JPH084621B2 - 体外血液循環装置 - 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
液を人工肺でガス交換し、次いで、底面部に水平状態で
開口する血液流入口より貯血槽内に溢出させて一旦貯溜
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、前記人工肺によって二酸化炭
素と酸素との交換を行う。この場合、血液は熱交換器に
よっ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、本出願人が提案した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
装置は人工肺２と貯血槽４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。人体より排出された血液Ｂは熱交
換器に導入され温水または冷水により所定温度に調整さ
れた後、血液供給ポート６より人工肺２に導かれる。人
工肺２にはガス流入ポート８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10が収納されており、
血液Ｂは前記中空糸膜10の周囲を通過することで血液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
換される。次いで、人工肺２内を上昇した血液Ｂはその
上端部より溢出することにより貯血槽４内に流入し貯溜
される。なお、ガス交換の終了したガスＡはガス流出ポ
ート12を介して外部に排出される。続いて、前記貯血槽
４に貯溜されることで消泡された血液Ｂは血液流出ポー
ト14を介して人体に供給される。

［発明の目的］ 本発明は前記の体外血液循環装置に鑑みなされたもの
であって、人工肺においてガス交換された血液を底面部
と同一面内で水平状態に開口する血液流入口から貯血槽
内に溢出させて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および発生を極めて効果的に防止
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、人工肺と貯
血槽とを一体的構成とした体外血液循環装置において、 人工肺から貯血槽に血液を流入させるための血液流入
口を、下方向から上方向に向けて徐々に拡開させた後、
前記貯血槽の底面部に対して同一平面で水平状態に開口
させ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30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48b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、中央部を絞っ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54a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とによって囲
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56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
だけ延在しその端部が拡開する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の拡開する端部で
ある血液流入口72a、72bは最上層である第１段部70aの
両側部に消泡のためのメッシュ74aおよび74bを介し当該
第１段部70aと同一平面で且つ水平状態に開口する。こ
こで、貯血槽36は透明なプラスチッ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の
気泡を除去するため、前記血液流入口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。この場合、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。なお、第１乃至第３段部70
a乃至70cは傾斜面87aおよび87bを介して滑らかに接続さ
れる。

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の間隙を通って人工
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によって前記血液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50によって囲繞されるガス
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
となった多数の中空糸膜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。従って、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72a、72bより貯血槽36内に
流入する。ここで、前記接続管路68a、68bの端部に画成
される血液流入口72a、72bは拡開しており、貯血槽36に
おける第１段部70aに対して同一平面で開口している。
この場合、拡開した血液流入口72a、72bに到達した血液
Ｂはその断面積が大きくなるため流速が低減される。ま
た、前記血液流入口72a、72bは第１段部70aと同一平面
に画成されているため、血液流入口72a、72bより流出し
た血液Ｂを勢いを抑えられて貯血槽36内に流入する。従
って、血液Ｂは発泡することが少なく、しかもメッシュ
74a、74bによって整流された後、貯血槽36内に静かに溢
出する。次いで、前記血液Ｂはウレタン消泡材78によっ
て血液Ｂ中含まれた気泡が確実に除去され、円滑な傾斜
面87a、87bを介して発泡することなく貯血槽36内に貯留
される。

なお、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。従って、図示しないポンプあるい人体からの落差
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一層好適に抑制される。
また、血液流入口72a、72bは人工肺34におけるガス交換
室56よりも高所に位置しているため、ポンプが停止した
際に前記血液流入口72a、72bからガス交換室56内に空気
が流入することはない。従って、人工肺34内において、
血液Ｂの表面が空気に接触することで凝固したり、気泡
を発生したり、あるいは血液Ｂ中の酸素濃度が低下する
といった不都合の発生が防止される。さらに、血液流入
口72a、72bを第１段部70aと同一平面に画成しているた
め、本体部30内に貯留されている血液量、すなわち、患
者の体外にある血液量を少なくすることが出来、極めて
好適である。

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によって極めて効果的に抑制されている。
すなわち、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、本発明によれば、人工肺と貯血槽とを
一体的に構成した体外血液循環装置において、人工肺よ
り流出した血液を端部において拡開すると共に底面部に
対して同一平面で且つ水平状態に開口する血液流入口を
介して貯血槽に流入するよう構成している。この場合、
人工肺より流出した血液は拡開した部分において流動速
度が低減される。また、血液流入口は貯血槽の底面部と
同一平面で且つ水平状態で画成されているため、前記血
液は噴出することなく貯血槽内に静かに流入する。この
結果、血液中に気泡が混入する虞はなく、極めて良好な
状態で血液が貯留されることになる。

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斜
視図、 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、68a、68b……接続管路 72a、72b……血液流入口 74a、74b……メッシュ、78……ウレタン消泡材 84……血液流出ポート、Ｂ……血液

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人工肺と貯血槽とを一体的構成とした体外
   血液循環装置において、 人工肺から貯血槽に血液を流入させるための血液流入口
   を、下方向から上方向に向けて徐々に拡開させた後、前
   記貯血槽の底面部に対して同一平面で水平状態に開口さ
   せることを特徴とする体外血液循環装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の装置におい
   て、 貯血槽は、最上部から最下部にかけて滑らかに傾斜する
   底面部を有し、血液流入口を最上部の底面部に開口させ
   てなる体外血液循環装置。