JP2014176708A - 人工肺ホルダ - Google Patents

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Abstract

【課題】人工肺に流入した気泡を、簡単な操作で確実に除去することができる人工肺ホルダを提供すること。
【解決手段】人工肺ホルダ1は、人工肺20と血液ポンプ30とを保持するホルダ本体2と、ホルダ本体2を人工肺20および血液ポンプ30ごと加振する加振手段とを備え、加振手段は、ホルダ本体2を回動可能に支持する回動支持部5を有する。この回動支持部5は、その回動中心軸が水平方向に沿い、ホルダ本体2に保持された人工肺は、その中心軸が回動中心軸と同様に水平方向に沿って回動中心軸と平行になっている。そして、人工肺20の内部において、血液またはプライミング液とともに流入した気泡を、回動支持部5の回動中心軸回りの回動による加振によって、離脱させることができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、人工肺ホルダに関する。
心臓手術における血液体外循環回路としては、リザーバ(貯血槽)と、人工肺と、脱血ラインと、送血ラインと、吸引ラインとを備え、これらがボードに配置、固定されたものがある(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載の血液体外循環回路では、血液の体外循環を開始するのに先立って、当該回路内をプライミング液で満たすプライミングを行なう。
しかしながら、特許文献1に記載の血液体外循環回路では、プライミングを行なうと、プライミング液中に気泡が混入してしまい、その気泡が人工肺内に流入し、容易には人工肺から除去されない。このため、人工肺まで十分にプライミングするのに時間が多く費やされてしまい、血液体外循環を迅速に行なうのが困難となるという問題があった。
特開2003−299729号公報
本発明の目的は、人工肺に流入した気泡を、簡単な操作で確実に除去することができる人工肺ホルダを提供することにある。
このような目的は、下記(1)〜(7)の本発明により達成される。
(1) 外形形状が円柱状をなす人工肺を保持する人工肺保持部と、該人工肺保持部に保持された前記人工肺にチューブを介して接続され、血液を送液する、外形形状が円柱状をなす血液ポンプを保持するポンプ保持部とを有するホルダ本体と、
前記ホルダ本体を、前記人工肺保持部に保持された前記人工肺、前記ポンプ保持部に保持された前記血液ポンプごと加振する加振手段とを備え、
前記加振手段は、前記ホルダ本体を回動可能に支持する回動支持部を有し、
前記回動支持部は、その回動中心軸が水平方向に沿い、前記人工肺保持部に保持された前記人工肺は、その中心軸が前記回動中心軸と同様に水平方向に沿って該回動中心軸と平行になっており、
前記人工肺の内部において、血液またはプライミング液とともに流入した気泡を、前記回動支持部の前記回動中心軸回りの回動による加振によって、離脱させるよう構成されていることを特徴とする人工肺ホルダ。
(2) 前記加振が行われた際、前記血液ポンプは、その内部において、血液またはプライミング液とともに流入した気泡が離脱する上記(1)に記載の人工肺ホルダ。
(3) 前記回動支持部の回動角度は、±180度以内である上記(1)または(2)に記載の人工肺ホルダ。
(4) 前記加振手段は、前記ホルダ本体を変位させて、前記人工肺保持部に保持された前記人工肺を加振するとともに、前記ポンプ保持部に保持された前記血液ポンプを加振する加振操作を行なう操作部を有し、
前記操作部は、手動により操作される上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の人工肺ホルダ。
(5) 前記ポンプ保持部は、前記血液ポンプを、前記人工肺保持部に保持された前記人工肺に対して血流の上流側に保持する上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の人工肺ホルダ。
(6) 前記人工肺保持部と前記ポンプ保持部とは、一体的に形成または連結された1つの部材として構成され、前記ホルダ本体に対し着脱自在となっている上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の人工肺ホルダ。
(7) 前記ホルダ本体が回動して停止した際、その停止した状態を維持するロック手段を備える上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の人工肺ホルダ。
本発明によれば、ホルダ本体を人工肺ごと例えば回動するという簡単な操作で、当該人工肺に流入した気泡を実に除去することができる。これにより、例えば、人工肺を十分にプライミングするのに要する時間を短縮することができる。
本発明の人工肺ホルダの実施形態を示す斜視図である。 本発明の人工肺ホルダの実施形態を示す斜視図である。 図1に示す人工肺ホルダを操作したときの斜視図である。 図1に示す人工肺ホルダを操作したときの斜視図である。 図1に示す人工肺ホルダの分解斜視図である。 図5中のA−A線断面図である。 図1に示す人工肺ホルダに保持された人工肺の部分縦断面図である。 図7中の一点鎖線で囲まれた領域[B]の拡大詳細図である。
以下、本発明の人工肺ホルダ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および図2は、それぞれ、本発明の人工肺ホルダの実施形態を示す斜視図、図3および図4は、それぞれ、図1に示す人工肺ホルダを操作したときの斜視図、図5は、図1に示す人工肺ホルダの分解斜視図、図6は、図5中のA−A線断面図、図7は、図1に示す人工肺ホルダに保持された人工肺の部分縦断面図、図8は、図7中の一点鎖線で囲まれた領域[B]の拡大詳細図である。なお、以下では、説明の都合上、図1〜図5中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。
図1〜図5に示す人工肺ホルダ1は、人工肺20と血液ポンプ30とを保持するものである。人工肺20と血液ポンプ30とを保持した人工肺ホルダ1は、例えば、体外循環回路(図示せず)に組み込まれ、血液ポンプ30で血液を送液し、人工肺20で血液に対しガス交換を行うことができる。
人工肺ホルダ1について説明する前に、人工肺20および血液ポンプ30についてそれぞれ説明する。
図1、図3〜図5、図7に示すように、人工肺20は、その外形形状が円柱状をなすものであり、ハウジング201と、ハウジング201内に収納された円筒状の中空糸膜束202とを有している。
ハウジング201は、両端が閉塞した筒状をなすものである。このハウジング201には、血液が流入する血液流入ポート203と、血液が流出する血液流出ポート204と、ガス(酸素を含む気体)が流入するガス流入ポート205と、ガスが排出されるガス排出ポート206とが設けられている(図7参照)。血液流入ポート203は、ハウジング201の一端部に突出した管状の部分である。血液流出ポート204は、ハウジング201の外周部にその接線方向に突出した管状の部分である。ガス流入ポート205は、ハウジング201の他端部に突出した管状の部分である。ガス排出ポート206は、ハウジング201の外周部にその中心軸207を介して血液流出ポート204と反対側に配置され、血液流出ポート204と反対方向に突出した管状の部分である。
なお、ハウジング201は、その内部の視認性を確保するために実質的に透明となっている。これにより、例えば、ハウジング201中に気泡が溜まっているか否かを目視する(確認する)ことができる。
図8に示すように、ハウジング201には、円筒状の中空糸膜束202が同心的に配置、収納されている。また、中空糸膜束202の外周面とハウジング201の内周面とは、離間している。すなわち、中空糸膜束202の外周面とハウジング201の内周面との間には、間隙209が形成されている。
中空糸膜束202は、ガス交換機能を有する中空糸膜202aが多数本集積されたものである。この中空糸膜束202を構成する中空糸膜202aは、そのほとんどがハウジング201の中心軸207とほぼ平行に配置されている。各中空糸膜202aの両端部(一端部および他端部)は、それぞれ、隔壁208によりハウジング201の内面に対し固定されている。また、各中空糸膜202aの隔壁208で固定されていない部分は、それぞれ、露出しており、各中空糸膜202aの外側、すなわち、中空糸膜202a同士の隙間に、血液が図8中下側から上側に(ハウジング201の中心軸207側から外周側に)向かって流れる血液流路202bが形成されている。
血液流入ポート203から流入した血液は、血液流路202bを下流方向に向かって流れる。一方、ガス流入ポート205から供給されたガスは、各中空糸膜202aの内腔であるガス流路202cに分配され、該ガス流路202cを流れた後、ガス排出ポート206より排出される。血液流路202bを流れる血液は、各中空糸膜202aの表面に接触し、ガス流路202cを流れるガスとの間でガス交換(酸素加、脱炭酸ガス)がなされる。そして、ガス交換がなされた血液は、血液流出ポート204から排出される。
なお、中空糸膜202aの構成材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリメチルペンテン等の疎水性高分子材料が用いられる。
図1、図3および図4に示すように、血液ポンプ30は、人工肺20にチューブ40を介して接続されている。血液ポンプ30としては、例えば、遠心ポンプを好適に用いることができる。この血液ポンプ30は、ポンプ本体301と、ポンプ本体301に装着されるヘッド部(ポンプヘッド)302とで構成されている。
ポンプ本体301は、その外形形状が円柱状をなし、内部に、血液を移送するための各種部品(例えばモータ等)が内蔵されている。
ポンプ本体301には、ヘッド部302が装着される。ヘッド部302は、その外形形状が円盤状をなし、外周部に、血液が流出する管状の血液流出ポート304が突出して設けられている。この血液流出ポート304は、ヘッド部302の外周部の接線方向で、人工肺20側に向かって突出している。また、ヘッド部302の中心部には、血液が流入する管状の血液流入ポート303が突出して設けられている。
チューブ40は、血液ポンプ30の血液流出ポート304と、人工肺20の血液流入ポート203とを接続している。このチューブ40を介して、血液は、血液ポンプ30から人工肺20に移送される。
ところで、前記体外循環回路では、血液の体外循環を開始するのに先立って、当該回路内をプライミング液(例えば生理食塩水)で満たすプライミングを行なう。このとき、プライミング液中に気泡が混入してしまうことがある。そして、その気泡は、プライミング液とともに人工肺20内に流入し、人工肺20の血液流路202bを通過する際、中空糸膜202aを介して(通過して)排出されるものと、排出されずにそのまま下流側へ流れてしまうものとがある。下流側へ流れてしまった気泡は、中空糸膜束202の外周面とハウジング201の内周面との間に形成された間隙209に留まることとなる。この間隙209に留まった気泡は、それ以上は下流側には流れ難い状態となっている。そこで、このように人工肺20内に残留した気泡の除去、すなわち、人工肺20内において付着した気泡の離脱を促進するのに、人工肺ホルダ1が用いられる。
次に、人工肺ホルダ1について説明する。
図1〜図5に示す人工肺ホルダ1は、ホルダ本体2と、ホルダ本体2を支柱(ポール)500に対し着脱自在に装着可能な装着部4と、ホルダ本体2を回動可能(変位可能)に支持する回動支持部5と、ホルダ本体2を回動操作する操作部6とを備えている。以下、各部の構成について説明する。なお、人工肺ホルダ1を構成する各部の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、エステル系樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル)、スチレン系樹脂(例えば、ポリスチレン、MS樹脂、MBS樹脂)、ポリカーボネート等の樹脂材料あるいは種々のセラミックス材料、金属材料等が挙げられる。
図5に示すように、ホルダ本体2は、基板21と、基板21に対し着脱自在に装着される連結部材3とを有している。
基板21は、水平方向に長い長尺状をなすものである。
基板21には、その表側の面211から壁部22が立設している。壁部22には、その上面および下面に開口する、すなわち、幅方向(図中上下方向)に貫通する中空部(溝)221が形成されている。そして、中空部221には、基板21の裏側から、後述する回動支持部5の支持板51が挿入される。また、壁部22は、その厚さ方向に貫通する軸受け222が形成されている。この軸受け222には、後述する回動支持部5の軸部材52が挿入される。
また、基板21の表側の面211の上部には、連結部材3と係合する係合片23が突出して設けられている。
図5に示すように、連結部材3は、その全体形状がクランク状をなす板部材で構成されている。連結部材3は、その両側にそれぞれ、人工肺20を保持する人工肺保持部31と、血液ポンプ30を保持するポンプ保持部32とを有している。これにより、連結部材3を介して、人工肺20と血液ポンプ30とが連結され、互いの位置関係が規制される。
人工肺保持部31は、突出形成された複数(図5に示す構成では4つ)の爪311で構成されている。各爪311は、それぞれ、人工肺20の外周部に設けられた係合部(図示せず)と係合することができる。これにより、人工肺20が人工肺保持部31に確実に保持される。
ポンプ保持部32は、円環状をなす部分である。このような形状のポンプ保持部32に血液ポンプ30が嵌合することができ、よって、当該血液ポンプ30に対する保持が確実なものとなる。
なお、人工肺保持部31とポンプ保持部32とは、各保持部を一体的に形成して1つの部材としたものであるが、これに限定されず、例えば、各保持部をそれぞれ別体で構成し、別体同士を連結して1つの部材としたものであってもよい。
また、連結部材3の途中には、その上部に、基板21の係合片23が挿入され、係合する係合孔33が形成されている。これにより、連結部材3は、人工肺20および血液ポンプ30を一括して保持した状態で、基板21に対し着脱することができる。
また、連結部材3の係合孔33の近傍には、当該連結部材3を基板21に対し着脱する際に把持される把持部(ハンドル)34が設けられている。これにより、着脱操作を容易に行なうことができる。
図5に示すように、回動支持部5は、ホルダ本体2を回動可能に支持するものである。回動支持部5は、その本体となる支持板51と、軸部材52とで構成されている。
図6に示すように、支持板51は、ホルダ本体2の壁部22の中空部221に挿入されている。この支持板51の厚さは、中空部221の厚さとほぼ同等またはそれより若干大きい。
また、支持板51には、その厚さ方向に貫通する軸受け511が形成されている。この軸受け511は、ホルダ本体2の壁部22の軸受け222と同じ大きさ(内径)となっており、当該軸受け222と同心的に配置される。
軸部材52は、その外径が支持板51の軸受け511(軸受け222)とほぼ同等またはそれより若干小さいものである。この軸部材52は、支持板51の軸受け511と、支持板51が挿入されたホルダ本体2の壁部22の軸受け222とに一括して挿通されている。
また、軸部材52の両端部には、それぞれ、外径が拡径したフランジ部(拡径部)521が形成されている。これにより、軸部材52が、支持板51の軸受け511や、ホルダ本体2の軸受け222から離脱するのが確実に防止される。
このような構成の回動支持部5により、ホルダ本体2は、連結部材3を介して保持された人工肺20、血液ポンプ30ごと、当該回動支持部5(軸部材52)の回動中心53回りに回動することができる(図3、図4参照)。なお、この回動中心53は、水平方向となっている。また、回動支持部5の回動角度としては、特に限定されず、例えば、±180度以内であるのが好ましい。
前述したようにプライミング時には人工肺20内に気泡が残留するが、プライミング中にホルダ本体2を人工肺20ごと回動操作することにより、当該人工肺20が加振され(人工肺20に振動が与えられ)、これに伴って、気泡も加振される。これにより、気泡は、その場(特に間隙209)から移動し易い状態となり、よって、人工肺20中を流下するプライミング液とともに排出される。
このように、人工肺ホルダ1では、人工肺20を回動するという簡単な操作で、人工肺20に流入した気泡の当該人工肺20からの除去が促進され、さらに、その気泡を確実に除去することができる。以下、このような作用を「気泡除去促進作用」と言うことがある。この気泡除去促進作用により、人工肺20まで十分にプライミングするのに要する時間を短縮することができ、よって、プライミング工程の次の工程である、血液の体外循環に迅速に移行することができる。
また、図2に示すように、人工肺ホルダ1では、回動支持部5の回動中心53と人工肺20の中心軸207とが一致している(同軸的に配置される)。これにより、人工肺20は、その中心軸207回りに回動することとなる。従って、人工肺20では、その中心部分よりも外周側に近い部分ほど、振幅(回動量)が大きくなる。そして、人工肺20で、最も振幅が大きくなる部分は、間隙209である。間隙209は、前述したように気泡が特に溜まり易い部分であるが、最も大きく振動(回動)するため、気泡がより移動し易い状態となり、その気泡の除去がさらに促進される。また、回転方向が逆転したときに、液体の慣性により、気泡を中空糸膜束202あるいはハウジング201から剥がす力が働くと言う利点がある。
また、前述したように、人工肺ホルダ1では、血液ポンプ30も人工肺20とともに回動する(加振される)。例えば、人工肺20および血液ポンプ30のうち、人工肺20のみが回動し、血液ポンプ30が回動しない場合、この回動する人工肺20によって、チューブ40に捩れ等の不本意な変形が生じてしまう。しかしながら、人工肺20と血液ポンプ30とは一括して加振されるため、チューブ40に不本意な変形が生じるのが確実に防止される。また、血液ポンプ30中での気泡も当該血液ポンプ30から除去される。そして、血液ポンプ30から除去された気泡が人工肺20に流入するが、その気泡は、前述した気泡除去促進作用により、人工肺20に溜まらずに除去される。
図1〜図5に示すうように、ホルダ本体2の基板21には、ホルダ本体2を回動操作する(加振操作する)際に把持される操作部6が設けられている。この操作部6は、ホルダ本体2の基板21の面211の下部に突出した、すなわち、回動支持部5の回動中心53からズレた位置に配置された操作レバーである。
操作部6は、人工肺ホルダ1を操作する操作者が把持する棒状の把持部61と、把持部61の両端部とホルダ本体2の基板21とを連結する一対のアーム62とで構成されている。操作部6を操作するときには、把持部61を把持して、そのまま、例えば図3に示すように手前に引張り、その後図4に示すように奥側に押し込む。このような引張りと押込とを繰り返すことにより、ホルダ本体2が回動し(往復動し)、よって、人工肺20や血液ポンプ30に振動が与えられる。その結果、前述したように、人工肺20中の気泡の除去が促進される。従って、人工肺ホルダ1では、回動支持部5と操作部6とで加振手段が構成されているということができる。
また、図6に示すように、回動支持部5では、その支持板51がホルダ本体2の壁部22と当接している、すなわち、支持板51がホルダ本体2の壁部22に挟持されている。これにより、ホルダ本体2が回動した際には、支持板51の各外面512と、各外面512にそれぞれ当接する壁部22の内面223との間に摩擦が生じる。これにより、操作部6に対する操作を停止した際、ホルダ本体2が回動支持部5の回動中心53に関していかなる回転角度(例えば図3や図4に示す状態)で停止したとしても、前記摩擦によって、その停止した状態が維持される。このような構成により、操作部6に対する操作を停止する際、その都度、図1に示す状態で停止させなくても済む。
このように、回動支持部5の支持板51とホルダ本体2の壁部22とは、ホルダ本体2が回動して停止した際、その停止した状態を維持するロック手段として機能する。
また、回動支持部5の支持板51には、ホルダ本体2を支柱500に対し着脱自在に装着可能な装着部4が配置されている。ここで、支柱500とは、鉛直方向に直立したものであり、例えば、その下端部が床面に支持されている。
図5に示すように、装着部4は、対向する一対の挟持片41を有している。これらの挟持片41の間に支柱500の途中を位置させる。また、一方の挟持片41には、当該挟持片41と螺合するボルト(図示せず)が設置されている。このボルトで支柱500を他方の挟持片41に対し押さえ付けて、ボルトと他方の挟持片41との間で支柱500を挟持することができる。これにより、人工肺ホルダ1(ホルダ本体2)を支柱500に確実に装着することができる。また、人工肺ホルダ1を支柱500から取り外すには、前記ボルトを緩めることにより、その取外し作業を行うことができる。
以上、本発明の人工肺ホルダ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、人工肺ホルダを構成する各部は、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。
また、人工肺の中空糸膜束として、長時間の体外循環でも血漿漏出がほとんどない高耐久膜(例えばMembrana社製「Oxyplus(登録商標)」)が用いられた場合、当該膜はプライミング時に気泡が抜けにくいので、本発明は、特に有効である。
また、操作部に対する操作は、手動に限定されず、例えば、操作部がモータ等の動力源に連結され、当該動力源によって操作されてもよい。
また、回動支持部には、ホルダ本体が回動した際、その回動範囲を規制する規制部が設けられていてもよい。
また、回動支持部には、ホルダ本体をその回動方向の一方向に、すなわち、往復動のうちの往路または復路の方向に付勢する付勢部材(例えばバネ)が設置されていてもよい。これにより、操作部を付勢部材の付勢力が作用する方向と反対方向に操作すれば、ホルダ本体の回動が行われる。
また、ホルダ本体は、回動するものに限定されず、例えば、水平方向に沿った往復動(横揺れ)や、鉛直方向に沿った往復動(縦揺れ)をするものであってもよい。また、回動、水平方向に沿った往復動、鉛直方向に沿った往復動が組み合わさった変位とすることもできる。
また、ホルダ本体を支柱に対して装着する装着部を省略してもよい。この場合、ホルダ本体に、当該ホルダ本体を例えばテーブル等の支持台に載置可能に支持する台座を設けることができる。
1 人工肺ホルダ
2 ホルダ本体
21 基板
211 面
22 壁部
221 中空部(溝)
222 軸受け
223 内面
23 係合片
3 連結部材
31 人工肺保持部
311 爪
32 ポンプ保持部
33 係合孔
34 把持部(ハンドル)
4 装着部
41 挟持片
5 回動支持部
51 支持板
511 軸受け
512 外面
52 軸部材
521 フランジ部(拡径部)
53 回動中心
6 操作部
61 把持部
62 アーム
20 人工肺
201 ハウジング
202 中空糸膜束
202a 中空糸膜
202b 血液流路
202c ガス流路
203 血液流入ポート
204 血液流出ポート
205 ガス流入ポート
206 ガス排出ポート
207 中心軸
208 隔壁
209 間隙
30 血液ポンプ
301 ポンプ本体
302 ヘッド部(ポンプヘッド)
303 血液流入ポート
304 血液流出ポート
40 チューブ
500 支柱(ポール)

Claims (7)

  1. 外形形状が円柱状をなす人工肺を保持する人工肺保持部と、該人工肺保持部に保持された前記人工肺にチューブを介して接続され、血液を送液する、外形形状が円柱状をなす血液ポンプを保持するポンプ保持部とを有するホルダ本体と、
    前記ホルダ本体を、前記人工肺保持部に保持された前記人工肺、前記ポンプ保持部に保持された前記血液ポンプごと加振する加振手段とを備え、
    前記加振手段は、前記ホルダ本体を回動可能に支持する回動支持部を有し、
    前記回動支持部は、その回動中心軸が水平方向に沿い、前記人工肺保持部に保持された前記人工肺は、その中心軸が前記回動中心軸と同様に水平方向に沿って該回動中心軸と平行になっており、
    前記人工肺の内部において、血液またはプライミング液とともに流入した気泡を、前記回動支持部の前記回動中心軸回りの回動による加振によって、離脱させるよう構成されていることを特徴とする人工肺ホルダ。
  2. 前記加振が行われた際、前記血液ポンプは、その内部において、血液またはプライミング液とともに流入した気泡が離脱する請求項1に記載の人工肺ホルダ。
  3. 前記回動支持部の回動角度は、±180度以内である請求項1または2に記載の人工肺ホルダ。
  4. 前記加振手段は、前記ホルダ本体を変位させて、前記人工肺保持部に保持された前記人工肺を加振するとともに、前記ポンプ保持部に保持された前記血液ポンプを加振する加振操作を行なう操作部を有し、
    前記操作部は、手動により操作される請求項1ないし3のいずれか1項に記載の人工肺ホルダ。
  5. 前記ポンプ保持部は、前記血液ポンプを、前記人工肺保持部に保持された前記人工肺に対して血流の上流側に保持する請求項1ないし4のいずれか1項に記載の人工肺ホルダ。
  6. 前記人工肺保持部と前記ポンプ保持部とは、一体的に形成または連結された1つの部材として構成され、前記ホルダ本体に対し着脱自在となっている請求項1ないし5のいずれか1項に記載の人工肺ホルダ。
  7. 前記ホルダ本体が回動して停止した際、その停止した状態を維持するロック手段を備える請求項1ないし6のいずれか1項に記載の人工肺ホルダ。
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