JP2019072281A - 血液浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】装置の大型化を回避し得るとともに、リアルタイムにクリアスペースを求めることができる血液浄化装置を提供する。【解決手段】透析液排出ライン8を流れる透析液排液中の所定物質の濃度と血液回路1を流れる血液中の所定物質の濃度とが略同一又は近似となる平衡状態を形成し得る制御手段11と、平衡状態のときの排液濃度センサ5の検出値を平衡値として記憶可能な記憶手段12と、排液濃度センサ5の検出値と、記憶手段12で記憶された平衡値とに基づき、血液浄化治療による患者の浄化量の指標として示されるクリアスペースを算出可能なクリアスペース算出手段13とを具備したものである。【選択図】図1
Description
本発明は、血液浄化治療による患者の浄化量の指標として示されるクリアスペースを算出可能な血液浄化装置に関するものである。
患者の血液を体外循環させつつ浄化する血液処理として血液透析治療がある。かかる血液透析治療においては、透析液を流通させ得る血液浄化器としてのダイアライザを具備するとともに、患者の血液を体外循環させる血液回路を当該ダイアライザに接続させ、ダイアライザの半透膜を介して血液と透析液とを接触させ、血液中の老廃物或いは余剰水分を除去(余剰水分の除去は「除水」と称される)し得るようになっている。ダイアライザにて浄化された血液は、穿刺針を介して患者の体内に戻される一方、老廃物や余剰水分は、透析液と共に透析液排出ラインを介して外部に排出されるよう構成されている。
ところで、血液浄化治療による患者の浄化量を適正に評価して把握することは、適切な治療を行う上で重要になっている。このような血液浄化治療による患者の浄化量を示す指標としてクリアスペース(CS)なる指標が挙げられる。かかるクリアスペース(CS)は、例えば非特許文献1にて開示されているように、血液浄化治療で生じた血液浄化器(ダイアライザ)からの透析液排液を全量貯留するとともに、その貯留した透析液排液中の尿素濃度を検出することにより、尿素の除去量を算出して求めていた。
『血液浄化の基礎』「臨床透析」1999年、Vol.15、No.11、P.75〜79、山下明泰著
しかしながら、上記従来の血液浄化装置においては、血液浄化治療で生じた血液浄化器からの透析液排液を全量貯留する必要があることから、その全量貯留するためのタンク等が必要となって装置が大型化してしまうとともに、リアルタイムにクリアスペースを求めることができないという問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、装置の大型化を回避し得るとともに、リアルタイムにクリアスペースを求めることができる血液浄化装置を提供することにある。
請求項1記載の発明は、患者の血液を体外循環させるための血液回路と、該血液回路に接続され、体外循環する血液を浄化する血液浄化器とが取り付け可能とされるとともに、前記血液浄化器に透析液を導入するための透析液導入ラインと、前記血液浄化器による血液の浄化に伴って生じた透析液排液を当該血液浄化器から排出するための透析液排出ラインと、前記透析液排出ラインを流れる透析液排液中の所定物質の濃度を検出し得る濃度検出手段とを具備した血液浄化装置において、前記透析液排出ラインを流れる透析液排液中の所定物質の濃度と前記血液回路を流れる血液中の所定物質の濃度とが略同一又は近似となる平衡状態を形成し得る制御手段と、前記平衡状態のときの前記濃度検出手段の検出値を平衡値として記憶可能な記憶手段と、前記濃度検出手段の検出値と、前記記憶手段で記憶された平衡値とに基づき、血液浄化治療による患者の浄化量の指標として示されるクリアスペースを算出可能なクリアスペース算出手段とを具備したことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の血液浄化装置において、前記クリアスペース算出手段は、
(但し、CS:クリアスペース、Cdeq:記憶手段で記憶された平衡値、Cd(t):濃度検出手段で検出された所定物質の濃度、Qd(t):透析液流量、t:血液浄化治療における任意の経過時間、te:血液浄化治療終了時間とする。)
なる演算式にてクリアスペースを算出可能とされたことを特徴とする。
なる演算式にてクリアスペースを算出可能とされたことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の血液浄化装置において、前記制御手段は、透析液流量を低下若しくは停止、血流量を増加、又は前記血液浄化器を介して透析液を循環させることにより前記平衡状態を形成し得ることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1〜3の何れか1つに記載の血液浄化装置において、前記濃度検出手段は、前記透析液排液に対して光を照射し得る発光手段と、前記透析液排液を透過した前記発光手段からの透過光を受け得る受光手段と、前記受光手段による受光強度から吸光度を検出し得る検出手段とを具備し、前記検出手段により検出された吸光度に基づき前記透析液排液中の所定物質の濃度を検出し得ることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項4記載の血液浄化装置において、前記記憶手段は、前記平衡状態のときの前記検出手段で検出される吸光度を平衡値として記憶可能とされ、前記クリアスペース算出手段は、前記検出手段で検出された吸光度と、前記記憶手段で記憶された平衡値とに基づき、前記クリアスペースを算出可能とされたことを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項5記載の血液浄化装置において、前記クリアスペース算出手段は、
(但し、CS:クリアスペース、Abs:検出手段で検出された吸光度、Abseq:記憶手段で記憶された平衡値、Qd(t):透析液流量、t:血液浄化治療における任意の経過時間、te:血液浄化治療終了時間とする。)
なる演算式にてクリアスペースを算出可能とされたことを特徴とする。
なる演算式にてクリアスペースを算出可能とされたことを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項1〜6の何れか1つに記載の血液浄化装置において、前記クリアスペース算出手段で算出されたクリアスペースに基づいて、患者の総体液量を算出し得る総体液量算出手段を具備したことを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項1〜7の何れか1つに記載の血液浄化装置において、前記血液回路と前記血液浄化器とが取り付けられたことを特徴とする。
請求項1、8の発明によれば、透析液排出ラインを流れる透析液排液中の所定物質の濃度と前記血液回路を流れる血液中の所定物質の濃度とが略同一又は近似となる平衡状態を形成し、その平衡状態のときの濃度検出手段の検出値を平衡値として記憶するとともに、濃度検出手段の検出値と、記憶手段で記憶された平衡値とに基づき、血液浄化治療による患者の浄化量の指標として示されるクリアスペースを算出するので、装置の大型化を回避し得るとともに、リアルタイムにクリアスペースを求めることができる。
請求項2の発明によれば、クリアスペース算出手段は、
(但し、CS:クリアスペース、Cdeq:記憶手段で記憶された平衡値、Cd(t):濃度検出手段で検出された所定物質の濃度、Qd(t):透析液流量、t:血液浄化治療における任意の経過時間、te:血液浄化治療終了時間とする。)
なる演算式にてクリアスペースを算出可能とされたので、透析液排液中の所定物質の濃度を検出し得る濃度検出手段を用いることによって、正確且つ容易にクリアスペースを求めることができる。
なる演算式にてクリアスペースを算出可能とされたので、透析液排液中の所定物質の濃度を検出し得る濃度検出手段を用いることによって、正確且つ容易にクリアスペースを求めることができる。
請求項3の発明によれば、制御手段は、透析液流量を低下若しくは停止、血流量を増加、又は血液浄化器を介して透析液を循環させることにより平衡状態を形成し得るので、平衡状態を簡易且つ容易に形成することができる。
請求項4の発明によれば、濃度検出手段は、透析液排液に対して光を照射し得る発光手段と、透析液排液を透過した発光手段からの透過光を受け得る受光手段と、受光手段による受光強度から吸光度を検出し得る検出手段とを具備し、検出手段により検出された吸光度に基づき透析液排液中の所定物質の濃度を検出し得るので、透析液排液又は血液をセンサ等に接触させることなく透析液排液中の所定物質の濃度を精度よく検出することができる。
請求項5の発明によれば、記憶手段は、平衡状態のときの検出手段で検出される吸光度を平衡値として記憶可能とされ、クリアスペース算出手段は、検出手段で検出された吸光度と、記憶手段で記憶された平衡値とに基づき、クリアスペースを算出可能とされたので、所定物質の濃度の比率と相関する吸光度の比率を利用して、リアルタイムにクリアスペースを求めることができる。
請求項6の発明によれば、クリアスペース算出手段は、
(但し、CS:クリアスペース、Abs:検出手段で検出された吸光度、Abseq:記憶手段で記憶された平衡値、Qd(t):透析液流量、t:血液浄化治療における任意の経過時間、te:血液浄化治療終了時間とする。)
なる演算式にてクリアスペースを算出可能とされたので、所定物質の濃度の比率と相関する吸光度の比率を利用して、正確且つ容易にクリアスペースを求めることができる。
なる演算式にてクリアスペースを算出可能とされたので、所定物質の濃度の比率と相関する吸光度の比率を利用して、正確且つ容易にクリアスペースを求めることができる。
請求項7の発明によれば、クリアスペース算出手段で算出されたクリアスペースに基づいて、患者の総体液量を算出し得る総体液量算出手段を具備したので、クリアスペースを求めることによって、より正確且つリアルタイムに患者の総体液量を求めることができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る血液浄化装置は、患者の血液を体外循環させつつ浄化するためのもので、血液透析治療で使用される血液透析装置に適用されたものである。かかる血液透析装置は、図1に示すように、患者の血液を体外循環させるための血液回路1と、血液浄化器としてのダイアライザ2と、濃度検出手段としての排液濃度センサ5と、ダイアライザ2に透析液を供給しつつ除水可能な透析装置本体6と、透析装置本体6に配設された透析液導入ライン7及び透析液排出ライン8と、制御手段11と、記憶手段12と、クリアスペース算出手段13と、総体液量算出手段15とから主に構成されている。
本実施形態に係る血液浄化装置は、患者の血液を体外循環させつつ浄化するためのもので、血液透析治療で使用される血液透析装置に適用されたものである。かかる血液透析装置は、図1に示すように、患者の血液を体外循環させるための血液回路1と、血液浄化器としてのダイアライザ2と、濃度検出手段としての排液濃度センサ5と、ダイアライザ2に透析液を供給しつつ除水可能な透析装置本体6と、透析装置本体6に配設された透析液導入ライン7及び透析液排出ライン8と、制御手段11と、記憶手段12と、クリアスペース算出手段13と、総体液量算出手段15とから主に構成されている。
血液回路1は、同図に示すように、可撓性チューブから成る動脈側血液回路1a及び静脈側血液回路1bから主に構成されており、これら動脈側血液回路1aと静脈側血液回路1bの間にダイアライザ2が接続されている。動脈側血液回路1aには、その先端に動脈(脱血又は採血)側穿刺針aが接続されるとともに、途中にしごき型の血液ポンプ3、除泡のためのエアトラップチャンバ4aが配設されている。一方、静脈側血液回路1bには、その先端に静脈側(返血側)穿刺針bが接続されるとともに、途中に除泡のためのエアトラップチャンバ4bが接続されている。
そして、動脈側穿刺針a及び静脈側穿刺針bを患者に穿刺した状態で、血液ポンプ3を駆動させると、患者の血液は、エアトラップチャンバ4aで除泡されつつ動脈側血液回路1aを通ってダイアライザ2に至り、該ダイアライザ2によって血液浄化及び除水が施された後、エアトラップチャンバ4bで除泡されつつ静脈側血液回路1bを通って患者の体内に戻る。このように、患者の血液を血液回路1にて体外循環させる過程でダイアライザ2にて浄化するのである。なお、本明細書においては、血液を脱血(採血)する穿刺針の側を「動脈側」と称し、血液を返血する穿刺針の側を「静脈側」と称しており、「動脈側」及び「静脈側」は、穿刺の対象となる血管が動脈及び静脈の何れかによって定義されるものではない。
ダイアライザ2(血液浄化器)は、その筐体部に、血液導入ポート2a、血液導出ポート2b、透析液導入ポート2c及び透析液導出ポート2dが形成されており、このうち血液導入ポート2aには動脈側血液回路1aの基端が、血液導出ポート2bには静脈側血液回路1bの基端がそれぞれ接続されている。また、透析液導入ポート2c及び透析液導出ポート2dは、透析装置本体6から延設された透析液導入ライン7及び透析液排出ライン8の先端とそれぞれ接続されている。
ダイアライザ2内には、複数の中空糸が収容されており、該中空糸内部が血液の流路とされるとともに、中空糸外周面と筐体部の内周面との間が透析液の流路とされている。中空糸には、その外周面と内周面とを貫通した微少な孔(ポア)が多数形成されて中空糸膜を形成しており、該膜を介して血液中の老廃物や余剰水分等が透析液内に透過し得るよう構成されている。
一方、透析装置本体6は、複式ポンプPと、透析液排出ライン8における複式ポンプPの排液側のポンプ室を迂回して接続されたバイパスライン9と、該バイパスライン9に接続された除水ポンプ10とを有して構成されている。複式ポンプPは、透析液導入ライン7及び透析液排出ライン8に跨って配設され、当該透析液導入ライン7からダイアライザ2に対して透析液を導入させるとともに、当該ダイアライザ2に導入された透析液を血液中の老廃物と共に透析液排出ライン8から排出させるためのものである。なお、かかる複式ポンプP以外の手段(例えば所謂バランシングチャンバ等を利用するもの)を用いてもよい。
透析液導入ライン7の一端は、ダイアライザ2(透析液導入ポート2c)に接続されるとともに、他端が所定濃度の透析液を調製する透析液供給装置(不図示)に接続されているとともに、透析液排出ライン8の一端は、ダイアライザ2(透析液導出ポート2d)に接続されるとともに、他端が排液手段(不図示)と接続されている。しかして、透析液導入ライン7は、透析液供給装置から供給された透析液をダイアライザ2に導入するとともに、透析液排出ライン8は、ダイアライザ2による血液の浄化に伴って生じた透析液排液を当該ダイアライザ2から排液手段に向かって排出するよう構成されている。
除水ポンプ10は、ダイアライザ2中を流れる患者の血液から水分(余剰水分)を除去するためのものである。すなわち、かかる除水ポンプ10を駆動させると、透析液導入ライン7から導入される透析液量よりも透析液排出ライン8から排出される液体の容量が多くなり、その多い容量分だけ血液中から水分が除去されるのである。
排液濃度センサ5(濃度検出手段)は、透析装置本体6内における透析液排出ライン8に配設され、ダイアライザ2の血液浄化に伴って流れる液体中(本実施形態においては、血液浄化器としてのダイアライザ2から排出された透析液排液中)の所定物質の濃度(例えば、透析液排液に含まれる尿素、尿酸等の物質濃度)を検出し得るものであり、図2に示すように、発光手段16と、受光手段17と、検出手段18とから主に構成されている。なお、発光手段16と受光手段17とは、透析液排出ライン8を挟んで対向した位置にそれぞれ配設されている。
発光手段16は、液体(本実施形態においてはダイアライザ2から排出された透析液排液)に対して光(紫外線(UV))を照射し得るLED等から成る光源であり、その液体を透過した透過光を受光手段17にて受け得るようになっている。本実施形態に係る受光手段17は、受光した光の強度に応じた電圧を生じさせ得る受光素子から成るものとされており、その受光強度に応じた電圧に基づき、検出手段18にて透析液排液の濃度を検出し得るよう構成されている。検出手段18は、受光手段17による受光強度から吸光度を検出し得るもので、かかる吸光度に基づいて透析液排液中の所定物質の濃度(尿素等の濃度)を検出し得るようになっている。
すなわち、透析液排出ライン8に透析液排液が流れた状態において発光手段16から光を照射させれば、その照射された光が透析液排出ライン8にて流れる透析液排液を透過することとなるので、透析液排液の濃度に応じて光の吸収が図られた後、受光手段17にて受光することとなる。そして、受光手段17による受光強度(即ち、受光強度に応じて生じた電圧)の信号が検出手段18に送信されるとともに、当該検出手段18で測定された受光強度に基づいて吸光度が算出され、透析液排出ライン8を流れる透析液排液の濃度が検出されることとなる。
なお、本実施形態に係る排液濃度センサ5は、波長が300nm程度(280〜320nm)の紫外線(UV)を発光手段16から発光させる光学センサを用いているが、赤外線等の他の光を発光させる光学センサを用いてもよく、或いは酵素センサ等の光学センサとは別個の形態のセンサを用いるようにしてもよい。また、本実施形態に係る排液濃度センサ5は、透析液排出ライン8における複式ポンプPより上流側(ダイアライザ2と接続する側)に配設されているが、当該複式ポンプPより下流側に配設してもよい。
制御手段11は、透析装置本体6に配設されたマイコン等から成るもので、透析液排出ライン8を流れる透析液排液中の所定物質の濃度(尿素等の老廃物の濃度)と血液回路1(ダイアライザ2の入口)を流れる血液中の所定物質の濃度(尿素等の老廃物の濃度)とが略同一又は近似となる平衡状態を形成し得るものである。具体的には、図4に示すように、透析液流量(Qd)を徐々に低下させつつA〜D点にて排液濃度センサ5により濃度(Cd)又は吸光度(Abs)を検出することにより、透析液流量(Qd)と濃度(Cd)又は吸光度(Abs)との関係を示すグラフを得ることができる。なお、透析液排出ライン8を流れる透析液排液中の所定物質の濃度と血液回路1を流れる血液中の所定物質の濃度とが近似するとは、両者の濃度の比が、0.7〜1.3の範囲内にあることを意味する。当該両者の濃度の比は、0.8〜1.2の範囲内にあることが好ましく、0.9〜1.1の範囲内にあることが更に好ましい。
この場合、D点から更に透析液流量(Qd)を低下させても濃度(Cd)又は吸光度(Abs)が一定値(かかる一定値を平衡値(平衡濃度Cdeq又は平衡吸光度Abseq)と称する)となっているため、透析液排出ライン8を流れる透析液排液中の所定物質の濃度(尿素等の老廃物の濃度)と血液回路1を流れる血液中の所定物質の濃度(尿素等の老廃物の濃度)とが略同一又は近似となる「平衡状態」が形成されていることが分かる。
記憶手段12は、制御手段11及び排液濃度センサ5と電気的に接続され、平衡状態のときの排液濃度センサ5(濃度検出手段)の検出値(平衡状態のときの所定物質の濃度(Cdeq)又は吸光度(Abseq))を「平衡値」として記憶可能なものである。すなわち、制御手段11にて平衡状態が形成されるとともに、かかる平衡状態のときに排液濃度センサ5にて検出された検出値は、平衡値(平衡濃度(Cdeq)又は平衡吸光度(Abseq))として記憶手段12に記憶されるのである。
クリアスペース算手段13は、排液濃度センサ5の検出値と、記憶手段12で記憶された平衡値(平衡濃度(Cdeq)又は平衡吸光度(Abseq))とに基づき、血液浄化治療による患者の浄化量の指標として示される「クリアスペース(CS)」を算出可能なものである。本実施形態に係るクリアスペース算出手段13は、以下のようにクリアスペース(CS)を求めるようになっている。
先ず、ダイアライザ2における溶質除去の程度を表す性能指数として示されるクリアランス(CL)について着目する。クリアランス(CL)は、血流量(Qb)、透析液流量(Qd)及び総括物質移動係数(K0A)のみの関数であり、透析液流量(Qd)が血流量(Qb)及び総括物質移動係数(K0A)に対して十分小さいとき、透析液流量(Qd)が律速となり、血流量(Qb)及び総括物質移動係数(K0A)に関係なくCL=Qdとなることが知られている(例えば、山下明泰著、「血液浄化の基礎・臨床透析」、1999年、Vol.15、No.8、P.101〜105 参照)。
一方、ダイアライザ2の浄化膜に対する吸着量を0と過程すると、血液濃度を基準とした血液濃度基準クリアランス(CLb)と透析液排液濃度を基準とした排液濃度基準クリアランス(CLd)は同一(同意)であり、クリアランスCL(CLb、CLd)は、透析液排液中の所定物質(尿素)の濃度(Cd)及び血液回路1におけるダイアライザ2の入口の所定物質(尿素)の濃度(Cbi)の比率と、透析液流量(Qd)との積(CL=(Cd/Cbi)×Qd … 式(a))により求めることができる(例えば、峰島三千男著、「ダイアライザの性能とその評価」、「Clinical Engineering」、2011年、Vol.22、No.5、P.407〜411 参照)。
そして、透析液流量(Qd)が律速のとき、上述のようにクリアランス(CL)=透析液流量(Qd)となっていることから、式(a)から以下の式(b)が求められ、その式(b)から式(c)を求めることができる。なお、「Cdeq」は、透析液流量(Qd)を十分に低下させて律速となったときの透析液排液中の所定物質(尿素)の濃度を示している。
CL/Qd=Cdeq/Cbi=1 … 式(b)
Cbi=Cdeq … 式(c)
CL/Qd=Cdeq/Cbi=1 … 式(b)
Cbi=Cdeq … 式(c)
一方、血液浄化治療直後(透析開始直後)において、上述した平衡状態になると、治療開始時の平衡値Cdeq(0)は、患者の初期濃度Cb(0)(すなわち、患者の体内の濃度)と略同一又は近似となるので、以下の式(d)が成り立つ。
Cb(0)=Cdeq(0) … 式(d)
Cb(0)=Cdeq(0) … 式(d)
また、除去量(M)は、経時的に測定したQd×Cd(t)を図積分して求めることができるので、以下の如き式(e)が成り立つ。なお、「t」は、血液浄化治療における任意の経過時間、「te」は、血液浄化治療終了時間を示している。
そして、クリアスペース(CS)は、除去量(M)をCb(0)で標準化して求めることができる(例えば、山下明泰著、「血液浄化の基礎・臨床透析」、1999年、Vol.15、No.12、P.113〜118 参照)ので、以下の式(f)が成り立つ。
CS=M/Cb(0) … 式(f)
CS=M/Cb(0) … 式(f)
ここで、式(d)及び式(e)の関係を式(f)に代入することにより、クリアスペース(CS)を求めるための以下の式(g)が成り立つことが分かる。すなわち、クリアスペース(CS)は、透析液流量(Cd)の比率と血流量(Qd)の積から求めることができるのである。
このように、本実施形態に係るクリアスペース算出手段13は、
(但し、CS:クリアスペース、Cdeq:記憶手段で記憶された平衡値、Cd(t):濃度検出手段で検出された所定物質の濃度、Qd(t):透析液流量、te:血液浄化治療終了時間とする。)
なる演算式(上記式(g))にてクリアスペースを算出可能とされている。このように算出したクリアスペース(CS)は、例えば血流量や透析液流量等の治療条件を変更しても、求められたクリアスペース(CS)に影響がほとんど及ぼされず、治療条件の変更毎にクリアスペースを求める必要がない。
なる演算式(上記式(g))にてクリアスペースを算出可能とされている。このように算出したクリアスペース(CS)は、例えば血流量や透析液流量等の治療条件を変更しても、求められたクリアスペース(CS)に影響がほとんど及ぼされず、治療条件の変更毎にクリアスペースを求める必要がない。
さらに、所定物質の濃度(Cd)の比率(Cd/Cdeq)は、排液濃度センサ5(濃度検出手段)における吸光度(Abs)の比率(Abs/Abseq)と相関することが分かっている(例えば、F. Uhlin, I. Fridolin, L. G. Lindberg et al.,「Estimation of Delivered Dialysis Dose by On-Line Monitoring of the Ultraviolet Absorbance in the Spent Dialysate」,American journal of Kidney Diseases,2003年,Volume41,Issue5,P.1026〜1036 参照)。
したがって、クリスペース(CS)は、上記式(g)における所定物質の濃度(Cd)の比率(Cd/Cdeq)に代え、吸光度(Abs)の比率(Abs/Abseq)とすることができ、以下の式(h)にて求めることができる。
この場合、記憶手段12は、平衡状態のときの検出手段19(濃度検出手段)で検出される吸光度を平衡値(平衡吸光度Abseq)として記憶可能とされ、クリアスペース算出手段13は、検出手段19で検出された吸光度(Abs)と、記憶手段12で記憶された平衡値(Abseq)とに基づき、クリアスペースを算出可能とされている。
しかして、この場合のクリアスペース算出手段13は、
(但し、CS:クリアスペース、Abs:検出手段で検出された吸光度、Abseq:記憶手段で記憶された平衡値、Qd(t):透析液流量、te:血液浄化治療終了時間とする。)
なる演算式(上記式(g))にてクリアスペースを算出可能とされている。このように算出したクリアスペース(CS)は、例えば血流量や透析液流量等の治療条件を変更しても、求められたクリスペース(CS)に影響がほとんど及ぼされず、治療条件の変更毎にクリアスペースを求める必要がない。
なる演算式(上記式(g))にてクリアスペースを算出可能とされている。このように算出したクリアスペース(CS)は、例えば血流量や透析液流量等の治療条件を変更しても、求められたクリスペース(CS)に影響がほとんど及ぼされず、治療条件の変更毎にクリアスペースを求める必要がない。
表示手段14は、クリアスペース算出手段13で求められたクリアスペース(CS)を表示可能なもので、例えば透析装置本体6に設けられた表示画面や透析装置本体6と接続されたモニタ等から成る。この表示手段14によりクリアスペース算出手段13で求められたクリアスペース(CS)を表示することにより、医師等医療従事者がクリアスペースを正確に把握することができ、血液浄化治療(透析治療)を円滑に行わせることができる。
なお、血液浄化治療が進行して血液回路1における血液中の所定物質の濃度(Cb)が変化(経過時間に伴って低下)すると、図6の実線に示すように、排液濃度センサ5の検出手段19の検出値とされる吸光度(Abs)は、変化(低下)するとともに、同図の破線に示すように、平衡値(平衡吸光度Abs)も変化(低下)する。これは、排液濃度センサ5で検出される所定物質の濃度(Cd)についても同様である。
総体液量算出手段15は、クリアスペース算出手段13で算出されたクリアスペース(CS)に基づいて、患者の総体液量(血液浄化治療終了時の総体液量V(te))を算出し得るものである。具体的には、以下のような演算によって総体液量(V)を求めることができる。
所定の物質における濃度基準の除去率(Rc)は、以下の式(i)で示すように、血液浄化治療(透析治療)前後における血液中の所定物質の濃度(Cb)から求めることができる(例えば、山下明泰著、「血液浄化の基礎・臨床透析」、1999年、Vol.15、No.11、P.75〜79 参照)。
Rc=(Cb(0)−Cb(t))/Cb(0) … 式(i)
Rc=(Cb(0)−Cb(t))/Cb(0) … 式(i)
また、血液中の所定物質の濃度(Cb)の変化率と排液濃度センサ5で検出される所定物質の濃度(Cd)の変化率とは、相関することが分かっている(例えば、F. Uhlin, I. Fridolin, L. G. Lindberg et al.,「Estimation of Delivered Dialysis Dose by On-Line Monitoring of the Ultraviolet Absorbance in the Spent Dialysate」,American journal of Kidney Diseases,2003年,Volume41,Issue5,P.1026〜1036 参照)ので、以下の式(j)で示すように、RcはCdから求めることができる。
Rc=(Cd(0)−Cd(t))/Cd(0) … 式(j)
Rc=(Cd(0)−Cd(t))/Cd(0) … 式(j)
一方、クリアスペース(CS)は、以下の式(k)で示すように、除去率(Rc)、血液浄化治療終了時の体液量(Vte)及び除水量(ΔV)から求められることが分かっている(例えば、山下明泰著、「血液浄化の基礎・臨床透析」、1999年、Vol.15、No.12、P.113〜118 参照)。
CS=Rc×V(te)+ΔV … 式(k)
CS=Rc×V(te)+ΔV … 式(k)
式(j)及び式(k)から、血液浄化治療後の患者の総体液量(Vte)は、以下のように求められる。
CS(te)=(Cd(0)−Cd(t))/Cd(0)×V(te)+ΔV
V(te)=(CS(te)−ΔV(te))/(1−Cd(te)/Cd(0)) …式(l)
CS(te)=(Cd(0)−Cd(t))/Cd(0)×V(te)+ΔV
V(te)=(CS(te)−ΔV(te))/(1−Cd(te)/Cd(0)) …式(l)
既述のように、CbとCdの比率は排液濃度センサ5(濃度検出手段)で検出される吸光度(Abs)の比率と相関するので、以下の式(m)で示すように、血液浄化治療後の患者の総体液量V(te)は、Absの比率の組み合わせにて求められる。
V(te)=(CS(te)−ΔV(te))/(1−Abs(te)/Abs(0)) …式(m)
V(te)=(CS(te)−ΔV(te))/(1−Abs(te)/Abs(0)) …式(m)
以上のように、総体液量算出手段15は、V(te)=(CS(te)−ΔV(te))/(1−Cd(te)/Cd(0))なる演算式(上記式(l))、或いはV(te)=(CS(te)−ΔV(te))/(1−Abs(te)/Abs(0))なる演算式(上記式(m))によって患者の総体液量(血液浄化治療後の患者の総体液量)を算出可能とされている。なお、血液浄化治療時間を示す(te)に代えて、治療中の現時点の時間(t)とすれば、現時点における患者の総体液量を求めることができる。
次に、本実施形態に係る血液浄化装置によってクリアスペースを求める工程について、図3のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、動脈側穿刺針a及び静脈側穿刺針bを患者に穿刺した状態で血液ポンプ3及び複式ポンプPを駆動させて、ダイアライザ2を介して血液回路1にて血液を流動させるとともに、透析液導入ライン7及び透析液排出ライン8にて透析液を流動させる。その状態において、S1にて透析液流量(Qd)を所定値だけ低下させた後、S2にて排液濃度センサ5(濃度検出手段)の検出値(所定物質の濃度Cd又は吸光度(Abs))が安定するまで待ち、安定したと判断されると、S3に進んで、透析液流量(Qd)と検出値(所定物質の濃度Cd又は吸光度(Abs))の関係を記憶手段12にて記憶する。
先ず、動脈側穿刺針a及び静脈側穿刺針bを患者に穿刺した状態で血液ポンプ3及び複式ポンプPを駆動させて、ダイアライザ2を介して血液回路1にて血液を流動させるとともに、透析液導入ライン7及び透析液排出ライン8にて透析液を流動させる。その状態において、S1にて透析液流量(Qd)を所定値だけ低下させた後、S2にて排液濃度センサ5(濃度検出手段)の検出値(所定物質の濃度Cd又は吸光度(Abs))が安定するまで待ち、安定したと判断されると、S3に進んで、透析液流量(Qd)と検出値(所定物質の濃度Cd又は吸光度(Abs))の関係を記憶手段12にて記憶する。
そして、S4にて排液濃度センサ5(濃度検出手段)の検出値が所定の閾値以上変化したか否かを判断し、所定の閾値以上の変化がある場合はS1に戻って透析液流量(Qd)を所定値だけ低下させ、S2〜S4の工程を順次行う。一方、S4にて排液濃度センサ5(濃度検出手段)の検出値が所定の閾値以上変化しない(検出値が一定)と判断されると、S5に進み、その検出値を平衡値(平衡濃度(Cdeq)又は平衡吸光度(Abseq)として記憶手段12にて記憶させる。
すなわち、図4に示すように、透析液流量(Qd)をA点〜D点まで順次低下させ、D点から透析液流量(Qd)を更に低下させると、排液濃度センサ5(濃度検出手段)の検出値(所定物質の濃度(Cd)又は吸光度(Abs))が一定となる「平衡状態」に達するので、その平衡状態(D点)における検出値を平衡値(平衡濃度(Cdeq)又は平衡吸光度(Abseq)として記憶するのである。
その後、S6に進み、クリアスペース算出手段13によって、
(但し、CS:クリアスペース、Cdeq:記憶手段で記憶された平衡値、Cd(t):濃度検出手段で検出された所定物質の濃度、Qd(t):透析液流量、te:血液浄化治療終了時間とする。)
なる演算式、又は
(但し、CS:クリアスペース、Abs:検出手段で検出された吸光度、Abseq:記憶手段で記憶された平衡値、Qd(t):透析液流量、te:血液浄化治療終了時間とする。)
なる演算式にてクリアスペース(CS)が求められる。
なる演算式、又は
なる演算式にてクリアスペース(CS)が求められる。
S6にてクリアスペース(CS)が求められると、図4に示すように、平衡値(Cdeq又はAbseq)、及び透析液流量(Qd)と排液濃度センサ5(濃度検出手段)の検出値(Cd又はAbs)の関係(同図中、上図参照)に加え、透析液流量(Qd)とクリアスペース(CS)との関係(同図中、下図参照)を記憶手段12にて記憶させることができる。
また、本実施形態においては、透析液流量(Qd)を低下させて平衡状態を形成しているが、血流量(Qb)を増加させて平衡状態を形成するようにしてもよい。この場合、S1にて血流量(Qb)を所定値だけ上昇させた後、S2にて排液濃度センサ5(濃度検出手段)の検出値(所定物質の濃度Cd又は吸光度(Abs))が安定するまで待ち、安定したと判断されると、S3に進んで、血流量(Qb)と検出値(所定物質の濃度Cd又は吸光度(Abs))の関係を記憶手段12にて記憶することとなる。
すなわち、図5に示すように、血流量(Qb)をA点〜D点まで順次増加させ、D点から血流量(Qb)を更に増加させると、排液濃度センサ5(濃度検出手段)の検出値(所定物質の濃度(Cd)又は吸光度(Abs))が一定となる「平衡状態」に達するので、その平衡状態(D点)における検出値を平衡値(平衡濃度(Cdeq)又は平衡吸光度(Abseq)として記憶するのである。
本実施形態に係る制御手段11は、上記の如く透析液流量(Qd)の低下又は血流量(Qb)の増加によって「平衡状態」を形成しているが、透析液流量(Qd)を停止させて平衡状態を形成するようにしてもよく、或いはダイアライザ1(血液浄化器)を介して透析液を循環させることにより平衡状態を形成するようにしてもよい。このように、制御手段11は、透析液流量(Qd)を低下若しくは停止、血流量(Qb)を増加、又はダイアライザ1を介して透析液を循環させることにより平衡状態を形成し得るので、平衡状態を簡易且つ容易に形成することができる。
上記実施形態によれば、透析液排出ライン8を流れる透析液排液中の所定物質の濃度と血液回路1を流れる血液中の所定物質の濃度とが略同一又は近似となる平衡状態を形成し、その平衡状態のときの排液濃度センサ5(濃度検出手段)の検出値を平衡値として記憶するとともに、排液濃度センサ5の検出値と、記憶手段12で記憶された平衡値とに基づき、血液浄化治療による患者の浄化量の指標として示されるクリアスペース(CS)を算出するので、装置の大型化を回避し得るとともに、リアルタイムにクリアスペース(CS)を求めることができる。
また、本実施形態に係るクリアスペース算出手段13は、
(但し、CS:クリアスペース、Cdeq:記憶手段で記憶された平衡値、Cd(t):濃度検出手段で検出された所定物質の濃度、Qd(t):透析液流量、te:血液浄化治療終了時間とする。)
なる演算式にてクリアスペースを算出可能とされたので、透析液排液中の所定物質の濃度を検出し得る排液濃度センサ5を用いることによって、正確且つ容易にクリアスペースを求めることができる。
なる演算式にてクリアスペースを算出可能とされたので、透析液排液中の所定物質の濃度を検出し得る排液濃度センサ5を用いることによって、正確且つ容易にクリアスペースを求めることができる。
さらに、本実施形態に係る排液濃度センサ5(濃度検出手段)は、透析液排液に対して光を照射し得る発光手段16と、透析液排液を透過した発光手段16からの透過光を受け得る受光手段17と、受光手段17による受光強度から吸光度を検出し得る検出手段18とを具備し、検出手段18により検出された吸光度に基づき透析液排液中の所定物質の濃度を検出し得るので、透析液排液をセンサ等に接触させることなく透析液排液中の所定物質の濃度を精度よく検出することができる。
またさらに、本実施形態に係る記憶手段12は、平衡状態のときの検出手段18で検出される吸光度を平衡値(Abseq)として記憶可能とされ、クリアスペース算出手段13は、検出手段18で検出された吸光度(Abs)と、記憶手段12で記憶された平衡値(Abseq)とに基づき、クリアスペースを算出可能とされたので、所定物質の濃度の比率と相関する吸光度の比率を利用して、リアルタイムにクリアスペースを求めることができる。
特に、本実施形態に係るクリアスペース算出手段13は、
(但し、CS:クリアスペース、Abs:検出手段で検出された吸光度、Abseq:記憶手段で記憶された平衡値、Qd(t):透析液流量、te:血液浄化治療終了時間とする。)
なる演算式にてクリアスペースを算出可能とされたので、所定物質の濃度の比率と相関する吸光度の比率を利用して、正確且つ容易にクリアスペースを求めることができる。
なる演算式にてクリアスペースを算出可能とされたので、所定物質の濃度の比率と相関する吸光度の比率を利用して、正確且つ容易にクリアスペースを求めることができる。
また、クリアスペース算出手段13で算出されたクリアスペースに基づいて、患者の総体液量を算出し得る総体液量算出手段15を具備したので、クリアスペースを求めることによって、より正確且つリアルタイムに患者の総体液量を求めることができる。すなわち、通常、患者の総体液量は、患者の体重の数十%程度(例えば60%程度)と推定されるのに対し、本実施形態によれば、クリアスペース算出手段13で算出されたクリアスペースに基づいて精度よく且つリアルタイムで求めることができるのである。
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばクリアスペースを算出するための排液濃度センサ5(濃度検出手段)の検出値及び平衡値は、所定物質の濃度に相関するパラメータであれば他のパラメータを用いてもよく、例えば吸光度の他、排液濃度センサ5の出力電圧や出力電流等であってもよい。また、クリアスペース算出手段13においてクリアスペースを算出するための演算式は、上述のものに限らず、他の演算式から得られるものであってもよい。
さらに、本実施形態においては、算出されたクリアスペースを表示手段14にて表示させているが、スピーカ等の他の手段によって医師等医療従事者に報知するようにしてもよく、或いは表示を含む報知を行わせず、例えば、クリアスペース算出手段13にて求められたクリアスペースを治療時の設定のための内部処理に専ら用いるようにしてもよい。なお、本実施形態においては血液透析装置に適用されているが、体外循環させつつ血液浄化を行う他の治療(血液濾過療法や血液濾過透析療法など)で使用される血液浄化装置に適用するようにしてもよい。
透析液排出ラインを流れる透析液排液中の所定物質の濃度と血液回路を流れる血液中の所定物質の濃度とが略同一又は近似となる平衡状態を形成し得る制御手段と、平衡状態のときの濃度検出手段の検出値を平衡値として記憶可能な記憶手段と、濃度検出手段の検出値と、記憶手段で記憶された平衡値とに基づき、血液浄化治療による患者の浄化量の指標として示されるクリアスペースを算出可能なクリアスペース算出手段とを具備した血液浄化装置であれば、他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。
1 血液回路
1a 動脈側血液回路
1b 静脈側血液回路
2 ダイアライザ(血液浄化器)
3 血液ポンプ
4a、4b エアトラップチャンバ
5 排液濃度センサ(濃度検出手段)
6 透析装置本体
7 透析液導入ライン
8 透析液排出ライン
9 バイパスライン
10 除水ポンプ
11 制御手段
12 記憶手段
13 クリアスペース算出手段
14 表示手段
15 総体液量算出手段
16 発光手段
17 受光手段
18 検出手段
P 複式ポンプ
1a 動脈側血液回路
1b 静脈側血液回路
2 ダイアライザ(血液浄化器)
3 血液ポンプ
4a、4b エアトラップチャンバ
5 排液濃度センサ(濃度検出手段)
6 透析装置本体
7 透析液導入ライン
8 透析液排出ライン
9 バイパスライン
10 除水ポンプ
11 制御手段
12 記憶手段
13 クリアスペース算出手段
14 表示手段
15 総体液量算出手段
16 発光手段
17 受光手段
18 検出手段
P 複式ポンプ
Claims (8)
- 患者の血液を体外循環させるための血液回路と、該血液回路に接続され、体外循環する血液を浄化する血液浄化器とが取り付け可能とされるとともに、
前記血液浄化器に透析液を導入するための透析液導入ラインと、
前記血液浄化器による血液の浄化に伴って生じた透析液排液を当該血液浄化器から排出するための透析液排出ラインと、
前記透析液排出ラインを流れる透析液排液中の所定物質の濃度を検出し得る濃度検出手段と、
を具備した血液浄化装置において、
前記透析液排出ラインを流れる透析液排液中の所定物質の濃度と前記血液回路を流れる血液中の所定物質の濃度とが略同一又は近似となる平衡状態を形成し得る制御手段と、
前記平衡状態のときの前記濃度検出手段の検出値を平衡値として記憶可能な記憶手段と、
前記濃度検出手段の検出値と、前記記憶手段で記憶された平衡値とに基づき、血液浄化治療による患者の浄化量の指標として示されるクリアスペースを算出可能なクリアスペース算出手段と、
を具備したことを特徴とする血液浄化装置。 - 前記制御手段は、透析液流量を低下若しくは停止、血流量を増加、又は前記血液浄化器を介して透析液を循環させることにより前記平衡状態を形成し得ることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の血液浄化装置。
- 前記濃度検出手段は、前記透析液排液に対して光を照射し得る発光手段と、前記透析液排液を透過した前記発光手段からの透過光を受け得る受光手段と、前記受光手段による受光強度から吸光度を検出し得る検出手段とを具備し、前記検出手段により検出された吸光度に基づき前記透析液排液中の所定物質の濃度を検出し得ることを特徴とする請求項1〜3の何れか1つに記載の血液浄化装置。
- 前記記憶手段は、前記平衡状態のときの前記検出手段で検出される吸光度を平衡値として記憶可能とされ、前記クリアスペース算出手段は、前記検出手段で検出された吸光度と、前記記憶手段で記憶された平衡値とに基づき、前記クリアスペースを算出可能とされたことを特徴とする請求項4記載の血液浄化装置。
- 前記クリアスペース算出手段で算出されたクリアスペースに基づいて、患者の総体液量を算出し得る総体液量算出手段を具備したことを特徴とする請求項1〜6の何れか1つに記載の血液浄化装置。
- 前記血液回路と前記血液浄化器とが取り付けられたことを特徴とする請求項1〜7の何れか1つに記載の血液浄化装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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