JPH07236691A - 生物学又は医学用流体の混合装置と混合方法 - Google Patents

生物学又は医学用流体の混合装置と混合方法

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JPH07236691A
JPH07236691A JP6284965A JP28496594A JPH07236691A JP H07236691 A JPH07236691 A JP H07236691A JP 6284965 A JP6284965 A JP 6284965A JP 28496594 A JP28496594 A JP 28496594A JP H07236691 A JPH07236691 A JP H07236691A
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tube
cardioplegia
blood
tubes
supply
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JP6284965A
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Kenneth E Merte
エドワード マート ケネス
William G O'neill
ジェラルド オニール ウィリアム
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Minnesota Mining and Manufacturing Co
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 心肺バイパス手術の間心停止剤と血液を混合
し患者の心臓に投与する心停止剤投与装置を提供する。 【構成】 心停止剤投与装置は配管セットと容積式ポン
プと混合装置とを含む。配管セットは心停止剤供給チュ
ーブと血液供給チューブと心停止剤及び血液供給チュー
ブに接続された心停止剤投与チューブとを有している。
容積式ポンプは心停止剤投与チューブに連結される。混
合装置は締切り弁を含み、心停止剤及び血液供給チュー
ブを交互に連続して締切り心停止剤及び血液供給チュー
ブを閉じまた開き、心停止剤及び血液供給チューブの一
方のみが一時に開かれるようにする。制御装置が、締切
り弁が開かれている間の時間を制御し心停止剤投与チュ
ーブを通って投与される心停止薬剤と血液との比率を制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は心停止法のための投与装
置に関し、また心停止剤投与方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】心停止法は心停止用溶液が心臓組織を通
って循環される開放心臓手術の間心臓を保護するための
普通に用いられる技術である。この心停止溶液は典型的
には、カリウム溶液のような薬物の混合物と血液又は血
液基剤とを含んでいる。心停止溶液は心臓を停止させそ
して酸素を与えて心臓に対する傷害が最小となるように
する。心停止溶液の特定内容物の選択はその特定の医師
によって決まる。さらに、手術中の心停止溶液の内容物
を変えることは普通のこととなっている。
【０００３】本発明までは、心停止溶液の成分の調節可
能な混合は各成分のための別々のポンプを設けることに
よって行われてきた。しかし、多数のポンプを設けるこ
とは費用がかさむものとなる。多数のポンプを用いるこ
とはまた、流量を変えることなく心停止溶液の成分を調
節すること又は溶液の成分を変えることなく流量を変え
ることを困難にする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題と課題を解決するための
手段】本発明の心停止装置は心肺バイパス手術の間患者
の心臓への心停止薬剤及び／又は血液を混合しまた投与
するのに適合される。この装置は配管セットと容積式ポ
ンプと混合装置とを具備している。配管セットは、心停
止薬剤の源に接続するようになっている心停止剤供給チ
ューブと、血液又は血液基剤の源に接続するようになっ
ている血液供給チューブと、心停止剤及び血液供給チュ
ーブに接続され心停止溶液を患者の心臓に供給するよう
になっている心停止剤投与チューブとを含んでいる。
【０００５】容積式ポンプは心停止剤投与チューブを通
って流体を送り出すようになっている。
【０００６】混合装置は心停止剤投与チューブにおける
心停止薬剤と血液又は血液基剤との比率を制御する。混
合装置は、心停止剤及び血液供給チューブを交互に連続
して締切り心停止剤及び血液供給チューブをその一方だ
けが一時に開くよう閉じまた開く締切り弁と、締切り弁
が心停止剤及び血液供給チューブの各々に対して開放さ
れる間の間隔を制御し心停止剤投与チューブを通って投
与される心停止剤と血液又は血液基剤との比率を制御す
るようになっている制御装置とを具備している。
【０００７】締切り弁は単一の複動ソレノイド弁を具備
することができ、この複動ソレノイド弁は心停止剤及び
血液供給チューブの一方がこの供給チューブの他方の閉
じるときに開くことが同時にできるようにし、又は締切
り弁は各チューブのための別々のソレノイド弁を具備す
ることができる。
【０００８】配管セットはまた再循環チューブを含むこ
とができ、この場合は混合装置がまた再循環チューブを
開きまた閉じる締切り弁を含み、制御装置は心停止剤供
給チューブと再循環チューブのうちの一方だけを任意の
与えられた時に開くことができるようにする。圧力変換
器が心停止剤投与チューブ内の圧力を監視することがで
き、また所定の限界点を超えた圧力に応じて、制御装置
が流体により再循環チューブ締切り弁を開き簡単に再循
環ができるようにする。さらに、この再循環の管路は、
一時的に心停止溶液の投与を中断しようとする医師に再
循環の選択の自由を与える。
【０００９】本発明の好適な実施態様において、配管セ
ットは制御装置ユニットと相互に嵌まり合うようになっ
ているカセットの一部として設けることができる。この
カセットは少なくとも心停止剤及び血液供給チューブと
好ましくは再循環チューブとを含んでいる。カセット
は、これらチューブを保持しまたこれらチューブを制御
装置に対し正しく位置させて制御装置の締切り弁がチュ
ーブを開きまた閉じるよう作動することができるように
作用する。
【００１０】本発明の方法は、心肺バイパス手術の間患
者の心臓に対し心停止薬剤及び／又は血液の混合と投与
とを提供する。一般に、この方法は、心停止薬剤の源と
流体が連通する心停止剤供給チューブと、血液又は血液
基剤の源と流体が連通する血液供給チューブと、心停止
剤及び血液供給チューブの下流側端部に接続された心停
止剤投与チューブとからなる配管セットを用意する段階
と、心停止剤投与チューブをこのチューブを通って流体
を送り出す容積式ポンプに取付ける段階と、心停止剤及
び血液供給チューブを締切り弁に取付ける段階と、心停
止剤及び血液供給チューブを締切り弁により交互に連続
して締切り心停止剤及び血液供給チューブを閉じまた開
き心停止剤及び血液供給チューブの一方だけが一時に開
かれるようにし、締切り弁が心停止剤及び血液供給チュ
ーブの各々に対して開かれる間の間隔を制御し心停止剤
投与チューブを通って投与される心停止薬剤と血液又は
血液基剤との比率を制御する段階とを含んでいる。
【００１１】本発明の装置と方法とは心停止溶液の成分
をポンプにより決定される流量に影響を与えることなく
容易に変更できるようにする。さらに、この装置と方法
は心停止溶液の流量を制御装置により決定される溶液の
成分に影響を与えることなく変更できるようにする。最
後に、この装置と方法は閉じられた殺菌通路における心
停止溶液の分配をもたらす。配管セットは制御装置とポ
ンプに迅速に取付けられまた取外すことができ、そのた
め使用後に配置することができ、制御装置とポンプのそ
の使用後の清掃と殺菌をする必要となくする。
【００１２】本発明のこれらのまたその他の特徴と利点
とはその一部が明らかとなるであろうしまたその一部が
以下に述べられる。
【００１３】
【実施例】本発明の原理により構成された心停止剤投与
装置の第１の実施態様が図１において２０で略図式に示
されている。この装置２０は配管セット２２と、容積式
ポンプ２４と、混合装置２６とを具備している。
【００１４】配管セット２２は上流側端部３０と下流側
端部３２を有する心停止剤供給チューブ２８を具備して
いる。心停止剤供給チューブ２８の上流側端部３０は心
停止薬剤の源３４に接続されるようになっている。配管
セット２２はまた上流側端部３８と下流側端部４０とを
有する血液供給チューブ３６を具備している。血液供給
チューブ３６の上流側端部３８は血液又は血液基剤の源
４２に接続されるようになっている。配管セット２２は
さらに心停止供給チューブ２８と血液供給チューブ３６
の下流側端部３２と４０に接続された心停止剤投与チュ
ーブ４４を具備している。この心停止剤投与チューブ４
４は心停止薬剤及び／又は血液もしくは血液基剤からな
る心停止剤溶液を患者の心臓に供給するようになってい
る。
【００１５】容積式ポンプ２４は好ましくは普通のロー
ラポンプであり、心停止剤投与チューブ４４の一部を受
け入れる通路４６を有している。
【００１６】混合装置２６は心停止剤及び血液供給チュ
ーブ２８と３６の一方を交互にしかし連続的に締切り、
これらチューブを閉じまた開きそれによりこれらチュー
ブの一方だけが任意の与えられた時に開かれるようにす
る。装置２０において、締切り弁は心停止剤及び血液供
給チューブ２８と３６を受けるための座部４８と５０を
具備している。締切り弁はまたソレノイド５２を具備
し、ソレノイド５２はこのソレノイドのプランジャ５４
が心停止剤供給チューブ２８と血液供給チューブ３６の
いずれか一方に作用するように位置している。ソレノイ
ド５２は好ましくは、このソレノイドが励勢されない時
にプランジャ５４が心停止剤供給チューブ２８に突き当
たり、またソレノイド５２が励勢された時（図１に示さ
れるように）にプランジャ５４が血液供給チューブ３６
に突き当たるように位置する。この配置構造は装置が血
液又は血液基剤を混合装置２６が故障した場合に心停止
剤投与チューブ４４を通って供給し続ける二重安全様式
を提供する。
【００１７】混合装置２６はまた心停止剤投与チューブ
４４に供給される流体の組成を制御するようソレノイド
５２を制御する制御装置５６を具備している。図２のタ
イミング線図に示されるように、制御装置５６が電圧を
ソレノイド５２に加えなかった時プランジャ５４は図２
のｔB によって示されるように、心停止剤供給チューブ
２８に突き当たる。制御装置５６が正の電圧＋Ｖをソレ
ノイド５２に加えた時、プランジャ５４はその血液供給
チューブ２８を締切る位置から図１に示されるように血
液供給チューブ３６を締切る位置に動く。これは図２に
おいてｔA で示されている。ポンプ２４が一定流量の流
体を心停止剤投与チューブ４４を通って供給するので、
制御装置５６は心停止剤供給チューブ２８と血液供給チ
ューブ３６の各々が開いている時間の長さを制御するこ
とにより、心停止剤投与チューブ４４に供給される心停
止溶液と血液又は血液基剤との相対的な比率を制御する
ことができる。心停止溶液の含有量は各供給チューブ２
８又は３６が開いている時間ｔA とｔB の相対的な量に
正比例する。
【００１８】心停止剤投与の第１の実施態様の他の構造
が図３において２０′で示されている。この装置２０′
は装置２０と同様であり、対応部分は同一の参照番号で
示されている。しかし、単一のソレノイド５２に代えて
２つのソレノイド６０と６２を用いている。ソレノイド
６０は、ソレノイド６０が励勢された時心停止供給チュ
ーブ２８を締切るプランジャ６４を有している。同様
に、ソレノイド６２はプランジャ６６を有し、このプラ
ンジャ６６はソレノイド６２が励勢された時、血液供給
チューブ３６を締切る。制御装置５６はソレノイド６０
と６２に信号を与えソレノイドの一方を同時に励勢しま
たソレノイドの他方を消勢し、それにより心停止剤供給
チューブ２８と血液供給チューブ３６の一方のみが任意
の時に開かれるようにする。図４のタイミング線図に示
されるように、制御装置５６が正電圧＋Ｖをソレノイド
６０に与えた時、ソレノイド６２には零電圧を与え、そ
のためソレノイドは励勢され、ソレノイド６２は消勢さ
れ、そして血液供給チューブ３６が開かれまた心停止供
給チューブ２８が閉じられる。これは図４にｔA として
示されている。
【００１９】同様に、制御装置５６が正電圧をソレノイ
ド６２に与えた時ソレノイド６０には零電圧を与える。
これは図４でｔB により示されている。（勿論、ソレノ
イド６０又は６２の一方が他方とは反対にバイアスがか
けられ同一の信号で一方の弁を開き他方の弁を閉じるよ
うにすることができる。）これはまた供給チューブ２８
と３６の一方を選択し電源が故障した場合に開いたまま
とすることができるようにする。装置２０におけるよう
に、制御装置５６は心停止剤供給チューブ２８又は血液
供給チューブ３６の各々が開かれる時間の長さを制御す
ることにより、心停止剤投与チューブ４４に加えられた
心停止溶液と血液又は血液基剤との相対比率を制御す
る。装置２０′におけるチューブ２８と３６は選択され
た大きさとし、それにより混合装置２６に故障が生じた
場合に、締切り弁が開き予め選択された組成物の流体
（これらチューブの相対的な大きさにより決定される）
が心停止剤投与チューブ４４に分配されるようにする。
【００２０】本発明の原理により構成された心停止剤分
配装置の第２の実施態様が図５に全体が１００で示され
ている。この装置１００は上記した装置２０′と同様で
ある。装置１００は配管セット１０２と容積式ポンプ１
０４と混合装置１０６とを具備している。
【００２１】配管セット１０２は上流側端部１１０と下
流側端部１１２とを有する心停止剤供給チューブ１０８
を具備している。心停止剤供給チューブ１０８の上流側
端部１１０は心停止薬剤の源１１４に接続されるように
なっている。配管セット１０２はまた上流側端部１１８
と下流側端部１２０とを有する血液供給チューブ１１６
を具備している。血液供給チューブ１１６の上流側端部
１１８は血液又は血液基剤の源１２２に接続されるよう
になっている。配管セット１０２はまた心停止剤供給チ
ューブ１０８と血液供給チューブ１１６の下流側端部１
１２と１２０にそれぞれ接続された心停止剤投与チュー
ブ１２４を具備している。心停止剤投与チューブ１２４
は心停止薬剤及び／又は血液もしくは血液基剤からなる
心停止溶液を患者の心臓に供給するようになっている。
【００２２】上記の配管セット２２とは異なり、配管セ
ット１０２はまた再循環チューブ１２６を具備し、再循
環チューブ１２６は心停止剤供給チューブ１２４の一部
と並列で以下にさらに詳細に記載されるように、心停止
流体をポンプ１０４の周りに再循環するようにしてい
る。
【００２３】容積式ポンプ１０４は好ましくは普通のロ
ーラポンプであり、再循環チューブ１２６と並列の心停
止剤チューブ１２４の一部を受け入れるための通路１２
８を有している。
【００２４】混合装置１０６は、心停止剤供給チューブ
１０８と血液供給チューブ１１６と再循環チューブ１２
６とのうちの２つを交互にしかも連続して締切り、これ
らチューブの一方だけが任意の与えられた時間に開かれ
るようにこれらチューブを開きまた閉じるようにする締
切り弁を具備している。装置１００において、締切り弁
は心停止剤供給チューブ１０８と血液供給チューブ１１
６と再循環チューブ１２６とをそれぞれ受ける座部１３
０，１３２及び１３４を具備している。締切り弁はさら
にソレノイド１３６，１３８及び１４０を有している。
ソレノイド１３６はソレノイド１３６が励勢された時心
停止剤供給ライン１０８を締切るプランジャ１４２を有
している。同様に、ソレノイド１３８はソレノイド１３
８が励勢された時血液供給チューブ１１６を締切るプラ
ンジャ１４４を有している。また同様に、ソレノイド１
４０はソレノイド１４０が励勢された時再循環チューブ
１２６を締切るプランジャ１４６を有している。
【００２５】混合装置はまたソレノイド１３６，１３８
及び１４０を制御し心停止薬剤チューブ１２４に加えら
れた流体の組成物を制御する制御装置１４８を具備して
いる。図６のタイミング線図に示されるように、制御装
置１４８が正電圧＋Ｖをソレノイド１３６に加えた時
に、プランジャ１４２はその心停止剤供給チューブ１０
８を締切る位置から移動し、チューブ１０８を開く。制
御装置１４８は同時に零電圧をソレノイド１３８と１４
０に加え、それにより血液供給チューブ１１６と再循環
チューブ１２６が締切られ閉じられるようにする。制御
装置１４８が正電圧＋Ｖをソレノイド１３８に加える
と、プランジャ１４４はその血液供給チューブ１１６を
締切る位置から移動し、チューブ１１６を開く。制御装
置１４８は同時に零電圧をソレノイド１３６と１４０に
加え、それにより心停止剤供給チューブ１０８と再循環
チューブ１２６が締切られ閉じられる。制御装置１４８
が正電圧＋Ｖをソレノイド１４０に加えた時、プランジ
ャ１４６はその再循環チューブ１２６を締切る位置から
移動し、チューブ１２６を開く。制御装置１４８は同時
に零電圧をソレノイド１３６と１３８に加え、それによ
り心停止剤供給チューブ１０８と血液供給チューブ１１
６が閉じられるようにする。（上記のように、第１の実
施態様に関し、これらソレノイドが相互に反対方向に付
勢されそれにより同一信号が一方のソレノイドを開き他
方のソレノイドを閉じさせるようにする。この配置構造
はまた電源が故障した場合に一方の弁が開いたままとす
るよう選択することができる。）
【００２６】ポンプ１０４が一定の流量を提供するので
制御装置１４８は、心停止剤供給チューブ１０８と血液
供給チューブ１１６とが開かれる各時間（図６のｔA と
図６のｔB ）を制御することにより、心停止剤分配チュ
ーブ１２４に加えられた心停止薬剤と血液又は血液基剤
との相対的な比率を制御することができる。心停止溶液
の含有量は供給チューブ１０８又は１１６の開かれてい
る時間の相対量に正比例する。制御装置１４８はまた心
停止剤及び血液供給チューブ１０８と１１６を閉じるこ
とによる圧力上昇を緩和し、再循環チューブ１２６を開
くことにより心停止溶液を簡単に再循環させる。装置１
００はさらに圧力ライン１５１で制御装置１４８に接続
された圧力変換器１５０を含み、この圧力変換器１５０
は心停止薬剤チューブ１２４内の心停止溶液の圧力を監
視し、またこの情報を制御装置１４８に与える。これに
応じ、制御装置はソレノイド１４０を励勢し、ソレノイ
ド１３６と１３８を消勢し、再循環チューブ１２６を開
く。これは図６のｔR で示されている。制御装置はまた
医師が再循環モードを選択し心停止溶液の投与を一時的
に中断することができるように設けることができる。
【００２７】制御装置１４８はモジュール１５２とソレ
ノイド１３６，１３８及び１４０の状態を監視するため
の位置センサとを任意に含むことができる。これらの位
置センサは例えばソレノイド１３６，１３８及び１４０
の位置により開いたり閉じたりするリミットスイッチ１
５４，１５６とすることができる。これらセンサからの
ソレノイドの位置に関するデータはモジュール１５２を
介して制御装置１４８に提供される。制御装置１４８は
二重安全作用を行うことができ又は簡単に誤動作のあっ
た場合に装置１００を止めることができる。例えば制御
装置１４８は次の条件の１つ、すなわち（１）２つ以上
の弁が開かれた場合、（２）どの締切り弁も開かれなか
った場合又は（３）弁の位置が制御信号とは異なった場
合のうちの１つの条件を検知した場合に、ソレノイドの
全てへの電力を除去することができる。これに代え、ソ
レノイドは、混合装置１０６の故障の場合に供給チュー
ブ１０８と１１６の一方又は両方が開いたままで一方再
循環チューブ１２６が閉じられるような構造とすること
ができる。両方の供給チューブ１０８と１１６が開いた
ままの場合、心停止剤投与チューブ１２４に供給される
流体の組成物は予め選択された組成物（供給チューブ１
０８と１１６の相対的な大きさによって決められる）で
ある。
【００２８】制御装置１４８はまた組成物と圧力限界値
を設定する選択モジュール１６２を含んでいる。
【００２９】２つの複動ソレノイド１６２と１６４を用
いる第２の実施態様の締切り弁の他の配置構造が図７に
示されている。図７の示すように、ソレノイド１６２と
１６４が消勢されている。ソレノイド１６２のプランジ
ャ１６６が血液供給チューブ１１６に突き当りこれを閉
じる。ソレノイド１６４のプランジャ１６８が心停止剤
供給チューブ１０８に突き当りこれを閉じる。再循環チ
ューブ１２６が開かれたままとなる。図８に示すよう
に、ソレノイド１６２だけが励勢された時ソレノイド１
６２のプランジャ１６６が再循環チューブ１２６に突き
当り、これを閉じる。ソレノイド１６４のプランジャ１
６８が心停止剤供給チューブ１０８に突き当り、これを
閉じる。血液供給チューブ１１６が開かれたままとな
る。図９に示すように、両方のソレノイド１６２と１６
４が励勢された時ソレノイド１６２のプランジャ１６６
が再循環チューブ１２６に突き当りこれを閉じ、そして
ソレノイド１６４のプランジャ１６８が血液供給チュー
ブ１１６に突き当る。心停止剤供給チューブ１０８が開
かれたままとなる。心停止剤供給チューブ１０８が開か
れた状態となる。ソレノイド１６２を励勢状態としまた
ソレノイド１６４を交互に励勢し消勢することにより、
心停止剤供給チューブ１０８と血液供給チューブ１１６
とが交互に開かれまた閉じられる。
【００３０】図１０に示されるように、配管セットがカ
セット２００の中に組込まれ、混合装置ユニット２０４
のソケット２０２に嵌まるようにすることができる。カ
セット２００は、図１１に示すように心停止供給チュー
ブ１０８と血液供給チューブ１１６と再循環チューブ１
２６を全て心停止剤投与チューブ１２４に接合する３方
向連結具２０６を含む箱型フレームを具備している。カ
セット２００はまた圧力変換器１５０へと延びる圧力ラ
イン１５１を含んでいる。カセット２００において、圧
力ライン１５１はカセットが正しくソケット２０２の中
に位置した時接点２１０と接触する接点２０８に接続す
る。カセット２００はこれらチューブを支持し、ソレノ
イド１３６，１３８及び１４０のプランジャ１４２，１
４４及び１４６が各対応チューブを閉じるよう締切る作
用をする締切り弁の座部１３０，１３２及び１３４の部
分を形成することができる。このため、カセット２００
の背側は開放されるか又は混合装置ユニット２０４のソ
レノイドプランジャによって個々のチューブ１０８，１
１６及び１２６に接近することのできる１つ又は複数の
開口を有している。カセットはまたプランジャの作動か
らの騒音を閉じ込めて装置が静かに作動するような働き
をする。
【００３１】混合装置ユニット２０４はカセット２００
を受け入れチューブ１０８，１１６及び１２４を位置決
めしそれによりソレノイド１３６，１３８及び１４０が
チューブ１０８，１１６及び１２４を締切り閉じること
ができるようになっている。図１２に示すように、図６
のタイミング線図における期間ｔA の間ユニット２０２
のソレノイド１３６のプランジャ１４２が励勢されてカ
セット２００の座部１３０でチューブ１０８を開くよう
にする。ユニット２０２におけるソレノイド１３８のプ
ランジャ１４４とソレノイド１４０のプランジャ１４６
が消勢されチューブ１１６と１２４をカセット２００の
対応座部１３２と１３４において締切る。図１３に示す
ように、期間ｔB の間ユニット２０２におけるソレノイ
ド１３８のプランジャ１４４が励勢されてカセット２０
０における座部１３２でチューブ１１６を開くようにす
る。ユニット１０２におけるソレノイド１３６のプラン
ジャ１４２とソレノイド１４０のプランジャ１４６とが
消勢されてカセット２００における対応の座部１３０と
１３４でチューブ１０８と１２６を締切る。図１４に示
すように、期間ｔR の間、ユニット２０２におけるソレ
ノイド１４０のプランジャ１４６が励勢されてカセット
２００における座部１３４で再循環チューブ１２６を開
く。ユニット２０２のソレノイド１５４のプランジャ１
４２とソレノイド１３８のプランジャ１４４とが消勢さ
れてチューブ１０８と１１６をカセット２００の対応座
部１３０と１３２で締切る。
【００３２】作 用 第１の実施態様の装置２０と２０′は心臓手術を受ける
患者に心停止剤を投与するために迅速かつ容易に組立て
られる。配管セット２２がまず心停止薬剤と血液又は血
液基剤の各源に接続される。心停止剤供給チューブ２８
の端部３０が、例えば可撓性袋とすることのできる心停
止薬剤の源３４に接続される。血液供給チューブ３６の
端部３８が例えば可撓性袋とすることのできる血液又は
血液基剤の源４２に接続される。チューブ２８の部分が
次に締切り弁の座部４８に置かれ、チューブ３６の一部
分が締切り弁の座部５０に置かれる。心停止剤投与チュ
ーブ４４の一部がついでローラポンプ２４の通路４６に
置かれる。装置が準備される。配管セット２２は心停止
溶液と血液又は血液基剤のために殺菌作用と混合と分配
とを提供する。配管セット２２は内部容積を最小とする
ように、したがってまた使用される心停止薬剤と血液又
は血液基剤の量を最小とするように構成されている。
【００３３】装置２０又は２０′は次に使用のために準
備される。心停止剤投与チューブ４４の端部が患者の心
臓に接続され、制御装置５６が患者の心臓に分配される
心停止溶液の所望の組成物でプログラムされる。装置２
０において、制御装置５６は交互にソレノイド５２を励
勢及び消勢しそれによりプランジャが交互に期間ｔAの
間心停止剤供給チューブ２８を開き血液供給チューブ３
６を閉じ、また期間ｔ B の間血液供給チューブ３６を開
き心停止剤供給チューブ２８を閉じるようにする。装置
２０′においては、制御装置５６が交互にソレノイド６
０を励勢するとともにソレノイド６２を消勢し、またソ
レノイド６２を励勢するとともにソレノイド６０を消勢
し、それによりソレノイド６０のプランジャ６４が期間
ｔA の間心停止剤供給チューブ２８を開くとともにソレ
ノイド６２のプランジャ６６が血液供給チューブ３６を
締切って閉じ、またソレノイド６２のプランジャ６６が
期間ｔB の間血液供給チューブ３６を開くとともにソレ
ノイド６０のプランジャ６４が心停止剤供給チューブ２
８を締切り閉じるようにする。
【００３４】この期間ｔA とｔB は締切り弁の開放及び
閉鎖特性を考慮して制御装置５６により自動的に決定さ
れ、選択された心停止溶液の組成物を心停止剤投与チュ
ーブ４４に与えるようにする。流量が一定であるので、
心停止剤投与チューブ４４に分配される心停止溶液の組
成物が期間ｔA とｔB に正比例する。
【００３５】勿論、熱交換器と除泡器を装置２０と２
２′に組込み心停止流体の温度を制御し流体中に入り込
むガスの泡を取除くようにすることができる。
【００３６】第２の実施態様の装置１００は心臓手術を
受ける患者に心停止剤を投与するために迅速かつ容易に
組立てられる。配管セット１０２の部分を収容するカセ
ット２００がまず心停止薬剤と血液又は血液基剤の源に
接続される。心停止剤供給チューブ１０８の端部１１０
が例えば可撓性の袋とすることができる血液又は血液基
剤の源１２２に接続される。カセット２００がついで混
合装置２０４の溝２０２に挿入され、心停止剤供給チュ
ーブ１０８と血液供給チューブ１１６と再循環チューブ
１２６とを、ソレノイド１３６，１３８のプランジャ１
４２，１４４と混合装置２０４のプランジャ１４０とに
整列させる。カセット２００における圧力変換ラインの
接点２０８がまた混合装置２０４の圧力変換接点２１０
に整列される。再循環チューブ１２６に並列の心停止剤
投与ライン１２４の一部がローラポンプ１０４の通路１
２８に取付けられる。カセット２００の配管セット１０
２は心停止溶液と血液又は血液基剤のために殺菌作用と
混合と分配とをもたらす。配管セット１０２は内部容積
をしたがってまた使用される心停止薬剤と血液又は血液
基剤の量を最小とするように構成される。
【００３７】装置１００が次に使用のために準備され
る。心停止薬剤チューブ１２４の端部が患者の心臓に接
続され、制御装置１４８が患者の心臓に分配される心停
止溶液の所望の組成物となるよう選択モジュール１６２
を介してプログラムされる。装置１００において、制御
装置１４８が交互にソレノイド１３６を励勢するととも
にソレノイド１３８を消勢し（図１２参照）、またソレ
ノイド１３８を励勢するとともにソレノイド１３６を消
勢し（図１３参照）、それによりソレノイド１３６のプ
ランジャ１４２が期間ｔA の間心停止剤供給チューブ１
０８を開きまたソレノイド１３８のプランジャ１４４が
血液供給チューブ１１６を締切り閉じるようにし、また
ソレノイド１３８のプランジャ１４４が期間ｔB の間血
液供給チューブ１１６を開きまたソレノイド１３６のプ
ランジャ１４２が心停止剤供給チューブ１０８を締切り
閉じるようにする。
【００３８】期間ｔA とｔB は締切り弁の開放及び閉鎖
特性を考慮して制御装置１４８により自動的に決定さ
れ、心停止溶液の選択された組成物を心停止剤投与チュ
ーブ１２４に与えるようにする。流量が一定であるの
で、心停止薬剤チューブ１２４に分配される心停止溶液
の組成は期間ｔA とｔB に正比例する。
【００３９】圧力変換器１５０が心停止剤投与チューブ
１２４の圧力を監視し、そして圧力が選択モジュール１
６２で設定される所定の限界値を超えた場合に、制御装
置１４８がソレノイド１３６と１３８のプランジャ１４
２と１４４を閉じさせ、心停止剤及び血液供給チューブ
１０８と１１６を閉じるようにする。制御装置１４８は
またソレノイド１４０のプランジャ１４６に再循環チュ
ーブ１２６を開かせ、心停止溶液がチューブ１２４と１
２６を通って１つの閉回路内で簡単に再循環できるよう
にする。図１４を参照されたい。選択モジュール１６２
はまた使用者が指令により再循環モードに入るようにす
ることができる。
【００４０】リミットスイッチ１５４，１５６及び１５
８がソレノイド１３６，１３８及び１４０の状態を監視
し、そしてこの情報を制御装置１４８に安全モジュール
１５２を介して与える。ソレノイド状態に誤作動が検知
されたならば、制御装置が正しい作用を行い、装置１０
０を停止し、又は警笛を鳴らすことができる。
【００４１】もちろん、熱交換器と除泡器を装置１００
の中に組込み心停止流体の温度を制御し流体に入り込ん
だガスの泡を取除くようにすることができる。この熱交
換器（図示しない）は「流体通路と熱交換器用取付け台
との組合せ」にかかる米国特許明細書第４，８４６，１
７７号又は「列型熱交換器と心停止装置」にかかるウイ
リアム．ジー、オーネイルとテイモシイ、ピー、ウオル
カーにより１９９２年１１月２５日に出願された同時係
属出願の許可された米国特許出願シリーズ番号第０７／
９５１，７２５号に記載された型とすることができる。
【００４２】ソレノイドに代わるものとして、ステッピ
ングモーターを締切り弁を駆動するために設けることが
できる。
【００４３】上記構造と方法の種々の変更が特許請求の
範囲に規定された本発明の範囲から逸脱することなく行
うことができ、上記の記載に包含され又は添付図面に示
される全ての事項は例示として解されるべきものであり
限定された意味に解されるべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理により構成された心停止剤投与装
置の第１の実施態様の概略図である。
【図２】心停止剤投与装置の第１実施態様の制御装置を
示す、タイミング線図である。
【図３】心停止剤投与装置の第１実施態様の他の構造の
概略図である。
【図４】第１実施態様の他の構造の制御装置を示すタイ
ミング線図である。
【図５】本発明の原理により構成された心停止剤投与装
置の第２の実施態様の概略図である。
【図６】第２実施態様の装置の制御を示すタイミング線
図である。
【図７】第２実施態様の他の構造の再循環チューブの開
いているところを示す図である。
【図８】第２実施態様の他の構造の血液供給チューブの
開いたところを示す図である。
【図９】第２実施態様の他の構造の心停止剤供給チュー
ブの開いているところを示す図である。
【図１０】第２実施態様の装置を実施するための使い捨
てカセットの図である。
【図１１】第２実施態様を実施するためのカセットの平
面図である。
【図１２】心停止剤供給チューブの開いているところを
示す、カセットの縦断面図である。
【図１３】心停止血液供給チューブの開いたところを示
す、カセットの縦断面図である。
【図１４】再循環チューブの開いているところを示す、
カセットの縦断面図である。
【符号の説明】
２０…心停止剤投与装置 ２２…配管セット ２４…容積式ポンプ ２６…混合装置 ２８…心停止剤供給チューブ ３０…上流側端部 ３２…下流側端部 ３４…心停止薬剤源 ３６…血液供給チューブ ３８…上流側端部 ４０…下流側端部 ４２…血液（基剤）源 ４４…心停止剤投与チューブ ４６…心停止剤投与チューブ用通路 ４８，５０…座部 ５２…ソレノイド ５４…プランジャ ５６…制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム ジェラルド オニール アメリカ合衆国，ミネソタ 55144−1000, セント ポール，スリーエム センター （番地なし)

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ２つ以上の生物学又は医学用流体を混合
    する混合装置（２６；１０６；２０４）であって、 （ａ）配管セット（２２；１０２）であって、 上流側及び下流側端部（３０と３２；１１０と１１２）
    を有する第１の供給チューブ（２８；１０８）であっ
    て、第１の供給チューブ（２８；１０８）の上流側端部
    （３０；１１０）が第１の供給チューブ（２８；１０
    ８）を第１の生物学又は医学用流体の源（３４；１１
    ４）に接続するようになっている、第１の供給チューブ
    （２８；１０８）と、 上流側及び下流側端部（３８と４０；１１８と１２０）
    を有する第２の供給チューブ（３６；１１６）であっ
    て、第２の供給チューブ（３６；１１６）の上流側端部
    （３８；１１８）が第２の供給チューブ（３６；１１
    ６）を第２の生物学又は医学的流体の源に接続するよう
    になっている、第２の供給チューブ（３６；１１６）と
    第１及び第２の供給チューブ（２８と３６；１０８と１
    １６）の下流側端部（３２と４０；１１２と１２０）に
    連結された上流側端部と、第１及び第２の流体の予め選
    択された組成物を含む混合された流体を供給する下流側
    端部とを有する混合チューブ（４４；１２４）であっ
    て、第１及び第２の流体が混合される管腔と管壁によっ
    て管腔から分離された外側表面とを有している、混合チ
    ューブ（４４；１２４）とを具備している配管セット
    （２２；１０２）と、 （ｂ）混合チューブ（４４；１２４）の外側表面と連通
    し流体を混合チューブ（４４；１２４）を通って送り出
    す容積式ポンプ（２４；１０４）と、 （ｃ）混合された流体中の第１の流体と第２の流体の比
    率を制御する混合器（２６；１０６；２０４）であっ
    て、第１及び第２の供給チューブ（２２と３６；１０８
    と１１６）を交互に連続的に締切り第１及び第２の供給
    チューブ（２２と３６；１０８と１１６）を閉じまた開
    き第１及び第２の供給チューブ（２２と３６；１０８と
    １１６）の一方のみが一時に開かれるようにする締切り
    弁（４８，５０及び５２；４８，５０，６０と６２；１
    ３０，１３２，１３６及び１３８；１６２と１６４）と
    締切り弁（４８，５０及び５２；４８，５０，６０及び
    ６２；１３０，１３２，１３６及び１３８；１６２及び
    １６４）が第１及び第２の供給チューブ（２２と３６；
    １０８と１１６）に対し開かれている間の時間（ｔA ，
    ｔB ）を制御し混合チューブ（４４；１２４）を通って
    供給された混合流体中の第１及び第２の流体の比率を制
    御する制御装置（５６；１４８）とを具備している混合
    器（２６；１０６；２０４）、とを具備している２つ以
    上の流体を混合する混合装置。
  2. 【請求項２】 締切り弁（５２；１６４）が、第１及び
    第２の供給チューブ（２８と３６；１０８と１１６）の
    一方を第１及び第２の供給チューブ（２８と３６；１０
    ８と１１６）の他方を閉じるとき同時に開かせる単一の
    複動ソレノイド弁（５２；１６４）を具備していること
    を特徴とする請求項１に記載の混合装置。
  3. 【請求項３】 再循環チューブ（１２６）をさらに具備
    し、再循環チューブ（１２６）が、容積式ポンプ（１０
    ４）の両側で混合チューブ（１２４）と流体が連通する
    上流側及び下流側端部と、平常時は閉じ流体の流れのた
    めの再循環チューブ（１２６）を閉じるが混合チューブ
    （１２４）内の圧力の増加に応じて開き流体を再循環チ
    ューブ（１２６）を通って再循環させる、再循環チュー
    ブ（１２６）に作用する過剰圧力弁（１４０；１６２）
    とを有し、制御装置（１４８）が絞切り弁（１３６と１
    ３８；１６２と１６４）を作動し過剰圧力弁（１４０；
    １６２）が開かれた時第１及び第２の供給チューブ（１
    ０８と１１６）の両方を閉じる手段を含んでいる請求項
    １に記載の混合装置。
  4. 【請求項４】 締切り弁（１３６と１３８）が第１及び
    第２の供給チューブ（１０８と１１６）をそれぞれ開き
    また閉じるための第１及び第２のソレノイド弁（１３６
    と１３８）を具備し、また過剰圧力弁（１４０）が再循
    環チューブ（１２６）を開きまた閉じるための第３のソ
    レノイド弁（１４０）を具備している請求項３に記載の
    混合装置。
  5. 【請求項５】 締切り弁（１６４）が、第１及び第２の
    供給チューブ（１０８と１１６）の一方を第１及び第２
    の供給チューブ（１０８と１１６）の他方を閉じるとき
    に同時に開かせる、単一の複動計量ソレノイド弁（１６
    ４）を具備し、また過剰圧力弁（１６２）が、再循環チ
    ューブ（１２６）を開かせた時第１及び第２の供給チュ
    ーブの一方（１１６）を同時に閉じる、第２の複動過剰
    圧力ソレノイド弁（１６２）を具備し、制御装置が、計
    量ソレノイド弁（１６４）を作動し再循環チューブ（１
    ２６）が開かれる時第１及び第２の供給チューブの他方
    （１０８）を閉じる手段を含んでいる請求項３に記載の
    混合装置。
  6. 【請求項６】 混合チューブ（１２４）内の圧力を監視
    する圧力変換器（１５０）をさらに具備し、制御装置
    （１４８）が、再循環チューブ（１２６）の締切り弁
    （１４０）を開き、圧力変換器（１５０）によって測定
    された混合チューブ（１２４）内の所定圧力に応じて第
    １及び第２の供給チューブ（１０８と１１６）の締切り
    弁（１３６と１３８）を閉じるようにしている請求項３
    に記載の混合装置。
  7. 【請求項７】 配管セットが第１及び第２の供給チュー
    ブ（１０８と１１６）の部分を保持するカセット（２０
    ０）を具備し、制御装置が、カセット（２００）を受け
    入れ、カセット（２００）を締切り弁（１３６，１３
    ８）がチューブ（１０８，１１６）に接触しこれらチュ
    ーブ（１０８，１１６）を選択的に開きまた閉じること
    ができる所定位置に保持するソケット（２０２）を具備
    していることを特徴とする請求項１から６のうちの１項
    に記載の混合装置。
  8. 【請求項８】 配管セット（２２；１０２）が取替え可
    能であることを特徴とする請求項１から７のうちの１項
    に記載の混合装置。
  9. 【請求項９】 心停止剤と血液の少なくとも一方を心肺
    バイパス手術の間に混合しまた患者の心臓に投与する心
    停止剤投与装置（２０；２０′；１００）であって、請
    求項１から７のうちの１項に記載の混合装置を具備し、 第１の供給チューブ（２８；１０８）が心停止剤供給チ
    ューブ（２８；１０８）を構成し、 第２の供給チューブ（３６；１１６）が血液供給チュー
    ブ（３６；１１６）を構成し、 混合チューブ（４４；１２４）が心停止剤投与チューブ
    （４４；１２４）を構成している、 心停止剤投与装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１から９のうちの１項に記載の
    装置に用いる取替え可能な配管セットであって、 上流側及び下流側の端部（３０と３２；１１０と１１
    ２）を有する第１の供給チューブ（２８；１０８）であ
    って、第１の供給チューブ（２８；１０８）の上流側端
    部（３０；１１０）が第１の供給チューブ（２８；１０
    ８）を第１の生物学又は医学的流体の源（３４；１１
    ４）に接続するようになっている、第１の供給チューブ
    （２８；１０８）と、 上流側及び下流側の端部（３８と４０；１１８と１２
    ０）を有する第２の供給チューブ（３６；１１６）であ
    って、第２の供給チューブ（３６；１１６）の上流側端
    部（３８；１１８）が第２の供給チューブ（３６；１１
    ６）を第２の生物学又は医薬用流体の源（４２；１２
    ２）に接続するようになっている、第２の供給チューブ
    （３６；１１６）と、 第１及び第２の供給チューブ（２８と３６；１０８と１
    １６）の下流側端部（３２と４０；１１２と１２０）に
    連結された上流側端部と、第１及び第２の流体の予め選
    択された組成物を含む混合流体を供給する下流側端部と
    を有する混合チューブ（４４；１２４）であって、第１
    及び第２の流体が混合される管腔と、管壁により管腔か
    ら分離された外側表面とを有している混合チューブ（４
    ４；１２４）と、 混合器（２０４）に取付けられるようになっているカセ
    ット（２００）であって、第１及び第２の供給チューブ
    （１０８と１１６）の各々がカセット（２００）の内部
    に収容された部分を有し、カセットが、第１及び第２の
    供給チューブ（１０８と１１６）に接近でき混合器（２
    ０４）が第１及び第２の供給チューブ（１０８と１１
    ６）が閉じられるよう選択的に締切ることができるよう
    にする少なくとも１つの開口を有している、カセット
    （２００）とを具備している取替え可能な配管セット。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の取替え可能な配管
    セットであって、混合チューブ（１２４）と流体が連通
    する上流側及び下流側端部を有する再循環チューブ（１
    ２６）をさらに具備し、再循環チューブ（１２６）の一
    部がカセット（２００）の中にあり、カセット（２０
    ０）が、再循環チューブ（１２６）に接近し、混合器
    （２０４）が再循環チューブ（１２６）を閉じるよう選
    択的に締切ることのできる開口を有している、取替え可
    能の配管カセット。
  12. 【請求項１２】 心停止剤と血液の少なくとも一方を含
    む心停止溶液を心肺バイパス手術の間混合し患者の心臓
    に投与する方法であって、 上流側及び下流側端部（３０と３２；１１０と１１２）
    を有しその上流側端部（３０；１１０）が心停止薬剤の
    源（３４；１１４）と流体が連通するようになっている
    心停止剤供給チューブ（２８；１０８）と、上流側及び
    下流側端部（３８と４０；１１８と１２０）を有しその
    上流側端部（３８；１１８）が血液又は血液基剤の源
    （４２；１２２）と流体が連通するようになっている血
    液供給チューブ（３６；１１６）と、心停止剤及び血液
    供給チューブ（２８と３６；１０８と１１６）の下流側
    端部（３２と４０；１１２と１２０）に接続され患者の
    心臓と流体が連通するようになっている心停止剤投与チ
    ューブ（４４；１２４）とを具備する配管セット（２
    ２，１０２）を用意することと、 心停止剤投与チューブ（４４；１２４）を容積式ポンプ
    （２４；１０４）に取付け流体を心停止剤投与チューブ
    （４４；１２４）を通って送り出すことと、 心停止剤及び血液供給チューブ（２８と３６；１０８と
    １１６）を締切り弁（５２；１３６と１３８）に取付け
    ることと、 心停止剤及び血液供給チューブ（２８と３６；１０８と
    １１６）を締切り弁（５２；１３６と１３８；６０と６
    ２）で交互に連続して締切り心停止剤及び血液供給チュ
    ーブ（２８と３６；１０８と１１６）を閉じまた開き心
    停止剤及び血液供給チューブ（２８と３６；１０８と１
    １６）の一方のみが一時に開かれるようにすることと、 締切り弁（５２；１３６と１３８；６０と６２）が心停
    止剤及び血液供給チューブ（２８と３６；１０８と１１
    ６）の各々に対し開かれている間の時間（ｔA，ｔB ）
    を制御し心停止剤投与チューブ（４４；１２４）を通っ
    て投与された心停止溶液を含む心停止薬剤と血液又は血
    液基剤との比率を制御すること、 とからなる心停止溶液を混合し投与する方法。
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