JPS6322831B2

JPS6322831B2 -

Info

Publication number: JPS6322831B2
Application number: JP59104190A
Authority: JP
Inventors: Michio Sugano
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1984-05-23
Filing date: 1984-05-23
Publication date: 1988-05-13
Also published as: JPS60246763A

Description

【発明の詳細な説明】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、除
泡装置付の密閉型貯血槽に関する。従来技術近年、膜型人工肺を用いた人工心肺回路が盛ん
に用いられている。この人工心肺回路は、貯血槽
と血液ポンプ、人工肺等からなり、人体から脱血
された血液や術野からの吸引血を、患者の動脈に
安全に送血するものである。人工心肺回路において、貯血槽を設ける理由
は、循環中の血流量の変動、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
効果的に除去するためである。ところで、開心術等において、脱血カテーテル
の血管内留置が不十分であつたときや、あるいは
抜去時などに脱血チユ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、体内に流入するおそれが
あり脳を中心とした各臓器の微小血管に栓塞をお
こしたり、術後の脳障害を引き起こすおそれがあ
る。人工心肺回路に設けられる貯血槽には開放型と
密閉型がある。密閉型貯血槽は、生体適合性が良く、気泡混入
の危険が少なく、無駄な貯血量を減らすことがで
きる等の長所があり、膜型人工肺と組み合わせて
使われることが多くなつてきている。しかし、密閉型貯血槽は、開放型と異なり、万
一、貯血槽内に気泡が流入した場合、自動的には
除去されず、何らかの外的手段で除去しなければ
ならないという問題がある。気泡を除去しないまま放置しておくと、内部に
貯溜した気泡が流出し、さきに述べたような重大
な事故となる。従来、この密閉型貯血槽において、気泡を除去
する方法としては、１三方活栓とシリンジを組み合わせて使う方法三方活栓とシリンジを貯血槽の上部の脱気口に
設け、シリンジにより排気口内を減圧にして、気
泡を排気口内に導き、活栓を開放して気泡をぬく
方法。２逆止弁を利用して、シリンジをポンプとして
使用する方法１と同様な操作をシリンジと逆止弁の連動で行
うものである。３吸引ポンプを利用する方法等がある。しかし、いずれの場合も、人為的に、貯血槽内
の気泡を検知した後、手動により、この気泡をぬ
かなければならないので、非常な手数がかかり、
また、貯血槽に複雑な装置を組み込まねばならな
いという欠点がある。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
であつて、密閉型貯血槽において、開放型貯血槽
と同様に、特に意図せずとも、自然に、血液流入
口より混入した気泡を除去することができる機構
を有する密閉型貯血槽を提供するものである。このような目的は以下の本発明により達成され
る。すなわち、本発明における第１の発明は、貯血
可能な内部空間を有する柔軟な容器と、この容器
の上部に設けられた排気口部と、この容器の内部
に連通する血液流入口部および血液流出口部とを
具えた貯血槽であつて、該排気口部は、比重が血
液よりも小さい弁体により該貯血槽内と外気とを
連通させて該貯血槽内の気体を排気し、該弁体を
前記容器の外部側と内部側とでそれぞれ係止する
係止部を有する弁手段を備えたことを特徴とする
貯血槽である。また、第２の発明は、貯血可能な内部空間を有
する柔軟な容器と、この容器の上部に設けられた
排気口部と、この容器の内部に連通する血液流入
口部および血液流出口部とを具えた貯血槽であつ
て、該排気口部は、比重が血液よりも小さい弁体
により該貯血槽内と外気とを連通させて該貯血槽
内の気体を排気し、該弁体を前記容器の外部側と
内部側とでそれぞれ係止する係止部を有する弁手
段を備え、さらに該弁手段の上部に該弁手段にて
生じた血液の泡を消失させる多孔性材料を設けた
ことを特徴とする貯血槽である。発明の具体的構成以下、本発明の具体的構成を第１図、第２図お
よび第３図に示される実施例に従い従い詳細に説
明する。本発明の貯血槽１の容器１０は、それ自体可と
う性の材質から構成する。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。容器１０を可とう性にすることにより、使用前
に、容器１０内の空気量を微量にすることができ
るので、血液を流入させたとき、血液中への空気
が混入する可能性をきわめて小さくすることがで
きる。容器が剛性であるときには、後述のように、弁
手段２が設けられるため、容器内血液量を減少さ
せるときに内圧が陰圧となつてしまい、血液量の
コントロールが困難となり、不都合を生じる。こ
のような不都合は、柔軟なバツグであれば問題は
ない。一方、容器１０には、その内部に連通するよう
に、血液流入口部１１と血液流出口部１２とが配
設される。また、必要に応じ連絡口１５が配設される。これらは、通常、容器１０下部に配設され、チ
ユーブ状をなす。この場合、血液流入口部１１は先端１１１を閉
じてあり、容器１０内部側において２つ以上の開
口を有することが好ましい。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、血液流入口部を
先端を開口した直管状チユーブとしてもよいが、
上記と比較すると気泡除去能は不十分である。血液流入口部１１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、チユーブ状の流入
口部を分岐したり、チユーブ先端をじようろ状と
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
という観点からすると、図示のように血液流入口
部１１をチユーブ体とし、チユーブ体先端を封止
し、この封止端から下方にかけて複数個の側口１
１５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ユーブ体１１の側面に開
口して形成される側口１１５の構成配置は、種々
考えられる。例えば、側口１１５の形状は円形、楕円形など
血液が流出し易いようにし、側口１１５の設ける
個数は複数個とし、その配列は血液の流勢を緩和
できるようにするのが好ましい。側口１１５の配
列はチユ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。このような容器１０の上部には、排気口部３
と、混注およびサンプリング用の口部１７が形成
される。排気口部３には、好適にはいわゆる双方向停止
機能を持つ、貯血槽内の気体を排気するための弁
手段２が設けられる。弁手段２は弁室２１と、弁体２３とからなる。この弁室２１は、第１図に示される例では、排
気口部３を有する容器側に設けられた下部弁座２
５２と、上部側、すなわち外気側に設けられた上
部弁座２５１を有する。そして、弁手段２の開放時には、貯血槽内と外
気とは連通される。この場合、弁室２１内には、球状の弁体２３が
収納され、弁手段２は、双方向停止機能を持つボ
ール弁として構成される。貯血槽１内には、通常、患者の位置から貯血槽
までの落差により30〜100cmH₂Oの内圧が加えら
れているが、弁体２３は、この内圧と浮力によ
り、上部弁座２５１に係止され、血液が上部すな
わち、外気側へ流出するのが防止される。他方、人工肺の脱血チユーブ内に気泡が流入し
た場合、気泡は、貯血槽の流入口部１１から、貯
血槽１内に入る。そして、流入した気泡は、貯血槽上部に集ま
り、気泡が下部弁座２５２を通つて、弁室２１内
に溜つてくる。弁室２１に流入した気泡の量が、一定以上にな
ると、弁体２３は浮力を失つて落下する。このとき弁室２１内の気泡が、上部弁座２５１
を通つて上部に放出されるものである。除泡後は、貯血槽１内の陽圧によつて血液レベ
ルが上昇するが、血液による浮力を受けた弁体２
３は、上部弁座２５１に当つて係止され、貯血槽
１内は外気から密閉される。すなわち、弁体２３は、比重ρが血液より小さ
い材質で作製される必要がある。通常、ρ＜１とされる。このように弁体２３が弁体をうけるためには、
それ自体の比重ρが１以下でなければならず、材
質として、中空アルミ、中空ステンレス、中空ガラス、中
空スチロール、中空ポリカーボネートなど、中空
体の他に、ポリプロピレン、ポリエチレンなど比重ρが１
以下の材料でつくられたものや、シリコーン発泡
体、ポリウレタン発泡体、ポリスチレン発泡体な
どでもよく、表面が平滑なものが好ましい。また弁座２５１，２５２は、弁体２３が硬質材
料の場合は、シリコーンゴム、ブチルゴム、イソ
ブチレンゴムなど軟質ゴム材が適し、また可とう
性材料からなる貯血槽１の容器１０と、一体とし
て形成してもよい。なお、弁体２３が軟質材の場合は、ステンレ
ス、アルモニウム、硬質プラスチツクなどの硬質
材料が適する。弁体２３および弁座２５１がともに硬質材料製
の場合、相互の嵌合精度を上げて密着させること
により血液の漏出を防止することが好ましい。さらに弁室２１にある程度の内圧がかかつてい
るとき、その内圧によつて弁体２３は弁座２５１
に押し付けられる。この時、弁室２１内に気泡が
充満すると、弁体２３は直ちに、自重によつて落
下しなければならない。このため、弁体２３が自重により落下する為に
は、下部弁座２５２の口径と弁体２３の大きさと
の比較で、弁体２３の重さが、下部弁座２５２側
からの内圧に充分抗しうる重さでなければならな
い。すなわち、弁体２３の重さWgrと、弁座の開孔
面積Ｓcm²との比Ｗ／Ｓは加わりうる内圧よりも大
きくなければならない。より具体的には、弁座２５１の口径をｄ cm、
内圧をＰcmH₂O、弁体２３の重さをＷ grとす
ると、下記式(1)が成立しなければならない。Ｗ＞πd²P／４ ……式(1) ここで、弁座２５１，２５２の口径は、気泡の
表面張力によるエアブロツク現象を発生させない
ためには、５mm程度以上必要となる。そこで、弁座２５２の口径を0.5cm（ｄ＝0.5）、
内圧を50cmH₂O（Ｐ＝50）とし、弁体２３の半径
をｒcmとして、式(1)に入れる。ここで弁体２３の比重は１以下であるが、ほぼ
１として計算すると、4πr³／４＞πd²P／４，ｒ
＞1.3cmとなり、実用条件を満たすためには、ボ
ール状弁体２３の直径は、2.6cm以上必要である。これより直径が小さいと、内圧によつて弁体２
３が弁座２５１に押し付けられ、液面が低下して
も自重で落下できない事態となり、本発明の目的
を果たさないことがあるからである。このような構成により、血液流量が減じ、貯血
槽１内の圧力が減少しても、排気口３から空気を
吸い込むことがない。すなわち、貯血槽１内の圧力が減少し、外部の
空気が弁室２１に流入すると、弁体２３は液面と
共に下降し、やがて下部弁座２５２に当たり、弁
体２３は弁としての機能を果たし、貯血槽１内へ
の空気の流入が防止される。貯血槽１内に充分血液が充満し、内圧が回復す
れば、弁体２３は、下部弁座２５２から離れ、陽
圧になる液面上昇とともに、弁体２３も上昇し、
上部弁座２５１に当たつて停止し、血液の露出が
防止される。このように、弁体２３による、いわゆる双方向
停止機能を有する弁手段２は、第１図に示すよう
に、弁体２３と、弁室２１と、上部弁座２５１と
下部弁座２５２の２つの係止部によつて構成する
ことができる。あるいは、これとはベつに第２図に示すよう
に、排気口部３に連通させて、弁室２１を設け、
この弁室を２１の上部の狭路部を、弁座２５５と
して、弁室２１内に、この弁座２５５に上方から
係止できる上方係止部２３１と、下方から係止で
きる下方係止部２３２を有する弁体２３を収納し
た、ニードル弁構造の弁手段２によつても構成す
ることができる。この場合は、陽圧時の貯血層１の密閉は、弁体
２３の下方係止部２３２の弁座２５５への係止よ
つて行われる。また、自動除泡は、弁座２５５か
ら気泡がぬけることによつて行われる。そして、
空気の流入の防止は弁体２３が浮力を失つて落下
するとき、上方係止部２３１が弁座２５５へ係止
されることによつて行われる。また、べつの実施例では、第３図に示すよう
に、弁手段２は、排気口部３と弁室２１に、下部
弁座２５２と上部弁座２５１を有している。そして、この弁室２１内に、弁体２３を収納す
る。この第３図に示されるニードル弁の場合の動作
は、第１図に示されるボール弁と同一である。このように弁体２３の上方および／または下方
に、少なくとも１つの円錐状部を形成して、上部
および／または下部の弁座を係止部として係止さ
せるときはより好ましい結果をうる。このとき、弁座の口径ｄを、第１図に示される
ような球状の弁体２３よりも小さくすることがで
きるので、気泡が弁室２１内に充満したときの弁
体２３の落下が、より円滑に行われるからであ
る。なお、弁体２３の上方および／または下方の円
錐状部は、両者とも形成することが好ましい。ま
た、このとき弁体２３の断面形状は、図示のよう
に、六角形状の他、四角形状等種々可能である。さらに、本発明の貯血層１は、弁手段２上方に
所定長の筒体等を設けることにより、該弁手段２
において生じた血液の泡が消失するときに血液が
貯血槽外部へ飛散することを防止してもよい。ただ、貯血槽１を小型にするためには、前記し
た弁手段２の上部に、それと連通する血液飛散防
止手段を設けることが好ましい。この血液飛散防止手段は、第１図、第２図、お
よび第３図に示されるように、弁室２１の上部に
連結した消泡手段５からなることが好ましい。消泡手段５は、前述のように、弁室２１内が気
泡でみたされ、弁体２３が浮力を受けず自重で下
がり、気泡が弁座２５１，２５５を通つてぬけて
いく際、気泡とともに上部外系に飛散する血液の
泡を消失させ、これを取り除くためのものであ
る。血液飛散防止手段は、その目的を達成できるも
のであれば特に構造は限定されないが、前記消泡
手段５としては、発泡ポリウレタンまたはポリプ
ロピレンメツシユ等の多孔性材料で作製するのが
よい。特にシリコーンオイルをコーテイングしたもの
が消泡効果に優れ、好ましい。本発明における血液飛散防止手段は、この消泡
手段に加え、除菌フイルター６を有することが好
ましい。この場合、消泡手段５の上部に除菌フイルター
６を設けるのがよい。除菌フイルター６のこれらの材料としては、除
菌作用を有するものであれば特に限定されない
が、ポリエステル、ポリオレフイン等の不織布が
好ましい。また、これ以外の有機材料、無機材料
を適宜使用することもできる。本発明の具体的作用本発明の貯血槽は、人工心肺回路において用い
られる。すなわち、第４図に示すように、患者の静脈か
ら落差によつて脱血された血液はラインＨをとお
り、術野からの吸引血は、一旦カーデイオトミー
貯血槽Ｋに貯留し、そこで消泡された血液ととも
に貯血槽１０に導かれる。その後、血液ポンプＰによつて、人工肺Ｌおよ
び熱交換器Ｌを通り、患者の動脈に送血される。血液中に気泡が混入した場合は、貯血槽１の上
部の弁室内へ集り、弁座と接している弁体２３の
浮力を失わせ落下させる。このとき弁室２１に集
つた気泡は弁座をとおつて外系に放出される。除泡後は、再び弁体２３は上昇し、自動的のに
弁座に係止され、貯血槽１内は自動的に密閉され
る。また、貯血槽が陰圧となつたときも、弁体２３
が弁座に係止されて、空気を吸いこむことがな
い。発明の具体的効果本発明は、柔軟な容器からなる密閉式貯血槽の
排気口に、弁体２３の双方向停止機能をもつ弁手
段を設けてなるので、何ら特別の操作を必要とせ
ず、密閉式貯血槽の最大の問題点であつた気泡除
去を自動的に行うことができる。このため貯血槽より、人体等へ気泡が流入する
危険性が減少し、安全性が高まり、かつ、とり扱
い上、きわめて有利である。さらに貯血槽が陰圧となる場合でも、外部より
空気を吸いこむことを防止することができる。また第２の発明では、排気口に設けた弁手段の
上部に、さらに血液飛散防止手段を設けるので、
弁手段により気泡をぬく際に、血液が貯血槽外へ
とび散ることが防止できるとともに、血液のプラ
イミング量を減少することができる。またさらに該血液飛散防止手段に加えて除菌フ
イルターを設けることにより、外界より細菌等の
混入する危険を完全に防ぐことができる。そして、第１および第２の発明の実施態様によ
れば、容器の外部側と内部側とでそれぞれ係止す
る係止部を設けるので、双方向停止機能はきわめ
て円滑に行われる。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５図に線図的に示す手段を用
いて実験を行つた。この結果は第１表に示され
る。第５図において、Ｒは血液貯留部、１０は貯血
槽、Ｔは目盛付エアートラツプ部、Ｉは空気注入
部である。第１図に示されるような160×170mmのポリ塩化
ビニル製の可とう性袋状の容器を有する貯血槽を
作成した（No.１）。なお、弁体２３は、ポリプロピレン製、径４cm
28gのボールとし、弁座２５２の径は1.2cmとし
た。比較のための貯血槽（No.２）としては、排気口
に何ら手段をつけない開放型を用い、本発明の貯
血槽は密閉型にもかかわらず、開放型と同様に気
泡をぬく効果があることを実証した。また、べつの比較例の貯血槽（No.３）は密閉型
を用い、何ら気泡をぬく機能のないことを示し
た。実験には37℃のヘパリン添加牛血を使用し、血
液貯留部Ｒ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。空気注入部において、シリンジで120ml／
minの割合で５分間空気（計600ml）を第５図の
回路に注入した。その後、エアートラツプ部Ｔの空気溜に貯留し
た空気量を測定した。血液流量は３，４，５／
minで行つた。その結果を示す下記第１表から明らかなよう
に、本発明による貯血槽では、エアートラツプ部
Ｔでトラツプされた空気、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、従来の密閉型
（No.３）のものに比して非常に少なく、ほとんど
開放型（No.２）と同様の効果があることがわか
る。

【表】 No.２
（開放型）

Claims

【特許請求の範囲】１貯血可能な内部空間を有する柔軟な容器と、
この容器の上部に設けられた排気口部と、この容
器の内部に連通する血液流入口部および血液流出
口部とを具えた貯血槽であつて、該排気口部は、
比重が血液よりも小さい弁体により該貯血槽内と
外気とを連通させて該貯血槽内の気体を排気し、
該弁体を前記容器の外部側と内部側とでそれぞれ
係止する係止部を有する弁手段を備えたことを特
徴とする貯血槽。２貯血可能な内部空間を有する柔軟な容器と、
この容器の上部に設けられた排気口部と、この容
器の内部に連通する血液流入口部および血液流出
口部とを具えた貯血槽であつて、該排気口部は、
比重が血液よりも小さい弁体により該貯血槽内と
外気とを連通させて該貯血槽内の気体を排気し、
該弁体を前記容器の外部側と内部側とでそれぞれ
係止する係止部を有する弁手段を備え、さらに該
弁手段の上部に該弁手段ににて生じた血液の泡を
消失させる多孔性材料を設けたことを特徴とする
貯血槽。