DE60029744T2

DE60029744T2 - Verfahren und vorrichtung zur blutbehandlung mit sensoren zur erkennung von kontaminationen

Info

Publication number: DE60029744T2
Application number: DE60029744T
Authority: DE
Inventors: Rohit Deerfield VISHNOI; Tom Gurnee WESTBERG; R. Matthew Lindenhurst MULLER; B. Kelly Gurnee SMITH; L. Michel JOIE; R. Mark Mundelein VANDLIK
Original assignee: Baxter International Inc
Current assignee: Fenwal Inc
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2020-08-30
Also published as: IL142693A0; AU7336200A; EP1707226A1; ES2269177T3; US6348156B1; WO2001017652A1; CA2347618A1; EP1707226B1; ATE334708T1; JP2003508179A; NO20012171L; CN1251784C; EP1128887B1; NO20012171D0; CN1321107A; DE60037547T2; AU775852B2; DE60037547D1; EP1128887A4; JP4251263B2

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Systeme und Verfahren zum Verarbeiten und Sammeln von Blut, Blutbestandteilen oder anderen Suspensionen von zellulärem Material.
Hintergrund der Erfindung
Heute trennen die Menschen routinemäßig ganzes Blut bzw. Vollblut, für gewöhnlich durch Zentrifugation, in seine verschiedenen therapeutischen Komponenten, wie rote Blutzellen bzw. rote Blutkörperchen, Plättchen und Plasma.
Herkömmliche Blutverarbeitungsverfahren verwenden eine dauerhafte Zentrifugenausstattung zusammen mit sterilen Verarbeitungssystemen zur einmaligen Verwendung, die typischerweise aus Kunststoff hergestellt sind. Die Betriebsperson lädt die wegwerfbaren Systeme vor der Verarbeitung auf die Zentrifuge und entfernt sie danach.
Die US 4,127,231 beschreibt einen zentrifugalen Flüssigkeitsverarbeitungsapparat. Der Apparat umfasst eine leichte Aufnahmevorrichtung, um die optische Dichte der weißen Blutkörperchen zu erkennen und zu überwachen, die entnommen werden.
Die US-5,385,539 beschreibt einen Apparat zum Überwachen von Hämatokritmengen des Bluts mit einem Sensor.
Herkömmliche Blutzentrifugen weisen eine Größe auf, die keinen einfachen Transport zwischen Sammelstellen erlaubt. Weiterhin kann das Beladen und Entladen von Arbeitsgängen manchmal zeitaufwändig und öde sein.
Zusätzlich besteht eine Notwendigkeit für weiter verbesserte Systeme und Verfahren zum Sammeln von Blutkomponenten in einer Weise, die selbst zu der Verwendung in großem Volumen, in unmittelbaren Umgebungen des Blutsammelns führt, wo höhere Ausbeuten von stark benötigten zellulären Blutkomponenten, wie Plasma, roten Blutkörperchen und Plättchen in vernünftig kurzen Verarbeitungszeiten realisiert werden können.
Die Durchführungs- und Leistungsanforderungen an solche Verarbeitungssysteme für Fluide werden komplexer und anspruchsvoller, selbst wenn die Nachfrage nach kleineren und tragbareren Systemen stärker wird. Es besteht deshalb ein Bedarf für automatische Blutverarbeitungssteuereinheiten, die detailliertere Informationen sammeln und bilden können, und die Signale kontrollieren können, um der Betriebsperson bei der Maximierung der Verarbeitungs- und Trennungseffizienzen zu helfen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung stellt Systeme und Verfahren zum Verarbeiten von Blut und Blutkomponenten bereit, die sie selbst zu tragbaren, flexiblen Verarbeitungsplattformen führen, die mit einfachen und akkuraten Kontrollfunktionen ausgestattet sind.
Insbesondere stellt die Erfindung Blutverarbeitungssysteme und Verfahren bereit, die zwei Sensoren einsetzen, einen, um einen Zustand des Plasmas nachzuweisen, das eine Trennvorrichtung verlässt, und einen anderen Sensor, um einen Zustand einer zellulären Komponente nachzuweisen, der die Trennvorrichtung verlässt. Der erste Sensor weist z.B. eine Kontamination des Plasmas aufgrund des Vorhandenseins von unerwünschten zellulären Komponenten nach. Der zweite Sensor weist z.B. eine Verdünnung der zellulären Komponente aufgrund des Vorhandenseins von Plasma nach. Blutverarbeitungsparameter werden zumindest zum Teil basierend auf den Bedingungen durchgeführt, die durch einen oder beide der Sensoren nachgewiesen wurden.
In einer Ausführungsform weist der erste Sensor einen over-spill-Zustand entlang der Niedrig-G-Wand einer Zentrifugentrennkammer nach, wo sich Plasma zum Sammeln aufhält. Das over-spill-Erkennen macht das Sammeln von Plasma möglich, wenn gewünscht, frei oder im Wesentlichen frei von Kontamination durch unerwünschte zelluläre Sorten bzw. Spezies, wie Plättchen oder Leukozyten oder rote Blutkörperchen. Das over-spill-Erkennen macht auch das Sammeln von roten Blutkörperchen möglich, wenn gewünscht, frei oder im Wesentlichen frei von Kontamination durch unerwünschte zelluläre Spezies, wie Plättchen oder Leukozyten. Das over-spill-Erkennen macht auch das Sammeln einer buffy-coat- bzw. Leukozytenfilm-Schicht, die reich an Plättchen und frei oder im Wesentlichen frei von einer Kontamination durch rote Blutkörperchen ist, möglich.
Der zweite Sensor weist einen under-spill-Zustand entlang der Hoch-G-Wand einer Zentrifugentrennkammer nach, wo sich rote Blutkörperchen zum Sammeln aufhalten. Under-spill-Erkennen macht das Sammeln von roten Blutkörperchen mit hohem Hämatokrit durch das Kontrollieren der Verdünnung durch Plasma möglich.
Durch das Bereitstellen von sowohl over-spill- als auch under-spill-Erkennungsfähigkeiten, erlaubt die Erfindung, dass vielfältige Sammelverfahren durch das gleiche Blutverarbeitungssystem durchgeführt werden können, wobei jedes Verfahren optimierte Sammelwirksamkeiten erreicht, während die Kontamination minimiert wird.
Ein Aspekt der Erfindung stellt Bluttrennungssysteme und verwandte Verfahren bereit, die Vollblut durch eine Einlassleitung in eine Vorrichtung einleiten, die bei der Verwendung so arbeitet, dass Vollblut in rote Blutkörperchen und Plasma getrennt wird. Die Systeme und Verfahren schließen eine Sammelleitung für Plasma, um einen Plasmastrom aus der Vorrichtung zu leiten und eine Sammelleitung für rote Blutkörperchen, um einen Strom von roten Blutkörperchen aus der Vorrichtung zu leiten, ein.
Gemäß diesem Aspekt der Erfindung schließen die Systeme und Verfahren erste und zweite Messanordnungen ein. Die erste Messanordnung schließt einen ersten Sensor in der Sammelleitung für Plasma ein. Die zweite Messanordnung schließt einen zweiten Sensor in der Sammelleitung für rote Blutkörperchen ein. Der erste Sensor arbeitet so, um das Vorhandensein von mindestens einem zellulären Blutbestandteil in dem Plasmastrom nachzuweisen und einen ersten Auslass zu erzeugen. Der zweite Sensor arbeitet so, um einen Hämatokrit roter Blutkörperchen in dem Strom aus roten Blutkörperchen nachzuweisen und um einen zweiten Auslass zu erzeugen. Die Systeme und Verfahren schließen eine Steuereinheit ein, die so arbeitet, dass sie die Ströme in der Sammelleitung für Plasma basierend auf dem ersten Auslass kontrolliert, mit dem Ziel, eine Kontamination des Zielbestandteils für das Sammeln durch einen oder mehrere unerwünschte Blutbestandteile zu verhindern. Die Steuereinheit arbeitet auch, um die Ströme in der Sammelleitung für rote Blutkörperchen zu kontrollieren, um eine Verdünnung der roten Blutkörperchen durch Plasma, wenn gewünscht, zu verhindern.
Der Zielbestandteil zum Sammeln kann variieren. Er kann zum Beispiel Plasma, oder rote Blutkörperchen oder beide umfassen. Er kann auch eine Leukozytenfilm-Schicht, die reich an Plättchen ist, umfassen. Die unerwünschten zellulären Spezies, die durch den ersten Sensor nachgewiesen werden, variieren genauso gemäß dem Zielbestandteil für das Sammeln.
Wenn zum Beispiel auf Plasma zum Sammeln abgezielt wird, schließen die unerwünschten zellulären Spezies, die durch den ersten Sensor nachgewiesen werden sollen, Plättchen, Leukozyten und rote Blutkörperchen ein. Wenn auf rote Blutkörperchen zum Sammeln abgezielt wird, schließen die unerwünschten zellulären Spezies, die durch den ersten Sensor nachgewiesen werden sollen, Plättchen und Leukozyten ein. Wenn auf rote Blutkörperchen für das Sammeln abgezielt wird, verhindert der zweite Sensor auch die Plasmaverdünnung der roten Blutkörperchen, wodurch der Hämatokrit bei oder oberhalb einer gewünschten Menge gehalten wird.
Wenn auf eine Leukozytenfilm-Schicht, die reich an Plättchen ist, für das Sammeln abgezielt wird, schließen die unerwünschten zellulären Spezies, die durch den ersten Sensor nachgewiesen werden, rote Blutkörperchen ein.
In einer Ausführungsform umfasst die Sammellinie für Plasma eine Plasmapumpe, die befähigt ist, variable Durchflussgeschwindigkeiten bereitzustellen. Die Steuereinheit betreibt die Plasmapumpe basierend auf den ersten und zweiten Auslässen.
In einer Ausführungsform arbeitet der erste Sensor, um Plättchen in dem Plasmastrom nachzuweisen. Der erste Sensor arbeitet auch, um rote Blutkörperchen in dem Plasmastrom nachzuweisen. Die Systeme und Verfahren konditionieren den ersten Sensor, zwischen Plättchen und roten Blutkörperchen zu unterscheiden. Die Systeme und Verfahren machen dadurch die Verwendung des ersten Sensors zusammen mit Verfahren, die rote Blutkörperchen, oder Plasma, oder eine Leukozytenfilm-Schicht oder Kombinationen davon sammeln, möglich.
In einer Ausführungsform umfasst die Steuereinheit einen Einlass zum Auswählen eines ersten Blutsammelprotokolls, z.B., um Plasma zu sammeln, und ein zweites Blutsammelprotokoll, z.B., um rote Blutkörperchen zu sammeln. Die Systeme und Verfahren betreiben den ersten Sensor so, dass er Plättchen in dem Plasmastrom nachweist, wenn das erste Blutsammelprotokoll ausgewählt ist, und betreiben den ersten Sensor so, dass er rote Blutkörperchen in dem Plasmastrom nachweist, wenn das zweite Blutsammelprotokoll ausgewählt ist.
In einer Ausführungsform umfasst die Steuereinheit einen Einlass zum Auswählen eines anderen Blutsammelprotokolls, z.B., um die Leukozytenfilm-Schicht zu sammeln. Die Systeme und Verfahren betreiben den ersten Sensor, um eine Grenzfläche zwischen der Leukozytenfilm-Schicht und dem Plasma und eine Grenzfläche zwischen der Leukozytenfilm-Schicht und den roten Blutkörperchen nachzuweisen.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindungen sind in der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen angegeben.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Systems, das Merkmale der Erfindung verkörpert, wobei das wegwerfbare Verarbeitungsset ohne Assoziation mit der Verarbeitungsvorrichtung vor der Verwendung gezeigt ist;
2 ist eine perspektivische Ansicht des Systems, das in 1 gezeigt ist, wobei die Türen zu der Zentrifugenstation und zu der Pump- und Klappen- bzw. Ventilstation offen gezeigt sind, um die Befestigung des Verarbeitungssets aufzunehmen;
3 ist eine perspektivische Ansicht des Systems, das in 1 gezeigt ist, mit dem Verarbeitungsset vollständig auf der Verarbeitungsvorrichtung befestigt und fertig für die Verwendung;
4 ist eine perspektivische Vorderansicht von rechts des Gehäuses, das die Verarbeitungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, aufnimmt, wobei der Deckel für den Transport der Vorrichtung geschlossen ist;
5 ist eine schematische Ansicht eines Blutverarbeitungskreislaufs, der programmiert werden kann, um eine Vielzahl von verschiedenen Blutverarbeitungsvorgängen zusammen mit der Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, durchzuführen;
6 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Kassette, die den programmierbaren Blutverarbeitungskreislauf, der in 5 gezeigt ist, und die Pump- und Klappen- bzw. Ventilstation auf der Verarbeitungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, welche die Kassette für die Verwendung aufnimmt, enthält;
7 ist eine Ansicht in einer Ebene der Vorderseite der Kassette, die in 6 gezeigt ist;
8 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Ventilstation auf der Kassette, die in 6 gezeigt ist;
9 ist eine Ansicht in einer Ebene der Rückseite der Kassette, die in 6 gezeigt ist;
10 ist eine Ansicht in einer Ebene eines universellen Verarbeitungssets, das die Kassette, die in 6 gezeigt ist, einschließt, und das auf der Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, befestigt werden kann, wie in den 2 und 3 gezeigt ist;
11 ist eine Schnittansicht der Pump- und Ventilstation von oben, in der die Kassette, wie in 6 gezeigt, zur Verwendung getragen wird;
12 ist eine schematische Ansicht einer pneumatischen vielfältigen Anordnung, die Teil der Pump- und Ventilstation ist, die in 6 gezeigt ist, und die positiven und negativen pneumatischen Druck bereitstellt, um das Fluid durch die Kassette, die in 7 und 9 gezeigt ist, zu leiten;
13 ist eine perspektivische Vorderansicht des Gehäuses, das die Verarbeitungsvorrichtung aufnimmt, mit dem Deckel geöffnet für die Verwendung der Vorrichtung, und zeigt die Lage der verschiedenen Verarbeitungselemente, die innerhalb des Gehäuses aufgenommen sind;
14 ist eine schematische Ansicht der Steuereinheit, welche die Vorgangskontrolle und die Überwachung von Funktionen der Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, durchführt;
15A, 15B und 15C sind schematische Ansichten von der Seite der Bluttrennkammer, welche die Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, einschließt, welche die Sammelröhrchen für Plasma und rote Blutkörperchen und die assoziierten zwei in Reihe geschalteten Sensoren zeigen, die einen normalen Arbeitszustand (15A), einen over-spill-Zustand (15B) und einen under-spill-Zustand (15C) nachweisen;
16 ist eine perspektivische Ansicht eines Aufsatzes, der, wenn er an die Sammelröhrchen für das Plasma und die roten Blutkörperchen angeschlossen ist, die Röhrchen in einer gewünschten Beobachtungsanordnung mit den in Reihe geschalteten Sensoren hält, wie in den 15A, 15B und 15C gezeigt ist;
17 ist eine perspektivische Ansicht des Aufsatzes, der in 16 gezeigt ist, wobei ein Zellsammelröhrchen für Plasma, ein Zellsammelgefäß für rote Blutkörperchen und ein Einlassröhrchen für Vollblut angeschlossen sind, wobei der Aufsatz die Röhrchen in einer organisierten, Seite an Seite Anordnung zusammenfasst;
18 ist eine perspektivische Ansicht des Aufsatzes und der Röhrchen, die in 17 gezeigt sind, die in einer Beobachtungsanordnung mit den zwei Sensoren, die in 15A, 15B und 15C gezeigt sind, angeordnet sind;
19 ist eine schematische Ansicht der Messstation, von der der erste und der zweite Sensor, die in den 15A, 15B und 15C gezeigt sind, einen Teil bilden;
20 ist ein Graph von optischen Dichten, die durch den ersten und zweiten Sensor gemessen werden, aufgetragen über der Zeit, der einen under-spill-Zustand zeigt;
21 ist eine perspektivische Explosionsansicht von oben eines geformten Zentrifugen Blutverarbeitungsbehälters, der zusammen mit der Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, verwendet werden kann;
22 ist eine perspektivische Ansicht von unten des geformten Verarbeitungsbehälters, der in 21 gezeigt ist;
23 ist eine Ansicht von oben des geformten Verarbeitungsbehälters, der in 21 gezeigt ist;
24 ist eine Schnittansicht von der Seite des geformten Verarbeitungsbehälters, der in 21 gezeigt ist, der einen Nabelschlauch zeigt, der an den Behälter angeschlossen werden kann;
24A ist eine Ansicht des Anschlusses von oben, der den Nabelschlauch mit dem geformten Verarbeitungsbehälter in einer Weise, die in 24 gezeigt ist, verbindet, aufgenommen im Allgemeinen entlang der Linie 24A-24A in 24;
25 ist eine Schnittansicht von der Seite des geformten Verarbeitungsbehälters, der in 24 gezeigt ist, nach dem Anschluss des Nabelschlauchs an den Behälter;
26 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Zentrifugenstation der Verarbeitungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, wobei der Verarbeitungsbehälter zur Verwendung befestigt ist;
27 ist eine weitere perspektivische Explosionsansicht der Zentrifugenstation und des Verarbeitungsbehälters, die/der in 26 gezeigt ist;
28 ist eine Schnittansicht von der Seite der Zentrifugenstation der Verarbeitungsvorrichtung, die in 26 gezeigt ist, wobei der Verarbeitungsbehälter zur Verwendung befestigt ist;
29 ist eine Ansicht von oben eines geformten zentrifugalen Blutverarbeitungsbehälters, wie in den 21 bis 23 gezeigt ist, der eine Anordnung eines Strömungspfades zum Trennen von Vollblut in Plasma und rote Blutkörperchen zeigt;
31 bis 33 sind Ansichten von oben des geformten Zentrifugen Blutverarbeitungsbehälters, wie in den 21 bis 23 gezeigt ist, die Anordnungen anderer Strömungspfade zum Trennen von Vollblut in Plasma und rote Blutkörperchen zeigen;
34 ist eine schematische Ansicht eines anderen Blutverarbeitungskreislaufs, der programmiert werden kann, um eine Vielzahl von verschiedenen Blutverarbeitungsvorgängen zusammen mit der Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, durchzuführen;
35 ist eine Ansicht in einer Ebene der Vorderseite einer Kassette, die den programmierbaren Blutverarbeitungskreislauf, der in 34 gezeigt ist, enthält;
36 ist eine Ansicht in einer Ebene der Rückseite der Kassette, die in 35 gezeigt ist;
37A bis 37E sind schematische Ansichten des Blutverarbeitungskreislaufs, der in 34 gezeigt ist, der das Programmieren der Kassette zeigt, um verschiedene Fluidströmungsaufgaben in Verbindung mit der Verarbeitung von Vollblut zu Plasma und roten Blutkörperchen durchzuführen;
38A und 38B sind schematische Ansichten des Blutverarbeitungskreislaufs, der in 34 gezeigt ist, der das Programmieren der Kassette zeigt, um Fluidströmungsaufgaben in Verbindung mit dem Online Transfer einer Zusatzlösung in die roten Blutkörperchen, die aus dem Vollblut getrennt sind, durchzuführen;
39A und 39B sind schematische Ansichten des Blutverarbeitungskreislaufs, der in 34 gezeigt ist, der das Programmieren der Kassette zeigt, um Fluidströmungsaufgaben in Verbindung mit dem Online Transfer von roten Blutkörperchen, die aus Vollblut durch einen Filter, um Leukozyten zu entfernen, getrennt sind, durchführt;
40 ist eine repräsentative Ausführungsform einer vergrößerten Waage, die für die Verwendung zusammen mit der Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, geeignet ist;
41 ist eine repräsentative Ausführungsform einer anderen Waage, die für die Verwendung zusammen mit der Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, geeignet ist;
42 ist eine schematische Ansicht eines Durchflussgeschwindigkeitsmess- und -kontrollsystems für eine pneumatische Pumpkammer, die eine Elektrode verwendet, um ein elektrisches Feld innerhalb der Pumpkammer zu bilden; und
43 ist eine schematische Ansicht einer pneumatischen vielfältigen Anordnung, die Teil der Pump- und Ventilstation ist, die in 6 gezeigt ist, und die positiven und negativen pneumatischen Druck liefert, um das Fluid durch die Kassette, die in den 35 und 36 gezeigt ist, zu leiten.
Der Schutzumfang der Erfindung wird in den angehängten Patentansprüchen definiert, als in der spezifischen Beschreibung, die ihnen vorangeht. Alle Ausführungsformen, die innerhalb die Bedeutung der Patentansprüche fallen, sollen deshalb von den Patentansprüchen umfasst sein.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 zeigt ein Fluidverarbeitungssystem 10, das die Merkmale der Erfindung verkörpert. Das System 10 kann für die Verarbeitung verschiedener Fluide verwendet werden. Das System 10 ist besonders gut für die Verarbeitung von Vollblut und anderen Suspensionen von biologischen zellulären Materialien geeignet. Demzufolge zeigt die dargestellte Ausführungsform das System 10, wie sie für diesen Zweck verwendet wird.
1. Systemüberblick
Das System 10 schließt drei grundsätzliche Komponenten ein. Dies sind (i) ein Flüssigkeits- und Blutströmungsset 12; (ii) eine Blutverarbeitungsvorrichtung 14, die mit dem Strömungsset 12 interagiert, um die Trennung und das Sammeln von einer oder mehreren Blutkomponenten zu bewirken; und (iii) eine Steuereinheit 16, welche die Interaktion steuert, um eine Blutverarbeitung und einen Sammelvorgang durchzuführen, der von der Betriebsperson ausgewählt wird.
Es ist beabsichtigt, dass die Blutverarbeitungsvorrichtung 14 und die Steuereinheit 16 haltbare Elemente sind, die für eine Langzeitverwendung geeignet sind. In der dargestellten und bevorzugten Ausführungsform sind die Blutverarbeitungsvorrichtung 14 und die Steuereinheit 16 innerhalb eines tragbaren Gehäuses oder Behälters angebracht. Das Gehäuse 36 stellt eine kompakte Auflagefläche dar, die geeignet ist, um auf der Oberfläche eines Tisches oder einer anderen relativ kleinen Oberfläche aufgestellt und betrieben zu werden. Es ist ebenfalls beabsichtigt, dass das Gehäuse 36 einfach an die Sammelstelle transportiert werden kann.
Das Gehäuse 36 schließt einen Boden bzw. ein Unterteil 38 und einen mit Scharnier bzw. Gelenk versehenen Deckel 40 ein, der geöffnet (wie in 1 gezeigt) und verschlossen (wie in 4 gezeigt) werden kann. Der Deckel 40 schließt einen Riegel bzw. ein Schloss 42 für das lösbare Verschließen des Deckels 40 ein. Der Deckel 40 schließt auch einen Griff 44 ein, den die Betriebsperson zum Transportieren des Gehäuses 36 greifen kann, wenn der Deckel 40 geschlossen ist. Während der Verwendung ist es beabsichtigt, dass das Unterteil 38 auf einer im Allgemeinen horizontalen Trägeroberfläche ruht.
Das Gehäuse 36 kann in eine gewünschte Konfiguration, z.B. durch Formpressen bzw. Ausformung geformt werden. Das Gehäuse 36 ist vorzugsweise aus einem leichtgewichtigen, jedoch haltbaren Plastikmaterial hergestellt.
Es ist beabsichtigt, dass das Fließset 12 ein steriles, wegwerfbares Element zur einmaligen Verwendung ist. Wie 2 zeigt, lädt die Betriebsperson vor dem Beginn einer gegebenen Blutverarbeitung und einem Sammelvorgang, verschiedene Bestandteile des Strömungssets 12 in das Gehäuse 36 in Verbindung mit der Vorrichtung 14. Das Steuerelement 16 führt den Vorgang, beruhend auf bekannten Protokollen unter Berücksichtigung von weiteren Eingaben der Betriebsperson, durch. Nach dem Abschluss des Vorgangs entfernt die Betriebsperson das Strömungsset 12 aus der Verbindung mit der Vorrichtung 14. Der Abschnitt des Sets 12, der den/die gesammelten Blutkomponente oder Komponenten trägt, wird aus dem Gehäuse 36 entfernt und für die Lagerung, Transfusion oder andere Verarbeitung aufbewahrt. Der Rest des Sets 12 wird aus dem Gehäuse 36 entfernt und verworfen.
Das Fließset 12, das in 1 gezeigt ist, schließt eine Blutverarbeitungskammer 18 ein, die zur Verwendung zusammen mit einer Zentrifuge ausgestaltet ist. Folglich schließt, wie 2 zeigt, die Verarbeitungsvorrichtung 14 eine Zentrifugenstation 20 ein, welche die Verarbeitungskammer 18 zur Verwendung aufnimmt. Wie 2 und 3 zeigen, umfasst die Zentrifugenstation 20 einen Raum bzw. ein Fach in dem Unterteil 38. Die Zentrifugenstation 20 schließt eine Tür 22 ein, die den Raum bzw. das Fach öffnet und schließt. Die Tür 22 öffnet sich, um das Beladen der Verarbeitungskammer 18 zu erlauben. Die Tür 22 schließt sich, um die Verarbeitungskammer 18 während des Betriebs einzuschließen.
Die Zentrifugenstation 20 rotiert in der Verarbeitungskammer 18. Wenn sie rotiert, trennt die Verarbeitungskammer 18 zentrifugal Vollblut, das von einem Spender erhalten wurde, in Bestandteile, z.B. rote Blutkörperchen, Plasma und Leukozytenfilm-Schicht, der Plättchen und Leukozyten umfasst.
Es sollte auch erkannt werden, dass das System Blut nicht zentrifugal trennen muss. Das System 10 kann andere Typen von Bluttrennvorrichtungen, z.B. eine Membran-Bluttrennvorrichtung, aufnehmen.
II. Der programmierbare Blutverarbeitungskreislauf
Das Set 12 definiert einen programmierbaren Blutverarbeitungskreislauf 46. Es sind verschiedene Konfigurationen möglich. 5 zeigt schematisch eine repräsentative Konfiguration. 34 zeigt schematisch eine andere repräsentative Konfiguration, die später beschrieben wird.
Unter Bezugnahme auf 5 kann der Kreislauf 46 programmiert werden, um eine Vielzahl von verschiedenen Blutverarbeitungsvorgängen durchzuführen, in denen z.B. rote Blutkörperchen gesammelt, oder Plasma gesammelt oder sowohl Plasma als auch rote Blutkörperchen gesammelt, oder eine Leukozytenfilm-Schicht gesammelt wird/werden.
Der Kreislauf 46 schließt verschiedene Pumpstationen PP(N) ein, die miteinander durch ein Muster von Fluidströmungspfaden F(N) durch eine Anordnung von in Reihe geschalteten Ventilen V(N) verbunden sind. Der Kreislauf ist mit dem Rest des Blutverarbeitungssets durch Anschlüsse P(N) verbunden.
Der Kreislauf 46 schließt ein programmierbares Netzwerk von Strömungspfaden ein, umfassend elf universelle Anschlüsse P1 bis P8 und P11 bis P13 und drei universelle Pumpstationen PP1, PP2 und PP3. Durch den selektiven Betrieb der in Reihe geschalteten Ventile V1 bis V14, V16 bis V18 und V21 bis V23, kann irgendein universeller Anschluss P1 bis P8 und P11 bis P13 in Fließverbindung mit irgendeiner universellen Pumpstation PP1, PP2 und PP3 angeordnet werden. Durch den selektiven Betrieb der universellen Ventile kann der Fluidfluss durch irgendeine universelle Pumpstation in einer nach vorne gerichteten Richtung oder reversen Richtung zwischen zwei Ventilen, oder in einer Innen-Außen Richtung durch ein einzelnes Ventil geleitet werden.
In der dargestellten Ausführungsform schließt der Kreislauf auch einen isolierten Strömungspfad umfassend zwei Anschlüsse P9 und P10 und eine Pumpstation PP4 ein. Der Strömungspfad wird als "isoliert" bezeichnet, weil er nicht in direkter Fließverbindung mit irgendeinem anderen Strömungspfad in dem Kreislauf 46 ohne äußeres Rohr, angeordnet werden kann. Durch den selektiven Betrieb der in Reihe geschalteten Ventile V15, V19 und V20 kann der Fluidfluss durch die Pumpstation in einer nach vorne gerichteten Richtung oder reversen Richtung zwischen zwei Ventilen, oder in einer Innen-Außen Richtung durch ein einzelnes Ventil geleitet werden.
Der Kreislauf 46 kann auf zugewiesene, zugeordnete Pumpfunktionen in den verschiedenen Pumpstationen programmiert werden. Zum Beispiel kann in einer bevorzugten Ausführungsform die universelle Pumpstation PP3 einem allgemeinen Zweck als Spenderschnittstellenpumpe dienen, unabhängig von dem bestimmten Blutvorgang, der durchgeführt wird, um entweder Blut von dem Spender zu entnehmen oder Blut an den Spender durch den Anschluss P8 zurückzugeben. In dieser Anordnung kann die Pumpstation PP4 als eine zugewiesene Antikoagulanspumpe dienen, um Antikoagulans aus einer Quelle durch den Anschluss P10 zu ziehen und das Antikoagulans in das Blut durch den Anschluss P9 zu dosieren.
In dieser Anordnung kann die universelle Pumpstation PP1, unabhängig von dem bestimmten Blutverarbeitungsvorgang, der durchgeführt wird, als eine zugeordnete prozessinterne Vollblutpumpe dienen, um Vollblut in den Blutseparator zu leiten. Diese zugeordnete Funktion befreit die Spenderschnittstellenpumpe PP3 von der zusätzlichen Funktion des Bereitstellens von Vollblut an den Blutseparator. So kann die prozessinterne Vollblutpumpe PP1 ein kontinuierliches Bereitstellen von Blut an den Blutseparator aufrechterhalten, während die Spenderschnittstellenpumpe PP3 gleichzeitig verwendet wird, um Blut von dem Spender zu ziehen und an den Spender durch eine einzelne Phlebotomie-Nadel zurückzugeben. Die Vorgangszeit wird dadurch minimiert.
In dieser Anordnung kann die universelle Pumpstation PP2, unabhängig von dem bestimmten Blutverarbeitungsvorgang, der durchgeführt wird, als eine Plasmapumpe dienen, um Plasma von dem Blutseparator zu leiten. Die Fähigkeit getrennte Pumpfunktionen zuzuweisen, stellt einen kontinuierlichen Blutfluss in und aus dem Separator, ebenso wie zu und von dem Spender bereit.
Der Kreislauf 46 kann in Abhängigkeit von den Zielen des bestimmten Blutverarbeitungsvorgangs programmiert werden, um das gesamte oder einiges des Plasmas zur Lagerung oder für Fraktionierungszwecke zurückzuhalten, oder um das Gesamte oder Einiges des Plasmas an den Spender zurückzugeben. Der Kreislauf 46 kann weiterhin in Abhängigkeit von den Zielen des bestimmten Blutverarbeitungsvorgangs programmiert werden, um alle oder einige der roten Blutkörperchen für die Lagerung zurückzuhalten, oder alle oder einige der roten Blutkörperchen an den Spender zurückzugeben. Der Kreislauf 46 kann ebenfalls in Abhängigkeit von den Zielen des bestimmten Blutverarbeitungsvorgangs programmiert werden, um den gesamten oder einiges der Leukozytenfilm-Schicht für die Lagerung zurückzuhalten, oder den gesamten oder einiges der Leukozytenfilm-Schicht an den Spender zurückzugeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der programmierbare Fluid Kreislauf 46 durch Verwendung einer Fluiddruckgesteuerten Kassette 28 (siehe 6) eingeschlossen. Die Kassette 28 stellt eine zentralisierte, programmierbare, integrierte Plattform für all die Pump- und Ventilfunktionen bereit, die für einen gegebenen Blutverarbeitungsvorgang benötigt werden. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Fluiddruck einen positiven und negativen pneumatischen Druck. Andere Typen von Fluiddrücken können verwendet werden.
Wie in 6 gezeigt, interagiert die Kassette 28 mit einer druckgesteuerten Pump- und Ventilstation 30, die in dem Deckel 40 des Gehäuses 36 (siehe 1) befestigt ist. Die Kassette 28 ist, in der Verwendung, in der Pump- und Ventilstation 30 angebracht. Die Pump- und Ventilstation 30 überträgt positiven und negativen pneumatischen Druck auf die Kassette 28, um die Flüssigkeit durch den Kreislauf zu leiten. Weitere Details werden später zur Verfügung gestellt.
Die Kassette 28 kann verschiedene Formen annehmen. Wie dargestellt (siehe 6), umfasst die Kassette 28 einen Spritzgießkörper 188 mit einer Vorderseite 190 und einer Rückseite 192. Für die Zwecke der Beschreibung ist die Vorderseite 190 die Seite der Kassette 28 die, wenn die Kassette 28 in der Pumpen- und Ventilstation 30 angebracht ist, von der Bedienperson weg gerichtet ist. Bewegliche Membranen 194 und 196 liegen jeweils auf beiden, der Vorderseite 190 und den Rückseiten 192 der Kassette 28, auf.
Der Kassettenkörper 188 ist vorzugsweise aus einem steifen Kunststoffmaterial medizinischer Güteklasse hergestellt. Die Membranen 194 und 196 sind vorzugsweise aus beweglichen Blättern aus Kunststoff medizinischer Güteklasse hergestellt. Die Membranen 194 und 196 sind an ihren Umfängen zu den Umfangskanten der Vorder- und Rückseiten des Kassettenkörpers 188 abgedichtet. Innere Bereiche der Membranen 194 und 196 können auch zu den inneren Bereichen des Kassettenkörpers 187 abgedichtet sein.
Der Kassettenkörper 188 weist eine Anordnung von inneren Hohlräumen auf, die an beiden, den Vorder- und Rückseiten 190 und 192 (siehe 7 und 9), ausgebildet sind. Die inneren Hohlräume definieren die Ventilstationen und Strömungspfade, die schematisch in 5 dargestellt sind. Ein zusätzlicher innerer Hohlraum ist an der Rückseite der Kassette 28 zur Verfügung gestellt, um eine Station zu bilden, die ein Filtermaterial 200 enthält. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Filtermaterial 200 eine darüber geformte Netzfilterkonstruktion. Das Filtermaterial 200 ist dazu vorgesehen, während des Gebrauchs Blutgerinnsel und Zellansammlungen zu entfernen, die sich während der Blutverarbeitung bilden können.
Die Pumpstationen PP1 bis PP4 sind als Schächte geformt, die auf der Vorderseite 190 des Kassettenkörpers 188 offen sind. Hochstehende Kanten umgeben die offenen Schächte der Pumpstationen am Umfang. Die Pumpenschächte sind auf der Rückseite 192 des Kassettenkörpers 188 geschlossen, bis auf ein beabstandetes Paar von Durchgangslöchern oder Anschlüssen 202 und 204 für jede Pumpstation. Die Anschlüsse 202 und 204 erstrecken sich durch die Rückseite 192 des Kassettenkörpers 188 hindurch. Wie offenbar wird, kann jeder Anschluss 202 oder 204 seiner zu gehörigen Pumpstation als Einlass oder Auslass oder sowohl als Einlass als auch als Auslass dienen.
Die Ventile V1 bis V23 in Reihe sind ebenso als Schächte ausgebildet, die auf der Vorderseite 190 der Kassette offen sind. 8 zeigt ein typisches Ventil V(N). Hochstehende Kanten umgeben die offenen Schächte der Ventile auf der Vorderseite 190 des Kassettenkörpers 188 am Umfang. Die Ventile sind auf der Rückseite 192 der Kassette 28 geschlossen, außer dass jedes Ventil ein Paar Durchgangslöcher oder Anschlüsse 206 und 208 einschließt. Ein Anschluss 206 steht in Verbindung mit einem ausgewählten Flüssigkeitspfad auf der Rückseite 192 des Kassettenkörpers 188. Der andere Anschluss 208 kommuniziert mit einem ausgewählten Flüssigkeitspfad auf der Rückseite 192 des Kassettenkörpers 188.
In jedem Ventil erstreckt sich ein Ventilsitz 210 um einen der Anschlüsse 208. Der Ventilsitz 210 ist vertieft unter der Oberfläche des vertieften Ventilschachts, so dass der Anschluss 208 im Wesentlichen bündig ist mit der umgebenden Oberfläche des vertieften Ventilschachts und der Ventilsitz 206 sich unter die Oberfläche des Ventilschachts erstreckt.
Die flexible Membran 194, die auf der Vorderseite 190 der Kassette 28 aufliegt, ruht auf den hochstehenden Umfangskanten, die die Pumpstationen und -ventile umgeben. Mit dem Aufbringen einer positiven Kraft, einheitlich gegen diese Seite des Kassettenkörpers 188, sitzt die bewegliche Membran 194 gegen die hochstehenden Kanten. Die positive Kraft bildet Umfangsdichtungen um die Pumpstationen und -ventile. Dieses wiederum isoliert die Pumpen und Ventile voneinander und vom Rest des Systems. Die Pumpen- und Ventilstation 30 bringt zu diesem Zweck eine positive Kraft auf die Vorderseite 190 des Kassettenkörpers 188 auf.
Ein weiteres örtlich begrenztes Aufbringen von positiven und negativen Fluiddrücken auf die Bereiche der Membran 194, die auf diesen am Umfang abgedichteten Flächen aufliegt, dient zur Beugung der Membranbereiche in diesen am Umfang abgedichteten Flächen. Dieses örtlich begrenzte Aufbringen von positiven und negativen Fluiddrücken auf diese Membranbereiche, die auf den Pumpstationen aufliegen, dienen zum Ausstoßen von Flüssigkeit aus den Pumpstationen (mit Anwendung von positivem Druck) und zum Ansaugen von Flüssigkeit in die Pumpstationen (mit Aufbringen von negativem Druck).
In der dargestellten Ausführungsform schließt der Boden jeder Pumpstation PP1 bis PP4 einen vertieften Überlauf 316 (siehe 7) ein. Der Überlauf 316 erstreckt sich zwischen den Anschlüssen 202 und 204 und schließt auch ein Anschlagbein ein, das sich in einem Winkel zu dem oberen Anschluss 202 erstreckt. Der Überlauf 316 stellt eine bessere Flüssigkeitsströmungsstetigkeit zwischen den Anschlüssen 202 und 204 zur Verfügung, insbesondere wenn der Membranbereich durch ein positiven Druck gegen den Boden der Pumpstation getrieben wird. Der Überlauf 316 verhindert auch, dass der Membranbereich innerhalb der Pumpstation Luft einfängt. Luft innerhalb der Pumpstation wird in den Überlauf 316 getrieben, wo sie einfach durch den oberen Anschluss 202 aus der Pumpstation entlüften kann, auch wenn der Membranbereich den Boden in der Pumpstation erreicht.
Ebenso werden örtliche begrenzte Aufbringungen von positivem und negativem Fluiddruck auf die Membranbereiche, die auf den Ventilen aufliegen, dienen, um (mit Aufbringen eines positiven Drucks) diese Membranbereiche zu setzen und (mit Aufbringen eines negativen Drucks) von den Ventilsitzen abzuheben, wodurch der zugehörige Ventilanschluss geschlossen und geöffnet wird. Die bewegliche Membran reagiert auf einen aufgebrachten negativen Druck zum Beugen aus dem Ventilsitz 210, um den entsprechenden Anschluss zu öffnen. Die bewegliche Membran reagiert auf einen aufgebrachten positiven Druck zum Beugen in den Ventilsitz 210, um den entsprechenden Anschluss zu schließen. Dichtung wird erreicht durch Treiben der beweglichen Membran, um in den vertieften Ventilsitz 210 zu beugen, um um den Anschluss 208 zu dichten, welcher bündig mit der Wand des Ventilschachts ist. Die bewegliche Membran bildet innerhalb des vertieften Ventilsitzes 210 eine Umfangsdichtung um den Ventilanschluss 208.
Im Betrieb bringt die Pumpen- und Ventilstation 30 örtlich begrenzte positive und negative Fluiddrücke auf diese Bereiche der vorderen Membran 104 zum Öffnen und Schließen der Ventilanschlüsse auf.
Die Flüssigkeitspfade F1 bis F38 sind als verlängerte Kanäle ausgebildet, die auf der Rückseite 192 des Kassettenkörpers 188 offen sind, bis auf die Flüssigkeitspfade F15, F23 und F24, die als verlängerte Kanäle ausgebildet sind, die auf der Vorderseite 190 des Kassettenkörpers 188 offen sind. Die Flüssigkeitspfade sind in 9 schattiert um deren Ansicht zu erleichtern. Hochstehende Kanten umgeben die offenen Kanäle am Umfang auf den Vorder- und Rückseiten 190 und 192 des Kassettenkörpers 188.
Die Flüssigkeitspfade F1 bis F38 sind auf der Vorderseite 190 des Kassettenkörpers 188 geschlossen, außer wo die Kanäle die Ventilstationsanschlüsse oder Pumpstationsanschlüsse kreuzen. Ebenso sind die Flüssigkeitspfade F31 bis F38 auf der Rückseite 192 des Kassettenkörpers 188 geschlossen, außer wo die Kanäle die Anschlüsse in Reihe, die mit bestimmten Kanälen auf der Rückseite 192 der Kassette 28 kommunizieren, kreuzen.
Die beweglichen Membranen 194 und 196, die auf den Vorder- und Rückseiten 190 und 192 des Kassettenkörpers 188 aufliegen, ruhen gegen die hochstehenden Umfangskanten, die die Flüssigkeitspfade F1 bis F38 umgeben. Mit dem Aufbringen einer positiven Kraft, einheitlich gegen die Vorder- und Rückseiten 190 und 192 des Kassettenkörpers 188, setzen die beweglichen Membranen 194 und 196 gegen die hochstehenden Kanten. Dieses bildet Umfangsdichtungen entlang der Flüssigkeitspfade F1 bis F38. Im Betrieb bringt die Pumpen- und Ventilstation 30 eine positive Kraft auf die Membranen 194 und 196 zu diesem Zweck auf.
Die vorgeformten Anschlüsse P1 bis P13 erstrecken sich entlang zweier Seitenkanten des Kassettenkörpers 188. Die Kassette 28 ist vertikal angebracht für die Verwendung in der Pumpen- und Ventilstation 30 (siehe 2). In dieser Ausrichtung sind die Anschlüsse P8 bis P13 nach unten gerichtet, und die Anschlüsse P1 bis P7 sind vertikal gestapelt, einer über dem anderen, und nach innen gerichtet.
Wie 2 darstellt, sind die Anschlüsse P8 bis P13, dadurch dass sie nach unten gerichtet sind, an Behälterstützwannen 212 ausgerichtet, die im Boden 38 ausgebildet sind, wie später beschrieben wird. Die Anschlüsse P1 bis P7, die nach innen gerichtet sind, sind ausgerichtet an der Zentrifugenstation 20 und an einer Behälterwiegestation 214, wie ebenfalls später ausführlicher beschrieben wird. Die Ausrichtung der Anschlüsse P5 bis P7 (welche der Verarbeitungskammer 18 dienen) unterhalb der Anschlüsse P1 bis P4 verhindern, dass Luft in die Verarbeitungskammer 18 eintritt.
Diese geordnete Ausrichtung der Anschlüsse stellt eine zentralisierte, kompakte Einheit zur Verfügung, die auf die betriebsbereiten Bereiche des Kastens 36 ausgerichtet sind.
B. Das Universalset
10 stellt schematisch ein Universalset 264 dar, welches durch gezielte Programmierung des Blutverarbeitungsschaltkreises 46, ausgeführt durch die Kassette 28, in der Lage ist, mehrere verschiedene Blutverarbeitungsprozeduren auszuführen.
Das Universalset 264 schließt einen Spenderschlauch 266, welcher (durch y-Verbinder 272 und 273) an dem Schlauch 300 befestigt ist, der eine angeschlossene Aderlassnadel 268 aufweist, ein. Der Spenderschlauch 266 ist an den Anschluss P8 der Kassette 28 angekoppelt.
Ein Behälter 275 zum Sammeln einer Reihenblutprobe, die durch den Schlauch 300 gezogen wird, ist auch durch einen y-Verbinder 273 befestigt.
Ein Antikoagulansschlauch 270 ist durch den y-Verbinder 272 an die Aderlassnadel 268 gekoppelt. Der Antikoagulansschlauch 270 ist an den Kassettenanschluss P9 gekoppelt. Ein Behälter 276, der Antikoagulans enthält, ist durch einen Schlauch 274 an den Kassettenanschluss P10 gekoppelt. Der Antikoagulansschlauch 270 trägt eine externe, von Hand betriebene Reihenklemme 282 herkömmlicher Konstruktion.
Ein Behälter 280, der eine Rote-Blutkörperchen-Zusatzlösung enthält, ist durch einen Schlauch 278 an den Kassettenanschluss P3 gekoppelt. Der Schlauch 278 trägt auch eine externe, manuell betriebene Klemme 282 in Reihe.
Ein Behälter 288, der eine Salzlösung enthält, ist durch einen Schlauch 284 an den Kassettenanschluss P12 gekoppelt.
10 stellt die Fluid enthaltenden Behälter 276, 280 und 288 als integral befestigt während der Herstellung des Sets 264 dar. Alternativ können alle oder einige der Behälter 276, 280 und 288 getrennt von dem Set 264 geliefert werden. Die Behälter 276, 280 und 288 können durch herkömmliche Stiftverbinder gekoppelt werden, oder das Set 264 kann konfiguriert sein, das Zubehör des getrennten Behälters oder der Behälter zu der Zeit der Benutzung durch eine geeignete sterile Verbindung aufzunehmen, um dadurch eine sterile, geschlossene Blutverarbeitungsumgebung aufrecht zu erhalten. Alternativ können die Schläuche 274, 278 und 284 einen Sterilisierfilter in Reihe und einen herkömmlichen Stiftverbinder zum Einstecken in den Behälteranschluss zur Zeit der Benutzung tragen, um dadurch eine sterile, geschlossene Blutverarbeitungsumgebung aufrecht zu erhalten.
Das Set 264 schließt weiterhin Schläuche 290, 292, 294 ein, welche sich bis zu einem Nabelschlauch 296 erstrecken. Wenn er an die Verarbeitungsstation angeschlossen ist, verbindet der Nabelschlauch die rotierende Verarbeitungskammer 18 mit der Kassette 28, ohne den Bedarf für Rotationsdichtungen. Weitere Einzelheiten dieser Konstruktion werden später zur Verfügung gestellt.
Die Schläuche 290, 292 und 294 sind jeweils an die Kassettenanschlüsse P5, P6 und P7 gekoppelt. Der Schlauch 290 fördert Vollblut in die Verarbeitungskammer 18. Der Schlauch 292 fördert Plasma von der Verarbeitungskammer 18. Der Schlauch 294 fördert rote Blutkörperchen von der Verarbeitungskammer 18.
Ein Plasmasammelbehälter 304 ist durch einen Schlauch 302 an den Kassettenanschluss P3 gekoppelt. Der Sammelbehälter 304 ist im Betrieb vorgesehen, als Reservoir für Plasma während der Verarbeitung zu dienen.
Ein Rote-Blutkörperchen-Sammelbehälter 308 ist durch einen Schlauch 306 an den Kassettenanschluss P2 gekoppelt. Der Sammelbehälter 308 ist im Betrieb vorgesehen, eine erste Einheit von roten Blutkörperchen zum Speichern zu erhalten.
Ein Vollblut Reservoir 312 ist durch einen Schlauch 310 an den Kassettenanschluss P1 gekoppelt. Der Sammelbehälter 312 ist im Betrieb dazu vorgesehen, als Reservoir für Vollblut während der Verarbeitung zu dienen. Er kann auch dazu dienen, eine zweite Einheit von roten Blutkörperchen zum Speichern zu erhalten.
Wie in 10 dargestellt, ist kein Schlauchmaterial an den Universalkassettenanschluss P13 und an den Leukozytenfilm-Anschluss P4 gekoppelt.
C. Die Pumpen- und Ventilstation
Die Pumpen- und Ventilstation 30 schließt einen Kassettenhalter 216 ein. Die Tür 32 ist schwenkbar, um sich in Bezug auf den Kassettenhalter 216 zwischen der geöffneten Position, die den Kassettenhalter 216 (in 6 dargestellt) aufdeckt, und der geschlossenen Position, die den Kassettenhalter 216 (in 3 dargestellt) abdeckt, zu bewegen. Die Tür 32 schließt auch einen Schnappverschluss 218 ü ber der Mitte mit einem Schnappverschlussgriff 220 ein. Wenn die Tür 32 geschlossen wird, schwingt der Schnappverschluss 218 in einen Eingriff mit der Schnappverschlussnadel 222 ein.
Wie 11 darstellt, trägt die innere Vorderseite der Tür 32 eine elastomere Dichtung 224. Die Dichtung 224 berührt die Rückseite 192 der Kassette 28, wenn die Tür 32 geschlossen ist. Eine aufblasbare Blase 314 liegt unter der Dichtung 224.
Wenn die Tür 32 geöffnet ist (siehe 2), kann die Bedienperson die Kassette 28 in den Kassettenhalter 216 setzen. Das Schließen der Tür 32 und das Sichern des Schnappverschlusses 218 bringt die Dichtung in gegenüberliegenden Kontakt mit der Membran 196 auf der Rückseite 192 der Kassette 28. Indem die Blase 314 aufgeblasen wird, drückt die Dichtung 224 in intimem Dichtungseingriff gegen die Membran 196. Die Kassette 28 ist dadurch in einer engen, dichtenden Passung innerhalb des Kassettenhalters 216 gesichert.
Das Aufblasen der Blase 314 drückt auch den Schnappverschluss 218 über der Mitte vollständig gegen die Schnappverschlussnadel 222 mit einer Kraft, die durch normale manuelle Kraft nicht überwunden werden kann, gegen den Schnappverschlussgriff 220. Die Tür 32 ist sicher abgeschlossen und kann nicht geöffnet werden, wenn die Blase 314 aufgeblasen ist. In dieser Konstruktion gibt es keinen Bedarf für eine Hilfssperrvorrichtung oder einen Sensor, um gegen das Öffnen der Tür 32 während der Blutverarbeitung abzusichern.
Die Pumpen- und Ventilstation 30 schließt auch eine Verteileranordnung 226 ein, die in dem Kassettenhalter 216 angeordnet ist. Die Verteileranordnung 226 umfasst einen geformten oder bearbeiteten Kunststoff- oder Metallkörper. Die Vorderseite 194 der Membran wird in intimem Eingriff gegen die Verteileranordnung 226 gehalten, wenn die Tür 32 geschlossen und die Blase 314 aufgeblasen ist.
Die Verteileranordnung 226 ist an eine pneumatische Druckquelle 234 gekoppelt, welche positiven und negativen Luftdruck liefert. Die pneumatische Druckquelle 234 ist innerhalb des Deckels 40 hinter der Verteileranordnung 22.6 ausgeführt.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Druckquelle 234 zwei Kompressoren K1 und K2. Es könnten jedoch auch einer oder mehrere Doppelkopfkompressoren verwendet werden. Wie 12 darstellt, liefert ein Kompressor K1 negativen Druck durch den Verteiler 226 an die Kassette 28. Der andere Kompressor K2 liefert positiven Druck durch den Verteiler 226 an die Kassette 28.
Wie 12 darstellt, umfasst der Verteiler 226 vier Pumpenaktuatoren PA1 bis PA4 und dreiundzwanzig Ventilaktuatoren VA1 bis V23. Die Pumpakutatoren PA1 bis PA4 und die Ventilaktuatoren VA1 bis VA23 sind gegenseitig aneinander ausgerichtet, um ein Spiegelbild der Pumpstationen PP1 bis PP4 und der Ventilstationen V1 bis V23 auf der Vorderseite 190 der Kassette 28 zu bilden.
Wie 12 auch zeigt, schließt jeder Aktuator PA1 bis PA4 und VA1 bis VA23 einen Anschluss 228 ein. Die Anschlüsse 228 fördern positive oder negative pneumatische Drücke von der Quelle in einer Folge, die durch den Regler 16 bestimmt wird. Diese positiven und negativen Druckpulse beugen die vordere Membran 194, um auf die Pumpenkammern PP1 bis PP4 und die Ventilstationen V1 bis V23 in der Kassette 28 einzuwirken. Dieses wiederum bewegt Blut und Verarbeitungsflüssigkeit durch die Kassette 28.
Der Kassettenhalter 216 schließt vorzugsweise eine integrale elastomere Membran 232 (siehe 6) ein, die sich über die Verteileranordnung 226 erstreckt. Die Membran 232 dient als die Schnittstelle zwischen dem Kolbenelement 226 und der Membran 194 der Kassette 28, wenn sie in den Halter 216 eingepasst ist. Die Membran 232 kann ein oder mehrere kleine Durchgangslöcher (nicht dargestellt) in den Regionen einschließen, die auf den Pumpen- und Ventilaktuatoren PA1 bis PA4 und V1 bis V23 aufliegen. Die Löcher sind so ausgemessen, dass sie pneumatischen Fluiddruck von der Verteileranordnung 226 zu der Kassettenmembran 194 fördern. Trotzdem sind die Löcher klein genug, um den Durchgang von Flüssigkeit zu verzögern. Die Membran 232 bildet einen beweglichen Spritzschutz über der offenen Seite der Verteileranordnung 226.
Die Spritzschutzmembran 232 hält Flüssigkeit von den Pumpen- und Ventilaktuatoren PA1 bis PA4 und VA1 bis VA23 fern, falls die Kassettenmembran 194 lecken sollte. Die Spritzschutzmembran 232 dient auch als Filter, um Feststoffe von den Pumpen- und Ventilaktuatoren der Verteileranordnung 226 fern zu halten. Die Spritzschutzmembran 232 kann regelmäßig sauber gewischt werden, wenn die Kassetten 28 ausgetauscht werden.
Die Verteileranordnung 226 schließt eine Anordnung von Magnetgesteuerten pneumatischen Ventilen ein, welche mit den Pumpen- und Ventilaktuatoren PA1 bis PA4 und VA1 bis VA23 in Reihe gekoppelt sind. Die Verteileranordnung 226, die vom Regler 16 geregelt wird, verteilt gezielt die verschiedenen Druck- und Vakuumhöhen an die Pumpen- und Ventilaktuatoren PA(N) und VA(N). Diese Druck- und Vakuumhöhen werden gezielt auf die Kassette 28 aufgebracht, um Blut und Verarbeitungsflüssigkeiten zu leiten.
Unter der Regelung des Reglers 16 verteilt die Verteileranordnung 226 auch Druckhöhen auf die Türblase 314 (bereits beschrieben) ebenso wie an die Spenderdruckmanschette (nicht dargestellt) und an den Spenderleitungsverschluss 320.
Wie 1 darstellt, befindet sich der Spenderleitungsverschluss 320 in dem Kasten 36, unmittelbar unter der Pumpen- und Ventilstation 30, in Ausrichtung mit den Anschlüssen P8 und P9 der Kassette 28. Die Spenderleitung 266, die an den Anschluss P8 gekoppelt ist, geht durch den Verschluss 320. Die Antikoagulansleitung 270, die an den Anschluss P9 gekoppelt ist, geht auch durch den Verschluss 320. Der Verschluss 320 ist ein abgefedertes, normalerweise geschlossenes Quetschventil, zwischen dem die Leitungen 266 und 270 durchgehen. Pneumatischer Druck von der Verteileranordnung 234 wird durch ein Magnetventil an eine Blase (nicht dargestellt) geliefert. Wenn die Blase mit pneumatischem Druck expandiert, öffnet das Quetschventil, um dadurch die Leitungen 266 und 270 zu öffnen. In Abwesenheit von pneumatischem Druck schließt das Magnetventil und die Blase entlüftet in die Umgebung. Das abgefederte Quetschventil des Verschlusses 320 schließt und schließt dadurch die Leitungen 266 und 270.
Die Verteileranordnung 226 erhält mehrere verschiedene Druck- und Vakuumzustände unter der Regelung des Reglers 16 aufrecht. In der dargestellten Ausführungsform werden die folgenden mehrfachen Druck- und Vakuumbedingungen aufrecht erhalten:

(i) Phart (Phard), oder Hartdruck, und Pprin (Pinpr), oder prozessinterner Druck, sind die höchsten Drücke, die in der Verteileranordnung 226 aufrecht erhalten werden. Phart wird zum Schließen der Kassettenventile V1 bis V23 aufgebracht. Pprin wird aufgebracht, um das Ausdrücken von Flüssigkeit aus der prozessinternen Pumpe PP1 und der Plasmapumpe PP2 anzutreiben. Eine typische Druckhöhe für Phart und Pprin im Zusammenhang mit der bevorzugten Ausführungsform ist 500 mmHg.
(ii) Pallg (Pgen), oder der allgemeine Druck, wird aufgebracht, um das Ausdrücken von Flüssigkeit von der Spenderschnittstellenpumpe PP3 und der Antikoagulanspumpe PP4 anzutreiben. Eine typische Druckhöhe für Pallg im Zusammenhang mit der bevorzugten Ausführungsform ist 150 mmHg.
(iii) PMan (Pcuff), oder Manschettendruck, wird an die Spenderdruckmanschette geliefert. Eine typische Druckhöhe für PMan im Zusammenhang mit der bevorzugten Ausführungsform ist 80 mmHg.
(iv) Vhart (Vhard), oder Hartvakuum, ist das tiefste Vakuum, welches in der Verteileranordnung 226 aufgebracht wird. Vhart wird aufgebracht, um die Kassettenventile V1 bis V23 zu öffnen. Eine typische Vakuumhöhe für Vhart im Zusammenhang mit der bevorzugten Ausführungsform ist –350 mmHg.
(vi) Vallg (Vgen), oder das allgemeine Vakuum, wird aufgebracht, um die Saugfunktion von jeder vier Pumpen PP1 bis PP4 anzutreiben. Eine typische Druckhöhe für Vallg im Zusammenhang mit der bevorzugten Ausführung ist –300 mmHg.
(vii) PTür (Pdoor), oder der Türdruck, wird auf die Blase 314 aufgebracht, um die Kassette 28 gegen den Halter 216 abzudichten. Eine typische Druckhöhe für PTür im Zusammenhang mit der bevorzugten Erfindung ist 700 mmHg.

Für jede Druck- oder Vakuumhöhe wird eine Abweichung von plus oder minus 20 mmHg toleriert.
Pprin wird verwendet, um auf die prozessinterne Pumpe PP1 einzuwirken, um Blut in die Verarbeitungskammer 18 zu pumpen. Die Größe von Pprin muss ausreichend sein, um einen Mindestdruck von ungefähr 300 mmHg zu überwinden, welcher typischerweise in der Verarbeitungskammer 18 herrscht.
Gleichermaßen wird Pprin für die Plasmapumpe PP2 verwendet, weil sie ähnliche Druckleistungsfähigkeiten für den Fall aufweisen muss, dass Plasma in die Verarbeitungskammer 18 zurückgepumpt werden muss, z.B. währrend einer Spill-Bedingung, wie später beschrieben wird.
Pprin und Phart werden bei höchstem Druck betrieben, um sicherzustellen, dass die Ventile stromauf und stromab, die in Verbindung mit dem Pumpen, verwendet werden, nicht durch die Drücke, die aufgebracht werden, um die Pumpen zu betreiben, aufgesprengt werden. Die stufenförmige verbindbare Konstruktion der Fluidpfade F1 bis F38 durch die Kassette 28 erfordert, dass Pprin-Phart die höchsten aufgebrachten Drücke sind. Durch das gleiche Merkmal ist es erforderlich, dass Vallg weniger extrem ist als Vhart, um sicherzustellen, dass die Pumpen PP1 bis PP4 nicht die Kassettenventile V1 bis V23 stromauf und stromab überwältigen.
Pallg wird verwendet, um die Spenderschnittstellenpumpe PP3 anzutreiben und kann bei geringerem Druck aufrecht erhalten werden als die AK-(AC-)Pumpe PP4.
Eine Haupthartdruckleitung 322 und eine Hauptvakuumleitung 324 verteilen Phart und Vhart in der Verteileranordnung 324. Die Druck- und Vakuumquellen 234 laufen ununterbrochen, um Phart an die Hartdruckleitung 322 und Vhart and die Hartvakuumleitung 324 zu liefern.
Ein Drucksensor S1 überwacht Phart in der Hartdruckleitung 322. Der Sensor S1 regelt ein Magnetventil 38. Das Magnetventil 38 ist normalerweise geschlossen. Der Sensor S1 öffnet das Magnetventil 38 um Phart bis zu seinem maximalen voreingestellten Wert aufzubauen. Das Magnetventil 38 ist geschlossen, solange Phart innerhalb seines spezifizierten Druckbereichs liegt, und wird geöffnet, wenn Phart unter seinen minimalen akzeptablen Wert fällt.
Gleichermaßen überwacht ein Drucksensor S5 in der Hartvakuumleitung 324 Vhart. Der Sensor S5 regelt ein Magnetventil 39. Das Magnetventil 39 ist normalerweise geschlossen. Der Sensor S5 öffnet das Magnetventil 39, um Vhart bis zu seinem maximalen Wert aufzubauen. Das Magnetventil 39 ist geschlossen, solange Vhart innerhalb seines vorgegebenen Druckbereichs liegt, und wird geöffnet, wenn Vhart außerhalb seines vorgegebenen Druckbereichs fällt.
Eine allgemeine Druckleitung 326 zweigt von der Hartdruckleitung 322 ab. Ein Sensor S2 in der allgemeinen Druckleitung 326 überwacht Pallg. Der Sensor 32 regelt ein Magnetventil 30. Das Magnetventil 30 ist normalerweise geschlossen. Der Sensor S2 öffnet das Magnetventil 30 um Pallg von der allgemeinen Hartdruckleitung 322 bis auf den maximalen Wert von Pallg zu erfrischen. Das Magnetventil 30 ist so lange geschlossen wie Pallg innerhalb seines vorgegebenen Druckbereichs ist und wird geöffnet, wenn Pallg außerhalb seines vorgegebenen Bereichs fällt.
Auch eine prozessinterne Druckleitung 328 zweigt von der Hartdruckleitung 322 ab. Ein Sensor S3 in der prozessinternen Druckleitung 328 überwacht Pprin. Der Sensor S3 regelt ein Magnetventil 36. Das Magnetventil 36 ist normalerweise geschlossen. Der Sensor S3 öffnet das Magnetventil 36 um Pprin von der Hartdruckleitung 322 bis zum maximalen Wert von Pprin zu erfrischen. Das Magnetventil 36 ist geschlossen, solange Pprin innerhalb seines vorgegebenen Druckbereichs ist und wird geöffnet, wenn Pprin außerhalb seines vorgegebenen Bereichs fällt.
Eine allgemeine Vakuumleitung 330 zweigt von der Hartvakuumleitung 324 ab. Eine Sensor S6 überwacht Vallg in der allgemeinen Vakuumleitung 330. Der Sensor S6 regelt ein Magnetventil 31. Das Magnetventil 31 ist normalerweise geschlossen. Der Sensor S6 öffnet das Magnetventil 31, um Vallg von der Hartvakuumleitung 324 bis auf den maximalen Wert von Vallg aufzufrischen. Das Magnetventil 31 ist geschlossen, solange Vallg innerhalb seines vorgegebenen Bereichs bleibt und wird geöffnet, wenn Vallg außerhalb seines vorgegebenen Bereichs fällt.
Die Reservoirs R1 bis R5 in Reihe sind in der Hartdruckleitung 322, der prozessinternen Druckleitung 328, der allgemeinen Druckleitung 326, der Hartvakuumleitung 324 und der allgemeinen Vakuumleitung 330 vorgesehen. Die Reservoirs R1 bis R5 gewährleisten, dass die konstanten Druck- und Vakuumeinstellungen, wie oben beschrieben, gleichmäßig vorhersehbar sind.
Die Magnetventile 33 und 34 stellen für die Drücke und Vakuume nach Beendigung der Prozedur jeweils eine Entlüftung zur Verfügung. Weil das Pumpen und das Ventileinschrauben kontinuierlich Druck und Vakuum verbraucht, sind die Magnetventile 33 und 34 normalerweise geschlossen. Die Magnetventile 33 und 34 werden geöffnet, um die Verteileranordnung nach der Beendigung einer Blutverarbeitungsprozedur zu entlüften.
Die Magnetventile 28, 29, 35, 37 und 32 stellen die Fähigkeit zur Verfügung, die Reservoire R1 bis R5 von den Luftleitungen zu isolieren, die Vakuum und Druck an die Verteileranordnung 226 liefern. Dieses stellt eine viel schnellere Druck-Nakuumverfallsrückmeldung zur Verfügung, so dass das Testen der Unversehrtheit der Dichtung der Kassetten-/Verteileranordnung erreicht werden kann. Diese Magnetventile 28, 29, 35, 37 und 32 sind normalerweise geöffnet, so dass in der Anordnung 226 ohne einen Befehl zum Schließen der Magnetventile 28, 29, 35, 37 und 32 kein Druck aufgebaut werden kann und so dass weiterhin die Systemdrücke und -vakuume bei einem Fehlbetrieb oder bei Leistungsverlust entlüften können.
Die Magnetventile 1 bis 23 stellen Phart oder Vhart zur Verfügung, um die Ventilaktuatoren VA1 bis VA23 anzutreiben. Im nicht angetriebenen Zustand sind diese Magnetventile normalerweise geöffnet, um alle Kassettenventile V1 bis V23 geschlossen zu halten.
Die Magnetventile 24 und 25 stellen Pprin und Vallg zur Verfügung, um die prozessinterne und die Plasmapumpe PP1 und PP2 anzutreiben. Im nicht angetriebenen Zustand sind diese Magnetventile geöffnet, um beide Pumpen PP1 und PP2 geschlossen zu halten.
Die Magnetventile 26 und 27 stellen Pallg und Vallg zur Verfügung, um die Spenderschnittstelle und die AK-Pumpen PP3 und PP4 anzutreiben. Im nicht angetriebenen Zustand sind diese Magnetventile geöffnet, um beide Pumpen PP3 und PP4 geschlossen zu halten.
Das Magnetventil 43 stellt während der Prozedur eine Isolierung der Türblase 314 von der Hartdruckleitung 320 zur Verfügung. Das Magnetventil 43 ist normalerweise geöffnet und wird geschlossen, wenn PTür erreicht ist. Ein Sensor S7 überwacht PTür und zeigt an, wenn der Blasendruck unter PTür fällt. Das Magnetventil 43 ist im nicht angetriebenen Zustand geöffnet, um ein Entlüften der Blase 314 sicher zu stellen, weil die Kassette 28 nicht vom Halter entfernt werden kann, während die Türblase 314 unter Druck steht.
Das Magnetventil 42 stellt Phart zur Verfügung, um das Sicherheitsverschlussventil 320 zu öffnen. Jeder Fehlbetrieb, der den Spender gefährden könnte, wird das Magnetventil 42 entspannen (entlüften), um den Verschluss 320 zu schließen und den Spender zu isolieren. Gleichermaßen wird jeder Leistungsverlust das Magnetventil 42 entspannen und den Spender isolieren.
Der Sensor S4 überwacht PMan und kommuniziert mit den Magnetventilen 41 (wegen Druckzunahmen) und dem Magnetventil 40 (zum Entlüften), um die Spendermanschette während der Prozedur innerhalb ihrer vorgegebenen Bereiche aufrecht zu erhalten. Das Magnetventil 40 ist normalerweise offen, so dass die Manschettenleitung im Fall eines Systemfehlers oder eines Leistungsverlusts entlüften wird. Das Magnetventil 41 ist normalerweise geschlossen, um den Spender im Fall eines Leistungsverlusts oder Systemfehlers von jedem Phart zu isolieren.
12 zeigt einen Sensor S8 in der pneumatischen Leitung, die als Pumpenaktuator PA3 der Spenderschnittstelle dient. Der Sensor S8 ist ein bidirektionaler Luftmassenstromsensor, welcher den Luftstrom zum Pumpenaktuator der Spenderschnittstelle PA3 überwachen kann, um Verstopfungen in der Spenderleitung zu erfassen. Alternativ können, wie später ausführlicher beschrieben wird, Variationen des elektrischen Felds durch eine Elektrode gemessen werden, die innerhalb der Pumpenkammer PP3 der Spenderschnittstelle oder in irgendeiner oder allen anderen Pumpenkammern PP1, PP2 oder PP4 aufgenommen ist, um Verstopfungen zu erfassen, ebenso wie um Berechnungen der Volumenströme und die Erfassung von Luft zu erlauben.
Verschiedene alternative Ausführungsformen sind möglich. Zum Beispiel könnten der Druck und das Vakuum, die den vier Pumpkammern zur Verfügung stehen, verändert werden, um mehr oder weniger bestimmte Höhen oder verschiedene Gruppen von „geteilten" Druck- und Vakuumhöhen einzuschließen. Als ein weiteres Beispiel könnte Vhart vom Zugang zu den Magnetventilen 2, 5, 8, 18, 19, 21, 22 entfernt werden, weil die Rückstellfeder die Kassettenventile nach Entfernen des Vakuums in eine geschlossene Position zurückführen wird. Weiterhin könnten die als gruppiert dargestellten Entlüftungen isoliert oder in zahlreichen Kombinationen verbunden sein.
Es sollte auch verstanden werden, dass jedes der Magnetventile im „normalerweise offen"-Modus pneumatisch zurückgeführt werden könnte, um als „normalerweise geschlossen" verwirklicht zu werden. Gleichermaßen könnte jeder der „normalerweise geschlossen" Magnetventile als „normalerweise offen" verwirklicht werden.
Als ein weiteres Beispiel einer alternativen Ausführungsform könnte das Hartdruckreservor R1 entfernt werden, wenn PTür und Phart auf identische Größen eingestellt wären. In dieser Anordnung könnte die Türblase 314 als Hartdruckreservoir dienen. Der Drucksensor S7 und das Magnetventil 43 würden in dieser Anordnung auch entfernt werden.
III. Weitere prozessinterne Regelungskomponenten des Systems
Wie 13 am besten darstellt, umfasst der Kasten 36 weitere Komponenten, die kompakt angeordnet sind, um bei der Blutverarbeitung zu helfen. Zusätzlich zur Zentrifugenstation 20 und zur Pumpen- und Ventilstation 30 schließt der Kasten 36, wie bereits beschrieben, eine Wiegestation 238, eine Bedienerschnittstellenstation 240 und ein oder mehrere Ablagen 212 oder Aufhänger 248 für Behälter ein. Die Anordnung dieser Komponenten im Kasten 36 kann variieren. In der dargestellten Ausführungsform sind die Wiegestation 238, der Regler 16 und die Bedienerschnittstellenstation 240 wie die Pumpen- und Ventilstation 30 im Deckel 40 des Kastens 36 angeordnet. Die Halteablagen 212 befinden sich im Boden 38 des Kastens 36, angrenzend an die Zentrifugenstation 20.
A. Behälterstützkomponenten
Die Wiegestation 238 umfasst eine Reihe von Behälteraufhängern/Wiegesensoren 246, die entlang des oberen Teils des Deckels 40 angeordnet sind. Im Gebrauch (siehe 2) sind die Behälter 304, 308, 312 auf den Aufhängern/Wiegesensoren 246 aufgehängt.
Die Behälter empfangen Blutkomponenten, die während der Verarbeitung getrennt wurden, wie später ausführlicher beschrieben wird. Die Wiegesensoren 246 stellen ein Ausgangssignal zur Verfügung, das die Gewichtsänderungen über der Zeit wiederspiegelt. Dieses Ausgangssignal wird zum Regler 16 befördert. Der Regler 16 verarbeitet die inkrementalen Gewichtsänderungen, um Fluidverarbeitungsvolumina und Volumenströme abzuleiten. Der Regler erzeugt Signale, um die Verarbeitungsvorgänge zu regeln, bezogen, zum Teil, auf die abgeleiteten Verarbeitungsvolumina. Weitere Einzelheiten des Betriebs des Reglers zur Regelung der Verarbeitungsvorgänge wird später zur Verfügung gestellt.
Die Halteablagen 212 umfassen geformte Vertiefungen im Boden 38. Die Ablagen 212 bringen die Behälter 276 und 280 (siehe 2) unter. In der dargestellten Ausführungsform wird ein zusätzlicher Schwenkaufhänger 248 an der Seite des Deckels 40 zur Verfügung gestellt. Der Aufhänger 248 (siehe 2) trägt den Behälter 288 während der Verarbeitung. In der dargestellten Ausführungsform schließen die Ablagen 212 und Aufhänger 248 Wiegesenoren 246 ein.
Die Wiegesensoren 246 können verschiedenartig aufgebaut sein. In der Ausführungsform die in 40 dargestellt ist, schließt die Waage einen Kraftsensor 404 ein, der in ein Gehäuse 400 eingebaut ist, an welchem ein Aufhänger 402 befestigt ist. Die obere Oberfläche 420 des Aufhängers 402 erfasst eine Feder 406 auf dem Sensor 404. Eine weitere Feder 418 wird zusammengedrückt, wenn eine Last, aufgenommen vom Aufhänger 402, aufgebracht wird. Die Feder 418 widersteht Lastbewegungen des Aufhängers 402 bis die Last ein vorgegebenes Gewicht (z.B. 2 kg) überschreitet. Zu diesem Zeitpunkt erreicht der Aufhänger 402 den mechanischen Anschlag 408 im Gehäuse 400 und stellt dadurch einen Überlastschutz zur Verfügung.
In der Ausführungsform, die in 41 dargestellt ist, überträgt ein getragener Balken 410 die Kraft, die von einem Aufhänger 416 aufgebracht wird, durch eine Feder 414 an einen Kraftsensor 412. Diese Konstruktion schließt Reibung nahezu aus dem Gewichtsmesssystem aus. Die Größe der Last, die vom Balken getragen wird, ist linear im Verhalten, und das Gewichtsmesssystem kann einfach kalibriert werden, um eine momentane Last, die auf den Aufhänger 416 aufgebracht wird, zu ermitteln.
B. Der Regler und die Bedienerschnittstellenstation
Der Regler 16 führt prozessinterne Regelungs- und Überwachungsfunktionen für das System 10 aus. Wie 14 schematisch darstellt, umfasst der Regler 16 eine Hauptprozessoreinheit HPE (MPU) 250, welche z.B. einen Pentium^TM-Mikroprozessor, hergestellt von der Intel Corporation, umfassen kann, obwohl andere Arten von herkömmlichen Mikroprozessoren verwendet werden können. Die HPE 250 ist innerhalb des Deckels 40 des Kastens 36 befestigt (wie 13 darstellt).
In der bevorzugten Ausführungsform beschäftigt die HPE 250 einen herkömmlichen Echtzeit-Mehrprogrammbetrieb, um HPE-Kreisläufe auf Verarbeitungsaufgaben zu verteilen. Ein periodischer Zeitgeberunterbrecher (zum Beispiel alle 5 Millisekunden) belegt die auszuführenden Aufgaben vor und teilt einen anderen ein, der in einem betriebsbereiten Zustand zur Ausführung ist. Wenn eine Neueinteilung erforderlich ist, wird die Aufgabe mit der höchsten Priorität im betriebsbereiten Zustand eingeteilt. Andernfalls wird die nächste Aufgabe auf der Liste im betriebsbereiten Zustand eingeteilt.
Wie 14 darstellt, schließt die HPE 250 einen Anwendungsregelungsmanager 252 ein. Der Anwendungsregelungsmanager 252 verwaltet die Aktivierung einer Sammlung von mindestens einer Regelungsanwendung 254. Jede Regelungsanwendung 254 schreibt Prozeduren zum Ausführen von gegebenen funktionellen Aufgaben vor, wobei sie die Zentrifugenstation 20 und die Pumpen- und Ventilsta tion 30 in einer vorgegebenen Art verwendet. In der dargestellten Ausführungsform befinden sich die Anwendungen 254 als Prozesssoftware in EPROMs in der HPE 250.
Die Anzahl der Anwendungen 254 kann variieren. In der dargestellten Ausführungsform schließen die Anwendungen 254 mindestens eine klinische Anwendungsprozedur ein. Die Anwendungsprozedur umfasst die Schritte zur Ausführung einer vorgeschriebenen klinischen Verarbeitungsprozedur. Um des Beispiels willen schließt die Anwendung 254 in der dargestellten Ausführungsform drei Anwendungsprozeduren ein: (1) eine doppelte Einheit einer Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur; (2) eine Plasmasammelprozedur; und (3) eine Plasma-/Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur. Die Einzelheiten dieser Prozeduren werden später beschrieben. Natürlich können zusätzliche Anwendungsprozeduren eingeschlossen werden.
Wie 14 darstellt, kommunizieren verschiedene Slave-Verarbeitungseinheiten mit dem Anwendungsregelungsmanager 252. Während die Anzahl der Slave-Verarbeitungseinheiten variieren kann, zeigt die dargestellte Ausführungsform fünf Einheiten 256(1) bis 256(5). Die Slave-Verarbeitungseinheiten 256(1) bis 256(5) wiederum kommunizieren mit Niedrigniveau-Umgebungsreglern 258, um die pneumatischen Drücke innerhalb der Verteileranordnung 226, die Wiegesensoren 246, die Pumpen- und Ventilaktuatoren PA1 bis PA4 und VA1 bis VA23 in der Pumpen- und Ventilstation 30, den Motor für die Zentrifugenstation 20, die Schnittstellenmessstation 332 und andere funktionelle Hardware des Systems zu regeln.
Die HPE 250 umfasst in EPROMs die Befehle für die Umgebungsregler 258, welche beim Start auf die geeigneten Slave-Verarbeitungseinheiten 256(1) bis 256(5) heruntergeladen werden. Der Anwendungsregelungsmanager 252 lädt auch die Betriebsparameter, die durch die aktivierte Anwendung 254 vorgeschrieben sind, auf die geeigneten Slave-Verarbeitungseinheiten 256(1) bis 256(5) herunter.
Mit dieser heruntergeladenen Information fahren die Slave-Verarbeitungseinheiten 256(1) bis 256(5) fort, Gerätekommandos für die Umgebungsregler 258 zu erzeugen, indem sie bewirken, dass die Hardware in einer bestimmten Weise arbeitet, um die Prozedur auszuführen. Die Umgebungsregler 258 führen die gegenwärtige Hardwarestatusinformation an die entsprechende Slave-Verarbeitungseinheit 256(1) bis 256(5) zurück, welche wiederum die Befehle erzeugt, die nötig sind, um die Betriebsparameter aufrecht zu erhalten, die durch den Anwendungsregelungsmanager 252 angeordnet sind.
In der dargestellten Ausführungsform führt eine Slave-Verarbeitungseinheit 256(2) die Funktion eines Umgebungsmanagers aus. Die Einheit 256(2) erhält freigesetzte momentane Hardwarestatusinformation und berichtet an die HPE 250, sollte eine Slave-Einheit schlecht funktionieren und versäumen, die gewünschten Betriebsbedingungen aufrecht zu erhalten.
Wie 14 darstellt, schließt die HPE 250 auch eine interaktive Benutzerschnittstelle 260 ein, welche der Bedienperson erlaubt, Information zu sehen und zu erfassen, die den Betrieb des Systems 10 betrifft. Die Schnittstelle 260 ist an die Schnittstellenstation 240 gekoppelt. Die Schnittstelle 260 erlaubt der Bedienperson, die Schnittstellenstation 240 zu verwenden, um Anwendungen 254 auszuwählen, die sich im Anwendungsregelungsmanager 252 befinden, ebenso wie um bestimmte Funktionen und Leistungskriterien des Systems 10 zu ändern.
Wie 13 darstellt, schließt die Schnittstellenstation 240 einen Schnittstellenbildschirm 262, aufgenommen im Deckel 40, ein. Der Schnittstellenbildschirm 262 stellt Informationen zum Ansehen durch die Bedienperson in alphanumerischem Format und als graphische Bilder dar. In der dargestellten und bevorzugten Ausführungsform dient der Schnittstellenbildschirm 262 auch als Eingabegerät. Es empfängt Eingaben von der Bedienperson durch herkömmliche Berührungsaktivierung.
C. Rechnerabhängige Überwachung von Pumpenströmen
1. Gravimetrische Überwachung
Durch Verwendung der Waagen 246 entweder stromauf oder stromab der Pumpen, kann der Regler 16 kontinuierlich das momentane Fluidvolumen bestimmen, das pro Pumpenhub bewegt wird und alle auftretenden Abweichungen vom angeordneten Strom korrigieren. Der Regler 16 kann auch außergewöhnliche Situationen diagnostizieren, so wie Lecks oder Verstopfungen im Fluidpfad. Diese Maßnahme der Überwachung und Regelung ist wünschenswert in einer automatisierten Apherese-Anwendung, in der Antikoagulans mit dem Vollblut, wenn es vom Spender angezogen wird, akkurat dosiert werden muss, und in der die Produktqualität (z.B. Hämatokrit, Plasmareinheit) von der Genauigkeit der Pumpenvolumenströme beeinflusst wird.
Die Pumpen PP1 bis PP4 in der Kassette 28 stellen jede ein relativ konstantes Nennhubvolumen oder HV dar. Der Volumenstrom für eine gegebene Pumpe kann daher wie folgt ausgedrückt werden:
wobei:
Q der Volumenstrom der Pumpe ist.
HV das Hubvolumen oder Volumen, welches pro Pumpenzyklus bewegt wird, ist.
T_Pumpe die Zeit ist, in der das Fluid aus der Pumpenkammer herausbewegt wird.
T_Füll die Zeit ist, in der die Pumpe mit Fluid gefüllt wird, und
T_Leerlauf die Zeit ist, wenn die Pumpe im Leerlauf ist, das heißt, wenn keine Fluidbewegung stattfindet.
Das HV kann durch die Wechselwirkung der Pumpe mit den angeschlossenen Fluidkreisläufen stromauf und stromab beeinflusst werden. Dies ist in der elektrischen Schaltkreistheorie analog zur Wechselwirkung einer nicht idealen Stromquelle mit der Eingabeimpedanz der Last, die sie empfängt. Deswegen kann der momentane HV anders sein als der Nenn-HV.
Der momentane Fluidstrom in Volumen pro Zeiteinheit Q_Aktuell kann daher wie folgt ausgedrückt werden:
wobei:
Q_Aktuell der momentane Fluidstrom in Volumen pro Zeiteinheit ist.
HV_Ideal das theoretische Hubvolumen, bezogen auf die Geometrie der Pumpenkammer, ist. k ist ein Korrekturfaktor, der die Wechselwirkungen zwischen der Pumpe und den Drücken stromauf und stromab erklärt.
Der momentane Volumenstrom kann gravimetrisch bestimmt werden, indem die Waagen 246 stromauf oder stromab verwendet werden, beruhend auf der folgenden Beziehung:
wobei:
ΔG die Gewichtsänderung des Fluids ist, wie sie von der Waage 246 stromauf oder stromab während der Zeitperiode ΔT erfasst wird,
ρ die Dichte des Fluids ist.
ΔT die Zeitperiode ist, in der die Gewichtsänderung ΔG in der Waage 246 erfasst wird. Der folgende Ausdruck ist durch Kombinieren der Gleichungen (2) und (3) abgeleitet:
Der Regler 16 berechnet k entsprechend der Gleichung (4) und stellt dann T_Leerlauf so ein, dass der gewünschte Volumenstrom erreicht wird, wie folgt:
Der Regler 16 aktualisiert die Werte für k und T_Leerlauf häufig, um die Volumenströme einzustellen.
Alternativ kann der Regler 16 T_Pumpe und/oder T_Füll und/oder T_Leerlauf ändern, um die Volumenströme einzustellen.
In dieser Anordnung werden ein oder mehrere Zeitintervallkomponenten T_Pumpe oder T_Füll oder T_Leerlauf eingestellt auf einen neuen Wert, um Q_Gewünscht zu erreichen, entsprechend der folgenden Beziehung:
wobei:
T_{n(Eingestellt)} die Größe der Zeitintervallkomponente oder -komponenten nach der Einstellung zum Erreichen des gewünschten Volumenstroms Q_Gewünscht ist.
T_{n(Eingestellt)} die Größe des Werts der anderen Zeitintervallkomponente oder -komponenten von T_Hub, die nicht eingestellt sind, ist. Das eingestellte Hubintervall nach dem Einstellen, um den gewünschten Volumenstrom Q_Gewünscht zu erreichen, ist die Summe von T_{n(Eingestellt)} und T_{n(Eingestellt)}.
Der Regler 16 wendet auch den Korrekturfaktor k als diagnostisches Werkzeug an, um unnormale Betriebsbedingungen zu ermitteln. Wenn zum Beispiel k deutlich von seinem Nennwert abweicht, kann der Fluidpfad entweder ein Leck oder eine Verstopfung aufweisen. Gleichermaßen kann, wenn der berechnete Wert von k ein anderes Vorzeichen aufweist als erwartet, anschließend die Richtung der Pumpe umgekehrt werden.
Mit den Waagen 246 kann der Regler 16 rechnerabhängige Diagnostiken ausführen, sogar, wenn die Pumpen kein Fluid bewegen. Zum Beispiel kann, wenn die Waagen 246 Gewichtsänderungen feststellen, wenn keine Strömung erwartet wird, dann ein leckendes Ventil oder ein Leck in dem Set 264 vorhanden sein.
Beim Berechnen von k und T_Leerlauf und/oder T_Pumpe und/oder T_Füll kann der Regler 16 sich auf mehrfache Messungen von ΔG und/oder ΔT verlassen. Eine Vielzahl von mittelnden oder rekursiven Verfahren (z.B. rekursive Quadrate der geringsten Mittelwerte, Kalman Filterung, usw.) kann verwendet werden, um den Fehler in Verbindung mit den Schätzmodellen zu verringern.
Das oben beschriebene Überwachungsverfahren ist anwendbar für die Verwendung für andere Pumpen mit konstantem Hubvolumen, d.h. peristaltische Pumpen usw.
2. Elektrische Überwachung
In einer alternativen Anordnung (siehe 42) schließt der Regler eine Metallelektrode 422 ein, die sich in der Kammer von jeder Pumpenstation PP1 bis PP4 auf der Kassette 28 befindet. Die Elektroden 422 sind an eine Stromquelle 424 gekoppelt. Der Durchlauf von Strom durch jede Elektrode 422 erzeugt ein elektrisches Feld innerhalb der entsprechenden Pumpenkammer PP1 bis PP4.
Zyklische Beugung der Membran 194 zum Ansaugen von Fluid in und Ausstoßen von Fluid aus der Pumpenkammer PP1 bis PP4 ändert das elektrische Feld und ergibt eine Änderung in der Gesamtkapazität des Schaltkreises durch die Elektrode 422. Die Kapazität steigt, wenn das Fluid in die Pumpenkammer PP1 bis PP4 gesaugt wird, und die Kapazität nimmt ab, wenn das Fluid aus der Pumpenkammer PP1 bis PP4 ausgestoßen wird.
Der Regler 16 schließt einen Kapazitätssensor 426 (z.B. einen Qprox E2S) ein, der an jede Elektrode 422 gekoppelt ist. Der Kapazitätssensor 426 registriert Änderungen in der Kapazität für die Elektrode 422 in jeder Pumpenkammer PP1 bis PP4. Das Kapazitätssignal für eine gegebene Elektrode 422 hat eine hohe Signalgröße, wenn die Pumpenkammer mit Flüssigkeit gefüllt ist (Membranposition 194a), hat eine niedrige Signalgröße, wenn die Pumpenkammer frei von Fluid ist (Membranposition 194b) und weist einen Bereich von mittleren Signalgrößen auf, wenn die Membran Positionen zwischen Position 194a und 194b inne hat.
Zu Beginn einer Blutverarbeitungsprozedur kalibriert der Regler 16 die Differenz zwischen den hohen und niedrigen Signalgrößen für jeden Sensor auf das maximale Hubvolumen HV der entsprechenden Pumpenkammer. Der Regler 16 bezieht dann die Differenz zwischen den gemessenen maximalen und minimalen Signalwerten während nachfolgender Ansaug- und Ausstoßzyklen auf ein Fluidvolumen, welches durch die Pumpenkammer angesaugt und ausgestoßen wird. Der Regler 16 summiert die Fluidvolumina, welche über eine Beispielzeitperiode gepumpt werden, um einen momentanen Volumenstrom zu ergeben.
Der Regler 16 vergleicht den momentanen Volumenstrom mit einem gewünschten Volumenstrom. Wenn eine Abweichung auftritt, verändert der Regler 16 die pneumatischen Druckpulse, die an die Aktuatoren PA1 bis PA4 geliefert werden, um T_Leerlauf und/oder T_Pumpe und/oder T_Füll einzustellen, um die Abweichung zu minimieren.
Der Regler 16 arbeitet auch, um unnormale Betriebsbedingungen zu erfassen, die auf Änderungen im elektrischen Feld beruhen und um ein Alarmausgangssignal zu erzeugen. In der dargestellten Ausführungsform überwacht der Regler 16 eine Zunahme in der Größe der niedrigen Signalgröße über der Zeit. Die Zunahme in der Größe spiegelt das Vorhandensein von Luft innerhalb einer Pumpenkammer wieder.
In der dargestellten Ausführungsform erzeugt der Regler 16 auch eine Ableitung des Signalausgangs des Sensors 426. Änderungen in der Ableitung oder die Abwesenheit einer Ableitung spiegelt eine teilweise oder vollständige Verstopfung der Strömung durch die Pumpenkammer PP1 bis PP4 wieder. Die Ableitung selbst variiert auch in einer bestimmten Art, abhängig davon, ob die Verstopfung am Einlass oder am Auslass der Pumpenkammer PP1 bis PP4 auftritt.
IV. Die Blutverarbeitungsprozedur
A. Doppelte RBK (RBC)-Sammelprozedur (keine Plasmasammlung)
Während dieser Prozedur wird Vollblut von einem Spender zentrifugal verarbeitet, um bis zu zwei Einheiten (ungefähr 500 ml) von roten Blutkörperchen für die Sammlung zu ergeben. Die gesamte Plasmakomponente wird zum Spender zurückgeführt. Diese Prozedur wird kurz doppelte Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur genannt.
Vor dem Ausführen der doppelten Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur, ebenso wie vor jeder Blutsammelprozedur, wirkt der Regler 16 auf die Verteileranordnung 226 ein, um eine geeignete Unversehrtheitskontrolle der Kassette 28 durchzuführen, um zu ermitteln, ob es irgendwelche Lecks in der Kassette 28 gibt. Wenn die Kassettenunversehrtheitskontrolle vollständig ist und keine Lecks gefunden werden, beginnt der Regler 16 die gewünschte Blutsammelprozedur.
Die doppelte Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur schließt einen Vorsammelkreislauf, einen Sammelkreislauf, einen Nachsammelkreislauf und einen Speichervorbereitungskreislauf ein. Während des Vorsammelkreislaufs wird das Set 264 vorbereitet, um vor dem Veneneinstich zu entlüften. Während des Sammelkreislaufs wird Vollblut, welches vom Spender angesaugt ist, verarbeitet, um zwei Einheiten von roten Blutkörperchen zu sammeln, während das Plasma zum Spender zurückgeführt wird. Während des Nachsammelkreislaufs wird überschüssiges Plasma an dem Spender zurückgeführt, und das Set wird mit Salzlösung gespült. Während des Speichervorbereitungskreislaufs wird eine Rote-Blutkörperchen-Speicherlösung zugefügt.
1. Der Vorsammelkreislauf
a. Antikoagulansansaugung
In einer ersten Phase des Vorsammelkreislaufs (AK-Ansaugung 1) ist der Schlauch 300, der zu der Aderlassnadel 268 führt, zugeklemmt (siehe 10). Der Blutverarbeitungsschaltkreis 46 ist programmiert (durch das gezielte Aufbringen von Druck auf die Ventile und Pumpstationen der Kassette), um auf die Spenderschnittstellenpumpe PP3 einzuwirken, die das Antikoagulans durch den Antikoagulansschlauch 270 und den Spenderschlauch 266 hinauf durch den y-Verbinder 272 (d.h. ein durch das Ventil V13 und aus durch das Ventil V11) saugt. Der Schaltkreis ist weiterhin programmiert, um Luft, die sich in dem Antikoagulansschlauch 270, dem Spenderschlauch 266 und der Kassette befindet, in den prozessinternen Behälter 312 zu fördern. Diese Phase dauert fort bis der Luftdetektor 298 entlang des Spenderschlauchs 266 Flüssigkeit erfasst, die die Pumpfunktion der Spenderschnittstellenpumpe PP3 bestätigt.
In einer zweiten Phase des Vorsammelkreislaufs (AK-Ansaugung 2) ist der Schaltkreis programmiert, auf die Antikoagulanspumpe PP4 einzuwirken, um Antikoagulans in den prozessinternen Behälter 312 zu fördern. Das Gewicht ändert sich im prozessinternen Behälter 312. Die AK-Ansaugung 2 ist beendet, wenn die Antikoagulanspumpe PP4 ein vorgegebenes Volumen von Antikoagulans (z.B. 10 g) in den prozessinternen Behälter 312 fördert und so die Pumpenfunktion bestätigt.
b. Salzlösungs-(bzw. Kochsalzlösungs-)ansaugung
In einer dritten Phase des Vorsammelkreislaufs (Salzlösungsansaugung 1) bleibt die Verarbeitungskammer 46 stationär. Der Schaltkreis ist programmiert, auf die prozessinterne Pumpstation PP1 einzuwirken, um Salzlösung von einem Salzlösungsbehälter 288 durch die prozessinterne Pumpe PP1 anzusaugen. Dies erzeugt eine umgekehrte Strömung von Salzlösung durch die stationäre Verarbeitungskammer 46 zum prozessinternen Behälter 312. In diesem Vorgang wird Salzlösung vom Salzlösungsbehälter 228 durch die Verarbeitungskammer 46 durch das Ventil V14 in die prozessinterne Pumpe PP1 gesaugt. Die Salzlösung wird von der Pumpstation PP1 durch das Ventil 9 zum prozessinternen Behälter 312 ausgestoßen. Gewichtsänderungen im Salzlösungsbehälter 280 werden überwacht. Diese Phase ist beendet, wenn eine vorgegebene Gewichtsänderung im Salzlösungsbehälter 288 festgestellt wird, welche eine Beförderung von Salzlösungsvolumen anzeigt, die ausreicht, um anfänglich ungefähr die Hälfte der Verarbeitungskammer 46 (zum Beispiel ca. 60 g) zu füllen.
Wenn die Verarbeitungskammer 46 ungefähr halb voll mit ansaugender Salzlösung ist, beginnt eine vierte Phase des Vorsammelkreislaufs (Salzlösungsansaugung 2). Die Verarbeitungskammer 46 wird bei geringer Drehzahl rotiert (z.B. ca. 300 U/min), während der Schaltkreis in derselben Weise weiter arbeitet wie in der Salzlösungsansaugung 3. Zusätzliche Salzlösung wird durch Ventil V14 in die Pumpstation PP1 gesaugt und durch Ventil V9 aus der Pumpstation PP1 und in den prozessinternen Behälter 312 ausgestoßen. Gewichtsänderungen im prozessinternen Behälter 312 werden überwacht. Diese Phase ist beendet, wenn eine vorgegebene Gewichtsänderung im prozessinternen Behälter 312 festgestellt wird, welche die Förderung eines zusätzlichen Volumens von Salzlösung anzeigt, das ausreichend ist, um im Wesentlichen die Verarbeitungskammer 46 zu füllen (z.B. ca. 80 g).
In einer fünften Phase des Vorsammelkreislaufs (Salzlösungsansaugung 3) ist der Schaltkreis programmiert, zuerst auf die prozessinterne Pumpstation PP1 einzuwirken, um Salzlösung vom prozessinternen Behälter 312 durch alle Auslassanschlüsse des Trennungsgeräts und durch die Plasmapumpstation PP2 zurück in den Salzlösungsbehälter 288 zu fördern. Dies schließt die Ansaugung der Verarbeitungskammer 46 und der prozessinternen Pumpstation PP1 ab (Einpumpen durch Ventil V9 und Auspumpen durch Ventil V14), ebenso wie es die Plasmapumpstation PP2 mit den Ventilen V7, V6, V10 und V12, die geöffnet sind, um eine passive Strömung von Salzlösung zuzulassen, ansaugt. Während dieser Zeit wird die Drehzahl, mit der die Verarbeitungskammer 46 rotiert wird, schrittweise hochgefahren zwischen Null und 300 U/min. Gewichtsänderungen im prozessinternen Behälter 312 werden überwacht. Wenn ein vorgegebenes Anfangsvolumen von Salzlösung auf diese Weise gefördert wird, ist der Schaltkreis programmiert, das Ventil V7 zu schließen, die Ventile V9 und V14 zu öffnen, und mit dem Pumpen von Salzlösung in den Salzlösungsbehälter 288 durch die Plasmapumpe PP2 zu beginnen, Ein durch Ventil V12 und Aus durch Ventil V10, wobei er zulässt, dass Salzlösung passiv durch die prozessinterne Pumpe PP1 strömt. Salzlösung wird auf diese Weise vom prozessinternen Behälter 312 zum Salzlösungsbehälter 288 zurückgeführt bis die Gewichtsmessung anzeigt, dass ein voreingestelltes Mindestvolumen von Salzlösung den prozessinternen Behälter 312 belegt.
In einer sechsten Phase des Vorsammelkreislaufs (Entlüften der Spenderleitung) ist der Schaltkreis programmiert, vor dem Veneneinstich Luft von der Veneneinstichnadel durch Einwirken auf die Spenderschnittstellenpumpe PP3 abzuführen, um Antikoagulans durch die Antikoagulanspumpe PP4 und in den prozessinternen Behälter 312 zu pumpen.
In einer siebten Phase des Vorsammelkreislaufs (Veneneinstich) ist der Schaltkreis programmiert, alle Ventile V1 bis V23 zu schließen, so dass ein Veneneinstich ausgeführt werden kann.
Die Programmierung des Schaltkreises während der Phasen des Vorsammelkreislaufs ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
c. Der Sammelkreislauf
i. Blutansaugung
Mit einem Veneneinstich wird ein Schlauch 300, der zur Aderlassnadel 268 führt, geöffnet. In einer ersten Phase des Sammelkreislaufs (Blutansaugung 1) ist der Verarbeitungsschaltkreis 46 programmiert (durch gezieltes Aufbringen von Druck auf die Ventile und Pumpstationen der Kassette), auf die Spenderschnittstellenpumpe PP3 (d.h. Ein durch Ventil V13 und Aus durch Ventil V11) und die Antikoagulanspumpe (d.h. Ein durch Ventil V20 und Aus durch Ventil V15) einzuwirken, um antikoaguliertes Blut durch den Spenderschlauch 270 in den prozessinternen Behälter 312 anzusaugen. Diese Phase dauert fort bis ein inkrementales Volumen von antikoaguliertem Vollblut in den prozessinternen Behälter 312 eintritt, wie vom Wiegesensor überwacht.
In einer nächsten Phase (Blutansaugung 2) ist der Blutverarbeitungsschaltkreis 46 programmiert, auf die prozessinterne Pumpstation PP1 einzuwirken, um antikoaguliertes Blut vom prozessinternen Behälter 312 durch das Trenngerät anzusaugen. Während dieser Phase wird Salzlösung, ersetzt durch das Blut, an den Spender zurückgeführt. Diese Phase saugt das Trenngerät mit antikoaguliertem Vollblut an. Diese Phase dauert fort bis ein inkrementales Volumen von koaguliertem Vollblut den prozessinternen Behälter 312 verlässt, wie vom Wiegesensor überwacht.
B. Bluttrennung während der Ansaugung von Vollblut oder ohne Ansaugung von Vollblut
In einer nächsten Phase des Blutsammelkreislaufs (Bluttrennung während der Ansaugung von Vollblut) ist der Blutverarbeitungsschaltkreis 46 programmiert, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V13 und Aus durch Ventil V11), die Antikoagulanspumpe PP4 (d.h. Ein durch Ventil V20 und Aus durch Ventil V15), die prozessinterne Pumpe PP1 (d.h. Ein durch Ventil V9 und Aus durch Ventil V14) und die Plasmapumpe PP2 (d.h. Ein durch Ventil V12 und Aus durch Ventil V10) einzuwirken. Diese Anordnung saugt antikoaguliertes Blut in den prozessinternen Behälter 312, während das Blut aus dem prozessinternen Behälter 312 zur Trennung in die Verarbeitungskammer gefördert wird. Diese Anordnung entfernt auch Plasma von der Verarbeitungskammer in den Plasmabehälter 304, während sie rote Blutkörperchen von der Verarbeitungskammer in den Rote-Blutkörperchen-Behälter 308 entfernt. Diese Phase dauert fort bis ein inkrementales Plasmavolumen in dem Plasmasammelbehälter 304 (wie vom Gewichtssensor überwacht) gesammelt ist oder bis ein gezieltes Volumen von roten Blutkörperchen im Rote-Blutkörperchen-Sammelbehälter gesammelt ist (wie vom Wiegesensor überwacht).
Wenn das Volumen von Vollblut im prozessinternen Behälter 312 einen vorgegebenen maximalen Grenzwert erreicht bevor das angestrebte Volumen von entweder Plasma oder roten Blutkörperchen gesammelt ist, ist der Schaltkreis für eine weitere Phase (Bluttrennung ohne Ansaugung von Vollblut) programmiert, um den Betrieb der Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (auch während des Schließens der Ventile V13, V11, V18 und V13) zu beenden, um das Sammeln von Vollblut im prozessinternen Behälter 312 zu beenden, während er noch mit der Bluttrennung fortfährt. Wenn das Volumen von Vollblut einen vorgegebenen minimalen Grenzwert im prozessinternen Behälter 312 während der Bluttrennung erreicht, aber bevor das angestrebte Volumen von entweder Plasma oder roten Blutkörperchen gesammelt ist, ist der Schaltkreis programmiert, zur Bluttrennung-während-der-Ansaugung-von-Vollblut-Phase zurückzukehren, um dadurch zuzulassen, dass Vollblut in den prozessinternen Behälter 312 eintritt. Der Schaltkreis ist programmiert, zwischen der Bluttrennung-während-der-Ansaugung-von-Vollblut-Phase und der Bluttrennung-ohne-Ansaugung-von-Vollblut-Phase entsprechend den hohen und niedrigen Volumengrenzwerten für den prozessinternen Behälter 312 hin- und herzuschalten bis das erforderliche Volumen von Plasma gesammelt ist oder bis das Zielvolumen von roten Blutkörperchen gesammelt wurde, je nachdem, was zuerst eintrit.
C. Rückführung von Plasma und Salzlösung
Wenn das angestrebte Volumen von roten Blutkörperchen nicht gesammelt wurde, programmiert die nächste Phase des Blutsammelkreislaufs (Rückführung von Plasma mit Trennung) den Blutverarbeitungsschaltkreis 46, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil 13), die prozessinterne Pumpe PP1 (d.h. Ein durch Ventil V9 und Aus durch Ventil V14) und die Plasmapumpe PP2 (d.h. Ein durch Ventil V12 und Aus durch Ventil V10) einzuwirken. Diese Anordnung fördert antikoaguliertes Vollblut vom prozessinternen Behälter 312 zur Trennung in die Verarbeitungskammer, während sie Plasma in den Plasmabehälter 304 und rote Blutkörperchen in den Rote-Blutkörperchen-Behälter 308 entfernt. Diese Anordnung fördert auch Plasma vom Plasmabehälter 304 zum Spender, während sie auch Salzlösung vom Behälter 288 in Reihe mit dem zurückgeführten Plasma mischt. Die Mischung in Reihe von Salzlösung mit Plasma erhöht die Salzlösungstemperatur und verbessert den Spenderkomfort. Diese Phase dauert fort bis der Plasmabehälter 304 leer ist, wie vom Wiegesensor überwacht.
Wenn das Volumen von Vollblut im prozessinternen Behälter 312 einen festgelegten niedrigen Grenzwert erreicht, bevor sich der Plasmabehälter 304 leert, ist der Schaltkreis programmiert, in eine andere Phase einzutreten (Rückführung von Plasma ohne Trennung), um den Betrieb der prozessinternen Pumpstation PP1 zu beenden (während er auch die Ventile V9, V10, V12 und V14 schließt), um die Bluttrennung zu beenden. Die Phase dauert fort, bis sich der Plasmabehälter 304 leert.
Nach dem Leeren des Plasmabehälters 304 ist der Schaltkreis programmiert, in eine Phase (Füllen der Spenderleitung) einzutreten, um auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil 13) einzuwirken, um Vollblut vom prozessinternen Behälter 312 anzusaugen, um den Spenderschlauch 266 zu füllen, und dadurch Plasma (gemischt mit Salzlösung) abzuführen, in Vorbereitung für einen weiteren Vollblut-Ansaugkreislauf.
Der Schaltkreis ist anschließend programmiert, eine weitere Bluttrennung-während-der-Ansaugung-von-Vollblut-Phase auszuführen, um den prozessinternen Behälter 312 wieder zu füllen. Der Schaltkreis ist programmiert in aufeinander folgende Bluttrennungs- und Plasmarückführungsphasen, bis der Wiegesensor anzeigt, dass ein gewünschtes Volumen von roten Blutkörperchen im Rote-Blutkörperchen-Sammelbehälter 308 gesammelt wurde. Wenn das angestrebte Volumen von roten Blutkörperchen nicht gesammelt wurde, beginnt der Nachsammelkreislauf.
Die Programmierung des Schaltkreises während der Phasen des Sammelkreislaufs ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
d. Der Nachsammelkreislauf
Wenn das angestrebte Volumen von roten Blutkörperchen gesammelt ist (wie vom Wiegesensor überwacht), ist der Schaltkreis programmiert, die Phasen des Nachsammelkreislaufs auszuführen.
1. Rückführung überschüssigen Plasmas
In einer ersten Phase des Nachsammelkreislaufs (Rückführung überschüssigen Plasmas) ist der Schaltkreis programmiert, die Lieferung und Entfernung von Blut zu und von der Verarbeitungskammer zu beenden, während er auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil V13) einwirkt, um Plasma, welches im Plasmabehälter 304 verbleibt, zum Spender zu fördern. Der Schaltkreis ist auch programmiert, in dieser Phase Salzlösung vom Behälter 288 in Reihe mit dem zurückgeführten Plasma zu mischen. Diese Phase dauert fort bis der Plasmabehälter 304 leer ist, wie vom Wiegesensor überwacht.
2. Abführung der Salzlösung
In der nächsten Phase des Nachsammelkreislaufs (Abführung der Salzlösung) ist der Schaltkreis programmiert, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil V11) einzuwirken, um Salzlösung vom Behälter 288 durch das Trenngerät zu fördern, um den Blutgehalt des Trenngeräts in den prozessinternen Behälter 312 zu entlassen, in Vorbereitung ihrer Rückführung zum Spender. Diese Phase verringert den Verlust von Spenderblut. Diese Phase dauert fort, bis ein vorgegebenes Volumen von Salzlösung durch das Trenngerät gepumpt ist, wie vom Wiegesensor überwacht.
3. Endgültige Rückführung zum Spender
In der nächsten Phase des Nachsammelkreislaufs (endgültige Rückführung) ist der Schaltkreis programmiert, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h.
Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil V13) einzuwirken, um die Blutgehalte des prozessinternen Behälters 312 zum Spender zu fördern. Salzlösung wird periodisch mit den Blutgehalten gemischt. Diese Phase dauert fort bis der prozessinterne Behälter 312 leer ist, wie vom Wiegesensor überwacht.
In der nächsten Phase (Fluidersatz) ist der Schaltkreis programmiert, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil V13) einzuwirken, um die Salzlösung zum Spender zu fördern. Diese Phase dauert fort bis eine vorgeschriebene Ersatzvolumenmenge infundiert ist, wie vom Wiegesensor überwacht.
In der nächsten Phase des Nachsammelkreislaufs (Leerung des prozessinternen Behälters) ist der Schaltkreis programmiert, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil V13) einzuwirken, um den gesamten verbleibenden Inhalt des prozessinternen Behälters 312 zum Spender zu fördern, in Vorbereitung des Aufteilens des Inhalts des Rote-Blutkörperchen-Behälters 308 zum Speichern in den beiden Behältern 308 und 312. Diese Phase dauert fort bis eine Ablesung von null Volumen für den prozessinternen Behälter 312 eintritt, wie vom Wiegesensor überwacht, und Luft im Luftdetektor nachgewiesen wird.
In dieser Phase ist der Schaltkreis programmiert, alle Ventile und alle Pumpstationen im Leerlauf zu schließen, so dass die Aderlassnadel 268 vom Spender entfernt werden kann.
Das Programmieren des Schaltkreises während der Phasen des Nachsammelkreislaufs ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
e. Der Speichervorbereitungskreislauf
1. Aufteilung der RBK
In der ersten Phase des Speichervorbereitungskreislaufs (Aufteilung der RBK) ist der Schaltkreis programmiert, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 einzuwirken, um die Hälfte des Inhalts des Rote-Blutkörperchen-Sammelbehälters 308 in den prozessinternen Behälter 312 zu übertragen. Das gepumpte Volumen wird von den Wiegesensoren für die Behälter 308 und 312 überwacht.
2. Zufügen eines RBK-Konservierungsmittels
In den nächsten Phasen des Speichervorbereitungskreislaufs (Zufügen einer Speicherlösung zum prozessinternen Behälter und Zufügen einer Speicherlösung zum Rote-Blutkörperchen-Sammelbehälter) ist der Schaltkreis programmiert, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 einzuwirken, um ein gewünschtes Volumen von Rote-Blutkörperchen-Speicherlösung vom Behälter 280 zuerst in den prozessinternen Behälter 312 und dann in den Rote-Blutkörperchen-Sammelbehälter 308 zu übertragen. Die Übertragung des gewünschten Volumens wird von der Waage überwacht.
In der nächsten und endgültigen Phase (Endprozedur) ist der Schaltkreis programmiert, alle Ventile und alle Pumpstationen im Leerlauf zu schließen, so dass die Rote-Blutkörperchen-Behälter 308 und 312 zum Speichern abgetrennt und entfernt werden können. Der Rest des Einwegsets kann nun entfernt und weggeworfen werden.
Die Programmierung des Schaltkreises während der Phasen des Speichervorbereitungskreislaufs ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
F. Plasmasammlung (keine Rote-Blutkörperchen-Sammlung)
Während dieser Prozedur wird Vollblut von einem Spender zentrifugal verarbeitet, um bis zu 880 ml Plasma für die Sammlung zu ergeben. Alle roten Blutkörperchen werden zum Spender zurückgeführt. Diese Prozedur wird kurz Plasma Sammelprozedur genannt.
Das Programmieren des Blutverarbeitungsschaltkreises 46 (durch das gezielte Aufbringen von Druck auf die Ventile und Pumpstationen der Kassette) macht es möglich, das gleiche Universalset 264 zu verwenden wie in der doppelten Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur.
Die Prozedur schließt einen Vorsammelkreislauf, einen Sammelkreislauf und einen Nachsammelkreislauf ein.
Während des Vorsammelkreislaufs wird das Set 264 angesaugt, um vor dem Veneneinstich Luft zu entlüften. Während des Sammelkreislaufs wird vom Spender angesaugtes Vollblut verarbeitet, um Plasma zu sammeln, während er die roten Blutkörperchen an den Spender zurückführt. Während des Nachsammelkreislaufs wird überschüssiges Plasma zum Spender zurückgeführt, und das Set wird mit Salzlösung gespült.
1. Der Vorsammelkreislauf
a. Antikoagulans-Ansaugung
Im Vorsammelkreislauf für die Plasmasammelprozedur (keine roten Blutkörperchen) ist die Kassette programmiert, die Phasen AK-Ansaugung 1 und AK-Ansaugung 2 auszuführen, die identisch sind mit den Phasen AK-Ansaugung 1 und AK-Ansaugung 2 der doppelten Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur.
b. Salzlösungsansaugung
Im Vorsammelkreislauf für die Plasmasammelprozedur (keine roten Blutkörperchen) ist die Kassette programmiert, die Phasen Salzlösungsansaugung 1, Salzlösungsansaugung 2, Salzlösungsansaugung 3, Entlüftung der Spenderleitung und Veneneinstich auszuführen, die identisch sind mit den Phasen Salzlösungsansaugung 1, Salzlösungsansaugung 3, Salzlösungsansaugung 3, Entlüftung der Spenderleitung und Veneneinstich der doppelten Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur.
Die Programmierung des Schaltkreises während der Phasen des Vorsammelkreislaufs ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
2. Der Sammelkreislauf
a. Blutansaugung
Mit dem Veneneinstich wird ein Schlauch 300, der zu der Aderlassnadel 268 führt, geöffnet. In einer ersten Phase des Sammelkreislaufs (Blutansaugung 1) ist der Blutverarbeitungsschaltkreis 46 programmiert, auf die Spenderschnittstellenpumpe PP3 (d.h. Ein durch Ventil V13 und Aus durch Ventil V11) und auf die Antikoagulanspumpe PP4 (d.h. Ein durch Ventil V20 und Aus durch Ventil V15) einzuwirken, um antikoaguliertes Blut durch den Spenderschlauch 270 in den prozessinternen Behälter 312 zu saugen, in der gleichen Weise wie in der Phase Blutansaugung 1 der doppelten Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur, wie bereits beschrieben.
In einer nächsten Phase (Blutansaugung 2) ist der Blutverarbeitungsschaltkreis 46 programmiert, auf die prozessinterne Pumpstation PP1 einzuwirken, um antikoaguliertes Blut vom prozessinternen Behälter 312 durch das Trenngerät anzusaugen, in der gleichen Weise wie die Phase Blutansaugung 2 für die doppelte Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur, wie bereits beschrieben. Während dieser Phase wird Salzlösung, vom Blut entlassen, zum Spender zurückgeführt.
b. Bluttrennung während der Ansaugung von Vollblut oder ohne Ansaugung von Vollblut
In einer nächsten Phase des Blutsammelkreislaufs (Bluttrennung während der Ansaugung von Vollblut) ist der Blutverarbeitungsschaltkreis 46 programmiert, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V13 und Aus durch Ventil V11), die Antikoagulanspumpe PP4 (d.h. Ein durch Ventil V20 und Aus durch Ventil V15), die prozessinterne Pumpe PP1 (d.h. Ein durch Ventil V9 und Aus durch Ventil V14) und die Plasmapumpe PP2 (d.h. Ein durch Ventil V12 und Aus durch Ventil V10) in der gleichen Weise wie bei der Phase Bluttrennung während der Ansaugung von Vollblut für die doppelte Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur, wie bereits beschrieben, einzuwirken. Diese Anordnung saugt antikoaguliertes Blut in den prozessinternen Behälter 312, während sie das Blut vom prozessinternen Behälter 312 zur Trennung in die Verarbeitungskammer fördert. Diese Anordnung entfernt auch Plasma von der Verarbeitungskammer in den Plasmabehälter 304, während sie rote Blutkörperchen von der Verarbeitungskammer in den Rote-Blutkörperchen-Behälter 308 entfernt. Diese Phase dauert fort bis das angestrebte Volumen von Plasma im Plasmasammelbehälter 304 gesammelt ist (wie vom Wiegesensor überwacht) oder bis ein angestrebtes Volumen von roten Blutkörperchen im Rote-Blutkörperchen-Sammelbehälter gesammelt ist (wie vom Wiegesensor überwacht).
Wenn das Volumen von Vollblut im prozessinternen Behälter 312 wie in der doppelten Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur einen vorgegebenen maximalen Grenzwert erreicht, bevor das angestrebte Volumen von entweder Plasma oder roten Blutkörperchen gesammelt ist, ist der Schaltkreis programmiert, in eine weitere Phase (Bluttrennung ohne Ansaugung von Vollblut) einzutreten, um den Betrieb der Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (während er auch die Ventile V13, V11, V18 und V13 schließt) zu beenden, um die Sammlung von Vollblut im prozessinternen Behälter 312 zu beenden, während er mit der Bluttrennung noch fortfährt. Wenn das Vollblutvolumen während der Bluttrennung einen vorgegebenen minimalen Grenzwert im prozessinternen Behälter 312 erreicht, aber bevor das angestrebte Volumen von entweder Plasma oder roten Blutzellen gesammelt ist, ist der Schaltkreis programmiert, zu der Phase Bluttrennung während des Ansaugens von Vollblut zurückzukehren, um dadurch den prozessinternen Behälter 312 wieder zu füllen. Der Schaltkreis ist programmiert, zwischen den Bluttrennungsphasen hin- und herzuschalten, während der Ansaugung von Vollblut und ohne Ansaugung von Vollblut, entsprechend den hohen und niedrigen Volumengrenzwerten für den prozessinternen Behälter 312, bis das erforderliche Plasmavolumen gesammelt ist, oder bis das angestrebte Volumen an roten Blutkörperchen gesammelt ist, je nachdem, was zuerst eintritt.
c. Rückführung der roten Blutkörperchen/Salzlösung
Wenn das angestrebte Volumen von Plasma nicht gesammelt ist, programmiert die nächste Phase des Blutsammelkreislaufs (Rückführung der roten Blutkörperchen mit Trennung) den Blutverarbeitungsschaltkreis 46, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil V13), die prozessinterne Pumpe PP1 (d.h. Ein durch Ventil V9 und Aus durch Ventil V14) und die Plasmapumpe PP2 (d.h. Ein durch Ventil V12 und Aus durch Ventil V10) einzuwirken. Diese Anordnung fördert antikoaguliertes Vollblut vom prozessinternen Behälter 312 zur Trennung in die Verarbeitungskammer, während sie Plasma in den Plasmabehälter 304 und rote Blutkörperchen in den Rote-Blutkörperchen-Behälter 308 entfernt. Diese Anordnung fördert auch rote Blutkörperchen vom Rote-Blutkörperchen-Behälter 308 zum Spender, während sie auch Salzlösung vom Behälter 288 in Reihe mit den zurückgeführten roten Blutkörperchen mischt. Das Mischen in Reihe von Salzlösung mit den roten Blutkörperchen erhöht die Salzlösungstemperatur und verbessert den Spenderkomfort. Das Mischen in Reihe der Salzlösung mit den roten Blutkörperchen senkt auch den Hämatokrit der roten Blutkörperchen, die an den Spender zurückgeführt werden, wodurch zugelassen wird, dass ein größeres Maß (d.h. kleinerer Durchmesser) einer Aderlassnadel verwendet wird, um den Spenderkomfort weiter zu verbessern. Diese Phase dauert fort, bis der Rote-Blutkörperchen-Behälter 308 leer ist, wie vom Wiegesensor überwacht.
Wenn das Vollblutvolumen im prozessinternen Behälter 312 einen vorgegebenen niedrigen Grenzwert erreicht, bevor sich der Rote-Blutkörperchen-Behälter 308 leert, ist der Schaltkreis programmiert, in eine weitere Phase (Rote-Blutkörperchen-Rückführung ohne Trennung) einzutreten, um den Betrieb der prozessinternen Pumpstation PP1 (während auch die Ventile V9, V10, V12 und V14 geschlossen werden), um die Bluttrennung zu beenden. Die Phase dauert fort bis sich der Rote-Blutkörperchen-Behälter 308 leert.
Nach dem Leeren des Rote-Blutkörperchen-Behälters 308 ist der Schaltkreis programmiert, in eine weitere Phase (Füllen der Spenderleitung) einzutreten, um auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil V13) einzuwirken, um Vollblut vom prozessinternen Behälter 312 anzusaugen, um den Spenderschlauch 266 zu füllen, und dadurch rote Blutkörperchen (gemischt mit Salzlösung) in Vorbereitung für einen weiteren Vollblut-Ansaugkreislauf abzuführen.
Der Schaltkreis ist dann programmiert, eine weitere Phase Bluttrennung während der Ansaugung des Vollbluts auszuführen, um den prozessinternen Behälter 312 wieder zu füllen. Der Schaltkreis ist programmiert, schrittweise Ansaugung des Vollbluts auszuführen und rote Blutkörperchen/Salzlösungskreisläufe zurückzuführen, wie beschrieben, bis der Wiegesensor anzeigt, dass ein gewünschtes Plasmavolumen im Plasmasammelbehälter 304 gesammelt ist. Wenn das angestrebte Plasmavolumen gesammelt ist, beginnt der Nachsammelkreislauf.
Die Programmierung des Schaltkreises während der Phasen des Sammelkreislaufs ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
d. Der Nachsammelkreislauf
Wenn das angestrebte Plasmavolumen gesammelt ist (wie vom Wiegesensor überwacht), ist der Schaltkreis programmiert, die Phasen des Nachsammelkreislaufs auszuführen.
3. Rückführung der überschüssigen roten Blutkörperchen
In einer ersten Phase des Nachsammelkreislaufs (Entfernen des Plasmasammelbehälters) ist der Schaltkreis programmiert, alle Ventile zu schließen und alle Pumpstationen abzuschalten, um die Trennung des Plasmasammelbehälters 304 vom Set 264 zuzulassen.
In der zweiten Phase des Nachsammelkreislaufs (Rückführung der roten Blutkörperchen) ist der Schaltkreis programmiert, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil V13) einzuwirken, um rote Blutkörperchen, die im Rote-Blutkörperchen-Sammelbehälter 308 verbleiben, zum Spender zu fördern. Der Schaltkreis ist in dieser Phase auch programmiert, Salzlösung vom Behälter 288 in Reihe mit den zurückgeführten roten Blutkörperchen zu mischen. Diese Phase dauert fort bis der Rote-Blutkörperchen-Behälter 308 leer ist, wie vom Wiegesensor überwacht.
4. Abführung der Salzlösung
In der nächsten Phase des Nachsammelkreislaufs (Abführung der Salzlösung) ist der Schaltkreis programmiert, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil V11) einzuwirken, um Salzlösung vom Behälter 288 durch das Trenngerät zu fördern, um den Blutgehalt des Trenngeräts in den prozessinternen Behälter 312 zu entlassen, in Vorbereitung für dessen Rückführung an den Spender. Diese Phase verringert den Verlust von Spenderblut. Diese Phase dauert fort bis ein vorgegebenes Volumen von Salzlösung durch das Trenngerät gepumpt ist, wie vom Wiegesensor überwacht.
5. Endgültige Rückführung zum Spender
In der nächsten Phase des Nachsammelkreislaufs (endgültige Rückführung) ist der Schaltkreis programmiert, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil V13) einzuwirken, um die Blutgehalte des prozessinternen Behälters 312 zum Spender zu fördern. Salzlösung wird periodisch mit den Blutgehalten gemischt. Diese Phase dauert fort bis der prozessinterne Behälter 312 leer ist, wie vom Wiegesensor überwacht.
In der nächsten Phase (Fluidersatz) ist der Schaltkreis programmiert, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil 13) einzuwirken, um die Salzlösung zum Spender zu fördern. Diese Phase dauert fort bis eine vorbeschriebene Ersatzvolumenmenge infundiert ist, wie vom Wiegesensor überwacht.
In der endgültigen Phase (Endprozedur) ist der Schaltkreis programmiert, alle Ventile und alle Pumpstationen im Leerlauf zu schließen, so dass der Veneneinstich beendet werden kann und der Plasmacontainer zum Speichern abgetrennt und entfernt werden kann. Die verbleibenden Teile des Einwegsets können entfernt und weggeworfen werden.
Die Programmierung des Schaltkreises während der Phasen des Nachsammelkreislaufs ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
G. Rote-Blutkörperchen- und Plasmasammlung
Während dieser Prozedur wird Vollblut von einem Spender zentrifugal verarbeitet, um bis zu ca. 550 ml Plasma und bis zu ca. 250 ml rote Blutkörperchen zu sammeln. Diese Prozedur wird kurz die Rote-Blutkörperchen-/Plasmasammelprozedur genannt.
Der Teil der roten Blutkörperchen, der nicht für die Sammlung zurückbehalten wird, wird während der Bluttrennung periodisch zum Spender zurückgeführt. Plasma, das im Überschuss des 550-ml-Ziels, und rote Blutkörperchen, die im Überschuss des 250-ml-Ziels gesammelt sind, werden am Ende der Prozedur auch zum Spender zurückgeführt.
Eine Programmierung des Blutverarbeitungsschaltkreises 46 (durch das gezielte Aufbringen von Druck auf die Ventile und Pumpstationen der Kassette) macht es möglich, das gleiche Universalset 264 zu verwenden, welches verwendet wird, um die doppelte Rote-Blutkörperchen-Sammel- oder die Plasmasammelprozedur auszuführen.
Die Prozedur schließt einen Vorsammelkreislauf, einen Sammelkreislauf, und einen Nachsammelkreislauf und einen Speichervorbereitungskreislauf ein.
Während des Vorsammelkreislaufs wird das Set 264 angesaugt, um vor dem Veneneinstich Luft zu entlüften. Während des Sammelkreislaufs wird Vollblut, vom Spender angesaugt, verarbeitet, um Plasma und rote Blutkörperchen zu sammeln, während er einen Teil der roten Blutkörperchen zum Spender zurückführt. Während des Nachsammelkreislaufs werden überschüssiges Plasma und rote Blutkörperchen zum Spender zurückgeführt, und das Set wird mit Salzlösung gespült. Während des Speichervorbereitungskreislaufs wird zu den gesammelten roten Blutkörperchen eine Rote-Blutkörperchen-Speicherlösung zugefügt.
(1) Der Vorsammelkreislauf
a. Antikoagulans-Ansaugung
Im Vorsammelkreislauf für die Rote-Blutkörperchen-/Plasmasammelprozedur ist die Kassette programmiert, die Phasen AK-Ansaugung 1 und AK-Ansaugung 2 auszuführen, die identisch sind mit den Phasen AK-Ansaugung 1 und AK-Ansaugung 2 der doppelten Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur.
b. Salzlösungsansaugung
Im Vorsammelkreislauf für die Rote-Blutkörperchen-/Plasmasammelprozedur ist die Kassette programmiert, die Phasen Salzlösungsansaugung 1, Salzlösungsansaugung 2, Salzlösungsansaugung 3, Entlüftung der Spenderleitung und Veneneinstich auszuführen, die identisch sind mit den Phasen Salzlösungsansaugung 1, Salzlösungsansaugung 2, Salzlösungsansaugung 3, Entlüftung der Spenderleitung und Veneneinstich der doppelten Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur.
Die Programmierung des Schaltkreises während der Phasen des Vorsammelkreislaufs ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
2. Der Sammelkreislauf
a. Blutansaugung
Mit dem Veneneinstich wird der Schlauch 300, der zur Aderlassnadel 268 führt, geöffnet. Der Sammelkreislauf der Rote-Blutkörperchen-/Plasmasammelprozedur programmiert den Schaltkreis, die Phasen Blutansaugung 1 und Blutansaugung 2 auszuführen, die identisch sind mit den Phasen Blutansaugung 1 und Blutansaugung 2 der doppelten Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur, wie bereits beschrieben.
b. Bluttrennung während der Ansaugung des Vollbluts oder ohne Ansaugung des Vollbluts
Im Blutsammelkreislauf für die Rote-Blutkörperchen-/Plasmasammelprozedur ist der Schaltkreis programmiert, eine Phase Bluttrennung während der Ansaugung des Vollbluts auszuführen, in der gleichen Weise, in der die Phase Bluttrennung während der Ansaugung des Vollbluts für die doppelte Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur ausgeführt wird. Diese Anordnung saugt antikoaguliertes Blut in den prozessinternen Behälter 312, während sie das Blut vom prozessinternen Behälter 312 zur Trennung in die Verarbeitungskammer fördert. Diese Anordnung entfernt auch Plasma von der Verarbeitungskammer in den Plasmabehälter 304, während sie rote Blutkörperchen von der Verarbeitungskammer in den Rote-Blutkörperchen-Behälter 308 entfernt. Diese Phase dauert fort bis die gewünschten maximalen Volumina von Plasma und roten Blutkörperchen in den Plasma- und Rote-Blutkörperchen-Sammelbehältern 304 und 308 gesammelt sind (wie vom Wiegesensor überwacht).
Wie in der doppelten Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur und der Plasmasammelprozedur ist der Schaltkreis, wenn das Volumen von Vollblut im prozessinternen Behälter 312 einen vorgegebenen maximalen Grenzwert erreicht, bevor das angestrebte Volumen von entweder Plasma oder roten Blutkörperchen gesammelt ist, programmiert, in eine Phase (Bluttrennung ohne Ansaugung des Vollbluts) ein zutreten, um den Betrieb der Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (während er auch die Ventile V13, V11, V18 und V13 schließt), um das Sammeln von Vollblut im prozessinternen Behälter 312 zu beenden, während die Bluttrennung noch fortdauert. Wenn das Volumen von Vollblut einen vorgegebenen minimalen Grenzwert im prozessinternen Behälter 312 während der Bluttrennung erreicht, aber bevor das angestrebte Volumen von entweder Plasma oder roten Blutkörperchen gesammelt ist, ist der Schaltkreis programmiert, zur Bluttrennung mit Ansaugung des Vollbluts zurückzukehren, um dadurch den prozessinternen Behälter 312 wieder zu füllen. Der Schaltkreis ist programmiert, zwischen dem Bluttrennkreislauf mit Ansaugung des Vollbluts und ohne Ansaugung des Vollbluts hin- und herzuschalten, entsprechend den hohen und niedrigen Volumengrenzwerten für den prozessinternen Behälter 312, bis die erforderlichen maximalen Volumina von Plasma und roten Blutkörperchen gesammelt sind.
c. Rückführung von roten Blutkörperchen und Salzlösung
Wenn das angestrebte Volumen von Plasma nicht gesammelt ist und die roten Blutkörperchen, die im Rote-Blutkörperchen-Behälter 308 gesammelt sind, einen vorgegebenen maximalen Grenzwert überschreiten, programmiert die nächste Phase des Blutsammelkreislaufs (Rückführung der roten Blutkörperchen mit Trennung) den Blutverarbeitungsschaltkreis 46, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil V13), die prozessinterne Pumpe PP1 (d.h. Ein durch Ventil V9 und Aus durch Ventil V14) und die Plasmapumpe PP2 (d.h. Ein durch Ventil V12 und Aus durch Ventil V10) einzuwirken. Diese Anordnung fördert weiter antikoaguliertes Vollblut vom prozessinternen Behälter 312 zur Trennung in die Verarbeitungskammer, während sie Plasma in den Plasmabehälter 304 und rote Blutkörperchen in den Rote-Blutkörperchen-Behälter 308 entfernt. Diese Anordnung fördert auch alle oder einen Teil der roten Blutkörperchen, die im Rote-Blutkörperchen-Sammelbehälter 308 gesammelt sind, zum Spender. Diese Anordnung mischt auch Salzlösung vom Behälter 288 in Reihe mit den zurückgeführten roten Blutkörperchen. Dieses Mischen in Reihe von Salzlösung mit den roten Blutkörperchen erhöht die Salzlösungstemperatur und verbes sert den Spenderkomfort. Dieses Mischen in Reihe von Salzlösung mit roten Blutkörperchen senkt auch den Hämatokrit der roten Blutkörperchen, die zum Spender zurückgeführt werden, wodurch zugelassen wird, dass eine Aderlassnadel mit größerem Maßstab (d.h. kleinerem Durchmesser) verwendet wird, um den Spenderkomfort weiter zu verbessern.
Diese Phase kann fortdauern bis der Rote-Blutkörperchen-Behälter 308 leer ist, wie vom Wiegesensor überwacht, wodurch die Phase Rückführung der roten Blutkörperchen mit Trennung der Plasma Sammelprozedur entspricht. Vorzugsweise jedoch bestimmt der Prozessor, wieviel zusätzliches Plasma gesammelt werden muss, um das Plasmazielvolumen zu erreichen. Daraus leitet der Prozessor das inkrementale Rote-Blutkörperchen-Volumen ab, das mit dem inkrementalen Plasmavolumen verbunden ist. In dieser Anordnung führt der Prozessor ein Teilvolumen von roten Blutkörperchen zum Spender zurück, so dass, auf das Sammeln des nächsten inkrementalen Roten-Blutkörperchen-Volumens das Gesamtvolumen von roten Blutkörperchen im Behälter 308 am oder leicht über dem angestrebten Rote-Blutkörperchen-Sammelvolumen ist.
Wenn das Volumen von Vollblut im prozessinternen Behälter 312 einen vorgegebenen niedrigen Grenzwert vor Rückführung des gewünschten Volumens an roten Blutkörperchen erreicht, ist der Schaltkreis programmiert, in eine Phase (Rückführung der roten Blutkörperchen ohne Trennung) einzutreten, um den Betrieb der prozessinternen Pumpstation PP1 (während auch die Ventile V9, V10, V12 und V14 geschlossen werden) zu beenden, um die Bluttrennung zu beenden. Diese Phase entspricht der Phase Rückführung der roten Blutkörperchen ohne Trennung der Plasmasammelprozedur.
Auf das Zurückführen des gewünschten Volumens von roten Blutkörperchen vom Behälter 308 ist der Schaltkreis programmiert, in eine Phase (Füllen der Spenderleitung) einzutreten, um auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil V13) einzuwirken, um Vollblut vom prozessinternen Behälter 312 anzusaugen, um den Spenderschlauch 266 zu füllen, um dadurch rote Blutkörperchen (gemischt mit Salzlösung) in Vorbereitung für einen weiteren Vollblut-Ansaugzyklus abzuführen.
Der Schaltkreis ist dann programmiert, eine weitere Phase Bluttrennung während der Ansaugung des Vollbluts auszuführen, um den prozessinternen Behälter 312 wieder zu füllen. Falls erforderlich, ist der Schaltkreis in der Lage, schrittweise Vollblutansaugung auszuführen und Rote-Blutkörperchen-Kreisläufe zurückzuführen bis die Wiegesensoren anzeigen, dass Volumina von roten Blutkörperchen und Plasma, die in den Behältern 304 oder 308 gesammelt sind, etwa gleich oder etwas größer als die angestrebten Werte sind. Dann beginnt der Nachsammelkreislauf.
Die Programmierung des Schaltkreises während der Phasen des Sammelkreislaufs ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
d. Der Nachsammelkreislauf
Wenn das angestrebte maximale Volumen von Plasma und roten Blutkörperchen gesammelt worden ist (wie vom Wiegesensor überwacht) ist der Schaltkreis programmiert, die Phasen des Nachsammelkreislaufs auszuführen.
i. Rückführung des überschüssigen Plasmas
Wenn das Plasmavolumen, das im Plasmasammelbehälter 304 gesammelt ist, über dem angestrebten Volumen ist, wird in eine Phase des Nachsammelkreislaufs (Plasmaüberschussrückführung) eingetreten, während welcher der Schaltkreis programmiert ist, das Liefern und das Entfernen von Blut zu und von der Verarbeitungskammer zu beenden, während er auf die Spenderschnittstellenpumpstationen PP3 (d.h. Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil V13) einwirkt, um Plasma im Plasmabehälter 304 zum Spender zu fördern. Der Schaltkreis ist in dieser Phase auch programmiert, Salzlösung vom Behälter 288 in Reihe mit dem zurückgeführten Plasma zu mischen. Diese Phase dauert fort, bis das Plasmavolumen im Plasmasammelbehälter 304 beim angestrebten Wert ist, wie vom Wiegesensor überwacht.
ii. Rückführung der überschüssigen roten Blutkörperchen
Wenn das Volumen von roten Blutkörperchen, das im Rote-Blutkörperchen-Sammelbehälter 308 gesammelt ist, auch über dem angestrebten Volumen ist, wird in eine Phase des Nachsammelkreislaufs (RBK-Überschuss-Rückführung) eingetreten, während welcher der Schaltkreis programmiert ist, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil V13) einzuwirken, um rote Blutkörperchen, die im Rote-Blutkörperchen-Sammelbehälter 308 verbleiben, zum Spender zu fördern. Der Schaltkreis ist in dieser Phase auch programmiert, Salzlösung vom Behälter 288 in Reihe mit den zurückgeführten roten Blutkörperchen zu mischen. Diese Phase dauert fort bis das Volumen an roten Blutkörperchen im Behälter 308 gleich dem angestrebten Wert ist, wie vom Wiegesensor überwacht.
iii. Salzlösungsabführung
Wenn die Volumina von roten Blutkörperchen und Plasma, die in den Behältern 308 und 304 gesammelt sind, gleich den angestrebten Werten sind, wird in die nächste Phase des Nachsammelkreislaufs (Salzlösungsabführung) eingetreten, während welcher der Schaltkreis programmiert ist, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil V11) einzuwirken, um Salzlösung vom Behälter 288 durch das Trenngerät zu fördern, um die Blutgehalte des Trenngeräts in den prozessinternen Behälter 312 zu entlassen, in Vorbereitung für deren Rückführung zum Spender. Diese Phase verringert den Verlust von Spenderblut. Diese Phase dauert fort bis ein vorgegebenes Volumen von Salzlösung durch das Trenngerät gepumpt ist, wie vom Wiegesensor überwacht.
iv. Endgültige Rückführung zum Spender
In der nächsten Phase des Nachsammelkreislaufs (endgültige Rückführung) ist der Schaltkreis programmiert, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil V13) einzuwirken, um die Blutgehalte des prozessinternen Behälters 312 zum Spender zu fördern. Salzlösung wird periodisch mit den Blutgehalten gemischt. Diese Phase dauert fort bis der prozessinterne Behälter 312 leer ist, wie vom Wiegesensor überwacht.
In der nächsten Phase (Fluidersatz) ist der Schaltkreis programmiert, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 (d.h. Ein durch Ventil V11 und Aus durch Ventil V13) einzuwirken, um die Salzlösung zum Spender zu fördern. Diese Phase dauert fort bis eine vorgeschriebene Ersatzvolumenmenge infundiert ist, wie vom Wiegesensor überwacht.
In der nächsten Phase (Ende Veneneinstich) ist der Schaltkreis programmiert, alle Ventile und alle Pumpstationen im Leerlauf zu schließen, so dass der Veneneinstich beendet werden kann.
Die Programmierung des Schaltkreises während der Phasen des Nachsammelkreislaufs ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
e. Der Speichervorbereitungskreislauf
i. RBK-Konservierungsmittel-Abführung
In der ersten Phase des Speichervorbereitungskreislaufs (Ansaugung der Speicherlösung) ist der Schaltkreis programmiert, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 einzuwirken, um ein gewünschtes Volumen an Rote-Blutkörperchen-Speicherlösung von Behälter 280 in den prozessinternen Behälter 312 zu übertragen. Die Übertragung des gewünschten Volumens wird von der Waage überwacht.
In der nächsten Phase (Übertragung der Speicherlösung) ist der Schaltkreis programmiert, auf die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 einzuwirken, um ein gewünschtes Volumen an Rote-Blutkörperchen-Speicherlösung vom prozessinternen Behälter 312 in den Rote-Blutkörperchen-Sammelbehälter 308 zu übertragen. Die Übertragung des gewünschten Volumens wird von der Waage überwacht.
In der nächsten und endgültigen Phase (Endprozedur) ist der Schaltkreis programmiert, alle Ventile und alle Pumpstationen im Leerlauf zu schließen, so dass die Plasma- und Rote-Blutkörperchen-Sammelbehälter 304 und 308 zum Speichern abgetrennt und entfernt werden können. Der Rest des Einwegsets kann jetzt entfernt und weggeworfen werden.
Die Programmierung des Schaltkreises während der Phasen des Speichervorbereitungskreislaufs ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
V. Grenzflächenregelung
A. Underspill- und Overspill-Erfassung
In irgendeiner der oben beschriebenen Prozeduren trennen die Zentrifugalkräfte, die innerhalb der Verarbeitungskammer 18 vorhanden sind, Vollblut in einen Bereich komprimierter roter Blutkörperchen und einen Bereich von Plasma (siehe 15A). Die Zentrifugalkräfte verursachen, dass der Bereich der komprimierten roten Blutkörperchen entlang der äußeren oder Hoch-G-Wand der Kammer zusammen kommt, während der Bereich des Plasmas zur Innenseite oder Niedrig-G-Wand der Kammer transportiert wird.
Ein mittlerer Bereich bildet eine Grenzfläche zwischen dem Rote-Blutkörperchen-Bereich und dem Plasmabereich. Zelluläre Blutarten mittlerer Dichte wie Plättchen und Leukozyten besiedeln die Grenzfläche, angeordnet entsprechend der Dichte, wobei die Plättchen näher an der Plasmaschicht sind als die Leukozyten. Die Grenzfläche wird auch „buffy coat" genannt wegen ihrer trüben Farbe, verglichen zu der Strohfarbe des Plasmabereichs und der roten Farbe des Rote-Blutkörperchen-Bereichs.
Es ist wünschenswert, die Lage des buffy coat bzw. Leukozytenfilms zu überwachen, entweder um Leukozytenfilmmaterial außerhalb des Plasmas oder außerhalb der roten Blutkörperchen zu halten, je nach Prozedur, oder um die zellulären Gehalte des Leukozytenfilms zu sammeln. Das System schließt eine Messstation 332 ein, die zwei optische Sensoren 334 und 336 für diesen Zweck umfasst.
In der dargestellten und bevorzugten Ausführungsform (siehe 13) ist die Messstation 332 in einem kurzen Abstand außerhalb der Zentrifugenstation 20 angeordnet. Diese Anordnung minimiert das Fluidvolumen der Komponenten, die die Kammer vor der Überwachung durch die Messstation 332 verlassen.
Der erste Sensor 334 in der Station 332 überwacht optisch den Durchgang von Blutkomponenten durch den Plasmasammelschlauch 292. Der zweite Sensor 336 in der Station 332 überwacht optisch den Durchgang von Blutkomponenten durch den Rote-Blutkörperchen-Sammelschlauch 294.
Die Schläuche 292 und 294 sind aus Kunststoff-(z.B. Polyvinylchlorid-)Material hergestellt, das transparent für die optische Energie, die für das Messen verwendet wird, ist, mindestens in dem Bereich, in dem die Schläuche 292 und 294 in Verbindung mit der Messstation 332 anzuordnen sind.
In der dargestellten Ausführungsform schließt das Set 264 eine Befestigung 338 (siehe 16 bis 18) ein, um die Schläuche 292 und 294 in Sichtanordnung mit seinen entsprechenden Sensoren 334 und 336 zu halten. Die Befestigung 338 sammelt die Schläuche 292 und 294 in einer kompakten, organisierten Nebeneinanderanordnung, um als Gruppe in Verbindung mit den Sensoren 334 und 336, welche auch in einer kompakten Nebeneinanderbeziehung innerhalb der Station 332 angeordnet sind, angeordnet und entfernt werden zu können.
In der dargestellten Ausführungsform hält die Befestigung 338 auch den Schlauch 290, welcher Vollblut in die Zentrifugenstation 20 fördert, auch wenn kein verbundener Sensor zur Verfügung gestellt ist. Die Befestigung 338 dient zum Sammeln und Halten aller Schläuche 290, 292 und 294, die an den Nabelschlauch 296 in einem kompakten und einfach gehandhabten Bündel gekoppelt sind.
Die Befestigung kann ein integraler Teil des Nabelschlauchs 396 sein, ausgebildet z.B. durch Überformen. Alternativ kann die Befestigung 338 ein getrennt hergestelltes Teil sein, welches für den Gebrauch um die Schläuche 290, 292 und 294 einrastet.
In der dargestellten Ausführungsform (wie 2 darstellt) sind die Behälter 304, 308 und 312, die an die Kassette 28 gekoppelt sind, während der Verwendung über der Zentrifugationsstation 20 aufgehängt. In dieser Anordnung führt die Befestigung 338 die Schläuche 290, 292 und 294 durch eine abrupte Neunzig-Grad-Biegung unmittelbar hinter dem Ende des Nabelschlauchs 296 zur Kassette 28. Die Biegung, verhängt durch die Befestigung 338, führt die Schläuche 290, 292 und 294 hintereinander von dem Bereich unmittelbar unter den Behältern 304, 308 und 312 weg, wodurch ein Durcheinander in diesem Bereich vermieden wird. Das Vorhandensein der Befestigung 338 zum Stützen und Führen der Schläuche 290, 292 und 294 durch die Biegung verringert auch das Risiko von Knicken oder Verknäuelung.
Der erste Sensor 334 ist in der Lage, das Vorhandensein von optisch angezielten zellulären Arten oder Komponenten im Plasmasammelschlauch 292 zu erfassen. Die Komponenten, die zur Erfassung optisch angezielt werden, variieren je nach der Prozedur.
Für eine Plasmasammelprozedur erfasst der erste Sensor 334 das Vorhandensein von Plättchen im Plasmasammelschlauch 292, so dass Regelungsmaßnahmen veranlasst werden können, um die Grenzfläche zwischen dem Plasma und der Plättchenzellenschicht zurück in die Verarbeitungskammer zu bewegen. Dies stellt ein Plasmaprodukt zur Verfügung, das im Wesentlichen plättchenfrei sein kann oder in dem mindestens die Anzahl an Plättchen verringert ist.
Für eine Nur-rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur erfasst der erste Sensor 334 die Grenzfläche zwischen der Leukozytenfilm- und der Rote-Blutkörperchen-Schicht, so dass Regelungsmaßnahmen veranlasst werden können, um diese Grenzfläche zurück in die Verarbeitungskammer zu bewegen. Dies maximiert den Ertrag an roten Blutkörperchen.
Für eine Leukozytenfilmsammelprozedur (welche später beschrieben wird) erfasst der erste Sensor 334, wann die Vorderkante des Leukozytenfilms (d.h. die Plasma-/Plättchengrenzfläche) beginnt, die Verarbeitungskammer zu verlassen, ebenso wie sie erfasst, wann die Hinterkante des Leukozytenfilms (d.h. die Leukozytenfilm-/Rote-Blutkörperchen-Grenzfläche) vollständig die Verarbeitungskammer verlassen hat.
Das Vorhandensein dieser zellulären Komponenten im Plasma, wie vom ersten Sensor 334 erfasst, zeigt an, dass die Grenzfläche nahe genug an der Niedrig-G-Wand der Verarbeitungskammer ist, um zuzulassen, dass alle oder einige dieser Komponenten in die Plasmasammelleitung (siehe 15B) gefegt werden. Dieser Zustand wird auch ein „over-spill" genannt.
Der zweite Sensor 336 ist in der Lage, den Hämatokrit der roten Blutkörperchen im Rote-Blutkörperchen-Sammelschlauch 294 zu erfassen. Die Abnahme des roten Bluthämatokrits unter eine voreingestellte minimale Höhe während der Verarbeitung, dass die Grenzfläche nahe genug an der Hoch-G-Wand der Verarbeitungskammer ist, um zuzulassen, dass Plasma in den Rote-Blutkörperchen-Sammelschlauch 294 (siehe 15C) eintritt. Dieser Zustand wird auch ein „under-spill" genannt.
B. Der Messschaltkreis
Die Messstation 332 schließt einen Messschaltkreis 340 (siehe 19) ein, von der der erste Sensor 334 und der zweite Sensor 336 einen Teil bilden.
Der erste Sensor 334 schließt eine grüne Licht aussendende Diode (LED) 350, eine rote LED 352 und zwei Fotodioden 354 und 355 ein. Die Fotodiode 354 misst übertragenes Licht und die Fotodiode 355 misst reflektiertes Licht.
Der zweite Sensor 336 schließt eine rote LED 356 und zwei Fotodioden 358 und 360 ein. Die Fotodiode 358 misst übertragenes Licht, und die Fotodiode 360 misst reflektiertes Licht.
Der Messschaltkreis 340 schließt weiterhin eine LED-Treiberkomponente 342 ein. Die Treiberkomponente 342 schließt eine Konstantstromquelle 344 ein, die an die LEDs 350, 352 und 356 der Sensoren 334 und 336 gekoppelt ist. Die Konstantstromquelle 344 liefert einen konstanten Strom an jede LED 350, 352 und 356, unabhängig von der Temperatur und den Energieversorgungsspannungshöhen.
Die Konstantstromquelle 344 stellt dadurch eine konstante Ausgabeintensität für jede LED 350, 352 und 356 zur Verfügung.
Die LED-Treiberkomponente 342 schließt einen Modulator 346 ein. Der Modulator 346 moduliert den konstanten Strom bei einer vorgeschriebenen Frequenz. Die Modulation 346 entfernt die Effekte des Umgebungslichts und der elektromagnetischen Interferenz (EMI) vom optisch gemessenen Lesen, wie später ausführlicher beschrieben wird.
Der Messschaltkreis 350 schließt auch einen Empfängerschaltkreis 348 ein, der an die Fotodioden 354, 355, 358 und 360 gekoppelt ist. Der Empfängerschaltkreis 348 schließt für jede Fotodiode 354, 355, 358 und 360 einen zugehörigen Strom-Spannungs-(I-V-)Konverter 362 ein. Der Rest des Empfängerschaltkreises 348 schließt einen Bandpassfilter 364, einen programmierbaren Verstärker 366 und einen Zweiweggleichrichter 368 ein. Diese Komponenten 364, 366 und 368 werden geteilt, z.B. durch Verwendung eines Multiplexers.
Umgebungslicht umfasst typischerweise Frequenzkomponenten mit weniger als 1000 Hz, und EMI umfasst typischerweise Frequenzkomponenten über 2 kHz. Unter Berücksichtigung dessen moduliert der Modulator 346 den Strom bei einer Frequenz unterhalb der EMI-Frequenzkomponenten, z.B. bei ungefähr 2 kHz. Der Bandpassfilter 364 hat eine zentrale Frequenz von ungefähr dem gleichen Wert, d.h. ungefähr 2 kHz. Der Sensorschaltkreis 340 eliminiert Frequenzkomponenten oberhalb und unterhalb der Umgebungslichtquelle und EMI-Komponenten von der gemessenen Messung. Auf diese Weise ist der Messschaltkreis 340 nicht empfindlich für Umgebungslichtbedingungen und EMI.
Insbesondere übertragenes oder reflektiertes Licht vom Schlauch 292 oder 294, der das zu messende Fluid umfasst, ist einfallend auf die Fotodioden 354 und 355 (für den Schlauch 292) oder die Fotodioden 358 und 360 (für den Schlauch 294). Jede Fotodiode erzeugt einen Fotostrom, der proportional zur empfangenen Lichtintensität ist. Dieser Strom wird in eine Spannung umgewandelt. Diese Spannung wird über den Multiplexer 370 zum Bandpassfilter 364 gespeist. Der Bandpassfilter 364 hat eine mittlere Frequenz bei der Trägerfrequenz des modulierten Quellenlichts (d.h. 2 kHz in der dargestellten Ausführungsform).
Das sinusförmige Ausgangssignal des Bandpassfilters 364 wird an den variablen Ertragsverstärker 366 gesendet. Der Ertrag des Verstärkers ist in vorher festgesetzten Schritten, z.B. X1, X10, X100 und X1000 vorprogrammiert. Dies stellt dem Verstärker die Fähigkeit zur Verfügung, auf einen großen dynamischen Bereich zu antworten.
Das sinusförmige Ausgangssignal des Verstärkers 366 wird an den Zweiweggleichrichter 368 gesendet, welcher das sinusförmige Ausgangssignal in eine Gleichstromausgangsspannung, proportional zur übertragenen Lichtenergie, umformt.
Der Regler 16 erzeugt Zeitpulse für den Messschaltkreis 340. Die Zeitpulse umfassen für jede LED (i) eine quadratische Modulationswelle mit der gewünschten Modulationsfrequenz (d.h. 2 kHz in der dargestellten Ausführungsform), (ii) ein Einschaltsignal, (iii) zwei Sensorauswahlbits (welche das Sensorausgangssignal auswählen, um den Bandpassfilter 364 zu speisen) und (iv) zwei Bits für die Empfängerschaltkreis-Ertragsauswahl (für den Verstärker 366).
Der Regler 16 konditioniert den Treiberschaltkreis 342, auf jede LED in einem EIN-Stadium und einem AUS-Stadium einzuwirken.
Im EIN-Stadium ist das LED-Einschalten auf HOCH eingestellt und das LED ist für ein eingestelltes Zeitintervall, z.B. 100 ms, erleuchtet. Während der ersten 83,3 ms des EIN-Stadiums wird zugelassen, dass sich die endliche Anregerzeit für die einfallende Fotodiode und den Empfängerschaltkreis 348 stabilisiert. Während der letzten 16,7 ms des EIN-Stadiums wird das Ausgangssignal des Schaltkreises 340 bei doppelter Modulationsrate (d.h. 4 kHz in der dargestellten Ausführungsform) abgefragt. Das Abfrageintervall ist ausgewählt, um einen vollständigen Zyklus von 60 Hz zu umfassen, wobei es zulässt, dass die Hauptfrequenz von der Messung gefiltert wird. Die 4-kHz-Abfragefrequenz lässt zu, dass die 2-kHz-Welle für späteres Entfernen von der Messung erfasst wird.
Während des AUS-Stadiums ist die LED für 100 ms dunkel. Die LED Grundlinie wird aufgrund von Umgebungslicht und elektromagnetischer Interferenz während der letzten 16,7 ms aufgezeichnet.
1. Der erste Sensor: Plättchen-IRBK-Unterscheidung
Im Allgemeinen weist zellfreies („freies") Plasma eine Strohfarbe auf. Wenn die Konzentration von Plättchen im Plasma zunimmt, nimmt die Klarheit des Plasmas ab. Das Plasma erscheint „trübe". Wenn die Konzentration von roten Blutkörperchen im Plasma zunimmt, wechselt die Plasmafarbe von Stroh nach Rot.
Der Sensorschaltkreis 340 schließt ein Erfassungs-/Unterscheidungsmodul 372 ein, welches gemessene Abschwächungen von Licht bei zwei verschiedenen Wellenlängen vom ersten Sensor 334 (Verwendung der übertragenes Licht messenden Fotodiode 354) analysiert. Die unterschiedlichen Wellenlängen sind ausgewählt, um im Allgemeinen die gleiche optische Abschwächung für Plättchen zu besitzen, aber bezeichnenderweise unterschiedliche optische Abschwächungen für rote Blutkörperchen.
In der dargestellten Ausführungsform schließt der erste Sensor 334 einen Lichtstrahler 350 mit einer ersten Wellenlänge (λ₁), welcher in der dargestellten Ausführungsform grünes Licht ist (570 nm und 571 nm). Der erste Sensor 334 schließt auch einen Lichtstrahler 352 mit einer zweiten Wellenlänge (λ₂) ein, welcher in der dargestellten Ausführungsform rotes Licht ist (645 nm bis 660 nm).
Die optische Abschwächung für Plättchen bei der ersten Wellenlänge (ε_plättchen ^λ ₁) und die optische Abschwächung für. Plättchen bei der zweiten Wellenlänge (ε_plättchen ^λ ₂) sind im Allgemeinen die gleichen. Somit werden Änderungen in der Abschwächung über der Zeit, wie durch die Zunahmen oder Abnahmen der Plättchenkonzentration beeinflusst, ähnlich sein.
Jedoch ist die optische Abschwächung für Hämoglobin bei der ersten Wellenlänge (ε_Hb ^λ ₁) ungefähr zehnmal größer als die optische Abschwächung für Hämoglobin bei der zweiten Wellenlänge (ε_Hb ^λ ₂). Somit werden Änderungen in der Abschwächung über der Zeit, wie vom Vorhandensein von roten Blutkörperchen beeinflusst, nicht ähnlich sein.
Der Schlauch 294, durch welchen Plasma gemessen werden soll, ist lichtdurchlässig für Licht mit der ersten und zweiten Wellenlänge. Der Schlauch 294 fördert den Plasmastrom an dem ersten und zweiten Strahler 350 und 352 vorbei.
Der Lichtdetektor 354 empfängt Licht, ausgestrahlt vom ersten und zweiten Strahler 350 und 352, durch den Schlauch 294. Der Detektor 354 erzeugt Signale, proportional zu den Intensitäten des empfangenen Lichts. Die Intensitäten variieren mit der optischen Abschwächung, verursacht durch das Vorhandensein von Plättchen und/oder roten Blutkörperchen.
Das Modul 372 ist an den Lichtdetektor 354 gekoppelt, um die Signale zu analysieren, um Intensitäten von empfangenem Licht mit erster und zweiter Wellenlänge abzuleiten. Das Modul 372 vergleicht Änderungen der Intensitäten der ersten und zweiten Wellenlänge über der Zeit. Wenn sich die Intensitäten der ersten und zweiten Wellenlänge über der Zeit in im Wesentlichen der gleichen Art ändern, erzeugt das Modul 372 ein Ausgangssignal, das das Vorhandensein von Plättchen im Plasmastrom darstellt. Wenn sich die Intensitäten der ersten und zweiten Wellenlänge über der Zeit in einer im Wesentlichen unterschiedlichen Weise ändern, erzeugt das Modul 372 ein Ausgangssignal, das das Vorhandensein von roten Blutkörperchen im Plasmastrom darstellt. Die Ausgangssignale unterscheiden deswegen zwischen Änderungen in der Intensität, die Änderungen in der Plättchenkonzentration im Plasmastrom zurechenbar sind, und Änderungen in der In tensität, die Änderungen in der Konzentration roter Blutkörperchen im Plasmastrom zurechenbar sind.
Es gibt verschiedene Arten, das Modul 372 auszuführen. In einer bevorzugten Ausführungsform berücksichtigt das Erfassungs-/Unterscheidungsmodul 372, dass die Abschwächung eines Strahls von monochromatischem Licht mit der Wellenlänge λ durch eine Plasmalösung durch das modifizierte Lambert-Beer-Gesetz beschrieben werden kann, wie folgt:
wobei
I die übertragene Lichtintensität ist.
I₀ die einfallende Lichtintensität ist.
ε_Hb ^λ die optische Abschwächung von Hämoglobin (Hb) (gm/dl) bei der angewandten Wellenlänge ist.
ε_Plätchenλ die optische Abschwächung von Plättchen bei der angewandten Wellenlänge ist.
K_Hb die Konzentration von Hämoglobin in einem roten Blutkörperchen, angenommen für 34 gm/dl, ist.
K_Plätchen die Konzentration von Plättchen in der Probe ist.
d die Dicke des Plasmastroms durch den Schlauch 294 ist.
G^λ der Pfadlängenfaktor bei der angewandten Wellenlänge ist, welcher die zusätzliche Photonenpfadlänge in der Plasmaprobe aufgrund von Lichtstreuung erklärt.
H der Vollbluthämatokrit ist, welcher der Prozentsatz von roten Blutkörperchen in der Probe ist.
G_RBK ^λ und G_Plätchenλ Funktionen der Konzentration und der Streuungskoeffizienten von jeweils roten Blutkörperchen und Plättchen bei der angewandten Wellenlänge ebenso wie der gemessenen Geometrie sind.
Für Wellenlängen im sichtbaren und infrarotnahen Spektrum ist ε_Plätchen ^λ ≈ 0, folglich ist:
In einem over-spill-Zustand (dargestellt in 15B) wird die erste zelluläre Komponente, die vom ersten Sensor 343 in der Plasmasammelleitung 249 erfasst werden soll, die Plättchen sein. Folglich ist für die Erfassung der Plättchen Ln(T^λ) ≈ G_Plättchenλ.
Um die Leukozytenfilmgrenzschicht zwischen der Plättchenschicht und der Rote-Blutkörperchen-Schicht zu erfassen, werden die beiden Wellenlängen (λ1 und λ₂) ausgewählt, beruhend auf dem Kriterium, dass (i) λ₁ und λ₂ ungefähr den gleichen Pfadlängenfaktor (G^λ) aufweisen und (ii) eine Wellenlänge λ₁ oder λ₂ eine viel größere optische Abschwächung für Hämoglobin aufweist als die andere Wellenlänge.
Angenommen die Wellenlängen λ₁ und λ₂ haben das gleiche G^λ, reduziert sich die Gleichung (2) zu:
In der bevorzugten Ausführungsform ist λ₁ = 660 nm (grün) und λ₂ = 571 nm (rot). Der Pfadlängenfaktor (G^λ) für 571 nm Licht ist größer als für 660 nm Licht. Folglich müssen die Pfadlängenfaktoren durch Koeffizienten α und β modifiziert werden, wie folgt:
Folglich kann die Gleichung (3) wieder wie folgt ausgedrückt werden:
In der Abwesenheit von roten Blutkörperchen verursacht die Gleichung (3) eine falsche Rote-Blutkörperchen-Erfassung mit zunehmender Plättchenkonzentration wie Gleichung (5) zeigt:
Für die Erfassung von Plättchen und der Grenzfläche zwischen der Plättchen- und Rote-Blutkörperchen-Schicht stellt Gleichung (4) eine bessere Lösung zur Verfügung. Das Modul 372 wendet folglich die Gleichung (4) an. Der Koeffizient (β-1) kann durch empirisches Messen von
und
in der gewünschten Messgeometrie für verschiedene bekannte Konzentrationen von Plättchen in vorbereitetem plättchen-gespicktem Plasma bestimmt werden.
Das Erfassungs-/Unterscheidungsmodul 372 unterscheidet auch zwischen Intensitätsänderungen aufgrund des Vorhandenseins von roten Blutkörperchen im Plasma oder des Vorhandenseins von freiem Hämoglobin im Plasma aufgrund von Hämolyse. Beide Umstände werden eine Abnahme im Ausgangssignal der übertragenes Licht messenden Fotodiode 354 verursachen. Jedoch nimmt das Ausgangssignal der reflektiertes Licht messenden Fotodiode 355 bei Vorhandensein von roten Blutkörperchen zu und nimmt ab bei Vorhandensein von freiem Hämoglobin. Das Erfassungs-/Unterscheidungsmodul 372 misst somit das unerwünschte Auftreten von Hämolyse während der Blutverarbeitung, so dass die Bedienperson alarmiert werden kann und Korrekturmaßnahmen ergriffen werden können.
2. Der zweite Sensor: Komprimierte Rote-Blutkörperchen-Messung
In einem under-spill-Zustand (dargestellt in 15C) wird der Hämatokrit der roten Blutkörperchen, die aus der Verarbeitungskammer 18 austreten, dramatisch abnehmen, z.B. von einem angestrebten Hämatokrit von ungefähr 80 auf einen Hämatokrit von ungefähr 50, wenn Plasma (und der Leukozytenfilm) sich mit den roten Blutkörperchen mischt. Ein under-spill-Zustand ist während einer Plasmasammelprozedur wünschenswert, weil er die Rückführung des Leukozytenfilms mit den roten Blutkörperchen zum Spender zulässt. Ein under-spill-Zustand ist nicht gewünscht während einer Nur-Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur, weil er den Ertrag und die Qualität von roten Blutkörperchen, die zum Speichern gesammelt sind, gefährdet.
In jeder Situation ist die Fähigkeit, zu messen, wann ein under-spill-Zustand vorliegt, wünschenswert.
Photonenwellenlängen im infrarotnahen Spektrum (IRN) (ungefähr 540 nm bis 1000 nm) sind geeignet für das Messen roter Blutkörperchen, weil deren Intensität nach der Übertragung durch viele Millimeter Blut gemessen werden kann.
Der Sensorschaltkreis 340 schließt ein Rote-Blutkörperchen-Erfassungsmodul 374 ein. Das Erfassungsmodul 374 analysiert gemessene optische Übertragungen des zweiten Sensors 336, um den Hämatokrit und Änderungen im Hämatokrit der roten Blutkörperchen, die aus der Verarbeitungskammer 18 austreten, zu erkennen.
Das Erfassungsmodul 374 berücksichtigt, dass die Abschwächung eines Strahls von monochromatischem Licht einer Wellenlänge λ im Blut durch das modifizierte Lambert-Beer-Gesetz beschrieben werden kann, wie folgt:
wobei:
I die übertragene Lichtintensität ist.
I₀ die einfallende Lichtintensität ist.
ε_Hb ^λ der Auslöschungskoeffizient des Hämoglobin (Hb) (gm/dl) bei der angewandten Wellenlänge ist.
K_Hb die Konzentration von Hämoglobin in einem roten Blutkörperchen, angenommen für 34 gm/dl, ist.
d der Abstand zwischen der Lichtquelle und dem Lichtdetektor ist.
G^λ der Pfadlängenfaktor bei der angewandeten Wellenlänge ist, welcher die zusätzliche Photonenpfadlänge im Medium aufgrund von Lichtstreuung erklärt.
N der Vollbluthämatokrit ist, welcher der Prozentwert der roten Blutkörperchen in der Probe ist.
G_RBK ^λ eine Funktion des Hämatokrits und der Streuungskoeffizienten der roten Blutkörperchen bei den angewandten Wellenlängen ebenso wie der Messgeometrie ist.
Mit der gegebenen Gleichung (6) kann die optische Dichte O. D. der Probe wie folgt ausgedrückt werden:
Die optische Dichte der Probe kann weiterhin wie folgt ausgedrückt werden: O. D. = O. D.Absorption + O. D.Streuung (8)wobei:
O. D._Absorption die optische Dichte aufgrund von Absorption durch rote Blutkörperchen ist, ausgedrückt wie folgt: O. D.Absorption = –(ελHb KHbH)d (9)
O. D._Streuung die optische Dichte aufgrund von Streuung der roten Blutkörperchen ist, ausgedrückt wie folgt: O.D.Streuung = GλRBK (10)
Nach Gleichung (9) nimmt O. D._Absorption linear mit dem Hämatokrit (H) zu. Für Übertragungsmessungen im roten und IRN-Spektrum ist G_RBK ^λ im Allgemeinen parabolisch, und erreicht ein Maximum bei einem Hämatokrit zwischen 50 und 75 (je nach Beleuchtungswellenlänge und Messgeometrie) und ist Null bei Hämatokriten von 0 und 100 (siehe z.B. Steinke et al., "Diffusion Model of the Optical Absorbance of Whole Blood", J. Opt. Soc. Am., Vol. 5, Nr. 6, Juni 1988). Deswegen ist für Lichtübertragungsmessungen die gemessene optische Dichte eine nichtlineare Funktion des Hämatokrit.
Trotzdem wurde entdeckt, dass G_RBK ^λ für reflektiertes Licht, gemessen bei einem vorgegebenen radialen Abstand von der einfallenden Lichtquelle, beobachtet ist, für den Hämatokritbereich von mindestens 10 bis 90 linear zu bleiben. Somit kann das Erfassungsmodul mit dem so konfigurierten zweiten Sensor 336 die optische Dichte der Probe für das reflektierte Licht als lineare Funktion des Hämatokrit behandeln. Die gleiche Beziehung existiert für den ersten Sensor 334 in Bezug auf die Erfassung von roten Blutkörperchen im Plasma.
Diese Anordnung beruht auf der Aufrechterhaltung von geradlinigen Messgeometrien. Keine Spiegel oder Fokussierlinsen sind erforderlich. Die LED oder Fotodiode braucht nicht in einem exakten Winkel in Bezug auf den Blutstromschlauch positioniert zu werden. Keine besonderen optischen Küvetten sind erforderlich. Der zweite Sensor 336 kann direkt an das transparente Kunststoffschlauchmaterial 294 koppeln. Gleichermaßen kann der erste Sensor 334 direkt an das transparente Schlauchmaterial 292 koppeln.
In der dargestellten Ausführungsform ist die Wellenlänge 805 nm ausgewählt, weil sie eine isobestische Wellenlänge für rote Blutkörperchen ist, was bedeutet, dass Lichtabsorption durch die roten Blutkörperchen bei dieser Wellenlänge unabhän gig von der Sauerstoffsättigung ist. Dennoch können andere Wellenlängen innerhalb des IRN-Spektrums ausgewählt werden.
In der dargestellten Ausführungsform ist die für eine Wellenlänge von 805 nm bevorzugt eingestellte Distanz von der Lichtquelle 7,5 mm. Die Befestigung 338, die oben beschrieben ist (siehe 18), erleichtert die Aufstellung des Schlauchs 294 in der gewünschten Beziehung zur Lichtquelle und dem Detektor für reflektiertes Licht des zweiten Sensors 336. Die Befestigung 338 erleichtert auch die Aufstellung des Schlauchs 292 in der gewünschten Beziehung zur Lichtquelle und dem Detektor für reflektiertes Licht des ersten Sensors 334.
Messungen können bei einem Abstand größer als 7,5 mm durchgeführt werden und werden eine größere Empfindlichkeit für Änderungen im Rote-Blutkörperchen-Hämatokrit zeigen. Jedoch wird ein geringeres Verhältnis Signal zu Rauschen bei diesen größeren Abständen angetroffen werden. Gleichermaßen werden Messungen bei einem Abstand, der näher an der Lichtquelle ist, ein größeres Verhältnis Signal zu Rauschen zeigen, aber sie werden weniger empfindlich für Änderungen im Rote-Blutkörperchen-Hämatokrit sein. Der optimale Abstand für eine gegebene Wellenlänge, in welcher eine lineare Beziehung zwischen Hämatokrit und gemessener Intensität vorhanden ist, kann für einen gegebenen Hämatokritbereich empirisch bestimmt werden.
Der zweite Sensor 336 erfasst absolute Differenzen in der mittleren übertragenen Lichtintensität des Signals, das durch die roten Blutkörperchen in die Rote-Blutkörperchen-Sammelleitung übertragen wird. Das Erfassungsmodul analysiert diese gemessenen absoluten Intensitätsdifferenzen zusammen mit Zunahmen in der Standardabweichung der gemessenen Intensitäten, um zuverlässig einen under-spill-Zustand zu signalisieren, wie 20 darstellt.
Bei einem gegebenen absoluten Hämatokrit variiert G_RBK ^λ leicht von Spender zu Spender aufgrund von Änderungen im mittleren Rote-Blutkörperchen-Volumen und/oder dem Brechungsindexdifferenz zwischen dem Plasma und den roten Blutkörperchen. Trotzdem kann durch Messen des reflektierten Lichts von einer Probe eines gegebenen Spenderbluts mit einem bekannten Hämatokrit G_RBK ^λ kalibriert werden, um für diesen Spender ein absolutes Maß von Hämatokrit von roten Blutkörperchen zu ergeben, die aus der Verarbeitungskammer austreten.
C. Vorverarbeitungskalibrierung der Sensoren
Der erste und zweite Sensor 334 und 336 werden während der Salzlösungs- und Blutansaugungsphasen einer gegebenen Blutsammelprozedur kalibriert, dessen Einzelheiten bereits beschrieben worden sind.
Während der Salzlösungsansaugstufe wird Salzlösung in die Blutverarbeitungskammer 18 hinein und durch die Plasmasammelleitung 292 hinaus gefördert. Während dieser Zeit wird die Blutverarbeitungskammer 18 in Zyklen zwischen 0 U/min. und 200 U/min. rotiert bis Luft von der Kammer 18 abgeführt wird. Die Rotationsgeschwindigkeit der Verarbeitungskammer 18 wird dann bis auf die volle Betriebsgeschwindigkeit erhöht.
Die Blutansaugungsstufe folgt, während welcher Vollblut beim gewünschten Vollblut-Volumenstrom (Q_VB) in die Verarbeitungskammer 18 eingeführt wird. Der Volumenstrom des Plasmas von der Verarbeitungskammer durch die Plasmasammelleitung 292 ist auf einen Bruchteil (z.B. 80%) des gewünschten Plasmavolumenstroms (Q_P) von der Verarbeitungskammer 18 eingestellt, um Salzlösung von der Kammer 18 abzuführen. Die Abführung der Salzlösung dauert unter diesen Bedingungen fort bis der erste Sensor 334 optisch das Vorhandensein von Salzlösung in der Plasmasammelleitung 292 misst.
1. Für Plasmasammelprozeduren (induziertes under-spill)
Wenn die Prozedur, die ausgeführt werden soll, Plasma zum Speichern sammelt (z.B. die Plasmasammelprozedur oder die Rote-Blutkörperchen/Plasmasammelprozedur) wird ein under-spill-Zustand während der Kalibrierung induziert. Der under-spill-Zustand wird durch Verringern oder Beenden der Strömung des Plasmas durch die Plasmasammelleitung 292 erzeugt. Dies treibt den Leukozytenfilm von der Niedrig-G-Seite der Kammer 18 weg (wie 15C), um sicherzustellen, dass eine Strömung von „sauberem" Plasma in der Plasmasammelleitung 292 vorhanden ist, das frei oder im Wesentlichen Frei von Plättchen und Leukozyten ist. Das induzierte under-spill lässt zu, dass der erste Sensor 334 kalibriert und normalisiert wird in Bezug auf die physiologische Farbe des Plasmas des Spenders, unter Berücksichtigung der Hintergrundlipidhöhe des Spenders, aber ohne das Vorhandensein von Plättchen oder Leukozyten. Der erste Sensor 334 besitzt dadurch eine maximale Empfindlichkeit für Änderungen, die durch das Vorhandensein von Plättchen oder Leukozyten im Leukozytenfilm bewirkt werden, falls anschließend ein over-spill während der Verarbeitung eintritt.
Das Erzwingen eines under-spill-Zustands positioniert zu Beginn der Blutverarbeitung auch die Grenzfläche nahe an die Hoch-G-Wand. Dieses erzeugt einen anfänglichen verschobenen Zustand auf der Hoch-G-Seite der Kammer, um die letztendliche Entwicklung eines over-spill-Zustands zu verlängern, wenn die Blutverarbeitung fortschreitet.
2. Rote-Blutkörperchen-Sammelprozeduren
Wenn eine Prozedur ausgeführt werden soll, in welcher kein Plasma gesammelt werden soll (z.B. die Doppeleinheit Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur), wird ein under-spill-Zustand nicht während der Blutabführungsphase induziert. Dies ist so, weil in der Nur-Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur der erste Sensor 334 nicht nur während eines over-spills das Vorhandensein von roten Blutkörperchen erfassen zu braucht. Der erste Sensor 334 braucht nicht weiter sensitiviert zu werden, um Plättchen zu erfassen. Weiterhin kann es in einer Nur-Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur wünschenswert sein, die Grenzfläche so nahe wie möglich an der Niedrig-G-Wand zu halten. Der gewünschte Zustand lässt zu, dass der Leukozytenfilm mit dem Plasma zum Spender zurückgeführt wird und maximiert den Hämatokrit der gesammelten roten Blutkörperchen.
D. Blutkörperchensammlung
1. Plasmasammelprozeduren
In Prozeduren, in denen Plasma gesammelt wird (z.B. die Plasmasammelprozedur oder die Rote-Blutkörperchen-/Plasmasammelprozedur) ist Q_P voreingestellt auf Q_P(Ideal), welches ein empirisch bestimmter Plasmavolumenstrom ist, der zulässt, dass das System einen stetigen Status eines Sammelzustands aufrecht erhält, mit keinen under-spills und keinen over-spills.
Q_P(Ideal) (in Gramm/ml) ist eine Funktion des Volumenstroms Q_VB des antikoagulierten Vollbluts, des antikoagulierten Vollbluteinlasshämatokrits HKT_VB und des Rote-Blutkörperchen-Auslasshämatokrits HKT_RBK (wie geschätzt oder gemessen) ausgedrückt wie folgt:
wobei:
ρ_Plasma die Dichte des Plasmas ist (in g/ml) = 1,03
ρ_VB die Dichte des Vollbluts ist (in g/ml) = 1,05
ρ_RBK die Dichte der roten Blutkörperchen ist = 1,08
Q_VB der gewünschte eingestellte Vollbluteinlassvolumenstrom für die Plasmasammlung ist, welcher für eine Nur-Plasmasammelprozedur im Allgemeinen ungefähr 70 ml/min. ist. Für eine Rote-Blutkörperchen-/Plasmasammelprozedur ist Q_VB auf ungefähr 50 ml/min. eingestellt, wodurch komprimierte rote Blutkörperchen mit einem höheren Hämatokrit als in einer herkömmlichen Plasmasammelprozedur zur Verfügung gestellt wird.
Der Systemregler 16 erhält die Pumpeneinsstellungen aufrecht, bis das gewünschte Plasmasammelvolumen erreicht ist, es sei denn, es wird ein under-spill-Zustand oder ein over-spill-Zustand erfasst.
Wenn das eingestellte Q_P zu hoch ist für den momentanen Bluttrennungszustand, oder wenn aufgrund der Physiologie des Spenders das Leukozytenfilmvolumen größer ist (d.h. „dicker") als erwartet, wird der erste Sensor 334 das Vorhandensein von Plättchen oder Leukozyten oder beidem im Plasma erfassen, indem er einen over-spill-Zustand anzeigt.
Als Antwort auf einen over-spill-Zustand, verursacht durch ein hohes Q_P, beendet der Systemregler 16 den Betrieb der Plasmasammelpumpe PP2, während er das voreingestellte Q_VB unverändert beibehält. Als Antwort auf einen over-spill-Zustand, verursacht durch einen Leukozytenfilm mit hohem Volumen, beendet der Systemregler 16 den Betrieb der Plasmasammelpumpe PP2 bis ein under-spill-Zustand durch den Rote-Blutkörperchen-Sensor 336 erfasst wird. Dies dient dazu, die Leukozytenfilmschicht aus der Trennkammer durch den Rote-Blutkörperchen-Schlauch 294 auszustoßen.
Um die over-spill-Antwort auszuführen, ist der Blutverarbeitungsschaltkreis 46 programmiert, auf die prozessinterne Pumpe PP1 (d.h. Ansaugen durch das Ventil V9 und Ausstoßen durch das Ventil V14) einzuwirken, um Vollblut vom prozessinternen Behälter 312 in die Verarbeitungskammer 18 bei einem voreingestellten Q_VB anzusaugen. Rote Blutkörperchen treten aus der Kammer 18 durch den Schlauch 294 zur Sammlung im Sammelbehälter 308 aus. Der Volumenstrom der roten Blutkörperchen hängt direkt von der Größe von Q_VB ab.
Während dieser Zeit ist der Blutverarbeitungsschaltkreis 46 auch programmiert, den Betrieb der Plasmapumpe PP2 für einen vorgegebenen Zeitabschnitt (z.B. 20 Sekunden) zu beenden. Dies zwingt die Grenzfläche zurück zur Mitte der Trennkammer. Nach dem vorgegebenen Zeitabschnitt wird der Betrieb der Plasmapumpe PP2 fortgesetzt, aber bei einem geringen Volumenstrom (z.B. 10 ml/min.) für einen kurzen Zeitabschnitt (z.B. 10 Sekunden). Wenn das spill korrigiert worden ist, wird sauberes Plasma vom ersten Sensor 334 erfasst, und der normale Betrieb des Blutverarbeitungsschaltkreises 46 wird fortgesetzt. Wenn sauberes Plasma nicht gemessen wird, was anzeigt, dass das over-spill nicht korrigiert wurde, wiederholt der Blutverarbeitungsschaltkreis 46 den oben beschriebenen Vorgang.
Die Programmierung des Schaltkreises zum Unterstützen eines over-spill-Zustandes ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst. TABELLE Programmierung des Blutverarbeitungsschaltkreises, um einen over-spill-Zustand zu unterstützen (Plasmasammelprozeduren)

Legende: O bezeichnet ein offenes Ventil; • bezeichnet ein geschlossenes Ventil; O/• bezeichnet ein Ventil, das während eines Pumpvorgangs öffnet und schließt; ∎ bezeichnet eine Pumpstation im Leerlauf (nicht in Gebrauch); und ☐ bezeichnet eine Pumpstation in Gebrauch.

Auf die Korrektur eines over-spill-Zustands führt der Regler 16 den Blutverarbeitungsschaltkreis 46 zurück, um die normale Blutverarbeitung fortzusetzen, aber er wendet einen prozentualen Verringerungsfaktor (% VF) für das Q_P, das zu der Zeit eingestellt wurde, als der over-spill-Zustand anfänglich gemessen wurde, an. Der Verringerungsfaktor (% VF) ist eine Funktion der Zeit zwischen den over-spills, d.h. % VF nimmt zu, wenn die Frequenz der over-spills zunimmt und umgekehrt.
Wenn Q_P zu niedrig ist, wird der zweite Sensor 336 eine Abnahme im Rote-Blutkörperchen-Hämatokrit unter eine eingestellte Höhe erfassen, welche einen under-spill-Zustand anzeigt.
Als Antwort auf einen under-spill-Zustand setzt der Systemregler 16 Q_P nahe auf das eingestellte Q_VB zurück. Wenn die Verarbeitung fortdauert, wird sich die Grenzfläche rechtzeitig zur Niedrig-G-Wand zurück bewegen. Der Regler 16 erhält diese Einstellungen aufrecht, bis der zweite Sensor 336 einen Rote-Blutkörperchen-Hämatokrit erfasst, der über der eingestellten gewünschten Höhe ist. Zu dieser Zeit wendet der Regler 16 einen prozentualen Vergrößerungsfaktor (% VGF) auf das Q_P an, welches zu der Zeit eingestellt ist, zu der der under-spill-Zustand ursprünglich gemessen wurde. Der Vergrößerungsfaktor (% VGF) ist eine Funktion der Zeit zwischen den under-spills, d.h. % VGF nimmt zu, wenn die Frequenz der under-spills zunimmt.
Sollte der Regler 16 nicht in der Lage sein, einen gegebenen under- oder over-spill-Zustand nach mehreren Versuchen (z.B. drei Versuchen) zu korrigieren, wird ein Alarm befohlen.
2. Nur-Rote-Blutkörperchen-Sammelprozeduren
In Prozeduren, in denen nur rote Blutkörperchen und kein Plasma gesammelt wird (z.B. die Doppeleinheit Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur), ist Q_P auf nicht größer als Q_P(Ideal) eingestellt, und Q_VB ist auf den gewünschten Vollbluteinlassvolumenstrom in die Verarbeitungskammer 18 für die Prozedur eingestellt, welcher im Allgemeinen ungefähr 50 ml/min. für eine Doppeleinheit Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur ist.
Es kann während einer Doppeleinheit Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur gewünscht werden, dass over-spills häufig eintreten. Dies maximiert den Hämatokrit der roten Blutkörperchen für die Sammlung und führt den Leukozytenfilm mit dem Plasma zum Spender zurück. Q_P nimmt über der Zeit zu, wenn over-spills bei einer niedrigeren als der eingestellten Frequenz eintreten. Gleichermaßen nimmt Q_P über der Zeit ab, wenn over-spills oberhalb der eingestellten Frequenz eintreten. Um jedoch einen unerwünscht hohen Hämatokrit zu vermeiden, kann es ebenso wünschenswert sein, bei Q_P(Ideal)) zu arbeiten.
Der Systemregler 16 regelt die Pumpeneinstellungen in dieser Weise bis das gewünschte Rote-Blutkörperchen-Sammelvolumen erreicht ist, wobei er auf die under-spills und over-spills aufpasst, wenn sie eintreten.
Der erste Sensor 334 erfasst ein over-spill durch das Vorhandensein von roten Blutkörperchen im Plasma. Als Antwort auf einen over-spill-Zustand beendet der Systemregler 16 den Betrieb der Plasmasammelpumpe, um Plasma von der Verarbeitungskammer anzusaugen, während er den voreingestellten Q_VB unverändert beibehält.
Um die over-spill-Antwort auszuführen, ist der Blutverarbeitungsschaltkreis 46 programmiert (durch das gezielte Aufbringen von Druck auf die Ventile und Pumpstationen), auf die Plasmapumpe PP2 und die prozessinterne Pumpe PP1 in der Weise einzuwirken, die in der unmittelbar vorangegangenen Tabelle ausgeführt wurde. Die roten Blutkörperchen, die im Schlauch 292 erfasst sind, werden dadurch zur Verarbeitungskammer 18 zurückgeführt, und es wird dadurch verhindert, dass sie in den Plasmasammelbehälter 304 eintreten.
Die Grenzfläche wird sich rechtzeitig zur Hoch-G-Wand zurück bewegen. Der Regler 16 erhält diese Einstellungen aufrecht bis der zweite Sensor 336 eine Abnahme im Roten-Blutkörperchen-Hämatokrit unter eine eingestellte Höhe erfasst, welche einen under-spill-Zustand anzeigt.
Als Antwort auf einen under-spill-Zustand erhöht der Systemregler 16 Q_P bis der zweite Sensor 336 einen Rote-Blutkörperchen-Hämatokrit über der eingestellten gewünschten Höhe erfasst. Zu dieser Zeit setzt der Regler 16 Q_P auf den Wert zu der Zeit zurück, zu der der letzte over-spill-Zustand gemessen wurde.
3. Leukozytenfilmsammlung
Wenn gewünscht, kann ein over-spill-Zustand während einer gegebenen Plasmasammelprozedur periodisch induziert werden, um den Leukozytenfilm in einem Leukozytenfilm-Sammelbehälter 376 (siehe 10) zu sammeln. Wie 10 darstellt, ist der Leukozytenfilm-Sammelbehälter 376 in der dargestellten Ausführungsform durch Schlauchmaterial 378 an den Leukozytenfilmanschluss P4 der Kassette 28 gekoppelt. Der Leukozytenfilm-Sammelbehälter 376 ist auf einer Waage 246 aufgehängt, welche ein Ausgangssignal zur Verfügung stellt, welches Gewichtsänderungen über der Zeit wiederspiegelt, von denen der Regler 16 das Volumen des gesammelten Leukozytenfilms ableitet.
In dieser Anordnung, wenn der induzierte over-spill-Zustand erfasst ist, ist der Blutverarbeitungsschaltkreis 46 programmiert (durch das gezielte Aufbringen von Druck auf die Ventile und Pumpstationen), auf die Plasmapumpe PP2 (d.h. Ansaugen durch Ventil V12 und Ausstoßen durch Ventil V10) einzuwirken, um Plasma von der Verarbeitungskammer 18 durch den Schlauch 378 anzusaugen, während die Ventile V4 und V6 geschlossen sind und das Ventil V8 geöffnet ist. Der Leukozytenzfilm im Schlauch 378 wird in den Leukozytenfilm-Sammelbehälter 376 gefördert. Der Blutverarbeitungskreislauf 46 ist auch programmiert, während dieser Zeit auf die prozessinterne Pumpe PP1 (d.h. Ansaugen durch das Ventil V9 und Ausstoßen durch das Ventil V14) einzuwirken, um Vollblut vom prozessinternen Behälter 312 in die Verarbeitungskammer 18 bei dem voreingestellten Q_VB anzusaugen. Rote Blutkörperchen treten aus der Kammer 18 durch den Schlauch 294 zur Sammlung im Sammelbehälter 308 aus.
Die Programmierung des Schaltkreises, um einen over-spill-Zustand zu unterstützen, durch Sammlung des Leukozytenfilms in dem Leukozytenfilm-Sammelbehälter 376, ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst. TABELLE Programmierung des Blutverarbeitungsschaltkreises, um einen over-spill-Zustand durch Sammlung des Leukozytenfilms zu unterstützen (Plasmasammelprozeduren)

Legende: O bezeichnet ein offenes Ventil; • bezeichnet ein geschlossenes Ventil; O/• bezeichnet ein Ventil, das während eines Pumpvorgangs öffnet und schließt; ☐ bezeichnet eine Pumpstation im Leerlauf (nicht in Gebrauch); und ☐ bezeichnet eine Pumpstation in Gebrauch.

Nachdem ein vorgeschriebenes Volumen des Leukozytenfilms in den Leukozytenfilm-Sammelbehälter 376 gefördert ist (wie von der Waage 246 überwacht), werden normale Blutverarbeitungszustände fortgesetzt. Over-spill-Zustände, die die Bewegung des Leukozytenfilms in den Schlauch 378 verursachen, können bei vorgeschriebenen Intervallen während der Verfahrensperiode induziert werden bis ein gewünschtes Leukozytenfilmvolumen im Leukozytenfilm-Sammelbehälter gesammelt ist.
VI. Ein weiterer programmierbarer Blutverarbeitungsschaltkreis
A. Schaltkreisschaltbild
Wie vorher erwähnt, sind verschiedene Konfigurationen für den programmierbaren Blutverarbeitungsschaltkreis 46 möglich. 5 stellt schematisch eine typische Konfiguration 46 dar, dessen programmierbare Merkmale beschrieben worden sind. 34 stellt eine weitere typische Konfiguration eines Blutverarbeitungsschaltkreises 46' dar, die vergleichbare programmierbare Merkmale aufweist.
Wie der Schaltkreis 46 schließt der Schaltkreis 46' verschiedene Pumpstationen PP(N) ein, welche untereinander durch eine Struktur von Fluidströmungspfaden F(N) durch eine Anordnung von Ventilen V(N) in Reihe verbunden sind. Der Schaltkreis ist durch Anschlüsse P(N) an den Rest des Blutverarbeitungssets gekoppelt.
Der Schaltkreis 46' schließt ein programmierbares Netzwerk von Strömungspfaden F1 bis F33 ein. Der Schaltkreis 46' schließt elf Universalanschlüsse P1 bis P8 und P11 bis P13 und vier Universalpumpstationen PP1, PP2, PP3 und PP4 ein. Durch gezielten Betrieb der Ventile V1 bis V21 und V23 bis V25 in Reihe kann jeder Universalanschluss P1 bis P8 und P11 bis P13 in Strömungsverbindung mit jeder Universalpumpstation PP1, PP2, PP3 und PP4 angeordnet werden. Durch gezielten Betrieb der Universalventile kann eine Fluidströmung durch jede Universalpumpstation in einer Vorwärts- oder Rückwärts-Richtung zwischen zwei Ventilen oder in einer Ein-Aus-Richtung durch ein einzelnes Ventil geführt werden.
In der dargestellten Ausführungsform schließt der Schaltkreis 46' auch einen isolierten Strömungspfad (umfassend die Strömungspfade F9, F23, F24 und F10) mit zwei Anschlüssen P9 und P10 und einer Pumpstation PP5 in Reihe ein. Der Strömungspfad ist mit dem Begriff "isoliert" versehen, weil er nicht in direkter Strömungsverbindung mit jedem anderen Strömungspfad im Schaltkreis 46' ohne äußeres Schlauchmaterial angeordnet werden kann. Durch gezielten Betrieb der Ventile V21 und V22 in Reihe kann eine Fluidströmung durch die Pumpstation PP5 in einer Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung zwischen zwei Ventilen oder in einer Ein-Aus-Richtung durch ein einzelnes Ventil geführt werden.
Wie Schaltkreis 46 kann der Schaltkreis 46' auf den verschiedenen Pumpstationen zugeordnete, zugehörige Pumpfunktionen programmiert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform dienen die Universalpumpstationen PP3 und PP4 in Reihe als eine Allzweckspenderschnittstellenpumpe, unabhängig von der speziellen ausgeführten Blutprozedur. Die Mehrzweckspenderschnittstellenpumpstationen PP3 und PP4 im Schaltkreis 46' arbeiten parallel. Eine Pumpstation saugt Fluid in ihre Pumpenkammer, während die andere Pumpstation Fluid aus ihrer Pumpenkammer ausstößt. Die Pumpstationen PP3 und PP4 wechseln Ansaug- und Ausstoßfunktionen.
In einer bevorzugten Anordnung ist der Ansaugzyklus für die ansaugende Pumpstation zeitlich festgelegt, länger zu sein als der Ausstoßzyklus für die ausstoßende Pumpstation. Dies stellt eine kontinuierliche Fluidströmung auf der Einlassseite der Pumpstationen und eine pulsierende Strömung auf der Auslassseite der Pumpstationen zur Verfügung. In einer typischen Ausführungsform beträgt der Ansaugzyklus zehn Sekunden und der Ausstoßzyklus eine Sekunde. Die ausstoßende Pumpstation führt ihren Ein-Sekunden-Zyklus zu Beginn des Ansaugzyklus der ansaugenden Pumpe aus, und ruht dann für die verbleibenden neun Sekunden des Ansaugzyklus. Die Pumpstationen tauschen dann Ansaug- und Ausstoßfunktionen. Dies erzeugt eine kontinuierliche Einlassströmung und eine pulsierende Auslassströmung. Das Vorsehen von zwei wechselnden Pumpstationen PP3 und PP4 dient dazu, die Gesamtverarbeitungszeit zu reduzieren, während das Fluid während der gesamten Prozedur kontinuierlich in die Ansaugpumpstation geführt wird.
In dieser Anordnung dient die isolierte Pumpstation PP5 des Schaltkreises 46' als eine zugehörige Antikoagulanspumpe wie die Pumpstationen PP4 im Schaltkreis 46, um Antikoagulans von einer Quelle durch den Anschluss P10 anzusaugen und Antikoagulans durch den Anschluss P9 in das Blut zu dosieren.
In dieser Anordnung wie im Schaltkreis 46 dient die Universalpumpstation PP1, unabhängig von der speziellen ausgeführten Blutverarbeitungsprozedur, als eine zugehörige prozessinterne Vollblutpumpe, um Vollblut in den Bluttrenner zu fördern. Wie im Schaltkreis 46 befreit die zugehörige Funktion der Pumpstation PP1 die Spenderschnittstellenpumpen PP3 und PP4 von der zusätzlichen Funktion, Vollblut an den Blutrenner zu liefern. Somit kann die prozessinterne Vollblutpumpe PP1 eine kontinuierliche Lieferung von Blut zum Bluttrenner aufrechterhalten, während die Spenderschnittstellenpumpen PP3 und PP4 in Reihe arbeiten, um gleichzeitig Blut anzusaugen und durch die einzelne Aderlassnadel zum Spender zurückzuführen. Der Schaltkreis 46' minimiert somit Verarbeitungszeit.
In dieser Anordnung wie in Schaltkreis 46 dient die Universalpumpstation PP2 des Schaltkreises 46', unabhängig von der ausgeführten speziellen Blutverarbeitungsprozedur, als Plasmapumpe, um Plasma vom Bluttrenner zu fördern. Wie in Schaltkreis 46 stellt die Fähigkeit, getrennte Pumpfunktionen im Schaltkreis 46' aufzuwenden, eine kontinuierliche Strömung von Blut in den Trenner hinein und aus ihm heraus, ebenso wie zu und vom Spender zur Verfügung.
Der Schaltkreis 46' kann programmiert werden, alle verschiedenen Prozeduren, die oben beschrieben sind, für den Schaltkreis 46 auszuführen. Abhängig von den Zielen der speziellen Blutverarbeitungsprozedur kann der Schaltkreis 46' programmiert werden, das gesamte oder einiges Plasma für Speicherungs- oder Zerlegungszwecke zurückzuhalten oder das gesamte oder einiges Plasma zum Spender zurückzuführen. Der Schaltkreis 46' kann weiterhin programmiert werden, abhängig von den Zielen der speziellen Blutverarbeitungsprozedur, alle oder einige der roten Blutkörperchen zur Speicherung zurückzuhalten, oder alle oder einige der roten Blutkörperchen zum Spender zurückzuführen. Der Schaltkreis 46' kann auch programmiert werden, abhängig von den Zielen der speziellen Blutverarbeitungsprozedur, den gesamten oder einiges vom Leukozytenfilm zur Speicherung zurückzuhalten oder den gesamten oder einiges vom Leukozytenfilm zum Spender zurückzuführen.
In einer bevorzugten Ausführungsform (siehe 34) bildet der Schaltkreis 46' einen Teil eines Universalsets 264', welches an die Anschlüsse P1 bis P13 gekoppelt ist.
Insbesondere ist ein Spenderschlauch 266' mit angeschlossener Aderlassnadel 268' an den Anschluss P8 des Schaltkreises 46' gekoppelt. Ein Antikoagulansschlauch 270', der an die Aderlassnadel 268' gekoppelt ist, ist an den An schluss P9 gekoppelt. Ein Behälter 276', der Antikoagulans enthält, ist durch einen Schlauch 274' an den Anschluss P10 gekoppelt.
Ein Behälter 280', der eine Rote-Blutkörperchen-Zusatzlösung enthält, ist durch einen Schlauch 278' an den Anschluss P3 gekoppelt. Ein Behälter 288', der Salzlösung enthält, ist durch einen Schlauch 284' an den Anschluss P12 gekoppelt. Ein Speicherbehälter 289' ist durch einen Schlauch 291' an den Anschluss P13 gekoppelt. Ein Leukozytenentleerungsfilter 293' in Reihe ist durch den Schlauch 291' zwischen dem Anschluss P13 und dem Speicherbehälter 289' aufgenommen. Die Behälter 276', 280', 288' und 289' können integral an den Anschlüssen befestigt sein oder können zur Zeit der Verwendung durch eine geeignete sterile Verbindung befestigt sein, um dadurch eine sterile, geschlossene Blutverarbeitungsumgebung aufrecht zu erhalten.
Schläuche 290', 292' und 294' erstrecken sich bis zu einem Nabelschlauch 296', welcher an die Verarbeitungskammer 18' gekoppelt ist. Die Schläuche 290', 292' und 294 sind jeweils an die Anschlüsse P5, P6 und P7 gekoppelt. Der Schlauch 290' fördert unter dem Betrieb der prozessinternen Pumpstation PP1 Vollblut in die Verarbeitungskammer 18. Der Schlauch 292' fördert unter dem Betrieb der Plasmapumpenkammer PP2 Plasma von der Verarbeitungskammer 18'. Der Schlauch 294' fördert rote Blutkörperchen von der Verarbeitungskammer 18'.
Ein Plasmasammelbehälter 304' ist durch einen Schlauch 302' an den Anschluss P3 gekoppelt. Der Sammelbehälter 304' ist vorgesehen, in Gebrauch als Reservoir für das Plasma während der Verarbeitung zu dienen.
Ein Rote-Blutkörperchen-Sammelbehälter 308' ist durch einen Schlauch 306' an den Anschluss P2 gekoppelt. Der Sammelbehälter 308' ist vorgesehen, in Gebrauch eine Einheit von roten Blutkörperchen zur Speicherung zu empfangen.
Ein Leukozytenfilmsammelbehälter 376' ist durch einen Schlauch 377' an den Anschluss P4 gekoppelt. Der Behälter 376' ist vorgesehen, um im Gebrauch ein Leukozytenfilmvolumen zur Speicherung zu empfangen.
Ein Vollblutreservoir 312' ist durch einen Schlauch 310' an den Anschluss P1 gekoppelt. Der Sammelbehälter 312' ist vorgesehen, um im Gebrauch Vollblut während des Betriebs der Spenderschnittstellenpumpen PP3 und PP4 zu empfangen, um als Reservoir für Vollblut während der Verarbeitung zu dienen. Er kann auch dazu dienen, eine zweite Einheit von roten Blutkörperchen zur Speicherung zu empfangen.
B. Die Kassette
Wie 35 und 36 darstellen, kann der programmierbare Fluidschaltkreis 46' als eine spritzgeformte, pneumatisch geregelte Kassette 28' ausgeführt sein. Die Kassette 28' wirkt mit der pneumatischen Pumpen- und Ventilstation 30 zusammen, wie vorher beschrieben, um die gleiche zentralisierte, programmierbare, integrierte Plattform wie die Kassette 28 zur Verfügung zu stellen.
35 und 36 stellen die Kassette 28' dar, in welcher der Fluidschaltkreis 46' (schematisch dargestellt in 34) ausgeführt ist. Wie vorher für die Kassette 28 beschrieben, ist eine Anordnung von inneren Schächten, Hohlräumen und Kanälen auf beiden Seiten, Vorder- und Rückseite 190' und 192' des Kassettenkörpers 188' ausgebildet, um die Pumpstationen PP1 bis PP5, die Ventilstationen V1 bis V25 und die Strömungspfade F1 bis F33, schematisch dargestellt in 34, zu definieren. In 36 sind die Strömungspfade F1 bis F33 schattiert, um deren Ansicht zu erleichtern. Bewegliche Membranen 194' und 196' liegen auf den Vorder- und Rückseiten 190' und 192' des Kassettenkörpers 188' auf, und ruhen gegen die hochstehenden Umfangskanten, die die Pumpstationen PP1 bis PP5, die Ventile V1 bis V25 und die Strömungspfade F1 bis F33 umgeben. Die vorgeformten Anschlüsse P1 bis P13 erstrecken sich entlang zweier Kanten des Kassettenkörpers 188'.
Die Kassette 28' ist für die Verwendung in der Pumpen- und Ventilstation 30 vertikal befestigt, in der gleichen Weise, die in 2 dargestellt ist. In dieser Ausrichtung (welche 36 darstellt) ist die Seite 192' nach außen gerichtet, die Anschlüsse P8 bis P13 sind nach unten gerichtet, und die Anschlüsse P1 bis P7 sind vertikal gestapelt, einer über dem anderen, und nach innen gerichtet.
Wie vorher beschrieben, dient das örtlich begrenzte Aufbringen von positiven und negativen Fluiddrücken auf die Membran 194' durch die Pumpen- und Ventilstation 30 dazu, die Membran zu beugen, um die Ventilstationen V1 bis V25 zu schließen und zu öffnen, oder um Flüssigkeit aus den Pumpstationen PP1 bis PP5 auszustoßen und anzusaugen.
Ein zusätzlicher innerer Hohlraum 200' ist in der Rückseite 192' des Kassettenkörpers 188' zur Verfügung gestellt. Der Hohlraum 200' bildet eine Station, die ein Blutfiltermaterial aufnimmt, um Blutgerinsel und Zellansammlungen zu entfernen, die sich während der Blutverarbeitung bilden können. Wie schematisch in 34 dargestellt, ist der Hohlraum 200' im Schaltkreis 46 zwischen dem Anschluss P8 und den Spenderschnittstellenpumpstationen PP3 und PP4 angeordnet, so dass Blut, das zum Spender zurückgeführt wird, durch den Filter durchgeht. Ein Rückführungsblutstrom tritt durch den Strömungspfad F27 in den Hohlraum 200' ein und tritt durch den Strömungspfad F8 aus dem Hohlraum 200' aus. Der Hohlraum 200' dient auch dazu, im Strömungspfad zum und vom Spender Luft einzufangen.
Ein weiterer innerer Hohlraum 201' (siehe 35) ist auch auf der Rückseite 192' des Kassettenkörpers 188' zur Verfügung gestellt. Der Hohlraum 201' ist im Schaltkreis 46' zwischen dem Anschluss P5 und dem Ventil V16 der prozessinternen Pumpstation PP1 angeordnet. Blut tritt vom Strömungspfad F16 durch die Öffnung 203' in den Hohlraum 201' ein und tritt durch die Öffnung 205' in den Strömungspfad F5 aus dem Hohlraum 201' aus. Der Hohlraum 201' dient als ein weiterer Luftfang innerhalb des Kassettenkörpers 188' in dem Strömungspfad, der der Trennkammer 26' dient. Der Hohlraum 201' dient auch als Kondensator, um die pulsierenden Pumpenhübe der prozessinternen Pumpe PP1 zu dämpfen, die der Trennkammer dient.
C. Zugehörige pneumatische Verteileranordnung
43 stellt eine pneumatische Verteileranordnung 226' dar, die in Verbindung mit der Kassette 28' verwendet werden kann, um positive und negative pneumatische Drücke zu liefern, um Fluid durch die Kassette 28' zu fördern. Die Vorderseite 194' der Membran wird in intimem Eingriff gegen die Verteileranordnung 226' gehalten, wenn die Tür 32 der Pumpstation 20 geschlossen ist und die Blase 314 aufgeblasen ist. Die Verteileranordnung 226' verteilt unter der Regelung des Reglers 16 gezielt die verschiedenen Druck- und Vakuumhöhen auf die Pumpen- und Ventilaktuatoren PA(N) und VA(N) der Kassette 28'. Die Druck- und Vakuumhöhen werden systematisch auf die Kassette 28' aufgebracht, um Blut und Verarbeitungsflüssigkeiten zu leiten. Unter der Regelung eines Reglers 16 verteilt die Verteileranordnung 226 auch Druckhöhen auf die Türblase 314 (bereits beschrieben), ebenso wie auf eine Spenderdruckmanschette (auch bereits beschrieben) und auf einen Spenderleitungsverschluss 320 (auch bereits beschrieben). Die Verteileranordnung 226' für die Kassette 28', die in 43 dargestellt ist, teilt viele Eigenschaften mit der Verteileranordnung 226, die vorher für die Kassette 28 beschrieben wurde, wie in 12 dargestellt.
Wie die Verteileranordnung 226 ist die Verteileranordnung 226' an eine pneumatische Druckquelle 234' gekoppelt, welche innerhalb des Deckels 40 hinter der Verteileranordnung 226' aufgenommen ist. Wie in der Verteileranordnung 226 umfasst die Druckquelle 234' für die Verteileranordnung 226 zwei Kompressoren K1' und K2', obwohl ebenso ein oder mehrere Doppelkopf-Kompressoren verwendet werden könnten. Der Kompressor K1 liefert negativen Druck durch den Verteiler 226' an die Kassette 28'. Der andere Kompressor K2' liefert positiven Druck durch den Verteiler 226' an die Kassette 28.
Wie 43 darstellt, umfasst der Verteiler 226' fünf Pumpenaktuatoren PA1 bis PA4 und fünfundzwanzig Ventilaktuatoren VA1 bis VA25. Die Pumpenaktuatoren PA1 bis PA5 und die Ventilaktuatoren VA1 bis VA25 sind aneinander ausgerichtet, um ein Spiegelbild der Pumpstationen PP1 bis PP5 und der Ventilstationen V1 bis V25 auf der Vorderseite 190' der Kassette 28' zu bilden.
Wie die Verteileranordnung 226 schließt die Verteileranordnung 226', dargestellt in 43, eine Anordnung von Magnetventilen, angetrieben durch pneumatische Ventile, dar, welche in Reihe mit den Pumpen- und Ventilaktuatoren PA1 bis PA5 und VA1 bis VA25 gekoppelt sind.
Wie die Verteileranordnung 226 erhält die Verteileranordnung 226' mehrere verschiedene Druck- und Vakuumzustände unter der Regelung des Reglers 16 aufrecht.
Wie vorher in Verbindung mit der Verteileranordnung 226 beschrieben, sind Phart oder Hartdruck und Pprin oder prozessinterner Druck hohe positive Drücke (z.B. +500 mmHg), aufrechterhalten durch die Verteileranordnung 226' zum Schließen der Kassettenventile V1 bis V25, und um das Ausdrücken von Flüssigkeit aus der prozessinternen Pumpe PP1 und der Plasmapumpe PP2 anzutreiben. Wie vorher ausgeführt, muss die Größe von Pprin ausreichend sein, um einen Mindestdruck von ungefähr 300 mmHg zu überwinden, welcher typischerweise innerhalb der Verarbeitungskammer 18 vorhanden ist. Pprin und Phart werden bei höchstem Druck betrieben, um sicherzustellen, dass die Ventile stromauf und stromab, die in Verbindung mit den Pumpen verwendet werden, nicht mit Gewalt durch die Drücke, die aufgebracht werden, um die Pumpen zu betreiben, geöffnet werden.
Pallg oder der allgemeine Druck (+300 mmHg) wird aufgebracht, um das Ausdrücken von Flüssigkeit aus den Spenderschnittstellenpumpen PP3 und PP4 und der Antikoagulanspumpe PP5 anzutreiben.
Vhart oder Hartvakuum (–350 mmHg) ist das tiefste Vakuum, das in der Verteileranordnung 226' aufgebracht wird, um die Kassettenventile V1 bis V25 zu öffnen. Vallg oder das allgemeine Vakuum (–300 mmHg) wird aufgebracht, um die Ansaugfunktion jeder der Pumpen PP1 bis PP5 anzutreiben. Es ist erforderlich, dass Vallg weniger extrem ist als Vhart, um sicherzustellen, dass die Pumpen PP1 bis PP5 nicht die Kassettenventile V1 bis V25 stromauf und stromab überwältigen.
Eine Haupthartdruckleitung 322' und eine Hauptvakuumleitung 324' verteilen Phart und Vhart in der Verteileranordnung 324. Die Druck- und Vakuumquellen 234' laufen kontinuierlich, um Phart an die Hartdruckleitung 322' und Vhart an die Hartvakuumleitung 324' zu liefern. Ein Drucksensor S2 überwacht Phart in der Hartdruckleitung 322'. Der Sensor S2 öffnet und schließt das Magnetventil 38, um Phart bis zu seinem maximalen voreingestellten Wert aufzubauen.
Gleichermaßen überwacht ein Drucksensor S6 in der Hartvakuumleitung 324' Vhart. Der Sensor S6 regelt ein Magnetventil 43, um Vhart bei seinem maximalen Wert aufrecht zu erhalten.
Eine allgemeine Druckleitung 326' zweigt von der Hartdruckleitung 322' ab. Ein Sensor S4 in der allgemeinen Druckleitung 326' überwacht Pallg. Der Sensor S2 regelt ein Magnetventil 34, um Pallg innerhalb seines vorgegebenen Druckbereichs aufrecht zu erhalten.
Eine allgemeine Vakuumleitung 330' zweigt von der Hartvakuumleitung 324' ab. Ein Sensor S5 überwacht Vallg in der allgemeinen Vakuumleitung 330'. Der Sensor S5 regelt ein Magentventil 45, um Vallg innerhalb seines vorgegebenen Vakuumbereichs zu halten.
Die Reservoire R1 bis R4 in Reihe sind in der Hartdruckleitung 322, der allgemeinen Druckleitung 326', der Hartvakuumleitung 324' und der allgemeinen Vakuumleitung 330' zur Verfügung gestellt. Die Reservoire R1 bis R4 stellen sicher, dass die konstanten Druck- und Vakuumeinstellungen, wie oben beschrieben, gleichmäßig und vorhersagbar sind.
Die Magnetventile 32 und 43 stellen, auf Beendigung der Prozedur, eine Entlüftung jeweils für die Drücke und Vakuume zur Verfügung.
Die Magnetventile 41, 2, 46 und 47 stellen die Fähigkeit zur Verfügung, die Reservoire R1 bis R4 von den Luftleitungen, die das Vakuum und den Druck zu den Pumpen- und Ventilaktuatoren liefern, zu isolieren. Dies stellt eine viel schnellere Druck-Nakuumverfallsrückmeldung zur Verfügung, so dass das Testen der Unversehrtheit der Kassetten-Nerteileranordnungsdichtung durchgeführt werden kann.
Die Magnetventile 1 bis 25 stellen Phart oder Vhart zur Verfügung, um die Ventilaktuatoren VA1 bis VA25 anzutreiben. Die Magnetventile 27 und 28 stellen Pprin und Vallg zur Verfügung, um die prozessinterne und die Plasmapumpe PP1 und PP2 anzutreiben. Die Magnetventile 30 und 31 stellen Pallg und Vallg zur Verfügung, um die Spenderschnittstellenpumpenaktuatoren PA3 und PA4 anzutreiben. Das Magnetventil 29 stellt Pallg und Vallg zur Verfügung, um den AK-Pumpenaktuator PP5 anzutreiben.
Das Magnetventil 35 stellt während der Prozedur eine Isolierung der Türblase 314 von der Hartdruckleitung 322' zur Verfügung. Ein Sensor S1 überwacht PTür und regelt das Magnetventil 35, um den Druck innerhalb seines vorgegebenen Bereiches zu halten.
Das Magnetventil 40 stellt Phart zur Verfügung, um das Sicherheitsverschlussventil 320' zu öffnen. Jeder Fehlbetrieb, der den Spender gefährden könnte, wird das Magnetventil 40 entspannen (entlüften), um den Verschluss 320' zu schließen und den Spender zu isolieren. Gleichermaßen wird jeder Leistungsverlust das Magnetventil 40 entspannen und den Spender isolieren.
Der Sensor S3 überwacht PMan und kommuniziert mit dem Magnetventil 36 (für Zunahmen in Druck) und dem Magnetventil 37 (zum Entlüften), um die Spendermanschette während der Prozedur innerhalb ihrer vorgegebenen Bereiche aufrecht zu erhalten.
Wie vorher ausgeführt, kann jedes Magnetventil im „normalerweise offen"-Modus betrieben werden, oder es kann pneumatisch umgeleitet werden, um im „normalerweise geschlossen"-Modus betrieben zu werden und umgekehrt.
D. Beispielhafte Pumpfunktionen
Beruhend auf der vorangehenden Beschreibung der Programmierung des Fluidschaltkreises 46, ausgeführt durch die Kassette 28, kann man gleichermaßen den Fluidschaltkreis 46', ausgeführt durch die Kassette 28', programmieren, um all die verschiedenen Blutverarbeitungsfunktionen, die bereits beschrieben sind, auszuführen. Bestimmte Pumpfunktionen für den Fluidschaltkreis 46', die verschiedene Blutverarbeitungsprozeduren gemeinsam haben, werden beispielhaft beschrieben.
1. Vollblutströmung zum prozessinternen Behälter
In einer ersten Phase eines gegebenen Blutsammelkreislaufs ist der Blutverarbeitungsschaltkreis 46' programmiert (durch das gezielte Aufbringen von Druck auf die Ventile und Pumpstationen der Kassette 28'), gemeinsam auf die Spenderschnittstellenpumpen PP3 und PP4 einzuwirken, um vor der Trennung antikoaguliertes Vollblut in den prozessinternen Behälter 312' zu übertragen.
In einer ersten Phase (siehe 37A) wird die Pumpe PP3 in einem Zehn-Sekunden-Ansaugzyklus (d.h. Ein durch die Ventile V12 und V13, bei geschlossenen Ventilen V6, V14, V18 und V15) in Reihe mit der Antikoagulanspumpe PP5 (d.h. Ein durch Ventil V22 und Aus durch Ventil V21) betrieben, um antikoaguliertes Blut durch den Spenderschlauch 270 in die Pumpe PP3 anzusaugen. Gleichzeitig wird die Spenderschnittstellenpumpe PP4 in einem zweiten Ausstoßzyklus betrieben, um durch die Fluidpfade F20 und F1 (durch das geöffnete Ventil V4) antikoaguliertes Blut aus seiner Kammer in den prozessinternen Behälter 312' auszustoßen (Aus durch Ventil V7).
Am Ende des Ansaugzyklus für die Pumpe PP3 (siehe 37B) ist der Blutverarbeitungsschaltkreis 46' programmiert, auf die Spenderschnittstellenpumpe PP4 in einem Zehn-Sekunden-Ansaugzyklus (d.h. Ein durch die Ventile V12 und V14, bei geschlossenen Ventilen V13, V18 und V18) in Reihe mit der Antikoagulanspumpe PP5 einzuwirken, um antikoaguliertes Blut durch den Spenderschlauch 270 in die Pumpe PP4 anzusaugen. Gleichzeitig wird die Spenderschnittstellenpumpe PP3 in einem zweiten Ausstoßzyklus betrieben, um durch die Strömungspfade F20 und F1 (durch das geöffnete Ventil V4) antikoaguliertes Blut aus seiner Kammer in den prozessinternen Behälter 312' auszustoßen.
Diese abwechselnden Zyklen dauern fort, bis ein inkrementales Volumen von antikoaguliertem Blut in den prozessinternen Behälter 312' eintritt, wie vom Wiegesensor überwacht. Wie in 37C dargestellt, ist der Blutverarbeitungsschaltkreis 46' programmiert, auf die prozessinterne Pumpstation PP1 (d.h. Ein durch Ventil V1 und Aus durch Ventil V16) und auf die Plasmapumpe PP2 (d.h. Ein durch Ventil V17 und Aus durch Ventil V11, bei geöffnetem Ventil V9 und geschlossenem Ventil V10) einzuwirken, um antikoaguliertes Vollblut vom prozessinternen Behälter 312 zur Trennung in die Verarbeitungskammer 18' zu fördern, während er Plasma in den Plasmabehälter 304 (durch das geöffnete Ventil V9) und rote Blutkörperchen in den Rote-Blutkörperchen-Behälter 308 (durch das offene Ventil V2) in der Weise entfernt, die in Bezug auf den Schaltkreis 46 vorher beschrieben ist. Diese Phase dauert fort bis ein inkrementales Plasmavolumen im Plasmasammelbehälter 304 (wie vom Wiegesensor überwacht) gesammelt ist oder bis ein angestrebtes Volumen von roten Blutkörperchen im Rote-Blutkörperchen-Sammelbehälter (wie vom Wiegesensor überwacht) gesammelt ist. Die Spenderschnittstellenpumpen PP3 und PP4 schalten hin und her, um abwechselnde Ansaug- und Ausstoßzyklen auszuführen, wie es notwendig ist, um das Volumen des antikoagulierten Vollbluts im prozessinternen Behälters 312' zwischen den vorge schriebenen minimalen und maximalen Höhen zu halten, wenn die Blutverarbeitung fortschreitet.
2. Rote-Blutkörperchen-Rückführung mit Zugabe von Salzlösung in Reihe
Wenn es gewünscht ist, die roten Blutkörperchen zum Spender (siehe 37D) zurückzuführen, ist der Verarbeitungsschaltkreis 46' programmiert, die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 in einem Zehn-Sekunden-Ansaugzyklus (d.h. Ein durch Ventil V6, bei geschlossenen Ventilen V13 und V7) zu betreiben, um rote Blutkörperchen vom Rote-Blutkörperchen-Behälter 308' in die Pumpe PP3 (durch die offenen Ventile V2, V3 und V5, wobei das Ventil V10 geschlossen ist) anzusaugen. Zur gleichen Zeit wird die Spenderschnittstellenpumpe PP4 in einem Ein-Sekunden-Ausstoßzyklus betrieben, um rote Blutkörperchen durch den Filterhohlraum 200' aus ihrer Kammer zum Spender auszustoßen (Aus durch die Ventile V14 und V18, bei geschlossenen Ventilen V12 und V21).
Am Ende des Ansaugzyklus für die Pumpe PP3 (siehe 37E) ist der Blutverarbeitungsschaltkreis 46' programmiert, die Spenderschnittstellenpumpe PP4 in einem Zehn-Sekunden-Ansaugzyklus (d.h. Ein durch Ventil V7, bei geschlossenen Ventilen V6 und V14) zu betreiben, um rote Blutkörperchen vom Rote-Blutkörperchen-Behälter 308' in die Pumpe PP4 anzusaugen. Zur gleichen Zeit wird die Spenderschnittstellenpumpe PP3 in einem Ein-Sekunden-Ausstoßzyklus betrieben, um rote Blutkörperchen durch die Filterkammer 200' aus ihrer Kammer zum Spender auszustoßen (Aus durch die Ventile V13 und V18, bei geschlossenem Ventil V12). Diese wechselnden Zyklen dauern fort, bis ein gewünschtes Volumen von roten Blutkörperchen zum Spender zurückgeführt ist.
Gleichzeitig werden die Ventile V24, V20 und V8 geöffnet, so dass die ansaugende Pumpstation PP3 oder PP4 auch Salzlösung vom Salzlösungsbehälter 228' zum Mischen mit roten Blutkörperchen, die in die Kammer gesaugt sind, ansaugt. Wie vorher ausgeführt, erhöht das Mischen von Salzlösung mit den roten Blutkör perchen in Reihe die Salzlösungstemperatur und verbessert den Spenderkomfort, während es auch den Hämatokrit der roten Blutkörperchen senkt.
Gleichzeitig werden die prozessinterne Pumpe PP1 (d.h. Ein durch Ventil V1 und Aus durch Ventil V16) und die Plasmapumpe PP2 (d.h. Ein durch Ventil V17 und Aus durch Ventil V11, bei geöffnetem Ventil V9) betrieben, um antikoaguliertes Vollblut zur Trennung vom prozessinternen Behälter 312 in die Verarbeitungskammer zu fördern, während sie Plasma in den Plasmabehälter 304 entfernen, in der Weise, die vorher in Bezug auf den Fluidschaltkreis 46 beschrieben ist.
3. Zugabe von Rote-Blutkörperchen-Zusatzlösung in Reihe
In einer Blutverarbeitungsprozedur, in der rote Blutkörperchen zur Speicherung (z.B. die doppelte Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur oder die Rote-Blutkörperchen- und Plasmasammelprozedur) gesammelt sind, ist der Schaltkreis 46' programmiert, die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 in einem Zehn-Sekunden-Ansaugzyklus (Ein durch die Ventile V15 und V13, bei geöffnetem Ventil V23 und geschlossenen Ventilen V8, V12 und V18) zu betreiben, um Rote-Blutkörperchen-Speicherlösung vom Behälter 280' in die Pumpe PP3 (siehe 38A) anzusaugen. Gleichzeitig ist der Schaltkreis 46' programmiert, die Spenderschnittstellenpumpstation PP4 in einem Ein-Sekunden-Ausstoßzyklus (Aus durch Ventil V7, bei geschlossenen Ventilen V14 und V18) zu betreiben, um Rote-Blutkörperchen-Speicherlösung zu dem/n Behälter/n auszustoßen, wo sich rote Blutkörperchen aufhalten (z.B. der prozessinterne Behälter 312 (durch das offene Ventil V4) oder der Rote-Blutkörperchen-Sammelbehälter 308' (durch die offenen Ventile V5, V3 und V2, bei geschlossenem Ventil V10)).
Am Ende des Ansaugzyklus für die Pumpe PP3 (siehe 38B) ist der Blutverarbeitungsschaltkreis 46' programmiert, die Spenderschnittstellenpumpe PP4 in einem Zehn-Sekunden-Ansaugzyklus (d.h. Ein durch Ventil V14, bei geschlossenen Ventilen V7, V18, V12 und V13) zu betreiben, um Rote-Blutkörperchen-Speicherlösung vom Behälter 280' in die Pumpe PP4 anzusaugen. Gleichzeitig wird die Spenderschnittstellenpumpe PP3 in einem Ein-Sekunden-Ausstoßzyklus betrieben, um Rote-Blutkörperchen-Speicherlösung in den/die Behälter auszustoßen (Aus durch Ventil V6, bei geschlossenen Ventilen V13 und V12) auszustoßen, wo sich die roten Blutkörperchen aufhalten. Diese wechselnden Zyklen dauern fort bis ein gewünschtes Volumen von Rote-Blutkörperchen-Speicherlösung zu den roten Blutkörperchen zugefügt ist.
4. Leukozytenentleerung in Reihe
Der Schaltkreis 46' stellt die Fähigkeit zur Verfügung, eine rechnerabhängige Entleerung von Leukozyten von den gesammelten roten Blutkörperchen auszuführen. In diesem Modus (siehe 39A), ist der Schaltkreis 46' programmiert, die Spenderschnittstellenpumpstation PP3 in einem Zehn-Sekunden-Ansaugzyklus (Ein durch Ventil V6, bei geschlossenen Ventilen V13 und V12) zu betreiben, um rote Blutkörperchen von dem/n Behälter/n, wo sich die roten Blutkörperchen aufhalten (z.B. der prozessinterne Behälter 312' (durch das offene Ventil V4) oder der Rote-Blutkörperchen-Sammelbehälter 308 (durch die offenen Ventile V5, V3 und V2, bei geschlossenem Ventil V10) in die Pumpe PP3 anzusaugen. Gleichzeitig ist der Schaltkreis 46' programmiert, die Spenderschnittstellenpumpstation PP4 in einem Ein-Sekunden-Ausstoßzyklus (Aus durch Ventil V14, bei geschlossenen Ventilen V18 und V8 und geöffneten Ventilen V15 und V25) zu betreiben, um rote Blutkörperchen durch den Schlauch 291' durch den Leukozytenentleerungsfilter 293' in Reihe zum leukozytenentleerten Rote-Blutkörperchen-Sammelbehälter 289' auszustoßen.
Am Ende des Ansaugzyklus für die Pumpe PP3 (siehe 39B) ist der Blutverarbeitungsschaltkreis 46' programmiert, die Spenderschnittstellenpumpe PP4 in einem Zehn-Sekunden-Ansaugzyklus (d.h. Ein durch Ventil V7, bei geschlossenen Ventilen V14 und V18) zu betreiben, um rote Blutkörperchen vom Behälter 312' oder 308' in die Pumpe PP4 anzusaugen. Gleichzeitig wird die Spenderschnittstellenpumpe PP3 in einem Ein-Sekunden-Ausstoßzyklus betrieben, um rote Blutkörperchen durch den Schlauch 291' durch den Leukozytenentleerungsfilter 293' in Reihe zum leukozytenentleerten Rote-Blutkörperchen-Speicherbehälter 289' auszustoßen (Aus durch Ventil V13, bei geschlossenem Ventil V12 und geöffneten Ventilen V15 und V25). Diese wechselnden Zyklen dauern fort bis ein gewünschtes Volumen von roten Blutkörperchen durch den Filter 293 in den Behälter 289' übertragen ist.
5. Schrittweise Leukozytenfilmernte
Im Schaltkreis 46 (siehe 5) wird der Leukozytenfilm durch den Anschluss P4, welcher von der Strömungsleitung F4 beliefert wird, welcher von der Strömungsleitung F26 abzweigt, welche Plasma von der Plasmapumpstation PP2 zum Plasmasammelbehälter 304 (siehe auch 10) fördert, gesammelt. Im Schaltkreis 46' (siehe 34) wird der Leukozytenfilm durch den Anschluss P4 vom Strömungspfad F6 gesammelt, wie vom Ventil V19 geregelt. Der Leukozytenfilmsammelpfad umgeht die Plasmapumpstation PP2, wobei er die Plasmapumpstation PP2 frei von Kontakt zum Leukozytenfilm hält, wodurch er das gesammelte Plasma frei von Verunreinigungen durch die Leukozytenfilmkomponenten hält.
Während der Trennung erhält der Systemregler (bereits beschrieben) die Leukozytenfilmschicht innerhalb der Trennkammer 18' bei einem Abstand, beabstandet von der Niedrig-G-Wand, weg von der Plasmasammelleitung 292 (siehe 15A), aufrecht. Dies lässt zu, dass sich die Leukozytenfilmkomponente während der Verarbeitung sammelt, während Plasma durch den Betrieb der Plasmapumpe PP2 von der Kammer in den Plasmasammelbehälter 304' gefördert wird.
Um die angesammelte Leukozytenfilmkomponente zu sammeln, öffnet der Regler das Leukozytenfilmsammelventil V19 und schließt das Einlassventil V17 der Plasmapumpstation PP2 und das Rote-Blutkörperchen-Sammelventil V2. Die prozessinterne Pumpe PP1 arbeitet weiter, wobei sie Vollblut in die Kammer 18' bringt. Die Strömung des Vollbluts in die Kammer 18' bewegt den Leukozytenfilm zur Niedrig-G-Wand, wodurch sie einen over-spill-Zustand (siehe 15B) induziert. Die Leukozytenfilmkomponente tritt in die Plasmasammelleitung 292' ein und tritt in den Strömungspfad F6 durch den Anschluss P6 ein. Der Schaltkreis 46' fördert die Leukozytenfilmkomponente in F6 durch das geöffnete Ventil V19 direkt in den Pfad F4 zum Durchgang durch den Anschluss P4 in den Sammelbehälter 376'.
Das Ventil V19 wird geschlossen, wenn die Messstation 332 das Vorhandensein von roten Blutkörperchen misst. Die Plasmapumpstation PP2 kann zeitweilig in einer umgekehrten Strömungsrichtung (Ein durch das Ventil V11 und Aus durch das Ventil V17, bei geöffnetem Ventil V9) betrieben werden, um Plasma vom Sammelbehälter 302' durch den Schlauch 292' zur Trennkammer fließen zu lassen, um sich dort aufhaltendes rotes Blut vom Schlauch 292' zurück in die Trennkammer zu spülen. Der Regler kann die normale Plasma- und Rote-Blutkörperchen-Sammlung durch das Öffnen des Rote-Blutkörperchen-Sammelventils V2 und durch Betreiben der Plasmapumpstation PP2 (Ein durch Ventil V17 und Aus durch Ventil V11) fortsetzen, um die Förderung von Plasma von der Trennkammer zum Sammelbehälter 302' fortzusetzen.
Over-spill-Zustände, die die Bewegung des Leukozytenfilms für die Sammlung verursachen, können zu vorgeschriebenen Intervallen während der Verarbeitungsperiode induziert werden bis ein gewünschtes Leukozytenfilmvolumen im Leukozytenfilmsammelbehälter gesammelt ist.
6. Sonstiges
Wie 43 in gestrichelten Linien darstellt, kann die Verteileranordnung 226' einen pneumatischen Hilfsaktuator A_HILF einschließen, um gezielt P_HART auf den Bereich der beweglichen Membran, der auf dem inneren Hohlraum 201' aufliegt (siehe 35) aufzubringen. Wie vorher beschrieben, tritt Vollblut, ausgestoßen durch die Pumpstation PP1 (durch Aufbringen von P_HART durch Aktuator PA2) in den Strömungspfad F5 durch Öffnungen 203' und 205' in die Verarbeitungskammer 18' ein. Während des nächsten folgenden Hubs der PP1 wird zurückbleibendes Vollblut, das sich im Hohlraum 201' aufhält, durch die Öffnung 205' in den Strömungs pfad F5 und durch Aufbringen von P_HART durch A_HILF ausgestoßen, um Vollblut in die Pumpenkammer PP1 durch Aufbringen von V_ALLG durch den Aktuator PA2, anzusaugen. Der Hohlraum 201' dient auch als Kondensator, um die pulsierenden Pumpenhübe der prozessinternen Pumpe PP1, die der Trennkammer 18' dient, zu dämpfen.
Es ist wünschenswert, vor der Verwendung einen Dichtungsunversehrtheitstest der Kassette 28', dargestellt in 35 und 36, auszuführen. Der Unversehrtheitstest bestimmt, dass die Pumpen- und Ventilstationen innerhalb der Kassette 28' funktionieren, ohne zu lecken. In dieser Situation ist es wünschenswert, die Kassette 28' von der Trennkammer 26' zu isolieren. Die Ventile V19 und V16 (siehe 34) im Schaltkreis 264' stellen eine Isolation für den Vollbluteinlass und die Plasmaleitungen 292' und 296' der Kammer 18' zur Verfügung. Um die Fähigkeit zur Verfügung zu stellen, auch die Rote-Blutkörperchen-Leitung 294' zu isolieren, kann eine zusätzliche mit Ventilfluid betriebene Station V26 in den Fluidströmungspfad F7, der dem Anschluss P7 dient, zugefügt werden. Wie weiterhin in gestrichelten Linien in 43 dargestellt, kann ein zusätzlicher Ventilaktuator VA26 zur Verteileranordnung 26' zugefügt werden, um einen positiven Druck auf das Ventil V26 aufzubringen, um das Ventil V26 zu schließen, wenn Isolation erforderlich ist, und um einen negativen Druck auf das Ventil V26 aufzubringen, um das Ventil zu öffnen, wenn Isolation nicht erforderlich ist.
VII. Bluttrennungselemente
A. Geformte Verarbeitungskammer
Die 21 bis 23 stellen eine Ausführungsform der zentrifugalen Verarbeitungskammer 18 dar, welche in Verbindung mit dem System 10, dargestellt in 1, verwendet werden kann.
In der dargestellten Ausführungsform ist die Verarbeitungskammer 18 in einer gewünschten Form und Konfiguration, z.B. durch Spritzgießen, aus einem steifen, biokompatiblen Kunststoffmaterial so wie einem nicht plastizierten Acrilonitril-Butadien-Styren (ABS) medizinischer Güteklasse vorgeformt.
Die vorgeformte Konfiguration der Kammer 18 schließt einen einheitlichen, geformten Boden 388 ein. Der Boden 388 schließt eine zentrale Nabe 120 ein. Die Nabe 120 ist radial durch innere und äußere ringförmige Wände 122 und 124 (siehe 21 und 23) umgeben. Zwischen ihnen legen die inneren und äußeren ringförmigen Wände 122 und 124 einen umlaufenden Bluttrennungskanal 126 fest. Eine geformte ringförmige Wand 148 schließt den Boden des Kanals 126 (siehe 22).
Der obere Teil des Kanals 126 ist durch einen getrennt geformten flachen Deckel 150 (welcher zum Zweck der Darstellung getrennt in 21 dargestellt ist) geschlossen. Während des Zusammenbaus wird der Deckel 150 am oberen Teil der Kammer 18 befestigt, z.B. durch Verwendung einer zylindrischen Schallschweißsonotrode.
Alle Konturen, Anschlüsse, Kanäle und Wände, die den Bluttrennungsprozess betreffen, sind im Boden 388 in einem einzigen Spritzgussvorgang vorgeformt. Alternativ kann der Boden 388 durch getrennt geformte Teile, entweder durch Verschachtelung von tassenförmigen Unterbaugruppen oder durch zwei symmetrische Hälften ausgebildet sein.
Der Deckel 150 umfasst ein einfaches flaches Teil, das einfach an den Boden 388 geschweißt werden kann. Weil alle Merkmale, die das Trennverfahren betreffen, in eine spritzgeformte Komponente eingebaut sind, werden jegliche Toleranzdifferenzen zwischen dem Boden 388 und dem Deckel 150 nicht die Trenneffizienzen der Kammer 18 betreffen.
Die Konturen, Anschlüsse, Kanäle und Wände, die im Boden 388 vorgeformt sind, können variieren. In der Ausführungsform, die in den 21 bis 23 dargestellt ist, gehen umlaufend beabstandete Paare von Versteifungswänden 128, 130 und 132 von der Nabe 120 zur inneren ringförmigen Wand 122 hervor. Die Versteifungswände 128, 130, 132 stellen der Kammer 18 Steifheit zur Verfügung.
Wie in 23 gesehen, ist die innere ringförmige Wand 122 offen zwischen einem Paar 130 der Versteifungswände. Die gegenüberliegenden Versteifungswände bilden einen offenen inneren Bereich 134 in der Nabe 120, welcher mit dem Kanal 126 kommuniziert. Blut und Fluide werden vom Nabelschlauch 196 durch diesen Bereich 134 in den Trennkanal 126 hinein und aus ihm hinaus geführt.
In dieser Ausführungsform (wie 23 darstellt) erstreckt sich eine geformte innere Wand 136, die innerhalb des Bereichs 134 ausgebildet ist, vollständig über den Kanal 126 und schließt an die äußere ringförmige Wand 124 an. Die Wand 136 bildet eine Endstelle im Trennbereich 126, welcher während der Trennung die Strömung umlaufend entlang des Kanals 126 unterbricht.
Zusätzlich geformte innere Wände teilen den Bereich 124 in drei Durchgänge 142, 144 und 146. Die Durchgänge 142, 144 und 146 erstrecken sich von der Nabe 120 und kommunizieren mit dem Kanal 126 auf den gegenüberliegenden Seiten der Endwand 136. Blut und andere Fluide werden von der Nabe 120 durch diese Durchgänge 142, 144 und 146 in den Kanal 126 hinein und aus ihm herausgeführt. Wie später ausführlicher beschrieben wird, können die Durchgänge 142, 144 und 146 Blutkomponenten in verschiedenen Strömungsstrukturen in den Kanal 126 hinein- und aus ihm herausführen.
Die Unterseite des Bodens 388 (siehe 22) schließt ein geformtes Buchsenteil 179 ein. Drei vorgeformte Stutzen 180 besetzen das Buchsenteil 179. Jeder Stutzen 180 führt zu einem der Durchgänge 142, 144, 146 auf der gegenüberliegenden Seite des Bodens 388.
Das andere Ende des Nabelschlauchs 296 schließt eine geformte Halterung 178 (siehe 24 und 24A) ein. Die Halterung 178 ist geformt, um der Form des Buchsenteils 179 zu entsprechen. Die Halterung 178 kann somit in das Buchsen teil 197 (wie 25 darstellt) gesteckt werden. Die Halterung 178 schließt innere Lumen 398 (siehe 24A) ein, welche über die Stutzen 180 in der Nabe 120 gleiten, um den Nabelschlauch 276 in Fluidverbindung mit dem Kanal 126 zu koppeln.
Rippen 181 innerhalb des Buchsenteils 179 (siehe 22) passen nur innerhalb einer Passformöffnung 183, die auf der Halterung 178 (siehe 24A) gebildet wird. Die einzigartige Passung zwischen den Rippen 181 und der Passformöffnung 183 ist eingerichtet, um eine besondere Orientierung für das Stecken der geformten Halterung 178 in das geformte Buchsenteil 179 zu erfordern. Auf diese Weise wird eine gewünschte Strömungsorientierung zwischen dem Nabelschlauch 296 und den Durchgängen 142, 144 und 146 sichergestellt.
In der dargestellten Ausführungsform sind der Nabelschlauch 296 und die Halterung 178 aus einem Material oder Materialien gebildet, die den beachtlichen Beugungs- und Drehungskräften widerstehen, denen der Nabelschlauch 296 während des Gebrauchs ausgesetzt ist. Zum Beispiel kann ein Hytrel^®-Polyestermaterial verwendet werden.
Dieses Material ist, während es für den Nabelschlauch 296 gut geeignet ist, nicht kompatibel mit dem ABS-Kunststoffmaterial des Bodens 388, welches ausgewählt ist, um eine steife, geformte Blutverarbeitungsumgebung zur Verfügung zu stellen. Die Halterung 178 kann somit nicht durch herkömmliche flüssige Verklebung oder Ultraschallschweißverfahren an dem Buchsenteil 179 befestigt werden.
In dieser Anordnung (siehe 24 und 25) sind die Maße des geformten Buchsenteils 179 und der geformten Halterung 178 vorzugsweise ausgewählt, um eine dichte, trockene Presspassung zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich ist ein Fangteil 185, gebildet aus ABS-Material (oder einem anderen Material, das kompatibel mit dem Material des Bodens 388 ist), vorzugsweise um den Nabelschlauch 296 außerhalb des Buchsenteils in Kontakt mit den Umgebungskanten des Buchsenteils 179 angeordnet. Das Fangteil 185 ist an den Umfangskanten des Buchsenteils 179, z.B. durch Schmieden oder Ultraschallschweißtechniken, befestigt. Das Fangteil 185 verhindert versehentliche Trennung der Halterung 178 von dem Buchsenteil 181. Auf diese Weise kann der Nabelschlauch 296 integral mit dem Boden 388 der Kammer 18 verbunden werden, auch wenn inkompatible Kunststoffmaterialien verwendet werden.
Die Zentrifugenstation 20 (siehe 26 bis 28) schließt eine Zentrifugenbaugruppe 48 ein. Die Zentrifugenbaugruppe 48 ist aufgebaut, um die geformte Verarbeitungskammer 18 für den Gebrauch zu empfangen und zu stützen.
Wie dargestellt, schließt die Zentrifugenbaugruppe 48 einen Bügel 154 mit einem Boden, einem oberen Teil und Seitenwänden 156, 158, 160 ein. Der Bügel 154 dreht sich auf einem Lagerelement 162, das an der Bodenwand 156 befestigt ist. Ein elektrischer Antriebsmotor 164 ist über eine Welle an die Bodenwand 156 des Bundes 154 gekoppelt, um den Bügel 154 um eine Achse 64 zu rotieren. In der dargestellten Ausführungsform ist die Achse 64 ungefähr fünfzehn Grad über der horizontalen Ebene des Bodens 38 geneigt, obwohl andere Winkelausrichtungen verwendet werden können.
Ein Rotorblech 166 dreht sich innerhalb des Bügels 154 um sein eigenes Lagerelement 168, welches an der oberen Wand 158 des Bügels 154 befestigt ist. Das Rotorblech 166 dreht sich um eine Achse, die im Allgemeinen an der Rotationsachse 64 des Bügels 154 ausgerichtet ist.
Der obere Teil der Verarbeitungskammer 18 schließt einen ringförmigen Rand 380 ein, an welchem der Deckel 150 befestigt ist. Spannklappen 382, aufgenommen am Umfang der Rotorplatte 166, machen einen Schnappverschlusseingriff mit dem Rand 380, um die Verarbeitungskammer 18 auf dem Rotorblech 166 für die Rotation zu sichern.
Eine Hülse 182 an dem einen Ende des Nabelschlauchs 296 passt in eine Halterung 184 in der Zentrifugenstation 20. Die Halterung 184 hält das eine Ende des Nabelschlauchs 296 in einer nicht rotierenden, stationären Position, ausgerichtet an den aneinander ausgerichteten Rotationsachsen 64 des Bügels 154 und des Rotorblechs 166.
Ein Arm 186, der von einer oder beiden Seitenwänden 160 des Bügels 154 herausragt, berührt den mittleren Teil des Nabelschlauchs 296 während der Rotation des Bügels 154. Eingeschränkt durch die Halterung 184 an seinem einen Ende und die Kammer 16 an seinem anderen Ende (wo die Halterung 178 innerhalb des Buchsenteils 179 befestigt ist), dreht sich der Nabelschlauch 196 um seine eigene Achse, während er um die Bügelachse 64 rotiert. Das Drehen des Nabelschlauchs 296 um seine Achse, während er mit einem Omega mit dem Bügel 154 rotiert, übermittelt eine Zwei-Omega-Rotation auf das Rotorblech 166 und somit auf die Verarbeitungskammer 18 selbst.
Die relative Rotation des Bügels 154 bei einem Omega Rotationsgeschwindigkeit und dem Rotorblech 166 bei zwei Omega Rotationsgeschwindigkeit hält den Nabelschlauch 296 unverdreht, und vermeidet einen Bedarf an Rotationsdichtungen. Die dargestellte Anordnung lässt auch einen einzelnen Antriebsmotor 164 zu, um die Rotation durch den Nabelschlauch 296 auf die miteinander rotierenden Bügel 154 und das Rotorblech 166 zu übermitteln. Weitere Einzelheiten dieser Anordnung sind in Brown et al. U.S. Patent 4,120,449 offenbart, welches hier durch einen Hinweis berücksichtigt wird.
Blut wird in die Verarbeitungskammer 18 eingeführt und in ihr getrennt, während sie rotiert.
In einer Strömungsanordnung (siehe 29) fördert der Nabelschlauch 296, während die Verarbeitungskammer 18 rotiert (Pfeil R in 29), Vollblut durch den Durchgang 146 in den Kanal 126. Das Vollblut strömt in den Kanal 126 in der gleichen Richtung wie die Rotation (welche in 29 gegen den Uhrzeigersinn ist). Alternativ kann die Kammer 18 in einer Richtung entgegen der Umfangsströmung des Vollbluts rotieren, d.h. im Uhrzeigersinn. Das Vollblut trennt sich als ein Er gebnis der Zentrifugalkräfte in der Art, die in 15A dargestellt ist. Rote Blutkörperchen werden zur Hoch-G-Wand 124 getrieben, während die leichtere Plasmakomponente zur Niedrig-G-Wand 122 verschoben wird.
In dieser Strömungsstruktur steht ein Damm 384 in den Kanal 126 zur Hoch-G-Wand 124 vor. Der Damm 384 verhindert den Durchgang von Plasma, während er den Durchgang von roten Blutkörperchen in einen Kanal 386, der in der Hoch-G-Wand 124 vertieft ist, zulässt. Der Kanal 386 führt die roten Blutkörperchen durch den radialen Durchgang 144 in den Nabelschlauch 296. Die Plasmakomponente wird vom Kanal 126 durch den radialen Durchgang 142 in den Nabelschlauch 296 gefördert.
Weil sich der Rote-Blutkörperchen-Austrittskanal 386 außerhalb der Hoch-G-Wand 124 erstreckt, wobei er weiter von der Rotationsachse als von der Hoch-G-Wand beabstandet ist, lässt der Rote-Blutkörperchen-Austrittskanal 386 die Positionierung der Grenzfläche zwischen den roten Blutkörperchen und dem Leukozytenfilm sehr nahe an der Hoch-G-Wand 124 während der Blutverarbeitung zu, ohne dass der Leukozytenfilm in dem Rote-Blutkörperchen-Sammeldurchgang 144 überläuft (wobei ein over-spill-Zustand erzeugt wird). Der vertiefte Austrittskanal 386 erlaubt dadurch, die Roten-Blutkörperchen-Erträge zu maximieren (in einer Rote-Blutkörperchen-Sammelprozedur) oder ein im Wesentlichen plättchenfreies Plasma zu sammeln (in einer Plasmasammelprozedur).
In einer alternativen Strömungsanordnung (siehe 30) fördert der Nabelschlauch 296 Vollblut durch den Durchgang 142 in den Kanal 126. Die Verarbeitungskammer 18 rotiert (Pfeil R in 30) in der gleichen Richtung wie der Vollblutstrom (welcher in 30 im Uhrzeigersinn ist). Alternativ kann die Kammer 18 in einer Richtung entgegen der Umfangsströmung des Vollbluts, d.h. im Uhrzeigersinn, rotiert werden. Das Vollblut trennt sich als ein Ergebnis der Zentrifugalkräfte in der Weise, die in 15A dargestellt ist. Rote Blutkörperchen werden zur Hoch-G-Wand 124 getrieben, während die leichtere Plasmakomponente zur Niedrig-G-Wand 122 verschoben wird.
In dieser Strömungsstruktur verhindert der Damm 384 (vorher beschrieben) den Durchgang von Plasma, während er den Durchgang von roten Blutkörperchen in den vertieften Kanal 386 zulässt. Der Kanal 386 leitet die roten Blutkörperchen durch den radialen Durchgang 144 in den Nabelschlauch 296. Die Plasmakomponente wird vom entgegengesetzten Ende des Kanals 126 durch den radialen Durchgang 146 in den Nabelschlauch 296 gefördert.
In einer anderen alternativen Strömungsanordnung (siehe 31) fördert der Nabelschlauch 296 Vollblut durch den Durchgang 144 in den Kanal 126. Die Verarbeitungskammer 18 wird in der gleichen Richtung wie der Blutstrom (welche in 31 im Uhrzeigersinn ist) rotiert (Pfeil R in 31). Alternativ kann die Kammer 18 in einer Richtung entgegen der Umfangsströmung des Vollbluts, d.h. gegen den Uhrzeigersinn, rotiert werden. Das Vollblut trennt sich als ein Ergebnis der Zentrifugalkräfte in der Weise, die in 15A dargestellt ist. Rote Blutkörperchen werden zur Hoch-G-Wand 124 getrieben, während die leichtere Plasmakomponente zur Niedrig-G-Wand 122 verschoben wird.
In dieser Strömungsstruktur verhindert der Damm 385 am entgegengesetzten Ende des Kanals 126 den Durchgang von Plasma, während er den Durchgang von roten Blutkörperchen in einen vertieften Kanal 387 zulässt. Der Kanal 387 leitet die roten Blutkörperchen durch den radialen Durchgang 146 in den Nabelschlauch 296. Die Plasmakomponente wird vom anderen Ende des Kanals 126 durch den radialen Durchgang 142 in den Nabelschlauch 296 gefördert. In dieser Anordnung trennt das Vorhandensein des Damms 384 und des vertieften Durchgangs 386 (vorher beschrieben) den hineinkommenden Vollblutstrom (im Durchgang 144) vom hinausgehenden Plasmastrom (im Durchgang 142). Diese Strömungsanordnung macht die Sammlung von plättchenreichem Plasma möglich, falls gewünscht.
In einer anderen alternativen Strömungsanordnung (siehe 32) erstreckt sich der Durchgang 144 von der Nabe 120 in den Kanal 126, in einer Richtung, die an ders ist als die der Durchgänge 142 und 146. In dieser Anordnung trennt die Endwand 136 die Durchgänge 142 und 146, und der Durchgang 144 kommuniziert mit dem Kanal 126 an einer Stelle, die zwischen den Durchgängen 142 und 146 liegt. In dieser Anordnung fördert der Nabelschlauch 296 Vollblut durch den Durchgang 146 in den Kanal 126. Die Verarbeitungskammer 18 wird in der gleichen Richtung wie der Blutstrom (welche in 32 im Uhrzeigersinn ist) rotiert (Pfeil R in 32). Alternativ kann die Kammer 18 in einer Richtung, entgegengesetzt zur Umfangsströmung des Vollbluts, d.h. entgegen dem Uhrzeigersinn, rotiert werden. Das Vollblut trennt sich als ein Ergebnis der Zentrifugalkräfte in der Weise, die in 15A dargestellt ist. Rote Blutkörperchen werden zur Hoch-G-Wand 124 getrieben, während die leichtere Plasmakomponente zur Niedrig-G-Wand 122 verschoben wird.
In dieser Strömungsstruktur fördert der Durchgang 144 Plasma vom Kanal 126, während der Durchgang 142 rote Blutkörperchen vom Kanal 126 fördert.
Wie vorher erwähnt, kann die Kammer 18 in jeder der Strömungsstrukturen, die in den 28 bis 32 dargestellt sind, in der gleichen Richtung oder in einer Richtung entgegengesetzt zur Umfangsströmung des Vollbluts im Kanal 126 rotiert werden. Die Bluttrennung, wie beschrieben, wird in jedem Fall eintreten. Dennoch wurde es entdeckt, dass das Rotieren der Kammer 18 in der gleichen Richtung wie die Strömung des Vollbluts im Kanal 126 während der Trennung Störungen aufgrund von z.B. Coriolis-Effekten, die in einer erhöhten Trennungseffizienz ergeben, zu minimieren scheint.
Beispiel
Vollblut wurde während verschiedener Versuche in rote Blutkörperchen und Plasma in Verarbeitungskammern 18 wie die, die in 28 dargestellt ist, getrennt. In einer Kammer (welche Kammer 1 genannt wird) strömte Vollblut umlaufend in den Kanal 126, in der gleichen Richtung, in der die Kammer 18 rotiert wurde (d.h. die Kammer 18 wurde in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert). In der anderen Kammer 18 (welche Kammer 2 genannt wird) strömte Vollblut umlaufend in den Kanal 126, in einer Richtung entgegengesetzt zur Kammerrotation (d.h. die Kammer 18 wurde in einer Richtung im Uhrzeigersinn rotiert). Der durchschnittliche Hämatokrit für gesammelte rote Blutkörperchen wurde für verschiedene Blutvolumenproben gemessen, die bei verschiedenen Kombinationen von Vollbluteinlassvolumenströmen und Plasmaauslassvolumenströmen verarbeitet wurden. Die folgenden Tabellen fassen die Ergebnisse für die verschiedenen Versuche zusammen.
Tabelle 1 (Strömung in der gleichen Richtung wie die Rotation)
Tabelle 2 (Strömung in der entgegengesetzten Richtung der Rotation)
Die Tabellen 1 und 2 zeigen, dass, wenn der Blutstrom in der Kammer in der gleichen Richtung ist wie die Rotation, der Hämatokrit der roten Blutkörperchen größer ist als wenn die Blutströmung in der entgegengesetzten Richtung ist. Ein größerer Ertrag von roten Blutkörperchen bedeutet auch einen größeren Ertrag von Plasma während der Prozedur.
33 stellt eine Kammer 18' dar, die einen einheitlich geformten Boden 388' aufweist, wie der, der in den 21 bis 23 dargestellt ist, aber in welchem zwei Strömungspfade 126' und 390 ausgebildet sind. Die Strömungspfade 126' und 390 sind als konzentrisch dargestellt, aber sie brauchen es nicht zu sein. Die Kammer 18' teilt viele andere strukturelle Merkmale gemeinsam mit der Kammer 18, die in 23 dargestellt ist. Gemeinsame strukturelle Merkmale sind durch das gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet, das mit einem Sternchen markiert ist.
Der Boden 388' schließt eine zentrale Nabe 120' ein, welche radial von den inneren und äußeren ringförmigen Wänden 122' und 124', die zwischen ihnen die umlaufenden Bluttrennungskanäle 126' definieren, umgeben. In dieser Ausführungsform umgibt eine zweite innere ringförmige Wand 392 radial die Nabe 120'. Der zweite umlaufende Bluttrennungskanal 390 ist zwischen den inneren ringförmigen Wänden 122' und 392 definiert. Dieser Aufbau bildet die konzentrischen äußeren und inneren Trennkanäle 126' und 390.
Eine Unterbrechung 394 in der ringförmigen Wand 122', benachbart zum Damm 384', stellt eine Strömungsverbindung zwischen dem äußeren Kanal 126' und dem inneren Kanal 390 her. Eine innere Wand 396 blockiert die Strömungsverbindung zwischen den Kanälen 126' und 390 an ihren entgegengesetzten Enden.
Während die Verarbeitungskammer 18' rotiert (Pfeil R in 33), fördert der Nabelschlauch 296 Vollblut durch den Durchgang 144' in den äußeren Kanal 126'. Das Vollblut strömt in den Kanal 126', in der gleichen Richtung wie die Rotation (welche in 33 gegen den Uhrzeigersinn ist). Alternativ kann die Kammer 18' in einer Richtung entgegengesetzt zur umlaufenden Strömung von Vollblut rotieren, d.h. im Uhrzeigersinn. Das Vollblut trennt sich im äußeren Kanal 126' als ein Ergebnis der Zentrifugalkräfte in der Weise, die in 15A dargestellt. Rote Blutkörperchen werden zur Hoch-G-Wand 124' getrieben, während die leichtere Plasmakomponente zur Niedrig-G-Wand 122' verschoben wird.
Wie vorher beschrieben, verhindert der Damm 384' den Durchgang von Plasma, während er den Durchgang von roten Blutkörperchen in einen Kanal 386', vertieft in der Hoch-G-Wand 124', zulässt. Der Kanal 386' leitet die roten Blutkörperchen durch den radialen Durchgang 142' in den Nabelschlauch 296. Die Plasmakomponente wird vom Kanal 126' durch die Unterbrechung 394 in den inneren Trennkanal 390 gefördert.
Das Plasma strömt umlaufend durch den inneren Kanal 390 in einer Richtung entgegengesetzt zum Vollblut im äußeren Kanal 126'. Im Plasma verbleibende Plättchen wandern als Antwort auf die Zentrifugalkräfte gegen die ringförmige Wand 124'. Der Kanal 390 leitet die Plasmakomponente zum gleichen Ende der Kammer 18', in dem anfänglich Vollblut eingeführt ist. Die Plasmakomponente wird durch den Durchgang 146' aus dem Kanal 390 gefördert.
VIII. Andere Blutverarbeitungsfunktionen
Die vielen Merkmale der Erfindung wurden durch Beschreibung ihrer Verwendung im Trennen von Vollblut in Komponententeile zur Speicherung und zur Blutkomponententherapie dargestellt. Dies ist, weil die Erfindung gut zur Ausführung dieser Blutverarbeitungsprozeduren geeignet ist. Es sollte aber verstanden werden, dass die Merkmale der Erfindung sich gleichermaßen für den Gebrauch in anderen Blutverarbeitungsprozeduren eignen.
Zum Beispiel können die beschriebenen Systeme und Verfahren, welche eine programmierbare Kassette in Verbindung mit einer Blutverarbeitungskammer verwenden, für die Zwecke des Waschens oder Rettens von roten Blutkörperchen während einer Operation oder für den Zweck des Ausführens eines therapeutischen Plasmaaustausches oder in irgendeiner anderen Prozedur, in der Blut in einem extrakorporalen Pfad zur Behandlung umläuft, verwendet werden.
Merkmale der Erfindung sind in den folgenden Ansprüchen dargelegt.

Claims

Blutauftrennungssystem (10), umfassend eine Vorrichtung (14, 18), welche bei Gebrauch so arbeitet, daß sie ganzes Blut in rote Blutzellen und Plasma auftrennt, eine Einlaßleitung für ganzes Blut (290), um einen Strom von ganzem Blut in die Vorrichtung zu leiten, eine Sammelleitung für Plasma (292) außerhalb der Vorrichtung, um einen Plasmastrom aus der Vorrichtung zu leiten, und eine Sammelleitung (294) für rote Blutzellen außerhalb der Vorrichtung, um einen Strom roter Blutzellen aus der Vorrichtung zu leiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine erste Meßanordnung (334), einschließlich eines ersten Sensors in der Sammelleitung für Plasma, die so arbeitet, daß sie die Anwesenheit von mindestens einer Sorte von zellulären Blutkomponenten im Plasmastrom nachweist und einen ersten Auslaß erzeugt, eine zweite Meßanordnung (335), einschließlich eines zweiten Sensors in der Sammelleitung für rote Blutzellen, die so arbeitet, daß sie den Haematokrit roter Blutzellen im Strom roter Blutzellen nachweist und einen zweiten Auslaß erzeugt, und eine Steuereinheit bzw. Kotrolleinheit (16), die so arbeitet, daß sie die Ströme in der Sammelleitung für Plasma und der Sammelleitung für rote Blutzellen basierend auf den ersten und zweiten Auslässen kontrolliert, umfaßt.
System nach Anspruch 1, wobei die Sammelleitung für Plasma (272) eine Plasmapumpe (PP2) enthält, die befähigt ist, variable Durchflußgeschwindigkeiten bereitzustellen, und wobei die Steuereinheit (16) die Plasmapumpe basierend auf den ersten und zweiten Ausgängen betreibt.
System nach Anspruch 1, wobei die Einlaßleitung für ganzes Blut (290) eine Pumpe für ganzes Blut (PP3) enthält, die befähigt ist, variable Durchflußgeschwindigkeiten bereitzustellen, und wobei die Steuereinheit (16) die Pumpe für ganzes Blut basierend auf den ersten und zweiten Auslässen betreibt.
System nach Anspruch 1, wobei der erste Sensor so arbeitet, daß er Blutplättchen im Plasmastrom nachweist.
System nach Anspruch 1, wobei der erste Sensor so arbeitet, daß er rote Blutzellen im Plasmastrom nachweist.
System nach Anspruch 1, wobei sich während der Auftrennung des ganzen Bluts eine buffy coat-Schicht zwischen dem Plasma und den roten Blutzellen bildet, und wobei der erste Sensor so arbeitet, daß er die Grenzfläche zwischen der buffy coat-Schicht und dem Plasma nachweist.
System nach Anspruch 1, wobei sich während der Auftrennung des ganzen Bluts eine buffy coat-Schicht zwischen dem Plasma und den roten Blutzellen bildet, und wobei der erste Sensor so arbeitet, daß er eine Grenzfläche zwischen der buffy coat-Schicht und den roten Blutzellen nachweist.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Meßanordnung (334) den ersten Sensor so betreibt, daß er zwischen Blutplättchen und roten Blutzellen im Plasmastrom unterscheidet.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (16) einen Einlaß zum Auswählen entweder eines ersten Blutsammelprotokolls zum Sammeln von Plasma oder eines zweiten Blutsammelprotokolls zum Sammeln von roten Blutzellen enthält, und wobei die erste Meßanordnung (334) den ersten Sensor so betreibt, daß er Blutplättchen im Plasmastrom nachweist, wenn das erste Blutsammelprotokoll ausgewählt ist, und den ersten Sensor so betreibt, daß er rote Blutzellen im Plasmastrom nachweist, wenn das zweite Blutsammelprotokoll ausgewählt ist.
System nach Anspruch 1, wobei sich während der Auftrennung des ganzen Bluts eine buffy coat-Schicht zwischen dem Plasma und den roten Blutzellen bildet, wobei die Steuereinheit einen Einlaß zum Auswählen eines Blutsammelprotokolls zum Sammeln der buffy coat-Schicht enthält, und wobei, wenn das erste Blutsammelprotokoll ausgewählt ist, die erste Meßanordnung (334) den ersten Sensor so betreibt, daß er eine Grenzfläche zwischen der buffy coat-Schicht und dem Plasma und eine Grenzfläche zwischen der buffy coat-Schicht und den roten Blutzellen nachweist.
System nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung eine Auftrennungskammer (18) enthält, die so konstruiert und eingerichtet ist, daß sie um eine Achse rotiert und eine Niedrig-G-Wand (122), die von der Achse beabstandet ist und in deren Richtung das Plasma während der Rotation strömt, und eine Hoch-G-Wand (124) enthält, die von der Achse in einer größeren Distanz als die Niedrig-G-Wand beabstandet ist und in deren Richtung die roten Blutzellen während der Rotation strömen, wobei die Sammelleitung für Plasma (292) Plasma entlang der Niedrig-G-Wand sammelt, und wobei die Sammelleitung für rote Blutzellen (274) rote Blutzellen entlang der Hoch-G-Wand sammelt.
System nach Anspruch 11, wobei die Sammelleitung für Plasma (292) eine Plasmapumpe (PP2) enthält, die befähigt ist, variable Durchflußgeschwindigkeiten bereitzustellen, und wobei die Steuereinheit (16) die Plasmapumpe basierend auf den ersten und den zweiten Auslässen betreibt.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (16) einen Einlaß zum Auswählen verschiedener Blutsammelprotokolle enthält und wobei die erste Steueranordnung (334) den ersten Sensor so betreibt, daß er verschiedene zelluläre Blutkomponenten gemäß dem ausgewählten Blutsammelprotokoll nachweist.
Blutauftrennungsverfahren unter Verwendung des Systems nach Anspruch 1, wobei das Verfahren die Schritte des Auftrennens von Blut in rote Blutzellen und Plasma in einer Vorrichtung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren weiter die Schritte des Leitens eines Plasmastroms aus der Vorrichtung unter Messen zum Nachweisen einer spezifizierten zellulären Blutkomponente im Plasmastrom, des Leitens eines Stroms roter Blutzellen aus der Vorrichtung unter Messen zum Nachweisen des Haematokrits roter Blutzellen im Strom roter Blutzellen, und des Kontrollierens der Ströme in der Sammelleitung für Plasma und der Sammelleitung für rote Blutzellen, basierend auf dem Messen, umfaßt.