JPH07250893A

JPH07250893A - 血液リザーバ

Info

Publication number: JPH07250893A
Application number: JP6046209A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Kuwana; 克之桑名; Shuichi Ishii; 修一石井; Atsushi Nishitani; 温西谷
Original assignee: SENKO IKA KOGYO KK; Senko Medical Instrument Manufacturing Co Ltd
Current assignee: SENKO IKA KOGYO KK; Senko Medical Instrument Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1995-10-03

Abstract

(57)【要約】【目的】ダイナミックプライミングボリューム（ＤＰ
Ｖ）をきわめて小さくすることができ、もって、貯留部
に貯留された血液の液面レベルの変動をきわめて小さく
することができる血液リザーバを提供することを目的と
する。【構成】熱交換器１３を備えた血液リザーバ１０であ
って、前記熱交換器の下流に血液が貯留される貯留部１
８が形成され、前記熱交換器の血液流出側の少なくとも
一部が前記貯留部に貯留された血液の液面下に没してい
ることを特徴とする。なお、前記熱交換器の下流側に除
泡器３１が設けられていることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人工肺、ポンプ血液回
路等とともに体外循環装置を構成し血液を一時貯留する
血液リザーバに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の血液リザーバとしては、図７に示
すように、ハウジング１内に熱交換器を収納し、熱交換
器の血液流出口２の下流側に最低貯血量に相当する容量
の血液を貯留する貯留部３を設けたものが知られてい
る。なお、貯留部３は透明になっており、目盛りが付さ
れており、外部から貯留部３内に貯留された血液の液面
を目視で確認することができるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の血液リザーバは、熱交換器の血液流出口２が貯留部
３に貯留された血液の液面よりも上方であるので、血液
流出口２と貯留部３との間に血液の流れが生じ、ダイナ
ミックプライミングボリューム（以下、ＤＰＶとい
う。）が多くなり、この結果、ポンプを駆動して血液を
血液リザーバに供給すると、貯留部３に貯留された血液
の液面レベルが大きく変動して、正確な液面レベルの測
定ができないといった問題があった。

【０００４】なお、ＤＰＶとは、血液リザーバに供給さ
れる血液の流量及び血液リザーバから流出する血液の流
量がともに０である時の貯留部３に貯留される血液の容
量をＡとし、血液リザーバに供給する血液流量と血液リ
ザーバから流出される血液の流量を同じＱｂとした際
に、貯留部３に貯留される血液の容量をＢとしたときＡ
−Ｂの容量のことをいう（条件Ａ，Ｑｂ）。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、ダイナミックプライミングボリューム（ＤＰＶ）を
きわめて小さくすることができ、もって、貯留部に貯留
された血液の液面レベルの変動をきわめて小さくするこ
とができる血液リザーバを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の血液リザーバ
は、熱交換器を備えた血液リザーバであって、前記熱交
換器の下流に血液が貯留される貯留部が形成され、前記
熱交換器の血液流出側の少なくとも一部が前記貯留部に
貯留された血液の液面下に没していることを特徴とす
る。

【０００７】なお、請求項１記載の血液リザーバにおい
て、前記熱交換器の下流側に除泡器が設けられているこ
とが好ましい。

【０００８】

【作用】本発明の血液リザーバによれば、熱交換器の血
液流出側の少なくとも一部が前記貯留部に貯留された血
液の液面下に没しているので、当該血液流出側と貯留部
とが直接連通される形となり、ＤＰＶをきわめて少なく
することができ、したがって、貯留部への血液の供給量
を貯留部からの血液の流出量を同じくした場合には、貯
留部に貯留された血液の液面の変動が極力抑制される。

【０００９】また、熱交換器の下流側に除泡器を設けた
ものでは、万が一熱交換器を通過する際に微細な気泡が
血液中に混入しても、当該除泡器により確実に当該気泡
を除去することができる。

【００１０】

【実施例】以下に、図面を参照して、本発明の一実施例
の血液リザーバについて説明する。

【００１１】本実施例の血液リザーバ１０は、図１に示
すように、有底筒状のケーシング１１の内部に同心状に
筒状部材１２を設けた構造をしており、この筒状部材１
２の下部とケーシング１１の底部との間に熱交換器１３
が設けられている。ケーシング１１の上部開口には蓋体
１４が取り付けられており、この蓋体１４の中央部には
血液を供給するための血液入口１５が形成され、この血
液入口１５には血液を前記熱交換器１３に向けて供給す
る血液供給管２８が接続されている。また、ケーシング
１１には所定幅のスリット１７が形成されており、図２
に示すように、スリット１７を覆うように透明な樹脂か
ら形成された膨出カバー１６が固定されている。膨出カ
バー１６の下部には前記熱交換器１３から流出する血液
を一時貯留するための樋状の貯留部１８が形成されてお
り、この貯留部１８の底部には血液出口３０が形成され
ている。また貯留部１８の前面に対応する膨出カバー１
６には貯留部１８内に貯留された血液の液面レベルを目
視するための目盛り１９が設けられている。さらに、前
記スリット１７を覆うように除泡器（例えばスポンジ等
からなる。）３１が取り付けられている。

【００１２】前記熱交換器１３は、図３に示すように、
多数の細い管体２０を相互間に所定の間隔が保持される
ように保持して概略構成されるものである。すなわち、
多数の管体２０が収納される穴部が長さ方向に沿って所
定の間隔おいて連続して形成された仮保持部材（図示せ
ず）の穴部に多数の管体２０を嵌め込んで仮保持する。
ここで、各穴部は管体２０の間の隙間が０．２〜０．７
ｍｍとなるように設定されている。次に、仮保持部材に
より仮保持された列状の管体２０を、図３に示すように
円板状のディスパーザ２３のスリット部２５内に挿入す
る。ここで、ディスパーザ２３は、図示するように、皿
状部２４から周縁部に向かって多数のスリット部２５が
スパイラル状に形成されて構成される。また、隣接する
スリット部２５間の距離は１．０〜１０ｍｍとなってい
る。次に、仮保持部材が配置された部分にウレタン樹脂
２６，２６’を充填していわゆるポッティングして管体
２０が動かないように相互に固定する。なお、ディスパ
ーザ２３により保持された管体２０の周りには筒状部材
２１が取り付けられる。この筒状部材２１の下部には周
方向に沿って所定間隔離間して複数の血液流出口（本発
明の血液流出側の一部に相当する。）２９が形成されて
いる。

【００１３】そして、熱交換器１３を筒状部材１２の下
部に取り付けたときに、前記血液供給管２８の先端部
が、皿状部２４に臨んで配置されるとともにディスパー
ザ２３の上面よりも少し下の位置すなわち皿状部２４の
凹部内になるようになっている。

【００１４】また、前記熱交換器１３の下方のケーシン
グ１１の底部には、管体２０内に加熱用あるいは冷却用
媒体（例えば、水）を供給する熱交換媒体供給口３２が
形成されており、さらに、熱交換器１３のポッティング
部（符号２６参照）の上方の筒状部材１２には、熱交換
器媒体供給口３２から供給されて半数の管体２０内を通
った加熱用あるいは冷却用媒体を方向を変え、残りの半
数の管体２０内に通すキャップ部３３が形成され、ケー
シング１１の底部にはキャップ部３３から導かれた加熱
用あるいは冷却用媒体を排出する熱交換媒体排出口３
２’が形成されている。

【００１５】なお、図３に示す断面形状の熱交換器１３
の代わりに、図４に示すような断面形状の熱交換器４０
を用いてもよい。すなわち、熱交換器４０は、中心から
周方向に径方向と平行に延びる複数のスリット部４５を
設けるとともに、直径方向に直交するようにスリット部
が形成されていない部分４２を備えてなるディスパーザ
４３に、これらのスリット部４５に前記したのと同様な
管体２０を配置したものである。

【００１６】次に、本実施例の血液リザーバの作用につ
いて説明する。

【００１７】本実施例の血液リザーバ１０の血液入口１
５を患者の脱血ラインに接続し、血液出口３０を図示し
ないチューブ、血液輸送用ポンプ、人工肺等を介して患
者の送血ラインに接続する。

【００１８】次に、体外循環開始により血液は血液入口
１５及び血液供給管２８を介して血液リザーバ１０内に
流入する。すると、血液は血液供給管２８の先端から流
出して、ディスパーザ２３の皿状部２４に衝突してディ
スパーザ２３の上面とポッティング部（符号２６参照）
との間の空間３４に充填していく。ここで、ディスパー
ザ２３には管体２０が相互の間に所定の隙間を開けて取
り付けられているので、血液は当該隙間から下方に管体
２０の表面を伝って落下して、管体２０内を通過する加
熱用あるいは冷却用媒体との間で熱交換されて、血液の
温度調整が可能となる。

【００１９】ここで、図３に示すように、多数の管体２
０は、管間に０．２〜０．７ｍｍの間隔を保持してディ
スパーザ２３の列間１．０〜１０ｍｍの間隔を有するス
パイラル状のスリット部２５に列状保持されているの
で、血液供給管２８から供給され空間３４内に一時貯留
された血液は同心円状の流れとなって下方に管体２０の
表面を伝って流れる。

【００２０】ここで、図９に示す従来の熱交換器５０に
おいて、管体５１の内部に熱交換媒体を流し、管体５１
の外側のケーシング５２内に血液を充填させつつ流すよ
うにしたものがあるが、ケーシング５２内に血液を充填
させるので、体外に取り出す血液の容量が多くなり、し
かも管体５１間の血液の流れが不均一になるので、熱交
換効率が低下するといった問題がある。

【００２１】しかし、本実施例の血液リザーバ１０によ
れば、前記したように管間が０．２〜０．７ｍｍの間隔
で、管体２０の列間に１．０〜１０ｍｍの間隔を保持し
てあり、しかも、管体２０間を管体２０の表面を伝って
流れるので、体外に取り出す血液容量を必要最小限のも
のとすることができ、しかも、血液層の厚さが薄いので
熱効率が向上する。

【００２２】すなわち、熱交換器１３を平面視した場合
に血液の流れない領域が殆ど無い均一な同心円状の分布
となり、血液と管体２０内を通過する加熱用あるいは冷
却用媒体との熱交換の効率を高めることができる。

【００２３】図５に、図３に示した断面形状の熱交換器
１３、図４に示した断面形状の熱交換器４０及び図１０
に示した従来の熱交換器６０における熱交換能を測定し
た結果を示すグラフを示す。ここで、図１０に示した熱
交換器６０は、血液入口６１から供給された血液をコア
６２の凸状の端部に衝突させた後、かなり大きな間隔を
開けて配置された管体６３間を通して、管体６３内を通
過する熱交換媒体と熱交換させるものである。

【００２４】なお、図５中Ｑｂは熱交換器中を流した液
体（血液の代わりに水を用いた）の流量を示す。また、
図中Ｅは熱交換の効率を示す熱交換率であり、血液側入
口温度Ｔｂ₁、血液側出口温度Ｔｂ₀、熱交換水入口温度
Ｔｗ₁とした場合、Ｅ＝（Ｔｂ₁−Ｔｂ₀）／（Ｔｂ₁−Ｔ
ｗ₁）で表されるもので、Ｅが１に近くなるほど熱効率
が高くなるものである。また、使用した管体２０はＳＵ
Ｓ３０４、内径１．６ｍｍ、外径２．０ｍｍ、隣接する
管間の間隔０．４５ｍｍ、管体２０の有効本数約４８０
本、管体２０の有効長さ７５ｍｍとした。

【００２５】図５によれば、図３に示すものが測定流量
の全範囲で最も熱効率が高く、次いで、図４に示すもの
が熱効率が高く、いずれも図１０に示す従来のものに比
べて熱効率を向上させることができることが分かる。

【００２６】また、前記図９に示す従来の熱交換器５０
において管体５１内を血液を流すようにした場合では、
管体５１内で圧力損失が大きくなり、血液を圧送する送
血ポンプを別途設けなければならず装置全体のコストが
増大する等の問題があったが、本実施例の血液リザーバ
１０では、加熱あるは冷却する血液を熱交換器１３の管
体２０の外側を流すようにしているので、送血ポンプが
不要な程圧力損失を低く抑えることができ、装置全体の
コストと体外循環操作の煩雑さの低減を図ることができ
る。

【００２７】前記したように、熱交換器１３内にシャワ
ー状に血液は、熱交換器１３の下方に向かって流れこの
間に管体２０内を通過する冷却用または加熱用媒体との
間で熱交換され、熱交換器１３の下方に設けられた血液
流出口２９から熱交換器１３外に流出し、貯留部１８に
向かって流れて貯留部１８に貯留され、さらに血液出口
３０から流出される。

【００２８】ここで、貯留部１８に定常的に貯留される
血液の容量はほぼ最低貯血量（例えば、２００ｍｌ）と
なるようになっており、この貯留される血液の液面は図
１中で２点鎖線で示す液面レベルとなるようなってい
る。この液面レベルは、その液面下に前記熱交換器１３
の下部を没しさせるものであり、かつ、血液流出口２９
の下部とほぼ同一レベルである。したがって、熱交換器
１３の血液流出口２９と貯留部１８とが直接連通される
形となり、血液流出口２９と貯留部１８との距離が殆ど
無くなり、この部分を流れる流量をきわめて少なくする
ことができ、すなわちＤＰＶをきわめて少なくすること
ができる。この結果、貯留部１８への血液の供給量を貯
留部１８からの血液の流出量とを同じくすれば、貯留部
１８に貯留された血液の液面の変動を殆どなくすことが
できる。

【００２９】図６に、本実施例の血液リザーバ１０と図
７に示した従来の血液リザーバとにおける血液の流量と
ＤＰＶとの関係を実験により求めたグラフを示す（Ｑｂ
＝０の時の貯留量は２００ｍｌ）。図６中の●は本実施
例の場合を示し、○は図７のものの場合を示す。

【００３０】図６によれば、図７に示した従来の血液リ
ザーバによれば、その中に供給する血液の流量を大きく
するにつれて、比例的にＤＰＶが増加するのに対して、
本実施例の血液リザーバ１０（参考までに、図８にその
概略構造を図７との比較のために記載した。）によれ
ば、血液の流量に拘らずほぼ０となっており、ＤＰＶの
増加を抑制する効果が顕著に現れている。

【００３１】また、本実施例の血液リザーバ１０では、
除泡器３１が熱交換器１３の下流の貯留部１８に貯留さ
れた血液の液面下にその一部が没するように配置されて
いるので、万が一熱交換器１３内で血液に目視不可能な
微細な気泡が混入しても、当該除泡器３１により確実に
除去することができるので、安全性が非常に高くなる。

【００３２】さらに、本実施例の血液リザーバ１０によ
れば、熱交換器１３を筒状部材１２の下部に取り付けた
ときに、血液供給管２８の先端部が、皿状部２４に臨ん
で配置されるとともにディスパーザ２３の上面よりも少
し下の位置すなわち皿状部２４の穴部内に位置するよう
になっているので、血液の供給が途切れた場合でも血液
が皿状部２４の穴部に溜っており、この穴部に溜った血
液中に血液供給管２８の先端が没した状態となる。した
がって、皿状部２４を設けないものでは、再び血液を供
給したときに、供給された血液が血液の液面を叩くこと
により空気を巻き込むことがあったが、本実施例のもの
によれば、血液の液面を叩くことが防止され、この結
果、気泡の混入を完全に防止することができる。

【００３３】なお、本実施例では、除泡器３１としてプ
レート状のものを図示したが、熱交換器１３の下流側で
あればよく、例えば、熱交換器１３、血液流出口２９の
外周に一周設けてもよい。また、ケーシング１１と膨出
カバー１６は一体形状でその内部にスリット１７を形成
した形であってもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の血液リザ
ーバによれば、熱交換器を備えた血液リザーバであっ
て、前記熱交換器の下流に血液が貯留される貯留部が形
成され、前記熱交換器の血液流出側の少なくとも一部が
前記貯留部に貯留された血液の液面下に没しているの
で、血液流出側と貯留部とが直接接続される形となり、
ＤＰＶをきわめて少なくすることができ、したがって、
貯留部への血液の供給量を貯留部からの血液の流出量と
を同じくすれば、貯留部に貯留された血液の液面の変動
を抑制することができる。

【００３５】なお、熱交換器の下流側に除泡器を設けた
ものでは、万が一熱交換器を通過する際に目視不可能な
微細な気泡が血液中に混入しても、除泡器により確実に
当該気泡を除去することができるので、安全性が患者に
対して非常に高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の血液リザーバを示す断面図
である。

【図２】図１の血液リザーバを示す斜視図である。

【図３】図１中のイーイ断面図である。

【図４】本発明の他の実施例の熱交換器を示す断面図で
ある。

【図５】本発明の各実施例及び従来の血液リザーバの熱
交換効率を実験により求めたグラフである。

【図６】本発明の一実施例及び従来の血液リザーバにお
けるダイナミックプライミングボリューム（ＤＰＶ）を
実験により求めたグラフである。

【図７】従来の血液リザーバを示す模式図である。

【図８】本発明の一実施例の血液リザーバの模式図であ
る。

【図９】従来の血液用熱交換器を示す断面図である。

【図１０】従来の血液用熱交換器を示す図面である。

【符号の説明】

１０血液リザーバ１１ケーシング１３熱交換器１５血液入口１８貯留部２０管体２９血液流出口３１除泡器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱交換器を備えた血液リザーバであっ
て、前記熱交換器の下流に血液が貯留される貯留部が形
成され、前記熱交換器の血液流出側の少なくとも一部が
前記貯留部に貯留された血液の液面下に没していること
を特徴とする血液リザーバ。
【請求項２】前記熱交換器の下流側に除泡器が設けら
れていることを特徴とする請求項１記載の血液リザー
バ。