特許 6283363 体外血液処置中に再循環を検出するためのデバイスおよび方法

(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】6283363

(24)【登録日】2018年2月2日

(45)【発行日】2018年2月21日

(54)【発明の名称】体外血液処置中に再循環を検出するためのデバイスおよび方法

(51)【国際特許分類】

   A61M 1/16 20060101AFI20180208BHJP

   A61M 1/34 20060101ALI20180208BHJP

   A61M 1/36 20060101ALI20180208BHJP

【ＦＩ】

   A61M1/16 111

   A61M1/34 123

   A61M1/36 141

【請求項の数】18

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-532322(P2015-532322)

(86)(22)【出願日】2013年9月10日

(65)【公表番号】特表2015-529116(P2015-529116A)

(43)【公表日】2015年10月5日

(86)【国際出願番号】EP2013002718

(87)【国際公開番号】WO2014044365

(87)【国際公開日】20140327

【審査請求日】2016年8月24日

(31)【優先権主張番号】102012018628.2

(32)【優先日】2012年9月21日

(33)【優先権主張国】DE

(31)【優先権主張番号】61/703,845

(32)【優先日】2012年9月21日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】508274323

【氏名又は名称】フレゼニウス メディカル ケア ドイチュランド ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング

(74)【代理人】

【識別番号】100106297

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 克博

(74)【代理人】

【識別番号】100129610

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 暁子

(72)【発明者】

【氏名】ニュルンベルガー、 トーマス

【審査官】 石川 薫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−３２９７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１３６７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５０９１３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｍ １／１４−１／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

体外血液処置装置用の再循環を検出するデバイスであって、前記体外血液処置装置が、
膜（２）によって第１のチャンバ（３）と第２のチャンバ（４）とに分割されたダイアライザ（１）またはフィルタの前記第１のチャンバ（３）に通じる動脈血ライン（６）、および前記ダイアライザまたはフィルタの前記第１のチャンバから出ている静脈血ライン（７）を有する体外血液回路（５Ａ）と、
前記ダイアライザ（１）またはフィルタの前記第２のチャンバ（４）を含む液システム（５Ｂ）と、
前記動脈血ライン（６）を通して前記ダイアライザまたはフィルタの前記第１のチャンバに、および前記ダイアライザまたはフィルタの前記第１のチャンバから前記静脈血ライン（７）を通して事前設定の血流量Ｑ_ｂで血液を輸送するデバイス（８）と、
前記ダイアライザまたはフィルタの上流で前記動脈血ライン（６）において事前設定の代用液量Ｑ_ｓで代用液を前記血液に供給するデバイス（１６）と
を含み、
前記再循環を検出するデバイスが、
前記動脈および／または静脈血ライン（６、７）の前記体外血液回路の圧力を測定するための測定ユニット（１８）と、
前記圧力測定に基づいて再循環を検出するための評価ユニット（１９）と
を含む、再循環を検出するデバイスにおいて、
前記血液を輸送するデバイス（８）および前記代用液を供給するデバイス（１６）と協働する制御ユニット（１７）を含み、前記制御ユニットは、前記再循環を検出する動作モードにおいて、
事前設定の時間間隔で、事前設定の第１の血流量Ｑ_ｂ１が事前設定の第２の血流量Ｑ_ｂ２まで減少されるように、前記血液を輸送するデバイス（８）が制御され、
前記事前設定の時間間隔で、代用液が、事前設定の代用液量Ｑ_ｓで、前記ダイアライザまたはフィルタの上流で前記動脈血ラインにおいて前記血液に送り込まれるように、前記代用液を供給するデバイス（１６）が制御される
ように構成され、
前記評価ユニット（１９）は、再循環の前記検出のために前記動脈および／または静脈血ラインにおいて前記圧力測定ユニット（１８）によって測定される前記圧力が、前記圧力の変化に関してモニタされるように構成される
ことを特徴とする、再循環を検出するデバイス。

【請求項2】

前記評価ユニット（１９）は、圧力上昇が前記動脈血ラインで検出されたとき、再循環の存在を知らせる制御信号が発生されるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。

【請求項3】

前記評価ユニット（１９）は、圧力低下が前記静脈血ラインで検出されたとき、再循環の存在を知らせる前記制御信号が発生されるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。

【請求項4】

前記再循環を検出する前記デバイスが、前記評価ユニット（１９）の前記制御信号を受け取る光学および／または音響信号ユニット（２１）を含み、前記信号ユニットは、前記信号ユニットが前記評価ユニットからの前記制御信号を受け取ったとき前記信号ユニットが音響および／または光信号を発生するように構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項5】

前記評価ユニット（１９）は、前記動脈または静脈血ラインの前記圧力の前記変化の量が事前設定の閾値と比較されるように構成され、前記評価ユニット（１９）は、前記圧力変化の前記量が前記事前設定の閾値よりも大きいときに再循環の存在を示す制御信号を発生することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項6】

前記制御ユニット（１７）は、前記再循環を検出する前記動作モードにおいて前記事前設定の時間間隔で代用液を前記供給するデバイス（１６）が、事前設定の代用液量Ｑ_ｓと、第１の血流量Ｑ_ｂ１と第２の血流量Ｑ_ｂ２との間の差との間の差が特定の値に対応するように制御されるように構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項7】

前記特定の値がゼロであることを特徴とする請求項６に記載のデバイス。

【請求項8】

前記評価ユニット（１９）は、前記動脈血ラインにおいて前記圧力測定ユニット（１８）によって測定された前記圧力の前記変化の量と、前記静脈血ラインにおいて測定された前記圧力の前記変化の量との間の比が計算されるように構成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項9】

作動ユニット（２０）が前記制御ユニット（１７）のために設けられ、前記作動ユニットは、作動要素（２０Ａ）の作動の後、前記制御ユニットが前記再循環を検出する前記動作モードを選択するように構成され、前記血液を輸送するデバイス（８）および代用液を前記供給するデバイス（１６）が制御されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項10】

膜（２）によって第１のチャンバ（３）と第２のチャンバ（４）とに分割されたダイアライザ（１）またはフィルタの前記第１のチャンバ（３）に通じる動脈血ライン（５）、および前記ダイアライザまたはフィルタの前記第１のチャンバから出ている静脈血ライン（７）を有する体外血液回路（５Ａ）と、
前記ダイアライザ（１）またはフィルタの前記第２のチャンバ（４）を含む液システム（５Ｂ）と、
前記動脈血ラインを通して前記ダイアライザまたはフィルタの前記第１のチャンバに、および前記ダイアライザまたはフィルタの前記第１のチャンバから前記静脈血ラインを通して事前設定の血流量Ｑｂで血液を輸送するデバイス（８）と、
前記ダイアライザまたはフィルタの上流で前記動脈血ラインにおいて事前設定の代用液量Ｑ_ｓで代用液を前記血液に供給するデバイス（１６）と
を含む体外血液処置装置において、
請求項１から９のいずれか一項に記載の前記再循環を決定するデバイスを含む
ことを特徴とする体外血液処置装置。

【請求項11】

体外血液処置装置のための再循環を検出するデバイスの作動方法であって、前記体外血液処置装置が、
膜によって第１のチャンバと第２のチャンバとに分割されたダイアライザまたはフィルタの前記第１のチャンバに通じる動脈血ライン、および前記ダイアライザまたはフィルタの前記第１のチャンバから出ている静脈血ラインを有する体外血液回路と、
前記ダイアライザまたはフィルタの前記第２のチャンバを含む液システム（５Ｂ）と、
前記動脈血ラインを通して前記ダイアライザまたはフィルタの前記第１のチャンバに、および前記ダイアライザまたはフィルタの前記第１のチャンバから前記静脈血ラインを通して事前設定の血流量Ｑ_ｂで血液を輸送するデバイスと、
前記ダイアライザまたはフィルタの上流で前記動脈血ラインにおいて事前設定の代用液量Ｑ_ｓで代用液を前記血液に供給するデバイスと
を含み、
測定ユニットが前記体外血液回路の圧力を前記動脈および／または静脈血ラインにおいて測定し、評価ユニットが前記再循環の検出を前記圧力測定に基づいて行う、再循環を検出するデバイスの作動方法において、
前記再循環を検出するデバイスは、制御ユニットをさらに有し、
前記制御ユニットは、前記再循環を検出する動作モードにおいて、事前設定の第１の血流量Ｑ_ｂ１が、事前設定の時間間隔で事前設定の第２の血流量Ｑ_ｂ２まで減少されるように前記血液を輸送するデバイスを制御し、かつ、代用液が、事前設定の代用液量Ｑ_ｓで、前記ダイアライザまたはフィルタの上流で前記動脈血ラインにおいて前記血液に前記事前設定の時間間隔で供給されるように前記代用液を供給するデバイスを制御し、
前記評価ユニットが、前記動脈または静脈血ラインにおいて圧力測定ユニットによって測定される前記圧力を、前記圧力の変化に関してモニタし、圧力変化があるときに再循環の存在を推定することを特徴とする、再循環を検出する、デバイスの作動方法。

【請求項12】

評価ユニットが、前記動脈血ラインにおいて前記圧力測定ユニットによって測定される前記圧力を、前記圧力の増加に関してモニタし、圧力の増加があるときに再循環の存在を推定することを特徴とする請求項１１に記載の作動方法。

【請求項13】

評価ユニットが、前記静脈血ラインにおいて前記圧力測定ユニットによって測定される前記圧力を、前記圧力の減少に関してモニタし、圧力の減少があるときに再循環の存在を推定することを特徴とする請求項１１に記載の作動方法。

【請求項14】

前記再循環を検出するデバイスは、光学および／または音響信号ユニットをさらに含み、圧力変化があるときに、前記光学および／または音響信号ユニットに音響および／または光信号が発生されることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一項に記載の作動方法。

【請求項15】

前記評価ユニットが、前記動脈または静脈血ラインの前記圧力の前記変化の量を事前設定の閾値と比較し、前記圧力変化の前記量が前記事前設定の閾値よりも大きいときに再循環の存在を推定すさることを特徴とする請求項１１から１４のいずれか一項に記載の作動方法。

【請求項16】

前記再循環を検出するための前記動作モードにおいて、前記制御ユニットが、事前設定の代用液量Ｑ_ｓと、第１の血流量Ｑ_ｂ１と第２の血流量Ｑ_ｂ２との間の差との間の差が特定の値に対応する代用液量Ｑ_ｓを選択することを特徴とする請求項１１から１５のいずれか一項に記載の作動方法。

【請求項17】

前記特定の値がゼロであることを特徴とする請求項１６に記載の作動方法。

【請求項18】

評価ユニットが、前記動脈血ラインにおいて前記圧力測定ユニットによって測定された前記圧力の前記変化の量と、前記静脈血ラインにおいて測定された前記圧力の前記変化の量との間の比を計算することを特徴とする請求項１１から１７のいずれか一項に記載の作動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、体外血液処置装置用の再循環を検出するためのデバイス、および再循環を検出するためのデバイスを有する体外血液装置に関する。また、本発明は、体外血液処置中に再循環を検出する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

体外血液処置または清浄化のための様々な方法は、普通は尿によって除去される物質を取り除くために、および液回収のために使用される。血液透析において、患者の血液は体の外でダイアライザによって清浄化される。ダイアライザは血液チャンバと透析液チャンバとを含み、それらは半透膜によって分離される。処置の間、患者の血液は血液チャンバを通って流れる。血液を効果的に清浄化して、普通は尿によって除去される物質を除くために、新鮮な透析液が透析液チャンバを通って連続的に流れる。

【0003】

ダイアライザの膜を通る低分子物質の輸送は、血液透析（ＨＤ）の場合には透析液と血液との間の濃度差（拡散）によって本質的に決定されるが、血漿水に溶けている物質、特に、高分子物質は、血液濾過（ＨＦ）の場合にはダイアライザの膜を通って高い流量（対流）によって効果的に取り除かれる。血液濾過では、ダイアライザはフィルタとして機能する。血液透析濾過（ＨＤＦ）は２つのプロセスの組合せである。

【0004】

血液（透析）濾過において、ダイアライザの膜を通して血液から取り除かれた液の一部は、一般にダイアライザの上流またはダイアライザの下流のいずれかで体外血液回路に送り込まれる無菌置換液（ｓｔｅｒｉｌｅ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ ｆｌｕｉｄ）と置き換えられる。ダイアライザの上流での置換液の供給は前希釈とも呼ばれ、ダイアライザの下流での供給は後希釈とも呼ばれる。

【0005】

血液（透析）濾過の装置は既知であり、透析液は新鮮な水および濃縮物からオンラインで調製され、置換液は透析液からオンラインで調製される。

【0006】

既知の血液（透析）濾過装置において、置換液（代用液（ｓｕｂｓｔｉｔｕａｔｅ））は、機械の液システムから代用液ラインを介して体外血液回路に送り込まれる。前希釈では、代用液ラインはダイアライザまたはフィルタの上流で動脈血ラインの接続点につながるが、一方、後希釈では、代用液ラインはダイアライザまたはフィルタの下流で静脈血ラインの接続点につながる。

【0007】

血液透析、血液濾過、および血液透析濾過などの慢性血液清浄化治療の既知の方法では、血管接続（シャント）が、一般に、動脈と静脈との間に外科術で患者の血管系への通路として適用される。以下で「フィステル」について言及するとき、これは、患者の静脈と動脈との間の任意の種類の接続を意味すると理解されたい。

【0008】

フィステルを通って流れる血液は、実際の透析処置の間のみ使用される。透析がない期間には、フィステル中の血流は機能的左／右シャントに対応し、心拍出量（ＨＭＶ）からの動脈血の一部は、抹消使用を迂回して、静脈系および心臓に直接送り込まれる。フィステル流は心臓および肺を介して再循環する。心拍出量中のフィステル流の比率は、心肺再循環として定義される。

【0009】

心肺再循環は、患者の循環系負荷だけでなく、透析の効率への影響がある。体外回路からの透析済み血液は、大きい身体循環からの静脈逆流と混合され、それによって、全身系循環区域を迂回するので、動脈血中の透析可能成分の濃度の系統的な低下が生じる（Ｄ． Ｓｃｈｎｅｄｉｔｚ等、Ｃａｒｄｉｏｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｈａｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓ． Ｋｉｄｎｅｙ Ｉｎｔ．４２：１４５０〜１４５６、１９９２：非特許文献１）。

【0010】

フィステルの灌流が、フィステルの機能的能力にとって重要である。フィステル流が臨界値より低くなる場合、フィステル血栓症の危険性が血管アクセスのありうる損失を伴って増加し、それは、透析処置において無視できない合併症を意味する（Ｗ． Ｂａｙ等、Ｃｏｌｏｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ ｆｌｏｗ ｐｒｅｄｉｃｔｓ ＰＴＦＥ ｇｒａｆｔ ｆａｉｌｕｒｅ、Ｊ． Ａｍ． Ｓｏｃ． Ｎｅｐｈｒｏｌ．５：４０７ （１９９４）：非特許文献２）。透析処置中のフィステル流が体外血流（Ｑ_Ｂ）よりも小さい場合、局所フィステル再循環が生じ、静脈血ラインによってフィステルにフィードバックされる透析済み血液の一部分が、動脈血ラインを介してダイアライザに再び送り込まれる。フィステル再循環Ｒ_Ａは、透析効率に大幅な減少を引き起こす（Ｆ． Ｇｏｔｃｈ、「Ｍｏｄｅｌｓ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｔｓ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｉｍｅ ｉｎ ｓｉｎｇｌｅ−ｎｅｅｄｌｅ−ｄｉａｌｙｓｉｓ」、Ｆｉｒｓｔ Ｉｎｔｌ． Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｎｅｅｄｌｅ−Ｄｉａｌｙｓｉｓ、ｐｕｂｌｉｓｈｅｒ： Ｓ． Ｒｉｇｎｏｉｒ、Ｒ． Ｖａｎｈｏｌｄｅｒ ａｎｄ Ｐ． Ｉｖａｎｏｖｉｃｈ、Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ、ＩＳＡＯ Ｐｒｅｓｓ、１９８４、３０５頁以下：非特許文献３）。それゆえに、血管アクセスの質の測定は透析処置の質保証の重要な手段である。

【0011】

国際公開第９８／３２４７７号（特許文献１）は、再循環Ｒ、すなわち、フィステル再循環（Ｒ_Ａ）と心肺再循環Ｒ_ＣＰとの合計を測定する方法を説明している。既知の方法では、透析液の物理的または化学的特性変数がダイアライザの上流の透析液経路で変えられ、血液側の物理的または化学的特性変数の変化がもたらされる。血液側の特性変数の変化は、ダイアライザの透析液チャンバの下流の透析液の特性変数の変化をもたらす。再循環を決定するために、ダイアライザの下流の透析液経路の特性変数が測定され、再循環Ｒは、特性変数の変化の時間関連経過から決定される。透析液イオン濃度、例えば、透析液のＮａ濃度、または透析液の温度が変化し、物理的または化学的特性変数として測定されうる。

【0012】

米国特許５８３０３６５号明細書（特許文献２）は心肺再循環を決定する方法を説明しており、心肺再循環を決定する方法は、血流の逆転の前後に自動的に実行される相次ぐ再循環率の２つの測定に基づいている。既知の方法は血流の逆転を必要とすることが欠点である。

【0013】

再循環を決定する方法であって、動脈または静脈血ライン中の血液の粘性が、代用液ポンプをオンに切り替えるおよび／またはオフに切り替えることによって変えられる方法が欧州特許出願公開第１５９５５６０号明細書（特許文献３）から分かる。血液の粘性の変化は、体外血液回路の静脈または動脈の側の圧力低下または圧力上昇をもたらし、それが、圧力変化に基づいて再循環を検出するために捕捉される。既知の方法は、代用液ポンプをオンに切り替える、および／またはオフに切り替えることにより代用液量の変化を可能にし、一方、体外血液回路の血液ポンプは事前設定の血流量で血液を輸送し続ける。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】国際公開第９８／３２４７７号

【特許文献2】米国特許５８３０３６５号明細書

【特許文献3】欧州特許出願公開第１５９５５６０号明細書

【非特許文献】

【0015】

【非特許文献1】Ｄ． Ｓｃｈｎｅｄｉｔｚ等、Ｃａｒｄｉｏｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｈａｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓ． Ｋｉｄｎｅｙ Ｉｎｔ．４２：１４５０〜１４５６、１９９２

【非特許文献2】Ｗ． Ｂａｙ等、Ｃｏｌｏｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ ｆｌｏｗ ｐｒｅｄｉｃｔｓ ＰＴＦＥ ｇｒａｆｔ ｆａｉｌｕｒｅ、Ｊ． Ａｍ． Ｓｏｃ． Ｎｅｐｈｒｏｌ．５：４０７ （１９９４）

【非特許文献3】Ｆ． Ｇｏｔｃｈ、「Ｍｏｄｅｌｓ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｔｓ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｉｍｅ ｉｎ ｓｉｎｇｌｅ−ｎｅｅｄｌｅ−ｄｉａｌｙｓｉｓ」、Ｆｉｒｓｔ Ｉｎｔｌ． Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｎｅｅｄｌｅ−Ｄｉａｌｙｓｉｓ、ｐｕｂｌｉｓｈｅｒ： Ｓ． Ｒｉｇｎｏｉｒ、Ｒ． Ｖａｎｈｏｌｄｅｒ ａｎｄ Ｐ． Ｉｖａｎｏｖｉｃｈ、Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ、ＩＳＡＯ Ｐｒｅｓｓ、１９８４、３０５頁以下

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

本発明の根底にある問題は、体外血液処置中のフィステルの状態の検査を大きい費用なしにルーチン的に実行できるように、体外血液処置中に再循環を迅速にかつ確実に検出することができるデバイスを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0017】

本発明によれば、この問題への解決策が独立請求項の特徴によって行われる。従属請求項の主題は本発明の有利な実施形態に関連する。

【0018】

本発明によるデバイスおよび本発明による方法は、置換液（代用液）のボーラスの投与による目標設定した血液希釈に基づく。体外回路に流れる液の粘性の変化によって、血液希釈は、体外血液回路の静脈枝および動脈枝の圧力状態に変化をもたらす。再循環は、体外回路の圧力変化の検出に基づいて検出される。圧力変化は、動脈血ラインの圧力の増加または静脈血ラインの圧力の低下として現われうる。

【0019】

本発明によるデバイスおよび本発明による方法は、代用液のボーラスの投与中の血流量の目標設定した減少によって特徴づけられる。体外血液処置の間、血流量は、事前設定の時間間隔内に、以下で第１の血流量と呼ぶ事前設定の現在の血流量から、以下で第２の血流量と呼ぶ血流量まで減少される。第２の血流量は、医師が事前設定できる最小血流量に対応することが好ましい。本発明によれば、血流量の減少は、代用液のボーラス投与によって再び少なくとも部分的に補償される。事前設定の時間間隔における血液の体積の減少は、代用液によって完全に取って代わられることが好ましい。ボーラス投与は血流量の減少と同時に行われるべきであり、すなわち、血液処置が減少された血流量で行われる事前設定の時間間隔は、代用液ボーラスが投与される時間間隔に対応すべきである。しかしながら、血流量の減少の時間間隔とボーラス投与の時間間隔との間に、ある一定の時間シフトを事前設定することもできる。

【0020】

代用液の同時ボーラス投与および血流量の減少を用いて、体外回路を通って流れる液の組成、すなわち、代用液で希釈された血液が再循環の検出のために最適化されることが示されている。時間間隔内の血流量および代用液量の目標設定した変化から、体外回路の静脈枝および動脈枝でかなり大きい圧力変化が起き、それは、再循環の検出のために高度の信頼性で捕捉することができる。したがって、試験方法の感度および信頼性が全体的に改善される。

【0021】

再循環を検出するための本発明によるデバイスは、別個のアセンブリを形成することができ、または体外血液処置装置の構成要素とすることができる。

【0022】

再循環を検出するための本発明によるデバイスは、本発明による方法を行うための主要構成要素を既に含んでいる血液処置装置の構成要素であることが好ましい。

【0023】

再循環を決定するためのデバイスは、動脈および／または静脈血ラインの体外回路の圧力を測定するための測定ユニットと、圧力測定に基づいて再循環を検出するための評価ユニットとを含む。また、再循環を検出するためのデバイスは、血液を血液処置装置に輸送するためのデバイスおよび代用液を血液処置装置に供給するためのデバイスと協働する制御ユニットを含む。制御ユニットは、再循環を検出するための動作モードを設定し、血液を輸送するためのデバイスは、事前設定の第１の血流量Ｑ_ｂ１が、事前設定の時間間隔で第２の血流量Ｑ_ｂ２まで減少されるように制御され、代用液を供給するためのデバイスは、代用液が、事前設定の時間間隔で、事前設定の代用液量Ｑ_ｓで、ダイアライザまたはフィルタの上流で動脈血ラインにおいて血液に供給されるように制御される。輸送量は一定とすることができ、または特定のプロファイルを有する、例えば、事前設定の時間間隔内で連続的にまたは不連続的に上昇または下降することができる。

【0024】

好ましい実施形態では、制御ユニットは、再循環を検出するための動作モードにおいて事前設定の時間間隔で代用液を供給するためのデバイスが、事前設定の代用液量Ｑ_ｓと、第１の血流量Ｑ_ｂ１と第２の血流量Ｑ_ｂ２との間の差との間の差が特定の値に対応するように制御されるように構成される。したがって、血流量の減少は、代用液の供給によって少なくとも部分的に補償される。しかしながら、特定の値がゼロであり、その結果、完全な補償が行われることが好ましい。

【0025】

特に好ましい実施形態は、圧力変化が検出されたとき評価ユニットが再循環の存在を知らせる制御信号を発生するように準備し、再循環を決定するためのデバイスは、評価ユニットの制御信号を受け取る光学および／または音響信号ユニットを含み、前記信号ユニットは、信号ユニットが評価ユニットからの制御信号を受け取ったとき音響および／または光信号を発生する。

【0026】

体外血液回路の静脈枝の圧力低下は、最初に、血流の減少に伴うボーラス投与に起因する血液希釈のために生じる。再循環がある場合、血液容量の一部は、血液回路の動脈枝に直接進み、それは、動脈カニューレでの圧力低下が、粘性の減少のために減少するので、血液回路の動脈枝に時間シフトされた圧力上昇をもたらす。その結果、再循環を、血液回路の動脈枝の圧力上昇によって検出することができる。

【0027】

特に好ましい実施形態では、評価ユニットは、動脈または静脈血ラインの圧力変化の量が事前設定の閾値と比較されるように構成され、評価ユニットは、圧力変化の量が事前設定の閾値よりも大きいときに再循環の存在を示す制御信号を発生する。しかしながら、他の評価方法を使用して、再循環を検出することもできる。唯一重要な点は、再循環による圧力上昇が検出されることである。

【0028】

一般に、それは、再循環が検出されて、血管アクセスの状態に関する情報が得られる場合、十分である。しかしながら、再循環を検出するための本発明によるデバイスは、さらに、再循環の決定を可能にする。再循環の百分率比率を計算するために、評価ユニットは、動脈血ラインで測定された圧力の変化の量と静脈血ラインで測定された圧力の変化の量と間の比が計算されるように構成されることが好ましい。圧力測定ユニットで測定された圧力信号の積分が、互いに関係づけられることが好ましい。

【0029】

再循環は、本発明によるデバイスが再循環を検出したらすぐに、先行技術で既知の他の方法を用いて正確に決定することもできる

【0030】

再循環試験を迅速に開始するために、さらに特に好ましい実施形態は、制御ユニットのための作動ユニットを提供し、作動ユニットは、作動要素の作動の後、制御ユニットが再循環を検出するための動作モードを選択し、その結果、これに必要なプロセスステップが自動的に実行されるように構成される。したがって、再循環試験が迅速に開始され、次に、自動的に実行されうる。作動ユニットは、機械スイッチもしくは押しボタン、またはタッチスクリーンのオペレータパネルとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】再循環を検出するためのデバイスを有する体外血液処置装置を非常に簡単化した図表示で示す図である。

【図2】ボーラス投与中の体外血液回路の流量を示す図である。

【図3】再循環がある状態でボーラス投与中の体外血液回路の動脈枝および静脈枝における圧力の時間関連経過の実施形態の第１の例を示す図である。

【図4】再循環がある状態でボーラス投与中の体外血液回路の動脈枝および静脈枝における圧力の時間関連経過の実施形態の第２の例を示す図である。

【図5】再循環が生じていないときのボーラス投与中の体外血液回路の動脈枝および静脈枝における圧力の時間関連経過を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

本発明の実施形態の一例を、図面を参照することによって以下で詳細に説明する。

【0033】

図１は、再循環を検出するためのデバイスを含む体外血液処置装置の主要構成要素のみを簡単化した図表示で示す。

【0034】

現在の血液処置装置は血液（透析）濾過装置であり、血液（透析）濾過装置は、以下では血液チャンバと呼ぶ、血液が流れる第１のチャンバ３と、ダイアライザ液チャンバと呼ぶ、透析液が流れる第２のチャンバ４とに半透膜２によって分離されたダイアライザ１を含む。第１のチャンバ３は体外血液回路５Ａに組み込まれ、一方、第２のチャンバ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。

【0035】

体外血液回路５Ａは、動脈カニューレ６ａから血液チャンバ３の入口３ａに通じる動脈血ライン６と、ダイアライザ１の血液チャンバ３の出口３ｂから出ており、静脈カニューレ７ａに通じる静脈血ライン７とを含む。動脈カニューレおよび静脈カニューレは患者のフィステル（シャント）に接続される（前記フィステルは示されていない）。患者の血液は、動脈血ライン６に配設される動脈血ポンプ８によってダイアライザ１の血液チャンバ３を通して送出される。血液ポンプ８は、第１の血流量と呼ぶ事前設定の血流量Ｑ_ｂでダイアライザの血液チャンバ３に血液を送り込む。第１の血流量は血液処置中に変えることができる。血液ライン６、７およびダイアライザ３は、透析処置のために透析装置に挿入される１回限りの使用を意図した使い捨て品を形成する。気泡を除去するために、エアセパレータ（ドリップチャンバ）を動脈ラインおよび静脈血ラインに組み込むことができる。

【0036】

新鮮な透析液が透析液源９において調製される。透析液源９から、透析液供給ライン１０は、ダイアライザ１の透析液チャンバ４の入口４ａに通じる。透析液排出ライン１１は、透析液チャンバ４の出口４ｂからドレイン１２に通じる。透析液ポンプ１３は透析液排出ライン１１に組み込まれる。

【0037】

透析処置の間、代用液源１５から代用液ライン１４を介して体外血液回路５Ａまで置換液（代用液）を送り込むことができる。置換ライン１４は、血液ポンプ８の下流にあり、ダイアライザ１の血液チャンバ３の上流にある動脈血ライン６のラインセグメントに接続される。代用液は代用液ポンプ１６で輸送され、代用液ポンプ１６は事前設定の代用液量Ｑ_ｓで動脈血ライン６に代用液を送り込む。代用液は、処置の間透析液から調製される液とすることができる。しかしながら、代用液は、代用液源で調製される液、例えば、料理用食塩水とすることもできる。

【0038】

再循環を検出するためのデバイスは制御ユニット１７を含み、それは、血液処置装置の中央制御計算ユニットの構成要素とすることができる。血液ポンプ８および代用液ポンプ１６は、再循環を検出するためのデバイスの制御ユニット１７に制御線８’、１６’を介して接続される。制御ユニットは、ポンプ８、１６をオンおよびオフに切り替え、ポンプの特定の流量を事前設定する。

【0039】

また、再循環を検出するためのデバイスは、血液ポンプ８の上流で動脈血ライン６の圧力を測定するための動脈圧センサ１８Ａと、ダイアライザの血液チャンバの下流で静脈血ライン７の圧力を測定するための静脈圧センサ１８Ｂとを有する測定ユニット１８を含む。動脈圧センサ１８Ａおよび静脈圧センサ１８Ｂはデータ線１８Ａ’および１８Ｂ’を介して測定ユニット１８に接続され、測定ユニット１８は、データ線１８’を介して、再循環を検出するためのデバイスの評価ユニット１９に接続され、前記評価ユニットはデータ線１９’を介して制御ユニット１７に再び接続される。

【0040】

さらに、再循環を検出するためのデバイスは、作動要素２０Ａ、例えば押しボタンを有する作動ユニット２０と、光学および／または音響信号送信器２１Ａを含む信号ユニット２１とを含む。血液処置装置の構成要素とすることもできる作動ユニット２０および信号ユニット２１は、制御線２０’およびデータ線２１’を介して制御ユニット１７に接続される。

【0041】

制御ユニット１７は、本発明による方法を行うのに必要とされるステップを実行するためにデータ処理プログラムが走るデータ処理ユニット（マイクロプロセッサ）とすることができる。制御ユニットの機能のモードは、以下で詳細に説明する。制御ユニットは、血液処置装置の個々の構成要素が以下のように制御されるように構成される（プログラムされる）。

【0042】

血液処置の間、血液ポンプ８は、事前設定の第１の血流量Ｑ_ｂ１で血液を輸送し、第１の血流量Ｑ_ｂ１は血液処置中に変更することができる。再循環試験を開始するために、作動要素２０Ａを作動させる、例えば、押しボタンが押される。押しボタンが押された後、制御ユニット１７は再循環を検出するための動作モードを選択し、その結果、血液ポンプ８および代用液ポンプ１６は、血流の減少に伴って代用液ボーラスを投与するように制御される。制御ユニット１７は、血液ポンプ８が、事前設定の時間間隔ΔＴ内に、減少した第２の血流量Ｑ_ｂ２で血液を輸送するように構成される（プログラムされる）。制御ユニット１７は、第１の血流量Ｑ_ｂ１と第２の血流量Ｑ_ｂ２との間の差を計算し、第１の血流量Ｑ_ｂ１と第２の血流量Ｑ_ｂ２との間の差に対応する代用液量Ｑ_ｓに対する量を事前設定する。

【0043】

図２は、異なる流量に対するボーラス投与中の代用液量Ｑ_ｓの選択を示す。血流量は、値Ｑ_ｂ１から最小値Ｑ_ｂ２＝Ｑ_ｍｉｎ、例えば、５０ｍｌ／ｍｉｎに減少される。ボーラス投与の前の血流量Ｑ_ｂ１が４００ｍｌ／ｍｉｎの場合、例えば、ボーラス投与中の代用液量Ｑ_ｓについては３５０ｍｌ／ｍｉｎの値という結果になり、それから、合計Ｑ_Ｇ＝Ｑ_ｓ＋Ｑ_ｂ２として、再び４００ｍｌの値という結果になる。

【0044】

再循環検出のための動作モードでは、測定ユニット１８の動脈圧センサ１８Ａおよび静脈圧センサ１８Ｂが動脈血ライン６および静脈血ライン７の圧力を測定し、評価ユニット１９が圧力信号を評価する。

【0045】

図３は、静脈圧ｐ_ｖ（ｍｂａｒ）および動脈圧ｐ_ａ（ｍｂａｒ）の測定された時間関連経過を示す。血流の減少に伴う代用液ボーラスの後、血液希釈のために、特定の量だけの圧力低下Ｉが静脈血ライン７で検出され、血圧上昇ＩＩが動脈血ライン６で検出され、それらは記号ＩおよびＩＩで表されている。実施形態のこの例では、再循環の量は２０％になる。比較のために、図４は、４０％の再循環での静脈圧ｐ_ｖ（ｍｂａｒ）および動脈圧ｐ_ａ（ｍｂａｒ）の時間関連経過を示し、一方、図５は、再循環がないときの静脈圧ｐ_ｖ（ｍｂａｒ）および動脈圧ｐ_ａ（ｍｂａｒ）の時間関連経過を示す。動脈圧上昇は再循環の場合にのみ認めることができることが見て明確に分かる。

【0046】

図３から５に示した圧力信号の特性経過は、血液の粘性の変化に起因する。ボーラス投与のために、血液チャンバの下流の静脈血ライン７の血液の粘性は、代用液の供給によって減少する。その結果、より小さい圧力低下が静脈カニューレ７ａで生じる。したがって、静脈圧が低下する。その後すぐに、静脈血ライン７の血液の粘性は再び増加し、その結果、静脈圧は再び上昇する。フィステル再循環のために、希釈された血液の一部がフィステルを介して動脈血ライン６に直接進み、それは粘性の低下をもたらし、そのために動脈血ラインの圧力（負圧）は上昇する。評価ユニット１９は、動脈圧上昇または静脈圧低下から、フィステル再循環が存在すると結論を下す。この点に関して、評価ユニット１９は、動脈血ライン６の血圧上昇の量を決定し、その量を事前設定の閾値と比較する。代替として、評価ユニット１９は、静脈血ライン７の圧力低下の量を決定することもでき、その量を事前設定の閾値と比較する。圧力のかなり大きい変化によって閾値が超えられる場合、評価ユニット１９は再循環を知らせる制御信号を発生する。信号ユニット２１は、評価ユニット１９の制御信号を制御ユニット１７を介して受け取り、その結果、信号送信器２１は音響的および／または光学的警報を発生する。次に、処置を行う医師は必要な措置を取ることができる。

【0047】

本発明によるデバイスは、さらに、再循環の決定を可能にする。動脈圧センサの動脈圧信号の最大変化の量と、静脈圧センサの静脈圧信号の最大変化の量との間の比は、再循環の指標として役立つ。再循環Ｒｅｚ［％］は、評価ユニットによって以下の式により計算される。

【0048】

しかしながら、得られたヘマトクリット変化ΔＨｋｔと、静脈および動脈の側の測定された圧力変化（Δｐ_ａおよびΔｐ_ｖ）との間の関係は線形ではない。また、血流Ｑ_ｂ、カニューレの形状寸法、特に、その直径、および絶対ヘマトクリット値への依存性がある。それゆえに、本発明によるデバイスは、Ｑ_ｂおよびＱ_ｓが一定である定義された条件下での測定を可能にし、その結果、再循環Ｒｅｚ［％］を十分な精度で上述の式により決定できることが好ましい。

【0049】

血液の減粘の代わりの増粘に基づく測定と対照して、ダイアライザが詰まりを起こすことがあるか、または血栓がホース系に現われることがあるという問題が生じない。また、測定結果への心肺再循環からの影響が、本発明による測定法では、血液希釈直後の圧力変化を検出することにより現われない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】