JP2011507564A - 体外血液処理における膜透過圧を決定する方法およびデバイス - Google Patents

Abstract

発明は、体外血液処理の間に膜透過圧を決定する方法に関係する。透析器１は、半透膜２により第１のチェンバー３と第２のチェンバー４に分離される。血液は、体外血液回路５Ａの動脈血液導管６を通して、チェンバー３の入口に入り、出口から所定の血液流速で流れる。透析液は、透析液供給導管１０を通して、チェンバー４の入口に入り、出口から排出導管１１に流れる。膜透過圧を決定する本発明による方法およびデバイスは、血液側の圧力と透析液側の圧力を、比較的少ない技術出費で、特に４つより少ない圧力センサで測定し、最初は修正無しの値を使用し、後に、血液の粘性と相関した変数に依存する修正変数によって修正を行う。
【選択図】 図１

Description

発明の分野

本発明は、体外血液処理の間に膜透過圧を決定する方法に関する。処理において、血液は、体外血液回路の動脈血液供給ラインを介して、半透膜によって第１および第２のチェンバーに分離された透析器の第１のチェンバーの入口に特有の血液流速で流れ込み、また、透析器の第１のチェンバーの出口から静脈血液返却ラインを介して流れる。一方、透析液は、透析器の第２のチェンバーの入口に透析液供給ラインを介して流れ込み、透析器の第２のチェンバーの出口から透析液排出ラインを介して流れる。液は、透析器の膜を介して特有の流速で、血液から引き出される。さらに、発明は、膜透過圧が決定される体外血液処理に関する。更に、発明は、体外血液処理を実行する血液処理装置に対する膜透過圧を決定するデバイス、および膜透過圧を決定するデバイスを持った血液処理装置に関する。

背景

体外血液処理または浄化に対する様々な方法が、通常、尿として排除される老廃物（ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）を除去する目的、および液を引き出す目的のために使用される。血液透析のケースにおいて、患者の血液は人体の外で透析器において浄化される。透析器は、半透膜によって分離された血液チェンバーと透析液チェンバーを有する。処理の間、患者の血液は血液チェンバーを通して流れる。血液を、通常尿によって排除される老廃物から効率的に浄化するために、新鮮な透析液が透析液チェンバーを通して連続的に流れる。

透析器の膜を通しての、より小さな分子の老廃物の輸送は、血液透析（ＨＤ）のケースにおいては、本質的に、透析液と血液間の濃度差〈拡散〉によって決定されるが、血液濾過（ＨＦ）のケースにおいては、プラズマ水に溶解した老廃物、特に、より高分子老廃物は、透析器の膜を通して、高い流速（対流）によって効率的に除去される。血液濾過において、透析器は濾過器として働く。従って濾過器は、以下透析器と呼ばれる。血液透析濾過（ＨＤＦ）は、２つの方法の組み合わせである。

血液透析濾過（ＨＤＦ）のケースにおいて、透析器の膜を介して引き出された血清の一部は、殺菌置換液によって置換される。置換液は、透析器の体外血液回路アップストリームおよび／またはダウンストリームに供給される。透析器の置換液アップストリームの供給は、前−希釈と呼ばれ、透析器のダウンストリーム供給は、後−希釈と呼ばれる。

体外血液処理において、ウルトラ濾過速度（ＵＦ速度（ｒａｔｅ））は興味深く、これは、時間間隔内に、患者から引き出された液の量の指標である。ウルトラ濾過速度は、体外血液処理において、膜透過圧ＴＭＰに依存し、ウルトラ濾過速度は、膜透過圧の増加と共に増加する。

膜透過圧ＴＭＰは、透析器での平均血液側圧力と平均透析液側圧力間の圧力差として定義される。原則として、膜透過圧の正確な決定には４つの圧力測定が要求され、圧力は、透析器の血液チェンバーの入口と出口、および透析液チェンバーの入口と出口において測定される。この目的のために、各ケースにおいて、透析器の血液側の入口と出口、および透析液側の入口と出口で圧力センサが要求される。

しかし、実際問題として、４つの圧力センサによる膜透過圧の測定は比較的高価となりうる。技術的簡略化のために、従って、実際問題としては、一般的に４つの圧力センサによる膜透過圧の測定は行われない。

膜透過圧の決定に対して、２つの圧力センサのみによって膜透過圧を決定することが知られており、ここで１つの圧力センサは血液側に配置され、他の圧力センサは透析液側に配置される。例えば、Ｈ．Ｄ．Ｐｏｌａｓｃｈｅｇｇ“血液透析におけるウルトラ濾過の方法と歴史（Ａｋｔｕｅｌｌｅ Ｎｅｐｈｒｏｌｏｇｉｅ、１巻／１９８５、１３５頁および以降）”の論文において、操作とコストの理由につき、測定を静脈バックフロー圧および透析液出口における圧力に限定することが提案されている。

２つの圧力センサによって膜透過圧を決定すること以外に、３つの圧力センサによって膜透過圧を決定することもまた知られている。膜透過圧の決定に対して、例えば、ＥＰ ０ ２１２ １２７は、透析液供給ラインと排出ラインにおける圧力、および血液返却ラインにおける圧力、特に血液返却ラインに設置されたドリップチェンバーを測定し、測定された圧力に基づいて膜透過圧の計算を行うことを提案する。計算された膜透過圧は、透析液排出ラインに設置された透析液ポンプを調整するために、平均透過圧に対する予め決定された設定点値と比較される。透析液側の吸引ポンプは、透析器における膜透過圧が設定点値に維持されるように調整される。

実際問題、各ケースにおいて、１つの圧力測定が血液側でなされ、他の測定が透析液側でなされる、２つのみ、または３つの圧力測定に基づく膜透過圧の決定は、十分に正確であると考えられてきた。しかし、本発明者等は、ある処理条件の下、膜透過圧の決定に高精度をもって制限ファクターが置かれるべきであることを見出した。

概要

本発明に横たわる課題は、体外血液処理における膜透過圧を決定する方法をもたらすことであり、全ての処理条件のもと、一方では測定に対して比較的小さな技術出費のみを必要とし、他方では高精度を保証する。

さらに、体外血液処理装置に対する膜透過圧を決定するデバイスをもたらすことは、本発明の課題であり、デバイスは、全ての処理条件のもと、４つより少ない圧力センサで、高精度をもって膜透過圧を決定することを許容する。

本発明の更なる課題は、体外血液処理の方法、および体外血液処理装置であり、ここで、膜透過圧の決定は、比較的小さな技術出費で、高精度をもって起こりうる。

本発明に従って、課題の解決が、請求項１、１０、１１および２０の特徴をもって起こりうる。利点のある本発明の実施形態は、サブクレームの主題である。

膜透過圧を決定する本発明に従う方法および本発明に従うデバイスは、血液側と透析液側の圧力が４つより少ない圧力センサで、比較的小さな技術出費でもって測定され、最初に膜透過圧に対する修正されていない値が計算され、それから、値は、血液の粘性と相関している変数に依存して修正量をもって修正されるという事実に基づいている。その結果、血液の粘性と相関している変数、特に血液のヘマトクリットは、膜透過圧の決定において考慮される。

本発明者等は、血液透析濾過処理または血液濾過処理の間に起こるような、特に、血液のマークされた濃縮または希薄化のケースにおいて、例えば、入口または出口のみにおける圧力の測定において、但し透析器の夫々のチェンバーの入口と出口ではなく、実際の膜透過圧と、４つより少ない測定点における圧力の測定から生じた膜透過圧に対する値との間で偏差が起こりうることを見出した。

本発明に従う方法において、膜透過圧の決定は、エリスロポイエチン（ＥＰＯ）が、患者に投与され、その結果、ヘマトクリットが増加し、血液の粘性が上昇するとき、また、特に正確である。

本発明に従う方法、および本発明に従うデバイスの好ましい実施形態において、血液側の圧力は、血液返却ライン中の透析器の第１のチェンバーの出口において測定される。一方、透析液側では、圧力は、透析液供給ライン中の第２のチェンバーの入口において測定され、また、透析液排出ライン中の透析器の第２のチェンバーの出口において測定される。従って、血液供給ライン中の透析器の第１のチェンバーの入口において、血液側で圧力を測定する必要はなく、圧力測定は、３つの圧力センサのみで起こりうる。

しかし、血液側で、圧力を出口ではなく、透析器の第１のチェンバーの入口で測定することも出来る。同様に、血液側の圧力は、透析器の第１のチェンバーの入口と出口で測定することも出来る。一方、透析液側の圧力は、透析器の第２のチェンバーの入口で、または出口でのみ測定されうる。決定的ファクターは、透析器の血液側および透析液側の両方において、少なくとも１つの圧力測定が起こることである。

透析器の２つのチェンバーの内の１つの入口または出口における圧力の測定に言及されるとき、測定が、ラインが透析器に接続された地点で直接的に起こるべきであると意味すると理解されるべきである必要はない。逆に、測定を入口や出口のアップストリームやダウンストリームで実行することも可能である。これにより、実際の測定点と、透析器の夫々のチェンバーの入口や出口との間の圧力増加や減少は少ない。

膜透過圧に対する修正量は、好ましくは、長軸方向の透析器の流れ抵抗のパラメータ特性であり、そのパラメータは、代わりに、血液の粘性、特にヘマトクリットと相関するパラメータに依存している。

４つよりも少ない圧力センサでの測定に基づいて計算された膜透過圧と、長軸方向の透析器の増加する流れ抵抗に基づく実際の膜透過圧増加間の偏差が示されてきた。本発明に従う方法および本発明に従うデバイスによる膜透過圧の決定において、長軸方向の透析器の流れ抵抗が考慮されているので、実際の膜透過圧は高精度をもって計算されうる。

血液の粘性、特にヘマトクリットと相関しているパラメータに依存する長軸方向の透析器の流れ抵抗は、原則的に、血液処理の開始時または血液処理の間に計算されうる。

本発明の特に好ましい実施形態は、血液の粘性、特にヘマトクリットと相関するパラメータの血液処理の間の連続的決定をもたらし、これにより、ヘマトクリットがオンラインで測定される。

長軸方向の透析器の抵抗の、血液の粘性、特にヘマトクリットと相関する変数への依存性は、好ましくは、多項式アプローチによって記述され、そのパラメータは、前−希釈または後−希釈の想定のもと、透析器の各関係する型に対する個々の測定データから決定される。

発明者等は、長軸方向の透析器の流れ抵抗が、本質的に、特有の膜領域または長さおよび毛細管の特有の径によって特徴付けられた透析器の設計や、例えば、前−希釈または後−希釈をもったＨＤ処理およびＨ（Ｄ）Ｆのような処理の型や、置換速度（ｒａｔｅ）や、ウルトラ濾過速度（ｒａｔｅ）や、血液構成成分に依存することを見出した。本発明の好ましい実施形態において、それゆえ、前述の量が、透析器の長軸方向抵抗に対する多項式アプローチにおいて考慮される。

膜透過圧に対する修正量は、好ましくは透析器の長軸方向流れ抵抗と、体外血液回路中の血液流速のパラメータ特性の積に基づいて決定される。修正量は、従って血液流れにも依存する。

本発明に従う方法および本発明に従うデバイスは、それゆえ、測定された圧力に基づいて計算された膜透過圧と、血液の粘性の増加と血液流れの増加による実際の膜透過圧増加との間の偏差をもとに進行する。

体外血液処理を実行する血液処理装置に対して決定される、膜透過圧の決定に対する発明に従うデバイスは、血液側および透析液側の圧力を測定する手段と、修正量を考慮しながら膜透過圧を計算する手段とを具備する。好ましい実施形態において、透析器の血液側および透析液側の圧力を測定する手段は、血液返却ラインにおける透析器の第１のチェンバーの出口での圧力を測定する手段とともに、透析液供給および返却ラインにおける透析器の第２のチェンバーの入口と出口での圧力を測定する手段とを具備する。血液供給ラインにおける透析器の第１のチェンバーの入口での圧力を測定する手段は、従って要求されない。

圧力を測定する手段は、従来の圧力センサでありえて、任意の知られた血液処理装置のケースに存在する。膜透過圧を計算する手段は、従来のマイクロプロセッサまたは類似のものでありえて、また、任意の知られた血液処理装置のケースに存在する。

本発明に従う方法および本発明に従うデバイスの実施形態の例は、以下に付属の図面を参照することによって詳細に記述されるであろう。

図は、体外血液処理に対する血液処理装置の主コンポーネントとともに、膜透過圧を決定するデバイスのみの、きわめて単純化された概略表示を示す。

詳細な説明

膜透過圧の測定に対する発明に従うデバイスは、従来の血液処理装置のコンポーネント、または血液処理装置と協働する別個のデバイスユニットでありうる。

本血液処理装置は、血液（透析）濾過装置であり、血液（透析）濾過装置は、血液がそれを通して流れ、以下において血液チェンバーと呼ばれる第１のチェンバー３、および、透析液がそれを通して流れ、透析液チェンバーと呼ばれる第２のチェンバー４に、半透膜２によって分割される透析器１を具備する。第１のチェンバー３は、体外血液回路５Ａ中に組み込まれ、一方、第２のチェンバー４は、血液（透析）濾過装置の透析液システム５Ｂに組み込まれる。

体外血液回路５Ａは、チェンバー３の入口３ａに通じる動脈血液供給ライン６と、透析器１の血液チェンバー３の出口３ｂから離れる静脈血液返却ライン７とを具備する。患者の血液は、動脈血液返却ライン６に設置された動脈血液ポンプ８、特にローラーポンプによって、透析器１の血液チェンバー３を通して運ばれる。血液ポンプは、血液を特有の血液流速Ｑ_ｂで、透析器の血液チェンバー３に配給する。気泡を排除するために、空気分離器（ドリップチェンバー）が動脈および静脈血液ライン中に組み込まれうる。

血液処理装置の血液ライン６、７は、一度限りの使用のためにローラーポンプに配置されるチューブラインである。原則として、それゆえ、チューブラインは血液処理装置のコンポーネントではない。原則として、透析器もまた、血液処理装置のコンポーネントではなく、チューブラインに一度限りの使用のために接続される。

新鮮な透析液は、透析液源９中で利用可能である。透析液供給ライン１０は、透析液源９から、透析器１の透析液チェンバー４の入口４ａに通じる。透析液排出ライン１１は、透析液チェンバー４の出口４ｂから、ドレイン１２に通じる。第１の透析液ポンプ１３は、透析液供給ライン１０に組み込まれ、第２の透析液ポンプ１４は、透析液排出ライン１１に組み込まれる。第１の透析液ポンプ１３は、透析液源から特有の透析液供給速度Ｑ_ｄｉで、透析液を透析液チェンバー４の入口４ａに配給し、一方、第２の透析液ポンプ１４は、透析液チェンバー４の出口４ｂから特有の透析液排出速度Ｑ_ｄｏで、透析液をドレイン１２に配給する。

透析処理の間、透析液システム５Ｂからの透析液は、置換液ライン１５を介して、体外回路５Ａに置換液として供給することが出来、体外回路は、第１の透析液ポンプ１３の透析液供給ライン１０アップストリームから分岐する。

置換液ライン１５は、２つのラインセクション１５ａおよび１５ｂを具備し、ここで１つのラインセクション１５ａは動脈血液ライン６に通じ、他のラインセクション１５ｂは静脈血液ライン７に通じる。

置換液は、そこに置換液ライン１５が挿入される置換ポンプ、特にローラーポンプによって配給される。殺菌濾過器１７は、２つのチェンバー１７ａ、１７ｂに分割され、置換ポンプの置換液ライン１５アップストリームに組み込まれる。置換ポンプとそれに伴うライン、および殺菌濾過器は、透析装置の置換デバイスを形成する。置換液ライン１５の２つのラインセクション１５ａおよび１５ｂのクランピングのために、遮断エレメント、例えば、ホースクランプがもたらされうるが、より大きな明瞭化のために提示はされない。

血液ポンプ８、第１および第２の透析液ポンプ１３および１４ならびに置換ポンプ１６は、制御ライン８’、１３’、１４’、１６’を介して、中央制御およびコンピューティングユニット１８に接続され、これから、ポンプは、予め選択された処理パラメータを考慮に入れながら制御される。制御およびコンピューティングユニット１８は、前−希釈または後−希釈をもって血液処理を実行するために、また（示されていない）遮断エレメントを制御する。

血液透析装置としての血液（透析）濾過装置の動作のために、血液ポンプ８、第１および第２の透析液ポンプ１３および１４が動作され、透析器１の透析液チェンバー４を通して透析液が流れる。血液透析装置としての血液（透析）濾過装置の動作のために、置換液としての殺菌透析液が、選択的に殺菌濾過器１７を介して血液ポンプ８の動脈供給点２４ダウンストリームおよび血液チェンバー（前−希釈）のアップストリーム、または、血液チェンバー（後−希釈）の静脈供給点２５ダウンストリームに流れるように、置換ポンプ１６は動作される。しかし、原則として、血液（透析）濾過装置の動作は、もし第１の透析液ポンプ１３が動作しておらず、透析器の透析液チェンバーへの透析液の供給が、従って中断されている場合、血液濾過装置のみとしても可能である。

血液処理の処理パラメータ特性の処理は、血液処理装置の中央制御およびコンピューティングユニット１８において生じる。これらの特徴的変数は、機械のオペレータによって入力されたり、処理の間に測定されたり、および／または、測定および／または予め選択された変数から計算されたりしうる。以下において、ここで関係する全ての変数は、（示されていない）キーボードを介してオペレータによって入力され、および／または（示されていない）測定ユニットによって測定され、および／または、入力および／または測定された変数から計算され、中央制御およびコンピューティングユニットによって利用可能であると想定する。

膜透過圧の決定に対する発明に従うデバイスは、独立のモジュールや、血液処理装置の中央制御およびコンピューティングユニット１８のコンポーネントを形成する。実施形態の本例において、膜透過圧の決定に対するデバイスの関係するコンポーネントは、以下に詳細に記述されるであろう分離されたモジュールを形成する。

膜透過圧を決定するデバイスは、中央コンピューティングユニット１９、例えば、マイクロプロセッサを具備し、マイクロプロセッサはまた、処理装置の中央制御およびコンピューティングユニット１８にもたらされたマイクロプロセッサでありうる。さらに、膜透過圧を決定するデバイスは、合計３つの圧力センサ２０、２１、２２を具備することが出来、ここで、第１の圧力センサは、透析器１の第１のチェンバー３の出口３ｂにおける圧力を測定し、第２の圧力センサ２１は、第２のチェンバー４の入口４ａにおける圧力を測定し、圧力センサ２２は、透析器１の第２のチェンバー４の出口４ｂにおける圧力を測定する。これらの圧力センサは、透析器の入口および出口に直接配置される必要は無い。決定的ファクターは、血液側出口、ならびに、透析器の透析液側の入口および透析器の出口において十分な正確度で測定されるということである。

コンピューティングユニット１９は、データライン２０’、２１’および２２’を介して圧力センサ２０、２１、２２の測定された値を受ける。さらに、コンピューティングユニット１９は、更なるデータライン１９’を介して、オペレータによって入力された、および／または（示されていない）センサによって測定および／または計算された関連性の変数を受信するために、血液処理装置の中央制御およびコンピューティングユニット１８と交信する。

好ましい実施形態において、膜透過圧を決定するデバイスはまた、体外血液回路５Ａの中に流れる血液のヘマトクリットを測定する測定ユニットを具備し、これは体外血液処理の過程で変化しうる。ウルトラ濾過のために、ヘマトクリットは、血液流れ処理の間、一般的に増加する。コンピューティングユニット１９は、データライン２３’を介して、ヘマトクリットを決定する測定ユニット２３に接続される。ヘマトクリットを決定する測定ユニットは、公知例から当業者に知られている。

膜透過圧決定に対するデバイスが、それによって働く、膜透過圧の決定の理論的原則、および膜透過圧の決定に対する発明に従うデバイス、および本発明に従う方法は、以下に詳細に記述される。

平均膜透過圧ＴＭＰの厳密な決定に対しては、原則的に４つの圧力センサが要求される。血液側入口での圧力Ｐ_ｂ，ｉｎ、血液側出口での圧力Ｐ_{ｂ，ｏｕｔ}、透析液側入口での圧力Ｐ_ｄ，ｉｎ、および透析液側出口での圧力Ｐ_{ｄ，ｏｕｔ}の測定後、膜透過圧Ｐ_ＴＭ（ＴＭＰ）は、以下の等式に従って計算されうる。

ここで
Ｐ_ＴＭ 膜透過圧ＴＭＰ
Ｐ_ｂ，ｉｎ 透析器の血液側入口での圧力
Ｐ_{ｂ，ｏｕｔ} 透析器の血液側出口での圧力
Ｐ_ｄ，ｉｎ 透析器の透析液側入口での圧力
Ｐ_{ｄ，ｏｕｔ} 透析器の透析液側出口での圧力。

しかし、実施形態の本例において、圧力は、前述の測定点における４つの圧力センサではなく、透析器１の血液チェンバー３の血液側出口３ｂでの圧力Ｐ_{ｂ，ｏｕｔ}、透析液側入口４ａでの圧力Ｐ_ｄ，ｉｎ、透析器１の透析液チェンバー４の透析液側出口４ｂでの圧力Ｐ_{ｄ，ｏｕｔ}を測定する３つの圧力センサ２０、２１、２２のみの方法によって測定される。

３つの測定点に基づいた膜透過圧の決定と、４つの測定点に基づいた測定間の相違は、透析器の血液側での圧力ドロップΔＰ_ｂから生じ、これは血液の粘性の増加、血液流れＱ_ｂの増加、同等の膜領域でのより小さな毛細管径とともに増加する。２つの測定間のより小さい、または大きい相違は、境界条件の可能な組み合わせに従って生じうる。

更に、透析器における血液の粘性は、処理プロセスによって変わりうる。Ｈ（Ｄ）Ｆ処理のケースにおいて、例えば、前−希釈のケースにおいて、透析器（濾過器）における平均血液粘性は減少する。一方、後−希釈のケースにおいて、透析器（濾過器）における平均血液粘性は増加する。後−希釈は、それゆえ、２つの測定におけるより大きい相違を導く。これは、血液流れＱ_ｂから引き出された透析器の膜を介した異なる膜透過流れにトレースバックされうる。合計の膜透過流れ、Ｑ_ｔｍ＝Ｑ_ｕｆ＋Ｑ_ｓｕｂは、ウルトラ濾過速度Ｑ_ｕｆおよび置換速度Ｑ_ｓｕｂからなる。しかし、実際上、置換速度Ｑ_ｕｆは、しばしば無視しうる。

本発明は、実際の膜透過圧Ｐ_ＴＭ＝Ｔ_ＭＰを確認するために、３つの圧力センサ２０、２１、２２で測定された圧力に基づいて膜透過圧Ｐ_ＴＭ３を計算すること、および計算された膜透過圧に対する修正量を決定することに基づいている。

等式（１）を変形することによって、以下が生じる：

修正されていない膜透過圧Ｐ_ＴＭ３は、そこに含まれ：

等式（３）と等式（２）の比較から生じる修正項は、等式（２）の最終項からである。それは、透析器１の血液チェンバー３の長軸方向の血液側圧力ドロップを反映し、：

ここで、ΔＰ_ｂ 透析器の長軸側の圧力ドロップ（血液側）。

透析器の血液側の圧力ドロップは、主として血液流れＱ_ｂに依存する。この関係は、一般的に多項式アプローチによって記述されうる

規則として、圧力ドロップΔＰ_ｂと血液流れＱ_ｂ間の線形依存性は、実際問題、十分な正確度を生じる。血液側の圧力ドロップΔＰ_ｂは、従って、透析器の長軸方向における流れ抵抗Ｒ_ｂに分離され、血液流れＱ_ｂおよび現時点の血液流れＱ_ｂから独立である。従って、以下に生じる：

ここで、Ｒ_ｂ 血液側の透析器の長軸方向抵抗
Ｑ_ｂ 血液流れ。

実施形態の本例において、パラメータα_０、α_１、α_２、α_３、α_４・・・をもった多項式アプローチが、透析器１の血液チェンバー３の長軸方向における流れ抵抗Ｒ_ｂを計算するために使用される。可能な多項式アプローチの例は：

Ｑ_{ｔｍ，ｍａｘ}は、後−希釈または前−希釈のケースに対して、以下のように決定されうる：

または

ここで、ｋは、例えばｋ＝７のファクタであり、ここで：
Ｈｋｔ ヘマトクリット［０．１０．．．０．６９］
ＴＰ 合計蛋白質含有量
Ｑ_ｔｍ 透析器膜を介した現時点の流速［ｍｌ／ｍｉｎ］
ここで：Ｑ_ｔｍ＝Ｑ_ｓｕｂ＋Ｑ_ｕｆ
Ｑ_ｓｕｂ 置換速度［ｍｌ／ｍｉｎ］；
Ｑ_ｕｆ ウルトラ濾過速度［ｍｌ／ｍｉｎ］；
Ｑ_{ｔｍ，ｍａｘ} 最大流速［ｍｌ／ｍｉｎ］ここで
・後−希釈：等式（８）に従うＱ_{ｔｍ，ｐｏｓｔ，ｍａｘ}、または ここで
・前−希釈：等式（９）に従うＱ_{ｔｍ，ｐｒｅ，ｍａｘ}。

等式（７）に従う多項式の代わりに、ヘマトクリットＨｋｔ、膜透過流れＱ_ｔｍ、および、ヘマトクリットと膜透過流れの積に対する高次の乗数を考慮に入れた一般的アプローチが、また可能でありうる。

本発明に従うデバイスは、以下のように膜透過圧ＴＭＰを決定する。

ヘマトクリットを決定するデバイスのコンピューティングユニット１９は、等式（７）に従って、第１に、透析器の長軸方向の抵抗Ｒ_ｂを、ヘマトクリットＨｋｔと、透析器１の膜２を介して引き出された液の流速Ｑ_ｔｍの関数として計算する。この目的のため、コンピューティングユニットは、メモリ１９Ａを使用し、メモリに多項式アプローチのパラメータα_０、α_１、α_２、α_３、α_４が記憶され、これは、透析器の特有の型に対する個別に測定されたデータからの計算をオフセットすることによって取得されうる。透析器の様々な型に対するパラメータは、コンピューティングユニット１９のメモリ１９Ａ中に記憶することが出来、それによりコンピューティングユニットは、現時点で使用されている透析器の型に適用可能なパラメータに頼る。

コンピューティングユニット１９は、ここでの関連性のデータを交換するために、血液処理装置の中央制御およびコンピューティングユニット１８と交信する。例えば、コンピューティングユニットは、ユーザによって、例えばキーボードの手段を用いて以前入力されていた透析器の型を示すデータ記録を受領しうる。さらに、コンピューティングユニット１９は、置換速度とウルトラ濾過速度の和から、透析器１の膜２を介して引き出された液の流速Ｑ_ｔｍ＝Ｑ_ｓｕｂ＋Ｑ_ｕｆを計算するために、置換速度Ｑ_ｓｕｂおよびウルトラ濾過速度Ｑ_ｕｆを、中央制御およびコンピューティングユニット１８から受領する。さらに、コンピューティングユニット１９は、中央制御およびコンピューティングユニット１８からヘマトクリットＨｋｔを受領し、ヘマトクリットは０．１０および０．６９の間にあり、合計の蛋白質含有量ＴＰは、５．０および９．０ｇ／ｄｌの間にある。さらに、コンピューティングユニットは、中央制御およびコンピューティングユニットから、前−希釈または後−希釈が存在するかを示す信号を受信する。

等式（８）および（９）に従って、コンピューティングユニット１９は、前−希釈または後−希釈が実行されるケースに対して、ヘマトクリットＨｋｔおよび合計蛋白質含有量ＴＰから最大流速Ｑ_{ｔｍ，ｍａｘ}を計算する。

簡単化された実施形態において、透析器の長軸方向の抵抗Ｒ_ｂは、透析処理の前または間に、ただ１回のみ計算される。しかし、改良された実施形態は、透析器の長軸方向の抵抗Ｒ_ｂは血液処理の特定の時間に計算されるとか、血液処理の間、連続的にすら計算されるように備える。改良された実施形態は、ここでの関連性の変数、例えば置換速度やウルトラ濾過速度の１つや、患者の血液のヘマトクリットが、透析処理の間に変化するとき、特に利点がある。前−希釈から後−希釈、またはその逆の切り替えがなされる場合、長軸方向の抵抗Ｒ_ｂの再計算もまた、問題となる。

更なる代替的実施形態は、等式（７）ではなく、一般的に多項式アプローチを記述する等式（１０）に従う長軸方向の抵抗Ｒ_ｂの計算を提供する。原則として、他の多項式アプローチもまた可能である。

特に好ましい実施形態は、例えばキーボードによって入力された、または一度だけ測定されたヘマトクリットＨｋｔに対する一定値が、基礎とされないように備える。この実施形態において、測定ユニット２３によって、血液処理の間、ヘマトクリットは連続的に測定される。ヘマトクリットに対して測定された値を送信するデータライン２３’は、図において破線で示される。というのは、血液処理の間、ヘマトクリットの測定は絶対的に必須というわけではなく、特に好ましい実施形態のケースにおいてのみ提供されるからである。

更に、血液処理の間、血液側出口での圧力Ｐ_{ｂ，ｏｕｔ}、透析液側入口での圧力Ｐ_ｄ，ｉｎ、および透析液側出口での圧力Ｐ_{ｄ，ｏｕｔ}は、好ましくは連続的、または少なくとも異なる時間に圧力センサ２０、２１および２２によって測定される。データライン２０’、２１’および２２’を介して、圧力に対する測定された値を受信するコンピューティングユニット１９は、修正されない膜透過圧Ｐ_ＴＭ３を、等式（３）に従う圧力から計算する。更なる変数として、コンピューティングユニット１９は、制御およびコンピューティングユニット１８から、オペレータによって入力されうる血液流速Ｑ_ｂを受領する。コンピューティングユニット１９は、それから等式（６）に従って、膜透過圧Ｐ_ＴＭ＝ＴＭＰに対して、血液流速Ｑ_ｂ、透析器の計算された長軸方向の抵抗Ｒ_ｂ、および修正されていない膜透過圧Ｐ_ＴＭ３から修正された値を計算する。

修正された膜透過圧ＴＭＰは、（示されていない）表示ユニットに表示されうる、および／または血液処理装置を制御または調整に使用されうる。

Claims (20)

1. 体外血液処理の間に膜透過圧を決定する方法であり、
   血液は、特有の血液流速で、半透膜によって第１のチェンバーと第２のチェンバーに分割された透析器の第１のチェンバーの入口に、体外血液回路の動脈血液供給ラインを介して流れ、また、前記透析器の前記第１のチェンバーの出口から静脈血液返却ラインを介して流れ、
   透析液は、前記透析器の前記第２のチェンバーの入口に、透析液供給ラインを介して流れ、また、前記透析器の前記第２のチェンバーの出口から透析液排出ラインを介して流れ、
   液は、特有の流速で、前記血液から前記透析器の前記膜を介して引き出され、
   以下の方法ステップ：
   前記透析器の前記第１のチェンバーの前記入口または前記出口における、前記血液側での、および前記透析器の前記第２のチェンバーの前記入口または前記出口における、前記透析液側での圧力の測定と、
   前記血液側および透析液側で測定された圧力に基づく膜透過圧の計算とを持ち、ここで、
   前記血液の粘性と相関している変数が決定され、
   前記血液の前記粘性と相関している変数に依存した前記膜透過圧に対する修正量が決定され、
   前記血液側および前記透過液側で測定された圧力と、前記膜透過圧に対する前記修正量に基づいて、前記膜透過圧が計算されることを特徴とする方法。
2. 前記血液の前記粘性と相関している前記変数は、前記血液のヘマトクリットであることを特徴とする請求項１に従う方法。
3. 前記血液側の前記圧力は、前記血液排出ライン中で、前記透析器の前記第１のチェンバーの前記出口において測定され、
   前記透析液側の圧力は、前記透析液供給ライン中で、前記透析器の前記第２のチェンバーの前記入口において測定され、また、前記透析液排出ライン中で、前記透析器の前記第２のチェンバーの前記出口において測定されることを特徴とする請求項１または２に従う方法。
4. 前記膜透過圧に対する前記修正量の決定について、
   前記透析器の前記流れ抵抗のパラメータ特性は、
   前記パラメータが前記血液の前記粘性と相関している前記パラメータに依存して決定されることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に従う方法。
5. 前記透析器の前記流れ抵抗の前記パラメータ特性は、
   前記血液の前記粘性と相関している前記パラメータと、前記透析器の前記膜を介して引き出された前記液の流速に依存して決定されることを特徴とする請求項４に従う方法。
6. 前記透析器の前記流れ抵抗の前記パラメータ特性は、
   パラメータα_０、α_１、α_２、α_３、α_４をもった以下の多項式アプローチ
   

   

   Ｈｋｔ： ヘマトクリット
   Ｑ_ｔｍ： 前記透析器膜を介した流速
   Ｑ_{ｔｍ，ｍａｘ}： 前記透析器膜を介した最大流速
   に従って計算されることを特徴とする請求項５に従う方法。
7. 前記修正量は、
   前記流れ抵抗の前記パラメータ特性と、前記血液流速の積に基づいて決定されることを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に従う方法。
8. 前記膜透過圧は、
   前記血液側および前記透析液側で測定された圧力と、以下の等式に従う前記修正量
   

   

   ここで： Ｒ_ｂ 前記血液側での前記透析器の長軸方向の抵抗
   Ｑ_ｂ 血液流れ
   および
   

   

   から計算されることを特徴とする請求項３ないし７の何れか１項に従う方法。
9. 前記粘性と相関している前記変数は、
   前記血液処理の間に連続的に測定されることを特徴とする請求項１ないし８の何れか１項に従う方法。
10. 体外血液処理に対する方法であり、
    血液は、特有の血液流速で、半透膜によって第１のチェンバーと前記第２のチェンバーに分割された前記透析器の第１のチェンバーの前記入口に、体外血液回路の動脈血液供給ラインを介して流れ、また、前記透析器の前記第１のチェンバーの出口から静脈血液返却ラインを介して流れ、
    透析液は、前記透析器の前記第２のチェンバーの前記入口に透析液供給ラインを介して流れ、また、前記透析器の前記第２のチェンバーの前記出口から透析液排出ラインを介して流れ、
    液は、特有の流速で、前記血液から前記透析器の前記膜を介して引き出され、
    前記膜透過圧は、
    請求項１ないし９の何れか１項に従う方法によって決定されることを特徴とする方法。
11. 体外血液処理を実行する血液処理装置に対して膜透過圧を決定するデバイスであり、
    血液は、特有の血液流速で、半透膜によって第１のチェンバーと第２のチェンバーに分割された透析器の第１のチェンバーの前記入口に、体外血液回路の動脈血液供給ラインを介して流れ、また、前記透析器の前記第１のチェンバーの前記出口から、静脈血液返却ラインを介して流れ、
    透析液は、前記透析器の前記第２のチェンバーの前記入口に透析液供給ラインを介して流れ、また、前記透析器の前記第２のチェンバーの前記出口から透析液排出ラインを介して流れ、
    液は、特有の流速で、前記血液から前記透析器の前記膜を介して引き出され、ここで、
    前記膜透過圧を決定するデバイスは、
    前記透析器の前記第１のチェンバーの前記入口または出口における、前記血液側での、および前記透析器の前記第２のチェンバーの前記入口または出口における、前記透析液側での圧力の測定を行う手段（２０、２１、２２）と、
    前記血液側および前記透析液側で測定された前記圧力に基づく前記膜透過圧の計算を行う手段（１９）とを持ち、
    前記膜透過圧の計算を行う手段（１９）は、
    前記血液の前記粘性と相関している変数に依存して、前記膜透過圧に対する修正量が決定され、前記血液側および透過液側で測定された前記圧力と、膜透過圧に対する前記修正量に基づいて、前記膜透過圧が計算されるように設計されることを特徴とするデバイス。
12. 前記血液の前記粘性と相関している前記変数は、前記血液のヘマトクリットであることを特徴とする請求項１１に従うデバイス。
13. 前記血液側および前記透析液側での圧力の測定を行う前記手段（２０、２１、２２）は、
    前記血液排出ライン中で、前記透析器の前記第１のチェンバーの前記出口における圧力を測定する手段（２０）と、
    前記透析液供給ライン中で、前記透析器の前記第２のチェンバーの前記入口における圧力を測定する手段（２１）と、
    前記透析液排出ライン中で、前記透析器の前記第２のチェンバーの前記出口における圧力を測定する手段（２２）とを具備することを特徴とする請求項１１または１２に従うデバイス。
14. 前記膜透過圧の計算を行う手段（１９）は、
    前記膜透過圧に対する前記修正量の前記決定に対して、前記血液の前記粘性と相関している前記変数に依存して、前記透析器の前記流れ抵抗のパラメータ特性が決定されるように設計されることを特徴とする請求項１１ないし１３の何れか１項に従うデバイス。
15. 前記膜透過圧の計算を行う手段（１９）は、
    前記透析器の前記流れ抵抗の前記パラメータ特性が、
    前記血液の前記粘性と相関している前記パラメータと、前記透析器の前記膜を介して引き出される前記液の前記流速とに基づいて決定されるように設計されることを特徴とする請求項１４に従うデバイス。
16. 前記膜透過圧の計算を行う手段（１９）は、
    前記透析器の前記流れ抵抗の前記パラメータ特性が、
    パラメータα_０、α_１、α_２、α_３、α_４をもった以下の多項式アプローチ
    

    

    Ｈｋｔ： ヘマトクリット
    Ｑ_ｔｍ： 前記透析器膜を介した流速
    Ｑ_{ｔｍ，ｍａｘ}： 前記透析器膜を介した最大流速
    に従って計算されるように設計されることを特徴とする請求項１５に従うデバイス。
17. 前記膜透過圧の計算を行う手段（１９）は、
    前記修正量が、前記流れ抵抗の前記パラメータ特性と、前記血液流速の積に基づいて決定されるように設計されることを特徴とする請求項１１ないし１６の何れか１項に従うデバイス。
18. 前記膜透過圧の計算を行う手段（１９）は、
    前記血液側および前記透析液側で測定された圧力と、以下の等式に従う前記修正量
    

    

    ここで： Ｒ_ｂ 前記血液側での前記透析器の長軸方向の抵抗
    Ｑ_ｂ 血液流れ
    および
    

    

    から計算されるように設計されることを特徴とする請求項１３ないし１７の何れか１項に従うデバイス。
19. 前記膜透過圧を決定する前記デバイスは、
    前記血液の前記粘性と相関している前記変数を測定する手段（２３）と、
    前記粘性と相関しており、前記血液処理の間に連続的に測定される前記変数が、前記膜透過圧を計算する基とされるように設計されている、前記膜透過圧を計算する手段（１９）とを具備することを特徴とする請求項１１ないし１８の何れか１項に従うデバイス。
20. 請求項１１ないし１９の何れか１項に従うデバイスを持った体外血液処理に対する装置。

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