JP3200594B2 - 透析処理された患者血液のパラメータを決定するための装置 - Google Patents

透析処理された患者血液のパラメータを決定するための装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透析処理された患
者血液のパラメータを決定するための装置に係わり、具
体的に言えば、透析器の少なくとも１つの膜の両側にそ
れぞれ透析液および血液を導くための手段と、透析器に
おける少なくとも１つのパラメータを制御して予め決め
られた値に近づけるための手段とを有する透析処理され
た患者血液のパラメータを決定するための装置に関する
ものである。
【０００２】本明細書で用いる用語「透析装置」とは、
例えば、生化学的濾過すなわち取り除かれた濾過液を補
うために一定量の交換液を患者に供給する必要を伴うよ
うな、限外濾過による透析のための装置をも包含する。
【０００３】
【従来の技術、および発明が解決しようとする課題】通
常の透析処理の場合、透析器械に対する患者のデータの
フィードバックは行われないのが普通である。従って、
機械自身の数値が正しい限り、患者の温度や血液値その
他が、機械の反応を伴わずに異常になることがある。個
々の患者の血液パラメータに係りなく透析液の成分を制
御する装置例として、例えば米国特許第４１５８０３４
号、第４２９３４０９号および第４５０８６２２号に記
載されているようなものを挙げることができる。本発明
で用いる装置は、ガンブロ（Gambro）グループによって
開発された透析装置であるGambro AK-10およびGambro A
K-100（以上、いずれも商品名）を改良したものである
と言える。これらの装置の詳細は、最初に述べた２件の
米国特許と米国特許第４１９４９７４号、同第４１９１
３５９号、同第４５８５５５２号、同第４５３６２０１
号、ＥＰ−Ｂ−２２９２、ＥＰ−Ａ−２０４２６０、Ｅ
Ｐ−Ａ−２０４１７４、ＥＰ−Ａ−２０８０９０および
ＥＰ−Ａ−２３８８０９に記載されている。
【０００４】本発明の目的は、患者血液の透析処理過程
において、血液を直接検査することなく、透析液側のパ
ラメータを知る（測定する）ことによって血液のパラメ
ータを決定することである。この方法によれば、従来の
ように患者血液を取り出してパラメータ測定を行うため
に使用する器具をその都度殺菌消毒し又は使い捨てタイ
プのものにする煩雑さを避けることができる。透析装置
は、血液のパラメータに基いて制御可能である。なお、
血液のパラメータとしては、血圧、温度、気体含有量、
電解物質量、pH値等を挙げることができる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的は、以下の「透
析処理された患者血液のパラメータを決定するための装
置」を提供することによって達成される。 透析器の少な
くとも１つの膜の両側にそれぞれ透析液および血液を導
くための手段と、透析器における少なくとも１つのパラ
メータを制御して予め決められた値に近づけるための手
段と、前記少なくとも１つのパラメータを測定するため
の手段とを有する、透析処理された患者血液のパラメー
タを決定するための装置において、透析器内の前記パラ
メータに所定の変化を与えるための手段と、制御され且
つ測定されたパラメータから、前記各変化ごとに定数
（Ｋ）を計算する手段と、定数（Ｋ）に基いて前記パラ
メータを決定する手段とを更に有することを特徴とする
透析処理された患者血液のパラメータ決定するための装
置。
【０００６】測定された比較値は、単に透析液組成を制
御し、それによって血液組成の間接的受動的制御を行う
ために使用することができる。しかしながら、本発明で
用いる透析装置では、患者血液のパラメータの計算およ
び／または制御のために、血液測定パラメータ（血液パ
ラメータは、測定されたパラメータの函数として変動す
る）の計算に測定結果を用いる手段を設けることが好ま
しい。
【０００７】血液の電解物質組成に関しては、透析器を
通る透析液の伝導度の測定によりその値を得ることが必
要条件である。血液の影響によって流入透析液の伝導度
が変化し、その変化量は血液組成に依存する。伝導度の
大部分は、陰イオンと一体のナトリウムイオンによって
得られるので、伝導度は主として透析液および血液中の
ナトリウム含有量の尺度となる。従って、本発明で用い
る透析装置には、透析液の伝導度の測定のための伝導度
メータを透析器の後に配置するのが好ましい。
【０００８】これとは別に、本発明で用いる透析装置に
は、血液中の特定イオン含有量の計算を目的として、透
析液中の１種または複数種の特定イオンの含有量を測定
するための１または複数のイオン選択電極を設けること
ができる。このようにして、例えばカルシウム、カリウ
ム等、ナトリウム以外のイオンも測定することができ
る。
【０００９】当業者には自明であろうが、多くの他の血
液パラメータについても、透析液側で測定した対応数値
により計算することができる。従って、本発明で用いる
透析装置に、血液中の気体量（ガス量）の計算を目的と
して、透析液中の気体量を測定するためのガス分析機を
設けることができる。しかしながら、これは、実際には
未だ実証されてはいない。
【００１０】更に、伝導度メータによる方法ではなく、
イオン選択伝導具により直接各種イオンを測定する方が
よいというのは当業者にとって自明の事項であろう。し
かしながら、今日利用できる技術によれば、伝導度の測
定は、明らかに安定、正確、かつ簡易であり、また費用
が低廉である。従って、伝導度メータは１つだけ使用す
るのが望ましい。これにより透析液側の伝導度を測定
し、次いで血液側の伝導度を理論的に計算する。伝導度
が主としてナトリウム量に依存するものと仮定すると、
ナトリウムの通過すなわちナトリウムの透析が、透析器
の後で測った透析液の伝導度に対する血液の影響を確定
するだろう。定常流におけるナトリウムの簡単な重量バ
ランスは、いわゆるドナン(Donnan)効果の仮定の下で次
式によって与えられる。 Ｃdout＝Ｃdin＋（Ｃbin−Ｃdin）×Ｋ ここで、Ｃdoutは使用済み透析液中のナトリウムの伝導
度または濃度、Ｃdinは新しい透析液中のナトリウムの
伝導度または濃度、Ｃbinは未処理血液中のナトリウム
の伝導度または濃度、Ｋは流速に依存する比例常数をそ
れぞれ表わしている。もしも、限外濾過がゼロに保たれ
ると、ＫはＤ１／Ｑｄ（相対的透析）となる（ここで、
Ｄ１はナトリウムの透析値または伝導度、Ｑｄは透析液
の流速をそれぞれ表わす）。
【００１１】同じ式が、限外濾過がゼロ以外の場合に
も、Ｋの修正値を伴って適用される。要因（ファクタ
ー）Ｋが既知の場合、Ｃdoutの測定により、もしもこの
時Ｃdinが対応物質の設定値と等しい場合、Ｃbinを計算
することが可能である。
【００１２】要因Ｋは２通りの方法で確定できる。最も
簡単な方法は、透析器、血液流量および透析液流速に関
する知識から、Ｋを経験的に決めることである。また、
新しい透析液の伝導度（Ｃ din ）を、所定の短時間間隔
（例、６分毎）で段階的に僅かに（例えば、０．５ｍｓ
／ｃｍ）変化させること（所定の変化すなわち規則的変
化を与えること）により、式：Ｃ dout =Ｃ din +(Ｃ bin -Ｃ
din )×Kに基いて、比例常数Ｋを決定することもでき
る。すなわち、例えば、新しい透析液の伝導度
（Ｃ din ）の初期値を１４．０ｍｓ／ｃｍとし、６分後
に１３．５ｍｓ／ｃｍ、さらに６分後（最初から１２分
後）に１４．５ｍｓ／ｃｍとして変化させる（この６分
という時間間隔は例示である）。Ｃ din ＝１４．０ｍｓ
／ｃｍである場合のＣ dout は実測できるから、最初の６
分が経過する直前に得られるＣ dout を前記式に入れる
と、未知数Ｃ bin およびＫを含む式（１）が得られる。
同様にして、Ｃ din ＝１３．５ｍｓ／ｃｍについて、１
２分が経過する直前に得られるＣ dout を前記式に入れる
と、未知数Ｃ bin およびＫを含む式（２）が得られる。
ここで、１２分程度の短時間内に透析液の伝導度（Ｃ
din ）を変化させても、人体（血液）がこれに迅速に追
従して変化することはないから、未処理血液の伝導度
（Ｃ bin ）は、前記式の有効性に実質的な影響を与えな
い範囲で一定であると見なしてよい（すなわち、短時間
での透析液伝導度の変化では、Ｃ bin ≒一定と見なし得
る）。したがって、連立方程式（１）、（２）を解け
ば、比例常数Ｋを確定できる。この例では、新しい透析
液の伝導度（Ｃ din ）を１４．０ｍｓ／ｃｍに設定して
透析処理を行う。なお、透析液伝導度の設定値は１３．
７〜１４．０ｍｓ／ｃｍ程度にすべきである。
【００１３】本発明で用いる透析装置には、透析器の前
の透析液の組成を、測定されたパラメータの函数として
制御する装置であって、その透析結果が、対応する血液
パラメータの直接函数になるようにする装置を設けるの
が好適である。その結果、血液側の諸状態が直接的に透
析を決定し、在来法の場合のように透析液側における予
め設定された値が透析を決定することはない。もしも、
本発明で用いる透析装置が伝導度および／または血液中
のナトリウム量の確定に適していれば、透析器の前にお
ける透析液組成の調整のための前記装置は、透析液の伝
導度と血液の伝導度との間の平衡をもたらすようにでき
るだろう。このようにして、個々人に適合する伝導性が
得られ、これによって患者に対して最大の快適性を与え
ることになる。
【００１４】本発明で用いる透析装置には、使用する測
定装置の較正を目的として、透析器を通り越して透析器
の後に置かれた測定装置に直接新しい透析液を送るため
の分岐ラインを設けるのが望ましい。しかし、実際には
比較のため対応する設定値を使用するのがより簡単であ
る。
【００１５】
【実施の形態】図面には、新鮮な水のための入口ダクト
１が示されている。ダクト１は、水槽３にも通じており
入口バルブ２が介装されている。水槽３には、満水にな
った時に、閉塞円錐体６により取水を遮断するようにな
ったフロートバルブ４が設けられている。更に、この水
槽には加熱輪の形態をした水加熱用の装置７が配設され
ている。この加熱輪は温度調節装置８により制御され、
温度調節装置は容器３の出口ダクト１０にある温度送信
器９によって制御される。更に、水槽３には容器内の液
レベルを検出するための最高および最低レベルモニター
１１，１２が設けられている。これらレベルモニターは
入口バルブ２を直接制御するように構成されている。最
後に、水槽には、フィルタ要素１３が設けられ、このフ
ィルタは、先ず固体粒子の全てを水から除く働きをする
ものであるが実際には一定量の気体（例えば、遊離気
泡）も除くものである。
【００１６】加熱後、新しい供給水は、出口ライン１０
と、温度送信器９と、遮断弁１４ａを有するダクト１４
と絞り弁１５とを経て分岐点１６に送られる。通常は、
分岐点１６に濃縮塩溶液の供給源１８から始まる分岐ラ
イン１７が接続されている。一般に、この供給源はきわ
めて単純に塩溶液のドラムから成っている。しかし、図
示装置を殺菌消毒しなければならない場合には、図中の
符号１９で示した殺菌剤を入れたドラムと置き換える。
実際上、これは最も簡単な方法である。勿論、何らかの
特別な理由によって必要であれば、分離容器１９′の接
続のために、分岐ライン１７と平行な別のライン１７′
を装置に接続してもよい。これは図中に点線で示されて
いる。
【００１７】液体は、点１６から圧力ゲージ２０とポン
プ２１を経て泡分離機２２に流れる。圧力ゲージ２０
は、圧力調節装置２３を介してポンプを制御する。泡分
離機２２に対する供給ラインは符号２４で示されてい
る。
【００１８】泡分離機２２からは、通常、ライン２５の
他に分離気体を除去するためのライン２６と戻りライン
２７とが出ている。ライン２６の入口２８は、泡分離機
２２が殺菌消毒に関連して液体で満杯になった時、この
入口を閉じるフロートバルブ２９によって制御される。
戻りライン２７は、水槽３に戻り連通しており、またば
ね負荷式チェックバルブ３０が介装されている。
【００１９】ライン２５は伝導度メータ３１に通じ、こ
のメータは制御装置３２を介して濃縮塩溶液のための分
岐ライン１７にある絞り弁３３を制御する。代替法とし
て、分岐ライン１７中に塩溶液用ポンプを配置してこれ
を制御してもよい。伝導度メータ３１の後に、液流は新
しい分岐点３４に達し、ここからバルブ３６付きの分岐
ライン３５が始まる。分岐ライン３５は、透析器を通っ
た液流を結合したい場合（例えば、透析液の温度や塩分
含有量などに異常が検出された場合）に用いられる。そ
うではない通常の場合、液体はバルブ３９および液量メ
ータ４０を有するライン３８を経て透析器３７に流れ
る。透析液は、透析器３７に向かう過程で流量制御モジ
ュール５０を通過する。一方、以上に説明した構成部品
は、符号４９で一括表示した液準備モジュールに包含さ
れる。透析器３７から出た透析液は、再び流量制御モジ
ュール５０を通りライン５１を経て液体準備モジュール
４９に戻される。ライン５１は、点５２で、泡分離器２
２からのライン２６と結合さ れている。
【００２０】通常透析器３７に結合されるラインまたは
管路が４１で示されている。殺菌消毒中、これらの管路
は図示されない「安全バイパス」に結合される。かかる
「安全バイパス」の例は、米国特許第４１２２０１０号
に記載されており、本発明に関してその詳細説明は不要
である。透析器の血液側の入口および出口は、それぞれ
４３，４４で指示されている。
【００２１】モジュール４９に配設された血液検出器４
５は、もしも透析液中に血液が検出された場合、全装置
を停止させる警告を発する。この血液検出器は、例え
ば、透析液中の血液の存在を直接検出する光電池に対向
した透明チューブでよい。この場合、透明チューブ中に
血液が存在すれば、光電池が遮蔽されることになる。血
液検出器の前には圧力ゲージ４６が設けられ、制御装置
４７を介して液体ポンプ４８を制御する。その後、液流
は最後にドレーン（図示せず）に導かれる。
【００２２】モジュール５０において、透析器に向う透
析液流は、第１測定装置５３で測定される。同様にし
て、透析器から出た透析液流は第２測定装置で測定され
る。測定値の比較により、透析器における限外濾過を確
定できる。２つの測定装置５３，５４は、例えば英国特
許第２００３２７４号または米国特許第４５８５５５２
号に記載された形式の「２つの測定装置で測定される測
定値の間の差を検出する装置構成」に包含されるだろ
う。測定装置の較正中、透析器は２つのバルブ５６，５
７を有するバイパスライン５５によりバイパスされる。
同時に、透析器に対する出入ラインはバルブ５８，５９
により遮断される。
【００２３】透析液流が測定装置５４を通過した後、そ
の代表的な少なくとも１つのパラメータの測定のための
装置６０を通る。図示例の場合、装置６０は伝導度メー
タである。測定値は、点線６２に示すようにマイクロプ
ロセッサー６１に送られ、透析器の前の同じパラメータ
の設定値（すなわち、この場合伝導度）と比較される。
この設定値は、点線６３に示す如くマイクロプロセッサ
ー６１で調整される。したがって、これは前記制御装置
３２によって行われる。必要に応じて、マイクロプロセ
ッサー６１に、別のパーソナルコンピュータ６４からの
データを与え、あるいはまたコンピュータ６４にデータ
を与えるように構成してもよい。この別のコンピュータ
により、例えば、透析器の血液側計算値を記録できると
同時に、患者の個々の数値をマイクロプロセッサー６１
に送ることができる。
【００２４】当然のことながら、本発明は前記具体例に
のみ限定されるものではなく、特許請求の範囲で定義さ
れる範囲内で種々変形可能である。例えば、前記具体例
の装置では、単一の濃縮物を供給源容器１８から採取す
るようになっているが、２種類の濃縮物をＥＰ−Ｂ１−
２２９２２に開示された要領で用いられるようにしても
よい。その場合、装置６０で測定される数値は場合混合
済み透析液と比較される（すなわち、使用される２種類
の濃縮物の混合後に比較される）。第２の濃縮物は液状
のものでなくてもよい。例えば、１９８７年１２月２１
日出願の欧州特許出願第８７．１１８９８７．４号に記
載されるような粉末状濃縮物を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液体準備モジュール、流量制御モジュール、外
部コンピュータおよび透析器を有するブロック線図。
【符号の説明】
３１ 伝導度メータ ３２ 制御装置 ３７ 透析器 ４１ ライン（管路） ４３ 血液側入口 ４４ 血液側出口 ６０ 測定装置 ６１ マイクロプロセッサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61M 1/14

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透析器の少なくとも１つの膜の両側にそ
    れぞれ透析液および血液を導くための手段と、 透析器における少なくとも１つのパラメータを制御し
    て、予め決められた値に近づけるための手段と、 前記少なくとも１つのパラメータを測定するための手段
    とを有する透析処理された患者血液のパラメータを決定
    するための装置において、 前記透析器内の前記パラメータに所定の変化を与える手
    段と、 制御され且つ測定されたパラメータから、前記各変化ご
    とに定数（Ｋ）を計算する手段と、 前記定数（Ｋ）に基づいて前記パラメータを決定する手
    段とを更に有することを特徴とする透析処理された患者
    血液のパラメータを決定するための装置。
  2. 【請求項２】 透析処理の間に使用される前記透析器の
    透析状態を前記定数（Ｋ）から決定するための計算手段
    を有することを特徴とする請求項１に記載された透析処
    理された患者血液のパラメータを決定するための装置。
  3. 【請求項３】 パラメータに所定の変化を与える前記手
    段が、前記所定の変化を２回与えるようになされている
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載された
    透析処理された患者血液のパラメータを決定するための
    装置。
  4. 【請求項４】 前記計算手段が、式：Ｃdout＝Ｃdin＋
    （Ｃbin−Ｃdin）×Ｋ（ただし、Ｃdoutは、使用する透
    析液中のパラメータの測定値であり、Ｃdinは、新しい
    透析液中の前記パラメータの値であり、Ｃbinは、未処
    理血液中の前記パラメータの未知の値である）に基づい
    て、定数（Ｋ）を計算するようになされていることを特
    徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記
    載された透析処理された患者血液のパラメータを決定す
    るための装置。
  5. 【請求項５】 前記式を少なくとも２回解くことによっ
    て、前記未処理血液中の前記パラメータ（Ｃbin）の値
    を決定するための手段を有することを特徴とする請求項
    ４に記載された透析処理された患者血液のパラメータを
    決定するため の装置。
  6. 【請求項６】 式：Ｄ＝Ｋ×Ｑd（ただし、Ｄは透析
    値、Ｑdは透析液流である）に基づいて透析値（Ｄ）を
    決定するための手段を有することを特徴とする請求項４
    に記載された透析処理された患者血液のパラメータを決
    定するための装置。
  7. 【請求項７】 前記パラメータが、血液中の物質（例え
    ば、ナトリウム）の濃度であることを特徴とする請求項
    １から請求項６までのいずれか１項に記載された透析処
    理された患者血液のパラメータを決定するための装置。
  8. 【請求項８】 前記パラメータが、前記透析液の伝導度
    であることを特徴とする請求項１から請求項７までのい
    ずれか１項に記載された透析処理された患者血液のパラ
    メータを決定するための装置。
  9. 【請求項９】 前記透析器の上流側における前記パラメ
    ータ（Ｃdin）が測定されることを特徴とする請求項１
    から請求項８までのいずれか１項に記載された透析処理
    された患者血液のパラメータを決定するための装置。
  10. 【請求項１０】 前記透析器の上流側における前記パラ
    メータ（Ｃdin）が、前記予め決められた値として得ら
    れることを特徴とする請求項１から請求項８までのいず
    れか１項に記載された透析処理された患者血液のパラメ
    ータを決定するための装置。
  11. 【請求項１１】 前記透析器の上流側における前記パラ
    メータ（Ｃdin）が、前記予め決められた値の設定値と
    して得られることを特徴とする請求項１０に記載された
    透析処理された患者血液のパラメータを決定するための
    装置。
  12. 【請求項１２】 前記透析器の上流側における前記パラ
    メータ（Ｃdin）が、伝導度の設定値として得られるこ
    とを特徴とする請求項１１に記載された透析処理された
    患者血液のパラメータを決定するための装置。
  13. 【請求項１３】 前記パラメータが血液中の物質（例え
    ば、ナトリウム）であり、 透析液を含む前記透析器の画室内で、物質濃度のみが互
    いに異なる第１および第２の透析液を連続的に循環させ
    る手段と、 前記透析器の上流側および下流側で、前記第１および第
    ２の透析液における伝導度または前記物質の濃度を測定
    するための測定手段と、 前記第１および第２の透析液における伝導度または前記
    物質の濃度の測定値から、前記透析器の入口における血
    液中の物質の濃度、および／または透析器の実際の透析
    状態を計算するための計算手段とを有することを特徴と
    する請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載
    された透析処理された患者血液のパラメータを決定する
    ための装置。
  14. 【請求項１４】 前記透析器の上流側における前記伝導
    度または前記物質の濃度が、前記伝導度または前記物質
    の濃度の設定値によって置き換えられることを特徴とす
    る請求項１３に記載された透析処理された患者血液のパ
    ラメータを決定するための装置。
  15. 【請求項１５】 前記物質がナトリウムであり、前記透
    析液の伝導度を前記透析器の上流側および下流側で測定
    することを特徴とする請求項１３または請求項１４に記
    載された透析処理された患者血液のパラメータを決定す
    るための装置。
  16. 【請求項１６】 透析器の少なくとも１つの膜の両側に
    それぞれ透析液および血液を導くための手段と、 透析器における少なくとも１つのパラメータを制御して
    予め決められた値に近づけるための制御手段と、 前記少なくとも１つのパラメータを測定するための測定
    手段とを有する、透析処理される患者の血液のパラメー
    タを決定するための装置において、 前記透析器内の前記パラメータに所定の変化を与えるた
    めの変更手段と、 制御され且つ測定されたパラメータから、前記各変化ご
    とに定数（Ｋ）を計算するための計算手段と、 前記定数（Ｋ）に基づいて前記パラメータを決定するた
    めの手段とを有することを特徴とする透析処理された患
    者血液のパラメータを決定するための装置。
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