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公開番号2024151681
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2023065228
出願日2023-04-12
発明の名称血液浄化装置
出願人日機装株式会社
代理人個人
主分類A61M 1/16 20060101AFI20241018BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】患者の個人差を考慮して酸素飽和度を精度よく取得することができる血液浄化装置を提供する。
【解決手段】血液浄化治療を行う患者の個人データを入力する個人データ入力部12と、酸素飽和度を含む不特定患者の個人データを複数蓄積した蓄積個人データを教師データとして、患者の個人データに応じた酸素飽和度を推定するための酸素飽和度データを取得する機械学習を行って得られた学習モデルを用いて、個人データ入力部12で入力された個人データに適した酸素飽和度データを取得する酸素飽和度データ取得部13と、第1受光強度(R_660)及び第2受光強度(IR_880)の比率(R/IR)から酸素飽和度データ取得部13で取得した酸素飽和度データを用いて患者の酸素飽和度を取得する酸素飽和度取得部14とを具備したものである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
血液浄化器及び血液回路を通じて患者の血液を体外循環させ、前記血液を浄化する血液浄化装置であって、
前記血液回路を流れる血液に赤色光を照射する第１照射部と、
前記血液回路を流れる血液に近赤外光を照射する第２照射部と、
前記第１照射部から照射した前記赤色光が前記血液を反射した反射光又は前記血液を透過した透過光を受光することにより取得される第１受光強度、前記第２照射部から照射した前記近赤外光が前記血液を反射した反射光又は前記血液を透過した透過光を受光することにより取得される第２受光強度をそれぞれ検出する受光部と、
血液浄化治療を行う患者の個人データを入力する個人データ入力部と、
外部機器にて検出した酸素飽和度と前記受光部にて検出した前記第１受光強度と前記第２受光強度とを含む不特定患者の個人データを複数蓄積した蓄積個人データを教師データとして、患者の個人データに応じた酸素飽和度を推定するための酸素飽和度データを取得する機械学習を行って得られた学習モデルを用いて、前記個人データ入力部で入力された個人データに適した前記酸素飽和度データを取得する酸素飽和度データ取得部と、
前記第１受光強度及び第２受光強度の比率から前記酸素飽和度データ取得部で取得した酸素飽和度データを用いて患者の酸素飽和度を取得する酸素飽和度取得部と、
を具備した血液浄化装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記血液回路を流れる血液に対し、前記第１照射部及び第２照射部から照射される前記赤色光及び近赤外光とは異なる波長の光であって前記血液の酸素飽和度に関わらず血液濃度を検出可能な検出光を照射する第３照射部と、
前記第３照射部から照射した前記検出光が前記血液を反射した反射光又は前記血液を透過した透過光を受光することにより取得される第３受光強度を検出する受光部とを具備し、
前記受光部で検出された前記第３受光強度に基づいて前記血液濃度の変化に伴って生じる前記酸素飽和度の誤差を吸収する誤差吸収部を具備した請求項１記載の血液浄化装置。
【請求項３】
前記誤差吸収部は、
前記第１受光強度及び第２受光強度の比率から前記血液の酸素飽和度を求めるための検量線を予め記憶する検量線記憶部と、
前記受光部で検出された前記第３受光強度に基づいて、前記受光部で検出された前記第１受光強度及び第２受光強度の比率を補正する比率補正部と、
を具備し、前記酸素飽和度取得部は、前記検量線記憶部で記憶された前記検量線に基づいて、前記比率補正部で補正された前記第１受光強度及び第２受光強度の比率から前記血液の酸素飽和度を取得する、請求項２記載の血液浄化装置。
【請求項４】
前記誤差吸収部は、
前記第１受光強度及び第２受光強度の比率から前記血液の酸素飽和度を求めるための検量線を予め記憶する検量線記憶部と、
前記受光部で検出された前記第３受光強度に基づいて、前記検量線記憶部で記憶された検量線を補正する検量線補正部と、
を具備し、前記酸素飽和度取得部は、前記検量線補正部で補正された前記検量線に基づいて、前記受光部で検出された前記第１受光強度及び第２受光強度の比率から前記血液の酸素飽和度を取得する、請求項２記載の血液浄化装置。
【請求項５】
前記誤差吸収部は、
前記第１受光強度及び第２受光強度の比率から前記血液の酸素飽和度を求めるための検量線であって前記血液濃度に応じた複数の検量線を予め記憶する検量線記憶部と、
前記受光部で検出された前記第３受光強度に基づいて、前記検量線記憶部で記憶された複数の検量線のうち特定の検量線を選択する検量線選択部と、
を具備し、前記酸素飽和度取得部は、前記検量線選択部で選択された前記検量線に基づいて、前記受光部で検出された前記第１受光強度及び第２受光強度の比率から前記血液の酸素飽和度を取得する、請求項２記載の血液浄化装置。
【請求項６】
前記誤差吸収部は、
前記第１受光強度及び第２受光強度の比率から前記血液の酸素飽和度を求めるための検量線を予め記憶する検量線記憶部と、
前記受光部で検出された前記第３受光強度に基づいて、前記第１照射部及び第２照射部で照射される前記赤色光及び近赤外光の発光強度を制御する制御部と、
を具備し、前記酸素飽和度取得部は、前記検量線記憶部で記憶された前記検量線に基づいて、前記第１受光強度及び第２受光強度の比率から前記血液の酸素飽和度を取得する、請求項２記載の血液浄化装置。
【請求項７】
前記第１照射部で照射される赤色光は、前記血液に含まれる酸化ヘモグロビンに対する吸光度より還元ヘモグロビンに対する吸光度の方が高い特性を有する波長とされ、前記第２照射部で照射される近赤外光は、前記血液に含まれる還元ヘモグロビンに対する吸光度より酸化ヘモグロビンに対する吸光度の方が高い特性を有する波長とされるとともに、前記第３照射部で照射される検出光は、前記血液に含まれる酸化ヘモグロビンに対する吸光度と還元ヘモグロビンに対する吸光度とが略等しい特性を有する波長とされた請求項２～６の何れか１つに記載の血液浄化装置。
【請求項８】
前記第１照射部で照射される赤色光は、６６０ｎｍの波長、前記第２照射部で照射される近赤外光は、８８０ｎｍの波長とされるとともに、前記第３照射部で照射される検出光は、８１０ｎｍの波長とされた請求項７記載の血液浄化装置。
【請求項９】
前記受光部で検出された前記第３受光強度に基づいて、ヘマトクリット値を取得するヘマトクリット値取得部を有する請求項２記載の血液浄化装置。
【請求項１０】
前記ヘマトクリット値取得部で取得されたヘマトクリット値に基づいて、循環血液量変化率（ΔＢＶ）を求めるＢＶ算出部を有する請求項９記載の血液浄化装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液浄化器及び血液回路を通じて患者の血液を体外循環させ、血液を浄化する血液浄化装置に関するものである。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
透析治療を行うための血液透析装置は、通常、患者の血液を体外循環させるための動脈側血液回路及び静脈側血液回路を有する血液回路と、動脈側血液回路及び静脈側血液回路にそれぞれ接続され、体外循環する血液を浄化するための血液浄化器としてのダイアライザと、ダイアライザを流れる血液中の余剰水分を除去して除水し得る除水ポンプとを具備しており、血液回路で体外循環する血液を除水しつつ血液浄化治療が可能とされている。
【０００３】
従来、例えば特許文献１にて開示されているように、血液浄化治療中において患者の血液の酸素飽和度を測定し得る血液浄化装置について提案されている。かかる従来の血液浄化装置は、血液中の酸化ヘモグロビンに吸収され易い波長の第１の光と、血液中の還元ヘモグロビンに吸収され易い波長の第２の光を発光部からそれぞれ照射し、その反射光を受光部にて受光して受光強度を検出することにより、血液の酸素飽和度を測定可能とされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２－４００５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の血液浄化装置においては、血液の酸素飽和度を測定する際、例えばヘマトクリット値等の患者の血液濃度の変化に伴って受光部で検出される受光電圧が変化してしまい、取得される酸素飽和度に誤差が生じてしまう虞があった。また、検量線などの酸素飽和度データを用いて酸素飽和度を取得することも考えられるが、その場合、患者の個人差を考慮した酸素飽和度データが必要とされる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、患者の個人差を考慮して酸素飽和度を精度よく取得することができる血液浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る一実施形態の血液浄化装置は、血液浄化器及び血液回路を通じて患者の血液を体外循環させ、前記血液を浄化する血液浄化装置であって、前記血液回路を流れる血液に赤色光を照射する第１照射部と、前記血液回路を流れる血液に近赤外光を照射する第２照射部と、前記第１照射部から照射した前記赤色光が前記血液を反射した反射光又は前記血液を透過した透過光を受光することにより取得される第１受光強度、前記第２照射部から照射した前記近赤外光が前記血液を反射した反射光又は前記血液を透過した透過光を受光することにより取得される第２受光強度をそれぞれ検出する受光部と、血液浄化治療を行う患者の個人データを入力する個人データ入力部と、酸素飽和度を含む不特定患者の個人データを複数蓄積した蓄積個人データを教師データとして、患者の個人データに応じた酸素飽和度を推定するための酸素飽和度データを取得する機械学習を行って得られた学習モデルを用いて、前記個人データ入力部で入力された個人データに適した前記酸素飽和度データを取得する酸素飽和度データ取得部と、前記第１受光強度及び第２受光強度の比率から前記酸素飽和度データ取得部で取得した酸素飽和度データを用いて患者の酸素飽和度を取得する酸素飽和度取得部と、を具備したものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、機械学習を行った学習モデルを用いて、個人データに適した酸素飽和度データを取得し、その取得した酸素飽和度データを用いて患者の酸素飽和度を取得するので、患者の個人差を考慮して酸素飽和度を精度よく取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の第１の実施形態に係る血液浄化装置を示す模式図
同血液浄化装置におけるヘマトクリットセンサを示す正面図
図２におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図
図２におけるＩＶ－ＩＶ線断面図
同血液浄化装置において検量線を補正する補正係数を得るための試験結果を示すグラフ
同血液浄化装置において適用される検量線を示すグラフ
同血液浄化装置において酸素飽和度を取得する工程を示すフローチャート
本発明の第２の実施形態に係る血液浄化装置を示す模式図
同血液浄化装置において酸素飽和度を取得する工程を示すフローチャート
本発明の第３の実施形態に係る血液浄化装置を示す模式図
同血液浄化装置において適用される検量線を示すグラフ
同血液浄化装置において酸素飽和度を取得する工程を示すフローチャート
本発明の第４の実施形態に係る血液浄化装置を示す模式図
同血液浄化装置において酸素飽和度を取得する工程を示すフローチャート
同血液浄化装置において個人データ（患者Ａ及び患者Ｂ）に適した酸素飽和度データを示すグラフ
同血液浄化装置において機械学習の概念を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
第１の実施形態に係る血液浄化装置は、透析治療を行うための透析装置から成り、図１に示すように、動脈側血液回路１及び静脈側血液回路２から成る血液回路と、動脈側血液回路１及び静脈側血液回路２の間に介装されて血液回路を流れる血液を浄化するダイアライザ３（血液浄化器）と、血液ポンプ４と、静脈側血液回路２に配設されたエアトラップチャンバ５と、ダイアライザ３に対して透析液の供給及び排液の排出を行う透析装置本体６と、血液指標検出器７とを具備して構成されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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