具有簡便控制手段的血液透析裝置的製作方法
2023-07-23 13:22:41 1
專利名稱：具有簡便控制手段的血液透析裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及血液處理裝置，特別是涉及在血液透析之際可以控制除水條件例如除水速度以防止發生易過剩的除水或者與之相反發生除水不足的血液透析裝置。
背景技術：
為了治療腎功能損壞的患者，迄今為止是通過介由半透膜的透析·過濾來施行淨化血液的治療。在該裝置中，為了進行安全高效的血液淨化，適當地維持患者的體內循環血液量是很重要的。急劇或者過度的水分除去會使患者的循環血液量過度減少，有可能因此而引起血壓降低、休克等。但是，與之相反，若水分除去遲緩的話，則血液淨化需要的時間長，如果不能充分地除水則有可能引發高血壓和心律不全等。
因此，開發出了一邊監視患者的血液狀態一邊進行除水的血液透析裝置。例如，在特開平6-83723號公報中記載了根據血球容積器來推斷體液狀態的推斷器、和利用該推斷器的輸出來控制血液泵和限制外壓的控制裝置。在該裝置中，雖然可根據測量的體液狀態直接控制除水而很方便，但其不利的一面是，由於根據測量值直接控制除水，一旦測量手段不正確、招致異常則將成為大問題。因此，在這種正饋(feed forward，フイ-ドフオア-ド)控制中，另外設置了獨立的管線作為控制管線，在該管線上一般裝有安全機構。但是，設置獨立的管線和安全機構使裝置變得複雜、操作麻煩。另外裝置成本增高。
在此，還提出特開平9-149935號記載的簡易的裝置的方案。即，該裝置是一邊監視患者的血液狀態，一邊根據狀態鳴警報，以便停止除水泵。但是，該裝置是通過與透析開始前測定的血液濃度比較、只識別是否在透析開始的控制條件下進行除水控制，因而無法進行適應於各患者的除水，另外，在不能以已知條件進行除水的情況下，工作人員必須每次調整除水量和補液量。因此，雖然安全但太麻煩致使人工負擔加大。並且，由於上述裝置在血液迴路的靜脈液側管線內設有測定血液狀態的裝置，測量的是通過血液處理器(透析器)之後的血液狀態，有可能反應不出患者的直接的血液狀態。
為了提供解決了上述問題的血液處理裝置，也就是說，為了提供一種能夠一邊監視各患者的血液狀態、一邊隨時間的推進而進行適應於各患者的血液處理的、在使用之際減少工作人員的負擔、且使血液處理裝置結構更加簡易而使用方便、成本低廉的裝置，本發明者提出過一種血液透析裝置，它由測量血液參數的血液測量裝置、進行血液處理的實際工作部、控制實際工作部以在規定的血液處理條件進行血液處理的控制部所組成，其特徵在於，相對於從上述血液測量裝置獲得的患者的血液指標值設定預先規定的血液指標範圍，對應在該血液指標範圍內隨時間的上述血液指標值的推移，控制部指示實際工作部變更血液處理條件(特開平11-22175)。然後本發明者改善了上述血液處理裝置(特開平11-22175)，提出了在監視各患者的血液狀態的同時，能夠隨時間的推進很容易地變更、設定適應於各患者的血液透析的條件設定、特別是除水速度的血液處理裝置(特開2001-504)。上述血液處理裝置(特開2001-540)，至少由測量血液參數的血液測量裝置(A)、進行血液處理的實際工作部(B)、控制實際工作部在規定的血液處理條件下進行血液處理的控制部(C)所構成，其特徵在於，控制部(C)從血液測量裝置(A)獲取從患者血樣獲得的血液指標值，監視是否在預先設定的血液指標值範圍(以下稱之為設定血液指標值範圍)內推移，並且，該血液處理裝置具有當該監視對象的血液指標值脫離上述設定範圍的場合，能夠以預先設定的除水速度變化率變更實際工作部(B)的除水速度的除水速度控制功能。
上述的血液透析裝置在血液透析處理中的各時刻，雖然能夠確實地管理血液指標值，但由於在各時刻必須分別設定作為目標的血液指標值的範圍，因此很麻煩。另外，由於設定的血液指標值被指定為一範圍，只要血液指標值存在於設定範圍內，(即使在設定範圍附近的地方)血液透析裝置的控制機構就不動作。因此，在實際測量的血液指標值稍稍偏離目標的場合，就有控制遲緩的憂慮。
發明內容
本發明的目的是，提供一種設有控制透析條件如除水速度的控制手段以能夠適當地推移血液透析中的血液量的血液透析裝置。另外，該控制手段不僅其機構簡單且操作容易、而且，在另一方面提供一種能夠迅速且精密地控制的、改善了控制特性的血液透析裝置。
通過本發明提供的以下血液透析裝置能夠實現上述目。本發明提供了一種血液透析裝置(以下稱為第1血液透析裝置)，它是以血液量(BV值)或血液變化量為指標值(以下稱為血液指標值)來控制透析條件以進行血液透析處理的血液透析裝置，其特徵在於，將適於作為目標的上述血液指標值的隨時間的路徑設定為目標控制線，測量在該隨時間的路徑上各測量時刻(控制時刻)的血液指標值，並且，利用該測量得到的血液指標值和該測量時刻(控制時刻)的下一個測量時刻(控制時刻)的作為目標的血液指標值來算出到達下一個測量時刻(控制時刻)的目標血液指標值的透析條件，根據該透析條件來進行血液透析處理。
再有，本發明者們還發現，在基於上述第1種血液透析裝置那樣的上述目標控制線而一邊控制透析中的血液量一邊除水的血液透析裝置中，會出現如圖3所示的相對於除水速度的變更、血液量的變化遲緩的現象，另外，在對於這樣的除水速度的變更而無視血液量的變化遲緩的現象、仍實施上述正饋控制時，由於上述正饋控制是採用測量時刻(控制時刻)的血液指標值作為控制實測值的方法，若在現在的控制值下、基於不同於本來所達成的血液指標值的血液指標值以獲得下一個目標的血液指標值，其結果是，產生了為了算出必要的控制值例如除水速度，就得相對於必要的控制量算出更多的變化、以及控制不穩定之類的問題。本發明者針對該控制遲緩的問題，對於上述正饋控制、對在每個控制周期內的上述控制遲緩加以考慮，從而解決了由上述控制遲緩而產生的問題。
即，本發明者們基於在控制遲緩的時間經過的時刻處的血液指標值、算出到達下一個目標的血液指標值(血液量變化)所必要的透析條件的預測、如除水速度的預測，從而改良了上述正饋控制。
該改良了的血液透析裝置是以上述血液指標值為指標值來控制透析條件以進行血液透析處理的血液透析裝置(以下稱為第2種透析裝置)，其特徵在於，將適於作為目標的上述血液指標值的隨時間的路徑設定為目標控制線，在該隨時間的路徑上各測量時刻(控制時刻)的控制遲緩時刻測量血液指標值，並且，利用該測量得到的血液指標值和作為上述控制遲緩時刻的下一個測量時刻(控制時刻)的目標的血液指標值來算出到達下一個測量時刻(控制時刻)的目標血液指標值的透析條件，根據該透析條件來進行血液透析處理的控制(正饋控制)。
再有，通過本發明者提供的以下血液透析裝置能夠實現上述目。該血液透析裝置(以下稱為第3種血液透析裝置)，是以上述血液指標值作為指標值來控制透析條件以進行血液透析處理的血液透析裝置，其特徵在於，將適合作為目標的上述血液指標值的隨時間的路徑設定為目標控制線，利用該目標控制線的相鄰的2個測量時刻(控制時刻)的各血液指標值、在上述兩個測量時刻(控制時刻)之間實施的除水速度、透析開始時的血液量、以及在上述兩個測量時刻(控制時刻)的下一個測量時刻(控制時刻)的由上述目標控制線所決定的目標血液指標值來算出血液指標值變為下一個測量時刻(控制時刻)的目標值的透析條件，根據該透析條件進行血液透析處理的控制(正饋控制)。
上述第3種血液透析裝置的控制(正饋控制)能夠利用下面公式(a)來進行。
BV0{-(％ΔBVn-1′-％ΔBVn′)+(％ΔBVn′-％ΔBVn+1)}+UFRn×T＝UFRn+1×T....................................(a)(BV0表示透析開始時的血液量，％ΔBVn′表示所選擇的任意測量點n的血液變化量，％ΔBVn-1′表示所選擇的測量點n的前一個測量點n-1的血液變化量，％ΔBVn+1表示應實施正饋作用的下一個測量點n+1的設定的血液變化量，T表示測量時間，UFRn表示在所選擇的測量點n的除水速度，UFRn+1表示為達到所選擇的測量點n的下一個測量點n+1的目標血液指標值而對實際工作部施加控制之際所設定的除水速度)。
前式(a)如以下那樣被導出。
將各測量時刻(控制時刻)設為第1、2......n-1、n、n+1時，以下所示的關係式成立。
第1測量時刻(控制時刻)和第2測量時刻(控制時刻)BV0[(100％-％ΔBV1)-(100％-％ΔBV2)]/T＝PRR1-UFR1...(1)BV0(-％ΔBV1′+％ΔBV2′)/T＝PRR1-UFR1...........................(2)BV0(-％ΔBV2′+％ΔBV3)/T＝PRR2-UFR2...........................(3)這裡，BV0表示透析開始時的初期血液量BV值、％ΔBV1′以及％ΔBV2′表示在第1或者第2測量時刻(控制時刻)的血液變化量，T表示透析經過的時間。另外，％ΔBV3是由目標控制線決定的血液變化量。
同樣的關係，如以下的關係式所示，在任意的(n-1)與(n)的各測量時刻(控制時刻)也成立。
BV0(-％ΔBVn-1′+％ΔBVn′)/T＝PRRn-1-UFRn-1............... (4)BV0(-％ΔBVn′+％ΔBVn+1)/T＝PRRn-UFRn.................. (5)將上述(3)式代入(2)式，得到以下所示的(6)式。
BV0{(％ΔBV1′-％ΔBV2′)-(％ΔBV2′-％ΔBV3)}/T＝PRR1-PRR2+UFR2-UFR1...................................... (6)這裡假定PRR1與PRR2之間沒有差別，即在各測量時刻(控制時刻)患者的PRR不產生實質性的變化，在縮短測量時刻(控制時刻)之間的間隔的情況下，右邊的第1項以及第2項被消去。因此，下式(7)成立。
BV0{-(％ΔBV1′-％ΔBV2′)+(％ΔBV2′-％ΔBV3)}/T+UFR1＝UFR2.........(7)上式(7)中，％ΔBV3是在下一個測量時刻(控制時刻)的目標值，其時通過控制使血液指標值向其趨近的值。UFR2是為了使下一個測量時刻(控制時刻)的血液指標值趨近上述目標值而該設定的除水速度。另外，BV0表示透析開始時的BV值(初期血液量)，％ΔBV1′以及％ΔBV2′表示在第1以及第2測量時刻(控制時刻)的血液量變化，T表示透析經過時間。
上述BV0、％ΔBV1′、％ΔBV2′、以及T是已知的值，UFR1作為從第1至第2測量時刻(控制時刻)的除水速度也是已知的。這樣一來，若將％ΔBV3指定為目標的話，由公式(7)就能夠計算出透析條件除水速度。BV目標值根據目標控制線由測量時刻(控制時刻)決定。反過來說，在該除水速度下進行血液透析處理時，則下一個測量時刻(控制時刻)的BV值就能夠接近設為目標的值，即接近目標控制線。
若以任意的測量時刻(控制時刻)n與n-1表示上式的話，則表示為以下(8)式，如上所述，根據2個測量時刻(控制時刻)的血液變化量、2個測量時刻(控制時刻)之間的除水速度、透析時間T的測量值以及基於上述血液指標值的目標控制線所決定的上述兩測量時刻(控制時刻)的下一個測量時刻(控制時刻)的設定的血液變化量，確定了下一個時刻為使血液指標值接近目標而應設定的除水速度。
BV0{-(％ΔBVn-1′-％ΔBVn′)+(％ΔBVn′-％ΔBVn+1))+UFRn×T＝UFRn+1×T..................(8)上式(8)中，BV0表示透析開始的血液量、％ΔBVn′表示所選擇的任意測量點n的血液變化量、％ΔBVn-1′表示所選擇的任意測量點的前一個測量點的血液變化量、％ΔBVn+1表示應實施正饋控制的測量點(下一個測量點)的設定的血液變化量、T表示測量時間、UFRn表示在所選擇測量點的除水速度、UFRn+1表示從所選擇的n測量點至下一個測量點，為了達到作為目標的血液指標值，對實際工作部進行控制之際所設定的除水速度。
但是，為了使上述(7)式以及(8)式成立，為導出這些公式而假定的所謂「在各測量時刻(控制時刻)的PRR沒有差別」的條件是其前提，為了滿足其條件，各測量時刻(控制時刻)的間隔(ΔT)短至PRR沒有差別的程度很重要。而且，在該控制方法中，會因透析開始時BV0的誤差、控制遲緩、及其他原因而可能對控制產生誤差，所以在實際控制中，通過在每一個時刻(測量時刻)設定並修正除水速度以確保其控制。例如，如圖2的圖表所示，若縮短各測量時刻(控制時刻)的間隔，每次設定除水速度的話，則產生的誤差都不會有實質性的問題。
考慮到上述第2血液透析裝置的控制中上述的遲緩控制的情況下，也可以將適合作為目標的上述血液指標值的隨時間的路徑設定為目標控制線，利用在測量時刻(控制時刻)的血液指標值、與該測量時刻(控制時刻)相鄰的前一個測量時刻(控制時刻)的遲緩控制時刻的血液指標值、在測量時刻(控制時刻)和與該測量時刻(控制時刻)相鄰的前一個測量時刻(控制時刻)之間的除水速度、透析開始時的血液量、以及由上述兩個測量時刻(控制時刻)的下一個測量時刻(控制時刻)的由上述目標控制線所決定的目標血液指標值來算出血液指標值達到下一個測量時刻(控制時刻)的目標值的透析條件，根據該透析條件控制血液透析處理。
還有，以下將利用上述那樣的目標控制線、對各測量時刻的血液指標值、作為該測量時刻的下一個目標的血液指標值、或者以進一步測量的透析條件為參數所進行的控制稱為正饋控制。
另外，本發明者發現能夠通過採用下述手段來解決在上述目標控制線急劇變化的時刻，例如在依照如圖1所示目標控制線A進行使血液量減少的透析操作的透析操作前半部分和進行實際上保持血液量一定的透析操作的透析操作後半部分的邊界前後的時刻，上述控制產生較大的延緩，以及伴隨著該大的控制延緩的產生而出現的上述那樣的問題。
即，作為解決上述問題的手段，例如可舉出如下方法，即，對即將到達前半部分控制和後半部分控制的邊界的預先設定的若干個控制周期的作為下一個目標的血液指標值進行事先變更、使得在每個該控制周期內接近後半段的目標設定值的狀態(本圖中為水平狀態)。具體地可舉出的例子有如圖4所示那樣，通過使上述各測量時刻(控制時刻)的目標值分別水平移動相當於一個周期左右，來緩和前半段和後半段的急劇的變化。還有，上述預先設定的若干個控制周期的數目可以在能夠實現本發明的目的的範圍內任意採用。
另外，上述控制遲緩的問題，通過例如進行使透析前半部分和後半部分的邊界前後的目標控制線的急劇變化減小的控制線的變更，即進行減小目標控制線的傾斜度的控制線的變更，依照該變更過的目標控制線進行控制也可以解決。具體地可舉出如圖5所示的例子，通過使透析前半部分和後半部分的邊界前後的若干個控制周期的下一個目標點更加向後半部分移動來進行。
以下，就本發明的血液透析裝置的作為血液指標值利用的血液量或者血液變化量的實例與算出方法以及初期血液量進行說明。
1.可以利用的血液量(Blood Volume、BV)以及血液變化量(1)BV值本發明中能夠利用的血液量只要表示在患者體內循環的血液量，則沒有特別的限定，例如可以是血球容積(hematocrit)(簡稱Ht)。
(2)ΔBV值表示上述血液量的變化量、是上述血液量的每單位時間的變化量，其是基於下式由Ht算出。
ΔBV[BV變化量]＝(透析開始時的Ht/測量時的Ht)-1(3)％ΔBV值血液變化量的比率，以下式表示。
％ΔBV＝ΔBV(測定時的ΔBV值)/BV0(透析開始時的BV值)×100(4)BV％用測定時的BV值除以透析開始時的BV值BV0(稱為初期血液量)表示成百分率，由下式表示。
BV％＝測定時的BV值/透析開始的BV值BV0(初期血液量)×1002.其他參數的定義與算出式(1)PRR的定義PRR是Plasma Refilling Rate(血漿再補充速度)的簡稱，定義為把血漿從體內再補充給血管的速度，表示在各時刻患者的除水能力。
(2)PRR的算出公式PRR是由下面公式算出的。
PRRn-UFRn＝ΔBVn′/Tn[PRRn表示在所選擇的任意的測量點n的血漿再補充速度，UFRn表示在所選擇的任意測量點n的除水速度，ΔBVn′表示在所選擇的任意測量點n的血液變化量，Tn是表示至所選擇的任意測量點n所經過的時間。]作為本發明的血液透析裝置控制參數的上述透析開始時的血液量(初期血液量)BV0是體內循環量與體外循環量的和，例如可以用以下的(1)或者(2)的算法求出。
(1)算出方法1基於圖6對初期血液量(BV0)的第1種算出方法進行說明。
透析開始時，由於血液量不穩定不進行除水，只進行體外循環。當血液量穩定下來時，若持續體外循環，則細胞內的膨脹壓力充分升高致使水分從細胞中溢出而積存在細胞質時，認為相當於增加的體外循環血液量(體外空間)的體液(圖6所示從細胞的流入量)由細胞向血管移動。因此，由那時增加的體外循環血液量(體外空間)和％ΔBV，根據下面公式就可以求出各患者的初期血液量(BV0)。
初期血液量(BV0)＝增加的體外循環血液量(體外空間)/％ΔBV(2)算出方法2基於圖7對初期血液量(BV0)的第2種算出方法進行說明。
使用基於血液指標值來控制透析條件的血液透析裝置，如圖7所示在透析開始時只進行體外循環，上述體外循環持續到BV值穩定下來，BV值穩定後，伴隨著除水開始透析，該透析開始的同時，以一定時間ΔT(PRR沒有變化的時間內)、一定除水速度(除水速度A)進行除水，算出BV值的變化量ΔBV1，接著，以僅與上述一定時間相同的時間、不同的除水速度(除水速度B)進行除水，算出BV值的變化量ΔBV2，利用上述ΔBV1和ΔBV2以及除水速度A和除水速度B就能夠算出。
由上述方法對各患者的初期血液量(BV0)的算出，具體說來可根據下面公式算出。
BV0＝(除水速度A-除水速度B)/(-ΔBV1％+ΔBV2％)×ΔT前式可以像下面這樣算出ΔBV/ΔT＝PRR-UFR-ΔBV1/ΔT+ΔBV2/ΔT＝除水速度A-除水速度B
ΔBV1＝BV0[(100％-％ΔBV1)-(100％-％ΔBV1′)]ΔBV2＝BV0·％ΔBV2BV0/ΔT(-％ΔBV1+％ΔBV2)＝除水速度A-除水速度BBV0/ΔT＝(除水速度A-除水速度B)/(-％ΔBV1+％ΔBV2)像上述這樣，一旦求出作為初期血液量BV0值，從各患者固有的血液量BV0值和醫生等預先設定的標準血液量(BVst)根據下面所述公式(c)自動算出目標BV％，最好以該目標BV％作為本發明的血液透析裝置的控制目標值來加以控制。還有，所謂標準血液量(BVst)是指正常人維持的範圍內的血液量，最好控制本發明的血液透析裝置以接近該範圍。
目標BV％＝標準血液量(BVst)/初期血液量(BV0)×100.........(c)還有，前述所謂標準血液量(BVst)，是考慮到影響人體血液量的主要因素、例如患者的年齡、性別、身高等，且該患者為正常人所具有的血液量(BVst)是預先由醫生等決定的值。
下面就採用本發明的血液透析裝置進行控制的控制線進行說明。
(1)目標控制線基於圖1以及圖2進行說明。
圖1中斜線A表示透析的前半部分，另外，水平線D表示透析的後半部分。依照該圖1的目標控制線A，在透析操作的前半部分，不強行實施使血液量在活體內減少的透析操作，例如進行除水、在透析操作的後半部分中，根據目標控制線D能夠維持適應於各患者的血液量，即，實施能夠使實際的血液量保持一定的透析操作，例如實施除水。或者，如圖2中斜線A所示。圖1以及圖2的縱軸表示血液指標值，例如在圖2中為％ΔBV值，橫軸表示從透析開始所經過的時間。因此，該目標控制線為血液指標值的隨時間的路徑或者是作為隨時間的目標值的標準，該目標控制線的設定是在透析前由醫生設定的。
(2)預測控制線基於圖1以及圖2進行說明。
根據測量時刻(控制時刻)的BV、ΔBV或者％ΔBV等的測量值，從血液指標值和在下一個測量時刻(控制時刻)的由上述目標控制線A表示的目標血液指標值，來算出到達下一個測量時刻(控制時刻)的目標血液指標值的透析條件(例如除水速度)，根據該透析條件(例如除水速度)來進行為到達下一個測量時刻(控制時刻)的血液透析處理。其結果是，偏離目標線A的實測值線B，根據測量時刻(控制時刻)每次新設定的透析條件進行修正，成為沿上述目標控制線A推移的預測控制線C。
(3)脫離控制線圖1的目標控制線A的下方右下角的斜線表示的是具有作為脫離控制線E功能的警報線。通過本發明的血液透析裝置的控制實施透析操作時，正饋控制產生作用，在血液指標值超過上述脫離控制線E的情況下，最好是採用不同於通常控制方法的緊急控制。例如像圖1的圖表所示那樣，表示實測值推移的實測值線B在警報線E的下方脫離時，在進行正饋控制前，停止除水泵等除水手段，或者有必要的話，利用補液泵對患者優先進行補液。這樣，本實施方式的血液透析裝置，不僅有使血液指標值接近目標的功能，還在血液指標值陷入危險範圍時，通過使緊急控制優先動作，患者的安全性也能夠確保。另外，圖1的圖表中的下半部表示設定的除水速度。
圖1是基於本發明的血液透析裝置的預測控制線來說明透析條件(除水條件)的實施方式的圖。
圖2是利用本發明的血液透析裝置的除水操作的前半部分中，表示目標控制線A、實測值線B以及預測線C的關係的圖。
圖3是說明在本發明的血液透析裝置中，相對於除水速度的變化，出現血液量的變化遲緩的現象(控制遲緩)的圖。
圖4是說明在本發明的血液透析裝置的控制中、為了解決在即將到達前半個控制部分與後半個控制部分的邊界時產生的大的控制遲緩的問題、而將即將到達前半控制和後半控制的邊界的預先設定的若干個控制周期的測量時刻(控制時刻)的作為下一個目標的血液指標值事先變更、以在每個該控制周期接近後半部分的目標設定值的狀態來進行控制的圖。
圖5是說明為了解決在即將到達前半個控制部分與後半個控制部分的邊界時產生的大的控制遲緩的問題、將鄰近透析的前半部分和後半部分邊界前後的若干個控制周期的控制進行使透析前半部分和後半部分的邊界前後的目標控制線的急劇變化減小的控制線的變化，依照該變更過的控制線來進行控制的圖。
圖6以及圖7是說明上述初期血液量的算出方法的圖。
另外，在上述各圖中，A表示目標控制線、B表示實測值線、C表示預測控制線、D表示目標控制線、E表示警報線、F表示緊急補液線、a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、n、o、以及p表示除水速度，ΔBV％表示在各測量(控制)點所測定的血液變化量，ΔT表示測量周期(控制周期)。
具體實施例方式
下面根據圖1對本發明的透析操作的控制方式進行說明。圖1的下半部表示設定的除水速度。
1.透析前半部分(1)透析開始時透析開始時，由於BV值不穩定，所以透析開始時不能進行除水(除水速度a＝0)，只進行體外循環，等待至BV值穩定經過的時間間隔。
2.測定開始時BV值穩定之後，重啟血液透析裝置，開始除水。除水剛開始後(第1個控制周期)，不存在上次的控制周期，由於不能預測除水速度所以以不實行控制的方式開始除水。上述除水是由透析前體重值求出患者固有的BV0值，根據該患者固有的BV0值(初期血液量)，以伴隨下一個控制點的目標控制線算出的除水速度(b)實施血液透析。然後，開始正饋控制，以除水速度(c～e)進行除水。
像上面這樣被決定的除水速度超過預先規定的最大除水速度時，就以最大除水速度實施血液透析。例如，圖1所示的除水速度a～i之內，由於除水速度d以及h超過最大除水速度線(圖中除水速度的塗黑部分)，作為該除水速度採用的是最大除水速度。另外，這樣，在除水速度超過最大除水速度線的場合，作為該除水速度雖然最好是採用最大除水速度，但最大除水速度以下的除水速度也可以。另外，由於以除水速度f透析時的血液指標值的實測值低於警報線，除水速度將為f＝0(即不進行除水)。
停止上述除水的結果，血液指標值在控制線以上的時刻再次開始進行除水。再開始時的控制的初期除水速度由與上述的除水速度(b)相同的方法決定除水速度來進行除水。在透析前半部分將預定的除水量除去的時刻，將移動到透析後半部分的除水控制。
2.透析後半部分為了將剩下的除水量在目標除水時間結束，計算除水速度並以該除水速度來進行除水。以該除水速度進行除水的結果是，血液指標值將在低於上述警報值的場合停止除水。例如以除水速度j進行除水，血液指標值，例如血液變化量比上述警報值還低。這裡，在下一個控制時停止除水、該除水速度k將變為0。另外，上述除水停止的結果，由於實際的血液變化量ΔBV值恢復到上述警報值以上，為了將那個時刻控制時的剩餘除水量在目標除水時間結束而計算除水速度(決定除水量)、並以該決定的除水速度1進行除水。以該決定的除水速度1進行除水後，實際的ΔBV值再次比上述警報值低。這裡，在下一個控制時間停止除水，其除水速度m將變為0。
並且，上述除水停止的結果，由於實際的ΔBV值恢復到控制線以上，為了將那個時刻控制下的剩餘除水量在目標除水時間結束而計算除水速度(決定除水量)、並以該決定的除水速度n進行除水。但是，上述決定除水速度的除水速度n，由於超過最大除水速度，作為實際的除水速度，採用了最大的除水速度。由於隨著目標除水時間結束也實現了目標除水量，所以最後以最大除水速度進行除水直到目標除水量而結束透析。
另外，圖1的透析操作雖然前半部分的控制是由正饋控制而進行的，但本發明的血液透析裝置，也可以將透析操作的全部控制過程由正饋控制來進行。
生產上利用的可能性利用本申請的發明，能夠得到具有以下優良效果的血液透析裝置。
(1)控制機構簡單，誤操作和失控的危險性小。
(2)由於不需要複雜的設定和多餘的操作，因此醫療工作者易於操作，心情舒暢。
(3)由於控制迅速而且能夠精確地進行，因此，在血液透析中，能夠使血液量恰當地推移。
(4)由於進行考慮到控制遲緩的控制，從而能夠更加正確地進行透析條件的控制。
權利要求
1.一種血液透析裝置，其是以血液量(BV值)或血液變化量作為指標值(以下稱為血液指標值)來控制透析條件以進行血液透析處理的血液透析裝置，其特徵在於，將適合作為目標的上述血液指標值的隨時間的路徑設定為目標控制線，測量在該隨時間的路徑上各測量時刻(控制時刻)的血液指標值，並且，利用該測量的血液指標值和作為該測量時刻(控制時刻)的下一個測量時刻(控制時刻)的作為目標的血液指標值來算出到達下一個測量時刻(控制時刻)的血液指標值的透析條件，根據該透析條件來進行血液透析處理。
2.一種血液透析裝置，其是以上述血液指標值作為指標值來控制透析條件以進行血液透析處理的血液透析裝置，其特徵在於，將適合作為目標的上述血液指標值的隨時間的路徑設定為目標控制線，測量在該隨時間的路徑上的各測量時刻(控制時刻)的控制遲緩時刻的血液指標值，並且，利用該測量的血液指標值和作為上述控制遲緩時刻的下一個測量時刻(控制時刻)的目標的血液指標值來算出到達下一個測量時刻(控制時刻)的血液指標值的透析條件，根據該透析條件來進行血液透析處理。
3.一種的血液透析裝置，其是以上述血液指標值作為指標值來控制透析條件以進行血液透析處理的血液透析裝置，其特徵在於，將適合作為目標的上述血液指標值的隨時間的路徑設定為目標控制線，利用該目標控制線的相鄰的2個測量時刻(控制時刻)的各血液指標值、在上述兩測量時刻(控制時刻)間所實施的除水速度、透析開始時的血液量、以及在上述兩個測量時刻(控制時刻)的下一個測量時刻(控制時刻)的由上述目標控制線所決定的目標血液指標值，來算出血液指標值變為下一個測量時刻(控制時刻)的目標值的透析條件，根據該透析條件來進行血液透析處理。
4.根據權利要求3所述的血液透析裝置，其特徵在於，上述控制(正饋控制)是利用下式(a)來進行的。BV0{-(％ΔBVn-1′-％ΔBVn′)+(％ΔBVn′-％ΔBVn+1)}+UFRn×T＝UFRn+1×T...........................................(a)(BV0表示透析開始時的血液量，％ΔBVn′表示所選擇的任意測量點n的血液變化量，％ΔBVn-1′表示所選擇的測量點n的前一個測量點n-1的血液變化量，％ΔBVn+1表示應實施正饋作用的下一個測量點n+1的設定的血液變化量，T表示測量時間，UFRn表示在所選擇的測量點n的除水速度，UFRn+1表示為了從所選擇的測量點n到達下一個測量點n+1的目標血液指標值而對實際工作部施加控制之際所設定的除水速度)。
5.一種的血液透析裝置，其是以上述血液指標值作為指標值來控制透析條件以進行血液透析處理的血液透析裝置，其特徵在於，將適合作為目標的上述血液指標值的隨時間的路徑設定為目標控制線，利用測量時刻(控制時刻)的血液指標值、與該測量時刻(控制時刻)相鄰的前一個測量時刻(控制時刻)的遲緩控制時刻的血液指標值、在測量時刻(控制時刻)和與該測量時刻(控制時刻)相鄰的前一個測量時刻(控制時刻)之間的除水速度、透析開始時的血液量以及在上述兩測量時刻(控制時刻)的下一個測量時刻(控制時刻)由上述目標控制線所決定的目標血液指標值，來算出血液指標值達到下一個測量時刻(控制時刻)的目標值的透析條件，根據該透析條件來進行血液透析處理。
6.根據權利要求3、4或者5所述的血液透析裝置，其特徵在於，測量的各時刻的間隔被設定為縮短到在各時刻患者的PRR(血漿再補充速度，Plasma Refilling Rate表示血漿從體內再補充給血管的速度，由下式(b)表示)沒有實質性差別的程度。PRRn-UFRn＝ΔBVn′/Tn........................(b)[PRRn表示在任意測量點n的血漿再補充速度(Plasma RefillingRate)，UFRn表示在任意測量點n的除水速度，ΔBVn′表示在任意測量點n的血液變換量，Tn表示至任意測量點n所經過時間]
7.根據權利要求3、4、5或者6所述的血液透析裝置，其特徵在於，測量的各時刻的間隔被設定為縮短在各時刻患者的除水能力沒有實質性差別的程度。
8.根據權利要求1、2、3、4、5、6或7中任一項所述的血液透析裝置，其特徵在於，上述控制是利用作為控制要素之一的患者固有的BV值(初期血液值)來進行的。
9.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7或8中任一項所述的血液透析裝置，其特徵在於，上述透析條件為除水速度。
10.一種血液透析裝置，其特徵在於，透析開始時直到BV值穩定期間不實施除水，接著以一定的透析條件實施透析，基於該實施得到的血液指標值進行權利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的控制。
11.一種血液透析裝置，其特徵在於，在透析操作的前半部分由權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9或10所述的控制進行使血液量減少的透析操作(前半控制)，在透析操作的後半部分中，對透析操作進行控制(後半控制)，使血液量實質地保持一定。
12.根據權利要求11所述的血液透析裝置，其特徵在於，將即將到達前半控制和後半控制的邊界的預先設定的若干個控制周期的測量時刻(控制時刻)的作為下一個目標的血液指標值事先變更、以在每個該控制周期中接近後半部分的目標設定線的狀態來進行控制。
13.根據權利要求11所述的血液透析裝置，其特徵在於，將鄰近透析的前半部分和後半部分邊界前後的若干個控制周期的控制進行使透析的前半部分和後半部分的邊界前後的目標控制線的急劇變化減小的控制線的變化，依照該變更過的控制線來進行控制。
14.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13中任一項所述的血液透析裝置，其特徵在於，預先設定最大除水速度，在上述算出的最大除水速度超過上述最大除水速度的情況下，以該最大除水速度進行除水來控制。
15.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14中任一項所述的血液透析裝置，其特徵在於，設定將上述血液指標值的隨時間變化限制在所定範圍的脫離控制線，在上述血液指標值超過脫離控制線的情況下，進行利用上述目標控制線進行控制以外的控制。
16.根據權利要求15所述的血液透析裝置，其特徵在於，上述脫離控制線設在上述目標控制線的下方，具有一旦上述測量血液指標值位於其下方，就發出警報而暫時停止除水手段的警報線的功能。
17.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16中任一項所述的血液透析裝置，其特徵在於，基於下式(c)自動算出目標BV％，以該目標BV％作為本發明的血液透析裝置的控制目的血液量來進行控制。目標BV％＝標準血液量(BVst)/初期血液量(BV0)×100.........(c)
全文摘要
一種以血液量(BV值)或血液變化量為指標值(以下稱為血液指標值)來控制透析條件以進行血液透析處理的血液透析裝置，其特徵在於，將適合作為目標的上述血液指標值的隨時間的路徑設定為目標控制線，測量在該隨時間的路徑上各測量時刻(控制時刻)的血液指標值，並且，利用該測量得到的血液指標值和作為該測量時刻(控制時刻)的下一個測量時刻(控制時刻)目標的血液指標值來算出到達下一個測量時刻(控制時刻)的目標血液指標值的透析條件，根據該透析條件來進行血液透析處理。該血液透析裝置的控制機構簡單，誤操作和失控的危險性小，醫療人員操作容易舒適，並且控制可迅速且精確地進行，因此，在血液透析中，能夠使血液量恰當地推移，能夠起到優良的效果。
文檔編號A61M1/16GK1596135SQ0281331
公開日2005年3月16日 申請日期2002年7月3日 優先權日2001年7月3日
發明者池田敦 申請人:株式會社Jms