(57)【要約】【課題】構成が常態的に大型化、高コスト化することなく、熱交換効率が高く、更に、輸液回路に損傷が発生した場合にも、熱媒体が輸液回路内に流入することがない。【解決手段】熱媒体が入った第１、第２の熱媒体筐体１０、８０と、熱媒体に囲繞され且つ熱媒体から水密の、第１の熱媒体筐体に備えられる収納室１３と、第１、第２の熱媒体筐体間に熱媒体を循環させる循環経路９６、９７と、熱媒体を第２の熱媒体筐体を介さずに第１の熱媒体筐体へ戻すバイパス経路９８と、循環経路とバイパス経路との接続部位に設けられ、経路を第２の熱媒体筐体への循環経路とバイパス経路とのいずれかに切り換える制御弁８７Ａ、８７Ｂと、制御弁と第２の熱媒体筐体との間に設けられ、循環経路と第２の熱媒体筐体とを着脱可能とする着脱手段８３Ａ、９３Ａ、８３Ｂ、９３Ｂと、循環経路及びバイパス経路の熱媒体を強制的に循環させる循環攪拌手段８８とを具備した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体が入った第１の熱媒体筐体と、
熱媒体が入った第２の熱媒体筐体と、
液体を輸液する輸液回路を挿抜するための開口を有し、開口から挿入された輸液回路に接した状態で前記輸液回路を収納し得ると共に前記第１の熱媒体筐体の熱媒体に囲繞され且つ前記熱媒体から水密の、前記第１の熱媒体筐体に備えられる収納室と、
前記第１の熱媒体筐体と前記第２の熱媒体筐体とに接続され、前記第１の熱媒体筐体と前記第２の熱媒体筐体間において熱媒体を循環させるための循環経路と、
この循環経路に接続され、前記第１の熱媒体筐体を出た熱媒体が前記第２の熱媒体筐体を介することなく前記第１の熱媒体筐体へ戻すためのバイパス経路と、
前記循環経路と前記バイパス経路との接続部位に設けられ、熱媒体の経路を前記第２の熱媒体筐体への循環経路と前記バイパス経路とのいずれかに切り換えるための制御弁と、
前記制御弁と前記第２の熱媒体筐体との間の循環経路に設けられ、前記循環経路と前記第２の熱媒体筐体とを着脱可能とする着脱手段と、
前記循環経路及び前記バイパス経路の熱媒体を強制的に循環させる循環攪拌手段と
を具備したことを特徴とする液体温度調整装置。
【請求項２】
前記第１の熱媒体筐体を冷却／加温する冷却／加温手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体温度調整装置。
【請求項３】
前記収納室の熱媒体側の面に熱媒体を導き得る誘導手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体温度調整装置。
【請求項４】
前記誘導手段は、前記熱媒体を前記収納室の周りに螺旋状に流し得る流路で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の液体温度調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、血液などの液体を冷却／加温して所望の温度とするための液体温度調整装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、臨床分野においては全身低体温療法が注目されており、各種の手術において採用されている。このための装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この装置は、（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、及び（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備えている。
【０００３】
そして、上記装置において、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というものである。
【０００４】
上記に対し、希釈を行わないものとしては、図８に示すように構成された装置が知られている。この装置では、体外循環血液回路４１を熱媒体槽４７内の熱媒体４６に浸し、熱媒体槽４７に設けられた冷却／加温装置４４により熱媒体４６を介して体外循環血液回路４１内の血液を冷却／加温するものである。
【０００５】
上記装置においては、冷却／加温能力を増加させるためには、冷却／加温装置４４をより強力なものとする必要があり、このために、要求される最大能力に合わせた冷却／加温装置４４を備えた装置とするため、装置の大型化またコスト高を招来する問題点がある。
【０００６】
更に、図９に概略構成が示されるように、体外循環血液回路４１を温調器４５によって調温した熱媒体槽４７内の熱媒体４６に浸すことにより体外循環血液回路４１内の血液を冷却／加温するものが知られている（特許文献２、特許文献３参照）。
【０００７】
上記特許文献２の構成では、温調器４５と熱媒体槽４７を設置する必要があるため、装置が大型化する問題がある。更に特許文献３の構成では、熱媒体が攪拌されておらず、熱媒体槽４７内に温度勾配ができ、血液との熱交換効率が悪いという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３６５５１９７号明細書
【特許文献２】特開２００２−１１９５８６号公報
【特許文献３】特開２００７−１５１６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記のような従来の液体温度調整装置の問題点を解決せんとしてなされたもので、その目的は、構成が常態的に大型化、高コスト化することなく、熱交換効率が高く、更に、輸液回路に損傷が発生した場合にも、熱媒体が輸液回路内に流入することのない安全性の高い液体温度調整装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る液体温度調整装置は、熱媒体が入った第１の熱媒体筐体と、熱媒体が入った第２の熱媒体筐体と、液体を輸液する輸液回路を挿抜するための開口を有し、開口から挿入された輸液回路に接した状態で前記輸液回路を収納し得ると共に前記第１の熱媒体筐体の熱媒体に囲繞され且つ前記熱媒体から水密の、前記第１の熱媒体筐体に備えられる収納室と、前記第１の熱媒体筐体と前記第２の熱媒体筐体とに接続され、前記第１の熱媒体筐体と前記第２の熱媒体筐体間において熱媒体を循環させるための循環経路と、この循環経路に接続され、前記第１の熱媒体筐体を出た熱媒体が前記第２の熱媒体筐体を介することなく前記第１の熱媒体筐体へ戻すためのバイパス経路と、前記循環経路と前記バイパス経路との接続部位に設けられ、熱媒体の経路を前記第２の熱媒体筐体への循環経路と前記バイパス経路とのいずれかに切り換えるための制御弁と、前記制御弁と前記第２の熱媒体筐体との間の循環経路に設けられ、前記循環経路と前記第２の熱媒体筐体とを着脱可能とする着脱手段と、前記循環経路及び前記バイパス経路の熱媒体を強制的に循環させる循環攪拌手段とを具備したことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る液体温度調整装置は、前記第１の熱媒体筐体を冷却／加温する冷却／加温手段を備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る液体温度調整装置は、前記収納室の熱媒体側の面に熱媒体を導き得る誘導手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る液体温度調整装置では、前記誘導手段は、前記熱媒体を前記収納室の周りに螺旋状に流し得る流路で構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る液体温度調整装置では、必要に応じて予め冷却／加温しておいた熱媒体が入った第２の熱媒体筐体を用意し、循環経路により第１の熱媒体筐体と第２の熱媒体筐体間において熱媒体を循環させるようにでき、強力な冷却／加温が必要な場合に速やかに対応できる。また、バイパス経路と制御弁とによって第１の熱媒体筐体を出た熱媒体が第２の熱媒体筐体を介することなく第１の熱媒体筐体へ戻すようにし、着脱手段によって第２の冷却筐体を切り離すことにより、第２の冷却筐体が不要な場合に構成を小型化して必要な冷却／加温を行うことができ、狭い手術室などでも場所をとることなく使用できる。
【００１５】
本発明に係る液体温度調整装置では、第１の熱媒体筐体を冷却／加温する冷却／加温手段を備えているので、効率よく第１の熱媒体筐体を冷却／加温することができる。
【００１６】
本発明に係る液体温度調整装置では、収納室の熱媒体側の面に熱媒体を導き得る誘導手段を設けたので、この誘導手段によって収納室の熱媒体側の面に熱媒体が導かれ、熱媒体の流れが生じ、更に効率良く熱媒体筐体内の熱媒体を均一な温度に保つことが可能となり、液体との熱交換効率を向上させることができる。
【００１７】
本発明に係る液体温度調整装置では、前記熱媒体を前記収納室の周りに螺旋状に流し得る流路で構成されている前記誘導手段を備えるので、流路に熱媒体が導かれて熱媒体の流れが生じ、更に効率良く熱媒体筐体内の熱媒体を均一な温度に保つことが可能となり、液体との熱交換効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る液体温度制御装置の第１の実施形態に係る全体構成を示す斜視図。
【図２】本発明に係る液体温度制御装置の要部を示す平面図。
【図３】本発明に係る液体温度制御装置の要部を示す断面図。
【図４】図１のＡ−Ａ断面図。
【図５】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図６】本発明に係る液体温度制御装置の第２の実施形態に係る全体構成を示す一部断面図。
【図７】本発明に係る液体温度制御装置の第２の実施形態に係る全体構成を示す一部断面図。
【図８】従来例に係る液体温度制御装置の全体構成を示す一部断面図。
【図９】従来例に係る液体温度制御装置の全体構成を示す一部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下添付図面を参照して、本発明に係る液体温度調整装置の実施例を説明する。各図において、同一の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。図１は、第１の実施形態に係る液体温度調整装置を示す斜視図である。液体温度調整装置は、後述する冷却／加温手段３１を貼着する箇所を除いてプラスチックなどの熱伝導性の悪い素材により構成される第１の熱媒体筐体１０内に、図４などに示される熱媒体１１を封入したものである。熱媒体１１としては、水や不凍液などを用いることができる。
【００２０】
第１の熱媒体筐体１０の一壁面には、血液などの液体を輸液する輸液回路２１が挿抜可能に、例えば横長の開口１２が形成されている。図１のように立設された第１の熱媒体筐体１０の底壁には、ペルチェ素子により構成される冷却／加温手段３１が貼着されて取り付けられており、冷却／加温手段３１によって第１の熱媒体筐体１０内の熱媒体１１を冷却／加温するように構成されている。前記第１の熱媒体筐体１０の冷却／加温手段３１が貼着される部分は、銅、ステンレスなどの良熱伝導素材で構成されている。
【００２１】
図１のＡ−Ａ断面図を図４に示し、Ｂ−Ｂ断面図を図５に示す。図４、図５共に輸液回路２１を開口１２から収納室１３に挿入した収納状態を示している。開口１２につながる収納室１３は、良熱伝導素材である銅或いはステンレスなどにより構成され、熱媒体１１から水密に構成されている。
【００２２】
収納室１３は、第１の熱媒体筐体１０の高さのほぼ中間位置に設けられ、輸液回路２１の所要部分を収納可能な大きさを有している。ここで、所要部分とは、輸液回路２１を構成するチューブ２２が葛折りされた部分や袋体とされた部分を指す。そして、好ましくは収納室１３の全ての壁に輸液回路２１が接触し、収納室１３を囲繞している熱媒体１１と輸液回路２１内の液体の熱交換が行われるように構成されている。
【００２３】
この液体温度調整装置では、第２の熱媒体筐体８０を用いる。この第２の熱媒体筐体８０は、例えば、プラスチックなどの熱伝導性の悪い素材により構成され、内部に熱媒体８１を封入したものである。熱媒体８１は、熱媒体１１と同じものであり、使用する状況に応じて予め所要温度に冷却或いは加温されている。
【００２４】
第２の熱媒体筐体８０には、それぞれ中央に開口部を有し周縁にネジが形成されたレセプタクル８３Ａ及び８３Ｂが設けられている。９０は、循環経路及びバイパス経路を構成する中空のホース体で、第１のホース９６、第２のホース９７及び第３のホース９８からなり、熱媒体１１（８１）により内部が満たされたＨ字状の流路を有している。ホース体９０の第１の熱媒体筐体１０側は、第１の熱媒体筐体１０に直に接続されている。また、第２の熱媒体筐体８０側の端部には、図２に示されるように、上記レセプタクル８３Ａ及び８３Ｂのネジに対応するネジがスリーブ９１内に形成されているプラグ９３Ａ及び９３Ｂが設けられている。
【００２５】
レセプタクル８３Ａ及び８３Ｂは、図３に示されるように第２の熱媒体筐体８０に一部が埋設して設けたられた本体筒部ａの先端側周縁にネジｂが形成されており、本体筒部ａの内室は常態においてバネ９４にて付勢された外周縁の空隙９５ｓを有する蓋体９５にて閉成されている。
【００２６】
ホース９６、９７に連通するプラグ９３Ａ及び９３Ｂは、レセプタクル８３Ａ及び８３Ｂの本体筒部ａの外径とほぼ同じ寸法の内径を有する開口部ｃを備えた本体管ｄを備えている。開口部ｃの内壁部はネジｂと螺合するネジｅが形成されている。本体管ｄの中央部は熱媒体８１を流通させるように中空に形成され、レセプタクル８３Ａ（８３Ｂ）と接続される側には、タケノコバネｋの大径側基部を支持する支持部を備える弁室ｈｈが形成されている。弁室ｈｈの支持部と対向する側には弁室ｈｈの径より小径の透孔ｆが形成されている。弁室ｈｈには、大径の蓋部ｊ及び小径のピン部ｉを備える弁体ｈが設けられている。この弁体ｈは、タケノコバネｋにより透孔ｆ側に付勢され、大径の蓋部ｊが常態において上記透孔ｆを塞ぐように配置されている。弁体ｈのピン部ｉは、透孔ｆから開口部ｃ側に突出している。
【００２７】
一方、ホース９６、９７の先端にはフランジ９６ｆ、９７ｆが形成されており、フランジ９６ｆ、９７ｆを外側にネジを有するブッシングｇにより押圧してホース９６、９７を固定している。上記レセプタクル８３Ａ及び８３Ｂとプラグ９３Ａ及び９３Ｂとで着脱手段を構成している。
【００２８】
上記の構成のレセプタクル８３Ａ及び８３Ｂとプラグ９３Ａ及び９３Ｂとが、図３に示されるようにはずされた状態では、レセプタクル８３Ａ及び８３Ｂそれぞれが蓋体９５により閉塞されるため、第２の熱媒体筐体８０の熱媒体８１が外部に漏れることはない。また、プラグ９３Ａ及び９３Ｂそれぞれが弁体ｈの蓋部jにより閉塞されるため、ホース９６、９７内の熱媒体が外部に漏れることはない。プラグ９３Ａ及び９３Ｂが、レセプタクル８３Ａ及び８３Ｂに対してねじ込まれると、弁体ｈのピン部ｉに押圧されて蓋体９５が内側へ移動して開口するとともに、ピン部ｉが蓋体９５に押圧されて蓋部ｊがホース９６、９７側に移動し開口する。これにより、蓋体９５の周縁に存在する空隙９５ｓ、透孔ｆを介して熱媒体８１が流れ得る状態を呈する。
【００２９】
符号９８は、第２の熱媒体筐体８０を介することなく熱媒体１１を循環させるためのバイパス経路を構成する第３のホースであり、この第３のホース９８の両端は、それぞれ第１のホース９６及び第２のホース９７と、流路方向を切り換えるための制御弁８７Ａ及び８７Ｂを介して接続されている。制御弁８７Ａ、８７Ｂは、第１の熱媒体筐体１０からの熱媒体１１を、第２の熱媒体筐体８０を介して循環させるか、或いは第２の熱媒体筐体８０を通さずに第３のホース９８を介してバイパスさせて循環させるかを決めるものである。
【００３０】
上記着脱手段は、上記の場所に替えて制御弁８７Ａ及び８７Ｂの第２の冷却筐体８０側に設けても良く、また、両者に設けても良い。着脱手段は上記の構成に限定されず、要は簡単に着脱でき、取り外したときに中の熱媒体が外部に漏れない構成であれば良い。
【００３１】
第２のホース９７における制御弁８７Ｂと第１の熱媒体筐体１０との間には、循環経路とバイパス経路との熱媒体１１、８１を強制的に循環させる、例えばポンプにより構成される循環攪拌手段８８が設けられている。
【００３２】
上記構成の装置において、輸液回路２１内の液体は、図示しない輸液ポンプなどにより送り出され、図４の矢印Ｓ１、Ｓ２の方向へ流れる。冷却／加温手段３１による温度調整のために、開口１２付近のチューブ２２には温度センサ３２が設けられる。ここでは、収納室１３に液体が流れ込む側のチューブ２２と、収納室１３から液体が流れ出す側のチューブ２２とに、それぞれ温度センサ３２が設けられる。
【００３３】
温度センサ３２によって検出された信号は、図５に示される制御部４０に取り込まれて温度データとされる。制御部４０には設定温度情報が与えられ、制御部４０は、この設定温度情報と上記により得られる温度データとの差に応じた電力制御を冷却／加温手段３１に対して行うことにより温度調整を行う。
【００３４】
また、制御部４０には弁制御情報が与えられ、制御部４０は、この弁制御情報に応じて制御弁８７Ａ、８７Ｂを制御する。これにより、第１の熱媒体筐体１０から流れ出る熱媒体１１をバイパス経路を構成する第３のホース９８を介して（第２の熱媒体筐体８０を通ることなく）第１の熱媒体筐体１０へ戻る経路で循環させることができる。また、制御弁８７Ａ、８７Ｂを切換え制御することにより、第１の熱媒体筐体１０から流れ出る熱媒体１１を第１のホース９６を介して第２の熱媒体筐体８０へ送り込み、第２の熱媒体筐体８０の熱媒体８１が第２のホース９７を介して第１の熱媒体筐体１０へ到る経路で循環させることができる。いずれの場合にも循環攪拌手段８８が熱媒体１１（８１）を強制的に循環させるように働く。
【００３５】
次に、上記液体温度調整装置の使用方法を説明する。通常の血液の体外循環に使用する場合は、熱媒体が第３のホース９８を通るように制御弁８７Ａ、８７Ｂを切り換え、第１の熱媒体筐体１０のみを使用して血液の温度調整を行う。この場合、第２の熱媒体筐体８０を着脱手段で切り離すと、コンパクトになって狭い手術室などでも場所をとることなく使用できる。
【００３６】
低体温療法を行うときなど、急速に所定の目標温度まで体温を低下させる場合は、強力な冷却能力が必要となるため、第２の熱媒体筐体８０の熱媒体８１を予め氷などで冷やしておき、熱媒体が第２の熱媒体筐体８０を通るように制御弁８７Ａ、８７Ｂを切り換えて、血液の温度調整を行う。このようにすることにより、血液の温度が速やかに低下する。血液の温度が目標温度まで低下すると、大きな冷却能力は必要ないため、熱媒体が第２の熱媒体筐体８０をバイパスして第３のホースを通るように、制御弁８７Ａ、８７Ｂを切り換え、血液の温度を目標温度に保つように温度調整を行う。この場合、着脱手段で第２の熱媒体筐体８０を切り離すと、コンパクトになって場所をとることなく使用することができる。
【００３７】
前記制御弁８７Ａ、８７Ｂは、電気的に切り換えるように構成したが、手動で切り換えるように構成しても良い。また、前記熱媒体８１の温度調整のために前記第２の熱媒体筐体８０に冷却／加温手段を設けても良い。
【００３８】
次に、本発明に係る液体温度調整装置の第２の実施例を図６、図７を示す。第１の実施例と同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。この実施例に係る液体温度調整装置においては、第１の熱媒体筐体１０の内壁面１０ａと、収納室１３の外壁面１３ａとの間を仕切る連続する仕切り板５０を設ける構成を有する。仕切り板５０は、例えば収納室１３と同一の良熱伝導素材（銅、ステンレスなど）によって構成することで、熱交換効率を向上させることができる。第１の熱媒体筐体１０の内壁面１０ａ及び収納室１３の外壁面１３ａと、上記仕切り板５０との接合部を結んだ形状は、収納室を中心とした螺旋状となっている。
【００３９】
熱媒体筐体１０の内壁面１０ａと、収納室１３の外壁面１３ａと、仕切り板５０により囲まれる領域は、開口１２側から開口１２に対向する面側へ連続する通路５１を形成し、流路を構成している。この通路５１の始端部５２には第２のホース９７が接続されており、熱媒体１１（８１）が送り込まれるように構成されている。
【００４０】
また、仕切り板５０による螺旋状の通路５１の終端部５３には、第１のホース９６が接続されており、仕切り板５０による螺旋状の流路を通過して到来する熱媒体１１は、第１のホース９６へ送出される。上記の仕切り板５０は、収納室１３の熱媒体１１側の面に熱媒体１１を導き得る誘導手段を構成する。
【００４１】
この実施例においても、温度センサ３２によって検出された信号が、制御部４０に取り込まれて温度データとされ、制御部４０に与えられる構成を有している。本実施例においても、制御部４０が、設定温度情報と上記により得られる温度データとの差に応じた電力制御を冷却／加温手段３１に対して行うことにより温度調整を行う。また、制御部４０には弁制御情報が与えられ、制御部４０は、この弁制御情報に応じて制御弁８７Ａ、８７Ｂを制御する構成も備えており、前述の第１の実施形態と同様となっている。
【００４２】
以上の構成に係る液体温度調整装置によれば、循環攪拌手段８８によって第２のホース９７を通って通路５１の始端部５２へ送り込まれた熱媒体１１は、通路５１を流れてその終端部５３へ到る。そして、第１のホース９６へ送り込まれ、第１の実施形態と同様の外部経路を介して熱媒体１１（８１）が循環される。
【００４３】
この循環の過程において、熱媒体１１（８１）は通路５１において収納室１３の外壁面１３ａと絶えず接触して熱交換する状態において流れる。また、熱媒体１１（８１）は、冷却／加温手段３１による冷却／加熱を受けることになる。即ち、熱媒体１１（８１）は、冷却／加温手段３１による冷却／加熱を受けながら、収納室１３の外壁面１３ａを介して輸液回路２１と絶えず熱交換することになり、流れによって温度が均一化された熱媒体１１（８１）によって輸液回路２１の液体を効率よく冷却／加熱でき、極めて適切に温度調整することが可能となるものである。
【００４４】
なお、上記通路５１の形状は螺旋状に限ることなく、熱媒体筐体１０の内壁面１０ａと収納室１３の外壁面１３ａとの間を、複数のリング状仕切り板により区分し、仕切り板に通口を形成するなどして、開口１２側から開口１２に対向する面側へ連続する通路を構成するようにしてもよい。また、循環攪拌手段８８を第１の熱媒体筐体１０の内側に設ける構成を採用してもよい。
【００４５】
上記の変形例に係る構成によっても、通路内の流れによって温度が均一化された熱媒体１１（８１）によって輸液回路２１の液体を極めて適切に温度調整することが可能となるという効果を得ることができる。この場合、必要に応じて第２の熱媒体筐体８０を設け、制御弁８７Ａと制御弁８７Ｂの切換えにより、必要な経路により熱媒体１１（８１）を循環させて必要な速度で冷却／加温を行うことができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０  第１の熱媒体筐体
１１  熱媒体
１２  開口
１３  収納室
１６Ａ、１６Ｂ  レセプタクル
２１  輸液回路
３１  加温手段
３２  温度センサ
４０  制御部
８０  第２の熱媒体筐体
８１  熱媒体
８７Ａ、８７Ｂ  制御弁
８８  循環攪拌手段
９０  ホース体
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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