JPH0622597B2 - 血液処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、血液を体外に導出して血液の処理を行い、そ
の後体内に返血するために用用いる血液処理装置に関す
る。

［従来の技術］ 一般に、例えば緊急の心肺不全患者に対する生命維持手
段としては、血液を体外に導出して血液の処理を行った
後、再び体内に返血するようにした送血機能を有する人
工心肺が開発され実用に供されている。

従来、この種の人工心肺においては、第７図に示すよう
に、血液処理手段である人工肺70と、この人工肺70に血
液を循環させる送血手段である血液ポンプ71とがそれぞ
れ独立して組合わせ構成されている。

そして、このような従来の人工心肺を使用するにあって
は、患者側の体内に挿入された脱血カニューラ（図示せ
ず）により導出された血液を、脱血チューブ72を介して
血液ポンプ71に導入し加圧するとともに、回路チューブ
73を通して人工肺70に送出し酸素化した後、この酸素化
された血液を返血チューブ74を介して患者側の体内に挿
入された返血カニューラ（図示せず）により返血させる
ような血液循環回路を形成しているのが現状である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記した従来の人工心肺の構造では、緊
急な操作が必要とされる場合に、まず人工肺70及び血液
ポンプ71の各部分をそれぞれチューブ72、73、74で連結
し、かつリンゲル液等を気泡が入らないようにプライミ
ングを行なった後、患者側の体内に挿入された脱血カニ
ューラ及び返血カニューラに脱血チューブ72及び返血チ
ューブ74を接続するという複雑な操作を必要とするばか
りでなく、血液循環回路内の容積が、特に血液ポンプ71
としてかなり大形のローラポンプを使用していること
と、人工肺70と血液ポンプ71との間を連結する回路チュ
ーブ73の引き回し分だけ増加し、プライミングボリュー
ムを減少させるには限界があり、これによってプライミ
ングに使用したリンゲル液等により患者の血液を薄め、
輸血等が必要となって血液性の感染症等を惹起する恐れ
があるなどといった問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的とするところは、血液処理手段と送血手段とを
一体化して小型化し、操作性の向上及びプライミングボ
リュームの減少化を図ることができるようにした血液処
理装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記した課題を解決するために、本発明に係る血液処理
装置は、外筒と内筒とで外側収納部と内側収納部とが同
軸状に形成されたハウジングからなり、該ハウジングの
前記外側収納部内に血液処理部を配置し、かつ前記内側
収納部内に送血機構を配置した血液処理装置であって、
前記血液処理部は、血液処理体と該血液処理体における
血液流路の上流側の内周に周状に形成した血液導入口
と、前記血液流路の下流側に形成した血液流出口とを有
し、前記送血機構は、前記血液流路の上流側の内周に対
応させて配置されかつその周縁に前記血液導入口に連通
する血液吐出口を有するとともにその頂部に血液流入口
を有する略円錐状の中空な血液流路部材と、該血液流路
部材内の血液流路に回転可能に設置された回転体と、該
回転体を回転駆動させて前記血液流入口から流入する血
液を前記血液吐出口から吐出させる駆動モータとを有し
てなることを特徴とする。ここで、前記回転体として
は、周状に均等に配設された羽根を有してなることが好
ましい。

また、本発明に係る血液処理装置は、外筒と内筒とで外
側収納部内側収納部とが同軸状に形成されたハウジング
からなり、該ハウジングの前記外側収納部内に血液処理
部を配置し、かつ前記内側収納部内に送血機構を配置し
た血液処理装置であって、前記血液処理部は、複数の中
空管状体を内蔵し、該中空管状体の内側を血液処理用流
体の流路とするとともに外側を血液流路とするものであ
り、かつ前記血液流路の上流側の内周に周状に形成した
血液導入口と、前記血液流路の下流側に形成した血液流
出口とを有し、前記送血機構は、前記血液流路の上流側
の内周に対応させて配置されかつ前記血液導入口に連通
した血液吐出口を有してなることを特徴とする。

［作 用］ すなわち、本発明に係る血液処理装置は、ハウジング内
の外側に血液処理部を配置し、その内側に送血機構を配
置して両者を同軸状に一体的に組み込み、かつ、略円錐
状の血液案内部材の頂部から流入する血液を回転体の回
転で周縁に形成した血液吐出口から放射状に吐出させて
血液処理体の上流側に周状に形成した血液導入口に導入
させ、該血液導入口から導入された血液を血液処理体内
を環流させて下流側の血液流出口から流出させるように
なっているために、血液循環回路の接続点が少なくて装
置全体が小型化し、取扱い操作が容易に行え、しかも設
置場所も広く必要とせずに患者の近傍に設置することが
できることから、血液循環回路が最短となってプライミ
ングボリュームの減少化が図れる。

また、血液処理体として中空管状体の束を用い、これら
各々の中空管状体の内側を酸素等の血液処理用流体の流
路とし、かつその外側を血液流路とするとともに、血液
処理体の上流側の血液導入口を周状に開口形成している
ために、血液処理体内を環流する血液の圧力損失が最小
となり、低い送血圧で血液処理体内への血液の送血が行
え、しかも、従来のようなローラポンプの使用による送
血機構と比較して脈動が少なく、また、ポンプは定圧発
生源であるため、血液循環回路中に異常が発生した場合
に、送血機能を作動させたまま送血側回路チューブを嵌
子等でクランプしても回路内が異常に高圧になることが
ない。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図乃至第６図を参照しなが
ら詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る血液処理装置としての
人工心肺の全体構成を概略的に示したもので、図中１は
人工心肺である。この人工心肺１を構成するハウジング
２は、外筒３と内筒４とで外側収納部５と内側収納部６
とが同軸状に形成され、この外側収納部５の両端開口部
は、カバー７、８で水密的に閉塞されている。

そして、外側収納部５内には、血液処理部10が配置され
ている。この血液処理部10は、例えばハウジング２の長
手方向に沿って並列的に相互に離間させて全体に広がる
ように集束配置された多数のポリプロピレン等の疎水性
を有する多孔質中空糸束からなる血液処理体（人工肺）
11で構成されている。この血液処理体11は、隔壁12、13
により各々の中空糸束の上下両開口端部が閉塞されない
状態でそれぞれ水密的に支持されて、その外側を血液流
路とし、かつ、その内側を酸素ガスを媒体とする血液処
理用流体の流路としている。また、前記血液処理体11の
血液流路の上流側内周に相当する内筒４の下部周側面に
は、前記血液流路に血液を導入させる血液導入口14が周
状に開口形成されている。この血液導入口14の周囲に
は、第２図に示すように、旋回血流を効率良く放射状血
流に変換するための案内羽根15…が設けられているとと
もに、前記血液処理体11の血液流路の下流側に相当する
外筒３の上部には、血液流路内を環流した血液を流出さ
せる血液流出口16が開口形成されている。

一方、内側収納部６内には、送血機構20を構成する駆動
モータ21が配置されている。この駆動モータ21に接続さ
れる駆動軸22には、第３図に示すように、第１、第２の
カップリング23、24によりモータトルクが伝達され軸シ
ール部材25を介して前記内筒４下部の隔壁４ａから突出
させて羽根26ａ付き回転体26を回転駆動させるようにな
っている。回転体26は、前記内筒４の下部に設けた略円
錐状の中空な血液流路部材27内の血液流路28に回転可能
に設置されている。この血液流路部材27は、第４図に示
すように、頂部を血液流入口29とし、その周縁を血液吐
出口30としてなるとともに、この血液吐出口30を前記血
液流路の上流側の内周に開口形成した血液導入口14に対
応させて配置され、これによって、前記血液流入口29か
ら流入する血液を駆動モータ21による回転体26の回転駆
動で前記血液吐出部30から吐出させ、前記血液導入口14
を介して血液処理体11の血液流路に導入させるようにな
っているものである。

なお、図中31は前記血液処理部10の血液処理体11である
各々の中空糸の内側に、例えば酸素又は空気を媒体とす
る血液処理用流体を、血液処理体11の下流側から吹送す
るように前記外筒３の上部に設けた流体吹送口、32は前
記血液処理体11内を通る血液処理後の流体を放出するよ
うに前記外筒３の下部に設けた流体放出口である。

しかして、上記した人工心肺を緊急の肺又は肺不全患者
の生命維持装置として使用する場合には、第５図に示す
ように、まず、人工心肺１の血液流出口16に返血チュー
ブ41、血液流入口29に脱血チューブ42をそれぞれ接続
し、さらに、流体吹送口31に吹送チューブ43を接続した
後（流体放出口32には放出チューブ44を接続しなくても
良い）、ハウジング２内の内側収納部６内に駆動モータ
21を装着する。次いで、返血チューブ41から脱血チュー
ブ42へバイパス流路を開き、例えば生理食塩水、乳酸リ
ンゲル液あるいはハルトマン液等の滅菌晶質液を最大流
量で10〜15分間充填循環させて液を捨て（但し、この操
作は、予め滅菌晶質液を充填して血液循環回路が構成さ
れている場合には行わなくても良い）、次に、前記血液
循環回路内に、例えば全血、希釈血液あるいは晶質液等
のプライミング液を満たし、バイパス流路を循環させな
がら気泡抜きを行う。

そして、外科的手術によるカニュレーション等により血
液循環回路を構成した後、バイパス流路を閉じ、体外循
環を開始する。このとき、体外循環流量は、第５図に示
す駆動制御装置50により血液ポンプとしての送血機構20
の駆動モータ21の駆動制御により適正値に調節するか、
自動調整を行うようになっているものである。

このように、患者側の体内に挿入された脱血カニューラ
（図示せず）により導出された血液が、脱血チューブ42
を介して血液案内部材27の血液流入口29から血液案内流
路28に流入すると、駆動モータ21により回転する回転体
26に設けた羽根26ａによる遠心力を受けて、血液案内部
材27の周縁に開口させた血液吐出口30から流量抵抗を増
加させることなく放射状に効率良く吐出し、血液導入口
14の案内羽根15の間から血液処理部10の血液処理体11の
上流側に導入される。そして、この血液処理体11の上流
側に導入された血液は、血液処理体11を構成する各々の
中空糸の外側である血液流路を環流し、各々の中空糸の
内側に流通する酸素又は空気とガス交換が行われながら
下流側へ送出され、血液流出口16から返血チューブ41を
通して酸素化された血液を患者側の体内に挿入された送
血カニューラ（図示せず）に返血し得るようになってい
るものである。

ところで、血液と接触するハウジング２の内面、回転体
26及び血液処理体11である各々の中空糸の外表面は、生
体適合性の高い材質、例えば抗血栓性を有する材料で形
成するか、またはコーティングすることが望ましく、こ
の場合の抗血栓性材料としては、例えばポリジメチルシ
ロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン等のシリコー
ン、ポリヒドロキシメタクリレート、ヒドロキシメタク
リレート−スチレンの共重合体、ポリエーテルポリウレ
タン、ヘパリン化材料などが好適である。

また、駆動モータ21と回転体26とを第１及び第２のカッ
プリング23、24の機械的噛み合いによる伝達構造とした
が、磁気カップリングを用いても良く、その選択は任意
である。

なお、上記の実施例においては、血液処理部として人工
肺を例にして説明したが、これには限定されないもので
あり、例えば人工腎臓、吸着型血液浄化器あるいは血液
フィルタ等としても使用することが可能である。

また、第６図に示すように熱交換器を付加する構成とし
てもよい。

すなわち、外筒３と内筒４との間に中間筒60を設け、こ
の内筒４と中間筒60との間に熱交換器部61を形成して、
この熱交換器部61に熱交換体62を配設するとともに、上
部に熱交換用流体流入口63、下部に熱交換用流体流出口
64をそれぞれ設けることにより、熱交換用流体流入口63
から熱交換用媒体、例えば温水を流入させるもので、こ
の温水が熱交換体62内を循環するときに中間筒60に設け
た血流流通口65部を流れる血液の熱交換を行うものであ
る。

その他、本発明は、その要旨を変えない範囲で種々変更
実施可能なことは勿論である。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明に係る血液処理
装置によれば、ハウジング内の外側に血液処理部を配置
し、その内側に送血機構を配置した両者を同軸状に一体
的に組み込み、かつ、略円錐状の血液案内部材の頂部か
ら流入する血液を回転体の回転で周縁に形成した血液吐
出口から放射状に吐出させて血液処理体の上流側に周状
に形成した血液導入口に導入させ、この血液導入口から
導入された血液を血液処理体内を環流させて下流側の血
液流出口から流出させるようになっていることから、血
液循環回路の接続点が少なく、装置全体を小型化するこ
とができ、取扱い操作を容易に行うことができる。ま
た、これによって、装置の設置場所も広く必要としない
ため、装置を患者の近傍に設置することができることか
ら、血液循環回路を最短にすることができ、したがって
プライミングボリュームの減少化を図ることができ、輸
血や血液の希釈の必要性を最小又はなくすことができ、
血液性の感染症等の問題を解決することができる。

さらに、血液処理体として中空管状体を用い、これら各
々の中空管状体の内側を酸素等の血液処理用流体の流路
とし、かつその外側を血液流路とするとともに、血液処
理体の上流側の血液導入口を周状に開口形成しているこ
とから、血液処理体内を環流する血液の圧力損失を最小
にすることができるため、小さな送血圧で血液処理体内
への血液の送血を行うことができ、しかも、従来のよう
なローラポンプの使用による送血手段と比較して脈動が
少なく、たとえ血液循環回路中に異常が発生した場合
に、送血機能を作動させたまま送血側回路チューブを嵌
子等でクランプしても回路内が異常に高圧になることが
ないという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る血液処理装置を示す縦
断面図、第２図は第１図II−II線矢視方向から見た横断
面図、第３図は第１図III−III線矢視方向から見た横断
面図、第４図は同じく底面図、第５図は同じく血液循環
回路の接続状態を示す説明図、第６図は本発明の他の実
施例に係る血液処理装置を示す縦断面図、第７図は従来
の人工心肺における血液循環回路の接続状態を示す説明
図である。 １……人工心肺、２……ハウジング ３……外筒、４……内筒 ５……外側収納部、６……内側収納部 10……血液処理部 11……血液処理体（人工肺） 14……血液導入口、16……血液流出口 20……送血機構 21……駆動モータ、22……駆動軸 26……回転体、27……血液流路部材 28……血液流路、29……血液流入口 30……血液吐出口、31……液体吹送口 32……流体放出口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外筒と内筒とで外側収納部と内側収納部と
   が同軸状に形成されたハウジングからなり、該ハウジン
   グの前記外側収納部内に血液処理部を配置するととも
   に、前記内側収納部内に送血機構を配置した血液処理装
   置であって、前記血液処理部は、血液処理体と該血液処
   理体における血液流路の上流側の内周に周状に形成した
   血液導入口と、前記血液流路の下流側に形成した血液流
   出口とを有し、前記送血機構は、前記血液流路の上流側
   の内周に対応させて配置されかつその周縁に前記血液導
   入口に連通する血液吐出口を有するとともにその頂部に
   血液流入口を有する略円錐状の中空な血液流路部材と、
   該血液流路部材内の血液案内流路に回転可能に設置され
   た回転体と、該回転体を回転駆動させて前記血液流入口
   から流入する血液を前記血液吐出口から吐出させる駆動
   モータとを有してなることを特徴とする血液処理装置。
2. 【請求項２】前記回転体は、周状に均等に配設された羽
   根を有してなる請求項１記載の血液処理装置。
3. 【請求項３】外筒と内筒とで外側収納部と内側収納部と
   が同軸状に形成されたハウジングからなり、該ハウジン
   グの前記外側収納部内に血液処理部を配置し、かつ前記
   内側収納部内に送血機構を配置した血液処理装置であっ
   て、前記血液処理部は、複数の中空管状体を内蔵し、該
   中空管状体の内側を血液処理用流体の流路とするととも
   に外側を血液流路とするものであり、かつ前記血液流路
   の上流側の内周に周状に形成した血液導入口と、前記血
   液流路の下流側に形成した血液流出口とを有し、前記送
   血機構は、前記血液流路の上流側の内周に対応させて配
   置されかつ前記血液導入口に連通した血液吐出口を有し
   てなることを特徴とする血液処理装置。