JP2013524901A - ろ過率の制御方法、コントローラ、及びデバイス - Google Patents

ろ過率の制御方法、コントローラ、及びデバイス Download PDF

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Abstract

本発明は、それぞれのデバイスによる患者の体液の処理中、特に血液ろ過、又は透析中にろ過率を制御するための方法に関し、この方法は、患者の組織又は体液に含まれる物質の質量又は濃度又は体積を反映する1つ以上の計算された又は測定された値と、患者の分布空間又はそれらの近似を反映する1つ以上の計算された又は測定された値との間でターゲット関係又はそれらの透析の間の進展を規定する工程と;透析中に、物質の質量又は濃度又は体積を反映する値、及び/又は分布空間又はそれらの近似を反映する値を繰り返し計算又は測定し、そうした関係を少なくとも1回決定する工程と;体液処理デバイスのろ過率を、この決定された関係がターゲット関係である、あるいはそれに近づく、又はそうすることを目的とする、又はそうなることを目的とするように制御する工程とを含む。本発明はまた、コントローラ、装置、デバイス、デジタル保存手段、コンピュータプログラム製品、及びコンピュータプログラムに関する。

Description

本発明は、体液処理デバイスによる患者の体液処理中のろ過率を制御するための方法に関し、この方法は、患者の組織又は体液に含まれる物質の質量又は濃度又は体積を反映する1つ以上の計算された又は測定された値と、患者の分布空間又はそれらの近似を反映する1つ以上の計算された又は測定された値との間で処理中のターゲット関係又はそれらの進展を規定する工程を含み、ここで体液の処理中に、物質の質量又は濃度又は体積を反映する値、及び/又は分布空間又はそれらの近似を反映する値は、繰り返し計算又は測定され、ここで繰り返し計算又は測定された値の間でその関係を少なくとも1回決定し;ここで流体処理デバイスのろ過率を、この決定された関係がターゲット関係と同一である又は類似するか、あるいはそれに近づく又はそうすることを目的とするように制御される。本発明はまた、コントローラ、装置、デバイス、デジタル保存手段、コンピュータプログラム製品、及びコンピュータプログラムに関する。
非常に頻繁に、患者は、体液処理デバイス、例えば透析装置によって自身の流体バランスに関して処置されなければならない。本発明は、患者の透析中、ろ過率を制御するための方法を提供することを目的とする。また、本発明は、ろ過率制御の分野又は内容において適用可能なデバイスを示唆する。
本発明によって、血液処理又は透析のためのデバイスのようなデバイスによって体液を処理中、ろ過率を制御するための方法が示唆される。また、本発明に従う方法を行うためのコントローラ、ならびに装置、コントローラを含むデバイス、デジタル保存手段、コンピュータプログラム製品及びコンピュータプログラムが提供される。
本発明に従う方法は、請求項1に記載の特徴の組み合わせによって規定される。従って、本発明の1つの態様において、透析デバイスのような体液処理デバイスによる患者の処理、特に血液処理、より詳細には透析の間、ろ過率を制御するための方法が提案され、この方法が、それぞれ患者の組織又は体液に含まれる物質の質量又は濃度又は体積を反映する1つ以上の計算された又は測定された値と、患者の分布空間又はそれらの近似を反映する1つ以上の計算された又は測定された値との間で血液処理中のターゲット関係又はそれらの進展を規定する工程を含み、ここで処理又は血液処理中に、特に透析の間、物質の質量又は濃度又は体積を反映する値、及び/又は分布空間又はそれらの近似を反映する値は、繰り返し計算又は測定され、ここで繰り返し計算又は測定された値の間でその関係を少なくとも1回決定し;ここで体液処理デバイスのろ過率を、この決定された関係がターゲット関係と同一である又は類似するか、又はそれに近づく又はそうなることを目的とするように制御される。
患者は、ヒト又は動物のいずれかであることができる。患者は、健常者又は病人であってもよい。患者は、医療ケアが必要であっても、必要でなくてもよい。患者は透析患者であってもなくてもよい。
本発明に従うコントローラは、請求項12によって規定される。従って、本発明の別の態様において、コントローラは、本発明に従う方法を行うように意図される、又は提供される、又は使用される、又は構成される。コントローラは、場合により、特に方法の請求項のいずれかによって特許請求される、本発明に従う方法のそれぞれの工程を行うために必要とされる、適合される及び/又は構成される手段を含む。
特に、コントローラは、患者の組織又は体液に含まれる物質の質量又は濃度又は体積を反映する1つ以上の計算された又は測定された値と、患者の分布空間又はそれらの近似を反映する1つ以上の計算された又は測定された値との間で、流体処理中にターゲット関係又はそれらの進展を規定するために構成されたターゲット関係規定手段と;体液の処理中に、物質の質量又は濃度又は体積を反映する値、及び/又は分布空間又はそれらの近似を反映する値を、繰り返し計算し、その関係を少なくとも1回決定するために構成された計算手段と;及び決定された関係がターゲット関係である、又はターゲット関係に近づく又はそうするように又はそうなることを目的とするように、流体処理デバイスのろ過率を制御するための制御手段に1つ以上の信号を出力するために構成された信号出力手段とを含む。
本発明に従う装置は、請求項14に記載の特徴の組み合わせによって規定される。従って、本発明のさらに別の態様において、装置が提供され、この装置が、患者の体における分布空間又はそれらの近似又はそれらの変化を反映する又は関連する1つ以上の値を得るための手段、及び/あるいはその物質の質量、体積又は濃度あるいはそれらの変化を反映する値を得るための手段を含む。装置はさらに、本発明に従う少なくとも1つのコントローラを含む。
本発明に従うデバイスは、請求項18の特徴の組み合わせによって規定される。このデバイスは、本発明に従う少なくとも1つのコントローラ又は本発明に従う少なくとも1つの装置を含む。
本発明に従うデジタル保存手段は、請求項20の特徴の組み合わせによって規定される。従って、本発明の別の態様において、デジタル保存手段、特にディスク、CD又はDVDは、本発明に従う方法が実行されるように、プログラム可能なコンピュータシステムと相互作用できる電気的に読取可能な制御信号を有する。
本発明に従うコンピュータプログラム製品は、請求項21の特徴の組み合わせによって規定される。従って、本発明の別の態様において、コンピュータプログラム製品は、コンピュータ上にてコンピュータプログラム製品を実行するときに、本発明に従う方法を実行するための機械読取データ媒体に保存されるプログラムコードを有する。
本発明に従うコンピュータプログラムは、請求項22の特徴の組み合わせによって規定される。従って、本発明の別の態様において、コンピュータプログラムは、コンピュータ上でプログラムを実行するときに、本発明に従う方法を実行するためのプログラムコードを有する。
実施形態は、次の特徴の1つ以上を含むことができる。
一部の実施形態において、ターゲット関係は予備決定され、又は予備設定される。
特定の実施形態において、ターゲット関係は、ターゲット範囲又は1つ以上のターゲットラインによって規定される。
一部の実施形態において、ターゲット範囲は、1つ以上の閾値の組み合わせである。
特定実施形態において、ターゲットライン又は範囲は、ダイアグラム、好ましくは非再充満曲線が例示されてもよい、又は例示されるダイアグラムにおける、軌跡である。また好ましくはターゲットライン又は範囲は、分布空間(又はそれらの変化)にわたって本明細書で言及されるような物質の質量、濃度又は体積を表す値(又はそれらの変化)を描写するダイアグラムにおける軌跡であり、又はその逆も同じである。
一部の実施形態において、ターゲット関係は、それぞれの透析処理の開始前に規定される。特定の実施形態において、ターゲット関係は、それぞれの透析処理中に規定される。
一部の実施形態において、透析中のろ過率の制御は、意図的な工程である。これらの実施形態において、ろ過率に関する制御の結果は、偶然又はランダムに達成された結果又は制御されない様式での結果と混同すべきではない。
特定実施形態において、本発明に従う方法は、患者の正常水分条件(すなわち約0リットルの相対水分過剰)における血液量BVを決定又は測定するための工程を含む。
一部の実施形態において、血液量BVは、以下の式を用いて体の組成測定によって決定できる:
ここでLTMは、除脂肪組織の質量であり、ATMは脂肪組織の質量である。LTM及びATMの両方は、市場において利用可能なモニターにより測定できる。
特定実施形態において、血液量BVは、身体計測血液量の式によって決定できる。特定実施形態において、Nadler,S.B.,Hidalgo,J.U.and Block,T.:「Prediction of Blood Volume in Normal Human Adults.」Surgery,51,224〜232頁,1962において公開されるようなNadlerらによる以下の式が使用される:
男性に関して:
(数1a)
BV=0.3669×(対象となっている人のメートル単位の身長)+0.03219×kg単位のその人の体重+0.6041
女性に関して:
(数1b)
BV=0.3561×身長(メートル単位)+0.03308×kg単位の体重+0.1833
一部の実施形態において、本発明に従う方法は、患者の最大再充満曲線又は定常状態曲線を決定又は測定する工程を含む。特定実施形態において、最大再充満曲線又は定常状態曲線は、その関係についてのターゲット範囲の1つの境界又は限度である。
患者の最大再充満曲線又は定常状態曲線のコースは、特定実施形態において、次のように計算又は同定される:
ヘモグロビン(Hb)の濃度c_Hb(以下の式において「Hb」としても言及される)は、次のようにHbの質量m_Hb(又はmHb)及び所与の時間点の現在の血液量BVに依存する:
従ってBVは、正常水分条件における血液量BV、及び血管系内に貯蔵される水分過剰体積の合計である。後者は、患者の細胞外流体体積ECWに対する血液量BVを描写する曲線であり、細胞外水(ECW)と血液量との間の生理学的な相互依存性を説明するGuyton曲線の傾きによって計算できる。血管系内に貯蔵された水分過剰体積は、K_Guyton*OHに等しく、K_GuytonはGuyton曲線の傾きである:
このようにして、Hbの濃度c_Hbと、水分過剰OHとの関係は、次のように表されることができる。
故に、透析処理を開始する前に、水分過剰OH又は相対水分過剰relOHに対して患者のヘモグロビン濃度c_Hbを評価することによって、透析処理を開始する前に又はその開始時に、その患者の定常状態曲線又は最大再充満曲線をドラフト又は近似するために使用できるデータが得られる。自明であるように、その曲線のコースがより精密にドラフトできるにつれて、その患者についてHbのm_Hbはより一定になる。また、定常状態曲線又は最大再充満曲線は、Guyton曲線の線形区域においてより精密である。
式(4)からわかるように、近似されたパラメータbから、BVによって、Hbの総質量m_Hbが決定できる;またパラメータa及びHbの総質量m_Hbから、曲線の傾きK_Guytonが決定できる。
互いに独立に又は異なる時間点において得られた又は測定された2つのデータがBVと共に既知となったら、定常状態曲線が決定され、近似され、又は描かれ得ることに留意する。他のあらゆる場合において、異なる測定から得られた3つ程度のデータでも同様である。
特定実施形態において、定常状態曲線のコースは、次のように2つだけの測定データに基づいて近似される:
透析処理前に、AEOH_pre及びHb_preを測定する(例えば、本出願人から市販されているモニターによって)。特定実施形態において、透析処理中に、十分強いUFボーラス−すなわち、突如増大する限外ろ過率が適用される。透析処理が終了する充分前の時間において、Hb濃度を示すHb_postと呼ばれる安定値を得るために限外ろ過を終了させる。一旦再充満プロセスが待機され、そして行われたら、AEOH_postに関する値が、限外ろ過体積UFVによって計算される。定常状態曲線(例えば図1に示されるように)は、AEOH_pre、AEOH_post、Hb_pre、及びHb_postに基づいて近似できる。
一部の実施形態において、多数のマイナーボーラスが適用され、1つの強いボーラスで達成される場合と同じ結果を得る。
特定実施形態において、ボーラスは全く適用されない。例えばろ過率が、ろ過中に最大再充満が達成されるように設定されるときに、処理のコースは、まさに定常状態曲線上で生じる。
一部の実施形態において、定常状態曲線のコースは、2つだけの任意に選択された測定データに基づいて近似される。曲線がただ2つの測定データにて近似される1つの例示的な手順は、次のように記載できる:
透析処理前、AEOH_preが測定される。透析処理中に、再充満プロセスが透析のオンセット又は開始直後から観察される又は得られることができるように、非常に低い限外ろ過率が設定される。現在の限外ろ過体積UFV及びAEOH_preから、AEOHに関する現在の値が計算できる。Hbに関する現在の値は、血液量モニターによって決定できる。
一部の実施形態において、物質の質量、体積又は濃度を反映する少なくとも1つの値は血液サンプルから得られた。
特定の実施形態において、この物質は、少なくとも、患者の体において自然に産生されたいずれかのタンパク質、特にヘモグロビン(簡略:Hb)、アルブミン、インスリン、グルコース、C反応性タンパク質(簡略:CRP)、及び非内在性物質、特に医薬的に有効な物質を含む群に含まれる。
一部の実施形態において、物質の質量、体積又は濃度あるいはそれらの変化は、患者の貧血状態の指標である。
特定の実施形態において、患者の貧血状態は、物質、例えばヘモグロビン(Hb)の質量、濃度又は体積、あるいはそれらの経時的変化の直接的又は間接的測定又は計算によって規定される。
一部の実施形態において、患者の貧血状態は、ヘマトクリット(Hct)又はそれらの経時的変化の直接的又は間接的測定又は計算によって規定される。
一部の実施形態において、患者の分布空間は、血液量(BV)の測定された値又は計算された値のいずれかである。特定の実施形態において、分布空間は、血液のろ過を含む別の処理セッションの開始時における血液量である。一部の実施形態において、分布空間は、血管内血液量である。特定の実施形態において、分布空間及び/又は血液量は、血液で満たされる体外血液系の管系又はそれらの一部の体積を包含する。特定の実施形態において、それらの一部は、100、150ミリリットル(ml)又はそれ以上になり得る。例えば、それらの一部は、出願人の透析デバイスである5008タイプに関しては130ml(及びSingle Needle用途に使用される場合は170ml)、及び出願人の透析デバイスである2008又は4008タイプの場合は170ml(及びSingle Needle用途に使用される場合は210ml)を含む。また、一部の実施形態においては、フィルターの血液容量も、血液量及び/又は分布空間の一部として考慮される。フィルターに含まれる血液量は、74ml(Fresenius,GermanyのFX60)又は約100ml(Fresenius,GermanyのFX80)になり得る。
一部の実施形態において、患者の分布空間は、患者の相対水分過剰(relOH)を反映する測定された値又は計算された値のいずれかに基づく近似である。
特定の実施形態において、分布空間は、ECW(細胞外水)、細胞外体積又は流体、ICW(細胞内水)、細胞内体積又は流体、血漿体積、TBW(総体内水)、液、浮腫の体積、リンパ、尿又はいずれかの他の体液又は体積、ならびにそれらの組み合わせとして規定される。また、本発明の意味内において、分布空間は、先に記述されたように、例えばECW/ICWなどのいずれかの体積比であることができる。
一部の実施形態において、ターゲット関係についてのターゲット範囲は、物質の質量又は濃度、及び分布空間又はそれらの近似を反映するダイアグラムにおいて規定される。
特定の実施形態において、方法は、非再充満曲線を計算する工程を含む。
一部の実施形態において、非再充満曲線上にある値は、ターゲット関係についてターゲット範囲の縁部として考慮される。
特定の実施形態において、非再充満曲線は、血液量が(限外)ろ過体積(時間単位あたり)と同じ量で低下する状態(透析によって処置された患者の相対水分過剰に依存して透析中に変化し得る)に関する。結果として、血液量BVは迅速に低下し、従ってHb濃度c_Hbは増大する。非再充満曲線は、再充満領域又は再充満条件から、非再充満領域(例えば図において)又は非再充満条件(例えば患者において)を区切ることができる。
一部の実施形態において、本発明に従う方法は、物質の質量又は濃度及び/又は患者の分布空間又はそれらの近似を反映するパラメータを計算及び/又は測定する工程を含む。
一部の実施形態において、方法はさらに、ヘモグロビン(Hb)状態を反映する測定された値及び/又は計算結果に基づく少なくとも1つの分布空間のサイズを評価することを含む。ヘモグロビン(Hb)状態は、それぞれHb濃度、その総質量、その体積、それらの経時的変化などによって反映され得る。
特定の実施形態において、方法はさらに、ヘマトクリット(Hct)又はそれらの経時的変化を反映する測定された値及び/又は計算結果に基づく少なくとも1つの分布空間のサイズを評価することを含む。
当業者には明白であるように、少なくとも1つの分布空間のサイズの評価は、ヘモグロビン(Hb)状態又はヘマトクリット(Hct)あるいはそれらの変化を反映する測定された値及び/又は計算結果に基づくものに限定されない。本発明はまた、無論、いずれかの他の好適な物質又はマーカーの質量、濃度又は体積(及びそれらの変化)を反映する測定された値及び/又は計算結果に基づいて行うことができる。
一部の実施形態において、方法はさらに、適切なモニターによって、血液サンプルの測定から及び/又は体外血液ラインに含まれる血液からの結果に基づいて得られるような少なくとも1つの分布空間のサイズを用いることを含む。この測定は、光学センサによって血液の光学的特性を測定することによって、及び/又は超音波センサによって超音波パルスの通過時間及び/又は伝搬速度のような音響特性を評価することによって行われることができる。
水分状態を決定するためにはまた、いずれかの適切なモニター、例えばバイオインピーダンス又は希釈技術に基づくモニターを使用できる。
特定の実施形態において、この方法はさらに、尿サンプルからの結果に基づいて得られるような少なくとも1つの分布空間のサイズを用いることを含む。
一部の実施形態において、方法はさらに、組織サンプルからの結果に基づいて得られるような少なくとも1つの分布空間のサイズを用いることを含む。
特定の実施形態において、方法はさらに、視覚的評価のために、制御の結果をプロットすることを含む。
特定の実施形態において、透析中のろ過率を制御するための装置は、患者の体の分布空間又はそれらの近似もしくは変化を反映する値を得るための手段、及び/又は物質の質量、体積又は濃度あるいはそれらの変化を反映する値を得るための手段を含む。これらの実施形態において、装置は、本発明に従う少なくとも1つのコントローラを含む。
一部の実施形態において、本発明に従う装置は、分布空間又はそれらの近似もしくは変化を測定又は計算するための手段、特に水分状態又は水分過剰を測定又は計算するための手段を含み、あるいは値を得るための手段が、測定又は計算するためのこうした手段からなる。
特定の実施形態において、装置は、計量手段、患者の血液量を決定するための手段、キーボード、タッチスクリーン、物質、特に血液中のヘモグロビン(Hb)の濃度、体積及び/又は質量あるいはそれらの変化を測定又は計算するための手段のうち少なくとも1つを含む、物質の質量、体積又は濃度を反映する値を得るための手段を含むか、あるいは値を得るための手段が、測定又は計算するためのこうした手段からなる。
一部の実施形態において、本発明に従う装置は、値の間の関係を決定又は評価するように構成された又はそれを意図した手段を含む。
特定の実施形態において、装置は、制御に関連する情報を得るためのモニターである又はモニターを含む。
一部の実施形態において、分布空間又はそれらの近似もしくは変化を測定又は計算するための手段は、国際公開第2006/002685号A1に記載されるようなモニターである。国際公開第2006/002685号A1のそれぞれの開示は、参照によって本願に組み込まれる。無論、本発明は、国際公開第2006/002685号A1に記載されるようなバイオインピーダンス測定によってデータを得る手段又はモニターに制限されないことを理解すべきである。当該技術分野において既知の他のバイオインピーダンス方法及びさらに当該技術分野において既知のいずれかの他の方法、例えば希釈測定ならびにまた当業者に既知のいずれかの他の方法も、同様に本発明によって考慮及び包含される。
特定の実施形態において、装置は、Drukker,Parson及びMaherによる、Kluwer Academic Publisher,第5版,2004,Dordrecht,The Netherlands,397〜401頁(「Hemodialysis machines and monitors」)の「Replacement of Renal Function by Dialysis」において記載されるようないずれかのモニターによって、Hb濃度(例えばg/dL単位)を測定するための手段又はモニター及び/又は血液量を決定するための手段又はモニターを含み、そのそれぞれの開示を参照によって本明細書に組み込む。
一部の実施形態において、手段又はモニターは、電気伝導度を測定することによって、物質−特にHb−の血液量及び/又は濃度を測定するように構成される。
特定の実施形態において、手段又はモニターは、光学密度を測定することによって、物質−特にHb−の血液量及び/又は濃度を測定するように構成される。
一部の実施形態において、手段又はモニターは、粘度を測定することによって、物質−特にHb−の血液量及び/又は濃度を測定するように構成される。
特定の実施形態において、手段又はモニターは、密度を測定することによって、物質−特にHb−の血液量及び/又は濃度を測定するように構成される。
一部の実施形態において、手段又はモニターは、1つ以上の対応するプローブ及び/又は測定を行うための1つ以上のセンサ、例えば電気伝導度センサ、光学センサ、粘度センサ、密度センサなどを含む。
特定の実施形態において、装置はさらに、コントローラによって与えられる結果を出力するための出力デバイスを含む。
一部の実施形態において、出力デバイスは、ディスプレイを有するモニター、プロッタ、プリンタ又は出力を行うためのいずれかの他の手段である。
特定の実施形態において、出力デバイスは、患者への物質の投与を制御するためのアクチュエータに連結される。
他の実施形態において、デバイスは、血液ろ過、限外ろ過、血液透析などによって患者(又は患者の血液)を処理するために使用されてもよい。
実施形態は、以下の利点の1つ以上を提供し得る。
一部の実施形態において、本発明は、ろ過率がどのように制御又は固定されるべきかについての情報を提供する。この情報は、有利なことには、透析によって生じる特定の患者の血圧低下を防止するために使用できる。また、有利なことには、悪心、痙攣、嘔吐、眩暈、視覚障害及びろ過手順によってしばしば生じる他の症状の発生を低減又は回避できる。
特定の実施形態において、本発明は、所望でない血圧低下を防止するため、及び出来るだけ迅速に透析処理を完了するため(すなわち患者の時間を無駄にしないため、又は不必要に長く処理サイトに患者を拘束しないため)の両方のために、高いろ過率をどのように設定し得るかという情報を提供する。このことは、その関係が、上記で記載されるように、最大再充満曲線又は定常状態曲線を形成する関係に近づくにつれて生じ得る。
他の態様、特徴及び利点は、明細書、図面及び特許請求の範囲から明らかになる。
以下において、本発明はさらに、図面における図によって説明され、ここで同じ又は同一の要素は、同一の参照番号によって同定される。しかし、本発明は、図によって説明される例に限定されると理解すべきではない。
ダイアグラムにおいて、Hb濃度と透析患者の水分過剰との間の関係を描写する定常状態曲線を示す。 図1のダイアグラムにおける透析中で、Hb濃度と水分過剰との間の関係の透析中のコースを示す。 図2のダイアグラムにおける非再充満曲線をさらに示す。 本発明に従う方法を行うためのコントローラを含む第1の装置を示す。 本発明に従う方法を行うためのコントローラを含む第2の装置を示す。 本明細書内に使用されるように、分布空間に関する特定の用語を規定するための体組織を横断する概略図を示す。 分布空間に関する特定の用語が本発明に関してどのように理解され得るか、及び特定の分布空間が一般的な概念によってどのように相互接続され得るかの例を示す。 患者のヘモグロビン/水分過剰関係の透析中のコースを示す。 図2のダイアグラムに例示される、限外ろ過による透析のための閾値及び軌跡を示す。 図2のダイアグラムに例示されるシフトした定常状態を現す曲線及びシフトした非再充満曲線を示す。 限外ろ過率とナトリウム濃度との相互関係を示す。
図1は、患者の流体除去処理の開始時に、匿名扱いの透析患者「94」のHb濃度(y軸、Hb、g/dl単位)と、この患者の水分過剰(x軸、AEOH、リットル単位)との関係を描写する最大再充満曲線又は定常状態曲線1を示す。曲線1は、多数の測定3の曲線フィッティングから得ることができる。測定3は、例えば国際公開第2006/002685号A1に開示されるように、モニターによる測定から得ることができる。
測定できるBVによって、及び図1(上記で再現される式も参照)から近似できるパラメータbによって、Hbの総質量(「m_Hb」)を決定できる。
患者「94」は、OH=0での正常水分状態にて測定される場合に、4.3Lの血液量BVを有する。さらに、患者「94」が521gの総Hb質量m_Hbを有することが計算されている。
図1から近似又は誘導されることもできるm_Hb及びパラメータaによって、Guyton曲線上での患者の現在の位置の傾きK_Guyton−Guyton曲線は、細胞外水(ECW)と血液量との間の生理学的相互依存性を説明する、患者の細胞外流体体積ECWに対する血液量BVを描写する曲線である−が、決定できる。図1において、K_Guytonは約1:5.0である。
図2は、透析の間の患者「94」のHb濃度c_Hbと水分過剰AEOHとの関係の透析中のコース又は進展を示す。大部分の態様において、図2は図1と同一である。
図1及び図2の両方に示される測定3のうち1つの特定測定3aから出発して、透析中の曲線5は、患者の透析中に確立され得る。
曲線5は、透析処理中におけるHb濃度c_Hb及び水分過剰AEOHとの関係を明らかにする。曲線5は、この関係に関する多数の測定された及び近似された値を反映しているので、曲線5も、この関係の経時的変化を明らかにする。
透析中、非常に低い限外ろ過率を適用する場合、曲線5は、定常状態を現す曲線1と同一になる。しかし、これは、図2に示されていない。そこで曲線5は、曲線1から明らかに外れている。
曲線5が曲線1と同一である場合、間質の水から患者の血管へのシフトが可能になる再充満プロセスは、生じるのに十分な時間を有する。こうした理由のために、曲線1はまた、「最大再充満曲線」と称され得る。自明であるように、図2において、限外ろ過率が、透析コース中に全体の再充満を可能にするのに十分高く設定される。
図3は、上記で既に説明されたように、「非再充満」曲線7が加えられている、図2のダイアグラムを示す。
非再充満曲線7は、以下によって計算できる。
ここで、UFVは、限外ろ過体積であり、AEOHpreは、透析開始前に測定された水分過剰又は相対水分過剰であり、BVstartは透析開始時の血液量である。
図4は、本発明に従う方法を行うように構成されたコントローラ63を含む装置61を示す。装置61は、測定の結果及び本発明に従う方法に必要なデータを含む外部データベース65に連結される。データベース65はまた、装置61の内部手段でもあり得る。装置61は、場合により、コントローラ63に又は装置61自体にデータを入力するための手段67を有していてもよい。こうしたデータは、上記で設定されるような1つ以上の分布空間のサイズ、物質の質量、体積、濃度など、あるいはそれらの近似についての情報であってもよい。また基準は、入力手段67によって入力され得る。しかし、基準は、代わりにデータベース65又はいずれかの他の保存手段に保存されてもよい。基準は、コントローラ63又は装置61に含まれる又はそこに相互連結されるいずれかの他のアイテムによって計算又は決定されてもよい。コントローラ63及び/又は装置61によって行われる査定、計算、比較、評価などの結果は、モニター60上に表示されるか、又は、表示されないが、場合により含まれもするプロッタによりプロットされるか、又はデータベース65又はいずれかの他の保存手段によって保存されることができる。データベース65はまた、実行時に、本発明に従う方法を開始するコンピュータプログラムを含むことができる。
特に、コントローラ63は、流体の分布を反映する値を決定するために、及び少なくとも1つの基準を満たす関係であるかどうかを評価するために構成されることができる。
図5からわかるように、対応する測定に関して、装置61は、分布又は1つ以上の分布空間のサイズ、又はそれらの近似もしくは変化を測定又は計算するための手段の1つの例としてバイオインピーダンス測定手段69と(ワイア又はワイアレスによって)連結されることができる。一般に、測定又は計算するための手段は、本発明に従う方法に必要とされる測定結果及びデータを含む外部データベース65に加えて、又は外部データベース65の代わりに(すなわち代替として)提供されることができる。
バイオインピーダンス測定手段69は、コンタクト抵抗のようなインピーダンスデータに対する影響について自動的に相殺できる。
こうしたバイオインピーダンス測定手段69の例は、商品名Hydra(商標)として販売されるXitron Technologiesのデバイスであり、これはさらに国際公開第92/19153号に記載され、この開示を参照によって本願の明細書に明確に組み込む。
バイオインピーダンス測定手段69は、種々の電極を含んでいてもよい。図5では、たった2つの電極69a及び69bが、バイオインピーダンス測定手段69に取り付けられるように示される。追加の電極も、無論想定される。
従って、それぞれの電極は暗黙に、2つ以上の(「副」)電極を含み得る。電極は、電流注入(「副」)電極及び電圧測定(「副」)電極を含み得る。すなわち、図5に示される電極69a及び69bは、2つの注入電極及び2つの電圧測定電極(すなわち合計4つの電極)を含み得る。
一般的に言えば、本発明に従う装置は、計量手段、キーボード、必要なデータを入力するためのタッチスクリーンなど、センサ、実験室との相互接続又は通信リンク、いずれかの他の入力手段などのような手段を備えることができる。
同様に、装置61はさらに、別の分布空間の分布を反映する値を得るための、及び/又は物質の質量、体積、又は濃度を反映する値を得るための手段を測定又は計算するための手段71を含んでいてもよく、これは、外部データベース65に加えて、又は外部データベース65の代わりに(すなわち代替として)提供され得る。
手段71は、計量手段、キーボード、必要なデータを入力するためのタッチスクリーンなど、センサ、実験室との相互連結又は通信リンク、Hb(又は分布空間のサイズを測定、計算又は近似するのに好適ないずれかの他の物質)濃度プローブ、いずれかの他の入力手段などとして提供されることができる。
図6は、本明細書内で使用されるような分布空間に関連する特定の用語を規定するための体組織を横断する概略図を示す。
特に、図6は、細胞内水を含む組織細胞83、細胞外水を含む間質85、及び断面血管壁87a及び87bを有する血管87を含む規定された体積81を示す。
血管は、血液細胞88(細胞内水を含む)を含む。血液細胞は、血液血漿89(細胞外水を含む)に包埋されている。
図7は、本発明に関して分布空間に関する特定用語がどのように理解され得るかの例を示す。それはまた、特定の分布空間がどのようにして一般的概念によって相互接続され得るかを示す。
図7からわかるように、全体重91−例えば80.0kgになり得る−は、血液量(BV)93、間質中の水(細胞外)(ECW間質)95、組織の細胞中の水(細胞内)(ICW組織)97、及び体の固形成分99の合計として理解できる。
血液量は、血管内に、特に血液血漿中に存在する細胞外水(ECW血液)、と、血管又は(赤)血液細胞中に存在する細胞内水(ICW血液)との合計として理解され得る。例において、ECW血液は3.5Lであり、ICWは2.5Lであり得、血液量93は6.0Lであり得る。
間質中の水(細胞外)95(ECW間質)は、16.5Lで含まれ得る。組織の細胞中の水(細胞内)97(ICW組織)は27.5Lで含まれ得る。
体の固体成分99は、3.0kgを有することができるミネラル質量Mミネラル、9.0kgであることができる脂肪質量M脂肪、及び21.0kgになり得るタンパク質質量Mタンパク質を含む。故に固形成分99は、33.0kgになり得る。
図7からわかるように、血液量93、間質中の水(細胞外)95、及び組織細胞中の水(細胞内)97の合計は、総体内水101(TBW)として理解できる。総体内水101は、50.0Lで包まれ得る。
図7からさらにわかるように、総体内水101及び固体成分99の合計は、体全体の体重91に等しくなり得る。
当業者が容易に理解するように、上記で与えられる図及び重量は、1人の特定患者に見出され得る例として理解されるべきである一方で、他の患者は、異なる重量及び質量寄与を明らかにし得る。しかし、図6及び7は、分布空間に関する特定の用語がどのように理解され得るか、及びさらに患者の体の特定の分布空間が互いにどのように関連するかの例の1つを与えるためには非常に適している。
再度、図のすべて又は少なくとも一部は、本発明に従う1つの特定実施形態がどのように行われ得るかを示す例によって、Hb/貧血状態及び体積又は重量/水分状態に関することに留意する。それらは、限定として理解されるべきではない。
図8は、ヘモグロビン濃度と特定患者の水分過剰との関係の透析中(すなわち透析の間)の進展を示し、この進展は曲線5として同定される。
容易に理解できるように、定常状態を現す曲線1のコースは、ある期間にわたって、1つの処理セッション中に患者の処理を中断し、それを継続することによって、又はいくつか、少なくとも2つの処理セッションからのデータを比較することによって決定できる。1つの処理セッション中の中断の後、又はいくつかの処理のうち第1の処理セッションの終了後、Hb濃度は、再充満効果(上記で記載されるように)により低下する。図8において、こうした低下は、2回観察される場合があり、参照番号5a及び5bによって描写される。この期間は、Hb濃度がこれ以上又は少なくともその長さでは変化しなくなるまで継続し得る。
明らかなように、以前に記載されたように2つ以上の中断によって、定常状態を現す曲線1が決定できる。また、1つ以上のこうした中断によって、先に決定された曲線1の妥当性が評価され得る。例えば、先に決定された曲線1のコースは、曲線5の減退(又は特にそれらの部分5a、5b)が、部分5a又は5b(又は低下に対応する同様部分)と定常状態を現す曲線1との交差点にて又は交差点で終止するかどうかをチェックすることによって評価され得る。
再度、図8又は添付のいずれかの他の図を参照して説明される概念は、Hb及びOHに限定されない。本開示に照らしてHb及びOHと置き換えられ得るいずれかの他のパラメータも、定常状態を現す曲線を見出す又は確認するために使用されてもよい。
図9は、限外ろ過処理のコースを反映する図2から既知のダイアグラムに例示されるように、閾値103及び軌跡105を示し、両方とも破線又は点線として例示される。
閾値103及び軌跡105の両方は、以下の実施例にて説明されるように、本発明に従う処理を制御するために−共に又は単独で−使用でき、この実施例は、体液処理の限外ろ過に関する。
図9からわかるように、透析中の限外ろ過制御は、透析の間に患者の血液の最大Hb濃度を観察することによって改善でき、この最大Hb濃度は、閾値103によって示される。本発明の一部の実施形態において、透析プロセスは、透析中の血液量を示す透析中曲線5が閾値103と交差したら、交差しようとしたら、又は所定の期間よりも長い間交差したらなどで、停止されてもよい。
例えば、最小又は最小絶対血液量BVが、例えば4リットル(L)未満に降下すべきではない場合、閾値103は、本実施例においてHbの質量が500gになる、及びBVminが3L又は30dl(dL)であるという事実からHbの質量が既知であると想定して16.7g/dl(又はg(dL))に設定されてもよい。この場合、最大Hb濃度16.7g/dlは、500gを30dlで割ること(=16.7g/dl)によって与えられる。
また、閾値は、定常状態を現す曲線1に対して平行又は特定の所定距離において選択されることができる。この距離は、均一又は等距離であってもよく、又はこの距離は異なっていてもよい。この距離は、さらなるデータ、測定又は値に依存して変動する場合があり、同様に変動し得るものを含む。例えば、この距離は固定値であるように設定されてもよい。固定値は、例えば2g/dlであってもよい。この実施例において、閾値は、曲線1上方の2g/dlである。
また、特定の実施形態において、透析プロセスは、軌跡105が正確に従うように、又は可能な限り近く、又は特定の範囲内で又は近似内などで従うように制御され得る。
例えば、一部の実施形態において、透析プロセスは、透析中の曲線5が、好ましくは特定の時間又は所定の期間にわたる、例えば処理開始後30分間の処理の間、非再充満曲線7に従うように制御され得る。透析中の曲線5は、非再充満曲線7から離れない(又は少なくとも特定の限度内に留まる)、又はその30分以内に非再充満曲線7に対して与えられる所定の範囲内に保持される場合、設定された限外ろ過率が、適宜考慮され得る。しかし、透析中の曲線5が、異なるように振る舞う場合、これは限外ろ過率が良好に低下することを示すと考えられ得る。
限外ろ過処理を制御するための別の試みにおいて、限外ろ過率は、例えば非再充満曲線7に平行な場合がある特定の第1の軌跡(又は特定のそれらの一部)に、例えば定常状態を現す曲線1に平行に、又は一定のHb濃度レベルで続く場合がある別の軌跡又は第1の軌跡の別の部分に従う前に、従うように設定されてもよい。例えば、限外ろ過率は、まず非再充満曲線7に従い、後に軌跡105のような軌跡に従うように設定されてもよい。
限外ろ過処理を制御するための再度別の試みにおいて、透析中の曲線5は、患者の血液量に拘わらず、閾値103のような閾値によって表され得る絶対Hb濃度限度を決して超えないこと、又は限度を超過した場合に特定の条件に適合することを確かにすることができる。
他には、Hb濃度が、特定の実施形態において、例えば2g/dl(例えば11g/dl〜13g/dl)に設定され、固定され又は予備決定された相違によって初期値から上昇したら、限外ろ過率は、Hb濃度が、例えば13g/dlに維持されるように制御される。これは、限外ろ過率と再充満効果のバランスがとれた一定の血液量BVを暗示する。
最後に、操作下にあるとき、処理の終了又は中断を導き得る臨界血液量が、処理(例えば透析)中、繰り返された血圧測定を行うことによって決定されてもよい。血圧が特定値未満になるべきである場合、その時間点に存在する血液量は、最小又は臨界血液量として想定又は設定できる。
図10は、図2又は図3から既知のダイアグラムに基づき、定常状態を現す曲線1及び非再充満曲線7を現す。
図9に関して上記で説明されるように、本発明に従う特定の実施形態において、また図10に示されるように定常状態を現す曲線1及び/又は非再充満曲線7は、透析中曲線5が軌跡(図10には図示されない)に従うようにろ過装置が制御されるという点で処理を制御するために使用されてもよい。
定常状態を現す曲線1及び非再充満曲線7の両方は、処理の日に問題の処理セッションを開始する前に決定又は測定されなければならない変動パラメータに基づいて適合され、又は計算されなければならない。非再充満曲線7のコース及びモルホロジーは、処理を開始する直前の、Hb質量(m_Hb)及び血液量BVに依存する。これらのパラメータに加えて、定常状態を現す曲線1のコース及びモルホロジーはまた、水分過剰及びGuyton因子に依存する。処理日における生理学的定常状態曲線パラメータ(Hb質量、Guyton因子、BV)における測定エラー及びわずかな変化のために、出発点は、通常、定常状態曲線に正確には存在せず、わずかに外れる。
そのため、本発明は、図10のダイアグラムに示されるように、曲線1を垂直にシフトさせ、及び/又は曲線7を水平にシフトさせることによって、曲線1’及び/又は7’を近似することを提案し、それらの両方が上記で記載されるように測定できる出発点107から開始されるようになる。このシフトは、近似された定常状態を現す曲線1’及び/又は近似された非再充満曲線7’を用いて処理を開始するという利点を活用でき、曲線1’及び曲線7’の両方は、問題の処理についての曲線の正確な出発点107から開始され、曲線1’及び曲線7’の両方は、おそらく高度に信頼性の高いモルホロジーを有する。この近似は、素早く、甚大な努力なしで行うことができる。
図11は、透析処理中、限外ろ過率とナトリウム濃度との間の相互関係を示す。相互関係は、2つの実施例a)及びb)によって説明される。
図11の例a)からわかるように、ナトリウム濃度の増大(分布空間の1つの例として患者の血液において測定される)は、明らかに、間質から血管に向かう及び血管の中への増大した再充満をもたらす。図11において、実施例b)は、ナトリウム濃度が142mmol/l超過に増大する場合を現す一方で、実施例a)は、ナトリウム濃度が138mmol/lにて一定に維持される場合を現す。図11からわかるように、Hb濃度が特定のレベル(ここでは17g/l)に到達したら、実施例b)において、限外ろ過率は、Hbのさらなる増大又はさらにはHb濃度レベル又は限度の超過を回避するために、実施例a)の場合と同じ様式で低下させる必要はない。換言すれば、処理の早期又は後の段階中のより高いナトリウム濃度は、より高い再充満に寄与し得る。従って、より高い再充満は、有利なことには、一般により高い限外ろ過率を処理の早期又は後の段階に再び伴って、透析又は処理を継続可能にし得る。一般的に言えば、血液において測定された患者のナトリウム濃度の適合は、ろ過を制御するために使用できる。
そのため、本発明に従う特定の実施形態において、この方法は、処理中のナトリウム−又は含まれる流体の膠質浸透圧に寄与するいずれかの他の好適な物質−濃度に関して、透析液及び/又は体外血液を制御及び/又は補正する工程を含む。
対応して、本発明に従う一部の実施形態において、デバイスは、上記で言及されるナトリウムの濃度を制御及び/又は補正する工程を行う手段を含む。
特定の実施形態において、ナトリウム濃度は、透析液又は代替物のナトリウム濃度を介して設定される。一部の実施形態において、透析液又は代替物のナトリウム濃度は制御又は補正される。
本発明に関して、一部の実施形態において、再充満プロセスは、さらに特定に、ナトリム濃度によって調節又は少なくとも影響される。
特定の実施形態において、体外血液、代替物又は透析液におけるナトリウム濃度など(すなわち、いずれかの膠質浸透圧有効物質)は、処理セッションに対する非一定濃度が到達され、目的とされるように制御される。
この点において、本発明は、処理の終わりに向かってナトリウム濃度を増大させること、又は特定のHb濃度レベルに到達することのみに限定されないことに留意する。さらに、本発明はまた、特定の又は予め設定されたHb濃度に到達する前に、又はそこに到達した後、ナトリウム濃度を増大させることに関する。
また、本発明は、図11の実施例b)の場合と同様に、処理の開始時に、例えば138mmol/mlにナトリウム濃度を低下させることに限定されない。さらに、処理の後に膠質有効物質の濃度を増大することが想定される場合であっても、処理は、ナトリウムの例において138mmol/mlのような典型的な濃度で開始されてもよい。
加えて又は代わりに、ナトリウム濃度は、Hb濃度の所定のトップレベルに到達する前により高いレベルにして、こうして増大した再充満により、上方Hb濃度レベル又は制限(ここでは:17dg/l)に、早期に到達しない−これらの早期の段階のときにより高いろ過率を適用できる−ことを確実にし、再度血液から、ナトリウムのような膠質効果塩を抜くための処理の後段階に向かってナトリウム濃度を低下させる。
また、本発明に従う一部の実施形態において、コントローラは、図11を参照して上記で説明されるように、方法又は制御を行うように構成される。また、本発明に従うデバイスは、図11に関して説明される方法の1つ以上を行うために、コントローラ以外の手段を包含し得る。
再度、上記で与えられる実施例は、特に議論されている図面に基づいて透析中Hb又はOHのモニタリングに限定されないことに留意すべきである。さらに、上記の教示及び特に図面の教示は、Hb及び/又はOH以外のパラメータについても同様に想定され、これらのパラメータは、透析だけでなくあらゆる処理の間にモニターされる。いかなる場合においても、図の実施例は、例示の目的のためだけに選択される。

Claims (22)

  1. 体液処理デバイスによる患者の体液の処理中にろ過率を制御するための方法であって、
    −患者の組織又は体液に含まれる物質の質量又は濃度又は体積を反映する1つ以上の計算された又は測定された値と、患者の分布空間又はそれらの近似を反映する1つ以上の計算された又は測定された値との間で、流体処理中にターゲット関係又はそれらの進展を規定する工程と、
    −体液の処理中に、物質の質量又は濃度又は体積を反映する値、及び/又は分布空間又はそれらの近似を反映する値を、繰り返し計算又は測定し、その関係を少なくとも1回決定する工程と、
    −この決定された関係がターゲット関係である、又はターゲット関係に近づく、又はそうすることを目的とする、又はそうなることを目的とするように、流体処理デバイスのろ過率を制御する工程と、
    を含む、方法。
  2. 前記物質の質量、体積又は濃度を反映する少なくとも1つの値が、血液サンプルから得られた、請求項1に記載の方法。
  3. 前記物質が、患者の体において自然に産生された少なくともいずれかのタンパク質、特にヘモグロビン、アルブミン、インスリン、グルコース、C反応性タンパク質(CRP)、及び非内在性物質、特に医薬的に有効な物質を含む群に含まれる、請求項1又は2のいずれか一項に記載の方法。
  4. 前記物質の質量、体積又は濃度あるいはそれらの変化が、患者の貧血状態の指標である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記患者の貧血状態の指標が、ヘモグロビンの濃度(m_Hb、Hb)、その総質量又はその経時的変化であり、あるいはヘマトクリット(Hct)又はそれらの経時的変化である、請求項4に記載の方法。
  6. 前記患者の分布空間が、血液量(BV)の測定された又は計算された値のいずれかである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記患者の分布空間が、患者の相対水分過剰(relOH)を反映する測定された又は計算された値のいずれかに基づく近似である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記物質(Hb)の質量又は濃度又は体積、及び分布空間又はそれらの近似を反映するダイアグラムにおいて、ターゲット関係についてのターゲット範囲を規定することを含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 非再充満曲線(7)を計算する工程を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記物質の質量又は濃度及び/又は患者の分布空間又はそれらの近似を反映するパラメータを計算及び/又は測定する工程を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 再充満プロセス又は再充満率を少なくとも一部の処理セッション中に増大させるために、処理中に、透析液に含まれる膠質浸透圧に有効な物質及び/又は透析液及び/又は代替血液中の代替物の濃度を制御及び/又は補正する工程を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法を行うように構成されたコントローラであって、
    −患者の組織又は体液に含まれる物質の質量又は濃度又は体積を反映する1つ以上の計算された又は測定された値と、患者の分布空間又はそれらの近似を反映する1つ以上の計算された又は測定された値との間で、流体処理中にターゲット関係又はそれらの進展を規定するために構成されたターゲット関係を規定する手段と、
    −体液の処理中に、物質の質量又は濃度又は体積を反映する値、及び/又は分布空間又はそれらの近似を反映する値を、繰り返し計算し、その関係を少なくとも1回決定するために構成された計算手段と、
    −決定された関係がターゲット関係である又はターゲット関係に近づく、又はそうすることを目的とする、又はそうなることを目的とするように、流体処理デバイスのろ過率を制御するための制御手段に1つ以上の信号を出力するために構成された信号出力手段と、
    を含む、コントローラ。
  13. −物質の質量又は濃度及び分布空間又はそれらの近似を反映するダイアグラムにおけるターゲット関係についてのターゲット範囲を規定するために構成されたターゲット規定手段、及び/又は
    −非再充満曲線を計算するために構成された計算手段、及び/又は
    −物質の質量又は濃度及び/又は患者の分布空間又はそれらの近似を反映するパラメータを計算又は測定するために構成された計算及び/又は測定手段、
    の少なくとも1つの手段をさらに含む、請求項12に記載のコントローラ。
  14. 体液の処理の間にろ過率を制御するための装置であって、この装置が、
    患者の体における分布空間又はそれらの近似又はそれらの変化を反映する1つ以上の値を得るために構成された手段、及び/又は物質の質量、体積又は濃度又はそれらの変化を反映する値を得るための手段と、
    請求項12又は13に記載の少なくとも1つのコントローラと、
    を含む、装置。
  15. 前記分布空間又はそれらの近似もしくは変化を測定又は計算するために、特に水分状態又は水分過剰を測定又は計算するために構成された手段を備える、あるいは値を得るための手段が、こうした測定又は計算手段からなる、請求項14に記載の装置。
  16. 前記物質の質量、体積又は濃度を反映する値を得るために構成された手段が、計量手段、患者の血液量を決定するための手段、キーボード、タッチスクリーン、物質、特に血液中のヘモグロビン(Hb)の濃度、体積及び/又は質量あるいはそれらの変化を測定又は計算するための手段のうち少なくとも1つを含む、あるいは値を得るための手段が、測定又は計算するためのこうした手段からなる、請求項14又は15に記載の装置。
  17. 値間の関係を決定また評価するために構成された及び意図された手段を含む、請求項14、15又は16に記載の装置。
  18. 請求項12又は13に記載の少なくとも1つのコントローラ又は請求項14〜17のいずれか一項に記載の少なくとも1つの装置を含む、患者の血液を処置するためのデバイス。
  19. 透析、血液ろ過、限外ろ過、及び/又は血液透析によって患者を処置するための、請求項18に記載のデバイス。
  20. 請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法が実行されるように、プログラム可能なコンピュータシステムと相互作用できる電気的に読取可能な制御信号を有する、デジタル保存手段、特にディスク、CD又はDVD。
  21. コンピュータ上でプログラム製品を実行するときに、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法を実行するための機械読取データ媒体に保存されるプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品。
  22. コンピュータ上でプログラムを実行するときに、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラム。
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