JPH0284932A - 透析治療中の患者体内副作用発現自体の予測装置 - Google Patents

透析治療中の患者体内副作用発現自体の予測装置

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JPH0284932A
JPH0284932A JP1152015A JP15201589A JPH0284932A JP H0284932 A JPH0284932 A JP H0284932A JP 1152015 A JP1152015 A JP 1152015A JP 15201589 A JP15201589 A JP 15201589A JP H0284932 A JPH0284932 A JP H0284932A
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JP1152015A
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Marco Rossi
マルコ　ロッシ
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Hospal AG
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業の利用分野］ 本発明は、透析治療を受けている患者体内の副作用発現
自体を予測する予測装置に関する。特に、本発明は、透
析治療を受けている患者を監視することを可能にしかつ
、例えば、吐き気、嘔吐（ｎａｕｓｅａ、ｖｏｇｉｉｔ
ｉｎｏ　）　、低血圧症、頭痛、とりわけ、虚脱などの
ような好ましくない副作用の発現を予測する目的を有す
る予測装置に関する。
［従来の技術１ 現下の状況においても、透析中の副作用の発現を回避す
る問題は扱われている、しかし、いまだ満足するように
は解決されておらず、次に掲げる三つの基本的な介入手
順の１つによっている次第である。
第１の手順によれば、患者は、オペレータ、通常は看護
婦の側において動脈血圧、心拍数、及び場合によっては
体重減少を（半時間ごと、又は１時間ごとの）周期的測
定を行うことによって監視される。
云うまでもなく、この檻視は、不連続的かつ断続的であ
り、また監視の責任はオペレータに専ら任せられており
、オペレータは患者の状態の視覚的評定に従い介入し又
は患者自身の訴えに従い介入することさえもある。明ら
かに、この手順では、好機における矯正的な介入は不可
能であり、したがって、多くの場合極めて突発的に現れ
る一患者のあらゆる病状を防止できるには至らない。
第２の手順は、生理透析過程の知識を利用して透析器械
類がその伴う擾乱作用のおそれを最少にして治療を遂行
できるようにこれらの器械類の構造を調節することであ
る。その結果は、上述の第１の介入手順に従って得られ
る結果よりも明確に優れている。
しかしながら、器械によっては、その患者自身から到来
する何らかの信号を利用しないで、透析を受でいる患者
にとって（理論的基礎において）最適であると考えられ
ているパラメータに可能な限り近い特定の治療パラメー
タを得るようにプログラムされているために、正確に虚
脱（確かに最も特徴的かつ最も酷しい副作用）の発現を
防止することは依然として不可能である。なし得る矯正
的介入ないし予防的な介入は、ある場合には、オペレー
タの自由裁量に任されることさえもある。
第３の手順は、患者体内に確認される特定信号を計算に
入゛れて、透析治療を実施するに当たっての準備を整え
ることである。このような手順は、透析分野の研究主題
であるが、しかしながら、患者の状態に関する限りの確
実な基本的生理値を識別しかつ測定するに当たり存在す
る困難の、文は、とりわけ、このような値に相当する信
号を処理しかつ利用するための効果的戦略を規定するに
当たり存在する困難のどちらかのために、未だ充分に具
体化されるに至ってはいない。
［問題を解決するための手段］ 本発明の目的は、オペレータに好機に介入可能とさせ及
び（又は）　Ｆａ１作用の起こるのを防止する手順を自
動的に作動させるように、透析治療を受けている患者に
副作用の発現自体の起こるのを高信頼性を以て予測する
ことのできる装置を提供することにある。
この目的は、透析治療中に患者体内の副作用発現自体の
予測装置に関する本発明によって実現される。この装置
は、次の特徴を含む。
患者の少なくとも１つの血流力学値を測定する血流測定
装置であって、時間に対するこの血流力学値の変動に相
当する少なくとも１つパラメータを与える能力のあるこ
の血流測定装置、所定期間に関してこのパラメータ、す
なわち、信号の平均変動に相当する少なくとも１つの定
格（ｒａｔｉｎｏ）を計算する信号処理装置、この定格
に対して得られた値を安全値の範囲を定める少なくとも
１つの参照値と比較する比較装置、 この定格に対して得られた値が参照値によって定められ
た安全値の範囲から逸脱する度にｔｉｌｌ　＠信号とし
て利用されることのできる警報信号を発射する警報装置
。
［実施例］ 本発明をさらに容易に理解してもらうために、好適実施
例について、純粋に非限定的な例として、付図を参照し
て以下に説明する。
第１図を参照すると、周知の形式の透析器械３により行
われる透析治療中に患者２体内に副作用自体が発現する
おそれがあるが、予測装置１は、透析治療中の患者体内
の副作用発現自体を予測する。
本発明によれば、予測装置１は、基本的に次を含む。
患者の血流力学値を測定する能力があり、かつ時間に対
してこの血流力学値自体の変動に相当するパラメータを
供給する能力のあるセンサ５、センサ５から到来する信
号を処理し、所定期間に関して上述のパラメータの変動
に相当する少な（とも１つの定格を計算する信号処理装
置６、上述の定格に対して得られた値を安全値の所定範
囲を定める少なくとも１つの参照値と比較する比較装置
７、 信号処理装置６によって計算された上述の定格に対して
得られた値がこの参照値によって定められた安全値の範
囲を超える度にＩｌｌ　ＩＩＩ信号として使用されるこ
とのできる警報信号を発射する警報装置９、 以下の詳細な説明は、測定された血流力学値が、例えば
、心拍数であると仮定する。
このような考察の観点から、センサ５は、例えば、簡単
な周波数計を含み、これらの出力の１つは処理装置６の
一部を形成する低域通過ディジタルフィルタ１１に接続
される。
このフィルタの基本的な機能は、雑音を除去する結果、
センサ５によって発射された生理的信号のみをこの信号
自体の帯域内で通過させることにある。
この信号処理装置６は、１つの記憶素子から記憶素子へ
と桁送りする記憶装置１２を含む。説明する場合におい
ては、この記憶装置は、例えば、３つの同等の記憶素子
１３，１４．１５を含み、これらのうちの最初の素子１
３はフィルタ１１の出力に接続される。
信号処理装置６は、さらに、計算装置１７を含み、後者
の備える３つの信号入力はそれぞれ記憶装置１２の記憶
素子１３，１４．１５の出力に互いに並列に接続され、
及び正規化装置１１８は計算装置１７の出力に接続され
る入力と比較装置７の入力に接続される出力を有する。
計算装！ｔ１７は、例えば、この場合、ｙ軸上の３つの
値（記憶素子１３，１４．１５内に記憶された値）を考
慮することによって得られる線分（第３ａ図参璽）の係
数又は勾配“ａｉ”及びａｈ　ｂＨｕを計算する観点か
ら最小二乗線形回帰を実施する能力を備える。
正規化装置！１８の唯一の目的は、各線分の“ａｌ”に
対して、−１と＋１の間にある相当値“ａ　Ｉ　　ｉ　
Ｊ＋を、例えば、次式を適用することによって計算する
ことにある。
信号装置６は、最終的に管理モジュロ２０を与えられ、
例えば、マイクロプロセッサを含み、このマイクロプロ
セッサは構成要素間の信号を統制する観点から、記憶装
置２１及び玉揚の全ての構成要素（フィルタ１１、記憶
装置１２及び計算装置１７及び正規化装［１８）に接続
される。信号処理装置６を、便利上、マイクロプロセッ
サによって構成することができる。
比較装置７は、従来式のものであり、したがって、この
比較装置は、一対のしきい値比較器２４゜２５を含みこ
れらの各々は処理装置６（この場合、正規化装置１８）
の出力に接続される第１出力及びそれぞれ滑動接点２６
．２７によりポテンショメータ２８．２９に接続される
第２人力を有する。
ポテンショメータ２８．２９は、直列接続され、かつこ
れらのそれぞれ反対側の端子を端子３１゜３２に接続さ
れこれに直流電源の正極及び負極がそれぞれ（図には示
されていない方法で）接続される。
しきい値比較器２４．２５は、次のように配設される、
すなわち、それぞれの出力に現れる信号は、これらの第
１人力に現れる信号が滑動接点２６．２７によって取り
上げられる参照電圧値間内にあるまでは“０″論理レベ
ルにあり、一方、第２人力に現れる信号が上述の参照信
号値よりそれぞれ高くなる又は低（なる度に“１”論理
レベルに移行する。
制御信号として利用されることのできる警報信号を発射
する警報装置９は、単にＯＲ式論理ゲート３４を含み、
その２つの入口はそれぞれ上流側の比較器２４′、２５
の出力に接続され、下流側を増幅装置３５に接続される
。
増幅装置３５の出力は、端子３６並びに、通常、音響警
報器３９と警報ランプ３９を含む警報器３７に接続され
る。
低域通過フィルタ１１の出力は端子１１８＄１へ通じ、
かつ正規化装Ｗ１１８の出力は端子“ｂ”へ通じる。さ
らに患者２は、動脈血圧センサ４０へ接続され、後者の
出力は端子“Ｃ”へ通じる。
第２ａ図、第２ｂ図、第２Ｃ図において、分の単位で表
示される時間に基づいて上述の端子“ａ”ｂ”Ｃ″から
出力される電気信号の運動が、それぞれ、Ｖａ、Ｖｂ、
Ｖｃで表示されている。
第２ｂ図において、Ｖ２６及びＶ２７は、ポテンショメ
ータ２８．２９の滑動接点２６．２７によって、同時に
取り上げられるそれぞれしきい電圧の２つの相当値を表
示する。
第３ａ図は、上述の手順に従う線形回帰によって得られ
る線分の勾配に相当する複数の係数ａｉ（第３ｂ図）を
初期的に得るように信＠Ｖａ＜第３ａ図）を数学的に処
理する２つの例、及び第３ｂ図の表示に従いこれらの係
数から得られた値の−１と＋１との間の、逐次、正規化
を示す。最終的に、本発明により提案される方法は、こ
の特定の場合における次の逐次操作の実行に対する準備
を整える。すなわち、 患者２の心拍数を測定すること、 所定期間に関するこのような心拍数の変動に相関する少
なくとも１つの規格を得るように測定心拍数信号を処理
すること、 上述の規格に対して得られたこの値を安全値の範囲を定
める少なくとも１つの値と比較すること、計算された規
格に対して得られたこの値が上述の参照値によって定め
られた安全値の範囲の外に移動する廉に制御信号として
利用されることのできる警報信号を発射すること。
一般的に、心拍数に比例する信号は、センサ５により検
出されて、低域フィルタ１１内で処理され、次いで各都
度に目盛り付は記憶装置１２内に３つの値の群に記憶さ
れる。
例えば、最初の３つの測定心拍数値ｆ１．ｆ２゜ｆ３（
第３ａ図）が記憶装置１２の記憶素子１３゜１４．１５
内にそれぞれ記憶され、後続の値ｆ４が素子１３を占領
して値ｆ３及びｆ２の素子１５及び１４への桁送りを起
こさせ、かつ値ｆ１を外へ追い出し、以後同様に繰り返
される。
記憶装置１２内に記憶された３つの心拍数の各群ごとに
、計算装置１１７は、上述の指定に従って線形回帰を行
い、これによってｆｌ、ｆ２．ｆ３を計算に入れて得ら
れた相当する線分の係数”ａｉ”及び“ｂ１″を決定し
、次にｆ２．ｆ３゜ｆ４を計算に入れて得られた相当す
る線分の係数１１８２１％及び“ｂ２”を決定し、以下
同様に繰り返す。
このようにして、係数“ａｉ″の順序が得られ（第３ｂ
図参照）これは計算装置１７の出力から供給され、この
順序は、全体として、センサ５によって検出されかつフ
ィルタ１１によって処理された心拍数信号の勾配を表示
する。
正規化装置１８内で行われる次の操作は、上に指定され
たように、振幅が−１と＋１との間にある相当値“ａ′
　ｉ”を得るように上述の係数゛ａｉ”を調整すること
にある。検査を構成する次の段は、相当値”ａ′　ｉ”
の各々が２つのそれぞれしきい値Ｖ２７とＶ２８によっ
て上限と下限を定められた安全値の範囲内に存在するか
どうかの判定を可能にする。この操作は、比較器ｆｆ１
７において比較器２４．２５及びポテンショメータ２８
及び２９によって実行される。
確立された限界から係数゛ａ（”の１つが逸脱するよう
な場合（例えば、第３Ｃ図の値“ａｌ　ｉ４”参照）は
、比較器２４及び２５が、“１′論理レしル信号をＯＲ
ゲート３４の対応する入力に送り、それぞれの論理信号
出力の“０″から“１”へのスイッチングを及びそれに
続いての制御信号の増幅装置３５からの発射を起こさせ
る。
制御信号のこの発射は音響警報器３８及び警報ランプ３
９の動作、並びに電気信号の端子３６への発射を開始さ
せ、この電気信号はその後の使用、例えば、透析′器械
３によって実施されている透析の特定のパラメータを自
動的に変調することに利用される。
第２図は１つの臨床実例に圓し、そこでは“心拍数″血
流力学値が各１０鼓動ごとに測定され、従来式にディジ
タル帯域通過フィルタによってフィルタ処理され、及び
“正規化勾配”が１５個の試料に渡る輪形回帰によって
得られる（この場合、桁おくり記憶装置Ｆ１２は１５個
の記憶素子を含む）。
この図を詳細に観察すると、次のことが解るであろう、
すなわち、安全値の範囲の下限しきい値Ｖ２７を超えて
降下する出力信号ｖｂが（約７分程度の）時限下の開始
時刻ｔ１に発生され、この時限のｎ端時刻ｔ２に一致し
て患者の動脈血圧に突然の低下が見られ、これが患者の
心臓−循環器系虚説を生じる。
第２図に報告されたような、臨床実例を調べると、本発
明によって提供される予測装置を使って得られる予測動
作の重要性が明確に立証されていることが認められるで
あろう。
事実、巽常の連絡は時刻ｔ１になされ、一方、心拍数の
実効値（約６１心拍／分）及び平均動脈血圧（約８３履
１１（１）は、透析を受けている患者にとっては正常値
内に完全に納まるとなお考えることができる。このこと
は、これらの値を測定することのできる器械によって与
えられる瞬間的データの分析は、本発明が達成しようと
している目的にとって不適当であることの証明を、示し
ている。
本発明による予測装置の特性を調べると、次のようなま
ぎれもない利点が明らかになる。
第１に、臨界生理的状況についての有効かつ、とりわけ
、充分に早期に与えられる表示が得られる。このことは
、早めに対策を加えることを可能とし、したがって、患
者が心臓−循環器系虚説に見舞われるのをまたこの状況
に伴うあらゆる後遺症（なかでも、患者から心臓病）を
予防する。
この予測装置によって供給されるデータを早めに利用す
ることによって、例えば、透析器械３を使って操作され
る透析手順において、オペレータにとって起こり得る緊
急態勢を単に信号表示することによって、担当技術者は
、自動的、時機を得た、かつ充分な介入のための準備を
整えることができる。
最後に、上述の予測装置１１にとって本発明の範囲から
逸脱することなく修正及び変更を導入できることは明ら
かである。
なかでも、もし−組の規格が作成されるならば、信号の
分析は遥かに複雑になり、これらの規格の各々が少なく
とも１つの相当するしきい値と比較されなければならな
い。
遥かに簡単に、回帰試料の数、すなわち、桁送り記憶装
置の記憶素子の数を１つの時限から他の時限へと又は信
号の特性に従って動的に変動させ４゜ ることもできる。
さらに、被測定値として心拍数が選択されたけれども、
この血流力学値と時間的に関連している、他の血流力学
値を測定することもでき、これらの１つまたはいくつか
のオペレータ（振幅、心拍数、等々）を選択することも
考えられる。例として、心拍振幅信号及び心電計信号に
ついての測定と計算は、非侵入性心拍娠幅測定装置及び
従来式の心電図監視装置を適切に使用することによって
実施することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による透析治療患者体内副作用予測装
置の機能ブロック線図、 第２図は、特定の臨床例における第１図のブロック線図
の点ａ、ｂ、及びＣにおいてそれぞれ取り出された３つ
の信号に時間的に対応させて並べた波形図、 第２図ａは、この特定臨床例におけるフィルタ処理後の
心拍数の時間に対する波形図、第２図すは、逐次線分の
勾配“ａｉ”を、心拍数についての−１と＋１の間にあ
る正規化単位により計算して正規化した相当値の時間に
対する波形図、 第２図Ｃは、平均血圧値の時間に対する波形図、第３図
は、第１図のブロック線図で示された予測装置によって
実施される信号処理の例を説明するグラフ図、である。 ［記号の説明］ １：透析治療中の患者体内の副作用自体の予測装置 ２：患者 ３：透析器械 ５：センサ ６：信号処理装置 ７：比較装置 ９：警報装置 １１：フィルタ １２：桁送り記憶装置 １７：計算装置 １８：正規化装置 ２０　： ２１　： ２４゜ ２８゜ ３５　： 管理モジュロ 記憶装置 ２５：しきい値比較器 ２９：ポテンショメータ 増幅装置

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）透析治療中の患者体内に発現する副作用の予測装
    置であつて、 患者の少なくとも１つの血流力学値を測定する血流測定
    装置であつて、時間に対する前記血流力学値の変動に相
    当する少なくとも１つパラメータを与える能力のある前
    記血流測定装置と、 所定期間に関して前記パラメータの平均変動に相当する
    少なくとも１つの定格を計算する信号処置装置と、 前記定格に対して得られた値を安全値の範囲を定める少
    なくとも１つの参照値と比較する比較装置と、 前記定格に対して得られた値が前記参照値によつて定め
    られた安全値の範囲から逸脱する度に制御信号として利
    用されることのできる警報信号を発射する警報装置と、 を包含することを特徴とする前記予測装置。 （２）請求項１記載の予測装置において、前記血流測定
    装置は、心拍数、心電計信号、及び（又は）心拍振幅の
    測定機器の少なくとも１つを含むことを特徴とする前記
    予測装置。（３）請求項１又は２に記載の予測装置にお
    いて、前記信号処理装置は前記血流測定装置の下流に配
    置されたフィルタを含むことを特徴とする前記予測装置
    。 （４）請求項１から３のうちいずれか１つに記載の予測
    装置において、前記信号処理装置は、動作中、前記血流
    測定装置によつて供給される前記信号を記憶する記憶装
    置及び前記定格を計算する計算装置とを含むことを特徴
    とする前記予測装置。 （５）請求項１から４のうちいずれか１つに記載の予測
    装置において、前記処理装置はマイクロプロセッサを含
    むことを特徴とする前記予測装置。 （６）請求項１から５のうちいずれか１つに記載の予測
    装置において、前記比較装置は少なくとも１つのしきい
    値比較器を含むことを特徴とする前記予測装置。 （７）請求項６記載の予測装置において、前記比較装置
    は前記しきい値比較器のしきい値を調整する少なくとも
    １つの調整要素を含むことを特徴とする前記予測装置。 （８）請求項１から７のうちいずれか１つに記載の予測
    装置であつて、前記警報を発射するために前記警報装置
    によつて駆動される異常を信号表示する信号装置を含む
    ことを特徴とする前記予測装置。 （９）請求項８記載の予測装置において、前記信号装置
    は音響式のもの及び（又は）光学式のものであることを
    特徴とする前記予測装置。 （１０）請求項１から９のうちいずれか１つに記載の予
    測装置であつて、前記患者に動作中接続されることがで
    きかつ前記警報装置によつて制御される制御装置を含む
    ことを特徴とする前記予測装置。
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