JPH0929048A - 気体交換装置 - Google Patents

気体交換装置

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JPH0929048A
JPH0929048A JP18411395A JP18411395A JPH0929048A JP H0929048 A JPH0929048 A JP H0929048A JP 18411395 A JP18411395 A JP 18411395A JP 18411395 A JP18411395 A JP 18411395A JP H0929048 A JPH0929048 A JP H0929048A
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JP
Japan
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branch pipe
pipe
hollow fibers
gas
main
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP18411395A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Fukui
康裕 福井
Akio Funakubo
昭夫 舟久保
Koushirou Satou
耕司郎 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Systems Corp
Original Assignee
Fuji Systems Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 中空糸の束を配設した管体の、分岐管を除く
本管部分における気体交換率の向上を図る。 【構成】 本管1と、本管1の一端から二股に分岐した
第1分岐管2及び第2分岐管3と、本管1の他端から二
股に分岐した第3分岐管4及び第4分岐管5とよりなる
ガス不透過性の管体K1 と、管体K1 内に配設したガス
透過性を有する複数本の中空糸t1 の束T1 とよりな
り、かつ前記中空糸の束T1 の一端部は、第1分岐管2
の中に配置され、同部位の各中空糸t1 と第1分岐管2
の間は密封され、前記中空糸の束T1 の他端部は、第3
分岐管4または第4分岐管5の中に配置され、同部位の
各中空糸と第3分岐管4または第4分岐管5の間は密封
され、前記本管1は、曲がった形状になっていることを
特徴とする気体交換装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、体外血液循還回
路に接続して人口肺としての使用をはじめ、液相−気相
間ガス交換器としての人工えら、また液体、気体への酸
素富化器および脱酸素器などに使用できる医療用、一般
理化学用、工業用気体交換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の気体交換装置としては、本件出願
人が先の出願、特願平6−31801号において提案し
たものがある。
【0003】図5に示すものがそれである。この装置は
体外血液循環回路に接続して人工肺として使用されてい
るもので、ガス不透過性の管体K3 とその中に配設した
ガス透過性の中空糸t3 の束T3 とより構成されてい
る。
【0004】管体K3 は、真直ぐな(直線状の)本管2
1と、本管21の一端から二股に分岐した第1分岐管2
2及び第2分岐管23と、本管21の他端から二股に分
岐した第3分岐管24及び第4分岐管25とより構成さ
れている。
【0005】中空糸t3 の束T3 の一端部は、第1分岐
管22の中に配置され、同部位の各中空糸t3 の間及び
これらと第1分岐管22の間は密封されている。他端部
は、第4分岐管25の中に配置され、同部位の各中空糸
3 の間及びこれらと第4分岐管25の間は密封されて
いる。
【0006】このような構成になっているので、第2分
岐管23と第3分岐管24には、図外の体外血液循環管
路の流入管と流出管をそれぞれ接続し、第4分岐管25
と第1分岐管22には、図外の酸素供給・排出管路の供
給管と排出管をそれぞれ接続し、前記流入管から患者の
血液を送り、前記供給管から酸素を供給すると、汚れた
血液は浄化されて患者の体内に環流する。
【0007】このとき、第2分岐管23から流入した血
液中の炭酸ガスは、反対方向から、つまり第4分岐管2
5から供給されてきた酸素と、中空糸t3 のガス透過膜
を介して、交換される。
【0008】図6に示す気体交換装置も、本件出願人が
前述の先の出願で提案したもので、例えば人工肺として
使用されている。
【0009】この装置は、図6に示すように、真直ぐな
(直線状の)本管31の一端部31aの側面に第1分岐
管32と第2分岐管33とを設けてなるガス不透過性の
管体K4 と、管体K4 の中に2つに折り曲げ、かつ折り
曲げ部位34を本管31の他端部31b側に位置決めし
て配設したガス透過性の中空糸t4 の束T4 とより構成
されている。
【0010】そして、上記中空糸t4 の束T4 の一端部
は、第1分岐管32の中に配置され、同部位の各中空糸
4 の間及びこれらと第1分岐管32の間は密封されて
いる。他端部は、第2分岐管33の中に配置され、同部
位の各中空糸t4 の間及びこれらと第2分岐管33の間
は密封されている。
【0011】このような構成となっているので、本管3
1の他端部31bと一端部31aには、図外の体外血液
循環管路の流入管と流出管をそれぞれ接続し、第1分岐
管32と第2分岐管33には、図外の酸素供給・排出管
路の供給管と排出管をそれぞれ接続し、前記供給管から
酸素を供給すると、汚れた血液は浄化されて患者の体内
へ環流する。
【0012】このとき、本管31に流入した血液中の炭
酸ガスは、反対方向から、つまり第1分岐管32から送
られてきて、上記折り曲げ部位34で反転して血液の流
入方向へと供給されてくる酸素と、中空糸t4 のガス透
過膜を介して、交換される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、管体K3 ,K4 の本管21,31部分
が真直ぐになっているため、この部分でのガスの交換効
率、つまり酸素と血液中の炭酸ガスの交換効率を充分に
高めることができない、という難点があった。
【0014】すなわち、図5の気体交換装置の場合、第
2分岐管23から入った血液は、各中空糸t3 を斜めに
横切るように本管21に流れ込み、ついで、本管21部
分を中空糸t3 にそってその長さ方向へ真直ぐに流れ、
第3分岐管24から流出するときに、各中空糸t3 を斜
めに横切る。
【0015】したがって、血液が各中空糸t3 を斜めに
横切るときは、血液の流れが中空糸t3 に遮られ、両者
の接触時間が長くなるから、ガス交換効率は良くなる。
しかし、血液が本管21内を各中空糸t3 にそってその
長さ方向に流れるときは、血液の流れは、中空糸t3
遮られる度合が小さいので、ガス交換効率が良いとは言
えない。
【0016】図6の気体交換装置の場合も同様で、血液
が第1,第2分岐管32,33の分岐部分と中空糸t4
の束T4 の折り曲げ部分を流れるときは、各中空糸t4
を斜めに横切るから、血液の流れが中空糸t4 に遮ら
れ、両者の接触時間が長くなり、その部分でのガス交換
効率は良くなる。
【0017】しかし、血液が上記以外の部分、つまり本
管31部分を流れるときは、中空糸t4 にそってその長
さ方向へ真直ぐに流れ、中空糸t4 に遮られる度合が小
さいので、ガス交換効率が良いとは言えない。
【0018】この発明は、このような先に提案した従来
の気体交換装置の有する課題を解決するためになされた
もので、中空糸の束を配設した管体の本管部分における
気体交換効率を一層高めることができる気体交換装置を
提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】この発明が提供する気体
交換装置は、次の(1),(2)に記載のものである。
【0020】(1)本管と、本管の一端から二股に分岐
した第1分岐管及び第2分岐管と、本管の他端から二股
に分岐した第3分岐管及び第4分岐管とよりなるガス不
透過性の管体と、管体内に配設したガス透過性を有する
複数本の中空糸の束とよりなり、かつ前記中空糸の束の
一端部は、第1分岐管の中に配置され、同部位の各中空
糸と第1分岐管の間は密封され、前記中空糸の束の他端
部は、第3分岐管または第4分岐管の中に配置され、同
部位の各中空糸と第3分岐管または第4分岐管の間は密
封され、前記本管は、曲がった形状になっていることを
特徴とする気体交換装置(以下、第1の発明とい
う。)。
【0021】(2)本管と、本管の一端部側面から分岐
した第1分岐管及び第2分岐管とよりなるガス不透過性
の管体と、管体内に2つに折り曲げ、かつ折り曲げ部位
を本管の他端部側に位置決めして配設したガス透過性を
有する複数本の中空糸の束とよりなり、かつ前記中空糸
の束の一端部は、第1分岐管の中に配置され、同部位の
各中空糸と第1分岐管の間は密封され、前記中空糸の他
端部は、第2分岐管の中に配置され、同部位の各中空糸
と第2分岐管の間は密封され、前記本管は、曲がった形
状になっていることを特徴とする気体交換装置(以下、
第2の発明という)。
【0022】
【作用】第1発明においては、第1分岐管より中空糸に
液体または気体を導入し、第3分岐管または第4分岐管
より気体または液体を導入すれば、中空糸を介して、気
相−液相間、気相−気相間の気体交換を効率的に行うこ
とができる。
【0023】第2発明においては、第1分岐管より中空
糸に液体または気体を導入し、本管の他端部より気体ま
たは液体を導入すれば、中空糸を介して、気相−液相
間、気相−気相間の気体交換を効率的に行うことができ
る。
【0024】また、第1,第2発明においては、本管が
曲がった形状になっているので、本管を流れる気体また
は液体は、主として本管の凸側の内壁との摩擦によって
その一部または全部が渦流または乱流となる。その結
果、本管部分での中空糸との接触時間が長くなり、気相
−液相間、気相−気相間の気体交換率が向上する。
【0025】
【実施例】
(実施例1)図1〜図3は、第1発明の実施例を示す。
【0026】実施例の気体交換装置は、人工肺として使
用するもので、図1〜図3に示すように、ガス不透過性
の管体K1 と、その中に配設したガス透過性の中空糸t
1 の束T1 とより構成されている。管体K1 と中空糸t
1 は、いずれもシリコーンゴム製である。
【0027】管体K1 は、弓形に湾曲した本管1と、本
管1の一端から二股に分岐した第1分岐管2及び第2分
岐管3と、本管1の他端から二股に分岐した第3分岐管
4及び第4分岐管5とより構成されている。
【0028】中空糸t1 の束T1 の一端部は、第1分岐
管2の中に配置され、同部位の各中空糸t1 の間及びこ
れらと第1分岐管2の間は密封されている。他端部は、
第3分岐管4の中に配置され、同部位の各中空糸t1
間及びこれらと第4分岐管4の間は密封されている。
【0029】このような構成になっているので、第2分
岐管3と第4分岐管5には、図外の体外血液循環管路の
流入管と流出管をそれぞれ接続し、第3分岐管4と第1
分岐管2には、図外の酸素供給・排出管路の供給管と排
出管をそれぞれ接続し、前記流入管から患者の血液を送
り、前記供給管から酸素を供給すると、汚れた血液は浄
化されて患者の体内に環流する。
【0030】この過程で、第2分岐管13から流入した
血液中の炭酸ガスは、反対方向から、つまり第3分岐管
4から供給されてきた酸素と、中空糸t1 のガス透過膜
を介して、交換される。
【0031】このとき、血液は次のように挙動する。す
なわち、第2分岐管3から入った血液は、各中空糸t1
を斜めに横切って弓形の本管1に流れ込み、この本管1
部分をその内壁、特に凸側の内壁にガイドされて弓形に
流れ、第4分岐管5から流出するときに、各中空糸t1
を斜めに横切る。
【0032】したがって、血液が各中空糸t1 を斜めに
横切るときは、従来と同様、血液の流れが中空糸t1
遮られる。このため、両者の接触時間が長くなり、ガス
交換効率が良くなる。
【0033】一方、血液が本管1内を流れるときは、本
管1、特にその凸側の内壁との摩擦によって、血液に渦
流または乱流が生ずる。このため、本管1部分でも、血
液と中空糸t1 との接触時間が長くなり、ガス交換効率
が向上する。
【0034】(実施例2)図4は第1発明の他の実施例
を示す。
【0035】この実施例の気体交換装置も人工肺として
使用するもので、ガス不透過性の管体K2 と、その中に
配設したガス透過性の中空糸t2 の束T2 とより構成さ
れている。管体K2 と中空糸t2 は、いずれもシリコー
ンゴム製である。
【0036】管体K2 は、S字形に曲がった本管11
と、本管11の一端から二股に分岐した第1分岐管12
及び第2分岐管13と、本管11の他端から二股に分岐
した第3分岐管14及び第4分岐管15とより構成され
ている。
【0037】中空糸t2 の束T2 の一端部は、第1分岐
管12の中に配置され、同部位の各中空糸t2 の間及び
これらと第1分岐管12の間は密封されている。他端部
は、第4分岐管15の中に配置され、同部位の各中空糸
2 の間及びこれらと第4分岐管15の間は密封されて
いる。
【0038】このような構成となっているので、第2分
岐管13と第3分岐管14には、図外の体外血液循環管
路の流入管と流出管をそれぞれ接続し、第4分岐管15
と第1分岐管12には、図外の酸素供給・排出管路の供
給管と排出管をそれぞれ接続し、前記流入管から患者の
血液を送り、前記供給管から酸素を供給すると、汚れた
血液は浄化されて患者の体内に環流する。
【0039】このとき、第2分岐管13から流入した血
液中の炭酸ガスは、反対方向から、つまり第4分岐管1
5から供給されてきた酸素と、中空糸t2 のガス透過膜
を介して、交換される。
【0040】このときの管体T2 内における血液の挙動
は、図1に示す実施例と本質的に異なるところはなく、
この実施例においても、上記実施例と同様、ガス交換効
率の向上を期待することができる。
【0041】(実施例3)次に、第2発明の実施例を説
明する。
【0042】この実施例の気体交換装置は、図示しない
が、図6に示す気体交換装置における本管31を弓形に
湾曲させたものである。その他の構成は、図6に示す気
体交換装置と同じである。したがって、その説明は省略
する。
【0043】作用効果は、実施例1のそれと本質的に異
なるところはない。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、上述のような構成としたので、中空糸の束を配設し
た管体の本管部分における気体交換効率を一層高めるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1の断面図
【図2】 図1のA−A断面図
【図3】 図1のB−B断面図
【図4】 実施例2の断面図
【図5】 従来例の断面図
【図6】 従来例の断面図
【符号の説明】
1 ,K2 管体 1,11 本管 2,12 第1分岐管 3,13 第2分岐管 4,14 第3分岐管 5,15 第4分岐管 t1 ,t2 中空糸 T1 ,T2 中空糸の束
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 耕司郎 神奈川県横浜市戸塚区秋葉町472番地 富 士システムズ株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 本管と、本管の一端から二股に分岐した
    第1分岐管及び第2分岐管と、本管の他端から二股に分
    岐した第3分岐管及び第4分岐管とよりなるガス不透過
    性の管体と、管体内に配設したガス透過性を有する複数
    本の中空糸の束とよりなり、かつ前記中空糸の束の一端
    部は、第1分岐管の中に配置され、同部位の各中空糸と
    第1分岐管の間は密封され、前記中空糸の束の他端部
    は、第3分岐管または第4分岐管の中に配置され、同部
    位の各中空糸と第3分岐管または第4分岐管の間は密封
    され、前記本管は、曲がった形状になっていることを特
    徴とする気体交換装置。
  2. 【請求項2】 本管と、本管の一端部側面から分岐した
    第1分岐管及び第2分岐管とよりなるガス不透過性の管
    体と、管体内に2つに折り曲げ、かつ折り曲げ部位を本
    管の他端部側に位置決めして配設したガス透過性を有す
    る複数本の中空糸の束とよりなり、かつ前記中空糸の束
    の一端部は、第1分岐管の中に配置され、同部位の各中
    空糸と第1分岐管の間は密封され、前記中空糸の他端部
    は、第2分岐管の中に配置され、同部位の各中空糸と第
    2分岐管の間は密封され、前記本管は、曲がった形状に
    なっていることを特徴とする気体交換装置。
JP18411395A 1995-07-20 1995-07-20 気体交換装置 Withdrawn JPH0929048A (ja)

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JP18411395A JPH0929048A (ja) 1995-07-20 1995-07-20 気体交換装置

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Effective date: 20021001