KR20070005512A - 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치 - Google Patents

Abstract

적어도 일 산소공급기, 일 열교환기, 및 일 혈액 필터를 가진 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치에서, 산소공급기/열교환기 유닛에 유입구와 배출구는 A≥80㎟, 양호하게는 A≥120㎟의 혈액 흐름 단면으로 이루어진다. 또한, 상기 장치는 혈액 필터를 가진 열교환기와 산소공급기의 기능을 취하는 단일 구조체로서 고립 형태로 운영할 수 있다. 펌프가 장치에 설치되면, 펌프 드라이브를 필요에 따라 이동시킬 수 있다.

산소공급기, 열교환기, 혈액 필터, 체외 혈액 순환부, 원심 펌프.

Description

체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치{DEVICE FOR HANDLING BLOOD IN EXTRACORPOREAL BLOOD CIRCULATION}

도1은 본 발명에 따르는 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치를 나타낸 다수 가능한 방식 중의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 장치 12: 구조체 14,16,18,20: 구멍

22: 펌프 24: 혈액 필터 26: 버블 트랩

본 발명은 적어도 일 산소공급기, 일 열교환기, 및 일 혈액 필터를 가진 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치에 관한 것이다.

상기 장치는 유럽특허 EP 1 465 350 A1호에서 알려진 것이다.

공지된 장치는, 하우징 내에, 버블 트랩, 혈액 펌프, 열교환기, 산소공급기, 및 동맥혈 필터를 구비한다. 장치의 개별 성분은 서로 견고하게 결합되어, 라인 시스템에 의해 서로 유동적으로 연결된 성분과 대비하여, 더욱 짧아진 라인 코스(shorter line courses)를 얻는다. 그런데, 상기 라인 코스는 또한 그 자체가 혈액 처리에 부담을 주는 협착부이어서, 상기 횡단면 협착부는 부드러운 혈액 처리에 장애가 된다.

본 발명의 목적은, 확장 징후(broadened indications)를 빠르게 할 뿐만 아니라 안전하고, 신뢰성 있으며, 안정적으로도 사용할 수 있으면서, 가능한 부드럽게 신체 외부를 순환하는 혈액을 취급하는 방식으로, 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치를 개량하는 것이다.

본 발명에 의거, 상기 목적은, 적어도 일 산소공급기, 적어도 일 열교환기, 및 혈액 필터를 가진 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치로 달성되고; 여기서 상기 열교환기는 적어도 일 산소공급기와 함께, 유입구와 배출구를 가진 산소공급기/열교환기 구조 유닛을 형성하고, 상기 산소공급기/열교환기 유닛쪽으로 있는 유입구와 배출구는 A≥80㎟의 혈액 흐름 단면(blood flow cross-section)을 가지며; 그리고 상기 혈액 필터는 상기 구조 유닛(structural unit)에 결합 가능하며 상기 구조 유닛의 혈액 흐름 단면에 대응하는 혈액 흐름 단면을 갖는다.

산소공급기, 열교환기, 및 혈액 필터로 대표된 상기 장치의 성분은, 연결 라인 또는 도관이 필요없게 되었기 때문에, 일 하우징에 콤팩트한 모듈을 형성한다.

따라서, 본 발명의 장치는, 혈액 취급 시에 장치 내부의 수축이 최소로 되고; 피처리 혈액(blood to be processed)이 광폭 흐름 단면에 걸쳐 장치 성분 사이를 흐를 수 있으며, 그 결과, 2개 장치 성분 사이에서의 직접 소통하는 도관 또는 연결 라인을 가진 종래기술에서 알려진 흐름 코스에 비해 상당히 작은 전단응력을 받게되는 실질적인 잇점이 있다.

혈액 통로가 협폭인 연결 라인 또는 도관이 필요없게 되었기 때문에, 상기 장치를 따르는 압력강하가 최소로 되고, 필요한 펌핑 용량의 부수적인 감소와 혈액에 대한 손상이 대응적으로 감소 된다.

또한, 콤팩트한 구조로 인하여, 신체 외부를 순환하는 혈액의 용량은, 준비, 즉 콤팩트 모듈을 운영 위치에 놓는데 필요한 유체 용량으로 감소된다. 신체 외부를 순환하는 혈액의 거주(dwell) 시간은, 장치 성분의 대형 유입구와 배출구 단면이 함께 직접적으로 결합되어, 장치 성분의 유입구와 배출구의 본 발명에 따른 실시예의 결과로 상당히 짧게 되고, 그에 따라서 본 발명의 장치 내부에서의 압력손실이 최소로 된다. 만일 혈액 흐름 단면이 120㎟보다 크거나 및/또는 동일하게 되도록 설계되고, 그리고 이러한 구조가 서로에게 장치 성분의 과도 영역(transition region)에서 항시 정당하다면, 신체 외부를 순환하는 혈액은 지속적으로 부가적인 보호를 받게되고, 그리고 혈액에 작용하는 전단력과 혈액에 유동적으로 작용하는 압력은 최소로 된다. 따라서, 본 발명의 장치는 혈액에 손상을 줄 수 있는 요인에 반(反)하도록 작용하는 저 펌프 용량으로 운영된다.

본 발명의 다른 특징은, 열교환기가 산소공급기에 통합되고 그리고 산소공급기와 열교환기가 분리할 수 없는 구조체를 형성한 것이다. 이러한 구조는 매우 효율적인 열교환 용량이 예를 들어 산소공급기에 열교환기 파이버를 통합하여 구해지는 잇점이 있다. 상기 열교환기 파이버는 예를 들어 훨씬 유효하게 정전하(electrostatic charges)의 방향을 전환 할 수 있으며 그리고 열교환기의 용량을 향상시킨다. 본 발명에 따르는 실시예에서, 열교환기와 산소공급기는 분리 불가한 구조를 형성하고 그리고, 열교환기와 산소공급기의 기능 성분은 단일 유닛을 형성한다. 이러한 사실은 매우 콤팩트한 구조를 만들 수 있으며 그리고, 열교환기와 산소공급기의 협력동작의 효율을 향상시킨다.

본 발명의 다른 특징은, 혈액의 유입구 및/또는 배출구가 복수의 구멍을 가지며, 상기 구멍은 구조 유닛 또는 구조체의 원주부에 걸쳐 분포된다. 만일 상기 구조체가 복수 구멍을 경유하는 접근 흐름(oncoming flow)을 받으면, 상기 혈액 흐름은 본 발명의 장치 쪽으로 균일하게 인도되어, 피처리되는 환자의 혈액이 각별히 부드럽게 취급을 받게 된다.

본 발명의 다른 특징은, 상기 구멍이 다른 크기의 구멍 단면을 갖는 것이다. 이러한 구조는 상기 구조체의 상부 부분에 대형 구멍이 상기 혈액에서 나오는 가스 버블을 제거하는데 매우 유용하게 사용되는 잇점이 있다. 상기 구조체의 구조 설계의 필요에 따라서, 상기 구멍은 상기 구조체의 매우 다양한 지점에 배치되고, 따라서 단일 유입구와 단일 배출구 만이 있을 때 가능하지 않은 구조체에서도 최적의 지원을 받게 된다.

특정한 잇점은 4개 구멍을 구조 유닛 또는 구조체의 원주부에 설치할 때에 얻어진다. 4개 구멍으로서, 라인 시스템이 피처리 혈액을 산소공급기/열교환기 유닛 쪽으로 매우 부드럽고 빠르게 운반할 뿐만 아니라, 상기 구멍은 인접한 장치 성분과의 직접적인 소통도 허용한다.

펌프, 특정적으론 원심 펌프가 구조체 또는 구조 유닛의 유입구(들)에 설치 하여, 피처리 혈액이 산소공급기/열교환기 쪽으로 흐르도록 펌핑 한다. 펌프의 배출구(들)는 구조 유닛 또는 구조체의 유입구(들)에 적합한 것으로 채택하여, 압력 손실 없이, 피처리 혈액이 펌프로부터 산소공급기/열교환기 유닛으로 흐르게 한다.

구멍을 장치의 상부 파트와 장치의 하부 파트에 설치하여도 특정한 잇점을 얻을 수 있다. 신체 외부에 위치한 혈액을 가능한 완전하게 환자에게로 귀환시키려 할 때에, 상기 장치의 상부 파트에 구멍은 단순하고 실제적으로 무경사(bevel-free)로 만들어 원심 펌프의 충진동작을 할 수 있고 반면에, 상기 장치의 하부 파트에 구멍은 단순하게 만들어, 체외 혈액 순환부의 말미에 펌프 실을 완전하게 비울 수 있다.

만일, 원심 펌프가 적어도 1개 연결부에 의해 구조 유닛 또는 구조체(산소공급기/열교환기)에 결합되고 그리고 혈액을 함유한 연결 구멍이 상부와 하부에 위치하게 되면, 상기 구멍 단면의 크기와 무관하게, 바람직하고, 단순하고, 효과적인 콤팩트 모듈에서의 가스제거 또는 배출(evacuation)을 할 수 있다.

짧은 흐름 코스를 확보하기 위해, 상기 펌프는 구조 유닛 또는 구조체에 직접 결합될 수 있다. 이러한 설치에 의해 장길이 라인 코스가 방지되고 그리고 전체 장치는 이러한 설치의 결과로 콤팩트한 형태로 구성된다. 펌프를 구조체 또는 구조 유닛에 필요에 의해 결합하여서, 상기 장치의 사용 범위를 확대하거나 더 많은 요구 사항을 극히 간단한 방식으로 채택할 수 있다.

필요에 의해, 버블 트랩 또는 혈액 저수조에 펌프의 업스트림이 제공되고 그리고, 상기 구조 유닛 또는 구조체에 제공된 펌프와 유동적으로 소통할 수 있다.

본 발명의 장치는 체외 혈액 순환을 유지시키기 위한 다양한 사용에 적합하게 사용될 수 있으며, 그리고 상기 장치는 극히 복잡한 구조의 변경을 하지 않고 개조될 수 있는 것이다. 모든 장치 성분은 단일 하우징에서 일체로 되고 그리고 피처리되는 혈액과 접촉하지 않는 구동 메카니즘이 예를 들어 펌프와 결합한다.

도1의 측면도는 본 발명의 일 예의 장치(10)가 열교환기가 통합된 산소공급기를 가진 상태를 나타내고 그리고, 유닛으로 판단하는 장비 조합체(the combination of equipment)는 구조체(12)로 식별된다. 구조체(12) 내로의 유입구에는 구멍(14,16,18,20)이 설치되어, 피처리 혈액이, 이러한 겨우에는 정맥혈이, 구조체(12) 쪽으로 흐를 수 있게 한다. 상기 구멍(14,16,18,20)은 필요에 따른 다양한 크기로 나타나게 되어, 예를 들어 구멍(20)에서의 혈액 흐름부의 가스제거 동작을 촉진한다. 구멍(14,16,18,20)영역에서는, 록킹 수단 또는 연결 수단도 장치 성분 사이에 제공된다.

도면에서, 펌프, 이 경우에는 원심 펌프가 상기 구멍(14,16,18,20)에 직접 결합되어, 스팬 라인을 가지지 않고, 피처리 혈액이 펌프(22)에 의해 구조체(12)로 펌핑된다. 상기 펌프(22)는 펌프에 장착되는 구동 메카니즘을 가지고, 그리고 상기 구동 메카니즘은, 피처리 혈액과 접촉하지 않는 방식으로 원심 펌프를 운영할 수 있게 만들어진다.(예, 마그네틱 드라이브)

도1에 도시된 구멍(14,16,18,20)은 구조체(12)에 대해 유입구 위에서 대칭적으로 분포될 필요는 없다. 예를 들어, A≥80㎟의 혈액 흐름 단면을 허용하는 단일 구멍도 생각할 수 있다. 전체적으로 유사하게, 구멍(14,16,18,20)에 의해 생성된 혈액 흐름 단면은 A≥80㎟의 총 혈액 흐름 단면을 허용하여야 한다.

구조체(12)의 배출구에 있는 복수의 구멍은 도면에서 구조체(12)에서 바로 튀어나왔기 때문에 숨겨져서 나타나게 되었고; 이들도 역시 A≥80㎟의 혈액 흐름 단면을 제안한 것이다. 구조체(12)에서 바로 튀어나와, 혈액 필터 쪽으로 개방된 유입구는, 구조체(12)의 배출구 구멍에 적합한 것으로서, 산소공급기/열교환기에서 처리된 혈액이, 통로 보호가 가능하고 그리고 가능한 최소의 응력으로 혈액 필터(24) 안으로 흘러가게 한다.

버블 트랩(26)은 구조체(12)의 하우징에 제공되며, 그리고 무-버블 혈액 만이 원심 펌프(22)쪽으로 처리를 위해 흐르게 한다. 버블 트랩(26)은 펌프(22)와 유동적으로 소통하며 그리고 펌프(22)는 구조체(12)와 유동적으로 소통한다. 적어도 펌프(22)와 구조체(12) 사이에는 라인이 없다. 도면에 도시된 성분은 구조체(12)에 직접 붙여진 것이며 그리고, 펌프(22)와 구조체(12)와 혈액 필터(24)를 통해 흐르는 혈액은, 구조체(12)와 장치의 각종 성분을 결합하여 이루어진 결과로 만들어진 도관에 의해 실시된다.

정맥혈은 화살표(28) 방향으로 버블 트랩(26) 내로 흘러가고 그리고, 동맥혈은 화살표(30) 방향으로 본 발명의 장치(10) 밖으로 흘러나가서, 환자에게 바로 전달된다.

도면에 도시된 장치(10)는 필요에 따라서는 구조체(12)에 의해서만, 즉, 장치에 통합된 열교환기를 가진 산소공급기에 의해서만 운영될 수 있다. 펌프(22), 혈액 필터(24) 및 버블 트랩(26)과 같은 장치의 다른 성분은, 필요 시에 선택적으로 사용할 수 있다. 전체 장치(10)를 하우징에 통합시키어서, 본 발명에 따라, 잘못 운영을 허용하지 않는 콤팩트한 안전 장치를 창출할 수 있다.

적어도 일 산소공급기, 일 열교환기(12), 및 일 혈액 필터(24)를 가진 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치에서, 산소공급기/열교환기 유닛에 있는 유입구와 배출구는 A≥80㎟, 양호하게는 A≥120㎟의 혈액 흐름 단면을 보장하게 구성한다. 본 발명의 장치(10)는 또한 단일 구조체(12)로서 고립 형태로 운영되며, 상기 구조체는 혈액 필터를 가진 산소공급기와 열교환기의 기능을 한다. 펌프(22)가 장치(10)에 제공되면, 펌프 드라이브를 필요에 따라 제거할 수 있다.

더불어, 본 발명은, 상술된 요소의 각각 또는 2개 이상을 함께하여 상술된 형태가 아닌 다른 타입의 구조에도 유용하게 적용할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명이 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치에서 실시되는 것으로 설명되었지만, 본 발명은 이러한 사실에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 정신을 이탈하지 않는 범위 내에서 이루어지는 다양한 변경 및 개조를 포함하는 것이다. 즉, 본 발명의 범위는 첨부 청구범위를 통해 기술된 본 발명의 정신을 이탈하지 않는 범위 내에서 이루어지는 상술된 기술내용을 변경 및 개조시킨 모든 것을 포함하는 것이다.

Claims (10)

1. 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치는:

   적어도 일 산소공급기와, 적어도 일 열교환기, 및 혈액 필터(24)를 포함하며;

   상기 열교환기는 적어도 일 산소공급기와 함께, 유입구와 배출구를 가진 산소공급기/열교환기 구조체를 형성하고, 상기 산소공급기/열교환기 유닛쪽으로 있는 유입구와 배출구는 A≥80㎟의 혈액 흐름 단면을 가지며; 그리고

   상기 혈액 필터는 구조체에 결합 가능하며 상기 구조체의 혈액 흐름 단면에 대응하는 혈액 흐름 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 혈액 흐름 단면은 120㎟ 이상의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 열교환기는 상기 산소공급기와 통합되어, 상기 산소공급기와 상기 열교환기가 함께 일 구조체(12)를 형성하는 것을 특징으로 하는 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 유입구, 배출구, 및 그 양쪽으로 이루어진 그룹에서 선택된 요소는, 상기 구조체(12)의 외주부에 걸쳐 분포된 복수개의 구멍(14,16,18,20)을 구비하는 것을 특징으로 하는 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 구멍(14,16,18,20)은 다른 크기의 구멍 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 구멍(14,16,18,20)은 구조 유닛의 원주부에 걸쳐 분포된 4개 구멍으로 구성된 것을 특징으로 하는 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구조체(12)의 유입구에 설치된 펌프(22)를 부가로 포함하며; 상기 펌프는 원심 펌프로서, 상기 구조체(12)의 유입구에 적합한 배출구를 갖는 것을 특징으로 하는 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 펌프는 상기 구조체(12)에 직접 결합되는 구성인 것을 특징으로 하는 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 원심 펌프는 상기 구조체(12)에 직접 결합되는 1개 이 상의 연결부를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치.
10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프(22)의 업스트림을 제공하고 그리고 상기 펌프(22)와 유동적으로 소통하는 버블 트랩(26) 또는 혈액 저수부를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 체외 혈액 순환부 내의 혈액을 취급하는 장치.

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