JPH0622615B2 - 中空ファイバー血液オキシゲネータ - Google Patents

中空ファイバー血液オキシゲネータ

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JPH0622615B2
JPH0622615B2 JP2017681A JP1768190A JPH0622615B2 JP H0622615 B2 JPH0622615 B2 JP H0622615B2 JP 2017681 A JP2017681 A JP 2017681A JP 1768190 A JP1768190 A JP 1768190A JP H0622615 B2 JPH0622615 B2 JP H0622615B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、血液オキシゲネータ、詳細には中空ファイバ
ー血液オキシゲネータに関する。
従来の技術 血液オキシゲネータシステムは心臓切開手術に使用さ
れ、及び緊急の心肺支援を行う。両方の場合において、
オキシゲネータは通常は患者の肺で行われる、部分的あ
るいは全体的に血液から炭酸ガスを除去し、これを酸素
に置換する機能を果たす。
通常の血液オキシゲネータの使用は第12図に関して示さ
れているが、そこでは静脈が患者から除去されて静脈リ
ザーバ内に置かれる。血液ポンプが血液を、血液に酸素
を補給するオキシゲネータを経てポンプ送りする。手術
中は熱交換機が血液の温度を調節し、低体温を誘導し、
あるいは通常体温(normothermia)を維持する。次に酸素
を供給された血液は泡を除去するために動脈フィルタを
通って、そこから患者へ戻る。
オキシゲネータ自体の内部では、酸素を放出し、炭酸ガ
スを含む血液が微細小孔膜と接触する。この膜はその１
側面に酸素を豊富に含むガスを有し、酸素を放出した血
液がこの膜の他面にある。酸素がガスから膜を経て血液
に通過する。同時に、炭酸ガスが血液から膜を通って酸
素ガスへと通過する。酸化された血液は患者に戻る。
現在使用されているものには、２種類の膜式血液オキシ
ゲネータがある。１つは平板膜オキシゲネータであり、
これは１つあるいは複数の薄い、平坦なシートの微細小
孔膜を採用している。酸素は膜の１側面に配置され、酸
素を放出した血液がその膜の他側面に配置され、ガス交
換が膜を通して行われる。
もう１つの方式の膜オキシゲネータは、中空ファイバー
オキシゲネータである。この方式のオキシゲネータは多
数の微細小孔あるいは半透性の中空ファイバーを使用し
ガス交換を行う。中空ファイバーは、ガスが中空ファイ
バーの全長にわたりこれを通過可能なようにハウジング
の端壁内に封止されている。血液はファイバーの外側の
周囲を通過し、複数のファイバーの壁を通ってガス交換
が行われる。ある種の装置においては、血液は中空ファ
イバーを通って流れ、ファイバーの外側の周囲を流れる
酸素ガスによりガス交換が行われる。
中空ファイバー血液オキシゲネータは通常は円筒形に束
ねられたファイバーを有し、この束の長さと直径とは、
所望のガス交換領域の量により変化する。これら円筒形
の束が配置されるハウジングは、すべての血液がファイ
バーと接触し、できるだけたくさんのファイバーと確実
に接触するようなファイバーの直径と長さとに対応する
寸法である。更に、ハウジング及びファイバー束を充填
する血液の「詰込み容積」をできるだけ少なくし、血液
がファイバー束からわきへそれたり迂回するのを防ぐた
めに、ファイバーの束とハウジングとは密接に嵌り合う
ようにされている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、個々のファイバーは柔軟で、その直径寸
法は小さいために、ファイバー束の正確な直径を維持す
ることは困難である。例えば、中空ファイバーは内径40
0μｍ、壁の厚さはおよそ25μｍである。これらのファ
イバーはそれらをコア上に巻くことによりファイバー束
に形成されるが、ファイバーは引っ張られたり伸ばされ
たりする可能性があり、その結果物理的寸法が変化し得
る。かくしてこのファイバーの寸法が小さいため、巻か
れたファイバーの束の直径を正確な寸法に維持すること
は困難となり、そのためファイバー束とハウジングとの
間の嵌合の精密な公差を有する血液オキシゲネータの製
造及び組立て費用が増加する。かくして、詰込み容積が
小さく、ファイバー束内でファイバーを血液が迂回する
のを防ぐため、ハウジングとファイバー束との間の密接
な嵌合を確実にするための、より簡単かつ効率的な手段
を提供する必要が存在する。
患者に戻る血液の温度を調節するために、通常は血液オ
キシゲネータに関して熱交換機が使用される。熱交換は
通常血液を加熱されるた表面を通過させることにより達
成される。しかしながら、詰込み容積の小さな、流れ抵
抗の小さな効率的かつコンパクトな熱交換機の必要が存
在する。
課題を解決するための手段 本発明は、コンパクトな形状、小さい詰込み容積、及び
高い酸化能力及び熱交換効率を有し、圧力低下の小さい
血液オキシゲネータと熱交換機との組み合せを提供す
る。更に、このユニットは数個のサブ組立体を有し、こ
れらは容易かつ迅速な組立を行えるだけでなく、精密で
なく高価でない製造技術をも使用可能であるようにテー
パしている。
更に、熱交換機には複数の個別の熱交換コイルが使用さ
れている一方、個々のコイルにホットスポット及びコー
ルドスポットを排除する共通のヘッダあるいはマニフォ
ルドから加熱流体が提供されるため、各コイル温度は均
一である。
更に、酸化された血液をサンプリングできる流体ポート
がオキシゲネータの頂部に提提供され、ここは容易に接
近できる。これは、そのポートに到達するために広範囲
にオキシゲネータの底部を曲げたり、ゆがめたりする必
要のある従来の装置に対して大きな改良である。
最後に、血液オキシゲネータユニット自体に着脱可能に
取り付けられた静脈リザーバが設けられている。この着
脱可能なリザーバにより、手術中にコンポネントの使用
数を少なくすることが可能になり、手術中に使用された
静脈リザーバが手術後の傷口からのドレンに共通に使用
可能である。
本発明の中空ファイバーオキシゲネータは以下の特徴を
有する。
底部端に流体連絡ポートを有する液密ケーシングと、流
体ポートと連絡する一対の流ヘッダとを備え、 前記ケーシング内に同軸にスタックされた複数の個別の
熱交換コイルがあり、前記コイルが前記流体ヘッダで終
端する入力及び出力端を有し、それにより流体が前記コ
イル内を循環して前記コイルの温度を変化させ、前記ス
タックされたコイルが所定の角度でテーパした内部空間
を形成し、ケーシングに納められたファイバー束が同心
に前記空間内部に配置され、前記コイルに対し偏倚さ
れ、前記収納されたファイバー束が、 前記センターコアの内部の底部と前記ファイバー束との
間の流体連絡を可能とする、底部に隣接する複数の開口
部を有するセンターコアを備え、前記センターコアが前
記コアの対向する両端の間に障害物を有して、前記開口
部と前記コアの前記対向する端との間のガス及び流体連
絡を防ぎ、 複数の中空ファイバーが前記テーパしたセンターコアに
巻かれてファイバーの束を形成し、前記ファイバーの上
端及び下端が開いており、 内部ハウジングが前記ファイバー束の外部を封入し、前
記ハウジングが前記センターコアのテーパに対応する方
向と量だけテーパしており、前記内部ハウジング及び前
記センターコア上のテーパが対応して前記束の外側と当
接する前記ハウジングの内側との間の隙間を排除し、前
記テーパした内部ハウジングが頂部に隣接する複数の開
口部を有して前記ファイバー束と内部ハウジングへの流
体連絡を提供し、ファイバー束及びセンターコアがその
両端で封止されて前記中空ファイバーの内部を通るガス
流の通路と、前記ハウジングと前記センターコアとにあ
る前記開口部を通る前記ファイバー束を通る流体の流路
とを形成し、前記内部ハウジングが前記ケーシングと協
調して前記コイル内部に同心に配置された前記ハウジン
グにより前記コイルの外部の周囲に流体の流路を形成
し、 頂部及び底部キャップが前記外側ケーシング及び前記束
と協調して前記中空ファイバーを通るガス流路を形成す
る。
これら及びその他の本発明の利点は図面、及びその簡潔
な説明、及び以下のように提供される類似部品に対する
類似番号を参照して、より良く理解される。
実施例 第１図及び５図を、しかし基本的には第５図を参照する
と、本発明の血液オキシゲネータ／熱交換機12が示され
ている。オキシゲネータ12の基本的操作が、その構造及
び操作の詳細を説明する前に簡単に説明される。静脈血
液のような流体は酸素を放出し炭酸ガスを含んでいる
が、静脈入力ポート14においてオキシゲネータ12の底部
へ導かれる。ここで使用されているように「頂部」及び
「底部」は図面に見えるように上部及び低部を称する。
血液は加圧されて複数の熱交換コイル16の周囲を上方へ
流れる。オキシゲネータ12の頂部において、血液は内部
ハウジング20のある複数の開口部18を通過する。血液は
加圧されてファイバー束22を通過し、その間に血液は再
び酸素を取り入れ、炭酸ガスを放出する。底部あるいは
ファイバー束22の小端において、血液はテーパしたセン
ターコア26にある複数の開口部24を通過する。そこから
酸素を取り入れた血液が、センターコア26の底部あるい
は小端を動脈ポート30に連結する管28を通って現れる。
静脈血液を再補給するのに使用される酸素は、ガス入力
ポート34を通って頂部キャップ32に導かれる。頂部キャ
ップ32はファイバー束22の頂部に連絡するガスマニフォ
ルドの一部を形成する。第５図を参照すると、ガスはフ
ァイバー束22の頂部36に入り、束22の中空ファイバーの
全長を通過し、ファイバー束の底部あるいは小端38を出
る。底部キャップ40はファイバー束22の底部38と連絡す
る空間あるいはマニフォルドを形成する。ガスは通気口
42を通って出るようにされている（第１及び５図参
照）。
第１及び５図を参照すると、熱交換コイル16を通過する
温度を調節された流体により温度が調節される。流体
は、水が好ましいが、入力ポート44を通って導かれ、入
力ポート44は、複数の熱交換コイル16のそれぞれの一端
と連絡するマニフオルドあるいは第１ヘッダに連絡す
る。流体は熱交換コイル16を通過し、熱交換コイル16の
残りの端に流体連結する第２ヘッダ48（第１図）で排出
される。流体出力ポート50（第１図）によりヘッダ48か
ら流体が除去される。
複数の流体連絡ポート及びサンプリングポートも、次に
述べるようにオキシゲネータ12に設けられる。
第３図に描かれているように、オキシゲネータ12が数個
のサブ組立体及び部品を完全なユニットに組合せること
により組立てられる。略述すれば、これらサブ組立体及
び部品は頂部キャップ32、外側ケーシングキャップ52、
封入されたファイバー束ユニット54、封入された熱交換
ユニット56、及び底部キャップ40からなる。封入された
ファイバー束ユニット54が最初に説明される。
第３図及び５図を、基本的には第５図を参照すると、ほ
ぼ管状であるが、その頂部端60がそれの底部端62よりも
大きくなるようにテーパした外径のセンターコア58があ
る。テーパしたセンターコア58の他の方法による説明
は、それが円錐台形の形状である、ということである。
センターコア58上のテーパはおよそ２度である。コア58
の小端あるいは底部端62はにはコア58の厚みを通って伸
びる複数の開口部が配置されている。開口部24及び大き
い頂部端60の間には、センターコア58の内部をほぼブロ
ックするプラグ64が配置されている。複数のスロットあ
るいは開口部25（第５図）が、開口部24と連絡する一端
を有するようにセンターコア58の外部に配置されてい
る。スロット25がセンターコア58の壁を通って部分的に
伸びている。小端あるいは底部端62と開口部24に隣接す
るコア58の内側の部分は円筒形の形状である。
描かれている実施例においては、プラグ64の中央には、
コア58の大きい頂部端60に向かって伸びているニプル66
が配置されている。柔軟なチューブ68が大きい頂部端60
に向かって伸びているニプル66と流体連絡している。逆
止弁69がチューブ68に取り付けられている。
複数の中空の、微細小孔ファイバーがセンターコア58の
均等にテーパした外部に巻かれている。前記中空チュー
ブ70の１つの部分が第７図に実際よりも大きい寸法で描
かれている。チューブ70は中空で管状形状であり、微細
小孔膜あるいは半透膜からなっている。微細小孔のある
ポリプロピレンの中空ファイバー膜は、400μｍの直径
を有し、およそ25μｍの厚さで、使用に適しているとさ
れている。
第５図を再び参照すると、複数のファイバー、あるいは
管状膜70（第７図）はセンターコア58上に巻かれてい
る。巻き上げ状態が変化する連続する層であって方向性
を有するファイバーのバンド18状態で膜を巻くことが適
当であるとされている。総合でおよそ２平方ｍの表面領
域が、成人の患者に使用されるオキシゲネータに適当で
あるとされている。そのような膜70を管状コア上に巻く
手段は多くの特許の目的であり、多数の方法が、前記巻
き上げを達成可能な当技術において公知である。
第５図に見られるように、ファイバー束22の頂部及び底
部端72及び74はそれぞれ、複数のファイバー70（第７
図）の外側の間で気密封止を提供するように封止されて
いる。通常はウレタンのような燒結コンパウンド(potti
ng compound)がファイバーの外側に使用されて硬化され
る。次にファイバー束は前記コンパウンドを横切って切
断され、複数のチユーブの端を露出させられる。ガスは
チューブの全長を通過して流れるが、ファイバー束の封
止された端72及び74を通っては流れ得ない。燒結コンパ
ウンドが内部コア58の端に至る、ファイバー束22を封止
しない範囲では、追加の封止剤が提供されて気密封止を
確保する。
束22の外側周辺縁がセンターコア58とほぼ同じ量のテー
パを有するように、ファイバー束22がテーパしたコア58
の上にほぼ均等な厚さで巻かれる。センターコア58及び
ファイバー束22は次に内部ハウジング20内へ封入あるい
は収納される。
第３図及び第５図を参照すると、内部ハウジング20は円
錐台形の形状であり、センターコア58の長さとほぼ同じ
長さの管状のテーパしたハウジングからなる。そのテー
パの程度も内部コア58のテーパとほぼ同じである。第３
及び５図に見られるように、内部ハウジング20の大きい
頂部端に隣接して、複数の開口部18が配置され、これが
ケーシング20の厚み方向に伸びている。開口部18は内部
ハウジング20から半径方向外側に伸びるフランジあるい
はリップ76の上の方にあり、フランジ78はほぼ「Ｌ字
形」の断面を有し、これが内部ハウジング20から外側か
つ上方に伸びている。
Ｏリング79が、Ｌ字形のフランジ78の上方に伸びる部分
の上にある凹部（示されていない）上に配置されてい
る。かくてフランジ78はＯリング79を、半径方向に圧縮
する力あるいは接触構造に抗して、外側に弾力偏倚させ
るばねとして作用する。内部ハウジング20の小端あるい
は底部端に隣接しているのは、凹部（示されていない）
内に配置されたもう１つのＯリング77である。
センターコア58と同心に配置された場合、内部ハウジン
グ20の直径は対応する両端が半径方向に整合し、内部ハ
ウジング20がファイバー束22の外側の対応する直径より
もわずかに小さいような直径である。かくてこの組立て
工程では、内部ハウジング20が進む間は、コア58及びフ
ァイバー束22の上を内部ハウジング20を摺動させる。そ
の点で、内部ハウジング20は更にケーシング20の端がセ
ンターコア58の端60、62の半径方向外側に位置するまで
押し込まれる。この最終の位置決めにより、ファイバー
束22に対しわずかな半径方向の圧縮が生ずるが、これが
ケーシングとの密接な嵌合を提供する。描かれている実
施例においては、ファイバー束22はセンターコア58の周
囲に巻かれ、ケーシング20はファイバー束ユニット54を
封入した各端で切断される前に位置決めされている。気
密封止を確保するために、封止剤が内部ハウジング20と
ファイバー束22のかみ合い端との間で使用される。
ファイバー束22とケーシング20とが組立てられると、内
部ハウジング20内にある開口部18はファイバー束22の大
きい頂部端72にある燒結した領域の下方に配置される。
かくて、開口部18は、センターコア58と内部ハウジング
20との間に収納されたファイバー束22への流体連絡手段
を提供し、燒結コンパウンドにより反対側の端で封止さ
れる。
センターコア58の開口部24及びスロット25はファイバー
束22の端74上の燒結された領域の上方に配置される。ス
ロット25は、コア58の壁の一方側面でなく他方側面にお
いて大きい穴に対する開口部の寸法を有するコア58の、
管状壁を通る穴を提供するように作用する。示されてい
るように、ファイバーの外側の周囲に流体の流路の部分
を形成する壁は、ファイバーに隣接する大きい開口部
と、前記壁の反対側側面にある小さい開口部とを有する
ように形成された、複数の開口部を有する。
血液はスロット25へと流入し、次に前記血液にを開口部
24への流路を開くため、スロット25は開口部24のファイ
バー束22に対する接触領域あるいは排出領域を効率的に
増加させる。かくて、開口部24の寸法を最少化する一方
で、流体の流れに対しより大きな排出領域を確保し、流
れ抗抗が小くされる。
開口部24はファイバー束22からセンターコア58の内部、
底部（小さい）端への流体連絡の手段を提供する。かく
て、前記ファイバーの内部を通過する第１流路を有し、
ファイバーの外側の周囲にある第２流路を有する。封入
されたファイバー束が提供される。
ファイバー束22の外側と隣接する内部ハウジング20との
間の嵌合は、前記ファイバー束及び前記ハウジングの間
の隙間を通って血液が抜けることを防ぐために、できる
だけ緊密でなければならない。現在では、円筒形のファ
イバー束の外径は厳密に調節されなければならず、それ
らが嵌合する容器の直径も厳密に調節されるが、それで
もわずかな隙間が生ずることがある。テーパしたファイ
バー束を封入するテーパしたコアとケーシングとの使用
により、緊密な嵌合を確保する一方でファイバー束22の
製造においてより広いバリエーションを可能とする。か
くてより費用のかからない製造手段を提供するだけでな
く、より費用のかからない組立てをも提供することが利
点である。更に、前記組立て方法は、従来の装置及び組
立て技術よりもファイバー束の外側にあるファイバーの
損傷することが少ない。更に、出荷及び組立ての間に管
状ファイバーの損傷の機会をより少なくできるファイバ
ー束の封入された組立体を提供するという利点がある。
封入された熱交換ユニット56（第３及び10図）は次に説
明される。第10図を参照して概説すると、熱交換ユニッ
ト56は外側ケーシングキャップ56、外側ケーシング92、
スペーサ組立体と一体となった複数のコイル16、及びス
ペーサストリップ85からなる。
第４、５、６、８及び10図を、しかし基本的には第５図
を参照すると、複数の個別の熱交換コイル16がテーパし
た、同心の構造に組立てられている。前記熱交換コイル
16は陽極酸化処理されたアルミニウムコイルからなるこ
とが好ましい。熱交換コイル16の湾曲部分には、詳細は
ここには説明されていない公知の方法の手段により、ら
せんリブが形成されている。コイル16のそれぞれは、熱
調節された流体のそれぞれ入力及び出力のための入力端
80（第４及び５図）及び出力端82を有する。
コイル16は、テーパした内部ハウジング20の直径及びテ
ーパに対応した直径及びテーパを有する円錐台形の周囲
を包むような形状である。かくてコイル16は、底部の、
より狭いオキシゲネータ（組立てられた時）の円形より
も大きい円形の周囲に包まれているオキシゲネータ（取
り付けられた時）の頂部あるいは大きい端に隣接して円
形に包まれている。別な言い方をすれば、コイル16は同
心に配置されてテーパした空洞を形成している。
端80、82は、前記円形とコイルの同心の組立体とに対し
接線方向に、そして円形かつ同心のコイルの組立体の反
対側の側面から同じ方向に伸びている。各コイル16はこ
の円形の形状の周囲を１回転半（およそ540度）巻いて
いる。それぞれ端80、82を有する13個の個々のコイル16
は同心にスタックされ、スペーサ組立体84とスペーサ部
材85とにより位置決め可能である。コイルのスタックの
端80、82は、コイルのスタックのテーパのために、わず
かに「Ｖ字形」となっている２つのラインを形成してい
る。
第８及び10図を参照すると、一対のスペーサストリップ
85が示され、ここれは矩形の断面を有する長手方向の部
材からなる。複数の円形の穴がスペーサストリップ85内
に形成され、コイル16の寸法の配置と端80、82の配置と
に対応している。コイル16の端80、82は、ストリップ85
によりコイル16を適所に保持したまま、スペーサストリ
ップ85内の穴を通して挿入されている。スペーサストリ
ップ85はヘッダ46、48の長手方向の長さとほぼ等しい長
さを有している。複数のコイル16が同心に組立てられた
後に（原文がここで中断されている） スペーサ組立体84は第4a図に最も良く描かれているが、
長手方向に隔置された２つのスペーサ部材86からなる。
部材86はそれぞれ複数の円筒形のノッチ88を他の部材86
から逆向きの側面上に有する。コイル16の端80、82は複
数のノッチ88内に嵌合している。複数のほぼ平行な湾曲
したスペーサバー90が部材86の間に伸び、部材86を連結
している。スペーサバー90は、１回転半しているコイル
16の失われている半分ープとほぼ同じ位置を占めてい
る。スペーサバー90は詰込み流体の総容積を小さくする
ように容積を塞ぐのに役立ち、同時に流体が熱交換コイ
ル16に接触するのが減少するかも知れない。漏れを防ぐ
ために役立ち。
スペーサ組立体84は、スペーサストリップ85により保持
される複数の同心のコイル16へ挿入され、次にそれによ
り組合された組立体が、第10図に図式的に描かれている
ように、外側ハウジングあるいはケーシング92へ挿入さ
れる。外側ケーシング92は第１及び５図を参照して最も
良く説明される。外側ケーシング92は、封入されたファ
イバー束ユニット54（第３図）上のテーパ部に対応する
角度でテーパした内部を有する中間部分を有する中空の
円錐台形の形状を備えている。
外側ケーシング92の反対側から接線方向へ伸びているの
は、外側ケーシング92の内側へ開いている２つの長手方
向のヘッダ46、48である。ヘッダ46、48は外側ケーシング
92の軸方向の長さの大部分にわたり、同じ方向に伸びて
いるのが示されている。ヘッダ46、48は、それらが外側
ケーシングからテーパして伸びているため、わずかに
「Ｖ字形」を形成している。ヘッダ46、48は断面がほぼ
矩形である。加えて第８図を参照すると、ヘッダ46、48
は複数の熱交換コイル16の端80、82を封入するに十分な
大きさの空間を含んでいる。拡大された領域93がヘッダ
46、48の長さに沿って長手方向に伸びている。拡大され
た領域93は、ヘッダ46、48の対向する側面の間の空間に
局地的に増大部分を構成し、ヘッダ46、48の長さを伸ば
している。
ここで第１、２、及び５図を参照すると、外側ケーシン
グ92には数個の階段状に変化する直径がある。底部94は
最も小さい直径であり、およそ1.5インチ（約3.8cm）軸
方向に伸びている。底部94は軸方向のおよそ２分の１度
テーパしており、頂部端よりも小さい底部端を有してい
る。底部94の底、あるいは自由端は、半径方向内側へ伸
びている底部リップ95で終端している。複数のスロット
97が底部リップ95に形成され、後述のように底部キャッ
プ40の取付けを調整している。底部94はテーパのない均
等な直径に製造可能である。
中間部分96は底部94よりもわずかに大きい直径を有し、
上述のように封入されたファイバー束ユニット54のそれ
に対応する角度テーパしている。中間部分96の小さい端
は底部94の大きい端に結合している。中間部分96の軸方
向の長さは、スペーサ組立体84上の複数のコイル16の軸
方向の長さにほぼ対応している。
第３図に最も良く見えるが、頂部98は中間部分96よりも
大きい直径を有し、およそ２分の１度テーパしている。
頂部98の最も小さい直径端が中間部分96の最も大きい直
径端に結合している。
ヘッダ46、48は底部94の上部から、中間部分96及び頂部9
8を通って伸びている。ヘッダ46、48は外側ケーシング92
と一体鋳造されている。
底部94と中間部分96との結合部に隣接して、ヘッダ46、4
8の反対側のケーシング92の側面上には２つのアクセス
ポート、静脈入力ポート14、及び静脈温度アクセスポー
ト100（第２図）がある。これらの種類のポートは当技
術で公知であり、その詳細はここでは説明されない。前
述のように、ポート44、50もそれぞれヘッダ46、48の上部
に形成されている（第１図）。
第５、８、及び10図を参照すると、封入された熱交換ユ
ニット56の組立体が描かれている。熱交換コイル16、ス
ペーサストリップ85、及びスペーサ部材86の組合された
組立体は、端80、82がそれぞれヘッダ46、48の配置に対応
し、スペーサストリップ85の配置が拡張された領域104
の配置に対応するように向けられている。次にコイル1
6、スペーサ部材86、及びスペーサストリップ85の組立
体は外側ケーシング92内部に挿入される。外側ケーシン
グ92の中間部分96直径及びテーパはコイル16及びスペー
サ部材86の組立体の形状に対応してほぼ密着した嵌合を
形成する。複数のコイル16の大きい端あるいは頂部は、
コイル16が外側ケーシング92の内部に配置された場合、
頂部98の始まる部分に、あるいはそれに隣接している。
第５図及び６図を参照すると、組立てられた場合、同心
のコイル16は内部ケーシング20と外側ケーシング92との
間に配置される。コイル16上のリブはコイル16の周囲に
巻き付き、均等でない直径を形成し、これがケーシング
20及び92がコイル16に対し押圧された場合に液密封止を
形成することを効率的に妨害する。かくて、コイル上の
リブはケーシング29と92との間に存在する、コイル16、
を横切る液流路を確保するのに役立つ。
第８図を参照すると、複数の同心のコイル16が挿入され
た場合、スペーサ部材86が外側ケーシング98に当接す
る。密接に嵌合するように、スペーサ部材86の縁は外側
ケーシング92の内部形状と一致するように形成される。
スペーサストリップ85は、ヘッダ46、48内の拡張された
空間104の内部に当接するような寸法である。
封入された熱交換ユニット56は外側ケーシングキャップ
52を取付け、熱交換コイル16を通る液流のための流路を
形成することにより完成する。
第３図及び５図を参照すると、ケーシングキャップ52の
外側周辺は外側ケーシング92の頂部に対応するような形
状である。外側ケーシングキャップ52はほぼ円形の外側
形状を有し、これが同じ方向に接線方向に伸びるがキャ
ップ52の周辺の反対側面から伸びる２つのタブを有す
る。タブ106は外側ケーシング92に連結する時にヘッダ4
6、48の端の外側周辺の形状に対応するように形成されて
いる。タブ106は、キャップ52が外側ケーシング92の頂
部上に配置された場合に、ヘッダ46、48上に嵌合する。
キャップ52は、キャップ52の中央にある円形の穴あるい
は開口部108を形成する下方に垂下するフランジ109を有
する。フランジ109には複数のバヨネット開口部113（第
３図）がある。フランジ109はほぼ円筒形の形状で、内
部ハウジング20上のＬ字形のフランジ78の直径とほぼ同
じ直径を有する。
外側ケーシングキャップ52も、開口部108の長手方向の
軸にほぼ平行な垂下フランジ110（第５図）を有する。
フランジ110はタブ106の形状を含んで、キャップ52の外
側周辺の形状に対応している。フランジ110からわずか
に内側に隔置されているのは、フランジ110とほぼ平行
であるが、これから隔置されている第２ロックフランジ
111（第５図）である。タブ106の反対側のキャップ52の
側面には静脈ガスポート112が配置されている。
第５図を参照すると、外側ケーシング92の頂部が封止を
形成して前記フランジの間に嵌合するように、フランジ
110、111が配置されているのが見える。更に、タブ52が
ヘッダ46、48の頂部の外側の上部に密接嵌合している。
代替的には、気密封止を確保するために、封止接着剤が
頂部98の周辺に沿って、あるいはフランジ110、111の間
に提供されている。
キャップ52を外側ケーシング92の頂部上に挿入した後、
端80、82、スペーサストリップ85、スペーサ部材86が気
密方式で外側ケーシング92に対し封止されるように、燒
結材料102がヘッダ46、48内へ挿入される。スペーサスト
リップ85は、擬液性ウレタンのような燒結材料102を拡
張された領域104へ注入することにより拡張された領域
内に封止され、それによりスペーサストリップ85の両側
面がヘッダ46、48に対して封止され、その一方でコイル8
0、82がコイル16を通る液流のために開いたまま残され
る。スペーサストリップ85は、半封止を提供するよう
に、張された領域93と密接する寸法であり、それにより
ストリップ85の周囲の燒結コンパウンドの流れを制御す
るのに役立つ。スペーサストリップ85は外側ケーシング
キャップ52が適所に封止される前に適所で燒結される。
スペーサ組立体84も、ヘッダ46、48と外側ケーシング92
との結合に隣接して、外側ケーシング92の内側に封止さ
れている。スペーサ組立体84は、燒結コンパウンド102
の流れを制御するのに役立つように、半封止を提供する
ように対応するケーシング92の内側に対し密着嵌合する
寸法である。ケーシング92は水平に配置されて燒結コン
パウンド102の流れを調節しかつ方向づけるのに役立
つ。燒結材料の導入はケーシング92に形成された開口部
（図示されていない）により行われ、この開口部は燒結
コンパウンド102により封止される。燒結材料は、熱交
換流体がコイル16を通ることが可能なように、端80、82
にある開口部を塞がないような方法で使用される。
封入された熱交換ユニット56（第３図）は個別に組立て
られたサブ組立体を提供し、これが熱交換コイルに対す
る損傷を最少限にするように熱交換機の移動及び取り扱
いを可能とする。マニフォルドあるいはヘッダ46、48の
使用により、複数のコイル16の入力端へほぼ均一な温度
の流体が導入され、コイル16から出力ヘッダ48を通り流
体が均等に排出されることを可能とする。ヘッダ46、48
の混合室の効果により、個々のどの熱交換コイル16につ
いてもホットスポットも生ずるのを防ぐ。熱交換機を別
々に組立てることによって、オキシゲネータ12の最終組
立ての前に、温度制御流体の漏れを個別に検査すること
も可能である。
第１、３、及び５図を参照すると、頂部キャップ32は、
外側周辺に下垂リップ114を有するほぼ平坦な部分を有
するほぼ円形のキャップを備えてなる。頂部キャップ32
の上部には、複数のバヨネット取付けタブ116が配置さ
れ、これが頂部キャップ32の周辺の数個の地点に配置さ
れた半径方向に伸びる突出部を備えてなる。バヨネット
取付けタブ116は、タブが外側ケーシングキャップ52に
あるスロット113に対応するような方法で隔置されてい
る。頂部キャップ32の外部周辺に配置されているのは、
頂部キャップ32の内部と連絡するガス入力ポート34であ
る。
同様に頂部キャップ32の外部表面に配置されているの
は、頂部キャップ32の内部と、チユーブ68と逆止弁69と
に連絡する静脈サンプルポート118である（第５図）。
サンプルポート118は、チユーブ68及びニプル66を径
て、酸素を補給された血液が開口部24を経てファイバー
束22へ現れた時にこの血液の採取を可能とする。
第２、３、及び５図を参照すると、底部キャップ40は、
平坦なキャップ40の表面に対しほぼ垂直に伸びる複数の
Ｌ字形の取付けタブ119を有するほぼ平坦な円盤を備え
てなり、タブ119の外部は半径方向外側に伸びている。
タブ119はキャップ40上に配置され、外側ケーシング92
の底部リップ95にあるスロット97の配置に対応してい
る。
キャップ40の中央には、底部キャップ40から上方に伸び
るほぼ中空のシリンダを備えてなる流れチユーブ28が配
置されている。チユーブ28の最も外側端に隣接して、チ
ューブ28にある矩形の開口部（示されていない）に座し
ている２つのＯリング120である。Ｏリング120と隣接す
るチユーブ28の部分との直径は、テーパしたセンタコア
26（第５図）の小さい、あるいは底部端62に対応してい
る。
複数のチューブがチューブ28の端と流体連絡している。
かくて、開口ポート30がチューブ28と流体連結し、チュ
ーブ28及び底部キャップ40から半径方向外側に伸びてい
る。ポート30に対しおよそ180度の反対側に向いている
のは、静脈温度ポート122である。ポート30に対しおよ
そ90度の角度で配置されているのは、静脈循環ポート12
4で、これはチューブ28の中央と流体連絡している。
第３及び５図を参照して、オキシゲネータ12の組立体が
ここに説明される。前述のように２つのサブ組立体、封
入されたファイバー束ユニット54、及び封入された熱交
換ユニット56が別々に組みたてられる。封入されたファ
イバー束ユニット54は次に開口部108を通って封入され
た熱交換ユニット56の外側ケーシングキャップ内に挿入
される。内部ハウジング20及びコイル16の内部のテーパ
はほぼ同一であり、同じ方向に向けられている。かく
て、封止されたファイバー束ユニット54の小さい端は、
封入された熱交換ユニット56にある大きい開口部108へ
容易に挿入可能である。
コンポネントの相対的寸法は、封入されたファイバー束
ユニット54が封入された熱交換ユニット56の内側に載置
された時に、内部ハウジング20の小さいあるいは底部上
のＯリング77が外側ケーシング92の底部94の内側面に当
接するような寸法である。同様に、フランジ78のＯリン
グ79が外側ケーシングキャップ52上のフランジ109の内
側に当接する。更に、コイル16が内側ケーシング20の外
径に当接する。次に封入されたファイバー束ユニット54
に力がかけられ、テーパした部分へ緊密に嵌合させられ
る。封入されたファイバー束ユニット54の大きいあるい
は頂部端へ、エアピストンによりおよそ80ポンド（約36
kg）の力をかけるのが適当であることが判明した。
コイル16は封入されたファイバー束ユニット54と封入さ
れた熱交換ユニット56との間の嵌合を制限する。部品が
この緊密嵌合位置に押し込められた後、熱交換コイル16
は、中間部分96の長さに沿って、外側ケーシング92の壁
と内部ハウジング20の壁との間の環状の空間内に緊密に
嵌合される。内部ハウジング20上のフランジ76は、ユニ
ット54及び56の間の相対的動きを制限するためにフラン
ジ76がコイル16と接触する時に、封入された熱交換ユニ
ット56に対する封入されたファイバー束54の位置を制限
するのに役立つ。フランジ76は又、封入されたファイバ
ー束22内に流体を流すことを可能とする開口部78をブロ
ックするように、コイル16が配置されないことをも保証
する。
Ｏリング77は内側ハウジング20の底部と外側ケーシング
92の底部94との間の液密封止を提供する。封入されたフ
ァイバー束ユニット54の大きいあるいは頂部にあるＬ字
形のフランジ78は、封入された熱交換ユニット56の端キ
ャップ52上のフランジ109を弾性押圧している。フラン
ジ78上のＯリング79は封入されたファイバー束ユニット
54と封入された熱交換ユニット56との間の封止を提供し
ている。気密封止を確保するために、封入されたファイ
バー束ユニット54と封入された熱交換ユニット56との間
の露出した、手を入れやすい界面に沿った適当な地点に
接着ビーズが配置可能である。Ｏリング77と79とに隣接
して接着剤が配置されることが適当であるとされてい
る。
次に頂部キャップ32及び底部キャップ40がそれぞれ、気
密結合を確保するために、適所に取り付けられ、適当と
思われる場合は適所に封止される。特に逆止弁69が頂部
キャップ32にあるポート118に連結される。頂部キャッ
プ32上のフランジ114が次に外側ケーシングキャップ52
上の開口部108へ挿入される。バヨネットタブ116がその
挿入を可能とするためにバヨネットスロット113と対応
している。これが挿入された後に、キャップ32が回転さ
れてバヨネットタブ116が適所に固定され、頂部キャッ
プ32が偶然に外れるのを防ぐ。接着剤はフランジ78と内
部ハウジング20の頂部との間にある溝に置かれ、頂部キ
ャップ32上のリップを封止する。頂部キャップ32は気密
封入あるいはファイバー束22の頂部36と連絡するガスマ
ニフォルドを形成する。
底部キャップ40が挿入され、チューブ28上のＯリング12
0がセンターコア58の内側にある円筒形部分を封止す
る。接着ビーズがＯリング120の間に配置されて封止を
確保する。突出部119が外側ケーシング92の低部リップ9
5にあるスロット97内に嵌合する。挿入の後、底部キャ
ップ40を回転させて、タブ119がスロット97と一致しな
いようにされ、それにより底部キャップ40が偶然に外れ
るのを防ぐようにタブ119を配置する。
底部キャップ40は、ファイバー束22のガス出力端、つま
り底部端38と連絡するガス封入あるいはガスマニフォル
ドを提供する。安全のため、底部キャップ40は完全には
外側ケーシング92に対し封止されない。出力ポート42は
このガスマニフォルドから離れたガスチャネルを作る。
熱交換ユニットと血液オキシゲネータユニットとのため
に独立のサブ組立体を使用することにより、従来使用可
能であったものより簡単かつ迅速に製造及び組立てがで
きるようになる。主なサブ組立体にテーパした嵌合を使
用することにより、製造により大きな公差が許され、組
立てにおける失敗が調節でき、これにより前記ユニット
の良好な封止を提供する一方で、より迅速な組立が可能
となる。
描かれている設計では、漏れの検査が容易である。熱交
換流体の流路は、コイル16がケーシング92に配置されて
封止されるサブ組立体の段階で検査可能であるが、更に
利点となるのは、外側ケーシングキャップ52が適所に接
着され、すべての燒結材料102が挿入され硬化させられ
た後に検査可能なことである。サブ組立体の段階で漏れ
が検知された場合、オキシゲネータ12の残りの部分を損
傷したり、廃棄したりする危険なしに適当な手段を講ず
ることができる。
２つのキャップ、頂部キャップ32及び外側ケーシングキ
ャップ52の使用により、ファイバー束ユニット22への手
入れが可能となり、液流路及びガス流路の検査が非常に
容易となる。頂部キャップ32が適所に封止される前に、
水がオキシゲネータ12を通ってポンプ送りされ、漏れを
検知する。特に作動圧力で、熱交換コイル16、開口部1
8、封入されたファイバー束22、及びセンターコア58内
の出力開口部24を通って水が流される。流体の流路に漏
れがある場合は、それは検知が可能であり、適当な修理
手段が取られる。加圧水はファイバー束内の漏れにも入
り込み、ファイバー束を通って水がファイバー束22の端
36、38に現れるまで流れる。かくて、１回の検査でファ
イバー束22全部を通るガス流路の漏れ、及び液流路の漏
れを検査できる。
Ｏリング77及び79（第４図）を、封入されたファイバー
束組立体54と封入された熱交換組立体56との間に配置す
ることにより、封止を通る漏れが酸素を補給するガス流
路を汚染しないことをも確保する。ファイバー束内のフ
ァイバーの内側への液体の漏れはオキシゲネータ22の酸
素補給能力を低下させる。封止79を通る漏れは液体がオ
キシゲネータ12の外側へ漏れることを意味するが、頂部
キャップ32上の封止されたリップ114がファイバーの内
部へ入るガス流路へ液体が漏れるのを防ぐ。封止77を通
る漏れはガス流路の酸素を補給された後の部分、つまり
封止されていない室へ入り、そのため液体がファイバー
束内へ入るガスの流れに抗して上流へ移動することがな
い。かくて、サブ組立体ユニット54及び56の間の封止
は、酸素を補給するガス流路への液体の漏れを防ぐもの
である。
封入されたファイバー束ユニット54の大きい端上に弾力
取付けされたＯリング79の使用により、ユニット54を軸
方向に配置することにより、更に堅固に封止77の取付け
を可能とし、その一方で封止79の弾力取付けが前記軸方
向の動きに同調する。封止77及び79の両方は封入された
ファイバー束組立体54の軸方向の動きに同調する。かく
て封止79の弾力取付けにより前記ユニットの組立てが簡
単となり、使用される製造公差について、より広い変更
が可能となる。
熱交換コイル16とファイバー束22と同心に配列すること
により、酸素補給前に液体の流路を折畳むことができ、
次にこの折畳みが液体から泡を収集して除去するための
泡トラップを配置する場所を提供する。外側ケーシング
キャップ52上のフランジ109の間の空間により形成され
る泡トラップの底部へ液体が直接流れ込むように、フラ
ンジ76が配置される（第４図）。
チューブ68は、酸素を補給された血液をファイバー束22
の底部から、オキシゲネータの内部を通り、オキシゲネ
ータの頂部に容易に手入れ可能なポート118へと連絡す
る。オキシゲネータ12の頂部上の静脈サンプルポート11
8の配置により、ユニットの底部を外側に曲げて掴むこ
となく、体内還流を制御する人(perfusionist)が酸素を
補給された血液の見本を取るのを容易にする手段を提供
する。更に、チューブ68の内部流通により偶然にチュー
ブ168を損傷したり引っ張ることを防ぐ。
頂部キャップ32の内側にあるフランジ109及び111の間の
空間は、加熱コイル16を含む環状空間と流体連絡してい
る。フランジ109、111の間にある空間がコイル16の上部
に位置し、血液がファイバー束22へ流れる開口部18の上
部に位置しているため、前記フランジの間の前記空間
は、オキシゲネータ12を通って流れる血液に溶けないで
出ているガスの泡を捕捉するガストラップとして作用す
る。静脈ポート112はこのフランジ109、111の間にある空
間と流体連絡し、余分のガスを除去するだけでなく、オ
キシゲネータ12のこの地点でのサンプル採取に使用可能
である。
同心に配置された熱交換機及び血液オキシゲネータを使
用することにより、従来使用可能であった装置よりもず
っと小さくコンパクトなユニットが可能となる。同様に
同心の加熱コイル及び血液オキシゲネータを使用するこ
とにより、内部ハウジング20が熱交換コイル16からのフ
ァイバー束22の周囲を流れる血液を分離するという意味
で、熱交換ユニットの効率を増加させる。かくて、熱交
換機の効率を増加させるために、コイル16から内部ハウ
ジング20を通りファイバー束22内の血液にの追加の熱伝
達が生ずる。
同心のファイバー束22と関連する上述の熱交換コイル13
の配列により、血液オキシゲネータ12内での圧力低下が
小さくなるという結果が生ずる。かくて、11ポンド／平
方インチ（約770ｇ／cm2）の静圧流ポンプが使用に適当
とされている。
成人に使用するに適当なオキシゲネータ12はほぼ２平方
ｍのファイバー70とファイバー束22の表面領域を有して
いる。詰込み容積はおよそ400ミリリットルである。血
液の流量は、１〜７リットル／分、最大ガス流量15リッ
トル／分で可変である。熱交換コイル16を通る最大水圧
力は２分の１インチ（約1.3cm）の入力及び出力ポート4
4、50に対し、およそ80ポンド／平方インチ（約560ｇ／c
m2）である。オキシゲネータの様々なケーシング及びキ
ャップコンポネントが、ポリカーボネート、アクリル、
ABS、SAN等のような透明なポリマ材料から製造可能であ
る。
説明されている実施例においては２度のテーパが使用に
適していると信じられている。それよりわずか小さいテ
ーパが使用に適している一方で、血液オキシゲネータ用
の精密なプラスチック鋳造部品の成形中に容易に離れる
ように、テーパの量は通常使用されているものより大き
くなければならない。例えば、ファイバー束が配置され
るべき容器のための鋳造解放テーパは、通常は最大1/2
〜１度であり、目標は０度テーパである。少しでも隙間
があると、ファイバー束及び容器の間の隙間を通って流
れる血液がファイバー束から漏れたり迂回したりする可
能性があるため、従来の技術では全くテーパのないもの
を求める試みがなされてきた。かくて、本発明は、テー
パをすべて排除する目標に向けて設計され製造された従
来の技術に対抗して、部品にテーパをつける。
他方で、部品のテーパが大きすぎると、封入されたファ
イバー束ユニット54を封入された熱交換機ユニット56へ
嵌合させる場合に、適合し得る調節可能性と変化の公差
の量とが制限される。テーパ角度が増加するにつれて、
部品の間で同量の干渉嵌合(interference fit)を作るた
めに必要とされるそれぞれの部品の軸方向の動きが少な
くなる。かくて、更に大きいテーパが可能である一方
で、およそ２〜６度のテーパ角度が好ましいと信じら
れ、更に２〜４度が内部ハウジング20、ファイバー束2
2、及び同心のコイル16の組立体のようなコンポネント
に対しては好ましいとされている。
第11図に示されている本発明のその他の実施例において
は、アダプタ130が動脈リザーバ132を着脱可能に取り付
けるために使用されている。アダプタ130は、外側ケー
シングキャップ52の円形部分の外径の上から嵌合するよ
うな寸法の内径を有するほぼ管状の円筒形構造からな
る。アタプタ130の底部には複数のスロット134があり、
このアダプタ130は外側ケーシングキャップ52の外周の
半径方向外側に伸びるコンポネントの配置と一致するよ
うに配置されている。前記突出部はタブ106とポート3
4、及び118とを含む。
アダプタ130の半径方向内側に伸びるフランジ136があ
り、アダプタ130がオキシゲネータ12上に配置された場
合にフランジ130を位置決めしアダプタ130を安定させる
ために、フランジ130は外側ケーシングキャップ52の部
分に当接するように配置されている。
アダプタ130の頂部端には、アダプタ130の中心から半径
方向外側に伸びるフランジ138がある。ねじ140が前記シ
リンダの内側にあるアダプタ130の頂部内に形成されて
いる。リザーバ132（図式的に示されている）が対応す
る組の外部ねじ（示されていない）を有し、このねじが
静脈リザーバ132をアダプタ130に着脱可能に係合するこ
とを可能にしている。
アダプタ130により静脈リザーバ132が血液オキシゲネー
タ12に着脱可能に取り付けられる。静脈リザーバ132は
患者から戻る流れにある通常の脈動を扱うために、十分
大量の血液を保持している。アダプタ130は、静脈リザ
ーバを置換することなく、あるいは複数の連結チューブ
を外したり再び連結したりすることなく、手術前、手術
中、及び手術後において１つだけ静脈リザーバを使用し
て行うことを可能とする。
本発明の一定の特徴につき様々な実施例に関してその詳
細が説明されたが、本発明の精神及び範囲の中でその他
の改良が可能であることは明白である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明のオキシゲネータ／熱交換機の立面見
取図、 第２図は、本発明のオキシゲネータ／熱交換機の第１図
に使用されたそれと反対の角度からの低部見取図、 第３図は、本発明のオキシゲネータ／熱交換機の分解見
取図、 第4a図は、本発明のオキシゲネータ／熱交換機の一部の
分解見取図、 第4b図は、本発明のオキシゲネータ／熱交換機用のスペ
ーサ組立体の一部の分解見取図、 第５図は、本発明のオキシゲネータ／熱交換機の部分的
断面図を含む見取図、 第６図は、第５図に示された６−６の線に沿った部分断
面図、 第７図は、本発明に使用されている微細小孔管状ファイ
バーの見取図、 第８図は、本発明のオキシゲネータ／熱交換機の断面図
的立面図、 第９図は本発明に使用されている収納されたファイバー
束の部分断面図を含む分解見取図、 第10図は、本発明の封入された熱交換機ユニットの分解
見取図、 第11図は、本発明に使用される静脈アダプタの部分的断
面図を含む見取図、そして 第12図は、手術中に使用されている本発明の血液オキシ
ゲネータ及び熱交換機の図式図。 12……オキシゲネータ、14……静脈入力ポート、16……
熱交換コイル、18……開口部、20……内部ハウジング、
22……ファイバー束、24……開口部、25……スロット、
26……センターコア、28……チューブ、30……動脈ポー
ト、32……頂部キャップ、34……ガス入力ポート、38…
…底部、40……底部キャップ、42……通気口、44……入
力ポート、46……第１ヘッダ（マニフォルド）、48……
第２ヘッダ、50……液体出力ポート、52……外側ケーシ
ングキャップ、54……封入されたファイバー束ユニッ
ト、58……テーパしたセンターコア、60……頂部端、62
……底部端、64……プラグ、66……ニプル、69……逆止
弁、70……中空チューブ、72……頂部端、74……底部
端、76……リップ、77……封止部、78……フランジ、79
……Ｏリング、84……スペーサ組立体、85……スペーサ
ストリップ、86……スペーサ部材、88……円筒形ノッ
チ、90……スペーサバー、92……外側ケーシング、93…
…拡張された領域、94……底部、96……中間部、97……
スロット、98……頂部、100……静脈温度アクセスポー
ト、102……燒結材料、104……拡張された領域、106…
…タブ、108……開口部、109……フランジ、113……バ
ヨネット開口部、110……垂下フランジ、111……第２ロ
ックフランジ、112……静脈ガスポート、114……リッ
プ、116……バヨネット取付けタブ、118……サンプルポ
ート、119……Ｌ字形取付けタブ、120……Ｏリング、12
2……動脈温度ポート、124……動脈再循環ポート、130
……アダプタ、132……静脈リザーバ、136……フラン
ジ、140……ねじ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ティモシー・シー・ライアン アメリカ合衆国カリフォルニア州ミッショ ン・ビージョ，ガルベツ・レーン 27221 (72)発明者 グレゴリー・ジー・ウルリッヒ アメリカ合衆国カリフォルニア州ミッショ ン・ビージョ，コーレ・ホーガー 23781

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】中空ファイバーオキシゲネータ(12)であっ
    て、封入されたファイバー束ユニットが、 ガスを通すための端が開いた中空のファイバーの束(22)
    と、 前記ファイバー束の周囲に内部ハウジング(20)が取り巻
    き、前記ハウジングが所定の角度でテーパしており、そ
    して 前記中空ファイバーの外側の周囲に液体を導くための前
    記ハウジング内に液体入力(18)と液体出力(24)とを備え
    てなり、 熱交換ユニットが、 管状、同心のコイル(16)のスタックが前記所定の角度で
    テーパし、前記ケーシングの外部の寸法に対応した内部
    空間を形成し、前記束ユニットが前記空間に同心に位置
    して前記コイルを偏倚し、前記束ユニットが前記熱交換
    機ユニットと協調して前記コイルの周囲に液体の流路を
    形成し、そして 前記コイルを通る液体を導くための液体入力(44)と液体
    出力(50)とを備え、キャップ手段(32、40)が前記熱交換
    ユニットと協調して、前記中空ファイバーにガスを供給
    し、前記中空ファイバーからガスを除去するガス通路を
    形成することを特徴とする中空ファイバーオキシゲネー
    タ。
  2. 【請求項２】請求項１に記載のオキシゲネータにおい
    て、前記熱交換機ユニットに前記ファイバー束ユニット
    を封止するための前記ファイバー束ユニットの端上の封
    止(77)と、前記熱交換機ユニットに対し前記ファイバー
    束ユニットを封止し、前記ファイバー束ユニットと前記
    熱交換機ユニットとを同心に容易に位置決めするために
    前記ファイバー束ユニットの対抗する一端に弾力取付け
    された封止手段(79)とを備えてなることを特徴とするオ
    キシゲネータ。
  3. 【請求項３】請求項１に記載のオキシゲネータにおい
    て、前記所定のテーパの角度がおよそ頂部から底部まで
    内側におよそ２度であることを特徴とするオキシゲネー
    タ。
  4. 【請求項４】請求項１に記載のオキシゲネータにおい
    て、前記所定のテーパの角度がおよそ２〜６度であるこ
    とを特徴とするオキシゲネータ。
  5. 【請求項５】請求項１に記載のオキシゲネータにおい
    て、前記オキシゲネータから出て行く液体を前記ケーシ
    ングにある前記液体出力に連絡する手段(30)を備えてな
    ることを特徴とするオキシゲネータ。
  6. 【請求項６】請求項１に記載のオキシゲネータにおい
    て、前記ケーシング液体入力(18)が前記束ユニットの頂
    部の近くにあり、前記ケーシング液体出力(24)が前記束
    ユニットの底部の近くにあり、前記束ユニット内のセン
    ターコア(58)に対し開いているオキシゲネータにおい
    て、 前記液体が前記ファイバー束を通過した後に液体のサン
    プルを採取できるように、前記ファイバー束センターの
    底部に隣接するところから前記オキシゲネータの前記頂
    部上のポート(118)へ液体を連絡する、内部に配置され
    たチューブ(68)を備えてなることを特徴とするオキシゲ
    ネータ。
  7. 【請求項７】請求項１に記載のオキシゲネータにおい
    て、前記オキシゲネータと液体連絡する液体リザーバ(1
    32)を更に含み、前記オキシゲネータに一体として前記
    液体リザーバを着脱可能に前記オキシゲネータ上に取り
    付けるアダプタ手段(130)を備えてなることを特徴とす
    るオキシゲネータ。
  8. 【請求項８】請求項１に記載のオキシゲネータにおい
    て、前記熱交換機コイル(16)が前記ファイバー束を１回
    半取り巻き、少なくとも前記コイルの一端が少なくとも
    液体が前記コイルに入るための混合室を提供するヘッダ
    (46)において終端することを特徴とするオキシゲネー
    タ。
  9. 【請求項９】請求項１に記載の中空ファイバーオキシゲ
    ネータにおいて、前記熱交換機ユニットが更に、 複数の、個別の、管状の、同心のコイル(16)を備え、各
    コイルが入力端(80)と出力端(82)とを有し、前記コイル
    が同心にスタックされて前記ケーシングの外部の寸法に
    対応する内部空間を形成し、前記束ユニット(22)が前記
    空間内部に同心に位置決めされ、前記熱交換機ユニット
    と協調して前記コイルの外側の周囲に液体の流路を形成
    し、 前記コイルを前記同心のスタックに維持するために前記
    複数のコイルと連結される位置決め部材(85)を備えてな
    ることを特徴とする中空ファイバーオキシゲネータ。
  10. 【請求項１０】請求項９に記載のオキシゲネータにおい
    て、前記コイル(16)が前記空間を少なくとも１回半取り
    巻き、前記コイルのほぼ反対側の側面から接線方向に伸
    びる前記入力及び出力端を有し、前記入力及び出力端が
    前記位置決め部材と協調して前記同心のスタックを維持
    することを特徴とするオキシゲネータ。
  11. 【請求項１１】請求項１０に記載のオキシゲネータにお
    いて、スペーサ組立体(84)が前記コイルと協調して前記
    コイルの位置を維持し、 前記スペーサ組立体が、 一対のスペーサ部材(86)を備え、それぞれが少なくとの
    前記コイルのつの部分を受領する寸法を有する複数の開
    口部(88)を有し、 前記スペーサ部材(86)と連結するほぼ平行な複数のスペ
    ーサバー(90)を備え、前記バーが前記空間の周辺の周囲
    に湾曲し、２つの隣接するコイル(16)の間に配置され、
    前記コイルとほぼ同心であるように位置決めされている
    ことを特徴とするオキシゲネータ。
  12. 【請求項１２】請求項１に記載の中空ファイバーオキシ
    ゲネータにおいて、 その底部端で液体連絡するポートを有する液密外側ケー
    シング(92)を備え、前記熱交換機が液体ポート(44、50)
    を有する一対の液体ヘッダ(46、48)を含み、前記管状コ
    イルが前記ケーシング内に同心に別々にスタックされ、
    入力及び出力端(80、82)を有し、前記入力及び出力端が
    前記液体ヘッダ内で終端し、それにより液体が前記コイ
    ルを循環可能であり、前記コイルの温度を変化させ、前
    記スタックされたコイルが所定の角度でテーパした内部
    空間を形成し、 前記センターコアの底部内側部と前記ファイバー束との
    間の液体連絡を可能とするために前記収納されたファイ
    バー束(54)が底部端に隣接する複数の開口部(24)を有す
    るセンターコア(58)を含み、前記センターコアが前記コ
    アの対向する両端の間に障害物を有して前記開口部と前
    記コアの反対側の端との間のガス及び液体連絡を防ぎ、
    前記中空ファイバー(70)が前記テーパしたセンターコア
    上に巻かれてその上端及び低部端が開いているファイバ
    ーによりテーパしたファイバー束を形成し、前記ハウジ
    ング(20)が前記ファイバー束の外側を封入し、前記ハウ
    ジングが前記センターコアのテーパに対応した方向と角
    度でテーパしており、前記内部ハウジングと前記センタ
    ーコアのテーパが協調して前記束の外側と前記ハウジン
    グの当接する内側との間の隙間を排除し、前記テーパし
    た内部ハウジングが前記ファイバー束、に液体連絡を提
    供するための頂部端に隣接する複数の開口部(18)を有
    し、内部ハウジング、ファイバー束、及びセンターコア
    がその端で封止されて前記中空ファイバーの内部を通過
    するガス流路を形成し、かつ前記ハウジング及び前記セ
    ンターコア内の前記ファイバー束及び前記開口部を通過
    する液体流路を形成し、前記内部ハウジングが前記ケー
    シング(92)と協調して、前記コイル内部に同心に位置決
    めされた前記ハウジングにより前記コイルの外側の周囲
    に液体流路を形成することを特徴とするオキシゲネー
    タ。
JP2017681A 1989-01-26 1990-01-26 中空ファイバー血液オキシゲネータ Expired - Lifetime JPH0622615B2 (ja)

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