CN1326367A - 分离温度调节法用的体外循环装置及其体外循环方法 - Google Patents

Abstract

一种用于将对象维持在所定温度的分离温度调节法的体外循环装置,包括:(A)将调节温度后的补液计量注入血管的补液供给部分;(B)用于将由补液稀释的血管计量导出、再将导出的稀释血液浓缩的血液浓缩部分;(C)调节血液温度后、计量注入血管的血液供给部分。血液浓缩部分具有测定导出的稀释血液温度的稀释血液温度传感器,补液供给部分具有根椐测定的稀释血液温度与对象的所定温度的差异来调节供给补液温度的装置。

Description

分离温度调节法用的体外循环装置及其体外循环方法

技术领域

本发明涉及有关哺乳动物、特别是人的在医疗领域中的各种处置时用的体外循环装置，本发明尤其涉及由“分离冷却法”或“分离加温法”之类的“分离(或有选择的)温度调节法”选择的可将身体一部分保持所定温度时使用的新型体外循环装置。对于本发明，以下以人的场合为例进行说明，但本发明也可理解为可适用于任何哺乳动物。

背景技术

自从1960年伍德霍尔(Woodhall)提倡以保护脑为目的对开颅手术时的出血和虚血采用心脏停止状态下的全身超低体温法以来，绝大多数手术采用了全身超低体温法。然而，该方法因使用人工心肺，故操作麻烦，流向各内脏的血液循环不畅通；由于需要很多的抗凝固剂肝素量，产生脑内的后出血等各种问题。

本发明人为解决上述这些问题，在以往采用人工心肺，开发了有选择地将脑冷却在所定温度的方法(与上述“分离冷却法”实质上同一含义)，将其应用于开颅等手术中(参照J.Newrosurg；第24卷、第994～1001页、1966年)。虽然采用该有选择的冷却法可获得安全的脑的低血压状态，但由于仍需使用大量的肝素，因此依然存在着手术中/手术后的出血危险，问题仍未解决。

为解决这一问题，本发明人又找到了将补液即乳酸林格氏液冷却后注入脑动脉的方法，这样，通过只对脑有选择地冷却或者血液冷却的同时进行稀释，可减少肝素量，以减少出血的危险(参照Neurosurgery；第31卷、第1049～1055页、1992年)。采用该方法，不会引起缺氧，可形成可逆性的极低血压状态，并可通过使用冷温中冷却的补液，大幅度减少肝素使用量，这些量就是大体与通常进行血管造影时所需的量。并且，因向患部输送稀释的血液，可获得提高以减少失血量为主的各种安全性的效果。

如上所述，通过注入冷却的乳酸林格氏液来降低脑温度。然而，由于需注入的乳酸林格氏液的量通常很多，注入乳酸林格氏液会过份稀释血液，增大循环血液量，因而使体液过多，结果是难以将低温状态维持充分的时间，不能确保可满足脑所需的低血压状态。不仅如此，还会产生以下各种问题：低温的稀释血液大量聚积在体内使体温下降、降低血液活性、必须进行血液中的电介质平衡的调整，以及单用利尿剂也无法解决水分过剩状态等。

为此，本发明人为解决上述这种问题作了认真研讨，提出了体外循环装置的方案。该体外循环装置包括：(1)将补液(或稀释液、输液)冷却后向血管(因而向体内)计量注入的补液供给部分、(2)将由补液稀释的稀释血液从血管(因而从体内)计量导出(或脱血)，浓缩导出的稀释血液用的血液浓缩部分以及(3)将浓缩血液加热后计量注入血管的血液供给部分。该装置的详细结构已在特开平9—290021号公报中公开。此外，该公报的公开内容中的适合以下说明的本发明装置的内容被引用后，成为本发明详细说明书中的一部分。使用这种体外循环装置，可有效地实施分离冷却法。

发明揭示

本发明者为更加顺利地实施分离冷却法(Selective cooling method)，对上述已提案的体外循环装置作出了探讨，结果发现了在更加有效实施分离冷却法的基础上必须对适用分离冷却法的身体一部分即对象(或部位，如脑之类的内脏器官，以下称为“对象”)进行更加正确的温度控制，为此，还有一项重要的条件是在使用上述体外循环装置时，测定从体内导出的稀释血液温度，根据这一温度来调节向体内供给的补液温度，从而完成了本发明。即，通过测定从体内导出的稀释血液温度，根据这一温度调节向体内供给的补液温度，就可对适用分离冷却法的对象进行更加正确的温度控制，从而，可更有效地实施分离冷却法。

本发明者还发现：与对对象的处置相应地，有对对象进行所定温度加温的较佳场合(即分离加温法的场合)，即使是在不采用前述的、对对象进行冷却，而是加温的场合，藉有根据稀释血液温度调节向体内供给的补液的温度，也可更加正确地对适用分离加温法的对象进行温度控制，由此可更有效地实施分离加温法。

即，与对对象的处置相适应地，在适用将作为身体一部分的对象控制在所定温度的分离温度调节法的场合，通过测定从体内导出的稀释血液温度，根据这一温度调节向体内供给的补液温度，藉此，可更正确地对适用分离温度调节法的对象进行温度控制，从而，可更有效地实施分离温度调节法。下面，就适用于本发明的分离温度调节法，主要是以分离冷却法为例进行说明，而分离加温法除了对对象加温之外，一般来讲，实施方法与分离冷却法无实质性差异。故只要是本行业人员，按照分离冷却法的例子，也可容易地将本发明的装置适用于分离加温法。

又，在在特开平9—290021号公报中公开的可适用分离冷却法的以往的体外循环装置中，完全没有考虑到对导出的稀释血液温度进行测定。另外，虽然提示过，为相应冷却对象的所定温度，可采用通过补液的热交换器将供给体内的补液本身的温度控制在预先设定的温度，但在该控制中，完全没有考虑到导出的稀释血液温度。这种控制与适用分离冷却法的对象状态无关，是将由热交换器预先温度调节的补液供给体内。然而，有时适用分离冷却法的对象状态随时会有变化，这样就会使对象的实际温度偏离对象应冷却的原来的所定温度，结果是使导出的稀释血液温度出现变化。例如，作为对象的内脏因肿大而使内脏温度升高，结果是导出的稀释血液的温度上升。在这种场合，为使作为对象的内脏(脏器)温度下降到原来的所定温度而实施分离冷却法，就必须降低应供给的补液温度，以抑制内脏本身的温度上升，反之也是一样。

然而，在上述以往的体外循环装置中，由于没有考虑到导出的稀释血液温度，因此不能对应于分离冷却法的对象变化、从而，不能对应于稀释血液的温度变化，有时无法正确地适用于分离冷却法，但本发明可解决这样的问题。

即，本发明者发现：通过测定从体内导出的稀释血液温度，根据这一温度调节向体内供给的补液温度，就可正确地对适用分离温度调节法例如分离冷却法或分离加温法的对象进行温度控制，从而，可更有效地实施分离温度调节法。

又，在使用体外循环装置于于分离温度调节法时，应根据适用分离温度调节法的对象种类及对其处置的种类(如手术、低活性状态的维持等)，需要将对象维持在任一温度℃上(如需要将对象冷却在任一温度℃或者加温在任一温度℃上)，即决定对象的所定温度。因此，采用分离温度调节法维持对象有所定温度及其维持温度的精度应符合该对象适用的处置，例如可由医师适当选择。

本发明的第1方案是，提供一种可用于将身体一部分即对象维持(或移动(或变化)的维持)在所定温度TO的分离温度调节法(如分离冷却法及/或分离加温法)的体外循环装置，所述装置包括：

(A)将调节温度后的补液向血管(进而向体内)计量注入的补液供给部分；

(B)将由补液稀释的血液从血管(进而从体内)计量导出(即脱血)、再将导出的稀释血液浓缩用的血液浓缩部分；

(C)调节浓缩的血液温度后计量注入血管(进而向体内)的血液供给部分，

在该装置中，血液浓缩部分具有测定导出的稀释血液温度的稀释血液温度传感器，另外，补液供给部分具有根据测定的稀释血液温度T₁与对象的所定温度T₀的不同(例如差ΔTa(＝T₁－T₀)、比例TR(＝T₁/T₀)等)来调节供给补液温度的装置。调节供给补液浊装置具有使差异进一步缩小的作用。

采用这种装置，可更加正确地对适用分离温度调节法的对象进行控制，使其温度维持在近于所定的温度，最好是实质性的所定温度，由此，与以往技术的装置相比，可更有效地实施分离温度调节法。

在本发明的装置中，导出的稀释血液从适用分离温度调节法的对象排出，因此，将稀释血液温度传感器测定的稀释血液温度T₁设定为以适用分离温度调节法的对象温度作为代表。在此，所谓“代表”是指稀释血液的温度未必一定是对象本身的温度(最好是对象本身的温度)，但稀释血液温度的相对高、低或变动意味着对应于对象温度的高、低或变动。特别是在应维持对象的所定温度及其维持该温度的精度要求并不十分严密的场合，就可较好地适用一这一设定。

又，在为适应对对象适用的处置而增加补液供给流量，从而使导出的稀释血液流量很多时，因从对象导出至体外的时间缩短，故有时也可对从对象至稀释血液温度传感器之间的稀释血液的温度变化、特别是体温引起的温度变化忽略不计。在此场合，多数情况下可将导出的稀释血液温度T₁视为应维持在所定温度T₀的对象此时的实际温度。

在本发明的装置中，具有补液供给部分的“根据测定的稀释血液温度T₁与对象的所定温度T₀的差异来调节供给补液温度的装置”是一种求出稀释血液温度与对象部位的所定温度之间的不同(例如差异或比例)，按照这一差异，或升高或降低供给补液温度的装置。在无实质性差异的场合，该装置将补液的温度维持在原来的状态。

具体地讲，当该装置处于稀释血液温度T₁高于对象的所定温度T₀(即、T₁－T₀＞0或T₁/T₀＞1、例如对分离冷却被认为是补液的冷却不充分或者对分离加温被认为是补液的加温过度)的场合，上述装置起着降低供给补液温度的作用。这种作用只要具有一种在求出稀释血液温度T₁与对象的所定温度T₀的差异之后可根据该差异来缩小其差异、对供给体内的补液进行加热/冷却的控制系统的结构即可。这种系统的结构在温度控制领域中是常见的方法。例如，可采用根据检测到的差异来变更(即降低供给补给温度)供给补液温度调节的热交换器(或加热·冷却器)的温度设定方式。另外，当处于稀释血液温度T₁低于对象的所定温度T₀(即、T₁－T₀＜0或T₁/T₀＜1、例如对分离冷却被认为是补液的冷却过剩或者对分离加温被认为是补液的加温不充分)的场合，上述装置起着降低供给补液温度的作用。

又，当无实质性差异(即、T₁－T₀＝0或T₁/T₂＝1，因此，此时被认为例如是可进行良好的分离温度调节)的场合，上述装置是用来维持此时的供给补液的温度。

当被补液稀释的血液温度在对象内一旦达到与对象相同的温度后，有可能在到达稀释血液温度传感器之前会引起温度变化，在此场合不适用于上述的说明。又，在因补液的供给流量过多而对象内的补液停留时间太短造成在与对象尚未达到热的平衡状态下流出的场合(特别是补液供给开始时)也不适用。在流量暂时性的略微增减时，若T₁无变化，则可适用于上述说明。最好是相应于发明的详细说明栏中所具体记载的流量不同对待。

另一种方法是，在根据对对象的处置可变更向体内的补液供给流量的场合，除了上述补液温度调节的装置之外，也可再使用补液供给流量变换的装置，或者改为使用补液供给流量变换的装置。即，若补液的供给流量变化，则可利用从补液向对象或从对象向补液的传热量变化。通常，若增加供给的流量，则传热量增大。即，当补液温度低于对象时，增加补液供给流量会进一步冷却对象，或者当补液温度高于对象时，增加补液供给流量会进一步加温对象，若减少补液供给流量，则反之。一般来讲，这种流量变更的形态特别适用于对象温度稍许变化的场合。

本发明第2方案的体外循环装置是：在稀释血液温度传感器的基础上，还具有供给补液温度传感器，该传感器测定向体内供给的补液温度(供给补液温度T₂)。在此场合，是将供给补液温度T₂与稀释血液温度T₁的平均值(T_av、如算术平均值、对数平均值、加重平均值等的平均温度等)设定为以适用分离温度调节法的对象温度作为代表，以代替上述本发明第1方案装置中的稀释血液温度T₁。另外，需要考虑的是平均温度(T_av)与对象部位的所定温度T₀的差异，而不再是第1方案装置中的稀释血液温度T₁与对象部位的所定温度T₀的差异。为缩小这一差异来调节应供给的补液温度。其它方面与第1方案的装置实质性相同。

因此，在第2方案的装置中，所谓第1方案装置中的“根据稀释血液温度T₁与对象的所定温度T₀的差异来调节供给补液温度的装置”是一种求出稀释血液温度和供给补液温度的平均温度与对象部位的所定温度之差，根据这一差值升高或降低供给补液的温度或者维持该温度的装置。即，此处考虑的是也包括供给补液温度在内的稀释血液温度与所定温度的差异。与前述的第1方案装置的场合一样，除了补液温度的调节之外，也可再适用于补液供给流量的变更，或者改为适用补液供给流量的变更。

具体地讲，当该装置处于平均温度T_av高于对象的所定温度T₀(即、T_av－T₀＞0或T_av/T₀＞1/的场合，例如，对分离冷却被认为是补液的冷却不充分的场合，或对分离加温被认为是补液的加温过度)的场合，起着降低供给补液温度的作用。当该装置处于平均温度T_av低于对象的所定温度T₀(即、T_av－T₀＜1、例如对分离冷却被认为是补液的冷却过度或对分离加温被认为是补液的加温不充分)的场合，起着升高供给补液温度的作用。另外，在无实质性差异(即、T_av－T₀＝0或T_av/T₀＝1、例如被认为是分离温度调节良好进行)的场合，上述装置的作用是维持此时供给的补液温度。

被稀释的血液温度在对象内到达对象的温度后变化的场合，或者即使补液的供给量过多时，它们的影响也是以该第2方案的装置场合为小。

另外，包括求取供给补液温度T₂与稀释血液温度T₁的平均值T_av、求取它与对象的所定温度T₀之间的差异，根据差异来调节供给补液温度及/或数量在内的控制系统结构本身与前述的第1方案装置的场合一样，为本行业人员所熟知。

在本发明的所有方案中，本发明装置中的稀释血液温度或稀释血液温度和供给补液温度的平均温度都是被设定为如上所述的以分离冷却法那种的适用分离温度调节法的对象的实际温度为代表、最好是设定为与其相等的温度，因此，较好的是，对象以外的部分则尽可能避免对补液或稀释血液造成热的影响。因此，稀释血液温度和供给补液温度最好是尽可能在对象的附近部位测定。为此，稀释血液温度和供给补液温度最好是在最靠近(即紧靠着)身体的部位测定。例如，稀释血液温度最好在稀释血液刚离开体内后的部位、供给补液温度最好在补液刚进入体内的部位进行测定。

本发明的所有方案如后所述，都是通过导管实施稀释血液的导出和补液的供给的，但最佳的形态是在导出稀释血液的导管和供给补液的导管双方的靠近身体一侧的前端(即插入前导端部)或在其附近配置热敏电阻，将导管插入体内，在可能的范围内靠近适用于分离温度调节法的对象的状态下，测定稀释血液温度和供给被补液温度，这样，可进一步提高对象部位的温度设定的精度，结果是提高将对象维持在所定温度的精度。

在本发明的所有方案中，最好的形态是，本发明装置由以下部分构成：将补液冷却或加温到低于或高于体温的温度后，计量注入血管的供给补液部分；从血管计量导出稀释血液、最好是使其具有相当于稀释前的血液血细胞比容值(通常适用分离冷却法的患者平常时的血细胞比容值)的至少70％的值而对导出的稀释血液进行浓缩用的血液浓缩部分；以及将浓缩血液温度调节到近于体温后计量注入血管的血液供给部分。

使用本发明的装置，在适用分离温度调节法的场合开始使用装置之时，通常是以供给预先调节在所定温度T₀的补液为好。特别是在采用第2方案的装置时，因测定供给补液温度T₂，故最好是调节供给给的补液温度，使其温度达到所定温度T₀，此时，最好考虑到如后所述的包括室温在内的各种参数的影响。

使用本发明的装置，在适用分离温度调节法的场合，若将对象的温度一下子变化到所定温度T₀(例如冷却或加温)，在所定温度与适用前的温度(通常为平常时的体温)出现巨大差异时，会使对象的温度急剧变化，造成某种形态的冲击，例如电介质失去平衡，这是不希望看到的。因此，在此场合，采用的方法最好是在适用前的温度与所定温度之间，将近于适用前的温度设定为假设的所定温度T₀－1，首先将对象的温度作为T₀－1，其次将假设的所定温度稍许向所定温度靠近，作为下一个假设的所定温度T₀－2，将对象的温度定为T₀－2，然后根据需要再设定下一个假设的所定温度……，最终将对象的温度分阶段地靠近原来的所定温度T₀。

例如，若将对象从37℃冷却到25℃的所定温度T₀，则最初将假设的设定温度T₀－1定为35℃，将对象冷却到35℃，等到达该温度或接近该温度时，再将下1个假设的所定温度T₀－2定为33℃，将对象冷却到33℃……，这样，一点一点地将温度靠近原来的所定温度T₀即25℃。这种逐步靠近的方法既可以如上所述的分阶段地，也可以是连续性的。反之，升高对象的温度的场合也一样。加温的场合也一样。当然，在一下子将对象的温度变化到所定温度也不会出现问题的场合，实施急速的冷却或加温也无妨。

在使用本发明的装置、被选择的对象适用分离温度调节法、将对象定为所定温度T₀的场合，一种形态是，采用这样的控制，使一开始就通过补液温度调节器将应供给的补液温度变成T₀(也可以是上述假设的所定温度)。将该控制的补液供给体内。

在供给这种补液时，在使用第1方案装置的场合，测定稀释血液温度T₁，根据这一结果，对已被控制为所定T₀的补液温度调节器进行重新控制，即、在补液温度调节器中对应供应的补液温度进行再控制。即高于或低于T₀，或者维持该温度。又，在使用第2方案装置的场合，再次测定供给补液温度T₂，根据该温度T₂稀释血液温度T₁求出平均温度，然后与所定温度T₀作比较，再次控制补液温度调节器。另外，关于所定温度T₀，如上所述，最好是设定假设的所定温度，根据这一温度来控制补液温度调节器，慢慢地变更该假设的所定温度，最终使其靠近原来的所定温度。

在将对象调节为所定温度后，恢复为原来的温度(通常是平常时的体温)，即回温这一过程不外乎是将对象加温到所定温度。因此，本发明的装置可以采用回温法，通过分离温度调节法将已变化为所定温度的对象温度恢复到原来的温度。即、可在实施分离冷却法后实施分离加温法，或者使用相同装置实施相反过程。

又，使用本发明的装置，在将对象温度变化为所定温度度的场合，特别是在加温场合，在为使对象产生代谢功能而需要氧气时，最好是使用含氧的血液作为补液。即，如后所述，较好的是，不是将林格氏液作为补液供给，而是将补液的至少一部分，有些场合甚至是大部分用血液(输血或本人的血)来置换。这样，供给血液时，最好是通过人工肺等添加氧气。在此状态下，所谓加温是指应符合使对象从平常温度上升到高于该温度以及使对象从有选择性冷却的温度恢复到原来的平常温度这两种场合。

又，本发明还提供一种分离温度调节法用的体外循环方法。所述方法系一种用于分离温度调节法而将对象维持在所定温度的体外循环方法，其特征在于，所述方法包括：

(A)由补液供给部分将温度调节后的补液计量注入血管的工序；

(B)由血液浓缩部分将由补液稀释的血液从血管计量导出、对导出的稀释血液进行浓缩的工序；

(C)由血液供给部分调节浓缩的血液温度、计量注入血管的工序，

由血液浓缩部分对导出的已被稀释的血液温度进行测定，并根据测定的被稀释的血液温度与对象温度的差异来调节补液供给部分计量注入的补液温度。

该补液供给部分可以对计量注入的补液温度进行测定，不是根据被稀释的血液温度与对象的所定温度的差异，而是根据计量注入的补液温度和稀释的血液温度的平均值与对象的所定温度之间的差异，调节计量注入的补液温度。

又，计量注入的补液温度的调节最好是考虑到该补液与在向血管供给已调节好温度的补液之间的装置周边的热移动因素再进行。并且，开始这一方法时，最好预先将计量注入的补液温度调节在对象的所定温度。换言之，本发明还提供了一种上述或下述的使用本发明的体外循环装置的体外循环方法。

附图的简单说明

图1为表示本发明的装置的模式示意图。

图2为表示进一步包括将稀释血液一部分氧化的人工肺(只图示该部分)在内的图1装置的模式示意图。

图4为表示进一步包括将补液氧化的人工肺(只图示该部分)在内的图1装置的模式示意图。

图5为表示取代人工肺的包括使氧气发泡的滴管在内的图1装置的模式示意图。

发明的详细说明

在本发明中，“分离温度调节法”该用语是指一种将作为身体一部分的对象从某一温度变化为所定温度、在达到所定目的的状态下维持该温度的方法，该方法包括“分离冷却法”和“分离加温法”。随后，根据需要还包括将对象的温度恢复到原来的温度。“分离冷却法”该用语是一种在医疗领域特别是脑外科领域中使用的方法，具体来讲，是指选择对象即身体的一部分如脑之类的内脏器官、对该部位进行局部冷却的方法。分离冷却法是一种局部冷却方法，例如在身体的局部(如头部)动手术时担心出血的场合或者使生理功能的活性或代谢局部性地临时降低、在其期间进行各种处置和治疗场合等使用的。“分离加温法”只是在对对象的加温这一点上不同于对对象进行冷却的“分离冷却法”而已，在医疗领域中，例如为治疗癌、冻伤等，适用“分离加温法”。如上所述，在分离加温法也包含冷却后的回温。分离冷却法中也包含加温后的回温。

本发明系据于以下的概念：在直接或间接地通过想要调节温度的对象动脉的某一部位上，将调节温度后的补液经过血管注入体内，再从与该对象直接或间接地通过静脉的某一部位，经由血管将由补液稀释的血液从体内导出，随后通过浓缩稀释血液，将近于稀释前状态的血液、最好是与稀释前的血液实质上相同的血液回收，对回收的血液进行温度调节(如调节至近于体温)后，在与该静脉直接或间接相通的静脉的心脏附近部位(即心脏侧)，经由血管流回体内。藉此，即可在使身体内保持的体液量无大变化的情况下、最好是无实质性增多的情况下，安全并有选择性地将对象调节在所定温度。

例如，在将分离冷却法适用于脑部的场合，在颈部的椎骨动脉处向体内注入补液，再将由颈静脉稀释的血液从体内导出，从大腿静脉等处使浓缩的血液流回体内。又，例如，在适用肝脏的场合，从肝动脉注入补液，再从适当的静脉中导出被稀释的血液。将浓缩的血液从与该静脉直接或间接相通的静脉的心脏附近的部位流回体内。一般来讲，对适用分离冷却法的对象是将补流注入对象所属的动脉。导出稀释血液的静脉最好是与对象所属的动脉密接相连的静脉(因此，通过该动脉的血液较多，最好是特别大量集中的静脉)。对浓缩的血液流回的部位无特别限定，但一般来讲，只要是静脉即可，若是与导出稀释血液的静脉同一根静脉的场合，则从靠近心脏一侧流回。为减小被稀释的血液在达到对象温度后的温度变化，即使是静脉也最好从尽可能靠近对象的部位导出稀释血液。

使用本发明的装置，通过实施分离冷却法，例如不仅可避免极度的水分过剩，并且可解决在心脏停止状态下使用人工心肺的操作麻烦以及如出血之类的各种危险性等问题，可稳定地确保低血压状态(如局部低灌流状态)。

在本发明的装置中，浓缩血液是在流回体内前进行温度调节的，但最好是通过热交换特别是间接性热交换来实施。为此，对使用的具有加热器及/或冷却器的装置无特别限定，但无论哪种场合，可以预先将通过浓缩血液的导管浸入设定在所定温度的恒温槽内调节所定温度。并且，最好是采用这样的热交换方法。在一个形态中，当预先判断为只进行加热或冷却时，这种热交换器也可以只具有加热器或冷却器中的一个即可。

本发明的装置使用的补液(或稀释液)只要是可用适当方法冷却或加热、在通过血管向体内供给进行血液稀释的同时，可用于从身体的内部对对象进行冷却或加温的即可，并无特别的限定。一般来讲，至少对有意识的处置不产生坏影响、较好的是可有助于这一治疗的补液。具体来讲，可列举出含有营养成分及/或电介质的水溶液，例如尤以林格氏液、乳酸林格氏液、含有低分子糊精的林格氏液(如含有5％)等的等渗压液用作补液为好，但不作限定。

在1个形态中，本发明的装置具有供给补液温度的调节装置即补液温度调节器。该调节器也可是上述的间接性热交换器，例如，可使用在具有加热器及/或冷却器的槽内添加作为载热体的适当的液(通常可用水)、供给补液的管子被配置在该液内(如螺旋状)的装置。通过用加热器及/或冷却器调节液的温度，可控制流出补液温度调节器的补液温度T₃。

在本发明的装置中，在对血液、补液等液体进行加温及/或冷却时，如上所述，可使用具有加热手段(如电阻加热器)及/或冷却手段(如使用制冷剂的冷却器)的装置，但最好的形态是使用具有佩尔蒂元件(ヘルチェ素子)的加温·冷却装置。另外，加温也包括冷却后使温度上升到原来的温度场合，冷却也包括加温后使温度下降到原来的温度场合，将这两种场合统称为回温。

具有该佩尔蒂元件的加温·冷却装置根据流向部元件的电流方向(极性)进行加热或冷却，此时的加热或冷却热量由电流量决定。一旦使用佩尔蒂元件，则可自由地实施电气的加温与冷却之间的转换，电流量增减也容易得到高精度实施，故温度调节的响应及其灵敏度好，温度调节的精度也高。虽然佩尔蒂元件本身早就为人知悉，但它的特性在医疗领域中被使用在可应用于各种处置的体外循环装置后，它所产生的极其优越的性能是以往不为人所知，也没有实施过的。

例如，测定流出加温·冷却装置后的补液、血液等的温度，将其测定结果反馈到加温·冷却装置的控制器内，根据测定结果可高灵敏度而又高精度地实施向佩尔蒂元件的电流量增减及/或极性的转换。使用体外循环装置的患者身体的状况时刻会起变化，但若采用本发明的装置，可由T₁检测这一变化。因此，最好是可自由地进行供给身体的补液、流用身体的血液等的加温·冷却的程度及其变换。为此，最好是使用具有佩尔蒂元件的加温·冷却装置，尤其适用于进行回温控制的场合。

进一步详细说，一旦电流流过佩尔蒂元件，一方的接合部发热成为高温，另一方接合部吸热而形成低温，但通过变换向佩尔蒂元件供给的电压极性，使这些接合部间的温度关系逆转。通常，使用室温下的空气，例如用风扇吹入空气，通过一方接合部的加热或冷却，可在接合部间输送热能。通常，使这种加热或冷却的接合部与补液、血液等间接性(如通过塑料薄膜、金属薄膜等)接触进行热交换。若使用具有这种佩尔蒂元件的加温·冷却装置，其结果是可实现体外循环装置的小型化和省空间化，提高操作性。

流出补液温度调节器的补液在进入体内之前，要通过某一长度的导管内，在此期间因受周围温度，即室温的影响，故供给补液温度T₂大都与流出补液温度调节器的补液温度T₃不一样。例如，当周围温度高于流出补液温度调节器的补液温度T₃的场合，T₂高于₃，反之，T₂低于T₃。因此，通常存在着有意识的温度差ΔT(＝T₃－T₂)。在本发明的装置中，在根据稀释血液温度T₁和供给补液温度T₂的平均温度与对象的所定温度T₀之间的不同为来调节供给补液的温度时，最好考虑到这一温度差ΔT。即，在本发明的最佳形态中，考虑了补液流出温度调节器至供给体内期间的温度变化以及从装置周围的吸热或向周围的散热等因素来控制补液温度调节器的温度T₃。

通常，该温度差受装置的操作条件，例如补液种类及供给流量、供给补液的导管材料及直径、装置的周围温度(即室温T₄)等的参数影响。因此，如果改变各种参数，预先以校准曲线的形式求出与温度差ΔT之间的关系，可判断出在特定的参数条件下应将补液温度调节器的设定温度T₃设定在哪一温度℃，将其用于目标温度的T₂。一般来讲，运转初期阶段以T₂＝T₀为好，所以，根据T₂(＝T₀)与T₁的温度差，可求出T₃。

特别是，在测定稀释血液温度T₁和供给补液温度T₂的第2方案的本发明装置中，将这些温度的平均温度假设为对象的温度，再考虑其与T₀的差异来选择T₂的值，以使其差异更加缩小。在选择时，由于可在考虑ΔT之后选择补液温度调节器的设定温度T₃(＝T₂＋ΔT)，因此，结果是可精确地控制T₂的温度。

即，在本发明的装置中，测定稀释血液温度T₁，并根据不同的处置预先设定对象的所定温度T₀，故将T₂设定为哪一温度可使差异更小？只要通过T₂＝2T₀－T₁即可求出。又，如前所述，ΔT可参照特定的参数条件下预先得到的标准曲线来获知，并且，由于考虑了求出的T₂和获知的ΔT，再通过T₃＝T₂＋ΔT可求出补液温度调节器的设定温度T₃，因此，只要设定为该求出的温度T₃即可。

为了考虑到向周围的热移动因素求出流过导管的液体温度，可采用多种模式，只要不会对适用的分离温度调节法造成实质性不利影响，可用任何方式。具体来讲，例如考虑到与周围的热移动因素，可采用以下的模式，以取代上述的标准曲线，求出补液温度调节器的温度T₃。

式中，1为从补液温度调节器至供给补液温度测定部位的导管长度m、T_t为时刻t(S或秒)时的补液温度℃，V为补液的供给流量(线速m/s)，a＝αA/V(α为导管材料的热传导率(W/m²K))，A为该导管的整个表面积m²，V为该导管内的补液的体积m³，另外，该公式1可从热传导的一般公式中导出。

在1种场合下，补液的温度T_t可以考虑为补液从补液温度调节器至供给补液温度测定部位之间的线形变化。此时，补液的温度T_t的公式为：

T_t＝T₃＋t(T₂－T₃)/(1/V)

将这一公式代入上述积分式进行数值计算，就可相对目标温度的T₂求出补液温度调节器的温度T₃。采用可表示T_t的其它公式，也同样可以求出补液温度调节器的温度T₃。

另外，可采用别的公式来取代上述公式1。

T₃＝T₄＋t(T₄－T₂)e^b/v    (2)

其中，b＝4α1/(ρdcp)

式中，α为导管材料的热传导率W/m²K，1为从补液温度调节器至供给补液温度测定部位的导管长度，ρ为补液的比重(kg/m³)，d为导管的外径m，Cp为补液的比热(J/kgK)，V为补液的供给流量(线速m/s)。

该公式中的液体在微小长度方向流动期间在周围散去的热量可通过在境界条件下的积分来求出，即，从与周围接受热量相等这一关系中立出微分方程式，解析后作为境界条件，导管长度＝0时，补液温度为T₃，导管长度＝1时，补液温度为T₂。另外，只要是本行业人员，该公式可以参照例如“图解传热工学的学习方法”(北山直方著、株式会社オ—ム公司(东京)出版、1989年7月20日发行、第1版第8次印刷的104—109页)，就可容易导出。

在第1方案的装置中，不测定供给补液温度T₂，但在调节供给补液的温度时，应考虑调节温度后的补液在到达供给血管之前的期间与装置周边的热移动。即，在预想到热移动的结果会使调节好温度的补液在进入体内前温度升高，在此场合，应预先加上该温度上升(进而使其与ΔT实质上相同)，将补液调节到只低于该上升部分的温度。反之，则调节到只高于ΔT的温度。

在一种最佳的形态中，本发明的装置还具有可将供给体内的补液、血液及/或稀释血液氧化的人工肺。所谓人工肺是指只要具有使溶存于血液、稀释血液或补液中的氧含量增加、即氧化(或添加氧气)的功能，任何装置均可。例如可采用所谓的膜型和气泡型的人工肺。较好的形态是不将导出的稀释血液的一部分浓缩，而是作为侧流取出，将其导入人工肺进行氧化，然后与补液一起通过补液温度调节器进行温度调节，再向体内供给。更加好的形态是将补液导入人工肺后向体内供给。

另1种较好的形态(例如适用分离温度调节法的对象具有代谢功能的场合)是，在本发明的装置中，不使用上述补液，而是将从被处置的人预先抽取的自身血液及/或输血与补液一起供给体内。此时，最好是将自身血液及/或输血导入人工肺进行氧化。另外又有一种形态是也可不使用那种人工肺、或者在人工肺的基础上设置保持稀释血液、补液、血液等液体的滴管，将氧气(或空气)吹入其中进行发泡使其氧化。

在本发明的装置中，稀释血液的浓缩的含义是使从体内导出的稀释血液(小于原先(稀释前)的血液血细胞比容值的血液)的血细胞比容值进一步增加或恢复。具体来讲，可通过过滤或透析处理(以下将两者统称为过滤处理)来进行。这一过滤处理可采用人工肾脏等通常使用的血过滤器或透析器等。在本发明的装置中，浓缩后的血液至少是稀释前的血液血细胞比容值通常的约70％，较好是至少约95％，最好是与稀释前实质性相同的血细胞比容值。

在本发明的装置中，在将透析器用于稀释血液的浓缩场合，因透析液含有身体所需的电介质及/或营养元素，将其移向浓缩血液侧，又可除去身体不需要的多余电介质及/或废物，因此可维持透用分离温度调节法的患者的电介质及/或营养元素的平衡，或者将失去的平衡恢复到原来状态。对此，血液浓缩部分最好是血液透析(包含CHD(iontinnous herodialysis))装置或者血液透析过滤〔包括CHDF(continnoas hemodiafitration)装置。

在实际使用本发明装置的某一种形态时，正常人的约40—50％的血细胞比容值通常用补液稀释到约5—20％、例如约70％，但这种被稀释的血液血细胞比容值在浓缩后恢复至约30—50％。因此，此时的血细胞比容恢复率(浓缩后的血细胞比容值/稀释前的血细胞比容值)约为0.7—1.00。

在本发明装置的1个形态中，实施分离冷却法场合用的体外循环装置可用于有选择地将对象部位冷却到所定温度。而在另一个形态中，不是冷却而是提供实施加温到所定温度的分离加温法场合用的体外循环装置。这种装置例如可使用在正常细胞不受影响但可在杀死癌细胞的高温中对对象进行加温的场合。具体来讲，当我们知道癌细胞约在42℃下死亡的场合，就可只对存在着这种癌细胞的对象进行加温。

下面，参照附图进一步详细说明本发明的装置。

图1为模式表示本发明的体外循环装置的示意图。图1所示的本发明的体外循环装置包括：供给补液部分A、血液浓缩部分B和血液供给部分C(这些部分由点划线区分)。

供给补液部分A具有补液容器8、从中向体内17供给补液的补液泵1(带有送液量的计量及其调节功能)、补液温度调节器3和补液滴管9。向体内供给补液的温度T₂由供给补液温度传感器4测定。

又，未图示的体外循环装置具有血液浓缩部分。该部分由从体内17导出稀释血液即脱血、最终将回收的浓缩血液流回体内17的血液泵；肝素或フサン等的抗凝固剂供给器18；血液滴管12；过滤器(或透析器)之类的血液浓缩器13以及除水容器14；有时还可包括除水泵7所构成。导出的稀释血液的温度T₁由稀释血液温度传感器20测定。另外，在血液浓缩部分中，还设有为将补液在装置运转开始时灌满装置内的导管及其部件内用的补液容器22。

又，未图示的体外循环装置具有血液供给部分C。该部分由返血滴管16和调节浓缩的血液温度的热交换器6构成。为控制浓缩的血液温度，热交换器设有温度传感器50。

在这些部分及其构成这些部分的部件之间，通过适当的导管(如硅胶管、氯乙烯管等、图中用粗实线表示)连接，各部分与身体17之间所需的连接由导管(10、11、15)来完成。

在供给补液部分A中，补液泵1通常以10—800mL/分钟、较好的是以50—500mL/分钟、最好是以100—400mL/分钟的范围，将补液定量性注入体内17。泵的实际流量根据对对象的不同处置目的，按需要从这些范围中选择。作为这种可定量性输送补液(即、可讲师注入)的泵来讲，以在血液的送液中常用的辊式泵作为示例。另外，为迅速进行对象的温度调节，流量较大为好，例如，最好适用100—400mL/分钟的流量(特别是对象为成人的脑子、分离冷却法的场合)。也可用离心式泵来取代辊式泵。此时，适当流量的控制装置最好将例如阀、变换器等功能组合后使用。

在可用补液泵1的电机转速等控制补液的供给量场合，虽然未必需另外设置流量计，但也可在补液的线路中设置流量计，以确认补液的供给量。例如，可以使用电磁流量计等。当泵的流量不属于所定量场合，最好设置所定量的控制功能(如变更泵的电机转速或变换器功能)或者可变更导管压力损失的功能。在补液泵1的定量性可确保的场合，也可省去流量计。这就意味着在图示形态的装置中，不在导管中设置流量计。一般来讲，也可在有必要以所定流量输送流体的某个导管上设置流量计，使其与泵配合，以确保所定流量流动(即、计量导出或注入)。其它泵5、7除了上述的流量范围的特征之外，均与泵1相同。

容器8也可采用封入补液的塑料容器或塑料袋，或者是将从这些容器中取出的补液保持的容器。在容器8与泵1之间，设有断液检测器44和滴管56。供给补液部分在上述的部件的基础上，还可具有去泡用的另外的滴管9(装有压力计P)，在补液中同时含有气泡时可将其分离。在血液浓缩部分和血液供给部分中，也可设置同样的滴管12、16。另外，为将补液中的杂物除去，也可在过滤器40上设置检查补液中是否存在气泡的气泡检测器42。

本发明的装置具有血液浓缩部分，从通过对象的稀释血液流动的血管、通常从静脉计量导出稀释血液，最好是浓缩到实质性的原来血液的血细胞比容值。该部分需要设置从体内17计量导出稀释的血液后进行送液、最终流回体内用的导出·送液泵5和浓缩被导出送来的稀释血液的部件13。另外，对对象除了补液之外，由于还要经由供给补液的血管和其他血管供给血液，因此，从对象流出的血液在补液中形成稀释的状态。需要时，为了不实质性向对象供给血液、而是只供给补液，也可将气球导管插入通过对象的唯一的动脉，将血流遮断，通过这一导管供给补液。又，对于稀释血液，可通过将气球导管插入从对象流来的唯一的动脉，将来自对象的稀释血液实质性地全部向体外导出。

泵5最好是通过导管11在以下的速度范围内将稀释血液定量性地从体内导出，即、一般为10～600ml/分钟、较好是50～400ml/分钟、最好是80～300ml/分钟(特别是成人的脑、分离冷却的场合)。泵5的实际流量可根椐不同的处置目的，按需要从这一范围中选择。泵5也可使用与补液送液泵1相同的产品，如上所述，使流量计(未图示)与泵配合动作。

在使用本发明的装置时，通过从经过导管11分离冷却部位的静脉，将稀释的血液导出，再通过送液泵5，引导到最好是可任意使用产品的血液浓缩部件13的血液侧入口。

在本发明装置中，浓缩部件13最好是如上所述的透析装置(此时、如图所示，向浓缩部件13供给透析液102)或过滤装置，该控制最好是以稀释前的血液的血细胞比容值和浓缩后的血液的血细胞比容值作为基准来操作。该血细胞比容值的测定可通过对浓缩后的血液离心处理来求出血球的体积比例(％)。最好是在测定供给补液的流量、从浓缩部件13排出的液(以下也称为滤液)的流量以及供给的总补液量和总过滤液量之后，将患者控制在不能处于过度的水分过剩状态或不足状态，通常，这种控制足够。又，在将透析装置用作浓缩部件13时，因供给装置的透析液量也包括排出的滤液量，故需要将这一量减去。

浓缩部件13在需要时，可在滤液侧设有泵7，进一步加大浓缩部件13两侧的压力差(可增大过滤压力(或透析时的压力差)的控制范围)，通过使用该泵，以增加过滤液流量的融通性。当然，浓缩部件13也可仅利用由泵5产生的稀释血液侧(吐出侧)与透过液侧(大气压)之间的压力差来除水(即、自然过滤或自然除水)。在自然除水时，可不经由泵7，而将滤液集中在滤液用容器14内。

当泵1在工作中，来自浓缩部件13的滤液流量(Vbml/分钟、但在透析装置时、透析量从Vb中除去)实质上较流向体内的补液的注入流量(Vbml/分钟)小，因此，最好是体内血液的血细胞比容值不要高于治疗开始前。其依椐是为有效地提高对补液的温度调节效果，最好将一时性的某种程度量的补液保持在对象部分内。因此，在本发明的装置中，最好的形态是以0.1Vd≤Vb≤Vd(Vd≠0)的关系进行流量控制。若是Vb＜0.1Vd，则不好，因为这会使体液量一时性过剩很多。反之，若Vb实质性大于Vd，则会形起血液的过度浓缩。然而，在本发明的装置中，并不完全排除Vb大于Vd，在对使用本发明装置的处置无不良影响时，也可Vb大于Vd。

在本发明的装置中，滤液由实质性的低分子量的物质(如电介质、葡萄糖之类的糖类)为主成分的水溶液组成，本发明装置使用期间的滤液(但在透析装置是浓缩部件时，除去透析液的量)的总量最好与在此期间供给的补液总量实质性相等。这意味着若考虑上述0.1Vd≤Vb那样的良好关系，有时就会在泵1和泵5存在的场合下泵7的动作时间变化。有时，即使泵1停止，泵5也动作，Vb会成为有效值。滤液的总量(但在透析装置是浓缩部件时，除去透析液的量)和供给的补液总量未必一定要实质性相等，在处置不产生问题的范围内这些量也可不同。从这一观点出发，例如维持0.8×滤液总量(但在透析装置是浓缩部件时，除去透析液的量)≤供给的补液总量≤1.2×滤液总量(但在透析装置是浓缩部件时，除去透析液的量)的关系，一般无问题。当然，由于供给的补液在通过冷却部位导出之前需要一定的时间，因此，在与泵1运转开始的同时，不必使泵5和泵7动作。又，在实际的处置或治疗期间，有时会产生供给的补液作为尿排出的场合，但在本说明书中，总滤液量也包括该尿的量。即、在上述关系中，也将尿视为滤液。但在滤液流量Vb中，不包括尿的流量。

在未图示形态的装置中，血液泵5具有从体内17导出稀释血液的功能、将其送至浓缩部件13进行浓缩的功能以及然后将浓缩的血液流回体内的功能。本行业人员当然知道这些功能也可采用途中设有缓冲器(或容器)的独立的泵来实施。

在本发明装置的血液浓缩部分中，根椐需要也可设置去泡用的滴管12和抗凝固剂供给部件18，例如肝素供给器。又，抗凝固剂(如肝素、フサン等)也可在本发明装置的某一部位供给。如上所述，虽然在血液浓缩部分中设有肝素供给器(未图示)，但供给的肝素即使通过血液浓缩部件13，也不会实质性移至滤液侧(即、残留在浓缩血液侧)。

本发明的装置设有血液供给部分，将低温或高温状态下得到的浓缩血液调节至平常体温附近的温度后注入血管(静脉)。具体来讲，该部分由加温·冷却用热交换器6构成，可将血液调至例如37℃附近后注入血管、通常心脏附近的静脉中。具体在使用本发明的装置时，经过与血液浓缩器13的血液出口侧连接的导管，再通过热交换器6和导管15，将浓缩的血液注入静脉。此时，如图所示，也可设置精蛋白泵70、去泡滴管16和气泡检测器46。

本发明的最佳形态是设有自动控制各自的流量的注入·除水(除液)控制器机构19，以从补液的注入流量Vd、稀释血液的导出流量、过滤液流量Vb的收支中，将体液量维持在所需的量。在排尿时，也可考虑收支中包括这一量来进行控制。在本发明的装置中，使用注入·除水控制器机构19时，向体内的补液注入流量、从体内的血导出流量和过滤液流量(即、泵1、5和7的送液量，但透析装置是浓缩部件时，泵7的送液量包括透析液的量)必须按照使用本发明装置的处置目的来进行控制。即、为使Vb和Vd符合上述的Vb和Vd的各自的范围、上述的Vb与Vd之间的关系以及上述的滤液的总量(但在透析装置是浓缩部件时，除去透析液的量)与注入补液总量之间的关系，必须使泵1和5以及有时存在的泵7如虚线所示有机地连动。本行业人员都知道这种控制也可用于人工肾脏等的操作。另外，也可在血液浓缩部件13的浓缩血液侧(即、浓缩部件的下流侧)设置别的泵，以取代泵7。

例如，未必要将相当于注入的补液的量立即过滤作为过滤液排出。当然也可同时过滤，但为了获取使用分离温度调节法的处置目的，补液最好停留在体内一定程度的时间，然后从体内慢慢地导出除去，以防止体液大量过剩。为使Vb和Vd符合上述目的，最好用注入·除水控制器机构19来调节。

另一种方法是使用上述的非接触型血细胞比容值测定装置，采用在线方式(オンラィン)测定导出的稀释血液及/或浓缩后的血液的血细胞比容值，为使稀释血液的血细胞比容值例如上述、不小于5％，及/或为使浓缩后的血液的血细胞比容值例如至少为40％，最好使注入·除水控制器机构19根据来自血细胞比容值测定装置的测定值，控制泵1、5和7的送液量。

下面，以分离冷却为例，对可适用于分离温度调节法的未图示的本发明的体外循环装置进行说明。

(形态1)

预先从补液容器22将补液装入装置的部件和导管内。首先，根椐适用分离冷却法的对象24及其对其的处置，决定冷却对象部位的所定温度T0、供给补液量、导出稀释血液流量等的操作条件。其次，运转热交换器3，将其设定温度T3取作所定温度T0。此时，考虑到从热交换器3至体内之前的这一期间的吸热或放热、即ΔT，再考虑进入体内后到达对象部位期间的温度变化，热交换器3的设定温度T3也可与T0稍有不同。

将各导管插入体内，使泵1工作，将补液从补液容器8向热交换器3供给，在将补液的温度控制到所定温度T0或接近于该温度之后，向体内供给补液。同时或经过所定时间后，用泵5将稀释血液从体内导出，由温度传感器20测定该温度，将其向血液浓缩部件13供给进行血液过滤。此时，根椐需要也可使除水泵7工作，以增大血液浓度。过滤浓缩后的血液通过热交换器3，在加热至接近体温的温度后，经过导管15流回体内。

由于这一操作也可认为测定的稀释血液温度T1就是表示对象部位的实际温度，因此，它与对象部位的所定温度T0不一样，例如可求出差ΔTa(＝T1－TO)。当ΔTa＞0时，表示对象不能充分冷却，用自动或手动方式操作，使补液的热交换器3的设定温度T3下降。

反之，当ΔT＜0时，表示对象已冷却过度，应进行提高补液的热交换器3的设定温度T3的操作。然后，重新测定稀释血液的温度，同样，求出△Ta，根椐该结果，改变热交换器3的设定温度T3。虽对第1次ΔTa的算出和第2次ΔTa的算出之间的时间间隔无特别限定，但一旦过长，容易引起稀释血液温度T1的波动，故最好短一点。当然，对稀释血液温度T1连续性测定，要考虑该温度差ΔTa的性质(差的绝对值、差的时间性变化的比例等)，也可考虑热交换器3的设定温度T3。反复进行上述测定以及调节热交换器3的设定温度T3的调节，使ΔTa更小，将稀释血液的温度T1接近并维持在对象部位的所定温度T0。另外，在实质性ΔTa＝0时，不需要特别变更热交换器3的设定。

(形态2)

在形态1中，只考虑了稀释血液温度T1，但除此之外，还要考虑供给补液温度T2。在此场合，也可认为T1和T2的平均值Tav(＝(T1＋T2)/2)表示对象部位的实际温度T0，与只考虑形态1的T1的场合比较，一般来讲，这一点在对象的温度评价方面要好。与前述形态1的场合一样，可以求得对象的所定温度T0与平均温度Tav的差异，例如ΔTb(＝(T1＋T2)/2－T0)。除此之外，均与上述形态1实质性相同。另外，这里是使T1和T2的分量相等地求取平均值的，但这种分量也可适当变化，例如，可用1.5T1来取代T1，或者用0.5T2来取代T2。特别是因T1会受对象的温度影响，故有时更着重对T1评价为好。

当Tb＞0时，表示对象不能充分冷却，应进行补液的热交换器3的设定温度T3的下降操作。反之，当Tb＜0时，表示对象已冷却过度，应进行提高补液的热交换器3的设定温度T3的操作。然后，与形态1一样，反复进行测定，使Tav接近对象的所定温度T0，使ΔTb接近零，并维持这一状态。

(形态3)

热交换器3的温度调节可采用适当的方法，根椐差异、例如差ΔTa或ΔTb的大小来实施。

例如，在形态1中，当差ΔTa为正时，应进行热交换器3的调节温度的下降操作，结果是降低稀释血液温度T1。若差ΔTa为负时，则进行相反操作。在该项操作时，最好考虑到差ΔTa的静特性及/或动特性。

例如，在形态2中，当差ΔTb为正时，应进行热交换器3的调节温度的下降操作，结果是降低供给补液温度T2。与此同时，考虑到最好是差ΔTb＝0，从所定温度T0和测定的稀释血液温度中，根椐公式：T2＝2T0－T1算出。将算出的T2作为热交换器3的设定温度。另一种形态是根椐算出的T2，采用校准曲线或上述公式(1)，考虑到与从热交换器3至供给补液温度侧部位的周围的热交换因素来决定热交换器3的设定温度T3。从该公式中可以看出，T3根椐补液的供给流量v而变化。通常，在适用并实施分离冷却法的处置中，v不是任意的数值，而是预先决定出容许范围(如不造成血管内壁损伤的范围)的v。因此，容许的v的数值被优先决定，结果是T3因通过用其它参数值的装置决定而被最后决定。

在使用本发明的装置时，补液从容器8经过送液泵1后，由补液温度调节热交换器3调节温度，其次，在适用分离温度调节法的通至对象的血管、通常是动脉中，通过导管10向体内17注入。此时，虽然将导管插入适用分离温度调节法的通至对象的血管(动脉)中，但向体内插入导管的位置并不限定于对象的附近部位。象所谓的塞丁格氏法(Seldinger｀s method)一样，例如也可采用将导管从大腿动脉经皮肤插入脑内进行补液供给的方法。

在此场合，不是将供给补液温度传感器4设置在体外，而是最好设置在导管10的插入前端部或它的附近，由此，可在离对象部位较近的部位(即、远位侧)测定供给补液的温度。其结果，在上述形态2中，使用T2′来取代用于对象部位温度的推定的T2。同样，对于从对象部位的稀释血液的导出，也可将导管的插入前端部插到尽可能地离对象部位近的位置，通过在其前端部或它的附近设置温度传感器，在离对象部位较近的部位测定从对象部位排出的稀释血液的温度T1′。

从而，通过将温度传感器设置在导管的插入前端部附近，可进一步提高对象部位的温度推定的精度，结果是可有效地适用分离温度调节法。即，通过在形态1中用T1′取代T1、在形态2中用T1′和T2′取代T1和T2，可进一步提高对象部位的温度推定的可靠性。另外，对于T1′和T2′，图5模式表示这一形态。

如图1所示，在泵5的跟前，设有测定导出的稀释血液血压的部件48，并在补液容器22的下流侧，设有滴管52和夹子54。

一个最佳的形态是，本发明的体外循环装置还进一步包括使稀释血液、补液、自身血液及/或输血氧化的人工肺。

图2只是表示包括有将从体内导出的局部稀释血液在人工肺中氧化的结构在内的本发明装置的该结构部分的模式图(该结构以外的部分与图1实质性相同)。如图所示，从体内导出的稀释血液的一部分通过泵26，在到达浓缩部件13的跟前分支，经过断液检测器58和导管60通向人工肺28。向人工肺28供给氧气。从人工肺28流出的稀释血液在与新供给的补液合液后，通过热交换器3，然后向体内17供给。

如图4所示，向体内供给的补液在流出热交换器3后，再通过人工肺28，向体内供给。另外，除了图示的以外，均与图1实质性查同。

又，如图5所示，也可在上述人工肺的基础上，或者取而代之，在补液的供给线路中，从热交换器3流出后，进入体内之前配置的导管9中供给氧气，使氧气在通过这里的补液(如上所述、有时也包括稀释血液、自身血液及/或输血)中起泡进行氧化。

又，图5也是表示从热交换器或加温·冷却器6流出的导管与补液供给导管连接的形态。在此形态下，将选择的对象冷却到所定的温度，在对对象实施了必要的处置后恢复为原来的温度(即、回温)时，将浓缩回收的至少一部分血液与补液一起，向对象供给。使用本发明的装置，回温实质上与对选择的对象加温是同一含义。因此，回温操作也可用本发明装置的分离加温方法。反之，将选择的对象加温到所定的温度，在对对象实施了必要的处置后恢复为原来温度的场合，回温操作也可用本发明装置的分离冷却方法。

回温时，在提高对象的温度场合，最好是向对象供给氧气，可促进对象的代谢功能。此时，最好是将向体内供给的至少一部分补液置换为血液，将其向对象供给。在此场合，设置图5所示的旁通道100(用虚线表示)，将浓缩的至少一部分血液在温度凋节后分支，与补液一起向对象供给。通常，若提高对象的温度，则促进其代谢功能，因此，对象需要更多的氧气，最好是使浓缩的血液量逐渐增加，减少补液的量。有时最好是最终只供给血液，停止补液的供给。此时，最好使用例如人工肺来氧化血液。在进行这样的回温时，根椐测量的稀释血液温度(T1、停止供给补液时，成为导出血液温度)和测定的供给补液温度(T2、有时成为供给血液温度(停止补液的供给时))，在推定对象温度的同时，调节供给的补液温度和分支的回收血液温度。另外，在设置旁通道100时，最好设置阀等，以使浓缩回收的血液全量或一部分向补液供给导管供给，可对按原样流回体内的血液(返血侧)和与补液一起向对象供给的血液(补液侧)进行适当的分配。又，为使血液全量供给到补液侧，可预先将Y字形的接头插入补液侧的导管内，将导管15拔出，插入该Y字形的接头内，使回血侧的导管与补液侧的导管直接连接。又，也可将拔出的导管15插入补液的滴管9内。

发明效果

使用上述任何一种形态的本发明的装置，可将适用分离温度调节法的对象以更高的精度，维持在所需的温度状态下。特别是在温度的测定部位处于对象的附近、即紧靠身体实施的场合，可进一步提高精度。特别是在插入血管内的导管前端附近设置温度传感器时，使精度明显提高。由此，如下所述，分离温度凋节法的优点更加显见。

本发明的装置可使用于所有的外科手术中适用分离温度调节法的场合。例如，通过使用补液，将脑、胸部、腹部、手足等的患部高精度地冷却到所定温度，可降低内脏器官等的活性，防止损伤(如虚血引起的组织损伤)，通过形成低血压状态(如低灌流状态)，提高手术的安全性，同时可减少肝素量，并可减少输血量，成为不会因输血引起感染的无危险的手术。

又，不仅是在手术时，并且可作为一种管理患者的状态、特别是管理低活性状态方法的一环使用本发明的装置，适用于分离冷却法的分离温度调节法。即、通过使用本发明的装置，通过在患部稀释的血液状态下，以更高的精度维持在所需的温度状态(该内容也包括维持低温(常温))，可阻止或延迟疾病的进展。

例如，较好的是，将身体的一部分迅速冷却至某一程度、如约34～15℃范围的温度，但不想将其它部分的温度降得那么低、如不想低于28℃的场合，使用本发明的装置，可只对身体的一部分迅速而又高精度冷却。又如，可适用于这样的场合：在脑的跌打损伤治疗之前，为使脑的肿大延迟(或减轻)，只想迅速使脑冷却但不想其它部分冷却。

特别是在本发明的装置中，由于只将身体的一部分冷却而其它部分的温度不降得那么低，因此，可通过调节补液的温度和供给量，一边将整个身体保持在较高(或正常)的温度，一边只将身体的一部分高精度维持在非常低的温度。这就意味着在因交通事故等引起的脑挫伤治疗时，可只对脑迅速泠却，但这对开颅等手术非常有效。又，在本发明的装置中，由于只将身体的一部分冷却而其它部分的温度不降得那么低，因此，不会起副作用，可长时间将身体的一部分维持在低温状态。

又，在使用本发明的装置注入补液时，在调节身体一部分温度的同时，进行血液稀释。在采用分离冷却的场合，因冷却会使身体的该部分代谢功能降低(减少冷却组织的氧气消费量、即管理低活性状态)，故在这种组织中，只要供给稀释的血液即可。从而，在这种部位的手术时，只流动稀释的血液，以大幅度减少出血量。

本发明就是提供用于上述状态管理的装置、即状态管理装置。在本说明书中，所谓状态管理是指通过将患者的局部或全身维持在所定温度、如置于低温下的低活性状态，或者通过在加温下保持因低体温症等引起的低体温状态的改善和杀死恶性细胞的条件来进行管理，以延迟或阻止病状的进展，藉此进行管理作用。特别是在后者的状态管理中，从正常细胞的保护观点出发，维持高精度的对象温度(特别是需要避免过度的高温)非常重要，这就意味着可将对象维持在高精度的本发明装置是非常有用的。

如最初的说明，本发明的装置可适用于包括人在内的动物治疗。只要是包含说明书中公开的数值的条件和较好形态等，一般均可使用该项治疗，并且，更好的形态是根椐具体的病例，可通过重复实验来选择。

此时，作为用于控制本发明装置用的参数，应考虑患者的数据(体重、血细胞比容值、处置等)、在此之前抽取的冷却和加温数据(补液的种类和温度、供给补液流量、冷却部位及其温度的时间性变化、稀释血液导出流量、其它部分的体温的时间性变化等)、治疗的种类(治疗部位、治疗方法、治疗时间等)、过滤装置的数据(滤材的种类、过滤压力、过滤速度等)。在进行这些数据的实验时，可抽取各种数据，对其进行数值性解析(回归)，以用于实际的处置。

再有，使用本发明的体外循环装置在设置人工肺的场合，具有通过氧化补液，延长可手术时间的优点。

Claims (25)

1、一种用于将对象维持在所定温度的分离温度调节法的体外循环装置，该装置包括：

(A)将调节温度后的补液计量注入血管的补液供给部分；

(B)用于将由补液稀释的血液由血管计量导出、再将导出的稀释血液浓缩的血液浓缩部分；

(C)调节浓缩的血液温度后、将其计量注入血管的血液供给部分，

其特征在于，在上述装置中，血液浓缩部分具有测定导出的稀释血液温度的稀释血液温度传感器，补液供给部分具有根椐测定的稀释血液温度与对象的所定温度的差异来调节供给补液温度的装置。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，补液供给部分具有用于测定供给补液温度的供给补液温度传感器，还具有不是根椐稀释血液温度与对象部位所定温度的差异、而是根椐供给补液温度和稀释血液温度的平均值与对象部位的所定温度之间的差异来调节供给补液温度的装置。

3、如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，供给补液的温度调节系在考虑了温度调节后的补液在供给至血管之前间、与装置周边的热移动因素来进行的。

4、如权利要求3所述的装置，其特征在于，补液温度调节手段的调节方法按照公式(1)实施：

式中，T2为供给补液温度、T3为用于调节补液温度的装置的调节温度、T4为室温、1为从补液温度凋节装置至供给补液温度传感器之间的导管长度、Tt为时刻t的补液温度、v为补液的供给量、a=αA/v、α为该导管材料的热传递率、A为该导管的整个表面积、v为该导管内的补液体积。

5、如权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，供给的补液经由人工肺注入血管。

6、如权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，导出的稀释血液的一部分经由人工肺后，与注入的补液一起注入血管。

7、如权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，补液供给部分是将自身血液或输血与补液一起供给，自身血液或输血经由人工肺、与补液一起注入血管。

8、如权利要求5至7中任上项所述的装置，其特征在于，上述装置具有吹入氧气的滴管，以取代人工肺。

9、如权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，补液供给部分具有注入补液的导管，供给补液温度传感器设置在导管的远位侧前端附近，又，血液浓缩部分具有导出稀释血液的导管，稀释血液温度传感器设置在导管的远位侧前端附近。

10、如权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置用于注入血液的补液在36.5～3℃的范围内调节温度、实施分离冷却法的场合。

11、如权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置用于注入血液的补液在36.5～42℃的范围内调节温度、实施分离加温法的场合。

12、如权利要求l至11所述的装置，其特征在于，注入补液流量Vd一般控制为10～600ml/分钟、较好是50～500ml/分钟、最好是100～400ml/分钟；血液浓缩部分具有过滤部件，其滤液流量Vb一般控制为10～200ml/分钟、较好是50～170ml/分钟、最好是100～140ml/分钟。

13、如权利要求1至12中任一项所述的装置，其特征在于，血液浓缩部分将稀释血液浓缩到稀释前血液的血细胞比容值的至少70％。

14、如权利要求1至13中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还具有注入·除水控制器机构。

15、如权利要求1至14中任一项所述的装置，其特征在于，血液浓缩部分具有透析装置。

16、如权利要求1至15中任一项所述的装置，其特征在于，供给补液的温度调节手段具有佩尔蒂元件。

17、如权利要求1至16中任一项所述的装置，其特征在于，分离温度调节法是分离加温法或分离冷却法。

18、如权利要求1至17中任一项所述的装置，其特征在于，分离温度调节法是分离加温法或分离冷却法后的回温法。

19、如权利要求1至18中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置用于外科手术。

20、如权利要求1至19中任一顶所述的装置，其特征在于，所述装置用于身体一部分的状态管理。

21、一种藉由分离温度调节法，将对象维持在所定温度的体外循环方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)通过补液供给装置，将温度调节后的补液计量注入血管的工序；

(2)通过血液浓缩装置，将由补液稀释的血液从血管计量导出，及将导出的稀释血液浓缩的工序；

(3)通过血液供给装置，在将浓缩的血液调节后计量注入血管的工序，

由血液浓缩部分测定被导出的稀释血液温度，并根椐测定的稀释血液温度与对象的所定温度之间的差异，由补液供给部分调节计量注入的补液温度。

22、如权利要求21所述的方法，其特征在于，补液供给部分测定计量注入的补液温度，不是根椐稀释血液温度与对象的所定温度的差异、而是根椐计量注入的补液温度和稀释的血液温度的平均值与对象的所定温度之间的差异，调节计量注入的补液温度。

23、如权利要求21或22所述的方法，其特征在于，计量注入的补液温度的调节是在考虑了温度调节后的补液在供给到血管之前间、与周边的装置热移动的因素来进行。

24、如权利要求21至23中任一项所述的方法，其特征在于，在所述方法开始时，预先将计量注入的补液温度调节为对象的所定温度。

25、如权利要求21至24中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法使用权利要求1至20中记载的装置。

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