JP2583301Y2

JP2583301Y2 - 人工肺回路

Info

Publication number: JP2583301Y2
Application number: JP1991061894U
Authority: JP
Inventors: 弘道深沢
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1991-08-06
Filing date: 1991-08-06
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2006-08-06
Also published as: JPH0513456U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、開心術時に用いられる
人工肺回路に関する。さらに詳しくは、本考案は、優れ
た気泡除去能を有するとともに、プライミングボリュー
ムが少なく、安全性に優れた人工肺回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、開心術時に、患者の肺の機能
を代替する人工肺回路が用いられている。

【０００３】第４図は、従来の人工肺回路の回路構成を
示す図である。患者の大動脈から脱血された血液は、脱
血ライン１を経て貯血槽２に入る。また、術野に出血し
た血液、及び左室または左房に膨満した血液は、カーデ
ィオトミーライン３、ポンプ４によってカーディオトミ
ーリザーバー５に吸引、回収された後、貯血槽２に入
る。貯血槽２に貯溜された血液は、ポンプ６によって熱
交換器付き人工肺７に送られ、ここで温度調整および酸
素付加された血液は、送血ライン８を経て、患者の体内
に戻されるよう構成されている。

【０００４】ここで、カーディオトミーリザーバー５
は、術野で吸引された血液の消泡、貯血機能に加えて、
術野での吸引血液に随伴する組織、マイクロアグリゲー
ト等の異物を濾過する機能をも備えている。

【０００５】しかしながら、上記従来の人工肺回路にあ
っては、貯血槽２とカーディオトミーリザーバー５が併
存し、さらにはそれらを接続するチューブが存在するた
め、開心術時のプライミングボリュームが増大したり、
回路構成が複雑なため、接続に時間を要するという問題
があった。

【０００６】これらの問題を鑑み、本願出願人は、回路
構成を単純化し、プライミングボリュームを減少させた
人工肺回路を開示している（特開昭６２−２７９６５号
公報）。

【０００７】この人工肺回路の構造を図５及び図６に示
す。

【０００８】図５は、この人工肺回路の回路構成を示す
図であり、図６はカーディオトミーリザーバーを取り出
して示す部分断面側面図である。

【０００９】すなわち、カーディオトミーリザーバー１
０は、内部上方には、ポート２０を介してカーディオト
ミーライン４５に連通し、瀘過消泡部材２６で区画され
た血液室１２を備え、さらに内部下方には、瀘過消泡部
材２６を介して血液室１２に連通し、さらに脱血ライン
４４に接続される第１接続口部３０および返血ライン４
９に接続される第２接続口部３５を有する貯血室１３と
から構成されている。

【００１０】そして、前記第１接続口部３０には、先端
が閉塞した筒状を呈する多孔管１１が連通、配置され、
さらにこの多孔管１１は脱血用消泡部材Ａ（図示せず）
で被包されている。この脱血用消泡部材Ａは、発泡ウレ
タン等の材料に消泡用シリコーンを付与したものを用い
ている。

【００１１】カーディオトミーライン４５を経て、カー
ディオトミーリザーバー１０の血液室１２に導入された
血液は、濾過消泡部材２６を通過する間に異物が除去さ
れ、貯血室１３に供給される。一方、脱血ライン４４か
ら供給された血液は、第１接続口部３０から流入して多
孔管１１内を上昇する。多孔管１１の孔を通過した血液
は、当該多孔管１１を被包する脱血用消泡部材Ａに接触
して気泡が除去され、貯血室１３内に流入し、血液室１
２から濾過消泡部材２６を通じて流入された血液に合流
し、さらに第２接続口部３５を経て、カーディオトミー
リザーバー１０から導出される。導出された血液は、ポ
ンプ４７によって熱交換器付き人工肺４８に送られ、さ
らに送血ライン４９を経て、患者の体内に戻される。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】このような構成によれ
ば、貯血槽とカーディオトミーリザーバーが併存しない
ので、回路を単純化させることが可能であるが、次のよ
うな欠点が存在するものであった。脱血ライン４４から供給された血液中の気泡は、カー
ディオトミーリザーバー１０の脱血用消泡部材Ａに接触
して破泡されるが、貯血室１３に流入する血液を一定量
確保するために、脱血用消泡部材Ａの孔径を十分小さく
することができない。このため、完全な除泡機能を発揮
することが困難である場合が多い。濾過消泡部材２６と、脱血用消泡部材Ａが併存するの
で、これらの消泡部材に担持されたシリコーンが返血液
中に溶出する虞れが高い。シリコーンは不活性物質であ
り、それ自体有害ではないが、人体により代謝されない
ので蓄積されやすく、また極細の毛細血管を詰まらせる
おそれもあるので、好ましくない。カーディオトミーリザーバー１０内に、多孔管１１や
脱血用消泡部材Ａを内蔵する必要があるので、カーディ
オトミーリザーバー１０自体の構造が複雑化し、人工肺
回路全体のプライミングボリュームを顕著に減少させる
ものではない。

【００１３】従って、本考案は、回路構成を単純化し、
顕著な気泡除去機能を有するとともに、プライミングボ
リュームを顕著に減少させた人工肺回路を提供すること
を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、人工肺の
血液導入側に接続された脱血ラインおよび血液出口側に
接続された送血ラインと、前記脱血ライン上に配設され
た気泡分離用チャンバーと、当該気泡分離用チャンバー
により分離された気泡を導入する血液導入部と、当該血
液導入部に導入された気泡を消泡する消泡部材と、当該
消泡部材を介して前記血液導入部に連通するとともに、
前記脱血ラインに連通する血液貯留部とを具備するカー
ディオトミーリザーバーとを備えることを特徴とする人
工肺回路によって解決される。

【００１５】前記貯血槽の血液導入部には、術野からの
血液を当該血液導入部に導入するカーディオトミーライ
ンが接続されていることが好ましい。

【００１６】以下、本考案の人工肺回路の好ましい実施
態様について図１〜図３を参照して詳細に説明する。

【００１７】図１は、本考案に係る人工肺回路の好まし
い実施態様の回路構成を示す図であり、図２は、本実施
態様の人工肺回路中の気泡分離用チャンバーを取り出し
て示す部分断面側面図、図３はカーディオトミーリザー
バーを取り出して示す部分断面側面図である。

【００１８】図１に示すように、本実施態様に係る人工
肺回路１００は、脱血ライン２００および送血ライン３
００と、前記脱血ライン２００上に配設された気泡分離
用チャンバー４００と、当該チャンバー４００に接続さ
れた気泡分離ライン５００と、術野に出血した血液、及
び左室または左房に膨満した血液を吸引するカーディオ
トミーライン６００と、前記気泡分離ライン５００、カ
ーディオトミーライン６００、および脱血ライン２００
に連通されたカーディオトミーリザーバー７００と、当
該カーディオトミーリザーバー７００から導出された血
液を後述する人工肺９００に送り込むポンプ８００と、
前記送血ライン３００上に配設された人工肺９００とを
備えるものである。脱血ライン２００は、脱血用のカテ
ーテル２０１と脱血チューブ２０２をコネクタ２０３で
接続したものであり、脱血チューブ２０２の途中には後
述する気泡分離用チャンバー４００が配設される。

【００１９】カテーテル２０１の内部には、血液の流路
であるルーメンが形成されており、カテーテル２０１の
先端部は、患者の静脈に留置される。

【００２０】カテーテル２０１および脱血チューブ２０
２の構成材料としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ
ウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミ
ド、シリコーン樹脂、ポリエステルエラストマー、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、ウレタン−シリコン共重合
体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の可撓性材料が
好ましく使用される。

【００２１】図２は、気泡分離用チャンバー４００の構
造を示す断面側面図である。

【００２２】図に示すように、気泡分離用チャンバー４
００は、ポリカーボネート樹脂等の硬質樹脂材料で形成
され、気泡排出口４０２、血液流入口４０３、及び血液
流出口４０４を有する円筒状のハウジング４０１と、血
液流入口４０３および血液流出口４０４の間に介在する
内部空間に配置された瀘材４０５とを備える。ここで血
液流入口４０３は、前述した脱血チューブ２０２の上流
側部分２０２ａの後端に接続され、血液流出口４０４は
下流側部分２０２ｂの先端に接続される。

【００２３】瀘材４０５は、例えば、目開き２０〜５０
μｍ程度のスクリーンメッシュをプラスチック製のネッ
トで挟持し、プリーツ状に折り畳んで円筒状に構成した
ものである。この瀘材４０５は、脱血ラインから導入さ
れた血液中の異物、マイクロアグリゲート等を除去する
ものである。

【００２４】前記血液流出口４０４は、ハウジング４０
１内で血液に旋回流を起こさせるために、当該ハウジン
グ４０１の接線方向に設けられている。よって、血液流
入口４０３から流入した血液はハウジング４０１内で旋
回流を形成し、この旋回流に乗った微小気泡は、遠心力
の作用により回転の中心に集中し、浮力により血液中か
ら分離される。分離された気泡は、ハウジング４０１の
内部上方に貯溜され、気泡排出口４０２から導出され
る。一方、気泡が除去された血液は、前記瀘材４０５を
通過して、異物が除去され、血液流出口４０４から、下
流側に搬送される。

【００２５】このような気泡分離用チャンバー４００の
下流側には、人工肺回路１００における体外循環量の変
動に対する緩衝機能、およびカーディオトミーライン６
００から導入された術野等からの血液中の異物、気泡を
除去する機能を有するカーディオトミーリザーバー７０
０が配設される。

【００２６】図３は、カーディオトミーリザーバー７０
０の構造を示す部分断面側面図である。図に示すよう
に、カーディオトミーリザーバー７００は、ハウジング
７０２、蓋体７０３、内筒７０４と、消泡および血液ろ
過機能を有する血液処理部７０７等から形成されてい
る。

【００２７】ハウジング７０２は、略円筒状をなしてお
り、上部が開口している。そして、底部の周縁部には血
液流出入口７１２を有している。そして、血液流出入口
７１２の上部は、血液貯留部７１１を形成しており、脱
血ライン２００から導入された血液を一旦貯留して、回
路内の血液量の変動を緩衝する作用を発揮する。

【００２８】ハウジング７０２はポリカーボネート等の
硬質樹脂材料により構成されている。ハウジング７０２
は、内部の血液を確認するために、透明体であることが
好ましい。

【００２９】蓋体７０３は、血液流入口７０５を有し、
ハウジング７０２の上部開口部に被嵌している。血液流
入口７０５には、開心術における術野に出血した胸腔内
血液、心腔内血液、左心室および左心房に充満した血液
を吸引するカーディオトミーライン６００が接続され
る。また、このカーディオトミーライン６００の途中に
は、ポンプ６００ａが配設される。

【００３０】蓋体７０３には、血液流入口７０５の他に
プライミングポート７１８、急速プライミングポート７
１９、ガス排出口７１６が設けられている。蓋体７０３
の下方には、上部内部に内筒７０４を有する血液室７０
６が設けられている。内筒７０４は漏斗状をなしてお
り、漏斗状部分の内部が血液流入口７０５と連通し、蓋
体７０３の内面とこの内筒７０４の上部内面により血液
導入部７２８を形成している。

【００３１】さらにカーディオトミーリザーバー７００
は、蓋体７０３に気泡流入口７２０を設けている。この
気泡流入口７２０は、気泡分離ライン５００を介して、
気泡分離用チャンバー４００の気泡排出口４０２と接続
している。この気泡分離ライン４００は、例えば、内径
１〜１０ｍｍ程度のチューブにより構成される。

【００３２】これにより、気泡分離チャンバー４００に
よって分離された気泡は、気泡分離ライン５００を通じ
て、カーディオトミーリザーバー７００の血液導入部７
２８に流入し、カーディオトミーライン６００から導入
された血液と合流する。

【００３３】血液処理部７０７は、血液中の血栓、マイ
クロアグリゲート等の異物をろ過するためのろ過部材７
２１と、このろ過部材の外周に被包された消泡部材７２
２とから構成されている。さらに、消泡部材７２２の外
周は、ナイロン等の織布により形成されたトリコット袋
７２３によって覆われている。

【００３４】この血液処理部７０７の内面で囲まれた空
間は、第１の血液流入部７０６を形成する。血液導入部
７２８に導入された血液は、内筒７０４の内壁を流下
し、第１の血液流入部７０６に到達する。

【００３５】血液処理部７０７の下端中央には、血液流
入部７０６の下端および第２の血液流入部７１０の上端
を形成する仕切り板７１３が設けられ、この仕切り板に
は連通口７０８が設けられている。よって、第１の血液
流入部７０６に到達した血液は、ろ過部材７２１、消泡
部材７２２を通過し、さらに連通口７０８を通じて、第
２の血液流入部７１０に流入する。そして、この第２の
血液流入部７１０の下端開口を通じて、血液貯留部７１
１に供給されるよう構成される。

【００３６】ろ過部材７２１に使用されるフィルター
は、特に制限されないが、ナイロン、ポリエステル等に
より形成されたメッシュ、不織布、多孔質膜等が使用さ
れる。また、消泡部剤７２２としては、ウレタンフォー
ム等の発泡体にシリコーンをコーティングしたものが用
いられる。また、ろ過部材７２１は、広いろ過面積を確
保するために、プリーツ状になっていることが好まし
い。

【００３７】また、カーディオトミーリザーバー７００
の血液流出入口７１２から導出された血液は、送血ライ
ン３００に導かれる。そして、脱血ライン２００と送血
ライン３００の接続点には、ポンプ８００が配設され、
送血ライン３００上に配設された人工肺９００に血液を
送り込むよう構成される。

【００３８】なお、ポンプ８００としては、例えば、ロ
ーラポンプ、遠心ポンプ等を用いることができる。

【００３９】人工肺９００は、患者から脱血された血液
に酸素を付加し、炭酸ガスを除去するものである。この
人工肺９００の種類は特に限定されず、例えば、膜型、
フィルム型、気泡型等を用いることができる。本発明に
おいては、特に、中空糸型人工肺が好ましい。

【００４０】なお、本考案に係る人工肺回路に用いられ
る気泡分離用チャンバーとしては、上記構造のものに限
定されず、例えば瀘材を有さずに、旋回流によって気泡
分離のみを行うもの、あるいは旋回流をおこさず、血液
を貯留することにより浮力を用いて気泡を分離する構造
のもの、血液流入口と瀘材に間に気泡分離用のメッシュ
を配置したもの（特開平２−１２３２４５号公報）等で
あってもよい。

【００４１】また、本考案に係る人工肺回路に用いられ
る貯血槽は、上記構造のものに限定されず、除泡および
緩衝機能を有するものならば、例えば、カーディオトミ
ーラインに接続されない静脈リザーバーであってもよ
い。

【００４２】

【作用】次に、本実施態様の人工肺回路１００の作用
を、図１〜図３を参照して説明する。

【００４３】図１に示すように、人体の大静脈から脱血
された血液は、脱血ライン２０２ａを経て、気泡分離用
チャンバー４００の血液流入口４０３から流入し、チャ
ンバー４００内で旋回流を形成して、気泡が分離され
る。分離された気泡は、気泡排出口４０２から気泡分離
ライン５００を通じて、カーディオトミーリザーバー７
００の気泡流入口７２０から血液導入部７２８に導入さ
れる。一方、気泡が除去された血液は、脱血ライン２０
２ｂを通じて、カーディオトミーリザーバー７００内部
の血液流出入口７１２から、血液貯溜部７１１に導入、
貯溜される。また、開心術における術野に出血した胸腔
内血液、心腔内血液、左心室および左心房に充満した血
液は、カーディオトミーライン６００を経て、カーディ
オトミーリザーバー７００の血液流入口７０５より血液
導入部７２８に流入し、ここで気泡分離ライン５００よ
り導入された気泡に合流する。そして、気泡が合流した
血液は、第１の血液流入部７０６を通過し、さらに血液
処理部７０７を構成する瀘過部材７２１、消泡部材７２
２を通る。これにより、血液中の血栓、マイクロアグリ
ゲート等の異物が除去されるとともに、気泡は消泡部材
７２２に接触して破泡される。異物、気泡が除去された
血液は、第２の血液流入部７１０を通じて、血液貯血部
７１１に流入し、ここで血液流出入口７１２から導入さ
れた血液に合流して貯溜される。そして、血液貯血部７
１１に貯溜された血液は、ポンプ８００により人工肺９
００に送られ、血液温度の調整および二酸化炭素の除
去、酸素付加が行われ、送血ラインを経て人体の大動脈
に送血される。

【００４４】これにより、気泡分離チャンバー４００に
よって分離された気泡が、カーディオトミーリザーバー
７００の消泡部材７２２により破泡されて、この気泡を
形成していた血液成分が、カーディオトミーライン、お
よび脱血ラインから供給された血液に加えられて送血さ
れるので、患者の血液を有効に利用することができる。
次に、さらに実施例を示して、本考案を詳細に説明す
る。

【００４５】

【実施例】以下に示す気泡分離用チャンバー、カーディ
オトミーリザーバー、および人工肺を用いて図１に示す
人工肺回路を作成した。

【００４６】［気泡分離チャンバー］図２に示す気泡分
離チャンバーを作成した。なお、瀘材としては、Ｔ−３
５０ポリエステルメッシュ４０μｍ（ろ過面積６５０ｃ
ｍ²）を用いた。この気泡分離チャンバーの容積は２０
０ｍｌであった。

【００４７】［貯血槽］図３に示すカーディオトミーリザーバーを作製した。仕
様は以下のとおりである。ａ．ハウジング材質：ポリカーボネイト開口部の内径：１５５ｍｍ開口部から血液流出口までの長さ：３３０ｍｍｂ．内筒材質ポリカーボネート長さ：７５ｍｍ上部直径：１５０ｍｍｃ．フィルター目付量２００ｇ／ｍ ²のポリエチレ
ンテレフタレート不織布ｄ．消泡部材ポリウレタン発泡体（２０ポア／ｃ
ｍ）ｅ．トリコット袋ポリエチレンテレフタレート不織布ｆ．蓋体材質：ポリカーボネートｇ．容積約４リットル

【００４８】［人工肺］中空糸型人工肺（有効膜面積３．６
Ｍ²）

【００４９】［ポンプ］ローラーポンプ

【００５０】［脱血ライン］塩化ビニルにより形成されたカテー
テル（内径５．２ｍｍ：全長５００ｍｍ）に、ポリ塩化
ビニルより形成されたチューブ（内径１０ｍｍ、全長１
５００ｍｍ）を接続したものであり、チューブ接続部か
ら下流側に５００ｍｍの位置に気泡分離チャンバーを配
置する。

【００５１】［気泡分離ライン］ポリ塩化ビニルにより形成されたチ
ューブ（内径３．５ｍｍ、長さ８００ｍｍ）

【００５２】［送血ライン］塩化ビニルにより形成されたカテー
テル（内径５．２ｍｍ：全長５００ｍｍ）に、ポリ塩化
ビニルより形成されたチューブ（内径１０ｍｍ、全長１
８００ｍｍ）を接続したもの。途中に人工肺を配設す
る。

【００５３】［比較例］上記実施例と同様のカーディオトミーリザーバー、ポン
プおよび人工肺の他に、ポリ塩化ビニル製シートからな
る密封バッグ（容量７００ｍｌ）を貯血槽として用い、
図４に示す人工肺回路を作成した。なお、脱血および返
血ラインも、上記実施例と同様のものを用いた。

【００５４】（血液循環実験）実施例および比較例の人工肺回路を用いて、血液循環実
験を行った。

【００５５】血液としては牛血（Ｈｔ値＝３５％）を使
用し、送血量は４リットル／分とした。さらに、エアー
インジェクターを用いて、循環血液中に、５０ｃｃ／１
５ｓｅｃの割合で気泡を混入させた。

【００５６】その結果、実施例の人工肺回路では、総プ
ライミング量は１０００ｍｌであり、送血ライン中の血
液に気泡の混入は認められなかった。これに対し、比較
例の人工肺回路では、送血ライン中の血液には気泡の混
入はなかったものの、総プライミング量は１４００ｍｌ
であり、安全性に劣ることが確認された。

【００５７】

【考案の効果】以上、詳述したように、本考案の人工肺
回路は、脱血ラインおよび送血ラインと、前記脱血ライ
ン上に配設された気泡分離用チャンバーと、当該気泡分
離用チャンバーにより分離された気泡を導入する気泡導
入部と、当該気泡導入部に導入された気泡を消泡する消
泡部と、当該消泡部を介して前記気泡導入部に連通する
とともに、前記脱血ラインに連通する血液貯留部とを具
備するものであるから、回路構成が単純化され、顕著な
気泡除去機能を有するとともに、プライミングボリュー
ムを顕著に減少させることが可能であり、安全性に優れ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の人工肺回路の好ましい実施態様に係る
回路構成を示す図である。

【図２】本考案の人工肺回路の好ましい実施態様に係る
回路に用いられる気泡分離チャンバー（血液フィルタ
ー）の構造を示す部分断面側面図である。

【図３】本考案の人工肺回路の好ましい実施態様に係る
回路に用いられるカーディオトミーリザーバーの構造を
示す部分断面側面図である。

【図４】従来の人工肺回路の回路構成を示す図である。

【図５】従来の人工肺回路の回路構成を示す図である。

【図６】図５に示す人工肺回路に用いられるカーディオ
トミーリザーバーの構造を示す部分断面側面図である。

【符号の説明】

１００．人工肺回路２００．脱血ライン３００．送血ライン４００．血液フィルター（気泡分離用チャンバー）５００．気泡分離ライン６００．カーディオトミーライン７００．カーディオトミーリザーバー７１１．血液貯留部７２２．消泡部材７２８．血液導入部８００．ポンプ９００．人工肺

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】人工肺の血液導入側に接続された脱血ラ
インおよび血液出口側に接続された送血ラインと、前記脱血ライン上に配設された気泡分離用チャンバー
と、当該気泡分離用チャンバーにより分離された気泡を導入
する血液導入部と、当該血液導入部に導入された気泡を
消泡する消泡部材と、当該消泡部材を介して前記血液導
入部に連通するとともに、前記脱血ラインに連通する血
液貯留部とを具備するカーディオトミーリザーバーと、を備えることを特徴とする人工肺回路。
【請求項２】前記貯血槽の血液導入部には、術野からの
血液を当該血液導入部に導入するカーディオトミーライ
ンが接続されている請求項１記載の人工肺回路。