JP2015157041A - 輸液加温装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成によって、液体を所定の温度まで効率よく加温でき、また、血液細胞の破壊温度に達するのを効果的に防止できる加温装置を提供することを目的とする。【解決手段】血液成分を含む液体Ｌに対し、血液細胞を破壊しない所定の温度まで昇温させる加温装置８０であって、液体Ｌが通過する液体回路２の一部である加温バッグ１３に沿って配置され、加温バッグ１３を通過する液体Ｌを加温するヒーター８２と、ヒーター８２に電流を供給する電源ユニット７０と、を備え、ヒーター８２は、少なくとも、加温バッグ１３における液体Ｌの入口１３ｂ側に重なる上流側加温部８２Ａと、液体Ｌの出口１３ｃ側に重なる下流側加温部と、を有し、ヒーター部は、下流側加温部８２Ｃよりも上流側加温部８２Ａの方が大きくなるように電力勾配が形成されている。【選択図】図１０

Description

本発明は、低温で貯蔵された全血や血液製剤などの血液成分を含む液体を移送する際に加温する輸液加温装置に関する。

患者の治療に要する血液製剤などの液体は、その機能を維持するために、低温で貯蔵される。その液体を患者に導入する際には、患者の負担低減のために、液体を適切な温度にまで加温する必要がある。特に、液体の導入に緊急を要する場合には、液体の加温とポンプでの圧送とを同時に行う必要があり、従来から、患者の治療に要する液体を加温しながらポンプで圧送するシステムが知られている（特許文献１）。この種の急速輸液システムには、例えば、液体の移送経路がユニット化された液体回路が装着される。急速輸液システムは加温装置を備えており、液体回路には、加温装置との接触面積を大きくして液体を効率よく加温するために、蛇行流路が形成された樹脂製の加温バッグが設けられている。加温装置は、ヒーター部を内蔵しており、液体回路は、加温バッグがヒーター部に接触するように加温装置のスロットに挿入される。

特表平９−５００４８１号公報

上述の通り、輸液は血液成分を含む液体であり、輸液を加温する際には、血液細胞を破壊しないように上限の温度管理（例えば、４１℃）には細心の注意が必要である。一方で、液体回路の全体では無く、その一部である加温バッグを局所的（集中的）に加温して所定の温度とする場合、ヒーター部と加温バッグとの接触面積も限られてくるので、レイアウト上の制限も厳しい。また、従来のシステムでは、独立したヒーターを複数枚（特許文献１では３枚）使用して加温している為にヒーターごとに温度センサーが必要になるなどして温度制御自体が複雑化し、効率よく、適正な温度まで昇温させることは非常に難しかった。

本発明は、以上の課題を解決することを目的としており、簡易な構成によって、液体を所定の温度まで効率よく加温でき、また、血液細胞の破壊温度に達するのを効果的に防止できる加温装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討したところ、一つの大きな知見を得た。つまり、液体を徐々に、且つ慎重に加温するならば、通常、液体出口の液体温度を測定し、これが所定の温度となるようにヒーター全体の電力を均一に制御することが考えられる。しかしながら、この技術思想では、ヒーターから液体に与えられる熱量は上流側（入口側）でも下流側（出口側）でも一定であり、下流側の温度を血液細胞が破壊しない温度以上に上昇しないようヒーターの電力を制御すると、より温度の低い上流側の液体の温度が十分に上がらず、効率よく加温することができない場合がある。そこで本発明者らは、ヒーターの上流側の電力を大きくし、下流側の電力が小さくなるように電力勾配を形成したところ、所定の温度に効率よく達することを知見し、本発明に想到した。

つまり、本発明は、血液成分を含む液体に対し、血液細胞を破壊しない所定の温度まで昇温させる輸液加温装置であって、液体が通過する液体回路の一部である加温経路部に沿って配置され、加温経路部を通過する液体を加温するヒーター部と、を備え、ヒーター部は、少なくとも、加温経路部における液体の入口側に重なる上流側加温部と、液体の出口側に重なる下流側加温部と、を有し、ヒーター部の電力勾配は、下流側加温部よりも上流側加温部の方が大きくなるように形成されている。

この輸液加温装置によれば、簡易な構成によって、液体を所定の温度まで効率よく加温でき、また、血液細胞の破壊温度に達するのを効果的に防止できる。

また、ヒーター部は、連続的に繋がる発熱線を有すると好適である。簡易な構成を、より確実に実現でき、温度制御に必要なセンサーを一つに抑えることができ、電力供給における制御も非常に簡単にすることができる。

また、この発熱線の密度差によって上記の電力勾配を形成すると、簡易な構成で電力勾配を実現し易くなるので好適である。特に、発熱線は、上流側加温部の方が下流側加温部よりも密度が高くなるように配置すると好適である。

また、この発熱線の抵抗値の差によって上記の電力勾配を形成することも、簡易な構成で電力勾配を実現し易くなるので好適である。特に、発熱線は、上流側加温部の方が下流側加温部よりも抵抗値が低くなるように配置すると好適である。

本発明によれば、簡易な構成によって、液体を所定の温度まで効率よく加温でき、また、血液細胞の破壊温度に達するのを効果的に防止できる。

本実施形態に係る急速輸液装置を示す斜視図である。 本実施形態に係る急速輸液装置の背面図である。 急速輸液装置に装着された液体回路を拡大して示す斜視図である。 液体回路の一例を示す図である。 本実施形態に係る急速輸液装置のブロック図である。 急速輸液装置の一部を破断して加温装置を示す斜視図である。 加温装置を拡大して示す側面図である。 加温装置を部分的に拡大した断面図であり、（ａ）は図７のＶＩＩＩ（ａ）−ＶＩＩＩ（ａ）線に沿った断面図、（ｂ）は図７のＶＩＩＩ（ｂ）−ＶＩＩＩ（ｂ）線に沿った断面図である。 加温装置の構造を模式的に示す断面図である。 ヒーターの一例を示す平面図である。 ヒーターに重なった状態での加温バッグを模式的に示す平面図である。 本実施形態に係る加温装置の効果を示す表、及びグラフである。 ヒーターの他の例を示す平面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態で用いる「液体」とは、赤血球、白血球、または血小板などの血液成分を含む液体を広く意図しており、輸血用の全血製剤、赤血球製剤、血小板製剤、血漿製剤などの血液製剤及び生理食塩水を含む。

本実施形態に係る加温装置（輸液加温装置）８０（図４参照）は、急速輸液装置１に内蔵されている。急速輸液装置１は、治療において血液製剤などの液体を患者に導入する装置であり、特に、緊急を要する場合に、冷蔵保存された液体を適当な温度まで加温しながら送液する装置である。急速輸液装置１には血液成分を含む液体が通過する液体回路２が装着される。最初に、液体回路２について説明し、その後、急速輸液装置１、及び加温装置８０を詳述する。
（液体回路）

図３、及び図４に示されるように、液体回路２は、例えば、合成樹脂製（例えば、塩化ビニルなど）のチューブなどを備えており、液体Ｌが通過する流路を形成している。液体回路２は、急速輸液装置１の所定位置に設置され、急速輸液装置１の駆動によって液体回路２内の液体Ｌが移送され、また、液体回路２内を通過する液体Ｌが適宜に加温される。

液体回路２は、基本的に外気から遮断された閉鎖系の液体流路であり、低温貯蔵によって品質管理されていた血液等と抗凝固剤との混合液体（液体）Ｌを貯留するリザーババッグ４と、液体Ｌを移送する送液ライン１０と、送液ライン１０の終端に設けられて液体Ｌを排出する穿刺針接続部５と、送液ライン１０上に設けられたドリップチャンバ７と、を備えている。

送液ライン１０は、リザーババッグ４と穿刺針接続部５とを連絡する液体流路であり、送液ライン１０の途中には、ドリップチャンバ７が取り付けられている。送液ライン１０のうち、ドリップチャンバ７を挟んだ上流側は上流側ライン１１であり、下流側は下流側ライン１２である。

ドリップチャンバ７は、流路を形成するチューブの内径に比べて幅の広い筒状容器であり、ドリップチャンバ７内に流入した液体Ｌから気泡が分離捕捉される。ドリップチャンバ７は、長手方向が上下を向くように急速輸液装置１に設置され、上部には気泡排出口７ａと液体受入口７ｃとが設けられ、下端部には液体排出口７ｂが設けられている。

上流側ライン１１の途中には、合成樹脂製でプレート状の加温バッグ（加温経路部）１３が設けられている。加温バッグ１３は、加温装置８０に接触等するように急速輸液装置１内に挿入される。加温バッグ１３には液体Ｌが通過する蛇行流路１３ａが形成されており、蛇行流路１３ａの入口１３ｂと出口１３ｃとには、それぞれチューブが接続されている。入口１３ｂ側のチューブはリザーババッグ４に接続されており、出口１３ｃ側のチューブはドリップチャンバ７の液体受入口７ｃに接続されている。

また、ドリップチャンバ７の液体排出口７ｂにはチューブが接続され、このチューブの下流側の端部には、穿刺針接続部５が設けられている。また、ドリップチャンバ７の気泡排出口７ａにはチューブが接続され、このチューブの他方の端部はリザーババッグ４に接続されている。ドリップチャンバ７の液体排出口７ｂに接続されたチューブは下流側ライン１２を形成し、気泡排出口７ａに接続されたチューブは気泡戻しライン１５を形成する。また、下流側ライン１２を形成するチューブは、途中の分岐部１２ａで分岐し、リザーババッグ４に接続される。下流側ライン１２の分岐部１２ａから分岐するチューブは、追加気泡戻しライン１７を形成する。

また、液体回路２の主要部は、回路パネル３に組み付けられ、一体的にまとめられている。回路パネル３を急速輸液装置１の所定位置に装着することで、間接的、且つ簡易に液体回路２の主要部の急速輸液装置１への装着が完了する。
（急速輸液装置）

図１〜図５に示されるように、急速輸液装置１は、液体回路２を通過する液体Ｌを送液する送液ポンプＰ１、液体Ｌを加温する加温装置８０、液体Ｌ中の気泡を検出する各検出器３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、液体回路２のチューブを締め付けて流路を閉じ、締め付けを解いて流路を開く主クランプ３１、及び副クランプ３２を備え、更に、送液ポンプＰ１、気泡除去ポンプＰ２，及び加温装置８０等の制御を行う制御部５０を備えている。

急速輸液装置１の筐体４０は、コンパクトでスリムな体形を意識して設計されており、奥行きに比べて正面、及び背面の幅がかなり狭くなっている。筐体４０は、側面視で縦長の略矩形であり、更に、上部が前方に嘴状に突き出した形状になっている。この嘴状の形状により、筐体４０の正面上部には、傾斜面４０ａが形成されている。また、筐体４０の上端である略平坦な部分は、周縁よりも内側の方が僅かに窪んだトレー部４０ｂであり、作業時の物置として適宜利用できる。

筐体４０の正面上部に設けられた傾斜面４０ａには、操作パネル６０が設けられている。操作パネル６０には、表示モニター６１、停止スイッチ６２、各種設定ボタン６３、二つの流量調整つまみ（以下「流量調整ハンドル」という）６４、６５が配置されている。二つの流量調整ハンドル６４、６５のうち、一方は、通常の輸液等の際に使用される流量調整ハンドル６４であり、他方は、緊急時の急速輸液等の際に使用される流量調整ハンドル６５である。操作パネル６０を傾斜面４０ａに配置することで、少なくとも立った状態で作業する医療従事者にとっての利便性、作業性は向上する。

操作パネル６０の下方には、送液ポンプＰ１が設けられている。送液ポンプＰ１は、矩形のボックス内で回転するロータを備え、このロータがチューブを一定方向に扱くように回転することで、液体回路２内の液体Ｌを圧送する。なお、本実施形態に係る送液ポンプＰ１は操作パネル６０よりも奥に隠れた位置に配置されており、傾斜面４０ａではなく、鉛直面上に配置されている。しかしながら、送液ポンプＰ１についても液体回路２のチューブをローラの所定位置に巻き付けて装着する際の利便性を考慮し、操作パネル６０と同様に傾斜面４０ａに設けるようにしても良い。

送液ポンプＰ１の下方には、液体回路２の加温バッグ１３が挿入される縦長のスロット４１が設けられている。スロット４１は、加温装置８０の挿入口となる部分であり、スロット４１内に加温装置８０が内蔵されている。スロット４１は、下端４１ｂの方が上端４１ａよりも手前側に突き出すように傾斜しており、加温バッグ１３を挿入する際の作業性の向上という点で有利である。

スロット４１の下方には、漏出した液体Ｌを受け入れる受け皿４２が設けられている。緊急時の輸血では、液体回路２の内圧が通常輸血の場合に比べて大きくなり、その分、合成樹脂等からなる可撓性の加温バッグ１３には過負荷がかかる。当然のことながら、加温バッグ１３には、その過負荷に耐え得るだけの十分な強度を持たせているが、仮に、加温バッグ１３が破損して液体Ｌが漏出し、急速輸液装置１の全体から漏れ出てしまうと、後の作業等にも支障をきたす恐れがある。そこで、本実施形態では、筐体４０内の所定位置に保持された加温バッグの下方に、受け皿４２に接続されたスロープ４３を設けている。漏出した液体Ｌをスロープ４３で受け止めることで漏出した液体Ｌの拡散を最小限に抑えることができ、また、傾斜したスロープ４３によって受け皿４２に集約されるので急速輸液装置１の周囲の広い範囲を汚してしまうことを防ぐことができる。

筐体４０の側面には、液体回路２の回路パネル３を所定位置に保持する複数のフック４４が設けられている。これらのフック４４は、回路パネル３に形成された孔部３ａや切欠き３ｂに係合して回路パネル３を所定位置に位置決めする。

また、この側面には、液体回路２が所定位置に設置された状態において、上流側ライン１１に対応して配置された検出器３０ａ、下流側ライン１２の分岐部１２ａよりも上流側に配置された第１下流側検出器３０ｂ、下流側に配置された第２下流側検出器３０ｃ、分岐部１２ａよりも下流側の流路を開閉する主クランプ３１，追加気泡戻しライン１７を開閉する副クランプ３２、及び気泡戻しライン１５に配置された気泡除去ポンプＰ２等が設けられている。

筐体４０の底部には、移動可能となるように４か所にキャスター４５ａが設けられた台車部４５が設けられている。

筐体４０の背面には、各種液体の貯留バッグを吊り下げて支持するスタンド部４７が設けられている。各種液体の貯留バッグとは、リザーババッグ４、血液成分を含む液体Ｌを貯留する血液成分貯留バッグ４Ａ、プライミング用液体（生理食塩水等）を貯留するプライミング液貯留バッグ４Ｂ、血液成分貯留バッグ４Ｃ等である。なお、血液成分貯留バッグ４Ａ、４Ｃとは、チューブを介してリザーババッグ４に接続され、リザーババッグ４内で作業者の手で揉まれることで混合される。また、プライミング液貯留バッグ４Ｂは、液体回路２にプライミング処理を施す際に、リザーババッグ４に接続され、液体Ｌや抗凝固剤をリザーババッグ４内に導入する前にプライミング液を供給する。

また、急速輸液装置１は、各検出器３０ａ、３０ｂ、３０ｃで検出された値に基づいて送液ポンプＰ１、気泡除去ポンプＰ２、主クランプ３１、副クランプ３２を制御し、更に、加温装置８０への電力供給を制御する制御部５０を備えている。制御部５０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭなどが実装された制御基板やメモリ及び各種制御信号の送受信を行う通信モジュールなどを備えており、制御基板が所定のプログラムに従って動作処理を行うことにより、各種機能（例えば、流量調整機能）を実現してもよい。

制御部５０は、操作パネル６０に接続されており、操作パネル６０で医療従事者等による操作を受け付けると、その操作信号が制御部５０に入力され、その操作信号に基づいた制御が行われる。

例えば、制御部５０は、各検出器３０ａ、３０ｂ、３０ｃに有線又は無線によって接続されていており、各検出器３０ａ、３０ｂ、３０ｃで検出された値に基づいて送液ライン１０内を通過する液体Ｌ中の気泡の有無を監視する。

また、制御部５０は、送液ポンプＰ１及び気泡除去ポンプＰ２に有線又は無線によって接続されており、送液ポンプＰ１を制御することで上流側ライン１１を通過する液体Ｌの流量である送液流量を制御する。また、制御部５０は、気泡除去ポンプＰ２を制御することで気泡戻しライン１５を通過する液体Ｌ及び気泡の少なくとも一方の流量である戻し流量を制御する。つまり、制御部５０は、送液流量と戻し流量とを制御することにより、ドリップチャンバ７内の液面が所定の高さよりも降下しないように制御しており、基本的には、送液流量よりも戻し流量の方が少なくなるように制御している。

また、制御部５０は、第１下流側検出器３０ｂや第２下流側検出器３０ｃでの検出値に基づいて主クランプ３１を制御して下流側ライン１２を開閉させ、また、副クランプ３２を制御して追加気泡戻しライン１７を開閉させる。

また、制御部５０は、電源ユニット７０に接続されており、電源ユニット７０を制御することで、加温装置８０への電流の供給を制御する。電源ユニット７０は、基本的に外部電源に接続されており、制御部５０からの制御信号を受けて加温装置８０への電流の供給、停止を行う。電源ユニット７０は加温装置８０に電流を供給する電流供給部に相当する。
（加温装置）

図５〜図９に示されるように、加温装置８０は急速輸液装置１の筐体４０内に内蔵されている。具体的には、加温装置８０は、加温バッグ１３を左右で挟むように対向配置された一対の熱板８１と、熱板８１それぞれの外面（対向する内面とは反対側の面）に接する一対のヒーター（ヒーター部）８２を備えている。本実施形態では、ヒーター８２としてポリイミドヒーターを例示するが、面状に形成された他のヒーターであっても良い。以下、ヒーター８２の取り付け構造について詳述する。

筐体４０の内部には、正面側に二本、背面側に二本の計四本の支柱４０ｃが左右対称に立設されている。支柱４０ｃの下部には、断面Ｕ字状の下部補強フレームが四本の支柱４０ｃを接続するように固定されている。また、支柱４０ｃの上部には、左右で対向する一対の上部補強フレーム４０ｇが固定されている。正面視で左側の上部補強フレーム４０ｇは、左側の前後二本の支柱４０ｃ同士を接続し、右側の上部補強フレーム４０ｇは、右側の前後二本の支柱４０ｃ同士を接続する。

一対の上部補強フレーム４０ｇには、それぞれ内側に補強板４０ｄが固定されており、補強板４０ｄの内側には、断熱板８３（図９参照）、ヒーター８２、熱板８１が、この順番でボルト留めされている。つまり、左右の上部補強フレーム４０ｇそれぞれに断熱板８３、ヒーター８２、熱板８１が固定されており、対向する一対の熱板８１同士の隙間には加温バッグ１３が挿入されるポケットＰが形成されている。ポケットＰの幅は、液体Ｌの通過によって僅かに膨らむ加温バッグ１３の膨らみ幅に対応し、液体Ｌが通過している状態で、加温バッグ１３の両面は左右の熱板８１に接する。

図７、及び図８に示されるように、熱板８１の上部には、液体回路２の内圧を検出するセンサーユニット８４が設けられている。センサーユニット８４は、加温バッグ１３の蛇行流路１３ａに外部から接触するプローブ８４ａと、プローブ８４ａを進退自在に保持するホルダー部８４ｂと、プローブ８４ａを定位置にて弾性支持するコイルばね８４ｃと、後退してきたプローブ８４ａの後端に接触してプローブ８４ａの先端で受けた押圧力を検出する圧力センサー８４ｄとを有する。加温バッグ１３は可撓性を有する部材からなるため、内圧の変化によってプローブで受ける押圧力が変化する。つまり、この押圧力を検出することで、液体回路２の内圧の測定が可能になる。

なお、センサーユニット８４は、有線、または無線によって制御部５０に接続されており、制御部５０は、常時、あるいは定期的にセンサーユニット８４を監視している。制御部５０は、センサーユニット８４で取得された情報から液体回路２の内圧が所定圧よりも高いと判断する場合には、適宜に送液ポンプＰ１の駆動を停止したり、駆動速度を減速したりするなどして液体回路２の内圧を低下させる。

また、熱板８１の上部、及び下部には、加温バッグ１３の挿入を案内する上部ガイドレール８５、及び下部ガイドレール８６が固定されている。加温バッグ１３は、液体Ｌの入口１３ｂ側が下、出口１３ｃ側が上となるように挿入時の向き、及び上下が決まっている。また、加温バッグ１３の両側面の内、一方の側面には、上辺１３ｘに沿って上部係合凸部１３ｄが設けられ、下辺１３ｙに沿って下部係合凸部１３ｅが設けられている。そして上部ガイドレール８５には、加温バッグ１３の挿入時の向き、及び上下が正しい場合に、上部係合凸部１３ｄに係合する上部係合溝８５ａが設けられており、下部ガイドレール８６には、加温バッグ１３の挿入時の向き、及び上下が正しい場合に、下部係合凸部１３ｅに係合する下部係合溝８６ａが設けられている。加温バッグ１３は、上部ガイドレール８５の上部係合溝８５ａに上部係合凸部１３ｄが係り合い、また、下部ガイドレール８６の下部係合溝８６ａに下部係合凸部１３ｅが係り合いながらスライドし、ポケットＰ内の所定位置まで案内される。

また、上部ガイドレール８５と下部ガイドレール８６とは、スロット４１の傾斜に対応して傾斜している。具体的に説明すると、スロット４１は、加温バッグ１３の出し入れの容易性を考慮し、上端４１ａよりも下端４１ｂの方が手前側（図７における左側）に突き出すように傾斜している。上部ガイドレール８５は、スロット４１の上端４１ａに対応して設けられており、スロット４１の長手方向に対して直交する方向に沿って延在する。また、下部ガイドレール８６は、スロット４１の下端４１ｂに対応して設けられており、スロット４１の長手方向に対して直交する方向に沿って延在する。その結果、上部ガイドレール８５と下部ガイドレール８６とは、スロット４１の傾斜に対応し、加温バッグ１３の先端（奥側）が、後端（手前側）よりも低くなるように加温バッグ１３を案内する。

対向する一対の熱板８１同士の間には、ポケットＰとなる所定の隙間を形成するためにスペーサ４０ｆ（図９参照）が配置されており、特に、ポケットＰの奥側に配置されたスペーサ４０ｆは、ポケットＰに挿入された加温バッグ１３の先端に当接して加温バッグ１３の移動を規制するストッパとなる。

図６、及び図７に示されるように、ポケットＰの下方には、スロープ４３が設けられている。スロープ４３は、奥側が高く、手前側が低くなっている。スロープ４３の奥側の端部には、スロープ４３で捕捉する液体Ｌのストッパとなる壁部４３ａが立設されており、手前側の端部下方には、受け皿４２が配置されている。また、スロープ４３の両脇には、一対の側壁４３ｂが設けられている。

加温バッグ１３が破損等して内部の液体Ｌが漏出した場合、流下した液体Ｌは下部ガイドレール８６に誘導されながら奥側に集まり、そこに形成された隙間から下方に落下してスロープ４３で受け止められる。スロープ４３で受け止められた液体Ｌは、今度はスロープ４３に案内されて受け皿４２まで誘導される。スロープ４３の途中には、液体Ｌの漏出を検出するセンサーが設けられている。本実施形態の場合、加温バッグ１３から漏出した液体Ｌはスロープ４３の奥側に集められてスロープ４３で捕捉され、さらにスロープ４３に設けられた漏れ検出センサー４３ｃによって検出される。つまり、液体Ｌをスロープ４３で集め、集められた液体Ｌを検出できるので、液体Ｌの少量の漏出であっても確実に検出できる。

なお、漏れ検出センサー４３ｃは、有線、または無線によって制御部５０に接続されており、制御部５０は、常時、あるいは定期的に漏れ検出センサー４３ｃを監視している。制御部５０は、漏れ検出センサー４３ｃで取得された情報から液体Ｌが漏出していると判断する場合には、漏出を示す情報を音、光、または画像などによって周囲の医療従事者等が把握可能となるように報知する。

図６、図７、及び図１１に示されるように、加温バッグ１３は略矩形であり、ポケットＰに挿入された際に奥側となる一辺（先端辺）１３ｗと、手前側となる一辺（手前辺）１３ｖと、先端辺の上端と手前辺の上端とを接続する一辺（上辺）１３ｘと、先端辺の下端と手前辺の下端とを接続する一辺（下辺）１３ｙとを有する。

加温バッグ１３の手前辺１３ｖの両端には、液体Ｌの入口１３ｂと出口１３ｃとが形成されている。入口１３ｂと出口１３ｃとを連絡する蛇行流路１３ａは、上辺１３ｘ及び下辺１３ｙに沿いながら、交互に折り返されるように形成されている。蛇行流路１３ａが形成された領域は、仮想的に入口１３ｂに近い側を上流部１３Ａ、出口１３ｃに近い側を下流部１３Ｃ、上流部１３Ａと下流部１３Ｃとの間を中間部１３Ｂと規定している。

図１０に示されるように、本実施形態に係るヒーター８２は、ポリイミドヒーターであり、ステンレス箔とポリイミド樹脂とを一体化することで形成されている。一つのポリイミドヒーターには、ステンレス箔によって連続的に繋がる発熱線８２ａが形成されている。

発熱線８２ａは、蛇行流路１３ａの上流部１３Ａ、中間部１３Ｂ、及び下流部１３Ｃに重なるように上流側加温部８２Ａ、中間加温部８２Ｂ、下流側加温部８２Ｃが規定されている。上流側加温部８２Ａ、中間加温部８２Ｂ、及び下流側加温部８２Ｃには、ひだ状の発熱線８２ａが横一列（ひだ列）となるように設けられており、各加温部８２Ａ、８２Ｂ、８２Ｃに形成された各ひだ列は、両端子８２ｃ、８２ｄに対して並列に接続されている。

上流側加温部８２Ａ、中間加温部８２Ｂ、及び下流側加温部８２Ｃの間では上流側の方が大きくなるように電力勾配が形成されている。本実施形態では、上流側加温部８２Ａ、中間加温部８２Ｂ、及び下流側加温部８２Ｃが並列に接続されているので、上流側加温部８２Ａ、中間加温部８２Ｂ、及び下流側加温部８２Ｃの抵抗が小さい方が電力は大きくなる。

なお、図示等は省略するが、加温装置８０には、少なくとも加温バッグ１３の出口１３ｃの近傍に加温バッグ１３を通過する液体Ｌの温度を検出する温度センサーが設けられている。この温度センサーは、有線、または無線によって制御部５０に接続されており、制御部５０は、常時、あるいは定期的に温度センサーを監視している。制御部５０は、温度センサーで取得された温度が、血液細胞を破壊する可能性をある温度から検出誤差等も考慮して設定された基準温度（例えば、４１℃）を超えるとエラーメッセージを報知するなどして輸液を停止させる。

以上、本実施形態に係る加温装置８０では、熱板８１を介して加温バッグ１３に沿ってヒーター８２が配置されており、ヒーター８２は、少なくとも、加温バッグ１３における液体Ｌの入口１３ｂ側に重なる上流側加温部３２Ａと、出口１３ｃ側に重なる下流側加温部３２Ｃと、を有し、更に、下流側加温部３２Ｃよりも上流側加温部３２Ａの方が大きくなるように電力勾配が形成されている。その結果、簡易な構成によって、液体Ｌを所定の温度まで効率よく加温でき、また、血液細胞の破壊温度に達するのを効果的に防止できる。この効果について、図１２を参照して説明する。

図１２は、本実施形態に係る加温装置８０の効果を検証するために実施された実験結果を示すものであり、（ａ）は、本実施形態と比較形態とにおける液体Ｌの温度を比較した表であり、（ｂ）は比較結果を棒グラフで示した図である。

図１２（ａ）に示されるように本実施形態では、上流側加温部８２Ａの電力は２．８ｗ／ｃｍ^２であり、中間加温部８２Ｂの電力は１．９ｗ／ｃｍ^２であり、下流側加温部８２Ｃの電力は０．９６ｗ／ｃｍ^２であり、上流側加温部８２Ａが最も大きくなるように電力勾配が形成されている。これに対し、比較形態では、電力勾配を形成することなく、１．９ｗ／ｃｍ^２で一定となっている。

本実施形態では、上流側加温部８２Ａに接する熱板部分（熱板入口）の温度は３７．０１℃となっており、比較形態の熱板入口の温度（２３．８７℃）に比べて、かなり高くなっている。次に、中間加温部８２Ｂに接する熱板部分（熱板中間）について検証すると、本実施形態では３７．８５℃であり、依然として比較形態の温度（３３．３９℃）よりも高い。更に、下流側加温部８２Ｃに接する熱板部分（熱板出口）について、本実施形態では４１．１℃であり、比較形態の温度（４０．０２℃）に比べて高くなっている。本実施形態では加温バッグ１３内の液温を２９．６５℃上昇させることができたのに対し、比較形態では２６．０６℃しか上昇させることができなかった。つまり、本実施形態に係る加温装置８０の方が、比較形態に比べて効率よく液体Ｌの温度を昇温できていることを確認できる。

なお、上記の比較形態では電力勾配を形成しない場合を例示するが、液体Ｌを徐々に、且つ慎重に加温するならば、むしろ、上流側の低温の液体Ｌに対しては低電力で加温し、液体Ｌの温度上昇に伴って徐々に電力を増加させる方が自然である。しかしながら、この方法では、徐々に電力が高くなるので下流側の出口１３ｃで最も電力が大きくなり、液体Ｌの温度が上限を超え易く、従って、温度管理上、複雑で面倒な制御処理が必要になる。

一方で、本実施形態に係る加温装置８０では、加温バッグ１３の上流部１３Ａを通過する低温の液体Ｌに対しては、上流側（入口１３ｂ側）の電力を大きくすることで熱板入口との温度差を大きくし、その結果、液体Ｌが熱量を吸収し易い環境を作って効果的に昇温している。一方で、加温バッグ１３の下流部１３Ｃを通過する高温の液体Ｌに対しては、下流側（出口１３ｃ側）の電力を小さくすることで熱板出口との温度差を小さくし、液体Ｌの急激な上昇を抑えることで、血液細胞を破壊する温度（例えば、４１℃）にまで液体Ｌの温度が上昇してしまうことを抑制する。その結果、複雑な制御を行うことなく、簡易な構成によって、液体Ｌを所定の温度まで効率よく加温でき、また、血液細胞の破壊温度に達することを効果的に防止できる。

また、本実施形態に係るヒーター８２は、連続的に繋がる発熱線８２ａを有するので、簡易な構成を、より確実に実現でき、温度制御に必要なセンサーを一つに抑えることができ、電力供給における制御も非常に簡単にすることができる。特に、この発熱線８２ａは、上流側加温部８２Ａの方が下流側加温部８２Ｃよりも密度が高くなるように密度差を設けて配置したので、電力勾配を、簡易な構成で実現し易くなる。

また、ヒーター８２については、図１３に示されるように、変形例に係るヒーター８２Ｘとすることも可能である。この変形例に係るヒーター８２Ｘの場合、発熱線８２ｂは、一筆書きとなるように連続的、つまり、並列ではなく、直列につながっている。発熱線８２ａの密度（ひだ列）が高い（密集している）方が所定領域内での電力勾配は大きくなるため、本実施形態では、発熱線８２ａの密度差を利用して電力勾配を形成している。具体的には、上流側加温部８２Ａの発熱線８２ａの密度が最も高く、中間加温部８２Ｂと下流側加温部８２Ｃにおける発熱線８２ａの密度は同じであり、上流側加温部８２Ａよりも低くなるように配置されている。

さらに、ヒーター８２については、発熱線の抵抗値によって電力勾配を構成することもできる。加温部を並列に設けた場合、各加温部の発熱線の抵抗値が小さいほど、各加温部の消費電力は大きくなるため、上流側加温部、中間加温部、下流側加温部の順に抵抗値を大きくすることで、上流側加温部、中間加温部、下流側加温部の順に電力を大きくすることができる。

以上、本発明について、上記の実施形態を例に説明したが、本発明は、以上の実施形態にのみに限定されず、ヒーター部の電力勾配は、段階的ではなく、連続的且つ徐々に電力勾配が形成されるようにしてもよい。

２…液体回路、１３…加温バッグ（加温経路部）、７０…電源ユニット（電流供給部）、８０…加温装置（輸液加温装置）、８２、８２Ｘ…ヒーター（ヒーター部）、８２Ａ…上流側加温部、８２Ｃ…下流側加温部、８２ａ，８２ｂ…発熱線、Ｌ…液体。

Claims (6)

1. 血液成分を含む液体に対し、血液細胞を破壊しない所定の温度まで昇温させる輸液加温装置であって、
   前記液体が通過する液体回路の一部である加温経路部に沿って配置されると共に、前記加温経路部を通過する前記液体を加温するヒーター部と、
   前記ヒーター部は、少なくとも、前記加温経路部における前記液体の入口側に重なる上流側加温部と、前記液体の出口側に重なる下流側加温部と、を有し、
   前記ヒーター部の電力勾配は、前記下流側加温部よりも前記上流側加温部の方が大きくなるように形成されている、輸液加温装置。
2. 前記ヒーター部は、連続的に繋がる発熱線を有する、請求項１記載の輸液加温装置。
3. 前記発熱線の密度差によって前記電力勾配を形成する、請求項２記載の輸液加温装置。
4. 前記発熱線は、前記上流側加温部の方が前記下流側加温部よりも密度が高くなるように配置した、請求項３記載の輸液加温装置。
5. 前記発熱線の抵抗値の差によって前記電力勾配を形成する、請求項２記載の輸液加温装置。
6. 前記発熱線は、前記上流側加温部の方が前記下流側加温部よりも抵抗値が低くなるように配置した、請求項５記載の輸液加温装置。

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