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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6204495
(24)【登録日】2017年9月8日
(45)【発行日】2017年9月27日
(54)【発明の名称】体外血管アクセス針の不規則な配置を検出する装置及び方法
(51)【国際特許分類】
A61M 1/16 20060101AFI20170914BHJP
A61M 1/36 20060101ALI20170914BHJP
【ＦＩ】
A61M1/16 111
A61M1/36 145
【請求項の数】4
【全頁数】30
(21)【出願番号】特願2015-551808(P2015-551808)
(86)(22)【出願日】2014年1月6日
(65)【公表番号】特表2016-508058(P2016-508058A)
(43)【公表日】2016年3月17日
(86)【国際出願番号】US2014010328
(87)【国際公開番号】WO2014107656
(87)【国際公開日】20140710
【審査請求日】2016年12月5日
(31)【優先権主張番号】13/735,421
(32)【優先日】2013年1月7日
(33)【優先権主張国】US
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】508227189
【氏名又は名称】ヘンリー フォード ヘルス システム
【氏名又は名称原語表記】ＨＥＮＲＹ ＦＯＲＤ ＨＥＡＬＴＨ ＳＹＳＴＥＭ
(74)【代理人】
【識別番号】110001302
【氏名又は名称】特許業務法人北青山インターナショナル
(72)【発明者】
【氏名】フリナック，スタンレー
(72)【発明者】
【氏名】ザスワ，ジェラード
(72)【発明者】
【氏名】イー，ジェリー
(72)【発明者】
【氏名】ベサラブ，アナトール
(72)【発明者】
【氏名】ケネディー，ジョン ビー．
(72)【発明者】
【氏名】カリー，ダグラス エス．
(72)【発明者】
【氏名】ハーシュマン，ヘレン，キンボール
【審査官】
川島 徹
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許出願公開第２０１０／００７３１７１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特開２０１０−１３６７４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１０／００２２９３４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特開２００６−１０２２３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００６−１１０１１８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ａ６１Ｍ １／１６
Ａ６１Ｍ １／３６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
現在行っている人工透析において、血管内圧力と、患者の血管アクセス部位内において保持された血管アクセス針の不規則な配置と、を判定する装置において、
前記患者の前記血管アクセス部位への静脈針の挿入の場所において静脈アクセス圧力（ＶＡＰ）を自動的に判定し、且つ、平均動脈圧力に対するＶＡＰの比率を判定するアナライザであって、複数の期間にわたって複数のＶＡＰ値を判定し、且つ、それぞれのＶＡＰ値ごとに１つずつ、現在行っている人工透析に対する複数の比率を判定するアナライザと、
現在行っている人工透析に対するそれぞれの比率を少なくとも１つの以前の人工透析からのＶＡＰ比の移動平均から導出された既定の標準比と比較する比較器であって、前記比率が前記標準比を上回るように上昇した際に、前記患者の前記血管アクセス部位内の前記保持された血管アクセス針の不規則な配置を通知する比較器と、
を有することを特徴とする装置。
前記患者の前記血管アクセス部位への静脈針の挿入の場所において静脈アクセス圧力（ＶＡＰ）を自動的に判定し、且つ、平均動脈圧力に対するＶＡＰの比率を判定するアナライザであって、複数の期間にわたって複数のＶＡＰ値を判定し、且つ、それぞれのＶＡＰ値ごとに１つずつ、現在行っている人工透析に対する複数の比率を判定するアナライザと、
現在行っている人工透析に対するそれぞれの比率を少なくとも１つの以前の人工透析からのＶＡＰ比の移動平均から導出された既定の標準比と比較する比較器であって、前記比率が前記標準比を上回るように上昇した際に、前記患者の前記血管アクセス部位内の前記保持された血管アクセス針の不規則な配置を通知する比較器と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項2】
請求項１に記載の装置において、前記比較器が前記保持された血管アクセス針の不規則な配置を通知した際に、警告を伝達するアラームを更に有することを特徴とする装置。
【請求項3】
請求項１に記載の装置において、前記アナライザは、ドリップチャンバの相対的な高さに基づいて、且つ、ヘマトクリットについて、ＶＡＰを補正することを特徴とする装置。
【請求項4】
請求項１に記載の装置において、前記比較器は、現在の前記比率が、少なくとも２つの標準偏差だけ、前記標準比を上回るように上昇した際に、前記保持された血管アクセス針の不規則な配置を通知することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
実施形態は、圧力計測値に基づいて透析システムにおける障害を検出する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
血管系の適切な動作は、生物の健康及びフィットネスにとって不可欠である。血管系は、不可欠な栄養素及び血液ガスをすべての生体組織に搬送し、且つ、老廃物を排泄のために除去する。脈管構造は、サービスの対象である臓器系に応じて、異なる領域に分割される。特定の臓器又は臓器の群に供給している血管に問題が発生した場合には、それらの血管によって供給されている臓器及び組織は、悪影響を受けることになり、且つ、完全に機能しなくなる可能性さえある。
【0003】
血管、特に、様々なタイプの動脈は、流体を様々な場所に搬送するのみならず、心周期における圧力変化に対しても能動的に応答する。収縮期における心臓の左心室のそれぞれの収縮に伴って、血液は、大動脈を通じてポンピングされ、且つ、その結果、身体の全体に分配される。多くの動脈は、その壁の内部に、収縮期における血管の膨張を支援する弾性を有する膜を収容している。又、これらの弾性を有する膜は、血管系の全体にわたって脈打つ血流を平滑化するようにも機能する。このような動脈の血管壁は、しばしば、心収縮圧力波形の通過の後にリバウンドする。
【0004】
自己制御において、脳血管は、脳に対する一定の酸素供給が維持されるように特定の平均動脈血圧範囲において収縮又は膨張することにより、一定の脳血流を維持している。圧力が下がり過ぎると共に酸素供給が低下し始めた際に、血管障害が発生する。血圧が高くなり過ぎると共に血管がもはや流れを制限するべく収縮できない場合には、充血破綻（ｈｙｐｅｒｅｍｉａ ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ）又は自己制御の喪失が発生する可能性がある。これらの状態は、いずれも、病的状態であり、且つ、文献においては、平均動脈圧力及び脳血流速度の観点において説明されてきたが、このモデルに基づいては説明できないその他のものが存在する。モデルの不首尾は、このモデルが体血圧に依存しているという点にある。脳自体の内部の血液の圧力が直接計測されていない。結果的に得られる圧力曲線がＳ字形状の曲線を有している。
【0005】
それぞれの拍動から血液に対して印加される力が血液を前進させる。物理学においては、力は、質量と加速度を乗算したものに等しい。血液を拍動間の変動に基づいて調査した際に、それぞれの拍動は、深刻な失血や非常に不規則な心臓のリズムが存在していない限り、ほぼ同一の質量の血液を供給する。従って、第１の近似として、その特定の瞬間における血液に対する流れの力は、その加速度に正比例している。
【0006】
羅病した血管は、延伸する能力を喪失する。血管の弾性又は延伸は、脈打つ流れの維持にとって極めて重要である。筋肉が延伸する際に、筋肉は、受動的な緩和状態にはない。血液の塊がそれぞれの拍動に伴って進む際に、血液の塊が血管壁を延伸させるが、その後に、血管が、収縮して戻り、且つ、大きな表面積にわたって流れを維持するための前方に蹴り出す力を付与するように、収縮を増大させるための微細な拘縮を生成する筋肉自体内において発生する化学反応が存在している。この結果、大動脈の大きな血管内において始まると共に血管の残りの部分を通じて進行する波の波動が生成される。血管が羅病状態となるのに伴って、血管は、このタイプの脈打つ流れを維持する能力を喪失する。
【0007】
更には、血管管腔の狭化又は狭窄などの様々な要因に起因して血管に問題が発生した場合には、血流が異常状態となる。血管の狭化が広範なものとなった場合には、狭窄において乱流が発生し、この結果、血管に対する損傷が発生する可能性がある。更には、血液は、狭窄の地点を通過して十分に流れることができず、これにより、狭窄から遠位の組織が損傷する。このような血管の損傷は、身体全体の任意の場所に発生しうるが、生物の生存及び健康のためには、冠状及び脳血管床が最も重要である。例えば、心臓に供給している冠状血管の狭化は、心血管機能を低下させると共に心筋に対する血流を減少させ、これにより、心臓発作をもたらす可能性がある。このような症状は、心臓機能の大幅な低減及び死亡を結果的にもたらす可能性がある。
【0008】
脳血管における異常は、神経組織に対する十分な血流を妨げ、その結果、一過性脳虚血発作（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｉｓｃｈｅｍｉｃ Ａｔｔａｃｋ：ＴＩＡ）、偏頭痛、及び卒中をもたらす可能性がある。脳に供給している血管は、内頸動脈及び椎骨動脈から派生している。これらの血管及びその分岐は、ウィリスの輪とも呼ばれる大動脈輪を通じて吻合している。この輪から、前部、中間、及び後部脳動脈が生じている。前部交通動脈及び後部交通動脈などのその他の動脈は、大動脈輪を通じた付随的な流れのルートを提供している。椎骨動脈は、合流して脳底動脈を形成し、脳底動脈自体は、小脳、脳幹、及びその他の脳領域に対する動脈分岐を供給している。前部脳動脈、後部脳動脈、中間脳動脈、又は大動脈円から遠位のその他の動脈のいずれかの内部における血流の遮断は、その動脈によって供給されている神経組織に対する血流問題を結果的にもたらす。神経組織は、血液中の、且つ、グリア細胞によって神経に供給される、正常な一定レベルのグルコース及び酸素なしには、生存できないことから、これらの血管のいずれかの内部の血流の遮断は、その血管によって供給されている神経組織の死をもたらす。
【0009】
卒中は、塞栓又は狭窄の結果としてもたらされる血管の狭化に起因した脳血管内の血流遮断の結果としてもたらされる。又、卒中は、任意の数の状況に起因した血管壁の断裂からも生じる可能性がある。従って、遮断は、酸素及びグルコースの遮断の遠位である神経組織を損なう虚血性脳卒中を結果的にもたらす可能性がある。血管の断裂又は破裂は、脳出血とも呼称される脳内への出血を結果的にもたらす可能性がある。頭蓋内出血は、頭蓋内圧力の増大及び血液に対するニューロンの直接的な曝露に起因して、周辺組織に悪影響を及ぼす。その原因とは無関係に、卒中は、疾病及び死亡の主要な原因である。卒中は、女性の死亡の主要原因であり、且つ、卒中により、乳癌よりも多くの女性が死亡している。
【0010】
現時点においては、米国内において、百万人の４分の３を超える人々が毎年卒中を経験しており、且つ、これらの人々の２５％超が死亡している。初めて卒中を経験した人々の約３分の１が一年以内に死亡している。更には、初めての卒中のすべての生存者のうちの約３分の１が３年以内に更なる卒中を経験している。
【0011】
その死に至る側面に加えて、卒中は、成人人口における身体障害の主要な原因である。このような身体障害は、身体の任意の部分における永久的な欠陥及び機能の低下をもたらす可能性がある。卒中の影響を受けたニューロンによって刺激されている様々な筋肉群の麻痺は、車椅子による生活と、筋肉の可塑性及び剛性と、をもたらす可能性がある。卒中は、多くの患者に、口頭又は筆記手段によるコミュニケーションの能力をすべて又はほとんど奪ってしまう可能性がある。しばしば、卒中患者は、明瞭に考えることができず、且つ、ものの名称を記憶し、その他の人々と良好にやり取りし、且つ、全般的に社会において機能することに困難を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
卒中の多大なリスクにもかかわらず、現在、血管の健康を評価するための便利で正確な方法は存在していない。多くの方法は、血管狭窄が発生しているかどうかを判定するべく、動脈造影などの侵襲的な手順に依存している。これらの侵襲的な技法は、しばしば、患者に徴候が現われる時点まで、指示されることがない。例えば、頸動脈の動脈造影は、臨床症状の出現に応じた身体的な調査の後に指示されうる。動脈造影の実行には、アレルギー反応を生成しうる血管系への染料物質の導入に起因したリスクが伴っている。又、動脈造影は、カテーテルを使用している。カテーテルは、血管壁を損傷すると共に管腔内プラークを取り除く可能性があり、これらの管腔内プラークは、下流の部位において塞栓性卒中を引き起こす可能性がある。従って、血管の健康を評価する非侵襲的な、又は限定的な侵襲性を有する、手順を開発することが有用であろう。
【0013】
更には、処理のために血液が患者から取り除かれると共に戻される血液透析及びその他の技法の分野においては、狭窄の始まりを監視するべく、動静脈フィステル、グラフト、又はカテーテルを通じて血液流量を定期的に評価することが重要である。これは、しばしば、静脈及び動脈アクセス針を通じたアクセス圧力の読み取りによって実現される。フィステル、グラフト、埋植可能ポート、又はカテーテルの配置と関連した狭窄の早期の検出により、低費用の治療の実施を実現することができる。その一方で、これらの問題が無視されるか又は検出されない場合には、フィステル、グラフト、埋植可能ポート、又はカテーテルの補修又は交換の費用が、非常に大きくなる可能性があり、且つ、患者にとって負担となる可能性もある。
【0014】
透析装置内において又は血液透析の際に圧力を判定するべく開発された、いくつかの装置が存在している。例えば、Ｏｍａｃｈｉに対する米国特許第５，４５４，３７４号明細書に開示されているように、アクセス圧力は、視覚的な方式による血液の圧力頭高の判定を伴う容積計測操作を通じて判定することができる。透析装置に向かう血液ラインを使用して圧力を計測しているが、問題点は、トランスデューサと患者のアクセス部位の間の高さを判定するという点にある。
【0015】
Ｌｅｖｉｎらに対する米国特許第４，７１０，１６３号明細書は、血液透析の際に患者の心拍数及び平均動脈血圧を継続的に監視し、且つ、血圧及び／又は心拍数が患者の低血圧症状の開始又は切迫した開始を通知した場合に流体抽出量及び／又は透析液ナトリウム濃度を自動的に制御する方法及びシステムを開示している。自動化された血圧モニタ、自動化された患者心拍数モニタ、及び血液透析装置という、これらの機能を実行するための３つの別個の装置が存在している。血圧モニタは、基本的に、患者の腕の、即ち、心拡張及び心収縮血圧の読取値を読み取るべく自動的に膨張及び収縮するカフの、内部の血液に基づいて血圧を計測する装置である。この装置は、血圧の読取値を取得するための実際の技術者に取って代わるものに過ぎない。血圧の読取値は、体外回路のアクセス部位近傍の血管内の血液からではなく、患者の腕の上部の標準的な血圧カフから導出されている。
【0016】
Ｐｏｌａｓｃｈｅｇｇに対する米国特許第６，６２３，４４３号明細書は、体外回路内において圧力パルスの振幅を計測及び比較し、狭窄がその内部において発生したかどうかを判定する装置を開示している。患者の血圧の変動及び体外血液ポンプによって生成される圧力の変動によって生成される圧力波のピーク間振幅を使用し、回路内の障害物の存在を通知している。既定の標準値からの圧力信号のピーク間振幅の逸脱が、狭窄を、又はローラーポンプの閉塞の喪失を、通知する。患者に対する大きなリスクを表す狭窄を通知するための標準が定義されていない。血管内血圧の計測又は計算が実行されていない。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図2】図２は、所定のヘマトクリット値の範囲における血液透析装置の血液回路内の静脈ドリップチャンバ圧力対血液流量を示しており、２９．１％のヘマトクリットにおける静脈針圧力を示す単一の曲線が含まれており、この場合に、静脈針圧力は、Ｑｂ＝０である際に０ｍｍＨｇであり、その理由は、トランスデューサと静脈針が同一の高さにあるからであり、且つ、静脈ドリップチャンバ圧力は、Ｑｂ＝０である際に約−１７ｍｍＨｇであり、その理由は、静脈針が、ドリップチャンバトランスデューサの高さの１７センチメートルだけ下方にあるからである。
【図3】図３は、グラフト（１１７）とフィステル（２３）の組合せ及びグラフトのみの場合における１９９９年１月のＶＡＰＲＴにおける受信者操作特性（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ−Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ：ＲＯＣ）曲線を示しており、１のエリアは、理想的な試験を表し、０．５のエリアは、試験が、正しい結果を判定するわずかに５０％の確率しか有していないことを示し、且つ、０．８０〜０．９０のエリアは、良好な試験を意味している。
【発明を実施するための形態】
【0018】
必要に応じて、本明細書には、本発明の詳細な実施形態が開示されているが、開示されている実施形態は、様々な且つ代替の形態において実施されうる本発明を例示するためのものに過ぎないことを理解されたい。図面は、必ずしも縮尺が正確ではなく、いくつかの特徴は、特定のコンポーネントの詳細を示すべく、誇張又は極小化されている場合がある。従って、本明細書に開示されている特定の構造的且つ機能的な詳細は、限定として解釈してはならず、本発明を様々に実施するべく当業者に対して教示するための代表的な基礎としてのみ、解釈することを要する。
【0019】
一般に、実施形態によれば、特に、血液透析装置の針が患者から外れた状態となった際の、不規則な血流について、即ち、血流の制限又はその他の血流問題の疑いについて、通知する血管内圧力の変動を検出する検出装置及び方法が提供されている。装置は、疑われている不規則な血流の場所の上流の血管内圧力を自動的に分析すると共に血管内圧力を標準と比較するアナライザを含み、これにより、複数の試験における血管内圧力の変動は、血流の制限を示す。
【0020】
Ｆｒｉｎａｋらに対する米国特許第７，５９７，６６６号明細書は、患者から取得された体外圧力を計測し、且つ、アルゴリズムによって体外圧力を分析して血管内圧力を判定することにより、不規則な血管内圧力を検出する方法を初めて開示したものである。狭窄が発生するリスク状態に患者があるかどうかを判定するべく、血管内圧力が標準と比較されている。標準との間における複数回にわたる算出された血管内圧力の変動は、不規則な血流と狭窄のリスクを通知する。
【0021】
透析は、非常に複雑な手順であり、患者に対して安全且つ効果的な治療を供給する責任を担う熟練したプロフェッショナルのチームによって実行されなければならない。又、透析は、患者が自身の自宅において自ら実行することも可能であるが、これは、患者が集中的な訓練を経験した後においてのみ、可能である。透析セッションの際に合併症が発生しうる多数の状況が存在している。これらの潜在的な問題の多くは、透析装置に組み込まれたアラーム回路及びその他の予報手段によって制約されている。
【0022】
血液透析装置は、患者（動脈）から血液を取り除くためのものと、透析済みの血液を患者に戻すもの（静脈針）という２つの針を利用している。静脈針は、アクセスから偶発的に脱落するなどのように、患者から外れた状態となる可能性があり、この結果、患者内にポンピングによって戻されている血液が床上に漏出しうる。透析装置の相対的に大きな血液流量（３００〜５００ｍｌの血液／分）に起因し、外れたことに気付かない場合には、患者は、短時間で死亡するほどに出血する可能性がある。例えば、平均的な男性患者は、８分以内に自身の血液供給量の４０％を失う可能性がある。病院又は臨床環境においてさえも、外れたことは、しばしば、医療スタッフのなんらの視覚的検出を伴うことなしに、発生する可能性があり、その理由は、毛布がボディラインをカバーする可能性があるからである。この問題点は、患者が夜間において透析される際に、更に大きな懸念事項となる。夜間における透析は、血液透析手順が、患者が眠っている間に実行されることにより、病院において日中を過ごしたくない患者にとって、相対的に便利でありうる。但し、夜間における透析は、手順の際の静脈ライン針の外れが、気付かれることなしに、継続するという更に大きなリスクをもたらす。例えば、患者が眠っている際に寝返りを打ったり又は病院のベッド内においてその他の方法で大きく運動した場合には、針の外れが発生しうる。多くのケースにおいて、大量の血液が失われる可能性があり、且つ、結果的に死亡する可能性もある。米国においては、針の外れに起因した大量の血液の喪失に起因して、４０〜１３６人の患者が毎年死亡しているものと推定される。
【0023】
針の外れを検出するための現時点における方法は、スタッフによる視覚的な監視であり、スタッフは、静脈ラインを毛布によってカバーしないように患者に対して指示しなければならない。多くの血液透析装置が、静脈及び動脈血液ラインの圧力変化を通知するためのなんらかの種類のアラームを含んでいるが、針の外れは、一般に、アラームをトリガせず、従って、外れが検出された時点では、多くの場合に、手遅れである。この理由は、患者に対する痛みを極小化するべく使用される小ゲージの針が、針が外れた際に装置によって継続的に検出される背圧を生成するという点にある。管及び針内において生成されるこの十分な背圧は、針が外れた状態になった場合に針の先端における圧力の降下を隠蔽し、その結果、特に、アラームの範囲が装置において正しく設定されていない場合に、腕からの針の外れによって生成される圧力の降下と、従って、血液を患者の腕内に押し込むために必要とされる圧力の損失が、静脈ドリップチャンバトランスデューサによって計測される圧力の大きな変化を通知するべく十分に大きなものとならない。従って、十分な圧力が、管と針の間において回路内に留まり、その結果、計測される静脈ドリップ圧力が大幅に降下せず、且つ、アラームがオフに設定されない。患者からの静脈針の外れを検出する相対的に確実な方法のみならず、患者の生命を救うべく、適時に、透析装置上の血液ポンプをターンオフし、且つ、医療要員に警告するアラームシステムに対するニーズが存在している。
【0024】
一実施形態によれば、患者内の静脈ドリップ圧力を計測し、静脈ドリップ圧力を分析し、且つ、患者内の針配置の場所において血管内血圧を導出することにより、血液透析手順において外れた針を検出する方法が提供されている。静脈針の先端において観察される実際の圧力が算出されてもよく、この圧力は、外れた際には、ゼロ又はほぼゼロに劇的に減少する。従って、針が外れた際のこの算出される圧力の過激な変化により、静脈針について問題が発生していると共に調査を要するという判定が可能になる。又、別の実施形態によれば、透析装置をシャットダウンし、且つ、血液透析手順における外れた針について医療要員に警告する方法も提供されている。
【0025】
本明細書において開示されている「検出装置」は、限定を伴うことなしに、不規則な血流について通知する血管内圧力の変動を検出することができる任意の装置を含むものと解釈されたい。一実施形態においては、血管内圧力は、疑われている血流の制限のエリア又は場所の上流の静脈圧力である。このような装置の一例は、血液透析装置である。
【0026】
本明細書において使用されている「アナライザ装置」は、血管内圧力を自動的に分析する能力を有する装置を含むものと解釈されたい。このようなアナライザ装置は、コンピュータ駆動型であってもよい。例えば、アナライザは、血液透析の際に血管内圧力を自動的に評価するように、血液透析装置と関連付けられた装置を含みうる。この結果、アナライザは、血管内圧力を標準と同等と見なし、且つ、これらを比較することができる。血液アクセス部位の内部の圧力を推定する式が使用され、且つ、その結果、この式を使用し、不規則な血流を検出する。一実施形態においては、この式は、静脈血圧と平均動脈圧力の間の比率を算出するアルゴリズムである。
【0027】
「変動」という用語は、導出される血管内圧力の増大又は減少を含むものと解釈されたい。標準からのなんらかの逸脱は、問題を通知しうる。血管内圧力の増大又は減少が存在するかどうかに応じて、変動の検出は、アクセス部位に存在している問題の判定を支援する。例えば、血管内圧力の増大が存在している場合には、潜在的に、問題は、計測部位の下流において正常な血流を遮断しているなにものかである。遮断とは、アクセス障害、卒中、又は心臓発作のリスクを増大させる血管の狭化を表している。血管内圧力の減少が存在している場合には、これは、計測部位の上流における正常な血流の遮断を通知している。
【0028】
「通信装置」という用語は、本明細書においては、検出装置の少なくとも２回の使用における血圧の不規則性を検出装置が通知した際に警告を伝達するべく検出装置に対して動作可能に接続された装置を含むものと解釈されたい。通信装置は、限定を伴うことなしに、電子通信、ファクシミリ、電話、ケーブルモデム、及びＴ１接続から選択されうる。
【0029】
「アルゴリズム」という用語は、本明細書においては、不規則な血管内圧力を検出するために必要な情報を個人が特定できるようにする任意の演算を包含するものと解釈されたい。一実施形態においては、アルゴリズムは、コンピュータ駆動型であり、且つ、図７Ａ〜図７Ｄに示されている一般的な機能を実行する。アルゴリズムは、集積回路の一部分として使用されうる。この回路により、アルゴリズムを透析装置に相対的に容易に内蔵することができる。回路は、当業者に既知の技術を使用することにより、生成することができる。
【0030】
本明細書において記述されている方法は、以下の装置によって実施されてもよい。装置は、不規則な血管内圧力を検出する検出装置を含み、装置は、疑われている不規則な血流の場所の上流の血管内圧力を自動的に監視するアナライザと、血管内圧力を標準と比較する装置と、を含み、これにより、複数の試験の際の血管内圧力の変動は、不規則な血流を通知する。先程開示したように、装置は、血液透析装置に装着されてもよいが、装置は、血流を伴う任意のその他の装置にも装着されうる。アナライザは、コンピュータ駆動型の装置であり、且つ、経皮経管的血管形成を必要とする血栓症のために、或いは、アクセス開存率を維持するための手術のために、アクセス機能障害についてリスク状態にある患者を識別するべく、血管内圧力、血管透析静脈アクセス圧力、及び血管ポンプ流量データを分析するアルゴリズムを含んでもよい。
【0031】
或いは、この代わりに、装置は、ハンドヘルド型の装置の一部として含まれることも可能である。この実施形態においては、装置は、圧力ゲージを、圧力計測値を計測及び記録するハンドヘルド型のマイクロプロセッサによって制御された装置と置換してもよい。装置内のアルゴリズムは、既定のサンプリング周期にわたって平均圧力を算出する。又、装置は、個々の患者情報を呼び出すと共に現在の圧力計測値を患者のデータベースレコード内に記録するべく、コンピュータデータベースを収容していてもよい。装置からのデータは、通信ポートを介して、更に広範な患者データベースを有する更に大規模なコンピュータシステムに転送されうる。
【0032】
一般に、少なくとも１つの実施形態によれば、圧力計測に基づいてシステム内の障害を監視及び／又は検出する方法及び装置が提供されてもよい。本発明は、限定を伴うことなしに、機械、化学、及び生物学的技術分野を含みうる多数の用途を有している。例えば、化学的プロセスにおいては、本発明は、圧力変化がシステム障害を通知する場合に有用である。更には、本発明の方法及び装置は、血圧のなんらかの変動を検出すると共に通信装置を介してこの変動に関する警告を転送するべく使用することができる。従って、装置及び方法は、潜在的なアクセス障害、卒中のリスク、心臓発作のリスク、狭窄のリスク、及び動脈瘤のリスクを検出する際に使用することができる。
【0033】
更に具体的には、患者の内部の静脈ドリップチャンバ圧力を計測し、静脈ドリップ圧力を分析すると共に患者への静脈針の挿入の場所における血管内血圧を導出し、導出された血管内血圧を、その特定のセッションにおいて以前の計算から生成されてものであってもよい標準と比較し、且つ、計測、分析及び導出、並びに、比較ステップを反復し、導出された血管内血圧が標準の特定の範囲内にあるかどうかを判定することにより、血液透析手順において外れた針を検出する方法が提供されており、導出された血管内血圧が標準の特定の範囲内にある場合には、これは、針が血液透析手順において外れていることを示しうる。この方法のステップは、概略的に図１０に示されている。
【0034】
静脈ドリップチャンバ圧力（Ｖｅｎｏｕｓ Ｄｒｉｐ ｃｈａｍｂｅｒ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ：ＶＤＰ）は、体外回路（身体の外部）内において実際に計測される圧力であり、且つ、これについては、更に後述する。血管内血圧は、静脈ドリップ圧力を分析し、且つ、身体上の静脈針のアクセスの地点の場所の近傍における静脈アクセス圧力（Ｖｅｎｏｕｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ：ＶＡＰ）を導出することにより、算出される。これらのステップについては、更に後述する。導出された血管内血圧（ＶＡＰ）は、更に後述するように、装置用に設定されうる又はそのセッションにおけるＶＡＰの以前の計測値から又は患者の以前のセッションから導出されうる標準と比較される。計測、分析及び導出、並びに、比較ステップのそれぞれは、医療装置が使用されているセッションにおいて、複数回にわたって反復されてもよい。更に詳しくは、複数のＶＡＰ値が複数の期間にわたって判定される。安全性の観点から、これらの計測を頻繁に実施することが有利でありうる。
【0035】
血管内圧力（ＶＡＰ）が、恐らくは、針が外れた状態になっていることを通知する標準の規定された範囲内にあると判定されたら、アラーム回路が起動されてもよく、アラーム回路は、次いで、患者が血液を継続的に失わないように、医療スタッフに警告するべく、且つ／又は、血液透析装置の血液ポンプをターンオフするべく、通信装置を介してコマンドを伝達する。
【0036】
装置は、起動されると共に医療要員に対して患者に伴う問題について警告するアラームを含んでもよい。アラームは、患者の針がアクセスから脱落した場合に、即ち、外れた状態になった場合に、警告を提供してもよい。従って、アラームが発生するためには、静脈ドリップチャンバ圧力は、ゼロ交差圧力において、静脈ドリップチャンバに等しいか、又はこれに近接している。現時点においては、透析装置は、静脈リターンラインの開放を検出することができず、従って、静脈針が透析の際にアクセス部位から脱落した際に、深刻な出血の事故が報告されている。患者の血管内圧力の降下を検出することにより、針を交換すると共に不必要な血液の喪失から患者の生命を救うことができるように、患者の状態について医療要員に警告するアラームを検出装置上において起動することができる。又、アラームは、患者が医療要員に警告できるように、眠っている際に患者を覚醒させることも可能であり、且つ、患者の覚醒と患者に対する警告を支援するべく患者に装着された振動する部分を含むこともできる。
【0037】
一実施形態によるアルゴリズムは、針及び管によって生成される圧力（ＶＤＰ０）を計測されたＶＤＰから除くことにより、針の先端において観察される実際の圧力を算出しており、この場合に、針及び管によって生成される圧力（ＶＤＰ０）を計測されたＶＤＰから除くことにより、ＶＡＰが残される。ＶＡＰがしばしば算出されるようにアルゴリズムを透析装置に組み込むことにより、ＶＡＰがゼロ又はゼロ近傍に降下した際に、アラームを鳴動させ、これにより、静脈針が恐らくは外れたであろうことを通知することができる。次いで、このアラーム判定により、ａ）患者が相対的に多くの血液を失わないように、装置をターンオフすることが可能であり、且つ、ｂ）アラームを鳴動させることにより、問題が存在していることを医療スタッフ又は自宅療養患者に対して通知することができる。
【0038】
アルゴリズムは、血液を患者から体外回路に搬送すると共に血液を患者に戻す任意の装置内においてアラームシステムとして利用することができる。アルゴリズムは、装置を通じた流体の流量、装置を通じて搬送される流体の物理的特性、及び圧力計測装置から始まって身体への挿入の地点における針の端部にまで至る外部回路内に固有の圧力の判定と共に、体外血液回路内の圧力読取値に基づいて、身体への血液の挿入の地点における圧力を判定する。アルゴリズムにより、アラームレベルは、装置を通じた流体の流量に伴って変化することができる。装置は、血漿交換法、人工心肺装置、及び任意の体外血液治療又は注入技術回路においてアラームとして利用することができる。装置に基づいたアラームシステムは、医療用途に限定されるものではなく、任意の流体搬送装置のために開発することができる。アラームレベルは、装置の安全な動作を提供する任意の圧力値において設定することができる。
【0039】
アラームは、無線アラーム又は有線アラームであってもよい。更に詳しくは、無線アラームは、インターネットにより、或いは、限定を伴うことなしに、電子通信、ファクシミリ、電話、ケーブルモデム、及びＴ１接続を含む通信メカニズムなどを通じて、無線信号を医療要員によって携行されるハンドヘルド型モニタ／装置に、又は中央監視エリアに、送信することができる。有線アラームは、中央監視エリアなどの本発明の検出装置との電気的接続状態にある任意の装置に対して信号を送信することができる。又、アラームは、コマンド（ターンオフなど）を医療装置に送信すると共に／又は患者を覚醒させ且つ医療要員に警告する可聴警告又はその他の類似の信号であってもよい。
【0040】
従って、開示されている実施形態による方法を実行することにより、針が、睡眠又はその他の状況において患者の動きによって外れた状態となった場合に、適時に、装置をターンオフすると共に医療要員に警告することにより、患者の生命を救うことができる。
【0041】
又、計測される静脈ドリップ圧力から導出される血管内圧力の降下を検出し、外れた針を検出し、且つ、外れた針について医療要員に警告することにより、血液透析手順において、外れた針について医療要員に警告する方法も提供される。この方法のステップのそれぞれは、上述したとおりである。
【0042】
検出装置は、血圧の増大とその後の血流の減少について任意のタイプの患者の血液アクセス部位を監視するべく、使用することができる。監視されうる血液アクセス部位のタイプは、限定を伴うことなしに、フィステル、グラフト、カテーテル、又は任意のタイプの永久的な血液アクセスポートを含む。カテーテル及び永久的な血液アクセスポートにおいて、装置を構築するべく使用されるプラスチック材料は、血液通路の内径を低減するタンパク質及び繊維性物質の層によって被覆された状態となり、或いは、これらの装置は、埋植部位の下流において血管狭窄の形成を誘発しうる。カテーテル又は永久的血液アクセスポートの上流における圧力の増大を結果的にもたらす血液通路の内径のなんらかの低減は、装置内のアルゴリズムによって検出されることが可能であり、且つ、適切なアラームレベルを超過したら、警告を発行することができる。
【0043】
更には、開示されている装置及び方法は、透析装置に供給している動脈ラインを監視するために適用することもできる。患者から血液を除去している透析装置の血液ポンプによって生成される負圧の大幅な増大を使用し、動脈狭窄又は動脈ラインの障害物の存在を通知することができる。更には、装置及び方法を使用し、患者から血液を取り除くと共に同一の血液を患者に戻す任意のタイプのシステムにおける血流、圧力、及びヘマトクリットの間の関係を表すこともできる。従って、これを人工心肺装置との関連において使用することにより、血液の抽出及び再注入のためのアラームパラメータを判定することができる。
【0044】
検出装置を静脈内注入システムと共に使用することにより、既知の管のセット及び針を通じた流体注入の圧力プロファイルを判定することができる。規定された流体粘度及び流量における注入圧力の大幅な増大を使用し、アラーム状態を判定することが可能であり、且つ、針が静脈の管腔内にない場合に、組織への流体の注入を防止することができる。更には、注入圧力の調節を必要とする任意の産業的システムは、本発明を利用することにより、注入圧力の分析に基づいて監視システムを開発することもできる。
【0045】
しばしば、医療プロフェッショナルが患者に挿管する際に、針が血管内においてセンタリングされない場合がある。この代わりに、針の先端が血管の側部に圧接状態となる場合があり、この結果、針の先端の開口部のうちの１つが血管壁に圧接した状態となる。この意図せぬ誤配置は、装置内に吸引されうる血液の減少（動脈側）又は身体内に再導入されうる血液の減少（静脈側）という結果をもたらす。これらは、「針の不良な穿刺」又は単に「不良な穿刺」と呼称される。問題を解決するには、医療プロフェッショナルは、先端が血管壁から離れるように、針を再位置決めするだけでよい。但し、まず、彼らは、問題に気付かなければならない。現在、問題が存在していることを医療スタッフが認知するための容易な方法は、存在しておらず、且つ、その結果、患者は、低い効率性を有する透析セッションを経験している。
【0046】
従って、上述の実施形態に加えて、医療供給者が、治療介入のために使用される体外回路に対する患者の血管アクセス接続の信頼性及び安全性を判定すると共に体外血管アクセス針の不規則な配置が検出された際に前記接続の変更を促すことを可能にするシステムに対するニーズが存在している。不規則なアクセス圧力は、血液がアクセスから除去される場合に、血管アクセス部位において発生し、これにより、患者の治療に問題を生成しうる体外回路を通じた大きな負圧及び小さな血液流量を生成しうる。血液が患者に戻される部位における血管アクセス針の不規則な配置に起因して発生する不規則なアクセス圧力は、体外回路において大きな静脈リターン圧力を結果的にもたらし、且つ、患者の貧血をもたらす赤血球の機械的な破壊を結果的にもたらす可能性がある。従って、体外回路は、回路内の静脈リターン圧力のレベルを制限する圧力限度を利用している。大きな静脈リターン圧力がアクセス針の不規則な配置によって生成されるケースにおいては、医療供給者が状況を識別すると共に静脈アクセスリターン針を再位置決めした場合に、圧力を正常なレベルに低減することができる。アクセス針の不規則な配置が医療供給者によって検出されない場合には、静脈リターン圧力用に設定された限度に準拠するように、体外回路を通じた血流を低減しなければならず、これは、治療時間が延長されない場合には、患者の治療に問題を生成しうるであろう。
【0047】
従って、不規則な、異常な、又は範囲外の血管内圧力を体外血管アクセス針の不規則な配置のインジケータとして認識する検出装置及び方法が提供される。装置は、針配置の場所における血管内圧力を自動的に判定するアナライザと、記録された血管内圧力を標準と相関させる比較装置と、を含み、これにより、針配置の際の予想血管内圧力の変動は、体外血管アクセス針の不規則な配置を通知する。又、潜在的な健康問題を生成しうる体外血管アクセス針の不規則な配置の警告を提供するシステムも開示される。実施形態は、上述の検出装置と、装置が体外血管アクセス針の配置の際における血管内圧力の不規則性を通知した際に警告を伝達するべく検出装置に対して動作可能に接続された通信装置と、を含む。又、静脈針の外れを検出するための上述の装置及び方法のその他の態様は、針の配置に起因した不規則な血管内圧力を検出する装置及び方法に対しても適用可能でありうる。
【0048】
図７を参照すれば、不規則な針配置の評価の場合には、閾値を上回る圧力判定は、適当ではない。この代わりに、圧力は、過去のＸ回の試行にわたって判定されてもよく、且つ、次いで、圧力を平均化すると共に時間に伴う上昇又は下降傾向を表しうる測定基準が算出されてもよい。一実施形態においては、圧力は、患者が挿管されると共にポンプが起動された後に、セッションの開始後に可能な限り早期に算出されることを要する。その圧力が、なんらかの倍数Ｙだけ、以前の「平均」を上回っている場合には、針を再位置決めするべく、医療プロフェッショナルに警告する必要がある。一実施形態においては、倍数Ｙは、平均を上回る少なくとも２つの標準偏差であってもよいが、倍数は、この値に限定されるものではない。又、倍数は、調節可能であってもよく、例えば、倍数は、不規則な針配置の通知の感度を増大させるべく、試験の後に引き下げられてもよい。
【0049】
不規則な針配置は、平均を上回る圧力の増大として現れることになるが、平均未満における減少は、アクセス部位の変化に起因しうるであろう（即ち、部位が補修されたか、患者がいまや新しいアクセス部位を使用しているか、或いは、カテーテルを使用している）。患者のアクセス部位の変化は、しばしば、患者のデータベース内の情報を更新することなしに、実施される。一実施形態においては、不規則な針配置の警告は、患者のアクセス部位の変化の撤回を含みうるであろう。
【0050】
静脈アクセス圧力比（Ｖｅｎｏｕｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｒａｔｉｏ：ＶＡＰＲ）対監視時間のグラフが図１１に示されており、この場合には、ＶＡＰＲの移動平均と不規則な又は範囲外のＶＡＰＲの例が示されている。体外血管アクセス針の不規則な配置を検出するための本明細書に開示されている実施形態は、体外アクセス針の不規則な配置を検出するべく、不規則な、異常な、又は範囲外の血管内圧力の計測値を使用している。グラフ上の「不良な針配置」とマーキングされているデータ点は、ＶＡＰＲがＶＡＰＲの移動平均を大幅に超過していた個々の患者の治療からのものである。ＶＡＰＲ値が、ＶＡＰＲの単一の極めて大きな値の前後において治療におけるＶＡＰＲの移動平均に非常に近接していたという事実は、体外血管アクセス針の不規則な配置を通知している。
【0051】
図１２は、不規則な針配置を判定するアルゴリズムを示すフローチャートである。血管アクセス圧力データが以前の透析治療から入力され、且つ、静脈アクセス圧力比の移動平均（ｍＶＡＰＲ）が算出されている。一実施形態においては、血液流量（Ｑｂ）は、２００ｍｌ／分超であり、静脈ドリップチャンバ圧力（ＶＤＰ）は、１１０ｍｍＨｇ超であり、且つ、平均動脈圧力（ＭＡＰ）は、６０ｍｍＨｇ超である。現在のＶＤＰ、ヘマトクリット、及びＭＡＰが判定され、且つ、現在のＶＡＰＲが算出されている。現在のＶＡＰＲが標準ＶＡＰＲを上回っている場合には、針配置が不規則でありうるという旨の警告が提供される。現在のＶＡＰＲが標準ＶＡＰＲを上回っていない場合には、体外治療が進行してもよい。当然のことながら、アルゴリズムは、動脈アクセス圧力比（Ａｒｔｅｒｉａｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｒａｔｉｏ：ＡＡＰＲ）を評価することにより、動脈側において使用することもできよう。更には、アルゴリズムは、任意のカテーテルの非最適配置を検出するべく、使用することも可能であり、且つ、アクセス針の不規則な配置の通知に限定されるものではない。
【0052】
進行性狭窄病変の早期検出のために、アクセス流量又はアクセス内圧力を計測する血液透析アクセス監視プログラムが既に開発されている（１−８）。狭窄病変の早期検出の後のタイムリーな是正手順により、血栓症の率が低減され、且つ、血液透析アクセスの存続状態が改善されることを研究が示している（１、３、９、１０）。アクセス監視プログラムは、費用を所要し、その理由は、これらのプログラムが、機器、要員、データの保存、及び分析を必要としているからである。一実施形態による方法は、静脈アクセス圧力比試験（Ｖｅｎｏｕｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｒａｔｉｏ Ｔｅｓｔ：ＶＡＰＲＴ）と呼ばれる低廉な技法を含み、且つ、これらの制限を除去している。
【0053】
血液透析の際には、血液は、血液透析装置の血液ポンプにより、動脈針を通じて血管アクセスから抽出される。透析器を通過した後に、血液は、静脈ドリップチャンバを通過し、且つ、静脈針を通じてアクセスに戻る。静脈管及びアクセス針を通じて血液をアクセスに注入して戻すと共にアクセス内の圧力を克服するのに必要とされる圧力は、静脈ドリップチャンバ圧力（ＶＤＰ）として記録される。ＶＤＰの１つの成分は、静脈針部位におけるアクセス圧力である（以下、「静脈アクセス圧力」（ＶＡＰ）と呼称される）。ＶＤＰの別の成分は、ドリップチャンバの遠位の管を通じて（低）且つ静脈リターン針を通じて（高）流れるための抵抗力の克服に必要とされる組み合わせられた圧力である。又、ＶＤＰは、針のサイズ、管の長さ、及びヘマトクリットによって表される血液の粘度の関数でもある。針の部位におけるアクセス内の静脈圧力が０ｍｍＨｇである場合には、ＶＤＰは、ＶＤＰ０として、即ち、アクセス圧力がゼロである際の静脈ドリップチャンバ圧力として、定義することができる。この結果、ＶＤＰ０は、血液流量及びヘマトクリットが計測された際に、所与の血液透析装置、管のセット、及び針のサイズについて算出することができる。ＶＤＰ０が判定されたら、ＶＡＰは、次式のように、計測されたＶＤＰから算出することができる。ＶＡＰ＝ＶＤＰ−ＶＤＰ０ 式（１）
【0054】
ＶＡＰの上昇は、アクセスの静脈流出部における狭窄を通知しており、且つ、アクセスの障害確率の増大と関連している（６、８、１１、１４）。平均動脈圧力（ＭＡＰ）の変化に帰されるＶＡＰの変動を正規化するべく、次式のように、ＶＡＰをＭＡＰによって除算することにより、静脈アクセス圧力比（ＶＡＰＲ）が算出される。ＶＡＰＲ＝ＶＡＰ／ＭＡＰ 式（２）
【0055】
ＶＤＰ０の判定をもたらすデータは、透析ユニット内のコンピュータと直接的に通信している、血液透析装置から取得された透析ラボラトリデータ及びパラメータを保持する中央データベースリポジトリに収容されている。ＶＡＰＲＴアルゴリズムは、治療において得られると共にデジタル的に記録されたＶＤＰの動的計測値からＶＡＰを算出するべく、経験に基づいた式を利用している。ＶＡＰＲＴアルゴリズムは、毎月のＶＡＰＲ値を分析し、且つ、アクセス障害のリスク状態にある首尾一貫して上昇するアクセス内圧力を有する人々を識別する。ＶＤＰの上昇を生成する針の反転又は最善ではない針の配置などの治療の誤りを除去するべく、異常なＶＡＰＲＴを、３回の治療における＞０．５５のＶＡＰＲとして実戦的に定義した。
【0056】
血液透析装置回路のデータの分析は、以下において式（３）と呼称される次の２次多項式をもたらした。ＶＤＰ０＝０．０００４２＊Ｑｂ２＋（０．６２１１６＊Ｈｃｔ２＋０．０１２０３＊Ｈｃｔ＋０．１２７５４）Ｑｂ−１７．３２５０９ （３）
【0057】
式（３）は、既知のＨｃｔにおける任意のＱｂについてＶＤＰ０を算出するべく使用することができる。例えば、Ｑｂ＝５００ｍｌ／分であり、且つ、Ｈｃｔが１８．２％である際に、ＶＤＰ０は、１６３ｍｍＨｇであり、且つ、Ｈｃｔ＝３８．４％である際には、２００ｍｍＨｇに増大する。ＶＡＰは、式（１）により、ＨＤにおいて記録されたＶＤＰから算出することが可能であり、且つ、ＶＡＰＲは、式（２）によって算出される。Ｈｃｔが３８．４％であり、Ｑｂが５００ｍｌ／分であり、ＶＤＰが２６５ｍｍＨｇであり、ＶＤＰ０が２００ｍｍＨｇであり、且つ、ＭＡＰが１００ｍｍＨｇである際には、ＶＡＰＲ＝０．６５＝（２６５−２００）／１００である。血液流量（Ｑｂ）が式（３）においてゼロに等しい場合には、以下の状態が発生する。ＶＤＰ０＝０＋０−１７．３２５０９＝１７．３２５０９
【0058】
次いで、式（１）を使用することにより、次式のように、静脈アクセス圧力（ＶＡＰ）が算出される。ＶＡＰ＝ＶＤＰ−ＶＤＰ０
ＶＡＰ＝ＶＤＰ−（−１７．３２５０９）
ＶＡＰ＝ＶＤＰ＋１７．３２５０９
【0059】
定数（−１７．３２５０９）は、透析装置のタイプ及び患者のアクセス部位のレベルにより、判定される。装置によって記録されると共にドリップチャンバトランスデューサと患者のアクセスの間の高さの差について補正された静脈ドリップチャンバ圧力は、静脈アクセス圧力用の正確な値を付与することを臨床研究が示している（８、２２）。従って、アルゴリズムを透析装置に内蔵することができる。従って、透析装置は、読取値を自動的に記録する。更には、静脈ドリップチャンバトランスデューサと患者のアクセス部位のレベルの間の高さの差を判定するべく、センサを血液透析装置上に配置することができる。
【0060】
ＶＡＰＲＴは、患者の血液透析血液ポンプの流量（Ｑｂ）とヘマトクリットが既知である際に、特定の血液透析の血液管のセット及びアクセス針におけるＶＤＰ０を算出するべく、非線形回帰式に依存している。この式は、生体外模擬血液透析において得られたデータ分析から開発されたものである。図１は、実験用の血液透析システムの図を示している。透析装置（Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ ２００８Ｈ，Ｌｅｘｉｎｇｔｏｎ，Ｍａｓｓ．，Ｕ．Ｓ．Ａ．）の血液ポンプは、標準保守手順を使用することにより、実験の前に較正されている。とりあえず、それぞれの透析治療から得られる通常の透析データを利用する監視システムを設計するということを意図していたことから、生体外実験の際に、正確な流量を計測してはいない。リザーバは、病院の血液バンクから得られた５００ｍｌの人間の全血によって充填されている。血液ポンプが、血液をリザーバから透析器及び静脈ドリップチャンバを通じて１５ゲージの１インチバックアイアクセス針まで搬送している。静脈アクセス針は、上端部において開放した大口径管の１つのセクションに挿入されている。管の一端は、血液をリザーバに戻しており、且つ、他端は、血液の逃避を防止するべく持ち上げられている。回路のこのセクションは、実際のアクセスを模擬するように設計されてはいないが、ＶＤＰの増大として記録されうる静脈アクセス針の先端における流れに対するすべての抵抗力を回避するように、設計されている。アクセス針は、通常の血液透析治療の際のトランスデューサとの関係における血管アクセスの平均的な場所を模擬するように、静脈ドリップチャンバトランスデューサの下方１７ｃｍにおいて位置決めされている。ドリップチャンバトランスデューサは、回路を通じて流れる血液によって生成される圧力を監視する。ＶＤＰ０読取値は、血液透析装置から直接的に得られる。血液のサンプルは、リザーバからヘマトクリット判定のために取得される。Ｑｂが、５０ｍｌ／ｍｍの増分により、０から６００ｍｌ／ｍｍに増大されるのに伴って、ＶＤＰ０が記録される。アクセス針の直接背後に配置された別個のトランスデューサにより、アクセス針の固有抵抗によって生成される圧力を計測する。次いで、血液は、整合したヒト血漿により、約４％だけヘマトクリットを低下させるように、希釈される。ヘマトクリット計測のために次のサンプルが取得される前に、更なる血漿との間の均一な混合を保証するべく、血液を５分間にわたって５００ｍｌ／ｍｍにおいて循環させる。０から６００ｍｌ／ｍｍまでのＱｂについて、ＶＤＰ０計測が反復される。循環した血液は、５回にわたって希釈され、これにより、オリジナルのヘマトクリットが、約２０パーセントだけ、低減される。５回の希釈のそれぞれにおいて、ＶＤＰ０計測を実施した。
【0061】
試験は、更なる評価を必要としているアクセスを識別するべく、ＶＡＰＲの持続的な上昇について監視している。アルゴリズムは、ＶＤＰと、血液透析の際に通常収集されると共にコンピュータデータベース内に保存される血液ポンプの流量データと、からＶＡＰＲを算出する。アルゴリズムは、ＶＡＰＲの持続的な増大が連続的な治療において存在しているかどうかを判定する。
【0062】
針ゲージの違いに固有の可変性を制限するべく、４８回未満の血液透析治療を有する患者は、分析から除外されており、その理由は、新しい又はあまり発達していない血管アクセスに初めて挿管する際には、相対的に小さなゲージの針が頻繁に使用されるからである。プログラムは、最新のヘマトクリット及び個々の治療データをコンピュータデータベースから抽出し、且つ、グラフトを介して治療を受ける患者のデータを分析する。ＶＡＰＲは、Ｑｂ≧２００ｍｌ／ｍｍ、ＶＤＰ≧２０ｍｍＨｇ、及びＭＡＰ≧７５ｍｍＨｇという基準により、血圧が血液透析の際に計測されるたびに算出される。血液透析の終了時点からのデータは、ヘマトクリット（上昇した血液粘度）、血圧、及び全身及び血管アクセス抵抗力の変化に対する限外濾過の影響を除去するべく、除外される。次いで、アルゴリズムは、すべての利用可能なデータを使用することにより、それぞれの血液透析治療について平均ＶＡＰＲを算出する。大部分のケースにおいては、３回又は４回の計測値が利用可能である。１ヶ月において＜１０回の血液透析治療を有する患者は、排除した。ＶＡＰＲＴは、その月の８回目の治療によって開始することにより、ＶＡＰＲが、３回の連続的な治療において、規定されているカットオフ値を超過しているとプログラムが判定した際に、陽性であると見なされる。
【0063】
以下の実験例を参照することにより、本発明について詳細に更に説明する。これらの例は、例示を目的として提供されるものに過ぎず、且つ、そうではない旨が規定されていない限り、限定として解釈されてはならない。従って、本発明は、決して、以下の例に限定されるものとして解釈されるべきではなく、むしろ、本明細書において提供されている教示の結果として明らかとなる任意の且つすべての変形を包含するものと解釈されたい。
【実施例】
【0064】
実施例１静脈アクセス圧力比試験用の基準
アクセス障害の予測に有用なＶＡＰＲのカットオフ値を判定するべく、１９９９年１月において３つの血液透析施設において血液透析治療を受けたグラフトを伴う１１７人の患者からの試験データ及びフォローアップデータを分析した。これらの患者におけるＶＡＰＲをアクセス機能障害の存在又は発生、アクセス開存率を維持するべく血管形成又は外科的修復による介入を必要としている狭窄、又は６ヶ月のフォローアップ観察期間内における血栓症の発生と相関させた。６ヶ月の観察期間が選択されており、その理由は、６ヶ月におけるグラフトの一次非支援開存率が６４％であり、６ヶ月における二次支援開存率が７０％であり、これは、７ヶ月のメジアンにおいて６４％のグラフトの一次開存率を示すＳｐａｒｋｓ（１５）からのデータに準拠していることを、報告されたデータが示していたからである。これらの研究からのデータは、任意の６ヶ月の期間において、すべてのグラフトのうちの３０〜３６％に障害が発生しうることを示している。ＶＡＰＲＴは、障害が発生する前に、このグループ内のグラフトを試行及び識別するべく使用されている。
【0065】
その他の試験パラメータが一定に保持された状態において、０．２、０．３、０．４、０．４５、０．５、０．５５、０．６、及び０．８のカットオフ比により、ＶＡＰＲＴの受信者操作者曲線（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｏｐｅｒａｔｏｒ Ｃｕｒｖｅ：ＲＯＣ）を生成した。それぞれのＶＡＰＲカットオフレベルにおいて、個々の感度及び特異度を算出した。Ｍａｔｈｃａｄ Ｐｌｕｓ ６．０（ＭａｔｈＳｏｆｔ Ｉｎｃ．，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，Ｍａｓｓ．，Ｕ．Ｓ．Ａ．）を使用することにより、レシーバ操作者（ＲＯＣ）曲線下におけるエリアを算出した。ＳｔａｔＶｉｅｗ ｆｏｒ Ｗｉｎｄｏｗｓ ｖ．５．０（ＳＡＳ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｉｎｃ．，Ｃａｒｙ，Ｎ．Ｃ．，Ｕ．Ｓ．Ａ．）及びＤｅｌｔａＧｒａｐｈ ４．０（ＳＰＳＳ，Ｉｎｃ．，Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＩＩ，Ｕ．Ｓ．Ａ．）により、臨床結果を分析した。ペア化されていないｔ−試験用のグルーピング変数は、真陽性（ＴＰ：試験が介入又はアクセス凝固を予測した）、真陰性（ＴＮ：試験がアクセスイベントの欠如を正しく予測した）、偽陽性（ＦＰ：試験がアクセスイベントの発生を誤って予測した）、及び偽陰性（ＦＮ：試験がアクセスイベントが発生しないと誤って予測した）であった。すべての比較用のグループの間の仮定された差は、ゼロであった。
【0066】
静脈アクセス圧力比試験の臨床適用最適なＶＡＰＲ＝０．５５の判定に後続する３ヶ月のインターバルにわたって、３つのＧｒｅｅｎｆｉｅｌｄ Ｈｅａｌｔｈ Ｓｙｓｔｅｍ血液透析ユニットにおいて、ＥＳＲＤ患者から、合計で３５９個のＶＡＰＲＴを取得した。同一の母集団のデータを１９９９の１月（ｎ＝１１２）、２月（ｎ＝１１３）、及び３月（ｎ＝１３４）から過去に遡って分析した。狭窄又は血栓症から、明らかに低いアクセス流量（＜２５０ｍｌ／ｍｍ）、規定の治療時間内において十分な透析を提供することができないこと、或いは、アクセス開存率を維持するための外科的な又は血管形成による介入として定義されるアクセスイベントに対する介入を必要としている人々を識別するべく、医療記録を調査した。
【0067】
結果ＶＡＰ０の生体外モデル化
数学的モデルの逸脱
図２には、模擬透析研究の結果が示されている。図２には、ＶＤＰ０データの数学的モデル化が示されている。それぞれの個々の曲線を次式の形態の式とフィッティングすることにより、図２のデータを分析した。
ＶＤＰ０＝Ａ＊Ｑｂ２＋Ｂ＊Ｑｂ＋Ｃ 式（１ａ）
【0068】
定数Ｃは、Ｑｂ＝０である際のＶＤＰの値を表しており、且つ、データの更なる分析の際に−１７．３２５ｍｍＨｇの平均値を使用した。係数Ａが、０．０００４２３２から０．０００４３２７まで最小限に変化しており、Ｑｂ＝４００におけるＶＤＰＱのわずかに１．５ｍｍＨｇの増大であることから、０．０００４２３２９の平均値を使用した。係数Ｂは、０．１４５２８９から０．２３１９６８へのヘマトクリットに伴って最も変化した。次いで、式（２ａ）により、未加工データをフィッティングした。ＶＤＰ０＝０．０００４２３２９＊Ｑｂ２＋Ｂ＊Ｑｂ−１７．３２５ 式（２ａ）
【0069】
それぞれのヘマトクリット値について、Ｂ係数を取得した。図６は、係数Ｂ対ヘマトクリットのプロットを表示しており、且つ、式（３ａ）をこのデータに対してフィッティングした。Ｂ＝０．６２１１６＊Ｈｃｔ２＋０．０１２０３＊Ｈｃｔ＋０．１２７５４ 式（３ａ）
【0070】
式（２ａ）及び式（３ａ）を組み合わせることにより、ＶＤＰ０をＱｂ及びＨｃｔに関係づける式（４ａ）が得られた。ＶＤＰ０＝０．０００４２＊Ｑｂ２＋（０．６２１１６＊Ｈｃｔ２＋０．０１２０３＊Ｈｃｔ＋０．１２７５４）＊Ｑｂ−１７．３２５０９ 式（４ａ）
【0071】
非線形回帰プログラム（ＤａｔａＦｉｔ，Ｏａｋｄａｌｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｏａｋｄａｌｅ，Ｐａ．，Ｕ．Ｓ．Ａ．）を使用することにより、式（４ａ）の精度について評価した。複数判定の調節された係数ｒ２＝０．９９９８２は、式（４ａ）が、動的なＶＡＰＲＴによるアクセス監視のための圧力データの正確な数学的モデルを表していることを検証している。
【0072】
数学的モデルの適用血液透析装置の回路用の実験データの分析は、式（３）と以下において呼称される次の２次多項式をもたらした。
ＶＤＰ０＝０．０００４２＊Ｑｂ２＋（０．６２１１６＊Ｈｃｔ２＋０．０１２０３＊Ｈｃｔ＋０．１２７５４）＊Ｑｂ−１７．３２５０９ 式（３）
【0073】
共通平均切片−１７．３５を経験的に確立したが、これは、Ｑｂ＝０における針とドリップチャンバトランスデューサの間の１７ｃｍの高さの差と関係付けられている。圧力が、針の近傍のトランスデューサから計測された際に、オフセットは、ゼロになり、且つ、圧力と流量の間の関係は、曲線状に留まっている（図２、Ｈｃｔ＝２９．１における静脈針圧力）。従って、ＶＤＰ０は、Ｑｂ及びヘマトクリットの増大との関係において増大する。
【0074】
式（３）を使用し、既知のＨｃｔにおける任意のＱｂについてＶＤＰ０を算出することができる。例えば、Ｑｂ＝５００ｍｌ／分であり、且つ、Ｈｃｔが１８．２％である際に、ＶＤＰ０は、１６３ｍｍＨｇであり、且つ、Ｈｃｔ＝３８．４％である際には、２００ｍｍＨｇに増大する。ＶＡＰは、式（１）により、ＨＤにおいて記録されたＶＤＰから算出することが可能であり、且つ、ＶＡＰＲは、式（２）によって算出される。Ｈｃｔが３８．４％であり、Ｑｂが５００ｍｌ／分であり、ＶＤＰが２６５ｍｍＨｇであり、ＶＤＰ０が２００ｍｍＨｇであり、且つ、ＭＡＰが１００ｍｍＨｇである際に、ＶＡＰＲ＝０．６５＝（２６５―２００）／１００である。血液流量（Ｑｂ）が式（３）においてゼロに等しい場合には、以下の状態が発生する。ＶＤＰ０＝０．０００４２＊Ｑｂ２＋（０．６２１１６＊Ｈｃｔ２＋０．０１２０３＊Ｈｃｔ＋０．１２７５４）＊Ｑｂ−１７．３２５０９
【0075】
Ｑｂ＝０である際には、静脈アクセス圧力（ＶＡＰ）は、式（１）を使用することにより、算出される。ＶＤＰ０＝０＋０−１７．３２５０９＝−１７．３２５０９
ＶＡＰ＝ＶＤＰ−ＶＤＰ０
ＶＡＰ＝ＶＤＰ−（−１７．３２５０９）
ＶＡＰ＝ＶＤＰ＋１７．３２５０９
【0076】
定数−１７．３２５０９は、透析装置のタイプ及び患者のアクセス部位の高さによって判定される。装置によって記録されると共にドリップチャンバトランスデューサと患者のアクセスの間の高さの差について補正された静脈ドリップチャンバ圧力は、静脈アクセス圧力について正確な値を付与することを臨床研究が示している。従って、アルゴリズムを透析装置に内蔵することができる。従って、透析装置は、読取値を自動的に取得することができる。更には、静脈ドリップチャンバトランスデューサと患者のアクセス部位の間における高さの差を判定するべく、センサを装置上に配置することもできる。
【0077】
レシーバ操作者曲線（ＲＯＣ）の評価１９９９年１月の試験期間に含まれていると共にそのデータがＲＯＣ分析のために使用されたグラフトを伴う患者（Ｎ＝１１７）は、４３８±６１ｍｌ／ｍｍの平均治療血液流量、３４．０±４．２％のヘマトクリット、１０２±１４ｍｍＨｇのＭＡＰ、４８〜４３０ｍｍＨｇの範囲のＶＤＰ値（平均２１４±４３ｍｍＨｇ）、及び０．６４±０．３５の平均ＶＡＰＲを有していた。
【0078】
図３には、レシーバ操作者曲線（ＲＯＣ）が示されている。曲線下のエリアは、２つの試験代替肢、アクセス開存率の持続性、又は６ヶ月以内のアクセス障害の発生を正しくランク付けする確率（０．８２）に対応している（１６、１７）。０．５５のＶＡＰＲカットオフを更なる臨床試験のために選択したが、その理由は、これが、感度（７５％）と特異度（８３％）の間の合理的な妥協を提供するからである。
【0079】
図４は、１９９９年１月におけるグラフトを伴うすべての患者観察結果における個々の治療の平均ＶＡＰＲ値の分布を示している。それぞれの治療において得られたＶＡＰＲ値から、それぞれの患者ごとの月当たりの平均ＶＡＰＲを算出した。ＶＡＰＲＴによるＴＰ試験を有していた患者は、０．８９というメジアンＶＡＰＲを有していた（平均は、０．９１±０．２４である）。この値は、ＦＰ、ＴＮ、及びＦＮというその他の３つの可能性（表１）とは大幅に異なっていた。ＴＮ試験を有する患者は、０．４８というメジアンＶＡＰＲを有しており（平均は、０．５２±０．１５である）、これは、ＦＰとは異なっていたが（メジアンＶＡＰＲが０．７０であり、平均が０．７０±０．１３であり、Ｐ＜０．０００１である）、ＦＮとは異なっていなかった（メジアンＶＡＰＲが０．５７であり、平均が０．６２±０．２３ある）。すべての試験グループは、１．０超のＶＡＰＲ値を有しており、この場合には、ＶＡＰ−ＶＤＰ０は、治療の際に得られたデータにおいては、平均動脈圧力を超過しており、且つ、針の配置又は針の反転に伴う問題を通知することができる。
【0080】
ＶＡＰＲＴの評価図５は、１９９９年の１月、２月、及び３月におけるＶＡＰＲＴの３ヶ月の研究結果を示している。１月においては、１１２人の患者のうちの２６人（２３％）が陽性のＶＡＰＲＴを有していた。次の３ヶ月においては、これらの患者のうちの１３人（５０％）がアクセス障害を経験しており、６の月までに、この数は、陽性試験グループにおいて、１９人（７３％）に増大した。１月の試験の場合には、試験結果が陰性であった８人の患者が、アクセス障害を経験することになった（ＦＮ、試験された母集団の７％）。ＶＡＰＲＴの統計的分析が、表２に示されており、且つ、それぞれの試験後の３ヶ月及び６ヶ月における平均値を表している。３ヶ月のフォローアップ期間の場合には、ＶＡＰＲＴの平均試験感度は、７０％±８％であり、特異度は、８８±２％であった。これらは、６ヶ月のフォローアップ期間において、７４±５％の平均感度及び９６±３％の特異度に改善された。６ヶ月のフォローアップ期間の場合には、ＶＡＰＲＴの陽性予測値は、８４±１０％であり、陰性予測値は、９２±３％であった。
【0081】
議論アクセス狭窄の場所は、部分的に、監視システムが病変を検出する能力を決定する。大部分のグラフトにおいては、狭窄病変は、静脈吻合の領域において発生する（１０、１１、１２、１３）。この領域内の又は中心静脈内の狭窄は、アクセスを通じた血流を妨げ、且つ、ＶＡＰを増大させるが、これは、ＶＤＰの増大として観察される。治療の際に計測されたＶＤＰは、管及び針を通じて流れる血液によって生成される圧力（ＶＡＰ０）、アクセス部位と透析装置内の静脈圧力トランスデューサの間の高さの差によって生成される静圧、及びＶＡＰという３つの成分の合計である。ＶＤＰは、治療のＱｂ、ＶＡＰ、及びヘマトクリットに伴って変化する。又、アクセス部位と静脈圧力トランスデューサの間の高さの差も変化するが、大部分の場合に、モデルにおいて使用されている１７ｃｍの値とは、５ｃｍ超だけ、異なってはいない。これは、ＶＡＰの±５．１ｍｍＨｇの変動と、ＭＡＰ１００ｍｍＨｇにおけるＶＡＰＲの±０．０５の変動と、を結果的にもたらす。又、ＶＡＰは、ＭＡＰに伴って変化し、且つ、ＭＡＰの変化は、ＶＤＰにおいて反映される。動脈から静脈吻合へのアクセス圧力勾配のマッピングは、中間グラフト圧力勾配のスロープが狭窄の発生に伴って増大することを示している（１１）。従って、ＶＤＰは、静脈針と静脈吻合の間の距離の増大に伴って増大する。
【0082】
まず、１．０を超過するＶＡＰＲの値は、生物学的に不可能であるが、すべての試験グループは、＞１．０のなんらかのＶＡＰＲ値を有しており、これは、生理学的に算出されたＶＡＰがＭＡＰを超過していたことを反映するものと思われる。図４に提示されているＶＡＰＲデータの場合には、すべての値の９．８％が＞１．０であり、これらのうちの２７．９％がＴＰグループに含まれていた。いくつかの条件が、予想よりも大きなＶＡＰＲ値をもたらす。恐らくは、動脈及び静脈針の反転が最も一般的であり、且つ、治療のうちの２５％程度において発生している（１８）。患者の治療データの変化を通知することなしに、相対的に小さな直径の針が使用される場合には、ＶＡＰＲ値は、誤って上昇することになる。又、静脈針の小さな直径は、アクセスを通じて流れるための抵抗力を増大させる乱流をアクセス内に生成することにも留意されたい。乱流の程度は、アクセスの流れが静脈狭窄に起因して低減された際に増大し、且つ、流れ抵抗力の増大及びＶＡＰの増大を結果的にもたらす。アクセス壁に圧接状態における又は部分的にその内部に存在する（針のオリフィスを低減する）静脈針の配置又は静脈ラインの妨害は、計測されるＶＤＰの増大を生成し、且つ、一時的な大きなＶＡＰＲ値を結果的にもたらす。最後に、血液透析の際に血圧を監視するべく通常使用されているアクセスに利用されていない腕のものとの間のアクセス先端におけるＭＡＰの差は、ＶＡＰＲの増大を結果的にもたらす。
【0083】
ＶＡＰＲＴにおける誤りを低減するには、患者のＶＡＰＲ値は、３回の連続的な治療において、０．５５を超過しなければならない。Ｓｃｈｗａｂによって開発された初期動的アクセス圧力試験は、陽性試験を通知するべく、予め定義された限度を超過した３つの連続的な治療を使用している。評価のために、月の末尾における透析治療を選択しており、その理由は、試験結果が毎月の透析患者報告に含まれており、且つ、患者は、月の早い部分においてアクセス介入を有しうるからである。目的は、患者のアクセスの不必要な更なる評価を防止するべく、最小限の偽陽性レートを維持するというものであった。
【0084】
図２は、アクセス圧力を監視するべくＶＤＰの動的計測値を使用する際に、解決を要する問題点を示している。血流の増大に伴って、ＶＤＰが増大し、これは、主には、静脈針によって生成される抵抗力の増大に帰される。又、ヘマトクリットの上昇もＶＤＰを増大させる。Ｑｂ及びヘマトクリットからのＶＤＰ値の可変性は、Ｓｃｈｗａｂら（１）によって実証されているように、計測が固定された相対的に小さな血液流量において実施される場合に、低減することができる。但し、ＶＤＰの適切な警告レベルは、ＭＡＰ及びヘマトクリットに応じて、個々の患者の間において変化する。例えば、１５ゲージの針とＱｂ＝２００ｍｌ／ｍｍにより、ＶＤＰＱは、ヘマトクリット２０％において３３ｍｍＨｇであり、且つ、３６％のヘマトクリットにおいては、４２ｍｍＨｇである。アクセス圧力比が＞０．５５である際に患者はリスク状態にあるという基準を使用することにより、１２０ｍｍＨｇのＭＡＰを有する患者は、その治療の警告を受け取るには、＞６６ｍｍＨｇ（６６／１２０＝０．５５）のアクセス圧力を必要とする。従って、Ｑｂ＝２００ｍｌ／ｍｍにおいて、ヘマトクリットが２０％と３６％の間において変化する患者の場合に、ＶＤＰ警告レベルは、９９（＝３３＋６６）ｍｍＨｇと１０８（＝４２＋６６）ｍｍＨｇの間である。同一の基準を適用することにより、７５ｍｍＨｇのＭＡＰを有する患者は、７４〜８３ｍｍＨｇのＶＤＰの警告レベルを必要としている。この結果、７４〜１０８ｍｍＨｇのＶＤＰについてリスク状態にある患者のために単一のＶＤＰ警告値を選択することが困難になる。式（２）を使用してＶＡＰＲを算出することにより、ＶＡＰＲＴは、Ｑｂ、ヘマトクリット、及びＭＡＰとの関係において、それぞれのアクセス圧力計測ごとに、ＶＤＰ警告レベルを調節する。７４〜１０８ｍｍＨｇのこの絶対圧力範囲は、Ｓｃｈｗａｂら（１）によって元々報告されているものよりも格段に小さいことに留意されたい。この差の主要な理由は、針のゲージであり、本発明は、１５ゲージであるのに対して、Ｓｃｈｗａｂの調査の場合には、１６ゲージである。針を通じた流れに起因したＶＤＰの成分が、１６ゲージの針の場合には、格段に大きくなるものと予想される（６）。現時点においては、アルゴリズムは、その他の針ゲージの調査の実施が完了する時点まで、挿管の場合に、１インチの１５ゲージの針に制限されている。
【0085】
ＶＡＰＲを判定する一代替方法は、機能的に有意な狭窄について試験するべく、静的静脈圧力を監視すると共に静的静脈アクセス圧力比（Ｓｔａｔｉｃ Ｖｅｎｏｕｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｒａｔｉｏ：ＳＶＰＲ）を算出するというものである（８）。ＳＶＰＲは、アクセス監視のための高精度の方法であるが、この方法は、データの有効性を保証するべく、血液透析スタッフの訓練と、継続的な監視と、を必要としている。ＶＡＰＲＴは、特定の訓練を必要としておらず、且つ、アルゴリズムは、患者データベースに現時点において入力されているデータを調査し、且つ、それぞれの透析治療ごとに患者のアクセスを評価している。最後に、別の方法は、疎水性フィルタを使用することにより、血液透析の前に、静的アクセス内圧力を直接的に計測している（２２）。
【0086】
アクセスの動脈入力側における又はアクセス自体の内部の狭窄は、ＶＡＰＲＴによっては検出されず、その理由は、このタイプの病変がアクセスの流量と静脈アクセス圧力を同時に低減するからである。通常よりも陰性である値についてポンピング前の動脈ドリップチャンバ圧力（Ａｒｔｅｒｉａｌ Ｄｒｉｐ ｃｈａｍｂｅｒ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ：ＡＤＰ）を調査するモデルを開発することにより、動脈狭窄を検出することができる。又、動脈アクセス内圧力及びＶＡＰを判定することができる場合には、アクセス内病変の存在を判定することもできる。この観点において、Ｐｏｌａｓｃｈｅｇｇ及び同僚研究者（２０）は、動的動脈及び静脈アクセス圧力計測値を使用することにより、アクセス狭窄を検出すると共に位置を見出す方法について記述している。
【0087】
透析ユニット内において実行されるアクセス流量計測は、介入の必要性を通知するアクセス流量の臨床的に有意な低減が存在しているかどうかを判定することができる。但し、流れ妨害の場所は、明確に識別することができない。流れ計測の欠点は、そのために高価な機器、訓練された要員、及びセットアップ及び計測のための透析時間が必要とされるという点にある。Ｐａｕｌｓｏｎら（１７、２１）による研究は、単一のアクセス流量計測が、グラフト障害の相対的に不良なインジケータであることを示している。血栓症を予測する８０％の感度を実現するには、５８％という受入不能なほどに大きなＦＰレートを必要とする。ＦＰレートがこのように大きい理由は、グラフト障害を予測するべく使用される閾値アクセス血液流量が、しばしば、低血液流量において機能する多くのグラフトを含んでおり、その一方で、良好な流量を有するいくつかのグラフトは、説明不能ではあるが、なんらの警告をも伴うことなしに、血栓症化するからである。
【0088】
データの分析は、８０％の感度において、グラフトを試験するためのＦＰレートは、３４％であることを実証している。血管外科医又は介入する放射線医師による介入を結果的にもたらす多数の評価を生成しないように、低ＦＰレート（グラフの場合に、２０％）を維持した。アクセス流量を使用する際に、傾向分析は、アクセス障害の相対的に良好な予測指標でありうることが示唆されている。傾向分析は、相対的に頻繁な流量計測を必要としており、且つ、アクセス流量計測の費用を大幅に増大させる。ＶＡＰＲＴは、それぞれの透析治療ごとにＶＡＰＲを算出し、これにより、ＶＡＰＲＴは、傾向分析にとって理想的なものとなる。現在のＶＡＰＲＴは、月の８度目の治療の後のＶＡＰＲの傾向をモデル化している。偽のアラームを極小化するべく、３つで一組のルールが課せられており、これにより、切迫するグラフト障害の警告を引き出すには、＞０．５５のＶＡＰＲを有する３回の連続的な治療が必要とされ、且つ、このルールは、現在、機能障害のリスク状態にあるグラフトを有する患者を識別する際に臨床医を支援するべく、月末報告を生成するために適用されている。すべてのデータの傾向分析がアルゴリズムに含まれている場合には、ＶＡＰＲＴ試験を改善することができる。誤った計測を明瞭に排除するべく課せられる時間的な傾向又はデータフィルタに対して相対的に大きな力点を配置することができる。更には、２つ以上の連続した月からのデータの分析により、アクセスの機能異常を検出する能力を増大させることができる。
【0089】
この研究の結果は、ＶＡＰＲＴが、アクセス障害のリスク状態にある透析患者の母集団を識別する有用な非侵襲的スクリーニング試験であることを実証している。このシステムを実装する際の主要なコンポーネントは、必要とされる治療及びラボラトリデータに対するコンピュータアクセスである。血液透析データを分析するためのソフトウェアアルゴリズムは、標準月末報告として、且つ、インターネットに基づいたアクセス可能な血管アクセス監視システムとして、内蔵される。警告状態を有するすべての患者には、フラグが付与され、且つ、任意の場所又は期間について報告を生成するべく、データベーストリガがオンデマンドで利用可能である。警告状態と共に、アクセス介入を追跡することにより、即座のフォローアップとタイムリーな費用節約介入を実現することができる。
【0090】
実施例２患者の血管系に流体接続されたアクセス針を通じてアクセス圧力を計測するための代替方法が提供される。方法は、膜が、空気の圧力ゲージへの通過を許容しつつ、血液の流れを遮断した状態において、圧力管の一端をアクセス針の管の外側端部に接続するステップを有する。膜は、管を通じた圧力パルス又は発振を抑圧するか又は減衰させる。従って、アクセス針の管を血管系に対して開放した際に、接続されたゲージに加えて、管に流入する血液が圧力管の内部の空気を圧縮し、これにより、圧力パルスが簡単で非電子的な方式によって減衰されている間に、血管系からの圧力がゲージによって読み取られることになる。
【0091】
上述の「膜」は、微細多孔性膜であってもよく、通常は、圧力管内において又はこれに隣接して位置決めされると共にゲージにおいて患者の心血管系からの圧力の脈打つ特性の制動又は減衰を提供する能力を有する微細多孔性ブロック又はプラグである。
【0092】
本発明の一態様によれば、圧力管の内部容積は、アクセス針管の内部容積未満である。この結果、圧力の読取りに伴って空のアクセス針管に進入する加圧された血液は、膜レベルまで完全に進行することなしに、管内の初期空気の圧縮のみならず、圧力ゲージ内の空気の残留容積により、停止する。これは、それぞれの端部にコネクタを有する圧力管を設けることにより、実現することが可能であり、この管は、通常の曲がりやすい管からの低減された直径の単一の管腔を有しており、この管腔直径は、通常、管の外径の約３分の１を上回ってはいない。従って、圧力管の内部容積は、圧力管の長さが第１チューブの長さを上回っている場合にも、第１チューブの内部容積未満であることが可能であり、この状況は、圧力ゲージを便利に保持すると共に圧力ゲージをほぼ患者の心臓のレベルにおいて位置決めし、且つ、圧力ゲージを容易に読み取るべく、且つ、更には、圧力ゲージが接続及び操作されるのに伴って患者のアクセスに対するアクセス針の接続が妨げられる可能性を低減するべく、十分なチューブの長さが存在するようにするのに好ましい。
【0093】
圧力管を定義しているセットは、バクテリアの通過を防止する能力を有する微細多孔性部材を担持してもよい。これは、必要に応じて、圧力管を通じた圧力発振を抑制することによって圧力パルスを減衰させる上述の微細多孔性プラグの上方の又はその上部の第２微細多孔性部材であってもよい。従来の０．２ミクロンのバクテリアフィルタを使用することができる。これは、市販の材料による流れの遮断及び無菌状態の両方を独自に提供する。
【0094】
或いは、この代わりに、微細多孔性部材は、従来の０．２ミクロンのバクテリアフィルタに類似したバクテリア遮断能力を有するプラグであってもよい。又、膜タイプのバクテリアフィルタは、ゲージの読取りを促進するために、圧力管を通じた圧力パルスの望ましい減衰を提供するべく十分に小さい孔を有することもできる。
【0095】
又、必要に応じて、圧力管は、通常、非無菌状態の圧力ゲージに対する接続によるバクテリア汚染から患者を保護するために、必要に応じて、バクテリア遮断フィルタ膜のみが提供されるように、多孔性プラグに対するニーズを伴うことなしに、管を通じた望ましい圧力パルスの減衰を提供するための十分な狭さと長さを有する孔を有することもできる。
【0096】
装置の更なる発展形は、圧力計測値を計測及び記録するハンドヘルド型マイクロプロセッサによって制御された装置による圧力ゲージの置換を含む。装置内のアルゴリズムにより、既定のサンプリング期間における平均圧力を算出する。又、装置は、個々の患者情報を呼び出すと共に現在の圧力計測値を患者のデータベースレコード内において記録するべく、コンピュータデータベースを収容している。装置からのデータは、通信ポートを介して、相対的に広範な患者データベースを有する相対的に大きなコンピュータシステムに転送することができる。
【0097】
実施例３この例は、血液流量（Ｑｂ）が式（３）においてゼロに等しいケースを実証している。静脈ドリップチャンバと患者のアクセス部位のレベルの間の高さの差について補正するべく必要とされる定数項（式（３）の−１７．３２５０９）を３つの異なる透析装置について算出し、且つ、システムの有効性を実証するべく、臨床データを評価した。
【0098】
平均動脈血圧（ＭＡＰ）によって正規化された静脈アクセス内圧力（ＶＡＰ）の計測は、静脈出口の狭窄の検出を促進し、且つ、アクセスの血液流量と相関している。ＶＡＰ／ＭＡＰの一般的な使用は、時間及び空間的な機器の費用によって制限されている。ベルヌーイの式は、ＶＡＰ（ＰＴとして外部トランスデューサによって記録されるもの）とゼロの血液ポンプ流量における静脈ドリップチャンバ圧力（ＶＤＰ）の間の差を関係付けており、計測サイトと流体密度の間の高さの差（ΔＨ）は、高さの差ΔＰＨ−ＶＡＰ−ＶＤＰに起因した圧力を判定する。従って、これらは、３つの異なる透析装置のうちの１つをそれぞれが使用する６つの異なる透析ユニットにおける相関されたＶＤＰ及びＰＴ計測値であった。動的（即ち、血流を伴う）圧力と静的圧力の両方を計測した。平均血圧の変化、ゼロ較正誤差、及びトランスデューサとドリップチャンバの間の静水力学的高さが、ΔＰＨ＝−１．６＋０．７４＊ΔＨ（ｒ＝０．８８、ｐ＜０．００１）により、ＶＤＰの変動の９０％を占めていることを検証研究が示している。静的ＶＡＰ／ＭＡＰの主要な決定因子は、アクセスタイプ及び静脈流出の問題であった。グラフトにおいては、流量は、ＶＡＰ／ＭＡＰ＞０．５の場合に、５５５±４５ｍＬ／分と平均化され、且つ、ＶＡＰ／ＭＡＰ＜０．５の場合に、１２２９±１１２ｍＬ／分と平均化された。ΔＰＨは、６つの中心の間において、９．４から１７．４ｍｍＨｇに変化しており、且つ、ドリップチャンバと透析椅子のアームレストの間のΔＨと関係付けられている。ＰＴ及びＶＤＰ＋ＰＨから算出されたＶＡＰ／ＭＡＰの値の間における一致が優れていた。適切なΔＰＨによって補正された静的ＶＤＰ計測値を使用することにより、狭窄について補綴ブリッジグラフトを遠近法によって監視することができると結論付けられた。
【0099】
本出願の全体を通じて、米国特許を含む様々な刊行物が、著者及び年度により、引用され、且つ、特許が、番号により、引用されている。引用されたすべての刊行物が以下に列挙されている。本発明が属する技術分野の状態について更に十分に記述するべく、これらの刊行物及び特許の開示内容は、そのすべてが、引用により、本出願に包含される。
【0100】
例示用の実施形態について記述されているが、これらの実施形態は、本発明のすべての可能な形態を記述することを意図したものではない。むしろ、本明細書において使用されている言葉は、限定ではなく、説明を目的とした言葉であり、且つ、本発明の精神及び範囲を逸脱することなしに、様々な変更が実施されてもよいことを理解されたい。更には、様々な実装する実施形態の特徴を組み合わせることにより、本発明の更なる実施形態を形成してもよい。【0101】
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２２．Ｂｅｓａｒａｂ Ａ，Ｌｕｂｋｏｗｓｋｉ Ｔ，Ｆｒｉｎａｋ ５：Ａ ｓｉｍｐｌｅｒ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｉｎｔｒａ−ａｃｃｅｓｓ ｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｊ Ａｍ Ｓｏｃ Ｎｅｐｈｒｏｌ．１１：２０２Ａ，１９９９．