(57)【要約】【課題】体外循環する血液中の気泡を効率よくかつ確実に除去することができる気泡除去装置を提供すること。【解決手段】気泡除去装置１Ａは、血液が流入する装置本体４０Ａと、陰圧に保たれる陰圧室８と、装置本体４０Ａと陰圧室８とを連通させる第１の連通部６および第２の連通部７と、第１の連通部６を覆うように設けられたフィルタ部材９と、装置本体４０Ａ内に鉛直方向に移動可能に設置され、装置本体４０Ａ内の血液の液面高さＨの変化に応じて移動するフロート２０と、フロート２０の移動に伴って第２の連通部７を開閉する弁機構５とを有し、血液とともに装置本体４０Ａ内に気泡が流入した際、その気泡は、弁機構５の作動により第２の連通部７が閉じた状態では第１の連通部６を通過し陰圧室８に流入して脱気され、弁機構５の作動により第２の連通部７が開いた状態では第２の連通部７を第１の連通部６よりも優先的に通過し陰圧室８に流入して脱気される。【選択図】図２
2007275473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体外循環する血液中の気泡を除去する気泡除去装置であって、
血液が流入する装置本体と、
前記装置本体の上側に設けられ、気体を吸引する脱気手段に接続されて陰圧に保たれる陰圧室と、
前記装置本体と前記陰圧室とを連通させ得る第１の連通部および第２の連通部と、
前記第１の連通部を覆うように設けられ、前記装置本体内の気体の通過を許容しかつ前記装置本体内の血液の通過を阻止するフィルタ部材と、
前記装置本体内にほぼ鉛直方向に移動可能に設置され、該装置本体内の血液の液面高さの変化に応じて移動するフロートと、
前記フロートの移動に伴って前記第２の連通部を開閉する弁機構とを有し、
血液とともに前記装置本体内に気泡が流入した際、その気泡は、前記弁機構の作動により前記第２の連通部が閉じた状態では、前記第１の連通部を通過し前記陰圧室に流入して脱気され、前記弁機構の作動により前記第２の連通部が開いた状態では、該第２の連通部を前記第１の連通部よりも優先的に通過し前記陰圧室に流入して脱気されるよう構成されていることを特徴とする気泡除去装置。
【請求項２】
前記弁機構は、前記フロートの位置が基準位置を超えて上昇したときに、前記第２の連通部を閉じた状態とし、前記フロートの位置が前記基準位置以下に下降したときに、前記第２の連通部を開く状態とする請求項１に記載の気泡除去装置。
【請求項３】
前記弁機構は、前記開いた状態の第２の連通部を通過する気体の流量を調整可能に構成されている請求項１または２に記載の気泡除去装置。
【請求項４】
前記弁機構は、ほぼ円錐状または角錘状をなす頂部が形成されたニードル部と、前記第２の連通部の内周部にその周方向に沿って設置されたリング状の弾性体とを有し、前記頂部の外周面が前記弾性体に密着することにより前記第２の連通部を閉じ、前記頂部の外周面が前記弾性体から離間することにより前記第２の連通部を開くよう構成されたものである請求項１ないし３のいずれかに記載の気泡除去装置。
【請求項５】
前記ニードル部と前記フロートとは、水平方向において、互いに異なる箇所に位置しており、前記ニードル部と前記フロートとを連結するリンク機構をさらに有する請求項４に記載の気泡除去装置。
【請求項６】
前記装置本体は、横断面形状がほぼ円環状をなす旋回流形成部と、該旋回流形成部の内周面のほぼ接線方向に設けられ、血液が前記旋回流形成部内で旋回流を形成するように血液を前記旋回流形成部内に導入する流入口と、前記旋回流形成部の下側に設けられた流出口とを有する請求項１ないし５のいずれかに記載の気泡除去装置。
【請求項７】
前記装置本体は、前記旋回流形成部内にその内周面の周方向に沿って、該内周面と間隙を介して設けられた隔壁部を有しており、該隔壁部の内側を前記フロートが移動する請求項６に記載の気泡除去装置。
【請求項８】
前記隔壁部には、該隔壁部を貫通する貫通孔が形成されている請求項７に記載の気泡除去装置。
【請求項９】
前記貫通孔は、前記隔壁部の下部に位置する請求項８に記載の気泡除去装置。
【請求項１０】
前記フィルタ部材は、水平方向に対して傾斜して設けられている請求項１ないし９のいずれかに記載の気泡除去装置。
【請求項１１】
前記フロートは、中空体で構成されたものである請求項１ないし１０のいずれかに記載の気泡除去装置。
【請求項１２】
前記フロートの姿勢を維持する姿勢維持手段をさらに有する請求項１ないし１１のいずれかに記載の気泡除去装置。
【請求項１３】
消泡剤を担持した消泡部材をさらに有する請求項１ないし１２のいずれかに記載の気泡除去装置。
【請求項１４】
前記消泡部材は、前記第２の連通部の前記装置本体側近傍に設置されている請求項１３に記載の気泡除去装置。
【請求項１５】
前記消泡部材は、前記第２の連通部の前記陰圧室側近傍に設置されている請求項１３または１４に記載の気泡除去装置。
【請求項１６】
前記陰圧室には、気体の前記脱気手段側への流れのみを許容する逆止弁が設置されている請求項１ないし１５のいずれかに記載の気泡除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体外循環する血液中の気泡を除去する気泡除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば心臓外科手術においては、送血ポンプを作動して患者の静脈（大静脈）より脱血し、人工肺によりガス交換を行なった後、この血液を再び患者の動脈に戻すという体外血液循環が行なわれる。
【０００３】
このような体外血液循環を行う回路（体外循環回路）には、脱血した血液に流入した気泡を除去（分離）する気泡除去装置（血液フィルタ）が設けられている。この気泡除去装置としては、ハウジングと、ハウジング内に収納されたフィルタ部材（フィルタ素子）とを有している（例えば、特許文献１参照）。また、ハウジングには、当該ハウジング内に血液が流入する流入口と、ハウジング内の血液が流出する流出口と、脱気手段に接続され、ハウジング内の気泡が脱気される気泡出口（除去口）とが突出形成されている。この特許文献１に記載の気泡除去装置では、流入口から流入した血液がフィルタ部材を通過すると、このフィルタ部材により血液中から気泡が分離される。分離された気泡は、ハウジング内を上昇し、ハウジング内の上部空間に一定量に達するまで貯留される。このとき、ハウジングに設置された気泡センサ（空気センサ）が気泡を検出する。気泡が検出されると、脱気手段が作動して気泡が気泡出口から脱気（除去される）される。
【０００４】
特許文献１に記載の気泡除去装置では、ハウジングの上部空間に一定量の気泡が貯留されるまでは、気泡センサが、上部空間に気泡が貯留されたことを検出することができない。このため、ハウジング内では、気泡が除去されずに上部空間に残留したままとなる。このように、特許文献１の気泡除去装置では、当該装置における、血液中の気泡を除去する効率が低下していた。また、気泡が上部空間に残留したままの状態で、体外循環が継続されると、血液が気泡に接触することとなり、そのため、血液が活性化されていた（損傷していた）。また、同様の状態で、体外循環が継続されると、上部空間の気泡がフィルタ部材を通過する血液に再度巻き込まれ、その血液とともに流出口から流出するおそれがあるという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６３０２８６０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、体外循環する血液中の気泡を効率よくかつ確実に除去することができる気泡除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記（１）〜（１６）の本発明により達成される。
（１）  体外循環する血液中の気泡を除去する気泡除去装置であって、
血液が流入する装置本体と、
前記装置本体の上側に設けられ、気体を吸引する脱気手段に接続されて陰圧に保たれる陰圧室と、
前記装置本体と前記陰圧室とを連通させ得る第１の連通部および第２の連通部と、
前記第１の連通部を覆うように設けられ、前記装置本体内の気体の通過を許容しかつ前記装置本体内の血液の通過を阻止するフィルタ部材と、
前記装置本体内にほぼ鉛直方向に移動可能に設置され、該装置本体内の血液の液面高さの変化に応じて移動するフロートと、
前記フロートの移動に伴って前記第２の連通部を開閉する弁機構とを有し、
血液とともに前記装置本体内に気泡が流入した際、その気泡は、前記弁機構の作動により前記第２の連通部が閉じた状態では、前記第１の連通部を通過し前記陰圧室に流入して脱気され、前記弁機構の作動により前記第２の連通部が開いた状態では、該第２の連通部を前記第１の連通部よりも優先的に通過し前記陰圧室に流入して脱気されるよう構成されていることを特徴とする気泡除去装置。
【０００８】
（２）  前記弁機構は、前記フロートの位置が基準位置を超えて上昇したときに、前記第２の連通部を閉じた状態とし、前記フロートの位置が前記基準位置以下に下降したときに、前記第２の連通部を開く状態とする上記（１）に記載の気泡除去装置。
【０００９】
（３）  前記弁機構は、前記開いた状態の第２の連通部を通過する気体の流量を調整可能に構成されている上記（１）または（２）に記載の気泡除去装置。
【００１０】
（４）  前記弁機構は、ほぼ円錐状または角錘状をなす頂部が形成されたニードル部と、前記第２の連通部の内周部にその周方向に沿って設置されたリング状の弾性体とを有し、前記頂部の外周面が前記弾性体に密着することにより前記第２の連通部を閉じ、前記頂部の外周面が前記弾性体から離間することにより前記第２の連通部を開くよう構成されたものである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の気泡除去装置。
【００１１】
（５）  前記ニードル部と前記フロートとは、水平方向において、互いに異なる箇所に位置しており、前記ニードル部と前記フロートとを連結するリンク機構をさらに有する上記（４）に記載の気泡除去装置。
【００１２】
（６）  前記装置本体は、横断面形状がほぼ円環状をなす旋回流形成部と、該旋回流形成部の内周面のほぼ接線方向に設けられ、血液が前記旋回流形成部内で旋回流を形成するように血液を前記旋回流形成部内に導入する流入口と、前記旋回流形成部の下側に設けられた流出口とを有する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の気泡除去装置。
【００１３】
（７）  前記装置本体は、前記旋回流形成部内にその内周面の周方向に沿って、該内周面と間隙を介して設けられた隔壁部を有しており、該隔壁部の内側を前記フロートが移動する上記（６）に記載の気泡除去装置。
【００１４】
（８）  前記隔壁部には、該隔壁部を貫通する貫通孔が形成されている上記（７）に記載の気泡除去装置。
【００１５】
（９）  前記貫通孔は、前記隔壁部の下部に位置する上記（８）に記載の気泡除去装置。
【００１６】
（１０）  前記フィルタ部材は、水平方向に対して傾斜して設けられている上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の気泡除去装置。
【００１７】
（１１）  前記フロートは、中空体で構成されたものである上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の気泡除去装置。
【００１８】
（１２）  前記フロートの姿勢を維持する姿勢維持手段をさらに有する上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の気泡除去装置。
【００１９】
（１３）  消泡剤を担持した消泡部材をさらに有する上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の気泡除去装置。
【００２０】
（１４）  前記消泡部材は、前記第２の連通部の前記装置本体側近傍に設置されている上記（１３）に記載の気泡除去装置。
【００２１】
（１５）  前記消泡部材は、前記第２の連通部の前記陰圧室側近傍に設置されている上記（１３）または（１４）に記載の気泡除去装置。
【００２２】
（１６）  前記陰圧室には、気体の前記脱気手段側への流れのみを許容する逆止弁が設置されている上記（１）ないし（１５）のいずれかに記載の気泡除去装置。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、気泡除去装置内の血液の液面高さに応じて弁機構が作動するため、当該気泡除去装置に流入した気泡の流入量の大小に関わらず、体外循環する血液中の気泡を効率よくかつ確実に除去することができる。これにより、気泡との接触による血液の活性化（損傷）を確実に抑制することができる。
【００２４】
また、消泡部材を第２の連通部の装置本体側近傍および／または陰圧室側近傍に設置した場合には、気泡が破泡して、当該気泡の外周を構成していた血液は装置本体に戻り、気泡内の空気（気体）のみを除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の気泡除去装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
＜第１実施形態＞
図１および図２は、それぞれ、本発明の気泡除去装置の第１実施形態を示す部分縦断面図（図１は第２の連通部が閉じた状態を示し、図２は第２の連通部が開いた状態を示す）、図３は、図１中のＡ−Ａ線断面図、図６は、図１（図２も同様）に示す気泡除去装置を用いた体外循環装置の一例を示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図１および図２中（図４および図５も同様）の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００２７】
これらの図に示す気泡除去装置（バブルトラップ）１Ａは、体外循環する血液中の気泡を除去するためのものである。本発明の気泡除去装置１Ａは、患者の心臓に血液が循環せず患者体内でガス交換が行われず、そして体外循環装置により血液の循環と血液に対するガス交換（酸素付加および／または二酸化炭素除去）が行われる体外循環と、患者の心臓に血液が循環し患者体内でもガス交換が行われるが、体外循環装置によっても血液の循環と血液に対するガス交換が行われる体外循環（補助循環）とのいずれの場合にも使用することができる。
【００２８】
図１および図２に示す気泡除去装置１Ａは、血液が流入する装置本体４０Ａと、装置本体の上側に設けられた陰圧室８と、陰圧室８内に設置された消泡部材１０、逆止弁３０ａおよび３０ｂと、装置本体４０Ａと陰圧室８とを連通させ得る第１の連通部６および第２の連通部７と、第１の連通部６を覆うように設けられたフィルタ部材９と、第２の連通部７を開閉する弁機構５と、装置本体４０Ａ内にほぼ鉛直方向に移動可能に設置されたフロート２０と、弁機構５とフロート２０とを連結するリンク機構１６とを備えている。このような気泡除去装置１Ａでは、第２の連通部７は、弁機構５の作動により、通常、閉じた状態（以下、「閉状態」という）となっているが、血液とともに多量の気泡が装置本体４０Ａ内に流入した場合、開いた状態（以下、「開状態」という）となる。
【００２９】
なお、装置本体４０Ａ、陰圧室８、第１の連通部６および第２の連通部７の構成材料は、特に限定されないが、例えば、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、アクリル−スチレン共重合体、アクリル−ブタジエン−スチレン共重合体等の比較的硬質な樹脂材料が好ましい。また、内部の血液等の状態を目視で確認することができるように、実質的に透明な材料が好ましい。
【００３０】
以下、気泡除去装置１Ａを構成する各部について説明する。
装置本体４０Ａは、有底筒状をなす旋回流形成部（外筒）２と、旋回流形成部２内に設けられた隔壁部（内筒）１３と、旋回流形成部２（内部空間）内に血液を導入する流入口３と、旋回流形成部２内の血液を気泡除去装置１Ａの外部へ排出する流出口４とを有している。
【００３１】
旋回流形成部２は、回転体形状の内部空間、すなわち横断面形状がほぼ円形の内部空間を有しており、流入した血液に旋回流を形成させる部位である。気泡除去装置１Ａは、旋回流形成部２の中心軸（支持軸１７）を鉛直方向（上下方向）にした姿勢で使用される。
【００３２】
この旋回流形成部２の途中（中央付近）には、その内径および外径の一部が拡径した拡径部２１が形成されている。拡径部２１には、その内周面２１１のほぼ接線方向に突出するように、流入口３が設けられている（図３参照）。
【００３３】
このような構成の装置本体４０Ａにより、流入口３から旋回流形成部２内に流入した血液は、旋回流を確実に形成することができる。
【００３４】
また、旋回流形成部２の底部（下部）２４には、下方に突出した流出口４が設けられている。この流出口４の旋回流形成部２との境界部４１付近は、その内径が下方に向かって漸減した形状、すなわち、漏斗状（収斂状）をなしている。これにより、旋回流形成部２内の血液が流出口４側へ容易に流れる。
【００３５】
また、旋回流形成部２の底部２４の上側近傍には、流出口４の上部開口４２を覆うように蓋部２５が設けられている。蓋部２５は、円板状をなす天板２５１と、天板２５１と旋回流形成部２の底部２４とを連結する連結部２５２とで構成されている。連結部２５２は、天板２５１の全周に沿って形成されている。この連結部２５２には、その周方向に沿って、連結部２５２を貫通する複数の孔２５３が形成されている。旋回流形成部２内の血液は、各孔２５３を介して、流出口４に至る。
【００３６】
蓋部２５の天板２５１には、隔壁部１３が設けられている。この隔壁部１３は、その形状が旋回流形成部２の内周面２２（内周面２１１）の周方向に沿った筒状をなすものである。隔壁部１３は、旋回流形成部２と同心的に設けられている。これにより、隔壁部１３の外周面１３１と旋回流形成部２の内周面２２との間に、間隙２６が形成される。図１（図２）に示すように、装置本体４０Ａでは、旋回流は、間隙２６に生じ、隔壁部１３の内側には生じ難くまたは生じなくなっている。
【００３７】
また、隔壁部１３の旋回流形成部２の拡径部２１（流入口３）と高さが異なる位置、すなわち、隔壁部１３の下部には、隔壁部１３を貫通する複数の貫通孔１３２が形成されている。これらの貫通孔１３２は、隔壁部１３の周方向に沿って形成されている。旋回流形成部２に流入した血液は、各貫通孔１３２を介して、隔壁部１３の内側に流入することができる。これにより、間隙２６内での血液の液面高さと、隔壁部１３の内側での血液の液面高さとが同等となり、よって、装置本体４０Ａ内の全体としての血液の液面高さＨが均一なものとなる（図２参照）。
【００３８】
また、各貫通孔１３２が隔壁部１３の下部に設けられていることにより、血液が装置本体４０Ａ内に流入した当初は、血液が迅速に隔壁部１３内へ流入することができる。また、血液とともに多量の気泡が装置本体４０Ａ内に流入して、血液の液面高さＨが下降するとき、血液が迅速に隔壁部１３外へ流出することができる。
【００３９】
隔壁部１３の内側には、フロート２０が収納されて（位置して）いる。このフロート２０は、隔壁部１３の内側を、装置本体４０Ａ内の血液の液面高さＨの変化に応じて移動するものである。
【００４０】
フロート２０は、その外形形状が円柱状をなし、中空部（内腔部）２０１が形成された中空体で構成されたものである。これにより、フロート２０は、装置本体４０Ａ内の血液中に確実に浮く。なお、フロート２０は、本実施形態では中空体で構成されたものであるが、これに限定されず、装置本体４０Ａ内の血液中に浮くものであれば、例えば中実体で構成されたものであってもよい。
【００４１】
また、フロート２０の上部２０２は、その外径が上方に向かって漸減するテーパ状をなしている。下部２０３は、上部２０２とほぼ同様に、その外径が下方に向かって漸減するテーパ状をなしている。また、中間部２０４は、その外径が一定に形成されている。フロート２０がこのような形状をなすことにより、フロート２０が移動するときの血液に対する抵抗を抑制することができ、よって、液面高さＨの変化に応じて確実に移動することができる。
【００４２】
また、前述したように、隔壁部１３の内側は、血液の旋回流が生じ難くまたは生じなくなっている。このような隔壁部１３の内側にフロート２０が位置することにより、例えば液面に生じた渦によってフロート２０が下方に引張られること等のような、旋回流による影響を受けるのが防止または抑制される。よって、フロート２０が確実に液面高さＨの変化に応じて確実に移動する。
【００４３】
このような構成のフロート２０は、図１に示す状態、すなわち、装置本体４０Ａ内のほぼ全体に血液が満たされて、液面のほとんどがフィルタ部材９の下面９２に接している状態では、移動可能範囲内の上限位置にある。また、図２に示す状態、すなわち、血液とともに多量の気泡が装置本体４０Ａ内に流入して、液面高さＨが図１の状態より下方に位置した状態では、フロート２０は、前記上限位置から下降して、図１の状態より下方に位置する。
【００４４】
フロート２０の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、装置本体４０Ａにつていの説明で挙げたような材料を用いることができる。この場合、装置本体４０Ａと同じの材料を用いてもよいし、異なる材料を用いてもよい。
【００４５】
また、装置本体４０Ａ内には、フロート２０をその長手方向（上下方向）に挿通する支持軸１７が設置されている。この支持軸１７は、棒状をなしており、その上端部が装置本体４０Ａの内周面２２から突出した軸受け２７に支持され、下端部が蓋部２５の天板２５１に支持されている。
【００４６】
フロート２０は、支持軸１７に沿って確実に上下方向に移動することができる。また、支持軸１７により、フロート２０の旋回流による例えば水平方向（図１中左右方向）の揺動（横移動）を確実に防止することができる。したがって、支持軸１７は、フロート２０の姿勢を維持する姿勢維持手段としての機能を有していると言うことができる。
【００４７】
なお、支持軸１７は、装置本体４０Ａと一体的に形成されたものであってもよいし、装置本体４０Ａと別体で構成し当該装置本体４０Ａに接合されたものであってもよい。
【００４８】
装置本体４０Ａの上側には、第１の連通部６および第２の連通部７を介して装置本体４０Ａ内と連通する陰圧室８が設けられている。この陰圧室８は、当該装置本体４０Ａと一体的に形成されている。陰圧室８は、第１の連通部６に連通する第１室８２と、第２の連通部７に連通する第２室８３と、脱気口８１とを有している。
【００４９】
脱気口８１は、第１室８２を介して第１の連通部６に連通し、第２室８３を介して第２の連通部７に連通している。この脱気口８１は、気体を吸引する脱気手段に接続されている。なお、前記脱気手段としては、例えば、手術室の壁吸引を用いることができる。壁吸引とは、酸素、治療用空気、窒素、吸引などの医療ガス配管設備の一つであり、手術室の壁などに設置されている吸引（脱気）のための配管のことである。その他、脱気手段としては、個別の真空ポンプ等を用いてもよい。このような脱気手段の作動により、陰圧室８を陰圧に保つことができる。これにより、血液とともに装置本体４０Ａ内に気泡が流入した際、その気泡は、第１の連通部６や開状態（図２に示す状態）の第２の連通部７を介して陰圧室８に流入して、当該陰圧室８から排出（脱気）される（図１および図２中「気泡の流れ」の矢印の参照）。なお、陰圧室８における陰圧の大きさとしては、特に限定されないが、例えば、２５０〜３５０ｍｍＨｇであるのが好ましい。
【００５０】
また、第１室８２および第２室８３の脱気口８１側（下流側）近傍には、それぞれ、逆止弁３０ａおよび３０ｂが設置されている。逆止弁３０ａにより、脱気手段によって吸引された第１室８２内の気体が、第１の連通部６に逆流したり、第２室８３に流れ込んだりするのを確実に防止することができる。これにより、気泡除去装置１Ａから気体を確実に除去することができる。また、逆止弁３０ｂについても、逆止弁３０ａとほぼ同様である。
【００５１】
逆止弁３０ａおよび３０ｂとしては、それぞれ、例えば、ダックビル弁で構成されたものを用いることができる。また、これに限定されず、逆止弁３０ａおよび３０ｂは、それぞれ、気体の脱気手段側への流れのみを許容するよう構成されたものであれば、いかなる弁体でもよい。
【００５２】
また、第２室８３には、第２の連通部７の近傍、すなわち、逆止弁３０ｂよりも上流側に、消泡剤を担持した消泡部材１０が設置されている。これにより、消泡部材１０と第２の連通部７との間には、小空間８３１が形成される。開状態の第２の連通部７から流入した気泡は、小空間８３１に一旦貯留される。第２室８３（陰圧室８）が実質的に透明な材料で構成されている場合、小空間８３１に貯留された気泡の存在を確認することができる。
【００５３】
消泡部材１０に担持された消泡剤は、気泡が接触すると破泡するような機能を有するものであり、その代表例としては、シリコーン（シリカを配合したコンパウンド型、オイル型等）等が挙げられる。このような消泡部材１０が設置されていることにより、小空間８３１に貯留された気泡は、消泡部材１０に担持された消泡剤に接触するため、確実に破泡する。気泡が破泡すると、当該気泡の外周を構成していた血液は逆止弁３０ｂを通過せず、気泡内の空気（気体）のみが逆止弁３０ｂを通過することとなる。これにより、血液が再度装置本体４０Ａ内に戻り、空気のみが気泡除去装置１Ａから除去される。その結果、空気との接触による血液の活性化（損傷）を抑制することができる。
【００５４】
なお、消泡剤の消泡部材１０への担持方法は、例えば、消泡剤を含む液を素材に含浸、塗布またはスプレーし、その後、乾燥することにより行なう。また、消泡部材１０の素材としては、例えば、発泡ポリウレタン、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリスチレン等の発泡体、メッシュ、織布、不織布または、多孔質セラミックスや樹脂等の焼結体のような各種多孔質材を挙げることができるが、そのなかでも、比較的血液の通過抵抗（圧力損失）が少ない材料を用いるのが好ましい。
【００５５】
陰圧室８の下側、すなわち、装置本体４０Ａの上部には、第１の連通部６の装置本体４０Ａ側に開口する下側開口（第１の本体側開口）６１と、第２の連通部７の装置本体４０Ａ側に開口する下側開口（第２の本体側開口）７１とが形成されている。
【００５６】
下側開口６１を覆うように、フィルタ部材９が設置されている。フィルタ部材９は、装置本体４０Ａ内の気体を通過させ、装置本体４０Ａ内の血液を通過させないよう構成された膜部材である。このフィルタ部材９は、その表面が疎水化処理されているか、または、疎水性膜（疎水膜）であるのが好ましい。
【００５７】
前記疎水性膜の構成材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体（ＰＦＡ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレンとテトラフルオロエチレンの共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレンとクロロトリフルオロエチレンの共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等が挙げられる。フィルタ部材９は、これらの材料を、延伸法、ミクロ相分離法、電子線エッチング法、焼結法、アルゴンプラズマ粒子等の方法で多孔質としたものが好適に用いられる。
【００５８】
また、前記疎水化処理の方法は、特に限定されず、例えば、フィルタ部材９の表面に、疎水性を有する構成材料をコーティングする方法等が挙げられる。
【００５９】
血液とともに装置本体４０Ａ内に気泡が流入した際、その気泡は、装置本体４０Ａ内を上昇し、さらに、フィルタ部材９を透過して陰圧室８内に吸い込まれ、陰圧室８の脱気口８１を通って気泡除去装置１Ａの外部へ排出される。
【００６０】
また、フィルタ部材９は、水平方向に対して傾斜している。これにより、装置本体４０Ａ内を上昇した気泡が、フィルタ部材９の傾斜（下面９２）に沿って装置本体４０Ａの片側（図１および図２中左側）に、すなわち、第１の連通部６の下側開口６１に向かって移動する。このため、気泡をより円滑かつ迅速に集めることができる。
【００６１】
装置本体４０Ａ（旋回流形成部２）の第２の連通部７の下方近傍には、箱状をなす収納部２８が形成されている。この収納部２８には、第２の連通部７を開閉する弁機構５の一部と、弁機構５とフロート２０とを連結するリンク機構１６の一部とが収納されている。
【００６２】
弁機構５は、ニードル部５１と、第２の連通部７の内周部に設置された弾性体５２とを有している。
【００６３】
また、ニードル部５１とフロート２０とは、水平方向において、互いに異なる箇所に位置している。このため、リンク機構１６は、ニードル部５１とフロート２０とを連結するアーム部１６３を有している。
【００６４】
ニードル部５１には、ほぼ円錐状（または角錘状）をなす頂部５１１が形成されている。弾性体５２は、第２の連通部７の内周部の周方向に沿ったリング状をなしている。このようなニードル部５１および弾性体５２により、頂部５１１の外周面が弾性体５２に密着することにより、第２の連通部７を閉状態とすることができる（図１参照）。また、この閉状態の第２の連通部７は、頂部５１１の外周面が弾性体５２から離間することにより、開状態となる（図２参照）。
【００６５】
このような構成の弁機構５は、その作動により、第２の連通部７を閉状態と開状態とに確実に変形（変化）させることができる。
【００６６】
アーム部１６３は、その一端部１６１が収納部２８に回動可能に支持され、他端部１６２がフロート２０に連結されている。また、アーム部１６３の途中には、ニードル部５１の下部５１２が回動可能に支持されている。フロート２０が液面高さＨの変化に応じて鉛直方向に移動すると、アーム部１６３は、一端部１６１を回転中心（支点）として、回動する。このアーム部１６３が回動することにより、ニードル部５が鉛直方向に移動して弾性体５２に対して接近／離間する、すなわち、弁機構５が第２の連通部７を開閉する。
【００６７】
弁機構５では、液面高さＨ（フロート２０の位置）が基準高さ（基準位置）Ｓを超えて上昇したときに、フロート２０の上昇に伴ってニードル部５１が上昇して弾性体５２に密着する。これにより、第２の連通部７が閉状態となる。また、液面高さＨが基準高さＳ以下に下降したときに、フロート２０の下降に伴ってニードル部５１が下降して弾性体５２から離間する。これにより、第２の連通部７が開状態となる。
【００６８】
以上のような構成の気泡除去装置１Ａでは、血液とともに装置本体４０Ａ内に気泡が流入した際、その気泡の流入量によって（応じて）、液面高さＨが変位する。気泡除去装置１Ａは、液面高さＨが基準高さＳ以下とならない程度に気泡が流入する状態（通常の状態）では、前述したように第２の連通部７が閉状態、すなわち、図１に示す状態となる。図１に示す状態では、気泡は、フィルタ部材９、第１の連通部６を順次通過して、陰圧室８の第１室８２に流入する。第１室８２に流入した気泡は、逆止弁３０ａを通過して、脱気口８１から脱気される。
【００６９】
また、気泡除去装置１Ａは、液面高さＨが基準高さＳ以下に下降する程度に気泡が流入した状態（多量の気泡が流入した状態）では、前述したように第２の連通部７が開状態、すなわち、図２に示す状態となる。図２に示す状態で、装置本体４０Ａ内の気泡には、図１に示す状態と同様に第１の連通部６に向かうものと、開状態の第２の連通部７に向かうものとがある。開状態の第２の連通部７は、フィルタ部材９に覆われた第１の連通部６よりも、気泡が容易に通過することができるため、装置本体４０Ａ内の気泡は、そのほとんどが開状態の第２の連通部７を第１の連通部６よりも優先的に通過する。この開状態の第２の連通部７を通過した気泡（空気）は、第２室８３に流入して逆止弁３０ｂを通過し、さらに、脱気口８１から脱気される。また、第１の連通部６を通過した気泡は、前述と同様に、脱気口８１から脱気される。
【００７０】
このような構成により、気泡除去装置１Ａでは、当該気泡除去装置１Ａに流入した気泡の流入量の大小に関わらず、体外循環する血液中の気泡を効率よくかつ確実に除去することができる。これにより、気泡との接触による血液の活性化（損傷）を確実に抑制することができる。
【００７１】
また、図１および図２に示すように、ニードル部５１の下部５１２（アーム部１６３との連結部）は、アーム部１６３の一端部１６１に対して、アーム部１６３の他端部１６２（フロート２０との連結部）よりも近位に位置している。このため、ニードル部５１の鉛直方向の移動量（以下、「ニードル部移動量」という）は、フロート２０の鉛直方向の移動量（以下、「フロート移動量」という）に対して、小さくなる。ニードル部移動量とフロート移動量との比率は、一端部１６１−下部５１２間の距離と一端部１６１−他端部１６２間の距離との比率となっている。ニードル部移動量とフロート移動量との比（ニードル部移動量）／（フロート移動量）は、特に限定されないが、例えば、０．１〜１．０であるのが好ましく、０．２〜０．３であるのがより好ましい。
【００７２】
また、ニードル部移動量は、フロート移動量、すなわち、気泡の流入量に比例する。弁機構５では、気泡の流入量が多ければ多いほど、ニードル部移動量も増加して、ニードル部５１と弾性体５２との間隔が大きくなる、すなわち、弁の開度が大きくなる。このように、弁機構５では、弁の開度を調整可能となっているため、第２の連通部７を通過する気泡（気体）の流量を調整することができる。
【００７３】
例えば、多量の気泡が流入した場合、弁の開度が大きくなるため、当該気泡が第２の連通部７を容易に通過することができ、よって、気泡除去装置１Ａから気泡をより効率よくまた確実に除去することができる。
【００７４】
なお、ニードル部５１およびアーム部１６３の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、装置本体４０Ａの説明で挙げたような材料を用いることができる。
【００７５】
また、弾性体５２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのような各種ゴム材料（特に加硫処理したもの）や、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマーが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。また、このような弾性体５２の構成材料をニードル部５１の構成材料としても用いることができる。
【００７６】
また、ニードル部５１の構成材料に弾性材料を用いた場合、弾性体５２は、当該ニードル部５１より硬質の材料（例えば装置本体４０Ａの説明で挙げたような材料）で構成されてもよい。
【００７７】
次に、図６に基づいて、気泡除去装置１Ａを用いた体外循環装置１００の一例について説明する。
【００７８】
体外循環装置１００は、血液を送液（送血）する遠心ポンプ（血液ポンプ）１０１と、遠心ポンプ１０１の吸入口と患者とを結ぶ脱血ライン１０２と、遠心ポンプ１０１の吐出口と患者とを結ぶ送血ライン１０３と、脱血ライン１０２の途中に設置された気泡除去装置１Ａと、送血ライン１０３の途中に設置され、血液に対しガス交換を行う人工肺（人工肺部）１０４と、送血ライン１０３の途中に設置された流量計１０５と、遠心ポンプ１０１の作動（回転数）を制御する制御装置１１０とを備えている。
【００７９】
図６に示すように、体外循環装置１００では、血液は、脱血ライン１０２、気泡除去装置１Ａ、遠心ポンプ１０１、人工肺１０４、送血ライン１０３および流量計１０５を経て患者に戻る。すなわち、体外循環装置１００では、血液は、図６中の矢印方向に流れる。
【００８０】
また、人工肺１０４には、血液が人工肺１０４に流入する血液流入ポート（流入口）１０４ｂと、人工肺１０４から血液が流出する血液流出ポート（流出口）１０４ａと、ガス流入ポート１０４ｃと、ガス流出ポート（図示せず）と、熱媒体流入ポート１０４ｄと、熱媒体流出ポート１０４ｅとが突出形成されている。また、この人工肺１０４には、ガス交換機能を有する中空糸膜が多数集積された中空糸膜層と、当該中空糸膜層の外周部に設けられ、気泡を捕捉する機能を有するフィルタ部材とが収納されている。
【００８１】
また、気泡除去装置１Ａの脱気口８１は、脱気ライン１１１を介して壁吸引（脱気手段）に接続されている。脱気ライン１１１の途中には、陰圧室８内の圧力を調整する陰圧レギュレータ１１２が設けられている。
【００８２】
また、遠心ポンプ１０１には、制御装置１１０からの制御によって回転する回転軸（図示せず）が設けられている。この回転軸の構成材料としては、例えば、ステンレス鋼を用いることができる。また、回転軸の表面には、例えばイオン蒸着法により、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を蒸着して（コーティングして）もよい。これにより、回転軸が回転することによる、当該回転軸の表面の磨耗を抑制または防止することができる。この蒸着されたダイヤモンドライクカーボンの層の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．５〜１.５μｍであるのが好ましく、０．７〜１．３μｍであるのがより好ましい。
【００８３】
また、脱血ライン１０２には、当該脱血ライン１０２の途中から分岐した分岐ライン１０６が設けられている。送血ライン１０３には、脱血ライン１０２とほぼ同様に、当該送血ライン１０３の途中から分岐した分岐ライン１０７が設けられている。これらの分岐ライン１０６および１０７には、それぞれ、一端部に例えば三方活栓等のようなコネクタ１０８が接続されている。各コネクタ１０８は、例えば、体外循環装置１００のライン（回路）中に薬液等のような液体を混注する混注口として機能する。
【００８４】
遠心ポンプ１０１が作動すると、患者から脱血カテーテル（図示せず）を介して脱血された血液は、脱血ライン１０２を通り、まず、気泡除去装置１Ａの流入口３に流入する。気泡除去装置１Ａでは、通常の状態、すなわち、液面高さＨが基準高さＳ以下とならない程度に気泡が流入する状態では、第２の連通部７が閉状態となっており、前述したようにして、血液中の気泡が除去される。気泡が除去された血液は、気泡除去装置１Ａの流出口４から流出して、遠心ポンプ１０１内を通り、人工肺１０４に送られる。人工肺１０４では、血液に対してガス交換（酸素加・脱炭酸ガス）がなされる。ガス交換がなされた（人工肺１０４を通過した）血液は、送血ライン１０３を経て、送血カテーテル（図示せず）を介して患者に戻される（送血される）。
【００８５】
これに対し、気泡除去装置１Ａに多量の気泡が流入した状態、すなわち、液面高さＨが基準高さＳ以下に下降する程度に気泡が流入した状態では、第２の連通部７が開状態となり、前述したようにして、血液中の気泡が除去される。
【００８６】
このように気泡除去装置１Ａでは、当該気泡除去装置１Ａに流入した気泡の流入量に関わらず、血液中の気泡を効率よくかつ確実に除去することができる。これにより、気泡除去装置１Ａ内で気泡との接触による血液の活性化（損傷）を抑制（低減）することができる。その結果、体外循環装置１００においても、当該体外循環装置１００を循環する血液の全体としての損傷も抑制することができる。
【００８７】
なお、前述したように、陰圧室８は、脱気手段に接続されて陰圧に保たれる、すなわち、吸引される。体外循環装置１００では、陰圧室８は、常に吸引力が加えられているのが好ましい。
【００８８】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の気泡除去装置の第２実施形態を示す部分縦断面図（第２の連通部が開いた状態を示す図）である。
【００８９】
以下、この図を参照して本発明の気泡除去装置の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００９０】
本実施形態は、消泡部材の設置位置が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
【００９１】
図４に示す気泡除去装置１Ｂの装置本体４０Ｂには、消泡部材１０を収納する（設置する）消泡部材収納部２９が設けられている。消泡部材収納部２９は、第２の連通部７の下側開口７１の近傍に位置している。
【００９２】
この消泡部材収納部２９には、消泡部材１０が収納されている。消泡部材１０は、弁機構５のニードル部５１の外周部５１３側に当該外周部５１３に接触するように設置されている。これにより、ニードル部５１は、消泡部材１０を挿通したようなものとなる。
【００９３】
気泡除去装置１Ｂでは、装置本体４０Ｂ内を上昇した気泡は、開状態の第２の連通部７を通過する以前に、消泡部材１０に接触しつつ当該消泡部材１０内を通過することとなる。消泡部材１０に接触した気泡は破泡するため、気泡内の空気のみが開状態の第２の連通部７を通過する。
【００９４】
このような構成により、気泡が破泡して、当該破泡した気泡の外周部を構成していた血液が、脱気口８１および、脱気口８１より下流側の脱気手段へ流出するのを防止することができるという利点がある。
【００９５】
＜第３実施形態＞
図５は、本発明の気泡除去装置の第３実施形態を示す部分縦断面図（第２の連通部が開いた状態を示す図）である。
【００９６】
以下、この図を参照して本発明の気泡除去装置の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００９７】
本実施形態は、消泡部材の形状（大きさ）が異なること以外は前記第２実施形態と同様である。
【００９８】
図５に示す気泡除去装置１Ｃの消泡部材１０’は、その大きさが前記第２実施形態で記載した消泡部材１０よりも小さいものである。これにより、気泡除去装置１Ｃの全体としての大きさが、前記第２実施形態で記載した気泡除去装置１Ｂより小さくなる。また、このような気泡除去装置１Ｃでは、装置本体４０Ｂ内を上昇した気泡は、そのほとんどが消泡部材１０’に接触しつつ、当該消泡部材１０’とニードル部５１の外周部５１３との間を通過する場合がある。この場合、空気（気泡）が消泡部材１０’を通過するときの消泡部材１０’による抵抗が抑制され、空気が迅速に第２の連通部７に到達する。
【００９９】
以上、本発明の気泡除去装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、気泡除去装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【０１００】
また、本発明の気泡除去装置は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【０１０１】
例えば、消泡部材は、前記第１実施形態では第２の連通部に対して陰圧室側に設置されており、前記第２実施形態および前記第３実施形態では第２の連通部に対して装置本体側に設置されているが、これに限定されず、例えば、陰圧室側および装置本体側にそれぞれ設置されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の気泡除去装置の第１実施形態を示す部分縦断面図（第２の連通部が閉じた状態を示す図）である。
【図２】本発明の気泡除去装置の第１実施形態を示す部分縦断面図（第２の連通部が開いた状態を示す図）である。
【図３】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の気泡除去装置の第２実施形態を示す部分縦断面図（第２の連通部が開いた状態を示す図）である。
【図５】本発明の気泡除去装置の第３実施形態を示す部分縦断面図（第２の連通部が開いた状態を示す図）である。
【図６】図１（図２も同様）に示す気泡除去装置を用いた体外循環装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  気泡除去装置（バブルトラップ）
２            旋回流形成部（外筒）
２１          拡径部
２１１        内周面
２２          内周面
２４          底部（下部）
２５          蓋部
２５１        天板
２５２        連結部
２５３        孔
２６          間隙
２７          軸受け
２８          収納部
２９          消泡部材収納部
３            流入口
４            流出口
４１          境界部
４２          上部開口
５            弁機構
５１          ニードル部
５１１        頂部
５１２        下部
５１３        外周部
５２          弾性体
６            第１の連通部
６１          下側開口（第１の本体側開口）
７            第２の連通部
７１          下側開口（第２の本体側開口）
８            陰圧室
８１          脱気口
８２          第１室
８３          第２室
８３１        小空間
９            フィルタ部材
９２          下面
１０、１０’  消泡部材
１３          隔壁部（内筒）
１３１        外周面
１３２        貫通孔
１６          リンク機構
１６１        一端部
１６２        他端部
１６３        アーム部
１７          支持軸
２０          フロート
２０１        中空部（内腔部）
２０２        上部
２０３        下部
２０４        中間部
３０ａ、３０ｂ  逆止弁
４０Ａ、４０Ｂ  装置本体
１００        体外循環装置
１０１        遠心ポンプ
１０２        脱血ライン
１０３        送血ライン
１０４        人工肺
１０４ａ      血液流出ポート（流出口）
１０４ｂ      血液流入ポート（流入口）
１０４ｃ      ガス流入ポート
１０４ｄ      熱媒体流入ポート
１０４ｅ      熱媒体流出ポート
１０５        流量計
１０６、１０７  分岐ライン
１０８        コネクタ
１１０        制御装置
１１１        脱気ライン
１１２        陰圧レギュレータ
Ｈ            液面高さ
Ｓ            基準高さ（基準位置）
【図１】
2007275473.tif 000003
【図２】
2007275473.tif 000004
【図３】
2007275473.tif 000005
【図４】
2007275473.tif 000006
【図５】
2007275473.tif 000007
【図６】
2007275473.tif 000008