JPH11262521A - 体外血液処置の経過を示すパラメータを判定する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】血液の体外処置の有効性を示すパラメータを判
定する方法。 【解決手段】患者の血液および処置液を膜交換器の半透
膜の各側に流すことからなり、交換器の上流でほぼ一定
の公称値を有する特性を有する処置液を、交換器を通し
て流すステップと、交換器の上流で特性の値を変動さ
せ、次に特性を交換器の上流で公称値に復帰させるステ
ップと、交換器の上流で生じたこの特性値の変動に反応
し、交換器の下流で処置液の特性がとった複数の値を測
定し、メモリに保存するステップと、時間に関して特性
の変動を表す曲線と基線とによって制限された、下流の
摂動領域の面積を判定するステップと、時間に関して、
交換器の上流における特性の変動を表す曲線と基線とに
よって制限された、下流摂動領域の面積および上流摂動
領域の面積から、処置の有効性を示すパラメータを計算
するステップとを含む方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、体外血液処置の経
過を示すパラメータを判定する方法、特に血液透析また
はハエモダイアフィルトレーションなどの腎臓不全を軽
減することを目的とする浄化処置に関する。

【０００２】

【従来の技術】血液透析は、患者の血液および処置液を
血流とほぼ同調させ、それぞれを交換器の半透膜の各側
に配置し、したがって膜の両側で濃度の異なる物質の場
合、膜を介して確立された拡散移送を介して、血液中の
不純物（尿素、クレアチニンなど）が血液から処置液へ
と移動する。処置液の電解質濃度も、通常、患者の血液
の電解質濃度を補正するよう選択される。

【０００３】ハエモダイアフィルトレーションによる処
置では、膜の血液側と処置液側との間に生じる正の圧力
差の結果、限外濾過による対流移送が、透析によって獲
得される拡散移送に加わる。

【０００４】処置セッションを通じて、当初に規定した
治療目的で固定されていた処置状態を変更することが適
宜できるよう、処置の経過を示す１つ以上のパラメータ
を判定できることが、非常に重要である。

【０００５】パラメータが分かると、処置の経過を辿る
ことができる、つまり最初に固定した処置状態が治療目
的に適しているか評価もできるが、パラメータは特に、
血液中の所定の溶質（例えばナトリウム）または実際の
ダイアリサンスの濃度、またはなにがしかの溶質（交換
器の浄化効率を表すダイアリサンスおよびクリアラン
ス）に対する交換器の実際のクリアランス、または処置
時間ｔの後に投与される透析量で、これはSargent およ
びGotch によると無次元比Ｋｔ／Ｖに例えることがで
き、ここでＫは尿素の実際のクリアランス、ｔは経過し
た処置時間、Ｖは尿素の分布量、つまり患者の水の総量
である（Gotch F.A.およびSargent S.A.の「A mechanis
tic analysis of the National Cooperative Dialysis
Study (NCDS)」(Kidney Int. 1985, Vol.28, pp.526-3
4）。

【０００６】これらのパラメータはすべて、その判定に
関して同じ問題を有し、これは血液の物理的または化学
的特性に関する正確な知識が必要であり、この特性は実
際面では、治療、予防および財政的理由のために、試料
を直接測定して獲得することができない。まず、貧血性
であることが多い患者から、実行中に処置の有効性を監
視するために必要であるような複数の試料を獲得するこ
とは問題外である。さらに、汚染されている可能性があ
る血液試料の取扱いに伴う危険があり、このような取扱
いの操作を回避する一般的傾向がある。最後に、血液試
料の検査室分析は、費用がかかり、しかも比較的長くか
かるので、所望の目的とは相容れない。

【０００７】文書EP 0,658,352は、血液で測定する必要
がない血液透析の生体内判定の方法を記述している。こ
の方法は、実行するのに処置液のイオン濃度を制御する
手段、および処置液のナトリウム濃度またはその伝導率
を測定する手段を必要とし、 −処置を示すパラメータ（Ｃｂ、Ｄ、Ｋ、Ｋｔ／Ｖ）の
少なくとも１つを伴う特性（Ｃｄ）を有し、交換器を通
って連続的に流れる少なくとも第１（ｄ１）および第２
（ｄ２）処置液を作成するステップを含み、交換器の上
流にある第１液（ｄ１）の特性値は、交換器の上流にあ
る第２液（ｄ２）の特性（Ｃｄ）の値とは異なり、さら
に、 −第１（ｄ１）および第２（ｄ２）処置液のそれぞれ
で、それぞれ交換器の上流および下流で特性（Ｃｄ）の
２つの値（Ｃｄ１ｉｎ、Ｃｄ１ｏｕｔ；Ｃｄ２ｉｎ、Ｃ
ｄ２ｏｕｔ）を測定するステップと、 −第２液（ｄ２）の特性（Ｃｄ）が交換器の下流で安定
した値をまだ達成しない間に交換器を通って流れる第３
処置液（ｄ３）を作成するステップとを含み、交換器の
上流にある第３液（ｄ３）の特性（Ｃｄ）は、交換器の
上流にある第２液（ｄ２）の特性（Ｃｄ）の値と異な
り、さらに、 −交換器の上流および下流でそれぞれ、第３液（ｄ３）
の特性（Ｃｄ）の２つの値（Ｃｄ３ｉｎ、Ｃｄ３ｏｕ
ｔ）を測定するステップと、 −第１（ｄ１）、第２（ｄ２）および第３（ｄ３）処置
液の特性（Ｃｄ）の測定値から、処置の経過を示す少な
くとも１つのパラメータ（Ｃｂ、Ｄ、Ｋ、Ｋｔ／Ｖ）の
少なくとも１つの値を計算するステップとを含む。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、しば
しば少なくとも上記の方法と同程度に信頼性がある、つ
まり、それによって治療の経過を示すパラメータを正確
に判定することができ、患者が処方された状態とは異な
る処置状態を永続的に経験する必要なく、体外血液処置
の経過を示すパラメータを判定する方法を設計すること
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、血液の体外処置の有効性を示すパラメー
タ（Ｄ、Ｋ、Ｋｔ／Ｖ、Ｃｂｉｎ）を判定する方法を提
供し、患者の血液と処置液を膜交換器の半透膜の各側に
流すことで構成され、この方法は、 −処置液を交換器を通して流すステップを含み、この処
置液は、交換器の上流でほぼ一定の公称値（Ｃｄ０ｉ
ｎ）を有する特性（Ｃｄ）を有し、さらに、 −時間ｔｃ〜ｔａだけ交換器の上流で特性（Ｃｄ）の値
を変動させ、その終了時に特性（Ｃｄ）を交換器の上流
で公称値（Ｃｄ０ｉｎ）に戻すステップと、交換器の上
流で生じたこの特性（Ｃｄ）値の変動に反応し、交換器
の下流で処置液の特性（Ｃｄ）がとった複数の値を測定
し、メモリに保存するステップと、 −下流の摂動領域の面積（Ｓｏｕｔ）を判定するステッ
プとを含み、この領域は、 ・特性（Ｃｄ）が摂動によって影響されない、あるいは
もう影響されていない時間である、摂動を挟む２つの時
間で特性（Ｃｄ）によって与えられた２つの値を通る基
線と、 ・特性（Ｃｄ）が摂動によって影響されない、あるいは
もう影響されていない時間である、摂動を挟む２つの時
間ｔ１とｔ３との間に、交換器の下流で測定する特性
（Ｃｄ）の値から確立した、特性（Ｃｄ）の時間に関す
る変化を表す曲線とで限定され、さらに、 −下流摂動領域の面積（Ｓｏｕｔ）および上流摂動領域
の面積（Ｓｉｎ）から、処置の有効性を示すパラメータ
（Ｄ、Ｋ、Ｋｔ／ｖ、Ｃｂｉｎ）を計算するステップを
含み、この領域は、 ・特性（Ｃｄ）の公称値（Ｃｄ０ｉｎ）で構成された基
線と、 ・交換器の上流で、期間ｔｃ〜ｔａにわたって時間に関
して特性（Ｃｄ）の変動を表す曲線とで限定される。

【００１０】この方法は、短い時間間隔で行った測定か
ら、処置の経過を示すパラメータを正確に判定できると
いう利点を有する。その結果、患者は、処方された処置
液とは異なる処置液（例えば、ナトリウムが多すぎるか
少なすぎる処置液）に非常に短時間しか曝されず、処置
セッションの適切な監視に必要な回数だけ、この方法を
使用することができる。さらに、この方法に従って実行
される計算に関する量が、面積であり、孤立した値では
ない限り、この方法は、孤立した値の測定中に発生し、
エラー値を使用することによってその後の計算を誤らせ
るようなあらゆる種類の事象に反応しない。

【００１１】本発明の一つの特徴によると、交換器の上
流にある処置液の特性（Ｃｄ）の値を変化させるステッ
プは、 −第１規定時間間隔にわたって、特性を公称値（Ｃｄ０
ｉｎ）より大きい（または小さい）第１規定設定値に設
定するステップと、 −第２時間間隔で、特性を公称値（Ｃｄ０ｉｎ）より小
さい（または大きい）第２設定値に設定するステップと
を含む。

【００１２】第２時間間隔の継続時間および第２設定値
の絶対値は、特性（Ｃｄ）が交換器の下流において、最
短時間で初期値（Ｃｄ０ｏｕｔ）を回復するよう選択す
ることが好ましい。

【００１３】本発明の別の特徴によると、方法はさら
に、特性（Ｃｄ）の値を変化させるステップの前に、 −所定の変動のパラメータに適合すると、上流摂動領域
の面積Ｓｉｎが一定になるよう、変動のパラメータに規
定値を与えるステップと、 −固定パラメータを有する変動について、上流摂動領域
の面積Ｓｉｎを判定し、メモリに保存するステップを含
む。

【００１４】変動する特性が処置液と血液との両方に存
在する物質の処置液中の濃度である場合、本発明による
と、下式によって、この物質に関する交換器のダイアリ
サンスＤおよび／または交換器の上流における患者の血
液中の物質濃度Ｃｂｉｎを計算することができる。 Ｄ＝（Ｑｄ＋Ｑｕｆ）×（１−Ｓｏｕｔ／Ｓｉｎ）

【数３】

【００１５】本発明の他の特徴および利点は、以下の記
述を読むと明白である。図面類を参照する。

【００１６】

【発明の実施の形態】図に示す血液透析システムは、半
透膜４によって分割された２つの区画２、３を有する血
液透析装置１を備える。第１区画２は、循環ポンプ６が
配置された血液取りライン５に接続された入力部と、バ
ブル・トラップ８が配置された血液戻りライン７に接続
された出力部とを有する。

【００１７】血液透析装置１の第２区画３は、新鮮な透
析液を供給するライン９に接続された入力部と、使用済
み液（透析液および限外濾過液）を吐出するライン１０
に接続された出力部とを有する。

【００１８】供給ライン９は、血液透析装置１を、上流
端部が流水の供給源に接続するよう意図されたメインラ
イン１２を備える透析液調整装置１１に接続する。第１
二次ライン１３と第２二次ライン１４は、このメインラ
イン１２に接続される。第１二次線１３は、ループ状に
メインライン１２に戻り、顆粒の形で炭酸水素ナトリウ
ムを含むカートリッジ１５を取り付ける結合手段が設け
てある。さらに、透析液への炭酸水素イオンを計量する
ポンプ１６が装備され、このポンプはカートリッジ１５
の下流に配置される。ポンプ１６は、１）メインライン
１２と二次ライン１３との接合部で形成される溶液の第
１伝導率設定値と、２）メインライン１２と第１二次ラ
イン１３との接合部のすぐ下流でメインライン１２に配
置された第１伝導率プローブ１７によって測定された、
この混合物の伝導率の値との比較の関数として駆動され
る。

【００１９】第２二次ライン１４の自由端は、塩化ナト
リウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウムおよび塩化
カリウム、さらに酢酸を含む濃縮塩水の容器１８に浸漬
するものとする。第２ライン１４は、透析液へのナトリ
ウムを計量するポンプ１９が装備され、このポンプは、
１）メインライン１２と第２二次ライン１４との接合部
で形成する溶液の第２伝導率設定値と、２）メインライ
ン１２と二次ライン１４との接合部のすぐ下流でメイン
ライン１２に配置された第２伝導率プローブ２０によっ
て測定されたこの混合物の伝導率値との比較に応じて駆
動される。

【００２０】供給線９は、透析液調整装置１１のメイン
ライン１２の延長部を形成する。この供給ラインには、
液体の流れる方向に見て、第１流量計２１、第１循環ポ
ンプ２２および第３伝導率プローブ２３が順次配置され
る。注射器ドライバに装着した注射器など、正確な体積
の液体を正確な流量で注入する注入手段２４は、第１循
環ポンプ２１と第３伝導率プローブ２の間で供給ライン
９に接続される。

【００２１】使用済み液体吐出ライン１０の下流端は、
排液管に接続するものとする。このラインには、液体の
流れる方向に見て、第３伝導率プローブ２５、第２循環
ポンプ２６、第２流量計２７および尿素を測定する装置
２８が順次配置される。抽出ポンプ２９が、第２循環ポ
ンプ２６の上流で吐出ライン１０に接続される。

【００２２】図１に示す血液透析システムは、計算およ
び制御ユニット３０も備える。このユニットは、画面３
１およびキーボード３２に接続され、それを介して使用
者は種々の設定値、つまり流量設定値（血液流量Ｑｂ、
透析液流量Ｑｄ）、透析液の調整に使用する伝導率設定
値、処置継続時間の設定値Ｔおよび重量損失の設定値Ｗ
Ｌを、これに入力する。さらに、計算および制御ユニッ
ト３０は、流量計２１、２７、伝導率プローブ１７、２
０、２３、２５および尿素測定装置２８など、システム
の測定装置から送られる情報を受信する。これは、受信
した命令、およびプログラムされたアルゴリズムおよび
操作モードに応じて、ポンプ６、１６、１９、２２、２
６、２９など、システムを駆動する装置を制御する。

【００２３】以上で述べてきた血液透析システムは、以
下のような方法で作動する。

【００２４】体外血液回路を流し、滅菌食塩液で充填し
た後、これを患者に接続し、血液ポンプ６のスイッチを
所定の流量Ｑｂ、例えば２００ｍｌ／分で入れる。

【００２５】それと同時に、透析液調整装置１１のポン
プ１６および１９、透析液循環ポンプ２２、２６、およ
び抽出ポンプ２９のスイッチを入れる。計量ポンプ１
６、１９の流量は、透析液が所望の炭酸水素イオンおよ
びナトリウム濃度になるよう、伝導率プローブ１７、２
０によって設定される。供給ライン９に配置された循環
ポンプ２２の流量Ｑｄは固定した値（例えば５００ｍｌ
／分）に設定され、吐出ライン１０に配置された循環ポ
ンプ２６の流量は、第２流量計２７の測定する流量が第
１流量計２１の測定する流量と等しくなるよう、永続的
に調整される。抽出ポンプ２９の出力は、患者に注入さ
れる液体の流量を加える可能性がある重量損失の量（患
者が失うと言われる重量ＷＬ、および処置セッションの
継続時間Ｔから計算する）と等しくなるよう設定され
る。

【００２６】本発明によると、上記で述べたシステムに
よって患者に施される処置の有効性は、医師の選択に従
う任意の瞬間か、プログラムされた時間間隔で、以下の
方法により判定される。

【００２７】一般的方法で定義して、本発明による処置
の有効性を示すパラメータを判定する方法は、１）短時
間（血液透析セッションが約４時間継続する間に、例え
ば２〜３分）に透析液の安定した特性を変更することに
よって、血液透析装置１内に確立された交換状態に摂動
を生成し、２）血液透析装置の上流で、透析液の特性に
与えられた変動を示す量を判定し、３）血液透析装置１
の下流に現れ、血液透析装置１の特性に関して生じた交
換によって変形したような、特性の変動を示す量を判定
し、４）血液透析装置の上流における特性変動を示す
量、および血液透析装置の下流における特性変動を示す
量に基づき、施される処置の有効性を示すパラメータを
計算することで構成される。

【００２８】詳しくは、方法の諸ステップは以下の方法
で実行することができる。

【００２９】１−血液透析装置１で確立された交換状態
の摂動生成 通常のシステムの作動中に、透析液の安定した値Ｃｄ０
ｉｎに設定された物質の濃度を変更する。

【００３０】この物質はナトリウムでよく、その場合、
透析液におけるナトリウム濃度の変動は、プログラムし
たシーケンスに従ってナトリウム計量ポンプ１９の出力
を変動させるか、注射器ドライバ２４によって、透析液
に規定されたナトリウム濃度Ｃｄ０ｉｎより高い、また
は低い濃度を有する規定量の塩化ナトリウム溶液を、新
鮮な透析液へ注入することによって達成することができ
る。

【００３１】透析液のナトリウム濃度の変動、つまりそ
の伝導率の変動は、濃度の瞬間的増加、濃度の瞬間的減
少、または濃度の瞬間的増加／減少シーケンス、または
その逆で構成される（このようなシーケンスは、ナトリ
ウム計量ポンプ１９によってのみ実行できるか、あるい
は濃度が透析液の濃度Ｃｄ０ｉｎよりそれぞれ高いか低
い塩化ナトリウム溶液を含む２つの注射器ドライバを使
用する必要がある）。

【００３２】方法のこのステップは、ナトリウム濃度が
正確にはわからず、規定していない量の塩化ナトリウム
溶液を、ある程度変動させた流量で供給線９へと注入す
ることによって実行できるが、制御ユニット３０で変動
のパラメータをプログラムすると有利である。変動をナ
トリウム計量ポンプ１９によって生じさせる場合、変動
はポンプの比出力（ポンプの公称出力より大きい、また
は小さい、または大きくしてから小さくする、またはそ
の逆）、およびポンプ１９をこの（または、これらの）
比出力で駆動する間の１つ以上の時間間隔によって規定
される。変動を注射器ドライバ２４によって生じさせる
場合、この溶液のナトリウム濃度、注入される溶液の
量、または注入速度によって、較正される変動が規定さ
れる。

【００３３】本発明の方法を実行する代替方法による
と、透析液中で、透析液に存在する物質の濃度を変動さ
せる代わりに、尿素など、血液中に存在し、透析液に存
在しない物質の濃度を変動させる。次に、注射器ドライ
バ２４を使用して、血液および含まれる尿素と等浸透圧
の溶液を透析液に注入する。

【００３４】以下で明白なように、本発明による方法
は、ますます信頼できる情報を提供する。というのは、
これが、血液透析システムの動作の非常に安定した段階
で発生し、変動させるよう選択した透析液の特性以外
に、システムの運転パラメータはすべてほぼ一定に維持
されるからである（特に血液と透析液の流量）。したが
って、この方法は簡潔に実行される、つまり血液透析装
置１の下流で透析液の伝導率が、摂動の前に有していた
初期値Ｃｄ０ｏｕｔに可能な限り迅速になるような方法
で、新鮮な透析液に引き起こした変動も形成すると有利
である。

【００３５】そのため、所定の大きさおよび継続時間
（例えば６０秒で、公称伝導率Ｃｄ０ｉｎに関して＋１
ｍＳ／ｃｍ）の第１ステップを含み、反対方向で所定の
大きさのステップ（例えば公称伝導率Ｃｄ０ｉｎに関し
て−１ｍＳ／ｃｍ）が続く、伝導率の変動をプログラム
すると有利である。第２ステップの継続時間は、所定の
値（例えば３０秒）に固定することができ、これは、血
液透析で通常使用される流量範囲内にある透析液および
血液の流量について、種々のタイプの血液透析装置で実
施した実地試験に基づき、経験的に選択されたものであ
る。逆ステップの継続時間も、吐出ライン１０に配置し
た伝導率プローブ２５で測定した使用済み液の伝導率に
応じて、制御ユニット３０で調節することができる。よ
り洗練された代替バージョンの方法では、制御ユニット
３０が、ステップの結果、血液透析装置１の下流で生じ
る伝導率の変化に応じて、逆ステップの大きさと継続時
間との両方を調節し、したがってプローブ２５が測定し
た伝導率は、摂動後可能な限り迅速に初期の安定した伝
導率値Ｃｄ０ｏｕｔに復帰する。

【００３６】２−透析液の選択した特性に与えた変動を
示す量の判定。 以下で例証により、この特性は透析液のナトリウム濃
度、つまりその伝導率でもあると仮定する。本発明によ
ると、選択された量は、以下のように定義される「上流
摂動領域」と呼ばれる領域の面積Ｓｉｎである。

【００３７】血液透析システムがナトリウム濃度に関し
て安定した交換状態で作動し、新鮮な透析液の伝導率Ｃ
ｄ０ｉｎが、プローブ２３で測定した状態で規定の伝導
率（または公称伝導率）と等しく、使用済み透析液の伝
導率Ｃｄ０ｏｕｔが、プローブ２５で測定した状態でほ
ぼ一定である状態で、制御ユニット３０は、上記の方法
で、ポンプ１９または注射器ドライバ２４を駆動するこ
とにより、透析液の伝導率に変動を引き起こす。伝導率
プローブ２３は、新鮮な透析液の伝導率変動を絶えず測
定し、制御ユニット３０は所定の時間間隔Δｔで、伝導
率が公称値Ｃｄ０ｉｎを回復するまで複数の伝導率値Ｃ
ｄｉｉｎをサンプリングし、メモリに保存する。

【００３８】図２は、所定の時間ｔｂ〜ｔａ（伝導率ス
テップ）の間に、透析液のナトリウム濃度の増加に応答
した透析液の伝導率の変動を、時間の関数として概略的
に示す。実線で描いた曲線は、伝導率プローブ２３で測
定した、血液透析装置１の上流での伝導率を表し、破線
で描いた曲線は、伝導率プローブ２５で測定した、血液
透析装置１の下流での伝導率を表す。

【００３９】新鮮な透析液の伝導率が、公称値Ｃｄ０ｉ
ｎを回復すると、制御ユニット３０が上流摂動領域の面
積Ｓｉｎを計算するが、それを限定するのは、 −新鮮な透析液の伝導率（Ｃｄ０ｉｎ）の公称値で構成
された基線と、 −摂動の継続時間ｔｃ〜ｔａにわたった伝導率変動を時
間に関して表す曲線とであり、この曲線はプローブ２３
で測定され、制御ユニット３０でサンプリングし、メモ
リに保存した値Ｃｄｉｎから確立される。

【００４０】本発明の一つの実施例によると、上流摂動
領域の面積Ｓｉｎの計算は、複数ｎ個の基本領域を合計
し、各基本領域はサンプリング時間間隔Δｔと、各サン
プリング値Ｃｄｉｉｎから公称伝導率値Ｃｄ０ｉｎを引
いた値との積に等しい。

【数４】

【００４１】別の実施例によると、制御ユニット３０
は、以下のステップに従って、上流摂動領域の面積Ｓｉ
ｎを計算する： −時間の関数として、伝導率のサンプリング値Ｃｄｉｉ
ｎの変動を表す曲線の等式を判定する。 −伝導率変動の最初と最後の間で、この等式の積分を計
算する。 −計算した積分から、摂動継続時間ｔｃ〜ｔａと伝導率
Ｃｄ０ｉｎの公称値との積に等しい面積を引くことによ
り、上流摂動領域の面積Ｓｉｎを計算する。

【００４２】曲線の式を判定する方法は、言うまでもな
く、変動の形状に応じて選択しなければならない。例証
により、伝導率の変動が、所与の期間中に公称伝導率Ｃ
ｄ０ｉｎから所与の量だけ増加（または減少）してか
ら、公称伝導率に戻る場合（伝導率ステップ）、時間の
関数としてサンプリング値Ｃｄｉｉｎの変動を表す曲線
は、図２で明瞭に示すよう、２つの指数部分で構成され
る。各指数の等式は、第１指数Ｅ_A に関しては、時間ｔ
ｂに発生する指数Ｅ_A と第２指数Ｅ_B との接点に到達す
る前でも、指数Ｅ_B に関しては、時間ｔｃに発生する公
称値Ｃｄ０ｉｎへの伝導率復帰の前でも、計算すること
ができる。

【００４３】第１指数Ｅ_A を例にとると、ｔａとｔｂの
間の式ｙＡ＝ｃ＋ａ×ｅ^-bt は、時間ｔａと時間ｔｄと
の間にサンプリングした３ｎ個の連続的な伝導率値Ｃｂ
ｉｉｎから、以下の方法で計算される： −以下の３つの合計を計算する：

【数５】 −時定数ｂを下式から計算する：

【数６】 −下式から漸近値ｃを計算する：

【数７】 −ｃが分かると、係数ａがすぐに得られる： ａ＝Ｃｄ０ｉｎ−ｃ

【００４４】ｔｂとｔｃの間の第２指数Ｅ_B の式ｙＢ＝
ｃ’＋ａ’×ｅ^{-b' t} は、同じ方法で計算される。

【００４５】指数Ｅ_A およびＥ_B と伝導率Ｃｄ０ｉｎの
公称値で構成される基線との間で制限される上流摂動領
域の面積Ｓｉｎは、下式を用いて計算することができ
る：

【数８】 または下式を用いる：

【数９】

【００４６】上述したように、本発明の代替バージョン
によると、上流摂動領域の面積Ｓｉｎを判定するステッ
プは、較正した透析液の特性の全変動について、１回だ
け実施され、そのパラメータ（大きさ、継続時間および
プロファイル）が制御ユニット３０のメモリに保存され
る。面積Ｓｉｎは、伝導率の測定値から計算することが
でき、あるいは摂動を規定する設定値から計算すること
もできる。上流摂動領域の面積Ｓｉｎが（特定の処置セ
ッション前、または特定の処置セッションの開始時に）
決定されている場合、この量を制御ユニット３０のメモ
リに保存し、その後、この方法を実行するたびに使用す
るのはこの量である。

【００４７】３−血液透析装置１で起きる交換によって
変形された、血液透析装置１の下流の特性変動を示す見
かけの量の判定 本発明によると、選択された量は、下記のように規定さ
れる「下流摂動領域」と呼ばれる領域の面積Ｓｏｕｔで
ある。

【００４８】血液透析装置１の上流における透析液の伝
導率は一定（Ｃｄ０ｉｎ）であるので、使用済み液の伝
導率は、プローブ２５で測定した状態で、血液と透析液
との間に感知できる伝導率の差があるか、あるいはこの
差がゼロまたはほぼゼロかに応じて、指数関数的にゆっ
くり変動するか、ほぼ一定のまま（図２の状態）であ
る。その後、使用済み液の伝導率がほぼ一定のままで、
Ｃｄ０ｏｕｔに等しいと仮定する。この値は、プローブ
２５で測定し、メモリに保存される。

【００４９】新鮮な透析液の伝導率変動が、上記で説明
したように開始したら、吐出ライン１０に配置した第４
導電率プローブ２５が連続的に伝導率を測定し、制御ユ
ニット３０が、初期伝導率Ｃｄ０ｏｕｔからずれる使用
済み透析液の伝導率Ｃｄｊｏｕｔの複数の値をサンプリ
ングする。

【００５０】使用済み透析液の伝導率が初期値Ｃｄ０ｏ
ｕｔを回復すると、制御ユニット３０が、以下で限定さ
れる下流摂動領域の面積Ｓｏｕｔを計算する： −血液透析装置１の上流における伝導率の公称値Ｃｄ０
ｉｎに対応する、血液透析装置１の下流における伝導率
の初期値Ｃｄ０ｏｕｔで構成される基線と、 −時間に関して、摂動の継続時間ｔ３〜ｔ１にわたる使
用済み液の伝導率の変動を表す曲線で、この曲線は、プ
ローブ２５が測定し、制御ユニット３０がサンプリング
した値Ｃｄｊｏｕｔから確立された曲線。

【００５１】摂動領域の面積Ｓｏｕｔの計算は、例えば
基本面積法を使用するか、積分法を用いて実行すること
ができ、これらの方法については、上流摂動領域の面積
Ｓｉｎの計算に関して、詳細に述べてきた。

【００５２】制御ユニット３０が、基本面積法を用いて
計算を実行すると、下流摂動領域の面積Ｓｏｕｔは、下
式から得られる：

【数１０】

【００５３】制御ユニット３０が積分法を用いて計算を
実行すると、下流摂動領域の面積Ｓｏｕｔは、下式から
得られる：

【数１１】 この曲線は等式ｙＣ＝ｐ＋ｑ×ｅ^-rt （ｔ１とｔ２の
間）およびｙＤ＝ｐ’＋ｑ’×ｅ^{-r' t} （ｔ２とｔ３の
間）の２つの指数部分Ｅ_C およびＥ_D で構成される使用
済み透析液の伝導率変動を表す。

【００５４】以上で、血液透析装置１の上流における伝
導率Ｃｄ０ｉｎが同じ値の場合、使用済み液の伝導率
は、ほぼ一定に維持されると仮定した。この伝導率変動
が感知できる程度であれば、この指数の近似値を形成す
る正または負の勾配の指数区間または直線区間で構成さ
れる基線を、計算に使用する。この直線区間の等式は、
例えば摂動の直前の時間ｔ１で測定した第１値Ｃｄ１ｏ
ｕｔと、血液透析装置１の上流における伝導率が値Ｃｄ
０ｉｎを回復し、摂動が終了して、血液透析装置１の下
流でその効果を生じる時間ｔ３で測定した第２値Ｃｄ２
ｏｕｔとから決定することができる。

【００５５】４−施す治療の有効性を示すパラメータの
計算 本発明によると、処置の有効性を示すパラメータは、上
流摂動領域の面積Ｓｉｎ、および下流摂動領域の面積Ｓ
ｏｕｔから、制御ユニット３０によって計算される。

【００５６】変動する特性が、ナトリウムなど、透析液
中および血液中に存在する物質の透析液中の濃度である
場合、制御ユニットは、下式によって、この物質に関す
る血液透析装置のダイアリサンスＤを計算する： Ｄ＝（Ｑｄ＋Ｑｕｆ）×（１−Ｓｏｕｔ／Ｓｉｎ） ここでＱｄは処置液の流量、Ｑｕｆは限外濾過流量であ
る。

【００５７】本発明による方法と、特にダイアリサンス
Ｄの計算を可能にする。上記の文書EP 0,658,352に記載
された方法を同時に実行し、数回繰り返すと、本発明に
よる方法の高い信頼性を検証することができた。

【００５８】次に、制御ユニット３０は、下式によっ
て、血液透析装置の上流における患者の血液のナトリウ
ム濃度Ｃｂｉｎを計算することができる。

【数１２】

【００５９】変動する特性が、尿素など、血液中に存在
し、透析液中に存在しない物質の透析液中濃度である場
合、制御ユニットは、下式によって、この物質に関する
透析装置のクリアランスＫを計算する： Ｋ＝（Ｑｄ＋Ｑｕｆ）×（１−Ｓｏｕｔ／Ｓｉｎ） ここでＱｄは処置液の流量、Ｑｕｆは限外濾過流量であ
る。

【００６０】次に、制御ユニット３０は、下式によっ
て、血液透析装置の上流における患者の血液の尿素濃度
Ｃｂｉｎも計算することができる。

【数１３】

【００６１】例：図３は、摂動によって、上記で説明し
た方法を用いた透析セッションの有効性を判定できるよ
うにするため、透析液を公称処置値に従って制御し、所
定の時間間隔で、または要求に応じて伝導率を変化させ
るために、制御ユニット３０に入力された設定値を示
す。

【００６２】公称設定値は１４．１ｍＳ／ｃｍに固定さ
れた。プログラムされた摂動は、１００秒の＋１．６ｍ
Ｓ／ｃｍの伝導率ステップの後に、公称設定値に関して
３８秒の−０．６ｍＳ／ｃｍの逆ステップが続く。

【００６３】透析処置は、フランスのMeyzieu にあるHO
SPAL INDUSTRIE社が製造したCRYSTAL 4000タイプのAN69
平面膜透析装置を装備した、図１に示すシステムによっ
て患者に施された。システムの種々のポンプは、血液の
流量Ｑｂが２００ｍｌ／分と等しくなり、透析液の流量
が５００ｍｌ／分と等しくなり、限外濾過流量Ｑｕｆが
２０ｍｌ／分と等しくなるよう駆動した。

【００６４】処置中、プログラムされた伝導率摂動の開
始は、制御ユニット３０を介して要求した。

【００６５】図４のグラフでは、透析装置１の上流にお
ける伝導率の変動は、２秒ごとに（Δｔ＝２秒）プロー
ブ２３で測定し、破線で示され、透析装置の下流におけ
る伝導率の変動は、２秒ごとにプローブ２５で測定し、
実線で示されている。摂動の前後で、透析装置の上流に
おける伝導率Ｃｄ０ｉｎの測定値は、１４．１１３ｍＳ
／ｃｍに等しく、摂動の前後で、透析装置の下流におけ
る伝導率Ｃｄ０ｏｕｔの測定値は１４．２８ｍＳ／ｃｍ
に等しい。つまり、平常運転では、血液から透析液への
イオン化物質の移動は、透析装置内で起きる。交換器の
上流における摂動の継続時間ｔｃ〜ｔａは１８５秒で、
交換器の下流における摂動の継続時間ｔ３〜ｔ１は１６
８秒である。上流摂動領域の面積（Ｓｉｎ）は、面積法
を用いて計算し、下式の通りとなる。

【数１４】 下流摂動領域の面積（Ｓｏｕｔ）は、面積法を用いて計
算し、下式の通りとなる。

【数１５】 システムのダイアリサンスＤは下式の通りである。 Ｄ＝（Ｑｄ＋Ｑｕｆ）×（１−Ｓｏｕｔ／Ｓｉｎ）＝１
７７ｍｌ／ｍｉｌ

【００６６】患者は、非常に短時間（１６８秒、これに
対して標準の透析セッションは４時間続く）しか、公称
伝導率とは異なる伝導率を有する透析液に曝されなかっ
たことが理解される。また、透析システムのダイアリサ
ンスＤを判定するのに必要な時間は、測定するのに必要
な時間ｔ３〜ｔａにほぼ等しくて、これも非常に短く、
つまり２１６秒であり、したがってダイアリサンスＤ
は、必要とされれば、１時間に数回判定できることも理
解される。

【００６７】本発明は、以上で述べた例証的な実施例に
制限されるものではなく、その変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による方法を実行するのに適した血液透
析／ハエモダイアフィルトレーション・システムの部分
線図である。

【図２】本発明による方法の実行中に、時間の関数とし
ての処置液の伝導率変動を示す図である。

【図３】設定値が本発明の実行に適している、透析液の
伝導率設定値の例を示す図である。

【図４】図３に示す伝導率設定値に応答して、透析装置
の上流および下流の透析液の伝導率変動を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 血液透析装置 ２ 第１区画 ３ 第２区画 ４ 半透膜 ５ 血液取り出し線 ６ 循環ポンプ ７ 血液戻り線 ８ バルブ・トラップ ９ 供給線 １０ 使用済み液吐出線 １１ 透析液調整装置 １２ 主線 １３ 第１二次線 １４ 第２二次線 １５ カートリッジ １６ ポンプ １７ 第１伝導率プローブ １８ 容器 １９ ポンプ ２０ 第２伝導率プローブ ２１ 第１流量計 ２２ 第１循環ポンプ ２３ 第３伝導率プローブ ２４ 注入手段 ２５ 第３伝導率プローブ ２６ 第２循環ポンプ ２７ 第２流量計 ２８ 尿素測定装置 ２９ 抽出ポンプ ３０ 計算および制御ユニット ３１ 画面 ３２ キーボード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヤン ステルンビイ スウェーデン国 ルンド，スパルスノガタ ン 45

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 血液の体外処置の有効性を示すパラメー
   タ（Ｄ、Ｋ、Ｋｔ／ｖ、Ｃｂｉｎ）を判定する方法であ
   って、患者の血液および処置液を膜交換器（１）の半透
   膜（４）の各側に流すことからなり、 −交換器（１）の上流でほぼ一定の公称値（Ｃｄ０ｉ
   ｎ）を有する特性（Ｃｄ）を有する処置液を、交換器
   （１）を通して流すステップと、 −時間ｔｃ〜ｔａだけ交換器（１）の上流で特性（Ｃ
   ｄ）の値を変動させ、その終了時に特性（Ｃｄ）を交換
   器（１）の上流で公称値（Ｃｄ０ｉｎ）に戻すステップ
   と、 交換器（１）の上流で生じたこの特性（Ｃｄ）値の変動
   に反応し、交換器（１）の下流で処置液の特性（Ｃｄ）
   がとった複数の値を測定し、メモリに保存するステップ
   と、 −下流の摂動領域の面積（Ｓｏｕｔ）を決定するステッ
   プとを含み、この領域は、 ・特性（Ｃｄ）が摂動によって影響されない、あるいは
   もう影響されていない時間である、摂動に側した２つの
   時間で特性（Ｃｄ）によって与えられた２つの値を通る
   基線と、 ・特性（Ｃｄ）が摂動によって影響されない、あるいは
   もう影響されていない時間である、摂動に側した２つの
   時間ｔ１とｔ３との間に、交換器（１）の下流で測定す
   る特性（Ｃｄ）の値から確立した、特性（Ｃｄ）の時間
   に関する変化を表す曲線とで限定され、さらに、 −下流摂動領域の面積（Ｓｏｕｔ）および上流摂動領域
   の面積（Ｓｉｎ）から、処置の有効性を示すパラメータ
   （Ｄ、Ｋ、Ｋｔ／ｖ、Ｃｂｉｎ）を計算するステップを
   含み、この上流摂動領域は、 ・特性（Ｃｄ）の公称値（Ｃｄ０ｉｎ）で構成された基
   線と、 ・交換器（１）の上流で、期間ｔｃ〜ｔａにわたって時
   間に関して特性（Ｃｄ）の変動を表す曲線とで限定され
   る方法。
2. 【請求項２】 処置液の特性（Ｃｄ）の値を変動させる
   ステップが、規定時間間隔で、公称値（Ｃｄ０ｉｎ）よ
   り大きい、または小さい規定設定値に特性を設定するス
   テップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方
   法。
3. 【請求項３】 交換器（１）の上流で処置液の特性（Ｃ
   ｄ）の値を変動させるステップが、 −第１規定時間間隔にわたり、公称値（Ｃｄ０ｉｎ）よ
   り高い（または低い）第１規定設定値に特性を設定する
   ステップと、 −第２時間間隔にわたり、公称値（Ｃｄ０ｉｎ）より低
   い（または高い）第２設定値に特性を設定するステップ
   とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 さらに、特性（Ｃｄ）が交換器（１）の
   下流で、最短時間でその初期値（Ｃｄ０ｏｕｔ）を回復
   するよう、第２時間間隔の継続時間、および第２設定値
   の絶対値を選択するステップを含むことを特徴とする、
   請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 さらに、体外処置の有効性を示すパラメ
   ータを計算するステップの前に、上流摂動領域の面積
   （Ｓｉｎ）を判定するステップを含むことを特徴とす
   る、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 【請求項６】 さらに、特性（Ｃｄ）の値を変動させる
   ステップの前に、 −所定の変動パラメータに適合すると、上流の摂動領域
   の面積Ｓｉｎが一定になるよう、規定値の変動パラメー
   タを与えるステップと、 −固定パラメータを有する変動について、上流摂動領域
   の面積Ｓｉｎを決定し、メモリに保存するステップとを
   含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項
   に記載の方法。
7. 【請求項７】 さらに、上流摂動領域の面積Ｓｉｎを決
   定するステップの前に、期間ｔｃ〜ｔａの間に、交換器
   （１）の上流で処置液の特性（Ｃｄ）によって与えられ
   た複数の値を測定するステップを含むことを特徴とす
   る、請求項５および６のいずれか一項に記載の方法。
8. 【請求項８】 上流（または下流）摂動領域の面積Ｓｉ
   ｎ（Ｓｏｕｔ）を決定するステップが、 −交換器（１）の上流（または下流）において、特性
   （Ｃｄ）の測定値の変動を時間の関数として表す曲線の
   式を決定するステップと、 −特性（Ｃｄ）の値の変動の開始と終了の間で、この式
   の積分を計算するステップと、 −式の積分から、上流（または下流）摂動の継続時間
   と、交換器（１）の上流（または下流）における特性の
   公称値Ｃｄ０ｉｎ（または初期値Ｃｄ０ｏｕｔ）との積
   に等しい面積を引くステップを含むことを特徴とする、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 【請求項９】 摂動領域の面積（Ｓｉｎ、Ｓｏｕｔ）を
   決定するステップが、 −摂動の継続時間を通じて、時間間隔Δｔで特性Ｃｄの
   値を測定するステップと、 −各測定値から特性Ｃｄの公称値（Ｃｄ０ｉｎ）（また
   は初期値Ｃｄ０ｏｕｔ）を引き、時間間隔Δｔを掛けて
   一連の基本面積を計算するステップと、 −基本面積を合計するステップとを含むことを特徴とす
   る、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
10. 【請求項１０】 変動する特性が、処置液と血液との両
    方に存在する物質の処置液中濃度であり、この物質に関
    する交換器（１）のダイアリサンスＤが、 Ｄ＝（Ｑｄ＋Ｑｕｆ）×（１−Ｓｏｕｔ／Ｓｉｎ） という式によって計算され、 ここでＱｄは処置液の流量、Ｑｕｆは限外濾過流量であ
    ることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に
    記載の方法。
11. 【請求項１１】 変動する特性が、処置液および血液に
    存在する物質の処置液中濃度であり、交換器（１）の上
    流でこの物質の患者の血液中濃度Ｃｂｉｎが、 【数１】 という式によって計算されることを特徴とする、請求項
    １から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 【請求項１２】 変動する特性が、血液中に存在し、処
    置液中には存在しない物質の処置液中濃度であり、この
    物質に関する交換器（１）のクリアランスＫが、 Ｋ＝（Ｑｄ＋Ｑｕｆ）×（１−Ｓｏｕｔ／Ｓｉｎ） という式によって計算され、 ここでＱｄは処置液の流量、Ｑｕｆは限外濾過流量であ
    ることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に
    記載の方法。
13. 【請求項１３】 変動する特性が、血液中に存在し、処
    置液中には存在しない物質の処置液中濃度であり、交換
    器（１）の上流でこの物質の患者の血液中濃度Ｃｂｉｎ
    が、 【数２】 という式によって計算されることを特徴とする、請求項
    １から９のいずれか一項に記載の方法。
14. 【請求項１４】 特性（Ｃｄ）の値を変動させるステッ
    プが、物質を含む液体の量を、交換器（１）の上流で処
    置液に注入することで構成されることを特徴とする、請
    求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 【請求項１５】 上流摂動領域の面積Ｓｉｎを予め決定
    できるよう、規定量の物質が処置液に注入されることを
    特徴とする、請求項１４に記載の方法。
16. 【請求項１６】 処置液中の物質の濃度を変動させるス
    テップが、処置液を調整するために、濃縮溶液を水また
    は希釈溶液と混合する処置液生成装置（１１）につい
    て、濃縮溶液用ポンプ（１９）の吐出量を変更すること
    で構成されることを特徴とする、請求項１０または１１
    のいずれか一項に記載の方法。
17. 【請求項１７】 物質がナトリウムであることを特徴と
    する、請求項１０または１１のいずれか一項に記載の方
    法。
18. 【請求項１８】 物質が尿素であることを特徴とする、
    請求項１２または１３のいずれか一項に記載の方法。