数学の教科書をそばに置いて、Gotchの式を誘導してみます。
体液量:V 、 BUNの濃度:BUN 、 尿素窒素の産生速度:G 、 尿素クリアランス:K とし、
人間の身体をひとつの容器(single pool)とすると、
dV・BUN/dt = G-K・BUN (1) のような微分方程式となる。
左辺は、透析における体液量と濃度の変化(つまり、速度)。
右辺は、尿素産生速度と除去速度。
ここで、前提条件として、除水量が体液量に比べて充分小さいとすると、Vは一定となる。
また、尿素産生速度がダイアライザーによる除去速度に比べてかなり小さいとすると、
G<<K・BUN となり、
G = 0 となる。
V=一定(定数)、G=0を(1)式に代入すると、
V・dBUN/dt = -K・BUN (2)
(2)式を初期条件、境界条件で積分する。
初期条件(透析直前の状態):T=0 、 BUN=BUN前
境界条件(透析直後の状態):T=t 、 BUN=BUN後
(2)式を変形すると、
1/BUN・dBUN/dt = -K・BUN
変数分離型の微分方程式なので、標準型にすると、
∫(1/BUN・dBUN/dt)dt = -K/V∫dt
ここで、 ∫ は、0からtへの積分を表す。
∫(1/BUN)dBUN = -(K・t)/V
lnBUN後 - lnBUN前 = -(K・t)/V
したがって、
Kt/V = -ln(BUN後/BUN前) となる。
めでたし、めでたし。(笑)
体液量:V 、 BUNの濃度:BUN 、 尿素窒素の産生速度:G 、 尿素クリアランス:K とし、
人間の身体をひとつの容器(single pool)とすると、
dV・BUN/dt = G-K・BUN (1) のような微分方程式となる。
左辺は、透析における体液量と濃度の変化(つまり、速度)。
右辺は、尿素産生速度と除去速度。
ここで、前提条件として、除水量が体液量に比べて充分小さいとすると、Vは一定となる。
また、尿素産生速度がダイアライザーによる除去速度に比べてかなり小さいとすると、
G<<K・BUN となり、
G = 0 となる。
V=一定(定数)、G=0を(1)式に代入すると、
V・dBUN/dt = -K・BUN (2)
(2)式を初期条件、境界条件で積分する。
初期条件(透析直前の状態):T=0 、 BUN=BUN前
境界条件(透析直後の状態):T=t 、 BUN=BUN後
(2)式を変形すると、
1/BUN・dBUN/dt = -K・BUN
変数分離型の微分方程式なので、標準型にすると、
∫(1/BUN・dBUN/dt)dt = -K/V∫dt
ここで、 ∫ は、0からtへの積分を表す。
∫(1/BUN)dBUN = -(K・t)/V
lnBUN後 - lnBUN前 = -(K・t)/V
したがって、
Kt/V = -ln(BUN後/BUN前) となる。
めでたし、めでたし。(笑)