(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理される血液が体外循環ループ中において、半透過膜によって血液室と透析液室とに分割されているダイアライザの血液室に流入し、そして透析液が透析液路を通って該ダイアライザの透析液室に所定の流量で流入し、さらにそこでダイアライザから上流において該透析液路中の透析液の特定物質の濃度（透析液の入口側濃度ｃｄｉ（ｔ））が、所定の初期値ｃｄｉｌから出発して、変化し、そして再び該初期値に調整され、その結果ダイアライザから下流において透析液の前記物質の濃度（透析液の出口側濃度ｃｄｏ（ｔ））が、所定の初期値ｃｄｏｌから出発して、変化し、そして再び該初期値に調整され、透析液の出口側濃度ｃｄｏ（ｔ）を測定し、そしてダイアリサンスＤを該透析液の入口側濃度および該透析液の出口側濃度から決定する、体外血液処理中のダイアライザのダイアリサンスを決定する方法において、
透析液の出口側濃度ｃｄｏ（ｔ）と初期値ｃｄｏｌとの差の時間ｔにわたる積分、および透析液の入口側濃度ｃｄｉ（ｔ）と初期値ｃｄｉｌとの差の時間ｔにわたる積分から商を計算し、その計算において、それぞれの積分の極限値を透析液の入口側濃度ｃｄｉ（ｔ）を短期間変化させたボーラスの幅に基づいて決定し、系の偏差を考慮するための経験的な倍率を各積分値又は計算された商に乗じ、
そして前記ダイアリサンスＤを、決定された前記商および透析液路中の透析液の所定流量Ｑｄに基づいて決定し、その決定したダイアリサンスＤを表示部に表示することを特徴とする前記ダイアリサンスを決定する方法。
【請求項２】
透析液の入口側濃度がダイアライザの上流で測定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
透析液の入口側濃度または出口側濃度を決定するために、該透析液の伝導度が測定されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
処理する血液が体外循環ループを通って、半透過膜によって血液室と透析液室とに分割されているダイアライザの血液室に流入し、そして透析液が透析液路を通ってダイアライザの透析液室に流入し、さらに、
ダイアライザから上流において透析液路中の透析液の特定物質の濃度（透析液の入口側濃度ｃｄｉ（ｔ））を所定の初期値ｃｄｉｌから出発して、変化し、そして透析液の入口側濃度を該初期値に再調整するデバイス（２７）、
ダイアライザから下流において透析液の該物質の濃度（透析液の出口側濃度ｃｄｏ（ｔ））を測定する測定器（１８）、
透析液の入口側濃度ｃｄｉ（ｔ）とその透析液の出口側濃度ｃｄｏ（ｔ）とからダイアリサンスＤを決定するためのコンピュータ解析部（２３）、および
コンピュータ解析部に接続され、コンピュータ解析部が決定したダイアリサンスＤを表示する表示部（２６）、
以上のものとともに流量Ｑｄの該透析液を送達する透析液ポンプが前記透析液路に組み込まれている、血液処理装置と協働して請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法に用いる装置において、
コンピュータ解析部（２３）が、透析液の出口側濃度ｃｄｏ（ｔ）と所定の初期値ｃｄｏｌとの差の時間ｔにわたる積分、および透析液の入口側濃度ｃｄｉ（ｔ）と初期値ｃｄｉｌとの差の時間ｔにわたる積分から商を計算し、その計算において、それぞれの積分の極限値を透析液の入口側濃度ｃｄｉ（ｔ）を短期間変化させたボーラスの幅に基づいて決定し、系の偏差を考慮するための経験的な倍率を各積分値又は計算された商に乗じ、そしてダイアリサンスＤを、決定された前記商および透析液路中の透析液の前記所定流量Ｑｄに基づいて決定し、その決定したダイアリサンスＤを表示部（２６）に表示できるように構成されていることを特徴とする前記装置。
【請求項５】
透析液の入口側濃度ｃｄｉ（ｔ）を測定する測定器（１７）がダイアライザから上流に組み込まれていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
透析液の入口側または出口側濃度ｃｄｉ（ｔ）、ｃｄｏ（ｔ）を測定する測定器が、透析液路中でダイアライザから上流または下流にそれぞれ配置された伝導度センサ（１７、１８）を備えることを特徴とする請求項４または５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液の体外処理間にダイアライザのダイアリサンスを決定する方法、並びに該方法を使用するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
尿中に排出されることになる尿物質を血液から取り除き、そして水分と電解質（溶質）の除去を調節することは、ヒトの腎臓の重要な務めである。血液透析は、血液から尿物質を取り除き、そして血液中の電解質の濃度を調整することに関するものであり、腎不全を補償するために用いられる1つの処置方法である。
【０００３】
血液透析の間中、血液は体外ループにあるダイアライザ（透析器）の血液室を通り抜ける。この血液室は透析液室から半透過膜によって分離されている。血液電解質類を特定濃度で含む透析液が前記透析液室を通って流れる。透析液の物質濃度（Ｃｄ）は、健常人の血液の濃度に対応する。処理の間中、患者の血液と透析液は、膜の両側に沿って反対方向に、所定の流量（それぞれＱb，Ｑd）で流れる。尿物質は血液室からその膜を通って透析液室に拡散する。一方同時に、血液中および透析液中に存在する電解質類は、高濃度の室から低濃度の室へと拡散する。膜間圧力差をはたらかせることによって、物質交換はさらに影響されうる。
【０００４】
前記血液処理方法の最適化を可能とするためには、体外（インビボ）血液処理の間中、血液透析のパラメータを決定することが必要である。特に重要なものは、ダイアライザの交換性能についての値であり、これは所謂「クリアランス」または「ダイアリサンスＤ」として表現される。
【０００５】
ダイアライザにおいて規定条件下、特定物質が完全に取り除かれた１分当たりの仮想（計算された）血液量を１つの特定物質のクリアランスＫと呼ぶ。ダイアリサンスは、ダイアライザの性能を決めるための別の用語であり、そこでは透析液中の除去された物質の濃度が考慮される。前記パラメータに加えて、ダイアライザの性能を説明するのに他のパラメータもまた重要である。これらは血液の水分値、血液量および血液の入口側濃度等を含む。
【０００６】
血液の精製プロセスの定量化、並びに上で言及したパラメータ類を測定および数学的方法により決定することは、比較的に複雑である。必要とされる計算等の基礎に関しては、以下を参照すること。Sargent, J. A., Gotch, F. A., “Principles of biophysics of dialysis”：Replacement of  Renal Functions by Dialysis，W. Druckker, F. M. Parsons, J. F. Maher（publ.). Nijhoff, Den Haag, 1983。
【０００７】
与えられた電解質（例えば、限外ろ過量ゼロでのナトリウム）に対してダイアリサンスまたはクリアランスは、以下のように決定することができる。ダイアリサンスＤは、血液側での電解質類の物質移送（Ｑbｘ（ｃｂｉ−ｃｂｏ））と、ダイアライザの特定の投入量における血液および透析液間の該電解質類の濃度差（ｃｂｉ−ｃｄｉ）との関係に等しい。
【０００８】
【数１】
0004219094.tif 000002
【０００９】
そこで、物質収支に達するには：
【数２】
0004219094.tif 000003
【００１０】
このようにして、上記の式（１）および式（２）から次のようになる。
【数３】
0004219094.tif 000004
【００１１】
前記式（１）〜（３）において、Ｑb＝有効血液流量、Ｑd＝透析液流量、ｃｂ＝血液中の物質濃度、ｃｄ＝透析液中の物質濃度、ｉ＝透析器の入力、ｏ＝透析器の出力である。
【００１２】
前記有効血液流量とは、除去されるべき物質が溶解している血液成分の流量であり、言い換えれば該物質の溶液（水性）量に関する。物質によって、これは血漿水流量であるか、または血液水流量（すなわち、全血液中の総水分量）でありえる。
【００１３】
血液透析のパラメータをインビボで決定する公知の方法は、上記の考慮に基づくものである。これは測定の目的で血液側に直接なんら介入することなしにうまくやろうとする努力につながっている。というのは、そうすると危険性の無視できない源になるからである。従って、決定されるべき数値は、透析側で行われる測定のみから誘導されなくてはならない。
【００１４】
ＤＥ３９３８６６２Ｃ２公報（ＥＰ０４２８９２７Ａ１）には、血液透析のパラメータをインビボで決定する方法であり、透析物／電解質移送が２つの異なる透析入口側濃度で各々の場合、測定されるものが記載されている。血液の入口側濃度が一定であると仮定して、公知方法に従いダイアリサンスは次ぎのように決定される。すなわち、ダイアライザの入口側と出口側の透析液イオン濃度の差の差が第１の測定時および第２の測定時に決定される。これを入口側の透析液イオン濃度の第１の測定時と第２の測定時との差で割り、そして透析液流量を掛ける。前記方法においては、比較的長い測定時間が欠点であり、それは透析液が新しい入口側濃度に調整された後、新しい測定値が記録されうる前にダイアライザ出口側で安定な平衡状態が確立されなければならないという事実に帰することができる。システムに関連する要因で、ダイアライザ入口側での伝導度のジャンプがダイアライザ出口側での安定状態に至るまでに、ある一定の時間かかるときがある。さらに、装置が透析液の入口側濃度の一定値に調整されるのには、比較的長い時間が必要とされる。
【００１５】
ＥＰ０２７２４１４Ｂ１公報は、血液透析の間、血管内血液量の変化を決定する装置を記載している。該血管内血液量に加えて、ダイアライザのダイアリサンスもまた決定されている。ダイアリサンスを決定するためには、血液側と透析液側との両方において伝導度が測定され、血液側と透析液側との伝導度の変化を通して積分されると提案されているけれども、ダイアリサンスを決定するのに用いる測定方法は、詳細には説明されていない。
【００１６】
Handbook of Physiology，The Cardiovascular System, Vol.3, Peripheral Circulation and Organ Blood Flow，Part I，American Physiological Society，1983 中の Niels A. Lassen, Ole Henriksen, Per Sejrsen の論文によれば、信号畳み込みの問題が重要な役割を果たすとき、体内循環ループの１回の注入に対するボーラス応答およびそれに続く濃度の測定についてより詳しい解説が提供されている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、体外血液処理中の、ダイアリサンスの迅速な決定を可能にする方法を述べることである。本発明のさらなる目的は、前記方法のための装置を述べることである。
【００１８】
本発明に従えば、前記目的は、特許請求の範囲の請求項１または請求項４に記載された特徴によって達成される。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
濃度Ｄを決定するために、所定の初期値ｃｄｉｌから出発して、透析液の特定物質の濃度を透析液路中、ダイアライザから上流において変化させる（透析液の入口側濃度ｃｄｉｌ）、その後該初期値に再び調整する。例えば、高張性塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）溶液のボーラス、これは透析処置に影響を及ぼさないが、それをダイアライザから上流で透析液路に添加できる。その後、ダイアライザから下流で透析液中の前記物質の濃度（透析液の出口側濃度ｃｄｏ）を測定する。これは所定の初期値から変化するが、該初期値に再び調整される。透析液の入口側濃度の変化がその経時変化に関して知られていない場合、ダイアライザから上流で前記物質の濃度も測定する。
【００２０】
ダイアリサンスの決定は、それから商が得られる２つの積分の計算に基づく。前記商は、透析液の出口側濃度ｃｄｏとその初期値ｃｄｏｌとの差の時間にわたる積分、および透析液の入口側濃度ｃｄｉとその初期値ｃｄｉｌとの差の時間にわたる積分から算出される。ダイアリサンスは、前記商および透析液路中の透析液の所定流量を用いて決定される。積分は、濃縮液ボーラスの幅に基づく比較的狭い極限値内で行い得る。
【００２１】
透析液の入口側濃度として一定値を設定する必要がないことは、１つの利点である。濃縮液ボーラスを透析液供給路へ比較的制御なしに添加することで十分である。
【００２２】
透析液の伝導度を測定することによって、透析液の入口側または出口側濃度を決定することが好ましい。透析液路における透析液の入口側または出口側濃度を測定するのに、伝導度センサの代わりに光学センサおよび他のセンサを用いることが可能である。
【００２３】
本発明の方法、および該方法のための装置を本明細書に付帯する図面を参照して以下においてより詳しく説明する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
透析装置のダイアライザのダイアリサンスＤを決定するための装置は、別の構造グループを形成しうる。特に、ダイアリサンスを決定するための装置の幾つかの構成要素は既に公知の透析装置に存在するので、該装置は１つの透析装置の構成部分であってもよい。ダイアリサンスを決定するための装置を透析装置の必須構成要素とともに以下で説明する。
【００２５】
透析装置は、半透過膜２によって血液室３と透析液室４とに分割されているダイアライザ１を含む。血液供給路５は、患者から血液室３の入口へ通じ、そして血液還路６は、血液室３の出口から該患者に通ずる。血液ポンプ７は、体外循環系の血液流量を設定するが、これは前記血液供給路５に組み込まれている。
【００２６】
前記透析液室４の入口は、透析液供給路８を介して透析液源９に接続され、そして透析液室の出口は、透析液ドレイン路１０を介して出口１１に接続されている。透析液ポンプ１２は、透析液路中の透析液の流量を設定するが、これは前記透析液ドレイン路１０に組み込まれている。
【００２７】
前記血液ポンプ７および透析液ポンプ１２は、透析装置の中央制御部１５から制御線１３と１４を介して作動される。この中央制御部は、前記ポンプによって送達される液量を設定するのに用いられる入力部１６を備える。
【００２８】
測定器１７と１８は、ダイアライザ１の入口側での透析液の物質濃度およびダイアライザ１の出口側での透析液の物質濃度を測定するためのものであるが、これらは前記透析液供給路８および前記透析液ドレイン路１０にそれぞれ配置されている。ダイアライザ１から上流および下流で、透析液の入口側および出口側濃度ｃｄｉ、ｃｄｏを測定するのに用いられる前記測定器１７と１８は、伝導度センサを備えており、これは好ましくはナトリウム（Ｎａ）の濃度に基づいて透析液の温度補正された伝導度を測定する。前記伝導度センサは、データ線１９と２０を介してメモリ部２１に接続されている。メモリ部２１は、前記センサから測定値を受け取り、これらを時間連続的に記憶する。前記測定値は、データ線２２によってコンピュータ解析部２３に送られる。前記コンピュータ解析部は、透析液ポンプ１２によって送達される透析液路中の透析液の流量をデータ線２４上にある透析装置の中央制御部１５から受け取る。表示部２６は、データ線２５によって前記コンピュータ解析部に接続されており、それはダイアライザのダイアリサンスＤ、および随意に血液透析の他のパラメータを表示する。
【００２９】
透析液の入口側濃度ｃｄｉを変化させるデバイス２７は、ダイアライザ１から上流に組み込まれている。このデバイス２７を用いて、前記ダイアライザへ流入する透析液に濃縮液ボーラスを添加することが可能であり、その結果透析液のナトリウム濃度が該ダイアライザから上流で短期間、増加される。
【００３０】
ダイアリサンスＤを決定するのになされた測定は、制御部２８によって管理されており、それには透析液のナトリウム濃度を変化させるデバイス２７と前記コンピュータ解析部２３がデータ線２９、３０によって接続されている。
【００３１】
前記制御部２８に記憶される、ダイアリサンスＤを決定するプログラムを下記でさらに詳しく説明する。
【００３２】
測定の開始時、所定のナトリウム濃度である透析液が、透析液ポンプ１２によって決定される流量Ｑdでダイアライザ１の透析液室４を通って流れる。前記デバイス２７は、それから透析液の入口側濃度ｃｄｉを短期間増加させ（濃縮液ボーラス）、これはダイアライザから上流に組み込まれた伝導度センサ１７によって記録される。透析の間設定された透析液の出口側濃度ｃｄｏは、ダイアライザから下流に組み込まれた伝導度センサ１８によって得られる。
【００３３】
図２は、ダイアライザからの上流および下流での透析液の入口側および出口側濃度ｃｄｉ、ｃｄｏのカーブを示す。前記コンピュータ解析部は、下記式に従って、所定の透析液流量Ｑｄ、透析液の出口側濃度の初期値ｃｄｏｌ、入口側濃度の初期値ｃｄｉｌ、および透析液の入口側濃度と出口側濃度の経時的推移（ｃｄｉ（ｔ）、ｃｄｏ（ｔ））からダイアリサンスＤを演算する。
【数４】
0004219094.tif 000005
【００３４】
演算されたダイアリサンスＤは、そこでデバイス２６上に表示される。ダイアリサンスＤが既知である場合、別の血液透析パラメータ類、例えば血液の入力側濃度ｃｂｉが式３を用いて、計算されそして表示されうる。
【００３５】
分母∫（ｃｄｉ（ｔ）−ｃｄｉｌ）ｄｔは、図２中のカーブＩの下Ａと印された面に対応し、これは透析液の入口側濃度ｃｄｉの経時変化を説明する。分子∫（ｃｄｏ（ｔ）−ｃｄｏｌ）ｄｔは、カーブIIの下の面Ｂに対応し、これは透析液の出口側濃度ｃｄｏの経時変化を説明する。
【００３６】
積分の極限値は、ダイアリサンスＤを十分正確に決定できるような値でありえる。前記積分の極限値は、濃縮液ボーラスの幅に基づくものである。
【００３７】
前記方法を単純化するためには、例えばあまりにも小さすぎる積分極限値によって生じる系の偏差を考慮に入れるように該商に、または個別の積分に対して別々に商の経験的な倍率を使用することができる。
【００３８】
さらに加えて、限外ろ過量ＵＦ≠０そしてＵＦ≪ＱＢが使用される場合には、式（４）の代わりに次式（５）を用いることができる。
【数５】
0004219094.tif 000006
【図面の簡単な説明】
【図１】  ダイアリサンスを決定するための装置を血液透析装置の必須構成要素とともに図解して示した図である。
【図２】  時間の関数としての透析液の入口側および出口側濃度を示す図である。
【図１】
0004219094.tif 000007
【図２】
0004219094.tif 000008