(57)【要約】【課題】血液回路自体が低容量化され、かつ安全で新生児等の低体重患者に適用可能な血液回路、およびその低容量化した血液回路を形成するための、患者に近い位置に設置できる血液循環装置を提供することを課題とする。【解決手段】患者から取り出す血液量が２０ｍｌ以下で体外循環が可能で、ドリップチャンバー、回路内圧測定部、カラム、血液循環ポンプおよび、抗凝固剤投与部を有することを特徴とする低体重患者用体外循環回路。ドリップチャンバー、回路内圧測定装置、カラム、血液循環ポンプおよび抗凝固剤投与装置を有し、かつ装置全体の血液流路部分の体積が２０ｍｌ以下であることを特徴とする低体重患者用体外血液循環装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者から取り出す血液量が２０ｍｌ以下の体外循環回路であって、ドリップチャンバー、回路内圧測定部、カラム、血液循環ポンプおよび、抗凝固剤投与部を有することを特徴とする低体重患者用体外循環回路。
【請求項２】
カラム容量を除いた血液回路の体積が１０ｍｌ以下であることを特徴とする請求項１記載の低体重患者用体外循環回路。
【請求項３】
少なくとも１つのドリップチャンバーがカラムより回路送血側に設置され、該カラムから該ドリップチャンバーからまでの距離が３０ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の低体重患者用体外循環回路。
【請求項４】
少なくとも１つのドリップチャンバーが血液循環ポンプよりも回路脱血側に設置され、患者から該ドリップチャンバーまでの距離が５０ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の低体重患者用体外循環回路。
【請求項５】
内容量２ｍｌ以上、５ｍｌ以下のドリップチャンバーを３つ以上有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の低体重患者用体外循環回路。
【請求項６】
ドリップチャンバー、回路内圧測定装置、カラム、血液循環ポンプおよび抗凝固剤投与装置を有し、かつ装置全体の血液流路部分の体積が２０ｍｌ以下であることを特徴とする低体重患者用体外循環装置。
【請求項７】
血液流量が３ｍｌ／分以下で循環することを特徴とする請求項６に記載の低体重患者用体外循環装置。
【請求項８】
回路内圧測定装置と血液循環ポンプが独立していることを特徴とする請求項６または７記載の低体重患者用体外循環装置。
【請求項９】
さらに透析液循環ポンプを有し、該透析液循環ポンプと前記血液循環ポンプが独立し、該透析液循環ポンプと前記回路内圧測定装置が一体化されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の低体重患者用循環装置。
【請求項１０】
血液循環ポンプが支柱に固定されており、患者から血液循環ポンプまでの距離を５０ｃｍ以内としたことを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の低体重患者用体循環装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新生児等の低体重の患者の体外血液循環治療にも使用できる医療用の血液回路及び該回路を使用するための体外血液循環装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、医療技術として透析や透析ろ過あるいは免疫吸着などの治療を目的に種々の血液処理用のカラムが開発され、それを組み込んだ体外循環回路も開発されてきた（特許文献１参照）。透析器などに関しても膜表面積が０．１平方メートルの小型カラムの開発も行われてきている。しかし、血液回路全体に関しては成人に適した容量の血液回路しか開発されていないために、血液量が少ない低体重患者、特に新生児に用いる際には、同時に大量の輸液や血液補充（輸血）を行う必要があった。このために輸血用の血液が必要であり、さらに輸血による発熱や感染の危険性を伴い、また、大量の輸液は肺水腫を引き起こす大きな要因となっていた（非特許文献１参照）。
【０００３】
また、通常、血液循環装置はポンプ部分や回路内圧力測定装置部分が一体化されていることにより装置全体が高重量化して床置き式となっているため、ベッドから離れた位置に設置せざるを得ない。そのため、血液回路として大がかりなものとならざるを得ず、低体重患者への適用を妨げる原因となっていた。
【０００４】
動物実験などで三方活栓等を用いて低容量の血液回路を作製した例はあるが、この例では、体内への気泡流入の危険性があり、また、三方活栓から回路内圧を測定するためには活栓の切り替えが必要であり連続測定ができないと言う課題が残る（非特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３３６１５８８号公報
【０００６】
【非特許文献１】
原田英明ら、「血液浄化法を施行した先天性代謝異常症４症例の検討」，第４７回日本未熟児新生児学会抄録、日本未熟児新生児学会、２００２年，１４巻、３号、２４０頁。
【０００７】
【非特許文献２】
Ｃ．Ｊ．ＲＹＡＮら，Ｂｒ．Ｊ．ｅｘｐ．Ｐａｔｈ「Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｃｈａｒｃｏａｌ  Ｈａｅｍｏｐｅｒｆｕｓｉｏｎ  Ｖｉａ  Ａｎ  Ｅｘｔｒａｃｏｒｐｏｒｅａｌ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｉｎ  Ｔｈｅ  ＵｎｒｅｓｔｒａｉｎｅｄＡｎｄ  Ｕｎａｎａｅｓｔｈｅｔｉｚｅｄ  Ｒａｔ  」，１９７９年，６０巻，４００頁。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そのため本発明は、血液回路自体が低容量化され、かつ安全で新生児等の低体重患者に適用可能な血液回路、およびその低容量化した血液回路を形成するための、患者に近い位置に設置できる血液循環装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は下記のような構成要素を有する。
（１）患者から取り出す血液量が２０ｍｌ以下の体外循環回路であって、ドリップチャンバー、回路内圧測定部、カラム、血液循環ポンプおよび、抗凝固剤投与部を有することを特徴とする低体重患者用体外循環回路。
（２）カラム容量を除いた血液回路の体積が１０ｍｌ以下であることを特徴とする（１）記載の低体重患者用体外循環回路。
（３）少なくとも１つのドリップチャンバーがカラムより回路送血側に設置され、該カラムから該ドリップチャンバーからまでの距離が３０ｃｍ以下であることを特徴とする（１）または（２）記載の低体重患者用体外循環回路。
（４）少なくとも１つのドリップチャンバーが血液循環ポンプよりも回路脱血側に設置され、患者から該ドリップチャンバーまでの距離が５０ｃｍ以下であることを特徴とする（１）または（２）記載の低体重患者用体外循環回路。
（５）内容量５ｍｌ以下のドリップチャンバーを３つ以上有することを特徴とする（１）〜（４）のいずれか記載の低体重患者用体外循環回路。
（６）ドリップチャンバー、回路内圧測定装置、カラム、血液循環ポンプおよび抗凝固剤投与装置を有し、かつ装置全体の血液流路部分の体積が２０ｍｌ以下であることを特徴とする低体重患者用体外循環装置。
（７）血液流量が３ｍｌ／分以下で循環することを特徴とする（６）に記載の低体重患者用体外循環装置。
（８）回路内圧測定装置と血液循環ポンプが独立していることを特徴とする（６）または７記載の低体重患者用体外循環装置。
（９）さらに透析液循環ポンプを有し、該透析液循環ポンプと前記血液循環ポンプが独立し、該透析液循環ポンプと前記回路内圧測定装置が一体化されていることを特徴とする（６）〜（８）のいずれかに記載の低体重患者用循環装置。
（１０）血液循環ポンプが支柱に固定されており、患者から血液循環ポンプまでの距離を５０ｃｍ以内としたことを特徴とする（６）〜（９）のいずれかに記載の低体重患者用体循環装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の低体重患者用体外循環回路は、患者から取り出す血液量が２０ｍｌ以下で体外循環が可能であり、ドリップチャンバー１、カラム２、血液循環ポンプ３、回路内圧測定装置５および抗凝固剤投入装置６を有する低体重患者用体外循環血液回路であって、（１）患者から取り出す血液量が２０ｍｌ以下で循環可能であり、（２）安全装置、あるいは連続的圧力測定部位としてのドリップチャンバーを好ましくは２カ所以上有していることが特徴である。
【００１１】
一般に体外へ輸血なしで安全に取り出すことができる血液量は全血液量の１０％以下とされており、例えば、体重３ｋｇの低体重患者に用いる場合には２０ｍｌ以下とされている。このため、低体重患者から取り出す血液量は浄化用のカラムの部分を含めて２０ｍｌ以下が必要であり、循環装置部分ではその１／２である１０ｍｌが望ましい。
【００１２】
図１に本発明の循環回路の実施態様の一例を示す。以下、図１を用いて説明する。
【００１３】
本発明の循環回路の材質としては特に限定されない。各構成要素間は血液を流すチューブによって接続されるが、チューブ部分には柔軟性を有する塩化ビニールを、そのうちポンプ接触部はシリコンを用いることが好ましい。
【００１４】
患者から取り出す血液量を少なくするためには、チューブ内容量をも特に定めることが重要である。チューブ内容量を少なくするにはチューブ内径を小さくすればよいが、直径を細くし過ぎると血液を流す際の流路抵抗が大きくなり血液細胞を破壊する危険性が高くなる。そのため、チューブ内径は１．５ｍｍ以上、２．０ｍｍ未満であることが望ましい。
【００１５】
本発明におけるドリップチャンバー（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、公知のものを使用することができる。前述の通り、ドリップチャンバー（１ａ、１ｂ、１ｃ）は循環血液内に気泡が入るのを防止する安全装置としての役割のほか、連続的に圧力を測定するための部位としても機能する。本発明においては、ドリップチャンバー（１ａ、１ｂ、１ｃ）の容量は２ｍｌ以上、５ｍｌ以下で有ることが好ましい。ドリップチャンバーは循環回路中に少なくとも１つ必要であり、３つ以上有することが好ましい。ドリップチャンバーが１つの場合、設置位置としては、カラム２と回路送血側Ｂの間に１箇所（ドリップチャンバー１ｃ）が好ましく、次に回路脱血側Ａと血液循環ポンプ３の間に１箇所設置する（ドリップチャンバー１ａ）ことが好ましい。３つの場合はさらに血液循環ポンプ３とカラム２の間に１箇所（ドリップチャンバー１ｂ）に設置することが好ましい。カラム２と回路送血側Ｂの間にドリップチャンバー１ｃを設置する場合は患者からドリップチャンバー１ｃまでの距離が３０ｃｍ以下であることが好ましく、また回路脱血側Ａと血液循環ポンプ３の間にドリップチャンバー１ａを設置する場合は患者からドリップチャンバー１ａまでの距離が５０ｃｍ以下であることが好ましい。患者からドリップチャンバー１ａおよび１ｃの距離は
血液回路内の血液容量を１０ｍｌ以内に設定した場合の最大の長さであり、血液循環装置の操作性も考慮して設定した。
【００１６】
本発明におけるカラム２は体外循環のための血液処理器であり、たとえば吸着カラムや透析カラムなどが含まれる。カラム２が透析カラムの場合は透析液循環ポンプ４がカラム２に接続され、透析液を循環することが可能である。
【００１７】
本発明における血液循環ポンプ３としては各種のポンプ、例えばローラーポンプ等を使用することができる。血液循環の際の血液流量は患者に影響ない程度であれば特に限定はされないが、チューブや各構成要素内での流路抵抗等の観点から、血液流量は３ｍｌ／分以下が好ましい。血液流量３ｍｌ以下の低流量化を可能にし、且つ、安定して血液を送り出すため、例えば、ポンプとして最も汎用されているローラーポンプを使用する場合には、ポンプローラーと接触する部分の直径が１．５ｍｍで長さが１５ｃｍであることが好ましい。
【００１８】
本発明における回路内圧測定装置５としては、デジタル差圧計、例えばマノメーター等を使用することができる。該装置をドリップチャンバー１ａ、１ｂ、１ｃにそれぞれ接続することで回路内圧を連続的にモニターすることが可能である。
【００１９】
本発明の抗凝固剤投入装置６としては、シリンジポンプ等を使用することができる。該装置をドリップチャンバー１ａに接続することによって連続的に抗凝固剤を回路内に注入することが可能である。
【００２０】
以上のような構成要素によって、患者から取り出す血液量が２０ｍｌ以下の血液回路を構成する。例えば、図１において、患者に近いドリップチャンバー１ａからポンプ３までと、ポンプ３からドリップチャンバー１ｂまでと、カラム２とドリップチャンバー１ｃまで、それぞれ内径２ｍｍで長さが１５ｃｍのチューブで接続すれば十分である。これら全ての部分の容積を合計すると、患者と装置の距離を内径２ｍｍ、長さ５０ｃｍのチューブで接続した場合であっても、総容量は９．６ｍｌであり、すなわち血液回路のカラム以外の部分で１０ｍｌ以下となり、内容量１０ｍｌのカラムとしても患者から取り出す血液量を２０ｍｌ以下にすることが可能である。
【００２１】
また、本発明の血液回路を形成するための血液循環装置については、本発明の血液回路の各構成要素を有し、循環装置の血液流路部分の体積が２０ｍｌ以下であれば特に限定はされない。しかし、保育器などの内部に設置するためには小型軽量化が要求されるため小型軽量化を検討した結果、少なくとも回路内圧測定装置と血液循環ポンプが独立していることが好ましく、さらには循環回路を構成する要素のうち血液循環ポンプ３およびカラム２の部分のみを患者の近くに設置し、回路内圧力測定装置５、透析液循環ポンプ４および抗凝固剤注入装置６は患者から離れたところに置くことにより従来の機能を損なうことなく低体重患者の体外循環を施行することが可能であることを見出した。なお、ここで「独立」とは、装置として一体化されておらず、別々の場所に設置することが可能であることをいう。血液循環ポンプ３およびカラム２の部分と他の構成要素、すなわち、回路内圧力測定装置５、透析液循環ポンプ４および抗凝固剤注入装置６との接続方法については特に限定はない。つまり、この部分をつなぐチューブの容量が多少大きくなっても患者から取り出す血液量には大きな影響がないからである。しかし、装置を同時に操作する必要性を考慮すると血液循環ポンプ３およびカラム２と回路内圧力測定装置５、透析液循環ポンプ４および抗凝固剤注入装置６との距離は１ｍ以内が適当であり、より好ましくは６０ｃｍ以内である。また、患者から血液循環ポンプまでの距離は３０ｃｍ以上、５０ｃｍ以内とすることが、血液回路のチューブの長さおよび治療のための処置に邪魔にならないという観点から好ましい。さらに、血液循環ポンプを止痛に固定することは、治療スペースを確保できることから好ましい。
【００２２】
以下に実施例を用いて本発明の詳細を説明する。
【００２３】
【実施例】
実施例１：
作製した循環回路を図１に示す。
【００２４】
塩化ビニール製チューブ内径が１．５ｍｍ、塩化ビニール製ドリップチャンバー容量が２ｍｌを３箇所、ポンプ３としてローラーポンプ（ペリスタルティックポンプ  ＰＳＴ−１００Ｎ  、イワキ製）を使用、ポンプローラーと接触する部分の内径が２ｍｍで長さが１５ｃｍのシリコン製チューブ、ドリップチャンバー１ａからポンプ３までと、ポンプ３からドリップチャンバー１ｂまでと、カラム２からドリップチャンバー１ｃまでがそれぞれ内径１．５ｍｍで長さが１５ｃｍの塩化ビニール製チューブ、患者からドリップチャンバー１ａおよびドリップチャンバー１ｃから患者までが直径１．５ｍｍで長さが５０ｃｍの塩化ビニール製チューブで構成される血液回路である。カラム２には、容量１０ｍｌの透析カラムを用いた。該回路に組み込んだ回路内圧力測定装置５（ＭＡＮＯ  ＭＥＴＥＲ  ＤＭＳ−７６０  ｃｏｍｆｉｘ）及び透析液循環ポンプ４（ペリスタルティックポンプＰＳＴ−１００Ｎ  、イワキ製）および抗凝固剤注入装置６（シリンジポンプ  ＳＴＣ−５２５、テルモ製）と、ポンプ３およびカラム２とは分離してそれぞれの装置とし（図１中ＩとＩＩ）、全体を構成した。
【００２５】
実施例２：
実施例１で作製した装置を用いて体重が３ｋｇのウサギに対して体外循環を施行した。  接続したカラムの容量は１０ｍｌである。ウサギはペントバルビタールナトリウムにより麻酔した後に固定台へ固定した。気管切開した後に気管内挿管チューブを挿入し、人工呼吸器（ＲＥＳＰＩＲＡＴＯＲ  Ｍｏｄｅｌ  ’６６５’  ＨＡＲＶＡＲＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ、実験動物麻酔装置  ＳＮ−４８７  、（株）シナノ製作所製）に接続した。人工呼吸は室内空気で行い、ガス麻酔としてイソフルラン１％を混入した。その後、右大腿動静脈を外科的に露出させた後に１８Ｇの静脈内留置針を挿入した。静脈側より抗凝固剤として１０００単位／ｍｌのヘパリンを０．５ｍｌ注入し、その後に動脈側留置針に回路入口を、静脈側留置針に回路出口側を接続した。この時に回路内は１０単位／ｍｌのヘパリンを含む生理食塩水で充填しておいた。回路接続後にポンプを作動させ血液流量３ｍｌ／分で体外循環を開始した。体外循環中はドリップチャンバー１ａより抗凝固剤としてヘパリン１００単位／ｍｌの生理食塩水を３ｍｌ／時間で注入した。なお、今回は直接血液還流を行い、透析液の循環は行わなかった。
【００２６】
その後、ウサギの血圧をドリップチャンバー１ａより、カラム入口圧ドリップチャンバー１ｂより、カラム返血圧をドリップチャンバー１ｃより測定した。
【００２７】
体外循環を４時間行ったときのウサギの血圧と動脈血酸素飽和度を測定した結果を表１に示した。表１に示すようにウサギは血圧低下や低酸素血症を呈することなく安全に４時間の体外循環を施行できたことが示された。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
【発明の効果】
本発明により血液量が少ない低体重の患者に対しても、感染の危険性のある輸血や肺水腫の原因となる大量の輸液を必要としない、安全で利便性の高い体外循環が可能な体外循環用血液回路および体外循環装置を提供することが可能となった。これにより新生児等の低体重の患者の血液浄化治療がより安全に施行することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】低容量血液回路と該回路を組み込んだ小型軽量血液循環装置の概略図。
【符号の説明】
Ｉ：血液回路の血液循環ポンプおよびカラム部分（患者の近くの場所に設置可能な部分）
１ａ：ポンプ入口のドリップチャンバー
１ｂ：カラム入口のドリップチャンバー
１ｃ：カラム出口のドリップチャンバー
２：カラム
３：血液循環ポンプ
ＩＩ：血液回路の血液循環ポンプ、カラム以外の部分
（患者から離れた場所に設置可能な部分）
４：透析液循環ポンプ
５：回路内圧測定装置
６：抗凝固剤注入装置
Ａ：回路脱血側
Ｂ：回路送血側
【図１】
2004223062.tif 000004