JPH0614965B2 - 人工肺 - Google Patents

人工肺

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JPH0614965B2
JPH0614965B2 JP1003519A JP351989A JPH0614965B2 JP H0614965 B2 JPH0614965 B2 JP H0614965B2 JP 1003519 A JP1003519 A JP 1003519A JP 351989 A JP351989 A JP 351989A JP H0614965 B2 JPH0614965 B2 JP H0614965B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は中空糸膜を用いた人工肺に関する。
〔従来に技術〕
近年の胸部手術は、生体肺の代わりに人工肺を用いて体
外血液循環回路を構成し、この人工肺によって血液中の
二酸化炭素を除去し酸素を供給することにより行なわれ
る。
この体外血液循環回路に組み込まれる人工肺は、小型且
つ堅牢で、しかもガス交換機能が高くて安定しており、
また操作も容易である中空糸膜を用いた人工肺が使用さ
されている。
従来、この中空糸膜を用いた人工肺は、第７図に示すよ
うな構成になっている。同図において、人工肺１′はガ
ス流出口及びガス流入口16及び15を有する人工肺本体４
と、該人工肺本体４の上端部に上部隔壁７を介して取り
付けられた血液流出部10と、該人工肺本体４の下端部に
下部隔壁12を介して設けられた血液流入部９′と、人工
肺本体４内に収納され一端が血液流出部10に開口すると
共に他端が血液流入部９′に開口するガス交換用の中空
糸膜14とからなっている。そして、このガス交換用の中
空糸膜14は、略筒状をなす前記人工肺本体４内に略平行
に多数配列されている。この中空糸膜14は、軸方向に連
通する中空部をもち、更に、その内壁面と外壁面とに連
通する多数の細孔を有している。又、この中空糸膜14
は、ポリプロピレン等の疎水性樹脂から構成されている
か、又は新水性樹脂により作られた多孔性中空糸膜の内
壁面にシリコーンオイル等を被覆し、その内壁面を疎水
性にして構成されている。
上述のような中空糸膜14の両端は、ポリウリタン等から
なる上部及び下部隔壁７及び12によって密封状態で支持
されている。この上部及び下部隔壁７及び12により人工
肺本体４とこれの上下端部に設けられた血液流入部及び
血液流出部９′及び10は、夫々密封状態で仕切られ、人
工肺本体４内にはガス室13が構成される。
上述のような従来の人工肺１′では、血液の偏流を極力
小さくするため、中空糸膜14の軸方向と平行して血液流
出口及び血液流入口17及び26′が設けられている。又、
この人工肺１′は、一般に体外血液循環回路中にて、血
分布を均一に保持し、しかもその外壁に水が結露したと
き、これを下方に流下させる等の理由から、中空糸膜14
の軸方向は略垂直になっており前述のように血液流入口
26′を人工肺１′の下部に位置させている。従って、血
液は上向流となる。そして、プライミング接作及び体外
循環操作中、人工肺１′は、血液側の圧力が低下して、
中空糸膜14内に空気が入り、微小の気泡が血液中に混入
しないように、体外血液循環回路中最低位置に設置され
る。
しかしながら、第７図の従来の人工肺１′では、血液流
出口及び血液流入口17及び26′が略垂直方向に設けら
れ、且つ回路チユーブ18ｂの折れを防止するため、体外
血液循環回路中あまり低く出来ず、従って、血液側の圧
力が相対的に低下するから、中空糸膜14内に空気が入り
血液中に微小な気泡が混入する可能性が高くなる。この
ような不都合を解消したものとして、本出願人は、実公
昭61-10697号を公表している。すなわち、この考案に及
る人工肺１″は、第８図に示すようにこれの下部に設け
られた血液流入口26′の開口方向が中空糸膜14の軸方向
に対して50〜100の角度をなし、且つ、血液流出口17と
中空糸膜14の端部とを分解するように200〜400のメツシ
ユのフイルター部材Ｆを内蔵せしめたものである。この
考案の人工肺１″は、これに接続した回路チユーブ18ｂ
の折れがなく、血液リザーバー等とのヘツドが大きくと
れ、体外血液循環回路の低い位置に設置出来、血液側の
圧力が相対的に高くなるから、中空糸膜14内に空気が入
りづらくなり、血液中に微小な気泡が混入する虞が減少
する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上述の従来の人工肺１′、１″は、いず
れも人工肺１′、１″の下部に血液流入口26′が設けら
れ、血液が上部に設けられた血液流出口17に抜ける構造
であり、且つ血液流入口26′が軸方向略中心部に設けら
れている。このため、血液は、ガス交換用の中空糸膜14
の開口端に直接衝突するから、気泡の発生が多くなる。
又、血液は、中心部に流入するから、分散性が悪く血液
が均一に中空糸膜14に行き渡ならい虞がある。更に、人
工肺１′、１″の下部に血液流入口26′が設けられてい
るから、質量のはるかにに小さい気泡を除去することが
困難である。
そこで、本発明は、、上記事情に鑑みてなされたもの
で、気泡の発生を少なくし、又、血液の分散性を良くし
て血液を均一に供給することが出来、更に気泡を外部に
排出することが可能な人工肺を提供することを目的とす
る。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するため、本発明の人工肺は、ガス流出
入口を有する人工肺本体と、該人工肺本体の上端部に上
部隔壁を介して取り付けられ所定の空間を内部に形成す
る人工肺側血液流入部と、前記人工肺本体の下端部に下
部隔壁を介して取り付けられた血液流出部と、前記人工
肺本体内に収納され一端が前記人工肺側血液流入部に開
口すると共に他端が前記血液流出部に開口するガス交換
用の中空糸膜とからなり、前記人工肺側血液流入部の軸
方向の中心からずれた位置に、前記所定の空間内に同一
方向の血液の旋回流を引き起こさせるための人工肺側血
液流入口を設けたものである。又、人工肺側血液流入部
の軸方向の概ね中心部にエアー抜きを設けると良い。
又、前記人工肺側血液流入部の最大内半径と、該血液流
入部の軸方向の中心から前記人工肺側血液流入口の中心
軸線までの距離との割合が0.25〜0.95であるのが望まし
い。
更に、ガス流出入口を有する人工肺本体と該人工肺本体
の上端部に上部隔壁を介して取り付けられた人工肺側血
液流入部と前記人工肺本体の下端部に下部隔壁を取り付
けられた血液流出部と前記人工肺本体に収納され一端が
前記人工肺側血液流入部に開口すると共に他端が前記血
液流出部に開口するガス交換用の中空糸膜とからなる人
工肺部と、該人工肺部の人工肺側血液流入部上に下部隔
壁を介して取り付けられると共に熱媒体流出入口を有す
る熱交換器本体と該熱交換器本体の上端部に上部隔壁を
介して取り付けられ所定の空間を内部に形成する熱交換
器側血液流入部と前記熱交換器本体内に収納され一端が
前記熱交換器側血液流入部に開口すると共に他端が前記
人工肺側血液流入部に開口する熱交換用のパイプとから
なる熱交換器部とから構成されてなり、前記熱交換器側
血液流入部の軸方向の中心からずれた位置に、前記所定
の空間内に同一方向の旋回流を引き起こさせるための熱
交換器側血液流入口を設けたものである。又、前記熱交
換器側血液流入部の最大内半径と、該血液流入部の軸方
向の中心から前記熱交換器側血液流入口の中心軸線まで
の距離との割合が0.25〜0.95であるのが望ましい。
〔作 用〕
上記構成によれば、人工肺側血液流入部の軸方向の中心
からずれた位置に、所定の空間内に同一方向の血液の旋
回流を引き起こさめるための人工肺側血液流入口を設け
たから、人工肺側血液流入口から流入した血液は、所定
の空間内で同一方向の旋回流となり、血液が分散される
と共に中空糸膜の一端に直接当たらず気泡の発生が減少
するようになる。更に、気泡の発生があっても、同一方
向の旋回流による遠心力によって血液よりも質量のはる
かに小さい気泡は、人工肺側血液流入部内の回転中心に
集まると共に浮力により上部に集まり、血液から分離さ
れる。
又、人工肺の上部に設けられている人工肺側血液流入部
の軸方向の概ね中心部にエアー抜きを設けたので、人工
肺側血液流入部内の上部に集まった気泡はエアー抜きか
ら外部から排出される。
又、人工肺側血液流入部の最大内半径部と、該血液流入
部の軸方向の中心から前記人工肺側血液流入口の中心軸
線までの距離との割合が0.25〜0.95の範囲内にあると、
人工肺側血液流入部の軸方向の中心部と周辺部との圧力
差がより小さくなり血液は中空糸膜に均一に流入する。
更に、人工肺側血液流入部における血液の滞流時間より
も短縮される。
更に、人工肺部の人工肺側血液流入部上に熱交換器部を
設け、該熱交換器部の上部に設けられている熱交換器側
血液流入部の軸方向の中心からずれた位置に熱交換器側
血液流入口を設け、且つ熱交換器側血液流入口の軸線方
向が前記熱交換用のパイプの軸方向に対して概ね直交す
るようにしたから、熱交換器側血液流入口から流入した
血液は、所定の空間内で同一方向の旋回流となり、血液
が分散されると共に熱交換用のパイプの一端に直接当た
らず気泡の発生が減少するようになる。更に、気泡の発
生があっても、同一方向の旋回流による遠心力によって
血液よりも質量のはるかに小さい気泡は、熱交換器側血
液流入部内の回転中心に集まると共に浮力により上部に
集まり血液から分離される。
又、熱交換器側血液流入部の最大内半径と、該血液流入
部の軸方向の中心から前記熱交換器側血液流入口の中心
軸線までの距離との割合が0.25〜0.95の範囲内にある
と、熱交換器側血液流入部の軸方向の中心部と周辺部と
の圧力差がより小さくなり、血液は熱交換用のパイプ及
び中空糸膜に均一に流入する。更に、熱交換器側血液流
入部における血液の滞流時間もより短縮される。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を第１図乃至第６図に基づき詳述
する。
第１図は本発明の熱交換器付人工肺を示す半裁断面図で
ある。図面において、１は熱交換器付人工肺（人工肺）
を示し、該熱交換器付人工肺１は、人工肺部２と該人工
肺部２上に設けられた熱交換器部３とからなる。
前記人工肺部２は、円筒状の人工肺本体４を有してお
り、この人工肺本体４の上端外周面には、円筒状の熱交
換器本体５がＯリング６を介して密閉状態に嵌合されて
いる。又、人工肺本体４の上端内周面には上部隔壁７が
密閉状態に嵌合され、この上部隔壁７と前記熱交換器本
体５の下端内周面に密閉状態に嵌合された下部隔壁８と
により人工肺側血液流入部９が形成されている。
人工肺本体４の下端外周面には血液流出部10がＯリング
11を介して密閉状態に嵌合されている。そして、人工肺
本体４の下端内周面には下部隔壁12が密閉状態に嵌合さ
れているから、血液流出部10は人工肺本体４内とは区画
され、更に前記上部及び下部隔壁７及び12により人工肺
本体４内にガス室13が画成される。
この人工肺本体４内に画成されたガス室13内にはガス交
換用の中空糸膜14が収納され、該中空糸膜14の上下端
は、前記人工肺本体４内の上部及び下部隔壁７及び12を
貫通して人工肺側血液流入部９及び血液流出部10内に夫
々開口している。この中空糸膜14は従来例と同様のもの
が使用される。そして、人工肺本体４の外周面にはガス
流入口15及びガス流出口16が取り付けられ、ガス室13と
夫々連通している。
前記血液流出部10には血液流出口17が設けられ、血液流
出口17の軸線方向が前記中空糸膜14の軸方向に対して角
度有している。これは血液流出口17に回路チユーブ18ａ
が接続された時にチユーブ折れをなくすためである。
前記熱交換器部３は、前述のように円筒状の熱交換器本
体５を有しており、この熱交換器本体５の上端外周面に
は熱交換器側血液流入部19がＯリング20を介して密閉状
態に嵌合されている。又、熱交換器本体５の上端内周面
には上部隔壁21が嵌合されているから、熱交換器側血液
流入部19は熱交換器本体５内とは区画され、所定の空間
を内部に形成している。更に、前記上部及び下部隔壁21
及び８により熱交換器本体５内に部屋22が画成されてい
る。この部屋22内に熱交換用のパイプ23が収納され、該
パイプ23の上下端は、熱交換器本体５内の上部及び下部
隔壁21及び８を貫通して熱交換器側血液流入部19及び人
工肺側血液流入部９内に夫々開口している。そして、熱
交換器本体５の外周面には冷温水流入口（熱媒体流入
口）24及び冷温水流出口（熱媒体流出口）25が夫々取付
けられ、部屋22と夫々連通している。
前記熱交換器側血液流入部19には熱交換器側血液流入口
26が設けられている。この熱交換器側血液流入口26は、
熱交換器側血液流入部19の軸方向の中心からずれた位置
に設けられ、この熱交換器側血液流入口26の軸線方向
は、前記パイプ23の軸方向に対して概ね直交している。
このようにすることにより、熱交換器側血液流入口26か
ら入った血液は、前記所定の空間内に同一方向の旋回流
を付与される。又、熱交換器側血液流入部19の軸方向略
中心部には、エアー抜き27が設けられている。これは、
熱交換器側血液流入部19の上部に集まった気泡を除去す
るためのものである。
上述のような熱交換器付人工肺１は、第２図に示すよう
な体外血液循環回路Ａに組し込まれる。すなわち、熱交
換器付人工肺１の血液流出口17は、回路チユーブ18ａに
よりバブルトラック30及び再循環ライン31に夫々接続さ
れている。再循環ライン31は静脈リザーバー32に接続さ
れている。バブルトラップ30は、送血ライン33及びサン
プリングマニホールド34に接続されている。又、サンプ
リングマニホールド34は、静脈リザーバー32及びカーデ
ィオトミーリザーバー36に夫々接続されている。カーデ
ィオトミーリザーバー36は静脈リザーバー32に接続され
ている。熱交換器側血液流入口26は、回路チユーブ18ｂ
によりローラーポンプ37を介して前記静脈リザーバー32
に接続されている。そして、熱交換器側血液流入部19に
設けられたエアー抜き27は、逆止弁38を介してカーディ
オトミーリザーバー36に接続されている。更に、前記送
血ライン33、脱血ライン35は、人体Ｐに夫々接続されて
いる。
次に、上記構成になる熱交換器付人工肺１の使用状態を
説明する。
まず、体外血液循環回路Ａに熱交換器付人工肺１を組み
込む、このあと胸部手術等の患者の人体Ｐに体外血液循
環回路Ａを接続して血液中の二酸化炭素を除去し、血液
中に酸素を供給する。すなわち、人体Ｐの静脈から出た
血液は、脱血ライン35から静脈リザーバー32に送られ、
更にローラーポンプ37により血液は圧力を付与されて、
回路チユーブ18ｂによって導かれて熱交換器部３の上部
に設けられている熱交換器側血液流入口26から熱交換器
側血液流入部19に流入する。この熱交換器側血液流入口
26は、熱交換器側血液流入部19の軸方向の中心からずれ
た位置に設けられ、且つその軸線方向が熱交換器用のパ
イプ23の軸方向に対して概ね直交しているから、この熱
交換器側血液流入口26から流入した血液は、前記所定の
空間内に同一方向の旋回流となり、熱交換器側血液流入
部19内に分散されると共に熱交換器用のパイプ23の開口
端に直接当たらず気泡の発生がほとんどない。更に、気
泡の発生が認められる場合であっても、同一方向の旋回
流による遠心力によって血液よりも質量のはるかに小さ
い気泡は、熱交換器側血液流入部19内の回転中心に集ま
るようになり、又、浮力により上部に集まり血液が分離
される。この熱交換器側血液流入部19内の上部に集まっ
た気泡は、血液と共にエアー抜き27から逆上弁38を介し
てカーディオトミーリザーバー36に入り除泡濾過され、
血液のみが更に静脈リザーバー32に入り循環される。
上述のように熱交換器側血液流入部19内において分散さ
れると共に気泡に除去された血液は、熱交換用のパイプ
23に略均一に入り、冷温水流入口24から部屋22に入り冷
温水流出口25から流出する冷温水により熱交換されて、
人工肺側血液流入部９に流入し、更に中空糸膜14内に流
入する。中空糸膜14内に流入した血液は、ガス流入口15
からガス室13に入りガス流出口16から流出する酸素を含
むガスにより、中空糸膜14を介して酸素が供給されると
共に二酸化炭素の除去が行なわれて、血液流出部10に流
入する。血液流出部10に入った血液は、血液流出口17か
ら回路チユーブ18ａに流出する。この血液流出口17は、
これの軸線方向が中空糸膜14の軸方向に対して角度を持
たせてあるから、この血液流出口17に接続された回路チ
ユーブ18ａにはチユーブ折れが生じない。従って、この
熱交換器付人工肺１を体外血液循環回路Ａ中に低い位置
に設置することができ、その分血液の圧力が低下しない
ため、中空糸膜14内に上述の酸素を含んだガスが入り込
まず、血液内に気泡が発生しにくくなっている。
そして、酸素を添加された血液は回路チユーブ18ａ、バ
ルブトラップ30を介して送血ライン33に送られる。
次に、本発明の熱交換器付人工肺１と従来例の人工肺
１′、１″との比較実験の結果について述べる。
まず、実験装置Ａ′について以下に説明する。すなわ
ち、血液を貯留するタンク40はチユーブ41でローラーポ
ンプ42に接続されている。このローラーポンプ42は、気
泡注入口43が設けられたチユーブ44によって熱交換器単
体45のテスト用血液流入部46に接続されている。このテ
スト用血液流入部46は、第４図乃至第６図に示すものが
あり、第４図は、本発明の実施例の熱交換器側血液流入
部19に相当するテスト用血液流入部46Ａ、第５図は、従
来例の人工肺１′によるストレートタイプのテスト用血
液流入部46Ｂ、第６図は、従来例の人工肺１″による横
口タイプのテスト用血液流入部46Ｃを夫々示し、テスト
用血液流入部46は３種類ある。
前記熱交換器単体45の血液流出部47は人工肺単体48に接
続され、更にこの人工肺単体48は前記タンク40に接続さ
れている。
尚、テスト用血液流入部46は、実施例、比較例、比較例
共に内半径35.3mmである。
実施例１・比較例１、２ はじめに、血液流入部の形状の変化による血液流入部内
の流入血液の圧力分布、すなわち、血液の分散性と気泡
の回収量を測定する。実施例１として、第３図の実験装
置Ａ′の熱交換器単体45に本発明のテスト用血液流入部
46Ａを取り付け、テスト用血液流入部46Ａに血液を流入
させ、熱交換用のパイプ（61か所）の圧力を測定する。
更に、流れている血液に第３図に示す気泡流入口43から
気泡を10cc／分を流入させて、前記テスト用血液流入部
46Ａにローラーポンプ42にて血液を、3.3／分、4.3
／分、5.4／分あたり夫々流し、気泡の回収量を測定
する。確認のため、熱交換用パイプ内への気泡流入を血
液流出部47で肉眼により確認した。
比較例１として熱交換器単体45に、従来例ののテスト用
血液流入部46Ｂを比較例２として熱交換器単体45に従来
例のテスト用血液流入部46Ｃを夫々取り付け、実施例１
の場合と同様の方法にて圧力及び気泡の回収量を測定す
る。
以下、測定結果を表−１に示す。
表−１から本発明の実施例１が最も圧力分布が均一化し
ており、従って、分散性も良好であることがわかる。
又、気泡回収量も実施例１では100％であり、気泡はほ
とんど回収される。
本発明２、３、４・比較例３、４ 次に、血液流入部の形状変化による血液流入部内の流入
血液の滞流時間及び血液の流れ方を測定する。実施例２
として、熱交換器単体45に本発明のテスト用血液流入部
46Ａの流入口49をオフセット小（軸方向中心から流入口
48を10mmずらした場合）にしたものを取り付け、ローラ
ーポンプ42にて流入口49からテスト用血液流入部46Ａに
水を3.3／分ああたたり流入させる。そして、チユー
ブ44の気泡流入口43から、2.5ccの血液を流入させ、テ
スト用血液流入部46Ａの血液の滞流時間と流れ方とを測
定する。実施例３として、熱交換器単体45に本発明のテ
スト用血液流入部46Ａの流入口49をオフセット中（軸方
向中心から流入口49を25mmずらした場合）にしたものを
取り付け、実施例４として、熱交換器単体45に本発明の
テスト用血液流入部46Ａの流入口49をオフセット大（軸
方向中心から流入口49を35mmずらした場合）にしたもの
を取り付け、前述の実施例２の場合と同様の方法にて、
テスト用血液流入部46Ａの血液の滞流時間と流れ方とを
測定する。
比較例３として熱交換器単体45に従来例のテスト用血液
流入部46Ｂを、比較例４として熱交換器単体45に血液流
入部46Ｃを夫々取り付け、実施例２の場合と同様の方法
にてテスト用血液流入部46Ｂ、46Ｃ内の血液の滞流時間
と流れ方とを測定する。
以下、測定結果を別表−１に示す。
別表−１から本発明の実施例２のオフセット小の場合が
最も滞流時間が短く気泡の発生を防ぎ易いことがわか
る。
実施例５、６・比較例５、６ 又、血液流入部の形状変化による熱交換用のパイプ23内
の流速の均一性について測定する。実施例５として、熱
交換器単体45に実施例２におけるオフセット小のテスト
用血液流入部46Ａを取り付ける。そして、測定方法は、
疑似血液として42％グリセリン溶液を使用し、渦巻ポン
プにてテスト用血液流入部46Ａに疑似血液を3.3／分
供給し、熱交換器単体45上面にて、圧力を測定する（こ
こで、圧力とパイプ内流速は、比例関係にあると仮定す
る。）。又、圧力測定は、微圧のためＡＶＦ（翼付静注
針）を用いい、42％グリセリン溶液柱圧を測定した。
実施例６として、熱交換器単体45に実施例４におけるオ
フセット大のテスト用血液流入部46Ａを取り付け、前述
の実施例５の場合と同様の方法にて、熱交換器単体45上
面の圧力を測定する。
比較例５として熱交換器単体45に従来例のテスト用血液
流入部46Ｂを、比較例６として熱交換器単体45に従来例
のテスト用血液流入部46Ｃを夫々取り付け、実施例５の
場合と同様の方法にて、熱交換器単体45上面の圧力を測
定する。
以下、測定結果を表−２に示す。
表−２によれば、実施例５、６が周辺部との圧力差が低
く、圧力と熱交換器用のパイプ23内の流速が比例関係に
あると仮定すると、実施例５、６では熱交換器内の圧力
差が低くパイプ23内流速が均一になっていると推定する
ことができる。
実施例７、８・比較例７、８ 又、本発明のようにアップサイドダウン（すなわち、人
工肺部２の上に熱交換器部３を位置させ、血液を熱交換
器部３の上部の熱交換器側血液流入部19から血液を流入
させ、人工肺部２の下部の血液流出部10から血液を流出
させる方式をいう。従来例は、この逆の方式である。）
使用時の血液流入部の形状変化による気泡の分離性の測
定を行なう。実施例７として熱交換器単体45に、実施例
２におけるオフセット小のテスト用血液流入部46Ａを、
実施例８として実施例４におけるオフセット大のテスト
用血液流入部46Ａを夫々取り付ける。そして、測定方法
は、人工肺単体45を通常の使用状態にして気泡を抜き、
アップサイドダウンにしチユーブ44の気泡流入口43から
気泡を混入させ、熱交換器側単体45のテスト用血液流入
部46Ａ内に捕集された気泡をシリンジで抜きき、気泡の
回収量を測定する。混入気泡量は、10cc、3ccと条件を変
えて、人工肺単体45に送り込み、又、水の流量は夫々3.
3／分、4.3／分、5.4／分とする。
比較例７として熱交換器単体45にテスト用血液流入部46
Ｂを、比較例８として熱交換器単体45にテスト用血液流
入部46Ｃを取り付け、実施例７、８の場合と同様の方法
にて、気泡の回収量を測定した。
表−３によれば、本発明の熱交換器付人工肺のようにア
ップサイドダウンした場合であっても、気泡はよく除去
される。
又、実施例２〜８の実験結果より、気泡除去及びテスト
用血液流入部46の軸方向の中心と周辺部との圧力差の２
点を総合的に考慮すると、オフセット値（テスト用血液
流入部46の軸方向の中心から流入口49の中心軸線までの
距離）と、テスト用血液流入部46の内半径との割合は0.
25〜0.95が好ましい。より好ましくは0.30〜0.90で、更
に好ましくは0.50〜0.85である。
0.25より小さいと、テスト用血液流入部46の軸方向の周
辺部と中心との圧力差が大きくなり、血液量が中心部と
周辺部とでばらつくので熱及び物質交換の点で劣る。
0.95より大きいと、テスト用血液流入部46における血液
の滞流時間が長くなり、気泡の除去能が低下する。
以上、本発明の実施例として、熱交換器付人工肺１につ
いて詳述したが、熱交換器付でない人工肺についても本
発明は適用出来るものである。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明の人工肺は、人工肺側血液
流入部の軸方向の中心からはずれた位置に、所定の空間
内に同一方向の血液の旋回流を引き起こさせるための人
工肺側血液流入口を設けたから、人工肺側血液流入口か
ら流入した血液は、所定の空間内に同一方向の旋回流と
なり、血液が分散されると共に中空糸膜の一端に直接当
たらず気泡の発生が減少するようになる。更に、気泡の
発生があっても、同一方向の旋回流による遠心力によっ
て血液よりも質量のはるかに小さい気泡は、人工肺側血
液流入部内の回転中心に集まると共に浮力により上部に
集まり血液から分離される。従って、血液が均一に人工
肺内に供給され、しかも気泡が発生しにくく、仮に気泡
の発生があっても血液から容易に除去されるから、気泡
がほとんど含まれていない血液を得ることができるなど
の効果がある。
又、人工肺の上部に設けられている人工肺側血液流入部
の軸方向の概ね中心部にエアー抜きを設けたので、人工
肺側血液流入部内の上部に集まった気泡はエアー抜きか
ら外部に排出される。従って、仮に血液中に気泡が混入
しても血液中から容易に気泡を外部に排出することがで
きるから、気泡のない血液を得ることができる。
又、人工肺側血液流入部の最大内半径と、該血液流入部
の軸方向の中心から前記人工肺側血液流入部の中心軸線
までの距離との割合が0.25〜0.95の範囲内にあると、人
工肺側血液流入部の軸方向の中心部と周辺部との圧力差
がより小さくなり、血液は中空糸膜に均一に流入するか
ら、酸素などの物質交換がより効率よくなされる。更
に、人工肺側血液流入部における血液の滞流時間もより
短縮されるから、気泡の除去能がより良く保持される。
更に、人工肺部の人工肺側血液流入部上に熱交換器部を
設け、該熱交換器部の上部に設けられている熱交換器側
血液流入部の軸方向の中心からずれた位置に、所定の空
間内に同一方向の血液の旋回流を引き起こさせるための
熱交換器側血液流入口を設けたから、熱交換器側血液流
入口から流入した血液は、所定の空間内に同一方向の旋
回流となり、血液が分散されると共に熱交換用のパイプ
の一端に直接当たらず気泡の発生が減少するようにな
る。更に、気泡の発生があっても、同一方向の旋回流に
よる遠心力によって血液よりも質量のはるかに小さい気
泡は、熱交換器側血液流入部内の回転中心に集まると共
に浮力により集まり血液から分離される。従って、人工
肺部の上に熱交換器部を載せた形式のものであっても血
液が均一に人工肺内に供給され、しかも気泡が発生しに
くく、仮に気泡の発生があっても血液が容易に除去され
るから、気泡のほとんど含まれていない血液を得ること
ができるなどの効果がある。
又、熱交換器側血液流入部の最大内半径と該血液流入部
の軸方向の中心から前記熱交換器側血液流入部の中心軸
線までの距離との割合が0.25〜0.95の範囲内にあると、
熱交換器側血液流入部の軸方向の中心部と周辺部との圧
力差がより小さくなり、血液は熱交換用のパイプ及び中
空糸膜に均一に流入するから、熱や酸素などの物質交換
がより効率よくなされる。更に、熱交換器側血液流入部
における血液の滞流時間もより短縮されるから、気泡の
除去能がより良く保持される。
【図面の簡単な説明】 第１図乃至第４図は本発明の実施例を示すもので、第１
図は本発明の熱交換器付人工肺を示す半裁断面図、第２
図は本発明の熱交換器付人工肺を組み込んだ体外血液循
環装置の構成図、第３図は比較実験のための実験装置の
構成図、第４図は本発明のテスト用血液流入部を示す平
面及び半裁断面図、第５図、第６図は従来例におけるテ
スト用血液流入部を示す平面及び半裁断面図、第７図、
第８図は従来例における人工肺を示す半裁断面図であ
る。 １……熱交換器付人工肺（人工肺） ２……人工肺部、３……熱交換器部 ４……人工肺本体、５……熱交換器本体、 ７、21……上部隔壁、８、12……下部隔壁、 ９……人工肺側血液流入部 10……血液流出部、14……中空糸膜、 15……ガス流入口、16……ガス流出口 17……血液流出口、 19……熱交換器側血液流入部 23……パイプ23 24……冷温水流入口（熱媒体流入口） 25……冷温水流出口（熱媒体流出口） 26……熱交換器側血液流入口 27……エアー抜き

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ガス流出入口を有する人工肺本体と、該人
    工肺本体の上端部に上部隔壁を介して取り付けられ所定
    の空間を内部に形成する人工肺側血液流入部と、前記人
    工肺本体の下端部に下部隔壁を介して取り付けられた血
    液流出部と、前記人工肺本体内に収納され一端が前記人
    工肺側血液流入部に開口すると共に他端が前記血液流出
    部に開口するガス交換用の中空糸膜とからなり、前記人
    工肺側血液流入部の軸方向の中心からずれた位置に、前
    記所定の空間内に同一方向の血液の旋回流を引き起こさ
    せるための人工肺側血液流入口を設けたことを特徴とす
    る人工肺。
  2. 【請求項２】人工肺側血液流入部の軸方向の概ね中心部
    にエアー抜きを設けた請求項(1)記載の人工肺。
  3. 【請求項３】前記人工肺側血液流入部の最大内半径と、
    該血液流入部の軸方向の中心から前記人工肺側血液流入
    口の中心軸線までの距離との割合が0.25〜0.95である請
    求項(1)又は(2)記載の人工肺。
  4. 【請求項４】ガス流出入口を有する人工肺本体と該人工
    肺本体の上端部に上部隔壁を介して取り付けられた人工
    肺側血液流入部と前記人工肺本体の下端部に下部隔壁を
    介して取り付けられた血液流出部と前記人工肺本体に収
    納され一端が前記人工肺側血液流入部に開口すると共に
    他端が前記血液流出部に開口するガス交換用の中空糸膜
    とからなる人工肺部と、該人工肺部の人工肺側血液流入
    部上に下部隔壁を介して取り付けられると共に熱媒体流
    出入口を有する熱交換器本体と該熱交換器本体の上端部
    に上部隔壁を介して取り付けられ所定の空間を内部に形
    成する熱交換器側血液流入部と前記熱交換器本体内に収
    納され一端が前記熱交換器側血液流入部に開口すると共
    に他端が前記人工肺側血液流入部に開口する熱交換用の
    パイプとからなる熱交換器部とから構成されてなり、前
    記熱交換器側血液流入部の軸方向の中心からずれた位置
    に、前記所定の空間内に同一方向の旋回流を引き起こさ
    せるための熱交換器側血液流入口を設けたことを特徴と
    する人工肺。
  5. 【請求項５】前記熱交換器側血液流入部の最大内半径
    と、該血液流入部の軸方向の中心から前記熱交換器側血
    液流入口の中心軸線までの距離との割合が0.25〜0.95で
    ある請求項(4)記載の人工肺。
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