JP3073995B2 - 心筋保護液管理装置 - Google Patents

心筋保護液管理装置

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は心血管手術を行なう時に使用する対外生命維
持装置、特にこのような手術を行なう時に心臓に注入す
べき医薬品を冷却し、かつ気泡を除去するための心筋保
護液管理装置に関する。
（従来の技術） 心血管手術は多くの型の心筋保護処置に頼つて行なわ
れる。このような手術を行なう時に心筋保護を必要とす
るのは、心臓から静脈血を体外酸素供給器に送り、この
血液に酸素を与え、酸素によつて処理された血液を冠状
動脈の下流において心臓に復帰させるようにするため、
すなわち手術を行なう時に心筋自体が酸素処理された血
液の影響を受けないようにする医学的処置が必要とされ
るためである。これには勿論心筋に虚血障害を発生させ
る危険が伴なう。
普通の型の心筋保護処置においては心臓を一時的に麻
痺させるために心筋保護液が使用され、このような心臓
機能の選択的停止は化学薬品の注入、選択的体温低下、
電気的刺激またはこれら技術の組合わせによつて行われ
ることは周知である。典型的な組合わせは低温心筋保護
液を直接心臓循環内に注入することである。周知の心筋
保護液としては、“清澄”心筋保護液、“結晶状”心筋
保護液および“血液”心筋保護液がある。
前述の各液の場合は手術を行なう時に、液体をその供
給源からポンプにより、場合によつてはチユーブセツト
と称される管理装置を通して送給し、これを適当に冷却
しかつ気泡を除去した後、患者の心臓に注入する。この
ような処置において普通に使用されるポンプはローラポ
ンプである。このポンプは容積型のものであり、相当高
い圧力を有し、したがつて患者の受ける圧力が医学的に
受容し難いものとなる危険があると共に、たとえばポン
プの下流に障害が生じた時にチユーブを破損させるおそ
れがある。このような理由から前記管理装置は心臓に加
わる圧力を制御するように注意深く調整され、かつ場合
によつてはポツプ−オフ弁の如き脆弱な点を設ける。も
し担当の医師がこの冷却されかつ気泡の除去された心筋
保護液を患者の心臓に供給することを望まないようにな
つた時には、このポンプは停止せしめられる。しかしな
がらポンプを止めれば、心筋保護液の大部分は冷却され
ないようになる。そのために液は再び周囲温度まで上昇
し、治療低体温は部分的に維持し得ないようになる。
（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は前述の如き問題を解決するための装置
を供することである。
（課題を解決するための手段） 本発明による心筋保護液管理装置は循環ループを有
し、チユーブセツトが患者の心臓の近くで故意にまたは
不測に、かつ部分的にまたは全体的に働かないようにな
つた時にも、液体を連続的に冷却し、かつ気泡を除去し
得るようになつている。本発明によれば、必要に応じ患
者の心臓に低温の心筋保護液を供給し、心血管の手術を
行なう時に、これを心臓に注入して心筋を保護するに適
した心筋保護液管理装置が得られる。この管理装置は熱
交換器、バブルトラツプ、三方コネクター、常閉感圧弁
および連結管よりなつている。熱交換器およびバブルト
ラツプは入口および出口を有している。三方コネクター
はその一端は心筋保護液注入カテーテルに連結され、一
端は入口となり、かつ一端は循環出口となつている。第
１管装置は心筋保護液供給源に連結されるようになつた
入口と、三方コネクターの入口に連結された出口とを有
し、それらの間の熱交換器およびバブルトラツプの入口
および出口に連結され、心筋保護液供給源から熱交換器
およびバブルトラツプを通り、注入カテーテルに連結さ
れるようになつた三方コネクターの端部に至る液体通路
を形成する。第２管装置は三方コネクターの循環出口に
連結された入口と、心筋保護液供給源に連結されるよう
になつた出口とを有し、常閉感圧弁が開いた時に三方コ
ネクターから該常閉感圧弁を通つて心筋保護液供給源に
復帰する液体通路を形成する。この第２管装置および常
閉感圧弁は共に循環ループを形成している。
好適な実施例においては、前記弁は常態では断面が閉
じられ、かつ正の圧力に応答する内方管、該内方管を受
け入れるハウジング、このハウジングを内方管の入口に
連結する入口部分および前記ハウジングを内方管の出口
に連結する出口部分を有し、心筋保護液をほぼ50−150m
m水銀柱の所定の圧力で患者に供与し得るようになつて
いる。なお好適な実施例においては、熱交換器およびバ
ブルトラツプが結合され、後で詳述されるように液体通
路兼装架装置を形成するようにされている。
本発明の他の利点は添付図面によつて次に説明する実
施例によつて明らかとなる。
（実施例） 第１図は必要に応じ冷却しかつ気泡を除去した心筋保
護液を、ほぼ50−150mm水銀柱の所定の圧力で患者の心
臓に供給し、これを心臓に注入するに適した本発明によ
る管理装置10の好適な実施例の略線図である。本装置10
は普通バブルトラツプ兼熱交換器12、中空三方コネクタ
ー14、常閉感圧弁16および医療用管18よりなつている。
バブルトラツプ兼熱交換器12は入口20および出口22を
有している。三方コネクターの一端24は管152を介して
心筋保護液注入カテーテル（図示せず）に連結され、一
端は入口26となり、かつ一端は循環出口28となつてい
る。管30,32よりなる第１の管装置は心筋保護液38の供
給源36に連結された入口34と、三方コネクター14の入口
26に連結された出口40とを有し、かつこれらの間に位置
するバブルトラツプ／熱交換器12の入口20および出口22
に連結され、心筋保護液38の供給源36からバブルトラツ
プ／熱交換器12を通り、注入カテーテルに連結された三
方コネクター14の端部24に至る液体通路を形成してい
る。特に管30の入口34は図示のとげ付き刺し針の如き適
当な装置によつて心筋保護液38の供給源36に連結され、
かつ該管30の出口39はバブルトラツプ／熱交換器12の入
口20に連結されている。管32の入口41はバブルトラツプ
／熱交換器12の出口22に連結され、かつ該管32の出口40
は三方コネクター14の入口26に連結される。三方コネク
ターはなるべくは透明、剛直な医療用アクリル材料によ
つて形成される。
好適なバブルトラツプ／熱交換器12は図示の通り、簡
単の結合構造物である。しかしながら別個の入口および
出口を有するバブルトラツプおよび熱交換器を使用する
ことも知られており、本発明の管理装置10にはこのよう
な独立した装置も使用することができる。この場合は心
筋保護液は普通これを熱交換器に通す前にバブルトラツ
プに通されるが、この順序は逆にすることができる。
管42,44を含む第２管装置は三方コネクター14の循環
出口28に連結された入口46と、心筋保護液38の供給源36
に連結された出口48とを有し、常閉弁16が開いた時に、
三方コネクター14から該弁16を通つて心筋保護液38の供
給源36に復帰する液体通路を形成するようになつてい
る。さらに管42の入口46は三方コネクター14の循環出口
28に連結され、かつ該管42の出口50は弁16の入口52に連
結されている。管44の入口54は普通は弁16の出口56に連
結され、かつ該管44の出口48は液体38の供給源36に連結
されるようになつている。入口34および出口48の間のす
べての管連結はなるべくは恒久的な密封性を有するもの
とされ、したがつて普通の接着または無線周波数密封技
術によつて連結される。
第２図に示される如くバブルトラツプ／熱交換器12
は、これを装架するための装架装置兼熱交換液体通路57
を有し、かつ水の如き適当な熱交換液体を熱交換器63に
供給する。装架装置／液体通路57は全体が可撓性の弾性
材料よりなる円筒形の体部58を備え、この体部は熱交換
液が循環する熱交換器63の液体通路62の中に受け入れら
れるようになつた周囲60を有している。体部58の内方ま
たは後端（第２図の左端）にはたとえばブラケツト64の
形をなした装置が設けられ、支持体（図示せず）の上に
該体部58を装架または締着するようになつている。第２
図に示される如く、体部58はその周囲60を通して、それ
ぞれ70,72において開口する熱交換液入口および出口通
路66,68を有し、該熱交換液体を熱交換器63に通すよう
になつている。ブラケツト64にはそれぞれ入口および出
口通路66,68と連通するホース取付具74,76が設けられて
いる。さらに固定密封装置が設けられ、熱交換器63を体
部58に取外し自在に固定すると共に、該体部58と熱交換
器63との間を密封するようになつている。前記固定密封
装置はたとえば切頭円錐形部材78の形をなした先細装置
よりなり、体部58の周囲の一部分89を熱交換器63の内面
82に対し半径方向外方に膨張せしめ、これらの間に密封
部分を形成すると共に、該熱交換器63を体部58の上に保
持するようになつている。なお前記固定密封装置は円筒
形または他の形の部材（図示せず）の如き適当な非先細
装置よりなるものとし、体部58の部分80を熱交換器63の
内面82に対して側部外方に膨張させるようにすることが
できる。
熱交換液が循環する熱交換器63は、全体が円筒形の通
路62を有し、該通路は体部58を受入れ、その上に熱交換
器63を装架し、熱交換液が入口通路66を通して熱交換器
63に供給され、さらに出口通路68を通して除去されるよ
うになつている。熱交換器63はたとえばアクリル系樹脂
またはポリカーボネートよりなる、全体が透明のケース
84と、波形の環状障壁86とを有し、心筋保護液38を熱交
換液から分離すると共に、該障壁を通して熱を伝達し得
るようになつている。前記ケース84および障壁86は、該
障壁の端部に近い所で、たとえばウレタンまたはシリコ
ン密封材よりなる普通の環状密封部材88,90により密封
的に連結されている。障壁86の端部はその縦方向に向つ
て全体がＬ字形の断面を有し、密封部材88,90と密封的
に係合するための平らな円筒面を形成するようになつて
いる。障壁86はなるべくはステンレス鋼の如き、熱伝動
性の高い材料によつて形成され、全体が円筒形で、体部
58と補合する体部受入れ−液体循環通路62を画定する内
方波形面82と、ケース84内に位置する外方波形面94とを
有し、この波形面に沿つて心筋保護液38はケース84を通
り、該ケースの“上端”の入口20と、反対側“下端”の
出口22との間を流動する。障壁86の内方および外方波形
面82,94は該障壁86のまわりを円周方向に延びる、全体
が環状の複数の管路を形成している。体部58が障壁86の
内面82によつて形成された通路62の中に密接して受入れ
られれば、熱交換液は内面82の波形によつて形成された
環状管路の中に押込まれ、それによつて障壁86を通る液
体および心筋保護液38の熱伝導を容易にする。
ケース84は心筋保護液通路の上端または入口端部20に
近接する比較大きな内部空間によつて形成されたバブル
トラツプ96を有し、液体38からガスを分離してこれを捕
捉し、該バブルトラツプ96内に十分なガスが捕集された
時に、これを排気通路98および手動弁（図示せず）によ
つて排出し得るようになつている。ケース84の下端また
は出口22の近くに、温度計（図示せず）を受入れる保護
管100が設けられ、熱交換器63から流出する心筋保護液3
8の温度を測定し得るようになつている。ケース84の内
部には、障壁86と出口22との間に適当な濾過スクリーン
102が位置し、熱交換器63を通る心筋保護液38を濾過す
るようになつている。熱交換器63は、バブルトラツプ96
が体部58の下に位置し、かつ心筋保護液38が入口20から
上向きに流動して熱交換器63を充填するプライミング位
置と、第２図に示されるような、バブルトラツプ96が体
部58の上方に位置し、液体38が入口20から下向きに交換
器63を通り、かつガスの気泡が前記流動に逆らつて上向
きにバブルトラツプ96の中に移動するような準備位置と
の間で円筒形体部58の上を回転せしめられるようになつ
ている。
円筒形体部58は普通、ほぼ60から90までのシヨアーＡ
硬度を有するシリコンゴムまたはウレタンの如きエラス
トマ材料によつて形成される。体部58はなるべくはブラ
ケツト64に近接する個所104で、半径方向上方に広げら
れ、体部58のこの拡開部分104と、障壁86の対応する端
部との間を密封するようになつている。熱交換液の入口
および出口通路66,68はそれぞれ開口70,72を有し、該開
口は体部58の反対側に沿つてその周囲面内に形成され、
熱交換液を熱交換器63に供給し、かつこの熱交換液を交
換器63から排出するようになつている。前記開口70,72
はなるべくは体部58の長手方向すなわち軸線方向に長く
なるように形成され、熱交換液を実質的に障壁86の内面
82全体に沿つて、入口および出口開口70,72の間で流動
させるようになつている。
体部58は全体が円筒形のまたは切頭円錐形の凹所110
を有し、該凹所は実質的に体部58の外端、すなわちブラ
ケツト64と反対の端部から、該体部58の内方に向つてブ
ラケツト64の方に同軸的に延びている。前記切頭円錐形
部材78および凹所110の大きさおよび形状は、該部材を
凹所110に挿入した時に、凹所110に近接する体部58の部
分80がこの部材78によつて半径方向外方に膨張せしめら
れ、該部分80と、体部58の外端に近い障壁86の端部との
間に密封部分を形成するようになつている。凹所110の
中には、部材78とこの凹所110の底部との間にコイルば
ね112の如きばね装置が設けられ、部材78を体部58の凹
所110から軸線方向外方、すなわち第２図の右方の非密
封位置、すなわち部分80が半径方向外方に膨張しない位
置に偏倚せしめ、熱交換器63が体部58の上に位置し、か
つ体部58が熱交換液の通路62の中に受入れられ、この熱
交換器63を体部58から取外ずし得るようにする。部材78
はばねの偏倚力に逆らつて縦方向または軸線方向内方、
すなわち第２図の左方に向つて凹所110内の密封位置に
移動することができ、この時体部58の部分80は部材78に
よつて凹所110に対し、半径方向外方に膨張せしめら
れ、熱交換器63を保持、密封するようになる。
部材78をブラケツト64の方に向かつて凹所110の中に
引入れ、かつこれを該凹所の中に保持するために、釈放
自在の錠止装置を設けることが望ましい。たとえばこの
釈放自在の錠止装置は部材78を凹所110内に確実に保持
するためのオーバセンター錠止機構114と、該錠止機構
に連結され、かつ体部58を通つてこの錠止機構114およ
びブラケツト64の間を縦方向に延びる調節ボルト116と
を有するものとなすことができる。前記オーバーセンタ
ー錠止機構114のカム部分は、該機構のハンドルを調節
ボルト116に対して内方に枢動せしめた時に部材78をそ
の非密封位置から密封位置に動かす。ボルト116の内方
ねじ端部118はブラケツト64の対応するねじ孔120の中に
受入れられ、ボルト116を回転させることによつて、オ
ーバセンター機構と、ブラケツト64との間隔を変え、部
材78の密封位置および非密封位置を調節し得るようにな
つている。
本発明の管理装置10には他の型のバブルトラツプ／熱
交換器12を使用することができる。このようなバブルト
ラツプ／熱交換器は昭和63年７月15日付、同じ代理人に
委任され、かつ本明細書において参照されている、本出
願の同じ発明人Ronald J.Leonaldの共願、第219325号、
“熱交換器の液体通路兼装架装置”に記載されている。
第３図に示される如く、常閉感圧弁16は普通は内方管
124を受入れるハウジング122、該ハウジングを弁16の入
口52に近い所で内方管124に連結する入口部分126と、ハ
ウジング122を弁16の出口56に近い所で内方管124に連結
する出口部分128とよりなつている。第３図に示された
好適な実施例においては、第１環状部材130は普通の接
着または無線周波数密封技術によつて内方管124に密封
的に固定された第１内壁132と、入口部分126に密封的に
固定された第２外壁134とを有している。同様に第２環
状部材136は普通の接着または無線周波数密封技術によ
つて内方管124に密封的に固定された第１内壁138と、出
口部分128に密封的に固定された第２外壁140とを有して
いる。
ハウジング122、入口部分126、出口部分128、第１環
状部材130および第２環状部材136はなるべくは透明、剛
直な医療用アクリル系材料によつて形成し、かつ内方管
124は可撓性を有する弾性ビニール、ウレタンまたはシ
リコン材料によつて形成することが望ましい。さらに内
方管は壁厚がほぼ0.38−0.51ミリメートル（0.015−0.0
20インチ）の範囲内にあるビニール管とされる。このよ
うな材料はアメリカ、ノースカロライナ、クレートンの
Natvar会社から発売されているNatvar−660で、相対す
る縁の無線周波数密封によつて形成した平らな部分142
を有している。
実際に弁16を組立てる時には、第１および第２環状部
材130,136間の距離を内方管124の平らな部分142の長さ
に対して調節し、該部分142をその断面が常に閉鎖され
るように引張する。この引張力はさらに液体の圧力に応
答して部分142を開閉する。この部分は周囲大気圧より
はほぼ50−150mm水銀柱だけ高い、弁16の入口52の静液
圧ヘツドにおいて開閉するようにされる。正確な開閉圧
力は内方管124の外方圧力を周囲大気圧力よりほぼ50−1
50mm水銀柱だけ高くなるように、特にほぼ90mm水銀柱だ
け高くなるようにし、かつこの圧力に維持することによ
つて制御される。
この圧力を得るための好適な装置は第１図および第２
図に示されている通りで、圧力注入器144、圧力計146、
連結管148および内方管124とハウジング122との間の、
別途密封されたインタールミナル空間よりなつている。
適当な注入器144、ゲージ146および管148はアメリカ、
ニユーヨーク、コピアクのW.A.BAUM会社から発売されて
いる普通の血圧計から患者用カフを除いたものとなすこ
とができる。
次に第１図によつて本発明の管理装置10の使用方法を
説明する。液体ポンプ150を作動する前に、コネクター1
4の端部24と注入カテーテル（図示せず）との間の管152
を圧迫し、液が患者の方に流れないようにする。次にポ
ンプ150を作動する。このための適当なポンプはアメリ
カ、ミシガン、アン アーバーの3M Sarns会社から発
売されている。このポンプによつて心筋保護液38は、普
通の液体バツグの如き供給源36から流出し、バブルトラ
ツプ／熱交換器12に入り、この中で液体は適当に冷却さ
れ、かつ気泡が除去される。バブルトラツプ／熱交換器
12から出た液体38はポンプにより、コネクター14および
弁16を通して供給源36に復帰せしめられる。したがつて
コネクター14を通つた心筋保護液38は常に冷却されかつ
気泡が除去されている。
管152を緩める前に心筋保護液38の配送圧力は、圧力
注入器144により、内方管124およびハウジング122間の
インタールミナル空間を加圧することによつて調節され
る。選定された圧力はゲージ146によつて表示される。
選定された圧力に達すれば、内方管124の平らな部分142
が開き、液体38を循環させる。この循環により、管152
を開いた時に、常時冷却されかつ気泡の除去された心筋
保護液38が患者に供給されるようになる。
管152がたとえば計画的な圧迫または不測の閉塞によ
つて遮断された時には、患者および管理装置10は常閉感
圧弁16が開くことによつて過大圧力から保護される。同
時に心筋保護液38の低体温弁の機能喪失も阻止される。
その理由は液体38が常に患者に適するように管理され、
または供給源36に復帰せしめられ、かつ患者に配送する
前に冷却されるからである。
以上の説明によつて本発明のすべての目的が前記管理
装置によつて達成されることがわかる。本発明による装
置は特許請求の範囲を離れることなく種々の変型を行な
い得るものと解すべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による管理装置の好適な実施例の略線図
で、この装置は好適な常閉感圧弁およびバブルトラツプ
／熱交換器を有し、常時冷却されかつ気泡の除去された
心筋保護液を必要に応じ患者に連続的に配送し、50−15
0mm水銀柱範囲の所定の圧力で心臓に注入し得るように
なつている。第２図は第１図に示された好適なバブルト
ラツプ／熱交換器の横断面図。第３図は第１図に示され
た好適な常閉感圧弁の横断面図。 10……管理装置、12……バブルトラツプ／熱交換器、14
……三方コネクター、16……常閉感圧弁、36……供給
源、38……心筋保護液、58……体部、63……熱交換器、
64……ブラケツト、78……密封装置、86……障壁、96…
…バブルトラツプ、102……スクリーン、122……ハウジ
ング、124……内方管、142……平らな部分。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61M 5/44,5/142,1/36

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】心筋保護液を連続的に冷却しかつ気泡を除
    去し、必要に応じ所定の圧力で患者の心臓に供給注入す
    るに適した心筋保護液管理装置において、 入口および出口を有する熱交換器と、 入口および出口を有するバブルトラップと、 三方コネクターにして、心筋保護液注入カテーテルに連
    結されるようになった一端と、入口を形成する一端と、
    循環出口を形成する一端とを有する三方コネクターと、 心筋保護液供給源に連結されるようになった入口と、三
    方コネクターの入口に連結された出口とを有する第１管
    装置にして、バブルトラップ及び熱交換器の入口および
    出口に連結され、心筋保護液供給源から熱交換器および
    バブルトラップを通って、三方コネクターの端部に至る
    注入カテーテルに連結されるようになった液体通路を形
    成する第１管装置と、 循環ループにして、 入口および出口を有する常閉感圧弁と、 第２管装置にして、三方コネクターの循環出口に連結さ
    れた入口と、心筋保護液供給源に連結されるようになっ
    た出口とを有し、 弁が開いた時に該三方コネクターから常閉感圧弁を通っ
    て心筋保護液供給源に復帰する液体通路を形成する第２
    管装置とよりなる循環ループ とを有することを特徴とする心筋保護液管理装置。
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