JP3360995B2

JP3360995B2 - 人工心肺装置および貯血槽付人工肺

Info

Publication number: JP3360995B2
Application number: JP28447395A
Authority: JP
Inventors: 淳彦野川; 幸俊加藤; 光明荻原
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1995-10-04
Publication date: 2003-01-07
Anticipated expiration: 2015-10-04
Also published as: JPH0999065A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、心臓手術時に使用
される人工心肺装置およびこの人工心肺装置に使用され
る貯血槽付人工肺に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、開心術の際に、生体肺に代わり血
液中の二酸化炭素を除去し、血液に酸素を添加するため
の体外血液循環回路が用いられている。この体外循環回
路では、患者の静脈より脱血し、人工肺によりガス交換
を行った後、この血液を再び患者の動脈に戻す。この体
外循環回路には、人工心肺装置が用いられ、人工心肺装
置は、人工肺、ポンプ、貯血槽などを通常備える。さら
に、体外循環回路には、術野から血液を吸引し異物を除
去するカーディオトミー貯血槽、およびカーディオトミ
ー貯血槽のための吸引装置、さらに、脱血チューブ、送
血チューブなどが設けられる。このカーディオトミー貯
血槽への血液流入は、上記の吸引装置により行われる。
最近では、カーディオトミー貯血槽と通常の貯血槽を一
体にしたものも提案され、この貯血槽に吸引装置を接続
し、患者からの脱血の補助を行う方法も提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、貯血槽
に吸引装置を接続し作動させると、貯血槽内部が陰圧状
態となり、貯血槽内に血液を吸引可能となる。また、こ
の陰圧状態は、血液にも作用する。通常状態では、問題
となることはないが、貯血槽内の血液量が減少した場
合、一時的に送血ポンプを停止させる場合があり、この
時、人工肺内での血液側とガス側との圧力バランスが崩
れ、血液側がガス側より圧力が低くなる（ガス側の方が
高くなる）といったことも予想され、このバランスが極
度にずれると、ガスが血液側に流入するおそれもある。

【０００４】そこで、本発明の目的は、貯血槽に接続さ
れた吸引装置を作動させ、かつ、送血ポンプが停止した
としても、人工肺内での血液側とガス側との圧力バラン
スが崩れることを抑制することができる人工心肺装置お
よび貯血槽付人工肺を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するもの
は、貯血部を内部に備える貯血槽と、ガス流入口および
ガス流出口と血液流通室およびガス流通室を備える人工
肺と、送血ポンプとを少なくとも備える人工心肺装置で
あって、前記人工肺のガス流出口もしくはガス流通室と
前記貯血槽の貯血部とが連通している人工心肺装置であ
る。また、上記課題を解決するものは、貯血部を内部に
備える貯血槽と、ガス流入口およびガス流出口と血液流
通室およびガス流通室をを備える人工肺と、送血ポンプ
と、前記貯血槽に接続され、前記貯血部を陰圧にするた
めの吸引手段を少なくとも備える人工心肺装置であっ
て、前記人工肺のガス流出口もしくはガス流通室と前記
吸引手段とが連通している人工心肺装置である。

【０００６】そして、前記貯血槽の血液流出口と前記人
工肺の血液流入口は、連通しており、前記貯血槽と該人
工肺の間もしくは該人工肺より下流側に送血ポンプが設
けられているものであってもよい。また、前記人工肺の
血液流出口は、前記貯血槽の血液流入口に接続されてお
り、該貯血槽の下流側に前記送血ポンプが設けられてい
るものであってもよい。さらに、前記人工肺は、熱交換
器を備えていてもよい。さらに、人工心肺装置は、脱血
チューブと、送血チューブと、前記脱血チューブおよび
前記送血チューブを連通する再循環用チューブを備えて
いてもよい。さらに、前記貯血槽は、心内血吸引用チュ
ーブ接続部を備えていることが好ましい。また、前記送
血ポンプは、遠心ポンプであることが好ましい。さら
に、前記人工肺は、多孔質膜型人工肺であることが好ま
しい。

【０００７】また、上記課題を解決するものは、人工肺
と、該人工肺に取り付けられた貯血槽を備える貯血槽付
人工肺であって、前記貯血槽は、血液流入口と、血液流
出口と、貯血部と、該貯血部を陰圧にするための吸引手
段の接続ポートと、心内血吸引用チューブ接続ポートと
を備え、前記人工肺は、血液流入口と、血液流出口と、
ガス流入口と、ガス流出口と、人工肺内を血液流通室と
ガス流通室に区分するガス交換膜とを備え、さらに、貯
血槽付人工肺は、前記人工肺のガス流出口もしくはガス
流通室と前記貯血槽の前記貯血部の上部とを連通する連
通部を備える貯血槽付人工肺である。

【０００８】

【発明の実施の形態】そこで、本発明の人工心肺装置を
図面に示す実施例を用いて詳細に説明する。図１は、本
発明の人工心肺装置の一実施例の概念図である。図２お
よび図３は、本発明の人工心肺装置の他の実施例の概念
図である。本発明の人工心肺装置１は、貯血部１７を内
部に備える貯血槽１０と、ガス流入口３３およびガス流
出口３４を備える人工肺３と、送血ポンプ２とを少なく
とも備える人工心肺装置であって、人工肺３のガス流出
口３４もしくはガス流通室と貯血槽１０の貯血部１７と
が連通している。

【０００９】この人工心肺装置１を図１を用いて説明す
る。人工心肺装置１は、貯血槽１０、貯血槽の貯血部内
を陰圧にするための吸引装置４、送血ポンプ２、熱交換
器付人工肺３を備える。この実施例の人工心肺装置１
は、貯血槽１０と、貯血槽１０より下流に設けられた送
血ポンプ２と、送血ポンプ２より下流に設けられた人工
肺３を有し、さらに、人工肺３のガス流出口３４と貯血
槽１０の貯血部１７とは連通している。このため、人工
肺のガス流通室は、貯血部（貯血槽内部空間）と連通
し、貯血槽内部が吸引され陰圧状態となると同時にガス
流通室内部も陰圧状態となる。そして、送血ポンプが停
止して、人工肺の血液流通室の血液が吸引される状態
（血液流通室が陰圧状態）となっても、ガス流通室は陰
圧状態となっているので、両者の圧力バランスが崩れ
ず、少なくとも、血液側がガス側より圧力が低くなるこ
とを防止でき、血液流通室側にガス交換膜を通過して気
泡が流入することがない。また、送血ポンプ作動中に
は、ガス流通室の陰圧よりもはるかに高い力により、送
血ポンプにより血液流通室に陽圧もしくは陰圧（この実
施例では陽圧）が付加されるため、ガス流通室の若干の
陰圧が送血の支障になることもなく、また、通常ガス交
換膜は血液を透過しないので、血液流出も生じない。

【００１０】貯血槽１０は、内部に形成された貯血空間
である貯血部１７と、この貯血部１７の上部と連通する
血液流入口１１、貯血部１７の下部と連通する血液流出
口１２、貯血部１７の上部と連通する吸引手段接続ポー
ト１３、貯血部１７の上部と連通する心内血吸引用チュ
ーブ接続ポート１５と、貯血部１７の上部と連通する人
工肺ガス流出口接続ポート１４を備える。この実施例で
は、吸引手段接続ポート１３は、主に接続ポート１５よ
り流入する心内血を吸引するための第１の接続ポート１
３ａと、血液流入口１１より流入する静脈血を吸引する
ための第２の接続ポート１３ｂを備えている。なお、接
続ポート１３は、いずれかひとつでもよい。血液流入口
１１には、脱血チューブ６が、また、心内血吸引用チュ
ーブ接続ポート１５には、心内血吸引用チューブ５が接
続されている。吸引手段接続ポート１３ａ，１３ｂは、
接続チューブ４１ａ，４１ｂにより吸引手段４に接続さ
れている。この吸引手段４を作動させることにより、貯
血部１７は陰圧状態となり、心内血吸引用チューブ５を
介して血液を貯血部内に導入し、また、脱血チューブか
らの貯血部への血液流入を補助する。貯血槽１０として
は、硬質材料に形成されたものが好適である。また、内
部に、血液フィルターを設けてもよい。

【００１１】送血ポンプ２は、遠心ポンプ部２３とポン
プ駆動部２４からなるいわゆる遠心ポンプが用いられて
いる。ポンプ２の血液流入口２１は、貯血槽１０の血液
流出口１２に送血チューブ１６により接続されており、
この実施例では、貯血槽１０のすぐ下流にポンプが設け
られている。なお、送血ポンプとしては、定圧ポンプ、
ローラーポンプ、ペリスタルリックポンプ、ベローズポ
ンプなどが使用される。定圧ポンプは、一定の圧力で流
体を送液する。定圧ポンプ手段は、定圧ポンプとこの定
圧ポンプを駆動させるためのモータからなり、定圧ポン
プとしては、遠心ポンプ、タービンポンプ、スクリュー
ポンプなどが使用できる。特に、遠心ポンプが、血液損
傷を与えることが少ないなどの理由により好適である。

【００１２】人工肺３としては、この実施例では、熱交
換器付人工肺が用いられている。熱交換器付人工肺３
は、熱交換器部３ｂと人工肺部３ａからなる。人工肺３
は、血液流入口３１と血液流出口３２とガス流入口３３
とガス流出口３４を備える。血液流入口３１は、送血ポ
ンプの血液流出口２２と送血チューブ２５を介して接続
されており、人工肺の血液流入口は貯血槽の血液流出口
をチューブおよびポンプを介して接続されている。血液
流出口３２には、送血チューブ７が接続されている。さ
らに、ガス流出口３４と上述した貯血槽１０のガス流出
口接続ポート１４とは、連通部（接続部）８により接続
されている。また、使用時には、ガス流入口３３には、
酸素ガス供給装置（図示せず）が接続される。このた
め、ガス流出口３４より流出するガスは、貯血槽１０内
に流入し、吸引手段により吸引される。通常、ガス流出
口より流出するガス流量より吸引手段による吸引量が十
分に大きいため、このようにガス流出口を貯血槽内と連
通させても、貯血槽内が陽圧状態となることはない。ま
た、ガス流出口より流出するガスも十分な量の酸素を含
有しているため、このようなガスの貯血槽内への導入
は、貯血槽内での血液の酸素加を行うことにもなり、人
工肺による酸素加の補助にもなる。

【００１３】この人工肺３では、上流側に熱交換器部３
ｂがあり、熱交換器部３ｂは熱交換媒体（温水もしくは
冷水）流入口３６および流出口３７を備えている。人工
肺３の血液流入口３１より流入した血液は、この熱交換
器部により温度調整がされた後、人工肺部３ａに流入
し、血液への酸素付加および二酸化炭素除去が行われ、
ガス交換（酸素付加）された血液は血液流出口３２より
送血チューブ７に送られ、患者に返還される。人工肺と
しては、多孔質膜型のものが好適である。多孔質膜型人
工肺としては、中空糸膜型もしくは平膜型が好適であ
り、ガス交換能が優れていることより、中空糸膜型が特
に好ましい。

【００１４】送血チューブ７と脱血チューブ６は、分岐
管６１，７１を介して循環用チューブ９により接続され
ている。この循環用チューブは、体外循環回路のプライ
ミング時に用いられる。また、人工肺により酸素付加が
十分でない場合、送血チューブより返血する血液の一部
を貯血槽に戻し、再び人工肺を通過させて再度酸素付加
を行う場合にも使用可能である。

【００１５】なお、この実施例の装置では、人工肺のガ
ス流出口と前記貯血槽の貯血部とが連通しているが、こ
れに限られるものではなく、図７に示すように、人工心
肺装置１は、貯血部１７を内部に備える貯血槽１０と、
ガス流入口３３およびガス流出口３４を備える人工肺３
と、送血ポンプ２とを少なくとも備える人工心肺装置で
あって、人工肺３のガス流通室と貯血槽１０の貯血部１
７とが連通しているものであってもよい。この場合、人
工肺としては、ガス流通室と貯血部１７との連通のため
の接続ポート３８を有するものが用いられ、この接続ポ
ート３８と貯血部１７の上部とは、連通部８により接続
され、連通している。その他については、上述したもの
と同じである。

【００１６】次に、図２に示す本発明の人工心肺装置２
０について説明する。人工心肺装置２０の基本構成は、
図１に示したものと同じであり、相違は、人工肺３と送
血ポンプの位置が入れ替わっている点のみである。この
実施例の人工心肺装置２０は、貯血槽１０と、貯血槽１
０より下流に設けられた人工肺３と、人工肺３より下流
に設けられた送血ポンプ２と、吸引手段４を有し、さら
に、人工肺３のガス流出口３４と貯血槽１０の貯血部１
７とは連通部８により連通している。人工肺３の血液流
入口３１は、貯血槽１０の血液流出口１２と送血チュー
ブ１６により接続されており、人工肺の血液流出口３２
は、チューブ２５を介して送血ポンプ２の血液流入口２
１に接続されている。そして、送血ポンプ２の血液流出
口２２には送血チューブ７が接続されている。貯血槽、
人工肺、送血ポンプおよび吸引手段としては、上述した
ものと同じである。

【００１７】次に、図３に示す本発明の人工心肺装置に
ついて説明する。この実施例の人工心肺装置３０は、貯
血部１７を内部に備える貯血槽１０と、ガス流入口３３
およびガス流出口３４を備える人工肺３と、送血ポンプ
２と、貯血槽１０に接続され、貯血部１７を陰圧にする
ための吸引手段４を備え、さらに、人工肺３のガス流出
口３４は吸引手段４に接続されている。この人工心肺装
置３０の基本構成は、図１に示したものと同じであり、
相違は、人工肺のガス流出口が貯血槽ではなく、吸引手
段に接続されている点、吸引手段接続ポート１３がひと
つである点のみである。

【００１８】この実施例の人工心肺装置３０は、貯血槽
１０と、貯血槽１０より下流に設けられた送血ポンプ２
と、送血ポンプ２より下流に設けられた人工肺３と、貯
血槽に接続された吸引手段４を有し、さらに、人工肺３
のガス流出口３４と吸引手段４とを連通させている。人
工肺３のガス流出口３４に接続された連通部８は、分岐
管４２を介して、吸引手段接続チューブ４１に接続され
ている。このため、人工肺のガス流出口３４およびガス
流通室は直接吸引手段に接続している。また、チューブ
４１を介することなく、吸引手段が備える吸引ポートに
連通部８を接続してもよい。

【００１９】また、図示しないが、この実施例において
も、図２の実施例の人工心肺装置のように、人工肺と送
血ポンプの位置を入れ替えてもよい。この場合の人工心
肺装置は、貯血槽と、貯血槽より下流に設けられた人工
肺と、人工肺より下流に設けられた送血ポンプと、貯血
槽の接続された吸引手段を有し、人工肺のガス流出口が
吸引手段と連通したものとなる。貯血槽、人工肺、送血
ポンプおよび吸引手段としては、上述したものと同じで
ある。

【００２０】次に、図４に示す実施例の人工心肺装置４
０について説明する。この人工心肺装置４０は、上述し
た実施例と同様に、貯血部１７を内部に備える貯血槽１
０と、ガス流入口３３およびガス流出口３４を備える人
工肺３と、送血ポンプ２と、貯血槽１０に接続され、貯
血部１７を陰圧にするための吸引手段４を備え、さら
に、人工肺３のガス流出口３４は貯血槽１０に連通部８
により接続されている。

【００２１】しかし、この人工心肺装置４０では、最も
上流側に人工肺３があり、この人工肺３の下流に貯血槽
１０が設けられ、さらに、貯血槽１０の下流に送血ポン
プ２が設けられ、貯血槽１０には吸引手段４が接続さ
れ、さらに、人工肺３のガス流出口３４と貯血槽１０が
連通部８により連通している。この実施例では、いわゆ
る落差灌流タイプの人工肺が用いられる。また、図示で
は、送血ポンプとしては、ロータリーポンプを用いた
が、図１に示したような遠心ポンプでもよく、貯血槽、
人工肺、送血ポンプおよび吸引手段としては、上述した
ものが好適に使用される。

【００２２】また、図示しないが、この実施例において
も、図３の実施例の人工心肺装置にように、人工肺のガ
ス流出口を吸引手段に接続してもよい。ガス流出口の吸
引手段への接続は、図３のようにチューブ４１を介して
行ってもよく、また、吸引手段が備える吸引ポートに接
続部を接続してもよい。

【００２３】次に、本発明の貯血槽付人工肺について説
明する。図５は、本発明の貯血槽付人工肺に送血ポンプ
を取り付けた状態の外観図であり、図６は、図５に示し
た貯血槽付人工肺の断面図である。貯血槽付人工肺５０
は、人工肺３と、人工肺３に取り付けられた貯血槽１０
を備える貯血槽付人工肺である。貯血槽１０は、血液流
入口１１、血液流出口１２と、貯血部１７と、貯血部１
７を陰圧にするための吸引手段の接続ポート１３ａ，１
３ｂ、心内血吸引用チューブ接続ポート１５を備える。
人工肺３は、血液流入口３１、血液流出口３２、ガス流
入口３３、ガス流出口３４、人工肺内を血液流通室とガ
ス流通室に区分するガス交換膜を備える。人工肺３のガ
ス流出口３４と貯血槽１０の貯血部１７の上部とは連通
部８により連通している。そして、図５に示す実施例の
貯血槽付人工肺には、送血ポンプ２が接続されている。
送血ポンプ２により、貯血槽１０の血液流出口１２は人
工肺３の血液流入口３１と連通している。

【００２４】貯血槽１０は、図６に示すように、硬質樹
脂により形成された貯血槽ハウジング本体５３ａと蓋体
５３ｂとで構成されるハウジングを有している。蓋体５
３ｂは、図５および図６に示すように、ハウジング本体
５３ａの上部開口を覆うように、ハウジング本体５３ａ
の上端に嵌合されている。蓋体５３ｂは、図５および図
６に示すように、脱血チューブが接続される血液流入口
１１、吸引手段接続用ポート１３ａ，１３ｂ、心内血吸
引用チューブ接続ポート１５、人工肺のガス流出口との
接続用ポート１４を有している。接続用ポート１４に
は、通気性かつ血液不透過性部材１８が設けられてい
る。吸引手段接続用ポート１３ａは、心内血吸引用チュ
ーブ接続ポート１５より流入する心内血の吸引と貯血槽
内部を陰圧にするために用いられる。吸引手段接続用ポ
ート１３ｂは、血液流入口１１より流入する静脈血の吸
引と貯血槽内部を陰圧にするために用いられる。

【００２５】血液不透過性部材１８としては、メンブラ
ンフィルター、焼結フィルターなどが使用でき、圧力損
失の少ないものが好適である。心内血吸引用チューブ接
続ポート１５には、術野からの血液を送血するカーディ
オトミーラインチューブが接続される。血液流入口１１
には、患者の心臓上下行静脈に挿入された脱血カニュー
レからの血液を送血する脱血ラインチューブが接続され
る。ハウジング本体５３ａ内には、心内血吸引用チュー
ブ接続ポート１５より流入した血液を濾過するための心
内血濾過フィルター５７と、血液流入口１１より流入し
た血液を濾過する静脈血フィルター５４が設けられてい
る。

【００２６】貯血槽の上方には、人工肺のガス流出口と
の接続用ポート１４が設けられており、この接続用ポー
ト１４と後述する人工肺のガス流出口３４とは、連通部
８により連通されており、これにより、人工肺のガス流
通室は、貯血部（貯血槽内部空間）と連通する。このた
め、貯血槽内部が吸引され陰圧状態となると同時にガス
流通室内部も陰圧状態となる。そして、送血ポンプが停
止して、人工肺の血液流通室の血液が吸引される状態
（血液流通室が陰圧状態）となっても、ガス流通室も陰
圧状態となっているので、両者の圧力バランスが崩れ
ず、血液流通室側にガス交換膜を通過して気泡が流入す
ることがない。また、送血ポンプ作動中には、ガス流通
室の陰圧よりもはるかに高い力により、送血ポンプによ
り血液流通室に陽圧もしくは陰圧が付加されるため、ガ
ス流通室の若干の陰圧が送血の支障になることもなく、
また、ガス交換膜が血液を透過しないので、血液流出も
生じない。

【００２７】人工肺のガス流出口との貯血槽における接
続部位、言い換えれば、ガス流出口との接続用ポート１
４の位置は、貯血槽内の血液との接触の可能性が少ない
部位であればいずれでもよい。図６の接続用ポート１４
は、貯血槽内部のほぼ上端に設けられているが、これに
限られるものではない。例えば、蓋体に設けてもよく、
蓋体としては、血液流入口１１の近傍などが考えられ
る。連通部８としては、硬質または軟質のチューブが使
用される。また、ハウジング本体５３ａは、下方に突出
した突出部５３ｃと、突出部５３ｃの下部（下端）に設
けられた血液流出口１２を有している。

【００２８】ハウジングを構成する部材としては、例え
ば、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、ポリ塩化ビニル、アクリル−スチレン共重合
体、アクリル−ブタジエン−スチレン共重合体等が好適
に使用できる。特に、ポリカーボネート、アクリル樹
脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルが好ましい。

【００２９】そして、貯血槽ハウジング内部には、図６
に示すように、血液を一時的に貯留しておくための貯血
部１７が形成されている。この貯血部１７の容積は、特
に限定されないが、通常、成人用では、３０００〜５０
００ｍｌ程度であり、小児用では、１０００〜２５００
ｍｌである。また、ハウジングは、貯血量や内部に貯留
している血液の状態を容易に確認できるように、実質的
に透明または半透明であることが好ましい。突出部５３
ｃは、言い換えれば、断面積狭小部であり、貯血量低下
時における貯血量または貯血量の変化を正確かつ容易に
把握できるようにするためのものである。そして、図６
に示すように、突出部は、先端に向かってより断面積が
小さくなっている。

【００３０】貯血槽２の下方には、送血ポンプ２が取り
付けられている。図５に示す実施例では、送血ポンプと
して、遠心ポンプが用いられている。遠心ポンプ２は、
内部に回転体を備えるポンプ部２３と、回転体を外部よ
り非接触状態で回転させるためのポンプ駆動部２４とに
より構成されている。遠心ポンプとしては、公知のもの
が使用できる。なお、送血ポンプは、このような遠心ポ
ンプに限られるものではなく、上述したローラーポンプ
などのポンプでもよい。送血ポンプ２の血液流入口２１
はチューブ１６により貯血槽１０の血液流出口１２に接
続され、ポンプ２の血液流出口２２は、チューブ２５に
より人工肺の血液流入口３１に接続されている。送血ポ
ンプ２が作動することにより、貯血槽１０の貯血部１７
内の血液は、人工肺に送血される。

【００３１】人工肺３は、熱交換器付中空糸膜型人工肺
であり、人工肺部３ａと熱交換器部３ｂを備え、熱交換
器部が上流側で人工肺が下流側となっている。この実施
例の熱交換器部３ｂは、血液流入ポート３１と、血液導
出ポート５２と、熱媒体流入ポート３７と、熱媒体流出
ポートとを有する熱交換器ハウジング５５と、熱交換器
ハウジング５５内に収納された複数の熱交換用管体５８
と、熱交換用管体５８の両端部を熱交換器ハウジング５
５の内面に液密に固着する熱交換器内隔壁５７ａ，５７
ｂとを備える。そして、熱交換器ハウジング５５内に
は、血液流入ポート３１および血液導出ポート５２と連
通し、管体５８の外面と熱交換器ハウジング５５の内面
と熱交換器内隔壁５７ａ，５７ｂの内側面により形成さ
れた血液流通室と、熱媒体流入ポート３７および熱媒体
流出ポート（図示せず）と連通し、管体５８内部により
形成された熱媒体流通室とを有している。熱交換器の血
液導出ポート５２は人工肺の血液導入ポート６２と接続
チューブ７０により接続されている。

【００３２】熱交換用管体５８としては、熱伝導率の高
い金属管（例えば、ステンレス管、アルミ管、銅管）あ
るいは樹脂管が好適に使用できる。管体５８の内径は、
０．１〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜５ｍｍであり、
このような管体５８が、約１００本〜２０００本、好ま
しくは、約２０本〜１０００本の細管束に形成され、熱
交換器ハウジング５５内（この実施例では、内筒部内）
に収納されている。管体５８相互の距離としては、管体
５８の外径、内筒部の内径などにより異なるが、０．１
ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度で
ある。熱交換用管体５８の両端部は、端面を閉塞しない
状態で熱交換器内隔壁５７ａ，５７ｂにより、熱交換器
ハウジング５５の内面に液密に固着されている。なお、
熱交換器としては、このような熱交換用管体の内部に血
液が流れるタイプ（血液内部灌流型）のものに限定され
ず、熱交換器用管体の外側に血液が流れるタイプ（血液
外部灌流型）のものであってもよい。また、熱交換器付
人工肺としては、上記のように熱交換器を血液が通過し
た後、人工肺に流入するタイプのものに限られず、人工
肺を血液が通過した後に、熱交換器を通過するものであ
ってもよい。

【００３３】人工肺部３ａは、血液導入ポート６２と血
液流出口３２を有する人工肺ハウジング６０と、人工肺
ハウジング６０内に挿入された多数のガス交換用中空糸
膜からなる中空糸膜束６６と、中空糸膜束６６の両端部
を人工肺ハウジング６０の両端部に液密に固定する隔壁
６４ａ，６４ｂと、中空糸膜内部と連通し、かつ一方の
隔壁６４ａの外側に形成されたガス流入部５９ａと、中
空糸膜内部と連通し、かつ他方の隔壁６４ｂの外側に形
成されたガス流出部５９ｂを備える。

【００３４】人工肺ハウジング６０の形成材料として
は、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル−スチレン共重
合体、アクリル−ブチレン−スチレン共重合体など種々
のものが使用できる。特に好ましくは、ポリカーボネー
ト、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビ
ニル樹脂である。

【００３５】人工肺ハウジング６０の内部に収納された
中空糸膜束６６は、多数の中空糸膜からなり、中空糸膜
は中空糸膜壁を貫通する多数の微細孔を有している。中
空糸膜はこの微細孔を介してＯ_２添加およびＣＯ_２除去
を行うことができ、いわゆるガス交換膜として機能す
る。中空糸膜としては、肉厚が５〜８０μｍ、好ましく
は１０〜６０μｍ、空孔率２０〜８０％、好ましくは３
０〜６０％、微細の孔径が０．０１〜５μｍ、好ましく
は０．０１〜１μｍ程度、内径が１００〜１０００μ
ｍ、好ましくは１００〜３００μｍのものが好適に使用
される。中空糸膜を形成する材質としては、ポリプロピ
レン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポ
リスルホン、ポリアクリロニトリル、セルロースアセテ
ート等の疎水性高分子が使用でき、好ましくは、疎水性
高分子であり、特に好ましくは、ポリオレフィン系樹脂
であり、より好ましくは、ポリプロピレンである。具体
的には、遠心法または固液相分離法などにより微細孔を
形成させたポリプロピレン製中空糸膜が望ましい。

【００３６】中空糸膜は、人工肺ハウジング６０内部を
全体に広がって、１０，０００〜８０，０００本収納さ
れている。中空糸膜の両端部は、それぞれ端面開口が閉
塞されない状態で隔壁６４ａ，６４ｂにより人工肺ハウ
ジング６０の端部に液密に固着されている。隔壁６４
ａ，６４ｂは、中空糸膜束６６を液密に固着すると共
に、人工肺ハウジング６０内を、中空糸膜の外面と人工
肺ハウジング６０の内面と隔壁６４ａ，６４ｂの内側面
とにより形成される血液流通室と、中空糸膜の内部に形
成されるガス流通室とに区画している。隔壁６４ａ，６
４ｂを形成する材料としては、高分子ポッティング剤
（例えば、ポリウレタン、シリコーンゴム）などが好適
に使用できる。

【００３７】人工肺ハウジング６０の上下端付近には、
ガス流通室と連通するガス流入口３３、ガス流出口３４
がそれぞれ設けられている。ガス流入口３３から導入さ
れた酸素ガスは、ガス流通室（中空糸膜の内部空間）を
経てガス導出部に流入し、ガス流出口３４より排出さ
れ、排出されたガスは、連通部８を通り、貯血槽１０に
誘導される。

【００３８】なお、人工肺としては、このように、中空
糸の外部に血液が流れ、内部にガスが流れるタイプ（血
液外部灌流型）のものに限定されず、中空糸膜の内部に
血液が流れるタイプ（血液内部灌流型）のものであって
もよい。さらに、人工肺は、多孔質中空糸膜を用いたも
のに限られず、例えば、多孔質平膜を用いたものでもよ
い。さらに、この実施例の装置では、人工肺のガス流出
口と前記貯血槽の貯血部とが連通しているが、これに限
られるものではなく、図７にも示したように、人工肺の
ガス流通室と貯血槽の貯血部とを連通させたものでもよ
い。この場合、人工肺として中空糸膜の内部に血液が、
外部にガスが流れるタイプ（血液内部灌流型）のものを
用いることが好ましい。このタイプの人工肺では、中空
糸膜の外面とハウジングの内面間にガス流通室が形成さ
れるので、ハウジングの側面にポートを形成することに
より、容易に、貯血槽の貯血部との連通用ポートを作成
することができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明の人工心肺装置は、貯血部を内部
に備える貯血槽と、ガス流入口およびガス流出口を備え
る人工肺と、送血ポンプとを少なくとも備える人工心肺
装置であって、前記人工肺のガス流出口もしくはガス流
通室と前記貯血槽の貯血部とが連通している人工心肺装
置である。このため、人工肺のガス流通室は、貯血部
（貯血槽内部空間）と連通し、貯血槽内部が吸引され陰
圧状態となると同時にガス流通室内部も陰圧状態とな
る。そして、送血ポンプが停止して、人工肺の血液流通
室の血液が吸引される状態（血液流通室が陰圧状態）と
なっても、ガス流通室はあらかじめ吸引手段の影響を受
けて陰圧状態となっているので、両者の圧力バランスが
崩れず、特に、血液側がガス側より圧力が低くなること
がなく、血液流通室側にガス交換膜を通過して気泡が流
入することがない。

【００４０】また、本発明の人工心肺装置は、貯血部を
内部に備える貯血槽と、ガス流入口およびガス流出口を
備える人工肺と、送血ポンプと、前記貯血槽に接続さ
れ、前記貯血部を陰圧にするための吸引手段を少なくと
も備える人工心肺装置であって、前記人工肺のガス流出
口もしくはガス流通室と前記吸引手段とが連通してい
る。このため、貯血槽内部が吸引され陰圧状態となると
同時にガス流通室内部も陰圧状態となる。そして、送血
ポンプが停止して、人工肺の血液流通室の血液が吸引さ
れる状態（血液流通室が陰圧状態）となっても、ガス流
通室はあらかじめ吸引手段の影響を受けて陰圧状態とな
っているので、両者の圧力バランスが崩れず、特に、血
液側がガス側より圧力が低くなることがなく、血液流通
室側にガス交換膜を通過して気泡が流入することがな
い。

【００４１】また、本発明の貯血槽付人工肺は、人工肺
と、該人工肺に取り付けられた貯血槽を備える貯血槽付
人工肺であって、前記貯血槽は、血液流入口と、血液流
出口と、貯血部と、該貯血部を陰圧にするための吸引手
段の接続ポートと、心内血吸引用チューブ接続ポートと
を備え、前記人工肺は、血液流入口と、血液流出口と、
ガス流入口と、ガス流出口と、人工肺内を血液流通室と
ガス流通室に区分するガス交換膜とを備え、さらに、貯
血槽付人工肺は、前記人工肺のガス流出口もしくはガス
流通室と前記貯血槽の前記貯血部の上部とを連通する連
通部を備える。このため、人工肺のガス流通室は、貯血
部（貯血槽内部空間）と連通し、貯血槽に接続される吸
引手段により貯血槽内部が陰圧状態となると同時にガス
流通室内部も陰圧状態となる。この状態にて、送血ポン
プが停止すると、人工肺の血液流通室の血液が吸引され
る状態（血液流通室が陰圧状態）となるが、ガス流通室
はあらかじめ吸引手段の影響を受けて陰圧状態となって
いるので、両者の圧力バランスが崩れず、特に、血液側
がガス側より圧力が低くなることがなく、血液流通室側
にガス交換膜を通過して気泡が流入することがない。ま
た、あらかじめ、人工肺のガス流出口と貯血槽の貯血部
の上部とが連通部により連通しているので、使用時に両
者を接続する必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の人工心肺装置の一実施例の概
念図である。

【図２】図２は、本発明の人工心肺装置の他の実施例の
概念図である。

【図３】図３は、本発明の人工心肺装置の他の実施例の
概念図である。

【図４】図４は、本発明の人工心肺装置の他の実施例の
概念図である。

【図５】図５は、本発明の貯血槽付人工肺に送血ポンプ
を取り付けた状態の外観図である。

【図６】図６は、図５に示した貯血槽付人工肺の断面図
である。

【図７】図７は、本発明の人工心肺装置の他の実施例の
概念図である。

【符号の説明】

１人工心肺装置２送血ポンプ３人工肺４吸引手段５心内血チューブ６脱血チューブ７送血チューブ８連通部１０貯血槽１７貯血部３３ガス流入口３４ガス流出口５０貯血槽付人工肺

フロントページの続き (56)参考文献特開平２−102662（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61M 1/00 - 1/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】貯血部を内部に備える貯血槽と、ガス流
入口およびガス流出口を備える人工肺と、送血ポンプと
を少なくとも備える人工心肺装置であって、前記人工肺
のガス流出口もしくはガス流通室と前記貯血槽の貯血部
とが連通していることを特徴とする人工心肺装置。
【請求項２】貯血部を内部に備える貯血槽と、ガス流
入口およびガス流出口を備える人工肺と、送血ポンプ
と、前記貯血槽に接続され、前記貯血部を陰圧にするた
めの吸引手段を少なくとも備える人工心肺装置であっ
て、前記人工肺のガス流出口もしくはガス流通室と前記
吸引手段とが連通していることを特徴とする人工心肺装
置。
【請求項３】前記貯血槽の血液流出口と前記人工肺の
血液流入口は、連通しており、前記貯血槽と該人工肺の
間もしくは該人工肺より下流側に送血ポンプが設けられ
ている請求項１または２に記載の人工心肺装置。
【請求項４】前記人工肺の血液流出口は、前記貯血槽
の血液流入口に接続されており、該貯血槽の下流側に前
記送血ポンプが設けられている請求項１または２に記載
の人工心肺装置。
【請求項５】人工肺と、該人工肺に取り付けられた貯
血槽を備える貯血槽付人工肺であって、前記貯血槽は、
血液流入口と、血液流出口と、貯血部と、該貯血部を陰
圧にするための吸引手段の接続ポートと、心内血吸引用
チューブ接続ポートとを備え、前記人工肺は、血液流入
口と、血液流出口と、ガス流入口と、ガス流出口と、人
工肺内を血液流通室とガス流通室に区分するガス交換膜
とを備え、さらに、貯血槽付人工肺は、前記人工肺のガ
ス流出口もしくはガス流通室と前記貯血槽の前記貯血部
の上部とを連通する連通部を備えることを特徴とする貯
血槽付人工肺。
【請求項６】前記人工肺は、熱交換器を備えている請
求項５に記載の貯血槽付人工肺。
【請求項７】前記人工肺は、多孔質膜型人工肺である
請求項５または６に記載の貯血槽付人工肺。