JPH042067B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、改良された人工肺に関する。さらに
詳しくは、ガス交換部、熱交換部および貯血部が
一体化された人工肺に関する。

〔従来の技術〕

開心術等において使用される人工肺には、気泡
型、膜型など種々のタイプのものがあるが、血液
に与える損傷が少ないことから、膜型人工肺の使
用が近年増加しつつある。しかしながら、膜型人
工肺は気泡型のものに比べて血液充填量が多く、
また気泡抜きの操作が煩雑であるなどの問題点が
ある。さらに人工肺を使用する場合、血液の体外
循環回路に接続して使用するが、回路にはさらに
血液を加温または冷却するための熱交換器と、血
液を一時的に貯溜するための貯血槽を設けなけれ
ばならない。したがつて、全体の血液充填量は膜
型人工肺の場合かなりの量になり、患者に対する
負担も大きかつた。そこで、できるだけ血液充填
量を減少させて患者への負担を少なくするため
に、特開昭58−86171号公報や特開昭58−155862
号公報などにおいては、人工肺と熱交換器を結合
して一体化した人工肺が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の熱交換器を結合した人工肺は、血液充填
量を減少させる上である程度の効果はあるが、効
果の程度は小さい。なぜなら、血液充填量の減少
は単に人工肺と熱交換器を連結して回路を省略し
たことによるものにすぎず、結合した装置自身の
血液充填量は、従来の分離されたものの充填量の
和と変わらないからである。また、貯血槽は依然
として別に設けられているので、この部分は従来
と同じ血液充填量を必要とする。

本発明の目的は、従来の熱交換器を結合した人
工肺よりもさらに大幅に血液充填量を減少させた
人工肺を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明においては、上記の目的を達成するため
に熱交換部、ガス交換部および貯血部を複合的に
一体化した。すなわち、これらを同軸的に配置し
て一体化するとともに、ガス交換部を中空糸膜を
使用し血液を中空糸の外側に流すようにすること
により、各部を機能的に一体化することができた
のである。

本発明の人工肺は、外周が伝熱性の材料で形成
されており内部に熱交換媒体の流路を有する熱交
換部と、該熱交換部を取り巻くようにガス透過性
中空糸が配置され中空糸の両端において内腔が開
口した状態で接着固定されているガス交換部と、
該ガス交換部を取り巻くように設けられた血液貯
溜空間からなる貯血部とが、それぞれ隔離される
ことなく連続して設けられており、これら熱交換
部、ガス交換部および貯血部は、血液導入口およ
び導出口、酸素含有ガス導入口および導出口なら
びに熱交換媒体導入口および導出口を有するハウ
ジング内に収納されてなるものである。そして、
血液は前記血液導入口より熱交換部上部へ導入さ
れ、熱交換部からガス交換部さらには貯血部へと
拡散しながら流下し、ハウジング底部に達して貯
血部に一時貯溜された後に血液導出口より導出さ
れるとともに、酸素含有ガスは酸素含有ガス導入
口より中空糸内部を通つて導出口より排出される
ように構成されている。

〔作用〕

本発明の人工肺においては、血液導入口よりハ
ウジング内に導入された血液は、まず熱交換部の
外周面に接触してその内部を流れる熱交換媒体に
よつて加温または冷却される。次いで血液はガス
交換部へ導かれ、中空糸の外側を流れる間にその
内側を流れる酸素含有ガスとの間で酸素と二酸化
炭素のガス交換が行われる。そして、酸素加され
た血液は貯血部に一時貯溜された後、装置より導
出される。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明をさらに具体的に説
明する。

第１図は、本発明の人工肺の一実施例について
の縦断面図であり、第２図は横断面図である。第
１図の線−は第２図の切断位置を示し、第２
図の線−は第１図の切断位置を示す。

図において、円筒状のハウジング１２内のほぼ
中央に熱交換部があり、その外周はプリーツ加工
された円筒状の伝熱性材料７で形成されている。
プリーツ加工を施しているのは、できるだけ伝熱
面積を大きくして伝熱効率を高めるためである
が、伝熱面積を大きくするための他の周知の方法
としては、多数の中空細管を配置してその内部に
熱交換媒体を流す方法や蛇腹状の管を使用する方
法があり、本発明ではいずれも採用可能である。。
伝熱性材料としては、アルミニウムやステンレス
などの金属が好ましい。７の上部は内側がポリウ
レタンやエポキシ樹脂などで閉塞されて隔壁５が
形成されており血液が内部に入らないようになつ
ている。また、下部は内側および外側の両方が同
様に樹脂で閉塞されている。７の内部には７の内
径とほぼ等しい外径を有するパイプ１３が収納さ
れており、熱交換媒体導出口１６と接続されてい
る。これによつて、熱交換媒体導入口１５より導
入された水などの熱交換媒体は、７と１３の間の
プリーツ空間（すなわち、第２図の１９で示す空
間）を通り、パイプ１３の内部を通つて１６より
排出される。

熱交換部の周囲にはガス透過性材料の中空糸１
１が巻きつけられており、ガス交換部を構成して
いる。本実施例では、血液の流れをスムーズに保
ちガス交換効率を良好にするために、中空糸は１
層ごとに交差する綾巻き構造になつているが、人
工腎臓で広く行われているように、互いに平行に
配置することもできる。中空糸の両端部は、ポリ
ウレタンなどの接着剤で固定されて隔壁６および
９を形成しており、その端部では中空糸の内腔が
開口している。したがつて、中空糸の内部と外部
とは隔壁６および９によつて隔離されている。中
空糸の内腔は酸素含有ガス導入口１４および導出
口４と連通しているので、酸素含有ガスは中空糸
の内部を流れる。中空糸の材質としては、シリコ
ーンゴム、多孔性ポリプロピレンおよび多孔性ポ
リエチレンなどが好ましく使用される。中空糸は
内径100〜1000μｍ、厚さ20〜200μｍ程度のもの
が好適である。

ガス交換部とハウジング１２との間には、ドー
ナツ状に空間が設けられており、貯血部８を形成
している。貯血部８は、一部がガス交換部よりも
下方に延長されており、その最下部に血液導出口
１０が設けられている。

次に、本発明の人工肺の機能について説明す
る。血液は、静脈より脱血されたものが血液導入
口１より導入され、術野から収集されたものが血
液導入口３より導入される。そして両者は一緒に
なつて、熱交換部外周のプリーツによつて形成さ
れた空間２０（第２図）を流れる。そしてこの間
に、伝熱性材料７を介して熱交換媒体との間で熱
交換が行われ、加温または冷却される。そして次
に、血液は中空糸層に入り、中空糸の〓間を流れ
る間に中空糸内部を流れる酸素含有ガスとの間で
ガス交換を行う。すなわち、ガス側から血液側に
酸素が移動し、血液側からガス側に二酸化炭素が
移動する。酸素含有ガスとしては、純粋な酸素ガ
スを使用するのが一般的であるが、窒素などの不
活性ガスを含むものであつてもよい。このように
して酸素加された血液は、貯血部に一時貯溜され
た後、１０より導出される。ところで、本発明の
人工肺の場合、血液の流量が多い場合は血液は中
空糸層全体を流れ、流量が少ない場合は血液は主
として中空糸層の下部を流れるので、ガス交換能
力は流量に比例して自動的に調整される。したが
つて、従来の膜型人工肺で血液流量が低いときに
問題となる血液の過剰な酸素加あるいは二酸化炭
素濃度の低下のし過ぎを防止することができる。
また、ガス交換部と貯血部の境界に適当な大きさ
のスリツト１７を有する壁１８を設けてやれば、
血液の貯血部への流れが制限されて血液の中空糸
層への接触面積を調整することができる。さら
に、１８全体に濾過材を張りつけて、血液中の気
泡や微粒子をトラツプするようにしてもよい。

なお、上述した人工肺は本発明の単なる実施例
であり、発明の要旨を変更しない範囲で当業者に
周知の種々の変更を加えることができる。

〔発明の効果〕

本発明の人工肺は、熱交換部、ガス交換部およ
び貯血部が複合一体化されているので、血液充填
量が従来の膜型人工肺に比べて大幅に減少する。
したがつて患者に与える負担が小さくなり、より
安全に使用することができる。また、血液回路も
簡略化されるので操作も簡単になる。さらに、ガ
ス交換能力が血液の流量に比例して自動的に調整
されるので、流量が少ない場合の過剰な酸素加や
二酸化炭素濃度の低下のし過ぎを防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の人工肺の実施例についての縦
断面図であり、第２図は横断面図である。 １，３……血液導入口、２……急速プライミン
グポート、４……酸素含有ガス導出口、５，６，
９……隔壁、７……伝熱性材料、８……貯血部、
１０……血液導出口、１１……中空糸、１２……
ハウジング、１３……パイプ、１４……酸素含有
ガス導入口、１５……熱交換媒体導入口、１６…
…熱交換媒体導出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 外周が伝熱性の材料で形成されており内部に
   熱交換媒体の流路を有する熱交換部と、該熱交換
   部を取り巻くようにガス透過性中空糸が配置され
   中空糸の両端において内腔が開口した状態で接着
   固定されているガス交換部と、該ガス交換部を取
   り巻くように設けられた血液貯溜空間からなる貯
   血部とが、それぞれ隔離されることなく連続して
   設けられており、これら熱交換部、ガス交換部お
   よび貯血部は、血液導入口および導出口、酸素含
   有ガス導入口および導出口ならびに熱交換媒体導
   入口および導出口を有するハウジング内に収納さ
   れてなる人工肺であつて、さらに血液は前記血液
   導入口より熱交換部上部へ導入され、熱交換部か
   らガス交換部さらには貯血部へと拡散しながら流
   下し、ハウジング底部に達して貯血部に一時貯溜
   された後に血液導出口より導出されるとともに、
   酸素含有ガスは酸素含有ガス導入口より中空糸内
   部を通つて導出口より排出されるように構成され
   てなることを特徴とする人工肺。