KR100778564B1 - 체외 혈액 순환 장치, 폐쇄형 저혈조 및 체외 혈액 순환방법 - Google Patents

Abstract

하우징(1)에 의해 형성된 폐쇄 공간 내를 구획하여 저혈실(3) 및 용적 조정실(4)이 인접하여 배치된 폐쇄형 저혈조(20)와, 용적 조정실과 접속된 조정액(21a)을 저액하기 위한 조정액조(21)와, 저혈실에 접속된 혈액 펌프(22)를 구비한다. 하우징에는, 혈액 유입용의 유입 포트(5) 및 혈액 유출용의 유출 포트(6)가 저혈실과 연통시켜 설치되고, 조정액을 주입 배출하기 위한 조정 포트(7)가 용적 조정실과 연통시켜 설치된다. 혈액 펌프는 유출 포트를 통해 접속되고, 조정액조는 조정 포트를 통해 접속된다. 폐쇄 공간 내를 가요성을 갖는 격벽 부재(2)로 구획함으로써 저혈실과 용적 조정실이 형성되고, 조정액조와 조정 포트는, 유량을 조절 가능한 구조를 갖는 관로 부재(23)에 의해 접속된다. 체외 혈액 순환의 개시 전부터 종료에 이르는 과정에 있어서, 최적의 저혈량으로 제어 가능하며, 조정이 용이하다.

Description

체외 혈액 순환 장치, 폐쇄형 저혈조 및 체외 혈액 순환 방법{EXTRACORPOREAL BLOOD CIRCULATING DEVICE, CLOSED BLOOD STORING TANK AND EXTRACORPOREAL BLOOD CIRCULATING METHOD}

본 발명은, 체외 순환을 수반하는 심혈관계 수술에 있어서 일시적으로 혈액을 저류하기 위해서 사용하는 폐쇄형 저혈조(貯血槽)를 사용한 체외 혈액 순환 장치, 폐쇄형 저혈조의 구조, 및 체외 혈액 순환 방법에 관한 것이다.

체외 순환을 수반하는 심혈관계 수술에서는, 무혈술(無血術) 시야를 얻거나, 수술 조작을 간편하게 행하는 것을 목적으로, 체외 순환 회로 중에 일시적으로 체내의 혈액을 저류하는 저혈조를 사용하는 것이 일반적이다. 최근 저 침습(侵襲) 수술의 인식이 높아져, 혈액으로의 침습이 적은 체외 순환 계이 요구되고 있다.

저혈조에는 일반적으로 크게 나누어, 하드쉘 외곽을 갖는 개방형 저혈조와, 유연한 외곽을 갖고 폐쇄되어 있는 소프트 폐쇄형 저혈조가 사용되고 있다. 개방형 저혈조의 특징은, 혈액 중에 혼입한 기포 제거 기능이 뛰어나고, 또한 저혈 용량을 정확히 파악할 수 있는 점이다. 그 반면, 혈액이 외기에 접촉하므로, 혈액 응고 등의 혈액에 대한 영향이 염려된다. 한편, 소프트 폐쇄형 저혈조는, 기본적으로 혈액이 외기에 접촉하는 일이 없어, 혈액에 대한 영향이 적다. 그 반면, 저 혈 용량을 파악하기 힘든 것이나 기포 제거 등이 문제였다. 이것을 해결하는 수단을 갖는 폐쇄형 저혈조의 일례가, 특허 문헌 1에 개시되어 있다.

폐쇄형 저혈조는, 저혈조의 하우징을 형성하는 외벽에 의해 폐쇄 공간이 형성된다. 외벽 내에는 유연한 재질로 이루어지는 격벽 부재가 설치되고, 격벽 부재에 의해 폐쇄 공간이 저혈실과 용적 조정실로 구획되어 있다. 저혈실에는, 유입 포트 및 유출 포트가 설치되어 있다. 유입 포트는 혈액을 도입하기 위해서, 유출 포트는 배출하기 위해서 사용된다. 용적 조정실에는 조정 포트가 설치되어, 용적 조정용의 조정액을 주입 배출하기 위해서 사용된다.

조정 포트를 통해, 용적 조정실에 대해 용적 조정용의 조정액이 주입 배출함으로써, 용적 조정실에 저류되는 조정액의 양을 변화시킨다. 그에 의해 격벽 부재를 이동시켜, 용적 조정실의 용적, 따라서 저혈실의 용량을 변화시킬 수 있다. 또 용적 조정실의 용적은, 조정액의 이동량을 측정함으로써 파악 가능하다.

특허 문헌 1 : 일본 특개 2000-299호 공보

상술한 바와 같이 하드쉘 외곽을 갖는 폐쇄형 저혈조는, 저혈 용량을 용이하게 계측하여 제어 가능한 것 외에, 여러가지 이점을 갖는다.

예를 들면, 저혈 용량을 충분히 작게 저감시키는 것이 가능하다. 저혈 용량을 작게 하더라도, 구조상 저혈량이 제로가 되어 순환 혈액에 공기가 혼입하는 일은 없으므로, 저혈 용량을 안전하게 저감 가능하기 때문이다. 이에 대해, 개방형 저혈조의 경우는, 저혈 용량을 작게 했을 때는, 저혈량이 제로가 되어 순환 혈액에 공기가 혼입할 우려가 있다.

또, 폐쇄형 저혈조의 경우, 용적 조정실로의 조정액의 충전량을 제어함으로써, 저혈 용량을 직접, 강제적으로 제어하는 것이 가능하다. 따라서, 용적 조정실로의 조정액의 충전량을 일정하게 유지하면, 저혈 용량을 일정하게 유지하는 것이 가능하다. 이에 대해, 개방형 저혈조의 경우는, 혈액 펌프의 회전수를 변화시킴으로써 저혈 용량을 일단 변경 가능하지만, 직접 저혈량을 제어하는 것은 곤란하다. 왜냐하면, 실제로는 저혈 용량은, 혈액 유로의 저항 등, 다른 조건의 영향도 받은 결과로서 정해지며, 혈액 펌프의 회전수만으로 정해지는 것은 아니기 때문이다.

그러나, 종래의 폐쇄형 저혈조를 사용한 체외 혈액 순환 장치는, 상술한 것 같은 폐쇄형 저혈조의 특징을 충분히 살리기 위해 적절한 구성이라고는 할 수 없다.

본 발명은, 저혈 용량을 용이하게 계측 가능하고, 저혈 용량을 직접, 강제적으로 제어하는 것이 가능하다는 폐쇄형 저혈조의 특징을 충분히 살려, 간단한 구성에 의해, 체외 혈액 순환의 각 과정에 있어서의 저혈량을 최적의 상태로 용이하게 조정 가능한 체외 혈액 순환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 그것에 사용하는 폐쇄형 저혈조를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 그것을 사용한 체외 혈액 순환 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 체외 혈액 순환 장치는, 하우징에 의해 형성된 폐쇄 공간 내가 구획되어 혈액을 저류하기 위한 저혈실 및 용적 조정용의 조정액을 저류하기 위한 용적 조정실이 인접하여 배치된 폐쇄형 저혈조와, 상기 용적 조정실과 접속되어 상기 조정액을 저액(貯液)하기 위한 조정액조와, 상기 저혈실에 접속된 혈액 펌프를 구비한다. 상기 하우징에는, 혈액 유입용의 유입 포트 및 혈액 유출용의 유출 포트가 상기 저혈실과 연통시켜 설치됨과 더불어, 상기 조정액을 주입 배출하기 위한 조정 포트가 상기 용적 조정실과 연통시켜 설치되고, 상기 혈액 펌프는 상기 유출 포트를 통해 상기 저혈실에 접속되고, 상기 조정액조는 상기 조정 포트를 통해 상기 용적 조정실과 접속된다. 상기 폐쇄형 저혈조는, 상기 폐쇄 공간 내를 가요성(可撓性)을 갖는 격벽 부재로 구획함으로써 상기 저혈실과 상기 용적 조정실이 형성되고, 상기 조정액조와 상기 조정 포트는, 유량을 조절 가능한 구조를 갖는 관로 부재에 의해 접속된다.

본 발명의 폐쇄형 저혈조는, 폐쇄 공간을 형성하는 하우징과, 상기 폐쇄 공간 내를 구획함으로써 인접하여 배치된, 혈액을 저류하기 위한 저혈실 및 용적 조정용의 조정액을 저류하기 위한 용적 조정실과, 상기 저혈실과 연통시켜 상기 하우징에 설치된 혈액 유입용의 유입 포트 및 혈액 유출용의 유출 포트와, 상기 용적 조정실과 연통시켜 상기 하우징에 설치되어 상기 조정액을 주입 배출하기 위한 조정 포트를 구비한다. 상기 폐쇄 공간 내는, 가요성을 갖는 격벽 부재에 의해 상기 저혈실과 상기 용적 조정실로 구획되고, 상기 저혈실에 면하는 부분의 상기 하우징의 내벽면에, 외측으로 오목하게 들어간 공간을 형성하는 제1 폐색 방지 유로가 설치되고, 상기 제1 폐색 방지 유로에 연통시켜 상기 유입 포트와 유출 포트가 배치된다.

본 발명의 체외 혈액 순환 방법은, 상기 구성의 체외 혈액 순환 장치를 사용해, 상기 폐쇄형 저혈조의 유입 포트를 직접 또는 다른 부재를 통해 생체의 탈혈(脫血) 부위에 접속하고, 상기 혈액 펌프의 토출구를 직접 또는 다른 부재를 통해 상기 생체의 반혈(返血) 부위에 접속하고, 상기 조정액조, 상기 튜브 및 상기 용적 조정실을 포함하는 계(系)에 상기 조정액이 충전된 상태로 하여, 체외 혈액 순환 개시 전의 프라이밍시에, 상기 저혈실의 저혈 용량이 프라이밍에 적합한 크기가 되도록, 상기 폐쇄형 저혈조에 대한 상기 조정액조의 높이를 조정함으로써 상기 용적 조정실에 대한 상기 조정액의 충전량을 조정하고, 그 조정 완료 후에 상기 관로(管路) 부재의 유로를 폐색시켜, 상기 혈액 펌프의 구동에 의해 상기 프라이밍을 개시하고, 상기 프라이밍의 종료 후, 상기 관로 부재의 유로의 폐색을 해제함과 더불어, 상기 조정액조를 상기 생체의 탈혈 부위에 대해, 상기 프라이밍시보다도 하강시킨 위치에 유지하여, 탈혈 동작을 개시한다.

(발명의 효과)

본 발명의 체외 혈액 순환 장치 등의 구성에 의하면, 저혈 용량을 용이하게 계측 가능한 동시에, 순환 경로의 압력 변화에 따라 저혈 용량을 추종할 수 있으므로, 완충 작용을 얻을 수 있다. 또, 저혈 용량을 필요에 따라 직접, 강제적으로 제어하는 것이 가능하다는 폐쇄형 저혈조의 특징이 충분히 살려져, 간단한 구성에 의해, 체외 혈액 순환의 각 과정에 있어서의 저혈량을 최적의 상태로 용이하게 조정 가능하다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 폐쇄형 저혈조를 도시한 사시도 이다.

도 2는, 상기 폐쇄형 저혈조를 도시한 정면도이다.

도 3(a)는, 도 2에 있어서의 A-A선을 따른 단면도이다.

도 3(b)는, 도 3(a)에서의 B-B선을 따른 단면도이다.

도 4는, 도 3(b)의 주요부를 확대하여 도시한 단면도이다.

도 5는, 상기 폐쇄형 저혈조를 사용한 체외 혈액 순환 장치를 도시한 사시도이다.

도 6은, 상기 체외 혈액 순환 장치의 체외 혈액 순환 개시 전의 동작을 도시한 사시도이다.

도 7은, 상기 체외 혈액 순환 장치의 체외 혈액 순환 개시시의 동작을 도시한 사시도이다.

도 8은, 상기 체외 혈액 순환 장치의 탈혈(脫血) 개시 및 탈혈 중의 동작을 도시한 사시도이다.

도 9(a)는, 상기 체외 혈액 순환 장치의 심장의 용량을 증대시킬 때의 조작을 도시한 사시도이다.

도 9(b)는, 상기 체외 혈액 순환 장치의 심장의 용량을 증대시킬 때의 다른 조작을 도시한 사시도이다.

도 10은, 상기 체외 혈액 순환 장치의 체외 혈액 순환으로부터 이탈할 때의 동작을 도시한 사시도이다.

도 11은, 상기 체외 혈액 순환 장치에 다른 요소를 부가한 구성을 도시한 사 시도이다.

〈부호의 설명〉

1…하우징 1a, 1b…반체(半體)

2…격벽 부재 3…저혈실

4…용적 조정실 5…유입 포트

6…유출 포트 7…조정 포트

8a…제1 폐색 방지 유로 8b…제2 폐색 방지 유로

9…에어벤트 포트 10…압력 측정 포트

11…기액 분리막 20…폐쇄형 저혈조

21…조정액조 21a…조정액

22…혈액 펌프 23…조정로 튜브

24…지지구 25…탈혈측 튜브

26…반혈측 튜브 27, 28…겸자

29…미세조정(微調整) 포트 30…주사기

31…보조 저혈조 32…펌프

33…보조계 튜브

본 발명의 체외 혈액 순환 장치에 있어서, 상기 관로 부재를, 가요성을 갖는 튜브에 의해 구성할 수 있다. 또는, 상기 관로 부재가, 그 유로 중에 유로 단면적을 변화시키기 위한 유로 조절부를 갖는 구성으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 조정액조에 저류되어 있는 상기 조정액의 양을 계측하기 위한 계측부를 구비한다.

또 바람직하게는, 상기 폐쇄형 저혈조는, 상기 저혈실에 면하는 부분의 상기 하우징의 내벽면에, 외측으로 오목하게 들어간 공간을 형성하는 제1 폐색 방지 유로가 설치되고, 상기 제1 폐색 방지 유로에 연통시켜 상기 유입 포트와 유출 포트가 배치된다.

또 바람직하게는, 상기 조정 포트와 상기 조정액조의 사이에, 상기 조정액의 주입 및 배출을 행하기 위한 미세조정 포트를 갖는다.

또, 생체의 탈혈 부위 이외로부터 출혈한 혈액을 회수하기 위한 보조 저혈조와, 상기 보조 저혈조에 저류된 혈액을 상기 폐쇄형 저혈조의 유입 포트에 유입시키기 위한 혈액 구출(驅出) 장치를 구비할 수 있다.

또, 상기 조정액조를 높이가 가변하도록 유지하는 지지 유닛을 구비한 구성으로 할 수 있다.

본 발명의 폐쇄형 저혈조에 있어서, 바람직하게는, 상기 용적 조정실에 면하는 부분의 상기 하우징의 내벽면에, 외측으로 오목하게 들어간 공간을 형성하는 제2 폐색 방지 유로가 설치되고, 상기 제2 폐색 방지 유로에 연통시켜 상기 조정 포트가 배치된다.

또 바람직하게는, 상기 제1 폐색 방지 유로에 연통시켜 에어벤트 포트가 설치된다.

또 바람직하게는, 상기 유입 포트와 상기 저혈실을 연결하는 부분에, 상기 유입 포트와 상기 에어벤트 포트를 둘러싸서 상기 저혈실과 분획(分劃)하는 기액 분리막이 배치된다.

또 바람직하게는, 상기 제2 폐색 방지 유로에 연통시켜 압력 측정 포트가 설치된다.

또 바람직하게는, 상기 제1 폐색 방지 유로는, 상기 하우징을 따라서 홈형상으로 형성된다.

본 발명의 체외 혈액 순환 방법에 있어서, 상기 관로 부재로서 가요성을 갖는 튜브를 사용하고, 상기 관로 부재의 유로의 폐색을, 상기 튜브의 내강(內腔)을 겸자(鉗子)에 의해 협착함으로써 행할 수 있다.

또, 상기 탈혈 동작 중에, 상기 조정액조의 높이를 상기 생체의 탈혈 부위에 대해 상승시킨 위치로 변경함으로써, 상기 생체의 심장의 저혈 용량을 증대시킬 수 있다.

또, 상기 탈혈 동작 중에, 상기 폐쇄형 저혈조의 유입 포트와 상기 생체의 탈혈 부위를 접속하는 유로의 단면적을 감소시킴으로써, 상기 생체의 심장의 용량을 증대시킬 수 있다.

또, 상기 조정액조의 높이를, 상기 탈혈 동작 중보다도 상기 생체에 대해 하강시켜, 상기 저혈실의 용적을, 혈액 유로의 단면적을 유지하기에 충분한 정도의 크기로 감소시킴과 더불어, 상기 혈액 펌프를, 토출 유량을 감소시킨 상태로 운전을 행한 뒤에, 체외 혈액 순환을 종료시킬 수 있다.

또, 상기 조정 포트와 상기 조정액조의 사이에, 상기 조정액의 주입 및 배출 을 행하기 위한 미세조정(微調整) 포트를 설치하고, 상기 미세조정 포트를 통해 주사기에 의해 상기 조정액의 주입 및 배출을 행함으로써, 상기 용적 조정실에 대한 상기 조정액의 충전량을 미세조정할 수 있다.

이하에, 본 발명의 실시형태에 있어서의 체외 혈액 순환 장치에 관해, 도면을 참조하여 설명한다.

우선, 본 발명의 체외 혈액 순환 장치를 구성하는 폐쇄형 저혈조의 구조에 관해, 도1 ~도 4를 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 있어서의 폐쇄형 저혈조의 사시도이다. 도 2는 그 정면도이다. 도 3(a)는, 도 2에 있어서의 A-A선을 따른 단면도, 도 3(b)는 도 3(a)에서의 B-B선을 따른 단면도이다.

이 폐쇄형 저혈조는, 도 1, 도 2에 도시한 바와 같이, 폐쇄 공간을 형성하는 하드쉘의 하우징(1)을 갖는다. 하우징(1)은, 그 외벽이 구면 또는 회전타원면의 일부 등의 곡면으로 이루어지는 2개의 반체(1a, 1b)를 결합시켜 형성되어 있다. 도 3(a), 도 3(b)에 도시한 바와 같이, 하우징(1)의 내부 공간에는, 유연한 재질로 이루어지는 가요성을 갖는 격벽 부재(2)가 설치되고, 내강이 저혈실(3)과 용적 조정실(4)로 구획되어 있다. 저혈실(3)은 혈액을 일시적으로 저류하기 위해서 사용되고, 용적 조정실(4)은 용적 조정용의 조정액을 저류하기 위해서 사용되며, 격벽 부재(2)에 의해 각각이 접촉하지 않고 떨어져 있다.

저혈실(3)에 면하는 부분의 하우징(1)의 외벽에는, 저혈실(3)과 연통시켜 유입 포트(5), 및 유출 포트(6)가 설치되어 있다. 유입 포트(5)는 혈액을 도입하기 위해서, 유출 포트(6)는 배출하기 위해서 사용된다. 용적 조정실(4)에 면하는 부 분의 하우징(1)의 외벽에는 조정 포트(7)가 설치되어, 용적 조정용의 조정액을 주입 배출하기 위해서 사용된다.

조정 포트(7)를 통해, 용적 조정실(4)에 대해 용적 조정용의 조정액을 주입 또는 배출하여, 용적 조정실(4)에 저류된 조정액의 양을 변화시켜 격벽 부재(2)를 이동시킴으로써, 용적 조정실(4)의 용적, 따라서 저혈실(3)의 용량을 변화시킬 수 있다. 또, 용적 조정실(4)에 대해 조정액이 자유롭게 출입하는 상태로 유지하면, 저혈실(3)을 통과하는 혈액 순환 경로에 있어서의 압력의 변화에 따라 격벽 부재(2)가 이동하여, 저혈실(3)의 용량이 자동적으로 변화하도록 기능시킬 수도 있다. 즉, 생체의 탈혈 부위에 있어서의 압력에 대해, 조정액의 유통하는 관로 내의 압력을 증감하는 것에 의해서도, 조정실이나 저혈실의 용량을 변경할 수 있다. 용적 조정실(4)의 용적은, 조정액의 이동량을 측정함으로써 측정 가능하며, 그에 의해 저혈실(3)의 용량의 변화를 알 수 있다.

하우징(1)의 외벽을 따라 그 외표면으로부터 돌출하도록 제1 폐색 방지 유로(8a)가 설치되고, 제1 폐색 방지 유로(8a)에 대응하는 부분의 하우징(1)의 외측에, 유입 포트(5), 유출 포트(6), 및 에어벤트 포트(9)가 설치되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 폐색 방지 유로(8a)의 반대측에 제2 폐색 방지 유로(8b)가 설치되고, 제2 폐색 방지 유로(8b)에 대응하는 부분의 하우징(1)의 외측에, 조정 포트(7), 및 압력 측정 포트(10)가 설치되어 있다. 압력 측정 포트(10)에 압력 측정 장치를 접속함으로써, 격벽 부재(2)를 통해, 저혈실(3)의 혈액에 접촉하지 않고 순환계 내 압력을 측정하는 것이 가능해진다.

제1 및 제2 폐색 방지 유로(8a, 8b)는 각각, 하우징(1)의 내벽면에서의, 저혈실(3) 및 용적 조정실(4)에 면하는 부분에 배치되어 있다. 제1 및 제2 폐색 방지 유로(8a, 8b)는, 일정 폭의 줄무늬 형상을 갖는다. 따라서, 저혈실(3) 또는 용적 조정실(4)의 내부에서 보면, 제1 및 제2 폐색 방지 유로(8a, 8b)는, 하우징(1)의 내벽면으로부터 외측으로 오목하게 들어간 홈을 형성하고 있다.

제1 폐색 방지 유로(8a)의 외측에 배치된 유입 포트(5), 유출 포트(6), 및 에어벤트 포트(9)는, 저혈실(3)에 연통하고 있다. 제2 폐색 방지 유로(8b)의 외측에 배치된 조정 포트(7) 및 압력 측정 포트(10)는, 용적 조정실(4)에 연통하고 있다. 유입 포트(5)는 혈액을 도입하기 위해서, 유출 포트(6)는 배출하기 위해서 사용된다. 에어벤트 포트(9)는, 기포를 배출하기 위해서 설치되어 있다. 조정 포트(7)는, 조정액을 주입 배출하기 위해서 사용된다.

도 4는, 도 3(b)에서의 유입 포트(5)와 에어벤트 포트(9)의 근방을 확대하여 도시한다. 도 3(b)에는 도시가 생략되어 있지만, 유입 포트(5)와 저혈실(3)을 연결하는 부분에는, 기액 분리막(11)이 배치되어 있다. 기액 분리막(11)에 의해, 유입 포트(5)와 에어벤트 포트(9)를 둘러싸서 저혈실(3)과 분획함으로써, 혈액 중에 혼입한 기포를 없애고, 또 기포와 혈액을 효과적으로 분리할 수 있다.

여기서, 제1 폐색 방지 유로(8a) 및 제2 폐색 방지 유로(8b)의 기능에 관해 설명한다. 저혈실(3) 및 용적 조정실(4)에 조정액을 계속해서 흐르게 했을 때, 격벽 부재(2)는 가요성을 가지므로 흐름에 눌려 자유롭게 변형하여, 격벽 부재(2)를 유출 포트(6)로 흡입하는 힘이 작용하는 경우가 있다. 그러나, 하우징(1)을 따라 서 제1 폐색 방지 유로(8a)가 설치되어 있기 때문에, 격벽 부재(2)는 제1 폐색 방지 유로(8a)의 주위의 하우징(1) 내벽면에 의해 지지된다. 따라서, 격벽 부재(2)에 의해 유출 포트(6)가 폐색되는 것이 회피되어, 제1 폐색 방지 유로(8a)에 의해 형성된 유출 포트(6) 주위의 공간이, 혈액의 유로로서 확보된다. 제2 폐색 방지 유로(8b)도 동일하게 작용하여, 격벽 부재(2)에 의해 조정 포트(7)가 폐색되는 것이 회피된다. 또한, 제2 폐색 방지 유로(8b)는 필수는 아니고, 제1 폐색 방지 유로(8a)를 설치하는 것만으로도, 실용상의 효과는 충분히 얻어진다.

이상과 같은 구조를 갖는 폐쇄형 저혈조를 사용해 구성된, 본 실시형태에 있어서의 체외 혈액 순환 장치의 구성을 도 5에 도시한다. 이 체외 혈액 순환 장치는, 상기 구성의 폐쇄형 저혈조(20)와, 조정액조(21)와, 원심 펌프 등으로 이루어지는 혈액 펌프(22)를 구비한다. 조정액조(21)는, 관로 부재인 유연한 조정로 튜브(23)에 의해, 폐쇄형 저혈조(20)의 조정 포트(7)에 접속된다. 혈액 펌프(22)의 흡입구는, 폐쇄형 저혈조(20)의 유출 포트(6)에 접속된다. 조정액조(21)는 지지구(24)에 지지되어, 폐쇄형 저혈조(20)에 대한 상대 높이를 조절 가능하다. 폐쇄형 저혈조(20)의 유입 포트(5)에는, 생체의 탈혈 부위에 접속되는 유연한 탈혈측 튜브(25)가 접속되어, 화살표 X로 표시된 바와 같이 혈액이 유입한다. 혈액 펌프(22)의 토출구에는, 반혈 부위에 접속되는 유연한 반혈측 튜브(26)가 접속되어, 화살표 Y로 표시된 바와 같이 혈액이 유출한다.

조정액조(21)는, 폐쇄형 저혈조(20)의 용적 조정실(4)에 대해 주입 배출되는 조정액(21a)을 저류하는 기능을 갖는다. 조정로 튜브(23)는, 그 유로 단면적이 가 변하도록 구성된다. 예를 들면, 조정로 튜브(23)를, 가요성을 갖는 튜브에 의해 구성하면, 겸자에 의해 튜브를 협착함으로써, 유로를 폐색하거나 개방하거나 일부 폐색하거나 해서, 유로 단면적을 변화시킬 수 있다. 또는, 조정로 튜브(23)가, 그 유로 중에 코크와 같은, 유로 단면적을 변화시키기 위한 유로 조절 부재를 갖는 구조로 해도 된다.

또, 조정액조(21)는, 저류되어 있는 조정액(21a)의 양을 계측하기 위한 계측부, 예를 들면 눈금을 갖는다.

지지구(24)에 의한 조정액조(21)의 지지 위치를 변화시켜, 생체의 탈혈 부위에 대한 조정액조(21)의 높이, 즉 조정액(21a)의 낙차를 조절함으로써, 용적 조정실(4)에 저류된 조정액(21a)의 양을 증감시킬 수 있다. 그에 의해 격벽 부재(2)를 이동시켜 저혈실(3)의 용량을 조정한다. 저혈을 개시하기 전의 용적 조정실(4)의 용적을 측정해 두면, 그 용적의 변화분으로부터 저혈실(3)의 용량의 변화분을 알 수 있다. 용적 조정실(4)의 용적의 변화는, 조정액조(21)에 수용된 조정액(21a)의 양의 변화에 의해 측정할 수 있다.

이 체외 혈액 순환 장치에 의한 체외 혈액 순환 방법에 관해, 도 6~도 10을 참조하여 설명한다. 또한, 이해하기 쉽도록, 폐쇄형 저혈조(20)는 단면으로 도시한다. 또, 체외 혈액 순환을 행할 때는, 인공 폐, 혈액 필터 등, 다른 장치도 순환 경로에 접속되지만, 도시를 생략한다.

먼저, 체외 혈액 순환 개시 전의 조작 및 동작에 관해, 도 6을 참조하여 설명한다. 이 폐쇄형 저혈조(20)를 사용할 때는, 예를 들면 생리식염수를 조정액 (21a)으로 해서, 용적 조정실(4) 및 조정액조(21)로 이루어지는 계에 적당량 충전한다. 체외 혈액 순환 개시 이전에는, 조정액조(21)를, 높은 위치로 올려 조정액(21a)을 용적 조정실(4)에 충분히 충전하고, 용적 조정실(4)을 개략 최대의 용적으로 조정한다. 그에 의해 격벽 부재(2)가, 저혈실(3)에 면하는 하우징(1)의 내벽면에 맞닿는다. 단, 저혈실(3)에, 제1 폐색 방지 유로(8a)를 포함하는 최소한의 유로, 즉 나중의 프라이밍에 필요한 유로 단면적이 확보되도록 조정한다. 이 상태에서, 조정로 튜브(23)는 겸자(27)에 의해 폐색된다. 이렇게 해서 형성된 최소한 용량으로 기능하는 저혈실(3)을 포함하는 체외 순환계에 프라이밍액을 충전한다.

다음에, 체외 혈액 순환 개시시의 조작 및 동작에 관해, 도 7을 참조하여 설명한다. 우선, 조정액조(21)를, 폐쇄형 저혈조(20)에 대해 도 6의 경우보다도 낮은 위치로 내린다. 이 상태에서, 혈액 펌프(22)의 운전을 개시하면, 화살표 Z로 나타낸 바와 같이 저혈실(3)을 경유하여 체외 혈액 순환이 개시된다.

이어서, 탈혈 개시 및 탈혈 중의 조작 및 동작에 관해, 도 8을 참조하여 설명한다. 도 7에 도시한 상태로부터 겸자(27)를 떼내면, 생체의 탈혈 부위와 조정액조(21)의 낙차압에 의해, 용적 조정실(4)로부터 조정액조(21)로의 조정액(21a)의 이동이 가능해진다. 그 결과, 생체로부터 탈혈되어 저혈실(3)에 유입하는 혈액에 의해 격벽부재(2)가 이동하여, 저혈실(3)의 용량이 증대한다. 체외 순환 중에는, 체외 순환계의 내압에 따라 격벽 부재(2)의 위치가 변동하여, 저혈실(3)의 용량이 자동적으로 조정된다. 용적 조정실(4)의 높이는, 체외 순환계에서의 혈액의 추정 압력, 및 저혈실(3)의 용량 목표치에 따라 설정되는데, 체외 혈액 순환 중에 높이 를 적절하게 조정해도 된다.

다음에, 생체의 심장의 용량을 증대시키기 위한 조정 조작에 관해, 도 9(a) 및 도 9(b)를 참조하여 설명한다. 도 9(a) 및 9(b)는 각각, 다른 방법에 의해 조작하는 경우를 도시한다.

도 9(a)에 도시한 방법의 경우는, 우선, 겸자(27)가 사용되고 있지 않은 상태(도시 생략)에서, 조정액조(21)의 위치를 높게 하여 조정액(21a)을 용적 조정실(4)로 보낸다. 보내는 조정액(21a)의 양에 따라 격벽 부재(2)가 저혈실(3)측으로 이동하여, 저혈실(3)의 용적이 감소한다. 그 결과, 저혈실(3)에 저류된 혈액은 저혈조(20)로부터 배출되어, 체내로 되돌아와 심장의 용량이 증대한다. 저혈실(3)이 적당한 용량으로 설정되었을 때, 겸자(27)에 의해 조정로 튜브(23)를 폐색하여 그 상태를 유지한다.

도 9(b)에 도시한 방법의 경우는, 탈혈측 튜브(25)의 일부를 겸자(28)로 협착하여, 유로 단면적을 감소시킨다. 그에 의해, 저혈실(3)의 압력이 저하하여, 조정액조(21)로부터 조정액(21a)이 용적 조정실(4)로 보내어진다. 그 양에 따라 격벽 부재(2)가 저혈실(3)측으로 이동하여, 저혈실(3)의 용적이 감소한다. 그 결과, 저혈실(3)에 저류된 혈액은 저혈조(20)로부터 배출되어, 체내로 되돌아온 심장의 용량이 증대한다. 생체의 탈혈 부위에서 탈혈 튜브에 의한 흡착이 발생한 경우에는, 상기와 같은 심장의 용량을 증대시킴으로써 해결할 수 있다. 도시는 생략하지만, 저혈실(3)이 적당한 용량으로 설정되었을 때, 겸자에 의해 조정로 튜브(23)를 폐색하여 그 상태를 유지한다.

마지막으로, 체외 혈액 순환의 상태로부터 이탈할 때의 조작 및 동작에 관해, 도 10을 참조하여 설명한다. 우선, 조정액조(21)의 위치를 높게 하여, 혈액 펌프(22)의 유량을 감소시킨다. 그에 의해, 조정액(21a)이 조정액조(21)로부터 용적 조정실(4)로 이동하고, 격벽 부재(2)가 저혈실(3)측으로 이동하여, 저혈실(3)의 용적이 감소한다. 이 상태에서, 겸자(27)에 의해 조정로 튜브(23)를 폐색한 뒤, 체외 혈액 순환을 종료시킨다.

도 11은, 상기 구성의 체외 혈액 순환 장치에 대해, 더욱 요소가 부가된 체외 혈액 순환 장치를 도시한 사시도이다.

제1의 부가 요소는, 조정로 튜브(23)에 설치된 미세조정 포트(29)이다. 미세조정 포트(29)를 통해 주사기(30)에 의해 조정액(21a)의 주입 및 배출을 행하는 것이 가능하며, 그에 의해 용적 조정실(4)에 대한 조정액(21a)의 충전량을 미세조정한다.

제2의 부가 요소는, 보조 저혈조(31)와 펌프(32)로 이루어지는 보조 순환계이다. 보조 저혈조(31)는 간략화하여 도시되어 있지만, 일반적인 개방형의 저혈조이다. 보조 저혈조(31)에는, 생체의 탈혈 부위 이외로부터 출혈한 혈액을 회수하기 위해서 보조계 튜브(33)가 접속되어 있다. 보조 저혈조(31)는, 펌프(32)를 통해 폐쇄형 저혈조(20)의 유입 포트(5)에 접속되어, 보조 저혈조(31)에 저장된 혈액이 폐쇄형 저혈조(20)에 공급된다.

상기 실시형태에 있어서는, 조정액조(21)의 높이를 변화시켜 낙차의 변화에 의해 조정액(21a)의 유출입을 행하도록 구성했으나, 펌프에 의해 조정액조(21)로부 터 용적 조정실(4)로 조정액(21a)을 유출입시켜서 저혈실(3)의 용적을 증감하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 그 경우, 체외 혈액 순환 중에는, 조정액조(21)와 용적 조정실(4) 사이의 조정액(21a)의 이동이 자유로워서, 조정액조(21)의 높이 위치를 적절하게 설정 가능할 필요가 있다.

용적 조정실(4)은 격벽 부재(2)에 의해 저혈실(3)과 격리되어 있기 때문에, 혈액이 오염되는 일은 없다. 따라서, 용적 조정실(4)에 충전되는 조정액(21a)은, 굳이 멸균된 것을 사용할 필요는 없지만, 만일 격벽 부재(2)가 파손되었을 때를 고려하면, 생리식염수 등 멸균된 등장액을 사용하는 것이 바람직하다.

격벽 부재(2)의 재질은, 유연하고 또한 내압성을 갖고 있고, 가공성이 뛰어 난 재질이 바람직하며, 예를 들면 PVC나 폴리올레핀, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 막을 사용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 체외 혈액 순환의 개시 전부터 종료에 이르는 과정에 있어서, 최적의 저혈량으로 제어 가능하며, 조정이 용이한 체외 혈액 순환을 실현할 수 있으므로, 체외 혈액 순환 장치로서 유용하다.

Claims (20)

1. 하우징에 의해 형성된 폐쇄 공간 내가 가요성(可撓性)을 갖는 격벽 부재로 구획되어, 혈액을 저류하기 위한 저혈실(貯血室) 및 용적 조정용의 조정액을 저류하기 위한 용적 조정실이 인접하여 배치된 폐쇄형 저혈조(貯血槽)와, 상기 용적 조정실과 접속되어 상기 조정액을 저액(貯液)하기 위한 조정액조와, 상기 저혈실에 접속된 혈액 펌프를 구비하고,

   상기 하우징에는, 혈액 유입용의 유입 포트 및 혈액 유출용의 유출 포트가 상기 저혈실과 연통시켜 설치됨과 더불어, 상기 조정액을 주입 배출하기 위한 조정 포트가 상기 용적 조정실과 연통시켜 설치되고, 상기 혈액 펌프는 상기 유출 포트를 통해 상기 저혈실에 접속되고, 상기 조정액조는 상기 조정 포트를 통해 상기 용적 조정실과 접속된 체외 혈액 순환 장치에 있어서,

   상기 조정액조를 높이가 가변하도록 유지하는 지지 유닛을 더 구비하고,

   상기 조정액조와 상기 조정 포트는, 유량을 조절 가능한 구조를 갖는 관로(管路) 부재에 의해 접속되고,

   상기 지지 유닛에 의해 지지 높이를 조절함으로써, 상기 조정액조의 상기 폐쇄형 저혈조에 대한 상대 높이의 변화에 따라, 상기 조정액의 낙차에 근거해 상기 용적 조정실에 저류된 상기 조정액의 양이 증감하고, 그에 의해 상기 하우징 내에서 상기 격벽 부재가 변형하고, 상기 저혈실의 용량이 변화하는 것을 특징으로 하는 체외 혈액 순환 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 관로 부재가, 가요성을 갖는 튜브에 의해 구성된 체외 혈액 순환 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 관로 부재가, 그 유로 중에 유로 단면적을 변화시키기 위한 유로 조절부를 갖는 체외 혈액 순환 장치.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 조정액조에 저류되어 있는 상기 조정액의 양을 계측하기 위한 계측부를 구비한 체외 혈액 순환 장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 폐쇄형 저혈조는, 상기 저혈실에 면하는 부분의 상기 하우징의 내벽면에, 외측으로 오목하게 들어간 공간을 형성하는 제1 폐색 방지 유로가 설치되고, 상기 제1 폐색 방지 유로에 연통시켜 상기 유입 포트와 유출 포트가 배치된 체외 혈액 순환 장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 조정 포트와 상기 조정액조의 사이에, 상기 조정액의 주입 및 배출을 행하기 위한 미세조정(微調整) 포트를 갖는 체외 혈액 순환 장치.
7. 청구항 1에 있어서,

   생체의 탈혈(脫血) 부위 이외로부터 출혈한 혈액을 회수하기 위한 보조 저혈조와, 상기 보조 저혈조에 저류된 혈액을 상기 폐쇄형 저혈조의 유입 포트에 유입시키기위한 혈액 구출(驅出) 장치를 구비한 체외 혈액 순환 장치.
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