JPH042062B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、貯血槽に関するものである。詳しく
述べると本発明は、貯血槽内における血液の流れ
の不均一ないしは気泡混入の危険性のない人工肺
用の貯血槽に関するものである。 （従来の技術） 近年、開心術等の際に生体肺に代わり体外循環
において血液中の二酸化炭素を除去し血液中に酸
素を添加するために、人工肺を組込んだ血液回路
が用いられている。このように人工肺を組込んだ
体外循環血液回路においては、気泡が流入した場
合にこれを除去したり、万一回路チユーブ折れな
どにより循環血液量が減少した時に備えて、血液
を貯溜するための貯血槽が設けられている。一般
的には、この貯血槽には、軟質部材からなるソフ
トバツグ型のものと硬質部材からなるハードシエ
ル型のものとがある。ソフトバツグ型の貯血槽
は、血液−空気界面を有しない点においては優れ
ているが、その反面大容量の貯血を実現すること
が困難であること、貯血量の正確な把握が難しい
ことなどから、血液の貯血量の確認および大容量
の貯血量の確保が容易なハードシエル型の貯血槽
の使用がより有利である。ハードシエル型の貯血
槽はまた、人工肺との一体化も容易であり一体に
することにより回路構成が簡単になり、回路のセ
ツトアツプおよびプライミング時の気泡除去操作
が容易となることから貯血槽を一体に設けた人工
肺も提案されている（特開昭59−57661号）。さら
に、貯血槽に流入する血液中に含まれる気泡を除
去するために、貯血槽の血液流入部に血液流路を
横切るメツシユ数の大きい発泡体とメツシユ数の
小さい発泡体とで構成される消泡部材を設けるこ
とも提唱されている（特願昭61−101723号）。 しかしながら、ハードシエル型の貯血槽１０１
においては、血液導入口１０２から流入した血液
流Ｂが、特に高流量において、第６図に示すよう
に噴出し、貯血槽１０１内での流れの不均一化、
さらには、気泡発生を招く恐れがある。貯血槽１
０１内での流れの不均一化が生じると消泡部１０
４における消泡能を損ねてしまうこととなり、さ
らに不均一な流れの発生に伴なう新たな気泡発生
の危険性をひきおこすこととなる。従つて、貯血
槽１０１内に消泡部１０４を設けても充分な消泡
を行なうことができないものとなつてしまう恐れ
の生じるものであつた。血液中に気泡が残つたま
ま患者に血液を返還することは塞栓症の原因とな
るものであり非常に危険である。 このような貯血槽の血液導入口における血液の
噴出による問題を解決するための手段としては、
例えば、血液導入口近傍に血液の滞留部を設ける
ことが考えられる。しかしながら血液の噴出によ
る流れの不均一化を抑止するほどに滞留部を大き
く設定すると貯血槽の血液充填量が増加してしま
い体外循環血液回路のプライミングボリユームを
増大させることとなり患者に対する負担を大きな
ものとするために好ましいものとは言えるもので
はなかつた。 （発明が解決しようとする問題点） 従つて、本発明は新規な貯血槽を提供すること
を目的とする。本発明はまた、血液導入口におけ
る流入血液の噴出の抑制された貯血槽を提供する
ことを目的とする。本発明はさらに、貯血槽内に
おける血液の流れの不均一化ないしは気泡混入の
危険性のない人工肺用の貯血槽を提供することを
目的とする。本発明はさらにまた、充填血液量を
増加させることなく、血液の流れの不均一化ない
しは気泡混入の危険性を抑制した人工肺用の貯血
槽を提供することを目的とするものである。 （問題点を解決するための手段） 上記諸目的は、長さ方向において底面がほぼ水
平な上底部より所定の高低差をもつて漸次下降し
て下底部へと至る形状を有し、血液導入口が前記
上底部に鉛直上方に向けて開口されており、この
血液導入口に連続する前記上底部におけるほぼ落
差のない血液流路を血液流入部として有し、この
血液流入部に連続して前記上底部と下底部との高
低差によつて生じる空間を貯血部として有し、ま
た血液導出口が前記貯血部の下部に設けられてな
る、硬質材料により形成されたハードシエル型貯
血槽であつて、前記血液導入口にこの導入口を実
質的に覆う通液性の血液噴出防止部材を設けたこ
とを特徴とする貯血槽により達成される。 本発明はまた、通液性の血液噴出防止部材が網
状物である貯血槽を示すものである。本発明はさ
らに網状物の目の大きさが10〜40メツシユである
貯血槽を示すものである。本発明はさらにまた、
網状物は実質的に血液導入口を覆う位置にその一
端部のみが固定されて配置されたものである貯血
槽を示すものである。本発明はまた、前記血液流
入部の血液流路を横切つて消泡部材が設けられて
いるものである貯血槽を示すものである。 （作用） しかして本発明の貯血槽は、長さ方向において
底面がほぼ水平な上底部より所定の高低差をもつ
て漸次下降して下底部へと至る形状を有し、血液
導入口が前記上底部に鉛直上方に向けて開口され
ており、この血液導入口に連続する前記上底部に
おけるほぼ落差のない血液流路を血液流入部とし
て有し、この血液流入部に連続して前記上底部と
下底部との高低差によつて生じる空間を貯血部と
して有し、また血液導出口が前記貯血部の下部に
設けられてなる、硬質材料により形成されたハー
ドシエル型貯血槽であつて、前記血液導入口にこ
の導入口を実質的に覆う通液性の血液噴出防止部
材を設けたことを特徴とするものである。このよ
うに血液導入口にこの血液導入口を実質的に覆う
通液性の血液噴出防止部材を設けると、血液導入
口から流入する血液流中に存在する血液噴出防止
部材が抵抗体となり流れの速度ベクトルを緩和す
るために血流量を増加させていつたとしても血液
導入口から流入する血液は大きく噴出することな
く低くなだらかなものとなり、流れの局在化ない
しは気泡発生の危険性は著しく低くなるものであ
る。 以下、本発明を実施態様に基づきより詳細に説
明する。 第１図は、本発明の貯血槽の一実施例を表わす
縦断面図であり、また第２図は同実施例の血液導
入口部分を表わす−線部分拡大横断面図であ
る。 本実施例の貯血槽１は、硬質部材により形成さ
れた人工肺回路に用いられるハードシエル型の貯
血槽であつて、第１図に示すように血液導入口
２、該血液導入口２に連通する血液流入部５、該
血液流入部５に連通する貯血部６および該貯血部
６の下部に設けられた血液導出口３を有するもの
である。なお本実施例においては貯血槽１は、血
液流入部５および貯血部６を形成するハウジング
本体７と該ハウジング本体７の上部解放空間を閉
鎖する蓋体８とから構成されている。 この貯血槽１を構成する硬質部材としては例え
ば、硬質塩化ビニル樹脂、スチレン樹脂、カーボ
ネイト樹脂等が挙げられる。また貯溜している血
液を容易に確認できるようにハウジング本体７部
分は透明であることが望まれる。 貯血槽１において、血液導入口２は後述するよ
うに人工肺の血液流出口に連通するものであつ
て、鉛直方向上方に開口するものであり、この血
液導入口２と連通する血液流入部５は血液導入口
２より貯血槽１内に流入した血液が貯血部６に入
るまでの血液流路を形成するものであり、貯血部
６より高い位置にありかつ血液導入口２とほとん
ど落差にない底面を有している。その底面の形状
は平坦状、半筒状などであり得るが、平坦状であ
れば、後述する消泡部材の設置が容易であるゆえ
に好ましい。また、この血液流入部５と連通する
貯血部６は貯血槽１内において流入した血液を貯
溜する部分であり、この貯血部６の下方に設けら
れた血液導出口３より一時的に貯血された血液が
外部へと導出される。 本実施例の貯血槽１においてはまた、血液流入
部５には血液流入部５の血液流路を横切つて消泡
部材４が設けられている。消泡部材４は、血液流
入部５に気泡を含む血液が流れてきたとき消泡を
行ない気泡のない血液を貯血部６に送るためのも
のである。消泡部材４としては、一般的に発泡体
が用いられその疎水性を利用して気泡を成長させ
除去するものである。なおここでいう発泡体とは
網目状をした三次元立方体を指すものである。本
実施例では消泡部材４は、メツシユ数の大きい発
泡体４ａとメツシユ数の小さい発泡体４ｂとで構
成され、かつメツシユ数の大きい発泡体４ａが血
液導入口２側となりメツシユ数の小さい発泡体４
ｂが貯血部６側となるように並設されている。こ
のようにメツシユ数の異なる２つの発泡体を用
い、さらにそれらを血液の流れ方向に対しメツシ
ユ数が小さくなるように並設することで、圧力損
失を大きくすることなくかつ血液中に含まれる気
泡と発泡体のセルとの充分な接触をなさせ充分な
消泡能を示すものとすることができる。消泡部材
４は流れてくる血液の全てが接触するように貯血
槽１の血液流入部５の底面、側面に密着するよう
に配置されている。また消泡部材４の上端は必ず
しも貯血槽１の蓋体８に密着する必要はないが、
消泡部材４の移動を防止するため、また消泡部材
４の上端からの血液の流出を防ぐためには密着し
ていることが好ましい。さらにこの消泡部材の移
動を防止するためにハウジング本体７の内面には
係止部１０が設けられている。係止部１０はハウ
ジング本体の内側面に形成されたリブで計４つ設
けられており、それら係止部１０間で消泡部材４
の端部を挟持している。 しかして本発明の貯血槽においては、第１図お
よび第２図に示すように、血液導入口２に通液性
の血液噴出防止部材９が設けられている。前述し
たように、血液導入口２に通液性の血液噴出防止
部材９が設けられていると血液導入口２からの血
液流Ｂに通液性の血液噴出防止部材９が干渉し、
血液流量が増加しても該血液防止部材９の作用に
より流れの速度ベクトルが緩和され、第１図に示
すように血液導入口２から流入した血液は大きく
噴出することなく低くなだらかなものとなり、流
れの局在化ないしは気泡発生の恐れは著しく低く
なる。 血液噴出防止部材９は、血液導入口２からの血
液流Ｂに有効に干渉するものであれば、特にその
大きさ、形状等を限定されるものではないが、血
液噴出防止部材９は実質的に血液導入口２を覆う
ものであることが、より効果的な作用が望めるこ
とから好ましい。また、血液噴出防止部材９は、
通液性のあるものであればその構造も特に限定さ
れないが有効に血液流Ｂに作用しかつ血液流Ｂと
の接触による圧力損失の上昇の小さい網状物が望
ましい。さらに、血液噴出防止部材９が網状物で
ある場合には、その目の大きさは10〜40メツシ
ユ、特に15〜35メツシユであることが好ましい。
すなわち、網状物の目の大きさが10メツシユ未満
のものであると血液流量が増加した際において気
泡発生を抑制する効果が充分なものとならない恐
れがあり、一方、40メツシユを越えるものである
と、血液導入口２より気泡が流入した際において
網状物に付着した気泡が長時間にわたり流出する
恐れがあるためである。なおここでいうメツシユ
数とは25.4mm（１インチ）間にある目の数をい
い、本来はふるいの目の大きさを示す尺度であ
る。 またこのような血液噴出防止部材９を構成する
材質としては、血液との接触によつて、血液成分
を活性化する恐れの少ないものが望ましく、具体
的には例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリエステル、ポリカーボネー
ト等が挙げられる。 さらにこのような血液噴出防止部材９の最も望
ましい態様としては、第１〜２図に示されるよう
に網状構造を有する血液噴出防止部材９が実質的
に血液導入口２を覆う位置にその一端部９ａのみ
が固定されて配置されたものである。これは血液
噴出防止部材９の両端部を固定したものであると
血液導入口２より気泡が流入した際気泡を細分化
する傾向があり、また網状物が目の小さいもので
あると圧力損失の上昇を招く恐れがあるためで、
このように血液噴出防止部材９の一端部９ａのみ
が固定されているものであると血液導入口２より
気泡が流入した際においても網状物が撓むことに
よつて気泡を細分化する傾向を抑制し、また圧力
損失の上昇にもほとんど影響がないためである。
なお血液噴出防止部材９の端部における固着は、
通常、血液導入口２近傍の血液流入部５底面に血
液噴出防止部材９の端部を接着剤を介してあるい
は熱融着などにより固着することで行なわれる。 このような構成を有する本発明の貯血槽は、人
工肺の体外循環血液回路中に設けられるが、例え
ば、第３図に示すように人工肺および熱交換器と
一体化された人工肺装置となされることにより好
適に用いられる。 第３図に示す実施態様において、人工肺１１
は、円筒状のハウジング本体１２とその両解放端
部を閉鎖する取付けカバー１３ａ，１３ｂとから
なるハウジングを具備してなり、ハウジング内に
は全体に広がつて多数の中空糸膜１４がハウジン
グの長手方向に沿つて並列的に相互に離間配置さ
れている。そしてこの中空糸膜１２の両端部はそ
れぞれの開口が閉塞されない状態で隔壁１５ａ，
１５ｂによりハウジング本体１２に液密に保持さ
れている。また、一方の取付けカバー１３ａとハ
ウジング本体１２と隔壁１５ａとで形成される中
空糸膜の内部空間に連通するガス流入空間１６に
はガス流入ポート１７が、他方の取付けカバー１
３ｂとハウジング本体１２と隔壁１５ｂとで形成
される中空糸膜の内部空間に連通するガス流出空
間１８にはガス流出ポート１９がそれぞれ連通し
て設けられている。さらに、ハウジング本体１２
内壁と両隔壁１５ａ，１５ｂと中空糸膜１４外壁
とで構成される血液室２０には血液流入口２１お
よび血液流出口２２が連通して設けられている。 この実施態様において示される人工肺１１は、
中空糸膜１４の内部空間に空気等の酸素含有ガス
を吹送し中空糸膜１４の外側に血液を流してガス
交換を行なうタイプのものであるが、この他に中
空糸膜の内部空間に血液を流し中空糸膜の外側に
酸素含有ガスを流してガス交換を行なうタイプの
ものあるいはガス交換膜が平膜型のタイプのもの
などの人工肺も用いられ得る。このような人工肺
のうち好ましくは、本実施態様において示される
ような中空糸膜の外側に血液を流すタイプのもの
であり、このタイプの人工肺を用いれば、圧力損
失が少ないため循環回路中の人工肺の前に送血ポ
ンプを設ける必要はなく、人体からの落差のみに
よる脱血にて血液を人工肺にさらには貯血槽に送
ることが可能となる。 そして、この人工肺１１の血液流出口２２に
は、前記したような構成を有する貯血槽１の血液
導入口２が液密に接続されている。人工肺１１の
血液流出口２２と貯血槽１の血液導入口２との液
密な接続は、例えば、ねじ嵌合、テーパー嵌合、
Ｏリングを介しての嵌合などの液密な嵌合あるい
は、超音波ないしは高周波接着、接着剤を介して
の接着などの液密な接着等によりおこなわれる。 一方、人工肺の血液流入口２１には、熱交換器
２３が取付けられている。熱交換器２３にはケー
シング２４内に多数の熱交換用管体２５がケーシ
ング２４の長手方向に沿つて並列的に相互に離間
配置され、そしてこの熱交換用管体２５の両端部
はそれぞれの開口が閉塞されない状態で隔壁（図
示せず）によりケーシング２４側壁に液密に保持
されている。そしてこの隔壁とケーシング２４側
壁と熱交換用管体２５外壁とで形成される空間２
６には、血液入口ポート２７および前記人工肺１
１の血液流入口２１が連通しており、一方、該空
間２６と液密に区画された熱交換用管体２５の内
部空間には、ケーシング２４の片方の隔壁の外側
に連通する水入口ポート２８および同様にケーシ
ング２４の他方の隔壁の外側に連通する水出口ポ
ート（図示せず）がそれぞれ連通するものとされ
ている。従つて、この実施態様に示される熱交換
器２３は、血液入口ポート２７より熱交換器２３
に血液が流入し熱交換用管体２５の外側を流れ、
そのとき水入口ポート２８より熱交換用管体２５
の内部には温水または冷水が流れて、熱交換用管
体２５に接触する血液を加温したり冷却したりす
るものである。しかしながら、熱交換用管体の内
部に血液を流し熱交換用管体の外部に冷却もしく
は加温媒体を流す方式の熱交換器を同様に用いる
ことも可能である。 またこの人工肺装置においては、熱交換器２３
および貯血槽１にはそれぞれ温度測定用プローブ
挿入口２９，３０が設けられている。 このように貯血槽１を人工肺１１および熱交換
器２３と一体化した人工肺装置において、血液流
入ポート２７より熱交換器２３内部に流入した血
液は人工肺１１の血液流入口２１に至る間に加温
または冷却され、そして人工肺１１の血液流入口
２１から流入した血液は血液室２０を通る間に中
空糸膜１４を介して中空糸膜１４の内部空間を流
通する酸素含有ガスとガス交換を行ない、血液中
の過剰な二酸化炭素が除去され、消費された酸素
が添加される。酸素を添加された血液は、人工肺
１１の血液流出口２２から流出し、連通する貯血
槽１の血液導入口２から貯血槽１内に流入する。
この際、血液導入口２には、通液性の血液噴出防
止部材９が設けられているために、たとえ流入す
る血液流量が多くても、血液流入部５へ流れる血
液流は、低くなだらかなものであり、これゆえ噴
出による流れの局在化ないしは気泡発生の恐れな
く、血液は血液流入部５の途中に設けられた消泡
部材４へと至る。そして、血液は消泡部材４を通
過し、このときに血液中に含まれている気泡は消
泡部材４の発泡体のセルに接触し複数の気泡が合
体して成長し血液中より貯血槽１内部の上方空間
へと移動し除去される。消泡部材４により気泡を
除去された血液は、血液流入部５より貯血部６へ
と移動し、一時的に貯血部６に貯溜された後、貯
血部６の下部に設けられた血液導出口３より導出
され送血される。 （実施例） 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説
明する。 実施例 １〜５ 貯血槽１のハウジングとして、容量が４で、
第１図に示すような形状を有し、その血液導入口
２が第２図に示すように長さ（ｌ）42mm、幅(d)
12.2mmで、両端部が半径（ｒ）6.1mmの半円弧と
された形状のもの２つであり、またその血液流入
部５が長さ30mm、幅150mmで平坦な底面を有する
ものを用いた。また血液流入部５にはその血液流
路を横切るように、13メツシユのポリウレタンフ
オーム（厚さ15mm）を血液導入口２側にまた８メ
ツシユのポリウレタンフオーム（厚さ15mm）を貯
血部６側にして密着させてなる消泡部材４設置し
た。 そしてさらに血液導出口２に対し、第１表に示
す種々の目の大きさを有するポリプロピレン製の
ネツトを血液噴出防止部材４として、第２図に示
すように一端部４ａを固定して設置した。 このような構成を有する貯血槽１を第４図に示
すようにローラーポンプ５１を介して、容量５
の別の血槽５２と接続して実験回路を組立てた。
この実験回路を用いて血流量４／min.および
６／min.で血液還流試験を行ない、貯血槽１
の血液導入口２における血液の噴出の程度を調べ
た。結果を第１表および第５図に示す。 比較例 血液導出口１に対して血液噴出防止部材を設け
ない以外は実施例１〜５と同様の構成を有する貯
血槽１を用いて、実施例１〜５と同様に実験回路
を組立てて血液還流試験を行ない、貯血槽１の血
液導入口２における血液の噴出の程度を調べた。
結果を第１表および第５図に示す。

【表】 第１表および第５図に示すように、血液噴出防
止部材を設けたもの（実施例１〜５）は、血液噴
出防止部材を設けなかつたもの（比較例）より血
液導出口における血液の噴出高さは明らかに低い
ものとなり、その血液噴出防止部材の目の大きさ
が小さくなるに従い漸次減少する傾向を示した。
また、血液の噴出高さが約20mmを越えると気泡の
発生が認められた。 （発明の効果） 以上述べたように、本発明は、長さ方向におい
て底面がほぼ水平な上底部より所定の高低差をも
つて漸次下降して下底部へと至る形状を有し、血
液導入口が前記上底部に鉛直上方に向けて開口さ
れており、この血液導入口に連続する前記上底部
におけるほぼ落差のない血液流路を血液流入部と
して有し、この血液流入部に連続して前記上底部
と下底部との高低差によつて生じる空間を貯血部
として有し、また血液導出口が前記貯血部の下部
に設けられてなる、硬質材料により形成されたハ
ードシエル型貯血槽であつて、前記血液導入口に
この導入口を実質的に覆う通液性の血液噴出防止
部材を設けたことを特徴とする貯血槽であるか
ら、該貯血槽を体外循環血液回路に組入れて使用
した際に、血液導入口より貯血槽内に流入する血
液は、高い血液流量においても、高く噴出するこ
となく低くなだらかなものとなり、これゆえ、貯
血槽内における血液流の不均一化および噴出に起
因する気泡発生の問題も生じなくなり、より安全
に血液の体外循環を可能とするものであり、また
貯血槽内に消泡部材が設けられている場合におい
ては、この消泡部材をより有効に作用させること
が可能である。 さらに本発明の貯血槽において、通液性の血液
噴出防止部材が網状物、特に好ましくは目の大き
さが10〜40メツシユの網状物であり、さらにこの
網状物が実質的に血液導入口を覆う位置にその一
端部のみが固定されて配置されたものであると圧
力損失をほとんど増加させることなくより良好に
血液の噴出を抑制することが可能となるために一
層優れた効果が期待できるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の貯血槽の一実施例を表わす縦
断面図、第２図は同実施例の血液導入口部分を表
わす−線部分拡大横断面図、第３図は本発明
の貯血槽の一実施例を組込んだ人工肺装置を表わ
す一部断面正面図、第４図は血液還流実験に用ら
れた実験回路を示す図、第５図は血液噴出防止部
材の目の大きさと血液の噴出高さとの関係を表わ
すグラフであり、また第６図は従来の貯血槽の構
造を表わす縦断面図である。 １……貯血槽、２……血液導入口、３……血液
導出口、４……消泡部材、５……血液流入部、６
……貯血部、７……ハウジング本体、８……蓋
体、９……血液噴出防止部材、９ａ……血液噴出
防止部材の一端部、１０……係止部、１１……人
工肺、２３……熱交換器、Ｂ……血液流。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長さ方向において底面がほぼ水平な上底部よ
   り所定の高低差をもつて漸次下降して下底部へと
   至る形状を有し、血液導入口が前記上底部に鉛直
   上方に向けて開口されており、この血液導入口に
   連続する前記上底部におけるほぼ落差のない血液
   流路を血液流入部として有し、この血液流入部に
   連続して前記上底部と下底部との高低差によつて
   生じる空間を貯血部として有し、また血液導出口
   が前記貯血部の下部に設けられてなる、硬質材料
   により形成されたハードシエル型貯血槽であつ
   て、前記血液導入口にこの導入口を実質的に覆う
   通液性の血液噴出防止部材を設けたことを特徴と
   する貯血槽。 ２ 通液性の血液噴出防止部材が網状物である特
   許請求の範囲第１項に記載の貯血槽。 ３ 網状物の目の大きさが10〜40メツシユである
   特許請求の範囲第１項または第２項に記載の貯血
   槽。 ４ 網状物は実質的に血液導入口を覆う位置にそ
   の一端部のみが固定されて配置されたものである
   特許請求の範囲第２項または第３項に記載の貯血
   槽。 ５ 前記血液流入部の血液流路を横切つて消泡部
   材が設けられているものである特許請求の範囲第
   １項〜第４項のいずれかに記載の貯血槽。