JP2002224213A - 呼吸補助装置 - Google Patents
呼吸補助装置Info
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Abstract
で検出する。 【解決手段】 体外血液循環路(主回路10)の人工肺
に並列して差圧検出手段38を設ける。差圧検出手段
は、2枚の仕切り膜46,48を有し、この膜の間は生
理食塩水で満たされている。仕切り膜46,48で仕切
られた一方は動脈側に連通し、他方は静脈側に連通す
る。動脈側と静脈側の差圧により、仕切り膜46,48
は変形し、この変形量に基づき流量を求めることができ
る。
Description
を体外に取り出してガス交換し、肺機能の補助を行う呼
吸補助装置に関する。
の呼吸補助装置が提案されている。例えば、「人工心肺
(理論と実際)」(名古屋大学出版会、阿部稔雄著、1
991年)には、患者の血液の一部を静脈より分流して
体外に導き、ここでガス交換を行って、動脈より患者の
体内に血液を戻す装置が記載されている。この装置にお
いては、動脈に血液を送り込むので、血液ポンプを用い
て昇圧を行っている。
は、血液ポンプ等が必要となり、装置が大型化するとい
う問題がある。この問題を解決するために、本願出願人
は、特願平11−142001号において、動脈から血
液を分流し、静脈へ戻す呼吸補助装置を提案している。
動脈の血圧を利用して体外の血液循環を行うことができ
るために、血液ポンプが不要となり、装置を簡略なもの
とすることができる。しかし、この提案された呼吸補助
装置において、血液の流量を測定するための提案がなさ
れておらず、この装置に適した簡易な流量測定装置の開
発が望まれていた。
呼吸補助装置の全体構成を簡易なものとすることを目的
とする。
めに、本発明にかかる呼吸補助装置は、患者の動脈から
血液を分流し、人工肺を通してガス交換を行い、患者の
静脈に血液を戻す体外循環を患者の動脈の血圧のみによ
り行う呼吸補助装置であって、血液の体外循環路に、動
脈側と静脈側の差圧を検出するように配置された差圧検
出手段を有している。差圧検出手段は、脱血チューブに
連通する動脈側室と、送血チューブに連通する静脈側室
とを有し、これらは、仕切り手段に仕切られて隣接して
いる。仕切り手段は、動脈側と静脈側の差圧に応じて移
動または変形が可能であって、また中立位置へと向かう
ように付勢されている。さらに、この仕切り手段の移動
または変形量を検出するための手段が設けられている。
流量は、この回路の圧力損失と、圧力差で決定する。回
路を構成する各部品が一定のものであれば、圧力損失を
固定値として考えることができ、流量は、回路の所定区
間の圧力差に依存する。差圧検出手段は、この所定区間
の圧力差を検出するものであり、これにより流量を測定
することができる。流量調節手段を設け、圧力差が所望
の値になるように、この調節手段を調節することにより
流量が調節される。
変形を起こし、その変形から急速に元の形に戻る、いわ
ゆるゴム状弾性を有する膜とすることができる。膜は、
それ自体の弾性力によって、中立位置に付勢され、簡易
な構成の仕切りとなる。
2枚の膜を有し、これらの膜の間には、透明または半透
明の液体が満たされたものとすることができる。2枚の
膜は、それ自体の持つ弾性力によって中立位置に付勢さ
れる。膜間に透明または半透明の液体を満たすことによ
って、膜の変形、動きが観察しやすくなる。言い換えれ
ば、膜の変形動きが観察できるような程度の透明性を有
する液体により、2枚の膜の間を満たすことが好まし
い。
または半透明のシリンダに、このシリンダ内部を軸方向
に仕切る仕切り手段を設け、仕切られた一方が動脈側
に、他方が静脈側に接続することができる。また、シリ
ンダの表面に仕切り手段の移動または変形量を計るため
の目盛りが設けられている。
実施形態という)を、図面に従って説明する。図1は、
実施形態の概略構成図である。血液が体外を流れる主回
路10は、動脈と接続するための動脈接続部12を有す
る脱血チューブ14と、酸素と二酸化炭素のガス交換を
行う膜型の人工肺16と、静脈と接続するための静脈接
続部18を有する送血チューブ20を含む。血液を分流
する動脈は、鎖骨下動脈、前腕動脈、橈骨動脈、大腿動
脈などとすることができ、適切な部位を選択する。ま
た、ガス交換後の血液を戻す静脈は、鎖骨下静脈、前腕
静脈、橈骨静脈、大腿静脈などとすることができる。
チューブ14に血液が送られればよいため、注射針とす
ることができる。また、繰り返し呼吸補助装置を用いる
患者に対しては、動脈に動脈ポートを埋設し、装置使用
時に、これに脱血用カニューレを接続して分流血が脱血
チューブに流れるようにする。脱血チューブ14は、従
来からの人工肺のバイパス用チューブを用いることがで
きる。
のもう一方の端が接続され、動脈より分流された血液
が、ここから送り込まれる。人工肺16の内部には、中
空糸膜などにより構成されたガス交換フィルタが配置さ
れ、送り込まれてきた血液のガス交換を行う。人工肺1
6には、ガス交換に必要な酸素を供給する酸素ライン2
2が接続されている。酸素ライン22は、酸素ボンベな
どを含む酸素供給源24と、これより酸素を人工肺16
の酸素供給ポート26へ送る酸素供給チューブ28を含
む。ガス交換後の気体、すなわち血液中からの二酸化炭
素と、ガス交換されずに残った酸素は、人工肺16に設
けられた排出ポート30より排出される。
戻す送血チューブ20には、調節弁32が設けられ、こ
の弁の開閉の程度によって、血液の流量調節が行われ
る。静脈との接続は、前述した動脈と同様、静脈に埋め
込まれる静脈ポートと装置使用時に静脈ポートに接続さ
れる送血用カニューレにより達成される。送血チューブ
20には、その他、血液の流れる主回路10の空気を取
り除く空気除去機構が設けられている。以上の人工肺1
6の血液循環は、動脈と静脈の血圧の差により実現さ
れ、血液ポンプを必要としない。このため、簡易な構成
の呼吸補助装置が実現できる。
血液凝固剤を体外循環路中に供給する抗血液凝固剤供給
ライン34が接続されている。この抗血液凝固剤供給ラ
イン34は、シリンジポンプ36などを含む。
列して配置されるように、差圧検出機構38が設けられ
ている。差圧検出機構38は、シリンダ40と、シリン
ダの一方の端を脱血チューブ14に連通させる動脈側連
通ライン42と、シリンダの他方の端を送血チューブ2
0の調節弁32に上流側と連通させる静脈側連通ライン
44を含む。
である。シリンダ40は、透明または半透明の材料で構
成され、図中上方の端が動脈側に連通され、下方の端が
静脈側に連通される。シリンダ40のほぼ中央部には、
2枚の仕切り膜46,48が設けられ、動脈側と静脈側
の血液が混ざらないようになっている。すなわち、仕切
り膜46より図中上方は動脈側に連通された動脈側室5
0、仕切り膜48より図中下方は静脈側に連通された静
脈側室52となっている。さらに、仕切り膜46,48
の間の部分には、透明または半透明の液体、例えば生理
食塩水が満たされている。また、シリンダ40の表面に
は、軸方向に目盛り54が刻設されている。
に対して弾性を有する材料で構成され、例えば、材料と
して天然ゴムや合成ゴムが使用される。そして、動脈側
室50と静脈側室52の差圧により、例えば図3のよう
に変形する。目盛り54は、この仕切り膜46,48の
変形量を読みとるために設けられている。変形量hは、
前記差圧と関数関係にあり、よって、この変形量hは、
主回路10の、動静脈側連通ライン42,44と分岐す
る点の間の圧力差ΔPと関数関係にある。圧力差ΔP、
この圧力差が生じている区間の流路抵抗R、血液の粘度
μとすれば、血液の流量Qは、
れ、さらに同一の部品を用いて作成された装置であれ
ば、大きく異なることはないと考えられる。血液の粘度
μも、厳密には患者ごとに異なるが、およその流量を求
めればよい場合、定数として扱うことも可能である。圧
力差ΔPは、前述のように仕切り膜46,48の変形量
hと関数関係にあるから、この変形量hと血液の流量Q
の関係をあらかじめ求めておけば、装置使用時に、変形
量hを目視しつつ、調節弁32を操作して、所定の変形
量hとなるように調節すれば、所定の流量Qを得ること
ができる。
視するために、仕切り膜を2枚設け、この間を透明の液
体で満たしている。変形を容易に目視するために液体は
透明であることが望ましいが、少なくとも変形が目視で
きる程度の透明度の液体であればよい。また、シリンダ
40についても、透明であることが好ましいが、内部の
変形を目視することができれば、透明度のやや劣る材料
を用いることができる。
と、光源からの光の内、仕切膜46,48の間の透明の
部分を透過した光を受光する受光素子を配列し、受光素
子の出力により透明部分の位置を検出する構成を採るこ
ともできる。透明部分の移動を検出することで、膜の変
位を電気信号に変換することができる。この信号につい
て、2乗平均等の処理を行い、これに基づき流量を算出
することもできる。
ある。差圧検出機構60は、一方が動脈側、他方が静脈
側に通じているシリンダ62を有している。シリンダ6
2内には筒状の蛇腹64と膜板66を含む仕切膜68を
有する。この仕切膜68により、動脈側と、静脈側を仕
切っている。仕切膜68は、例えばステンレスの薄板で
構成することができる。また、仕切膜68は、中立位
置、すなわち体外循環血流量が0の位置に向けてばね7
0によって付勢されている。
な構成の流量検出機構を提供することができ、呼吸補助
装置の全体構成についても簡易、小型のものとすること
ができる。また、操作も容易となり、専門の操作者以外
のものであっても、流量調整を行うことが可能となる。
る。
が変形した状態を示す図である。
0 送血チューブ、32 調節弁(流量調節手段)、3
8 差圧検出機構(差圧検出手段)、40 シリンダ、
46,48 仕切り膜(仕切り手段)、50 動脈側
室、52 静脈側室、54 目盛り。
Claims (4)
- 【請求項1】 患者の血液の一部を脱血し、人工肺にて
ガス交換を行った後、患者の体内に血液を戻す体外循環
を患者の動脈の血圧のみにより行い、肺機能の補助をす
る呼吸補助装置であって、 酸素源から供給される酸素と血液内の二酸化炭素とのガ
ス交換を行う人工肺と、 患者の動脈から血液の一部を分流し、動脈の血圧により
人工肺へと血液を送る脱血チューブと、 人工肺から患者の静脈へとガス交換後の血液を戻す送血
チューブと、 前記脱血チューブと前記送血チューブの間に配置され、
動脈側と静脈側の差圧を検出する差圧検出手段と、 前記検出された差圧に応じて人工肺を通過する血液の流
量を調節する流量調節手段と、を有し、 前記差圧検出手段は、 前記脱血チューブと連通する動脈側室と、 前記送血チューブと連通する静脈側室と、 前記動脈側室と前記静脈側室とを仕切り、動脈側と静脈
側の差圧に応じて移動または変形可能であって、中立位
置に向けて付勢されている仕切り手段と、 前記仕切り手段の移動または変形量を検出するための手
段と、 を含む、呼吸補助装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の呼吸補助装置であっ
て、前記仕切り手段は、ゴム状弾性を有する膜であり、
この膜自体の有する弾性により中立位置に向けて付勢さ
れる、呼吸補助装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載の呼吸補助装置であっ
て、前記仕切り手段は、2枚のゴム状弾性を有する膜を
有し、これらの膜の間は透明の液体で満たされ、この膜
自体の有するゴム状弾性により中立位置に向けて付勢さ
れる、呼吸補助装置。 - 【請求項4】 請求項1から3のいずれかに記載の呼吸
補助装置において、前記差圧検出手段は、内部に、前記
仕切り手段に仕切られた前記動脈側室と前記静脈側室が
形成された略透明のシリンダを含み、当該シリンダの表
面には、前記仕切り手段の移動または変形を読むための
目盛りが設けられている、呼吸補助装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001030541A JP4334154B2 (ja) | 2001-02-07 | 2001-02-07 | 呼吸補助装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001030541A JP4334154B2 (ja) | 2001-02-07 | 2001-02-07 | 呼吸補助装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002224213A true JP2002224213A (ja) | 2002-08-13 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017038803A (ja) * | 2015-08-20 | 2017-02-23 | ニプロ株式会社 | 圧力測定部を有する血液回路 |
-
2001
- 2001-02-07 JP JP2001030541A patent/JP4334154B2/ja not_active Expired - Fee Related
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