CN100556471C - 用于测试腹膜功能的方法和腹膜透析计划设备 - Google Patents

Abstract

本发明是一种腹膜功能测试方法，其特征是将利用MTAC_un和MTA_c所计算出的比值MTAC_un/MTA_c用作腹膜功能测试的指标，其中MTAC_un是尿素氮的总物质转移面积系数以及MTAC_c是肌酐的总物质转移面积系数。本发明使用的这种MTAC_un/c使得能检查患者的未来的腹膜功能(腹膜功能退化的机制)。具体地，可以通过演算Pyle-Popovich模型得到MTAC_un和MTAC_c。另外，腹膜功能测试方法还可以从三孔理论模型中计算出细胞孔的通透性系数(L_PS_C)和总通透性系数(L_PS)，同时得到利用L_PS_C和L_PS所计算出的比值L_PS_C/L_PS，并可以将L_PS_C/L_PS比值和MTAC_un/MTA_c比值用作腹膜功能测试的指标。

Description

用于测试腹膜功能的方法和腹膜透析计划设备

技术领域

本发明涉及一种用于测试腹膜功能的方法和一种利用计算机的腹膜透析计划设备。

背景技术

目前在日本约有200,000例慢性肾功能衰竭患者。其中，有92％到93％接受血液透析作为维持治疗，而剩下的7％到8％接受腹膜透析。

“透析”在此意思是一种利用分子量的不同，通过浓度梯度将体液过滤通过一层膜而从体液中清除某些分子的方法。因此，这个过程通过将各种经代谢活动所蓄积于体内的物质——溶质(例如作为尿毒素的尿素(U)和肌酐(Cr)、电解质(Ca²⁺、Cl^-、Na⁺和K⁺)、过量的水等等——从体液中溶解到透析液内，然后通过将透析液作为排出液从体内排出，由此辅助了患者受损的肾功能。用于透析的两种不同的方法是血液透析(HD)和腹膜透析(PD)。血液透析是一种血液流经体外循环的机械的血液纯化方式，而腹膜透析是一种通过将透析液注入到腹腔内并经腹膜过滤血液的血液纯化方式。一般而言，每一种透析方法都已经被应用于患者。对于有缺陷的肾功能不能被完全代偿的情况，利用血液透析进行体外透析治疗被认为是必需的。

对于腹膜透析，患者主要在家里进行透析治疗。家庭透析包括每日多次重复下面的步骤：患者本人利用导管将透析液引入到腹膜腔内；保留所引入的透析液数个小时；然后排出透析液。当排出透析液时，患者每次都记录下从体内所排出的过多的水量(称为“水清除的体积”)，并在随后的医学检查中将记录交给医生以得到处方。这样的腹膜透析方式被叫做CAPD(连续不卧床腹膜透析)。医生特别地关注于患者的水清除的体积，并根据所排出的水的体积给患者选择合适的处方。

在最近几年，已经开发了一种其中计算机模拟患者的腹膜功能的条件的腹膜透析***(见日本专利申请No.2000-140100公开文本)。这个腹膜透析***能够测试腹膜功能的情况，例如溶质清除率及经腹膜的水清除率，通过从利用PET(腹膜平衡试验，1987)所得到的患者的数据，包括每种溶质的浓度、水清除的体积等等，演算(computing)被称为腹膜透析的宏观模型的Pyle-Popovich数学模型。一般地，在操作这样的一个***的设备中通常采用商品化的个人计算机。

但是，上述的腹膜透析***通常只能定性或定性地做出诊断，尽管它能根据每种溶质的浓度和水清除的体积来评价在收集数据时的患者的腹膜功能。因此，通过利用这样的***研究患者的腹膜功能的未来的变化(所谓的“腹膜通透性退化的机制”)是非常困难的。

例如，对于从患者中所得到的数据，如果用数据的数值所表示的表观的水清除的体积是低的，要考虑以下各种可能的原因。但是，确定出其中哪一种原因是真正的原因是不可能的。

A：水没有被排出，因为***到腹腔内的导管尖端被物理堵塞或其异位不良(外在因素)；

B：腹膜的淋巴***具有较高水平的重吸收能力；和

C：真正的腹膜功能(经腹膜的水清除率)已经减低。

其中，当A是真实的原因时，清除导管内的堵塞或纠正位置，而当B是原因时，将抗炎性药物给予到淋巴***中。如果原因是C，透析模式将从腹膜透析转换到血液透析。因此，根据真实的原因，处理病变的方法是非常不同的。另外，当B和C都是原因时，患者可能患有腹膜炎或包裹性腹膜硬化的并发症，因此必须对如何治疗患者给予很多的考虑。因此，测试腹膜功能的传统方法不能完全容许做出关键性的判断以决定患者的合适治疗，因此这方面仍有提高的空间。

针对上述问题做出了本发明，它旨在提供一种测试腹膜功能的方法和一种腹膜透析计划设备，它容许(i)通过利用经传统方法所得到的各种类型的数据准确地分析腹膜透析患者的腹膜功能(腹膜通透性退化的机制)并(ii)将分析的结果应用到未来的诊断性处方中。

发明内容

为了解决上面的问题，本发明用利用MTAC_un和MTAC_c所计算(calculated)出的比值MTAC_un/MTAC_c作为腹膜功能测试的一个指标，其中MTAC_un是尿素氮的总物质转移面积系数(overall mass transfer-areacoefficient)以及MTAC_c是肌酐的总物质转移面积系数。

在此后所示的“MTAC_un/c”意思是“MTAC_un/MTAC_c”。为了解释的便利，根据情况分别使用这些符号。

另外，本发明的腹膜功能测试模型还可以从三孔理论模型中计算出细胞孔的通透性系数(L_pS_c)和总通透性系数(L_pS)，同时得到利用L_pS_c和L_pS所计算出的比值L_pS_c/L_pS，并可以用L_pS_c/L_pS比值和水清除的体积作为腹膜功能测试的指标。

作为利用从实际的腹膜透析患者中所收集到的大量数据的敏锐研究的结果，本发明的发明者发现当MTAC_un/c值越接近1时(即MTAC_un和MTAC_c的值彼此越接近时)，患者的腹膜功能的通透性已经越退化以及水清除的体积越小。这就是说，传统测试只能分析溶质清除的量和水清除的体积，而本发明应用上述的MTAC_un/c能检查患者的未来的腹膜功能(腹膜功能退化的机制)。从实际已有腹膜炎并发症的患者以及在未来可能会有并发症的患者中所得到的经验性数据可以证实MTAC_un/c和患者的未来的腹膜功能之间的相关性。

另外，因为MTAC_un/c是一个无因次比值，这个参数提供了一种可被用于Pyle-Popvich模型以外的其他数学模型中的优点，此外还容许患者之间的直接比较而不需调整患者的身体属性的差异。注意，在此后所述的L_pS_c/L_pS也是一个无因次参数，并提供了一种扩展了的通用性。

在本发明的腹膜功能的测试方法中，MTAC_un/c比值和水清除的体积可以被用作腹膜功能测试的指标。

因此，实际上同时检测MTAC_un/c值和水清除的体积能进行更为详细的腹膜功能测试。更具体的，例如，当水清除的体积是小的，即使MTAC_un/c是适当的，也可以确定非溶质转移的腹膜功能(即主要是经腹膜的水清除率)的减低。这导致对转换到有效的透析方式的充分性进行检查，其中避免了治疗腹膜炎的消炎药的不必要的使用(即从腹膜透析到血液透析的转换)。当MTAC_un/c和水清除的体积均不利的时候，可以确定腹膜功能已经被严重损伤造成了恶性衰竭，这就容许透析方式的迅速转化和即刻的应对措施以及给予各种消炎药。对于水清除的体积是合适的而MTAC_un/c是低的情况，可以确定腹膜功能是处于良性衰竭模式(即尽管水通道是十分有效的，但是具有可逆性的小孔和大孔被耗尽并临时失活了)，这就增加了对休息的必要性的考虑。

另外，本发明的腹膜功能测试方法还可以从三孔理论模型中计算出细胞孔的通透性系数(L_pS_c)和总通透性系数(L_pS)，同时得到利用LpSc和L_pS所计算出的比值L_pS_c/L_pS，并且可以将L_pS_c/L_pS比值和水清除的体积用作腹膜功能测试的指标。

因此，可以实施更为详细的腹膜功能测试。更具体地，从三孔理论模型中得到水通道的水通透性系数与总水通透性系数的比值(L_pS_c/L_pS)。L_pS_c/L_pS是一个代表水通道的活力的比值，认为水通道贡献了腹膜的毛细血管的孔的经腹膜的水清除率的40％。越大数值的比值意味着经腹膜的水清除率越高。通过给出L_pS_c/L_pS和MTAC_un/c或和水清除的体积的相关性，进行对腹膜功能的详细诊断是有可能的。

此外，本发明是一种利用三孔理论模型的腹膜功能测试方法，它可以计算出细胞孔的通透性系数(L_pS_c)和总通透性系数(L_pS)，同时得到用L_pS_c和L_pS所计算出的比值L_pS_c/L_pS，并可以将L_pS_c/L_pS比值用作腹膜功能测试的一个指标。因此，可以实施一种对经腹膜的水清除率的特异的功能测试。

在这种情况中，上述的L_pS_c/L_pS和水清除的体积用作测试指标的用法实现了一种对经腹膜的水清除率的详细的功能测试，它着重于水通道的活力。

附图说明

图1是Pyle-Popovich模型的说明图；

图2是三孔理论模型的说明图；

图3是本发明的一个应用实例的示意图-利用PC的腹膜透析计划设备；

图4显示了一个利用本发明透析计划设备的具体实施方案的流程；

图5显示了一个腹膜测试的时间图的实例；

图6显示了腹膜测试的输入数据项目；

图7显示了腹膜测试的输入数据项目；

图8是本发明的腹膜功能程序的流程图；

图9是显示了MTAC_un/c和水清除的体积之间的相关性的图(样例)；

图10是显示MTAC_un/c和L_pS_c/L_pS之间的相关性的图(样例)；

图11是显示MTAC_un/c和L_pS_c/L_pS之间的相关性(依照腹膜功能诊断对区域的显示)的图(样例)；

图12是显示L_pS_c/L_pS和水清除的体积之间的相关性的图(样例)：

图13是一个程序的简化步骤的流程图，从数据输入到腹膜功能的显示；

图14是图解遗传算法和三孔理论的一个具体的演算方法的流程图；

图15显示腹膜测试的时间图的实例；和

图16显示了临床数据之间的比较。

最佳实施方式

1.第一个具体实施方案

这里描述了本发明的第一个具体实施方案。

本发明的腹膜透析计划设备(i)演算两个已知为腹膜透析模型的数学模型，(ii)处理演算的结果，(iii)输出并显示所处理的结果。腹膜透析模型包括称为Pyle-Popovich模型的宏观模型和基于三孔理论的微观模型。这里首先提供了对这些模型的简要描述。

1.1腹膜透析的数学模型

图1是一个腹膜的横切面图，它准确地说明了Pyle-Popovich模型。如图中的箭头所示，用溶质分子到透析液内的弥散作用及对流作用(水的运动所造成的物质转移，即对流转运，和腹膜的淋巴***的吸收所造成的回流)的总和表示溶质经被假定为均质膜的腹膜从体液到透析液的转移。这个数学模型可以用下面的数学表达式I的公式组(1-1)到(1-8)表示。

[数学表达式I]

$G-\frac{{\mathrm{dV}}_B{C}_B}{\mathrm{dt}}-C_{\mathrm{LR}}{C}_B=\frac{{\mathrm{dV}}_D{C}_D}{\mathrm{dt}}=\stackrel{\·}{m}---(1-1)$

$\stackrel{\·}{m}=\mathrm{KA}(C_B-C_D)+Q_U(1-\mathrm{\σ})\stackrel{\‾}{C}---(1-2)$

$f=-\frac{1}{\mathrm{\β}}-\frac{1}{\exp \left(\mathrm{\β}\right)-1}---(1-4)$

$\mathrm{\β}=\frac{(1-\mathrm{\σ})Q_U}{\mathrm{KA}}---(1-5)$

Q_U＝a1exp(a₂t)+a₃     (1-6)

$V_D\left(t\right)=V_D\left(0\right)+\frac{a_1}{a_2}[\exp \left(a_{2}t\right)-1]+a_{3}t---(1-7)$

V_B+V_D＝V_B(0)+V_D(0)    (1-8)

其中，t：时间[分钟]；

C_LR：残余肾功能[mL/min]；

C_B：溶质在血液中的浓度[mg/mL]；

C_D：溶质在透析液中的浓度[mg/dL]；

V_B：体液的体积[mL]；

V_D：排出液的体积[mL]；

β：Peclet数[-]；

Ω_U：超滤率(超滤体积)[mL/min]；

G：溶质生成率[mg/min]；

KA：腹膜的总物质转移面积系数(MTAC)[mL/min]；

σ：Staverman反射系数[-]；

a₁：决定Ω_U的经验性常数[mL/min]；

a₂：决定Ω_U的经验性常数[l/min]；和

a₃：决定Ω_U的经验性常数[mL/min]。

因此，Pyle-Popovich模型是依据于体液中的各种溶质和透析液中的各种溶质的物质平衡方程。在Pyle-Popovich模型中，各个患者所要计算的项目是：各种溶质例如葡萄糖、尿素氮和肌酐的总物质转移面积系数KA(或同样地是总物质转移面积系数，或MTAC)；σ(Staverman反射系数)；水清除参数，a₁、a₂和a₃。其中认为水清除参数a₁、a₂和a₃对于评价患者的清除水的能力(称为“经腹膜的水清除率”)是特别重要的。

可用Hume和Weyers推导出的经验性方程计算体液(V_B)的体积(Hume等，1971)。根据性别，用患者的身高[HT(cm)]和体重[WT(kg)]表示经验性方程如下：

男性：V_B(0)＝-14.249+0.19678HT+0.29571WT；和

女性：V_B(0)＝-9.9260+0.17003HT+0.21371WT。

与Pyle-Popovich模型相反，当微观地观察腹膜功能时，认为腹膜的每个毛细血管的通透性都有着部分的变异。基于这种观点的腹膜透析模型是三孔理论的模型。

图2是说明三孔理论模型的毛细血管的示意图。三孔理论假设在毛细血管上有三种不同尺寸的孔(大孔、小孔和细胞孔)。在这种情况下，因为尺寸的不同，孔象筛一样地工作，因此调节了能通过特殊尺寸的孔的溶质的类型和数量。基于相同的原因，每种大小的孔对水清除率都有着不同的贡献。因此，在三孔理论中，分别计算出大、中和小尺寸的孔的水转移率(滤过率)，然后得到总水流动率(总超滤率)。可以用下面的数学表达式II的一组公式(2-1)到(2-4)和数学表达式III、IV和V表示这个数学模型。

[数学表达式II]

Q_U＝J_VC+J_VS+J_VL-J_Vlymph                                                       (2-1)

J_VC＝L_pS_c·(P_capill-π_prot-P_ip-π_gluc-π_urea-π_Na-π_anions)                   (2-2)

J_VS＝L_pS_s·(P_capill-σ_sπ_prot-P_ip-σ_sπ_gluc-σ_sπ_urea-σ_sπ_Na-σ_sπ_anions)    (2-3)

J_VL＝L_pS_L·(P_capill-P_ip)                                                      (2-4)

其中J_VC、J_VS、J_VL：分别是细胞孔(水通道)、小孔和大孔的超滤率[mL/min]；

J_Vlymph：淋巴吸收的流速[mL/min]；

L_PS_C、L_PS_S、L_PS_L：分别是细胞孔、小孔和大孔的水通透性系数；

π_prot、π_gluc、π_urea、π_Na、π_anions：分别是蛋白质、葡萄糖、尿素、钠和阴离子的渗透压[mmHg]；

P_capill：静水压[mmHg]；

P_ip：腹腔中的透析液的静水压[mmHg]；和

σ_s：反射系数[-]。

[数学表达式III]

J_Vlymph＝-Q_U(t_VAR)＝-L_pS[P_ca-P_ip-σ_prot(π_p-π_ip)]

其中t_VAR：丧失晶体渗透压梯度的时间[min]；以及

P_ca：施加于毛细血管内皮细胞上的静水压[mmHg]。

[数学表达式IV]

V_D(t+Δt)＝V_D(t)+Δt·(J_vc+J_vs+J_VL-J_lymph)

[数学表达式V]

L_pS＝L_pS_c+L_pS_s+L_pS_L                        (5-1)

$L_{P}S=\frac{0.070\·\frac{A0}{\mathrm{\Δx}}}{23000}---(5-2)$

其中L_PS：腹膜的水转运率(超滤系数)[mL/mmHg/1.73m²]；以及

A0/Δx：面积参数[cm/1.73m²]。

注意数学表达式V的公式(5-1)和(5-2)中的A0/Δx和L_PS_C是各个患者所特有的未知的参数。已经提出了一些用于近似三孔理论模型中的这些参数值的方法，包括改良Powell法。在此，从具有两种或多种不同渗透压的透析液中收集数据并用改良Powell法计算出上述的参数；但是，对于这种计算可以采用不同的方法。尽管Pyle-Popovich模型通过使用两组数据就能进行分析，但是三孔理论模型需要更多组数据以通过利用改良Powell法的反复计算找出参数A0/Δx和L_PS_C。

注意，细胞孔被当作是水通道(H₂O通道)，并且是重要的，因为它们做出了整个水清除的体积的40％的贡献。水通道与患者的经腹膜的水清除率之间有着非常重要的相关性，因为它们是不可逆的并且一旦被破坏就不能恢复到原始状态。因此，在透析治疗中，如何维护水通道使得它们不失效是保持腹膜功能的关键问题。

每个L_PS项(L_PS_C、L_PS_S和L_PS_L)都是水通透性系数，而L_PS被称作为总水通透性系数。这些具有大数值的系数意味着经腹膜的水清除率是高的。具体地，高数值的L_PS_C被认为是患者的经腹膜的水清除率被保持得相当好。因此，当利用三孔理论研究患者的腹膜功能时，密切地检查水通透性系数的值是非常重要的。

在三孔理论中，通过更新即时的每种溶质的浓度梯度可以得到当前的渗透压，也能新计算出水转移率。然后，与总的腹膜面积一起对各个患者进行进一步的计算，就能构建溶质转移和水清除体积的详细的模型。

1.2腹膜透析计划设备的构造

下面描述本发明的第一个具体实施方案的腹膜透析计划设备的构造。通过在一般用途的计算机上运行用于执行腹膜透析测试方法的程序(一种用于测试腹膜功能的程序)可以形成腹膜透析计划设备。

图3显示了本发明的腹膜透析计划设备的结构实例。在此显示了个人计算机(PC)1，它包括：具有众所周知的CPU、HD和内存的主机11；与主机连接作为输入工具的键盘12；和作用为数据输出工具的显示器10(显示单元)。例如可以将本发明的腹膜功能测试程序被从各种可移动的记录介质20(CD-ROM 201、DVD-ROM 202、软盘203和内存卡204)读取到PC1中，或者可以被从储存装置30如不同的服务器或PC经连接线读取到PC1中。一旦被读取，需要将腹膜功能测试程序与患者的数据一起储存于PC1的HD中。

腹膜透析计划设备将在普通测试(例如腹膜平衡试验，或PET)从患者中所得到的一组数据作为输入数据。PC1的CPU演算腹膜功能的数学模型(Pyle-Popovich模型、或Pyle-Popovich模型和三孔理论模型)，并对所得到的作为演算结果的与各种溶质的浓度、水清除的体积等相关的数据进行第一个具体实施方案所特异的处理。然后，CPU在显示器10上给出所处理的数据。显示器10上所给出的内容有助于对未来的腹膜透析计划的考虑。同此，本发明的腹膜透析计划设备的特点是可以以适当的方式测试在一定时间内的腹膜功能的状态(腹膜功能退化的机制)。

注意腹膜透析计划设备的一个优点是有效地利用传统装置和过去的数据实现功能，它不要求其他特殊的装置、计算方法、先前从未用过的新数据等等。

1.3腹膜功能测试程序的构造

在PC1上所运行的腹膜功能测试程序被构造成通常被按下面的顺序执行。图4显示了程序的顺序，从数据输入到腹膜功能的显示。

如图中所示，首先，将腹膜功能测试所需的患者的临床数据输入到PC1中。在输入数据之后，程序成为可执行的，并根据操作者的指令演算Pyle-Popovich模型。利用从演算中所获得的参数例如溶质浓度和水清除的体积得到尿素氮和肌酐的MTAC比值(MTAC_un/c)，并在显示器10上给出显示MTAC_un/c与水清除的体积之间的相关性的图，这使得操作者能进行对腹膜功能的研究。本发明的主要特点是将MTAC_un/c和在此后所描述的L_pS_c/L_pS用作腹膜功能测试的指标。当讨论操作顺序时，将更深入地讨论MTAC_un/c的有效性和关于MTAC_un/c及L_pS_c/L_pS的细节。

一旦在显示器10上给出MTAC_un/c和水清除的体积之间的相关性的图时，程序就能完成工作；但是，按操作者的要求，程序可以进行进一步的演算以更精确地研究腹膜功能测试。在这种情况下，PC1检查所得到的数据组的数目是否是充分的(具体地说，需要三个或更多个与具有多种渗透压的透析液相关的数据组)，然后演算三孔理论模型。通过使用水通透性系数和其他从演算中所得到的参数，在图中显示了更早演算得到的MTAC_un/c和L_pS_c/L_pS一起与水清除的体积之间的相关性以及L_pS_c/L_pS和水清除的体积之间的相关性。这使得操作者能对腹膜功能进行更详细的研究。

关于所输入的患者的数据，要求在运行程序之前足量地制备计算Pyle-Popovich模型和三孔理论模型所需的所有项目并将其预先输入到PC1，这可以进行即刻演算。

1.4实施例

为了使设备工作，要求从患者中得到的数据。在描述设备操作之前首先描述一种用于获取数据的方法。

1.4.1临床数据的获取和输入

这里显示了上述的本发明的腹膜功能测试(临床测试)的过程和数据获取步骤的实例。图5显示了数据获取的步骤。在数据获取步骤中，

从前一天的夜间开始，通过交替使用体积均为2升的但一个渗透压为360(mOsm/kg溶质)及另一个渗透压为400(mOsm/kg溶质)的透析液，在10.5小时、4小时、3小时、5小时和2小时的间隔内一天累计对患者进行6次透析液交换。在此，按规律的时间表取得血样，收集尿液标本，同时检测每种溶质的浓度。透析液的渗透压和交换的次数可以取非上述的其他数值。注意在此所示的实例使用了演算Pyle-Popovich和三孔理论的公式所必需的两种不同渗透压的透析液。在此，对Pyle-Popovich公式的演算要求每种渗透压的排出液的至少两组不同的数据，而对三孔理论公式的演算要求每种渗透压的排出液的至少三组不同的数据，因此应当构建合适的设定以完成数据的获取。

经数据获取步骤所得到的临床数据的项目包括患者的身高、体重和性别、所收集的尿量和每种溶质在尿中的浓度(尿液中的尿素氮、尿肌酐、尿蛋白和尿钠)，如图6和7所示。在腹膜透析计划设备1的显示器10上给出与图完全相同的表，并可以通过输入工具(例如键盘)12输入每个项目。PC1的操作者输入图6和7的输入项目。

输入项目包括从血样中所得到的血的总蛋白、白蛋白、血清肌酐、尿素氮、葡萄糖、钠、氯等的浓度。在这种情况中，进行取血三次，当收集到血样时，重复每个输入项目的浓度测定，然后输入数值。

注意，在本具体实施方案中，通过利用从排出液的至少三个数据组中所得到的数值给出图形是有可能的。

关于排出液，记录了葡萄糖浓度、药液的总重量、排出的开始时间、排出后患者的重量、注射透析液的完成时间等等。

1.4.2腹膜透析计划设备的操作

一旦完成了对腹膜透析计划设备的上面的个体数据的输入，就可以执行腹膜透析计划设备的程序(一种腹膜功能测试程序)。

图8是显示腹膜功能测试程序的简化步骤的流程图。

根据该图，首先在PC1上运行程序，然后PC1判断是否已经输入演算Pyle-Popovich模型所需的数据(步骤S101)。

如果已经提供了足够多的输入数据，PC1根据所输入的患者的数据演算上述的数学表达式I中所示的Pyle-Popovich模型(步骤S102)。这个演算确定出尿素氮(MTAC_un)和肌酐(MTAC_c)的总物质转移面积系数、水清除的体积等等。注意在日本专利申请No.2000-140100公开文本中描述了如何演算Pyle-Popovich模型的同步方程。在此，PC1特征性地计算出了从对Pyle-Popovich模型的演算中所得到的MTAC_un对MTAC_c的比值(MTAC_un/c)，并在显示器10上给出显示MTAC_un/c比值和水清除的体积之间的相关性的图形(图9)(步骤S103)。

关注于来源于Pyle-Popovich模型的每种溶质的转移率(MTAC)，本发明已经第一次阐明了MTAC_un/c比值是一种可被有效地采用为各个患者的明显更精确的腹膜功能测试及治疗适应征的物质转移参数。

换句话说，MTAC_un和MTAC_c分别是公认的总物质转移面积系数的定量指标，且每个数值仅仅部分地表示当得到患者数据时的患者的腹膜功能。医生单单根据这些数值不能了解患者的腹膜功能状态的细节。另外，为了确定透析液的量的过量或缺乏，常常大量地使用作为用于评价透析效率(即定量地评价清除空间)的指标的清除率、Kt/V等等。但是，这些指标的概念是不一样的，因此，全面研究腹膜功能是困难的。

但是，MTAC_un/c表示，当数值越接近1时(即MTAC_un和MTAC_c的值彼此越接近)，患者具有更高的患有腹膜炎并发症或未来患有这样的并发症的可能，或患者具有功能退化的腹膜。在所有的这些情况中，引入血液透析被认为是一种应对措施。这样的判断的有效性可被从实际已经患有腹膜炎并发症的患者和可能在未来会患有并发症的患者中所得到的经验性数据所证实(在文章(Advances in Peritoneal Dialysis，vol.18，pp.144-148，2002)中提供了显示患有腹膜炎并发症的患者具有退化水平的腹膜通透性的数据)。也就是说，尽管传统测试只能分析定量指标，但是本发明能进行对腹膜的时间推移的诊断。另外，因为MTAC_un/c是一个无因次比值，不需要调整参数在各个患者的身体属性上的变异，并因此提供了高度的通用性，因为它能被用于Pyle-Popovich模型以及基于其他概念的公式。注意，将在此后所描述的L_pS_c/L_pS也是一个无因次参数，并提供了扩展了的通用性。

除此以外，如图9所示的，第一个具体实施方案还能通过制作绘制MTAC_un/c对水清除的体积的图形进行对腹膜功能的更详细的测试。在此，使用了葡萄糖浓度为2.5％的透析液，并在垂直轴绘制水清除的体积而将MTAC_un/c绘制在水平轴上。根据图形，实际上可以同时检查当得到数据时的MTAC_un/c值及水清除的体积。因此，例如，如果水清除的体积是低的，即使MTAC_un/c是合适的情况下，也可以确定非溶质转移的腹膜功能(即主要是经腹膜的水清除率)的减低。这导致对转换到有效的透析方式的充分性的检查，其中避免了抗腹膜炎的消炎药的不必要的使用(即从腹膜透析到血液透析的转换)。当MTAC_un/c和水清除的体积都是不合适的时候，可确定腹膜功能已经被严重受损造成恶性衰竭，这样可进行透析方法的迅速转化及即刻的应对措施以及给予各种消炎药。对于当水清除的体积是合适的而MTAC_un/c是低的情况时，可确定腹膜功能是处于良性衰竭模式(即，尽管水通道是十分有效的，但具有可逆性的小孔和大孔已经被耗尽并被临时灭活)，这就增加了对休息的必要性的考虑。

注意图9到12绘制了从多个患者中所得到的实际测定值并显示了分布。每个图形中的线都代表图形的回归线。每个图形中的y、r和p值是表示测定值分布特征的数值。这些线提供了对患者的腹膜功能的指示。(例如，假定患者的水清除的体积位于线的下方，这意味着患者具有比平均值更低的经腹膜的水清除率。)另外，当显示多个患者的数据或单个患者的时间推移状态的多个数据时，这些线能提供便利的作用。

因此，第一个具体实施方案通过制作容许适当评价的MTAC_un/c和水清除的体积之间的相关性的图形能从不同的角度得到关于患者的腹膜功能的退化机制的信息。图9的数据可以仅仅来源于Pyle-Popovich模型，因此具有通过相当简单的测试和演算得到数据的优点。另外，因为从MTAC_un和MTAC_c(通常已经被常规收集的现有数据)中获取MTAC_un/c，本发明可以有效地利用过去的数据而不浪费它们，并利用它们作为更特异的和合适的测试参数。

注意，在步骤S103中所显示的图形在此被设定为MTAC_un/c对水清除的体积的图形；但是，通过对程序的显示设定项目的选择单独地显示出MTAC_un/c的数据也是可能的。

在相当简单的腹膜功能测试中，图9中的显示MTAC_un/c和水清除的体积之间的相关性的图形容许进行一定程度的检查，如上所述的。最后，PC1提示操作者决定是否完成测试(步骤S104)。在这个时候，如果操作者要求更详细的腹膜功能测试，PC1执行程序前进到下一步。

在下面的步骤中，PC1检查是否有足够量的数据(步骤S105)。进行这个步骤是为了看是否数据的量足以解决三孔理论模型。当有了足够的数据时(即如果已经输入了两种或更多种渗透压的透析液的数据)，PC1根据所输入的患者的数据演算上述的数学表达式II到V所示的三孔理论模型(步骤S106)。在此，PC1特征性地计算出水通道的水通透性系数对总水通透性系数的比值(L_pS_c/L_pS)，并制作了例如L_pS_c/L_pS和先前所计算的MTAC_un/c之间的相关性的图形，然后在显示器10中给出该图形(图10)(步骤S107)。

注意，尽管在这里的流程图中给出MTAC_un/c对L_pS_c/L_pS的图形(图10)，但是通过修改程序的显示设定也可以在显示器10上给出用户所需的图形，即MTAC_un对L_pS_c/L_pS(图10)、具有所标记的腹膜功能状态的MTAC_un对L_pS_c/L_pS(图11)、以及L_pS_c/L_pS对水清除的体积(图12)中的任何一种图形。

因此，第一个具体实施方案通过计算从对三孔理论的演算中所得到的水通道的动态水通透性系数对总水通透性系数的比值(L_pS_c/L_pS)能进行更详细的腹膜功能测试。L_pS_c/L_pS比值代表水通道的活性力，相信它贡献了腹膜的毛细血管的孔的经腹膜的水清除率的近40％。具有越大值的比值意味着经腹膜的水清除率更高。通过给出L_pS_c/L_pS和MTAC_un/c或和水清除的体积的相关性使得对腹膜功能的详细诊断成为可能。

就是说，例如，当L_pS_c/L_pS的值不合适时，原因被认为是归结于水通道活性的减低。另一方面，在对经腹膜的水清除率的常见测试中，主要根据在CAPD中所得到的表观的水清除的体积检查患者。在这种情况中，如果水清除的体积是低的，事实上可以推导出如下的多种可能的原因，并且难以确定出其中哪个原因是真正的原因。

A：水没有被排出，因为***到腹腔内的导管尖端被物理堵塞或位置异常(外在因素)；

B：腹腔的淋巴***的重吸收能力的水平升高；以及

C：真正的腹膜功能(经腹膜的水清除率)已经减低。

其中，当A是真实的原因时，清除导管内的堵塞或纠正位置，而当B是原因时，把抗炎性药物给予到淋巴***内。如果原因是C，将透析模式从腹膜透析转换到血液透析。因此，根据真实的原因，处理病变的方法是非常不同的。另外，当B和C都是原因时，患者可能患有腹膜炎或包裹性腹膜硬化的并发症，因此必需给予很多关于如何治疗患者的考虑。

因此，测试腹膜功能的传统方法不能完全容许做出关键性的判断以为患者确定出合适的治疗，因此这一方面仍有进一步提高的空间。另一方面，利用为独立于上述原因A和B的参数的L_pS_c/L_pS的本发明能以显著提高的准确性了解到患者的经腹膜的水清除率。在此，根据从患者中所收集到的数据计算出本发明的L_pS_c/L_pS，并将其确定作为各个患者所特有的动态比值。对于L_pS_c/L_pS，有着传统***，其中通过使用比值进行腹膜功能测试(例如，Gambro所产的腹膜功能测试***)，但是这个比值被特异为一种固定的数值(1)而并没有反映出各个患者的特异的腹膜助能。本发明第一次构建了一种用动态的L_pS_c/L_pS比值作为测试指标的方法。

在此，步骤S107的显示器10上所给出的图10是绘制MTAC_un/c对L_pS_c/L_pS的图形，它们是通过演算Pyle-Popovich模型和三孔理论模型所获得的。在图10中，L_pS_c/L_pS代表了一种比CAPD所得到的表观的水清除的体积更为准确的经腹膜的水清除率。因此可以说图形显示了比图9的数据具有更高水平的准确性的数据，图9的数据仅仅来源于上述的Pyle-Popovich模型。本发明也具有一种便利的作用，它容许在仅仅演算Pyle-Popovich模型或联合三孔理论模型演算该模型进行选择的作用，这取决于当检查腹膜功能时，更注重的是简便性还是准确性。

注意当显示出图形时，根据腹膜功能的状态将图形区域粗略地划分成亚区域是有用的，因为这给所得到的数据在图形中的定位提供了粗略的标记。图11显示了一个实例，其中根据腹膜功能的状态将上面的图10的图形的坐标系的区域分成“好的水清除”、“良性衰竭/腹膜需要休息”、“需要随诊”和“恶性衰竭”的亚区域。在此，当水清除的体积为近似500mL时，用MTAC_un/c和L_pS_c/L_pS所具有的可能的数值分别确定出“好的水清除”和“良性衰竭/腹膜需要休息”之间在水平轴上的界限以及“恶性衰竭”和“良性衰竭/腹膜需要休息”之间在垂直轴上的界限(通常，当水清除的体积达到500mL时，建议从腹膜透析转换到血液透析)。因此，本发明可以利用这些分型，容许根据所收集到的数据在分型图上的定位做出对腹膜功能的状态的粗略评价。因此理所当然的是可以改变每个界限的位置、用于代表分型图中的数据的线的类型、用于标记分型的字句。

L_pS_c/L_pS基本上具有与经腹膜的水清除率成比例的特性。因此，如果分别用绘制于水平轴和垂直轴上的这些参数形成图形，当在所得数据的L_pS_c/L_pS和水清除的体积之间没有成比例的相关性时，可以评价出水清除没有被有效地进行的可能性。图12是显示在这样的情况下的MTAC_un和水清除的体积之间的相关性的图形。根据这样的一张图形，例如，当L_pS_c/L_pS是合适的，而水清除的体积是小的时候，可以考虑到以下的可能淋巴***的重吸收能力的水平升高；水没有被清除因为导管被堵塞、错位或损害。因此，当前者是原因时，给予药物以降低淋巴***的提高了的重吸收水平是可能的，或当后者是原因时，建议患者实施合适的CAPD方式及设施管理。PC1至此完成了全部的流程。

注意，在上述的显示数据的步骤(步骤S103和S107)中，也可以使得提供对是否在图形中与患者的数据一起显示上述的粗略指示腹膜功能的状态的界限及用于标记分型的字句的选择成为可能。

一旦在步骤S107中显示了操作者所需的图形，PC1就可以终止程序。

2.第二个具体实施方案

2.1第二个具体实施方案的主要特征

接下来描述本发明的第二个具体实施方案。

第二个具体实施方案的腹膜透析计划设备的构造以及腹膜功能测试程序的基本操作(包括屏幕显示器上的项目)都与第一个具体实施方案的相同，因此以下着重讨论第二个具体实施方案与第一个具体实施方案的不同。

第二个具体实施方案的特点是实现更高精确度的腹膜功能测试，通过在安装于PC1的腹膜功能测试程序中，将遗传算法(GA)应用到从对Pyle-Popovich模型的演算中所得到参数数值以据此预先制得用于临床数据的实际测定值的最优解，然后将解引入到三孔理论的公式中。

另外，通过采用遗传算法，对Pyle-Popovich模型的演算变得更为简便并实现了所需的临床数据量的减少。这反过来带来了减轻患者及数据检查者在收集临床数据时的负担的效果。

注意遗传算法本身是一种熟知的用作发现最优解的搜索技术的数学模型。在例如“Iden Algorithm to Saiteki-ka(Genetic Algorithm andOptimization)”(***、控制和信息工程研究所编，Asakura-syoten在1998年4月15日出版)；“Iden-teki Programming Nyumon(Introduction toGenetic Programming)”(Hitoshi IBA编，东京大学出版社2001年七月出版)；“Iden Algorithm to Neural Network-Scheduling to KumiawaseSaiteki-ka(Genetic Algorithm and Neural Network-Scheduling andCombined Optimization)”(Denki-gakkai Iden Algorithm nado KumiawaseSaiteki-ka Syuho Ohyo Chosa Senmon Iinkai(日本电气工程研究所的遗传算法及其他联合的优化方法应用研究的专家委员会)，Corona-sha 1998年1月出版)中讨论了细节。

具体地说，第二个具体实施方案处理从对Pyle-Popovich模型的演算中所得到的例如葡萄糖、尿素氮和肌酐的各种溶质的总物质转移面积系数KA。换句话说，MTAC_glc(葡萄糖的MTAC)、MTAC_urea(MTAC_un)、和MTAC_crea(MTAC_c)以及水通透性系数比值_rL_pS_c被当作为彼此独立变化的离散参数。通过转化上面的数学表达式V的公式(5-1)直接得到在下面的数学表达式VI中所示的比值_rL_pS_c。

[数学表达式VI]

$L_P^r{S}_c=-\frac{L_p{S}_c}{L_{p}S}$

根据各个患者的腹膜功能，每种溶质的MTAC_glc、MTAC_un、和MTAC_crea以及_rL_pS_c实际上有着很大的不同，它们分别具有各个患者所特有的数值。结合这一点考虑，第二个具体实施方案明确地把这四个参数当作动态变量，使得能根据各个患者的腹膜功能进行更精确及准确的透析计划。

注意在此需要解决多因次方程，因为加入了上面的新参数，这导致演算自由度的增加。因此，未做修改的第一个具体实施方案的腹膜功能测试程序不能覆盖所增加的演算自由度。为了减少演算负担，在第二个具体实施方案的腹膜功能测试程序中，对从演算Pyle-Popovich模型所得到的结果实施对三孔理论公式及遗传算法的联合演算，这有助于将参数值缩小到最优解中。因为遗传算法是一种用将演算结果汇聚到最优解的技术，具有评价功能的用途，通过重复对所提供的最初估计值的特定量的演算，遗传用法的应用使得能进行相当快速的演算。

2.2腹膜功能测试程序的构造和操作

第二个具体实施方案的腹膜功能测试程序被构造为通常按以下的顺序执行。在此一起描述了程序构造以及包括如何收集临床数据的实例。

图13是显示腹膜功能测试程序的简化步骤的流程图，从数据输入到腹膜功能的显示。图中的“PPM”意思是Pyle-Popovich模型，而“TPT”代表三孔理论。这个流程的主要特征是GA-TPT演算步骤(步骤S3)。

根据图13所示的流程，当执行程序时，操作者将腹膜功能测试所需的患者的临床数据输入到腹膜透析计划设备的PC1中。数据项目为图6和7的图框中所示的项目，但是，在第二个具体实施方案中，仅仅总蛋白的量可以被测定，而删除了对排出液中的白蛋白的测定。这是因为排出液中的白蛋白浓度与总蛋白的浓度成比例，因此从总蛋白的量中得到白蛋白的量是有可能的。

用于收集必要的临床数据的时间表(时间框)的特征是例如从去医院随诊的前一天的下午1点钟开始，患者自己进行对排出液的量及所收集的尿液的量的数据的获取，并在患者在第二天的(下午1点钟)去医院随诊时仅仅进行单次的血样收集后结束，如图15所示。

在第二个具体实施方案中，所需的临床数据被减少到可在患者的单次医院随诊中就能收集到的数量。具体地，临床数据组的数目被减少到4个(即透析液交换的次数)以及取血被限制到一次，如图16的比较图所示。可以与规律的医学检查一起进行医院内的临床数据的收集，因此与第一个具体实施方案比较，第二个具体实施方案不仅能减少患者的负担和劳动，也可以减少收集临床数据的工作人员的工作量。这是因为仅仅演算所需的更少的数据组的数目，这要归结于在此后所描述的在程序中采用了遗传算法。

当完成上面的数据输入时，腹膜功能测试程序成为可执行的。然后，如果所输入的数据的量在比例上是足够多的(步骤S1)，程序实施第一个演算步骤——对Pyle-Popovich模型的演算——根据操作者的指令(步骤S2)。

在此，基本上按与第一个具体实施方案相同的方法执行对Pyle-Popovich模型的演算，但是，在第二个具体实施方案中，简化了数学表达式I中的公式(1-2)。

换句话说，在此假定溶质的血液浓度在透析期间是相当恒定的，因此一个近似常数被分配给公式(1-2)中的C_B。同此，实际上仅有C_D是公式(1-2)中的变量，这就将公式简化成为一个线性微分方程。在所演算出的Pyle-Popovich模型的结果被当作为对三孔理论公式的计算的最初估计值的情况中，根据此时将近似值分配给C_B不会对最终结果造成显著的影响的判断调整这样的使得公式(1-2)成为线性微分方程的简化。

注意将公式(1-2)简化为线性微分方程对于本发明并不是必不可缺的；但是，如果没有简化，就需要和第一个具体实施方案所需的相同数目的临床数据组。

和第一个具体实施方案一样，从以这样的方法所得到Pyle-Popovich模型的结果演算出相应的参数值包括MTAC_glc、MTAC_un、MTAC_c、σ、a₁、a₂、a₃和_rL_pS_c。其中MTAC_glc、MTAC_un、MTAC_c和_rL_pS_c被用作用于对三孔理论的演算的未知的参数组(最初估计值)。

在得到上面的个体参数的数值之后，实施作为第二个演算步骤的对遗传算法和三孔理论的演算(GA-TPT演算)，它是本具体实施方案的特征(S3)。在此，通过对遗传算法的演算，从未知的参数组(最初估计值)中得到优良(elite)参数组(最优解)，然后用优良参数组解决三孔理论的公式。

图14是特异地说明步骤S3中的对遗传算法及三孔理论的演算(GA-TPT演算)的方法的流程图。

如图所示，在步骤S3中，PC1根据包括从上面的Pyle-Popovich模型中所得到的四个未知参数的参数组(最初的估计参数组)，通过利用遗传算法的编码操作制备出多个参数组(步骤S301)。在此，在所制备的多参数组中可以包括最初的估计参数组本身。

接下来，PC1通过利用每个多参数组演算三孔理论(步骤S302)。按与第一个具体实施方案中的相同方式利用数学表达式II到V实施对三孔理论的演算。然后PC1进行对每个参数组的演算结果的误差评价。对于误差评价，采用了误差计算方法，其中下面的数学表达式VII的公式(7-1)和(7-2)被用作评价函数，并分别检查了所估计的排出液的量V_DEST和所估计的溶质在排出液中的浓度C_DSEST对实际测定值(V_DCLN，C_DSCLN)的误差。

[数学表达式VII]

${\mathrm{Err}}_{\mathrm{VD}}=\mathrm{\Σ}\frac{{(V_{\mathrm{DEST}}-V_{\mathrm{DCLN}})}^2}{V_D\left(O\right)}---(7-1)$

${\mathrm{Err}}_{{\mathrm{CD}}_S}=\mathrm{\Σ}\frac{{(E_{\mathrm{DsEST}}-C_{\mathrm{DsCLN}})}^2}{C_{D_S}\left(O\right)}---(7-2)$

随后，PC1选择并留下具有在误差评价步骤S302中所得到的最小误差的参数组(步骤S303)。所选择的参数组在此被称为例如“准优良参数组”。

然后，PC1判断准优良参数组的误差是否小于参照值(步骤S304)。

作为一个用于步骤S304中的判断的参照值的实例，第二个具体实施方案要求数学表达式VII的误差小于5％。如果准优良参数组的V_DEST和C_DSEST与实际测量值V_DCLN和V_DSCLN之间的误差大到大于或等于参照值，即5％或更高时，根据遗传算法将当前的准优良参数组中的每个参数的值交叉以形成遗传子代，同时进行编码操作以制备新形成的多参数组(步骤S305)。

交叉的操作过程包括例如，将准优良参数组的每个参数值从十进制位数变为二元编码形式，并制得每个被混杂的(shuffled)数值的高阶及低阶位(bits)。注意本发明可以使用不同于此的混杂技术，例如，通过利用代表参数的现有的可能性的正常分布缩小数值的范围。或同样地，可以在每个交叉轴上分别绘制出参数值和误差以形成风景图(地图)，并可以将数值范围缩小到地图上所示的局部最小值点的周围。

然后按所定的顺序重复步骤S302、S303、S304和S305，直到对三孔理论的演算值和实际测定值有着较好的适合度，步骤S304中的两者之间的误差小于5％。

如果步骤S304中的误差被调整到了小于5％，那么此时的准优良参数组就被确定为优良参数组(最优解)(步骤S306)，然后就完成了GA-PTP演算的流程。

如图13的步骤S4所示，PC1最后将与MTAC_un/c对水清除的体积或MTAC_un/c对L_PS_C/L_PS(与图9到12相同)相关的相关性图形的其中一个输出到显示器10中，这些图形是根据从利用优良参数组从三孔理论演算中所得到的结果和更早的从Pyle-Popovich模型的演算结果形成的。

因此，在第二个具体实施方案中，从Pyle-Popovich模型中所得到的最初的估计参数是合身于各个患者的，然后根据所合身的最初的估计参数组实施对三孔理论的演算，并将所演算出的结果在显示器上给出。因此，第二个具体实施方案能进行准确的及详细的透析计划，该计划是更特异于各个患者。另外，可以减少患者和数据检查者运行第二个具体实施方案所需的工作，这反过来减轻了他们的精神负担并让他们以更放松的态度对待测试。因此，可以一而再地回顾透析计划，也期望能带来每次都能给患者提供最合适的透析计划的效果。

理所当然的是，上面流程的步骤S304中的误差参照值可以取不同于5％的数值。作为一种对设定参照值的粗略指导，需要涉及各个患者所特定的每日处方的数据(排出液的数据等)。

另外，在步骤S303中可选择多个准优良参数组。在这种情况中，将从多个准优良参数组中选出仅仅一个优良参数组。当误差达到或超过参照值时，在多个准优良参数组内进行交叉以计算出遗传子代。

3.附加的细节

本发明提供了一个通过利用从三孔理论模型所推导的数据生成L_PS_C/L_PS并用这个比值作为腹膜功能测试的指标的实例。但是，因为理论上可以观察到相似的比值的相关性，所以可以用转移中等和小尺寸分子的孔的水通透性L_PS_L和L_PS_S系数取代水通道的水通透性系数L_PS_C计算对L_PS的比值。但是，实际上，转移中等和小尺寸大小分子的孔在转移溶质率上有着变异，并且不能忽视可重复性的问题。因此，很少建议这些水通透性系数L_PS_L和L_PS_S的用法。

尽管第一个具体实施方案显示了一个通过利用从患者中得到的数据演算Pyle-Popovich模型和三孔理论模型并计算MTAC_un/c和L_PS_C/L_PS的实例，但是本发明并不局限于此。例如，通过不同设备的演算单元所已经得到的每个MTAC_unc、MTAC_c、L_PS_C、L_PS等可被用作输入数据，并可从输入数据中计算出MTAC_un/c和L_PS_C/L_PS。

另外，可以从非Pyle-Popovich模型的数学模型中推导出MTAC_unc和MTAC_c。

此外，在上述的具体实施方案中，显示器10被用作数据输出工具的实例，但是本发明被不限制于此，可以用使用扬声器的音频输出数据。

工业实用性

本发明可应用于对透析治疗中的腹膜透析计划的研究。

Claims (15)

1.一种腹膜透析计划设备，其包括一个利用从透析患者所得到的数据进行演算并将演算的结果输出到输出单元的演算单元，其特征是：

演算单元通过利用MTAC_un和MTAC_c计算出参数比值MTAC_un/MTAC_c，其中MTAC_un是尿素氮的总物质转移面积系数以及MTAC_c是肌酐的总物质转移面积系数；和

输出单元输出作为腹膜功能测试的指标的MTAC_un/MTAC_c比值。

2.权利要求1的腹膜透析计划设备，其中演算单元通过演算Pyle-Popovich模型得到MTAC_un和MTAC_c。

3.权利要求2的腹膜透析计划设备，其中演算单元还(i)从三孔理论模型演算出细胞孔的通透性系数(L_PS_C)和总通透性系数(L_PS)，并且也得到比值L_PS_C/L_PS，以及

(ii)制出L_PS_C/L_PS比值和MTAC_un/MTAC_c比值之间的相关性的图形，该图形被输出到输出单元。

4.权利要求3的腹膜透析计划设备，其中

输出单元是一种显示单元，和

显示单元通过显示所绘制的多个患者的实际测定值的分布以及这种分布的回归线而输出相关性。

5.权利要求1的腹膜透析计划设备，其中还在图形中给出MTAC_un/MTAC_c比值和水清除的体积之间的相关性，该图形被输出到输出单元。

6.一种腹膜透析计划设备，其包括一个用从透析患者所得到的数据进行演算并将演算的结果输出到输出单元的演算单元，它的特征是：

演算单元(i)通过演算Pyle-Popovich模型得到MTAC_glc、MTAC_un和MTAC_c的各个最初估计值，以及通过利用L_PS_C和L_PS得到比值L_PS_C/L_PS，其中MTAC_glc是葡萄糖的总物质转移面积系数，MTAC_un是尿素氮的总物质转移面积系数，MTAC_c是肌酐的总物质转移面积系数，L_PS_C是细胞孔的通透性系数，L_PS是总通透性系数，然后(ii)通过将MTAC_glc、MTAC_un和MTAC_c的各个最初估计值和L_PS_C/L_PS比值引入到三孔理论模型中进行演算，(iii)通过利用遗传算法计算出来自三孔理论模型的演算结果的最优解，而且(iv)通过利用最优解所确定的最优MTAC_un和最优MTAC_c计算出比值MTAC_un/MTAC_c，以及

输出单元输出作为腹膜透析测试的指标的MTAC_un/MTAC_c比值。

7.权利要求6的腹膜透析计划设备，其中在演算Pyle-Popovich模型时，演算单元将葡萄糖、尿素氮和肌酐的各个溶质浓度值作为线性微分方程的近似解而计算出。

8.权利要求6的腹膜透析计划设备，其中还在图形中给出利用MTAC_un和MTAC_c所计算出的比值MTAC_un/MTAC_c和水清除的体积之间的相关性，该图形被输出到输出单元。

9.权利要求8的腹膜透析计划设备，其中

输出单元是一种显示单元，且

显示单元通过显示所绘制的多个患者的实际测定值的分布以及这种分布的回归线而输出相关性。

10.权利要求6的腹膜透析计划设备，其中输出单元输出最优解的MTAC_un/MTAC_c比值和L_PS_C/L_PS比值的其中一种，其与水清除的体积一起被绘制于一个两轴坐标系中。

11.权利要求1的腹膜透析计划设备，其包括一个利用从透析患者所得到的数据演算三孔理论模型并将演算的结果输出到输出单元的演算单元，其特征是：

演算单元得到作为对三孔理论模型的演算结果的细胞孔的通透性系数(L_PS_C)以及总通透性系数(L_PS)，并且也得到了参数比值L_PS_C/L_PS；以及

输出单元输出作为腹膜功能测试的指标的L_PS_C/L_PS比值。

12.权利要求11的腹膜透析计划设备，其中还在图形中给出L_PS_C/L_PS比值和水清除的体积之间的相关性，该图形被输出到输出单元。

13.权利要求11的腹膜透析计划设备，其中输出单元输出演算单元所得到的MTAC_un/MTAC_c比值和L_PS_C/L_PS比值的其中一种，其与水清除的体积一起被绘制于一个两轴坐标系中。

14.权利要求13的腹膜透析计划设备，其中当输出MTAC_un/MTAC_c比值和L_PS_C/L_PS比值的其中一种时，输出单元在坐标系中还给出表示根据水清除的体积所得到的腹膜功能状态的信息。

15.权利要求14的腹膜透析计划设备，其中

输出单元是一种显示单元，且

显示单元通过显示所绘制的多个患者的实际测定值的分布以及这种分布的回归线输出L_PS_C/L_PS比值和水清除的体积之间的相关性。

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