JP2002248165A - 濃度測定方法及び透析装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 錯体の状態で結合されるイオン、原子または
分子の濃度を測定する濃度測定方法及び透析装置におい
て、錯体の状態で結合されるイオン、原子または分子の
濃度の測定の信頼性を向上させる。 【解決手段】 濃度測定方法は、物質を添加または回収
することによって少なくとも濃度測定時にイオン、原子
または分子の錯化を防止する工程を備えている。また、
透析装置は、血液透析器及び／または血液濾過器と、体
外血液循環系統と、透析液系統を備え、体外血液循環系
統には、血液透析器及び／または血液濾過器の上流側
に、血液中にクエン酸を添加するクエン酸添加手段が接
続されているとともに、上記血液透析器及び／または血
液濾過器の下流側に、イオンを含有する置換液を血液に
添加する置換液添加手段が接続されており、透析液系統
は、血液透析器及び／または血液濾過器の下流側に透析
液中のイオン濃度を検出する検出手段を備えている。
分子の濃度を測定する濃度測定方法及び透析装置におい
て、錯体の状態で結合されるイオン、原子または分子の
濃度の測定の信頼性を向上させる。 【解決手段】 濃度測定方法は、物質を添加または回収
することによって少なくとも濃度測定時にイオン、原子
または分子の錯化を防止する工程を備えている。また、
透析装置は、血液透析器及び／または血液濾過器と、体
外血液循環系統と、透析液系統を備え、体外血液循環系
統には、血液透析器及び／または血液濾過器の上流側
に、血液中にクエン酸を添加するクエン酸添加手段が接
続されているとともに、上記血液透析器及び／または血
液濾過器の下流側に、イオンを含有する置換液を血液に
添加する置換液添加手段が接続されており、透析液系統
は、血液透析器及び／または血液濾過器の下流側に透析
液中のイオン濃度を検出する検出手段を備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、錯体の状態で結合
されるイオン、原子または分子の濃度を測定する方法に
関する。
されるイオン、原子または分子の濃度を測定する方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】多数のイオン、原子及び分子は、孤立し
た形ではなく、非常に様々な錯体の形で存在する。この
ことは、患者の血液循環中のものにも、一定の血液治療
または患者への治療の目的で患者から取り出され、体外
で添加された適切な錯化剤を含む血液中のものにも言え
る。
た形ではなく、非常に様々な錯体の形で存在する。この
ことは、患者の血液循環中のものにも、一定の血液治療
または患者への治療の目的で患者から取り出され、体外
で添加された適切な錯化剤を含む血液中のものにも言え
る。
【０００３】イオンが錯化する例としては、いわゆるク
エン酸凝固防止血液透析及び血液濾過がある。この場
合、血液中のCa++イオンの錯化は、体外血液循環中で、
治療時、とりわけ、透析器内での血液と膜との接触時の
血液凝固を防止するためのクエン酸によって引き起こさ
れる。
エン酸凝固防止血液透析及び血液濾過がある。この場
合、血液中のCa++イオンの錯化は、体外血液循環中で、
治療時、とりわけ、透析器内での血液と膜との接触時の
血液凝固を防止するためのクエン酸によって引き起こさ
れる。
【０００４】血液凝固の防止は、大部分の血液透析患者
にとって、今、必要とされている。その標準的な方法
は、シリンジポンプによって体外管系統の動脈側に注入
される非分画ヘパリンを使用することである。非分画ヘ
パリンや、その代替物となる低分子量ヘパリン、ヒルジ
ン等の凝固防止剤を使用することは、一部の患者にとっ
て、また、その他の体外血液治療にとって以下の理由で
問題がある。
にとって、今、必要とされている。その標準的な方法
は、シリンジポンプによって体外管系統の動脈側に注入
される非分画ヘパリンを使用することである。非分画ヘ
パリンや、その代替物となる低分子量ヘパリン、ヒルジ
ン等の凝固防止剤を使用することは、一部の患者にとっ
て、また、その他の体外血液治療にとって以下の理由で
問題がある。
【０００５】凝固防止は、全身性の（すなわち、体外血
液循環中での膜との接触時だけでなく、体全身で）作用
を及ぼし、その結果、一部の患者にとって重大な出血の
危険性がある。特に、集中治療分野では、３０ないし４
０％の患者が出血の危険にさらされている。
液循環中での膜との接触時だけでなく、体全身で）作用
を及ぼし、その結果、一部の患者にとって重大な出血の
危険性がある。特に、集中治療分野では、３０ないし４
０％の患者が出血の危険にさらされている。
【０００６】一部の患者は、これらの凝固防止剤の使用
を許さない、ヘパリン誘発血小板減少などの不適合反応
を示す。
を許さない、ヘパリン誘発血小板減少などの不適合反応
を示す。
【０００７】吸着治療（例えば、肝臓への補充療法）の
場合、例えば、ヘパリンの使用によって（毒素吸着用に
設けられた）吸着器の結合点が中和されてしまうなら
ば、ヘパリン療法には不適合となる可能性がある。
場合、例えば、ヘパリンの使用によって（毒素吸着用に
設けられた）吸着器の結合点が中和されてしまうなら
ば、ヘパリン療法には不適合となる可能性がある。
【０００８】上記に列挙した問題点を解決する代替方法
は、（体外血液循環系統にのみ、特に血液と膜との接触
時に）クエン酸による局所凝固防止法である。図１に示
す方法では、遊離カルシウム（Ca）の濃度は、凝固カス
ケードが阻止される図１の位置１に、２個のクエン酸分
子で３個のCaイオンと錯体を形成するクエン酸三ナトリ
ウムを添加することによって大幅に低下する。図１の位
置２にCaを含まない透析液を使用したり、Caを回収する
ことも、Ca濃度低下に寄与する。したがって、体内のCa
及びMg（Mgもまたクエン酸によって結合する）の減損を
防止するため、CaイオンとMgイオンを適した濃度で含有
する溶液（図１の位置３参照）を、体外血液循環系統の
静脈側あるいは個別の静脈入口にさらに注入しなければ
ならない。
は、（体外血液循環系統にのみ、特に血液と膜との接触
時に）クエン酸による局所凝固防止法である。図１に示
す方法では、遊離カルシウム（Ca）の濃度は、凝固カス
ケードが阻止される図１の位置１に、２個のクエン酸分
子で３個のCaイオンと錯体を形成するクエン酸三ナトリ
ウムを添加することによって大幅に低下する。図１の位
置２にCaを含まない透析液を使用したり、Caを回収する
ことも、Ca濃度低下に寄与する。したがって、体内のCa
及びMg（Mgもまたクエン酸によって結合する）の減損を
防止するため、CaイオンとMgイオンを適した濃度で含有
する溶液（図１の位置３参照）を、体外血液循環系統の
静脈側あるいは個別の静脈入口にさらに注入しなければ
ならない。
【０００９】臨床研究では、局所クエン酸凝固防止剤が
体外血液循環中の血液凝固を非常に効果的に防止するこ
とが示されている。そのような臨床研究には、Ｙ．モリ
タ(Morita)、Ｒ．Ｗ．ジョンソン(Johnson)、Ｒ．Ｅ．
ドーレン(Doren)、Ｄ．Ｓ．ホール(Hall)「クエン酸を
用いた血液透析時の局所凝固防止法(Regional anticoag
ulation during hemodialysis using citrate)」ジ・ア
メリカン・ジャーナル・オブ・ザ・メディカル・サイエ
ンシーズ誌(The American Journal of the Medical Sci
ences)（１９６１）、Ｍ．Ｊ．Ｍ．Ｆ．ジャンセン(Jan
ssen)他「慢性血液透析患者の低分子量ヘパリン凝固防
止法とクエン酸凝固防止法との比較(Citrate compared
to low molecular weight heparin anticoagulation in
chronic hemodialysis patients)」キドニー・インタ
ーナショナル誌(Kidney Int.)（１９９６）４９：８０
６−８１３、Ｒ．Ｌ．メータ(Mehta)、Ｂ．Ｒ．マクド
ナルド(McDonald)、Ｍ．Ｍ．アギラー(Aguilar)、Ｄ．
Ｍ．ワード(Ward)「重症患者の連続動静脈血液透析用局
所クエン酸凝固防止法(Regional citrate anticoagulat
ion for continuous arteriovenous hemodialysis in c
ritically ill patients)」キドニー・インターナショ
ナル誌（１９９０）３８：９７６−９８１がある。さら
に、局所クエン酸凝固防止剤によれば、患者の出血の危
険性の増大も回避することができる。したがって、クエ
ン酸透析法は、上述したようにヘパリンの使用が不利益
であるかまたは明らかに望ましくない患者に対して、従
来のヘパリン凝固防止法に対する興味深い有効な代替法
であることが分かる。
体外血液循環中の血液凝固を非常に効果的に防止するこ
とが示されている。そのような臨床研究には、Ｙ．モリ
タ(Morita)、Ｒ．Ｗ．ジョンソン(Johnson)、Ｒ．Ｅ．
ドーレン(Doren)、Ｄ．Ｓ．ホール(Hall)「クエン酸を
用いた血液透析時の局所凝固防止法(Regional anticoag
ulation during hemodialysis using citrate)」ジ・ア
メリカン・ジャーナル・オブ・ザ・メディカル・サイエ
ンシーズ誌(The American Journal of the Medical Sci
ences)（１９６１）、Ｍ．Ｊ．Ｍ．Ｆ．ジャンセン(Jan
ssen)他「慢性血液透析患者の低分子量ヘパリン凝固防
止法とクエン酸凝固防止法との比較(Citrate compared
to low molecular weight heparin anticoagulation in
chronic hemodialysis patients)」キドニー・インタ
ーナショナル誌(Kidney Int.)（１９９６）４９：８０
６−８１３、Ｒ．Ｌ．メータ(Mehta)、Ｂ．Ｒ．マクド
ナルド(McDonald)、Ｍ．Ｍ．アギラー(Aguilar)、Ｄ．
Ｍ．ワード(Ward)「重症患者の連続動静脈血液透析用局
所クエン酸凝固防止法(Regional citrate anticoagulat
ion for continuous arteriovenous hemodialysis in c
ritically ill patients)」キドニー・インターナショ
ナル誌（１９９０）３８：９７６−９８１がある。さら
に、局所クエン酸凝固防止剤によれば、患者の出血の危
険性の増大も回避することができる。したがって、クエ
ン酸透析法は、上述したようにヘパリンの使用が不利益
であるかまたは明らかに望ましくない患者に対して、従
来のヘパリン凝固防止法に対する興味深い有効な代替法
であることが分かる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】これらの明らかな治療
的利点にもかかわらず、クエン酸凝固防止法は、現在ま
でそれほど利用されておらず、自動化され規格化された
プロセスとして利用されていない。その理由は以下のと
おりである。
的利点にもかかわらず、クエン酸凝固防止法は、現在ま
でそれほど利用されておらず、自動化され規格化された
プロセスとして利用されていない。その理由は以下のと
おりである。
【００１１】１．手間が増えること：従来の透析法で
は、標準の血液透析溶液と少量のヘパリンが必要とされ
る。クエン酸透析法では、通常、CaとMgを含まず、Naと
重炭酸イオン含有量が適応化された血液透析液と、クエ
ン酸三ナトリウム溶液と、Ca++／Mg++溶液の３種類の溶
液が必要である。
は、標準の血液透析溶液と少量のヘパリンが必要とされ
る。クエン酸透析法では、通常、CaとMgを含まず、Naと
重炭酸イオン含有量が適応化された血液透析液と、クエ
ン酸三ナトリウム溶液と、Ca++／Mg++溶液の３種類の溶
液が必要である。
【００１２】２．Ca++／Mg++溶液投与の安全面：誤った
用量が投与されると、生命に危険を及ぼす状況がすぐに
発生する可能性がある（強直、心臓の不規則な鼓動、心
拍停止）。用量の誤りは、技術的問題（例えば、ポンプ
の欠陥、漏れ等）の結果として、あるいは、Ca所要量の
間違った判断によって起こり得る。
用量が投与されると、生命に危険を及ぼす状況がすぐに
発生する可能性がある（強直、心臓の不規則な鼓動、心
拍停止）。用量の誤りは、技術的問題（例えば、ポンプ
の欠陥、漏れ等）の結果として、あるいは、Ca所要量の
間違った判断によって起こり得る。
【００１３】３．クエン酸またはCa3-Ci2錯体またはMg3
-Ci2錯体の供給の結果：代謝性アルカローシス、非生理
的なCa濃度 上記プロセスにかかる手間の増大は、適切な技術を実現
することによって抑えることができる。ヘパリンに対し
て不適合性をもつ患者にとっては、一定の付加コストも
納得がゆく。クエン酸またはクエン酸錯体の供給量は、
膜（大面積高流出フィルタの利用、できれば、後希釈法
血液濾過透析と組み合わせた利用）を介して有効に回収
することによって大幅に低下させることができる。残る
少量の供給量は容認できるものであろう。そうでない場
合は、透析過程及び錯体代謝を適切にモデル化すること
によって供給量を推定し、補償することも可能である。
-Ci2錯体の供給の結果：代謝性アルカローシス、非生理
的なCa濃度 上記プロセスにかかる手間の増大は、適切な技術を実現
することによって抑えることができる。ヘパリンに対し
て不適合性をもつ患者にとっては、一定の付加コストも
納得がゆく。クエン酸またはクエン酸錯体の供給量は、
膜（大面積高流出フィルタの利用、できれば、後希釈法
血液濾過透析と組み合わせた利用）を介して有効に回収
することによって大幅に低下させることができる。残る
少量の供給量は容認できるものであろう。そうでない場
合は、透析過程及び錯体代謝を適切にモデル化すること
によって供給量を推定し、補償することも可能である。
【００１４】クエン酸凝固防止透析方法は、国際特許出
願公報WO 91/06326によって公知である。すなわち、体
外血液循環系統の動脈供給路に対して、凝固防止剤とし
てクエン酸三ナトリウムが加えられ、単位時間あたりの
クエン酸三ナトリウム添加量が体外循環系統の血流量に
のみ適応される。血流量が増加または減少すると、クエ
ン酸三ナトリウム添加量もそれぞれ増加または減少す
る。患者の血中カルシウムイオン濃度は、この場合、き
め細かく監視されるのではなく、かなり大きな時間間隔
で血液サンプルによって測定される。患者の血中カルシ
ウム濃度のきめ細かいあるいは連続的な監視がないた
め、それに、クエン酸添加量が患者のカルシウム濃度で
はなく、血流量のみを対象としているので、この従来の
方法では、カルシウム値が患者の血液を非生理的にし、
したがって、患者にとって生命を危険にさらす結果をも
たらすことを確実に防止することができない。
願公報WO 91/06326によって公知である。すなわち、体
外血液循環系統の動脈供給路に対して、凝固防止剤とし
てクエン酸三ナトリウムが加えられ、単位時間あたりの
クエン酸三ナトリウム添加量が体外循環系統の血流量に
のみ適応される。血流量が増加または減少すると、クエ
ン酸三ナトリウム添加量もそれぞれ増加または減少す
る。患者の血中カルシウムイオン濃度は、この場合、き
め細かく監視されるのではなく、かなり大きな時間間隔
で血液サンプルによって測定される。患者の血中カルシ
ウム濃度のきめ細かいあるいは連続的な監視がないた
め、それに、クエン酸添加量が患者のカルシウム濃度で
はなく、血流量のみを対象としているので、この従来の
方法では、カルシウム値が患者の血液を非生理的にし、
したがって、患者にとって生命を危険にさらす結果をも
たらすことを確実に防止することができない。
【００１５】イオン感知センサは、患者の血中カルシウ
ムイオン濃度またはマグネシウムイオン濃度を短い時間
間隔で測定できる手段として公知であるが、血液側でセ
ンサを使用することは、無菌要求による毒性の恐れから
かつコストの面から不利であり、したがって、望ましく
ない。
ムイオン濃度またはマグネシウムイオン濃度を短い時間
間隔で測定できる手段として公知であるが、血液側でセ
ンサを使用することは、無菌要求による毒性の恐れから
かつコストの面から不利であり、したがって、望ましく
ない。
【００１６】透析以外の用途において、錯体の状態で結
合されるイオン、原子または分子の濃度を測定すること
が必要な場合もある。イオン感知センサが患者に対して
不利益なく利用できると仮定しても、錯化されたイオン
の濃度測定に使用することによって何ら有効利用可能な
結果をもたらさないことが多い。錯体中に存在するイオ
ンの特性が意義のある測定を不可能にするからである。
合されるイオン、原子または分子の濃度を測定すること
が必要な場合もある。イオン感知センサが患者に対して
不利益なく利用できると仮定しても、錯化されたイオン
の濃度測定に使用することによって何ら有効利用可能な
結果をもたらさないことが多い。錯体中に存在するイオ
ンの特性が意義のある測定を不可能にするからである。
【００１７】したがって、本発明の目的は、錯体の状態
で結合される測定対象のイオン、原子または分子の濃度
を確実に求めることができる濃度測定方法を提供するこ
とを目的とする。
で結合される測定対象のイオン、原子または分子の濃度
を確実に求めることができる濃度測定方法を提供するこ
とを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、錯体の状
態で結合されるイオン、原子または分子の濃度を測定す
る方法において、物質を添加または回収することによっ
て少なくとも濃度測定時にイオン、原子または分子の錯
化を防止することによって達成される。すなわち、本発
明は、濃度測定のため、イオン、原子または分子による
錯体の形成を阻止するか、あるいは、そのような錯体か
らイオン、原子または分子を分離した後に濃度測定を行
うという基本的な考えを有している。
態で結合されるイオン、原子または分子の濃度を測定す
る方法において、物質を添加または回収することによっ
て少なくとも濃度測定時にイオン、原子または分子の錯
化を防止することによって達成される。すなわち、本発
明は、濃度測定のため、イオン、原子または分子による
錯体の形成を阻止するか、あるいは、そのような錯体か
らイオン、原子または分子を分離した後に濃度測定を行
うという基本的な考えを有している。
【００１９】上記添加される物質は酸であってもよい。
この場合、測定対象の錯化は、酸の添加に伴うｐＨの変
化によって防止される。その結果、錯化剤はプロトン化
され、物質を錯化させるために再び不活性化されて、測
定を可能にする。
この場合、測定対象の錯化は、酸の添加に伴うｐＨの変
化によって防止される。その結果、錯化剤はプロトン化
され、物質を錯化させるために再び不活性化されて、測
定を可能にする。
【００２０】錯化は、錯化剤の添加が中断されるか、あ
るいは、錯化剤が別の添加物質と錯化することにより、
濃度測定対象であるイオン、原子または分子を遊離させ
ることで防止することができる。したがって、測定対象
のイオン、原子または分子よりも錯化剤に対して親和性
が高い物質を添加することが考えられる。測定対象のイ
オン、原子または分子は、上記の物質を添加した際に錯
体から“分離”されることで、測定に利用可能になる。
るいは、錯化剤が別の添加物質と錯化することにより、
濃度測定対象であるイオン、原子または分子を遊離させ
ることで防止することができる。したがって、測定対象
のイオン、原子または分子よりも錯化剤に対して親和性
が高い物質を添加することが考えられる。測定対象のイ
オン、原子または分子は、上記の物質を添加した際に錯
体から“分離”されることで、測定に利用可能になる。
【００２１】本発明の別の特徴では、クエン酸による血
液凝固防止法を用いた血液透析及び／または血液濾過に
おいて患者の血中イオン濃度を測定する方法を提供す
る。本発明では、透析液中のイオン濃度の測定に基づい
て血中イオン濃度が測定される。透析液中のイオン濃度
を測定する前に、濃度測定のため、関連するイオンのク
エン酸との錯化が防止される。
液凝固防止法を用いた血液透析及び／または血液濾過に
おいて患者の血中イオン濃度を測定する方法を提供す
る。本発明では、透析液中のイオン濃度の測定に基づい
て血中イオン濃度が測定される。透析液中のイオン濃度
を測定する前に、濃度測定のため、関連するイオンのク
エン酸との錯化が防止される。
【００２２】これにより、治療中に患者の安全性に危険
を招くことなく、好ましいコストで患者の血中イオン濃
度を監視することができる。
を招くことなく、好ましいコストで患者の血中イオン濃
度を監視することができる。
【００２３】イオン濃度の測定が患者の血液中ではなく
透析液中で行われるため、血中イオン濃度を測定するセ
ンサよりも大きな利点が得られるとともに、そのような
センサがもたらす不利益を回避することができる。した
がって、濃度測定のために体外血液循環を妨害すること
がない。このことは、本発明では不要な血液サンプルの
採取の繰返しにも当てはまる。
透析液中で行われるため、血中イオン濃度を測定するセ
ンサよりも大きな利点が得られるとともに、そのような
センサがもたらす不利益を回避することができる。した
がって、濃度測定のために体外血液循環を妨害すること
がない。このことは、本発明では不要な血液サンプルの
採取の繰返しにも当てはまる。
【００２４】本発明の好ましい特徴によれば、血液循環
へのクエン酸添加を一時的に中断することで錯化が防止
される。透析器の血液側でのイオン濃度は患者体内のイ
オン濃度と一致せず、イオン、特に、CaイオンとMgイオ
ンは錯化によってクエン酸と結合するので、透析器内の
CaとMgの実際のイオン濃度を入手するためにも、本実施
形態ではクエン酸注入が中断される。クエン酸添加また
はクエン酸注入の中断は、一定の時間間隔で行うことが
できる。CaイオンとMgイオンの注入は、クエン酸添加の
中断によって遊離されたイオンが透析器内の血液から大
幅に回収されるので、上記の一定の時間間隔で維持する
ことができる。また、Caイオンの注入とMgイオンの注入
は、透析器で部分的に回収される分だけ補充するように
低減されてもよい。この監視方法は、十分な凝固防止を
確実にするようクエン酸注入を短時間だけ中断させるこ
とができるので、不連続に行われる。しかしながら、危
険な傾向を適時に認識するにはこれで十分である。投与
量が不足したり過剰である場合、あるいは、CaまたはMg
イオン注入に関して大きな失敗を冒した場合には、体内
で危険な濃度に達するまでいくらか時間がかかる。この
時間は、約１０分であり、特に血流量に左右される。
へのクエン酸添加を一時的に中断することで錯化が防止
される。透析器の血液側でのイオン濃度は患者体内のイ
オン濃度と一致せず、イオン、特に、CaイオンとMgイオ
ンは錯化によってクエン酸と結合するので、透析器内の
CaとMgの実際のイオン濃度を入手するためにも、本実施
形態ではクエン酸注入が中断される。クエン酸添加また
はクエン酸注入の中断は、一定の時間間隔で行うことが
できる。CaイオンとMgイオンの注入は、クエン酸添加の
中断によって遊離されたイオンが透析器内の血液から大
幅に回収されるので、上記の一定の時間間隔で維持する
ことができる。また、Caイオンの注入とMgイオンの注入
は、透析器で部分的に回収される分だけ補充するように
低減されてもよい。この監視方法は、十分な凝固防止を
確実にするようクエン酸注入を短時間だけ中断させるこ
とができるので、不連続に行われる。しかしながら、危
険な傾向を適時に認識するにはこれで十分である。投与
量が不足したり過剰である場合、あるいは、CaまたはMg
イオン注入に関して大きな失敗を冒した場合には、体内
で危険な濃度に達するまでいくらか時間がかかる。この
時間は、約１０分であり、特に血流量に左右される。
【００２５】本発明の別の特徴では、ｐＨ値を低下させ
ることによって透析液のイオン／クエン酸錯体からイオ
ンが遊離されることで錯化が防止される。続いて、この
ようにして遊離されたイオンの濃度が測定される。その
ような本発明の実施形態には、クエン酸注入の中断が不
要であるという利点がある。関連するイオン、好ましく
はCa++及び／またはMg++をイオン／クエン酸錯体から遊
離させれば、そのイオンを透析液内で問題なく測定する
ことができる。しかしながら、この方法は、遊離を行う
ためにさらに別の輸液が必要なので、相対的に複雑であ
る。この場合、透析液側に酸を添加しなければならな
い。さらに、イオン／クエン酸錯体の分子量は（Caイオ
ンの場合）５０４と相対的に大きいので、クリアランス
が電解質よりも遥かに小さい。したがって、透析液側濃
度からの血液側濃度の測定や推定はさらに難しくなる。
適切なｐＨを設定する場合、CaイオンまたはMgイオンを
一部だけ遊離させると、血液側濃度値が低下しすぎるこ
とになるので、イオンをできる限り全て遊離させること
に注意すべきである。
ることによって透析液のイオン／クエン酸錯体からイオ
ンが遊離されることで錯化が防止される。続いて、この
ようにして遊離されたイオンの濃度が測定される。その
ような本発明の実施形態には、クエン酸注入の中断が不
要であるという利点がある。関連するイオン、好ましく
はCa++及び／またはMg++をイオン／クエン酸錯体から遊
離させれば、そのイオンを透析液内で問題なく測定する
ことができる。しかしながら、この方法は、遊離を行う
ためにさらに別の輸液が必要なので、相対的に複雑であ
る。この場合、透析液側に酸を添加しなければならな
い。さらに、イオン／クエン酸錯体の分子量は（Caイオ
ンの場合）５０４と相対的に大きいので、クリアランス
が電解質よりも遥かに小さい。したがって、透析液側濃
度からの血液側濃度の測定や推定はさらに難しくなる。
適切なｐＨを設定する場合、CaイオンまたはMgイオンを
一部だけ遊離させると、血液側濃度値が低下しすぎるこ
とになるので、イオンをできる限り全て遊離させること
に注意すべきである。
【００２６】本発明の別の特徴では、クエン酸添加を中
断させた後に、不作動容積によって決まる不作動時間と
準定常状態に達するのに必要な時間とからなる長さの時
間の終わりに、透析液中のイオン濃度の測定を実行する
ものである。不作動容積は、クエン酸の注入地点とイオ
ン濃度の測定地点との間の管接続部分の容積から生じ
る。通常、不作動時間は、約１０秒ないし３０秒の範囲
内であると予測される。その後、透析液側イオン濃度が
上昇する。この上昇は急激ではないが、準定常状態に達
するまで約１分ないし２分の時定数が予測される。これ
により、濃度変化が無視できるほど小さいかあるいは所
定の許容の範囲内にある状態を知ることができる。
断させた後に、不作動容積によって決まる不作動時間と
準定常状態に達するのに必要な時間とからなる長さの時
間の終わりに、透析液中のイオン濃度の測定を実行する
ものである。不作動容積は、クエン酸の注入地点とイオ
ン濃度の測定地点との間の管接続部分の容積から生じ
る。通常、不作動時間は、約１０秒ないし３０秒の範囲
内であると予測される。その後、透析液側イオン濃度が
上昇する。この上昇は急激ではないが、準定常状態に達
するまで約１分ないし２分の時定数が予測される。これ
により、濃度変化が無視できるほど小さいかあるいは所
定の許容の範囲内にある状態を知ることができる。
【００２７】本発明の好ましい特徴によれば、クエン酸
添加を中断させた後に、透析液中のイオン濃度の計測が
多数回繰り返され、準定常状態に達した後に計測値が決
定される。したがって、透析液中の濃度が複数回計測さ
れることにより、濃度変化曲線が求められ、それによ
り、平衡濃度に達したか否かを十分な精度で評価するこ
とができる。
添加を中断させた後に、透析液中のイオン濃度の計測が
多数回繰り返され、準定常状態に達した後に計測値が決
定される。したがって、透析液中の濃度が複数回計測さ
れることにより、濃度変化曲線が求められ、それによ
り、平衡濃度に達したか否かを十分な精度で評価するこ
とができる。
【００２８】本発明の別の特徴では、クエン酸添加を中
断させた後に、透析液中のイオン濃度の計測が多数回繰
り返され、透析液で入手した上記イオン濃度を外挿する
ことによって計測値が決定される。この方法の場合、十
分な時間間隔にわたって計測された透析液中の濃度の上
昇の振舞いから平衡値が外挿される。この手法には、採
用予定の平衡値を待つ必要がないという利点がある。し
かしながら、この場合は、濃度上昇の時間的振舞いに関
する知識が必要とされる。
断させた後に、透析液中のイオン濃度の計測が多数回繰
り返され、透析液で入手した上記イオン濃度を外挿する
ことによって計測値が決定される。この方法の場合、十
分な時間間隔にわたって計測された透析液中の濃度の上
昇の振舞いから平衡値が外挿される。この手法には、採
用予定の平衡値を待つ必要がないという利点がある。し
かしながら、この場合は、濃度上昇の時間的振舞いに関
する知識が必要とされる。
【００２９】本発明の別の好ましい特徴によれば、クエ
ン酸注入が所定時間だけ中断され、透析液中のイオン濃
度で時間関数として定義された応答関数の面積の積分に
よって計測値が決定される。クエン酸注入は、例えば、
所定の相対的に短い時間、例えば、約１分ないし２分の
間中断させることができる。その後、透析液中の濃度の
パルス状応答関数によって面積を評価することによって
平衡濃度に関する推定を行うことができる。
ン酸注入が所定時間だけ中断され、透析液中のイオン濃
度で時間関数として定義された応答関数の面積の積分に
よって計測値が決定される。クエン酸注入は、例えば、
所定の相対的に短い時間、例えば、約１分ないし２分の
間中断させることができる。その後、透析液中の濃度の
パルス状応答関数によって面積を評価することによって
平衡濃度に関する推定を行うことができる。
【００３０】当然ながら、クエン酸注入の断続的中断の
大きさによっても、透析器の局所凝固防止が妨げられ
る。しかしながら、このことから凝固防止が大幅に損な
われることになるとは言い切れない。例えば、上記ヘパ
リンを含まない透析、例えば、体外循環を周期的にすす
ぎ洗いする場合の実際には完全に凝固防止のない透析に
おいては、血液凝固による合併症生起率は相対的に低い
（５％未満）。したがって、凝固防止の断続的中断が、
合計で透析時間の約１０ないし２０％に達する場合もあ
るが、臨床上の問題に発展することになるとは言い切れ
ない。
大きさによっても、透析器の局所凝固防止が妨げられ
る。しかしながら、このことから凝固防止が大幅に損な
われることになるとは言い切れない。例えば、上記ヘパ
リンを含まない透析、例えば、体外循環を周期的にすす
ぎ洗いする場合の実際には完全に凝固防止のない透析に
おいては、血液凝固による合併症生起率は相対的に低い
（５％未満）。したがって、凝固防止の断続的中断が、
合計で透析時間の約１０ないし２０％に達する場合もあ
るが、臨床上の問題に発展することになるとは言い切れ
ない。
【００３１】ｐＨ値を低下させることにより透析液内の
イオン−クエン酸錯体からイオンを遊離させることによ
って錯化を防止または開鎖する場合、錯体の完全な解離
を実現するためにｐＨ値を２ないし３に設定することが
好ましい。
イオン−クエン酸錯体からイオンを遊離させることによ
って錯化を防止または開鎖する場合、錯体の完全な解離
を実現するためにｐＨ値を２ないし３に設定することが
好ましい。
【００３２】上記透析液のｐＨ値の設定は、酸の注入に
よって行われることが好ましい。
よって行われることが好ましい。
【００３３】透析液のイオン濃度を血中イオン濃度に近
似させる目的で透析液流量を低減させれば特に有利であ
る。透析液流量の低減によって、透析液側のイオン濃度
が血液側のイオン濃度に適応される。
似させる目的で透析液流量を低減させれば特に有利であ
る。透析液流量の低減によって、透析液側のイオン濃度
が血液側のイオン濃度に適応される。
【００３４】血流量を維持したまま透析液流量を低下さ
せると、低分子量物質の濃度が血漿濃度にますます近づ
くことが理論的かつ実験的に分かった。透析液流量は、
血流量、問題の分子及び使用される透析器によるが、十
分に低く設定されると、透析液側濃度が事実上血液側濃
度と同一になり、透析液が飽和状態に達する。しかしな
がら、イオンの場合、血漿タンパク分の知識または推定
により数学的に考慮することが可能なドナン効果による
流量平衡の状態では、透析液側濃度は数％だけ血漿濃度
と異なる。
せると、低分子量物質の濃度が血漿濃度にますます近づ
くことが理論的かつ実験的に分かった。透析液流量は、
血流量、問題の分子及び使用される透析器によるが、十
分に低く設定されると、透析液側濃度が事実上血液側濃
度と同一になり、透析液が飽和状態に達する。しかしな
がら、イオンの場合、血漿タンパク分の知識または推定
により数学的に考慮することが可能なドナン効果による
流量平衡の状態では、透析液側濃度は数％だけ血漿濃度
と異なる。
【００３５】本発明の別の特徴では、血中イオン濃度の
測定は、透析液流量を低減させることなしに計算によっ
て行われる。そのような手法によれば、透析液流量を低
下させる必要がなく、従って透析効率が現行の時間間隔
で低下しないという利点がもたらされる。
測定は、透析液流量を低減させることなしに計算によっ
て行われる。そのような手法によれば、透析液流量を低
下させる必要がなく、従って透析効率が現行の時間間隔
で低下しないという利点がもたらされる。
【００３６】透析液流量が血流量と等しいかそれより大
きい通常の処置条件では、血液側濃度に対して透析液側
濃度のほうが低くなる。観測された分子または原子の透
析器輸送量（k0A）、機械設定（血流量及び透析液流
量）及びヘマトクリット値が分かれば、透析液側の計測
濃度から血漿濃度を優れた近似値で算出できる。クリア
ランスが分かれば、以下の単純な式から血液側濃度が算
出される。
きい通常の処置条件では、血液側濃度に対して透析液側
濃度のほうが低くなる。観測された分子または原子の透
析器輸送量（k0A）、機械設定（血流量及び透析液流
量）及びヘマトクリット値が分かれば、透析液側の計測
濃度から血漿濃度を優れた近似値で算出できる。クリア
ランスが分かれば、以下の単純な式から血液側濃度が算
出される。
【００３７】
【数１】 但し、CBiは血液側入口濃度、CDoは計測済の透析液側出
口濃度、QDは透析液流量、Kはクリアランスである。Kは
純然たる拡散移動の場合に生体外の状況で以下の式によ
って与えられる。
口濃度、QDは透析液流量、Kはクリアランスである。Kは
純然たる拡散移動の場合に生体外の状況で以下の式によ
って与えられる。
【００３８】
【数２】
【００３９】限外濾過法を用いる血液透析の場合、血液
濾過法（ＨＦ）の場合及び血液濾過透析法（ＨＤＦ）の
場合と同様に、生体外状況の場合もより複雑な方の数式
を利用することができる。この数式は、どのような透析
状況でも利用可能であるが、生体外及び生体内計測の場
合に有効とされ、ＦＭＣから“クリアランス・カルキュ
レーション・ツールＣＣＴ(Clearance Calculation Too
l CCT)”というソフトウェアで使いやすい形で入手可能
である。
濾過法（ＨＦ）の場合及び血液濾過透析法（ＨＤＦ）の
場合と同様に、生体外状況の場合もより複雑な方の数式
を利用することができる。この数式は、どのような透析
状況でも利用可能であるが、生体外及び生体内計測の場
合に有効とされ、ＦＭＣから“クリアランス・カルキュ
レーション・ツールＣＣＴ(Clearance Calculation Too
l CCT)”というソフトウェアで使いやすい形で入手可能
である。
【００４０】精確な計測が必要な場合は、透析液流量が
低減可能であることが好ましい。しかしながら、それに
は、透析液流量を数分間低減させる必要があり、そのた
めに、透析効率がその時間だけ低下するという不利益が
ある。しかしながら、Caイオン濃度を監視するためにそ
れほど精確な計測を必要としない場合は、凝固防止を断
続的に中断させること以外、計測方法によって透析が影
響されないようなイオン濃度算出方法も、透析液流量を
低下させることなく利用可能である。
低減可能であることが好ましい。しかしながら、それに
は、透析液流量を数分間低減させる必要があり、そのた
めに、透析効率がその時間だけ低下するという不利益が
ある。しかしながら、Caイオン濃度を監視するためにそ
れほど精確な計測を必要としない場合は、凝固防止を断
続的に中断させること以外、計測方法によって透析が影
響されないようなイオン濃度算出方法も、透析液流量を
低下させることなく利用可能である。
【００４１】透析液中のイオン濃度の検出を透析器から
流出する透析液中でイオン感知センサによって行うなら
ば、特に有利である。血中イオン濃度の測定精度は主と
してセンサ系によってもたらされる。例えば、投与量の
間違いとセンサ表示の誤りが同時に発生することは患者
にとって高度の危険性をはらむことになるので、センサ
の機能は適切な試験やその他の手段によって確保されな
ければならない。患者にとって危険な状態が発生し得る
時間間隔（数１０分）を試験間隔とすることができるの
で、透析中にセンサの機能試験を繰り返すことが必要に
なる。その代わりに、あるいはそれに加えて、冗長なセ
ンサ構成を使用してもよい。センサに特有の故障動作を
直ちに検出してディスプレイに表示する安全システムを
設けることも可能である。
流出する透析液中でイオン感知センサによって行うなら
ば、特に有利である。血中イオン濃度の測定精度は主と
してセンサ系によってもたらされる。例えば、投与量の
間違いとセンサ表示の誤りが同時に発生することは患者
にとって高度の危険性をはらむことになるので、センサ
の機能は適切な試験やその他の手段によって確保されな
ければならない。患者にとって危険な状態が発生し得る
時間間隔（数１０分）を試験間隔とすることができるの
で、透析中にセンサの機能試験を繰り返すことが必要に
なる。その代わりに、あるいはそれに加えて、冗長なセ
ンサ構成を使用してもよい。センサに特有の故障動作を
直ちに検出してディスプレイに表示する安全システムを
設けることも可能である。
【００４２】本発明の別の特徴では、患者の血中イオン
濃度の測定値が、クエン酸添加及び／またはイオンを含
有する置換媒質の添加の制御変数によって影響される値
を有する被制御変数となるものである。これにより、患
者の血液中のCaイオン及び／またはMgイオン濃度の目標
値を設定可能な対応する調節装置によって、閉じたルー
プを実現することができる。これにより、患者の血液中
のCaイオン及び／またはMgイオン濃度の生理的な値を常
に設定可能にすることによって、クエン酸によって凝固
を防止する血液透析用及び／または血液濾過用の独立作
動型の監視システムを実現することができる。クエン酸
添加量またはそれに相当するイオン含有置換媒質の添加
量は、制御変数となることができる。しかしながら、ク
エン酸添加量を制御変数として選択する場合、イオン濃
度を透析器の領域で低く維持するように、その値が一定
の限界値を超えてはいけないことを考慮しなければなら
ない。それば、凝固を有効に回避するために必要であ
る。
濃度の測定値が、クエン酸添加及び／またはイオンを含
有する置換媒質の添加の制御変数によって影響される値
を有する被制御変数となるものである。これにより、患
者の血液中のCaイオン及び／またはMgイオン濃度の目標
値を設定可能な対応する調節装置によって、閉じたルー
プを実現することができる。これにより、患者の血液中
のCaイオン及び／またはMgイオン濃度の生理的な値を常
に設定可能にすることによって、クエン酸によって凝固
を防止する血液透析用及び／または血液濾過用の独立作
動型の監視システムを実現することができる。クエン酸
添加量またはそれに相当するイオン含有置換媒質の添加
量は、制御変数となることができる。しかしながら、ク
エン酸添加量を制御変数として選択する場合、イオン濃
度を透析器の領域で低く維持するように、その値が一定
の限界値を超えてはいけないことを考慮しなければなら
ない。それば、凝固を有効に回避するために必要であ
る。
【００４３】特に信頼性の高い以下の発明の実施形態で
は、患者の血中イオン濃度の測定値が許容範囲外に合っ
たり、許容値と異なっている場合に警報が発せられる。
警報は、個々の計測値が危険なほど高い値や低い値であ
った場合や、危険な傾向が測定された場合に発すること
ができる。警報に加えて、あるいはその代わりに、機械
の迂回、注入の中止、注入速度の変更等、適切な対策を
開始させることも可能である。
は、患者の血中イオン濃度の測定値が許容範囲外に合っ
たり、許容値と異なっている場合に警報が発せられる。
警報は、個々の計測値が危険なほど高い値や低い値であ
った場合や、危険な傾向が測定された場合に発すること
ができる。警報に加えて、あるいはその代わりに、機械
の迂回、注入の中止、注入速度の変更等、適切な対策を
開始させることも可能である。
【００４４】本発明の別の特徴では、透析器の血液側の
区画内のイオン濃度が、クエン酸供給を中断させること
なく測定され、許容閾値と比較されるとともに、該比較
にしたがってクエン酸供給が変更されるようになってい
る。このような手法は、クエン酸添加量が血液凝固の危
険性を目標レベルまで低下させる程度にCaイオン濃度を
低下させるのに充分か否かを検査するために有意義であ
る。遊離Caイオンの過剰がクエン酸供給量と同時に測定
されなければならないので、上記の検査は、当然、クエ
ン酸供給が行われている状態で行われる必要がある。こ
の場合、Caイオン濃度の計測値に応じてクエン酸注入速
度を自動的に変化させる調節装置を設けることができ
る。CaイオンまたはMgイオン置換液の必要量も、このよ
うにして測定可能である。
区画内のイオン濃度が、クエン酸供給を中断させること
なく測定され、許容閾値と比較されるとともに、該比較
にしたがってクエン酸供給が変更されるようになってい
る。このような手法は、クエン酸添加量が血液凝固の危
険性を目標レベルまで低下させる程度にCaイオン濃度を
低下させるのに充分か否かを検査するために有意義であ
る。遊離Caイオンの過剰がクエン酸供給量と同時に測定
されなければならないので、上記の検査は、当然、クエ
ン酸供給が行われている状態で行われる必要がある。こ
の場合、Caイオン濃度の計測値に応じてクエン酸注入速
度を自動的に変化させる調節装置を設けることができ
る。CaイオンまたはMgイオン置換液の必要量も、このよ
うにして測定可能である。
【００４５】上述したように、上記イオンは、クエン酸
によって錯体に結合されるカルシウムイオン及び／また
はマグネシウムイオンであることが好ましい。また、こ
の方法は、透析液中のCaイオン濃度を測定しながら行わ
れることが好ましい。
によって錯体に結合されるカルシウムイオン及び／また
はマグネシウムイオンであることが好ましい。また、こ
の方法は、透析液中のCaイオン濃度を測定しながら行わ
れることが好ましい。
【００４６】さらに、本発明は、血液透析器及び／また
は血液濾過器と、体外血液循環系統と、透析液系統を備
えた透析装置であって、上記体外血液循環系統には、上
記血液透析器及び／または血液濾過器の上流側に、血液
中にクエン酸を添加するクエン酸添加手段が接続されて
いるとともに、上記血液透析器及び／または血液濾過器
の下流側に、イオンを含有する置換液を血液に添加する
置換液添加手段が接続されており、上記透析液系統は、
上記血液透析器及び／または血液濾過器の下流側に透析
液中のイオン濃度を検出する検出手段を備えている透析
装置を対象としている。上記検出手段は、１つ以上のイ
オン感知センサとして構成されていることが好ましい。
冗長な構成を採用することにより、透析装置の動作信頼
性が向上するとともに、計測の誤りを迅速に認識するこ
とが可能になる。
は血液濾過器と、体外血液循環系統と、透析液系統を備
えた透析装置であって、上記体外血液循環系統には、上
記血液透析器及び／または血液濾過器の上流側に、血液
中にクエン酸を添加するクエン酸添加手段が接続されて
いるとともに、上記血液透析器及び／または血液濾過器
の下流側に、イオンを含有する置換液を血液に添加する
置換液添加手段が接続されており、上記透析液系統は、
上記血液透析器及び／または血液濾過器の下流側に透析
液中のイオン濃度を検出する検出手段を備えている透析
装置を対象としている。上記検出手段は、１つ以上のイ
オン感知センサとして構成されていることが好ましい。
冗長な構成を採用することにより、透析装置の動作信頼
性が向上するとともに、計測の誤りを迅速に認識するこ
とが可能になる。
【００４７】本発明の実施形態では、所定時間間隔であ
るいは操作者による起動時にセンサの機能検査を行う試
験装置を設けることにより、透析装置の信頼性を向上さ
せることができる。
るいは操作者による起動時にセンサの機能検査を行う試
験装置を設けることにより、透析装置の信頼性を向上さ
せることができる。
【００４８】上記透析液系統に、透析液のｐＨ値を変化
させる物質を添加する物質添加手段を接続させてもよ
い。これにより、ｐＨ値の変化によって測定対象のイオ
ンを錯体から遊離させた後に、測定対象イオンの濃度を
測定することができる。
させる物質を添加する物質添加手段を接続させてもよ
い。これにより、ｐＨ値の変化によって測定対象のイオ
ンを錯体から遊離させた後に、測定対象イオンの濃度を
測定することができる。
【００４９】上記物質添加手段は、上記透析器から透析
液の流れの方向に対して下流側で添加が行われるように
配設してもよい。
液の流れの方向に対して下流側で添加が行われるように
配設してもよい。
【００５０】本発明の別の特徴では、透析液の流量を一
時的に低減させる流量低減手段が設けられている。透析
液の流量低減による透析液中のイオン濃度から、血中イ
オン濃度を特に精確に算出することができる。
時的に低減させる流量低減手段が設けられている。透析
液の流量低減による透析液中のイオン濃度から、血中イ
オン濃度を特に精確に算出することができる。
【００５１】所定時間間隔であるいは操作者による起動
時にクエン酸の添加を一時的に中断するように上記クエ
ン酸添加手段を制御するとともに、クエン酸添加の中断
後に、上記検出手段によって測定された濃度値を連続的
または所定時間間隔で記録する制御装置を設けてもよ
い。
時にクエン酸の添加を一時的に中断するように上記クエ
ン酸添加手段を制御するとともに、クエン酸添加の中断
後に、上記検出手段によって測定された濃度値を連続的
または所定時間間隔で記録する制御装置を設けてもよ
い。
【００５２】上記制御装置は、請求項７ないし１０に記
載の方法に従ってCa++イオン濃度の計測値を測定するよ
うに構成されてもよい。
載の方法に従ってCa++イオン濃度の計測値を測定するよ
うに構成されてもよい。
【００５３】本発明の別の好ましい構成では、上記検出
手段と上記クエン酸添加手段及び／または上記置換液添
加手段に対して接続され、イオン濃度の公称値または公
称値域と実測値との比較にしたがってクエン酸及び／ま
たはイオンを含有する置換液の増減を開始する調節装置
が設けられる。これにより、患者の血中イオン濃度を目
標値にまたは所望の間隔で調節することができる。
手段と上記クエン酸添加手段及び／または上記置換液添
加手段に対して接続され、イオン濃度の公称値または公
称値域と実測値との比較にしたがってクエン酸及び／ま
たはイオンを含有する置換液の増減を開始する調節装置
が設けられる。これにより、患者の血中イオン濃度を目
標値にまたは所望の間隔で調節することができる。
【００５４】上記調節装置及び／または上記クエン酸添
加手段は、クエン酸の濃度を閾値よりも低下させないよ
うに構成されてもよい。これにより、クエン酸濃度が血
液凝固を有効に防止するのに必要な一定値よりも低くな
ることが防止される。
加手段は、クエン酸の濃度を閾値よりも低下させないよ
うに構成されてもよい。これにより、クエン酸濃度が血
液凝固を有効に防止するのに必要な一定値よりも低くな
ることが防止される。
【００５５】危険なイオン濃度計測値が測定されるごと
に、あるいは、複数のイオン濃度計測値から危険な傾向
が測定された時に警報を発する装置を設けてもよい。こ
れにより、そのような危険状態に対して、例えば、聴覚
的及び／または視覚的に操作者の注意を向けることがで
きる。
に、あるいは、複数のイオン濃度計測値から危険な傾向
が測定された時に警報を発する装置を設けてもよい。こ
れにより、そのような危険状態に対して、例えば、聴覚
的及び／または視覚的に操作者の注意を向けることがで
きる。
【００５６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の細部と利点を図面
と実施形態に基づいてさらに詳細に説明する。
と実施形態に基づいてさらに詳細に説明する。
【００５７】図１は、クエン酸による血液凝固防止法を
用いた血液透析方法を示す概略図である。患者から血液
透析器に通じる体外血液循環系統の一部（位置１）にク
エン酸三ナトリウムを添加することにより、凝固カスケ
ードを阻止する程度まで遊離Caイオン濃度を低下させ
る。その結果、重クエン酸三ナトリウム錯体が生成され
る。透析液系統にCaを含まない透析液（位置２参照）を
使用することにより、膜を通じたCaイオン濃度の勾配が
高くなることで、血液中のCaイオン濃度がさらに低下す
る。患者の体内のカルシウム及びクエン酸に結合された
マグネシウムの許容を超える不足を避けるため、適切な
濃度でCaイオンとMgイオンを含有する置換液（位置３参
照）が、体外血液循環系統の静脈側に注入される。勿
論、それと同じ置換液を患者の個々の静脈入口に注入し
てもよい。
用いた血液透析方法を示す概略図である。患者から血液
透析器に通じる体外血液循環系統の一部（位置１）にク
エン酸三ナトリウムを添加することにより、凝固カスケ
ードを阻止する程度まで遊離Caイオン濃度を低下させ
る。その結果、重クエン酸三ナトリウム錯体が生成され
る。透析液系統にCaを含まない透析液（位置２参照）を
使用することにより、膜を通じたCaイオン濃度の勾配が
高くなることで、血液中のCaイオン濃度がさらに低下す
る。患者の体内のカルシウム及びクエン酸に結合された
マグネシウムの許容を超える不足を避けるため、適切な
濃度でCaイオンとMgイオンを含有する置換液（位置３参
照）が、体外血液循環系統の静脈側に注入される。勿
論、それと同じ置換液を患者の個々の静脈入口に注入し
てもよい。
【００５８】本発明の方法を実行するため、例えば、ク
エン酸の添加を一時的に中断することによって、Ca／ク
エン酸錯体の錯化が防止される。したがって、Ca濃度が
上昇する。透析液側のCaイオン濃度は、図２に示すCaセ
ンサ（検出手段）によって計測することができる。パラ
メータQDとQBはそれぞれ透析液流量と血流量の特性を表
す。患者の血中Caイオン濃度の測定は、透析液側Caイオ
ン濃度を血液側Caイオン濃度に適応させる程度に透析液
流量を低下させることによって可能になる。Caイオンの
血液側入口濃度、Caイオンの計測済透析液側出口濃度、
透析液流量及びクリアランスの間の上述の関係式を用い
ることによっても、処置にありがちの血流量や透析液流
量の変化に関係なく、透析液側の計測済イオン濃度から
血液側イオン濃度を求めることができる。
エン酸の添加を一時的に中断することによって、Ca／ク
エン酸錯体の錯化が防止される。したがって、Ca濃度が
上昇する。透析液側のCaイオン濃度は、図２に示すCaセ
ンサ（検出手段）によって計測することができる。パラ
メータQDとQBはそれぞれ透析液流量と血流量の特性を表
す。患者の血中Caイオン濃度の測定は、透析液側Caイオ
ン濃度を血液側Caイオン濃度に適応させる程度に透析液
流量を低下させることによって可能になる。Caイオンの
血液側入口濃度、Caイオンの計測済透析液側出口濃度、
透析液流量及びクリアランスの間の上述の関係式を用い
ることによっても、処置にありがちの血流量や透析液流
量の変化に関係なく、透析液側の計測済イオン濃度から
血液側イオン濃度を求めることができる。
【００５９】図３は、透析液流量を低下させた時に、透
析液側の塩化ナトリウム溶液の濃度を血液側の濃度に適
応させる様子を示す。透析液流量を血流量、関係する分
子及び使用される透析器に応じて充分に低い値に設定す
ると、透析液側濃度は血液側濃度に事実上一致する。そ
れにより、透析液が飽和状態に達する。このようにし
て、血中濃度を計測された透析液中濃度から優れた精度
で求めることができる。
析液側の塩化ナトリウム溶液の濃度を血液側の濃度に適
応させる様子を示す。透析液流量を血流量、関係する分
子及び使用される透析器に応じて充分に低い値に設定す
ると、透析液側濃度は血液側濃度に事実上一致する。そ
れにより、透析液が飽和状態に達する。このようにし
て、血中濃度を計測された透析液中濃度から優れた精度
で求めることができる。
【００６０】図４は、クエン酸注入を突然に中断させた
場合の透析液中のCaイオン濃度の対応関数を示す。図示
の矩形関数はクエン酸注入の時間曲線を再現している。
図４から分かるように、クエン酸注入は時間間隔がｔ＝
１からｔ＝４の間で中断される。図示のもう１つの曲線
は、透析液側Caイオンの濃度曲線を表す。両図形の縦座
標と横座標は、この場合絶対値を問題にしていないの
で、任意の単位をとる。注入流量がオフに切り換った
（ｔ＝１）後も、センサの位置では、Caイオン濃度はま
だ低いままである。その理由は、管接続部分の容積が、
注入地点とセンサの測定位置との間で不作動容積として
作用するからである。通常、不作動時間は、約１０秒な
いし３０秒の範囲内である。図４から分かるように、そ
の後、透析液側のCaイオン濃度が上昇する。血液と透析
液がとりわけ透析液中でそれぞれ高クエン酸濃度と低ク
エン酸濃度で混合することにより、濃度上昇は急激では
ないが、濃度は平衡値に近づいてゆく。その上昇を、図
４に指数関数の形で簡単に示す。この場合、通常、約１
分ないし２分の時定数を見込むことができる。その後、
準定常状態に達すると、この時に求めた濃度を高い精度
で計測値として採用することができる。クエン酸注入が
オンに戻されると（ｔ＝４）、最初に、不作動時間が再
度有効になる。その後、Caイオン濃度は、クエン酸注入
の進行とともに最終的には低い方の平衡値に近づくよう
に降下してゆく。
場合の透析液中のCaイオン濃度の対応関数を示す。図示
の矩形関数はクエン酸注入の時間曲線を再現している。
図４から分かるように、クエン酸注入は時間間隔がｔ＝
１からｔ＝４の間で中断される。図示のもう１つの曲線
は、透析液側Caイオンの濃度曲線を表す。両図形の縦座
標と横座標は、この場合絶対値を問題にしていないの
で、任意の単位をとる。注入流量がオフに切り換った
（ｔ＝１）後も、センサの位置では、Caイオン濃度はま
だ低いままである。その理由は、管接続部分の容積が、
注入地点とセンサの測定位置との間で不作動容積として
作用するからである。通常、不作動時間は、約１０秒な
いし３０秒の範囲内である。図４から分かるように、そ
の後、透析液側のCaイオン濃度が上昇する。血液と透析
液がとりわけ透析液中でそれぞれ高クエン酸濃度と低ク
エン酸濃度で混合することにより、濃度上昇は急激では
ないが、濃度は平衡値に近づいてゆく。その上昇を、図
４に指数関数の形で簡単に示す。この場合、通常、約１
分ないし２分の時定数を見込むことができる。その後、
準定常状態に達すると、この時に求めた濃度を高い精度
で計測値として採用することができる。クエン酸注入が
オンに戻されると（ｔ＝４）、最初に、不作動時間が再
度有効になる。その後、Caイオン濃度は、クエン酸注入
の進行とともに最終的には低い方の平衡値に近づくよう
に降下してゆく。
【００６１】図５は、クエン酸注入の中断を必要としな
い変形方法を示す。この場合、Caイオンが再度Caクエン
酸錯体から遊離されることによって、Caイオン濃度が測
定される。このことは、酸の供給（位置４参照）によっ
て実現される。これにより、ｐＨ値が好ましくは２ない
し３の範囲まで低下し、その結果、錯体が解離して、そ
れに応じてCaイオンが遊離する。この変形方法の利点
は、クエン酸添加が中断されないために血液凝固防止が
妨げられないことである。
い変形方法を示す。この場合、Caイオンが再度Caクエン
酸錯体から遊離されることによって、Caイオン濃度が測
定される。このことは、酸の供給（位置４参照）によっ
て実現される。これにより、ｐＨ値が好ましくは２ない
し３の範囲まで低下し、その結果、錯体が解離して、そ
れに応じてCaイオンが遊離する。この変形方法の利点
は、クエン酸添加が中断されないために血液凝固防止が
妨げられないことである。
【００６２】本発明によれば、治療中絶えず、患者の血
中Caイオン濃度と血中Mgイオン濃度という生理的に関連
する重要な実パラメータを監視することができ、その結
果、治療の全ての時点で、患者の健康を危険にさらす状
態を確実になくすことができる。その場合、当然なが
ら、Caイオン値とMgイオン値の測定が確実に行われるこ
とが必要条件である。本発明によれば、冗長構成のセン
サあるいは自己テストを実施するセンサによって、高い
信頼性を実現することができる。センサの使用に加え
て、他の方法を利用してイオン濃度を測定可能であるこ
とは言うまでもない。
中Caイオン濃度と血中Mgイオン濃度という生理的に関連
する重要な実パラメータを監視することができ、その結
果、治療の全ての時点で、患者の健康を危険にさらす状
態を確実になくすことができる。その場合、当然なが
ら、Caイオン値とMgイオン値の測定が確実に行われるこ
とが必要条件である。本発明によれば、冗長構成のセン
サあるいは自己テストを実施するセンサによって、高い
信頼性を実現することができる。センサの使用に加え
て、他の方法を利用してイオン濃度を測定可能であるこ
とは言うまでもない。
【００６３】公知の監視システムは、個別のあるいは集
中型の監視システムによるポンプの監視など、個別の技
術的構成要素のみ、例えば、輸液の監視が可能なドロッ
パのみに関するものである。その一方で、本発明にかか
る患者のイオン濃度監視は、生理的に関連する重要な実
パラメータに基づいて治療全体を包含しており、したが
って、方法のあらゆる側面を考慮に入れている。
中型の監視システムによるポンプの監視など、個別の技
術的構成要素のみ、例えば、輸液の監視が可能なドロッ
パのみに関するものである。その一方で、本発明にかか
る患者のイオン濃度監視は、生理的に関連する重要な実
パラメータに基づいて治療全体を包含しており、したが
って、方法のあらゆる側面を考慮に入れている。
【図１】クエン酸による血液凝固防止法を用いた血液透
析方法において使用される溶液とその供給位置とを示す
概略図。
析方法において使用される溶液とその供給位置とを示す
概略図。
【図２】透析器から延びる透析液系統内にCaイオンセン
サがさらに設けられた図１相当図。
サがさらに設けられた図１相当図。
【図３】生体外実験において、透析液流量の低減時に塩
化ナトリウム溶液の透析液側イオン濃度を血液側イオン
濃度に適応させる様子を示すグラフ。
化ナトリウム溶液の透析液側イオン濃度を血液側イオン
濃度に適応させる様子を示すグラフ。
【図４】クエン酸注入を断続的に中断させることで予測
される透析液中のイオン濃度発現のシミュレーションを
示すグラフ。
される透析液中のイオン濃度発現のシミュレーションを
示すグラフ。
【図５】クエン酸による血液凝固防止機能を有する血液
透析方法において、透析液内のCa／クエン酸錯体を解離
させることによってCaイオン濃度を測定する様子を示す
概略図。
透析方法において、透析液内のCa／クエン酸錯体を解離
させることによってCaイオン濃度を測定する様子を示す
概略図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 599117152 Ｅｌｓｅ−Ｋｒｏｎｅｒ−Ｓｔｒａｓｓｅ １，Ｄ−61352 Ｂａｄ Ｈｏｍｂｕｒ ｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ (72)発明者 フォルカー ニーア ドイツ国 デー−61191 ロスバッハ ケ ムニッツァーシュトラーセ 15 (72)発明者 マティーアス クレーマー ドイツ国 デー−61381 フリードリッヒ スドルフ リーメスシュトラーセ 12 Ｆターム(参考） 4C077 AA05 BB01 DD16 EE01 EE02 HH03 HH17 JJ03 JJ18 KK04
Claims (30)
- 【請求項１】 錯体の状態で結合されるイオン、原子ま
たは分子の濃度を測定する方法であって、 物質を添加または回収することによって少なくとも濃度
測定時にイオン、原子または分子の錯化を防止する工程
を備えている濃度測定方法。 - 【請求項２】 上記添加される物質は酸であり、錯化は
ｐＨの変化によって防止される請求項１記載の濃度測定
方法。 - 【請求項３】 錯化は、錯化剤の添加が中断されるか、
あるいは、錯化剤が別の添加物質と錯化することによ
り、濃度測定対象であるイオン、原子または分子を遊離
させることで防止される請求項１記載の濃度測定方法。 - 【請求項４】 クエン酸による血液凝固防止法を用いた
血液透析及び／または血液濾過時に、透析液中のイオン
濃度の測定に基づいて血中イオン濃度を測定する工程
と、 透析液中のイオン濃度を測定する前に、濃度測定のた
め、関連するイオンのクエン酸との錯化を防止する工程
とを備えている請求項１ないし３のいずれかに記載の濃
度測定方法。 - 【請求項５】 血液循環へのクエン酸添加を一時的に中
断することにより錯化が防止される請求項４記載の濃度
測定方法。 - 【請求項６】 ｐＨ値を低下させることによって透析液
のイオン／クエン酸錯体からイオンを遊離させることで
錯化が防止される請求項４記載の濃度測定方法。 - 【請求項７】 クエン酸添加を中断させた後に、不作動
容積によって決まる不作動時間と準定常状態に達するの
に必要な時間とからなる長さの時間の終わりに、透析液
中のイオン濃度の測定が実行される請求項５記載の濃度
測定方法。 - 【請求項８】 クエン酸添加を中断させた後に、透析液
中のイオン濃度の計測が多数回繰り返され、準定常状態
に達した後に計測値が決定される請求項５記載の濃度測
定方法。 - 【請求項９】 クエン酸添加を中断させた後に、透析液
中のイオン濃度の計測が多数回繰り返され、透析液で入
手した上記イオン濃度を外挿することによって計測値が
決定される請求項５記載の濃度測定方法。 - 【請求項１０】 クエン酸添加が所定時間だけ中断さ
れ、透析液中のイオン濃度で時間関数として定義された
応答関数の面積の積分によって計測値が決定される請求
項５記載の濃度測定方法。 - 【請求項１１】 透析液のｐＨ値が２ないし３の範囲に
設定される請求項６記載の濃度測定方法。 - 【請求項１２】 上記透析液のｐＨ値の設定は、酸の注
入によって行われる請求項６ないし１１のいずれかに記
載の濃度測定方法。 - 【請求項１３】 透析液中のイオン濃度を血中イオン濃
度に近似させる目的で透析液流量が低減される請求項４
ないし１２のいずれかに記載の濃度測定方法。 - 【請求項１４】 血中イオン濃度の測定は、透析液流量
を低減させることなしに計算によって行われる請求項４
ないし１３のいずれかに記載の濃度測定方法。 - 【請求項１５】 透析液中のイオン濃度の検出は、透析
器から流出する透析液中でイオン感知センサによって行
われる請求項４ないし１４のいずれかに記載の濃度測定
方法。 - 【請求項１６】 患者の血中イオン濃度の測定値が、ク
エン酸添加及び／またはイオンを含有する置換媒質の添
加の制御変数によって影響される値を有する被制御変数
となる請求項４ないし１５のいずれかに記載の濃度測定
方法。 - 【請求項１７】 患者の血中イオン濃度の測定値が許容
範囲外に合ったり、許容値と異なっている場合に警報が
発せられる請求項４ないし１６のいずれかに記載の濃度
測定方法。 - 【請求項１８】 上記透析器の血液側の区画内のイオン
濃度が、クエン酸供給を中断させることなく測定され、
許容閾値と比較されるとともに、該比較にしたがってク
エン酸供給が変更される請求項４ないし１７のいずれか
に記載の濃度測定方法。 - 【請求項１９】 上記イオンは、カルシウムイオン及び
／またはマグネシウムイオンである請求項４ないし１８
のいずれかに記載の濃度測定方法。 - 【請求項２０】 血液透析器及び／または血液濾過器
と、体外血液循環系統と、透析液系統を備えた透析装置
であって、 上記体外血液循環系統には、上記血液透析器及び／また
は血液濾過器の上流側に、血液中にクエン酸を添加する
クエン酸添加手段が接続されているとともに、上記血液
透析器及び／または血液濾過器の下流側に、イオンを含
有する置換液を血液に添加する置換液添加手段が接続さ
れており、 上記透析液系統は、上記血液透析器及び／または血液濾
過器の下流側に透析液中のイオン濃度を検出する検出手
段を備えている透析装置。 - 【請求項２１】 上記検出手段は、１つ以上のイオン感
知センサとして構成されている請求項２０記載の透析装
置。 - 【請求項２２】 所定時間間隔であるいは操作者による
起動時にセンサの機能検査を行う試験装置をさらに備え
ている請求項２１記載の透析装置。 - 【請求項２３】 上記透析液系統に、透析液のｐＨ値を
変化させる物質を添加する物質添加手段が接続されてい
る請求項２０ないし２２のいずれかに記載の透析装置。 - 【請求項２４】 上記物質添加手段は、上記透析器から
透析液の流れの方向に対して下流側で添加が行われるよ
うに配設されている請求項２３記載の透析装置。 - 【請求項２５】 透析液の流量を一時的に低減させる流
量低減手段をさらに備えている請求項２０ないし２４の
いずれかに記載の透析装置。 - 【請求項２６】 所定時間間隔であるいは操作者による
起動時にクエン酸の添加を一時的に中断するように上記
クエン酸添加手段を制御するとともに、クエン酸添加の
中断後に、上記検出手段によって測定された濃度値を連
続的または所定時間間隔で記録する制御装置をさらに備
えている請求項２０ないし２５のいずれかに記載の透析
装置。 - 【請求項２７】 上記制御装置は、請求項７ないし１０
に記載の方法に従ってCa++イオン濃度の計測値を測定す
るように構成されている請求項２６記載の透析装置。 - 【請求項２８】 上記検出手段と上記クエン酸添加手段
及び／または上記置換液添加手段に対して接続され、イ
オン濃度の公称値または公称値域と実測値との比較にし
たがってクエン酸及び／またはイオンを含有する置換液
の増減を開始する調節装置をさらに備えている請求項２
０ないし２７のいずれかに記載の透析装置。 - 【請求項２９】 上記調節装置及び／または上記クエン
酸添加手段は、クエン酸の濃度を閾値よりも低下させな
いように構成されている請求項２８記載の透析装置。 - 【請求項３０】 危険なイオン濃度計測値が測定される
ごとに、あるいは、複数のイオン濃度計測値から危険な
傾向が測定された時に警報を発する装置をさらに備えて
いる請求項２０ないし２９のいずれかに記載の透析装
置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10064179 | 2000-12-22 | ||
| DE10114283.8 | 2001-03-23 | ||
| DE10114283A DE10114283C2 (de) | 2000-12-22 | 2001-03-23 | Verfahren zur Ermittlung der Ionenkonzentration des Blutes eines Patienten bei der citrat-antikoagulierten Hämodialyse und/oder Hämofiltration; Dialysegerät |
| DE10064179.2 | 2001-12-22 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002248165A true JP2002248165A (ja) | 2002-09-03 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| EP (2) | EP2194384B1 (ja) |
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