JP2812460B2 - 血液浄化モニタ装置 - Google Patents

血液浄化モニタ装置

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JP2812460B2
JP2812460B2 JP7258010A JP25801095A JP2812460B2 JP 2812460 B2 JP2812460 B2 JP 2812460B2 JP 7258010 A JP7258010 A JP 7258010A JP 25801095 A JP25801095 A JP 25801095A JP 2812460 B2 JP2812460 B2 JP 2812460B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は血液浄化モニタ装
置に関する。更に詳しくは、長時間に亙って動作される
血液浄化装置によって血液を浄化するときに、血液の浄
化が終了する時点を正確に知ることができ、それによっ
て、血液浄化装置の運転効率を向上させることのできる
血液浄化モニタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】血液浄化装置の一例として血液透析装置
がある。血液透析装置は、患者の血管から導出した血液
を血液透析器において、半透膜を介して血液と透析液と
を向流接触させ、血液中の老廃物を透析液側に排出し、
血液透析器を経由することにより浄化された血液を患者
の体内に戻すように、仕組まれている。
【0003】ここで重要なことは血液透析において透析
量をどのように設定するかである。透析量の標準的な一
つの尺度として、下記の式が一般的に使用され、ある透
析の条件下で、患者毎に透析時間が決定される。
【0004】KT/V≧1.0 ただし、Kは血液透析器の尿素のクリアランス(ml/
分)、Tは透析時間(分)、Vは総体液量(ml)を示
す。
【0005】この透析時間は個々の透析において決定さ
れるのが望ましいが、煩雑であるので透析条件が変わら
ない場合には透析時間は所定の時間に固定されている。
この場合、患者の状況によってK、V値は変動するの
で、固定された透析時間では透析量の過剰または不足を
生じる問題がある。さらに、従来の血液透析において
は、血液中の特定成分濃度を経時的に測定するのである
が、透析時間が長いので透析中に特定成分を検知するセ
ンサーのベースラインが上昇してしまい、測定誤差が大
きくなる。したがって、特定成分を測定して得た濃度値
に依存しているのでは正確な透析量を決定することがで
きない問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、前
記課題を解決することにある。この発明の目的は、血液
浄化時点を正確に決定することのできる血液浄化モニタ
装置を提供することにある。この発明の他の目的は、血
液浄化の終了までの時間を容易に決定することのできる
血液浄化モニタ装置を提供することにある。
【0007】
【前記課題を解決するための手段】前記課題を解決する
ための、本願請求項1に記載の発明は、血液を浄化する
血液浄化器の血液導入口における血液の血中成分濃度、
血液導出口における血液の血中成分濃度、および血液浄
化器から排出される浄化液中または濾液中の血中成分濃
度の少なくともいずれかを求め、または前記血液導入
口における血液の血中成分濃度と血液導出口における血
液の血中成分濃度との差である血中成分濃度差を求め、
所定時間間隔で求められた前記血中成分濃度の変化率
たは血中成分濃度差の変化率が所定の閾値以下になった
時点を血液浄化の終了時点であると判定するように構成
してなることを特徴とする血液浄化モニタ装置であり、
請求項2に記載の発明は、血液を浄化する血液浄化器
と、前記血液浄化器の血液導入口における血液の血中成
分濃度、血液導出口における血液の血中成分濃度、およ
び血液浄化器から排出される浄化液中または濾液中の血
中成分濃度の少なくともいずれかを分析する血液分析手
段と、前記血液分析手段で分析された血中成分濃度、ま
たは血液導入口における血中成分濃度と前記血液導出
口における血中成分濃度との差である血中成分濃度差
ついて、所定時間間隔での変化率を算出し、その変化率
が所定閾値以下になるか否かを判定する判定手段とを備
えてなることを特徴とする血液浄化モニタ装置であり、
請求項3に記載の発明は、前記成分濃度が尿素の濃度で
ある前記請求項1または2に記載の血液浄化モニタ装置
であり、請求項4に記載の発明は、前記判定手段は、算
出した変化率に基づいて、その変化率を算出した時点か
ら、その後の変化率が閾値以下になる時点までの時間長
さを予測するように形成されてなる前記請求項2または
3に記載の血液浄化モニタ装置である。
【0008】
【発明の実施の形態】この発明の血液浄化モニタ装置
は、(1) 血液浄化器に導入される血液中の特定の成分の
濃度(血中成分濃度)を経時的に分析し、あるいは(2)
血液浄化器から導出される浄化後の血液中の特定の成分
の濃度(血中成分濃度)を経時的に分析し、あるいは
(3) 血液浄化器から排出される浄化液中または濾液中の
特定の血液成分の濃度(血中成分濃度)、あるいは(4)
血液浄化器に導入される血液中の特定成分の濃度と血液
浄化器から導出される血液中の特定成分の濃度との差
(血中成分濃度差)の少なくともいずれかを経時的に分
析し、その特定成分の濃度の変化率あるいは特定成分の
濃度差の変化率を算出し、その変化率が所定の閾値以下
になったか否かを判定するように構成される。
【0009】また、この発明の血液浄化モニタ装置にお
いては、前記血中成分濃度の変化率あるいは血中成分濃
度差の変化率を経時的に算出し、その時点から、その後
の変化率が所定の閾値以下に転換する時点までの時間を
算出するように構成されている。
【0010】したがって、この発明の血液浄化モニタ装
置によると、血液浄化の不足つまり浄化不十分の状態の
ままに浄化操作を終了するという不都合、また、実質的
に血液浄化が完了した後においても血液浄化装置を不必
要に運転するという無駄もなくなり、あるいは血液浄化
が終了する時点を予測することができるので、患者に与
える身体的負担あるいは心理的負担を軽減し、また医療
行為の計画性を明確に、かつ効率的なものとすることが
できる。
【0011】この発明の血液浄化モニタ装置の好適な形
態につき更に説明する。
【0012】この発明の血液浄化モニタ装置は、血液浄
化器と、血液分析手段と、判定手段とを有する。
【0013】血液浄化器は、血液の透析、濾過、吸着な
どを行なう装置であり、たとえば血液の透析を可能とす
る血液透析器たとえばダイヤライザー、血液の濾過を行
なう血液濾過器、血液の透析と濾過とを同時に行う血液
濾過透析器、マイクロカプセルを使用した血液吸着器な
どを挙げることができる。また、この発明においては、
センサーの種類を選択することにより、ウイルスの除去
可能な血液浄化器、抗体の除去可能な血液浄化器、毒物
の吸着可能な血液浄化器、血球成分の除去可能な血液浄
化器をも、この発明における血液浄化器の範疇に含める
ことができる。この発明においては、血液浄化器として
血液透析器が好適例である。
【0014】血液分析手段としてはいくつかの好適な態
様が挙げられる。すなわち、血液分析手段として、(1)
血液浄化器に導入する血液における血中成分濃度を測定
する濃度測定手段、(2) 血液浄化器から導出される血液
すなわち浄化血液中の血中成分濃度を測定する濃度測定
手段、(3) 血液浄化器から排出される浄化液中または濾
液中における血中成分濃度を測定する濃度測定手段、お
よび(4) 血液浄化器に導入する血液における血中成分濃
度と血液浄化器から導出される血液における血中成分濃
度との差を求める濃度差測定手段が挙げられる。
【0015】この血液浄化モニタ装置が血液透析装置と
して使用される場合、前記濃度測定手段あるいは濃度差
測定手段によって測定される血液中の特定成分として、
患者の血液中の尿毒症に一般に関係した多くの同定可能
な成分が挙げられ、たとえば尿素、クレアチニン、尿
酸、リン酸塩、カルシウム、ナトリウム、カリウム、ブ
ドウ糖、β2−マイクログロブリン等が挙げられる。
【0016】これら血液中の特定成分の濃度を測定する
濃度測定手段あるいは血液浄化器から排出される浄化液
または濾液における血液中の特定成分の濃度を測定する
濃度測定手段としては、たとえば血液中の特定成分が尿
素であるときには、通常、尿素センサを有し、たとえば
ウレアーゼを利用して血液中、浄化液中あるいは濾液中
の尿素をアンモニウムイオンに変え、中性キャリヤを用
いた液体膜電極でアンモニウムイオンの測定をすること
により尿素濃度を測定する尿素濃度測定手段、ウレアー
ゼを用いて発生するアンモニウムイオンをアルカリでp
H11以上にすることにより発生するアンモニアガスを
ガス電極で測定する尿素濃度測定手段、その他に、血液
中あるいは浄化液中あるいは濾液中の特定成分を直接的
あるいは間接的に検知する他のタイプのセンサーを有す
る濃度測定手段が挙げられる。
【0017】濃度差測定手段は、前述したような血液中
の特定成分濃度すなわち血中成分濃度を測定する濃度測
定手段と、濃度測定手段で検出された濃度データを記憶
する記憶手段と、記憶手段に格納されているところの、
血液浄化器に導入される血液中の血中成分濃度と血液浄
化器から導出される血液中の血中成分濃度とを減算して
濃度差を算出する減算処理手段とを含むことができる。
なお、この減算手段は、コンピュータを利用して実現さ
れることができる。
【0018】前記判定手段は、(1) 血液浄化器に導入さ
れる血液における血中成分濃度の変化率を算出し、ある
いは(2) 血液浄化器から導出される血液における血中成
分濃度の変化率を算出し、あるいは(3) 血液浄化器から
排出される浄化液または濾液における血中濃度の変化率
を算出し、あるいは(4) 血液浄化装置に導入される血液
における血中成分濃度と血液浄化装置から導出される血
液における血中成分濃度との差、すなわち血中成分濃度
差の変化率を算出し、いずれの変化率であるにせよ、そ
の変化率が所定の所定閾値以下になるか否かを判定する
機能を有する。閾値以下になったか否かの判断は、変化
率と閾値とを減算し、減算結果が0以下になったか否か
によることができる。
【0019】この判定手段はこのような機能を実現する
ために、記憶手段、変化率算出手段、および減算処理手
段を少なくとも有する。
【0020】この記憶手段は、前記濃度測定手段により
求められ、かつ経時的に出力される濃度を記憶し、ある
いは濃度差測定手段により求められ、かつ経時的に出力
される濃度差を記憶する。前記変化率算出手段は、記憶
手段に記憶された血中成分濃度あるいは血中成分濃度差
の変化率を算出する。前記減算処理手段は、前記変化率
算出手段により算出された変化率とあらかじめ入力され
た閾値との減算処理を行ない、減算結果が0以下になっ
たか否かを判定する。この変化率算出手段および減算処
理手段は、コンピュータを利用して実現することができ
る。
【0021】また、より一層有利な判定手段は、前記機
能(第1の機能と称することがある。)の他に、(1) 血
液浄化器に導入される血液中の特定成分の濃度の変化率
を算出し、あるいは(2) 血液浄化器から導出される血液
中の特定成分の濃度の変化率を算出し、あるいは(3) 血
液浄化器から排出される浄化液中または濾液中における
血中特定成分の濃度すなわち血中成分濃度の変化率を算
出し、あるいは(4) 血液浄化器に導入される血液中の特
定成分の濃度と血液浄化器から導出される血液中の特定
成分の濃度との差、すなわち濃度差の変化率を算出し、
濃度の変化率または濃度差の変化率を呼び出し、時間と
変化率との関係を最も良く説明することのできる回帰式
を選択または計算し、得られた回帰式に基づいて閾値以
下になる変化率の値を予測し、その予測値になるであろ
う時間を予測する機能を有する。この判定手段において
は、回帰式の当て嵌めと予測は、測定値が求められる度
に行っても良いし、複数回毎に一度の割合で行っても良
い。また、この判定手段においては、初期のいくつかの
測定値から終了時間を予測し、その予測された終了時間
をもって浄化処理時間の終期とし、予測した後において
更に予測することを中止するようにしても良い。
【0022】この第2の機能を実現する判定手段は、記
憶手段、変化率算出手段、予測手段を少なくとも有す
る。
【0023】この記憶手段は、経時的に測定される濃度
値、所定時間間隔における濃度値変化率、回帰式その他
のこの第2の機能を実現するに必要な各種のデータを記
憶する。前記変化率算出手段は、この記憶手段から呼び
出したところの、近接した二つの時点における特定成分
の濃度から濃度変化率を算出し、あるいは前記記憶手段
から呼び出したところの、近接した二つの時点における
特定成分の濃度差から濃度差変化率を算出する。前記予
測手段は、前記変化率算出手段で求められた複数の変化
率と変化率を与える時間との関係に一致するか、あるい
は近似する回帰式を決定する。この回帰式は記憶手段に
予め格納されているのであれば、予測手段は、記憶手段
から回帰式を呼び出し、複数の変化率と変化率を与える
時間との関係にもっと良く一致する回帰式を選択する。
また、記憶手段に回帰式が予め格納されていないのであ
れば、この予測手段は、複数の変化率と変化率を与える
時間とから回帰式を計算により求める。予測手段におい
て回帰式が決定されると、予測手段においては、その回
帰式において閾値以下になる予測値を決定し、現時点か
らその予測値が実現されるであろう時点までの時間を計
算し、予測する。前述したように、この予測手段は、回
帰式の選択決定と予測時間の決定とを測定の度に行わせ
るようにしても良く、また、予測時間が決定されると以
後の予測操作をしないようにしても良い。
【0024】この発明の好適な血液浄化モニタ装置は、
上記構成を有するのであるが、上記構成の動作をより一
層好適なものとするには、たとえば、判定手段に各種の
データを入力するための、キイボード、マウスなどの入
力手段、前記判定手段から出力される判定結果、変化率
を測定したその時点から変化率が閾値以下になるまでの
時間、あるいはその他のデータを出力する、たとえばC
RTなどの表示装置、XYプロッター、プリンタなどの
出力装置、あるいは、患者から血液浄化器に血液を送り
込み、血液浄化器で浄化された血液を患者に送り込むよ
うに機能するところの、チューブおよびポンプを含む血
液輸送手段などを有する。
【0025】この発明の血液浄化モニタ装置の使用につ
いて説明する。
【0026】患者から採取された血液が血液浄化器に送
り込まれる。血液分析手段により、(1) 血液浄化器に送
り込まれる血液中の特定成分の濃度すなわち血中成分濃
度が検出され、あるいは(2) 血液浄化器から送り出され
た血液中の特定成分の濃度すなわち血中成分濃度が検出
され、あるいは(3) 血液浄化器から排出される浄化液中
または濾液中に含まれる血液中の特定成分の濃度すなわ
ち血中成分濃度が検出され、あるいは(4) 血液浄化器に
送り込まれる血液中の特定成分の濃度すなわち血中成分
濃度と血液浄化器から送り出された血液中の特定成分の
濃度すなわち血中成分濃度との差、すなわち濃度差が経
時的に測定される。
【0027】測定された濃度あるいは濃度差は判定手段
に出力される。判定手段では、経時的に測定される濃度
あるいは濃度差について、所定時間間隔での変化率を算
出し、算出された変化率の値と予め入力されていた閾値
とを減算し、その減算結果が0以下に転換したか否かを
判定する。判定手段は、その減算結果が0になるまで、
血液分析手段から経時的に出力される濃度あるいは濃度
差から変化率を算出し続ける。その減算結果が0以下に
なると、判定手段は、浄化終了の信号を出力する。
【0028】また、この判定手段は、演算した変化率に
基づき、その時点から、変化率が閾値以下に転換するま
での時点までの時間を、回帰式に基づいて算出し、算出
した時間を出力する。
【0029】
【実施例】この発明の血液浄化モニタ装置の一例である
血液透析モニタ装置について図面を参照しながら、説明
する。なお、以下に説明する血液透析モニタ装置は、こ
の発明の血液浄化モニタ装置の一例であるから、この発
明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0030】図1に示されるように、この発明の一実施
例である血液透析モニタ装置1は、血液透析器2と、尿
素検出手段3および尿素濃度差演算手段4を含む血液分
析手段と、記憶手段5と、判定手段6と、入力手段(図
示せず。)と、出力手段7とを有する。
【0031】前記血液透析器2は、中空糸束を両端開口
部で固定してなり、両端開口部それぞれの近傍にある周
面に、透析液導入口および透析液導出口を突出形成して
なる筒状本体と、前記筒状本体の一端開口部に装着さ
れ、血液を前記中空糸束に導入する血液導入キャップ
と、前記筒状本体の他端開口部に装着され、中空糸内を
通過した血液を導出する血液導出キャップとを有する。
この血液導入キャップには、患者からの血液を強制的に
導入する血液導入管が接続され、血液導出キャップに
は、透析後の血液を患者に戻す血液導出管が接続され
る。前記透析液導入口から筒状本体内に透析液が導入さ
れ、筒状本体内で透析液が中空糸束と接触し、前記透析
液導出口から透析後の透析液が排出されるようになって
いる。なお、図1において2aで示すのは血液導入ライ
ン、2bで示すのは血液導出ライン、2cで示すのは透
析液導入ライン、および、2dで示すのは透析液導出ラ
インである。
【0032】尿素検出手段3は、たとえばチューブの内
壁面にウレアーゼを固定化してなる酵素反応器を有し、
血液をこの酵素反応器中を通過させることにより、固定
化されたウレアーゼにより血液中の尿素をウレアーゼに
よりアンモニウムイオンに変化させ、アンモニウムイオ
ン含有の血液にアルカリ液たとえば苛性ソーダ水溶液を
添加することにより前記アンモニウムイオンをアンモニ
ウアガスに変え、このアンモニアガスをアンモニア電極
により検出するように形成される。通常、このような酵
素反応器を使用する尿素検出手段3には、血液より血奨
または血清が好ましく使用される。
【0033】この実施例においては、アンモニア電極が
2基存在し、1基のアンモニア電極は、血液導入管から
採取される血液に由来するアンモニアガスを検出可能に
設置され、他の1基のアンモニア電極は、血液導出管か
ら採取される血液に由来するアンモニアガスを検出可能
に設置されている。
【0034】この尿素濃度差演算手段4は、2基のアン
モニア電極から出力される検出信号を入力し、一方のア
ンモニア電極から出力される検出信号に、血液透析器2
に導入する血液中のアンモニア濃度を算出し、他方のア
ンモニア電極から出力される検出信号に、透析器2から
導出する血液中の尿素濃度を算出する。尿素濃度の算出
の際、尿素濃度とアンモニア電極の電極電位との相関デ
ータが記憶手段から呼び出され、その相関データと検出
信号とが対照されて尿素濃度が決定される。この尿素濃
度差演算手段4は、2基のアンモニア電極で検出された
尿素濃度を減算し、尿素濃度差を算出し、尿素濃度差を
示すデータを記憶手段に出力する。この尿素濃度差演算
手段4は、所定時間間隔毎に尿素濃度差を算出して、経
時的に尿素濃度差のデータを記憶手段に出力する。
【0035】記憶手段5は、メモリであり、たとえば経
時的に尿素濃度差演算手段4から出力されるデータを格
納し、また、各種のデータを予め記憶し、必要に応じて
それらデータを出力転送し、あるいは書き換えのための
データが入力されるように機能する。
【0036】この判定手段6は、前記記憶手段5に記憶
されている尿素濃度差を読み出し、所定時間間隔におけ
る二種の尿素濃度差に尿素濃度差変化率を算出し、その
尿素濃度差変化率と所定の閾値とを比較する。この閾値
は、図示しない入力手段を介して、記憶手段5に入力さ
れ、記憶されている。この判定手段6は、尿素濃度差変
化率と閾値との比較として尿素濃度差変化率と閾値との
減算処理を行なう。減算処理結果が、この判定手段6か
ら出力手段に経時的に出力される。出力手段たとえばC
RT画面上に、たとえば、透析開始後の経過時間がたと
えば10分刻みに表示されると共に表示された時間にお
ける尿素濃度差変化率および減算処理結果が表示され
る。前記減算処理結果が0以下に転換すると、判定手段
6からの指令に応じて、表示手段たとえばCRTにおい
て、たとえば「透析終了」の文字表示がなされる。
【0037】この判定手段6は、さらに尿素濃度差変化
率を算出する基礎となった尿素濃度のデータが取り込ま
れた時点から、前記減算処理結果が0値に転換する時点
までの時間を予測する機能を有する。
【0038】この場合、この判定手段6は、CB(t)=C
B(0)[1−(QF/V(0) )t]aの式により透析終了
時点を算出する。
【0039】ただし、前記式において、V(0) は透析前
の総体液量、QFは除水速度、CB(0)は透析開始時点で
の血液中の尿素濃度、CB(t)は透析時間tにおける血液
中の尿素濃度を示す。
【0040】この判定手段6は、記憶手段5に格納され
ている少なくとも3時点での尿素濃度データを呼び出
し、上記式に当て嵌めて、CB(0)、V(0) およびaを求
め、次いでCB(t)が所定の閾値以下になる時間tを算出
する。
【0041】決定された時間tが表示手段に出力され、
表示される。
【0042】この実施例においては、血液中の特定成分
として尿素が示されているが、その他の特定成分たとえ
ばクレアチニン、尿酸、リン酸塩、カルシウム、ナトリ
ウム、カリウム、ブドウ糖、β2−マイクログロブリン
等であっても良い。もっとも尿素以外の特定成分を分析
するにはその特定成分を分析するのに適した濃度測定装
置あるいは濃度センサを採用するのが良い。
【0043】
【発明の効果】この発明の血液浄化モニタ装置を使用す
ると、血液浄化のプロセスにおいて、血液浄化終了時点
を正確に把握することができ、したがって、血液浄化の
不十分なままに浄化処理操作が終了するという不都合お
よび血液浄化が実質的に終了しているにもかかわらず、
無駄な血液浄化を実施するという問題を解消することが
できる、したがって、たとえば血液透析を行なう際に、
患者にかける負担を軽減することができる。この血液浄
化モニタ装置を使用すると、血液浄化の状態をリアルタ
イムで出力することができ、血液浄化の進行状況を経時
的に把握することができる。血液浄化の際に、血液分析
手段における各種センサが経時的にドリフトすることが
あったとしても、この発明の血液浄化モニタ装置を使用
すると、そのようなセンサの経時的ドリフトによる悪影
響を受けずに正確に血液浄化の状態および血液浄化の終
了時点を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の一実施例である血液透析モニ
タ装置を示す概略説明図である。
【符号の説明】
1・・・血液透析モニタ装置、2・・・血液透析器、2
a・・・血液導入ライン、2b・・・血液導出ライン、
2c・・・透析液導入ライン、2d・・・透析液導出ラ
イン、3・・・尿素検出手段、4・・・尿素濃度差演算
手段、5・・・血液分析手段、5・・・記憶手段、6・
・・判定手段、7・・・出力手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A61M 1/14 553

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 血液を浄化する血液浄化器の血液導入口
    における血液の血中成分濃度、血液導出口における血液
    の血中成分濃度、および血液浄化器から排出される浄化
    液中または濾液中の血中成分濃度の少なくともいずれか
    を求め、または前記血液導入口における血液の血中成
    分濃度と血液導出口における血液の血中成分濃度との差
    である血中成分濃度差を求め、所定時間間隔で求められ
    前記血中成分濃度の変化率または血中成分濃度差の変
    化率が所定の閾値以下になった時点を血液浄化の終了時
    点であると判定するように構成してなることを特徴とす
    る血液浄化モニタ装置。
  2. 【請求項2】 血液を浄化する血液浄化器と、前記血液
    浄化器の血液導入口における血液の血中成分濃度、血液
    導出口における血液の血中成分濃度、および血液浄化器
    から排出される浄化液中または濾液中の血中成分濃度の
    少なくともいずれかを分析する血液分析手段と、前記血
    液分析手段で分析された血中成分濃度、または血液導
    入口における血中成分濃度と前記血液導出口における血
    中成分濃度との差である血中成分濃度差について、所定
    時間間隔での変化率を算出し、その変化率が所定閾値以
    下になるか否かを判定する判定手段とを備えてなること
    を特徴とする血液浄化モニタ装置。
  3. 【請求項3】 前記成分濃度が尿素の濃度である前記請
    求項1または2に記載の血液浄化モニタ装置。
  4. 【請求項4】 前記判定手段は、算出した変化率に基づ
    いて、その変化率を算出した時点から、その後の変化率
    が閾値以下になる時点までの時間長さを予測するように
    形成されてなる前記請求項2または3に記載の血液浄化
    モニタ装置。
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