CN109225672B - 一种能够使用杯管组件的血液离心机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能够使用杯管组件的血液离心机，该杯管组件包括卧式杯体及与之相连的柔性管路，该血液离心机包括：转动机构，其包括底座、设在底座上的卡盘及驱动卡盘转动的转动源，卡盘能对卧式杯体进行夹紧和定位；抽取机构，其与柔性管路相连，能通过柔性管路从卧式杯体内抽出分离物；控制机构，与转动源和抽取机构相连。当卧式杯体加入血液之后，控制机构能够控制卡盘转动以使血液中全部或部位分离物彼此分离，并能够在分离结束后使卡盘继续转动，以迫使抽取机构从卧式杯体内抽取出至少一种分离物。该血液离心机能够在分离结束之后自动抽取血液中至少一种分离物，并降低血液在分离及抽取过程中引入细菌的风险。

Description

一种能够使用杯管组件的血液离心机

技术领域

本发明属于血液分离技术领域，具体涉及一种能够使用杯管组件的血液离心机。

背景技术

在血液分离技术领域中，仍旧通过离心机带动竖直布置的离心管绕自身轴线进行高速旋转，促使该离心管内血液中各个成分逐渐分离，然后通过医用注射器对各层成分进行逐层抽取。

但是，本发明研究人员在实施本发明过程中发现，该离心机不能在分离结束之后自动抽取血液中至少一种分离物，且抽取过程也存在侵入细菌的高风险。

发明内容

为了解决上述全部或部分问题，本发明提供一种能够使用杯管组件的血液离心机，其能够在分离结束之后自动抽取血液中至少一种分离物，并降低血液在分离及抽取过程中引入细菌的风险。

本发明提供一种能够使用杯管组件的血液离心机，其中杯管组件包括带有排气部件的卧式杯体及与所述卧式杯体连接的柔性管路，其特征在于，所述血液离心机包括：转动机构，包括底座及转动式设在底座上的卡盘，以及用于驱动所述卡盘转动的转动源，其中所述卡盘用于对所述卧式杯体进行夹紧和定位；抽取机构，与所述柔性管路相连，能够通过所述柔性管路从所述卧式杯体内抽出血液中的分离物；控制机构，与转动源和抽取机构相连；其中，当所述卧式杯体加入血液之后，所述控制机构能够控制所述卡盘转动以使血液中全部或部位分离物彼此分离，并能够在所述分离结束后使所述卡盘继续转动，以迫使所述抽取机构从所述卧式杯体内抽取出至少一种分离物。

根据本发明的能够使用杯管组件的血液离心机，其通过转动机构夹紧、定位杯管组件的卧式杯体，并带动卧式杯体进行旋转，一方面使卧式杯体内的血液可以获得较大的离心力，另一方面使该血液离心机能够对血液进行高效的分离。同时，该血液离心机使用控制机构协调地控制转动机构和抽取机构，使得血液分离及其抽取过程均无需人为介入，自动执行血液分离，自动抽取血液中至少一种分离物，并利用抽取机构与杯管组件相连的特性，使血液和各个分离物在分离过程和抽取过程中基本不接触外界空气，有效降低血液在分离及抽取过程中引入细菌的风险。

此外，本发明的能够使用杯管组件的血液离心机的结构简单，制造方便，使用安全可靠，便于实施推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为根据本发明的血液分离装置的结构示意图；

图2示意性显示了图1所示血液分离装置的卡盘、卡装组件、杯管组件、传感器及导光组件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1显示了根据本发明的血液分离装置的结构示意图。如图1所示，血液分离装置包括杯管组件1及能够使用杯管组件的血液离心机10。其中，该杯管组件1属于该血液离心机10的专用耗材，其主要包括带有排气部件11(例如排气阀)的卧式杯体12及与卧式杯体12连接的柔性管路13。在一个优选的实施例中，杯管组件1选为由中国发明专利文献CN108187923A所揭露的血液离心组件。

如图1所示，该血液离心机10包括转动机构2。转动机构2包括底座22及转动式设在底座22上的卡盘21，以及用于驱动卡盘21转动的转动源，其中卡盘21用于对卧式杯体12进行夹紧和定位。转动源设于底座22上，例如通过螺栓连接、铆接、焊接等方式固定在底座22上。转动源选为能够输出转动的装置，例如电机或液压马达等，优选为变频电机。转动源既可以直接连接卡盘21，并对卡盘21驱动；转动源也可以通过皮带机构、链条机构、齿轮机构和/或减速器等传动组件间接连接卡盘21，并对卡盘21驱动。卡盘21包括转体及设置其转体的顶面上的卡装组件。优选地，卡装组件包括卡接块体21a及开设在该卡接块体21a上并能对卧式杯体12进行夹紧和定位的U型口21b。该U型口的开口尺寸最好可调，例如通过螺纹副调整卡接块体中两个部位的间距以达到调整U型口的开口尺寸，以便卡装组件可以适配不同规格的卧式杯体12，并对其进行更稳定的夹紧。卡接块体21a的数量优选为两个，二者间隔设置，以对卧式杯体12的两端分别实施夹紧。

该血液离心机10还包括抽取机构3和注入机构4。抽取机构3和注入机构4既可以固定在底座22上，也可以不固定底座22上。抽取机构3和注入机构4均与柔性管路13相连。抽取机构3和注入机构4例如通过可拆卸管路连接器与柔性管路13相连。抽取机构3能够通过柔性管路13从卧式杯体12内抽出血液中的分离物，例如红细胞、血清或血小板等。注入机构4能够通过柔性管路13向卧式杯体加入血液。需要注意的是，如果卧式杯体12带有能够方便加入血液的部件，例如盖或塞，或者通过其他方式向卧式杯体加入血液，那么该血液离心机10也可不包含注入机构4。

在本实施例中，抽取机构3和注入机构4具体包括与柔性管路13相连的注射器341及能够带动注射器341的活塞杆在其筒体内进行往复运动的注射器驱动器342。其中，注射器驱动器342与下文提及的控制机构5相连，使得控制机构5能够对注射器驱动器342实施控制。具体地讲，该注射器驱动器342能够在控制机构5的控制下对注射器341实施操控，以使注射器341内存储的血液先通过柔性管路13再进入卧式杯体12内，或者通过柔性管路13从卧式杯体12中抽出分离物。此外，该抽取机构3和注入机构4也可选为泵与容器的组合，该泵用于抽吸或运送流体，容器用于存储流体。

优选地，注射器驱动器342主要包括能够以锁定、夹持或阻挡等方式限制注射器341的筒体产生运动的限位座342b，以及能够持住并推拉注射器341的活塞杆的推拉杆342a，以及与限位座342b和推拉杆342a相连并能够促使注射器341的活塞杆相对限位座342b进行往复运动的线性驱动机构(未示出)。其中，该线性驱动机构选为线性马达、气压缸、液压缸或者由电机驱动的丝杠等。

该血液离心机10还包括与转动源、抽取机构3和注入机构4相连的控制机构5。具体地，控制机构5与转动源、抽取机构3和注入机构4之间的连接优选为有线连接，例如导线连接；但若不计成本或满足特殊需要的话，该连接也可以选为无线连接，例如红外、蓝牙或wifi连接。容易理解，该控制机构5包括按钮组和/或控制器，其中控制器包括可编程逻辑控制元件(例如PLC或CPU)、存储器和与可编程逻辑控制元件相连的电子元件等，属于本领域技术人员熟知的，在此不再详述。

该控制机构5构造成当卧式杯体12加入血液之后，能够控制卡盘21转动以使血液中全部或部位分离物彼此分离，并能够在该分离(例如已经过一个预设或评估的时间)结束后使卡盘继续转动，以使抽取机构3在控制机构5的作用下从卧式杯体12内抽取出至少一种分离物。也就是说，该血液离心机10能够通过控制机构5协调地控制转动机构2和抽取机构3，使得血液分离及其抽取过程均无需人为介入，自动执行血液分离，并自动抽取血液中至少一种分离物，并利用抽取机构3与杯管组件1相连的特性，使血液和各个分离物在分离过程和抽取过程中基本不接触外界空气，有效降低血液在分离及抽取过程中引入细菌的风险。

在本实施例中，血液离心机10还可包括与控制机构5相连的参数输入部件(未示出)，其主要用于输入卧式杯体12内血液的预期加血量及血小板的预期提取量。该参数输入部件与控制机构5之间的连接优选为有线连接，例如导线连接；但若不计成本或满足特殊需要的话，该连接也可以选为无线连接，例如红外、蓝牙或wifi连接。其中，该数输入部件优选为键盘和/或触摸屏等。

控制机构5对卡盘21、抽取机构3及注入机构4的控制方式包括：控制机构5除了包括控制器外还包括对卡盘21的工作状态(包括转动与否及转数)、抽取机构3的工作状态(包括抽取和不抽取)及注入机构4的工作状态(包括注入和不注入)进行单独控制的按钮组，以便使用者可以根据需要随意地控制卡盘21、抽取机构3及注入机构4的工作状态；和/或，控制器，其能够根据预期加血量及预期提取量从预存的数据库之中获得卡盘21、抽取机构3及注入机构4在各个预设工作模式下工作状态，并控制卡盘21、抽取机构3及注入机构4按照规定的顺序依次实施各个预设工作模式。

具体地讲，控制机构5构造成能够根据预期加血量及预期提取量从预存的数据库之中获得卡盘21、抽取机构3及注入机构4在各个预设工作模式下工作状态，并控制卡盘21、抽取机构3及注入机构4按照以下预设工作模式运行：在血液加入模式下，控制机构5控制卡盘21在第一预设时间内按照第一预设转速运行，并且使注入机构4在该第一预设时间内把预期加血量的血液全部地加入卧式杯体12内；在血液离心模式下，控制机构5控制卡盘21在第二预设时间内按照第二预设转速运行，以使血液中全部或部位分离物彼此分离；在红细胞提取模式下，控制机构5控制卡盘21在第三预设时间内按照第三预设转速运行，以使抽取机构3在该第三预设时间内从卧式杯体12中提取出预设提取量的红细胞(以红细胞为主并含其他物质)；在血小板提取模式下，控制机构5控制卡盘21在第四预设时间内按照第四预设转速运行，以使抽取机构3在第四预设时间内从卧式杯体12中提取出预期提取量的血小板(以血小板为主并含其他物质)。

除了包括上述各个工作模式之外，该控制机构5执行的工作模式还可包括位于红细胞提取模式与血小板提取模式之间且顺序执行的血液再离心模式和红细胞再提取模式，以及晚于血小板提取模式执行的血清提取模式。在血液再离心模式下，控制机构5控制卡盘21在第五预设时间内按照第五预设转速运行，以使血液中未被抽出的全部或部分分离物再次分离。在红细胞再提取模式下，控制机构5控制卡盘21在第六预设时间内按照第六预设转速运行，以使抽取机构3在该第六预设时间内从卧式杯体12中提取出预设提取量的红细胞(以红细胞为主并含其他物质)。在血清提取模式下，控制机构5控制卡盘21在第七预设时间内按照第七预设转速运行，以使抽取机构3在该第七预设时间内从卧式杯体12中提取出预设提取量的血清(含其他物质)。

对于数据库的构建而言，本领域技术人员可以完全可以根据血液分离实验获得。在实验中，先得到预期加血量、预期提取量与卡盘21、抽取机构3及注入机构4在各个预设工作模式下的工作状态的对应关系，然后设定卡盘21在各个预设工作模式下的预设转速及在该预设转速下的执行时间，以及抽取机构3和注入机构4在各个预设工作模式下的开关状况及其持续时间。例如，在本实施例中上述对应关系如下表所示：

在上表中，符号’表示分，符号”表示秒，其他单位均为本领域技术人员的常用单位符号，故不再赘述。以血小板为例，实验结果表明：在不包含血液再分离模式、红细泡再提出模式的情况下，若按照上表数据实施对应的控制，血小板的纯度通常可以达到80％-99％；在包括血液再分离模式、红细泡再提出模式的情况下，若按照上表数据实施对应的控制，血小板的纯度通常可达95％-99％，回收率在90％以上。也就是说，本实施例的血液离心机10简单、快速地提取高纯度的血小板，满足医患需求，对于提高医疗水平有着积极促进的作用。

该血液离心机10还可包括与控制机构5相连并能检测柔性管路13与卧式杯体的连接处12a内是否存在血液的传感器7。当控制机构5通过传感器7获知该连接处内无血液时，若转动源正在运转，控制机构5则强行关闭转动源，但若转动源未在运转，控制机构5则不准开启转动源。实际上，传感器7可选为流量传感器或颜色传感器等。不过为提高检测精度起见，该传感器7优选为颜色传感器。

在本实施例中，如图1和图2所示，颜色传感器具体包括设在底座22上的光束发生器71和光束接收器72，以及设置在卡盘21上的导光组件。当卡盘21带着导光组件转动时，导光组件能够间歇地引导光束发生器71发射的光束L先经过连接处12a再进到光束接收器72内。其中，导光组件可包括固定置在卡盘21上且关于连接处对称布置的第一导光柱73和第二导光柱74，第一导光柱73的入光端面与光束发射器71相对，第一导光柱73的出光端面与第二导光柱74的入光端面相对，第二导光柱74的出光端面与光束接收器72相对。由第一导光柱73和第二导光柱74组成的导光组件不仅帮助颜色传感器精准地实现血液有无的检测，而且可有效避免把颜色传感器的接线部件(即光束发生器71和光束接收器72)设置在卡盘21上，进而降低颜色传感器与控制机构5之间的导线缠绕在卡盘21及其承载物上并被卡盘21拉断的风险。在另一个未示出的实施例中，为了解决导线缠绕并被拉断的问题，颜色传感器与控制机构5之间也可选用无线通信(例如蓝牙传输)，颜色传感器便可无顾忌地设在卡盘21上。

在本实施例中，该血液离心机10还可包括设在卡盘21的上方的锁扣8，其能够阻止柔性管路13产生上下串动，以避免该柔性管路13缠绕在卧式杯体12上。锁扣8可通过支架和/或壳体等结构固定底座上，且锁扣8的轴线与卡盘21的上方轴线相重合。该锁扣8的结构优选为卡箍形式的结构。

在本实施例中，该血液离心机10还可包括设在卡盘21上且能够引导柔性管路13沿着轴向穿入而沿着径向穿出的换向孔9。该换向孔9能够有效防止柔性管路13缠绕在卧式杯体12上。此外，锁扣8和换向孔9的配合能够阻止柔性管路13在跟随卡盘21转动时产生打结现象。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (7)

1.一种能够使用杯管组件的血液离心机，其中杯管组件包括带有排气部件的卧式杯体及与所述卧式杯体连接的柔性管路，其特征在于，所述血液离心机包括：

转动机构，包括底座及转动式设在底座上的卡盘，以及用于驱动所述卡盘转动的转动源，其中所述卡盘用于对所述卧式杯体进行夹紧和定位；

抽取机构，与所述柔性管路相连，能够通过所述柔性管路从所述卧式杯体内抽出血液中的分离物；以及

控制机构，与所述转动源和抽取机构相连；

其中，当所述卧式杯体加入血液之后，所述控制机构能够控制所述卡盘转动以使血液中全部或部位分离物彼此分离，并能够在所述分离结束后使所述卡盘继续转动，以迫使所述抽取机构从所述卧式杯体内抽取出至少一种分离物；

所述血液离心机还包括与所述控制机构相连的注入机构及参数输入部件，其中所述注入机构与所述柔性管路相连，并能够通过所述柔性管路向所述卧式杯体注入血液，而所述参数输入部件用于输入所述卧式杯体内血液的预期加血量及血小板的预期提取量；

所述控制机构能够根据所述预期加血量及预期提取量从预存的数据库之中获得所述卡盘、抽取机构及注入机构在各个预设工作模式下的工作状态，并控制所述卡盘、抽取机构及注入机构按照以下预设工作模式运行：

在血液加入模式下，所述控制机构控制所述卡盘在第一预设时间内按照第一预设转速运行，并使所述注入机构在该第一预设时间内把预期加血量的血液全部加入所述卧式杯体内；

在血液离心模式下，所述控制机构控制所述卡盘在第二预设时间内按照第二预设转速运行，以使血液中全部或部位分离物彼此分离；

在红细胞提取模式下，所述控制机构控制所述卡盘在第三预设时间内按照第三预设转速运行，以使所述抽取机构在该第三预设时间内从所述卧式杯体中提取出预设提取量的红细胞；

在血小板提取模式下，所述控制机构控制所述卡盘在第四预设时间内按照第四预设转速运行，以使所述抽取机构在该第四预设时间内从所述卧式杯体中提取出所述预期提取量的血小板；

所述抽取机构包括与所述柔性管路相连的注射器及能够带动所述注射器的活塞杆在其筒体内进行往复运动的注射器驱动器，其中所述注射器驱动器与控制机构相连，使得所述控制机构能够对所述注射器驱动器实施控制；

所述注入机构包括与所述柔性管路相连的注射器及能够带动所述注射器的活塞杆在其筒体内进行往复运动的注射器驱动器，其中所述注射器驱动器与控制机构相连，使得所述控制机构能够对所述注射器驱动器实施控制。

2.根据权利要求1所述血液离心机，其特征在于，还包括与所述控制机构相连并用于检测所述柔性管路与卧式杯体的连接处内是否存在血液的传感器；当其通过所述传感器获知所述连接处内无血液时，所述控制机构强行关闭或不准开启所述转动源。

3.根据权利要求2所述血液离心机，其特征在于，所述传感器包括颜色传感器。

4.根据权利要求3所述血液离心机，其特征在于，所述颜色传感器包括设在底座上的光束发生器和光束接收器，以及设置在所述卡盘上的导光组件，当所述卡盘带着所述导光组件转动时，所述导光组件能够间歇地引导所述光束发生器发射的光束先经过所述连接处再进到所述光束接收器内。

5.根据权利要求4所述血液离心机，其特征在于，所述导光组件包括固定置在所述卡盘上且关于所述连接处对称布置的第一导光柱和第二导光柱，所述第一导光柱的出光端面与所述光束发生器相对，所述第一导光柱的出光端面与第二导光柱的入光端面相对，所述第二导光柱的出光端面与光束接收器相对。

6.根据权利要求1所述血液离心机，其特征在于，所述参数输入部件包括键盘和/或触摸屏。

7.根据权利要求1所述血液离心机，其特征在于，还包括设置在所述卡盘的上方且能够防止所述柔性管路产生串动的锁扣，以及设在所述卡盘上用以引导所述柔性管路沿着轴向穿入而沿着径向穿出的换向孔。