JP6539379B1 - エアトラップチャンバ及び体外循環回路 - Google Patents

Abstract

【課題】液流の勢いの減退を抑制しつつ、エアトラップチャンバ内における液体の流れ方向を変えることが可能なエアトラップチャンバを提供する。
【解決手段】チャンバ本体には、導入口２４から導出口３１まで液体が流下される。導入口２４からチャンバ本体内まで導入管２１が延設され、導入管２１の端部開口である吐出口がチャンバ本体の内周面に、周方向に向けて設けられる。チャンバ本体は、液体の流れる領域として、上壁２８の内面２８Ａから導入管２１を含む上部領域４１と、導出口３１に接続される下部領域４３と、上部領域４１と下部領域４３とを接続する接続領域４２とを備える。上部領域４１の内周面は下部領域４３の内周面よりも大径であり、接続領域４２の内周面には、上部領域４１との接続部から下部領域４３との接続部まで縮径されることで傾斜面３５Ａが形成される。
【選択図】図７

Description

本発明は、エアトラップチャンバ及びこれを備える体外循環回路に関する。

例えば血液透析では、患者から脱血された血液が体外循環回路に送られる。体外循環回路は、脱血された血液が供給される動脈側回路と、動脈側回路から送られた血液を浄化する浄化器（ダイアライザ）と、浄化後の血液を患者に返血する静脈側回路とを備える。動脈側回路及び静脈側回路の少なくとも一方には、回路を流れる血液内の気泡を捕捉する（除泡する）ためのエアトラップチャンバが設けられる。

患者から体外循環回路に脱血される血液量であるプライミングボリュームは、患者の負担軽減の観点から、より少ないことが好適である。そこでエアトラップチャンバの容積を低減させてプライミングボリュームの低減を図ることが考えられる。しかしながら、エアトラップチャンバの容積が極端に小さいと、気泡が血液の流れに乗ったまま、つまり流れの勢いが気泡に働く浮力を上回り、血液と一緒に気泡がエアトラップチャンバから出るおそれがある。

そこで例えば特許文献１では、血液導入口の直下に、血液の流れとは直交する向きに受け面を設け、血流を当て面に当てることで血液の流れ方向を変えている。このように、エアトラップチャンバ内で血液の流れを変えることで、エアトラップチャンバ内の移動距離を稼ぐことができ、その分、気泡を捕捉し易くなる。

特開２０１６−１５８９２１号公報

ところで、血液の流れに直交するように当て面を配置する場合、血流が当て面に当たることで流速が減退する。そうなると今度はエアトラップチャンバ内で血液が滞留する。特に主流から離れた傍流領域では滞留が顕著となる。

そこで本発明は液流の勢いの減退を抑制しつつ、エアトラップチャンバ内における液体の流れ方向を変えることの可能な、エアトラップチャンバを提供することを目的とする。

本発明はエアトラップチャンバに関する。当該エアトラップチャンバはチャンバ本体及び導入管を備える。チャンバ本体は、略円筒形状であってその中心軸方向一端は導入口が形成された上壁で覆われるとともに、他端に導出口が設けられ、導入口から導出口まで液体が流下される。導入管は、導入口からチャンバ本体内まで延設され、端部開口である吐出口がチャンバ本体の内周面に、周方向に向けて設けられる。チャンバ本体は、液体の流れる領域として、上壁内面から導入管を含む上部領域と、導出口に接続される下部領域と、上部領域と下部領域とを接続する接続領域とを備える。上部領域の内周面は下部領域の内周面よりも大径であり、接続領域の内周面には、上部領域との接続部から下部領域との接続部まで縮径されることで傾斜面が形成される。

上記発明によれば、吐出口からチャンバ本体の内周面に沿って液体が吐出される。吐出された液体の流れはチャンバ本体の内周面に沿って旋回流となり、導出口に向かう。ここで、接続領域の内周面を傾斜面としているため、旋回流の少なくとも一部は当該傾斜面に沿ってその流れ方向を変えさせられる。この流れ方向の変更に際して、旋回流の流れ方向に沿って傾斜面が形成されているため、液流の勢いが維持される。

また上記発明において、接続領域の内周面は、上部領域の内周面と平行な鉛直面を含む斜円錐台形形状であってよい。

接続領域の内周面を、上部領域の内周面と平行な鉛直面を含む片円錐台形形状とすることで、周方向に沿って、上部領域の内周面から接続領域の傾斜面に向かって徐々に傾斜が掛けられる。このように連続的に傾斜が掛かることで、上部領域の内周面を流れる旋回流がスムーズに傾斜面に移行し、流れの勢いを保った状態で、当該傾斜面において流れの向きを変化させることが可能となる。

また上記発明において、傾斜面の、導出口の開口軸に垂直な平面に対する角度は、０°を超過し９０°未満であってよい。

また上記発明において、傾斜面の、導出口の開口軸に垂直な平面に対する角度は、２５°以上７２°以下であってよい。

傾斜面を上記の角度範囲とすることで、導出口から気泡が逃げる気泡漏れが抑制される。

また上記発明において、傾斜面は、チャンバ本体の中心軸から径方向外側に張り出す凹状の曲面であってよい。

また上記発明において、傾斜面は、チャンバ本体の中心軸を基点にして径方向内側に張り出す凸状の曲面であってよい。

また本発明は体外循環回路に関する。当該回路では、脱血された血液が循環される。体外循環回路の流路上に、上記発明に係るエアトラップチャンバが接続される。

本発明によれば、液流の勢いの減退を抑制しつつ、エアトラップチャンバ内における液体の流れ方向を変えることが可能となる。

本実施形態に係るエアトラップチャンバが用いられる体外循環回路を例示する図である。 本実施形態に係るエアトラップチャンバを例示する斜視図である。 本実施形態に係るエアトラップチャンバを例示する斜視断面図である。 本実施形態に係るエアトラップチャンバの、キャップの構造を説明する図である。 本実施形態に係るエアトラップチャンバを、キャップとハウジングとに分解したときの例を示す斜視分解図である。 接続領域を構成するテーパ部の傾斜面を例示する斜視図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本実施形態に係るエアトラップチャンバの使用時の様子を例示する斜視断面図である。 本実施形態に係るエアトラップチャンバ内の全体の流れについて説明する図である。 図２のＡ−Ａ断面図であって、本実施形態に係るエアトラップチャンバ内の全体の流れについて説明する図である。 本実施形態に係るエアトラップチャンバの第一別例（傾斜角２５°）の、図２のＡ−Ａ断面図と同一切断面を例示する図である。 本実施形態に係るエアトラップチャンバの第二別例（傾斜角５８°）の、図２のＡ−Ａ断面図と同一切断面を例示する図である。 本実施形態に係るエアトラップチャンバの第三別例（傾斜角７２°）の、図２のＡ−Ａ断面図と同一切断面を例示する図である。 比較例に係るエアトラップチャンバ（傾斜角０°）の、図２のＡ−Ａ断面図と同一切断面を例示する図である。 本実施形態に係るエアトラップチャンバの第四別例（凹面）の、図２のＡ−Ａ断面図と同一切断面を例示する図である。 本実施形態に係るエアトラップチャンバの第五別例（凸面）の、図２のＡ−Ａ断面図と同一切断面を例示する図である。

図１に、本実施形態に係るエアトラップチャンバ１０が接続される体外循環回路が例示される。体外循環回路は、例えば血液透析に用いられる回路であって、動脈側回路５０、血液浄化器５４、透析装置５５、静脈側回路５１、及び補液ライン６０を備える。なお、本実施形態に係るエアトラップチャンバ１０は、透析治療に用いられる体外循環回路に接続されているが、この形態に限らない。例えば患者の血液を浄化治療し得る体外循環回路に、本実施形態に係るエアトラップチャンバ１０が接続されてもよい。例えばアセテートフリーバイオフィルトレーション（ＡＦＢＦ）、持続緩徐式血液濾過療法、血液吸着療法、選択式血球成分除去療法、単純血漿交換療法、二重膜濾過血漿交換療法、血漿吸着療法等で使用される体外循環回路に、本実施形態に係るエアトラップチャンバ１０を接続させてよい。また、本実施形態に係るエアトラップチャンバ１０は、体外循環回路の、後述する動脈側回路５０、静脈側回路５１、及び補液ライン６０に設けることができる。またその他にも、血栓が生じるおそれのある経路上、要するに体外循環回路における、血液または血液成分が流れる経路上に、本実施形態に係るエアトラップチャンバ１０が接続可能である。また加えて、体外循環回路の、血液または血液成分が流れる経路上、生理食塩水が流れる経路上、及びこれらを含めた体外循環回路の流路上に、本実施形態に係るエアトラップチャンバ１０が接続可能となっている。

動脈側回路５０には、患者の体内から脱血された血液が供給される。動脈側回路５０は、上流側から、動脈側穿刺針５２及びローラポンプ５３を備える。動脈側穿刺針５２が患者の血管に穿刺されて動脈側回路５０のチューブに血液が送られる（脱血）。

ローラポンプ５３はチューブの外側から当該チューブをしごくことでチューブ内の血液を血液浄化器５４に輸送する。なお、例えばプライミングの際に静脈側回路からプライミング液を回路内に満たす場合もあることから、ローラポンプ５３は正逆回転可能であってよい。

動脈側穿刺針５２からローラポンプ５３の間、及び、ローラポンプ５３から血液浄化器５４の間に、本実施形態に係るエアトラップチャンバ１０が接続されてもよい。エアトラップチャンバ１０の構造や機能については後述する。なお、返血時に血液の除泡を確実に行うため、静脈側回路５１におけるエアトラップチャンバ１０は必須の構成であるのに対して、動脈側回路５０に設けられるこれらのエアトラップチャンバ１０は任意に設けることができる。

動脈側回路５０の、ローラポンプ５３と血液浄化器５４の間に、補液ライン６０が設けられる。補液ライン６０には、補液バッグ５７及びクランプ５９が設けられる。また補液バッグ５７とクランプ５９の間に、エアトラップチャンバ１０が設けられる。

補液バッグ５７には補液である生理食塩水が収容される。例えば体外循環回路のプライミング時に、クランプ５９が開放状態にされ補液バッグ５７から生理食塩水が体外循環回路に流される。回路内に生理食塩水が満たされることで回路内の気泡が除去される。プライミングが完了するとクランプ５９が閉止状態に切り替えられる。

また、透析治療の完了後、回路内の血液を患者体内に返血するために、再びクランプ５９が開放状態にされ、回路内が補液バッグ５７の生理食塩水で満たされる。言い換えると回路内の血液が生理食塩水に置換される。

血液浄化器５４は動脈側回路５０から送られた血液を浄化する。血液浄化器５４はいわゆるダイアライザであって、例えば中空糸膜５４Ａを介して透析液と血液とが物質交換される。血液浄化器５４は、複数本の中空糸膜５４Ａの束（中空糸膜束）がカラム５４Ｂ内に収容される。

カラム５４Ｂは円筒状の収容部材であって、中心軸方向の一端に導入側キャップ５４Ｃが取り付けられ、他端に導出側キャップ５４Ｄが取り付けられる。導入側キャップ５４Ｃには、動脈側回路５０の下流末端のコネクタ（図示せず）に接続される血液導入ポート５４Ｅが設けられる。導出側キャップ５４Ｄには、静脈側回路５１の上流端のコネクタ（図示せず）に接続される血液導出ポート５４Ｆが設けられる。動脈側回路５０から送られる血液は、血液導入ポート５４Ｅから中空糸膜５４Ａの内部に流れ込む。

カラム５４Ｂの、導出側キャップ５４Ｄ寄りの部分には、透析液導入ポート５４Ｇが設けられる。またカラム５４Ｂの、導入側キャップ５４Ｃ寄りの部分には、透析液導出ポート５４Ｈが設けられる。透析液導入ポート５４Ｇを介して、透析装置５５からカラム５４Ｂ内に透析液が送られる。中空糸膜５４Ａを介して透析液と血液とが物質交換され、その結果血液が浄化される。物質交換後の透析液は透析液導出ポート５４Ｈを介して透析装置５５に戻される。また浄化後の血液は血液導出ポート５４Ｆを介して静脈側回路５１に送られる。

静脈側回路５１では、静脈側穿刺針５６を介して浄化後の血液が患者の体内に返血される。返血の際に血液中の気泡を除去する（除泡）ため、静脈側回路５１にエアトラップチャンバ１０が設けられる。

図２に、本実施形態に係るエアトラップチャンバ１０が例示される。また図３に、エアトラップチャンバ１０の斜視断面図が例示される。エアトラップチャンバ１０は、チャンバ本体１２及びフィルタ４０を備える。

なお、透析治療中、エアトラップチャンバ１０は紙面上側が上方、紙面下側が下方となる様に立設された状態で使用される。以下では特に説明のない限り、この使用時の立設配置を基準に、各構成の位置や構造を説明する。

チャンバ本体１２は略円筒形状であって、その中心軸Ｃ１方向の一端（上端）は上壁２８で覆われる。上壁２８には導入口２４及びエア抜き口２２が設けられる。またチャンバ本体１２の中心軸Ｃ１方向の他端（下端）に導出口３１が設けられる。すなわち、チャンバ本体１２内では、導入口２４から導出口３１まで液体（血液、生理食塩水等）が流下される。

なお、後述する図７に例示されるように、本実施形態に係るエアトラップチャンバ１０では、導入口２４の開口軸Ｃ２、第一及び第二接続フランジ２７，３２の中心軸Ｃ３、及び、導出管３３の開口軸Ｃ１とが互いに軸外に配置される構造を採る。したがってエアトラップチャンバ１０の中心軸として、上記３者のいずれかを採用することが可能であるが、以下では便宜的に、導出管３３の開口軸Ｃ１をエアトラップチャンバ１０の中心軸とする。なお、開口軸Ｃ１，Ｃ２及び中心軸Ｃ３のいずれも互いに平行に延設されるので、いずれの軸を基準に採っても、当該軸に沿った一端（上端）及び他端（下端）との位置関係は基本的に変更されない。

チャンバ本体１２は、例えば図５に例示されるように、上部部材であるキャップ２０と下部部材であるハウジング３０から構成されてよい。キャップ２０及びハウジング３０は例えば樹脂を射出成形することにより得られる。

図４にはキャップ２０の斜視断面図が例示される。キャップ２０は、その上端（一端）に導入管２１及びエア抜き口２２が設けられた断面コ字状の部材である。キャップ２０は上壁２８、キャップ本体２５、第一接続フランジ２７、及び導入管２１を備える。

キャップ本体２５は、その内面が液体に触れる接液部であって、チャンバ本体１２の中心軸Ｃ１方向の一端（上端）が上壁２８により閉じられた円筒形状に形成される。上壁２８には、導入口２４（図３参照）及びエア抜き口２２が形成される。また、キャップ本体２５の他端（下端）が第一接続フランジ２７に接続される。第一接続フランジ２７はキャップ２０の、中心軸Ｃ１方向の他端部（下端部）となる。

また上壁２８からキャップ本体２５の内部、つまりチャンバ本体１２の内部まで、導入管２１が延設される。導入管２１の上端には、エアトラップチャンバ１０が静脈側回路５１に設けられる場合に、静脈側回路５１の上流側のチューブに溶剤による接着等により接続される導入口２４が形成される。また導入管２１の下端にはチャンバ本体１２内に液体を吐出する吐出口２３が形成される。このように、吐出口２３が上壁２８の内面２８Ａよりも下方に設けられることで、チャンバ本体１２内の気泡が導入管２１から静脈側回路５１の上流側に抜けてしまう気泡抜けが防止される。

すなわち、例えば吐出口２３が上壁２８の内面２８Ａ、つまりエア抜き口２２と同じ高さに設けられている場合、チャンバ内の気泡がエア抜き口２２に行かずに吐出口２３に移動してそのまま静脈側回路５１の上流側に抜けるおそれがある。そこで本実施形態に係るエアトラップチャンバ１０では、吐出口２３をチャンバの内部まで下げて、静脈側回路５１の上流側への気泡の混入を防止している。

導入管２１の吐出口２３は、キャップ本体２５の内周面２６に沿って設けられ、その上、内周面２６の周方向にその開口が向けられている。例えば導入管２１の下端には下壁２１Ａが形成され、その側方が切り欠かれて吐出口２３となっている。例えば吐出口２３は、内周面２６の接線方向に平行に向けられる。また吐出口２３の切断面２１Ｂは、内周面２６の径方向に平行となる様に形成される。

吐出口２３が、キャップ本体２５の内周面２６に、周方向に向けて設けられることで、吐出口２３から流れ出る液体（血液、生理食塩水等）の流れは、内周面２６に沿って流れる旋回流となる。エアトラップチャンバ内１０の液体流れが旋回流となることで、特定の流れが形成されない場合と比較して、エアトラップチャンバ１０内の液体の滞留が抑制される。

キャップ本体２５の下端に、第一接続フランジ２７が接続される。第一接続フランジ２７は例えばキャップ本体２５と同軸の円筒形状の部材であって、その内径はキャップ本体２５の内径よりも大きく形成される（拡径される）。

図３，５，７を参照して、ハウジング３０は略円筒の部材であって、チャンバ本体１２の中心軸Ｃ１に沿った一端（上端）に第二接続フランジ３２が形成され、他端（下端）に導出管３３が形成される。導出管３３の下端が導出口３１となる。導出口３１は静脈側回路５１の上流端のコネクタ（図示せず）に接続され、エアトラップチャンバ１０内の液体（血液、生理食塩水等）を静脈側回路５１に導出する。

ハウジング３０は、キャップ２０側から下方に向かって順に、第二接続フランジ３２、テーパ部３５、ハウジング本体３４、及び導出管３３を備える。

第二接続フランジ３２はキャップ２０の第一接続フランジ２７と嵌合される円筒部分である。例えば図３，７に例示されるように、キャップ２０の第一接続フランジ２７の内周面とハウジング３０の第二接続フランジ３２の外周面とが対向するようにして両フランジが嵌合される。例えば第二接続フランジ３２の内径Ｄ１はキャップ本体２５の内径と等しくなるように形成される。また第二接続フランジ３２の内径Ｄ１は、ハウジング本体３４の内径Ｄ２よりも大径となるように形成される。

なお、第二接続フランジ３２の内周面及びハウジング本体３４の内周面について、導出口３１に近いほど縮径されるテーパ形状である場合には、その最大径を内径Ｄ１，Ｄ２としてもよい。

ハウジング本体３４は、例えばチャンバ本体１２の中心軸Ｃ１方向に延設される長尺円筒状の部分である。ハウジング本体３４内には、導出管３３に取り付けられ、血栓等の固定物を捕捉するフィルタ４０が収容される。ハウジング本体３４の下端には導出管３３が接続される。

第二接続フランジ３２とハウジング本体３４の間にテーパ部３５が形成される。テーパ部３５は相対的に大径の第二接続フランジ３２と相対的に小径のハウジング本体３４とを接続する接続部である。テーパ部３５はその名が示す通り、第二接続フランジ３２からハウジング本体３４に至るまで、徐々に縮径される。具体的には、テーパ部３５はその上端、つまり第二接続フランジ３２との接続部の内径Ｄ１から下端、つまりハウジング本体３４との接続部の内径Ｄ２まで、徐々に内径が絞られる。後述するように、テーパ部３５によって接続領域４２が区画される。

図６，７に例示されるように、テーパ部３５の（したがって接続領域４２の）内周面は、断面片テーパ形状であってよい。つまり周方向に沿って傾斜面３５Ａが形成される領域と、傾斜面３５Ａが途切れて、第二接続フランジ３２の（したがって上部領域４１の）内周面と平行な鉛直面３５Ｂとなる領域とが形成されていてよい。

図６には、ハウジング３０から、第二接続フランジ３２を除去したときの例が示されている。この図に例示されるように、テーパ部３５の内周面は、鉛直面３５Ｂを含む斜円錐台形形状となるように形成される。

例えば鉛直面３５Ｂが形成された箇所からその断面円の中心を通るＸ軸を考慮すると、鉛直面３５Ｂから周方向に沿ってその内面が傾斜面となり、Ｘ軸に沿って鉛直面３５Ｂと対向する地点の傾斜角度が、最もＸ軸寄りの鋭角となる。言い換えると、図３の中心軸Ｃ１とＸ軸とは直交することから、当該地点の傾斜角度は、中心軸Ｃ１と垂直な軸または平面に寝かせた角度となる。

このように、テーパ部３５の内周面を、鉛直面３５Ｂから周方向に沿って徐々に傾斜が掛かる（傾斜面が寝かされる）ような形状とすることで、キャップ本体２５の内周面に沿って流れる旋回流の流れが滑らかに傾斜面３５Ａにガイドされる。これにより、例えば流れ方向に直交するような壁を設ける場合と比較して、旋回流の勢いが維持されたまま、テーパ部３５の傾斜面３５Ａにてその流れの向きを変えることが可能となる。

また、テーパ部３５の内周面に、全周に亘り傾斜面３５Ａを設ける場合と比較して、周方向の一部に傾斜面３５Ａを設ける場合、上部領域４１の内径Ｄ１と下部領域４３の内径Ｄ２が一定であるとの条件下では、後者は傾斜面３５Ａの角度をより寝かせる（水平側に傾斜させる）ことが可能となる。

なお、傾斜面の勾配を示す指標として、テーパ部３５の最大傾斜角を代表値としてこれを傾斜角αで示す。つまり、チャンバ本体１２の中心軸Ｃ１に垂直な軸及び平面に対する角度を傾斜角αとする。図７には、テーパ部３５の最大傾斜角αが含まれる、図２のＡ−Ａ断面図が例示される。この図に示す例では、傾斜角α＝４２°である。

また、テーパ部３５における、第二接続フランジ３２からハウジング本体３４への縮径が、径方向に沿って不均一であることで、キャップ２０の導入管２１の開口軸Ｃ２と導出管３３の開口軸Ｃ１とを軸外に離間させることが可能となる。

すなわち、上述したように導入管２１の開口軸Ｃ２は、キャップ２０の中心軸である、第一接続フランジ２７の中心軸Ｃ３に対して軸外配置される。加えて、テーパ部３５の縮径が、径方向に沿って不均一であることで、第二接続フランジ３２の中心軸Ｃ３に対して導出管３３の開口軸Ｃ１も軸外に配置することが可能となる。

例えば図７に示すように、第一及び第二接続フランジ２７，３２の中心軸Ｃ３を挟んで導入管２１の開口軸Ｃ２及び導出管３３の開口軸Ｃ１を同一平面に並べるような配置にすると、導入管２１の開口軸Ｃ２及び導出管３３の開口軸Ｃ１がその垂直方向に沿って離間される。

導入管２１の開口軸Ｃ２が導出管３３の開口軸Ｃ１から外れることで、導出管３３から逆流した気泡が浮力により上昇したときに、導入管２１に進入することが抑制される。その結果、逆流した気泡がエアトラップチャンバ１０より上流の動脈側回路５０や血液浄化器５４に入り込むことが抑制される。

図７を参照して、キャップ２０及びハウジング３０の各部の構成、特に内径に応じて、チャンバ本体１２は、液体（血液、生理食塩水等）の流れる領域として、複数の領域に分割される。具体的にはキャップ２０側から、上部領域４１、接続領域４２、及び下部領域４３に分割できる。

上部領域４１は、キャップ２０の上壁２８の内面２８Ａから導入管２１を含む領域であって、上壁２８、キャップ本体２５及びハウジング３０の第二接続フランジ３２によって区画される領域である。当該領域の内周面の径Ｄ１（内径）は、下部領域４３の内径Ｄ２より大径（Ｄ１ ＞ Ｄ２）となる。

下部領域４３は導出管３３に接続される領域であって、ハウジング本体３４によって区画される。下部領域４３の内径Ｄ２は、上部領域４１の内径Ｄ１より小径となる。

接続領域４２は上部領域４１と下部領域４３とを接続する領域であって、ハウジング３０のテーパ部３５によって区画される。その内周面は傾斜面３５Ａに沿って、上部領域４１との接続部の内径Ｄ１から、下部領域４３との接続部の内径Ｄ２まで、徐々に縮径される。

＜エアトラップチャンバ内の液体の流れ＞
図８〜１０を参照して、本実施形態に係るエアトラップチャンバ１０内の液体（血液、
生理食塩水等）の流れについて説明する。図８には、透析治療時のエアトラップチャンバ１０の様子が例示される。エアトラップチャンバ１０は、いわゆるエアレスチャンバであってよく、図中の破線ハッチングで示されるように、チャンバ本体１２の内部空間の、上部領域４１、接続領域４２、下部領域４３に亘り、液体で満たされる。

このようにチャンバ本体１２内が液体で満たされた状態で、吐出口２３から液体がさらに流入される。上述したように、吐出口２３はキャップ２０の内周面２６に、周方向に向けて設けられているため、吐出口２３から流入した液体の流れは、図９実線に例示するように、上部領域４１の内周面２６に沿った旋回流となる。

旋回流の液体が内周面２６に沿って上部領域４１から接続領域４２に流れ込む。このとき、接続領域４２の傾斜面３５Ａに沿って、旋回流の少なくとも一部の流れの向きが変えられる。具体的には、接続領域４２における縮径と、傾斜面３５Ａの向きとによって、図９、図１０の破線で示すような上向きの旋回流成分が生じる。

上向きの旋回流が生じることで、上部領域４１の、特に吐出口２３より上方の液体の交換が促進される。このように、傾斜面３５Ａにて上向きの旋回流を生じさせることで、上部領域４１の、吐出口２３より上方部分における液体の滞留が抑制される。

また傾斜面３５Ａにおける、流れの向きの変更に際して、上述したように、傾斜面３５Ａは上部領域４１の内周面２６と連続した鉛直面３５Ｂから、周方向に沿って徐々に傾斜が掛けられるように形成されている。このため、液体は内周面２６から傾斜面３５Ａに滑らかに流れ、その流れの勢いが維持された状態で、その流れの少なくとも一部から上向きの旋回流を発生させることが可能となる。

＜本実施形態の別例に係るエアトラップチャンバ＞
上述した実施形態では、テーパ部３５の傾斜角度αを４２°としていたが、その他にも種々の変更が可能である。例えば上述したように、傾斜面３５Ａに沿って、旋回流の少なくとも一部の流れの向きが変えられるのであるから、定性的には０°＜α＜９０°であればよい。例えば図１１に例示する第一別例では、傾斜角度α＝２５°としている。また図１２に例示する第二別例では、傾斜角度α＝５８°としている。さらに図１３に例示する第一別例では、傾斜角度α＝７２°としている。

これら第一別例〜第三別例では、図１０に示した実施形態と同様に、上部領域４１と下部領域４３との間に傾斜面３５Ａを備えることから、内周面２６から流れる液体の少なくとも一部を、傾斜面３５Ａを用いて、その流れの勢いの減退を抑制させた状態で、上向きの旋回流とすることが可能となる。

またここで、本実施形態及び第一別例〜第三別例に係るエアトラップチャンバ１０の減容化に当たり、導出口３１から気泡が逃げる気泡漏れを防ぐ必要がある。そこで、本実施形態及び第一別例〜第三別例に係るエアトラップチャンバ１０に対して本発明者らは、気泡漏れの有無について試験を行った。

試験に当たり、第一別例（α＝２５°）に係るエアトラップチャンバ１０の容量（プライミングボリューム、以下ＰＶを記載する）を１６．３ｍＬとした。また、本実施形態に係るエアトラップチャンバ１０のＰＶを１６．５ｍＬとした。また第二別例（α＝５８°）に係るエアトラップチャンバ１０のＰＶを１６．９ｍＬとした。さらに第三別例（α＝７２°）に係るエアトラップチャンバ１０のＰＶを１７．６ｍＬとした。

また上記試験では、比較例として、図１４のように、傾斜面３５Ａを持たないエアトラップチャンバ１０を用意した。当該チャンバのＰＶを１６．０ｍＬとした。

試験に当たり、ローラポンプを用いてそれぞれのエアトラップチャンバ１０の導入口２４に脱気済みの水道水を供給した。供給量としては、４００ｍＬ／ｍｉｎと６００ｍＬ／ｍｉｎの二者とした。

さらにエア抜き口２２からシリンジを用いてエアトラップチャンバ１０内に空気を混入させた。空気の混入量は、各エアトラップチャンバ１０に対して０．３μＬ及び１５μＬとした。なお、エアトラップチャンバ１０に空気を混入させる際には、一旦水道水の流れを止めた状態とし、混入後、水道水の供給を再開させた。

加えて、エアトラップチャンバ１０の導出口３１に気泡検出ユニットを接続させた。そして、水道水の供給量、及び、空気の混入量別に、３回ずつ各エアトラップチャンバ１０に対して試験を行い、気泡検出ユニットによる気泡検知の有無を調べた。なお、気泡検知に際して、シリンジによる空気の混入量が０．３μＬであるときには、気泡検出ユニットによる気泡検知信号の閾値を０．３μＬとし、空気の混入量が１５μＬであるときには、気泡検出ユニットによる気泡検知信号の閾値を１５μＬとした。下記表１には、試験結果が示される。

表１において、記号○は３回の試験に亘り、気泡検出器から検出信号が出力されなかった場合を示し、記号×は３回の試験のいずれか１回で、気泡検出器から検出信号が出力された場合を示す。表１に例示されているように、本実施形態、及び第一別例〜第三別例に係るエアトラップチャンバ１０では、傾斜角αを２５°以上７２°以下とすることで、気泡漏れを有効に防ぐことができる。

なお、上述した実施形態では、接続領域４２の、つまりテーパ部３５の傾斜面３５Ａを断面直線状としていたが、この形態に限られない。例えば図１５にて示される第四別例のように、傾斜面３５Ａを、チャンバ本体１２の中心軸Ｃ１から径方向外側に張り出す凹状の曲面としてもよい。また、図１６にて示される第五別例のように、傾斜面３５Ａを、チャンバ本体１２の中心軸Ｃ１を基点にして径方向内側に張り出す凸状の曲面としてもよい。

なお傾斜面３５Ａを凹状曲面または凸状曲面としたときに、その傾斜角αは以下のように定義されてよい。すなわち、テーパ部３５の上端、つまり上部領域４１との境界における傾斜面３５Ａの点と、テーパ部３５の下端、つまり下部領域４３との境界における傾斜面３５Ａとの点を結ぶ。これにより求められた直線の、チャンバ本体１２の中心軸Ｃ１に垂直な軸及び平面に対する角度を傾斜角αとする。この定義において、傾斜面３５Ａを凹状曲面または凸状曲面としたときの、傾斜角αの採り得る範囲は、０°を超過し９０°未満であることが好適である。さらに傾斜角αの採り得る範囲として、２５°以上７２°以下であることがより好適である。

１０ エアトラップチャンバ、１２ チャンバ本体、２０ キャップ、２１ 導入管、２２ エア抜き口、２３ 吐出口、２４ 導入口、２５ キャップ本体、２６ 上部領域の内周面、２７ 第一接続フランジ、２８ キャップ本体の上壁、２８Ａ 上壁の内面、３０ ハウジング、３１ 導出口、３２ 第二接続フランジ、３３ 導出管、３４ ハウジング本体、３５ テーパ部、３５Ａ 傾斜面、３５Ｂ 鉛直面、４０ フィルタ、４１ 上部領域、４２ 接続領域、４３ 下部領域、５０ 動脈側回路、５１ 静脈側回路、５４ 血液浄化器、５５ 透析装置。

Claims (7)

1. 略円筒形状であってその中心軸方向一端は導入口が形成された上壁で覆われるとともに、他端に導出口が設けられ、前記導入口から前記導出口まで液体が流下されるチャンバ本体と、
   前記導入口から前記チャンバ本体内まで延設され、端部開口である吐出口が前記チャンバ本体の内周面に、周方向に向けて設けられる導入管と、
   を備えるエアトラップチャンバであって、
   前記チャンバ本体は、液体の流れる領域として、
   前記上壁内面から前記導入管を含む上部領域と、
   前記導出口に接続される下部領域と、
   前記上部領域と前記下部領域とを接続する接続領域とを備え、
   前記上部領域の内周面は前記下部領域の内周面よりも大径であり、
   前記接続領域の内周面には、前記上部領域との接続部から前記下部領域との接続部まで縮径されることで傾斜面が形成される、
   エアトラップチャンバ。
2. 請求項１に記載のエアトラップチャンバであって、
   前記接続領域の内周面は、前記上部領域の内周面と平行な鉛直面を含む斜円錐台形形状である、エアトラップチャンバ。
3. 請求項１または２に記載のエアトラップチャンバであって、
   前記傾斜面の、前記導出口の開口軸に垂直な平面に対する角度は、０°を超過し９０°未満である、エアトラップチャンバ。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のエアトラップチャンバであって、
   前記傾斜面の、前記導出口の開口軸に垂直な平面に対する角度は、２５°以上７２°以下である、エアトラップチャンバ。
5. 請求項１に記載のエアトラップチャンバであって、
   前記傾斜面は、前記チャンバ本体の中心軸から径方向外側に張り出す凹状の曲面である、エアトラップチャンバ。
6. 請求項１に記載のエアトラップチャンバであって、
   前記傾斜面は、前記チャンバ本体の中心軸を基点にして径方向内側に張り出す凸状の曲面である、エアトラップチャンバ。
7. 脱血された血液が循環される体外循環回路の流路上に、請求項１から６のいずれか一項に記載のエアトラップチャンバが接続された、
   体外循環回路。