人工肺装置的制作方法

本发明涉及去除血液中含有的二氧化碳并附加氧气的人工肺装置。

背景技术：

1、首先阐述有关第一、二公开。如心脏外科手术这般在患者的心脏运动停止后进行的手术中，为代替停止的心脏及肺的功能而采用人工心肺回路。该人工心肺回路中，发挥肺的作用的是人工肺装置，作为人工肺装置例如已知有专利文献1等。

2、专利文献1记载的人工肺装置具备壳体及气体交换机。壳体形成为圆筒状，其两端部被集管(header)封闭。又，壳体以各集管位于上下的形式竖立配置，其中容纳气体交换机。气体交换机由管束及筒状芯构成，通过将管束卷绕于筒状芯而构成。这样的人工肺装置中，壳体和筒状芯之间形成圆环状的血液通路。

3、又，筒状芯的上端部形成有扩散部，通过该扩散部导入筒状芯内的血液向血液通路扩散。血液通路内介设有卷绕于筒状芯的管束。管束由多个中空纤维排列为带状地构成，相邻的中空纤维之间形成间隙，扩散的血液通过该间隙逐渐进入排出口。又，中空纤维中流动有氧气，从与中空纤维接触的血液中去除二氧化碳并附加氧气。

4、接着阐述有关第三公开。如心脏外科手术这般在患者的心脏运动停止后进行的手术中，为代替停止的心脏及肺的功能而采用人工心肺回路。该人工心肺回路中，发挥肺的作用的是人工肺，作为人工肺例如已知有专利文献2等。

5、专利文献2记载的人工肺具备壳体及气体交换机。壳体的底部形成有血液入口端口，其外周面形成有血液出口端口。又，壳体内容纳有气体交换机，通过气体交换机向壳体内流动的血液中附加氧气。又，各端口上为流入及流出血液而分别安装有静脉管路(tube)及动脉管路(tube)。如此构成的人工肺中，从静脉管路经由血液入口端口向壳体内导入血液。导入的血液通过壳体内的气体交换机从血液出口端口向动脉管路排出，通过气体交换机时向血液中附加氧气。

6、此外，阐述有关第四公开。如心脏外科手术这般在患者的心脏运动停止后进行的手术中，为代替停止的心脏及肺的功能而采用人工心肺回路。该人工心肺回路中，发挥肺的作用的是人工肺装置，作为人工肺装置例如已知有专利文献3等。

7、专利文献3公开的人工肺装置中，血液入口在筒状的设备框体内沿该设备框体的轴向延伸地设置。又，具有加热流体入口且加热流体流向设备框体的轴向一方侧的加热流体流入管和具有加热流体出口且加热流体流向设备框体的轴向另一方侧的加热流体流出管在上述设备框体内延伸地设置。又，设备框体的，血液入口侧的端部设有血液出口。此外，设备框体内设有包含中空纤维的气体交换机。如此结构中，血液从血液入口进入设备框体内后，在上述的加热流体流入管及加热流体流出管周围流动从而被热交换并被加热。而且，加热的血液能通过在气体交换机的中空纤维周围流动而获得氧气并将二氧化碳排出至中空纤维中。

8、现有技术文献：

9、专利文献：

10、专利文献1：日本特表平11-508476号公报；

11、专利文献2：日本特许第5418274号公报；

12、专利文献3：日本特许第5809438号公报。

技术实现思路

1、发明要解决的问题：

2、言及第一公开，则专利文献1记载的人工肺装置是所谓的纵置型，除这样的人工肺装置之外还开发有如下人工肺装置。即，壳体水平方向倾倒配置的横置型的人工肺装置。横置型的人工肺装置中，气体交换机在壳体内也朝向水平方向，圆环状的血液通路在水平方向延伸。血液流过该血液通路，有时气泡会与该血液一起被搬运过来。

3、这样的气泡基本在接触中空纤维时被吸收，其大部分被除去。然而，与血液一起搬运过来大量气泡的情况下，中空纤维可能无法充分吸收。此时，未被吸收的气泡在壳体内向顶棚上浮，并滞留在顶棚附近。而且，气泡滞留过多时可能会被血液流动搬运向排出口一方。

4、因此本发明的目的是提供一种能去除被血液搬运来的气泡且抑制气泡过多滞留的人工肺装置。

5、言及第二公开，包括专利文献1的以往的人工肺装置中，血液在构成气体交换机的管束内的间隙的血液通路内流动，有时气泡会与该血液一起被搬运过来。这样的气泡基本在接触管束的中空纤维时被吸收，其大部分被除去。然而，与血液一起搬运过来大量气泡的情况下，在血液通过气体交换机的期间内，中空纤维可能无法充分吸收。而且，未被中空纤维吸收的气泡滞留过多时可能会被血液流动搬运向排出口一方。

6、因此本发明的目的是提供一种能抑制被血液搬运来的气泡过多滞留的人工肺装置。

7、言及第三公开，专利文献2记载的人工肺中，壳体的上部形成有垂吊部，人工肺是通过将垂吊部挂于垂吊装置等上以此垂吊使用。如此构成的人工肺构成人工心肺回路的一部分，安装于各端口的静脉管路及动脉管路与对应的机器分别连接而使用。人工心肺回路中，其回路内流动血液，故而作为事前准备而以补充液填充回路的血液流路，但补充液的量会稀释患者的血液。血液量因患者的体重、体格等的原因而存在个体差异，但补充液相比血液量多时，血液被稀释而难以保证血液成分的必要浓度，从而有必要进行输血补充血液成分。因此，为减少输血的血液量，有必要尽可能缩短人工肺回路的血液流路的长度，例如能通过缩短管(tube)的长度来实现。

8、另一方面，由于根据人工肺和各装置的配置关系的处理的平衡，故而管(tube)变长。例如，血液入口端口不朝向与其连接的机器而朝向相反方向时，需要u字状折回等改变静脉管路的朝向而朝向机器，静脉管路变长折回的量。与之相关地，也可如专利文献2中使垂吊部相对于垂吊装置转动等改变血液入口端口的朝向而不折回静脉管路等从而尽可能缩短静脉管路。

9、同样地，优选也尽可能缩短动脉管路，但在专利文献2的人工肺的情况下会产生如下情况。即，专利文献2的人工肺中，血液入口端口及血液出口端口相互在相反方向上延伸，因此人工肺相对于垂吊装置无论如何旋转两个端口也不会朝向同一方向。因此，分别应与血液入口端口及血液出口端口连接的装置相对于人工肺配置于同侧时，那么需要使安装于血液入口端口及血液出口端口的管(tube)的至少一方折回等，该方的管(tube)变长。又，使管(tube)折回时，该折回的程度较大，则该部分的流路阻力较大。于是，可认为管(tube)内的血压上升，或血流停止。因此，两个管(tube)的处理要花费工夫。

10、因此本发明的目的是提供一种能容易地进行连接血液流入端口及血液流出端口和机器的管(tube)的处理的人工肺装置。

11、言及第四公开，专利文献3的人工肺装置中形成如下结构：设备框体的血液入口侧的端部设有血液出口，流入设备框体的血液在框体内以同心圆方向辐射地流动而从血液出口流出。因此，血液和热交换器的接触时间较短从血液入口进入设备框体内的血液中存在未充分热交换便从血液出口流出的血液。因此，血液恐怕无法被整体充分加热或冷却。

12、因此本发明的目的是提供一种能充分加热血液的人工肺装置。

13、解决问题的技术手段：

14、阐述第一公开。根据本发明的人工肺装置具备：具有血液流入端口及血液流出端口，轴心朝向横向地配置的壳体；配置于所述壳体内，血液从所述血液流入端口流向所述血液流出端口的途中，对该血液进行气体交换的气体交换机；配置于所述气体交换机的周围的过滤结构体；与所述气体交换机的表面相向配置的对向壁；和由所述对向壁和/或所述过滤结构体构成的空间；所述对向壁和/或所述过滤结构体具有朝向所述气体交换机倾斜的倾斜面。

15、根据如此结构，在人工肺装置内经气体交换机仍未吸收的气泡再次朝向气体交换机，因此能使更多的气泡在气体交换机内吸收。因此，能去除壳体内的气泡的同时抑制气泡过度滞留。

16、又，关于上述人工肺装置，也可以是，所述气体交换机成为在所述壳体内轴心朝向横向地配置的柱状，所述气泡诱导部具有横穿从所述气体交换机朝向所述血液流出端口的流路而设置的整流面，所述整流面设置为与所述气体交换机的外周面相向且环绕所述气体交换机，并且具有：设置于相对下方，与血液的流动方向上的上游侧部分相比下游侧部分以靠近所述气体交换机的外周面的形式倾斜的第一整流面；和设置于相对上方，比所述第一整流面的所述上游侧部分靠近所述气体交换机的外周面，具有与所述第一整流面不同的倾斜的第二整流面。

17、此时，在位于气泡诱导部的下方部分的第一整流面上，上游侧部分挡住的气泡沿着血液的流动朝向下游侧部分，随之逐渐靠近气体交换机的外周面。又，第一整流面挡住的气泡在血液中上浮朝向上方的第二整流面，随之逐渐靠近气体交换机的外周面。因此，根据上述结构，能离开气体交换机到达气泡诱导部并使气泡再次朝向气体交换机。

18、又，也可以是，所述整流面上设有过滤器。

19、根据如此结构，能从整流面挡住的血液去除异物。

20、又，也可以是，上述人工肺装置中，所述第一整流面上形成开口，所述开口上设有过滤器。

21、根据如此结构，能从人工肺装置经血液流出端口流出的血液中去除异物。又，过滤器未设于上方的气泡容易汇集的第二整流面而设于下方的第一整流面，因而能抑制气泡通过过滤器。

22、又，也可以是，上述人工肺装置中，所述第二整流面相对于所述气体交换机的外周面位于隔开规定尺寸的位置，所述第二整流面与所述气体交换机的外周面之间形成有气泡储存部。

23、根据如此结构，沿整流面上浮的气泡能在到达第二整流面之前与气体交换机的外周面接触，并且在大量气泡流动时，能暂时将其存储于作为第二整流面与气体交换机的外周面之间的空间的气泡储存部。此外，气泡储存部内存储一定量的气泡时，气泡被引入中空纤维膜而能脱气。

24、又，也可以是，上述人工肺装置中，所述整流面中至少所述第二整流面由所述壳体的内壁面构成。

25、根据如此结构，能谋求组装时第二整流面与气体交换机的外周面的对位的精度改善。

26、又，也可以是，上述人工肺装置中，所述血液流出端口上设有过滤器。

27、根据如此结构，能在血液流出端口处从血液去除异物。

28、又，也可以是，上述人工肺装置中，所述过滤器形成为所述血液流出端口中血液的流动方向的尺寸大于所述血液流出端口的内径尺寸的柱状。

29、根据如此结构，能使过滤器的容积增加，从而能更切实地从血液去除异物。

30、又，也可以是，上述人工肺装置中，在比所述气泡储存部靠近下游处具有气泡捕集(trap)部。

31、根据如此结构，例如即使有气泡通过过滤器，也能将其再次在气泡储存部内捕集。

32、又，也可以是，上述人工肺装置中，所述气泡捕集部具有排气端口。

33、根据如此结构，能将滞留于气泡储存部的气泡从排气端口向外部排放。

34、根据本发明的上述人工肺装置具备：形成两端部被封闭的筒状，具有血液流入端口及血液流出端口，轴心朝向横向地配置的壳体；配置于所述壳体内，血液从所述血液流入端口流向所述血液流出端口的途中，对该血液进行气体交换的气体交换机；具有过滤器且设于气体交换机的周围的整流框架；以及设于所述整流框架和所述气体交换机之间的气泡储存部；所述气泡储存部位于所述壳体的上侧且面向所述气体交换机。

35、根据如此结构，气泡储存部位于壳体的上侧，以相邻的形式面向气体交换机。因此，气泡储存部内的空间内滞留气泡时，能使气泡与气体交换机接触，且能使其收进到气体交换机内。由此，能抑制气泡储存部内气泡过多滞留。

36、又，也可以是，上述人工肺装置中，所述气泡储存部包含所述整流框架的内周面和所述气体交换机的外周面。

37、又，也可以是，上述人工肺装置中，所述整流框架具有靠近所述气体交换机的倾斜整流面。

38、根据如此结构，通过具有整流框架的倾斜整流面，能将气泡储存部内的气泡顺利地导向气体交换机并被吸入。

39、阐述第二公开。根据本发明的人工肺装置具备：具有血液流入端口及血液流出端口的壳体；配置于所述壳体内，血液从所述血液流入端口流向所述血液流出端口的途中，对该血液进行气体交换的气体交换机；以及与所述气体交换机的表面相向配置并与所述表面之间形成空间的对向壁；所述气体交换机的表面和所述对向壁形成使逐渐通过所述气体交换机的气泡再次朝向所述气体交换机的气泡诱导部，所述气体交换机的表面与所述对向壁之间的隔开尺寸随着朝向铅直上方或随着朝向所述空间中血液的流通方向的下游侧而逐渐向零减小。

40、根据如此结构，人工肺装置内中经气体交换机仍未被吸收的气泡也能再次朝向气体交换机，因此更多的气泡能被气体交换机吸收。而且，构成气泡诱导部的气体交换机的表面和对向壁与铅直上方或下游侧相接(隔开尺寸为零)，或者未达到相接也逐渐靠近(隔开尺寸靠近零)。因此，能使到达气泡诱导部的气泡再次更切实地朝向气体交换机，能抑制壳体内气泡过多滞留。

41、又，也可以是，上述人工肺装置中，对通过所述气体交换机的血液朝向所述血液流出端口的流路进行横穿，去除所述血液中的异物的过滤器以其过滤面的一部分与所述气体交换机的表面接触的形式设置，所述过滤器形成所述对向壁。

42、根据如此结构，无需设置专用的对向壁，能使去除血液中的异物的过滤器兼具对向壁的功能。又，该过滤器在血液的流动中位于比气体交换机靠近下游侧，故而能切实地收集经气体交换机仍残存的气泡并使其再次朝向气体交换机。

43、又，也可以是，上述人工肺装置中，所述气体交换机以其表面的一部分与所述壳体的内壁面接触的形式设置，所述壳体的内壁面形成所述对向壁。

44、根据如此结构，无需设置专用的对向壁，通过原本具备的壳体兼具对向壁的功能。

45、又，也可以是，上述人工肺装置中，还具备设置于所述壳体内，对从所述血液流入端口流入的血液进行调温并将调温后的血液向所述气体交换机送出的热交换器，所述气体交换机形成包围所述热交换器的筒状，所述热交换器与所述气体交换机之间设有隔开两者的筒状壁，所述气体交换机的内周面与所述筒状壁中与所述气体交换机的内周面相向的部分形成有所述气泡诱导部。

46、根据如此结构，气体交换机形成包围热交换器的筒状的情况下，能在气体交换机的内周面侧设有气泡诱导部。

47、阐述第三公开。本发明的人工肺装置具备：对接触的血液进行气体交换的气体交换机；以及壳体，所述壳体具有：容纳所述气体交换机的中空的壳体主体；为与所述气体交换机进行气体交换且为使血液流入所述壳体主体中而形成于所述壳体主体的血液流入端口；排出所述壳体主体内的血液的圆筒状的血液流出端口；和安装有所述血液流出端口的安装部；所述血液流出端口的基端侧部分以其轴线为中心能转动地安装于所述安装部，所述血液流出端口以其梢端侧部分相对于所述基端侧部分的轴线成规定的角度的形式弯曲。

48、根据本发明，血液流出端口完全且设于可转动的壳体主体，故而与壳体主体及血液流入端口的朝向无关地转动血液流出端口，以此能改变血液流出端口的朝向。由此，可抑制对人工肺装置配置的位置和朝向等的限制，能够容易地进行血液流入端口及血液流出端口与机器连接的管(tube)的处理。

49、又，也可以是，上述人工肺装置中，所述安装部形成为大致圆筒状，且其内周面具有卡合部，所述血液流出端口的基端侧部分安装于所述安装部，具有以安装的状态与所述卡合部卡合的被卡合部。

50、血液流入端口因其内流动的血液和导入其内的血液等而会承受从安装部拆卸这样的负荷，但如上述构成般地使卡合部与被卡合部卡合，以此能抑制血液流入端口容易从安装部脱落。

51、又，也可以是，上述人工肺装置中，所述卡合部及所述被卡合部的一方由在周向上相互隔着间隔地配置的多个卡合片构成，所述卡合片以随着向上方前进而向半径方向内侧突出的形式形成为锥形状，所述卡合部及所述被卡合部的另一方与所述卡合片位置对应且向半径方向外方突出地形成，以相比所述多个卡合片位于上侧的状态与所述多个卡合片卡合。

52、根据如此结构，血液流出端口安装于安装部时，能通过形成为锥形状的多个卡合片引导被卡合部。由此，能容易地安装血液流入端口，容易地制造人工肺装置。

53、又，也可以是，上述人工肺装置中，还具备用于密封所述基端侧部分的外周面与所述安装部的内周面之间的第一密封构件及第二密封构件，所述第一密封构件在所述血液流出端口的基端侧部分的外周面上配置于比所述第二密封构件靠近基端侧，所述第二密封构件的压扁率大于所述第一密封构件。

54、此时，由于第二密封构件的压扁率大于第一密封构件，假设血液从第一密封构件漏出，也能通过第二密封构件防止漏至外侧。又，通过使第一密封构件的压扁率较小，能抑制血液流出端口转动时的滑动阻力增加。

55、又，也可以是，上述人工肺装置中，所述血液流入端口的基端侧部分从所述壳体主体向上下方向一方突出，所述血液流入端口的梢端侧部分通过弯曲部与所述基端侧部分连接，相对于所述基端侧部分以朝向上下方向一方的形式向径向外侧倾斜，所述血液流出端口具有以从所述弯曲部向上下方向一方突出的形式形成于所述弯曲部的把持部。

56、根据如此结构，能通过把持部容易地转动血液流入端口。又，使把持部突出地形成，从而把持部能起到肋的作用，能改善血液流入端口的刚性。此外，使血液流入端口在下侧则人工肺装置下落时，能使把持部与地板等抵接。由此，能使落下时的冲击作用于基端侧部分的轴线方向。基端侧部分沿其轴线方向形成，故而具有高刚性。因此，落下时使把持部着地，以此能抑制血液流入端口的破损。

57、本发明的人工肺装置具备：两端被封闭筒状的壳体；设于所述壳体内，对血液进行热交换的热交换器；在所述壳体内配置于所述热交换器的轴线方向周围，与所述热交换器流体连通而对血液进行气体交换的气体交换机；在所述热交换器和所述气体交换机之间绕所述热交换器的轴线方向配置，流通有进出所述热交换器的热介质的热介质分室；设于所述壳体一端侧，与所述热交换器流体连通的血液流入端口；设于所述壳体，与所述气体交换机流体连通的血液流出端口；设于所述壳体另一端侧，与所述热介质分室流体连通的介质流入端口及介质流出端口；和桥结构体，其形成有：从所述热交换器经所述热介质分室另一端侧向所述气体交换机沿径向流动血液的血液流路，以及，在所述介质流入端口及所述介质流出端口和所述热介质分室之间沿所述轴线方向流动热介质的介质流路。

58、根据本发明，血液从设于壳体一端侧的血液流入端口流入，从热交换器经过热介质分室另一端侧后，通过血液流路流入气体交换机。由此，能充分进行对血液的热交换。又，血液流入端口设于壳体一端侧，介质流出端口设于壳体另一端侧，故而构成卫生方面得以改善的结构。

59、又，本发明的人工肺装置是具有：具有血液流入端口、血液流出端口、介质流入端口及介质流出端口的两端被封闭的筒状的壳体；与所述血液流入端口流体连通的热交换器；和配置于所述热交换器的周围，与所述热交换器流体连通的气体交换机的人工肺装置，所述热交换器包含：与所述血液流入端口及所述血液流出端口流体连通且具有端部的血液室；和与所述介质流入端口及所述介质流出端口流体连通且流有热介质的热交换部；所述热交换部具有使所述血液室的所述端部超出所述壳体的轴向地延伸配置的延伸部。

60、根据本发明，无需径向扩大壳体。由此，能谋求预充容量(priming volume)的降低。

61、发明效果：

62、言及第一公开，根据本发明，能提供一种能抑制由血液搬运而来的气泡过多滞留的人工肺装置。言及第二公开，根据本发明，能提供一种能抑制由血液搬运而来的气泡过多滞留的人工肺装置。言及第三公开，根据本发明，能容易地进行连接血液流入端口及血液流出端口的管(tube)的处理。言及第四公开，根据本发明，能提供一种可充分加热血液的人工肺装置。