JP2001079083A - 人工肺装置 - Google Patents
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
- A61M1/14—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
- A61M1/16—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
- A61M1/1698—Blood oxygenators with or without heat-exchangers
-
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- A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
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- A61M1/3623—Means for actively controlling temperature of blood
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一酸化窒素の同時吹送に適した人工心肺装置
を提供する。 【解決手段】 本発明にかかる人工肺装置は、血液流入
口、血液流出口、酸素付加手段及び一酸化窒素付加手段
を少なくとも備えたチャンバーとを有する人工肺装置に
おいて、該チャンバーには酸素付加域と一酸化窒素付加
域が形成され、各域にそれぞれ気体流入口および気体流
出口を備えることを特徴とする。
を提供する。 【解決手段】 本発明にかかる人工肺装置は、血液流入
口、血液流出口、酸素付加手段及び一酸化窒素付加手段
を少なくとも備えたチャンバーとを有する人工肺装置に
おいて、該チャンバーには酸素付加域と一酸化窒素付加
域が形成され、各域にそれぞれ気体流入口および気体流
出口を備えることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、体外循環におい
て、酸素を付加して二酸化炭素を除去するための人工心
肺装置、さらに詳しくは、一酸化窒素の同時吹送に適し
た人工心肺装置に関する。
て、酸素を付加して二酸化炭素を除去するための人工心
肺装置、さらに詳しくは、一酸化窒素の同時吹送に適し
た人工心肺装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、一酸化窒素の血管拡張作用を利用
し、肺高血圧症に対し一酸化窒素吸入療法が適用されて
おり、開心術の際の体外循環へ適用することにより、抹
消血管の循環動態の改善効果、および血小板活性化の抑
制効果が期待されている。しかしながら、一般的に開心
術の際には、患者の心機能と肺機能とを代行させる人工
心肺装置を使用して体外循環を行なっているため、患者
の肺での換気を利用した一酸化窒素吸入療法は実施でき
ない。そこで、人工肺装置による体外循環中に一酸化窒
素吸入療法を適用する場合、血液の酸素化に使用する人
工肺とは別に、一酸化窒素付加用のデバイス（人工肺）
を追加して行なうか、又は、血液の酸素化に使用する人
工肺に対して、酸素含有ガスと一酸化窒素とを混合吹送
する方法が考えられる
し、肺高血圧症に対し一酸化窒素吸入療法が適用されて
おり、開心術の際の体外循環へ適用することにより、抹
消血管の循環動態の改善効果、および血小板活性化の抑
制効果が期待されている。しかしながら、一般的に開心
術の際には、患者の心機能と肺機能とを代行させる人工
心肺装置を使用して体外循環を行なっているため、患者
の肺での換気を利用した一酸化窒素吸入療法は実施でき
ない。そこで、人工肺装置による体外循環中に一酸化窒
素吸入療法を適用する場合、血液の酸素化に使用する人
工肺とは別に、一酸化窒素付加用のデバイス（人工肺）
を追加して行なうか、又は、血液の酸素化に使用する人
工肺に対して、酸素含有ガスと一酸化窒素とを混合吹送
する方法が考えられる
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では、下記の問題点がある。 （１）上記複数の人工肺を用いる場合、人工肺が高価で
あるため、コストが高くなる。また、体外循環回路が複
雑となり、手技操作が煩雑となる。さらには、体外循環
回路全体の血液充填量が増加する。 （２）酸素含有ガスと一酸化窒素とを混合吹送する場
合、一酸化窒素の酸化により人工肺内部で二酸化窒素が
生成されるため、一酸化窒素の吹送によって期待される
効果が低減される問題がある。また、二酸化窒素が血液
中のヘモグロビンと結合するとメトヘモグロビンが産生
され、チアノーゼを引き起こすおそれがある。 （３）さらには、混合吹送される窒素が比較的高濃度で
あるため、一酸化窒素の一部が酸化されて二酸化窒素を
生成してしまい、人工肺装置の気体流出口から二酸化窒
素含有余剰ガス手術室内に放出されると、手術室内の人
体の下部気道に侵入し、閉塞性気管支炎、細気管支炎、
肺気腫等を引き起こす問題がある。また、二酸化窒素は
大気中の水分と反応し易く、容易に亜硝酸または硝酸と
なるため、手術室内の人の健康を害する恐れがあるほ
か、室内の機器などに対しても悪影響を及ぼす可能性が
ある。
方法では、下記の問題点がある。 （１）上記複数の人工肺を用いる場合、人工肺が高価で
あるため、コストが高くなる。また、体外循環回路が複
雑となり、手技操作が煩雑となる。さらには、体外循環
回路全体の血液充填量が増加する。 （２）酸素含有ガスと一酸化窒素とを混合吹送する場
合、一酸化窒素の酸化により人工肺内部で二酸化窒素が
生成されるため、一酸化窒素の吹送によって期待される
効果が低減される問題がある。また、二酸化窒素が血液
中のヘモグロビンと結合するとメトヘモグロビンが産生
され、チアノーゼを引き起こすおそれがある。 （３）さらには、混合吹送される窒素が比較的高濃度で
あるため、一酸化窒素の一部が酸化されて二酸化窒素を
生成してしまい、人工肺装置の気体流出口から二酸化窒
素含有余剰ガス手術室内に放出されると、手術室内の人
体の下部気道に侵入し、閉塞性気管支炎、細気管支炎、
肺気腫等を引き起こす問題がある。また、二酸化窒素は
大気中の水分と反応し易く、容易に亜硝酸または硝酸と
なるため、手術室内の人の健康を害する恐れがあるほ
か、室内の機器などに対しても悪影響を及ぼす可能性が
ある。
【０００４】そこで、本発明は、酸素および一酸化窒素
が吹送される人工肺装置内において、二酸化窒素を発生
させない、即ち、酸素と一酸化窒素とが混合されること
のない人工肺装置を提供することを目的とする。
が吹送される人工肺装置内において、二酸化窒素を発生
させない、即ち、酸素と一酸化窒素とが混合されること
のない人工肺装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明にかか
る人工肺装置は、血液流入口、血液流出口、酸素付加手
段及び一酸化窒素付加手段を少なくとも備えたチャンバ
ーとを有する人工肺装置において、該チャンバーには酸
素付加域と一酸化窒素付加域が形成され、各域にそれぞ
れ気体流入口および気体流出口を備えることを特徴とす
る。
る人工肺装置は、血液流入口、血液流出口、酸素付加手
段及び一酸化窒素付加手段を少なくとも備えたチャンバ
ーとを有する人工肺装置において、該チャンバーには酸
素付加域と一酸化窒素付加域が形成され、各域にそれぞ
れ気体流入口および気体流出口を備えることを特徴とす
る。
【０００６】かかる構成により、酸素および一酸化窒素
は、それぞれ各気体流入口から流入し、チャンバーの各
域を経て、血液中に溶解されなかった余剰酸素、余剰一
酸化窒素が各気体流出口から放出されるので、人工肺装
置のいずれの箇所においても、一酸化窒素と酸素が混合
されることがない。したがって、二酸化窒素が生成され
ることもなく、一酸化窒素の同時吹送により期待され
る、抹消血管の循環動態の改善効果、および血小板活性
化の抑制効果が低減される問題もない。また、二酸化窒
素を、大気中へ放出させることもないので、手術室内の
人の健康を害する恐れもなく、室内の機器などに対して
も悪影響を及ぼすこともない。
は、それぞれ各気体流入口から流入し、チャンバーの各
域を経て、血液中に溶解されなかった余剰酸素、余剰一
酸化窒素が各気体流出口から放出されるので、人工肺装
置のいずれの箇所においても、一酸化窒素と酸素が混合
されることがない。したがって、二酸化窒素が生成され
ることもなく、一酸化窒素の同時吹送により期待され
る、抹消血管の循環動態の改善効果、および血小板活性
化の抑制効果が低減される問題もない。また、二酸化窒
素を、大気中へ放出させることもないので、手術室内の
人の健康を害する恐れもなく、室内の機器などに対して
も悪影響を及ぼすこともない。
【０００７】また、本発明にかかる人工肺装置は、酸素
付加手段が、酸素付加域に内蔵され膜面を介して血液と
酸素含有ガスのガス交換を行うガス交換膜、酸素気泡発
生装置のいずれであっても良い。
付加手段が、酸素付加域に内蔵され膜面を介して血液と
酸素含有ガスのガス交換を行うガス交換膜、酸素気泡発
生装置のいずれであっても良い。
【０００８】また、本発明にかかる人工肺装置は、一酸
化窒素付加手段が、一酸化窒素付加域に内蔵され膜面を
介して血液と一酸化窒素含有ガスのガス交換を行うガス
交換膜、一酸化窒素気泡発生装置のいずれであっても良
い。
化窒素付加手段が、一酸化窒素付加域に内蔵され膜面を
介して血液と一酸化窒素含有ガスのガス交換を行うガス
交換膜、一酸化窒素気泡発生装置のいずれであっても良
い。
【０００９】前記ガス交換膜は、例えば、中空糸膜、平
膜等のいずれであっても良い。また中空糸膜を筒状に束
ねたもの、簾状に編んだ中空糸膜編物を複数積み重ねて
多重層としたもの、あるいは中空糸編物をロール状に巻
いたもの等のいずれの形態でチャンバー内に内蔵される
ものであっても良い。しかしながら、これらに限定され
るものではなく、既存の膜型人工肺のガス交換膜として
用いられるもののいずれであっても良い。
膜等のいずれであっても良い。また中空糸膜を筒状に束
ねたもの、簾状に編んだ中空糸膜編物を複数積み重ねて
多重層としたもの、あるいは中空糸編物をロール状に巻
いたもの等のいずれの形態でチャンバー内に内蔵される
ものであっても良い。しかしながら、これらに限定され
るものではなく、既存の膜型人工肺のガス交換膜として
用いられるもののいずれであっても良い。
【００１０】酸素気泡発生装置には、例えば、酸素の泡
を直接血液へ導入する泡ポンプが挙げられる。また、チ
ャンバー内にビーズ等を充填して血液が気泡と接触する
表面積を増やしたり、あるいはチャンバー内の血液通路
を蛇行状に形成して気泡を通路内で回転運動させること
により、ポンプから供給される気泡の拡散効率を向上さ
せる等しても良い。しかしながら、これらに限定される
ものはなく、既存の気泡型人工肺の酸素付加手段として
用いられるもののいずれであっても良い。また、一酸化
窒素気泡発生装置も、上記の酸素気泡発生装置と同様の
原理で血液に一酸化窒素を付加できるものであれば良
い。
を直接血液へ導入する泡ポンプが挙げられる。また、チ
ャンバー内にビーズ等を充填して血液が気泡と接触する
表面積を増やしたり、あるいはチャンバー内の血液通路
を蛇行状に形成して気泡を通路内で回転運動させること
により、ポンプから供給される気泡の拡散効率を向上さ
せる等しても良い。しかしながら、これらに限定される
ものはなく、既存の気泡型人工肺の酸素付加手段として
用いられるもののいずれであっても良い。また、一酸化
窒素気泡発生装置も、上記の酸素気泡発生装置と同様の
原理で血液に一酸化窒素を付加できるものであれば良
い。
【００１１】また、本発明にかかる人工肺装置は、酸素
付加域と一酸化窒素付加域とが、流入する血液に対し
て、直列に配置されるもの、並列に配置されるもののい
ずれであっても良い。また、本発明にかかる人工肺装置
は、酸素付加域と一酸化窒素付加域とが、チャンバー内
にそれぞれ一つずつ用意されるものであっても良いし、
いずれか一方が複数個用意されるもの、または両域が複
数個用意されて、適当に若しくは交互に配置されるもの
等のいずれであっても良い。
付加域と一酸化窒素付加域とが、流入する血液に対し
て、直列に配置されるもの、並列に配置されるもののい
ずれであっても良い。また、本発明にかかる人工肺装置
は、酸素付加域と一酸化窒素付加域とが、チャンバー内
にそれぞれ一つずつ用意されるものであっても良いし、
いずれか一方が複数個用意されるもの、または両域が複
数個用意されて、適当に若しくは交互に配置されるもの
等のいずれであっても良い。
【００１２】また、本発明にかかる人工肺装置は、酸素
付加域と一酸化窒素付加域とが、流入する血液に対して
直列に配置される場合、両域間に、血液流通可能な血液
流通路が形成される。また、チャンバー内に気体空間が
ある場合、両域の気体空間は、相互に気密に仕切られ
る。気体中では、ガスの拡散が著しく速く、酸素と一酸
化窒素が容易に混合されるからである。一方血液が充填
される液体空間では、血液に溶解した酸素と一酸化窒素
とが容易に混合されることがないため、両域は厳格に分
けられる必要はない。しかしながら、前記記載は、チャ
ンバー内の液体空間を各域に仕切る手段を設けることを
妨げるものではなく、域間の血液流通路を有した隔壁を
酸素付加域と一酸化窒素付加域間に設けても良い。血液
流通路は、充分な流量が確保される１つの開口であって
もいいし、隔壁に複数の開口を散点状に設け、該開口の
総和により充分な血液流量が確保されるものであっても
良い。
付加域と一酸化窒素付加域とが、流入する血液に対して
直列に配置される場合、両域間に、血液流通可能な血液
流通路が形成される。また、チャンバー内に気体空間が
ある場合、両域の気体空間は、相互に気密に仕切られ
る。気体中では、ガスの拡散が著しく速く、酸素と一酸
化窒素が容易に混合されるからである。一方血液が充填
される液体空間では、血液に溶解した酸素と一酸化窒素
とが容易に混合されることがないため、両域は厳格に分
けられる必要はない。しかしながら、前記記載は、チャ
ンバー内の液体空間を各域に仕切る手段を設けることを
妨げるものではなく、域間の血液流通路を有した隔壁を
酸素付加域と一酸化窒素付加域間に設けても良い。血液
流通路は、充分な流量が確保される１つの開口であって
もいいし、隔壁に複数の開口を散点状に設け、該開口の
総和により充分な血液流量が確保されるものであっても
良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態にかかる
人工肺装置について、図１〜図７を参照しながら説明す
る。
人工肺装置について、図１〜図７を参照しながら説明す
る。
【００１４】図１は、本発明の実施形態にかかる人工肺
装置の断面図であり、中空糸膜型人工肺装置の例であ
る。図１において、２１は血液流入口、２２は血液流出
口、５はチャンバーを示す、チャンバー５は、酸素付加
手段としての中空糸束６１を内蔵する酸素付加域３と、
一酸化窒素付加手段としての中空糸束６２を内蔵する一
酸化窒素付加域４が形成されており、各域にはそれぞれ
気体流入口３１、４１および気体流出口３２，４２が設
けられている。
装置の断面図であり、中空糸膜型人工肺装置の例であ
る。図１において、２１は血液流入口、２２は血液流出
口、５はチャンバーを示す、チャンバー５は、酸素付加
手段としての中空糸束６１を内蔵する酸素付加域３と、
一酸化窒素付加手段としての中空糸束６２を内蔵する一
酸化窒素付加域４が形成されており、各域にはそれぞれ
気体流入口３１、４１および気体流出口３２，４２が設
けられている。
【００１５】前記中空糸束６１，６２の両端部は、概ね
長方体形状のチャンバー５の長手方向両端部に、固定部
材７によって固定されている。固定部材７と、気体流入
口３１，４１および気体流出口３２，４２との間に気体
空間３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂが形成されており、前記気
体空間には、３ａと４ａ、３ｂと４ｂとをそれぞれ気密
に仕切る隔壁８１，８２が設けられている。気体中で
は、ガスの拡散が著しく速く、酸素と一酸化窒素が容易
に混合されるからである。
長方体形状のチャンバー５の長手方向両端部に、固定部
材７によって固定されている。固定部材７と、気体流入
口３１，４１および気体流出口３２，４２との間に気体
空間３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂが形成されており、前記気
体空間には、３ａと４ａ、３ｂと４ｂとをそれぞれ気密
に仕切る隔壁８１，８２が設けられている。気体中で
は、ガスの拡散が著しく速く、酸素と一酸化窒素が容易
に混合されるからである。
【００１６】一方、使用時に血液が流入するチャンバー
内の液体空間では、中空糸束６１、６２を相互に離して
チャンバー内に固定することによって、酸素付加域と一
酸化窒素付加域とに分けている。血液に一旦溶解した酸
素と一酸化窒素は容易に混合することはないため、各域
を厳格に分ける必要がないからである。しかしながら、
前記記載は、チャンバー内の液体空間に各域に仕切る手
段を設けることを妨げるものではなく、域間の血液流通
路を有した隔壁を酸素付加域と一酸化窒素付加域間に設
けても良い。
内の液体空間では、中空糸束６１、６２を相互に離して
チャンバー内に固定することによって、酸素付加域と一
酸化窒素付加域とに分けている。血液に一旦溶解した酸
素と一酸化窒素は容易に混合することはないため、各域
を厳格に分ける必要がないからである。しかしながら、
前記記載は、チャンバー内の液体空間に各域に仕切る手
段を設けることを妨げるものではなく、域間の血液流通
路を有した隔壁を酸素付加域と一酸化窒素付加域間に設
けても良い。
【００１７】図２は、本発明の他の実施形態にかかる人
工肺装置の断面図である。本実施の形態においては、チ
ャンバー内の液体空間を、複数の血液流通口１０を散点
状に設けた隔壁８によって、酸素付加域３と一酸化窒素
付加域４とに分けており、充分な血液流量が、血液流通
口１０の総和によって確保されるようになっている。し
かしながら、前記隔壁はこれらに限定されるものではな
く、例えば、充分な流量が確保される１つの血液流通口
を設けたものであってもよい。
工肺装置の断面図である。本実施の形態においては、チ
ャンバー内の液体空間を、複数の血液流通口１０を散点
状に設けた隔壁８によって、酸素付加域３と一酸化窒素
付加域４とに分けており、充分な血液流量が、血液流通
口１０の総和によって確保されるようになっている。し
かしながら、前記隔壁はこれらに限定されるものではな
く、例えば、充分な流量が確保される１つの血液流通口
を設けたものであってもよい。
【００１８】図３は、本発明の他の実施形態にかかる人
工肺装置の断面図である。上記の実施態様では、酸素付
加域と一酸化窒素付加域とが概ね直方体形状のチャンバ
ー内に配置されるものであったが、図３に示すように、
各域が、ほぼ別個に形成されたチャンバーによって用意
され、両域が、流入する血液に対して、直列に配置され
るものであっても良い。本実施態様においては、酸素付
加域３と一酸化窒素付加域４とが、一箇所によって、血
液連通に連結されており、血液流通口１０によって充分
な血液流量が確保されるようになっている。
工肺装置の断面図である。上記の実施態様では、酸素付
加域と一酸化窒素付加域とが概ね直方体形状のチャンバ
ー内に配置されるものであったが、図３に示すように、
各域が、ほぼ別個に形成されたチャンバーによって用意
され、両域が、流入する血液に対して、直列に配置され
るものであっても良い。本実施態様においては、酸素付
加域３と一酸化窒素付加域４とが、一箇所によって、血
液連通に連結されており、血液流通口１０によって充分
な血液流量が確保されるようになっている。
【００１９】図４は、本発明の他の実施形態にかかる人
工肺装置の概念図である。図１〜図３に示す本発明の実
施形態にかかる人工肺装置は、いずれも、流入する血液
に対して、酸素付加域と一酸化窒素付加域とが直列に配
置されるものであるが、図４に示すように、並列に配置
されるものであっても良い。本実施の形態においては、
各域から出て導管１２で合流する血液のＰＯ2（酸素分
圧）対ＰＣＯ2（二酸化炭素分圧）値が生理的値と（約
１００ｍｍＨｇ対４０ｍｍＨｇ）なるよう、あるいは、
酸素化されない血液が導管１２で合流しても、ＰＯ2対
ＰＣＯ2値に実質的な影響を与えない程度に、酸素付加
域に内蔵される中空糸の有効膜面積を大きくするのが好
ましい。一酸化窒素付加域に流入する血液は酸素化され
ないため、該血液を酸素化するための酸素を余剰に供給
可能とするためである。
工肺装置の概念図である。図１〜図３に示す本発明の実
施形態にかかる人工肺装置は、いずれも、流入する血液
に対して、酸素付加域と一酸化窒素付加域とが直列に配
置されるものであるが、図４に示すように、並列に配置
されるものであっても良い。本実施の形態においては、
各域から出て導管１２で合流する血液のＰＯ2（酸素分
圧）対ＰＣＯ2（二酸化炭素分圧）値が生理的値と（約
１００ｍｍＨｇ対４０ｍｍＨｇ）なるよう、あるいは、
酸素化されない血液が導管１２で合流しても、ＰＯ2対
ＰＣＯ2値に実質的な影響を与えない程度に、酸素付加
域に内蔵される中空糸の有効膜面積を大きくするのが好
ましい。一酸化窒素付加域に流入する血液は酸素化され
ないため、該血液を酸素化するための酸素を余剰に供給
可能とするためである。
【００２０】吹送される酸素含有ガスは、主として酸
素、及び酸素を希釈する空気や窒素などの希釈ガスとか
ら構成されており、酸素ガスの流量および酸素含有ガス
中の酸素濃度は、患者の血液中のＰＯ2値、ＰＣＯ2値を
左右する。したがって、酸素付加手段の酸素供給能、酸
素付加域に内蔵される中空糸の有効膜面積、一酸化窒素
付加手段の一酸化窒素供給能力、一酸化窒素付加域に内
蔵される中空糸の有効膜面積等のパラメーターを、抹
消血循環の改善、およびガス交換膜への血小板粘着防
止の両効果が最も効果的に得られ、かつ導管１２で合流
する血液のＰＯ2対ＰＣＯ2値が生理的値となるよう相互
に勘案して設定するのが好ましい。
素、及び酸素を希釈する空気や窒素などの希釈ガスとか
ら構成されており、酸素ガスの流量および酸素含有ガス
中の酸素濃度は、患者の血液中のＰＯ2値、ＰＣＯ2値を
左右する。したがって、酸素付加手段の酸素供給能、酸
素付加域に内蔵される中空糸の有効膜面積、一酸化窒素
付加手段の一酸化窒素供給能力、一酸化窒素付加域に内
蔵される中空糸の有効膜面積等のパラメーターを、抹
消血循環の改善、およびガス交換膜への血小板粘着防
止の両効果が最も効果的に得られ、かつ導管１２で合流
する血液のＰＯ2対ＰＣＯ2値が生理的値となるよう相互
に勘案して設定するのが好ましい。
【００２１】図１〜図４に示す本発明の実施態様にかか
る人工肺装置は、固定部材７によって固定された中空糸
の両端部端面が開口しており、気体流入口３１から酸素
が、気体流入口４１から一酸化窒素が流入する。チャン
バー内に流入した酸素、一酸化窒素は、それぞれ酸素付
加域、一酸化窒素付加域に内蔵された中空糸内へ流入
し、中空糸外側にある血液と膜面を解してガス交換さ
れ、血液に溶解されなかった余剰酸素、余剰一酸化窒素
が、それぞれ気体流出口３２，４２から大気中に放出さ
れる。すなわち、酸素および一酸化窒素は、各域内に分
かれて吹送されるので、人工肺装置のいずれの箇所にお
いても、一酸化窒素と酸素が混合されることがなく、二
酸化窒素を生成することもない。したがって、一酸化窒
素の吹送により期待される抹消血循環の改善、および
ガス交換膜への血小板粘着防止の効果を低減させる問
題もない。また、二酸化窒素を、大気中へ放出させるこ
ともないので、手術室内の人の健康を害する恐れもな
く、室内の機器などに対しても悪影響を及ぼすこともな
い。
る人工肺装置は、固定部材７によって固定された中空糸
の両端部端面が開口しており、気体流入口３１から酸素
が、気体流入口４１から一酸化窒素が流入する。チャン
バー内に流入した酸素、一酸化窒素は、それぞれ酸素付
加域、一酸化窒素付加域に内蔵された中空糸内へ流入
し、中空糸外側にある血液と膜面を解してガス交換さ
れ、血液に溶解されなかった余剰酸素、余剰一酸化窒素
が、それぞれ気体流出口３２，４２から大気中に放出さ
れる。すなわち、酸素および一酸化窒素は、各域内に分
かれて吹送されるので、人工肺装置のいずれの箇所にお
いても、一酸化窒素と酸素が混合されることがなく、二
酸化窒素を生成することもない。したがって、一酸化窒
素の吹送により期待される抹消血循環の改善、および
ガス交換膜への血小板粘着防止の効果を低減させる問
題もない。また、二酸化窒素を、大気中へ放出させるこ
ともないので、手術室内の人の健康を害する恐れもな
く、室内の機器などに対しても悪影響を及ぼすこともな
い。
【００２２】また、図１〜図４に示す本発明の実施形態
にかかる人工肺装置は、いずれも、中空糸の内側へ酸素
あるいは一酸化窒素を吹送し、膜面を介して中空糸の外
側の血液に酸素付加、あるいは一酸化窒素付加を行うも
のであるが、中空糸の外側に酸素あるいは一酸化窒素を
吹送し、膜面を介して中空糸の内側の血液とガス交換を
行うものであっても良い。
にかかる人工肺装置は、いずれも、中空糸の内側へ酸素
あるいは一酸化窒素を吹送し、膜面を介して中空糸の外
側の血液に酸素付加、あるいは一酸化窒素付加を行うも
のであるが、中空糸の外側に酸素あるいは一酸化窒素を
吹送し、膜面を介して中空糸の内側の血液とガス交換を
行うものであっても良い。
【００２３】図５は、本発明の他の実施形態にかかる人
工肺装置の概念図であり、気泡型人工肺装置の例であ
る。図５において、２１は血液流入口、２２は血液流出
口、５はチャンバーを示す．チャンバー５には、酸素付
加手段としての酸素気泡発生装置１３ａを内蔵する酸素
付加域３と、一酸化窒素付加手段としての一酸化窒素気
泡発生装置１３ｂを内蔵する一酸化窒素付加域４が形成
されており、酸素付加域３と一酸化窒素付加域４とが、
流入する血液に対して直列に配置されている。
工肺装置の概念図であり、気泡型人工肺装置の例であ
る。図５において、２１は血液流入口、２２は血液流出
口、５はチャンバーを示す．チャンバー５には、酸素付
加手段としての酸素気泡発生装置１３ａを内蔵する酸素
付加域３と、一酸化窒素付加手段としての一酸化窒素気
泡発生装置１３ｂを内蔵する一酸化窒素付加域４が形成
されており、酸素付加域３と一酸化窒素付加域４とが、
流入する血液に対して直列に配置されている。
【００２４】酸素気泡発生装置１３ａには、例えば、酸
素の泡を直接血液へ導入する泡ポンプが挙げられる。ま
た、チャンバー内にビーズ等を充填して血液が気泡と接
触する表面積を増やしたり、あるいはチャンバー内の血
液通路を蛇行状に形成して気泡を通路内で回転運動させ
ることにより、ポンプから供給される気泡の拡散効率を
向上させる等しても良い。しかしながら、これらに限定
されるものではなく、既存の気泡型人工肺の酸素付加手
段として用いられるもののいずれであっても良い。ま
た、一酸化窒素気泡発生装置も、上記の酸素気泡発生装
置と同様の原理で血液に一酸化窒素を付加できるもので
あれば良い。
素の泡を直接血液へ導入する泡ポンプが挙げられる。ま
た、チャンバー内にビーズ等を充填して血液が気泡と接
触する表面積を増やしたり、あるいはチャンバー内の血
液通路を蛇行状に形成して気泡を通路内で回転運動させ
ることにより、ポンプから供給される気泡の拡散効率を
向上させる等しても良い。しかしながら、これらに限定
されるものではなく、既存の気泡型人工肺の酸素付加手
段として用いられるもののいずれであっても良い。ま
た、一酸化窒素気泡発生装置も、上記の酸素気泡発生装
置と同様の原理で血液に一酸化窒素を付加できるもので
あれば良い。
【００２５】また、本実施形態にかかる人工肺装置のチ
ャンバー５には、酸素付加域、一酸化窒素付加域にそれ
ぞれ気泡除去室１４ａ，１４ｂが連設されている。酸素
付加域３に連設された気泡除去室１４ａで、酸素気泡発
生装置１３ａによって酸素付加された血液の泡を血液か
ら切離し、血液中に溶解しなかった酸素を外へ放出させ
るようになっている。酸素付加されることによって生じ
る気泡状の酸素がそのまま一酸化窒素付加域４に流入
し、一酸化窒素付加されることによって生じる気泡状の
一酸化窒素と混合されて、二酸化窒素が発生するのを防
止するためである。気泡除去室１４ａで除泡された血液
は一酸化窒素付加域４に流入し、一酸化窒素気泡発生装
置１３ｂにより一酸化窒素付加され、一酸化窒素付加さ
れることによって生じる気泡状の一酸化窒素が、気泡除
去室１４ｂで血液から離され、血液中に溶解しなかった
余剰一酸化窒素をチャンバー外へ放出させるようになっ
ている。
ャンバー５には、酸素付加域、一酸化窒素付加域にそれ
ぞれ気泡除去室１４ａ，１４ｂが連設されている。酸素
付加域３に連設された気泡除去室１４ａで、酸素気泡発
生装置１３ａによって酸素付加された血液の泡を血液か
ら切離し、血液中に溶解しなかった酸素を外へ放出させ
るようになっている。酸素付加されることによって生じ
る気泡状の酸素がそのまま一酸化窒素付加域４に流入
し、一酸化窒素付加されることによって生じる気泡状の
一酸化窒素と混合されて、二酸化窒素が発生するのを防
止するためである。気泡除去室１４ａで除泡された血液
は一酸化窒素付加域４に流入し、一酸化窒素気泡発生装
置１３ｂにより一酸化窒素付加され、一酸化窒素付加さ
れることによって生じる気泡状の一酸化窒素が、気泡除
去室１４ｂで血液から離され、血液中に溶解しなかった
余剰一酸化窒素をチャンバー外へ放出させるようになっ
ている。
【００２６】図６は、本発明の他の実施形態にかかる人
工肺装置の概念図であり、気泡型人工肺装置のその他の
例である。本実施態様は、流入する血液に対して、酸素
付加域３と一酸化窒素付加域４とが並列に配置されるも
のである。本実施の態様においては、前記膜型人工肺の
場合と同様、各域から出て導管１２で合流する血液のＰ
Ｏ2（酸素分圧）対ＰＣＯ2（二酸化炭素分圧）値が生理
的値（約１００ｍｍＨｇ／４０ｍｍＨｇ）となるよう、
あるいは、酸素化されない血液が導管１２で合流して
も、生理的なＰＯ2対ＰＣＯ2値に実質的な影響を与えな
いよう、チャンバーの酸素付加域３が占める割合を大き
くするのが好ましい。また、高流量、高濃度の酸素含有
ガスを供給可能な酸素気泡発生装置１３ａを備えるのが
好ましい。一酸化窒素付加域に流入する血液は酸素化さ
れないため、該血液を酸素化するための酸素を余剰に供
給するためである。
工肺装置の概念図であり、気泡型人工肺装置のその他の
例である。本実施態様は、流入する血液に対して、酸素
付加域３と一酸化窒素付加域４とが並列に配置されるも
のである。本実施の態様においては、前記膜型人工肺の
場合と同様、各域から出て導管１２で合流する血液のＰ
Ｏ2（酸素分圧）対ＰＣＯ2（二酸化炭素分圧）値が生理
的値（約１００ｍｍＨｇ／４０ｍｍＨｇ）となるよう、
あるいは、酸素化されない血液が導管１２で合流して
も、生理的なＰＯ2対ＰＣＯ2値に実質的な影響を与えな
いよう、チャンバーの酸素付加域３が占める割合を大き
くするのが好ましい。また、高流量、高濃度の酸素含有
ガスを供給可能な酸素気泡発生装置１３ａを備えるのが
好ましい。一酸化窒素付加域に流入する血液は酸素化さ
れないため、該血液を酸素化するための酸素を余剰に供
給するためである。
【００２７】さらに好適には、酸素付加手段の酸素供給
能、酸素付加域３の占有面積、一酸化窒素付加手段の一
酸化窒素供給能等のパラメーターを、抹消血循環の改
善、および血小板活性の抑制の両効果が最も効果的に
得られるよう、かつ導管１２で合流する血液のＰＯ2対
ＰＣＯ2値が生理的値となるよう相互に勘案して設定す
るのが好ましい。
能、酸素付加域３の占有面積、一酸化窒素付加手段の一
酸化窒素供給能等のパラメーターを、抹消血循環の改
善、および血小板活性の抑制の両効果が最も効果的に
得られるよう、かつ導管１２で合流する血液のＰＯ2対
ＰＣＯ2値が生理的値となるよう相互に勘案して設定す
るのが好ましい。
【００２８】また、本実施形態にかかる人工肺装置のチ
ャンバー５には、酸素付加域、一酸化窒素付加域にそれ
ぞれ気泡除去室１４ａ，１４ｂが連設されている。酸素
付加域３に連設された気泡除去室１４ａで酸素気泡発生
装置１３ａによって酸素付加された気泡状の血液から血
液中に溶解しなかった酸素を、気泡除去室１４ｂで一酸
化窒素気泡発生装置１３ｂによって一酸化窒素付加され
た気泡状の血液から一酸化窒素を、外へ放出させるよう
になっている。気泡状の酸素と気泡状の一酸化窒素とが
導管１２で合流し、二酸化窒素が発生するのを防止する
ためである。
ャンバー５には、酸素付加域、一酸化窒素付加域にそれ
ぞれ気泡除去室１４ａ，１４ｂが連設されている。酸素
付加域３に連設された気泡除去室１４ａで酸素気泡発生
装置１３ａによって酸素付加された気泡状の血液から血
液中に溶解しなかった酸素を、気泡除去室１４ｂで一酸
化窒素気泡発生装置１３ｂによって一酸化窒素付加され
た気泡状の血液から一酸化窒素を、外へ放出させるよう
になっている。気泡状の酸素と気泡状の一酸化窒素とが
導管１２で合流し、二酸化窒素が発生するのを防止する
ためである。
【００２９】また、図１〜図６に示す本発明の実施形態
にかかる人工肺装置は、いずれも、血液が酸素付加域か
ら一酸化窒素付加域の順で流入する形態であるが、一酸
化窒素付加域から酸素付加域の順で流入する形態であっ
ても良い。また、本発明の人工肺装置は、チャンバー５
が、酸素付加域、一酸化窒素付加域に加えて、さらに血
液の温度を必要に応じて上昇または降下させうる熱交換
器、脱血した血液を一時的に貯留するための貯血槽等を
備えるものであっても良い。
にかかる人工肺装置は、いずれも、血液が酸素付加域か
ら一酸化窒素付加域の順で流入する形態であるが、一酸
化窒素付加域から酸素付加域の順で流入する形態であっ
ても良い。また、本発明の人工肺装置は、チャンバー５
が、酸素付加域、一酸化窒素付加域に加えて、さらに血
液の温度を必要に応じて上昇または降下させうる熱交換
器、脱血した血液を一時的に貯留するための貯血槽等を
備えるものであっても良い。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、本発明にかかる人工肺装
置によれば、供給される酸素および一酸化窒素は各気体
流入口からチャンバー内の各域に流入し、各気体流出口
から大気中に放出され、人工肺装置内のいずれに箇所に
おいても二酸化窒素を発生することがないので、一酸化
窒素吹送によって期待される効果、即ち、一酸化窒素
による抹消血の循環状態の改善および、血小板活性の
抑制効果が低減される問題もない。
置によれば、供給される酸素および一酸化窒素は各気体
流入口からチャンバー内の各域に流入し、各気体流出口
から大気中に放出され、人工肺装置内のいずれに箇所に
おいても二酸化窒素を発生することがないので、一酸化
窒素吹送によって期待される効果、即ち、一酸化窒素
による抹消血の循環状態の改善および、血小板活性の
抑制効果が低減される問題もない。
【００３１】また、二酸化窒素が大気中に放出されるこ
ともないので、手術室内の人の健康を害する恐れもな
く、室内の機器などに対しても悪影響を及ぼすこともな
い。
ともないので、手術室内の人の健康を害する恐れもな
く、室内の機器などに対しても悪影響を及ぼすこともな
い。
【図１】本発明の実施形態にかかる人工肺装置の一実施
例の断面図である。
例の断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態にかかる人工肺装置の断
面図である。
面図である。
【図３】本発明の他の実施形態にかかる人工肺装置の断
面図である。
面図である。
【図４】本発明の他の実施形態にかかる人工肺装置の概
念図である。
念図である。
【図５】本発明の他の実施形態にかかる人工肺装置の概
念図である。
念図である。
【図６】本発明の他の実施形態にかかる人工肺装置の概
念図である。
念図である。
２１ 血液流入口 ２２ 血液流出液 ３ 酸素付加域 ３ａ 気体空間 ３ｂ 気体空間 ３１ 気体流入口 ３２ 気体流出口 ４ 一酸化窒素付加域 ４ａ 気体空間 ４ｂ 気体空間 ４１ 気体流入口 ４２ 気体流出口 ５ チャンバー ６１ 中空糸束 ６２ 中空糸束 ７ 固定部材 ８ 隔壁 ８１ 隔壁 ８２ 隔壁 １０ 血液流通口 １２ 導管 １３ａ 酸素気泡発生装置 １３ｂ 一酸化窒素発生装置 １４ａ 除泡室 １４ｂ 除泡室
Claims (11)
- 【請求項１】血液流入口、血液流出口、酸素付加手段及
び一酸化窒素付加手段を少なくとも備えたチャンバーと
を有する人工肺装置において、該チャンバーには酸素付
加域と一酸化窒素付加域とが形成され、各域にそれぞれ
気体流入口および気体流出口を備えることを特徴とする
人工肺装置。 - 【請求項２】前記酸素付加域と一酸化窒素付加域が、流
入する血液に対して、直列に配置されることを特徴とす
る請求項１に記載の人工肺装置。 - 【請求項３】前記酸素付加域と一酸化窒素付加域が、流
入する血液に対して、並列に配置されることを特徴とす
る請求項１に記載の人工肺装置。 - 【請求項４】前記酸素付加手段が、酸素付加域に内蔵さ
れ膜面を介して血液と酸素含有ガスのガス交換を行うガ
ス交換膜であることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かの項に記載の人工肺装置。 - 【請求項５】前記一酸化窒素付加手段が、一酸化窒素付
加域に内蔵され膜面を介して血液と一酸化窒素含有ガス
のガス交換を行うガス交換膜であることを特徴とする請
求項１〜４のいずれかの項に記載の人工肺装置。 - 【請求項６】前記ガス交換膜が、中空糸膜であることを
特徴とする請求項４又は５に記載の人工肺装置。 - 【請求項７】前記チャンバーの、気体流入口および気体
流出口とチャンバー内に中空糸両端部を固定する固定部
材の間に形成された気体空間に、酸素付加域と一酸化窒
素付加域とを気密に仕切る隔壁を設けたことを特徴とす
る請求項６に記載の人工肺装置。 - 【請求項８】前記チャンバーの、中空糸が内蔵される空
間に、酸素付加域と一酸化窒素付加域とを血液流通可能
に仕切る隔壁をさらに備えたことを特徴とする請求項７
に記載の人工肺装置。 - 【請求項９】前記酸素付加手段が、酸素気泡発生装置で
あることを特徴とする請求項１、２、３、５のいずれか
の項に記載の人工肺装置。 - 【請求項１０】前記一酸化窒素付加手段が、一酸化窒素
気泡発生装置であることを特徴とする請求項１、２、
３、４、のいずれかの項に記載の人工肺装置。 - 【請求項１１】前記酸素付加域と一酸化窒素付加域の各
域に気泡除去室が連設されることを特徴とする請求項９
または１０に記載の人工肺装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26100599A JP4258908B2 (ja) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | 人工肺装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26100599A JP4258908B2 (ja) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | 人工肺装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001079083A true JP2001079083A (ja) | 2001-03-27 |
| JP4258908B2 JP4258908B2 (ja) | 2009-04-30 |
Family
ID=17355742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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