WO2015012240A1 - 順行性送血カニューレ - Google Patents

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小林 靖彦
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Kobayashi Yasuhiko
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Definitions

  • the present invention relates to a blood feeding cannula used for feeding blood supplied from a heart-lung machine into a patient's body when blood is extracorporeally circulated by heart-lung machine in cardiac surgery or the like.
  • the present invention relates to an antegrade blood delivery cannula that delivers blood in the antegrade direction across the descending aorta.
  • open heart surgery is generally performed through a midline sternotomy and a blood cannula is inserted from the ascending aorta, blood is fed antegradely and placed in an extracorporeal circulation by an artificial heart-lung machine.
  • MIMS minimally invasive Cardiac Surgery
  • a technique has been adopted in which the wound is made as small as possible by intercostal thoracotomy.
  • blood supply from the ascending aorta is difficult from the viewpoint of the visual field, and therefore, simple retrograde blood supply using the femoral artery is frequently used as shown in FIG.
  • A1 is the ascending aorta extending upward from the left ventricle (not shown) of the heart H
  • A2 is the descending aorta extending downward from the upper end of the ascending aorta A1 through the aortic arch AC
  • A3 is left and right from the lower end of the descending aorta A2.
  • the brachial artery A4, the left common carotid artery A5, and the left subclavian artery A6 branch upward from the aortic arch AC, and the brachiocephalic artery A4 further includes the right common carotid artery A7. Branches to the right subclavian artery A8.
  • Solid arrows d in the aorta A1 and A2 indicate the antegrade direction along the blood flow of the human body.
  • V1 is a vena cava
  • V2 is a femoral vein that branches left and right from the lower end of the vena cava V1.
  • M is a heart-lung machine, and includes an oxygenator AL and a blood pump P.
  • the blood supply line L1 from the blood pump P is connected to a short blood cannula CA inserted into the femoral artery A3 with the root of the ascending aorta A1 closed.
  • Blood derived from the tip of blood cannula CA is fed into femoral artery A3 ⁇ descending aorta A2 ⁇ ascending aorta A1 and the retrograde direction indicated by broken line arrow r, and artificially inserted into femoral vein cannula CV inserted from femoral vein V2 into the right atrium.
  • the blood reflux line L2 to the lung AL is connected, blood is extracted and sent to the artificial lung AL.
  • a blood cannula for coping with such problems caused by retrograde blood transfusion it is a long and flexible tubular body, which has a closed end and a large number of small holes on the side, It has been proposed that blood infused from the small hole is discharged from the small hole, and this blood cannula is inserted from the femoral artery so that the tip reaches the thoracic aorta and blood is fed. It is said that an auxiliary environment for antegrade blood transmission can be safely implemented (Patent Document 1).
  • the closed tip reduces the local high-pressure exposure to the aortic wall, thereby reducing the risk of damaging the inner wall of the blood vessel. Since blood is released under the pressure of the blood flow toward the distal end, the blood flow that is released also travels toward the distal end. Since the direction of blood flow toward the distal side is opposite to the direction of blood flow inherent in the aorta, anterograde blood transfer cannot be performed at least in the length region where the small hole of the cannula is provided. This means that antegrade blood transfer is performed from the position where there is no position to the proximal side.
  • the small holes are spirally arranged along the cannula, so that the blood discharged from these small holes forms a vortex flow and forms a spiral laminar flow centered on the cannula. It is said that it can prevent strong blood flow from directly hitting some walls of blood vessels.
  • blood flow in the retrograde direction is generated in the central side (cannula side) region, and forward flow is performed in the peripheral side (inner vessel wall side) region. Will produce directional blood flow.
  • the present invention provides a blood cannula for use in extracorporeal circulation of blood by an artificial heart lung, and is inserted from the femoral artery so that the tip is positioned in the ascending aorta, and the blood supplied from the artificial heart lung is ascended.
  • An object of the present invention is to provide a device that can be delivered from the aorta to the descending aorta and perform complete antegrade blood feeding, and can significantly improve the safety of blood feeding in minimally invasive heart surgery or the like.
  • the invention of claim 1 is inserted from the femoral artery A3 so that the distal end is located in the ascending aorta A1, and the heart-lung machine (cardiopulmonary apparatus) M is a long blood feeding cannula C1 to C4 for feeding blood supplied from M antegradely from the ascending aorta A1 to the descending aorta A2, and has a blood outlet 1a on the distal end side and introduces blood on the proximal end side It consists of an inner tube 1 having a mouth 1b and an outer tube 2 fitted into the inner tube 1, and is led out from the blood outlet 1a between the outer periphery of the inner tube 1 and the inner periphery of the outer tube 2.
  • An annular return channel 20 that reverses the blood and moves toward the proximal direction is formed, and the outer tube 2 is closed at the distal end side (distal end portion 2a) and the proximal end side (proximal end portion 2b), and is annularly returned. Facing the channel 20 A plurality of blood discharge holes 3 passing therethrough, and the blood in the annular return channel 20 is discharged from the blood discharge holes 3 into the aorta A1 and A2 in the antegrade direction. Yes.
  • the invention of claim 2 has an inward protruding edge that guides the blood discharge direction in the forward direction d at the hole edge of each blood discharge hole 3. It is defined that the portion 3a is formed.
  • the invention of claim 3 stipulates that the blood discharge holes 3 are arranged in a spiral around the outer tube 2.
  • the inner tube 1 and the outer tube 2 are made of a soft synthetic resin, the inner tube 1 has an overall length of 500 to 1000 mm, the outer tube 2 has an outer diameter of 4 to 10 mm, and the inner tube 1 has an outer diameter / It is defined that the ratio of the inner diameter of the outer tube 2 is 0.5 to 0.8, and the maximum opening width of each blood discharge hole 3 is 1 to 4 mm. Further, the invention of claim 5 stipulates that the blood discharge holes 3 are provided in a ratio of 2 to 8 per 100 mm in the range of at least 1/3 of the total length from the tip side. is doing.
  • blood introduced from the blood introduction port 1b on the proximal end side of the inner tube 1 passes through the inner tube 1 and moves to the distal end side.
  • the blood is led out from the blood outlet 1a to the space 20a on the distal end side (tip portion 2a) where the outer tube 2 is closed, and U-turns in the space 20a and flows into the annular return channel 20 between the tubes 1 and 2,
  • the blood is discharged from the multiple blood discharge holes 3 of the outer tube 2.
  • the debris in the abdominal region of the descending aorta A2 is, of course, the thoracic aorta, that is, the debris in the region extending from the ascending aorta A1 to the upper part of the descending aorta A2, in the original perfusion direction of the artery. Since it only receives blood flow along it, it is difficult to peel off, and the risk of causing serious cerebral complications such as cerebral infarction caused by debris scattering is significantly reduced. Moreover, since the distal end side of the outer tube 2 is blocked, local high-pressure exposure to the aortic wall does not occur, and there is no fear of damaging the inner wall of the blood vessel by blood feeding.
  • the inward protruding edge portion 3a for guiding the blood discharge direction in the forward direction d is provided at the hole edge of each blood discharge hole 3, more reliable antegrade blood feeding can be performed.
  • the blood discharge holes 3 are arranged in a spiral around the outer tube 2, the blood discharged from the blood discharge holes 3 forms a spiral flow around the outer tube 2. In addition, more stable antegrade blood transfer can be performed by the induction effect of the spiral flow.
  • both the inner and outer tubes 1, 2 are made of a soft synthetic resin, the total length of the inner tube 1, the outer diameter of the outer tube 2, the ratio of the inner tube 1 outer diameter / outer tube 2 inner diameter, Since the maximum opening width of each blood discharge hole 3 is in a specific range, it is possible to obtain excellent suitability as a cannula that is inserted from the femoral artery A3 in extracorporeal blood circulation by the heart-lung machine M and performs antegrade blood supply. Further, according to the invention of claim 5, since the blood discharge holes 3 exist in a specific distribution number in the range of at least 1/3 of the total length from the front end side, more effective antegrade blood transfer can be achieved. Yes.
  • FIG. 1 is a side view showing an antegrade blood supply cannula according to a first embodiment of the present invention.
  • the same antegrade blood supply cannula is shown, (a) is a longitudinal side view of the distal end side, (b) is a sectional view taken along line XX of (a).
  • It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows the blood-feeding state by the antegrade blood-feeding cannula.
  • FIG. 4 shows an antegrade blood supply cannula according to a second embodiment of the present invention, in which (a) is a longitudinal side view of the distal end side, and (b) is a cross-sectional view taken along line YY of (a).
  • the antegrade blood supply cannula C1 of the first embodiment includes an inner tube 1 having a blood outlet 1a on the distal end side and a blood inlet 1b on the proximal end side, A double tube is formed by an outer tube 2 fitted to the inner tube 1, and a connector 4 for connecting to a blood supply line L1 (see FIG. 3) of the heart-lung machine is integrally formed on the proximal end side.
  • the distal end portion 2 a is closed with a slightly conical shape, and the proximal end portion 2 b is also closed at the position of the connector 4.
  • the blood outlet 1a of the inner tube 1 opens as a tube end at a position away from the inner back end of the closed end portion 2a of the outer tube 2.
  • the annular space between the outer periphery of the inner tube 1 and the inner periphery of the outer tube 2 constitutes an annular return channel 20 that directs blood derived from the blood outlet 1a of the inner tube 1 in the proximal direction.
  • a large number of blood discharge holes 3 are formed on the circumferential surface extending from the distal end of the outer tube 2 to at least one third of the entire length thereof, facing the annular return channel 20 and penetrating the inside and outside.
  • Each of the blood discharge holes 3 has an elliptical shape that is long in the tube axis direction, and as shown in FIGS. 2A and 2B, the tube proximal end side of the hole edge serves as an inward protruding edge portion 3a. It is recessed to the 20 side.
  • the inner tube 1 and the outer tube 2 are made of soft synthetic resin tubes such as polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, polyamide, thermoplastic fluororesin having a thickness of about 1 mm, and the surface is coated with heparin as an anticoagulant.
  • the inner tube 1 has an overall length of about 500 to 1000 mm
  • the outer tube 2 has an outer diameter of about 4 to 10 mm, particularly preferably 16 to 20 Fr (5.3 to 6.6 mm), and the inner tube 1 outer diameter / outer tube 2.
  • the ratio of the inner diameter is set to about 0.5 to 0.8.
  • the blood introduced from the blood introduction port 1b of the inner tube 1 passes through the inner flow path 10 of the inner tube 1 and from the blood outlet port 1a on the distal end side. It is led out to the reversal space 20a in the closed end portion 2a of the outer tube 2, and U-turns to the peripheral side in the reversal space 20a and flows into the annular return flow path 20 between the tubes 1 and 2, and the annular return flow In the process of flowing through the passage 20 toward the proximal end side, the blood is discharged from a large number of blood discharge holes 3 of the outer tube 2.
  • the blood discharge from the blood discharge holes 3 follows the inertia of the blood flow toward the proximal end in the annular return flow path 20 and inward protrusions provided at the edge of each blood discharge hole 3. It is guided by the edge 3a and flows along the outer peripheral surface of the outer tube 2 to generate a stable blood flow toward the proximal end.
  • the antegrade blood supply cannula C1 in a state where the root side of the ascending aorta A1 is blocked by the blocking forceps 5 is used.
  • the blood supply line L1 of the oxygenator is connected to the connector 4 located outside the body, and blood is supplied to the blood inlet 1b of the inner tube 1 Then, the blood discharged from the blood discharge hole 3 from the start of supply flows along the outer peripheral surface of the outer tube 2, and is guided by this flow to stably travel in the entire range from the ascending aorta A1 to the descending aorta A2. Since directional blood flow is continuously formed, complete antegrade blood transfer can be performed.
  • the standard of perfusion in blood extracorporeal circulation is generally 2.2 to 2.6 L / min per 1 m 2 of body surface area, and 3500 to 4500 ml / min for adults.
  • the opening shape of the blood discharge hole 3 of the outer tube 2 is not limited to the elliptical shape exemplified in the first embodiment, and various shapes such as a long hole shape, a circular shape, and a polygonal shape can be set.
  • the edge of the blood discharge hole 3 of the first embodiment is provided with an inwardly protruding edge portion 3a that guides the blood discharge direction in the forward direction, but the blood flow in the annular return channel 20 itself is in the forward direction. Therefore, even when there is no inward protruding edge 3a, the discharged blood is directed in the forward direction as a branch flow that receives the inertia of the blood flow in the annular return flow path 20.
  • the arrangement of the blood discharge holes 3 in the outer tube 2 is not particularly limited, and a plurality of blood discharge holes 3 may be arranged at regular intervals in the length direction of the outer tube 2. It is recommended to use a spiral arrangement or a staggered arrangement so that there is no presence, and in particular, the spiral arrangement has an advantage that more stable antegrade blood transfer can be performed.
  • the antegrade blood supply cannula C2 of the second embodiment shown in FIG. 4 is configured by arranging a number of elliptical blood discharge holes 3 of the outer tube 2 along the spiral direction. This is the same as the antegrade blood supply cannula C1 of the first embodiment.
  • Each blood discharge hole 3 of the antegrade blood supply cannula C2 has an elliptical long axis along the spiral direction, and an inward protruding edge portion 3a is formed at the hole edge near the tube proximal end on the long axis. ing.
  • the antegrade blood supply cannula C2 blood is discharged from the blood discharge hole 3 as a branch flow that receives the inertia of the blood flow toward the proximal end in the annular return flow path 20, but the blood discharge hole 3
  • the discharge direction is also along the spiral direction by the guiding action of the spiral arrangement and the inward protruding edge 3a provided near the tube proximal end of the long axis inclined with respect to the tube axis direction.
  • the antegrade blood supply cannula C2 is inserted from the femoral artery A3 (see FIG. 3) in the same manner as in the first embodiment, and the distal end is positioned in the ascending aorta A1 to supply blood.
  • the blood discharged from each blood discharge hole 3 forms a smooth swirl flow around the outer tube 2 as a whole in the antegrade direction. Yes.
  • the antegrade blood supply cannula of the present invention has a double tube shape over its entire length, as well as the antegrade blood supply cannula C3 of the third embodiment shown in FIG. Only a double tube shape may be used.
  • the proximal end 2b of the short outer tube 2 is adhered or welded to the outer peripheral surface of the inner tube 1, but blood is also present in the vicinity of the proximal end 2b.
  • a discharge hole 3 is provided. In this way, when only a predetermined length from the distal end side is formed into a double tube shape, it is recommended that the length of the double tube portion having the blood discharge hole 3 is 100 mm or more, particularly about 100 to 300 mm.
  • each blood discharge hole 3 in the antegrade blood supply cannula of the present invention is not particularly limited, but is preferably about 1 to 4 mm as the maximum opening width (long axis in the case of an ellipse) for stable blood discharge.
  • the number of blood discharge holes 3 varies depending on the size, but in the range of at least 1/3 of the total length from the tip side, the number of blood discharge holes 3 is in the range of 2 to 8 per 100 mm of the length of the outer tube 2. It is desirable to increase the smaller the is.
  • the position of the blood outlet 1a on the distal end side of the inner tube 1 is such that the distal end 2a of the outer tube 2 is closed in order to smoothly reverse the blood flow from the inner flow path 10 to the annular return flow path 20. It is preferable that it is separated from the inner back end by about 10 to 30 mm.
  • the antegrade blood cannula of the present invention can be preferably used as the outer tube 1 in which a stainless steel coil spring is fitted inside in order to stably hold the cylindrical shape. Further, when the antegrade blood cannula is inserted from the femoral artery A3 and the tip is positioned in the ascending aorta A1, a relatively stiff wire is inserted into the inner channel 10 of the inner tube 1 as an insertion operation guide. It is also possible to fit. Furthermore, in the present invention, in order to ensure the annular return space 20 between the inner tube 1 and the outer tube 2, for example, like the antegrade blood feeding cannula C4 of the fourth embodiment shown in FIG.
  • a plurality of ribs 11 that are continuous in the longitudinal direction may be provided on the outer periphery of the inner tube 1 so as to be equally arranged in the circumferential direction.
  • various design changes can be made to the detailed configuration such as the outer shape of the distal end portion 2a of the outer tube 2 and the form of the connector 4.

Abstract

【課題】人工心肺による血液の体外循環の際に用いる送血カニューレとして、大腿動脈から挿入して先端を上行大動脈に位置させ、人工心肺から供給される血液を上行大動脈から下行大動脈にわたって送り込み、完全な順行性送血を行えるものを提供する。 【解決手段】先端側に血液導出口1aを有して基端側に血液導入口1bを有する内側チューブ1と、内側チューブ1に套嵌する外側チューブ2とからなり、両チューブ1,2間に環状戻り流路20が構成される。外側チューブ2は、先端側2a及び基端側2bが閉塞すし、環状戻り流路20に臨んで多数の血液放出孔3を有する。血液導出口1aから導出された血液が反転して環状戻り流路20内へ流入し、血液放出孔3から大動脈A1,A2内に順行方向へ放出される。

Description

順行性送血カニューレ
 本発明は、心臓外科手術等において人工心肺によって血液を体外循環させる際に、人工心肺から供給される血液を患者の体内へ送り込むのに用いる送血カニューレ、特に大腿動脈から挿入して上行大動脈から下行大動脈にわたって順行方向に送血する順行性送血カニューレに関する。
 心臓開心術は、基本的に胸骨正中切開で開胸して上行大動脈から送血カニューレを挿入し、血液を順行性に送血して人工心肺装置による体外循環に乗せることが一般的である。しかるに、近年においては、外科手術全般に低侵襲化する傾向にあり、特に低侵襲心臓手術(MICS:Minimally Invasive Cardiac Surgery)では一部肋間開胸によって創部をできるだけ小さくする手技が採られている。そして、この低侵襲心臓手術においては、上行大動脈からの送血が視野の面から困難であることから、図8に示すように大腿動脈を利用した簡便な逆行性送血が多用されている。
  図8において、A1は心臓Hの左心室(図示省略)から上方へ延びる上行大動脈、A2は上行大動脈A1の上端より大動脈弓ACを経て下方へ延びる下行大動脈、A3は下行大動脈A2の下端から左右に分岐して下降する大腿動脈であり、大動脈弓ACからは腕頭動脈A4と左総頸動脈A5及び左鎖骨下動脈A6が上方へ分岐し、更に腕頭動脈A4は右総頸動脈A7と右鎖骨下動脈A8に分岐している。大動脈A1,A2部分の実線矢印dは人体本来の血液の流れに沿う順行方向を示している。また、V1は大静脈、V2は大静脈V1の下端から左右に分岐する大腿静脈である。Mは人工心肺装置であり、人工肺AL及び血液ポンプPを備えている。
 低侵襲心臓手術における逆行性送血では、上行大動脈A1の根元部を閉鎖した状態で、大腿動脈A3に挿入した短い送血カニューレCAに血液ポンプPからの血液供給管路L1を接続し、送血カニューレCAの先端から導出する血液を大腿動脈A3→下行大動脈A2→上行大動脈A1と破線矢印rで示す逆行方向に送り込む一方、大腿静脈V2から右心房内まで挿入した脱血用カニューレCVに人工肺ALへの血液還流管路L2を接続し、血液を抜き出して人工肺ALへ送る。ところが、このような逆行性送血を行うと、その逆行する血流により、大腿動脈A3及び下行大動脈A2の大血管内に付着していた動脈硬化プラーク等のデブリス(debris)が上方へ吹き上げられ、大動脈弓ACより分岐した左右の総頸動脈A5,A7から脳へ送られ、脳梗塞等の重篤な脳合併症を引き起こす危険性があった。
 従来、このような逆行性送血による問題に対処するための送血カニューレとして、長尺で柔軟な管状体であって、先端が閉鎖すると共に、側面に多数の小孔を備え、基端側から注入された血液が上記小孔より放出されるように構成されたものが提案されており、この送血カニューレを大腿動脈より挿入して先端を胸部大動脈内に到達させて送血することにより、安全に順行性送血の補助環境を実施できるとしている(特許文献1)。
特開2013-81725号公報
 上記提案に係る送血カニューレでは、先端が閉鎖していることで大動脈壁への局所的な高圧暴露が減弱し、それだけ血管内壁を痛める危険性は減るが、側面の小孔からはカニューレ内を先端側へと向かう血流の圧力を受けて血液が放出されるから、その放出される血流も先端側へ向かうことになる。この先端側への血流方向は大動脈本来の血流方向とは逆であるから、少なくともカニューレの小孔を設けた長さ領域では順行性送血になり得ず、該カニューレの小孔のない位置から基端側へは順行性送血がなされるということである。ところが、胸部大動脈つまり上行大動脈から下行大動脈の上部にわたる部位でも動脈硬化プラーク等のデブリスは皆無でなく、該カニューレの先端を胸部大動脈内に到達させて送血しても、その送血部位では順行性でないため、胸部大動脈内のデブリスが飛散して大動脈弓より分岐した左右の総頸動脈から脳へ入る可能性がある。
 なお、上記提案では、好適態様として小孔をカニューレに沿って螺旋状に配列することにより、これら小孔から放出される血液が渦流を形成し、カニューレを中心とした螺旋状層流として先端側へ向かうから、血管の一部の壁に直接に強い血流が当たらないようにできるとしている。これを言い換えれば、カニューレ外周面と動脈血管内周面との間の環状空間において、その中心側(カニューレ側)領域で逆行方向の血流を生じさせ、周辺側(血管内壁側)領域で順行方向の血流を生じさせることになる。しかるに、同じ環状空間内で互い逆向きの流れを安定的に維持することは極めて困難であり、特に粘性の高い血液は流れ抵抗が大きい上、動脈血管に対してカニューレを常に同心状の配置状態に保持できるわけでもないから、上記の逆行方向の血流と順行方向の血流とが干渉し合って乱流状態になることが避けられず、この乱流状態によって却ってデブリスの飛散を生じ易くなる恐れがある。しかもカニューレの小孔を設けた長さ領域では、送血開始から血管内が放出血液で満たされるまでの間は、逆行性送血が卓越することでデブリス飛散をより生じ易くなる。従って、上記提案の送血カニューレを用いても、既述の逆行性送血に伴う危険性に対して抜本的な解決策にはならない。
 本発明は、上述の事情に鑑みて、人工心肺による血液の体外循環の際に用いる送血カニューレとして、大腿動脈から挿入して先端を上行大動脈に位置させ、人工心肺から供給される血液を上行大動脈から下行大動脈にわたって送り込み、完全な順行性送血を行うことが可能であり、低侵襲心臓手術等における送血の安全性を著しく高め得るものを提供することを目的としている。
 上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項1の発明は、大腿動脈A3から挿入して先端を上行大動脈A1に位置させ、人工心肺(人工心肺装置)Mから供給される血液を上行大動脈A1から下行大動脈A2にわたって順行性に送り込む長尺の送血カニューレC1~C4であって、先端側に血液導出口1aを有して基端側に血液導入口1bを有する内側チューブ1と、この内側チューブ1に套嵌する外側チューブ2とからなり、その内側チューブ1の外周と外側チューブ2の内周との間に、血液導出口1aから導出された血液を反転して基端側方向へ向かわせる環状戻り流路20が構成され、外側チューブ2は、先端側(先端部2a)及び基端側(基端部2b)が閉塞すると共に、環状戻り流路20に臨んで内外を透通する多数の血液放出孔3を有し、血液放出孔3から環状戻り流路20内の血液が大動脈A1,A2内に順行方向へ放出されるにように構成されてなるものとしている。
 また、上記請求項1の順行性送血カニューレの好適態様として、請求項2の発明は、各血液放出孔3の孔縁に、血液放出方向を順行方向dへ誘導する内向き突縁部3aが形成されてなることを規定している。同じく請求項3の発明は、血液放出孔3が外側チューブ2の周囲に血液放出孔3が螺旋状に配列することを規定している。 同様に請求項4の発明は、内側チューブ1及び外側チューブ2が軟質合成樹脂からなり、内側チューブ1の全長が500~1000mm、外側チューブ2の外径が4~10mm、内側チューブ1外径/外側チューブ2内径の比率が0.5~0.8、各血液放出孔3の開口最大幅が1~4mmであることを規定している。更に、請求項5の発明は、先端側から全長の少なくとも1/3の長さの範囲で、その長さ100mm当りに血液放出孔3が2~8個の割合で設けられてなることを規定している。
 次に、本発明による効果について図面の参照符号を付して説明する。請求項1の発明に係る順行性送血カニューレC1~C4によれば、内側チューブ1の基端側の血液導入口1bから導入された血液は、該内側チューブ1を通過して先端側の血液導出口1aから外側チューブ2の閉塞した先端側(先端部2a)の空間20aへ導出され、該空間20aでUターンして両チューブ1,2間の環状戻り流路20へ流入し、該環状戻り流路20内を基端側へ流れる過程で外側チューブ2の多数の血液放出孔3より放出される。そして、この血流放出孔3からの血液の放出は、環状戻り流路20内を基端側へと向かう血流の慣性に従うから、確実に基端側へ向かう血流を生じさせることになる。従って、この送血カニューレC1~C4を大腿動脈A3から挿入して先端を上行大動脈に位置させ、人工心肺(人工心肺装置)Mから内側チューブ1の血液導入口1bへ血液を供給すれば、その供給開始時から血液放出孔3より放出される血液が外側チューブ2の外周面に沿うように流れ、この流れに誘導されて上行大動脈A1から下行大動脈A2にわたる全体に乱れのない安定した順行方向の血流を持続的に生じ、完全な順行性送血が実現する。
 このような順行性送血では、下行大動脈A2の腹部領域にあるデブリスは無論のこと、胸部大動脈つまり上行大動脈A1から下行大動脈A2の上部に至る領域のデブリスについても、動脈本来の潅流方向に沿う血流を受けるだけであるから剥がれにくく、デブリス飛散に起因した脳梗塞等の重篤な脳合併症を引き起こす危険性が著しく低減する。また、外側チューブ2の先端側は閉塞しているから、大動脈壁への局所的な高圧暴露を生じず、送血によって血管内壁を痛める懸念もない。
 請求項2の発明によれば、各血液放出孔3の孔縁に、血液放出方向を順行方向dへ誘導する内向き突縁部3aを有するから、より確実な順行性送血を行える。また、請求項3の発明によれば、外側チューブ2の周囲に血液放出孔3が螺旋状に配置するから、これら血液放出孔3から放出される血液が外側チューブ2の周りに螺旋流を形成し、この螺旋流による誘導作用でより安定した順行性送血を行える。
 一方、請求項4の発明によれば、内外両側チューブ1,2が軟質合成樹脂からなり、内側チューブ1の全長、外側チューブ2の外径、内側チューブ1外径/外側チューブ2内径の比率、各血液放出孔3の開口最大幅、がそれぞれ特定範囲にあることから、人工心肺Mによる体外血液循環において大腿動脈A3から挿入して順行性送血を行うカニューレとして優れた適性が得られる。更に、請求項5の発明によれば、先端側から全長の少なくとも1/3の長さの範囲で血液放出孔3が特定の分布個数で存在するから、より効果的な順行性送血を行える。
本発明の第一実施形態に係る順行性送血カニューレを示す側面図である。 同順行性送血カニューレを示し(a)は先端側の縦断側面図、(b)は(a)のX-X線の断面矢視図である。 同順行性送血カニューレによる送血状態を示す概略縦断面図である。 本発明の第二実施形態に係る順行性送血カニューレを示し、(a)は先端側の縦断側面図、(b)は(a)のY-Y線の断面矢視図である。 同順行性送血カニューレによる送血状態を示す要部の概略縦断面図である。 本発明の第三実施形態に係る順行性送血カニューレを概略的に示す要部縦断側面図である。 本発明の第四実施形態に係る順行性送血カニューレの横断面図である。 人工心肺装置による血液の体外循環を示す模式図である。
 以下に、本発明に係る順行性送血カニューレの実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
 図1及び図2に示すように、第一実施形態の順行性送血カニューレC1は、先端側に血液導出口1aを有して基端側に血液導入口1bを有する内側チューブ1と、この内側チューブ1に套嵌する外側チューブ2とからなる二重チューブ状をなし、基端側には人工心肺装置の血液供給管路L1(図3参照)に接続するためのコネクタ4が一体形成されている。その外側チューブ2は、先端部2aが略円錐形にやや尖った形で閉塞すると共に、基端部2bもコネクタ4の位置で閉塞している。また、内側チューブ1の血液導出口1aは、外側チューブ2の閉塞した先端部2aの内奥端から離れた位置で、チューブ端として開口している。
 内側チューブ1の外周と外側チューブ2の内周との間の環状空間は、内側チューブ1の血液導出口1aから導出される血液を基端側方向へ向かわせる環状戻り流路20を構成している。そして、外側チューブ2の先端から全長の少なくとも1/3長さにわたる周面には、環状戻り流路20に臨んで内外を透通する多数の血液放出孔3が相互に離間して形成されている。その各血液放出孔3は、チューブ軸方向に長い楕円形をなし、図2(a)(b)に示すように、その孔縁のチューブ基端側が内向き突縁部3aとして環状戻り流路20側へ凹入している。
 内側チューブ1及び外側チューブ2は、厚さ1mm前後のポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、熱可塑性フッ素樹脂等の軟質合成樹脂チューブからなり、表面に抗凝固薬のヘパリンがコーティングされている。また、内側チューブ1の全長は500~1000mm程度、外側チューブ2は外径4~10mm程度で、特に好ましくは16~20Fr(5.3~6.6mm)、内側チューブ1外径/外側チューブ2内径の比率は0.5~0.8程度、にそれぞれ設定されている。
 上記構成の順行性送血カニューレC1にあっては、内側チューブ1の血液導入口1bから導入された血液は、内側チューブ1の内側流路10を通過して先端側の血液導出口1aから外側チューブ2の閉塞した先端部2a内の反転空間20aへ導出され、該反転空間20aで周辺側へUターンして両チューブ1,2間の環状戻り流路20へ流入し、該環状戻り流路20内を基端側へ流れる過程で外側チューブ2の多数の血液放出孔3より放出される。そして、この血液放出孔3からの血液の放出は、環状戻り流路20内を基端側へと向かう血流の慣性に従うことに加え、各血液放出孔3の孔縁に設けた内向き突縁部3aによって誘導され、外側チューブ2の外周面に沿うように流れて基端側へ向かう安定した血流を生じさせることになる。
 従って、低侵襲心臓手術等において人工心肺装置による血液の体外循環を行う際、図3に示すように、上行大動脈A1の根元側を遮断鉗子5で遮断した状態で、順行性送血カニューレC1を大腿動脈A3から挿入して先端を上行大動脈A1に位置させ、その体外に位置するコネクタ4に人工心肺装置の血液供給管路L1を接続して内側チューブ1の血液導入口1bへ血液を供給すれば、その供給開始時から血液放出孔3より放出される血液が外側チューブ2の外周面に沿うように流れ、この流れに誘導されて上行大動脈A1から下行大動脈A2にわたる全体に安定した順行方向の血流が持続的に形成されるから、完全な順行性送血を行える。このような順行性送血では、下行大動脈A2の腹部領域にあるデブリスだけでなく、上行大動脈A1から大動脈弓ACを経て下行大動脈A2の上部に至る領域のデブリスについても、動脈本来の潅流方向に沿う血流を受けるだけであり、しかも血流が安定して乱れのない層流状態で持続するから剥がれにくく、もってデブリス飛散に起因した脳梗塞等の重篤な脳合併症を引き起こす危険性が著しく低減する。また、外側チューブ2の先端部2aが閉塞しているから、大動脈壁への局所的な高圧暴露を生じず、送血によって血管内壁を痛める懸念もない。
 なお、血液体外循環における潅流量の目安は、一般的に、体表面積1m当り2.2~2.6L/分、成人では3500~4500ml/分である。
 本発明では、外側チューブ2の血液放出孔3の開口形状は、第一実施形態で例示した楕円形に限らず、長孔状、円形、多角形等、種々設定できる。また、第一実施形態の血液放出孔3の孔縁には血液放出方向を順行方向へ誘導する内向き突縁部3aを備えるが、環状戻り流路20内の血流自体が順行方向になっているため、内向き突縁部3aがない場合でも放出血液は環状戻り流路20内の血流の慣性を受けた分岐流として順行方向へ向かうことになる。
 外側チューブ2における血液放出孔3の配置についても、特に制約はなく、外側チューブ2の長さ方向に一定間隔置きに複数個ずつ配置してもよいが、チューブ強度面からは周方向に複数個が存在しないように螺旋状配列や千鳥配置とすることが推奨され、特に螺旋状配列ではより安定した順行性送血を行えるという利点がある。
 図4で示す第二実施形態の順行性送血カニューレC2は、外側チューブ2の多数の楕円形の血液放出孔3を螺旋方向に沿って配列したものであり、他の構成は既述の第一実施形態の順行性送血カニューレC1と同様である。この順行性送血カニューレC2の各血液放出孔3は、楕円形の長軸も螺旋方向に沿うと共に、その長軸におけるチューブ基端側寄りの孔縁に内向き突縁部3aが形成されている。
 この順行性送血カニューレC2では、血液放出孔3から血液が環状戻り流路20内を基端側へと向かう血流の慣性を受けた分岐流として放出されるが、該血液放出孔3の螺旋状配置と、チューブ軸方向に対して傾斜した長軸のチューブ基端側寄りに設けた内向き突縁部3aとによる誘導作用により、その放出方向も螺旋方向に沿う形になる。従って、図5に示すように、該順行性送血カニューレC2を前記第一実施形態と同様に大腿動脈A3(図3参照)から挿入して先端を上行大動脈A1に位置させて送血すれば、各血液放出孔3から放出される血液が外側チューブ2の周囲に全体として順行方向に向かう滑らかな旋回流を形成し、この旋回流による誘導作用でより安定した順行性送血を行える。
 本発明の順行性送血カニューレは、その全長にわたって二重チューブ状とした構造の他、図6で示す第三実施形態の順行性送血カニューレC3のように、先端側から所定長さのみを二重チューブ状とした構造としてもよい。この第三実施形態の順行性送血カニューレC3では、短い外側チューブ2の基端部2bを内側チューブ1の外周面に接着又は溶着しているが、その基端部2bの近傍にも血液放出孔3を設けている。なお、このように先端側から所定長さのみを二重チューブ状とする場合、その血液放出孔3を有する二重チューブ部分の長さは100mm以上、特に100~300mm程度とすることが推奨される。
 本発明の順行性送血カニューレにおける各血液放出孔3のサイズは、特に限定されないが、安定した血液放出を行う上で開口最大幅(楕円では長軸)として1~4mm程度が好ましい。また、血液放出孔3の数は、上記サイズによって異なるが、先端側から全長の少なくとも1/3の長さの範囲において、外側チューブ2の長さ100mm当りに2~8個の範囲とし、サイズが小さいほど多くすることが望ましい。一方、内側チューブ1の先端側の血液導出口1aの位置は、内側流路10から環状戻り流路20への血流の反転を円滑に行わしめるために、外側チューブ2の閉塞した先端部2aの内奥端から10~30mm程度離すことが好ましい。
 なお、本発明の順行性送血カニューレは、外側チューブ1として、その筒形形状を安定的に保持させるために、内側にステンレス鋼製のコイルスプリングを嵌装したものを好ましく使用できる。また、順行性送血カニューレを大腿動脈A3から挿入して先端を上行大動脈A1に位置させる際に、内側チューブ1の内側流路10に比較的に腰の強い線材を挿入操作用ガイドとして挿嵌することも可能である。更に、本発明においては、内側チューブ1と外側チューブ2との間の環状戻り空間20を確実に確保するために、例えば図7に示す第四実施形態の順行性送血カニューレC4のように、内側チューブ1の外周に、長手方向に連続する複数条(図示は3条)のリブ11を周方向に等配して設けてもよい。その他、外側チューブ2の先端部2aの外形、コネクタ4の形態等、細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。
 1     内側チューブ
 1a    血液導出口
 1b    血液導入口
 10    内側流路
 2     外側チューブ
 2a    先端部
 2b    基端部
 20    環状戻り流路
 3     血液放出孔
 3a    内向き突縁部
 A1    上行大動脈
 A2    下行大動脈
 A3    大腿動脈
 C1~C4 順行性送血カニューレ
 M     人工心肺装置

 

Claims (5)

  1.  大腿動脈から挿入して先端を上行大動脈に位置させ、人工心肺から供給される血液を上行大動脈から下行大動脈にわたって順行性に送り込む長尺の送血カニューレであって、
     先端側に血液導出口を有して基端側に血液導入口を有する内側チューブと、この内側チューブに套嵌する外側チューブとからなり、
     その内側チューブの外周と外側チューブの内周との間に、前記血液導出口から導出された血液を反転して基端側方向へ向かわせる環状戻り流路が構成され、
     前記外側チューブは、先端側及び基端側が閉塞すると共に、前記環状戻り流路に臨んで内外を透通する多数の血液放出孔を有し、
     前記血液放出孔から前記環状戻り流路内の血液が前記大動脈内に順行方向へ放出されるにように構成されてなる順行性送血カニューレ。
  2.  前記の各血液放出孔の孔縁に、血液放出方向を順行方向へ誘導する内向き突縁部が形成されてなる請求項1に記載の順行性送血カニューレ。
  3.  前記外側チューブの周囲に血液放出孔が螺旋状に配列してなる請求項1又は2に記載の順行性送血カニューレ。
  4.  前記内側チューブ及び外側チューブが軟質合成樹脂からなり、内側チューブの全長が500~1000mm、外側チューブの外径が4~10mm、内側チューブ外径/外側チューブ内径の比率が0.5~0.8、各血液放出孔の開口最大幅が1~4mmである請求項1~3のいずれかに記載の順行性送血カニューレ。
  5.  先端側から全長の少なくとも1/3の長さの範囲で、その長さ100mm当りに前記血液放出孔が2~8個の割合で設けられてなる請求項1~4のいずれかに記載の順行性送血カニューレ。

     
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