WO2009125674A1

WO2009125674A1 - 血液透析装置

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Publication number: WO2009125674A1
Application number: PCT/JP2009/055968
Authority: WO
Inventors: 池田　敦
Original assignee: 株式会社ジェイ・エム・エス
Priority date: 2008-04-09
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2009-10-15
Also published as: EP2279768A1; CN102026676A; JP2009247724A

Abstract

血液透析中における血液量を適性に推移できるように除水速度の制御が迅速に且つ精細に可能で、かつその制御手段の機構がシンプルで且つ操作が容易である制御特性を改善した血液透析装置の提供。　目標とすべき血液指標値からなる経時的進路を目標制御線としてあらかじめ設定し、かつ経時的に各制御時点において計測あるいは算出した血液指標値に基づいて透析条件を制御して血液透析処理を行う血液透析装置であって、選択した制御時点の一つ前の制御時点における制御遅れを考慮して算出した血液指標値、制御時点において計測あるいは算出した血液指標値および前記選択した制御時点の一つ次の制御時点における目標とする血液指標値を利用して該目標血液指標値に到達するように前記選択制御時点と該選択制御時点の一つ次の制御時点間で実施すべき除水速度を算出して前記両制御時点間の除水を行うことを特徴とする血液透析装置。

Description

血液透析装置

　本発明は血液処理装置に関し、特に血液透析の際に生じ易い過剰な除水や逆の除水不足を防止するように除水条件、例えば除水速度をコントロールすることが可能な血液透析装置に関する。

　腎機能が損なわれた患者の治療のため、従来から半透膜を介した透析あるいは濾過によって血液を浄化する治療が行われてきた。この装置では、安全で効果的な血液浄化を行うため、患者の体内循環血液量を適正に維持することが重要である。急激あるいは過度の水分除去は患者の循環血液量を過剰に減少させ、それによって血圧低下、ショック等を引き起こす恐れがある。しかし、逆に水分除去が遅いと血液浄化に長時間を要し、十分な除水ができないと高血圧や心不全等を引き起こす恐れがある。

　そのため、患者の血液状態を監視しながら除水を行う血液透析装置が開発されている。例えば、特公平６－８３７２３号公報（特許文献１）には、ヘマトクリットメーターによって体液状態を推定する推定器と、その推定器の出力によって血液ポンプや限外圧を制御する制御装置が記載されている。この装置では、計測した体液状態によってダイレクトに除水が制御されるために便利である。しかし、この装置は計測値によって除水が直接制御されるため、計測手段の結果が正確でなかった場合、あるいは異常をきたすと大きな問題になる。そのため、このようなフィードフォアード制御では、制御ラインとは別に独立したラインを設け、そのラインに安全機構を装着するのが一般的である。しかし、独立したラインや安全機構を設けると装置が複雑になり、操作が面倒である。また、装置がコストアップになった。

　そこで、特開平９－１４９９３５号公報（特許文献２）に記載されたような簡易な装置も考案された。即ち、患者の血液状態を監視しながら、状態によっては警報を鳴らし、除水ポンプを停止するようにしたものである。しかし、この装置は透析開始前に測定した血液濃度と比較することによって、透析開始時の制御条件で除水制御が行われているかどうかを認識するだけである。したがって、この装置では各患者に適応した除水を行うことはできず、また条件通りに除水が行われていない場合、従事者がその都度、除水量や補液量を調整しなくてはならない。そのため、安全ではあるが、面倒で人的負担が大きかった。さらに、上記装置は血液回路の静脈液側ラインに血液状態を測定する手段を設けているため、血液処理器（ダイアライザー）を通った後の血液状態が計測されることになり、患者のダイレクトな血液状態を反映しない恐れがある。

　上記問題を解消した血液処理装置、すなわち、各患者の血液状態を監視しながら、経時的に各患者に適応した血液処理が可能、使用する際に従事者の負担が少なく、かつ、その構成をより簡易な構成とすることによって、使い易く、コストの安い装置を提供するために、本発明者は、以下の血液透析装置を提案している。該装置は血液パラメーターを計測する血液計測部と、血液処理を行う実働部と、所定の血液処理条件で血液処理を行うように実働部を制御する制御部とからなる血液透析装置において、前記血液計測部から得られる患者の血液指標値に対して予め規定された血液指標領域を設定し、該血液指標領域における経時的な前記血液指標値の推移に対応して、制御部が実働部に血液処理条件の変更を指示することを特徴とするを提案している（特開平１１－２２１７５：特許文献３）。

　さらに、本発明者は前記特許文献３の血液処理装置を改善し、各患者の血液状態を監視しながら、経時的に各患者に適応した血液透析の条件設定、特に除水速度を容易に変更、設定できる血液処理装置（特開２００１－５４０号公報：特許文献４）を提案している。この特許文献４の血液処理装置は、血液パラメーターを計測する血液計測部（Ａ）と、血液処理を行う実働部（Ｂ）と、所定の血液処理条件で血液処理を行うように実働部を制御する制御部（Ｃ）とを少なくとも有して構成される血液透析装置において、制御部（Ｃ）が患者のサンプリングから得られる血液指標値を血液計測部（Ａ）から取り込み、予め設定された血液指標値範囲（以下、設定血液指標値範囲とも言う）内で推移するか否かを監視し、かつ該監視対象の血液指標値が前記設定範囲を逸脱した場合には予め設定された除水速度変化率で実働部（Ｂ）の除水速度を変更できる除水速度制御機能を有することを特徴とする血液透析装置である。

　上記の血液透析装置は血液透析処理中の各時点において、確実に血液指標値を管理することができたが、各時点において目標とする血液指標値の領域をそれぞれ設定する必要があるため、その制御が面倒であった。また、前記設定する血液指標値は範囲として指定されるため、実際に計測された血液指標値が設定範囲内に存在している限り、仮に計測された血液指標値がその設定範囲ギリギリの箇所にあった場合には血液透析装置の制御機構が作動しない、という問題があった。

　本発明者は、さらに血液パラメーターを計測する血液計測部と、血液処理を行う実働部と、所定の血液処理条件で血液処理を行うように前記実働部を制御する制御部とを有する血液透析装置であって、前記制御部が血液パラメーターを目標とすべき血液指標値に変換し、かつ該血液指標値からなる経時的進路を目標制御線としてあらかじめ設定し、かつ選択した制御時点の一つ前の制御時点における血液指標値、選択した制御時点の血液指標値および選択した制御時点の一つ次の制御時点における目標とする血液指標値とを利用して除水速度を制御することを特徴とする血液透析装置を提供している（特許文献５：ＷＯ０３／００４０７６Ａ１および特許文献６：ＵＳ７，３０３．６６７Ｂ２）。

特公平６－８３７２３号公報特開平９－１４９９３５号公報特開平１１－２２１７５公報特開２００１－５４０号公報ＷＯ０３／００４０７６Ａ１ＵＳ７，３０３．６６７Ｂ２

　本発明の目的は、前記特許文献５および６に記載の血液透析装置において、制御時点の制御遅れを考慮することにより、その制御手段の機構がシンプルで且つ操作が容易で、かつ血液透析操作を迅速に実施でき、さらに、その制御を精緻に制御できるように制御特性が改善された血液透析装置の提供にある。

　本発明の血液透析装置は、血液パラメーターを計測する血液計測部と、血液処理を行う実働部と、所定の血液処理条件で血液処理を行うように前記実働部を制御する制御部とを有する血液透析装置において、前記制御部が以下の（１）～（４）の制御を行うものであることを特徴とする。
（１）血液計測部によって計測された血液パラメーターを目標とする血液指標値に変換すること。
（２）各計測時点の血液指標値からなる経時的進路を目標制御線として設定すること（以下、計測時点を制御時点とも言う）。
（３）選択した制御時点の一つ前の制御時点ｎ－１における血液指標値、制御時点ｎの血液指標値および該選択した制御時点ｎの次の制御時点ｎ＋１における目標とする血液指標値とを利用して、選択した制御時点ｎと該選択した制御時点の次の制御時点ｎ＋１の間で実施すべき除水速度を算出して、前記選択した制御時点ｎと該選択した制御時点の次の制御時点ｎ＋１の間で実働部が実施する除水速度を制御すること。
（４）前記制御時点ｎ－１における血液指標値として制御遅れを考慮した血液指標値を使用すること。

　本発明の血液透析装置は、前記のような制御部を有することにより、除水速度を正確、かつ安定に制御することができる。すなわち、本発明の血液透析装置において、制御手段が選択した制御時点の一つ前の制御ポイント制御時点ｎ－１において、制御手段が仮に除水を除水速度Ａという除水速度で除水を開始することを命令する制御命令を実動部に発して除水を開始しても、該除水によって実際に生じる血液の血液指標値の変化が制御手段によって算出される時点は、図１に示すように前記制御命令が発せられた計測ポイントではなく、該計測ポイントからダイアライザー、静脈側回路および動脈側回路を通過して再び計測ポイントに到達した時点である。

　したがって本発明者は、制御手段が除水速度を正確、かつ安定に制御するためには、前記（３）の制御における制御時点ｎ－１の血液指標値としては、図１に示すように、制御時点ｎ－１の計測ポイントの血液指標値ではなく、制御時点ｎ－１の計測ポイントからダイアライザー、静脈側回路、動脈側血液チャンバーおよび動脈側回路を通過して再び計測ポイントに到達するまでの時間である制御遅れ時間における血液指標値の変化、すなわち制御遅れ時間を考慮した血液指標値が必要であることを見出し本発明の血液透析装置に到達することができた。

　本発明の血液透析処理装置としては、特に制御部が血液透析操作を下式（ａ）に従って制御するものが好ましい。
ＢＶ_０｛－（％ΔＢＶｎ－１’－％ΔＢＶｎ）＋（％ΔＢＶｎ－％ΔＢＶｎ＋１）｝＋ＵＦＲｎ×Ｔ＝ＵＦＲｎ＋１×Ｔ・・・・（ａ）
式中、ＢＶ_０は血液透析の開始時の血液量、％ΔＢＶｎは選択した制御時点ｎの血液変化量の割合、％ΔＢＶｎ－１’は前記選択した制御時点ｎに隣接した一つ前の制御時点ｎ－１の制御遅れを考慮した血液変化量の割合、％ΔＢＶｎ＋１は前記選択した制御時点ｎに隣接した一つ次の制御時点ｎ＋１における目標制御線によって決定される血液変化量の割合％、Ｔは前記選択した制御時点ｎまでの経過時間、ＵＦＲｎは制御時点ｎの計測した除水速度、ＵＦＲｎ＋１は前記実動装置が制御時点ｎから次の制御時点ｎ＋１に向って除水を行う際に前記目標血液変化量の割合を達成するために算出された除水速度である。なお、％ΔＢＶｎ－１に付加された「’」は単なる％ΔＢＶｎ－１値ではなく制御遅れを考慮した値であることを意味する。

　前式（ａ）は以下のようにして導かれる。
　計測あるいは制御時点を第１、２・・・・・・ｎ－１、ｎ、ｎ＋１とした場合、以下に示すような関係式が成立する。
第１の制御時点と第２の制御時点。
ＢＶ_０〔（１００％－％ΔＢＶ_１）－（１００％－％ΔＢＶ_２）〕／Ｔ＝ＰＲＲ１－ＵＦＲ１・・・・・・（１）
ＢＶ_０（－％ΔＢＶ_１＋％ΔＢＶ_２）／Ｔ＝ＰＲＲ_１－ＵＦＲ_１・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
ＢＶ_０（－％ΔＢＶ_２＋％ΔＢＶ_３）／Ｔ＝ＰＲＲ_２－ＵＦＲ_２・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
　ここで、ＢＶ_０は透析開始時の初期血液量であるＢＶ値、％ΔＢＶ_１は第１計測あるいは制御時点での血液変化量の割合、％ΔＢＶ_２は第２計測あるいは制御時点での血液変化量の割合、Ｔは透析経過時間を表す。また、％ΔＢＶ_３は第３計測あるいは制御時点での目標制御線によって決定される血液変化量の割合である。

　同様な関係は、以下の関係式に示すように、任意の（ｎ－１）と（ｎ）の各計測あるいは制御時点においても成立する。
ＢＶ_０（－％ΔＢＶｎ－１＋％ΔＢＶｎ）／Ｔ＝ＰＲＲｎ－１－ＵＦＲｎ－１・・・（４）
ＢＶ_０（－％ΔＢＶｎ＋％ΔＢＶｎ＋１）／Ｔ＝ＰＲＲｎ－ＵＦＲｎ・・・・（５）
前記（２）式から（３）式を引くと、以下に示す（６）式が得られる。
ＢＶ_０｛（％ΔＢＶ_１－％ΔＢＶ_２）－（％ΔＢＶ_２－％ΔＢＶ_３）｝／Ｔ＝ＰＲＲ_１－ＰＲＲ_２＋ＵＦＲ_２－ＵＦＲ_１・・（６）
　ここでＰＲＲ_１とＰＲＲ_２との間に差が無かった仮定すると、即ち各制御時点における患者のＰＲＲに実質的な変化が生じない程度に、制御時点間の間隔を短くとった場合には、右辺の第１項および第２項は消去される。そして、下式（７）が成立する。
ＢＶ_０｛－（％ΔＢＶ_１－％ΔＢＶ_２）＋（％ΔＢＶ_２－％ΔＢＶ_３）｝／Ｔ＋ＵＦＲ_１＝ＵＦＲ_２・・・・・・（７）

　前式（７）で、％ΔＢＶ_３が次の制御時点での目標値であり、制御によって、血液指標値をそれに近づけたい値である。ＵＦＲ_２は次の制御時点の血液指標値を上記目標値に近づけるために、設定すべき除水速度である。前記ＢＶ_０、％ΔＢＶ_１、％ΔＢＶ_２およびＴは既知の値であり、ＵＦＲ_１も第１から第２計制御時点までの除水速度として既知である。そうすると、目標となる％ΔＢＶ_３を指定すれば、（７）式によって透析条件である除水速度は算出できる。前記ΔＢＶ_３は目標制御線によって決められる。逆に、算出した除水速度で血液透析処理を行うと、次の計測時点（制御時点）におけるＢＶ値を目標とする値、即ち目標制御線に近づけることができる。

　上式（７）を任意の制御時点ｎとｎ－１について記載すると、以下のような（８）式で表される。
ＢＶ_０｛－（％ΔＢＶｎ－１－％ΔＢＶｎ）＋（％ΔＢＶｎ－％ΔＢＶｎ＋１）｝＋ＵＦＲｎ×Ｔ＝ＵＦＲｎ＋１×Ｔ・・・（８）
　前式（８）において、ＢＶ_０は透析開始時の血液量、％ΔＢＶｎは選択された任意の制御時点ｎにおける血液変化量、％ΔＢＶｎ－１は選択された制御時点ｎの一つ前の制御時点における血液変化量の割合、％ΔＢＶｎは制御時点ｎにおける血液変化量の割合％、△ＢＶｎ＋１はフィードフォワード制御をかけるべき選択された制御時点ｎの一つ次の制御時点ｎ＋１における設定された血液変化量の割合、Ｔは計測時間、ＵＦＲｎは選択された制御時点における除水速度、ＵＦＲｎ＋１は選択されたｎ制御時点から次の制御時点ｎ＋１において目標となる血液指標値に到達するため、実働部に対し制御をかける際に設定される除水速度をそれぞれ意味する。

　前式（８）において、ＢＶ_０は透析開始時の血液量、％ΔＢＶｎは選択された任意の制御時点ｎにおける血液変化量、％ΔＢＶｎ－１は選択された制御時点ｎの一つ前の制御時点における血液変化量の割合、％ΔＢＶｎは制御時点ｎにおける血液変化量の割合％、△ＢＶｎ＋１はフィードフォワード制御をかけるべき選択された制御時点ｎの一つ次の制御時点ｎ＋１における設定された血液変化量の割合、Ｔは計測時間、ＵＦＲｎは選択された制御時点における除水速度、ＵＦＲｎ＋１は選択されたｎ制御時点から次の制御時点ｎ＋１において目標となる血液指標値に到達するため、実働部に対し制御をかける際に設定される除水速度をそれぞれ意味する。但し、前記（７）式および（８）式が成立するためには、これらの式を導出するために仮定した「各制御時点におけるＰＲＲに差が無い」という条件が前提であり、その条件を満たすためには、ＰＲＲに差が無い程度に各計測時点（制御時点）の間隔（ΔＴ）を短くすることが重要となる。さらに、この制御方法では、透析開始時ＢＶ_０の誤差、制御遅れ、その他の要因によって、制御に誤差が生じる可能性があるが、実際の制御においては、各時点（計測時点）毎に除水速度を設定しなおすことで、制御を確実なものとしている。例えば各計測時点（制御時点）の間隔を短くして、その都度、除水速度を設定すれば生じる誤差は実質的に問題にならない。

　前記ＰＲＲはＰｌａｓｍａ　Ｒｅｆｉｌｌｉｎｇ　Ｒａｔｅの略称で、血漿が体内から血管に再補充される速度と定義され、各時点における患者の除水能を示すものである。このＰＲＲは下式によって算出される。
ＰＲＲｎ－ＵＦＲｎ＝ΔＢＶｎ／Ｔ
ＰＲＲｎは選択された任意の制御時点ｎでのＰｌａｓｍａ　Ｒｅｆｉｌｌｉｎｇ　Ｒａｔｅ、ＵＦＲｎは選択された任意の制御時点ｎでの除水速度、ΔＢＶｎは選択された任意の制御時点ｎにおける血液変化量、Ｔは選択された任意の制御時点ｎまでの経過時間をそれぞれ意味する。

　前式（ａ）における前記制御時点ｎ－１の制御遅れを考慮した血液変化量の割合（％ΔＢＶｎ－１’）の算出方法を図２に基づいて説明をする。
　制御時点ｎ－１と制御時点ｎの間の制御期間である制御周期Ｔ１において、制御遅れ期間Ｂ１を除く期間において複数の％ΔＢＶデータ、例えばｐ１～ｐ６のサンプリングデータを計測した。これらサンプリングデータに基づいて線形最小二乗法に基づいて血液変化量の割合の継時的な変化を示す直線Ｂ３が求められる。該直線Ｂ３を同じ傾きで制御時点ｎ－１まで延長して制御時点ｎ－１の制御遅れを考慮した血液指標値％ΔＢＶｎ－１’を求めることができる。図１の横軸は血液透析操作の経過時間で、また縦軸は％ΔＢＶである。前記最小二乗法としては計測データの整理に採用される慣用の方法を採用することができ、制御遅れ期間Ｂ１としては制御周期Ｔ１内において任意の期間を設定できる。

　また、前式（ａ）におけるＢＶ_０（初期血液量）は体内循環量と体外循環量の和であり、例えば以下の１のＳ－１式あるいは２のＳ－２式により求めることができる。
１．初期血液量（ＢＶ_０）の下記Ｓ－１式による第１の算出法を図３に基づいて説明する。
　透析開始時は、血液量が不安定であるので除水は行わず、体外循環のみ行い、血液量が安定するまで、体外循環を続けると、細胞内の膨圧が十分高く水分が細胞から溢れ、細胞間質へまで溜まっている場合、増加した体外循環血液量（体外スペース）に相当する体液（図に示す細胞からの流入量）が細胞から血管へ移動すると考えられる。したがって、その時の増加した体外循環血液量（体外スペース）と％ΔＢＶから、下式Ｓ－１に基づいて、各患者の初期血液量（ＢＶ_０）を求めることが可能となる。ＢＶ値が安定したら除水を伴う透析を開始する。
初期血液量（ＢＶ_０）＝増加した体外循環血液量（体外スペース）／％ΔＢＶ・・・・・・Ｓ－１

　２．初期血液量（ＢＶ_０）の下記Ｓ－２式による第２の算出法を図４に基づいて説明する。
　血液指標値に基づいて透析条件を制御する血液透析装置を使用して、透析開始時に体外循環のみ行い、ＢＶ値が安定するまで前記体外循環を続け、ＢＶ値が安定したら除水を伴う透析を開始し、該透析開始と同時に、一定時間△Ｔ（ＰＲＲが変化しない時間内）、一定除水速度（除水速度Ａ）で除水を行い、そのＢＶ値の変化量である△ＢＶ_１を算出し、次に、前記一定時間△Ｔと同じ時間だけ、異なる除水速度（除水速度Ｂ）で除水を行い、そのＢＶ値の変化量である△ＢＶ_２を算出し、前記△ＢＶ_１と前記△ＢＶ_２および除水速度Ａと除水速度Ｂを利用して算出することができる。前記方法による各患者の初期血液量（ＢＶ_０）の算出は、具体的には、下式Ｓ－２に基づいて算出することができる。
ＢＶ_０＝（除水速度Ａ一除水速度Ｂ）／（－△ＢＶ_１％＋△ＢＶ_２％）×△Ｔ・・・・・・・・Ｓ－２

前式Ｓ－２は以下のようにして算出することができる。
△ＢＶ／△Ｔ＝ＰＲＲ－ＵＦＲ－△ＢＶ_１／△Ｔ＋△ＢＶ_２／△Ｔ＝除水速度Ａ－除水速度Ｂ
ΔＢＶ１＝ＢＶ_０〔（１００％－％△ＢＶ_１）－（１００％－％△ＢＶ_２）〕
△ＢＶ_２＝ＢＶ_０×％△ＢＶ_２
ＢＶ_０／△Ｔ（－％△ＢＶ_１＋％△ＢＶ_２）＝除水速度Ａ－除水速度Ｂ
ＢＶ_０／△Ｔ＝（除水速度Ａ－除水速度Ｂ）／（－％△ＢＶ_１＋％△ＢＶ_２）
ただし、前記前式（ａ）におけるＢＶ_０（初期血液量）は、前記Ｓ－１あるいはＳ－２以外の既知の方法で求めたものでも良い。

　本発明の血液透析装置の計測部で計測される血液パラメーター、および制御部で前記血液パラメーターに基づいて算出される血液指標値について、以下に説明する。
１．計測部で計測される血液パラメーター
ＢＶ値あるいはヘマトクリット値（略して、Ｈｔともいう）
　ヘマトクリット値は、例えば患者血液の光透過度を換算することによって得られる。
２．　制御手段で前記血液パラメーターに基づいて算出される血液指標値
（１）ΔＢＶ
　前記血液量（ＢＶ値）の変化量を意味し、前記血液量の単位時間当たりの変化量であり、例えば下式に基づいてＨｔから算出される。
ΔＢＶ値＝（透析開始時のＨｔ／計測時のＨｔ）－１
（２）％ΔＢＶ
　前記血液変化量の割合であり、下式で表される。
％ΔＢＶ＝ΔＢＶ（測定時のΔＢＶ値）／ＢＶ_０（透析開始時のＢＶ値）×１００
（３）ＢＶ％
　測定時のＢＶ値を透析開始時のＢＶ値であるＢＶ_０（初期血液量）で除し百分率で表したものであり、下式で表される。
ＢＶ％＝測定時のＢＶ値／透析開始時のＢＶ値であるＢＶ_０（初期血液量）×１００

実施の態様
　本発明の血液透析装置の一例として、例えば患者血液のヘマトクリット値を血液パラメーターとして計測する血液計測部、血液処理を行う実働部、前記ヘマトクリット値に基づいて目標とすべき血液変化量の割合である％ΔＢＶを算出し、かつ％ΔＢＶからなる経時的進路を目標制御線として血液透析操作前にあらかじめ設定し、前記式（ａ）を利用して血液透析を行う実働部を制御する制御部で構成される血液透析装置が挙げられる。

　本実施の態様の血液透析装置による血液透析操作は図５に示すような態様で行われる。
すなわち、血液透析操作前半においては、前式（ａ）に基づく目標制御線Ａ′を利用して体内循環血液量を標準血液量（ＢＶｓｔ）に近づける除水の制御を迅速に行う。前記血液透析操作前半の除水により体内循環血液量が標準血液量（ＢＶｓｔ）になった時点（ｑ点）で血液透析操作後半に移行する。該血液透析操作後半では目標制御線Ｄに従って前記標準血液量（ＢＶｓｔ）を実質的に維持しながら除水操作を行った。前記除水操作はその前半の操作においては制御遅れ時間を考慮した前記式（ａ）に基づいて行うことにより、制御遅れ時間を考慮しない前記式（ａ）の場合に比べて透析条件の制御をより正確に行うことができる。

　前記式（ａ）のＢＶ_０（初期血液量）は前記Ｓ－１法によって算出したものを使用した。また、図５において、制御時点ａから制御時点ｎ－１の間の中断線は制御時点ａから制御時点ｎ－１の間における制御時点の表示を省略したことを意味する。本実施の態様においては、上述のように血液透析操作を前半部と後半部に分けて行ったが、前記式（ａ）を利用して血液透析の全行程を行っても良い。

本発明の血液透析装置の構成を説明した図である。本発明の血液透析装置の制御時点ｎ－１における制御遅れを考慮した％ΔＢＶｎ－１’の算出法を説明した図である。本発明の血液透析装置の制御に使用する式（ａ）の初期血液量の算出法Ｓ－１を説明した図である。本発明の血液透析装置の制御に使用する式（ａ）の初期血液量の別算出法Ｓ－２を説明した図である。本発明の血液透析装置の目標制御線を利用した血液透析操作を説明した図である。

符号の説明

Ａ：式（ａ）に基づく目標制御線
Ａ’：血液透析操作前半の目標制御線
Ｄ：血液透析操作後半の目標制御線
Ｂ１：制御遅れ時間
Ｂ２：直線Ｂ３を同じ傾きで制御時点ｎ－１まで延長した直線
Ｂ３：制御遅れ期間Ｂ１を除く制御周期Ｔ１の間にサンプリングされた複数の％ΔＢＶ　ｎデータ（ｐ１～ｐ６）から最小二乗法に基づいて算出された直線
ｎ：選択された制御時点
ｎ－１：制御時点ｎに隣接した一つ前の制御時点
ｎ＋１：制御時点ｎに隣接した一つ次の制御時点
％ΔＢＶｎ－１：制御時点ｎ－１の制御遅れを考慮しない血液変化量の割合
％ΔＢＶｎ－１’：制御時点ｎ－１の制御遅れを考慮した血液変化量の割合
Ｔ１：制御周期
Ｔ２：制御周期

ｐ１：制御遅れ期間Ｂ１を除く制御周期Ｔ１の間にサンプリングされたサンプリングデータ（％ΔＢＶ）
ｐ２：制御遅れ期間Ｂ１を除く制御周期Ｔ１の間にサンプリングされたサンプリングデータ（％ΔＢＶ）
ｐ３：制御遅れ期間Ｂ１を除く制御周期Ｔ１の間にサンプリングされたサンプリングデータ（％ΔＢＶ）
ｐ４：制御遅れ期間Ｂ１を除く制御周期Ｔ１の間にサンプリングされたサンプリングデータ（％ΔＢＶ）
ｐ５：制御遅れ期間Ｂ１を除く制御周期Ｔ１の間にサンプリングされたサンプリングデータ（％ΔＢＶ）
ｐ６：制御遅れ期間Ｂ１を除く制御周期Ｔ１の間にサンプリングされたサンプリングデータ（％ΔＢＶ）
ａ：制御時点
ｎ－１：制御時点
ｎ：制御時点
ｎ＋１：制御時点
ｏ：制御時点
ｐ：制御時点
ｑ：制御時点
ｒ：制御時点
ｓ：制御時点
ｔ：制御時点
ｕ：制御時点
ｖ：制御時点
ｘ：制御時点
ｙ：制御時点

　本発明によって、以下の（１）～（４）に示すような優れた効果を奏する血液透析装置を提供することができた。
（１）制御機構がシンプルであり、誤操作や暴走の危険性が少ない。
（２）複雑な設定や余計な操作が不要なため、施術者が操作し易く、楽である。
（３）制御が迅速に、しかも精細に行われるため、血液透析中において、血液量を適正に推移させることができる。
（４）制御遅れを考慮した制御を行うことにより、透析条件の制御をよりいっそう正確に行うことができる。

Claims

血液パラメーターを計測する血液計測部と、血液処理を行う実働部と、所定の血液処理条件で血液処理を行うように前記実働部を制御する制御部とを有する血液透析装置において、前記制御部が以下の（１）～（４）の制御を行うものであることを特徴とする血液透析装置。
（１）血液計測部によって計測された血液パラメーターを目標とする血液指標値に変換すること。
（２）各計測時点の血液指標値からなる経時的進路を目標制御線として設定すること（以下、計測時点を制御時点とも言う）。
（３）選択した制御時点の一つ前の制御時点ｎ－１における血液指標値、制御時点ｎの血液指標値および該選択した制御時点ｎの次の制御時点ｎ＋１における目標とする血液指標値とを利用して、選択した制御時点ｎと該選択した制御時点の次の制御時点ｎ＋１の間で実施すべき除水速度を算出して、前記選択した制御時点ｎと該選択した制御時点の次の制御時点ｎ＋１の間で実働部が実施する除水速度を制御すること。
（４）前記制御時点ｎ－１における血液指標値として制御遅れを考慮した血液指標値を使用すること。
制御部が下式（ａ）によって血液透析処理の制御を行う請求項１に記載の血液透析装置。
ＢＶ_０｛－（％ΔＢＶｎ－１’－％ΔＢＶｎ）＋（％ΔＢＶｎ－％ΔＢＶｎ＋１）｝＋ＵＦＲｎ×Ｔ＝ＵＦＲｎ＋１×Ｔ・・・・・（ａ）
式中、ＢＶ_０は血液透析の開始時の血液量、％ΔＢＶｎは選択した制御時点ｎの制御時点における血液変化量の割合、％ΔＢＶｎ－１’は前記選択した制御時点ｎに隣接した一つ前の制御時点ｎ－１における制御遅れを考慮した血液変化量の割合、％ΔＢＶｎ＋１は前記選択した制御時点ｎに隣接した一つ次の制御時点ｎ＋１における目標制御線によって決定される血液変化量の割合、Ｔは前記選択した制御時点ｎまでの経過時間、ＵＦＲｎは制御時点ｎの計測した除水速度、ＵＦＲｎ＋１は制御時点ｎから次の制御時点ｎ＋１に向って除水を行う際に前記目標血液変化量の割合を達成するために算出された除水速度である。
制御時点ｎ－１における制御遅れを考慮した血液変化量の割合が、制御時点ｎ－１と制御時点ｎの間の制御周期において、制御手段が制御遅れ時間を除く時間内に複数の時点でサンプリングされた複数の血液変化量の割合に基づいて最小二乗法によって血液変化量の割合の変化を示す直線を求め、該直線を制御時点ｎ－１まで延長して得られる血液変化量の割合であることを特徴とする請求項１または２に記載の血液透析装置。