JPS5967962A - 貯血槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １０発明の背景 （技術分野） 本発明は貯血槽に関する。さらに詳しくは、血液の体外
循環人工心肺回路中に用いる貯血槽に関する。

（先行技術） 近年、模型人工肺を用いた体外循環回路システムが盛ん
に用いられている。

従来用いられている人工心肺体外循環回路システムとし
ては、第１図に示されるような１−ポンプシステムと、
第２図ζこ示されるような２−ポンプシステムとがある
。

１−ポンプシステムにおいては、患者の静脈から、落差
によって脱血された血液と、術野からの吸引面を一旦カ
ーデイオトミー貯鹿槽こと貯留し、そこで消泡された血
液とが、貯血槽１！こ導かれ、その後、血液ポンプＰに
よって、人工肺りおよび熱交換器を通り、患者の動脈に
送匍される。

２−ポンプシステムにおいては、図示のように、送血ラ
インと人工肺りとの間に、第２の貯血槽ｌ′と血液ポン
プＰ′とが別途付加設置され、第１の貯血槽１と第２の
貯血槽１′とは連通される。

このような体外循環回路システムにおいて、貯血！１．
ｘ’を設ける理由は、体外循環中の細流量の変動、例え
ば脱血量が減少したり、送血量を増加させたいときの対
応のために、常時ある程度の血液量を回路中に貯えてお
くことにある。

また、他の理由は、回路中にて発生した気泡を効果的に
除去せんがためである。

開心術中等において、脱血カテーテルの血管内留置が不
十分であったときや、あるいは抜去時などに脱血チュー
ブ内に気泡が混入することがある。

このようにして混入する気泡が、回路中で十分除去でき
ないときには、脳を中心とした各臓器の微小推管に栓塞
をおこし、術後の脳障害、ひいては生命の危機にさらさ
れることになる。

このような気泡の除去効果は、貯血槽の容量を大きくす
ればそれだけ増大する。しかし、貯血槽の容Ｉｋｆ大き
くすることは、回路のプライミング量を増大させてしま
い、その結果、輸血量が増大し、術後肝炎の発生の可能
性が高くなる。また、血液の節減という点からも好まし
くない。

これに対し、実開昭５５−１８０５３６号公報には、容
器体内部にスクリーンフィルターの筒体を配置し、この
スクリーンフィルター筒体の下端開口部内に佃液流入口
を開口し、しかも筒体の上端開口端を容器体の上部に設
けた脱気口に指向させた貯血槽が開示されている。

この貯血槽では、気泡が混入したとき、気泡をスクリー
ンフィルターに付着させ、しかもスクリーンフィルター
では、次第に付着される気泡が膨大化し、ついには分離
浮上し、脱気口から除去されることになる。このため気
泡除去能にすぐれ、しかも小型化することができるもの
である。

しかし、特に、脱鹿流量が多いとき番とは、貯血槽内で
強い回転流あるいは渦流が発生する結果、気泡がこの流
れの中にとりこまれ、流出口から流れでてしまうという
欠点がある。

１、発明の目的 本発明は、このような実状に鑑みなされたものであって
、血液流入口より混入した気泡をより一層効果的に除去
できる貯血槽を提供することを主たる目的とする。

本発明者はこのような目的につき鋭意研究を重ねた結果
、本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は、容器体と、この容器体の上部に設
けられた脱気口と、前記容器体の内部に連通ずる血液流
入口および血液流出口とを有する貯血槽において、前記
血液流入口を先端が封止されたチューブ体で構成し、こ
のチューブ体には前記封止部から下方にかけて複数個の
側口を形成し、これらの側口の開口面積の和をｙ（ｆｆ
ｌ）、前記血液流入口の細流量をｘ　（ｔ／　ｔａｒｎ
　）とした時、次式０式％ を満足するよう構成した貯血槽を提供下るものである。

先端が封止されたチューブ体に形成する側口の構成配置
は種々考えられているが、槽内の血流の流勢を緩和する
上で複数個の側口をチューブ体の軸線に対して対称的に
、軸線方向に少なくとも２列設けるのが好ましい。また
、貯血槽は剛体としても、あるいは可撓性あるものとし
ても良い。

■６発明の具体的構成 以下、本発明の具体的構成を第３図および第４図に示さ
れる実施例に従い詳細に説明する。

本発明の貯血槽ｌの容器体２は、それ自体可撓性の材質
から構成してもよく、また剛性の材質から構成しても良
い。この場合、その材質としては、血液を変質させるこ
とがなく、溶出物を含有しないものであることが好まし
く、例えばシリコーンゴム、ポリ塩化ビニル、ポリカー
ボネート、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の血液適合
性材料を用いることが好ましい。

このような場合、容器体２は、可とう性材質から、図示
のように袋状に形成することが好ましい。

このとき、貯血量が変化しても容器体内部に空気相が存
在するこ６なく、容器体２の膨みにより貯血量が増減し
、血液と空気との接かによる血中蛋白等の変質が減少す
るからである。

このような容器体２の上部には、脱気口３，３が形成さ
れる。

この脱気口３，３は、容器体２内部にて分離除去された
気泡を系外に除去するためのものであり、その他混注お
よびサンプリング用の口部としても機能し、図示の例に
おいては、２つの口部として形成されている。

一方、容器体２には、その内部に連通するように、血液
流入口４と血液流出口５とが配設される。

また、必要に応し連絡口６が配設される。

これらは、通常、容器体２上部に配設され、チューブ状
をなす。

この場合、本発明においては、血液流人口４は容器体２
内部側において２つ以上の開口を有する。

２つ以上の複数の開口をもつことにより、流入する血液
の回転流ないし渦流は小さくなり、また、複数の回転流
は互いに打ち消しあうことになる。

なお、このように構成せずに、血液流入口を先端を開口
した直管状チューブとするかぎり、本発明の効果は実現
せず、気泡除去能は十分ではない。

血液流入口４の開口として２つ以上の開口を設けるには
種々態様があり、チューブ状の流入口を分岐したり、チ
ューブ先端を如雨露状としたりすることが可能である。

ただ、製造の容易性と十分な脱血量を確保するという観
点力１らすると１図示のように血液流入口４をチューブ
体とし、チューブ体先端を封止し、この封止端から下方
にかけて複数個の側口４１゜４１を設けて開口すること
が好ましい。

先端部が封止されたチューブ体４の側面に開口して形成
される側口４１の構成配置は、種々考えられる。例えば
、側口４１の形状は円形、橢円形など血液が流出し易い
ようにし、側、口４１の設ける個数は複数個とし、その
配列は抑流の流勢を緩和できるようにするのが好ましい
。側口４１の配列はチューブ体の軸線に対して対称的に
、軸線方向に少なくとも２列設けるのが最も好ましい。

その代表的構成配置を第３図のチューブ４上に示す。

ところで、チューブ４上に形成する側口４１の総面積は
研究の結果、血流との関係上、側口の開口面積の和をｙ
（ｉ）、血液流入口４の血流量をＺ　（Ｌ／ｍ　）とし
た時、次の式を満足するよう構成する必要があることが
判明した。

０．１７ｔ＋Ｏ１２≦ｙ≦０．１７　＄　＋　１．５　
・−・−（１）゛第５図にはこの関係をグラフで示す。

すなわち、側口の開口面積は第５図において＠線■さ直
線■で囲まれる領域内に収めれば良い。なお、同図にお
いてＩ（ＪＩ流量は０であってはならず、上限は一般に
５ｔ／−あれば十分と考えられているから５ｔ／厘まで
を示すが、これｆこ限られることはない。

上記のα）式において、側口の総開口面積が直線Ｉを上
回る領域では、槽内血液に滞留が生じて血液の攪拌が不
完全になり、血液流入口４から血液ととも番こ気泡が流
出する危険性があり、また直線頁を下回る領域では、滞
留を生ずるとともに所定量の脱血量を確保できｔくなる
からである。

側口断面積が小さくなれば脱血可能な血液流量も小さく
なり、また断面積が大きくなれば貯血槽内での流勢が弱
まりすぎて血液が滞留する原因となる。そこで、上述し
たような至適側口断面積と血流量との関係を求めたので
あるが、以下にこの条件を求めた経過を詳細に説明する
。なお、用いた貯血槽は約１６０　Ｘ　１７０　ｙｅｓ
の塩化ビニル樹脂製のもので、チューブ上の開口数を変
えることにより断面積を変えて実験を行った。

（１）脱侮景確保のための最小面積の決足＠６図に示す
ような回路を用いた。同図において、１０は血液貯留部
、１１は貯血槽、Ｐはポンプであり、これら全９ｒ定径
のチューブ１２で接続した。血液としてヘパリン添加牛
血（Ｈｔ　４０チ、温度２５℃）を使用し、ｍ１液面力
１ら貯血槽までの落差は５０ｍとした。各種貯血槽を用
いて循環を行い、貯血槽のエアー抜きチューブ１３を開
放した。貯血槽１１の液面レベルが一定した時のポンプ
の回転数を読み取り、脱血量（ｔ／”）とした。この結
果を第７図に示す。

ｍ７図から明らかなように、ｌｔ７’ｎ以上の流量を得
るためには脱血チューブ１２の内径８簡以上で、側口面
積は図中Ａ点より少ないと脱血量が不足することが確認
され、従って、Ａ点以上の側口面積が必要であることが
判明した。同様に、３ｔ／始以上の流量を得るためには
、脱鹿チューブ内径ｌ〇−以上でＢ点以上の側口面積が
、さらに５ｔ／一以上の流量を得るためには、脱血チュ
ーブ内径１２ｍ以上で０点以上の側口面積が必要である
ことが判明した。これらのＡ、Ｂ・０点を結んだ式を求
めて、第５図（こ示す直線Ｉが得られた。

（２）滞留防止のための最大面積の決定第８図１こ示す
よう７，１′回路を組み、色素希釈法で行った。同図中
、１４は２０℃の水の入った水槽で、ここよりチューブ
１５を経て所足流量ＱＢで水を流し、チューブ１５のＤ
点において色素（ＢＳＰ、ブロモサルファフタレインの
アルカリ水溶液）をｌ０ＣＣ、ワンショットで注入した
。注入後３０秒、６０秒、９０秒、１２０秒、１５０秒
の時点で貯Ｊｉｎ槽１１のエアー抜きチューブ１３より
溶液を採取し、比色計にて吸光度を測定した。

なお、貯血槽容量は板状ホルダーにて容量を規制し、流
量１ｔ／咄の時は１５０−１流量３ｔ／跪の時は３５０
ｍｇ、流量５ｔ／―の時は５００ｍ１とした。

その結果’Ｅ：第９Ｍ　（ＱＢ＝　１１／、、Ｉ、の時
）、ｉｌＯ図（ＱＢ＝　３　ｔｌｎｈの時）および第１
１図（ＱＢ＝５ｔ／ｍの時）に示す。第９図から流量（
ＱＢ）が１ｔ／所の時は、側口面積１．５ｃ４までは１
２０秒以内に色素は消失したが、１．９　ｃｒ！になる
と１５０秒においてなお色素は検出され、滞留が生ずる
ことが確認された。１２（）秒に好適基準をおくと、至
適側口面積は約１．５〜１．６ｃｄｌこするのが良いこ
とがイつかった。同様に、流量が３　ｔ／ｒｒＪｎの時
は至適側口面積は約１．９〜２．０−が、流量が５ｔ７
＝の時には至適側口面積が２．３〜２．５　ｃｒｌ程度
が良いことがわかった。これらの好適範囲を示したのが
第１２図であり、これらの範囲から回帰式を求めて示し
である。この式は＠５図における上限直線ｒに対応する
ものである。

なお、容器体２内部に連通ずるよう６ヒ設けられる血液
流出口５、そして連通口６等は、通常、先端を開口した
チューブ状をな丁。

また、連通口６を設ける場合、貯血槽ｌをどのように用
いるかに応じ、術計からの出血を吸引し、貯留するため
のカーディオドミー貯而槽との連通口、２−ポンプシス
テムにおける第２または第１の貯血槽との連通口等とし
て、連通口を１個ないし２個以上設けることが可能であ
る。

第１３図には、第１図に示されるようなｌ−ポンプシス
テムに本発明の貯血槽１を適用した例が示される。

第１３図において、貯血槽１はケーシング１００内に収
納され、脱血された血液は架台９に懸架されたチューブ
Ｔ８から貯血槽１に送血され、また、貯血槽１はカーデ
ィオドミー貯血槽８とチューブＴｓ’２介し連通される
。なお、術計の血液はチューブＴ、、Ｔ５を介し、ポン
プＰ’、−Ｐｓにより、カーディオドミー貯血槽８の消
泡部８１に導かれる。

一方、貯、ｆｆＴｌ槽１からの血液は、ポンプＰにより
人工肺りに導かれ、チューブＴ２により送血される。ま
た、チューブチ工とチューブＴ２とには、これらを連通
する側路チューブＴ４が設けられている。

■０発明の具体的作用 本発明の貯血槽は、’ＩＬ１図に示されるような１−ポ
ンプシステムの貯血槽１、または第２図に示されるよう
な２−ポンプシステムの第１およびまたは第２の貯Ｍｌ
′Ｉ槽１，１′として用いて有用である。

さて、血液流入口４から流入する血液は、複数個の側口
４１から貯血槽２内の血液側７中に多（の分流となって
流入する。分流は側口の数と配置によって多くの方向流
となるが、特にチューブ体の封止部から下方にかけてチ
ューブ体の軸線に対して対称曲番こ、軸線方向に少なく
とも２列配列して側口４１を設ける時ζこは（第３図参
照）、チューブ体より放射状の少ない流量の分流が生じ
るために滞留は生じにくく、かつ流勢が弱まるために気
泡の血液からの分離脱気は促進される。

特に、側口の総開口面積は第５図に斜゛線を付して示さ
れる領域内にあるよう構成されているから、所要の脱血
量は確実に確保されるとともに、血液側７内での滞留を
生ゼしぬることもない。

このように、血液側７に血液流入口４より上述の側口４
１を経て流入した血液中の気泡は、滞留のない緩やかな
流れの中で上方に浮上し、脱気口３から脱気され、血液
流出口５を経て流出する量は極めて微小となる。

本発明者は、上述した本発明の貯血槽の作用効果を確認
するため第１４図に線図的に示す装置を用いて実験を行
った。その結果は第１表に示す。

第１４図において、１０は血液貯留部、１１は貯血槽、
１６はエアートラップ部、１７は目盛付空気溜、１８は
空気注入部である。

第３図および第４図に示されるような１６０×１７０洲
のポリ塩化ビニル製の可撓性袋状の容器体を有する貯血
槽を作成し１こ。比較例の貯血槽（Ａ　Ｉ　）は血液流
入口４として先端が開口した１０１径の直管状チューブ
を有するものとし、本発明の貯ｍｒｉ槽（Ａ２）は血液
流入口として先端が封止され、１６個の側口（総開口面
積ｘ、５４ｃＪ）を対称曲番こ４列配設したチューブを
有するものとした。

実験には３７℃のヘパリン添加生血を使用し、血液貯留
部１０から落差で上述の本発明のおよび比較例の貯血槽
に血液を導き、血液ポンプＰで血液を循環させた。空気
注入部１８４こおいて、シリンジで３０−／―の割合で
５分間空気（計１５０ｍｅ　）を第１４図の回路に注入
した。その後、エアートラップ部１６の空気溜１７に貯
留した空気量番測足した。血液流量は３，４，５１／−
で行った。

その結果を示す下表から明らかなようｌこ、本発明によ
る貯血槽では、エアートラップ部１６でトラップされた
空気、すなわち貯血槽の血液流出口より通過してきた空
気量は、チューブ先端が開口した従来のものに比して大
幅ｉこ低下していることがわかる。

第１表 ■０発明の具体的効果 本発明の貯血槽は、前述した処から明らかなように、従
前のものに比して以下に述べるような多くの利点を有す
る。

Ｑ）　　本発明においては、貯血槽への血液流入口を先
端が封止されたチューブ体でｌｔＭ成し、このチューブ
体の封止端から下方にかけて、第５図に斜線で示すよう
な総面積を有する複数の側口より血液を分流するので、
所要の脱血量は確保されつつ貯血槽内での滞留は生ぜし
めず、従って血液内の気泡をほぼ完全に排除し、血液流
出口を経て体内に至ることはない。

（２）　　側口をチューブ体の軸線に対して対称的に、
チューブ封止端から下方にかけて軸線方向に少なくとも
２列以上配設する場合には、分散血液流は対称的に放射
状に流出され、０）の効果は促進される。

（３）従来は安全のため送血ラインにエアートラップを
配置する必要があったが、本発明では気泡除去能が高い
ためにその必要がなくなり、このためブライミング量が
減少するという付加的効果も得られる０

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明の貯血槽を適用す
る人工心肺回路システムを示す模式歯、第３図は本発明
の貯血槽の斜視図、第４図は第３図のｆｆ−ＩＴ線での
断面図、第５図は血液流入口を構成するチューブζこ形
成さるべき側口の総面積とｎｕ液流量との間の適正領域
を示すグラフ、第６図は脱ｎｕ量を確保する東件を求め
る実験を行うための回路図、第７図は第６図の回路によ
る実験結果を示すグラフ、第８図は貯血槽、内滞留を防
止する東件を求める実験を行うための回路図、第９図、
第１０図および第１１図は第８図の回路による実験結果
を示すグラフ、第１２図は第９〜１１図に示す得られた
結果をまとめたグラフ、第１３図は本発明の貯血槽を１
−ポンプシステムに適用した時の例を示す斜視図、第１
４図は貯血槽の空気除去能を試験する系の回路図である
。 符号の説明 ■・・・貯廂槽、２・・・容器体、３・・・脱気口、４
・・・血液流入口、４Ｊ・・・側口、５・・・薄液流出
口、６・・・連通口、７・・・血液側、８・・・カーデ
ィオドミー貯Ｊ′Ｉｎ槽、９・・・架台、１０・・・捕
液貯留部、１１・・・貯面槽、１２゜ｉ５・・・チュー
ブ、１３・・・エア抜きチューブ、１４−・・水槽、１
６・・・エアートラップ部、１７・・・目盛付空気溜、
１８・・・空気注入部 も３図 窮４図 薬１３図 第１４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）容器体と、この容器体の上部ζこ設けられた脱気
   口と、前記容器体の内部に連通ずる血液流入口および血
   液流出口とを有する貯血槽において、前記血液流入口を
   先端が封止されたチューブ体で構成し、このチューブ体
   には前記封止部から下方にかけて複数個の側口を形成し
   、これらの側口の開口面積の和をｙ　（ｆｆｌ）、前記
   血液流入口の鹿流量をＸＣ１／Ｉｔ”）とした時、次式 ０式％ を満足するよう構成したことを特徴とする貯血槽。
2. （２）　　前記側口は前記チューブ体の軸線に対して対
   称的に軸線方向に少なくとも２列配設したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の貯Ｍｎ槽。
3. （３）前記容器体が可撓性である特許請求の範囲第１項
   または第２項に記載の貯血槽。