KR100518185B1

KR100518185B1 - 투석 효율 계산 장치

Info

Publication number: KR100518185B1
Application number: KR10-1999-7011245A
Authority: KR
Inventors: 스턴비쟌
Original assignee: 감브로 룬디아 아베
Priority date: 1997-06-02
Filing date: 1998-06-02
Publication date: 2005-10-04
Also published as: JP4148536B2; CA2292717C; DE69834034D1; KR20010013254A; EP0986410B1; JP2002514120A; WO1998055166A1; ES2260838T3; BR9809718A; DE69834034T2; US6258027B1; EP0986410A1; CA2292717A1; ATE321580T1; AU732784B2; SE9702074D0; AU8046698A; TW394692B

Abstract

본 발명은 유체 용적 내의 성분의 질량 또는 상기 성분과 교환 유체의 교환 효율을 계산하는 계산 방법 및 계산 장치를 제공하며, 이 성분은 특히 투석 치료 대상 환자의 신체 내의 요소이다. 계산은 신체 내의 요소의 총 질량을 근거로 한다. 유출 투석액의 요소 농도 C_d가 측정되며, 제거된 전체 요소 질량 U는 요소 농도 C_d와 투석액의 유량 Q_d와의 적을 적분함으로써 계산된다. 순간 상대 효율 K/V는 농도 곡선의 로그의 기울기를 계산함으로써 본질적으로 결정되며, 순간 질량은 순간 상대 효율로부터 결정된다. 그 다음에, 신체 내의 요소의 치료 전 질량은 매우 정확하게 결정될 수 있다. 또한, 임의의 지점에서의 순간 상대 효율은 제거된 요소 질량 U를 이용함으로써 결정된다. 투석량은 순간 효율을 적분함으로써 계산된다.

Description

투석 효율 계산 장치{DEVICE FOR CALCULATING DIALYSIS EFFICIENCY}

본 발명은 계산용으로 요소 센서(urea sensor)로부터 얻은 값을 이용하여 투석 효율을 계산하는 계산 방법 및 계산 장치에 관한 것이다. 그러한 계산은 개입(intervention)을 필요로 하는 특정의 상태를 예측할 수도 있다.

오늘날, 혈액 투석에 있어서는, 치료시마다 3시간 내지 4시간의 시간 간격으로 주 3회씩 환자에게 투석을 행하는 것이 일반적이다. 그러한 치료의 목적은 환자에게 적절한 양의 투석을 제공하는 것이다. 이러한 치료량은 여러 다른 방법으로 정해질 수 있다.

일반적으로 사용되는 한 가지 방법은 표지 분자(marker molecule)로서 요소 분자를 사용하고, 투석 클리어런스 K(dialysis clearance)를 요소의 분배 체적 V로 나눈 후, 총 치료 시간 t를 곱한 값이 특정의 상수를 초과하도록 처방하는 바, 예컨대 Kt/V는 매번의 치료시마다 1보다 크다. 따라서, 매주의 투석량은 3보다 큰 Kt/V로 된다.

Kt/V를 측정하는 한 가지 일반적인 방법은 치료 전후의 혈장 중의 요소 농도 C_b를 측정하는 것이다. R = C_bpost/C_bpre의 비율은 Kt/V와 상호 관련되어 있다. Kt/V를 계산하기 위하여 수학식 1과 같은 많은 상이한 수학식이 제안되어 있다.

식에서, UF는 제거된 한외여과 용적을 리터로 나타낸 것이고, W는 투석 후의 중량을 kg으로 나타낸 것이다.

Kt/V 값을 개산(槪算)하기 위한 여러 임상적인 연구가 실행되고 있는데, 이러한 임상적인 연구에서는 투석후 혈장 요소 농도 C_bpost를 투석 직후에, 일반적으로는 치료 종료후 2분 이내에 측정하고 있다. 그러나, 대부분의 환자는 C_bpost의 측정에 대해 반발이 있다. 평형화된 치료후 혈장 요소 농도 C_bpost를 예컨대 30분 후에 측정하면, 보다 "정확한(true)" Kt/V를 측정할 수 있다.

C_b의 측정에는 문제가 존재한다. 투석 치료의 전후에 혈액 샘플을 채취할 필요가 있다. 다음에, 병원의 실험실에서 이러한 혈액 샘플을 분석한다. 상당한 시간이 지연된 후에 결과값이 얻어진다. 이러한 방법으로는, 처방량을 얻기 위하여 실제의 치료를 조절하는 것이 불가능하다.

치료 후의 샘플은 심폐성 또는 발작적 재순환(access recirculation)에 의한 오류값(false values)을 회피하기 위하여, 특히 타이밍과 관련하여 세심하게 채취되어야 한다. 다른 오류 원인은 전술한 바와 같은 반발이다.

평형화된 치료후 샘플을 채취해야 하는 경우에는, 이러한 샘플을 치료 종료후 30분 내지 60분 후에 채취해야 하는데, 이것은 환자에게 실용적인 것이 아니다. 반발의 정도와 수준이 환자마다 큰 차이가 있다.

이들 문제는 종래 기술에서 여러 다른 방식으로 해결되어 왔다.

WO 94/08641는 투석 치료의 적정성을 평가하는 요소 모니터(urea monitor)의 사용을 개시하고 있다. 요소 모니터를 투석 유출 라인에 접속하여, 투석기로부터 유출되는 투석액 중의 요소 농도를 측정한다.

이 특허의 명세서에 따르면, 투석전 혈장 요소 농도값 C_bpre를 알고 있거나 측정할 필요가 있다. 이러한 측정은 치료 시작 전에 채취한 평형화된 샘플의 요소 농도를 측정하는 방식으로 수행될 수 있다. 그러나, 이러한 초기 측정에는 시간이 소요되며, 투석 장치를 이러한 투석전 요소값을 얻기 위해 특별하게 제작해야 할 필요가 있다.

적절한 투석을 나타내는 다른 지표는 URR 및 SRI이다.

식에서, m_ureapre 및 m_ureapost는 각각 투석 전후의 신체 내의 요소의 양이다.

도 1은 요소 모니터를 구비하며 본 발명에 사용될 수 있는 혈액 투석용 투석 기계의 개략도.

도 2는 도 1과 유사하지만, 요소 모니터가 합체된 투석 기계의 개략도.

도 3은 혈액 여과에 적합한 투석 기계의 도 1과 유사한 개략도.

도 4는 혈액 여과에 적합한 투석 기계의 도 2와 유사한 개략도.

도 5는 도 1 내지 도 4 중 어느 하나에 따른 투석 기계의 요소 모니터로부터 구한 농도값의 다이어그램.

도 6은 도 5에 따른 다이어그램에서 요소의 초기 질량을 나타낸 다이어그램.

도 7은 도 5와 유사하지만 문제가 있는 부분을 갖는 투석 치료를 도시하고 있는 다이어그램.

도 8은 도 7에 따른 다이어그램에서 요소의 초기 질량을 나타낸 다이어그램.

도 9는 투석기에 장애를 유발시키는 수단을 갖춘 도 2와 유사한 개략도.

도 10은 혈액 중의 요소 농도를 결정하는 도 5와 유사한 다이어그램.

본 발명의 목적은 투석 치료의 효율을 결정하고, 제공된 치료 투석량을 온라인으로 모니터링하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 예컨대 투석기가 응고로 인해 막힌 경우에, 필요에 따라 투석 치료를 온라인으로 조절하기 위하여 투석 효율을 연속적으로 모니터링하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 혈액 샘플을 채취할 필요도 없고, 평형화된 투석전 혈장 요소 농도를 구하는 것과 같은 임의의 특별한 조절을 행하는 투석 기계도 필요로 하지 않으면서 제공된 투석량을 개산하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 요소 모니터는 투석기로부터 유출되는 투석액의 요소 농도 C_d를 측정하고, 치료 중에 제거되는 총 요소량 U를 결정하도록 사용된다. 측정값은 투석전 요소 질량 m_o와 상대 효율 K/V를 개산하기 위하여 계산용 컴퓨터에 사용된다. 이들 값을 이용하면, 예컨대 계산된 K/V를 치료 시간으로 적분함으로써 투석량의 지표를 온라인으로 얻을 수 있다. 투석 전후의 요소 질량이 계산되므로, SRI를 결정할 수 있다. 예컨대 왓슨 공식(전술한 수학식 2 및 3 참조)을 사용하여 분배 용적을 계산하면, URR도 결정할 수 있다. 또한, R이 알고 있는 값이기 때문에 수학식 1을 사용할 수 있다. 평형화된 값으로 SRI 및 URR을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

본 발명의 다른 방법에 따르면, 상대 효율 K/V가 적어도 보다 짧은 시간 주기에 걸쳐서는 상당히 안정적이며, 연속적으로 감소하는 것으로 가정한다. 갑작스런 효율 변경이 측정되는 경우에, 이것은 투석기의 응고 또는 혈류량 Q_d의 변화와 같이 가능하면 간호원의 개입을 필요로 하는 오류 상태의 지표일 수 있다.

본 발명의 또 다른 방법에 따르면, 투석기의 유효 클리어런스(effective clearance)는, 투석기에 장애(disturbance)를 도입하고, 이러한 장애를 고려하여 투석기로부터 유출되는 투석액을 분석함으로써 결정된다. 장애는 투석액의 전도율의 변화일 수도 있다. 결과를 분석함으로써, 투석기의 유효 클리어런스를 결정할 수 있다. 투석액의 요소 농도와 투석기의 유효 클리어런스를 조합함으로써, 혈액 중의 요소 농도를 어떤 침입적 방법(invasional method)을 사용하지 않고 측정할 수 있다. 본 발명에 의하여 얻은 요소의 양과 조합함으로써, 요소의 분배 용적을 개산할 수 있다.

유출 투석 용액 중의 요소의 농도 측정값은 많은 이유로 분산되어 있는 것으로 보인다. 그러나, 특정의 곡선 적응 알고리즘(curve adaptation algorithm)을 사용함으로써, 관련 투석 파라미터(parameter)를 정확히 결정하기 위하여 시간에 따라 비교적 일정한 상대 효율 K/V를 개산하는 것이 가능하다.

추가의 특징은 첨부된 특허 청구범위로부터 알 수 있다.

본 발명의 추가의 목적, 장점 및 특징을 도면에 도시한 본 발명의 실시예를 참고로 이하에서 상세하게 설명한다.

본 발명은 혈액 투석, 혈액 투석 여과(hemodiafiltration) 또는 혈액 여과와 같은 투석 치료를 위한 파라미터를 개산하는 데 사용하도록 의도된다. 본 발명은 여러 형태의 복막 투석에 사용될 수도 있다. 그러나, 본 발명은 전술한 치료 형태로 한정되지 않고, 비의료 용도로도 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명을 수행할 수 있는 투석 기계의 개략도이다. 투석 기계는 신장 기능이 손상되었거나 신장 기능이 전혀 없는 경우에 포유 동물의 신장 기능을 대체하는 수단을 제공한다.

환자로부터 유출된 혈액은 반투막(3)을 갖춘 필터 또는 투석기(1)를 포함하는 체외 회로(2)로 유입된다. 혈액은 반투막의 일측을 통과한다. 반투막의 타측에서는, 투석 기계(4)에 의하여 투석액이 순환된다.

투석액은 일반적으로 투석 기계에 의하여 하나 또는 복수의 농축액 및 물로부터 준비되어, 소정 특성을 갖는 투석액을 형성한다. 따라서, 도 1에 개시된 투석 기계는 물 유입구(5), 2개의 농축액 유입구(6, 7) 및 2개의 농축액 계량 펌프(8, 9)를 구비한다. 제1 메인 펌프(10)가 이미 조제된 투석액을 투석기의 투석측으로 추진하여 막과 접촉시킨다.

제2 메인 펌프(11)는 투석기로부터의 유출액, 유입 투석액 및 필터를 거쳐서 혈액으로부터 제거된 한외여과액을 출구(12) 및 배액관으로 통과시킨다.

제1 펌프(10)와 제2 펌프(11) 사이에 바이패스 라인(13)이 배치되어 있다. 투석 유체의 흐름을 제어하도록 여러 밸브(14, 15, 16)가 배치되어 있다. 밸브 및 펌프는 도 1에 여러 선으로 개략적으로 도시된 바와 같이 컴퓨터(17)에 의하여 제어된다. 물론, 투석 기계는 통상적인 여러 다른 수단을 구비한다. 이러한 여러 다른 수단은 설명하지 않는데, 그 이유는 본 발명의 동작과 관련이 없기 때문이다.

제1 메인 펌프(10)는 투석기로 이송되는 투석액이 예컨대 500 ml/min과 같이 실질적으로 일정하도록 소정의 속도로 구동된다. 제2 메인 펌프(11)는 유출액, 소위 투석액이 예컨대 515 ml/min의 유량을 갖도록 약간 높은 속도로 구동된다. 이러한 작용으로 인하여, 투석기의 투석액측에는 혈액, 즉 혈장수(plasma water)로부터 15 ml/min의 유량으로 한외여과액을 제거하기에 적합한 압력이 발생된다. 4시간의 치료 중에, 이러한 한외여과는 환자로부터 3.6 리터의 액체를 제거한다는 것을 의미한다. 물론, 투석 기계는 환자에게 처방된 치료를 수행하도록 동작한다.

투석 기계로부터의 유출 라인에는 요소 모니터(18)가 배치되어, 유출 투석액 중의 요소 농도(C_d)를 측정한다. 요소 모니터는 투석 기계 내부에 배치될 수도 있고 투석 장치의 완전히 외측에 배치될 수도 있다. 요소 모니터는 WO 96/04401에 개시된 형태의 모니터일 수 있다. 이러한 요소 모니터는 전도율 센서를 구비하여, 투석액의 전도율이 요소 모니터에 의하여 결정되며, 이러한 전도율 측정치를 사용하여 요소 농도를 계산할 수 있는 것을 알 것이다.

요소 모니터는 투석 기계의 컴퓨터(17)에 연결되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 모니터가 자체의 컴퓨터를 구비할 수도 있다.

요소 센서 또는 투석 기계는 유출 투석액의 유량 Q_d를 측정하는 측정 수단을 또한 구비한다. 컴퓨터(17)는 농도값 C_d를 제공할 뿐만 아니라 치료 중에 제거된 요소의 전체 질량값 U를 Q_dㆍC_d의 적분으로서 제공하도록 배치되어 있다. 농도값을 연속적으로 취하여, 질량 곡선(U) 뿐 아니라, 농도 곡선(C_d)을 요소 센서로부터 구할 수 있다.

도 2는 도 1과 유사한 투석 기계를 도시하고 있다. 주요 차이점은 요소 모니터(19)가 투석기(1)와 제2 메인 펌프(11) 사이에서 바이패스 라인의 출구 전에 배치되어 있다는 것이다.

도 3은 도 1과 유사한 투석 기계를 도시하지만, 혈액 여과 또는 혈액 투석 여과에 적합한 장치를 도시하고 있다. 유일한 차이점은 주입 펌프(21)를 포함한 주입 라인(20)을 갖추고 있다는 것이다. 주입 라인(20)은 제1 메인 펌프(10)의 출구로부터 시작하여 투석기의 혈액 주입측에서 종결되어, 투석기 이전에 주입액을 혈액에 소위 선주입(preinfusion)한다. 요소 모니터(22)는 제2 메인 펌프(11)를 지나 유출 투석액 라인에 배치되어 있다.

마지막으로, 도 4는 도 2와 유사한 투석 기계를 도시하지만, 이 투석 기계는 혈액 여과 또는 혈액 투석 여과에 적합하며, 주입액이 투석기를 지나서, 소위 후주입(postinfusion)으로 혈액에 제공된다. 요소 모니터(23)는 제2 메인 펌프(11)의 전과 출구측의 바이패스 라인 전에 배치되어 있다.

도 5는 요소 센서로부터 구한 일반적인 요소 농도 곡선(C_d)을 도시하고 있다. 도면으로부터 알 수 있듯이, 요소 농도 곡선은 매우 불규칙하고 여러 곳에 딥(dip)을 포함하고 있다. 이들 딥은, 투석 기계가 자기 교정(selfcalibration)을 위하여 접속되고, 밸브(16)는 개방되고 밸브(14, 15)는 폐쇄될 때 얻어진다.

도 6은 이하에서 상세하게 설명하는 방법에 따라 계산된 요소 질량값의 분포도를 도시하고 있다.

도 7은 이하에 보다 상세하게 설명하는 약간의 문제가 있는 부분을 갖는, 치료 중에 얻어진 농도 곡선을 도시하는 도면이다.

마지막으로, 도 8은 이하에 상세하게 설명하는 방법에 따라 계산된 요소 질량값의 분포도를 도시하고 있다.

요소의 동적 거동(urea kinetics)에 대한 몇 가지 접근 방법이 있다. 한 가지 일반적인 방법은 요소가 단일 신체 구획(single body compartment), 즉 단일 풀 모델(single pool model)에 분배되어 있다는 가정을 기초로 하는 것이다. 치료 중에 측정된 요소의 농도는 특히 고효율의 치료시에는 그러한 모델을 따르지 않는 것으로 잘 알려져 있다.

다른 방법은 요소가 직렬 연결된 2개의 개별적인 신체 풀에 분배되어 이들 사이에서 요소가 확산 교환되는 것으로 가정하는 것이다. 이 모델은 전술한 치료 후의 반발과 치료 초기에 요소의 보다 신속한 제거를 설명할 수 있다.

또 다른 방법은, 신체가 상이한 시간 지연으로 혈액으로 연결되어 있는 여러 개의 격실로 분할되어 있다고 가정하는 것이다.

본 발명에 있어서는, 요소 모니터를 사용하여, 투석기로부터 유출되는 투석액 중의 요소 농도를 측정한다. 또한, 유출 투석액의 총량을 측정한다. 따라서, 요소 농도 C_d와 총 투석액 유량 Q_d의 적을 결정할 수 있다. C_dㆍQ_d의 적을 적분함으로써, 제거된 요소의 총량 U를 구한다.

신체에 요소가 축적되어 있지 않다고 가정하면, 제거된 요소의 총량 U는 예컨대 평균으로서 일주일과 같이 특정의 시간 주기에 걸쳐 신체에서 발생되는 요소의 양 G와 같아야 한다. 이것은 영양 상태 또는 단백질 이화율(PCR)을 계산하는 데 사용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 투석기로부터 유출되는 투석 용액 중의 요소 농도를 요소 모니터에 의하여 측정한 값은 투석이 진행 중인 때에 투석의 파라미터를 결정하는 데 사용된다. 이들 파라미터는 투석 치료를 온라인으로 개산하여, (예컨대, 혈액 중의 요소 농도를 결정하도록 혈액 샘플을 채취함으로써) 효율, 투여량, 투석 전후의 신체 내의 총 요소 질량, 요소 발생율, 신체 내의 요소의 분배 용적과, 이하의 설명으로부터 명확한 다른 파라미터 및 변수를 결정하는 데 사용된다.

본 발명에 따른 이들 개산은 신체 내에서의 요소 분배에 관련한 어떠한 가정과도 독립적인 것이다.

따라서, 본 발명은 신체 내에서의 요소 분배에 대하여 어떠한 가정도 하지 않는다는 것으로부터 출발한다. 대신에, 매 순간에 있어서 신체 내의 요소의 총량 m을 고려한다. 본 발명에 따르면, 평균 요소 농도는 분배 용적 V에 대한 신체 내의 요소의 평균 농도로 정의된다.

분배 용적도 평균 요소 농도도 측정할 수 없지만, 이들을 계산에 사용할 수는 있다. 그러나, 이하에서 설명하는 바와 같이, 요소 모니터에 의하여 유출 투석액에서 측정된 요소 농도를 통하여, 그러한 용적 및 농도를 간접적으로 측정할 수는 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 통상 사용되는 투석기 클리어런스는 요소 질량 제거율과 신체 내의 평균 요소 농도 C_m와의 비율로서 정의되는 전신 클리어런스 K로 대체된다. 요소 모니터에 의해 측정되는 요소 질량 제거율은 유출 투석액의 요소 농도 C_d와 유출 투석액의 유량 Q_d의 적이다. 결론적으로, 이들 정의는 수학식 4와 5이다.

신체 내의 요소 질량의 변화율이 요소 발생율(G)에서 요소 질량 제거율(Q_d·C_d)을 뺀 것이므로, 수학식 6이 유효하다.

이것은 시간에 따라 변화하는 계수를 갖는 1차 미분 방정식으로, 일반적인 방법으로 풀 수 있는 것이다. K와 G가 일정하고, V가 시간 t의 1차 함수(V = V_o - UFt)라고 가정하면, 다음의 식이 성립된다.

수학식 7에 도달하기 위한 가정은 전신 클리어런스 K가 치료 내내 일정하다는 것이다.

대안으로, 상대 효율 K/V가 일정하다고 가정하면, 유사한 방정식인 수학식 8을 얻는다.

그러나, K와 K/V 각각이 치료 전체에 걸쳐서 일정하지 않고, 치료 초기의 최초 30분 내지 60분 동안이 일반적으로 더 크고 대략 일정하다는 것을 알았다.

또한, 수학식 7 및 8은 요소의 초기량 m_o를 알아야 할 필요가 있는데, 이것은 예컨대 혈액 샘플에 의해서, 또는 WO 94/08641에 개시된 바와 같이 평형화된 투석액에 의해서, 그리고 신체 내의 요소의 분배 용적을 개산함으로써 투석 치료 전에 측정해야만 한다.

그러나, 치료후 30분 내지 60분에 평형화된 혈액 샘플을 채취할 필요는 없는데, 그 이유는 원하는 양에 도달한 때에 치료를 끝낼 수 있도록 수학식이 축적된 Kt/V를 연속적으로 계산하기 때문이다.

본 발명의 다른 목적은, 요소 모니터로부터 구한 데이터를 이용하여 완전한 치료의 중요 파라미터를 개산하는 데 필요한 모든 데이터를 얻기 위한 추가의 단계를 취하는 것이다. 전신의 요소 질량과 전신의 클리어런스 K의 개념을 사용함으로써, 완전한 치료 기간에 걸쳐 일정한 클리어런스 K 또는 일정한 상대 효율 K/V에 관한 어떠한 가정과도 독립적인 수학식을 전개할 수 있다.

수학식 4와 5를 조합하고 수학식 6의 좌측 부분을 적분함으로써, 수학식 9 및 10을 얻는다.

식에서, G는 일정하다고 가정하는 요소 발생량을 나타내며, U는 제거된 총 요소로서, 요소 모니터로부터 구한 Q_dㆍC_d의 적분과 동일하다.

재배열함으로써, 수학식 11 또는 12를 얻는다.

수학식 11 및 12는 신체 내의 요소 분배에 대한 어떠한 가정 또는 상수 K의 어떠한 가정과도 독립적이다. 유일한 가정은 G가 일정하다는 것이다. 그러나, G가 일정하지 않은 경우, Gㆍt의 적은 t에 대한 G의 적분으로 대체되어야 한다.

수학식 11은 K/V의 시간 의존성을 개산하는 데 사용될 수 있으며, 이것은 이하에서 상세하게 설명되는 여러 목적에 사용될 수 있다.

수학식 7 및 8에서와 유사하게, 수학식 11 및 12에 있어서도 신체의 분배 용적 V 내의 요소의 초기량 m_o를 구할 필요가 있다.

투석 개시 전에 혈액 샘플을 채취하고, 예컨대 왓슨 공식(Watson's formula)을 사용하여 분배 용적을 개산함으로써 그 값을 얻을 수 있다.

다른 방법은, 투석액이 투석 치료의 초기에 혈액과 평형을 이루게 하여 투석액의 농도를 측정하고, 이에 의하여 투석액의 농도를 혈액의 수분 농도와 동일하게 하는 것이다. 예컨대 왓슨의 공식을 이용하여 분배 용적을 개산함으로써, 요소의 초기 질량값 m_o를 구할 수 있다.

이들 방법에 의하여, 요소의 초기 질량값 m_o를 구할 수 있으며, 이 초기 질량값을 순간적인 상대 효율 K/V를 얻도록 수학식 11에 사용할 수 있다. K/V를 시간에 대하여 적분함으로써, 이송된 투여량(Kt/V)의 개산이 얻어진다.

평균적으로, 왓슨의 공식은 모집단의 환자들에 대하여 분배 용적을 적절하게 개산할 수 있다. 그러나, 특정 환자에 대해서는 오차가 커서, 예측하기 어려울 수도 있다. 그 결과, 요소의 초기 질량값 m_o를 개산하는 데 큰 오차가 발생될 수 있다.

다른 한편으로 본 발명에 따르면, 요소의 초기 질량값 m_o를 요소 모니터로부터 얻은 데이터만을 사용하여 계산할 수 있고, 상기 요소 모니터가 투석기로부터의 유출 투석액의 요소 농도 C_d와 투석액 유량 Q_d를 측정하는 것을 알았다.

수학식 12의 좌측 부분은 기울기가 G인 직선이라는 것을 알 수 있다. 변수 C_d 및 Q_d 뿐만 아니라 U(dU/dt = Q_dㆍC_d)도 요소 모니터에 의하여 측정된다. 적어도 두 지점에서 K/V를 알고 있는 경우, 상수 m_o 및 G를 계산할 수 있다.

일주일 동안 제거된 요소의 총량으로부터 G를 결정할 수도 있는데, 이것은 정상 상태로 가정하는 경우에 발생량과 동일해야 하는데, 즉 발생량이 제거량과 동일하다. 환자가 매주 3회의 투석 치료를 받는 경우, 1회의 투석 치료 중에 제거된 요소는 가레드(Garred) 등의 특허에 개시된 바와 같이 발생량을 개산하는 데 사용될 수 있다.

여러 측정값으로부터 상수 m_o를 계산하는 경우, 상수 m_o의 모든 계산된 값의 평균값이나 중앙값, 또는 기타 통계값을 취함으로써 보다 정확한 m_o 값을 얻을 수 있다.

계속 진행하기 위해서는, K/V의 시간 의존성에 대하여 가정을 할 필요가 있다.

첫째로, 순간적인 상대 효율 K/V가 치료 중의 적어도 일부 시간 주기에 걸쳐서 일정하다고 가정한다. 얻은 투석 곡선은 적어도 한외여과(UF)가 낮은 투석에서는 K/V가 일정한 기간이 적어도 어느 정도는 있어야 한다는 것을 실증하고 있다. 일정한 한외여과에서는 V를 시간의 1차 함수라고 가정할 수 있다. 그러나, 클리어런스 K는 적어도 특정 시간 주기에 걸쳐서는 시간에 따라 유사한 방식으로 변화하는 것도 알 수 있다.

상수 K/V를 포함한 수학식 12를 미분함으로써, 수학식 13을 얻는다.

dU/dt= Q_dㆍC_d를 삽입함으로써 수학식 14를 얻는다.

수학식 14를 적분하여 거기에 로그를 취함으로써, 수학식 15를 얻는다.

수학식 15의 곡선은 기울기가 K/V인 직선이다. 수학식 15로부터 알 수 있는 바와 같이, 투석액의 농도값 C_d는 발생량과 관련한 오프셋 항 G/Q_d 만큼 감소되어야 한다.

그에 따라, 곡선의 기울기가 일정한 기간에 수학식 15를 사용함으로써, 순간적인 상대 효율 K/V를 여러 지점에서 결정할 수 있다. 따라서, 수학식 12를 사용함으로써, m_o를 각 지점에 대해 계산할 수 있으며, m_o의 평균(중간 또는 중앙)값을 개산할 수 있다.

둘째로, 치료 중의 적어도 일부 시간 주기에 대해서 K가 일정하다고 가정한다. 얻은 투석 곡선은 K가 일정한 기간이 적어도 어느 정도는 있어야 한다는 것을 실증한다. 또한, 상기 시간 주기 중에 신체내 요소의 분배 용적(V)은 일정한 한외여과(UF)에서는 시간 t의 1차 함수라고 가정한다.

수학식 12를 미분함으로써, 수학식 17을 얻는다.

이 결과,

이며,

수학식 18은 다음의 수학식 19로 풀 수 있다.

식 G/[Q_d(1-UF/K)] = C_k는, 요소 발생량 G에 의한 투석액 농도 측정치 C_d에 대하여 오프셋된 항이다. 투석 농도 C_d는 긴 치료 시간 동안 이러한 오프셋 항 C_k에 점진적으로 근접한다.

식에서,

수학식 20의 좌측 부분을 [(Vo/UF)ln(V/Vo)]에 대하여 나타냄으로써, 기울기[(K-UF)/Vo]를 결정하는 것이 가능하다. 한외여과(UF)는 일정하며 알고 있는 것이다. 따라서, UF/V_o가 개산(槪算)되는 경우 상대 효율 K/V_o를 결정할 수 있다. 요소 발생량(G)을 알고 있는 경우, 수학식 12를 이용하여 m_o를 결정할 수 있다. 요소 발생량을 모르는 경우에는, 요소 발생량을 결정된 m_o의 시간 변화 성분으로서 결정할 수도 있다.

m_o는, K 또는 K/V가 각각 일정한 경우, 즉 측정된 데이터가 수학식 15 또는 20에 충분히 적합한 것으로 판명된 시간 주기에 걸쳐서만 결정된다.

전형적인 환자로부터 얻은 투석액 농도 곡선에 관한 도 5의 다이어그램으로부터 알 수 있는 바와 같이, C_d는 매우 불규칙한데, 이는 특히 바이패스 기간, 요소 모니터에서의 셀 투 셀 검사(cell-to-cell checks), 노이즈, 그리고 각종 이유로 인한 치료 효율(K/V)의 변화 때문이다.

K 또는 K/V가 일정해야 하는 특정의 시간 주기에 대하여 가장 적합한 곡선을 찾는 것은 쉽지 않다. 그러나, 이미지 형태의 라인을 찾는 데 사용되는 허프 변환(Hough transform; 미국 특허 제3,069,654호 참조)이 이러한 유형의 장애를 취급할 수 있는 방법이다. 허프 변환은 최대 개수의 점을 통과하는 직선을 찾는다. 따라서, 다수의 점이 라인의 외측에 있을지라도, 이 방법은 여전히 유효할 수 있다. 치료 효율에 변화가 있는 경우에는, 여러 개의 라인을 찾을 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 이하의 단계를 수행한다.

요소 발생량(G)을, 예컨대 1주일동안 제거된 요소의 양 등과 같은 환자의 데이터로부터 개산한다.

요소 농도(C_d)의 유출 투석액에서 연속적인 측정을 행한다. 동시에, 요소 농도 C_d와 투석액 유량 Q_d의 적을 적분하여 제거된 총 요소량 U를 제공한다.

측정은 시간 제로인 상태에서 시작되며, 이것은 요소 농도의 측정치가 5분 이상동안 특정 레벨을 초과하는 시간으로서 정의된다.

시간 제로인 상태로부터, 요소 농도 C_d를 시간에 대하여 나타내고, 요소 농도 C_d와 유량 Q_d의 적을 적분함으로써 제거된 총 요소량 U를 계산한다.

그 다음에, 예컨대 60분의 대기 시간이 있으며, 이 시간에 K 또는 K/V가 변화될 수 있다고 가정한다.

대기 시간 후에, 요소 농도 C_d로부터 오프셋 항 G/Q_d를 빼고, 수정된 요소 농도의 로그(logarithm)를 곡선으로 나타냄으로써 요소 농도 곡선의 데이터를 처리한다. 그 다음에, 수학식 15와 관련하여 전술한 바와 같이, K/V가 실질적으로 일정한 부분을 찾기 위하여 곡선을 처리한다. 이것은, 수정된 요소 농도 곡선의 로그에서 가장 많은 수의 점을 통과하는 라인을 찾는 허프 변환을 사용함으로써 수행된다. 충분한 길이로 있는 부분의 위치를 알고 있으면, 곡선의 기울기를 결정하여 K/V를 계산한다.

다음에, 허프 변환에 의해 얻은 라인으로부터 특정의 편차 내에 있는, 예컨대 라인으로부터 1% 내에 있는 복수의 요소 농도 측정값 C_d를 선택한다. 이들 점에서, 수학식 9를 사용하여 요소의 순간 질량을 계산한다. 마지막으로, m_o의 여러 계산값을 얻기 위하여 수학식 10을 사용함으로써, 위에서 정의한 바와 같이 이들 순간 질량값을 시간 제로에 관련시킨다. 이들 계산된 초기 질량값의 중간값은 신체의 초기 질량 m_o의 최적의 개산값으로서 간주된다.

출원인의 연구에 따르면, 요소의 초기 질량 개산이 매우 정확하다는 것을 알 수 있다. 그에 따라, 본 발명을 기초로 한 치료량과 효율의 개산도 또한 매우 정확하다.

요소의 초기 질량값 m_o를 얻은 경우, 이 초기 질량은 치료 효율을 여러 상이한 방식으로 개산하는 데 사용될 수 있다.

치료 분량은 수학식 11을 사용하여 계산되므로, 매 순간마다 K/V를 얻을 수 있다. 그 다음에, K/V는 시간에 대하여 적분되어 Kt/V를 얻는다. 원하는 양을 얻은 경우, 투석 치료가 종결된다.

신체 내의 요소의 분포 용적 V_o를 개산하면, 개산된 질량(m_o)을 분포 용적(V_o)으로 나눔으로써 임의의 혈액 샘플을 채취할 필요없이 신체 내의 초기 요소 혈액 농도(C_bpre)를 얻을 수 있다. 제거된 총 요소량 U가 계속적으로 계산되므로, 투석 치료 후의 요소의 질량을 알 수 있으며, 한외여과도 이미 알고 있는 값이므로, 치료 후의 혈장 요소 농도 C_bpost를 개산할 수 있다. 치료 후의 요소 농도는 평형화된 요소 농도인데, 그 이유는 본 발명에 따른 방법이 신체 내의 총 요소 질량을 계산하기 때문이다.

따라서, URR 또는 SRI를 수학식 2 또는 3에 따라 계산할 수 있다. 또한, 수학식 1을 사용하여 투석량 Kt/V를 개산할 수 있다.

초기 질량 m_o의 얻은 결정값은, 예컨대 투석 기간 종료 후에 환자의 요소 분포 용적 V를 계산하는 데에 사용될 수 있다. 첫째, 혈액 내의 초기 요소 농도 C_bpre를 투석 전에 측정하여, 예컨대 혈액 샘플 또는 평형을 이룬 투석액 측정치에 의하여 투석 전에 평균 요소 농도의 값을 구할 수 있다. 이 요소 농도는 본 발명에 따른 "평균(mean)" 요소 농도와 동일한데, 그 이유는 요소가 초기에 환자의 신체 내에 균등하게 분포되어 있기 때문이다. 그 후, 본 발명에 따라 계산한 요소 초기 질량 m_o를 측정된 혈액 농도 C_{b pre}로 나눔으로써 분포 용적 V_pre(V_o)를 계산할 수 있다. 마지막으로, 치료 중에 제거된 한외여과 용적을 빼서, V_post 즉, 투석 치료 후의 요소의 분포 용적을 얻는다. 이러한 치료 후의 분포 용적 V_post는 정상 상태의 보통 환자의 경우에 상당히 일정하므로, 추가의 임상 연구용 파라미터로서 사용될 수 있다.

본 발명의 원리를 사용하는 많은 대체 방법이 있다. 예컨대, 수학식 16 내지 19와 관련하여 설명한 바와 같이 K를 상수로 간주한 대체 방법을 사용하는 것이 가능하다.

허프 변환 라인(Hough transform line)으로부터 1% 내에 있는 요소 농도값을 사용하는 대신에, 라인 자체를 계산에 사용할 수 있다. 또한, 제거된 총 요소량 U의 곡선을, 허프 변환을 사용하여 하나 또는 여러 개의 지수 곡선(exponential curves)에 근사하게 할 수 있다.

다른 유형의 곡선 적응 알고리듬(curve adaptation algorithm)을 사용할 수도 있다. 이에 따라, 최소 제곱법(least square method)을 사용하는 것이 가능하다. 그 경우에, 투석 기계가 임의의 자기 교정 등을 하는 데이터 부분을 제거할 필요가 있다. 이는, 제1 근사값을 얻고, 10%와 같은 특정 한계 밖에 있는 모든 데이터 부분을 제거하고, 공정을 반복하는 반복적인 방법으로 수행될 수 있다.

특정 유형의 투석 기계에 있어서, 투석 치료는 투석 기계의 자기 교정을 위하여 규칙적으로 중단된다. 그 모드에서, 밸브(16)는 개방되는 반면, 밸브(14, 15)는 폐쇄되는데, 이는 도 1을 참조할 수 있다. 따라서, 혈액 투석은 투석기 내의 투석 용액이 혈액과 평형을 이루는 직후에 중단된다. 요소 농도 곡선에서, 이러한 자기 교정 기간은 곡선에 있는 규칙적 딥(dips)에 의해 알 수 있으며(도 5 참조), 이러한 자기 교정은 30분 간격으로 실시된다. 이러한 각각의 자기 교정 후에, 투석은 약간 높은 레벨에서 다시 시작된다.

이러한 간헐적인 투석의 중단을 설명하기 위하여, 일부 중단 기간을 제거하도록 시간 척도(time scale)를 조절해야만 하는데, 이는 적어도 일부 중단 기간 중에는 명백하게 투석이 없기 때문이다. 중단 기간을 30초 간격으로 대체하면 실제와 가장 근사한 값을 얻을 수 있는 것으로 판명되었다. 이것은 35초에서 수분에 이를 수 있는 중단 기간의 실제 길이와는 실질적으로 독립적이다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서는 환자의 신체 내의 요소의 초기 질량값을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은 맥주 양조장과 같이, 물질 또는 성분의 질량을 아는 것이 유리한 다른 분야에 사용될 수 있다.

크레아티닌, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 중탄산염, 글루코오스, β₂-마이크로글로불린 등과 같이 요소 이외의 다른 물질을 모니터링할 수 있다. 혈장수(plasma water)나 혈액의 전도율, 또는 이들의 몰삼투압 농도를 모니터링하는 것도 가능하다. 또한, 산소 가스, 질소 가스 또는 이산화탄소 가스와 같은 가스와 관련하여 본 발명의 원리를 사용하는 것도 가능하다.

본 발명을 나트륨 이온 및 칼륨 이온과 같이 신체 내에서 간섭하는 어떤 활성 작용을 갖는 신체 내의 성분에 사용하는 경우, 이러한 상호 작용이 고려되어야 한다.

나트륨, 칼륨 및 다른 용질의 경우에는, 신선한 투석 용액에 이들 이온이 다소의 농도로 함유되는 것이 일반적이므로, 투석기로부터의 유출 투석액의 초기 농도와 최종 농도 사이의 차이를 계산할 필요가 있다. 한 가지 방법은 농도값 C_d를 농도차(C_dout- C_din)로 대체하고, 평균 농도 C_m을 평균 농도와 초기 투석액 농도 사이의 차이(즉, C_m - C_din)로 대체한 것이다. 결과적으로, 페이지 12의 수학식 4는 수학식 22로 대체된다.

투석 치료에 이어서 분명히 합병증이 없는 표준 치료가 뒤따르는 경우, 투석 분량은 초기 투석액의 요소 농도 C_dpre 및 최종 투석액의 요소 농도 C_dpost, 그리고 수학식 23을 사용하여 계산할 수 있다.

본 발명에 따른 방법을 사용하여 계산된 URR이 수학식 23으로부터 얻은 URR과 많이 다른 경우, 이것은 투석기의 막힘과 같은 투석 중의 문제를 나타내는데, 이는 다른 방법에서는 검출되지 않을 수 있는 것이다.

수학식 15 또는 19에 의해 요소 질량을 결정하기 위하여, 농도는 곡선의 적어도 일부에 걸쳐서 지수 곡선을 따르는 것으로 가정한다. 제거된 요소 질량 U가 투석액의 유량 Q_d와 농도 C_d의 적을 적분한 것이므로(이것은 상수임), 제거된 요소 질량 U도 그것의 적어도 일부에 걸쳐서 지수 곡선이다. 결과적으로, 순간 상대 효율의 계산에 C_d대신에 U를 사용하는 것이 가능하다.

대안으로, 농도 C_d를 사용한 계산이 정확하다는 것을 증명하기 위하여 U를 사용할 수 있다. 따라서, U가 수학식 24와 같은 점근선과 근사하다고 가정할 수 있다.

이들 모든 상수를 전술한 수학식들로부터 구할 수 있으므로, 이 곡선이 농도 곡선과 동일한 지수(exponent)를 갖는 지수 곡선인가를 알기 위하여 U - Asy를 계산하는 것이 용이하다. 이렇게 하지 않을 경우에는, 다소의 에러가 발생한다.

본 발명에 따르면, 요소의 초기 질량이 결정되고, 이 초기 질량으로부터 여러 임상적인 파라미터가 결정된다. 그러나, 혈액의 요소 농도를 구할 수 없으므로, 혈액 샘플을 채취하고 그것을 후에 분석함으로써, 또는 투석 치료가 시작되기 전에 평형화된 한외여과에 의하여 측정할 필요가 있다. 그러나, 투석기에 장애(disturbance)가 도입되고 그 결과로 생기는 유출 투석액에 대한 영향을 분석하는 방법을 이용하여 투석기의 유효 클리어런스(effective clearance)를 결정하는 것이 가능하다.

이러한 방법은 도 2와 유사한 도 9의 개략도에 도시되어 있다. 투석 회로에는 밸브(14)와 투석기(1)의 사이에서 투석기의 입구에 연결되는 펌프(24)가 추가로 설치되어 있다. 펌프(24)의 다른 측면에는 펌프(24)를 매개로 투석 회로에 부가되는 재료를 수용하는 백(25, bag)이 연결되어 있다.

또한, 도 9는 펌프(26)의 다른 측면에 연결된 백(27)에 포함된 재료를 도입하도록 투석기(1)의 입구에서 혈액 회로에 연결되는 펌프(26)를 도시하고 있다.

이들 장치 중 임의의 것을 사용하여 투석기의 입구에 장애를 도입할 수 있다. 농축액 펌프(8 및/또는 9)를 작동시켜 장애를 유발하는 것도 가능하다.

장애는 투석 유체 또는 혈액의 파라미터의 변화이다. 장애는 전도율의 변화 또는 요소 농도의 변화일 수 있다. 요소 모니터가 유출 투석액의 전도율과 요소 농도를 모두 측정할 수 있다는 것을 알 것이다. 다른 측정 도구를 사용하면, 나트륨, 중탄산염 등과 같이 신체와 적합성이 있는 임의의 다른 재료를 장애로서 사용할 수 있다.

투석기가 장애에 끼치는 영향은 투석기의 하류에서, 예컨대 요소 센서에 의하여 측정된다. 장애 재료의 일부는 투석액으로부터 혈액으로 또는 그 반대로 막을 통과한다. 막을 통과하는 양은 그 막의 다이알리산스(dialysance)에 의존한다.

장애가 펌프(8, 9)에 의해 발생되는 전도율의 단계적 변화(step change)인 경우, 투석기의 다이알리산스는 수학식 25(유럽 특허 제547 025호 참고, 이 특허의 내용은 본원 명세서에 참고로 인용됨)에 따라 결정될 수 있다.

식에서,

D_e는 투석기의 유효 다이알리산스이고,

Q_d는 유출 투석액의 유량이고,

C_dout1및 C_dout2은 유출 투석액의 농도이며,

C_din1및 C_din2은 도입 투석액의 농도이다.

첨자 1 및 2는 단계적 변화 전ㆍ후를 지시한다. 도입 농도는 농축액 펌프의 설정값에 의하여 측정되거나 결정될 수 있다.

또한, 유럽 특허 제658352호에 개시된 방법에 의하여 투석기의 유효 다이알리산스를 결정할 수 있는데, 여기서는 3개의 농도를 측정하고, 다이알리산스를 상기 특허 명세서에 개시된 바와 같이 결정하는데, 이 특허의 내용은 본 명세서에 참고로 인용된다.

유효 다이알리산스를 결정하는 선택적인 방법은 유럽 특허 제9715818호에 개시되어 있으며, 그 내용은 본 명세서에 참고로 인용된다. 다이알리산스는 수학식 26에 의하여 결정된다.

식에서,

D_e는 투석기의 유효 다이알리산스이고,

Q_d는 투석기로부터 유출된 투석액의 유량이고,

S_out은 투석기로부터 유출된 흐름에 장애가 있는 동안 Q_d ×[C_d(t) -C_d(0)]을 적분한 것이며,

S_in은 투석기로 도입된 흐름에 장애가 있는 동안 Q_d ×〔C_d(t) -C_d(o)〕을 적분한 것이다.

장애는 전도율의 변화나 요소 농도의 변화, 또는 측정될 수 있고 신체와 적합한 다른 물질일 수 있다.

전술한 방법 중 임의의 한 방법으로 투석기의 유효 클리어런스를 얻은 후에, 요소 모니터가 유출액 내의 요소 농도를 연속적으로 측정하는 것이 관찰된다. 따라서, 치료 초기의 요소 농도는 도 10에 도시된 바와 같이 치료 초기의 5 내지 20분에 추정될 수 있다. 그 다음에, 치료 초기에 신체 내의 혈장수의 농도는 수학식 27에 따라 결정될 수 있다.

식에서,

C_pw는 투석 초기의 혈장수의 요소 농도이고,

Q_d는 유출 투석액의 유량이고,

C_d는 개시할때까지 추정된 요소의 농도이고,

K_e는 요소에 대한 투석기의 유효 클리어런스이다.

혈장수의 요소 농도를 전술한 바와 같이 계산할 수 있고, 치료의 초기에 요소의 양을 본 발명에 따라 개산할 수 있으므로, 신체 내의 요소의 분포 용적 V를 계산할 수 있다. 이러한 분포 용적 V는 중요한 임상 파라미터이며, 이것을 이제 고정밀도로 측정할 수 있다.

본 발명을 신체로부터 요소와 같은 물질을 제거하는 것과 관련하여 설명하였다. 동일한 원리가 중탄산염, 아세트산염 또는 젖산염과 같은 물질을 신체 내에 투여하는 것에 대해서도 효과적이다.

본 발명을 요소 모니터와 관련하여 설명하였으며, 이 요소 모니터는 투석액의 요소 농도를 연속적으로 측정한다. 간헐적으로, 예컨대 1분 또는 몇분 간격으로 농도를 측정하는 측정 기구를 사용하는 것도 가능하다.

원칙적으로, 본 발명은 유출 투석액이 특정 물질 또는 성분으로 모니터되는 복막 투석에도 사용될 수 있다. 특히 환자 내의 투석액이 주기적으로 일부 교환되는 자동 복막 투석에, 본 발명의 원리를 적용할 수 있다.

본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 기술하였다. 그러나, 여러 구성 요소와 특징이 도면에 도시된 것과 다른 방식으로 채용될 수 있으며, 다른 조합도 본 발명의 범위내에 있다. 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해서만 한정된다.

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유체 용적(V) 중의 용질의 전신 질량(m)을 계산하는 계산 장치로서,

유체 용적(V) 중에 용해된 용질을 포함한 유체를 투석기의 반투막(3)의 일측으로 통과시키고, 투석 유체를 상기 반투막의 타측으로 통과시킴으로써 투석 처리를 실행하여, 투석 유체가 투석기를 나가는 유출 투석액으로 되게 하는 투석기(1)와,

상기 유출 투석액의 유량(Q_d)을 결정하거나 측정하는 수단(17, 18, 19, 22, 23)과,

용질 농도 곡선을 얻도록 유출 투석액 중의 용질 농도(C_d)를 반복적으로 측정하는 측정 기구(18, 19, 22, 23)와,

상기 농도 곡선의 일부 또는 전부에 근사 곡선을 적합하게 하는 제1 계산 수단을 포함하며,

상기 근사 곡선의 로그는 실질적으로 직선이며,

상대 투석 효율(K/V; 여기서 K는 용질의 전신 클리어런스)에 대응하는 상기 근사 곡선의 기울기를 결정하는 제2 계산 수단과,

상기 유체 용적(V) 중의 상기 용질의 질량(m)을 수학식 (Ⅰ) m = (Q_dㆍC_d)/(K/V)에 의하여 계산하는 제3 계산 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
청구항 23은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제22항에 있어서,

상기 유출 투석액의 유량(Q_d)을 결정하는 결정 수단과,

상기 유출 투석액의 유량(Q_d)과 상기 용질의 농도(C_d)의 적을 시간에 대하여 적분함으로써, 상기 유출 투석액의 유량(Q_d) 및 상기 용질의 농도(C_d)로부터 상기 유출 투석액 중의 용질의 축적된 질량(U)을 계산하는 제4 계산 수단과,

수학식 (Ⅱ) SRI = (U - Gㆍt)/(m + U - Gㆍt)〔식 중에서, G는 시간 t에 따른 상기 용질의 발생량〕에 따라서 SRI(solute reduction index)를 계산하는 제5 계산 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
청구항 24은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 용질은 요소(urea)인 것을 특징으로 하는 계산 장치.
청구항 25은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제22항 또는 제23항에 있어서,

상기 유출 투석액의 유량(Q_d)을 측정하는 유량 측정 수단과,

상기 유량(Q_d)과 상기 용질 농도(C_d)의 적을 시간에 대하여 적분함으로써, 상기 유출 투석액 중의 용질의 축적된 질량을 계산하는 제4 계산 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
청구항 26은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제22항 또는 제23항에 있어서, 투석기로 들어가는 상기 투석 유체는 용질의 초기 농도가 제로가 아니며, 상기 측정 기구는 투석기 전후의 농도차를 측정하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
청구항 27은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 제1 계산 수단은, 상기 용질 농도(C_d)로부터 보상 항(G/Q_d)를 감산하여 보상 농도를 구하고, 이 보상 농도의 로그를 취하여, 상기 보상 농도의 로그에 직선을 적합하게 하며, 상기 보상 항은 상기 용질의 발생량(G)을 보상하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
청구항 28은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 제1 계산 수단은 초기 기간 중에 얻은 데이터를 배제하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
청구항 29은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 제1 계산 수단은, 투석 유체의 흐름이 제1 시간 주기동안 중단될 때, 상기 제1 시간 주기를 이 시간 주기보다 짧은 대체 시간 주기로 대체함으로써 시간 척도(time scale)를 조절하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
청구항 30은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제23항에 있어서, 상기 제2 계산 수단은, 수학식 (Ⅲ) ln(C_d- G/Q_d) = ln(C_o-G/Q_d) - Kt/V〔식 중에서, C_d는 시간 t에서 용질의 유출 투석액 농도이고, G는 용질 발생량이고, Q_d는 유출 투석액 유량이고, C_o는 시간 제로에서 용질의 유출 투석액 농도이고, K/V는 상대 투석 효율이고, t는 시간 제로로부터의 시간임〕의 시간 t에 관한 기울기(K/V)를 계산하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
청구항 31은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제30항에 있어서, 상기 제3 계산 수단은 수학식 (Ⅳ) m₁ = (Q_dㆍC_d1)/(K/V)₁〔식 중에서, (K/V)₁는 수학식 (Ⅲ)에 따라 결정됨〕에 따라 순간 질량(m₁)을 계산하고, 임의의 시간에서의 순간 상대 효율(K/V)₂은 수학식 (Ⅴ) (K/V)₂ = (Q_dㆍC_d2)/m₂〔식 중에서, m₂는 수학식 (Ⅵ) m₂ = m₁ - (U₂ - U₁) + G(t₂ -t₁)에 따라 결정되고, C_d1은 시간 t₁에서 용질의 유출 투석액 농도이고, C_d2는 시간 t₂에서 용질의 유출 투석액 농도이고, U₁은 시간 t₁까지 축적된 질량이고, U₂는 시간 t₂까지 축적된 질량임〕에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
청구항 32은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제31항에 있어서, 상기 제2 계산 수단은 순간 상대 효율(K/V)을 시간에 대하여 적분하여 총 투석량(Kt/V)을 개산(槪算)하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
청구항 33은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제31항에 있어서, 상기 제1 계산 수단은, 농도 곡선의 로그에 있는 최대수의 점을 통과하는 라인을 계산하고, 가능하게는 보상함으로써 상기 근사 곡선을 적합하게 하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
청구항 34은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제33항에 있어서, 상기 제2 계산 수단은 상기 라인으로부터 특정 한계 내에 있는 모든 농도값을 사용하여 순간 질량(m_n)을 계산하고, 이 순간 질량(m_n)을 사용하여 초기 질량(m_on)을 계산하고, 계산된 초기 질량(m_on)을 사용하여, 계산된 초기 질량(m_on)의 중간값 또는 평균값을 취함으로써 실제 초기 질량(m_o)을 개산하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
청구항 35은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제31항에 있어서, 다른 방법에 의해, 즉 혈액 샘플을 분석하거나 투석 유체를 혈액과 평형이 되게 하고, 용질의 실제 농도를 결정하고, 용질의 분포 용적을 개산 또는 측정함으로써 순간 질량(m_n)을 결정하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
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제22항 또는 제23항에 있어서, 왓슨의 공식(Watson's formula)에 의하여 용질 유체의 분포 용적(V)을 개산하는 수단을 구비하고, 계산된 질량을 용적으로 나눔으로써 유체 중의 용질의 농도를 결정하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
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제22항 또는 제23항에 있어서, 유체 내의 용질의 농도를 측정하는 수단을 구비하고, 분포 용적은 계산된 질량을 농도로 나눔으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
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제22항 또는 제23항에 있어서, 유체 내의 용질의 농도를 측정하는 수단을 구비하며, 이 측정 수단은 투석기에 장애를 도입하는 수단과, 유출 투석액 내의 결과적인 효과를 측정하는 수단과, 이러한 결과적인 측정치로부터 투석기의 유효 클리어런스를 계산하는 수단과, C_pw = Q_d ×C_d/K_e〔식 중에서, C_pw는 투석 초기의 용질의 혈장수 농도이고, Q_d는 유출 투석액의 유량이고, C_d는 초기에 개산된 용질의 유출 투석액 농도이고, K_e는 용질에 대한 투석기의 유효 클리어런스임〕에 의해 상기 용질의 혈장수 농도를 계산하는 수단과, V = m_o/C_pw〔식 중에서, m_o는 제34항에 따라 결정됨〕에 의하여 상기 용질의 분포 용적(V)을 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
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제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 근사 곡선의 확립 후에, 근사 곡선으로부터 농도 곡선의 편차를 결정하고, 소정의 임계 레벨 위 또는 아래로의 편차에서는 알람을 발생시키는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
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제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 제2 계산 수단은, 수학식 (Ⅶ) ln(C_d-C_k) = ln(C_o- C_k) +[(K-UF)/V_o][(V_o/UF)ln(V/V_o)]〔식 중에서, C_d는 시간 t에서 용질의 유출 투석액 농도이고, C_k는 G/[Q_d(1-UF/K)]이고, G는 용질 발생량이고, Q_d는 유출 투석액의 유량이고, C_o는 시간 제로에서 용질의 유출 투석액 농도이고, K는 전신 클리어런스이고, V_o는 초기의 분포 용적이고, UF는 시간당 한외여과임〕에 있어서 (V_o/UF)ln(V/V_o)의 함수인 ln(C_d-C_k)의 기울기 [(K-UF)/V_o]로서 상기 용질의 질량을 계산하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
청구항 41은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제40항에 있어서, 상기 제2 계산 수단은, 수학식 (Ⅷ) m₁ = (Q_d·C_d1)/(K/V)₁〔식 중에서, (K/V)₁는 수학식 (Ⅸ) (K/V)₁ = (K/V_o)/(1-t₁ㆍUF/V_o)에 의하여 결정되며, K/V_o가 수학식 (Ⅶ)에 따라 결정되고, UF/V_o는 개산됨〕에 따라 순간 질량(m₁)을 계산하며, 수학식 (Ⅹ) (K/V)₂ = (Q_d C_d2)/m₂〔식 중에서, m₂는 수학식 (ⅩⅠ) m₂ = m₁ - (U₂ - U₁) + G(t₂ -t₁)에 따라 결정되고, C_d1은 시간 t₁에서 용질의 유출 투석액 농도이고, C_d2는 시간 t₂에서 용질의 유출 투석액 농도이고, U₁은 시간 t₁까지의 축적된 질량이고, U₂는 시간 t₂까지의 축적된 질량임〕에 따라 임의의 시간에서의 순간 상대 효율(K/V)₂을 결정하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제22항에 있어서, 상기 제1 계산 수단은, 상기 용질 농도(C_d)로부터 보상 항(G/Q_d)를 감산하여 보상 농도를 구하고, 이 보상 농도의 로그를 취하여, 상기 보상 농도의 로그에 직선을 적합하게 하며, 상기 보상 항은 상기 용질의 발생량(G)을 보상하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제22항에 있어서, 상기 유출 투석액의 유량(Q_d)과 상기 용질의 농도(C_d)의 적을 시간에 대하여 적분함으로써 상기 유출 투석액 중의 용질의 축적된 질량(U)을 계산하는 제4 계산 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제42항에 있어서, 상기 제2 계산 수단은, 수학식 (Ⅲ) ln(C_d- G/Q_d) = ln(C_o-G/Q_d) - Kt/V〔식 중에서, C_d는 시간 t에서 용질의 유출 투석액 농도이고, G는 용질 발생량이고, Q_d는 유출 투석액 유량이고, C_o는 시간 제로에서 용질의 유출 투석액 농도이고, K/V는 상대 투석 효율이고, t는 시간 제로로부터의 시간임〕의 시간 t에 관한 기울기(K/V)를 계산하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제43항 또는 제44항에 있어서, 상기 제3 계산 수단은 수학식 (Ⅳ) m₁ = (Q_dㆍC_d1)/(K/V)₁〔식 중에서, (K/V)₁는 상기 근사 곡선의 기울기로서 결정됨〕에 따라 순간 질량(m₁)을 계산하고, 임의의 시간에서의 순간 상대 효율(K/V)₂은 수학식 (Ⅴ) (K/V)₂ = (Q_dㆍC_d2)/m₂〔식 중에서, m₂는 수학식 (Ⅵ) m₂ = m₁ - (U₂ - U₁) + G(t₂ -t₁)에 따라 결정되고, C_d1은 시간 t₁에서 용질의 유출 투석액 농도이고, C_d2는 시간 t₂에서 용질의 유출 투석액 농도이고, U₁은 시간 t₁까지 축적된 질량이고, U₂는 시간 t₂까지 축적된 질량임〕에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제22항에 있어서, 상기 제2 계산 수단은, 수학식 (Ⅶ) ln(C_d-C_k) = ln(C_o- C_k) +[(K-UF)/V_o][(V_o/UF)ln(V/V_o)]〔식 중에서, C_d는 시간 t에서 용질의 유출 투석액 농도이고, C_k는 G/[Q_d(1-UF/K)]이고, G는 용질 발생량이고, Q_d는 유출 투석액의 유량이고, C_o는 시간 제로에서 용질의 유출 투석액 농도이고, K는 전신 클리어런스이고, V_o는 초기의 분포 용적이고, UF는 시간당 한외여과임〕에 있어서 (V_o/UF)ln(V/V_o)의 함수인 ln(C_d-C_k)의 기울기 [(K-UF)/V_o]로부터 (K/V)에 대응하는 상기 기울기를 계산하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제43항 또는 제46항에 있어서, 상기 제3 계산 수단은, 수학식 (Ⅷ) m₁ = (Q_d·C_d1)/(K/V)₁〔식 중에서, (K/V)₁는 수학식 (Ⅸ) (K/V)₁ = (K/V_o)/(1-t₁ㆍUF/V_o)에 의하여 결정되며, K/V_o가 수학식 (Ⅶ)에 따라 결정되고, UF/V_o는 개산됨〕에 따라 순간 질량(m₁)을 계산하며, 수학식 (Ⅹ) (K/V)₂ = (Q_d C_d2)/m₂〔식 중에서, m₂는 수학식 (ⅩⅠ) m₂ = m₁ - (U₂ - U₁) + G(t₂ -t₁)에 따라 결정되고, C_d1은 시간 t₁에서 용질의 유출 투석액 농도이고, C_d2는 시간 t₂에서 용질의 유출 투석액 농도이고, U₁은 시간 t₁까지의 축적된 질량이고, U₂는 시간 t₂까지의 축적된 질량임〕에 따라 임의의 시간에서의 순간 상대 효율(K/V)₂을 결정하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제22항에 있어서, 상기 제2 계산 수단은 라인으로부터 특정 한계 내에 있는 모든 농도값을 사용하여 순간 질량(m_n)을 계산하고, 이 순간 질량(m_n)을 사용하여 초기 질량(m_on)을 계산하고, 계산된 초기 질량(m_on)을 사용하여, 계산된 초기 질량(m_on)의 중간값 또는 평균값을 취함으로써 실제 초기 질량(m_o)을 개산하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제48항에 있어서, 임의의 시간에서의 순간 상대 효율(K/V)은 수학식 K/V = (Q_dㆍC_d)/(m_o + Gㆍt - U)에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제45항에 있어서, 상기 제2 계산 수단은 순간 상대 효율(K/V)을 시간에 대하여 적분하여 총 투석량(Kt/V)을 개산하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제43항 또는 제44항에 있어서, 수학식 (Ⅱ) SRI = (U - Gㆍt)/(m + U - Gㆍt)〔식 중에서, G는 시간 t에 따른 상기 용질의 발생량〕에 따라서 SRI(solute reduction index)를 계산하는 제5 계산 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제43항 또는 제44항에 있어서, SRI = (U - Gㆍt)/m_o〔식 중에서, G는 시간 t에 따른 상기 용질의 발생량〕에 따라서 SRI(solute reduction index)를 계산하는 제5 계산 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제22항 또는 제42항에 있어서, 상기 제1 계산 수단은 농도 곡선의 로그에 있는 최대수의 점을 통과하는 라인을 계산하고, 가능하게는 보상함으로써 상기 근사 곡선을 적합하게 하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제22항 또는 제42항에 있어서, 상기 용질은 요소인 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제22항 또는 제42항에 있어서, 투석기로 들어가는 상기 투석 유체는 상기 용질의 초기 농도가 제로가 아니며, 상기 측정 기구는 투석기 전후의 농도차를 측정하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제22항 또는 제42항에 있어서, 상기 제1 계산 수단은 초기 기간 중에 얻은 데이터를 배제하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제22항 또는 제42항에 있어서, 상기 제1 계산 수단은, 투석 유체의 흐름이 제1 시간 주기동안 중단될 때, 상기 제1 시간 주기를 이 시간 주기보다 짧은 대체 시간 주기로 대체함으로써 시간 척도를 조절하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제22항 또는 제42항에 있어서, 왓슨의 공식(Watson's formula)에 의하여 용질 유체의 분포 용적(V)을 개산하는 수단을 구비하고, 계산된 질량(m)을 용적(V)으로 나눔으로써 유체 중의 용질의 농도를 결정하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제22항 또는 제42항에 있어서, 유체 내의 용질의 농도를 측정하는 수단을 구비하고, 분포 용적은 계산된 질량을 농도로 나눔으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제22항 또는 제42항에 있어서, 유체 내의 용질의 농도를 측정하는 수단을 구비하며, 이 측정 수단은 투석기에 장애를 도입하는 수단과, 유출 투석액 내의 결과적인 효과를 측정하는 수단과, 이러한 결과적인 측정치로부터 투석기의 유효 클리어런스를 계산하는 수단과, C_pw = Q_d ×C_d/K_e〔식 중에서, C_pw는 투석 초기의 용질의 혈장수 농도이고, Q_d는 유출 투석액의 유량이고, C_d는 초기에 개산된 용질의 유출 투석액 농도이고, K_e는 용질에 대한 투석기의 유효 클리어런스임〕에 의해 상기 용질의 혈장수 농도(C_pw)를 계산하는 수단과, V = m_o/C_pw에 의하여 상기 용질의 분포 용적(V)을 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 계산 장치.
제22항 또는 제42항에 있어서, 상기 근사 곡선의 확립 후에, 근사 곡선으로부터 농도 곡선의 편차를 결정하고, 소정의 임계 레벨 위 또는 아래로의 편차에서는 알람을 발생시키는 것을 특징으로 하는 계산 장치.