JP2004049493A - Hemodialyzer and hemodialyzer control program - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently dehydrate while restraining a symptom of a subject of dialysis, shorten the dialyzing time by shortening the dehydration time and reduce a burden on the subject of dialysis and the labor of a worker. <P>SOLUTION: An automatic changeover is made from a first process in which hemodialysis is conducted by an ECUM (extracorporeal ultrafiltration method) method in which a dialysate is not supplied to a hemodialyzer from the start to a prescribed point by a dehydration means removing moisture from blood to and from a second process in which hemodialysis is performed by a normal method such as an HD (hemodiafiltration) method in which hemodialysis is conducted while supplying a dialysate to the hemodialyzer when hemodialysis is conducted. The prescribed points of automatic changeover include a changeover point between a control to reduce the quantity of blood and a control to maintain the quantity of blood at a prescribed value, a point where a set time has passed from the start of hemodialysis, a point where the quantity of surplus moisture has been removed, a point where a set quantity of water has been removed and a point where a set quantity of blood has been reached. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

式に基づいて行うようにする。
【００２７】
この第１および第２の発明において、好適には、任意の第ｎの計測時点における被透析者のプラズマリフィリングレートをＰＲＲ_ｎ、血液透析処理における任意の第ｎの計測時点における除水速度をＵＦＲ_ｎ、第ｎの計測時点における血液変化量をΔＢＶ_{ｎ ´}、血液透析処理を開始した後から第ｎの計測時点までの経過時間をＴ_ｎとして、隣り合う計測時点の間の時間間隔を、
【数６】

によって算出されるＰＲＲ_ｎにおける隣り合う２つの計測時点における差が無視可能な程度に短く設定する。
【００２８】
この発明の第３の発明は、
血液透析を行う血液透析器と、血液透析器に透析液を供給可能に構成された供給手段と、血液から水分を除去可能に構成された除水手段と、透析液を排出可能に構成された透析液排出手段と、血液に関する血液指標値を計測可能に構成された血液指標値計測手段と、血液を循環させる循環ポンプと、透析液の供給の切換を制御可能な制御手段とを有する血液透析装置を制御する制御手段により実行可能な制御プログラムであって、
制御手段により、血液透析処理の開始時から所定時点まで血液透析器に透析液を供給することなく血液濾過処理を行う第１のプロセスと、上記供給手段により血液透析器に透析液を供給しつつ血液透析処理を行う第２のプロセスとを、所定時点において自動的に切り換えるように構成されている
ことを特徴とする血液透析装置の制御プログラムである。
【００２９】
この発明の第４の発明は、
血液透析を行う血液透析器と、血液透析器に透析液を供給可能に構成された供給手段と、血液から水分を除去可能に構成された除水手段と、透析液を排出可能に構成された透析液排出手段と、血液に関する血液指標値を計測可能に構成された血液指標値計測手段と、血液を循環させる循環ポンプと、透析液の供給の切換を制御可能な制御手段とを有する血液透析装置を制御する制御手段により実行可能な制御プログラムであって、
制御手段により、血液透析処理の開始時から所定時点まで血液透析器に透析液を供給することなく血液濾過処理を行う第１のプロセスと、供給手段により血液透析器に透析液を供給しつつ血液透析処理を行う第２のプロセスとの切り換え時点を、所定時点において報知するように構成されている
ことを特徴とする血液透析装置の制御プログラムである。
【００３０】
この第３および第４の発明による制御プログラムは、典型的には、血液透析処理の開始時から所定時点までの時間が設定されたときに、制御手段により、所定時点が時間経過計測手段により計測される時間が入力された時間となった時点とされ、所定時点のときに、第１のプロセスから第２のプロセスへの切り換えの制御が実行されるように設計されている。
【００３１】
この第３および第４の発明による制御プログラムは、典型的には、血液指標値の所定値が設定されたときに、制御手段により、所定時点が血液指標値計測手段により計測される血液指標値が所定値になった時点とされ、制御手段により、所定時点のときに第１のプロセスから第２のプロセスへの切り換えの制御が実行されるように設計されている。
【００３２】
この第３および第４の発明による制御プログラムは、制御手段に余剰水分量が入力されたときに、制御手段により、除水手段による除水量が設定されて、所定時点が除水処理における余剰水分量が除水された時点とされ、制御手段により、所定時点のときに第１のプロセスから第２のプロセスへの切り換えの制御が行われるように設計されている。
【００３３】
この第３および第４の発明による制御プログラムは、典型的には、除水手段による除水量が設定されたときに、制御手段により、所定時点が除水処理における設定された除水量に達した時点とされ、制御手段により、所定時点のときに第１のプロセスから第２のプロセスへの切り換えの制御が行われるように設計されている。
【００３４】
この第３および第４の発明による制御プログラムは、制御手段により実行可能であり、典型的には、制御手段により、血液透析処理が前半段階と後半段階との少なくとも２段階に制御され、制御手段により、前半段階において血液量を所定値まで減少する方向に血液透析処理を実行するように透析条件が制御され、後半段階において血液量が所定値を維持する方向に血液透析処理を実行するように透析条件の制御が行われるように設計されている。
【００３５】
この第３および第４の発明による制御プログラムは、制御手段により実行可能であり、典型的には、制御手段により、目標とする血液指標値の経時的進路が目標制御線として設定されるとともに、透析条件を目標制御線に沿う方向に制御するように設計されている。
【００３６】
この第３および第４の発明による制御プログラムは、制御手段により実行可能であり、典型的には、制御手段により、血液指標値を計測する計測時点が複数設定され、複数の計測時点におけるそれぞれの血液指標値と、その次の計測時点における目標制御線により設定される目標血液指標値とを用いて、透析条件の算出を実行するように設計されている。
【００３７】
この第３および第４の発明による制御プログラムは、制御手段により実行可能であり、典型的には、制御手段により、血液透析処理を行う所定の時間および／または基準となる血液指標値に到達した時点で、前半段階から後半段階に移行するように血液透析処理の制御を実行するように設計されている。
【００３８】
この第３および第４の発明による制御プログラムは、制御手段により実行可能であり、典型的には、後半段階において、制御手段により、除水速度を血液透析処理の被透析者のリフィリングレートとほぼ等しくなるように制御するため、被透析者にとって適正な血液量を一定に維持する方向に制御するように設計されている。
【００３９】
この第３および第４の発明による制御プログラムは、制御手段により実行可能であり、典型的には、制御手段による血液透析処理の血液指標値の制御を、血液透析処理の開始時点の血液量をＢＶ_０、前半段階における選択された任意の第ｎの計測時点における、血液変化量の割合を％ΔＢＶ_{ｎ ´}、除水速度をＵＦＲ_ｎ、第ｎの計測時点より１つ前の第ｎ−１の計測時点における血液変化量の割合を％ΔＢＶ_{ｎ−１ ´}、第ｎの計測時点から１つ後の第ｎ＋１の計測時点に対して、フィードフォワード制御をかけるように設定された血液変化量の割合をＢＶ_ｎ＋１、２つの隣り合う計測時点の間の時間をＴ、および除水速度をＵＦＲ_ｎ＋１として、
【数７】

式に基づいて行うように設計されている。
【００４０】
この第３および第４の発明による制御プログラムは、制御手段により実行可能であり、典型的には、任意の第ｎの計測時点における被透析者のプラズマリフィリングレートをＰＲＲ_ｎ、血液透析処理における任意の第ｎの計測時点における除水速度をＵＦＲ_ｎ、第ｎの計測時点における血液変化量をΔＢＶ_{ｎ ´}、血液透析処理を開始した後から第ｎの計測時点までの経過時間をＴ_ｎとして、制御手段により設定される計測時点のうちの隣り合う２つの計測時点の間の時間間隔が、制御手段により
【数８】

によって算出されるＰＲＲ_ｎの隣り合う２つの計測時点における差がないように設定されるように設計されている。
【００４１】
この発明において、典型的には、血液指標値は、血液量変化値（％ＢＶ値）または、ヘマトクリット値を用いて算出された値である。
【００４２】
この発明は、その技術的思想に基づいて、種々の組み合わせが可能であり、必ずしも上述の組み合わせに限定されるものではない。
【００４３】
上述のように構成されたこの発明による血液透析装置およびその制御プログラムによれば、第１のプロセスにおいて血液透析処理の開始から所定時点まで透析液を供給せずに血液濾過処理を行っていることにより、血液透析処理を行う前の体液組成のままの液を除去することができ、水分とともに細胞からの老廃物などの、中分子や大分子の物質除去を大量に効率よく行うことができるので、除水処理の効率化を図ることができる。
【００４４】
また、所定時点において透析液を供給する第２のプロセスに自動的または客観的に切り換えられるようにしていることにより、以下に記載する効果を得ることができる。すなわち、この段階において、透析液と血液および細胞との濃度差が大きくなるため、透析液と血液の濃度差による拡散効果により、物質除去を効率よく行うことができるのみならず、浸透圧の是正による小分子の物質の是正などを行うことができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
【００４６】
まず、この発明の第１の実施形態による血液透析装置について説明する。図１に、この第１の実施形態による血液透析装置の概略ブロック図を示す。
【００４７】
図１に示すように、この第１の実施形態による血液透析装置は、血液透析処理実働部１、制御部２、補助記憶部３、操作表示部４、計測部５ａおよびセンサ５ｂを有して構成されている。ここで計測部５ａおよびセンサ５ｂは、血液指標値の検出や計測を行うためのものである。
【００４８】
これらのうちの制御部２は、コンピュータの情報処理部を中心として構成される。また、補助記憶部３は、データを記憶し保持するとともに制御部２との間においてデータの入出力を行うためのものである。
【００４９】
また、操作表示部４は、従事者によるデータの入力が可能な操作部と、データの表示が可能な表示部とを有して構成されている。また、この操作表示部４は、制御部２からのデータを入出力可能に構成されている。
【００５０】
また、この操作表示部４は、タッチパネルディスプレイから構成することが可能である。このように操作表示部４をタッチパネルディスプレイにより構成することにより、この第１の実施形態による血液透析装置の血液透析処理実働部１以外の部分を小型化することができる。そのため、血液透析装置全体も小型化することができ、省スペース化を図ることができる。さらに、血液透析装置の操作や監視に適した場所に設置することができるという利点も有する。
【００５１】
また、この第１の実施形態による血液透析装置を、血液透析処理実働部１と、その他の部分とに分離した構成とすることも可能である。そして、このような構成を採用することにより、操作の際に直接触れることがない血液透析処理実働部１を手元に配置する必要がなくなり、たとえばベッドの横や下などに配置することが可能となるので、より一層の省スペース化を図ることができる。
【００５２】
また、血液透析処理実働部１以外の部分を、上述したようにタッチパネルディスプレイを用いることによって極めてコンパクトにすることができるので、省スペース化のみならず、操作・表示部などを操作や監視を行いやすい位置に配置することができる。
【００５３】
また、制御部２は、操作表示部４から入力され、設定される条件に基づいて、血液透析処理実働部１を制御するためのものである。そして、この制御部２から出力される制御信号により血液透析装置の各部が制御される。
【００５４】
たとえば、ダイアライザーの性能、血液流量、透析液流量、透析時間および除水量などを被透析者ごとに設定することにより、この制御部２による血液透析処理を十分に行うことが可能となる。
【００５５】
そこで、操作者が操作表示部４を用いて要件を入力し、設定することにより、制御部２は、これらの要件に基づいて血液透析処理実働部１の血液ポンプ、透析液供給ポンプ、透析液排出ポンプ（いずれも図示せず）などを制御し、設定どおりの透析条件によって血液透析処理を実行する。
【００５６】
また、血液透析処理を安全に行うためには、透析液の濃度、透析液の温度、静脈圧のチェック、空気のチェック、およびヘパリン注入量などの設定やチェックを、正確に行う必要がある。そのため、これらの要件の設定やチェックもタッチパネルディスプレイからなる操作表示部４を用いて、容易に行うことができる。
【００５７】
ここで、上述した制御部２、補助記憶部３および操作表示部４を有する装置の詳細なブロック図を図２に示す。
【００５８】
図２に示すように、この第１の実施形態による血液透析処理装置においては、バス６に、ＣＰＵ（中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ））２ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）などのメインメモリ（ＭＭ）２ｂおよび、血液透析装置の機械的な制御を行うプログラムが格納されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）２ｃから構成された制御部２と、ハードディスク（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ，ＨＤ）などの補助記憶部３と、いわゆるＧＵＩを実行する操作表示手段として入力部および表示部が一体化されたタッチパネルディスプレイからなる操作表示部４とが接続されている。
【００５９】
そして、ＣＰＵ２ａ、ＭＭ２ｂおよびＲＯＭ２ｃからなる制御部２と、補助記憶部３と、操作表示部４との間のデータの通信は、バス６を介して行われる。また、このバス６がインターフェース（Ｉ／Ｆ）７を介して、血液透析処理実働部１に接続されている。また、計測部５ａおよびセンサ５ｂがインターフェース（Ｉ／Ｆ）を介して、バス６に接続されており、バス６を通じて制御部２により制御可能に構成されている。
【００６０】
また、補助記憶部３には、インストールされたプログラムを実行するとともに、オペレータにより血液制御装置を操作するための、オペレーティングシステム（ＯＳ）３ａがインストールされている。
【００６１】
さらに、補助記憶部３には、このＯＳ３ａをベースとして、時間計測アプリケーション３ｂ、血液透析処理切換制御アプリケーション３ｄ、フィードフォワード制御アプリケーション３ｃ、および演算処理アプリケーション３ｅがインストールされている。これらのうちの２つのアプリケーション、すなわちフィードフォワード制御アプリケーション３ｃおよび血液透析処理切換制御アプリケーション３ｄが、制御部２により、制御アプリケーションとして、主に血液透析処理において実行される。
【００６２】
また、そのほかのうちの時間計測アプリケーション３ｂは、血液透析処理を行う際の経過時間を計測するためのアプリケーションである。そして、この時間計測アプリケーション３ｂによって、血液透析処理の実行時間の計測や、血液透析処理の切換時間などが設定可能となる。
【００６３】
また、血液透析処理切換制御アプリケーション３ｄは、血液透析処理の方式を切り換える際のタイミングを制御するためのアプリケーションである。そして、この血液透析処理切換制御アプリケーション３ｄが制御部２により実行され、制御部２から出力された命令信号により、血液透析処理がＥＣＵＭ方式からＨＤ方式、ＨＦ方式またはＨＤＦ方式に切り換えられたり、ＥＣＵＭ方式から他の血液透析処理の方式に切り換えられたりする。なお、ＨＦ（Ｈｅｍｏ　ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）やＨＤＦ（Ｈｅｍｏ　Ｄｉａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）をオンラインで行うようにしても良い。
【００６４】
また、フィードフォワード制御アプリケーション３ｃは、後述するフィードフォワード制御を行うためのアプリケーションである。そして、このフィードフォワード制御アプリケーション３ｃにより、この第１の実施形態による血液透析処理に対するフィードフォワード制御の実行が可能となる。また、フィードフォワード制御において必要となる演算処理は、演算処理アプリケーション３ｅのプログラムにしたがって実行される。
【００６５】
そして、血液制御装置において、ＯＳ３ａが起動のベースとなって、これらのアプリケーション３ｂ〜３ｅが実行される際には、まず、これらのアプリケーションのプログラムが補助記憶部３からメインメモリ２ｂに一時的に記憶される。その後、メインメモリ２ｂにロードされたそれぞれのアプリケーションのプログラムに従って、ＣＰＵ２ａにより所定の処理が行われる。
【００６６】
すなわち、補助記憶部３にインストールされたＯＳ３ａおよび各種アプリケーション３ｂ〜３ｅは、それらのプログラムに従って制御部２による処理が実行される。そして、これらのアプリケーションにより、血液透析処理実働部１の制御が行われ、この第１の実施形態による血液透析処理が実行される。
【００６７】
また、この第１の実施形態による血液透析装置に設けられた制御部２を、機能面から見ると、具体的には、３種類の機能を有する。
【００６８】
すなわち、制御部２は、さまざまな透析条件や処理・操作を設定可能とする第１の機能を有する。また、制御部２は、後述する血液計測計において計測され出力されたデータ（血液パラメータ）を、適切な血液指標値やその変化値に変換し、この血液に関するデータに基づいて、あらかじめ設定された適切な透析条件を選択する第２の機能を有する。また、制御部２は、選択された透析条件のデータや処理信号および操作信号を、血液透析処理実働部１に供給して制御する第３の機能を有する。
【００６９】
そして、この制御部２を含む操作表示部４、補助記憶部の具体例としては、構成を機能により２つの主制御部と補助制御部（コントロール・ユニット）とに分割して構成したものを挙げることができる。
【００７０】
一方の主制御部は、さまざまな透析条件や、処理および操作を設定するとともに、これらの透析条件のデータや、処理および操作のための信号を血液透析処理実働部１に供給することによって、血液透析処理実働部１を制御するための部分である。また、他方の補助制御部は、血液計測手段から供給されたデータを変換するとともに、このデータに基づいて、あらかじめ設定された適切な透析条件を選択するための部分である。
【００７１】
また、制御部２の具体例として、患者監視装置（コンソール）などを挙げることができる。なお、この制御部２と、補助記憶部３と、操作表示部４とを有して患者監視装置（コンソール）を構成することも可能である。
【００７２】
次に、血液透析処理実働部１について説明する。図３に、この第１の実施形態による血液透析処理実働部１を示す。
【００７３】
この第１の実施形態による血液透析処理実働部１は、血液透析の実質的な操作を行うための手段である。すなわち、図３に示すように、血液透析処理実働部１は、透析治療の中心となる血液透析器（ダイアライザー）１１、このダイアライザー１１に被透析者の血液を供給したり、ダイアライザー１１から送出された透析後の血液との間で血液の運搬を行ったりするための血液回路１２、血液の運搬に関する駆動力となる血液ポンプ１３、血液計測計１４、ダイアライザー１１に透析液を供給するための透析液回路１５、この透析液を制御するための供給弁１６、血液からの除水処理を行う除水ポンプ１７、およびバイパス弁１８を有して構成される。これらのうちのバイパス弁１８は、透析液がダイアライザー１１に供給されないように、透析液回路１５において、透析液をバイパスさせるための弁である。
【００７４】
また、血液計測計１４は、血液の光透過度、電解質量、血液浸透圧などの各種血液パラメータを計測するための装置である。さらに、この血液計測計１４には、温度、流量および圧力などのセンサ（図示せず）が設置されており、これらの情報を測定可能に構成されている。なお、これらのセンサにより測定されたデータは、制御部２を介して操作表示部４に表示させたり、補助記憶部３に記憶させたりすることが可能である。また、これらの表示および記憶を並行して実行させることも可能である。
【００７５】
また、血液計測計１４においては、適正な透析条件を選択するために、計測したパラメータを適当な血液指標値に換算する必要がある。
【００７６】
この指標値としては、全血液に占める赤血球の容積率を示す「ヘマトクリット値（Ｈｔ値）」、被透析者における循環血液量の状態をチェックするための指標値である「循環血液量指数（Ｂｌｏｏｄ　Ｖｏｌｕｍｅ、ＢＶ）」、血漿が体内から血管に再補充される速度を意味する「プラズマリフィリングレート（Ｐｌａｓｍａ　Ｒｅｆｉｌｌｉｎｇ　Ｒａｔｅ、ＰＲＲ）」などを挙げることができる。
【００７７】
そして、これらのデータを操作表示部４の表示部に表示する場合の表示方法としては、血液透析処理を実行している間の透析状態のみを表示するようにしても良く、過去の記憶された測定データと現在の測定データとを、それらの経時的変化が明確かつ理解容易な形で表示させることも可能である。
【００７８】
また、センサにより得られた現在の透析状態のデータを、フレキシブルディスクやＩＣカードなどの外部記録媒体を用いて記録することにより、それぞれの被透析者個人における過去の透析結果を長期間保存することができる。
【００７９】
また、上述したタッチパネルディスプレイからなる操作表示部４における操作部（操作キー）および表示部は、複数の画面に分割して表示することが可能である。これらの操作部および表示部を有する操作表示部４の表示は、制御部２によって制御される。そのため、表示のためのソフトウェアを変更することにより、種々のキー配置や表示形式が選択可能である。
【００８０】
このときのソフトウェアは、表示形式を適宜変更するためのソフトウェアのみならず、血液透析装置の使用方法についての説明を表示するアプリケーションをフレキシブルディスクの形で使用することも可能である。このときには、タッチパネルディスプレイからなる操作表示部４の表示部に使用方法、特に使用に際しての留意事項を詳細に表示させることが可能である。
【００８１】
以上のようにして、この第１の実施形態による血液透析装置が構成されている。
【００８２】
次に、以上のように構成されたこの第１の実施形態による血液透析装置における、血液指標値として利用する血液量または血液変化量の事例と算出方法、および血液透析処理において血液指標値を経時的進路として利用する目標制御線の設定事例について、以下に具体的に説明する。
【００８３】
まず、第１に、利用可能な血液量とその定義について説明する。
【００８４】
すなわち、この第１の実施形態においては、利用できる血液量のパラメータは、血液中の水分量や血球濃度などの血液循環量を示すものであれば、特に限定されるものでない。具体的には、例えばヘマトクリット値（Ｈｔ値）、またはＨｔ値から算出されるＢＶ（Ｂｌｏｏｄ　Ｖｏｌｕｍｅ）値を用いることが可能である。また、このＢＶ値を透析開始時のＢＶ値であるＢＶ０で除し、百分率で表わされた％ＢＶ値として利用することが可能である。また、この第１の実施形態において利用可能な血液変化量とは、上述した血液量の単位時間当たりの変化量である。
【００８５】
第２に、血液量および血液変化量の算出式について説明する。すなわち、この第１の実施形態においては、ＢＶ値は、
【数９】

の式により定義されるＢＶ変化値（ΔＢＶ）を意味する。
【００８６】
そして、％ＢＶ値は、
【数１０】

の式で表される。この（２）式は、上述したＢＶ変化値（ΔＢＶ）としてのＢＶ値を百分率により表したものである。
【００８７】
第３に、その他のパラメータの定義および、その算出式について説明する。
【００８８】
まず、ＰＲＲは、プラズマリフィリングレート（Ｐｌａｓｍａ　Ｒｅｆｉｌｌｉｎｇ　Ｒａｔｅ）の略称で、血漿が体内から血管に再補充される速度と定義される。そして、このＰＲＲに関する測定は、透析時のそれぞれの時点における被透析者の除水能力を示すものである。そのため、このＰＲＲの測定結果を認識することにより、適切な除水速度を設定することが可能となる。
【００８９】
次に、ＰＲＲの算出式について説明する。ここで、ＰＲＲは、選択された任意の第ｎの計測時点におけるＰＲＲを、ＰＲＲ_ｎとすると、その定義から、
【数１１】

式によって算出される。なお、ＵＦＲｎは、選択された任意の第ｎの計測時点における除水速度、△ＢＶ_ｎは、選択された任意の第ｎの計測時点における血液変化量、Ｔｎは、選択された任意の第ｎの計測時点までの経過時間である。
【００９０】
次に、以上のように構成されたこの第１の実施形態による血液透析装置を用いた制御方法について説明する。図４に、この第１の実施形態による血液量の制御の目標となるグラフを示す。
【００９１】
まず、この第１の実施形態による血液透析処理においては、制御部２によって血液透析処理実働部１が制御され、実行される。この血液透析処理は、前半段階と後半段階との少なくとも２段階に分けられる。
【００９２】
まず、前半段階における制御要素の１つとして、被透析者固有の初期血液量を算出する方法について説明する。この被透析者固有の初期血液量（ＢＶ_０）は、たとえば以下の方法により算出することが可能である。ここで、このＢＶ_０を算出する第１の方法について説明する。
【００９３】
第１の方法においては、まず、血液透析処理を開始した直後（透析開始時）においては、血液量が不安定であるので、除水処理を行わずに体外循環のみを行う。その後、血液量が安定するまで、この体外循環を継続すると、細胞内の膨圧が十分高くなり水分が細胞からあふれてくる。
【００９４】
そして、この水分が細胞間質までたまっている場合、増加した体外循環血液量（体外スペース）に相当する体液、すなわち、細胞からの流入量が細胞から血管へ移動すると考えられる。したがって、そのときの増加した体外循環血液量（体外スペース）と％ΔＢＶとから、
【数１２】

が成立する。そして、この（４）式に基づいて、それぞれの被透析者における初期血液量（ＢＶ_０）を求めることが可能となる。
【００９５】
次に、第２の方法について説明する。この第２の方法においては、図４に示すように、血液透析処理の開始時には、除水処理を行わず、体外循環のみを行う。次に、ＢＶ値が安定するまで体外循環を継続し、ＢＶ値が安定した段階で、除水処理を開始する。
【００９６】
そして、この除水処理の開始とともに、除水速度Ａの一定除水速度において除水処理を行う。このとき、被透析者のＰＲＲがほとんど変化しない一定時間Ｔを経過した後のＢＶ値の変化量、すなわちΔＢＶ_１を算出する。
【００９７】
続けて、この一定時間Ｔと同じ時間だけ、異なる除水速度Ｂで除水処理を行い、そのＢＶ値の変化量であるΔＢＶ_２を算出する。その後、このように算出されたΔＢＶ_１およびΔＢＶ_２と、除水速度Ａおよび除水速度Ｂとを用いて、初期血液量ＢＶ_０を算出する。
【００９８】
まず、血漿が体内から血管に再補充される速度として定義されるプラズマリフィリングレート（ＰＲＲ）については、上述したように、
【数１３】

が成立する。
【００９９】
この（５）式は、上述したΔＢＶ_１およびΔＢＶ_２についてそれぞれ成立し、さらに所定時間Ｔの時間内においては、ＰＲＲがほとんど変化しないため、
【数１４】

が成立する。
【０１００】
また、この式におけるそれぞれのΔＢＶ_１およびΔＢＶ_２は、それらの定義から、
【数１５】

および
【数１６】

がそれぞれ成立する。
【０１０１】
そして、上述した（６）式、（７）式および（８）式から、
【数１７】

が導出され、この（９）式をＢＶ_０についてまとめることにより、
【数１８】

が導出される。この（１０）式により、初期血液量ＢＶ_０を算出することが可能となる。
【０１０２】
この第１の実施形態による血液透析装置においては、上述のようにして算出されたそれぞれの被透析者における初期血液量（ＢＶ_０）と、被透析者にとって適正な血液量、すなわち適正血液量（ＢＶ_ｓｔ）とから、
【数１９】

に基づいて、目標ＢＶ％を自動算出する。そして、この血液指標値により制御が行われる。なお、標準血液量（ＢＶ_ｓｔ）とは、人体の血液量に影響を与える要因、具体的には、たとえば被透析者の年齢、性別、および身長などを考慮して、その被透析者が健常者であるならば有すると思料される血液量（ＢＶ_ｓｔ）をあらかじめ医師などが決定した値である。
【０１０３】
次に、この発明の第１の実施形態による血液透析装置における、血液指標値として利用する血液量または血液変化量の事例と算出方法、血液透析処理において血液指標値を経時的進路として利用する目標制御線の設定事例、および目標制御線に基づいてそれぞれの計測時点において測定された血液指標値などを利用して、この血液指標値を目標に近づける制御方法について説明する。
【０１０４】
まず、「ＢＶ％」とは、測定時のＢＶ値を、上述した（１０）式から得られる透析開始時の初期血液量ＢＶ_０で除したものであり、１００分率で表すと、
【数２０】

と表される。
【０１０５】
また、上述したＰＲＲの定義から、ＰＲＲ_ｎを選択された任意の計測時点ｎでのＰＲＲ、ＵＦＲ_ｎを選択された任意の計測時点ｎでの除水速度、ΔＢＶ_ｎを選択された任意の計測時点ｎにおける血液変化量、Ｔ_ｎを選択された任意の第ｎの計測時点における時間間隔とすると、
【数２１】

が成立する。
【０１０６】
次に、以上のように構成されたこの第１の実施形態による血液透析装置による血液透析処理方法について具体的に説明する。図５は、この第１の実施形態による血液透析装置により制御を行う際に採用される目標制御線の一例である。
【０１０７】
まず、この第１の実施形態による血液透析処理の前半段階においては、第１のプロセスとして、除水処理により血液量を減少させる方向に制御される。このときの血液濾過処理としては、ＥＣＵＭ方式（ＥｘｔｒａＣｏｒｐｏｒｅａｌ　Ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄ）が採用される。
【０１０８】
すなわち、この前半段階においては、まず、図３に示す制御部２から血液透析処理実働部１のバイパス弁１８に、弁の開放を行う命令信号を送信する。命令信号が供給されたバイパス弁１８は、命令信号に基づいて弁を開放する。
【０１０９】
このバイパス弁１８の開放により、透析液はダイアライザー１１に供給されなくなる。そのため、バイパス弁１８が閉じられない限り、血液透析処理中、ダイアライザー１１には、血液のみが供給される。
【０１１０】
そして、このバイパス弁１８を開放した状態において、血液透析処理を開始する。この血液透析処理の開始直後においては、ＢＶ値が不安定であるので、透析開始時は除水を行わずに、除水速度Ａ＝０とする。その後は、体外循環のみを行い、この体外循環を、ＢＶ値が安定するまで継続する。
【０１１１】
体外循環を継続させてＢＶ値が安定した後、血液透析装置をリセットして、計測を再開する。このとき、それぞれの被透析者固有のＢＶ値、および選択された制御時点から次の目標となる制御時点に到達する必要な除水速度の決定が、図４，図５および図７に示す目標制御線の設定により行われる。
【０１１２】
すなわち、図７に示す血液透析処理の前半段階においては、斜線部として示される設定された目標制御線ａ、実測値線ｂおよび予測制御線ｃがそれぞれ示されている。なお、図７の縦軸は、％ＢＶ値であって、横軸は、透析処理の開始時点からの経過時間を示す。
【０１１３】
これらの制御線のうちの目標制御線ａは、透析処理の前半段階における血液量（血液指標値）の経時的進路または経時的目標値の目安となるものである。また、目標制御線ａの設定は、血液透析装置の操作者、具体的には、医師などにより血液透析処理前に設定される。
【０１１４】
また、実測値線ｂは、％ΔＢＶ_{１ ´}、％ΔＢＶ_{２ ´}などの血液指標値の実測値から構成される。目標制御線ａの近傍の予測制御線ｃは、それぞれの時点において計測した、％ΔＢＶ_{１ ´}、％ΔＢＶ_{２ ´}などの血液指標値の実測値と、目標制御線ａとに基づいて、たとえば除水速度などの透析条件を算出し、算出した透析条件によって、血液透析処理実働部１に対する制御を行うときの制御線である。
【０１１５】
そして、目標制御線ａから外れてしまいがちな実測線ｂは、それぞれの計測時点ごとに新たに設定された透析条件によって修正を受ける。その結果、血液透析処理における血液量は、目標制御線ａに沿って推移することになる。
【０１１６】
そして、この第１の実施形態による制御方法は、フィードフォワード制御を利用するものである。また、制御誤差を実質的に無視できるようにするために、計測時の間隔を短時間にすることを前提条件としたものである。
【０１１７】
図６に示す血液透析処理の前半段階においては、目標制御線（図７中、目標制御線ａ）の下方に右下がりの斜線で表されるグラフは、図６の血液透析処理の後半段階において、緊急補給ラインの上方に時間軸に平行な線として示される水平ラインが、それぞれ逸脱制御線として機能するための警報線である。
【０１１８】
なお、血液透析処理の前半段階における通常時には、通常の制御方法、すなわちフィードフォワード制御が作用するが、血液指標値が逸脱制御線を越えるような場合には、通常の制御方法とは異なる非常時制御が作用する。
【０１１９】
具体的には、図６のグラフに示すように、実測値の推移を示す実測値線ｂが警報線（逸脱制御線）の下方に逸脱した場合、フィードフォワード制御が行われる前に、除水ポンプなどの除水手段の停止、または必要に応じて、補液ポンプによる被透析者への補液が優先的に行われる。
【０１２０】
この第１の実施形態による血液透析装置は、血液透析処理の後半段階においても、フィードフォワード制御が行われるとともに、前半段階におけると同様の逸脱制御線または緊急補液ラインが利用される。そして、この後半段階においても、実測値線ｃが警報線（逸脱制御線）を逸脱した場合に、除水ポンプなどの除水手段の停止、または必要に応じて補液ポンプによる被透析者への補液が優先的に行われる。
【０１２１】
したがって、この第１の実施形態による血液透析装置は、透析処理の前半段階における血液透析の血液指標値を容易に目標値に近づける機能のみならず、血液透析処理の前半段階および／または後半段階において、血液指標値が安全な領域を逸脱した場合であっても、非常時制御を優先的に作動させることができる。これにより、被透析者の安全性の確保を図ることができる。
【０１２２】
また、図６には、透析処理の前半段階および後半段階において採用される最大除水速度ラインが示されている。また、図６の下半分には、血液透析処理の除水速度の履歴が示されている。
【０１２３】
透析処理の前半段階において、血液透析処理の開始時には、目標除水量を目標透析時間で除した除水速度ＵＦＲ_０によって血液透析処理が実行される。その後、次の計測時点から、さらにその次の計測時点までは、血液透析処理の開始前の被透析者の体重から求められたＢＶ値に基づいて、目標制御線に沿うように算出された血液透析処理が実行される。
【０１２４】
さらに、その次の計測時点までは、前の２箇所の計測時点において計測されたそれぞれの血液指標値と除水速度ＵＦＲ´および目標制御線からの目標値に基づいて算出された除水速度ＵＦＲ″によって血液透析処理が実行される。
【０１２５】
そして、上述のように算出された除水速度ＵＦＲ″があらかじめ規定された最大除水速度ＵＦＲｍａｘを上回った場合には、最大除水速度ＵＦＲｍａｘにて血液透析が実行される。
【０１２６】
次に、この透析処理の前半段階において、２つの計測時点からのそれぞれの血液指標値と実施した除水速度と目標制御線からの目標値とによって、透析条件となる除水速度を算出し制御する、いわゆるフィードフォワード制御について説明する。さらに、この除水速度を血液透析処理実働部１に対して適用することにより、血液指標値が目標値に近づく理由、およびそのための前提条件などについて説明する。
【０１２７】
すなわち、血液透析処理の開始時におけるＢＶ値をＢＶ_０とすると、血液透析処理の前半段階の、たとえば第１の計測時点と第２の計測時点とにおいては、それぞれの計測時点におけるＢＶ値との間に、
第１の計測時点
【数２２】

第２の計測時点
【数２３】

の関係式が成立する。なお、これらの２つの式においては、ＢＶ_０、％ΔＢＶ_{１ ′}、％ΔＢＶ_{２ ′}およびＴは、それぞれ透析開始時のＢＶ値、第１計測時点のＢＶ変化量、第２の計測時点のＢＶ変化量および透析経過時間を表し、％ΔＢＶ_３は、目標制御線によって決定される量である。
【０１２８】
同様な関係は、任意の第（ｎ−１）の計測時点および第ｎの計測時点においても成立し、
第（ｎ−１）の計測時点
【数２４】

第ｎの計測時点
【数２５】

の関係式が成立する。なお、これらの（１６）式および（１７）式において用いられる値も同様に、ＢＶ_０、％ΔＢＶ_{ｎ−１ ′}、％ΔＢＶ_{ｎ ′}およびＴは、それぞれ透析開始時のＢＶ値、第（ｎ−１）計測時点のＢＶ変化量、第ｎの計測時点のＢＶ変化量および透析経過時間を表し、％ΔＢＶ_ｎ＋１は、目標制御線によって決定されるＢＶ変化量の目標値である。
【０１２９】
そして、上述した第１の計測時点および第２の計測時点における（１４）式および（１５）式から、
【数２６】

が成立する。
【０１３０】
ここで、ＰＲＲ_１とＰＲＲ_２との間の差が無視できる程度に、Ｔが設定されている。すなわち、第１の計測時点と第２の計測時点との間の時間間隔は、それぞれの計測時点における被透析者のＰＲＲに実質的な変化が生じない程度、すなわち変化を無視できる程度に短く設定され、
【数２７】

が成立する。
【０１３１】
この（１９）式においては、％ΔＢＶ_３が次の計測時点での目標値であり、制御によって血液指標値を近づける目標値である。また、ＵＦＲ_２は、第１の計測時点に対して次の計測時点の血液指標値を上述した目標値に近づけるために、設定すべき除水速度である。
【０１３２】
そして、この（２０）式においては、ＢＶ_０、％ΔＢＶ_{１ ′}、％ΔＢＶ_{２ ′}およびＴは、それぞれ既知の値であり、さらにＵＦＲ_１も第１の計測時点から第２の計測時点までの除水速度として既知の値である。そのため、目標となるＢＶ変化量の％ΔＢＶ_３を指定することにより、上式から透析条件である除水速度を算出することが可能となる。
【０１３３】
すなわち、ＢＶ目標値は、目標制御線によって、計測時点により決定される。反対に、その除水速度において血液透析処理を実行することにより、次の計測時点におけるＢＶ値を、目標とする値、すなわち目標制御線に近づけることが可能となる。
【０１３４】
そして、（２０）式を任意の第ｎの計測時点について一般化すると、
【数２８】

が成立する。
【０１３５】
この（２０）式により、２つの計測時点から決定されるさらに次の計測時点の設定された血液指標値に基づいて、次の計測時点の血液指標値を目標に近づけるために設定すべき除水速度が決定される。
【０１３６】
なお、（２０）式において、％ΔＢＶ_{ｎ−１ ′}は、透析処理の前半段階において選択された任意の計測時点ｎにおける血液変化量の割合、％ΔＢＶ_ｎ＋１は、フィードフォワード制御を実行すべき透析処理の前半段階の計測時点（次の計測時点）における設定された血液変化量の割合、ＵＦＲ_ｎは、透析操作前半の選択された計測時点における除水速度、ＵＦＲ_ｎ＋１は、透析処理の前半段階において選択された第ｎの計測時点の次の計測時点（第（ｎ＋１）の計測時点）において、目標となる血液指標値に到達するために、血液透析処理実働部１に対して制御を実行する際に設定される除水速度である。
【０１３７】
上述した（１９）式および（２０）式においては、これらの式が成立するための条件として、「それぞれの計測時点におけるＰＲＲに実質的な差が無視できるほど小さい」という条件が前提となっている。そこで、この条件を満たすためには、ＰＲＲに差が無視できるほど小さくなるように、それぞれの計測時点の時間間隔Ｔを短くする必要がある。
【０１３８】
さらに、この制御方法においては、血液透析処理の開始時におけるＢＶ_０の誤差、制御遅れ、その他の要因によって、制御に誤差が生じる可能性がある。
【０１３９】
そこで、この第１の実施形態においては、実際の制御においてそれぞれの計測時点ごとに除水速度を設定し直すことにより制御の確実性を向上させている。具体的には、図６に示すように、それぞれの計測時点の間隔を短くし、そのたびごとに除水速度を設定しているため、生じる誤差を実質的に吸収することができる。
【０１４０】
以上のようなフィードフォワード制御による除水速度および血液量のコントロールを、血液量（ＢＶ値）が被透析者の適正な血液量に達するまで行う。
【０１４１】
すなわち、上述のような血液透析処理における透析の初期段階を含む段階、いわゆる前半段階においては、細胞内に水分が大量に蓄積されているので、水分の移動速度がかなり大きくなる。そして、ＢＶ値が被透析者の適正な血液量に達した段階で、血液透析処理の前半段階を終了させ、連続的に後半段階に移行する。
【０１４２】
また、この第１の実施形態においては、この移行と同時に、図２に示す制御部２による血液透析処理切換制御アプリケーション３ｄの実行により、第１のプロセスとしてのＥＣＵＭ方式から第２のプロセスとしての通常の方式、たとえばＨＤ方式に切り換えられる。なお、この切り換え時点において、客観的に認識可能な方法で、切り換えを報知することも可能である。このときは、従事者によって手動で切り換えが行われる。
【０１４３】
次に、この第２のプロセスとしての通常の方式に切り換わるとともに、血液量を一定に維持する方向に制御されるように移行した後半段階について説明する。
【０１４４】
まず、この第１の実施形態による後半段階においては、制御部２から血液透析処理実働部１のバイパス弁１８に弁を閉じる命令信号が供給され、これによりバイパス弁１８が閉じられる。
【０１４５】
このバイパス弁１８の閉弁により、ダイアライザー１１に透析液が供給される。これにより、ＥＣＵＭ方式による血液透析処理の第１のプロセスから、ＨＤ方式、ＨＦ方式またはＨＤＦ方式などの通常の方式による血液透析処理を行う第２のプロセスが開始される。
【０１４６】
また、この血液透析処理の後半段階においては、前半段階において到達した被透析者の適正な血液量を維持するように、フィードフォワード制御により制御しつつ、血液透析処理が行われる。なお、溶質除去効率を上げるための制御を行うようにしてもよく、具体的には、例えば、最も単純なものとしては、除水のオンオフ制御を行うことも可能である。また、積極的に透析液の浸透圧変化を生じさせる制御を行うようにしてもよい。また、この第２のプロセスにおける血液透析処理の方式としては、ＨＤ方式、ＨＦ方式またはＨＤＦ方式などの種々の方式を採用することが可能である。
【０１４７】
このように、適正な血液量を維持しつつ除水処理を実行している間は、細胞から血液に移動する水分の移動速度は、血液から透析液に移動する水分の移動速度とほぼ等しくなっている状態である。
【０１４８】
すなわち、被透析者の適正な血液量が維持された状態のもとで除水される際の水分は、被透析者の細胞から血液に移動する、細胞内の余剰水分と等価的な関係にある。
【０１４９】
そのため、被透析者の血液量を適正な血液量に維持しつつ除水を行うと、細胞から余剰水分が徐々に除去されるため、血液透析処理における後半段階においては、除水速度が０に近づく。そして、この除水速度の収束に伴って、これとほぼ並行して、ダイアライザー１１を通る血液の浸透圧が透析液の浸透圧に収束していく。
【０１５０】
その後、血管スペースと細胞スペースとが釣り合ったところで、細胞からの水分の流出が停止する。これにより、細胞内の余剰水分が取り除かれる。そして、細胞から血液への水分移動がなくなった状態で除水処理を停止し、血液透析処理が終了する。
【０１５１】
以上のようにして、この第１の実施形態による血液透析処理が行われる。
【０１５２】
以上説明したように、この第１の実施形態によれば、血液透析装置による血液透析処理の前半段階において、ＥＣＵＭ方式により血液透析処理を行い、後半段階において、通常のＨＤ方式の血液透析処理を行っていることにより、図８に示すように、除水時間を短縮することができ、従来（図８Ａ参照）に比して全体の透析時間の短縮を図ることができる。そして、前半段階において除水処理を効率よく行い、後半段階において、透析液との置換により物質除去を行うことが可能となるので、細胞レベルにおいて、浸透圧をあまり変化させることなく除水処理を行うことができる。これにより、被透析者の不均衡症候群などの症状の発生を抑制することができ、その負担を低減することができる。また、血液透析処理をＥＣＵＭ方式から通常の方式に自動で切り換えるようにしていることにより、従事者の医療経験に依存することなく、被透析者に対する適切な血液透析処理を実行することができるので、従事者に対する作業負担の軽減を図ることができるとともに、安全に対する確実性をより向上させることができるようになる。
【０１５３】
次に、この発明の第２の実施形態による血液透析処理について説明する。図９に、この第２の実施形態による血液透析処理の血液量の制御グラフを示す。
【０１５４】
図９に示すように、この第２の実施形態による血液透析処理プロセスの切換方法においては、第１の実施形態におけると異なり、ＥＣＵＭ方式による血液透析処理と、たとえばＨＤ方式などの通常の血液透析処理との切換時点を、設定された時間が経過した時点とする。すなわち、血液透析処理の開始時から設定された時間が経過した時点において、ＥＣＵＭ方式から通常の方式への切り換えが行われる。なお、切り換えの報知に関しては、第１の実施形態と同様である。
【０１５５】
また、血液透析処理における血液量の制御の切換時点は、第１の実施形態におけると同様であり、被透析者の血液量を、開始血液量（初期血液量ＢＶ_０）から減少させ、被透析者にとって適正な血液量（適正血液量ＢＶｓｔ）となる時点とする。
【０１５６】
すなわち、この第２の実施形態においては、ＥＣＵＭ方式の血液透析処理から、たとえばＨＤ方式などの通常の血液透析処理への切換時点と、血液量の制御における切換時点とを互いに独立に制御する。なお、血液透析装置および血液透析処理の制御のその他の部分については、第１の実施形態におけると同様であるため、説明を省略する。
【０１５７】
この第２の実施形態によれば、血液透析処理を前半段階と後半段階とから構成し、血液透析処理をＥＣＵＭ方式から通常の方式に切り換えるようにしていることにより、第１の実施形態におけると同様の効果を得ることができるとともに、所定の時間を設定することにより血液透析処理の切換を行っているので、被透析者ごとに、ＥＣＵＭ方式による血液透析処理から通常の血液透析処理に切り換える時間を設定するのみで、従事者に対する負担をより低減することができる。
【０１５８】
次に、この発明の第３の実施形態による血液透析処理について説明する。図１０に、この第３の実施形態による血液透析処理の制御グラフを示す。
【０１５９】
図１０に示すように、この第３の実施形態による血液透析処理の方式切換方法においては、第１の実施形態におけると異なり、ＥＣＵＭ方式による血液透析処理から、たとえばＨＤ方式などの通常の血液透析処理への切換時点を、除水処理による除水量が、被透析者ごとに設定された所定の除水量に到達した時点とする。なお、切り換えの報知に関しては、第１の実施形態と同様である。
【０１６０】
また、血液透析処理において血液量の制御に関する切換時点は、第１の実施形態におけると同様であり、被透析者の開始血液量（初期血液量ＢＶ_０）から減少させ、被透析者にとって適正な血液量（適正血液量ＢＶｓｔ）となる時点とする。
【０１６１】
すなわち、この第３の実施形態においては、ＥＣＵＭ方式の血液透析処理から、たとえばＨＤ方式などの通常の血液透析処理への切換時点と、血液透析処理における血液量の制御の切換時点とを互いに独立させて制御を行うようにする。なお、血液透析装置および血液透析処理の制御のその他の部分については、第１の実施形態におけると同様であるため、説明を省略する。
【０１６２】
この第３の実施形態によれば、血液透析処理を血液量の制御に関して前半段階と後半段階とから構成しつつ、血液透析処理の方式を、ＥＣＵＭ方式から通常の方式に自動で切り換えるようにしていることにより、第１の実施形態におけると同様の効果を得ることができる。さらに、除水処理による除水量が、被透析者ごとの設定された所定の除水量に到達した時点で、血液透析処理の方式を切り換えていることにより、第２の実施形態におけると同様の効果を得ることができる。
【０１６３】
次に、この発明の第４の実施形態による血液透析処理の切換方法について説明する。図１１に、この第４の実施形態による血液量の制御グラフを示す。
【０１６４】
図１１に示すように、この第４の実施形態による血液透析処理プロセスの切換方法においては、第１の実施形態におけると異なり、ＥＣＵＭ方式による血液透析処理と、たとえばＨＤ方式などの通常の血液透析処理との切換時点を、血液透析処理が施される被透析者の血液量が、被透析者ごとに設定された所定の血液量に到達した時点とする。
【０１６５】
なお、血液透析処理において血液量の制御に関する切換時点は、第１の実施形態におけると同様に、被透析者の血液量を初期血液量（ＢＶ_０）から減少させ、被透析者にとって適正な血液量（適正血液量ＢＶｓｔ）となった時点である。
【０１６６】
すなわち、この第４の実施形態による血液透析処理においては、第２および第３の実施形態と同様に、ＥＣＵＭ方式から通常の方式への切換時点と、血液量の制御における切換時点とを互いに独立に制御する。なお、血液透析装置および血液透析処理の制御に関するその他の部分については、第１の実施形態におけると同様であるため、説明を省略する。
【０１６７】
この第４の実施形態によれば、血液透析処理を前半段階と後半段階とから構成するとともに、血液透析処理の方式をＥＣＵＭ方式から通常の方式に自動で切り換えるようにしていることにより、第１の実施形態におけると同様の効果を得ることができる。また、この第４の実施形態によれば、被透析者ごとに設定された血液量に到達した時点で、血液透析処理の方式の切換を行っていることにより、従事者の医療経験に依存することなく、被透析者に対する適切な血液透析処理を実行することができる。これにより、従事者に対する作業負担を軽減することができ、安全に対する確実性をより向上させることができる。
【０１６８】
以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１６９】
例えば、上述の実施形態において挙げた通常の血液透析処理の方式であるＨＤ方式は、あくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる方式を採用することも可能である。
【０１７０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、血液透析処理の開始時から所定時点までの間、血液透析器に透析液を供給することなく、第１の血液透析処理を行う第１のプロセスと、供給手段により血液透析器に透析液を供給しつつ第２の血液透析処理を行う第２のプロセスとを、所定時点において自動的に切り換えたり、切り換え時点を報知したりしていることにより、第１のプロセスにおいて、効率よく除水処理を行うことができるので、除水時間の短縮を図ることができ、透析時間の短縮を図ることが可能となる。
【０１７１】
また、この発明によれば、第１のプロセスと第２のプロセスとを、所定時点において自動的に切り換えたり、切り換え時点を報知したりしていることにより、第１のプロセスにおいて短時間に大量の除水を行った場合であっても、体液および血液の浸透圧は、血液透析処理前の浸透圧とほとんど変化しないため、被透析者にかかる負担を軽減することができ、不均衡症候群の症状の発生を抑制しつつ、透析処理を行うことができる。また、従事者の医療経験に依存することなく、被透析者に対する適正な血流量を維持しつつ血液透析処理を実行することができるので、従事者に対する作業負担を軽減することができ、安全に対する確実性をより向上させることが可能となる。
【０１７２】
さらに、この発明によれば、第１のプロセスにおいて所定時点まで透析液を供給せずに血液ろ過処理を行っていることにより、血液透析処理前の体液組成の状態で液を除去することができるので、水分とともに細胞からの老廃物などの、中分子や大分子の物質除去を大量に効率よく除去することができる。これにより、除水処理の効率化を図ることが可能となる。そして、所定時点において透析液を供給する第２のプロセスに自動的に切り換えているため、この段階において透析液と血液および細胞との濃度差が大きくなるため、透析液と血液の濃度差による拡散効果により、物質除去を効率よく行うことができるのみならず、浸透圧の是正による小分子の物質の是正などを行うことができる。さらに、この第２のプロセスにおいては、大量の水分が既に除去された後であるため、浸透圧差によって生じる水分移動の阻害要因による影響を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態による血液透析装置の全体の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の第１の実施形態による血液透析装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の第１の実施形態による血液透析装置の血液透析処理実働部を示す略線図である。
【図４】この発明の第１の実施形態による血液透析装置による血液変化量の制御の初期段階を説明するためのグラフである。
【図５】この発明の第１の実施形態による血液透析装置を制御するための目標制御線を示すグラフである。
【図６】この発明の第１の実施形態による血液透析装置による血液変化量の制御の全体の工程を示すグラフである。
【図７】この発明の第１の実施形態による血液透析装置による血液変化量の前半段階を示すグラフである。
【図８】この発明の第１の実施形態による血液透析装置を制御するための目標制御線を示すグラフおよび、従来技術による目標制御線を示すグラフである。
【図９】この発明の第２の実施形態による血液透析装置を制御するための目標制御線を示すグラフである。
【図１０】この発明の第３の実施形態による血液透析装置を制御するための目標制御線を示すグラフである。
【図１１】この発明の第４の実施形態による血液透析装置を制御するための目標制御線を示すグラフである。
【符号の説明】
１　血液透析処理実働部
２　制御部
２ａ　ＣＰＵ
２ｂ　メインメモリ
２ｃ　ＲＯＭ
３　補助記憶部
３ａ　オペレーティングシステム
３ｂ　時間計測アプリケーション
３ｃ　フィードフォワード制御アプリケーション
３ｄ　血液透析処理切換制御アプリケーション
３ｅ　演算処理アプリケーション
４　操作表示部
６　バス
１１　ダイアライザー
１２　血液回路
１３　血液ポンプ
１４　血液計測計
１５　透析液回路
１６　供給弁
１７　除水ポンプ
１８　バイパス弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hemodialysis apparatus and a control program for the hemodialysis apparatus, and is particularly suitable for application to a hemodialysis process using an ECUM system.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, dialysis treatment has been performed to treat a dialysis subject whose kidney function has been impaired and the water regulation mechanism has been impaired and urine cannot be excreted. This dialysis treatment is a treatment for purifying blood by performing dialysis or filtration through a semipermeable membrane. In dialysis and filtration performed through such a semipermeable membrane, a hemodialysis device is used.
[0003]
In this hemodialysis apparatus, it is necessary to purify blood safely and effectively, and the emphasis is on maintaining the weight of the dialyzed person appropriately.
[0004]
That is, one of the purposes of performing hemodialysis is to discharge excess water to the outside of the body. This extracorporeal drainage of water is performed by removing excess water from the blood of the dialyzed person using a water removal pump.
[0005]
At this time, if the water removal performed at the time of blood purification is performed rapidly or excessively, the circulating blood volume of the dialyzed person will be excessively reduced. If the amount of circulating blood is excessively reduced in this way, the blood pressure of the person to be dialyzed is reduced, and a burden is imposed on the body. In addition, the components required by the body are excessively removed, and the effect is serious. On the other hand, if the water removal is insufficient, excess water is accumulated in the body, which may have serious effects on the dialyzed person, such as an increase in blood pressure, a decrease in lung function, and cardiac hypertrophy.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in the above-described conventional hemodialysis treatment, the time is extended and the water removal treatment is gradually performed. That is, in an apparatus that performs hemodialysis while maintaining the blood volume at a set value, the first half of the dialysis treatment is performed while ensuring a sufficient margin of water transfer from cells to blood (plasma refilling rate (PRR)). The water removal process had to be performed while suppressing the rapid change of the plasma osmotic pressure in the stage. Therefore, there is a limit in performing a large amount of water removal in a short time.
[0007]
Furthermore, as described above, unless the plasma refilling rate (PRR) is large and water removal is not performed at a large stage, in the situation where the plasma refilling rate is reduced in the latter half of dialysis, efficient water removal is performed. However, there is a problem that the dialysis time is extended even if the water removal treatment is performed.
[0008]
In this regard, a method of improving the efficiency of the dialysis treatment by increasing the blood flow rate (blood flow rate in extracorporeal circulation) for performing the dialysis treatment has been devised. However, although this method can improve the efficiency of removing substances, there is a problem that the water removal time cannot be shortened.
[0009]
Furthermore, if the hemodialysis treatment is performed sharply in pursuit of only a reduction in the water removal time, the subject may develop imbalance syndrome. Therefore, it was necessary to suppress the occurrence of this imbalance syndrome.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to reduce the time required for water removal by efficiently performing water removal treatment while suppressing symptoms caused by imbalance syndrome in the subject, thereby shortening the time required for dialysis. An object of the present invention is to provide a hemodialysis apparatus capable of reducing the labor of a dialyzer and a hemodialysis worker.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor has conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems of the conventional technology. The outline is described below.
[0012]
First, the present inventor has come to focus on a method called an ECUM method (Extracorporal ultrafiltration method), particularly in relation to the water removal treatment in the first half stage, through various studies. This ECUM method is a therapy that does not use a dialysate. Therefore, there is an advantage that the change in the osmotic pressure of blood is small.
[0013]
However, according to the knowledge of the present inventor, since the ECUM method is a therapy that does not use a dialysate as described above, it is not possible to perform substance exchange by a diffusion effect in hemodialysis treatment. Furthermore, in the situation where such material exchange is not possible, the removal of waste products in blood and cells becomes insufficient.
[0014]
Therefore, a method has been conceived that makes it relatively easy to remove wastes and the like from blood in a short time by using a dialysis treatment such as a hemodiafiltration (HDF) method. However, according to the knowledge of the present inventor, it is extremely difficult to perform the water removal treatment in a short time while maintaining the blood volume at a predetermined value even when this method is adopted.
[0015]
Further, as a finding of the present invention, when the ECUM method is used, the hemodialysis processing using a normal dialysate and the ECUM method are used in combination in the entire dialysis processing. That is, the hemodialysis process is performed by switching between the ECUM system and the normal hemodialysis process by manual operation of medical staff. Therefore, the present inventor has come to realize the necessity of resolving the point that the index of switching is insufficient and the part that depends on the experience of the worker is extremely large.
[0016]
In addition, the present inventor would reduce the time from the start to completion of the water removal treatment while reducing the burden on the person to be dialyzed, without depending on the experience of the medical staff, if the time of the hemodialysis treatment was reduced. I thought it would be possible to shorten it effectively.
[0017]
In order to realize this, the hemofiltration process is performed without using a dialysate from the start of the hemodialysis process to a predetermined time, and thereafter, at a predetermined time, that is, an appropriate blood volume for the subject. It is preferable to automatically switch to a hemodialysis treatment using a dialysate at the point in time.
[0018]
Therefore, the present invention
A first process of performing a hemofiltration process without supplying a dialysate to the hemodialyzer from a start to a predetermined time by a water removing means for removing water from blood when performing a hemodialysis process with a hemodialyzer; The second process of performing hemodialysis while supplying a dialysate to a hemodialyzer is switched at a predetermined time according to the blood volume of a person to be dialyzed, or the time of switching between the first process and the second process is changed. Or is notified by a method recognizable by visual or auditory sense.
[0019]
That is, the first invention of the present invention is:
A hemodialyzer for performing hemodialysis,
Supply means configured to supply a dialysate to the hemodialyzer,
Water removal means configured to remove water from blood,
Dialysate discharge means configured to discharge dialysate,
Blood index value measurement means configured to be able to measure a blood index value for blood,
A circulation pump for circulating blood,
Control means capable of controlling the switching of the supply of the dialysate,
A first process of performing a hemofiltration process without supplying a dialysate to the hemodialyzer from the start of the hemodialysis process to a predetermined time, and a hemodialysis process while supplying the dialysate to the hemodialyzer by a supply unit. The second process to be performed is automatically switched at a predetermined time.
A hemodialysis apparatus characterized in that:
[0020]
Further, the second invention of the present invention
A hemodialyzer for performing hemodialysis,
Supply means configured to supply a dialysate to the hemodialyzer,
Water removal means configured to remove water from blood,
Dialysate discharge means configured to discharge dialysate,
Blood index value measurement means configured to be able to measure a blood index value for blood,
A circulation pump for circulating blood,
Control means capable of controlling the switching of the supply of the dialysate,
A first process of performing a hemofiltration process without supplying a dialysate to the hemodialyzer from the start of the hemodialysis process to a predetermined time, and a hemodialysis process while supplying the dialysate to the hemodialyzer by a supply unit. It is configured to notify a switching time point of the second process to be performed at a predetermined time point.
A hemodialysis apparatus characterized in that:
[0021]
In the first and second inventions, typically, there is provided a time lapse measuring means configured to be able to measure the time lapse from the time when the hemodialysis process is started, and a predetermined time from the start of the hemodialysis process. The time until is settable. The predetermined time point is a time point when the time measured by the time lapse measuring means reaches the set time.
[0022]
In the first and second inventions, typically, the blood index value can be set to a predetermined value, and at a predetermined point in time, the blood index value measured by the blood index value measuring means has reached the predetermined value. It is time.
[0023]
In the first and second inventions, typically, the predetermined point in time is a point in time when the excess water content in the water removal process has been removed.
[0024]
In the first and second inventions, typically, the predetermined time point is a time point when the set water removal amount in the water removal processing is reached.
[0025]
In the first and second inventions, typically, the hemodialysis treatment by the hemodialysis treatment means comprises at least two stages, a first half stage and a second half stage. In the first half stage, the blood volume is reduced to a predetermined value. The hemodialysis process is controlled to be performed in a decreasing direction, and in the latter half stage, the blood process is controlled to be performed in a direction to maintain the blood volume at a predetermined value. Then, typically, the control means sets the time course of the target blood index value as a target control line, and is configured to be able to control dialysis conditions along the target control line. ing. Further, preferably, a plurality of measurement time points to measure the blood index value can be set, each blood index value at a plurality of measurement time points, and a target blood index value set by the target control line at the next measurement time point The dialysis condition is controlled by the control means by using. Further, it is configured to be controlable to shift from the first half stage to the second half stage when a predetermined time for performing hemodialysis processing and / or when a blood index value to be a reference is reached. Then, in the latter half of the stage, the control means controls the water removal rate to be substantially equal to the refilling rate of the dialyzed person in the hemodialysis treatment, thereby maintaining the blood volume constant.
[0026]
In the first and second inventions, typically, the hemodialysis treatment by the hemodialysis treatment means comprises at least two stages, a first half stage and a second half stage. In the first half stage, the blood volume is reduced to a predetermined value. The blood dialysis process is controlled to be performed in a decreasing direction, and in the latter stage, when the blood processing is controlled to be performed in a direction to maintain the blood volume at a predetermined value, each measurement of the hemodialysis process is performed. The calculation of the dialysis conditions and the control of the hemodialysis processing means based on the dialysis conditions at the time are performed by the control means based on feedforward control. Preferably, the feedforward control is performed by setting the blood volume at the start of the hemodialysis process to BV.₀, The percentage of the blood change at the selected n-th measurement time point in the first half_{n ´}, UFR_n, The ratio of the blood change amount at the (n-1) th measurement time point immediately before the nth measurement time point to% ΔBV_{n-1 ´}, The ratio of the blood change amount set to perform feedforward control to the (n + 1) th measurement time point one time after the nth measurement time point is expressed by BV_{n + 1}T is the time between two adjacent measurement points and UFR is the water removal rate_{n + 1}As
(Equation 5)

Try to do it based on an expression.
[0027]
In the first and second aspects of the present invention, preferably, the plasma refilling rate of the person to be dialyzed at an arbitrary n-th measurement time point is PRR_n, The water removal rate at any n-th measurement point in the hemodialysis treatment_n, The blood change amount at the n-th measurement time is ΔBV_{n ´}The elapsed time from the start of the hemodialysis treatment to the time point of the n-th measurement is represented by T_nThe time interval between adjacent measurement points is
(Equation 6)

PRR calculated by_nAre set to be so short that the difference between two adjacent measurement points in can be ignored.
[0028]
According to a third aspect of the present invention,
Hemodialyzer for performing hemodialysis, supply means configured to be able to supply dialysate to the hemodialyzer, water removal means configured to be capable of removing water from blood, and configured to be capable of discharging dialysate Hemodialysis having dialysate discharge means, blood index value measurement means configured to measure a blood index value relating to blood, a circulating pump for circulating blood, and control means capable of controlling switching of dialysate supply A control program executable by control means for controlling the device,
A first process for performing a hemofiltration process without supplying a dialysate to the hemodialyzer from the start of the hemodialysis process to a predetermined time by the control unit, and a process for supplying the dialysate to the hemodialyzer by the supply unit. The second process for performing the hemodialysis treatment is automatically switched at a predetermined time.
It is a control program for a hemodialysis apparatus characterized by the following.
[0029]
According to a fourth aspect of the present invention,
Hemodialyzer for performing hemodialysis, supply means configured to be able to supply dialysate to the hemodialyzer, water removal means configured to be capable of removing water from blood, and configured to be capable of discharging dialysate Hemodialysis having dialysate discharge means, blood index value measurement means configured to measure a blood index value relating to blood, a circulating pump for circulating blood, and control means capable of controlling switching of dialysate supply A control program executable by control means for controlling the device,
A first process for performing a hemofiltration process without supplying a dialysate to the hemodialyzer from the start of the hemodialysis process to a predetermined time by the control unit; It is configured to notify the switching point of time with the second process for performing the dialysis treatment at a predetermined point in time.
It is a control program for a hemodialysis apparatus characterized by the following.
[0030]
Typically, the control programs according to the third and fourth aspects of the present invention measure the predetermined time by the control means when the time from the start of the hemodialysis process to the predetermined time is set by the time lapse measuring means. It is designed such that the time at which the input is performed is the input time, and at a predetermined time, control of switching from the first process to the second process is executed.
[0031]
The control program according to the third and fourth inventions typically includes a blood index value which is measured by the control means when a predetermined value of the blood index value is set by the blood index value measuring means. Is set to a predetermined value, and the control means is designed to control the switching from the first process to the second process at the predetermined time.
[0032]
The control program according to the third and fourth inventions is characterized in that, when the amount of excess water is inputted to the control means, the amount of water removal by the water removal means is set by the control means, and the excess time in the water removal process is set at a predetermined time. It is designed to be the time when the amount of water is removed, and the control means controls the switching from the first process to the second process at a predetermined time.
[0033]
Typically, the control program according to the third and fourth inventions is such that, when the water removal amount by the water removal means is set, the control means reaches a predetermined time at the water removal amount set in the water removal processing. The time is set, and the control means is designed to control the switching from the first process to the second process at a predetermined time.
[0034]
The control program according to the third and fourth aspects of the present invention can be executed by the control means. Typically, the control means controls the hemodialysis treatment in at least two stages of the first half and the second half. Thus, the dialysis conditions are controlled so that the blood dialysis process is performed in a direction to decrease the blood volume to a predetermined value in the first half stage, and the hemodialysis process is performed in a direction in which the blood volume maintains the predetermined value in the second half stage. It is designed to control dialysis conditions.
[0035]
The control programs according to the third and fourth inventions can be executed by the control means. Typically, the control means sets a time course of a target blood index value as a target control line, It is designed to control dialysis conditions in a direction along the target control line.
[0036]
The control program according to the third and fourth inventions can be executed by the control means. Typically, the control means sets a plurality of measurement time points for measuring the blood index value, and each of the measurement time points at the plurality of measurement time points is set. It is designed to calculate the dialysis conditions using the blood index value and the target blood index value set by the target control line at the next measurement time.
[0037]
The control program according to the third and fourth inventions can be executed by the control means. Typically, the control means has reached a predetermined time for performing the hemodialysis treatment and / or a reference blood index value. At this point, it is designed to execute the control of the hemodialysis treatment so as to shift from the first half to the second half.
[0038]
The control programs according to the third and fourth inventions can be executed by the control means. Typically, in the latter half of the step, the control means controls the water removal rate with the refilling rate of the dialyzed person in the hemodialysis treatment. In order to control the blood volumes to be substantially equal, the blood volume is designed to be controlled so as to maintain the blood volume appropriate for the dialyzed person at a constant level.
[0039]
The control program according to the third and fourth inventions can be executed by the control means. Typically, the control means controls the blood index value of the hemodialysis treatment by controlling the blood volume at the start of the hemodialysis treatment. BV₀, The percentage of the blood change at the selected n-th measurement time point in the first half_{n ´}, UFR_n, The ratio of the blood change amount at the (n-1) th measurement time point immediately before the nth measurement time point to% ΔBV_{n-1 ´}, The ratio of the blood change amount set to perform feedforward control to the (n + 1) th measurement time point one time after the nth measurement time point is expressed by BV_{n + 1}T is the time between two adjacent measurement points and UFR is the water removal rate_{n + 1}As
(Equation 7)

It is designed to be based on formulas.
[0040]
The control program according to the third and fourth aspects of the present invention can be executed by the control means. Typically, the control program calculates the plasma refilling rate of the person to be dialyzed at an arbitrary n-th measurement time point as PRR._n, The water removal rate at any n-th measurement point in the hemodialysis treatment_n, The blood change amount at the n-th measurement time is ΔBV_{n ´}The elapsed time from the start of the hemodialysis treatment to the time point of the n-th measurement is represented by T_nThe time interval between two adjacent measurement points among the measurement points set by the control unit is determined by the control unit.
(Equation 8)

PRR calculated by_nAre designed so that there is no difference between two adjacent measurement points.
[0041]
In the present invention, typically, the blood index value is a value calculated using a blood volume change value (% BV value) or a hematocrit value.
[0042]
The present invention is capable of various combinations based on the technical concept, and is not necessarily limited to the above-described combinations.
[0043]
According to the hemodialysis apparatus and the control program according to the present invention configured as described above, in the first process, the hemofiltration process is performed without supplying the dialysate from the start of the hemodialysis process to a predetermined time. As a result, it is possible to remove the fluid having the same body fluid composition as before the hemodialysis treatment, and it is possible to efficiently remove large amounts of medium and large molecules such as waste products from cells together with water. In addition, the efficiency of the water removal process can be improved.
[0044]
In addition, the following effects can be obtained by automatically or objectively switching to the second process for supplying the dialysate at a predetermined time. That is, at this stage, since the concentration difference between the dialysate and the blood or cells becomes large, not only can the substance be efficiently removed due to the diffusion effect due to the concentration difference between the dialysate and the blood, but also the osmotic pressure can be corrected. Can correct small molecule substances.
[0045]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings of the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
[0046]
First, a hemodialysis apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a schematic block diagram of a hemodialysis apparatus according to the first embodiment.
[0047]
As shown in FIG. 1, the hemodialysis apparatus according to the first embodiment includes a hemodialysis processing operation unit 1, a control unit 2, an auxiliary storage unit 3, an operation display unit 4, a measurement unit 5a, and a sensor 5b. It is configured. Here, the measuring unit 5a and the sensor 5b are for detecting and measuring a blood index value.
[0048]
The control unit 2 among them is mainly configured by an information processing unit of a computer. The auxiliary storage unit 3 stores and holds data, and inputs and outputs data to and from the control unit 2.
[0049]
Further, the operation display unit 4 includes an operation unit from which data can be input by a worker and a display unit from which data can be displayed. The operation display unit 4 is configured to be able to input and output data from the control unit 2.
[0050]
Further, the operation display unit 4 can be configured by a touch panel display. By configuring the operation display unit 4 with the touch panel display in this way, the portions other than the hemodialysis processing operation unit 1 of the hemodialysis apparatus according to the first embodiment can be reduced in size. Therefore, the entire hemodialysis apparatus can be downsized, and space can be saved. Further, there is an advantage that the apparatus can be installed in a place suitable for operation and monitoring of the hemodialysis apparatus.
[0051]
In addition, the hemodialysis apparatus according to the first embodiment may be configured to be separated into the hemodialysis processing working unit 1 and other parts. By adopting such a configuration, it is not necessary to arrange the hemodialysis treatment working unit 1 which is not directly touched at the time of operation, and can be arranged, for example, beside or below a bed. Therefore, further space saving can be achieved.
[0052]
In addition, since parts other than the hemodialysis processing working unit 1 can be made extremely compact by using the touch panel display as described above, not only space saving but also operation and monitoring of the operation / display unit can be performed. It can be placed in an easy position.
[0053]
Further, the control unit 2 controls the hemodialysis processing operation unit 1 based on the conditions input from the operation display unit 4 and set. Each section of the hemodialysis apparatus is controlled by a control signal output from the control section 2.
[0054]
For example, by setting the dialyzer performance, blood flow rate, dialysate flow rate, dialysis time, and water removal amount for each person to be dialyzed, the control section 2 can sufficiently perform the hemodialysis treatment.
[0055]
Then, the operator inputs and sets the requirements using the operation display unit 4, and the control unit 2 controls the blood pump, the dialysate supply pump, and the dialysate of the hemodialysis processing operation unit 1 based on these requirements. A hemodialysis process is executed under the set dialysis conditions by controlling a discharge pump (neither is shown).
[0056]
In addition, in order to safely perform hemodialysis treatment, it is necessary to accurately set and check the dialysate concentration, dialysate temperature, venous pressure, air check, heparin injection amount, and the like. Therefore, setting and checking of these requirements can be easily performed using the operation display unit 4 including the touch panel display.
[0057]
Here, FIG. 2 shows a detailed block diagram of an apparatus having the above-described control unit 2, auxiliary storage unit 3, and operation display unit 4.
[0058]
As shown in FIG. 2, in the hemodialysis apparatus according to the first embodiment, the bus 6 has a main memory (MM) such as a CPU (Central Processing Unit) 2a, a RAM (Random Access Memory), and the like. And 2) a control unit 2 composed of a ROM (Read Only Memory) 2c in which a program for mechanically controlling the hemodialysis machine is stored, and an auxiliary storage unit 3 such as a hard disk (Hard Disk, HD). As an operation display unit for executing a so-called GUI, an operation display unit 4 including a touch panel display in which an input unit and a display unit are integrated is connected.
[0059]
Data communication between the control unit 2 including the CPU 2a, the MM 2b, and the ROM 2c, the auxiliary storage unit 3, and the operation display unit 4 is performed via the bus 6. The bus 6 is connected to the hemodialysis processing working unit 1 via an interface (I / F) 7. The measuring unit 5a and the sensor 5b are connected to the bus 6 via an interface (I / F), and are configured to be controllable by the control unit 2 through the bus 6.
[0060]
In addition, an operating system (OS) 3a for executing the installed program and operating the blood control apparatus by an operator is installed in the auxiliary storage unit 3.
[0061]
Further, based on the OS 3a, a time measurement application 3b, a hemodialysis processing switching control application 3d, a feed forward control application 3c, and an arithmetic processing application 3e are installed in the auxiliary storage unit 3. Two of these applications, namely, the feedforward control application 3c and the hemodialysis treatment switching control application 3d, are executed by the control unit 2 as control applications mainly in hemodialysis treatment.
[0062]
The other time measurement application 3b is an application for measuring the elapsed time when performing hemodialysis processing. The time measurement application 3b enables measurement of the execution time of the hemodialysis process and setting of the switching time of the hemodialysis process.
[0063]
The hemodialysis processing switching control application 3d is an application for controlling the timing when switching the method of hemodialysis processing. Then, the hemodialysis process switching control application 3d is executed by the control unit 2, and the hemodialysis process is switched from the ECUM system to the HD system, the HF system, or the HDF system by the command signal output from the control unit 2, or the ECUM is executed. The system may be switched from the system to another hemodialysis system. HF (Hemo Filtration) or HDF (Hemo Diafiltration) may be performed online.
[0064]
The feedforward control application 3c is an application for performing feedforward control described later. Then, the feedforward control application 3c enables execution of the feedforward control for the hemodialysis processing according to the first embodiment. Arithmetic processing required in the feedforward control is executed according to a program of the arithmetic processing application 3e.
[0065]
In the blood control apparatus, when these applications 3b to 3e are executed by using the OS 3a as a starting base, first, programs of these applications are temporarily stored in the main memory 2b from the auxiliary storage unit 3. It is memorized. Thereafter, predetermined processing is performed by the CPU 2a in accordance with the program of each application loaded in the main memory 2b.
[0066]
That is, the OS 3a and the various applications 3b to 3e installed in the auxiliary storage unit 3 are processed by the control unit 2 according to the programs. Then, the hemodialysis processing operation unit 1 is controlled by these applications, and the hemodialysis processing according to the first embodiment is executed.
[0067]
In addition, the control unit 2 provided in the hemodialysis apparatus according to the first embodiment has three types of functions when viewed from the functional aspect.
[0068]
That is, the control unit 2 has a first function that can set various dialysis conditions and processing / operations. Further, the control unit 2 converts data (blood parameters) measured and output by a blood meter, which will be described later, into an appropriate blood index value or a change value thereof, and is set in advance based on the data on the blood. It has a second function of selecting appropriate dialysis conditions. In addition, the control unit 2 has a third function of supplying data of the selected dialysis conditions, a processing signal, and an operation signal to the hemodialysis processing operation unit 1 for control.
[0069]
As a specific example of the operation display unit 4 including the control unit 2 and the auxiliary storage unit, a configuration in which the configuration is divided into two main control units and an auxiliary control unit (control unit) by function is exemplified. be able to.
[0070]
One main control unit sets various dialysis conditions, processes and operations, and supplies data of these dialysis conditions and signals for the processes and operations to the hemodialysis process operation unit 1 to thereby perform blood dialysis. This is a part for controlling the dialysis processing working unit 1. The other auxiliary control section is a section for converting the data supplied from the blood measuring means and selecting an appropriate preset dialysis condition based on the data.
[0071]
In addition, a specific example of the control unit 2 includes a patient monitoring device (console). Note that it is also possible to configure the patient monitoring device (console) including the control unit 2, the auxiliary storage unit 3, and the operation display unit 4.
[0072]
Next, the hemodialysis processing working unit 1 will be described. FIG. 3 shows the hemodialysis processing working unit 1 according to the first embodiment.
[0073]
The hemodialysis processing working unit 1 according to the first embodiment is means for performing a substantial operation of hemodialysis. That is, as shown in FIG. 3, the hemodialysis processing working unit 1 supplies a hemodialyzer (dialyzer) 11, which is a center of the dialysis treatment, to supply blood of the dialyzed person to the dialyzer 11, and to send out the dialyser's blood. A blood circuit 12 for transferring blood to and from the dialyzed blood, a blood pump 13 serving as a driving force for blood transfer, a blood meter 14, and a dialysis for supplying a dialysate to the dialyzer 11. The system includes a liquid circuit 15, a supply valve 16 for controlling the dialysate, a water removal pump 17 for performing a water removal process from blood, and a bypass valve 18. The bypass valve 18 is a valve for bypassing the dialysate in the dialysate circuit 15 so that the dialysate is not supplied to the dialyzer 11.
[0074]
The blood meter 14 is a device for measuring various blood parameters such as light transmittance of blood, electrolytic mass, and blood osmotic pressure. Further, the blood meter 14 is provided with sensors (not shown) for temperature, flow rate, pressure, etc., and is configured to be able to measure such information. Note that data measured by these sensors can be displayed on the operation display unit 4 via the control unit 2 or stored in the auxiliary storage unit 3. Further, it is also possible to execute these display and storage in parallel.
[0075]
In the blood meter 14, it is necessary to convert the measured parameter into an appropriate blood index value in order to select appropriate dialysis conditions.
[0076]
The index value includes a “hematocrit value (Ht value)” indicating the volume ratio of red blood cells in the whole blood, and a “circulating blood volume index (Blood index) that is an index value for checking the state of circulating blood volume in a dialyzed person. Volume, BV) "and" Plasma refilling rate (PRR) "which means the rate at which plasma is replenished from the body into blood vessels.
[0077]
As a display method for displaying these data on the display unit of the operation display unit 4, only the dialysis state during the execution of the hemodialysis process may be displayed, and the past stored state may be displayed. It is also possible to display the measurement data and the current measurement data in a form in which their change over time is clear and easy to understand.
[0078]
In addition, by recording the current dialysis status data obtained by the sensor using an external recording medium such as a flexible disk or an IC card, it is possible to store the past dialysis results of each individual dialysis patient for a long time. Can be.
[0079]
Further, the operation unit (operation keys) and the display unit in the operation display unit 4 including the touch panel display described above can be divided and displayed on a plurality of screens. The display of the operation display unit 4 having the operation unit and the display unit is controlled by the control unit 2. Therefore, various key arrangements and display formats can be selected by changing display software.
[0080]
As the software at this time, not only software for appropriately changing the display format, but also an application for displaying an explanation on how to use the hemodialysis apparatus can be used in the form of a flexible disk. At this time, it is possible to display in detail the method of use, particularly the precautions for use, on the display unit of the operation display unit 4 composed of a touch panel display.
[0081]
The hemodialysis apparatus according to the first embodiment is configured as described above.
[0082]
Next, in the hemodialysis apparatus according to the first embodiment configured as described above, a case and a calculation method of the blood volume or the blood change amount used as the blood index value, and the blood index value in the hemodialysis processing is changed with time. A setting example of a target control line used as a target course will be specifically described below.
[0083]
First, the available blood volume and its definition will be described.
[0084]
That is, in the first embodiment, the parameters of the available blood volume are not particularly limited as long as they indicate the amount of blood circulation such as the amount of water in the blood and the blood cell concentration. Specifically, for example, a hematocrit value (Ht value) or a BV (Blood Volume) value calculated from the Ht value can be used. In addition, it is possible to divide this BV value by BV0, which is the BV value at the start of dialysis, and use it as a% BV value expressed as a percentage. Further, the blood change amount that can be used in the first embodiment is the change amount of the blood volume per unit time described above.
[0085]
Second, a formula for calculating the blood volume and the blood change amount will be described. That is, in the first embodiment, the BV value is
(Equation 9)

Means the BV change value (ΔBV) defined by the following equation.
[0086]
And the% BV value is
(Equation 10)

It is represented by the following equation. The equation (2) expresses the BV value as the above-described BV change value (ΔBV) by percentage.
[0087]
Third, the definition of other parameters and their calculation formulas will be described.
[0088]
First, PRR is an abbreviation for plasma refilling rate, and is defined as the rate at which plasma is replenished from the body to blood vessels. The measurement of the PRR indicates the ability of the dialyzed subject to remove water at each time point during dialysis. Therefore, by recognizing the measurement result of the PRR, it becomes possible to set an appropriate water removal rate.
[0089]
Next, the calculation formula of PRR will be described. Here, the PRR is the PRR at the selected arbitrary n-th measurement time point._nThen, from its definition,
[Equation 11]

It is calculated by the formula. UFRn is a water removal rate at the selected n-th measurement time, ΔBV_nIs the blood change amount at the selected arbitrary n-th measurement time point, and Tn is the elapsed time until the selected arbitrary n-th measurement time point.
[0090]
Next, a control method using the hemodialysis apparatus according to the first embodiment configured as described above will be described. FIG. 4 shows a graph serving as a target for controlling the blood volume according to the first embodiment.
[0091]
First, in the hemodialysis processing according to the first embodiment, the control section 2 controls and executes the hemodialysis processing operation section 1. This hemodialysis treatment is divided into at least two stages, a first half stage and a second half stage.
[0092]
First, as one of the control elements in the first half stage, a method of calculating an initial blood volume unique to a dialysis patient will be described. The initial blood volume (BV₀) Can be calculated, for example, by the following method. Here, this BV₀A first method of calculating the following will be described.
[0093]
In the first method, first, immediately after the hemodialysis treatment is started (at the start of dialysis), since the blood volume is unstable, only extracorporeal circulation is performed without performing the water removal treatment. Thereafter, if this extracorporeal circulation is continued until the blood volume becomes stable, the turgor pressure in the cells becomes sufficiently high and water overflows from the cells.
[0094]
When the water accumulates in the interstitium of the cells, it is considered that the body fluid corresponding to the increased extracorporeal blood volume (extracorporeal space), that is, the inflow from the cells moves from the cells to the blood vessels. Therefore, from the increased extracorporeal blood volume (extracorporeal space) at that time and% ΔBV,
(Equation 12)

Holds. Then, based on this equation (4), the initial blood volume (BV₀) Can be obtained.
[0095]
Next, the second method will be described. In the second method, as shown in FIG. 4, at the start of the hemodialysis treatment, only the extracorporeal circulation is performed without performing the water removal treatment. Next, extracorporeal circulation is continued until the BV value is stabilized, and when the BV value is stabilized, the water removal process is started.
[0096]
Then, simultaneously with the start of the water removal processing, the water removal processing is performed at a constant water removal rate of the water removal rate A. At this time, the change amount of the BV value after a lapse of a predetermined time T during which the PRR of the dialyzed person hardly changes, that is, ΔBV₁Is calculated.
[0097]
Subsequently, water removal processing is performed at a different water removal rate B for the same time as the fixed time T, and ΔBV which is a change amount of the BV value is obtained.₂Is calculated. Thereafter, the ΔBV calculated in this way is₁And ΔBV₂And the initial blood volume BV using the water removal rate A and the water removal rate B.₀Is calculated.
[0098]
First, the plasma refilling rate (PRR), defined as the rate at which plasma is replenished from the body into the blood vessels,
(Equation 13)

Holds.
[0099]
This equation (5) is based on the aforementioned ΔBV₁And ΔBV₂Are satisfied, and further, within a predetermined time T, the PRR hardly changes.
[Equation 14]

Holds.
[0100]
Also, each ΔBV in this equation₁And ΔBV₂Is, from their definitions,
(Equation 15)

and
(Equation 16)

Respectively hold.
[0101]
Then, from the above equations (6), (7) and (8),
[Equation 17]

Is derived, and this equation (9) is₀By summarizing about,
(Equation 18)

Is derived. From this equation (10), the initial blood volume BV₀Can be calculated.
[0102]
In the hemodialysis apparatus according to the first embodiment, the initial blood volume (BV) of each dialyzed person calculated as described above is calculated.₀) And the appropriate blood volume for the person to be dialyzed, that is, the appropriate blood volume (BV)._st) And from
[Equation 19]

, The target BV% is automatically calculated. Then, control is performed based on the blood index value. The standard blood volume (BV_st) Is a factor that affects the blood volume of the human body, specifically, if the subject is a healthy subject, considering the age, sex, and height of the subject. Blood volume (BV_st) Is a value determined in advance by a doctor or the like.
[0103]
Next, in the hemodialysis apparatus according to the first embodiment of the present invention, a case and a calculation method of a blood volume or a blood change amount used as a blood index value, and a target of using the blood index value as a time course in hemodialysis processing A control method for bringing the blood index value closer to the target using a setting example of the control line and a blood index value measured at each measurement time based on the target control line will be described.
[0104]
First, “BV%” means that the BV value at the time of measurement is obtained by calculating the initial blood volume BV at the start of dialysis obtained from the above equation (10).₀And expressed as a percentage,
(Equation 20)

It is expressed as
[0105]
Also, from the definition of PRR described above, PRR_nPRR, UFR at any measurement time point n where is selected_nIs the water removal rate at an arbitrary measurement time point n, ΔBV_nIs the blood change amount at an arbitrary measurement time point n where T is selected, T_nIs the time interval at the selected n-th measurement time point,
(Equation 21)

Holds.
[0106]
Next, a specific description will be given of a hemodialysis treatment method using the hemodialysis apparatus according to the first embodiment configured as described above. FIG. 5 is an example of a target control line used when control is performed by the hemodialysis apparatus according to the first embodiment.
[0107]
First, in the first half of the hemodialysis treatment according to the first embodiment, as a first process, control is performed in a direction to reduce the blood volume by water removal treatment. At this time, an ECUM method (ExtraCorporal Ultrafiltration Method) is employed as the blood filtration process.
[0108]
That is, in this first half stage, first, a command signal for opening the valve is transmitted from the control unit 2 shown in FIG. 3 to the bypass valve 18 of the hemodialysis processing operation unit 1. The bypass valve 18 to which the command signal has been supplied opens the valve based on the command signal.
[0109]
By opening the bypass valve 18, the dialysate is no longer supplied to the dialyzer 11. Therefore, only blood is supplied to the dialyzer 11 during the hemodialysis treatment unless the bypass valve 18 is closed.
[0110]
Then, the hemodialysis process is started with the bypass valve 18 opened. Immediately after the start of the hemodialysis treatment, the BV value is unstable. Therefore, at the start of dialysis, the water removal is not performed, and the water removal rate A is set to 0. Thereafter, only extracorporeal circulation is performed, and this extracorporeal circulation is continued until the BV value is stabilized.
[0111]
After the extracorporeal circulation is continued and the BV value is stabilized, the hemodialyzer is reset and the measurement is restarted. At this time, the determination of the BV value specific to each dialysis patient and the required water removal speed from the selected control time point to the next target control time point is determined by the target shown in FIG. 4, FIG. 5 and FIG. This is performed by setting the control line.
[0112]
That is, in the first half of the hemodialysis process shown in FIG. 7, the set target control line a, the actual measurement value line b, and the prediction control line c, which are indicated by oblique lines, are shown. Note that the vertical axis in FIG. 7 is the% BV value, and the horizontal axis is the elapsed time from the start of the dialysis treatment.
[0113]
Among these control lines, the target control line a is a standard for the time course of the blood volume (blood index value) in the first half stage of the dialysis treatment or the time-based target value. The setting of the target control line a is set by the operator of the hemodialysis apparatus, specifically, by a doctor or the like before the hemodialysis treatment.
[0114]
The measured value line b is% ΔBV_{1 ´},% ΔBV_{2 ´}And the like, which are actually measured values of blood index values. The prediction control line c in the vicinity of the target control line a is represented by% ΔBV measured at each time point._{1 ´},% ΔBV_{2 ´}Based on the actual measurement value of the blood index value and the target control line a, for example, a dialysis condition such as a water removal rate is calculated, and control is performed on the hemodialysis processing operation unit 1 based on the calculated dialysis condition. Line.
[0115]
The actual measurement line b, which tends to deviate from the target control line a, is corrected by the newly set dialysis condition at each measurement time. As a result, the blood volume in the hemodialysis process changes along the target control line a.
[0116]
The control method according to the first embodiment utilizes feedforward control. Further, in order to make the control error substantially negligible, it is assumed that the interval at the time of measurement is short.
[0117]
In the first half of the hemodialysis treatment shown in FIG. 6, a graph represented by a diagonally downward slanted line below the target control line (the target control line a in FIG. 7) is shown in the second half of the hemodialysis treatment in FIG. Horizontal lines shown as lines parallel to the time axis above the emergency supply line are alarm lines for functioning as deviation control lines.
[0118]
In a normal state in the first half of the hemodialysis treatment, a normal control method, that is, a feedforward control is operated. However, when the blood index value exceeds the deviation control line, a different emergency control method from the normal control method is used. Control works.
[0119]
Specifically, as shown in the graph of FIG. 6, when the measured value line b indicating the transition of the measured value deviates below the warning line (deviation control line), the water removal is performed before the feedforward control is performed. Suspension of a water removal means such as a pump or, if necessary, replacement of a dialyzed patient with a replacement fluid pump is preferentially performed.
[0120]
In the hemodialysis apparatus according to the first embodiment, feedforward control is performed in the second half of the hemodialysis process, and the same deviation control line or emergency fluid replacement line as in the first half is used. Also in this latter half stage, when the actual measurement value line c deviates from the alarm line (deviation control line), the water removal means such as the water removal pump is stopped, or if necessary, the replacement fluid pump is applied to the dialyzed person. Rehydration is performed preferentially.
[0121]
Therefore, the hemodialysis apparatus according to the first embodiment not only has a function of easily bringing the blood index value of hemodialysis to the target value in the first half of the dialysis treatment, but also has a function of performing the first half and / or the second half of the hemodialysis treatment. Even when the blood index value deviates from the safe area, the emergency control can be preferentially operated. Thereby, the safety of the person to be dialyzed can be ensured.
[0122]
FIG. 6 shows a maximum water removal rate line employed in the first half and the second half of the dialysis treatment. The lower half of FIG. 6 shows the history of the water removal rate of the hemodialysis treatment.
[0123]
In the first half of the dialysis treatment, at the start of the hemodialysis treatment, the water removal rate UFR obtained by dividing the target water removal amount by the target dialysis time.₀Performs the hemodialysis processing. Thereafter, from the next measurement point to the next measurement point, the blood calculated along the target control line based on the BV value obtained from the weight of the dialyzed person before the start of the hemodialysis treatment. A dialysis process is performed.
[0124]
Further, until the next measurement time point, the water removal rate UFR calculated based on the respective blood index values and the water removal rate UFR ′ measured at the previous two measurement time points and the target value from the target control line. "Performs the hemodialysis treatment.
[0125]
When the water removal rate UFR ″ calculated as described above exceeds a predetermined maximum water removal rate UFRmax, hemodialysis is performed at the maximum water removal rate UFRmax.
[0126]
Next, in the first half stage of the dialysis treatment, a water removal rate as a dialysis condition is calculated and controlled based on the respective blood index values from the two measurement points, the executed water removal rate, and the target value from the target control line. The so-called feedforward control will be described. Further, the reason why the blood index value approaches the target value by applying this water removal rate to the hemodialysis processing working unit 1 and the prerequisites therefor will be described.
[0127]
That is, the BV value at the start of the hemodialysis treatment is₀Then, in the first half of the hemodialysis treatment, for example, at the first measurement time and the second measurement time, the BV value at each measurement time is
First measurement time
(Equation 22)

Second measurement time
[Equation 23]

Is established. Note that in these two equations, BV₀,% ΔBV_{1 ′},% ΔBV_{2 ′}And T represent the BV value at the start of dialysis, the BV change amount at the first measurement time, the BV change amount at the second measurement time, and the elapsed dialysis time, respectively, and% ΔBV₃Is an amount determined by the target control line.
[0128]
A similar relationship holds at any (n−1) th measurement time point and the nth measurement time point,
(N-1) th measurement time
(Equation 24)

Nth measurement time
(Equation 25)

Is established. It should be noted that the values used in these equations (16) and (17) are also BV₀,% ΔBV_{n-1 ′},% ΔBV_{n ′}And T represent the BV value at the start of dialysis, the BV change amount at the (n-1) th measurement time, the BV change amount at the nth measurement time, and the elapsed dialysis time, respectively, and% ΔBV_{n + 1}Is a target value of the BV change amount determined by the target control line.
[0129]
Then, from the expressions (14) and (15) at the first measurement time point and the second measurement time point described above,
(Equation 26)

Holds.
[0130]
Where PRR₁And PRR₂T is set to such an extent that the difference between. That is, the time interval between the first measurement time point and the second measurement time point is set short enough that no substantial change occurs in the PRR of the dialyzed person at each measurement time point, that is, the change can be ignored. And
[Equation 27]

Holds.
[0131]
In equation (19),% ΔBV₃Is a target value at the next measurement time point, and is a target value for approaching the blood index value by control. Also, UFR₂Is a water removal rate to be set in order to make the blood index value at the next measurement time point close to the above-described target value with respect to the first measurement time point.
[0132]
Then, in this equation (20), BV₀,% ΔBV_{1 ′},% ΔBV_{2 ′}And T are known values, respectively, and₁Is also a known value as the water removal speed from the first measurement time to the second measurement time. Therefore,% ΔBV of the target BV change amount₃By designating, it is possible to calculate the water removal rate that is the dialysis condition from the above equation.
[0133]
That is, the BV target value is determined at the measurement time by the target control line. Conversely, by executing the hemodialysis treatment at the water removal rate, the BV value at the next measurement point can be made closer to the target value, that is, the target control line.
[0134]
Then, generalizing equation (20) for an arbitrary n-th measurement time point,
[Equation 28]

Holds.
[0135]
Based on this formula (20), based on the blood index value set at the next measurement time point determined from the two measurement time points, water removal to be set to bring the blood index value at the next measurement time point closer to the target The speed is determined.
[0136]
Note that in equation (20),% ΔBV_{n-1 ′}Is the ratio of the blood change amount at an arbitrary measurement time point n selected in the first half of the dialysis treatment,% ΔBV_{n + 1}Is the ratio of the set blood change amount at the measurement point (the next measurement point) in the first half of the dialysis treatment in which the feedforward control is to be executed, UFR_nIs the water removal rate at the selected measurement time point in the first half of the dialysis operation, UFR_{n + 1}At the next measurement time point (the (n + 1) th measurement time point) after the n-th measurement time point selected in the first half stage of the dialysis treatment, to reach the target blood index value, Is the water removal speed set when the control is executed for.
[0137]
In the above-described equations (19) and (20), a condition that “the substantial difference in the PRR at each measurement time point is so small as to be negligible” is premised as a condition for establishing these equations. I have. Therefore, in order to satisfy this condition, it is necessary to shorten the time interval T at each measurement time point so that the difference in PRR becomes so small as to be negligible.
[0138]
Further, in this control method, the BV at the start of the hemodialysis treatment₀Error, control delay, and other factors may cause an error in control.
[0139]
Therefore, in the first embodiment, in the actual control, the reliability of the control is improved by resetting the water removal speed at each measurement time. Specifically, as shown in FIG. 6, since the intervals between the respective measurement points are shortened and the water removal speed is set each time, errors that occur can be substantially absorbed.
[0140]
The control of the water removal rate and the blood volume by the feedforward control as described above is performed until the blood volume (BV value) reaches the appropriate blood volume of the dialyzed person.
[0141]
That is, in the stage including the initial stage of dialysis in the above-mentioned hemodialysis treatment, that is, in the so-called first half stage, a large amount of water is accumulated in the cells, so that the movement speed of the water is considerably increased. Then, when the BV value reaches the appropriate blood volume of the person to be dialyzed, the first half of the hemodialysis process is terminated, and the process continuously shifts to the second half.
[0142]
Further, in the first embodiment, at the same time as this transition, the control unit 2 shown in FIG. 2 executes the hemodialysis treatment switching control application 3d to switch from the ECUM method as the first process to the second process. The system is switched to a normal system, for example, the HD system. It should be noted that at the time of this switching, it is also possible to notify the switching by an objectively recognizable method. At this time, the switching is manually performed by the worker.
[0143]
Next, a description will be given of the latter half stage in which the system is switched to the normal system as the second process and the system is shifted to be controlled so as to keep the blood volume constant.
[0144]
First, in the latter half stage according to the first embodiment, a command signal for closing the bypass valve 18 of the hemodialysis treatment operating unit 1 is supplied from the control unit 2, whereby the bypass valve 18 is closed.
[0145]
The dialysate is supplied to the dialyzer 11 by closing the bypass valve 18. As a result, a second process of performing a hemodialysis process by a normal system such as the HD system, the HF system, or the HDF system is started from the first process of the hemodialysis process by the ECUM system.
[0146]
In the latter half of the hemodialysis treatment, the hemodialysis treatment is performed while controlling the feedforward control so as to maintain an appropriate blood volume of the dialyzed person reached in the first half stage. Control for increasing the solute removal efficiency may be performed. Specifically, for example, as the simplest one, it is also possible to perform on / off control of water removal. Further, a control for positively causing a change in the osmotic pressure of the dialysate may be performed. Further, as a method of the hemodialysis treatment in the second process, various methods such as an HD method, an HF method, and an HDF method can be adopted.
[0147]
As described above, during the water removal process while maintaining an appropriate blood volume, the moving speed of the water moving from the cells to the blood is substantially equal to the moving speed of the water moving from the blood to the dialysate. It is in the state that it is.
[0148]
In other words, the water that is removed when the proper blood volume of the dialysate is maintained is equivalent to the surplus water in the cells that migrates from the cells of the dialysate to the blood. is there.
[0149]
Therefore, if water is removed while maintaining the blood volume of the dialyzed person at an appropriate blood volume, excess water is gradually removed from the cells, so that in the latter half of the hemodialysis treatment, the water removal rate becomes zero. Get closer. Then, along with the convergence of the water removal rate, the osmotic pressure of the blood passing through the dialyzer 11 converges to the osmotic pressure of the dialysate almost in parallel with this.
[0150]
Thereafter, when the vascular space and the cell space are balanced, the outflow of water from the cells stops. As a result, excess water in the cells is removed. Then, the water removal processing is stopped in a state where the movement of water from the cells to the blood is stopped, and the hemodialysis processing ends.
[0151]
As described above, the hemodialysis processing according to the first embodiment is performed.
[0152]
As described above, according to the first embodiment, in the first half of the hemodialysis processing by the hemodialysis apparatus, the hemodialysis processing is performed by the ECUM method, and in the second half, the normal HD hemodialysis processing is performed. As a result, as shown in FIG. 8, the water removal time can be reduced, and the overall dialysis time can be reduced as compared with the conventional case (see FIG. 8A). Then, in the first half stage, the water removal treatment is performed efficiently, and in the second half stage, the substance can be removed by replacement with the dialysate. It can be carried out. As a result, it is possible to suppress the occurrence of symptoms such as imbalance syndrome in the dialysis recipient, and to reduce the burden. In addition, since the hemodialysis process is automatically switched from the ECUM system to the normal system, an appropriate hemodialysis process can be performed on the dialyzed person without depending on the medical experience of the worker. In addition, the work load on the worker can be reduced, and the reliability for safety can be further improved.
[0153]
Next, a hemodialysis process according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 shows a control graph of the blood volume in the hemodialysis treatment according to the second embodiment.
[0154]
As shown in FIG. 9, in the method for switching the hemodialysis treatment process according to the second embodiment, unlike the first embodiment, the hemodialysis treatment using the ECUM method and the normal hemodialysis method such as the HD method are used. The time point for switching to the process is the time point when the set time has elapsed. That is, when the set time has elapsed from the start of the hemodialysis processing, the switching from the ECUM system to the normal system is performed. The notification of the switching is the same as in the first embodiment.
[0155]
The switching point of the blood volume control in the hemodialysis treatment is the same as in the first embodiment, and the blood volume of the dialyzed person is changed to the starting blood volume (the initial blood volume BV).₀) To a point in time at which a blood volume appropriate for the person to be dialyzed (appropriate blood volume BVst) is reached.
[0156]
That is, in the second embodiment, the switching point in time from the hemodialysis processing of the ECUM system to the normal hemodialysis processing of the HD system, for example, and the switching point in the control of the blood volume are controlled independently of each other. The other parts of the control of the hemodialysis apparatus and the hemodialysis processing are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.
[0157]
According to the second embodiment, the hemodialysis process is composed of the first half stage and the second half stage, and the hemodialysis process is switched from the ECUM system to the normal system. Since the same effect can be obtained, and the hemodialysis processing is switched by setting a predetermined time, the time for switching from the hemodialysis processing by the ECUM system to the normal hemodialysis processing is changed for each person to be dialyzed. By simply setting, the burden on the worker can be further reduced.
[0158]
Next, a hemodialysis process according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 shows a control graph of the hemodialysis processing according to the third embodiment.
[0159]
As shown in FIG. 10, in the method for switching the type of hemodialysis processing according to the third embodiment, unlike the first embodiment, the hemodialysis processing using the ECUM method is replaced with a normal hemodialysis method such as the HD method. The point in time when the process is switched to the process is a point in time when the amount of water removed by the water removal process reaches a predetermined amount of water removed set for each person to be dialyzed. The notification of the switching is the same as in the first embodiment.
[0160]
Further, the switching time point regarding the control of the blood volume in the hemodialysis treatment is the same as in the first embodiment, and the starting blood volume (initial blood volume BV₀) To a point in time at which a blood volume appropriate for the person to be dialyzed (appropriate blood volume BVst) is reached.
[0161]
That is, in the third embodiment, the switching time point from the hemodialysis processing of the ECUM method to the normal hemodialysis processing method such as the HD method and the switching time point of the blood volume control in the hemodialysis processing are independent of each other. Control. The other parts of the control of the hemodialysis apparatus and the hemodialysis processing are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.
[0162]
According to the third embodiment, while the hemodialysis processing is composed of the first half and the second half of the control of the blood volume, the system of the hemodialysis is automatically switched from the ECUM system to the normal system. Thus, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Furthermore, when the amount of water removed by the water removal process reaches a predetermined amount of water removal set for each person to be dialyzed, by switching the method of hemodialysis treatment, the same effect as in the second embodiment is obtained. Can be obtained.
[0163]
Next, a method for switching the hemodialysis processing according to the fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 shows a control graph of the blood volume according to the fourth embodiment.
[0164]
As shown in FIG. 11, in the method for switching the hemodialysis treatment process according to the fourth embodiment, unlike the first embodiment, the hemodialysis treatment using the ECUM method and the normal hemodialysis method such as the HD method are used. The time point at which the process is switched to the process time point is a time point at which the blood volume of the dialyzed subject to whom the hemodialysis treatment is performed reaches a predetermined blood volume set for each dialyzed subject.
[0165]
In the hemodialysis process, the switching point regarding the control of the blood volume is performed by changing the blood volume of the dialyzed person to the initial blood volume (BV) as in the first embodiment.₀) To a point in time when the blood volume becomes appropriate for the person to be dialyzed (appropriate blood volume BVst).
[0166]
That is, in the hemodialysis processing according to the fourth embodiment, the switching time point from the ECUM method to the normal method and the switching time point in the blood volume control are independent of each other, as in the second and third embodiments. To control. The other parts related to the control of the hemodialysis apparatus and the hemodialysis processing are the same as those in the first embodiment, and thus the description is omitted.
[0167]
According to the fourth embodiment, the hemodialysis treatment is composed of the first half stage and the second half stage, and the system of the hemodialysis treatment is automatically switched from the ECUM system to the normal system. The same effect as in the embodiment can be obtained. Further, according to the fourth embodiment, when the blood volume set for each person to be dialyzed is reached, the system of the hemodialysis treatment is switched, so that it depends on the medical experience of the worker. Without this, an appropriate hemodialysis process can be performed on the dialyzed person. As a result, the work load on the worker can be reduced, and safety certainty can be further improved.
[0168]
As described above, the embodiments of the present invention have been specifically described. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible.
[0169]
For example, the HD system, which is a normal hemodialysis system described in the above-described embodiment, is merely an example, and a different system may be employed as needed.
[0170]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first process of performing the first hemodialysis treatment without supplying the dialysate to the hemodialyzer from the start of the hemodialysis treatment to a predetermined time point. By automatically switching the second process for performing the second hemodialysis treatment while supplying the dialysate to the hemodialyzer by the supply means at a predetermined time or notifying the switching time, In the first process, the water removal process can be performed efficiently, so that the water removal time can be reduced, and the dialysis time can be reduced.
[0171]
Further, according to the present invention, the first process and the second process are automatically switched at a predetermined time, or the switching time is notified, so that a large amount of the first process can be performed in a short time. Even when water is removed, the osmotic pressure of body fluids and blood hardly changes from the osmotic pressure before hemodialysis treatment, so that the burden on the dialyzed person can be reduced, and the imbalance syndrome can be reduced. The dialysis treatment can be performed while suppressing the occurrence of symptoms. In addition, since the hemodialysis process can be performed while maintaining an appropriate blood flow rate to the dialyzed person without depending on the medical experience of the worker, the work load on the worker can be reduced, and It is possible to further improve the certainty.
[0172]
Furthermore, according to the present invention, since the blood filtration is performed without supplying the dialysate to the predetermined time in the first process, the fluid can be removed in the state of the body fluid composition before the hemodialysis. Therefore, it is possible to efficiently remove a large amount of medium and large molecules such as waste products from cells together with water. This makes it possible to increase the efficiency of the water removal treatment. Then, since the process is automatically switched to the second process for supplying the dialysate at a predetermined time, the concentration difference between the dialysate, blood, and cells increases at this stage. The effect allows not only efficient removal of substances, but also correction of small molecule substances by correction of osmotic pressure. Further, in the second process, since a large amount of water has already been removed, it is possible to greatly reduce the effect of the water transfer inhibiting factor caused by the osmotic pressure difference.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a hemodialysis apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the hemodialysis apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a hemodialysis processing operation section of the hemodialysis apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph for explaining an initial stage of controlling a blood change amount by the hemodialysis apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing a target control line for controlling the hemodialysis apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the whole process of controlling the blood change amount by the hemodialysis apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing the first half of the blood change amount by the hemodialysis apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing a target control line for controlling the hemodialysis apparatus according to the first embodiment of the present invention, and a graph showing a target control line according to the related art.
FIG. 9 is a graph showing a target control line for controlling the hemodialysis apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a graph showing a target control line for controlling a hemodialysis apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a graph showing a target control line for controlling a hemodialysis apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1) Hemodialysis treatment working section
2 control unit
2a @ CPU
2b @ Main memory
2c @ ROM
3 Auxiliary storage
3a @ Operating system
3b time measurement application
3c @ feed forward control application
3d hemodialysis treatment switching control application
3e arithmetic processing application
4 Operation display
6 bus
11 dialyzer
12 Blood circuit
13 blood pump
14 Blood meter
15 dialysate circuit
16 supply valve
17 Water removal pump
18 bypass valve

Claims (28)

A hemodialyzer for performing hemodialysis,
Supply means configured to supply a dialysate to the hemodialyzer,
Water removal means configured to remove water from blood,
Dialysate discharge means configured to discharge the dialysate,
Blood index value measurement means configured to be able to measure the blood index value for the blood,
A circulation pump for circulating the blood,
Control means capable of controlling the switching of the supply of the dialysate,
A first process of performing a hemofiltration process without supplying the dialysate to the hemodialyzer from the start of the hemodialysis process to a predetermined time, and supplying the dialysate to the hemodialyzer by the supply means. A hemodialysis apparatus configured to automatically switch between the second process for performing hemodialysis processing and the second process at the predetermined time. A hemodialyzer for performing hemodialysis,
Supply means configured to supply a dialysate to the hemodialyzer,
Water removal means configured to remove water from blood,
Dialysate discharge means configured to discharge the dialysate,
Blood index value measurement means configured to be able to measure the blood index value for the blood,
A circulation pump for circulating the blood,
Control means capable of controlling the switching of the supply of the dialysate,
A first process of performing a hemofiltration process without supplying the dialysate to the hemodialyzer from the start of the hemodialysis process to a predetermined time, and supplying the dialysate to the hemodialyzer by the supply means. A hemodialysis apparatus characterized in that a point in time of switching to a second process for performing hemodialysis processing is notified at the predetermined point in time. Having a time lapse measuring means configured to be able to measure the time lapse from the time when the hemodialysis process was started,
It is configured to be able to set the time from the start of the hemodialysis treatment to the predetermined time,
3. The hemodialysis apparatus according to claim 1, wherein the predetermined time point is a time point when the time measured by the time lapse measuring means reaches the set time. 4. The blood index value is configured to be set to a predetermined value,
3. The hemodialysis apparatus according to claim 1, wherein the predetermined time point is a time point when the blood index value measured by the blood index value measuring means has reached a predetermined value. 3. The hemodialysis apparatus according to claim 1, wherein the predetermined time point is a time point when an excess water amount in the water removal processing is removed. 4. 3. The hemodialysis apparatus according to claim 1, wherein the predetermined time point is a time point when the set water removal amount in the water removal processing is reached. The hemodialysis treatment by the hemodialysis treatment means is composed of at least two stages of a first half stage and a second half stage,
In the first half, the blood dialysis process is controlled in a direction to reduce the blood volume to a predetermined value,
3. The hemodialysis apparatus according to claim 1, wherein in the latter half stage, the blood processing is controlled to execute the blood processing in a direction to maintain the blood volume at the predetermined value. 4. The control means sets a temporal course of the target blood index value as a target control line, and is configured to be able to execute the control of the dialysis conditions along the target control line. The hemodialysis apparatus according to claim 7, wherein A plurality of measurement time points for measuring the blood index value can be set, and each blood index value at the plurality of measurement time points and a target blood index value set by the target control line at the next measurement time point are used. 8. The hemodialysis apparatus according to claim 7, wherein the control means controls the dialysis conditions. The apparatus is configured to be controllable to shift from the first half stage to the second half stage at a predetermined time for performing the hemodialysis treatment and / or when a blood index value to be a reference is reached. The hemodialysis apparatus according to claim 7, In the latter half stage, the control means controls the water removal rate to be substantially equal to the refilling rate of the dialyzed person in the hemodialysis treatment, thereby controlling the predetermined value to be kept constant. The hemodialysis apparatus according to claim 7, wherein: At each measurement time point in the hemodialysis processing, the calculation of the dialysis conditions and the control of the hemodialysis processing means based on the dialysis conditions are performed by the control means based on feedforward control. The hemodialysis apparatus according to claim 7, wherein In the feedforward control, the blood volume at the start of the hemodialysis treatment is BV ₀ , the ratio of the blood change amount at the selected n-th measurement time point in the first half is% ΔBV _{n ′} , the water removal rate UFR _n , the ratio of the blood change amount at the (n−1) th measurement time point immediately before the nth measurement time point is% ΔBV _{n−1 ′} , and the (n + 1) th measurement time point after the nth measurement time point. For the measurement time point, the ratio of the blood change amount set to apply the feedforward control is BV _{n + 1} , the time between two adjacent measurement time points is T, and the water removal rate is UFR _{n + 1} ,

13. The hemodialysis apparatus according to claim 12, wherein the operation is performed based on an equation. The plasma refilling rate of the dialyzed person at any n-th measurement time point is PRR _n , the water removal rate at any n-th measurement time point in hemodialysis treatment is UFR _n , and the blood change amount at the n-th measurement time point is ΔBV _{n ′} , the time interval at the n-th measurement time point after starting the hemodialysis treatment is T _n , and the time interval between adjacent measurement time points is

13. The hemodialysis apparatus according to claim 12, wherein a difference between two adjacent measurement points in PRR _n defined by is set to be negligible. 3. The hemodialysis apparatus according to claim 1, wherein the blood index value is a blood volume change value or a value calculated from a hematocrit value. Hemodialyzer for performing hemodialysis, supply means configured to be able to supply dialysate to the hemodialyzer, water removal means configured to be able to remove water from blood, and configured to be able to discharge the dialysate Dialysate discharge means, blood index value measurement means configured to measure a blood index value relating to the blood, a circulating pump for circulating the blood, and control means capable of controlling switching of the dialysate supply A control program executable by control means for controlling the hemodialysis apparatus having
A first process of performing the hemofiltration process without supplying the dialysate to the hemodialyzer from the start of the hemodialysis process to a predetermined time by the control unit; and A control program for a hemodialysis apparatus, characterized in that the control program is configured to automatically switch between a second process of performing hemodialysis while supplying a dialysate at the predetermined time. Hemodialyzer for performing hemodialysis, supply means configured to be able to supply dialysate to the hemodialyzer, water removal means configured to be able to remove water from blood, and configured to be able to discharge the dialysate Dialysate discharge means, blood index value measurement means configured to measure a blood index value relating to the blood, a circulating pump for circulating the blood, and control means capable of controlling switching of the dialysate supply A control program executable by control means for controlling the hemodialysis apparatus having
A first process of performing the hemofiltration process without supplying the dialysate to the hemodialyzer from the start of the hemodialysis process to a predetermined time by the control unit; and A control program for a hemodialysis apparatus, characterized in that it is configured to notify, at said predetermined time, a switching point of time to a second process of performing hemodialysis while supplying a dialysate. When the time from the start of the hemodialysis treatment to the predetermined time is set, the control means controls the predetermined time to be the time input by the time elapsed measurement means. 18. The control program for a hemodialysis apparatus according to claim 16, wherein control of switching from the first process to the second process is executed at the predetermined time. When a predetermined value of the blood index value is set, the control means sets the predetermined time point to a time point at which the blood index value measured by the blood index value measurement means becomes a predetermined value, and the control means 18. The control program for a hemodialysis apparatus according to claim 16, wherein control of switching from the first process to the second process is performed at the predetermined time. When the excess water amount is input to the control means, the control means sets the water removal amount by the water removal means, and the predetermined time is the time when the excess water amount in the water removal processing is removed. 18. The apparatus according to claim 16, wherein the control means controls the switching from the first process to the second process at the predetermined time. Hemodialysis machine control program. When the water removal amount by the water removal means is set, the control means causes the predetermined time to be a time when the water removal amount set in the water removal processing is reached, and the control means 18. The control program for a hemodialysis apparatus according to claim 16, wherein control of switching from the first process to the second process is executed. The control means controls the hemodialysis treatment in at least two stages of a first half and a second half,
The control means controls dialysis conditions so that the blood dialysis process is performed in a direction in which the blood volume decreases to a predetermined value in the first half stage, and the blood volume is maintained in the direction in which the blood volume maintains the predetermined value in the second half stage. 18. The control program for a hemodialysis apparatus according to claim 16, wherein the dialysis conditions are controlled so as to execute a hemodialysis process. The control means sets a course of the blood index value as a target over time as a target control line, and is configured to control the dialysis conditions along the target control line. The control program for a hemodialysis apparatus according to claim 22, wherein By the control means, a plurality of measurement time points for measuring the blood index value are set, each blood index value at the plurality of measurement time points, and a target blood index value set by the target control line at the next measurement time point 23. The control program for a hemodialysis apparatus according to claim 22, wherein the calculation of the dialysis condition is executed by using the following. The control means executes the control of the hemodialysis process so as to shift from the first half stage to the second half stage when a predetermined time for performing the hemodialysis process and / or when a blood index value serving as a reference is reached. 23. The control program for a hemodialysis apparatus according to claim 22, wherein: In the latter half of the stage, the control means controls the water removal rate to be substantially equal to the refilling rate of the dialyzed person in the hemodialysis treatment, and executes the control in a direction to keep the predetermined value constant. 23. The control program for a hemodialysis apparatus according to claim 22, wherein the control program is configured as follows. The blood volume at the start of the hemodialysis treatment is BV ₀ , the ratio of the blood change at the selected n-th measurement time point in the first half is the percentage of the blood change amount,% ΔBV _{n ′} , the water removal rate is UFR _n , The ratio of the blood change amount at the (n-1) th measurement time point immediately before the nth measurement time point is represented by% ΔBVn _{-1 '} , with respect to the (n + 1) th measurement time point one time after the nth measurement time point. The ratio of the blood change amount set to perform feedforward control is BV _{n + 1} , the time between two adjacent measurement points is T, and the water removal rate is UFR _{n + 1} , and the blood dialysis treatment by the control means is performed. Control of blood index values,

23. The control program for a hemodialysis apparatus according to claim 22, wherein the control program is configured to be performed based on an equation. The plasma refilling rate of the subject at any n-th measurement point is PRR _n , the water removal rate at any n-th measurement point in hemodialysis treatment is UFR _n , and the blood change amount at the n-th measurement point is ΔBV _{n ′} , a time interval between two adjacent measurement points among the measurement points set by the control means, _where T _n is an elapsed time from the start of the hemodialysis treatment to the n-th measurement point. Is controlled by the control means.

23. The control program for a hemodialysis apparatus according to claim 22, wherein the control program is set so that there is no difference between two adjacent measurement points of the PRR _n calculated by:

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