JP5641459B1 - A device that determines the initial dissolved mass in the body fluid of a patient from dialysis drainage - Google Patents

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Abstract

【課題】非侵襲的に細胞膜のクリアランスと細胞内の尿素濃度を決定することができる装置を提供する。【解決手段】透析排液から患者の体液内の初期溶質量Mpreを決定する装置であって、透析排液中の溶質濃度CD(t)の時間変化特性を計測することにより細胞膜のクリアランスK1を決定する手段と、前記細胞膜のクリアランスK1から細胞内液初期溶質濃度C1(0)を決定する手段と、前記細胞内液初期溶質濃度C1(0)から初期溶質量Mpreを決定する手段とを備えたことを特徴とする装置である。【選択図】図1An apparatus capable of non-invasively determining the clearance of a cell membrane and the concentration of intracellular urea is provided. An apparatus for determining an initial dissolved mass Mpre in a body fluid of a patient from dialysis drainage, and measuring a time variation characteristic of a solute concentration CD (t) in the dialysis drainage to determine a cell membrane clearance K1. Means for determining, means for determining the initial solute concentration C1 (0) in the intracellular fluid from the clearance K1 of the cell membrane, and means for determining the initial solute mass Mpre from the initial solute concentration C1 (0) in the intracellular fluid. This is a device characterized by that. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、透析排液から患者の体液内の初期溶質量を決定する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for determining an initial dissolved mass in a patient's body fluid from dialysis drainage.

人工透析医療においては、ダイアライザと呼ばれる、内径100μm程度の半透膜でできた管状の中空糸集合体を用いている。血中に存在する尿素等の溶質は、ダイアライザを通過する過程で透析液側に浸透することにより体外に除去される。従来、血中の尿素量は、採血することにより分析され、血中尿素窒素(Blood Urea Nitrogen、以下「BUN」と略記することがある。)値として評価されていた。   In the artificial dialysis medical treatment, a tubular hollow fiber assembly called a dialyzer made of a semipermeable membrane having an inner diameter of about 100 μm is used. Solutes such as urea present in the blood are removed from the body by permeating into the dialysate side while passing through the dialyzer. Conventionally, the amount of urea in blood has been analyzed by collecting blood, and has been evaluated as a value of blood urea nitrogen (hereinafter sometimes abbreviated as “BUN”).

尿素を含む試料溶液中の尿素濃度を測定する方法として、尿素と反応して発色する試薬を用い、その試薬の標準色と比較することにより尿素濃度を測定する比色法、尿素に特異的に働く酵素であるウレアーゼをガラスビーズの周囲に固定化し、尿素の加水分解反応に伴う反応熱を測定することにより尿素濃度を測定する酵素サーミスタ法、尿素と反応して化学発光を生じる酸化剤、例えば、次亜ハロゲン酸塩を用い、その化学発光(Chemiluminescence、以下「CL」と略記することがある。)の強度から尿素濃度を測定する化学発光法等が知られている。   As a method for measuring the urea concentration in a sample solution containing urea, a colorimetric method that measures the urea concentration by using a reagent that develops color by reacting with urea and comparing it with the standard color of the reagent, specific to urea An enzyme thermistor method that measures urea concentration by immobilizing urease, which is a working enzyme, around glass beads and measuring the heat of reaction accompanying the hydrolysis reaction of urea, an oxidizing agent that reacts with urea to produce chemiluminescence, for example A chemiluminescence method for measuring urea concentration based on the intensity of chemiluminescence (hereinafter sometimes abbreviated as “CL”) using hypohalite is known.

人工透析医療において、尿素除去率は患者の生命予後に影響する重要なファクターであり、特に透析時間などの透析条件を決定するための最も重要なファクターの一つである。従来、毎月2回ほど、血液検査によって透析治療開始時の血液中の尿素濃度Cpreと透析治療終了時の血液中の尿度濃度Cpostを測定し、下記式(a)又は下記式(b)によって、Kt/VやURRなどの尿素除去効率を表わす指標を計算していた。
In artificial dialysis medical treatment, the urea removal rate is an important factor affecting a patient's prognosis, and is one of the most important factors for determining dialysis conditions such as dialysis time. Conventionally, the blood urea concentration C pre at the start of dialysis treatment and the blood urinary concentration C post at the end of dialysis treatment are measured about twice a month by blood test, and the following formula (a) or the following formula (b ), An index representing the urea removal efficiency such as Kt / V and URR was calculated.

しかしながら、透析治療の効率を評価する指標としては、患者の体内からどれほどの割合で尿素量(尿素の質量)が除去できたのかを表す指標SRI(下記式(c))が原理的に最も正確であるが、透析治療開始時および透析治療終了時の患者の体内の尿素量を非侵襲的に測定する手段がなかった。
However, as an index for evaluating the efficiency of dialysis treatment, an index SRI (the following formula (c)) indicating how much urea amount (urea mass) has been removed from the body of a patient is in principle the most accurate. However, there has been no means for noninvasively measuring the amount of urea in the patient's body at the start of dialysis treatment and at the end of dialysis treatment.

そのために、体液量Vが一定で体内の尿素濃度(Cpre、Cpost)が均一であると仮定して、Mpre=Cpre×V、Mpost=Cpost×Vを式(c)に代入して得られる式(b)に基づいて尿素除去率URRを決定していた。しかしながら、現実には体内の尿素濃度が均一ではないために、得られたURRが不正確であると指摘されていた。同様にKt/Vについても、体液量Vが一定で体内の尿素濃度(Cpre、Cpost)が均一であり、クリアランスKが一定であると仮定して導出される透析効率の指標であるため、不正確であった。さらに、血液検査によってCpreやCpostの値を求めるには約90分の時間が必要であり、血液検査費用も高価であるため、透析治療の前に血液検査結果を毎回得ることが困難であった。また、透析治療直前における患者の症状に応じた透析条件を正確に設定できていないという問題もあった。 Therefore, assuming that the body fluid amount V is constant and the urea concentration (C pre , C post ) in the body is uniform, M pre = C pre × V and M post = C post × V are expressed in equation (c). The urea removal rate URR was determined based on the formula (b) obtained by substitution. However, it was pointed out that the obtained URR is inaccurate because the urea concentration in the body is not uniform in reality. Similarly, Kt / V is an index of dialysis efficiency that is derived on the assumption that the body fluid volume V is constant, the urea concentration in the body (C pre , C post ) is uniform, and the clearance K is constant. Was inaccurate. Furthermore, it takes about 90 minutes to obtain C pre and C post values by blood test, and the cost of blood test is expensive, so it is difficult to obtain blood test results every time before dialysis treatment. there were. There is also a problem that dialysis conditions according to the symptoms of the patient immediately before dialysis treatment cannot be set accurately.

特許文献1には、シリンダー内でピストンを移動させることにより尿素を含む試料溶液又は次亜ハロゲン酸イオンを含む反応剤溶液の一方をシリンダー内に吸入し、続いて他方の溶液を吸入し、他方の溶液による噴流によってシリンダー内に乱流を発生させて尿素を含む試料溶液と次亜ハロゲン酸イオンを含む反応剤溶液とを均一に混合させることにより生じた化学発光を計測することにより間接的に尿素を含む透析排液の尿素濃度Cを定量する尿度濃度測定装置が記載されている。透析排液の流量QとCの積を透析開始時刻から透析終了時刻まで時間積分することにより、身体から除去された尿素の質量(Mpre−Mpost)を正確に求めることができる。しかしながら、透析治療直前における患者の体内の尿素量Mpreを正確に測定することができなかったため、正確な尿素除去率を算出することが困難であった。 In Patent Document 1, by moving a piston in a cylinder, one of a sample solution containing urea or a reactant solution containing hypohalite ions is sucked into the cylinder, and then the other solution is sucked. Indirectly by measuring the chemiluminescence produced by uniformly mixing the sample solution containing urea and the reactant solution containing hypohalite ions by generating turbulent flow in the cylinder by the jet of the solution of urine degree concentration measuring device to quantify the urea concentration C D of dialysis effluent containing urea are described. By integrating the product of the flow rate Q D and C D of the dialysis effluent until completion of the dialysis time from start of dialysis time period, the mass of urea removed from the body of the (M pre -M post) can be obtained accurately. However, since the urea amount M pre in the patient's body immediately before dialysis treatment could not be measured accurately, it was difficult to calculate an accurate urea removal rate.

特許文献2には、透析排液中の物質濃度を連続的に測定し、透析治療中にダイアライザにより血液と透析液との間で交換された物質の全量を算出する手段を備えた血液透析システムが記載されている。この方法によれば、交換物質の全量が算出されるので、透析治療を行う度に透析条件の評価を行うことが可能になるとされている。しかしながら、透析効率の指標とされている溶質除去指標(SRI)は、除去された溶質の全量Mを初期溶質量Mpreで割った値(M/Mpre×100)であるから、初期溶質量Mpreが不明であったり、一定でない場合には適切な透析条件の設定ができないという問題があった。 Patent Document 2 discloses a hemodialysis system having means for continuously measuring a substance concentration in dialysis drainage and calculating the total amount of substance exchanged between blood and dialysate by a dialyzer during dialysis treatment. Is described. According to this method, since the total amount of exchange material is calculated, it is said that it is possible to evaluate dialysis conditions each time dialysis treatment is performed. However, since the solute removal index (SRI), which is an index of dialysis efficiency, is a value (M / M pre × 100) obtained by dividing the total amount M of the removed solute by the initial solute mass M pre (M / M pre × 100). When M pre is unknown or not constant, there is a problem that appropriate dialysis conditions cannot be set.

WO2009/035008A1WO2009 / 035008A1 特開2009−273749号公報JP 2009-273749 A

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、非侵襲的に細胞膜のクリアランスと細胞内の尿素濃度を決定することができる装置を提供することを目的とするものである。また、人工透析装置に組み込むことにより、最適な透析時間、血液流量、透析液流量を制御して患者のQOLを向上させることができるとともに、透析処置の自動化が可能となる装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus capable of non-invasively determining cell membrane clearance and intracellular urea concentration. Also, by incorporating it into an artificial dialysis machine, it is possible to improve the patient's QOL by controlling the optimal dialysis time, blood flow rate, and dialysate flow rate, and to provide a device that can automate dialysis treatment. It is the purpose.

上記課題は、透析排液から患者の体液内の初期溶質量Mpreを決定する装置であって、透析排液中の溶質濃度C(t)の時間変化特性を計測することにより細胞膜のクリアランスKを決定する手段と、前記細胞膜のクリアランスKから細胞内液初期溶質濃度C(0)を決定する手段と、前記細胞内液初期溶質濃度C(0)、細胞外液初期溶質濃度C (0)、細胞内液の体積V 及び細胞外液の体積V を用いた下記式(5)により初期溶質量Mpreを決定する手段とを備えたことを特徴とする装置を提供することによって解決される。
[式(5)中、C (0)は細胞内液初期溶質濃度であり、C (0)は細胞外液初期溶質濃度であり、V は細胞内液の体積であり、V は細胞外液の体積である。]
The above-mentioned problem is a device for determining the initial dissolved mass M pre in the patient's body fluid from the dialysis drainage, and by measuring the time-varying characteristics of the solute concentration C D (t) in the dialysis drainage, the cell membrane clearance is measured. Means for determining K 1 , means for determining intracellular fluid initial solute concentration C 1 (0) from clearance K 1 of the cell membrane, and intracellular fluid initial solute concentration C 1 (0) , extracellular fluid initial solute And means for determining the initial dissolved mass M pre according to the following formula (5) using the concentration C 2 (0), the volume V 1 of the intracellular fluid, and the volume V 2 of the extracellular fluid: Solved by providing.
[In formula (5), C 1 (0) is the intracellular fluid initial solute concentration, C 2 (0) is the extracellular fluid initial solute concentration, V 1 is the volume of the intracellular fluid, and V 2 Is the volume of extracellular fluid. ]

このとき、更に、透析排液流量Q及び溶質濃度C(t)から溶質除去量ΔMを決定する手段と、溶質除去指標(SRI)を下記式(1)により決定する手段とを備えた装置であることが好適である。
In this case, further, comprising means for determining a solute removal amount ΔM from the dialysate effluent flow rate Q D and solute concentration C D (t), and means for determining a solute removal index (SRI) from the following equation (1) A device is preferred.

このとき、前記溶質除去量ΔMを決定する手段が、連続測定した溶質濃度C(t)又はΔt時間ごとにn回測定した溶質濃度CDiを用いて、下記式(2)又は(3)により溶質除去量ΔMを決定する手段であることが好適である。
At this time, the means for determining the solute removal amount ΔM uses the solute concentration C D (t) continuously measured or the solute concentration C Di measured n times every Δt i time, using the following formula (2) or (3 ) Is preferably a means for determining the solute removal amount ΔM.

このとき、下記式(4)の連立常微分方程式により細胞内液初期溶質濃度C(0)を決定することが好適である。
[式(4)中、Cは時刻tにおける細胞内液溶質濃度であり、Cは時刻tにおける細胞外液溶質濃度であり、Vは細胞内液の体積であり、Vは細胞外液の体積であり、Kは細胞膜のクリアランスであり、Kはダイアライザのクリアランスである。]
At this time, it is preferable to determine the intracellular fluid initial solute concentration C 1 (0) by the simultaneous ordinary differential equation of the following formula (4).
[In formula (4), C 1 is the intracellular fluid solute concentration at time t, C 2 is the extracellular fluid solute concentration at time t, V 1 is the volume of the intracellular fluid, and V 2 is the cell The volume of the external liquid, K 1 is the clearance of the cell membrane, and K 2 is the clearance of the dialyzer. ]

また、このとき、透析排液から尿素除去率を決定することが好適であり、上記装置を備えた人工透析装置が本発明の好適な実施態様である。   At this time, it is preferable to determine the urea removal rate from the dialysis effluent, and an artificial dialysis apparatus including the above apparatus is a preferable embodiment of the present invention.

本発明の装置により、非侵襲的に細胞膜のクリアランスと細胞内の尿素濃度を決定することができる。これにより、正確な尿素除去率を算出することができる。また、このような装置を組み込んだ人工透析装置により、最適な透析時間、血液流量、透析液流量を制御して患者のQOLを向上させることができるとともに、透析処置の自動化が可能になる。   With the apparatus of the present invention, cell membrane clearance and intracellular urea concentration can be determined non-invasively. Thereby, an accurate urea removal rate can be calculated. In addition, an artificial dialysis apparatus incorporating such an apparatus can improve the patient's QOL by controlling the optimal dialysis time, blood flow rate, and dialysate flow rate, and can automate the dialysis treatment.

実施例1において、血液中の尿素濃度C(t)と透析排液中の尿素濃度C(t)を透析時間tの関数として片対数グラフにプロットして得られたグラフである。In Example 1, a graph obtained by plotting the concentration of urea in the blood C B (t) and urea concentration in the dialysis effluent C D (t) to the semi-log plot as a function of the dialysis time t. 細胞膜のクリアランスKをパラメータとして計算した場合において、シミュレーションにより得られた細胞外液中の尿素濃度Cを示したグラフである。In the case of calculating the clearance K 1 of the cell membrane as a parameter, a graph showing the urea concentration C 2 of the resulting extracellular fluid by simulation. 細胞内液初期溶質濃度C(0)をパラメータとして計算した場合において、シミュレーションにより得られた細胞外液中の尿素濃度Cを示したグラフである。In the case of calculating intracellular fluid initial solute concentration C 1 of the (0) as the parameter, is a graph showing the urea concentration C 2 of the resulting extracellular fluid by simulation. 実施例1において、血液中の尿素濃度C(t)と透析排液中の尿素濃度C(t)を透析時間tの関数として片対数グラフにプロットした値とシミュレーション曲線とを比較したグラフである。In Example 1, a graph of the comparison between the values and the simulation curves plotted on semi-log plot urea concentration in blood C B (t) and the urea concentration C D in the dialysis effluent (t) as a function of the dialysis time t It is. 実施例2において、透析排液中の尿素、β2−MG及びアルブミンのそれぞれの濃度を透析時間tの関数として片対数グラフにプロットして得られたグラフである。In Example 2, it is the graph obtained by plotting each density | concentration of urea, (beta) 2-MG, and albumin in a dialysis waste_water | drain as a function of the dialysis time t on a semi-logarithmic graph.

本発明の装置は、透析排液から患者の体液内の初期溶質量Mpreを決定する装置であって、透析排液中の溶質濃度C(t)の時間変化特性を計測することにより細胞膜のクリアランスKを決定する手段と、前記細胞膜のクリアランスKから細胞内液初期溶質濃度C(0)を決定する手段と、前記細胞内液初期溶質濃度C(0)から初期溶質量Mpreを決定する手段とを備えたことを特徴とする。このような構成とすることで、非侵襲的に細胞膜のクリアランスKと細胞内液初期溶質濃度C(0)を決定することができ、これにより患者の体液内の初期溶質量Mpreを決定することができる。決定することができる溶質としては特に限定されないが、分子量が50,000以下の溶質であることが好適である。中でも尿素、β2−MG、アルブミンを好適に決定することができ、尿素、β2−MGをより好適に決定することができ、尿素を特に好適に決定することができる。 The apparatus of the present invention is an apparatus for determining an initial dissolved mass M pre in a body fluid of a patient from dialysis drainage, and by measuring a time-varying characteristic of a solute concentration C D (t) in the dialysis drainage, a cell membrane Means for determining the clearance K 1 of the cell, means for determining the initial solute concentration C 1 (0) in the intracellular fluid from the clearance K 1 of the cell membrane, and the initial solute mass from the initial solute concentration C 1 (0) in the intracellular fluid And means for determining M pre . With such a configuration, the clearance K 1 of the cell membrane and the initial solute concentration C 1 (0) in the intracellular fluid can be determined non-invasively, whereby the initial dissolved mass M pre in the body fluid of the patient can be determined. Can be determined. The solute that can be determined is not particularly limited, but is preferably a solute having a molecular weight of 50,000 or less. Among these, urea, β2-MG, and albumin can be suitably determined, urea and β2-MG can be more preferably determined, and urea can be particularly preferably determined.

本発明において、細胞膜のクリアランスKは、透析排液中の溶質濃度C(t)の時間変化特性を計測することにより決定される。好適には、透析排液中の溶質濃度C(t)を透析時間tの関数として片対数グラフにプロットした値を用いた時間変化特性を計測することにより細胞膜のクリアランスKを決定することができる。より好適には、実際に測定された透析排液中の溶質濃度logC(t)のプロットから得られる直線領域の傾き(後期)の値と、透析排液中の溶質濃度logC(t)対tの数値計算曲線における直線領域の傾き(後期)の値とが概ね一致するようにして、細胞膜のクリアランスKが決定される。 In the present invention, the cell membrane clearance K 1 is determined by measuring the time-varying characteristics of the solute concentration C D (t) in the dialysis drainage. Preferably, the cell membrane clearance K 1 is determined by measuring a time-varying characteristic using a value obtained by plotting a solute concentration C D (t) in the dialysis drainage as a function of the dialysis time t on a semi-logarithmic graph. Can do. More preferably, the value of the slope (late phase) of the linear region obtained from the plot of the actually measured solute concentration logC D (t) in the dialysis drainage and the solute concentration logC D (t) in the dialysis drainage as the value of the slope of the linear region (late) in the numerical calculation curve of pair t is almost coincident, the clearance K 1 of the cell membrane is determined.

透析排液中の溶質濃度C(t)を実際に測定する手段としては特に限定されず、酵素−UV法、化学発光法、比色法等により測定することができる。特に、透析排液中の尿素濃度C(t)を測定する場合、ウレアーゼ・インドフェノール法等の酵素−UV法、WO2009/035008A1の実施例に記載された尿素濃度測定装置(以下、「尿素センサ」と略記することがある)を用いた化学発光法が好適に採用され、リアルタイムで測定する観点からは、尿素センサを用いた化学発光法がより好適に採用される。 The means for actually measuring the solute concentration C D (t) in the dialysis effluent is not particularly limited, and can be measured by an enzyme-UV method, a chemiluminescence method, a colorimetric method or the like. In particular, when measuring the urea concentration C D (t) in the dialysis effluent, an enzyme-UV method such as urease / indophenol method, a urea concentration measuring device described in the examples of WO2009 / 035008A1 (hereinafter referred to as “urea”). A chemiluminescence method using a urea sensor may be used more preferably from the viewpoint of real-time measurement.

上記logC(t)対tの数値計算曲線を得る方法としては特に限定されないが、体液が細胞内液(ICF)と細胞外液(ECF)とからなり、ICFとECFの濃度がそれぞれ異なると定義された2−プールモデルに基づく下記式(4)の連立常微分方程式を用いることが好ましい。下記式(4)は2元系の連立常微分方程式であるが、3元系であっても4元系であっても構わない。
[式(4)中、Cは時刻tにおける細胞内液溶質濃度であり、Cは時刻tにおける細胞外液溶質濃度であり、Vは細胞内液の体積であり、Vは細胞外液の体積であり、Kは細胞膜のクリアランスであり、Kはダイアライザのクリアランスである。]
The method for obtaining the logC D (t) vs. t numerical calculation curve is not particularly limited, but the body fluid is composed of intracellular fluid (ICF) and extracellular fluid (ECF), and the concentrations of ICF and ECF are different from each other. It is preferable to use a simultaneous ordinary differential equation of the following formula (4) based on the defined 2-pool model. The following equation (4) is a binary simultaneous ordinary differential equation, but may be a ternary system or a quaternary system.
[In formula (4), C 1 is the intracellular fluid solute concentration at time t, C 2 is the extracellular fluid solute concentration at time t, V 1 is the volume of the intracellular fluid, and V 2 is the cell The volume of the external liquid, K 1 is the clearance of the cell membrane, and K 2 is the clearance of the dialyzer. ]

上記式(4)において、溶質が尿素である場合を例にして以下説明する。細胞内液の体積V、細胞外液の体積Vは、全体液が27.1L、細胞内液の体積:細胞外液の体積=7:3の場合を例にすると、Vは27.1×7/10=18.97Lとなり、Vは27.1×3/10=8.13Lと計算により決定することができる。また、インピーダンス法による市販の体成分分析装置(バイオスペース製InBody S10)等を用いて測定することができる。 In the above formula (4), the case where the solute is urea will be described below as an example. The volume V 1 of the intracellular fluid, the volume V 2 of the extracellular fluid, the entire fluid 27.1L volume of intracellular fluid: extracellular fluid volume = 7: When as an example the case of 3, V 1 is 27 1 × 7/10 = 18.97 L, and V 2 can be determined by calculation as 27.1 × 3/10 = 8.13 L. Moreover, it can measure using the commercially available body component analyzer by the impedance method (InBody S10 by Biospace) etc.

細胞外液の尿度濃度の初期値C(0)を決定する方法としては特に限定されないが、下記式(4’)を用いて決定することが好ましい。
The method for determining the initial value C 2 (0) of the urinary concentration of the extracellular fluid is not particularly limited, but is preferably determined using the following formula (4 ′).

上記式(4’)において、細胞外液の尿度濃度の初期値C(0)は、血液の尿素濃度の初期値C(0)に等しいとして、透析排液の流量Q、測定して得られた透析排液の尿素濃度C(0)の値、ダイアライザのクリアランスKの値を用いて決定することができる。 In the above formula (4 '), the initial value C 2 (0) of the urine of the concentration of the extracellular fluid is to equal to the initial value C B (0) of the urea concentration in the blood, the flow rate Q D of the dialysis effluent, measured It can be determined using the value of the urea concentration C D (0) of the dialysis drainage obtained in this way and the value of the clearance K 2 of the dialyzer.

ここで、細胞膜のクリアランスKをパラメータとして計算した場合において、式(4)の連立常微分方程式により得られた細胞外液中の尿素濃度Cを示したグラフを図2に、細胞内液初期溶質濃度C(0)をパラメータとして計算した場合において、式(4)の連立常微分方程式により得られた細胞外液中の尿素濃度Cを示したグラフを図3に示す。図2及び図3に示されるように、logC(t)対t曲線は、概ね2つの直線から構成されており、折れ曲がり点である時間tを境にして2直線の傾きが異なっている。図2に示されるように、細胞膜のクリアランスKが変化すると、時間tより後の直線の傾きが変化している。一方、図3に示されるように、細胞内液溶質濃度Cが変化すると、時間t以後の直線の傾きは変化せず、tの値、すなわち折れ曲がり点の位置のみが変化している。この処理はコンピュータにより自動的に行うことが可能である。 Here, in the case of calculating the clearance K 1 of the cell membrane as a parameter, a graph showing the urea concentration C 2 in the extracellular liquid obtained by simultaneous ordinary differential equations of the formula (4) in FIG. 2, the intracellular fluid When the initial solute concentration C 1 (0) is calculated as a parameter, a graph showing the urea concentration C 2 in the extracellular fluid obtained by the simultaneous ordinary differential equation of Equation (4) is shown in FIG. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the logC 2 (t) vs. t curve is generally composed of two straight lines, and the slopes of the two straight lines differ from each other at the time point t c that is the bending point. . As shown in FIG. 2, the clearance K 1 of the cell membrane is changed, it is changing the slope of the straight line after the time t c. On the other hand, as shown in FIG. 3, when the intracellular solution solute concentration C 1 changes, the slope of the straight line after time t c does not change, and only the value of t c , that is, the position of the bending point, changes. . This process can be automatically performed by a computer.

上述のようにして決定されたV、V、C及びKの値と、式(4)の連立常微分方程式とを用いて細胞膜のクリアランスKを好適に決定することができる。具体的には、実際に測定された透析排液中の溶質濃度logC(t)のプロットから得られる直線領域の傾き(後期)の値と、透析排液中の溶質濃度logC(t)対tの数値計算曲線における直線領域の傾き(後期)の値とが概ね一致するようにして、細胞膜のクリアランスKを好適に決定することができる。このとき、細胞内液の初期溶質濃度C(0)の値としては、暫定的に任意の値を用いることができる。 The clearance K 1 of the cell membrane can be suitably determined using the values of V 1 , V 2 , C 2, and K 2 determined as described above and the simultaneous ordinary differential equation of Expression (4). Specifically, the value of the slope (late stage) of the linear region obtained from the plot of the actually measured solute concentration logC D (t) in the dialysis drainage and the solute concentration logC D (t) in the dialysis drainage as the value of the slope of the linear region (late) in the numerical calculation curve of pair t is good agreement, it is possible to suitably determine the clearance K 1 of the cell membrane. At this time, an arbitrary value can be provisionally used as the value of the initial solute concentration C 1 (0) of the intracellular fluid.

本発明では、上記細胞膜のクリアランスKから細胞内液初期溶質濃度C(0)が決定される。以下、溶質が尿素である場合を例にして説明する。上記細胞膜のクリアランスKから細胞内液の初期尿素濃度C(0)を決定する方法としては特に限定されないが、上記細胞膜のクリアランスKの値と、上記V、V、C及びKの値とを用いて、式(4)の連立常微分方程式を用いることにより決定する方法が好適に採用される。具体的には、式(4)の連立常微分方程式の数値計算から得られたlogC(t)対t曲線とlogC(t)の実測プロットのスムージング曲線とを比較することにより、logC(t)が曲線から直線に移行するまでの透析時間tcが数値計算結果と実測結果において一致するように細胞内液の尿素濃度の初期値C(0)を好適に決定することができる。 In the present invention, the intracellular fluid initial solute concentration C 1 (0) is determined from the clearance K 1 of the cell membrane. Hereinafter, the case where the solute is urea will be described as an example. The method for determining the initial urea concentration C 1 (0) of the intracellular fluid from the cell membrane clearance K 1 is not particularly limited, but the value of the cell membrane clearance K 1 and the values of V 1 , V 2 , C 2, and using the value of K 2, a method for determining by using a simultaneous ordinary differential equations of the formula (4) is preferably employed. Specifically, the log C 2 (t) vs. t curve obtained from the numerical calculation of the simultaneous ordinary differential equation of the formula (4) and the smoothing curve of the measured plot of log C 2 (t) are compared, and the log C 2 The initial value C 1 (0) of the urea concentration of the intracellular fluid can be suitably determined so that the dialysis time tc until (t) shifts from a curve to a straight line matches the numerical calculation result and the actual measurement result.

次いで、本発明では、前記細胞内液初期溶質濃度C(0)から初期溶質量Mpreが決定される。以下、溶質が尿素である場合を例にして説明する。上記細胞内液の初期尿素濃度C(0)から初期溶質量Mpreを決定する方法としては特に限定されないが、好適には、下記式(5)により決定される。
Next, in the present invention, the initial solute mass M pre is determined from the intracellular fluid initial solute concentration C 1 (0). Hereinafter, the case where the solute is urea will be described as an example. The method for determining the initial dissolved mass M pre from the initial urea concentration C 1 (0) of the intracellular fluid is not particularly limited, but is preferably determined by the following equation (5).

以上説明したように、本発明の装置は、透析排液中の溶質濃度C(t)の時間変化特性を計測することにより細胞膜のクリアランスKを決定する手段と、前記細胞膜のクリアランスKから細胞内液初期溶質濃度C(0)を決定する手段と、前記細胞内液初期溶質濃度C(0)から初期溶質量Mpreを決定する手段とを備えたことを特徴とする。本発明の装置は、更に、透析排液流量Q及び溶質濃度C(t)から溶質除去量ΔMを決定する手段と、溶質除去指標(SRI)を下記式(1)により決定する手段とを備えていることが好ましい。
As described above, the apparatus of the present invention has a means for determining the cell membrane clearance K 1 by measuring the time-varying characteristics of the solute concentration C D (t) in the dialysis effluent, and the cell membrane clearance K 1. From the intracellular fluid initial solute concentration C 1 (0), and means for determining the initial solute mass M pre from the intracellular fluid initial solute concentration C 1 (0). Apparatus of the invention further comprises means for determining a solute removal amount ΔM from the dialysate effluent flow rate Q D and solute concentration C D (t), means for determining a solute removal index (SRI) from the following equation (1) It is preferable to provide.

透析排液流量Q及び溶質濃度C(t)から溶質除去量ΔMを決定する方法としては特に限定されないが、連続測定した溶質濃度C(t)又はΔt時間ごとにn回測定した溶質濃度CDiを用いて、下記式(2)又は(3)により溶質除去量ΔMを決定する方法が好適に採用される。Δtが比較的短い場合には、下記式(3)により溶質除去量ΔMを決定する方法が好ましい。一方、Δtが比較的長い場合には、そのスムージング曲線に対して下記式(2)により溶質除去量ΔMを決定する方法が好ましい。 The method for determining the solute removal amount ΔM from the dialysis drainage flow rate Q D and the solute concentration C D (t) is not particularly limited, but it was measured n times for every continuously measured solute concentration C D (t) or Δt i time. A method of determining the solute removal amount ΔM by the following formula (2) or (3) using the solute concentration C Di is preferably employed. When Δt i is relatively short, a method of determining the solute removal amount ΔM by the following formula (3) is preferable. On the other hand, when Δt i is relatively long, a method of determining the solute removal amount ΔM by the following formula (2) with respect to the smoothing curve is preferable.

本発明では、上述のようにして得られた初期溶質量Mpreの値と溶質除去量ΔMの値とを用いて、上記式(1)により溶質除去指標(SRI)を好適に決定することができる。後述する実施例における対比から明らかなように、従来から知られている下記式(b)により得られた尿素除去率(URR)が76.5(%)であったのに対し、実施例1では尿素除去率(URR)に相当する溶質除去指標(SRI)が83.5(%)であった。すなわち、本発明の装置により、原理的に正確な尿素除去率を算出でき、従来のURRはこれに一致しないことが分かる。 In the present invention, the solute removal index (SRI) is preferably determined by the above equation (1) using the value of the initial solute mass M pre and the value of the solute removal amount ΔM obtained as described above. it can. As is clear from the comparison in Examples described later, the urea removal rate (URR) obtained by the conventionally known formula (b) was 76.5 (%), whereas Example 1 Then, the solute removal index (SRI) corresponding to the urea removal rate (URR) was 83.5 (%). That is, it can be understood that the apparatus of the present invention can calculate an accurate urea removal rate in principle, and conventional URR does not agree with this.

本発明の装置により、非侵襲的に細胞膜のクリアランスKと細胞内液初期溶質濃度C(0)を決定することができ、これにより患者の体液内の初期溶質量Mpreを決定することができる。そして、溶質が尿素である場合を例にして説明すると、透析排液中の尿素濃度を尿素センサで測定し、上記式(4)の連立常微分方程式等を用いることにより、細胞膜のクリアランスKと細胞内液の初期尿素濃度C(0)の値を好適に得ることができる。このようにして得られた値から、正確な尿素除去率を算出することが可能となる。このことについて本発明者らは以下のように推察している。すなわち、透析初期には、細胞内液溶質濃度Cと細胞外液溶質濃度Cの濃度差よりも、細胞外液溶質濃度Cと透析液(尿素濃度:0mg/dL)との濃度差が大きいため、尿素は主として細胞外液の体積Vの細胞外液から除去される。したがって、細胞外液溶質濃度Cは時間と共に急激に減少する。時間が経過して細胞外液溶質濃度Cが減少すると、細胞内液溶質濃度Cと細胞外液溶質濃度Cの濃度差が大きくなる。その結果、細胞内液から細胞外液への尿素の拡散と、細胞外液から透析液への尿素の拡散の二段階の拡散が生じるようになり、一定の傾きの直線が得られる。この直線の傾きは、細胞膜のクリアランスKとダイアライザのクリアランスKに依存するので、ダイアライザのクリアランスKが定数の場合は、細胞膜のクリアランスKに依存して変化する。また、細胞内液溶質濃度Cと細胞外液溶質濃度Cの濃度差は、細胞内液初期溶質濃度C(0)に依存するので、折れ曲がり点の時間tは、細胞内液溶質濃度Cに依存することになる。 The apparatus of the present invention can non-invasively determine cell membrane clearance K 1 and intracellular fluid initial solute concentration C 1 (0), thereby determining the initial dissolved mass M pre in the patient's body fluid. Can do. Then, the case where the solute is urea will be described as an example. The urea concentration in the dialysis drainage is measured by a urea sensor, and the clearance K 1 of the cell membrane is obtained by using the simultaneous ordinary differential equation of the above formula (4) or the like. And the value of the initial urea concentration C 1 (0) of the intracellular fluid can be suitably obtained. An accurate urea removal rate can be calculated from the value thus obtained. The present inventors infer about this as follows. That is, at the initial stage of dialysis, the difference in concentration between the extracellular fluid solute concentration C 2 and the dialysate (urea concentration: 0 mg / dL), rather than the concentration difference between the intracellular fluid solute concentration C 1 and the extracellular fluid solute concentration C 2. is large, urea is mainly removed from the extracellular fluid volume V 2 of the extracellular fluid. Therefore, extracellular fluid solute concentration C 2 decreases rapidly with time. When the extracellular fluid solute concentration C 2 decreases with time, the difference in concentration between the intracellular fluid solute concentration C 1 and the extracellular fluid solute concentration C 2 increases. As a result, two-stage diffusion of urea diffusion from the intracellular fluid to the extracellular fluid and urea diffusion from the extracellular fluid to the dialysate occurs, and a straight line having a certain slope is obtained. The slope of this straight line depends on the cell membrane clearance K 1 and the dialyzer clearance K 2, and therefore changes depending on the cell membrane clearance K 1 when the dialyzer clearance K 2 is a constant. In addition, since the concentration difference between the intracellular fluid solute concentration C 1 and the extracellular fluid solute concentration C 2 depends on the intracellular fluid initial solute concentration C 1 (0), the time t c at the bending point is determined by the intracellular fluid solute concentration C 1. It will depend on the concentration C 1.

式(4)の連立常微分方程式から得られた数値計算結果と、尿素濃度の測定値から、細胞膜のクリアランスK、細胞内液初期溶質濃度C(0)、初期溶質量Mpreそして溶質除去指標(SRI)を決定する別の方法として、リアルタイムに決定する方法が挙げられる。以下、溶質が尿素である場合を例にして説明する。尿素センサを用いて一定時間間隔で透析排液の尿素濃度C(t)をリアルタイムに測定する場合、式(4’)により血液中の尿素濃度C(t)、すなわちC(t)をリアルタイムに決定することができる。3点以上のC(t)の測定値が得られた後は、これらのlogC(t)対tのプロットにほぼ一致する近似曲線をリアルタイムに算出することができる。すなわち、透析の後期にはその曲線が直線に一致することになる。したがって、直線領域に到達してから3点以上の測定値が得られた後はこれらのプロットが直線に一致することが数値計算結果から判定できるので、初期の曲線領域とその後の直線領域の境界に達するまでの透析時間tを算出できると共に、直線領域の直線の傾きSを算出することができる。一方、式(4)の連立常微分方程式による数値計算から、透析後期にはlogC(t)対t曲線が直線領域に達する。そして、その直線領域の傾きSは、V、V、K、C(0)が既知の場合には、C(0)の値によらず特定の値となる。このことから、傾きSの値と尿素センサによる測定から得られた傾きSの値とが一致するKを選択することができる。このようにしてKの値が決定されると、式(4)の連立常微分方程式から得られた数値計算結果より、C(0)の値とtの関係を得ることができる。先ほどの尿素センサの測定値からtの値が算出できているので、これを数値計算で得られたtの値と比較して、両者が一致するC(0)の値を選択することにより、C(0)の値を決定することができる。すなわち、尿素センサによるC(t)の値が直線領域に到達してから3点以上測定がなされた後は、すでに、初期溶質量Mpreの値が式(5)から決定されている。したがって、その後は、式(2)あるいは式(3)によりリアルタイムに算出した尿素除去量ΔMを用いて、式(1)からリアルタイムに溶質除去指標(SRI)を決定することができる。患者にとって適切な溶質除去指標(SRI)の値に達したときに、透析を自動的に終了することも可能になる。 From the numerical calculation result obtained from the simultaneous ordinary differential equation of equation (4) and the measured value of urea concentration, cell membrane clearance K 1 , intracellular fluid initial solute concentration C 1 (0), initial solute mass M pre and solute Another method for determining the removal index (SRI) is a method for determining in real time. Hereinafter, the case where the solute is urea will be described as an example. When the urea concentration C D (t) of the dialysis drainage is measured in real time at regular time intervals using a urea sensor, the urea concentration C B (t) in the blood, that is, C 2 (t) is calculated according to the equation (4 ′). Can be determined in real time. After three or more C 2 (t) measurements are obtained, an approximate curve that substantially matches these log C 2 (t) vs. t plots can be calculated in real time. In other words, the curve coincides with a straight line at the later stage of dialysis. Therefore, after three or more measured values are obtained after reaching the straight line area, it can be determined from the numerical calculation results that these plots match the straight line, so the boundary between the initial curved area and the subsequent straight line area. The dialysis time t c until reaching the value can be calculated, and the slope S of the straight line in the straight line region can be calculated. On the other hand, the log C 2 (t) vs. t curve reaches the linear region in the latter stage of dialysis from the numerical calculation by the simultaneous ordinary differential equation of Equation (4). The slope S of the straight line region is a specific value regardless of the value of C 1 (0) when V 1 , V 2 , K 2 , and C 2 (0) are known. Therefore, it is possible to select K 1 in which the value of the slope S obtained from the measurement by the values and urea sensor slope S coincide. When the value of K 1 is determined in this way, the relationship between the value of C 1 (0) and t c can be obtained from the numerical calculation result obtained from the simultaneous ordinary differential equation of equation (4). Since the value of t c can be calculated from the measured value of the urea sensor, the value of t 1 is compared with the value of t c obtained by numerical calculation, and the value of C 1 (0) that matches both is selected. Thus, the value of C 1 (0) can be determined. That is, after measurement of three or more points after the value of C D (t) by the urea sensor reaches the linear region, the value of the initial dissolved mass M pre is already determined from the equation (5). Therefore, thereafter, the solute removal index (SRI) can be determined in real time from the equation (1) using the urea removal amount ΔM calculated in real time by the equation (2) or (3). Dialysis can be automatically terminated when a solute removal index (SRI) value appropriate for the patient is reached.

本発明の装置は、非侵襲的に細胞膜のクリアランスKと細胞内液初期溶質濃度C(0)を決定することができ、これにより患者の体液内の初期溶質量Mpreを決定することができる。好適には、透析排液から尿素除去率を決定する装置であり、本発明の装置を備えた人工透析装置が好適な実施態様である。本発明の装置を用いることにより、細胞内から細胞外への溶質移動速度を制御することが可能となる。細胞内から細胞外へ溶質が急速に移動すると、患者が体調不良になるおそれがあり、細胞内から細胞外への溶質移動速度を制御できることは非常に有用である。本発明の装置は、最適な透析時間、血液流量、透析液流量を制御することができるため、患者のQOLを向上させることができるとともに、透析処置の自動化が可能になる。 The apparatus of the present invention can non-invasively determine the cell membrane clearance K 1 and the intracellular fluid initial solute concentration C 1 (0), thereby determining the initial dissolved mass M pre in the body fluid of the patient. Can do. Preferably, it is a device for determining the urea removal rate from the dialysis drainage, and an artificial dialysis device equipped with the device of the present invention is a preferred embodiment. By using the apparatus of the present invention, it is possible to control the rate of solute transfer from the inside of the cell to the outside of the cell. If the solute rapidly moves from the inside of the cell to the outside of the cell, the patient may be in a poor physical condition, and it is very useful to be able to control the solute moving speed from the inside of the cell to the outside of the cell. Since the apparatus of the present invention can control the optimal dialysis time, blood flow rate, and dialysate flow rate, the patient's QOL can be improved and the dialysis treatment can be automated.

以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

実施例1
(1)細胞膜のクリアランスKの決定
透析治療中における患者の血液を透析治療開始から2分ごとに3回サンプリングし、次いで透析治療が80分と240分を経過した際における同一患者の血液をそれぞれ1回ずつサンプリングした。同時に、前記患者の透析治療中における透析排液を2分ごとに複数回サンプリングし、次いで30分ごとに複数回サンプリングした。酵素−UV法(ウレアーゼ・インドフェノール法)により、血液中の尿素濃度C(t)と透析排液中の尿素濃度C(t)を測定した。このとき、同時に、WO2009/035008A1の実施例に記載された尿素濃度測定装置(以下、「尿素センサ」と略記することがある)を用いて透析排液中の尿素濃度C(t)を2分ごとに測定した。尿素濃度C(t)と尿素濃度C(t)を透析時間tの関数として片対数グラフにプロットして得られた結果を図1に示す。図1から分かるように、酵素−UV法により測定された透析排液中の尿素濃度の値と、尿素センサにより測定された透析排液中の尿素濃度の値はほぼ一致しているので、両者をともにC(t)で表わす。
Example 1
(1) Determination of cell membrane clearance K 1 The patient's blood during dialysis treatment is sampled 3 times every 2 minutes from the start of dialysis treatment, and then the blood of the same patient when dialysis treatment passes 80 minutes and 240 minutes. Each was sampled once. At the same time, dialysis drainage during the dialysis treatment of the patient was sampled multiple times every 2 minutes and then multiple times every 30 minutes. The enzyme -UV method (urease-indophenol method) were measured urea concentration in blood C B (t) and the urea concentration C D in the dialysis effluent (t). At the same time, the urea concentration C D (t) in the dialysis effluent is set to 2 using the urea concentration measuring device described in the example of WO2009 / 035008A1 (hereinafter sometimes abbreviated as “urea sensor”). Measured every minute. The results obtained by plotting the urea concentration C B (t) and the urea concentration C D (t) on a semi-logarithmic graph as a function of the dialysis time t are shown in FIG. As can be seen from FIG. 1, the value of the urea concentration in the dialysis drainage measured by the enzyme-UV method and the value of the urea concentration in the dialysis drainage measured by the urea sensor are almost the same. Are both represented by C D (t).

透析排液中の尿素濃度C(t)の時間変化特性を計測することにより細胞膜のクリアランスKを決定した。すなわち、透析排液中の尿素濃度C(t)を透析時間tの関数として片対数グラフにプロットした値と、下記式(4)の連立常微分方程式を用いてシミュレーションにより得られた透析排液中の尿度濃度Cの傾きとを比較して細胞膜のクリアランスKを決定した。 The cell membrane clearance K 1 was determined by measuring the time-varying characteristics of the urea concentration C D (t) in the dialysis drainage. That is, the dialysis drainage obtained by simulation using the value obtained by plotting the urea concentration C D (t) in the dialysis drainage as a function of the dialysis time t on a semilogarithmic graph and the simultaneous ordinary differential equation of the following formula (4) It was determined clearance K 1 of the cell membrane by comparing the slope of the urine of the concentration C 2 of the liquid.

全体液が27.1L、細胞内液の体積:細胞外液の体積=7:3の場合、Vは27.1×7/10=18.97Lとなり、Vは27.1×3/10=8.13Lとなる。ここで、細胞内液の体積と細胞外液の体積は、インピーダンス法による市販の体成分分析装置(バイオスペース製InBody S10)等を用いて測定することができる。細胞外液の尿度濃度の初期値C(0)は、血液の尿素濃度の初期値C(0)に等しいとして、尿素センサによる透析排液の尿素濃度C(0)の測定値24.9mg/dLから下記式(4’)を用いて、C(0)=(500/230)×24.9=54.1mg/dLと算出できる。この値は、透析治療開始時の血液の酵素−UV法による尿素濃度測定値56.6mg/dLにほぼ一致している。
When the total liquid is 27.1 L, the volume of the intracellular liquid: the volume of the extracellular liquid = 7: 3, V 1 is 27.1 × 7/10 = 18.97 L, and V 2 is 27.1 × 3 / 10 = 8.13L. Here, the volume of the intracellular fluid and the volume of the extracellular fluid can be measured using a commercially available body component analyzer (InBody S10 manufactured by Biospace) or the like based on the impedance method. Assuming that the initial value C 2 (0) of the urinary concentration of the extracellular fluid is equal to the initial value C B (0) of the blood urea concentration, the measured value of the urea concentration C D (0) of the dialysis drainage by the urea sensor C B (0) = (500/230) × 24.9 = 54.1 mg / dL can be calculated from 24.9 mg / dL using the following formula (4 ′). This value almost coincides with the measured value of urea concentration of 56.6 mg / dL by enzyme-UV method of blood at the start of dialysis treatment.

ここで、透析排液の流量Qは500mL/minで、使用したダイアライザのクリアランスKは、230mL/minである。細胞内液の尿素濃度の初期値C(0)は暫定的に60mg/dLとした。これらの値と、上記式(4)の連立常微分方程式とを用いて、透析排液中の尿度濃度logC対tの数値計算曲線における後期の直線領域の傾きと、実際に測定された透析排液中の尿素濃度logC(t)のプロットから得られる後期の直線領域の傾きの値とが概ね一致するように、細胞膜のクリアランスKを決定した。このようにして決定された細胞膜のクリアランスKは、250mL/minであった。 Here, the flow rate Q D of the dialysis effluent is 500 mL / min, clearance K 2 of the dialyzer used is 230 mL / min. The initial value C 1 (0) of the urea concentration in the intracellular fluid was provisionally 60 mg / dL. Using these values and the simultaneous ordinary differential equation of the above equation (4), the slope of the late linear region in the numerical calculation curve of the urinary concentration logC 2 vs. t in the dialysis drainage was actually measured. as the value of the slope of the late linear region derived from a plot of urea concentrations log C D in the dialysis effluent (t) is generally coincident to determine the clearance K 1 of the cell membrane. Clearance K 1 of the thus cell membranes was determined was 250 mL / min.

(2)細胞内液の尿素濃度Cの決定
次いで、決定された細胞膜のクリアランスKの値と、上記V、V、C及びKの値とを用いて、上記式(4)の連立常微分方程式の数値計算から得られたlogC(t)対t曲線とlogC(t)の実測プロットのスムージング曲線とを比較することにより、logC(t)が曲線から直線に移行するまでの透析時間tcが数値計算結果と実測結果において一致するように細胞内液の尿素濃度の初期値C(0)を決定した。このようにして決定された細胞内液の尿素濃度の初期値C(0)は、85mg/dLであった。
(2) Determination of urea concentration C 1 in intracellular fluid Next, using the determined value of cell membrane clearance K 1 and the values of V 1 , V 2 , C 2 and K 2 , the above formula (4 by comparing the smoothing curves of measured plot of simultaneous ordinary differential logC obtained from the numerical calculation of equation 2 (t) versus t curve and logC 2 (t)) of, in a straight line from logC 2 (t) curve The initial value C 1 (0) of the urea concentration of the intracellular fluid was determined so that the dialysis time tc until the transfer matched between the numerical calculation result and the actual measurement result. The initial value C 1 (0) of the urea concentration of the intracellular fluid determined in this manner was 85 mg / dL.

(3)初期溶質量Mpreの決定
決定された細胞内液の尿素濃度Cの値と、V、V及びCの値とを用いて、初期溶質量Mpreを下記式(5)により決定した。
(3) Determination of initial dissolved mass M pre Using the determined values of the urea concentration C 1 of the intracellular fluid and the values of V 1 , V 2 and C 2 , the initial dissolved mass M pre is expressed by the following formula (5 ).

細胞内液の初期尿素濃度C(0)は85mg/dL、細胞外液の初期尿素濃度C(0)は58mg/dL、Vは18.97L、Vは8.13Lであるから、初期溶質量Mpreは、0.85[g/L]×18.97[L]+0.58[g/L]×8.13[L]=20.84[g]と決定できた。 The initial urea concentration C 1 (0) in the intracellular fluid is 85 mg / dL, the initial urea concentration C 2 (0) in the extracellular fluid is 58 mg / dL, V 1 is 18.97 L, and V 2 is 8.13 L. The initial dissolved mass M pre was determined to be 0.85 [g / L] × 18.97 [L] +0.58 [g / L] × 8.13 [L] = 20.84 [g].

(4)溶質除去量ΔMの決定
透析廃液流量Q及び溶質濃度C(t)から溶質除去量ΔMを下記式(2)により決定した。
(4) to determine the decision dialysis effluent flow rate Q D and solute concentration C D (t) from the solute removal amount ΔM of solute removal amount ΔM by the following equation (2).

透析排液流量Qは500mL/minであった。図4のグラフにおけるスムージング曲線C(t)により、溶質除去量ΔMは、上記式(2)から17.4gと決定できた。 Dialysis effluent flow Q D was 500 mL / min. From the smoothing curve C D (t) in the graph of FIG. 4, the solute removal amount ΔM could be determined as 17.4 g from the above equation (2).

(5)溶質除去指標(SRI)の決定
次いで、溶質除去指標(SRI)を下記式(1)により決定した。
(5) Determination of solute removal index (SRI) Next, the solute removal index (SRI) was determined by the following equation (1).

溶質除去指標(SRI)は、(17.4/20.84)×100=83.5(%)と決定できた。   The solute removal index (SRI) could be determined as (17.4 / 20.84) × 100 = 83.5 (%).

比較例1
尿素除去率(URR)を従来から知られている下記式(b)により計算した。
Comparative Example 1
The urea removal rate (URR) was calculated by the following formula (b) which has been conventionally known.

図4に示されるように、血液中の初期尿素濃度Cpreは58mg/dL、透析治療後の最終尿素濃度Cpostは13.6mg/dLである。これらの値から、URR(%)は、[(58−13.6)/58]×100=76.5(%)であった。 As shown in FIG. 4, the initial urea concentration C pre in blood is 58 mg / dL, and the final urea concentration C post after dialysis treatment is 13.6 mg / dL. From these values, the URR (%) was [(58-13.6) / 58] × 100 = 76.5 (%).

このように、比較例1では、尿素除去率(URR)が76.5(%)であったのに対し、実施例1では、尿素除去率(URR)に相当する溶質除去指標(SRI)が83.5(%)であった。すなわち、本発明の装置により、正確な尿素除去率を算出することができ、従来のURRはこの値とずれている。   Thus, in Comparative Example 1, the urea removal rate (URR) was 76.5 (%), whereas in Example 1, the solute removal index (SRI) corresponding to the urea removal rate (URR) was It was 83.5 (%). That is, an accurate urea removal rate can be calculated by the apparatus of the present invention, and the conventional URR deviates from this value.

実施例2
実施例1において、別の患者に対して、透析治療開始から10分経過するまでは2分ごと、その後30分経過するまでは10分ごとに透析排液をサンプリングし、次いで240分を経過するまで30分ごとに透析排液をサンプリングした以外は、実施例1と同様にして尿素(分子量60)、β2−MG(分子量約12,000)及びアルブミン(分子量約66,000)の濃度をそれぞれ測定した。尿素、β2−MG及びアルブミンのそれぞれの濃度を透析時間tの関数として片対数グラフにプロットして得られた結果を図5に示す。
Example 2
In Example 1, for another patient, the dialysis drainage is sampled every 2 minutes until 10 minutes have passed since the start of dialysis treatment, and every 10 minutes until 30 minutes thereafter, and then 240 minutes have passed. The concentration of urea (molecular weight: 60), β2-MG (molecular weight: about 12,000) and albumin (molecular weight: about 66,000) were respectively set in the same manner as in Example 1 except that the dialysis drainage was sampled every 30 minutes until It was measured. FIG. 5 shows the results obtained by plotting the respective concentrations of urea, β2-MG and albumin on a semi-logarithmic graph as a function of dialysis time t.

図5において、β2−MGやアルブミン濃度の時間変化特性の傾向は尿素と同様であり、傾きの急な初期と、傾きがより緩やかである直線に一致する後期とに区分することができる。従ってこれらについても上記式(4)を適応することができるため、尿素の場合と同様にして、本発明の装置を用いることにより、これらの老廃物の正確な除去率を算出することができる。   In FIG. 5, the tendency of β2-MG and albumin concentration with time change characteristics is the same as that of urea, and can be divided into an initial stage with a steep slope and a later stage that matches a straight line with a gentler slope. Therefore, since the above formula (4) can be applied to them, the exact removal rate of these waste products can be calculated by using the apparatus of the present invention as in the case of urea.

Claims (6)

透析排液から患者の体液内の初期溶質量Mpreを決定する装置であって、
透析排液中の溶質濃度C(t)の時間変化特性を計測することにより細胞膜のクリアランスKを決定する手段と、
前記細胞膜のクリアランスKから細胞内液初期溶質濃度C(0)を決定する手段と、
前記細胞内液初期溶質濃度C(0)、細胞外液初期溶質濃度C (0)、細胞内液の体積V 及び細胞外液の体積V を用いた下記式(5)により初期溶質量Mpreを決定する手段とを備えたことを特徴とする装置。
[式(5)中、C (0)は細胞内液初期溶質濃度であり、C (0)は細胞外液初期溶質濃度であり、V は細胞内液の体積であり、V は細胞外液の体積である。]
A device for determining an initial dissolved mass M pre in a patient's body fluid from dialysis drainage,
Means for determining the cell membrane clearance K 1 by measuring the time-varying characteristics of the solute concentration C D (t) in the dialysis effluent;
Means for determining the initial solute concentration C 1 (0) in the intracellular fluid from the clearance K 1 of the cell membrane;
The initial solute concentration C 1 (0) in the intracellular fluid, the initial solute concentration C 2 (0) in the extracellular fluid, the volume V 1 of the intracellular fluid, and the volume V 2 of the extracellular fluid are initialized by the following formula (5). And a device for determining the melting mass M pre .
[In formula (5), C 1 (0) is the intracellular fluid initial solute concentration, C 2 (0) is the extracellular fluid initial solute concentration, V 1 is the volume of the intracellular fluid, and V 2 Is the volume of extracellular fluid. ]
更に、透析排液流量Q及び溶質濃度C(t)から溶質除去量ΔMを決定する手段と、
溶質除去指標(SRI)を下記式(1)により決定する手段とを備えた請求項1記載の装置。
And means for determining a solute removal amount ΔM from the dialysis drainage flow rate Q D and the solute concentration C D (t);
The apparatus of Claim 1 provided with the means to determine a solute removal parameter | index (SRI) by following formula (1).
前記溶質除去量ΔMを決定する手段が、連続測定した溶質濃度C(t)又はΔt時間ごとにn回測定した溶質濃度CDiを用いて、下記式(2)又は(3)により溶質除去量ΔMを決定する手段である請求項2記載の装置。
The means for determining the solute removal amount ΔM uses the solute concentration C D (t) measured continuously or the solute concentration C Di measured n times every Δt i time, according to the following formula (2) or (3). The apparatus according to claim 2, which is means for determining a removal amount ΔM.
下記式(4)の連立常微分方程式により細胞内液初期溶質濃度C(0)を決定する請求項1〜3のいずれか記載の装置。
[式(4)中、Cは時刻tにおける細胞内液溶質濃度であり、Cは時刻tにおける細胞外液溶質濃度であり、Vは細胞内液の体積であり、Vは細胞外液の体積であり、Kは細胞膜のクリアランスであり、Kはダイアライザのクリアランスである。]
The device according to any one of claims 1 to 3, wherein the intracellular fluid initial solute concentration C 1 (0) is determined by a simultaneous ordinary differential equation of the following formula (4).
[In formula (4), C 1 is the intracellular fluid solute concentration at time t, C 2 is the extracellular fluid solute concentration at time t, V 1 is the volume of the intracellular fluid, and V 2 is the cell The volume of the external liquid, K 1 is the clearance of the cell membrane, and K 2 is the clearance of the dialyzer. ]
透析排液から尿素除去率を決定する請求項1〜のいずれか記載の装置。 Apparatus according to any one of claims 1-4 to determine the urea removal rate from the dialysis effluent. 請求項1〜のいずれか記載の装置を備えた人工透析装置。 Dialysis apparatus provided with a device according to any one of claims 1-5.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111801124A (en) * 2018-01-10 2020-10-20 尼普洛株式会社 Extracellular fluid volume calculation device and extracellular fluid volume calculation method

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11262521A (en) * 1997-12-09 1999-09-28 Hospal Ind Method to judge parameter showing progress of external blood treatment
DE19831385A1 (en) * 1998-07-14 2000-01-27 Fresenius Medical Care De Gmbh Hemodialysis parameter determination in kidney treatment, measuring parameters of dialysis fluid, obtaining transfer function for membrane, comparing with values from mathematical formulae
JP2001029456A (en) * 1999-06-22 2001-02-06 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Method for determining efficiency of dialyzer of dialyzing apparatus and dialyzing apparatus for effecting the same
JP2002511029A (en) * 1997-05-15 2002-04-09 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー Non-resonant decoupled droplet generator
JP2002520096A (en) * 1998-07-09 2002-07-09 フレゼニウス メディカル ケアー ドイチュラント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method for determining dialysance and apparatus for the method
JP2002533170A (en) * 1998-12-24 2002-10-08 フレセニウス・メディカル・ケア・ドイッチュラント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング Method for estimating the distribution of blood components during extracorporeal blood processing and apparatus for implementing this method
US6702774B1 (en) * 1997-10-27 2004-03-09 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Method of measuring dialysis or clearance of hemodialysis systems
JP4148536B2 (en) * 1997-06-02 2008-09-10 ガンブロ ルンデイア アクチーボラグ Device for calculating the efficiency of dialysis
JP2009273749A (en) * 2008-05-16 2009-11-26 Techno Medica Co Ltd Hemodialysis system

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002511029A (en) * 1997-05-15 2002-04-09 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー Non-resonant decoupled droplet generator
JP4148536B2 (en) * 1997-06-02 2008-09-10 ガンブロ ルンデイア アクチーボラグ Device for calculating the efficiency of dialysis
US6702774B1 (en) * 1997-10-27 2004-03-09 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Method of measuring dialysis or clearance of hemodialysis systems
JPH11262521A (en) * 1997-12-09 1999-09-28 Hospal Ind Method to judge parameter showing progress of external blood treatment
JP4335988B2 (en) * 1997-12-09 2009-09-30 ガンブロ・アンデュストリエ・エスアーエス Hemodialysis system
JP2002520096A (en) * 1998-07-09 2002-07-09 フレゼニウス メディカル ケアー ドイチュラント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method for determining dialysance and apparatus for the method
JP4219094B2 (en) * 1998-07-09 2009-02-04 フレゼニウス メディカル ケアー ドイチュラント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method for determining dialysance and apparatus for the method
DE19831385A1 (en) * 1998-07-14 2000-01-27 Fresenius Medical Care De Gmbh Hemodialysis parameter determination in kidney treatment, measuring parameters of dialysis fluid, obtaining transfer function for membrane, comparing with values from mathematical formulae
JP2002533170A (en) * 1998-12-24 2002-10-08 フレセニウス・メディカル・ケア・ドイッチュラント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング Method for estimating the distribution of blood components during extracorporeal blood processing and apparatus for implementing this method
JP4509387B2 (en) * 1998-12-24 2010-07-21 フレセニウス・メディカル・ケア・ドイッチュラント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング Method for calculating the distribution of blood components during extracorporeal blood treatment and apparatus for carrying out this method
JP2001029456A (en) * 1999-06-22 2001-02-06 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Method for determining efficiency of dialyzer of dialyzing apparatus and dialyzing apparatus for effecting the same
JP4705225B2 (en) * 1999-06-22 2011-06-22 フレセニウス・メディカル・ケア・ドイッチュラント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング Method for determining the efficiency of a dialyzer of a dialysis machine and a dialysis machine for carrying out this method
JP2009273749A (en) * 2008-05-16 2009-11-26 Techno Medica Co Ltd Hemodialysis system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111801124A (en) * 2018-01-10 2020-10-20 尼普洛株式会社 Extracellular fluid volume calculation device and extracellular fluid volume calculation method
CN111801124B (en) * 2018-01-10 2023-05-23 尼普洛株式会社 Extracellular fluid volume calculation device and extracellular fluid volume calculation method

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