(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象を所定温度に維持する分離温度調節法に使用する体外循環装置であって、
（Ａ）温度が調節された補液を血管に計量注入する補液供給ユニット、
（Ｂ）補液により希釈された血液を血管から計量導出し、導出した希釈血液を濃縮するための血液濃縮ユニット、および
（Ｃ）濃縮された血液の温度を調節して血管に計量注入する血液供給ユニット
を有して成る装置において、血液濃縮ユニットは、導出される希釈血液の温度を測定する希釈血液温度センサーを有し、また、補液供給ユニットは、測定された希釈血液温度と対象の所定温度との相違に基づいて、供給する補液の温度を調節する手段を有する装置。
【請求項２】
補液供給ユニットは、供給される補液の温度を測定する供給補液温度センサーを有し、希釈血液温度と対象部位の所定温度の相違の代わりに、供給補液温度と希釈血液温度の平均値と対象部位の所定温度との相違に基づいて、供給する補液の温度を調節する手段を有する請求の範囲１に記載の装置。
【請求項３】
供給する補液の温度の調節は、温度を調節した補液が血管に供給されるまでの間の装置の周辺との熱移動を考慮して行う請求の範囲１または２に記載の装置。
【請求項４】
補液の温度を調節する手段の調節は、式（Ｉ）：
【式１】
0003655197.tif 000003
（式中、Ｔ２は供給補液温度、Ｔ３は補液の温度を調節する手段の調節温度、Ｔ４は室温、ｌは補液温度調節手段から供給補液温度センサーまでの導管の長さ、Ｔｔは時刻ｔにおける補液の温度、また、ｖは補液の供給流量であり、ａ＝αＡ／Ｖであり、αは該導管の材料の熱伝達率であり、Ａは該導管の全表面積であり、Ｖは該導管内の補液の体積である。）
に基づいて実施する請求の範囲３に記載の装置。
【請求項５】
供給する補液は、人工肺を経由して血管に注入される請求の範囲１〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
導出された希釈血液の一部分は、人工肺を経由した後、注入される補液と共に血管に注入にされる請求の範囲１〜５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
補液供給ユニットは、自己血または輸血を補液と共に供給し、自己血または輸血は人工肺を経由して補液と共に血管に供給される請求の範囲１〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
人工肺に代えて、酸素を吹き込むドリップ・チャンバーを有する請求の範囲５〜７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
補液供給ユニットは、補液を注入するカテーテルを有し、供給補液温度センサーは、カテーテルの遠位側先端付近に配置されており、また、血液濃縮ユニットは、希釈血液を導出するカテーテルを有し、希釈血液温度センサーは、カテーテルの遠位側先端付近に配置されている請求の範囲１〜８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
血液に注入される補液は、３６．５〜３℃の範囲内の温度に温度調節され、分離冷却法を実施する場合に使用する請求の範囲１〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
血液に注入される補液は、３６．５〜４２℃の範囲内の温度に温度調節され、分離加温法を実施する場合に使用する請求の範囲１〜１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
注入補液流量Ｖｄは、１０〜６００ｍｌ／分、好ましくは５０〜５００ｍｌ／分、より好ましくは１００〜４００ｍｌ／分であり、血液濃縮ユニットは濾過要素を有し、その濾液流量Ｖｂは、１０〜２００ｍｌ／分、好ましくは５０〜１７０ｍｌ／分、より好ましくは１００〜１４０ｍｌ／分であるようにコントロールされる請求の範囲１〜１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
血液濃縮ユニットは、希釈前の血液のヘマトクリット値の少なくとも７０％のヘマトクリット値までに希釈血液を濃縮する請求の範囲１〜１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
注入・除水コントローラー機構を更に有する請求の範囲１〜１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
血液濃縮ユニットは、透析装置を有して成る請求の範囲１〜１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
供給する補液の温度を調節する手段は、ペルチェ素子を有して成る請求の範囲１〜１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
分離温度調節法は、分離加温法または分離冷却法である請求の範囲１〜１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
分離温度調節法は、分離加温法または分離冷却法の後の復温法である請求の範囲１〜１７のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
外科手術用に使用する請求の範囲１〜１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
身体の一部分の状態管理に使用する請求の範囲１〜１９のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、哺乳動物、特にヒトに関する、医療分野における種々の処置に際して用いられる体外循環装置、特に「分離冷却法」または「分離加温法」のような「分離（または選択的）温度調節法」により選択された身体の一部分を所定温度に保持しようとする場合に使用できる新規体外循環装置に関する。以下、本発明の装置に関して、ヒトの場合を例にして以下に説明するが、本発明は、いずれの哺乳動物にも適用できることが理解されよう。
背景技術
１９６０年にウッドホール（Woodhall）が、開頭術時の出血や虚血に対して脳を保護する目的で、心停止下に全身超低体温法を用いることを提唱して以来、全身超低体温法は多くの手術で用いられている。しかし、この方法では、人工心肺を用いるので、その操作の煩雑さ、諸臓器への血液潅流が不全となること、抗凝固剤であるヘパリン量が多く必要であることから生じる、脳内での後出血などの問題が生じている。
本発明者の一人は、これらの問題点の克服に取り組み、これまで人工心肺を用いるが、脳を選択的に所定温度に冷却する方法（上記「分離冷却法」と実質的に同じ意味）を開発し、これを開頭術等に応用してきた（J．Neurosurg；第２４巻，第９９４〜１００１頁，１９６６年，参照）。この選択的冷却法によって安全に脳の低血圧状態が得られるようになったが、まだ多量のヘパリンを使用せざるを得ないため、術中・術後の出血の危険があるという問題点が依然として未解決のままで残った。
この問題点を克服するため、本発明者の一人は、更に、補液としての乳酸リンゲル液を冷却して脳動脈に注入する方法を見出し、これによって脳のみを選択的に冷却し、また、血液を冷却すると同時に希釈することによってヘパリン量を減らすことができ、出血の危険を低減させることができた（Neurosurgery；第３１巻，第１０４９〜１０５５頁，１９９２年）参照）。この方法では、酸素欠乏を起こさずに、可逆的に極低血圧状態を作り出すことができ、また、低温に冷やした補液を用いることによってヘパリン使用量を激減することができ、その量は、通常の血管造影を行う時と大差ない量となった。更に、患部に希釈した血液が送られることによる、失血量低減を始めとする種々の安全性向上効果が得られた。
上述のように、冷却した乳酸リンゲル液を注入することにより脳温度は低下する。しかし、注入すべき乳酸リンゲル液の量は一般的に大量であるので、乳酸リンゲル液の注入によって血液が過度に希釈されて循環血液量が増大するため、体液過多となり、その結果、低温状態を十分時間維持することが困難となって満足できる脳の低血圧状態を確保できない場合が生じるという問題点である。これに加えて、低温の希釈血液が大量に体内に満ちて体温を下げること、血液活性が低下すること、血液中の電解質バランスの調整が必要となること、更に、利尿剤だけではとても対処しきれない水分過剰状態となることがある等の問題点も生じ得る。
そこで、本発明者の一人は、このような問題点を解決するために鋭意検討し、体外循環装置を既に提案している。その体外循環装置は、（１）補液（または希釈液もしくは輸液）を冷却して血管に（従って、体内に）計量注入する補液供給ユニット、（２）血管から（従って、体内から）補液によって希釈された希釈血液を計量導出（または脱血）し、導出した希釈血液を濃縮するための血液濃縮ユニット、および（３）濃縮血液を加熱して血管に計量注入される血液供給ユニットを有して成る。この装置の詳細は、特開平９−２９００２１号公報に開示されている。尚、この公報の開示内容であって、以下に説明する本発明の装置に妥当する内容は、この引用により本明細書の発明の詳細な説明の一部分を構成する。このような体外循環装置を使用して分離冷却法を効率的に実施することが可能となった。
発明の開示
本発明者らは、分離冷却法（selective cooling method）をより円滑に実施するために、上述のような既に提案された体外循環装置について更に検討を加えた結果、分離冷却法をより効果的に実施する上で、分離冷却法を適用する身体の一部分である対象（または部位、例えば脳のような臓器、以下、単に「対象」とも呼ぶ）の温度コントロールをより正確に行うことが必要であること、また、そのためには、上述の体外循環装置を使用するに際して、体内から導出される希釈血液の温度を測定し、その温度に基づいて体内に供給する補液の温度を調節することが重要であることを見出して本発明を完成した。即ち、体内から導出される希釈血液の温度を測定し、その温度に基づいて、体内に供給する補液の温度を調節することにより、分離冷却法を適用する対象の温度コントロールをより正確にできること、従って、分離冷却法をより効果的に実施できることを見出した。
更に、対象に対する処置に応じて、対象を所定温度に加温することが好ましい場合（即ち、分離加温法の場合）があり、上述のように対象を冷却するのではなく加温する場合にも、希釈血液温度に基づいて体内に供給する補液の温度を調節することにより、分離加温法を適用する対象の温度コントロールをより正確にできること、従って、分離加温法をより効果的に実施できることを見出した。
即ち、対象に対する処置に応じて、身体の一部分である対象を所定温度にコントロールする分離温度調節法を適用する場合、体内から導出される希釈血液の温度を測定し、その温度に基づいて体内に供給する補液の温度を調節することにより、分離温度調節法を適用する対象の温度コントロールをより正確にできること、従って、分離温度調節法をより効果的に実施できることを見出した。以下、本発明の分離温度調節法への適用に関して、主として分離冷却法を例にして説明するが、分離加温法は対象を加温することを除いて、一般的には、分離冷却法と実質的に異なることなく実施できるので、当業者であれば分離冷却法の例に基づいて本発明の装置を分離加温法にも容易に適用できるであろう。
尚、特開平９−２９００２１号公報に開示されているような、分離冷却法に適用できる従来の体外循環装置においては、導出される希釈血液の温度測定については全く考慮されていない。また、対象を冷却すべき所定温度に応じて、体内に供給すべき補液自体の温度を補液が通過する熱交換器によって予め設定された温度にコントロールすることは示唆されているが、そのコントロールにおいては導出される希釈血液の温度は全く考慮されていない。このようなコントロールでは、分離冷却法を適用している対象の状態に関係無く、予め熱交換器にて温度調節された補液を体内に供給することになる。しかしながら、分離冷却法を適用する対象の状態が刻々と変化する場合があり、それによって対象の実際の温度が対象を冷却すべき本来の所定温度からずれて、その結果、導出される希釈血液の温度が変わることがある。例えば、対象となる臓器が腫れて臓器温度が高くなり、その結果、導出される希釈血液の温度が上昇することがある。このような場合、対象となる臓器温度を本来の所定の温度に下げて分離冷却法を実施するために、供給すべき補液の温度を低くして、臓器自体の温度上昇を抑制する必要が生じるし、その逆の場合もあり得る。
しかしながら、上述のような従来の体外循環装置では、導出される希釈血液の温度を考慮していないので、分離冷却法の対象の変化、従って、希釈血液の温度変化に対応できず、適切に分離冷却法を適用できない場合があるが、本発明はこのような問題点を解決するものである。
即ち、本発明者らは、体内から導出される希釈血液の温度を測定し、その温度に基づいて、体内に供給する補液の温度を調節することにより、分離温度調節法、例えば分離冷却法または分離加温法を適用する対象の温度コントロールをより正確にできること、従って、分離温度調節法をより効果的に実施できることを見出した。
尚、体外循環装置を使用して分離温度調節法を適用するに際して、分離温度調節法を適用する対象の種類およびそれに対する処置の種類（例えば手術、低活性状態の維持等）に応じて、対象を何℃に維持する必要があるのか（例えば、対象を何℃に冷却する必要があるのか、あるいは何℃に加温する必要があるのか）、即ち、対象の所定温度が決まる。従って、分離温度調節法によって対象を維持すべき所定温度およびその温度維持の精度は、その対象に適用する処置に応じて例えば医師が適当に選択できる。
そこで、第１の要旨において、本発明は、身体の一部分である対象を所定温度（Ｔ０）に維持する（またはシフトして（もしくは変化させて）維持する）分離温度調節法（例えば分離冷却法および／または分離加温法）に使用できる体外循環装置であって、
（Ａ）温度が調節された補液を血管に（従って、体内に）計量注入する補液供給ユニット、
（Ｂ）補液により希釈された血液を血管から（従って、体内から）計量導出し（即ち、脱血し）、導出した希釈血液を濃縮するための血液濃縮ユニット、および
（Ｃ）濃縮された血液の温度を調節して血管に（従って、体内に）計量注入する血液供給ユニット
を有して成る装置において、血液濃縮ユニットは、導出される希釈血液の温度を測定する希釈血液温度センサーを有し、また、補液供給ユニットは、測定された希釈血液温度（Ｔ１）と対象の所定温度（Ｔ０）との相違（例えば、差ΔＴａ（＝Ｔ１−Ｔ０）、割合ＴＲ（＝Ｔ１／Ｔ０）等）に基づいて、供給する補液の温度を調節する手段を有する装置を提供する。尚、供給する補液の温度を調節する手段は、相違がより小さくなるように作用する。
このような装置によって、分離温度調節法を適用する対象が所定温度に近い温度で、好ましくは実質的に所定温度で、維持されるようなコントロールをより正確に実施することができ、従って、従来技術の装置と比較して分離温度調節法を一層効果的に実施できる。
本発明の装置において、導出される希釈血液は、分離温度調節法を適用する対象から排出されており、従って、希釈血液温度センサーにより測定される希釈血液の温度（Ｔ１）は、分離温度調節法を適用する対象の温度を代表すると仮定している。ここで、「代表する」とは、希釈血液の温度は対象自体の温度では必ずしもない（好ましくは対象自体の温度である）が、希釈血液の温度の相対的な高い・低いまたは変動は対象の温度の高い・低いまたは変動に対応することを意味する。特に、対象を維持すべき所定温度およびその温度の維持の精度がそれほど厳密でなくてよい場合、この仮定を好都合に適用できる。
また、対象に適用する処理に応じて補液の供給流量が多く、従って、導出する希釈血液流量が多い場合には、対象から体外に導出されるまでの時間が短くなるので、対象から希釈血液温度センサーまでの間の希釈血液の温度変化、特に体温による温度変化を無視してよい場合がある。このような場合には、導出される希釈血液の温度（Ｔ１）が所定温度（Ｔ０）に維持すべき対象のその時における実際の温度とみなすことができる場合が多い。
本発明の装置において、補液供給ユニットが有する「測定された希釈血液温度（Ｔ１）と対象の所定温度（Ｔ０）との相違に基づいて、供給する補液温度を調節する手段」は、希釈血液温度と対象部位の所定温度との相違（例えば差異または割合）を求め、その相違に応じて、供給する補液の温度を上げるか、あるいは下げるようにする手段である。尚、この手段は、実質的な相違が無い場合には、補液の温度をそのままの状態で維持する。
具体的には、この手段は、希釈血液温度（Ｔ１）が対象の所定温度（Ｔ０）より高い場合（即ち、Ｔ１−Ｔ０＞０またはＴ１／Ｔ０＞１である、従って、例えば、分離冷却に関しては補液による冷却が不十分であると考えられる場合、あるいは分離加温に関しては補液による加温が過剰であると考えられる場合）、上記手段は、供給する補液の温度を下げるように作用する。このような作用は、希釈血液温度（Ｔ１）と対象の所定温度（Ｔ０）との相違を求め、その相違に基づいて、相違がより小さくなるように、体内に供給する補液を加熱／冷却できるような制御システムを構成すればよい。このようなシステムの構成は温度制御の分野においては周知の方法である。例えば、供給する補液の温度を調節する熱交換器（または加温・冷却器）の温度設定を、検知された相違に基づいて変更する（即ち、供給補液温度を下げる）方式を用いることができる。また、希釈血液温度（Ｔ１）が対象の所定温度（Ｔ０）より低い場合（即ち、Ｔ１−Ｔ０＜０またはＴ１／Ｔ０＜１である、従って、例えば、分離冷却に関しては補液による冷却が過剰であると考えられる場合、あるいは分離加温に関しては補液による加温が不十分であると考えられる場合）、上記手段は、供給する補液の温度を上げるように作用する。
尚、相違が実質的に無い場合（即ち、Ｔ１−Ｔ０＝０またはＴ１／Ｔ０＝１である、従って、例えば、分離温度調節が良好に進行していると考えられる場合）には、上記手段は、その時の供給する補液の温度を維持するように採用する。
補液により希釈された血液の温度が対象内で一旦対象の温度と同一の温度に達した後、希釈血液温度センサーに達するまでに温度が変化している可能性がある場合は、上述の説明が適用できない。また、補液の供給流量が多過ぎるために対象内での補液の滞留時間が短すぎて対象と熱的に平衡に達しないままで出てくる場合（特に補液供給開始時）にも適用できない。流量を一時的に若干増減させて、Ｔ１に変化が無ければ、上述の説明が適用できるであろう。発明の詳細な説明の欄に具体的に記載された流量に従うのが好ましい。
別法では、対象への処置に応じて補液の体内への供給流量を変更することが可能である場合には、上述の補液の温度を調節する手段に加えて、またはその代わりに、補液の供給流量を変える手段を用いることも可能である。即ち、補液の供給流量が変化すると、補液から対象への、または対象から補液への伝熱量が変化することを利用する。通常、供給する流量を増やすと、伝熱量が増加する。即ち、対象より補液温度が低い場合には、補液供給流量の増加によって対象が更に冷却され、また、対象より補液温度が高い場合には、補液供給流量の増加によって対象が更に加温され、補液供給流量を減少すると、逆になる。この流量を変更する態様は、一般的には、対象の温度を少し変えるのに特に好ましく適用できる。
第２の要旨において、本発明の体外循環装置は、希釈血液温度センサーに加えて、供給補液温度センサーを有し、このセンサーは、体内に供給される補液の温度（供給補液温度、Ｔ２）を測定する。この場合、上述の本発明の第１の要旨の装置における希釈血液温度（Ｔ１）の代わりに、供給補液温度（Ｔ２）と希釈血液温度（Ｔ１）の平均値（Ｔａｖ、例えば算術平均値、対数平均値、加重平均値等の平均温度等）が分離温度調節法を適用する対象の温度を代表すると仮定して、第１の要旨の装置における希釈血液温度（Ｔ１）と対象部位の所定温度（Ｔ０）との相違に代えて、平均温度（Ｔａｖ）と対象部位の所定温度（Ｔ０）との相違を考慮する。このような相違がより小さくなるように供給すべき補液の温度を調節する。その他の点に関しては、第１の要旨の装置と実質的に同じである。
従って、第２の要旨の装置では、第1の要旨の装置における「希釈血液温度（Ｔ１）と対象の所定温度（Ｔ０）の相違に基づいて、供給する補液の温度を調節する手段」とは、希釈血液温度と供給補液温度との平均温度と、対象部位の所定温度との相違を求め、その相違に応じて、供給する補液の温度を上げるか、または下げるようにする、あるいはその温度を維持する手段である。即ち、供給補液温度をも考慮した希釈血液温度と所定温度との相違を考慮している。先の第１の要旨の装置の場合と同様に、補液の温度の調節に加えて、あるいはその代わりに補液の供給流量の変更を適用することも可能である。
具体的には、この手段は、平均温度（Ｔａｖ）が対象の所定温度（Ｔ０）より高い場合（即ち、Ｔａｖ−Ｔ０＞０またはＴａｖ／Ｔ０＞１である場合、例えば、分離冷却に関しては補液による冷却が不十分であると考えられる場合、あるいは分離加温に関しては補液による加温が過剰であると考えられる場合）、供給する補液の温度を下げるように作用する。この手段は、平均温度（Ｔａｖ）が対象の所定温度（Ｔ０）より低い場合（即ち、Ｔａｖ−Ｔ０＜０またはＴａｖ／Ｔ０＜１である場合、例えば、分離冷却に関しては補液による冷却が過剰であると考えられる場合、あるいは分離加温に関しては補液による加温が不十分であると考えられる場合）、供給する補液の温度を上げるように作用する。また、相違が実質的に無い場合（即ち、Ｔａｖ−Ｔ０＝０またはＴａｖ／Ｔ０＝１である、従って、例えば、分離温度調節が良好に進行していると考えられる場合）には、上記手段は、その時の供給する補液の温度を維持するように採用する。
希釈された血液の温度が対象内で対象の温度に達した後に変化した場合、また、補液の供給量が多過ぎる場合も、それらの影響がこの第２の要旨の装置の場合では小さくなる。
尚、供給補液温度（Ｔ２）と希釈血液温度（Ｔ１）の平均値（Ｔａｖ）を求めること、それと対象の所定温度（Ｔ０）との相違を求めること、相違に基づいて、供給する補液の温度および／または量を調節することを含む制御システムの構成自体は、先の第１の要旨の装置の場合と同様に、当業者には周知である。
本発明のいずれの要旨においても、本発明の装置では、希釈血液温度または希釈血液温度と供給補液温度の平均温度は、上述のように分離冷却法のような分離温度調節法を適用する対象の実際の温度を代表する、好ましくはそれに等しい温度と仮定して取り扱うので、対象以外のものが補液または希釈血液に熱的影響を与えるのを可及的に避けるのが好ましく、従って、希釈血液温度および供給補液温度は、可能な限り対象に近い箇所で測定するのが好ましい。それ故に、希釈血液温度および供給補液温度は、体に最も近い箇所（即ち、直近）で測定するのが好ましい。例えば、希釈血液温度は、希釈血液が体内から出た直後の箇所にて、また、供給補液温度は、補液が体内に入る直前の箇所にて測定するのが好ましい。
本発明のいずれの要旨においても、後述するように、希釈血液の導出および補液の供給はカテーテルを介して実施するが、特に好ましい態様では、希釈血液を導出するカテーテルおよび補液を供給するカテーテルの双方の体に近い側の先端（即ち、挿入先導端部）またその近傍にサーミスタを配置して、カテーテルを体内に挿入して可能な範囲で分離温度調節法を適用する対象に近づけた状態で、希釈血液温度および供給補液温度を測定することにより、対象部位の温度仮定の精度が一層向上し、その結果、対象を所定温度に維持する精度が向上する。
本発明のいずれの要旨においても、特に好ましい態様では、本発明の装置は、補液を体温より低いもしくは高い温度まで冷却または加温して血管に計量注入する供給補液ユニット、血管から希釈血液を計量導出し、好ましくは希釈前の血液のヘマトクリット値（通常、分離冷却法を適用する患者の平常時のヘマトクリット値）の少なくとも７０％のヘマトクリット値を有するように、導出した希釈血液を濃縮するための血液濃縮ユニット、および濃縮血液を体温近くの温度迄に温度調節して血管に計量注入する血液供給ユニットを有して成る。
本発明の装置を使用して、分離温度調節法を適用する場合、装置の使用の開始に際して、予め所定温度（Ｔ０）に調節した補液を供給するのが一般的に好ましい。特に、第２要旨の装置を用いる場合には、供給補液温度（Ｔ２）を測定するので、その温度が所定温度（Ｔ０）となるように供給すべき補液の温度を調節するのが好ましく、それに際して、後述するように室温を含む、種々のパラメーターの影響を考慮するのが望ましい。
本発明の装置を用いて、分離温度調節法を適用する場合、対象の温度を一気に所定温度（Ｔ０）まで変化させる（例えば冷却する、あるいは加温する）ことは、所定温度が適用前の温度（通常平常時の体温）と大きく異なるときには、対象の温度を急激に変化させてある種のショックを与えることなり、例えば電解質のバランスを崩すので、好ましくない場合がある。従って、そのような場合には、適用前の温度と所定温度との間で適用前の温度に近い温度を、仮の所定温度（Ｔ０−１）として設定して、先ず、対象の温度をＴ０−１とし、その後、仮の所定温度を少し所定温度に向かってシフトさせて次の仮の所定温度（Ｔ０−２）として、対象の温度をＴ０−２とし、その後、必要に応じて更に次の仮の所定温度を設定し、．．．．．．．．、最終的に、対象の温度を本来の所定温度（Ｔ０）に段階的に近づける方法を採用することが好ましい。
例えば、対象を３７℃から２５℃の所定温度（Ｔ０）に冷却するのであれば、最初に仮の所定温度（Ｔ０−１）を３５℃として、対象を３５℃に冷却し、その温度に到達すれば、あるいはそれに近づくと、次の仮の所定温度（Ｔ０−２）を３３℃として、対象を３３℃に冷却し、．．．．．このように少しずつ温度を本来の所定温度（Ｔ０）である２５℃に近づけていく。この近づけ方は、上述のように段階的であっても、あるいは連続的であってもよい。逆に、対象の温度を上げる場合も同様である。加温する場合も、同様である。勿論、対象の温度を所定温度まで一気に変えても問題が生じない場合には、急速な冷却または加温を実施しても差し支えない。
本発明の装置を用いて選択された対象に分離温度調節法を適用して、対象を所定温度（Ｔ０）にする場合、１つの態様では、最初に、供給すべき補液の温度を補液温度調節器にてＴ０（上述の仮の所定温度であってもよい）となるようにコントロールする。そのようにコントロールした補液を体内に供給する。
そのような補液の供給に際して、第１の要旨の装置を用いる場合には、希釈血液温度（Ｔ１）を測定して、その結果に基づいて、所定温度（Ｔ０）にコントロールしていた補液温度調節器をコントロールし直す、即ち、補液温度調節器において供給すべき補液の温度を再調節する、即ち、Ｔ０より高くする、低くする、あるいはその温度を維持する。また、第２の要旨の装置を用いる場合には、供給補液温度（Ｔ２）を更に測定し、それと希釈血液温度（Ｔ１）に基づいて平均温度を求めた後、所定温度（Ｔ０）と比較して、補液温度調節器を再度コントロールする。尚、所定温度（Ｔ０）に関しては、上述のように、仮の所定温度を設定して、それに基づいて補液温度調節器をコントロールし、その仮の所定温度を徐々に変更して、最終的に本来の所定温度に近づけるのが好ましい場合がある。
対象を所定温度にした後、元の温度（通常は、平常時の体温）に戻すこと、即ち、復温することは、対象を所定温度に加温することに他ならない。従って、本発明の装置は、分離温度調節法により所定の温度にシフトした対象の温度を元の温度に戻す、復温法に使用することができる。即ち、分離冷却法を実施した後の、分離加温法の実施、あるいはその逆を同じ装置を用いて実施できる。
尚、本発明の装置を用いて、対象の温度を所定温度にシフトさせる場合、特に加温する場合、対象が代謝機能を果たしているために酸素を必要とする場合には、補液として、酸素を含む血液を使用するのが好ましい場合がある。即ち、後述するように例えばリンゲル液を補液として供給するのではなく、補液の少なくとも一部分、場合によっては、大部分が血液（輸血または自己血）で置換されているのが好ましい場合がある。このように血液を供給する場合には、人工肺等によって酸素加するのが好ましい。この態様においては、加温というのは、対象を平常体温からそれより高い温度に上げる場合および対象を選択的に冷却した温度から元の平常体温に戻す場合の双方に当て嵌まる。
尚、本発明は、分離温度調節法のための体外循環方法をも提供する。その方法は、
分離温度調節法のために対象を所定温度に維持する体外循環方法であって、
（Ａ）補液供給ユニットによって、温度が調節された補液を血管に計量注入する工程、
（Ｂ）血液濃縮ユニットによって、補液により希釈された血液を血管から計量導出し、導出した希釈血液を濃縮する工程、および
（Ｃ）血液供給ユニットによって、濃縮された血液の温度を調節して血管に計量注入する工程
を含んで成り、血液濃縮ユニットによって、導出される希釈された血液の温度を測定し、また、測定された希釈された血液の温度と対象の所定温度との相違に基づいて、補液供給ユニットが計量注入する補液の温度を調節することを特徴とする。
この補液供給ユニットは、計量注入される補液の温度を測定し、希釈された血液の温度と対象の所定温度の相違の代わりに、計量注入される補液の温度と希釈された血液の温度との平均値と対象の所定温度との相違に基づいて、計量注入する補液の温度を調節してもよい。
また、計量注入する補液の温度の調節は、温度を調節した補液が血管に供給されるまでの間の装置の周辺との熱移動を考慮して行うのが好ましい。更に、この方法の開始に際して、計量注入する補液の温度を対象の所定の温度に調節しておくのが好ましい。換言すれば、本発明は、上述または後で詳細に説明する本発明の体外循環装置を用いる体外循環方法をも提供する。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の装置を模式的に示す概略図である。
図２は、希釈血液の一部分を酸素化する人工肺（この部分のみ図示）を更に含む図１の装置を模式的に示す概略図である。
図３は、自己血または輸血を酸素化する人工肺（この部分のみ図示）を更に含む図１の装置を模式的に示す概略図である。
図４は、補液を酸素化する人工肺（この部分のみ図示）を更に含む図１の装置を模式的に示す概略図である。
図５は、人工肺に代えて、酸素ガスをバブリングするドリップ・チャンバーを含む図１の装置を模式的に示す概略図である。
主たる符号の説明
１…送液ポンプ、３…熱交換器、４、供給補液温度センサー、５…導出ポンプ、６……熱交換器、７…除水ポンプ、８…補液容器、９…ドリップ・チャンバー、１０，１１…カテーテル、１２…ドリップ・チャンバー、１３…血液濃縮要素、１４…除水タンク、１５…カテーテル、１７…体内、１８…ヘパリン供給器、１９…注入・除水コントローラー機構、２０…希釈血液温度センサー、２４…対象、
１００…バイパス、１０２…透析液。
発明の詳細な説明
本発明において、「分離温度調節法」なる用語は、身体の一部分である対象をある程度から所定温度にシフトさせて所定の目的を達し得る状態にそれを維持する方法であって、これには「分離冷却法」および「分離加温法」が含まれる。その後、必要に応じて、対象の温度を元の温度に戻すことも含まれる。「分離冷却法」なる用語は、医療分野、特に脳外科の分野で使用されている方法であって、具体的には対象である身体の一部、例えば脳のような臓器を選択してその部位を局所的に冷却する方法を意味する。分離冷却法は、例えば、身体の局所（例えば頭部）に手術を施す時のように出血が心配される場合、あるいは局部的に生体機能の活性または代謝を一時的に低下させてその間に種々の処置または治療を行う場合等に使用する局部冷却方法である。「分離冷却法」が対象を冷却するのに対して、「分離加温法」は、対象を加温する点で「分離冷却法」と異なるに過ぎず、医療分野においては、例えば癌、凍傷等の治療をするために、「分離加温法」を適用できる。上述のように、冷却後の復温も分離過熱法に含まれる。また、加温後の復温も分離冷却法に含まれ得る。
本発明は、温度調節しようとする対象に直接的または間接的に通じる動脈のある箇所にて温度を調節した補液を血管を介して体内に注入し、その対象と直接的または間接的に通じる静脈のある箇所から補液により希釈された血液を血管を介して体内から導出し、その後、希釈血液を濃縮することによって希釈前の状態に近い血液、好ましくは希釈前の血液と実質的に同等の血液を回収し、回収した血液を（例えば体温付近までに）温度調節した後に、当該静脈と直接的または間接的に通じている静脈の心臓により近い箇所（いわゆる、心臓側箇所）にて血管を介して体内に戻すことにより、身体内に保持される体液量を大きく変化させることなく、好ましくは実質的に増やすことなく、安全に対象を選択的に所定温度に調節できるという概念に基づくものである。
例えば、脳に分離冷却法を適用する場合、頚部で椎骨動脈に補液を体内に注入し、頚静脈より希釈された血液を体内から導出し、大腿静脈等より濃縮した血液を体内に戻す。また、例えば、肝臓に適用する場合では、肝動脈から補液を注入し、適当な静脈から希釈された血液を導出し、濃縮した血液を当該静脈と直接的または間接的に通じている静脈の心臓により近い箇所から体内に戻す。一般的には、分離冷却法を適用する対象に所属の動脈に補液を注入する。希釈血液を導出する静脈は、対象に所属する動脈と密接に関連した静脈（従って、その動脈を通過した血液が、多く、好ましくは最も多く集まる静脈）であるのが好ましい。濃縮した血液を戻す部位も特に限定されるものではないが、一般的に静脈であればよく、希釈血液を導出する静脈と同じ静脈である場合には、心臓に近い側から戻す。希釈された血液が対象の温度に達した後の温度変化を小さくするために、静脈でも対象からできるだけ近い部位から希釈血液を導出するのが好ましい。
本発明の装置を用いて分離冷却法を実施することによって、例えば極度な水分過剰（overhydration）を回避しながらも、心停止下に人工心肺を用いる操作の煩雑さ、および例えば出血のような種々の危険性などの問題点が克服され、低血圧状態（例えば局所低灌流状態）を安定確保することができる。
本発明の装置において、濃縮血液を体内に戻す前に温度調節するが、これは熱交換、特に間接的熱交換により実施するのが好ましい。そのために使用するヒーターおよび／またはクーラーを有する装置は特に限定されるものではないが、いずれの場合においても、所定温度に設定した恒温槽に濃縮された血液が通過する導管に浸けておくことで所定温度にすることが可能であり、また、このような熱交換方法が好ましい。１つの態様では、加温のみ、あるいは冷却のみを行うことが予め判っている場合には、そのような熱交換器は、ヒーターおよびクーラーの一方のみを有するだけでよい。
本発明の装置に使用する補液（または希釈液）は、適当な方法で冷却または加熱することができ、血管を介して体内に供給して血液を希釈すると同時に、身体の内部から対象を冷却または加温するために使用できるものであれば特に限定されるものではない。一般的には、意図する処置に少なくとも悪影響を与えない、好ましくはそのような治療を助長することができるものである。具体的には、栄養分および／または電解質を含む水溶液を例示でき、例えばリンゲル液、乳酸リンゲル液、低分子デキストリン含有リンゲル液（例えば５％含有）等の等張液を補液として使用するのが特に好ましいが、これらに限定されるものではない。
１つの態様において、本発明の装置は、供給する補液の温度を調節する手段として補液温度調節器を有する。この調節器は、上述のような間接的な熱交換器であってよく、例えばヒーターおよび／またはクーラーを備えた槽内に熱媒としての適当な液（通常、水であってよい）を入れ、補液を供給するチューブがその液内に（例えばスパイラル状に）配置されているものを用いることができる。ヒーターおよび／またはクーラーを使用して液の温度を調節することによって、補液温度調節器を出る補液の温度（Ｔ３）をコントロールすることができる。
尚、本発明の装置において、血液、補液などの液体を加温および／または冷却する場合、上述のように加熱手段（例えば電気抵抗ヒーター）および／または冷却手段（例えば冷媒を使用するクーラー）を有する装置を使用することができるが、好ましい態様では、ペルチェ素子を有する加温・冷却装置を使用する。尚、加温には、冷却後に元の温度に向かって温度を上げる場合が含まれ、冷却には、加温後に元の温度に向かって温度を下げる場合が含まれ、これらの場合を復温と呼ぶこともできる。
このペルチェ素子を有する加温・冷却装置は、素子に流れる電流の流れ方向（従って、極性）に応じて加熱または冷却を行い、その時の加熱または冷却熱量は、電流量によって定まるものである。ペルチェ素子を使用すると、加温と冷却との間の切り替えを自在に電気的に実施でき、電流量の増減も容易かつ精度良く実施できるので、温度調節の応答および感度が良く、温度調節の精度も高い。ペルチェ素子自体は長年知られているが、その特徴を医療分野において種々の処置に利用できる体外循環装置に用いると、その長所を非常に好都合に生かせることは、これまで全く知られてもいないし、行われてもいない。
例えば、加温・冷却装置を出た補液、血液等の温度を測定して、その測定結果を、加温・冷却装置のコントローラーにフィードバックして、測定結果に応じてペルチェ素子への電流量の増減および／極性の切り替えを感度および精度良く実施できる。体外循環装置を使用している患者の身体の状態は、刻々と変化する場合があるが、本発明の装置を用いると、この変化はＴ１によって検知できる。従って、身体に供給する補液、身体に戻す血液等の加温・冷却の程度およびその切り替えを自由自在にできることが好ましく、そのためには、ペルチェ素子を有する加温・冷却装置を使用するのが好ましく、復温の制御を行う場合には特に好ましい。
より詳細には、ペルチェ素子に電流を流すと、一方の接合部では発熱して高温となり、他方の接合部では吸熱して低温となるが、ペルチェ素子に供給される電圧の極性を切り替えることにより、これらの接合部間の温度関係が逆転する。通常、室温にて空気を用いて、例えばファンにより空気を吹き付けることによって、一方の接合部を加熱または冷却することにより、接合部間で熱エネルギーを輸送することができる。通常、このような加熱または冷却された接合部と補液、血液等とを間接的に（例えばプラスチックフィルム、金属薄膜等を介して）接触させて熱交換させる。このようなペルチェ素子を有する加温・冷却装置を用いると、結果的に体外循環装置の小型化や省スペース化、操作性の向上等が図れる。
補液温度調節器を出た補液は、体内に入るまでに、ある程度の長さの導管内を通過するが、その間に、周囲の温度、即ち、室温の影響を受けるため、供給補液温度（Ｔ２）は補液温度調節器を出る補液の温度（Ｔ３）と異なる場合が多い。例えば、周囲温度が補液温度調節器を出る補液の温度（Ｔ３）より高い場合にはＴ２はＴ３より高く、低い場合にはＴ２はＴ３より低い温度となる。従って、通常、有意の温度差ΔＴ（＝Ｔ３−Ｔ２）が存在する。本発明の装置において、希釈血液温度（Ｔ１）と供給補液温度（Ｔ２）との平均温度と対象の所定温度（Ｔ０）との相違に基づいて、供給する補液の温度を調節する際には、この温度差ΔＴを考慮するのが好ましい。即ち、本発明の好ましい態様では、補液が温度調節器を出て体内に供給されるまでの温度変化、従って、装置の周囲からの吸熱または周囲への放熱を考慮して、補液温度調節器の温度（Ｔ３）をコントロールする。
通常、この温度差は、装置の操作条件、例えば補液の種類および供給流量、補液を供給する導管の材料および直径、装置の周囲温度（即ち、室温Ｔ４）等のパラメーターにより影響されるものである。従って、これらのパラメーターを種々変えて、温度差ΔＴとの関係をキャリブレーション・カーブとして予め求めておくと、目的とするＴ２とするためには、特定のパラメーター条件の下で補液温度調節器の設定温度Ｔ３を何℃にすればよいかが判る。一般的には、運転の初期の段階では、Ｔ２＝Ｔ０であるのが好ましいので、Ｔ２（＝Ｔ０）とＴ１との温度差に基づいて、Ｔ３を求めることができる。
特に、希釈血液温度Ｔ１および供給補液温度Ｔ２を測定する第２の要旨の本発明の装置においては、これらの温度の平均温度を対象の温度と仮定して、Ｔ０との相違を考慮し、相違がより小さくなるようにＴ２の値を選択する。その選択に際して、ΔＴを考慮して補液温度調節器の設定温度Ｔ３（＝Ｔ２＋ΔＴ）を選択できるので、その結果、Ｔ２の温度を精密にコントロールできる。
即ち、本発明の装置では、希釈血液温度Ｔ１を測定し、また、対象の所定温度Ｔ０が処置に応じて予め定まっているので、Ｔ２を何℃にすれば相違がより小さくなるのかは、例えばＴ２＝２Ｔ０−Ｔ１により求められる。また、ΔＴは先に説明したように特定のパラメーターが条件下で予め得たキャリブレーション・カーブを参照して得ることができ、そして、求めたＴ２および得たΔＴを考慮して、補液温度調節器の設定温度Ｔ３をＴ３＝Ｔ２＋ΔＴによって求めることができるので、この求めた温度Ｔ３に設定すればよい。
周囲への熱移動を考慮して導管を流れる液体の温度を求めるためには、種々のモデル式が考えられ、適用する分離温度調節法に実質的に悪影響を与えない限り、いずれの式を用いてもよい。具体的には、上述のキャリブレーション・カーブの代わりに、例えば以下のモデル式を用いて周囲との熱の移動を考慮して、補液温度調節器の温度Ｔ３を求めることができる：
0003655197.tif 000002
（式中、ｌは補液温度調節器から供給補液温度測定箇所までの導管の長さ（ｍ）、Ｔｔは時刻ｔ（ｓまたは秒）における補液の温度（℃）、ｖは補液の供給流量（線速、ｍ／ｓ）であり、ａ＝αＡ／Ｖである（αは導管材料の熱伝導率（Ｗ／ｍ2Ｋ）、Ａは該導管の全表面積（ｍ2）、Ｖは該導管内の補液の体積（ｍ3）））尚、この式（Ｉ）は、熱伝導の一般式より導出されたものである。
１つの場合では、補液の温度Ｔｔは、補液が補液温度調節器から供給補液温度測定箇所までの間に、線形的に変化すると考えてよい。この場合、補液の温度Ｔｔは式：
Ｔｔ＝Ｔ３＋ｔ（Ｔ２−Ｔ３）／（ｌ／ｖ）
と表現でき、この式を上記積分式に代入して、数値計算することによって、目的とするＴ２に対して補液温度調節器の温度Ｔ３を求めることができる。Ｔｔを表現できる他の式を使用しても同様に補液温度調節器の温度Ｔ３を求めることができる。
また、別法では、上記式（Ｉ）に代えて、
Ｔ３＝Ｔ４−（Ｔ４−Ｔ２）ｅb／v        式（ＩＩ）
但し、ｂ＝４αｌ／（ρｄＣｐ）
（式中、αは導管材料の熱伝達率（Ｗ／ｍ2Ｋ）、ｌは補液温度調節器から供給補液温度測定箇所までの導管の長さ（ｍ）、ρは補液の比重（kg／ｍ3）、ｄは導管の外径（ｍ）、Ｃｐは補液の比熱（Ｊ／kgＫ）、ｖは補液の供給流量（線速、ｍ／ｓ）である。）
を用いることができる。この式は、液体が微小長さ流れる間に周囲に失う熱量は、周囲が受け取る熱量に等しいという関係から微分方程式を立て、それを解いて境界条件として、導管長さ＝０の時、補液温度がＴ３であり、導管長さ＝ｌの時、補液温度がＴ２であるという境界条件で積分することにより得られる。尚、この式は、例えば「図解  伝熱工学の学び方」（北山直方著、株式会社オーム社（東京）発行、１９８９年７月２０日発行、第１版第８刷）の１０４〜１０９頁）を参照すれば当業者であれば容易に導出できる。
尚、第１の要旨の装置では、供給補液温度（Ｔ２）を測定しないが、供給する補液の温度を調節するに際して、温度を調節した補液が血管に供給されるまでの間の装置の周辺との熱移動を考慮する。即ち、熱移動の結果、温度を調節した補液の温度が体内に入るまでに温度が上昇することが予想される場合には、その温度上昇（従って、ΔＴと実質的に同じ）を予め加味してその上昇分だけ低い温度に補液を調節しておく。逆の場合は、ΔＴだけ高い温度にしておく。
１つの好ましい態様では、本発明の装置は、体内に供給する補液、血液および／または希釈血液を酸素化できる人工肺を更に有して成る。この人工肺とは、血液、希釈血液または補液に溶存する酸素量を増加させる、いわゆる酸素化（または酸素加）させる機能を有するものであれば、いずれの装置であってもよく、例えばいわゆる膜型および気泡型のものを使用できる。特に好ましい態様では、導出した希釈血液の一部分を濃縮せずにサイドストリームとして取り出して、それを人工肺に導いて酸素化した後、補液と共に、補液温度調節器により温度調節した後、再度体内に供給する。別の特に好ましい態様では、補液を人工肺に導いて酸素化し、その後、体内に供給する。
１つの別の好ましい態様（例えば分離温度調節法を適用している対象が代謝機能を果たしている場合）では、本発明の装置では、上述の補液に代えて処置する人から予め採取した自己血および／または輸血を補液と一緒に体内に供給する。この際、自己血および／または輸血を人工肺に導き、酸素化するのが好ましい。更に、別の態様では、そのような人工肺に代えて、またはそれに加えて希釈血液、補液、血液等の液体を保持するチャンバーを設けて、そこに酸素（または空気）を吹き込んでバブリングすることにより酸素化することも可能である。
本発明の装置において、希釈血液の濃縮は、体内から導出される希釈血液（従って、元（希釈前）の血液のヘマトクリット値より小さいヘマトクリット値となっている血液）のヘマトクリット値をより増やすまたは回復することを意味し、具体的には濾過または透析処理（以下、両者を総称して濾過処理と呼ぶ）により実施できる。この濾過処理は、人工腎臓などに一般的に使用されるヘモフィルターまたはダイアライザー等を用いて実施できる。本発明の装置において、濃縮後の血液は、希釈前の血液のヘマトクリット値の通常少なくとも約７０％、好ましくは少なくとも約９０％、より好ましくは少なくとも約９５％、最も好ましくは希釈前と実質的に同じヘマトクリット値を有する。
本発明の装置において、希釈血液の濃縮にダイアライザーを用いる場合、身体が必要とする電解質および／または栄養素を透析液が含んでおり、それが濃縮血液側に移るため、また、身体が必要としない余分な電解質および／または老廃物を透析液が除去するため、分離温度調節法を適用している患者の電解質および／または栄養素のバランスを維持できる、あるいは崩れたバランスを元に戻せるという利点がある。従って、血液濃縮ユニットは、血液透析（ＣＨＤ（continuous hemodialysis）を含む）装置、または血液透析濾過（ＣＨＤＦ（continuous hemodiafiltration）を含む）装置であるのが好ましい場合がある。
実際、本発明の装置を使用するある態様では、正常人の約４０〜５０％のヘマトクリット値が補液によって一般に約５〜２０％、例えば約７％まで希釈されるが、この希釈された血液のヘマトクリット値は濃縮後に約３０〜５０％にまで回復する。従って、この場合のヘマトクリット回復率（濃縮後のヘマトクリット値／希釈前のヘマトクリット値）は約０．７〜１．００となる。
本発明の装置の１つの態様では、分離冷却法を実施する場合に使用する体外循環装置であって、対象部位を選択的に所定の温度に冷却するために使用できる。また、別の態様では、冷却するのではなく、所定の温度に加温する分離加温法を実施する場合に使用する体外循環装置を提供する。このような装置は、例えば正常細胞は影響を受けないが、癌細胞が死滅し得る高温に対象を加温する場合に使用することができる。具体的には、癌細胞は、約４２℃で死滅することが判っており、そのような癌細胞が存在する対象のみを加温する場合に適用できる。
以下、添付図面を参照して本発明の装置を更に詳細に説明する。
図１は、本発明の体外循環装置を模式的に示す概略図（フローシート）である。図１に示す本発明の体外循環装置は、供給補液ユニット（Ａ）、血液濃縮ユニット（Ｂ）および血液供給ユニット（Ｃ）を有する（これらのユニットは、一点鎖線で区切っている）。
供給補液ユニット（Ａ）は、補液容器（８）、それから補液を体内（１７）に供給する補液ポンプ（１）（送液量の計量および調節機能付き）、補液温度調節器（３）および補液ドリップ・チャンバー（９）を有し、体内に供給される補液の温度（Ｔ２）は、供給補液温度センサー（４）により測定する。
また、図示した体外循環装置は、血液濃縮ユニット（Ｂ）を有し、このユニットは、体内（１７）から希釈血液を導出して、即ち、脱血して、最終的には回収した濃縮血液を体内（１７）に戻す血液ポンプ（５）、ヘパリンまたはフサン等の抗凝固剤供給器（１８）、血液ドリップ・チャンバー（１２）、例えば濾過フィルター（またはダイアライザー）のような血液濃縮器（１３）および除水タンク（１４）、ならびに場合により除水ポンプ（７）を有して成り、導出された希釈血液の温度（Ｔ１）は希釈血液温度センサー（２０）により測定する。尚、血液濃縮ユニットには、装置の運転開始時に装置内の導管および要素内に補液を満たすために補液タンク（２２）が設けられている。
更に、図示した体外循環装置は、血液供給ユニット（Ｃ）を有し、このユニットは、返血ドリップ・チャンバー（１６）および濃縮した血液の温度を調節する熱交換器（６）を有して成る。濃縮した血液の温度をコントロールするために、熱交換器は温度センサー（５０）を有する。
これらのユニットまたはそれを構成する要素との間は、適当な導管（例えば、シリコーンチューブ、塩ビチューブ等、図面において太実線にて示す）により接続され、各ユニットと身体（１７）との間の必要な接続はカテーテル（１０、１１および１５）によって行われる。
供給補液ユニット（Ａ）において、補液ポンプ（１）は、通常１０〜８００ｍｌ／分、好ましくは５０〜５００ｍｌ／分、より好ましくは１００〜４００ｍｌ／分の範囲で補液を定量的に体内（１７）に注入できるものである。ポンプの実際的な流量は、対象に対する処置の目的に応じてそのような範囲から必要に応じて選択される。このように補液を定量的に送液できる（従って、計量注入できる）ポンプとしては、血液の送液にしばしば使用されるローラーポンプを例示できる。尚、対象の温度調節を速やかに行うためには、流量が比較的大きいことが好ましく、例えば１００〜４００ｍｌ／分の流量を適用することが更に好ましい（特に対象が成人の脳であり、分離冷却法の場合）。ローラーポンプに代えて、遠心型のポンプを使用することも可能であり、この場合、適当な流量コントロール手段、例えばバルブ、インバーター機能等と組み合わせて使用することが好ましい。
補液の供給量を補液ポンプ（１）のモーターの回転数等によってコントロールできる場合、別に流量計を設ける必要は必ずしもないが、補液のラインに流量計を設けて補液の供給量を確認してもよい。流量計は、例えば電磁流量計などであってよい。また、ポンプは、流量が所定量でない場合に、所定量となるようにコントロール機能（例えば、ポンプのモーターの回転数を変更したり（例えばインバーター機能）、導管の圧力損失を変更できる機能（例えばバルブ機能））を有するものが好ましい。補液ポンプ（１）の定量性が確保されている場合には流量計を省略してもよく、この意味で、図示した態様の装置では、導管には流量計を設けていない。一般に、所定流量で流体を送る必要があるいずれの導管に流量計を設けてもよく、これとポンプが協働して所定流量が流れる（従って、計量導出または注入する）ように確保することができる。他のポンプ（５および７）についても、上流の流量範囲の特徴を除いて、ポンプ（１）と同様のことが当て嵌まる。
容器（８）は、補液が封入されているプラスチック容器またはポリ袋であってもよく、あるいはそのような容器から取り出した補液を保持するタンクであってもよい。容器（８）とポンプ（１）との間には、液切れ検出器（４４）およびドリップ・チャンバー（５６）が設けられている。供給補液ユニットは、上述の要素に加えて、泡抜きのための別のドリップ・チャンバー（９、圧力計Ｐ付き）を有してよく、補液に同伴する気泡が含まれる場合にはこれを分離できる。同様のドリップ・チャンバー（１２および１６）が血液濃縮ユニットおよび血液供給ユニットにも設けられている。尚、補液中の不純物除去のためにフィルター４０を、補液中の気泡の存在をチェックする気泡検出器４２を設けてもよい。
本発明の装置は、対象を通過した希釈血液が流れる血管、通常は静脈から希釈血液を計量導出し、好ましくは実質的に元の血液のヘマトクリット値までに濃縮する血液濃縮ユニットを有し、このユニットには、体内（１７）から希釈された血液を計量導出して送液して最終的に体内に戻すための導出・送液ポンプ（５）および導出されて送られて来る希釈血液を濃縮する要素（１３）が必要である。尚、対象には補液以外に、血液が、補液を供給する血管および他の血管を経由して供給されるので、対象から出る血液は補液に希釈された状態となっている。必要な場合には、対象に血液が実質的に供給されず、補液のみが供給されるように、対象に通じる唯一の動脈にバルーンカテーテルを挿入して血流を遮断して、そのカテーテルを通じて補液を供給してもよい。また、希釈血液の導出に関しても、対象から出てくる唯一の静脈にバルーンカテーテルを挿入することによって、対象からの希釈血液を実質的に全部体外に導出することが可能となる。
このポンプ（５）は希釈血液をカテーテル（１１）を介して、一般的に１０〜６００ｍｌ／分、好ましくは５０〜４００ｍｌ／分、より好ましくは８０〜３００ｍｌ／分の範囲の速度で定量的に体内から導出できることが好ましい（特に対象が成人の脳であり、分離冷却法の場合）。ポンプ（５）の実際的な流量は処置の目的に応じてそのような範囲から必要に応じて選択される。ポンプ（５）には、補液送液ポンプ（１）と同種のものを使用でき、上述のように流量計（図示せず）がポンプと協働するようになっていてもよい。
本発明の装置の使用に際して、カテーテル（１１）を介して分離冷却する部位からの静脈を介して希釈された血液を導出し、送液ポンプ（５）を通り、ディスポーザブル製品であるのが好ましい血液濃縮要素（１３）の血液側入口に導く。
本発明の装置において、濃縮要素（１３）は上述のように透析装置（この場合は、図示するように濃縮要素（１３）に透析液（１０２）を供給する）または濾過装置であるのが好ましく、そのコントロールは、希釈前の血液のヘマトクリット値と濃縮後の血液のヘマトクリット値を目安に操作するのが好ましい。このヘマトクリットの測定は、濃縮後の血液を遠心処理に付して血球の体積割合（％）を求めることにより実施できる。
供給する補液の流量および濃縮要素（１３）から排出される液（以下、「濾液」とも呼ぶ）の流量、ならびに供給した総補液量および総濾液量を測定して、患者の状態が過度の水分過剰状態及び不足状態にならないようにコントロールするのが好都合であり、通常は、このようなコントロールで十分である。尚、濃縮要素（１３）として透析装置を用いる場合には、装置に供給した透析液量も排出される濾液量に含まれので、その量を差し引く必要がある。
濃縮要素（１３）は、必要な場合には、濾液側にポンプ（７）を有してよく、濃縮要素（１３）の両側での圧力差をより大きくすることができる（従って、濾過圧力（または透析時の圧力差）のコントロール範囲が大きくなる）ので、このポンプを用いることにより、濾液流量の融通性が増加する。濃縮要素（１３）は、勿論、ポンプ（５）により生じる希釈血液側（吐出圧）と透過液側（大気圧）との間の圧力差だけで除水することもできる（いわゆる自然濾過または自然除水）。自然除水の場合はポンプ（７）を経由しないで濾液用受器（１４）に濾液を集めることができる。
ポンプ（１）が稼働中は、濃縮要素（１３）からの濾液流量（Ｖｂ  ｍｌ／分、但し、透析装置の場合では、透析液の量はＶｂから除く）は、補液の体内への注入流量（Ｖｄ  ｍｌ／分）より実質的に小さく、従って、体内の血液のヘマトクリット値を治療開始前よりも上げないようにするのが好ましい。これは、補液による温度調節効果を有効なものにするため、一時的にある程度の量の補液を対象部分内に保持するのがより好ましいという考えに基づく。従って、本発明の装置において、好ましい態様では０．１Ｖｄ≦ｂ≦Ｖｄ（但し、Ｖｄ≠０）なる関係で流量をコントロールする。Ｖｂ＜０．１Ｖｄとなるのは好ましくなく、体液量が一時的に相当過剰となってしまう。逆にＶｂがＶｄより実質的に大きくなると、血液の過度の濃縮が起こり好ましくない。しかしながら、本発明の装置において、ＶｂがＶｄより大きくなることを完全に排除するものではなく、本発明の装置を用いる処置に悪影響が無い場合にはＶｂがＶｄより大きくてもよい。
本発明の装置において、濾液は実質的には低分子量の物質（例えば電解質、ブドウ糖のような糖類）を主成分とする水溶液から成り、本発明の装置の使用の間の濾液（但し、濃縮要素が透析装置の場合では、透析液の量は除く）の総量は、その間に供給した補液の総量に実質的に等しいのが最も好ましく、このことは、上述の０．１Ｖｄ≦Ｖｂ≦Ｖｄのような好ましい関係を考慮すると、ポンプ（１）とポンプ（５）および存在する場合はポンプ（７）の作動時間が異なる場合があることを意味し、ポンプ（１）が停止していても、ポンプ（５）が作動してＶｂが有意値であることが有る。濾液の総量（但し、濃縮要素が透析装置の場合では、透析液の量は除く）と供給した補液の総量は、必ずしも実質的に等しくなる必要はなく、処置に問題が生じない範囲でこれらの量が異なってもよい。そのような観点からは、例えば０．８×濾液総量（但し、濃縮要素が透析装置の場合では、透析液の量は除く）≦供給した補液総量≦１．２×濾液総量（但し、濃縮要素が透析装置の場合では、透析液の量は除く）なる関係を維持することで一般的に問題は無い。勿論、供給した補液が冷却部位を通過して導出されるまでにはある程度の時間を要するので、ポンプ（１）の運転開始と同時に、ポンプ（５）および（７）を作動させる必要はない。尚、実際の処置または治療の間には、供給された補液が尿として排出される場合があるが、本明細書においては、総濾液量はこの尿の量も含む。即ち、尿も濾液とみなして上記関係を考える。但し、濾液流量Ｖｂには尿の流量は含まれない。
尚、図示した態様の装置では、血液ポンプ（５）は、体内（１７）から希釈血液を導出する機能、それを濃縮要素（１３）に送って濃縮を可能ならしめる機能、および、その後、濃縮した血液を体内（１７）に戻す機能を有する。これらの機能は、途中にバッファー（またはリザーバー）を設けて独立したポンプで実施することも可能であることは当業者には自明である。
本発明の装置の血液濃縮ユニットには、必要に応じて、泡抜きのためのドリップ・チャンバー（１２）および抗凝固剤供給要素（１８）、例えばヘパリン供給器が付いていてもよい。尚、抗凝固剤は（例えばヘパリン、フサン等）本発明の装置のいずれの適当な箇所で供給してもよい。図示した態様では、上述のように血液濃縮ユニットにヘパリン供給器（１８）を設けているが、供給されたヘパリンは、血液濃縮要素（１３）を通過しても、実質的には濾液側に移ることはない（即ち、濃縮血液側に残る）。
本発明の装置は、低温または高温状態であり得る濃縮された血液を平常体温近くの温度まで調節して血管（静脈）に注入する血液供給ユニットを有して成る。具体的には、このユニットは、血液を例えば３７℃近くに調節して血管、通常心臓により近い静脈に注入できるような加温・冷却用熱交換器（６）から成る。具体的には、本発明の装置の使用に際して、濃縮された血液は血液濃縮器（１３）の血液出口側に接続された導管を介して熱交換器（６）を通り、カテーテル（１５）を介して静脈に注入される。この場合、図示するように、プロタミンポンプ（７０）、泡抜きドリップ・チャンバー（１６）および気泡検出器（４６）が設けられていてもよい。
本発明の好ましい態様では、補液の注入流量Ｖｄ、希釈血液の導出流量、濾液流量Ｖｂの収支から体液量が所望の量に維持されるように、個々の流量を自動的にコントロールする注入・除水（除液）コントローラー機構（１９）が付設されている。尿が排出される場合、この量も含めて収支を考えてコントロールしてもよい。本発明の装置において、注入・除水コントローラー（１９）を使用する場合、体内への補液注入流量、体内からの血液導出流量および濾液流量（従って、ポンプ（１）、（５）および（７）の送液量、但し、濃縮要素が透析装置の場合では、ポンプ（７）の送液量は透析液の量を含む））が本発明の装置を使用する処置の目的に沿ってコントロールされた状態にある必要がある。即ち、上述のＶｂおよびＶｄのそれぞれの範囲、上述のＶｂとＶｄとの関係ならびに上述の濾液総量（但し、濃縮要素が透析装置の場合では、透析液の量は除く）と注入補液総量の関係を満足するようなＶｂおよびＶｄとなるように、ポンプ（１）および（５）ならびに場合により存在するポンプ（７）を破線にて示すように有機的に連動させる必要がある。このようなコントロールは、人工腎臓の操作などでも採用されており、当業者には周知である。尚、ポンプ（７）に代えて、別のポンプを血液濃縮要素（１３）の濃縮血液側（即ち、濃縮要素の下流側）に設けてもよい。
例えば、注入された補液量に相当する量が直ちに濾過されて濾液として排出されることは必ずしも必要ない。もちろん、同時に濾過されてもよいが、むしろ、分離温度調節法を用いる処置の目的を果たすために、補液は、ある程度の時間体内に滞留し、その後、体液が大過剰となることを防ぐように、体内から徐々に導出除去されるのが好ましい。ＶｂおよびＶｄはかかる目的に沿うように注入・除水コントローラー（１９）により調節されることが好ましい。
別法では、上述の非接触型のヘマトクリット値測定装置を用いて、導出する希釈血液および／または濃縮後の血液のヘマトクリット値をオンラインで測定し、希釈血液のヘマトクリット値を例えば上述のように５％より小さくせずに、および／または濃縮後の血液のヘマトクリット値を例えば少なくとも４０％となるように、注入・除水コントローラー機構（１９）をヘマトクリット測定装置からの測定値を基づいてポンプ（１）、（５）および（７）の送液量をコントロールすることが好ましい。
図示した本発明の体外循環装置は、分離冷却の例によって説明するように、例えば以下のようにして、分離温度調節法の適用に使用できる：
（ケース１）
予め、補液タンク（２２）から補液を装置の要素および導管内にチャージしておく。最初に、分離冷却法を適用する対象（２４）およびそれに対する処置に応じて、対象部位を冷却する所定温度（Ｔ０）、供給補液流量、導出希釈血液流量等の操作条件を決める。次に、熱交換器（３）を運転し、その設定温度（Ｔ３）を例えば所定温度Ｔ０とする。この場合、熱交換器（３）を出てから体内までの間の吸熱または放熱、即ち、ΔＴを考慮し、更に、体内に入ってから対象部位に達するまでの温度変化を考慮して、熱交換器（３）の設定温度（Ｔ３）をＴ０から多少ずらしてもよい。
各カテーテルを体内に挿入し、ポンプ（１）を稼動させて補液を補液タンク（８）から熱交換器（３）に供給し、補液の温度を所定温度（Ｔ０）またはそれに近い温度にコントロールした後、体内に補液を供給する。同時または所定時間経過後、ポンプ（５）により体内から希釈血液を導出し、その温度（Ｔ１）を温度センサー（２０）により測定し、それを血液濃縮要素（１３）に供給して、血液を濾別する。この際、必要に応じて血液濃縮を助長するために除水ポンプ（７）を稼動させてよい。濾過されて濃縮された血液は、熱交換器（６）に通して、体温付近の温度に加熱した後、カテーテル（１５）を経て体内に戻す。
この操作を行うのは、測定された希釈血液温度（Ｔ１）が対象部位の実際の温度を示していると考えてよい場合であるので、従って、これと対象部位の所定温度（Ｔ０）との相違、例えば差ΔＴａ（＝Ｔ１−Ｔ０）を求める。ΔＴａ＞０である場合、対象が十分に冷却できていないことを意味するので、補液の熱交換器（３）の設定温度Ｔ３を下げる操作を自動または手動でする。
逆に、ΔＴａ＜０である場合、対象が過度に冷却されていることを意味するので、補液の熱交換器（３）の設定温度（Ｔ３）を上げる操作をする。その後、再度希釈血液の温度を測定し、同様にしてΔＴａを求め、その結果に応じて、熱交換器（３）の設定温度（Ｔ３）を変える。第１回目のΔＴａの算出と第２回目のΔＴａの算出との間の時間間隔は特に限定されるものではないが、過度に長すぎると、希釈血液温度Ｔ１がハンチングを起こし易いので、短いのが好ましい。勿論、希釈血液温度Ｔ１を連続的に測定して、その温度差ΔＴａの性質（差の絶対値、差の時間的変化の割合等）を考慮して熱交換器（３）の設定温度（Ｔ３）を考慮することもできる。このような測定および熱交換器（３）設定温度（Ｔ３）の調節を繰り返して、ΔＴａがより小さくなるようにして、希釈血液温度（Ｔ１）を対象部位の所定温度（Ｔ０）に近づけ、それを維持する。尚、実質的にΔＴａ＝ゼロである場合には、特に熱交換器（３）の設定を変更する必要はない。
（ケース２）
ケース１では、希釈血液温度（Ｔ１）のみを考慮したが、これに加えて、供給補液温度（Ｔ２）をも考慮する。この場合、Ｔ１とＴ２の平均値Ｔａｖ（＝（Ｔ１＋Ｔ２）／２）は、対象の実際の温度Ｔ０を示していると考えてよい場合であり、これは、ケース１のＴ１のみを考慮する場合と比較して、一般的には対象の温度の評価の点で優れている。先のケース１の場合と同様にして、対象の所定温度（Ｔ０）と平均温度（Ｔａｖ）との相違、例えば差ΔＴｂ（＝（Ｔ１＋Ｔ２）／２−Ｔ０）を求める。それ以外の点に関しては、上記ケース１と実質的に同じである。尚、ここでは、Ｔ１およびＴ２の重み付けを等しくして平均値を求めているが、これらの重み付けを適宜変えることも可能である。例えば、Ｔ１の代わりに１．５Ｔ１を、また、Ｔ２の代わりに０．５Ｔ２を用いることも可能である。特に、Ｔ１は対象の温度の影響を受けているので、Ｔ１をより重く評価するのが好ましい場合がある。
ΔＴｂ＞０である場合、対象が十分に冷却できていないことを意味するので、補液の熱交換器（３）の設定温度Ｔ３を下げる操作をする。逆に、ΔＴｂ＜０である場合、対象が過度に冷却されていることを意味するので、補液の熱交換器（３）の設定温度（Ｔ３）を上げる操作をする。その後、ケース１と同様に、測定を繰り返してＴａｖを対象の所定温度Ｔ０に近づけて、ΔＴｂをゼロに近づけてそれを維持する。
（ケース３）
熱交換器（３）の温度調節は、相違、例えば差ΔＴａまたはΔＴｂの大きさに応じて種々の適当な方法により実施できる。
例えば、ケース１において、差ΔＴａが正の場合、熱交換器（３）の調節温度を下げるように操作し、その結果、希釈血液温度（Ｔ１）を低くする。差ΔＴａが負の場合は、その逆に操作する。この操作に際しては、差ΔＴａの静特性および／または動特性を考慮するのが好ましい。
例えば、ケース２において、差ΔＴｂが正の場合、熱交換器（３）の調節温度を下げるように操作し、その結果、供給補液温度（T２）を低くする。それに際して、差ΔＴｂ＝０となるのが望ましいことを考慮して、所定温度（Ｔ０）および測定された希釈血液温度から式：Ｔ２＝２Ｔ０−Ｔ１に基づいてＴ２を算出する。この算出されたＴ２を熱交換器（３）の設定温度とする。別の態様では、算出されたＴ２に基づいて、キャリブレーション・カーブまたは上記式（Ｉ）により熱交換器（３）から供給補液温度測定箇所までの周囲との熱交換を考慮して、熱交換器（３）の設定温度（Ｔ３）を決める。この式から判るように、Ｔ３は補液の供給流量（ｖ）によって変化する。分離冷却法を適用しながら実施する処置には通常、ｖは任意の数値ではなく、許容される範囲（例えば、血管内壁に損傷を与えることの無い範囲）のｖが予め決まっている。従って、許容されるｖの数値を優先的に決め、その結果、他のパラメーターの数値が用いる装置により決まるので、Ｔ３が最後に決まる。
本発明の装置の使用に際して、補液は容器（８）から送液ポンプ（１）を経た後、補液温度調節熱交換器（３）で温度調節され、次いで、分離温度調節法を適用する対象に至る血管、通常は動脈にカテーテル（１０）を介して体内（１７）へ注入される。この場合、分離温度調節法を適用する対象に至る血管（動脈）にカテーテルを挿入するが、体内にカテーテルを挿入する位置は必ずしも対象の近接部に限られる必要はない。いわゆるセルディンガー法（Seldinger's method）のように例えば大腿動脈から経皮的にカテーテルを脳まで挿入して、補液を供給するような方法も採用できる。
このような場合、供給補液温度センサー（４）を体外に配置するのではなく、カテーテル（１０）の挿入先端部またはその近傍に配置するのが好ましく、それによって、対象部位により近い位置（即ち、遠位側）において供給される補液の温度（Ｔ２’）を測定することができる。その結果、上記ケース２において、対象部位の温度の推定に用いたＴ２の代わりにＴ２’を使用する。同様に、対象部位からの希釈血液の導出に関しても、カテーテルの挿入先端部を可能な限り対象部位に近い位置まで挿入し、その先端部またはその近傍に温度センサーを配置することによって、対象部位により近い位置において対象部位から排出される希釈血液の温度（Ｔ１’）を測定することができる。
従って、カテーテルの挿入先端部付近に温度センサーを配置することにより、対象部位の温度推定の精度が一段と向上し、その結果、効率的な分離温度調節法の適用が可能となる。即ち、ケース１においてＴ１の代わりにＴ１’を使用し、また、ケース２において、Ｔ１およびＴ２の代わりにＴ１’およびＴ２’を用いることにより、対象部位の温度推定が一段と信頼性のあるものになる。尚、Ｔ１’およびＴ２’についてのこの態様を模式的に図５に示している。
尚、図１に示した態様では、ポンプ（５）の手前に、導出した希釈血液の血圧を測定する要素（４８）が配置され、また、補液タンク（２２）の下流側にはドリップ・チャンバー（５２）およびクランプ（５４）が設けられている。
好ましい１つの態様では、本発明の体外循環装置は、希釈血液、補液、自己血および／または輸血を酸素化する人工肺を更に含んで成る。
図２には、体内から導出してきた希釈血液の一部分を人工肺において酸素化する構成を含む本発明の装置の該構成の部分のみを模式的に示している（該構成以外の部分は、実質的に図１と同様である）。図示した態様では、体内から導出された希釈血液は、その一部分がポンプ（２６）によって濃縮要素（１３）に入る手前で分岐され、液切れ検出器（５８）およびドリップ・チャンバー（６０）を経て人工肺（２８）に通される。人工肺（２８）には酸素ガスが供給される。人工肺（２８）を出た希釈血液は、新たに供給される補液に合流した後、熱交換器（３）を通り、その後、体内（１７）に供給される。
図３に示す態様では、予め採取しておいた自己血または輸血（３１）を人工肺（２８）を経由して体内に供給する。図３は、図２と同様に、図１と異なる部分のみを図示している。自己血または輸血（３１）は、ポンプ（３０）により液切れ検出器（６２）およびドリップ・チャンバー（６４）を経て人工肺（２８）を通され、その後、新たに供給される補液に合流した後、熱交換器（３）を通り、その後、体内（１７）に供給される。
図４に示す態様では、体内に供給する補液を、熱交換器（３）を出た後、人工肺（２８）に通した後、体内に供給する。尚、図示した構成以外は、実質的に図１と同様である。
また、上述のような人工肺に加えてまたはそれに代えて、図５に模式的に示すように、補液の供給ラインにおいて熱交換器（３）を出た後、体内に入る前に配置されたドリップ・チャンバー（９）において、酸素ガスを供給して、ここを通過する補液（場合により上述のように希釈血液、自己血および／または輸血を含んでよい）に酸素をバブリングして酸素化することも可能である。
尚、図５では、熱交換器または加温・冷却器（６）を出た導管が補液供給導管に接続される態様をも図示している。この態様では、選択された対象を所定の温度に冷却して、必要な処置を対象に施した後、元の温度に回復させる（即ち、復温させる）時に、濃縮して回収した血液を少なくとも一部分、補液と一緒に対象に供給するように操作する。復温は、本発明の装置を用いて、選択した対象を加温することと実質的に同じであり、従って、復温操作は、本発明の装置を用いて分離加温方法を実施すればよい。逆に、選択された対象を所定の温度に加温して、必要な処置を対象に施した後、元の温度に回復させる場合には、復温操作は、本発明の装置を用いて分離冷却方法を実施すればよい。
復温に際して、対象の温度を上げる場合、対象の代謝機能が促進され、その結果、対象に酸素を供給することが望ましい場合が生じる。その場合には、体内に供給する補液の少なくとも一部分を血液に置換して、これを対象に供給するのが望ましい。そのような場合、図５に示すようなバイパス１００（点線にて図示）を設け、濃縮した血液の少なくとも一部分を温度調節した後に分岐して、補液と共に対象に供給する。通常、対象の温度が上がると、その代謝機能が盛んになり、従って、対象はより多くの酸素を必要とするので、濃縮した血液の量を徐々に増やし、補液の量を減らすのが好ましい。最終的には、血液のみを供給し、補液の供給を停止するのが好ましい場合がある。この場合、血液を例えば人工肺によって酸素化するのが好ましい。このような復温に際しても、測定される希釈血液温度（Ｔ１、補液の供給を停止した場合には、導出血液温度となる）および測定される供給補液温度（Ｔ２、場合によっては供給血液温度となる（補液の供給を停止した場合））に基づいて、対象の温度を推定すると共に、供給する補液温度および分岐する回収血液温度を調節する。尚、バイパス１００の設置に際しては、濃縮して回収した血液の全量または一部分を補液供給導管に供給できるようにバルブ等を設けて、そのまま体内に戻す血液（返血側）と補液と共に対象に供給する血液（補液側）とを適切に分配するのが好ましい。また、全量を補液側に供給することができるように、例えば補液側の導管にＹ字継手を予め挿入しておき、カテーテル（１５）を引き抜いてそのＹ字継手に差し込むことによって、返血側の導管を補液側の導管に直接接続できるようにしておくことも可能である。また、引き抜いたカテーテル（１５）を補液のドリップチャンバー（９）に差し込んでもよい。
発明の効果
上述のようないずれかの態様の本発明の装置を使用することにより、分離温度調節法を適用する対象を所望の温度状態にて向上した精度で維持することが可能となる。特に、温度の測定箇所が、対象に近い、即ち、身体の直近で実施する場合には、精度が一層向上する。特に、血管内に挿入するカテーテルの先端付近に温度センサーを配置する場合には、精度が顕著となる。従って、以下に説明するように、分離温度調節法の利点をより顕著なものにできる。
本発明の装置は全ての外科手術に際して分離温度調節法を適用する場合に用いることができる。例えば、脳、胸部、腹部、手足などにおける患部を補液を用いて所定温度に精度よく冷却することによって臓器などの活性を低下させ損傷（例えば虚血による組織の損傷）の進行を阻止し、低血圧状態（例えば低灌流状態）を形成することによって手術の安全性が高まると同時に、ヘパリン量の低減のみならず、輸血量も低減でき、輸血による感染の危険のない手術が可能となる。
更に、手術時だけでなく患者の状態を管理する、特に低活性状態を管理する方法の一環として本装置を用いて分離冷却法として分離温度調節法を適用することができる。即ち、本装置を用いることで患部を希釈された血液状態下に所望の温度状態で精度良く維持する（この内容に体温（常温）維持も含む）ことによって、疾病の進行を遅延、あるいは阻止することができる。
例えば、身体の一部をある程度、例えば約３４〜１５℃の範囲の温度に、好ましくは迅速に冷却したいが、他の部分はそれ程低くない温度にしたい、例えば２８℃以下にしたくない場合、本発明の装置を用いてそのような身体の一部のみを迅速かつ精度よく冷却することが可能である。例としては脳の打撲傷の治療の前に、脳の腫れを遅延（または軽減）させるために脳だけを急速に冷却したいが、他の部分は冷却したくない場合がある。
特に、本発明の装置では、身体の一部分のみを冷却して、その他の部分はそれ程冷却されないので、補液の温度および供給量を調節することにより、身体全体としては比較的高い（または正常な）温度に保持しながらも、一部分のみを非常に低温に精度良く維持することが可能であり、このことは、交通事故などによる脳挫傷の治療時に脳だけを急冷することが可能であることを意味するが、このことは、開頭術等に非常に有効である。また、本発明の装置では、身体の一部のみを冷却して他の部分はそれ程冷却しないので、副作用が起こらず、身体の一部を長時間低温状態で保持できる。
また、本発明の装置を用いて補液を注入すると、身体の一部が温度調節されると共に血液が希釈される。分離冷却法の場合には、冷却により身体のその部分の代謝機能が低下する（従って、冷却された組織の酸素消費量が減る、即ち、低活性状態を管理する）ので、そのような組織には希釈された血液が供給されるだけで十分である。従って、そのような部位の手術に際しては、希釈した血液しか流れていないので出血量が大幅に減少する。
本発明は、上述のような状態管理に使用する装置、即ち、状態管理装置を提供する。本明細書において、状態管理とは、患者の局部または全身を所定温度に維持し、例えば低温下で低活性状態に置くことにより、あるいは加温下で低体温症などによる低体温状態の改善や悪性の細胞を死滅させる条件に保つことにより、病状の進行を遅延または阻止するように管理することを意味するものとして使用している。特に、後者の状態管理においては、正常細胞の保護の観点から、精度の良い対象の温度維持（特に、温度の高温を避ける必要がある）が非常に重要であり、この意味において、精度良く対象を所定温度に維持できる本発明の装置は、非常に有用である。
最初に説明したように、本発明の装置はヒトを含む動物の治療に適用できる。明細書にて開示する数値を含む条件及び好ましい態様等は、そのような治療に一般的に使用でき、また、より適切な態様は、具体的な症例に応じて実験を重ねることにより選択できる。
その場合、本発明の装置をコントロールするためのパラメーターとして、患者のデータ（体重、ヘマトクリット値、処置対象等）、これまでに採取してある冷却および加温データ（補液の種類および温度、供給補液流量、冷却部位およびその温度の時間的変化、希釈血液導出流量、他の部分の体温の時間的変化等）、治療の種類（治療部位、治療方法、治療時間等）、濾過装置のデータ（濾材の種類、濾過圧力、濾過速度等）を考慮する。このようなデータを実験に当たって種々採取して、これを数値的に解析（回帰）させて、実際の処置に役立てることができる。
更に、本発明の体外循環装置において人工肺を設ける場合、補液を酸素化することにより、手術可能時間の延長という利点がある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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