JP2020523137A - 患者の血液に抗凝固剤を添加するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、患者の血液にボーラス投与の形で抗凝固剤を添加する方法であって、ボーラス投与時間Ｂが、患者の血液量を表すＴＢＶの値と、患者の毎分心拍出量を表すＣＯの値とに依存する、方法に関する。本発明は、患者の血液に抗凝固剤を添加するための装置にも関する。【選択図】図１

Description

本発明は、患者の血液に凝固剤を添加するための方法及び装置に関する。

透析治療中には、治療すべき患者の血液は、体外血液回路を通じて患者から取り出され、ダイアライザ（透析機）に導かれ、そこで血液治療が行われた後に患者へ戻される。体外回路を通じた血液の誘導は、所望の治療目標を達成するように複数回、繰り返される。

患者の血管系から血液を取出し再び戻すために使用される透析カニューレによる内膜損傷（ｉｎｔｉｍａｌ ｉｎｊｕｒｙ）に加え、血液は、体外回路内を流れる際に、異なる材料、及び典型的には１ｍ²〜２ｍ²の広い表面に接触する。さらに、体外回路における流れの誘導は、Ｔピース（Ｔ ｐｉｅｃｅｓ）や、トランスデューサプロテクタを介した侵襲的血圧測定などに起因して、例えば死角、エッジ、その他の流れ障害、及び血液と空気の直接的な接触位置が存在するという意味で理想的ではない。

これらの全ての干渉位置では、血液凝固が発生する結果、例えば患者の血液回路に血栓が侵入することによってダイアライザの毛細管において血液が凝固するのを防ぐように意図された静脈血栓キャッチャーを、血栓が塞いでしまうことなどに起因して、治療を中断することが必要になる恐れがある。

血液凝固及びそれに伴う不都合を避けるために、先行技術からは、好ましくはヘパリンである凝固剤を血液に添加することが知られている。

ヘパリンは、６，０００Ｄａ〜３０，０００Ｄａの分子サイズを有する未分画標準ヘパリンと、４，０００Ｄａ〜６，０００Ｄａの分子サイズを有する分画低分子重量ヘパリン（ＬＭＷヘパリン）という２つのタイプに区別される。水溶液中では、分画ヘパリン、すなわち膜を介してヘパリンがほぼ１００％除去されることに対応する１に近いスクリーン係数（ｓｃｒｅｅｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を有するＬＭＷヘパリンは、いわゆるハイフラックス透析膜を通過することができる。標準ヘパリンも、わずかに低い確率で透析膜を通過する。

これとは対照的に、蛋白質と結合したヘパリン（ＬＭＷヘパリン又は標準ヘパリン）は透析不可能であり、すなわち対流によっても又は拡散によっても透析膜を介して透析液内に輸送されることはない。

体外血液治療の開始時には、初期ヘパリン損失の増加が発生し得るという問題がある。この理由は、血液治療の開始時に、体外血液回路がいわゆるプライミング液、すなわち生理的食塩水又は透析液で満たされているからである。血液との混合が開始されると、これに対応して蛋白質濃度、従ってヘパリン結合能力が低下する。

また、未だ透析膜が、（形成には約２０〜３０分かかる）蛋白質の二次膜によって覆われていないことも挙げられる。

これらの結果、初期の時点で体外血液回路にヘパリンを添加すると、添加されたヘパリンの大部分が透析膜を通り越し、透析膜を越えて流れる透析液と共に膜の反対側に輸送されてしまう。こうなると、このヘパリンは、もはや血液の抗凝固に利用できなくなる。

本発明の基本目的は、血液に供給される抗凝固剤が十分に存在することを確実にする方法及び装置を提供することである。

この目的は、請求項１の特徴を有する方法、及び請求項１０の特徴を有する装置によって達成される。

従って、ボーラス投与時間Ｂを、患者の血液量を表すＴＢＶの値と、患者の毎分心拍出量を表すＣＯの値とに依存させることができる。

ボーラス投与時間、すなわち抗凝固剤の添加期間は、Ｔ＝ＴＢＶ／ＣＯの値以上であることが好ましい。

パラメータＴ、又はＴＢＶ及びＣＯに依存してボーラス投与時間を決定することにより、抗凝固剤が内部血液交換速度（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｂｌｏｏｄ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｒａｔｅ）に適合した速度で添加されるようになる。

これにより、抗凝固剤の供給速度が速すぎて、抗凝固剤の一部が透析膜を介して除去されるという上述した不利点が生じたり、或いは抗凝固剤の供給速度が遅すぎて、場合によっては抗凝固剤濃度が低くなりすぎることによって血液が抗凝固しがちになるという上述した不利点が生じたりすることがなくなる。

抗凝固剤は、抗凝固剤の体積／時間単位での投与すべき体積流量をＱ_hep、投与すべき抗凝固剤の体積をＶ_hepとした場合、Ｑ_hep＝Ｖ_hep／Ｂの速度で投与される。

抗凝固剤はヘパリンであることが好ましいが、本発明はこの抗凝固剤に限定されるわけではない。

抗凝固剤の添加は、ポンプによって、好ましくは標準ヘパリンポンプによって行われることが想定される。

さらに、抗凝固剤の添加は、血液治療装置の、具体的には透析装置の体外回路内に行われることが好ましい。

ボーラス添加（ｂｏｌｕｓ ａｄｄｉｔｉｏｎ）は、矩形プロファイルの形で一定のポンプ搬送速度で行われることが好ましい。

従って、本発明の一部において使用する「患者の血液」への添加という用語は、抗凝固剤が患者の血液回路に直接注入される場合と、例えばプライミング液で満たされた体外回路に抗凝固剤が導入される場合の両方を含む。

本発明のさらに好ましい実施形態では、抗凝固剤の添加が、患者の血液治療の前、具体的には患者の透析治療の前に行われる。

ＴＢＶの値及び／又はＣＯの値は、当業者に周知の比較的複雑で高価な方法によって抗凝固剤の添加前に求め、又はこれらの値を患者毎に記憶したメモリから読み出すことができる。

本発明による手順によれば、抗凝固剤を患者の総血液量にわたって素早く均一に分散させることができる。本発明によれば、抗凝固剤の添加速度が速すぎることによって抗凝固剤が血液の蛋白質に結合するのに十分な時間が存在せず、抗凝固剤が非結合状態でダイアライザの膜を通り越し、従ってもはや抗凝固効果に利用できなくなる、という上述した影響が防がれる。

本発明の基本的発想は、新たに抗凝固剤を供給された血液が理想的な速度で患者の血液回路内に供給される（ｍｅｔｅｒｅｄ ｉｎｔｏ）ように抗凝固剤の添加期間を調整する（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）ことである。

抗凝固剤の注入速度は、患者の血液量及び心拍出量（ＣＯ）、すなわち毎分心拍出量、従って患者の個々の内部血液交換速度に適合される。心拍出量、又は経時的心拍出量は、患者の心臓によって運ばれる時間単位の血液量である。通常、この量はｌ／分の単位で示される。

心拍出量は、とりわけ心拍数に依存し、成人では一般に安静時で４．５〜５ｌ／分である。

患者の心拍出量及び血液量は、いずれも当業者に周知の方法によって求めることができる。

一例としては、心エコー検査法、又は動脈壁硬化モニタ、希釈法（ｂｏｌｉ）、血液量モニタ（ＢＶＭ）、血液温モニタ（ＢＴＭ）、熱希釈法などによる間接的計算が挙げられる。

ＣＯの特定には非常に時間がかかるため、患者固有のＣＯ値を「安静時ＣＯ値」としてメモリに記憶しておくことも考えられる。この記憶は、例えば透析装置又は別の治療装置のメモリ、患者ファイル、患者カードなどに行うことができる。

さらに、本発明は、患者の血液にボーラス投与の形で抗凝固剤を添加するための装置であって、患者の血液量を表すＴＢＶの値と、患者の心拍出量を表すＣＯの値とに依存してボーラス投与時間Ｂを決定する手段を有するとともに、特定のボーラス投与時間内に抗凝固剤を投与する手段をさらに有する装置にも関する。

ボーラス投与時間を決定する手段は、ボーラス投与時間がＴの値に対応し又はこれを上回るＢ≧Ｔの関係が満たされるように設計できることが好ましい。

この装置は、ＴＢＶ及び／又はＣＯを求める手段を有することもできる。

これとは別に、又はこれに加えて、ＴＢＶの値及び／又はＣＯの値から患者毎にＴを計算できるようにこれらの値を記憶した、装置がアクセスできる又は装置の構成要素であるメモリを設けることもできる。

例えば、抗凝固剤を投与する手段は、好ましくは血液治療装置の体外血液回路内に抗凝固剤を送り込むように構成されたポンプとして設計される。

上述したように、抗凝固剤はヘパリンであることが好ましいが、他の抗凝固剤を使用することもできる。

本発明による装置は、血液治療装置の、好ましくは透析装置の構成要素とすることができ、又は血液治療装置、好ましくは透析装置に好適に接続することができる。

当業者であれば、患者の体内における血液分布、抗凝固剤ポンプのデッドタイム、リードタイム及びフォローアップタイム、抗凝固剤のクリアランス、フィルタ又はダイアライザの技術的データ、及び抗凝固剤のボーラス投与の管理又はボーラス投与時間におけるフィルタ／ダイアライザを介した拡散的及び対流的輸送機構も考慮できることが好ましい。

投与されるヘパリンは、未分画高分子量ヘパリン又はＬＭＷヘパリンとすることができる。

さらに、本発明は、血液治療装置、具体的には体外血液回路を有する血液治療装置、特に好ましくは透析装置にも関する。

図面に示す実施形態を参照しながら、本発明のさらなる詳細及び利点についてさらに詳細に説明する。

透析装置に接続された患者の概略図である。 図１による構成の流れの概略図である。

図１から分かるように、患者はフィステルを通じて透析装置の体外血液回路に接続されており、この透析装置の動脈枝には参照記号Ａを付し、その静脈枝には参照記号Ｂを付している。矢印は、体外回路を通じた血液の流れ方向を示す。

血液は、圧力測定装置１０及び血液ポンプ２０が存在する動脈枝Ａを通じてダイアライザ３０に移動し、そこから静脈枝Ｖに入り込む。静脈枝Ｖには、静脈圧測定装置４０及び静脈側点滴筒５０が存在する。点滴筒５０の下流には、静脈クランプ６０が配置される。血液は、このクランプを通過した後に患者へ戻る。

ダイアライザ３０内の血液の流れには矢印Ｐ１を付し、透析液の流れには矢印Ｐ２を付している。血液及び透析液は、１又は２以上の半透膜、好ましくは中空繊維束によって互いに分離される。矢印Ｐ１及びＰ２から分かるように、図示の実施形態のダイアライザ３０には、血液及び透析液が対抗流の形で流れる。

矢印Ｐ３は、特にヘパリンの添加速度が速すぎたり、又は添加時間が短すぎたりすることなどによって、未だにヘパリンが血液の蛋白質に結合していない時に存在する、ダイアライザの膜を介したヘパリン損失のリスクを示す。

参照記号Ｆ１はフィステル流を示し、フィステル領域の円は、考えられるフィステル再循環Ｆ２を示す。

ヘパリンポンプには参照番号７０を付しており、図１から分かるように、このポンプは動脈枝Ａに接続されてその内部にヘパリンを送り込む。

図示の血液回路の要素は、透析装置の図示していない制御装置又は調節装置によって制御される。

参照記号ＣＯは心拍出量を示し、参照記号ＴＢＶは患者の総血液量を示す。

ここに示す例では、治療中の血流ＱＢが３００ｍｌ／分であり、フィステル流が１ｍｌ／分である。

さらに、図示の例では、Ｃｏが５ｌ／ｉｎであり、ＴＢＶが５ｌである。

これらの例示的な値及び概略フローについては、再び図２に示す。

上述した式によれば、Ｔ＝ＴＢＶ／ＣＯ＝１分である。

従って、本発明によれば、抗凝固剤のボーラス投与時間Ｂを１分又はそれを超える値、好ましくは２分に設定する必要があり、すなわち抗凝固剤は、例えば２分間にわたってポンプ７０によって体外回路に添加される。この添加は、透析治療の開始前に行われることが好ましい。

Ｂの計算は、ＴＢＶ及びＣＯの値を患者毎に記憶しているメモリにアクセスする透析装置の処理装置において行われる。

また、この透析装置は、患者カードなどからこれらの値を読み込む読み取り装置を有することも検討される。

抗凝固剤の添加後には、血液ポンプ２０及び図示していない透析液ポンプをオンにすることによって血液治療を開始する。

添加すべきヘパリンの体積をＶ_hepと仮定した場合、ポンプ７０が搬送する流量Ｑ_hepは以下のようになる。
Ｑ_hep＝Ｖ_hep／Ｂ＝Ｖ_hep／２分

この望ましい搬送速度は、制御装置又は調節装置、或いは上述した透析装置の処理装置によってポンプ７０に示される。

Claims (14)

1. 患者の血液にボーラス投与の形で抗凝固剤を添加する方法であって、
   ボーラス投与時間Ｂが、前記患者の血液量を表すＴＢＶの値と、前記患者の心拍出量を表すＣＯの値とに依存する、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記ボーラス投与時間は、Ｔ＝ＴＢＶ／ＣＯの値以上である、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記抗凝固剤は、該抗凝固剤の体積流量をＱ_hep、投与すべき前記抗凝固剤の体積をＶ_hepとした場合、Ｑ_hep＝Ｖ_hep／Ｂの速度で投与される、
   請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記抗凝固剤はヘパリンである、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記抗凝固剤の前記添加は、ポンプによって行われる、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記抗凝固剤の前記添加は、血液治療装置の、具体的には透析装置の体外回路内に行われる、
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記抗凝固剤の前記添加は、前記患者の血液治療の前に、具体的には前記患者の透析治療の前に行われる、
   請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記ＴＢＶの値及び／又は前記ＣＯの値は、前記抗凝固剤の添加前に求められ、又はメモリから読み出される、
   請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
9. 患者の血液にボーラス投与の形で抗凝固剤を添加するための装置であって、前記患者の血液量を表すＴＢＶの値と、前記患者の心拍出量を表すＣＯの値とに依存してボーラス投与時間Ｂを決定する手段を備え、さらに、
   特定のボーラス投与時間Ｂ内に前記抗凝固剤を投与する手段をさらに有する、
   ことを特徴とする装置。
10. 前記ボーラス投与時間Ｂを決定する手段は、Ｂ≧Ｔの関係が満たされるように設計されている、
    請求項９に記載の装置。
11. 前記装置は、ＴＢＶ及び／又はＣＯを求める手段を有し、及び／又は、前記ＴＢＶの値及び／又は前記ＣＯの値を記憶した、前記装置がアクセスできる又は前記装置の構成要素であるメモリが設けられる、
    請求項９又は１０に記載の装置。
12. 前記抗凝固剤を投与する手段は、好ましくは前記抗凝固剤を血液治療装置の体外血液回路内に送り込むように構成されたポンプとして設計され、及び／又は、前記抗凝固剤はヘパリンである、
    請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 前記装置は、血液治療装置の、好ましくは透析装置の構成要素であり、又は血液治療装置に、好ましくは透析装置に接続される、
    請求項９ないし１２のいずれか１項に記載の装置。
14. 血液治療装置、具体的には透析装置であって、請求項９ないし１３のいずれか１項に記載の装置を少なくとも１つ有する、
    ことを特徴とする血液治療装置。

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