JPH0342927Y2 - - Google Patents

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JPH0342927Y2
JPH0342927Y2 JP1987017494U JP1749487U JPH0342927Y2 JP H0342927 Y2 JPH0342927 Y2 JP H0342927Y2 JP 1987017494 U JP1987017494 U JP 1987017494U JP 1749487 U JP1749487 U JP 1749487U JP H0342927 Y2 JPH0342927 Y2 JP H0342927Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、静脈血リザーバー、コイル型熱交
換器、ガス交換用の膜を利用して血液のガス交換
を行なうガス交換部（酸素化部）とを有してなる
膜型人工肺に関するものである。
「従来の技術」 周知のように、血液のガス交換を人工的に行な
う医療装置として、静脈血リザーバー、コイル型
熱交換器およびガス交換部（酸素化部）とを有
し、ガス交換部にガス交換膜を使用した構造の膜
型人工肺がある。
この膜型人工肺は、第４図に示すように、静脈
血リザーバー１と熱交換器２およびガス交換部３
の３つの部分から構成されている。これらは上か
ら下に順次配置されている。
前記静脈血リザーバー１は頂部に空気流通口を
有し、開放システムで使用する静脈血の貯血部で
あり、体外循環中の貯血量の最低レベル500ml程
度で、最大貯血量3600ml程度である。この静脈血
リザーバー１の上部には静脈血流入口４が形成さ
れており、この流入口４から血液は内部の静脈血
流入管５により内部に導かれ、円筒状のフイルタ
ー６を通つて、後述する熱交換器２の外部ハウジ
ングと一体の外部ハウジング７に沿つて熱交換器
２へ流下するようになつている。
前記熱交換器２は、温度調節用の水を通すアル
ミニウム製もしくはステンレス製の蛇管８を内筒
９および前記外部ハウジング７で囲まれた血液を
通す中空円柱状空間内にコイル状に巻き納めてな
るものである。前記蛇管８外周を通つた血液は、
リザーバー部流出口１０から装置の外に一旦出る
ようになつている。また、前記内筒９は、熱交換
能力向上およびプライミングボリユーム減少のた
めのスペーサーであり、その内部は中空構造とな
つている。
さらに、前記ガス交換部３は、ガス交換膜を介
して血液と、ガス（酸素あるいは酸素と空気ある
いは酸素と空気と二酸化炭素とから構成される）
とを接触させて、血液中の二酸化炭素をガス中に
排出させるとともに血液中にガス中の酸素を吸収
させる役目を果たす。ガス交換膜内を通される血
液は、酸素化部流入口１１から流入され、このガ
ス交換部３で酸素化が終了した血液は、動脈血流
出口１２から装置の外に出るように構成されてい
る。
前記構造の膜型人工肺において、静脈血リザー
バー１および熱交換器２からなる上部と、これら
の下部のガス交換部３は、内部構造的に完全に分
離されており、熱交換器２を通つた血液は、リザ
ーバー部流出口１０から一旦装置の外に出て、血
液ポンプによつて装置下部のガス交換部３に酸素
化部流入口１１から流入される。
この膜型人工肺の使用状況は、第５図に示すよ
うである。まず、手術台１３上の患者Ｐからの血
液は、落差圧によつて、まず静脈血リザーバー１
内に流入し、内部のフイルター６を通つて熱交換
器２へ流入して、温度調節された後、一旦外部に
でて血液ポンプ１４によりガス交換部３へ送られ
る。ガス交換部３に送られた血液、内部のガス交
換膜を介してガス交換が行なわれ、その後、患者
Ｐに戻される。
「考案が解決しようとする問題点」 ところで、前記従来の膜型人工肺には、次のよ
うな問題点がある。
すなわち、前記したように、患者Ｐからの血液
をこの膜型人工肺に供給するのに、落差ｈ（第５
図）を利用した落差圧によつて行なつており、そ
のために必要な落差ｈは一般に70cmである。これ
に対し、前記従来の膜型人工肺において、その静
脈血リザーバー１の高さ寸法が15cm程度、熱交換
器２が15cm程度、ガス交換部３が30cm程度あり、
ホース口を含めた全体で63.5cmもの高さがある。
その他、約70cmの高さのモデルもある。前記静脈
血リザーバー１中の血液レベルは、理論上は最低
レベル、即ち、前記熱交換器２が覆われていれば
よい訳であるが、実際には変動要素があるため、
臨床使用時には安全のために静脈血リザーバー１
中の血液の最低レベルは、熱交換部２上端部分か
ら必ずプラスαを考えて設定する。このαは一般
的に10cm程度である。したがつて、手術室床面Ｆ
からこの従来の膜型人工肺の静脈血リザーバー１
中の最低必要血液面高さまでの寸法は、このプラ
スαに熱交換器２およびガス交換部３の高さを加
えた55cmとなる。これに必要な前記落差ｈ（＝70
cm）を考慮に入れると、患者Ｐの手術室床面Ｆか
らの高さは、どうしても125cm程度必要となる。
このような理由により、実際の手術に当たつては
手術台１３の横臥台を上動させて患者Ｐの高さ位
置を床面Ｆから125cm程度にしている。このよう
な患者Ｐの高さ位置では医師の作業が大変行ない
にくくなるので、手術に当たつては手術台１３の
周辺に20cm程度の高さの踏み台を置いて、この踏
み台の上に医師が乗つて手術を行なつている。そ
のため、医師は足もとに注意を払わなければなら
ず、手術に専念しにくいという問題が生じ、さら
に、手術台１３の周辺に配置しなければならない
各種医療装置を好適な位置に置けない等の問題も
生じている。
「問題点を解決するための手段」 本考案者らは、前記従来の問題点を解決するた
めに鋭意研究を重ねたところ、下記のような知見
を得るに至つた。
すなわち、従来の膜型人工肺において、熱交換
器２の内筒９は、熱交換に供するに必要な血液量
をできるだけ少なくし、しかも熱交換能力を向上
させるために不可欠なものであり、内筒９はスペ
ースを確保し、しかも装置の重量を増加させない
ために、その内部は中空となつている。このよう
に、内筒９は外形状が重要であり、内部は全く意
味を持たないデツドスペースである。したがつ
て、この内筒９の内部にガス交換部を収納する構
造とすれば、膜型人工肺全体の高さ寸法を削減す
ることができ、それによつて手術台の横臥台を大
きく上動させなくても、患者から膜型人工肺への
必要な落差圧を確保することができ、手術に際し
て手術台の周囲に踏み台を設置する必要がなくな
り、手術を行ないやすくすることができる。
係る改良を容易にするためには、省スペース、
高効率なガス交換部（膜型人工肺）が必要となる
が、そのような人工肺は、本願出願人によつて既
に提供されている（実願昭59−123858号）。
本考案はこのような知見に基づいてなされたも
のである。すなわち、本考案は、 静脈血リザーバーと、内筒と外筒との間の中空
円柱状空間に血液を流通させる蛇管をコイル状に
配置してなるコイル形熱交換器と、ガス交換用の
膜を利用して血液のガス交換を行なうガス交換部
とを有してなる模型人工肺において、 前記熱交換器の内筒内部のデツドスペースにガ
ス交換部を設置したことを特徴とするものであ
る。
以下、この考案を実施例によりさらに詳しく説
明する。
「実施例」 第１図および第２図はこの考案の一実施例を示
すもので、図中符号２０は静脈血リザーバーを示
すものである。この静脈血リザーバー２０は前記
従来の静脈血リザーバー１とほぼ同構造である。
すなわち、この静脈血リザーバー２０は、後述の
熱交換器２１の外部ハウジング２２内に底部が塞
がれた円筒状のフイルター２３が収納されるとと
もに、このフイルター２３内に静脈血流入管２４
が設けられ、この静脈血流入管２４の上端に静脈
血流入口２５が取り付けられてなるものである。
前記静脈血リザーバー２０の下部にはコイル型
熱交換器２１が一体的に形成されている。この熱
交換器２１は、前記フイルター２３の底部に内筒
２６の上底部が連結され、この内筒２６と前記外
部ハウジング２２との間に形成される中空円柱状
の空間に蛇管２７がコイル状に収納されて構成さ
れている。前記蛇管２７には外部ハウジング２２
の側部に突設した熱交換用水入口２７ａから所定
温度の水が流入され、流入された水は熱交換用水
出口２７ｂから排出されるようになつている。こ
の熱交換器２１で温度調節された血液は下部側面
に突設されたリザーバー部流出口２８から取り出
されるようになつている。
前記内筒２６の内部空間にはガス交換部２９が
収納、配置されている。このガス交換部２９には
下端のガス給供口３０から血液酸素化用のガスが
供給され、上方の血液流入口３１ａから前記リザ
ーバー部流出口２８からの血液が流入され、下部
の血液流出口３１ｂから患者に戻されるようにな
つている。
このガス交換部２９は、基本的構造は先に本出
願人が提供した膜型人工肺（実願昭59−123858
号）と同構造の装置であり、第３図に示すような
構造のものである。図中符号４０は円筒状の筒体
を示すもので、この筒体４０の両端部は拡径され
て筒体頭部４１ａ，４１ｂとなつている。これら
筒体頭部４１ａおよび４１ｂの側部にはそれぞれ
前記血液流入口３１ａおよび血液流出口３１ｂが
設けられている。これら血液流入口３１ａ、血液
流出口３１ｂは、共に筒体頭部４１ａ，４１ｂの
中心軸に交差しない線上（さらに詳しくは、後述
するガス交換体４３のほぼ接線方向）に位置する
ように形成されている。
前記構成の筒体４０内には多数の中空糸（ガス
交換膜）４２が集束状態で収められている。以
下、この集束状態にある多数の中空糸４２…をガ
ス交換体４３と称す。中空糸４２は、シリコーン
膜、ポリカーボネート膜、ポリオレフイン多孔質
膜、再生セルロース膜、ポリサルフオン膜、ナイ
ロン多孔質膜、ポリエステル多孔質膜、アクリル
多孔質膜、フツ素樹脂多孔質膜等の生体適合性が
よくガス透過性のある材料から構成され、内径30
〜1000μmであり、内部にガスを流通させるもの
である。
前記ガス交換体４３は、所定本数、例えば24本
の中空糸４２…を一束とした中空糸束を棒状芯材
上にこの芯材に対し、例えば60゜の角度をもつて
螺旋状に複数層巻着し、筒体４０内に収納された
ものであり、その両端部はポリウレタン樹脂、シ
リコーン樹脂などのポツテイング材４４により上
記筒体４０内において固定されている。前記中空
糸束の巻着にあたつては、螺旋状をなす各層が互
いに交差するようにおこなわれており、しかも、
最終外径寸法が前記筒体４０の内径寸法とほぼ同
寸法になるようにおこなわれている。
そして、この筒体４０には、その下方の開口部
４５ａを覆うようにして蓋体４６が取り付けられ
ており、上方の開口部４５ｂはそのまま開口され
ている。この蓋体４６と筒体４０とは接着されて
おり、蓋体４６−筒体４０間が気密構造となつて
いる。そして、この蓋体４６には前記ガス給供口
３０が形成されている。
前記構成においては、下層の中空糸束と、上層
の中空糸束とが交差しているので、互いに支持し
合い、相互間に所定の間〓を維持している。その
ため、周囲に血液が満たされ、これによつてガス
交換体４３の中心に向かつて凝集する力が働いて
も、大きく凝集して中心に収縮してしまうことが
なくなる。また、ガス交換体４３の最外周面は所
定太さの中空糸束の巻着により周方向に連続した
比較的大きな凹凸が形成されており、その凸部分
の径寸法が前記したように筒体４０の内径寸法と
ほぼ同寸法もしくは若干大きくなつているので、
前記各凸部分が筒体４０に密着してシールリング
のような作用を発揮している。これらの結果、筒
体４０内壁面とガス交換体４３との間に間〓がほ
とんどなくなり、血液は筒体４０内壁面とガス交
換体４３外周面との間を通ることができず、ガス
交換体４３の各中空糸４２…間を通らざるを得な
くなり、中空糸膜と血液との接触効率を格段に上
昇し得て、大幅なガス交換効率の向上を図ること
ができるようになつている。
したがつて、この構造のガス交換部２９を採用
すれば、ガス交換効率を低下させることなく、占
有スペースを減少させることができ、容積の比較
的少ない前記内筒２６にも充分収納することがで
きる。その結果、本考案の膜型人工肺は前記従来
の膜型人工肺より20cmも低くすることができてい
る。これにより、手術台上の患者の高さ位置を
105cm程度にしておけば、体外循環に必要な落差
圧を得ることができ、踏み台を使用することな
く、手術を行なうことができる。
なお、この考案の膜型人工肺によれば、高さ寸
法を小さくした分だけ重心も低くなり、設置がよ
り安定になる効果も得られる。
また、この実施例ではガス交換部として、先に
本出願人が提供した省スペース、高効率な装置を
使用したが、この装置は必ずしも必要ではなく、
従来と同構造のガス交換部でもよい。しかし、そ
の場合、本膜型人工肺の幅寸法を大きくしてガス
交換効率を確保する、などして高さ寸法の削減率
を低下させない工夫が必要である。
「考案の効果」 以上説明したように、本考案によれば、膜型人
工肺全体のの高さ寸法を削減することができ、そ
れによつて手術台の横臥台を大きく上動させなく
ても、患者から膜型人工肺への必要な落差圧を確
保することができ、手術に際して手術台の周囲に
踏み台を設置する必要がなくなり、手術を行ない
やすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第３図はこの考案の一実施例を説
明するためのもので、第１図はこの考案に係る膜
型人工肺の側面構成図、第２図は同膜型人工肺の
断面構成図、第３図は同膜型人工肺中に組み込ま
れるガス交換部の一例を示す断面構成図、第４図
は従来の膜型人工肺の一例を示す一部断面視した
斜視図、第５図は膜型人工肺の使用状態を示す図
である。 ２０……静脈血リザーバー、２１……熱交換
器、２２……外部ハウジング、２３……フイルタ
ー、２４……静脈血流入管、２５……静脈血流入
口、２６……内筒、２７……蛇管、２７ａ………
熱交換用水入口、２７ｂ……熱交換用水出口、２
８……リザーバー部流出口、２９……ガス交換
部、３０……ガス給供口、３１ａ……血液流入
口、３１ｂ……血液流出口。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 静脈血リザーバーと、内筒と外部ハウジングと
    の間の中空円柱状空間に血液を流通させる蛇管を
    コイル状に配置してなるコイル形熱交換器と、ガ
    ス交換用の膜を利用して血液のガス交換を行なう
    ガス交換部とを有してなる膜型人工肺において、 前記熱交換器の内筒内部のデツドスペース内に
    ガス交換部を設置したことを特徴とする膜型人工
    肺。
JP1987017494U 1987-02-09 1987-02-09 Expired JPH0342927Y2 (ja)

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JP1987017494U JPH0342927Y2 (ja) 1987-02-09 1987-02-09
US07/154,638 US5034188A (en) 1987-02-09 1988-02-09 Artificial lung

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JP1987017494U JPH0342927Y2 (ja) 1987-02-09 1987-02-09

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JPS63124946U JPS63124946U (ja) 1988-08-15
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