CN105992598B - 循环型体腔内液体灌流系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于提供一种循环型的体腔内液体灌流系统(10)，使灌流至体腔(12)内的等渗液等液体发生循环，可抑制关系到中空纤维膜组件(20)破损那样的内压过度增大。在中空纤维膜组件(20)的排出口(60)连接有排出阀(62)。压力传感器(28)、(32)用于测定中空纤维膜组件(20)的内压。控制部(21)基于由压力传感器(28)、(32)测定的中空纤维膜组件(20)内压而使排出阀(62)打开，且使中空纤维膜的异物排出。

Description

循环型体腔内液体灌流系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于使灌流至体腔内的等渗液等液体发生循环的循环型体腔内液体灌流系统及其控制方法。

背景技术

在外科手术中，例如在内视镜手术等中，为了确保腹腔内配置内视镜及手术器具有的空间，而将等渗液灌流至腹腔内(例如，参照专利文献1)。这样，在使等渗液灌流至腹腔内的情况下，在体腔内的手术中发生出血，或当组织片浮游时，等渗液浑浊起来，内视镜视野变得不鲜明。为此，使等渗液与血液等异物的混合液抽出体外，并且使用过滤机构除去异物，再使过滤后的等渗液流回(返回)至腹腔内。

作为过滤机构，例如使用了中空纤维膜组件。中空纤维膜组件在圆筒形状的塔柱内容纳有中空纤维膜束。使等渗液与异物的混合液从中空纤维膜的端部开口流入中空纤维膜内。混合液经中空纤维膜过滤，从等渗液中分离出异物。过滤后的等渗液再送入腹腔内。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表平H04－507057 A号公报

发明内容

发明所需解决的问题

但是，若混合液的过滤经长期施行，则中空纤维膜内会积存有异物，由此，增大中空纤维膜组件的内压，有可能关系到中空纤维膜组件的破损。

用于解决问题的手段

本发明涉及一种循环型的体腔内液体灌流系统，所述系统从自体腔内抽出的等渗液与异物的混合液中分离出异物，并使等渗液流回至体腔内。该系统具有中空纤维膜组件，所述中空纤维膜组件具有：流入口，其容纳有中空纤维膜束，并且将混合液从所述中空纤维膜束一个开口端送入所述中空纤维膜内；回液口，其用于将经所述中空纤维膜束过滤且与异物分离开的等渗液送出；以及排出口，其与所述中空纤维膜束的另一个开口端相连接。另外，循环型的体腔内液体灌流系统具有：与所述排出口相连接的排出阀；用于测定所述中空纤维膜组件内压的压力传感器；以及控制部，其基于所述中空纤维膜组件的内压来打开所述排出阀，以使所述中空纤维膜内的异物排出。

另外，在所述发明中，具有用于将等渗液从补液容器送入体腔内的补液泵，所述控制部优选为通过将等渗液从所述补液泵送入体腔内，以补偿打开所述排出阀而排出的混合液量，。

另外，在所述发明中优选为，具有用于将混合液送入所述流入口的循环泵，所述控制部在所述排出阀的打开期间，使所述循环泵与所述补液泵同步驱动。

另外，在所述发明中优选为，在自所述回液口至体腔内为止的回液流路中，设置有对流回至体腔内的等渗液的流量进行控制的回液阀，所述控制部在所述循环泵与所述补液泵的同步驱动期间，使所述回液阀关闭。

另外，在所述发明中优选为，具有配置于体壁上用于贮存等渗液的水槽，在所述水槽内，设置有用于测定等渗液的液位的液位传感器，所述控制部根据所述液位使所述补液泵驱动。

另外，本发明涉及一种循环型的体腔内液体灌流系统的控制方法，所述方法从自体腔内抽出的等渗液与异物的混合液中分离出异物，使等渗液流回至体腔内。在该控制方法中，将混合液从所述流入口送入中空纤维膜组件中，所述中空纤维膜组件具有：流入口，其容纳有中空纤维膜束，并且将混合液从所述中空纤维膜束一个开口端送入所述中空纤维膜内；回液口，其用于将经所述中空纤维膜束过滤且与异物分离开的等渗液送出；以及排出口，其与所述中空纤维膜束的另一个开口端相连接；测定混合液送入后的所述中空纤维膜组件内压，基于所测定的所述中空纤维膜组件内压，打开与所述排出口相连接的排出阀，使所述中空纤维膜内的异物排出。

发明效果

根据本发明，能够抑制关系到中空纤维膜组件破损那样的内压过度增加。

附图说明

图1是例示了本实施方式所述的体腔内液体灌流系统图。

具体实施方式

在图1中例示了本实施方式所述的体腔内液体灌流系统10。体腔内液体灌流系统10为所谓循环型，从体腔12内抽出等渗液与异物的混合液，并且从混合液中分离(过滤)出异物，再使过滤后的等渗液流回至体腔12内。此外，在图1中，省略了内视镜设备、手术设备等的图示。

体腔内液体灌流系统10具有混合液流路14、回液流路16、补液流路18、中空纤维膜组件20、控制部21以及水槽23。

混合液流路14是，用于将等渗液与血液或组织片等异物的混合液从体腔12中送入中空纤维膜组件20的流路。混合液流路14具有吸入口(Suction port)22、空气捕存室(Airtrap chambers)24A和24B、吸入侧压力传感器26、流入侧压力传感器28以及循环泵30。

吸入口22是配置于体腔12内用于吸入等渗液与异物的混合液的吸入口构件。空气捕存室24A例如设置于吸入口22与循环泵30之间。空气捕存室24A是用于除去混合液内的空气的气液分离器。另外，空气捕存室24A为密封结构，根据流入空气捕存室24A内的混合液量，空气捕存室24A的内压发生变化。在空气捕存室24A的液面上部设置有空间。

吸入侧压力传感器26测定所吸入的混合液的液压。具体而言，通过测定空气捕存室24A的内压，以测定所吸入的混合液的液压。吸入侧压力传感器26与空气捕存室24A内设置于液面上部的空间相连接。这样一来，能够防止吸入侧压力传感器26与混合液发生接触。

循环泵30将混合液从体腔12中经流入口58送入中空纤维膜组件20中。循环泵30优选为与混合液不接触的类型。例如，循环泵30由滚压式泵构成。即，滚压泵被设置为与用于输送混合液的挠性管的外侧相接触，并且对该挠性管从体腔12侧向中空纤维膜组件20侧进行挤压。由此，将挠性管内的混合液送往中空纤维膜组件20。

空气捕存室24B也可以设置于循环泵30与中空纤维膜组件20之间。流入侧压力传感器28为用于对流入中空纤维膜组件20内的混合液压力进行测定的压力传感器。流入侧压力传感器28与吸入侧压力传感器26同样，与空气捕存室24B内的混合液面上的空间相连接。

回液流路16为用于使经中空纤维膜组件20分离(过滤)出异物的等渗液流回至体腔12内的流路。回液流路16具有空气捕存室24C、24D、流出侧压力传感器32、加温器34、回液阀36、回液侧压力传感器38以及回液口40。

流出侧压力传感器32对自中空纤维膜组件20流出的等渗液的液压进行测定。与吸入侧压力传感器26以及流入侧压力传感器28同样，流出侧压力传感器32也借助空气捕存室24C，而与等渗液不作接触地测定液压。

在后述排出阀62处于关闭状态时，流入侧压力传感器28所测定的压力值与流出侧压力传感器32所测定的压力值的差值，表示为中空纤维膜组件20的内压(自流入的混合液施加于中空纤维膜上的压力)。由此，流入侧压力传感器28和流出侧压力传感器32，分别作为用于测定中空纤维膜组件20内压的压力传感器来发挥功能作用。

加温器34将流回至体腔12内的等渗液加温至体温左右。加温器34由例如板式加热器构成。

空气捕存室24D对送入体腔12内的等渗液进行气液分离。回液侧压力传感器38借助该空气捕存室24D，与等渗液不接触地测定出流回至体腔12的等渗液的液压。

回液阀36设置于自回液口56至体腔12之间，以控制等渗液的流量。例如，回液阀36设置于空气捕存室24D与回液口40之间。

补液流路18如下所述那样将等渗液供给至体腔12，以补偿从中空纤维膜组件20中排出的混合液排出量。补液流路18具有补液容器42、补液泵44以及补液口46。

在补液容器42内贮存有与供给至体腔12内的等渗液同一等渗液。补液泵44设置于补液容器42与补液口46之间，以将补液容器42的等渗液送入体腔12内。补液泵44可为滚压泵，其单位转速的送液量优选为与循环泵30的送液量相等。

水槽23以包围体腔12切开创口的方式配置于体壁上。水槽23可为例如大致圆锥梯形状，其顶壁开口。在底面上设置有贯通孔，以使该贯通孔与切开创口一致，体壁上配置有水槽23。在水槽23内贮存有等渗液。使所贮存的等渗液经贯通孔流入体腔12。

在水槽23内，设置有测定液位的液位传感器48A和48B。液位传感器48A、48B例如为光学式或超声波式等非接触式的液位传感器，其安装于水槽23的侧壁上。另外，也能够使用浮子式等接触式的液位传感器，以替代非接触式的液位传感器的使用。

中空纤维膜组件20为用于从等渗液与异物的混合液中分离出异物与等渗液的过滤构件。中空纤维膜组件20具有中空纤维膜束50、壳体52和通液盖54A、54B。

中空纤维膜束50用于使长度方向两端开口的中空纤维收束起来。壳体52为用于容纳中空纤维膜束50的筒状构件。在壳体52的两端部的内周面紧固有未图示的封闭构件，借此，将中空纤维膜束50固定于壳体52上，并且将壳体52内部划分为中空纤维膜内部与中空纤维膜外部这两个区域。另外，在壳体52上，设置有与回液流路16相连接的回液口56，这些回液口56与中空纤维膜外部的区域相连通。此外，在图中设置有两个回液口56，也能够设置有一个或两个以上。

通液盖54A、54B为分别安装于壳体52的各端部的盖构件。在通液盖54A上设置有流入口58，在通液盖54B上设置有排出口60。排出口60与中空纤维膜内部的区域互相连通。

流入口58与混合液流路的末端相连接，将混合液从中空纤维膜束50一个开口端送入中空纤维膜内。排出口60，如下所述，能够排出蓄积于中空纤维膜内的异物。排出口60与中空纤维膜束50的另一个开口端相连接。另外，在排出口60的排出前端连接有排出阀62。

控制部21通过控制灌流路径中的各设备，以进行等渗液的循环控制。控制部21能够接收各设备的信号来加以运算，并且生成控制信号发送给这些设备。控制部21也能够是例如供运算电路、存储机构装载的电脑。

控制部21从吸入侧压力传感器26、流入侧压力传感器28、流出侧压力传感器32以及回液侧压力传感器38各压力传感器中接收液压的测定值。另外，控制部21从液位传感器48A、48B中接收水槽23的液位信息。进而，控制部21基于所接收的各测定值，对循环泵30、补液泵44、回液阀36以及排出阀62进行操作。

以下，对基于控制部21的循环控制进行说明。控制部21使排出阀62处于关闭状态，且使回液阀36处于打开状态，以成为等渗液循环的初始状态。另外，控制部21对循环泵30进行驱动控制，以使补液泵44停止，并且流通于混合液流路14中的混合液形成预定的流量。依次将混合液供给至中空纤维膜组件20，利用中空纤维膜束进行过滤，由此将异物分离出混合液。分离后的等渗液从回液口56经回液流路16返回到体腔12内。

控制部21根据流入侧压力传感器28的测定值与流出侧压力传感器32的测定值之间的差值，算出中空纤维膜组件20的内压。随着中空纤维膜内异物的蓄积，中空纤维膜组件20的内压不断增大。当中空纤维膜组件20的内压增大到预定值时，控制部21使排出阀62处于打开状态。由此，使蓄积于中空纤维膜内的异物排出中空纤维膜组件20之外。

根据中空纤维膜组件20的最大耐压值，确定排出阀62打开后的中空纤维膜组件的内压值。例如，当中空纤维膜组件20的内压值为最大耐压值的70％时，打开排出阀62。

通过打开排出阀62，流通于中空纤维膜束50内的混合液推压着积存于中空纤维膜内的异物流出。也就是说，随着异物的排出，混合液也排出于循环系外部。因此，为了补充混合液的排出量，控制部21使补液泵44驱动，将等渗液送入体腔12内。

控制部21在排出阀62的打开期间，使循环泵30与补液泵44同步驱动。此外，所谓同步驱动，是指使由循环泵30输出的混合液的送液量与由补液泵44输出的等渗液的送液量相等。这样一来，能够使与自排出阀62排出的混合液同量的等渗液从补液泵44中进出。

此外，即使打开排出阀62，也存在中空纱线膜组件20内的混合液一部分经中空纤维膜过滤后，流出到回液流路16中的情况。这样一来，中空纤维膜组件20的排出量少于由循环泵30输出的混合液流量。这样的条件下，当使循环泵30与补液泵44同步驱动时，有可能等渗液的供给量变得过多，而等渗液会从水槽23中溢出。因此，控制部21在循环泵30与补液泵44的同步驱动期间，使回液阀36处于关闭状态，也能够中止等渗液流回至体腔12中。

另外，控制部21根据液位传感器48A和48B的测定值，判定水槽23的液位是否处于预定的容许范围内，根据该判定结果，确认循环泵30和补液泵44的运转状态。例如，当水槽23的液位小于预定的容许范围时，使基于补液泵44的等渗液流量增大。另外，例如，当水槽23的液位大于容许范围时，使基于补液泵44的等渗液流量降低，或使补液泵44停止。进而，也能够使大于液位的水槽23的等渗液经循环泵30从排出阀62中排出。由此，能够使液位下降至容许范围内。

通过使水槽23的液位变稳定，在提取肠管等内脏器官导入水槽23内进行手术的情况下，能够防止该内脏器官表面发生干燥、损伤(粘连)。另外，能够利用液压使出自手术损伤的微小出血止住。进而，水槽23液位的稳定能够使等渗液完全充满体腔内。也就是说，能够防止作为超声波回声诊断等的噪声源的空气侵入到腹腔内。

另外，通过防止等渗液(混合液)从水槽23中溢出，能够避免手术环境的卫生状态发生恶化(感染等)。另外，能够防止混合液因溢出造成无法回收。

这样，在本实施方式的循环型体腔内灌流系统10中，通过由等渗液的补液补充自排出阀62排出的混合液，能够维持等渗液流向体腔12的供给量。另外，通过使循环泵30与补液泵44同步驱动以及基于水槽23的液位来供给等渗液，即使在排出阀62中未设置有流量表等流量计，也能够管理等渗液的供给量。由于流量计会与混合液发生接触，因而必须定期地更换，这成为设备运行成本增加的主要原因。但根据本实施方式，不需要安装流量计，这样关系到成本的降低。

控制部21持续对流入侧压力传感器28的测定值进行监控，当该测定值降到预定值时，使排出阀62关闭。另外，使补液泵44停止，并使回液阀36打开。使排出阀62关闭的压力值可为例如大气压。

在此，即使由于排出阀62发生故障或流路内的挠性管发生纽结(折曲)等而打开排出阀62，有时候也会持续增大流入侧压力传感器28的压力值。在这样的情况下，控制部21也能够停止循环泵30和补液泵44的驱动，并且施行输出异常警报等异常处理。

此外，在上述的实施方式中，在回液流路16中设置有回液阀36，但并不局限于该构成方式。例如，也能够省略了回液阀36，可基于液位传感器48A和48B的液位而使补液泵44驱动。

另外，当需要求出中空纤维膜组件20的内压时，只需要求出流入侧压力传感器28的压力值与出侧压力传感器32的压力值之间的差值即可，但并不仅限此。例如，在回液流路的液压与大气压大致同等的情况下，也能够将流入侧压力传感器28的压力值作为中空纤维膜组件20的内压值。

另外，也能够设置有滚压泵，以代替排出阀62。即，当中空纤维组件20的内压增大至预定值时，使滚压泵驱动，以使中空纤维膜内的异物排出。如果知晓滚压泵的转速和滚压泵所挤压的管径，便能够算出基于滚压泵驱动的排出量，因此，通过使用滚压泵，虽说比排出阀62更具高成本，但能够更准确地求出作补液的等渗液量。

附图标记说明

10－体腔内液体灌流系统，12－体腔，14－混合液流路，16－回液流路，18－补液流路，20－中空纤维膜组件，21－控制部，23－水槽，28－流入侧压力传感器，30－循环泵，32－流出侧压力传感器，36－回液阀，42－补液容器，44－补液泵，48A、48B－液位传感器，50－中空纤维膜束，56－回液口，58－流入口，60－排出口，62－排出阀。

Claims (5)

1.一种循环型体腔内灌流系统，其为循环型的体腔内液体灌流系统，将从体腔内抽出的等渗液与异物的混合液从中分离出异物，且使等渗液流回至体腔内，其特征在于，

所述灌流系统具有中空纤维膜组件，该中空纤维膜组件具有：流入口，其容纳有中空纤维膜束，并且将混合液从所述中空纤维膜束一个开口端送入所述中空纤维膜内；回液口，其用于将经所述中空纤维膜束过滤且与异物分离开的等渗液送出；以及排出口，其与所述中空纤维膜束的另一个开口端相连接；

所述灌流系统具有：

与所述排出口相连接的排出阀；

用于测定所述中空纤维膜组件内压的压力传感器；

以及控制部，其基于所述中空纤维膜组件的内压来打开所述排出阀，以使所述中空纤维膜内的异物排出。

2.根据权利要求1所述的循环型体腔内灌流系统，其特征在于，具有用于将等渗液从补液容器送入体腔内的补液泵，所述控制部通过将等渗液从所述补液泵送入体腔内，以补偿打开所述排出阀而排出的混合液量。

3.根据权利要求2所述的循环型体腔内灌流系统，其特征在于，所述灌流系统具有用于将混合液送入所述流入口的循环泵，所述控制部在所述排出阀的打开期间，使所述循环泵与所述补液泵同步驱动。

4.根据权利要求3所述的循环型体腔内灌流系统，其特征在于，在自所述回液口至体腔内的回液流路中，设置有用于控制流往体腔内的等渗液流量的回液阀，所述控制部在所述循环泵与所述补液泵的同步驱动期间，使所述回液阀关闭。

5.根据权利要求2所述的循环型体腔内灌流系统，其特征在于，所述灌流系统具有配置于体壁上以贮存等渗液的水槽，在所述水槽上设置有用于测定等渗液液位的液位传感器，所述控制部基于所述液位使所述补液泵驱动。