JPS6237994B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 技術分野 本発明は、体外血液循環において、血液中の二
酸化炭素を除去し、血液中に酸素を添加する中空
糸型人工肺に関する。

先行技術 従来、人工肺は、大別して、気泡型と膜型に分
類される。積層型、コイル型、中空糸型等の膜型
人工肺は、気泡型人工肺に比較して、溶血、蛋白
変性、血液凝固、血球付着等の血液損傷が少な
く、機構上生体肺に非常に近いものとして広く認
識されている。

しかしながら、上記膜型人工肺の気泡型人工肺
に対する優位性にもかかわらず、膜型人工肺のも
つ以下の欠点により、現在の開心術に用いられる
人工肺としては気泡型人工肺が主流となつてい
る。

すなわち、従来の膜型人工肺は、平坦膜もしく
は中空糸膜の内部に画成される血液の流路内を、
血液が層流で流れるようになつている。したがつ
て、血液が乱流状態下でガス交換せしめられる場
合に比して、膜面積当りの酸素添加能が低く、一
定のガス交換性能を得るためには用いる膜面積を
大とする必要がある。

また、現在の膜型人工肺において、十分な酸素
添加能を得るためには、血流層を薄くする必要が
あることから、血液の流路が狭く、大きな流路抵
抗を生ずることから、患者と人工肺との落差によ
つて人工肺における血液の潅流を達成可能とす
る、いわゆる落差潅流を行なうことができない。
したがつて、膜型人工肺を用いる血液回路は、第
１図に示すように、人工肺１の入側すなわち静脈
側にポンプ２を配置する必要がある。なお、第１
図において３は貯血槽、４は熱交換器である。し
かしながら、上記第１図の血液回路においては、
ポンプ２の出口付近の圧力が送血カテーテル部分
の圧力損失と人工肺の圧力損失との和を超える大
きさとなつて、送血側回路内圧が上昇するという
問題がある。

また、人工肺を用いる場合には、第１図に示し
たように、貯血槽３を用いて、体外循環中血液を
備蓄し、気泡が流入した場合に除去したり、万一
チユーブ折れ等により静脈脱血が不十分な場合ま
たは血液漏出があつたような時にも、ある程度の
血液を保てるようにする必要がある。また、熱交
換器４を用いて、低体温法による手術時に、血液
温度を低下させたり逆に加温もしくは保温する必
要がある。しかしながら、従来の膜型人工肺にあ
つては、人工肺１と独立に貯血槽３および熱交換
器４を血液回路内に設けていることから、回路構
成が複雑化し、回路のセツトアツプおよびプライ
ミング時の泡抜きに手間を要する。また、プライ
ミング量および血液充填量が多量となることか
ら、生体内の血液の希釈化を軽減化すべく予め人
工肺に充填されるプライミング液中に予備輸血を
行なう必要を生ずる。特に、体重の小なる幼児、
小児に用いるべき人工肺の許容血液充填量は低い
値となることから、上記のような回路全体の血液
充填量を極力少量とすることが望まれていた。

発明の目的 本発明は、単位膜面積当りのガス交換効率を向
上可能とするとともに、患者と人工肺との落差に
よる血液の潅流すなわち落差潅流を可能とし、か
つ用いられる血液回路の血液充填量を小とする状
態で、血液温度を調整可能とする中空糸型人工肺
を提供することを目的とする。

発明の構成 上記目的を達成するものは、ハウジングと該ハ
ウジング内に収納されたガス交換用の中空糸膜の
集合体と、該中空糸膜の両端部を開口させた状態
で上記ハウジングに液密に支持する一対の隔壁
と、該隔壁の一方の外側に上記中空糸膜の内部空
間に連通する酸素を含むガスのガス流入ポートを
設け、該ガス流入ポートから流入した酸素を含む
ガスが一方の隔壁より中空糸膜内部に流入した後
他方の隔壁より流出するようにし、さらに上記一
対の隔壁と上記ハウジング内壁および上記中空糸
膜外壁とで形成される血液室と、上記ハウジング
側壁の一方の隔壁近傍において血液室と連通する
血液流入ポートと、上記ハウジング側壁の他方の
隔壁近傍において血液室と連通する血液流出ポー
トと、上記血液室内に設けられ両端を支持された
開口する細管束からなり、細管内を血液流路と
し、細管の周囲に熱媒体を流通できるように構成
された熱交換機構部とを有する中空糸型人工肺で
ある。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記血
液室が、血液流出ポート側に貯血槽を有するよう
にしたものである。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記熱
交換機構部が血液流出ポート側の血液室内にある
ようにしたものである。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記熱
交換機構部が前記血液室の前記貯血槽内にあるよ
うにしたものである。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記熱
交換機構部が血液流入ポート側の血液室内にある
ようにしたものである。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記貯
血槽が外部と連通するガスベントをもつようにし
たものである。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記貯
血槽外壁が剛性材質からなるようにしたものであ
る。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記中
空糸膜が内部と外部を連通する微小細孔を多数有
するようにしたものである。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記ハ
ウジングが中空糸膜を収容する内筒部と、内筒部
の一部を包囲して内筒部との間に貯血槽を形成す
る外筒部とからなり、中空糸膜を支持する一方の
隔壁を内筒部に保持し、他方の隔壁を外筒部に保
持するようにしたものである。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記ハ
ウジングが、中空糸膜を収容する内筒部と、内筒
部の一部を包囲して内筒部との間に貯血槽を形成
する外筒部とからなり、中空糸膜を支持する両隔
壁を内筒部に保持するようにしたものである。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記ハ
ウジングの血液流入ポートが連通する部分の内面
が、ハウジングの中間部分の内面より外方に拡張
した内面であつて、中空糸膜の集合体外周部との
間に環状の血液流路を形成するようにしたもので
ある。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記ハ
ウジングの拡張された内面が、中空糸膜の集合体
に対して、血液流入ポートとの連通口を含む方向
に偏心配置され、血液流入ポートとの連通口を臨
む血液流路の流路面積がより大とされているよう
にしたものである。

さらに、上記目的を達成するものは、ハウジン
グと該ハウジング内に収納されたガス交換用の中
空糸膜の集合体と、該中空糸膜の両端部を開口さ
せた状態で上記ハウジングに液密に支持する一対
の隔壁と、該隔壁の一方の外側に上記中空糸膜の
内部空間に連通する酸素を含むガスのガス流入ポ
ートを設け、該ガス流入ポートから流入した酸素
を含むガスが一方の隔壁より中空糸膜内部に流入
した後他方の隔壁より流出するようにし、さらに
上記一対の隔壁と上記ハウジング内壁および上記
中空糸膜外壁とで形成される血液室と、上記ハウ
ジング側壁の一方の隔壁近傍において血液室と連
通する血液流入ポートと、上記ハウジング側壁の
他方の隔壁近傍において血液室と連通する血液流
出ポートと、上記血液室内に設けられた内部に熱
媒体を流通できる管状体からなる熱交換機構部と
を有する中空糸型人工肺である。

発明の具体的説明 第２図は本発明に係る中空糸型人工肺が適用さ
れてなる血液回路を示す回路図、第３図は本発明
の第１実施例に係る人工肺５０を示す斜視図、第
４図は同人工肺５０を示す断面図、第５図は第４
図の−線に沿う断面図である。

第２図に示すように、本発明が適用される血液
回路には、静脈側から動脈側に向けて、人工肺５
０およポンプ１１が介装される。

人工肺５０は第３図ないし第５図に示すように
構成される。すなわち、人工肺５０のハウジング
５１は、内筒部５２と外筒部５３とからなり、両
者はポリカーボネート、アクリル樹脂、アクリル
−スチレン共重合樹脂等の剛性材質から形成され
ている。内筒部５２には、中空糸膜５４の集合体
５５が収納されている。中空糸膜５４の両端部
は、該両端部を開口させた状態で、内筒部５２の
上下両端部に保持されている隔壁５６，５７を介
して内筒部５２に液密に支持されている。内筒部
５２の両端部にはヘツダー５８，５９が接合され
ている。ヘツダー５８の内面と隔壁５６とは、中
空糸膜５４の内部空間に連通するガス流入室５８
Ａを画成し、ヘツダー５８には酸素を含むガスの
ガス流入ポート６０が形成されている。ヘツダー
５９の内面と隔壁５７とは、中空糸膜５４の内部
空間に連通するガス流出室５９Ａを画成し、ヘツ
ダー５９には酸素を含んでいたガスのガス流出ポ
ート６１が形成されている。すなわち、人工肺５
０にあつては、ガス流入ポート６０から供給され
る酸素、空気等のガスを中空糸膜５４内に流通可
能としている。なお、上記ヘツダー５９は特に設
けず、ガス流出室５９Ａおよびガス流出ポート６
１を形成することなく、中空糸膜５４から流出す
るガスを大気中に直接的に放出せしめても良い。

また、ハウジング５１、中空糸膜５４の外面、
隔壁５６，５７とは血液室６２を画成し、血液室
６２には血液流入ポート６３が連通せしめられて
いる。すなわち、人工肺５０にあつては、血液流
入ポート６３から供給される血液を血液室６２に
おいて中空糸膜５４の周囲を乱流状態で流通さ
せ、ガス交換を行なうことを可能としている。

ここで、上記ハウジング５１を形成する内筒部
５２の血液流入ポート６３が連通する部分の内面
は、内筒部５２の中間部分の内面より外方に拡張
した内面であつて、中空糸膜５４の集合体５５と
の間に、第５図に示すような環状の血液流路６３
Ａを形成し、血液流路６３Ａを臨む集合体５５の
全周囲から各中空糸膜５４に血液を円滑に分配可
能としている。また、上記内筒部５２の拡張され
た内面は、集合体５５に対して、血液流入ポート
６３を含む方向に偏心配置され、血液流入ポート
６３を臨む血液流路６３Ａの流路面積がより大と
されている。すなわち、上記血液流路６３Ａの流
路面積を血液流入ポート６３から遠ざかるに従つ
て漸減し、血液流路６３Ａからの血液の分配量を
集合体５５の周方向において均一化し、血液室６
２において上向する血液の流量を、集合体５５の
周方向に関して均一化可能としている。

また、上記ハウジング５１においては、その外
筒部５３が内筒部５２の上端側部分を内包し、内
筒部５２と外筒部５３との間に、血液室６２の一
部としての貯血槽６４を形成している。外筒部５
３に内包される内筒部５２の側壁には、周方向に
間隔をおいて窓状の連絡路６５が開口され、内筒
部５２の内部空間と貯血槽６４とを連通可能とし
ている。また、外筒部５３の上部には、通気性か
つ菌不透過性のフイルター６６Ａを備えるガスベ
ント６６が形成され、使用時の細菌による人工肺
５０の汚染を防止し、かつ貯血槽６４内を常に大
気圧に保つことを可能としている。なお、貯血槽
６４の側面には血液の貯留量を表示する目盛が刻
設されている。また、貯血槽６４の容積は、万一
のチユーブ折れ等によつて静脈脱血が不十分とな
つたり、血液漏出を生ずる場合にも、ある程度の
血流を保てるような容積、すなわち安全性確保の
意味から予定している体外循環血液量（ml／
min）の半分程度の血液を貯留しても、その貯留
血液の上面が連絡路６５の下辺部より下方に位置
するような大きさに設定されている。すなわち、
貯血槽６４の容積が上記のように設定されること
により、血液流入ポート６３から血液室６２を上
向するように血液を流す時、血液は連絡路６５の
下辺部をオーバーフローして貯血槽６４に流下し
て貯留し、したがつて、貯血槽６４内の貯留血液
が血液室６２内を上向する血液に圧力を加えるこ
とのないようになつている。

更に、上記貯血槽６４には、血液室６２の一部
を形成する熱交換槽６７を介して、血液流出ポー
ト６８が連通されている。熱交換槽６７には熱交
換機構部６９が収納されている。熱交換機構部６
９は、熱交換槽６７内の一対の隔壁７０，７１に
より両端を支持され、貯血槽６４側と血液流出ポ
ート６８側の両側に開口する細管７２の束を有
し、細管７２内を血液流路とし、隔壁７０，７１
と細管７２の外壁とで熱媒体の流路を形成してい
る。この熱媒体の流路には温冷水流入ポート７３
Ａおよび温冷水流出ポート７３Ｂが接続されてい
る。なお、細管７２は、熱伝導率の高いステンレ
ス管、アルミニユウム管等によつて形成される。
すなわち、人工肺５０にあつては、熱交換槽６７
において、血液温度の低下させたり、逆に加温も
しくは保温することを可能としている。

ここで、中空糸膜５４としては、マイクロポー
ラス膜が用いられている。すなわち、中空糸膜５
４は、多孔性ポリオレフイン系樹脂、例えばポリ
プロピレン、ポリエチレンといつたものからな
り、特にポリプロピレンが好適である。この中空
糸膜５４は、壁の内部と外部を連通する多数の細
孔を有している。細孔の内径は100〜1000μ、肉
厚は10〜50μ、平均孔径は200〜2000Å、かつ空
孔率は20〜80％である。このマイクロポーラス膜
からなる中空糸膜５４を用いる場合には、気体の
移動が堆積流として行なわれるため、気体の移動
における膜抵抗が少なくなり、高いガス交換性能
を得ることが可能となる。なお、中空糸膜５４
は、必ずしもマイクロポーラス膜によらず、気体
の移動を溶解、拡散によつて行なうシリコーン製
膜等を用いるものであつても良い。

ところで、隔壁５６，５７は、以下のような遠
心注入法によつて形成されている。すなわち、ま
ずハウジング５１の長さより長い多数の中空糸膜
５４を用意し、この両開口端を粘度の高い樹脂に
よつて目止めをした後、ハウジング５１の内筒部
５２内に並べて位置せしめる。この後中空糸膜５
４の各両端を完全に覆つて、ハウジング５１の長
手方向に定めた回転中心回りに、ハウジング５１
の中心軸を回転の半径方向に置く状態下でハウジ
ング５１を回転させながら、高分子ポツテイング
材を流入する。流し終つて樹脂が内筒部５２の両
端部においてそれぞれ硬化すれば、樹脂の外端面
部を鋭利な刃物で切断して中空糸膜５４の両開口
端を表面に露出させることによつて、隔壁５６，
５７を形成している。したがつて、隔壁５６，５
７の血液室６２を臨む表面は、第４図に示すよう
な円筒状凹面となる。

上記第１実施例に係る人工肺５０によれば、中
空糸膜５４の内径部をガス流路とするとともに、
中空糸膜５４の周囲に血液室６２を形成したの
で、血液は血液室６２内において乱流状態下でガ
ス交換を行なうこととなり、また、中空糸膜５４
の内外径の差分だけ血液と接する膜面積が増加す
ることになり、人工肺５０における膜面積当りの
酸素添加能が向上し、一定性能を得るために必要
な膜面積を小とすることが可能となる。

また、血液室６２が形成する血液の流路を狭小
化されていないことから、血液室６２内における
血液の流路抵抗が小となり、第２図の血液回路に
示したように、患者と人工肺５０の落差によつて
血液を人工肺５０内で潅流することが可能とな
る。したがつて、送血側回路内圧は、送血カテー
テル部分の圧力のみとなり、溶血の抗進、回路接
続部の破損等の可能性が排除される。

また、血液室６２における血液の流路が、前述
のように狭小化されていないことから、プライミ
ング時における泡抜きを迅速かつ容易に行なうこ
とが可能となる。

また、中空糸膜５４としてマイクロポーラス膜
を用い、血液中の水蒸気が中空糸膜５４内に透過
しても、中空糸膜５４の周囲を37℃程度の血液が
流れていることから、中空糸膜５４内に透過した
水蒸気が装置内で結露を生ずることなく、中空糸
膜５４の有効膜面積が低下してガス交換性能を低
下させることがない。更に、人工肺５０内に血液
室６２の一部としての貯血槽６４および熱交換槽
６７を形成したので、回路構成を第２図に示した
ように気泡型人工肺におけると同様に単純化する
ことが可能となり、回路のセツトアツプ、プライ
ミング時の泡抜きを迅速容易に行なうことが可能
となる。また、人工肺５０が用いられる血液回路
のプライミング量、血液充填量が小となり、予め
人工肺５０に充填される生理食塩水等のプライミ
ング液中に予備輸血を行なう必要が少なくなる。
特に、体重が小で、用いるべき人工肺の許容血液
充填量が低い値である幼児、小児等に対して有効
である。

なお、上記第１実施例においては、中空糸膜５
４の上下両端を支持する両隔壁５６，５７を内筒
部５２に保持させたが、中空糸膜の上端を支持す
る隔壁を外筒部に保持させるようにしてもよい。

第６図は、本発明の第２実施例に係る人工肺８
０を示す斜視図である。人工肺８０のハウジング
８１は内筒部８２と外筒部８３とからなつてい
る。内筒部８２には、中空糸膜８４の集合体８５
が収納されている。中空糸膜８４の両端部は、内
筒部８２の上下両端部に保持されている隔壁８
６，８７を介して内筒部８２に液密に支持されて
いる。内筒部８２の両端部にはヘツダー８８，８
９が接合されている。ヘツダー８８の内面と隔壁
８６とは、人工肺５０におけると同様に、ガス流
入室を画成し、ヘツダー８８にはガス流入ポート
９０が形成されている。また、ヘツダー８９の内
面と隔壁８７とは、人工肺５０におけると同様
に、ガス流出室を画成し、ヘツダー８９にはガス
流出ポート９１が形成されている。また、ハウジ
ング８１の内壁、中空糸膜８４の外壁、隔壁８
６，８７は血液室９２を画成し、内筒部８２の下
端側には血液流入ポート９３が形成されている。
すなわち、人工肺８０にあつては、ガス流入ポー
ト９０から供給される酸素、空気等のガスを中空
糸膜８４内に流通可能とするとともに、血液流入
ポート９３から供給される血液を血液室９２にお
いて中空糸膜８４の周囲を乱流状態で流通させ、
ガス交換を行なうことを可能としている。

また、上記人工肺８０においては、内筒部８２
と外筒部８３との間に、血液室９２の一部として
の貯血槽９４が形成されている。外筒部８３に内
包される内筒部８２の側壁には、周方向に間隔を
置いて窓状の連絡路９５が開口され、内筒部８２
内の血液室９２と貯血槽９４とを連通可能として
いる。外筒部８３の上部には、貯血槽９４に連通
するガスベント９６が設けられている。また、外
筒部８３の下部には、貯血槽９４に連通する血液
流出ポート９４Ａが形成されている。すなわち、
貯血槽９４は、人工肺５０の貯血槽６４における
と同様に、ガス交換された血液を貯留可能として
いる。

更に、上記人工肺８０の貯血槽９４は、熱交換
槽９７としても機能し、熱交換機構部９８を収容
している。熱交換機構部９８は、熱交換槽９７内
の一対の隔壁９９，１００により両端を支持され
る細管１０１の束からなり、細管１０１は両隔壁
９９，１００の貯血槽９４に対する外面側に開口
し、細管１０１内を熱媒体の流路としている。こ
の熱媒体の流路には、温冷水流入ポート１０２Ａ
および温冷水流出ポート１０２Ｂが接続されてい
る。すなわち、熱交換槽９７は、ガス交換された
血液を冷却、加温もしくは保温可能としている。

したがつて、上記第２実施例に係る人工肺８０
によれば、前記人工肺５０におけると同様に、中
空糸膜８４の単位膜面積当りのガス交換効率を向
上可能とするとともに、患者と人工肺８０との落
差による血液の潅流すなわち落差潅流を可能と
し、かつ血液室９２の一部として貯血槽９４およ
び熱交換槽９７を有することにより、用いられる
血液回路の血液充填量を小とすることが可能とな
る。

第７図は、本発明の第３実施例に係る人工肺１
１０を示す斜視図である。人工肺１１０は、前記
第２実施例に係る人工肺８０と略同一であり、同
一機能部分は同一符号を付すことによつて説明を
省略する。この人工肺１１０が、人工肺８０にお
けると異なる点は、熱交換槽９７の内部に、人工
肺８０におけるとは異なる熱交換機構部１１１を
設けた点にある。この熱交換機構部１１１は、コ
イル状に巻かれた管状体１１２からなり、温冷水
流入ポート１１３Ａと温冷水流出ポート１１３Ｂ
を備えている。

上記人工肺１１０によれば、前記人工肺５０に
おけると同様に、中空糸膜８４の単位膜面積当り
のガス交換効率を向上可能とするとともに、患者
と人工肺１１０との落差による血液の潅流すなわ
ち落差潅流を可能とし、かつ血液室９２の一部と
して貯血槽９４および熱交換槽９７を有すること
により、用いられる血液回路の血液充填量を小と
することが可能となる。

第８図は、本発明の第４実施例に係る人工肺１
２０を示す斜視図である。人工肺１２０のハウジ
ング１２１は、内筒部１２２と外筒部１２３とか
らなつている。内筒部１２２には中空糸膜１２４
の集合体１２５が収容されている。中空糸膜１２
４の両端部は内筒部１２２の上下両端部に保持さ
れている隔壁１２６，１２７を介して内筒部１２
２に液密に支持されている。内筒部１２２の両端
部にはヘツダー１２８，１２９が接合されてい
る。ヘツダー１２８の内面と隔壁１２７とは、前
記人工肺５０におけると同様に、ガス流入室を画
成し、ヘツダー１２８にはガス流入ポート１３０
が形成されている。また、ヘツダー１２９の内面
と隔壁１２６とは、前記人工肺５０におけると同
様に、ガス流出室を画成し、ヘツダー１２９には
ガス流出ポート１３１が形成されている。また、
ハウジング１２１の内壁、中空糸膜１２４の外
壁、隔壁１２６，１２７は血液室１３２を画成
し、内筒部１２２の下端側には連通部１３３Ａを
介して血液流入ポート１３３が接続されている。
すなわち、人工肺１２０にあつては、ガス流入ポ
ート１３０から供給される酸素、空気等のガスを
中空糸膜１２４内に流通するとともに、血液流入
ポート１３３から供給される血液を血液室１３２
において中空糸膜１２４の周囲を乱流状態で流通
させ、ガス交換を行なうことを可能としている。

更に、上記人工肺１２０においては、ハウジン
グ１２１を形成する内筒部１２２と外筒部１２３
の間に、血液室１３２の一部としての貯血槽１３
４を形成している。外筒部１２３に内包される内
筒部１２２の側壁には、周方向に間隔を置いて窓
状の連絡路１３５が開口され、内筒部１２２内の
血液室１３２と貯血槽１３４とを連通可能として
いる。また、外筒部１２３の上部には、貯血槽１
３４に連通するガスベント１３６が設けられてい
る。また、外筒部１２３の下部には、貯血槽１３
４に連通する血液流出ポート１３４Ａが形成され
ている。すなわち、貯血槽１３４は、人工肺５０
における貯血槽６４と同様に、ガス交換された血
液を貯留可能としている。

更に、ハウジング１２１における、血液流入ポ
ート１３３と連通路１３３Ａとの間は、血液室１
３２の一部を構成し、熱交換機構部１３５を内蔵
する熱交換槽１３６とされている。熱交換機構部
１３５は、熱交換槽１３６内の一対の隔壁１３
７，１３８により両端を支持され、血液流入ポー
ト１３３側および連通路１３３Ａ側の両方に開口
する細管１３９の束からなり、細管１３９の内部
空間を血液流路とし、隔壁１３７，１３８および
細管１３９の外壁とによつて熱媒体の流路を形成
している。この熱媒体の流路には、温冷水流入ポ
ート１４０Ａと温冷水流出ポート１４０Ｂが接続
されている。

したがつて、上記第４実施例に係る人工肺１２
０によれば、前記人工肺５０におけると同様に、
中空糸膜１２４の単位膜面積当りのガス交換効率
を向上可能とするとともに、患者と人工肺１２０
との落差による血液の潅流すなわち落差潅流を可
能とし、かつ血液室１３２の一部として貯血槽１
３４および熱交換槽１３６を備えることにより、
用いられる血液回路の血液充填量を小とすること
が可能となる。

なお、本発明における熱交換機構部は、第１実
施例におけるように血液流出ポート側に設け、ま
たは第２および第３実施例におけるように貯血槽
内に設けるのが望ましい。なぜならば、血液が酸
素化される前に熱交換部を設けると、落差によつ
て与えられる重力が損失し、落差潅流に悪影響を
与えるからである。ただし、第４実施例における
ように中空状の熱交換機構部を用いれば、上記損
失は少なく、十分使用可能である。また、熱交換
機構部を貯血槽内もしくは血液流出ポート側に設
ける方が、外気温の影響を受けにくく、熱交換効
率の点でも好ましい。

なお、本発明における熱交換機構部を形成する
細管として、第９図に示すようなフイン１４１を
備える細管１４２を用いても良い。

また、本発明において熱交換機構部を設置する
血液室部分として、例えば前記第１実施例に係る
人工肺５０における環状の血液流路６３Ａ部分を
選定しても良い。

発明の具体的作用効果 以上のように、本発明に係る中空糸型人工肺
は、ハウジングと該ハウジング内に収納されたガ
ス交換用の中空糸膜の集合体と、該中空糸膜の両
端部を開口させた状態で上記ハウジングに液密に
支持する一対の隔壁と、該隔壁の一方の外側に上
記中空糸膜の内部空間に連通する酸素を含むガス
のガス流入ポートを設け、該ガス流入ポートから
流入した酸素を含むガスが一方の隔壁より中空糸
膜内部に流入した後他方の隔壁より流出するよう
にし、さらに上記一対の隔壁と上記ハウジング内
壁および上記中空糸膜外壁とで形成される血液室
と、上記ハウジング側壁の一方の隔壁近傍におい
て血液室と連通する血液流入ポートと、上記ハウ
ジング側壁の他方の隔壁近傍において血液室と連
通する血液流出ポートと、上記血液室内に設けら
れ両端を支持された開口する細管束からなり、細
管内を血液流路とし、細管の周囲に熱媒体を流通
できるように構成された熱交換機構部とを有する
ようにしたので、血液の乱流状態下でガス交換を
行い、単位膜面積当りのガス交換効率を向上可能
とするとともに、血液室内における血液の流入抵
抗を小とし、患者と人工肺との落差による血液の
潅流を可能とし、更に血液室内に熱交換機構部を
設けることによつて血液回路を短くし、全体の血
液充填量を小とする状態で、血液温度を調整する
ことが可能となる。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記血
液室が、血液流出ポート側に貯血槽を有するもの
とすることにより、血液回路を短縮化して、血液
回路の血液充填量をより小とすることが可能とな
る。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記熱
交換機構部が、血液流出ポート側の血液室内にあ
るものとすることにより、上述の効果を有すると
ともに、落差により血液に与えられた重力を損失
することもない。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記熱
交換機構部が、前記血液室の前記貯血槽内にある
ものとすることによつても上記と同様の効果を得
られる。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記貯
血槽が外部と連通するガスベントをもつものとす
ることにより、貯血槽内を常に大気圧に保つこと
が可能となる。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記貯
血槽外壁が、剛性材質からなるものとし、更に目
盛表示を行うことにより、体外循環血液量の変動
を容易に確認できる。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記中
空糸膜が内部と外部を連通する微小細孔を多数有
するものとすることにより、気体の移動における
膜抵抗を小とし、ガス交換性能を向上することが
可能となる。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記ハ
ウジングが、中空糸膜を収容する内筒部と、内筒
部の一部を包囲して内筒部との間に貯血槽を形成
する外筒部とからなり、中空糸膜を支持する一方
の隔壁を内筒部に保持し、他方の隔壁を外筒部に
保持するようにすることにより、比較的単純な構
造とすることが可能となる。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記ハ
ウジングが、中空糸膜を収容する内筒部と、内筒
部の一部を包囲して内筒部との間に貯血槽を形成
する外筒部とからなり、中空糸膜を支持する両隔
壁を内筒部に保持するようにすることにより、よ
り単純な構造とし、製作容易とすることが可能と
なる。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記ハ
ウジングの血液流入ポートが連通する部分の内面
が、ハウジングの中間部分の内面より外方に拡張
した内面であつて、中空糸膜の集合体外周部との
間に環状の血液流路を形成することにより、血液
流路が臨む集合体の全周囲から各中空糸膜に血液
を円滑に分配することが可能となる。

また、本発明に係る中空糸型人工肺は、前記ハ
ウジングの拡張された内面が、中空糸膜の集合体
に対して、血液流入ポートとの連通口を含む方向
に偏心配置され、血液流入ポートとの連通口を臨
む血液流路の流路面積がより大とされてなるよう
にすることにより、血液流路からの血液の分配量
を集合体の周方向において均一化し、血液室にお
いてハウジングの軸方向に向かう血液の流量を集
合体の周方向に関して均一化することが可能とな
る。

また、本発明の中空糸型人工肺は、ハウジング
と該ハウジング内に収納されたガス交換用の中空
糸膜の集合体と、該中空糸膜の両端部を開口させ
た状態で上記ハウジングに液密に支持する一対の
隔壁と、該隔壁の一方の外側に上記中空糸膜の内
部空間に連通する酸素を含むガスのガス流入ポー
トを設け、該ガス流入ポートから流入した酸素を
含むガスが一方の隔壁より中空糸膜内部に流入し
た後他方の隔壁より流出するようにし、さらに上
記一対の隔壁と上記ハウジング内壁および上記中
空糸膜外壁とで形成される血液室と、上記ハウジ
ング側壁の一方の隔壁近傍において血液室と連通
する血液流入ポートと、上記ハウジング側壁の他
方の隔壁近傍において血液室と連通する血液流出
ポートと、上記血液室内に設けられた内部に熱媒
体を流通できる管状体からなる熱交換機構部とを
有するものであるので、血液の乱流状態下でガス
交換を行い、単位膜面積当りのガス交換効率を向
上可能とするとともに、血液室内における血液の
流入抵抗を小とし、患者と人工肺との落差による
血液の潅流を可能とし、更に血液室内に熱交換機
構部を設けることによつて血液回路を短くし、全
体の血液充填量を小とする状態で、血液温度を調
整することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例に係る膜型人工肺が適用されて
なる血液回路を示す回路図、第２図は本発明に係
る中空糸型人工肺が適用されてなる血液回路を示
す回路図、第３図は本発明の第１実施例に係る人
工肺を示す斜視図、第４図は同第１実施例に係る
人工肺を示す断面図、第５図は第４図の−線
に沿う断面図、第６図は本発明の第２実施例に係
る人工肺を示す斜視図、第７図は本発明の第３実
施例に係る人工肺を示す斜視図、第８図は本発明
の第４実施例に係る人工肺を示す斜視図、第９図
は本発明における熱交換機構部を形成するフイン
付細管を示す斜視図である。 ５０，８０，１１０，１２０……人工肺、５
１，８１，１２１……ハウジング、５２，８２，
１２２……内筒部、５３，８３，１２３……外筒
部、５４，８４，１２４……中空糸膜、５５，８
５，１２５……集合体、５６，５７，８６，８
７，１２６，１２７……隔壁、６０，９０，１３
０……ガス流入ポート、６２，９２，１３２……
血液室、６３，９３，１３３……血液流入ポー
ト、６３Ａ……血液流路、６４，９４，１３４…
…貯血槽、６８，９４Ａ，１３４Ａ……血液流出
ポート、４３，６６，９６，１３６……ガスベン
ト、６９，９８，１１１，１３５……熱交換機構
部、７０，７１，９９，１００，１３７，１３８
……隔壁、７２，１０１，１３９，１４２……細
管、１１２……管状体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジングと該ハウジング内に収納されたガ
   ス交換用の中空糸膜の集合体と、該中空糸膜の両
   端部を開口させた状態で上記ハウジングに液密に
   支持する一対の隔壁と、該隔壁の一方の外側に上
   記中空糸膜の内部空間に連通する酸素を含むガス
   のガス流入ポートを設け、該ガス流入ポートから
   流入した酸素を含むガスが一方の隔壁より中空糸
   膜内部に流入した後他方の隔壁より流出するよう
   にし、さらに上記一対の隔壁と上記ハウジング内
   壁および上記中空糸膜外壁とで形成される血液室
   と、上記ハウジング側壁の一方の隔壁近傍におい
   て血液室と連通する血液流入ポートと、上記ハウ
   ジング側壁の他方の隔壁近傍において血液室と連
   通する血液流出ポートと、上記血液室内に設けら
   れ両端を支持された開口する細管束からなり、細
   管内を血液流路とし、細管の周囲に熱媒体を流通
   できるように構成された熱交換機構部とを有する
   ことを特徴とする中空糸型人工肺。 ２ 前記血液室は、血液流出ポート側に貯血槽を
   有する特許請求の範囲第１項に記載に中空糸型人
   工肺。 ３ 前記熱交換機構部が、血液流出ポート側の血
   液室内にある特許請求の範囲第１項または第２項
   に記載の中空糸型人工肺。 ４ 前記熱交換機構部が、血液室の前記貯血槽内
   にある特許請求の範囲第２項に記載の中空糸型人
   工肺。 ５ 前記熱交換機構部が、血液流入ポート側の血
   液室内にある特許請求の範囲第１項または第２項
   に記載の中空糸型人工肺。 ６ 前記貯血槽が、外部と連通するガスベントを
   もつ特許請求の範囲第２項ないし第５項のいずれ
   かに記載の中空糸型人工肺。 ７ 前記貯血槽が、剛性材質からなり、かつ目盛
   表示を有する特許請求の範囲第２項ないし第６項
   のいずれかに記載の中空糸型人工肺。 ８ 前記中空糸膜が、内部と外部を連通する微小
   細孔を多数有するものである特許請求の範囲第１
   項ないし第７項のいずれかに記載の中空糸型人工
   肺。 ９ 前記ハウジングは、中空糸膜を収容する内筒
   部と、内筒部の一部を包囲して内筒部との間に貯
   血槽を形成する外筒部とからなり、中空糸膜を支
   持する一方に隔壁を内筒部に保持し、他方の隔壁
   を外筒部に保持する特許請求の範囲第２項ないし
   第８項のいずれかに記載の中空糸型人工肺。 １０ 前記ハウジングは、中空糸膜を収容する内
   筒部と、内筒部の一部を包囲して内筒部との間に
   貯血槽を形成する外筒部とからなり、中空糸膜を
   支持する両隔壁を内筒部に保持する特許請求の範
   囲第２項ないし第８項のいずれかに記載の中空糸
   型人工肺。 １１ 前記ハウジングの血液流入ポートが設けら
   れている部分の内面は、ハウジングの中間部分の
   内面より外方に拡張した内面であつて、中空糸膜
   の集合体外周部との間に環状の血液流路を形成す
   る特許請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれ
   かに記載の中空糸型人工肺。 １２ 前記ハウジングの拡張した内面が、中空糸
   膜の集合体に対して、血液流入ポートを含む方向
   に偏心配置され、血液流入ポートを臨む血液流路
   の流路面積がより大とされている特許請求の範囲
   第１１項記載の中空糸型人工肺。 １３ ハウジングと該ハウジング内に収納された
   ガス交換用の中空糸膜の集合体と、該中空糸膜の
   両端部を開口させた状態で上記ハウジングに液密
   に支持する一対の隔壁と、該隔壁の一方の外側に
   上記中空糸膜の内部空間に連通する酸素を含むガ
   スのガス流入ポートを設け、該ガス流入ポートか
   ら流入した酸素を含むガスが一方の隔壁より中空
   糸膜内部に流入した後他方の隔壁より流出するよ
   うにし、さらに上記一対の隔壁と上記ハウジング
   内壁および上記中空糸膜外壁とで形成される血液
   室と、上記ハウジング側壁の一方の隔壁近傍にお
   いて血液室と連通する血液流入ポートと、上記ハ
   ウジング側壁の他方の隔壁近傍において血液室と
   連通する血液流出ポートと、上記血液室内に設け
   られた内部に熱媒体を流通できる管状体からなる
   熱交換機構部とを有することを特徴とする中空糸
   型人工肺。 １４ 前記血液室は、血液流出ポート側に貯血槽
   を有する特許請求の範囲第１３項記載の中空糸型
   人工肺。 １５ 前記管状体は、両端を支持された開口する
   細管束からなり、細管内に熱媒体を流通できるも
   のである特許請求の範囲第１３項または第１４項
   記載の中空糸型人工肺。 １６ 前記熱交換機構部が、血液流出ポート側の
   血液室内にある特許請求の範囲第１３項ないし第
   １５項のいずれかに記載の中空糸型人工肺。 １７ 前記熱交換機構部が、血液室の前記貯血槽
   内にある特許請求の範囲第１４項記載の中空糸型
   人工肺。 １８ 前記熱交換機構部が、血液流入ポート側の
   血液室内にある特許請求の範囲第１３項ないし第
   １７項のいずれかに記載の中空糸型人工肺。 １９ 前記貯血槽が、外部と連通するガスベント
   をもつ特許請求の範囲第１４項ないし第１８項の
   いずれかに記載の中空糸型人工肺。 ２０ 前記貯血槽が、剛性材質からなり、かつ目
   盛表示を有する特許請求の範囲第１４項ないし第
   １９項のいずれかに記載の中空糸型人工肺。 ２１ 前記中空糸膜が、内部と外部を連通する微
   小細孔を多数有するものである特許請求の範囲第
   １３項ないし第２０項のいずれかに記載の中空糸
   型人工肺。 ２２ 前記ハウジングは、中空糸膜を収容する内
   筒部と、内筒部の一部を包囲して内筒部との間に
   貯血槽を形成する外筒部とからなり、中空糸膜を
   支持する一方の隔壁を内筒部に保持し、他方の隔
   壁を外筒部に保持する特許請求の範囲第１４項な
   いし第２１項のいずれかに記載の中空糸型人工
   肺。 ２３ 前記ハウジングは、中空糸膜を収容する内
   筒部と、内筒部の一部を包囲して内筒部との間に
   貯血槽を形成する外筒部とからなり、中空糸膜を
   支持する両隔壁を内筒部に保持する特許請求の範
   囲第１４項ないし第２１項のいずれかに記載の中
   空糸型人工肺。 ２４ 前記ハウジングの血液流入ポートが設けら
   れている部分の内面は、ハウジングの中間部分の
   内面より外方に拡張した内面であつて、中空糸膜
   の集合体外周部との間に環状の血液流路を形成す
   る特許請求の範囲第１３項ないし第２３項のいず
   れかに記載の中空糸型人工肺。 ２５ 前記ハウジングの拡張した内面が、中空糸
   膜の集合体に対して、血液流入ポートを含む方向
   に偏心配置され、血液流入ポートを臨む血液流路
   の流路面積がより大とされている特許請求の範囲
   第２４項記載の中空糸型人工肺。