JP6030210B2 - 変更された流路を有する血液処理ユニット - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
[0001]本願は、米国特許法第１１９条の下において、全体が参照によって本明細書に援用される２０１０年８月１９日出願の欧州特許出願ＥＰ１０１７３４３６．６号の優先権を主張する。

[0002]本開示は、一般に、血液灌流システムに使用される血液処理ユニットに関する。

[0003]血液灌流は、身体の血管を介して血液を送ることを伴う。この目的のために、血液灌流システムは、典型的には、患者の血管系に相互連結された体外循環回路における１つまたは複数のポンプの使用を伴う。心肺バイパス手術は、典型的には、心臓および肺の機能の代わりをすることによって静止した手術領域を作るように心臓の一時停止を実現する潅流システムを必要とする。このような分離は、血管狭窄症、弁の異常、および先天性心臓欠損の外科的な修正を可能にする。心肺バイパス手術に使用される潅流システムでは、心臓および肺の機能に代わる少なくとも１つのポンプおよび酸素化装置を含む体外血液循環回路が確立される。

[0004]より具体的には、心肺バイパスの処置では、酸素の少ない血液（すなわち静脈血）が、心臓に入る大きい静脈または身体の他の（たとえば大腿骨側の）静脈から重力排出または真空吸入され、体外循環回路の静脈ラインを介して移動される。静脈血は、血液に酸素伝達をもたらす酸素化装置にポンプで送られる。膜を介して移動させることによって、または、より頻度は少ないが血液の中で酸素を発泡させることによって、血液に酸素が導入され得る。同時に、二酸化炭素が膜を介して除去される。酸素を与えられた血液は濾過され、次に、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。

[0005]例１は、血液入口および血液出口を有する筐体を含む血液処理装置であり、血液入口が筐体の内部へと延在する。熱交換器コアが、筐体内に同軸に配置され、熱交換器コアは、径方向の血液の流れの成分を与えるように構成される外表面と、血液入口と流体連通しており、血液入口から熱交換器コアの外部へと血液が通ることができるように構成されるコア開口とを含む。熱交換器の流体が熱交換器の中空糸の中を流れ、コア開口を通る血液が熱交換器の中空糸を横切って流れ得るように、熱交換器の中空糸が、熱交換器コアの周りに配設される。円筒形の外板が熱交換器コアの周りに同軸に延在し、円筒形の外板は、コア開口が配置される近くの端部に対向する円筒形の外板の端部の近くに配設される環形の外板開口を含み、環形の外板開口は、血液が円筒形の外板の外部へと通ることができるように構成される。ガスがガス交換器の中空糸の中を流れ、環形の外板開口を通る血液がガス交換器の中空糸を横切って流れ得るように、ガス交換器の中空糸が円筒形の外板の周りに配設される。

[0006]例２は、熱交換器コアの外表面が、熱交換器の中空糸を横切る血液の流れに対して径方向の成分を与えるように構成される１つまたは複数の径方向に配設されるコア肋材を含む、例１の血液処理装置である。

[0007]例３は、１つまたは複数の径方向に配設される外板肋材が配設された内表面を円筒形の外板が含む例１または例２の血液処理装置であり、１つまたは複数の径方向に配設
される外板肋材は、熱交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように構成される。

[0008]例４は、熱交換器コアが、血液入口とコア開口との間に配設される円錐形の偏向面を含む、例１〜３の血液処理装置であり、円錐形の偏向面は、コア開口を出る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与える。

[0009]例５は、１つまたは複数の径方向に配設される筐体肋材が配設された内表面を筐体が含む、例１〜４の血液処理装置であり、１つまたは複数の径方向に配設される筐体肋材は、ガス交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように構成される。

[0010]例６は、例１の血液処理装置であり、コア開口が、約１８０度離して配設された一対のコア開口を含み、環形の外板開口が、熱交換器の中空糸を横切って流れる血液の流れの軌跡を変えるために、約１８０度離して配設され一対のコア開口から径方向に偏位した一対の外板開口を含む。

[0011]例７は、筐体に固定された第１端部キャップをさらに含む、例１〜６のいずれかの血液処理装置であり、血液入口が第１端部キャップと一体的に形成される。
[0012]例８は、第１端部キャップと一体的に形成されたガス入口をさらに含む例７の血液処理装置であり、ガス入口は、ガス交換器の中空糸の内部と流体連通している。

[0013]例９は、筐体に固定された第２端部キャップをさらに含む例１〜８のいずれかの血液処理装置であり、第２端部キャップは、第２端部キャップと一体的に形成された熱交換器流体入口と、第２端部キャップと一体的に形成された熱交換器流体出口とを含み、熱交換器流体入口および熱交換器流体出口は、熱交換器の中空糸の内部とそれぞれ流体連通している。

[0014]例１０は、第２端部キャップと一体的に形成されたガス出口をさらに含む例９の血液処理装置であり、ガス出口は、ガス交換器の中空糸の内部と流体連通している。
[0015]例１１は、血液入口および血液出口を有する筐体を含む血液処理装置であり、血液入口は筐体の内部へと延在する。熱交換器コアが、筐体の中に血液入口と作動的に連通して配設され、熱交換器コアは、外表面と、血液入口と流体連通しており血液入口から熱交換器コアの外部へと血液が通ることができるように構成されたコア開口とを含む。熱交換器の流体が熱交換器の中空糸の中を流れ、コア開口を通る血液が熱交換器の中空糸を横切って流れ得るように、熱交換器の中空糸が熱交換器コアの周りに配設される。熱交換器コアは、熱交換器の中空糸を横切る血液の流れに対して径方向の成分を与えるように構成される１つまたは複数の径方向に配設される肋材を含む。円筒形の外板が、熱交換器コアの周りに同軸に延在し、円筒形の外板はコア開口が配置される近くの端部に対向する円筒形の外板の端部の近くに配設される環形の外板開口を含み、環形の外板開口は、円筒形の外板の外部へと血液が通ることができるように構成される。ガスがガス交換器の中空糸の中を流れ、環形の外板開口を通る血液がガス交換器の中空糸を横切って流れ得るように、ガス交換器の中空糸が、円筒形の外板の周りに配設される。１つまたは複数の肋材が、円筒形の外板の外表面に径方向に配設され、１つまたは複数の径方向に配設される肋材は、ガス交換器の中空糸を横切る血液の流れに対して径方向の成分を与えるように構成される。

[0016]例１２は、１つまたは複数の径方向に配設される外板肋材が配設された内表面を円筒形の外板が含む例１１の血液処理装置であり、１つまたは複数の径方向に配設される外板肋材は、熱交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与える
ように構成される。

[0017]例１３は、熱交換器コアが、血液入口とコア開口との間に配設される円錐形の偏向面を含む例１１または例１２の血液処理装置であり、円錐形の偏向面は、コア開口を出る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与える。

[0018]例１４は、１つまたは複数の径方向に配設される筐体肋材が配設された内表面を筐体が含む例１１〜１３のいずれかの血液処理装置であり、１つまたは複数の径方向に配設される筐体肋材は、ガス交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように構成される。

[0019]例１５は、円筒形の外板の内表面に配設され、熱交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように構成される１つまたは複数の径方向に配設される肋材をさらに含む、例１１〜１４のいずれかの血液処理装置である。

[0020]例１６は、筐体の内表面に配設され、ガス交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように構成される１つまたは複数の径方向に配設される肋材をさらに含む、例１１〜１５のいずれかの血液処理装置である。

[0021]例１７は、筐体の内部へと延在する血液入口と、血液出口とを有する筐体を含む血液処理装置である。熱交換器コアが、筐体内に同軸に延在し、血液入口と軸方向に整列される。熱交換器コアは、約１８０度離して配設され血液入口から熱交換器コアの外部へと血液が通ることができるように構成される一対のコア開口を含む。熱交換器の流体が熱交換器の中空糸の中を流れ、コア開口を通る血液が熱交換器の中空糸を横切って流れ得るように、熱交換器の中空糸が熱交換器コアの周りに配設される。円筒形の外板が熱交換器コアの周りに同軸に延在し、熱交換器の中空糸を通るらせん状の血液の流れを起こさせるために、約１８０度離して配設され一対のコア開口から径方向に偏位した一対の外板開口を含む。血液処理装置は、ガスがガス交換器の中空糸の中を流れ、環形の外板開口を通る血液が、ガス交換器の中空糸を横切って流れ得るように、円筒形の外板の周りに配設されるガス交換器の中空糸を含む。

[0022]例１８は、一対の外板開口が、一対のコア開口が配置される近くの端部に対向する円筒形の外板の端部の近くに配設される、例１７の血液処理装置である。
[0023]例１９は、熱交換器の中空糸およびガス交換器の中空糸のうちの少なくとも一方がポリマー材料から作製される例１７または１８の血液処理装置である。

[0024]複数の実施形態が開示されているが、本発明のさらに他の実施形態は、本発明の例示的な実施形態を示し説明する以下の詳細な説明から当業者には明らかになるであろう。したがって、図および詳細な説明は、性質上例示的なものであり、制限的なものではないとみなされるべきである。

[0025]本発明の一実施形態による血液処理装置の概略図である。 [0026]本発明の一実施形態による第１端部キャップの図である。 [0027]本発明の一実施形態による第２端部キャップの図である。 [0028]本発明の一実施形態による熱交換器コアの斜視図である。 [0029]本発明の一実施形態による熱交換器とガス交換器との間に隔壁を形成する円筒形の外板の斜視図である。 [0030]図５Ａの円筒形の外板の断面図である。 [0031]図５の円筒形の外板の中に配設された図４の熱交換器コアの斜視図である。 [0032]図１の血液処理装置の断面図である。 [0033]本発明の一実施形態による血液処理装置の断面図である。 [0034]本発明の一実施形態による血液処理装置の断面図である。 [0035]本発明の一実施形態による血液処理装置の断面図である。 [0036]図１０の血液処理装置の血液の流路を示す線図である。

[0037]本開示は、様々な例示的な実施形態に従って、１つまたは複数の熱交換器およびガス交換器を含む（一般に酸素化装置とも称される）血液処理装置に関する。いくつかの実施形態では、酸素化装置という用語は、熱交換器およびガス交換器を単一の装置に組み合わせた一体化された構造体を指すために使用され得る。様々な実施形態では、たとえば、熱交換器およびガス交換器は、一方の構成要素が他方の構成要素の中にある同一中心の方式で配設される。別の実施形態によれば、熱交換器およびガス交換器は、互いに操作可能に連結された構造的に別個の構造体である。いくつかの実施形態では、酸素化装置は体外血液循環回路に使用され得る。バイパス処置に使用され得るような体外血液循環回路は、人工心肺、貯血槽、ならびに酸素化装置といったいくつかの異なる要素を含み得る。

[0038]図１は、血液処理装置または酸素化装置１０の概略図である。この図では内部の構成要素は見えないが、酸素化装置１０は、１つまたは複数の熱交換器およびガス交換器を含み得る。いくつかの実施形態によれば、熱交換器およびガス交換器は、酸素化装置の筐体を形成する単一の構造体に一体化される。酸素化装置１０は、筐体１２、筐体１２に固定された第１端部キャップ１４、および筐体１２に固定された第２端部キャップ１６を含む。いくつかの実施形態では、筐体１２は、筐体１２を他の装置に取り付けることを可能にする他の構造を含み得る。筐体１２は主に円筒形の形状であるように示されているが、いくつかの実施形態では、筐体１２は矩形または他の平行四辺形の断面形状を有し得る。熱交換器およびガス交換器のそれぞれは、概ね同じ断面形状を有し得るか、またはそれぞれ異なる断面形状を有し得る。いくつかの実施形態では、熱交換器はガス交換器の中にあり得るが、他の実施形態では、ガス交換器が熱交換器の中に配置され得る。いくつかの実施形態では、熱交換器およびガス交換器は同軸であり得る。

[0039]いくつかの実施形態では、血液入口１８が筐体１２の中へ延在し、血液出口２０が筐体１２から出る。上述のように、いくつかの実施形態では、血液処理装置１０はガス交換器を含み、したがって、ガス入口２２およびガス出口２４を含み得る。いくつかの実施形態では、血液処理装置１０は熱交換器を含み、したがって、熱交換器流体入口２６、および熱交換器流体入口２６の（図示の向きでは）背後にある熱交換器流体出口２８を含む。いくつかの実施形態では、熱交換器流体入口２６は筐体１２の一方の端部に配設され、一方、熱交換器流体出口２８は筐体１２の対向する端部に配設され得る。いくつかの実施形態では、血液処理装置１０は、血液処理装置１０の内部から気泡を除去するように使用され得るパージ口３０を含み得る。

[0040]入口、出口およびパージ口の位置は単なる例であり、他の配置および構成が企図される。パージ口は、弁またはねじ付きキャップを含み得る。パージ口は、血液から出るガス（たとえば気泡）を吐き出すかまたは吸い出して血液処理装置１０から除去することができるように働く。

[0041]図２および３は、それぞれ、第１端部キャップ１４および第２端部キャップ１６を示す。第１端部キャップ１４および第２端部キャップ１６は、それぞれ筐体１２に固定されるように構成される。いくつかの実施形態では、第１端部キャップ１４および／または第２端部キャップ１６は、適所に接着して固定され得る。いくつかの実施形態では、第
１端部キャップ１４および／もしくは第２端部キャップ１６は、適所に嵌合式に取り付けられ得るか、または、さらに、筐体１２のそれぞれの端部にねじ付けられ得る。

[0042]いくつかの実施形態では、図２に示すように、血液入口１８および／またはガス入口２２は、第１端部キャップ１４と一体的に形成され得る。たとえば、いくつかの場合では、第１端部キャップ１４は射出成形され、血液入口１８および／またはガス入口２２が射出成形された部分の一部分として形成され得る。いくつかの実施形態では、第１端部キャップ１４は、血液入口１８および／またはガス入口２２が取り付けられ得る開口を有して形成され得る。第１端部キャップ１４は、第１端部キャップ１４の周囲に配設され、いくつかの実施形態では第１端部キャップ１４を筐体１２に固定する取り付け点として働く環状のリング３２を含む。いくつかの実施形態では、第１端部キャップ１４はまた、以下に説明するように、熱交換器の一部分を配置する環状のリング３４を含む。

[0043]図３に示すように、いくつかの実施形態では、熱交換器流体入口２６および／または熱交換器流体出口２８は、第２端部キャップ１６と一体的に形成され得る。たとえば、いくつかの場合では、第２端部キャップ１６は射出成形され、熱交換器流体入口２６および／または熱交換器流体出口２８が射出成形された部分の一部分として形成され得る。同様に、いくつかの実施形態では、第２端部キャップ１６は射出成形され、ガス出口２４が射出成形された部分の一部分として形成され得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、第２端部キャップ１６は、熱交換器流体入口２６、熱交換器流体出口２８および／またはガス出口２４のうちの１つまたは複数が取り付けられ得る開口を有して形成され得る。第２端部キャップ１６は、第２端部キャップ１６の周囲に配設され、いくつかの実施形態では第２端部キャップ１６を筐体１２に固定する取り付け点として働く環状のリング３６を含む。いくつかの実施形態では、第２端部キャップ１６は、以下に説明するように、熱交換器の一部分を配置する環状のリング３８をやはり含む。

[0044]いくつかの実施形態では、熱交換器流体入口２６および熱交換器流体出口２８のうちの一方が、第１端部キャップ１４に配置され、熱交換器流体入口２６および熱交換器流体出口２８のうちの他方が、第２端部キャップ１６に配置され得る。いくつかの実施形態では、熱交換器流体入口２６および出口２８は、第１端部キャップ１４に配置され得る。いくつかの実施形態では、熱交換器流体入口２６および出口２８は、第２端部キャップ１６に配置され得る。

[0045]図４は、第１端部４２および第２端部４４を有する熱交換器コア４０の斜視図である。いくつかの実施形態では、以下の図に関して示されるように、熱交換器コア４０は、第１端部４２が第１端部キャップ１４の近くに、第２端部４４が第２端部キャップ１６の近くになるように血液処理装置１０の中に配設され得る。熱交換器コア４０は、いくつかの実施形態では第１端部４２を第１端部キャップ１４に対して配置するのを助ける環形の部分４６を含む。同様に、第２端部４４は、第２端部４４を第２端部キャップ１６に対して配置するのを助けるように構成され得る。

[0046]熱交換器コア４０は、血液入口１８から入って来る血液が衝突する円錐形の偏向面４８を含む。円錐形の偏向面４８は、血液を径方向に偏向する。いくつかの実施形態では、円錐形の偏向面４８は、血液を特定の方向に向けるのを助ける仕切板５０を含み得る。熱交換器コア４０は外表面５２を含む。コア開口５４は、円錐形の偏向面４８に衝突する血液がコア開口５４の中で径方向外向きに偏向されるように、外表面５２内に形成される。いくつかの実施形態では、熱交換器コア４０は、熱交換器コア４０の周りに径方向に間隔を置いて配置される１つ、２つ、３つ、４つまたは任意の所望の数のコア開口５４を有し得る。

[0047]いくつかの実施形態では、図示のように、熱交換器コア４０は、第１の径方向に配設されるコア肋材（換言すれば、リブ）５６および第２の径方向に配設されるコア肋材５８を含む。いくつかの実施形態では、コア肋材（または突起）５６および５８は、血液を径方向外向きの方向に外表面５２から離れるように偏向する。コア肋材５６および５８は、血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように設計される。２つのコア肋材５６および５８が示されているが、いくつかの場合では、熱交換器コア４０はより多くの数のコア肋材を含み得る。いくつかの実施形態では、熱交換器コア４０は、また、熱交換器コア４０の外側に沿って長さ方向の流路を促進する働きをし得る長さ方向に延在する肋材６０を含み得る。様々な実施形態によれば、肋材５６および５８は、熱交換器コア４０の外表面の周りまたは実質的に周りに円周方向に延在する。

[0048]図５Ａは、筐体１２の中に配設され、熱交換器コア４０と同軸に配置され得る（図６を参照）円筒形の外板（換言すれば、シェル）６２の斜視図である。図５Ｂは、円筒形の外板６２の断面図である。円筒形の外板６２は、第１端部６４および第２端部６６を含む。いくつかの実施形態では、円筒形の外板６２は、第１端部６４が第１端部キャップ１４の近くに、第２端部６６が第２端部キャップ１６の近くになるように、筐体１２の中に配設され得る。

[0049]円筒形の外板６２は外表面６８を含む。熱交換器コア４０の外表面５２と円筒形の外板６２の内表面７２との間に流れる血液が円筒形の外板６２から出ることができるように、外板開口７０が外表面６８内に形成される。いくつかの実施形態では、円筒形の外板６２の内表面７２は、内表面７２から突出し、熱交換器コア４０に向かって延在する１つまたは複数の外板肋材８０を含み得る。１つまたは複数の外板肋材８０は、径方向内向きの方向に内表面７２から離れるように血液を偏向する。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の外板肋材８０は、コア肋材５６および５８と組み合わさって、長さ方向の血液の流れを中断し、熱交換器を通る、すなわち、熱交換器コア４０の外表面５２と円筒形の外板６２の内表面７２との間の血液の流れに径方向の流れの成分を与える。いくつかの実施形態では、熱交換器コア４０は、また、熱交換器コア４０と円筒形の外板６２との間に長さ方向の流路を促進する働きをし得る１つまたは複数の長さ方向に延在する肋材７５を含み得る。

[0050]いくつかの実施形態では、円筒形の外板６２は、円筒形の外板６２の周りに径方向に間隔を置いて配置された１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つまたは任意の所望の数の外板開口７０を有し得る。図６に示すように、コア開口５４および外板開口７０は、血液処理装置１０の対向する端部に概ね配設される。したがって、熱交換器コア４０の外表面５２と円筒形の外板６２の内表面７２との間の容積に入る血液は、円筒形の外板６２を出る前に、少なくとも実質的にその全長を流れるように強いられる。

[0051]図７は、血液処理装置１０の一実施形態の断面図であり、筐体１２、熱交換器コア４０および円筒形の外板６２の間の同軸の構成を示す。いくつかの実施形態では、血液処理装置１０は、概略的に示される熱交換器要素７４ならびに概略的に示されるガス交換器要素７６を含む。

[0052]いくつかの実施形態では、熱交換器要素７４は、水などの加熱流体が中を流れることのできるいくつかの中空糸を含む。血液は、中空糸の周りを中空糸を越えて流れ、それによって適切に加熱され得る。いくつかの実施形態では、中空糸はポリマーであり得る。いくつかの場合では、金属繊維が使用され得る。他の実施形態によると、熱交換器要素７４は、代替として、血液との熱伝達を容易にする金属製の蛇腹、またはかなりの表面積を有する他の構造体（たとえばフィン）を含み得る。いくつかの実施形態では、中空糸はポリウレタン、ポリエステルまたは任意の他の適切なポリマーもしくはプラスチック材料
から形成され得る。様々な実施形態によれば、中空糸は約０．２ミリメートルから１．０ミリメートルの間、または、より具体的には、約０．２５ミリメートルから０．５ミリメートルの間の外径を有する。中空糸は織られて、たとえば、幅が約８０ミリメートルから約２００ミリメートルの範囲であり得るマットにされ得る。いくつかの実施形態では、このマットは十字形の形態に配置される。

[0053]いくつかの実施形態では、ガス交換器要素７６は、酸素などのガスが中を流れることができる複数の微多孔中空糸を含み得る。血液は、中空糸の周りを中空糸を越えて流れ得る。濃度勾配のために、酸素は微多孔中空糸を通って血液の中へ拡散し、一方、二酸化炭素は中空糸の中へ拡散し、血液から出る。いくつかの実施形態では、中空糸は、ポリプロピレン、ポリエステルまたは任意の他の適切なポリマーもしくはプラスチック材料から作製される。様々な実施形態によれば、中空糸は約０．３８ミリメートルの外径を有する。他の実施形態によると、微多孔中空糸は、約０．２ミリメートルから１．０ミリメートルの間、より具体的には約０．２５ミリメートルから０．５ミリメートルの間の直径を有する。中空糸は織られて、たとえば、幅が約８０ミリメートルから約２００ミリメートルの範囲であり得るマットにされ得る。いくつかの実施形態では、このマットは十字形の形態である。

[0054]図８に示すように、血液入口１８を通って血液処理装置１０に入る血液は、血液が熱交換器要素７４の中の中空糸を越えて中空糸の周りを流れるように、コア開口５４を通って径方向に向けられる。血液の流れの少なくともいくらかが円筒形の外板６２の内表面７２に衝突し、熱交換器コア４０の外表面５２に向かって径方向に戻される。そうして、血液の流れの少なくともいくらかが、コア肋材５６および５８によって径方向外向きに向けられる。血液は、外板開口７０に到達し円筒形の外板６２と筐体１２との間の空間に入るまで径方向に行き来し続ける。いくつかの実施形態では、熱交換器要素７４を通る径方向の流れおよび長さ方向の流れを組み合わせることによって改善された熱伝達が達成され得る。外板開口７０から出る血液は、ガス交換器要素７６を越えてガス交換器要素７６の周りを流れ、最終的に、血液出口２０を通って血液処理装置１０から出る。

[0055]図８は、上述の要素の相対的な向きを示す血液処理装置１０の断面図である。図示のように、熱交換器コアが中央に配置され、熱交換器要素７４が熱交換器コア４０の周りに同軸に配設される。円筒形の外板６２が、熱交換器要素７４の周りに同軸に配設され、続いて、ガス交換器要素７６および筐体１２が配設される。いくつかの実施形態では、熱交換器コア４０は、熱交換器要素７４を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように構成されるコア肋材５６および５８を有し得る。いくつかの実施形態では、円筒形の外板６２は、熱交換器要素７４を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように構成される１つまたは複数の径方向に配設される外板肋材８０を有し得る。

[0056]図９は、本発明の一実施形態による血液処理装置９０の断面図である。血液処理装置９０は、血液処理装置１０と同様であるが、修正されたガス交換器の部分を含む。いくつかの実施形態では、筐体１２の内表面は、ガス交換器要素７６を通りガス交換器要素７６を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように構成される１つまたは複数の筐体肋材９２を含む。いくつかの実施形態では、円筒形の外板６２の外表面は、ガス交換器要素７６を通りガス交換器要素７６を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように構成される１つまたは複数の外板肋材９４を含む。いくつかの実施形態では、ガス交換器要素７６を通る径方向の流れおよび長さ方向の流れを組み合わせることによって改善されたガス伝達が達成され得る。

[0057]いくつかの実施形態では、コア肋材５６および５８、外板肋材８０ならびに／ま
たは筐体肋材９２などの肋材は、それらが延在する表面と対向側の表面との間の距離の約１０パーセントから約７０パーセントにわたって延在し得る。いくつかの実施形態では、肋材は前述の距離の約２５パーセントから約５０パーセントにわたって延在し得る。例を示すために、コア肋材５６および５８は、熱交換器コア４０と円筒形の外板６２との間の距離の約１０パーセントから約７０パーセント、または約２５パーセントから約５０パーセントにわたって延在し得る。いくつかの実施形態では、肋材は、そこから延在する表面と、約３０度から約９０度の範囲である角度を形成し得る。いくつかの実施形態では、肋材は約４５度から約６０度の角度を形成し得る。いくつかの実施形態では、肋材は、約０．２ミリメートルから約３ミリメートルの範囲である高さおよび約０．５ミリメートルから約１０ミリメートルの範囲である幅を有し得る。

[0058]図１０は、本発明の一実施形態による血液処理装置１００の断面図である。血液処理装置１００は上述のものと同様であるが、熱交換器を通る血液の流れがらせん状の成分を有する。血液処理装置１００は、１つまたは複数のコア開口１０４を含む熱交換器コア１０２を有する。血液は、１つまたは複数のコア開口１０４を通り、上述のようにいくつかの中空糸を含み得る熱交換器要素１０６に入る。血液は、１つまたは複数の外板開口１０８を通って熱交換器要素１０６を出て、次に、血液出口２０を通って出る前にガス交換器要素１１２を通って長さ方向に通過する。

[0059]図１０に示すように、熱交換器要素１０６に入る血液が、ガス交換器要素１１２へと出る前に熱交換器要素１０６の長さを通過するように、コア開口１０４および外板開口１０８は長さ方向に間隔を置いて配置される。コア開口１０４および外板開口１０８は、互いに径方向に間隔を置いて配置される。図１１に概略的に示されるように、たとえば、コア開口１０４は互いから約１８０度間隔を置いて配置され得る。外板開口１０８は、また、互いに約１８０度間隔を置いて配置され、さらに、コア開口１０４から約１８０度だけ径方向に偏位され得る。結果として、熱交換器要素１０６を通過する血液は、熱交換器要素１０６の中の中空糸の中および中空糸の周りにらせん状の流路を経る。

[0060]様々な修正例および追加例が、本発明の範囲から逸脱することなく議論される例示的な実施形態に対して行われ得る。たとえば、上述の実施形態は特定の特徴に言及しているが、本発明の範囲は、上述の特徴の全ては含まない特徴および実施形態の異なる組み合わせを有する実施形態も含む。

１０ 血液処理装置
１２ 筐体
１４ 第１端部キャップ
１６ 第２端部キャップ
１８ 血液入口
２０ 血液出口
２２ ガス入口
２４ ガス出口
２６ 熱交換器流体入口
２８ 熱交換器流体出口
３２ 環状のリング
３４ 環状のリング
３６ 環状のリング
４０ 熱交換器コア
４２ 第１端部
４４ 第２端部
４６ 環形の部分
４８ 円錐形の偏向面
５０ 仕切板
５２ 外表面
５４ コア開口
５６ 第１の径方向に配設されるコア肋材
５８ 第２の径方向に配設されるコア肋材
６０ 長さ方向に延在する肋材
６２ 円筒形の外板
６４ 第１端部
６６ 第２端部
６８ 外表面
７０ 外板開口
７２ 内表面
７４ 熱交換器要素
７６ ガス交換器要素
８０ 外板肋材
９０ 血液処理装置
９２ 筐体肋材
９４ 外板肋材
１００ 血液処理装置
１０２ 熱交換器コア
１０４ コア開口
１０６ 熱交換器要素
１０８ 外板開口
１１２ ガス交換器要素

Claims (20)

1. 血液入口および血液出口を有する筐体であって、前記血液入口が前記筐体の内部へと延在する筐体と、
   前記筐体内に配置される熱交換器コアであって、前記筐体の第１端部の近くに配置されるコア開口を含み、前記コアは、前記血液入口から前記熱交換器コアの外部へと流れる血液に前記筐体の軸に対して径方向の流れの成分を与えるように構成される熱交換器コアと、
   熱交換器の流体が熱交換器の中空糸を通って流れ、前記コア開口からの血液が熱交換器の中空糸を横切って流れ得るように、前記熱交換器コアの周りに配設される熱交換器の中空糸と、
   前記熱交換器コアの周りに同軸に延在する円筒形の外板であって、前記筐体の第２端部の近くに配置される環形の外板開口を含み、前記コア開口を通るすべての血液が前記外板開口を通って流れ出て、これにより、前記円筒形の外板の外部へと流れる血液に長さ方向の血液の流れの成分を与える、円筒形の外板と、
   ガスがガス交換器の中空糸を通って流れ、前記環形の外板開口からの血液がガス交換器の中空糸を横切って流れ得るように、前記円筒形の外板の周りに配設されるガス交換器の中空糸とを備える血液処理装置。
2. 前記熱交換器コアの外表面が、前記熱交換器の中空糸を横切る血液の流れに対して前記径方向の成分を与えるように構成される１つまたは複数の前記径方向に配設されるコア肋材を含む、請求項１に記載の血液処理装置。
3. １つまたは複数の前記径方向に配設される外板肋材が配設された内表面を前記円筒形の外板が含み、前記１つまたは複数の前記径方向に配設される外板肋材が、前記熱交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して前記径方向の成分を与えるように構成される、請求項１に記載の血液処理装置。
4. 前記熱交換器コアが、前記血液入口と前記コア開口との間に配設される円錐形の偏向面を含み、前記円錐形の偏向面が、前記コア開口を出る血液の流れの軌跡に対して前記径方向の成分を与える、請求項１に記載の血液処理装置。
5. １つまたは複数の前記径方向に配設される筐体肋材が配設された内表面を前記筐体が含み、前記１つまたは複数の前記径方向に配設される筐体肋材が、前記ガス交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して前記径方向の成分を与えるように構成される、請求項１に記載の血液処理装置。
6. 前記コア開口が、１８０度離間して配設された一対のコア開口を備え、前記環形の外板開口が、前記熱交換器の中空糸を横切って流れる血液の流れの軌跡を変えるために、１８０度離間して配設され且つ前記一対のコア開口から前記径方向に偏位した一対の外板開口を備える、請求項１に記載の血液処理装置。
7. 前記筐体に固定された第１端部キャップをさらに備え、前記血液入口が前記第１端部キャップと一体的に形成される、請求項１に記載の血液処理装置。
8. 前記第１端部キャップと一体的に形成されたガス入口をさらに備え、前記ガス入口が、前記ガス交換器の中空糸の内部と流体連通している、請求項７に記載の血液処理装置。
9. 前記筐体に固定された第２端部キャップをさらに含み、前記第２端部キャップが、前記第２端部キャップと一体的に形成された熱交換器流体入口と、前記第２端部キャップと一体的に形成された熱交換器流体出口とを含み、前記熱交換器流体入口および熱交換器流体出口が、前記熱交換器の中空糸の内部とそれぞれ流体連通している、請求項１に記載の血液処理装置。
10. 前記第２端部キャップと一体的に形成されたガス出口をさらに含み、前記ガス出口が、前記ガス交換器の中空糸の内部と流体連通している、請求項９に記載の血液処理装置。
11. 血液入口および血液出口を有する筐体であって、前記血液入口が前記筐体の内部へと延在する筐体と、
    前記筐体の中に配設された熱交換器コアであって、外表面と、前記筐体の第１端部の近くに配置されるコア開口と、を含み、前記コアは、前記血液入口から前記熱交換器コアの外部へと流れる血液に前記筐体の軸に対して径方向の流れ成分を与えるように構成され、前記熱交換器コアの外表面は、前記熱交換器の中空糸を横切る血液の流れに対して前記径方向成分を与えるように構成された１つまたは複数の前記径方向に配置されたコア肋材と、前記熱交換器コアの外表面の長さ方向の血液流れを促進する１つまたは複数の長さ方向に配置されたコア肋材と、を含む熱交換器コアと、
    熱交換器の流体が熱交換器の中空糸を通って流れ、前記コア開口からの血液が前記熱交換器の中空糸を横切って流れ得るように、前記熱交換器コアの周りに配設される熱交換器の中空糸と、
    前記熱交換器コアの周りに同軸に延在する円筒形の外板であって、前記筐体の第２端部の近くに配置される環形の外板開口を含み、前記コア開口を通るすべての血液が前記環形の外板開口を通って流れ出て、これにより、前記円筒形の外板の外部へと流れる血液に長さ方向の血液の流れの成分を与える、円筒形の外板と、
    ガスがガス交換器の中空糸を通って流れ、前記環形の外板開口からの血液が前記ガス交換器の中空糸を横切って流れ得るように、前記円筒形の外板の周りに配設されるガス交換器の中空糸とを備える、血液処理装置。
12. １つまたは複数の前記径方向に配設される外板肋材が配設された内表面を前記円筒形の外板が含み、前記１つまたは複数の前記径方向に配設される外板肋材が、前記熱交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して前記径方向の成分を与えるように構成される、請求項１１に記載の血液処理装置。
13. 前記熱交換器コアが、前記血液入口と前記コア開口との間に配設される円錐形の偏向面を含み、前記円錐形の偏向面が、前記コア開口を出る血液の流れの軌跡に対して前記径方向の成分を与える、請求項１１に記載の血液処理装置。
14. 前記円錐形の偏向面が血液を特定の方向に向けるのを助ける仕切板を含む、請求項１３に記載の血液処理装置。
15. １つまたは複数の前記径方向に配設される筐体肋材が配設された内表面を前記筐体が含み、前記１つまたは複数の前記径方向に配設される筐体肋材が、前記ガス交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して前記径方向の成分を与えるように構成される、請求項１１に記載の血液処理装置。
16. 前記コア開口が、１８０度離間して配設された一対のコア開口を備え、前記環形の外板開口が、前記熱交換器の中空糸を横切って流れる血液の流れの軌跡を変えるために、１８０度離間して配設され且つ前記一対のコア開口から前記径方向に偏位した一対の外板開口を備える、請求項１１に記載の血液処理装置。
17. 前記筐体に固定された第１端部キャップをさらに備え、前記血液入口が前記第１端部キャップと一体的に形成される、請求項１１に記載の血液処理装置。
18. 前記第１端部キャップと一体的に形成されたガス入口をさらに備え、前記ガス入口が、前記ガス交換器の中空糸の内部と流体連通している、請求項１７に記載の血液処理装置。
19. 前記筐体に固定された第２端部キャップをさらに含み、前記第２端部キャップが、前記第２端部キャップと一体的に形成された熱交換器流体入口と、前記第２端部キャップと一体的に形成された熱交換器流体出口とを含み、前記熱交換器流体入口および熱交換器流体出口が、前記熱交換器の中空糸の内部とそれぞれ流体連通している、請求項１１に記載の血液処理装置。
20. 前記第２端部キャップと一体的に形成されたガス出口をさらに含み、前記ガス出口が、前記ガス交換器の中空糸の内部と流体連通している、請求項１９に記載の血液処理装置。

Images