JP2008018101A - 気泡除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気泡を気体と血液とに分けて、当該気体を装置本体から確実に除去するとともに当該血液を装置本体へ確実に戻すことができる気泡除去装置を提供すること。
【解決手段】気泡除去装置１は、装置本体４０と、陰圧室８と、装置本体４０内の血液の液面高さＨの変化に応じて鉛直方向に移動するフロート２０と、装置本体４０に連通する第１の連通部５０１を有する第１室５０３と、陰圧室８に連通する第２の連通部５０２を有する第２室５０４と、第１室５０３と第２室５０４とを隔てる消泡部材１０と、第１の連通部５０１を開閉する第１の弁機構５Ａと、第２の連通部５０２を開閉する第２の弁機構５Ｂとを備え、フロート２０の鉛直方向の位置に応じ、前記各連通部がそれぞれ閉じた状態と、第１の連通部５０１が開き第２の連通部５０２が閉じた状態と、前記連通部がそれぞれ開いた状態とを取り得る。
【選択図】図３

Description

本発明は、体外循環する血液中の気泡を除去する気泡除去装置に関する。

例えば心臓外科手術においては、送血ポンプを作動して患者の静脈（大静脈）より脱血し、人工肺によりガス交換を行なった後、この血液を再び患者の動脈に戻すという体外血液循環が行なわれる。

このような体外血液循環を行う回路（体外循環回路）には、脱血した血液に流入した気泡を除去（分離）する気泡除去装置（血液フィルタ）が設けられている。この気泡除去装置としては、ハウジングと、ハウジング内に収納されたフィルタ部材（フィルタ素子）とを有している（例えば、特許文献１参照）。また、ハウジングには、当該ハウジング内に血液が流入する流入口と、ハウジング内の血液が流出する流出口と、脱気手段に接続され、ハウジング内の気泡が脱気される気泡出口（除去口）とが突出形成されている。この特許文献１に記載の気泡除去装置では、流入口から流入した血液がフィルタ部材を通過すると、このフィルタ部材により血液中から気泡が分離される。分離された気泡は、ハウジング内を上昇し、ハウジング内の上部空間に一定量に達するまで貯留される。このとき、ハウジングに設置された気泡センサ（空気センサ）が気泡を検出する。気泡が検出されると、脱気手段が作動して気泡（当該気泡の外周を構成する血液と当該気泡内の空気）が気泡出口から除去される。

しかしながら、特許文献１に記載の気泡除去装置では、前述したように気泡が除去されるが、このとき、当該気泡内の空気のみならず、この空気とともに当該気泡の外周を構成する血液も除去されるという問題があった。

米国特許第６３０２８６０号明細書

本発明の目的は、気泡を気体と血液とに分けて、当該気体を装置本体から確実に除去するとともに当該血液を装置本体へ確実に戻すことができる気泡除去装置を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（２４）の本発明により達成される。
（１） 体外循環する血液中の気泡を除去する気泡除去装置であって、
血液が流入する装置本体と、
前記装置本体の上側に設けられ、気体を吸引する脱気手段に接続されて陰圧に保たれる陰圧室と、
前記装置本体と前記陰圧室とを隔てるように設けられ、前記装置本体内の気体の通過を許容しかつ前記装置本体内の血液の通過を阻止するフィルタ部材と、
前記装置本体内にほぼ鉛直方向に移動可能に設置され、該装置本体内の血液の液面高さの変化に応じて移動するフロートと、
前記装置本体に連通する第１の連通部を有する第１室と、
前記陰圧室に連通する第２の連通部を有し、気体を貯留可能な第２室と、
前記第１室と前記第２室とを隔てるように設けられ、消泡剤を担持した消泡部材と、
前記液面高さの変化による前記フロートの移動に伴って前記第１の連通部を開閉する第１の弁機構と、
前記第１の弁機構の開閉動作に連動して前記第２の連通部を開閉する第２の弁機構とを備え、
前記フロートの鉛直方向の位置に応じ、前記第１の連通部および前記第２の連通部がそれぞれ閉じた第１の状態と、前記第１の連通部が開き前記第２の連通部が閉じた第２の状態と、前記第１の連通部および前記第２の連通部がそれぞれ開いた第３の状態とを取り得るよう構成されていることを特徴とする気泡除去装置。

（２） 血液とともに前記装置本体内に気泡が流入した際、その気泡は、前記第１の状態では、前記フィルタ部材を通過し前記陰圧室に流入して脱気され、
前記第２の状態では、前記気泡の一部が前記第１室に流入し、該流入した気泡が前記消泡部材に接触して破泡し、これにより気体と血液とに分けられて、該気体が前記第２室内に貯留されるとともに該血液が前記第１の連通部を介して前記装置本体内に戻り、
前記第３の状態では、前記気泡が前記第２の状態のときよりも前記第１室に多く流入して、該流入した気泡が前記消泡部材に接触して破泡し、これにより気体と血液とに分けられて、該気体が前記第２の連通部を介して前記陰圧室に流入して脱気されるとともに該血液が前記第１の連通部を介して前記装置本体内に戻るよう構成されている上記（１）に記載の気泡除去装置。

（３） 前記第３の状態で、前記第１の弁機構の開度は、前記第２の状態より大きくなる上記（１）または（２）に記載の気泡除去装置。

（４） 前記第１の状態から前記フロートが徐々に下降していったとき、前記第１の弁機構が開き、それに続いて、前記第２の弁機構が開く上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の気泡除去装置。

（５） 前記第３の状態から前記フロートが徐々に上昇していったとき、前記第１の弁機構と前記第２の弁機構がほぼ同時に閉じる、または、前記第２の弁機構が閉じ、それに続いて、前記第１の弁機構が閉じる上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の気泡除去装置。

（６） 前記第１の弁機構は、前記フロートの位置が第１の位置を超えて上昇したときに、前記第１の連通部を閉じた状態とし、前記フロートの位置が前記第１の位置以下に下降したときに、前記第１の連通部を開く状態とする上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の気泡除去装置。

（７） 前記第２の弁機構は、前記フロートの位置が前記第１の位置より下方の第２の位置を超えて上昇したときに、前記第２の連通部を閉じた状態とし、前記フロートの位置が前記第２の位置以下に下降したときに、前記第２の連通部を開く状態とする上記（６）に記載の気泡除去装置。

（８） 前記第１の弁機構は、プレート状またはブロック状をなす蓋体を有し、該蓋体が前記第１の連通部の開口部を塞ぐことにより前記第１の連通部を閉じ、前記蓋体が前記開口部から離間することにより前記第１の連通部が開くよう構成されたものである上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の気泡除去装置。

（９） 前記第２の弁機構は、ほぼ円錐状または角錐状をなす頂部が形成されたニードル部と、前記第２の連通部の内周部にその周方向に沿って設置されたリング状の弾性体とを有し、前記頂部の外周面が前記弾性体に密着することにより前記第２の連通部を閉じ、前記頂部の外周面が前記弾性体から離間することにより前記第２の連通部を開くよう構成されたものである上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の気泡除去装置。

（１０） 前記第１の弁機構と前記第２の弁機構とを連結するリンク機構を有する上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の気泡除去装置。

（１１） 前記リンク機構は、前記第１の弁機構が開き始めてから所定量開くまでの間、前記第２の弁機構が閉じた状態を維持する状態維持手段を有する上記（１０）に記載の気泡除去装置。

（１２） 前記第１室、前記消泡部材および前記第２室は、鉛直下方からこの順に配置されている上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の気泡除去装置。

（１３） 前記第１室は、その内周部が収斂形状をなす部分を有する上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の気泡除去装置。

（１４） 前記装置本体は、横断面形状がほぼ円環状をなす旋回流形成部と、該旋回流形成部の内周面のほぼ接線方向に設けられ、血液が前記旋回流形成部内で旋回流を形成するように血液を前記旋回流形成部内に導入する流入口と、前記旋回流形成部の下側に設けられた流出口とを有する上記（１）ないし（１３）のいずれかに記載の気泡除去装置。

（１５） 前記装置本体は、前記第１の連通部の下側近傍に、前記旋回流形成部の中心軸方向に向かって傾斜した傾斜面を有する上記（１４）に記載の気泡除去装置。

（１６） 前記装置本体は、前記旋回流形成部内にその内周面の周方向に沿って、該内周面と間隙を介して設けられた隔壁部を有しており、該隔壁部の内側を前記フロートが移動する上記（１４）または（１５）に記載の気泡除去装置。

（１７） 前記隔壁部には、該隔壁部を貫通する貫通孔が形成されている上記（１６）に記載の気泡除去装置。

（１８） 前記貫通孔は、前記隔壁部の下部に位置する上記（１７）に記載の気泡除去装置。

（１９） 前記フィルタ部材は、水平方向に対して傾斜して設けられている上記（１）ないし（１８）のいずれかに記載の気泡除去装置。

（２０） 前記第１の連通部は、前記フィルタ部材の最上端部よりも下方に位置する上記（１９）に記載の気泡除去装置。

（２１） 前記第１の連通部は、前記フィルタ部材の最下端部とほぼ同じ高さに位置する上記（１９）または（２０）に記載の気泡除去装置。

（２２） 前記第１の連通部は、その開口面積が前記第２の連通部の開口面積より大きいものである上記（１）ないし（２１）のいずれかに記載の気泡除去装置。

（２３） 前記第１室および前記第２室内の圧力を調整する圧力調整手段を有する上記（１）ないし（２２）のいずれかに記載の気泡除去装置。

（２４） 前記フロートの姿勢を維持する姿勢維持手段を有する上記（１）ないし（２３）のいずれかに記載の気泡除去装置。

本発明によれば、フロートの鉛直方向の位置に応じて第１の状態〜第３の状態の３態様を取り得るよう構成されているため、当該気泡除去装置に流入した気泡の流入量の大小に関わらず、気泡を気体と血液とに分けて、当該気体を気泡除去装置から確実に除去するとともに当該血液を気泡除去装置へ確実に戻すことができる。これにより、気体との接触による血液の活性化（損傷）を確実に抑制することができ、また、血液の損失を確実に防止することができる。

以下、本発明の気泡除去装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１〜図３は、それぞれ、本発明の気泡除去装置を示す部分縦断面図（図１は第１の状態を示し、図２は第２の状態を示し、図３は第３の状態を示す）、図４は、図１中のＡ−Ａ線断面図、図５は、図１（図２および図３も同様）に示す調圧弁（圧力調整手段）の拡大図、図６は、図１（図２および図３も同様）に示す気泡除去装置を用いた体外循環装置の一例を示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図１〜図３および図５中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

これらの図に示す気泡除去装置（バブルトラップ）１は、体外循環する血液中の気泡を除去するためのものである。本発明の気泡除去装置１は、患者の心臓に血液が循環せず患者体内でガス交換が行われず、そして体外循環装置により血液の循環と血液に対するガス交換（酸素付加および／または二酸化炭素除去）が行われる体外循環と、患者の心臓に血液が循環し患者体内でもガス交換が行われるが、体外循環装置によっても血液の循環と血液に対するガス交換が行われる体外循環（補助循環）とのいずれの場合にも使用することができる。

図１〜図３に示す気泡除去装置１は、血液が流入する装置本体４０と、装置本体４０の上側に設けられた陰圧室８と、装置本体４０と陰圧室８とを隔てるように設けられたフィルタ部材９と、装置本体４０の上側に陰圧室８と隣接して設けられた破泡室（消泡室）５０と、装置本体４０内にほぼ鉛直方向に移動可能に設置されたフロート２０と、フロート２０の鉛直方向の移動に伴って作動する第１の弁機構５Ａおよび第２の弁機構５Ｂと、フロート２０と第１の弁機構５Ａとを連結する第１のリンク機構１６と、第１の弁機構５Ａと第２の弁機構５Ｂとを連結する第２のリンク機構（リンク機構）１８とを備えている。

図１〜図３に示すように、この気泡除去装置１は、フロート２０の鉛直方向の位置に応じ、３態様（状態）を取ることができる。図１に示す状態（第１の状態）では、第１の弁機構５Ａ（第１の連通部５０１）および第２の弁機構５Ｂ（第２の連通部５０２）がそれぞれ閉じている。図２に示す状態（第２の状態）では、第１の弁機構５Ａが開き、第２の弁機構５Ｂが閉じている。図３に示す状態（第３の状態）では、第１の弁機構５Ａおよび第２の弁機構５Ｂがそれぞれ開いている。また、気泡除去装置１では、通常、第１の状態となっているが、血液とともに多量の気泡が装置本体４０Ａ内に流入した場合、その流入量によって、第１の状態から第２の状態、または、第１の状態から第２の状態を経て第３の状態となる。

なお、装置本体４０、陰圧室８および破泡室５０（消泡部材１０を除く）の構成材料は、特に限定されないが、例えば、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、アクリル−スチレン共重合体、アクリル−ブタジエン−スチレン共重合体等の比較的硬質な樹脂材料が好ましい。また、内部の血液等の状態を目視で確認することができるように、実質的に透明な材料が好ましい。

また、装置本体４０、陰圧室８および破泡室５０は、これらが一体的に形成されていてもよいし、それぞれを別体で構成し、これらを連結してもよい。

以下、気泡除去装置１を構成する各部について説明する。
装置本体４０は、有底筒状をなす旋回流形成部（外筒）２と、旋回流形成部２内に設けられた隔壁部（内筒）１３と、旋回流形成部２（内部空間）内に血液を導入する流入口３と、旋回流形成部２内の血液を気泡除去装置１の外部へ排出する流出口４とを有している。

旋回流形成部２は、回転体形状の内部空間、すなわち横断面形状がほぼ円形（円環状）の内部空間を有しており、流入した血液に旋回流を形成させる部位である。気泡除去装置１は、旋回流形成部２の中心軸（支持軸１７）を鉛直方向（上下方向）にした姿勢で使用される。

この旋回流形成部２の途中には、その内径および外径の一部が拡径した拡径部２１が形成されている。拡径部２１には、その内周面２１１のほぼ接線方向に突出するように、流入口３が設けられている（図４参照）。

このような構成の装置本体４０により、流入口３から旋回流形成部２内に流入した血液は、旋回流を確実に形成することができる。

また、旋回流形成部２の底部（下部）２４には、下方に突出した流出口４が設けられている。この流出口４の旋回流形成部２との境界部４１付近は、その内径が下方に向かって漸減した形状、すなわち、漏斗状（収斂状）をなしている。これにより、旋回流形成部２内の血液が流出口４側へ容易に流れる。

また、旋回流形成部２の底部２４の上側近傍には、流出口４の上部開口４２を覆うように円板状をなす蓋部２５が設けられている。蓋部２５の縁部には、その周方向に沿って複数の孔２５３が形成されている。各孔２５３を介して、旋回流形成部２内と流出口４とが連通することとなる。これにより、旋回流形成部２内の血液は、各孔２５３を介して、流出口４に至る。

蓋部２５の上面（天面）には、隔壁部１３が設けられている。この隔壁部１３は、その形状が旋回流形成部２の内周面２２（内周面２１１）の周方向に沿った筒状をなすものである。隔壁部１３は、旋回流形成部２と同心的に設けられている。これにより、隔壁部１３の外周面１３１と旋回流形成部２の内周面２２との間に、間隙２６が形成される。図１（図２および図３も同様）に示すように、装置本体４０では、旋回流は、間隙２６に生じ、隔壁部１３の内側には生じ難くまたは生じなくなっている。

また、隔壁部１３の旋回流形成部２の拡径部２１（流入口３）と高さが異なる位置、すなわち、隔壁部１３の下部には、隔壁部１３を貫通する複数の貫通孔１３２が形成されている。これらの貫通孔１３２は、隔壁部１３の周方向に沿って形成されている。旋回流形成部２に流入した血液は、各貫通孔１３２を介して、隔壁部１３の内側に対して、流入／流出することができる。これにより、間隙２６内での血液の液面高さと、隔壁部１３の内側での血液の液面高さとが同等となり、よって、気泡が比較的多く流入した場合、装置本体４０内の全体としての血液の液面高さＨが均一なものとなる（図２、図３参照）。

また、各貫通孔１３２が隔壁部１３の下部に設けられていることにより、血液が装置本体４０内に流入した当初は、血液が迅速に隔壁部１３内へ流入することができる。また、血液とともに多量の気泡が装置本体４０内に流入して、血液の液面高さＨが下降するとき、血液が迅速に隔壁部１３外へ流出することができる。

隔壁部１３の内側には、フロート２０が収納されて（位置して）いる。このフロート２０は、隔壁部１３の内側を、装置本体４０内の血液の液面高さＨの変化に応じて移動するものである。

フロート２０は、その外形形状が円柱状をなす中実体または中空体で構成されたものである。なお、本実施形態では、フロート２０は、中実体で構成されている。

また、フロート２０の上部２０２は、その外径が上方に向かって漸減するテーパ状をなしている。下部２０３は、上部２０２とほぼ同様に、その外径が下方に向かって漸減するテーパ状をなしている。また、中間部２０４は、その外径が一定に形成されている。フロート２０がこのような形状をなすことにより、フロート２０が移動するときの血液に対する抵抗を抑制することができ、よって、液面高さＨの変化に応じて迅速かつ確実に移動することができる。

また、前述したように、隔壁部１３の内側は、血液の旋回流が生じ難くまたは生じなくなっている。このような隔壁部１３の内側にフロート２０が位置することにより、例えば液面に生じた渦によってフロート２０が下方に引張られること等のような、旋回流による影響を受けるのが防止または抑制される。よって、フロート２０が確実に液面高さＨの変化に応じて確実に移動する。

このような構成のフロート２０は、図１に示す状態、すなわち、装置本体４０内のほぼ全体に血液が満たされて、液面のほとんどがフィルタ部材９の下面９２に接している状態では、移動可能範囲内の上限位置にある。また、図２に示す状態、すなわち、血液とともに比較的多量の気泡が装置本体４０内に流入して、液面高さＨが図１の状態より下方に位置した状態では、フロート２０は、前記上限位置から下降して、図１の状態より下方に位置する。また、図３に示す状態、すなわち、図２に示す状態よりも多量の気泡が装置本体４０内に流入して、液面高さＨが図２の状態よりさらに下方に位置した状態では、フロート２０は、図２に示す位置からさらに下降する。

フロート２０の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、装置本体４０につていの説明で挙げたような材料を用いることができる。この場合、装置本体４０と同じの材料を用いてもよいし、異なる材料を用いてもよい。

また、装置本体４０内には、フロート２０をその長手方向（上下方向）に挿通する支持軸１７が設置されている。この支持軸１７は、棒状をなしており、その下端部が蓋部２５に支持されている。または、支持軸１７は、その上端部がフィルタ部材９の支持部材（図示せず）に支持されている。

フロート２０は、支持軸１７に沿って確実に上下方向に移動することができる。また、支持軸１７により、フロート２０の、旋回流による例えば水平方向（図１中左右方向）の揺動（横移動）を確実に防止することができる。したがって、支持軸１７は、フロート２０の姿勢を維持する姿勢維持手段としての機能を有していると言うことができる。

なお、支持軸１７は、装置本体４０と一体的に形成されたものであってもよいし、装置本体４０と別体で構成し当該装置本体４０に接合されたものであってもよい。

装置本体４０の上側には、フィルタ部材９を介して装置本体４０内と連通する陰圧室８が設けられている。この陰圧室８は、当該装置本体４０と一体的に形成されている。陰圧室８は、フィルタ部材９からの気体が通過する流路８２と、破泡室５０からの気体が通過する流路８３と、脱気口８１とを有している。

脱気口８１は、流路８２を介して装置本体４０に連通し、流路８３を介して破泡室５０に連通している。この脱気口８１は、気体を吸引する脱気手段に接続されている。なお、前記脱気手段としては、例えば、手術室の壁吸引を用いることができる。壁吸引とは、酸素、治療用空気、窒素、吸引などの医療ガス配管設備の一つであり、手術室の壁などに設置されている吸引（脱気）のための配管のことである。その他、脱気手段としては、個別の真空ポンプ等を用いてもよい。このような脱気手段の作動により、陰圧室８を陰圧に保つことができる。これにより、陰圧室８に流入した気体が当該陰圧室８から排出（脱気）される（図１〜図３中「気泡の流れ」の矢印の参照）。なお、陰圧室８における陰圧の大きさとしては、特に限定されないが、例えば、２５０〜３５０ｍｍＨｇであるのが好ましい。

また、流路８２と流路８３との合流部付近には、逆止弁３０が設置されている。逆止弁３０により、脱気口８１から流出した気体が、再度流路８２や流路８３内に戻る（逆流する）のを確実に防止することができる。これにより、気泡除去装置１から気体を確実に除去することができる。

逆止弁３０としては、例えば、ダックビル弁で構成されたものを用いることができる。また、これに限定されず、逆止弁３０は、気体の脱気手段側への流れのみを許容するよう構成されたものであれば、いかなる弁体でもよい。

装置本体４０と陰圧室８との間には、これらを隔てるように、フィルタ部材９が設置されている。フィルタ部材９は、装置本体４０内の気体を通過させ、装置本体４０内の血液を通過させないよう構成された膜部材である。このフィルタ部材９は、その表面が疎水化処理されているか、または、疎水性膜（疎水膜）であるのが好ましい。

前記疎水性膜の構成材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体（ＰＦＡ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレンとテトラフルオロエチレンの共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレンとクロロトリフルオロエチレンの共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等が挙げられる。フィルタ部材９は、これらの材料を、延伸法、ミクロ相分離法、電子線エッチング法、焼結法、アルゴンプラズマ粒子等の方法で多孔質としたものが好適に用いられる。

また、前記疎水化処理の方法は、特に限定されず、例えば、フィルタ部材９の表面に、疎水性を有する構成材料をコーティングする方法等が挙げられる。

血液とともに装置本体４０内に気泡が流入した際、その気泡は、装置本体４０内を上昇し、さらに、フィルタ部材９を透過（通過）する。このとき、気泡は、破泡して、当該気泡の外周を構成していた血液と、当該気泡内の気体（空気）とに分かれる。この気体は、陰圧室８内に吸い込まれて、脱気口８１を通って気泡除去装置１の外部へ排出される。また、血液は、フィルタ部材９を通過することが困難であるため、装置本体４０に戻る。

また、フィルタ部材９は、水平方向に対して傾斜している。これにより、装置本体４０内を上昇した気泡が、フィルタ部材９の傾斜（下面９２）に沿って装置本体４０の片側（最上端部９３側）に向かって移動する。これにより、気泡をより円滑かつ迅速に集めることができる。

装置本体４０の上側には、陰圧室８と隣接する破泡室５０が設けられている。この破泡室５０は、装置本体４０から破泡室５０に流入した気泡を破泡して（消泡して）、当該気泡の外周を構成していた血液と、当該気泡内の気体とに分ける部位である。なお、破泡室５０が実質的に透明な材料で構成されている場合、当該破泡室５０に流入した気泡の存在を確認することができる。

破泡室５０内には、消泡部材１０が設置されている。これにより、破泡室５０は、第１室５０３と、第１室５０３の上側に位置する第２室５０４とに区画されている。

第１室５０３と第２室５０４とを隔てるように設置された消泡部材１０は、消泡剤を担持したものである。

消泡部材１０に担持された消泡剤は、気泡が接触すると破泡するような機能を有するものであり、その代表例としては、シリコーン（シリカを配合したコンパウンド型、オイル型等）等が挙げられる。このような消泡部材１０が設置されていることにより、破泡室５０に流入した気泡は、消泡部材１０に担持された消泡剤に接触するため、確実に破泡する。気泡が破泡すると、当該気泡の外周を構成していた血液は、後述する第１室５０３に戻り、気泡内の気体は、後述する第２室５０４に向かう。

なお、消泡剤の消泡部材１０への担持方法は、例えば、消泡剤を含む液を素材に含浸、塗布またはスプレーし、その後、乾燥することにより行なう。また、消泡部材１０の素材としては、例えば、発泡ポリウレタン、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリスチレン等の発泡体、メッシュ、織布、不織布または、多孔質セラミックスや樹脂等の焼結体のような各種多孔質材を挙げることができるが、そのなかでも、比較的血液の通過抵抗（圧力損失）が少ない材料を用いるのが好ましい。

第１室５０３には、下方、すなわち、装置本体４０側に向かって開口する第１の連通部５０１を有している。これにより、第１室５０３は、装置本体４０に連通する。

図２および図３に示すように、第２の状態や第３の状態で、血液とともに装置本体４０内に気泡が流入した際、その気泡が第１の連通部５０１を介して第１室５０３に流入する。当該流入した気泡は、上昇して消泡部材１０に接触して、前述したように血液と気体とに分かれる。この血液は、第１室５０３に戻り、さらに、第１の連通部５０１を介して装置本体４０に戻る。

また、第１室５０３は、その内周部（内周面）が収斂形状をなす、すなわち、下方に向かって内径が漸減する収斂形状部（部分）５０５を有している。これにより、第１室５０３に戻った血液が装置本体４０に向かって確実に流れ、第１の連通部５０１を介して装置本体４０に確実に流入する（戻る）。

また、第１の連通部５０１の下側近傍には、装置本体４０に形成された傾斜面２８が配置されている。この傾斜面２８は、支持軸１７（旋回流形成部２の中心軸）方向に向かって傾斜したものである。第２の状態および第３の状態で、第１の連通部５０１からの血液は、傾斜面２８に沿って流下し、旋回流形成部２に確実に戻る。

また、気泡除去装置１では、第１の連通部５０１は、フィルタ部材９の最上端部９３よりも下方に位置している。これにより、図２および図３に示す状態より第１の連通部５０１が閉まり、図１に示す状態となったとき、第１の位置Ｓ１より上に空気が残るが、その空気はフィルタ部材９より排出されるため、血液と空気との接触を速やかに無くすという利点がある。

また、第１の連通部５０１は、フィルタ部材９の最下端部９４とほぼ同じ高さに位置している。

第２室５０４には、上方、すなわち、陰圧室８の流路８３に向かって開口する第２の連通部５０２を有している。これにより、第２室５０４は、陰圧室８に連通する。

図２および図３に示すように、第２の状態や第３の状態で、血液とともに装置本体４０内に気泡が流入した際、その気泡が第１の連通部５０１を介して第１室５０３に流入する。前述したように、当該流入した気泡は、上昇して消泡部材１０に接触して、血液と気体とに分かれる。この気体は、第２の状態では第２室５０４内に貯留され、第３の状態では第２室５０４を通過し、第２の連通部５０２を介して陰圧室８に流入する。気体が陰圧室８に流入した場合、すなわち、第３の状態のとき、気体は、気泡除去装置１から確実に除去される（図３中「気泡の流れ」の矢印の参照）。

このように気泡除去装置１では、第２の状態および第３の状態で、血液とともに装置本体４０内に気泡が流入した際、その気泡は、血液と空気（気体）とに確実に分けられる。この血液は、再度装置本体４０内に確実に戻る。これにより、血液のロス（浪費）を防止することができる。また、空気は、第２室５０４に貯留されたり、陰圧室８から除去されたりするため、装置本体４０内の血液が接触するのが確実に防止される。これにより、空気との接触による血液の活性化（損傷）を防止することができる。

また、気泡除去装置１では、第１室５０３、消泡部材１０および第２室５０４が、鉛直下方からこの順に配置されている。

このような配置では、気泡（気体）が容易に上昇することができ、また、気泡を血液と気体とにより確実に分けて、気体と分かれた血液が容易に下降することができる。これにより、血液を装置本体４０により確実に戻すことができるとともに、気体が血液と接触するのを防止することができる。

また、連続して気泡が入り続けた場合に、第１の連通部５０１を介して気泡を破泡室５０へ流入させるとほぼ同時に、消泡部材１０で分離した血液を連続して、装置本体４０内へ戻すことができるという利点もある。

また、気泡除去装置１では、第１の連通部５０１の開口面積は、第２の連通部５０２の開口面積より大きく設定されている。これにより、図２に示す状態では第１の弁機構５Ａを確実に開状態とすることができ、図３に示す状態、すなわち、図２に示す状態より気泡が多く流入した状態では第１の弁機構５Ａおよび第２の弁機構５Ｂをそれぞれ確実に開状態とすることができる。また、第２の連通部５０２の開口面積を小さくすることで、図２に示す状態で、第２の連通部５０２を確実に閉じたまま、第１の連通部５０１を開状態にすることができるという利点もある。

第１の連通部５０１の開口面積は、特に限定されないが、例えば、７０〜４００ｍｍ^２であるのが好ましく、１５０〜３００ｍｍ^２であるのがより好ましい。

第２の連通部５０２の開口面積は、特に限定されないが、例えば、３〜２０ｍｍ^２であるのが好ましく、５〜１２ｍｍ^２であるのがより好ましい。

図５（図１〜図３も同様）に示すように、破泡室５０（第２室５０４）の上部（天板）５０６には、調圧弁（圧力調整手段）６０が設置されている。この調圧弁６０は、破泡室５０（第１室５０３および第２室５０４）内の圧力を調整する（緩和する）ものである。

調圧弁６０は、弾性材料で構成されており、円柱状の基部６０１と、基部６０１の上端に設けられた上側フランジ部６０２と、基部の下端に設けられた下側フランジ部６０３とを有している。

基部６０１の外周部には、その長手方向に沿って複数の溝６０４が形成されている。また、これらの溝６０４は、基部６０１の外周部の周方向に沿って配置されている。上側フランジ部６０２および下側フランジ部６０３は、それぞれ、基部６０１の外径より拡径した部位である。このような調圧弁６０は、基部６０１が破泡室５０の上部５０６に形成された孔に挿入されており、上側フランジ部６０２および下側フランジ部６０３により、上部５０６の孔からの離脱が防止されている。

調圧弁６０は、脱気手段が作動していないときには、下側フランジ部６０３が上部５０６に密着した状態となっている。

また、脱気手段が作動した、すなわち、減圧された際、破泡室５０の内側と外側との圧力差が生じて、これにより、下側フランジ部６０３の縁部が反って上部５０６から離間する。このとき、各溝６０４を介して、破泡室５０内と破泡室５０の外部とが連通する（図５参照）。これにより、破泡室５０内の減圧状態が緩和される。

減圧状態が緩和されることにより、第１の弁機構５Ａ（蓋体（ディスク弁）５３）が破泡室５０（第１室５０３）側に吸引されるのが抑制され（緩和され）、開閉動作を容易に行なうことができる。また、第１の弁機構５Ａと連結されたフロート２０は、当該第１の弁機構５Ａの開閉動作が円滑に行なわれるため、陰圧による影響を受けずに、液面高さＨの変化に応じて迅速かつ確実に移動することができる。ここで、「陰圧による影響」とは、例えば、第１の弁機構５Ａが破泡室５０側に吸引されて開状態となり難くなることにより、フロート２０が下降し難くなること等が挙げられる。
また、この第１の弁機構５Ａの開閉操作を行なうフロート２０の小型化にも寄与する。

また、第２の弁機構５Ｂについても、第１の弁機構５Ａと同様に、開閉動作を容易に行なうことができる。これにより、第２の弁機構５Ｂは、第１の弁機構５Ａの開閉動作に連動して、開閉動作を容易に行なうことができる。

調圧弁６０を構成する弾性材料としては、特に限定されないが、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのような各種ゴム材料（特に加硫処理したもの）や、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマーが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。

第１の連通部５０１付近には、当該第１の連通部５０１を開閉する第１の弁機構５Ａが配置されており、第２の連通部５０２付近には、当該第２の連通部５０２を開閉する第２の弁機構５Ｂが配置されている。

まず、第１の弁機構５Ａについて説明する。
第１の弁機構５Ａは、蓋体５３で構成されたものである。この蓋体５３は、水平方向において、フロート２０と異なる箇所に位置している。このため、蓋体５３とフロート２０とは、第１のリンク機構１６を介して、連結されている。これにより、液面高さＨの変化によるフロート２０の鉛直方向の移動に伴って、蓋体５３が作動する（図１〜図３参照）。

蓋体５３は、その形状がプレート状（板状）またはブロック状（塊状）をなしている。図１に示すように、蓋体５３が第１の連通部５０１の下方に開口する開口部を下方から塞ぐことにより、第１の連通部５０１を閉状態とすることができる（図１参照）。また、図２に示すように、閉状態の第１の連通部５０１は、蓋体５３が前記開口部から離間することにより、開状態となる。

このような構成の第１の弁機構５Ａは、その作動、すなわち、前記開口部に対する蓋体５３の接近／離間により、第１の連通部５０１を閉状態と開状態とに確実に変形（変化）させることができる。

第１のリンク機構１６は、棒状をなすアーム部１６３を有している。このアーム部１６３は、その一端部１６１が装置本体４０に回動可能に支持され、他端部１６２がフロート２０に摺動可能に支持されている。また、アーム部１６３の途中には、蓋体５３の中央部５３１が固定的に支持されて（固定されて）いる。フロート２０が液面高さＨの変化に応じて鉛直方向に移動すると、アーム部１６３は、一端部１６１を回転中心（支点）として、回動する。このアーム部１６３が回動することにより、蓋体５３が一端部１６１回りに回動して第１の連通部５０１に対して接近／離間する、すなわち、第１の弁機構５Ａが第１の連通部５０１を開閉する。

第１の弁機構５Ａでは、液面高さＨ（フロート２０の肩部２０５（すなわち、上部２０２と中間部２０４との境界部）の位置）が、第１の位置Ｓ１を超えて上昇したときに、フロート２０の上昇に伴って蓋体５３が反時計回りに回動して、第１の連通部５０１に接近する（近接する）。これにより、第１の連通部５０１が第１の状態（閉状態）となる（図１参照）。また、液面高さＨが第１の位置Ｓ１以下に下降したときに、フロート２０の下降に伴って蓋体５３が時計回りに回動して、第１の連通部５０１から離間する。これにより、第１の連通部５０１が第２の状態（開状態）となる（図２参照）。また、液面高さＨがさらに下方（例えば、第１の位置Ｓ１より下方の第２の位置Ｓ２）に下降したときに、フロート２０のさらなる下降に伴って蓋体５３が時計回りに回動して、第１の連通部５０１から大きく離間する、すなわち、第１の弁機構５Ａの開度が第２の状態より大きくなる。これにより、第１の連通部５０１が第３の状態となる（図３参照）。

なお、第２の状態での第１の弁機構５Ａの開度、すなわち、水平方向に対する蓋体５３の傾斜角度は、特に限定されないが、５〜４５度であるのが好ましく、１５〜３０度であるのがより好ましい。また、第３の状態での前記傾斜角度は、特に限定されないが、２０〜９０度であるのが好ましく、２５〜４５度であるのがより好ましい。

また、蓋体５３の構成材料としては、特に限定されず、例えば、調圧弁６０とほぼ同様の弾性材料を用いてもよい。これにより、第１の弁機構５Ａの閉状態（第１の状態）において、第１の連通部５０１が液密に封止される。

次に、第２の弁機構５Ｂについて説明する。
第２の弁機構５Ｂは、第１の弁機構５Ａの開閉動作に連動して開閉動作を行なうものであり、ニードル部５１と、第２の連通部５０２の内周部に設置された弾性体５２とを有している。ニードル部５１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、装置本体４０の説明で挙げたような材料を用いることができる。また、弾性体５２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、調圧弁６０とほぼ同様の材料を用いることができる。また、このような弾性体５２の構成材料をニードル部５１の構成材料としても用いることができる。ニードル部５１の構成材料に弾性材料を用いた場合、弾性体５２は、当該ニードル部５１より硬質の材料（例えば装置本体４０の説明で挙げたような材料）で構成されてもよい。

図１〜図３に示すように、ニードル部５１は、蓋体５３（第１の弁機構５Ａ）と異なる箇所、すなわち、蓋体５３（第１の弁機構５Ａ）よりも上方に位置している。このため、ニードル部５１と蓋体５３とは、第２のリンク機構１８を介して、連結されている。これにより、第２の弁機構５Ｂは、第１の弁機構５Ａの開閉動作に連動して、確実に開閉動作を行なうことができる。

ニードル部５１には、ほぼ円錐状（または角錐状）をなす頂部５１１が形成されている。弾性体５２は、第２の連通部５０２の内周部の周方向に沿ったリング状をなしている。このようなニードル部５１および弾性体５２により、頂部５１１の外周面が弾性体５２に密着することにより、第２の連通部５０２を閉状態（第１の状態および第２の状態）とすることができる（図１および図２参照）。また、この閉状態の第２の連通部５０２は、頂部５１１の外周面が弾性体５２から離間することにより、開状態（第３の状態）となる（図３参照）。

このような構成の第２の弁機構５Ｂは、その作動により、第２の連通部５０２を閉状態と開状態とに確実に変形（変化）させることができる。

第２のリンク機構１８は、棒状をなす垂直アーム部１８１および水平アーム部１８２を有している。垂直アーム部１８１は、その一端部（下端部）１８３が蓋体５３に回動可能に支持されている。また、垂直アーム部１８１の他端部（上端部）には、長円形をなす孔１８４（長孔）が形成されている。水平アーム部１８２は、その一端部１８５が破泡室５０に回動可能に支持され、他端部１８６が垂直アーム部１８１の孔１８４を摺動可能に支持されている。また、水平アーム部１８２の途中には、ニードル部５１の下部５１２が回動可能に支持されている。

このような構成の第２の弁機構５Ｂは、図１に示す状態（第１の状態）では、第１の弁機構５Ａとともに閉状態となっている。図１に示す状態から、第１の弁機構５Ａが開き始めてから所定量開くまでの間、すなわち、図２に示す状態（第２の状態）となるまで、垂直アーム部１８１は、第１の弁機構５Ａの開動作によって下方に引張られる（移動する）。このとき、水平アーム部１８２は、その他端部１８６が相対的に垂直アーム部１８１の孔１８４を摺動するため、当該他端部１８６の鉛直方向の位置が維持される、すなわち、一端部１８５を支点としての回動が行なわれない。図２に示す状態から第１の弁機構５Ａがさらに開くと、水平アーム部１８２は、その他端部１８６が孔１８４の上端部に当接しつつ下方に引張られることとなるため、一端部１８５を支点として反時計回りに回動する。これに伴い、ニードル部５１が弾性体５２（第２の連通部５０２）から離間する、すなわち、第２の弁機構５Ｂが開状態（第３の状態）となる（図３参照）。

また、前述したように、第２のリンク機構１８の作用によって、第２の弁機構５Ｂは、第１の弁機構５Ａが開き始めてから所定量開くまでの間、垂直アーム部１８１は変位するが、水平アーム部１８２は変位しない、すなわち、第２の弁機構５Ｂの閉状態が維持される。その後、第２の弁機構５Ｂは、第１の弁機構５Ａとともに開状態となる。

換言すれば、液面高さＨが徐々に下降していったとき、まず第１の弁機構５Ａが開き、それに続いて、第２の弁機構５Ｂが開く、すなわち、第２の弁機構５Ｂが第１の弁機構５Ａより遅れて開く。

このように、第２のリンク機構１８は、第１の弁機構５Ａが開き始めてから所定量開くまでの間第２の弁機構５Ｂが閉じた状態を維持する機能（状態維持手段）を有している、すなわち、第１の弁機構５Ａと第２の弁機構５Ｂとの開／閉の時間差を作り出す連動機構を構成しているということができる。この第２のリンク機構１８の作用（作動）により、気泡除去装置１が第２の状態と第３の状態とを確実に取ることができる。これにより、フロート２０の鉛直方向の位置、すなわち、気泡の流入量に応じ、第１の弁機構５Ａと第２の弁機構５Ｂとの開閉のタイミングおよび開度が適宜設定される。よって、前述したように、気泡の内側の気体を装置本体４０から確実に除去するとともに、気泡の外周を構成していた血液を装置本体４０へ確実に戻すことができる。

以上のような構成の気泡除去装置１では、血液とともに装置本体４０内に気泡が流入した際、その気泡の流入量によって（応じて）、液面高さＨが変位する。

図１に示すように、気泡除去装置１は、液面高さＨが第１の位置Ｓ１以下とならない程度に気泡が流入する状態では、前述したように、第１の弁機構５Ａによって第１の連通部５０１が閉状態となり、第２の弁機構５Ｂによって第２の連通部５０２が閉状態となる、すなわち、第１の状態となる。第１の状態では、気泡は、その内側の気体のみがフィルタ部材９を通過して、陰圧室８の流路８２に流入する。流路８２に流入した気体は、逆止弁３０を通過して、脱気口８１から脱気される。

図２に示すように、気泡除去装置１は、第１の状態から液面高さＨが徐々に下降して、液面高さＨが第１の位置Ｓ１以下に下降する程度に気泡が流入したとき、すなわち、図１に示す状態よりも多く気泡が流入とき、前述したように、第２の連通部５０２の閉状態は維持されるが、第１の連通部５０１は第１の弁機構５Ａの作動により開状態となる、すなわち、第２の状態となる。第２の状態で、装置本体４０内の気泡には、第１の状態と同様にフィルタ部材９に向かうものと、開状態の第１の連通部５０１に向かうものとがある。

フィルタ部材９に向かう気泡は、第１の状態と同様に、フィルタ部材９および逆止弁３０を順に通過して、脱気口８１から脱気される。

また、開状態の第１の連通部５０１に向かう気泡は、当該第１の連通部５０１を介して第１室５０３に流入する。前述したように、第１室５０３に流入した気泡は、消泡部材１０に接触して破泡し、これにより気体と血液とに分けられる。この気体は、上昇して第２室５０４内に貯留される。また、血液は、下降して第１の連通部５０１を介して、装置本体４０内に戻る。

ここで仮に、第２の連通部５０２が開状態となっていた場合、第１室５０３（破泡室５０）内が過剰な減圧状態となって、第１室５０３内の血液は、下降し難くなり、よって、装置本体４０内に戻るのが困難となるおそれがある。しかしながら、気泡除去装置１では、第２の状態で、第２の連通部５０２が閉状態となるため、第１室５０３内が過剰な減圧状態とはなり難く（ならず）、よって、このような不都合を確実に防止することができる。

また、図３に示すように、第２の状態から液面高さＨが徐々に下降して、液面高さＨが第２の位置Ｓ２以下に下降する程度に気泡が流入したとき、すなわち、図２に示す状態よりも多く気泡が流入とき、前述したように、第１の連通部５０１は第１の弁機構５Ａの作動によりさらに大きい開状態となり、第２の連通部５０２は第２の弁機構５Ｂの作動により開状態となる、すなわち、第３の状態となる。第３の状態でも、第２の状態と同様に、装置本体４０内の気泡には、フィルタ部材９に向かうものと、開状態の第１の連通部５０１に向かうものとがある。

フィルタ部材９に向かう気泡は、第２の状態（第１の状態）と同様に、フィルタ部材９および逆止弁３０を順に通過して、脱気口８１から脱気される。

また、開状態の第１の連通部５０１に向かう気泡は、当該第１の連通部５０１を介して、第２の状態のときよりも多く第１室５０３に流入する。前述したように、第１室５０３に流入した気泡は、消泡部材１０に接触して破泡し、これにより気体と血液とに分けられる。この気体は、上昇して第２室５０４内を通過して、第２の連通部５０２を介して陰圧室８に流入する。その後、気体は、脱気口８１から脱気される。また、血液は、第２の状態と同様に、下降して第１の連通部５０１を介して、装置本体４０内に戻る。なお、第３の状態では、第１の弁機構５Ａの開度が第２の状態より大きくなっている、すなわち、第１の連通部５０１（第１の弁機構５Ａ）が前記第１室５０３内の過剰な減圧状態を解消する（緩和する）ことができる程度に開状態となっているため、血液は、確実に下降して、装置本体４０内に確実に戻る。

このような構成により、気泡除去装置１では、当該気泡除去装置１に流入した気泡の流入量の大小に関わらず、体外循環する血液中の気泡を気体と血液とに確実に分けて、当該気体を効率よくかつ確実に除去することができる。これにより、気体との接触による血液の活性化（損傷）を確実に抑制することができる。また、血液を気泡除去装置１に確実に戻すことができる。これにより、血液のロス（損失）を防止することができる。

また、気泡の流入量の減少により第３の状態から液面高さＨが徐々に上昇して、当該液面高さＨが第２の位置Ｓ２を超えたとき、第２のリンク機構１８の作用（第１の弁機構５Ａと第２の弁機構５Ｂとの開／閉の時間差を作り出す作用）により、まず第２の弁機構５Ｂが閉じ、それに続いて、第１の弁機構５Ａが閉じる（または、第２の弁機構５Ｂが第１の弁機構５Ａとほぼ同時に閉じる）。これにより、まず、破泡室５０の減圧が遮断されるので、破泡室５０への血液の流入を防ぐことができ、さらに、破泡室５０内の血液を装置本体４０内へ戻すことができるという利点がある。

また、気泡除去装置１は、本実施形態では、第１の状態→第２の状態→第３の状態となっているが、気泡の流入状態によっては、例えば、第１の状態→第２の状態→第１の状態となる場合もある。

次に、図６に基づいて、気泡除去装置１を用いた体外循環装置１００の一例について説明する。

体外循環装置１００は、血液を送液（送血）する遠心ポンプ（血液ポンプ）１０１と、遠心ポンプ１０１の吸入口と患者とを結ぶ脱血ライン１０２と、遠心ポンプ１０１の吐出口と患者とを結ぶ送血ライン１０３と、脱血ライン１０２の途中に設置された気泡除去装置１と、送血ライン１０３の途中に設置され、血液に対しガス交換を行う人工肺（人工肺部）１０４と、送血ライン１０３の途中に設置された流量計１０５と、遠心ポンプ１０１の作動（回転数）を制御する制御装置１１０とを備えている。

図６に示すように、体外循環装置１００では、血液は、脱血ライン１０２、気泡除去装置１、遠心ポンプ１０１、人工肺１０４、送血ライン１０３および流量計１０５を経て患者に戻る。すなわち、体外循環装置１００では、血液は、図６中の矢印方向に流れる。

また、人工肺１０４には、血液が人工肺１０４に流入する血液流入ポート（流入口）１０４ｂと、人工肺１０４から血液が流出する血液流出ポート（流出口）１０４ａと、ガス流入ポート１０４ｃと、ガス流出ポート（図示せず）と、熱媒体流入ポート１０４ｄと、熱媒体流出ポート１０４ｅとが突出形成されている。また、この人工肺１０４には、ガス交換機能を有する中空糸膜が多数集積された中空糸膜層と、当該中空糸膜層の外周部に設けられ、気泡を捕捉する機能を有するフィルタ部材とが収納されている。

また、気泡除去装置１の脱気口８１は、脱気ライン１１１を介して壁吸引（脱気手段）に接続されている。脱気ライン１１１の途中には、陰圧室８内の圧力を調整する陰圧レギュレータ１１２が設けられている。

また、脱血ライン１０２には、当該脱血ライン１０２の途中から分岐した分岐ライン１０６が設けられている。送血ライン１０３には、脱血ライン１０２とほぼ同様に、当該送血ライン１０３の途中から分岐した分岐ライン１０７が設けられている。これらの分岐ライン１０６および１０７には、それぞれ、一端部に例えば三方活栓等のようなコネクタ１０８が接続されている。各コネクタ１０８は、例えば、体外循環装置１００のライン（回路）中に薬液等のような液体を混注する混注口として機能する。

遠心ポンプ１０１が作動すると、患者から脱血カテーテル（図示せず）を介して脱血された血液は、脱血ライン１０２を通り、まず、気泡除去装置１の流入口３に流入する。気泡除去装置１は、液面高さＨが第１の位置Ｓ１以下とならない程度に気泡が流入する状態では、第１の状態となっており、前述したようにして、血液中の気泡が除去される。気泡が除去された血液は、気泡除去装置１の流出口４から流出して、遠心ポンプ１０１内を通り、人工肺１０４に送られる。人工肺１０４では、血液に対してガス交換（酸素加・脱炭酸ガス）がなされる。ガス交換がなされた（人工肺１０４を通過した）血液は、送血ライン１０３を経て、送血カテーテル（図示せず）を介して患者に戻される（送血される）。

また、気泡除去装置１は、当該気泡除去装置１に比較的多量の気泡が流入した状態、すなわち、液面高さＨが第１の位置Ｓ１以下に下降する程度に気泡が流入した状態では、第２の状態となる。この状態では、前述したようにして、血液中の気泡が気体と血液とに分けられて、当該気体が血液と接触するのが防止されるとともに、当該血液が気泡除去装置１内に戻る。

また、気泡除去装置１は、第２の状態より多量の気泡が流入して液面高さＨが第２の位置Ｓ２以下に下降したとき、第３の状態となる。この状態では、前述したようにして、血液中の気泡が気体と血液とに分けられて、当該気体が気泡除去装置１から除去されるとともに、当該血液が気泡除去装置１内に戻る。

このように気泡除去装置１では、当該気泡除去装置１に流入した気泡の流入量に関わらず、気泡を気体と血液とに確実に分け、当該気体を効率よくかつ確実に除去することができる。これにより、気泡除去装置１内で気泡との接触による血液の活性化（損傷）を抑制（低減）することができる。その結果、体外循環装置１００においても、当該体外循環装置１００を循環する血液の全体としての損傷も抑制することができる。また、当該血液を確実に気泡除去装置１内に戻すことができる。これにより、血液のロス（損失）を防止することができる。

なお、前述したように、陰圧室８は、脱気手段に接続されて陰圧に保たれる、すなわち、吸引される。体外循環装置１００では、陰圧室８は、常に吸引力が加えられているのが好ましい。

以上、本発明の気泡除去装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、気泡除去装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

本発明の気泡除去装置を示す部分縦断面図（第１の状態）である。 本発明の気泡除去装置を示す部分縦断面図（第２の状態）である。 本発明の気泡除去装置を示す部分縦断面図（第３の状態）である。 図１中のＡ−Ａ線断面図である。 図１（図２および図３も同様）に示す調圧弁（圧力調整手段）の拡大図である。 図１（図２および図３も同様）に示す気泡除去装置を用いた体外循環装置の一例を示す図である。

符号の説明

１ 気泡除去装置（バブルトラップ）
２ 旋回流形成部（外筒）
２１ 拡径部
２１１ 内周面
２２ 内周面
２４ 底部（下部）
２５ 蓋部
２５３ 孔
２６ 間隙
２８ 傾斜面
３ 流入口
４ 流出口
４１ 境界部
４２ 上部開口
５Ａ 第１の弁機構
５Ｂ 第２の弁機構
５１ ニードル部
５１１ 頂部
５１２ 下部
５２ 弾性体
５３ 蓋体（ディスク弁）
５３１ 中央部
８ 陰圧室
８１ 脱気口
８２、８３ 流路
９ フィルタ部材
９２ 下面
９３ 最上端部
９４ 最下端部
１０ 消泡部材
１３ 隔壁部（内筒）
１３１ 外周面
１３２ 貫通孔
１６ 第１のリンク機構
１６１ 一端部
１６２ 他端部
１６３ アーム部
１７ 支持軸
１８ 第２のリンク機構（リンク機構）
１８１ 垂直アーム部
１８２ 水平アーム部
１８３ 一端部（下端部）
１８４ 孔
１８５ 一端部
１８６ 他端部
２０ フロート
２０２ 上部
２０３ 下部
２０４ 中間部
２０５ 肩部
３０ 逆止弁
４０ 装置本体
５０ 破泡室（消泡室）
５０１ 第１の連通部
５０２ 第２の連通部
５０３ 第１室
５０４ 第２室
５０５ 収斂形状部（部分）
５０６ 上部（天板）
６０ 調圧弁（圧力調整手段）
６０１ 基部
６０２ 上側フランジ部
６０３ 下側フランジ部
６０４ 溝
１００ 体外循環装置
１０１ 遠心ポンプ
１０２ 脱血ライン
１０３ 送血ライン
１０４ 人工肺
１０４ａ 血液流出ポート（流出口）
１０４ｂ 血液流入ポート（流入口）
１０４ｃ ガス流入ポート
１０４ｄ 熱媒体流入ポート
１０４ｅ 熱媒体流出ポート
１０５ 流量計
１０６、１０７ 分岐ライン
１０８ コネクタ
１１０ 制御装置
１１１ 脱気ライン
１１２ 陰圧レギュレータ
Ｈ 液面高さ
Ｓ１ 第１の位置
Ｓ２ 第２の位置

Claims (24)

1. 体外循環する血液中の気泡を除去する気泡除去装置であって、
   血液が流入する装置本体と、
   前記装置本体の上側に設けられ、気体を吸引する脱気手段に接続されて陰圧に保たれる陰圧室と、
   前記装置本体と前記陰圧室とを隔てるように設けられ、前記装置本体内の気体の通過を許容しかつ前記装置本体内の血液の通過を阻止するフィルタ部材と、
   前記装置本体内にほぼ鉛直方向に移動可能に設置され、該装置本体内の血液の液面高さの変化に応じて移動するフロートと、
   前記装置本体に連通する第１の連通部を有する第１室と、
   前記陰圧室に連通する第２の連通部を有し、気体を貯留可能な第２室と、
   前記第１室と前記第２室とを隔てるように設けられ、消泡剤を担持した消泡部材と、
   前記液面高さの変化による前記フロートの移動に伴って前記第１の連通部を開閉する第１の弁機構と、
   前記第１の弁機構の開閉動作に連動して前記第２の連通部を開閉する第２の弁機構とを備え、
   前記フロートの鉛直方向の位置に応じ、前記第１の連通部および前記第２の連通部がそれぞれ閉じた第１の状態と、前記第１の連通部が開き前記第２の連通部が閉じた第２の状態と、前記第１の連通部および前記第２の連通部がそれぞれ開いた第３の状態とを取り得るよう構成されていることを特徴とする気泡除去装置。
2. 血液とともに前記装置本体内に気泡が流入した際、その気泡は、前記第１の状態では、前記フィルタ部材を通過し前記陰圧室に流入して脱気され、
   前記第２の状態では、前記気泡の一部が前記第１室に流入し、該流入した気泡が前記消泡部材に接触して破泡し、これにより気体と血液とに分けられて、該気体が前記第２室内に貯留されるとともに該血液が前記第１の連通部を介して前記装置本体内に戻り、
   前記第３の状態では、前記気泡が前記第２の状態のときよりも前記第１室に多く流入して、該流入した気泡が前記消泡部材に接触して破泡し、これにより気体と血液とに分けられて、該気体が前記第２の連通部を介して前記陰圧室に流入して脱気されるとともに該血液が前記第１の連通部を介して前記装置本体内に戻るよう構成されている請求項１に記載の気泡除去装置。
3. 前記第３の状態で、前記第１の弁機構の開度は、前記第２の状態より大きくなる請求項１または２に記載の気泡除去装置。
4. 前記第１の状態から前記フロートが徐々に下降していったとき、前記第１の弁機構が開き、それに続いて、前記第２の弁機構が開く請求項１ないし３のいずれかに記載の気泡除去装置。
5. 前記第３の状態から前記フロートが徐々に上昇していったとき、前記第１の弁機構と前記第２の弁機構がほぼ同時に閉じる、または、前記第２の弁機構が閉じ、それに続いて、前記第１の弁機構が閉じる請求項１ないし４のいずれかに記載の気泡除去装置。
6. 前記第１の弁機構は、前記フロートの位置が第１の位置を超えて上昇したときに、前記第１の連通部を閉じた状態とし、前記フロートの位置が前記第１の位置以下に下降したときに、前記第１の連通部を開く状態とする請求項１ないし５のいずれかに記載の気泡除去装置。
7. 前記第２の弁機構は、前記フロートの位置が前記第１の位置より下方の第２の位置を超えて上昇したときに、前記第２の連通部を閉じた状態とし、前記フロートの位置が前記第２の位置以下に下降したときに、前記第２の連通部を開く状態とする請求項６に記載の気泡除去装置。
8. 前記第１の弁機構は、プレート状またはブロック状をなす蓋体を有し、該蓋体が前記第１の連通部の開口部を塞ぐことにより前記第１の連通部を閉じ、前記蓋体が前記開口部から離間することにより前記第１の連通部が開くよう構成されたものである請求項１ないし７のいずれかに記載の気泡除去装置。
9. 前記第２の弁機構は、ほぼ円錐状または角錐状をなす頂部が形成されたニードル部と、前記第２の連通部の内周部にその周方向に沿って設置されたリング状の弾性体とを有し、前記頂部の外周面が前記弾性体に密着することにより前記第２の連通部を閉じ、前記頂部の外周面が前記弾性体から離間することにより前記第２の連通部を開くよう構成されたものである請求項１ないし８のいずれかに記載の気泡除去装置。
10. 前記第１の弁機構と前記第２の弁機構とを連結するリンク機構を有する請求項１ないし９のいずれかに記載の気泡除去装置。
11. 前記リンク機構は、前記第１の弁機構が開き始めてから所定量開くまでの間、前記第２の弁機構が閉じた状態を維持する状態維持手段を有する請求項１０に記載の気泡除去装置。
12. 前記第１室、前記消泡部材および前記第２室は、鉛直下方からこの順に配置されている請求項１ないし１１のいずれかに記載の気泡除去装置。
13. 前記第１室は、その内周部が収斂形状をなす部分を有する請求項１ないし１２のいずれかに記載の気泡除去装置。
14. 前記装置本体は、横断面形状がほぼ円環状をなす旋回流形成部と、該旋回流形成部の内周面のほぼ接線方向に設けられ、血液が前記旋回流形成部内で旋回流を形成するように血液を前記旋回流形成部内に導入する流入口と、前記旋回流形成部の下側に設けられた流出口とを有する請求項１ないし１３のいずれかに記載の気泡除去装置。
15. 前記装置本体は、前記第１の連通部の下側近傍に、前記旋回流形成部の中心軸方向に向かって傾斜した傾斜面を有する請求項１４に記載の気泡除去装置。
16. 前記装置本体は、前記旋回流形成部内にその内周面の周方向に沿って、該内周面と間隙を介して設けられた隔壁部を有しており、該隔壁部の内側を前記フロートが移動する請求項１４または１５に記載の気泡除去装置。
17. 前記隔壁部には、該隔壁部を貫通する貫通孔が形成されている請求項１６に記載の気泡除去装置。
18. 前記貫通孔は、前記隔壁部の下部に位置する請求項１７に記載の気泡除去装置。
19. 前記フィルタ部材は、水平方向に対して傾斜して設けられている請求項１ないし１８のいずれかに記載の気泡除去装置。
20. 前記第１の連通部は、前記フィルタ部材の最上端部よりも下方に位置する請求項１９に記載の気泡除去装置。
21. 前記第１の連通部は、前記フィルタ部材の最下端部とほぼ同じ高さに位置する請求項１９または２０に記載の気泡除去装置。
22. 前記第１の連通部は、その開口面積が前記第２の連通部の開口面積より大きいものである請求項１ないし２１のいずれかに記載の気泡除去装置。
23. 前記第１室および前記第２室内の圧力を調整する圧力調整手段を有する請求項１ないし２２のいずれかに記載の気泡除去装置。
24. 前記フロートの姿勢を維持する姿勢維持手段を有する請求項１ないし２３のいずれかに記載の気泡除去装置。

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