CN102258816A

CN102258816A - 血浆解冻仪及血浆解冻的自动控制方法

Info

Publication number: CN102258816A
Application number: CN2011100993364A
Authority: CN
Inventors: 韩乐民
Original assignee: WUHAN BEISUO MEDICAL EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: WUHAN BEISUO MEDICAL EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2031-04-20
Also published as: CN102258816B

Abstract

本发明提供一种血浆解冻仪及血浆解冻的自动控制方法，包括解冻器、恒温冷水机组和控制器，通过恒温冷水机组加热后与解冻器构成外循环，分别在解冻器的模拟血浆袋和恒温冷水机组中设置温度传感器进行实时监控被解冻血浆处理过程及完成状态，记录显示操作时间及温度，专业恒温冷水机组制备冷热水循环供给解冻器，且采用先进可靠的智能化控制方法，使解冻过程安全、有效，便于构建完善的血浆解冻质量管理体系。本发明整体采用模块化结构，各部分专业性强、性能稳定，便于对现有产品的升级，降低用户成本；根据血浆袋规格、数量及解冻进程要求设定多种加热程序模块，使解冻更有针对性，操作实现智能化，更为方便、可靠，能源消耗也大为减少。

Description

血浆解冻仪及血浆解冻的自动控制方法

技术领域

本发明涉及血浆解冻处理的仪器。

背景技术

目前市场上的血浆解冻仪均采用水或空气作换热介质进行加热处理的方式，由于以往对血浆处理中的血浆实际温度缺乏监控手段，使用时只能凭经验控制换热介质，对处理中血浆温度及处理时间的关系无法作出严格规定。而血浆均为袋装，其核心温度与介质温度在处理过程中，即完成解冻前存在较大滞后温度差，换热介质温度不能实时反映血浆袋内部整体温度。温度过高过低，处理时间过短过长，都会造成血浆成分损耗，效率低或能耗高。所以血浆温度的监控是解冻仪安全、有效的关键之一。而按临床要求，保存在-20℃以下的血浆，需要在短时间内升温至26℃以上才能保持血浆成分不变，不能超过42℃造成血浆损坏，且解冻温度不均匀会出现纤维蛋白析出。目前市场上的血液解冻仪均为独立解冻箱或解冻箱加予热箱一体机结构，加热采用直接或单循环方式，其换热介质的温度稳定性，升温特性，均不能严格满足要求，而以上温度特性也是解冻仪安全、有效的关键之一。

同时在实际使用过程中，每次解冻的血浆袋规格数量一般不同，操作人员对解冻温度及时间的人为选择更为复杂困难，目前市场上解冻仪均没有相应解决程序，操作极为不便，且选择不当会使血浆品质存在安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种血浆解冻仪，可实时监控被解冻血浆处理过程及完成状态，记录显示操作时间及温度，专业恒温冷水机组制备冷热水循环供给解冻，且采用先进可靠的智能化控制方法，使解冻过程安全、有效，便于构建完善的血浆解冻质量管理体系。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种血浆解冻仪，其特征在于：它包括解冻器、恒温冷水机组和控制器；

所述的解冻器包括解冻水箱，解冻水箱内设有模拟血浆袋及插入模拟血浆袋内腔的第一温度传感器，第一温度传感器与所述的控制器连接；所述模拟血浆袋包括袋体，袋体上设有与袋体内腔相通的灌注管，袋体内腔充满液体并与血浆袋一起冷冻储藏过；

所述的恒温冷水机组设置在解冻器下方，它包括热水箱，热水箱内设有由控制器控制的加热器和第二温度传感器；

热水箱与所述的解冻水箱之间设有外循环水管，外循环水管包括导水管和回水管，导水管上设置外循环水泵；所述外循环水泵由控制器控制。

按上述方案，所述的模拟血浆袋的袋体还设有插入袋体内腔中部的探头管；所述的探头管插入袋体内腔的一端密封，另一端开口；所述的第一温度传感器设在探头管内；所述模拟血浆袋的袋体内腔的液体为与血浆热交换性能指标相近的模拟液。

按上述方案，所述的热水箱设有从底端引出、顶部引入自循环水管，自循环水管靠热水箱底端设有内循环水泵，所述的内循环水泵由控制器控制。

按上述方案，所述的解冻水箱底部设有与热水箱连接的排水管，排水管上设有阀门。

按上述方案，所述的解冻水箱内设有活动血袋框，所述的模拟血浆袋放在活动血袋框中。

按上述方案，所述的控制器为可编程逻辑控制器。

一种血浆解冻的自动控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1)将待解冻血浆袋与模拟血浆袋放入活动血袋框中，关闭解冻水箱上的水箱盖；打开热水箱侧面的进水管；开启加热器、内循环水泵使得热水箱水温达到初始值T_s1，再开启外循环水泵，进入加热程序进行解冻；

2)加热程序中选择容量模块的血浆袋规格V和血浆袋数量N；选择进程模块，预设血浆温度阈值T_x0、目标值T_x1，热水箱水温阈值T_s0、初始值T_s1，过渡值T_s2和目标值T_s3。系统首先按标准程序予分配总加热时间阈值t₀，分段加热时间t₀₁和t₀₂，t₀₁为热水箱水温在初始值T_s1的加热时间，t₀₂为热水箱水温在过渡值T_s2的加热时间；系统再自动按加热程序进程模块选择，依据t₀₁和t₀₂最终分配实际加热时间t₁，t₂，t₁为实际热水箱水温在初始值T_s1的加热的时间，t₂为实际热水箱水温在过渡值T_s2的加热的时间；

加热程序进程模块包括快速程序、标准程序和恒温程序；

快速程序中T_s0＞T_s1＝T_s2＞T_s3，T_x1＜T_x0，t₁＝t₀₁+t₀₂，t₂＝0；加热t₁时间，维持热水箱水温达到T_s1，然后直接维持热水箱水温达到T_s3，过程中不断判断血浆温度；

标准程序中T_s0＞T_s1＞T_s2＞T_s3，T_x1＜T_x0，t₁＝t₀₁，t₂＝t₀₂；加热t₁时间，维持热水箱水温达到T_s1；加热t₂时间，维持热水箱水温达到T_s2；最后维持热水箱水温达到T_s3，过程中不断判断血浆温度；

恒温程序中T_s0＞T_s1＝T_s2＝T_s3，T_x1＜T_x0，t₁＝0，t₂＝0；时刻维持热水箱水温达到T_s3，过程中不断判断血浆温度；

3)控制器采集第一温度传感器、第二温度传感器的数据监控血浆温度与热水箱水温并实时显示与存储，存储数据作为质量控制原始量化操作记录，可保证追溯血浆袋实时处理过程；控制器判断热水箱水温是否超过阈值T_s0，血温是否超过阈值T_x0，总加热时间是否超过阈值t₀，若超过则报警、结束；若未超过则依据步骤2)的加热程序进行判断，直至血浆温度达到目标值T_x，结束解冻，打开热水箱的出水管放水。

按上述方案，所述的解冻水箱底部设有与热水箱连接的排水管，排水管上设有排水管电磁阀，排水管电磁阀与所述的控制器连接；当热水箱水温超过阈值时，控制器控制排水管电磁阀打开。

按上述方案，所述的热水箱内设有水位传感器，进水管上设有进水管电磁阀，出水管上设有排水水泵，水位传感器、进水管电磁阀和排水水泵分别与所述的控制器连接；控制器实时采集水位传感器的水位信息，当热水箱内的水位过高或过低时，控制器控制排水水泵或进水管电磁阀进行排水或进水。

按上述方案，

所述的标准程序中T_x0＝37℃，T_x1＝33℃，T_s0＝42℃，T_s1＝41℃，T_s2＝39℃，T_s3＝37℃；

所述的快速程序中T_x0＝37℃，T_x1＝33℃，T_s0＝42℃，T_s1＝T_s2＝41℃，T_s3＝37℃；

所述的恒温程序中T_x0＝37℃，T_x1＝33℃，T_s0＝42℃，T_s1＝T_s2＝T_s3＝37℃。

本发明的工作原理为：将模拟血浆袋与血浆袋一起进行冷冻储藏，以达到模拟血浆袋内腔中的液体与血浆袋相同的温度。在血浆袋解冻、速冻及冷沉淀处理操作中，与其他血浆袋一样放置，之后再放到解冻器内进行解冻。

解冻过程中，控制器将对第一温度传感器和第二温度传感器进行即时监控和显示，并对该系列数据进行保存。保存的数据，可以通过储存卡进行读取，可以转移到计算机上进行管理和备份等处理，可作为质量控制原始量化操作记录，可保证追溯血浆袋实时处理过程。

本发明的有益效果为：

1、整体采用模块化结构，各部分专业性强、性能稳定，本设计作为对现有解冻仪的改进，便于对现有产品的升级，降低用户成本。

2、通过在解冻水箱底部设有与热水箱连接的排水管，当热水箱水温超过阈值T_s0＝42℃时，打开排水管进行排水，使得解冻水箱中过热的水能迅速排出，避免血浆受到影响。

3、通过在热水箱内设置水位传感器，进水管上设置进水管电磁阀，出水管上设置排水水泵，当热水箱内水位出现过高或过低现象时，能够通过控制器直接进行调整进水管和出水管的水量，避免了手动操作的麻烦和失误。

4、本发明中控制器采用可编程逻辑控制器(PLC)，采用先进的PID方式控制水温，可保证水温的稳定性达到±1℃范围内，以实现更好的解冻效果；并且可编程逻辑控制器扩展性好，能将采集到的数据进行存储并转移到计算机上进行管理和备份，可保证追溯血浆袋实时处理过程。

5、根据血浆袋的规格、数量及解冻速度要求设定多种加热程序模块，使解冻更有针对性，使操作实现智能化，更为方便、可靠，能源消耗也大为减少。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。

图2为恒温冷水机组结构示意图。

图3为模拟血浆袋的结构示意图。

图4为本发明一实施例的原理框图。

图5为本发明一实施例的加热程序流程图。

图6为本发明一实施例的控制流程图。

图7为快速程序预设温度与血浆实际温度变化曲线图。

图8为标准程序预设温度与血浆实际温度变化曲线图。

具体实施方式

现通过实施例进一步介绍本发明，但是实施例不构成对本发明的限制。

图1为本发明一实施例的结构示意图，图2为恒温冷水机组结构示意图，血浆解冻仪包括解冻器1、恒温冷水机组2和控制器3。

解冻器包括解冻水箱1.1，解冻水箱内设有活动血袋框1.10，活动血袋框1.10中设有模拟血浆袋1.2及插入模拟血浆袋内腔的第一温度传感器1.3，第一温度传感器1.3与控制器3连接，解冻水箱1.1上设置水箱盖1.5。模拟血浆袋1.2与血浆袋1.4一起冷冻储藏，解冻时血浆袋1.4与模拟血浆袋1.2一起放在活动血袋框1.10中。

恒温冷水机组2设置在解冻器下方，包括热水箱2.3，热水箱2.3内设有由控制器控制的加热器2.7、第二温度传感器2.1和水位传感器2.2。

热水箱2.3设有从底端引出、顶部引入的自循环水管，自循环水管靠热水箱底端一头设有内循环水泵2.4；热水箱2.3与解冻水箱1.1之间设有外循环水管，外循环水管包括导水管1.6和回水管1.8，导水管1.6上设置外循环水泵1.7；解冻水箱11底部设有与热水箱2.3连接的排水管，排水管上设有排水管电磁阀1.9、内循环水泵2.4和外循环水泵1.7分别与控制器3连接。

排水管电磁阀1.9也可改成一般的阀门，直接手动操作，当控制器失灵时手动打开阀门排水，避免破坏血浆结构而造成损失。

其中控制器3可以选用可编程逻辑控制器(PLC)，控制器3还可以与液晶显示器4连接进行参数的实时显示。

图3为模拟血浆袋的结构示意图，包括袋体1.2.1，袋体1.2.1上设有与袋体内腔相通的灌注管1.2.2，袋体1.2.1内腔充满液体，一根探头管1.2.3插入袋体内腔的一端密封，另一端开口；探头管1.2.3内插入第一温度传感器1.3，使得第一温度传感器1.3与液体隔离。袋体内腔的液体优选与血浆袋热交换性能指标相近的模拟液(如生理盐水等)，探头管1.2.3的材质依血浆袋冷冻及融化的温度而选用合适的塑料管。模拟血浆袋分为100ml和200ml两种规格，分别与相应规格的血浆袋对应。

图4为本发明一实施例的原理框图，控制器内预设加热程序，通过热水箱中的水温和模拟血浆袋中模拟血浆的温度变化来控制热水箱中加热器的开与关，从而达到解冻的目的。

图6为本发明一实施例的控制流程图，具体步骤如下：

1)将待解冻血浆袋与模拟血浆袋放入活动血袋框中，关闭解冻水箱上的水箱盖；打开热水箱侧面的进水管；开启加热器、内循环水泵使得热水箱水温达到初始值T_s0，再开启外循环水泵选择加热程序进行解冻。

2)加热程序中选择容量模块血浆袋规格V和血浆袋数量N；选择进程模块，预设血浆温度阈值T_x0、目标值T_x1，热水箱水温阈值T_s0、初始值T_s1、过渡值T_s2和目标值T_s3。系统首先自动按标准程序予分配总加热时间阈值t₀，分段加热时间t₀₁和t₀₂，t₀₁为热水箱水温在初始值T_s1的加热时间，t₀₂为热水箱水温在过渡值T_s2的加热时间；系统再自动按加热程序进程模块选择，依据t₀₁和t₀₂最终分配实际加热时间t₁，t₂，t₁为实际热水箱水温在初始值T_s1的加热的时间，t₂为实际热水箱水温在过渡值T_s2的加热的时间；

图5为本发明一实施例的加热程序流程图，加热程序进程模块包括快速程序、标准程序和恒温程序。

快速程序中，T_s0＞T_s1＝T_s2＞T_s3，T_x1≤T_x0，t₁＝t₀₁+t₀₂，t₂＝0；加热t₁时间，维持热水箱水温达到T_s1，然后直接维持热水箱水温达到T_s3，过程中不断判断血浆温度；T_x0＝37℃，T_x1＝33℃，T_s0＝42℃，T_s1＝T_s2＝41℃，T_s3＝37℃；其温度变化如图7所示。

标准程序中T_s0＞T_s1＞T_s2＞T_s3，T_x1≤T_x0，t₁＝t₀₁，t₂＝t₀₂；加热t₁时间，维持热水箱水温达到T_s1；加热t₂时间，维持热水箱水温达到T_s2；最后维持热水箱水温达到T_s3，过程中不断判断血浆温度；T_x0＝37℃，T_x1＝33℃，T_s0＝42℃，T_s1＝T_s2＝41℃，T_s3＝37℃；其温度变化如图8所示。

恒温程序中T_s0＞T_s1＝T_s2＝T_s，T_x1≤T_x0，t₁＝0，t₂＝0；时刻维持热水箱水温达到T_s3，过程中不断判断血浆温度T_x0＝T_s1＝T_s2＝T_s3＝37℃，T_x1＝33℃，T_s0＝42℃。

3)控制器采集第一温度传感器、第二温度传感器的数据监控血浆温度与热水箱水温并实时显示，判断热水箱水温是否超过阈值T_s0，血温是否超过阈值T_x0，总加热时间是否超过阈值t₀，若超过则报警、结束，并且控制器控制排水管电磁阀打开，避免热水箱过热的水通过外循环水管流入解冻水管后对血浆袋造成影响；若未超过则依据步骤2)的加热程序进行判断，直至血浆温度达到目标值T_x1，结束解冻，打开热水箱的出水管放水。

控制器实时采集水位传感器的水位信息，当热水箱内的水位过高或过低时，控制器控制排水水泵或进水管电磁阀进行排水或进水。

加热程序中本例容量模块的血浆袋的规格、数量有四种(规格分100ml与200ml，数量分12袋与24袋)，分别为：

1.血浆袋规格V＝100ml，血浆袋数量N＝12；t₀₁＝3.5min，t₀₂＝3.5min，t₀＝20min

2.血浆袋规格V＝100ml，血浆袋数量N＝24；t₀₁＝6min，t₀₂＝6min，t₀＝30min

3.血浆袋规格V＝200ml，血浆袋数量N＝12；t₀₁＝5.5min，t₀₂＝5.5min，t₀＝30min

4.血浆袋规格V＝200ml，血浆袋数量N＝24。t₀₁＝10min，t₀₂＝10min，t₀＝40min

对这四种情况，所取的t₀₁和t₀₂及阈值t₀各不相同。

针对实际情况，血浆袋的规格、数量设置可调整、扩充、细化，T_s1不能超过41.5℃，T_s2、T_s3、T_x1可在26℃至37℃之间选择，予分配加热时间t₀₁和t₀₂及t₀可相应模拟试验优化设置，亦可增设过渡值和加热时间，进而扩展加热程序进程模块。

Claims

1.一种血浆解冻仪，其特征在于：它包括解冻器、恒温冷水机组和控制器；

2.根据权利要求1所述的血浆解冻仪，其特征在于：所述的模拟血浆袋的袋体还设有插入袋体内腔中部的探头管；所述的探头管插入袋体内腔的一端密封，另一端开口；所述的第一温度传感器设在探头管内；所述模拟血浆袋的袋体内腔的液体为与血浆热交换性能指标相近的模拟液。

3.根据权利要求1所述的血浆解冻仪，其特征在于：所述的热水箱设有从底端引出、顶部引入自循环水管，自循环水管靠热水箱底端设有内循环水泵，所述的内循环水泵由控制器控制。

4.根据权利要求1或2或3所述的血浆解冻仪，其特征在于：所述的解冻水箱底部设有与热水箱连接的排水管，排水管上设有阀门。

5.根据权利要求1或2或3所述的血浆解冻仪，其特征在于：所述的解冻水箱内设有活动血袋框，所述的模拟血浆袋放在活动血袋框中。

6.根据权利要求4所述的血浆解冻仪，其特征在于：所述的控制器为可编程逻辑控制器。

7.一种血浆解冻的自动控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1）将待解冻血浆袋与模拟血浆袋放入活动血袋框中，关闭解冻水箱上的水箱盖；打开热水箱侧面的进水管；开启加热器、内循环水泵使得热水箱水温达到初始值T_s1，再开启外循环水泵，进入加热程序进行解冻；

2）加热程序中选择容量模块的血浆袋规格V和血浆袋数量N；选择进程模块，预设血浆温度阈值T_x0、目标值T_x1，热水箱水温阈值T_s0、初始值T_s1、过渡值T_s2和目标值T_s3；系统首先按标准程序予分配总加热时间阈值t₀，分段加热时间t₀₁和t₀₂，t₀₁为热水箱水温在初始值T_s1的加热时间，t₀₂为热水箱水温在过渡值T_s2的加热时间；系统再自动按加热程序进程模块选择，依据t₀₁和t₀₂最终分配实际加热时间t_1，t_2，t₁为实际热水箱水温在初始值T_s1的加热的时间，t₂为实际热水箱水温在过渡值T_s2的加热的时间；

加热程序进程模块包括快速程序、标准程序和恒温程序；

快速程序中T_s0＞T_s1＝T_s2＞T_s3，T_x1≤T_x0，t₁=t₀₁+t₀₂，t₂=0；加热t₁时间，维持热水箱水温达到T_s1，然后直接维持热水箱水温达到T_s3，过程中不断判断血浆温度；

标准程序中T_s0＞T_s1＞T_s2＞T_s3，T_x1≤T_x0，t₁=t₀₁，t₂=t₀₂；加热t₁时间，维持热水箱水温达到T_s1；加热t₂时间，维持热水箱水温达到T_s2；最后维持热水箱水温达到T_s3，过程中不断判断血浆温度；

恒温程序中T_s0＞T_s1=T_s2=T_s3，T_x1≤T_x0，t₁=0，t₂=0；时刻维持热水箱水温达到T_s3，过程中不断判断血浆温度；

3）控制器采集第一温度传感器、第二温度传感器的数据监控血浆温度与热水箱水温并实时显示与存储，存储数据作为质量控制原始量化操作记录，可保证追溯血浆袋实时处理过程；控制器判断热水箱水温是否超过阈值T_s0，血温是否超过阈值T_x0，总加热时间是否超过阈值t₀，若超过则报警、结束；若未超过则依据步骤2）的加热程序进行判断，直至血浆温度达到目标值T_x，结束解冻，打开热水箱的出水管放水。

8.根据权利要求7所述的血浆解冻的自动控制方法，其特征在于：所述的解冻水箱底部设有与热水箱连接的排水管，排水管上设有排水管电磁阀，排水管电磁阀与所述的控制器连接；当热水箱水温超过阈值时，控制器控制排水管电磁阀打开。

9.根据权利要求7所述的血浆解冻的自动控制方法，其特征在于：所述的热水箱内设有水位传感器，进水管上设有进水管电磁阀，出水管上设有排水水泵，水位传感器、进水管电磁阀和排水水泵分别与所述的控制器连接；控制器实时采集水位传感器的水位信息，当热水箱内的水位过高或过低时，控制器控制排水水泵或进水管电磁阀进行排水或进水。

10.根据权利要求7或8或9所述的血浆解冻的自动控制方法，其特征在于：所述的标准程序中T_x0=37℃，T_x1=33℃，T_s0=42℃，T_s1=41℃，T_s2=39℃，T_s3=37℃；

所述的快速程序中T_x0=37℃，T_x1=33℃，T_s0=42℃，T_s1=T_s2=41℃，T_s3=37℃；

所述的恒温程序中T_x0=37℃，T_x1=33℃，T_s0=42℃，T_s1=T_s2＝T_s3=37℃。