JP2000506764A - 無水熱交換器を備えた酸素付加器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 酸素付加器と関連した使い捨ての血液熱交換器の伝熱面に嵌着できる温度制御面を備えた使い捨て式ではない加熱／冷却器を設けることによって、酸素付加器内の血液の温度制御を、水を使用しないで行う。薄い経路内の血流は伝熱面に沿って流れ、その結果、ほぼ全ての血液が伝熱面を通って流れるときにこの伝熱面の温度になる。

Description

【発明の詳細な説明】 無水熱交換器を備えた酸素付加器 発明の分野 本発明は酸素付加器に関し、更に詳細には、酸素付加器の酸素付加部分とは別 体であり、且つ、この部分から取り外し自在の無水熱交換器（waterless heat e xchanger）を使用した酸素付加器に関する。 発明の背景 酸素付加器は周知であり、開胸手術等の特定の外科手術で肺の機能を一時的に 引き受けるために日常的に使用されている。酸素付加器の主な機能は、血液を貯 蔵し、患者の血液について酸素−二酸化炭素ガス交換を行うことであるが、従来 、手術の様々な場合に必要とされるように血液の温度を調節する機能を果たす。 従来の酸素付加器では、血液の温度調節は、血液と温度制御された水蒸気との 間で金属又はプラスチック製の界面を通して熱交換を行う熱交換器に血液を流す ことによって行われていた。熱交換器は、従来、血液が酸素付加器の連続した経 路を通って先ず最初に熱交換器を通り、次いでガス交換器を通るように、酸素付 加器に組み込まれていた。 同じ装置内に血液及び水が存在する場合にはいつでも、一方が他方に事故で漏 れ出し、患者の安寧が脅かされるという本質的危険がある。更に、人工心肺に通 常取り付けられる酸素付加器への水連結ラインが詰まるなどして事故に繋がる場 合もある。更に、水温を制御するための装置が必要とされている。 温度制御装置を酸素付加器内に直接配置すると、水の問題が解決されるが、こ れは、必要とされる装置が、適当な大きさの酸素付加器に組み込むには大き過ぎ るため、及び使い捨て装置に組み込むには余りにも高価であるため、実際的でな い。使い捨て装置とは酸素付加器のことである。 発明の概要 本発明は、酸素付加器が使用のために取り付けられた永久的加熱／冷却器ハウ ジングの対応する界面とぴったりと係合した界面に沿って薄い血液の膜が通過す る熱交換器を酸素付加器に設けることによって、上述の従来技術の問題点 を解決する。本明細書中に記載した本発明の様々な実施例は、血液の温度を均等 に制御するための界面の形状、即ち、界面から約１mm乃至２mm以上離れた部分が 血液経路中にない形状に関する。このような形状の例は、互いに接近した大きく 平らな表面、互いに入り込んだ回旋状表面、又は、均等に薄い血液経路を間に構 成する螺旋状ベーンである。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明の装置の構成要素を示す概略図であり、 第２図は、本発明の一実施例を示す詳細断面図であり、 第３図は、本発明の別の実施例を示す詳細断面図であり、 第４図は、本発明の第３時を示す詳細断面図である。 好ましい実施例の詳細な説明 添付図面と関連して以下に説明する詳細な説明は、本発明の現在の好ましい実 施例を説明しようとするものであって、本発明を形成し使用する唯一の態様を提 供するものではない。この説明は、本発明を形成し操作するための機能及び手順 を例示の実施例と関連して説明する。しかしながら、本発明の精神及び範囲内に 含まれる異なる実施例によって、同じ又は等価の機能及び手順を実施できるとい うことは理解されるべきである。 第１図は、人工心肺１１に取り付けた本発明の装置１０の基本的構成要素、即 ち酸素付加器１２、血液熱交換器１４、加熱／冷却器１６を示す。熱交換器１４ 及び酸素付加器１２は互いに単一のハウジング内に形成されているか或いは別体 であり且つチューブ１８によって作動的に連結されている。加熱／冷却器１６は 、有利には、ヒートポンプであるか或いは別々の加熱装置及び冷却装置を収容し ているのがよい。いずれにせよ、好ましくは、界面２０を選択可能な温度に維持 するように機能する従来の電気装置である。 界面２０は二つの部品、即ち加熱／冷却器１６の部品である熱伝達面２２、及 び血液熱交換器１４の部品である熱伝達面２４からなる。本発明の全ての実施例 において、面２２、２４は、本発明の装置の組み立て時に互いに物理的にぴった りと接触している。好ましくは、面２２、２４は金属製であるが、これらのうち のいずれかを熱伝導率の高い他の適当な材料で製作してもよい。 熱交換器１４を通って流れる血液をできるだけ均等に加熱し又は冷却すること が重要であるため、面２４に設けられた血液経路は、面２４から最大距離ｄ（好 ましくは約１mm乃至２mm）以上離れていないのが望ましい。当然のことながら、 面２４の面積はできるだけ大きくなければならず、面２４に亘る血流はできるだ け低速でなければならない。 第２図、第３図、及び第４図に示す様々な実施例は、本発明を実施する様々な 方法を例示する。第２図では、加熱／冷却器１６のヒートポンプ又は他の加熱／ 冷却装置３０は、面２２を構成する大きく平らな好ましくは金属製のプレート３ ２の温度を制御する。この場合、熱交換器１４の面２４もまた、ブラケット３６ 等の適当な手段によって熱交換器１４を加熱／冷却器１６に取り付けたときに面 ２２と物理的に接触する平らなプレート３４である。熱交換器１４が酸素付加器 １２と一体に形成されている場合、熱交換器１４を通る血液経路３８は、プレー ト３４と酸素付加器１２の壁４０との間の厚さが１mm乃至２mmの大きな平らな空 間である。 第３図は、互いに噛み合った回旋部４２をプレート３２及び３４に形成するこ とによって、小さな領域内で大きな界面面積を得るための方法を示す。回旋部４ ２は、加熱／冷却器１６及び熱交換器１４を、電気ソケットが壁に設けられたコ ンセントと係合するように互いに係合させることができるように形成されている のがよい。 第４図は、熱交換器１４を酸素付加器１２の中央コアに配置した実施例を示す 。この実施例では、プレート３２は、酸素付加器１２内に延びてこの酸素付加器 内でプレート３４と接触する全体に円筒形のフィンガ状の形態をとる。第４図の 実施例では、プレート３４は、酸素付加器１２の中央コアを通って延びる全体に 円筒形の血液熱交換器チャンバ４６の中央に凹所又はソケット４４を形成するよ うに賦形されている。 熱交換プレートから距離ｄ以上離れた部分がない血液経路を維持するため、プ レート３４には金属製の螺旋状フィン４８が設けられている。これらのフィンは 、プレート３４からチャンバ４６の壁まで延びている。フィン４８により、血液 を薄いシートをなしてプレート３４を中心として螺旋状に移動させ、この 際フィン４８がプレート３４から引き込む熱又は冷熱に連続的に露呈する。 本明細書中に説明し且つ添付図面に示した無水熱交換器を持つ例示の酸素付加 器は、本発明の現在の好ましい実施例を提供するにすぎない。確かに、本発明の 精神及び範囲から逸脱することなく、このような実施例に様々な変形及び追加を 加えることができる。かくして、他の変形及び追加は当業者に明らかであり、本 発明を様々な用途で使用するために適合するように実施できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．酸素付加器用の血液の無水熱交換システムにおいて、 a）温度制御面を備えた加熱／冷却器と、 b）内部を流れる血液に酸素付加するための酸素付加器と、 c）酸素付加されるべき血液の温度を制御するため、前記酸素付加器と関連した 血液熱交換器とを有し、 d）前記血液熱交換器は、前記加熱／冷却器に取り外し自在に取り付けることが でき、前記加熱／冷却器及び熱交換器を互いに取り付けたときに前記温度制御面 とぴったりと接触するように配置された伝熱面を有し、 e）酸素付加されるべき前記血液を、前記伝熱面に沿って流れる際に実質的に全 ての血液を前記温度制御面の温度にできるのに十分薄い経路内で、前記伝熱面に 沿って流すように構成した、 ことを特徴とする血液の無水熱交換システム。 ２．前記経路の深さは実質的に１mm乃至２mmである、請求項１に記載の血液の熱 交換システム。 ３．前記温度制御面及び前記伝熱面は、実質的に平らなプレートである、請求項 １に記載の血液の熱交換システム。 ４．前記温度制御面及び前記伝熱面は、互いに噛み合った回旋プレートである、 請求項１に記載の血液の熱交換システム。 ５．前記温度制御面及び前記伝熱面は、前記酸素付加器の血液チャンバ内に配置 され且つこのチャンバと実質的に同心であり、前記伝熱面には、前記伝熱面と前 記血液チャンバの壁との間に延在し前記伝熱面の周囲に前記血液用の螺旋状経路 を形成する薄い伝熱用螺旋状フィンが形成されている、請求項１に記載の血液の 熱交換システム。 ６．前記温度制御面及び前記伝熱面は金属製である、請求項１に記載の血液の熱 交換システム。