JP2010284201A - 保護カバー - Google Patents

Abstract

【課題】人工肺装置と貯血槽との接合を容易なものとし、且つ、ひねり動作によって分割し難い、人工肺装置用の保護カバーを提供する。
【解決手段】人工肺装置に取り付けられ、且つ、人工肺装置と貯血槽との接続部として機能する保護カバー１を用いる。保護カバー１は、貯血槽に接続可能に形成された円筒体４を有し、且つ、人工肺装置の一部分を覆う本体部２と、人工肺装置の他の部分を覆う本体部３とを備えている。本体部２及び本体部３は、互いに接合できるように形成されている。また、本体部２及び本体部２は、両者を接合したときに現れる接合線６が、円筒体４の外形と同心円状の曲線７と、曲線７の端部から円筒体４へと向かう直線８と、直線８の円筒体４側の端部を基点として円筒体４から遠ざかるように延びる直線９とを描くように形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、人工肺装置用の保護カバーに関する。

従来から、心臓手術等においては、人工肺装置が、手術中の患者の呼吸機能及び循環機能を代行するために利用されている。また、人工肺装置は、通常、血液中の二酸化炭素を外部から取り入れられた酸素と交換するガス交換部と、血液の温度を調整する熱交換部とを備えている。熱交換部による温度調整は、手術中の患者の体温を低下させて、患者の酸素消費量を減少させるために行われている。

また、人工肺装置には、脱血した血液や術野から吸引した血液を一時的に貯留する貯血槽が接続される。そして、人工肺装置を含むこれらの機器の設置スペースの効率化を図るため、人工肺装置は、貯血槽の下部に取り付けられることがある（例えば、特許文献１参照。）。

具体的には、特許文献１では、人工肺装置のハウジングの上部には、側面に凹部が形成された円筒体が設けられている。また、貯血槽の下部には、それよりも外径が大きく、且つ、側面に貫通孔が形成された円筒体が設けられている。更に、人工肺装置の外径の小さい円筒体は、貯血槽の外径の大きい円筒体に差し込まれ、前者の凹部と後者の貫通孔とは位置合わせされる。

そして、この状態で、外側に位置する貯血槽の円筒体の外面に、Ｃ形状のロック部材がはめ込まれる。ロック部材は、内面側に、径方向に突き出した突起を備えており、ロック部材の円筒体へのはめ込みは、突起が貫通孔を通り、更に、突起の先端が凹部に嵌まるように行われる。この結果、二つの円筒体は固定された状態になり、人工肺装置と貯血槽とは固定される。

ところで、このような構成において、貯血槽の下部に取り付けられた人工肺装置は、実際は吊り下げられた状態にある。よって、実際の取り付けでは、人口肺装置を持ち上げ、その円筒体を、貯血槽の円筒体に差し込みつつ、位置合わせとロック部材の取り付けとを行う必要があり、取り付けは面倒な作業となっている。このような作業は、特に、緊急の手術が必要な場合等において、医療従事者にとって大きな負担となる。

このような問題を解決するため、例えば、接合部分の構造を図６に示す構造とすることが考えられる。図６は、従来からの人工肺装置と貯血槽とを接合する接合構造の一例を示す図であり、図６（ａ）は側面図で示し、図６（ｂ）は断面図で示している。図６の構造では、人工肺装置に設けられた円筒体７１の周囲には、径方向に沿って突き出た突起７２が設けられている。また、貯血槽に設けられた円筒体６１には、突起７２に対応するようにＬ形状の溝６２が形成されている。また、溝６２は、円筒体６１の開口端から円筒体の軸方向に沿って形成された縦溝６２ａと、縦溝６２ａの端部から周方向に沿って形成された横溝６２ｂとで構成されている。

このような構成では、円筒体６１と円筒体７１とを、先ず、突起７２が縦溝６２ａに嵌まるように位置合わせし、そして、一方又は両方の円筒体をひねって、突起７２を横溝６２ｂの奥へと送り込むことで、接合が完了する。また、図６（ａ）に示すように、横溝６２ｂには、横溝６２ｂの幅を狭くする突出部分６３が設けられており、これにより、円筒体６１と円筒体７１とが簡単に外れないようになっている。接合部分の構造を図６に示す
構造とすれば、簡単に、人工肺装置を貯血槽に取り付けることができる。

特許第３２３１０８３号公報

ところで、人工肺装置において、ガス交換部及び熱交換部は、構造上、衝撃に弱く、衝撃により内部のシールが破壊されると、シール漏れが生じる場合がある。この場合、熱交換部では、熱媒体の冷温水が血液に混ざるおそれがあり、ガス交換部では、ガス交換によって取り出された二酸化炭素が、ガス交換後の血液に混ざるおそれがある。

よって、このような事態を回避するため、人工肺装置においては、ガス交換部及び熱交換部を衝撃から守る保護カバーが取り付けられることがある。保護カバーは、ガス交換部及び熱交換部を覆うように構成され、通常、取り付けを容易にするために分割可能となっている。更に、人工肺装置に保護カバーを取り付ける場合は、図６に示した接合構造用の円筒体は、保護カバーに設けることもできる。

しかしながら、上述の図６（ａ）及び（ｂ）に示した接合構造を採用した場合は、取り付け時及び取り外し時のひねり動作により、保護カバーに大きな回転モーメントかかかってしまう。この場合、保護カバーは、この回転モーメントによって分割され、外れてしまい易いため、図６に示した接合構造と保護カバーとを同時に採用することは困難となっている。

本発明の目的は、上記問題を解消し、人工肺装置と貯血槽との接合を容易なものとし、且つ、ひねり動作によって分割し難い、人工肺装置用の保護カバーを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明における保護カバーは、人工肺装置に取り付けられ、且つ、前記人工肺装置と貯血槽との接続部として機能する保護カバーであって、前記貯血槽に接続可能に形成された円筒体を有し、且つ、前記人工肺装置の一部分を覆う第１の本体部と、前記人工肺装置の他の部分を覆う第２の本体部とを備え、
前記第１の本体部及び前記第２の本体部は、互いに接合でき、且つ、両者を接合したときに現れる接合線が、前記円筒体の外形と同心円状の曲線と、前記曲線の端部から前記円筒体へと向かう第１の直線と、前記第１の直線の前記円筒体側の端部を基点として前記円筒体から遠ざかるように延びる第２の直線とを描くように、形成されている、ことを特徴とする。

上記特徴により、第１の本体部及び第２の本体部においては、貯血槽への取り付け及びそれからの取り外しに、ひねり動作が加えられても、それによって生じる回転モーメントは、第１の直線を形成する接合面によって受け止められる。よって、本発明における保護カバーによれば、ひねり動作によって、第１の本体部と第２の本体部との接合が解除されてしまう事態の発生が抑制される。また、このため、接合構造として、ひねり動作によって取り付け及び取り外しを行う構造を採用できるので、人工肺装置と貯血槽との接合を容易なものとできる。

上記本発明における保護カバーにおいては、前記円筒体の中心軸に垂直であって、且つ前記中心軸と前記曲線の中央に位置する点とを結ぶ基準線に対して、前記第１の直線が、
平行となっており、前記第２の直線が、前記第１の直線に対して、垂直となっている、のが好ましい。この場合は、より確実に、回転モーメントを、第１の直線を形成する接合面によって受け止めることができる。

また、上記本発明における保護カバーでは、前記第１の直線の長さをｌ、前記曲線の半径をＲとしたときに、前記半径Ｒに対する前記長さｌの比（ｌ／Ｒ）が、０．０５以上０．１以下に設定されている、のも好ましい。この場合は、保護カバーの設計の自由度の確保が容易となる。

また、上記本発明における保護カバーでは、前記円筒体の外半径をｒ、前記第１の直線と前記基準線との距離をｄとしたときに、前記距離ｄに対する前記外半径ｒの比（ｒ／ｄ）が、１以上１．２以下に設定されている、のも好ましい。この場合は、保護カバー内に収容されている人工肺装置が取り出し難くなるのを抑制できる。

更に、上記本発明における保護カバーでは、前記第２の本体部における、前記曲線を形成する接合面、及び前記第２の直線を形成する接合面に凸部が形成され、前記第１の本体部における、前記曲線を形成する接合面、及び前記第２の直線を形成する接合面に、前記凸部を挿入可能な凹部が形成されている、のも好ましい。この場合は、第１の本体部と第２の本体部との接合を、確実、且つ簡単なものとできる。

以上のように、本発明における人工肺装置用の保護カバーによれば、人工肺装置と貯血槽との接合を容易なものにすることができ、且つ、ひねり動作によって保護カバーが分割し難くなるようにすることができる。

図１は、本発明の実施の形態における保護カバーが取り付けられた人工肺装置と貯血槽との一例を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態における保護カバーの人工肺装置への取り付けを示す斜視図である。 図３は、本発明の実施の形態における保護カバーを示す分解斜視図である。 図４は、図３に示す第１の本体部と第２の本体部とを接合した状態を示す平面図である。 図５は、図３に示す第１の本体部及び第２の本体部それぞれの各寸法を示す平面図である。 図６は、従来からの人工肺装置と貯血槽とを接合する接合構造の一例を示す図であり、図６（ａ）は側面図で示し、図６（ｂ）は断面図で示している。

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における人工肺装置用の保護カバーについて、図１〜図５を参照しながら説明する。先ず、本実施の形態における保護カバーが用いられる人工肺装置と、人工肺装置が取り付けられる貯血槽について図１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態における保護カバーが取り付けられた人工肺装置と貯血槽との一例を示す図である。図２は、本発明の実施の形態における保護カバーの人工肺装置への取り付けを示す斜視図である。

図１及び図２に示す本実施の形態における保護カバー１は、人工肺装置４０に取り付けられ、人工肺装置４０と貯血槽５０との接続部として機能する。図２に示すように、保護カバー１は、人工肺装置４０のガス交換部側を覆う本体部（第１の本体部）２と、熱交換
部側を覆う本体部（第２の本体部）３とを備えている。このうち、ガス交換部側の本体部２は、貯血槽５０に接続可能に形成された円筒体４を有している。本実施の形態では、円筒体４には、図６（ａ）及び（ｂ）に示した円筒体７１と同様に、径方向に突き出た突起５が設けられている。

また、図１に示すように、本実施の形態において、貯血槽５０は、従来からの貯血槽と同様の形状を有している（特許文献１参照）。貯血槽５０の下部には、接続用の円筒体５１が設けられている。円筒体５１は、図６（ａ）及び（ｂ）に示した円筒体６１と同様に構成されており、縦溝と横溝とで構成された溝５２を備えている。なお、図１の例では、横溝のみが図示されている。

よって、医療従事者は、使用の際、保護カバー１の円筒体４の突起５を溝５２の縦溝に位置合わせした状態で、円筒体４を円筒体５１内に差し込み、そして、保護カバー１と共に人工肺装置４０をひねって円筒体４を回転させるだけで良い。これにより、円筒体４の突起５が溝５２に嵌まり込み、保護カバー１に覆われた人工肺装置４０は貯血槽５０に固定される。また、医療従事者は、使用後は、逆向きのひねり動作を行うことだけで良い。このように、本実施の形態では、ひねり動作だけで、人工肺装置４０の貯血槽５０への取り付け及び取り外しを行うことができる。

また、本実施の形態において、人工肺装置４０は、熱交換部とガス交換部とを備えている。熱交換部は、熱媒体が通過する金属製の複数本のパイプと、シール部材とを備え、これらはハウジング４１内に収められている。図２では、熱交換部としては、ハウジング４１のみが図示されている。

図示していないが、シール部材は、各パイプの端部付近において、パイプ間及びパイプとハウジングの内壁との間に樹脂材料を充填することによって形成されている。シール部材は、血液の流路を形成すると共に、パイプの開口端から出入りする熱媒体が血液に混ざらないようにシールしている。

ガス交換部は、金属製のパイプの代わりに複数本の中空糸を備えている。更に、ガス交換部においても、熱交換部と同様に、複数本の中空糸の端部付近にはシール部材が形成され、中空糸とシール部材とはハウジング４２内に収められている。図２では、ガス交換部としては、ハウジング４２のみが図示されている。また、ガス交換部においては、シール部材は、ガス交換によって取り出された二酸化炭素が、ガス交換後の血液に混ざらないようにシールしている。

図２に示す状態において、本体部２と本体部３とを接合すれば、人工肺装置４０は、保護カバー１によって覆われた状態となる。また、図１及び図２において、４３は、熱交換部に導入される血液の導入口を示している。４４は、ガス交換部によるガス交換が終了した血液が排出される排出口を示している。４５は、熱交換部に導入される熱媒体の導入口を示し、４６は、熱媒体の排出口を示している。また、４７は、ガス交換部に導入されるガスの導入口を示し、４８は、ガス交換部によるガス交換後のガスの排出口を示している。

ここで、図３〜図５を用いて、保護カバー１の構造について具体的に説明する。図３は、本発明の実施の形態における保護カバーを示す分解斜視図である。図４は、図３に示す第１の本体部と第２の本体部とを接合した状態を示す平面図である。図５は、図３に示す第１の本体部及び第２の本体部それぞれの各寸法を示す平面図である。

図３に示すように、ガス交換部側の本体部２と、熱交換部側の本体部３とは、互いに接
合できるように形成されている。また、図４に示すように、本体部２と本体部３とは、両者を接合したときに現れる接合線６が、円筒体４の外形と同心円状となる曲線７と、直線８と、直線９とを描くように形成されている。直線８は、曲線７の端部から円筒体４へと向かう直線であり、直線９は、直線８の円筒体４側の端部を基点として円筒体４から遠ざかるように延びる直線である。

このような構成により、本体部２及び本体部３においては、貯血槽５０への取り付け及びそれからの取り外しに、ひねり動作が加えられても、それによって生じる回転モーメントは、直線８を形成する接合面によって受け止められる。よって、保護カバー１によれば、ひねり動作によって、本体部２と本体部３との接合が解除されてしまう事態の発生が抑制される。また、このため、本実施の形態では、接合構造として、ひねり動作によって取り付け及び取り外しを行う構造を採用できるので、人工肺装置４０と貯血槽５０との接合を容易なものとできる。

具体的には、ガス交換部側の本体部２は、図３に示すように、ベースとなる板状部分２０と、板状部分２０から突き出した突出部分２１及び２２とを備えている。突出部分２１及び突出部分２２の突き出し方向は、同じ方向である。そして、突出部分２１の突き出し側の端面１２〜１４と、突出部分２２の突き出し側の端面２３とが、本体部３との接合面となる。このうち、本体部２において、端面１２は曲線７を形成し、端面１３は直線８を形成し、そして、端面１４は直線９を形成する。

また、熱交換部側の本体部３は、ベースとなる板状部分２８と、板状部分２８から突き出した突出部分２９、３０、３１及び３２とを備えている。突出部分２９〜３２は、全て同じ方向に突き出しており、隣接するもの同士は一体化されている。つまり、突出部分２９〜３２は、熱交換部を構成するハウジング４１（図２）を囲むように、壁状に一体的に形成されている。

本体部３では、突出部分の端面のうち、突出部分３１の端面３４〜３６と、突出部分３２の端面（図３において図示せず）とが接合面となる。このうち、図４に示すように、端面３４は、本体部２の端面１２と接合して、曲線７を形成する。また、端面３５は、本体部２の端面１３と接合して、直線８を形成する。端面３６は、本体部２の端面１４と接合して、直線９を形成する。

また、本体部３には、覗き窓３３が形成されている。覗き窓３３は、人工肺装置４０の状態を確認するために設けられている。なお、上述したハウジング４１及び４２は、光透過性の樹脂材料によって形成されている。

更に、本実施の形態では、本体部２の端面１２〜１４と、本体部３の端面３４〜３６とは、直線８が、円筒体の中心軸１０に垂直であって、且つ中心軸１０と曲線７の中央に位置する点とを結ぶ基準線１１に対して、平行となるように形成されている。また、本体部２の端面１２〜１４と、本体部３の端面３４〜３６とは、直線９が、直線８に対して、垂直となるようにも形成されている。これは、直線８を形成する接合面（端面１３及び３５）が回転モーメントを確実に受け止めるようにするためである。

そして、本実施の形態では、図５に示すように、直線８の長さをｌ、曲線７の半径をＲとしたときに、半径Ｒに対する直線８の長さｌの比（ｌ／Ｒ）は、例えば、０．０５以上０．１以下に設定されるのが好ましい。このような設定とすることにより、保護カバー１の設計の自由度の確保が容易となる。

また、実際には、半径Ｒの大きさは、２９ｍｍ以上３８ｍｍ以下とするのが好ましい。
この場合、設計時において、曲線７を形成する接合面（端面１２及び端面３４）と円筒体４との干渉、及び接合面（端面１２及び端面３４）と覗き窓３３との干渉は、容易に回避することができる。更に、直線８の長さｌは、２ｍｍ以上３ｍｍ以下とするのが好ましい。この場合は、本体部２と本体部３との嵌合を容易にしつつ、これらの設計の自由度を確保することができる。

また、本実施の形態では、図５に示すように、直線８と基準線１１との距離をｄ、円筒体４の外半径をｒとしたときに、距離ｄに対する外半径ｒの比（ｒ／ｄ）は、１以上１．２以下に設定されるのが好ましい。このような設定とすることにより、保護カバー内に収容されている人工肺装置が取り出し難くなるのが抑制される。

更に、実際には、距離ｄは、２０ｍｍ以上２９ｍｍ以下とするのが好ましい。この場合は、後述する爪１７の位置を最適な位置とするのが容易となる。また、外半径ｒは、貯血槽５０との接続強度の点から、２６ｍｍ以上２９ｍｍ以下とするのが好ましい。なお、接続強度の向上の点からは、外半径ｒは大きいほど好ましいとも考えられるが、大きすぎる場合は、覗き窓３３が小さくなってしまう。

また、本実施の形態では、図３及び図５に示すように、本体部３には接合用の凸部２５及び２６が設けられ、本体部２には凹部１５及び１６が形成されている。具体的には、凸部２５は、曲線７を構成する端面３４に形成され、凸部２６は、直線９を構成する端面３６に形成されている。

更に、凹部１５は、直線９を構成する端面１４において、凸部２５を挿入可能に形成されている。凹部１６は、曲線７を構成する端面１２において、凸部２６を挿入可能に形成されている。また、本体部２の端面１４それぞれには、爪１７が設けられている。爪１７は、突出部３１の対応する位置に設けられた孔３７に嵌め込まれる。同様に、端面２３にも爪２４が設けられている。爪２４は、突出部３２の対応する位置に設けられた孔（図示せず）に嵌め込まれる。

更に、図３及び図５において、１８及び１９は、本体部３に対する本体部２の位置決めを行う位置決め部材である。このような上述した構成により、本体部２と本体部３との接合時の位置合わせは容易となり、且つ、接合強度が確保される。

また、本実施の形態では、図５に示すように、凸部２６は、基準線１１からの距離ｔ１が、例えば、９ｍｍ以上１３ｍｍ以下となる位置に設けられているのが好ましい。更に、凸部２５は、端面３６において二つずつ、基準線１１からの距離がｔ２となる位置と、基準線１１からの距離がｔ３となる位置とに設けられているのが好ましい。この場合、ｔ２は、例えば、２８ｍｍ以上３２ｍｍ以下に設定され、ｔ３は４４ｍｍ以上４８ｍｍ以下に設定される。凸部２５及び凸部２６をこのような位置とした場合は、設計の自由度の確保が容易となる。

また、図３〜図５に示したように、本体部２における端面１２は、曲線７を形成するために、接合方向に向けて突き出した形状となる。一方、本体部３において、端面１２と接合する端面３４は、接合方向と反対側に向けて凹んだ形状となる。よって、このような構成により、両者を接合したときは、本体部３における打ち倒れを解消することができる。

ここで、打ち倒れとは、本体部３が樹脂材料による射出成形によって形成されている場合に、本体部３において、（該本体部３を形成している）樹脂の収縮等によって、突出部分２９と３０とが互いに対向する側に倒れる現象をいう。打ち倒れは、突出部分３１に導入口４５（図１及び図２参照）のためのスリット３８が形成され、突出部分３２に排出口
４６（図１参照）のためのスリット（図示せず）が形成されているために発生する。

このような打ち倒れが発生すると、端面３４の曲率は端面１２の曲率よりも小さくなってしまう。しかしながら、本実施の形態では、接合の際に、本体部２の突出部分２１における端面１２を形成する部分が、倒れた突出部分２９及び３０を押し戻すので、上述したように打ち倒れが解消される。

なお、図２および３に示すように、本体部２には、人工肺装置４０の排出口４４を露出させるための開口部２７が設けられている。また、本体部３には、人工肺装置４０の導入口４４を露出させるための開口部３９が設けられている。

以上のように、本発明によれば、人工肺装置と貯血槽との接合を容易なものとし、且つ、ひねり動作によって分割し難い、人工肺装置用の保護カバーを得ることができる。本発明における保護カバーは、貯血槽に接続される人工肺装置に有用である。

１ 保護カバー
２ 本体部（ガス交換部側）
３ 本体部（熱交換部側）
４ 円筒体
５ 突起
６ 接合線
７ 曲線
８ 直線
９ 直線
１０ 円筒体の中心軸
１１ 基準線
１２、１３、１４ ガス交換部側の本体部の端面（接合面）
１５、１６ 凹部
１７ 爪
１８、１９ 位置決め部材
２０ ガス交換部側の本体部の板状部分
２１、２２ ガス交換部側の本体部の突出部分
２３ ガス交換部側の本体部の端面（接合面）
２４ 爪
２５、２６ 凸部
２７ 開口部
２８ 熱交換部側の本体部の板状部分
２９、３０、３１、３２ 熱交換部側の本体部の突出部
３３ 覗き窓
３４、３５、３６ 熱交換部側の本体部の端面（接合面）
３７ 孔
３８ スリット
３９ 開口部
４０ 人工肺装置
４１ 熱交換部のハウジング
４２ ガス交換部のハウジング
４３ 血液の導入口
４４ 血液の排出口
４５ 熱媒体の導入口
４６ 熱媒体の排出口
４７ ガスの導入口
４８ ガスの排出口
５０ 貯血槽
５１ 円筒体
５２ 溝

Claims (5)

1. 人工肺装置に取り付けられ、且つ、前記人工肺装置と貯血槽との接続部として機能する保護カバーであって、
   前記貯血槽に接続可能に形成された円筒体を有し、且つ、前記人工肺装置の一部分を覆う第１の本体部と、
   前記人工肺装置の他の部分を覆う第２の本体部とを備え、
   前記第１の本体部及び前記第２の本体部は、
   互いに接合でき、且つ、
   両者を接合したときに現れる接合線が、前記円筒体の外形と同心円状の曲線と、前記曲線の端部から前記円筒体へと向かう第１の直線と、前記第１の直線の前記円筒体側の端部を基点として前記円筒体から遠ざかるように延びる第２の直線とを描くように、
   形成されている、ことを特徴とする保護カバー。
2. 前記円筒体の中心軸に垂直であって、且つ前記中心軸と前記曲線の中央に位置する点とを結ぶ基準線に対して、前記第１の直線が、平行となっており、
   前記第２の直線が、前記第１の直線に対して、垂直となっている、請求項１に記載の保護カバー。
3. 前記第１の直線の長さをｌ、前記曲線の半径をＲとしたときに、前記半径Ｒに対する前記長さｌの比（ｌ／Ｒ）が、０．０５以上０．１以下に設定されている、請求項１または２に記載の保護カバー。
4. 前記円筒体の外半径をｒ、前記第１の直線と前記基準線との距離をｄとしたときに、前記距離ｄに対する前記外半径ｒの比（ｒ／ｄ）が、１以上１．２以下に設定されている、請求項２に記載の保護カバー。
5. 前記第２の本体部における、前記曲線を形成する接合面、及び前記第２の直線を形成する接合面に凸部が形成され、
   前記第１の本体部における、前記曲線を形成する接合面、及び前記第２の直線を形成する接合面に、前記凸部を挿入可能な凹部が形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の保護カバー。
   

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