JP7367539B2 - 人工肺装置 - Google Patents

Description

本発明は、血液に含まれる二酸化炭素を除去して酸素を付加する人工肺装置に関する。

心臓外科手術のように、患者の心臓の動きを止めてから行われる手術では、止められた心臓及び肺の機能を代替させるべく人工心肺回路が用いられる。この人工心肺回路において、肺の役割を果たしているのが人工肺装置であり、人工肺装置としては例えば特許文献１のようなものが知られている。

特許文献１に記載の人工肺装置は、ハウジング及びガス交換器を備えている。ハウジングは円筒状を成し、その両端部がヘッダによって塞がれている。また、ハウジングは、各ヘッダが上下に位置するように立てて配置され、その中にガス交換器が収容されている。ガス交換器は、バンドル及び筒状コアから成り、バンドルを筒状コアに巻き付けることによって構成されている。このような人工肺装置では、ハウジングと筒状コアとの間に円環状の血液通路が形成されている。

また、筒状コアの上端部には拡散部が形成されており、その拡散部によって筒状コア内に導かれる血液が血液通路へと拡散される。血液通路には筒状コアに巻かれたバンドルが介在している。バンドルは、複数の中空糸を帯状に並べて構成されており、隣接する中空糸の間には隙間が形成され、拡散された血液はその隙間を通って排出口へと進んでいく。また、中空糸は、その中に酸素が流れており、中空糸に触れた血液から二酸化炭素を除去し酸素を付加する。

特表平１１－５０８４７６号公報

ところで、特許文献１を含む従来の人工肺装置は、ガス交換器を成すバンドル内の隙間の血液通路を血液が流れるが、この血液と一緒に気泡が運ばれてくることがある。このような気泡は、基本的にはバンドルの中空糸に触れた際に吸収され、その大半が除去される。しかし、血液と共に大量の気泡が運ばれてくる場合は、血液がガス交換器を通過する期間内では、中空糸に十分吸収されないことがある。そして、中空糸に吸収されなかった気泡が過剰に溜まると、血液の流れによって排出口の方へと運ばれることがある。

そこで本発明は、血液によって運ばれてくる気泡が過剰に溜まるのを抑制することができる人工肺装置を提供することを目的とする。

本発明に係る人工肺装置は、血液流入ポート及び血液流出ポートを有するハウジングと、前記ハウジング内に配置され、血液が前記血液流入ポートから前記血液流出ポートへ流れる途中で、当該血液に対してガス交換を行うガス交換器と、前記ガス交換器の表面に対向して配置されて前記表面との間にスペースを形成する対向壁と、を備え、前記ガス交換器の表面と前記対向壁とは、前記ガス交換器を通過してきた気体を再び前記ガス交換器へ向かわせる気体誘導部を成し、前記ガス交換器の表面と前記対向壁との間の離隔寸法は、鉛直上方へ向かうに従って、または、前記スペースにおける血液の通流方向の下流側へ向かうに従って、ゼロに向かうよう漸減している。

このような構成により、人工肺装置内においてガス交換器を経ても吸収されなかった気体は、再びガス交換器へ向かうことになるため、より多くの気泡をガス交換器にて吸収させることができる。しかも、気体誘導部を構成するガス交換器の表面と対向壁とは、鉛直上方または下流側で接している（離隔寸法がゼロになる）か、あるいは、接するに至らなくとも漸近している（離隔寸法がゼロに近づく）。従って、気体誘導部に至った気体を、再びガス交換器へと、より確実に向かわせることができ、ハウジング内に気泡が過剰に溜まることを抑制することができる。

また、上記人工肺装置において、前記ガス交換器を通過してきた血液が前記血液流出ポートへ向かう流路を横断するようにして、前記血液中の異物を除去するフィルタが、そのフィルタ面の一部が前記ガス交換器の表面と接するように設けられており、前記フィルタが前記対向壁を成していてもよい。

このような構成により、専用の対向壁を設けることなく、血液中の異物を除去するフィルタによって対向壁の機能を兼用させることができる。また、当該フィルタは血液の流れにおいてガス交換器よりも下流側に位置するため、ガス交換器を経ても残存する気体を確実に集め、ガス交換器へ再び向かわせることができる。

また、上記人工肺装置において、前記ガス交換器は、その表面の一部が前記ハウジングの内壁面と接するようにして設けられており、前記ハウジングの内壁面が前記対向壁を成していてもよい。

このような構成により、専用の対向壁を設けることなく、元々備えられているハウジングによって対向壁の機能を兼用させることができる。

また、上記人工肺装置において、前記ハウジング内に配置され、前記血液流入ポートから流入した血液を温調すると共に温調後の血液を前記ガス交換器へ送り出す熱交換器を更に備え、前記ガス交換器は前記熱交換器を取り囲む筒状を成し、前記熱交換器と前記ガス交換器との間には両者を隔てる筒状壁が設けられており、前記ガス交換器の内周面と前記筒状壁において前記ガス交換器の内周面に対向する部分とで、前記気体誘導部が形成されていてもよい。

このような構成により、ガス交換器が熱交換器を取り囲む筒状を成す場合には、ガス交換器の内周面側に気体誘導部を設けることができる。

本発明によれば、血液によって運ばれてくる気泡が過剰に溜まるのを抑制することができる人工肺装置を提供することができる。

図１は、実施の形態１に係る人工肺装置の正面断面図である。 図２は、図１の人工肺装置をＩＩ－ＩＩ線で切断した側面断面図である。 図３は、実施の形態２に係る人工肺装置の側面断面図である。 図４は、実施の形態３に係る人工肺装置の正面断面図である。 図５は、実施の形態４に係る人工肺装置の正面断面図である。 図６は、実施の形態５に係る人工肺装置の正面断面図である。 図７は、実施の形態６に係る人工肺装置の正面断面図である。 図８は、実施の形態７に係る人工肺装置の正面断面図である。 図９は、実施の形態８に係る人工肺装置の正面断面図である。 図１０は、変形例１に係る人工肺装置の正面図である。 図１１は、変形例２に係る人工肺装置の正面図である。 図１２は、参考例１に係る人工肺装置の正面図である。

以下、本発明に係る人工肺装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する人工肺装置は、本発明の一実施形態にすぎず、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１の人工肺装置１Ａの構成を示す正面断面図であり、図２は、図１の人工肺装置１をＩＩ－ＩＩ線で切断した側面断面図である。図１及び図２に示す人工肺装置１Ａは、患者の心臓の動きを止めて行われる手術にて、患者の肺の機能を代替するために用いられるものである。そのために人工肺装置１Ａは、患者の血液に含まれる二酸化炭素を除去して酸素を付加するガス交換機能を有し、また、血液の温度を調整する熱交換機能を有している。本実施の形態１で例示する人工肺装置１Ａは、いわゆる横置きタイプの構成となっており、ハウジング２及び内筒３を備えている。

ハウジング２は、両端部が塞がれた大略円筒状に形成されており、その中に内筒３を収容すべく内部空間２ａを有している。また、ハウジング２は、ハウジング本体１０と、吊下げ部１１と、２つのキャップ部１２，１３とを有している。

ハウジング本体１０は大略円筒状に形成されており、その上部外周面に吊下げ部１１が設けられている。吊下げ部１１は、ハウジング本体１０の軸線１０ａ方向のほぼ中央部分に配置されており、ハウジング本体１０の上部外周面から径方向の外側に延在している。吊下げ部１１は、例えば大略柱状に形成されており、その先端側部分が外部の吊下げ装置（不図示）に取り付けて吊下げられるようになっている。従って、ハウジング本体１０は吊下げ部１１を介して吊下げることができ、吊下げられたハウジング本体１０はその軸線１０ａが水平方向に延在するように構成されている。

ハウジング本体１０は、軸線１０ａ方向の両側に開口端部を有する。このうち、一方側（図１では左側）の開口端部はキャップ部１２により塞がれ、他方側（図１では右側）の開口端部はキャップ部１３によって塞がれている。これらのキャップ部１２，１３は、大略円板状に形成されている。なお、以下では説明の便宜上、ハウジング本体１０の軸線１０ａ方向においてキャップ部１２が位置する側を左側とし、キャップ部１３が位置する側を右側とする。

図１に示すように、キャップ部１２にはガス供給ポート１４が形成されている。ガス供給ポート１４は大略円筒状に形成されており、キャップ部１２の外周縁付近から軸線１０ａ方向の左側へ突出している。ガス供給ポート１４は、外部のガス供給装置（不図示）との間でガス供給チューブを介して接続されており、ガス供給装置から供給される酸素を含むガスがガス供給ポート１４からハウジング２内に導かれる。

一方、キャップ部１３にはガス排出ポート１５が形成されている。ガス排出ポート１５は大略円筒状に形成されており、キャップ部１３の外周縁付近から軸線１０ａ方向の右側へ突出している。このガス排出ポート１５は、外部のガス供給装置との間でガス排出チューブを介して接続されており、ガス供給ポート１４からハウジング２内に供給されたガスを排出してガス供給装置に戻すようになっている。

キャップ部１２の中心軸（ハウジング本体１０の軸線１０ａとほぼ一致する軸）付近には、血液流入ポート１６が形成されている。血液流入ポート１６は、大略円筒状に形成されており、キャップ部１２の中心軸の下側から左斜め下方に突出している。血液流入ポート１６には、不図示の静脈血チューブが接続され、静脈血が静脈血チューブおよび血液流入ポート１６を介してハウジング本体１０内に導かれる。

一方、ハウジング本体１０の外周面の下部（吊下げ部１３の反対側部分）であって、且つ、人工肺装置１Ａの軸線１０ａ方向の中心よりも左側の位置には、血液流出ポート１７が形成されている。より詳細には、血液流出ポート１７は、ポート取付部１７ａとポート本体部１７ｂとを備えている。このうちポート取付部１７ａは大略円筒状に形成され、ハウジング本体１１の外周面の下部に設けられ、下方に突出している。ポート本体部１７ｂはポート取付部１７ａに下方から挿入されている。ポート本体部１７ｂは大略円筒状に形成されており、ポート取付部１７ａの下端から下方に突出し、その先で斜め下方に屈曲している。ポート本体部１７ｂは、ポート取付部１７ａに対して当該ポート取付部１７ａの軸心回りに回転可能であり、ポート本体部１７ｂの流出口を様々な方向に向けることができる。血液流出ポート１７（ポート本体部１７ｂ）には不図示の動脈血チューブが接続され、人工肺装置１Ａにて生成される動脈血は動脈血チューブを介して外部へ送り出される。

キャップ部１３には、不図示の媒体流入ポート及び媒体流出ポートが設けられている。媒体流入ポート及び媒体流出ポートは、キャップ部１３の中心軸を挟んで互いに離間させて配置されている。このうち媒体流入ポートは、不図示の媒体供給チューブに接続され、媒体供給チューブからの温水又は冷水等の熱媒体をハウジング２内に導く。媒体流出ポートは不図示の媒体排出チューブに接続され、ハウジング２内の熱媒体は媒体排出チューブを介してハウジング２外に排出される。

上述したハウジング２の内部空間２ａには、内筒３がハウジング本体１０とほぼ同軸心状に収容されており、この内筒３によってハウジング２の内部空間２ａが熱交換室２０及びガス交換室２１などに区分けされている。具体的には、内筒３の内部空間が熱交換室２０を成している。また、内筒３とハウジング本体１１との間の環状空間は、後述する筒状のフィルタ３０によって更に小径の環状空間と大径の環状空間とに区分けされ、小径の環状空間がガス交換室２１を成し、大径の環状空間は血液流出空間２２を成している。このガス交換室２１には、中空糸体（ガス交換器）４０が設けられている。

中空糸体４０は大略円筒状（あるいは、内部空間を有する柱状）に形成されており、複数の中空糸によって構成されている。詳細には、中空糸体４０は、複数の中空糸を互いに交差させて積層して構成されるマット状の中空糸膜（バンドル）を、内筒３の外周面に巻き付けることによって構成されている。なお、バンドルを内筒３の外周面に直接巻き付けるのではなく、内筒３に外嵌する円筒状のコア部材を別途用意し、このコア部材にバンドルを巻き付けた上で、コア部材と共にバンドルを内筒３に外嵌させるように組み付けてもよい。

ガス交換室２１及び血液流出空間２２の左側の領域には、円環状のシール部材５０が、中空糸体４０の左端部に外嵌して設けられている。シール部材５０は、キャップ部１２の内周面及び中空糸体４０の左端面と共にガス流入空間５２を形成し、このガス流入空間５２にはガス供給ポート１４が連通している。また、ガス交換室２１及び血液流出空間２２の右側の領域には、円環状のシール部材５１が、中空糸体４０の右端部に外嵌して設けられている。シール部材５１は、キャップ部１３の内周面及び中空糸体４０の右端面と共にガス流出空間５３を形成し、このガス流出空間５３にはガス排出ポート１５が連通している。

中空糸体４０は、上記のガス流入空間５２とガス流出空間５３との間に架け渡されるようにして設けられている。そして、シール部材５０は、血液流出空間２２の左側において、中空糸体４０とハウジング２との間を全周方向に亘りシールし、シール部材５１は、血液流出空間２２の右側において、中空糸体４０とハウジング２との間を全周方向に亘りシールしている。このような構成により、ガス供給ポート１４に連通するガス流入空間５２と、ガス排出ポート１５に連通するガス流出空間５３とは、互いに中空糸体４０を構成する複数の中空糸の内孔を介して連通している。

中空糸体４０において、これを構成する複数の中空糸の各々の間には隙間が設けられており、ガス交換室２１では、この隙間を血液が流れるようになっている。詳細には、ガス交換室２１に導かれた血液は、中空糸体４０内の隙間を通り、中空糸に触れながら軸線１０ａを中心とする径方向外側へ向かって流れていく。各中空糸の内孔には、ガス供給ポート１４及びガス流入空間５２を介し、外部のガス供給装置から酸素リッチなガスが通される。従って、二酸化炭素濃度の高い血液が中空糸に触れると、血液と中空糸内のガスとの間でガス交換が行われる。これにより、血液から二酸化炭素が除去されると共に血液に酸素が付加される。このように、血液はガス交換が行われながら、ガス交換室２１内を径方向外側へ流れていく。一方、中空糸の内孔を通るガスは、ガス交換が行われながら右側へ流れ、ガス流出空間５３及びガス排出ポート１５を経て外部のガス供給装置へ戻っていく。

一方、内筒３の内部空間は、上述したように熱交換室２０を成している。熱交換室２０には、不図示の媒体管路が配設されており、この媒体管路の一端には媒体流入ポートが接続され、他端には媒体流出ポートが接続されている。この媒体管路は、ステンレス鋼等の熱伝導率の高い材料により構成される長尺状且つ小径の管部材である。また、内筒３の壁部には内外を貫通する複数の貫通孔３ａが全周囲にわたって設けられており、血液流入ポート１６から流入した血液は、媒体管路の隙間を通り、更に内筒３の貫通孔３ａを通ってガス交換室２１へ至る。このように、熱交換室２０からガス交換室２１へは、血液は放射状の流れとなって流れる。また、血液が熱交換室２０を流れる間、媒体管路には媒体流入ポートから温調用の媒体が流されているため、この管路に触れた血液は適温に温調される。なお、熱交換室２０に設けられる熱交換器は、媒体管路に限定されるものではなく、血液流入ポート１６から入った血液が熱交換器を通って熱交換され、続く中空糸膜でガス交換されるように設けられていればよい。

このような人工肺装置１Ａでは、静脈から取り出された静脈血が、血液流入ポート１６からハウジング２内に入り、内筒３内の熱交換室２０、内筒３の貫通孔３ａ、内筒３外のガス交換室２１、フィルタ３０、及び血液流出空間２２を順に経て、血液流出ポート１７から外部へ送り出される。

この間、血液は、上述したように熱交換室２０において媒体管路内を流れる熱媒体と熱交換して適温に調温される。また、ガス交換室２１では、中空糸体４０の隙間を流れる血液と、各中空糸の内孔を通る酸素リッチなガスとの間で、ガス交換が行われる。このようにして、人工肺装置１Ａに流入した血液は、所定温度に調温され、且つ、二酸化炭素が低減され酸素が付加されることで、動脈血として血液流出ポート１７から流出する。

ここで、人工肺装置１Ａには、血液と共に流れてくる気泡等の気体を中空糸にてより多く吸収させるための構成として、気体誘導部９０が備えられている。つまり、人工肺装置１Ａは、中空糸体４０の表面４１に対向して配置されてこの表面４１との間にスペース（気体貯留部）９１を形成する対向壁を備え、中空糸体４０の表面４１と対向壁との間の離隔寸法Ｄ１は、鉛直上方へ向かうに従ってゼロに至るよう漸減している。そして、このように離隔寸法Ｄ１がゼロへ漸減する中空糸体４０の表面４１と対向壁とが、中空糸体４０を通過してきた気体を再び中空糸体４０へ向かわせる気体誘導部９０を成している。また、人工肺装置１Ａでは、フィルタ３０が上記の対向壁を成している。以下、詳述する。

人工肺装置１Ａのフィルタ３０は、血液中の異物を除去する機能を有しており、図１及び図２に示すように、中空糸体４０を通過してきた血液が血液流出ポート１７へ向かう流路を横断するようにして設けられている。より具体的には、フィルタ３０は円筒形状を成しており、その内径寸法Ｒ１は、円筒状の中空糸体４０の外径寸法Ｒ２よりも大きい。そして、フィルタ３０は、同様に円筒状を成す中空糸体４０に対して偏心して配置されている。従って、フィルタ３０の内周面３１のうちフィルタ３０の上部に対応する部分は、中空糸体４０の外周面４１のうち中空糸体４０の上部に対応する部分と接している。

その結果、中空糸体４０の外周面４１と、これに対向する対向壁を成すフィルタ３０の内周面３１との間にスペース９１が形成される。そして、中空糸体４０の外周面４１とフィルタ３０の内周面３１との間の離隔寸法Ｄ１は、図２に示すように、鉛直上方へ向かうに従って漸減し、両者の接触箇所９０ａにてゼロに至っている。本実施の形態１の人工肺装置１Ａでは、このように離隔寸法Ｄ１がゼロへ漸減する中空糸体４０の外周面４１とフィルタ３０の内周面３１とで、気体誘導部９０が構成されている。

人工肺装置１Ａは、このような構成により、中空糸体４０を経ても吸収されなかった気体があった場合であっても、この気体は、気体誘導部９０にてフィルタ３０の内周面３１あるいは中空糸体４０の外周面４１に沿って浮力により上昇する。そして、気体誘導部９０が有するスペース９１は、上方へ向かうに従って次第に幅狭になるため、上昇する気体は次第に中空糸体４０に対して強く押し付けられていく。従って、より多くの気泡を中空糸体４０にて吸収させることができ、ハウジング２内に気泡が過剰に溜まることを抑制することができる。

なお、フィルタ３０の断面形状は図２に示したような円形に限られない。例えば、楕円形、長円形、しずく形状などであってもよい。更に言えば、上述したように中空糸体４０の外周面４１とフィルタ３０の内周面３１との離隔距離Ｄ１が鉛直上方へ向かうに従ってゼロへ向かって漸減する構成（気体誘導部９０）を備えていれば、フィルタ３０の残余の部分の構成は特に限定されない。

（実施の形態２）
図３は、実施の形態２に係る人工肺装置１Ｂの側面断面図である。以下、この人工肺装置１Ｂにおいて、上述した人工肺装置１Ａと異なる部分を中心に説明する。なお、図３では、人工肺装置１Ｂの構成のうち人工肺装置１Ａの構成に少なくとも機能面で対応するものには、人工肺装置１Ａの説明で用いた符号に１００を加算した符号を付している。

図３に示すように、人工肺装置１Ｂはいわゆる横置きタイプであって、ハウジング１０２及び内筒１０３を備えている。ハウジング１０２は、大略円筒状のハウジング本体１１０と、ハウジング本体１１０の上部に接続された吊り下げ部１１１と、ハウジング本体１１０の両端開口を塞ぐ２つのキャップ部（不図示）とを有している。

ハウジング１０２の内部空間１０２ａには、内筒１０３が、ハウジング本体１１０の軸心に対して偏心して上方に位置するよう収容されている。また、内筒１０３には円筒状の中空糸体（ガス交換器）１４０が同軸状を成すように外嵌して設けられており、中空糸体１４０の表面１４１のうち中空糸体１４０の上部に対応する部分は、ハウジング本体１１０の内壁面１１０ｂのうちハウジング本体１１０の上部に対応する部分に接している。

その結果、中空糸体１４０の外周面１４１と、これに対向する対向壁を成すハウジング本体１１０の内壁面１１０ｂとの間にスペース（気体貯留部）１９１が形成される。そして、中空糸体１４０の外周面１４１とハウジング本体１１０の内壁面１１０ｂとの間の離隔寸法Ｄ２は、図３に示すように、鉛直上方へ向かうに従って漸減し、両者の接触箇所１９０ａにてゼロに至っている。本実施の形態２の人工肺装置１Ｂでは、このように離隔寸法Ｄ２がゼロへ漸減する中空糸体１４０の外周面１４１とハウジング本体１１０の内壁面１１０ｂとで、気体誘導部１９０が構成されている。

一方、ハウジング１０２の内部空間１０２ａにはフィルタ１３０が収容されている。フィルタ１３０は平面視では矩形板状を成し、且つ、側面視では前後方向の中央部分１３２が下方へ突出するように湾曲した形状となっている。フィルタ１３０は、その中央部分１３２の上面が中空糸体１４０の下部の表面１４１に当接し、前端１３３は、ハウジング本体１１０の前側の内壁面１１０ｂにおいて上下方向の中央付近に当接し、後端１３４は、後側の内壁面１１０ｂにおいて上下方向の中央付近に当接している。なお、フィルタ１３０の構成は上述したものに限られず、中空糸体１４０を通過してきた血液が血液流出ポートへ向かう流路を横断するように設ければ他の構成を採用してもよい。

このような人工肺装置１Ｂでは、静脈から取り出された静脈血が、血液流入ポート（不図示）からハウジング１０２内に入り、内筒１０３内の熱交換室１２０、内筒１０３の貫通孔１０３ａ、内筒１０３外のガス交換室１２１、フィルタ１３０、及び血液流出空間１２２を順に経て、血液流出ポート（不図示）から動脈血として外部へ送り出される。また、この間、人工肺装置１Ａと同様に、血液は熱交換室１２０にて調温され、ガス交換室１２１では二酸化炭素の除去及び酸素の付加が施される。

また、人工肺装置１Ｂは上述したように気体誘導部１９０を備えている。従って、中空糸体１４０を経ても吸収されなかった気体があった場合であっても、この気体は、気体誘導部１９０にてハウジング本体１１０の内壁面１１０ｂあるいは中空糸体１４０の外周面１４１に沿って浮力により上昇する。そして、気体誘導部１９０が有するスペース１９１は、上方へ向かうに従って次第に幅狭になるため、上昇する気体は次第に中空糸体１４０に対して強く押し付けられていく。従って、より多くの気泡を中空糸体１４０にて吸収させることができ、ハウジング１０２内に気泡が過剰に溜まることを抑制することができる。

（実施の形態３）
図４は、実施の形態３に係る人工肺装置１Ｃの正面断面図である。以下、この人工肺装置１Ｃにおいて、上述した人工肺装置１Ａと異なる部分を中心に説明する。なお、図４では、人工肺装置１Ｃの構成のうち人工肺装置１Ａの構成に少なくとも機能面で対応するものには、人工肺装置１Ａの説明で用いた符号に２００を加算した符号を付している。

図４に示すように、人工肺装置１Ｃはいわゆる横置きタイプであって、ハウジング２０２、内筒２０３、及び中筒２０４を備えている。このうち中筒２０４は、ハウジング２０２よりも小径であり、且つ、内筒２０３よりも大径である。そして、内筒２０３及び中筒２０４は互いにほぼ同軸状に配置された状態で、ハウジング２０２の内部空間２０２ａに収容されている。

内筒２０３内は熱交換室２２０を成し、この熱交換室２２０には管群２６０がその軸線方向と内筒３の軸線方向とが一致するように配置されている。管群２６０は複数の熱交換パイプの集合体であり、各パイプはステンレス鋼等の熱伝導率の高い材料により構成され、血液流入ポート２１６からの血液が左側の開口から流れ込むようになっている。

内筒２０３と中筒２０４との間には円環状の熱媒体室２６１が形成されている。熱媒体室２６１は、下側の第１熱媒体室２６２と上側の第２熱媒体室２６３とに更に仕切られて分室されており、第１熱媒体室２６２には媒体流入ポート２１８が連通し、第２熱媒体室２６３には媒体流出ポート２１９が連通している。また、内筒２０３の上部と下部とにはそれぞれ複数の貫通孔２６４が形成されている。更に、内筒２０３内の管群２６０は、各熱交換パイプが互いに隙間を有するようにして支持されている。

従って、媒体流入ポート２１８から流入した媒体は、第１熱媒体室２６２を経て、内筒２０３の下部の貫通孔２６４を通って内筒２０３内に至る。そして、管群２６０を構成する複数の熱交換パイプの隙間を通り、内筒２０３の上部の貫通孔２６４を通って第２熱媒体室２６３へ至り、そこから媒体流出ポート２１９を介して外部へ流出する。一方、血液流入ポート２１６から入った血液は、管群２６０の各熱交換パイプの内孔を通るため、この間、血液と媒体との間で熱交換が行われて血液は適温に調温される。なお、貫通孔２６４は内筒２０３の上部及び下部に設けられた構成に限定されない。例えば、貫通孔２６４は、内筒２０３の側部の対向位置に設けられ、媒体が紙面手前方向から紙面奥方向または紙面奥方向から紙面手前方向に流れるように設けられていてもよい。

熱交換室２２０で調温された血液は、管群２６０の右側の開口から流出し、内筒２０３の右端付近で径方向外側へ向かい、更に、中筒２０４の外周囲に形成されたガス交換室２２１へ至る。より具体的には、ガス交換室２２１は中筒２０４とハウジング本体２１０との間に形成され、このガス交換室２２１には筒状の中空糸体（ガス交換器）２４０が外嵌して設けられている。

中空糸体２４０は複数の中空糸を有し、各中空糸の内孔の左側の開口はガス供給ポート２１４に連通し、右側の開口はガス排出ポート２１５に連通している。また、各中空糸の間には隙間が設けられており、この隙間を血液が通流する。つまり、熱交換室２２０から出た血液は、ガス交換室２２１の右側から入り、各中空糸の隙間を通って左側へ向かって流れる。この間、各中空糸の内孔には酸素リッチなガスが通流し、血液とこのガスとの間でガス交換が行われる。その結果、血液から二酸化炭素が除去され、酸素が付加される。

ハウジング本体２１０の内周面のうち左側の部分は、その他の部分よりも拡径した凹部２６５が形成されている。この凹部２６５は中空糸体２４０の左側部分を周回するように位置しており、凹部２６５と中空糸体２４０との間に、円環状かつ切頭円錐状のフィルタ２３０が配設されている。このフィルタ２３０は、中空糸体２４０を通過してきた血液が血液流出ポート２１７へ向かう流路を横断して配置されている。よって、凹部２６５と中空糸体２４０とにより画定される空間はフィルタ２３０によって二分され、このうち血液流出ポート２１７と連通する空間は血液流出空間２２２を成している。

従って、上述したようにガス交換室２２１にてガス交換された血液は、フィルタ２３０を通過する際に、更に血液中の異物が除去される。そして、このようにして動脈血となった血液は、血液流出空間２２２を経て血液流出ポート２１７から外部へ流出する。

ところで、この人工肺装置１Ｃでは、中筒２０４と中空糸体２４０とによって気体誘導部２９０が構成されている。詳述すると、図４に示すように、中筒２０４の左右方向の中央部分には、他の部分よりも小径となるように縮径された縮径部２６６が形成されている。縮径部２６６は中筒２０４の中央部分を周回するようにして設けられ、この縮径部２６６と中空糸体２４０との間で血液は、中空糸体２４０内の血液と同様に左側へ向かって流れる。また、縮径部２６６における左側部分は、左側へ向かうに従って拡径するよう断面の輪郭がテーパ状となるテーパ部２６７を成し、右側部分は、右側へ向かうに従って拡径するよう断面の輪郭がテーパ状となるテーパ部２６８を成している。

上述した中筒２０４のうち縮径部２６６の左側のテーパ部２６７と中空糸体２４０とにより、気体誘導部２９０が構成されている。つまり、左側のテーパ部２６７は本発明に係る対向壁を成し、中空糸体２４０の内表面２４１に対向して位置すると共に、中空糸体２４０の内表面２４１との間にスペース（気体貯留部）２９１を形成する。更に、テーパ部２６７の外表面２６７ａと中空糸体２４０の内表面２４１との間の離隔寸法Ｄ３は、スペース２９１における血液の通流方向下流側（つまり、左側）へ向かうに従って、ゼロに至るように漸減している。人工肺装置１Ｃでは、このような気体誘導部２９０が、中筒２０４を周回するように形成されている。

このような構成により、中空糸体２４０を経ても吸収されなかった気体があった場合であっても、この気体は、気体誘導部２９０にてテーパ部２６７の外周面２６７ａ又は中空糸体２４０の内周面２４１に沿って、血液の通流方向に沿って下流側へ移動する。気体誘導部２９０が有するスペース２９１は、下流側へ向かうに従って次第に幅狭になるため、下流側へ移動する気体は次第に中空糸体２４０に対して強く押し付けられていく。従って、より多くの気泡を中空糸体２４０にて吸収させることができ、ハウジング２０２内に気泡が過剰に溜まることを抑制することができる。

なお、図４では縮径部２６６を断面台形状とした構成を例示したが、このような構成に限られない。例えば、血液の通流方向下流側へ向かうに従って拡径する斜辺を有する三角形状の断面としてもよいし、円弧状の断面としてもよい。

（実施の形態４）
図５は、実施の形態４に係る人工肺装置１Ｄの正面断面図である。以下、この人工肺装置１Ｄにおいて、上述した人工肺装置１Ａと異なる部分を中心に説明する。なお、図５では、人工肺装置１Ｄの構成のうち人工肺装置１Ａの構成に少なくとも機能面で対応するものには、人工肺装置１Ａの説明で用いた符号に３００を加算した符号を付している。

図５に示すように、人工肺装置１Ｄは、箱状のハウジング３０２を備えている。このハウジング３０２は、左右に開口を有する矩形筒状のハウジング本体３１０と、ハウジング本体３１０の上部に接続された吊り下げ部３１１と、ハウジング本体３１０の左右の開口を塞ぐ２つのキャップ部３１２，３１３とを有している。この人工肺装置１Ｄは、ハウジング３０２の内部空間３０２ａにおいて左右方向に血液が流れ、前後方向に熱媒体が流れ、上下方向にガスが流れる構成となっている。以下、これらの構成について詳述する。

人工肺装置１Ｄは、静脈血が流入する血液流入ポート３１６と、当該人工肺装置１Ｄにて調温及びガス交換された血液が動脈血として流出する血液流出ポート３１７とを有している。このうち血液流入ポート３１６は、右側のキャップ部３１３において上下方向の中央より下方位置に設けられている。また、血液流出ポート３１７は、左側のキャップ部３１４において上下方向の中央より下方位置に設けられている。なお、図５では、血液流入ポート３１６と血液流出ポート３１７とは上下方向の位置が一致する構成を例示しているが、これに限らず両者の上下方向位置や前後方向位置を異ならせてもよい。

また、人工肺装置１Ｄは、血液とガス交換するための酸素豊富なガスが流入するガス供給ポート３１４と、ガス交換後のガスが流出するガス排出ポート３１５とを有している。このうちガス供給ポート３１４は、左側のキャップ部３１２の上部に設けられ、ガス排出ポート３１５は、ハウジング本体３１０の底壁の中央付近に設けられている。そして、ハウジング３０２の内部空間３０２ａの上部は、ガス供給ポート３１４と連通するガス流入空間３５２を成し、内部空間３０２ａの下部は、ガス排出ポート３１５が連通するガス流出空間３５３を成している。これらガス流入空間３５２及びガス流出空間３５３は上下に偏平な空間形状を成し、両者間には熱交換室３２０、ガス交換室３２１、及び血液流出空間３２２が形成されている。

ガス流入空間３５２とガス流出空間３５３との間には、直方体形状の中空糸体（ガス交換器）３４０が配設されている。中空糸体３４０は、前後方向寸法がハウジング本体３１０の前後方向の内寸と同一であり、左右方向寸法はキャップ部３１２，３１３の互いの内面間距離より小さく構成されている。従って、中空糸体３４０は、その前面及び後面はハウジング本体３１０の前後の内面と接している。一方、左右方向に関しては、キャップ部３１２，３１３のいずれからも離隔するように左右方向の中央付近に配設されている。

そして、中空糸体３４０の上端部とキャップ部３１２，３１３の内面との間を接続するシール部材３５０が設けられ、中空糸体３４０の下端部とキャップ部３１２，３１３の内面との間を接続するシール部材３５１が設けられている。従って、上述したガス流入空間３５２の下部は、中空糸体３４０及びシール部材３５１の各上端部分で画定され、ガス流出空間３５３４の上部は、中空糸体３４０及びシール部材３５２の各下端部分で画定される。

また、中空糸体３４０を構成する複数の中空糸は、何れも概ね上下方向に向けられており、その上端部はガス流入空間３５２にて開口し、下端部はガス流出空間３５３にて開口している。よって、ガス供給ポート３１４から流入したガスは、ガス流入空間３５２から中空糸体３４０の各中空糸の内孔へと上端開口から入り、下端開口からガス流出空間３５３へ至り、そしてガス排出ポート３１５から外部へ排出される。また、各中空糸の間には隙間が存在し、この隙間を血液が流れる。そして、この隙間を流れる血液と中空糸の内孔を通るガスとの間でガス交換が行われる。従って、このような中空糸体３４０が設けられた空間がガス交換室３２１を成している。

一方、中空糸体３４０の右側の空間、即ち、中空糸体３４０の右側面と、右側のキャップ部３１３の内面と、シール部材３５０の下面と、シール部材３５１の上面とで画定される空間には、熱交換室３２０が形成されている。

この熱交換室３２０には、複数の熱交換パイプの集合体から成る管群３６０が、各パイプの軸線を前後方向に向けて配置されている。この管群３６０は、血液流入ポート３１６と中空糸体３４０との間を遮るようにして設けられている。また、ハウジング本体３１０の前壁及び後壁のうち一方には、媒体流入ポート（不図示）が設けられて管群３６０の一端側の開口と連通し、他方には、媒体流出ポート（不図示）が設けられて管群３６０の他端側の開口と連通している。

よって、媒体流入ポートから流入した熱媒体は、管群３６０の一端側の開口から入って各パイプ内を流れ、他端側の開口から出て媒体流出ポートから外部へ流出する。また、各熱交換パイプの間には隙間が設けられており、この隙間を血液が流れる。そして、この隙間を流れる血液と各パイプ内を通る媒体との間で熱交換が行われる。従って、このような管群３６０が設けられた空間が熱交換室３２０を成している。

更に、中空糸体３４０の左側の空間、即ち、中空糸体３４０の左側面と、左側のキャップ部３１２の内面と、シール部材３５０の下面と、シール部材３５１の上面とで画定される空間には、フィルタ３３０が配設され、かつ、血液流出空間３２２が設けられている。

即ち、中空糸体３４０の左側面に沿うようにして矩形シート状のフィルタ３３０が設けられている。ただし、フィルタ３３０は、その上部において左側へ突出するように屈曲されている。換言すれば、フィルタ３３０は、その上端３３１は中空糸体３４０の上部の左側面に当接し、下端３３２は中空糸体３４０の下部の左側面に当接し、且つ、上下方向における中央よりも上方の所定位置に屈曲箇所３３３が設けられ、この屈曲箇所３３３は中空糸体３４０の左側面から左側へ離隔して位置している。よって、図５に示すように、中空糸体３４０とフィルタ３３０とで画定される空間は、フィルタ３３０の上端３３１と下端３３２と屈曲箇所３３３とをそれぞれ頂点とする三角形状となっている。なお、フィルタ３３０の形状は三角形状に限定されたものではなく、左側へ円弧状に突出するドーム形状であってもよい。また、フィルタ３３０の下部は、図５に示すように中空糸体３４０の左側面に近づくように設けられていてもよいが、これに限られず、中空糸体３４０の左側面に接触せず下方向へ延びる形状や、中空糸体３４０の左側面から離れるように左側へ広がる形状であってもよい。

また、中空糸体３４の左側の空間のうち、フィルタ３３０よりも左側の空間は血液流出空間３２２を成し、この血液流出空間３２２は血液流出ポート３１７と連通している。従って、ガス交換室３２１を経た血液は、フィルタ３３０にて血液中の異物が除去された後、血液流出空間３２２を経て血液流出ポート３１７から外部へ流出する。

ところで、この人工肺装置１Ｄでは、フィルタ３３０と中空糸体３４０とによって気体誘導部３９０が構成されている。詳述すると、図５に示すように、フィルタ３３０は、その上端３３１と屈曲部３３３とを結ぶ部分に傾斜面３３４を有している。この傾斜面３３４が本発明に係る対向壁を成している。つまり、傾斜面３３４は、中空糸体３４０の左側面３４１に対向して位置すると共に、中空糸体３４０の左側面３４１との間にスペース（気体貯留部）３９１を形成する。更に、傾斜面３３４の右側面３３４ａと中空糸体３４０の左側面３４１との間の離隔寸法Ｄ４は、鉛直上方へ向かうに従って、ゼロに至るように漸減している。

このような構成により、中空糸体３４０を経ても吸収されなかった気体があった場合であっても、この気体は、気体誘導部３９０にてフィルタ３３０の傾斜面３３４の右側面３３４ａ又は中空糸体３４０の左側面３４１に沿って、自身の浮力によって上昇する。気体誘導部３９０が有するスペース３９１は、上方へ向かうに従って次第に幅狭になるため、上昇する気体は次第に中空糸体３４０に対して近づいていく。従って、より多くの気泡を中空糸体３４０にて吸収させることができ、ハウジング３０２内に気泡が過剰に溜まることを抑制することができる。

（実施の形態５）
図６は、実施の形態５に係る人工肺装置１Ｅの正面断面図である。以下、この人工肺装置１Ｅにおいて、上述した人工肺装置１Ｄと異なる部分を中心に説明する。なお、図６では、人工肺装置１Ｅの構成のうち人工肺装置１Ｄの構成に少なくとも機能面で対応するものには、人工肺装置１Ｄの説明で用いた符号のうち、３桁目の数字（アルファベットの添え字を除く）を３から４に置換した符号を付している。

図６に示すように、人工肺装置１Ｅは、箱状のハウジング４０２を備えている。このハウジング４０２は、左右に開口を有する矩形筒状のハウジング本体４１０と、ハウジング本体４１０の上部に接続された吊り下げ部４１１と、ハウジング本体４１０の左右の開口を塞ぐ２つのキャップ部４１２，４１３とを有している。

この人工肺装置１Ｅは、人工肺装置１Ｄと同様に、ハウジング４０２の内部空間４０２ａにおいて左右方向に血液が流れ、前後方向に熱媒体が流れ、上下方向にガスが流れる構成となっている。即ち、血液は、右側のキャップ部４１３に接続された血液流入ポート４１６から流入すると左方向へ向かい、熱交換室４２０、ガス交換室４２１、フィルタ４３０、血液流出空間４２２を順に通って、左側のキャップ部４１２に接続された血液流出ポート４１７から外部へ流出する。熱媒体は、媒体流入ポート（不図示）から管群４６０の一端側の開口へ入り、各パイプ内を前後方向に流れ、他端側の開口から出て媒体流出ポート（不図示）から外部へ流出する。ガス交換用のガスは、上側のガス供給ポート４１４からガス流入空間４５２に流入し、中空糸体４４０の各中空糸の内孔へと上端開口から入り、下端開口からガス流出空間４５３へ至り、そしてガス排出ポート４１５から外部へ排出される。

なお、血液は、熱交換室４２０では管群４６０の各パイプの隙間を通り、その間に調温され、ガス交換室４２１では中空糸体４４０の各中空糸の隙間を通り、その間にガス交換される。また、中空糸体４４０を通過した血液は、中空糸体４４０の左側（血液の通流方向の下流側）に配置されたフィルタ４３０を更に通過し、血液流出空間４２２を経て血液流出ポート４１７へ至る。

ところで、左側のキャップ部４１２の内面４７０は、中空糸体４４０の左側面４４１に対向するようにして位置している。但し、この内面４７０のうち、下端から、上下方向の中央より上方の所定位置Ｐ１までは概ね鉛直方向に沿った垂直面４７１を成している。一方、内面４７０のうち位置Ｐ１から上部は、上方へ向かうに従って右側へ向かう傾斜面４７２となっている。従って、キャップ部４１２の内面４７０のうち下側の垂直面４７１は、中空糸体４４０との離隔寸法が上下方向の何れの位置でもほぼ一定である。これに対し、位置Ｐ１から上側の傾斜面４７２は、鉛直上方へ向かうに従って、中空糸体４４０との離隔寸法Ｄ５はゼロへ至るように漸減している。そして、傾斜面４７２と中空糸体４４０との間にはスペース（気体貯留部）４９１が形成されている。よって、傾斜面４７２は、本発明に係る対向壁を成しており、傾斜面４７２と中空糸体４４０の左側面４４１とによって気体誘導部４９０が構成されている。

フィルタ４３０は矩形の平坦なシート状を成している。そして、フィルタ４３０は、その上端がキャップ部４１２の内面４７０において位置Ｐ１に対応する箇所（垂直面４７１と傾斜面４７２との接続箇所）に位置し、下端が中空糸体４４０の下部とシール部材４５１との接続箇所に位置するように配設されている。即ち、フィルタ４３０は、中空糸体４４０を通過してきた血液が血液流出ポート４１７へ向かう流路を横断するように設けられており、フィルタ４３０を通過する血液からは血液中の異物が除去される。なお、フィルタ４３０の形状は図６に示した態様に限定されるものではなく、左側へ突出する弧状であってもよい。また、フィルタ４３０の下部は、図５に示すように中空糸体４４０の左側面に近づくように設けられていてもよいが、これに限定されず、中空糸体４４０の左側面に接触せず下方向へ延びる形状であってもよい。

このような構成により、中空糸体４４０を経ても吸収されなかった気体があった場合であっても、この気体は、気体誘導部４９０にてキャップ部４１２の傾斜面４６２又は中空糸体４４０の左側面４４１に沿って、自身の浮力によって上昇する。気体誘導部４９０が有するスペース４９１は、上方へ向かうに従って次第に幅狭になるため、上昇する気体は次第に中空糸体４４０に対して近づいていく。従って、より多くの気泡を中空糸体４４０にて吸収させることができ、ハウジング４０２内に気泡が過剰に溜まることを抑制することができる。

（実施の形態６）
図７は、実施の形態６に係る人工肺装置１Ｆの正面断面図である。この人工肺装置１Ｆはいわゆる縦置きタイプの構成となっており、ハウジング５０２及び内筒５０３を備えている。なお、図７では、人工肺装置１Ｆの構成のうち人工肺装置１Ａの構成に少なくとも機能面で対応するものには、人工肺装置１Ａの説明で用いた符号に５００を加算した符号を付している。

図７に示すように、人工肺装置１Ｆは、ハウジング５０２内に熱交換室５２０及びガス交換室５２１が形成され、ハウジング５０２内に流入した静脈血を調温すると共に、二酸化炭素を除去して酸素を付加し、動脈血として外部へ流出させる。ハウジング５０２は、円筒状のハウジング本体５１０、その上側の開口に設けられる第１ヘッダ５１２、及び、下側の開口に設けられる第２ヘッダ５１３を有する。

円筒状のハウジング本体５１０は、その軸線を鉛直方向に向けて配置され、その上側の開口が第１ヘッダ５１２によって塞がれている。第１ヘッダ５１２は下方に開口を向けたカップ状を成し、その上部には吊り下げ具５１１が接続されている。また、第１ヘッダ５１２の周部には、不図示のガス供給ポートが接続されており、ハウジング５０２内に酸素リッチのガスを導入する。

ハウジング本体５１０の下側の開口に設けられた第２ヘッダ５１３は、上方に開口を向けたカップ状を成し、その中央には開口５１３ａが形成されている。また、第２ヘッダ５１３の周部には、不図示のガス排出ポートが接続されており、ハウジング５０２内からガスを外部へ排出する。

ハウジング５０２の内部空間５０２ａには、筒状の中空糸体５４０が筒状コア５０５に外嵌した状態で収容されている。つまり、中空糸体５４０は、複数の中空糸から成るシート状の中空糸膜で構成されており、この中空糸膜が筒状コア５０５の外周囲に巻き付けられた状態で、筒状コア５０５と共にハウジング５０２内に収容されている。また、中空糸膜を筒状コア５０５に直接巻き付ける他、予め円筒状に設けられた中空糸膜束を筒状コア５０５に被せて、ハウジング５０２内に収容されていてもよい。筒状コア５０５はハウジング本体５１０と同軸状に位置し、筒状コア５０５とハウジング本体５１０との間の環状空間はガス交換室５２１を成し、中空糸体５４０により満たされている。

中空糸体５４０の上側には円環状の第１シール部材５５０が配設され、下側には円環状の第２シール部材５５１が配設されている。この第１シール部材５５０により、その上側にガス供給ポートと連通するガス流入空間５５２が形成され、第２シール部材５５１により、その下側にガス排出ポートと連通するガス流出空間５５３が形成されている。従って、上部のガス供給ポートから供給されたガスは、ガス流入空間５５２から中空糸体５４０の各中空糸の内孔を通って下方へ向かい、ガス流出空間５５３を経て下部のガス排出ポートから外部へ排出されるようになっている。なお、第２シール部材５５１は、筒状コア５０５の下部に外嵌して設けられている。

筒状コア５０５には、円筒状の熱交換器ケース５０３が、その下部を除いて内嵌するようにして位置している。熱交換器ケース５０３の下部は、筒状コア５０５の下部開口から下方へ突出しており、更に、第２ヘッダ５１３の開口５１３ａから下方へ突出して外部に露出している。この熱交換器ケース５０３の下端開口は底キャップ５７０により閉塞され、熱交換器ケース５０３の下部側面には媒体流入ポート５１８及び媒体流出ポート５１９が接続されている。

底キャップ５７０は、上方に開口を向けたカップ状を成し、その周部には血液流入ポート５１６が接続されている。また、媒体流入ポート５１８は、熱交換器ケース５０３の下部側面の所定位置から斜め下方へ向けて延びており、媒体流出ポート５１９は、熱交換器ケース５０３の下部側面において媒体流入ポート５１５の接続位置とは異なる所定位置から、斜め下方へ向けて延びている。

熱交換器ケース５０３内は熱交換室５２０を成しており、ここには管群５６０がその軸線方向と熱交換器ケース５０３の軸線方向とが一致するようにして収容されている。管群５６０は複数の熱交換パイプの集合体であり、各パイプはステンレス鋼等の熱伝導率の高い材料により構成されている。管群５６０の上端部の外周は、熱交換媒体と管群５６０から流出した血液とが混ざらないようにシール部材（図示せず）により封止されている。

このような熱交換室５２０では、下方の血液流入ポート５１６から血液が流入すると、この血液は管群５６０の各パイプに下端開口から入って上方へ向かい、上端開口から管群５６０を出る。一方、媒体流入ポート５１８から所定温度に保たれた熱媒体が流入し、この熱媒体は管群５６０の各パイプ間を通り、媒体流出ポート５１９から流出する。

熱交換器ケース５０３の上方には、円環状の第１シール部材５５０の開口部分に嵌められるようにして、拡散部５７１が設けられている。拡散部５７１は、図７に示すように、正面視して下面が下方へ円弧状に突出している。従って、管群５６０の上部から流出した血液は、拡散部５７１により径方向外側へ方向転換させられ、ガス交換室５２１に上部から流入する。

ハウジング本体５１０の下部には、全周囲にわたって他の部分よりも拡径された拡径部５７２が形成されている。拡径部５７２は、筒状体から成る周面部５７３と、この周面部５７３の上端開口を覆う円環状の上面部５７４と、周面部５７３の下端開口を覆う円環状の下面部５７５と、を有している。このうち円環状の上面部５７４は、内周部分５７６が外周部分５７７よりも上方に位置するように傾斜している。換言すれば、上面部５７４は概ね切頭円錐形状を成している。従って、上面部５７４の内面（下面）は、上方へ向かうに従って中心に近づくような傾斜面５７４ａを成している。

拡径部５７２の内面と中空糸体５４０の外周面５４１との間には空間が形成され、この空間にはフィルタ５３０が配置されている。フィルタ５３０は頂部を下に向けた切頭円錐形状を成し、その上端（大径端）は拡径部５７２における周面部５７３と上面部５７４との接続箇所に位置し、下端（小径端）は拡径部５７２の下面部５７５と中空糸体５４０との当接箇所に位置している。また、拡径部５７２の周面部５７３の所定位置には、径方向外側へ延びる血液流出ポート５１７が接続されている。

よって、拡径部５７２の内部は、フィルタ５３０により、中空糸体５４０に隣接するスペース５９１と、血液流出ポート５１７に連通する血液流出空間５２２と、に区分けされている。そして、中空糸体５４０を通過してきた血液は、スペース５９１からフィルタ５３０を通過し、血液流出空間５２２を経て、血液流出ポート５１７から外部へ流出する。

このような構成の人工肺装置１Ｆは、血液流入ポート５１６から流入した血液が熱交換室５２０の管群５６０を通って上方へ向かう過程で、媒体流入ポート５１８から流入した媒体によって調温される。調温された血液は、熱交換室５２０の上方で折り返してガス交換室５２１へ流入し、ここで、中空糸体５４０の各中空糸間を通る過程でガス交換される。そして、中空糸体５４０から出てきた血液は、フィルタ５３０にて血液中の異物が除去され、動脈血として外部へ流出する。

ところで、この人工肺装置１Ｆでは、拡径部５７２の上面部５７４と中空糸体５３０とによって気体誘導部５９０が構成されている。詳述すると、図７に示すように、上面部５７４の内面は上述したように傾斜面５７４ａを成しており、この傾斜面５７４ａが本発明に係る対向壁を成している。つまり、傾斜面５７４ａは、中空糸体５４０の外周面５４１に対向して位置すると共に、この外周面５４１との間にスペース（気体貯留部）５９１を形成する。更に、傾斜面５７４ａと中空糸体５４０の外周面５４１との間の離隔寸法Ｄ６は、鉛直上方へ向かうに従って、ゼロに至るように漸減している。

このような構成により、中空糸体５４０を経ても吸収されなかった気体があった場合であっても、この気体は、気体誘導部５９０にて拡径部５７２の傾斜面５７４ａ又は中空糸体５４０の外周面５４１に沿って、自身の浮力によって上昇する。気体誘導部５９０が有するスペース５９１は、上方へ向かうに従って次第に幅狭になるため、上昇する気体は次第に中空糸体５４０に対して近づいていく。従って、より多くの気泡を中空糸体５４０にて吸収させることができ、ハウジング５０２内に気泡が過剰に溜まることを抑制することができる。

（実施の形態７）
図８は、実施の形態７に係る人工肺装置１Ｇの正面断面図である。以下、この人工肺装置１Ｇにおいて、上述した人工肺装置１Ｆと異なる部分を中心に説明する。なお、図８では、人工肺装置１Ｇの構成のうち人工肺装置１Ｆの構成に少なくとも機能面で対応するものには、人工肺装置１Ｆの説明で用いた符号のうち、３桁目の数字（アルファベットの添え字を除く）を５から６に置換した符号を付している。

図８に示すように、人工肺装置１Ｇは、ハウジング本体６１０の下部に拡径部が設けられていない。即ち、ハウジング本体６１０は上端から下端までほぼ同一径の円筒状となっており、下端部に血液流出ポート６１７が接続されている。また、筒状コア６０５の外周囲に巻き付けられた筒状の中空糸体６４０は、その内周面は筒状コア６０５の外周面に接しているが、外周面はハウジング本体６１０の内周面から所定寸法だけ離隔して位置している。よって、ハウジング本体６１０と中空糸体６４０との間には、全周にわたる円筒状の空間が形成されており、この空間に、円筒状のフィルタ６３０が配設されている。

フィルタ６３０は、中空糸体６４０の外径よりも大きい径を有し、中空糸体６４０の外周囲を取り囲むようにして設けられている。フィルタ６３０の上端６３１は第１シール部材６５０の下面に当接し、下端６３２は第２シール部材６５１の上面に当接している。また、フィルタ６３０は中空糸体６４０に対して偏心して配置されている。従って、フィルタ６３０の内周面のうち周方向の一部は中空糸体６４０の外周面６４１から離隔して位置し、他の部分は外周面６４１に接している。そして、フィルタ６３０とハウジング本体６１０とで挟まれた空間は、気体流出ポート６１７に連通する気体流出空間６２２を成している。

フィルタ６３０において、中空糸体６４０の外周面６４１から離隔している部分の上部所定位置には屈曲部６３３が設けられ、この屈曲部６３３と上端６３１とを結ぶ部分の内面は傾斜面６３４を成している。人工肺装置１Ｇでは、この傾斜面６３４と中空糸体６４０の外周面６４１とによって気体誘導部６９０が構成されている。つまり、傾斜面６３４は、中空糸体６４０の外周面６４１に対向して位置すると共に、中空糸体６４０の外周面６４１との間にスペース（気体貯留部）６９１を形成する。更に、傾斜面６３４と中空糸体６４０の外周面６４１との間の離隔寸法Ｄ７は、鉛直上方へ向かうに従って、ゼロに至るように漸減している。

このような構成により、中空糸体６４０を経ても吸収されなかった気体があった場合であっても、この気体は、気体誘導部６９０にてフィルタ６３０の傾斜面６３４又は中空糸体６４０の外周面６４１に沿って、自身の浮力によって上昇する。気体誘導部６９０が有するスペース６９１は、上方へ向かうに従って次第に幅狭になるため、上昇する気体は次第に中空糸体６４０に対して近づいていく。従って、より多くの気泡を中空糸体６４０にて吸収させることができ、ハウジング６０２内に気泡が過剰に溜まることを抑制することができる。

（実施の形態８）
図９は、実施の形態８に係る人工肺装置１Ｈの正面断面図である。以下、この人工肺装置１Ｈにおいて、上述した人工肺装置１Ｇと異なる部分を中心に説明する。なお、図９では、人工肺装置１Ｈの構成のうち人工肺装置１Ｇの構成に少なくとも機能面で対応するものには、人工肺装置１Ｆの説明で用いた符号のうち、３桁目の数字（アルファベットの添え字を除く）を６から７に置換した符号を付している。

図９に示すように、人工肺装置１Ｈは、筒状コア７０５に中空糸膜が巻き付けられて筒状の中空糸体７４０が形成され、更に、この中空糸体７４０に外嵌するようにして筒状のフィルタ７３０が備えられている。フィルタ７３０の内径は、中空糸体７４０の外径とほぼ同一寸法である。従って、中空糸体７４０の外周面は、ほぼ全域にわたってフィルタ７３０の内周面と接している。

この人工肺装置１Ｈでは、筒状コア７０５と中空糸体７４０とによって気体誘導部７９０が構成されている。詳述すると、図９に示すように、筒状コア７０５の上下方向の中央外面には、他の部分よりも小径となるように縮径された縮径部７６６が形成されている。縮径部７６６は筒状コア７０５の中央部分を周回するようにして設けられ、この縮径部７６６と中空糸体７４０との間で血液は、中空糸体７４０内の血液と同様に下方へ向かって流れる。また、縮径部７６６における上側部分は、下方へ向かうに従って縮径するよう断面の輪郭がテーパ状となるテーパ面７６８を成し、下側部分は、上方へ向かうに従って縮径するよう断面の輪郭がテーパ状となるテーパ面７６７を成している。なお、本実施形態では、縮径部７６６は筒状コア７０５の中央部分を周回するようにして設けられているが、このような態様に限定されたものではなく、例えば複数の縮径部が間隔を空けて設けられていてもよい。また、縮径部７６６の断面形状は図９に示した形状に限定されたものではなく、上方へ向かうに従って縮径するような断面、または下方へ向かうに従って縮径するような断面を有していれば、三角形等の形状であってもよい。また、縮径部７６６は、筒状コア７０５の全周囲にわたって周回している必要はなく、筒状コア７０５の周方向において部分的に設けられていてもよい。

上述した縮径部７６６の下側のテーパ面７６７と中空糸体７４０とにより、気体誘導部７９０Ａが構成されている。つまり、下側のテーパ面７６７は本発明に係る対向壁を成し、中空糸体７４０の内表面７４１に対向して位置すると共に、中空糸体７４０の内表面７４１との間にスペース（気体貯留部）７９１Ａを形成する。更に、テーパ面７６７と中空糸体７４０の内表面７４１との間の離隔寸法Ｄ８は、スペース７９１Ａにおける血液の通流方向下流側（つまり、下方）へ向かうに従って、ゼロに至るように漸減している。人工肺装置１Ｈでは、このような気体誘導部７９０Ａが、筒状コア７０５を周回するように形成されている。

更に、縮径部７６６の上側のテーパ面７６８と中空糸体７４０とによっても、気体誘導部７９０Ｂが構成されている。つまり、上側のテーパ面７６８は本発明に係る対向壁を成し、中空糸体７４０の内表面７４１に対向して位置すると共に、中空糸体７４０の内表面７４１との間にスペース（気体貯留部）７９１Ｂを形成する。更に、テーパ面７６８と中空糸体７４０の内表面７４１との間の離隔寸法Ｄ９は、鉛直上方へ向かうに従って、ゼロに至るように漸減している。人工肺装置１Ｈでは、このような気体誘導部７９０Ｂも、筒状コア７０５を周回するように形成されている。

このような構成により、中空糸体７４０を経ても吸収されなかった気体があった場合であっても、この気体は、気体誘導部７９０Ａにて血液の通流方向に沿って下流側へ移動する。気体誘導部７９０Ａが有するスペース７９１Ａは、下流側へ向かうに従って次第に幅狭になるため、下流側へ移動する気体は次第に中空糸体７４０に対して近づいていく。従って、より多くの気泡を中空糸体７４０にて吸収させることができ、ハウジング２０２内に気泡が過剰に溜まることを抑制することができる。

また、中空糸体７４０を経ても吸収されなかった気体は、気体誘導部７９０Ｂでは、浮力によって鉛直上方へ向かって移動する。気体誘導部７９０Ｂが有するスペース７９１Ｂは、上方へ向かうに従って次第に幅狭になるため、上昇する気体は次第に中空糸体７４０に対して強く押し付けられていく。従って、より多くの気泡を中空糸体７４０にて吸収させることができ、ハウジング２０２内に気泡が過剰に溜まることを抑制することができる。

以上で説明した各実施の形態では、ガス交換器の表面と対向壁との間の離隔寸法が鉛直上方へ向かうに従って、または、通流方向の下流側へ向かうに従って、ゼロに至るよう漸減している態様を示したが、ガス交換器の表面と対向壁との間の離隔寸法がゼロに至らなくてもよい。即ち、ガス交換器の表面と対向壁との間に隙間があってもよい。

第１の実施形態における変形例として、ガス交換器の表面と対向壁との間に隙間が設けられる場合、その隙間によって気体貯留部が構成されていてもよい。即ち、血液がガス交換器を通っても、血液中の気泡は完全に中空糸膜内に吸収されるわけではなく、気泡が残存する可能性がある。この場合、隙間（気体貯留部）をハウジングの上部分に設けると、中空糸膜内に吸収されなかった気泡は、この隙間に貯留される。貯留された気体が一定量に達すると、隙間がガス交換器に臨んでいるため、中空糸膜内に吸収される。その結果、気体が患者の体内に入ることを防ぐことができる。

（変形例１）
図１０は、実施の形態１の変形例１に係る人工肺装置１Ｊの正面断面図である。この変形例１に係る人工肺装置１Ｊは、実施の形態１に係る人工肺装置１Ａと比べてフィルタ３０の構成が異なっており、その他の構成は同じである。従って、図１０では、人工肺装置１Ｊの構成のうち人工肺装置１Ａの構成と同じものには、人工肺装置１Ａの説明で用いたものと同じ符号を付している。

図１０に示すように、人工肺装置１Ｊは、血液中の異物を除去するフィルタ３０Ａを備えており、フィルタ３０Ａは、中空糸体４０を通過してきた血液が血液流出ポート１７へ向かう流路を横断するようにして設けられている。より具体的には、フィルタ３０Ａは小径開口端及び大径開口端を有する切頭円錐形状を成し、その軸心をハウジング本体１０の軸線１０ａに沿うようにし、かつ、大径開口端よりも小径開口端の方が血液流出ポート１７に近くなるような向きにして、中空糸体４０の外周面４１を取り囲んで設けられている。

その結果、中空糸体４０の外周面４１と、これに対向する対向壁を成すフィルタ３０Ａの内周面３１Ａとの間にスペース９１Ａが形成される。血液は、このスペース９１Ａを、フィルタ３０Ａの大径開口端側から小径開口端側へ向かって流れつつ、フィルタ３０Ａを通過する。そして、中空糸体４０の外周面４１とフィルタ３０Ａの内周面３１Ａとの間の離隔寸法は、スペース９１Ａにおける血液の通流方向の下流側へ向かうに従って、ゼロに向かうように漸減している。なお、図１０の例では、フィルタ３０Ａの小径開口端の周縁部分は中空糸体４０の外周面４１に接触しているが、外周面４１から離隔していてもよい。

（変形例２）
図１１は、実施の形態１の変形例２に係る人工肺装置１Ｋの正面断面図である。この変形例２に係る人工肺装置１Ｋは、実施の形態１に係る人工肺装置１Ａと比べてフィルタ３０の構成が異なっており、その他の構成は同じである。従って、図１１では、人工肺装置１Ｋの構成のうち人工肺装置１Ａの構成と同じものには、人工肺装置１Ａの説明で用いたものと同じ符号を付している。

図１１に示すように、人工肺装置１Ｋは、血液中の異物を除去するフィルタ３０Ｂを備えており、フィルタ３０Ｂは、中空糸体４０を通過してきた血液が血液流出ポート１７へ向かう流路を横断するようにして設けられている。更に、フィルタ３０Ｂは、実施の形態１の人工肺装置１Ａのフィルタ３０を少しだけ上方へずらして位置させたようにして設けられている。

より具体的には、フィルタ３０Ｂは円筒形状を成しており、その内径寸法は中空糸体４０の外径寸法よりも大きい。フィルタ３０Ｂは、同様に円筒状を成す中空糸体４０に対して下方に偏心しており、換言すれば、フィルタ３０Ｂの軸心は中空糸体４０の軸心よりも下方に位置している。更に、フィルタ３０Ｂの内周面３１Ｂが中空糸体４０の外周面４１から離隔して、配置されている。

その結果、中空糸体４０の外周面４１と、これに対向する対向壁を成すフィルタ３０Ｂの内周面３１Ｂとの間にスペース９１Ｂが形成される。このスペース９１Ｂは、軸線１０ａに沿って見ると、中空糸体４０の外周面４１に沿って下部から上部へ向かうに従って狭くなるように漸減している。

ここで、スペース９１Ｂの上部の隙間の寸法、すなわち、フィルタ３０Ｂの内周面３１Ｂのうちフィルタ３０Ｂの上部に対応する部分とこれに対向する中空糸体４０の外周面４１との離隔寸法をＤ１０とする。また、スペース９１Ｂの下部の隙間の寸法、すなわち、フィルタ３０Ｂの内周面３１Ｂのうちフィルタ３０Ｂの下部に対応する部分とこれに対向する中空糸体４０の外周面４１との離隔寸法をＤ１１とする。すると、Ｄ１０＜Ｄ１１であり、寸法Ｄ１０としては、例えば、０ミリメートルより大きく５ミリメートル以下の範囲で選択可能であり、好ましくは０ミリメートルより大きく３ミリメートル以下の範囲で選択可能であり、より好ましくは２ミリメートル以上３ミリメートル以下の範囲で選択可能である。

このように、スペース９１Ｂが鉛直上方へ向かうに従ってゼロに向かうように漸減しているため、スペース９１Ｂ内の気泡を中空糸体４０に再吸収させることができる。なお、本変形例２の構成では、上述したようにフィルタ３０Ｂと中空糸体４０とが全周にわたって離隔しており、スペース９１Ｂは鉛直上方へ向かって最終的にゼロに至らない。このような構成であっても、スペース９１Ｂの上部の寸法Ｄ１０が上記の範囲で設定されていれば、特段の支障なく、気泡を中空糸体４０に接触させて再吸収させることができる。なお、発生する気泡の大きさに応じて上記Ｄ１０を設定可能であり、上述した範囲に限定されるものではない。

（参考例１）
図１２は、参考例１に係る人工肺装置１Ｌの正面断面図である。この参考例１に係る人工肺装置１Ｌは、実施の形態１に係る人工肺装置１Ａと比べてフィルタ３０の構成が異なっており、その他の構成は同じである。従って、図１２では、人工肺装置１Ｌの構成のうち人工肺装置１Ａの構成と同じものには、人工肺装置１Ａの説明で用いたものと同じ符号を付している。

図１２に示すように、人工肺装置１Ｌは、血液中の異物を除去するフィルタ３０Ｃを備えており、フィルタ３０Ｃは、中空糸体４０を通過してきた血液が血液流出ポート１７へ向かう流路を横断するようにして設けられている。より具体的には、フィルタ３０Ｃは円筒形状を成しており、その内径寸法は中空糸体４０の外径寸法よりも大きい。フィルタ３０Ｃは、同様に円筒状を成す中空糸体４０に対して同心状に、外側を取り囲むようにして設けられている。

その結果、中空糸体４０の外周面４１と、これに対向する対向壁を成すフィルタ３０Ｃの内周面３１Ｃとの間にスペース９１Ｃが形成される。このスペース９１Ｃは、軸線１０ａに沿って見ると、中空糸体４０の外周面４１に沿う全周にわたって同一寸法Ｄ１２の隙間を形成している。この寸法Ｄ１２は、例えば、０ミリメートルより大きく５ミリメートル以下の範囲で選択可能であり、好ましくは０ミリメートルより大きく３ミリメートル以下の範囲で選択可能であり、より好ましくは２ミリメートル以上３ミリメートル以下の範囲で選択可能である。

このように、参考例１に係る人工肺装置１Ｌは、スペース９１Ｃが漸減しない構成であるが、フィルタ３０Ｃの内周面３１Ｃと中空糸体４０の外周面４１との離隔寸法Ｄ１２が上記の範囲で設定されていれば、スペース９１Ｃ内の気泡を中空糸体４０に接触させて再吸収させることが可能である。なお、スペース９１Ｃが形成する隙間の寸法Ｄ１２は、全周にわたって完全同一である必要はなく、上記の数値範囲内であれば部位ごとに異なっていてもよい。なお、発生する気泡の大きさに応じて上記Ｄ１２を設定可能であり、上述した範囲に限定されるものではない。

なお、全実施形態及び変形例において、「ゼロに向かうように漸減する」とは、気泡を中空糸体（ガス交換器）の表面に近づけることができる作用を奏する構成であれば、これに該当する。また、「ゼロに向かうように漸減する」機能を発揮する気体誘導部は、その部分のみ、フィルタ材料ではなく血液及び気泡を通さない（液密かつ気密の）プレート部材で構成してもよい。これにより、仮に血液に高い背圧が作用しても、気泡がフィルタを通過してしまうのを抑制することができる。

本発明は、血液に含まれる二酸化炭素を除去して酸素を付加する人工肺装置に適用することができる。

１Ａ 人工肺装置
２ ハウジング
１６ 血液流入ポート
１７ 血液流出ポート
３０ フィルタ
３１ フィルタの内周面（対向壁）
４０ 中空糸体（ガス交換器）
４１ 中空糸体の表面
９０ 気体誘導部

Claims (4)

1. 血液流入ポート及び血液流出ポートを有するハウジングと、
   前記ハウジング内に配置され、血液が前記血液流入ポートから前記血液流出ポートへ流れる途中で、当該血液に対してガス交換を行うガス交換器と、
   前記ガス交換器の表面に対向して配置されて前記表面との間にスペースを形成する対向壁と、を備え、
   前記ガス交換器の表面と前記対向壁とは、前記ガス交換器を通過してきた気体を再び前記ガス交換器へ向かわせる気体誘導部を成し、
   前記ガス交換器の表面と前記対向壁との間の離隔寸法は、鉛直上方へ向かうに従って、または、前記スペースにおける血液の通流方向の下流側へ向かうに従って、ゼロに向かうよう漸減している、
   人工肺装置。
2. 前記ガス交換器を通過してきた血液が前記血液流出ポートへ向かう流路を横断するようにして、前記血液中の異物を除去するフィルタが、そのフィルタ面の一部が前記ガス交換器の表面と接するように設けられており、前記フィルタが前記対向壁を成している、
   請求項１に記載の人工肺装置。
3. 前記ガス交換器は、その表面の一部が前記ハウジングの内壁面と接するようにして設けられており、前記ハウジングの内壁面が前記対向壁を成している、
   請求項１に記載の人工肺装置。
4. 前記ハウジング内に配置され、前記血液流入ポートから流入した血液を温調すると共に温調後の血液を前記ガス交換器へ送り出す熱交換器を更に備え、
   前記ガス交換器は前記熱交換器を取り囲む筒状を成し、前記熱交換器と前記ガス交換器との間には両者を隔てる筒状壁が設けられており、
   前記ガス交換器の内周面と前記筒状壁において前記ガス交換器の内周面に対向する部分とで、前記気体誘導部が形成されている、
   請求項１に記載の人工肺装置。