JP2004512128A - 腎不全患者の乾燥体重を求める方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、腎不全患者の体液状態を監視する方法と装置に関する。腎不全の場合、摂取されたあらゆる形の液体が体組織に蓄積し、循環器系に発生するストレスを増大させる。この過剰な体液は、透析治療時に血液の限外濾過によって除去される必要がある。この過剰な体液の量又は過剰な体液を補正した体重、すなわち、乾燥体重は、透析患者の体液状態を管理する重要なパラメータである。本発明に従って、ある時刻の患者の乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）は、その時刻の患者の細胞外水分量ＥＣＶ（ｔ）を測定し、時刻ｔの患者の体重Ｗｇｔ（ｔ）を測定し、そして、測定されたＥＣＶ（ｔ）値とＷｇｔ（ｔ）値から得られる関数と健康な被験者を示す予め設定された細胞外水分量（ＥＣＶ）対乾燥体重（Ｗｇｔ_ｄｒｙ）の基準関係との交点から患者の乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を導き出すことによって求められる。より正確な結果を得るために、区画質量補正値Δｍ（ｔ）を考慮することも提案されている。本発明は、乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求める装置にも関している。

Description

本発明は、それぞれ請求項１及び請求項１２の前文に係る、患者の体液状態を監視する方法及び装置に関する。
【０００１】
腎臓は、人体の健康を維持するための幾つかの機能を行う。第１に、患者の血液量から過剰な体液を分離することにより、体液バランスを調整する。第２に、尿素やクレアチニン等の老廃物から血液を浄化する作用をする。最後に、重要なこととして、電解質等、血液中の特定の物質の濃度を調整して、血液の健康で必要な濃度を確保する。
【０００２】
腎不全の場合には、摂取されたあらゆる形の液体が体組織に蓄積し、循環系に発生するストレスを増大させる。この過剰な液体は、透析治療時に血液の限外濾過（ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）によって除去されなければならない。除去される液体が不十分であれば、長期予後が重篤になり、高血圧や心不全を招く。透析患者にとっては、心不全自体が何度も発症する可能性のあるものであり、その大きな要因の１つが体液過剰状態であると考えられている。体液を除去し過ぎる場合も、透析患者が脱水状態になり、常に低血圧を引き起こすことになるので、危険である。
【０００３】
乾燥体重とは、腎臓が正常に機能していればそうなる筈の患者の体重のことである。言い換えると、乾燥体重とは、心臓血管系の危険を抑えるために達成すべき最適目標体重（すなわち、体液状態）を意味する。乾燥体重は、それを算定する定量的な方法がなかったために、日常の診療業務において常につかみ所のない問題であった。現在、この乾燥体重の問題は、間接的な指標、例えば血圧、心エコー検査、及びＸ線等の主観的情報を用いることによって対処されている。また、乾燥体重基準として広く一般的に受け入れられる条件を定義することは、非常に困難であった。
【０００４】
患者の体液状態を求める有望な方法では、生体インピーダンスの計測が利用されている。患者に取り付けられた２つ以上の電極に僅かな交流電流を印加し、それに応じた電圧降下が計測される。人体の様々な体液区画が計測信号にそれぞれ寄与している。複数の周波数を使用すれば、細胞内水分量（ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ｗａｔｅｒ ｖｏｌｕｍｅ； ＩＣＶ）と細胞外水分量（ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ｗａｔｅｒ ｖｏｌｕｍｅ； ＥＣＶ）の測定が可能になる。そのような装置の例は、国際特許出願ＷＯ９２／１９１５３に記載されている。しかしながら、この文書には、その患者の乾燥体重をどのようにして求めるかについての方法が全く開示されていない。
【０００５】
従って、乾燥体重を算定する非侵襲性（ｎｏｎ−ｉｎｖａｓｉｖｅ）で、正確かつ使い易い方法が必要とされている。この方法があれば、透析患者の管理に非常に有利であり、長期的に見て入院費用を大幅に削減させることができる。従って、そのような方法を提供することが本発明の目的である。
【０００６】
本発明によれば、時刻ｔに患者の乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求める方法であって、上記時刻ｔに上記患者の細胞外水分量ＥＣＶ（ｔ）を測定する工程と、上記時刻ｔに上記患者の体重Ｗｇｔ（ｔ）を測定する工程と、上記測定されたＥＣＶ（ｔ）値及びＷｇｔ（ｔ）値から得られる関数と健康な被験者を示す予め設定された細胞外水分量（ＥＣＶ）対乾燥体重（Ｗｇｔ_ｄｒｙ）の基準関係との交点から、上記患者の乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求める工程を備えた方法によって、上記の問題が解決される。
【０００７】
本発明は、患者のＥＣＶと体重を観察すると、患者が腎臓の補充療法、すなわち、透析の治療をより長く受けるほど、両方の値が健康な被験者のＥＣＶ値と乾燥体重値に近付くという観測結果に基づいている。従って、継続的に計測することにより、予め設定されたＥＣＶ対Ｗｇｔ_ｄｒｙ基準関係との交点、ひいては、治療中の患者の乾燥体重を直に指定することができる。実際に、ＥＣＶ（ｔ）値とＷｇｔ（ｔ）値によって直接定義される関数、その代表としては直線、を導き出せば、ＥＣＶ（ｔ）値とＷｇｔ（ｔ）値を１回読み取るだけで、最初の推定値が得られることが判っている。その場合、この関数と健康な被験者のＥＣＶ対Ｗｇｔ_ｄｒｙ基準関係との交点を容易に算出することができ、従って、患者の乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求めることができる。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態では、ＥＣＶ（ｔ）は、生体インピーダンス計測によって得られる。生体インピーダンス計測は、全身計測であっても分節計測であってもよい。
【０００９】
非常に利用し易い本発明の実施形態では、測定されたＥＣＶ（ｔ）値とＷｇｔ（ｔ）値から得られる関数と、予め設定されたＥＣＶ対Ｗｇｔ_ｄｒｙ基準関係との交点は、α_ｅ及びβ_ｅが経験的に求められた係数であるとき、以下の式
【数５】

から求められる。係数α_ｅは、予め設定されたＥＣＶ対Ｗｇｔ_ｄｒｙ基準線の傾きを示し、係数β_ｅは、Ｗｇｔ（ｔ）とＥＣＶ（ｔ）のデータ対を通る直線の傾きを示す。
【００１０】
本発明のさらに有利な実施形態では、好ましくはその後の透析治療の合間である時刻ｔ_ｉ（ｉ＝１．．．ｊ）の複数のＥＣＶ（ｔ_ｉ）値とＷｇｔ（ｔ_ｉ）値が記憶される。これにより、線形回帰分析によって、より正確な乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ_ｊ）の推定値が得られる。
【００１１】
本発明のより高度な実施形態では、区画質量補正値Δｍ（ｔ）を求めることによって、患者毎に異なる特定の体内区画の質量を考慮する。この区画質量補正値Δｍ（ｔ）があると、区画質量で補正されたデータから導き出された、予め設定された健康な被験者のＥＣＶ対Ｗｇｔ_ｄｒｙ基準関係を用いて、より正確な比較が可能になり、乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙに対する何らかの平均区画質量の寄与を表すことができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態では、式（１）に対して、Δｍ（ｔ）に依存する補正項を使用することによって、乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）が得られる。すなわち、
【数６】

【００１３】
Δｍ（ｔ）に寄与する可能性のある区画の例としては、脂肪組織と筋組織がある。これらの区画は、健康な個人毎にかなり異なっている。脂肪と筋の両方を考慮すれば、区画質量補正値Δｍ（ｔ）は、式（３）
【数７】

で定義するように、体脂肪量補正値Δｆ（ｔ）と筋量補正値Δｍ_{ｍｕｓｃｌｅ}（ｔ）に分解される。
【００１４】
しかしながら、式（２）のΔｍ（ｔ）は、各区画のＥＣＶ（ｔ）値に寄与しない補正部分を表しているに過ぎないことに注意する必要がある。これらの区画は、患者の体重を増やすが、ＥＣＶ量は増やさない。体脂肪量補正値Δｆ（ｔ）に関しては、体脂肪量がＥＣＶ量に全く寄与しない、すなわち、ＥＣＶが体脂肪量、ひいては、Δｆ（ｔ）と無関係で、全く変化しないというのは、有用な近似法である。しかしながら、このことは、筋区画には当てはまらない。ＥＣＶに全く寄与しない筋量ｍ_{ｍｕｓｃｌｅ}（ｔ）と筋区画の細胞外水分量ＥＣＶ_{ｍｕｓｃｌｅ}（ｔ）との間に比例関係があると仮定すると、次の式（４）
【数８】

に従って比例係数λ_{ｍｕｓｃｌｅ，ＥＣＶ}を定義することができる。
【００１５】
式（４）を用いることにより、式（５）
【数９】

から、式（３）の筋量補正値Δｍ_{ｍｕｓｃｌｅ}（ｔ）を導き出すことができる。ここで、ΔＭ_{ｍｕｓｃｌｅ}（ｔ）は、ＥＣＶ量からの寄与分も含む筋区画の総質量補正値である。
【００１６】
本発明の別の好ましい実施形態では、区画質量補正値Δｍ（ｔ）を、直接に、或いは体脂肪量補正値Δｆ（ｔ）及び／又は筋量補正値Δｍ_{ｍｕｓｃｌｅ}（ｔ）（或いは体脂肪量補正値Δｆ（ｔ）及び／又はΔＭ_{ｍｕｓｃｌｅ}（ｔ））等の、さらに細かい質量補正値によって求めるため、そのようなデータを求める方法及び／又はさらなる計測を利用する。
【００１７】
そのような実施形態では、時刻ｔにおける患者の細胞内水分量ＩＣＶ（ｔ）を計測することにより、区画質量補正値を求める。上述したように、ＩＣＶ（ｔ）値とＥＣＶ（ｔ）値は、同じ計測作業によって同時に測定することができる。
【００１８】
例えば、体脂肪量補正値Δｆ（ｔ）は、本発明のさらに別の形態では、ＩＣＶ（ｔ）値とＥＣＶ（ｔ）値から式（６）
【数１０】

に従って求められる。ここで、α_ｉは、さらに別の経験的係数、ρ_ｅ及びρ_ｉは、それぞれＥＣＶ区画及びＩＣＶ区画の密度である（≒１ｋｇ／リットル）。
【００１９】
実際には、以下に示す式（６）の導出時のように、体脂肪量補正値Δｆ（ｔ）は、総区画質量補正値Δｍ（ｔ）に非常に近似することがある。ΔＭ_{ｍｕｓｃｌｅ}（ｔ）が母集団平均値から大幅にずれていなければ、Δｍ_{ｍｕｓｃｌｅ}（ｔ）がゼロに設定されて、Δｍ（ｔ）≒Δｆ（ｔ）となる。一方、式（３）の一部となるのは、Δｍ_{ｍｕｓｃｌｅ}（ｔ）のＥＣＶに全く寄与しない部分のみである。Δｆ（ｔ）を、単に式（３）の右辺の総計を意味するものと再定義すると、Δｆ（ｔ）とΔｍ_{ｍｕｓｃｌｅ}（ｔ）とを区別することさえ必要でない。
【００２０】
本発明のさらに別の実施形態においても、ＩＣＶ（ｔ）値を使用する。この実施形態では、測定されたＥＣＶ（ｔ）値とＷｇｔ（ｔ）値から得られる関数と健康な被験者を示す予め設定されたＥＣＶ対Ｗｇｔ_ｄｒｙ基準関係との交点からだけでなく、測定されたＩＣＶ（ｔ）値とＷｇｔ（ｔ）値から得られる関数と健康な被験者を示す予め設定されたＩＣＶ対Ｗｇｔ_ｄｒｙの基準関係との交点からも、時刻ｔにおける患者の乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求める。この場合、乾燥体重は、式（７）
【数１１】

を用いて求めることができる。ここで、係数は式（６）と同じ意味である。
【００２１】
さらに、非侵襲性で、正確かつ使い易い乾燥体重の算出装置を提供することも本発明の目的である。従って、本発明は、マイクロプロセッサプログラム記憶部を備えたマイクロプロセッサ部と、ＥＣＶ（ｔ）値とＷｇｔ（ｔ）値を入力可能にする入力部と、上記ＥＣＶ（ｔ）値と上記Ｗｇｔ（ｔ）値を記憶するコンピュータ記憶部とを備え、上記マイクロプロセッサプログラム記憶部は、上記記憶されたＥＣＶ（ｔ）値及びＷｇｔ（ｔ）値から得られる関数と健康な被験者を示す予め設定されたＥＣＶ対Ｗｇｔ_ｄｒｙの基準関係との交点から乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求めるプログラムを含んでいる装置に関する。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態では、装置は、ＥＣＶ（ｔ）値及び／又はＷｇｔ（ｔ）値を測定する手段をさらに備えている。上記ＥＣＶ（ｔ）値を測定する手段は、全身計測方式又は分節計測方式で使用される生体インピーダンス装置であってもよい。
【００２３】
入力部は、ＥＣＶ（ｔ）値とＷｇｔ（ｔ）値を入力可能にするように、キーボード等の手動ユーザインタフェースであってもよい。特に利便性のよい実施形態では、上記ＥＣＶ（ｔ）値を測定する手段及び／又は上記Ｗｇｔ（ｔ）値を測定する手段は、対応するインタフェースを備えた上記入力装置に直接接続されている。その場合、これらの値の手動入力はもはや必要ではない。
【００２４】
本発明の別の実施形態では、上記マイクロプロセッサ記憶部のプログラムは、上記乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求めるために、上述した式（１）又は線形回帰分析を使用する。
【００２５】
本発明に係るさらに改良型の装置では、式（２）で述べた区画質量補正値Δｍ（ｔ）が使用される。Δｍ（ｔ）を求める場合、装置は、ＩＣＶ（ｔ）値を測定する手段、好ましくはＥＣＶ（ｔ）値とＩＣＶ（ｔ）値を同時に計測する生体インピーダンス装置をさらに備えていてもよい。この装置では、入力部は、ＩＣＶ（ｔ）値を入力することも可能であり、コンピュータ記憶部は、ＩＣＶ（ｔ）値を記憶することができる。その場合、乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求めるプログラムは、このＩＣＶ（ｔ）値を使用して区画質量補正値Δｍ（ｔ）を求めている。この目的のため、プログラムで、式（６）が実行されてもよい。
【００２６】
ＩＣＶ（ｔ）値を使用する本発明に係る装置の別の実施形態では、上記マイクロプロセッサ記憶部に格納されたプログラムは、測定されたＩＣＶ（ｔ）値及びＷｇｔ（ｔ）値から得られる関数と健康な被験者を示す予め設定されたＩＣＶ対Ｗｇｔ_ｄｒｙの基準関係との交点からも乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求めるプログラム部分を含んでいる。
【００２７】
本発明をより一層理解するため、図面に基づいて非限定的な例を説明する。図１に示すように、人体の組成は、総体重の標準的な分率の形で表現される複数の区画によって説明することができる。腎不全の患者の場合、ＥＣＶは水分摂取によって増大する。その他の区画は、患者の体液状態の変化によって大きな影響は受けないと思われる。従って、ＥＣＶの計測が乾燥体重を管理するのに役立つ有用なパラメータであることは明らかである。
【００２８】
正常な恒常性を維持するためには、体重に対してＥＣＶが最小限であることが必要である。従って、十分な近似法として、ＥＣＶは、体重と線形比例しており、予測式によって測定することができる。「ガイトン生理学（Ｇｕｙｔｏｎ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ）」（Ａ．Ｃ．ガイトン（Ｇｕｙｔｏｎ）：医療生理学テキストブック（Ｔｅｘｔｂｏｏｋ ｏｆ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ）、Ｗ．Ｂ．ソーンダース・カンパニー（Ｓａｕｎｄｅｒｓ Ｃｏｍｐａｎｙ）、１９９１）によると、体液状態も栄養状態も正常な健康な被験者の場合、体重７０ｋｇに対して略１５リットルのＥＣＶが存在する。健常な被験者に対する新たな調査によれば、ＥＣＶ計測値とＷｇｔ_ｄｒｙ計測値との間に以下の基準関係があることが明らかになった。
【００２９】
【数１２】

但し、女性の場合、α_ｅ＝０．２１４リットル／ｋｇであり、男性の場合、α_ｅ＝０．２３９リットル／ｋｇである。α_ｅの値を比率で表現すると、１４．９８／７０及び１６．７３／７０である。これは、ガイトン生理学が示す関係に非常に近い。
【００３０】
本発明は、透析患者のＥＣＶが増大しており、従って、体重に対するＥＣＶ計測値が健康な被験者の場合よりも高いという観測に基づいている。体液過剰な透析患者の体重が、多くの治療を通して体液を除去することで低下すれば、ＥＣＶ計測値も低下する筈である。最終的には、透析患者のＥＣＶは、腎不全ではない健康な被験者のＥＣＶに収束するか、或いはそれに近付くことになる。
【００３１】
図２に、患者の乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙを求める本発明に係る装置の一実施形態を示す。この装置１０は、マイクロプロセッサプログラム記憶部１ａを備えたマイクロプロセッサ部１を備えている。マイクロプロセッサ部１は、接続線４によって、入力部２及びコンピュータ記憶部３に接続されている。マイクロプロセッサプログラム記憶部１ａには、時刻ｔに患者の乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求めるプログラムが格納されている。
【００３２】
第１の実施形態では、マイクロプロセッサのプログラムは、本発明に従って、次のようにして乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求める。すなわち、時刻ｔにおける患者の細胞外水分量ＥＣＶ（ｔ）が測定され、入力部２に入力される。入力部２は、その値をコンピュータ記憶部３に渡し、コンピュータ記憶部３で、その値が記憶される。
【００３３】
時刻ｔにおける患者の体重Ｗｇｔ（ｔ）も、同様に測定され、処理される。乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求めるプログラムは、記憶されたＥＣＶ（ｔ）値及びＷｇｔ（ｔ）値から得られる関数と、式（８）の健康な被験者を示す予め設定されたＥＣＶ対Ｗｇｔ_ｄｒｙ基準線との間の交点を算出することができる。記憶されたＥＣＶ（ｔ）値及びＷｇｔ（ｔ）値から得られる関数は、これらの値が、透析治療の予測される進行状況において特定の形でしか変化し得ないことを示している。
【００３４】
ＥＣＶ（ｔ）値を測定するため、接続線６を介して入力部２に接続された手段５が設けられている。この手段５は、生体インピーダンス計測装置である。生体インピーダンス計測には様々な電極配置が可能である。図２では、生体計測装置５に対して、僅か２個の電極要素５ａ，５ｂが取り付けられている。各電極部５ａ，５ｂは、電流注入電極と電圧捕捉電極（図示せず）からなっている。図３ａに示すように、これら２個の電極部５ａ，５ｂを患者の手首と足首にそれぞれ当てることによって、全身のインピーダンスを測定することができる。この電極構成では、人体は均一な円筒体であると仮定されている。しかしながら、肢に電極を使用することによって、人体の分節部分を独立させ、局部の量を計測することができる。これには、局部の量の計測が可能であり、全身の体液状態の測定精度を高めることができるという利点がある。そのような構成を図３ｂに示す。患者の肩及び腰の近くに、さらに電極部５ａ′及び５ｂ′がそれぞれ取り付けられ、人体の構成要素である脚、腕及び胴体に対する分節的な取扱いができるようになっている。
【００３５】
ＥＣＶ（ｔ）値は、それぞれ異なる交流周波数の電流が電極を介して患者に印加されると、体組織の電気インピーダンスが変化することを利用して測定される。低周波時には、細胞が絶縁体として振るまい、印加された電流がＥＣＶ空間のみを通過する。高周波時には、細胞が導電性になり、電流がＩＣＶ空間とＥＣＶ空間の両方を通過する。このことを図４に示す。少なくとも２つの周波数で、より好ましくはある周波数範囲に亘ってインピーダンスを計測することにより、インピーダンス軌跡を作成することができ、そこから、ＩＣＶ成分とＥＣＶ成分の抵抗を測定することができる。従って、この抵抗の情報から、各区画の量を、その量を希釈測定によっても測定した以前の観察から入手可能な区画比抵抗定数に基づいて、計算することができる。
【００３６】
そのような計算を行う生体インピーダンス装置は、キシトロン・テクノロジーズ（Ｘｉｔｒｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）からＨｙｄｒａＴＭの商標で流通されている。この装置の詳細は、国際特許出願ＷＯ９２／１９１５３に開示されている。
【００３７】
本発明の第１の形態の利点は、ＥＣＶ値のみを測定すればよいことである。従って、ＩＣＶ区画からの寄与分が無視できるほどである十分に低い周波数での計測しか必要ではない。このことにより、ＥＣＶ値を、常に両方の区画からの寄与分をもたらす周波数を必要とするＩＣＶ値よりもはるかに正確に測定することができる。
【００３８】
当分野で提案されている他の方法では、ＥＣＶ／（ＥＣＶ＋ＩＣＶ）やＥＣＶ／ＩＣＶのような比率を解析する等、ＩＣＶ区画も必要とすることによって、患者の体液状態に対処している。そのような手法は、インピーダンス軌跡が区画の違いをどの程度表現できるかという議論が常に存在するので、本質的に欠陥があるが、この欠陥は、２つの区画の同時解析を必要としない本発明によって、回避される。（実際には、その代わりに、後述するような二次補正のためにＩＣＶ値が使用される。）
図２に示す実施形態を見ると、患者の体重Ｗｇｔ（ｔ）を測定する手段７がさらに設けられ、接続線８を介して入力部２に接続されている。この手段７は、当分野で公知の体重計からなっている。
【００３９】
図２に示す実施形態では、入力部２は、ＥＣＶ（ｔ）及びＷｇｔ（ｔ）の値を接続線４を介してコンピュータ記憶部３に直接転送するインタフェースを備えている。ユーザがＥＣＶ（ｔ）及びＷｇｔ（ｔ）の値を手動で入力部２に入力することも可能である。
【００４０】
図５ａに、マイクロプロセッサプログラム記憶部１ａに格納されたプログラムが乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求める第１の手順を示す。すなわち、この図において、健康な被験者のＥＣＶとＷｇｔ_ｄｒｙとの間の基準関係は、式（８）に従って傾きα_ｅを有する直線の形で与えられている。透析患者のＷｇｔ（ｔ）とＥＣＶ（ｔ）の１回の計測値を個別の円で示す。ここで、透析患者の乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求めるプログラムは、式（１）を用いてＷｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を導き出している。この式は、Ｗｇｔ（ｔ）とＥＣＶ（ｔ）のデータ点を通る直線の基準線との交点ＩＳを算出することを意味する。この直線は傾きβ_ｅを有している。この傾きは、１／ρ_ｅに近いと思われる。すなわち、プログラムは、最初の推定では、β_ｅ＝１リットル／ｋｇを使用する。交点の体重座標は、求めるＷｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）値を直接示す。
【００４１】
図５ｂは、１人の患者のその後の複数の透析治療の間のＥＣＶ（ｔ）及びＷｇｔ（ｔ）の値（三角形）を示し、その計測は、透析治療の開始直前（透析前）に行われた。透析後の体重が連続的に低下することによって、Ｗｇｔ（ｔ）とＥＣＶ（ｔ）の計測値の対が、健康な被験者の予測値に次第に近付いており、このことは、患者の体液状態の改善が進行していることを示している。Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）算出値の精度を高めるため、第２の実施形態に従って、線形回帰分析により、Ｗｇｔ（ｔ）とＥＣＶ（ｔ）の計測値の対に直線を当てはめてもよい。実際には、この直線の傾きは、１ｋｇ当たり略１リットルであることが判った。このことは、蓄積された過剰な体液、ひいては、体重増加の大部分がＥＣＶ区画内に実際に押し込められていることを示している。１回の計測値の対の場合と同様に、直線と健康な被験者のＥＣＶ対Ｗｇｔ_ｄｒｙ基準との交点ＩＳは、患者の乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を直接示している。図５ｂの場合、この方法を用いて、Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）＝８１．６ｋｇの値が得られる。
【００４２】
従って、装置１０のコンピュータ記憶部３は、好ましくは、図５ｂに示す計測値によって表されるように、その後の透析治療の直前ｉ＝１．．．ｊに得られる様々な時刻ｔ_ｉのＷｇｔ（ｔ_ｉ）とＥＣＶ（ｔ_ｉ）のデータ対を記憶することもできる。その場合、最後の時刻ｔ_ｊの乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ_ｊ）を求めるプログラムは、コンピュータ記憶部３からＷｇｔ（ｔ_ｉ）とＥＣＶ（ｔ_ｉ）の全てのデータ対を取り出すことができる。データの分散次第では、プログラムは、傾きβ_ｅが固定値（例えば、β_ｅ＝１リットル／ｋｇ）である、又は、固定値ではないという制約条件で線形回帰分析を実行するか、或いは両方の制約条件で線形回帰分析を実行してユーザに両方の計算結果を提供する。得られたＥＣＶ（ｔ）及びＷｇｔ（ｔ）の関数直線上の任意のＷｇｔとＥＣＶのデータ対を式（１）に代入すれば、式（１）を利用することでも、乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔｊ）が求められる。回帰分析の分野で既知の別の統計情報（例えば、相関係数）がさらに提供されてもよい。
【００４３】
求める乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）の精度をさらに高めるため、マイクロプロセッサプログラム記憶部１ａに格納されたプログラムは、第３の実施形態では、人間の脂肪区画及び／又は筋区画等の特定の区画の乾燥重量の個人差を示す区画質量補正値Δｍ（ｔ）を考慮する部分をさらに有している。その場合、乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）は、式（２）に従って算出される。
【００４４】
図１に、質量補正値Δｍ（ｔ）のうち、体脂肪量補正値Δｆ（ｔ）についての影響を示す。すなわち、総体重に対するＥＣＶとＩＣＶの寄与分を除けば、その次に最も大きな寄与分は体脂肪量に由来する。その他の区画は、関連性において１桁低い。便宜上、ＥＣＶでもＩＣＶでもない残りの全ての体重を、「体脂肪量区画」と見なしてもよい。体脂肪量補正値Δｆ（ｔ）は、この区画に由来する。（筋量等のその他の区画を、式（３）で示すように、明示的に考慮することも可能である。）
健康な被験者でも透析患者でも、被験者毎にかなりばらつく可能性のあるのは、この「平均」脂肪区画である。このばらつきを考慮しなければ、Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）データに何らかの誤差が生じることになる。実際には、式（８）に従う基準線は、Δｆを考慮して健康な被験者の体重データを正規化することによって設定されている。
【００４５】
図６を見れば、Δｆ（ｔ）の影響が明らかになる。すなわち、傾きα_ｅの健康な被験者の基準線と傾きβ_ｅの３本の直線のうちの中央の直線をとれば、図５ａと同じ状況になる。透析患者が「正常な体脂肪量」ではない場合には、患者の体脂肪量が減少したか増加したかに応じて、患者の体重Ｗｇｔ（ｔ）が体脂肪量補正値Δｆ（ｔ）だけ左側又は右側にそれぞれ移動する。後者の２つの場合、その交点ＩＳ′及びＩＳ″は、不正確な乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）値となる。その代わりに、乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）は、それぞれ丸いデータ点の体重値によって示される。すなわち、算出された交点の体重値から、ある量ｅ_ＤＷを加算又は減算する必要がある。この量ｅ_ＤＷは、簡易式（１）との違いを示す式（２）の第２項によって与えられる。
【００４６】
図６からも明らかなように、体脂肪量補正値Δｆ（ｔ）は、式（２）によって、体重Ｗｇｔ（ｔ）は増加させるが、ＥＣＶ（ｔ）値は増加させない寄与分と見なされる。ＥＣＶ量からの寄与分がある区画補正値を明示的に考慮する場合には、ＥＣＶ量からの寄与分を含まない部分だけが、区画質量補正値Δｍ（ｔ）に寄与する。
【００４７】
体脂肪量補正値Δｆ（ｔ）自体を求めるために、プログラムが式（６）を用いてもよい。この目的のため、ＥＣＶ（ｔ）値を測定する手段５が、ＩＣＶ（ｔ）値を測定する手段も兼ねている。上述したように、市場には、両方の値を同時に計測する入手可能な装置が存在する。
【００４８】
式（６）は、以下の関係に基づいている。すなわち、健康な被験者のＩＣＶとＷｇｔ_ｄｒｙとの間に、式（８）に類似した関係を定義することができる。すなわち、
【数１３】

【００４９】
実測により、以下の係数の値が明らかになった。すなわち、女性の場合、α_ｉ＝０．２５３リットル／ｋｇであり、男性の場合、α_ｉ＝０．３３３リットル／ｋｇである。
【００５０】
これらの値によれば、式（８）の係数値を求める場合と同様に、最適化戦略によれば、健康な被験者の計測体重がＥＣＶ区画、ＩＣＶ区画及び体脂肪量区画の合計に適合することが判った。体脂肪量区画は、さらに、平均体脂肪量区画と、個人体脂肪量補正値Δｆ区画とに分割される。体脂肪量補正値Δｆは、様々な健康な被験者の個人性を考慮した最適化計算時に、計測される総体重の唯一の自由なパラメータであった。
【００５１】
さらに、この観察では、ＩＣＶ量が透析患者の治療毎に大きくは異ならないことが明らかになった。患者が異化作用的でも同化作用的でもない場合には、この量は、健康な被験者のＩＣＶ量とまさに同一である筈である。従って、式（９）の係数を設定した後は、透析患者の総体重を、ＩＣＶ（ｔ）計測値を対応する密度ρ_ｉで乗算することで求めることができるＩＣＶ部分と、ＥＣＶ（ｔ）計測値を対応する密度ρ_ｅで乗算することで求めることができ、健常値を示す部分ＥＣＶＮと透析患者の乱れた体液バランスを示す偏差ΔＥＣＶとの合計であるＥＣＶ部分（図６参照）と、平均体脂肪量寄与分と、最後に、これも重要な体脂肪量補正値Δｆとに分割することができる。平均体脂肪量寄与分は、平均的かつ健康な被験者群の乾燥体重からこれら被験者のＩＣＶ及びＥＣＶ寄与分を減算した形で表現できるので、体重計算時の自由なパラメータではない。その場合、健康かつ平均的な被験者の乾燥体重は、式（９）に置き換えられる。結果的に、Δｆ（ｔ）が唯一の未知のパラメータである場合に、式（６）が求められる。
【００５２】
密度ρ_ｅ及びρ_ｉについては、これらの区画が基本的に水分からなるので、プログラムは１ｋｇ／リットルを使用する。
【００５３】
透析治療を開始したばかりの患者のＩＣＶ量は、何度か透析治療を経た後に求められたやや定常な値と比べて、僅かな増加を示す。しかしながら、体脂肪量補正値Δｆ（ｔ）を求める上述の手順は、この場合にもまだ十分な近似手法である。
【００５４】
第４の実施形態では、患者の乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）は、ＥＣＶ（ｔ）測定値及びＷｇｔ（ｔ）測定値から得られる関数と健康な被験者を示す予め設定されたＥＣＶ対Ｗｇｔ_ｄｒｙ基準関係との交点からだけでなく、ＩＣＶ（ｔ）測定値及びＷｇｔ（ｔ）測定値から得られる関数と健康な被験者を示す予め設定されたＩＣＶ対Ｗｇｔ_ｄｒｙ基準関係との交点からも導き出される。
【００５５】
図７に、マイクロプロセッサプログラム記憶部１ａに格納されたプログラムが乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求めるのに使用する第４の実施形態の方法を示す。この図には、健康な被験者を示す予め設定されたＥＣＶ対Ｗｇｔ_ｄｒｙ基準関係と予め設定されたＩＣＶ対Ｗｇｔ_ｄｒｙ基準関係の両方が示されている。この図示の関係は、そのまま式（８）及び式（９）に相当し、すなわち傾きα_ｅ及びα_ｉをもつ直線によってそれぞれ与えられる。
【００５６】
この実施形態は、正常な乾燥体重から偏った患者の区画質量補正値Δｍ（ｔ）が両方の基準関係にとって同一のｘ軸に沿って水平方向に移動することを利用する。好ましい形態として、さらに、区画質量補正値Δｍ（ｔ）がＥＣＶ寄与分もＩＣＶ寄与分も含まない体脂肪量補正値Δｆ（ｔ）と同一に設定されると仮定すれば、区画質量補正値Δｍ（ｔ）は、図６に示すのと同様に、垂直方向の移動がない、水平方向の移動によってのみ表現される。
【００５７】
このようにして得られた体重は、その患者個人の目標乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）である。計測された体重Ｗｇｔ（ｔ）は、水分過剰のために、Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）よりも大きくなる。これら２つのパラメータの差である水分過剰体重ΔＷｇｔ_ｏｈ（ｔ）は、ＥＣＶＮとＷｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）のデータ点及びＩＣＶＮとＷｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）のデータ点を、計測されたＥＣＶ（ｔ）とＷｇｔ（ｔ）のデータ点及びＩＣＶ（ｔ）とＷｇｔ（ｔ）のデータ点にそれぞれ接続する関数によって表現されてもよい。図７に示す形態では、これらの関数は、傾きβ_ｅ及びβ_ｉをそれぞれ有する直線と見なされている。式（１）の導出と同様に、β_ｉは０リットル／ｋｇに設定される。
【００５８】
ここで、マイクロプロセッサ記憶部１ａに格納されたプログラムは、式（７）を利用する。この式は、ＥＣＶ対体重図及びＩＣＶ対体重図の水分過剰体重ΔＷｇｔ_ｏｈ（ｔ）を説明するシフト関数が、同じ量Δｆ（ｔ）だけ水平方向に移動して、健康な被験者の対応する基準関係と交わる、すなわち、交点ＩＳ_ｅとＩＳ_ｉで交わるという上述の事実から導き出される。
【００５９】
体脂肪量補正値Δｆ（ｔ）が考慮されるか否かとは関係なく、また、乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求める方法のうち、どの実施形態がマイクロプロセッサプログラムで実施されるかに関わらず、Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）の結果は、最終的に、ユーザに結果を表示する表示装置である出力部９に送られる。計測値や体脂肪量補正値Δｆ（ｔ）等の中間結果を、表示装置の情報伝達文字に加えてもよい。
【００６０】
従って、開示された本発明に係る装置及び方法は、乾燥体重を管理する有力な技術を提供することができる。本発明の範囲が、健康な被験者の予め設定されたＥＣＶ対Ｗｇｔ_ｄｒｙ基準関係に関して式（８）に限定されないことは明らかである。その代わりに、他の予め設定された関係も使用することが可能である。
【００６１】
治療方式とは関係なく、全ての患者の管理が可能である。すなわち、本発明は、血液透析、血液濾過、血液透析濾過、又は、あらゆる形の腹膜透析に適用可能である（これら全ての治療方式は、本特許出願を通して「透析治療」という用語に要約されている）。さらに、在宅治療環境、外来治療環境、透析器による治療環境、病棟治療環境、集中治療環境等、略あらゆる設定の計測であっても実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、人体の標準的な組成比の図を示す。
【図２】
図２は、本発明に係る患者の乾燥体重を測定する装置の実施形態を概略的に示す。
【図３】
図３ａは、全身生体インピーダンス計測の場合の生体インピーダンス電極の配置を示す。図３ｂは、分節生体インピーダンス計測の場合の生体インピーダンス電極の配置を示す。
【図４】
図４は、ＥＣＶ及び／又はＩＣＶの寄与分を求める生体インピーダンス計測の図を示す。
【図５ａ】
図５ａは、本発明の方法の第１の実施形態に係り、乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求める方法を示すＥＣＶ対体重グラフである。
【図５ｂ】
図５ｂは、本発明の方法の第２の実施形態に係り、透析患者に対するその後のＷｇｔ（ｔ_ｉ）とＥＣＶ（ｔ_ｉ）の計測値（三角形）を有するＥＣＶ対体重グラフを、回帰分析によって得られた直線と、それに応じて乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求める方法とともに示す。
【図６】
図６は、本発明の方法の第３の実施形態において、体脂肪量補正項Δｆ（ｔ）の影響を示すＥＣＶ対体重グラフである。
【図７】
図７は、体脂肪量補正値Δｆ（ｔ）も考慮した、本発明の方法の第４の実施形態を示すＥＣＶ対体重及びＩＣＶ対体重のグラフである。

Claims (25)

1. 時刻ｔに患者の乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求める方法であって、
   上記時刻ｔに上記患者の細胞外水分量ＥＣＶ（ｔ）を測定する工程と、
   上記時刻ｔに上記患者の体重Ｗｇｔ（ｔ）を測定する工程と、
   上記測定されたＥＣＶ（ｔ）値及びＷｇｔ（ｔ）値から得られる関数と健康な被験者を示す予め設定された細胞外水分量（ＥＣＶ）対乾燥体重（Ｗｇｔ_ｄｒｙ）の基準関係との交点から、上記患者の乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求める工程を備えた方法。
2. ＥＣＶ（ｔ）は、生体インピーダンス計測から得られることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 上記生体インピーダンス計測は、全身計測であることを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 上記生体インピーダンス計測は、分節計測であることを特徴とする請求項２記載の方法。
5. Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）は、α_ｅ及びβ_ｅが経験的に求められる係数であるとき、以下の式
   

   

   を用いて求められることを特徴とする前述の請求項のいずれかに記載の方法。
6. 時刻ｔ_ｊ（ｉ＝１．．．ｊ）における患者のＥＣＶ（ｔ_ｉ）値とＷｇｔ（ｔ_ｉ）値が記憶されるとともに、上記乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ_ｊ）が線形回帰分析によって求められることを特徴とする前述の請求項のいずれかに記載の方法。
7. 区画質量補正値Δｍ（ｔ）を求めることによって、上記測定された体重Ｗｇｔ（ｔ）から上記乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を得ることを特徴とする前述の請求項のいずれかに記載の方法。
8. 上記乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）は、α_ｅ及びβ_ｅが経験的に求められる係数であるとき、以下の式
   

   

   によって求められることを特徴とする請求項７記載の方法。
9. 上記区画質量補正値Δｍ（ｔ）は、体脂肪量補正値Δｆ（ｔ）及び／又は筋量補正値Δｍ_{ｍｕｓｃｌｅ}（ｔ）を含んでいることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の方法。
10. 時刻ｔに患者の細胞内水分量ＩＣＶ（ｔ）が測定され、該測定されたＩＣＶ（ｔ）を使用して上記区画質量補正値Δｍ（ｔ）を求めることを特徴とする請求項７又は請求項８のいずれかに記載の方法。
11. 上記時刻ｔに患者の乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求める方法は、
    上記時刻ｔに上記患者の細胞内水分量ＩＣＶ（ｔ）を測定する工程と、
    上記測定されたＩＣＶ（ｔ）及びＷｇｔ（ｔ）値から得られる関数と健康な被験者を示す予め設定された細胞内水分量（ＩＣＶ）対乾燥体重（Ｗｇｔ_ｄｒｙ）の基準関係との交点からも、上記患者の乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求める工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の方法。
12. 前述の請求項のいずれかに記載の方法を実行する装置（１０）であって、
    マイクロプロセッサプログラム記憶部（１ａ）を備えたマイクロプロセッサ部（１）と、
    ＥＣＶ（ｔ）値とＷｇｔ（ｔ）値を入力可能にする入力部（２）と、
    上記ＥＣＶ（ｔ）値と上記Ｗｇｔ（ｔ）値を記憶するコンピュータ記憶部（３）とを備え、
    上記マイクロプロセッサプログラム記憶部（１ａ）は、上記記憶されたＥＣＶ（ｔ）値及びＷｇｔ（ｔ）値から得られる関数と健康な被験者を示す予め設定されたＥＣＶ対Ｗｇｔ_ｄｒｙの基準関係との交点（ＩＳ）から乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求めるプログラムを含んでいる装置。
13. 上記ＥＣＶ（ｔ）値を測定する手段（５）をさらに備えていることを特徴とする請求項１２記載の装置。
14. 上記Ｗｇｔ（ｔ）値を測定する手段（７）をさらに備えていることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の装置。
15. 上記ＥＣＶ（ｔ）値を測定する手段（５）は、生体インピーダンス装置であることを特徴とする請求項１３記載の装置。
16. 上記入力部（２）は、手動ユーザインタフェース、好ましくはキーボードであることを特徴とする請求項１２記載の装置。
17. 上記入力部（２）は、上記ＥＣＶ（ｔ）値を測定する手段（５）及び／又は上記Ｗｇｔ（ｔ）値を測定する手段（７）に対するインタフェースを備えていることを特徴とする請求項１２ないし請求項１６のいずれかに記載の装置。
18. 上記乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求めるプログラムは、α_ｅ及びβ_ｅが経験的に求められる係数であるとき、以下の式
    

    

    を用いることを特徴とする請求項１２ないし請求項１７のいずれかに記載の装置。
19. 上記コンピュータ記憶部（３）は、時刻ｔ_ｉ（ｉ＝１．．．ｊ）における患者のＥＣＶ（ｔ_ｉ）値とＷｇｔ（ｔ_ｉ）値を記憶することが可能であり、
    上記乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ_ｊ）を求めるプログラムは、線形回帰分析を使用することを特徴とする請求項１２ないし請求項１８のいずれかに記載の装置。
20. 上記マイクロプロセッサ部に接続され、上記求められたＷｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）値を出力し、好ましくは表示する出力部（９）をさらに備えていることを特徴とする請求項１２ないし請求項１９のいずれかに記載の装置。
21. 上記マイクロプロセッサプログラム記憶部（１ａ）に格納されたプログラムは、区画質量補正値Δｍ（ｔ）求めることによって上記測定された体重Ｗｇｔ（ｔ）から上記乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を得るのに適していることを特徴とする請求項１２ないし請求項２０のいずれかに記載の装置。
22. 上記乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求めるプログラムは、α_ｅ及びβ_ｅが経験的に求められる係数であるとき、以下の式
    

    

    を使用することを特徴とする請求項２１記載の装置。
23. 上記入力部（２）は、上記時刻ｔにおける上記患者の細胞内水分量ＩＣＶ（ｔ）の値を入力させることにも適しており、
    上記コンピュータ記憶部（３）は、上記ＩＣＶ（ｔ）値を記憶することが可能であり、
    上記乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求めるプログラムは、上記ＩＣＶ（ｔ）値を使用して上記区画質量補正値Δｍ（ｔ）求めることを特徴とする請求項２１又は請求項２２に記載の装置。
24. 上記ＩＣＶ（ｔ）値を測定する手段、好ましくは、生体インピーダンス装置をさらに備えていることを特徴とする請求項２３記載の装置。
25. 上記入力部（２）は、上記時刻ｔにおける上記患者の細胞内水分量ＩＣＶ（ｔ）の値を入力させることにも適しており、
    上記コンピュータ記憶部（３）は、上記ＩＣＶ（ｔ）値を記憶することが可能であり、
    時刻ｔにおける患者の乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求める上記プログラムは、上記測定されたＩＣＶ（ｔ）値及びＷｇｔ（ｔ）値から得られる関数と健康な被験者を示す予め設定された細胞内水分量（ＩＣＶ）対Ｗｇｔ_ｄｒｙの基準関係との交点からも乾燥体重Ｗｇｔ_ｄｒｙ（ｔ）を求める部分を含んでいることを特徴とする請求項１２記載の装置。

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