KR20060113704A

KR20060113704A - 유체 분배 모듈 및 이러한 유체 분배 모듈을 포함하는 체외혈액 회로

Info

Publication number: KR20060113704A
Application number: KR1020067008799A
Authority: KR
Inventors: 위르겐 단넨마이어; 헤르만 고엘; 토마스 에르틀; 쟈크 체발레; 프란체스코 리볼지
Original assignee: 감브로 룬디아 아베
Priority date: 2003-11-07
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2006-11-02
Also published as: US20090008310A1; AU2004286795B2; US8142383B2; KR101122872B1; KR20060113698A; KR101099962B1; EP1529545A2; HK1098082A1; WO2005044341A1; WO2005044340A1; CA2543500C; AU2004286782A1; EP1680156B1; CA2543504A1; CA2543500A1; EP1680156A1; ES2476023T3; CA2543504C; HK1097784A1; EP1529545A3

Abstract

본 발명에 따른 유체 분배 모듈(1)은, 유체가 체외 혈액 처리 장치를 통하여 환자로부터 그리고 환자로 순환하는 것을 야기시키고 이를 모니터링하기 위한 것으로, 연결 구조(10)와 이에 연결된 탈기 장치(11)를 포함한다. 탈기 장치(11)는 액체용 하부 입구(13)를 갖는 제1 챔버(12)와, 소수성 막(78)에 의해 폐쇄된 상측 개구(79) 및 액체 배출용 출구(15)를 갖는 제2 챔버(14)를 포함한다. 연결 구조(10)는 그 내부에 적어도 제1 도관(20)과 제2 도관(21)이 형성되어 있으며, 제1 도관(20)은 체외 혈액 처리 장치로부터의 배출 튜브(7)에 연결하기 위한 제1 단부와, 탈기 장치(11)의 제1 챔버(12)의 입구(13)에 연결되는 제2 단부를 포함하고, 제2 도관은 탈기 장치(11)의 제2 챔버(14)의 출구(15)에 연결되는 제1 단부와, 환자로의 혈액 회귀 튜브(6)에 연결하기 위한 제2 단부를 포함한다.

Description

유체 분배 모듈 및 이러한 유체 분배 모듈을 포함하는 체외 혈액 회로{FLUID DISTRIBUTION MODULE AND EXTRACORPOREAL BLOOD CIRCUIT INCLUDING SUCH A MODULE}

본 발명은 유체가 환자로부터 그리고 환자로 순환하는 것을 야기시키고 이를 모니터링하는 유체 분배 모듈과, 이러한 유체 분배 모듈을 포함하는 체외 혈액 회로에 관한 것이다.

환자의 혈액을 환자의 몸의 외부에 있는 혈액 처리 장치에서 역학적으로 처리하는 다양한 의학 치료에 체외 혈액 회로가 사용된다. 이러한 타입의 치료에서, 체외 혈액 회로는 연속적으로 환자의 혈액의 일부를 혈액 처리 장치에 이송하고 일단 처리된 혈액을 환자에게로 회귀시키는 데 사용된다.

이러한 의학 치료의 예로는 신부전증을 일시적으로 완하시키는데 사용되는 혈액 투석, 혈액 여과 및 혈액 투석 여과 등이 있다.

이러한 치료에 있어서, 환자의 혈액을 처리하는 장치는 혈액 투석기/혈액 여과기, 즉 생물학적으로 중성인 재료로 제조되고 특정한 확산 특성 및 대류 특성을 갖는 반투과성 막을 여과기이다.

통상의 혈액 투석기/혈액 여과기는 중공형 섬유의 다발로 구성된 반투과성 막에 의해 분리되는 제1 및 제2 격실을 포함한다. 제1 격실은 혈액 순환용 입구 및 출구를 구비하고, 제2 격실은 치료(예컨대, 혈액 투석)가 제2 격실에서 처리 액체(예컨대, 투석액)의 순환을 요구하는 경우에 액체(예컨대, 혈장액, 사용된 투석액) 배수용 출구와 입구를 구비한다. 상기 막은 제1 격실용 입구/출구 포트로서 사용되는 노즐을 구비한 단부 캡에 의해 양단부가 폐쇄되어 있는 긴 관형 하우징에 수용된다.

전술한 처리에서, 혈액은 환자로부터 인출되어, 여과기의 제1 격실을 통해 유동하며, 환자에게로 회귀된다. 혈액 투석에서, 투석액은 여과기의 제2 격실을 통해 동시에 유동하고 혈액에 포함된 대사 노폐물(요소, 크레아티닌)은 막을 통한 확산에 의해 제2 격실 안으로 이동한다. 혈액 여과에서, 혈장액이 막을 통해 여과기의 제2 격실 안으로 유동하도록, 막을 가로질러 압력 차가 형성된다. 여기서, 대사 노폐물은 대류에 의해 제2 격실 안으로 이동한다. 신체 유체의 손실을 보상하기 위해, 환자에게 무균 대체액을 동시에 주입한다. 혈액 투석 여과는 혈액 투과와 혈액 여과의 조합이며, 이 처리에서 투석액은 제2 격실을 통해 유동하고, 대체액이 환자에게 주입된다.

전술한 처리 중 어느 하나를 수행하는 기계는 연동식 펌프를 포함하는데, 이 펌프는, 일단부가 환자의 혈관 회로에 연결되고 타단부가 여과기의 제1 격실의 입구에 연결되는 소위 "동맥" 라인을 통하여 환자로부터 혈액을 인출하고, 혈액을 여과기 안으로 펌핑하며, 그리고 일단부가 여과기의 제1 격실의 출구에 연결되고 타단부가 환자의 혈관 회로에 연결되는 소위 "정맥" 라인을 통하여 환자에게로 혈액을 회귀시키기 위한 것이다. 또한, 처리 기계는, 펌프의 상류에 있어서 동맥 라인 의 혈압을 측정하기 위한 제1 혈압 센서와, 펌프의 하류에 있어서 동맥 라인의 혈압을 측정하기 위한 제2 혈압 센서와, 정맥 라인의 혈압을 측정하기 위한 제3 혈압 센서와, 정맥 라인에서 기포를 검출하기 위한 기포 검출기, 그리고 예컨대 기포가 기포 검출기에 의해 검출될 때 정맥 라인을 폐쇄하기 위한 클램프를 대개 포함한다.

통상의 체외 혈액 회로는 동맥 라인 및 정맥 라인을 포함한다.

동맥 라인은 대개 가요성 튜브의 세그먼트에 의해 연결되는 다음과 같은 구성 요소, 즉 동맥 캐뉼러(arterial cannula)에 연결하기 위한 제1 루어 커넥터, 동맥 기포 트랩, 처리 기계의 연동식 펌프의 회전자와 협동하는 펌프 호스, 및 여과기의 제1 격실의 입구에 연결하기 위한 제2 루어 커넥터를 포함한다.

정맥 라인은 대개 가요성 튜브의 세그먼트에 의해 연결되는 다음과 같은 구성 요소, 즉 여과기의 제1 격실의 출구에 연결하기 위한 제1 루어 커넥터, 정맥 기포 트랩, 및 정맥 캐뉼러에 연결하기 위한 제2 루어 커넥터를 포함한다. 일반적으로, 처리 기계, 동맥 라인, 정맥 라인 및 여과기가 처리를 목적으로 조립될 때, 치료 기계의 제1 및 제3 압력 센서는 동맥 기포 트랩 및 정맥 기포 트랩에 각각 연결된다.

통상의 기포 트랩은 본래 사용 시에 수직으로 유지되는 긴 컨테이너이다. 이 컨테이너는 서로 인접하지 않게 배치되어 있는 혈액용 입구 및 출구를 구비한다. 또한, 상기 컨테어너는, 상측 위치에서, 압력 센서에 연결하기 위한 압력 측정 포트, 액체(예컨대, 약물 혹은 무균 식염수) 주입용 주입 포트, 및 기포 트랩의 안에 있어서 혈액의 레벨을 조정하기 위해 공기를 기포 트랩 안으로 넣거나 혹은 공기를 기포 트랩으로부터 제거하기 위한 주입 포트를 포함한다. 사용 시에, 기포 트랩은 소정 체적의 혈액을 하부에 수용하는데, 상기 하부 안에 일시적으로 정체하는 혈액은 기포 및 미세 기포가 중력에 의해 빠져 나와서 공기로 채워진 컨테이너의 상부에 모일 수 있게 한다. 따라서, 통상의 기포 트랩에는 혈액-공기 계면이 항상 존재한다.

적절한 작동을 위해 통상의 기포 트랩이 소정 체적의 혈액을 반드시 수용하여야 한다(체외 혈액 처리 중에 신체의 외부에 있는 혈액의 체적을 바람직하게 최소화하는 것과 상충됨)는 점 외에도, 기포 트랩의 사용은 영구히 존재하는 혈액-공기 계면에 기인하는 혈액의 응고 때문에 처리 기간을 비교적 짧게 제한한다. 이러한 점에서, 기포 트랩은 만성기 치료(만성 환자용 처리 기간은 대략 4시간 동안 지속된다)에 적합하지만, 집중 치료(급성 환자의 치료는 수 일간 지속될 수 있다)용으로는 사용될 수 없다.

본 발명의 목적은 통상의 체외 혈액 회로의 내부 체적보다 실질적으로 작은 내부 체적을 갖고 작동 시에 혈액-공기 계면이 존재하지 않는 체외 혈액 회로를 구성하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 처리 기계에 연결하기 쉬운 체외 혈액 회로를 구성하는 것이다.

본 발명에 따르면, 체외 혈액 회로용 유체 분배 모듈이:

● 종축을 갖는 탈기 장치로서,

- 액체용 입구를 갖는 제1 챔버;

- 소수성 막에 의해 폐쇄된 개구와 액체 배출용 출구를 갖는 제2 챔버

를 포함하고, 제1 챔버는 제2 챔버 안에서 부분적으로 연장되고 상측 통로에 의해 제2 챔버와 연통하며, 제2 챔버는 상측 통로 위로 연장되는 상류 부분과 상측 통로 아래로 연장되는 하류 부분을 포함하는 것인 탈기 장치와,

● 내부에 적어도 제1 도관과 제2 도관이 형성되어 있는 연결 구조로서,

- 제1 도관은 혈액 처리 장치로부터의 배출 튜브에 연결하기 위한 제1 단부와, 탈기 장치의 제1 챔버의 입구에 연결되는 제2 단부를 포함하고,

- 제2 도관은 탈기 장치의 제2 챔버의 출구에 연결되는 제1 단부와, 환자로의 혈액 회귀 튜브에 연결하기 위한 제2 단부를 포함하는 것인 연결 구조

를 포함한다.

본 발명의 추가적인 혹은 선택적인 특징은 다음과 같다:

- 상기 연결 구조는 그 내부에 제3 도관이 더 형성되고, 이 제3 도관은 후(後)희석 주입 튜브(8)에 연결하기 위한 제1 단부와 제1 도관에 연결되는 제2 단부를 구비한다.

- 상기 연결 구조는 그 내부에 제4 도관과 제5 도관이 더 형성되고,

- 제4 도관은 환자로부터의 혈액 인출 튜브에 연결하기 위한 제1 단부와, 연동식 펌프의 펌프 호스의 제1 단부에 연결하기 위한 제2 단부를 포함하며,

- 제5 도관은 연동식 펌프의 펌프 호스의 제2 단부에 연결하기 위한 제1 단부와, 혈액 처리 장치로의 공급 튜브에 연결하기 위한 제2 단부를 포함한다.

- 상기 연결 구조는 그 내부에 제6 도관이 더 형성되고, 제6 도관은 항응고제 튜브에 연결하기 위한 제1 단부와 제5 도관에 연결되는 제2 단부를 구비한다.

- 상기 연결 구조는 그 내부에 제7 도관이 더 형성되고, 제7 도관은 전(前)희석 주입 튜브에 연결하기 위한 제1 단부와 제4 도관에 연결되는 제2 단부를 구비한다.

- 상기 연결 구조는 제1 압력 측정 챔버를 더 포함하고, 제1 압력 측정 챔버는 가요성 막에 의해 분리되는 제1 및 제2 격실을 구비하며, 제1 격실은 제1 도관에 연결되고, 제2 격실은 가스 압력 센서에 연결하기 위한 측정 포트를 구비한다.

- 상기 연결 구조는 제2 압력 측정 챔버를 더 포함하고, 제2 압력 측정 챔버는 가요성 막에 의해 분리되는 제1 및 제2 격실을 구비하며, 제1 격실은 제4 도관에 연결되고, 제2 격실은 가스 압력 센서에 연결하기 위한 측정 포트를 구비한다.

- 상기 연결 구조는 제3 압력 측정 챔버를 더 포함하고, 제3 압력 측정 챔버는 가요성 막에 의해 분리되는 제1 및 제2 격실을 구비하며, 제1 격실은 제5 도관에 연결되고, 제2 격실은 가스 압력 센서에 연결하기 위한 측정 포트를 구비한다.

- 제1, 제2 및 제3 압력 측정 챔버의 측정 포트는 중심 축(y, z, w)을 갖고, 이들 측정 포트 중 적어도 두 개의 중심 축은 실질적으로 평행하다.

- 제1, 제2 및 제3 압력 측정 챔버 중 적어도 2개의 측정 포트의 중심 축이 탈기 장치의 종축(x)에 대해 실질적으로 수직하다.

- 상기 연결 구조는 주변부를 갖고, 이 주변부에 연결되는 적어도 하나의 소켓을 포함하며, 소켓은 튜브의 일단부를 수용하기 위한 리세스를 구비하고, 소켓은 연결 구조 내에 형성된 도관 중 어느 하나의 일단부를 형성한다.

- 상기 연결 구조는 제4 도관의 제2 단부 및 제5 도관의 제1 단부를 형성하는 제1 및 제2 소켓을 포함하며, 제1 및 제2 소켓은, 이들 두 소켓에 양단부가 수용되는 펌프 호스가 연결 구조의 구상안의 범위 내에서 측방으로 연장되는 루프를 형성하도록 위치 설정되어 있다.

본 발명에 따른 유체 분배 모듈을 포함하는 체외 혈액 회로는 여러 장점을 갖는다. 첫째, 소형이고, 체외 혈액 처리에 필요한 체외 혈액 체적을 현저히 감소할 수 있게 한다. 둘째, 유체 분배 모듈을 처리 기계 상에 장착하기 위한 혹은 사용시 유체 분배 모듈을 세팅하기 위한 어떤 특정 행위도 필요로 하지 않는다(특히, 작동 시에 탈기 장치는 액체로 채워져 있기 때문에, 탈기 장치에서 공기-혈액 계면의 높이를 조정할 필요가 없다). 셋째, 탈기 장치는 공기-혈액 계면 없이 작동하기 때문에, 통합된 혈액 회로는 오래 걸리는 처리(예컨대, 연속적인 신장 대체 치료)에 매우 적합하다.

그 밖의 본 발명의 추가적인 또는 선택적인 특징은 다음과 같다:

- 탈기 장치의 제1 챔버는 하류 부분을 구비하고, 이 하류 부분의 단면은, 탈기 장치에 연결된 체외 혈액 회로에 있어서의 최대 혈액 유량을 고려하여 제1 챔버의 하류 부분에 있어서의 혈액 속도가 소정 속도보다 작도록 선택된다.

- 제1 챔버의 하류 부분의 단면은, 약 500 ㎖/min인 체외 혈액 회로에 있어서의 최대 혈액 유량을 고려하여 제1 챔버의 하류 부분에 있어서의 혈액 속도가 약 3 m/min 미만이도록 선택된다.

- 상측 통로의 높이에 있어서 탈기 장치의 제2 챔버의 단면은, 제1 챔버의 하류 부분 내 혈액 속도와 상측 통로의 높이에 있어서 제2 챔버 내 혈액 속도의 비가 소정값 보다 크도록 선택된다.

- 상측 통로의 높이에 있어서 탈기 장치의 제2 챔버의 단면은, 제1 챔버의 하류 부분 내 혈액 속도와 상측 통로의 높이에 있어서 제2 챔버 내 혈액 속도의 비가 약 2 이상 이도록 선택된다.

탈기 장치의 제2 챔버의 하류 부분은 제1 챔버의 상부를 비대칭으로 둘러싼다.

- 제1 챔버는 탈기 장치의 종축(x)을 따라 연장되는 원통형 벽을 구비한 하류 부분을 포함하고, 제2 챔버의 하류 부분은 제1 챔버의 원통형 벽을 부분적으로 둘러싸는 원통형 벽과 탈기 장치의 종축(x)에 대하여 경사져 있는 바닥벽을 포함한다.

- 제1 챔버의 원통형 벽과 제2 챔버의 원통형 벽은 동심(同心)이다.

- 제1 챔버로부터 제2 챔버로의 액체의 유동이 제2 챔버 내에서 감소하도록, 상측 통로의 단면이 제2 챔버의 단면보다 작다.

- 탈기 장치를 통해 유동하는 액체의 유동 패턴이 소수성 막에 대해 접선방향으로 작용하는 성분을 포함하도록, 제1 챔버, 제2 챔버 및 상측 통로는 서로에 대해 배치된다.

- 탈기 장치를 통해 유동하는 액체의 유동 패턴은 우산 모양의 성분을 포함한다.

- 탈기 장치를 통해 유동하는 액체가 소수성 막의 내측 표면을 따라 이동하는 중에 기포를 계속 보유하고 있도록, 제1 챔버, 제2 챔버 및 상측 통로는 서로에 대해 배치된다.

- 제1 챔버는 하류 부분을 포함하고, 이 하류 부분의 단면은 제1 챔버와 제2 챔버 사이에 있는 상측 통로의 단면과 실질적으로 동일하다.

- 제2 챔버의 하류 부분은 제1 챔버로부터 제2 챔버로 유동하는 액체에 대한 배수로(overflow)를 형성한다.

- 제2 챔버의 상류 부분은 점차 감소하는 단면을 갖는 것으로, 단면이 큰 부분은 실질적으로 상측 통로와 높이가 같고, 단면이 작은 부분은 실질적으로 소수성 막과 높이가 같다.

- 탈기 장치의 출구는 제2 챔버에 있어서 가장 낮은 지점에 개방 형성되어 있다.

본 발명에 따른 혈액 분배 모듈의 일부분인 혈액 탈기 장치는 매우 효율적이며 시간이 지나도 효율적으로 유지된다. 또한, 소형 구성, 즉 작은 내부 체적을 허용한다. 예컨대, 상기 탈기 장치의 전체 내부 체적이 통상의 기포 트랩의 혈액 체적의 대략 절반 정도이도록 구성할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은,

- 전술한 바와 같은 유체 분배 모듈;

- 제4 도관의 제2 단부에 연결되는 제1 단부와, 제5 도관의 제1 단부에 연결되는 제2 단부를 구비하는 펌프 호스;

- 제4 도관의 제1 단부에 연결되는 혈액 인출 튜브;

- 제5 도관의 제2 단부에 연결되는 혈액 처리 장치로의 공급 튜브;

- 제1 도관의 제1 단부에 연결되는 혈액 처리 장치로부터의 배출 튜브; 및

- 제2 도관의 제2 단부에 연결되는 혈액 회귀 튜브

를 포함하는 체외 혈액 회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 그 밖의 특징 및 장점은 후술하는 상세한 설명을 읽음으로써 명백해질 것이다. 첨부 도면을 참조하라.

도 1은 본 발명에 따른 체외 혈액 회로의 제1 실시예의 일부분을 보여주는 정면도.

도 2는 본 발명에 따른 체외 혈액 회로의 제2 실시예의 일부분을 보여주는 정면도.

도 3은 본 발명에 따른 체외 혈액 회로의 제3 실시예의 일부분을 보여주는 정면도.

도 4는 본 발명에 따른 체외 혈액 회로용 혈압 측정 챔버의 단면도.

도 5는 탈기 장치의 중심 종축을 포함하고 도면에 평행한 평면을 따라 취한, 도 1 내지 도 3에 도시된 체외 혈액 회로의 탈기 장치의 제1 단면도.

도 6은 탈기 장치의 중심 종축을 포함하고 도면에 수직한 평면을 따라 취한, 도 1 내지 도 3에 도시된 체외 혈액 회로의 탈기 장치의 제2 단면도.

도 7은 도 1 내지 도 3에 도시된 체외 혈액 회로의 탈기 장치의 측면도.

도 8은 본 발명에 따른 체외 혈액 회로용 탈기 장치의 제2 실시예의 단면도.

도 9는 도 8에 도시된 탈기 장치의 정면도.

도 1에 도시된 체외 혈액 회로는 유체 분배 모듈(1)을 포함하고, 이 유체 분배 모듈에는 펌프 호스(2)가 연결되어 있으며, 다양한 액체를 유체 분배 모듈(1)로 그리고 유체 분배 모듈(1)로부터 이송하기 위한 튜브(3 내지 8)가 연결되어 있다.

유체 분배 모듈(1)은 연결 구조(10)와 이 연결 구조에 연결된 탈기 장치(11)를 포함한다. 탈기 장치(11)는 중심 종축(x)을 갖는데, 이 중심 종축은 유체 분배 모듈(1)이 작동 위치에 있을 때 실질적으로 수직하다. 탈기 장치(11)는 액체용 입구를 구비한 제1 챔버(12)와, 상기 제1 챔버(12)에 연통하고 액체 배출용 출구 포트(15)가 설치되어 있는 제2 챔버(14)를 포함한다. 도 5 내지 도 7을 참조하여 탈기 장치(11)를 보다 상세히 설명할 것이다.

연결 구조(10)는 실질적으로 편평한 몸체(16)와, 일부분이 상기 편평한 몸체(16)와 일체로 형성되어 있는 제1 압력 측정 챔버(17) 및 제2 압력 측정 챔버(18), 그리고 상기 편평한 몸체(16)와 일체로 형성된 6개의 도관(20, 21, 22, 23, 24, 25)을 포함한다.

상기 편평한 몸체(16)는 전방측(도면에 명백히 나타나 있음); 상기 전방측의 반대편에 있는 후방측; 하측 림(31) 및 상측 림(32)을 포함하는 상측 에지; 하측 림(33) 및 상측 림(34)을 포함하는 하측 에지; 좌측 측방 에지(35); 및 우측 측방 에지(36)를 포함한다. 좌측 측방 에지(35)와 우측 측방 에지(36)는 평행하고, 상측 에지 및 하측 에지의 하측 림(31, 33) 및 상측 림(32, 34)에 대해 수직하다.

각 압력 측정 챔버(17, 18)는 중심 축(y, z)을 갖는 디스크 모양의 케이싱을 포함하는데; 제1 압력 측정 챔버(17)의 중심 축(y)은 탈기 장치(11)의 중심 종축(x)과 교차하고; 중심 축(y, z)은 평행하며, 유체 분배 모듈(1)이 작동 위치에 있을 때 실질적으로 수평한 동일 평면 내에 놓인다.

도 4에 분명히 나타나 있는 바와 같이, 제1 압력 측정 챔버(17)의 디스크 모양의 케이싱은 [연결 구조(10)의 편평한 몸체(16)와 일체로 형성된] 베이스부(40)와, 케이싱의 내부를 혈액 격실(47)과 공기 격실(48)로 나누는 원형 가요성 막(42)을 주변부에서 고정하도록 구성되어 있는 덮개(41)를 포함한다. 막(42)은 편평한 원형 중심부(43)를 포함하는데, 이 중심부는 부분적으로 토로이드(toroid) 형상인 표면을 갖는 환형부(44)에 연결되고, 나아가 폭이 좁고 편평한 주변 환형부(45)에 연결되며, 끝으로 주변 O-링(46)에 연결된다. 베이스부(40)와 덮개(41)의 주변 영역은 베이스부와 덮개 사이에 링형 공간(49)을 형성하도록 형성되어 있으며, 상기 링형 공간에는 막(42)을 둘러싸는 O-링(46)이 수납 및 압착되어 있어, 혈액 격실(47)과 공기 격실(48) 사이의 기밀한 분리를 보장할 수 있다. 혈액 격실(47)은 입구 포트와 출구 포트(도시 생략)를 포함한다. 공기 격실(48)은 투석기의 압력 센서에 연결하기 위한 측정 포트(50)를 포함한다.

압력 측정 챔버(17, 18)의 측정 포트(50)는 연결 구조(10)의 편평한 몸체(16)의 후방측에 개방 형성되어 있다.

도 4에 도시된 혈압 측정 챔버는 양(陽)의 혈압을 측정하도록 되어 있는데, 이는 막(42)이 그 볼록면이 혈액 격실(47)에 면하도록 케이싱에 장착(이는 막의 최대 변형을 허용한다)되어 있기 때문이다. 음(陰)의 압력을 측정하도록 되어 있는 혈압 측정 챔버[압력 측정 챔버(18)]에 있어서, 막(42)은 그 볼록면이 공기 격실(48)에 면하도록 케이싱에 장착되어 있다.

연결 구조(10)의 편평한 몸체(16)에 일체로 형성된 도관은 이하의 것을 포함한다:

● 상기 편평한 몸체(16)의 상측 에지의 상측 림(32)에 개방 형성된 제1 단부와, 제1 (양의) 압력 측정 챔버(17)의 혈액 격실(47)의 제1 입구에 연결되는 제2 단부를 구비한 제1 도관(20). 제1 도관(20)의 제1 단부에는 혈액 배출 튜브(7)의 제1 단부가 수납 및 접착되는 소켓(51)이 끼워 맞춰진다. 혈액 배출 튜브(7)는 혈액 처리 장치(예컨대, 혈액 투석기/혈액 여과기)의 혈액 출구에 연결하기 위해 루어(Luer) 커넥터가 끼워 맞춰져 있는 제2 단부를 구비한다. 이러한 구성으로 인해, 압력 측정 챔버(17)는 처리된 혈액을 환자에게로 회귀시키는 체외 혈액 회로의 부분에서 혈액 처리 장치의 하류의 혈압(대개 "정맥 압력"이라 함)을 측정하는데 사용된다.

● 상기 편평한 몸체(16)의 상측 에지의 하측 림(31)에 개방 형성된 제1 단부와, 상기 편평한 몸체(16)의 하측 에지의 상측 림(34)에 개방 형성된 제2 단부를 구비한 제2 도관(21). 제2 도관(21)의 탈기 장치(11)의 제2 챔버(14)의 출구 포트(15)에 연결된다. 제2 도관(21)의 제2 단부에는 혈액 회귀 튜브(6)(대개 "정맥 라인"이라 함)의 제1 단부가 수납 및 접착되는 소켓(52)이 끼워 맞춰진다. 혈액 회귀 튜브(6)는 누공 바늘(fistula needle)에 연결하기 위해 루어 커넥터가 끼워 맞춰져 있는 제2 단부를 구비한다.

● 상기 편평한 몸체(16)의 상측 에지의 상측 림(32)에 개방 형성된 제1 단부와, 양의 압력 측정 챔버(17)의 혈액 격실(47)의 제2 입구에 연결되는 제2 단부를 구비한 제3 도관(22). 제3 도관(22)의 제1 단부에는 후-희석 주입 튜브(8)의 제1 단부가 수납 및 접착되는 소켓(53)이 끼워 맞춰진다.

● 상류 부분(23a)과 하류 부분(23b)을 포함하는 제4 도관(23).

상류 부분(23a)은 상기 편평한 몸체(16)의 하측 에지의 상측 림(34)에 개방 형성된 제1 단부와, 제2 (음의) 압력 측정 챔버(18)의 혈액 격실(47)의 입구에 연결되는 제2 단부를 구비한다. 상류 부분(23a)의 제1 단부에는 혈액 인출 튜브(5)(대개 "동맥 라인"이라 함)의 제1 단부가 수납 및 접착되는 소켓(54)이 끼워 맞춰진다. 혈액 인출 튜브(5)는 누공 바늘에 연결하기 위해 루어 커넥터가 끼워 맞춰져 있는 제2 단부를 구비한다.

하류 부분(23b)은 제2 (음의) 압력 측정 챔버(18)의 혈액 격실(47)의 출구에 연결되는 제1 단부와, 상기 편평한 몸체(16)의 우측 측방 에지(36)에 개방 형성된 제2 단부를 구비한다. 하류 부분(23b)의 제2 단부에는 펌프 호스(2)의 제1 단부가 수납 및 접착되는 소켓(55)이 끼워 맞춰진다. 소켓(55)은 연결 구조(10)의 상측 에지에 가까이 있다.

이러한 구성으로 인해, 압력 측정 챔버(18)는 처리할 혈액을 환자로부터 인 출하는 체외 혈액 회로의 부분에서 혈액 펌프의 상류의 혈압(대개 "동맥 압력"이라 함)을 측정하는 데 사용된다.

● 상기 편평한 몸체(16)의 우측 측방 에지(36)에 개방 형성된 제1 단부와, 상기 편평한 몸체(16)의 하측 에지의 하측 림(33)에 개방 형성된 제2 단부를 구비하는 제5 도관(24). 제5 도관(24)의 제1 단부에는 펌프 호스(2)의 제2 단부가 수납 및 접착되는 소켓(56)이 끼워 맞춰진다. 소켓(56)은 연결 구조(10)의 하측 에지의 하측 림(33)에 가까이 있다. 제5 도관(24)의 제2 단부에는 혈액 공급 튜브(4)의 제1 단부가 수납 및 접착되는 소켓(57)이 끼워 맞춰진다. 혈액 공급 튜브(4)는 혈액 처리 장치(예컨대, 혈액 투석기/혈액 여과기)의 혈액 입구에 연결하기 위해 루어 커넥터가 끼워 맞춰진 제2 단부를 구비한다.

펌프 호스(2)의 제1 단부 및 제2 단부가 각각 수납 및 접착되는 소켓(55 및 56)은, 펌프 호스(2)가 실질적으로 연결 구조(10)의 편평한 몸체(16)와 동일한 평면에 놓이도록, 그리고 펌프 호스(2)가 혈액 처리 기계의 연동식 펌프의 회전자와 협동하도록 되어 있는 루프를 형성하도록, 간격을 두고 배치되어 있고 배향되어 있다.

● 제5 도관(24)에 연결되는 제1 단부와, 상기 편평한 몸체(16)의 하측 에지의 하측 림(33)에 개방 형성된 제2 단부를 구비하는 제6 도관(25). 제6 도관(25)의 제2 단부에는 항응고제 튜브(3)의 제1 단부가 수납 및 접착되는 소켓(58)이 끼워 맞춰진다. 항응고제 튜브(3)는 항응고제 펌프의 출구에 연결하기 위해 루어 커넥터가 끼워 맞춰진 제2 단부를 구비한다.

연결 구조(10)는 혈액 처리 기계에 대해 해제 가능하게 연결하기 위해 고정 수단을 더 포함한다. 상기 고정 수단은 연결 구조(10)의 우측 측방 에지(36)로부터 바깥쪽으로 돌출하는 2개의 소켓(55, 56)과, 연결 구조(10)의 좌측 측방 에지(35)로부터 바깥쪽으로 돌출하는 스터드(stud)(60)를 포함한다. 이러한 3개의 돌출 요소는 혈액 처리 기계의 전방 패널 상에 있는 3개의 대응 클램프와 협동하도록 되어 있다.

도 2에 도시된 체외 혈액 회로는 이하에 기술한 점에서 도 1에 도시된 체외 혈액 회로와 실질적으로 다르다:

- 제1 도관(20)의 제1 단부는 편평한 몸체(16)의 하측 에지의 상측 림(34)에 개방 형성되어 있다.

- 제4 도관의 하류 부분(23b)의 제2 단부[소켓(55)]는 편평한 몸체(16)의 우측 측방 에지(36)에 개방 형성되어 있고, 연결 구조(10)의 하측 에지의 하측 림(33)에 가까이 있다.

- 제5 도관(24)의 제1 단부[소켓(56)]는 편평한 몸체(16)의 우측 측방 에지(36)에 개방 형성되어 있고, 연결 구조(10)의 상측 에지의 하측 림(31)에 가까이 있으며[그 결과, 소켓(56)은 소켓(55) 위에 있다]; 제5 도관(24)의 제2 단부[소켓(57)]는 편평한 몸체(16)의 상측 에지의 상측 림(32)에 개방 형성되어 있다.

- 제5 도관(24)에 연결되는 제1 단부와, 편평한 몸체(16)의 상측 에지의 하측 림(31)에 개방 형성된 제2 단부를 구비하는 제7 도관(26)을 더 포함한다. 제7 도관(26)의 제2 단부에는 전-희석 주입 튜브(9)의 제1 단부가 수납 및 접착되는 소 켓(59)이 끼워 맞춰진다.

또한, 도 2에 도시된 체외 혈액 회로의 연결 구조(10)는 후-희석 주입용 제3 도관을 포함하지 않는다.

도 3에 도시된 체외 혈액 회로는 이하에 기술한 점에서 도 1에 도시된 체외 혈액 회로와 실질적으로 다르다:

- 연결 구조(10)는 편평한 몸체(16)에 부분적으로 일체로 형성된 제3 압력 측정 챔버(19)를 포함한다. 제3 압력 측정 챔버(19)는 연결 구조(10)의 편평한 몸체(16)에 대하여 2개의 다른 압력 측정 챔버(17, 18)와 유사하게 위치 설정되어 있으며, 즉 제3 압력 측정 챔버는 그 중심 축(w)이 편평한 몸체(16)에 수직하고 그 측정 포트(50)가 편평한 몸체(16)의 후방측에 개방 형성되어 있다. 제3 압력 측정 챔버(18)는 양의 압력, 즉 펌프 호스(2)의 바로 하류에 있어서의 혈압을 측정하는데 사용된다는 점에서, 혈액 회귀 튜브(6)에 연결되는 압력 측정 챔버(17)와 유사하다. 제5 도관(24)은 펌프 호스(2)의 제2 단부를 압력 측정 챔버(19)의 혈액 챔버의 입구에 연결하는 상류 부분(24a)과, 압력 측정 챔버(19)의 혈액 챔버의 출구를 혈액 처리 장치의 공급 튜브(4)에 연결하는 하류 부분(24b)을 포함한다.

- 압력 측정 챔버(19)의 혈액 챔버의 입구에 연결되는 제1 단부와, 편평한 몸체(16)의 상측 에지의 상측 림(32)에 개방 형성된 제2 단부를 구비하는 제7 도관(26)을 더 포함한다. 제7 도관(26)의 제2 단부에는 전-희석 주입 튜브(9)의 제1 단부가 수납 및 접착되는 소켓(59)이 끼워 맞춰진다. 따라서, 도 3에 도시된 유체 분배 모듈(1)은 혈액 처리 장치의 상류(전-희석) 및 하류(후-희석)에 있어서 체외 혈액 회로에 약물을 주입하는 것을 허용한다.

- 편평한 몸체(16)의 우측 측방 에지는 함몰 림(37)과 돌출 림(38)을 포함하고, 제6 도관(25)은 압력 측정 챔버(19)의 혈액 챔버의 입구에 연결되는 제1 단부와, 함몰 림(37)을 상기 편평한 몸체(16)의 우측 측방 에지의 돌출 림(38)에 연결하는 부분에 개방 형성된 제2 단부를 구비한다.

유체 분배 모듈(1)의 혈액 탈기 가스(11)는 도 5, 도 6 및 도 7에 상세히 도시되어 있다.

유동 방향에 있어서, 탈기 장치(11)의 제1 챔버(12)는 나팔 모양으로 벌어진 절두(截頭) 원추형 벽(70)에 의해 경계가 정해지는 상류 부분과, 절두 원추형 벽(70)에 연결된 원통형 벽(71)을 포함한다. 제1 챔버(12)의 상류 부분과 하류 부분은 모두 탈기 장치(11)의 종축(x)에 중심을 두고 있는데, 상기 종축은 전술한 바와 같이 탈기 장치(11)가 작동 위치에 있을 때 실질적으로 수직한 것이다. 절두 원추형 벽(70)의 하측 림은 탈기 장치(11)의 입구(13)를 형성한다. 원통형 벽(71)의 상측 림은 제1 챔버(12)와 제2 챔버(14) 사이에서 개구 또는 통로(72)를 형성한다.

유동 방향에 있어서, 탈기 장치(11)의 제2 챔버(14)는 통로(72) 위로 연장되는 디스크형 상류 부분과, 통로(72) 아래로 연장되어 제1 챔버(12)의 하류 부분을 부분적으로 그리고 비대칭으로 둘러싸는 하류 부분을 포함한다. 제2 챔버(14)의 하류 부분은 제1 챔버(12)의 원통형 벽(71)과 동심인 원통형 벽(73)에 의해, 그리고 종축(x)에 대하여 약 45°로 경사진 실질적으로 편평한 바닥벽(74)에 의해 경계 가 정해진다. 경사진 바닥벽(74)의 최고점은 원통형 벽(73)의 림에 가까이 있다. 이상과 같이 제1 챔버(12)와 제2 챔버(14)의 하류 부분을 각각 구성함으로써, 제2 챔버(14)는 제1 챔버(12)로부터 제2 챔버(14)로 유동하는 액체에 대한 배수로(overflow)를 형성하게 된다. 탈기 장치(11)의 출구 포트(15)는 바닥벽(74)의 최저점에서 제2 챔버(14)의 바닥벽(74)에 연결되는 관형 벽(75)을 포함한다. 출구 포트(15)는 바닥벽(74)으로부터 하향 연장되고, 출구 포트(15)의 중심 축은 탈기 장치(11)의 중심 축(x)에 대해 실질적으로 평행하다.

제2 챔버(14)의 형상[원통형 벽(73)이 경사진 바닥벽(74)에 연결됨]으로 인해, 그리고 출구 포트(15)를 바닥벽(74)의 최저점에 연결하는 것으로 인해, 혈액용으로 의도된 탈기 장치에 특히 유익한 2가지 특징이 얻어지는데, 즉 제1 챔버 혹은 제1 챔버의 상류측 원통 부분만을 완전하게 그리고 대칭으로 둘러싸고, 탈기 장치의 종축에 실질적으로 수직한 바닥벽을 갖는 제2 챔버에 비하여, 도면에 도시된 구성은 탈기 장치가 최소의 내부 체적을 갖는 것을 허용하며, 탈기 장치를 통해 순환되는 액체와 관련한 대응 정체 영역이 존재하지 않는다는 것이다. 본 발명에 이르게 된 연구 작업 중에, 제2 챔버가 제1 챔버를 완전히 둘러싸는 경우에, 그리고 바닥벽이 탈기 장치의 종축에 실질적으로 수직한 경우에, 출구 포트의 반대편에 위치한 제2 챔버에 있어서 대응 정체 영역이 나타나는 것으로 관찰되었다.

제2 챔버(14)의 디스크형 상류 부분은 제2 챔버(14)의 원통형 벽(73)의 상측 림 상에 끼워 맞춰진 캡슐 모양의 덮개(76) 내에 형성된다. 보다 구체적으로, 제2 챔버(14)의 디스크형 상류 부분은, 절두 원추형 내측면을 구비한 덮개(76)의 내측 둘레벽(77)과, 덮개(76) 내에 내측 환형 숄더(79)에 의해 형성된 제2 챔버(14)의 개구를 폐쇄하는 원형 소수성 막(78)에 의해 경계가 정해진다. 소수성 막(78)은 그 주변부가 내측 환형 숄더(79)에(예컨대, 접착에 의해) 고정되고, 탈기 장치(11)의 중심 축(x)에 수직하다. 보다 구체적으로, 캡슐 모양의 덮개(76)는 내측 둘레벽(77)과 외측 둘레벽(81)에 연결된 원형의 편평한 상측벽(80)을 포함한다. 내측 둘레벽(77)과 외측 둘레벽(81)의 사이에는 제2 챔버(14)의 원통형 벽(73)의 상측 림에 상응하게 홈(82)이 형성되어 있어, 덮개(76)는 원통형 벽(73)의 림에 맞물릴 수 있고, 예컨대 접착에 의해 상기 림에 고정될 수 있다. 또한, 덮개(76)는 원형의 편평한 상측벽(80)의 중앙에 통기공(83)이 마련되어 있다. 소수성 막(78)이 양의 압력을 받아 변형될 수 있도록, 환형 숄더(79)는 덮개(76)의 상측벽(80)으로부터 간격을 두고 배치되어 있다. 덮개(76)의 상측벽(80)은 실질적으로 소수성 막(78)을 외부 바람에 대하여 보호한다.

이와 같이 제1 챔버(12)와 제2 챔버(14)를 각각 구성함으로써, 탈기 장치(11)를 통해 순환되는 액체는 제1 챔버(12) 내에서의 길이방향 성분과, 제2 챔버(14)의 상류 부분 내에서의 반경방향 성분에 의해 우산 패턴을 나타내게 된다. 유동의 반경방향 성분은 소수성 막(78)을 접선방향으로 스윕(sweep)하고, 소수성 막의 내측면을 따라 혈액 거품이 형성되지 못하게 하면서, 기포 및 미세 기포가 소수성 막을 통해 빠져나갈 때까지 이들이 소수성 막을 따라 일정하게 이동하도록 유지시키는데 도움을 준다.

체외 혈액 회로 내에서의 최대 혈액 유량을 고려하여 제1 챔버(12)의 하류측 원통형 부분[벽(71)]의 직경을 선택할 뿐만 아니라, 제1 챔버(12)의 크기[원통형 벽(71)의 직경]를 고려하여 제2 챔버(14)의 크기[원통형 벽(73)의 직경]를 선택함으로써, 본 발명에 따른 탈기 장치의 효율을 최적화할 수 있으며, 이로 인해 다음과 같은 결과를 얻게 된다:

- 제1 챔버(12)에 있어서 액체의 최대 속도(체외 혈액 회로에 있어서 최대 혈액 유량에 상응함)는, 결코 기포 및 미세 기포가 소수성 막(78)을 향하여 이동하지 못하게 할 정도로, 그리고 기포 및 미세 기포를 출구 포트(15)로 방출할 정도로 크지 않다;

- 제2 챔버에 들어가는 액체의 속도는, 기포 및 미세 기포가 소수성 막(78)을 향한 중력에 의해 이동할 수 있는 범위로 감소된다.

본 발명에 이르게 된 연구 중에, 예컨대, 체외 혈액 회로 내의 최대 혈액 유량이 500 ㎖/min인 경우, 제1 챔버(12)의 하류 부분[원통형 벽(71)] 내에 있어서 혈액의 최적 속도가 3 m/min이어야 하고, 제1 챔버(12)의 하류 부분 내 혈액 속도와 통로(72)의 높이에 있어서 제2 챔버(14) 내 혈액 속도의 최적의 비는 적어도 약 2이어야 한다고 결정되었다.

탈기 장치(11)의 프로토타입은 성형 폴리카보네이트로 제조되었으며: 제1 챔버(12)의 하류 부분[원통형 벽(71)]의 직경은 16 mm 이었고; 통로(72) 높이에 있어서 제2 챔버(14)의 내경은 19 mm 이었으며; 통로(72) 높이에 있어서 제2 챔버(14)의 외경은 32 mm 이었고, 소수성 막(78)(유용한 표면)의 직경은 27 mm 이었으며; 통로(72)와 소수성 막(78) 사이의 거리는 5 mm 이었다. 소수성 막은 폴리테트라플 루오로에틸렌으로 제조되고, 두께가 0.13 mm 이었으며 기공 크기가 0.2 ㎛ 이었다.

탈기 장치(11)의 프로토타입에 연결된 혈액 여과기를 포함하는 폐쇄 루프 회로에서 소의 혈액을 500 ㎖/min의 유량으로 순환시켰다. 탈기 장치 내에서 혈액의 속도는 다음과 같았다:

- 제1 챔버(12)의 하류측 원통형 부분에서 2.5 m/min;

- 통로(72)와 소수성 막(78) 사이에서 2 m/min;

- 제2 챔버(14)의 하류 부분, 즉 통로(72) 높이의 바로 아래에서 1 m/min;

- 제2 챔버(14)의 하류 부분, 즉 출구 포트(15)의 바로 상류에서 2 m/min.

탈기 장치에 있어서 압력은 50 mmHg 이었다. 4시간 후, 혈액 여과기의 상류에서 상기 회로에 5 ㎖의 공기를 주입하였다. 15분 후, 상기 회로에 주입된 공기는 탈기 장치(11)에 의해 전부 제거되었다.

도 8 및 도 9는 도 1 내지 도 3에 도시된 유체 분배 모듈에 탈기 장치(11)의 대체물로서 장착될 수 있는 탈기 장치(85)를 보여준다.

제2 챔버(14)의 경계를 정하는 원통형 벽(73)에 덮개(86)가 연결되는 방식에 있어서, 그리고 덮개(86) 내에서 소수성 막(78)의 위치에 있어서, 탈기 장치(85)와 탈기 장치(11)는 실질적으로 다르다. 덮개(86)는 약간 절두 원추형인 벽(87)과 편평한 상측벽(80)을 포함한다.

덮개(86)의 절두 원추형 벽(87)의 하측 림은 환형 내측 래빗(rabbet)을 포함한다. 덮개(86)가 원통형 벽(73)과 맞물려 원통혁 벽(73)과 기밀한 조인트를 형성할 수 있도록, 제2 챔버(14)의 원통형 벽(73)의 상측 림은 상응하는 환형 외측 래 빗을 포함한다. 덮개(86)가 원통형 벽(73) 상에 맞물릴 때 이들의 내측면이 동일 평면 상에 위치하도록, 덮개(86)의 림과 원통형 벽(73)의 림의 치수가 정해진다.

또한, 탈기 장치(85)에 있어서, 소수성 막(78)이 덮개(86) 내에서 고정되는 환형 숄더(79)는 덮개(86)의 상측벽(80)에 가까이 있다. 소수성 막(78)은 덮개(86)의 상측벽(80)에 맞닿게 될 때까지, 양의 압력을 받아 변형될 수 있다. 따라서, 덮개(76)는 소수성 막(78)을 외부 바람에 대해서 뿐만 아니라 높은 양의 압력으로부터도 보호한다.

후술하는 재료는 본 발명에 따른 체외 혈액 회로를 제조하는데 적합하다:

- 연결 구조(10)[즉, 편평한 몸체(16), 압력 측정 챔버(17, 18, 19)의 베이스부(40), 편평한 몸체에 일체로 형성된 도관(20, 21, 22, 23, 24, 25, 26)], 압력 측정 챔버(17, 18, 19)의 덮개(41), 및 탈기 장치(11)는 성형 폴리카보네이트로 제조될 수 있다.

- 압력 측정 챔버(17, 18, 19)의 가요성 막(42)은 스티렌 에틸렌 및 부틸렌 스티렌의 혼합물로 제조될 수 있다.

- 소수성 막(78)은 폴리테트라플루오로에틸렌으로 제조될 수 있다.

- 연결 구조(10)에 연결된 다양한 튜브(3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) 뿐만 아니라 펌프 호스(2)도 폴리염화비닐로 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 체외 혈액 회로(도 3 참조)와 혈액 투석기의 작동은 다음과 같다.

치료 시기 이전에, 연결 구조(10)의 좌측 및 우측에서 돌출하는 2개의 소 켓(55, 56) 및 스터드(60)를 혈액 처리 기계의 3개의 대응 클램프에 결합시켜, 탈기 장치(11)가 상측에 위치하는 상태에서 유체 분배 모듈(1)을 실질적으로 수직한 방식으로 유지시킴으로써, 유체 분배 모듈(1)은 처리 기계(도시 생략)의 전방 패널에 고정된다. 처리 기계에 장착된 3개의 압력 센서는 가스 측정 포트(50)를 통해 3개의 압력 측정 챔버(17, 18, 19)에 연결된다. 펌프 호스(2)는 상기 처리 기계의 일부분인 연동식 펌프의 원형 레이스와 회전자 사이에 결합된다. 혈액 공급 튜브(4)는 혈액 투석기의 혈액 격실의 입구에 연결되고, 혈액 배출 튜브(7)는 혈액 투석기의 혈액 격실의 출구에 연결된다. 무균 식염수 백을 혈액 인출(동맥) 튜브(5)에 연결하고, 노폐물 수집 백을 혈액 회귀(정맥) 튜브(6)에 연결한다. 체외 혈액 회로를 세정하고, 체외 혈액 회로를 무균 식염수로 채우며, 체외 혈액 회로로부터 공기를 제거하기 위해, 무균 식염수는 연동식 펌프에 의해 무균 식염수 백으로부터 동맥 튜브(5), 제2 및 제3 압력 측정 챔버(18, 19), 혈액 공급 튜브(4), 혈액 투석기의 혈액 격실, 혈액 배출 튜브(7), 제1 압력 측정 챔버(17), 탈기 장치(11) 및 정맥 튜브(6) 안으로, 그리고 노폐물 수집 백으로 펌핑된다[대개 체외 혈액 회로의 "사전 준비(priming)"라 불리우는 준비 단계]. 이러한 과정을 마쳤을 때, 탈기 장치(11) 내에 공기가 존재하지 않는다. 그 후, 환자의 혈관에 동맥 튜브(5)를 연결하고, 혈액은 체외 혈액 회로 안으로 펌핑되며, 이로 인해 무균 식염수는 정맥 튜브(6)에서 나와 노폐물 수집 백 안으로 유동하게 된다. 혈액이 정맥 튜브(6)의 단부에 도달할 때, 정맥 튜브(6)를 환자의 혈관에 연결하면, 실제 혈액 처리가 시작될 수 있다.

탈기 장치(11)에 있어서, 혈액은 입구(13)를 경유하여 제1 챔버(12)에 들어가고, 제1 챔버(12)를 통해 유동하며, 제2 챔버(14) 안으로 주입되고, 출구 포트(15)를 경유하여 탈기 장치(11)를 나간다. 통로(72)의 높이에 있어서 제2 챔버(14)의 단면이 통로(72)의 실제 단면보다 실질적으로 크기 때문에, 혈액이 제2 챔버(14)에 들어갈 때 혈액의 유동이 실질적으로 줄어든다. 이는 혈액 내에 존재할 수도 있는 기포 및 미세 기포가 중력에 의해 소수성 막(78)을 향하여 상향 이동하는 것을 돕는다. 또한, 혈액은 제1 챔버(12)의 원통형 벽(71)에 의해 소수성 막(78)을 향하여 안내되고 이 소수성 막으로부터 덮개(76)의 절두 원추형 둘레벽(77)을 향하여 안내되므로, 혈액의 전체 유동 패턴은 소수성 막(78)에 대해 접선방향으로 작용하는 성분에 의해 우산 모양을 갖는다. 따라서, 소수성 막(78)은 영구적으로 스윕되고, 소수성 막(78)의 내측면 상에 정적(靜的)인 혈액 거품의 층이 형성되는 것을 방지한다. 그 대신에, 기포 및 미세 기포는 소수성 막(78) 부근에서 영구히 이동하는 상태로 유지되고, 기포 및 미세 기포는 제2 챔버(14)에 들어간 직후에 소수성 막을 통과한다.

전술한 본 발명의 다양한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 실시예에 한정되지 않는다.

Claims

유체가 체외 혈액 처리 장치를 통하여 환자로부터 그리고 환자로 순환하는 것을 야기시키고 이를 모니터링하는 유체 분배 모듈(1)로서,

탈기 장치(11)와 연결 구조(10)를 포함하고,

상기 탈기 장치는,

- 액체용 입구(13)를 갖는 제1 챔버(12);

- 소수성 막(78)에 의해 폐쇄된 개구와 액체 배출용 출구(15)를 갖는 제2 챔버(14)를 포함하며,

제1 챔버(12)는 제2 챔버(14) 안에서 부분적으로 연장되고 상측 통로(72)에 의해 제2 챔버와 연통하며, 제2 챔버(14)는 상측 통로(72) 위로 연장되는 상류 부분과 상측 통로(72) 아래로 연장되는 하류 부분을 포함하는 것이고,

상기 연결 구조는 그 내부에 적어도 제1 도관(20)과 제2 도관(21)이 형성되어 있으며,

- 제1 도관(20)은 체외 혈액 처리 장치로부터의 배출 튜브(7)에 연결하기 위한 제1 단부와, 탈기 장치(11)의 제1 챔버(12)의 입구(13)에 연결되는 제2 단부를 포함하고,

- 제2 도관(21)은 탈기 장치(11)의 제2 챔버(14)의 출구(15)에 연결되는 제1 단부와, 환자로의 혈액 회귀 튜브(6)에 연결하기 위한 제2 단부를 포함하는 것인 유체 분배 모듈.
제1항에 있어서, 상기 연결 구조(10)는 그 내부에 제3 도관(22)이 더 형성되어 있고, 상기 제3 도관은 후(後)희석 주입 튜브(8)에 연결하기 위한 제1 단부와 상기 제1 도관(20)에 연결되는 제2 단부를 구비하는 것인 유체 분배 모듈.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연결 구조(10)는 그 내부에 제4 도관(23)과 제5 도관(24)이 더 형성되어 있고,

- 제4 도관(23; 23a, 23b)은 환자로부터의 혈액 인출 튜브(5)에 연결하기 위한 제1 단부와, 연동식 펌프의 펌프 호스(2)의 제1 단부에 연결하기 위한 제2 단부를 포함하며,

- 제5 도관(24; 24a, 24b)은 연동식 펌프의 펌프 호스(2)의 제2 단부에 연결하기 위한 제1 단부와, 혈액 처리 장치로의 공급 튜브(4)에 연결하기 위한 제2 단부를 포함하는 것인 유체 분배 모듈.
제3항에 있어서, 상기 연결 구조(10)는 그 내부에 제6 도관(25)이 더 형성되어 있고, 상기 제6 도관은 항응고제 튜브(3)에 연결하기 위한 제1 단부와 상기 제5 도관(24)에 연결되는 제2 단부를 구비하는 것인 유체 분배 모듈.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 연결 구조(10)는 그 내부에 제7 도관(26)이 더 형성되어 있고, 상기 제7 도관은 전(前)희석 주입 튜브(9)에 연결하기 위한 제1 단부와 상기 제4 도관(23; 23a, 23b)에 연결되는 제2 단부를 구비하는 것인 유체 분배 모듈.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 구조(10)는 제1 압력 측정 챔버(17)를 더 포함하고, 상기 제1 압력 측정 챔버는 가요성 막(42)에 의해 분리되는 제1 격실(47) 및 제2 격실(48)을 구비하며, 상기 제1 격실(47)은 상기 제1 도관(20)에 연결되고, 상기 제2 격실(48)은 가스 압력 센서에 연결하기 위한 측정 포트(50)를 구비하는 것인 유체 분배 모듈.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 구조(10)는 제2 압력 측정 챔버(18)를 더 포함하고, 상기 제2 압력 측정 챔버는 가요성 막(42)에 의해 분리되는 제1 격실(47) 및 제2 격실(48)을 구비하며, 상기 제1 격실(47)은 상기 제4 도관(23)에 연결되고, 상기 제2 격실(48)은 가스 압력 센서에 연결하기 위한 측정 포트(50)를 구비하는 것인 유체 분배 모듈.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 구조(10)는 제3 압력 측정 챔버(19)를 더 포함하고, 상기 제3 압력 측정 챔버는 가요성 막(42)에 의해 분리되는 제1 격실(47) 및 제2 격실(48)을 구비하며, 상기 제1 격실(47)은 상기 제5 도관(24)에 연결되고, 상기 제2 격실(48)은 가스 압력 센서에 연결하기 위한 측정 포트(50)를 구비하는 것인 유체 분배 모듈.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제1, 제2 및 제3 압력 측정 챔버(17, 18, 19)의 측정 포트(50)는 중심 축(y, z, w)을 갖고, 이들 측정 포트(50) 중 적어도 두 개의 중심 축(y, z, w)은 실질적으로 평행한 것인 유체 분배 모듈.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제1, 제2 및 제3 압력 측정 챔버(17, 18, 19) 중 적어도 2개의 측정 포트(50)의 중심 축(y, z, w)이 탈기 장치(11)의 종축(x)에 대해 실질적으로 수직한 것인 유체 분배 모듈.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 구조(10)는 주변부를 갖고, 이 주변부에 연결되는 적어도 하나의 소켓(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59)을 포함하며, 상기 소켓(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59)은 튜브(2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)의 일단부를 수용하기 위한 리세스를 구비하고, 상기 소켓은 연결 구조(10) 내에 형성된 도관(20, 21, 22, 23, 24, 25, 26) 중 어느 하나의 일단부를 형성하는 것인 유체 분배 모듈.
제11항에 있어서, 상기 연결 구조(10)는 제1 소켓(55) 및 제2 소켓(56)을 포함하며, 제1 소켓(55)은 제4 도관(23)의 제2 단부를 형성하고 제2 소켓(46)은 제5 도관(24)의 제1 단부를 형성하며, 제1 소켓(55) 및 제2 소켓(56)은, 이들 두 소켓(55, 56)에 양단부가 수용되는 펌프 호스(2)가 연결 구조(10)의 구상안의 범위 내에서 측방으로 연장되는 루프를 형성하도록 위치 설정되어 있는 것인 유체 분배 모듈.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탈기 장치(11)의 제1 챔버(12)는 하류 부분을 구비하고, 이 하류 부분의 단면은, 탈기 장치(11)에 연결된 체외 혈액 회로에 있어서의 최대 혈액 유량을 고려하여 제1 챔버(12)의 하류 부분에 있어서의 혈액 속도가 소정 속도보다 작도록 선택되는 것인 유체 분배 모듈.
제13항에 있어서, 제1 챔버(12)의 하류 부분의 단면은, 약 500 ㎖/min인 체외 혈액 회로에 있어서의 최대 혈액 유량을 고려하여 제1 챔버(12)의 하류 부분에 있어서의 혈액 속도가 약 3 m/min 미만이도록 선택되는 것인 유체 분배 모듈.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상측 통로(72)의 높이에 있어서 상기 탈기 장치(11)의 제2 챔버(14)의 단면은, 제1 챔버(12)의 하류 부분 내 혈액 속도와 상측 통로(72)의 높이에 있어서 제2 챔버(14) 내 혈액 속도의 비가 소정값 보다 크도록 선택되는 것인 유체 분배 모듈.
제15항에 있어서, 상측 통로(72)의 높이에 있어서 상기 탈기 장치(11)의 제2 챔버(14)의 단면은, 제1 챔버(12)의 하류 부분 내 혈액 속도와 상측 통로(72)의 높이에 있어서 제2 챔버(14) 내 혈액 속도의 비가 약 2 이상이 되도록 선택되는 것인 유체 분배 모듈.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탈기 장치(11)의 제2 챔버(14)의 하류 부분은 제1 챔버(12)의 상부를 비대칭으로 둘러싸는 것인 유체 분배 모듈.
제17항에 있어서, 상기 제1 챔버(12)는 상기 탈기 장치(11)의 종축(x)을 따라 연장되는 원통형 벽(71)을 구비한 하류 부분을 포함하고, 상기 제2 챔버(14)의 하류 부분은 상기 제1 챔버(12)의 원통형 벽(71)을 부분적으로 둘러싸는 원통형 벽(73)과 상기 탈기 장치(11)의 종축(x)에 대하여 경사져 있는 바닥벽(74)을 포함하는 것인 유체 분배 모듈.
제18항에 있어서, 제1 챔버(12)의 원통형 벽(71)과 제2 챔버(14)의 원통형 벽(73)은 동심(同心)인 것인 유체 분배 모듈.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 챔버(12)로부터 제2 챔버(14)로의 액체의 유동이 제2 챔버(14) 내에서 감소하도록, 상측 통로(72)의 단면이 제2 챔버(14)의 단면보다 작은 것인 유체 분배 모듈.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 탈기 장치(11)를 통해 유동하는 액체의 유동 패턴이 소수성 막(78)에 대해 접선방향으로 작용하는 성분을 포함하도록, 제1 챔버(12), 제2 챔버(14) 및 상측 통로(72)는 서로에 대해 배치되는 것인 유체 분배 모듈.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 탈기 장치(11)를 통해 유동하는 액체의 유동 패턴은 우산 모양의 성분을 포함하는 것인 유체 분배 모듈.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 탈기 장치(11)를 통해 유동하는 액체가 소수성 막(78)의 내측 표면을 따라 이동하는 중에 기포를 계속 보유하고 있도록, 제1 챔버(12), 제2 챔버(14) 및 상측 통로(72)는 서로에 대해 배치되는 것인 유체 분배 모듈.
제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 챔버(12)는 하류 부분을 포함하고, 이 하류 부분의 단면은 제1 챔버(12)와 제2 챔버(14) 사이에 있는 상측 통로(72)의 단면과 실질적으로 동일한 것인 유체 분배 모듈.
제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 챔버(14)의 하류 부분은 제1 챔버(12)로부터 제2 챔버(14)로 유동하는 액체에 대한 배수로(overflow)를 형성하는 것을 특징으로 하는 유체 분배 모듈.
제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 챔버(14)의 상류 부분은 점차 감소하는 단면을 갖는 것으로, 단면이 큰 부분은 실질적으로 상측 통로(72)와 높이가 같고, 단면이 작은 부분은 실질적으로 소수성 막(78)과 높이가 같은 것인 유체 분배 모듈.
제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 출구(15)는 제2 챔버(14)에 있어서 가장 낮은 지점에 개방 형성되어 있는 것인 유체 분배 모듈.
- 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 따른 유체 분배 모듈(1);

- 제4 도관(23)의 제2 단부에 연결되는 제1 단부와, 제5 도관(24)의 제1 단부에 연결되는 제2 단부를 구비하는 펌프 호스(2);

- 제4 도관(23; 23a, 23b)의 제1 단부에 연결되는 혈액 인출 튜브(5);

- 제5 도관(24; 24a, 24b)의 제2 단부에 연결되는 혈액 처리 장치로의 공급 튜브(4);

- 제1 도관(20)의 제1 단부에 연결되는 혈액 처리 장치로부터의 배출 튜브(7); 및

- 제2 도관(21)의 제2 단부에 연결되는 혈액 회귀 튜브(6)

를 포함하는 체외 혈액 회로.