下式が得られる。
ｍ＝（Ｑd・ｃd）／（Ｋ／Ｖ）    式（９）
および
ｍ＝ｍ0＋Ｇ・ｔ−Ｕ    式（１０）
ここで、
Ｇ＝一定と仮定される尿素生成速度
Ｕ＝除去された尿素の量であり、尿素モニターから獲得されるＱd・ｃdの積分と等しい。
並べ替えることにより、下式が得られる。
Ｋ／Ｖ＝（Ｑd・ｃd）／（ｍ0＋Ｇ・ｔ−Ｕ）    式（１１）
または
ｍ0＋Ｇ・ｔ＝Ｕ＋（Ｑd・ｃd）／（Ｋ／Ｖ）    式（１２）
式（１１）および式（１２）は、体内の尿素分布という仮定、または一定のＫという仮説には依存しない。唯一の仮定は、Ｇが一定であることである。しかし、Ｇが一定でない場合、Ｇ・ｔの積はｔでのＧの積分に置換される。
式（１１）は、Ｋ／Ｖの時間依存性を評価するのに使用することができ、これは以下でさらに詳細に説明する幾つかの目的に使用することができる。
本発明の別の方法は、透析治療の開始時に流出透析液が血液と平衡し、流出透析液濃度を測定できるようにし、それによって流出透析液濃度が血液の水分濃度と等しくなるようにすることである。例えばワトソンの式によって分布量を概算することにより、尿素の初期量ｍ0を獲得することができる。
これらの方法により、尿素の初期量ｍ0の値を獲得することが可能であり、これは瞬間的な相対効率Ｋ／Ｖを獲得するために式（１１）に使用することができる。Ｋ／Ｖを時間で積分することにより、適用量Ｋｔ／Ｖの概算が獲得される。
平均して、ワトソンの式は患者の母集団についての分布量を適切に概算できる。しかし、個々の患者についての誤差が大きく、予測困難なことがある。その結果、初期量ｍ0の概算に大きい誤差が生じることがある。
これに対し、本発明によると、初期量ｍ0は透析器からの流出透析液の尿素濃度ｃdおよび透析液流量Ｑdを測定する尿素モニターから獲得されたデータのみを使用して計算できることが判明している。
式（１２）の左辺は勾配Ｇの直線であることが分かる。変数ｃdおよびＱd、さらにＵ（ｄＵ／ｄｔ＝Ｑd・ｃd）は、尿素モニターで測定される。少なくとも２つのポイントでＫ／Ｖが分かれば、定数ｍ0およびＧを計算することができる。
１週間で除去された尿素の総量からＧを求めることもでき、これは定常状態が推定されれば、生成速度と等しくなければならない。つまり生成速度が除去速度と等しい。患者が１週間に３回透析を受ける場合、このような透析治療１回で除去される尿素は、Ｇａｒｒｅｄその他が開示したように、生成速度の概算に使用することができる。
幾つかの測定値から定数ｍ0を計算すると、定数ｍ0の全計算値から平均値または中間値または他の統計的値を得ることにより、ｍ0のより正確な値を獲得することが可能である。
さらに続けるために、Ｋ／Ｖの時間依存性について推測する必要がある。
最初に、瞬間的な相対効率Ｋ／Ｖは治療中の少なくともある期間にわたって一定であると考えられる。獲得された透析曲線は、少なくとも限界濾過ＵＦが低い透析で、Ｋ／Ｖが一定である期間が少なくとも多少あるはずであることが実証されるようである。Ｖは、一定の限外濾過で時間の１次関数であると考えられる。しかし、クリアランスＫは、少なくとも特定の期間、同様の方法で時間とともに変化するようにも見える。
定数Ｋ／Ｖで式（１２）の導関数をとると、下式が得られる。
Ｇ＝ｄＵ／ｄｔ＋Ｑd・（Ｖ／Ｋ）・ｄｃd／ｄｔ    式（１３）
ｄＵ／ｄｔ＝Ｑd・ｃdを挿入すると、下式が得られる。
0004148536.tif 000004
積分し、式（１４）の対数をとることにより、下式が得られる。
ｌｎ（ｃd−Ｇ／Ｑd）＝ｌｎ（ｃ0−Ｇ／Ｑd）−Ｋｔ／Ｖ    式（１５）
式（１５）の曲線は勾配Ｋ／Ｖの直線である。式（１５）から分かるように、流出透析液濃度ｃdは尿素生成速度に関する補償項Ｇ／Ｑdだけ減少されなければならない。
したがって、曲線の勾配が一定である期間で式（１５）を使用することにより、瞬間的な相対効率Ｋ／Ｖを数カ所で求めることができる。したがって、式（１２）を使用することにより、各ポイントについてｍ0を計算することができ、ｍ0の平均化した値（算術平均または中間値）を概算することができる。
第２に、Ｋは、治療中、少なくともある期間にわたって一定であると考えられている。得られた透析曲線は、Ｋが一定である期間が少なくとも多少あるはずであることを実証するようである。前記期間中に、体内における尿素分布量Ｖが、一定の限外濾過ＵＦで時間ｔの１次関数であると推測した。
Ｖ＝Ｖ0−ＵＦ・ｔ    式（１６）
（１２）の導関数をとることにより、下式が得られる。
Ｇ＝ｄＵ／ｄｔ＋（Ｑd・Ｖ／Ｋ）・ｄｃd／ｄｔ
−（Ｑd・ｃd／Ｋ）・ｄＶ／ｄｔ    式（１７）
その結果、下式の通りとなる。
ｄｃd／ｄｔ＋ｃd・（Ｋ−ＵＦ）／Ｖ
＝（Ｋ／Ｖ）・Ｇ／Ｑd    式（１８）
式（１８）は下式のように解くことができる。
0004148536.tif 000005
式Ｇ／［Ｑd（１-ＵＦ／Ｋ）」＝ｃkは、尿素生成速度Ｇによる測定された透析液濃度ｃdの補償項である。透析濃度ｃdは、長い治療時間ではこの補償値ｃkに漸近的に近づく。
したがって、下式のようになる。
ｌｎ（ｃd−ｃk）＝ｌｎ（ｃ0−ｃk）＋
［（Ｋ-ＵＦ／Ｖ0）］・［（Ｖ0／ＵＦ）ｌｎ（Ｖ／Ｖ0）］    式（２０）
ここで下式の通りである。
［（Ｖ0／ＵＦ）ｌｎ（Ｖ／Ｖ0）］
＝（Ｖ0／ＵＦ）ｌｎ（１−ｔ・ＵＦ／Ｖ0）≒−ｔ    式（２１）
式（２０）の左項を［（Ｖ０／ＵＦ）ｌｎ（Ｖ／Ｖ0）］に対してプロットすることにより、勾配［（Ｋ-ＵＦ／Ｖ0）］を求めることが可能である。限外濾過ＵＦは一定で、分かっている。したがって、ＵＦ／Ｖ0が概算されれば、相対効率Ｋ／Ｖ0を求めることができる。式（１２）を使用することにより、尿素生成速度（Ｇ）が分かればｍ0を求めることができる。さもなければ、尿素生成速度を、求めたｍ0の経時変化成分として求めることができる。
ｍ0は、ＫまたはＫ／Ｖがそれぞれ一定であることが分かる、つまり測定データが式（１５）または（２０）と十分適合する期間のみ、求めることができる。
図５から分かるように、典型的な患者からの流出透析液濃度曲線ｃdは非常に不規則であり、これは特にバイパス期間、尿素モニターの細胞ごとのチェック、種々の理由による治療効率（Ｋ／Ｖ）のノイズおよび変化によるものである。
ＫまたはＫ／Ｖが一定である特定の期間に、最適に適合する曲線を見つけることは容易ではない。しかし、ハフの変換（米国特許第３０６９６５４号）は、画像の線を見つけるのに使用されるが、このようなタイプの障害を扱うことができる方法である。ハフの変換は、最大数の点を通る直線を探す。したがって、多数の点が線の外側にある場合でも、この方法は働くことができる。治療効率に変化がある場合は、数本の線も見られる。
本発明の好ましい実施形態によると、以下のステップを実行する。
尿素生成速度Ｇを、例えば１週間の間に除去された尿素量など、患者のデータから概算する。
尿素濃度ｃdの流出透析液において連続的測定を実行する。それと同時に、尿素濃度ｃdと流出透析液流量Ｑdとの積を積分し、除去尿素総量Ｕを提供する。
測定は時間ゼロで開始し、これは尿素濃度の測定値が５分を超える期間、特定のレベルを上回る時間と定義される。
時間ゼロから、尿素濃度ｃdを時間に対してプロットし、尿素濃度ｃdとＱdとの積を積分することにより、除去尿素総量Ｕを計算する。
次に、例えば６０分などの待ち期間があり、これはＫまたはＫ／Ｖが変化していると仮定される。
待ち期間の後、尿素濃度ｃdから補償項Ｇ／Ｑdを引いて尿素濃度曲線のデータを処理し、修正した尿素濃度の対数をプロットする。次に、式（１５）に関連して上述したように、Ｋ／Ｖがほぼ一定の部分を探すため、曲線を処理する。これを実行するには、修正尿素濃度曲線の対数で最大数の点を通る線を見つけるというハフの変換を使用する。十分な長さがある部分の位置が分かったら、Ｋ／Ｖを計算するために曲線の勾配を求める。
次に、ハフの変換で得た線から特定の偏差以内、例えば線から１％以内にある尿素濃度ｃdの測定値を幾つか選択する。これらの点について、式（９）を使用して尿素の瞬間的量を計算する。最後に、ｍ0の計算値を幾つか獲得するため、式（１０）を使用することにより、上記で定義したように瞬間的量を時間ゼロに関連づける。これらの初期量計算値の中間値は、全身初期量ｍ0の最高の概算値と見なされる。
出願人の研究によると、初期尿素量の概算値は非常に正確である。したがって、本発明による治療の効率および適用量の概算も、非常に正確である。
初期尿素量ｍ0を獲得すると、治療の効率を概算するため、これを多くの異なる方法で使用することができる。
治療の適用量は、式（１１）を使用して各瞬間でＫ／Ｖを獲得することによって計算することができる。次にＫ／Ｖを経時的に積分してＫｔ／Ｖを得る。所望の適用量が獲得されたら、透析治療を終了する。
体内の尿素の分布量Ｖ0を概算すると、量ｍ0概算値を分布量Ｖ0で割ることにより、血液サンプルを採取する必要なく、体内の初期尿素血中濃度ｃb preを獲得することができる。除去された尿素量Ｕを連続的に計算するので、透析治療後の尿素量が分かり、限外濾過も分かっているので、透析後尿素血中濃度ｃb postを概算することができる。透析後尿素濃度は平衡化した尿素濃度である。というのは、本発明による方法は、体内の尿素総量に基づいて計算するからである。
したがって、ＵＲＲまたはＳＲＩを式（２）または式（３）に従って計算することができる。さらに、透析適用量Ｋｔ／Ｖを概算するために式（１）を使用することができる。
獲得された初期量ｍ0の決定量は、例えば透析セッションの終了後に、患者の尿素分布量Ｖの計算に使用することができる。第１に、透析前に初期血中尿素濃度ｃb preを測定し、例えば血液サンプルまたは平衡化した透析液の測定により、透析前の算術平均尿素濃度の値を獲得する。この尿素濃度は、本発明による「算術平均」尿素濃度と等しい。というのは、尿素は、最初は患者の血液中に等しく分布しているからである。次に、本発明により計算した初期尿素量ｍ0を測定血液濃度ｃb preで割ることにより、分布量Ｖpre（Ｖ0）を計算することができる。最後に、治療中に除去された限外濾過量を引いてＶpost、つまり透析治療後の尿素の分布量を獲得する。この透析後分布量Ｖpostは、定常状態の普通の患者では非常に一定であるはずで、追加の診療パラメータとして使用することができる。
本発明の原理を使用する代替方法が数多くある。例えば、Ｋを式（１６）から式（１９）に関連したように一定と仮定した代替方法に使用することが可能である。
ハフの変換線から１％以内にある尿素濃度値を使用するのではなく、線そのものを計算に使用することができる。さらに、除去尿素総量Ｕの曲線を、ハフの変換を用いて１つまたは幾つかの指数曲線で近似することができる。
他のタイプの曲線適合アルゴリズムを使用することができる。したがって、最小二乗法を使用することが可能である。その場合、透析機械が何らかの自己較正などを実行したデータ部分を除去する必要がある。これは、第１近似を実行し、１０％などの特定の限界の外側にある全データ部分を除去し、プロセスを繰り返すという反復的な方法で実行することができる。
特定のタイプの透析機械では、機械の自己較正のために透析治療が定期的に中断される。そのモードでは、弁１４および１５が閉じている間に、弁１６が開く。図１参照。したがって、血液の透析は、透析器内の透析液が血液と平衡を獲得した直後に終了する。尿素濃度曲線では、このような自己較正期間を曲線の定期的な一時的低下で見ることができ（図５参照）、ここではこのような自己較正が３０分の間隔で実行される。このような自己較正ごとに、その後、透析がわずかに高いレベルで再開される。
透析におけるこのような断続的な停止を補うため、停止期間の一部を取り除くよう時間スケールを調節しなければならない。というのは、少なくとも停止期間の一部の間、透析が行われないことが明らかだからである。停止期間を３０秒の期間に置き換えると、現実への最適な近似が得られることが判明した。これは、実際の停止期間の長さとはほぼ無関係であり、実際の長さは３５秒から数分の間のいずれかになり得る。
上記で説明したように、本発明で、患者の体内の初期尿素量を獲得することが可能である。本発明は、ビール醸造所などで物質の量または組成を知ることが重要な他の領域で使用することもできる。
クレアチニン、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、重炭酸イオン、ブドウ糖、β2-マイクログロブリンなど、尿素以外の物質を監視することができる。血漿水または血液の伝導性またはその浸透圧モル濃度を監視することも可能である。本発明の原理を、酸素ガス、窒素ガスまたは二酸化炭素ガスなどのガスと組み合わせて使用することも可能である。
本発明を、ナトリウムおよびカリウム・イオンなどのように、体内で干渉する何らかの活性機能を有する体内の組成に使用する場合、このような干渉を考慮しなければならない。
ナトリウムおよびカリウムおよび他の何らかの溶液では、新鮮な透析溶液にこれらのイオンを多少の濃度含むことが普通であり、したがって透析器から流出する透析液における初期濃度と最終濃度との差を計算に入れる必要がある。一つのアプローチは、濃度値ｃdを、ｃdout引くｃdinの濃度差で置換し、算術平均濃度ｃmを算術平均濃度と初期透析液濃度との差、つまりｃm引くｃdinで置換することである。その結果、式（４）は、基本的に下式に置換される。
Ｋ＝Ｑd・（ｃdout−ｃdoin）／（ｃm−ｃdin）    式（２２）
治療が見かけの合併症がない標準的治療に従った場合、透析適用量は、初期および最終透析液尿素濃度ｃdpreおよびｃdpostを使用し、下式を使用することによって、計算することができる。
ＵＲＲ＝１-ｃd post／ｃd pre    式（２３）
本発明による方法を使用して計算したＵＲＲが、式（２３）で獲得したＵＲＲと有意に異なる場合、これは透析器の詰まりなど、透析中に問題があることの指標であり、これは他の装置では検出されないままになることがある。
式（１５）または式（１９）で尿素量を決定するために、濃度は曲線の少なくとも一部で指数曲線を辿ると仮定する。除去尿素量Ｕは濃度ｃdと透析液流量Ｑdとの積の積分（これは一定である）であるので、したがってＵもその一部が指数曲線である。その結果、瞬間的相対効率の計算にｃdの代わりにＵを使用することが可能である。
あるいは、濃度ｃdを使用する計算が正しいことを検証するために、Ｕを使用することができる。したがって、Ｕが下式の漸近線に近づくと仮定することができる。
Ａｓｙ＝ｍ0＋Ｇ・ｔ−Ｇ／（Ｋ／Ｖ）    式（２４）
これらの定数は全て、上記で与えられた式を通して得られるので、Ｕ引くＡｓｙの値を計算して、この曲線が濃度曲線と同じ指数を有する指数関数であるか調べることは容易である。そうでない場合は、恐らく何らかのエラーがある。
本発明によると、初期尿素量が求められ、そこから幾つかの臨床上のパラメータが計算される。しかし、血中尿素濃度は得られず、血液サンプルを採取し、その後に分析するか、透析治療の開始前に平衡化した限外濾過によって測定する必要がある。しかし、障害が透析器に導入され、その結果生じた流出透析液への影響が分析される装置で、透析器の有効クリアランスを求めることが可能である。
このような方法を図９に示し、これは図２と同様の略図である。透析回路に、弁１４と透析器１との間で透析器の入口に接続したポンプ２４を追加する。ポンプ２４の他方の側には、ポンプ２４を介して透析回路に追加すべき材料を含む袋２５を接続する。
さらに、図９はポンプ２６を示し、これはポンプ２６の他方側に接続された袋２７に含まれた材料を導入するため、透析器１の入口で血液回路に接続される。
これらの装置はいずれも、透析器の入口に障害を導入するのに使用することができる。濃縮物ポンプ８および／または９を操作して障害を生成することも可能である。
障害は、透析液または血液のパラメータの変化である。障害は、伝導率の変化または尿素濃度の変化でもよい。尿素モニターが流出透析液の尿素濃度と伝導率との両方を測定することが分かる。別の測定計器を使用する場合は、ナトリウム、重炭酸イオンなど、身体に適合する限り、他の物質を障害として使用することができる。
透析器が障害に及ぼす影響は、例えば尿素センサーによって、透析器の下流で測定される。障害材料の一部が、透析液から血液へ、またはその逆へと膜を通過する。膜を通過する量は、膜のダイアリザンスに依存する。
障害が、ポンプ８、９によって生じた導電性の段階的変化である場合、透析器のダイアリザンスは下式に従って求めることができる（欧州特許第５４７ ９２５号参照。これは参照により本出願に含まれる）。
Ｄe＝Ｑd［１−（ｃdout2−ｃdout1）／（ｃdin2−ｃdin1）］    式（２５）
ここで、
Ｄe＝透析器の有効ダイアリザンス、
Ｑd＝流出透析液流量、
ｃdout1およびｃdout2＝流出透析液の濃度、
ｃdin1およびｃdin2＝導入された透析液の濃度、である。
指数１および２は、段階的変化の前および後を示す。導入された濃度は、濃度ポンプの設定値で計算するか、求めることができる。
欧州特許第６５８３５２号で開示された方法で、透析器の有効ダイアリザンスを求めることも可能であり、ここでは３つの濃度を測定し、ダイアリザンスを欧州特許第６５８３５２号で開示された通りに求め、その内容は参照により本出願に組み込まれる。
有効ダイアリザンスを求める代替方法が、欧州特許出願第９７１５８１８号で開示され、その内容は参照により本出願に含まれる。ダイアリザンスは下の公式によって求められる。
Ｄe＝Ｑd  ｘ  （１−Ｓout／Ｓin）    式（２６）
ここで、
Ｄe＝透析器の有効ダイアリザンス、
Ｑd＝透析器から放出される透析物の流量、
Ｓout＝透析器からの放出流に障害がある間のＱd×（ｃd（ｔ）−ｃd0）の積分、
Ｓin＝透析器に入る流れに障害がある間のＱd×（ｃd（ｔ）−ｃd0）の積分、である。
障害は、伝導率の変化または尿素濃度の変化、または測定でき、身体に適合する他の物質でよい。
上記の方法のいずれかで透析器の有効クリアランスを獲得した後、尿素モニターが流出透析液の尿素濃度を連続的に測定するのが観察される。したがって、治療開始時の尿素濃度は、図１０に示すように、治療の最初の５分ないし２０分から外挿することができる。次に、治療開始時の体内の血漿水尿素濃度を、公式に従って求めることができる。
ｃpw＝Ｑd  ｘ  ｃd／Ｋe    式（２７）
ここで、
ｃpw＝透析開始時の血漿水尿素濃度、
Ｑd＝流出透析液流量、
ｃd＝開始時まで外挿された尿素濃度、
Ｋe＝尿素の透析器有効クリアランス、である。
血漿水尿素濃度は上述したように計算することができ、治療開始時の尿素の量は本発明により概算されるので、体内の尿素の分布量Ｖを計算することができる。この分布量Ｖは重要な臨床上のパラメータであり、これを高い精度で測定することができる。
本発明について、尿素などの人体からの物質除去に関連して述べてきた。同じ原理が、重炭酸イオン、酢酸塩、乳酸塩など、人体への物質追加に有効である。
本発明について、透析液内の尿素濃度を連続的に測定する尿素モニターに関連して述べてきた。例えば１分または数分の間隔など、濃度を断続的に測定する測定装置を使用することも可能である。
原則として、本発明は、流出透析液を特定の物質または組成に関して監視する腹膜透析に使用することもできる。特に患者の透析液を周期的に一部交換する潮汐自動腹膜透析で、本発明の原理を適用することができた。
本発明を、図面に示した実施形態に関して上述してきた。しかし、様々な構成要素および特徴を、図面に示したのと異なる方法で組み合わせることができ、他の方法も本発明の範囲に含まれる。本発明は、添付の請求の範囲によってのみ限定される。
【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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【図１０】
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