JP2007144026A

JP2007144026A - 体外循環回路

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Publication number: JP2007144026A
Application number: JP2005345274A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Koda; 真明幸田
Original assignee: Asahi Kasei Medical Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Medical Co Ltd
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2025-11-30
Also published as: JP4493587B2

Abstract

【課題】本発明は、プライミングボリュームを増大させることなく、確実に圧力を検出し、血液や血漿の凝固を起すことなく、更には取扱性の良い体外循環回路を提供することを可能にすることを目的としている。
【解決手段】体外循環回路１であって、体液或いは薬液を送液するメインチューブ10と、該メインチューブ10の途中に配置された分岐部40と、該分岐部40に接続された分岐チューブ20と、該分岐チューブ20の末端またはその途中を閉塞するように配された閉塞器具30とを有し、該分岐チューブ20の途中に少なくとも一箇所の流路断面積が縮小した絞り部21を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体、特に体液或いは薬液を流通させる体外循環回路に関し、更に詳しくは、メインチューブからなる循環回路に対して分岐チューブが接続されてなる体外循環回路内において、メインチューブからなる循環回路内が何らかの原因によって陰圧となった後、圧力が回復した場合に分岐チューブ内に生じてしまう体液或いは薬液の液柱を絶えず効率良く流動させて液体を置換させることにより、分岐チューブ内における体液或いは薬液が停滞して凝固することを防ぐようにした体外循環回路に関するものである。

患者の体内から血液を取り出し、血液処理装置を用いて血液の体外処理を行い、処理された血液を体内に戻す体外循環療法においては、通常、体外循環回路を構成するメインチューブ上にチューブをしごいて送液するチューブ式送液ポンプが用いられる。そして、該送液ポンプの上流側または下流側のメインチューブの途中には、圧力をモニタリングするための分岐チューブ、輸液を行うための分岐チューブ、流路を変更するための分岐チューブ等の様々な分岐チューブが配置され、しばしば、それらの末端またはその途中には圧力測定装置、クランプ、鉗子、三方活栓、サンプリングポート、シリンジ等の閉塞器具が設けられ、それらによって分岐チューブは閉塞された状態となっている。

これら分岐チューブにおいては、しばしばメインチューブ内の圧力が何らかの原因により陰圧となった後に圧力が回復した場合、例えばメインチューブが折れ曲がった状態でチューブ式送液ポンプが作動し続けることによりメインチューブ内が陰圧となり、その後折れ曲がりが解消されて圧力が回復した場合等に、分岐チューブ内の空気が陰圧により一旦メインチューブ内に引き込まれ、その後圧力が回復する際に、メインチューブから同容量の体液或いは薬液が分岐チューブ内に引き込まれて液柱が形成されることがある。

この液柱の長さは圧力の変動がない限り変動することがないため、液柱を形成する体液や薬液はその場に停滞してしまい、特に血液の場合にはそのまま凝固してしまう恐れがある。

体外循環回路においては、作動し続けるチューブ式送液ポンプの脈動により分岐チューブ内の液柱に乱れが生じるため、この作用のお陰で分岐チューブ内の液体が絶えずメインチューブ内の液体に置換されて上記問題が回避出来る場合もある。

例えば分岐チューブが閉塞器具によって閉塞されている位置がメインチューブに近い位置である場合、具体的には分岐点の直下をクランプや鉗子で閉塞されている場合等は、もともと形成される液柱がさほど長くならない場合も多いため、チューブ式送液ポンプによる脈動により容易に置換が促進され、問題となることはほとんど無い。

しかしながら、非特許文献１に示されるような、分岐チューブの先端に圧力測定装置が取り付けられる回路構成を成す場合では、体液或いは薬液が該圧力測定装置に付着して測定不能となることを防止するために、分岐チューブの長さにある程度の余裕を持たせる必要がある。そのため、メインチューブの分岐点から圧力測定装置によって閉塞される分岐チューブの先端部までの距離が長くなり、それに起因して形成される液柱の長さも長くなるため、チューブ式送液ポンプによる脈動による乱れの影響のみの作用によって、液柱全体が置換されることはなく、分岐チューブ内で体液或いは薬液の停滞や凝固が生じるという問題があった。

図４は、上記した従来例の、分岐チューブの先端に閉塞器具が取り付けられる回路構成の一例を示す概略構成図である。体外循環回路４は、メインチューブ10と、該メインチューブ10の途中に配置された分岐部40と、該分岐部40に接続された分岐チューブ20と、該分岐チューブ20の末端に配された閉塞器具30（例えば閉塞器具30は圧力測定装置等）とから構成されている。

上記の如く、メインチューブ10内が何らかの原因により陰圧になった後、例えば分岐部40よりも上流側が図５（ａ）に示すように、鉗子60で閉塞された後もチューブ式送液ポンプ（図示せず）が運転し続けた場合、分岐チューブ20内の空気が図５（ａ）の矢線50で示す方向にメインチューブ10内に引き込まれる。

そして、再び圧力が回復する際には、引き込まれた空気51と同量の体液或いは薬液が分岐チューブ20内に図５（ｂ）の矢線53で示す方向に引き込まれ、液柱52が形成される。分岐チューブ20が長い場合、形成される液柱52も長くなるため、送液ポンプの運転により発生する、脈動による分岐チューブ20内の乱れの影響のみでは置換を促進することが出来ない。尚、図５（ａ），（ｂ）に示す矢線54はメインチューブ10内の流れ方向を示す。

このような問題点を解消する血液回路の一例として、特許文献１には、体外循環療法において、圧力をモニタリングする形式として多用されているドリップチャンバーを用いた圧力測定方法が記載されている。

図６（ａ）は、上記した従来例の、ドリップチャンバーの回路構成の一例を示す概略構成図である。ドリップチャンバー５は、メインチューブ10の途中に配置され、ドリップチャンバー５の上部から分岐した分岐チューブ20と、該分岐チューブ20の末端またはその途中に配された閉塞器具30、該閉塞器具30は例えば圧力測定装置とから構成されている。尚、図６（ａ）において、図４の各構成部材と同じ機能を奏する構成部材には同じ符号を付している。

図６（ａ）に示すようなドリップチャンバー形式の圧力測定方法においては、ドリップチャンバー５内にある程度の量の、例えば体積の半分程度の体液或いは薬液を貯留し、残り半分は空気層として体外循環療法を施行する事により、メインチューブ10内が陰圧となった後に圧力が復帰した際に、空気層の余裕があるため、分岐チューブ20内に体液或いは薬液が引き込まれる事は少ない。

また、特許文献２には、空気との接触を回避する圧力の測定方法として、同じく体外循環療法で多用されているピローを用いた圧力測定方法が記載されている。図６（ｂ）は、上記した従来例の、ピロー６の回路構成の一例を示す概略構成図である。ピロー６はメインチューブ10の途中に配置され、ピロー６の変形量から、メインチューブ10内の圧力を推察することが出来る。尚、図６（ｂ）において、図４の各構成部材と同じ機能を奏する構成部材には同じ符号を付している。

Hygieia Plus "OPERATOR MANUAL" p.5-5 Load Screen 1 特開２００４−２６７６７２号公報特開平０８−１６６３０１号公報

しかしながら、前述の特許文献１（図６（ａ）参照）に記載されたドリップチャンバー５は、その内径の大きさから、空気との接触面積が大きく、更には、貯留する体液或いは薬液の量が多いため、貯留されている液体全体が置換されるまでに時間がかかり、体液或いは薬液の滞留や凝固を誘発するという可能性があった。

また特許文献２（図６（ｂ）参照）に記載されたピロー型圧力検出器の例では、ピロー６のセット位置、個々のピロー６の形状の個体差の違い、温度の違いや経時変化により、同一の圧力においても、計測値が安定しないという可能性があった。

また特許文献１及び特許文献２に記載されている圧力測定形式においては、プライミングボリュームが大きいため、体外循環療法において、患者への負担を増大させ、加えて特定の部位に血液回路を設置するために、体外処理装置に専用の設置位置を設ける必要があり、装置の大型化と取扱性の低下を招いてしまう可能性があった。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、プライミングボリュームを増大させることなく、確実に圧力を検出し、血液や血漿の凝固を起すことなく、更には取扱性の良い体外循環回路を提供せんとするものである。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、分岐チューブの途中に少なくとも一箇所の流路断面積が縮小した絞り部を設けることにより、前記課題を解決出来ることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、前記目的を達成するための本発明に係る体外循環回路の第１の構成は、体外循環回路であって、体液或いは薬液を送液するメインチューブと、前記メインチューブの途中に配置された分岐部と、前記分岐部に接続された分岐チューブと、前記分岐チューブの末端またはその途中を閉塞するように配された閉塞器具とを有し、前記分岐チューブの途中に少なくとも一箇所の流路断面積が縮小した絞り部を設けたことを特徴とする。

また、本発明に係る体外循環回路の第２の構成は、前記第１の構成において、前記分岐チューブの非絞り部の流路断面積は、前記絞り部の流路断面積の１．５倍以上であることを特徴とする。

また、本発明に係る体外循環回路の第３の構成は、前記第１、第２の構成において、前記分岐チューブの非絞り部の流路断面積が７mm^２以上、且つ５１mm^２以下であり、前記絞り部の流路断面積が３mm^２以上、且つ３０mm^２以下であり、前記絞り部の長手方向の長さが３０mm以下であることを特徴とする。

また、本発明に係る体外循環回路の第４の構成は、前記第１〜第３の構成において、前記分岐チューブの途中に絞り部が複数あり、該分岐チューブ上の絞り部相互の離間間隔が一定であることを特徴とする。

また、本発明に係る体外循環回路の第５の構成は、前記第４の構成において、前記分岐チューブ上の絞り部相互の離間間隔が１０mm以上、且つ５０mm以下であることを特徴とする。

また、本発明に係る体外循環回路の第６の構成は、前記第１〜第５の構成において、前記絞り部は前記分岐チューブよりも内径の小さな絞り部チューブから成り、該絞り部チューブは２０°以上、且つ７０°以下の傾斜角度で拡径して前記分岐チューブに連通することを特徴とする。

また、本発明に係る体外循環回路の第７の構成は、前記第１〜第６の構成において、前記分岐部よりも上流側の前記メインチューブに、少なくとも一箇所の流路断面積が縮小した絞り部を設けたことを特徴とする。

また、本発明に係る体外循環回路の第８の構成は、前記第７の構成において、前記メインチューブの絞り部の流路断面積が０．２mm^２以上、且つ１．８mm^２以下であることを特徴とする。

本発明に係る体外循環回路によれば、分岐チューブの途中に少なくとも一箇所の流路断面積が縮小した絞り部が存在するため、送液ポンプの脈動により該分岐チューブの長手方向に液柱が変動し、絞り部の出口における流路の拡大により、流れに乱れが生じるため、図４に示して前述したような絞りが無い分岐チューブに比べ、液体の置換が促進され易いので血液や血漿等の凝固が防止される。しかも、全体的な形状は、図４に示されるような、メインチューブから分岐した単なる分岐チューブであるため、血液回路の取扱性に優れている。

更には、図６（ａ）に示して前述したようなドリップチャンバー５のように、液体を貯留する部位がないため、プライミングボリュームを大幅に低減することが可能となる。更に、図６（ｂ）に示して前述したようなピロー６と異なり、分岐チューブ内の圧力を直接計測することが可能となるため、体外循環回路内の圧力を確実に測定することが出来る。

図により本発明に係る体外循環回路の一実施形態を具体的に説明する。図１〜図３は本発明に係る体外循環回路の第１〜第３実施形態の構成を示す図である。尚、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

先ず、図１を用いて本発明に係る体外循環回路の第１実施形態の構成について説明する。図１において、第１実施形態の体外循環回路１は、体液或いは薬液を送液するメインチューブ10と、該メインチューブ10の途中に配置された分岐部40と、該分岐部40に接続された分岐チューブ20と、該分岐チューブ20の末端を閉塞するように配された閉塞器具30と、分岐チューブ20の途中に設けた一箇所の流路断面積が縮小した絞り部21を有して構成される。

ここで、絞り部21は分岐チューブ20よりも内径の小さい絞り部用のチューブを用いて形成しても良いし、分岐チューブ20が軟質チューブであれば、該チューブを押圧することによって該チューブの流路断面積を小さくして形成しても良い。閉塞器具30は、分岐チューブ20の途中を閉塞するように配置されていても良い。

メインチューブ10に流通する体液或いは薬液は、メインチューブ10上に配置された送液ポンプ（図示せず）の回転部がメインチューブ10の一部をしごくことにより送液される。メインチューブ10内が陰圧となった際に、送液ポンプが運転し続けることにより、分岐チューブ20内の空気がメインチューブ10内に引き込まれ、再び圧力が回復する際に、引き込まれた空気と同量の体液或いは薬液の液柱が、分岐チューブ20内に形成される。

その後、液柱は、送液ポンプの回転部がメインチューブ10の一部をしごくことにより、チューブポンプの上流側、及び下流側に発生する脈動の影響により、ある一定の幅で、分岐チューブ20内を長手方向に変動するが、その際に、絞り部21が存在することにより、流れの縮小と拡大により乱れが生じ、メインチューブ10と分岐チューブ20内において置換が促進され、体液或いは薬液が滞留または凝固を誘発することはない。

ここで、分岐チューブ20の非絞り部の流路断面積と、絞り部21の流路断面積との差が小さいと、流路の縮小と拡大による流れの乱れが発生し難くなるという可能性がある。加えて、分岐チューブ20の流路断面積が大き過ぎると、脈動による分岐チューブ20内の液柱の変動速度が遅くなることで、乱れが生じ難くなり、更には、その操作性が低下するという可能性がある。そのため、分岐チューブ20の非絞り部の流路断面積は、絞り部21における流路断面積の１．５倍以上である事が好ましく、更に具体的には、分岐チューブ20の非絞り部の流路断面積が７mm^２以上、且つ５１mm^２以下であり、絞り部21の流路断面積が３mm^２以上、且つ３０mm^２以下であることが好ましい。

更に好ましくは、分岐チューブ20の非絞り部の流路断面積が１２mm^２以上、且つ３０mm^２以下であり、絞り部21の流路断面積が３mm^２以上、且つ１３mm^２以下であり、最も好ましくは分岐チューブ20の非絞り部の流路断面積は１２mm^２以上、且つ２０mm^２以下であり、絞り部21の流路断面積は３mm^２以上、且つ７mm^２以下である。

更に、絞り部21の長手方向の長さは長くても短くても良いが、絞り部21の長手方向の長さは３０mm以下であることが好ましく、更に好ましくは１０mm以下であり、最も好ましくは５mm以下である。

分岐チューブ20と絞り部21は内径の異なるチューブを一体のチューブとして成型するか、または異径コネクタを用いて接続することによって作製しても良いが、これらの場合、分岐チューブ20と絞り部21との連通部22が分岐チューブ20の内壁面に対して９０°の角度を成していると、本実施形態の体外循環回路１は、地面に対して垂直方向を成す方向にしか設置することが出来ず、体外循環回路１を地面に対して傾けた場合には、メインチューブ10内の圧力が低くなり、液柱が短くなる方向に変動した際に、その液柱の先端部に存在していた体液或いは薬液が、絞り部21よりも先端側に残存してしまい、滞留または凝固してしまうという可能性がある。

更には、連通部22が分岐チューブ20の内壁面に対して９０°の角度を成している場合、液柱が形成される際に、空気を巻き込むことによって、該分岐チューブ20内において、液柱が液層と空気層とに分かれてしまい、空気層よりも先端側の体液或いは薬液が、滞留または凝固してしまうという可能性がある。そのため、分岐チューブ20と絞り部21との連通部22は、分岐チューブ20の内壁面に対して２０°以上、且つ７０°以下の傾斜角度で拡径して分岐チューブ20に連通することが好ましく、更に好ましくは連通部22は、分岐チューブ20の内壁面に対して３０°以上、且つ６０°以下の傾斜角度で拡径して分岐チューブ20に連通することであり、最も好ましくは連通部22は、分岐チューブ20の内壁面に対して３０°以上、且つ４０°以下の傾斜角度で拡径して分岐チューブ20に連通することである。

更に、連通部22の形状は、上記形状と同様の効果を持つものであれば問題なく、例えば図１に示すような直線形状のみでなく、円弧状の形状でも問題はなく、特に限定するものではない。

分岐チューブ20に軟質素材のチューブを用いる場合、絞り部21はクランプや一定の絞りを持つチューブホルダーによってチューブを挟むだけで形成出来る。この場合、連通部22は自然に形成される形状で良い。

メインチューブ10の途中に配された分岐部40と、分岐チューブ20は、同じく一体のチューブとして構成されている場合や、コネクタを用いて接続する場合などが挙げられるが、メインチューブ10から分岐し、分岐部40にチューブが連通するものであれば何でも良く、特にその手段を限定するものではない。

メインチューブ10の内径は、各体外循環療法に則して選択されれば良く、特に限定するものではない。例えば体外循環療法の中の一つである血液浄化療法においては、一般的に２mm〜５mm程度の内径のメインチューブ10が選択される。ここで、メインチューブ10、分岐チューブ20、絞り部21の断面形状は円形断面でなくても良く、楕円形や四角形、六角形を含む非円形断面であっても問題はない。

分岐チューブ20の全体の長さは、使用される血液処理装置の操作性を考慮して適宜設定を行なえば良く、特に限定するものではない。体外循環回路１に流通させる液体は、体液或いは薬液であれば何でも良く、特に限定するものではない。体液の例として、血液、リンパ液、組織液、粘液、ホルモン、サイトカイン、尿等が挙げられ、薬液の例としては、生理食塩液、抗凝固剤、新鮮凍結血漿、透析液、アルブミン溶液、ろ過型人工腎臓用補液等が挙げられる。

閉塞器具30は、分岐チューブ20の末端またはその途中を閉塞するような器具であれば何でも良く、例えば圧力測定装置、クランプ、鉗子、三方活栓、サンプリングポート、シリンジなどが挙げられるが特に限定するものではない。

メインチューブ10の途中に配置して液体を送液する送液手段はポンプであれば良く、チューブをしごいて送液するチューブポンプであれば何れでも良い。例えば、回転式のチューブポンプは、複数のローラが取り付けられた回転体を備えており、その回転体の外周に該メインチューブ10をセットすれば、その回転体が回転されることにより、複数のローラがチューブをしごきながら送液動作をする構造となっている。チューブは円弧状に規制されており、その円弧の中心が回転体の中心となり、複数のローラは公転しつつ自転することによりチューブをしごいて送液する。

メインチューブ10及び分岐チューブ20の材質は、患者の体液が直接または間接的に触れるため、生体適合性や生物学的安全性を有している材質が好ましい。材質としては、合成樹脂、金属及びガラス等の何れでも構わないが、製造コスト、加工性及び操作性の観点から合成樹脂、特に熱可塑性樹脂が好ましい。

熱可塑性樹脂としては、ポリオフィレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、弗素系樹脂、シリコン系樹脂等、更にはＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリアセタール等を例示することが出来、何れにおいても好適に用いることが出来る。なかでも、軟質素材は折れ曲がりや割れ等に強く、操作時の柔軟性に優れているため好ましく、組み立て性の理由から軟質塩化ビニルが特に好ましい。

次に、図２を用いて本発明に係る体外循環回路の第２実施形態の構成について説明する。図２は本発明に係る体外循環回路の第２実施形態を示す模式図である。尚、前述した第１実施形態と同一の部分及び同様の機能を有する部分については、同一の符号を用いて説明を省略する。

分岐チューブ20内に形成される液柱の長さは、メインチューブ10内が陰圧になった際の圧力と、圧力が回復した際の圧力との差圧に比例して変化し、その差圧が大きいと形成される液柱の長さも長くなる。そのため、図１に示すような、一箇所の絞り部21のみでは、分岐チューブ20内に発生する流れの乱れの影響には限界がある、そこで、本実施形態の体外循環回路２では図２に示すように、分岐チューブ20の途中に複数個の絞り部21を設け、分岐チューブ20内に安定した乱れを形成することで、この問題を解決することが出来る。

図２において、体外循環回路２は、体液或いは薬液を送液するメインチューブ10と、該メインチューブ10の途中に配置された分岐部40と、該分岐部40に接続された分岐チューブ20と、該分岐チューブ20の末端またはその途中を閉塞するように配された閉塞器具30と、分岐チューブ20の途中に設けた複数個の流路断面積が縮小した絞り部21とを有して構成される。

分岐チューブ20の途中に、複数個の流路断面積が縮小した絞り部21を設けることにより、各絞り部21の間で、安定して乱れが発生し、形成された液柱が長くなった場合においても液柱全体の置換が促進される。

好ましくは、流路断面積が縮小した絞り部21は分岐チューブ20上の絞り部21相互の離間間隔を一定とすることにより、更に乱れを安定して形成することが出来、安定した置換の促進が可能となる。更に、流量が１００ml/min以下の低流量の場合においては、絞り部21相互の離間間隔を１０mm以上、且つ５０mm以下にすれば好ましく、更に好ましくは絞り部21の離間間隔を２０mm以上、且つ４０mm以下にすれば良く、最も好ましくは絞り部21の離間間隔を２０mm以上、且つ３０mm以下とすることで、液柱全体に安定した乱れを形成し、低流量時においても、十分に液柱全体の置換を促進することが可能となる。

次に、図３を用いて本発明に係る体外循環回路の第３実施形態の構成について説明する。図３は本発明に係る体外循環回路の第３実施形態を示す模式図である。尚、前述した各実施形態と同一の部分及び同様の機能を有する部分については、同一の符号を用いて説明を省略する。

図３において、本実施形態の体外循環回路３は、体液或いは薬液を送液するメインチューブ10と、該メインチューブ10の途中に配置された分岐部40と、該分岐部40に接続された分岐チューブ20と、該分岐チューブ20の末端またはその途中に配された閉塞器具30と、分岐チューブ20の途中に設けた複数個の内径が小なる絞り部21と、分岐部40よりもメインチューブ10内の液の流れ方向（図３に示す矢線54方向）における上流側の該メインチューブ10に設けられた少なくとも一箇所の流路断面積が縮小した絞り部11とを有して構成される。

このように、メインチューブ10の途中に、分岐部40よりも上流側に少なくとも一つの絞り部11を設けることにより、メインチューブ10の管路内摩擦を増大させることが出来る。これにより、送液ポンプの運転により発生する脈動のエネルギーを、分岐チューブ20に集約することが可能となり、結果として、分岐チューブ20における脈動が大きくなり、前記第１、第２実施形態の体外循環回路１，２の場合と比べて、更に分岐チューブ20に形成された液柱の置換を促進することが可能となる。

メインチューブ10の絞り部11の内径が、小さすぎると、管路内摩擦が過大となり、メインチューブ10内に過度に負荷を与え、治療に影響を与えてしまう。反対に、メインチューブ10の絞り部11の内径が大きいと、管路内摩擦の影響が少なくなり、脈動のエネルギーを十分に分岐チューブ20に伝えることが出来ない。

そこで、メインチューブ10の絞り部11の流路断面積は、０．２mm^２以上、且つ１．８mm^２以下に設定することが好ましく、更に好ましくは０．５mm^２以上、且つ１．１mm^２以下とすることが良く、最も好ましくは０．５mm^２以上、且つ０．８mm^２以下とすることにより、治療に与える影響を最小限に留めつつ、分岐チューブ20に形成された液柱の脈動を増大させる事が好ましい。

ここで、メインチューブ10の絞り部11の数、及び長さは、上記に示すように、分岐チューブ20に脈動のエネルギーを集約するものであれば良く、特に限定しない。また、直接、メインチューブ10に絞り部11を付与するのではなく、同等の大きさを持つ針やカテーテルを用いて絞り部11の代わりとしても問題はない。加えて、メインチューブ10と絞り部11との連通部12は、ある程度の角度の傾斜を形成することで、流量が大きい場合に、溶血を防ぐことが可能となる。そのため、該連通部12はある程度の傾斜角度で拡径してメインチューブ10に連通するように形成していることが好ましいが、使用する流量に応じてその角度を設定すれば良く、特にその角度を限定するものではない。

以下実施例により本発明の効果を確認したので説明する。図２に示す第２実施形態の体外循環回路２及び図４に示す従来の体外循環回路４（以下、「比較例」という）を用いて、下記の方法で液体の置換効率の比較テストを行った。

先ず、（１）メインチューブ10を流通させる第１の液体を透明の水道水として送液ポンプを用い、５０ｍｌ／分の流量で送液する。（２）分岐部40よりもメインチューブ10内の液の流れ方向における上流部を閉塞する。（３）−１００mmHgとなるまで送液ポンプを運転させる。（４）閉塞器具30による閉塞を解除し、分岐チューブ20内に液柱を形成させる。（５）メインチューブ10に流通させる第２の液体を朱色に着色した水道水として再び送液ポンプを５０ｍｌ／分の流量で運転させる。（６）液柱全体が朱色になるまで、つまり液柱が朱色の水道水により置換されるまでの時間を測定する。

図２に示す体外循環回路２において、メインチューブ10の流路断面積８．５mm^２、分岐チューブ20の流路断面積１７．３mm^２、分岐チューブ20の絞り部21の流路断面積４．９mm^２、分岐チューブ20の絞り部21の相互の離間間隔３０mmとし、該体外循環回路２を用いてテストを行なった結果、分岐チューブ20内の液柱が朱色の水道水に置換されるまでの時間は約３０秒であった。

一方、比較例として、図４に示す体外循環回路４において、メインチューブ10の流路断面積８．５mm^２、分岐チューブ20の流路断面積１７．３mm^２で分岐チューブ20の絞りが無い該体外循環回路４を用いてテストを行なった結果、２０分経過後も分岐チューブ20内に形成された液柱の半分程度しか朱色にならず完全に置換されることはなかった。

以上から、分岐チューブ20に絞り部21を設けると、該分岐チューブ20内の液柱の置換が促進され、液柱の滞留防止に著しい効果があることが示された。

本発明の活用例として、患者の体内から血液を取り出し、血液処理装置を用いて血液の体外処理を行い、処理された血液を体内に戻す体外循環療法において、体液或いは薬液を流通させる体外循環回路から分岐し、その末端またはその途中で器具が接続される部位において、好適に利用することが出来る。

本発明に係る体外循環回路の第１実施形態の構成を示す図である。本発明に係る体外循環回路の第２実施形態の構成を示す図である。本発明に係る体外循環回路の第３実施形態の構成を示す図である。従来の体外循環回路を示す模式図である。液柱の形成メカニズムを示す模式図である。従来の体外循環回路を示す模式図である。

符号の説明

１〜３…体外循環回路
10…メインチューブ
11…メインチューブの絞り部
12…メインチューブ絞り部との連通部
20…分岐チューブ
21…分岐チューブの絞り部
22…分岐チューブと絞り部の連通部
30…閉塞器具
40…分岐部
54…メインチューブ内の液の流れ方向

Claims

体外循環回路であって、
体液或いは薬液を送液するメインチューブと、
前記メインチューブの途中に配置された分岐部と、
前記分岐部に接続された分岐チューブと、
前記分岐チューブの末端またはその途中を閉塞するように配された閉塞器具と、
を有し、
前記分岐チューブの途中に少なくとも一箇所の流路断面積が縮小した絞り部を設けたことを特徴とする体外循環回路。
前記分岐チューブの非絞り部の流路断面積は、前記絞り部の流路断面積の１．５倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の体外循環回路。
前記分岐チューブの非絞り部の流路断面積が７mm^２以上、且つ５１mm^２以下であり、前記絞り部の流路断面積が３mm^２以上、且つ３０mm^２以下であり、前記絞り部の長手方向の長さが３０mm以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の体外循環回路。
前記分岐チューブの途中に絞り部が複数あり、該分岐チューブ上の絞り部相互の離間間隔が一定であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の体外循環回路。
前記分岐チューブ上の絞り部相互の離間間隔が１０mm以上、且つ５０mm以下であることを特徴とする請求項４に記載の体外循環回路。
前記絞り部は前記分岐チューブよりも内径の小さな絞り部チューブから成り、該絞り部チューブは２０°以上、且つ７０°以下の傾斜角度で拡径して前記分岐チューブに連通することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の体外循環回路。
前記分岐部よりも上流側の前記メインチューブに、少なくとも一箇所の流路断面積が縮小した絞り部を設けたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の体外循環回路。
前記メインチューブの絞り部の流路断面積が０．２mm^２以上、且つ１．８mm^２以下であることを特徴とする請求項７に記載の体外循環回路。