Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 und von einer Vorrichtung zur Durch
führung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patent
anspruches 30.
Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches ist aus der DE-Ztg: Medizinische
Klinik 69 (1974) 48, Seite 10 bekannt. Bei dem dort ge
zeigten Verfahren werden jedoch Portionen verarbeitet,
wobei die Verarbeitung darüber hinaus eine ständige
Überwachung durch eine Bedienungsperson erfordert.
Aus der US-PS 34 89 145, ist eine Vorrichtung nach dem
Oberbegriff des Patentanspruches 30 bekannt, die jedoch
ebenfalls eine kontinuierliche Überwachung durch die
Bedienungsperson erfordert bzw. eine exakte Trennung der
Blutbestandteile nicht selbsttätig ermöglicht.
Weiterhin ist es bekannt (DE-OS 25 36 334), daß man
zum Zentrifugieren zwei Beutel verwendet, die nach dem
Zentrifugieren mit den Blutbestandteilen gefüllt sein
sollen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vorrichtung
der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden,
daß eine exakte Auftrennung der Bestandteile mit hohem
Wirkungsgrad unter Beibehaltung der geforderten Sicherheit
gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale
der Ansprüche 1 bzw. 20 gelöst. Bevorzugte Ausführungs
formen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das hier aufgezeigte Verfahren läßt sich weitgehend
automatisch (mit der aufgezeigten Vorrichtung zur Durch
führung des Verfahrens) durchführen, da eine "Analyse"
des Trennungsergebnisses ständig erfolgt.
Einzelheiten ergeben sich
aus den bevorzugten Ausführungsbeispielen, die anhand von
Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Vor
richtung mit Merkmalen nach der Erfindung,
Fig. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene perspekti
vische Darstellung des Oberteils der Vorrichtung
nach Fig. 1,
Fig. 3 ein in Blockschaltbildform gehaltenes Strömungs
diagramm des Strömungskreises der
Vorrichtung,
Fig. 4 ein Blockschaltbild des Mikroprozessors und der
zugeordneten Schaltkreise der
Vorrichtung,
Fig. 5, 5A und 5B ein Flußdiagramm der vom Mikropro
zessor
durchgeführten Arbeitsgänge,
Fig. 6 eine graphische Darstellung des Wirkungsgrads
der Blutplasma- und Blutplättchenabtrennung vom
Gesamtblut als Funktion des Hämatocrits der aus
der Vorrichtung austretenden Blutflüssigkeit
und
Fig. 7 eine graphische Darstellung des angestrebten Ver
hältnisses zwischen der
Förderleistung einer ersten Pumpe zum Ab
saugen des Bluts von einem Spender und derjenigen
einer zweiten Pumpe zum Absaugen der Flüssigkeitskomponente
aus
der ersten Kammer.
In der Zeichnung bedeuten weiterhin:
PL AS.=Blutplasma
R.B.C.=rote Blutkörperchen
W.B.=Gesamtblut
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung
10 umfaßt ein Gehäuse 12, in welchem eine in Fig. 1
nicht sichtbare Zentrifuge 14
angeordnet ist, die in Fig. 3 schematisch dargestellt
ist.
Die Vorrichtung 10 umfaßt weiterhin eine in Fig. 1 allge
mein bei 16 angedeutete und in Fig. 3 schematisch näher
veranschaulichte Leitungsanlage mit einer Anzahl bieg
samer Kunststoff-Schlauchleitungen, die Strömungsverbin
dungen zwischen den verschiedenen Teilen der Anlage 16
herstellen und die durch einen Träger 18 hindurch verlau
fen, in den Druckwächter und dgl. eingebaut sind. Die
Leitungsanlage 16 der Vorrichtung ist später anhand
von Fig. 3 näher erläutert.
Der Träger 18 ist an der Vorrichtung 10
mit Hilfe von schwenkbaren Spannstücken 19 angebracht.
Gemäß den Fig. 1 und 2 sind mehrere Schleifen der Lei
tungen (54, 74, 102; Fig. 3) mit enger Anlageberührung
um zwei Peristaltikpumpen 20 und 22 herumgelegt, so daß
sie Teile dieser Pumpen bilden. Die Pumpe 20 wird dabei
als erste und die Pumpe 22 als
zweite Pumpe bezeichnet. Die erste Pumpe 20
dient zum Absaugen des Gesamtbluts von einem Spender, während
mit der zweiten Pumpe 22 die Flüssigkeitskomponente innerhalb der
Zentrifuge 14(Fig. 3) von einer Kammer in eine andere
Kammer gefördert wird.
Die Vorrichtung 10 weist weiterhin eine Anzeigetafel
24 mit mehreren Fenstern zur Anzeige von Betriebsin
formationen für die Bedienungsperson auf. Beispielswei
se wird in einem Alarmfenster 26 eine Störung der Vorrich
tung 10 oder ein in ihrer Leitungsanlage 16 aufgetretener
Störzustand angezeigt. In einem anderen Fenster 28 wird
die gewonnene Blutkomponente angezeigt, während ein
Fenster 30 zur Anzeige des behandelten Volumens und des
Endpunkts und ein Fenster 32 zur Anzeige der verstrichenen
Betriebszeit der Vorrichtung, der Durchsatz
menge an Gesamtblut und der Durchsatzmenge der Flüssigkeitskomponente, z. B. des mit Blut
plättchen angereicherten Blutplasmas dienen.
Mehrere Drucktasten 41-47 dienen zur Steuerung der ver
schiedenen Arbeitsphasen der Vorrichtung 10 sowie von
Anzeigefenstern 48 und 49 an der Anzeigetafel 24, an
denen der Hämatocrit des Blutspenders angezeigt wird;
die entsprechenden Daten werden in die in Verbindung
mit den Fig. 4, 5, 5A und 5B noch näher zu beschrei
bende Steuerschaltung der Vorrichtung eingegeben.
Weiterhin ist die Vorrichtung 10 mit einer Handsteuer
tafel 50 versehen, die - wie am besten aus Fig. 2 her
vorgeht - mehrere Knöpfe bzw. Drucktasten und Schalter
für die Handsteuerung der Vorrichtung 10 aufweist. Die
Beschriftungen auf der Handsteuerstafel 50 identifi
zieren die verschiedenen Kippschalter und
Drucktasten, deren Funktion und Zweck sich aus der
genauen Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung
10 ergeben.
Fig. 3 veranschaulicht schematisch
die Leitungsanlage 16 der Vor
richtung 10. Diese Leitungsanlage 16 umfaßt eine
erste Leitung 54, die mittels einer in den Arm des
Spenders 52 eingeführten Subkutannadel 56 mit einer
Vene des Spenders verbindar ist. Gewünschtenfalls kann
in der Leitung 54 eine schematisch dargestellte Schlauch
klemme 58 vorgesehen sein. Der ersten Leitung ist
ein Solenoid-betätigtes Absperrventil 60 (Ventil Nr. 1)
zugeordnet. An einer dem Ventil Nr. 1 nachgeschalteten
Stelle ist die Leitung 54 mit einem geschlossenen Venen
druckwächter 62 mit zugeordnetem Meßfühler 63 versehen.
Anschließend verläuft die erste Leitung 54 als Teil der
Peristaltikpumpe 20 über diese hinweg, worauf in die
se Leitung ein Hochdruckwächter 64 mit zugeordnetem
Meßfühler 65 eingeschaltet ist. Von letzerem aus ver
läuft die erste Leitung 54 in die Zentrifuge 14 und zum
Bodeneinlaß einer ersten
66, die als Gesamtblutbeutel dient und eine Gesamtblut
trennkammer bildet, in welcher das Blut in eine Flüssigkeitskomponente
und eine Restblutflüßigkeit aufgetrennt wird.
Die Kammer 66 weist einen mittigen Auslaß 68
an einer Zone des Behälters 66 auf, in welcher sich als Flüssigkeitskomponente
das an Blutplättchen reiche Blutplasma absetzt. Außer
dem ist die Kammer 66 an ihren oberen Ecken mit zwei
Auslässen 70 und 72 an den Stellen versehen, an denen
sich rote Blutkörperchen bzw. Erythrozyten (Restblutflüssigkeit) absetzen. Der
Auslaß 68 bildet nicht nur einen Auslaß für das an
Blutplättchen reiche Blutplasma, sondern auch einen
Rücklaufeinlaß für dieses Blutplasma, das durch rote
Blutkörperchen "verunreinigt" bzw. damit vermischt ist,
wenn Restblutflüssigkeit über den Auslaß 68 überfließt.
Der Auslaß 68 des ersten Behälters 66 ist mittels einer
Leitung 74 mit einer außerhalb der Zentrifuge
14 befindlichen Schleife 75 dieser Leitung verbunden,
die als Teil der Peristaltikpumpe 22 um diese herum
verläuft. An einem aus der Zentrifuge 14 herausragenden,
lichtdurchlässigen Abschnitt dieser Schleife 75 ist ein
Überlaufdetektor 76 angeordnet, bei dem es sich um einen
optischen Meßfühler zur Feststellung eines Überflies
sens von Restblutflüssigkeit z. B. roten Blutkörperchen in die Flüssigkeitskomponente z. B. an Blut
plättchen reiches Blutplasma aus dem Auslaß 68 handelt.
Der Detektor 76 umfaßt eine lichtemittierende Diode
(LED) (z. B. Nr. TIL32 der Firma Texas Instruments) und
einen Phototransistor (z. B. Nr. TIL 81 derselben Firma).
Die Leitung 74 verläuft sodann in die Zentrifuge
14 zurück, wo sie an einen Einlaß 78 einer zweiten Kam
mer 80 angeschlossen ist,
der als Blutplättchen- bzw. Thrombozytenbeutel dient
und eine Trennkammer bildet, in welcher die Blutplättchen
vom Blutplasma getrennt werden.
Eine dritte, an die Auslässe 70 und 72 der Kammer 66
angeschlossene Leitung 82 dient zur Rückführung der Blut
flüssigkeit zum Blutspender über einen Hoch/Niederdruck
wächter 84 mit zugeordnetem Meßfühler 85 und eine Luftbla
senfalle/Filter-Einheit 86 mit zugeordnetem Luftblasen
fühler 87, wobei die Bauteile 84 und 86 in Reihe in
die Leitung 82 eingeschaltet sind. Ein weiteres
Solenoid-Absperrventil 88 (Ventil Nr. 3) ist dem aus
der Einheit 86 austretenden Teil 89 der Leitung 82
zugeordnet. Der Meßfühler 87 kann ein optischer oder
ein Ultraschallmeßfühler sein.
Das Ende der Leitung 82 ist mit einer in den
anderen Arm des Blutspenders einführbaren Subkutannadel
90 verbunden. Gewünschtenfalls kann eine schematisch
angedeutete Schlauchklemme 92 in der Leitung 82 der
Nadel 90 vorgeschaltet sein.
Eine vierte Leitung 94 der Leitungsanlage 16 ist über ein
Solenoid-betätigtes Absperrventil 98 (Ventil Nr. 6)
zwischen einen Auslaß 96 der zweiten Kammer 80 und
eine Verzweigung 99 mit der Leitung 82 einge
schaltet.
Die Leitungsanlage 16 enthält außerdem einen Behälter
100 für ein Antikoagluationsmittel, wie "Säurecitrose
dextrose" (ACD), der mittels einer Leitung 102,
die als Teil der Peristaltikpumpe 20 um diese herumge
legt ist, und über ein Solenoid-betätigtes Absperrventil
104 (Ventil Nr. 2) mit einer zwischen der Nadel 56 und
dem Ventil Nr. 1 befindlichen Verzweigung 105 mit der
ersten Leitung 54 verbunden ist. Der Behälter 100 ist typi
scherweise ein flexibler Kunststoffbehälter.
Bei dieser Anordnung, bei welcher die Leitung 54
und die Leitung 102 über dieselbe Peristaltik
pume 20 verlaufen, erfolgen das Vermischen des Anti
koagulationsmittels mit dem Gesamtblut sowie die Gesamt
blutabnahme vom Blutspender praktisch gleichzeitig. Das
Verhältnis der Innenquerschnittsflächen der Leitung 54
und der Leitung 102 ist dabei so gewählt, daß das ge
wünschte Mischungsverhältnis von Antikoagulations
mittel und Gesamtblut erzielt wird. Das Verhältnis
von Gesamtblut zu Antikoagulationsmittel beträgt vor
zugsweise 8 : 1.
In der Vorrichtung 10 und in der Leitungsanlage 16 ist
darüber hinaus ein Behälter 108 für eine Salzlösung
enthalten, der mittels einer sechsten Leitung 110 über
eine Tropfkammer 112 und ein Solenoid-betättigtes Ab
sperrventil 114 (Ventil Nr. 4) mit der ersten Leitung
54 an eine Verzweigung 115 zwischen dem Absperrventil
60 und dem Venendruckwächter 62 angeschlossen ist. Der Salz
lösungsbehälter 108 ist weiterhin mittels einer Lei
tung 118 über ein Solenoid-betätigtes Absperrventil
120 (Ventil Nr. 5) mit der Oberseite der Blasenfalle/
Filter-Einheit 86 verbunden. Der Behälter 108 ist eben
falls typischerweise ein flexibler Platikbehälter.
Die Leitungsanlage 16 in der Vorrichtung 10 enthält zu
dem eine außerhalb der Zentrifuge 14 befindliche
dritte Kammer 124 zum Sammeln
von Blutplasma. Diese Kammer 124 ist mittels einer
achten Leitung über ein Solenoid-betätigtes Absperrventil
128 (Ventil Nr. 7) an einer Verzweigung 129 mit der
vierten Leitung 94 verbunden.
Die Druckwächter 62, 64 und 84 enthalten jeweils eine in
Reihenschaltung in der zugeordneten Leitung 54 bzw. 82
angeordnete Durchflußkammer und eine mit Luft gefüllte,
verschlossene Kammer mit einer flexiblen Membran, die
einen Teil der einen Wand der Durchflußkammer bildet, so
wie einer Außenwand, welche dem zugeordneten Meßfühler 63,
65 oder 85 zugewandt ist. Bei letzteren handelt es sich
um Druckwandler, welche Druckänderungen an der Außenwand
messen.
Die Druckwächter 62, 64 und 84 sowie die Blasenfalle/
Filter-Einheit 86 sind in den Träger 18 eingebaut.
Im folgenden ist die Arbeitsweise der Vorrichtung 10
anhand von Fig. 3 kurz er
läutert. Obgleich die Arbeitsweise der Vorrichtung 10
nachstehend in Verbindung mit der Gewinnung von Blutplätt
chen bzw. Thrombozyten beschrieben ist, kann die
Vorrichtung 10 selbstverständlich ebenso
für die Gewinnung anderer Blutkomponenten, z. B. Erythro
zyten oder Leukozyten eingesetzt werden.
Zunächst wird ein gesunder Blutspender für die Liefe
rung von Blutplättchen bzw. Thrombozyten ausgesucht und
auf ähnliche Weise wie ein normaler Blutspender vor
bereitet. Wenn die Vorrichtung 10 betriebsbereit ist,
werden mittels der Nadeln 56 und 90 zwei Veneneinstiche
in beiden Armen des Blutspenders vorgenommen.
Zunächst wird das Ventil Nr. 1 geöffnet, um mit
tels Salzlösung die Einlaßnadel 56 durchzuspülen, bevor
sie in die Vene des Blutspenders eingeführt wird. So
dann werden die Ventile Nr. 1, 2, 5 und 7 geschlossen
und die Ventile Nr. 3, 4 und 6 geöffnet.
Sodann wird mittels der ersten Pumpe 20 Salzlösungen durch
die Anlage 16 gefördert, bis der Blasenfühler 87 keine
Luftblasen mehr, sondern nur noch Salzlösung feststellt.
Danach wird die zweite Pumpe 22 eingeschaltet, und die
Salzlösung wird durch die als Blutplättchenbehälter dienende Kammer 80
gefördert. Da die Zentrifuge 14 zu diesem Zeitpunkt nicht
eingeschaltet ist, werden die Kammern 66 und 80 nicht
bis zum vollen Fassungsvermögen gefüllt. Die Luft wird
über die Nadel 90 ausgetrieben.
Nach einer kurzen Zeitspanne von z. B. 1 bis 5 min
ist der Blutplättchenbehälter 80 gefüllt,
und die gesamte Anlage, d. h. die Leitungsanlage 16
bis zum Ventil Nr. 3, ist mit Salzlösung gefüllt. Wenn
der Blasenfühler 87 Salzlösung feststellt,
werden das Ventil Nr. 3 geschlossen und das Ventil Nr.
5 geöffnet. Nach einer bestimmten Umwälzzeitspanne der
Salzlösung werden die Pumpen 20 und 22 abgestellt und
das Ventil Nr. 3 geöffnet. Nebenbei wird während die
ses Vorfüllvorganges der Luftblasenfühler 87 beim Durch
gang von Luftblasen durch die Blasenfalle/Filter-Einheit
86 geprüft, um sicherzustellen, daß er einwandfrei arbei
tet. Später wird sodann der Luftblasenfüh
ler 87 erneut geprüft, um zu gewähleisten, daß die Lei
tungsanlage nach dem Füllen mit Salzlösung keine Luft
blasen mehr enthält.
Sodann werden die Nadeln 56 und 90 in die Armvenen des
Blutspenders 52 eingeführt, worauf die Ventile Nr. 1,
2, 5 und 6 geöffnet und die Ventile Nr. 3 und 7 geschlos
sen werden.
Wenn die Nadeln 56 und 90 mit den Venen des Blutspen
ders verbunden sind und das Leitungssystem mit Salzlö
sung gefüllt ist, werden die Pumpen 20 und 22 einge
schaltet, so daß das Gesamtblut in die Leitungsanlage
und in die Zentrifuge 14 gefördert wird.
Die in die Zentrifuge 14 führenden Leitungen 54, 74, 82
und 94 können in einem Verbindungs- bzw. Umlenkstück
zusammengefaßt werden, das mit der halben Drehzahl der
Zentrifuge umläuft, so daß ein Verdrehen
der Leitungen vermieden wird und keine Flüssigkeitsdich
tungen erforderlich sind. Konstruktion und Arbeitsweise
der Zentrifuge 14 sind an sich bekannt.
Wenn etwa 120 ml Gesamtblut in die Leitungsanlage 16
gefördert worden sind, ist der größte Teil der Salzlö
sung in den Behälter 108 zurückgefördert worden. An
diesem Punkt wird das Ventil Nr. 3 geöffnet, damit die
behandelte, mit etwas Salzlösung vermischte Blutflüssig
keit zum Blutspender zurückgeleitet werden kann.
Wenn die Plasmasammel-Drucktaste 188 gemäß Fig. 4 ge
drückt worden ist, werden das Ventil Nr. 6 geschlossen
und das Ventil Nr. 7 geöffnet. Wie in Verbindung mit
den Fig. 4, 5, 5A und 5B noch näher erläutert werden
wird, bestimmt die Steuereinrichtung (139 gemäß Fig. 4)
der Vorrichtung 10, wann die vorgesehene Blutplasmamenge
gewonnen wurde, während das Gesamtblut in der Leitungsan
lage 16 behandelt wird. Hierauf werden dann das Ventil
Nr. 7 geschlossen und das Ventil Nr. 6 geöffnet.
Nach dem Einschalten der Pumpen 20 und 22 ist bis zum
Ende des Arbeitsvorgangs keinerlei Betätigung durch die
Bedingungsperson mehr erforderlich.
Typischerweise wird das Gesamtblut dem Blutspender mit
einer Zufuhrmenge von 15 ml/min entnommen;
empirische Versuche haben gezeigt, daß eine Gesamtblut
abnahmemenge von etwa 30±5 ml/min die besten Ergebnisse
liefert. Vorteilhaft ist dabei, wenn die volumetrische
Entnahmemenge mittels der Vorrichtung 10 durch entsprechende
Regelung der Drehzahl der Peristaltikpumpe 20 bis 26
ml/min begonnen wird.
Während das Gesamtblut in die Leitungsanlage 16 und in
die Trennkammer im Behälter 66 eingesaugt wird, bewirkt
die auf die Kammer 66 einwirkende Zentrifugalkraft
eine Trennung des Gesamtbluts in Bestandteile.
Dabei setzt sich das an Blutplättchen reiche Blutplasma im
oberen Bereich des Behälters 66 in der Nähe des Auslasses
68 ab, während sich die roten Blutkörperchen in den
oberen Ecken der Kammer 66 neben den Auslässen 70
und 72 sammeln. Dies wird durch die spezielle Konstruk
tion und Anordnung der Kammer 66 erreicht, wie sie
ansich bekannt ist.
Die Zentrifuge kann mit einer beliebigen Drehzahl von
0 bis 1600 U/min angetrieben werden. Bei einer versuchs
weise betriebenen Vorrichtung 10 hat sich eine Drehzahl
von 1400 U/min als zufriedenstellend erwiesen. Die Dreh
zahl der Zentrifuge 14 muß jedoch selbstverständlich
auf die Entfernung der beiden Kammern 66 und 80 von der
Drehachse der Zentrifuge abgestimmt werden, um das in
den beiden Kammern 66 und 80 befindliche Blut den
entsprechenden Beschleunigungskräften
auszustezen. Diesbeszüglich hat sich gezeigt, daß eine
Beschleunigungskraft von 150 bis 600 G gute Ergebnisse,
d. h. eine gute Trennung des Bluts in die gewünschten Bestandteile
gewährleistet. Beim erwähnten Ausführungsbeispiel der
Vorrichtung 10 erfolgte das Schleudern in den beiden
Kammern 66 und 80 mit einer Beschleunigungskraft von
etwa 285 G.
Bei der Verarbeitung oder Behandlung von Gesamtblut
hat es sich als am günstigsten erwiesen, jeweils etwa
3 l Blut zu behandeln. Die Steuerung für die Vorrich
tung 10 sind daher auf die Behandlung von 3 l Gesamtblut
vom Spender eingestellt.
Im Hinblick auf Gefüge, Größe und Zahl der Blutteilchen,
d. h. rote und weiße Blutkörperchen sowie Blutplättchen,
gehorcht Gesamtblut nicht streng den verschiedenen
physikalischen, chemischen und strömungsdynamischen
Gesetzen. Aus diesem Grund müssen die verschiedenen, vor
stehend erwähnten und noch zu erläuternden Betriebspara
meter mehr oder weniger empirisch bestimmt werden. Dies
bezüglich hat es sich gemäß Fig. 6 gezeigt, daß die Wirk
samkeit der Abtrennung eines mit Blutplättchen ange
reicherten Blutplasmas vom Rest des Gesamtbluts in der Kammer
66 an einem Punkt beginnt, an welchem der Hämato
crit der über die Auslässe 70 und 72 aus der Kammer
66 austretenden, an roten Blutkörperchen reichen Blut
flüssigkeit etwa 56 beträgt. Ein Trennwirkungsgrad von
praktisch 50% wird bei einem Hämatocrit der austreten
den Blutflüssigkeit von 63 erreicht. Ein nahe bei 100%
liegender Wirkungsgrad der Abtrennung des an Blutplätt
chen reichen Plasmas vom Gesamtblut ist bei einem Hämato
critwert von etwa 71 gegeben.
Unter den empirisch ermittelten Bedingungen von 285 G
an beiden Kammern 66 und 80 ergeben sich somit ein
Austritts-Hämatocrit von etwa 70 und eine wirksame Tren
nung des an Blutplättchen reichen Blutplasmas vom
Gesamtblut. Anhand des Gefälles des Mittelteils der
Kurve gemäß Fig. 6 läßt sich erkennen, daß sich das
Verhältnis zwischen den Menge der Gesamtblutabnahme und
des an Blutplättchen reichen Blutplasmas zur Gewähr
leistung einer wirksamen Trennung folgender Gleichung
annähern sollte:
worin bedeuten:
V BI=volumetrischer Durchsatz (ml/min) an Gesamtblut
in der Leitungsanlage 16,
V PRP=volumetrischer Durchsatz (ml/min) des mit Blut
plättchen angereicherten Blutplasmas Flüssigkeitskomponante) bei Entnahme
aus den ersten Kammer 66,
HÄMATOCRIT(Blutflüssigkeit Aus)=Konzentration der roten
Blutkörperchen (volumenmäßig) pro ml der aus
dem ersten Behälter austretenden Flüssig
keit und
HÄMATOCRIT(Blut Ein)=Konzentration der roten
Blutkörperchen (Volumen) pro ml des einströmen
den Gesamtbluts.
Auf der Grundlage dieser Beziehungen und unter Zugrunde
legung des Wissens, daß der typische Hämatocritwert des
Blutspenders 40 beträgt, können in obige Gleichung die
Hämatocritwerte von 40 und 70 eingesetzt und ein Verhältnis
von etwa 0,43 abgeleitet werden; dies bedeutet, daß die
Fördermenge des an Blutplättchen reichen Blutplasmas aus
dem Behälter 80 ungefähr 43% der Fördermenge an Gesamt
blut in dem Behälter 66 betragen sollte. In der Praxis
ist dieses Verhältnis jedoch Schwankungen unterworfen.
Ein Verhältnis zwischen den
Förderleistungen der Peristaltikpumpen 20 und 22,
mit dem gute Ergebnisse erzielt wurden, liegt gemäß Fig. 7
bei 13 : 25. Bei einem speziellen Verfahren für den Be
trieb der Vorrichtung 10 wird die Förderleistung der Blut
plasmapumpe 22 anfänglich auf eine Größe eingestellt, die
(1-Hämatocrit (GESAMTBLUT EIN))×V BI entspricht. Da der
Hämatocrit des Gesamtbluts ungefähr 40 beträgt, ergibt
sich hieraus eine Anfangsdrehzahl der Pumpe
22, die ungefähr 60% derjenigen der Pumpe 20 beträgt.
Beim genannten Arbeitsbeispiel für die Vorrichtung 10
wird die Pumpe 20 mit einer Drehzahl angefahren, die
eine Fördermenge von 26 ml/
min ergibt. Dieses Verhältnis wird aufrechterhalten, wäh
rend die Fördermenge der Pumpe 20 um 1 ml/min erhöht wird,
nachdem in der Leitungsanlage 16 jeweils 120 ml Gesamtblut
ohne ein Überfließen von roten Blutkörperchen behandelt
worden sind. Sobald jedoch durch den betreffenden Detek
tor 76 ein Überfließen von roten Blutkörperchen aus der
Kammer 66 festgestellt wird, wird die Pumpe 22 abge
stellt und dann in Gegenrichtung umgeschaltet, um das
Gemisch aus an Blutplättchen reichem Plasma und roten
Blutkörperchen zur Kammer 66 zurückzufördern. Hierauf
wird die Drehzahl der ersten Pumpe 20
um 1 ml/min herabgesetzt, die der Pumpe 22
wird proportional dazu variiert. Beide Pumpen werden so
dann in Normal- bzw. Vorwärtsrichtung in Betrieb gesetzt,
bis ein weiterer Anteil von 120 ml Gesamtblut behandelt
worden ist, ohne zu einem Überfließen zu führen. Wenn
mittels des Detektors 76 kein Überlauf bzw. Überfließen
festgestellt wird, wird die Leistung der zweiten Pumpe
22 für jeweils 120 ml Blut, die ohne Überfließen behandelt
worden sind, um 0,25 ml/min erhöht, bis ein Überfließen
festgestellt wird. Hierauf wird die Pumpe 22 erneut abge
stellt und dann umgeschaltet, um das überfließende Gemisch
zur Kammer 66 zurückzufördern. Anschließend wird die
Förderleistung der zweiten Pumpe 22
um 0,25 ml/min verringert, und die Pumpe 22 wird erneut
zur Drehung in Vorwärtsrichtung umgeschaltet. Dieser Vor
gang wird bis zum Erreichen des Endpunkts wiederholt.
Der Endpunkt ist erreicht, wenn etwa 3 l Gesamtblut voll
ständig behandelt worden sind.
Bei Betätigung auf die vorstehend beschriebene Weise
gewährleistet die Vorrichtung 10 eine höchst wirksame und
wirtschaftliche Trennung von an Blutplättchen reichem
Plasma vom Gesamtblut.
Gemäß Fig. 3 wird das der Kammer 66 entnommene, mit Blut
plättchen angereicherte Blutplasma durch die als Blutplättchen
beutel ausgebildete Kammer 80 geleitet. Aufgrund der auf den
Beutel 80 einwirkenden Zentrifugalkraft tritt eine Blut
plättchenablagerung an der Seitenwand des Beutels 80 auf,
während das Blutplasma diesen Beutel durchfließt. Diese
Strömung wird durch Zusammendrücken des Beutels 80 längs
seiner Mittelinie auf die durch die Wellenlinie 130
in Fig. 3 angedeutete Weise begünstigt. Hierbei ergibt sich
die durch Pfeile in Fig. 3 angedeutete Blutplasmaströ
mungsbahn durch den Beutel bzw. die Kammer 80.
Das aus dem Beutel 80 austretende Plasma strömt durch die
Leitung 94 und vereinigt sich an der Verzweigung 99 mit
der an roten Blutkörperchen reichen, die Leitung 82 durch
strömenden Restblutflüssigkeit. Das vereinigte, an Blutplätt
chen arme Blut strömt dann über den Hoch/Niederdruckwäch
ter 84 und die Blasenfalle/Filter-Einheit 86 über die
Subkutannadel 90 zum Spender 52 zurück.
Sobald die gewünschte Menge von 3 l Gesamtblut behandelt
worden ist, werden die Ventile Nr. 1 und Nr. 2 geschlos
sen und das Ventil Nr. 4 geöffnet, um Salzlösung in die
Leitungsanlage 16 strömen zu lassen. Mittels der Salzlö
sung wird sodann die in der Leitungsanlage 16 befind
liche Restmenge an Blut ausgetrieben und zum Spender
zurückgefördert. Sobald eine ausreichende Menge an Salz
lösung in die Anlage gefördert worden ist, wird die Zentri
fuge 14 abgeschaltet. In der Leitungsanlage verbleiben
etwa 3 ml Blutflüssigkeit, die mittels eines kurzen Über
laufs der Pumpe 20 zum Spender zurückgefördert werden
können. Danach kann das Gehäuse 12 geöffnet werden, um
die Leitungen 74 und 94, beispielsweise mittels eines er
hitzten Werkzeugs, an den durch die Bruchstellen 131 und 132
in Fig. 2 angedeuteten Stellen zu durchtrennen. Der ein
Mindestmaß an Blutplasma enthaltende, verschlossene Blut
plättchenbeutel 80 wird sodann aus der Zentrifuge 14 heraus
genommen und bis zur Verwendung aufbewahrt.
Die Reihenfolge der Arbeitsschritte der Vorrichtung 10
wird durch eine Steuerschaltung 139 (Fig. 4) ge
steuert, die einen Mikroprozessor bzw. elektronischen
Rechner 140 (Fig. 4) mit den zugeordneten elektroni
schen Schaltungen enthält. Die Arbeitsreihenfolge des
Mikroprozessors 140 sowie seine zugeordneten Schaltungen
sind im folgenden anhand von Fig. 5, 5A und 5B näher
erläutert.
Gemäß Fig. 4 umfaßt der Mikroprozessor 140 eine logi
sche Steuerschaltung 142 und mindesens zwei programmier
bare Schnittstellen-Chips
144 und 146. Beim beschriebenen Ausführungsbei
spiel der Vorrichtung 10 handelte es sich beim Mikro
prozessor um einen solchen vom Typ Intel
80/10 und bei den Chips um Intel
P8255. An den Mikroprozessor 140 ist ein Einstell-Zeit
geber 148 zur Zeitsteuerung der Arbeits
weise der Vorrichtung 10 angekoppelt, während weiterhin
an den Mikroprozessor 140 eine allgemein mit 150 be
zeichnete Fehlermeß-Steuerschaltung angeschlossen ist.
Letztere überprüft die Anlage auf bestimmte Bedingungen,
um den Betrieb der Vorrichtung 10 zu unterbrechen, wenn
solche Bedingungen vorliegen, beispielsweise Übertempe
ratur der Anlage oder Überdrehzahl der Motoren. Der Aus
gang des Mikroprozessors 140 ist über Mehrfachleiter mit
vier programmierbaren, Schnittstellen-Chips
151 bis 153 (z. B. Intel
P8255) verbunden. Die Chips 151 und 154 besitzen Mehrfach-
Leitungsausgänge, die jeweils mit einem betreffenden einer
Reihe von Digital/Analog-Wandlern 161 bis 166 verbunden sind.
Obgleich nur einadrige Leitungen dargestellt sind, sind
die meisten dieser Leitungen mehradrig.
Bei der dargestellten Ausführungsform dient der
D/A-Wandler 162 zur Ansteuerung einer Motor
steuerung für einen die Pumpe 20 betätigenden Motor.
Ein Motor-Drehzahlgeber ist auf dargestellte Weise mit
einer Volumen- und einer Durchsatzmengenmeßvorrichtung
sowie mit einem Eingang des programmierbaren
Schnittstellen-Chips 153 verbunden, der seinerseits an
den Mikroprozessor zur Bestimmung und Regelung der Dreh
zahl der Pumpe 20 angeschlossen ist. Auf ähnliche Wei
se betätigt der D/A-Wandler 162 eine Regelung für einen
Motor für den Antrieb der zweiten Pumpe 22. Dabei ist
wiederum ein Motor-Drehzahlgeber zur Bestimmung der Dreh
zahl der Pumpe 22 mit einer Volumen- und einer Durchsatz
mengenmeßvorrichtung verbunden. Der Ausgang des Drehzahl
gebers ist dabei an einen anderen Eingang des Schnitt
stellen-Chips 153 angeschlossen. Die Durchsatzmengen- und
Volumenmeß- bzw. -bestimmungsvorrichtungen sind weiter
hin mit Anzeigeschaltungen 155, 156 und 157 verbunden,
welche die entsprechenden Anzeigen in den Fenstern 30 und
32 der Schalttafel 24 gemäß Fig. 2 erscheinen lassen.
Der D/A-Wandler 163 betätigt eine Motorsteuerung für den
Motor, welche die Zentrifuge 14 in Drehung versetzt.
Ein Motor-Drehzahlgeber zur Feststellung eines Überlaufs
bzw. einer Überdrehzahl der Zentrifuge 14 ist mit dem
Motor und einem Grenzwertgeber sowie einem anderen Eingang
des Schnittstellen-Chips 153 verbunden.
Der D/A-Wandler 164 ist an einen Komparator 171 angeschlos
sen, der seinerseits mit dem Meßfühler 63 verbunden ist.
Der D/A-Wandler 165 ist mit einem Komparator 172 ver
bunden, der seinerseits an den Meßfühler 65 angeschlossen
ist. Auf ähnliche Weise ist der D/A-Wandler 166 mit einem
Komparator 173 und einem Komparator 174 verbunden, wobei
alle Komparatoren mit einem programmierbaren
Schnittstellen-Chip 175 verbunden sind. Letzterer
besitzt eine oder mehrere Fehlerleitungsadern, die auf
dargestellte Weise mit dem Mikroprozessor 140 verbunden
sind. Dieser Chip 175 dient zur Verarbeitung der durch
die Meßfühler 63, 65 und 85 gelieferten Druckinforma
tionen und zur Übermittlung des gemessenen Drucks an
den Mikroprozessor 140. An der Eingang des Schnittstellen-
Chips 175 ist weiterhin ein Luftfeuchtigkeitsfühler 178
angeschlossen, der innerhalb der Zentrifuge 14 angeordnet
ist und bei einem Ansteigen der Luftfeuchtigkeit in der
Zentrifuge 14 aufgrund eines Bruchs in der Leitungsan
lage 16 diesen Störzustand augenblicklich feststellt.
Bei den ersten vier Chips 151 bis 154 sind die Ausgänge
des Chips 153 auch an eine Treiberkarte 180 und insbe
sondere einen Solenoid-Treiberverstärker 182 angekoppelt,
dessen Ausgang mit den Solenoiden zur Betätigung der Ab
sperrventile 60, 104, 88, 114, 120, 98 und 128 (Ventile
Nr. 1 bis 7) verbunden ist.
Die Ausgänge des Schnittstellen-Chips 152 sind an einen
logischen Schalterkreis 184 angeschlossen, der seinerseits
an die Drucktasten 41 bis 47, an einen Hämatocriteinstell-
Drehschalter 185, einen Endpunkt-Drehschalter 186, den
Plasmasammelschalter 188 und einen Einstellfühlerschalter
190 angeschlossen ist.
Ein Ausgang des Chips 152 ist außerdem mit dem Überlauf
detektor 76 und mit der Treiberkarte 180 und insbesondere
einem Lampen-Treiberverstärker 192 verbunden, welcher
den Einschalt-/Ausschalt- oder Flackerzustand der den
Schaltern 41 bis 47 zugeordneten Lampen steuert.
Die Steuerschaltung 139 umfaßt weiterhin zwei programmier
bare Intervallzeitgeberchips (PIT) 201 und 202 (Intel
P8253). Die PIT-Chips 201 und 202
sind mit dem Mikroprozessor 140 gekoppelt. Die Ausgänge
der Chips 201 und 202 sind mit den Motor-Drehzahlgebern
verbunden. Der PIT-Chip 201 weist auch Ausgänge auf, die
an eine LED-Anzeigelogikschaltung 206
angeschlossen sind, welche die an den Fenstern 26 und 30
befindlichen Leuchtdioden um
faßt.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Steuerschaltung
139 und insbesondere des Mikroprozessors 140 anhand eines
Flußdiagramms gemäß
Fig. 5, 5A und 5B beschrieben. Die Schaltkreisverbin
dungen gemäß Fig. 4 sowie die Programmie
rung des Mikroprozessors 140 sind dabei ersichtlicher
weise so gewählt, daß die im folgenden beschriebene Reihen
folge der Arbeitsschritte 1 bis 55 der Vorrichtung 10
durchgeführt wird. Jeder in Fig. 5 durch ein Rechteck
dargestellte Arbeitsschritt stellt einen tatsächlichen
Arbeitsgang dar, bei dem etwas geschieht bzw. geschehen
ist, während jeder rhombenförmige Arbeitsschritt einen
Prüf- bzw. Abfrageschritt bedeutet, bei dem festgestellt
wird, ob etwas geschehen ist oder nicht geschehen ist oder
aber vorhanden ist oder nicht vorhanden ist.
Das für das erwähnte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung
gemäß Fig. 10 ausgearbeitete Programm umfaßt die folgende
Arbeitsschrittfolge:
Schritt 1
Zunächst werden die Vorrichtung 10 und der Mikroprozessor
140 an Spannung gelegt. Dies geschieht auf manuelle
Wege durch Betätigung der Drucktaste 41.
Schritt 2
Alle Lampen sind nunmehr eingeschaltet, die Motoren sind
ausgeschaltet, die Absperrventile sind geöffnet, alle
Zähler und Alarmgeräte sind zurückgestellt und die Alarm
vorrichtungen sind desaktiviert.
Schritt 2A
Dies stellt einen Störung-Rückstellschritt für den elektro
nischen Rechner bzw. Mikroprozessor 140 dar, der jedesmal
dann stattfindet, wenn eine Anfrage (Rhombussymbol) erfolgt.
Wenn die Frage mit "nein" (N) beantwortet wird, führt der
elektronische Rechner die Prüfung selbst durch. Da diese
Schritte A jeweils gleich sind, werden sie im folgenden
nicht wiederholt; es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß
bei jeder mit nein bzw. N beantworteten Abfragung der
Störung-Rückstellvorgang für den Rechner in der Schleife N
erfolgt.
Schritt 3
Bei diesem Schritt wird festgestellt, ob ein betriebsfähi
ger Träger 18 in der Vorrichtung 10 gegen
einen Meßfühler 220 (Fig. 2) angesetzt ist. Wenn dies der
Fall ist, wird durch die Antwort "ja" bzw. Y das Programm
auf den nächsten Schritt in der Reihenfolge fortgeschaltet.
Im negativen Fall (N) wird das Programm zurückgeschaltet
und erneut durchgeführt.
Schritt 4
Bei diesem Schritt wird die Art des Trägers 18,
bei dem es sich um einen Blutplättchenträger handelt,
bestimmt.
Schritt 5
Die Blutplättchengewinnung wird als durchzuführender Vor
gang festgelegt, alle Absperrventile werden geschlossen,
alle Lampen werden abgeschaltet, und die Blutplättchen-
Lampe leuchtet auf, um anzuzeigen, daß Blutplättchen ge
wonnen werden sollen.
Schritt 6
Hierbei wird festgestellt, ob ein einwandfreier Betriebs
zustand vorliegt oder ein bestimmter Fehler bzw. eine
bestimmte Störung, wie Übertemperatur, nicht einwandfrei
arbeitende Motoren, usw., vorhanden sind. Im Fall eines
Y-Signals bestimmt der Rechner die Art des Fehlers. Jeder
Fehler besitzt eine Codezahl, die im Fenster 26 angezeigt
wird. Wenn alles in Ordnung ist und keine Störung vor
liegt, wird durch das ausgegebene N-Signal das Programm
auf den nächsten Schritt weitergeführt.
Schritt 7
Hierbei prüft der Rechner den Betriebszustand auf auto
matischen oder manuellen Betrieb. Im Fall von Automatik
betrieb wird das Y-Antwortsignal ausgegeben, so daß das
Programm auf den nächsten Schritt übergeht.
Schritt 8
Bei diesem Schritt leuchtet die Vorfüllampe auf. Tatsäch
lich leuchtet eine der Vorfüll-Drucktaste 42 zugeordnete
Lampe auf, um der Bedienungsperson anzuzeigen, daß die
betreffende Drucktaste 42 gedrückt werden soll.
Schritt 9
Hier wird abgefragt, ob die Vorfüll-Drucktaste gedrückt
ist oder nicht. Falls ja, geht das Programm auf den näch
sten Schritt über. Anderenfalls erfolgt eine periodische
Wiederholung der Abfrage.
Zwischen den Schritten 8 und 9 liegt
ein Schritt 8A, welcher sich in derselben Position in
der Regelschleife befindet wie der Schritt 2A. Bei diesem
Schritt zur Überprüfung auf Rechner-Störungsrückstellung
sowie in den folgenden Schritten A erfolgt jedoch durch das
Programm auch eine Überprüfung auf einen Abbruch. Ein
Abbruch erfolgt, wenn eine der Hauptstörungen, die in
Schritt 6 geprüft wurden, aufgetreten ist, so daß der Be
trieb der Vorrichtung 10 unterbrochen wird. Der Schritt 6
ist somit in den Schritten A enthalten. Wenn jedoch in
Schritt 6 eine Störung festgestellt wurde, wird die Vor
richtung 10 gar nicht erst in Betrieb gesetzt, während
in Schritt 8A (nicht gezeigt) und in allen anderen Schrit
ten A, die eine Prüfschleife enthalten, das Programm an
stelle des "Nichteinschaltens" eine Unterbrechung des
Betriebs der Vorrichtung 10 einleitet. Um es zu wieder
holen: Beim Schritt A, der überall dort erfolgt, wo eine
Abfragung vorgenommen wird und eine Rückkopplungsschlei
fe vorhanden ist, erfolgt eine Prüfung auf Rechner-
Störungsrückstellung sowie eine Prüfung auf gegebenen
falls auftretende bestimmte Störungen. Wenn eine dieser
Störungen vorliegt, wird ein Abbruchsignal geliefert,
um den Betrieb der Vorrichtung zu unterbrechen.
Schritt 10
Sofern die Vorfüll-Drucktaste 42 gedrückt worden ist,
werden die Ventile Nr. 3 und 7 geschlossen und die Venti
le Nr. 1, 2, 4, 5 und 6 geöffnet. Sodann werden die Gesamtblut
pumpe 20 und die Plasmapumpe 22 eingeschaltet. Es ist
zu beachten, daß die Leitungen 110 und 118 bereits mit
Salzlösung beschickt worden waren. Vor dem Einschalten
der Pumpen 20 und 22 wird das Drehzahlverhältnis dieser
Pumpen nach der vorher angegebenen Gleichung und den ge
schilderten Arbeitsvorgängen eingestellt. Die Anlaufge
schwindigkeit der Pumpe 20 ist jedoch eine mittlere Be
triebsdrehzahl. Bei diesem Schritt werden die Plasma
pumpe 22 eingeschaltet und die Teilvolumenzähler für die
Pumpen 20 und 22 in Gang gesetzt.
Schritt 11
Bei diesem Schritt wird festgestellt, ob der Luftblasen
fühler 87 arbeitet oder nicht. Falls der
Detektor 87 arbeitet und die Anlage Luft enthält, muß
der Detektor an diesem Punkt Luftblasen feststellen;
im Fall eines Signals "nein" bzw. N wird eine Alarmanzeige
geliefert. Falls kein Alarm abgegeben und dadurch ange
zeigt wird, daß keine Luftblasen vorhanden sind oder der
Detektor 87 ausgefallen ist, während das Vorhandensein
von Luftblasen bekannt ist, wird an diesem Programmschritt
der Betrieb der Vorrichtung 10 unterbrochen, weil in die
sem Fall höchstwahrscheinlich eine Störung des Luftbla
sendetektors oder der Alarmlogikschaltung vorliegt. Falls
die Antwort dagegen "ja" bzw. Y ist, daß nämlich Luft vor
handen ist, schaltet das Programm auf den nicht gezeigten
Schritt 11A und sodann auf den Schritt 12 weiter.
Schritt 12
Durch die Pumpe 20 wird eine vorbestimmte Flüssigkeits
menge von z. B. 30 ml gefördert. Wenn der Rechner anhand des
vom Gesamtblut-Teilvolumenzählers gemessenen Teilvolu
mens feststellt, daß 30 ml oder eine andere vorgegebene
Flüssigkeitsmenge durch die Pumpe 20 gefördert wurden,
geht das Programm auf Schritt 13 über.
Schritt 13
An diesem Punkt werden die Ventile Nr. 1 und 2 geschlos
sen, und der Gesamtblut-Teilmengenzähler wird rückge
stellt und in Gang gesetzt. Der Plasma-Teilmengenzähler
wird ebenfalls in Gang gesetzt.
Schritt 14
Es folgt eine Überprüfung der von den Pumpen 20 und 22
verarbeiteten Volumina, bis beide Pumpen ein vorgesehenes
Flüssigkeitsvolumen verarbeitet haben. Daraufhin geht
das Programm auf Schritt 15 über.
Schritt 15
Nunmehr wird die Drehzahl der Rotors der Zentrifuge 14
eingestellt, die Zentrifuge 14 wird eingeschaltet und
die Teilvolumenzähler werden rückgestellt und in Gang
gesetzt.
Schritt 16
Durch die Pumpen 20 oder 22 wird eine für die Austreibung
von Luftblasen ausreichende vorbestimmte Flüssigkeitsmen
ge gefördert.
Schritt 17
An diesem Punkt wird die Hämatocrit-Einstellung abgelesen.
Dabei wird entweder ein in das Programm eingeführter Wert
oder ein durchschnittlicher Hämatocrit-Wert benutzt, bei
spielsweise ein solcher von 42, wobei die Leistung der Pum
pe 22 auf der Grundlage dieses Wertes durch das Programm
eingestellt wird. Selbstverständlich wird die Drehzahl
bzw. Förderleistung der Pumpe 20 zunächst auf einen an
fänglichen, auf vorher beschriebene Weise bestimmten Wert
von z. B. 25 ml/min eingestellt, worauf das Programm die
Leistung der Pumpe 22 automatisch auf einen bestimmten An
fangsprozentsatz der Leistung der Pumpe 20 einstellt, z. B.
auf (1-0,42)×Drehzahl der Pumpe 20 bzw. 0,58×V WB.
Die Anfangsleistung der Gesamtblutpumpe 20 wird wiederum
auf eine willkürliche Größe, typischerweise zwischen 25 und
35 ml/min eingestellt, wobei die Plasmapumpe 22 eine
Drehzahl besitzt, welche anfänglich der
jenigen der Gesamtblutpumpe 20 in einem Verhältnis von
58 : 100 nachläuft. An diesem Programmschritt wird außer
dem der Gesamtblut-Teilvolumenzähler rückgestellt und in
Gang gesetzt.
Schritt 18
Die Pumpe 20 fördert ein vorgegebenes Flüssigkeitsvolumen.
Schritt 19
An diesem Punkt wird der Druck des Venen
druckwächters 63 abgegriffen. Wenn dieser Druck
nicht innerhalb bestimmter, vorher festgelegter Grenz
werte liegt, wird ein Alarmcode angezeigt. Ist letzte
res nicht der Fall, so erfolgt der Übergang auf den näch
sten Programmschritt.
Schritt 20
Hierbei wird der Venenschluß -Alarmdruck
auf eine bestimmte Größe minus einer
Konstante K eingestellt. Schritt 20 ist in gewisser Wei
se mit Schritt 19 kombiniert, weil bei letzterem der
Betriebsdruck bestimmt und geprüft wird, ob er inner
halb gewisser, vorbestimmter Grenzwerte liegt. Nach die
ser Bestimmt erfolgt eine Bestimmung des tatsächlichen
Drucks,
der Druck unter den Betriebsdruck minus der
Konstante K abfällt, wird ein Alarmcode angezeigt und ab
gegriffen, wodurch der Betrieb der Vorrichtung 10 abge
brochen wird.
Schritt 21
An diesem Punkt erfolgt eine Überprüfung auf eine ver
stopfte Leitung.
Schritt 22
An diesem Punkt wird auf dieselbe Weise wie in Schritten
19 und 20 ein Leitungsverschluß-Alarmwert eingegeben,
nur mit dem Unterschied, daß bei einem bestimmten,
innerhalb der Grenzwerte liegenden, festgestellten Druck
dem so ermittelten Druckwert eine Konstante K₂ hinzugefügt
wird. Wenn die betreffende Größe überschritten wird, wird
ein Alarmcode angezeigt und abgegriffen, wodurch der Be
trieb der Vorrichtung abgebrochen wird.
Schritt 23
An diesem Programmschritt wird der Hoch/Niederdruckwächter
85 überwacht. Es wird bestimmt, ob die Drücke inner
halb bestimmter Grenzwerte für Hoch- und Niederdruck lie
gen. Der Hochdruckzustand ist gegeben, wenn die Vene des
Blutspenders bzw. die in die Vene eingeführte Rücklauf
nadel 90 blockiert ist. Ein Niederdruck tritt ein, wenn
an einer Stelle der Leitungsanlage 16 ein Bruch auftritt.
Wenn diese Drücke bestimmte Grenzwerte überschreiten, ver
anlaßt das Program die Anzeige und Abtastung eines Alarm
codes. Auch wenn hierbei durch die Leitungsanlage Salz
lösung strömt, werden die Drücke der Salzlösung geprüft;
die betreffenden Druckwerte werden für die Herstellung
der Verbindung mit dem Blutspender herangezogen.
Schritt 24
Bei diesem Schritt werden die Hoch/Niederdruckgrenzwerte
gesetzt, was auf dieselbe Weise wie die Bestimmung der
Druckgrenzwerte in Schritten 19 bis 22 geschieht.
Schritt 25
Es werden das Ventil Nr. 4 geschlossen und der Gesamtblut-
Teilvolumenzähler rückgestellt und in Gang gesetzt.
Schritt 26
Prüfung auf verschlossene Vene.
Schritt 27
Prüfung auf ein bestimmtes Flüssigkeitsströmungsvolumen
von z. B. 5 ml die Anlage. Wenn Ventil Nr. 4 geschlossen
ist, ist ein Venenschlußzustand gegeben, der geprüft wird.
Falls der Venenschluß-Alarmcode angezeigt und abgegriffen
wird, geht das Programm auf den nächsten Schritt über.
Wenn die Antwort "nein" bzw. N ist, wird die Anlage abge
stellt.
Schritt 28
Ventil Nr. 4 wird geöffnet. Ebenso wird der Gesamtblut-
Teilvolumenzähler rückgestellt und in Gang gesetzt.
Schritt 29
Prüfung zur Feststellung, ob ein bestimmtes Gesamtblutvo
lumen gefördert worden ist. Typischerweise werden 5 ml
gefördert, um das System aufgrund des Öffnens und Schlies
sens von Ventil Nr. 4 zu stabilisieren.
Schritt 30
Ventil Nr. 5 wird geschlossen.
Schritt 31
Prüfung, ob 15 ml Flüssigkeit durch die Gesamtblutpumpe
20 gefördert wurden; im positiven Fall Übergang des Pro
gramms auf Schritt 32.
Schritt 32
Ventil Nr. 5 wird geschlossen, und die Rückströmung der
Salzlösung zum Behälter 108 wird unterbrochen. Der
Hochdruck-Alarmcode wird angezeigt und abgegriffen. Wenn
ein Hochdruckalarm festgestellt wird, so
wird vorausgesetzt, daß die Niederdruck-Alarmeinrichtung
ebenfalls betriebsfähig ist. Bei Feststellung eines Hoch
druckalarms geht das Programm auf Schritt 33 über.
Schritt 33
Beide Pumpen 20 und 22 werden abgestellt, Ventile Nr. 1
bis 6 werden geöffnet und Ventil Nr. 7 wird geschlossen.
An diesem Punkt leuchtet eine "Betrieb"-Lampe auf, wo
durch angezeigt wird, daß die Funktionen nach Programm
schritt 33 durchgeführt wurden. Hierdurch wird wiederum
aufgezeigt, daß die Vorrichtung 10 für einen Betriebs
ablauf bereit ist.
Wenn in Programmschritten 19 bis 32 ein Fehler bzw. eine
Störung festgestellt wird, wird der Betrieb der Vorrich
tung 10 unterbrochen, wobei die Lampe für die Wiederein
schalttaste 45 flackert. Wenn die Fehlerursache besei
tigt ist und die Wiedereinschalttaste 45 gedrückt wird,
geht das Programm unabhängig davon, an welcher Stelle
der Fehler festgestellt wurde, wieder auf Schritt 19 über.
Betriebslauf
Schritt 34
An diesem Punkt werden die Leitungen 54 und 82 mit dem
Blutspender 52 verbunden. Die blinkende Betriebs-Lampe
zeigt an, daß die Verbindungen zum Blutspender 52 her
gestellt werden können. Hierauf wird die Betriebs-
Drucktaste 43 gedrückt, und das Blutplättchen
gewinnungs-Betriebsprogramm wird gestartet. Der Rechner
140 fragt nunmehr ab, ob die Betriebsdrucktaste gedrückt
worden ist oder nicht. Wenn die Betriebstaste 43 nach dem
Anschluß des Blutspenders 52 an das System
16 gedrückt worden ist, geht das Programm auf
Schritt 35 über.
Schritt 35
An diesem Punkt hört die Betriebs-Lampe zu blinken auf
und geht in einen Dauerleuchtzustand über. Dabei werden
die Ventile Nr. 1, 2, 5, und 6 geöffnet und die Ventile Nr.
3, 4 und 7 geschlossen. Die Teilvolumenzähler für Gesamt
blut und Plasma werden zurückgestellt und in Gang gesetzt.
Die Alarmeinrichtungen werden angehalten und zurückgestellt.
Beim Programmschritt 35 wird einfach jeder Alarm in der
Anlage oder jeder Zähler derselben zurückgestellt. Hierauf
werden die Gesamtblutpumpe 20 und die Plasmapumpe 22
eingeschaltet und der Venendruckwächter 63 aktiviert.
Ebenso werden Unterdrehzahlfehler-Alarmgeber aktiviert.
Zu diesem Zeitpunkt wird auch der Einstellzeitgeber
148 in Gang gesetzt, ebenso wie der Gesamtvolumenzähler
(Anzeige bei 155). Wie erwähnt, ist die Anfahr
fördermenge für die Pumpe 20 bereits durch
das Programm auf z. B. 26 ml/min ebenso festgelegt wor
den, wie das Leistungsverhältnis von z. B. 58 : 100.
Schritt 36
An diesem Punkt erfolgt eine Überprüfung des Gesamtblut
stroms zur Bestimmung des Stabilisierungszustands der
Anlage. Wenn Stabilisierung eingetreten ist, geht das
Programm auf Schritt 37 über.
Schritt 37
An diesem Punkt werden das Ventil Nr. 5 geschlossen und
das Ventil Nr. 3 geöffnet. Der Venendruckwächter 85 wird
aktiviert, um festzustellen, ob die Einlaufvene des Spenders
blockiert ist. Alle Meßfühler 63, 65 und 85 werden aktiviert.
Der Überlaufdetektor 76 und der Luftblasendetektor 87
werden ebenfalls aktiviert.
Schritt 38
An diesem Punkt erfolgt die Abfrage, ob die Plasma
gewinnung stattfindet. Im positiven Fall geht das Programm
auf Schritt 39 über. Anderenfalls, wenn das Antwortsignal
"nein" bzw. N ist, geht das Programm zu Schritt 40.
Schritt 39
An diesem Punkt wird ein Prüfkennzeichen für die Abta
stung des Programms zur Feststellung, ob Plasma gewonnen
wird, rückgestellt. Das Ventil Nr. 6 wird geschlossen,
während das Ventil Nr. 7 geöffnet und der Plasmateil
volumenzähler in Gang gesetzt wird.
Schritt 40
Schritt 40 stellt den Beginn des Überlauf-Unterprogramms
dar, d. h. das Überfließen von roten
Blutkörperchen in die Leitung 74 und in die Leitungs
schleife 75 wird durch die Vorrichtung 76 festgestellt.
Außerdem wird hierbei geprüft, ob 120 ml verarbeitet
wurden oder ob ein Überfließen aufgetreten ist. Wenn
120 ml ohne Überfließen verarbeitet worden sind, geht das
Programm auf Schritt 41 über; andernfalls erfolgt der
Übergang des Programms auf Schritt 42.
Schritt 41
Die Förderleitung der Pumpe 22 wird um 1 ml/min erhöht,
während die Leistung der Pumpe 20 proportional erhöht
wird. Der Gesamtblutzähler wird rückgestellt, und das
Programm geht auf Schritt 40 zurück.
Schritt 42
Im Fall eines Überfließens wird die Plasma
pumpe 22 abgestellt und (in Gegenrichtung) umgeschaltet,
worauf 10 ml Plasma im Gemisch mit übergeflossenen roten
Blutkörperchen in den Blutbeutel 66 zurückgefördert werden.
Hierauf wird die Drehrichtung der Pumpe 22 wieder auf
Vorwärtsdrehung umgeschaltet, worauf das Programm auf
Schritt 43 übergeht.
Schritt 43
In Schritt 43 wird die Gesamtblutpumpe 20 in ihrer Leistung
um 1 ml/min verringert, wobei die Leistung der Plasma
pumpe 22 selbstverständlich entsprechend dem angegebenen
Verhältnis proportional herabgesetzt wird. Sodann wird der
Gesamtblut-Teilvolumenzähler (von 120 ml) rückgestellt,
und das Programm geht auf Schritt 44 über.
Schritt 44
Es erfolgt eine Prüfung, ob ein Überflies
sen aufgetreten ist oder 120 ml Blut behandelt worden
sind. Wenn letzteres zutrifft, ohne daß ein Überflies
sen aufgetreten ist, geht das Programm auf Schritt 45
über. Andernfalls erfolgt der Übergang des Programms auf
Schritt 46.
Schritt 45
Die Leistung der Plasmapumpe 22 wird um 0,25 ml/min
erhöht. Der Gesamtblutzähler wird rückgestellt, und das
Programm geht auf Schritt 44 zurück.
Schritt 46
Bei einem Überfließen von roten Blutkörperchen wird
die Plasmapumpe 22 abgestellt und (in Gegenrichtung)
umgeschaltet, worauf 10 ml Plasma im Gemisch mit über
geflossenen roten Blutkörperchen in den Blutbeutel
66 zurückgefördert werden. Nach dem Umschalten der Dreh
richtung der Pumpe 22 auf Vorwärtsdrehung geht das Pro
gramm auf Schritt 47 über.
Schritt 47
Sodann wird die Leistung der Plasmapumpe 22 um 0,25 ml/
min herabgesetzt, wobei das Programm nach Rückstellen
des Gesamtblutzählers auf Schritt 48 übergeht.
Schritt 48
Es folgt eine Prüfung, ob ein Überfließen aufgetreten
oder der Endpunkt erreicht worden ist. Im Falle eines
Überfließens geht das Programm auf Schritt 49 über.
Andernfalls erfolgt der Übergang auf Schritt 50.
Schritt 49
Im Falle eines Überfließens wird die Plasmapumpe 22
abgestellt und umgeschaltet, worauf 10 ml Plasma im
Gemisch mit übergeflossenen roten Blutkörperchen in den
Blutbeutel 66 zurückgefördert werden. Hierauf wird die
Pumpe 22 wieder auf Vorwärtsdrehung umgeschaltet, wo
nach das Programm auf Schritt 47 übergeht.
Während der Programmschritte 40 bis 49 erfolgt auch eine
Überprüfung auf Fehler, von denen einige oben in Verbin
dung mit den Schritten A (2A) geschildert wurden; die
Volumenzähler werden auf die verschiedenen Behandlungs
mengen an Flüssigkeit geprüft, um festzustellen, wieviel
Plasma oder Gesamtblut behandelt worden ist. Wenn Plasma
gesammelt wurde, d. h. wenn der Programmschritt 39 durch
geführt wurde, erfolgt eine Prüfung zur Feststellung,
ob die richtige, vorgesehene Plasmamenge gesammelt wurde.
Ist dies der Fall, werden Ventil Nr. 6 geöffnet und
Ventil Nr. 7 geschlossen.
Schritt 50
An diesem Punkt wird Ventil Nr. 1 geschlossen, und die
Volumenverarbeitungsanzeige wird auf dem gewünschten
Volumen von 3 l angehalten.
Schritt 51
In diesem Schritt wird die Lampe der Reinfusionsdruck
taste 44 zum Blinken gebracht. Anschließend wird die Druck
taste 44 für die Rinflusion gedrückt. Danach wird Ventil
Nr. 4 geöffnet, so daß Salzlösung in das System einflies
sen kann. Dabei wird die Strömung des Gesamtbluts durch
die Anlage fortgesetzt, bis der Endpunkt zuzüglich einer
gewissen Menge von beispielsweise 50 ml erreicht ist.
Schritt 52
In diesem Schritt wird festgestellt, ob 50 ml Salzlösung
zum Ausspülen des gesamten, in der Leitungsanlage 16
enthaltenen Gesamtbluts gefördert worden sind oder
nahezu das gesamte Gesamtblut aus der Anlage zum Spender
ausgetrieben worden ist. Während dieser Prüfung erfolgt
selbstverständlich auf ein Schritt A zur Fehlerprüfung
und Unterbrechungsprüfung, d. h. alle Prüfungen, die bereits
vorher durchgeführt wurden. Sobald dies geschehen ist,
schaltet das Programm weiter.
Schritt 53
An diesem Punkt werden die Gesamtblutpumpe 20 und die
Plasmapumpe 22 abgestellt, und die Ventile Nr. 2, 3 und
4 werden geschlossen, während das Ventil Nr. 5 geöffnet
wird. Der Zentrifugenrotor wird ebenfalls angehalten.
Das Ventil Nr. 5 wird geöffnet, weil bei abgestelltem
Rotor ein Druckstau im Gesamtblutbeutel und im Blutplätt
chenbeutel auftritt und dieser Druck zur
flexiblen Salzlösungsflasche abgelassen werden muß.
Schritt 54
In diesem Schritt wird geprüft, ob der Rotor angehalten
ist oder mit einer Drehzahl von ausreichend unter 50 U/min
läuft.
Schritt 55
An diesem Punkt wird Ventil Nr. 5 geschlossen. Nunmehr
sind alle Ventile geschlossen und die Betriebslampe ist
erloschen. Auf der Anzeige erscheint eine Codezahl, und
möglicherweise wird ein hörbares Signal erzeugt, um den
Abschluß des Behandlungsverfahrens anzuzeigen.
Selbstverständlich soll die Erfindung keinesfalls auf
die vorstehend offenbarten Einzelheiten beschränkt sein,
da dem Fachmann offensichtlich verschiedene Änderungen
und Abwandlungen möglich sind, ohne daß vom Rahmen der
Erfindung abgewichen wird. Beispielsweise brauchen die
beiden Beutel 66 und 80 nicht in ein und derselben
Zentrifuge 14 geschleudert zu werden, vielmehr kann der
Beutel 66 in der Zentrifuge 14 und der Beutel 80 in
einer anderen Zentrifuge geschleudert werden, so daß
beide Beutel 66 und 80 verschiedenen Drehzahlen und Be
schleunigungskräften ausgesetzt werden können, um die ge
wünschte Trennung der Blutbestandteile und die Absetzung
bzw. Ausfällung der Blutteilchen in den Beuteln 66 und
80 zu bewirken.
Bezugszeichenliste
10 Vorrichtung
12 Gehäuse
14 Zentrifuge
16 Leitungsanlage
18 Träger
19 Spannstücke
20 Peristaltikpumpe
22 Peristaltikpumpe
24 Anzeigetafel
26 Alarmfenster
28, 30, 32 Fenster
41 bis 47 Drucktasten
48, 49 Anzeigefenster
50 Handsteuertafel
52 Spender
54 Erste Leitung
56 Subkutannadel
58 Schlauchklemme
60 Ventil Nr. 1
62 Venendruckwächter
63 Meßfühler
64 Hochdruckwächter
65 Meßfühler
66 Erste Kammer
68 Zweiter Auslaß (Flüssigkeitskomponente)
70 Erster Auslaß (Restblutflüssigkeit)
72 Erster Auslaß (Restblutflüssigkeit)
74 Dritte Leitung
75 Schleife
76 Einrichtung zur Strömungsüberwachung
78 Einlaß (zweite Kammer)
80 Zweite Kammer
82 Zweite Leitung
84 Hoch-/Niederdruckwächter
85 Meßfühler
86 Luftblasenfalle-/Filter-Einheit
87 Luftblasenfühler
88 Ventil Nr. 3
89 Leitungsteil
90 Subkutannadel
92 Schlauchklemme
94 Vierte Leitung
96 Auslaß (zweite Kammer)
98 Ventil Nr. 6
99 Verzweigung
100 Behälter (ACD)
102 Fünfte Leitung
104 Ventil Nr. 2
105 Verzweigung
108 Behälter für Salzlösung
110 Sechste Leitung
112 Tropfkammer
114 Ventil Nr. 4
115 Verzweigung
118 Siebte Leitung
120 Ventil Nr. 5
124 Dritte Kammer
128 Ventil Nr. 7
129 Verzweigung
130 Wellenlinie
131, 132 Bruchstelle
139 Steuereinrichtung
140 Mikroprozessor
142 Logische Steuerschaltung
144 Schnittstellenchip
146 Schnittstellenchip
148 Einstellzeitgeber
150 Fehlermeß-Steuerschaltung
152 bis 153 Schnittstellenchips
155 bis 157 Anzeigeschaltung
161 bis 166 D/A-Wandler
171 bis 174 Komparator
175 Schnittstellenchip
178 Luftfeuchtigkeitsfühler
180 Treiberkarte
182 Solenoid-Treiberverstärker
184 Logischer Schaltkreis
185 Hämatrociteinstell-Drehschalter
186 Endpunktdrehschalter
188 Plasmasammeldrucktaste
190 Einstellfühlerschalter
192 Lampen-Treiberverstärker
201, 202 PIT-chip
206 LED-Anzeigelogikschaltung
220 Meßfühler