JPH0433227B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は体外血液循環装置に関し、一層詳細に
は、血液を人工肺で浄化し上方向に移送させて貯
血槽内に一旦貯溜した後、人体に供給することで
血液への気泡の混入を防止すると共にコンパクト
に構成した体外血液循環装置に関する。

〔発明の背景〕 例えば、胸部手術等を行う場合には人工肺を用
いて体外血液循環回路を構成し、前記人工肺によ
つて二酸化炭素と酸素との交換を行う。この場
合、血液は熱交換器によつて所定温度に調整され
た後、人工肺でガス交換がなされ、次いで、気泡
の除去および一定量の血液の送給のために一旦貯
血槽に貯溜されてからポンプにより一定の拍動乃
至脈動数で人体に送出される。

ここで、前記貯血槽には袋状の軟質部材に血液
を気密状態で貯溜するクローズドタイプの貯血槽
と、硬質部材からなるハウジング内に血液を貯溜
するオープンタイプの貯血槽とがある。この場
合、オープンタイプの貯血槽はプライミングおよ
び貯血量の確認が容易であり、また、人工肺と一
体的に構成することも容易であるため、このよう
なオープンタイプの貯血槽を用いた体外血液循環
装置が種々提案されている。

そこで、従来技術に係る体外血液循環装置の概
略構成を第１図に示す。この体外血液循環装置は
熱交換器２と人工肺４と貯血槽６とを一体的に構
成したものであり、拍動乃至脈動を生起する図示
しないポンプを介して人体に接続される。この場
合、体外血液循環装置は人体よりも低い位置にセ
ツトされる。人体より排出された血液Ｂは落差に
よる圧力で血液流入ポート８から熱交換器２に導
入され、水ポート１０から供給される温水または
冷水により所定温度に調整された後、接続管路１
２を介して人工肺４に導かれる。人工肺４にはガ
ス流入ポート１４から供給される酸素を含むガス
Ａの流通する多数の中空糸膜（図示せず）が収納
されており、前記中空糸膜の周囲を通過した血液
Ｂは血液Ｂ中に含まれる二酸化炭素とガスＡに含
まれる酸素とが交換され、接続管路１６を介して
血液流入口１８より貯血槽６内に流入する。な
お、ガス交換の終了したガスＡはガス流出ポート
２０を介して外部に排出される。一方、血液流入
口１８から貯血槽６内に流入した血液Ｂは消泡材
２２によつて血液Ｂ中の気泡が除去された後、一
旦貯血槽６に貯溜され、次いで、血液流出ポート
２４を介してポンプにより人体に供給される。

ところで、このような体外血液循環装置では、
前述したように、血液自体の落差による圧力とポ
ンプにより血液Ｂを人体との間で循環させてい
る。ここで、人工肺４と貯血槽６とを第１図に示
すように接続した場合、接続管路１６が略水平状
態となつているため、血液Ｂは血液流入口１８か
ら血液自体の落差による圧力により貯血槽６内に
勢いを有した状態で流入することが想定される。
従つて、血液Ｂ中には気泡の巻き込まれる虞があ
る。一方、このような不都合が発生しないよう血
液Ｂの圧力を低くすることも考えられるが、これ
は血圧の低下を惹起することになり不適当であ
る。

〔発明の目的〕

本発明は前記の不都合を克服するためになされ
たものであつて、人工肺においてガス交換された
血液を接続管路を介して一旦上方向に移送するこ
とで貯血槽内に流入させ前記貯血槽に貯溜するこ
とにより血液に対する気泡の巻き込みを効果的に
防止することの出来るコンパクトな構成の体外血
液循環装置を提供することを目的とする。

〔目的を達成するための手段〕

前記の目的を達成するために、本発明は、血液
の二酸化炭素を除去し酸素を添加する人工肺と、
前記血液を一時的に貯溜する貯血槽とが直列に配
設されてなる体外血液循環装置において、 前記人工肺は、下部に血液流入口を、上部に血
液流出口を備え、 前記貯血槽は、前記人工肺の上部に位置し、底
面部に血液流入口を有する血液流入部と、前記人
工肺の側部に位置し、前記血液流入部に傾斜面を
介して連通し、前記血液流入部よりも下位に位置
して、その底面部に血液流出口を有する血液貯溜
部とを備え、 前記人工肺の上部に配設される血液流出口と、
前記貯血槽における血液流入部の底面部に配設さ
れる血液流入口とを、一旦略水平方向に延在した
後、略鉛直上方向に延在する接続管路によつて接
続することを特徴とする。

〔実施態様〕

次に、本発明に係る体外血液循環装置について
好適な実施態様を挙げ、添付の図面を参照しなが
ら以下詳細に説明する。

第２図および第３図において、参照符号３０は
体外血液循環装置の本体部を示し、この本体部３
０は熱交換器３２と人工肺３４とオープンタイプ
の貯血槽３６とを集約して一体的に構成したもの
である。

熱交換器３２は筒状のハウジング３８内に多数
の熱交換用管体４０を収納したものであり、この
熱交換用管体４０には一方の水ポート４２より温
水または冷水Ｗが供給され、他方の水ポート４４
から排出される。血液供給ポート４６より熱交換
器３２内に流入した血液Ｂは熱交換用管体４０の
周囲を通過することにより所定温度に加温あるい
は冷却された後、２本の接続管路４８ａおよび４
８ｂを介して人工肺３４に供給される（第３図参
照）。

人工肺３４は血液Ｂ中の二酸化炭素を除去して
酸素を添加するものであり、中央部を絞つた略円
筒状のハウジング５０内に多数の中空糸膜５２を
束状に収納している。ハウジング５０の上下両端
部には中空糸膜５２の両端部を保持する隔壁５４
ａおよび５４ｂが装着される。この場合、中空糸
膜５２が収納されハウジング５０と隔壁５４ａ，
５４ｂとによつて囲繞される空間はその下端部側
が接続管路４８ａ，４８ｂを介して熱交換器３２
に連通しており、血液Ｂの流通するガス交換室５
６を構成する。ハウジング５０の上下両端部には
さらに蓋部材５８ａおよび５８ｂが装着され、隔
壁５４ａ，５４ｂと前記蓋部材５８ａ，５８ｂと
の間にはガス供給室６０およびガス排気室６２が
夫々画成される。なお、中空糸膜５２にはガス流
入ポート６４からガス供給室６０を介して酸素を
含むガスＡが供給される。また、中空糸膜５２よ
り送出される前記ガスＡはガス排気室６２を介し
てガス流出ポート６６より排出される。

一方、人工肺３４におけるガス交換室５６の上
端部側は水平方向に一旦延在した後、鉛直上方向
に指向して所定長だけ延在するＬ字状の２本の接
続管路６８ａおよび６８ｂを介して貯血槽３６に
連通する。この場合、貯血槽３６の底面部は第１
乃至第３の段部７０ａ乃至７０ｃで構成されてお
り、前記接続管路６８ａ，６８ｂの血液流入口７
２ａ，７２ｂは最上層である第１段部７０ａの両
側部に整流のためのメツシユ７４ａおよび７４ｂ
を介して開口する。ここで、貯血槽３６は透明な
プラスチツク体等により構成されており、前記血
液流入口７２ａ，７２ｂの上方には血管拡張剤、
抗血栓製剤等を血液Ｂ中に混注させるための薬液
混注口７６ａおよび７６ｂが設けられる。

貯血槽３６の第１段部７０ａには流入時におけ
る血液Ｂ中の気泡を消泡するため、前記血液流入
７２ａ，７２ｂに近接してウレタン消泡材７８が
配設される。また、血液Ｂの貯溜される第２段部
７０ｂの略中央部には血液面の共鳴振動を抑制す
るため、当該第２段部７０ｂ上の貯血域を第１の
貯血部８０ａと第２の貯血部８０ｂとに略分離状
態とする隔壁８２が設けられる。また、最下層で
ある第３段部７０ｃの端部側には貯血槽３６に貯
溜された血液Ｂを人体側に送出するための血液流
出ポート８４が設けられる。なお、この血液流出
ポート８４は拍動乃至脈動を生起する図示しない
ポンプを介して人体に連通する。

本発明に係る体外血液循環装置は基本的には以
上のように構成されるものであり、次にその作用
並びに効果について説明する。

先ず、血液供給ポート４６から流入した血液Ｂ
は熱交換器３２内に収納された熱交換用管体４０
の間〓を通つて人工肺３４に供給される。この場
合、前記熱交換用管体４０内には水ポート４２，
４４を介して所定の温度に保持された水Ｗが流通
しており、この水Ｗによつて前記血液Ｂが所定温
度に加温または冷却される。

熱交換器３２から接続管路４８ａ，４８ｂを介
して人工肺３４に流入した血液Ｂはハウジング５
０によつて囲繞されるガス交換室５６内において
酸素が添加されると共に二酸化炭素の除去が行わ
れる。すなわち、ハウジング５０内には束状とな
つた多数の中空糸膜５２が収納されており、この
中空糸膜５２内にはガス流入ポート６４からガス
供給室６０を介して酸素を含むガスＡが送給され
ている。従つて、血液Ｂは前記中空糸膜５２を介
して酸素と二酸化炭素との交換を行う。なお、二
酸化炭素を含んだガスＡはガス排気室６２を介し
てガス流出ポート６６より外部に排出される。

人工肺３４において酸素の添加された血液Ｂは
接続管路６８ａ，６８ｂを介して血液流入口７２
ａ，７２ｂより貯血槽３６内に流入する。ここ
で、前記接続管路６８ａ，６８ｂは人工肺３４を
構成するガス交換室５６の上端部から水平方向に
一旦延在した後、上方向に指向して所定長だけ延
在するＬ字状に構成されている。従つて、図示し
ないポンプあるいは人体からの落差潅流により生
ずる圧力に基づいてガス交換室５６より流出した
血液Ｂは、Ｌ字状の接続管路６８ａ，６８ｂ内を
上昇することで自重による流動速度低下を惹起す
る。この結果、前記血液Ｂは噴出することなく貯
血槽３６内に流入するため、血液Ｂ中への気泡の
混入は好適に抑制される。なお、前記血液Ｂは血
液流入口７２ａ，７２ｂに装着されたメツシユ７
４ａ，７４ｂにより整流されると共にウレタン消
泡材７８によつて血液Ｂ中に含まれる気泡が確実
に除去された後、貯血槽３６内に貯溜される。

一方、貯血槽３６に貯溜された血液Ｂは血液流
出ポート８４に連通される図示しないポンプの作
用下に人体に指向して間欠的に送出される。この
場合、貯血槽３６に貯溜された血液Ｂの液面８６
は前記ポンプによる血液Ｂの間欠的な送出により
共鳴振動することが懸念される。然しながら、こ
のような共鳴振動は貯血槽３６の第２段部７０ｂ
に配設した隔壁８２によつて極めて効果的に抑制
されている。

すなわち、貯血槽３６に貯溜された血液Ｂの液
面８６に発生する共鳴振動は、血液Ｂの特性、貯
血槽３６の形状等に基づく系の固有振動数とポン
プによる拍動乃至脈動数とが一致した時に発生す
るものと考えられる。この場合、ポンプによる拍
動乃至脈動数は人工肺３４の実用上から一定範囲
に設定されている。そこで、貯血槽３６内の所定
部位に隔壁８２を配設すれば系の固有振動数とポ
ンプの拍動乃至脈動数とを大幅に相違させること
が出来、共鳴振動が抑制される。この結果、血液
Ｂの液面８６が静穏となり、当該血液Ｂに気泡等
の混入する危険性が著しく低下する。また、拍動
乃至脈動による液面８６の変動量が小さいため、
液面８６の高さ、すなわち、貯血槽３６に貯溜さ
れている貯血量を外部から容易且つ正確に確認す
ることが出来る。さらに、貯血槽３６内の血液Ｂ
の揺動が効果的に抑制されるため、振動の発生が
極めて少なく、装置全体に無用の振動の惹起され
る虞もない。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明では、血液を人工肺の下
部より流入させてガス交換を行つた後、前記人工
肺の上部から上方向に指向して延在する接続管路
を介して貯血槽の血液流入部に供給し、次いで、
傾斜面を介して血液貯溜部に貯溜するように構成
している。この場合、血液は、人工肺の中を徐徐
に上昇する間にガス交換が行われるとともに、そ
の流動速度が低減される。また、前記人工肺から
の血液は、上方向に延在する接続管路中において
さらに流動速度が低減された後、貯血槽の血液流
入部に流入する。従つて、前記血液は、噴出する
ことなく貯血槽内に流入するため、血液中に気泡
が混入するおそれはない。さらに、この血液は、
滑らかな傾斜面を介して流動することで血液貯溜
部に貯溜されるため、貯溜時においても気泡が生
じることがなく、従つて、気泡除去のために貯溜
時間を充分確保する、といつた必要がない。さら
にまた、上記の効果に加えて、下部より血液が流
入し、上部より血液が流出するように人工肺を配
設するとともに、貯血槽を上部の血液流入部から
傾斜面を介して下部の血液貯溜部に連通するよう
に構成することで、前記人工肺を貯血槽の下部に
好適に配設することができるため、これらを含む
体外血液循環装置をコンパクトに構成することが
可能となる効果が得られる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて
説明したが、本発明はこの実施態様に限定される
ものではなく、例えば、熱交換器が別体となる体
外血液循環装置等にも適用可能である等、本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に係る体外血液循環装置の概
略構成図、第２図は本発明に係る体外血液循環装
置の一部断面構成図、第３図は第２図に示す体外
血液循環装置の概略構成斜視図である。 ３０…本体部、３２…熱交換器、３４…人工
肺、３６…貯血槽、４６…血液供給ポート、６８
ａ，６８ｂ…接続管路、７２ａ，７２ｂ…血液流
入口、７８…ウレタン消泡材、８４…血液流出ポ
ート、Ｂ…血液。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 血液の二酸化炭素を除去し酸素を添加する人
   工肺と、前記血液を一時的に貯溜する貯血槽とが
   直列に配設されてなる体外血液循環装置におい
   て、 前記人工肺は、下部に血液流入口を、上部に血
   液流出口を備え、 前記貯血槽は、前記人工肺の上部に位置し、底
   面部に血液流入口を有する血液流入部と、前記人
   工肺の側部に位置し、前記血液流入部に傾斜面を
   介して連通し、前記血液流入部よりも下位に位置
   して、その底面部に血液流出口を有する血液貯溜
   部とを備え、 前記人工肺の上部に配設される血液流出口と、
   前記貯血槽における血液流入部の底面部に配設さ
   れる血液流入口とを、一旦略水平方向に延在した
   後、略鉛直上方向に延在する接続管路によつて接
   続することを特徴とする体外血液循環装置。