JPS6185956A - 熱交換器を具備した人工肺装置 - Google Patents
熱交換器を具備した人工肺装置Info
- Publication number
- JPS6185956A JPS6185956A JP20653184A JP20653184A JPS6185956A JP S6185956 A JPS6185956 A JP S6185956A JP 20653184 A JP20653184 A JP 20653184A JP 20653184 A JP20653184 A JP 20653184A JP S6185956 A JPS6185956 A JP S6185956A
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- Japan
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- blood
- heat exchanger
- artificial lung
- heat exchange
- oxygenator
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、熱交換器とくに高分子中々糸よりなるへ又供
器をル；イえた人工肺装置に関する。
器をル；イえた人工肺装置に関する。
人工肺は大別してバブル整肺と脱型肺に分類され、さら
に宏型肺は”ｔ−脱型と中窒糸股型等に分類される。人
工肺を開心術に使用する場合には手術開始時、患者の体
温を低体温に調節する必要のため、又、人工肺を使用し
てガス交換を終了した血液を患者の体内に復帰させるに
当り、血液の温度を患者の体温とほぼ等しくする必要の
ため、わるいは、手術終了後患者の体温を低体温から正
常な体温に復帰させるために、人工肺を含む血液のガス
交換回路に熱交換器が通常付設されて使用されている。
に宏型肺は”ｔ−脱型と中窒糸股型等に分類される。人
工肺を開心術に使用する場合には手術開始時、患者の体
温を低体温に調節する必要のため、又、人工肺を使用し
てガス交換を終了した血液を患者の体内に復帰させるに
当り、血液の温度を患者の体温とほぼ等しくする必要の
ため、わるいは、手術終了後患者の体温を低体温から正
常な体温に復帰させるために、人工肺を含む血液のガス
交換回路に熱交換器が通常付設されて使用されている。
このような血液のガス交換１幽路は、一般的に病院等の
治僚施設に於いて相互に独立した人工肺と熱交換器とを
回路チューブ等を介し−Ｃ接続することにより調整実施
されていた。したがって、使用者にとっては血液ガス交
換回路の組み立てが煩雑であり、回路の組み立てを誤る
危険住もあり、また、回路の設置にスペースを要すると
いう問題があった。更に人工肺と熱交換器という独立し
た血液の滞留部を有し、かつこれらを接続するだめの回
路接続チューブが必要となるため、回路の作動初期に要
する血液量が多（なり、１だこれら構成部材内の泡抜き
２別々に実施する必要があリ、操作的にも燗雑な面があ
った。
治僚施設に於いて相互に独立した人工肺と熱交換器とを
回路チューブ等を介し−Ｃ接続することにより調整実施
されていた。したがって、使用者にとっては血液ガス交
換回路の組み立てが煩雑であり、回路の組み立てを誤る
危険住もあり、また、回路の設置にスペースを要すると
いう問題があった。更に人工肺と熱交換器という独立し
た血液の滞留部を有し、かつこれらを接続するだめの回
路接続チューブが必要となるため、回路の作動初期に要
する血液量が多（なり、１だこれら構成部材内の泡抜き
２別々に実施する必要があリ、操作的にも燗雑な面があ
った。
このような問題を解決する手段として、例えば、特公昭
５５−２９８２号、特開昭５７−３９８５４号等には、
人工肺と熱交換器と全一体１ヒした人工肺装置が開示さ
れている。しかし、これら人工肺装置には、熱交換器部
の伝；（さ部材として熱伝導度の良い金属が用いらｎて
いた。
５５−２９８２号、特開昭５７−３９８５４号等には、
人工肺と熱交換器と全一体１ヒした人工肺装置が開示さ
れている。しかし、これら人工肺装置には、熱交換器部
の伝；（さ部材として熱伝導度の良い金属が用いらｎて
いた。
全屈パイプ、とくにステンレス細宕を熱交換部材として
熱交換器を作る場合、ステンレスパイプとボッティング
剤との硬度差が大きいため熱交換器のボッティグ部端面
形成の際の切断時に、その大きな硬度差によって平滑な
端面形成が難しいこと、金にパイプ端部に鋭いエツジ部
が形成されるには血液を通す場合血球破壊を起し易いこ
と、端面加工時に微細な金属粉がパイプ内に入り、その
防出が困難なことなどが解決されるべき問題点として指
摘されている。
熱交換器を作る場合、ステンレスパイプとボッティング
剤との硬度差が大きいため熱交換器のボッティグ部端面
形成の際の切断時に、その大きな硬度差によって平滑な
端面形成が難しいこと、金にパイプ端部に鋭いエツジ部
が形成されるには血液を通す場合血球破壊を起し易いこ
と、端面加工時に微細な金属粉がパイプ内に入り、その
防出が困難なことなどが解決されるべき問題点として指
摘されている。
これらの難点を有さす、優れた熱交換１能を有し、かつ
血液の滞留やチャンネリングを生じることがなく、かつ
ｆＡ造に当っては煩雑な手間を必ガとせず、小型、軒号
で簡易な梧造の実用的な熱交換器を備えた人工肺装置が
出現するならば、その有Ｊ、Ｉｌ性は極めて高いものと
なる。
血液の滞留やチャンネリングを生じることがなく、かつ
ｆＡ造に当っては煩雑な手間を必ガとせず、小型、軒号
で簡易な梧造の実用的な熱交換器を備えた人工肺装置が
出現するならば、その有Ｊ、Ｉｌ性は極めて高いものと
なる。
〔問題点ｋ ’／ｆｆ決するための手段〕すなわち本発
明の要旨は、該人工１１１ｔｉ 】Ａ置の熱交換部の伝
熱部材が高分子からなる多数の中空糸から構成され、該
伝声ζ部材により隔てられた二つの流路を有する熱交換
器全具備することを特徴とする人工肺装置にある。
明の要旨は、該人工１１１ｔｉ 】Ａ置の熱交換部の伝
熱部材が高分子からなる多数の中空糸から構成され、該
伝声ζ部材により隔てられた二つの流路を有する熱交換
器全具備することを特徴とする人工肺装置にある。
本発明において該中９糸の素材としては一、〜伝導率が
１０’ｃ八Ｌ／ｃｍ−ｏｅｃ 、℃以上であればどのよ
うな高分子素材も使用可能であり、具体的には、例えば
セルロース糸、ポリオレフィン系、／リコーン樹脂系、
アクリロニトリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート系
、ポリスルホン糸校（ｎ旨等をあげることができる。
１０’ｃ八Ｌ／ｃｍ−ｏｅｃ 、℃以上であればどのよ
うな高分子素材も使用可能であり、具体的には、例えば
セルロース糸、ポリオレフィン系、／リコーン樹脂系、
アクリロニトリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート系
、ポリスルホン糸校（ｎ旨等をあげることができる。
また、伝熱部材を↑ｊり成する中９糸としては、内径が
５０乃至１０００μ、内厚が２乃至２００μ程度のもの
が使用出来る。該中空糸の内径はあ１り小さくなると圧
力損失が犬きくな）、熱交換用流体流路の７−ルや操作
性が悪くなる。
５０乃至１０００μ、内厚が２乃至２００μ程度のもの
が使用出来る。該中空糸の内径はあ１り小さくなると圧
力損失が犬きくな）、熱交換用流体流路の７−ルや操作
性が悪くなる。
逆に、大きすぎると中空糸内金流れる液体の伝熱係数が
小さくなシ、また、単位伝熱面積当りの中空糸のしめる
体積が大きくなり熱交換器が大型化する。このため、好
ましくは内径２００〜５００μ程度が良い。肉厚も伝熱
係数を大きくするためには薄くするほど良いが、強度、
加工性の点から考えると１０乃至１５０μ程度であるこ
とが特に好プしい。
小さくなシ、また、単位伝熱面積当りの中空糸のしめる
体積が大きくなり熱交換器が大型化する。このため、好
ましくは内径２００〜５００μ程度が良い。肉厚も伝熱
係数を大きくするためには薄くするほど良いが、強度、
加工性の点から考えると１０乃至１５０μ程度であるこ
とが特に好プしい。
以下、本発明の人工肺装置につき図により詳細に説明す
る。
る。
本発明の人工肺装置は、血液との熱交換機能を果す機能
部（Ａ）と、血液とのガス父換機能を果す機能部（Ｂ）
とから構成される。熱交換機能部（Ａ）の形式としては
、大別して血液を中空糸の内部に流す内部渭【流タイプ
と、血液を中空糸の外部に流す外部血流タイプに大別さ
れる。
部（Ａ）と、血液とのガス父換機能を果す機能部（Ｂ）
とから構成される。熱交換機能部（Ａ）の形式としては
、大別して血液を中空糸の内部に流す内部渭【流タイプ
と、血液を中空糸の外部に流す外部血流タイプに大別さ
れる。
第１図は内部血流タイプの例であり、第２図畦外部涌流
タイプの例である。
タイプの例である。
第１因に示す内部血流タイプの熱交換機能部（Ａ）は、
・・ウジング（１）、血液人口（Ｗ５口）（２）、血液
流路（３）、熱交換用中空糸（５）を・・ウジフグ（１
）に固定し、かつ熱交換用流体の流れる７間と血液の流
れる望間と全区分する固定部材（４）、熱交換用流体入
口及び出口（６）、 （７）から（構成される。血液
金熱交換機能部（Ａ）をＢ流した後ガス交換機能部（Ｂ
）全面流する様に流す場合は血液入口（２）から供給さ
れた血液は、熱交換用中空糸（５）の内部窒間を流れ、
該中空糸（５）を介して、熱交換用流体入口から供給さ
れ、中９糸（５）の外部窒間全流れる熱交換用流体と熱
交換を行ない、血液流路（５）ヲ介してガス交換機北部
（Ｂ）に供給され、ここでガス交換が行なわれ、血液出
口（８）から温度調整された動脈血が流出する。
・・ウジング（１）、血液人口（Ｗ５口）（２）、血液
流路（３）、熱交換用中空糸（５）を・・ウジフグ（１
）に固定し、かつ熱交換用流体の流れる７間と血液の流
れる望間と全区分する固定部材（４）、熱交換用流体入
口及び出口（６）、 （７）から（構成される。血液
金熱交換機能部（Ａ）をＢ流した後ガス交換機能部（Ｂ
）全面流する様に流す場合は血液入口（２）から供給さ
れた血液は、熱交換用中空糸（５）の内部窒間を流れ、
該中空糸（５）を介して、熱交換用流体入口から供給さ
れ、中９糸（５）の外部窒間全流れる熱交換用流体と熱
交換を行ない、血液流路（５）ヲ介してガス交換機北部
（Ｂ）に供給され、ここでガス交換が行なわれ、血液出
口（８）から温度調整された動脈血が流出する。
第１図において先にガス′５？：換金行なった後、熱交
換する場合は血液を血液入口（８）より入れ、血液出口
（２）より出せばよい。
換する場合は血液を血液入口（８）より入れ、血液出口
（２）より出せばよい。
第２図の外部１丁ハ流タイプの熱交換機能部（Ａ）は第
１図の機能部（Ａ）と血液がり、〜交換用中量系（５）
の内部？流れるか、外部金泥れるかの違いだけであり、
熟交換用流体は熱交換用泥体入口（６）又は（７）から
入り、・・ウシング（１）と固定部材（４）又は（５）
の間に形成される慈父侠用流体ＤＩＣ路（１１）又は（
１２）全辿って中空糸の内部を通り、民き父ぢ！用Ｖｆ
、体ｂＷ路（１２）又は（１１）を経由して熱交換用流
体出口（７）又は（６）から出る。
１図の機能部（Ａ）と血液がり、〜交換用中量系（５）
の内部？流れるか、外部金泥れるかの違いだけであり、
熟交換用流体は熱交換用泥体入口（６）又は（７）から
入り、・・ウシング（１）と固定部材（４）又は（５）
の間に形成される慈父侠用流体ＤＩＣ路（１１）又は（
１２）全辿って中空糸の内部を通り、民き父ぢ！用Ｖｆ
、体ｂＷ路（１２）又は（１１）を経由して熱交換用流
体出口（７）又は（６）から出る。
第１図又は第２図の人工肺装着のガス交換機北部（Ｂ）
は中空糸膜型等訣型肺が好ましく用いら１する。
は中空糸膜型等訣型肺が好ましく用いら１する。
第５図及び第４図は気泡型人工肺に慈父換器を組合せた
ものであり、血液は血液入口（２）から入り党体心入口
（１３）から気泡ｔＳ人して血液に接触させてガス交換
全行なうと同時に慈父撲用中生糸を介して血液の熱交換
ヲ行なうものである。気泡型人工肺で用いられる除泡ネ
ット等は図面（（は省略しであるが、必要に応じ用いら
几る。
ものであり、血液は血液入口（２）から入り党体心入口
（１３）から気泡ｔＳ人して血液に接触させてガス交換
全行なうと同時に慈父撲用中生糸を介して血液の熱交換
ヲ行なうものである。気泡型人工肺で用いられる除泡ネ
ット等は図面（（は省略しであるが、必要に応じ用いら
几る。
以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明する。
実施例１
第１図に示したようなくＨｑ造を有する機能部（〜の伝
熱面Ｊ’ｉＴ ０．３ ｔｎ２（内径基ｘ”！ ）、Ｆ
／ｊ）、、 Ｘ、％ （Ｂ ）のガス父換面積４ｍ２
（内径基！Ｊ＼）の熱交換：’：ｊ 付人工肺金用いて
、血液の力ｒｌ潟及びガス７ｙ、僕丈験をデ 行なった結果の一例を第１表及び第Ｎ図に示す。
熱面Ｊ’ｉＴ ０．３ ｔｎ２（内径基ｘ”！ ）、Ｆ
／ｊ）、、 Ｘ、％ （Ｂ ）のガス父換面積４ｍ２
（内径基！Ｊ＼）の熱交換：’：ｊ 付人工肺金用いて
、血液の力ｒｌ潟及びガス７ｙ、僕丈験をデ 行なった結果の一例を第１表及び第Ｎ図に示す。
用いた慈父換器には、内径が３６０μ、肉りが２０μの
品密度ポリエチレン製中り糸を伝熱材として使用し、ガ
ス交換膜としては、内径が２００μ、肉厚が２０μのポ
リブＯビレ／爬多孔件中マ糸膜を使用した。
品密度ポリエチレン製中り糸を伝熱材として使用し、ガ
ス交換膜としては、内径が２００μ、肉厚が２０μのポ
リブＯビレ／爬多孔件中マ糸膜を使用した。
機能部（Ａ）の中９糸の有効長１１ ＝ １５ ｒ−ｎ
、機能部（Ｂ）の中マ糸膜の有効長ｔ２ ＝１２ ｃｍ
、両機能部共にハウジング（１）の内径は８ｃｒｎで
ある。
、機能部（Ｂ）の中マ糸膜の有効長ｔ２ ＝１２ ｃｍ
、両機能部共にハウジング（１）の内径は８ｃｒｎで
ある。
７Ｊｎ碍実験、ガス交換実験は、それぞれ独立に行い、
加温実験の際の熱間換水の流、景は、１０ｔ／ｍｉｎで
、その入口温度は４０℃とした。プた、使用した牛血液
は、ヘマトクリット５５％Ｎ ｐＨ７，３２、酸素分圧
６５闇Ｆｌ ｇ％炭酸ガス分圧４５門Ｈｇ、ヘモグロビ
ン濃度１２．５ ｔ／ｄｔとし、ガス又僕実験の際は、
６７℃の純酸素全５ Ａ／ｍｉｎの流量で流した。
加温実験の際の熱間換水の流、景は、１０ｔ／ｍｉｎで
、その入口温度は４０℃とした。プた、使用した牛血液
は、ヘマトクリット５５％Ｎ ｐＨ７，３２、酸素分圧
６５闇Ｆｌ ｇ％炭酸ガス分圧４５門Ｈｇ、ヘモグロビ
ン濃度１２．５ ｔ／ｄｔとし、ガス又僕実験の際は、
６７℃の純酸素全５ Ａ／ｍｉｎの流量で流した。
１） 刀ｎ湿 大町（
入口血液温度を５０℃とし、供給血液量金変えて、その
時の出口血液温度全測定した。
時の出口血液温度全測定した。
２）ガス又逆７！験
上記条件の血液を供給し、中突糸単位膜面積当りの血液
量ａ 量（Ｑ／ Ｓ ： Ｌ／ ｍｉｎ ／ ｍ” ）
に対する酸素摂嘔能（ｍｔ／ｍｔｎ７ｍ” ）を測定し
た。
量ａ 量（Ｑ／ Ｓ ： Ｌ／ ｍｉｎ ／ ｍ” ）
に対する酸素摂嘔能（ｍｔ／ｍｔｎ７ｍ” ）を測定し
た。
第 １ 着
〔発明の効果〕
本発明の人工肺装置はｒ、Ａ交換器が一体化されている
ため、人工肺と慈父換器とをつなぐ回路チューブ等も不
要で、回路組立てや操作も容易であり、作動初期に要す
る血液量なも少なくてすむ０ さらに慈父換器として金属パイプを使用しないために端
面形成が容易であり、血液破壊も少なく、小型軽号であ
るという特徴を有している。
ため、人工肺と慈父換器とをつなぐ回路チューブ等も不
要で、回路組立てや操作も容易であり、作動初期に要す
る血液量なも少なくてすむ０ さらに慈父換器として金属パイプを使用しないために端
面形成が容易であり、血液破壊も少なく、小型軽号であ
るという特徴を有している。
第１図は本発明の人工肺製置の１９１を示す断面■１で
あり、第２図は他の人工肺装ｆ音の例を示す一部切載断
面図である。 第３図及び第４図は、本発明の人工肺の熱交換機北部の
他の型の断面模式図である。 第５図は単位設面積場りの酸素摂取能を示す図である。 図面において １：・〜ウジング ２：血液入口及び出口３：血液流
路 ４：固定部材 ５：熱交換用中９糸 ６．７：慈父換水入口及び出口 ９．１０：ガス父換用気体入口及び出口１１．１２：熱
又撲水流路 １３ ：ｚ体導入口
あり、第２図は他の人工肺装ｆ音の例を示す一部切載断
面図である。 第３図及び第４図は、本発明の人工肺の熱交換機北部の
他の型の断面模式図である。 第５図は単位設面積場りの酸素摂取能を示す図である。 図面において １：・〜ウジング ２：血液入口及び出口３：血液流
路 ４：固定部材 ５：熱交換用中９糸 ６．７：慈父換水入口及び出口 ９．１０：ガス父換用気体入口及び出口１１．１２：熱
又撲水流路 １３ ：ｚ体導入口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）熱交換器を具備した人工肺装置において、該熱交換
器部の伝熱部材が高分子からなる多数の中空糸から構成
され、該伝熱部材により隔てられた二つの流路を有する
熱交換器を具備することを特徴とする人工肺装置。 ２）前記中空糸の内径が、５０μ〜５００μ、厚み２μ
〜１５０μであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の人工肺装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20653184A JPS6185956A (ja) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | 熱交換器を具備した人工肺装置 |
| CA000473882A CA1259870A (en) | 1984-10-01 | 1985-02-08 | Heat exchanger and blood oxygenating device furnished therewith |
| EP85101629A EP0176651B1 (en) | 1984-10-01 | 1985-02-14 | Heat exchanger and blood oxygenating device furnished therewith |
| DE8585101629T DE3575075D1 (de) | 1984-10-01 | 1985-02-14 | Waermeaustauscher mit sauerstoffanreicherung fuer blut. |
| US06/939,236 US4791054A (en) | 1984-10-01 | 1986-12-08 | Heat exchanger and blood oxygenating device furnished therewith |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20653184A JPS6185956A (ja) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | 熱交換器を具備した人工肺装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6185956A true JPS6185956A (ja) | 1986-05-01 |
Family
ID=16524908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20653184A Pending JPS6185956A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-02 | 熱交換器を具備した人工肺装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6185956A (ja) |
-
1984
- 1984-10-02 JP JP20653184A patent/JPS6185956A/ja active Pending
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