(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の外科的処置に際して使用する無血処置装置であって、
（Ａ）対象に流入する血管に補液を計量・注入する補液供給ユニット、および
（Ｂ）対象から流出する血管から対象を通過した補液を計量・導出する補液導出ユニット
を有して成る無血処置装置。
【請求項２】
（Ｃ）導出された補液から存在する血液を回収し、回収した血液の温度を調節して他の血管に供給する血液供給ユニットを更に有して成る請求の範囲１に記載の装置。
【請求項３】
補液供給ユニットおよび補液導出ユニットは、それぞれ、血管に挿入できるバルーン付きカテーテルを有する請求の範囲１または２に記載の装置。
【請求項４】
対象を所定温度に維持する付加的機能を有する装置であって、補液導出ユニットは、導出される補液の温度を測定する導出補液温度センサーを有し、また、補液供給ユニットは、測定された導出補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請求の範囲１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
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、導出補液温度と対象の所定温度の相違の代わりに、供給補液温度と導出補液温度の平均値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請求の範囲４に記載の装置。
【請求項６】
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４または５に記載の装置。
【請求項７】
供給する補液の温度を調節する手段の調節は、式（Ｉ）：
【数１】
0003688998.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であり、ｖは補液の供給流量であり、ａ＝αＡ／Ｖであり、αは熱伝達率であり、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６に記載の装置。
【請求項８】
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１〜７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
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１〜８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
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、導出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いる請求の範囲５〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
外科的処置は、手術である請求の範囲１〜１０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、例えば臓器のような対象の外科的処置、例えば手術、人工肺を用いる治療等を実施するに際して使用して、出血量を最小限にする装置（以下、「無血処置装置」とも呼ぶ）に関する。
背景技術
種々の目的で身体の一部分である対象に対して、例えば手術のような外科的処置が実施されている。このような外科的処置を実施する際、出血を避けることはできないが、その量を可能な限り減らすことが望ましいのは言うまでもない。例えば、出血量が多い場合には、自己または他人の輸血が必要となる。出血量が多いと、血液のために処置の対象が見えなくなるという視野の問題があり、これは、処置のミスにつながりかねない。また、出血量が多いと、患者の血圧が低下し、処置自体の継続を実施できないことも有り得る。
このような出血に伴う問題点を解決するために、出血量を減らす試みが種々されている。例えば、切開部位の面積を減らし、近位側動脈の一時的遮断により出血を抑えることが実施されている。また、出血した血液を回収して浄化処理し、その後、再び体内に戻すことも実施されている。
このような試みが実施されているにもかかわらず、実際には、出血量が多いため輸血が頻繁に行われている。この輸血に際しては、エイズ、肝炎などの感染症の問題があり、この点からも出血量を減らして、輸血量を最小限にするのが望ましい。また、上述の血液回収は、高価なディスポ器具および装置を必要とするので、いずれの外科的処置にも適用できるものではない。
発明の開示
そこで、手術のような外科的処置に際して、出血量を減らすことにより、輸血の量を減らし、好ましくは輸血の必要性を回避し、また、処置中の出血により視野がさえ遮られることを防止し、処置を容易ならしめると共に効率的な外科的処置を可能ならしめる装置を提供することが望まれている。
本発明者らは、このような課題を解決するために種々の検討を重ねた結果、例えば脳のような対象に対して可及的に対象のみに補液を供給することにより、そのような課題を解決できることを見出した。
従って、本発明は、対象の外科的処置に際して使用する装置であって、
（Ａ）対象に流入する血管に、補液を計量・注入する補液供給ユニット、および
（Ｂ）対象から流出する血管から、対象を通過した補液を計量・導出する補液導出ユニット
を有して成る無血処置装置を提供する。
本発明において、「外科的処置」とは、身体の一部分を傷つける行為を伴う処置、治療および検査等を含む広い概念であり、それには、例えば手術、人工肺を使用する処置等が含まれる。このような処置には、いわゆるメスを用いる切開手術および内視鏡による手術が含まれる。「対象」とは外科的処置を実施する対象物である、身体の一部分（例えば、四肢、顔面、頭部、脳、肝臓のような臓器またはその一部分）であり、例えば手術を実施する臓器（例えば癌細胞を有する臓器）である。
更に、「対象に流入する血管」とは、対象に関して動脈側の血管（即ち、対象に向かって血液が流れ込む血管）であって、医療技術的に可能な範囲で補液を供給（または注入）できる血管を意味する。対象に通じている血管であるという条件を満たせばよく、血管は、対象以外の他の部位にも通じていてもよいが、対象以外に補液が供給されることを可及的に避けるために、そのような他の部位が可能な範囲で少ないのが好ましい。そのような血管の補液を注入する箇所は、供給した補液が対象に流れ込むことができるという条件を満たせばいずれの箇所であってもよいが、上述のような血管において可及的に対象に近い箇所であるのが好ましい。そのような血管は、対象のみに流れ込む血管であるのがより好ましい。
通常、血管は枝分かれしており、対象の箇所、血管の太さ等の制約のために対象にのみ流れ込む血管にアクセスして補液を供給できない場合、そのように枝分かれする前の血管に補液を供給せざるを得ない場合がある。その場合、供給した補液が対象である部位以外の部位にも枝分かれした血管を介して流れ込むことになるが、そのことが、本発明の装置を用いて実施する外科的処置に際して実質的に悪影響を与えない、即ち、本発明の装置を使用することによって得られるプラスの効果との比較において他のマイナスの効果が生じない限り、換言すれば、これらの効果を差し引きしても全体としてプラスの効果が期待できる場合、そのような枝分かれした血管に補液が供給される場合も、本発明の装置において、「対象に流入する血管に、補液を」注入することに含まれる。
また、「対象から流出する血管」とは、対象に関して静脈側の血管（即ち、対象から血液が流出して心臓に向かう血管）であって、医療技術的に可能な範囲で対象を通過した補液を導出（または排出）できる血管を意味し、その血管の補液を導出する箇所は、そのような血管のいずれの箇所であってもよいが、可及的に対象に近い箇所であるのが好ましい。そのような血管は、対象のみから流れ出る血管であるのが好ましい。通常、枝分かれした血管が静脈側では合流するが、対象の箇所、血管の太さ等の制約のために対象からのみ流れ出て合流する前の血管にアクセスしてそれから補液を導出できない場合、対象を通過した補液に加えて、そのように合流した血管からの血液を一緒に、導出せざるを得ない場合がある。
その場合、対象を通過した補液に加えて、対象以外の部位から流れ込む血液をも一緒に導出することになるが、そのことが、本発明の装置を用いて実施する外科的処置に際して実質的に悪影響を与えない、即ち、外科的処置が好都合に実施できるというプラスの効果との比較において他のマイナスの効果が生じない限り、換言すれば、これらの効果を差し引きしても全体としてプラスの効果が期待できる場合、そのような枝分かれした血管から血液が一緒に導出される場合も、本発明の「血管から、対象を通過した補液を」導出することに含まれる。また、別の場合では、上述のように、供給した補液が全て対象に流れ込むとは限らず、対象を通過していない補液をも導出することが好ましい。従って、本発明の装置において、補液の導出は、対象を通過した補液に加えて、血液および／または対象を通過していない補液を一緒に導出する場合も含まれる。また、対象である部位からも血液（例えば補液の供給前に対象に存在している血液）が排出されることもあり、この場合にも、対象を通過した補液は、血液を一緒に含む。
本発明において、「計量・注入」とは、予め定めた量を、あるいは流量で血管に補液を供給することを意味し、また、「計量・導出」とは、予め定めた量を、あるいは流量で血管から補液を取り出すことを意味する。尚、予め定めた流量は、必ずしも一定の流量である必要はなく、途中で所定のように変化する場合も含まれる。
補液は、外科的処置および対象に対して悪影響を及ぼさない液体であれば特に限定されるものではない。また、補液は対象および／または外科的処置に対して好ましい影響を与える成分を含んでもよい。例えば、補液は、通常水を主成分とするものであり、電解質、栄養分、安定剤などを含んでいてもよい。特に好ましい補液は、２０〜５０℃において安定なものである。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）、特にＬ体タイプのものなどを補液として使用するのが特に好ましい。
尚、補液が種々の成分を含む場合、対象を通過する間、それに含まれる成分の少なくとも一部分が対象に投与できる。また、対象を通過する間に、対象から種々の成分を受け取る。従って、補液は、その主たる成分は水であるが、それに含まれる成分の種類および量は、対象を通過する前と後では通常異なり、また、通過後は上述のように血液を含む場合が多い。
本発明の装置により導出した補液中に含まれる血液の量が少ない場合には、導出した補液は、処分またはそのまま廃棄してよく、場合により、廃棄した血液の量に対応する量の自己血または輸血を体内に供給してよい。しかしながら、補液に含まれる血液の量が多い場合には、導出された補液から水分を除去することによって、血液を回収して体内に戻すのが好ましい。この血液の回収は、例えば濾過または透析（透析濾過を含む）により実施することができる。これにより、導出される補液中に血液が含まれる場合であっても、血液の損失を最小限にとどめることができる。
従って、１つの態様では、本発明の装置は、（Ｃ）導出された補液から除水することによって補液中に存在する血液を回収し、好ましくは回収した血液の温度を調節した後に、他の血管に供給して体内に戻す血液供給ユニットを更に有して成るのが好ましい。この場合、「他の血管」とは、補液を供給する血管と同じでない血管であり、あるいは補液を導出する血管と同じ場合には、導出箇所より心臓に近い側のいずれかの箇所の血管であれば、特に限定されるものではない。
「他の血管」は静脈であるのが好ましい。
本発明の装置を使用すると、補液中に含まれる血液を回収する場合であっても、あるいは回収しない場合であっても、対象に補液が供給されるので、対象に対して外科的処置を実施する場合に、対象が傷付いて、通常の手術の場合（本発明の装置を使用しない場合）であれば、相当量の出血を伴う場合であっても、本発明の装置を使用する場合には、対象に供給して存在する補液が主として流出するので、出血量は実質的に減少する。即ち、本発明の装置を用いる場合には、対象が傷つく場合であっても、血液の代わりに補液が出るため、出血する血液量が実質的に減少し、先に説明した出血に伴う問題を回避または軽減できる。
尚、本発明において、「無血」なる用語を使用しているが、これは、血液が全く出ないという意味ではなく、本発明の装置を使用して外科的処置を実施した場合には、従来の外科的処置と比較して、出血量が実質的に少ないことを意味し、それによって、先に説明した従来技術における問題点が実質的に軽減または実質的に解消される。勿論、最も好ましい態様では、実質的な出血は最小限となる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の無血処置装置の１つの態様を模式的に示す概略図である。
図２は、本発明の無血処置装置のもう１つの態様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または図２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または図２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または図２の装置を模式的に示す概略図である。
尚、図面中の引用番号は、以下の要素を示す：
１…補液供給ポンプ、３…熱交換器、４…供給補液温度センサー、
５…補液導出ポンプ、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…血液回収要素、１４…除水タンク、
１５…カテーテル、１６…ドリップ・チャンバ−、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…導出補液温度センサー、２２…補液ボトル、２４…対象、
２８…人工肺、３０…ポンプ、３１…輸血（または自己血）、
４０…フィルター、４２…気泡検出器、４４…液切れ検出器、
４６…気泡検出器、４８…圧力測定要素、５０…温度センサー、
５２…ドリップ・チャンバー、５４…クランプ、５８…ドリップチャンバー、
６２…液切れ検出器、６４…ドリップ・チャンバー、７０…プロタミンポンプ。
発明の詳細な説明
外科的処置は、対象の状態を維持する点から、所定温度で適用することが好ましい場合が多い。例えば、対象を低い血圧状態に維持するために、対象の腫れを抑制するために、あるいは対象の代謝を抑制するために、対象を低温に維持するのが好ましい場合がある。また、別の場合では、対象に存在する癌細胞を死滅させるために対象を高温に維持する、あるいは対象を復温するのが好ましい場合がある。
より具体的には、脳動脈瘤クリッピング時の一時的血流遮断の外科的処置の場合、対象としての脳の温度を１６℃程度の低温に維持するのが好ましい。また、癌治療と化学療法および／または放射線療法の併用療法の場合、対象としての癌組織を４３℃程度の高温に維持するのが好ましい。尚、高温および低温は、体温を基準にした温度として使用している。
従って、本発明の別の態様では、対象を所定温度に調節しながら、出血量を最小限にする装置を提供する。そのような装置は、血管から導出される補液の温度を測定し、その温度に基づいて、血管から供給する補液の温度を調節することにより、外科的処置を実施する対象の温度をコントロールすることができる。
即ち、対象に実施する外科的処置に応じて、対象を所定温度にコントロールしようとする場合、供給する補液の温度を調節することにより、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、外科的処置をより効果的に実施できる。尚、この温度コントロールに関しては、対象を主として所定温度に冷却する場合を例にして以下に説明する。対象を加温する場合は、対象の加温ということ自体を除いて対象を冷却する場合と実質的に異ならないので、当業者であれば対象を冷却する態様に基づいて対象を加温する場合も容易に実施できよう。
尚、本発明の装置を使用して対象の温度をコントロールしながら外科的処置を供給するに際して、外科的処置およびそれを適用する対象の種類等に応じて、対象を何℃に維持（例えば、対象を何℃に加温、あるいは何℃に冷却）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、本発明の無血処置装置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、本発明は、１つの態様において、身体の部分である対象を所定温度（Ｔ０）に維持しながら（または外科的処置前もしくは使用前の元の温度からシフトして（もしくは変換させて）維持しながら）、外科的処置に際して使用する装置であって、
（Ａ）補液を、対象に流入する血管に計量・注入する補液供給ユニット、および
（Ｂ）対象から流出する血管から、対象を通過した補液を計量・導出する補液導出ユニット、ならびに、
場合により存在する、（Ｃ）導出された補液からその中に存在する血液を回収し、好ましくは回収した血液の温度を調節した後に、他の血管を経由して身体に戻す血液供給ユニット
を有して成る装置において、補液導出ユニットは、導出される補液の温度を測定する導出補液温度センサーを有し、また、補液供給ユニットは、測定された導出補液温度（Ｔ１）と対象の所定温度（Ｔ０）との相違（例えば、差ΔＴ（＝Ｔ１−Ｔ０）、割合ＴＲ（＝Ｔ１／Ｔ０）等）に基づいて、供給（または注入）する補液の温度を調節する手段を有する無血処置装置を提供する。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（但し、割合の場合は、１に近づくように）作用する。このような装置によって、外科的処置を実施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より正確な温度コントロールを実施することができる。
上述の態様の本発明の装置において、導出される補液は、外科的処置を実施する対象を通過して可及的にその直後から排出されるのが好ましく、従って、導出補液センサーにより測定される導出補液温度（Ｔ１）は、外科的処置を実施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、導出補液温度（Ｔ１）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、補液温度（Ｔ１）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、例えば、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、この仮定を適用できる。特に、対象に適用する処置に応じて補液の供給流量が多く、従って、導出する補液流量が多い場合には、対象に供給された後、対象から体外に導出されるまでの時間が短くなるので、対象から導出補液温度センサーまでの間の導出補液の温度変化、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、導出される補液の温度（Ｔ１）が所定温度（Ｔ０）に維持すべき対象の実際の温度とみなすことができる場合が多い。
このような装置において、補液供給ユニットが有する「測定された導出補液温度（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、導出補液温度と対象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、導出補液温度（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である場合）、上記手段は、供給（または注入）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、導出補液温度（Ｔ１）と対象の所定温度（Ｔ０）との相違を検知し、その相違に基づいて、相違が小さくなる（あるいは割合の場合には１に近づく）ように、対象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、検知された相違により変更する（即ち、注入する補液温度を下げる）方式を用いることができる。また、導出補液温度（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、対象の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。
対象に到達した補液が対象において一旦対象の温度と同じまたはそれに近い温度に達した後、導出補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。一般的には、後述の説明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。
別の態様において、本発明の無血処置装置は、導出補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、対象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、上述の態様の本発明の装置における導出補液温度（Ｔ１）の代わりに、供給補液温度（Ｔ２）と導出補液温度（Ｔ１）の平均値（Ｔａｖ、例えば算術平均値、対数平均値等、加重平均値等の平均温度）を外科的処置を実施する対象の温度を代表すると仮定して、上述の態様における導出補液温度と対象の所定温度との相違に代えて、平均温度（Ｔａｖ）と対象の所定温度（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（割合の場合には１に近づくように）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、上述の態様の装置と実質的に同じである。
従って、この態様の装置では、「導出補液温度（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、導出補液温度と供給補液温度との平均温度と、対象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か、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導出補液温度と所定温度との相違を考慮している。先の態様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／Ｔｏ＞１である場合）、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／Ｔｏ＜１である場合、例えば補液による冷却が過剰である場合）、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、対象の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。尚、供給補液温度（Ｔ２）と導出補液温度（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、先の態様の装置の場合と同様に、当業者には周知である。
本発明の上述の態様のいずれにおいても、本発明の装置では導出補液温度、または導出補液温度と供給補液温度の平均温度は、上述のように外科的処置を実施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、対象以外のものが供給補液および／または導出補液に熱的影響を与えるのを避けるのが好ましく、従って、導出補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、導出補液温度は、導出される補液が血管から出た直後の箇所にて、また、供給補液温度は、供給する補液が血管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、補液の供給および導出は、カテーテルを介して実施するが、バルーン付きカテーテル（流体を供給または排出するための導管部を有するもの）を使用するのがより好ましい。バルーン付きカテーテルを使用して血管内でバルーンを膨らますと、血管内の他の流体の流れを止めることができ、それにより対象へ流入する血管への実質的に補液のみの供給が可能となり、また、対象から流出する血管を流れる実質的に全ての流体（補液を主とするもの）を導出できるという点で好都合である。特に好ましい態様では、補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対象に近い側（即ち、遠位側または挿入先導端部）の先端またはその近傍にサーミスタを配置して、カテーテルを対象に可及的に近い位置まで挿入した状態で、導出補液温度（Ｔ１）および／または供給補液温度（Ｔ２）を測定することにより、上述のような対象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。
本発明の装置において、導出した補液から血液を回収する場合、血液供給ユニットは、導出された補液を、好ましくは補液が供給されていない通常時の血液のヘマトクリット値（通常、無血処置装置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達成するように補液を除水して血液を回収し、その後、回収した血液を必要に応じて体温近くの温度迄に温度調節して、補液の供給および導出に使用する血管とは別の血管を介して体内に戻すのが好ましく、これにより、外科的処置を実施することにより患者が損失する血液量が最小限となる。
本発明の装置を用いて供給できる外科的処置は、例えば、手術（特に、脳腫瘍摘出手術、脳動脈瘤クリッピング手術等）、肝切除術等を例示できるが、これらに限定されるものではない。一般的には、処置によって対象から出血する可能性がある場合には、本発明の装置を使用して処置を実施することにより出血量を減らすことができる。
本発明の装置を使用して、無血処置を実施する場合、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、上述のように平均温度を用いる場合には、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、無血処置を実施する場合、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、所定温度が投与前の温度（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、投与前の温度と所定温度との間で投与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無血処置を施すと共に、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、導出補液温度（Ｔ１）のみを測定する場合には、その測定結果に基づいて、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、導出補液温度（Ｔ１）に加えて供給補液温度（Ｔ２）を更に測定する場合には、これらの平均温度を求めた後、所定温度（Ｔ０）と比較して相違を求め、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または冷却することに他ならない。従って、本発明の装置は、無血処置の実施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、復温に使用することができる。即ち、無血処置を実施した後の、対象の温度調節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。冷却とは、その逆である。
尚、本発明は、対象に無血処置を実施する方法、または対象の外科的処置に際して出血量を減らす方法をも提供する。その方法は、
（Ａ）補液供給ユニットによって、好ましくは温度が調節された、補液を、対象に流入する血管に計量・注入する工程、および
（Ｂ）対象から流出する血管から、対象を通過した補液を計量・導出する工程を含んで成り、場合により、
（Ｃ）導出された補液からその中に存在する血液を回収し、好ましくは回収した血液の温度を調節した後に、他の血管を経由して身体に血液を戻す工程
を更に含む。この場合、導出される補液の温度を測定し、また、測定された導出補液の温度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するのが好ましい。別法では、計量・注入される補液の温度を更に測定し、導出された補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導出された補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。
本発明の装置は、外科的処置を実施しようとする対象に対して直接的に通じる動脈のある箇所であって、医療技術的に対象に最も近い箇所にカテーテルの先端部を位置させて、カテーテルを経由して補液を対象に供給し、その対象から直接的に流出する静脈のある箇所であって、医療技術的に対象に最も近い箇所にカテーテルの先端部を位置させて、対象を通過した補液をカテーテルを経由して対象から導出し、その後、導出された補液の状態に応じて、導出した補液を処分またはそのまま廃棄する。
別法では、補液に含まれる血液量が多い場合、導出補液から水分を除去することによって元の状態に近い血液、好ましくは通常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、他の血管、例えば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）にてカテーテルおよび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、また、体内中の血液量を大幅に減らすことなく、安全に対象に対して外科的処置を実施できる。
本発明の装置を用いて、例えば、対象としての脳底動脈先端部動脈瘤にクリッピング術のような外科的処置を施す場合、バルーン付きカテーテルを大腿動脈血管に沿って挿入してその先端を椎骨動脈血管の起始部の部分に位置させて小脳、脳幹に補液を供給し、また、もう１つのバルーン付きカテーテルを大腿静脈血管に沿って挿入してその先端を内頚静脈血管に位置させて対象を通過した補液を導出する。導出した補液から血液を回収する場合には、回収した血液を大腿静脈を経由して体内に戻す。
また、例えば、対象としての肝細胞癌に切除術のような外科的処置を施す場合、バルーン付きカテーテルを大腿動脈血管に沿って挿入してその先端を肝動脈血管の起始部の部分に位置させて腫瘍に補液を供給し、また、もう１つのバルーン付きカテーテルを大腿静脈血管に沿って挿入してその先端を肝静脈血管に位置させて対象を通過した補液を導出する。導出した補液から血液を回収する場合には、回収した血液を大腿静脈を経由して体内に戻す。
一般的には、外科的処置を実施する対象に所属の動脈において医療技術的に対象に可及的に近い箇所から補液を注入し、その対象に所属の静脈において医療技術的に対象に可及的に近い箇所から補液を導出する。回収した血液を戻す部位は特に限定されるものではない。
１つの場合では、補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。回収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、補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。補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補液を導出するのが好ましい。
本発明の装置を用いて外科的処置を実施する場合、供給する補液の量と導出する補液の量が大差無い、好ましくは実質的に同じになる（従って、同等となる）ようにすることにより患者の極度な水分過剰状態（overhydration）を回避することができる。量が大差無いというのは、流量が同等であることを必ずしも意味するものではなく、許容できない水分過剰状態を回避しながら、総量として同等であれば通常は問題無い。従って、例えば、外科的処置の最初の段階においては供給流量が有限の量であり、導出流量がゼロであってよく、中間段階においては、双方の流量が実質的に同等であってよく、終期においては、供給流量がゼロであり、導出流量が有限の量であってよい。この量的関係は、導出される補液が対象以外からの血液を含む場合、そのような血液を考慮しない関係である。
このような量的関係の調節は、患者の状態、外科的処置の種類等に応じて適宜変更することが可能であり、補液を一時的に対象に長時間滞留させておく必要がある場合には、補液供給量を、導出補液量に比較して、多くして可能な場合には一時的に対象のみ水分過剰状態にすることも可能である。
本発明の装置において、血液供給ユニットを用いて血液を回収する場合、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（通常、体温付近の温度）に設定した恒温槽に回収された血液が通過する導管を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、本発明の無血処置方法を実施できるものであれば特に限定されるものではない。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、その特徴を無血処置装置に用いると、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。無血処置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、結果的に無血処置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、血管内に入るまでに、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）と異なる場合がある。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）が存在し得る。本発明の装置において、導出補液温度（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、導出補液温度Ｔ１および供給補液温度Ｔ２を測定する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、導出補液温度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、例えば対象の温度としてＴ１とＴ２の算術平均を用いるとすると、Ｔ２を何℃にすればよいのかは、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から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、実施する外科的処置の効果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：
式（Ｉ）：
0003688998.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（℃）であり、ｖは補液の供給流量（線速、ｍ／ｓ）であり、ａ＝αＡ／Ｖであり、αは熱伝達率（Ｗ／ｍ2・Ｋ）であり、Ａは該導管の全表面積（ｍ2）であり、Ｖは該導管内の補液の体積（ｍ3）である。）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）／（Ｉ／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、供給補液温度（Ｔ２）を測定しない場合、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および／または血液を酸素化（または酸素加）できる人工肺を更に有して成る。この人工肺とは、血液、導出補液または供給補液に存在する酸素量を増加させる、いわゆる酸素化させる機能を有するものであれば、いずれの種類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、供給する補液を人工肺に導いて酸素化し、その後、血管内に供給する。
１つの別に好ましい態様では、本発明の装置では、導出する補液に血液が含まれている場合、含まれている血液の量に応じ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血管内に供給して、損失する血液を補うことができる。この際、自己血および／または輸血を人工肺に導き、予め酸素化するのが好ましい。更に、別の態様では、人工肺に代えて、またはそれに加えて、供給補液、自己血または輸血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、導出補液からの除水による血液の回収は、体内から導出される、血液を含む補液（従って、血液は補液によって希釈されて元の（通常時の）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。）から回収される血液のヘマトクリット値を、相対的に増やす、または実質的に元の値に回復することを意味し、具体的には濾過または透析（透析濾過を含む）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血液濾過器または透析器（透析濾過器を含む）等を用いて実施できる。本発明の装置において、回収後の血液は、通常時の血液のヘマトクリット値の少なくとも約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％、最も好ましくは通常時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、導出補液からの血液の回収に透析器（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、それが透析液から回収血液側に移るため、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血液から除去するため、本発明の無血処置方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、血液供給ユニットは、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１つの態様では、正常人の通常時の約４０〜５０％のヘマトクリット値が補液によって希釈され、導出補液全体を血液として考えた場合、そのヘマトクリット値は一般に約５〜２０％、例えば約７％まで低下することがあるが、この希釈されたヘマトクリット値は、回収後に約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（回収後のヘマトクリット値／通常時のヘマトクリット値）は約０．７〜１．００となる。
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、本発明の無血処置装置を模式的に示す概略図（フローシート）である。図１に示す本発明の装置は、供給補液ユニット（Ａ）を有し、このユニットは、補液容器（８）、それから補液を対象としての臓器（２４）に供給する補液供給ポンプ（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、バルーン付きカテーテル（１０）を経由して対象（２４）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、図示した装置は、補液導出ユニット（Ｂ）を有し、このユニットは、身体（１７）内の部分である対象（１７）から補液を導出する補液導出ポンプ（５）を有して成り、補液導出ポンプは、タンク（１４）に導出した補液をためる。この溜めた補液は適当な方法で処分しても、あるいはそのまま廃棄してもよい。導出された補液の温度（Ｔ１）は導出補液温度センサー（２０）により測定する。尚、血液導出ユニットには、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ボトル（２２）が設けられている。これらのユニットまたはそれを構成する種々の要素との間は、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、対象への補液の供給および対象からの補液の導出にはカテーテル（１０および１１）を使用する。
供給補液ユニット（Ａ）において、補液供給ポンプ（１）は、例えば、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る場合）。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。
また、補液の導出は、補液導出ポンプ（５）を用いて実施する。このポンプおよびその流量は補液供給ポンプ（１）と実質的に同じものであってよい。但し、導出する補液が血液を含む場合には、その血液の量だけ更に余分に導出できるものであるのが好ましい。補液供給ポンプ（１）および補液導出ポンプ（５）の流量は、同じであっても、あるいは異なってもよく、身体の水分過剰状態を避けるために、供給補液の総量と導出補液の総量（血液が含まれる場合は、血液を除いた量）が、ほぼ等しい、あるいは実質的に等しいようにコントローラ（１９）によって操作する。補液の供給開始時から補液の導出を実施する必要は必ずしもなく、通常、補液の供給を始めてから所定時間が経過した後に、補液の導出を行う。また、補液の供給が終了した場合に、補液の導出を直ちに終了する必要はなく、通常、補液の供給が終了した後、所定時間が経過した後に、補液の導出を終了する。
補液の供給量を補液供給ポンプ（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、補液の導管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。補液供給ポンプ（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、上述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ボトルであってもよい。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、後述の図２に示す態様において、血液供給ユニット（Ｃ）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。
図２に、本発明の無血処置装置の別の態様を模式的に概略図（フローシート）にて示す。図示した態様では、上述の図１に示す態様に加えて、装置は、血液供給ユニット（Ｃ）を更に有し、このユニットは、導出した補液を除水して血液を回収して、それを身体（１７）に戻す。この血液供給ユニット（Ｃ）は、対象（２４）から導出された補液を補液導出ポンプ（５）の作用によって血液ドリップ・チャンバー（１２）を経由して例えば血液濾過器（または透析濾過器）のような血液回収手段（１３）に送り、そこで、補液に含まれる水分を除水タンク（１４）に除去して血液を回収する。血液回収手段（１３）は、場合により除水ポンプ（７）を有して成り、除かれた水分はタンク（１４）にたまる。
除水により回収された血液は、その温度を調節する熱交換器（６）および返血ドリップ・チャンバー（１６）を経由して他の血管を経由して体内に戻される。回収した血液の温度をコントロールするために、熱交換器（６）は温度センサー（５０）を有する。回収した血液の熱交換器（６）の通過および体内への戻しは、補液導出ポンプ（５）の吐出圧を利用できる。
図２においても、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、対象への補液の供給および対象からの補液の導出ならびに回収した血液の体内への戻しにはカテーテル（１０および１１ならびに１５）を使用する。
図２に示す本発明の装置は、対象を通過した補液を計量・導出するための補液導出ポンプ（５）および導出されて送られて来る補液をから水分を除去して血液を回収する要素（１３）を有する。このポンプ（５）は補液導出をカテーテル（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。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。
図２に示す本発明の装置の使用に際して、カテーテル（１１）を介して対象からの静脈を介して補液を導出し、補液導出ポンプ（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回収要素（または血液回収手段）（１３）の補液入口に導く。本発明の装置において、回収要素（１３）は透析装置（この場合は、図示するように回収要素（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、通常時の血液のヘマトクリット値と回収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、回収後の血液中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回収要素（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、回収要素（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。
回収要素（１３）は、必要な場合には、濾液側にポンプ（７）を有してよく、回収要素（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（または濾過時の圧力差）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。回収要素（１３）は、勿論、ポンプ（５）により生じる導出補液側（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、回収要素（１３）からの濾液流量（Ｖｂ  ｍｌ／分、但し、透析装置の場合では、透析液の量を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無血処置開始前よりも上げないようにするのが好ましい。これは、本発明の装置を用いて温度調節効果を有効なものにするために、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≦Ｖｂ≦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、対象から体液が減りすぎるので好ましくない。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、補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ることが多く、本発明の装置の使用の間の濾液（但し、回収要素が透析装置の場合では、透析液の量をＶｂから除く）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（但し、回収要素が透析装置の場合では、透析液の量をＶｂから除く）の総量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、治療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、回収要素が透析装置の場合では、透析液の量をＶｂから除く）≦供給した補液総量（但し、回収要素が透析装置の場合では、透析液の量をＶｂから除く）≦１．２×濾液総量（但し、回収要素が透析装置の場合では、透析液の量をＶｂから除く）なる関係を維持することで一般的に問題は無い。勿論、供給した補液が対象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、補液導出ポンプ（５）は、対象（２４）から補液を導出する機能、それを回収要素（１３）に送って水分除去を可能ならしめる機能、および、その後、回収した血液を体内（１７）に戻す機能を有する。これらの機能は、間にバッファー（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供給ユニットには、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く、ヘパリンを供給して回収する血液の凝固を防止する。尚、抗凝固剤は（例えばヘパリン、フサン等）本発明の装置の他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、上述のように血液供給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、血液回収要素（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、回収血液側に残る）。
本発明の装置は、低温または高温状態であり得る回収された血液を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、回収した血液を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、回収された血液は血液回収器（１３）の血液出口側に接続された導管により熱交換器（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、ヘパリンの中和用）、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、補液の導出流量、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は、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、血管内への補液注入流量、血管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、回収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、回収要素が透析装置の場合では、透析液の量を除く）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、別のポンプを血液回収要素（１３）の回収血液側（即ち、回収要素の下流側）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、直ちに濾過されてもよいが、むしろ、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、導出する導出補液および／または回収後の血液のヘマトクリット値をオンラインで測定し、導出補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／または回収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に基づいてポンプ（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２に示した本発明の無血処置装置は、例えば以下のようにして対象の温度コントロールに使用できる。尚、この温度コントロールは、図１の装置にも同様に適用できる。
（ケース１）
予め、補液ボトル（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、外科的処置を実施する対象（２４）およびそれに対する処置に応じて、対象をコントロールする所定温度（Ｔ０）、供給補液流量、導出補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。
各カテーテルを血管内に挿入し、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、血管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）により血管内から補液を導出し、その温度（Ｔ１）を温度センサー（２０）により測定し、それを血液回収要素（１３）に供給して、血液を濾別する。この際、必要に応じて血液回収を助長するために除水ポンプ（７）を稼動させてよい。濾過により回収された血液は、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、測定された導出補液温度（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、対象の温度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、再度導出補液の温度を測定し、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、導出補液温度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、導出補液温度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、導出補液温度（Ｔ１）を対象の所定温度（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、導出補液温度（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、対象の温度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、対象の温度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を対象の温度Ｔ０に近づけ、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、導出補液温度（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）および測定された導出補液温度から式：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ｖによって変化する。外科的処置に応じて、通常、ｖは任意の数値ではなく、許容される範囲の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、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、外科的処置を実施する対象に至る血管、通常は対象の動脈側の血管にカテーテル（１０）を介して対象（２４）に供給される。尚、例えば、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対象臓器まで挿入して、対象に可及的に接近して補液を供給する、あるいは導出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、対象からの補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、対象により近い位置において対象から導出される補液の温度（Ｔ１’）を測定することができる。
従って、カ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、対象の温度推定の精度が一段と向上し、その結果、効率的な外科的処置の実施が可能となる。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または図２に示した態様では、ポンプ（５）の手前に、導出した補液の圧力を測定する要素（４８）が配置され、また、補液ボトル（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、本発明の無血処置装置は、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１または図２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または図２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。
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または方法を使用することにより、外科的処置を実施する対象を所望の温度状態にて向上した精度で維持しながら、出血量を最小限にして外科的処置を実施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。
本発明の装置を用いて、外科的処置を対象に実施する場合、好ましくは実質的に対象にのみ補液を供給できる。その結果、これまでは、特に多量の出血のために、有効な外科的処置が困難であったような場合であっても、出血量が実質的に減少するので有効に外科的処置を実施できる。
【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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