(57)【要約】【課題】貯留された血液の循環に際して体内に空気が循環されることがなく、貯留槽に流入した血液中の気泡を容易に除去可能な血液リザーバを提供すること。【解決手段】体外循環回路に用いられる血液リザーバ１であって、血液を貯留する貯留部Aが形成されたリザーバ本体１０と、前記貯留部Ａに接続され前記血液が流入する流入部２６と、前記貯留部Ａに接続され前記血液が流出する流出部２７と、前記貯留部Ａに連結され前記血液中の気泡を除去する気泡除去機構２０とを備え、前記リザーバ本体１０は、筒状に形成されたシリンダ１１と、前記シリンダ１１内に配置され前記貯留部Ａの容積を可変とするピストン部材１６とを有していることを特徴とする。【選択図】図１
2009045260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体外循環回路に用いられる血液リザーバであって、
血液を貯留する貯留部が形成されたリザーバ本体と、
前記貯留部に接続され前記血液が流入する流入部と、
前記貯留部に接続され前記血液が流出する流出部と、
前記貯留部に連結され前記血液中の気泡を除去する気泡除去機構とを備え、
前記リザーバ本体は、
筒状に形成された筒状部材と、
前記筒状部材内に配置され前記筒状部材内を長手方向に移動して前記貯留部の容積を可変とするピストン部材とを有していることを特徴とする血液リザーバ。
【請求項２】
請求項１記載の血液リザーバであって、
前記気泡除去機構は、
略円錐形状の気泡溜り部を有する筐体と、
前記筐体内に配置され円筒形状のメッシュ状部材と、
前記気泡溜り部に設けられ前記メッシュ状部材で捕捉された気泡を排出する排出口とを備え、
前記流入部の開口部は、
導入された前記血液が前記メッシュ状部材に沿った螺旋状の流れを生じるように配置されていることを特徴とする血液リザーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人工心肺システム等の体外循環回路に用いられ、患者の大静脈等から脱血した血液や術野から出血した血液を患者に返血するための血液リザーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、開心術を行なう場合には、患者の大静脈や左心室から脱血した血液を、体外循環回路を循環させて人工心肺で酸素化したうえで動脈に還流させている。また、大静脈や左心室から脱血した血液に加えて、術野から出血した血液を体外循環回路に設けられた血液リザーバに貯留して、その後酸素化したうえで患者体内に還流させるようになっている。
このような体外循環回路において、脱血した血液は、一旦血液リザーバに貯留され、その後、送血ポンプを用いて流量コントロールしながら返血されている。
【０００３】
このように血液を貯留する血液リザーバに関する技術として、開放型のオープンハードシェルリザーバに関する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
このような開放型のオープンハードシェルリザーバは、貯留する血液量の変化に容易に対応可能であるが、血液が大気に対して開放され空気との接触面を有しているために、リザーバ内の液位が低下すると、血液とともに空気が患者体内に移送される可能性があり、空気が患者体内に移送されないようにするためにリザーバの下流側の接続チューブを鉗子等で挟んで血液量を管理する必要がある。
【０００４】
この血液量を調整する操作は秒刻みで行なわれる高度で熟練が必要な操作であるうえ、熟練者にとっても困難をともなうものである。
一方、貯留される血液が空気と接触しないために血液量が変化しても空気が移送されない血液リザーバとして、例えば、ポリエチレン等の可撓性を有する材料により形成されたシート状の密封袋からなる閉鎖型の血液リザーバに関する技術がある。
【特許文献１】特開２０００−２１０３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、シート状の密封袋からなる血液リザーバは、形状が保持し難いために血液リザーバとしての容量が調整しにくく、貯留された血液を送血ポンプで吸引して患者体内に還流させる場合には送血ポンプの吸引力により血液リザーバ内の血液が陰圧となるために貯留する血液量の調整が非常に困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、血液が空気と接触することがない閉鎖型体外循環回路に用いることが可能であり、貯留される血液量の調整と血液中の気泡除去が容易な血液リザーバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のような課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、体外循環回路に用いられる血液リザーバであって、血液を貯留する貯留部が形成されたリザーバ本体と、前記貯留部に接続され前記血液が流入する流入部と、前記貯留部に接続され前記血液が流出する流出部と、前記貯留部に連結され前記血液中の気泡を除去する気泡除去機構とを備え、前記リザーバ本体は、筒状に形成された筒状部材と、前記筒状部材内に配置され前記筒状部材内を長手方向に移動して前記貯留部の容積を可変とするピストン部材とを有していることを特徴とする。
【０００８】
この発明に係る血液リザーバによれば、ピストン部材が、筒状部材の長手方向に移動することにより血液を貯留する貯留部の容積が調整自在とされている。
また、貯留部に気泡除去機構が連結されているので、血液リザーバにて貯留部内に流入する血液の気泡を容易に除去することが可能であり、その結果、体外循環回路に別個の気泡除去装置を設ける必要がなく、体外循環回路を簡単な構造として、かつ小型化することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の血液リザーバであって、前記気泡除去機構は、略円錐形状の気泡溜り部を有する筐体と、前記筐体内に配置され円筒形状のメッシュ状部材と、前記気泡溜り部に設けられ前記メッシュ状部材で捕捉された気泡を排出する排出口とを備え、前記流入部の開口部は、導入された前記血液が前記メッシュ状部材に沿った螺旋状の流れを生じるように配置されていることを特徴とする。
【００１０】
この発明に係る血液リザーバによれば、気泡除去機構が円筒形状のメッシュ状部材により構成されているので、メッシュ状部材により血液中の気泡が捕捉される。
また、流入部の開口部がメッシュ状部材内に螺旋状の流れを生じるように配置されているので、血液が遠心力によりメッシュ状部材の外に移動しやすい一方で気泡はメッシュ状部材で捕捉されやすいため、血液と気泡が容易に分離される。
また、気泡を排出する排出口か設けられているので、気泡溜り部に溜まった気泡を血液リザーバ外に容易に排出することができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る血液リザーバによれば、ハードシェルタイプの血液リザーバを用いた閉鎖型人工心肺回路を容易に構成することが可能であり、患者体内への空気の流入を防止しつつ貯留される血液量を容易に調整することが可能である。
また、体外循環回路の構造を簡素化して、かつ小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１、図２は、この発明に係る血液リザーバを示す図であり、符号１は血液リザーバを、符号１０はリザーバ本体を、符号２０は気泡除去機構を示している。
また、図３は、この血液リザーバ１が用いられる体外循環回路１００の例の概略を示す図である。
【００１３】
血液リザーバ１は、リザーバ本体１０と、気泡除去機構２０とを備えており、例えば、図３に示すような体外循環回路１００に接続可能とされて、患者Ｋの大静脈から脱血して体外循環回路１００を循環する血液を貯留して、貯留した血液が送血ポンプにより患者Ｋの大動脈に還流するようになっている。図３においては、左心室からの脱血及び術野から出血による血液の血液リザーバ１への移送経路は省略している。
【００１４】
リザーバ本体１０は、円筒形状に形成されたシリンダ（筒状部材）１１と、ピストン機構１５とを備え、ピストン機構１５を構成するピストン部材１６がシリンダ１１の長手方向にシリンダ内を移動可能とされている。
シリンダ１１は、例えば、ポリカーボネード樹脂等の透明な材料により形成され、大気圧や取扱い中の外力により変形しない程度の強度を有するいわゆるハードシェルとされている。
【００１５】
ピストン機構１５は、ピストン部材１６と、ピストンロッド１７とを備え、ピストン部材１６はシリンダ１１の内径よりわずかに小径の円板からなり、その厚さ方向のほぼ中央には環状溝１６Ａが形成され、その環状溝１６Ａに環状シール部材１６Ｓが装着されて、シリンダ１１の貯留部Ａの気密が保持されるようになっている。
【００１６】
ピストンロッド１７は、先端側（ピストン部材１６側）がピストン部材１６の貯留部Ａとは反対側の面に形成された円形凹部１６Ｂに配置され、押さえ部材１８によりピストン部材１６に対して回転自在に取り付けられている。
また、ピストンロッド１７の軸部には、雄ネジ１７Ａが形成され、その雄ネジ１７Ａは、シリンダ１１の後方側に設けられた蓋部材１９に形成された雌ネジ１９Ａと螺合されている。
また、ピストンロッド１７の後方側には、ピストンロッド１７を進退するための回転操作を容易に行うためのハンドル１７Ｂが設けられている。
【００１７】
気泡除去機構２０は、筐体２１と、筐体２１の内部に配置された気泡分離部材２２と、排出バルブ２５とを備えており、流入部２６を介して気泡分離部材２２内部に流入した血液が気泡分離部材２２により気泡と分離され、気泡が除去された血液が流出部２７から流出するようになっている。
筐体２１は、血液から分離された気泡が貯留される気泡溜り部Ｂを画成する円錐形状部２１Ａと、気泡分離部材２２の外周を取り囲む円筒形状部２１Ｂとを備えており、この実施の形態において、円筒形状部２１Ｂはシリンダ１１と一体に形成されている。
【００１８】
気泡分離部材２２は、図２に示すように、円板形状部２２Ａと、メッシュ状部材２３とを備えており、この実施の形態において、メッシュ状部材２３は、第１のメッシュ状部材２３Ａと、第２のメッシュ状部材２３Ｂとから構成されている。
【００１９】
第１のメッシュ状部材２３Ａと、第１のメッシュ状部材２３Ａは、それぞれ、例えば、ポリエチレン等の樹脂からなるメッシュ（網）が円筒形状に形成された周壁部を有して構成されており、第１のメッシュ状部材２３Ａと第１のメッシュ状部材２３Ａとは、第１のメッシュ状部材２３Ａを内側として円板形状部２２Ａに同心状に立設されている。
【００２０】
第１のメッシュ状部材２３Ａと、第２のメッシュ状部材２３Ｂは、円板形状部２２Ａの反対側に位置する先端が円錐状の内面に沿って形成されており、第１のメッシュ状部材２３Ａの先端は第２のメッシュ状部材２３Ｂの先端よりも高く形成され、第１のメッシュ状部材２３Ａ及び第２のメッシュ状部材２３Ｂの先端と、円錐形状部２１Ａの内面との間には間隙が形成されていて、この間隙を血液が移動することができるようになっている。
【００２１】
第１のメッシュ状部材２３Ａと、第２のメッシュ状部材２３Ｂとが径方向に２重に配置されることにより、第１のメッシュ状部材２３Ａの内方から第１のメッシュ状部材２３Ａと第２のメッシュ状部材２３Ｂの間に移動した血液が、さらに第２のメッシュ状部材２３Ｂを通過することにより、血液中の気泡がさらに分離可能とされている。
【００２２】
円板形状部２２Ａは、気泡除去機構２０の貯留部Ａ側に配置され、気泡除去機構２０の内部と貯留部Ａを円板形状部２２Ａに形成された複数の円形の貫通孔２２Ｂを通じて血液が流通可能に、貯留部Ａと連結されている。
排出バルブ２５は、円錐形状部２１Ａに設けられ、気泡溜り部Ｂと外部とを連通する排出口２５Ａを開閉自在とするものであり、排出バルブ２５を緩めた場合に気泡溜まりＢ内の気泡が排出口２５Ａを通じて血液リザーバ１の外部に排出されるようになっている。
【００２３】
流入部２６は、気泡除去機構２０内の開口部２６Ａが第１のメッシュ状部材２３Ａの内方に配置され、開口部２６Ａは第１のメッシュ状部材２３Ａを構成する円筒形状の中心軸線から外れて第１のメッシュ状部材２３Ａの内周面に沿う側に配置して開口されている。
流出部２７は、第２のメッシュ状部材２３Ｂの外方、円筒形状部２１Ｂの内方に開口されている。
【００２４】
血液リザーバ１が接続される体外循環回路１００は、例えば、図３に示したように、上流側が患者Ｋの心臓の大静脈に接続され、脱血管１０１と、血液リザーバ１と、送血ポンプ１０２と、熱交換器１０３と、人工肺１０４と、動脈フィルタ１０５とがこの順序にて管路１１０を介して接続され、人工肺１０４により酸素化された血液が動脈フィルタ１０５及び送血管１０６を介して患者Ｋの大動脈に還流するようになっている。この体外循環回路１００に接続された血液リザーバ１は、排出バルブ２５を上方に向けて配置され、捕捉された気泡が円錐形状部２１Ａ内方の気泡溜り部Ｂに集まりやすいようになっている。
【００２５】
次に、血液リザーバ１の作用について説明する。
〔血液リザーバ１内の血液の流れ〕
（１）体外循環回路１００に血液リザーバ１を接続して、送血ポンプ１０２を起動する。
送血ポンプ１０２が起動されると、流入部２６から血液リザーバ１の内部に血液が流入する。
（２）血液リザーバ１に流入した血液は、開口部２６Ａから第１のメッシュ状部材２３Ａ内に放出されて、第１のメッシュ状部材２３Ａ内の内周面に沿って螺旋状の流れを生じる。
（３）第１のメッシュ状部材２３Ａ内を螺旋状に移動する血液は、遠心力によりその一部が第１のメッシュ状部材２３Ａ周壁部のメッシュを通じて第１のメッシュ状部材２３Ａと第２のメッシュ状部材２３Ｂの間に移動する。
このとき、血液中に含まれていた気泡は遠心力による作用が小さいため第１のメッシュ状部材２３Ａ周壁部のメッシュにより捕捉される。
（４）第１のメッシュ状部材２３Ａの外方に流出しなかった血液は、第１のメッシュ状部材２３Ａ内を円錐形状部２１Ａの上方に向かって移動し、第１のメッシュ状部材２３Ａ及び第２のメッシュ状部材２３Ｂの上方を越えて、第２のメッシュ状部材２３Ｂの外方を流出部２７の開口部に向かって移動し流出部２７から流出される。
（５）第１のメッシュ状部材２３Ａを通じて第１のメッシュ状部材２３Ａと第２のメッシュ状部材２３Ｂの間に移動した血液は、その一部が第２のメッシュ状部材２３Ｂ周壁部のメッシュを通じて第２のメッシュ状部材２３Ａの外方に流出し、流出部２７の開口部に向かって移動し流出部２７から流出される。
このとき、血液中に含まれていた気泡は第２のメッシュ状部材２３Ｂ周壁部のメッシュにより捕捉される。
（６）第２のメッシュ状部材２３Ｂの外方に流出しなかった血液は、第２のメッシュ状部材２３Ｂ内を円錐形状部２１Ａの上方に向かって移動し、第２のメッシュ状部材２３Ｂの上方を越えて流出部２７の開口部に向かって移動し流出部２７から流出される。
（７）この第１のメッシュ状部材２３Ａ内及び第２のメッシュ状部材２３Ｂ内を開口部２６Ａから円錐形状部２１Ａの上方に向かって螺旋状に移動した血液に含まれた気泡は、血液が移動する間に、又は気泡溜り部Ｂで滞留する間に気泡同士が集合して大きくなり、血液と分離される。
（８）血液から分離されて気泡溜り部Ｂに溜まった気泡は、排出バルブ２５を緩めることにより排出口２５Ａから排出される。
【００２６】
〔貯留部Ａの容積調整〕
次に、貯留部Ａの容積調整について説明する。
（１）血液リザーバ１に貯留する血液量を増加させる必要が生じたら、ピストンロッド１７のハンドル１７Ｂをピストン部材１６が後退する方向に回転させてピストン部材１６を後退させて貯留部Ａの容積を大きくする。
このとき、ピストン部材１６の後退に応じて、流入部２６を通じて貯留部Ａ内に容積変化に対応した量の血液が流入する。
（２）また、血液リザーバ１に貯留する血液量を減少させる場合には、ピストン部材１６が前進する方向にハンドル１７Ｂを回転させてピストン部材１６を前進させ、貯留部Ａの容積を小さくする。
このとき、ピストン部材１６の前進に応じて、流出部２７を通じて貯留部Ａから容積変化に対応した量の血液が流出する。
【００２７】
第１の実施形態に係る血液リザーバ１によれば、ハードシェルタイプのリザーバを用いて閉鎖型体外循環回路１００を容易に構成することが可能であり、患者体内への空気の流入を防止することができる。
また、閉鎖型体外循環回路を構成する血液リザーバでありながら貯留される血液量を容易に調整することが可能である。
また、ピストン部材１６が、ハンドル１７Ｂを回転させることによりシリンダ１１の長手方向に容易に移動するので、貯留部Ａの容積を容易かつ短時間に調整することができる。
【００２８】
また、貯留部Ａに気泡除去機構２０が連結されているので、血液リザーバ１にて貯留部Ａ内に流入する血液の気泡を容易に除去することができ、体外循環回路１００に別個の気泡除去装置を設ける必要がなくなるために体外循環回路１００を簡単な構造として、かつ小型化することができる。
【００２９】
また、気泡除去機構２０がメッシュ状部材２３により構成されているので、メッシュ状部材２３により血液中の気泡を効率的に捕捉することができる。
また、流入部２６の開口部２６Ａがメッシュ状部材２３内に螺旋状の流れを生じるように配置されているので、遠心力により気泡を効率的に血液から分離、除去することができる。
また、捕捉した気泡を排出するための排出口２５Ａか設けられているので、気泡溜り部Ｂに溜まった気泡を血液リザーバ１外に容易に排出することができる。
【００３０】
図４は、この発明の第２の実施形態に係る血液リザーバ１Ａを示す図である。
第２の実施形態に係る血液リザーバ１Ａが第１の実施形態にかかる血液リザーバ１と異なるのは、血液リザーバ１Ａが、ピストンロッド１７と、蓋部材１９に代えて、軸部に雄ネジが形成されていないピストンロッド３１と、ピストンロッド３１を挿入する孔に雌ネジが形成されていない蓋部材１９により構成され、ピストンロッド３１が、固定部材３３に回動自在に支持されたレバー３４と相対移動可能に接続部３５において接続されている点である。
【００３１】
かかる構成により、レバー３４をリザーバ本体１０側に回動させると血液リザーバ１Ａの貯留部Ａの容積が小さくなり、レバー３４をリザーバ本体１０から離間する側に回動させると血液リザーバ１Ａの貯留部Ａの容積が大きくなるようになっている。
その他は、第１の実施形態に係る血液リザーバ１と同様であるので同じ符号を付して説明を省略する。
第２の実施形態に係る血液リザーバ１Ａによれば、ピストン部材１６の移動がレバー３４により行われるので、血液リザーバ１Ａの貯留部Ａの容積を容易かつ短時間で調整することができる。
【００３２】
図５は、この発明の第３の実施形態に係る血液リザーバ１Ｂを示す図である。
第３の実施形態に係る血液リザーバ１Ｂが、第１の実施形態にかかる血液リザーバ１と異なるのは、血液リザーバ１Ｂを構成するピストンロッド１７に代えてピストンロッド４１により構成し、ハンドル１７Ｂによる回転ではなく、モータ４２の回転力をモータ４２の出力軸に設けたギア４３と、ギア４３と係合するギア４４を介してピストンロッド４１に伝達するように構成されている点である。
【００３３】
この実施の形態において、ギア４４は、回転軸部に形成された孔に雌ネジ４４Ａが形成され、この雌ネジ４４Ａがピストンロッド４１の雄ネジ４１Ａと係合しモータ４２の回転をピストンロッド４１の軸方向の移動に変換するようになっている。
かかる構成により、モータ４２を駆動してギア４３、ギア４４を回転させることによりピストンロッド４１が軸方向に移動して貯留部Ａの容積を調整することが可能とされている。
その他は、第１の実施形態に係る血液リザーバ１と同様であるので同じ符号を付して説明を省略する。
第３の実施形態に係る血液リザーバ１Ｂによれば、ピストン部材１６の移動がモータ４２により行われるので、血液リザーバ１Ｂの貯留部Ａの容積を短時間で正確に調整することができる。
【００３４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態においては、シリンダ１１及びピストン部材１６の移動方向に直交する断面が円形状の場合について説明したが、シリンダ及びピストンの移動方向に直交する断面を、例えば、多角形、楕円形状の他、円形状以外の形状とすることが可能である。
【００３５】
また、シリンダ１１が透明材料であるポリカーボネード樹脂により形成される場合について説明したが、シリンダ１１を形成する材料をポリカーボネード樹脂以外の透明材料とし、又は光が透過しない材料とすることも可能である。
【００３６】
また、上記実施の形態においては、気泡除去機構２０が、メッシュ状部材２３により構成される場合について説明したが、メッシュ状部材以外の構造による気泡除去機構を用いてもよく、又メッシュ状部材２３からなる気泡除去部材を用いる場合であっても、メッシュ状部材２３Ａ、２３Ｂを２重構造とすることなく、例えば、一重構造のメッシュ状部材や他の構造部材と組み合わせた構造の気泡除去部材としてもよい。
【００３７】
また、上記実施の形態においては、ピストンロッド１７、３１、４１が、それぞれハンドル１７Ｂ、レバー３４、モータ４２により駆動されてピストン部材１６を移動させる場合について説明したが、これら以外の手段によって貯留部Ａの容積を調整する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る血液リザーバを示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る気泡除去機構を円錐形状部を取り外して見た平面図である。
【図３】本発明に係る血液リザーバを用いる体外循環回路の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る血液リザーバの概略構成を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る血液リザーバの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
Ｋ    患者
Ａ    貯留部
Ｂ    気泡溜まり
１    血液リザーバ
１０    リザーバ本体
１１    シリンダ（筒状部材）
１６    ピストン部材
２０    気泡除去機構
２１    筐体
２３Ａ  第１のメッシュ状部材
２３Ｂ  第２のメッシュ状部材
２５Ａ  排出口
２６    流入部
２６Ａ  開口部
２７    流出部
１００    体外循環回路
【図１】
2009045260.tif 000003
【図２】
2009045260.tif 000004
【図３】
2009045260.tif 000005
【図４】
2009045260.tif 000006
【図５】
2009045260.tif 000007