JPH11137667A - 液透析のパラメータを決める方法並びに液透析のパラメータの決定機能を備えた血液治療装置 - Google Patents

液透析のパラメータを決める方法並びに液透析のパラメータの決定機能を備えた血液治療装置

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 血液透析のパラメータを決める方法並びに液
透析のパラメータの決定機能を備えた血液治療装置を提
供する。 【解決手段】 体外循環の血液治療中、治療すべき血液
が体外血液循環路内にある半透膜５により血液槽４と透
析液槽６とに分けられた透析器７の血液槽を通って流
れ、それに対し透析液は透析器の透析液槽６を通って流
れる。血液槽を流れる血中溶質濃度を決めるため、透析
液槽を流れる透析液の流量は体外循環血液治療中次のよ
うな値に調整される。すなわち、透析器の透析液槽出口
側の溶質濃度が、透析器の血液槽入口側のその溶質濃度
であると本来見なされるような値にである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、体外血液治療中血
液透析のパラメータを決める方法並びに血液透析のパラ
メータを決めるための装置を備えた血液治療用装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】人の腎臓には、尿毒性物質を血液から除
去並び水分と電解質の排出を調節するという重要な働き
がある。血液透析は、尿毒性物質の除去及び血中の電解
質濃度の調節に関し腎臓の機能障害を補うための治療方
法である。水分の排出は限外濾過装置によって調整され
る。
【０００３】体外循環路での血液透析では、血液は半透
膜で血液槽と透析液層に仕切られた透析器の血液槽を通
って流れる。透析液槽には、ある一定の濃度の血液電解
質を含む透析液が送り込まれる。透析液の溶質濃度（c
d）は、健康な人の血液濃度に相当する。治療中、患者
の血液と透析液は、膜の両側を所定の流量（Qb又はQd)
で互いに逆の方向に流れる。尿毒性物質は、血液槽の膜
を通って透析液槽内に拡散し、同時に血中及び透析液中
に存在する電解質は濃度の高い槽から低い槽へ拡散す
る。さらに半透膜に圧力をかけることにより、物質交換
が促進される。
【０００４】この血液治療法をさらに改善するために、
体外血液治療中、液透析のパラメータ（生体内in-vivo
）を決める必要がある。とりわけ興味深いパラメータ
は、透析器の入口側での血中におけるある物質の濃度値
又はある物質に対する透析器の交換性能値であり、これ
はいわゆる「クリアランス」又は「ダイアリサンス（Di
alysance）D 」と表示される。
【０００５】ある一定の物質K に対するクリアランスと
して、透析器中規定された条件下で、単位時間（分）当
たりのある決まった物質が完全に取り除かれるその仮の
（算出された）血液量が示される。ダイリサンスＤは、
透析器の性能を決める一つの概念で、それには透析液か
ら除去された溶質濃度が取り扱われている。これらのパ
ラメータ以外に別の重要なパラメータもあり、血液中の
液体成分の割合、血液量や血液入口側濃度の値などがあ
げられる。
【０００６】血液濾過方法を測定技術に基づいて数学的
に定量化すること並びに透析器の上述のパラメータの決
定はかなり複雑である。計算を基礎としたものとして、
「透析器による腎臓機能の代用」、 W.Drukker, F.M.Pa
rsons, J.F.Maher(Hrsg), Nijhoff,ハーグ１９８３での
Sargent, J.A., Gotch.F.A.,: 透析器の原理と生物物理
を参照できる。
【０００７】ダイアリサンスＤ又はクリアランスは、特
定の電解質が例えばナトリウムであると、以下のよう
に、限外濾過量が０である時に決められる。ダイアリサ
ンスＤは、この電解質に対する血液側の質量輸送量（Qb
x (cbi − cbo))と透析器の各入り口における血液と透
析液間の電解質の濃度差（cbi-cdi)との比に相当する。 Ｄ＝ Qb ・ ( cbi− cbo ) / ( cbi− cdi ) （１） 質量平衡から Q ｂ・ (cbi −cbo)＝−Qd ・ (cdi − cdo) （２） 上記二つの等式（１）と（２）より Ｄ＝ Ｑｄ・（cdo − cdi) / ( cbi− cdi ) （３） （１）から（３）において Ｑb ＝ 実質的な血液流量 Ｑｄ＝ 透析液流量 cb ＝血中の溶質濃度 cd =透析液中の溶質濃度 i = 透析器の入口 ｏ = 透析器の出口 である。
【０００８】実質的な血液流量は、除去されるべき物質
が溶解している血液部分の流量であり、すなわちその血
液部分の流量はその物質に対する（水性）溶液量と関係
がある。物質に応じてそれは血漿水量又は血液水量で、
血液全体中の液体部分に相当する。血中の溶質濃度cb
は、血液の液体成分に関係がある。
【０００９】特別な代謝産物の場合、例えば尿素では、
新鮮な透析液には決して存在しない物質なので、cdi ＝
０となる。従って、ここではダイアリサンスＤについて
ではなく、代謝産物に対するクリアランスについて述べ
る。 K＝ Qb ・（ cbi− cbo ) / cbi = Qd ・cdo / cbi （４）
【００１０】血液透析のパラメータを生体内で決める従
来の方法は、上述の考えに基づいている。その際、血液
側を直接測定するための処置をしないですむように配慮
が必要である。これは少なからぬ危険をはらんでいるか
らである。そのため求めるべき量は透析液側の測定によ
るものでなければならないことになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】EP０２９１４２１B １
により、血液の透析器への入口側の濃度cbi を決める方
法が知られている。その方法では電解質の移動がもはや
半透膜を通って見られなくなる時点を決めるために、透
析液の入口側の濃度が徐々に変えられるというものであ
る。この方法は、透析液の入口側の伝導度を、その出口
での伝導度と区別できなくなるまで変化させるという原
理に基づいている。これにより透析液の入口側の伝導度
が血液の入口側の伝導度と考えられる（cbi=cdi ）。
（１）から（３）までの等式に基づき、血液透析の別の
パラメータすなわちD 又はQbの値のようなパラメータが
導かれる。この方法は比較的長い測定時間を要するとい
う欠点がある。透析液が新たな流入濃度値に調整される
際、安定した平衡状態に達するまでの時間がかかるから
である。流入濃度値は、透析器の平衡状態が達成された
時点で直ちに効果を現さないからである。すなわち、透
析器入口側の伝導度の変化が透析器出口側の安定状態に
達するまでに要する時間である。安定した平衡状態に達
するのに要する時間は、本来単位時間あたりの伝導度の
変化の大きさにより決まる。しかしながら、このように
時間がかかると、透析器のパラメータが変化し、その結
果決めるべき値が変わってしまうことになる。とりわけ
注目すべきことは、上述の方法（他の方法でも同様であ
るが）は血液の入口側濃度cbi を、拡散してきた電解質
トランスファーによって直ちに変えることができるとい
うものである。既知の例でも、透析液側の濃度を変える
方法によってこの体系的な誤りは極めて大きい。そのた
め、この方法は生体内で血液透析のパラメータを決める
ための正確な測定値が得られず、さらに透析器入口側の
濃度を変えるために、かなり費用のかかる装置が必要と
なる。
【００１２】DE３９３８６６２C ２（EP０４２８８９２
７A １）に記載された方法は、血液透析のパラメータを
生体内で決めるというものであり、透析物ー電解質ー移
動が二つの異なる透析液入口濃度においてそれぞれ測定
される。血液の入口側濃度が一定であると仮定し、従来
の方法に基づき次の方法によってダイアリサンスが決め
られる。第一回目と第二回目の測定時において、透析液
ーイオン濃度の透析器の入口側と出口側で生じる差がそ
れぞれ異なり、その差が求められ、その差を、第一回目
と第二回目の測定時における透析器の入口側の透析液ー
イオン濃度の差によって割り、この商を透析液流量と掛
け合わせる。
【００１３】EP０２９１４２１B1では血液側入口濃度を
決める方法が記載されている。その方法では電解質移動
がもはや半透膜を通過しなくなる時点を決めるために、
透析液の入口側の濃度ｗ徐々に変えるというものであ
る。この方法は、透析液の入口側の伝導度を、その出口
での伝導度と区別できなくなるまで変化させるという原
理によってなされる。それにより透析液の入口側の伝導
度は血液側の入口での伝導度と考えられる。
【００１４】上述の方法は、透析液入口側濃度を変化さ
せるためにかなり高価な装置を必要とする欠点がある。
【００１５】EP０３３０８９２A １並びにEP０５４７０
２５ではさらに別の方法が記述されていて、その方法は
血液入口側濃度を決めるためのものである。この周知の
方法では、透析液ーイオン濃度の透析器の入口側と出口
側での差、すなわち電解質移動量が決められる。この方
法でもまた透析液経路内に異なる濃度調整をするため
に、透析液入口側濃度を変えるための高価な装置が必要
となる。
【００１６】US−A −５, １１０，４７７では、透析器
のクリアランスを決める方法が記述されていて、その方
法では透析液側も血液側でも調整溶液が透析器内に流さ
れる。この方法でもかなり高価な装置が必要とされる。
さらに生体内ではなくて、生体外での流動性の透析治療
とその他の治療にも適用される。
【００１７】WO９４／０９３５１では、血液透析装置用
の尿素感知器が記述され、分析のため透析液経路から使
用済みの透析液が採取される。透析液の試料採取には一
定流量の透析液が必要である。
【００１８】Nguyen−Khoa Man他の記事「Clinical Val
idation of a Predictive ModelingEquation for Sodiu
m' 」；出版社：Artificial Organs,９（２）：１５０
〜１５４（１９８５）、Raven Press, New York には、
人工腎臓の液循環路でのナトリウム濃度を決めるための
方法が記述され、透析液経路での測定が行われる。この
方法では、透析液経路の透析器に入る管と出る管が短絡
され、それにより僅かな量の透析液が透析液ポンプによ
り透析器を通って送られる。それにより、平衡状態が調
整され、血液循環路内の濃度が透析液経路内の値と同じ
になる。
【００１９】EP０５７８５８５B1の方法でも同様に、測
定が透析液側で平衡状態の調整後なされる。この方法で
も同様に、平衡状態に調整されるまでに、僅かな量の透
析液が透析器内を再循環する。
【００２０】上述の方法では、測定中ほんの僅かな量の
透析液が透析器内を流れるため、透析経路内に透析液の
迂回路が必要になるという欠点がある。そのため更なる
設備のための出費が必要となる。
【００２１】さらに透析器の透析槽の上流と下流に遮断
装置と透析器の透析槽を流れる経路を橋絡するバイパス
管が備えられていて、透析器の漏洩検査ができるという
ものである。
【００２２】WO９４／０８６４１では、透析経路内に尿
素感知器を備えた血液透析装置用の監視システムが記述
されている。それによると透析器の透析槽の入口と出口
がバイパスによって約５分間短絡され、その結果透析槽
内の透析液の流れが中断される。透析液の流れが中断さ
れるが、限外濾過が引き続き行われる。与えられた時間
（５分間）が経過した後、透析槽の出口では試料が採取
され、透析器のクリアランスを決めるために使われる。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明の基礎となってい
る課題は、血液透析のパラメータを決める方法を提供す
ることである。その方法では、透析器の物質交換に関与
する血中での溶質濃度を決定すべきパラメータとして又
は決定すべきパラメータの中間値として体外循環の血液
治療中に、極めて簡単にしかも透析液側で測定するとい
うものである。この課題は請求項１に記載の発明で解決
される。
【００２４】本発明のもう一つの課題は、血液透析のパ
ラメータを決める設備を備えた血液治療装置を提供する
ことである。その装置では、透析器の物質交換に関与す
る血中での溶質濃度を決定すべきパラメータとして又は
決定すべきパラメータの中間値として体外循環の治療中
に、極めて簡単にしかも透析液側で測定ができるという
ものである。この課題は請求項１３に記載の発明で解決
される。
【００２５】透析器の透析槽から流れ出た透析液中にあ
る溶質の濃度は、本来血液槽へ流れ込んだ血液中のその
注目された溶質濃度と治療条件に関係なく同じであると
推測される。それは透析槽中を流れる透析液の流量が、
血液治療のために与め決められた値からある値に減少さ
れる場合である。従って、平衡状態を調整するために、
透析液槽を通る透析液の流れを中断する必要がない。治
療条件が変わっても、透析器の血液槽の入口におけるあ
る物質の濃度は、その物質の透析液槽の出口での濃度測
定によって十分正確に決められる。その際、透析液量は
体外循環の血液治療中減少される。血液入口側濃度、す
なわち透析器の血液槽に流れ込む血液中のある物質の濃
度を決めた後に、透析液出口側濃度、すなわち透析槽か
ら流れ出る透析液中のある物質の濃度を測定することに
よって、決定すべきパラメータ又は決定すべきパラメー
タのための中間値として、透析液流量が血液治療のため
に予め設定された値に調整される。この方法の長所は、
試料の量が多くいらないということと、透析液槽から流
出する透析液が測定に必要なだけの濃度水準を持ってい
ればよいことである。試料を採取するために、限外濾過
を続ける必要がないのは、測定状態が拡散平衡だけで設
定可能だからである。そのため本発明による方法は、限
外濾過を患者の臨界状態にまで続けるような状況でも使
え、また他方において限外濾過の測定の補助としても使
用できる。
【００２６】さらにまた測定中、治療効率が低下して
も、投石器又は膜が測定中でも洗浄されることから、治
療が続けられるという長所がある。このため、測定中透
析器内に残り滓が無いからである。
【００２７】透析液流量は、透析液槽内のある物質の濃
度が、本来血液中にあり前記と同じ物質の濃度と同じで
あると見なされる値に、血液治療の開始時、治療中、又
は治療後に調整される。測定開始時には、まず透析液流
量は低い値に調整され、その後治療値にあげられる。血
液治療中、透析液流量は治療のために設定された値から
下げられ、測定後元の値に再び上げられる。
【００２８】血液流量が３００ml/min以上の場合、透析
液流量は１００ml/min以下に調整される必要があり、十
分正確な測定がなされる平衡状態を得るためになされ
る。
【００２９】血液流量が減ると、透析液流量は僅かな量
に調整される。血液流量が１５０ml/min以上であると、
透析液流量は７５ml/min以下で十分な平衡が得られる。
【００３０】実際には治療条件に無関係に、そして例え
ば血液流量又は透析器の膜面積といった条件に関係な
く、十分な平衡が維持されるのは、透析液流量が４０か
ら６０ml/minの値に、特に５０ml/minの値に調整される
時である。例外的な場合においてのみ、透析液流量は１
０から３０ml/minに、とりわけ２０ml/minに調整され
る。
【００３１】平衡状態の調整に要される設定時間は、１
分から５分までの間である。調整時間はしかしながら他
の措置、例えば透析液経路内の加圧又は平行限外濾過に
よって減らすことができる。さらに基本測定に基づいた
最終値の外挿法により、時間が短縮される。この種の方
法は例えば電気検温器に適用される。
【００３２】さらに本発明の基礎になっている課題は、
血液透析のパラメータを生体内で決定する方法を提供す
ることである。透析器の物質交換に関与している物質の
血液濃度を、直ちに決定すべきパラメータ又は決定すべ
きパラメータの中間値として、手軽にまた迅速に透析液
側で測定するのである。その際、患者には測定中血液採
取というストレスを受けることがない。
【００３３】この課題は、請求項１５に記載の特徴によ
って本発明に沿って解決されている。
【００３４】本発明の特徴的なことは、平衡状態が、透
析液槽に納められた量だけで拡散効果によってのみ迅速
に調整されることである。透析器の透析槽（第二槽）は
測定中完全に密閉された量を有している、すなわち透析
液槽から限外濾過液が引き出されていない状態になって
いる。測定中、患者から血液採取がなされていないた
め、この方法では患者の負担がなく、限外濾過も行われ
ない。
【００３５】平衡状態については、例えば平衡状態が最
初に調整される透析器の出口付近にある僅かな量の透析
液を用いて平衡状態が十分に達成される。
【００３６】さらに本発明の長所は、透析液の流入又は
排出を遮断するのに必要な遮断装置と透析液経路を経由
する通路を橋絡するバイパス管が周知の透析器には既に
備わっているため、これらの装置のために大がかりな改
造をする必要がないことである。
【００３７】本発明による方法では、透析器の物質交換
に関与しているある物質の液濃度は、簡単かつ迅速に透
析を僅かに中断して決められる。そうすることによって
透析器内に残留している透析液が、血液と拡散平衡の状
態になるからである。平衡状態設定時間が経過すると、
再び通常の操作に切り替わり、透析器内に分離後残留し
た透析液の残留物中その物質の濃度が、所定時間後、透
析液の下流に取り付けられた濃度測定装置の箇所で求め
られる。
【００３８】実験では、平衡情態は極めて迅速に達成さ
れ、その時間はほんの数分間である。そのため透析の中
断はほんの僅かな時間であるため、透析治療には障害が
なく、求めようとする物質の血液濃度を迅速かつ簡単に
透析物側で測定できる。
【００３９】透析液の残留物は透析器の透析液槽（第二
槽）から洗い流される。これは、流動経路が透析液槽
（第二槽）によって再び開かれ、透析液槽（第二槽）に
流れ込む透析液によって押し出されることによって行わ
れる。結果として、測定が非常に速くなる。さらに、透
析液経路を開く前に透析液ポンプを用いて、透析液の残
留物を透析液槽（第二槽）から除去できる。
【００４０】注目物質の血液入口側の濃度を測定して得
た値は、決めるべき血液透析のパラメータと見なされ
る。しかしながら、この濃度は、血液透析の別の決める
べきパラメータのための中間値でもあり得る。そのた
め、例えばこの発明にさらに手を加えて、次のようにダ
イアリサンスＤを決めることができる。残留物が透析液
経路から除去され、血液入口側濃度（cbi ）が中間値と
して決定され、さらに透析が新たに開始された後に、透
析液流量（Qd）と透析器の入口側と出口側での透析液濃
度（cdi, cdo）が測定された場合に、次の等式から D ＝ Qd ・（ cdo− cdi ) / (cbi − cdi ) ダイアリサンスD がパラメータとして決められる。
【００４１】平衡調整のための所定の時間は、１分から
３分の間である。より正確な値を求めるには、時間が１
分から２分の間に、測定曲線の勾配に基づいて、所望の
最終値用の式を計算するのが簡単である。
【００４２】濃度の測定は、通常伝導度測定によって行
われる。
【００４３】さらに本発明の基礎となる課題は、請求項
１５から１９までの何れか一つに記載された方法を実行
する装置を提供することである。その装置により、透析
器の物質交換に関与している物質の血液濃度を極めて簡
単にかつ迅速に測定でき、その測定値を直ちに決めるべ
きパラメータ又は決めるべきパラメータの中間値とす
る。測定中患者は血液採取という負担がなくて済む。
【００４４】この課題は、本発明により請求項２０に記
載の特徴により解決される。
【００４５】本発明記載の装置を用いると、透析器の生
体内でのダイアリサンスが極めて手軽でしかも迅速な方
法で求められる。本発明をさらに工夫すると、制御又は
解析回路に、さらに透析器の上流と下流での透析液中の
濃度値に関する信号並びに透析液の貫流に関する信号が
送られ、また制御又は解析回路内で時間のタイミング制
御がなされる。そして、血液入口側濃度（cbi ）の測定
と透析液回路の再切り替え後に, 透析液中の流量（Qd）
並びに入口側と出口側濃度（cdi, cdo）のための信号
が、測定信号として解析され、次の等式によって D ＝ Qd ・ ( cdo− cdi ) / ( cbi− cdi ) ダイアリサンスD が求められる。
【００４６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を示す図を
用いてさらに詳細に説明する。
【００４７】図１には透析装置の主要な構成要素が示さ
れている。透析装置は主に透析液経路（１）と体外血液
循環路（２）とから成り立っている。体外血液循環路
（２）は、動脈血液導管（３）、半透膜（５）により血
液槽（４）と透析液槽（６）に分かれた透析器（７）の
血液槽（４）、と静脈血液導管（８）からなっている。
動脈血液導管（３）には血液ポンプが取り付けられ、ポ
ンプによって体外血液循環路内に一定の血流量 Qb が設
定される。
【００４８】透析器（７）の透析液槽（６）は、供給管
（１０）により透析液源（１１）に接続されている。搬
出管（１２）内には透析液ポンプ（１３）が取り付けら
れ、透析液流量 Qd が調整され、透析液は排出口（１
４）に流される。
【００４９】透析液の供給管（１０）並びに搬出管（１
２）内にはそれぞれ測定装置（１５）、（１６）が取り
付けられ、透析器（７）の入口側の透析液の溶質濃度と
出口側の透析液の溶質濃度が決められる。測定装置（１
５）は本発明の方法を実行するためにまずは必要ない。
しかしながら別のパラメータを決めるためにこの測定装
置は有用である。透析液入口側濃度と透析液出口側濃度
cdiと cdoを決めるための測定装置（１５），（１６）
は、透析器の上流と下流に取り付けられた伝導度計を備
えている。これにより透析液の温度修正された伝導度が
測定され、その値はとりわけナトリウム濃度によって決
まる。伝導度計の代わりとしては光学感知器あるいは酵
素感知器などがあり、透析液経路（１）内の透析液濃度
測定のために取り付けられる。伝導度計の代わりに、透
析器（７）の下流に測定装置（１６）として尿素感知器
が備えられている。仮のクリアランスが決められると、
透析器の上流の尿素感知器は不要になる。測定装置（１
５）、（１６）は、データ導線（１７）、（１８）によ
って解析装置（１９）に接続され、そこで測定装置から
の出力信号が解析される。解析装置は、データ導線（２
０）によって制御装置（２１）に接続されている。制御
装置（２１）は、制御導線（２２）、（２３）により、
血液ポンプ（９）と透析液ポンプ（１３）に接続されて
いる。これにより流量 Qb 又は透析液流量 Qd が調整さ
れ、変えられる。
【００５０】透析治療中、透析液供給源（１１）に用意
された透析液は、透析液ポンプ（１３）の供給量により
設定された流量 Qd で透析器（７）の透析液槽（６）を
流れる。それに対し患者の治療すべき血液は、血液ポン
プ（９）により設定された流量 Qb で透析器の血液槽
（４）を流れる。
【００５１】血液入口側濃度 cbiを決めるため制御装置
２１により設定されたプログラムは、以下のように実行
される。
【００５２】血液透析の治療中，透析液流量は４０から
６０ｍｌ／ｍｉｎの間に、好ましくは５０ｍｌ／ｍｉｎ
に減らされる。流量の減少は制御装置（２１）が透析液
ポンプ（１３）を制御しているからである。制御装置内
で設定された時間、２から３分経つと、制御装置は解析
装置を作動させる。解析装置は測定装置（１６）で測定
された透析液出口側濃度 cdoを記録する。測定された透
析液出口側濃度 cdoは、本質的には血液入口側濃度 cdi
に相当し、これが求めるべきパラメータの値である。さ
らに、制御装置（２１）は透析液ポンプ（１３）により
透析液流量を再び元の値に調整する。
【００５３】確認された血液入口側濃度 cbiは、別のパ
ラメータを調べるための中間値として利用される。従っ
て、透析器（７）のダイアリサンスは、二つのさらに別
の測定によって確認される。ここでは制御装置（２１）
が解析装置（１９）を次のように制御している。透析流
量 Qd が設定されている場合、測定装置（１５）で測定
された透析液入口側濃度 cdiと測定装置（１６）で測定
され、これから調整されることになっている透析液出口
側濃度 cdoを記憶することによってである。解析装置で
は、前に求められた血液入口側濃度 cbiと透析液入口側
濃度及び出口側濃度 cdi, cdo 並びに設定された透析液
流量 Qd から次に等式により D ＝ Qd ・( cdo- cdi ) / ( cbi - cdi ) （３） ダイリサンスD が求められる。
【００５４】決めるべきパラメータは、図示されない表
示装置から得られるか、あるいは別のプロセス制御によ
り考慮される。
【００５５】本発明による方法は、透析液流量を減少さ
せると、治療条件が変わった場合でも、血液入口側濃度
は、透析液出口側濃度が測定されると求められるという
ことに基づいている。この方法は、体外血循環路内での
処置が不要であるという長所がある。この測定方法は、
次の実験によってその正確さが証明されている。
【００５６】一体となっている透析物及び血液循環路
は、二つのチュウーブロールポンプに接続されている。
電解質と尿素に対する拡散作用並びに透析器ークリアラ
ンスはほぼ同じであるため、尿素の代わりに塩化ナトリ
ウム（NaCl）を試験物質として用いる。それにより濃度
測定のために伝導度を測定することにより簡単で精度の
高い測定方法が得られる。血液側では、１５ミリモルの
塩化ナトリウム溶液が用いられる。この濃度は、典型的
な尿素濃度の大きさの単位である。透析液側では純水だ
けが用いられる。伝導度測定セルは、透析器の透析液槽
の上流と下流に取り付けられる。
【００５７】測定は、膜面積の異なるいろいろな透析器
を用い定行われた。どの透析器においても血流をいくつ
か変えた測定曲線が記録された。臨床的に通常みられる
最小の血流量は、２００ml/minである。血流量Ｑｂが与
えられているとき、透析液流量Ｑｄは段階的に５０ml/m
inから 0ml/minの間で変えられる。透析液量 Qd を変え
るたびごとに安定状態におかれ、その後透析液側伝導度
の血液側伝導度に対する比の値が求められる。図２ａに
は透析液側伝導度の血液側伝導度に対する比の値 X/Xo
が、膜面積０．７ｍ２ の透析器の場合、透析液流量 Qd
を関数として表されている。また図２ｂでは透析液側
伝導度の血液側伝導度に対する比の値X/Xoが、膜面積
１．８ｍ２ の透析器の場合、透析液流量Ｑｄを関数と
して表されている。透析液側伝導度と血液側伝導度は、
それぞれ透析液出口側濃度と血液入口側濃度に相当す
る。測定結果が示すように，透析液流量Ｑｄが５０ml/m
inの場合平衡がほぼ完全に達成される。透析器の膜面積
が０．７ｍ２ の場合、血液流量Ｑｂが２００ml/min以
上であると、比の値は０．９７より大きくなる。膜面積
が１．８ｍ２ の場合、血液流量Ｑｂが２００ml/min以
上であると、比の値 X/Xoは０．９９よりも大きい。血
流量が大きくなるに従って、さらに濃度の均一化がいっ
そう促進される。
【００５８】図３には本発明に沿った装置図が示されて
いる。本発明に沿った方法は、血液透析のパラメータを
生体内で決めるための方法である。その際患者は測定中
血液採取の負担を免れる。
【００５９】この装置には、半透膜（３１）を有する透
析器（３０）があり、その半透膜により血液槽（３２）
と透析液槽（３３）に分かれている。血液槽（３２）
は、体外血液循環路（I ）に接続され、その中を透析患
者の血液は血液ポンプ（３４）により設定された血流量
が送られる。装置（３５）によって、血液ポンプ（３
４）の回転数と全血流量Ｑｖｂが変えられる。これらの
装置は技術的な水準にあり，その他の点でさらに体外血
液循環路（I ）を組み立てても技術的水準であるため、
原理図には示されない。
【００６０】透析液槽（３３）は、従来の構造からなる
透析液循環路（I I ）に接続されていて、その概観図に
は透析液ポンプ（３６）と伝導度計（３８）、（３９）
だけが示されている。搬出管（IIＲ）内に取り付けられ
た透析液ポンプ（３６）には、そのポンプの回転数を変
えるための付属装置（３７）がついている。それに透析
液循環路（I I ）の供給管と搬出管（IIZ ）のそれぞれ
に取り付けられた伝導度計（３８）と（３９）が示され
ている。伝導度計は、主にナトリウム濃度に基づいて透
析液の温度修正された伝導度を測定する。伝導度測定の
代わりに、相当する光学的特徴を測定することによって
も濃度測定もできる。
【００６１】さらにこの装置にはバイパス管（４０）そ
れにバイパス弁（４１）と二つの透析器の弁（４２）、
（４３）が設置されている。
【００６２】他の構造は周知であり、それについては例
えば最初に引用したEP0097366 を参照されたい。透析液
は透析治療中透析液槽（３３）に流れ込み、ポンプ（３
６）の回転数により設定された透析液流量Ｑｄでさらに
また叙述されてない濃縮物混合により設定された透析液
入口側濃度ｃｄｉで流れ、その濃度は上流に設置された
伝導度計（３８）により記録される。透析の際に調整さ
れる出口側濃度ｃｄｏは、下流に設けられた伝導度計
（３９）により記録される。透析液入口側濃度と出口側
濃度ｃｄｉ−ｃｄｐの違いから、電解質移動が計算され
る。原理的には伝導度計（３８）は無く、調整された、
すなわち設定されたｃｄｉの値によって測定値が埋め合
わされる。弁（４２）、（４３）を遮断することによ
り、透析器は透析液経路（II）から仕切られ、透析液は
弁（４１）が開くことにより、バイパス管（４０）を通
って透析器に流れる。
【００６３】透析液流量と血液流量ＱｄとＱｂとそれに
透析液側の濃度ｃｄｉとｃｄｏに対する信号は、制御 /
解析装置（４４）に送られ、通常何れにせよ透析装置に
存在するマイクロプロセッサーによって処理される。こ
の解析装置（４４）では、信号が互いに結び合わされ血
液透析の求めているパラメータが決められる。そのよう
に例えばこの装置（４４）の中で電解質移動量Ｑｄｘ
（cdi −cdo ）が算出され、他の量についても、とりわ
け透析器内の質量バランスび基づいて関係づけられる。
さらにこの装置（４４）は、制御導線を介して弁（４
１）、（４２）、（４３）に接続されている。
【００６４】生体内で血液透析のパラメータを本発明に
沿って決めるための基礎となることは、透析患者の血中
で透析器（３０）の物質交換に関与している溶質濃度を
決めることで、それはいわゆる血液入口側濃度ｃｄｉあ
る。この血液入口側濃度は、求めるべきパラメータその
ものである。その濃度はさらに求めるべきパラメータの
ための中間値としても役立つ。
【００６５】透析液入口側濃度ｃｂｉの決定には、制御
/解析装置の中の制御部分が関わり、担当者による手動
あるいは次のようにプログラム化されて行われる。弁
（４１）、（４２）、（４３）のスイッチ信号を時点ｔ
Ａ（図４）で、弁（４２）、（４３）を閉じると透析器
( １）は透析液循環路と分断され、弁（４１）が開くと
バイパス管（４０）にスイッチが入る。その際体外血液
循環路（１）内の血流は流れたままである。透析液槽
（３３）内に残留した透析液の残留物は、通常に透析器
では明らかに１００ ml 以上の透析液が残留するが、設
定された時間、血液槽に流れ込んだ血液と物質交換し、
両槽内の溶液濃度が平衡に達し、すなわち透析液槽内の
透析液残留物（濃度）が血液入口側濃度ｃｄｉないし血
液の入口伝導度になるまで物質交換を続ける。透析器の
透析液槽は完全に閉じた状態にあるため、測定中限外濾
過は行われない。実験によるとこの平衡状態に達するの
に約３分かかる。この時間が経過すると図２の時点ｔｗ
で先に述べた装置（４４）の制御部分が別の信号を出
し、それによりバイパス弁（４１）閉じられ、それによ
りバイパス管（４０）は遮断され、さらに弁（４２）、
（４３）が開かれ、再び透析器の透析液循環路が開かれ
る。新鮮な流れ込んできた透析液は、透析槽（３３）内
の残留透析液を押しだし、それは血液入口側濃度ｃｄｉ
とみなされたもので、この槽から出て、伝導度測定セル
（３９）に流れる。この残留透析液が下流に設けられた
伝導度測定セル（３９）を通過する際、正確な時点tM1
でさらに伝導度（その上濃度）が測定され、血液入口側
濃度ｃｄｉが決められる。正確な時点ｔＭ１は、バイパ
スを使わずに透析液循環路が開いた状態での相関関数
（伝導度測定セルが透析器からの距離によって、また透
析液の貫流量によって決まる）によって、透析器（３
０）から伝導度測定セル（３９）の箇所までの透析液循
環時間が確かめられる。
【００６６】バイパス４０が開いた後、また測定された
残留物が透析液循環路から除去された後、時点ｔＭ２で
さらに上流下流で、透析液中の濃度ｃｄｉとｃｄｏ並び
に透析液流量Ｑｄが測定されるとすると、装置（４４）
内で等式（３）によりダイアリサンスを決めるために必
要な測定値がすべて揃ったことになる。
【００６７】全血液量Ｑｖｂに関する信号を入れること
により、血液透析の別のパラメータについても求めるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】血液透析のパラメータを決めるための設備を備
えた血液治療装置の基本図、
【図２】図２ａは、透析器の膜面積が０．７ｍ２ であ
る時の、透析液側の伝導度と血液側の伝導度の測定比を
透析液流量を関数として表した図、図２ｂは、透析器の
膜面積が１．８ｍ２ である時の、透析側の伝導度と血
液側の伝導度の測定比を透析液流量を関数として表した
図、図２ｃは、透析液流量の変化による透析液側伝導度
の時間的変化を表した図、
【図３】血液透析のパラメータを生体内で決めるための
設備をさらに別の完成図により表した基本図、測定中血
液採取という患者の負担が無くて済む。
【図４】図３の装置が透析作動した際の測定調整のため
の時間ーサイクルーダイヤグラム、
【符号の説明】
１ 透析液経路 ２ 体外血液循環路 ３ 動脈血液導管 ４ 血液槽 ５ 半透膜 ６ 透析液槽 ７ 透析器 ８ 静脈血液導管 ９ 血液ポンプ １０ 供給管 １１ 透析液源 １２ 搬出管 １３ 透析液ポンプ １４ 搬出管 １５ 測定設備 １６ 測定設備 １７ データ線 １８ データ線 １９ 解析装置 ２０ データ線 ２１ 制御装置 I 体外血液循環路 II 透析液経路 ３１ 半透膜 ３２ 血液槽 ３３ 透析液槽 ３４ 血液ポンプ ３５ 血液ポンプ回転数と全血液量の調整装置 ３６ 透析液ポンプ ３７ 付属装置 ３８ 伝導度計 ３９ 伝導度計 ４０ バイパス管 ４１ バイパス弁 ４２ 弁 ４３ 弁 ４４ 制御／解析装置

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】体外血液治療中血液透析のパラメータを決
    めるため、体外血液循環路内の治療される血液が、半透
    膜によって血液槽と透析液槽に分けられた透析器の血液
    槽に設定された流量で流れ込み、透析液循環路内の透析
    液が透析器の透析液槽に設定された透析液流量で流れ込
    む血液透析において、透析液流量 Qd の値を、透析液槽
    から流れ出る透析液中のある物質の濃度 cdoを血液槽内
    に流れ込む血液中のその物質の濃度 cdiと基本的に見な
    して調整し、さらに透析液槽から流れ出る透析液中のそ
    の溶質濃度を決めるべきパラメータとしてあるいは決め
    るべきパラメータの中間値として測定することを特徴と
    する方法。
  2. 【請求項２】透析液流量 Qd は、血液治療の終わりに、
    血液治療のために設定されたある値から、透析液中の溶
    質濃度 cdoが血液中の同じ物質の溶質濃度 cdiと本来見
    なされる値に引き下げられることを特徴とする請求項１
    に記載の方法。
  3. 【請求項３】透析液流量 Qd は、血液治療の始めに、透
    析液中のある物質の濃度 cdoが血中でのその同じ物質の
    濃度 cbiと本来見なされる値に調整され、さらに透析液
    中のその溶質濃度を測定後、血液治療のために設定され
    た値に引き上げられることを特徴とする請求項１に記載
    の方法。
  4. 【請求項４】透析液流量 Qd は、血液治療中、血液治療
    のために設定されたある値から、透析液中のある物質の
    濃度 cdoが血中でのその同じ物質の濃度 cbiと基本的に
    見なされる値に引き下げられ、さらに透析液中のその溶
    質濃度を測定後、再び元の値に引き上げられることを特
    徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】透析液中のその溶質濃度 cdoは平衡状態に
    調整された後測定されることを特徴とする請求項１から
    ４までの何れか一つに記載の方法。
  6. 【請求項６】平衡調整のために設定された時間が１分か
    ら５分以内の範囲にあることを特徴とする請求項５に記
    載の方法。
  7. 【請求項７】透析液流量 Qd は、血液流量 Qb が３００
    ml/minから１００ml/minの値の範囲にある時に調整され
    ることを特徴とする請求項１から６までの何れか一つに
    記載の方法。
  8. 【請求項８】透析液流量 Qd は、血液流量 Qb が１５０
    ml/minから７５ml/minの値の範囲にある時に調整される
    ことを特徴とする請求項１から６までの何れか一つに記
    載の方法。
  9. 【請求項９】透析液流量 Qd は、４０−６０ml/minの値
    に、特に５０ ml/minに調整されることを特徴とする請
    求項１から６までの何れか一つに記載の方法。
  10. 【請求項１０】透析液流量 Qd は、１０−３０ml/minの
    値に、特に２０ml/minに調整されることを特徴とする請
    求項１から６までの何れか一つに記載の方法。
  11. 【請求項１１】設定された血液流量 Qb と設定された透
    析液流量 Qd において、透析液流量を元の値に引き上げ
    た後に、透析液槽へ流れ込む透析液中の溶質濃度 cdiと
    透析液槽から流れ出る透析液中の溶質濃度 cdoが測定さ
    れ、等式 D ＝Qd・（ cdo− cdi ) / ( cbi− cdi ) （３） から、ダイアリサンス（Dialysance） Dが決められるこ
    とを特徴とする請求項４から１０までの何れか一つに記
    載の方法。
  12. 【請求項１２】濃度が伝導度測定によって測定されるこ
    とを特徴とする請求項１から１１までの何れか一つに記
    載の方法。
  13. 【請求項１３】血液治療装置において、半透膜（５）に
    よって二つに分けられた体外血液循環路（２）内の血液
    槽（４）と透析液経路（１）内の透析液槽（６）から成
    る透析器（７）には、体外血液循環路内に血液ポンプ
    （９）が有り、透析液経路内に透析液ポンプ（１３）が
    有り、そのような透析器と体外血液治療中血液透析のパ
    ラメータを決める設備を備えた血液治療装置において、
    血液透析のパラメータを決めるための設備として、まず
    透析液経路内で透析液槽（６）の下流に取り付けられた
    測定装置（１６）があり、透析液槽から流れ出る透析液
    中の溶質濃度 cdoを測定する機能を有し、さらに透析治
    療中透析液ポンプの時間当たりの輸送量から、測定設備
    （１６）で測定された透析液槽から流れ出る透析液中の
    溶質濃度 cdoを血液槽に流れ込む血液中のその物質の溶
    質濃度 cbiと本来見なされた値に引き下げられる制御装
    置（２１）があり、さらに測定装置（１６）からの出力
    信号を受信する解析装置（１９）があり、その解析装置
    （１９）は制御装置（２１）によって、制御装置が輸送
    量を元の値に引き上げる前に、解析装置が観察物質濃度
    cdoを決めるべきパラメータとして又は決めるべきパラ
    メータの中間値として記憶するように制御されるという
    血液透析のパラメータを決める装置を有することを特徴
    とする血液治療装置。
  14. 【請求項１４】血液透析のパラメータを決めるための装
    置には、透析液槽内に流れ込む透析液中の溶質濃度 cdi
    を測定するための二番目の測定設備（１５）が透析液経
    路内（１）の透析液槽（６）の上流に設けられていて、
    その出力信号を解析装置（１９）が受信し、解析装置は
    制御装置により制御され、まず解析装置は透析液槽
    （６）内に流れ込む透析液中のその物質の溶質濃度 cdi
    並びに透析液槽から流れ出る透析液中のその溶質濃度 c
    doを設定時間経過後に登録し、それは制御装置が輸送量
    を元の値に引き上げた時であり、さらにまた解析装置
    （１９）は、設定された血流量 Qb と設定された透析液
    量 Qd それに透析液槽に流入する透析液槽中の物質の測
    定濃度 cdiと透析液槽から流出する透析液中の物質の濃
    度cdoにおいて等式 D ＝ Qd ・( cdo − cdi ) / ( cbi− cdi ) （３） から、ダイアリサンスD を決めるように設計されている
    ことを特徴とする請求項１３に記載の血液治療装置。
  15. 【請求項１５】血液透析のパラメータを生体内（ in-vi
    vo）で決める方法において、半透膜によって透析液経路
    内にある透析液槽（第二槽）と仕切られている血液槽
    （第一槽）が設けられた体外血液循環路内の溶質濃度を
    決めることに基づいて、透析液槽は、ある設定された時
    間内その槽内を流れる透析液が少なくともある公差の範
    囲以内で、体外血液循環路を流れる血液中のその物質の
    入口側濃度と少なくとも透析液槽に残留する量内で同じ
    であると見なされ、血流を中断することなく透析液経路
    から仕切られ、さらに、透析液中の溶質濃度は、平衡状
    態に調整後決められるべきパラメータ又は決められるべ
    きパラメータの中間値として測定され、その際、透析槽
    内の透析液残留量は平衡状態調整後その槽から洗浄さ
    れ、その残留量中の溶質濃度が後に透析器下流で測定さ
    れることを特徴とする方法。
  16. 【請求項１６】透析器の透析液槽（第二槽）を流れる透
    析液経路を橋渡しするバイパス管を透析液経路内に取り
    付け、透析槽内への透析液の供給と透析液槽からの排出
    が遮断されることにより、透析槽の流れが止まり、透析
    液が透析槽内にとどまることを特徴とする請求項１５に
    記載の方法。
  17. 【請求項１７】透析器の透析液槽（第二槽）に残留する
    透析液残留量を洗浄後、また血液入口側濃度 cbiを中間
    値として決定後、さらに透析液槽を流れる透析液が全部
    出た後、透析液流量（ Qd ）と透析器の入口側と出口側
    での透析液濃度（ cdi, cdo ) が測定され、次の等式か
    ら D ＝Ｑｄ（ cdo− cdi ) / ( cbi− cdi ) ダイリサンスD をパラメータとして決めることを特徴と
    する請求項１５又は１６に記載の方法。
  18. 【請求項１８】平衡調整のために設定された時間が１−
    ３分以内であることを特徴とする請求項１５から１７ま
    での何れか一つに記載の方法。
  19. 【請求項１９】濃度測定が伝導度測定によって行われる
    ことを特徴とする請求項１５から１８までの何れか一つ
    に記載の方法。
  20. 【請求項２０】半透膜（３１）により血液槽（３２）と
    透析液槽（３３）に分かれた透析器（３０）において、
    血液槽（３２）は体外血液循環路（I ）を通って透析患
    者と接続され、透析液槽は透析液循環路（II）に接続さ
    れ、少なくとも透析器（３０）の下流には透析器の出口
    における透析液中の濃度測定のための濃度測定装置（３
    ９）が置かれ、さらに透析器（３０）を透析液循環路
    （II）から切り離すための弁（４２，４３）があり、そ
    の弁と制御 /解析装置（４４）が接続され、その装置に
    おいて少なくとも濃度測定装置（３９）の出力信号が受
    信され、その仕組みは、制御 /解析装置（４４）が患者
    の血液中の溶質濃度を決めるための基本となる時点で、
    透析液槽（３３）を分離するための信号を付属する弁
    （４２，４３）に出し、その結果透析槽は遮断され、透
    析液は残留し、設定された時間が経過した後、透析槽内
    に遮断後透析液の残留量の少なくとも一部分が、許容範
    囲内で血液中のその物質の入口側濃度であると見なさ
    れ、透析器を再び切り替えるための信号を付属の弁（４
    ２，４３）に出し、その後制御 /解析装置（４４）は、
    透析液の貫流、並びに透析器（３０）の出口と濃度測定
    装置（３９）の位置との距離によって決められたある時
    間経過後、濃度測定装置（３９）の出力信号（３９）
    を、透析液の残留量中の溶質濃度のための測定信号とし
    て、平衡状態の調整後、血液中のその物質の入口側濃度
    を決めるために解析されることを特徴とする請求項１５
    から１９までの何れか一つに記載された方法を実施する
    ための方法。
  21. 【請求項２１】透析液槽（３３）を透析液経路（II）か
    ら遮断する場合、透析器（３０）の透析液槽を橋渡しす
    るバイパス管（４０）を設けることを特徴とする請求項
    ２０に記載の装置。
  22. 【請求項２２】制御 /解析装置（４４）に、さらに透析
    器（３０）の上流と下流の透析液中の濃度の値を伝える
    信号並びに透析液の貫流信号が送られ、制御 /解析装置
    （４４）内のタイミング制御は以下のように決められ、
    つまり血液入口側濃度（cbi ）の測定後また透析液循環
    路に再びスイッチが入った後、透析液流量（Qb )並びに
    透析液中の入口側濃度と出口側濃度（ cdi, cdo ）の信
    号が解析され、等式 Ｄ ＝ Qd (cdo − cdi ) / ( cbi− cdi ) から、ダイアリサンスD が決められることを特徴とする
    請求項２０又は２１に記載の装置。
  23. 【請求項２３】濃度測定器（３８，３９）として伝導度
    測定器又は光学測定器が取り付けられていることを特徴
    とする請求項２０から２２までの何れか一つに記載の装
    置。
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