JPH0513456U - 人工肺回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路構成を単純化し、顕著な気泡除去機能を
有するとともに、プライミングボリュームを顕著に減少
させた人工肺回路を提供すること。 【構成】 脱血ライン２００および送血ライン３００
と、当該脱血ライン２００上に配設された気泡分離用チ
ャンバー４００と、当該気泡分離用チャンバー４００に
より分離された気泡を導入する気泡導入部と、当該気泡
導入部に導入された気泡を消泡する消泡部と、当該消泡
部を介して前記気泡導入部に連通するとともに、前記脱
血ラインに連通する血液貯留部とを具備する貯血槽７０
０とを備えることを特徴とする人工肺回路。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、開心術時に用いられる人工肺回路に関する。さらに詳しくは、本考 案は、優れた気泡除去能を有するとともに、プライミングボリュームが少なく、 安全性に優れた人工肺回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、開心術時に、患者の肺の機能を代替する人工肺回路が用いられてい る。

【０００３】 第４図は、従来の人工肺回路の回路構成を示す図である。 患者の大動脈から脱血された血液は、脱血ライン１を経て貯血槽２に入る。ま た、術野に出血した血液、及び左室または左房に膨満した血液は、カーディオト ミーライン３、ポンプ４によってカーディオトミーリザーバー５に吸引、回収さ れた後、貯血槽２に入る。貯血槽２に貯溜された血液は、ポンプ６によって熱交 換器付き人工肺７に送られ、ここで温度調整および酸素付加された血液は、送血 ライン８を経て、患者の体内に戻されるよう構成されている。

【０００４】 ここで、カーディオトミーリザーバー５は、術野で吸引された血液の消泡、貯 血機能に加えて、術野での吸引血液に随伴する組織、マイクロアグリゲート等の 異物を濾過する機能をも備えている。

【０００５】 しかしながら、上記従来の人工肺回路にあっては、貯血槽２とカーディオトミ ーリザーバー５が併存し、さらにはそれらを接続するチューブが存在するため、 開心術時のプライミングボリュームが増大したり、回路構成が複雑なため、接続 に時間を要するという問題があった。

【０００６】 これらの問題を鑑み、本願出願人は、回路構成を単純化し、プライミングボリ ュームを減少させた人工肺回路を開示している（特開昭６２−２７９６５号公報 ）。

【０００７】 この人工肺回路の構造を図５及び図６に示す。

【０００８】 図５は、この人工肺回路の回路構成を示す図であり、図６はカーディオトミー リザーバーを取り出して示す部分断面側面図である。

【０００９】 すなわち、カーディオトミーリザーバー１０は、内部上方には、ポート２０を 介してカーディオトミーライン４５に連通し、濾過消泡部材２６で区画された血 液室１２を備え、さらに内部下方には、濾過消泡部材２６を介して血液室１２に 連通し、さらに脱血ライン３７に接続される第１接続口部３０および送血ライン ４４に接続される第２接続口部３５を有する貯血室１３とから構成されている。

【００１０】 そして、前記第１接続口部３０には、先端が閉塞した筒状を呈する多孔管１１ が連通、配置され、さらにこの多孔管１１は脱血用消泡部材Ａ（図示せず）で被 包されている。この脱血用消泡部材Ａは、発泡ウレタン等の材料に消泡用シリコ ーンを付与したものを用いている。

【００１１】 カーディオトミーライン４５を経て、カーディオトミーリザーバー１０の血液 室１２に導入された血液は、濾過消泡部材２６を通過する間に異物が除去され、 貯血室１３に供給される。一方、脱血ライン４４から供給された血液は、第１接 続口部３０から流入して多孔管１１内を上昇する。多孔管１１の孔を通過した血 液は、当該多孔管１１を被包する脱血用消泡部材Ａに接触して気泡が除去され、 貯血室１３内に流入し、血液室１２から濾過消泡部材２６を通じて流入された血 液に合流し、さらに第２接続口部３５を経て、カーディオトミーリザーバー１０ から導出される。導出された血液は、ポンプ４７によって熱交換器付き人工肺４ ８に送られ、さらに送血ライン４９を経て、患者の体内に戻される。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

このような構成によれば、貯血槽とカーディオトミーリザーバーが併存しない ので、回路を単純化させることが可能であるが、次のような欠点が存在するもの であった。 脱血ライン４４から供給された血液中の気泡は、カーディオトミーリザーバー １０の脱血用消泡部材Ａに接触して破泡されるが、貯血室１３に流入する血液を 一定量確保するために、脱血用消泡部材Ａの孔径を十分小さくすることができな い。このため、完全な除泡機能を発揮することが困難である場合が多い。 濾過消泡部材２６と、脱血用消泡部材Ａが併存するので、これらの消泡部材に 担持されたシリコーンが返血液中に溶出する虞れが高い。シリコーンは不活性物 質であり、それ自体有害ではないが、人体により代謝されないので蓄積されやす く、また極細の毛細血管を詰まらせるおそれもあるので、好ましくない。 カーディオトミーリザーバー１０内に、多孔管１１や脱血用消泡部材Ａを内蔵 する必要があるので、カーディオトミーリザーバー１０自体の構造が複雑化し、 人工肺回路全体のプライミングボリュームを顕著に減少させるものではない。

【００１３】 従って、本考案は、回路構成を単純化し、顕著な気泡除去機能を有するととも に、プライミングボリュームを顕著に減少させた人工肺回路を提供することを目 的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

上記の課題は、人工肺の血液導入側に接続された脱血ラインおよび血液出口側 に接続された送血ラインと、前記脱血ライン上に配設された気泡分離用チャンバ ーと、当該気泡分離用チャンバーにより分離された気泡を導入する気泡導入部と 、当該気泡導入部に導入された気泡を消泡する消泡部と、当該消泡部を介して前 記気泡導入部に連通するとともに、前記脱血ラインに連通する血液貯留部とを具 備する貯血槽とを備えることを特徴とする人工肺回路によって解決される。

【００１５】 前記貯血槽の気泡導入部には、術野からの血液を当該気泡導入部に導入するカ ーデオトミーラインが接続されていることが好ましい。

【００１６】 以下、本考案の人工肺回路の好ましい実施態様について図１〜図３を参照して 詳細に説明する。

【００１７】 図１は、本考案に係る人工肺回路の好ましい実施態様の回路構成を示す図であ り、図２は、本実施態様の人工肺回路中の気泡分離用チャンバーを取り出して示 す部分断面側面図、図３はカーディオトミーリザーバーを取り出して示す部分断 面側面図である。

【００１８】 図１に示すように、本実施態様に係る人工肺回路１００は、脱血ライン２００ および送血ライン３００と、前記脱血ライン２上に配設された気泡分離用チャン バー４００と、当該チャンバー４００に接続された気泡分離ライン５００と、術 野に出血した血液、及び左室または左房に膨満した血液を吸引するカーディオト ミーライン６００と、前記気泡分離ライン５００、カーディオトミーライン６０ ０、および脱血ライン２００に連通されたカーディオトミーリザーバー７００と 、 当該カーディオトミーリザーバー７００から導出された血液を後述する人工肺 ９００に送り込むポンプ８００と、前記送血ライン３００上に配設された人工肺 ９００とを備えるものである。 脱血ライン２００は、脱血用のカテーテル２０ １と脱血チューブ２０２をコネクタ２０３で接続したものであり、脱血チューブ ２０２の途中には後述する気泡分離用チャンバー４００が配設される。

【００１９】 カテーテル２０１の内部には、血液の流路であるルーメンが形成されており、 カテーテル２０１の先端部は、患者の静脈に留置される。

【００２０】 カテーテル２０１および脱血チューブ２０２の構成材料としては、例えば、ポ リ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、シ リコーン樹脂、ポリエステルエラストマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ウ レタン−シリコン共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の可撓性材料が 好ましく使用される。

【００２１】 図２は、気泡分離用チャンバー４００の構造を示す断面側面図である。

【００２２】 図に示すように、気泡分離用チャンバー４００は、ポリカーボネート樹脂等の 硬質樹脂材料で形成され、気泡排出口４０２、血液流入口４０３、及び血液流出 口４０４を有する円筒状のハウジング４０１と、血液流入口４０３および血液流 出口４０４の間に介在する内部空間に配置された瀘材４０５とを備える。ここで 血液流入口４０３は、前述した脱血チューブ２０２の上流側部分２０２ａの後端 に接続され、血液流出口４０４は下流側部分２０２ｂの先端に接続される。

【００２３】 瀘材４０５は、例えば、目開き２０〜５０μｍ程度のスクリーンメッシュをプ ラスチック製のネットで挟持し、プリーツ状に折り畳んで円筒状に構成したもの である。この瀘材４０５は、脱血ラインから導入された血液中の異物、マイクロ アグリゲート等を除去するものである。

【００２４】 前記血液流出口４０４は、ハウジング４０１内で血液に旋回流を起こさせるた めに、当該ハウジング４０１の接線方向に設けられている。よって、血液流入口 ４０２から流入した血液はハウジング４０１内で旋回流を形成し、この旋回流に 乗った微小気泡は、遠心力の作用により回転の中心に集中し、浮力により血液中 からを分離される。分離された気泡は、ハウジング４０１の内部上方に貯留され 、気泡排出口４０２から導出される。一方、気泡が除去された血液は、前記瀘材 ４０５を通過して、異物が除去され、血液流出口４０４から、下流側に搬送され る。

【００２５】 このような気泡分離用チャンバー４００の下流側には、人工肺回路１００にお ける体外循環量の変動に対する緩衝機能、およびカーディオトミーライン６００ から導入された術野等からの血液中の異物、気泡を除去する機能を有するカーデ ィオトミーリザーバー７００が配設される。

【００２６】 図３は、カーディオトミーリザーバー７００の構造を示す部分断面側面図であ る。図に示すように、カーディオトミーリザーバー７００は、ハウジング７０２ 、蓋体７０３、内筒７０４と、消泡および血液ろ過機能を有する血液処理部７０ ７等から形成されている。

【００２７】 ハウジング７０２は、略円筒状をなしており、上部が開口している。そして、 底部の周縁部には血液流出入口７１２を有している。そして、血液流出入口７１ ２の上部は、血液貯留部７１１を形成しており、脱血ライン２００から導入され た血液を一旦貯留して、回路内の血液量の変動を緩衝する作用を発揮する。

【００２８】 ハウジング７０２はポリカーボネート等の硬質樹脂材料により構成されている 。ハウジング７０２は、内部の血液を確認するために、透明体であることが好ま しい。

【００２９】 蓋体７０３は、血液流入口７０５を有し、ハウジング７０２の上部開口部に被 嵌している。血液流入口７０５には、開心術における術野に出血した胸腔内血液 、心腔内血液、左心室および左心房に充満した血液を吸引するカーディオトミー ライン６００が接続される。また、このカーディオトミーライン６００の途中に は、ポンプ６００ａが配設される。

【００３０】 蓋体７０３には、血液流入口７０５の他にプライミングポート７１８、急速プ ライミングポート７１９、ガス排出口７１６が設けられている。蓋体７０３の下 方には、上部内部に内筒７０４を有する血液室７０６が設けられている。内筒７ ０４は漏斗状をなしており、漏斗状部分の内部が血液流入口７０５と連通し、蓋 体７０３の内面とこの内筒７０４の上部内面により血液導入部７２８を形成して いる。

【００３１】 さらにカーディオーミーリザーバー７００は、蓋体７０３に気泡流入口７２０ を設けている。この気泡流入口７２０は、気泡分離ライン５００を介して、気泡 分離用チャンバー４００の気泡排出口４０２と接続している。この気泡分離ライ ン４００は、例えば、内径１〜１０ｍｍ程度のチューブにより構成される。

【００３２】 これにより、気泡分離チャンバー４００によって分離された気泡は、気泡分離 ライン５００、を通じて、カーディオトミーリザーバー７００の血液導入部７２ ８に流入し、カーディオトミーライン６００から導入された血液に合流しする。

【００３３】 血液処理部７０７は、血液中の血栓、マイクロアグリゲート等の異物をろ過す るためのろ過部材７２１と、このろ過部材の外周に被包された消泡部材７２２と から構成されている。さらに、消泡部材７２２の外周は、ナイロン等の織布によ り形成されたトリコット袋７２３によって覆われている。

【００３４】 この血液処理部７０７の内面で囲まれた空間は、第１の血液流入部７０６を形 成する。血液導入部７２８に導入された血液は、内筒７０４の内壁を流下し、第 １の血液流入部７０６に到達する。

【００３５】 血液処理部７０７の下端中央には、血液流入部７０６の下端および第２の血液 流入部７１０の上端を形成する仕切り板７１３が設けられ、この仕切り板には連 通口７０８が設けられている。よって、第１の血液流入部７０６に到達した血液 は、ろ過部材７２１、消泡部材７２２を通過し、さらに連通口７０８を通じて、 第２の血液流入部７１０に流入する。そして、この第２の血液流入部７１０の下 端開口を通じて、血液貯留部７１１に供給されるよう構成される。

【００３６】 ろ過部材７２１に使用されるフィルターは、特に制限されないが、ナイロン、 ポリエステル等により形成されたメッシュ、不織布、多孔質膜等が使用される。 また、消泡部剤７２２としては、ウレタンフォーム等の発泡体にシリコーンを コーティングしたものが用いられる。また、ろ過部材７２１は、広いろ過面積を 確保するために、プリーツ状になっていることが好ましい。

【００３７】 また、カーディオトミーリザーバー７００の血液流出入口７１２から導出され た血液は、送血ライン３００に導かれる。そして、脱血ライン２００と送血ライ ン３００の接続点には、ポンプ８００が配設され、送血ライン３００上に配設さ れた人工肺９００に血液を送り込むよう構成される。

【００３８】 なお、ポンプ８００としては、例えば、ローラポンプ、遠心ポンプ等を用いる ことができる。

【００３９】 人工肺９００は、患者から脱血された血液に酸素を付加し、炭酸ガスを除去す るものである。この人工肺９００の種類は特に限定されず、例えば、膜型、フィ ルム型、気泡型等を用いることができる。本発明においては、特に、中空糸型人 工肺が好ましい。

【００４０】 なお、本考案に係る人工肺回路に用いられる気泡分離用チャンバーとしては、 上記構造のものに限定されず、例えば瀘材を有さずに、旋回流によって気泡分離 のみを行うもの、あるいは旋回流をおこさず、血液を貯留することにより浮力を 用いて気泡を分離する構造のもの、血液流入口と瀘材に間に気泡分離用のメッシ ュを配置したもの（特開平２−１２３２４５号公報）等であってもよい。

【００４１】 また、本考案に係る人工肺回路に用いられる貯血槽は、上記構造のものに限定 されず、除泡および緩衝機能を有するものならば、例えば、カーディオトミーラ インに接続されない静脈リザーバーであってもよい。

【００４２】

【作用】

次に、本実施態様の人工肺回路１００の作用を、図１〜図３を参照して説明す る。

【００４３】 図１に示すように、人体の大動脈から脱血された血液は、脱血ライン２０２ａ を経て、気泡分離用チャンバー４００の血液流入口４０３から流入し、チャンバ ー４００内で旋回流を形成して、気泡が分離される。分離された気泡は、気泡排 出口４０２から気泡分離ライン５００を通じて、カーディオトミーリザーバー７ ００の気泡流入口７２０から血液導入部７２８に導入される。一方、気泡が除去 された血液は、脱血ライン２０２ｂを通じて、カーディオトミーリザーバー７０ ０内部の血液流出入口７１２から、血液貯留部７１１に導入、貯留される。また 、開心術における術野に出血した胸腔内血液、心腔内血液、左心室および左心房 に充満した血液は、カーディオトミーライン６００を経て、カーディオトミーリ ザーバー７００の血液流入口７０５より血液導入部７２８に流入し、ここで気泡 分離ライン５００より導入された気泡に合流する。そして、気泡が合流した血液 は、第１の血液流入部７０６を通過し、さらに血液処理部７０７を構成する濾過 部材７２１、消泡部材７２２を通る。これにより、血液中の血栓、マイクロアグ リゲート等の異物が除去されるとともに、気泡は消泡部剤７２２に接触して破泡 される。異物、気泡が除去された血液は、第２の血液流入部７１０を通じて、血 液貯血部７１１に流入し、ここで血液流出入口７１２から導入された血液に合流 して、貯留される。そして、血液貯血部７１１に貯留された血液は、ポンプ８０ ０により人工肺９００に送られ、血液温度の調整および二酸化炭素の除去、酸素 付加が行われ、送血ライン３００を経て人体の大動脈に送血される。

【００４４】 これにより、気泡分離チャンバー４００によって分離された気泡が、カーディ オトミーリザーバー７００の消泡部材７２２により破泡されて、この気泡を形成 していた血液成分が、カーデオトミーライン、および脱血ラインから供給された 血液に加えられて送血されるので、患者の血液を有効に利用することができる。 次に、さらに実施例を示して、本考案をさらに詳細に説明する。

【００４５】

【実施例】

以下に示す気泡分離用チャンバー、カーディオトミーリザーバー、および人工 肺を用いて図１に示す人工肺回路を作成した。

【００４６】 ［気泡分離チャンバー］ 図２に示す気泡分離チャンバーを作成した。なお、瀘材としては、Ｔ−３５０ ポリエステルメッシュ４０μｍ（ろ過面積６５０ｃｍ²）を用いた。この気泡 分離チャンバーの容積は２００ｍｌであった。

【００４７】 ［貯血槽］ 図３に示すカーディオトミーリザーバーを作製した。仕様は以下のとおりであ る。 ａ．ハウジング 材質：ポリカーボネート 開口部の内径：１５５ｍｍ 開口部から血液流出口までの長さ：３３０ｍｍ ｂ．内筒 材質：ポリカーボネート 長さ：７５ｍｍ 上部直径：１５０ｍｍ ｃ．フィルター 目付量２００ｇ／ｃｍ²のポリエチレンテレフタレート不 織布 ｄ．消泡部材 ポリウレタン発泡体（２０ポア／ｃｍ） ｅ．トリコット袋 ポリエチレンテレフタレート不織布 ｆ．蓋体 材質：ポリカーボネート ｇ．容積 約４リットル

【００４８】 ［人工肺］ 中空糸型人工肺（有効膜面積３．６Ｍ²）

【００４９】 ［ポンプ］ ローラーポンプ

【００５０】 ［脱血ライン］ 塩化ビニルにより形成されたカテーテル（内径５．２ｍｍ ：全長５００ｍｍ）に、ポリ塩化ビニルより形成されたチ ューブ（内径１０ｍｍ、全長１５００ｍｍ）を接続したも のであり、チューブ接続部から下流側に５００ｍｍの位置 に気泡分離チャンバーを配置する。

【００５１】 ［気泡分離ライン］ポリ塩化ビニルにより形成されたチューブ（内径３．５ｍ ｍ、長さ８００ｍｍ）

【００５２】 ［送血ライン］ 塩化ビニルにより形成されたカテーテル（内径５．２ｍｍ ：全長５００ｍｍ）に、ポリ塩化ビニルより形成されたチ ューブ（内径１０ｍｍ、全長１８００ｍｍ）を接続したも の。途中に人工肺を配設する。

【００５３】 ［比較例］ 上記実施例と同様のカーディオトミーリザーバー、ポンプおよび人工肺の他に 、ポリ塩化ビニル製シートからなる密封バッグ（容量７００ｍｌ）を貯血槽とし て用い、図４に示す人工肺回路を作成した。なお、脱血および返血ラインも、上 記実施例と同様のものを用いた。

【００５４】 （血液循環実験） 実施例および比較例の人工肺回路を用いて、血液循環実験を行った。

【００５５】 血液としては牛血（Ｈｔ値＝３５％）を使用し、送血量は４リットル／分とし た。さらに、エアーインジェクターを用いて、循環血液中に、５０ｃｃ／１５ｓ ｅｃの割合で気泡を混入させた。

【００５６】 その結果、実施例の人工肺回路では、総プライミング量は１０００ｍｌであり 、送血ライン中の血液に気泡の混入は認められなかった。これに対し、比較例の 人工肺回路では、送血ライン中の血液には気泡の混入はなかったものの、総プラ イミング量は１４００ｍｌであり、安全性に劣ることが確認された。

【００５７】

【考案の効果】

以上、詳述したように、本考案の人工肺回路は、脱血ラインおよび送血ライン と、前記脱血ライン上に配設された気泡分離用チャンバーと、当該気泡分離用チ ャンバーにより分離された気泡を導入する気泡導入部と、当該気泡導入部に導入 された気泡を消泡する消泡部と、当該消泡部を介して前記気泡導入部に連通する とともに、前記脱血ラインに連通する血液貯留部とを具備するものであるから、 回路構成が単純化され、顕著な気泡除去機能を有するとともに、プライミングボ リュームを顕著に減少させることが可能であり、安全性に優れるという効果を奏 する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の人工肺回路の好ましい実施態様に係る
回路構成を示す図である。

【図２】本考案の人工肺回路の好ましい実施態様に係る
回路に用いられる気泡分離チャンバー（血液フィルタ
ー）の構造を示す部分断面側面図である。

【図３】本考案の人工肺回路の好ましい実施態様に係る
回路に用いられるカーデオトミーリザーバーの構造を示
す部分断面側面図である。

【図４】従来の人工肺回路の回路構成を示す図である。

【図５】従来の人工肺回路の回路構成を示す図である。

【図６】図５に示す人工肺回路に用いられるカーデオト
ミーリザーバーの構造を示す部分断面側面図である。

【符号の説明】

１００．人工肺回路 ２００．脱血ライン ３００．送血ライン ４００．血液フィルター（気泡分離用チャンバー） ５００．気泡分離ライン ６００．カーディオトミーライン ７００．カーディオトミーリザーバー ７１１．血液貯留部 ７２２．消泡部材 ７２８．血液導入部 ８００．ポンプ ９００．人工肺

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 人工肺の血液導入側に接続された脱血ラ
   インおよび血液出口側に接続された送血ラインと、 前記脱血ライン上に配設された気泡分離用チャンバー
   と、 当該気泡分離用チャンバーにより分離された気泡を導入
   する気泡導入部と、当該気泡導入部に導入された気泡を
   消泡する消泡部と、当該消泡部を介して前記気泡導入部
   に連通するとともに、前記脱血ラインに連通する血液貯
   留部とを具備する貯血槽と、 を備えることを特徴とする人工肺回路。
2. 【請求項２】前記貯血槽の気泡導入部には、術野からの
   血液を当該気泡導入部に導入するカーデオトミーライン
   が接続されている請求項１記載の人工肺回路。