JPH0223310Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は医療用熱交換器に関するものである。
詳しく述べると本考案は、体外循環において体外
へ導出された血液を所望の温度に維持するために
用いられる医療用熱交換器に関するものである。

（従来の技術） 体外循環は、一般に心臓手術、特に開心術の補
助的手段として用いられている。開心術の補助的
手段としての体外循環においては、体内より脱血
された血液が人工肺へと送られ酸素加されて再び
体内へと返還されるが、例えば、小児の複雑心奇
形や成人での大動脈瘤手術においては、超低体温
体外循環もしくは中等度体温体外循環法などが採
用されており、体外へと導き出された血液を冷却
することが行なわれていた。このように体外循環
においては、体外に導出された血液を一定温度に
保持する、あるいは冷却ないしは加温することが
必要とされ、この目的のため従来より体外循環回
路中には熱交換器が設けられている。

体外循環回路に用いられる熱交換器１０１とし
ては、各種のタイプのものが開発されているが、
例えば、第６〜７図に示すように、第１流体流通
空間１０２内に該第１流体流通空間１０２とは液
密に区画された第２流体流通空間となる内部空間
１０３を有する多数の熱交換用管体１０４が該第
１流体流通空間１０２の長手方向に沿つて配置さ
れてなる多管型熱交換器は、熱交換効率が高く非
常にコンパクトなものに設計可能であるため医療
用熱交換器として有望なものである。なお第１流
体流通空間１０２が円筒状のものとなされた場
合、第１流体流通空間１０２に第１流体を導入す
る第１流体導入管１０５および第１流体流通空間
１０２より第１流体を導出する第１流体導出管１
０６は、第６〜７図に示すように、第１流体流通
空間１０２の軸直角断面の中心部を通る直線にほ
ぼ沿つて外部よりそれぞれ延長されて第１流体流
通空間１０２に連通されているものとされてい
る。

このような多管型熱交換器１０１を用いて血液
と熱交換媒体との間で熱交換を行なう際、第１流
体流通空間１０２に熱交換媒体を流通し、第２流
体流通空間、すなわち、熱交換用管体１０４の内
部空間１０３に血液を流通させると、血液を熱交
換媒体に対して比較的均一に分布させかつ比較的
一定の接触時間を保ち得るために全ての血液に対
しほぼ均等な熱交換を行なうことができるが、血
液導入における圧力損失が高くまた体外循環が長
時間にわたる場合においては熱交換用管体１０４
の内部空間１０３で血液の凝固が生じ熱交換用管
体１０３の閉塞ないしは狭窄の恐れも高いものと
なつてしまうものであつた。これとは逆に、第１
流体流通空間１０２に血液を流通させ、第２流体
流通空間、すなわち、熱交換用管体１０４の内部
空間１０３に熱交換媒体を流通させると、前記し
たように血液流路の閉塞ないしは狭窄の問題は実
質的に生じずまた血液導入による圧力損失も比較
的小さいものとすることができるが、前記したよ
うに第１流体導入管１０５および第１流体導入管
１０６が第１流体流通空間１０２の軸直角断面の
中心部を通る直線にほぼ沿つて外部より延長され
第１流体流通空間１０２に連通する構成を有する
ために血液は主として第１流体流通空間１０２の
中心部へと向い、第１流体流通空間１０２内にお
ける血液流が均一とならず局部的に異なるものと
なり、このため、比較的血液流の高い部位におい
ては内部空間１０３に熱交換媒体の流通する熱交
換用管体１０４との血液の接触は充分とならず熱
交換が過少に行なわれ、一方、比較的血液流の低
い部位においては熱交換用管体１０４との血液の
接触が必要以上のものとなり熱交換が過大に行な
われることとなる。これはさらに第６〜７図に示
すように熱交換用管体１０４が血液流通空間１０
２の全体にわたり配置されていると、血液導入管
１０５より導入される血液は血液流通空間１０２
に流入した時点で、熱交換用管体１０４に直ちに
接触することとなり、血液流は血液流通空間１０
２の全体に均等化される機会が与えられないため
にさらに顕著なものとなる。このように熱交換器
を通過される全ての血液に対し均等な熱交換がで
きないと、血液の温度分布にばらつきが生じさら
に血液に対して熱交換が過大もしくは過少に行な
われることにより血液成分への悪影響を及ぼす恐
れがあり好ましいものとは言い難かつた。

（考案が解決しようとする問題点） したがつて本考案は改良された医療用熱交換器
を提供することを目的とする。本考案はまた、体
外循環において体外へ導出された血液を所望の温
度に維持することのできる医療用熱交換器を提供
することを目的とする。本考案はさらに、血液と
熱交換媒体との熱交換を均一に行なうことがで
き、かつ血液に対する損傷の少ない医療用熱交換
器を提供することを目的とする。本考案はさらに
また、血液導入における圧力損失が低くかつ非常
にコンパクトな医療用熱交換器を提供することを
目的とする。本考案はさらに、人工肺との一体化
が可能である医療用熱交換器を提供することを目
的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記諸目的は、円筒状の血液流通空間内に、該
血液流通空間とは液密に区画された内部空間を有
する多数の熱交換用管体が該血液流通空間の長手
方向に沿つて配置されてなり、該熱交換用管体の
管壁を介して血液流通空間を流通する血液と熱交
換用管体の内部空間を流通する熱交換媒体との熱
交換を行なう医療用熱交換器において、前記血液
流通空間内に血液を導入する血液導入管および前
記血液流通空間内から血液を導出する血液導出管
が、血液流通空間の長手方向に垂直でかつ血液流
通空間の周面に接する直線にほぼ沿つて外部より
それぞれ延長されて血液流通空間に連通されてお
り、また熱交換用管体は、血液導入管の軸線を含
む血液流通空間軸直角断面において血液導入管の
２本の内周線と血液流通空間の周面円との２つ交
点を結ぶ線分にほぼ平行でかつ同等ないしはやや
長い弦有する弓形に囲まれた部位を血液流通空間
の軸線方向に延長して形成される空間部位および
血液導出管の軸線を含む血液流通空間軸直角断面
において血液導出管の２本の内周線と血液流通空
間の周面円との２つの交点を結ぶ線分にほぼ平行
でかつ同等ないしはやや長い弦を有する弓形に囲
まれた部位を血液流通空間の軸線方向に延長して
形成される空間部位除く血液流通空間全体にわた
り均一に離間配置されていることを特徴とする医
療用熱交換器により構成される。

本発明はまた、両端に閉塞された円筒状のハウ
ジング内に、多数の熱交換用管体をハウジングの
長手方向に沿つて相互に離間配置し、この複数の
熱交換用管体の両端部に設けた隔壁によりそれぞ
れの熱交換用管体の開口を閉塞することなく該熱
交換用管体をハウジング側壁に液密に保持すると
共にハウジング内部を３つの空間に区画してな
り、この両隔壁とハウジング側壁と熱交換用管体
外壁とでハウジング中央部位に形成される血液流
通空間に、血液導入管および血液導出管をそれぞ
れ連通させ、また前記血液流通空間と液密に区画
され熱交換用管体の内部空間に連通するハウジン
グ端部位に形成される２つの熱交換媒体流通空間
の一方に熱交換媒体流入管を他方に熱交換媒体流
出管をそれぞれ連通してなる医療用熱交換器を示
すものである。本考案はまた血液導入管が一方の
隔壁の近傍より血液流通空間に連通し、また血液
導出管が他方の隔壁の近傍より血液流通空間に連
通するものである医療用熱交換器を示すものであ
る。本考案はさらに血液導入管と血液導出管と
は、血液流通空間の周面において約180゜回転させ
た位置関係にあることを特徴とする医療用熱交換
器を示すものである。本考案はまた、血液流通空
間内において熱交換用管体の配置されない２つの
空間部位は血液流通空間の40％未満の容積である
医療用熱交換器を示すものである。

（作用） しかして本考案の医療用熱交換器１は、第１〜
３図に示すように、円筒状の血液流通空間２内
に、該血液流通空間２とは液密に区画された内部
空間３を有する多数の熱交換用管体４が該血液流
通空間２の長手方向に沿つて配置されてなり、該
熱交換用管体４の管壁を介して血液流通空間２を
流通する血液と熱交換用管体４の内部空間３を連
通する熱交換媒体との熱交換を行なう医療用熱交
換器１において、血液流通空間２内に血液を導入
する血液導入管５および血液流通空間２から血液
を導出する血液導出管６が、血液流通空間２の長
手方向に垂直でかつ血液流通空間２の周面に対す
る直線にほぼ沿つて外部よりそれぞれ延長されて
血液流通空間２に連通されており、また熱交換用
管体４は、血液導入管５の軸線を含む血液流通空
間軸直角端面において血液導入管５の２本の内周
線l₁，l₂と血液流通空間の周面円ｓとの２つの交
点c₁，c₂を結ぶ線分d₁にほぼ平行でかつ同等ない
しはやや長い弦d₂を有する弓形に囲まれた部位を
血液流通空間２の軸線方向に延長して形成される
空間部位２ａおよび血液導出管６の軸線を含む血
液流通空間軸直角断面において血液導出管６の２
本の内周線l₃，l₄と血液流通空間２の周面円ｓと
の２つの交点c₃，c₄を結ぶ線分d₃にほぼ平行でか
つ同等ないしはやや長い弦d₄を有する弓形に囲ま
れた部位を血液流通空間の軸線方向に延長して形
成される空間部位２ｂを除く血液流通空間２全体
にわたり均一に離間配置されていることを最大の
特徴とするものである。

このように血液導入管５および血液導出管６を
血液流通空間２の長手方向に垂直でかつ血液流通
空間２の周面に接する直接にほぼ沿つて外部より
それぞれ延長して血液流通空間２に連通すると、
血液導入管５より導入される血液には血液流通空
間２の周面に沿い血液流通空間２を旋回しようと
する流れが生じ、また血液導入管５の血液流通空
間２への連通開口はより大きなものとなりさらに
連通開口の前面には熱交換用管体の存在ないし空
間があることとなるために血液導入管５より導入
される血液は血液流通空間全体にわたり略均等化
されるように流入し、血液流通空間２内を流通す
る血液は、血液流通空間２の中央部、すなわち、
血液導入管５の連通口と血液導出管６の連通口と
を結ぶ略直線上に位置する特定の熱交換用管体４
群にのみに主として接触することなく血液流通空
間２内に配置された熱交換用管体４のほぼ全体に
わたり均等に接することとなり、また同様に血液
導出管６の血液流通空間２への連通開口はより大
きなものとなりさらに連通開口の前面には熱交換
用管体４の存在しない空間があるために血液流通
空間２のいずれの部位を流れてきた血液もほぼ均
等に血液導出管６より導出されることとなる。こ
のため血液流通空間２内で局部的に熱交換が過大
もしくは過少となることなく均一な熱交換を行な
うことができる。さらに本考案の熱交換器におい
ては、血液が熱交換用管体４の外部を流通するも
のであり、かつ上述したように血液導入管５の血
液流通空間２への連通開口はより大きなものとな
りさらに連通開口の前面には熱交換用管体４の存
在しない空間があるため、血液が血液流通空間２
内に導入される際の圧力損失も大きくなく、また
血液成分の損傷も少ないものである。

（実施例） 以下、本考案を実施例に基づきより詳細に説明
する。

第１図は本考案の医療用熱交換器の一実施例の
構造を示す一部断面斜視図であり、第２図は同実
施例の軸直角断面図であり、また第３図は同実施
例の軸方向断面図である。

本実施例の医療用熱交換器においては、第１〜
３図に示すようにハウジング本体７とその両解放
端部を閉鎖する端板８ａ，８ｂにより構成される
両端の閉塞された円筒状のハウジング９内に、多
数の熱交換用管体４をハウジング９の長手方向に
沿つて相互に離間配置し、この複数の熱交換用管
体４の両端部に設けた隔壁１０ａ，１０ｂにより
それぞれの熱交換用管体４の開口を閉塞すること
なく該熱交換用管体４をハウジング９側壁に液密
に保持している。同時にこの隔壁１０ａ，１０ｂ
はハウジング９内部を３つの空間に区画してお
り、この両隔壁１０ａ，１０ｂとハウジング９側
壁と熱交換用管体４外壁とで囲まれたハウジング
９の中央部位が血液流通空間２に、またこの血液
流通空間２と液密に区画された、一方の隔壁１０
ａまたは１０ｂとハウジング９端部壁および側壁
とで囲まれたハウジング端部位が２つの熱交換媒
体流通空間１１ａ，１１ｂになる。この２つの熱
交換媒体流通空間１１ａ，１１ｂは共に、血液流
通空間２とは液密に区画された熱交換用管体４の
内部空間３に連通している。そしてこのように形
成される血液流通空間２には血液導入管５および
血液導出管６が連通され、また一方の熱交換媒体
流通空間１１ａには熱交換媒体流出管１２が、他
方の熱交換媒体流通空間１１ｂには熱交換媒体流
入管１３がそれぞれ連通されている。

しかして本実施例の医療用熱交換器１において
は、前記血液導入管５および血液導出管６は、ハ
ウジング９の長手方向に垂直でかつハウジング９
の周面に接する直線にほぼ沿つて外部より延長さ
れて、すなわち、血液流通空間２の長手方向に垂
直でかつ血液流通空間２の周面に接する直線にほ
ぼ沿つて外部よりそれぞれ延長されて血液流通空
間２に連通されている。なお、血液導入管５およ
び血液導出管６は血液流通空間２の長手方向に垂
直でかつ血液流通空間２の周面に接する直線に厳
密に沿つて外部より延長されている必要はなく、
血液流通空間２を流通する血液に血液流通空間２
の周面に沿うような流れを有効に与えることがで
きるものであればある程度該直線よりずれるもの
であつてもよい。また血液導入管５および血液導
出管６は、少なくとも血液流通空間２に連通する
直前の部位において、血液流通空間２の長手方向
に垂直でかつ血液流通空間２の周面に接する直線
にほぼ沿うものであればよく、それより後方の部
位の方向性は任意である。さらにこれらの血液導
入管５および血液導出管６の配置位置は特に限定
されるものではないが、血液流通空間２内に挿通
された熱交換用管体４の内部空間を流通する熱交
換媒体と血液流通空間２内を流通する血液との有
効な熱交換を行なうために、血液流通空間２に互
いに離れた位置から連通されることが必要であ
り、好ましくは、第１図および第３図に示すよう
に血液導入管５が一方の隔壁１０ａまたは１０ｂ
の近傍より血液流通空間２に連通し、また血液導
出管６が他方の隔壁１０ｂまたは１０ａの近傍よ
り血液流通空間２に連通するものであることが望
ましく、さらに第１図および第２図に示すように
血液導入管５と血液導出管６とは、血液流通空間
２の周面において約180゜回転させた位置関係にあ
ることが望ましい。

加えて本考案の医療用熱交換器１において血液
流通空間２の長手方向に沿つて配置される熱交換
用管体４は、第２図に示すように血液導入管５の
軸線を含む血液流通空間軸直角断面において血液
導入管５の２本の内周線l₁，l₂と血液流通空間の
周面円ｓとの２つの交点c₁，c₂を結ぶ線分d₁にほ
ぼ平行でかつ同等ないしはやや長い弦d₂有する弓
形に囲まれた部位を血液流通空間２の軸線方向に
延長して形成される空間部位２ａおよび同様に血
液導出管６の軸線を含む血液流通空間軸直角断面
において血液導出管６の２本の内周線l₃，l₄と血
液流通空間２の周面円ｓとの２つの交点c₃，c₄を
結ぶ線分d₃にほぼ平行でかつ同等ないしはやや長
い弦d₄を有する弓形に囲まれた部位を血液流通空
間２の軸線方向に延長して形成される空間部位２
ｂを除く血液流通空間２全体にわたり均一に離間
配置されている。すなわち、血液流通空間２内に
は血液導入管５および血液導出管６の連通開口の
前面に血液流通空間２の全長にわたり熱交換用管
体４の存在しない空間部位２ａ，２ｂが設けられ
ている。従つて血液導入管５から血液流通空間２
内に流入した血液は空間部位２ａにおいて血液流
通空間２の円周方向および長手方向に均等にひろ
がり、血液流通空間２の熱交換用管体４の存在す
る部位２ｃを通過する際に熱交換用管体４群に接
触し、さらに熱交換用管体４の存在する部位２ｃ
を通過した血液は血液導出管６に至るまで空間部
位２ｂを流れるために血液流通空間２の円周方向
および長手方向のいずれを通過してきたものも熱
交換用管体４との接触はほぼ均等に保たれ血液導
出管６より導出される。このように熱交換用管体
２の存在しない空間部位２ａ，２ｂは血液流通空
間２内に設けられた熱交換用管体４に対する血液
の通過流量を略均等化する一種の血液流調整室と
して作用する。

なおこのように血液流調整室として作用する空
間部位２ａを血液導入管５の軸線を含む血液流通
空間軸直角断面において血液導入管５の２本の内
周線l₁，l₂と血液流通空間の周面円ｓとの２つの
交点c₁，c₂を結ぶ線分d₁にほぼ平行でかつ同等な
いしはやや長い弦d₂有する弓形に囲まれた部位を
血液流通空間２の軸線方向に延長して形成される
形状とし、また空間部位２ｃを同様に血液導出管
６の軸線を含む血液流通空間軸直角断面において
血液導出管６の２本の内周線l₃，c₄と血液流通空
間２の周面円ｓとの２つの交点c₃，c₄を結ぶ線分
d₃にほぼ平行でかつ同等ないしはやや長い弦d₄を
有する弓形に囲まれた部位を血液流通空間２の軸
線方向に延長して形成される形状とするのは、そ
れぞれの空間部位２ａ，２ｂを血液導入管５もし
くは血液導出管６の血液流通空間２への連通開口
に対してあまりにも傾いたものとする、すなわ
ち、線分d₁もしくはd₃と大きく傾きの異なる弦を
有する弓形に囲まれた部位を血液流通空間２の軸
線方向に延長して形成される形状とすると熱交換
用管体４の配置される空間部位２ｃを必要以上に
狭いものとしてしまうのみならず、血液流の偏在
を招く恐れがあるために好ましくなく、また弦d₂
もしくはd₄を線分d₁もしくはd₃（血液導入管５も
しくは血液導出管６の血液流通空間２への連通開
口の内径に相当する）よりあまりにも大きいもの
とすると熱交換用管体の配置される空間部位２ｃ
を必要以上に狭いものとしてしまうために好まし
くないためである。しかしながら、空間部位２
ａ，２ｂの断面形状である弓形の弦d₂，d₄は厳密
に線分d₁，d₃と平行なものである必要はなく、血
液導入管５もしくは血液導出管６の血液流通空間
２への連通開口の前面にて血液流通空間２の円周
方向にほぼ均等に血液流を配分できるものであれ
ばある程度傾きの異なるものであつてもよい。ま
た弦d₂，d₄の長さは、有効な空間部位２ａ，２ｂ
を形成するために少なくとも線分d₁，d₃と同じ長
さが必要であるが、その上限としては弦d₂，d₄の
傾きによつても異なるために規定することは難し
いが該弦d₂，d₄を有する弓形の弧の長さが血液流
通空間２の周円の長さの2/3以下のものであるこ
とが望ましい。さらにこのような熱交換用管体４
の存在しない空間部位２ａ，２ｂを血液流通空間
２内に設けることにより当然に血液流通空間２内
に配置される熱交換用管体４の本数は減少する
が、空間部位２ａ，２ｂを上記のごとき形状のも
のとすれば熱交換用管体の減少による熱交換効率
の低下は実質的に見られず、さらに熱交換用管体
４の配置されない２つの空間部位２ａおよび２ｂ
が血液流通空間２の10％未満の容積であると熱交
換効率の低下はほとんどなくなる。

実際に、半径55.6mm、長さ80mmの円筒状の血液
流通空間２に上記のごとく配置された内径12mmの
血液導入管５および血液導出管６を連通し、さら
にそれらの連通開口の前面の上記のごとき形状を
有し、合せて血液流通空間２の10％の容積に相当
する空間部位２ａ，２ｂを除き、血液流通空間２
全体に内径2.14mm、外径2.38mmの熱交換用管体４
223本を均等に離間配置してなる熱交換器と、
空間部位２ａ，２ｂを設けずこれらの部位にも他
の部位と同様に熱交換用管体４を配置した（熱交
換用管体の本数253本）以外は同様の構成を有す
る熱交換器に、血流量４／分で送血し熱交換効
率ηを調べたところ、いずれもη＝0.4で性能に
差異はなく、また圧力損失は前者の熱交換器にお
いては１mmH₂O、後者の熱交換器においては５
mmH₂Oであり、熱交換用管体４を配置しない空
間部位２ａ，２ｂを設けた場合の優位性が実証さ
れた。

このような構成を有する本考案の医療用熱交換
器１は、各種の体外循環回路中に好適に組入られ
使用されるが、非常にコンパクトでかつ高い性能
を有するために、例えば第４図および第５図に示
すように人工肺および貯血槽と一体化された人工
肺装置となされることにより好適に用いられる。

第４図および第５図に示す態様例において、人
工肺２１は、円筒状のハウジング本体２２とその
両解放端部を閉鎖する取付けカバー２３ａ，２３
ｂとからなるハウジングを具備してなり、ハウジ
ング内には全体に広がつて多数の中空糸膜２４が
ハウジングの長手方向に沿つて並列的に相互に離
間配置されている。そしてこの中空糸膜２４の両
端部はそれぞれの開口が閉塞されない状態で隔壁
２５ａ，２５ｂによりハウジング本体２２に液密
に保持されている。また、一方の取付けカバー２
３ａとハウジング本体２２と隔壁２５ａとで形成
される中空糸膜の内部空間に連通するガス流入空
間２６にはガス流入ポート２７が、他方の取付け
カバー２３ｂとハウジング本体２２と隔壁２５ｂ
とで形成される中空糸膜の内部空間に連通するガ
ス流通空間２８にはガス流通ポート２９がそれぞ
れ連通して設けられている。さらに、ハウジング
本体２２内壁と両隔壁２５ａ，２５ｂと中空糸膜
２４外壁とで構成される血液室３０には血液流入
管３１および血液流出管３２が連通して設けられ
ている。

この態様例において示される人工肺２１は、中
空糸膜２４の内部空間に空気等の酸素含有ガスを
吹送し中空糸膜１４の外側に血液を流してガス交
換を行なうタイプのものであるが、この他の中空
糸膜も内部空間に血液を流し中空糸膜の外側に酸
素含有ガスを流してガス交換を行なうタイプのも
のあるいはガス交換膜が平膜型のタイプのものな
どの人工肺も用いられる。このような人工肺のう
ち好ましくは、本態様例において示されるような
中空糸膜の外側に血液を流すタイプのものであ
り、このタイプの人工肺を用いれば、圧力損失が
少ないため循環回路中の人工肺の前に送血ポンプ
を設ける必要はなく、人体からの落差のみによる
脱血にて血液を人工肺にさらには貯血槽に送るこ
とが可能となる。

そして、この人工肺２１の血液流入管３１には
第５図に示すように医療用熱交換器１の血液導出
管６が接続管３３を介在して液密に連通されてい
る。接続管３３と人工肺２１の血液流入管３１お
よび医療用熱交換器１の血液導出管６との液密な
接続は、例えば、ねじ嵌合、テーパー嵌合、Ｏリ
ングを介しての嵌合などの液密な嵌合あるいは、
超音波ないしは高周波接着、接着剤を介しての接
着などの液密な接着などにより行なわれるが、も
ちろん同様な接続手段により人工肺２１の血液流
入管３１と医療用熱交換器１の血液導出管６とを
直接液密に接続してもよい。なお本態様例の医療
用熱交換器１は、第１〜３図に示される実施例の
医療用熱交換器１と血液導入管５および血液導出
管の配置位置に若干の異なりはあるものの実質的
には同一のものである。さらに本態様例の医療用
熱交換器１の血液導入管５には体外循環回路に接
続される血液入口ポート３４の他に、手術中に出
血した血液を体外循環回路中に導入するためのカ
ーデイオトミー入口ポート３５が設けられてお
り、さらに血液導入管５には温度測定用プローブ
挿入口３６が設けられている。また熱交換媒体流
入管１３および熱交換媒体流出管１２には、先端
部に水入口ポート（図示せず）または水出口ポー
ト３７を備えた可撓性を有する延長管３８がそれ
ぞれ接続されている。

一方、人工肺２１の血液流出管３２には貯血槽
４１の血液導入口４２が接続管３９を介して液密
に接続されている。接続管３９と人工肺２１の血
液流出管３２および貯血槽４１の血液導入口４２
との液密な接続は、接続管３３と人工肺２１の血
液流入管３１および医療用熱交換器１の血液導出
管６との液密な接続の場合と同様にして行なわれ
る。人工肺２１に接続されるこの貯血槽４１は、
血液導入口４２、該血液導入口４２に連通しかつ
血液導入口４２とほぼ落差のない底面を有する血
液流入部４３、該血液流入部４３に連通し血液流
入部４３より漸次下垂する底面を有する貯血部４
４および該貯血部４４の下部に設けられた血液導
出口４５を有する硬質部材より形成されるハウジ
ング４６内に該血液流入部４３の血液流路を全幅
域にわたつて横切る消泡部材４７を設けてなるも
のである。またこの貯血槽４１には、体外循環回
路に接続される血液導出口４５のほかに、心臓静
脈に送血する回路へと接続されるカーデイオプレ
ギアポート４８が貯血部４４の下部に連通して設
けられており、さらに貯血槽４１内の血液の温度
を測定するための温度測定用プローブ挿入口４９
も設けられている。

このように医療用熱交換器１および貯血槽４１
を人工肺２１と一体化した人工肺装置において、
人体より脱血された血液はまず、医療用熱交換器
１内へ血液導入管５より流入する。前記したよう
に血液導入管５および血液導出管６を血液流通空
間２の長手方向に垂直でかつ血液流通空間２の周
面に接する直線にほぼ沿つて外部よりそれぞれ延
長して血液流通空間２に連通しているため、血液
導入管５より血液流通空間２に導入される血液に
は血液流通空間２の周面に沿い血液流通空間２を
旋回しようとする流れが生じ、かつ前記したよう
に血液導入管５および血液導出管６の血液流通空
間２への連通開孔の前面には熱交換用管体４の存
在しない空間部位２ａ，２ｂが設けられているた
めに、血液流通空間２内を流通する血液は、血液
流通空間２の中央部、すなわち、血液導入管５の
連通口と血液導出管６の連通口とを結ぶ略直線上
に位置する特定の熱交換用管体４群にのみに主と
して接触することなく血液流通空間２内に配置さ
れた熱交換用管体４のほぼ全体にわたり均等に接
することとなる。従つて、熱交換媒体流入管１３
より熱交換媒体流通空間１１ａへ流入され連通す
る熱交換用管体４の内部空間３を通り熱交換媒体
流通空間１１ｂへ至り熱交換媒体流出管１２より
流出される熱交換媒体である水との、血液流通空
間２内における熱交換用管体４の管壁を介しての
熱交換は効率よくかつ均一に行なわれ、所望の温
度に加温または冷却された血液は血液導出管６よ
り熱交換器１外部へと導出され、血液導出管６と
液密に連通された人工肺２１の血液流入管３１よ
り人工肺２１へと送られる。そして人工肺２１の
血液流入管３１より流入した血液は血液室３０を
通る間に中空糸膜２４を介して中空糸膜２４の内
部を流通する酸素含有ガスとガス交換を行ない、
血液中の過剰な二酸化炭素が除去され消費された
酸素が添加される。酸素を添加された血液は、人
工肺２１の血液流出管３２から流出し、連通する
貯血槽４１の血液導入口４２から貯血槽４１内に
流入する。血液導入口４２から連通する血液流入
部４３に流れ、血液流入部４３の途中に設けられ
た消泡部材４７へ至つた血液は、該消泡部材４７
を通過する間に血液中に含まれている気泡が消泡
部材４７の発泡体のセルに接触し複数の気泡が合
体して成長し血液中より貯血槽４１内部の上方空
間へと移動することにより、脱泡され、さらに連
通する貯血部４４へと移動し、一時的に貯血部４
４に貯溜されたのち、貯血部４４の下部に設けら
れた血液導出口４５より導出され人体へと送血さ
れる。

（発明の効果） 以上述べたように本考案の医療用熱交換器は、
円筒状の血液流通空間内に、該血液流通空間とは
液密に区画された内部空間を有する多数の熱交換
用管体が該血液流通空間の長手方向に沿つて配置
されてなり、該熱交換用管体の管壁を介して血液
流通空間を流通する血液と熱交換用管体の内部空
間を流通する熱交換媒体との熱交換を行なう医療
用熱交換器において、前記血液流通空間内に血液
を導入する血液導入管および前記血液流通空間内
から血液を導出する血液導出管が、血液流通空間
の長手方向に垂直でかつ血液流通空間の周面に接
する直線にほぼ沿つて外部よりそれぞれ延長され
て血液流通空間に連通されており、また熱交換用
管体は、血液導入管の軸線を含む血液流通空間軸
直角断面において血液導入管の２本の内周線と血
液流通空間の周面円との２つ交点を結ぶ線分にほ
ぼ平行でかつ同等ないしはやや長い弦を有する弓
形に囲まれた部位を血液流通空間の軸線方向に延
長して形成される空間部位および血液導出管の軸
線を含む血液流通空間軸直角断面において血液導
出管の２本の内周線と血液流通空間の周面円との
２つの交点を結ぶ線分にほぼ平行でかつ同等ない
しはやや長い弦を有する弓形に囲まれた部位を血
液流通空間の軸線方向に延長して形成される空間
部位除く血液流通空間全体にわたり均一に離間配
置されていることを特徴とするものであるから、
血液流通空間内を流通する血液を血液流通空間内
に均等に分布させることができ、これにより熱交
換器を通過される全ての血液に対し均等な熱交換
を行なうことができ、さらに血液の温度分布にば
らつきが生じて血液に対して熱交換が過大もしく
は過少に行なわれることにより血液成分への悪影
響を及ぼすこともなく、安定した性能を示すもの
であり、血液流通における圧力損失の少ないもの
である。

さらに本考案の医療用熱交換器が、両端の閉塞
された円筒状のハウジング内に、多数の熱交換用
管体をハウジングの長手方向に沿つて相互に離間
配置し、この複数の熱交換用管体の両端部に設け
た隔壁によりそれぞれの熱交換用管体の開口を閉
塞することなく該熱交換用管体をハウジング側壁
に液密に保持すると共にハウジング内部を３つの
空間に区画してなり、この両隔壁とハウジング側
壁と熱交換用管体外壁とでハウジング中央部位に
形成される血液流通空間に血液導入管および血液
導出管をそれぞれ連通させ、また前記血液流通空
間と液密に区画され熱交換用管体の内部空間に連
通するハウジング端部位に形成される２つの熱交
換媒体流通空間の一方に熱交換媒体流入管を他方
に熱交換媒体流出管をそれぞれ連通してなるもの
であると、コンパクトな容量で高い性能を有する
ものとすることができることから、例えば人工肺
と一体化されて好適に用いられることができ、ま
た血液導入管が一方の隔壁の近傍より血液流通空
間に連通し、また血液導出管が他方の隔壁の近傍
より血液流通空間に連通するものであり、さらに
血液導入管と血液導出管とは、血液流通空間の周
面において約180゜回転させた位置関係にあり、さ
らに血液流通空間内において熱交換用管体の配置
されない２つの空間部位は血液流通空間の40％未
満の容積であるものであるとより効率のよい熱交
換を行なえるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の医療用熱交換器の一実施例の
構造を示す一部断面斜視図、第２図は同実施例の
軸直角断面図、第３図は同実施例の軸方向断面
図、第４図は本考案の医療用熱交換器の別の実施
例を組入れた人工肺装置の一部断面正面図、第５
図は同人工肺装置における医療用熱交換器と人工
肺の斜視図、第６図は従来の熱交換器の構造を示
す軸直角断面図であり、また第７図は同従来例の
軸方向断面図である。 １……医療用熱交換器、２……血液流通空間、
２ａ，２ｂ……熱交換用管体の存在しない空間部
位、２ｃ……熱交換用管体の存在する空間部位、
３……内部空間、４……熱交換用管体、５……血
液導入管、６……血液導出管、７……ハウジング
本体、８ａ，８ｂ……端板、９……ハウジング、
１０ａ，１０ｂ……隔壁、１１ａ，１１ｂ……熱
交換媒体流通空間、１２……熱交換媒体流出管、
１３……熱交換媒体流入管、２１……人工肺、４
１……貯血槽。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 円筒状の血液流通空間内に、該血液流通空間
   とは液密に区画された内部空間を有する多数の
   熱交換用管体が該血液流通空間の長手方向に沿
   つて配置されてなり、該熱交換用管体の管壁を
   介して血液流通空間を流通する血液と熱交換用
   管体の内部空間を流通する熱交換媒体との熱交
   換を行なう医療用熱交換器において、前記血液
   流通空間内に血液を導入する血液導入管および
   前記血液流通空間内から血液を導出する血液導
   出管が、血液流通空間の長手方向に垂直でかつ
   血液流通空間の周面に接する直線にほぼ沿つて
   外部よりそれぞれ延長されて血液流通空間に連
   通されており、また熱交換用管体は、血液導入
   管の軸線を含む血液流通空間軸直角断面におい
   て血液導入管の２本の内周線と血液流通空間の
   周面円との２つの交点を結ぶ線分にほぼ平行で
   かつ同等ないしはやや長い弦を有する弓形に囲
   まれた部位を血液流通空間の軸線方向に延長し
   て形成される空間部位および血液導出管の軸線
   を含む血液流通空間軸直角断面において血液導
   出管の２本の内周線と血液流通空間の周面円と
   の２つの交点を結ぶ線分にほぼ平行でかつ同等
   ないしはやや長い弦を有する弓形に囲まれた部
   位を血液流通空間の軸線方向に延長して形成さ
   れる空間部位を除く血液流通空間全体にわたり
   均一に離間配置されていることを特徴とする医
   療用熱交換器。 (2) 両端の閉塞された円筒状のハウジング内に、
   多数の熱交換用管体をハウジングの長手方向に
   沿つて相互に離間配置し、この複数の熱交換用
   管体の両端部に設けた隔壁によりそれぞれの熱
   交換用管体の開口を閉塞することなく該熱交換
   用管体をハウジング側壁に液密に保持すると共
   にハウジング内部を３つの空間に区画してな
   り、この両隔壁とハウジング側壁と熱交換用管
   体外壁とでハウジング中央部位に形成される血
   液流通空間に血液導入管および血液導出管をそ
   れぞれ連通させ、また前記血液流通空間と液密
   に区画され熱交換用管体の内部空間に連通する
   ハウジング端部位に形成される２つの熱交換媒
   体流通空間の一方に熱交換媒体流入管を他方に
   熱交換媒体流出管をそれぞれ連通してなる実用
   新案登録請求の範囲第１項に記載の医療用熱交
   換器。 (3) 血液導入管が一方の隔壁の近傍より血液流通
   空間に連通し、また血液導出管が他方の隔壁の
   近傍より血液流通空間に連通するものである実
   用新案登録請求の範囲第２項に記載の医療用熱
   交換器。 (4) 血液導入管と血液導出管とは、血液流通空間
   の周面において約180゜回転させた位置関係にあ
   ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項〜第３項のいずれかに記載の医療用熱交換
   器。 (5) 血液流通空間内において熱交換用管体の配置
   されない２つの空間部位は血液流通空間の40％
   未満の容積である実用新案登録請求の範囲第１
   項〜第４項のいずれかに記載の医療用熱交換
   器。