JP2015221389A - Oxygen addition tool having integrated artery filter - Google Patents
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Abstract
Description
[0001]本開示は、一般に、血液潅流システムで使用される動脈フィルタに関する。 [0001] The present disclosure relates generally to arterial filters used in blood perfusion systems.
[0002]血液潅流は、血液が体の血管を通るように促進することを必然的に伴う。このような目的で、血液潅流システムは、典型的には、患者の血管系と相互接続される体外循環回路において１つまたは複数のポンプを使用することを必然的に伴う。心肺バイバス術は、典型的には、心臓および肺の機能の代わりに使用することによって静止した手術野（ｓｔｉｌｌ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｆｉｅｌｄ）を作るために心臓の一時的な停止を実現する灌流システムを必要とする。このような隔離は、血管狭窄症、弁膜症、および先天性心臓欠損の外科的修正を可能とする。心肺バイバス術に使用される灌流システムでは、心臓および肺の機能の代わりに使用するために少なくとも１つのポンプと酸素付加デバイスとを含む体外血液回路が確立される。 [0002] Blood perfusion entails promoting blood to pass through the body's blood vessels. For this purpose, blood perfusion systems typically involve the use of one or more pumps in an extracorporeal circuit that is interconnected with the patient's vasculature. Cardiopulmonary bypass typically requires a perfusion system that provides a temporary stop of the heart to create a still operating field by using it instead of heart and lung function . Such isolation allows surgical correction of vascular stenosis, valvular disease, and congenital heart defects. In perfusion systems used for cardiopulmonary bypass, an extracorporeal blood circuit is established that includes at least one pump and an oxygenation device for use in place of heart and lung functions.
[0003]より詳細には、心肺バイパス手技では、酸素の少ない血液すなわち静脈血は、心臓に入る大静脈または体内の他の静脈（たとえば、大腿静脈）から重力排水（ｇｒａｖｉｔｙ−ｄｒａｉｎ）または真空吸引され、体外循環回路の脱血回路を介して移動される。静脈血は、血液への酸素移動を実現する酸素付加器にポンプ圧送される。酸素は、膜を介した移動によって、またはそれほど頻繁ではないが、血液の中に酸素の泡を流すことによって、血液に導入されることができる。同時に、二酸化炭素が膜を介して除去される。酸素を豊富に含んだ血液は濾過され、次いで送血回路を介して大動脈、大腿動脈、または他の動脈に戻される。 [0003] More specifically, in a cardiopulmonary bypass procedure, oxygen-poor blood or venous blood is collected by gravity-drain or vacuum suction from the vena cava that enters the heart or other veins in the body (eg, the femoral vein). And moved through the blood removal circuit of the extracorporeal circuit. Venous blood is pumped to an oxygenator that provides oxygen transfer to the blood. Oxygen can be introduced into the blood by movement through the membrane, or less frequently, by flowing oxygen bubbles through the blood. At the same time, carbon dioxide is removed through the membrane. Oxygen-rich blood is filtered and then returned to the aorta, femoral artery, or other artery via a blood delivery circuit.
[0004]多くの場合、動脈フィルタは、固体またはガスの塞栓物を遮り、このような塞栓物が患者の大動脈に入るのを防ぐように、酸素付加器の後に、患者の前の最後の障壁として体外循環回路に追加される。最近、酸素付加器に一体化された動脈フィルタが開発され、循環回路のプライミングボリュームの減少および患者の全体的な血液希釈の減少を可能にする。 [0004] In many cases, arterial filters block solid or gas emboli and prevent the emboli from entering the patient's aorta, after the oxygenator, the last barrier in front of the patient. Added to the extracorporeal circuit. Recently, an arterial filter integrated into the oxygenator has been developed to allow a reduction in the priming volume of the circulation circuit and a reduction in the patient's overall blood dilution.
[0005]本発明の一実施形態によれば、血液処理装置は、血液入口と血液出口とを有する装置筐体を含む。この装置筐体の内部には、血液入口が延びることができる。熱交換器は、血液入口と流体連通し、血液入口のまわりに配される。熱交換器のまわりには、ガス交換器が配され、したがってガス交換器の内側表面は、熱交換器の外側表面を出る血液を受けるように位置決めされる。ガス交換器の外側表面と装置筐体の内部表面の間に環状空隙が画定され、したがって、この環状空隙に、ガス交換器の外側表面を出る血液が集まることができる。装置筐体のまわりには、環状のフィルタ筐体が同心状に配置される。この環状のフィルタ筐体内には、フィルタが配置され、円筒状フィルタと装置筐体の間に第１の環状チャンバ、および円筒状フィルタと環状のフィルタ筐体の間に第２の環状チャンバを形成する。環状のフィルタ筐体内には、細長い開口が形成されることによって、環状空隙に集まる血液が第１の環状チャンバ内へ入ることができる。第１のパージポートは第１の環状チャンバと連通し、第２のパージポートは第２の環状チャンバと連通する。 [0005] According to one embodiment of the present invention, a blood treatment device includes a device housing having a blood inlet and a blood outlet. A blood inlet can extend inside the device housing. A heat exchanger is in fluid communication with the blood inlet and is disposed about the blood inlet. Around the heat exchanger is a gas exchanger, so that the inner surface of the gas exchanger is positioned to receive blood exiting the outer surface of the heat exchanger. An annular gap is defined between the outer surface of the gas exchanger and the inner surface of the device housing so that blood exiting the outer surface of the gas exchanger can collect in this annular gap. An annular filter housing is arranged concentrically around the device housing. A filter is disposed in the annular filter housing, and a first annular chamber is formed between the cylindrical filter and the device housing, and a second annular chamber is formed between the cylindrical filter and the annular filter housing. To do. An elongated opening is formed in the annular filter housing, so that blood collected in the annular gap can enter the first annular chamber. The first purge port is in communication with the first annular chamber, and the second purge port is in communication with the second annular chamber.
[0006]本発明の別の実施形態によれば、一体化された血液処理装置は、血液入口と血液出口とを有する筐体を含み、この筐体の内部に血液入口が延びる。この血液入口のまわりには、熱交換器が配され、血液入口と流体連通する。熱交換器のまわりには、酸素付加器
が配され、熱交換器と流体連通する。内部体積を画定するフィルタ筐体は、筐体に固定される。フィルタ筐体内には、フィルタが配され、内部体積を、酸素付加器と流体連通する第１のチャンバと、血液出口と流体連通する第２のチャンバに分割する。第１のパージポートは第１のチャンバと流体連通し、第２のパージポートは第２のチャンバと流体連通する。
[0006] According to another embodiment of the present invention, an integrated blood processing apparatus includes a housing having a blood inlet and a blood outlet, and the blood inlet extends into the housing. A heat exchanger is disposed around the blood inlet and is in fluid communication with the blood inlet. An oxygenator is disposed around the heat exchanger and is in fluid communication with the heat exchanger. A filter housing that defines an internal volume is secured to the housing. A filter is disposed within the filter housing and divides the internal volume into a first chamber in fluid communication with the oxygenator and a second chamber in fluid communication with the blood outlet. The first purge port is in fluid communication with the first chamber and the second purge port is in fluid communication with the second chamber.
[0007]本発明の別の実施形態によれば、酸素付加器は、血液入口と血液出口とを有する酸素付加器筐体を含む。この酸素付加器筐体は、酸素付加器体積を画定する。酸素付加器筐体のまわりには、内部フィルタ体積を画定する環状のフィルタ筐体が配される。この環状のフィルタ筐体内には、フィルタが配され、内部フィルタ体積を、酸素付加器体積と流体連通する第１のチャンバと、血液出口と流体連通する第２のチャンバに分割する。第１のパージポートは、環状のフィルタ筐体を形成する壁内に配され、第１のチャンバと流体連通する。第２のパージポートは、環状のフィルタ筐体を形成する壁内に配され、第２のチャンバと流体連通する。 [0007] According to another embodiment of the invention, an oxygenator includes an oxygenator housing having a blood inlet and a blood outlet. The oxygenator housing defines an oxygenator volume. Around the oxygenator housing is an annular filter housing that defines an internal filter volume. A filter is disposed within the annular filter housing and divides the internal filter volume into a first chamber in fluid communication with the oxygenator volume and a second chamber in fluid communication with the blood outlet. The first purge port is disposed in a wall forming an annular filter housing and is in fluid communication with the first chamber. The second purge port is disposed in a wall forming an annular filter housing and is in fluid communication with the second chamber.
[0008]本発明の別の実施形態によれば、血液処理装置は、血液入口と血液出口とを有する装置筐体を含み、この装置筐体の内部に血液入口が延びる。熱交換器が血液入口のまわりに配され、これと流体連通する。ガス交換器が熱交換器のまわりに配され、これと流体連通する。装置筐体のまわりにフィルタ筐体が結合され、フィルタ体積を装置筐体とフィルタ筐体の間に画定し、このフィルタ体積は、ガス交換器を出る血液がフィルタ体積内へ入ることができるように装置筐体内に形成された１つまたは複数の開口を介してガス交換器と流体連通する。このフィルタ筐体内に、フィルタ組立体が配される。このフィルタ組立体は、１つまたは複数のリブを有するフィルタフレームと、このフィルタフレーム上に配されたフィルタネットとを含む。１つまたは複数のリブは、フィルタネットの少なくとも一部分を通過する血液速度を低下させるように、１つまたは複数の開口の少なくとも一部分と整列する。 [0008] According to another embodiment of the present invention, a blood processing apparatus includes a device housing having a blood inlet and a blood outlet, and the blood inlet extends into the device housing. A heat exchanger is disposed around the blood inlet and is in fluid communication therewith. A gas exchanger is disposed around the heat exchanger and is in fluid communication therewith. A filter housing is coupled around the device housing and defines a filter volume between the device housing and the filter housing, which allows the blood exiting the gas exchanger to enter the filter volume. In fluid communication with the gas exchanger through one or more openings formed in the device housing. A filter assembly is disposed in the filter housing. The filter assembly includes a filter frame having one or more ribs and a filter net disposed on the filter frame. The one or more ribs are aligned with at least a portion of the one or more openings so as to reduce blood velocity through at least a portion of the filter net.
[0009]本発明の別の実施形態によれば、血液処理装置は、血液入口と血液出口とを有する装置筐体を含み、この装置筐体の内部に血液入口が延びる。装置筐体内では、熱交換器のコアが同軸方向に延び、軸方向に血液入口と整列される。熱交換器のコアのまわりに熱交換器の中空糸が配され、したがって、熱交換器の流体は、熱交換器の中空糸を通過して流れることができ、血液入口から入る血液は、熱交換器の中空糸を横断して流れることができる。円筒状の外殻は、熱交換器のコアのまわりを同軸方向に延びる。この円筒状の外殻は、血液入口近くの端部に対向する円筒状の外殻の端部の近くに配された環状の外殻アパーチャを含む。この環状の外殻アパーチャは、血液が円筒状の外殻の外部へ通過することができるように構成される。ガス交換器の中空糸は、円筒状の外殻のまわりに配され、したがって、ガスはガス交換器の中空糸を通過して流れることができ、環状の外殻アパーチャから入る血液はガス交換器の中空糸を横断して流れることができる。フィルタ筐体は装置筐体のまわりに結合され、装置筐体とフィルタ筐体の間にフィルタ体積を画定する。このフィルタ体積は、円弧状経路に沿って装置筐体内に形成された１つまたは複数の開口を介してガス交換器と流体連通し、したがって、ガス交換器を出る血液はフィルタ体積内へ入ることができる。フィルタ筐体内にフィルタ組立体が配され、フィルタ体積を、フィルタ組立体と装置筐体の間の第１のチャンバと、フィルタ組立体とフィルタ筐体の間の第２のチャンバに分割する。このフィルタ組立体は、１つまたは複数の円弧状リブを有するフィルタフレームと、このフィルタフレーム上に配されたフィルタネットとを含む。１つまたは複数の円弧状リブは、フィルタネットを通過する血液速度を減速させるために、円弧状経路に沿って１つまたは複数の開口と整列される。血液処理装置は、第１のチャンバと流体連通する第１のパージポートと、第２のチャンバと流体連通する第２のパージポートとを含む。 [0009] According to another embodiment of the present invention, a blood treatment apparatus includes a device housing having a blood inlet and a blood outlet, and the blood inlet extends into the device housing. Within the device housing, the heat exchanger core extends coaxially and is axially aligned with the blood inlet. A heat exchanger hollow fiber is arranged around the core of the heat exchanger so that the heat exchanger fluid can flow through the heat exchanger hollow fiber and the blood entering from the blood inlet is heated It can flow across the hollow fiber of the exchanger. A cylindrical outer shell extends coaxially around the core of the heat exchanger. The cylindrical outer shell includes an annular outer shell aperture disposed near the end of the cylindrical outer shell opposite the end near the blood inlet. The annular shell aperture is configured to allow blood to pass outside the cylindrical shell. The gas exchanger hollow fiber is arranged around the cylindrical outer shell, so that gas can flow through the gas exchanger hollow fiber, and blood entering from the annular outer shell aperture is gas exchanger Can flow across the hollow fiber. A filter housing is coupled around the device housing and defines a filter volume between the device housing and the filter housing. This filter volume is in fluid communication with the gas exchanger through one or more openings formed in the device housing along an arcuate path so that blood exiting the gas exchanger enters the filter volume. Can do. A filter assembly is disposed within the filter housing and divides the filter volume into a first chamber between the filter assembly and the device housing and a second chamber between the filter assembly and the filter housing. The filter assembly includes a filter frame having one or more arcuate ribs and a filter net disposed on the filter frame. One or more arcuate ribs are aligned with the one or more openings along the arcuate path to reduce the blood velocity through the filter net. The blood processing apparatus includes a first purge port in fluid communication with the first chamber and a second purge port in fluid communication with the second chamber.
[0010]本発明の別の実施形態によれば、血液処理装置は、血液入口と血液出口とを有する装置筐体を含み、この装置筐体の内部に血液入口が延びる。熱交換器が血液入口のまわりに配され、これと流体連通する。ガス交換器が熱交換器のまわりに配され、これと流体連通する。装置筐体のまわりにフィルタ筐体が結合され、フィルタ体積を装置筐体とフィルタ筐体の間に画定し、このフィルタ体積は、ガス交換器を出る血液がフィルタ体積内へ入ることができるように装置筐体内に形成された１つまたは複数の開口を介してガス交換器と流体連通する。このフィルタ筐体内に、フィルタ組立体が配される。このフィルタ組立体は、フィルタ体積を、フィルタ組立体と装置筐体の間の第１のチャンバと、フィルタ組立体とフィルタ筐体の間の第２のチャンバに分割する。第１のパージポートは第１のチャンバと流体連通し、第２のパージポートは第２のチャンバと流体連通する。 [0010] According to another embodiment of the present invention, a blood treatment device includes a device housing having a blood inlet and a blood outlet, and the blood inlet extends into the device housing. A heat exchanger is disposed around the blood inlet and is in fluid communication therewith. A gas exchanger is disposed around the heat exchanger and is in fluid communication therewith. A filter housing is coupled around the device housing and defines a filter volume between the device housing and the filter housing, which allows the blood exiting the gas exchanger to enter the filter volume. In fluid communication with the gas exchanger through one or more openings formed in the device housing. A filter assembly is disposed in the filter housing. The filter assembly divides the filter volume into a first chamber between the filter assembly and the device housing and a second chamber between the filter assembly and the filter housing. The first purge port is in fluid communication with the first chamber and the second purge port is in fluid communication with the second chamber.
[0011]複数の実施形態が開示されるが、本発明の例示的実施形態を図示し説明する、以下の詳細な説明から、本発明のさらに他の実施形態が当業者に明らかになるであろう。したがって、図面および詳細な説明は、本質的に例示的に過ぎず、限定的であると見なすべきではない。 [0011] While multiple embodiments are disclosed, still other embodiments of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description, which illustrates and describes exemplary embodiments of the present invention. Let's go. Accordingly, the drawings and detailed description are merely exemplary in nature and are not to be construed as limiting.
[0026]本開示は、熱交換器と、ガス交換器または酸素付加器と、動脈フィルタとを単一構造に組み合わせる血液処理装置に関する。いくつかの実施形態では、酸素付加器という用語は、デバイスにおいて、熱交換器と、ガス交換器と、動脈フィルタとを単体のデバイスに組み合わせる構造を指すために使用されることができる。いくつかの実施形態では、酸素付加器は体外血液回路で使用されることができる。バイパス手技でなど使用可能な体外血液回路は、人工心肺装置、貯血槽、酸素付加器などのいくつかの異なる要素を含むことができる。いくつかの実施形態では、動脈フィルタを酸素付加器に組み込むことによっ
て、体外血液回路を作るために使用される配管セット（ｔｕｂｉｎｇ ｓｅｔ）は、複雑さまたは部品の数に関して減少されることができ、したがって、体外血液回路を単純化することができる。いくつかの実施形態では、このことが、体外血液回路のプライミングボリュームを減少させる。
[0026] The present disclosure relates to a blood treatment device that combines a heat exchanger, a gas exchanger or oxygenator, and an arterial filter into a single structure. In some embodiments, the term oxygenator can be used in a device to refer to a structure that combines a heat exchanger, a gas exchanger, and an arterial filter into a single device. In some embodiments, the oxygenator can be used in an extracorporeal blood circuit. An extracorporeal blood circuit that can be used, such as in a bypass procedure, can include several different elements, such as a heart-lung machine, a blood reservoir, an oxygenator. In some embodiments, by incorporating an arterial filter into the oxygenator, the tubing set used to create the extracorporeal blood circuit can be reduced in terms of complexity or number of parts, Therefore, the extracorporeal blood circuit can be simplified. In some embodiments, this reduces the priming volume of the extracorporeal blood circuit.
[0027]図１は、血液処理装置または酸素付加器１０の概略図である。この図では内部構成要素は示されていないが、酸素付加器１０は熱交換器、ガス交換器、および動脈フィルタの１つまたは複数を含むことができる。いくつかの実施形態によれば、熱交換器、ガス交換器、および動脈フィルタのそれぞれは、酸素付加器筐体を形成する単一構造に一体化される。酸素付加器１０は、デバイス区画またはデバイス筐体１２と、動脈フィルタ区画または動脈フィルタ筐体１４とを含む。いくつかの実施形態では、動脈フィルタ筐体１４は、デバイス筐体１２と一体的に成形されてもよいし、あるいはこれと構造的に一体化されてもよい。場合によっては、動脈フィルタ筐体１４は、独立して形成され、次いでデバイス筐体１２に固定されてもよいし、あるいはこれに結合されてもよい。種々の実施形態によれば、熱交換器、ガス交換器、および動脈フィルタ筐体１４は、全体的に円形または平行四辺形（たとえば、正方形または矩形）として作られた形状の断面を有することができる。熱交換器、ガス交換器、および動脈フィルタ筐体１４のそれぞれは、全体的に同じ断面形状を有してもよいし、またはそれぞれが異なる断面形状を有してもよい。 [0027] FIG. 1 is a schematic diagram of a blood treatment device or oxygenator 10. Although internal components are not shown in this figure, the oxygenator 10 can include one or more of a heat exchanger, a gas exchanger, and an arterial filter. According to some embodiments, each of the heat exchanger, gas exchanger, and arterial filter are integrated into a single structure that forms an oxygenator housing. The oxygenator 10 includes a device compartment or device housing 12 and an arterial filter compartment or arterial filter housing 14. In some embodiments, the arterial filter housing 14 may be integrally formed with the device housing 12 or may be structurally integrated therewith. In some cases, the arterial filter housing 14 may be formed independently and then secured to the device housing 12 or coupled thereto. According to various embodiments, the heat exchanger, gas exchanger, and arterial filter housing 14 may have a cross-section that is shaped as a generally circular or parallelogram (eg, square or rectangular). it can. Each of the heat exchanger, gas exchanger, and arterial filter housing 14 may have generally the same cross-sectional shape, or each may have a different cross-sectional shape.
[0028]いくつかの実施形態では、血液入口１６は、動脈フィルタ筐体１４を通過してデバイス筐体１２内に延びる。血液出口１８は、動脈フィルタ筐体１４を出る。記載のとおり、いくつかの実施形態では、酸素付加器１０はガス交換器を含み、したがってガス入口２０とガス出口２２とを含むことができる。いくつかの実施形態では、酸素付加器１０は熱交換器を含み、したがって加熱流体入口２４と加熱流体出口２６とを含むことができる。後で図２を参照してより詳細に説明するように、酸素付加器１０は、第１のパージポート２８と第２のパージポート３０とを含む。他の配置および構成が企図されているように、入口、出口、およびパージポートの位置は例示的なものに過ぎない。パージポートは、弁またはねじ付き蓋を含んでもよい。パージポートは、血液を出るガス（たとえば、気泡）が酸素付加器から排出または吸い込まれて除去されることができるように動作する。 [0028] In some embodiments, the blood inlet 16 extends through the arterial filter housing 14 and into the device housing 12. The blood outlet 18 exits the arterial filter housing 14. As described, in some embodiments, the oxygenator 10 includes a gas exchanger and thus can include a gas inlet 20 and a gas outlet 22. In some embodiments, the oxygenator 10 includes a heat exchanger and thus can include a heated fluid inlet 24 and a heated fluid outlet 26. As will be described later in more detail with reference to FIG. 2, the oxygenator 10 includes a first purge port 28 and a second purge port 30. As other arrangements and configurations are contemplated, the locations of the inlet, outlet, and purge port are exemplary only. The purge port may include a valve or a threaded lid. The purge port operates such that gas exiting the blood (eg, air bubbles) can be removed from the oxygenator by being exhausted or aspirated.
[0029]図２は、酸素付加器１０の断面図であり、内部構成要素および酸素付加器１０を通過する例示的な血流を示す。酸素付加器１０は、熱交換器３２とガス交換器３４とを含む。いくつかの実施形態では、熱交換器３２はいくつかの中空糸を含み、この中空糸を通過して水などの加熱流体が流れることができる。血液は、中空糸のまわりを流れて通り過ぎ、したがって適切に加熱されることができる。いくつかの実施形態では、中空糸はポリマーであってよい。場合によっては、熱交換器３２で金属製の糸が使用されてもよい。他の実施形態によれば、熱交換器３２は、血液との熱伝達を促進するため金属製ベローズまたはかなりの表面積を備える他の構造（たとえば、フィン）を含む。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the oxygenator 10 showing exemplary components and blood flow through the oxygenator 10. The oxygen adder 10 includes a heat exchanger 32 and a gas exchanger 34. In some embodiments, the heat exchanger 32 includes a number of hollow fibers through which a heated fluid such as water can flow. The blood flows around the hollow fiber and can therefore be heated appropriately. In some embodiments, the hollow fiber may be a polymer. In some cases, a metal thread may be used in the heat exchanger 32. According to other embodiments, the heat exchanger 32 includes a metal bellows or other structure (eg, fins) with significant surface area to facilitate heat transfer with blood.
[0030]いくつかの実施形態では、ガス交換器３４はいくつかの微小孔性中空糸を含むことができ、この中空糸を通過して酸素などのガスが流れることができる。血液は、中空糸のまわりを流れて通り過ぎることができる。濃度勾配により、酸素は中空糸を通過して血液中に拡散することができ、二酸化炭素は中空糸中に拡散して血液から出ることができる。 [0030] In some embodiments, the gas exchanger 34 can include a number of microporous hollow fibers through which a gas such as oxygen can flow. Blood can flow around the hollow fiber. Due to the concentration gradient, oxygen can diffuse through the hollow fiber into the blood and carbon dioxide can diffuse into the hollow fiber and out of the blood.
[0031]いくつかの実施形態によれば、酸素付加器１０は環状空隙３６を含み、血液は、ガス交換器３４を出るときに、環状空隙３６に流れ込むことができる。図示のように、環状空隙３６は動脈フィルタ筐体１４内に延びることができる。例示的な実施形態によれば、環状空隙３６は、全体的に円形であってもよいし、全体的に矩形であってもよい。動脈フィルタ筐体１４はフィルタ３８を含む。いくつかの実施形態では、フィルタ３８は、環
状フレーム４０と、この環状フレーム４０上に広がるネットまたはメッシュ４２とを含む。いくつかの実施形態では、フィルタ３８は、動脈フィルタ筐体１４内の体積を、第１のチャンバ４４と第２のチャンバ４６に分割すると見なされることができる。種々の実施形態では、環状フレーム４０とネットまたはメッシュ４２はフィルタ筐体１４に対して同心状に配される。他の実施形態では、環状フレーム４０とメッシュ４２は筐体１４のまわりに同心でないように配される。例示的な実施形態によれば、動脈フィルタ筐体１４の内部体積（すなわち、プライミングボリューム）は、約３０〜約１５０ｍＬまたは約８０〜約１１０ｍＬである。他の実施形態によれば、プライミングボリュームは、約３０〜１５０ｍＬまたは約９０〜約１００ｍＬである。
[0031] According to some embodiments, the oxygenator 10 includes an annular void 36 so that blood can flow into the annular void 36 as it exits the gas exchanger 34. As shown, the annular gap 36 can extend into the arterial filter housing 14. According to an exemplary embodiment, the annular gap 36 may be generally circular or generally rectangular. Arterial filter housing 14 includes a filter 38. In some embodiments, the filter 38 includes an annular frame 40 and a net or mesh 42 that extends over the annular frame 40. In some embodiments, the filter 38 can be viewed as dividing the volume within the arterial filter housing 14 into a first chamber 44 and a second chamber 46. In various embodiments, the annular frame 40 and the net or mesh 42 are concentrically disposed with respect to the filter housing 14. In other embodiments, the annular frame 40 and the mesh 42 are arranged not concentrically around the housing 14. According to exemplary embodiments, the internal volume (ie, priming volume) of the arterial filter housing 14 is about 30 to about 150 mL or about 80 to about 110 mL. According to other embodiments, the priming volume is about 30 to 150 mL or about 90 to about 100 mL.
[0032]いくつかの実施形態では、環状空隙３６は、第１のチャンバ４４に開口していてもよいし、あるいは第１のチャンバ４４と流体連通してもよい。血液が第１のチャンバ４４内にあるとき、血液内に存在する気泡は、第２のパージポート３０を介して排出されることができる。血液は、フィルタ３８を通過して第２のチャンバ４６内に入ることができる。血液中に残っている泡、またはフィルタ３８の通過により生じた泡は、第１のパージポート２８を介して排出されることができる。次いで、血液は、血液出口１８を介して酸素付加器１０を出ることができる。種々の実施形態によれば、第２のチャンバ４６に第１のパージポート２８があり、かつ第１のチャンバ４４に第２のパージポート３０があることによって、血液中に存在する泡がパージポートを介して出る第１の機会および第２の機会の両方を有するので、プライミング速度が改善する。さらに、これらの実施形態では、この場合も血液中に残っている泡がパージポートを介して出る第１の機会および第２の機会の両方を有するので、泡またはガスの除去の有効性が改善される。 [0032] In some embodiments, the annular void 36 may open into the first chamber 44 or may be in fluid communication with the first chamber 44. When blood is in the first chamber 44, air bubbles present in the blood can be exhausted through the second purge port 30. Blood can pass through the filter 38 and into the second chamber 46. Foam remaining in the blood or produced by passage through the filter 38 can be discharged through the first purge port 28. The blood can then exit the oxygenator 10 via the blood outlet 18. According to various embodiments, the second purge port 28 in the second chamber 46 and the second purge port 30 in the first chamber 44 allows bubbles present in the blood to be purged. Priming speed is improved because it has both a first opportunity and a second opportunity to exit through. Furthermore, in these embodiments, the foam or gas removal effectiveness is improved because the foam remaining in the blood again has both a first and a second opportunity to exit through the purge port. Is done.
[0033]図３は、フィルタ３８の図であり、フレーム４０およびネットまたはメッシュ４２を示す。図４は、遮蔽板１００を含むフィルタ３８の一実施形態を示す。いくつかの実施形態では、遮蔽板１００は、酸素付加器１０の低い部分上での優先的な血流を制限するようなサイズおよび形状であってよく、および血液出口１８近くに位置決めされてよい。種々の実施形態によれば、フィルタ３８は、円形、矩形、または他の任意の形状である断面形状を有することができる。 [0033] FIG. 3 is an illustration of filter 38, showing frame 40 and net or mesh 42. FIG. FIG. 4 illustrates one embodiment of a filter 38 that includes a shield plate 100. In some embodiments, the shield 100 may be sized and shaped to restrict preferential blood flow over the lower portion of the oxygenator 10 and may be positioned near the blood outlet 18. . According to various embodiments, the filter 38 can have a cross-sectional shape that is circular, rectangular, or any other shape.
[0034]いくつかの実施形態では、ネットまたはメッシュ４２は、約２０〜約２００ミクロンの範囲であるメッシュサイズを有することができる。場合によっては、ネットまたはメッシュ４２は、約１２０ミクロンのメッシュサイズを有することができる。いくつかの例では、ネットまたはメッシュ４２は、約３８〜４０ミクロンのメッシュサイズを有することができ、ポリエステルまたはポリプロピレンなどのポリマー材料から形成されることができる。場合によっては、ネット４２は、生体適合性材料で被覆されてよい。遮蔽板１００は、任意の適切な材料から形成されてよい。いくつかの実施形態では、遮蔽板１００は、フレーム４０と一体的に形成されてよい。種々の例示的な実施形態によれば、ネットまたはメッシュ４２は、約７０〜約９０平方センチメートルの表面積を有する。他の例示的な実施形態によれば、ネットまたはメッシュ４２は、約７５〜約８０平方センチメートルの表面積を有する。 [0034] In some embodiments, the net or mesh 42 may have a mesh size that ranges from about 20 to about 200 microns. In some cases, the net or mesh 42 may have a mesh size of about 120 microns. In some examples, the net or mesh 42 can have a mesh size of about 38-40 microns and can be formed from a polymeric material such as polyester or polypropylene. In some cases, the net 42 may be coated with a biocompatible material. The shielding plate 100 may be formed from any appropriate material. In some embodiments, the shielding plate 100 may be formed integrally with the frame 40. According to various exemplary embodiments, the net or mesh 42 has a surface area of about 70 to about 90 square centimeters. According to another exemplary embodiment, the net or mesh 42 has a surface area of about 75 to about 80 square centimeters.
[0035]図５は、血液処理装置または酸素付加器１１０の概略図である。この図では内部構成要素は示されていないが、酸素付加器１１０は熱交換器、ガス交換器、および動脈フィルタのうち１つまたは複数を含むことができる。酸素付加器１１０は、デバイス筐体１１２と、動脈フィルタ筐体１１４とを含む。いくつかの実施形態では、動脈フィルタ筐体１１４は、デバイス筐体１１２と一体的に成形されてもよいし、あるいはこれと共に形成されてもよい。場合によっては、動脈フィルタ筐体１１４は、独立して形成され、次いでデバイス筐体１１２に固定されてもよい。 [0035] FIG. 5 is a schematic diagram of a blood treatment device or oxygenator 110. FIG. Although internal components are not shown in this figure, the oxygenator 110 can include one or more of a heat exchanger, a gas exchanger, and an arterial filter. The oxygenator 110 includes a device housing 112 and an arterial filter housing 114. In some embodiments, the arterial filter housing 114 may be integrally formed with the device housing 112 or formed therewith. In some cases, the arterial filter housing 114 may be formed independently and then secured to the device housing 112.
[0036]いくつかの実施形態では、血液入口１１６は、動脈フィルタ筐体１１４を通過してデバイス筐体１１２内に延びる。血液出口１１８は、動脈フィルタ筐体１１４を出る。記載のとおり、いくつかの実施形態では、酸素付加器１１０はガス交換器を含み、したがってガス入口１２０とガス出口１２２とを含むことができる。いくつかの実施形態では、酸素付加器１１０は熱交換器を含み、したがって加熱流体入口１２４と加熱流体出口１２６とを含むことができる。後で図６を参照してより詳細に説明するように、酸素付加器１１０は、第１のパージポート１２８と第２のパージポート１３０とを含む。他の配置および構成が企図されているように、入口、出口、およびパージポートの位置は例示的なものに過ぎない。 [0036] In some embodiments, the blood inlet 116 extends through the arterial filter housing 114 and into the device housing 112. Blood outlet 118 exits arterial filter housing 114. As described, in some embodiments, the oxygenator 110 includes a gas exchanger and thus can include a gas inlet 120 and a gas outlet 122. In some embodiments, the oxygenator 110 includes a heat exchanger and thus can include a heated fluid inlet 124 and a heated fluid outlet 126. As will be described in more detail later with reference to FIG. 6, the oxygenator 110 includes a first purge port 128 and a second purge port 130. As other arrangements and configurations are contemplated, the locations of the inlet, outlet, and purge port are exemplary only.
[0037]図６は、酸素付加器１１０の断面図であり、酸素付加器１１０の内部構成要素を示す。酸素付加器１１０は、熱交換器１３２とガス交換器１３４とを含む。いくつかの実施形態では、熱交換器１３２はポリマーまたは金属製のいくつかの中空糸を含み、この中空糸を通過して水などの加熱流体が流れることができる。血液は、中空糸のまわりを流れて通り過ぎ、したがって適切に加熱されることができる。いくつかの実施形態では、ガス交換器１３４はいくつかの中空糸を含むことができ、この中空糸を通過して酸素などのガスが流れることができる。血液は、中空糸のまわりを流れて通り過ぎることができる。濃度勾配により、酸素は中空糸を通過して血液中に拡散することができ、二酸化炭素は中空糸中に拡散して血液から出ることができる。 FIG. 6 is a cross-sectional view of the oxygenator 110 and shows the internal components of the oxygenator 110. The oxygen adder 110 includes a heat exchanger 132 and a gas exchanger 134. In some embodiments, the heat exchanger 132 includes a number of hollow fibers made of polymer or metal, through which a heated fluid such as water can flow. The blood flows around the hollow fiber and can therefore be heated appropriately. In some embodiments, the gas exchanger 134 can include a number of hollow fibers through which a gas such as oxygen can flow. Blood can flow around the hollow fiber. Due to the concentration gradient, oxygen can diffuse through the hollow fiber into the blood and carbon dioxide can diffuse into the hollow fiber and out of the blood.
[0038]図６に示されるように、ガス交換器は、血液がガス交換器１３４を横断して径方向に流れるように構成される。これらの実施形態では、酸素付加器１１０は環状空隙１３６を含み、血液は、ガス交換器１３４を出るときに、環状空隙１３６に流れ込むことができる。種々の実施形態によれば、環状空隙１３６は開口していてもよいし、または環状空隙１３６は部分的もしくは完全に中空糸で満たされていてもよい。図示のように、動脈フィルタ筐体１１４は、環状空隙１３６の一部分の上に延びることができる。他の実施形態によれば、ガス交換器１３４、熱交換器１３２、またはこれらの両方は、血液が長手方向の流路に向けられるように構成されることができる。ガス交換器１３４が、血液が長手方向の経路を流れるように構成される種々の例示的な実施形態では、環状空隙１３６は省略される。これらの実施形態では、血液は、端部の近くでガス交換器１３４から流れ出て、動脈フィルタ筐体１１４に直接流れ込む。いくつかの実施形態では、ガス交換器１３４と動脈フィルタ筐体１１４の間の開口は、動脈フィルタ筐体１１４の血液出口１１８に対応する半径方向の場所で遮断されるかまたは塞がれ、ガス交換器１３４から血液出口１１８内への直接的な流れを最小限にするかまたはこれを防ぐ。 [0038] As shown in FIG. 6, the gas exchanger is configured such that blood flows radially across the gas exchanger 134. In these embodiments, the oxygenator 110 includes an annular void 136 so that blood can flow into the annular void 136 as it exits the gas exchanger 134. According to various embodiments, the annular void 136 may be open, or the annular void 136 may be partially or completely filled with hollow fibers. As shown, the arterial filter housing 114 can extend over a portion of the annular gap 136. According to other embodiments, the gas exchanger 134, the heat exchanger 132, or both can be configured such that blood is directed into the longitudinal flow path. In various exemplary embodiments where the gas exchanger 134 is configured to allow blood to flow through the longitudinal path, the annular gap 136 is omitted. In these embodiments, blood flows out of the gas exchanger 134 near the end and flows directly into the arterial filter housing 114. In some embodiments, the opening between the gas exchanger 134 and the arterial filter housing 114 is blocked or occluded at a radial location corresponding to the blood outlet 118 of the arterial filter housing 114 to provide gas Minimize or prevent direct flow from the exchanger 134 into the blood outlet 118.
[0039]フィルタ１３８は、動脈フィルタ筐体１１４内に配されることができる。いくつかの例では、図示のように、フィルタ１３８は、環状のフィルタ筐体１１４内の空隙を、第１のチャンバ１４４と第２のチャンバ１４６に分割する。約３６０度まで周方向に延びることができる開口１４８は、環状空隙１３６と第１のチャンバ１４４の間の流体連通を可能にする。血液が第１のチャンバ１４４内にあるとき、血液内に存在する気泡は、第１のパージポート１２８を介して排出されることができる。血液は、フィルタ１３８を通過して第２のチャンバ１４６内に入ることができる。血液中に残っている泡、またはフィルタ１３８の通過により生じた泡は、第２のパージポート１３０を介して排出されることができる。次いで、血液は、血液出口１１８を介して酸素付加器１１０を出ることができる。 [0039] The filter 138 may be disposed within the arterial filter housing 114. In some examples, as shown, the filter 138 divides the air gap in the annular filter housing 114 into a first chamber 144 and a second chamber 146. An opening 148 that can extend circumferentially up to about 360 degrees allows fluid communication between the annular gap 136 and the first chamber 144. When blood is in the first chamber 144, air bubbles present in the blood can be exhausted through the first purge port 128. Blood can pass through the filter 138 and into the second chamber 146. Foam remaining in the blood or produced by passage through the filter 138 can be drained through the second purge port 130. The blood can then exit the oxygenator 110 via the blood outlet 118.
[0040]図７は、フィルタ１３８の図である。いくつかの実施形態では、フィルタ１３８は、１つまたは複数の補強材１４０と円筒状のネットまたはメッシュ１４２とを含む円筒状フィルタである。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の補強材１４０は、円筒状のネットまたはメッシュ１４２に成形されることができる。場合によっては、１つまたは
複数の補強材１４０は、円筒状のネットまたはメッシュ１４２に接着して固定されることができる。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の補強材１４０は、フィルタ１３８のまわりを円筒状に延びることができる。いくつかの例では、１つまたは複数の補強材１４０は、フィルタ１３８を横断する（ｒｕｎ ａｃｒｏｓｓ）ことができる。
FIG. 7 is a diagram of filter 138. In some embodiments, the filter 138 is a cylindrical filter that includes one or more stiffeners 140 and a cylindrical net or mesh 142. In some embodiments, one or more stiffeners 140 can be formed into a cylindrical net or mesh 142. In some cases, one or more stiffeners 140 can be bonded and secured to a cylindrical net or mesh 142. In some embodiments, the one or more stiffeners 140 can extend cylindrically around the filter 138. In some examples, the one or more stiffeners 140 can run across the filter 138.
[0041]いくつかの実施形態では、ネットまたはメッシュ１４２は、約２０〜約２００ミクロンの範囲であるメッシュサイズを有することができる。場合によっては、ネットまたはメッシュ１４２は、約１２０ミクロンのメッシュサイズを有することができる。いくつかの例では、ネットまたはメッシュ１４２は、約４０ミクロンのメッシュサイズを有することができ、ポリエステルまたはポリプロピレンなどのポリマー材料から形成されることができる。場合によっては、ネット１４２は、生体適合性材料で被覆されてよい。 [0041] In some embodiments, the net or mesh 142 can have a mesh size that ranges from about 20 to about 200 microns. In some cases, the net or mesh 142 can have a mesh size of about 120 microns. In some examples, the net or mesh 142 can have a mesh size of about 40 microns and can be formed from a polymeric material such as polyester or polypropylene. In some cases, the net 142 may be coated with a biocompatible material.
[0042]いくつかの実施形態では、ネットまたはメッシュ１４２は遮蔽領域または遮蔽板２００を含むことができ、遮蔽領域または遮蔽板２００は、酸素付加器１１０の低い部分上での優先的な血流を制限するようなサイズおよび形状であり、血液出口１１８の近くに位置決めされる。遮蔽板２００は、任意の適切な材料から形成されてよい。いくつかの実施形態では、遮蔽板２００は、ネットまたはメッシュ１４２に成形されてもよいし、あるいはネットまたはメッシュ１４２内に形成されてもよい。 [0042] In some embodiments, the net or mesh 142 can include a shielding region or shield 200 that shields preferential blood flow over the lower portion of the oxygenator 110. And is positioned near the blood outlet 118. The shielding plate 200 may be formed from any appropriate material. In some embodiments, the shielding plate 200 may be molded into the net or mesh 142 or may be formed within the net or mesh 142.
[0043]図８は、血液処理装置または酸素付加器３１０の概略図である。この図では内部構成要素は示されていないが、酸素付加器３１０は熱交換器、ガス交換器、および動脈フィルタのうち１つまたは複数を含むことができる。酸素付加器は、デバイス筐体３１２と、動脈フィルタ筐体３１４とを含む。図示の実施形態では、動脈フィルタ筐体３１４は、デバイス筐体３１２の端部または側面に一体化され、デバイス筐体３１２を出る血液が動脈フィルタ筐体３１４に入るように構成される。デバイス筐体３１２は血液入口３１６を含み、動脈フィルタ筐体３１４は血液出口３１８を含む。 [0043] FIG. 8 is a schematic diagram of a blood treatment device or oxygenator 310. FIG. Although the internal components are not shown in this figure, the oxygenator 310 can include one or more of a heat exchanger, a gas exchanger, and an arterial filter. The oxygenator includes a device housing 312 and an arterial filter housing 314. In the illustrated embodiment, the arterial filter housing 314 is integrated into the end or side of the device housing 312 and configured to allow blood exiting the device housing 312 to enter the arterial filter housing 314. Device housing 312 includes blood inlet 316 and arterial filter housing 314 includes blood outlet 318.
[0044]いくつかの実施形態では、図示のように、動脈フィルタ筐体３１４は、ネットフィルタ３２０と、第１のパージポート３２２と、第２のパージポート３２４とを含む。第１のパージポート３２２は、ネットフィルタ３２０の上流の位置で動脈フィルタ筐体３１４の内部と流体連通することができ、第２のパージポート３２４は、ネットフィルタ３２０の下流の位置で動脈フィルタ筐体３１４の内部と流体連通することができる。より詳細に前述したように、この構成は、改善およびプライミング速度および有効性を可能にするが、全体的なプライミングボリュームも減少させる。 [0044] In some embodiments, as shown, the arterial filter housing 314 includes a net filter 320, a first purge port 322, and a second purge port 324. The first purge port 322 can be in fluid communication with the interior of the arterial filter housing 314 at a location upstream of the net filter 320, and the second purge port 324 is at a location downstream of the net filter 320. The body 314 can be in fluid communication with the interior. As described in more detail above, this configuration allows for improvement and priming speed and effectiveness, but also reduces the overall priming volume.
[0045]図９は、血液処理装置４１０の概略図である。この図では内部構成要素は示されていないが、血液処理装置４１０は熱交換器、ガス交換器、および動脈フィルタのうち１つまたは複数を含むことができる。いくつかの実施形態によれば、熱交換器、ガス交換器、および動脈フィルタのそれぞれは、単一構造に一体化される。血液処理装置４１０は、装置筐体４１２と、フィルタ筐体４１４とを含む。いくつかの実施形態では、フィルタ筐体４１４は、装置筐体４１２と一体的に成形されてもよいし、あるいはこれと構造的に一体化されてもよい。場合によっては、フィルタ筐体４１４は、独立して形成され、次いで装置筐体４１２に固定されてもよいし、あるいはこれに結合されてもよい。いくつかの実施形態では、図示のように、フィルタ筐体４１４は、テーパ状または円錐台形の形状を有すると見なされることができる。 [0045] FIG. 9 is a schematic diagram of blood processing apparatus 410. FIG. Although internal components are not shown in this figure, the blood treatment device 410 can include one or more of a heat exchanger, a gas exchanger, and an arterial filter. According to some embodiments, each of the heat exchanger, gas exchanger, and arterial filter is integrated into a single structure. Blood processing apparatus 410 includes an apparatus housing 412 and a filter housing 414. In some embodiments, the filter housing 414 may be integrally formed with the device housing 412 or may be structurally integrated therewith. In some cases, the filter housing 414 may be formed independently and then secured to the device housing 412 or coupled thereto. In some embodiments, as shown, the filter housing 414 can be considered to have a tapered or frustoconical shape.
[0046]いくつかの実施形態では、血液入口４１６は、フィルタ筐体４１４を通過して装置筐体４１２内に延びる。血液出口４１８は、フィルタ筐体４１４を出る。記載のとおり、いくつかの実施形態では、血液処理装置４１０はガス交換器を含み、したがってガス入口４２０とガス出口４２２とを含むことができる。いくつかの実施形態では、血液処理装
置４１０は熱交換器を含み、したがって加熱流体入口４２４と加熱流体出口４２６とを含むことができる。いくつかの実施形態では、血液処理装置４１０は、第１のパージポート４２８と、第２のパージポート４３０とを含むことができる。他の配置および構成が企図されているように、入口、出口、およびパージポートの位置は例示的なものに過ぎない。パージポートは、弁またはねじ付き蓋を含んでもよい。パージポートは、血液を出るガス（たとえば、気泡）が血液処理装置４１０から排出または吸い込まれて除去されることができるように動作する。
[0046] In some embodiments, the blood inlet 416 extends through the filter housing 414 and into the device housing 412. Blood outlet 418 exits filter housing 414. As described, in some embodiments, blood treatment device 410 includes a gas exchanger and thus may include a gas inlet 420 and a gas outlet 422. In some embodiments, the blood treatment device 410 includes a heat exchanger and thus can include a heated fluid inlet 424 and a heated fluid outlet 426. In some embodiments, the blood treatment device 410 can include a first purge port 428 and a second purge port 430. As other arrangements and configurations are contemplated, the locations of the inlet, outlet, and purge port are exemplary only. The purge port may include a valve or a threaded lid. The purge port operates so that gas exiting the blood (eg, air bubbles) can be removed from the blood processing device 410 by being discharged or drawn.
[0047]図１０、図１１、および図１２は、血液処理装置４１０の一部分をさらに示す。図１０は血液処理装置４１０の断面図であり、図１１および図１２は、下にある構造を示すためにいくつかの要素または機構が取り外された斜視図である。 [0047] FIGS. 10, 11, and 12 further illustrate a portion of the blood processing apparatus 410. FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of blood treatment device 410, and FIGS. 11 and 12 are perspective views with some elements or mechanisms removed to show the underlying structure.
[0048]血液処理装置４１０は、熱交換器４３２とガス交換器４３４とを含む。いくつかの実施形態では、熱交換器４３２は熱交換器のコア４４０を含み、熱交換器のコア４４０は、加熱流体（たとえば、水）が流れることができる中空糸４４４を通り過ぎるように、血液入口４１６を出る血液の流れを向けるように構成された血液分流器の端部４４２を含む。血液は、中空糸４４４のまわりを流れて通り過ぎ、したがって適切に加熱（または冷却）されることができる。いくつかの実施形態では、中空糸４４４はポリマーであってよい。場合によっては、熱交換器４３２内で金属製の糸が使用されてもよい。他の実施形態によれば、熱交換器４３２は、血液との熱伝達を促進するため金属製ベローズまたはかなりの表面積を備える他の構造（たとえば、フィン）を含む。いくつかの実施形態では、中空糸４４４は、約０．２〜１．０ミリメートル、またはより具体的には、約０．２５〜０．５ミリメートルの外径を有する、ポリウレタン製中空糸である。中空糸は、幅が約８０〜約２００ミリメートルの範囲とすることができるマットに織られてもよい。いくつかの実施形態では、このマットは十文字形の形態である。 [0048] Blood processing apparatus 410 includes a heat exchanger 432 and a gas exchanger 434. In some embodiments, the heat exchanger 432 includes a heat exchanger core 440 that passes through a hollow fiber 444 through which a heated fluid (eg, water) can flow. A blood diverter end 442 configured to direct the flow of blood exiting the inlet 416 is included. The blood flows around the hollow fiber 444 and can therefore be appropriately heated (or cooled). In some embodiments, the hollow fiber 444 may be a polymer. In some cases, a metal thread may be used in the heat exchanger 432. According to other embodiments, the heat exchanger 432 includes a metal bellows or other structure (eg, fins) with significant surface area to facilitate heat transfer with blood. In some embodiments, the hollow fiber 444 is a polyurethane hollow fiber having an outer diameter of about 0.2 to 1.0 millimeter, or more specifically about 0.25 to 0.5 millimeter. . The hollow fibers may be woven into a mat that can range in width from about 80 to about 200 millimeters. In some embodiments, the mat is in the form of a cross.
[0049]いくつかの実施形態では、円筒状の外殻４４６は、熱交換器４３２とガス交換器４３４の間に配されることができる。いくつかの実施形態では、円筒状の外殻４４６は、熱交換器４３２とガス交換器４３４の境界を示すかまたはこれを画定すると見なされることができる。いくつかの実施形態では、円筒状の外殻４４６は、血液が所望の場所以外で熱交換器４３２とガス交換器４３４の間を移るのを防ぐ。熱交換器４３２を出る血液がガス交換器４３４に入ることができるようにするために、いくつかの実施形態では、円筒状の外殻４４６は、１つまたは複数の外殻アパーチャ４４８を含む。 [0049] In some embodiments, the cylindrical outer shell 446 can be disposed between the heat exchanger 432 and the gas exchanger 434. In some embodiments, the cylindrical outer shell 446 can be considered to indicate or define the boundary between the heat exchanger 432 and the gas exchanger 434. In some embodiments, the cylindrical outer shell 446 prevents blood from moving between the heat exchanger 432 and the gas exchanger 434 outside the desired location. In some embodiments, the cylindrical outer shell 446 includes one or more outer shell apertures 448 to allow blood exiting the heat exchanger 432 to enter the gas exchanger 434.
[0050]図示の実施形態では、１つまたは複数の外殻アパーチャ４４８は、血液入口４１６の端部に対向する端部の近くに配される。その結果、血液入口４１６から熱交換器４３２に入る血液は、血液が熱交換器４３２を出て、１つまたは複数の外殻アパーチャ４４８を通過し、ガス交換器４３４内に入ることができる前に、熱交換器４３２の少なくともかなりの部分を通過する。 [0050] In the illustrated embodiment, one or more shell apertures 448 are disposed near an end opposite the end of blood inlet 416. As a result, blood entering the heat exchanger 432 from the blood inlet 416 before the blood can exit the heat exchanger 432, pass through one or more shell apertures 448, and enter the gas exchanger 434. At least a substantial portion of the heat exchanger 432.
[0051]いくつかの実施形態では、ガス交換器４３４はいくつかの微小孔性中空糸４５０を含むことができ、この中空糸を通過して酸素などのガスが流れることができる。血液は、中空糸４５０のまわりを流れて通り過ぎることができる。濃度勾配により、酸素は微小孔性中空糸４５０を通過して血液中に拡散することができ、二酸化炭素は中空糸中に拡散して血液から出ることができる。いくつかの実施形態では、中空糸４５０はポリプロピレンから作製され、約０．３８ミリメートルの外径を有する。他の実施形態によれば、微小孔性中空糸は、約０．２〜１．０ミリメートル、またはより具体的には、約０．２５〜０．５ミリメートルの直径を有する。中空糸４５０は、幅が約８０〜約２００ミリメートルの範囲とすることができるマットに織られてもよい。いくつかの実施形態では、このマットは十文字形の形態である。 [0051] In some embodiments, the gas exchanger 434 can include a number of microporous hollow fibers 450 through which a gas, such as oxygen, can flow. Blood can flow around and pass through the hollow fiber 450. Due to the concentration gradient, oxygen can diffuse through the microporous hollow fiber 450 into the blood and carbon dioxide can diffuse into the hollow fiber and out of the blood. In some embodiments, the hollow fiber 450 is made from polypropylene and has an outer diameter of about 0.38 millimeters. According to other embodiments, the microporous hollow fiber has a diameter of about 0.2 to 1.0 millimeter, or more specifically, about 0.25 to 0.5 millimeter. The hollow fiber 450 may be woven into a mat that can range in width from about 80 to about 200 millimeters. In some embodiments, the mat is in the form of a cross.
[0052]いくつかの実施形態では、図示のように、フィルタ筐体４１４は、フィルタ筐体４１４と装置筐体４１２の間のフィルタ体積４５２を画定する。フィルタ組立体４５４は、フィルタフレーム４５６とフィルタネット４５８とを含み、フィルタ体積４５２を、少なくとも一部はフィルタ組立体４５４と装置筐体４１２の間に画定された第１のチャンバ４６０と、少なくとも一部はフィルタ組立体４５４とフィルタ筐体４１４の間に画定された第２のチャンバ４６２に分割する。フィルタフレーム４５６は、ポリマーなどの任意の所望の材料から形成されてよい。いくつかの実施形態では、フィルタネット４５８は、ポリエステル製ネットまたはポリプロピレン製ネットである。いくつかの実施形態では、フィルタ組立体４５４の少なくとも一部分は、生体適合性材料で被覆されることができる。いくつかの実施形態では、第１のパージポート４２８は第１のチャンバ４６０と流体連通し、第２のパージポート４３０は第２のチャンバ４６２と流体連通する。 [0052] In some embodiments, as shown, the filter housing 414 defines a filter volume 452 between the filter housing 414 and the device housing 412. The filter assembly 454 includes a filter frame 456 and a filter net 458 and includes at least one filter volume 452 and a first chamber 460 defined at least in part between the filter assembly 454 and the device housing 412. The portion divides into a second chamber 462 defined between the filter assembly 454 and the filter housing 414. Filter frame 456 may be formed from any desired material, such as a polymer. In some embodiments, the filter net 458 is a polyester net or a polypropylene net. In some embodiments, at least a portion of the filter assembly 454 can be coated with a biocompatible material. In some embodiments, the first purge port 428 is in fluid communication with the first chamber 460 and the second purge port 430 is in fluid communication with the second chamber 462.
[0053]いくつかの実施形態では、ガス交換器４３４を通過する血液は、１つまたは複数の開口４６４を通過してフィルタ体積４５２の第１のチャンバ４６０内に入る。血液中に気泡がある場合、少なくともそのいくつかは第１のパージポート４２８を介してパージされることができる。血液は次に、フィルタネット４５８を通過してフィルタ体積４５２の第２のチャンバ４６２内に入ることができる。血液中に気泡がまだある場合、血液が血液出口４１８を介して血液処理ユニット４１０を出る前に、気泡が第２のパージポート４３０を介してパージされることができる。 [0053] In some embodiments, blood passing through the gas exchanger 434 passes through the one or more openings 464 and into the first chamber 460 of the filter volume 452. If there are bubbles in the blood, at least some of them can be purged via the first purge port 428. The blood can then pass through the filter net 458 and into the second chamber 462 of the filter volume 452. If there are still bubbles in the blood, the bubbles can be purged via the second purge port 430 before the blood exits the blood processing unit 410 via the blood outlet 418.
[0054]１つまたは複数の開口４６４は、図１１で最もよくわかる。いくつかの実施形態では、図示のように、１つまたは複数の開口４６４は円弧状経路に沿って配される。図１１では、この円弧状経路は、血液入口４１６がある血液処理装置４１０の端部に対して凹状に示されているが、いくつかの実施形態では、その代わりに、開口４６４は、血液処理装置４１０の端部と凸状の関係となるように湾曲することができる。いくつかの実施形態では、その代わりに、円弧状経路は正弦波形状をとることができる。１つまたは複数の開口４６４は、所望の体積の血液が血液処理装置４１０を通過して流れるようなサイズであり、そのように位置決めされる。 [0054] One or more openings 464 are best seen in FIG. In some embodiments, as shown, the one or more openings 464 are disposed along an arcuate path. In FIG. 11, this arcuate path is shown concave with respect to the end of the blood treatment device 410 where the blood inlet 416 is located, but in some embodiments, the opening 464 instead has a blood treatment It can be curved to have a convex relationship with the end of the device 410. In some embodiments, the arcuate path can instead have a sinusoidal shape. The one or more openings 464 are sized and positioned so that a desired volume of blood flows through the blood treatment device 410.
[0055]フィルタ組立体４５４は、図１２で最もよくわかる。いくつかの実施形態では、フィルタフレーム４５６は、第１の直径を有する第１の環状フレームリング５００と、第１の直径より大きな第２の直径を有する第２の環状フレームリング５０２とを含む。いくつかの実施形態では、たとえば図１０でわかるように、フィルタ筐体４１４およびフィルタ組立体４５４は両方ともテーパを付けられることができるが、反対方向にテーパを付けることができる。いくつかの実施形態では、フィルタ組立体４５４にテーパを付けることによって、フィルタネット４５８を通過する血流を減速させることができ、血液からの気泡の除去に関して利点をもたらすことができる。いくつかの実施形態では、フィルタ筐体４１４において反対方向のテーパを付けると、泡の除去にさらに役立つことができる。 [0055] The filter assembly 454 is best seen in FIG. In some embodiments, the filter frame 456 includes a first annular frame ring 500 having a first diameter and a second annular frame ring 502 having a second diameter that is larger than the first diameter. In some embodiments, for example, as can be seen in FIG. 10, filter housing 414 and filter assembly 454 can both be tapered, but can taper in the opposite direction. In some embodiments, tapering the filter assembly 454 can slow the blood flow through the filter net 458, which can provide advantages with respect to the removal of bubbles from the blood. In some embodiments, tapering in the opposite direction in the filter housing 414 can further aid in bubble removal.
[0056]図１２に示すように、フィルタフレーム４５６は、第１の環状フレームリング５００と第２の環状フレームリング５０２の間に延びる１つまたは複数のブリッジ要素５０４を含む。フィルタフレーム４５６は、１つまたは複数の円弧状リブ５０６も含む。図１１と図１２を比較することによって、１つまたは複数の円弧状リブ５０６が、円弧状経路４６４に沿って装置筐体４１２内に配された１つまたは複数の開口と整列するように構成されることがわかる。その結果、後で図１３および図１４を参照して説明するように、この整列はフィルタ体積４５２を通過する血流速度を偏向させ、あるいはこれに影響を及ぼす（たとえば、低下させる）ことができる。いくつかの実施形態では、経路４６４が図示された形状と異なる形状に形成される場合、１つまたは複数のリブ５０６は同様の形状にされてもよい。いくつかの実施形態では、フィルタフレーム４５６は板部分５０８も含み
、板部分５０８は、血液出口４１８近くの区域における優先的な流れを制限するように血液出口４１８の近くに配置される。
[0056] As shown in FIG. 12, the filter frame 456 includes one or more bridge elements 504 extending between the first annular frame ring 500 and the second annular frame ring 502. Filter frame 456 also includes one or more arcuate ribs 506. Comparing FIGS. 11 and 12, one or more arcuate ribs 506 are configured to align with one or more openings disposed in the device housing 412 along the arcuate path 464. You can see that As a result, this alignment can deflect or affect (eg, reduce) blood flow velocity through the filter volume 452, as will be described later with reference to FIGS. . In some embodiments, the one or more ribs 506 may be similarly shaped if the channel 464 is formed in a different shape than illustrated. In some embodiments, the filter frame 456 also includes a plate portion 508 that is disposed near the blood outlet 418 to limit preferential flow in an area near the blood outlet 418.
[0057]いくつかの実施形態では、フィルタフレーム４５６は、フィルタ組立体４５４を通過する血流速度を調整するように構成される。図１３はフィルタフレーム４５６のないフィルタを通過する血流速度のグラフであり、図１４は、フィルタ組立体４５４を通過する血流速度のグラフを示す。いずれの場合も、血液の体積流量（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ ｂｌｏｏｄ ｆｌｏｗ）はほとんど同様であり、１分あたり約１．６１〜約１．６３リットルの範囲である。これらのコンピュータ処理されたモデリング結果から、フィルタフレーム４５６が、血液の体積流量に悪影響を及ぼすことなく、フィルタを通過する最大血流速度を６５パーセントも低下させることが明らかになる。 [0057] In some embodiments, the filter frame 456 is configured to regulate the blood flow velocity through the filter assembly 454. FIG. 13 is a graph of blood flow velocity through a filter without a filter frame 456, and FIG. 14 shows a graph of blood flow velocity through a filter assembly 454. In either case, the volumetric blood flow is almost similar, ranging from about 1.61 to about 1.63 liters per minute. These computerized modeling results reveal that the filter frame 456 reduces the maximum blood flow rate through the filter by as much as 65 percent without adversely affecting the blood volume flow.
[0058]いくつかの実施形態では、逆流、すなわちフィルタ組立体を通過して逆に流れる血液が問題となる可能性がある。図１５および図１６は相対度数密度（ｒｅｌａｔｉｖｅ
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｅｎｓｉｔｙ）のグラフであり、フィルタフレーム組立体４５４を使用すると逆流が減少することを示す。これらのグラフでは、逆流の相対量は、負の速度の相対度数を正の速度の相対度数と比較することによってわかる。負の速度は、フィルタネット４５８を通過して逆に流れる血液を表し、正の速度は、フィルタネット４５８を通過して前方すなわち望ましい方向に流れる血液を表す。
[0058] In some embodiments, backflow, ie blood that flows back through the filter assembly, can be a problem. 15 and 16 show relative frequency density (relative).
frequency density) graph showing that the use of the filter frame assembly 454 reduces backflow. In these graphs, the relative amount of backflow can be determined by comparing the relative frequency of the negative velocity with the relative frequency of the positive velocity. Negative velocity represents blood flowing backwards through the filter net 458 and positive velocity represents blood flowing forward or in a desired direction through the filter net 458.
[0059]図１５では、本発明のフィルタフレーム組立体４５４がない場合の血流を表し、図１３に示される速度プロファイルに対応し、逆流の総量は全血流の約５１パーセントである。図１６では、本発明のフィルタフレーム組立体４５４がある場合の血流を表し、図１４に示される速度プロファイルに対応し、逆流の総量は約１６パーセントに過ぎない。 [0059] FIG. 15 represents blood flow without the filter frame assembly 454 of the present invention, corresponding to the velocity profile shown in FIG. 13, and the total amount of backflow is approximately 51 percent of the total blood flow. FIG. 16 represents blood flow in the presence of the filter frame assembly 454 of the present invention, corresponding to the velocity profile shown in FIG. 14, with a total backflow of only about 16 percent.
[0060]本発明の範囲から逸脱することなく、説明された例示的な実施形態に種々の変更および追加を行うことができる。たとえば、上述した実施形態は特定の特徴を指すが、本発明の範囲は、特徴のさまざまな組合せを有する実施形態および上述の特徴のすべてを含むわけではない実施形態も含む。 [0060] Various changes and additions may be made to the described exemplary embodiments without departing from the scope of the present invention. For example, although the embodiments described above refer to particular features, the scope of the invention includes embodiments having various combinations of features and embodiments that do not include all of the features described above.
１０ 血液処理装置、酸素付加器
１２ デバイス区画、デバイス筐体
１４ 動脈フィルタ区画、動脈フィルタ筐体
１６ 血液入口
１８ 血液出口
２０ ガス入口
２２ ガス出口
２４ 加熱流体入口
２６ 加熱流体出口
２８ 第１のパージポート
３０ 第２のパージポート
３２ 熱交換器
３４ ガス交換器
３６ 環状空隙
３８ フィルタ
４０ 環状フレーム
４２ メッシュ、ネット
４４ 第１のチャンバ
４６ 第２のチャンバ
１００ 遮蔽板
１１０ 血液処理装置、酸素付加器
１１２ デバイス筐体
１１４ 動脈フィルタ筐体
１１６ 血液入口
１１８ 血液出口
１２０ ガス入口
１２２ ガス出口
１２４ 加熱流体入口
１２６ 加熱流体出口
１２８ 第１のパージポート
１３０ 第２のパージポート
１３２ 熱交換器
１３４ ガス交換器
１３６ 環状空隙
１３８ フィルタ
１４０ 補強材
１４２ メッシュ、ネット
１４４ 第１のチャンバ
１４６ 第２のチャンバ
１４８ 開口
２００ 遮蔽領域、遮蔽板
３１０ 血液処理装置、酸素付加器
３１２ デバイス筐体
３１４ 動脈フィルタ筐体
３１６ 血液入口
３１８ 血液出口
３２０ ネットフィルタ
３２２ 第１のパージポート
３２４ 第２のパージポート
４１０ 血液処理装置、血液処理ユニット
４１２ 装置筐体
４１４ フィルタ筐体
４１６ 血液入口
４１８ 血液出口
４２０ ガス入口
４２２ ガス出口
４２４ 加熱流体入口
４２６ 加熱流体出口
４２８ 第１のパージポート
４３０ 第２のパージポート
４３２ 熱交換器
４３４ ガス交換器
４４０ 熱交換器のコア
４４２ 血液分流器の端部
４４４ 中空糸
４４６ 外殻
４４８ 外殻アパーチャ
４５０ 微小孔性中空糸
４５２ フィルタ体積
４５４ フィルタ組立体、フィルタフレーム組立体
４５６ フィルタフレーム
４５８ フィルタネット
４６０ 第１のチャンバ
４６２ 第２のチャンバ
４６４ 開口、円弧状経路
５００ 第１の環状フレームリング
５０２ 第２の環状フレームリング
５０４ ブリッジ要素
５０６ 円弧状リブ
５０８ 板部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Blood processing apparatus, oxygenator 12 Device section, device housing 14 Arterial filter section, arterial filter housing 16 Blood inlet 18 Blood outlet 20 Gas inlet 22 Gas outlet 24 Heating fluid inlet 26 Heating fluid outlet 28 First purge port 30 second purge port 32 heat exchanger 34 gas exchanger 36 annular gap 38 filter 40 annular frame 42 mesh, net 44 first chamber 46 second chamber 100 shielding plate 110 blood processing apparatus, oxygenator 112 device housing Body 114 Arterial filter housing 116 Blood inlet 118 Blood outlet 120 Gas inlet 122 Gas outlet 124 Heated fluid inlet 126 Heated fluid outlet 128 First purge port 130 Second purge port 132 Heat exchanger 134 Gas exchanger 136 Annular gap 138 fill 140 Reinforcing Material 142 Mesh, Net 144 First Chamber 146 Second Chamber 148 Opening 200 Shielding Area, Shielding Plate 310 Blood Treatment Device, Oxygenator 312 Device Housing 314 Arterial Filter Housing 316 Blood Inlet 318 Blood Outlet 320 Net Filter 322 First purge port 324 Second purge port 410 Blood processing device, blood processing unit 412 Device housing 414 Filter housing 416 Blood inlet 418 Blood outlet 420 Gas inlet 422 Gas outlet 424 Heating fluid inlet 426 Heating fluid outlet 428 First purge port 430 Second purge port 432 Heat exchanger 434 Gas exchanger 440 Heat exchanger core 442 End of blood diverter 444 Hollow fiber 446 Outer shell 448 Outer shell aperture 450 Microporous hollow fiber 452 Filter volume 454 Filter assembly, filter frame assembly 456 Filter frame 458 Filter net 460 First chamber 462 Second chamber 464 Open, arcuate path 500 First annular frame ring 502 Second annular frame ring 504 Bridge element 506 Arc-shaped rib 508 Plate part
Claims (9)
前記血液入口のまわりに配置され、前記血液入口と流体連通する熱交換器と、
前記熱交換器のまわりに配置され、前記熱交換器と流体連通するガス交換器と、
前記装置筐体のまわりに結合されるフィルタ筐体であって、フィルタ体積を前記装置筐体と前記フィルタ筐体の間に画定し、前記フィルタ体積が、前記ガス交換器を出る血液が前記フィルタ体積内へ入ることができるように前記装置筐体内に形成された１つまたは複数の開口を介して前記ガス交換器と流体連通する、フィルタ筐体と、
前記フィルタ筐体内に配置されるフィルタ組立体であって、前記フィルタ体積を、前記フィルタ組立体の上流側に配置される、前記フィルタ組立体と前記装置筐体の間の第１のチャンバと、前記フィルタ組立体の下流側に配置される、前記フィルタ組立体と前記フィルタ筐体の間の第２のチャンバに分割する、フィルタ組立体と、
前記第１のチャンバと流体連通する第１のパージポートと、前記第２のチャンバと流体連通する第２のパージポートとを備える血液処理装置。 A device housing having a blood inlet and a blood outlet, the device housing having the blood inlet extending therein;
A heat exchanger disposed around the blood inlet and in fluid communication with the blood inlet;
A gas exchanger disposed around the heat exchanger and in fluid communication with the heat exchanger;
A filter housing coupled around the device housing, the filter volume defining a filter volume between the device housing and the filter housing, wherein the filter volume allows blood exiting the gas exchanger to pass through the filter A filter housing in fluid communication with the gas exchanger through one or more openings formed in the device housing to allow entry into a volume;
A filter assembly disposed within the filter housing, the filter volume being disposed upstream of the filter assembly, a first chamber between the filter assembly and the device housing; A filter assembly disposed downstream of the filter assembly and dividing into a second chamber between the filter assembly and the filter housing;
A blood processing apparatus comprising: a first purge port in fluid communication with the first chamber; and a second purge port in fluid communication with the second chamber.
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