JPH1033670A - 貯血槽および送血機構付貯血槽ならびに人工心肺装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯血槽内部の貯血量が所定値以下になった場
合に、貯血槽より流出する血液流量を減少させることが
できる貯血槽およびそれを備える送血機構付貯血槽およ
び人工心肺装置を提供する。 【解決手段】 貯血槽１は、血液流入口１１と、血液流
出口１２を有する血液流出部８と、血液流入口および血
液流出部と連通する貯血部１７とを備える。血液流出部
８は、貯血部内の血液量が所定値以下となったときに、
血液流出部より流出する血液量を規制する血液流出量規
制機構１４を備える。血液流出量規制機構１４は、血液
より比重の低い浮子４１と、浮子と棒状部材４２により
接続された血液より比重の高い弁部材４３からなる弁体
と、血液流出部８の開口部に設けられた弁座部４５と、
弁部材を弁座部に誘導するための誘導部材４４とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人工肺などに用い
られる体外血液循環回路中において血液を一時的に貯留
する貯血槽および送血機能を備える送血機構付貯血槽さ
らに貯血槽を備えた人工心肺装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、開心術の際に、生体肺に代わり血
液中の二酸化炭素を除去し、血液に酸素を添加するため
に、人工肺を組み込んだ体外循環回路が用いられてい
る。この体外循環回路では、患者の静脈より脱血し、人
工肺によりガス交換を行った後、この血液を再び患者の
動脈に戻す体外血液循環が行われる。体外循環回路に
は、術野から血液を吸引し、異物を除去した後、返血す
るカーディオトミーラインが設けられる。このような人
工肺体外血液循環回路には、脱血した血液を一時的に貯
留しておくための貯血槽や、術野から吸引された血液を
濾過し、一時的に貯留しておくためのカーディオトミー
リザーバーが設置され、回路内の血液量を調整し、返血
量を一定に保つための緩衝機能を果している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】体外血液循環時に貯血
槽内の血液がゼロになると、送血ポンプにより空気が体
外循環血液回路に空気が送り込まれることになるので、
貯血槽に液面センサを設けて、貯血槽内の貯血量の管理
を行っている。そして、液面センサにより貯血量が所定
値以下であることが検知された場合、送血ポンプによる
送血を一時中断し、貯血量の回復を待つといったことが
行われる。しかし、送血中断は、人工肺を含む回路内全
体での血液停滞となり好ましいものではない。

【０００４】そこで、本発明の課題は、貯血槽内部の貯
血量が少なくとも所定値以下になった場合に、貯血槽よ
り流出する血液流量を減少させることができる貯血槽お
よびそれを備える送血機構付貯血槽および人工心肺装置
を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するもの
は、血液流入口と、血液流出口を有する血液流出部と、
前記血液流入口および前記血液流出部と連通する貯血部
とを備える貯血槽であって、前記血液流出部には、前記
貯血部内の血液量が所定値以下となったときに、前記血
液流出部より流出する血液量を規制する血液流出量規制
機構を備える貯血槽である。そして、前記血液流出量規
制機構は、例えば、前記貯血部内の血液量が所定値以下
となる以前の血液流量の１／８〜７／８となるように、
血液流量を規制するものである。また、前記血液流出量
規制機構は、例えば、血液より比重の低い浮子と、該浮
子と所定距離離間するように棒状部材により接続され、
血液より比重の高い弁部材とを備える弁体と、前記血液
流出部の開口部に設けられた弁座部と、前記弁部材を該
弁座部に誘導するための誘導部材とを有し、前記弁座部
もしくは前記弁部材は、前記弁部材と前記弁座部が密着
した状態において、前記貯血部と前記血液流出口側とを
連通する狭小な通路を備えるものである。さらに、前記
貯血部の外部に設けられた把持部と、前記弁体と該把持
部とを接続する接続部材とからなる弁部材密着状態解放
機構を備えていてもよい。

【０００６】また、上記目的を達成するものは、血液流
入口と、第１の血液流出口を有する第１血液流出部と、
前記第１の血液流出部より所定距離下方に設けられた第
２の血液流出部と、前記血液流入口および前記血液流出
部と連通する貯血部とを備える貯血槽であって、前記第
１の血液流出部は、少なくとも前記貯血部内の血液面が
該第１の血液流出部より下方となった状態において、前
記第１の血液流出部を閉塞する弁体を有し、かつ、前記
第２の血液流出部は、前記第１の血液流出口より流出可
能な血液流出量より、十分に少ない血液流出しか許容し
ない血液流出部となっている貯血槽である。そして、前
記第２の血液流出部は、例えば、前記第１の血液流出口
より流出可能な血液流出量の１／８〜７／８の血液流出
しか許容しないものである。また、前記弁体は、例え
ば、血液より比重の低い弁部材と、前記第１の血液流出
部に設けられた弁座部と、前記弁部材を前記弁座部に誘
導するための誘導部材とからなるものである。さらに、
前記貯血部の外部に設けられた把持部と、前記弁部材と
該把持部とを接続する接続部材とからなる弁部材密着状
態解放機構を備えていてもよい。また、前記第２の血液
流出口もしくはその付近は、前記第１の血液流出口に比
べて、内径が細径となっていてもよい。さらに、前記第
１の血液流出部は、第１の血液チューブを備え、前記第
２の血液流出部には、第２の血液チューブを備え、該第
２の血液チューブは、前記第１の血液チューブより内径
が細径となっているものであってもよい。

【０００７】また、上記目的を達成するものは、上記の
貯血槽と、遠心ポンプと、前記貯血槽の前記血液流出口
と前記遠心ポンプとを接続する血液チューブとを備える
送血機構付貯血槽である。そして、前記血液チューブ
は、クランプ可能な柔軟部を有することが好ましい。

【０００８】また、上記目的を達成するものは、上記の
貯血槽と、遠心ポンプと、前記貯血槽の前記血液流出口
と前記遠心ポンプとを接続する血液チューブとを備え、
該血液チューブは、分岐しており、分岐チューブの一方
が前記第１の血液流出口に接続され、分岐チューブの他
方が前記第２の血液流出口に接続されている送血機構付
貯血槽である。そして、前記第２の血液流出口に接続さ
れた分岐チューブは、前記第１の血液流出口に接続され
た分岐チューブより、内径が細径であり、前記第１の血
液流出口に接続された分岐チューブは、クランプ可能な
柔軟部を有することが好ましい。

【０００９】また、上記目的を達成するものは、上記の
送血機構付貯血槽と、該送血機構付貯血槽に取り付けら
れた人工肺と、該人工肺と前記送血機構付貯血槽の遠心
ポンプとを接続する血液チューブとを備える人工心肺装
置である。

【００１０】

【発明の実施の形態】そこで、本発明の貯血槽を図面に
示す実施例を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の
貯血槽を備える人工心肺装置の一実施例の側面図であ
る。図２は、図１に示した人工心肺装置の部分断面図で
ある。本発明の貯血槽１は、血液流入口１１と、血液流
出口１２を有する血液流出部８と、血液流入口１１およ
び血液流出部８と連通する貯血部１７とを備える。血液
流出部８には、貯血部１７内の血液量が所定値以下とな
ったときに、血液流出部より流出する血液量を規制する
血液流出量規制機構１４を備えている。図１および図２
に示す人工心肺装置５０は、上記の本発明の貯血槽１
と、貯血槽１より下流に設けられた送血ポンプ２と、送
血ポンプ２より下流に設けられた人工肺３を有する。

【００１１】貯血槽１は、内部に形成された貯血空間で
ある貯血部１７と、この貯血部１７の上部と連通する血
液流入口１１、貯血部１７の下部と連通する血液流出口
１２、貯血部１７の上部と連通する吸引手段接続ポート
１３、貯血部１７の上部と連通する心内血吸引用チュー
ブ接続ポート１５を備える。血液流入口１１には、脱血
チューブが、また、心内血吸引用チューブ接続ポート１
５には、心内血吸引用チューブが接続される。

【００１２】貯血槽１は、図１および図２に示すよう
に、硬質樹脂により形成された貯血槽ハウジング本体５
３ａと蓋体５３ｂとで構成されるハウジングを有してい
る。蓋体５３ｂは、図１および図２に示すように、ハウ
ジング本体５３ａの上部開口を覆うように、ハウジング
本体５３ａの上端に嵌合されている。蓋体５３ｂは、脱
血チューブが接続される血液流入口１１、吸引手段接続
用ポート１３、心内血吸引用チューブ接続ポート１５を
有している。吸引手段接続用ポート１３は、心内血吸引
用チューブ接続ポート１５より流入する心内血の吸引と
貯血槽内部を陰圧にするために用いられる。

【００１３】貯血槽のハウジング５３を構成する部材と
しては、例えば、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、アクリル−スチ
レン共重合体、アクリル−ブタジエン−スチレン共重合
体等が好適に使用できる。特に、ポリカーボネート、ア
クリル樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルが好まし
い。そして、貯血槽ハウジング内部には、図２に示すよ
うに、血液を一時的に貯留しておくための貯血部１７が
形成されている。この貯血部１７の容積は、特に限定さ
れないが、通常、成人用では、３０００〜５０００ｍｌ
程度であり、小児用では、１０００〜２５００ｍｌであ
る。また、ハウジングは、貯血量や内部に貯留している
血液の状態を容易に確認できるように、実質的に透明ま
たは半透明であることが好ましい。

【００１４】ハウジング５３は、下方に突出する突出部
５３ｃを有する。突出部５３ｃは、断面積狭小部であ
り、貯血量低下時における貯血量または貯血量の変化を
正確かつ容易に把握できるようにするためのものであ
る。そして、図１に示すように、突出部は、先端に向か
ってより断面積が小さくなっている。ハウジング本体５
３ａ内には、血液流入口１１より流入した血液を濾過す
るための心内血濾過フィルター５７と、血液流入口１１
より流入した血液を濾過する静脈血フィルター５４が設
けられている。ハウジング本体５３ａの下方に突出する
突出部５３ｃの下部に血液流出部８が形成されている。
血液流出部８には、貯血部１７内の血液量が所定値以下
となったときに、血液流出部より流出する血液量を規制
する血液流出量規制機構１４が設けられている。血液量
が所定値とは、約５０ｍｌ以上が好適である。

【００１５】そして、血液流出量規制機構１４は、貯血
部１７内の血液量が所定値以下となる以前の血液流量の
１／８〜７／８となるように、血液流量を規制するもの
であることが好ましい。特に、１／４〜１／２となるよ
うに血液流量を規制するものであることが好ましい。

【００１６】この実施例の貯血槽１は、貯血槽の血液流
出部の拡大断面図である図３に示すような血液流出量規
制機構１４を備える。血液流出量規制機構１４は、血液
より比重の低い浮子４１と、浮子４１と所定距離離間す
るように棒状部材４２により接続された血液より比重の
高い弁部材４３からなる弁体と、血液流出部８の開口部
に設けられた弁座部４５と、弁部材４３を弁座部４５に
誘導するための誘導部材４４とを有する。棒状部材４２
は、浮子４１と弁部材４３間の距離が実質的に変わらな
い程度の硬質材料により形成されている。なお、棒状部
材４２は、多少の可撓性を有するものであってもよい。

【００１７】弁部材４３が貯留血液の下方に沈もうとす
る重力に比べて、浮子４１は、貯留血液より十分に大き
い浮力を受けるように作成されているので、弁体は、貯
血部１７内の血液量が第１の所定値以上であれば、図１
および図２に破線で示すように、弁部材４３が誘導部材
４４の上枠部４４ｂに当接する状態となり、それ以上上
方へは移動しない。また、この状態において、浮子４１
に与えられる浮力が、送血ポンプより与えられる吸引力
より勝るため、弁体は、血液流出口側に吸引されること
なく、その状態を保持する。そして、この状態では、浮
子４１も血液面より露出せず、貯留血液内に位置（埋
没）する。

【００１８】そして、貯血部１７内の血液量が第１の所
定値以下となり、血液面が下降すると、浮子４１が血液
面より露出し、さらに、血液面が下降すると、浮子４１
とともに弁体も下降する。そして、貯血部１７内の血液
量が第２の所定値以下となるほど血液面が下降すると、
弁部材４３と血液流出口との距離が近くなり、送血ポン
プより弁部材４３に与えられる吸引力が、浮子４１に与
えられる浮力より勝り、弁部材４３は、血液流出口側に
吸引され、弁座部４５に密着する。これにより、血液流
出部の血液流路の大部分が閉塞される。しかし、送血ポ
ンプの吸引力により、弁部材４３が弁座部４５に密着し
た状態において、弁座部４５は、図３のＢ−Ｂ断面図で
ある図５に示すように、貯血部１７と血液流出口１２側
とを連通する狭小な通路４６を備える。このため、血液
流出部の血液流路が完全に閉塞されることなく、この狭
小な通路４６から血液が流出する。このため、弁部材４
３が弁座部４５に密着した状態以降、言い換えれば、貯
血部１７内の血液量が第２の所定値以下となった以降
は、少量の血液のみ流出し、貯血部１７内の血液の減少
が極めてゆるやかになり、貯血部１７内の貯血量が急激
にゼロになることを防止できる。さらに、貯血部１７内
の貯血量がゼロになるまでの時間を長くでき、この間
に、貯血量の回復も期待できる。

【００１９】浮子４１は、比重が１．０３〜０．１のも
のが使用され、具体的には、合成樹脂により、中空に形
成したものが好適である。浮子４１の形状はどのような
ものでもよく、例えば、図示するような球体が好適であ
る。弁部材４３としては、比重が１．０３〜１０．０程
度のものが使用でき、具体的には、比重調整剤を添加し
た合成樹脂により、中実もしくは中空に形成したものが
好適である。比重調整剤としては、金属粉末などが使用
できる。弁部材４３の形状はどのようなものでもよく、
例えば、図示するような球体が好適である。また、棒状
部材４２は、一端が浮子４１内に挿入され固定され、他
端が、弁部材４３内に挿入され固定されている。棒状部
材４２は、合成樹脂もしくはステンレス、チタン、チタ
ン合金などの金属により形成される。

【００２０】浮子、弁部材および棒状部材の形成材料と
しては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リスチレン、ポリ塩化ビニル、アクリル−スチレン共重
合体、アクリル−ブタジエン−スチレン共重合体等の合
成樹脂もしくはステンレス、チタン、チタン合金などの
金属が好適に使用できる。

【００２１】弁体（浮子、棒状部材および弁部材）は、
血液中を浮遊するので、その表面が抗血栓性表面となっ
ていることが好ましい。抗血栓性表面は、抗血栓性材料
を弁体の表面に被覆もしくは固定することにより形成す
ることができる。抗血栓性材料としては、ヘパリン、ポ
リアルキルスルホン、エチルセルロース、アクリル酸エ
ステル系重合体、メタアクリル酸エステル系重合体（例
えば、ポリＨＥＭＡ［ポリヒドロキシエチルメタクリレ
ート］）、疎水性セグメントと親水性セグメントの両者
を有するブロックまたはグラフト共重合体（例えば、Ｈ
ＥＭＡ−スチレン−ＨＥＭＡのブロック共重合体、ＨＥ
ＭＡ−ＭＭＡ［メチルメタアクリレート］のブロック共
重合体、ＨＥＭＡ−ＬＭＡ［ラウリルメタアクリレー
ト］のブロック共重合体、ＰＶＰ［ポリビニルピロリド
ン］−ＭＭＡのブロック共重合体、ＨＥＭＡ−ＭＭＡ／
ＡＡ［アクリル酸］のブロック共重合体、さらにこのブ
ロック共重合体にアミノ基を有するポリマーを混合した
ブレンドポリマー、および含フッ素樹脂などが使用でき
る。好ましくは、ＨＥＭＡ−スチレン−ＨＥＭＡのブロ
ック共重合体、ＨＥＭＡ−ＭＭＡ［メチルメタアクリレ
ート］のブロック共重合体、ＨＥＭＡ−ＭＭＡ／ＡＡ
［アクリル酸］のブロック共重合体などが使用できる。

【００２２】弁座部４５は、図３に示すように、血液流
出口側に向かって縮径するテーパー状内面を備え、この
テーパー状内面に、貯血部１７側と血液流出口側とを連
通するための溝４６が設けられている。この溝が、上記
の狭小な通路４６を形成する。溝４６は、一つでもよい
が、好ましくは、複数（具体的には ２〜８個）を等角
度間隔に設けることである。図５における溝の面積（溝
の弁部材との接触部での断面積の総和）は、図５におけ
る弁部材４３がない状態の弁座部４５の断面積の１／２
５０〜２／３程度が好適である。この範囲であれば、下
流に設けられる人工肺内での血液凝固を防止できる程度
の血液流通を確保するとともに、貯血部内の貯血量の減
少を十分にゆるやかなものとすることができる。また、
この弁座部４５の表面も、上記のような抗血栓性表面と
なっていることが好ましい。抗血栓性表面は、上述のよ
うな方法により形成される。

【００２３】誘導部材４４は、この実施例では、上方に
延びる籠状のものであり、具体的には、図３および図３
のＡ−Ａ線断面図である図４に示すように、４本の横枠
４４ａと横枠の上端に設けられこれらを連結する上枠４
４ｂを有する。４本の横枠４４ａの下端は、弁座部４５
（血液流出部の開口部）を取り囲むように、弁座部４５
の周縁もしくは貯血槽ハウジングの底面に固定されてい
る。上枠の中央部には、棒状部材４２を挿通するための
開口４４ｃを有する。誘導部材４４内に収納された弁部
材４３は、誘導部材４４より離脱することなく、かつ誘
導部材４４内を摺動可能となっている。

【００２４】なお、上述の実施例では、狭小な血液通路
が、弁座部４５の溝により形成されているが、これに限
られるものではな。例えば、図６および図６のＣ−Ｃ線
断面図である図７に示すように、弁部材４３の外面に形
成された溝４３ａにより、送血ポンプの吸引力により、
弁部材４３が弁座部４５に密着した状態において、貯血
部１７側と血液流出口１２側とを連通する狭小な通路が
形成されるものでもよい。この実施例では、弁部材４３
は、中央より下方に斜めに延びる複数の溝４３ａを有し
ている。弁座部４５は、血液流出口側に向かって縮径す
るテーパー状であり、かつ平滑な内面となっている。図
７における溝４３ａの面積（溝の弁部材との接触部での
断面積の総和）は、図７における弁部材４３がない状態
の弁座部４５の断面積の１／２５０〜２／３程度が好適
である。

【００２５】また、図８に示す貯血槽４のように、貯血
部１７の外部に設けられた把持部４８と、弁体と把持部
４８とを接続する接続部材４７とからなる弁部材密着状
態解放機構を備えるものであってもよい。この実施例の
貯血槽４では、弁体の一部である浮子４１は、リング状
の把持部４８材と線状の接続部材４７により連結されて
いる。線状の接続部材４７は、十分に柔軟であり、かつ
十分な長さを有し、弁体の移動を妨げないものとなって
いる。線状部材は、合成繊維、天然繊維、金属繊維、無
機繊維、金属線材などにより紐状に形成されたものが好
適である。また、この線状の接続部材４７の表面も、上
記のような抗血栓性表面となっていることが好ましい。
抗血栓性表面は、上述のような方法により形成される。
なお、この実施例では、線状の接続部材４７は、浮子４
１に固定されているが、これに限られるものではなく、
弁体のどこでもよく、弁体の接続部材４２もしくは弁部
材４３に固定されていてもよい。

【００２６】また、図１及び図２に示すように、貯血槽
１の下方には、送血ポンプ２が取り付けられている。図
１及び図２に示す実施例では、送血ポンプとして、遠心
ポンプが用いられている。遠心ポンプ２は、内部に回転
体を備えるポンプ部２３と、回転体を外部より非接触状
態で回転させるためのポンプ駆動部２４とにより構成さ
れている。遠心ポンプとしては、公知のものが使用でき
る。なお、送血ポンプとしては、定圧ポンプ、ローラー
ポンプ、ペリスタルリックポンプ、ベローズポンプなど
が使用される。定圧ポンプは、一定の圧力で流体を送液
する。定圧ポンプ手段は、定圧ポンプとこの定圧ポンプ
を駆動させるためのモータからなり、定圧ポンプとして
は、遠心ポンプ、タービンポンプ、スクリューポンプな
どが使用できる。特に、遠心ポンプが、血液損傷を与え
ることが少ないなどの理由により好適である。

【００２７】送血ポンプ２の血液流入口２１は、血液チ
ューブ１６により貯血槽１の血液流出口１２と接続さ
れ、ポンプ２の血液流出口２２は、血液チューブ２５に
より人工肺の血液流入口３１に接続されている。送血ポ
ンプ２が作動することにより、貯血槽１の貯血部１７内
の血液は、人工肺に送血される。血液チューブ１６の中
央部は、鉗子などによりクランプ可能な柔軟部１６ａと
なっている。弁部材４３が弁座部４５に密着した状態に
おいて、血液チューブの柔軟部１６ａをクランプする
と、一時的に、送血ポンプより弁部材に与えられる吸引
力が弱まり、浮子４１に与えられる浮力により、弁部材
４３が弁座部４５より解放され、弁体が上方に移動す
る。よって、このような柔軟部１６ａを有することによ
っても、弁部材４３の密着状態を容易に解放することが
できる。

【００２８】人工肺３は、図２に示すように、熱交換器
付中空糸膜型人工肺であり、人工肺部３ａと熱交換器部
３ｂを備え、熱交換器部が上流側で人工肺が下流側とな
っている。この実施例の熱交換器部３ｂは、血液流入ポ
ート３１と、血液導出ポート５２と、熱媒体流入ポート
３７と、熱媒体流出ポートとを有する熱交換器ハウジン
グ５５と、熱交換器ハウジング５５内に収納された複数
の熱交換用管体５８と、熱交換用管体５８の両端部を熱
交換器ハウジング５５の内面に液密に固着する熱交換器
内隔壁５７ａ，５７ｂとを備える。そして、熱交換器ハ
ウジング５５内には、血液流入ポート３１および血液導
出ポート５２と連通し、管体５８の外面と熱交換器ハウ
ジング５５の内面と熱交換器内隔壁５７ａ，５７ｂの内
側面により形成された血液流通室と、熱媒体流入ポート
３７および熱媒体流出ポート（図示せず）と連通し、管
体５８内部により形成された熱媒体流通室とを有してい
る。熱交換器の血液導出ポート５２は人工肺の血液導入
ポート６２と接続チューブ７０により接続されている。

【００２９】熱交換用管体５８としては、熱伝導率の高
い金属管（例えば、ステンレス管、アルミ管、銅管）あ
るいは樹脂管が好適に使用できる。管体５８の内径は、
０．１〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜５ｍｍであり、
このような管体２６が、約２０本〜１０００本の細管束
に形成され、熱交換器ハウジング５５内（この実施例で
は、内筒部内）に収納されている。管体５８相互の距離
としては、管体５８の外径、内筒部の内径などにより異
なるが、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ
〜５ｍｍ程度である。熱交換用管体５８の両端部は、端
面を閉塞しない状態で熱交換器内隔壁５７ａ，５７ｂに
より、熱交換器ハウジング５５の内面に液密に固着され
ている。

【００３０】なお、熱交換器としては、このような熱交
換用管体の内部に血液が流れるタイプ（血液内部灌流
型）のものに限定されず、熱交換器用管体の外側に血液
が流れるタイプ（血液外部灌流型）のものであってもよ
い。また、熱交換器付人工肺としては、上記のように熱
交換器を血液が通過した後、人工肺に流入するタイプの
ものに限られず、人工肺を血液が通過した後に、熱交換
器を通過するものであってもよい。

【００３１】人工肺部３ａは、血液導入ポート６２と血
液流出口３２を有する人工肺ハウジング６０と、人工肺
ハウジング６０内に挿入された多数のガス交換用中空糸
膜からなる中空糸膜束６６と、中空糸膜束６６の両端部
を人工肺ハウジング６０の両端部に液密に固定する隔壁
６４ａ，６４ｂと、中空糸内部と連通し、かつ一方の隔
壁６４ａの外側に形成されたガス流入部５９ａと、中空
糸内部と連通し、かつ他方の隔壁６４ｂの外側に形成さ
れたガス流出部５９ｂを備える。人工肺ハウジング６０
の形成材料としては、ポリカーボネート、アクリル樹
脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル樹脂、アク
リル−スチレン共重合体、アクリル−ブチレン−スチレ
ン共重合体など種々のものが使用できる。特に好ましく
は、ポリカーボネート、アクリル樹脂・ポリエチレンテ
レフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、ポリ塩化ビニル樹脂である。

【００３２】人工肺ハウジング６０の内部に収納された
中空糸膜束６６は、多数の中空糸膜からなり、中空糸膜
は中空糸膜壁を貫通する多数の微細孔を有している。中
空糸膜はこの微細孔を介してＯ₂添加およびＣＯ₂除去を
行うことができ、いわゆるガス交換膜として機能する。
中空糸膜としては、肉厚が５〜８０μｍ、好ましくは１
０〜６０μｍ、空孔率２０〜８０％、好ましくは３０〜
６０％、微細の孔径が０．０１〜５μｍ、好ましくは
０．０１〜１μｍ程度、内径が１００〜１０００μｍ、
好ましくは１００〜３００μｍのものが好適に使用され
る。中空糸膜を形成する材質としては、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ
スルホン、ポリアクリロニトリル、セルロースアセテー
ト等の疎水性高分子が使用でき、好ましくは、疎水性高
分子であり、特に好ましくは、ポリオレフィン系樹脂で
あり、より好ましくは、ポリプロピレンである。具体的
には、延伸法または固液相分離法などにより微細孔を形
成させたポリプロピレン製中空糸膜が望ましい。

【００３３】中空糸膜は、人工肺ハウジング６０内部を
全体に広がって、１０，０００〜８０，０００本収納さ
れている。中空糸膜の両端部は、それぞれ端面開口が閉
塞されない状態で隔壁６４ａ，６４ｂにより人工肺ハウ
ジング６０の端部に液密に固着されている。隔壁６４
ａ，６４ｂは、中空糸膜束６６を液密に固着すると共
に、人工肺ハウジング６０内を、中空糸膜の外面と人工
肺ハウジング６０の内面と隔壁６４ａ，６４ｂの内側面
とにより形成される血液流通室と、中空糸膜の内部に形
成されるガス流通室とに区画している。隔壁６４ａ，６
４ｂを形成する材料としては、高分子ポッティング剤
（例えば、ポリウレタン、シリコーンゴム）などが好適
に使用できる。

【００３４】人工肺ハウジング６０の上下端付近には、
ガス流通室と連通するガス流入口３３、ガス流出口３４
がそれぞれ設けられている。ガス流入口３３から導入さ
れた酸素ガスは、ガス流通室（中空糸膜の内部空間）を
経てガス導出部に流入し、ガス流出口３４より排出され
る。なお、人工肺としては、このように、中空糸の外部
に血液が流れ、内部にガスが流れるタイプ（血液外部灌
流型）のものに限定されず、中空糸膜の内部に血液が流
れるタイプ（血液内部灌流型）のものであってもよい。
さらに、人工肺は、多孔質中空糸膜を用いたものに限ら
れず、例えば、多孔質平膜を用いたものでもよい。さら
に、この実施例の装置では、人工肺のガス流出口と前記
貯血槽の貯血部とが連通しているが、これに限られるも
のではなく、図７にも示したように、人工肺のガス流通
室と貯血槽の貯血部とを連通させたものでもよい。この
場合、人工肺として中空糸膜の内部に血液が、外部にガ
スが流れるタイプ（血液内部灌流型）のものを用いるこ
とが好ましい。このタイプの人工肺では、中空糸膜の外
面とハウジングの内面間にガス流通室が形成されるの
で、ハウジングの側面にポートを形成することにより、
容易に、貯血槽の貯血部との連通用ポートを作成するこ
とができる。

【００３５】次に、図９に示す本発明の貯血槽を備える
人工心肺装置について説明する。図９は、本発明の貯血
槽を備える人工心肺装置８０の他の実施例の側面図であ
る。この実施例の貯血槽５は、血液流入口１１と、第１
の血液流出口１２ａを有する第１の血液流出部８１と、
第１の血液流出部８１より所定距離下方に設けられた第
２の血液流出部８２と、血液流入口１１および血液流出
部８１、８２と連通する貯血部１７とを備える。第１の
血液流出部８１は、少なくとも貯血部１７内の血液面が
第１の血液流出部より下方となった状態において、第１
の血液流出部８１を閉塞する弁体８３を有し、第２の血
液流出部８２は、第１の血液流出口１２ａより流出可能
な血液流出量より、十分に少ない血液流出しか許容しな
い低血液流出量用の血液流出部となっている。

【００３６】この実施例の人工心肺装置８０は、上記の
ような貯血槽５と、貯血槽５より下流に設けられた送血
ポンプ２と、送血ポンプ２より下流に設けられた人工肺
３を有する。貯血槽５は、上述した実施例の貯血槽と基
本構成は同じである。相違する部分を中心に説明する。
説明のない部分は、図１及び図２に示し、説明した貯血
槽と同じである。貯血槽５は、内部に形成された貯血空
間である貯血部１７と、この貯血部１７の上部と連通す
る血液流入口１１、貯血部１７の下部と連通する血液流
出口１２、貯血部１７の上部と連通する吸引手段接続ポ
ート１３、貯血部１７の上部と連通する心内血吸引用チ
ューブ接続ポート１５と、貯血部１７の上部と連通する
人工肺ガス流出口接続ポート１４を備える。血液流入口
１１には、脱血チューブが、また、心内血吸引用チュー
ブ接続ポート１５には、心内血吸引用チューブが接続さ
れる。

【００３７】貯血槽５は、図９に示すように、硬質樹脂
により形成された貯血槽ハウジング本体５３ａと蓋体５
３ｂとで構成されるハウジングを有している。蓋体５３
ｂは、ハウジング本体５３ａの上部開口を覆うように、
ハウジング本体５３ａの上端に嵌合されている。蓋体５
３ｂは、脱血チューブが接続される血液流入口１１、吸
引手段接続用ポート１３、心内血吸引用チューブ接続ポ
ート１５を有している。吸引手段接続用ポート１３は、
心内血吸引用チューブ接続ポート１５より流入する心内
血の吸引と貯血槽内部を陰圧にするために用いられる。

【００３８】ハウジング本体５３ａは、段差部と、この
段差部より下方に突出する突出部を有する。段差部に第
１の血液流出口１２ａを有する第１の血液流出部８１が
形成されている。また、段差部より下方に突出する突出
部の下部に、第２の血液流出部８２が形成されている。
第１の血液流出部８１には、図１０に示すような、弁体
８３が設けられている。弁体８３は、血液より比重の低
い弁部材８４（ボール弁）と、第１の血液流出部の開口
部に設けられた弁座部８５と、弁部材８４を弁座部８５
に誘導するための誘導部材８６とからなる。

【００３９】弁部材８４は、貯留血液の下方に沈もうと
する重力に比べて、貯留血液より、この重力より大きい
浮力を受けるように形成されている。このため、弁部材
８４は、貯血部１７内の血液量が第１の所定値以上（血
液面が、誘導部材８６より上方）であれば、図９に破線
で示すように、誘導部材８６の上枠部に当接した状態と
なるとともに、それ以上上方へは移動しない。また、こ
の状態において、弁部材８４に与えられる浮力が、送血
ポンプより与えられる吸引力より勝るため、弁体は、血
液流出口１２ａ側に吸引されることなく、その状態を保
持する。そして、この状態では、弁部材８４は血液面よ
り露出せず、貯留血液内に位置（埋没）する。そして、
貯血部１７内の血液量が第１の所定値以下となり、血液
面が下降すると、弁部材８４が血液面より露出し、さら
に、これより血液面が下降すると、弁部材８４は下降す
る。そして、貯血部１７内の血液量が第２の所定値以下
となるほど血液面が下降すると、弁部材８４と血液流出
口との距離が近くなり、送血ポンプより弁部材８４に与
えられる吸引力が、弁部材８４に与えられる浮力より勝
り、弁部材８４は、血液流出口側に吸引され、弁座部８
５に密着する。これにより、血液流出部の血液流路が閉
塞される。

【００４０】弁部材８４は、比重が１．０３〜１０．０
のものが使用され、具体的には、合成樹脂により、中空
もしくは中実に形成したものが好適である。弁部材８４
の形状は、弁座部８５と実質的に気密に密着できるもの
であれば、どのようなものでもよく、例えば、図示する
ようなボール弁が好適である。弁部材８４を形成する合
成樹脂としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、アクリル−スチ
レン共重合体、アクリル−ブタジエン−スチレン共重合
体等が好適に使用できる。

【００４１】弁部材８４は、血液中を浮遊するので、そ
の表面が抗血栓性表面となっていることが好ましい。抗
血栓性表面は、抗血栓性材料を弁体の表面に被覆もしく
は固定することにより形成することができる。抗血栓性
材料としては、上述したものが好適に使用できる。

【００４２】弁座部８５は、図１０に示すように、第１
の血液流出部８１の開口部に固定されたリング状部材で
ある。このリング状の弁座部８５は、弾性材料により形
成されている。弾性材料としては、シリコンゴム，ポリ
ウレタン，加硫化ゴム、イソプレンゴム、エチレン・プ
ロピレンゴム、スチレンーブタジエン系エラストマーな
どのエラストマーが好適に使用できる。このような弾性
材料からなるリング状の弁座部８５を用いることによ
り、弁部材８４との気密密着がより確実となる。

【００４３】誘導部材８６は、この実施例では、上方に
延びる籠状のものであり、具体的には、図１０および図
１０のＤ−Ｄ線断面図である図１１に示すように、４本
の横枠８６ａと横枠８６ａの上端に設けられ、これらを
連結する上枠８６ｂを有する。４本の横枠８６ａの下端
は、弁座部８５および第１の血液流出部８１の開口部を
取り囲むように、ハウジングの底面に固定されている。
誘導部材８６内に収納された弁部材８４は、誘導部材８
６より離脱することなく、かつ誘導部材８６内を摺動可
能となっている。

【００４４】また、図１２に示すように、貯血槽６で
は、貯血部１７の外部に設けられた把持部４８と、弁部
材８４と把持部４８とを接続する接続部材４７とからな
る弁部材８４密着状態解放機構を備える。弁部材８４
は、リング状の把持部４８材と線状の接続部材４７によ
り連結されている。線状の接続部材４７は、十分に柔軟
であり、かつ十分な長さを有し、弁体の移動を妨げない
ものとなっている。線状部材は、合成繊維、天然繊維、
金属繊維、無機繊維、金属線材などにより紐状に形成さ
れたものが好適である。また、この線状の接続部材４７
の表面も、上記のような抗血栓性表面となっていること
が好ましい。抗血栓性表面は、上述のような方法により
形成される。

【００４５】さらに、図１２に示す貯血槽６では、第２
の血液流出部８２にも、貯血部１７内の血液面が第２の
血液流出部に到達した状態、言い換えれば、貯血部１７
内の血液量が実質的にゼロになった状態において、第２
の血液流出部８２を閉塞する弁体８９が設けられてい
る。これにより、もし、貯血槽内の貯血量がゼロになっ
ても、送血ポンプにより、空気のみが人工肺に送られる
ことを防止できる。弁体８９としては、図１０及び図１
１に示し説明したものが好適に使用できる。また、第１
の血液流出部８１に設けられる弁体８３および第２の血
液流出部８２に設けられる弁体８３は、上述したような
構造のものに限られるものではなく、血液面に対応し
て、それぞれの血液流出部を閉塞できるものであれば、
どのような構造のものであってもよい。

【００４６】貯血槽５の下方には、送血ポンプ２が取り
付けられている。図９に示す実施例では、送血ポンプと
して、遠心ポンプが用いられている。送血ポンプとして
は、定圧ポンプ、ローラーポンプ、ペリスタルリックポ
ンプ、ベローズポンプなどが使用される。送血ポンプ２
の血液流入口２１は血液チューブ１６により貯血槽５の
血液流出口に接続され、ポンプ２の血液流出口２２は、
血液チューブ２５により人工肺の血液流入口３１に接続
されている。送血ポンプ２が作動することにより、貯血
槽５の貯血部１７内の血液は、人工肺に送血される。血
液チューブ１６は、二股に分岐しており、分岐した一方
が第１の血液チューブ（第１の分岐チューブ）１７、他
方が第２の血液チューブ（第２の分岐チューブ）１８と
なっている。第１の血液チューブ１７は、第１の血液流
出口１２ａに接続され、第２の血液チューブ１８は、第
２の血液流出口１２ｂに接続されている。そして、第２
の血液チューブ１８は、第１の血液チューブ１７より十
分に細径となっている。弁体８３が解放状態において
は、血液はほとんど第１の血液流出口１２ａを通り、血
液ポンプに流れる。しかし、弁体８３が閉塞した後は、
血液は第２の血液流出口を通り血液ポンプに流れる。

【００４７】このような状態、言い換えれば、貯血部１
７内の血液量が第２の所定値以下となったときに、血液
流出部より流出する血液量は、細径の第２の血液チュー
ブを通過可能な量に規制される。第２の血液チューブを
通過可能な血液流量は、貯血部１７内の血液量が所定値
以下（第２の所定値以下）となる以前の血液流量の１／
８〜７／８となるように、血液流量を規制するものであ
ることが好ましい。特に、１／４〜１／２となるように
血液流量を規制するものであることが好ましい。具体的
には、第２の血液チューブの内径は、第１の血液チュー
ブの内径の１／１０〜１／１程度であることが好まし
い。また、所定値（第２の所定値）とは、約３００ｍｌ
程度が好適である。

【００４８】なお、この実施例では、第２の血液チュー
ブを第１の血液チューブより細径のものとすることによ
り、小流量の血液流路を形成しているが、これに限られ
るものではない。第２の血液流出口もしくはその付近
を、前記第１の血液流出口に比べて細径なものとするこ
とにより、小流量の血液流路を形成してもよい。具体的
には、第２の血液流出部が有する下方に延びる血液ポー
ト（第２の血液チューブとの接続部）全体の内径を、第
１の血液流出部が有する下方に延びる血液ポート（第１
の血液チューブとの接続部）の全体の内径より十分に細
径のものとしてもよく、さらに、第２の血液流出口を第
１の血液流出口に比べて細径のものとしてもよい。

【００４９】また、第１の血液チューブ１７の中央部
は、鉗子などによりクランプ可能な柔軟部１７ａとなっ
ている。弁部材８４が弁座部８５に密着した状態におい
て、血液チューブの柔軟部１７ａをクランプすると、一
時的に、送血ポンプより弁部材８４に与えられる吸引力
が弱まり、弁部材８４に与えられる浮力により、弁部材
８４が弁座部８５より解放され上方に移動する。よっ
て、このような柔軟部１７ａを有することによっても、
弁部材８４の密着状態を容易に解放することができる。
送血ポンプ２、熱交換器付人工肺３については、上述し
たものと同じである。

【００５０】

【発明の効果】本発明の貯血槽は、血液流入口と、血液
流出口を有する血液流出部と、前記血液流入口および前
記血液流出部と連通する貯血部とを備える貯血槽であっ
て、前記血液流出部には、前記貯血部内の血液量が所定
値以下となったときに、前記血液流出部より流出する血
液量を規制する血液流出量規制機構を備えるものであ
る。よって、この貯血槽では、貯血部内の血液量が所定
値以下になると、血液流出量規制機構によりそれ以降
は、血液の流出量が規制されるため、少量の血液のみ貯
血槽より流出し、貯血部内の血液の減少がゆるやかにな
り、貯血部内の貯血量が急激にゼロになることを防止で
きる。さらに、貯血部内の貯血量がゼロになるまでの時
間を長くでき、この間に、貯血量の回復も期待できる。

【００５１】また、本発明の貯血槽は、血液流入口と、
第１の血液流出口を有する第１血液流出部と、前記第１
の血液流出部より所定距離下方に設けられた第２の血液
流出部と、前記血液流入口および前記血液流出部と連通
する貯血部とを備える貯血槽であって、前記第１の血液
流出部は、少なくとも前記貯血部内の血液面が該第１の
血液流出部より下方となった状態において、前記第１の
血液流出部を閉塞する弁体を有し、かつ、前記第２の血
液流出部は、前記第１の血液流出口より流出可能な血液
流出量より、十分に少ない血液流出しか許容しない血液
流出部となっているものである。この貯血槽では、貯血
部内の血液量が所定値以下になると、第１の血液流出部
からの血液の流出が停止され、かつ、第１の血液流出口
より流出可能な血液流出量より、十分に少ない血液流出
しか許容しない第２の血液流出部のみから血液が流出す
る。このため、血液の流出量が規制されるため、少量の
血液のみ貯血槽より流出し、貯血部内の血液の減少がゆ
るやかになり、貯血部内の貯血量が急激にゼロになるこ
とを防止できる。さらに、貯血部内の貯血量がゼロにな
るまでの時間を長くでき、この間に、貯血量の回復も期
待できる。また、本発明の送血機構付貯血槽および人工
心肺装置は、上記のような貯血槽を備えているので、上
記のような効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の貯血槽を備える人工心肺装置
の一実施例の側面図である。

【図２】図２は、図１に示した人工心肺装置の部分断面
図である。

【図３】図３は、図１に示した貯血槽の血液流出部付近
の拡大断面図である。

【図４】図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】図５は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】図６、本発明の他の実施例の貯血槽の血液流出
部付近の拡大断面図である。

【図７】図７は、図６のＣ−Ｃ線断面図である。

【図８】図８は、本発明の他の実施例の貯血槽を備える
人工心肺装置の側面図である。

【図９】図９は、本発明の他の実施例の貯血槽を備える
人工心肺装置の側面図である。

【図１０】図１０は、図９に示した貯血槽の血液流出部
付近の拡大断面図である。

【図１１】図１１は、図１０のＤ−Ｄ線断面図である。

【図１２】図１２は、本発明の他の実施例の貯血槽を備
える人工心肺装置の側面図である。

【符号の説明】

１ 貯血槽 ２ 送血ポンプ ３ 人工肺 ４ 貯血槽 ５ 貯血槽 １４ 血液流出量規制機構 １７ 貯血部 ３３ ガス流入口 ３４ ガス流出口 ４１ 浮子 ４２ 接続部材 ４３ 弁部材 ４４ 誘導部材 ４５ 弁座部 ４６ 血液通路 ５０ 人工心肺装置 ８０ 人工心肺装置

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 血液流入口と、血液流出口を有する血液
   流出部と、前記血液流入口および前記血液流出部と連通
   する貯血部とを備える貯血槽であって、前記血液流出部
   には、前記貯血部内の血液量が所定値以下となったとき
   に、前記血液流出部より流出する血液量を規制する血液
   流出量規制機構を備えることを特徴とする貯血槽。
2. 【請求項２】 前記血液流出量規制機構は、前記貯血部
   内の血液量が所定値以下となる以前の血液流量の１／８
   〜７／８となるように、血液流量を規制するものである
   請求項１に記載の貯血槽。
3. 【請求項３】 前記血液流出量規制機構は、血液より比
   重の低い浮子と、該浮子と所定距離離間するように棒状
   部材により接続され、血液より比重の高い弁部材とを備
   える弁体と、前記血液流出部の開口部に設けられた弁座
   部と、前記弁部材を該弁座部に誘導するための誘導部材
   とを有し、前記弁座部もしくは前記弁部材は、前記弁部
   材と前記弁座部が密着した状態において、前記貯血部と
   前記血液流出口側とを連通する狭小な通路を備えるもの
   である請求項１または２に記載の貯血槽。
4. 【請求項４】 前記貯血部の外部に設けられた把持部
   と、前記弁体と該把持部とを接続する接続部材とからな
   る弁部材密着状態解放機構を備える請求項１ないし３の
   いずれかに記載の貯血槽。
5. 【請求項５】 血液流入口と、第１の血液流出口を有す
   る第１血液流出部と、前記第１の血液流出部より所定距
   離下方に設けられた第２の血液流出部と、前記血液流入
   口および前記血液流出部と連通する貯血部とを備える貯
   血槽であって、前記第１の血液流出部は、少なくとも前
   記貯血部内の血液面が該第１の血液流出部より下方とな
   った状態において、前記第１の血液流出部を閉塞する弁
   体を有し、かつ、前記第２の血液流出部は、前記第１の
   血液流出口より流出可能な血液流出量より、十分に少な
   い血液流出しか許容しない血液流出部となっていること
   を特徴とする貯血槽。
6. 【請求項６】 前記第２の血液流出部は、前記第１の血
   液流出口より流出可能な血液流出量の１／８〜７／８の
   血液流出しか許容しないものである請求項５に記載の貯
   血槽。
7. 【請求項７】 前記弁体は、血液より比重の低い弁部材
   と、前記第１の血液流出部に設けられた弁座部と、前記
   弁部材を前記弁座部に誘導するための誘導部材とからな
   るものである請求項５または６に記載の貯血槽。
8. 【請求項８】 前記貯血部の外部に設けられた把持部
   と、前記弁部材と該把持部とを接続する接続部材とから
   なる弁部材密着状態解放機構を備える請求項５ないし７
   のいずれかに記載の貯血槽。
9. 【請求項９】 前記第２の血液流出口もしくはその付近
   は、前記第１の血液流出口に比べて細径である請求項５
   ないし８のいずれかに記載の貯血槽。
10. 【請求項１０】 前記第１の血液流出部は、第１の血液
    チューブを備え、前記第２の血液流出部には、第２の血
    液チューブを備え、該第２の血液チューブは、前記第１
    の血液チューブより細径である請求項５ないし９のいず
    れかに記載の貯血槽。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし４のいずれかに記載の
    貯血槽と、遠心ポンプと、前記貯血槽の前記血液流出口
    と前記遠心ポンプとを接続する血液チューブとを備える
    ことを特徴とする送血機構付貯血槽。
12. 【請求項１２】 前記血液チューブは、クランプ可能な
    柔軟部を有する請求項１１に記載の送血機構付貯血槽。
13. 【請求項１３】 請求項５ないし９のいずれかに記載の
    貯血槽と、遠心ポンプと、前記貯血槽の前記血液流出口
    と前記遠心ポンプとを接続する血液チューブとを備え、
    該血液チューブは、分岐しており、分岐チューブの一方
    が前記第１の血液流出口に接続され、分岐チューブの他
    方が前記第２の血液流出口に接続されていることを特徴
    とする送血機構付貯血槽。
14. 【請求項１４】 前記第２の血液流出口に接続された分
    岐チューブは、前記第１の血液流出口に接続された分岐
    チューブより、内径が細径であり、前記第１の血液流出
    口に接続された分岐チューブは、クランプ可能な柔軟部
    を有する請求項１３に記載の送血機構付貯血槽。
15. 【請求項１５】 請求項１１ないし１４のいずれかに記
    載の送血機構付貯血槽と、該送血機構付貯血槽に取り付
    けられた人工肺と、該人工肺と前記送血機構付貯血槽の
    遠心ポンプとを接続する血液チューブとを備えることを
    特徴とする人工心肺装置。