JP2002306592A - 熱交換器及び改良マニホールドを同心に備えたコンパクトな膜型酸素付加器 - Google Patents
熱交換器及び改良マニホールドを同心に備えたコンパクトな膜型酸素付加器Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】血液で充填される容積が少なく凝血が出来にく
い酸素付加器を提供する。 【解決手段】 全体に円筒形の膜型ファイバ束酸素付加
器が、全体に円筒形の熱交換器を同心に包囲する。伝熱
流体は、熱交換器の上端から下方にファイバ束２６の外
側面の周囲を流れる。熱交換器の下端にある血液入口マ
ニホールド１８は、入口ノズル及び全体に円錐形の壁を
含む。熱交換器の上端にある移行マニホールド２４は、
血液を酸素付加器ファイバ束２６の上端に差し向ける。
移行マニホールド２４は、血液をファイバ束２６の上部
分に亘って実質的に均等に拡げる表面を構成する全体に
円錐形の壁を有する。血液は、代表的には、束の外側面
の周囲を下方に、酸素付加した血液を収集する血液出口
マニホールドまで流れる。血液出口マニホールドは、環
状血液収集チャンバを有する。血液出口ノズル３２は、
環状血液収集チャンバから延びている。
い酸素付加器を提供する。 【解決手段】 全体に円筒形の膜型ファイバ束酸素付加
器が、全体に円筒形の熱交換器を同心に包囲する。伝熱
流体は、熱交換器の上端から下方にファイバ束２６の外
側面の周囲を流れる。熱交換器の下端にある血液入口マ
ニホールド１８は、入口ノズル及び全体に円錐形の壁を
含む。熱交換器の上端にある移行マニホールド２４は、
血液を酸素付加器ファイバ束２６の上端に差し向ける。
移行マニホールド２４は、血液をファイバ束２６の上部
分に亘って実質的に均等に拡げる表面を構成する全体に
円錐形の壁を有する。血液は、代表的には、束の外側面
の周囲を下方に、酸素付加した血液を収集する血液出口
マニホールドまで流れる。血液出口マニホールドは、環
状血液収集チャンバを有する。血液出口ノズル３２は、
環状血液収集チャンバから延びている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、手術支援装置に関し、
更に詳細には、血液中の二酸化炭素を酸素と交換しなが
ら患者の血液を所定温度に維持するのに使用される改良
酸素付加器に関する。
更に詳細には、血液中の二酸化炭素を酸素と交換しなが
ら患者の血液を所定温度に維持するのに使用される改良
酸素付加器に関する。
【０００２】
【従来技術】酸素付加器は、医療の分野で周知である。
代表的には、酸素付加器は、いわゆる「人工心肺」の使
い捨ての構成要素である。人工心肺は、心臓バイパス手
術等の大手術中に患者の血液を機械的に圧送し、血液に
酸素付加する。商業的に入手できる代表的な酸素付加器
には、熱交換器及び膜型酸素付加器が含まれる。患者の
血液は、熱交換器を通して連続的に圧送される。水等の
適当な伝熱流体もまた、血液から分離されているが血液
と伝熱関係で熱交換器を通して圧送される。患者の血液
を所定の所望の温度に維持するため、水は酸素付加器の
外部で加熱され、又は冷却される。膜型酸素付加器は、
微小な穴を持つ特別なポリマー材料製の数千本の細い中
空ファイバのいわゆる「束」からなる。熱交換器を出た
血液は、これらのファイバの外側面の周囲を流れる。こ
れと同時に、酸素濃度が高いガス混合物が中空ファイバ
を通って流れる。このガス混合物は、多くの場合、麻酔
剤を含む。患者から到着した血液中の二酸化炭素濃度が
比較的高いため、二酸化炭素が血液からファイバの微小
穴を通ってガス混合物中に拡散する。患者から到着した
血液中の酸素濃度が比較的低いため、酸素がガス混合物
からファイバの微小穴を通って血液中に拡散する。血液
の酸素含有量が上昇し、二酸化炭素含有量が低下する。
更に、血液は、患者に戻される前に加熱又は冷却され
る。
代表的には、酸素付加器は、いわゆる「人工心肺」の使
い捨ての構成要素である。人工心肺は、心臓バイパス手
術等の大手術中に患者の血液を機械的に圧送し、血液に
酸素付加する。商業的に入手できる代表的な酸素付加器
には、熱交換器及び膜型酸素付加器が含まれる。患者の
血液は、熱交換器を通して連続的に圧送される。水等の
適当な伝熱流体もまた、血液から分離されているが血液
と伝熱関係で熱交換器を通して圧送される。患者の血液
を所定の所望の温度に維持するため、水は酸素付加器の
外部で加熱され、又は冷却される。膜型酸素付加器は、
微小な穴を持つ特別なポリマー材料製の数千本の細い中
空ファイバのいわゆる「束」からなる。熱交換器を出た
血液は、これらのファイバの外側面の周囲を流れる。こ
れと同時に、酸素濃度が高いガス混合物が中空ファイバ
を通って流れる。このガス混合物は、多くの場合、麻酔
剤を含む。患者から到着した血液中の二酸化炭素濃度が
比較的高いため、二酸化炭素が血液からファイバの微小
穴を通ってガス混合物中に拡散する。患者から到着した
血液中の酸素濃度が比較的低いため、酸素がガス混合物
からファイバの微小穴を通って血液中に拡散する。血液
の酸素含有量が上昇し、二酸化炭素含有量が低下する。
更に、血液は、患者に戻される前に加熱又は冷却され
る。
【０００３】酸素付加器は、温度制御及び酸素付加を適
切に行うことができるようにするのに十分な容積流量を
持たなければならない。しかしながら、血液は、代表的
には、供給不足であり、非常に高価である。従って、酸
素付加器内に収容される血液の容積を小さくする、好ま
しくは５００cc以下にするのが望ましい。人間の血液中
の細胞及び血小板は壊れ易く、過度の剪断力が加わると
傷付いてしまう。従って、酸素付加器内での血流速度は
早過ぎてはならない。更に、所与の血液流量に対する血
液流路の入口ノズル、マニホールド、及び出口ノズルの
形体及び形状は、再循環領域（渦領域）又は滞留領域を
形成してはならない。こうした領域は凝血をもたらす。
切に行うことができるようにするのに十分な容積流量を
持たなければならない。しかしながら、血液は、代表的
には、供給不足であり、非常に高価である。従って、酸
素付加器内に収容される血液の容積を小さくする、好ま
しくは５００cc以下にするのが望ましい。人間の血液中
の細胞及び血小板は壊れ易く、過度の剪断力が加わると
傷付いてしまう。従って、酸素付加器内での血流速度は
早過ぎてはならない。更に、所与の血液流量に対する血
液流路の入口ノズル、マニホールド、及び出口ノズルの
形体及び形状は、再循環領域（渦領域）又は滞留領域を
形成してはならない。こうした領域は凝血をもたらす。
【０００４】酸素付加器は、一般的には、手術室の床の
近くに置かれる。従来の酸素付加器は、縦に又は側方に
並べた熱交換器及び膜型酸素付加器を備えていた。これ
は不都合な高さをもたらした。更に、血液が酸素付加器
に下方から進入する場合には、酸素付加器の血液入口ノ
ズルに連結された血液供給チューブがキンクしないよう
に血液入口ノズルを位置決めするのが望ましい。更に、
熱交換効率を最大にするため、入口ノズルを通過する血
液が熱交換器の全ての導管に亘って均等に分配されるこ
とが重要である。従って、最適の形状及び形体を備えた
入口マニホールドが必要とされている。
近くに置かれる。従来の酸素付加器は、縦に又は側方に
並べた熱交換器及び膜型酸素付加器を備えていた。これ
は不都合な高さをもたらした。更に、血液が酸素付加器
に下方から進入する場合には、酸素付加器の血液入口ノ
ズルに連結された血液供給チューブがキンクしないよう
に血液入口ノズルを位置決めするのが望ましい。更に、
熱交換効率を最大にするため、入口ノズルを通過する血
液が熱交換器の全ての導管に亘って均等に分配されるこ
とが重要である。従って、最適の形状及び形体を備えた
入口マニホールドが必要とされている。
【０００５】血液は、熱交換器を通って流れた後、膜型
酸素付加器の数千本のファイバの周囲に効率的に且つ均
等に差し向けられる必要がある。これは、最適の形状及
び形体を備えた何等かの種類の移行マニホールドを必要
とする。
酸素付加器の数千本のファイバの周囲に効率的に且つ均
等に差し向けられる必要がある。これは、最適の形状及
び形体を備えた何等かの種類の移行マニホールドを必要
とする。
【０００６】血液は、膜型酸素付加器のファイバの周囲
を流れた後に集められ、酸素付加器の外部に均等に且つ
効率的に流されなければならない。これには、最適の形
体の出口マニホールドが必要とされる。このマニホール
ドは、血液を患者に戻す標準的な可撓性チューブに連結
される大きさを持つ出口ノズルに連結される。
を流れた後に集められ、酸素付加器の外部に均等に且つ
効率的に流されなければならない。これには、最適の形
体の出口マニホールドが必要とされる。このマニホール
ドは、血液を患者に戻す標準的な可撓性チューブに連結
される大きさを持つ出口ノズルに連結される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、改良酸素付加器を提供することである。本発明
の別の目的は、酸素付加器の物理的な大きさを小さくす
ることである。
目的は、改良酸素付加器を提供することである。本発明
の別の目的は、酸素付加器の物理的な大きさを小さくす
ることである。
【０００８】本発明の別の目的は、血液で充填しなけれ
ばならない酸素付加器の内部容積を小さくすることであ
る。本発明の別の目的は、血液の細胞及び血小板に傷が
付き難いように設計された改良血液流路を持つ酸素付加
器を提供することである。
ばならない酸素付加器の内部容積を小さくすることであ
る。本発明の別の目的は、血液の細胞及び血小板に傷が
付き難いように設計された改良血液流路を持つ酸素付加
器を提供することである。
【０００９】本発明の別の目的は、凝血をもたらす再循
環領域又は滞留領域を小さくするように設計された改良
血液流路を持つ酸素付加器を提供することである。本発
明の別の目的は、酸素付加器の物理的な大きさを小さく
する、酸素付加器用血液入口マニホールドを提供するこ
とである。
環領域又は滞留領域を小さくするように設計された改良
血液流路を持つ酸素付加器を提供することである。本発
明の別の目的は、酸素付加器の物理的な大きさを小さく
する、酸素付加器用血液入口マニホールドを提供するこ
とである。
【００１０】本発明の別の目的は、血液で充填しなけれ
ばならない酸素付加器の内部容積を小さくする、酸素付
加器用血液入口マニホールドを提供することである。本
発明の別の目的は、血液の細胞及び血小板を傷付ける剪
断力を小さくする酸素付加器用血液入口マニホールドを
提供することである。
ばならない酸素付加器の内部容積を小さくする、酸素付
加器用血液入口マニホールドを提供することである。本
発明の別の目的は、血液の細胞及び血小板を傷付ける剪
断力を小さくする酸素付加器用血液入口マニホールドを
提供することである。
【００１１】本発明の別の目的は、凝血をもたらす再循
環領域又は滞留領域を小さくするように設計された酸素
付加器用血液入口マニホールドを提供することである。
本発明の別の目的は、熱交換器から流出した血液を膜型
酸素付加器内に差し向けるため、最適に形成された移行
マニホールドを提供することである。
環領域又は滞留領域を小さくするように設計された酸素
付加器用血液入口マニホールドを提供することである。
本発明の別の目的は、熱交換器から流出した血液を膜型
酸素付加器内に差し向けるため、最適に形成された移行
マニホールドを提供することである。
【００１２】本発明の別の目的は、酸素付加器用改良血
液出口マニホールドを提供することである。本発明の別
の目的は、血液で充填しなければならない酸素付加器の
内部容積を小さくする酸素付加器用血液出口マニホール
ドを提供することである。
液出口マニホールドを提供することである。本発明の別
の目的は、血液で充填しなければならない酸素付加器の
内部容積を小さくする酸素付加器用血液出口マニホール
ドを提供することである。
【００１３】本発明の別の目的は、血液の細胞及び血小
板に傷が付き難いように設計された血液流路を持つ酸素
付加器用血液出口マニホールドを提供することである。
本発明の別の目的は、凝血をもたらす再循環領域又は滞
留領域を小さくするように設計された血液流路を持つ酸
素付加器用血液出口マニホールドを提供することであ
る。
板に傷が付き難いように設計された血液流路を持つ酸素
付加器用血液出口マニホールドを提供することである。
本発明の別の目的は、凝血をもたらす再循環領域又は滞
留領域を小さくするように設計された血液流路を持つ酸
素付加器用血液出口マニホールドを提供することであ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、改良酸
素付加器は、全体に円筒形の熱交換器及びこの熱交換器
を同心に取り囲む全体に円筒形の膜型酸素付加器を含
む。熱交換器は、血液を上方に搬送するための垂直方向
に配向された複数の中空微小導管を含む。熱交換器は、
微小導管の外側面の周囲に伝熱流体を血流と逆方向に搬
送するための伝熱流体流路を更に含む。膜型酸素付加器
は、微小な貫通穴を壁に備え、これらの穴を通して酸素
及び二酸化炭素を拡散できる複数の中空ファイバを含
む。酸素付加器は、膜型酸素付加器のファイバを通して
所定量の酸素濃度の高いガス混合物を搬送するためのガ
ス混合物流路の部分を形成する上下の静脈ガスヘッダを
更に含む。
素付加器は、全体に円筒形の熱交換器及びこの熱交換器
を同心に取り囲む全体に円筒形の膜型酸素付加器を含
む。熱交換器は、血液を上方に搬送するための垂直方向
に配向された複数の中空微小導管を含む。熱交換器は、
微小導管の外側面の周囲に伝熱流体を血流と逆方向に搬
送するための伝熱流体流路を更に含む。膜型酸素付加器
は、微小な貫通穴を壁に備え、これらの穴を通して酸素
及び二酸化炭素を拡散できる複数の中空ファイバを含
む。酸素付加器は、膜型酸素付加器のファイバを通して
所定量の酸素濃度の高いガス混合物を搬送するためのガ
ス混合物流路の部分を形成する上下の静脈ガスヘッダを
更に含む。
【００１５】血液入口マニホールドが熱交換器の下端に
連結されている。血液入口マニホールドは、上流セグメ
ント及び下流セグメントを持つ血液入口ノズルを有す
る。上流セグメントは、血液を搬送するためのチューブ
に連結できる。即ち、可撓性第１血液送出チューブに連
結する大きさの入口ノズルを有する。血液入口マニホー
ルドは、血液入口ノズルの下流セグメントに連結されて
おり且つ血液熱交換器の第１端部に連結できる全体に円
錐形の壁部材を更に有する。血液入口マニホールドを血
液熱交換器に連結することによって、円錐形壁部材と導
管の第１端部組との間にチャンバを形成する。血液入口
ノズルの下流セグメントの内部は、このチャンバ内に開
放している。かくして、血液入口マニホールドは、入口
からの来入血液を複数の微小導管上に均等に分配し、中
央垂直軸線と平行に垂直方向上方に流す。
連結されている。血液入口マニホールドは、上流セグメ
ント及び下流セグメントを持つ血液入口ノズルを有す
る。上流セグメントは、血液を搬送するためのチューブ
に連結できる。即ち、可撓性第１血液送出チューブに連
結する大きさの入口ノズルを有する。血液入口マニホー
ルドは、血液入口ノズルの下流セグメントに連結されて
おり且つ血液熱交換器の第１端部に連結できる全体に円
錐形の壁部材を更に有する。血液入口マニホールドを血
液熱交換器に連結することによって、円錐形壁部材と導
管の第１端部組との間にチャンバを形成する。血液入口
ノズルの下流セグメントの内部は、このチャンバ内に開
放している。かくして、血液入口マニホールドは、入口
からの来入血液を複数の微小導管上に均等に分配し、中
央垂直軸線と平行に垂直方向上方に流す。
【００１６】移行マニホールドが熱交換器の上端に連結
されている。移行マニホールドは、微小導管から垂直方
向に流出する血液を集めるための比較的平らな全体に円
錐形の第２壁部材を有する。移行マニホールドの全体に
円錐形の壁部材は、熱交換器ファイバ束の垂直中央軸線
に対して垂直な平面に関して比較的平らな角度で延びる
表面を形成する。円錐形壁部材の表面は、熱交換器ファ
イバ束の上端から、中央軸線から半径方向外方に向かう
方向で末広がりになっている。かくして、この表面は、
血液の方向を垂直軸線に対して実質的に垂直に半径方向
外方に中央軸線から半径方向外方に向かう方向に変え
る。かくして、移行マニホールドは、血液を膜型酸素付
加器の上部分の複数のファイバの周囲に実質的に均等に
分配し、その後、血液は膜型酸素付加器の下部分に下方
に流れる。移行マニホールドは、血液細胞及び血小板を
傷付ける剪断力を小さくし、凝血をもたらす再循環を小
さくする。
されている。移行マニホールドは、微小導管から垂直方
向に流出する血液を集めるための比較的平らな全体に円
錐形の第２壁部材を有する。移行マニホールドの全体に
円錐形の壁部材は、熱交換器ファイバ束の垂直中央軸線
に対して垂直な平面に関して比較的平らな角度で延びる
表面を形成する。円錐形壁部材の表面は、熱交換器ファ
イバ束の上端から、中央軸線から半径方向外方に向かう
方向で末広がりになっている。かくして、この表面は、
血液の方向を垂直軸線に対して実質的に垂直に半径方向
外方に中央軸線から半径方向外方に向かう方向に変え
る。かくして、移行マニホールドは、血液を膜型酸素付
加器の上部分の複数のファイバの周囲に実質的に均等に
分配し、その後、血液は膜型酸素付加器の下部分に下方
に流れる。移行マニホールドは、血液細胞及び血小板を
傷付ける剪断力を小さくし、凝血をもたらす再循環を小
さくする。
【００１７】血液出口マニホールドは、膜型酸素付加器
のファイバの周囲を下方に流れる酸素付加した血液を収
集する。血液出口マニホールドは、酸素付加器ファイバ
束の外面にぴったりと被さる寸法の第１環状壁を持つ全
体に円筒形のベッセルを有する。ベッセルは、更に、フ
ァイバの第２端部と隣接して酸素付加器ファイバ束の外
面の端部分から半径方向に離間された第２環状壁を含む
フレア部分を有する。かくして、環状血液収集チャンバ
が酸素付加器ファイバ束の外面と第２環状壁との間に形
成される。このチャンバは、酸素付加器ファイバ束のフ
ァイバの周囲から半径方向外方に流れる血液を受け入れ
る。酸素付加器ファイバ束の端部分と第２環状壁との間
にシールが形成される。血液出口ノズルがベッセルのフ
レア部分から延びており、血液収集チャンバと連通した
中空内部を有する。出口ノズルは、酸素付加した血液を
血液出口マニホールドから受け入れるための可撓性第２
血液送出チューブに連結される大きさを備えている。
のファイバの周囲を下方に流れる酸素付加した血液を収
集する。血液出口マニホールドは、酸素付加器ファイバ
束の外面にぴったりと被さる寸法の第１環状壁を持つ全
体に円筒形のベッセルを有する。ベッセルは、更に、フ
ァイバの第２端部と隣接して酸素付加器ファイバ束の外
面の端部分から半径方向に離間された第２環状壁を含む
フレア部分を有する。かくして、環状血液収集チャンバ
が酸素付加器ファイバ束の外面と第２環状壁との間に形
成される。このチャンバは、酸素付加器ファイバ束のフ
ァイバの周囲から半径方向外方に流れる血液を受け入れ
る。酸素付加器ファイバ束の端部分と第２環状壁との間
にシールが形成される。血液出口ノズルがベッセルのフ
レア部分から延びており、血液収集チャンバと連通した
中空内部を有する。出口ノズルは、酸素付加した血液を
血液出口マニホールドから受け入れるための可撓性第２
血液送出チューブに連結される大きさを備えている。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。これらの図面に亘り、同じ参照番号が同じ
部品に附してある。
て説明する。これらの図面に亘り、同じ参照番号が同じ
部品に附してある。
【００１９】図１乃至図３を参照すると、本発明に従っ
て形成した酸素付加器１０は、全体に円筒形の外ベッセ
ル１２を有し、このベッセルの上端は、全体に皿状の中
空上静脈ガスヘッダ１４によってシールされる。ベッセ
ル１２の下端は、全体に皿状の中空下静脈ガスヘッダ１
６によってシールされる。血液入口マニホールド１８が
下静脈ガスヘッダ１６の下側の中央に連結されている。
同心の全体に円筒形の内熱交換器ハウジング２０及び外
熱交換器ハウジング２２は、下端が下静脈ヘッダ１６の
中央に連結されている。外熱交換器ハウジング２２の上
端には移行マニホールド２４が設けられている。内熱交
換器ハウジング２０の内部は、垂直方向に配向された複
数の中空微小導管でできた全体に円筒形の第１ファイバ
束２６を取り囲み且つこれを封入する。これらの微小導
管は、血液をこれらの導管を通して垂直方向上方に搬送
する。全体に円筒形の第２ファイバ束２８は、熱交換器
ハウジング２２を同心に取り囲み、円筒形ベッセル１２
の内壁の内側に位置決めされる。全体にリング形状の第
２ファイバ束２８の上端及び下端は、上静脈ガスヘッダ
１４及び下静脈ガスヘッダ１６と夫々連通している。
て形成した酸素付加器１０は、全体に円筒形の外ベッセ
ル１２を有し、このベッセルの上端は、全体に皿状の中
空上静脈ガスヘッダ１４によってシールされる。ベッセ
ル１２の下端は、全体に皿状の中空下静脈ガスヘッダ１
６によってシールされる。血液入口マニホールド１８が
下静脈ガスヘッダ１６の下側の中央に連結されている。
同心の全体に円筒形の内熱交換器ハウジング２０及び外
熱交換器ハウジング２２は、下端が下静脈ヘッダ１６の
中央に連結されている。外熱交換器ハウジング２２の上
端には移行マニホールド２４が設けられている。内熱交
換器ハウジング２０の内部は、垂直方向に配向された複
数の中空微小導管でできた全体に円筒形の第１ファイバ
束２６を取り囲み且つこれを封入する。これらの微小導
管は、血液をこれらの導管を通して垂直方向上方に搬送
する。全体に円筒形の第２ファイバ束２８は、熱交換器
ハウジング２２を同心に取り囲み、円筒形ベッセル１２
の内壁の内側に位置決めされる。全体にリング形状の第
２ファイバ束２８の上端及び下端は、上静脈ガスヘッダ
１４及び下静脈ガスヘッダ１６と夫々連通している。
【００２０】血液入口マニホールド１８（図２参照）
は、バーブを備えた（barbed）血液入口ノズル３０を有
する。このノズルは、ベッセル１２の中央垂直軸線に対
して所定の角度で下方に曲がっている。バーブを備えた
血液出口ノズル３２（図２及び図３参照）は、ベッセル
１２の拡大部分即ちフレア部分１２ａの外側部分から水
平方向に延びている。標準的なルアー継手３４（図２参
照）が血液出口ノズル３２のベースから垂直方向に延び
ている。温度計プローブ継手３６（図３参照）が血液出
口ノズル３２のベースから水平方向に延びている。
は、バーブを備えた（barbed）血液入口ノズル３０を有
する。このノズルは、ベッセル１２の中央垂直軸線に対
して所定の角度で下方に曲がっている。バーブを備えた
血液出口ノズル３２（図２及び図３参照）は、ベッセル
１２の拡大部分即ちフレア部分１２ａの外側部分から水
平方向に延びている。標準的なルアー継手３４（図２参
照）が血液出口ノズル３２のベースから垂直方向に延び
ている。温度計プローブ継手３６（図３参照）が血液出
口ノズル３２のベースから水平方向に延びている。
【００２１】水等の伝熱流体用の入口ノズル３８及び出
口ノズル４０が下静脈ガスヘッダ１６の一方の側から水
平方向に延びており、内熱交換器ハウジング２０の内側
の水流通路と連通している。バーブを備えた気泡除去ノ
ズル４２が、ベース１２のフレア部分１２ａから所定角
度で上方に延びている。ガス混合物入口ノズル４４（図
１、図２、及び図３参照）が、上静脈ガスヘッダ１４の
周囲から水平方向に延びている。ガス混合物出口ノズル
４６（図１及び図３参照）が、下静脈ガスヘッダ１６の
周囲から水入口ノズル３８及び水出口ノズル４０と平行
に延びている。
口ノズル４０が下静脈ガスヘッダ１６の一方の側から水
平方向に延びており、内熱交換器ハウジング２０の内側
の水流通路と連通している。バーブを備えた気泡除去ノ
ズル４２が、ベース１２のフレア部分１２ａから所定角
度で上方に延びている。ガス混合物入口ノズル４４（図
１、図２、及び図３参照）が、上静脈ガスヘッダ１４の
周囲から水平方向に延びている。ガス混合物出口ノズル
４６（図１及び図３参照）が、下静脈ガスヘッダ１６の
周囲から水入口ノズル３８及び水出口ノズル４０と平行
に延びている。
【００２２】酸素付加器１０の血液、伝熱流体、及びガ
ス混合物の流路は、図４の概略垂直断面図を参照するこ
とによって最もよく理解できる。図４では、血液の流れ
を実線の矢印で概略に示す。伝熱流体（水）の流れを破
線で示す。ガス混合物の流れを連続した点で示す。患者
からの血液は、血液入口ノズル３０に連結されたチュー
ブ（図示せず）を通って流れる。この来入血液は、血液
入口マニホールド１８を通って拡がり、酸素付加器１０
のコアを形成する中央熱交換器の第１ファイバ束２６の
微小導管を通って垂直方向上方に移動する。水は、入口
ノズル３８に流入し、このノズルを通って垂直方向上方
に、ファイバ束２６から隔離された別のチャンネルを通
って熱交換器ファイバ束２６の頂部まで流れる。次い
で、水は、ファイバ束２６の微小導管の外側に亘って下
方に差し向けられる。水は、微小導管の外側の周囲を微
小導管内の血液の流れ方向と逆方向に流れる。第１ファ
イバ束２６の下端から出た水は、出口ノズル４０を通っ
て出る。熱交換器の微小導管を通る血液の温度を調節す
る必要に応じて、水を酸素付加器の外側で加熱するか或
いは冷却する。向流熱交換器を使用することによって、
最適の熱交換効率が得られる。血液の温度は、温度計プ
ローブ継手３６（図２及び図３参照）の内側に取り付け
られたサーミスタを含む回路（図示せず）又は他の温度
検出装置（図示せず）によって監視できる。
ス混合物の流路は、図４の概略垂直断面図を参照するこ
とによって最もよく理解できる。図４では、血液の流れ
を実線の矢印で概略に示す。伝熱流体（水）の流れを破
線で示す。ガス混合物の流れを連続した点で示す。患者
からの血液は、血液入口ノズル３０に連結されたチュー
ブ（図示せず）を通って流れる。この来入血液は、血液
入口マニホールド１８を通って拡がり、酸素付加器１０
のコアを形成する中央熱交換器の第１ファイバ束２６の
微小導管を通って垂直方向上方に移動する。水は、入口
ノズル３８に流入し、このノズルを通って垂直方向上方
に、ファイバ束２６から隔離された別のチャンネルを通
って熱交換器ファイバ束２６の頂部まで流れる。次い
で、水は、ファイバ束２６の微小導管の外側に亘って下
方に差し向けられる。水は、微小導管の外側の周囲を微
小導管内の血液の流れ方向と逆方向に流れる。第１ファ
イバ束２６の下端から出た水は、出口ノズル４０を通っ
て出る。熱交換器の微小導管を通る血液の温度を調節す
る必要に応じて、水を酸素付加器の外側で加熱するか或
いは冷却する。向流熱交換器を使用することによって、
最適の熱交換効率が得られる。血液の温度は、温度計プ
ローブ継手３６（図２及び図３参照）の内側に取り付け
られたサーミスタを含む回路（図示せず）又は他の温度
検出装置（図示せず）によって監視できる。
【００２３】熱交換器の第１ファイバ束２６（図４参
照）の上端から出た血液は、移行マニホールド２４によ
って半径方向外方に差し向けられる。この血液は、次い
で、膜型酸素付加器を形成する第２ファイバ束２８のフ
ァイバの外側の周囲を移動する。血液は、第２ファイバ
束２８のファイバの外側面を下方に移動する。血液は、
第２ファイバ束２８の下部分に到達したとき、ベッセル
のフレア部分１２ａが形成する出口マニホールドに集め
られ、血液出口ノズル３２を通って出る。血液出口ノズ
ル３２は、血液を患者に返すためのチューブ（図示せ
ず）に連結されている。
照）の上端から出た血液は、移行マニホールド２４によ
って半径方向外方に差し向けられる。この血液は、次い
で、膜型酸素付加器を形成する第２ファイバ束２８のフ
ァイバの外側の周囲を移動する。血液は、第２ファイバ
束２８のファイバの外側面を下方に移動する。血液は、
第２ファイバ束２８の下部分に到達したとき、ベッセル
のフレア部分１２ａが形成する出口マニホールドに集め
られ、血液出口ノズル３２を通って出る。血液出口ノズ
ル３２は、血液を患者に返すためのチューブ（図示せ
ず）に連結されている。
【００２４】加圧源（図示せず）からの酸素濃度が高い
ガス混合物を、ホース（図示せず）及びガス混合物入口
ノズル４４を通して上静脈ガスヘッダ１４内に搬送す
る。上ガスヘッダ１４は、膜型酸素付加器を形成する第
２ファイバ束２８内のファイバの上端と連通している。
酸素濃度が高いガス混合物は、ファイバ束２８のファイ
バの内部を通って下方に移動する。これらのファイバは
多孔質である。束２８をなしたファイバを取り囲む血液
から二酸化炭素がファイバの壁を通ってガス混合物内に
拡散する。同様に、束２８のファイバの内側のガス混合
物から酸素が微小孔を通って血液中に拡散する。二酸化
炭素含有量が上昇したガス混合物が第２ファイバ束２８
のファイバの下端を出て下静脈ガスヘッダ１６に入り、
ガス混合物出口ノズル４６を介してヘッダ１６から出
る。このガス混合物は、酸素含有量が低下している。ノ
ズル４６は、別のガスホース（図示せず）に連結されて
いる。
ガス混合物を、ホース（図示せず）及びガス混合物入口
ノズル４４を通して上静脈ガスヘッダ１４内に搬送す
る。上ガスヘッダ１４は、膜型酸素付加器を形成する第
２ファイバ束２８内のファイバの上端と連通している。
酸素濃度が高いガス混合物は、ファイバ束２８のファイ
バの内部を通って下方に移動する。これらのファイバは
多孔質である。束２８をなしたファイバを取り囲む血液
から二酸化炭素がファイバの壁を通ってガス混合物内に
拡散する。同様に、束２８のファイバの内側のガス混合
物から酸素が微小孔を通って血液中に拡散する。二酸化
炭素含有量が上昇したガス混合物が第２ファイバ束２８
のファイバの下端を出て下静脈ガスヘッダ１６に入り、
ガス混合物出口ノズル４６を介してヘッダ１６から出
る。このガス混合物は、酸素含有量が低下している。ノ
ズル４６は、別のガスホース（図示せず）に連結されて
いる。
【００２５】図５は、好ましい実施例の膜型酸素付加器
１０を形成する第２ファイバ束２８の製造を概略に示
す。第２ファイバ束２８は、上から下に螺旋状に巻き付
けた数千本本の別個のファイバ４８からなり、その後、
熱交換器ハウジング２２の周囲に戻す。これを図５に実
線及び破線で概略に示す。ファイバは、ハウジング２２
の垂直中央軸線に対して所定の角度で延びている。各フ
ァイバ４８は、当該技術分野で周知の微孔質ポリマー材
料でできている。中空ファイバ４８の壁の孔が微小であ
るため、二酸化炭素がファイバの外側を取り囲む血液か
ら中空ファイバ内のガス混合物内に拡散できる。同様
に、中空ファイバ内のガス混合物から酸素が微小孔を通
ってファイバの外側を取り囲む血液中に拡散できる。こ
の一般的な種類の酸素付加器ファイバ束は周知であり、
米国カリフォルニア州アナハイムのメドトロニックカー
ディオパルモナリー社からマキシマ（ＭＡＸＩＭＡ）及
びマキシマプラス（ＭＡＸＩＭＡ ＰＬＵＳ）の商標で
商業的に入手できる。更に、バドラト等に賦与され、メ
ドトロニック社に譲渡された「螺旋状に巻いた微孔質中
空糸膜を持つ質量移行装置」という標題の米国特許第
４，９７５，２４７号を参照されたい。同特許に触れた
ことにより、その特許に開示されている内容は本明細書
中に組入れたものとする。
１０を形成する第２ファイバ束２８の製造を概略に示
す。第２ファイバ束２８は、上から下に螺旋状に巻き付
けた数千本本の別個のファイバ４８からなり、その後、
熱交換器ハウジング２２の周囲に戻す。これを図５に実
線及び破線で概略に示す。ファイバは、ハウジング２２
の垂直中央軸線に対して所定の角度で延びている。各フ
ァイバ４８は、当該技術分野で周知の微孔質ポリマー材
料でできている。中空ファイバ４８の壁の孔が微小であ
るため、二酸化炭素がファイバの外側を取り囲む血液か
ら中空ファイバ内のガス混合物内に拡散できる。同様
に、中空ファイバ内のガス混合物から酸素が微小孔を通
ってファイバの外側を取り囲む血液中に拡散できる。こ
の一般的な種類の酸素付加器ファイバ束は周知であり、
米国カリフォルニア州アナハイムのメドトロニックカー
ディオパルモナリー社からマキシマ（ＭＡＸＩＭＡ）及
びマキシマプラス（ＭＡＸＩＭＡ ＰＬＵＳ）の商標で
商業的に入手できる。更に、バドラト等に賦与され、メ
ドトロニック社に譲渡された「螺旋状に巻いた微孔質中
空糸膜を持つ質量移行装置」という標題の米国特許第
４，９７５，２４７号を参照されたい。同特許に触れた
ことにより、その特許に開示されている内容は本明細書
中に組入れたものとする。
【００２６】図６は、酸素付加器１０の熱交換器部分の
コアとして役立つ第１ファイバ束２６の概略図である。
ファイバ束２６は、全体に円筒形の形体を有し、垂直方
向に延びる約５４００本の中空ファイバ５０からなる。
好ましくは、ファイバは、微小導管ラッピング材料の連
続した長いウェブとして提供される。微小導管ラッピン
グ材料では、ファイバは、細い可撓性の水平方向に延び
る相互連結織製部材（図示せず）によって互いに保持さ
れている。このようなラッピング材料は、三菱レーヨン
株式会社からＨＦＥ４３０−１中空ファイバの表示で商
業的に入手できる。この材料は、ポリエチレンファイバ
使用する。同様のラッピング材料が、ヘキストセラネー
ゼ社から熱交換ファイバマットの表示で商業的に入手で
きる。この材料は、ポリプロピレンファイバを使用す
る。
コアとして役立つ第１ファイバ束２６の概略図である。
ファイバ束２６は、全体に円筒形の形体を有し、垂直方
向に延びる約５４００本の中空ファイバ５０からなる。
好ましくは、ファイバは、微小導管ラッピング材料の連
続した長いウェブとして提供される。微小導管ラッピン
グ材料では、ファイバは、細い可撓性の水平方向に延び
る相互連結織製部材（図示せず）によって互いに保持さ
れている。このようなラッピング材料は、三菱レーヨン
株式会社からＨＦＥ４３０−１中空ファイバの表示で商
業的に入手できる。この材料は、ポリエチレンファイバ
使用する。同様のラッピング材料が、ヘキストセラネー
ゼ社から熱交換ファイバマットの表示で商業的に入手で
きる。この材料は、ポリプロピレンファイバを使用す
る。
【００２７】熱交換器ファイバ束２６の中空ファイバ５
０（図６参照）は、非常に小さな、例えば４２８μｍの
内径を有する。そのため、捕捉された気泡の存在によ
り、ファイバを通る血液の自由な流れが妨げられる。従
って、熱交換器の使用前に、湿潤剤をファイバ５０に通
すのが望ましい。湿潤剤は、一端が親水性で第２端部が
疎水性の両親媒性分子からなるのがよい。このような化
合物の１例は、ネイダーマン社からホスホリピンの商標
で商業的に入手できる水素化ホスファチジルコリンであ
る。この材料は、Ｕ．Ｓ．Ｐ．等級及び食品医薬品局の
マスターファイルナンバーを取得しており、人間の静脈
で使用することが認可されている。
０（図６参照）は、非常に小さな、例えば４２８μｍの
内径を有する。そのため、捕捉された気泡の存在によ
り、ファイバを通る血液の自由な流れが妨げられる。従
って、熱交換器の使用前に、湿潤剤をファイバ５０に通
すのが望ましい。湿潤剤は、一端が親水性で第２端部が
疎水性の両親媒性分子からなるのがよい。このような化
合物の１例は、ネイダーマン社からホスホリピンの商標
で商業的に入手できる水素化ホスファチジルコリンであ
る。この材料は、Ｕ．Ｓ．Ｐ．等級及び食品医薬品局の
マスターファイルナンバーを取得しており、人間の静脈
で使用することが認可されている。
【００２８】熱交換器コアの微小導管ラッピング材料
は、垂直方向に配向された細長い中央スピンドル５２
（図７参照）に巻き付けてある。スピンドル５２は、図
８で最もよくわかるように、十字形断面を持つ中間セグ
メント５４を有する。スピンドル５２は、中間セグメン
ト５４の両端に連結された拡大駆動端５６を有する。駆
動端５６の各々は、巻付け機械（図示せず）にスピンド
ルを係止するのに使用される平行に延びる一対のリブ５
８を有する。巻付け機械は、微小導管ラッピング材料を
スピンドル５２に巻き付けるのに使用される。好ましく
は、微小導管ラッピング材料は中央スピンドル５２にコ
ンパクトに巻付けられるが、ウェブには大きな張力を加
えない。
は、垂直方向に配向された細長い中央スピンドル５２
（図７参照）に巻き付けてある。スピンドル５２は、図
８で最もよくわかるように、十字形断面を持つ中間セグ
メント５４を有する。スピンドル５２は、中間セグメン
ト５４の両端に連結された拡大駆動端５６を有する。駆
動端５６の各々は、巻付け機械（図示せず）にスピンド
ルを係止するのに使用される平行に延びる一対のリブ５
８を有する。巻付け機械は、微小導管ラッピング材料を
スピンドル５２に巻き付けるのに使用される。好ましく
は、微小導管ラッピング材料は中央スピンドル５２にコ
ンパクトに巻付けられるが、ウェブには大きな張力を加
えない。
【００２９】湿潤剤及び熱交換器ファイバ束２６の構造
に関するこれ以上の詳細は、１９９６年１月１１日に出
願された「微小導管を使用する血液熱交換システム」と
いう標題の現在継続中の米国特許出願第０８／５８４，
２７５号に記載されている。この出願は、米国ミネソタ
州ミネアポリスのメドトロニック社に譲渡されている。
同特許出願に触れたことにより、その特許出願に開示さ
れている内容は本明細書中に組入れたものとする。
に関するこれ以上の詳細は、１９９６年１月１１日に出
願された「微小導管を使用する血液熱交換システム」と
いう標題の現在継続中の米国特許出願第０８／５８４，
２７５号に記載されている。この出願は、米国ミネソタ
州ミネアポリスのメドトロニック社に譲渡されている。
同特許出願に触れたことにより、その特許出願に開示さ
れている内容は本明細書中に組入れたものとする。
【００３０】血液入口マニホールド１８の詳細を図１０
乃至図１４に示す。上述のように、血液入口マニホール
ド１８は、バーブを備えた血液入口ノズル３０を含む。
ノズル３０は、酸素が欠乏した血液を患者から酸素付加
器１０に搬送する一本の可撓性のエラストマーチューブ
（図示せず）に連結される。血液入口マニホールド１８
は、全体に円錐形の壁部材６０を含み、この壁部材は、
円形の垂直リップ６２及びその周囲を取り囲む水平環状
リム６４を有する。円形の垂直リップ６２は、下方に開
口した垂直な環状凹所６６（図１６参照）に受け入れら
れるような形体及び寸法を有する。凹所６６は、下方に
延びる環状壁部材６８に形成されている。壁部材６８
は、下静脈ガスヘッダ１６の下側に形成されており且つ
ここから突出している。血液入口マニホールド１８と盛
り上がった環状壁部材６８との間の相互嵌着関係を図１
５に示す。好ましくは、円錐形壁部材６０（図１０参
照）は、酸素付加器１０の垂直軸線７０と交差する水平
面に対して約１０°の角度で延びている。この軸線７０
を図１０に仮想線で示す。
乃至図１４に示す。上述のように、血液入口マニホール
ド１８は、バーブを備えた血液入口ノズル３０を含む。
ノズル３０は、酸素が欠乏した血液を患者から酸素付加
器１０に搬送する一本の可撓性のエラストマーチューブ
（図示せず）に連結される。血液入口マニホールド１８
は、全体に円錐形の壁部材６０を含み、この壁部材は、
円形の垂直リップ６２及びその周囲を取り囲む水平環状
リム６４を有する。円形の垂直リップ６２は、下方に開
口した垂直な環状凹所６６（図１６参照）に受け入れら
れるような形体及び寸法を有する。凹所６６は、下方に
延びる環状壁部材６８に形成されている。壁部材６８
は、下静脈ガスヘッダ１６の下側に形成されており且つ
ここから突出している。血液入口マニホールド１８と盛
り上がった環状壁部材６８との間の相互嵌着関係を図１
５に示す。好ましくは、円錐形壁部材６０（図１０参
照）は、酸素付加器１０の垂直軸線７０と交差する水平
面に対して約１０°の角度で延びている。この軸線７０
を図１０に仮想線で示す。
【００３１】血液入口ノズル３０（図１２参照）は下流
セグメント３０ａを有し、この下流セグメントは、バー
ブを備えた上流セグメント３０ｂに対して約３０°の角
度で延びている。上流セグメント３０ｂの内部形体は、
ほぼ直線状であり、チューブ状である。上流セグメント
３０ｂは、下流セグメント３０ａに直接取り付けられて
おり、且つこれと連通している。下流セグメント３０ａ
は、円錐形壁部材６０及び環状リップ６２によって境界
付けられた領域内に出る前に外方に末広がりになってい
る。入口ノズル３０の下流セグメント３０ａの中央垂直
軸線７２（図１２参照）は、円錐形壁部材６０の中央垂
直軸線７０（図１０参照）の中心から外れている。盛り
上がっており且つ先が尖った円形突出部７４（図１４参
照）が、円錐形壁部材６０の外周から上方に延びてい
る。好ましくは、熱交換器ファイバ束２６の微小導管５
０の同一平面内にある下端にできるだけ近付けて位置決
めされる。
セグメント３０ａを有し、この下流セグメントは、バー
ブを備えた上流セグメント３０ｂに対して約３０°の角
度で延びている。上流セグメント３０ｂの内部形体は、
ほぼ直線状であり、チューブ状である。上流セグメント
３０ｂは、下流セグメント３０ａに直接取り付けられて
おり、且つこれと連通している。下流セグメント３０ａ
は、円錐形壁部材６０及び環状リップ６２によって境界
付けられた領域内に出る前に外方に末広がりになってい
る。入口ノズル３０の下流セグメント３０ａの中央垂直
軸線７２（図１２参照）は、円錐形壁部材６０の中央垂
直軸線７０（図１０参照）の中心から外れている。盛り
上がっており且つ先が尖った円形突出部７４（図１４参
照）が、円錐形壁部材６０の外周から上方に延びてい
る。好ましくは、熱交換器ファイバ束２６の微小導管５
０の同一平面内にある下端にできるだけ近付けて位置決
めされる。
【００３２】入口マニホールド１８（図１０乃至図１４
参照）の形体により、バーブを備えたノズルセグメント
３０ｂに連結されたチューブから、熱交換器ファイバ束
２６を形成する微小導管の数千本の個々のファイバ５０
の下端に血液を効率的に分配できるということは理解さ
れよう。血液入口ノズル３０のセグメント３０ａと３０
ｂとの間の角度を３０°にすることにより、酸素付加器
を手術室の床の近くに置くとができる。血液を患者から
搬送するチューブは、入口セグメント３０ｂに連結で
き、水平方向に徐々に曲がる即ち湾曲することによって
キンクが起こり難くされている。
参照）の形体により、バーブを備えたノズルセグメント
３０ｂに連結されたチューブから、熱交換器ファイバ束
２６を形成する微小導管の数千本の個々のファイバ５０
の下端に血液を効率的に分配できるということは理解さ
れよう。血液入口ノズル３０のセグメント３０ａと３０
ｂとの間の角度を３０°にすることにより、酸素付加器
を手術室の床の近くに置くとができる。血液を患者から
搬送するチューブは、入口セグメント３０ｂに連結で
き、水平方向に徐々に曲がる即ち湾曲することによって
キンクが起こり難くされている。
【００３３】入口マニホールド１８（図１０乃至図１４
参照）の幾何学的形体により、熱交換器のコアを形成す
る数千本のファイバ５０に血液を均等に入れることがで
きる。流れが均等でないと、血液と接触する熱交換表面
の幾分かが失われる。熱交換器ファイバ束２６はコンパ
クトであり、例えば、直径が６．３５cm（２．５イン
チ）である。バーブを備えた入口セグメント３０ｂに連
結されたチューブの内径は、例えば、約０．９５３cm
（約０．３７５インチ）である。かくして、この例で
は、熱交換器ファイバ束２６のファイバ５０を均等に充
填するため、血液の溢流はこの直径が約７倍に拡がる。
血液入口マニホールド１８の全高は、約４．７６３cm
（１・７／８インチ）である。円形の垂直リップ６２の
高さは、約０．７９４cm（５／１６インチ）である。こ
の例では、円錐形壁部材６０が構成するチャンバ７５
（図２２参照）の垂直方向全高は、約０．６３５cm（１
／４インチ）である。熱交換器ファイバ束２６の導管５
０の上端及び下端は、同一平面内にあるように終端す
る。チャンバ７５は、微小導管５０の同一平面内にある
ように切断された下端及び円錐形壁部材６０によって境
界付けられている。血液入口ノズル３０及び円錐形壁部
材６０は、血液の流量が毎分約５ｌ乃至７ｌであり、剪
断力及び乱流を最小にするように形成されており且つ寸
法決めされている。そうでない場合には、血液中の多数
の細胞及び血小板に損傷が加わる。
参照）の幾何学的形体により、熱交換器のコアを形成す
る数千本のファイバ５０に血液を均等に入れることがで
きる。流れが均等でないと、血液と接触する熱交換表面
の幾分かが失われる。熱交換器ファイバ束２６はコンパ
クトであり、例えば、直径が６．３５cm（２．５イン
チ）である。バーブを備えた入口セグメント３０ｂに連
結されたチューブの内径は、例えば、約０．９５３cm
（約０．３７５インチ）である。かくして、この例で
は、熱交換器ファイバ束２６のファイバ５０を均等に充
填するため、血液の溢流はこの直径が約７倍に拡がる。
血液入口マニホールド１８の全高は、約４．７６３cm
（１・７／８インチ）である。円形の垂直リップ６２の
高さは、約０．７９４cm（５／１６インチ）である。こ
の例では、円錐形壁部材６０が構成するチャンバ７５
（図２２参照）の垂直方向全高は、約０．６３５cm（１
／４インチ）である。熱交換器ファイバ束２６の導管５
０の上端及び下端は、同一平面内にあるように終端す
る。チャンバ７５は、微小導管５０の同一平面内にある
ように切断された下端及び円錐形壁部材６０によって境
界付けられている。血液入口ノズル３０及び円錐形壁部
材６０は、血液の流量が毎分約５ｌ乃至７ｌであり、剪
断力及び乱流を最小にするように形成されており且つ寸
法決めされている。そうでない場合には、血液中の多数
の細胞及び血小板に損傷が加わる。
【００３４】血液入口マニホールド３０の形体の設計
は、計算流体力学に基づいたコンピュータープログラム
によって行われる。入口３０の下流セグメント３０ａ
（図１２）のフレア形状は、血流を拡げるのに役立つ。
円錐形壁部材６０の１０°の角度により、血液は熱交換
器ファイバ束２６の数千本のファイバの端部に効率的に
且つ均等に送出される。これは、全て、最小呼び水容積
で、剪断力及び再循環を最小にする方法で行われる。剪
断力及び再循環は、存在する場合には、血液細胞及び血
小板を大きく傷付けたり、凝血を生じる。円錐形壁部材
６０が垂直軸線７０に対して垂直方向に延びる水平面に
対して比較的小さな角度、即ち１０°をなしているた
め、酸素付加器の呼び水容積が小さくなり、再循環の数
及び／大きさが減少する。
は、計算流体力学に基づいたコンピュータープログラム
によって行われる。入口３０の下流セグメント３０ａ
（図１２）のフレア形状は、血流を拡げるのに役立つ。
円錐形壁部材６０の１０°の角度により、血液は熱交換
器ファイバ束２６の数千本のファイバの端部に効率的に
且つ均等に送出される。これは、全て、最小呼び水容積
で、剪断力及び再循環を最小にする方法で行われる。剪
断力及び再循環は、存在する場合には、血液細胞及び血
小板を大きく傷付けたり、凝血を生じる。円錐形壁部材
６０が垂直軸線７０に対して垂直方向に延びる水平面に
対して比較的小さな角度、即ち１０°をなしているた
め、酸素付加器の呼び水容積が小さくなり、再循環の数
及び／大きさが減少する。
【００３５】図１２を参照すると、血液入口３０の下流
セグメント３０ａは、一方の側部が垂直であるのに対
し、他方の側部が複雑な曲線をなしている。入口セグメ
ント３０ａの中心と垂直軸線７０との間は、渦が少ない
活性の均等な流れを助けるため、コンピューターを使用
したモデリングにより、不整合であるように示してあ
る。
セグメント３０ａは、一方の側部が垂直であるのに対
し、他方の側部が複雑な曲線をなしている。入口セグメ
ント３０ａの中心と垂直軸線７０との間は、渦が少ない
活性の均等な流れを助けるため、コンピューターを使用
したモデリングにより、不整合であるように示してあ
る。
【００３６】下静脈ガスヘッダ１６、内熱交換器ハウジ
ング２０、水入口ノズル３８、水出口ノズル４０、及び
ガス混合物出口ノズル４６の形体を図１７乃至図２１に
示す。これらの部品は全て、血液入口マニホールド１８
を受け入れる盛り上がった環状壁部材６８とともに、一
つの一体のプラスチック部品として射出成形される。内
熱交換器ハウジング２０は、垂直方向内壁部材７６（図
１９参照）を備えて形成される。この内壁部材７６は、
熱交換器ハウジング２０の一方の側部に沿って垂直方向
に延びる水流チャンネル即ち水流路７８（図１７及び図
１９参照）を構成する。水流路７８の下端は、水入口ノ
ズル３８の内部と連通している。水流路７８の上端は、
ポート８０（図１９参照）を通してハウジング２０の上
内部内に連通している。これにより、熱交換器ファイバ
束２６の数千本の微小導管即ちファイバ５０の上端の周
りに来入熱交換水を分配できる。上文中に説明したよう
に、この水はファイバ５０の外側の周囲を下方に流れ、
別のポート８２を通り、水出口ノズル４０を通って流出
する。ノズル４０の開口部には、図１９において参照番
号８４が附してある。
ング２０、水入口ノズル３８、水出口ノズル４０、及び
ガス混合物出口ノズル４６の形体を図１７乃至図２１に
示す。これらの部品は全て、血液入口マニホールド１８
を受け入れる盛り上がった環状壁部材６８とともに、一
つの一体のプラスチック部品として射出成形される。内
熱交換器ハウジング２０は、垂直方向内壁部材７６（図
１９参照）を備えて形成される。この内壁部材７６は、
熱交換器ハウジング２０の一方の側部に沿って垂直方向
に延びる水流チャンネル即ち水流路７８（図１７及び図
１９参照）を構成する。水流路７８の下端は、水入口ノ
ズル３８の内部と連通している。水流路７８の上端は、
ポート８０（図１９参照）を通してハウジング２０の上
内部内に連通している。これにより、熱交換器ファイバ
束２６の数千本の微小導管即ちファイバ５０の上端の周
りに来入熱交換水を分配できる。上文中に説明したよう
に、この水はファイバ５０の外側の周囲を下方に流れ、
別のポート８２を通り、水出口ノズル４０を通って流出
する。ノズル４０の開口部には、図１９において参照番
号８４が附してある。
【００３７】円錐形熱交換器ハウジング２０の上端に
は、継手リング８６が形成されている（図１９及び図２
１参照）。このリングは、外熱交換器ハウジング２２の
下方に延びる円形フランジ９０（図２４参照）を受け入
れてこれと干渉するための上方に開放した円形の凹所８
８（図２２参照）を有する。継手リング８６は、プラス
チック製の小さな延長部９１（図２１参照）によってハ
ウジング２０の主部に連結されている。
は、継手リング８６が形成されている（図１９及び図２
１参照）。このリングは、外熱交換器ハウジング２２の
下方に延びる円形フランジ９０（図２４参照）を受け入
れてこれと干渉するための上方に開放した円形の凹所８
８（図２２参照）を有する。継手リング８６は、プラス
チック製の小さな延長部９１（図２１参照）によってハ
ウジング２０の主部に連結されている。
【００３８】酸素付加器１０の熱交換器部分は、以下の
一般的なプロセスに従って製造される。先ず最初に、微
小導管ラッピング材料をスピンドル５２に巻き付けて全
体に円筒形のファイバ束２６を形成する。次いで、この
ファイバ束を内熱交換器ハウジング２０の内側に挿入す
る。適当なウレタン注封コンパウンド製の全体にディス
ク形状の本体９２及び９４（図２２参照）をファイバ束
２６の上端部及び下端部に形成する。注封コンパウンド
を各端部の数千本のファイバの周囲に及びこれらのファ
イバ間に分散する。更に、注封コンパウンドは、ハウジ
ング２０の内面及びスピンドル５２に結合する。従っ
て、注封コンパウンド製の本体９２及び９４が上下の水
密シールを形成する。上下のシール９２及び９４を内熱
交換器ハウジング２０の内側でひとたび形成した後、フ
ァイバ束２６の数千本の微小導管即ちファイバ５０の上
端及び下端を開放するため、ファイバ束２６の端部を一
つの平面をなすようにきれいに切断する。好ましくは、
上述のように、適当な湿潤剤をファイバ束２６の微小導
管即ちファイバ５０の内面に付着する。これは、熱交換
器を酸素付加器の残りの構成要素に接合する前に行われ
る。
一般的なプロセスに従って製造される。先ず最初に、微
小導管ラッピング材料をスピンドル５２に巻き付けて全
体に円筒形のファイバ束２６を形成する。次いで、この
ファイバ束を内熱交換器ハウジング２０の内側に挿入す
る。適当なウレタン注封コンパウンド製の全体にディス
ク形状の本体９２及び９４（図２２参照）をファイバ束
２６の上端部及び下端部に形成する。注封コンパウンド
を各端部の数千本のファイバの周囲に及びこれらのファ
イバ間に分散する。更に、注封コンパウンドは、ハウジ
ング２０の内面及びスピンドル５２に結合する。従っ
て、注封コンパウンド製の本体９２及び９４が上下の水
密シールを形成する。上下のシール９２及び９４を内熱
交換器ハウジング２０の内側でひとたび形成した後、フ
ァイバ束２６の数千本の微小導管即ちファイバ５０の上
端及び下端を開放するため、ファイバ束２６の端部を一
つの平面をなすようにきれいに切断する。好ましくは、
上述のように、適当な湿潤剤をファイバ束２６の微小導
管即ちファイバ５０の内面に付着する。これは、熱交換
器を酸素付加器の残りの構成要素に接合する前に行われ
る。
【００３９】シール９２及び９４を形成する理由は、以
下の通りである。水流通路７８が水を上シール９２の下
のファイバ束２６の頂部に導入する。この水はファイバ
束２６を通ってファイバ５０の外面の周囲を下方に流れ
る。ファイバ５０の小さな中空内部で血液を上方に搬送
する。水は、下シール９４の上でファイバ束２６と連通
した出口ノズル４０を通って出る。かくして、ウレタン
注封コンパウンドで形成したシール９２及び９４によ
り、血液と水とが交じり合わないようにする。熱交換器
ファイバ束２６のファイバ５０がポリエチレン又はポリ
プロピレンで形成されている場合には、ファイバとウレ
タン結合材料との間の結合を高めるため、例えばコロナ
放電によってファイバの端部に表面処理を加えるのが望
ましい。この処理についてのこれ以上の詳細は、１９９
６年１月１１日に出願された「血液熱交換システムで使
用される微小導管の表面処理」という標題の現在継続中
の米国特許出願第０８／５８５，３２３号に記載されて
いる。この出願もまた米国ミネソタ州ミネアポリスのメ
ドトロニック社に譲渡されている。同特許出願に触れた
ことにより、その特許出願に開示されている内容は本明
細書中に組入れたものとする。
下の通りである。水流通路７８が水を上シール９２の下
のファイバ束２６の頂部に導入する。この水はファイバ
束２６を通ってファイバ５０の外面の周囲を下方に流れ
る。ファイバ５０の小さな中空内部で血液を上方に搬送
する。水は、下シール９４の上でファイバ束２６と連通
した出口ノズル４０を通って出る。かくして、ウレタン
注封コンパウンドで形成したシール９２及び９４によ
り、血液と水とが交じり合わないようにする。熱交換器
ファイバ束２６のファイバ５０がポリエチレン又はポリ
プロピレンで形成されている場合には、ファイバとウレ
タン結合材料との間の結合を高めるため、例えばコロナ
放電によってファイバの端部に表面処理を加えるのが望
ましい。この処理についてのこれ以上の詳細は、１９９
６年１月１１日に出願された「血液熱交換システムで使
用される微小導管の表面処理」という標題の現在継続中
の米国特許出願第０８／５８５，３２３号に記載されて
いる。この出願もまた米国ミネソタ州ミネアポリスのメ
ドトロニック社に譲渡されている。同特許出願に触れた
ことにより、その特許出願に開示されている内容は本明
細書中に組入れたものとする。
【００４０】図２３乃至図２６は、外熱交換器ハウジン
グ２２の詳細を示す。ハウジング２２は全体に円筒形の
本体を有し、この本体は、全体に円錐形の壁部材９６を
含む移行マニホールド２４をその上端に有する。ハウジ
ング２２の直径及び高さは、ハウジングを、図１及び図
１５で最も良くわかるように、内熱交換器ハウジング２
０上及びその周囲にこのハウジングと同心に嵌着できる
ように選択される。ハウジング２２は、実際には、ベッ
セル１２と同様に僅かに截頭円錐形である。その垂直側
壁は僅かに、例えば２°テーパしている。このテーパ
は、これらの構成要素を射出成形する場合に金型工具か
らの取り出しを容易にするため、有利である。ハウジン
グ２２の内面には、周方向に間隔が隔てられており且つ
垂直方向に延びる複数のテーパリブ９８が設けられてい
る（図２４参照）。上述のように、外熱交換器ハウジン
グ２２の上端には、下方に延びる円形フランジ９０（図
２４参照）が形成されている。このフランジは、内熱交
換器ハウジング２０の上端に形成された嵌着リング８８
の上方に開放した凹所８８と相互嵌着し、この凹所に受
け入れられている。移行マニホールド２４は、全体に円
錐形の壁部材９６（図２３及び図２４参照）を含む。更
に、半径方向に延びる複数の垂直フィン１００を備えて
いる。これらのフィン１００は、ハウジング２２の上端
の周囲で周方向に間隔が隔てられており、円錐形壁部材
９６を外熱交換器の円筒形主シェル部分の上端に支持し
且つ連結するのに役立つ。図４に概略に示すように、移
行マニホールド２４は、熱交換器ファイバ束２６の微小
導管即ちファイバ５０から上方に流れる血液の方向を変
えて酸素付加器ファイバ束２８の微孔質ファイバ４８の
周囲に半径方向外方に流すのに役立つ。
グ２２の詳細を示す。ハウジング２２は全体に円筒形の
本体を有し、この本体は、全体に円錐形の壁部材９６を
含む移行マニホールド２４をその上端に有する。ハウジ
ング２２の直径及び高さは、ハウジングを、図１及び図
１５で最も良くわかるように、内熱交換器ハウジング２
０上及びその周囲にこのハウジングと同心に嵌着できる
ように選択される。ハウジング２２は、実際には、ベッ
セル１２と同様に僅かに截頭円錐形である。その垂直側
壁は僅かに、例えば２°テーパしている。このテーパ
は、これらの構成要素を射出成形する場合に金型工具か
らの取り出しを容易にするため、有利である。ハウジン
グ２２の内面には、周方向に間隔が隔てられており且つ
垂直方向に延びる複数のテーパリブ９８が設けられてい
る（図２４参照）。上述のように、外熱交換器ハウジン
グ２２の上端には、下方に延びる円形フランジ９０（図
２４参照）が形成されている。このフランジは、内熱交
換器ハウジング２０の上端に形成された嵌着リング８８
の上方に開放した凹所８８と相互嵌着し、この凹所に受
け入れられている。移行マニホールド２４は、全体に円
錐形の壁部材９６（図２３及び図２４参照）を含む。更
に、半径方向に延びる複数の垂直フィン１００を備えて
いる。これらのフィン１００は、ハウジング２２の上端
の周囲で周方向に間隔が隔てられており、円錐形壁部材
９６を外熱交換器の円筒形主シェル部分の上端に支持し
且つ連結するのに役立つ。図４に概略に示すように、移
行マニホールド２４は、熱交換器ファイバ束２６の微小
導管即ちファイバ５０から上方に流れる血液の方向を変
えて酸素付加器ファイバ束２８の微孔質ファイバ４８の
周囲に半径方向外方に流すのに役立つ。
【００４１】移行マニホールド２４の形体もまた、計算
流体力学に基づいたコンピュータープログラムを実行す
ることによって最適化されている。移行マニホールドの
形体は、熱交換器ファイバ束２６から酸素付加器ファイ
バ束２８に流出する血液を、血液細胞及び血小板に加わ
る剪断力を最小にして、均等に分配するように設計され
ている。これと同時に、移行マニホールド２４は、酸素
付加器のコンパクトな形体を維持し、酸素付加器の血液
容積を不当に増加しない。更に、移行マニホールド２４
の形体は、血液細胞及び血小板を傷つけないように剪断
力を最小にする。更に、凝血をもたらす再循環領域及び
滞留領域をなくす。
流体力学に基づいたコンピュータープログラムを実行す
ることによって最適化されている。移行マニホールドの
形体は、熱交換器ファイバ束２６から酸素付加器ファイ
バ束２８に流出する血液を、血液細胞及び血小板に加わ
る剪断力を最小にして、均等に分配するように設計され
ている。これと同時に、移行マニホールド２４は、酸素
付加器のコンパクトな形体を維持し、酸素付加器の血液
容積を不当に増加しない。更に、移行マニホールド２４
の形体は、血液細胞及び血小板を傷つけないように剪断
力を最小にする。更に、凝血をもたらす再循環領域及び
滞留領域をなくす。
【００４２】本発明の酸素付加器の好ましい実施例１０
では、円錐形壁部材９６と垂直軸線７０と交差する水平
面との間の角度θ（図２４参照）は、約１１．５°であ
る。移行マニホールド２４は、円錐形壁部材９６の半径
方向外方に配置された上方にテーパした円形の壁区分１
０２を更に有する。壁区分１０２と垂直軸線７０との間
の角度αは、約１４°である。壁部材９６及び壁区分１
０２の角度θ及びαは、再循環をなくすように特別に設
計されている。これらの角度は、剪断力も最小にする。
円錐形壁部材９６は、下方に突出した中央ボス即ちハブ
１０４（図２４参照）を有する。このハブ１０４は円形
形体であり、全体が、熱交換器ファイバ束２６の中央の
上にそのスピンドル５２の上端と隣接して位置決めされ
ている。スピンドル５２の上端は、注封コンパウンドで
覆われている。好ましくは、ハブ１０４は、滞留領域を
なくすため、注封コンパウンドのできるだけ近くでスピ
ンドル５２の上方に位置決めされている。
では、円錐形壁部材９６と垂直軸線７０と交差する水平
面との間の角度θ（図２４参照）は、約１１．５°であ
る。移行マニホールド２４は、円錐形壁部材９６の半径
方向外方に配置された上方にテーパした円形の壁区分１
０２を更に有する。壁区分１０２と垂直軸線７０との間
の角度αは、約１４°である。壁部材９６及び壁区分１
０２の角度θ及びαは、再循環をなくすように特別に設
計されている。これらの角度は、剪断力も最小にする。
円錐形壁部材９６は、下方に突出した中央ボス即ちハブ
１０４（図２４参照）を有する。このハブ１０４は円形
形体であり、全体が、熱交換器ファイバ束２６の中央の
上にそのスピンドル５２の上端と隣接して位置決めされ
ている。スピンドル５２の上端は、注封コンパウンドで
覆われている。好ましくは、ハブ１０４は、滞留領域を
なくすため、注封コンパウンドのできるだけ近くでスピ
ンドル５２の上方に位置決めされている。
【００４３】図１及び図１５を参照すると、リング形状
ファイバ束２８が外熱交換器ハウジング２２を同心に取
り囲んでいる。束２８をハウジング２２に巻き付けた
後、両構成要素をベッセル１２の内側に入れる。次い
で、酸素付加器ファイバ束２８のファイバ４８の上端及
び下端の周囲にウレタン注封コンパウンドを導入するこ
とによって、全体にリング形状の上下のシール１０６及
び１０８（図１５参照）の夫々を形成する。これらのシ
ールは、上静脈ガスヘッダ１４及び下静脈ガスヘッダ１
６に血液が流入しないようにする。その後、ファイバ４
８の上端及び下端をきれいに切断し、これらのファイバ
の上下の中空内部を上下の静脈ガスヘッダ１４及び１６
の内部と連通する。
ファイバ束２８が外熱交換器ハウジング２２を同心に取
り囲んでいる。束２８をハウジング２２に巻き付けた
後、両構成要素をベッセル１２の内側に入れる。次い
で、酸素付加器ファイバ束２８のファイバ４８の上端及
び下端の周囲にウレタン注封コンパウンドを導入するこ
とによって、全体にリング形状の上下のシール１０６及
び１０８（図１５参照）の夫々を形成する。これらのシ
ールは、上静脈ガスヘッダ１４及び下静脈ガスヘッダ１
６に血液が流入しないようにする。その後、ファイバ４
８の上端及び下端をきれいに切断し、これらのファイバ
の上下の中空内部を上下の静脈ガスヘッダ１４及び１６
の内部と連通する。
【００４４】本発明の酸素付加器１０は、酸素付加器フ
ァイバ束２８の下端でファイバ４８の周囲から血液を集
めるための特別の形体の環状血液出口マニホールドを備
えている。更に詳細には、ベッセル１２のフレア部分１
２ａ（図１及び図２参照）が、血液を集めてこれを血液
出口ノズル３２に通す環状血液収集チャンバ１１０（図
１６参照）を形成する。チャンバ１１０は、全体に矩形
の断面を有し、その正確な寸法及び形体は、計算流体力
学に基づいたコンピュータープログラムを実行すること
によって決定される。血液出口マニホールドの形体は、
酸素付加器ファイバ束２８の下部分から血液を均等に集
め、剪断力及び再循環を最小にして、血液を血液出口ノ
ズル３２を通して効率的に流すように設計されている。
血液収集チャンバ１１０（図１５参照）は、酸素付加器
ファイバ束２８の下外側面とベッセル１２のフレア部分
１２ａの内壁との間に形成される。
ァイバ束２８の下端でファイバ４８の周囲から血液を集
めるための特別の形体の環状血液出口マニホールドを備
えている。更に詳細には、ベッセル１２のフレア部分１
２ａ（図１及び図２参照）が、血液を集めてこれを血液
出口ノズル３２に通す環状血液収集チャンバ１１０（図
１６参照）を形成する。チャンバ１１０は、全体に矩形
の断面を有し、その正確な寸法及び形体は、計算流体力
学に基づいたコンピュータープログラムを実行すること
によって決定される。血液出口マニホールドの形体は、
酸素付加器ファイバ束２８の下部分から血液を均等に集
め、剪断力及び再循環を最小にして、血液を血液出口ノ
ズル３２を通して効率的に流すように設計されている。
血液収集チャンバ１１０（図１５参照）は、酸素付加器
ファイバ束２８の下外側面とベッセル１２のフレア部分
１２ａの内壁との間に形成される。
【００４５】ベッセル１２、ハウジング２０及び２２
は、全体に円筒形であると説明してある。これらには、
実際には、例えば２°の僅かなテーパ角度が付けてあ
る。換言すると、これらの構造の垂直側壁は下方に僅か
に末広がりになっている。かくして、本明細書中では、
「全体に円筒形」という用語は、完全に円筒形から僅か
にずれた形体を含む。
は、全体に円筒形であると説明してある。これらには、
実際には、例えば２°の僅かなテーパ角度が付けてあ
る。換言すると、これらの構造の垂直側壁は下方に僅か
に末広がりになっている。かくして、本明細書中では、
「全体に円筒形」という用語は、完全に円筒形から僅か
にずれた形体を含む。
【００４６】ファイバ束２６及び２８、及びシール９
２、９４、１０６、及び１０８を構成する注封コンパウ
ンドを除き、本願中に例示し且つ説明した構造の残り
は、好ましくは、透明なポリカーボネートプラスチック
で射出成形される。適当なプラスチックは、バイエル
（ＢＡＹＥＲ）マクロロン及びゼネラルエレクトリック
レクサン（ＬＥＸＡＮ）ＨＰ２Ｒ−１１１２の表示で商
業的に入手できる。別々に成形したプラスチック部品を
組み立て、適当な無毒の紫外線（ＵＶ）硬化性接着剤で
互いに永久的に取り付けられる。
２、９４、１０６、及び１０８を構成する注封コンパウ
ンドを除き、本願中に例示し且つ説明した構造の残り
は、好ましくは、透明なポリカーボネートプラスチック
で射出成形される。適当なプラスチックは、バイエル
（ＢＡＹＥＲ）マクロロン及びゼネラルエレクトリック
レクサン（ＬＥＸＡＮ）ＨＰ２Ｒ−１１１２の表示で商
業的に入手できる。別々に成形したプラスチック部品を
組み立て、適当な無毒の紫外線（ＵＶ）硬化性接着剤で
互いに永久的に取り付けられる。
【図１】図１は、本発明に従って形成された酸素付加器
の分解斜視図である。
の分解斜視図である。
【図２】図２は、酸素付加器の側面図である。
【図３】図３は、酸素付加器の平面図である。
【図４】図４は、酸素付加器の血液流路、熱交換器流体
流路、及びガス混合物流路を示す概略図である。
流路、及びガス混合物流路を示す概略図である。
【図５】図５は、酸素付加器の酸素付加器ファイバ束の
製造を示す概略図である。
製造を示す概略図である。
【図６】図６は、酸素付加器の熱交換器ファイバ束の概
略図である。
略図である。
【図７】図７は、微小導管ラッピング材料が巻付けられ
る、酸素付加器の熱交換器のスピンドルの拡大側面図で
ある。
る、酸素付加器の熱交換器のスピンドルの拡大側面図で
ある。
【図８】図８は、図７の８−８線に沿った図７図のスピ
ンドルの断面図である。
ンドルの断面図である。
【図９】図９は、図７の右端から見た図７のスピンドル
の端面図である。
の端面図である。
【図１０】図１０は、酸素付加器の血液入口マニホール
ドの拡大正面図である。
ドの拡大正面図である。
【図１１】図１１は、酸素付加器の血液入口マニホール
ドの拡大後面図である。
ドの拡大後面図である。
【図１２】図１２は、図１１の１２−１２線に沿った酸
素付加器の血液入口マニホールドの垂直断面図である。
素付加器の血液入口マニホールドの垂直断面図である。
【図１３】図１３は、酸素付加器の血液入口マニホール
ドの平面図である。
ドの平面図である。
【図１４】図１４は、図１０乃至図１３の酸素付加器の
血液入口マニホールドの円錐形壁部材、垂直リップ、及
びリムを示す拡大部分垂直断面図である。
血液入口マニホールドの円錐形壁部材、垂直リップ、及
びリムを示す拡大部分垂直断面図である。
【図１５】図１５は、酸素付加器の構成要素の内部アッ
センブリを示す一部断面拡大部分図である。
センブリを示す一部断面拡大部分図である。
【図１６】図１６は、酸素付加器の血液出口マニホール
ドの詳細を示す図１５の一部の拡大図である。
ドの詳細を示す図１５の一部の拡大図である。
【図１７】図１７は、酸素付加器の下静脈ガスヘッダの
平面図である。この図には、内熱交換器ハウジング、水
入口ノズル、水出口ノズル、及びガス混合物出口ノズル
もまた示してある。
平面図である。この図には、内熱交換器ハウジング、水
入口ノズル、水出口ノズル、及びガス混合物出口ノズル
もまた示してある。
【図１８】図１８は、図１７の１８−１８線に沿った下
静脈ガスヘッダ及び内熱交換器ハウジングの断面図であ
る。
静脈ガスヘッダ及び内熱交換器ハウジングの断面図であ
る。
【図１９】図１９は、図１７の１９−１９線に沿った下
静脈ガスヘッダ及び内熱交換器ハウジングの断面図であ
る。
静脈ガスヘッダ及び内熱交換器ハウジングの断面図であ
る。
【図２０】図２０は、酸素付加器の下静脈ガスヘッダ及
び内熱交換器ハウジングの正面図である。
び内熱交換器ハウジングの正面図である。
【図２１】図２１は、酸素付加器の下静脈ガスヘッダ及
び内熱交換器ハウジングの側面図である。
び内熱交換器ハウジングの側面図である。
【図２２】図２２は、下静脈ガスヘッダ、及び血液入口
マニホールドが連結された内熱交換器ハウジングの拡大
垂直断面図である。この図には、熱交換器の微小導管フ
ァイバ束もまた示してある。
マニホールドが連結された内熱交換器ハウジングの拡大
垂直断面図である。この図には、熱交換器の微小導管フ
ァイバ束もまた示してある。
【図２３】図２３は、外熱交換器ハウジング及び移行マ
ニホールドの拡大側面図である。
ニホールドの拡大側面図である。
【図２４】図２４は、図２３の２４−２４線に沿った外
熱交換器ハウジング及び移行マニホールドの垂直断面図
である。
熱交換器ハウジング及び移行マニホールドの垂直断面図
である。
【図２５】図２５は、図２３の２５−２５線に沿った外
熱交換器ハウジング及び移行マニホールドの水平断面図
である。
熱交換器ハウジング及び移行マニホールドの水平断面図
である。
１０ 血液酸素付加器 １２ ベッセ
ル １８ 入口マニホールド ２０ 内熱交
換器ハウジング ２２ 外熱交換器ハウジング ２４ 移行マ
ニホールド ２６ 第１ファイバ束 ２８ 第２フ
ァイバ束 ３０ 入口ノズル ３２ 出口ノ
ズル ３８ 入口ノズル ４０ 出口ノ
ズル ５０ 中空ファイバ ６０、６８
壁部材 ７０ 軸線
ル １８ 入口マニホールド ２０ 内熱交
換器ハウジング ２２ 外熱交換器ハウジング ２４ 移行マ
ニホールド ２６ 第１ファイバ束 ２８ 第２フ
ァイバ束 ３０ 入口ノズル ３２ 出口ノ
ズル ３８ 入口ノズル ４０ 出口ノ
ズル ５０ 中空ファイバ ６０、６８
壁部材 ７０ 軸線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コーリー，エドマンド・アール，ジュニア ー アメリカ合衆国ペンシルバニア州19473, シュウェンズヴィル，メイプル・ビルディ ング エムビー−４，スプリング・マウン テン・サミット (72)発明者 グレメル，ロバート・エフ アメリカ合衆国カリフォルニア州92649, ハンティントン・ビーチ，セルカーク・ド ライブ 5621 (72)発明者 ハムレン，ロバート・シー アメリカ合衆国ミネソタ州55108，セン ト・ポール，シンプソン・ストリート 1368 Ｆターム(参考） 4C077 AA02 AA03 BB06 CC04 DD18 HH03 HH14 JJ03 JJ15 KK06 KK07 LL05 NN10 PP08 PP14
Claims (62)
- 【請求項１】血液酸素付加器において、 ハウジングと、前記ハウジングの内部を通って延びる複
数の導管とを含む熱交換器と、 前記導管の第１端部組の外面を包囲する第１シール及び
前記導管の第２端部組の外面を包囲する第２シールであ
って、前記第１シール組及び第２シール組は、前記ハウ
ジングの内部において前記導管の外面の周囲を流れる伝
熱流体が前記導管を通って流れる血液と混合しないよう
に、前記熱交換器ハウジングの内面に係合している、前
記第１シール及び第２シールと、 前記熱交換器ハウジングの前記内部に連通した伝熱流体
入口と、 前記熱交換器ハウジングの前記内部に連通した伝熱流体
出口と、 第１チューブから前記熱交換器の前記導管の前記第１端
部組に血液を送出するための血液入口マニホールドと、 前記熱交換器を同心に取り囲んでいる全体として円筒形
の酸素付加器ファイバ束と、 前記酸素付加器束のファイバ束を包囲するベッセルと、 前記酸素付加器束の複数の中空ファイバの第１端部組の
外面を包囲する第３シール及び前記酸素付加器束のファ
イバの前記第２端部組の外面を包囲する第４シールであ
って、前記酸素付加器束の前記ファイバの外面の周囲を
流れる血液が前記酸素付加器ファイバ束の前記ファイバ
の前記中空内部に連通しないように、前記熱交換器の前
記ハウジングと前記ベッセルとに係合している、前記第
３シール及び前記第４シールと、 前記熱交換器の前記導管の前記第２端部組から、前記酸
素付加器ファイバ束の第１部分の前記酸素付加器ファイ
バ束の前記ファイバの外面の周囲に、血液を送り出すよ
うに構成された、移行マニホールドと、 前記酸素付加器ファイバ束の第２部分の前記酸素付加器
ファイバ束の前記ファイバの外面の周囲から第２チュー
ブに血液を送り出すように構成された、出口マニホール
ドと、 前記ベッセルに連結された入口ヘッダであって、静脈ガ
ス混合物が前記酸素付加器ファイバ束を通って流れるよ
うに前記ガス混合物を第１ホースから前記酸素付加器フ
ァイバ束の前記中空ファイバの前記第１端部に差し向け
るように構成された入口ヘッダと、 前記酸素付加器束の前記中空ファイバの前記第２端部か
ら流出する静脈ガス混合物を第２ホースに差し向けるた
め、前記ベッセルに連結された出口ヘッダと、を有する
血液酸素付加器。 - 【請求項２】前記熱交換器の前記導管は、円筒形をなす
ように巻いた微小導管ラッピング材料のウェブからな
る、請求項１に記載の血液酸素付加器。 - 【請求項３】前記熱交換器の前記ハウジングは、全体に
円筒形の内ハウジング及びこの内ハウジングを取り囲む
全体に円筒形の外ハウジングを含む、請求項１に記載の
血液酸素付加器。 - 【請求項４】前記移行マニホールドは、前記外ハウジン
グの端部に前記熱交換器の前記導管の前記第２端部と隣
接して形成されている、請求項３に記載の血液酸素付加
器。 - 【請求項５】前記第１及び第２のシールは、注封コンパ
ウンドでできている、請求項１に記載の血液酸素付加
器。 - 【請求項６】前記第３及び第４のシールは、注封コンパ
ウンドでできている、請求項１に記載の血液酸素付加
器。 - 【請求項７】前記血液入口マニホールドは、全体に平ら
な円錐形壁部材が構成する領域と連通した入口ノズルを
有し、前記壁部材は、前記入口ノズルから来入した血液
を前記熱交換器の前記導管の前記第１端部に均等に拡げ
るために設けられている、請求項１に記載の血液酸素付
加器。 - 【請求項８】前記移行マニホールドは、前記導管の前記
第２端部から流出した血液を半径方向外方に前記酸素付
加器ファイバ束の前記ファイバの前記第１端部に差し向
けるための全体に平らな円錐形壁部材を含む、請求項１
に記載の血液酸素付加器。 - 【請求項９】前記熱交換器ハウジングは、前記伝熱流体
を、前記導管の前記外側面の周囲に、前記導管を通る血
液の流れ方向と実質的に逆方向に流す伝熱流路を構成す
るための手段を含む、請求項１に記載の血液酸素付加
器。 - 【請求項１０】前記出口マニホールドは、前記酸素付加
器束の中空ファイバの前記第２端部と隣接して前記ベッ
セルのフレア部分を含む、請求項１に記載の血液酸素付
加器。 - 【請求項１１】血液酸素付加器において、 全体に円筒形の内ハウジング及びこの内ハウジングを取
り囲む全体に円筒形の外ハウジングを含むハウジング、
及びこのハウジングの内部を通って延びる、円筒形をな
すように巻いた微小導管ラッピング材料のウェブの形態
で提供される複数の導管を含む熱交換器と、 前記ハウジングの内部内で前記導管の外面の周囲を流れ
る伝熱流体が前記導管を通って流れる血液と混合しない
ように前記内熱交換器ハウジングの内面と係合する、前
記導管の第１端部組の外面を包囲する注封コンパウンド
製第１シール及び前記導管の第２端部組の外面を包囲す
る注封コンパウンド製第２シールと、 前記熱交換器ハウジングの内部と連通した伝熱流体入口
と、 前記熱交換器ハウジングの内部と連通した伝熱流体出口
と、 血液を第１チューブから前記熱交換器の前記導管の第１
端部組に送出するための血液入口マニホールドであっ
て、全体に平らな円錐形壁部材が構成する領域と連通し
た入口ノズルを有し、前記壁部材は、前記入口ノズルか
ら来入した血液を前記熱交換器の前記導管の前記第１端
部上に均等に拡げるために設けられている、血液入口マ
ニホールドと、 前記熱交換器を同心に取り囲む全体に円筒形の酸素付加
器ファイバ束と、 前記酸素付加器ファイバ束を包囲するベッセルと、 酸素付加器束のファイバの外面の周囲を流れる血液が前
記酸素付加器ファイバ束の前記ファイバの前記中空内部
と連通しないように前記熱交換器のハウジング及び前記
ベッセルと係合する、前記酸素付加器束の複数の中空フ
ァイバの第１端部組の外面を包囲する注封コンパウンド
製第３シール及び前記酸素付加器束のファイバの第２端
部組の外面を包囲する注封コンパウンド製第４シール
と、 血液を前記熱交換器の前記導管の第２端部組から、前記
酸素付加器ファイバ束の前記ファイバの第１端部に送出
するための移行マニホールドであって、前記熱交換器の
前記導管の前記第２端部と隣接して前記第２ハウジング
の端部に形成された、前記導管の前記第２端部から流出
した血液を前記酸素付加器ファイバ束の前記ファイバの
前記第１端部に半径方向外方に差し向けるための全体に
平らな円錐形壁部材を含む、移行マニホールドと、 前記伝熱流体を、前記熱交換器の前記導管の前記外側面
の周囲に、前記導管を通る血液の流れ方向と実質的に逆
方向に流す伝熱流路を構成するための手段と、 血液を前記酸素付加器ファイバ束の前記ファイバの前記
第２端部から第２チューブに送出するための出口マニホ
ールドであって、前記酸素付加器束の前記中空ファイバ
の前記第２端部と隣接して前記ベッセルのフレア部分を
含む出口マニホールドと、 静脈ガス混合物を第１ホースから前記酸素付加器ファイ
バ束の前記中空ファイバの第１端部に差し向け、酸素付
加器ファイバ束に前記ガス混合物を通すため、前記ベッ
セルに連結された入口ヘッダと、 前記酸素付加器束の前記中空ファイバの前記第２端部か
ら流出する静脈ガス混合物を第２ホースに差し向けるた
め、前記ベッセルに連結された出口ヘッダと、を有する
血液酸素付加器。 - 【請求項１２】束をなして配置された複数の中空導管を
含む血液熱交換器の第１端部に連結するための血液入口
マニホールドであって、前記複数の中空導管の複数の第
１端部が前記血液熱交換器の前記第１端部と隣接して終
端し、複数の第２端部が前記血液熱交換器の第２端部と
隣接して終端する、血液入口マニホールドにおいて、 下流セグメント及び血液を搬送するためのチューブに連
結できる上流セグメントを有する血液入口ノズルと、 前記血液入口ノズルの前記下流セグメントに連結された
全体に円錐形の壁部材であって、前記血液熱交換器の前
記第１端部に連結して円錐形壁部材と前記導管の前記第
１端部組との間にチャンバを形成し、前記血液入口ノズ
ルの前記下流セグメントの内部が前記チャンバに開放し
ている、円錐形壁部材と、を有する血液入口マニホール
ド。 - 【請求項１３】前記血液入口ノズルの前記上流及び下流
セグメントは、互いに対して所定の角度で延びている、
請求項１２に記載の血液入口マニホールド。 - 【請求項１４】前記角度は、約３０度である、請求項１
３に記載の血液入口マニホールド。 - 【請求項１５】前記円錐形壁部材の表面は、前記血液熱
交換器の垂直方向中央軸線と一致する前記入口マニホー
ルドの垂直中央軸線に対して実質的に垂直な平面に対し
て約１０度の角度で延びている、請求項１２に記載の血
液入口マニホールド。 - 【請求項１６】前記血液入口ノズルの前記上流セグメン
トは、全体にチューブ状の形体を有する、請求項１２に
記載の血液入口マニホールド。 - 【請求項１７】前記血液入口ノズルの前記下流セグメン
トの断面は、前記円錐形壁部材に向かう方向で末広がり
になっている、請求項１２に記載の血液入口マニホール
ド。 - 【請求項１８】前記血液入口ノズルの前記下流セグメン
トの第１中央軸線は、前記血液熱交換器の中央軸線と一
致する前記入口マニホールドの第２中央軸線と実質的に
平行であるがこれから間隔が隔てられている、請求項１
２に記載の血液入口マニホールド。 - 【請求項１９】前記血液入口ノズルの前記上流セグメン
トは、バーブを備えた外面を有する、請求項１２に記載
の血液入口マニホールド。 - 【請求項２０】前記血液入口ノズルの前記下流セグメン
トは、直線状の側壁を持つ第１側部及び湾曲した側壁を
持つ第２側部を有する、請求項１２に記載の血液入口マ
ニホールド。 - 【請求項２１】前記円錐形壁部材には、前記血液熱交換
器の前記第１端部に形成された環状凹所に挿入するため
の円形のリップが形成されている、請求項１２に記載の
血液入口マニホールド。 - 【請求項２２】束をなして配置された複数の中空導管を
含む全体に円筒形の血液熱交換器の下端に連結するため
の血液入口マニホールドであって、前記複数の中空導管
の複数の下端が前記血液熱交換器の前記第１端部と隣接
して終端し、複数の上端が前記血液熱交換器の第２端部
と隣接して終端する、血液入口マニホールドにおいて、 上側のフレア状下流セグメント及び血液を搬送するため
のチューブに連結できる下側の全体にチューブ状の上流
セグメントを有し、これらの上流及び下流のセグメント
は互いに対して所定の角度で延びている、血液入口ノズ
ルと、 前記血液入口ノズルの前記下流セグメントの上端に連結
された全体に円錐形の壁部材であって、前記血液熱交換
器の前記下端部に連結して円錐形壁部材と前記導管の下
端との間にチャンバを形成し、前記血液入口ノズルの前
記下流セグメントの内部が前記チャンバに開放してい
る、円錐形壁部材とを有し、 前記血液入口ノズルの前記下流セグメントの第１中央軸
線は、前記血液熱交換器の中央軸線と一致する前記円錐
形壁部材の第２中央軸線と実質的に平行であるがこれか
ら間隔が隔てられている、血液入口マニホールド。 - 【請求項２３】上開放端が実質的に同一平面内で終端す
る垂直方向に延びる複数の導管を含む全体に円筒形の熱
交換器ファイバ束の上端と関連して使用するための移行
マニホールドにおいて、 前記熱交換器ファイバ束の垂直中央軸線に対して垂直な
平面に関して比較的平らな角度で延び、前記熱交換器フ
ァイバ束の上端から、前記中央軸線から半径方向外方に
向かう方向で遠ざかるように末広がりをなしており、前
記熱交換器ファイバ束の前記導管の前記上開放端から垂
直方向上方に流れる血液の方向を半径方向外方に変え、
前記熱交換器ファイバ束を取り囲む全体に円筒形の酸素
付加器ファイバ束の上部分の周囲に実質的に均等に流
す、表面を構成する全体に円錐形の壁部材と、を有す
る、移行マニホールド。 - 【請求項２４】前記円錐形壁部材を前記熱交換器ファイ
バ束の前記上端の上方で中央に支持するため、前記円錐
形壁部材に連結されたハウジングを更に有する、請求項
２３記載の移行マニホールド。 - 【請求項２５】前記ハウジングと前記円錐形壁部材とを
連結する、垂直方向に延びる半径方向に配向された複数
のフィンを更に有し、これらのフィンは、前記円錐形壁
部材の周囲に亘って等間隔に間隔が隔てられている、請
求項２４記載の移行マニホールド。 - 【請求項２６】前記円錐形壁部材の外周に接合された、
上方にテーパした円形の壁区分を更に有し、この壁区分
は、前記円錐形壁部材の前記表面から前記垂直中央軸線
に対して第２角度で上方に末広がりに遠ざかる面を有す
る、請求項２３に記載の移行マニホールド。 - 【請求項２７】前記平らな角度は、約１１．５度であ
る、請求項２３に記載の移行マニホールド。 - 【請求項２８】前記第２角度は、約１４度である、請求
項２６に記載の移行マニホールド。 - 【請求項２９】前記円錐形壁部材の中央から下方に突出
したハブを更に有し、このハブは、このハブがなければ
前記熱交換器ファイバ束の前記上端の中央の上方に存在
する滞留血流領域を実質的になくすように形成されてい
る、請求項２３に記載の移行マニホールド。 - 【請求項３０】前記ハウジングの上端に接合されており
且つ前記ハウジングの上端から下方に延びる、内熱交換
器ハウジングと合うための円形フランジを更に有する、
請求項２４に記載の移行マニホールド。 - 【請求項３１】前記平らな角度は、約１１．５度であ
り、前記第２角度は約１４度である、請求項２６に記載
の移行マニホールド。 - 【請求項３２】前記フィンの各々は、隣接したフィンに
対して約３０度の角度で延びている、請求項２５に記載
の移行マニホールド。 - 【請求項３３】上開放端が実質的に同一平面内で終端す
る垂直方向に延びる複数の導管を含む全体に円筒形の熱
交換器ファイバ束の上端と関連して使用するための、熱
交換器ハウジングと移行マニホールドとの組み合わせに
おいて、 上端を持ち、前記ハウジングの第１中央軸線が前記熱交
換器ファイバ束の第２中央軸線と一致するように前記熱
交換器ファイバ束を包囲する寸法を持つ全体に円筒形の
中空ハウジングと、 前記熱交換器ファイバ束の前記第２中央軸線に対して垂
直な平面に関して比較的平らな角度で延び、前記熱交換
器ファイバ束の上端から、前記第２中央軸線から半径方
向外方に向かう方向で遠ざかるように末広がりをなして
おり、前記熱交換器ファイバ束の前記導管の前記上開放
端から垂直方向上方に流れる血液の方向を半径方向外方
に変え、前記ハウジングを取り囲む全体に円筒形の酸素
付加器ファイバ束の上部分の周囲に実質的に均等に流
す、表面を構成する、前記ハウジングに連結された全体
に円錐形の壁部材と、を有する、熱交換器ハウジングと
移行マニホールドとの組み合わせ。 - 【請求項３４】前記ハウジングと前記円錐形壁部材とを
連結する、垂直方向に延びる半径方向に配向された複数
のフィンを更に有し、これらのフィンは、前記円錐形壁
部材の周囲に亘って等間隔に間隔が隔てられている、請
求項３３に記載の熱交換器ハウジングと移行マニホール
ドとの組み合わせ。 - 【請求項３５】前記円錐形壁部材の外周に接合された、
上方にテーパした円形の壁区分を更に有し、この壁区分
は、前記円錐形壁部材の前記表面から前記第２中央軸線
に対して第２角度で上方に末広がりに遠ざかる面を有す
る、請求項３３に記載の熱交換器ハウジングと移行マニ
ホールドとの組み合わせ。 - 【請求項３６】前記平らな角度は、約１１．５度であ
る、請求項３３に記載の熱交換器ハウジングと移行マニ
ホールドとの組み合わせ。 - 【請求項３７】前記第２角度は、約１４°である、請求
項３５に記載の熱交換器ハウジングと移行マニホールド
との組み合わせ。 - 【請求項３８】前記円錐形壁部材の中央から下方に突出
したハブを更に有し、このハブは、このハブがなければ
前記熱交換器ファイバ束の前記上端の中央の上方に存在
する滞留血流領域を実質的になくすように形成されてい
る、請求項３３に記載の熱交換器ハウジングと移行マニ
ホールドとの組み合わせ。 - 【請求項３９】前記ハウジングの上端に接合されており
且つ前記ハウジングの上端から下方に延びる、内熱交換
器ハウジングと合うための円形フランジを更に有する、
請求項３３に記載の熱交換器ハウジングと移行マニホー
ルドとの組み合わせ。 - 【請求項４０】前記平らな角度は、約１１．５度であ
り、前記第２角度は約１４度である、請求項３５に記載
の熱交換器ハウジングと移行マニホールドとの組み合わ
せ。 - 【請求項４１】前記フィンの各々は、隣接したフィンに
対して約３０度の角度で延びている、請求項３４に記載
の熱交換器ハウジングと移行マニホールドとの組み合わ
せ。 - 【請求項４２】上開放端が実質的に同一平面内で終端す
る垂直方向に延びる複数の導管を含む全体に円筒形の熱
交換器ファイバ束の上端と関連して使用するための、熱
交換器ハウジングと移行マニホールドとの組み合わせに
おいて、 上端を持ち、前記ハウジングの第１中央軸線が前記熱交
換器ファイバ束の第２中央軸線と一致するように前記熱
交換器ファイバ束を包囲する寸法を持つ全体に円筒形の
中空ハウジングと、 前記熱交換器ファイバ束の前記第２中央軸線に対して垂
直な平面に関して比較的平らな角度で延び、前記熱交換
器ファイバ束の上端から、前記第２中央軸線から半径方
向外方に向かう方向で遠ざかるように末広がりをなして
おり、前記熱交換器ファイバ束の前記導管の前記上開放
端から垂直方向上方に流れる血液の方向を半径方向外方
に変え、前記ハウジングを取り囲む全体に円筒形の酸素
付加器ファイバ束の上部分の周囲に実質的に均等に流
す、表面を構成する、前記ハウジングに連結された全体
に円錐形の壁部材と、 前記円錐形壁部材の前記表面から前記垂直中央軸線に対
して第２角度で上方に末広がりに遠ざかる面を有する、
前記円錐形壁部材の外周に接合された、上方にテーパし
た円形の壁区分と、 前記円錐形壁部材の中央から下方に突出したハブであっ
て、このハブがなければ前記熱交換器ファイバ束の前記
上端の中央の上方に存在する滞留血流領域を実質的にな
くすように形成されているハブと、 前記ハウジングと前記円錐形壁部材とを連結する、垂直
方向に延びる半径方向に配向された複数のフィンであっ
て、前記円錐形壁部材の周囲に亘って等間隔に間隔が隔
てられたフィンと、を有する、熱交換器ハウジングと移
行マニホールドとの組み合わせ。 - 【請求項４３】全体に円筒形の束に巻いた第１端部及び
第２端部を持つ複数の微孔質ファイバでできた膜型酸素
付加器用の血液出口マニホールドにおいて、 酸素付加器ファイバ束の外面にぴったりと被さる寸法の
第１環状壁を持ち、前記酸素付加器ファイバ束の前記フ
ァイバの周囲から半径方向外方に流れる血液を受け入れ
るための環状血液収集チャンバを形成するため、前記フ
ァイバの前記第２端部と隣接して前記酸素付加器ファイ
バ束の外面の端部分から半径方向に離間された第２環状
壁を含むフレア部分を有する、全体に円筒形のベッセル
と、 前記酸素付加器ファイバ束の前記端部分と前記第２環状
壁との間のシールと、 前記ベッセルの前記フレア部分から延び、前記血液収集
チャンバと連通した中空内部を有する血液出口ノズル
と、を有する、血液出口マニホールド。 - 【請求項４４】前記血液収集チャンバは、全体に矩形の
断面を有する、請求項４３に記載の血液出口マニホール
ド。 - 【請求項４５】前記血液出口ノズルは、前記血液出口ノ
ズルの内側の流出血液内に薬剤を注入できるようにする
ため、前記出口ノズルから延びるルアー継手を有する、
請求項４３に記載の血液出口マニホールド。 - 【請求項４６】前記血液出口ノズルは、前記血液出口ノ
ズルを通って血液収集チャンバから流出する血液の温度
を検出する温度センサを収容するための温度計プローブ
継手を有する、請求項４３に記載の血液出口マニホール
ド。 - 【請求項４７】前記血液出口ノズルは、血液送出チュー
ブに連結するためのバーブを備えたセグメントを有す
る、請求項４３に記載の血液出口マニホールド。 - 【請求項４８】前記ベッセルは、通常は、その中央軸線
が垂直方向に整合した状態で配向され、前記ベッセルの
フレア部分は、前記ベッセルの下端に前記酸素付加器フ
ァイバ束の下端と隣接して形成されている、請求項４３
に記載の血液出口マニホールド。 - 【請求項４９】前記シールは、前記ファイバの前記第２
端部の周囲に形成されており且つ前記ベッセルの前記フ
レア部分の前記第２環状壁に付着した注封コンパウンド
でできている、請求項４３に記載の血液出口マニホール
ド。 - 【請求項５０】前記注封コンパウンドは、ウレタンでで
きている、請求項４９に記載の血液出口マニホールド。 - 【請求項５１】前記ベッセルは、通常は、その中央軸線
が垂直方向に整合した状態で配向され、前記ベッセルの
前記フレア部分は、前記ベッセルの下端に前記酸素付加
器ファイバ束の下端と隣接して形成されており、前記血
液収集チャンバは全体に矩形の断面を有する、請求項４
３に記載の血液出口マニホールド。 - 【請求項５２】前記血液出口ノズルは、前記ベッセルの
前記フレア部分の前記第２環状壁から半径方向外方に延
びている、請求項４３に記載の血液出口マニホールド。 - 【請求項５３】全体に円筒形の束に巻いた第１端部及び
第２端部を持つ複数の微孔質ファイバでできた膜型酸素
付加器用の血液出口マニホールドにおいて、 酸素付加器ファイバ束を取り囲む第１環状壁を持ち、前
記酸素付加器ファイバ束の前記ファイバの周囲から半径
方向外方に流れる血液を受け入れるための環状血液収集
チャンバを形成するため、前記ファイバの前記第２端部
と隣接して前記酸素付加器ファイバ束の外面の端部分か
ら半径方向に離間された第２環状壁を含むフレア部分を
有する、全体に円筒形のベッセルと、 前記酸素付加器ファイバ束の前記端部分と前記第２環状
壁との間のシールと、 前記血液収集チャンバと連通した血液出口ノズルとを有
し、 前記血液収集チャンバは、血液中の剪断力及び再循環を
最小にしながら、前記酸素付加器ファイバ束から血液を
均等に収集するように形成されており且つ寸法決めされ
ている、血液出口マニホールド。 - 【請求項５４】前記血液収集チャンバは、全体に矩形の
断面を有する、請求項５３に記載の血液出口マニホール
ド。 - 【請求項５５】前記血液出口ノズルは、前記血液出口ノ
ズルの内側の流出血液内に薬剤を注入できるようにする
ため、前記出口ノズルから延びるルアー継手を有する、
請求項５３に記載の血液出口マニホールド。 - 【請求項５６】前記血液出口ノズルは、前記血液出口ノ
ズルを通って血液収集チャンバから流出する血液の温度
を検出する温度センサを収容するための温度計プローブ
継手を有する、請求項５３に記載の血液出口マニホール
ド。 - 【請求項５７】前記血液出口ノズルは、血液送出チュー
ブに連結するためのバーブを備えたセグメントを有す
る、請求項５３に記載の血液出口マニホールド。 - 【請求項５８】前記ベッセルは、通常は、その中央軸線
が垂直方向に整合した状態で配向され、前記ベッセルの
フレア部分は、前記ベッセルの下端に前記酸素付加器フ
ァイバ束の下端と隣接して形成されている、請求項５３
に記載の血液出口マニホールド。 - 【請求項５９】前記シールは、前記ファイバの前記第２
端部の周囲で形成されており且つ前記ベッセルの前記フ
レア部分の前記第２環状壁に付着した注封コンパウンド
でできている、請求項５３に記載の血液出口マニホール
ド。 - 【請求項６０】前記注封コンパウンドは、ウレタンでで
きている、請求項５９に記載の血液出口マニホールド。 - 【請求項６１】前記ベッセルは、通常は、その中央軸線
が垂直方向に整合した状態で配向され、前記ベッセルの
前記フレア部分は、前記ベッセルの下端に前記酸素付加
器ファイバ束の下端と隣接して形成されており、前記血
液収集チャンバは全体に矩形の断面を有する、請求項５
３に記載の血液出口マニホールド。 - 【請求項６２】全体に円筒形の束に巻いた上端及び下端
を持つ複数の微孔質ファイバでできた膜型酸素付加器用
の血液出口マニホールドにおいて、 第１中央垂直軸線を持つ全体に円筒形のベッセルであっ
て、このベッセルは、第２中央軸線が前記第１中央軸線
と整合した全体に円筒形の酸素付加器ファイバ束を取り
囲む上第１環状壁を有し、前記ベッセルは、前記酸素付
加器ファイバ束の前記ファイバの周囲から半径方向外方
に流れる血液を受け入れるための全体に矩形の断面を持
つ環状血液収集チャンバを構成するため、前記ファイバ
の前記下端と隣接して前記酸素付加器ファイバ束の前記
外面の下端部分から半径方向に離間された第２環状壁を
含むフレア状下部分を有する、ベッセルと、 前記酸素付加器ファイバ束の前記下端部分と前記第２環
状壁との間のシールであって、このシールは、前記ファ
イバの前記第２端部の周囲に形成されており且つ前記ベ
ッセルの前記フレア部分の前記第２環状壁に付着した注
封コンパウンドで形成されている、シールと、 前記血液収集チャンバと連通した血液出口ノズルとを有
し、 前記血液収集チャンバは、血液中の剪断力及び再循環を
最小にしながら、前記酸素付加器ファイバ束から血液を
均等に収集するように形成されており且つ寸法決めされ
ている、血液出口マニホールド。
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|---|---|---|---|
| US08/585,324 US5906741A (en) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | Outlet manifold for blood oxygenator apparatus |
| US08/585,322 US5823987A (en) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | Compact membrane-type blood oxygenator with concentric heat exchanger |
| US08/586,163 US5858233A (en) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | Transition manifold for blood oxygenator apparatus |
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