特許 7218660 細胞外液量標準化装置、これを備える細胞外液量評価装置及び細胞外液量を標準化するためのコンピュータプログラム

(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】

(24)【登録日】2023-01-30

(45)【発行日】2023-02-07

(54)【発明の名称】細胞外液量標準化装置、これを備える細胞外液量評価装置及び細胞外液量を標準化するためのコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61M 1/14 20060101AFI20230131BHJP

   A61B 5/00 20060101ALI20230131BHJP

【ＦＩ】

A61M1/14

A61B5/00 N

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019077331

(22)【出願日】2019-04-15

(65)【公開番号】P2020174739

(43)【公開日】2020-10-29

【審査請求日】2022-02-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000135036

【氏名又は名称】ニプロ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】新里 徹

(72)【発明者】

【氏名】三輪 真幹

(72)【発明者】

【氏名】水野 亘

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 正富

【審査官】胡谷 佳津志

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－０１４８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５２４９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－１８３８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５１１１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５０１６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００３／０１１３６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】Lawrence E Armstrong，Assessing hydration status: the elusive gold standard，J Am Coll Nutr，米国，2007年，Vol. 26, No. 5，pp. 575S-584S

【文献】木村 玄次郎, 外7名，血液濾過施行時の細胞膜を介する物質動態，人工透析研究会会誌，日本，1980年，Vol. 13, No. 3，pp. 531-538

【文献】山海 嘉之, 外3名，透析時の血液量に関する状態推定法，人工臓器，日本，1986年，Vol. 15, No. 3，pp. 1181-1184

【文献】三宮HDクリニック，第１回勉強会 「体液量」と「血圧」の関係について，[on line]，日本，三宮HDクリニック，2018年，[令和４年１２月１９日検索], インターネット＜https://web.archive.org/web/20180827130140/https://www.sannomiyahd.com/study.html＞（ＵＲＬは、インターネットアーカイブのウェイバックマシンに蓄積されたウェブページを示しています。）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｍ１／００－１／３８

Ａ６１Ｂ ５／００

Ａ６１Ｂ ５／０５

ＰｕｂＭｅｄ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

透析患者の身体内に含まれる水分量の状態が溢水状態か正常状態か脱水状態かを評価するために用いられる細胞外液量標準化装置であって、
前記透析患者の身体内の細胞外液量を取得する細胞外液量取得部と、
前記透析患者の身長を取得する身長取得部と、
前記透析患者の透析後の体重を取得する体重取得部と、
前記透析患者の細胞内液量を取得する細胞内液量取得部と、
身長と、透析後の体重と、細胞内液量を変数として標準血液量を規定する関数を記憶する関数記憶部と、
前記取得された身長と、前記取得された透析後の体重と、前記取得された細胞内液量を前記関数に代入することで、前記透析患者の標準血液量を算出する標準血液量算出部と、
前記標準血液量算出部で算出した前記標準血液量に基づいて、前記細胞外液量取得部で取得した前記細胞外液量を標準化する標準化部と、を備えている、細胞外液量標準化装置。

【請求項2】

前記関数は、前記標準血液量をＢＶとし、前記細胞内液量をＩＣＶとし、前記身長及び前記透析後の体重から算出すされるボディマス指数をＢＭＩとし、ａ及びｂを定数としたときに、以下の条件式、

【数1】

で規定される、請求項１に記載の細胞外液量標準化装置。

【請求項3】

前記透析患者の透析前後の血漿尿酸濃度を取得する尿酸濃度取得部をさらに備えており、
前記細胞外液量取得部は、尿酸の透析前後の収支に基づいて透析後の前記細胞外液量を算出する、請求項１又は２に記載の細胞外液量標準化装置。

【請求項4】

前記細胞外液量は、前記透析患者のインピーダンスに基づいて算出される、請求項１又は２に記載の細胞外液量標準化装置。

【請求項5】

透析患者の身体内に含まれる水分量の状態が溢水状態か正常状態か脱水状態かを評価する細胞外液量評価装置であって、
請求項１～４のいずれか一項に記載の細胞外液量標準化装置と、
前記細胞外液量標準化装置で標準化された細胞外液量に基づいて、前記透析患者の身体内に含まれる水分量の状態を判定する判定部と、を備えている、細胞外液量評価装置。

【請求項6】

透析患者の身体内に含まれる水分量の状態が溢水状態か正常状態か脱水状態かを評価するために用いられる細胞外液量を標準化するためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータを、
前記透析患者の身体内の細胞外液量を取得する細胞外液量取得部と、
前記透析患者の身長を取得する身長取得部と、
前記透析患者の透析後の体重を取得する体重取得部と、
前記透析患者の細胞内液量を取得する細胞内液量取得部と、
身長と、透析後の体重と、細胞内液量を変数として標準血液量を規定する関数を記憶する関数記憶部と、
前記取得された身長と、前記取得された透析後の体重と、前記取得された細胞内液量を前記関数に代入することで、前記透析患者の標準血液量を算出する標準血液量算出部と、
前記標準血液量算出部で算出した前記標準血液量に基づいて、前記細胞外液量取得部で取得した前記細胞外液量を標準化する演算部として機能させるコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、透析患者の身体内に含まれる水分量の状態（すなわち、溢水状態か正常状態か脱水状態か）を評価するために用いられる細胞外液量を標準化する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

透析患者では、腎機能が廃絶しているため、摂取した水はすべて体内の細胞外区画に蓄積する。体内の細胞外区画に蓄積した水は透析療法によって除去するが、その際、除水は、理論的には細胞外区画の水の量（以下、細胞外液量ともいう）が、腎機能が正常な人の細胞外液量と等しくなるまで行う。このため、透析後の細胞外液量を取得することによって、透析後に細胞外区画に残された水分量が適正か否かが評価される。例えば、特許文献１に細胞外液量の算出方法の一例が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－２６４２１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したように、透析後の細胞外液量を取得することによって、透析後に体内の細胞外区画に残された水分量を評価できる。しかしながら、取得される透析後の細胞外液量は、全身の細胞における細胞外液量の総量である。透析後における細胞外液量の総量の適正量は、透析患者の身体の大きさによって異なる。体格が大きい透析患者では、体格の小さい透析患者より透析後における細胞外液量の総量の適正量は多くなる。すなわち、透析後における細胞外液量の総量の適正量は透析患者毎に異なる。実質的に同一の数値ですべての透析患者の透析後における細胞外液量の適正量を規定するためには、何らかの体の大きさの指標で細胞外液量を標準化する必要があった。

【0005】

従来の方法を用いて取得される透析後の細胞外液量は、体内のすべての組織における細胞外液量の総量である。しかし、体内の組織のうち、脂肪組織とそれ以外の組織とでは、組織重量に対する細胞外液量の比率が異なる（Chamney PW, et al.: A whole-body model to distinguish excess fluid from the hydration of major body tissues. Am J Clin Nutr. 2007; 85: 80-89.）。すなわち、たとえ体重が等しくても痩せている透析患者と肥満の透析患者とでは体内の総細胞外液量は異なる。したがって、現在、細胞外液量の補正に使用されている透析後体重、理想体重、体表面積あるいは非脂肪体重などの、脂肪組織の重量と非脂肪組織の重量を区別せずに、体内のすべての組織の総重量のみを反映するところの体の大きさの指標で細胞外液量を補正すると、透析患者の透析後における細胞外液量が適正か否かを正しく評価することが難しかった。

【0006】

本明細書は、透析患者の身体内に含まれる水分量の状態を評価するために用いられる細胞外液量を標準化する技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本明細書に開示する細胞外液量標準化装置は、透析患者の身体内に含まれる水分量の状態が溢水状態か正常状態か脱水状態かを評価するために用いられる。細胞外液量標準化装置は、透析患者の身体内の細胞外液量を取得する細胞外液量取得部と、透析患者の身長を取得する身長取得部と、透析患者の透析後の体重を取得する体重取得部と、透析患者の細胞内液量を取得する細胞内液量取得部と、身長と透析後の体重と細胞内液量を変数として標準血液量を規定する関数を記憶する関数記憶部と、取得された身長と取得された透析後の体重と取得された細胞内液量を関数に代入することで、透析患者の標準血液量を算出する標準血液量算出部と、標準血液量算出部で算出した標準血液量に基づいて、細胞外液量取得部で取得した細胞外液量を標準化する標準化部と、を備えている。

【0008】

本発明者らが鋭意研究したところ、体脂肪量及び細胞内液量を用いて算出した標準血液量に基づいて細胞外液量を標準化することで、身体の水分量の状態を適切に評価できることが判明した。上記の細胞外液量標準化装置では、取得した細胞外液量を取得した標準血液量に基づいて標準化するため、細胞外液量が標準血液量あたりの標準化された細胞外液量に補正される。細胞外液量は体内の細胞外液量の総量であるため、透析患者毎に適正量が異なるが、細胞外液量を標準化することによって、透析患者の肥満度及び体格に影響されずに、透析患者の水分量の状態（溢水状態、正常状態、脱水状態）を評価することができる。また、標準血液量は脂肪量及び筋肉量と相関がある。体脂肪量、すなわち肥満度は身長と体重から推定でき、例えば、通常はＢＭＩを用いて表示する。具体的に、ＢＭＩが２２未満は痩せであり、ＢＭＩがこの値より低ければ、低いほど痩せていると判断する。一方、ＢＭＩが２２よりも高ければ肥満であり、ＢＭＩがこの値より高ければ高いほど太っていると判断する。ところで、筋肉量は細胞内液量と相関する。したがって、標準血液量は、ＢＭＩ及び細胞内液量と相関があると言える。このため、標準血液量を、透析後ＢＭＩと透析後の細胞内液量によって規定される関数を用いて算出することによって、透析患者の肥満度と体格に合わせて適切な標準血液量を算出することができる。

【0009】

また、本明細書に開示する細胞外液量評価装置は、透析患者の身体内に含まれる水分量の状態が溢水状態か正常状態か脱水状態かを評価する。細胞外液量評価装置は、上記の細胞外液量標準化装置と、細胞外液量標準化装置で標準化された細胞外液量に基づいて、透析患者の身体内に含まれる水分量の状態を判定する判定部と、を備えている。

【0010】

上記の細胞外液量評価装置では、上記の細胞外液量標準化装置で標準化された細胞外液量に基づいて、透析患者の身体内の水分の状態を判定する。このため、上記の細胞外液量標準化装置と同様の作用効果を奏することができる。

【0011】

また、本明細書は、透析患者の身体内に含まれる水分量の状態が溢水状態か正常状態か脱水状態かを評価するために用いられる細胞外液量を標準化するためのコンピュータプログラムと開示する。コンピュータプログラムは、コンピュータを、透析患者の身体内の細胞外液量を取得する細胞外液量取得部と、透析患者の身長を取得する身長取得部と、透析患者の透析後の体重を取得する体重取得部と、透析患者の細胞内液量を取得する細胞内液量取得部と、身長と透析後の体重（例えば、身長と透析後の体重から算出されるＢＭＩ）と細胞内液量を変数として標準血液量を規定する関数を記憶する関数記憶部と、取得された身長と取得された透析後の体重（例えば、取得された身長と取得された透析後の体重から算出されるＢＭＩ）と取得された細胞内液量を関数に代入することで、透析患者の標準血液量を算出する標準血液量算出部と、標準血液量算出部で算出した標準血液量に基づいて、細胞外液量取得部で取得した細胞外液量を標準化する演算部として機能させる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施例に係る細胞外液量算出装置のシステム構成を示す図。

【図2】演算装置が透析患者の体内に含まれる水分量の状態を判定する処理の一例を示すフローチャート。

【図3】細胞内区画と細胞外区画に分布する物質を示す模式図。

【図4】ダイアライザの膜面積と尿酸の総括物質移動－面積係数の関係を示す図。

【図5】演算装置が細胞外液量を算出する処理の一例を示すフローチャート。

【図6】溢水群と正常群と脱水群について、比較例の方法で標準化した細胞外液量を示す図。

【図7】溢水群と正常群と脱水群について、実施例の方法で標準化した細胞外液量を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

【0014】

（特徴１）本明細書が開示する細胞外液量標準化装置では、関数は、標準血液量をＢＶとし、細胞内液量をＩＣＶとし、身長及び透析後の体重から算出される体脂肪量を反映する指数（ボディマス指数）をＢＭＩとし、ａ及びｂを定数としたときに、後述の数３６で表す式で規定されてもよい。このような構成によると、標準血液量を精度よく算出することができる。

【0015】

（特徴２）本明細書が開示する細胞外液量標準化装置は、透析患者の透析前後の血漿尿酸濃度を取得する尿酸濃度取得部をさらに備えていてもよい。細胞外液量取得部は、尿酸の透析前後の収支に基づいて透析後の細胞外液量を算出してもよい。このような構成によると、透析後の細胞外液量を精度よく算出することができる。

【0016】

（特徴３）本明細書が開示する細胞外液量標準化装置では、細胞外液量は、透析患者のインピーダンスに基づいて算出されてもよい。

【実施例】

【0017】

以下、実施例に係る細胞外液量評価装置１０について説明する。細胞外液量評価装置１０は、透析患者の体内に含まれる水分量の状態が溢水状態か正常状態か脱水状態かを評価するために用いられる。透析患者の体内水分量が過剰になっても（すなわち、患者が溢水状態になっても）、また体内の水分量が不足しても（すなわち、患者が脱水状態に陥っても）、細胞内区画４０の水の量はほとんど変化せず、細胞外区画５０の水の量だけが増加しあるいは減少することが知られている。したがって、透析による除水で調整する必要があるのは、透析後の細胞外液量である。このため、透析後の透析患者の細胞外液量を求めることによって、透析後に透析患者の細胞外液量が適正量になっているか否かを評価することができる。一方、例えば、インピーダンス法等の方法を用いて算出される透析後の透析患者の細胞外液量は、透析患者の体内の細胞外液量の総量である。このため、透析患者の体格が大きい場合には、透析後の細胞外液量の適正な総量は多くなり、透析患者の体格が小さい場合には、透析後の細胞外液量の適正な総量は少なくなる。すなわち、透析患者毎に透析後の細胞外液量の総量の適正値は異なる。このため、算出された細胞外液量の総量では、透析患者の透析後の体内の水分量（細胞外液量）を正確に評価できない。そこで、透析後の透析患者の細胞外液量が適正量となっているか否かを評価するため、透析後の細胞外液量を標準化する。以下では、透析患者の体内の細胞外液量の総量を単に「細胞外液量」と称し、細胞外液量評価装置１０で算出された標準化された細胞外液量を「標準細胞外液量」と称することがある。

【0018】

図１に示すように、細胞外液量評価装置１０は、演算装置１２と、インターフェース装置３０によって構成されている。演算装置１２は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータによって構成することができる。コンピュータがプログラムを実行することで、演算装置１２は、図１に示す細胞外液量算出部２０、標準血液量算出部２２、細胞外液量標準化部２４、判定部２６等として機能する。細胞外液量算出部２０、標準血液量算出部２２、細胞外液量標準化部２４及び判定部２６の処理については、後で詳述する。

【0019】

また、図１に示すように、演算装置１２は、患者情報記憶部１４と透析情報記憶部１６と算出方法記憶部１８を備えている。患者情報記憶部１４は、透析患者に関する各種情報を記憶する。患者情報記憶部１４は、インターフェース装置３０を介して入力される透析患者の情報や、細胞外液量算出部２０、標準血液量算出部２２及び細胞外液量標準化部２４で算出される透析患者に関する情報を記憶する。インターフェース装置３０を介して入力される透析患者の情報は、例えば、透析患者の透析前後の血漿尿酸濃度、ヘマトクリット値、透析前後の血漿尿素濃度、身長、透析後の体重等である。細胞外液量算出部２０で算出される透析患者に関する情報は、インターフェース装置３０を介して入力された情報に基づいて算出される透析患者の細胞外液量（すなわち、透析患者の体内の細胞外液量の総量）である。標準血液量算出部２２で算出される透析患者に関する情報は、インターフェース装置３０を介して入力された情報に基づいて算出される透析患者の透析後の細胞内液量及び標準血液量である。細胞外液量標準化部２４で算出される透析患者に関する情報は、インターフェース装置３０を介して入力された情報と細胞外液量算出部２０で算出される透析患者の細胞外液量と標準血液量算出部２２で算出される透析患者の標準血液量に基づいて算出される透析患者の標準細胞外液量である。

【0020】

透析情報記憶部１６は、透析に関する各種情報を記憶する。透析情報記憶部１６は、インターフェース装置３０を介して入力される透析に関する情報や、細胞外液量算出部２０で算出される透析に関する情報を記憶する。インターフェース装置３０を介して入力される透析に関する情報は、例えば、透析による除水量、透析時間、透析中にダイアライザを通過する血液流通速度及び透析液流通速度、透析に用いたダイアライザの膜面積、透析に用いたダイアライザの尿素に関する総括物質移動－面積係数等である。細胞外液量算出部２０で算出される透析に関する情報は、例えば、インターフェース装置３０を介して入力された情報に基づいて算出される、透析に用いたダイアライザの尿酸に関する総括物質移動－面積係数、尿酸クリアランス、尿酸除去量等である。

【0021】

算出方法記憶部１８は、透析後の細胞外液量、標準血液量及び標準細胞外液量を算出するために用いる各種の数式を記憶している。例えば、算出方法記憶部１８は、以下で詳細に説明する、数３、６～９、１３、１５、２３、２６、３２及び３５等で表す式を記憶する。細胞外液量算出部２０、標準血液量算出部２２及び細胞外液量標準化部２４は、算出方法記憶部１８に記憶される数式に、患者情報記憶部１４及び透析情報記憶部１６に記憶される各種の数値を代入することによって、透析後の細胞外液量を算出するために用いる各種の数値を算出する。

【0022】

インターフェース装置３０は、作業者に細胞外液量評価装置１０で算出される各種の情報を提供（出力）する表示装置であると共に、作業者からの指示や情報を受け付ける入力装置である。例えば、インターフェース装置３０は、算出した透析後の細胞外液量、標準細胞外液量及び透析患者の体内に含まれる水分量の状態等を、作業者に対して表示することができる。また、インターフェース装置３０は、透析患者に関する各種情報（透析患者の透析前後の血漿尿酸濃度、ヘマトクリット値、透析前後の血漿尿素濃度、身長、透析後の体重等）、透析に関する各種情報（除水量、透析時間、ダイアライザを通過する血液流通速度、ダイアライザを通過する透析液流通速度、透析に用いたダイアライザの膜面積、透析に用いたダイアライザの尿素に関する総括物質移動－面積係数等）等の入力を受け付けることができる。

【0023】

次に、細胞外液量評価装置１０を用いて、透析患者の体内に含まれる水分量の状態を判定する処理について説明する。本実施例の細胞外液量評価装置１０は、透析患者の細胞外液量（すなわち、透析患者の体内の細胞外液量の総量）を、その透析患者の標準血液量を用いて標準化し、標準化した細胞外液量（標準細胞外液量）によって透析患者の体内に含まれる水分量の状態を評価する。

【0024】

図２に示すように、まず、演算装置１２は、透析患者の透析後の細胞外液量を取得する（Ｓ１２）。演算装置１２は、インターフェース装置３０から入力された各種情報を用いて透析患者の透析後の細胞外液量を算出してもよいし、例えば、従来公知のインピーダンス法等を用いて外部装置（図示省略）等で算出された透析患者の透析後の細胞外液量を、インターフェース装置３０を介して取得してもよい。以下に、透析患者の透析後の細胞外液量を取得する方法の一例として、演算装置１２によって透析患者の透析後の細胞外液量を算出する処理について説明する。

【0025】

本実施例では、細胞外区画５０における透析前後の尿酸の収支に着目して、透析後の細胞外液量を算出する。図３に示すように、体内の水分区画は、細胞内区画４０と細胞外区画５０に分けられ、細胞外区画５０は、更に間質区画５２と血管区画５４に分けられる。尿酸は、細胞内区画４０と細胞外区画５０の両方に分布するが、透析時間である４時間程度では、細胞膜４２を通過しない。一方、尿酸は毛細血管膜５６を通過する。したがって、細胞外区画５０における透析前と透析後の尿酸の収支に着目することによって透析後の細胞外液量を算出できる。

【0026】

細胞外区画５０における透析前後の尿酸の収支に基づいて透析後の細胞外液量を算出する方法について、更に詳細に説明する。透析によって細胞外区画５０から除去された尿酸量（以下、「尿酸除去量」ともいう）は、透析前に細胞外区画５０に分布する尿酸量と、透析後に細胞外区画５０に分布する尿酸量の差と一致する。ところで、細胞外区画５０に分布する尿酸量は、細胞外液量と細胞外区画５０における尿酸濃度との積として算出できる。したがって、以下の数１で表す式が成立する。なお、_acidＥは尿酸除去量を示し、_ecfＶｓは透析前の細胞外液量を示し、_ecfＶｅは透析後の細胞外液量を示し、_acidＣｓは細胞外区画５０における透析前の尿酸濃度を示し、_acidＣｅは細胞外区画５０における透析後の尿酸濃度を示す。なお、尿酸は毛細血管膜５６を通過するので、血管区画５４における尿酸濃度は間質区画５２における尿酸濃度に等しい。また、細胞外区画５０は、血管区画５４と間質区画５２を合わせた区画であるので、細胞外区画５０における尿酸濃度は血管区画５４における尿酸濃度でもある。したがって、細胞外区画５０における尿酸濃度は血漿尿酸濃度でもある。

【0027】

【数1】

【0028】

次に、細胞外区画５０における透析中の水の収支について説明する。透析前の細胞外液量と透析後の細胞外液量の差は、透析によって体外に除去された水の量（以下、単に「除水量」ともいう）と一致する。したがって、以下の数２で表す式が成立する。なお、_dialＥＷは除水量を示す。

【0029】

【数2】

【0030】

上記の数１、２で表す式からは、以下の数３で表す式が得られる。

【0031】

【数3】

【0032】

上述したように、細胞外区画５０における透析前の尿酸濃度_acidＣｓは、透析前の血漿尿酸濃度と等しく、細胞外区画５０における透析後の尿酸濃度_acidＣｅは、透析後の血漿尿酸濃度に等しい。そして、透析前の血漿尿酸濃度_acidＣｓと透析後の血漿尿酸濃度_acidＣｅは、実測値として取得可能である。また、除水量_dialＥＷも、実測値として取得可能である。したがって、尿酸除去量_acidＥを取得又は算出できれば、上記の数３で表す式を用いて透析後の細胞外液量_ecfＶｅを算出できる。以下に、尿酸除去量_acidＥの算出方法について説明する。

【0033】

本実施例では、尿酸除去量_acidＥの算出にはダイアライザの尿酸クリアランスが必要であり、ダイアライザの尿酸クリアランスの算出にはダイアライザの尿酸の総括物質移動－面積係数が必要である。本実施例では、透析に用いたダイアライザの尿酸の総括物質移動－面積係数をダイアライザの膜面積に基づいて算出する。詳細には、透析に用いたダイアライザの膜面積に基づいてダイアライザの尿酸に関する総括物質移動－面積係数を算出し、算出した尿酸に関する総括物質移動－面積係数とダイアライザを通過する血液流通速度とダイアライザを通過する透析液流通速度とからダイアライザの尿酸クリアランスを算出し、算出した尿酸クリアランスを用いて尿酸除去量_acidＥを算出する。

【0034】

次に、ダイアライザの尿酸クリアランスの算出方法を詳細に説明する。透析中において、血漿尿酸濃度は指数関数的に低下することが知られている。このため、以下の数４で表す式が成立する。なお、_acidＣ（ｔ）は透析中の時間ｔにおける血漿尿酸濃度を示す。また、_acidＡは係数とし、Ｔｄを透析時間とすると、以下の数５で表される。

【0035】

【数4】

【0036】

【数5】

【0037】

上記の数４、５で表す式から、以下の数６で表す式が得られる。

【0038】

【数6】

【0039】

また、透析中の時間ｔにおける尿酸除去速度は、時間ｔにおけるダイアライザの尿酸クリアランスと、時間ｔにおける血漿尿酸濃度_acidＣ（ｔ）との積により算出できる。したがって、以下の数７で表す式が成立する。なお、_acidＦ（ｔ）は透析中の時間ｔにおける尿酸除去速度を示し、_acidＫ（ｔ）は透析中の時間ｔにおける尿酸クリアランスを示す。

【0040】

【数7】

【0041】

なお、ダイアライザの尿酸クリアランス_acidＫ（ｔ）は時間ｔに依存する変数となる。尿酸は血漿中及び血球内のいずれにも分布するが（Nagendra S, et al: A comparative study of plasma uric acid, erythrocyte uric acid and urine uric acid levels in type 2 diabetic subjects. Merit Research Journal 3: 571-574, 2015）、細胞膜である赤血球膜を透過しない。このため、尿酸は、透析中、ダイアライザを通過していく血液の中の血漿区画のみから除去される（Eric Descombes, et al: Diffusion kinetics of urea, creatinine and uric acid in blood during hemodialysis. Clinical implications. Clinical Nephrology 40: 286-295, 1993）。したがって、ダイアライザの尿酸クリアランス_acidＫ（ｔ）を算出する際には、ダイアライザを通過する血液流通速度ではなく、ダイアライザを通過する血漿流通速度を用いる。ところで、透析中の除水によって血液が濃縮されることに伴い、透析中においてヘマトクリット値が経時的に上昇する。したがって、血漿流通速度は透析中において一定にはならない。このため、ダイアライザを通過する血漿流通速度を用いて算出されるダイアライザの尿酸クリアランス_acidＫ（ｔ）も、ダイアライザを通過する血漿流通速度の経時的な変化に伴い変化する。すなわち、ダイアライザの尿酸クリアランス_acidＫ（ｔ）は、時間ｔに依存した変数となる。したがって、尿酸除去量_acidＥを算出する際には、数７で表す式を用いて算出された時間tにおける尿酸除去速度をｔ＝０からｔ＝Ｔｄまで一定間隔（例えば、０．１分間隔）で積算する。すなわち、以下の数８で表す式を用いて、尿酸除去量_acidＥを算出する。

【0042】

【数8】

【0043】

時間ｔにおける尿酸クリアランス_acidＫ（ｔ）は、ダイアライザの溶質のクリアランスを算出する既知の公式を用いて算出することができる。すなわち、時間ｔにおける尿酸クリアランス_acidＫ（ｔ）は、以下の数９で表す式を用いて算出できる。なお、_acidＫоＡはダイアライザの尿酸に関する総括物質移動－面積係数を示し、Ｑ_Ptは透析中の時間ｔにおけるダイアライザを通過する血漿流通速度を示し、Ｑ_Dはダイアライザを通過する透析液流通速度を示す。

【0044】

【数9】

【0045】

ダイアライザを通過する透析液流通速度Ｑ_Dは、実測値として取得可能である。したがって、ダイアライザの尿酸に関する総括物質移動－面積係数_acidＫоＡと、時間ｔにおけるダイアライザを通過する血漿流通速度Ｑ_Ptを取得又は算出できれば、時間ｔにおける尿酸クリアランス_acidＫ（ｔ）を算出できる。

【0046】

ダイアライザの尿酸に関する総括物質移動－面積係数_acidＫоＡの算出方法について説明する。本発明者らが鋭意検討したところ、中空糸型のダイアライザを用いた場合、ダイアライザの尿酸に関する総括移動物質－面積係数_acidＫоＡとダイアライザの膜面積との間には相関があることが判明した。以下、ダイアライザの尿酸に関する総括移動物質－面積係数_ａｃｉｄＫоＡとダイアライザの膜面積との間の関係について説明する。

【0047】

膜面積が異なるダイアライザについて、ex vivoにおける牛血を用いた実験に基づき、尿酸に関する総括物質移動－面積係数をそれぞれ算出した例について説明する。ダイアライザとしては、同一シリーズに属する中空糸型（ＰＥＳ－ＳＥαｅоシリーズ、ニプロ株式会社製）の膜面積が１．１ｍ^２、１．５ｍ^２、２．１ｍ^２、２．５ｍ^２の４種類のものを用いた。各ダイアライザに、ヘマトクリット値が３２％の牛血を２００ｍＬ／分で流すと共に、対向流で透析液を５００ｍＬ／分で流した。各ダイアライザに牛血（以下、単に「血液」ともいう）を流し始めてから１分後に、各ダイアライザの血液入口と血液出口において血液を採取し、直ちに遠心分離し、血漿の尿酸濃度を測定した。これらの測定値に基づいて、各ダイアライザのex vivoにおける尿酸クリアランスを、数１０で表す式を用いて算出した。なお、Ｋはダイアライザの尿酸クリアランスを示し、Ｃｉｎはダイアライザの血液入口の血漿尿酸濃度を示し、Ｃоｕｔはダイアライザの血液出口の血漿尿酸濃度を示し、ＱＰはダイアライザを通過する血漿流通速度を示す。

【0048】

【数10】

【0049】

血漿とは、血液から血球成分を除いた区画の名称である。したがって、数１０で表す式におけるダイアライザを通過する血漿流通速度ＱＰは、以下の数１１で表す式により算出される。なお、Ｈｔはヘマトクリット値を示し、Ｑ_Bはダイアライザを通過する血液流通速度を示す。

【0050】

【数11】

【0051】

上述したように、上記のex vivoの実験に用いた牛血のヘマトクリット値は３２％であり、各ダイアライザを通過した血液流通速度Ｑ_Ｂは２００ｍＬ／分であった。したがって、これらの値を数１１に代入すると、本実験で用いる各ダイアライザを通過する血漿流通速度ＱＰは、１３６ｍＬ／分となる。

【0052】

次に、数９で表す式を変形することにより導いた以下の数１２に表す式を用いて、各ダイアライザの尿酸に関する総括移動物質－面積係数を算出した。なお、ＫｏＡは各ダイアライザの尿酸に関する総括移動物質－面積係数を示し、Ｑ_Dは、上記のex vivoの実験において各ダイアライザを通過した透析液流通速度を示し、Ｋは上記のex vivoの実験において測定した各ダイアライザの尿酸クリアランスを示す。なお、上述したように、上記のex vivoの実験において、各ダイアライザを通過した透析液流通速度Ｑ_Ｄは５００ｍＬ／分であり、各ダイアライザを通過した血漿流通速度ＱＰは１３６ｍＬ／分である。

【0053】

【数12】

【0054】

上記のようにして各ダイアライザの尿酸に関する総括移動物質－面積係数を算出したところ、以下の結果が得られた。

【0055】

【表1】

【0056】

図４は、上記の表１に示す結果について、ダイアライザの膜面積と尿酸の総括移動物質－面積係数との間の関係を示したグラフである。図４に示すように、ダイアライザの膜面積と尿酸の総括移動物質－面積係数との間には、以下の数１３で表す式で示される相関関係が認められた。

【0057】

【数13】

【0058】

以上から、上記の数１３で表す式に透析に用いたダイアライザの膜面積を入力することによって、尿酸の総括移動物質－面積係数_ａｃｉｄＫоＡを算出することができる。

【0059】

次に、透析中の時間ｔにおいて、ダイアライザを通過する血漿流通速度Ｑ_Ptを算出する方法について説明する。患者の血液中の血漿区画の量は、以下の数１４で表す式により示される。なお、PVは血漿量、BVは血液量、Htはヘマトクリット値を示す。

【0060】

【数14】

【0061】

数１４で表す式を、透析中の時間ｔにおいてダイアライザを通過する血液流通速度と血漿流通速度との関係に書き換えると、数１５で表す式が得られる。なお、Ｈｔ（ｔ）は透析中の時間ｔにおけるヘマトクリット値（％）を示し、Ｑ_Bは透析中の時間ｔにおいてダイアライザを通過する血液流通速度を示し、Ｑ_Ptは透析中の時間ｔにおいてダイアライザを通過する血漿流通速度を示す。ダイアライザを通過する血液流通速度Ｑ_Bは、透析中、一定である。

【0062】

【数15】

【0063】

ここで、ダイアライザを通過する血液流通速度Ｑ_Bは経時的に変化せず、かつ実測値として取得可能である。したがって、時間ｔにおけるヘマトクリット値Ｈｔ（ｔ）を算出できれば、ダイアライザを通過する血漿流通速度Ｑ_Ptを算出できる。そこで、時間ｔにおけるヘマトクリット値Ｈｔ（ｔ）の算出方法について説明する。

【0064】

除水速度が一定であれば、透析中の体内の血液量は略直線的に低下する。これは、本発明者らがＢＶ計（ブラッドボリューム計）の測定結果を観察することによって確認している。したがって、透析中の時間ｔにおける血液量をＢＶ（ｔ）とし、ｔ＝０のときの血液量をＢＶｓと定義すると、透析中の時間ｔにおける血液量ＢＶ（ｔ）は、以下の数１６で表す式で示される。ただし、通常、αは負の値をとる。

【0065】

【数16】

【0066】

透析終了時の血液量をＢＶｅと定義し、数１６で表す式にｔ＝Ｔｄを代入することによってα値を算出できる。

【0067】

【数17】

【0068】

上記の数１７で表す式を書き換えると、以下の数１８で表す式が得られる。

【0069】

【数18】

【0070】

上記の数１６で表す式に数１８で表す式で算出したαを代入すると、以下の数１９で表す式が得られる。

【0071】

【数19】

【0072】

一方、体内の赤血球の総数は一定であって経時的に変化しない。これは、赤血球容積の総和も一定であって経時的に変化しないことを意味する。ところで、体内の赤血球容積の総和は、体内の血液量とヘマトクリット値の１／１００との積として求められる。したがって、以下の数２０～数２２で表す式が得られる。なお、ＴＥは体内の赤血球容積の総和を示す。

【0073】

【数20】

【0074】

【数21】

【0075】

【数22】

【0076】

上記の数１９で表す式と数２０～数２２で表す式から、以下の数２３で表す式が得られる。

【0077】

【数23】

【0078】

透析前のヘマトクリット値Ｈｔｓと、透析後のヘマトクリット値Ｈｔｅは、実測値として取得可能である。また、上述したように、透析時間Ｔｄは、実測値として取得可能である。このため、上記の数２３で表す式に、透析前のヘマトクリット値Ｈｔｓと、透析後のヘマトクリット値Ｈｔｅと、透析時間Ｔｄを代入することによって、透析中の時間ｔにおけるヘマトクリット値Ｈｔ（ｔ）を算出できる。そして、数１５で表す式に、数２３で表す式を用いて算出した時間ｔにおけるヘマトクリット値Ｈｔ（ｔ）と、取得したダイアライザを通過する血液流通速度Ｑ_Bを代入することによって、時間ｔにおいてダイアライザを通過する血漿流通速度Ｑ_Ptを算出できる。すなわち、透析前のヘマトクリット値Ｈｔｓと、透析後のヘマトクリット値Ｈｔｅと、透析時間Ｔｄと、血液流通速度Ｑ_Bから、時間ｔにおいてダイアライザを通過する血漿流通速度Ｑ_Ptを算出できる。

【0079】

数９で表す式に、数１３で表す式を用いて算出した尿酸に関するダイアライザの総括物質移動－面積係数_acidＫоＡと、数１５で表す式を用いて算出した時間ｔにおいてダイアライザを通過する血漿流通速度Ｑ_Ptと透析の全経過を通して一定である透析液流通速度Ｑ_Dとを代入することによって、ダイアライザの時間ｔにおける尿酸クリアランス_acidＫ（ｔ）を算出できる。すなわち、透析に用いたダイアライザの膜面積と、透析前のヘマトクリット値Ｈｔｓと、透析後のヘマトクリット値Ｈｔｅと、透析時間Ｔｄと、血液流通速度Ｑ_Bと、透析の全経過を通して一定である透析液流通速度Ｑ_Dとから、透析に用いたダイアライザの時間ｔにおける尿酸クリアランス_acidＫ（ｔ）を算出できる。

【0080】

また、数８で表す式に、数９で表す式を用いて算出した時間ｔにおける尿酸クリアランス_acidＫ（ｔ）と、数６で表す式を用いて算出した時間ｔにおける血漿尿酸濃度_acidＣ（ｔ）を代入することによって、尿酸除去量_acidＥを算出できる。すなわち、透析に用いたダイアライザの膜面積と、透析前の血漿尿酸濃度_acidＣｓと、透析後の血漿尿酸濃度_acidＣｅと、透析前のヘマトクリット値Ｈｔｓと、透析後のヘマトクリット値Ｈｔｅと、透析時間Ｔｄと、ダイアライザを通過する血液流通速度Ｑ_Bと、ダイアライザを通過する透析液流通速度Ｑ_Dから、尿酸除去量_acidＥを算出できる。

【0081】

更に、数３で表す式に、数８で表す式を用いて算出した尿酸除去量_acidＥと、取得した透析前の血漿尿酸濃度_acidＣｓ、透析後の血漿尿酸濃度_acidＣｅ及び除水量_dialＥＷを代入することによって、透析後の細胞外液量_ecfＶｅを算出できる。

【0082】

以上から、本実施例において透析後の細胞外液量_ecfＶｅは、透析前の血漿尿酸濃度_acidＣｓと、透析後の血漿尿酸濃度_acidＣｅと、透析前のヘマトクリット値Ｈｔｓと、透析後のヘマトクリット値Ｈｔｅと、除水量_dialＥＷと、透析時間Ｔｄと、ダイアライザを通過する血液流通速度Ｑ_Bと、ダイアライザを通過する透析液流通速度Ｑ_Dと、透析に用いたダイアライザの膜面積から算出することができる。

【0083】

次に、演算装置１２が透析後の細胞外液量_ecfＶｅを算出する処理について説明する。図５に示すように、まず、演算装置１２は、透析患者に関する各種情報を取得する（Ｓ２２）。透析患者に関する各種情報は、例えば、透析前後の血漿尿酸濃度_acidＣｓ、_acidＣｅと、透析前後のヘマトクリット値Ｈｔｓ、Ｈｔｅ等である。透析患者に関する各種情報は、例えば、以下の手順で取得する。透析前後の血漿尿酸濃度_acidＣｓ、_acidＣｅの取得方法を例に説明する。まず、透析前と透析後に透析患者の血液をそれぞれ採取する。そして、採取した透析前の血液を血球と血漿に遠心分離し、分離された血漿中の尿酸濃度_acidＣｓを測定し、更に、採取した透析後の血液を血球と血漿に遠心分離し、分離された血漿中の尿酸濃度_acidＣｅを測定する。血漿中の尿酸濃度の測定方法は特に限定しない。作業者は、測定した透析前後の血漿尿酸濃度_acidＣｓ、_acidＣｅをインターフェース装置３０に入力する。入力された透析前後の血漿尿酸濃度_acidＣｓ、_acidＣｅは、インターフェース装置３０から演算装置１２に出力され、患者情報記憶部１４に記憶される。更に、透析前後のヘマトクリット値Ｈｔｓ、Ｈｔｅが、透析患者から採取された透析前後の血液からそれぞれ測定される。これらの測定値は、インターフェース装置３０を介して患者情報記憶部１４に記憶される。

【0084】

次に、細胞外液量算出部２０は、透析に関する各種情報を取得する（Ｓ２４）。透析に関する各種情報は、例えば、除水量_dialＥＷ、透析時間Ｔｄ、ダイアライザを通過する血液流通速度Ｑ_B、ダイアライザを通過する透析液流通速度Ｑ_D、ダイアライザの膜面積等である。除水量_dialＥＷ、透析時間Ｔｄ、ダイアライザを通過する血液流通速度Ｑ_B、ダイアライザを通過する透析液流通速度Ｑ_D、ダイアライザの膜面積は、作業者によってインターフェース装置３０に入力される。そして、除水量_dialＥＷ、透析時間Ｔｄ、ダイアライザを通過する血液流通速度Ｑ_B、ダイアライザを通過する透析液流通速度Ｑ_D、ダイアライザの膜面積は、インターフェース装置３０から演算装置１２に出力され、透析情報記憶部１６に記憶される。

【0085】

なお、本実施例では、ステップＳ２２、ステップＳ２４の順に実施されているが、このような構成に限定されない。例えば、ステップＳ２４を先に実施し、その後ステップＳ２２を実施してもよい。また、ステップＳ２２で取得する複数の情報と、ステップＳ２４で取得する複数の情報の取得順序についても、特に限定されない。ステップＳ２２及びステップＳ２４の全ての項目を取得できればよく、例えば、ステップＳ２２で取得する複数の情報を全て取得する前に、ステップＳ２４で取得する情報を取得してもよい。

【0086】

次に、細胞外液量算出部２０は、ステップＳ２４で取得した透析に関する情報のうち、透析に用いたダイアライザの膜面積の値を用いて、尿酸の総括移動物質－面積係数_acidＫоＡを算出する（Ｓ２６）。尿酸の総括移動物質－面積係数_acidＫоＡは、算出方法記憶部１８に記憶される上記の数１３で表す式を用いて算出される。具体的には、細胞外液量算出部２０は、数１３で表す式に、透析情報記憶部１６に記憶されるダイアライザの膜面積の値を代入して、ダイアライザの尿酸に関する総括移動物質－面積係数_acidＫоＡを算出する。算出されたダイアライザの尿酸に関する総括移動物質－面積係数_acidＫоＡは、透析情報記憶部１６に記憶される。

【0087】

次に、細胞外液量算出部２０は、ステップＳ２２で取得した透析患者に関する情報と、ステップＳ２４で取得した透析に関する情報と、ステップＳ２６で算出されたダイアライザの尿酸に関する総括移動物質－面積係数_acidＫоＡを用いて、透析に用いたダイアライザの時間ｔにおける尿酸クリアランス_acidＫ（ｔ）を算出する（Ｓ２８）。透析に用いたダイアライザの尿酸クリアランスは、算出方法記憶部１８に記憶される上記の数９、数１５及び数２３で表す式を用いて算出される。

【0088】

具体的には、細胞外液量算出部２０は、まず、数２３で表す式に、患者情報記憶部１４に記憶される透析前のヘマトクリット値Ｈｔｓ及び透析後のヘマトクリット値Ｈｔｅと、透析情報記憶部１６に記憶される透析時間Ｔｄを代入して、透析中の時間ｔにおけるヘマトクリット値Ｈｔ（ｔ）を算出する。次いで、細胞外液量算出部２０は、数１５で表す式に、数２３で表す式を用いて算出した時間ｔにおけるヘマトクリット値Ｈｔ（ｔ）と、透析情報記憶部１６に記憶されるダイアライザを通過する血液流通速度Ｑ_Bを代入して、時間ｔにおいてダイアライザを通過する血漿流通速度Ｑ_Ptを算出する。そして、細胞外液量算出部２０は、数９で表す式に、ステップＳ２６で算出された尿酸の総括移動物質－面積係数_acidＫоＡと、数１５で表す式を用いて算出した時間ｔにおいてダイアライザを通過する血漿流通速度Ｑ_Ptと、ダイアライザを通過する透析液流通速度Ｑ_Dを代入して、透析に用いたダイアライザの時間ｔにおける尿酸クリアランス_acidＫ（ｔ）を算出する。算出された時間ｔにおける尿酸クリアランス_acidＫ（ｔ）は、透析情報記憶部１６に記憶される。

【0089】

次に、細胞外液量算出部２０は、ステップＳ２２で取得した透析患者に関する情報と、ステップＳ２４で取得した透析に関する情報と、ステップＳ２８で算出された時間ｔにおける尿酸クリアランス_acidＫ（ｔ）を用いて、尿酸除去量_acidＥを算出する（Ｓ３０）。尿酸除去量_acidＥは、算出方法記憶部１８に記憶される上記の数６及び数８で表す式を用いて算出される。具体的には、細胞外液量算出部２０は、まず、数６で表す式に、患者情報記憶部１４に記憶される透析前の血漿尿酸濃度_acidＣｓ及び透析後の血漿尿酸濃度_acidＣｅと、透析情報記憶部１６に記憶される透析時間Ｔｄを代入して、透析中の時間ｔにおける血漿尿酸濃度_acidＣ（ｔ）を算出する。そして、細胞外液量算出部２０は、数８で表す式に、ステップＳ２８で算出された時間ｔにおける尿酸クリアランス_acidＫ（ｔ）と、数６で表す式を用いて算出された透析中の時間ｔにおける血漿尿酸濃度_acidＣ（ｔ）を代入して、尿酸除去量_acidＥを算出する。算出された尿酸除去量_acidＥは、透析情報記憶部１６に記憶される。

【0090】

最後に、細胞外液量算出部２０は、ステップＳ２２で取得した透析患者に関する情報と、ステップＳ２４で取得した透析に関する情報と、ステップＳ３０で算出された尿酸除去量_acidＥを用いて、透析後の細胞外液量_ecfＶｅを算出する（Ｓ３２）。透析後の細胞外液量_ecfＶｅは、算出方法記憶部１８に記憶される数３で表す式を用いて算出される。

【0091】

具体的には、細胞外液量算出部２０は、数３で表す式に、透析前の尿酸濃度_acidＣｓ及び透析後の尿酸濃度_acidＣｅと、透析情報記憶部１６に記憶される除水量_dialＥＷと、ステップＳ３０で算出された尿酸除去量_acidＥを代入して、透析後の細胞外液量_ecfＶｅを算出する。算出された透析後の細胞外液量_ecfＶｅは、患者情報記憶部１４に記憶される。

【0092】

なお、本実施例では、ダイアライザの尿酸クリアランスを用いて尿酸除去量_acidＥを算出したが、このような構成に限定されない。例えば、透析液に除去された尿酸量を測定することによって取得してもよい。詳細には、透析後の透析液排液の尿酸濃度を測定し、測定した尿酸濃度と透析液排液量との積によって尿酸除去量を算出してもよい。

【0093】

図２に戻り、細胞外液量評価装置１０を用いて、透析患者の体内に含まれる水分量の状態を判定する処理の続きを説明する。ステップＳ１２の処理の後、すなわち、患者情報記憶部１４に透析後の細胞外液量が記憶されると、演算装置１２は、透析患者に関する各種情報を取得する（Ｓ１４）。透析患者に関する各種情報は、例えば、透析患者の身長、透析後の体重、透析後の細胞内液量等である。透析後の細胞内液量については、演算装置１２は、インターフェース装置３０から入力された各種情報を用いて算出してもよいし、例えば、インピーダンス法等を用いて外部装置（図示省略）等で算出された透析患者の透析後の細胞内液量を、インターフェース装置３０を介して取得してもよい。以下に、透析患者の透析後の細胞内液量を取得する方法の一例として、演算装置１２によって透析患者の透析後の細胞内液量を算出する処理について説明する。

【0094】

透析後の細胞内液量は、透析後の総体液量から透析後の細胞外液量_ecfＶｅを除くことによって算出できる。したがって、以下の数２４で表す式が成立する。なお、_wbＶｅは透析後の総体液量を示し、_icfＶｅは透析後の細胞内液量を示す。

【0095】

【数24】

【0096】

上述したように、透析後の細胞外液量_ecfＶｅは、細胞外液量算出部２０で算出され、患者情報記憶部１４に記憶されている。したがって、透析後の総体液量_wbＶｅを算出できれば、上記の数２４で表す式を用いて透析後の細胞内液量_icfＶｅを算出できる。

【0097】

次に、透析後の総体液量_wbＶｅの算出方法について説明する。尿素は細胞膜４２を通過するため（図３参照）、体内の水分区画全域に分布する。このため、尿素の分布に着目して、透析後の総体液量_wbＶｅを算出する。

【0098】

透析によって除去される尿素量（以下、「尿素除去量」ともいう）は、透析前に水分区画全域に分布する尿素量と、透析後に水分区画全域に分布する尿素量の差と一致する。また、透析前の総体液量は、透析後の総体液量_wbＶｅと除水量_dialＥＷの和と一致する。したがって、以下の数２５で表す式が成立する。なお、_ureaＥは尿素除去量を示し、_ureaＣｓは水分区画全域における透析前の尿素濃度を示し、_ureaＣｅは水分区画全域における透析後の尿素濃度を示す。

【0099】

【数25】

【0100】

上記の数２５で表す式を書き換えると、以下の数２６で表す式が得られる。

【0101】

【数26】

【0102】

水分区画全域における透析前の尿素濃度_ureaＣｓは、透析前の血漿尿素濃度と一致し、水分区画全域における透析後の尿素濃度_ureaＣｅは、透析後の血漿尿素濃度と一致する。このため、水分区画全域における透析前の尿素濃度_ureaＣｓと水分区画全域における透析後の尿素濃度_ureaＣｅは、実測値として取得可能である。また、上述したように、除水量_dialＥＷは実測値として取得可能である。したがって、尿素除去量_ureaＥを取得又は算出できれば、透析後の総体液量_wbＶｅを算出できる。

【0103】

尿素除去量_ureaＥは、例えば、透析液に除去された尿素量を測定することによって取得してもよいし、透析に用いたダイアライザの尿素クリアランスに基づいて算出してもよい。以下に、ダイアライザの尿素クリアランスから尿素除去量_ureaＥを算出する方法について説明する。

【0104】

透析中において、血漿尿素濃度は指数関数的に低下することが知られている。このため、以下の数２７で表す式が成立する。なお、_ureaＣ（ｔ）は透析中の時間ｔにおける血漿尿素濃度を示す。また、_ureaＡは係数とし、以下の数２８で表す式を用いて算出する。Ｔｄは透析時間を示す。

【0105】

【数27】

【0106】

【数28】

【0107】

上記の数２７、２８で表す式から、以下の数２９で表す式が得られる。

【0108】

【数29】

【0109】

また、透析中の時間ｔにおける尿素除去速度は、ダイアライザの尿素クリアランスと、時間ｔにおける血漿尿素濃度_ureaＣ（ｔ）との積として算出できる。したがって、以下の数３０で表す式が成立する。なお、_ureaＦ（ｔ）は透析中の時間ｔにおける尿素除去速度を示し、_ureaＫはダイアライザの尿素クリアランスを示す。

【数30】

【0110】

ダイアライザの尿素のクリアランスは、ダイアライザに添付のカタログに記載されている当該ダイアライザの尿素に関する総括物質移動－面積係数（以下、「ダイアライザの尿素に関する総括物質移動－面積係数のカタログ値」ともいう）と、透析中にダイアライザを通過する血液流通速度と、透析中にダイアライザを通過する透析液流通速度から、既知の公式を用いて算出できることが知られている。尿素は血漿及び血球内のいずれの分画にも分布する。すなわち、尿素は血液中の全区画に分布する。このため、ダイアライザの尿素クリアランスを算出する際にはダイアライザを通過する血液流通速度を用いる。ダイアライザを通過する血液流通速度は透析中において略一定となるため、ダイアライザの尿素クリアランス_ureaＫは時間ｔに依存しない定数となる。このため、上記の数３０で表す式をｔ＝０からｔ＝Ｔｄまで積分すると、尿素除去量_ureaＥを算出できる。したがって、以下の数３１で表す式を用いて、尿素除去量_ureaＥが算出される。

【0111】

【数31】

【0112】

上記の数２９、３１で表す式から、以下の数３２で表す式が得られる。

【0113】

【数32】

【0114】

透析時間Ｔｄは、実測値として取得可能である。また、上述したように、透析前の血漿尿素濃度_ureaＣｓと透析後の血漿尿素濃度_ureaＣｅは、実測値として取得可能である。

【0115】

以上から、上記の数３２で表す式に、ダイアライザの尿素に関する総括物質移動－面積係数のカタログ値と、透析中にダイアライザを通過する血液流通速度と、透析中にダイアライザを通過する透析液流通速度とから算出したダイアライザの尿素クリアランス_ureaＫと共に、取得した透析時間Ｔｄ、透析前の血漿尿素濃度_ureaＣｓ及び透析後の血漿尿素濃度_ureaＣｅを代入することによって、尿素除去量_ureaＥを算出できる。そして、上記の数２６で表す式に、算出した尿素除去量_ureaＥと、取得した透析前の血漿尿素濃度_ureaＣｓ、透析後の血漿尿素濃度_ureaＣｅ及び除水量_dialＥＷを代入することによって、透析後の総体液量_wbＶｅを算出できる。すなわち、透析前の血漿尿素濃度_ureaＣｓと、透析後の血漿尿素濃度_ureaＣｅと、除水量_dialＥＷと、透析時間Ｔｄと、尿素クリアランス_ureaＫとから、透析後の総体液量_wbＶｅを算出できる。

【0116】

なお、本実施例では、ダイアライザの尿素クリアランス_ureaＫは、ダイアライザの尿素に関する総括物質移動－面積係数のカタログ値を用いて算出しているが、このような構成に限定されない。例えば、ダイアライザに添付のカタログには、当該ダイアライザの尿素に関する総括物質移動－面積係数に代わり、所定の血液流通速度と所定の透析液流通速度における尿素クリアランスが記載されている場合がある。このような場合には、カタログに記載の血液流通速度、透析液流通速度及び尿素クリアランスから尿素に関する総括物質移動－面積係数を算出し、算出した尿素に関する総括物質移動－面積係数と、透析中にダイアライザを通過する血液流通速度と、透析中にダイアライザを通過する透析液流通速度から、ダイアライザの尿素のクリアランスを算出してもよい。

【0117】

透析後の総体液量_wbＶｅは、算出方法記憶部１８に記憶される上記の数２６及び数３２で表す式を用いて算出される。具体的には、標準血液量算出部２２は、まず、数３２で表す式に、患者情報記憶部１４に記憶される透析前後の血漿尿素濃度_ureaＣｓ、_ureaＣｅと、透析情報記憶部１６に記憶される透析時間Ｔｄと、ダイアライザの尿素に関する総括物質移動－面積係数_ureaＫоＡのカタログ値を代入して、尿素除去量_ureaＥを算出する。次いで、標準血液量算出部２２は、数２６で表す式に、数３２で表す式を用いて算出した尿素除去量_ureaＥと、患者情報記憶部１４に記憶される透析前後の血漿尿素濃度_ureaＣｓ、_ureaＣｅと、透析情報記憶部１６に記憶される除水量_dialＥＷを代入して、透析後の総体液量_wbＶｅを算出する。

【0118】

そして、標準血液量算出部２２は、上記の数２４で表す式に、算出した透析後の総体液量_wbＶｅと、ステップＳ１２で算出した透析後の細胞外液量_ecfＶｅを代入して、透析後の細胞内液量_icfＶｅを算出する。算出された透析後の総体液量_wbＶｅは、患者情報記憶部１４に記憶される。

【0119】

次に、標準血液量算出部２２は、透析患者の標準血液量を算出する（Ｓ１６）。上述したように、透析患者毎に透析後の細胞外液量の総量の適正値は異なる。これは、身長及び体重の影響だけでなく、体内の脂肪量及び筋肉量が影響するためである。これらの影響を考慮して透析後の細胞外液量を標準化するために、標準血液量を用いる。

【0120】

ここで、標準血液量の算出方法について説明する。標準血液量を算出する方法としては、身長と体重に基づいて算出する方法が報告されている。例えば、肥満の程度（すなわち、体内の脂肪量）を考慮した標準血液量の算出方法として、以下の数３３で表すＬｅｍｍｅｎｓの式が知られている。なお、ＢＶは、標準血液量を示し、ＢＭＩは、体重／（身長）^２で算出されるボディマス指数（以下、ＢＭＩという）を示す。

【0121】

【数33】

【0122】

上記の数３３で表す式における「２２」は、平均的な脂肪量を有する男性のＢＭＩである。したがって、ＢＭＩ／２２は肥満の程度を表す。すなわち、上記の数３３で表す式では、脂肪量が考慮されている。

【0123】

上記の数３３で表す式における「７０」は、平均的な筋肉量を有する男性の体重１ｋｇあたりの血液量とされている。すなわち、上記の数３３で表す式では、筋肉量は考慮されていない。しかしながら、透析患者毎に筋肉量は異なるため、標準血液量を算出する際には、脂肪量の個人差だけでなく、筋肉量の個人差も考慮する必要がある。

【0124】

また、体重１ｋｇあたりの血液量の目安として、以下の表２に示すＧｉｌｃｈｅｒ’ｓ ｒｕｌｅ ｏｆ ｆｉｖｅが知られている。

【0125】

【表2】

【0126】

体内の筋肉量が多いと、血液量が多くなり、体内の筋肉量が少ないと、血液量も少なくなる。上記の表２に示すＧｉｌｃｈｅｒ’ｓ ｒｕｌｅ ｏｆ ｆｉｖｅでは、「痩せている」患者において、体重１ｋｇあたりの血液量を体格が「標準」である患者より少ない量で定義しており、「筋肉隆々」である患者において、体重１ｋｇあたりの血液量を体格が「標準」である患者より多い量で定義している。上記の表２に示すＧｉｌｃｈｅｒ’ｓ ｒｕｌｅ ｏｆ ｆｉｖｅを用いると、上記の数３３で表す式における「７０」を、透析患者の性別及び体格に応じて補正することが可能となる。しかしながら、各透析患者が上記の表２に示すＧｉｌｃｈｅｒ’ｓ ｒｕｌｅ ｏｆ ｆｉｖｅにおける「痩せている」、「標準」及び「筋肉隆々」のいずれに該当するのかは、その透析患者の外見から判断する必要があり、検査者の主観に委ねられる。したがって、上記の数３３で表す式に上記の表２に示すＧｉｌｃｈｅｒ’ｓ ｒｕｌｅ ｏｆ ｆｉｖｅを適用するだけでは、標準血液量を精度よく算出できるとは言えない。

【0127】

そこで、本発明者らが鋭意検討し、細胞内液量を用いて筋肉量の個人差を考慮することを見出した。筋肉量は、個々の筋肉細胞の肥大あるいは萎縮によって変化する。そして、筋肉細胞が肥大すると、必然的に、筋肉細胞の肥大分だけ細胞内液量が増加する。一方、筋肉細胞が萎縮すると、必然的に、筋肉細胞の萎縮分だけ細胞内液量が減少する。このように、筋肉量と細胞内液量との間に相関があることに着目し、細胞内液量を用いて筋肉量の個人差を考慮した標準血液量を算出する。

【0128】

ここで、細胞内液量に基づいて体重１ｋｇあたりの血液量を算出する方法の一例を説明する。３９名の透析患者の中から、視覚的に痩せていることが明確な男性患者３名を筋肉量の少ない透析患者として選出し、３名の透析後の細胞内液量を算出した。透析後の細胞内液量は、上述の方法を用いて算出された。この３名の筋肉量の少ない透析患者の透析後の細胞内液量の平均値は、２０８ｍＬ／ｋｇと算出された。また、３９名の透析患者の中から、視覚的に筋肉隆々であることが明確な男性患者３名を筋肉量の多い透析患者として選出した。この３名の筋肉量の多い透析患者についても同様に、透析後の細胞内液量を算出したところ、平均値は、５１０ｍＬ／ｋｇと算出された。ここで、細胞内液量と血液量は比例すると仮定できるため、上記６名の透析患者の細胞内液量に基づき、体重１ｋｇあたりの血液量は以下の数３４で表す式で示すことができる。なお、ＢＶ_ｘは、体重１ｋｇあたりの血液量を示す。また、下記の数３４で表す式は、男性の透析患者の細胞内液量に基づいて導かれたが、本発明者らにより女性の透析患者においても以下の数３４で表す式を適用可能であることが確認されている。

【0129】

【数34】

【0130】

上記の数３４で表す式を、上記の数３３で表す式における「７０」と置き換えることによって、以下の数３５で表す式が得られる。

【0131】

【数35】

【0132】

なお、上記の数３５で表す式は、定数ａ及びｂを用いて、以下の数３６で表す式に書き換えることができる。

【0133】

【数36】

【0134】

上記の数３４で表す式では、筋肉量の個人差を考慮して体重１ｋｇあたりの血液量が算出される。このため、上記の数３４で表す式を、上記の数３３で表す式において平均的な筋肉量を有する男性の体重１ｋｇあたりの血液量を示す「７０」と置き換えた上記の数３５で表す式を用いることによって、脂肪量の個人差だけでなく、筋肉量の個人差も考慮した標準血液量を算出することができる。

【0135】

脂肪量の個人差と筋肉量の個人差の両方を考慮した標準血液量（以下、単に「標準血液量」ともいう）は、算出方法記憶部１８に記憶される上記の数３５で表す式を用いて算出される。具体的には、標準血液量算出部２２は、まず、患者情報記憶部１４に記憶される身長及び透析後の体重から、ＢＭＩを算出する。次いで、標準血液量算出部２２は、数３４で表す式に、患者情報記憶部１４に記憶される細胞内液量と、算出されたＢＭＩを代入して、標準血液量を算出する。算出された標準血液量は、患者情報記憶部１４に記憶される。

【0136】

次に、細胞外液量標準化部２４は、ステップＳ１６で算出された標準血液量を用いて、ステップＳ１２で取得した透析後の細胞外液量_ecfＶｅを標準化する（Ｓ１８）。すなわち、細胞外液量標準化部２４は、標準細胞外液量を算出する。具体的には、細胞外液量標準化部２４は、まず、患者情報記憶部１４に記憶される体重と標準血液量を掛け合わせる。患者情報記憶部１４に記憶される標準血液量は、体重１ｋｇあたりの標準血液量であるため、透析患者の体重を掛け合わせることによって、透析患者の体内の血液量の総量を標準血液量で表すことができる。そして、細胞外液量標準化部２４は、体重と標準血液量を掛け合わせたもので透析後の細胞外液量_ecfＶｅを割る。これによって、透析後の細胞外液量_ecfＶｅ（すなわち、透析後の透析患者の体内の細胞外液量の総量）を標準血液量１リットルあたりの細胞外液量に標準化することができる。

【0137】

次に、判定部２８は、ステップＳ１８で標準化した細胞外液量（すなわち、標準細胞外液量）を用いて、透析患者の体内の水分量の状態を判定する（Ｓ２０）。ステップＳ１８で算出した標準細胞外液量は、その透析患者の脂肪量及び筋肉量を考慮して算出された、体重１ｋｇあたりの細胞外液量である。このため、透析患者の体格に関わらず、所定の閾値を用いて透析患者の体内の水分量の状態を判定することができる。詳細には、標準細胞外液量が所定の範囲内である場合、判定部２８は、透析患者が正常状態であると判定する。一方、標準細胞外液量が所定の範囲より多い場合、判定部２８は、透析患者が溢水状態であると判定し、標準細胞外液量が所定の範囲より少ない場合、判定部２８は、透析患者が脱水状態であると判定する。判定結果（すなわち、溢水状態、正常状態、脱水状態のいずれであるのか）は、インターフェース装置３０に表示される。

【0138】

なお、判定部２８は、標準細胞外液量が所定の範囲内であっても、所定の範囲内の上限付近である場合には、「溢水状態の可能性がある」と判定し、標準細胞外液量が所定の範囲内であっても、所定の範囲内の下限付近である場合には、「脱水状態の可能性がある」と判定してもよい。このように判定することによって、医師に対して透析患者の状態をより注意して確認するように報知することができる。

【0139】

なお、本発明者らが行った検証では、数３５で表す式を用いて算出した標準血液量に基づいて、透析患者の体内の水分量の状態を判定できることが確認されている。検証では、３８名の透析患者を、溢水群と、脱水群と、正常群に分類した。

【0140】

溢水群に分類された透析患者は９名であり、以下の手順で溢水群に分類した。まず、３９名の透析患者のうち、最初の定期採血日において、血液透析終了後に下肢に浮腫が生じていた透析患者１０名を一旦溢水群に分類した（以下、仮溢水群とする）。その後、仮溢水群に分類された１０名の透析患者について、ドライウエイトを１～２週あたり０．２～０．５ｋｇずつ下げて血液透析を行った。最初の定期採血日から３ヶ月後の定期採血日までの間に、透析中の血圧低下や透析後の倦怠感を生じることなく血液透析終了後に下肢に浮腫が生じなくなった９名について、最初の定期採血日に生じた浮腫を溢水によるものであると確定し、溢水群と分類した。なお、仮溢水群に分類された１０名のうち１名については、ドライウエイトを下げて血液透析を行っている間に、血液透析終了後において下肢の浮腫が消失する前に、透析中に血圧が低下した。このため、この１名については、最初の定期採血日に生じた浮腫を溢水による浮腫であると確定することができず、溢水群から除外した。

【0141】

脱水群に分類された透析患者は５名であり、以下の手順で脱水群と分類した。まず、３９名の透析患者のうち、最初の定期採血日において、血液透析中に除水速度を低下させたり、除水を停止したり、あるいは補液しなければならないほどに血圧が低下した場合、又は、血液透析後に食事を摂取するまでの間、強い倦怠感がある場合に該当する透析患者５名を、一旦脱水群に分類した（以下、仮脱水群とする）。その後、仮脱水群に分類された５名の透析患者について、ドライウエイトを１～２週あたり０．２～０．５ｋｇずつ上げて血液透析を行った。最初の定期採血日から３ヶ月後の定期採血日までの間に、下肢に浮腫が生じることなく、透析中の血圧低下や透析後の倦怠感を生じなくなった５名について、最初の定期採血日に生じた透析中の血圧低下や透析後の倦怠感を脱水によるものであると確定し、脱水群と分類した。なお、仮脱水群に分類された５名全てが脱水群に分類された。

【0142】

正常群には、３９名の透析患者のうち、最初の定期採血日において、仮溢水群にも仮脱水群にも分類されなかった、すなわち、無症状であった２４名の透析患者が分類された。

【0143】

上記のように分類した各透析患者について、最初の定期採血日において取得した透析患者に関する各種情報及び透析に関する各種情報を用いて、透析後の細胞外液量を標準血液量で標準化した。具体的には、上述した方法を用いて、最初の定期採血日において取得した透析患者に関する各種情報及び透析に関する各種情報から、透析後の細胞外液量及び細胞内液量を算出した。そして、上記の数３５で表す式を用いて、身長、透析後の体重及び算出した細胞内液量から標準血液量を算出した。その後、算出した標準血液量及び透析後の体重を用いて、算出した透析後の細胞外液量を標準化した。

【0144】

また、比較例として、同じ透析患者について、上記の数３３で表す式（Ｌｅｍｍｅｎｓの式）を用いて透析後の体重１ｋｇあたりの標準血液量を算出し、この標準血液量と透析後の体重とを掛け合わせることによって、透析患者の身体全体あたりの標準血液量を求め、さらに、これを用いて透析後の細胞外液量を標準化した。以下、上記の数３３で表す式を用いて算出した標準血液量を、本実施例の方法で算出した標準血液量と区別するために、「Ｌｅｍｍｅｎｓの標準血液量」と称することがある。上述したように、Ｌｅｍｍｅｎｓの標準血液量は、透析患者の肥満の程度（すなわち、体内の脂肪量）のみが考慮されており、透析患者の体内の筋肉量については考慮されていない。

【0145】

図６は、比較例のＬｅｍｍｅｎｓの標準血液量を用いて標準化した標準細胞外液量を示すグラフである。図６に示すように、Ｌｅｍｍｅｎｓの標準血液量を用いて透析後の細胞外液量を標準化すると、正常群と溢水群については区別できたが、正常群と脱水群については全く区別することができなかった。すなわち、透析患者の体内の筋肉量が考慮されていないＬｅｍｍｅｎｓの標準血液量を用いて透析後の細胞外液量を標準化しても、透析患者の透析後の体内の水分量の状態を判定できなかった。

【0146】

図７は、本実施例の標準血液量（すなわち、数３５で表す式を用いて算出した標準血液量）を用いて標準化した標準細胞外液量を示すグラフである。図７に示すように、本実施例の標準血液量を用いて透析後の細胞外液量を標準化すると、正常群と溢水群について区別できたと共に、正常群と脱水群についてもほぼ区別することができた。なお、正常群と脱水群を区別し難い部分がわずかに存在しているが、この部分については、「脱水状態の可能性がある」と判定することによって医師による正確な判断を促すことができる。しかしながら、このような部分はほんの一部であるため、正常群と脱水群についてもほぼ正確に区別できたと言える。このように、細胞内液量を用いて標準血液量を算出することによって、透析患者の体内の筋肉量を考慮した標準血液量を算出することができ、透析患者の体内の水分量が溢水状態と脱水状態と正常状態のいずれであるのかを正確に判定できることが確認できた。

【0147】

以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

【符号の説明】

【0148】

１０：細胞外液量評価装置
１２：演算装置
１４：患者情報記憶部
１６：透析情報記憶部
１８：算出方法記憶部
２０：細胞外液量算出部
２２：標準血液量算出部
２４：細胞外液量標準化部
２６：判定部
３０：インターフェース装置
４０：細胞内区画
４２：細胞膜
５０：細胞外区画
５２：間質区画
５４：血管区画
５６：毛細血管膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】