CN111801124B - 细胞外液量计算装置和细胞外液量计算方法 - Google Patents

细胞外液量计算装置和细胞外液量计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明的细胞外液量计算装置具有：取得部，其构成为能够取得透析前的血浆尿酸浓度、透析后的血浆尿酸浓度、透析导致的尿酸去除量以及透析导致的除水量；以及运算部，其基于尿酸的透析前后的差异计算透析后的细胞外液量，所述尿酸的透析前后的差异基于以取得部取得的透析前的血浆尿酸浓度、透析后的血浆尿酸浓度、尿酸去除量以及除水量确定。

Description

细胞外液量计算装置和细胞外液量计算方法
技术领域
在本说明书中公开的技术一种涉及计算细胞外液量的技术。
背景技术
透析患者由于肾功能障碍，摄取的水全部积累在体内。在通过透析疗法去除积累在体内的水时，理论上进行除水直至细胞外区室的水量(以下也称作细胞外液量)与肾功能正常的人的细胞外液量相等。然而，实际上测量细胞外液量的方法没有被确立。因此，在当前，将推测为患者的细胞外液量与肾功能正常的人的细胞外液量相等时的患者体重定义为干体重，进行除水直至患者的体重成为干体重(Luik A,et al:Blood pressure controland fluid state in patients on long treatment time dialysis.J Am Soc Nephrol5:521,1994.)。干体重基于有无浮肿、血压水平、透析中有无血压下降、透析结束后有无疲劳感、从透析后半到透析后有无肌肉痉挛等临床症状一边反复试错一边确定(Jaeger JQand Mehta RL:Assessment of Dry Weight in Hemodialysis:An Overview.J Am SocNephrol 10:392-403,1999.)。然而，实际上临床症状的评价结果并不正确(Charra B,etal:Clinical assessment of dry weight.Nephrol Dial Transplant 11(Suppl 2):16-19,1996.)，并且，当经过某种程度的时间时，因为体脂含量、肌肉含量变化，所以即使确定了干体重，也不能将其长期使用(Jaeger JQ and Mehta RL:Assessment of Dry Weightin Hemodialysis:An Overview.J Am Soc Nephrol 10:392-403,1999.)。
在当前，评价患者的透析后体重是否与干体重一致的方法之一是检查有无浮肿。在患者的细胞外液量比肾功能正常的人的细胞外液量多3～5kg以上时，认为产生浮肿(Gunal AI:How to determine‘dry weight’？Kidney Int 3:377-379,2013.)。这意味着即使在假设患者处于设定的干体重的细胞外液量比肾功能正常的人的细胞外液量高但其程度仅为3～5kg以下的情况下，也不产生浮肿。因此，当要将有无浮肿作为指标判断干体重是否过低时，有时干体重被设定得高。此外，当水在体内过量地积累时，作为细胞外液的一部分的血液的量也增加，因而心脏扩张。因此，也存在将胸部X射线照片上的心脏相对于胸廓的大小(心胸比)作为指标评价干体重是否正确的方法。在血液透析结束后拍摄的胸部X射线照片上的心胸比为50％左右的情况下，判定为细胞外液量适当(Gunal AI:How todetermine‘dry weight’？Kidney Int 3:377-379,2013.)。另一方面，已知心房钠尿肽(以下称作hANP)当心脏承受负担时大量分泌。因此，对透析后的血液中的hANP浓度进行测定，在其为适当的浓度(40～60pg/mL)的情况下，判定为干体重适当(石井恵理子、他：血液透析(HD)患者の血中心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)値によるドライウエイト(DW)の判断基準に関する検討、日本透析医学会雑誌、37:1417-1422,2004.)。然而，已知就并发心力衰竭、心脏瓣膜病的患者而言，即使细胞外液量适当，hANP浓度也上升或者心胸比也增大(Brandt RR,et al:Atrial natriuretic peptide in heart failure.J Am CollCardiol.22(4Suppl A):86A-92A,1993.)。并且，心力衰竭、心脏瓣膜病在透析患者中高概率并发。
发明内容
发明要解决的课题
就透析患者而言，在透析前水在细胞外区室过量地积累。因此，在透析中进行除水直至患者的细胞外液量与肾功能正常的人的细胞外液量相等。即，在透析中进行除水直至患者的体重变成干体重。
确定干体重时的作为基础的细胞外液量基于临床症状推定。但是，临床症状的评价结果常常不正确。因此，透析中存在如下的问题：即使患者的体重除水到与干体重一致，透析后的细胞外液量实际上也不一定为适当的量。
此外，在各个透析患者中，脂肪含量、肌肉含量随着营养状态的变化而增减。此时，当将干体重固定时，细胞外液量随着脂肪含量、肌肉含量的变化而变化。为了防止这种情况，需要定期地更新干体重。然而，现有的干体重确定方法存在精度的问题，并且还存在为了将细胞外液量适当地保持不适于频繁地重新设定干体重的问题。例如，根据有无浮肿评价细胞外液量的方法从透析患者的外观来推定细胞外液量，因此由于皮肤的状态导致推定困难。此外，因为如果细胞外液量不比适当的细胞外液量增加3～5kg以上就不产生水肿(Gunal AI:How to determine‘dry weight’？Kidney Int 3:377-379,2013.)，所以在着眼于有无水肿的情况下，仅在细胞外液量显著增加时才能够检测到细胞外液量的异常。而且，有时判定由于判定者(例如医生)的技能而不同，未必能够可靠地判定。此外，根据胸部X射线照片评价细胞外液量的方法存在拍摄胸部X射线照片而花费劳力和时间的问题，并且存在需要用于拍摄X射线照片的设备的问题。而且，就心脏功能低下的患者即并发心力衰竭的患者、并发心脏瓣膜病的患者而言，存在即使干体重适当即细胞外液量适当心胸比也大的问题。即，当有心力衰竭、心脏瓣膜病时，心胸比失去可靠性。此外，根据hANP浓度评价细胞外液量的方法存在为了测定hANP浓度要花费高额费用而不适于频繁地进行的问题。而且，就心脏功能低下的患者即并发心力衰竭的患者或者有心脏瓣膜病的患者而言，存在即使细胞外液量适当hANP浓度也示出高值的问题。因此，就并发心脏病的患者而言，不能基于胸部X射线照片、hANP浓度正确地判断细胞外液量是否适当。
本说明书公开一种正确且容易地评价透析患者的细胞外液量的技术。
用于解决课题的方案
在本说明书中公开的第一细胞外液量计算装置具有：第一取得部，其构成为能够取得透析前的血浆尿酸浓度、透析后的血浆尿酸浓度、透析导致的尿酸去除量以及透析导致的除水量；以及第一运算部，其基于尿酸的透析前后的差异计算细胞外液量，所述尿酸的透析前后的差异基于以第一取得部取得的透析前的血浆尿酸浓度、透析后的血浆尿酸浓度、尿酸去除量和除水量确定。
在上述的细胞外液量计算装置中，通过着眼于尿酸在细胞外区室中的透析前后的差异来计算透析后的细胞外液量。并且，因为不是对透析后的细胞外液量进行推定而是基于实测的各个要素对透析后的细胞外液量进行计算，所以能够正确地评价透析后的细胞外液量是否适当。此外，因为透析前后的血浆尿酸浓度和透析导致的除水量能够几乎不产生额外的特别处理等而容易地取得，所以能够容易地评价透析后的细胞外液量。
一种计算细胞外液量的方法，具有：第一取得工序，取得透析前的血浆尿酸浓度；第二取得工序，取得透析后的血浆尿酸浓度；第三取得工序，取得透析导致的尿酸去除量和透析导致的除水量；以及计算工序，基于尿酸在细胞外区室中的透析前后的差异计算细胞外液量，所述尿酸在细胞外区室中的透析前后的差异基于由所述第一取得工序、所述第二取得工序以及所述第三取得工序取得的所述透析前的血浆尿酸浓度、所述透析后的血浆尿酸浓度、所述尿酸去除量以及所述除水量确定。
在上述的细胞外液量计算方法中，着眼于尿酸的差异计算透析后的细胞外液量。因此，能够正确且容易地评价在透析后适当的量的细胞外液是否残留在体内。
此外，在本说明书中公开的第二细胞外液量计算装置具有：第一取得部，其构成为能够取得不能通过细胞膜而能够通过毛细血管膜的物质在透析前的血浆浓度即透析前物质浓度、该物质在透析后的血浆浓度即透析后物质浓度、由透析去除的该物质的量即物质去除量以及透析导致的除水量；以及第一运算部，其基于该物质的透析前后的差异计算细胞外液量，所述该物质的透析前后的差异基于以第一取得部取得的透析前物质浓度、透析后物质浓度、物质去除量以及除水量确定。
在上述的细胞外液量计算装置中，着眼于满足不能通过细胞膜、能够通过毛细血管膜、且由透析去除这三个条件的物质计算透析后的细胞外液量。因此，能够实现与第一细胞外液量计算装置相同的作用效果。
附图说明
图1为示出实施例所涉及的细胞外液量计算装置的系统构成的图。
图2为示出分布在细胞内区室和细胞外区室的物质的示意图。
图3为示出运算装置对细胞外液量进行计算的处理的一个例子的流程图。
图4为示出标准化细胞内液量和标准化细胞外液量的关系的图。
图5为示出透析后的标准化细胞外液量的修正值(修正nECVe)的图，(a)示出适当水分组的修正nECVe和水分过量组的修正nECVe，(b)示出适当水分组的修正nECVe和脱水组的修正nECVe。
图6为示出糖尿病发病的透析患者的透析后的标准化细胞内液量每1个月的变迁的图。
图7为示出计算出的透析后的血细胞比容与实测的透析后的血细胞比容的关系的图。
具体实施方式
先列出以下进行说明的实施例的主要特征。需要说明的是，以下记载的技术要素是各自独立的技术要素，单独或通过各种组合发挥技术实用性，并不限于申请时权利要求记载的组合。
(特征1)在本说明书公开的细胞外液量计算装置中，能够通过在透析前后采集透析患者的血液容易地取得透析前血浆尿酸浓度和透析后血浆尿酸浓度。因此，能够几乎不产生额外的特别处理、高额的费用负担等而容易地计算细胞外液量。
(特征2)在本说明书公开的细胞外液量计算装置中，取得部也可以构成为还能够取得透析前的血细胞比容、透析后的血细胞比容、透析时间、在透析中通过透析器的血液流通速度、在透析中通过透析器的透析液流通速度以及用于透析的透析器的与尿酸有关的总物质移动-面积系数。运算部也可以基于以取得部取得的透析前的血细胞比容、透析后的血细胞比容以及血液流通速度计算血浆流通速度，基于以取得部取得的与尿酸有关的总物质移动-面积系数、在透析中通过透析器的透析液流通速度、以及计算出的血浆流通速度计算用于透析的透析器的尿酸清除率，基于以取得部取得的透析前血浆尿酸浓度、透析后血浆尿酸浓度、透析时间、以及计算出的尿酸清除率计算所述尿酸去除量。根据这样的构成，能够通过从透析前后的透析患者的血液中可容易地采集的数值和可容易地取得的与透析有关的各种数值来计算尿酸去除量。因此，能够不产生额外的特别处理、高额的费用负担等而容易地计算透析后的细胞外液量。
(特征3)在本说明书公开的细胞外液量计算装置中，取得部也可以构成为还能够取得透析前的体重和透析后的体重。运算部可以通过以取得部取得的透析前的体重和透析后的体重计算除水量。根据这样的构成，能够不产生额外的特别处理、高额的费用负担等而容易地计算透析后的细胞外液量。
(特征4)在本说明书公开的细胞外液量计算装置中，取得部也可以构成为还能够取得身高。运算部也可以通过以取得部取得的身高计算标准体重，将计算出的细胞外液量和细胞内液量转换为所述标准体重每1kg的量。根据这样的构成，能够将细胞外液量作为标准体重每1kg的量进行评价，因此能够降低由于透析患者的脂肪含量等的差异导致的体型的差异的影响，能够更正确地评价细胞外液量是否适当。
(特征5)在本说明书公开的细胞外液量计算装置中，取得部也可以构成为还能够取得分布在总体液中且通过细胞膜的物质即尿素的透析前血浆浓度、尿素的透析后血浆浓度以及由透析去除的尿素量。运算部也可以基于尿素在总体液中的透析前后的差异计算总体液量，通过计算出的总体液量和细胞外液量来计算细胞内液量，以计算出的细胞内液量修正细胞外液量，所述尿素在总体液中的透析前后的差异基于以取得部取得的透析前的血浆尿素浓度、透析后的血浆尿素浓度、尿素去除量以及除水量确定。根据这样的构成，尿素分布在总体液中，因此能够通过着眼于透析前后的尿素的差异来计算总体液量。此外，能够通过计算出的总体液量和细胞外液量来计算细胞内液量。已知细胞内液量随着肌肉含量变化。当肌肉含量变化时，细胞外液量也与肌肉含量的变化量对应地变化。然而，与肌肉含量的变化量对应的细胞外液量的变化量不对循环系统器官造成影响。因此，如果以细胞内液量修正细胞外液量，则能够从随着肌肉含量的变化而变化的细胞外液量中消除不对循环系统器官造成影响的部分。因此，能够通过以细胞内液量修正细胞外液量来降低肌肉含量的差异的影响，能够更正确地评价细胞外液量是否为对循环系统器官成为过量的负荷的水平。
(特征6)在本说明书公开的细胞外液量计算装置中，用于总体液量的计算的物质为尿素。根据这样的构成，能够容易地取得与尿素有关的透析器的总物质移动-面积系数、透析前的血浆尿素浓度以及透析后的血浆尿素浓度，因此能够容易地计算总体液量。
实施例
以下，对实施例所涉及的细胞外液量计算装置10进行说明。细胞外液量计算装置10计算透析患者体内的细胞外液量。已知无论透析患者的体内水分量变得过量(即患者处于水分过多的状态)还是体内水分量不足(即患者处于脱水状态)，细胞内区室40的水量几乎不变，仅细胞外区室50的水量增加或减少。因此，需要以透析导致的除水进行调整的是透析后的细胞外液量。因此，为了在透析后评价透析患者的细胞外液量是否为适当量，本实施例的细胞外液量计算装置10计算透析患者在透析后的细胞外液量。
如图1所示，细胞外液量计算装置10由运算装置12和界面(interface)装置30构成。运算装置12例如能够由具有CPU、ROM、RAM等的计算机构成。通过计算机执行程序，运算装置12作为图1所示的计算部20等发挥功能。关于计算部20的处理，在后面进行详细叙述。需要说明的是，计算部20是“运算部”的一个例子。
此外，如图1所示，运算装置12具有患者信息存储部14、透析信息存储部16以及计算方法存储部18。患者信息存储部14存储与透析患者有关的各种信息。患者信息存储部14存储经由界面装置30输入的透析患者的信息、由计算部20计算出的透析患者的信息。经由界面装置30输入的透析患者的信息为例如透析患者的透析前后的血浆尿酸浓度、血浆尿素浓度、血清钠浓度、血细胞比容、透析患者的身高等。由计算部20计算出的透析患者的信息为例如基于经由界面装置30输入的信息计算出的透析后的细胞外液量、总体液量、细胞内液量等。
透析信息存储部16存储与透析有关的各种信息。透析信息存储部16存储经由界面装置30输入的与透析有关的信息、由计算部20计算出的与透析有关的信息。经由界面装置30输入的与透析有关的信息为例如透析导致的除水量、透析时间、在透析中通过透析器的血液流通速度和透析液流通速度、用于透析的透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数的目录值等。由计算部20计算出的与透析有关的信息为例如基于经由界面装置30输入的信息计算出的尿酸去除量等。
计算方法存储部18存储为了计算透析后的细胞外液量使用的各种数学式。例如，计算方法存储部18存储在以下详细说明的由数学式3、12、14、20、23～26、28、30、38～41、43等表示的公式。计算部20通过将患者信息存储部14和透析信息存储部16所存储的各种数值代入计算方法存储部18所存储的数学式来计算为了计算透析后的细胞外液量、透析后的细胞内液量等使用的各种数值。
界面装置30是向操作者提供(输出)由细胞外液量计算装置10计算出的各种信息的显示装置，并且是接受来自操作者的指示、信息的输入装置。例如，界面装置30能够向操作者显示计算出的透析后的细胞外液量、透析后的细胞内液量、以标准体重进行了标准化的透析后的细胞内液量、以透析后的细胞内液量等修正了的透析后的标准化细胞外液量等。此外，界面装置30能够接受与透析患者有关的各种信息(透析前后的血浆尿酸浓度、血浆尿素浓度、血清钠浓度、血细胞比容、身高等)、与透析有关的各种信息(除水量、透析时间、通过透析器的血液流通速度、通过透析器的透析液流通速度、透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数的目录值等)等的输入。需要说明的是，界面装置30是“取得部”的一个例子。
在此，对使用从界面装置30输入的各种信息来计算透析后的细胞外液量的方法进行说明。本实施例的细胞外液量计算装置10着眼于尿酸在细胞外区室50中的透析前后的差异来计算透析后的细胞外液量。如图2所示，体内的水分区室被分成细胞内区室40和细胞外区室50，细胞外区室50被进一步分成间质区室52和血管区室54。尿酸分布在细胞内区室40和细胞外区室50两者，但在透析时间即4小时左右，实质上不通过细胞膜。因此，由于尿酸在透析中不通过细胞膜42而通过毛细血管膜56，能够通过着眼于尿酸在细胞外区室50中的透析前和透析后的差异来计算透析后的细胞外液量。
对基于尿酸在细胞外区室50中的透析前后的差异计算透析后的细胞外液量的方法进一步详细地进行说明。由透析从细胞外区室50去除的尿酸量(以下也称作“尿酸去除量”)与在透析前分布在细胞外区室50的尿酸量和在透析后分布在细胞外区室50的尿酸量之差一致。分布在细胞外区室50的尿酸量能够作为细胞外液量和在细胞外区室50中的尿酸浓度之积来计算。因此，以下的由数学式1表示的公式成立。其中，acidE表示尿酸去除量，ecfVs表示透析前的细胞外液量，ecfVe表示透析后的细胞外液量，acidCs表示透析前在细胞外区室50中的尿酸浓度，acidCe表示透析后在细胞外区室50中的尿酸浓度。另外，因为尿酸通过毛细血管膜56，所以在血管区室54中的尿酸浓度等于在间质区室52中的尿酸浓度。此外，因为细胞外区室50是合并了血管区室54和间质区室52的区室，所以在细胞外区室50中的尿酸浓度也是在血管区室54中的尿酸浓度。因此，在细胞外区室50中的尿酸浓度也是血浆尿酸浓度。
[数学式1]
acidE＝ecfVs×acidCs-ecfVe×acodCe
接下来，对透析中的水在细胞外区室50中的差异进行说明。透析前的细胞外液量和透析后的细胞外液量之差与在透析中从细胞外区室50移动到细胞外区室50外的水量一致。此外，在透析中从细胞外区室50移动到细胞外区室50外的水量与由透析去除到体外的水量(以下也仅称作“除水量”)和在透析中从细胞外区室50移动到细胞内区室40的水量(以下也称作“从细胞外区室50移动到细胞内区室40的水量”)之和一致。因此，以下的由数学式2表示的公式成立。其中，dialEW表示除水量，cellEW表示从细胞外区室50移动到细胞内区室40的水量。
[数学式2]
ecfVs-ecfVe＝dialEW+cellEW
通过上述的由数学式1、2表示的公式，可得到以下的由数学式3表示的公式。
[数学式3]
Figure BDA0002579480410000091
如上所述，透析前在细胞外区室50中的尿酸浓度acidCs与透析前的血浆尿酸浓度相等，透析后在细胞外区室50中的尿酸浓度acidCe与透析后的血浆尿酸浓度相等。并且，透析前的血浆尿酸浓度acidCs和透析后的血浆尿酸浓度acidCe能够作为实测值取得。此外，除水量dialEW也能够作为实测值取得。因此，如果能够取得或计算从细胞外区室50移动到细胞内区室40的水量cellEW和尿酸去除量acidE，则能够使用上述的由数学式3表示的公式计算透析后的细胞外液量ecfVe。
此外，从细胞外区室50移动到细胞内区室40的水量cellEW能够基于钠浓度在细胞外区室50中的变动计算。钠实质上不通过细胞膜42，但水通过细胞膜42(参照图2)。另一方面，钠浓度的细胞内外的比率始终保持固定。因此，当在细胞外区室50中的钠浓度变动时，与此相伴，水通过细胞膜42从细胞外区室50向细胞内区室40移动或者从细胞内区室40向细胞外区室50移动以使细胞内外的钠浓度的比率不变动。并且，在随着钠浓度在细胞外区室50中的变动水从细胞外区室50向细胞内区室40移动时，细胞内区室40的钠被稀释。另一方面，在随着细胞外区室50的钠浓度的变动水从细胞内区室40向细胞外区室50移动时，细胞内区室40的钠被浓缩。
因为钠浓度的细胞内外的比率始终保持固定，所以以下的由数学式4、数学式5表示的公式成立。其中，naR表示细胞内外的钠浓度的比率，(icf)naCs表示透析前在细胞内区室40中的钠浓度，(ecf)naCs表示透析前在细胞外区室50中的钠浓度，(icf)naCe表示透析后在细胞内区室40中的钠浓度，(ecf)naCe表示透析后在细胞外区室50中的钠浓度。需要说明的是，因为钠通过毛细血管膜56，所以在细胞外区室50中的钠浓度与血清钠浓度相等。
[数学式4]
Figure BDA0002579480410000092
[数学式5]
Figure BDA0002579480410000101
此外，钠实质上不通过细胞膜42，因此分布在细胞内区室40的钠的量在透析前后不变化。因此，以下的由数学式6表示的公式成立。其中，icfVs表示透析前的细胞内液量，icfVe表示透析后的细胞内液量。
[数学式6]
icfVs×(icf)naCs＝icfVe×(icf)naCe
通过上述的由数学式4～6表示的公式，可得到以下的由数学式7表示的公式。
[数学式7]
icfVs×(ecf)naCs＝icfVe×(ecf)naCe
此外，移动到细胞内区室40的水量cellEW与在透析后增加了的细胞内液量一致。因此，以下的由数学式8表示的公式成立。
[数学式8]
cellEW＝ifcfVe-icfVs
通过上述的由数学式7、8表示的数学式，可得到以下的由数学式9表示的公式。
[数学式9]
Figure BDA0002579480410000102
此外，透析后的总体液量与透析后的细胞内液量icfVe和透析后的细胞外液量ecfVe之和一致。因此，以下的由数学式10表示的公式成立。其中，wbVe表示透析后的总体液量。
[数学式10]
wbVe＝icfVe+ecfVe
通过上述的由数学式9、10表示的公式，可得到以下的由数学式11表示的公式。
[数学式11]
Figure BDA0002579480410000111
因此，通过代入数学式11，上述的由数学式3表示的公式能够改写成以下的由数学式12表示的公式。
[数学式12]
Figure BDA0002579480410000112
如上所述，透析前在细胞外区室50中的钠浓度(ecf)naCs与透析前的血清钠浓度一致，透析后在细胞外区室50中的钠浓度(ecf)naCe与透析后的血清钠浓度一致。因此，透析后在细胞外区室50中的钠浓度(ecf)naCe和透析前在细胞外区室50中的钠浓度(ecf)naCs能够作为实测值取得。此外，如上所述，除水量dialEW、透析前在细胞外区室50中的尿酸浓度acidCs、透析后在细胞外区室50中的尿酸浓度acidCe能够作为实测值取得。因此，如果能够取得或计算透析后的总体液量wbVe和尿酸去除量acidE，则能够使用上述的由数学式12表示的公式计算透析后的细胞外液量ecfVe。以下，对透析后的总体液量wbVe和尿酸去除量acidE的计算方法进行说明。
首先，对透析后的总体液量wbVe的计算方法进行说明。尿素通过细胞膜42(参照图2)，因此分布在体内的水分区室整个区域。因此，着眼于尿素的分布来计算透析后的总体液量wbVe。
由透析去除的尿素量(以下也称作“尿素去除量”)，与在透析前分布在水分区室整个区域的尿素量和在透析后分布在水分区室整个区域的尿素量之差一致。此外，透析前的总体液量与透析后的总体液量wbVe和除水量dialEW之和一致。因此，以下的由数学式13表示的公式成立。其中，ureaE表示尿素去除量，ureaCs表示透析前在水分区室整个区域中的尿素浓度，ureaCe表示透析后在水分区室整个区域中的尿素浓度。
[数学式13]
ureaE＝(wbVe+dialEW)×ureaCs-wbVe×ureaCa
当将上述的由数学式13表示的公式改写时，可得到以下的由数学式14表示的公式。
[数学式14]
Figure BDA0002579480410000121
透析前在水分区室整个区域中的尿素浓度ureaCs与透析前的血浆尿素浓度一致，透析后在水分区室整个区域中的尿素浓度ureaCe与透析后的血浆尿素浓度一致。因此，透析前在水分区室整个区域中的尿素浓度ureaCs和透析后在水分区室整个区域中的尿素浓度ureaCe能够作为实测值取得。此外，如上所述，除水量dialEW能够作为实测值取得。因此，如果能够取得或计算尿素去除量ureaE，则能够计算透析后的总体液量wbVe。
尿素去除量ureaE例如可以通过测定被透析液去除的尿素量取得，也可以基于用于透析的透析器的尿素清除率来计算。以下，对通过透析器的尿素清除率计算尿素去除量ureaE的方法进行说明。
在透析中，已知血浆尿素浓度呈指数函数下降。因此，以下的由数学式15表示的公式成立。其中，ureaC(t)表示透析中的在时间t处的血浆尿素浓度。此外，ureaA作为系数，使用以下的由数学式16表示的公式计算。Td表示透析时间。
[数学式15]
ureaC(t)＝ureaCs×exp(ureaA×t)
[数学式16]
Figure BDA0002579480410000131
通过上述的由数学式15、16表示的公式，可得到以下的由数学式17表示的公式。
[数学式17]
Figure BDA0002579480410000132
此外，透析中的在时间t处的尿素去除速度能够作为透析器的尿素清除率和在时间t处的血浆尿素浓度ureaC(t)之积计算。因此，以下的由数学式18表示的公式成立。其中，ureaF(t)表示透析中的在时间t处的尿素去除速度，ureaK表示透析器的尿素清除率。
[数学式18]
ureaF(t)＝ureaK×ureaC(t)
已知透析器的尿素的清除率能够使用已知的公式通过在透析器附上的目录所记载的该透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数(以下也称作“透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数的目录值”)、在透析中通过透析器的血液流通速度以及在透析中通过透析器的透析液流通速度来计算。尿素既分布在血浆中也分布在血球内。即，尿素分布在血液中的全部区室。因此，在计算透析器的尿素清除率时，使用通过透析器的血液流通速度。通过透析器的血液流通速度在透析中基本为固定，因此透析器的尿素清除率ureaK为不依赖于时间t的常数。因此，当将上述的由数学式18表示的公式从t＝0到t＝Td进行积分时，能够计算尿素去除量ureaE。因此，使用以下的由数学式19表示的公式计算尿素去除量ureaE。
[数学式19]
Figure BDA0002579480410000133
通过上述的由数学式17、19表示的公式，可得到以下的由数学式20表示的公式。
[数学式20]
Figure BDA0002579480410000141
透析时间Td能够作为实测值取得。此外，如上所述，透析前的血浆尿素浓度ureaCs和透析后的血浆尿素浓度ureaCe能够作为实测值取得。
综上，能够通过将取得的透析时间Td、透析前的血浆尿素浓度ureaCs以及透析后的血浆尿素浓度ureaCe与透析器的尿素清除率ureaK一起代入上述的由数学式20表示的公式来计算尿素去除量ureaE，所述透析器的尿素清除率ureaK通过透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数的目录值、在透析中通过透析器的血液流通速度以及在透析中通过透析器的透析液流通速度来计算出。然后，通过将计算出的尿素去除量ureaE、以及取得的透析前的血浆尿素浓度ureaCs、透析后的血浆尿素浓度ureaCe、除水量dialEW代入上述的由数学式14表示的公式，能够计算透析后的总体液量wbVe。即，通过透析前的血浆尿素浓度ureaCs、透析后的血浆尿素浓度ureaCe、除水量dialEW、透析时间Td以及尿素清除率ureaK，能够计算透析后的总体液量wbVe。
需要说明的是，在本实施例中，透析器的尿素清除率ureaK使用透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数的目录值计算，但不限于这样的构成。例如，在透析器附上的目录中，有时记载有规定的血液流通速度和规定的透析液流通速度的尿素清除率来代替该透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数。在这样的情况下，也可以通过目录所记载的血液流通速度、透析液流通速度以及尿素清除率计算与尿素有关的总物质移动-面积系数，通过计算出的与尿素有关的总物质移动-面积系数、在透析中通过透析器的血液流通速度以及在透析中通过透析器的透析液流通速度来计算透析器的尿素的清除率。
其次，对尿酸去除量acidE进行说明。尿酸去除量acidE例如可以通过测定被透析液去除的尿酸量来取得，也可以基于血浆尿酸浓度和用于透析的透析器的尿酸清除率计算。以下，对通过血浆尿酸浓度和用于透析的透析器的尿酸清除率来计算尿酸去除量acidE的方法进行说明。
在透析中，已知血浆尿酸浓度呈指数函数下降。因此，以下的由数学式21表示的公式成立。其中，acidC(t)表示透析中的在时间t处的血浆尿酸浓度。此外，acidA作为系数，使用以下的由数学式22表示的公式计算。
[数学式21]
acidC(t)＝acidCs×exp(acidA×t)
[数学式22]
Figure BDA0002579480410000151
通过上述的由数学式21、22表示的公式，可得到以下的由数学式23表示的公式。
[数学式23]
Figure BDA0002579480410000152
此外，透析中的在时间t处的尿酸去除速度能够通过在时间t处的透析器的尿酸清除率和在时间t处的血浆尿酸浓度acidC(t)之积来计算。因此，以下的由数学式24表示的公式成立。其中，acidF(t)表示透析中的在时间t处的尿酸去除速度，acidK(t)表示透析中的在时间t处的尿酸清除率。
[数学式24]
acidF(t)＝acidK(t)×acidC(t)
需要说明的是，透析器的尿素清除率ureaK为常数，另一方面，透析器的尿酸清除率acidK(t)为依赖于时间t的变数。尿素在血管区室54中既分布在血浆中也分布在血球内，且通过作为细胞膜的红血球膜。另一方面，尿酸与尿素同样地在血管区室54中既分布在血浆中也分布在血球内(Nagendra S,et al:A comparative study of plasma uric acid,erythrocyte uric acid and urine uric acid levels in type 2diabeticsubjects.Merit Research Journal 3:571-574,2015)，但不透过作为细胞膜的红血球膜。因此，透析中尿酸仅被从血浆区室去除(Eric Descombes,et al:Diffusion kinetics ofurea,creatinine and uric acid in blood during hemodialysis.Clinicalimplications.Clinical Nephrology 40:286-295,1993)。因此，在计算透析器的尿酸清除率acidK(t)时，不使用通过透析器的血液流通速度而使用通过透析器的血浆流通速度。随着透析中的血液由于除水而浓缩，在透析中的血细胞比容随时间上升。因此，血浆流通速度在透析中不为固定。因此，使用通过透析器的血浆流通速度计算出的透析器的尿酸清除率acidK(t)也随着通过透析器的血浆流通速度的随时间变化而变化。即，透析器的尿酸清除率acidK(t)为依赖于时间t的变数。
此外，透析器的尿素清除率ureaK为常数，因此在计算出尿素去除量ureaE时，如上述的数学式19所示，将由数学式18表示的公式从t＝0到t＝Td进行积分。与此相对，透析器的尿酸清除率acidK(t)为依赖于时间t的变数，因此在计算尿酸去除量acidE时，将使用由数学式24表示的公式计算出的在时间t处的尿酸去除速度从t＝0到t＝Td以固定间隔(例如0.1分钟间隔)进行累计。即，使用以下的由数学式25表示的公式计算出尿酸去除量acidE。
[数学式25]
Figure BDA0002579480410000161
透析时间Td能够作为实测值取得。此外，在时间t处的血浆尿酸浓度acidC(t)能够使用上述的由数学式23表示的公式计算。因此，如果能够取得或计算在时间t处的尿酸清除率acidK(t)，则能够使用上述的由数学式25表示的公式计算尿酸去除量acidE。
在时间t处的尿酸清除率acidK(t)能够使用对透析器的溶质的清除率进行计算的已知的公式计算。即，在时间t处的尿酸清除率acidK(t)能够使用以下的由数学式26表示的公式计算。其中，acidKoA表示透析器的与尿酸有关的总物质移动-面积系数，QPt表示透析中的在时间t处的通过透析器的血浆流通速度，QD表示通过透析器的透析液流通速度。
[数学式26]
Figure BDA0002579480410000162
通过透析器的透析液流通速度QD能够作为实测值取得。因此，如果能够取得或计算透析器的与尿酸有关的总物质移动-面积系数acidKoA和在时间t处的通过透析器的血浆流通速度QPt，则能够计算在时间t处的尿酸清除率acidK(t)。
对为了计算透析中的在时间t处的尿酸清除率acidK(t)使用的透析器的与尿酸有关的总物质移动-面积系数acidKoA和在时间t处通过透析器的血浆流通速度QPt的计算方法进行说明。首先，对透析器的与尿酸有关的总物质移动-面积系数acidKoA的计算方法进行说明。
溶质的总物质移动-面积系数与扩散系数成比例。因此，在透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数、尿素的扩散系数、透析器的与尿酸有关的总物质移动-面积系数以及尿酸的扩散系数之间存在以下的由数学式27表示的公式。其中，acidD表示尿酸的扩散系数，ureaD表示尿素的扩散系数，ureaKoA表示尿素的总物质移动-面积系数。
[数学式27]
Figure BDA0002579480410000171
已知尿酸的扩散系数acidD为1.4×106cm2/sec，尿素的扩散系数ureaD为2.6×106cm2/sec。当将这些数值代入由数学式27表示的公式时，可得到以下的由数学式28表示的公式。
[数学式28]
acidKoA＝0.53846 ureaKoA
在透析器附上的目录中记载有透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数ureaKoA。因此，能够通过将透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数的目录值代入由数学式28表示的公式的透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数ureaKoA来计算与尿酸有关的总物质移动-面积系数acidKoA。
接下来，对在时间t处计算通过透析器的血浆流通速度QPt的方法进行说明。血浆是从血液中除去了血球成分的区室的名称。因此，血液中的血浆区室的量用以下的数学式29表示。其中，PV表示血浆量，BV表示血液量，Ht表示血细胞比容。
[数学式29]
PV＝{1-Ht/100}×BV
当将由数学式29表示的公式改写成透析中的在时间t处通过透析器的血液流通速度和血浆流通速度的关系时，可得到由数学式30表示的公式。其中，Ht(t)表示透析中的在时间t处的血细胞比容(％)，QB表示透析中的在时间t处通过透析器的血液流通速度，QPt表示透析中的在时间t处的通过透析器的血浆流通速度。透析中通过透析器的血液流通速度QB是固定的。
[数学式30]
QPt＝{1-Ht(t)/100}×QB
在此，通过透析器的血液流通速度QB不随时间变化，且能够作为实测值取得。因此，如果能够计算在时间t处的血细胞比容Ht(t)，则能够计算通过透析器的血浆流通速度QPt。因此，对在时间t处的血细胞比容Ht(t)的计算方法进行说明。
如果除水速度为固定，则透析中的体内的血液量大致呈直线下降。这也通过本发明人观察BV计(血容量计)的测定结果确认了。因此，当将透析中的在时间t处的血液量定义为BV(t)、t＝0时的血液量定义为BVs时，透析中的在时间t处的血液量BV(t)用以下的由数学式31表示的公式表示。不过，通常α取负值。
[数学式31]
BV(t)＝α×t+BVs
将透析结束时的血液量定义为BVe，能够通过将t＝Td代入由数学式31表示的公式来计算α值。
[数学式32]
BVe＝α×Td+BVs
当改写上述的数学式32时，可得到以下的数学式33。
[数学式33]
Figure BDA0002579480410000191
当将用由数学式33表示的公式计算出的α代入上述的由数学式31表示的公式时，可得到以下的由数学式34表示的公式。
[数学式34]
Figure BDA0002579480410000192
另一方面，体内的红血球的总数为固定不随时间变化。这意味着红血球容积的总和也为固定不随时间变化。体内的红血球容积的总和，可作为体内的血液量和血细胞比容的1/100之积求出。因此，可得到以下的由数学式35～37表示的公式。其中，TE表示体内的红血球容积的总和。
[数学式35]
BV(t)×Ht(t)/100＝TE
[数学式36]
BVs×Hts/100＝TE
[数学式37]
BVe×Hte/100＝TE
通过上述的由数学式34表示的公式和由数学式35～37表示的公式，可得到以下的由数学式38表示的公式。
[数学式38]
Figure BDA0002579480410000193
透析前的血细胞比容Hts和透析后的血细胞比容Hte能够作为实测值取得。此外，如上所述，透析时间Td能够作为实测值取得。因此，能够通过将透析前的血细胞比容Hts、透析后的血细胞比容Hte以及透析时间Td代入上述的由数学式38表示的公式来计算透析中的在时间t处的血细胞比容Ht(t)。然后，能够通过将使用由数学式38表示的公式计算出的在时间t处的血细胞比容Ht(t)和取得的通过透析器的血液流通速度QB代入由数学式30表示的公式来计算在时间t处通过透析器的血浆流通速度QPt。即，能够通过透析前的血细胞比容Hts、透析后的血细胞比容Hte、透析时间Td以及血液流通速度QB来计算在时间t处通过透析器的血浆流通速度QPt。
能够通过将使用由数学式28表示的公式计算出的尿酸的总物质移动-面积系数acidKoA、使用由数学式30、38表示的公式计算出的在时间t处通过透析器的血浆流通速度QPt、以及取得的通过透析器的透析液流通速度QD代入由数学式26表示的公式来计算在时间t处的尿酸清除率acidK(t)。即，能够通过透析前的血细胞比容Hts、透析后的血细胞比容Hte、透析时间Td、通过透析器的血液流通速度QB、通过透析器的透析液流通速度QD以及透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数ureaKoA的目录值来计算在时间t处的尿酸清除率acidK(t)。
此外，能够通过将使用由数学式26表示的公式计算出的在时间t处的尿酸清除率acidK(t)和使用由数学式23表示的公式计算出的在时间t处的血浆尿酸浓度acidC(t)代入由数学式25表示的公式来计算尿酸去除量acidE。即，能够通过透析前的血浆尿酸浓度acidCs、透析后的血浆尿酸浓度acidCe、透析前的血细胞比容Hts、透析后的血细胞比容Hte、透析时间Td、通过透析器的血液流通速度QB、通过透析器的透析液流通速度QD以及透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数ureaKoA的目录值来计算尿酸去除量acidE。
进而，能够通过将使用由数学式14表示的公式计算出的透析后的总体液量wbVe、使用由数学式25表示的公式计算出的尿酸去除量acidE、以及取得的透析前的血浆尿酸浓度acidCs、透析后的血浆尿酸浓度acidCe、透析前的血清钠浓度(ecf)naCs、透析后的血清钠浓度(ecf)naCe、除水量dialEW代入由数学式12表示的公式来计算透析后的细胞外液量ecfVe。
综上，在本实施例中透析后的细胞外液量ecfVe能够通过透析前的血浆尿酸浓度acidCs、透析后的血浆尿酸浓度acidCe、透析前的血浆尿素浓度ureaCs、透析后的血浆尿素浓度ureaCe、透析前血清钠浓度(ecf)naCs、透析后的血清钠浓度(ecf)naCe、透析前的血细胞比容Hts、透析后的血细胞比容Hte、除水量dialEW、透析时间Td、通过透析器的血液流通速度QB、通过透析器的透析液流通速度QD以及透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数ureaKoA的目录值来计算。
接下来，对细胞外液量计算装置10计算透析后的细胞外液量ecfVe的处理进行说明。图3为示出细胞外液量计算装置10对透析后的细胞外液量ecfVe进行计算的处理的一个例子的流程图。在图3所示的处理中，步骤S12～步骤S20的处理是用于对透析后的细胞外液量ecfVe进行计算的处理，步骤S12～步骤S22的处理是用于对透析后的细胞内液量icfVe进行计算的处理，步骤S24的处理是用于以标准体重对透析后的细胞外液量ecfVe和透析后的细胞内液量icfVe进行标准化的处理，步骤S26的处理是用于以标准化细胞内液量修正标准化细胞外液量从而计算透析后的标准化细胞外液量的修正值(修正nECVe)的处理。
如图3所示，首先，运算装置12取得与透析患者有关的各种信息(S12)。与透析患者有关的各种信息为例如透析前后的血浆尿酸浓度acidCs和acidCe、透析前后的血浆尿素浓度ureaCs和ureaCe、透析前后的血清钠浓度(ecf)naCs和(ecf)naCe、透析前后的血细胞比容Hts和Hte、透析患者的身高等。与透析患者有关的各种信息例如按以下的步骤取得。以透析前后的血浆尿酸浓度acidCs和acidCe的取得方法为例进行说明。首先，在透析前和透析后分别采集透析患者的血液。然后，将采集的透析前的血液离心分离成血球和血浆，测定被分离的血浆中的尿酸浓度acidCs，再将采集的透析后的血液离心分离成血球和血浆，测定被分离的血浆中的尿酸浓度acidCe。血浆中的尿酸浓度的测定方法没有特别限定。操作者将测定的透析前后的血浆尿酸浓度acidCs和acidCe输入界面装置30。被输入的透析前后的血浆尿酸浓度acidCs和acidCe被从界面装置30输出到运算装置12，被存储到患者信息存储部14。同样地，测定透析前后的血浆尿素浓度ureaCs和ureaCe以及透析前后的血清钠浓度(ecf)naCs和(ecf)naCe。再通过从透析患者采集的透析前后的血液分别测定透析前后的血细胞比容Hts和Hte。这些测定值经由界面装置30存储到患者信息存储部14。此外，关于透析患者的身高，也经由界面装置30存储到患者信息存储部14。
接下来，运算装置12取得与透析有关的各种信息(S14)。与透析有关的各种信息为例如除水量dialEW、透析时间Td、通过透析器的血液流通速度QB、通过透析器的透析液流通速度QD、透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数ureaKoA的目录值等。除水量dialEW、透析时间Td、通过透析器的血液流通速度QB、通过透析器的透析液流通速度QD、透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数ureaKoA的目录值由操作者输入到界面装置30。然后，除水量dialEW、透析时间Td、通过透析器的血液流通速度QB、通过透析器的透析液流通速度QD、透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数ureaKoA的目录值被从界面装置30输出到运算装置12，被存储到透析信息存储部16。
需要说明的是，在本实施例中，依次实施步骤S12、步骤S14，但不限于这样的构成。例如，也可以先实施步骤S14，其后实施步骤S12。此外，关于在步骤S12中取得的多个信息和在步骤S14中取得的多个信息的取得顺序，也没有特别限定。只要能够取得步骤S12和步骤S14的全部项目即可，例如，也可以在将在步骤S12中取得的多个信息全部取得之前，取得在步骤S14中取得的信息。
接下来，计算部20使用在步骤S12中取得的与透析患者有关的信息和在步骤S14中取得的与透析有关的信息计算透析后的总体液量wbVe(S16)。透析后的总体液量wbVe使用存储于计算方法存储部18的由上述的数学式14和数学式20表示的公式计算。具体地，首先，计算部20将存储于患者信息存储部14的透析前后的血浆尿素浓度ureaCs和ureaCe、以及存储于透析信息存储部16的透析时间Td、透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数ureaKoA的目录值代入由数学式20表示的公式计算尿素去除量ureaE。接下来，计算部20将使用由数学式20表示的公式计算出的尿素去除量ureaE、存储于患者信息存储部14的透析前后的血浆尿素浓度ureaCs和ureaCe、以及存储于透析信息存储部16的除水量dialEW代入由数学式14表示的公式计算透析后的总体液量wbVe。被计算出的透析后的总体液量wbVe被存储到患者信息存储部14。
需要说明的是，在本实施例中，尿素去除量ureaE由计算部20计算，但不限于这样的构成。例如，尿素去除量ureaE也可以通过测定被透析液去除的尿素量来取得。在该情况下，操作者将通过测定取得的尿素去除量输入到界面装置30，从界面装置30输出的尿素去除量被存储到透析信息存储部16。
接下来，计算部20使用在步骤S12中取得的与透析患者有关的信息和在步骤S14中取得的与透析有关的信息计算尿酸去除量acidE(S18)。尿酸去除量acidE使用存储于计算方法存储部18的上述的由数学式23～数学式26、数学式28、数学式30以及数学式38表示的公式计算。
具体地，首先，计算部20将存储于患者信息存储部14的透析前后的血细胞比容Hts和Hte、以及存储于透析信息存储部16的透析时间Td代入由数学式38表示的公式计算在时间t处的血细胞比容Ht(t)。接下来，计算部20将使用由数学式38表示的公式计算出的在时间t处的血细胞比容Ht(t)和存储于透析信息存储部16的通过透析器的血液流通速度QB代入由数学式30表示的公式计算在时间t处的通过透析器的血浆流通速度QPt。接下来，计算部20将存储于透析信息存储部16的透析器的与尿素有关的总物质移动-面积系数ureaKoA的目录值代入由数学式28表示的公式计算透析器的与尿酸有关的总物质移动-面积系数acidKoA。进而，计算部20将使用由数学式30表示的公式计算出的在时间t处的通过透析器的血浆流通速度QPt、存储于透析信息存储部16的通过透析器的透析液流通速度QD、以及使用由数学式28表示的公式计算出的透析器的尿酸的总物质移动-面积系数acidKoA代入由数学式26表示的公式计算在时间t处的尿酸清除率acidK(t)。接下来，计算部20将存储于患者信息存储部14的透析前后的血浆尿酸浓度acidCs和acidCe、以及存储于透析信息存储部16的透析时间Td代入由数学式23表示的公式计算在时间t处的血浆尿酸浓度acidC(t)。接下来，计算部20将使用由数学式23表示的公式计算出的在时间t处的血浆尿酸浓度acidC(t)和使用由数学式26表示的公式计算出的在时间t处的尿酸清除率acidK(t)代入由数学式24表示的公式计算在时间t处的尿酸去除速度acidF(t)。最后，计算部20通过将通过由数学式24表示的公式计算出的在时间t处的尿酸去除速度acidF(t)按照以数学式25表示的公式从t＝0到t＝Td每隔固定时间进行累计来计算尿酸去除量acidE。计算出的尿酸去除量acidE被存储到透析信息存储部16。
需要说明的是，在本实施例中，尿酸去除量acidE由计算部20计算，但不限于这样的构成。例如，尿酸去除量acidE也可以通过测定被透析液去除的尿酸量来取得。在该情况下，操作者将通过测定取得的尿酸去除量输入到界面装置30，从界面装置30输出的尿酸去除量被存储到透析信息存储部16。此外，在本实施例中，依次实施步骤S16、步骤S18，但不限于这样的构成。例如，也可以先实施步骤S18，其后实施步骤S16。
接下来，计算部20对透析后的细胞外液量ecfVe进行计算(S20)。透析后的细胞外液量ecfVe使用由上述的数学式12表示的公式计算。具体地，计算部20将在步骤S16中计算出的透析后的总体液量wbVe、在步骤S18中计算出的尿酸去除量acidE、存储于患者信息存储部14的透析前后的血浆尿酸浓度acidCs和acidCe及透析前后的血清钠浓度(ecf)naCs和(ecf)naCe、以及存储于透析信息存储部16的除水量dialEW代入由数学式12表示的公式计算透析后的细胞外液量ecfVe。像这样，能够通过从透析前后的透析患者的血液中可容易地采集的各种数值和可容易地取得的与透析有关的各种数值来将透析后的细胞外液量ecfVe作为具体的数值计算。
接下来，计算部20对透析后的细胞内液量icfVe进行计算(S22)。透析后的细胞内液量能够通过从透析后的总体液量wbVe中除去透析后的细胞外液量ecfVe计算。因此，以下的由数学式39表示的公式成立。其中，icfVe表示透析后的细胞内液量。
[数学式39]
icfVe＝wbVe-ecfVe
计算部20将在步骤S16中计算出的透析后的总体液量wbVe和在步骤S20中计算出的透析后的细胞外液量ecfVe代入由数学式39表示的公式计算透析后的细胞内液量icfVe。
接下来，计算部20通过在步骤S20中计算出的透析后的细胞外液量ecfVe计算每1kg标准体重的透析后的细胞外液量，并且通过在步骤S22中计算出的透析后的细胞内液量icfVe计算每1kg标准体重的透析后的细胞内液量(S24)。已知在标准体型的正常人的情况下，每1kg实测体重的细胞外液量大约为200mL，每1kg实测体重的细胞内液量大约为400mL。然而，透析患者的体脂含量与标准体型的正常人的体脂含量不同的情况较多，并且每个患者也不同。因此，即使在细胞外液量、总体液量相等的患者间，如果体脂含量不同则实测体重也不同。因此，即使细胞外液量、细胞内液量相等，如果实测体重因体脂含量的差异而不同，则每1kg体重的细胞外液量、细胞内液量也不同。即，即使患者的细胞外液量、细胞内液量与标准体型的正常人的细胞外液量、细胞内液量相等，如果体脂含量不同，则患者每1kg实测体重的细胞外液量不一定为200mL，并且患者每1kg体重的细胞内液量也不一定为400mL。
在本实施例中，考虑像这样的标准体型的正常人和患者的体脂含量的差异或患者间的体脂含量的参差不齐，从而用计算出的透析后的细胞外液量ecfVe除以标准体重而非实测体重来计算每1kg标准体重的透析后细胞外液量，并且用计算出的透析后细胞内液量icfVe除以标准体重来计算每1kg标准体重的透析后细胞内液量。
标准体重能够作为身高(m)的平方和22之积计算。因此，计算部20使用以下的由数学式40表示的公式计算每1kg标准体重的透析后的细胞外液量(以下也称作“透析后的标准化细胞外液量”)。其中，nECVe表示透析后的标准化细胞外液量(mL/kg)，IBW表示标准体重(kg)。
[数学式40]
Figure BDA0002579480410000251
进而，计算部20使用以下的由数学式41表示的公式计算每1kg标准体重的透析后的细胞内液量(以下也称作“透析后的标准化细胞内液量”)。其中，nICVe表示透析后的标准化细胞内液量(mL/kg)。
[数学式41]
Figure BDA0002579480410000252
透析患者的体型不仅在体脂含量的差异方面而且在肌肉含量的差异方面也与标准的正常人的体型不同的情况较多。肌肉含量根据各个肌肉细胞的肿大或萎缩而变化。而且，当肌肉细胞肿大时，细胞内液量必然增加肌肉细胞的肿大的量，同时包围肌肉细胞的细胞外液量也增加。另一方面，当肌肉细胞萎缩时，细胞内液量必然减少肌肉细胞的萎缩的量，同时包围肌肉细胞的细胞外液量也减少。因此，就比标准体型的正常人肌肉含量多的患者而言，透析后的标准化细胞内液量nICVe比标准体型的正常人的细胞内液量即400mL/kg多，透析后的标准化细胞外液量nECVe也比标准体型的正常人的细胞外液量即200mL/kg多。另一方面，就比标准体型的正常人肌肉含量少的患者而言，透析后的标准化细胞内液量nICVe比标准体型的正常人的细胞内液量即400mL/kg少，透析后的标准化细胞外液量nECVe也比标准体型的正常人的细胞外液量即200mL/kg少。
透析患者的细胞外液量不仅在肌肉含量增加了的情况下增加而且在患者体内水分过量地积累了的情况下也增加，并且不仅在肌肉含量减少了的情况下减少而且在患者体内的水分不足的情况下也减少。然而，细胞内液量不受细胞外液量的过量或不足的影响，因此仅在肌肉含量变化了的情况下增减。
透析患者的细胞外液量既在肌肉含量增加了的情况下增加也在饮水过多的情况下增加，但只有随着过多的饮水而增加的部分使血压上升，成为对心脏的负担。同样地，透析患者的细胞外液量既在肌肉含量减少了的情况下减少也在透析导致的除水过量等情况下减少，但只有随着透析导致的过量的除水等而减少的部分使血压降低，使血液向各脏器的供给减少。因此，计算部20基于在步骤S24中计算出的透析后的标准化细胞内液量nICVe修正在步骤S24中计算出的透析后的标准化细胞外液量nECVe(S26)。基于透析后的标准化细胞内液量nICVe修正了的透析后的标准化细胞外液量nECVe既能够理论上导出，也能够实验上求出。以下，作为基于透析后的标准化细胞内液量nICVe修正透析后的标准化细胞外液量nECVe的方法的一个例子，对实验上求出被修正了的透析后的标准化细胞外液量nECVe的方法进行说明。
在对主治医师基于临床症状判断为干体重为适当的227名透析患者的调查中，如图4所示，在透析后的标准化细胞内液量nICVe和透析后的标准化细胞外液量nECVe之间确认了由以下的由数学式42表示的公式示出的有意义的相关关系。
[数学式42]
nECVe＝001487×nICVe+177.6 (r＝0.45；P＜0.0001)
该结果表示当透析后的标准化细胞内液量nICVe增减1mL/kg时，透析后的标准化细胞外液量nECVe增减0.15mL/kg。在标准体型的正常人的情况下，每1kg体重的细胞内液量为约400mL。因此，如果将标准体型的正常人的细胞内液量即400mL/kg和透析患者的实际的透析后的标准化细胞内液量nICVe之差乘以0.15mL/kg的值与该患者的透析后的标准化细胞外液量nECVe合计，则假设在该患者的肌肉含量与标准体型的正常人的肌肉含量相等的情况下的透析后标准化细胞外液量、即透析后的标准化细胞外液量的修正值被计算出。因此，以下的由数学式43表示的公式成立。其中，修正nECVe表示透析后的标准化细胞外液量的修正值。
[数学式43]
修正nECVe＝0.15×(400-nICVe)+nECVe
修正nECVe是假设在该患者的肌肉含量与标准的体型的正常人的肌肉含量相等的情况下的透析后标准化细胞外液量。因此，与肌肉含量的多少无关，在修正nECVe为约200mL/kg的情况下，能够判定为透析患者在透析后的细胞外液量适当。另一方面，在修正nECVe从200mL/kg离开的情况下，能够判定为透析患者在透析后的细胞外液量不适当。
(实验例1)
另外，通过本发明人们进行的临床实验确认到：如果使用由上述的在细胞外液量计算装置10中采用的细胞外液量计算方法计算出的透析后的标准化细胞外液量，则能够评价患者的细胞外液量是否适当。
主治医生的试错的结果是，多数患者的体重被调整为不产生如下的临床症状的体重：在非透析时产生浮肿、高血压，在透析中血压降低，或者在透析结束后有疲劳感、肌肉痉挛等。然而，也存在极少数由于过量的水分积累在体内，尤其透析前的细胞外液量显著增加从而产生肺水肿的患者。另一方面，也存在尽管产生透析中的血压降低、透析结束后的疲劳感、肌肉痉挛等暗示脱水的临床症状，主治医师建议上调干体重，可是以解离性动脉瘤病史、存在脑动脉瘤、过去的主治医师强调了低干体重的好处、从读物中读到了低干体重的好处等理由拒绝上调干体重的患者。
在实验中，将产生肺水肿的患者作为水分过量组，将主治医生认为调整到适当的体重的患者组作为适当水分量组，并且将尽管观察到脱水症状可是拒绝调高干体重的患者组作为脱水组，使用上述的在细胞外液量计算装置10中采用的细胞外液量计算方法计算这些患者的标准化细胞外液量。即，执行上述步骤S12～S20的处理，计算透析后的细胞外液量ecfVe，接着执行上述的步骤S22～S24的处理，将该细胞外液量ecfVe转换为每1kg标准体重的细胞外液量(标准化细胞外液量，nECVe)，接下来执行步骤S26的处理，由此以标准化细胞内液量修正该标准化细胞外液量，计算标准化细胞外液量的修正值(修正nECVe)。根据病历，在过去3年间4名患者产生了肺水肿。因此，将这些在产生肺水肿的时间点的患者视为水分过量组。另一方面，在完成本发明的时间点，10名患者被视为处于脱水状态(脱水组)，227名患者被视为处于适当的水分状态(适当水分量组)。
图5示出了脱水组的修正nECVe、适当水分量组的修正nECVe以及水分过量组的修正nECVe的比较结果。如图5所示，适当水分量组的修正nECVe为220.1±39.3mL/kg(未修正的nECVe(即执行步骤S12～步骤S24的处理但未执行步骤S26的标准化细胞外液量nECVe)为215.0±40.6mL/kg(省略图示))。即，确认到：在适当水分量组中，透析后的标准化细胞外液量(nECVe)与有无修正无关，与文献所记载的正常人的每1kg体重的细胞外液量即200mL/kg(Hall,John(2011).Guyton and Hall textbook of medical physiology(12th ed.).Philadelphia,Pa.:Saunders/Elsevier.pp.286-287.)接近。
与此相对，同样地，如图5所示，脱水组的修正nECVe为167.3±13.4mL/kg(未修正的nECVe为187.3±19.7mL/kg(省略图示))。并且，水分过量组的修正nECVe为295.1±22.0mL/kg(未修正的nECVe为297.5±30.8mL/kg(省略图示))。即，在脱水组中，透析后的标准化细胞外液量的修正值(修正nECVe)比文献所记载的正常人的每1kg体重的细胞外液量即200mL/kg小，在水分过量组中，标准化细胞外液量(nECVe)与有无修正无关，比文献所记载的正常人的每1kg体重的细胞外液量即200mL/kg大。综上，能够确认：如果使用由上述的在细胞外液量计算装置10中采用的细胞外液量计算方法计算出的透析后的标准化细胞外液量，则能够评价患者的细胞外液量是否适当。
(实验例2)
此外，在本发明人们进行的实验中，确认到：通过计算细胞内液量，能够评价透析患者的肌肉含量。如上所述，细胞内液量根据肌肉含量的增减而增减。因此，即使在透析患者的体重不变化的情况下，在细胞内液量减少的情况下，也能够推定为透析患者的肌肉含量减少。即，通过计算细胞内液量，能够早期发现透析患者是肌肉减少症(葛谷雅文：超高齢社会におけるサルコペニアとフレイル.日内会誌104:2602-2607,2015)。
已知肌肉含量随着营养状态的恶化而急速下降(Fouque D,et al.:A proposednomenclature and diagnostic criteria for protein-energy wasting in acute andchronic kidney disease.Kidney Int 73:391-398,2008)。因此，本发明人们对由于持续性的左脚缺血性坏死和金黄色葡萄球菌感染持续，食欲下降、营养状态恶化的糖尿病患者的标准化细胞内液量的变迁进行了研究。如图6所示，该患者在6月黄色葡萄球菌感染与左脚的坏死病灶并发，以此为起点标准化细胞内液量降低。即，随着患者营养状态的恶化，标准化细胞内液量减少。综上，能够确认：通过计算标准化细胞内液量，能够评价透析患者的肌肉含量。
另外，在本实施例中，考虑在透析中从细胞外区室50移动到细胞内区室40的水量cellEW来计算透析后的细胞外液量ecfVe，但是也可以不考虑在透析中从细胞外区室50移动到细胞内区室40的水量cellEW。作为在透析中移动到细胞外区室50的水量，存在由透析去除到体外的除水量dialEW和在透析中从细胞外区室50移动到细胞内区室40的水量cellEW，因此当考虑两者时，能够更正确地计算透析后的细胞外液量ecfVe。然而，移动到细胞内区室的水量cellEW与由透析去除的除水量dialEW相比较极少，因此即使将移动到细胞内区室40的水量cellEW设为0，透析后的细胞外液量ecfVe也被基本正确地计算。因此，将移动到细胞内区室40的水量cellEW设为0，也可以计算透析后的细胞外液量ecfVe。在该情况下，将0作为移动到细胞内区室40的水量cellEW代入上述的由数学式3表示的公式。如果这样的话，在步骤S20中，计算部20通过将储存于患者信息存储部14的透析前后的尿酸浓度acidCs和acidCe、储存于透析信息存储部16的除水量dialEW、以及在步骤S18中计算出的尿酸去除量acidE代入由数学式3表示的公式，能够计算透析后的细胞外液量ecfVe。
此外，在本实施例中，对透析后的血细胞比容使用实测值，但是也可以通过实测的透析前的血细胞比容、患者体重以及除水量计算透析后的血细胞比容并使用其。透析后的血细胞比容能够理论上导出，也能够实验上求出。以下，作为计算透析后的血细胞比容的方法的一个例子，对基于透析前的血细胞比容实验上计算透析后的血细胞比容的方法进行说明。对30名透析患者的数据进行了解析，结果得知在透析前后的体重差相对于标准体重的比率与透析后的血细胞比容相对于透析前的血细胞比容的比率之间存在以下的关系。其中，BWs表示透析前的体重，BWe表示透析后的体重。
[数学式44]
Figure BDA0002579480410000291
当改写由数学式44表示的公式时，可得到基于透析前的血细胞比容、标准体重以及透析前后的体重计算透析后的血细胞比容的公式。
[数学式45]
Figure BDA0002579480410000292
在与上述30名不同的另外30名的透析患者中，将使用数学式45计算出的透析后的血细胞比容与实测的透析后的血细胞比容相比较，结果如图7所示，使用数学式45计算出的透析后的血细胞比容与实测的透析后的血细胞比容基本一致。因此，能够确认：通过使用上述的数学式45，能够通过透析前的血细胞比容、标准体重以及透析前后的体重计算透析后的血细胞比容。
此外，在本实施例中，除水量dialEW被构成为操作者输入到运算装置12，但不限于这样的构成。例如，运算装置12被构成为能够输入透析前的患者的体重和透析后的患者的体重，除水量dialEW也可以由运算装置12基于透析前后的患者的体重计算。
此外，在本实施例中，使用透析后的标准化细胞内液量nICV修正透析后的细胞外液量，但不限于这样的构成。也能够使用在步骤S20中计算出的透析后的细胞外液量ecfVe评价透析后的患者体内所残留的细胞外液量是否适当。
此外，在本实施例中，计算透析后的细胞外液量，但也可以与透析后的细胞外液量一起计算透析前的细胞外液量。通过计算透析前的细胞外液量，在由于在非透析时的过多的饮水从而透析前的体重显著增加的患者中，能够确定可饮水量的上限。
此外，在本实施例中，计算透析后的标准化细胞内液量，使用其修正透析后的标准化细胞外液量，但不限于这样的构成。例如，也可以计算透析前的标准化细胞内液量代替透析后的标准化细胞内液量，使用其修正透析后的标准化细胞外液量。透析前的标准化细胞内液量不受透析疗法导致的血清钠浓度的变化的影响。因此，使用透析前的标准化细胞内液量代替透析后的标准化细胞内液量，也能够精度好地修正透析后的标准化细胞外液量。
此外，在本实施例中，基于尿酸的透析前后的差异计算透析后的细胞外液量ecfVe，但不限于这样的构成。能够使用不能通过细胞膜42而能够通过毛细血管膜56的物质，例如也可以基于β2-微球蛋白的差异计算透析后的细胞外液量ecfVe。
以上，详细地说明了在本说明书中公开的技术的具体例，但是这些只不过是例示，并不限定权利要求的范围。在权利要求的范围所记载的技术中，包括对以上例示的具体例进行了各种各样变形、变更的技术。此外，在本说明书或附图中说明的技术要素单独或通过各种组合发挥技术实用性，并不限于申请时权利要求记载的组合。

Claims (7)

1.一种细胞外液量计算装置，其具有：
第一取得部，其构成为能够取得透析前的血浆尿酸浓度、透析后的血浆尿酸浓度、透析导致的尿酸去除量以及透析导致的除水量；以及
第一运算部，其基于尿酸的透析前后的差异计算细胞外液量，所述尿酸的透析前后的差异基于以所述第一取得部取得的所述透析前的血浆尿酸浓度、所述透析后的血浆尿酸浓度、所述尿酸去除量以及所述除水量确定，
通过所述尿酸去除量与所述除水量乘以所述透析前的血浆尿酸浓度的值的差，除以所述透析前的血浆尿酸浓度与所述透析后的血浆尿酸浓度的差，计算出所述细胞外液量。
2.根据权利要求1所述的细胞外液量计算装置，其具有：
第二取得部，其构成为能够取得透析器的尿酸总物质移动-面积系数、透析器的血液流通速度、透析器的透析液流通速度以及血细胞比容；
第二运算部，其基于以所述第二取得部取得的所述尿酸总物质移动-面积系数、所述血液流通速度、所述透析液流通速度以及所述血细胞比容计算尿酸清除率；以及
第三运算部，其基于由所述第二运算部计算出的所述尿酸清除率、以及以所述第一取得部取得的所述透析前的血浆尿酸浓度和所述透析后的血浆尿酸浓度计算所述尿酸去除量。
3.根据上述权利要求1或2所述的细胞外液量计算装置，其具有：
第三取得部，其构成为能够取得透析前的血浆尿素浓度、透析后的血浆尿素浓度以及透析导致的尿素去除量；以及
第四运算部，其基于以所述第三取得部取得的所述透析前的血浆尿素浓度、所述透析后的血浆尿素浓度、所述尿素去除量、以及以所述第一取得部取得的所述透析导致的除水量计算体内总体液量。
4.根据权利要求3所述的细胞外液量计算装置，其具有：
第五运算部，其从在所述第四运算部中计算出的体内总体液量中减去在所述第一运算部中计算出的细胞外液量来计算细胞内液量。
5.根据权利要求4所述的细胞外液量计算装置，其具有：
第六运算部，其使用由所述第五运算部计算出的细胞内液量修正细胞外液量。
6.一种细胞外液量计算方法，对细胞外液量进行计算，具有：
第一取得工序，取得透析前的血浆尿酸浓度；
第二取得工序，取得透析后的血浆尿酸浓度；
第三取得工序，取得透析导致的尿酸去除量和透析导致的除水量；以及
计算工序，基于尿酸的透析前后的差异计算透析后的细胞外液量，所述尿酸的透析前后的差异基于由所述第一取得工序、所述第二取得工序以及所述第三取得工序取得的所述透析前的血浆尿酸浓度、所述透析后的血浆尿酸浓度、所述尿酸去除量以及所述除水量确定，
通过所述尿酸去除量与所述除水量乘以所述透析前的血浆尿酸浓度的值的差，除以所述透析前的血浆尿酸浓度与所述透析后的血浆尿酸浓度的差，计算出所述细胞外液量。
7.一种细胞外液量计算装置，其具有：
第一取得部，其构成为能够取得不能通过细胞膜而能够通过毛细血管膜的物质在透析前的血浆中的浓度即透析前物质浓度、所述物质在透析后的血浆中的浓度即透析后物质浓度、由透析去除的所述物质的量即物质去除量以及透析导致的除水量；以及
第一运算部，其基于所述物质的透析前后的差异计算细胞外液量，所述物质的透析前后的差异基于以所述第一取得部取得的所述透析前物质浓度、所述透析后物质浓度、所述物质去除量以及所述除水量确定，
通过所述物质去除量与所述除水量乘以所述透析前物质浓度的值的差，除以所述透析前物质浓度与所述透析后物质浓度的差，计算出所述细胞外液量。
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