JP5833607B2 - 透析患者の断片的生体インピーダンスを測定するデバイスおよび方法 - Google Patents
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Description
ρmeasure=AρI/L(m・Ω)
を用いて計算される。
ドライ体重=事前体重−Vexcess
に従い計算される。
Vexcess=(k1/k2)・ρcal・BMIp (式1)
である。
ρcalは以下の式から求められる抵抗率(m×Ω)である:
ρcal=λ・BMIp+200 (m×Ω); 式1.1
式中、λは健康被検者におけるBMIと抵抗率との間の関係に基づく線形の回帰方程式から導出された抵抗/密度(Ω/(kg/m3))の適合係数であり;且つ、
BMIpは患者のBMIである。
その場合にk1=C1×C2であり、
式中、C1は透析患者における身体断片の抵抗率と臨床的ドライ体重値との間の関係を相関させる適切な実験データから導出された線形回帰方程式により求められ、且つ、
C2=ρcal/(ρcal−ρmeasure)
であり、式中、ρmeasureは透析患者の身体断片が少なくとも略々収縮期圧力の圧力まで圧縮されたときにSBIAにより測定された身体断片の抵抗率である。
Lb1=R1×A1/ρ1
に従い電気的に決定され得る。
R1は、単一もしくは複数の前記プレートが配置される端部に最も近い端部と、プレート28が前記帯域に接触する箇所との間における前記帯域の抵抗率であり;
A1は、前記帯域の断面積であり;且つ、
ρ1は、この材料の抵抗率である。
HR=60/(Ti+1−Ti)
式中、HRは毎分当たりの拍動で表された心拍数であり;且つ、図7に示された如くTi+1−Tiは連続的である任意の2個の心拍により誘起されたインピーダンス波のピークTiおよびTi+1間の時間間隔である。
CO=2×HR(k3×SVarm+k4×SVleg)(L/分)
式中、SVarmおよびSVlegは夫々、上腕および脚部の心拍血液量であり;SVarmおよびSVlegは次式を用いて算出される:
SVarm=ΔVA/NAおよびSVleg=ΔVL/NL
式中、ΔVAおよびΔVLは夫々、(図8において断片点Aとして示されると共に、この時間の間においては実質的に全ての血液容量が外肢断片から搾り出されるという)最大カフ圧力の時点と、(図8において点Bとして示されると共に、この時間の間においては心拍血液量の分だけ血液容量が補充されるという)圧力カフが収縮された時点との間における上腕の血液容量の変化および脚部における血液容量の変化である。NAおよびNLは夫々、ピーク点(A)から基線(B)に亙るインピーダンスの変化の間における脈拍の個数である。
ΔVA=−ρbL2ΔZA/ZA 2、且つ、ΔVL=−ρbL2ΔZL/ZL 2 式2
式中、ρbは血液の抵抗率であり、Lは各電極間における身体もしくは外肢断片の長さであり、且つ、ZAおよびZLは夫々インピーダンス値である。ΔVAおよびΔVLの計算は、1998年、ニューヨークのWileyによる“医療器具応用および設計(Medical Instrumentation Application and Design)”、第3版におけるJ.G.Webstarの方法に従い実施されるが、その全ては言及したことにより本明細書中に援用される。
k3=kc×ΔZA/(NA×VA)
式中、ΔZAは上腕のインピーダンスの変化であり、VAは設定により計算された体積であり、且つ、NAは脈拍数である。同様に、脚部の体積の変化を較正すべく式k4=kc×ΔZL/(NL×VL)が用いられる。
20人の健康被検者(表1)および13人の血液透析患者(表2)が考察され、後者は血液透析の最中である。表1および表2には、それらの平均の年齢、体重および肥満指数(BMI)が示される。データは、平均値±SDとして表される。
全てが身体の左側とされた6個の電極を用いて血液透析の間において10分毎に連続的に断片的生体インピーダンスが測定された。電流を注入するために、一方は手の上かつもう一方は脚部上とされた2個の電極が用いられた。測定電極は、手首、肩、臀部および踝(くるぶし)に載置された。抵抗率は、手首−肩断片(Varm)、肩−臀部断片(Vtrunk)および踝−臀部断片(Vleg)で測定された。収縮期血圧(SBP)、相対血液容量すなわち赤血球容積率(RBV)および限外濾過率(UFR)も測定された。この様にして、脚部、上腕および体幹における血液容量および断片的細胞外体積(ECV)が算出された。結果は、図3に示される。X軸は分単位の時間であり、Y軸は血液透析の開始時における特定パラメータの値を100%に等しいものとした値の相対変化である。連続的な限外濾過の後、脚部のECVにおける変化は勾配が略々水平すなわちゼロに接近する如く小さくなり、このことは、限外濾過に利用可能な流体が殆ど無くてドライ体重が達成されたことを表す。ECVの体幹、脚部および上腕の曲線を比較すると、ドライ体重分析に対しては脚部が好適な身体断片であることが理解され得る。
血液透析治療の開始時および完了時において圧力カフを膨張して且つ膨張せずに外肢断片の抵抗および抵抗率が測定されると共に、ΔWが算出された。表3は一連の患者において血液透析の終了時にΔWが≠0であったことを示すことで、これらの患者は血液透析の終了時に臨床的ドライ体重でなかったことを表している。
図5は、10人の男性患者における血液透析の終了時における抵抗率および血圧の臨床的相関を示している。図4は、これらの患者における血液透析の終了時の抵抗率と身体水和量との間の臨床的相関を示している。抵抗率に対する正常範囲は実線として示される。これらの結果は、治療の終了時において当該技術により表される如く血液透析患者が正しいドライ体重に無かったことを例証している。殆どは過剰水和であったが、記号○で表される3人は水和不足であった。前記式1を用い、健康被検者のρ0およびρpならびにBMIに従い個々のドライ体重が算出された。図9には、健康被検者と比較した補正後における患者のドライ体重、および、未補正のドライ体重が示される。
Claims (3)
- 上肢断片における心拍血液量を生体電気インピーダンス分析により測定する段階と、
同一側の下肢断片における心拍血液量を生体電気インピーダンス分析により実質的に同時に測定する段階と、
前記上肢断片における心拍血液量および前記下肢断片における心拍血液量を合計する段階と、
前記合計を心拍数の2倍に乗算して心拍出量を求める段階と、
を備えて成る、透析に先立って、もしくは透析後に心拍出量を必要とする患者の心拍出量を算出する方法。 - 前記上肢断片の心拍血液量は、前記上肢断片に対して外部最大圧力を付与し、前記最大圧力の時点と外部圧力が付与されない時点との間における前記上肢断片の血液容量の変化分を決定すると共に該変化分を前記2つの時点間における心拍の個数で除算することで算出され、且つ、
前記下肢の心拍血液量は、前記下肢断片に対して外部最大圧力を付与し、前記最大圧力の時点と外部圧力が付与されない時点との間における前記下肢断片の血液容量の変化分を決定すると共に該変化分を前記2つの時点間における心拍の個数で除算することで算出される、
請求項1記載の方法。 - 生体インピーダンス測定ユニットと、
前記生体インピーダンス分析用測定ユニットと電気通信すると共に上肢断片に取付可能な第1電気出力手段であって、前記上肢断片に電流を印加し得る第1電気出力手段と、
前記生体インピーダンス分析用測定ユニットと電気通信すると共に下肢断片に取付可能な第2電気出力手段であって、前記下肢断片に電流を印加し得る第2電気出力手段と、
前記生体インピーダンス分析用測定ユニットと電気通信すると共に上肢断片に取付可能な第1電気入力手段であって、前記上肢断片を通過して伝達された電流を受信して該電流を前記生体インピーダンス分析用測定ユニットに送信し得る第1電気入力手段と、
前記生体インピーダンス分析用測定ユニットと電気通信すると共に下肢断片に取付可能な第2電気入力手段であって、前記下肢断片を通過して伝達された電流を受信して該電流を前記生体インピーダンス分析用測定ユニットに送信し得る第2電気入力手段と、
前記上肢断片に最大圧力を付与すると共に前記生体インピーダンス分析用測定ユニットと電気通信する第1圧力付与手段と、
前記下肢断片に最大圧力を付与すると共に前記生体インピーダンス分析用測定ユニットと電気通信する第2圧力付与手段と、
前記生体インピーダンス分析用測定を、前記第1電気入力および出力手段と前記第2電気入力および出力手段とに対して選択的に且つ電気的に接続する手段と、を備え、
前記生体インピーダンス分析用測定ユニットは生体電気インピーダンス分析により前記上肢断片および下肢断片における心拍血液量を選択的に測定し得る、
生体インピーダンス測定により心拍出量を算出するデバイス。
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