JPH0154062B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、生体液等（organo−biological
liquids）、好ましくは血液を循環させる装置に関
し、生体から処理対象の液体をそこでの液頭圧レ
ベル（原液頭圧レベル）より低い液頭圧レベルの
ところに放出させ、その後上記原液頭圧レベルよ
り高い液頭圧レベルに周期的に上昇させ、次いで
このレベルから予め定められた比較的低い液頭圧
レベル位置に位置する容器に移送し、そして、ほ
ぼ原液頭圧レベル位置に位置する出口に排出する
装置に係る。

この装置は、人体及びその他の生体の血液等の
体液の循環、血液の再生保存、インターフエロン
の産生等のための生物の細胞培養、微生物培養、
さらには、金属の精錬法における微生物培養等に
用いることができる。

（従来技術及びその問題点） 機械的損傷を受け易い血液又は類似の液体の循
環又はポンプ送液を行う従来の装置は、全て、ポ
ンプ送液原理の如何にかかわらず、例えば血液中
に存在する赤血球の少なくとも部分的破壊（溶血
現象）を伴う。驚くべきことに、溶血現象は実際
にポンプ運転、即ちポンプ自体の中で起こるのみ
ならず、少なくとも運転から少し時間的に経た後
に他の部分、例えば取り入れ（入口）及び排出
（出口）ライン又は−弁が設けられている場合に
は−その弁の中でもある程度顕著に起こる。その
うえ、従来の血液ポンプ送液システムは少なくと
もそれらの要部においては実質的には撓まない流
れ断面によつて形成されているので真空に排気し
て行う滅菌及び容器を押圧することによる内容液
の除去が困難である これらの欠点は、ポンプ送液動作が血液に対す
る連続的な機械的絞りで作用（ローラー型ポン
プ）するためばかりでなく、液頭圧レベルの、又
は高さの差を利用するのみで血液をポンプ送液又
は流動させるポンプ装置においても起こる。

（発明の目的） 本発明の目的は上記した従来技術の問題点に鑑
み、液体、特に、生体液等好ましくは血液の循環
システム又はポンプ送液システムにおいて、液体
中の生物細胞、微生物、血球等の繊細な微小成分
が損傷又は破壊されないように、できる限り穏や
かなあるいは円滑な処理ができ、同時に経済的
な、且つ操作の簡単な設備で実施できる装置を提
供することを目的としている。

（発明の要旨） 上記の目的を有する本発明は、液体を上記の循
環の全通過経路にわたつて少なくとも実質的に連
続する弾力性（弾性的可撓性）ある器壁から形成
された閉じた回路内に保持することを特徴とす
る。

（作用） 以下に詳述するように、本発明の装置によれ
ば、循環送液において、循環送液させる液体中の
微小成分に損傷あるいは破壊作用を及ぼす剪断効
果をなくすことができる。

本発明において、「弾性ある」（弾性的可撓性あ
る）という用語は、器壁が、器壁への外部作用及
び液体自身の圧力運動のどちらによつてもその器
壁内の空間又は断面が変化され得るという意味で
ある。しかし、ポンプ送液作用の段階、即ち本装
置の作用の各段階部分によつて器壁の弾性が相違
するのが好ましい。例えば、各接続ラインはポン
プ作用部分での圧力よりも高い圧縮圧力下におい
てのみ、内部断面が完全に潰れるべきであるが、
ポンプ作用をする部分（容器）の弾性限界は実質
的にもつと高い。これらのポンプ作用をする部分
（容器）は、低い圧力変化であつてもあまり変形
抵抗を生じることなしに、その中を流れる血液の
容量に応じてその容積（断面、以下断面形状ある
いは断面積をいう）を変化させることができなけ
ればならない。

このように、器壁の内部表面はそれ自体どの位
置においても血液のその各局部の圧力、流動及び
−適用可能ならば−脈動状態に対し自動的に適応
（変化）する能力を有するから、本発明によるポ
ンプ送液装置全体にわたつてこの器壁内の血液等
が最適の層流状態となる。同じ目的のため、管の
全ての断面（管の内部）の変化は緩やかに膨張し
たり収縮したりするだけである。これが血液細胞
（赤血球）に対し損傷又は破壊作用を有する剪断
効果をなくす。特に、驚くべきことに血液流の、
器壁に垂直方向の成分がこのような血液細胞の破
壊を起こすことが発見されている。

本発明の器壁が、弾性的可撓性又は弾力性構造
であることからさらに、器壁内に収容される液体
又は血液に対し限定された大きさの吸引力又は圧
力あるいは−必要ならば−脈動圧力変化をも、器
壁の外部から与えることができる。特に脈動血圧
変化に弾性器壁が協働し得ることは、器壁が同時
に、この装置を人体およびその他の生体に適用す
る場合に、最適な生理的適合性を示すように形成
されているという本発明の格別な利点を説明する
ものである。

血液を最も丁寧に処理するための器壁の最も好
ましい内部ライニングとしては、例えば微細構造
ポリウレタン又はシリカを含まないシリコーンが
用いられる。

（本発明のバリエーシヨン及びその作用） さらに、本発明にかかる装置の他の変更バリエ
ーシヨンとしては、弁制御で（液体の）周期的又
は増減的移送を制御し、液体に対しその器壁の外
部から、所定の高さの静液頭圧レベル又は液頭圧
レベルに相当する正の圧力を与えることにより、
液頭圧レベルを液体の原液頭圧レベル（生体内で
の液頭圧レベルより高くすることを特徴とする。

本装置において、器壁の外側から流動断面を制
御するために弁を使用することもでき、これによ
り、血液と可動制御弁部分との接触を避けなが
ら、プロセス中の好ましくない逆流を防ぎまた付
加的制御又は調整が可能となる。

最後に、本装置においてはこうして、弁の作用
による許容できない溶血現象を回避すると共に、
ポンプ送液操作を完全に自動的に制御することが
可能である。

本発明を実施する装置において、液体又は血液
を収容する容器、即ちポンプ送液エネルギーが血
液に伝達される静脈容器、及び動脈容器は、可撓
性材料、好ましくはプラスチツク材料製の袋とし
て形成される。これらの袋は、一方では、単に
（自由に）血液を収容し排出することによつて実
質的な逆圧を生ずることなく満たしたり空になつ
たりする。他方において、可撓性の袋体をハウジ
ングの中に置くことによつて、袋内の液体に対し
外部から圧力又は吸引力を間接的に与えるため
に、袋をハウジングの中に置くよう用いられる。
袋が、フイルム状で弾性壁であることにより、血
液に対し最も保護効果ある手法、例えばガス圧又
は液圧により圧力を与えることができる。これに
よつて、同時に、上記使用する液体に代用血液を
用いることにより漏洩に対する安全性が増大す
る。

接続ライン及び袋状の容器は一体的に結合した
状態で作られ、好ましくは単一ユニツトとして形
成される。この型の器壁の一体化したセツトは堅
く折りたたみ充分に滅菌した状態で市販される。
その上、この種のポンプ器壁はその製造中に、そ
の使用前に空気抜きする必要がないように、代用
血液で満たして置くこともできる。この際、器壁
が弾性材料であるため、処理対象とは異なつた種
類の血漿の容積を最小限にするように、この変化
自在の内部断面（管の内部）を最小容積にするこ
とができ、これにより変化自在な管の内部は、ほ
とんど処理対象からの血液のみにより満たされ
る。ポンプ送液プロセスが終了したときは、器壁
システム内の血液は実質的に完全に抜き取つた対
象（生体）に戻すことができる。

この器壁システムの容量を利用することにより
本ポンプシステムの内部を、対象に、過度の血液
損失を与えない、比較的広い断面積を有する流れ
状態にすることができる。

本器壁システムは他の必要な動作及び制御装置
とは完全に独立した、単に使用前にこれらの装置
に接続すれば良いという使い捨て製品として製造
される。

本発明による弾性器壁システムにおいて、適当
なポンプ制御のために必要とされる弁は、可動
弁、即ち例えば接続ラインの、器壁断面又は管の
外部から操作する弁にすることができる。これら
の弁の、関連した流動断面（管の内部）に直接に
作用する構成部分は、弁のあらゆる開閉状態にお
いて器壁内に層流を保つような形をしている：好
ましくは弁は流動が休止する時にのみ動作する。
こうなるように、これらの部分は放物線又は半円
状輪郭をもつように形成される。さらに、開閉動
作はまた、血液の損傷に関する限界値である50N
ｍ^-2の剪断応力限界値を決して超えない運動速度
に制御される。

締めつけ又は挟みつけ弁の代わりに、好ましい
弁の態様として、弾性器壁系の接続管に膜状の薄
い壁（袋型容器と同様な）を有する短い管又はホ
ース部分のみを通路として設け、その周囲に剛体
の区画室を置きこの区画室内部に薄い管部分を圧
縮するように正の圧力を与えこれによつて、隔膜
式弁方式で通路をふさぐこともできる。圧力（例
えば空気圧）が緩められると、器壁システム内の
圧力によつて通路は再び自動的に形成される。

これらの滑らかに作用する弁の自動制御又は自
動調整のために、流体レベル検出手段及び中央制
御ユニツトが備えられる。さらに、この制御ユニ
ツトは種々のポンプ送液状態又は周期において血
液に脈動を与えることもできる。この脈動はま
た、人体及びその他の生体の循環そのもの又は心
臓の活動を助け増強するために、本ポンプに接続
するものの循環の脈動周期にリズムを合わせて制
御することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を、装置の処理対象を血
液として、図面にしたがつて詳細に説明する。

第１ａ図及び第１ｂ図に示した実施例は本発明
の基本的特徴を示すもので、これにより血液は実
質的に層流で、静止域および滞流域を形成せず
に、完全な循環とポンプシステム（本明細書にお
いて、ポンプ装置ともいう）により極めて穏やか
に運ばれる。

ポンプ作用に必要な圧力差を与えるための装置
は、第１ａ図、第１ｂ図に示すように静脈容器３
のハウジングまたはケーシング３ａからそのハウ
ジングに続く接続ライン５を経て、これに続く輸
送容器３ｃのハウジング３ｂ、および接続管１１
により輸送容器３ｃに接続され、且つ、装置内を
循環させる血液をその血液が循環している生体器
官の動脈に連続的に還流するための容器（動脈容
器１０）のハウジング９を通じて延びている。

静脈側では、血液は取り入れ管２を経て、液体
導入位置の高さ（h₀）より低い位置（h₀′）に配
置されて、重力により液体（血液）を前記取り入
れ管２より受け取る静脈容器３に取り込まれ、動
脈容器１０から動脈に接続する供給管１２を経
て、生体の器官に還流される。この動脈容器は例
えばポンプシステムの一時的な故障等の突発事故
の際にも循環圧の安定化に役立つという特別の利
点を有する。安全のために、この動脈容器の近く
に、この容器が空になるという危険が生じたとき
にこの回路に接続するように代用血液を充填した
補助容器を備えておくこともできる。

輸送容器のハウジング３ｂは循環すべき液体に
正の圧力を与えるための装置６によつて、例えば
垂直なガイドレール２０上をある高さから垂直に
上昇させるように取り付けられており、こうして
システムに接続される、生体の器官より低い圧力
レベル（h₁）から、必要な注入圧（例えば150な
いし200mmHg）に相当するレベル（h₂）に上昇さ
せる。この移動は容器３ｃがレベル（h₁）の高さ
で血液で充填されたとき徐々に又タイミングを合
わせて行われる。ガイドレール２０は、例えば入
れ子式接続２０ａ又は入れ子式延長２０ｂによ
り、それぞれ伸縮自在に短縮及び／或いは伸長さ
れる。

同様に、静脈容器３及び動脈容器１０に、ハウ
ジング３ａ及び９はそれぞれ垂直調整器又はガイ
ドレール３１および３２上を垂直に動かし得るよ
うに取りつけられる。

ポンプ作用の際には、血液は酸素供給器のよう
な血液処理装置３３が接続された静脈取り入れ管
２を経て、取り入れ位置（レベルh₀）より僅かに
低いレベル（h′₀）の位置にある静脈容器３に流
される。静脈容器３が血液によつて満たされるや
否や、血液は輸送容器又は容器３ｃに移送され、
容器はレベル（h′₀）より更に低い高さのレベル
（h₁）に動かされる。

輸送器３ｃが満たされると、それは第１ｂ図に
示されるように、生体の器官より充分に高いレベ
ル（h₂）まで上昇させられ、その内容物はこの位
置でレベル（h₂）より僅かに低いレベル（h₃）に
位置する動脈容器１０に移送される。この際血液
は、生体の器官の動脈に連続的に還流される。動
脈容器１０は所望により（垂直な方向の）レベル
（h′₃）および（h″₃）の間の位置をとることがで
き、このような位置の移動は−必要ならば−予め
定められた動脈運動に合わせて行われる。

静脈容器３も同様にして調整することができ
る。個々の垂直位置即ち高さｈにより相当する液
頭圧が生じる。

接続管５及び１１は、輸送容器３ｃの種々の位
置における血液の逆流を避けるために、それぞれ
吸入弁４及び排出弁１３を有している。上記のポ
ンプシステムにおいて、静脈容器３及び／又は動
脈容器を省略することも可能である。しかしこれ
らの容器を用いることによつて連続的且つ一層有
効な（増強された）ポンプ作用が得られる。

上記のシステムにおいて、血液は弾力性ある
（弾力的に可撓性の）壁を有する閉じた循環路の
実質的に連続的なシステム中を導かれ、このシス
テムは、一方では、静脈取り入れ管２及び動脈供
給管１２と同様の接続管５及び１１を有し、これ
らは、その弾性的（弾力性）のために、外部に加
えられる圧力によつてその断面を減少することが
でき、また血液中で起こる圧力波動に対しても対
応するが、それには弾力性の限界のために一定の
限界がある。しかしながら、これらの管は、装置
の輸送又は調整移動の間にねじれることもなく、
また血液に負の圧力がかかるときもその断面積が
減少することもない。

このようにして、血液損傷を最小限にして最適
な血液の層流が得られる。表面摩擦を避けるため
に、これらの例えばラツテクス又はプラスチツク
材料製の管又はホースは、シリカを含まないシリ
コン又はポリウレタンでライニングされる。

他方において、静脈及び動脈容器並びに輸送容
器はプラスチツクの袋の弾性により、即ち壁の薄
さ或いは可撓性のために、層流が得られると同時
に充填及び排出プロセスの間にそれぞれ、それ自
体の実質的な変形抵抗なしにその容積を拡大し、
又は押圧又は圧縮（例えば第５ａ図）によりその
容積を実質上ゼロに縮小するのに適している。

これらのプラスチツクの袋は、例えばしわがで
きたときにでもその袋中に層流が得られるように
ある厚さの壁をもつのが最適であることが見出さ
れた。接続ライン又は管及び袋の材料に関して
は、ポリアクリルアミド又はシリケートを含まな
いシリコンが血液との適合性が最良であることが
見出された。

このプラスチツク袋の構造及び配置を第２ａ図
〜第２ｃ図に示す。

静脈容器３のハウジング３ａの内部に（第２ａ
図）、プラスチツク袋７ａがありその入口端は静
脈取り入れ管２に気密的に接続され、その出口端
は接続管５に気密的に接続される。

ハウジング３ａは、充填膨張及び排出収縮がで
きるように作用する負の圧力又は正の圧力がライ
ン接続１６を介してハウジングの内部空間１５で
生じるようにプラスチツク袋７ａを取り囲む。他
方、プラスチツク袋７ａは、ハウジング３ａを開
けることができる縦割りの二分割構造にすること
によつて、ハウジング３ａに容易に挿入すること
ができる。この構造において、ブツシング１４
を、単一状の通路とするか、或いは管２及び５と
をハウジング３ａの前面で短い間隔で設けた形の
ブツシングにすることができる。

輸送容器３ｃ（第２ｂ図：プラスチツク袋７ｂ、
内部空間１５及び動脈容器１０（第２ｃ図：ハウ
ジング９、プラスチツク袋８、内部空間１５）は
同様な構造とすることができる。但しそれぞれ他
の接続部、即ち接続管５及び１１、又は接続管１
１及び動脈供給管１２に、それぞれ接続される。

装置が第１ａ図及び第１ｂ図に示すように液頭
圧の差のみで作動するときは、ライン接続部１
６，１６ａ及び１７は大気に対してのみ圧力均衡
手段（通気孔）として作動する。しかし、これら
のライン接続部を通じて正確に制御もしくは調整
された正又は負の圧力を作用させることによつて
ガイドレールを省略してもポンプを作用させるこ
とができる。この場合には、管又はホースの全容
積は減少され、装置の占める空間を少なくでき
る。

ハウジング３ａ，３ｂ及び９はその中の血液を
加温する装置を設けることができる。この加温は
内部空間１５を満たす媒体（空気又は水）を加熱
することによつて行うこともできる。

制御弁、即ち入口弁４及び出口弁１３（第２ａ
図及び第２ｃ図参照）は第３ａ図、第３ｂ図及び
第４図に示すように、管壁に対しそれらの外側か
ら作用する締めつけ又は挟みつけ弁として設けら
れる。これらの弁は、実質的に、枠（ケーシン
グ）２１、サーボモーター又はリレー駆動２５、
軸２４に装着された偏心部材２３及び締めつけ手
段２２からなる。挟みつけ又は締めつけによつて
閉じられるべき接続管５又は１１は、揺動して開
くように（ヒンジ構造で）取りつけられた枠２１
の部材２６から開閉孔２６ａ中に挿入することが
できる。管をその外側から挟みつけるように働く
締めつけ手段２２の締めつけ表面は、開閉工程の
間においても管の内部の流れをその断面積が変化
する間に、できる限り層流を保つように略々放物
線状、半円状のクランプ外形２２ａとする。又、
血液に最適の保存状態を与えるよう、サーボモー
タの速度及び偏心部材２３の機能を選択するとと
もに、クランプ或いは締めつけの割合を選択す
る。これに代わる態様として、締めつけ弁の他の
手段、例えば水力又は空気圧手段によつて作用さ
せることもできる。

自動運転に必要な、容器と輸送容器との間に存
在する液体レベルの測定は、ピボツト２７ｃ及び
枠２７ｂ上に装着されたセンサ２７を経て液体レ
ベル検出器によつて行われ（例えば第２ｂ図及び
第５ａ図を比較する一充満状態＝18、空の状態＝
19）、センサの腕２７ａがプラスチツク袋の充填
度を検知し、シヤツター２９を光源３０とフオト
センサ２８との間を移動させることにより対応す
る電気信号を生じさせ、この信号が本システムの
完全な自動制御のために用いられる。

あるいは、特にポンプ作用が空気又は水（例え
ば代用血液）をリズミカルに或いは周期的に内部
空間１５に充填及び排出する場合に、液体レベル
は対応する加圧媒体の容積変位を測定することに
よつて検出される。

本発明による一組の接続管及び容器、即ち静脈
取り入れ管２、接続管５及び１１、プラスチツク
袋７ａ，７ｂ及び８並びに供給管１２は完成組立
体として、或いは緊密に又は気密に接続した構造
体として、使用時に適当な滅菌状態で装置に組み
込まれる、使い捨て可能な量産品の形で造られ
る。このセツトはまた、予め血清を充填し、適当
に準備調整され、構成要素を圧縮して内容積を最
小に保つた状態で使用に供される。

器壁系内の血液容量に対しポンプ作用を連続す
るための僅かに正の圧力又は吸引作用を伝達する
には、相当するレベル（高さ）調整によるか或い
はハウジングの内部空間１５に対し外部からの圧
力を加えるかによつて行われる。

同様にして血液循環を助ける動脈効果（所望に
より、生体の心臓のリズムに従いこのリズムによ
り調整される）が与えられる。

なおまた、本発明によるプロセスは、生体の器
官から取り出される実際の血圧の補助的測定値を
ポンプ作用の制御又は調整に用いつつ、全自動的
に制御することができる。

本発明は酸素供給器等におけるような、生体外
の血液処理のどのようなタイプにも適用される。
しかしこれに代わる実施態様として、本発明は開
放−生体の心臓手術における血液の冠動脈吸引の
ための静脈−静脈ポンプの装置としても応用し得
る。

第６図は本発明の他の実施例を示すもので、一
方では設置空間を減らすためにコンパクトな外部
寸法を有し、また他方ではより一層短い接続経
路、従つて必要な外部血液容量が少なくてすむも
のである。このずつとコンパクトな形状は循環さ
れる血液のより均一な温度調整をも可能とする。
第６図に機能的な形でのみ示されている態様は実
際には閉鎖システム（閉鎖系）で断熱されたハウ
ジング（図示されていない）の形で具体化され、
その中に容器が密な間隔で並べられ、また接続ラ
イン又は導管及び袋からなる弾性構造物が、好ま
しくは集合体として、ハウジング中にその一側か
らあるいはその上部から、それぞれ袋のために設
けられた空間又は接続ラインのための通路もしく
は溝に、はめ込まれる。

特に、血液は、生体１の静脈側（便宜上、第６
図では図示省略、第１ａ図及び第１ｂ図参照）に
接続された静脈取り入れ管６２から、液体導入位
置の高さ（h₀）（第６図では省略）より低い位置
（h₀′）に配置されて、重力により、弾性袋６７で
形成される静脈容器６３に排出される。この排出
は、生体内の循環に対し悪影響が最も少ない重力
下でのみ行われるのが好ましい。

一定量の血液が集められると、血液は接続ライ
ン６５を通つて、閉じた独立ハウジング６９及び
このハウジング中に置かれた輸送作動容器７１と
しての弾性の袋７０、及び付属器７２により接続
されたシリンダー７５内を往復運動するピストン
又はプランジヤー７４から形成される輸送装置６
８内に、移送される。

接続ライン６５に対する通路６４及び更に袋７
０の接続ライン６１に対する通路６６は液密に密
封され、こうして袋７０の周囲のハウジング６９
の内部空間は液体で充填され、この液体はピスト
ン７４の適当な動作によつて付属具７２を通つて
シリンダー７５の内部空間へ吸い込まれ、或いは
この内部空間からハウジング６９中へポンプで押
し出される。上記充填用液体としては、たとえ袋
の壁が損傷を受けても血液に対し有害でない生理
学的又は等浸透圧性の標準食塩水が用いられる。

袋７０への入口及びその出口はそれぞれ第３ａ
図〜第４図に示される型の弁４及び１３を備え、
これらの弁は接続ライン６１及び６５の開閉を制
御するために操作される。

加熱手段７６は血液温度の調整のために設けら
れる。

静脈容器６３（図示されていない上方に開放し
た容器の中に装着することができる）が満たされ
ると、弁４を開き且つ弁１３を閉じて、袋７０の
周囲のハウジング６９の内部空間に充填された液
体を、ピストン７４の移動により液体シリンダー
７５中に吸引することによつて、ハウジング６９
内に生ずる負圧の下で、血液は袋７０中に吸い込
まれ、このとき弁４は閉じられて静脈容器６３は
再び充満される。

接続ライン６１は、ハウジング７９内に設けら
れた同様な袋８０及び通路７８並びに、必要に応
じ、加熱手段８１から形成される動脈容器７７に
通ずる。この容器の内部空間又は容積は同様に例
えば生理学的標準食塩水のような液体で満たさ
れ、接続管８３を通じて、例えば（圧縮）空気室
を形成するガススプリング８４に接続され、この
空気室のガス内容物（例えば空気）は可撓性膜或
いは隔膜によりガスを満たした袋を形成させて、
液体と直接接触をしないようにされている。

血液を輸送操作容器７１から動脈貯蔵室７７に
送るために、弁４を閉じ且つ弁１３を開き、シリ
ンダー７６から液体をハウジング６９の内部空間
に押し出す。このようにして、血液はガススプリ
ング８４の軽い圧力に抗して液体をハウジング７
９から空気室８４に排出しつつ、接続ライン６１
を通つて動脈容器７７の袋８０の中に注入され
る。自動的に制御されたガス室８４はあらゆる環
境下に充分な動脈圧が保たれるように保証されて
いる。

動脈容器７７から給液管又は給液ライン８２を
通つて血液は処理対象物（生体）に還流される。

「静脈」及び「動脈」という用語は、ポンプが
処理対象の人体及びその他の生体に循環系に静脈
−動脈又は動脈−動脈（或いは動脈−静脈）配置
で接続される状態を除外する意味ではない。この
態様において、弁４及び１３は、収納に備えた終
了プロセスにおいて血液の流れが停止してしまう
までは閉じたり作動したりしないことに注意すべ
きである。

この態様においては血液充填容器が小さいの
で、接続部及び袋から形成される構造体を、排気
滅菌状態にある作動装置及び制御装置とは無関係
に、使用前に満たしておくべき生理的代用血漿溶
液（「代用血液」）の量を減少することも可能とな
る。

さらに第６図に示すように、血液及び液体の流
量の容量測定のための測定器８５及び８６が、ポ
ンプ装置の入口及び出口に設けられ、これらの測
定器の測定又は検知信号が中央演算ユニツトにお
いてモニター及び均一な流動バランスの保持のた
めに利用される。

第７図において、本発明による血液ポンプが断
熱ハウジング９２に収められた三次元的なコンパ
クトな構造体である実施例を示す。

この実施例においても、第６図の実施例と同様
に、特に、血液は、生体１の静脈側（便宜上、第
７図では図示省略、第１ａ図及び第１ｂ図参照）
に接続された静脈取り入れ管６２から、液体導入
位置の高さ（ho）（第７図では省略）より低い位
置（h₀′）に配置されて、重力により、弾性袋６
７で形成される静脈容器６３に排出される。

このハウジング９２は静脈容器６３、輸送作用
容器７１及び静脈容器６３並びにガススプリング
８４及びポンプ装置７３をすべて収納し、ガスス
プリングの機能は簡単な出入口として形成された
接続管８３を経て、ポンプ装置７３の機能は同様
に出入口として形成された接続部７２を含んで分
離隔壁９４により一体化される。

この構造において、適当な配置により袋８０及
び７０はハウジング９２の中で液体によつて完全
に取り囲まれるように液体中に浮かばせることも
できる。そうではなく、（例えば第７図の袋６７
のように）袋を底に置き、液体は袋の上にあり、
血液で満たされると上方に膨らますこともでき
る。また、袋を隔壁に周辺を固定した膜又は隔膜
として形成させ、隔膜は各々圧力条件によつて隔
壁で区画された区画室の一つの中で膨脹させるこ
ともできる。

この場合には、しかし、区分された区画室の滅
菌は困難である。

ポンプ装置７３は、電子制御下で且つポンプ作
動周期で間欠的に区画室９８の中で可撓性袋７３
ａを膨脹させるために電子的に制御されたガス
（電気）ポンプからなり、それによつて液体が接
続部７２を介して袋７０を圧縮するようになつて
いる。第８図はこの作動周期のほぼ初期にある状
態を示す。この状態では、袋８０はガススプリン
グ８４の圧力に抗して膨脹する。隔壁９４ａは網
状の支持体のみからなり、加熱手段８１及び７６
はこの端部に配設されている。

第８図により、ガススプリング８４を囲む液体
は脈動手段８７によつて脈動し、この脈動は血液
及び−有利なことには、生体環境にも心臓の博動
のリズムで伝達され、生体の体循環を促進させる
ことができる。

脈動手段８７（例えば、ピストン−シリンダ−
ユニツト又は膜）の代りにガススプリング８４自
体を適当な接続具によつて定周期で振動させるこ
ともできる。脈動を調整するために、更に弁６０
（第７図に示されている）を供給ライン（処理対
象に接続される）８２に設けることができる。こ
の弁は弁４及び１３と同じ構造を有するものであ
る。

第７図による態様において、先ず袋６７を支持
する中間カバー９９はハウジンク９２から取り外
すことが可能であり、その際に、袋７１と７７を
取りつけることができる。中間カバー９９は、ハ
ウジング９２を液体で満たした際にも液漏れしな
いように密閉板９０に固定され、さらに袋６７
が、蝶番８９によつて装着されたカバー８８の中
に配置され、それにより袋がカバー８８によつて
区画された空間内で自由に膨脹あるいは圧縮でき
るようになつている。

第７図による態様中、ガススプリング８４及び
ポンプ装置７３を、隔壁９４に装着されるポンプ
循環装置９３に、置換えることが特に有利であ
る。第８図に示すように、最も簡潔な構造のこの
装置はピストン９６及び駆動ピストン棹９７を内
蔵するシリンダー９５からなり、これにより液体
は制御された作動タイミングで、輸送作用容器７
１の側へ又は動脈容器の側へと押し出される。

しかし、ピストン−シリンダ−ポンプ装置の代
りに、特に有利なのは一定時間でいずれの方向へ
も逆転し得る循環ポンプを用いることである。こ
の場合に、定容量型のポンプであれば更に循環量
を正確に調整することが可能となる。

さらに、所望の脈動を上記ポンプ循環装置９３
に負荷することができる。もしポンプ循環装置９
３がより効率的な周期で作動できるものであるな
ら、少なくとも輸送作用容器７１は他の容器に比
し寸法を小さくすることができる。しかしなが
ら、この場合には、弁６０をポンプ制御システム
に設け、圧力に応答して制御されるようにするこ
とが有利である。

（発明の効果） 本発明の生体液、特に血液の循環又はポンプ送
液装置によれば、穏やかな循環またはポンプ作用
を実現できるので、処理対象の液体中にある繊細
な微小成分が、流路における撹流の剪断力により
破壊されることがない。

また、上記微小成分は、破壊されるとそれが含
まれている液体において有毒作用を生ずるものが
あるということが分かつているが、本発明の装置
が上記のとおり微小成分を破壊しないものである
のでこの有毒作用を回避することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図及び第１ｂ図は本発明の装置における
ポンプ装置の基本態様を示す略図、第２ａ図、第
２ｂ図及び第２ｃ図は第１ａ図及び第１ｂ図記載
のポンプ装置に用いる袋容器の縦断面拡大図、第
３ａ図及び第３ｂ図は本発明の装置におけるポン
プ装置の二種の作動位置における略断面図、第４
図は第３ａ図記載の作動位置における作動弁の90
回転させた略図、第５ａ，５ｂ及び５ｃ図はそれ
ぞれ第２ａないし２ｃ図に記載の袋容器の液体レ
ベルを検知する液体レベル検出器の異なる液体レ
ベルにおける略図、略平面図及び側面図、第６図
は本発明の装置における、加圧媒体を用い制御運
転される改良実施態様を示す略図、第７図は本発
明の装置の実施におけるコンパクト化された装置
の縦断面図、及び第８図は本発明の装置に用いる
液体のポンプ循環装置の拡大図である。 １……生体、２……静脈取り入れ管、３……静
脈容器、３ａ，３ｂ，９……ハウジング、４，１
３……弁、５，１１……接続ライン、７ａ，７
ｂ，８……プラスチツク袋、１０……動脈容器、
１２……動脈供給管、１５……内部空間、１６，
１７……接続管、１８，１９……液体レベル検出
器、２０，３１，３２……垂直ガイドレール、２
２……締めつけ手段、２３……偏心部材、２５…
…サーボモータ、２７……センサ、２８……フオ
トセンサ、２９……シヤツタ、３０……光源、６
２……静脈取り入れ管、６３……静脈容器、３
ａ，７１……輸送作用容器、７３……ポンプ、７
７……動脈容器、７６，８１……加熱手段、８４
……ガススプリング又は空気室、８５，８６……
容量計測器、８７……脈動発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 生体液特に血液を導入し循環させて排出する
   閉鎖システムであつて下記の、ｈの特徴を有する
   ａ〜ｇの機器を含む生体液、特に血液の循環又は
   ポンプ送液装置。 ａ 循環されるべき液体を受け取る液体通路入口
   手段２。 ｂ 前記液体通路入口手段２に接続され、且つ液
   体導入位置の高さ（h₀）より低い位置（h₀′）
   に配置されて、重力によつて前記液体通路入口
   手段２から液体を受け取る第１の容器３ａ，
   ３。 ｃ 前記第１の容器３ａ，３に接続され且つ液体
   が通過する第２の容器３ｃ，３を備えた圧力供
   給機器３ｂ，３であつて、該圧力供給機器３
   ｂ，３が、 第１の容器の位置（h₀′）より低い位置（h₁）
   に配置されて重力によつて、第１の容器３ａ，
   ３から液体を引き出し、さらに前記位置（h₁）
   より高い位置（h₂）に移動することにより、こ
   の引き出された液体を循環するために正の圧力
   をこの液体に供給するか、又は、 周知のポンプ機構によつて、負の圧力により
   第１の容器３ａ，３から液体を引き出し、さら
   にこの引き出された液体を循環するために正の
   圧力をこの液体に供給する圧力供給機器３ｂ，
   ３。 ｄ 前記機器３ｂ，３から液体を受け取るために
   該機器３ｂ，３に接続され、且つ受け取つた液
   体を均一に連続的に排出する第３の容器である
   動脈容器１０。 ｅ 前記第３の容器１０に接続され且つ循環した
   液体を排出する液体通路出口手段１２。 ｆ 前記第１、第２、第３の容器群３ａ，３ｃ，
   １０を連続して接続する液体通路手段５，１
   １。 ｇ 前記容器群３ａ，３ｃ，１０を連続して接続
   する液体通路手段５，１１を通過する液体の流
   れを制御する弁手段４，１３。 ｈ 前記容器群３ａ，３ｃ，１０及び全ての前記
   液体通路手段２，５，１１，１２が弾力性ある
   いは可撓性材料で作られている。 ２ 前記第２の容器３ｃ，３の壁が、弾力性ある
   いは可撓性の、好ましくはプラスチツク材料で作
   られた袋７ｂ状に形成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３ 全ての袋７ａ，７ｂ，８が可撓性の、好まし
   くはプラスチツク材料で作られ、さらにそれらを
   互いに接続する液体通路手段２，５，１１，１２
   が、それらの内容積を最小にできるように折り畳
   み可能であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項から第２項のいずれか１項に記載の装置。 ４ 内部が、装置の保管あるいは出荷時に滅菌さ
   れ、代用血液で充填されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第３項に記載の装置。 ５ 前記圧力供給機器３ｂの入口及び出口接続ラ
   イン５，１１の壁に、各々、流れの断面方向に開
   閉する締めつけ弁あるいは挟みつけ弁４，１３
   が、取付けられていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項から第４項のいずれか１項に記載の
   装置。 ６ 前記締めつけ弁４，１３が、各々、関連する
   接続ライン５，１１を内包する枠２１と、前記接
   続ラインを流れの断面方向に圧縮あるいは開放す
   るために、予め定められた運動特性に従い作動す
   る締めつけあるいは挟みつける部材２２，２２ａ
   を備えることを特徴とする特許請求の範囲第５項
   に記載の装置。 ７ 前記対応する接続ライン５，１１を、その流
   れの断面方向（管の内部）を圧縮したり開放する
   締めつけ部材２２ａの側面あるいは表面が、円
   形、特に放物線状又は半円状の曲線輪郭であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の装
   置。 ８ 可撓性のプラスチツク材料製の袋７ａ，７
   ｂ，８の少なくとも１つが、剛性のハウジング３
   ａ，３ｂ，９で囲まれ、その中で負もしくは正の
   圧力が袋の与えられることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項から第２項のいずれか１項に記載の
   装置。 ９ 機械的または光学センサ２７が、ハウジング
   ３ａ，３ｂ，９の少なくとも１つに、特に導入さ
   れた液体に正の圧力を与えるための袋の液体レベ
   ルを検出するために設けられていることをことを
   特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の装置。 １０ 前記袋７ａ，７ｂ，８が、その入口と出口
   が接続ライン５，１１を介して互いに接続されて
   一体的に形成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項から第１０項のいずれか１項に記
   載の装置。 １１ 接続ラインを含む前記袋７ａ，７ｂ，８
   が、その内面がシリカを含まないシリコン又は微
   細ポリウレタンでライニングされていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１０項に記載の装置。 １２ 前記圧力供給機器３ｂの前記入口及び出口
   接続ライン５，１１の前記壁において、各々の壁
   の少なくとも一区分が膜状弾性状に形成され、前
   記区分付近に、予め定められた運動特性に従つて
   作動する膜弁方式あるいは隔膜型弁方式で、流れ
   の断面方向に圧縮するための制御された圧力が与
   えられるように配された分画を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項から第４項のいずれ
   か１項に記載の装置。 １３ 限定された正の圧力をあたえるための前記
   の弁制御された機器が移送作動容器７１を形成
   し、かつハウジング６９を含み、このハウジング
   が加圧液体で液密であり、その中に外部へ通ずる
   接続ライン６５，６１を備えた弾性的な袋７０が
   配され、前記袋の周囲の空間が液体で充填され、
   前記袋７０の周辺の内部容積がそれにより時間的
   制御で増加あるいは減少するポンプ機器７３に接
   続されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項から第１２項のいずれか１項に記載の装置。 １４ 動脈容器７７が、加圧された液密のハウジ
   ング７９内で、外部に通ずる接続ライン６１，８
   ２を備えた弾性的な袋８０に形成され、その中で
   前記袋とハウジングとの間の空間の内容積が液体
   で充填され、前記ポンプ機器７３のポンプ圧力よ
   り小さい圧力で加圧するガススプリング８４に接
   続されて形成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１３項に記載の装置。 １５ 前記動脈容器７７が脈動装置８７に接続さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１４
   項に記載の装置。