(57)【要約】【課題】圧力応答性に優れ、大気流量の制御が簡単で、陰圧制御を正確にできる脱血装置用の圧力調整器及び同圧力調整器を用いた脱血装置の提供。【解決手段】ダイヤフラム１１により２つに分割された空室からなる第一の空所２と、該第一の空所２とは隔壁２４で隔てられ、かつ、大気に開放された流路孔６が設けられた第二の空所３と、該第二の空室３とは、連通孔２３が設けられた隔壁２５を介して隔てられ、かつ、大気を所望とする箇所に送り込むための流路孔５を有する第三の空所４とからなるケーシング９よりなり、前記第二の空所３内には、圧力調整機構の作動に従って、連通孔２３を開閉する弁が収納された構成からなる装置により達成。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の空所、第二の空所及び第三の空所を有し、第一の空所と第二の空所とは、隔壁で隔離され、第二の空所と第三の空所とは、隔壁で隔離されると共に、該隔壁の一部に設けられた連通孔により相互に連通した構造からなるケーシングと、同ケーシングに設けられた圧力調整機構とからなり、
第一の空所は、ダイヤフラムにより第一の空室と第二の空室とに２分割され、第一の空室には流路孔が、第二の空室には大気に開放される流路孔が、それぞれ設けられ、
第二の空所には、圧力調整機構の作動に従って隔壁に設けられた連通孔を開閉する弁と、大気に開放された流路孔が設けられており、
第三の空所には、流路孔が設けられており、
圧力調整機構は、圧力調整部と、ダイヤフラムとからなり、ダイヤフラムの作動に従って弁を開閉させる動作を行うことを特徴とする圧力調整器。
【請求項２】
該圧力調整部が、第一の空室側に配置されている請求項１に記載の圧力調整器。
【請求項３】
該圧力調整器が、−１０〜−１００ｍｍＨｇの範囲内の低陰圧を制御できる請求項１または２に記載の圧力調整器。
【請求項４】
圧力調整器と、リザーバーと、脱血用回路と、圧力調整器の一端とリザーバーとを連結する回路と、圧力調整器の他端とリザーバーとを連結する回路と、該回路に設けられた減圧手段とを備えた脱血装置において、該圧力調整器が請求項１〜３の何れか１項に記載の圧力調整器であることを特徴とする脱血装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人工心肺装置などの医療機器に使用される脱血装置の圧力調整器及び同圧力調整器を用いた脱血装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】医療技術の進歩に伴い、人工心肺装置が医療分野で頻用されるようになってきたが、使用時において、リザーバー内の内圧をほぼ大気圧に近い圧力でかつ、それよりも陰圧に正確に制御することが必要である。そのような目的を達成する制御弁の一つとして、特許文献１に提案された制御弁が知られているが、従来の制御弁の場合、制御弁の作動に伴い発生する微小振動の制御が問題となっており、結果として、特許文献１に提案されている制御弁は、主としてその微細振動の制御に向けられたものである。
【０００３】
【特許文献１】
国際公開第００／２８３９４号パンフレット
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、圧力応答性に優れ、大気流量の制御が簡単で、低陰圧の制御を正確にできる脱血装置用の圧力調整器及び同圧力調整器を用いた脱血装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、種々検討の結果、ダイヤフラムにより２つに分割された空室からなる第一の空所と、該第一の空所とは隔壁で隔てられ、かつ、大気開放口である流路孔が設けられた第二の空所と、該第二の空所とは、連通孔が設けられた隔壁を介して隔てられ、かつ、大気を所望とする箇所に送り込むための流路孔を有する第三の空所とからなるケーシングよりなり、前記第二の空所内には、圧力調整機構の作動に従って、連通孔を開閉する弁が収納されることにより、上記の目的を達成することができることを見出して、本発明を完成したものである。
【０００６】より具体的には、本発明によれば、第一の空所、第二の空所及び第三の空所を有し、第一の空所と第二の空所とは、隔壁で隔離され、第二の空所と第三の空所とは、隔壁により隔離され、かつ、同隔壁に設けられた連通孔により相互に連通した構造からなるケーシングと、同ケーシングに設けられた圧力調整機構とからなり、第一の空所は、ダイヤフラムにより２つの空室に分割され、第一の空室には例えば、低陰圧を調整する機器に連結される流路孔が、第二の空室には大気に開放される流路孔が、それぞれ設けられ、第二の空所には、圧力調整機構の作動に従って隔壁に設けられた連通孔を開閉する弁と大気に開放された流路孔が設けられており、第三の空所には、流路孔が設けられており、圧力調整機構は、圧力調整部と、ダイヤフラムと、ダイヤフラムの作動に従って弁を開閉させる動作を伝える連動棒とからなることを特徴とする圧力調整器が提供される。
【０００７】なお、該圧力調整部は、ケーシングに設けられ、特に、第一の空室側に配置されていることが好ましく、該圧力調整器によれば、−１０〜−１００ｍｍＨｇ、好ましくは−１５〜−９５ｍｍＨｇの範囲内の低陰圧を制御可能である。
【０００８】更に、本発明によれば圧力調整器と、リザーバーと、脱血用回路と、圧力調整器の流路孔とリザーバーとを連結する回路と、圧力調整器の流路孔とリザーバーとを連結する回路と、該回路に設けられた減圧手段とを備えた脱血装置において、該圧力調整器が上記に記載の圧力調整器であることを特徴とする脱血装置が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】先ず、本発明に係る圧力調整器の実施の形態について、添付の図１〜図２を参照して説明する。本発明に係る圧力調整器１は、基本的には、系全体を一定の低陰圧下に保持するための圧力調整器１の本体を構成し、圧力調整器の各種機構を収納するケーシング９と、系内の陰圧の変動に応じて、系、例えば、脱血装置全体を所望の低陰圧に設定保持するための圧力調整機構（図示せず。）とからなる。
【００１０】ケーシング９は、第一の空所２と、該第一の空所２とは隔壁２４で隔てられ、かつ、大気開放口である流路孔６が設けられている第二の空所３と、該第二の空所３とは、連通孔２３が設けられた隔壁２５を介して隔てられ、かつ、大気を所望とする箇所に送り込むための流路孔５を有する第三の空所４とから構成されている。また、ケーシング９には、圧力調整機構（図示せず。）が設けられ、かつ、系の圧力の変動に応じて、圧力を所定の低陰圧に調整する作動機構（図示せず）も設けられている。
【００１１】ケーシング９を形成する要素の一つである、第一の空所２は、ダイヤフラム１１により、第一の空室２１と第二の空室２２の２室に分けられており、第一の空室２１には、リザーバー（図示せず。）などの低陰圧を調整する機器に連結される流路孔７が設けられており、弁１３側の第二の空室２２には、大気に開放された流路孔８が設けられている。
【００１２】第二の空室２２は、大気に開放され、第二の空所３の圧力変動の影響を受けずに常に大気圧であることが、例えば、脱血装置を低陰圧下に制御するために望まれる。そのためには、第二の空室２２から第二の空所３へとは大気が流入せず、また、第二の空所３から第二の空室２２にも大気が流入しないことが好ましい。また、連通孔２３の開閉により、第二の空室２２の圧力が変動しないことが好ましい。
【００１３】第二の空所３は、空室２１の流路孔７に接続されている系内の圧力が所定の圧力よりも低くなった場合に、その変動に応じて、第一の空所に設けられたダイヤフラム１１が第一の空室２１側に移動することに伴い、流路孔６から所望とする量の大気を取り込むことができるように構成されている。取り込まれた大気は、ダイヤフラム１１に連結された連動棒１２の移動に伴い、弁１３が移動し、その移動により開放状態となる連通孔２３を経由して、第三の空所４へと送り込まれる。第三の空所４には、系の圧力を所定の低陰圧に調整するに十分な量の大気をリザーバー（図示せず。）などの低陰圧を調整する機器や減圧手段に送り込むための流路孔５が設けられている。なお、減圧手段としては、減圧手段として使用可能なものであれば、特に制限なく使用可能であるが、例えば、真空ポンプ、サクションポンプ、ダイヤフラムポンプなどが例示される。
【００１４】流路孔７と流路孔５とは、直接接続されていることは好ましくなく、リザーバーなどの低陰圧を調整する機器や容器を介して接続されることが好ましい。
【００１５】隔壁２４には、連通孔２６を設けることができる。連動棒１２は連通孔２６を貫通し、第一の空所２と第二の空所３との間にまたがって設けることができる。圧力調整機構は、圧力調整部３０、ダイヤフラム１１、及びダイヤフラム１１の作動により弁１３を開閉させる動作を伝える連動棒１２から構成される。
【００１６】即ち、本発明に係る圧力調整器１による制御においては、流路孔７に接続するリザーバーなどの機器が、設定圧力よりも低くなると、第一の空室２１内の圧力も設定圧力よりも低くなる。それに伴いダイヤフラム１１が第一の空室２１側に移動し、弁１３が第一の空所２側に移動する。それに伴い、大気は、連通孔２３を経由して、第二の空所３から第三の空所４に流入する。第三の空所４に流入する大気は、流路孔５を経て、低陰圧を調整する機器や減圧手段に達することにより、系内の圧力を調整することができる。
【００１７】なお、本発明に係る圧力調整器１においては、用いる減圧手段などの減圧装置の排気量は、回路５１からの負荷量と連通孔２３からの大気吸引量とを合計した量に相当し、従って、所定の設定圧力下でも、弁１３が常に開放され、大気が連通孔２３を経由して、第二の空所３から第三の空所４へと大気が送り込まれている場合がある。
【００１８】本発明に係る圧力調整器１においては、流路孔７はリザーバーなどの機器に接続されていること、流路孔５はリザーバーなどの機器及び減圧手段などの減圧機器に接続されていること、及び、流路孔６と、８は大気に開放されていることが好ましい。そして、流路孔５、６及び７の穴の径は、流路孔６＞流路孔５＞流路孔７の関係にあることが好ましい。
【００１９】第二の空所３と第三の空所４との間の隔壁に設けられる連通孔２３の形状は、ダイヤフラム１１の動きに応じて、弁１３が円滑に連通孔２３を塞ぐことができる限り、特に制限はないが、弁１３の形状に合わせて、図１から明らかなように、その縦断面の形状が、第三の空所側、即ち、連通孔２３の先端部に向かって連続的に径が細くなるいわゆるテーパ状を呈していてもよい。
【００２０】ケーシング９の材質には、脱血装置に使用可能な材料であれば、特に制限はないが、ＳＵＳ、アルミニウムなどの金属、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリメタクリレート、ポリアミドなどの樹脂が使用できる。ケーシング９の形状は、どの様な形状であっても差し支えないが、通常、縦断面が長い矩形を呈しているが、圧力調整部３０などの圧力調整器を構成する各種要素などの形状などにより、中央部が、凸出した形状であってもよい。
【００２１】弁１３の形状は、特に制限はないく、例えば、図１に示したように、その縦断面が、逆台形状を呈していてもよい。何れにしろ、弁１３がダイヤフラムの作動に従った円滑な開閉操作ができることが必要である。例えば、図示してはいないが、断面形状が先端部に行くに従って狭くなるテーパ形状を呈していてもよく、或いは、数段の部材から構成され、その先端部に近づくに従って、各段が、縦断面の形状において、径が段階的に細くなるものであってもよい。
【００２２】弁１３の材質には、脱血装置に使用可能な材料であれば、特に制限はないが、好ましくは、耐久性の観点などから、ＰＯＭ樹脂が好適に使用される。なお、弁１３の材質と、連通孔２３を規定する隔壁２５の材質と関係からは、両者は、同一でも、或いは、相異なっていてもよいが、相異なる場合には、いずれか一方が硬く、他方が柔らかな材質のもので構成することが好ましい。
【００２３】次に、圧力調整機構及びその構成部材について説明する。圧力調整機構の主要部は、通常は、圧力調整部３０と、ダイヤフラム１１、連動棒１２と、弁１３とから構成されている。圧力調整部３０としては、本発明に係る圧力調整器が−１０〜−１００ｍｍＨｇの範囲内の低陰圧を制御できるものであれば、特に制限はなく、例えば、バネ式、ネジ式など圧力調整用に通常使用されるものであれば、使用可能である。
【００２４】先ず、ダイヤフラムについて説明する。ダイヤフラムは、その両表面を保護するためのダイヤフラム保護板が設けられていてもよい。ダイヤフラム１１の材質には、脱血装置に使用可能な材料であれば、特に制限はないが、金属製やウレタン樹脂などの樹脂製のものが好適に使用される。上記以外の点は、この種の圧力調整器に使用されるダイヤフラムと本質的には、差異はないので、それらについての説明は省略する。
【００２５】次に、本発明に係る圧力調整器を使用した、脱血装置の主要部について説明する。図２として示したように、本発明に係る脱血装置は、上述の構成からなる本発明に係る圧力調整器１と、リザーバー５０と、脱血用回路５１と、圧力調整器の流路孔７とリザーバー５０とを連結する回路５２と、圧力調整器の流路孔５とリザーバー５０とを連結する回路５３と、回路５３に設けられた減圧手段５４とを備えたものである。医療現場において使用される場合には、脱血用回路５１は、カニューレなどの装置を介して患者の静脈や動脈に連結される。なお、回路５２中には、所望によりマノメータ５６などの圧力表示装置を設けてもよい。その他の付属装置、脱血装置そのものの作動方法は、通常の脱血装置と実質的には差異はないので、これらの説明は省略する。
【００２６】本発明に係る圧力調整器及び脱血装置は、液体の脱液を目的とするもので、血液以外にも液体であれば、どんな液体の脱液にも使用できる。勿論、人工心肺装置などの医療機器と組み合わせて使用することもできる。
【００２７】次に、圧力調整器を使用した圧力制御例について説明する。この制御例においては、図２に示した基本的な構成からなる装置を使用し、圧力調整器１としては、流路孔７を、リザーバー５０に接続し、流路孔５は回路５３により減圧手段５４及びリザーバー５０に接続し、流路孔６及び流路孔８は大気に開放されたものを使用した。減圧手段５４は、排気量１２０ｌ／ｍｉｎの割合で吸引する真空ポンプを用いた。
【００２８】なお、参考例においては、圧力調整器１として、流路孔６を回路５３により減圧手段５４及びリザーバー５０に接続し、流路孔５は大気に開放されたものを使用した以外は、上記と同じ構成のものを使用した。
【００２９】試験は、大気圧よりも２０ｍｍＨｇ（約２６．６ｈＰａ）低い低陰圧（以下−２０ｍｍＨｇと表示）、大気圧よりも３０ｍｍＨｇ（約４０ｈＰａ）低い低陰圧（以下−３０ｍｍＨｇと表示）、及び大気圧よりも４０ｍｍＨｇ（約５３．３ｈＰａ）低い低陰圧（以下−４０ｍｍＨｇと表示）の３水準の低陰圧を選択選定し、実施した。各水準における負荷量、表示圧力、及び表示圧力と設定圧力の差ΔＰについては、表１に示す。
【００３０】なお、表中の設定圧力は、回路５１を閉じた状態でのマノメータの表示値を示す。また、負荷量（ｌ／ｍｉｎ）は、回路５１を開けた状態での回路５１の流量を、表示圧力は、回路５１を開けた状態でのマノメータの表示値を示す。
【００３１】
【表１】
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【００３２】大気吸入口を第二の空所に設けられた流路孔６とした場合が本発明に相当するものであり、第三の空所に設けられた流路孔５とした場合である参考例に比較して、設定圧力に対する圧力差が非常に少なく、上記の例からも、大気吸入口の位置を変更しただけでも、圧力降下が大きいことが理解されよう。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、比較的単純な構造であるにも拘わらず、より大きな負荷量の下でも、より精密な低陰圧の制御が達成でき、より信頼性の高い圧力制御が可能となるという効果を発揮する。即ち、本発明に係る圧力調整器が組み込まれた脱血装置に使用した場合には、極めて信頼性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧力調整器の一態様の構成を示す模式図である。
【図２】本発明に係る圧力調整器を使用した脱血装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１…圧力調整器、２…第一の空所、３…第二の空所、４…第三の空所、５…第三の空所の流路孔、６…第二の空所の流路孔、７…第一の空所の流路孔、８…流路孔、９…ケーシング、１１…ダイヤフラム、１２…連動棒、１３…弁、２１…第一の空室、２２…第二の空室、２３…連通孔、２４…隔壁、２５…隔壁、２６…連通孔、３０…圧力調整部、５０…リザーバー、５１…脱血用回路、５２…圧力調整器の一端とリザーバー５０とを連結する回路、５３…圧力調整器の他端とリザーバーとを連結する回路、５４…減圧手段、５６…マノメータ。
【図１】
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【図２】
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