(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液処理装置であって、
第１の端部および第２の端部を有するハウジングと、
前記第１の端部の血液入口と、
前記第２の端部の熱交換器流体入口および熱交換器流体出口と、
前記ハウジング内に位置する熱交換器コアと、
前記熱交換器コアの周りに同軸に延在する円筒形シェルと、
前記第１の端部の近くで前記血液入口と流体連通し、前記第１の端部の血液入口から血液を血液流れ分配器を通して熱交換器チャンバに導くように構成された、血液流れ分配器と、
前記熱交換器チャンバ内に配置された複数の熱交換器中空繊維であって、熱交換器流体を前記第２の端部の前記熱交換器流体入口から前記熱交換器中空繊維を通して前記第１の端部近くの流体流れ分配器に導くように構成された、熱交換器中空繊維と、
前記熱交換器コアに配置され、前記流体流れ分配器と流体連通している中央チャンバであって、熱交換器流体を前記第１の端部の近くの前記流体流れ分配器から前記中央チャンバを通して前記第２の端部の前記熱交換器流体出口に導くように構成された、中央チャンバと、を備え、
前記血液流れ分配器が、前記血液流れ分配器の周囲の周りに配置された複数の半径方向に分配された血液分配開口を画定する、血液処理装置。
【請求項２】
血液処理装置であって、
第１の端部および第２の端部を有するハウジングと、
前記第１の端部の血液入口と、
前記第２の端部の熱交換器流体入口および熱交換器流体出口と、
前記ハウジング内に位置する熱交換器コアと、
前記熱交換器コアの周りに同軸に延在する円筒形シェルと、
前記第１の端部の近くで前記血液入口と流体連通し、前記第１の端部の血液入口から血液を血液流れ分配器を通して熱交換器チャンバに導くように構成された、血液流れ分配器と、
前記熱交換器チャンバ内に配置された複数の熱交換器中空繊維であって、熱交換器流体を前記第２の端部の前記熱交換器流体入口から前記熱交換器中空繊維を通して前記第１の端部近くの流体流れ分配器に導くように構成された、熱交換器中空繊維と、
前記熱交換器コアに配置され、前記流体流れ分配器と流体連通している中央チャンバであって、熱交換器流体を前記第１の端部の近くの前記流体流れ分配器から前記中央チャンバを通して前記第２の端部の前記熱交換器流体出口に導くように構成された、中央チャンバと、を備え、
前記流体流れ分配器が、前記流体流れ分配器の周囲の周りに配置された複数の半径方向に分配された流体分配開口を画定する、血液処理装置。
【請求項３】
前記熱交換器チャンバが、前記熱交換器コアの外部および前記円筒形シェルの内部によって画定されている、請求項１又は２に記載の血液処理装置。
【請求項４】
前記円筒形シェルが、前記第２の端部の近くに環状シェル開口をさらに含み、血液を前記熱交換器チャンバから前記円筒形シェルの外部に導くように構成されている、請求項１又は２に記載の血液処理装置。
【請求項５】
前記熱交換器流体入口と、および前記第２の端部の近くの前記熱交換器中空繊維の全体と、流体連通している入口チャンバをさらに備える、請求項１又は２に記載の血液処理装置。
【請求項６】
前記熱交換器中空繊維の全体と、および前記第１の端部の近くの前記流体流れ分配器と、流体連通しているポストチャンバをさらに備える、請求項１又は２に記載の血液処理装置。
【請求項７】
前記血液流れ分配器および前記流体流れ分配器が、流体多方向流れ分配器の一部である、請求項１又は２に記載の血液処理装置。
【請求項８】
前記血液流れ分配器が、前記第１の端部から前記ハウジングの長さの５パーセント〜３５パーセントに配置される、請求項１又は２に記載の血液処理装置。
【請求項９】
前記流体流れ分配器が、前記第１の端部から前記ハウジングの長さの５パーセント〜３５パーセントに配置される、請求項１又は２に記載の血液処理装置。
【請求項１０】
前記環状シェル開口が、前記第２の端部から前記ハウジングの長さの５パーセント〜２５パーセント離れて配置される、請求項４に記載の血液処理装置。
【請求項１１】
血液処理装置であって、
第１の端部および第２の端部を有するハウジングと、
前記第１の端部の血液入口と、
前記第２の端部における熱交換器流体入口および熱交換器流体出口と、
前記ハウジング内に位置する熱交換器コアと、
前記熱交換器コアの周りに同軸に延在し、前記第２の端部の近くに環状シェル開口を含む円筒形シェルと、
前記第1の端部の近くで前記血液入口と流体連通し、前記第１の端部の前記血液入口から血液を血液流れ分配器を通して熱交換器チャンバに、かつ前記環状シェル開口を通して前記第２の端部の近くの前記円筒形シェルの外部に導くように構成された血液流れ分配器と、
熱交換器流体が前記熱交換器流体入口から入口チャンバを通って前記第２の端部の近くの複数の熱交換器中空繊維の全体であって、前記第１の端部の近くで前記熱交換器中空繊維の全体と流体連通しているポストチャンバに流れるように、前記熱交換器チャンバに配置された複数の熱交換器中空繊維と、を備え、
前記血液流れ分配器が、前記血液流れ分配器の周囲の周りに配置された複数の半径方向に分配された血液分配開口を画定する、血液処理装置。
【請求項１２】
血液処理装置であって、
第１の端部および第２の端部を有するハウジングと、
前記第１の端部の血液入口と、
前記第２の端部における熱交換器流体入口および熱交換器流体出口と、
前記ハウジング内に位置する熱交換器コアと、
前記熱交換器コアの周りに同軸に延在し、前記第２の端部の近くに環状シェル開口を含む円筒形シェルと、
前記第1の端部の近くで前記血液入口と流体連通し、前記第１の端部の前記血液入口から血液を血液流れ分配器を通して熱交換器チャンバに、かつ前記環状シェル開口を通して前記第２の端部の近くの前記円筒形シェルの外部に導くように構成された血液流れ分配器と、
熱交換器流体が前記熱交換器流体入口から入口チャンバを通って前記第２の端部の近くの複数の熱交換器中空繊維の全体であって、前記第１の端部の近くで前記熱交換器中空繊維の全体と流体連通しているポストチャンバに流れるように、前記熱交換器チャンバに配置された複数の熱交換器中空繊維と、を備え、
前記流体流れ分配器が、前記流体流れ分配器の周囲の周りに配置された複数の半径方向に分配された流体分配開口を画定する、血液処理装置。
【請求項１３】
前記ポストチャンバと流体連通する流体流れ分配器をさらに備える、請求項１１又は１２に記載の血液処理装置。
【請求項１４】
前記熱交換器チャンバが、前記熱交換器コアの外部および前記円筒形シェルの内部によって画定されている、請求項１２に記載の血液処理装置。
【請求項１５】
前記熱交換器コアに配置され、前記流体流れ分配器と流体連通している中央チャンバであって、熱交換器流体を前記第１の端部の近くの前記ポストチャンバから前記中央チャンバを通って前記第２の端部の前記熱交換器流体出口に導くように構成された、中央チャンバ、を備える、請求項１３に記載の血液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、血液灌流システムで使用される血液処理ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
血液灌流は、体の血管を通る血液流れの促進を伴う。そのような目的のために、血液灌流システムは、典型的には、患者の血管系と相互接続される体外回路における１つ以上のポンプの使用を伴う。心肺バイパス手術は、通常、心臓と肺の機能を置き換えることによって静止した手術野を作成するために心臓の一時的な停止を提供する灌流システムを必要とする。このような隔離により、血管狭窄、弁膜障害、および先天性心疾患の外科的矯正が可能になる。心肺バイパス手術に使用される灌流システムでは、心臓と肺の機能を置き換えるための少なくとも1つのポンプと酸素供給デバイスとを含む体外血液回路が確立される。
【０００３】
より具体的には、心肺バイパス処置において、酸素の少ない血液、すなわち静脈血は、心臓または身体の他の静脈（例えば、大腿）に入る大きな静脈から重力排出または真空吸引され、体外回路内の静脈ラインを介して送られる。静脈血は、血液への酸素移動を提供する人工肺にポンプで送られる。酸素は、膜を横切って移動することによって、またはそれほど頻繁ではないが、血液に酸素を吹き込むことによって、血液に導入することができる。同時に、二酸化炭素は、膜を越えて除去される。酸素化された血液は、ろ過され、動脈ラインを介して大動脈、大腿動脈、または他の動脈に戻される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
実施例１は、第１の端部および第２の端部を有するハウジングと、第１の端部の血液入口と、第２の端部の熱交換器流体入口および熱交換器流体出口と、ハウジング内に載置された熱交換器コアと、熱交換器コアの周りに同軸に延在する円筒形シェルと、血液を第１の端部の近くで血液入口と流体連通し、第１の端部の血液入口から血液流れ分配器を通して熱交換器チャンバに導くように構成された血液流れ分配器と、熱交換器チャンバ内に配置された複数の熱交換器中空繊維であって、熱交換器流体を第２の端部の熱交換器流体入口から熱交換器中空繊維を通して第1の端部の近くの流体流れ分配器に導くように構成されている、複数の熱交換器中空繊維と、熱交換器コアに配置され、流体流れ分配器と流体連通している中央チャンバであって、熱交換器流体を第1の端部の近くの流体流れ分配器から中央チャンバを通って第2の端部の熱交換器流体出口に導くように構成されている、中央チャンバと、を備える血液処理装置である。
【０００５】
実施例２は、熱交換器チャンバが、熱交換器コアの外部および円筒形シェルの内部によって画定されている、請求項１に記載の血液処理装置である。
【０００６】
実施例３は、円筒形シェルが、第２の端部の近くに環状シェル開口をさらに含み、血液を熱交換器チャンバから円筒形シェルの外部に導くように構成されている、請求項１に記載の血液処理装置。
【０００７】
実施例４は、熱交換器流体入口と、第２の端部の近くの熱交換器中空繊維の全体と、流体連通している入口チャンバをさらに備える、請求項１に記載の血液処理装置である。
【０００８】
実施例５は、熱交換器中空繊維の全体と、第1の端部の近くの流体流れ分配器と、流体連通しているポストチャンバをさらに備える、請求項１に記載の血液処理装置である。
【０００９】
実施例６は、血液流れ分配器および流体流れ分配器が、多流れ分配器の一部である、請求項１に記載の血液処理装置である。
【００１０】
実施例７は、血液流れ分配器が、血液流れ分配器の周囲の周りに等間隔で配置された複数の半径方向に分配された血液分配開口を画定する、請求項１に記載の血液処理装置である。
【００１１】
実施例８は、流体流れ分配器が、流体流れ分配器の周囲の周りに等間隔で配置された複数の半径方向に分配された流体分配開口を画定する、請求項１に記載の血液処理装置である。
【００１２】
実施例９は、血液流れ分配器が、第１の端部からハウジングの長さの５パーセント〜３５パーセントに配置される、請求項１に記載の血液処理装置である。
【００１３】
実施例１０は、流体流れ分配器が、第１の端部からハウジングの長さの５パーセント〜３５パーセントに配置される、請求項１に記載の血液処理装置である。
【００１４】
実施例１１は、環状シェル開口が、第２の端部からハウジングの長さの５パーセント〜２５パーセントに配置される、請求項１に記載の血液処理装置である。
【００１５】
実施例１２は、第１の端部および第２の端部を有するハウジングと、第１の端部の血液入口と、第２の端部の熱交換器流体入口および熱交換器流体出口と、ハウジング内に載置された熱交換器コアと、熱交換器コアの周りに同軸に延在し、第2の端部の近くに環状シェル開口を含む円筒形シェルと、第1の端部の近くで血液入口と流体連通し、血液を第１の端部の血液入口から血液流れ分配器を通して熱交換器チャンバに、さらに第２の端部の近くの環状シェル開口を通して円筒形シェルの外部に導くように構成された血液流れ分配器と、熱交換器流体が熱交換器流体入口から入口チャンバを通って第２の端部の近くの熱交換器中空繊維の全体に、かつ第1の端部の近くで熱交換器中空繊維の全体と通信するポストチャンバに流れるように、熱交換器チャンバに配置された複数の熱交換器中空繊維と、を備える血液処理装置である。
【００１６】
実施例１３は、ポストチャンバと流体連通する流体流れ分配器をさらに備える、請求項１２に記載の血液処理装置である。
【００１７】
実施例１４は、熱交換器チャンバが、熱交換器コアの外部および円筒形シェルの内部によって画定されている、請求項１２に記載の血液処理装置である。
【００１８】
実施例１５は、熱交換器コアに配置され、流体流れ分配器と流体連通している中央チャンバであって、熱交換器流体を第1の端部の近くのポストチャンバから中央チャンバを通して第２の端部の熱交換器流体出口に導くように構成された、中央チャンバ、を備える、請求項１２に記載の血液処理装置である。
【００１９】
実施例１６は、血液流れ分配器が、血液流れ分配器の周囲の周りに等間隔で配置された複数の半径方向に分配された血液分配開口を画定する、請求項１２に記載の血液処理装置である。
【００２０】
実施例１７は、流体流れ分配器が、流体流れ分配器の周囲の周りに等間隔で配置された複数の半径方向に分配された流体分配開口を画定する、請求項１３に記載の血液処理装置である。
【００２１】
実施例１８は、血液および熱交換器流体を血液処理装置に導く方法であって、血液処理装置であって、第１の端部および第２の端部を有するハウジングと、第１の端部の血液入口と、第２の端部における熱交換器流体入口および熱交換器流体出口と、ハウジング内に載置された熱交換器コアと、熱交換器コアの周りに同軸に延在する円筒形シェルであって、第2の端部の近くに配置された環状シェル開口を有する、円筒形シェルと、第１の端部の近くで血液入口と流体連通している血液流れ分配器と、熱交換器コアの外部の周りに配置され、熱交換チャンバ内に配置された複数の熱交換器中空繊維と、熱交換器コア内に配置され、流体流れ分配器と流体連通している中央チャンバと、を有する、血液処理装置を提供することと、第１の端部の血液入口から血液流れ分配器を通って熱交換チャンバ内の熱交換器コアの外部へ、さらに第２の端部の近くの環状シェル開口を通って血液を導くことと、熱交換器流体を第２の端部の熱交換器流体入口から熱交換器中空繊維を通って、第１の端部の近くの流体流れ分配器へ、中央チャンバ、さらに第２の端部の熱交換器流体出口に導くことと、を含む、方法である。
【００２２】
実施例１９は、熱交換器流体を熱交換器入口から入口チャンバを通して熱交換器中空繊維の全体に導くことをさらに含む、請求項１８に記載の血液および熱交換器流体を導く方法である。
【００２３】
実施例２０は、熱交換器流体を熱交換器中空繊維の全体からポストチャンバを通して流体流れ分配器に導くことをさらに含む、請求項１８に記載の血液および熱交換器流体を導く方法である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本開示の様々な実施形態による、血液処理装置を示す図である。
【図２】本開示の様々な実施形態による、血液処理装置を示す断面図である。
【図３】本開示の様々な実施形態による、第１の端部キャップを示す図である。
【図４】本開示の様々な実施形態による、第２の端部キャップを示す図である。
【図５ａ】は、本開示の様々な実施形態による、熱交換器コアを示す図である。
【図５ｂ】本開示の様々な実施形態による、血液および流体流路が描かれた熱交換器コアを示す図である。
【図６】本開示の様々な実施形態による、円筒形シェルを示す図である。
【図７ａ】本開示の様々な実施形態による、血液処理装置を示す断面図である。
【図７ｂ】本開示の様々な実施形態による、血液および流体流路が描かれた血液処理装置を示す図である。
【図８】本開示の様々な実施形態による、図７ａの血液処理装置を示す断面図である。
【図９】本開示の様々な実施形態による、血液および熱交換器流体を血液処理装置を通して導く方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本開示は、血液処理装置２０（人工肺とも呼ばれる）に関する。図１は、本開示の様々な実施形態による、血液処理装置２０を示す図である。血液処理装置２０は、ハウジング２４、第１の端部３６の近くでハウジング２４に固定される第１の端部キャップ２８、および第２の端部４０の近くでハウジング２４に固定される第２の端部キャップ３２を含む。ハウジング２４は大部分が円筒形の形状として示されているが、代替の実施形態は、他の断面形状（例えば、三角形、四角形、六角形）のハウジング２４を含む。
【００２６】
図１に示すように、血液入口４４は、第１の端部キャップ２８およびハウジング２４の第１の端部３６の近くに位置決めされた血液出口４８を通ってハウジング２４内に延在する。ガス入口５２は,第１の端部キャップ２８上に位置し、ガス出口５６は、第２の端部キャップ３２上に位置する。熱交換器流体入口６０および熱交換器流体出口６４は、第２の端部キャップ３２上に位置する。血液入口４４は、第１の端部キャップ２８と同心に位置決めされる。ガス入口５２は、第１の端部キャップ２８の一部である。ガス出口５６は、第２の端部キャップ３２の一部である。熱交換器流体入口６０および熱交換器流体出口６４は、第２の端部キャップ３２の一部である。血液処理装置２０は、血液処理装置２０内に捕捉された気泡をパージするように構成されたパージポート６８を含む。
【００２７】
図２は、本開示の様々な実施形態による、血液処理装置を示す断面図である。図２に示されるように、血液処理装置２０は、ハウジング２４内、および第１および第２の端部キャップ２８、３２の間に位置する１つ以上の熱交換器チャンバ７２およびガス交換器チャンバ７６を含む。動作中、血液は、第１の端部３６の近くの血液入口から熱交換器チャンバ７２を通って第２の端部４０に流れ、次に、第２の端部４０からガス交換器チャンバ７６を通って第１の端部３６に戻り、血液出口４８からの血液処理装置２０から出る。示されるように、熱交換器流体は、第２の端部４０の近くの熱交換器流体入口６０から熱交換器チャンバ７２を通って第１の端部３６に、次いで第１の端部３６から中央チャンバ８０を通って第２の端部４０へ戻るように流れ、熱交換器流体出口６４から血液処理装置２０を出る。動作中、ガスは、第１の端部３６の近くのガス入口５２から一般的に第２の端部４０までガス交換チャンバ７６を通って流れ、ガス出口５６から血液処理装置２０を出る。熱交換器チャンバ７２およびガス交換器チャンバ７６は、同心であり得る。
【００２８】
図２に示すように、血液流路１００と熱交換器流体流路１０４は、熱交換器チャンバ７２内で重なり合い、血液は一般に、第１の端部３６から第２の端部４０に流れ、熱交換器流体は一般に、第２の端部４０から第１の端部３６に流れる。換言すれば、少なくとも熱交換器チャンバ７２の一部について、血液および熱交換器の流体流れは、概して反対方向に流れる。簡潔にするために、この流れ構成は、本開示では「逆」または「向流」流れと呼ばれる。血液と熱交換器流体との間の改善された熱伝達は、熱交換器チャンバ７２内の向流を利用することによって達成されることに留意されたい。
【００２９】
図３および図４は、本開示の様々な実施形態による、第１の端部キャップ２８および第２の端部キャップ３２をそれぞれ示す図である。第１の端部キャップ２８および第２の端部キャップ３２は各々、ハウジング２４に固定されるように構成される。第１の端部キャップ２８および／または第２の端部キャップ３２は、スナップばめ、ねじ切り、接着、および締まりばめを含む様々な方法のいずれかでハウジング２４に結合される。図示のように、第１および第２の端部キャップ２８、３２は、第１および第２の外側環状リング２００、２０４、ならびに第１および第２の内側環状リング２０８、２１２をそれぞれ含む。外側環状リング２００、２０４は、端部キャップ２８、３２の周囲に配置され、端部キャップ２８、３２をハウジング２４に固定するための取り付け点として機能する。内側環状リング２０８、２１２は、端部キャップ２８、３２上に配置され、端部キャップ２８、３２を円筒形シェル２６８（図６参照）に固定するための取り付け点として機能する。
【００３０】
図３に示すように、第１の端部キャップ２８は、血液入口４４が血液処理装置２０内に延在する血液入口開口２１６を有する。ガス入口５２は、第１の端部キャップ２８の一部であり、そこでガスはガス交換室７６に導かれる。ガス出口５６は、第２の端部キャップ３２と一体的に形成される。第１の端部キャップ２８によって画定されるガス入口チャンバ２２０は、ガスをガス入口５２から血液処理装置２０のガス交換器チャンバ７６に導くように構成される。
【００３１】
図４に示すように、熱交換器流体入口６０および熱交換器流体出口６４は、第２の端部キャップ３２と一体的に形成される。熱交換器流体出口６４は、直線部分および角度付き部分を有し、直線部分は、第２の端部キャップ３２と同心である。第２の端部キャップ３２によって画定されるガス出口チャンバ２２４は、血液処理装置２０からのガスをガス出口５６に導くように構成される。第２の端部キャップ３２は、熱交換器流体入口６０と流体連通している入口チャンバ２２８を含み、熱交換器流体を熱交換器チャンバ７２に導くように構成されている。図４に示されるように、入口チャンバ２２８は、第２の端部キャップ３２の一部として形成される。いくつかの実施形態では、熱交換器流体入口６０は、第２の端部キャップ３２に位置し、熱交換器流体出口６４は、第１の端部キャップ２８および第２の端部キャップ３２の一方に位置する。
【００３２】
図５ａは、本開示の様々な実施形態による熱交換器コア２３２を示す図である。図５ｂは、熱交換器コア２３２付近の血液および熱交換器流体１００、１０４の流路を示す図である。図５ａに示されるように、熱交換器コア２３２は、第１のコア端部２３６および第２のコア端部２４０を有する。血液入口４４は、第１のコア端部２３６の近くの熱交換器コア２３２の一部である。熱交換器コア２３２は、流体流れ分配器２４４および血液流れ分配器２４８を含む。流体流れ分配器２４４は、熱交換器コア２３２上に同心円状に位置決めされた複数の流体流れ分配孔２５２を画定する。流体流れ分配器２４４は、熱交換器コア２３２の外部から流体流れ分配開口２５２を介して中央チャンバ８０に熱交換器流体を導くように構成される。血液流れ分配器２４８は、熱交換器コア２３２上に同心円状に位置決めされた複数の血液流れ分配孔２５６を画定する。血液流れ分配器２４８は、血液を血液流入口４４から血液流れ分配開口２５６を通して熱交換器コア２３２の外部に導くように構成される。
【００３３】
示されるように、流体流れ分配器２４４および血液分配器２４８は、熱交換器コア２３２の一部として一体的に形成される。他の実施形態では、流れ分配器２４４、２４８は、別個の部品、または熱交換器コア２３２に結合されるように構成された多流れ分配器の一部である。流体流れ分配器２４４および／または血液流れ分配器２４８は、第１の端部キャップ２８からのハウジング２４の長手方向長さの５から３５パーセントの間に配置される。
【００３４】
示されるように、熱交換器コア２３２は、第１のコア端部２３６が第１の端部キャップ２８の近くにあり、第２のコア端部２４０が第２の端部キャップ３２の近くになるように、血液処理装置２０内に配置される。熱交換器コア２３２は、第１の端部キャップ２８上の血液入口開口２１６によって案内される第１の端部キャップ２８に対して第１のコア端部２３６を位置させるのを助けるように構成される第１のコア環状リング２６０を含む。熱交換器コア２３２は、第２の端部キャップ３２上の熱交換器流体出口６４によって案内される第２の端部キャップ３２に対する第２のコア端部２４０の位置特定を助けるように構成される第２のコア環状リング２６４を含む。
【００３５】
図６は、本開示の様々な実施形態による、円筒形シェル２６８を示す図である。円筒形シェル２６８は、ハウジング２４内に配置され、熱交換器コア２３２と同軸に配設される。円筒形シェル２６８と熱交換器コア２３２との間の空間は、熱交換器チャンバ７２を画定する。円筒形シェル２６８とハウジング２４との間の空間は、ガス交換室７６を画定する。ガス入口チャンバ２２０は、ガスがガス入口５２からガス入口チャンバ２２０を通ってガス交換器要素２７６へ、そしてガス出口チャンバ２２４へ、次いでガス出口５６へ通過するように構成されたガス交換器要素２７６を含む。円筒形シェル２６８は、血液が熱交換器チャンバ７２から環状シェル開口２７２を通ってガス交換器チャンバ７６に流れることができるように構成された環状シェル開口２７２を形成する。いくつかの実施形態では、環状シェル開口２７２は、円筒形シェル２６８の周りに半径方向に間隔を置いて配置された１、２、３、４、５、６または任意の所望の数の開口を含む。環状シェル開口２７２は、第２の端部キャップ３２からのハウジング２４の長さの５から２５パーセントの間に配置される。
【００３６】
図７ａは、本開示の様々な実施形態による、血液処理装置２０を示す断面図である。第１の端部キャップ２８は、第１の端部３６の近くでハウジング２４に取り付けられ、第２の端部キャップ３２は、第２の端部４０の近くでハウジング２４に取り付けられ、熱交換器コア２３２は、ハウジング２４内に同軸に配置され、円筒形シェル２６８は、熱交換器コア２３２を取り囲むようにハウジング２４内に同軸に位置決めされる。熱交換器チャンバ７２は、いくつかの実施形態では、熱交換器流体が入口チャンバ２２８から流れる１つ以上の熱交換器中空繊維２８４を含む熱交換器要素２８０を含む。ポストチャンバ２８８は、熱交換器中空繊維２８４からの流体流れ分配器２４４を通して中央チャンバ８０に熱交換器流体を導くように構成された第１の端部キャップ２８の一部として形成される。
【００３７】
図７ｂは、本開示の様々な実施形態による、血液処理装置２０内の血液および熱交換器流体１００、１０４の流路を示す図である。示されるように、熱交換器流体は、熱交換器流体入口６０から第２の端部４０の近くの入口チャンバ２２８に、熱交換器チャンバ７２内に位置するすべての熱交換器中空繊維２８４を通して、一般に第２の端部４０から第１の端部３６まで、第1の端部３６の近くのポストチャンバ２８８に、および流体流れ分配器２４４を介して中央チャンバ８０に流れ、第２の端部４０の近くの熱交換器流体出口６４を通して血液処理装置２０を出る。
【００３８】
図示のように、血液が熱交換器中空繊維２８４の周りを流れ、一般に第１の端部３６から第２の端部４０に流れ、向流流れを達成するように、血液は、第１の端部３６の近くの血液入口４４から血液流れ分配器２４８を通して熱交換器チャンバ７２に流れる。次に、血液は、環状シェル開口２７２を通ってガス交換器チャンバ７６へと熱交換器チャンバ７２を出て、第２の端部４０から第１の端部３６に戻り、血液出口４８を通って血液処理装置２０を出る。血液と熱交換器流体との間の向流流れは、少なくとも血流分配開口２５６と環状シェル開口２７２との間で実現される。
【００３９】
上述の向流流れは、血液と熱交換器流体が熱交換器チャンバを通って流れるときに、それらの間の熱交換を加速するのに役立つ。このような加速された熱交換は、血液処理装置２０を通って流れる血液の温度調節の応答性を改善する。熱交換器の速度は、血液および/または熱交換器流体の流量を調整すること、熱交換器流体の温度を調整すること、熱交換器チャンバ７２内の熱交換器中空繊維２８４の総表面積を修正すること、熱交換器中空繊維２８４を特定の構成で熱交換器チャンバ７２内に配置して、血液流れ抵抗および血液流れ乱流のうちの少なくとも１つの程度を制御すること、異なる熱伝達係数の1つを使用して、熱交換器中空繊維２８４の材料選択を変更すること、熱交換器流体の熱容量を変更することを含む様々な方法で合わせられる。
【００４０】
図８は、本開示の様々な実施形態による、血液処理装置２０を示す断面図である。熱交換器流体がポストチャンバ２８８から流体分配開口２５２を通って中央チャンバ８０に導かれるように、少なくとも２つの流体分配開口２５２が流体流れ分配器２４４上に半径方向に分配される。流体分配開口２５２は、流体流れ分配器２４４の周囲の周りに等間隔で配置される。少なくとも２つの血液分配開口２５６は、血液が血液入口４４から血液分配開口２５６を通って熱交換器チャンバ７２に導かれるように、血液流れ分配器２４８上に半径方向に分配される。血液分配開口２５６は、血液流れ分配器２４８の周囲の周りに等間隔で配置される。いくつかの実施形態では、３つの流体分配開口２５２および３つの血液分配開口２５６は、熱交換器コア２３２の周りで半径方向に６０度オフセットされ、そのため、任意の流体分配開口２５２とその最も近い隣接する血液分配開口との間の角度は６０度である。
【００４１】
図９は、本開示の様々な実施形態による、血液および熱交換器流体を血液処理装置２０を通して導く方法を示す図である。第１のステップ３００では、血液処理装置２０が提供される。第２のステップ３０４では、血液および熱交換器流体は、血液処理装置２０を通って導かれる。ステップ２のサブステップは、血液３０８を導くことであり、血液は、血液入口４４から血液流れ分配器２４８を通って熱交換器チャンバ７２に、そして環状シェル開口２７２を通ってガス交換器チャンバ７６へ流れるように導かれ、血液出口４８から血液処理装置２０を出る。ステップ２の別のサブステップは、熱交換器流体３１２を導くことであり、熱交換器流体は、熱交換器流体入口６０から入口チャンバ２２８に、そして熱交換器中空繊維２８４に、そしてポストチャンバ２８８に、そして流体流れ分配器２４４を通って中央チャンバ８０に導かれ、熱交換器流体出口６４を通って血液処理装置２０を出る。
【００４２】
本開示の範囲から逸脱することなく、論じられた例示的な実施形態に様々な修正および追加を行うことができる。例えば、上記の実施形態は特定の特徴に言及しているが、本開示の範囲は、特徴の異なる組み合わせを有する実施形態、および記載された特徴のすべてを含まない実施形態も含む。したがって、本開示の範囲は、そのすべての均等物とともに、特許請求の範囲に含まれるそのようなすべての代替、修正、および変形を包含することが意図されている。以下は、本願の出願当初の本発明の各種形態である。
（形態１）
血液処理装置であって、
第１の端部および第２の端部を有するハウジングと、
前記第１の端部の血液入口と、
前記第２の端部の熱交換器流体入口および熱交換器流体出口と、
前記ハウジング内に位置する熱交換器コアと、
前記熱交換器コアの周りに同軸に延在する円筒形シェルと、
前記第１の端部の近くで前記血液入口と流体連通し、前記第１の端部の血液入口から血液を血液流れ分配器を通して熱交換器チャンバに導くように構成された、血液流れ分配器と、
前記熱交換器チャンバ内に配置された複数の熱交換器中空繊維であって、熱交換器流体を前記第２の端部の前記熱交換器流体入口から前記熱交換器中空繊維を通して前記第１の端部近くの流体流れ分配器に導くように構成された、熱交換器中空繊維と、
前記熱交換器コアに配置され、前記流体流れ分配器と流体連通している中央チャンバであって、熱交換器流体を前記第１の端部の近くの前記流体流れ分配器から前記中央チャンバを通して前記第２の端部の前記熱交換器流体出口に導くように構成された、中央チャンバと、を備える、血液処理装置。
（形態２）
前記熱交換器チャンバが、前記熱交換器コアの外部および前記円筒形シェルの内部によって画定されている、形態１に記載の血液処理装置。
（形態３）
前記円筒形シェルが、前記第２の端部の近くに環状シェル開口をさらに含み、血液を前記熱交換器チャンバから前記円筒形シェルの外部に導くように構成されている、形態１に記載の血液処理装置。
（形態４）
前記熱交換器流体入口と、および前記第２の端部の近くの前記熱交換器中空繊維の全体と、流体連通している入口チャンバをさらに備える、形態１に記載の血液処理装置。
（形態５）
前記熱交換器中空繊維の全体と、および前記第１の端部の近くの前記流体流れ分配器と、流体連通しているポストチャンバをさらに備える、形態１に記載の血液処理装置。
（形態６）
前記血液流れ分配器および前記流体流れ分配器が、多流れ分配器の一部である、形態１に記載の血液処理装置。
（形態７）
前記血液流れ分配器が、前記血液流れ分配器の周囲の周りに等間隔で配置された複数の半径方向に分配された血液分配開口を画定する、形態１に記載の血液処理装置。
（形態８）
前記流体流れ分配器が、前記流体流れ分配器の周囲の周りに等間隔で配置された複数の半径方向に分配された流体分配開口を画定する、形態1に記載の血液処理装置。
（形態９）
前記血液流れ分配器が、前記第１の端部から前記ハウジングの長さの５パーセント〜３５パーセントに配置される、形態１に記載の血液処理装置。
（形態１０）
前記流体流れ分配器が、前記第１の端部から前記ハウジングの長さの５パーセント〜３５パーセントに配置される、形態１に記載の血液処理装置。
（形態１１）
前記環状シェル開口が、前記第２の端部から前記ハウジングの長さの５パーセント〜２５パーセント離れて配置される、形態１に記載の血液処理装置。
（形態１２）
血液処理装置であって、
第１の端部および第２の端部を有するハウジングと、
前記第１の端部の血液入口と、
前記第２の端部における熱交換器流体入口および熱交換器流体出口と、
前記ハウジング内に位置する熱交換器コアと、
前記熱交換器コアの周りに同軸に延在し、前記第２の端部の近くに環状シェル開口を含む円筒形シェルと、
前記第1の端部の近くで前記血液入口と流体連通し、前記第１の端部の前記血液入口から血液を血液流れ分配器を通して熱交換器チャンバに、かつ前記環状シェル開口を通して前記第２の端部の近くの前記円筒形シェルの外部に導くように構成された血液流れ分配器と、
熱交換器流体が前記熱交換器流体入口から入口チャンバを通って前記第２の端部の近くの前記熱交換器中空繊維の全体に、かつ前記第１の端部の近くで前記熱交換器中空繊維の全体と流体連通しているポストチャンバに流れるように、前記熱交換器チャンバに配置された複数の熱交換器中空繊維と、を備える、血液処理装置。
（形態１３）
前記ポストチャンバと流体連通する流体流れ分配器をさらに備える、形態１２に記載の血液処理装置。
（形態１４）
前記熱交換器チャンバが、前記熱交換器コアの外部および前記円筒形シェルの内部によって画定されている、形態１２に記載の血液処理装置。
（形態１５）
前記熱交換器コアに配置され、前記流体流れ分配器と流体連通している中央チャンバであって、熱交換器流体を前記第１の端部の近くの前記ポストチャンバから前記中央チャンバを通って前記第２の端部の前記熱交換器流体出口に導くように構成された、中央チャンバ、を備える、形態１２に記載の血液処理装置。
（形態１６）
前記血液流れ分配器が、前記血液流れ分配器の周囲の周りに等間隔で配置された複数の半径方向に分配された血液分配開口を画定する、形態１２に記載の血液処理装置。
（形態１７）
前記流体流れ分配器が、前記流体流れ分配器の周囲の周りに等間隔で配置された複数の半径方向に分配された流体分配開口を画定する、形態１３に記載の血液処理装置。
（形態１８）
血液および熱交換器流体を血液処理装置に導く方法であって、
血液処理装置であって、
第１の端部および第２の端部を有するハウジングと、
前記第１の端部の血液入口と、
前記第２の端部における熱交換器流体入口および熱交換器流体出口と、
前記ハウジング内に位置する熱交換器コアと、
前記熱交換器コアの周りに同軸に延在する円筒形シェルであって、前記第２の端部の近くに環状シェル開口を有する円筒形シェルと、
前記第１の端部の近くで前記血液入口と流体連通している血液流れ分配器と、
前記熱交換器コアの外部の周りに配置され、熱交換チャンバに配置された複数の熱交換器中空繊維と、
前記熱交換器コアに配置され、流体流れ分配器と流体連通している中央チャンバと、を有する、血液処理装置を提供することと、
血液を前記第１の端部の前記血液入口から前記血液流れ分配器を通して前記熱交換チャンバ内の前記熱交換器コアの外部へ、かつ前記第２の端部の近くの前記環状シェル開口を通して導くことと、
熱交換器流体を前記第２の端部の前記熱交換器流体入口から前記熱交換器中空繊維を通
して、前記第１の端部の近くの流体流れ分配器、前記中央チャンバ、および前記第２の端部の前記熱交換器流体出口に導くことと、を含む、血液および熱交換器流体を血液処理装置に導く方法。
（形態１９）
熱交換器流体を前記熱交換器入口から入口チャンバを通って前記熱交換器中空繊維の全体に導くことをさらに含む、形態１８に記載の血液および熱交換器流体を導く方法。
（形態２０）
熱交換器流体を前記熱交換器中空繊維の全体からポストチャンバを通って前記流体流れ分配器に導くことをさらに含む、形態１８に記載の血液および熱交換器流体を導く方法。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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