(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液の温度制御を行う熱交換器部と血液のガス交換を行う酸素加部とを備え、前記熱交換器部には冷温水流入口と冷温水流出口が設けられるとともに、血液流入口が設けられ、前記酸素加部には血液流出口が設けられ、前記熱交換器部と前記酸素加部とは、血液の出入りが可能な状態で回転可能に連結され、前記熱交換器部には冷温水流入口と冷温水流出口とが同じ方向を向くように設けられるとともに、前記血液流入口が、それら冷温水流入口と冷温水流出口とはおおむね逆方向を向くように設けられ、
前記冷温水流入口、前記冷温水流出口、前記血液流入口及び前記血液流出口は、それぞれ互いに略水平に設けられ、該水平な面に沿って前記熱交換器部と前記酸素加部とは回転可能に連結されていることを特徴とする熱交換器内蔵型人工肺。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工心肺システムで用いられる、熱交換器部と酸素加部とが一体的に組み込まれた熱交換器内蔵型人工肺に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、体外で血液を循環させるための装置として、体外血液循環回路が知られており、この種の体外血液循環回路を利用した人工心肺用血液回路、人工腎臓用血液回路等がある。例えば、人工心肺用血液回路では、血液流路を形成するチューブが、患者の脱血口から順次、血液リザーバ（貯血槽）、送血ポンプ、熱交換器部、酸素加部、動脈フィルタと接続され、最終的に患者の送血口に接続される。そして、このチューブを通じて血液が循環し、人工肺により静脈血の酸素加及び炭酸ガス除去が行われる。
【０００３】
上記体外血液循環回路で用いられる、人工肺には、血液のガス交換を行う酸素加部と、血液の温度制御を行う熱交換器部とが一体的に組み込まれた熱交換器内蔵型のものがある。
そして、従来の熱交換器内蔵型人工肺は、酸素加部と熱交換器部とが固定的に組まれたものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の熱交換器内蔵型人工肺（以下人工肺と略す）には、次の欠点があった。
従来の人工肺には、熱交換を行うための冷温水流入口と冷温水流出口の他、血液流入口と血液流出口も設けられており、これら血液流入口と血液流出口の向きは、固定的に定まっていた。
一方、これら人工肺に接続する送血ポンプには、例えば、コンソールタイプのローラポンプや外部モータ使用の遠心ポンプ等種々のものがあるが、それらのうちいずれを使用するかによって、人工肺とポンプとのチューブを介した接続形態が異なっていた。このため、上述した従来の人工肺では、あるポンプに対してはチューブを介した適切な接続形態が可能であるが、他のポンプを用いる場合には、最適な形態でのチューブ接続形態は不可能となり、加えて、人工肺の配置にも制限が加わり人工肺を自由な位置に配置できなかった。
【０００５】
ところで、人工肺の血液流入口または血液流出口に、Ｌ字状のポートを回転可能に設け、該ポートを回転させることによって、血液流入口等の先端を任意の方向に向けることが考えられるが、この場合、血液流路にほぼ９０度の曲がり部が生じるため、血液輸送中の圧力損失の上昇等によって溶血等の血液損傷が増加する。また、ポートを回転した際に、該ポートと熱交換器部の冷温水流入口や冷温水流出口とが干渉するといった不具合が生じる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、どのような血液ポンプあるいは血液回路と組み合わせたとしても、チューブの折れ曲がったり捻れたりするおそれがなく、チューブ長さも最短にすることができ、回路中の血液充填量を最小限にできる人工肺を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明では、血液の温度制御を行う熱交換器部と血液のガス交換を行う酸素加部とを備え、前記熱交換器部には冷温水流入口と冷温水流出口が設けられるとともに、血液流入口が設けられ、前記酸素加部には血液流出口が設けられ、前記熱交換器部と前記酸素加部とは、血液の出入りが可能な状態で回転可能に連結され、前記熱交換器部には冷温水流入口と冷温水流出口とが同じ方向を向くように設けられるとともに、前記血液流入口が、それら冷温水流入口と冷温水流出口とはおおむね逆方向を向くように設けられ、前記冷温水流入口、前記冷温水流出口、前記血液流入口及び前記血液流出口は、それぞれ互いに略水平に設けられ、該水平な面に沿って前記熱交換器部と前記酸素加部とは回転可能に連結されていることを特徴とする。
【０００８】
この場合、酸素加部と熱交換器部とを回転することによって、血液流入口と血液流出口との相対的な向きを自由に選べることができる。例えば、血液流入口と血液流出口とを同じ向きにすることもできるし、互いに逆向きにすることもでき、さらにそれらが９０度あるいは２７０度などのように任意の開き角を持つようにすることもできる。
また、血液流入口と血液流出口との相対的な向きを自由に選んだとしても、血液流入口と、冷温水流入口と冷温水流出口とは必ずおおむね逆方向を向くから、血液流入口と、冷温水流入口及び冷温水流出口と干渉することはない。
また、血液流出口と、冷温水流入口または冷温水流出口とは高さ方向にずれており、しかもそれが互いに水平に配置されることから、血液流出口と、冷温水流入口または冷温水流出口とが干渉することはない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る人工肺の側面図である。ここで示す人工肺１は、血液の温度制御を行う熱交換器部２と血液のガス交換を行う酸素加部３とからなり、熱交換器部２の上側に酸素加部３が回転可能に連結された構造になっている。熱交換器部２と酸素加部３とは、共にほぼ円柱形とされている。人工肺１の上側には血液リザーバ４が配置されている。
【００１１】
熱交換器部２は、ケーシング５に、所定温度に調整された水を供給、排出するための、冷温水流入口７と冷温水流出口８が設けられるとともに、血液流入口９が設けられている。冷温水流入口７から流入される水はケーシング内の熱交換器部本体１０を経由して冷温水流出口８から排出される。このとき、熱交換器部本体１０にて、血液流入口９から流入してくる血液を加温または冷却して温度調調整する。温度調整された血液は、上方の血液連通部１１を介して前記酸素加部３へ流れる。
【００１２】
熱交換器部２のケーシング５に設けられる冷温水流入口７と冷温水流出口８とは同じ方向を向くように配置され、血液流入口９は、それら冷温水流入口７と冷温水流出口８とは逆方向を向くように設けられている。
【００１３】
前記酸素加部３には、例えば、中空糸膜型酸素加部が用いられる。この中空糸膜型酸素加部では、血液が前記熱交換器部２から血液連通部１１を介してガス交換部１３に導入される。導入された血液は中空糸の外側を流れ、一方、ケーシング１４に設けられたガス流入口１５から流入される酸素含有ガスは、中空糸の内側を通過する。この間に、血液と酸素含有ガスとの間でガスの交換が行われる。つまり、血液に対し、中空糸の多数の細孔を介して酸素加、脱炭酸ガスが行われ、処理後の血液は、ケーシング１４に設けられた血液流出口１６から外部に流出される。また、ガス交換後のガスは、円筒部２０に設けられたガス流出口１７（図３参照）から排出される。
【００１４】
ここで、前記冷温水流入口７、前記冷温水流出口８、前記血液流入口９及び前記血液流出口１６は、それぞれ互いに略水平に設けられ、該水平な面に沿って熱交換器部２と酸素加部３とは回転可能に連結されている。
【００１５】
熱交換器部２と酸素加部３との具体的な連結構造は、図３に示すように、熱交換器部２のケーシングに一体に設けられた円筒部２０の上端には内方に突出する爪２０ａが複数（例えば、４〜６個）設けられ、他方、酸素加部３の下端外周には突起２１が周方向にリング状に設けられている。そして、このリング状の突起２１が複数の爪２０ａにスナップフィットすることによって、熱交換器部２と酸素加部３とは回転可能であるが、一度はめると特殊な方法でないとはずれないように連結されている。
なお、図３中２２は、熱交換器部２と酸素加部３との間の血液連通部を密封するシール部材である。
【００１６】
次に上記構成の人工肺１の作用について説明する。
上記人工肺１によれば、酸素加部３と熱交換器部２とを相対回転することによって、血液流入口９と血液流出口１６との相対的な向きを自由に選べることができる。例えば、図１に示すように血液流入口９と血液流出口１６とを同じ向きにすることもできるし、互いに逆向きにすることもでき、さらに図２に示すようにそれらが９０度あるいは２７０度の開き角を持つようにすることもできる。
【００１７】
このことは、具体的に次のような利点が得られる。
すなわち、図４（ａ）に示すように、例えば、人工肺１の血液流入口９と血液流出口１６とが同じ向きにしか設定できない場合には、コンソールタイプのローラポンプＰを使用する際、体外血液循環回路を形成するチューブＣと接続する要請から、血液リザーバ４及び人工肺１を、患者Ｍから遠ざけて配置せざるを得ないが、酸素加部３と熱交換器部２とを回転させて、血液流入口９と血液流出口１６とが互いに逆向きとなるようにすれば、図４（ｂ）に示すように、血液リザーバ４及び人工肺１を、患者Ｍに近づけて配置できる。このことは、チューブＣの総延長長さを最短にし得、体外血液循環回路中の血液充填量を最小限に止めることができることから、大変大きな利点である。
【００１８】
また、血液流入口９と血液流出口１６との相対的な向きを自由に選べるので、それら血液流入口９等の先端を、接続しようとする機器あるいは患者Ｍの脱血口の方向に正確に向けることができ、体外血液循環回路を形成するチューブＣの屈曲や捻りを抑えることができる利点も得られる。
【００１９】
また、この実施の形態では、熱交換器部２に冷温水流入口７と冷温水流出口８とが同じ方向を向くように設けられるとともに、血液流入口９を、それら冷温水流入口７及び冷温水流出口８に対して逆方向を向くように設けているので、血液流入口９と血液流出口１６との相対的な向きを自由に選んだとしても、血液流入口９と冷温水流入口７あるいは冷温水流出口８とは必ず逆方向を向くから、血液流入口９と接続されるチューブＣと、冷温水流入口７あるいは冷温水流出口８に接続されるチューブＣとが干渉することはない。
【００２０】
加えて、冷温水流入口７、冷温水流出口８、血液流入口９及び血液流出口１６は、それぞれ互いに略水平に設けられ、該水平な面に沿って熱交換器部２と酸素加部３とを回転可能に連結しているので、血液流出口１６と、冷温水流入口７または冷温水流出口８とは高さ方向にずれていることも考え併せると、酸素加部３と熱交換器部２とをどの角度に回転しても、血液流出口１６に接続されるチューブＣと、冷温水流入口７または冷温水流出口８に接続されるチューブＣとが干渉するのを回避できる。
【００２１】
なお、上記の実施の形態では、熱交換器部２の上側に酸素加部３を連結しているが、これに限られることなく、逆に酸素加部３の上側に熱交換器部２を回転可能に配置してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の優れた効果を奏する。
この発明に係る熱交換器内蔵型人工肺によれば、酸素加部と熱交換器部とを回転することによって、血液流入口と血液流出口との相対的な向きを自由に選べることができる。このため、どのようなポンプ、血液回路と組み合わせたとしても、チューブの折れ曲がったり捻れたりするおそれがなく、長さも最短にでき、回路中の血液充填量を最小限に止めることも可能である。また、当該熱交換器内蔵型人工肺の配置に制限がなく、例えば、術者の妨げにならない位置に自由に配置することができ、加えて、チューブの折れ曲がったり捻れたりするおそれがないので、溶血などの血液損傷を最小限に抑えることができる。
また、血液流入口と血液流出口との相対的な向きを自由に選んだとしても、血液流入口と、冷温水流入口と冷温水流出口とは必ずおおむね逆方向を向くから、血液流入口と、冷温水流入口及び冷温水流出口と干渉するのを回避できる。
また、血液流出口と、冷温水流入口または冷温水流出口とは高さ方向にずれており、しかもそれが互いに水平に配置されることから、血液流出口と、冷温水流入口または冷温水流出口とが干渉するのを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態を示す熱交換器内蔵型人工肺の側面図である。
【図２】  同、熱交換器内蔵型人工肺において、熱交換器部と酸素加部とを回転した状態を示す側面図である。
【図３】  同、熱交換器内蔵型人工肺の要部断面図である。
【図４】  （ａ），（ｂ）は、上記実施の形態の作用を説明する概略平面図である。
【符号の説明】
１  熱交換器内蔵型人工肺
２  熱交換器部
３  酸素加部
４  血液リザーバ、
７  冷温水流入口
８  冷温水流出口
９  血液流入口
１０  熱交換器部本体
１３  ガス交換部
１６  血液流出口
２０  円筒部
２０ａ  爪
２１  突起
２２  シール部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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