JP3027795B2 - 自動化された血漿隔離のための装置と方法 - Google Patents

自動化された血漿隔離のための装置と方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、全体的にいえば、全血
液を処理する装置と方法に関する。さらに詳細にいえ
ば、本発明は、自動化された血漿隔離装置または半自動
化された血漿隔離装置と、全血液を有用な成分に分離す
る方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術およびその問題点】手術の直前の患者の全
血液から血小板の多い血漿を分離し、そしてその後手術
が終了するまでそれを隔離し、それにより血小板に対す
る外傷を避けることは、治療上種々の利点を有すると医
療従事者に信じられている。これらの利点は十分には理
解されていないけれども、血漿隔離の提案者は、血小板
活性化および／またはそれに付随する有害な効果に対す
る潜在可能性は、血漿隔離により最小になると信じてい
る。血漿隔離は、血小板に対する損傷および凝固因子に
対する潜在可能性を最小にすることにより、血液酸化に
関わる心臓血管処置に対し特に有用になることができ
る。血漿隔離では、患者から全血液が引き抜かれ、そし
て遠心分離機によりこの全血液から血漿が分離され、そ
して後での再注入のためにこの血漿が収集されて、全血
液が処理される。このようにして、患者は手術後、血小
板と凝固因子を含んだ自家移植血漿の供給を受け取る。
血漿隔離の提案者はまた、この処置は手術後の血液の損
失を少なくするのに役立ち、および／または手術後の血
小板源を提供することにより、傷の回復速度を増大させ
ると信じている。
【０００３】これらの治療上の利点に加えて、血漿隔離
は同種血液に対する必要性をさらに減らすか、またはな
くすることができる。同種血液生成物に対する必要性の
少ない処置は、同種血液生成物の輸血を通しての病気の
伝染の可能性以上に、最近特に関心が高まっている。自
家移植血液生成物を用いることにより、輸血により伝染
する病気にかかる危険がなくなり、および熱性／アレル
ギ性の輸血反応の危険性が小さくなる。自家移植血液生
成物を用いることによりまた、適合検査の必要がなくな
る。
【０００４】血漿隔離の従来の方法は、通常、下記の段
階を有している。（１）患者の全血液を収集する段階お
よび抗凝血剤を加える段階、（２）血漿と赤血球を分離
するために血液を処理する段階、（３）処理の直後に赤
血球を戻す段階、（４）次の手術の期間中または次の手
術の直後に血漿を戻す段階。血液収集段階は、手術の間
（術中）に行うことができる、または手術の前（術前）
に行うことができる。分離段階では、回転する遠心分離
機容器の中に血液がポンプで送られる。最も濃い成分で
ある赤血球は、遠心分離機容器の中の半径方向の最も外
側の位置に集中してパック体になり、一方このパック体
になった赤血球層に対して半径方向の内側に血漿の層が
形成される。血小板は血漿層と赤血球層との全体に存在
するけれども、血小板は、血漿層と赤血球層との間の界
面に位置する軟膜と呼ばれる比較的薄い白っぽい層に集
中する傾向がある。血液が容器の中にポンプで送られる
速度と、遠心分離機の速度と、遠心分離機容器の設計
と、血小板がそれらの中を移動する時の赤血球との相互
作用はすべて、血液成分の分離に影響を与える。
【０００５】種々の自動化された血液処理装置および種
々の半自動化された血液処理装置は、血液成分の分離効
率が最大で、かつオペレータの関与が最小であるように
設計される。これらの装置の大部分は、通常、血液成分
の分離のために設計されていて、血漿隔離のために特別
に設計されることはない。これらの装置の多くは、部分
的に自動化されたまたは完全に自動化された成分分離の
ために、光学検知装置を利用する。例えば、（カリスほ
か）米国特許第４，１５１，８４４号は、流出口管組織
を監視する光学検知装置を備えた、遠心分離機搬出（ce
ntrifugation pheresis ）装置を開示している。この光
学検知装置は、分離収納器から出てきた軟膜の組成また
は光学的密度を監視する。低密度は血漿で希釈されてい
ることを示し、高密度は赤血球で汚染されていることを
示す。軟膜の密度が要求された軟膜組成を定める予め定
められた範囲を越えて増大または減少する時、制御回路
は赤血球およびそれに応じて血漿の引き抜きを調整す
る。
【０００６】Ｔ．シモンほかの「自動化された２段階搬
出手順により収集された血小板の貯蔵と輸血」、トラン
スフュージョン、第３２巻（１９９２年）、６２４頁〜
６２８頁、は自動化された血漿搬出装置を開示してい
る。この装置では、流出口管組織の中の血漿の光学的特
性を検出器が監視する。その後、最小の赤血球汚染でも
って血小板濃度を増加する（大きな光学密度）ために、
血漿の流速と遠心分離機の速度を調整する。もし赤血球
汚染が予め定められたレベルを越えるならば、処理を繰
り返すために装置が動作を転じて、血漿を遠心分離機に
戻す。要求された重量の血漿が生成されまで、血液の処
理が継続される。
【０００７】米国特許第４，６０８，１７８号（ジョン
ソンほか）およびＣ．Ｆ．ヘーグマン（１９８８年）
「底部および頂部装置、血液成分作成および貯蔵のため
の新技術」、フォックス・サング、第５５巻、２１１頁
〜２１７頁、は上部の血漿と下部の赤血球を、中間の軟
膜層を除去することなく、同時に引き抜くことができる
「頂部／底部」袋を開示している。この「頂部／底部」
袋は、軟膜層の位置を監視するセンサを有し、一方袋の
頂部から血漿が引き抜かれおよび底部から赤血球が引き
抜かれる。
【０００８】光学的検知装置を用いたその他の自動化さ
れた搬出装置および半自動化された搬出装置には、（カ
ーメンほかの）米国特許第５，１０２，４０７号と、
（バウマンほかの）米国特許第５，１５４，７１６号
と、（ビルスタッドほかの）米国特許第４，４９８，９
８３号と、（ブラウンほかの）ＷＯ第８８／０５６９１
号と、ストラウスほか名の「不連続流の遠心分離機血小
板搬出のためのオートサージ対サージ・プロトコルの比
較」、トランスフュージョン、第２７巻（１９８７年）
４９９頁〜５０１頁、に開示されている。米国特許第
５，１０２，４０７号および米国特許第５，１５４，７
１６号は、分離された成分の引き抜きを監視および制御
するために、流体の流出口部分の中に配置されたセンサ
を備えた、半自動化することができる血液分別装置を開
示している。米国特許第４，４９８，９８３号は、分離
収納器の中に配置された光学的センサを有する自動化さ
れた血液処理装置を開示している。このセンサは、パッ
クされた赤血球のレベルを監視し、そして収納器の中の
パックされた赤血球のレベルが予め定められたレベルに
達した時、処理された血液の再注入を開始する。ＷＯ第
８８／０５６９１号は、遠心分離の期間中、分離された
血漿とパックされた赤血球の間の界面の位置を監視する
界面センサを備えた搬出装置を開示している。ストラウ
スほか（１９８７年）は、「収集サイクルのすべての特
性を監視しおよび機械の設定と血漿の再循環の速度とを
自動的に調整する」という光学的センサを用いた血小板
搬出装置を開示している。オビューションほか（Ｊ．ク
リン名の「ヘモネティックス・モデルＶ５０に基づく血
小板収率およびリンパ球収率を最大にするためのパラメ
ータの最適化」、アフェレシス、第３巻（１９８６
年）、１０３頁〜１０８頁）は、提供者の赤血球容積率
を補償するために容積オフセット設定が調整される、自
動化された搬出装置を開示している。
【０００９】自動化（または部分的自動化）のために光
学的検知装置以外の特性に依存する血液処理装置は、
（ショーエンドルファほかの）米国特許第４，４１７，
８８４号と、（ショーエンドルファの）米国特許第４，
４０２，６８０号と、（ニューマンの）米国特許第４，
９６８，２９５号と、（フォードの）ＷＯ第９０／０１
９７０号に開示されている。米国特許第４，４１７，８
８４号は、タイミング機構体で制御された遠心分離機血
液処理装置を開示している。このタイミング機構体は、
遠心分離機の速度と遠心力の持続時間とに応じて動作す
る。米国特許第４，４０２，６８０号は、血液成分の間
の比重の差に基づいて流出口部分を閉じる、ストッパ・
ボールのような弁装置を使用した、血液成分分離装置を
開示している。米国特許第４，９６８，２９５号は、遠
心分離機速度が入力血液流量率に応答して変わり、それ
により全血液と血液区分との間に一定の容積比が保持さ
れる、血液分別装置を開示している。
【００１０】ＷＯ第９０／０１９７０号は、収集サイク
ルと再注入サイクルが収集された成分に依存する、自動
化された血漿搬出装置を開示している。さらに詳細にい
えば、予め定められた容積のパックされた赤血球が貯蔵
器の中に貯蔵される時、収集サイクルが終了しそして再
注入サイクルが開始する。赤血球貯蔵器がいったん空に
なると、予め定められた容積の血漿が収集されるまで、
この装置は収集サイクルと再注入サイクルの間で交替す
る、そして予め定められた容積の血漿が収集された時、
この装置は停止する。
【００１１】従来の自動化された血液処理装置の多く
は、それにより改良された分離効率と改良された生成物
均一性が得られると称するけれども、これらのいずれの
装置でも、要求された生成物組成を生成する特定用途向
けの処理装置は得られない。さらに詳細にいえば、これ
らの分離装置のいずれでも、特定の生成物組成を生成
し、一方多数個の装置パラメータに順応する、特定用途
向けの分離を行うことができない。従来の大部分の装置
は、予め選定されたいくつかの時点で、例えば遠心分離
機流出口管組織の中の血漿が予め定められた光学的密度
を越えた時、または一定の色に変わった時、処理を単に
停止するだけである。実際、後者の方法は、一般には自
動化されていない従来の血漿隔離装置における充填サイ
クルの完了を評定する唯一の手段である。けれども、充
填サイクルを何時停止するかを決定するために流出口管
組織を監視することは、終了時点が不確定になり、そし
て一定の生成物が得られない。したがって、特定用途向
けの分離が可能であり、かつ充填サイクルを何時停止し
そして流出サイクルを何時開始するかを自動的に決定す
ることができる血液処理装置、さらに具体的にいえば血
漿隔離装置、が要請されている。
【００１２】
【問題点を解決するための手段】本発明により、全血液
から血漿隔離を行うための改良された装置および方法が
得られる。本発明により、選定された累積赤血球容積率
を有する、または選定されたパーセント血小板採集（す
なわち、血小板含有量）を有する、血漿生成物（収集さ
れた血漿、または収集された血漿区分）の収集が可能で
ある。収集された生成物血漿の赤血球容積率または血小
板含有量は、例えば、必要なすべての治療にこの生成物
を適合させるように選定することができる。血漿隔離
は、充填サイクルおよび流出サイクルを順次に行う処理
に対して適合した遠心分離機で実行される。充填サイク
ルの期間中、全血液が遠心分離機に供給され、そして回
転する遠心分離機の中の赤血球から血漿（血小板を含
む）が分離され、そして生成物血漿（血小板を含む）が
遠心分離機から出て収集される。流出サイクルの期間中
では、遠心分離機が停止し、そして遠心分離機の中に残
っている分離された赤血球パック体が取り除かれ、そし
て典型的には患者への再注入のための再注入袋の中に収
集される。処理される全血液の容積の関数として赤血球
パック体が遠心分離機の中に蓄積されるから、不必要な
赤血球が収集された生成物血漿の中に溢れることを避け
るために、充填サイクルが停止される。本発明により、
充填（fill)サイクルの終了と流出(empty) サイクルの
開始とを制御する、改良された自動装置および半自動装
置が得られる。さらに詳細にいえば、本発明により、収
集された血漿生成物の要求された組成を達成するのに必
要である、与えられた全血液源に対し最大充填容積Ｖf
を自動的に計算することにより、先行技術による処理の
不確定さをなくすることができる。この計算は個々の全
血液試料に対して行われ、そして血液源の赤血球容積率
を独立に測定する必要がなく、血液源の赤血球容積率の
差は考慮に入れられる。
【００１３】要求された生成物を達成するために必要な
充填容積Ｖf は、Ｖf とマーカ容積Ｖm を関係付ける経
験的に決定された式に基づいて計算される。Ｖm は、遠
心分離機の中に予め定められた容積の赤血球パック体を
生ずるために、遠心分離機に供給されなければならない
与えられた血液源の全血液の容積である。Ｖm は、遠心
分離機の軸の半径方向内側の赤血球パック体の内側端部
の進行を監視することにより、それぞれの充填サイクル
に対し決定される。Ｖm は、赤血球パック体のこの内側
端部が遠心分離機の半径上の予め定められた固定点に到
達する（赤血球パック体の予め定められた容積を示す）
ために、遠心分離機に供給されなければならない全血液
の容積である。Ｖm とＶf を関係付ける式（すなわち、
数学的方程式）は、試行血漿隔離で生じたデータに最も
よく適合させることにより得られる。ここでＶf は、要
求された血漿生成物含有量を与えるために、すなわち、
要求された生成物赤血球容積率または血小板含有量を与
えるために、遠心分離機に供給されなければならない全
血液の容積として選定される。半自動化された実施例で
は、予め定められた固定された容積の赤血球パック体が
遠心分離機の中で累積されたことを、装置のオペレータ
が装置の制御装置に信号を送って知らせる時、Ｖm が決
定される。好ましい実施例では、遠心分離機容器の頂部
の位置または頂部の上の位置に、マーカが組み込まれ
る。それにより、赤血球パック体の内側への進行が目視
で監視することができる。この装置の制御装置は、充填
サイクルの期間中、遠心分離機に供給される血液の容積
を持続的に監視する。赤血球パック体の端部がマーカに
到達する時、オペレータは制御装置に信号を送る。装置
の制御装置は、オペレータが信号を与えた点にまで供給
された血液の容積に、Ｖmが等しくなるように設定す
る。装置の制御装置はＶf を計算し、そして監視され供
給された血液容積が計算されたＶf 容積に等しい時、充
填サイクルが終了する。
【００１４】完全に自動化された実施例では、赤血球パ
ック体の内側端部が遠心分離機容器の半径方向の予め定
められた点に到達したことを、装置のオペレータよりは
むしろ適切な検知装置が、この装置の制御装置に信号を
送って知らせる時、Ｖm が決定される。その後、半自動
化された実施例では、前記で説明されたように、Ｖfが
Ｖm に基づいて計算される。好ましい完全に自動化され
た実施例では、赤血球パック体の内側端部が半径方向の
予め定められた点に接近することを監視するために、光
学的検知装置がこの装置内に配置される、例えば、赤血
球検知器が市販されている血液検知装置の中に好都合に
配置されるように、配置される。
【００１５】本発明のまた別の特徴は、赤血球パック体
が遠心分離機の偏向器に近付いた時、泡の発生が少ない
ことである。赤血球パック体の端部が偏向器に到達した
点でまたはその前に、遠心分離機の速度を減少すると、
泡の発生が減少することが分かっていた。さらに詳細に
いえば、最初の遠心分離機速度が４４００ｒｐｍである
典型的な動作条件の下で、赤血球パック体の端部が偏向
器に到達した点の付近で、遠心分離機速度を２４００ｒ
ｐｍに減少することにより、泡の発生が減少した。泡発
生の減少は、泡発生により生ずる血液外傷を防止するこ
とができ、およびもし泡が固定器の中に混入するなら
ば、そして回転する容器と固定器との間の回転する封止
体に到達するならば、起こることがあるエアロゾル形成
に対する安全保護を行うことができる。
【００１６】本発明の正確な特徴、およびその他の特性
と利点は、添付図面を参照しての下記説明から容易に理
解することができるであろう。本発明の範囲内で多くの
修正および変更の可能であることは、当業者にはすぐに
分かるであろう。
【００１７】
【実施例】本発明の好ましい実施例が、添付図面に示さ
れている。
【００１８】前記から用いられている「収集された血
漿」および「生成物血漿」という用語は、赤血球から遠
心分離法により分離された血漿隔離生成物を指す。生成
物血漿は、典型的には、主要な成分である血漿と、血小
板と、全血液のその他の非赤血球成分を含む。生成物血
漿はまた、典型的には、ある程度の赤血球成分を含む。
通常、血漿生成物に最少量の赤血球汚染物を含んでい
て、血漿生成物の血小板含有量を最大にすることが好ま
しい。本発明により、必要な累積赤血球容積率または血
小板含有量（これは採集された血小板のパーセントとし
て評価することができる）を有する生成物血漿の収集が
可能である。生成物血漿赤血球容積率または血小板含有
量は、この生成物を、要求された治療上の任意の応用に
に適応するように選定することができる。
【００１９】本発明の血漿隔離装置は、充填（充満状
態）と流出（空状態）の順次のサイクルで動作する。分
離された血漿の必要な量が収集されるまで、この充填と
流出のサイクルが繰り返される。充填サイクルは複数個
の血漿収集サイクルにさらに分割することができ、それ
により異なる血漿区分の収集が可能である。例えば、異
なる血小板含有量を有する血漿区分を、１つの充填サイ
クルの中で分離して収集することができる。さらに詳細
に言えば、血小板の少ない血漿区分と血小板の多い血漿
区分とを、１つの充填サイクルの中で分離して収集する
ことができる。
【００２０】充填サイクルの間に、赤血球パック体が遠
心分離機容器の中に形成される。赤血球パック体は比較
的大きな密度を有しているので、赤血球パック体は遠心
分離機の半径方向の外側方向に形成される。血液全体が
遠心分離機容器の中に導入される時、分離された血漿は
収集のための容器の中央付近に存在し、そして分離され
た赤血球は遠心分離機の容器の中に残る。この装置の中
に流入する全血液の容積が増大する時、赤血球パック体
の容積が増大する。赤血球パック体層が十分に厚くなる
前に（すなわち、パックされた赤血球の容積が十分に大
きくなる前に）充填サイクルが停止され、それにより要
求されないかなりの量の赤血球が収集された血漿の中に
溢れ出ることができる。
【００２１】本発明の装置は、充填サイクルを終了し、
その後流出サイクルを開始する改良された制御装置を有
する、すなわち本装置は、充填サイクルから流出サイク
ルに切り替える改良された切替え装置を有する。この制
御装置は、遠心分離機に供給される全血液の容積が計算
された充填容積Ｖf に等しい時、この切替え装置を作動
させて充填サイクルから流出サイクルに切り替える。本
発明の装置は、充填サイクルの間遠心分離機に供給され
る全血液の容積を監視する装置と、遠心分離機の中に予
め定められた固定された容積の赤血球パック体を生ずる
ために供給される全血液の容積Ｖm を決定する装置とを
有する。本発明の装置はまた、Ｖm とＶ f との関係を経
験的に予め定めた方程式に基づき、Ｖm が与えられた時
充填容積Ｖf を計算するための自動化装置、例えばマイ
クロプロセッサ、を有する。ＶmとＶf の間の経験的関
係式は、試行血漿隔離で決定される。ここで、Ｖf は、
選定された赤血球容積率または選定された血小板採集を
有する分離された血漿が得られる、供給された全血液の
容積として選定される。
【００２２】本発明の装置はまた、全血液の制御された
流量を遠心分離機に供給する装置と、分離された血漿を
収集し、および分離された赤血球を除去しかつ収集する
装置とを有する。
【００２３】本発明の装置は、特定の実施例では、赤血
球が遠心分離機容器から実質的に除去された時、流出サ
イクルを終了するために、赤血球を除去しかつ収集する
装置に付随して動作する制御装置を有する。さらに別の
特定の実施例では、この制御装置は、赤血球排出ライン
に検出装置を使用する。この検出装置は排出ラインに空
気を検出した時に信号を発生し、この信号は遠心分離機
容器が空であることを示す。この信号が制御装置をトリ
ガして、流出サイクルを終了させる。さらに、この信号
を用いて、もし必要ならば、充填サイクルを開始させる
ことができる。
【００２４】さらに別の特定の実施例では、本発明の装
置は、遠心分離機の回転速度を制御する装置を有する。
この速度制御装置は、遠心分離機の異なる回転速度また
は完全に停止した回転速度、の間で回転速度の選定を行
うことができる。この制御装置は、遠心分離機に供給さ
れる全血液容積が計算された速度減少容積Ｖs に等しい
時、遠心分離機の回転速度を変えるのに適合している。
赤血球パック体が遠心分離機の偏向板に到達する時また
はその前に、遠心分離機の回転速度を減少することは、
泡発生を減少させる。赤血球パック体が偏向板に到達す
る時、遠心分離機の回転速度が減少されることは好まし
い。速度減少容積は、本発明の装置のＶ m に基づく制御
装置により、自動的に計算される。本発明の装置は、Ｖ
m とＶsとを関係づける経験的に予め定められた方程式
を用いて、Ｖs を計算する装置を備えている。ここでＶ
s は、赤血球パック体の半径方向の内側端部が偏向板に
到達する前の予め選定された点にまで、赤血球パック体
が延長されて生ずるために供給される、全血液容積とし
て選定される。Ｖs は、偏向板の近くまで延長された赤
血球パック体を生ずるのに必要な容積として選定される
ことが好ましい。
【００２５】特定の実施例では、遠心分離機に全血液の
制御された流量を供給する装置と、分離された赤血球を
除去しおよび収集する装置と、分離された血漿を収集す
る装置とは、全血液源から遠心分離機に全血液を導入す
るための供給ラインを備えた可撓性の管組織装置と、遠
心分離機から１次注入袋への赤血球排出ラインと、遠心
分離機から血漿収集袋への血漿排出ラインとを有する。
これらのラインのおのおのは、血液源または収集袋から
ラインを分離するための弁を有する。これらの弁は自動
化される。供給ラインと赤血球排出ラインとの両方は流
量ポンプを有し、そして供給ラインはまた流量制御装置
を有する。これらの自動化された弁は、供給ライン・ポ
ンプと協働して、本発明の装置を充填サイクルから流出
サイクルに切り替えるのに用いられる。
【００２６】添付図面において、同じような番号は同じ
ような特性の部品であることを示し、そして同じ素子に
は同じ番号が付されている。
【００２７】図１は、本発明の血漿隔離装置の概要図で
ある。開示される可撓管組織セット、およびそれを取り
付けるおよびそれを使用する装置は、商標ＢＲＡＴ２TM
の下で、本出願の譲受人ＫＯＢＥラボラトリ・インコポ
レ−デッド社の傘下会社であるＫＯＢＥカージオバスキ
ュラにより製造されている。この管組織セット１２は、
多岐管１４を有する。多岐管１４は、血液収集貯蔵器ラ
イン２２および血液再注入袋ライン２６に連結されてい
る。管組織セット１２はまた、遠心分離機から除去され
て分離された赤血球を収集するために、ライン２６に連
結された赤血球再注入袋４４を有する。多岐管１４は、
遠心分離機流入口１２２を備えた遠心分離機連結ライン
２８により連結される。管組織２２および２６を選択的
に開閉するための弁３０および３４は、弁３０および３
４を開閉するためにそれぞれ、それらに付随して制御装
置３０′および３４′を有する。弁３０および３４を制
御することにより、それぞれの流体の流れの方向の選択
が可能になる。弁装置３０および３４は、前記で説明し
た協働装置により動作する。管組織セット１２が使用の
際に、協働装置に取り付けられる。また別の実施例（図
示されていない）では、血液収集貯蔵器ライン２２は、
従来の血液引抜き装置を用いて、患者に直接に連結され
る。
【００２８】管組織セット１２はまた、少なくとも１個
の血漿収集袋３６を有する。血漿収集袋３６には、遠心
分離機容器１４０の流出口１２８と血漿収集ライン５２
を通して供給が行われる。血漿収集袋３６は、使用の
際、前記装置に吊される。この装置はまた、容器１４０
を循環的に駆動する。血漿収集弁５０は、当業者に良く
知られているように、滑りクランプである。
【００２９】この装置はさらに、逆動可能な蠕動ポンプ
４０を有する。蠕動ポンプ４０はライン２８と協働して
動作することにより、いずれの方向にも選択的に送り出
すことができる。逆動可能な蠕動ポンプ４０は、それに
付随して制御／統制装置４０′を有する。制御／統制装
置４０′は、血液と分離された赤血球との流れの方向お
よび流速を制御する。制御／統制装置４０′はまた、充
填サイクルの期間中ポンプの回転の総数を監視し、そし
てこのデータがマイクロプロセッサに基づく制御装置１
に送られて処理が行われる。この処理の目的は、下記で
説明される。また別の実施例（図示されていない）で
は、血液収集貯蔵器ライン２２を通って管組織セットに
血液が入る時、全血液の中に抗凝血剤を送り込むため
に、抗凝血剤ポンプも設けられている。逆動可能な蠕動
ポンプ４０と同じように、抗凝血剤の流速を調整するた
めに、抗凝血剤ポンプはそれに付随して制御／統制装置
を有する。
【００３０】図１に、遠心分離機１１０の概要図だけが
示されている。それは、遠心分離動作の期間中、全血液
流入量と血漿流出量に適合するすべての遠心分離機と共
に、この血漿隔離装置が動作可能であるからでる。図１
に例が示された自動化された血漿隔離装置に対し、遠心
分離機１１０はまた、遠心分離機容器の回転速度を調整
するための制御／統制装置２と、赤血球の光電的検出器
３とを、それに付随して有する。制御／統制装置２およ
び赤血球検出器３は、下記で説明される。
【００３１】例示されたＢＲＡＴ２TM装置を用いて血漿
の隔離を実行するために、血液が患者から引き抜かれ、
そして従来の方法で抗凝血剤が加えられ、そして血液収
集貯蔵器３８の中に、好ましい実施例では袋の中に、収
集される。または、患者から直接に血液を受け取り、そ
して当業者によく知られた方法により抗凝血剤を加える
ことができる。その後、抗凝血剤が加えられた全血液
が、血液収集貯蔵器３８から（または、その代わりに、
直接に患者から）、弁３０と、ライン２２と、多岐管１
４と、逆動可能な蠕動ポンプ４０と、ライン２８とを通
って、遠心分離機容器１４０に引き抜かれる。弁３０お
よびポンプ４０は、それらのそれぞれの制御装置３０′
および４０′と多岐管１４と一緒になって、遠心分離機
への血液の流量を制御する。処理流体検出器４は、下記
で説明されるように、遠心分離機が空になったことを検
出するために、管組織ライン２８の中の空気を検出す
る。
【００３２】図２に示されているように、充填サイクル
の期間中、抗凝血剤が加えられた全血液が、遠心分離機
の流入口１２２を通って、回転する遠心分離機容器１４
０の中に入る。血液収集貯蔵器弁３０と血漿収集弁５０
が開き、そして再注入弁３４が閉じる。好ましい実施例
では、血液は約１００ｍＬ／分の流量率で遠心分離機容
器１４０の中に入り、一方遠心分離機容器１４０は約４
４００ｒｐｍの最初の回転速度で回転する。初期充填サ
イクルの期間中、大きな遠心分離機速度を用いることに
より、軟膜層の中の血小板濃度が増大し、したがって改
善された血小板回収が得られる。このような血小板濃度
はまた、２つの明瞭な区分での血漿の収集を容易にす
る。本発明の装置は、図５の点（ａ）のような予め選定
された点の前および後に収集された血漿区分を分離する
ことにより、それぞれ、最初の血小板の少ない区分およ
び第２の血小板の多い区分を収集することができる。
【００３３】処理の期間中、最も密度の大きい成分であ
る赤血球は、遠心分離機容器１４０の中の半径方向の最
も外側の位置に集められ、そして血小板の多い軟膜は赤
血球に隣接した内側に集中し、そして残りの血漿は、血
小板と赤血球が比較的少ない。処理が持続する時、充填
サイクルの期間中、血小板の少ない血漿が、そして続い
て血小板の多い血漿が、容器を出ていく。全血液がポン
プで送り込まれる間、血漿は遠心分離機容器を出ていく
のを持続する。全血液の計算された容積Ｖs が容器に供
給された後、逆動可能な蠕動ポンプ４０が停止し、そし
て遠心分離機の回転が２４００ｒｐｍまで遅くなり、そ
して処理ポンプが再び始動する。Ｖs は、遠心分離機の
中の偏向板に近い予め選定された点にまで延長された赤
血球パック体を発生するために、遠心分離機に供給され
なければならない全血液の量である。Ｖs は動作期間中
に直接には検出されなく、むしろ赤血球パック体を目視
監視または自動化された監視により動作期間中に決定さ
れるＶm に基づいて計算される。血液の計算された容
積、すなわち、充填容積（ここで定められたＶf ）が処
理されるまで、この小さな遠心分離機速度で処理が持続
される。その後、本発明の装置は充填サイクルを終了
し、そして流出サイクルを開始する。血漿が出ていくこ
とができる前に、したがって必要な血漿組成が得られる
前に、遠心分離機容器が血液で満たされなければならな
いから、充填容積（Ｖf ）は必然的に容器の容積よりも
大きい。
【００３４】図３に示されているように流出サイクルを
開始するために、遠心分離機容器１４０が回転を停止
し、血液収集貯蔵器弁３０が閉じ、そして再注入袋弁３
４が開く。逆動可能な蠕動ポンプ４０が停止し、そして
その後、逆方向に再始動する。流出サイクルの期間中、
遠心分離機容器１４０の中の赤血球は容器から、遠心分
離機の流入口１２２と、ライン２８と、蠕動ポンプ４０
と、多岐管１４と、ライン２６と、弁３４とを通り、１
次再注入袋４４にポンプにより送られる。弁３４とポン
プ４０は、それぞれの制御装置３４′および４０′（図
示されていない）および多岐管１４と一緒に、１次再注
入袋４４への赤血球の流量を制御する。空気による塞栓
形成を避けるために、１次再注入袋４４からの赤血球
は、再注入の前に、２次再注入袋（図示されていない）
に転送される。
【００３５】好ましい実施例では、遠心分離機容器１４
０が空である時、処理流体検出器４は管組織ライン２８
の中の空気を検出する。空気が検出された時、逆動可能
な蠕動ポンプ４０が停止する。その後、オペレータは、
また別のサイクルの処理を行うかどうかを決定する。
【００３６】図４は、本発明の好ましい実施例の遠心分
離機の横断面図である。抗凝血剤が加えられた全血液
が、遠心分離機流入口１２２を通って、回転する遠心分
離機容器１４０の中に入る。充填サイクルの期間中、遠
心分離機流出口１２８を通って、血漿が遠心分離機容器
１４０から出ていく。外側の回転する容器１４０は、容
器管１４２に取り付けられた固定された偏向板１４４を
有し、それにより血漿の流れが上側チヤンネル１４３に
偏向される。流出サイクルの期間中、遠心分離機流入口
１２２を通って、赤血球が容器１４０からポンプで送り
出される。遠心分離機１１０は、例えば、フェルドマン
ほかの特許（１９８７年８月４日発行の米国特許第４，
６８４，３６１号）に開示されている遠心分離機であれ
ばよい。この特許の内容は、本発明の中に織り込まれ
る。
【００３７】図５は、血漿隔離期間中の血小板と赤血球
との間の関係の例を示す。曲線は、血漿収集ライン５２
を通って血漿収集袋３６（図１）に進む時の血小板カウ
ントと分離された血漿の赤血球容積率とを、収集された
血漿容積の関数として示したものである。血漿の中に形
成された要素の正規な分布を示すために、血漿隔離のた
めの正規な停止点を越えて充填サイクルを持続すること
ができる。多くの先行技術の装置では、遠心分離機容器
を出ていく血漿は目視で観察される。これらの装置で
は、血漿がピンクになる時、血漿隔離が終了する。血漿
がピンクになる時は赤血球が溢れていることを示してお
り、そして多分軟膜が収集されたことを示す。
【００３８】図５に示されているように、利用可能な血
小板のかなりの部分を収集するために、したがって血小
板の多い血漿を生ずるために、点（ｂ）で表された血小
板カウントのピークを越えて処理を持続しなければなら
ない。先行技術による大抵の装置は、赤血球汚染ある点
で開始する処理を終了する。血小板の回復を最大にする
ために、ある程度の赤血球の溢れは必要であるけれど
も、一定の点、例えば点（ｄ）、を越えて持続された収
集により、中程度の血小板の捕獲、および増大した赤血
球汚染が生ずる。図５に示されているように、赤血球が
現れ始めた後、血小板と赤血球の濃度は極めて急速に変
化する。したがって、オペレータの観察と応答に頼って
いる先行技術による処理工程では、目標点は一定しな
く、そして生成物の大きな変動が避けられない。赤血球
汚染の始まりに付随する色の変化だけでなく、個人の応
答時間も様々である。色の認識と応答時間とのこのよう
な差は、得られる血漿生成物の血小板濃度と赤血球容積
率とに大きな影響を与えることがある。
【００３９】本発明は、容積制御装置を設置することに
より、先行技術の装置に付随する種々の問題点を解決す
ることができる。計算された容積の血液が処理された
時、装置が充填サイクルから流出サイクルに切り替わ
る。本発明の装置は血漿が入手可能になるとすぐに血漿
の収集を開始する。重要なことは、血小板のピークに到
達した後、供給される全血液の計算された充填容積で収
集を停止することである。具体的な停止点は、収集され
た血漿の要求された組成に応じて、例えば、要求された
血小板濃度および要求された赤血球容積率に応じて、選
定される。
【００４０】本発明の１つの特徴は、マイクロプロセッ
サに基づく制御装置１が、処理されるべき血液の容積を
決定することである。充填容積（Ｖf ）は、下記の式に
より、流入赤血球容積率（ＨＣｔi ）の関数である。
【００４１】
【数１】 Ｖf ＝ｆ1 （ＨＣｔi ） （１）
【００４２】ここで、流入赤血球容積率（ＨＣｔi ）は
先行技術で知られている方法により実験的に測定され
る、または下記で定められる式（５）を用いて制御装置
により自動的に決定される。いずれの場合にも、要求さ
れた充填容積（Ｖf ）と流入赤血球容積率（ＨＣｔi ）
との間の関係は、経験的に定められた関数（ｆ1 ）であ
る。関数（ｆ1 ）は、充填速度と、遠心分離機速度と、
具体的な遠心分離機容器と、用いられる管組織セットの
ような装置のパラメータに応じて変化する。換言すれ
ば、具体的な装置と処理条件に対して、ｆ1 が実験的に
決定される。通常、ｆ1 を定める装置のパラメータは、
製造の許容度の範囲内で、工程ごとに一定に保つことが
できる。
【００４３】前記で説明したように、本発明の１つの大
きな利点は、生成物の均一性が改善されることである。
本発明のこの特徴により、本発明の装置は、式（１）に
より定められるように、流入赤血球容積率に部分的に基
づく容積制御装置を用いて、充填サイクルの完了を予測
する。計算された容積の血液が処理された時、本発明の
装置は、充填サイクルから流出サイクルに自動的に切り
替わる。または、オペレータは工程の始めに、再び式
（１）を用いて、充填サイクルの終了を決定する。いず
れの場合にも、赤血球は再注入袋に転送されそして患者
に還流され、一方血漿は後での注入のために収集され
る。本発明では、充填サイクルから流出サイクルに何時
切り替えるかを計算することにより、先行技術の処理工
程における不確定さがなくなり、したがって生成物の均
一性が改善される。
【００４４】当業者にはすぐに分かるように、式（１）
および下記の式（２）ないし式（５）を拡張することに
より、１個または複数個の装置パラメータの変動に適応
することができる。例えば、流入赤血球容積率と処理ポ
ンプ速度との両方を変えることにより、本発明の装置を
実験的に評価することができる。このことにより、流入
赤血球容積率と処理ポンプ流量率との両方の変動を反映
する１組の式が得られる。したがって、ここに例示され
た流入赤血球容積率よりはむしろ、多数個の装置パラメ
ータに適応して工程を特別に作成することができる。
【００４５】図６に示された「半自動」の実施例では、
赤血球マーカ５が遠心分離機容器１４０の中の固定され
た位置に取り付けられる。この「半自動」の実施例は、
赤血球マーカ５が赤血球検出器を機能的に置き換えてい
る以外は、図１の概要図に示された血漿隔離装置に類似
している。けれども、もしオペレータがこの赤血球マー
カに赤血球パック体が近付くのを見ることができる位置
であるならば、遠心分離機容器１４０の位置またはその
上の位置の便利な任意の位置に、赤血球マーカを配置す
ることができる。図７（遠心分離機の頂部の下向き透視
図）に示された好ましい半自動的実施例では、遠心分離
機の軸から半径方向にある位置で、遠心分離機容器の頂
部の上または頂部の位置に、赤血球マーカ５が配置され
る。スペーサまたは充填材により生ずる容積排除量によ
り、赤血球容積の増大がそれに比例して半径方向の移動
に大きな増大を生ずる位置に、マーカが配置される。図
７において、充填材１５０の遠心分離機容器の中の外側
端部が示されている。充填材１５０のほぼ外側端部と偏
向器１４４のほぼ外側端部との間の半径方向の位置に、
マーカが配置される。オペレータはこのマーカを用い
て、赤血球パック体に対しマーカに到達するのに必要な
全血液の容積Ｖm を決定する。Ｖm とＶf の両方は、処
理される全血液の赤血球容積率に応じて定まる。Ｖm と
血液の赤血球容積率（ＨＣｔi ）との間の関係は、充填
速度と、遠心分離機速度と、具体的な遠心分離機容器
と、用いられる管組織セットとのような装置のパラメー
タに応じて定まる関数（ｆ2 ）である。したがって、マ
ーカに到達するための容積（Ｖm ）は、下記の式で表す
ことができる。
【００４６】
【数２】 Ｖm ＝ｆ2 （ＨＣｔi ） （２） または
【００４７】
【数３】 ＨＣｔi ＝ｇ2 （Ｖm ） （３）
【００４８】ここで、ｇ2 はまた装置のパラメータの関
数である。式（１）と式（３）とから、Ｖf とＶm との
間の関係は、下記の式で表すことができる。
【００４９】
【数４】 Ｖf ＝ｆ1 ［ｇ2 （Ｖm ）］ （４） すなわち
【００５０】
【数５】 Ｖf ＝ｆ3 ［Ｖm ］ （５）
【００５１】ここで、ｆ3 は装置のパラメータのまた別
の関数である。したがって、もしｆ 3 が分かっているな
らば、Ｖf はＶm から計算することができる。この関数
ｆ3は、具体的な装置と処理条件に対し、実験的に決定
することができる。通常、ｆ 2 およびｆ3 を定める装置
のパラメータは、製造の許容範囲内で、工程ごとに一貫
して保持することができる。
【００５２】本発明のこの特徴により、進行する赤血球
パック体がマーカに到達する（血液容積Ｖm に対応す
る）時、オペレータは制御装置１に信号を送る。前記で
説明したように、制御／統制装置４０′は充填サイクル
当たりのポンプの回転の総数を持続的に追跡し、そして
このデータを制御装置に送る。オペレータが制御装置に
いったん信号を送ると、Ｖm が設定され、そして必要な
充填容積（Ｖf ）が前記の方程式（５）から計算され
る。要求された充填容積（Ｖf ）が到達されるまで、処
理が持続する。必要な充填容積が到達された時、本発明
の装置は充填サイクルを自動的に停止し、そして流出サ
イクルを開始する。
【００５３】このように、前記で説明した「半自動」実
施例により、実際の実験データに基づいて充填サイクル
の終了を精密にかつ自動的に計算することによる、先行
技術にはない大きな利点が得られる。このように、この
「半自動」実施例により工程の精密度が改善される。し
たがって、実験条件および装置の小さな変動を調整する
ことにより、生成物の均一度が増大する。このような実
験的パラメータとしては、例えば製造された容器に共通
して容器容積の小さな変動がある。「半自動」実施例は
また、自動化の利点とオペレータの介入の機会とを組み
合わせることができ、したがって特定目的の分離を行う
ことができ、かつさらに微細な工程制御を行うことがで
きる。
【００５４】下記で説明されるように、本発明の半自動
化された実施例により、２速度遠心分離機による分離を
行うことができる。
【００５５】図１に示された完全に自動化された実施例
では、オペレータよりはむしろ赤血球検出器３が、赤血
球パック体を監視し、そして遠心分離機の軸から外側の
半径方向の予め定められた位置に、ここではＰm で示さ
れた位置に、赤血球パック体が到達した時、制御装置１
に信号を送る。Ｐm は、図７に示されているように、ス
ペーサ１５０と偏向器１４４の外側端部との間にあるこ
とが好ましい。赤血球検出器３は、赤血球パック体がＰ
m をさえぎる時を検出できる、遠心分離機の外側の任意
の便利な位置に配置することができる。便宜上そして経
済的な都合上、検出器３は、例えば、遠心分離機に対し
従来の血液回収の応用と同じ位置に配置することができ
る。例えば、赤血球検出器は、ＣＯＢＥ ＢＲＡＴTM血
液回収装置のように配置することができる。この装置は
市販されており、そしてＣＯＢＥラボラトリ（レークウ
ッドＣＯ）により出版されたＣＯＢＥ ＢＲＡＴTM装置
のオペレータの手引書に記載されている。その全体が、
本発明の中に織り込まれる。用いられる具体的な赤血球
検出器はそれほど決定的ではなく、任意の検知装置であ
ることができる。例えば血液回収装置に使用される典型
的な赤血球検出器であればよい。
【００５６】本発明のこの特徴により、前進する赤血球
層がＰm に到達する時、光学検知装置３は制御装置１に
信号を送る。この点は再びＶm を決定する。前記で説明
したように、制御／統制装置４０′は充填サイクル当た
りのポンプの回転の総数を記録し、そしてこのデータを
制御装置に送る。「半自動」実施例の場合のように、検
知装置が制御装置に信号を送る時、Ｖm が設定され、そ
してＶm とＶf の関係を定める実験的に決定された方程
式を用いて、Ｖf が計算される。この方程式は、ポンプ
速度と、管組織セットと、赤血球検出器の位置と、を含
む実際の実験条件およびパラメータを反映した、試行的
血漿隔離により得られたデータに最もよく適合させるこ
とにより得られる。必要な充填容積（Ｖf ）が到達され
るまで処理が持続される。要求された充填容積が到達さ
れた時、装置は充填サイクルを自動的に停止し、そして
流出サイクルを開始する。
【００５７】このように、図１に示された本発明の好ま
しい実施例により、「半自動」実施例と同じ利点が得ら
れる。すなわち、完全に自動化された利点に加えて、生
成物の均一性が改善されるという利点が得られる。した
がって、自動化された血漿隔離装置により、生成物の均
一性の改善が達成され、一方オペレータが関与すること
が最小に抑えられる。
【００５８】本発明の完全に自動化された実施例と半自
動化された実施例との両方が、２速度分離器として動作
することができる。図１に例示されたＢＲＡＴ−２装置
の血漿隔離装置は、遠心分離機容器１４０の回転速度を
調整するための制御／統制装置２を有することができ
る。制御／統制装置２は、遠心分離機容器の中のパック
された赤血球が予め定められた点に到達した時、遠心分
離機の速度を減少する、好ましくは約４４００ｒｐｍか
ら約２４００ｒｐｍに減少する。赤血球が偏向器に到達
する前または到達する時、速度が直ちに減少されるのが
最も好ましい。
【００５９】本発明のこの特徴により、マイクロプロセ
ッサに基づく制御装置１は、Ｖm に基づき速度減少容積
（Ｖs ）を計算する。Ｖf とＶm との間の場合と同じよ
うに、Ｖs とＶm との間の関係は下記の式で与えられ
る。
【００６０】
【数６】 Ｖs ＝ｆ4 （Ｖm ） （６）
【００６１】前記のＶf とＶm の場合に説明されたのと
同じように、ｆ4 は試行的血漿隔離により得られたデー
タに最もよく適合させることにより決定される。Ｖm が
与えられるならば、本発明の装置の制御装置は、経験的
に得られたｆ4 に基づいてＶ s を計算し、そして遠心分
離機に送られる全血液の容積がＶs に等しい時、制御装
置は遠心分離機の速度を小さくする。
【００６２】遠心分離機速度が減少されるならば、した
がって遠心分離力が小さくなるならば、パックされた赤
血球が遠心分離機容器の中の偏向器に近付く時、泡発生
が減少する。充填サイクルの期間中の任意の時刻に速度
を減少させることができるけれども、赤血球が偏向器１
４４に到達する前にまたは到達する時に、速度を直ちに
減少させることが好ましい。したがって、Ｖs とＶm と
の間の関係を表す経験的に得られた式は、偏向器のほぼ
外側端部にまで延長される赤血球パック体を生ずるため
に遠心分離機に供給される全血液の容積として選定され
たＶs に対し、決定されることが好ましい。最初に大き
な遠心分離機速度で隔離を行うことにより、まず血小板
の少ない区分と次に血小板の多い区分という２つの区分
で、血漿の収集を行うことができる、
【００６３】半自動モードでは、マーカ５は、その内側
端部が偏向器１４４の外側端部と出来るだけ接近して整
合するように配置されることが好ましい。このように配
置されるならば、Ｖm はＶs にほぼ等しく、したがって
好ましい半自動実施例では、赤血球パック体がマーカの
内側端部に到達した（すなわち、Ｖm ＝Ｖs ）ことをオ
ペレータが装置に信号を送って知らせる時、遠心分離機
の速度の減少がトリガされる。もし目視されるマーカが
偏向器から大幅に外側に配置されるならば、完全に自動
化されたモードの場合に前記で説明されたように、Ｖm
とＶs の関係を与える予め定められた式を用いて、この
装置の制御装置によりＶs が計算される。オペレータが
装置にいったん信号を送ると、Ｖm が設定され、そして
Ｖs が計算される。供給される全血液の容積がＶs であ
る時、装置の制御装置は、遠心分離機の速度を減少させ
る。
【００６４】図８は、充填サイクルの期間中、マイクロ
プロセッサに基づく制御装置１により実行される、図１
の完全に自動化された実施例に対する制御動作を示す。
図８の制御動作は適切な任意の制御機構体により実行す
ることができるが、装置の特性を最適化しかつ特定用途
向けにするためには、マイクロプロセッサのようなプロ
グラム可能な制御装置を用いることが有利である。
【００６５】血漿回収プログラム２００を入れると、制
御装置１は段階２０２において、充填サイクルの流れの
設定を図２に示されているように進める。血液収集貯蔵
器弁３０が開き（血漿収集弁５０は典型的には手動で開
かれる、または自動化されることもできる）、再注入袋
弁３４が閉じる。例示されたＢＲＡＴ−２装置では、逆
動可能な蠕動ポンプ４０が、約１００ｍＬ／分の流量率
で全血液を遠心分離機の中に供給するように設定され
る。遠心分離機容器は、約４４００ｒｐｍの最初の速度
で回転を開始する。
【００６６】充填サイクルの期間中、逆動可能な蠕動ポ
ンプ４０は、ポンプの回転の総数（遠心分離機に供給さ
れる容積を表す）を持続的に監視し（段階２０４）、そ
してこの情報を制御装置１に送る。
【００６７】充填サイクルの期間中、制御装置１は、赤
血球パック体が予め定められた固定点に到達したことを
指示する赤血球検出器３からの信号を、段階２０５にお
いて、持続的に検査する。この点において、制御装置は
監視された血液供給容積に等しいようにＶm を設定す
る。その後、制御装置１は、そのマイクロプロセッサの
中にプログラムされた予め定められた経験的な式を用い
て、充填容積（Ｖf ）および速度減少容積（Ｖs ）を計
算する（段階２０６）。次に制御装置１は、速度減少容
積（Ｖs ）が到達されたどうかを判定するために、段階
２０６において検査を行う。もし到達されたならば、制
御装置１は、段階２０８において、遠心分離機の速度を
減少するように、好ましくは約２４００ｒｐｍにするよ
うに、遠心分離機速度制御／統制装置２に指示する。ま
た段階２０８において、制御装置１は、逆動可能な蠕動
ポンプ４０に停止するように指示する。遠心分離機容器
が２４００ｒｐｍに到達した時、ポンプ４０は再び始動
する。
【００６８】その後、必要な充填容積（Ｖf ）が到達さ
れたかどうかを判定するために、段階２０９において、
制御装置１が検査を行う。もし到達されたならば、図３
に示されているように、制御装置１は段階２１０および
段階２１１において、流出サイクルの設定を指示する。
遠心分離機容器１４０は回転を停止し、そして血液収集
貯蔵器弁３０が閉じ、そして再注入袋弁３４が閉じる。
逆動可能な蠕動ポンプ４０が停止し、その後、反対方向
に再始動する。
【００６９】好ましい実施例では、流出サイクルの期間
中、段階２１２において、制御装置１は処理流体検出器
４からの信号に対し持続的に検査を行う。管組織ライン
２８の中に空気が存在しそして流出サイクルが完了した
ことを示す信号が到達した時、もしオペレータが制御装
置１に別の充填サイクルを開始することを命令するので
なければ、制御装置１は段階２１４において、機械を停
止させるための停止動作に入ることを指示する。もし別
のサイクルを開始する命令が受け取られないならば、制
御装置１は段階２１４において、逆動可能な蠕動ポンプ
４０に停止するように指示する。または、停止の前に、
設定された数の充填サイクルおよび流出サイクルを実行
するように、制御装置をプログラムすることができる。
【００７０】本発明の自動化された血漿隔離法は、下記
の例についてさらに詳細に説明される。これらの例は本
発明を説明する目的のためのものであって、本発明の範
囲がこれらの例に限定されることを意味するものではな
い。
【００７１】例１ 牛の血液を用いた血漿隔離 前記で説明されそして図１に示された完全に自動化され
た血漿隔離装置を用いて、牛の血液から血漿が作成され
た。用いられた管組織セットおよび機械装置は、本出願
の譲受人ＣＯＢＥラボラトリ・インコーポレテッドの傘
下会社ＣＯＢＥカージオバスキュラ社により、ＢＲＡＴ
２TMの商標の下で製造された、自家輸血装置であった。
赤血球検出器は、血液回収の応用におけるのと同じ位置
に配置された、ＢＲＡＴ２TMと共に用いられた血液回収
検出器であった。ＢＲＡＴ２TMに適合しそしてＣＯＢＥ
カージオバスキュラ・インコーポレテッド社により製造
された２５０ｍＬのベーラ容器が、遠心分離機容器とし
て用いられた。最初の充填の期間中の遠心分離機速度
は、４４００ｒｐｍであった。減少された遠心分離機速
度は、２４００ｒｐｍであった。ポンプ充填速度は、１
００ｍＬ／分に設定された。
【００７２】この場合、約７０パーセントの血小板採集
を生ずるように、および収集された血漿の中の赤血球容
積率が約３パーセントであるように、定数が実験的に選
定された。式（１）から式（６）までの式により定めら
れる処理パラメータは下記の通りである。
【００７３】
【数７】Ｈｃｔi ＝87.1− 0.182（Ｖm ／ｍＬ）＋0.00
0131（Ｖm ／ｍＬ）2
【００７４】
【数８】Ｖf ＝−4.15ｍＬ＋ 1.506Ｖm
【００７５】
【数９】Ｖs ＝22.7ｍＬ＋1.24Ｖm
【００７６】例２ 人間の血液を用いた試行血漿隔離 前記で説明されそして図１に示された完全に自動化され
た血漿隔離装置を用いて、新鮮な人間の血液から血漿が
作成された。用いられた管組織セットおよび機械装置
は、例１で説明された。ＢＲＡＴ２TMに適合しそしてＣ
ＯＢＥカージオバスキュラ・インコーポレテッド社によ
り製造された２５０ｍＬのベーラ容器が、遠心分離機容
器として用いられた。最初の充填の期間中の遠心分離機
速度は、４４００ｒｐｍであった。減少された遠心分離
機速度は、２４００ｒｐｍであった。ポンプ充填速度
は、１００ｍＬ／分に設定された。
【００７７】この試行血漿隔離において、流入血液赤血
球容積率は４４．８％であり、そして流入血小板カウン
トは２５３．５ＴＨＳＮ／ＣＵ ＭＭ（×１０００／ｍ
ｍ３）であった。遠心分離機容器および血漿収集袋まで
の管組織セットを満たすための容積は、３１１ｍＬであ
った。Ｖｍ＝３３９ｍＬ
【００７８】充填サイクルの期間中、採集された血漿
は、１０ｍＬないし５０ｍＬの一連の管の中に収集され
た。次に、収集された血漿試料のおのおのは、容積と、
赤血球容積率と、血小板カウントに対し測定が行われ
た。個々の結果および累積された結果が、表１に示され
ている。血小板カウントは、ハイアレア、フロリダのク
ールタ・エレクトロニックス・インコーポレーテッド社
から市販されているクールタ・カウンタ・モデルＳ−プ
ラスIVを用いて測定された。
【００７９】
【表１】 表１
【００８０】図９および図１０は、表１の中のデータを
用いて、血小板と赤血球をライン５２を通して回収され
た容積の関数として示したグラフである。血小板カウン
トおよび分離された血漿の赤血球容積率が、収集された
容積の関数として示されている。図９にはっきりと示さ
れているように、赤血球の溢れが始まった後、血小板濃
度と赤血球濃度とが急速に変化する。
【００８１】例３ Ｖm 式およびＶf 式の導出 前記で説明されそして図１および図６で示された、完全
に自動化された血漿隔離装置および半自動化された血漿
隔離装置を用いて、新鮮な人間の血液から血漿が作成さ
れた。血漿の隔離は、実施例２で説明されたようにして
行われた。赤血球容積率が２０％から４５％までの範囲
の流入血液から、データが得られた。
【００８２】採集された血漿は、１０ｍＬないし５０ｍ
Ｌの一連の検査管の中に収集された。次に、収集された
血漿試料のおのおのは、容積と、赤血球容積率と、血小
板カウントに対し測定が行われた。このデータを用い
て、血小板の多い血漿生成物の中に採集された血小板と
赤血球容積率とのモデルが、採集されたＰＲＰの容積の
関数として、または充填容積（Ｖf ）と、充填サイクル
を停止するおよび流出サイクルを開始する血液容積とで
構成される。
【００８３】この場合、７０％の血小板採集を生ずるよ
うに、またはいずれが最初に起こっても収集された血漿
生成物の中の赤血球容積率が５％であるように、定数が
実験的に選定された。［すべての場合に、５％赤血球容
積率が最初に起こった。］
【００８４】用いられた血漿隔離装置は、マーカ（図７
の５）と赤血球検出器との両方を備えている。マーカ
は、検出器の外側端部にできるだけ近い半径方向に、そ
の内側端部を有する好ましい位置に配置される。この構
成体において、マーカはＶs およびＶm を指示する（半
自動モード）。このように、これらの実験の期間中、赤
血球検出器がトリガされる時、Ｖm （自動）が設定さ
れ、そしてマーカを目視で監視することによりＶs を決
定することができる。（赤血球検出器がトリガされる時
の点［ここではＰm ］は、マーカ位置から半径方向の外
側にあることに注目せよ。）この構成体では、実験的デ
ータを収集して、動作の自動モードに対しＶ f をＶm に
関係付ける方程式（自動）、および動作の自動モードに
対しＶs をＶ m に関係付ける方程式（自動）、および動
作の半自動モードに対しＶs をＶm に関係付ける方程式
（半自動）を得ることができる。（半自動モードでは、
指示されたマーカ位置はＶs ＝Ｖm であることに注目せ
よ。）
【００８５】赤血球検出器が作動する充填容積（Ｒ）お
よびマーカに到達する充填容積ＶsおよびＶm （半自動
モード）が、記録された。すべての場合に、赤血球パッ
ク体がマーカに到達する時、遠心分離機は４４００ｒｐ
ｍから２４００ｒｐｍに回転が減少された。前記基準に
適合するデータに対し、１次および２次の線形回帰が適
用された。２次適用の結果、相関係数の最小の増大だけ
と、Ｆ比の大幅な減少が得られた。したがって、１次方
程式が選定された。これらの１次方程式は下記の通りで
ある。
【００８６】
【数１０】第１容器 自動モード Ｖs ＝
1.4＋ 1.230（Ｖm ） 自動モード Ｖf ＝−96.3＋ 1.743（Ｖm ） 半自動 Ｖf ＝−94.7＋ 1.411（Ｖm ）
【００８７】
【数１１】第２容器 自動モード Ｖs ＝−
5.2＋ 1.293（Ｖm ） 自動モード Ｖf ＝−54.9＋ 1.739（Ｖm ） 半自動 Ｖf ＝−47.1＋ 1.343（Ｖm ）
【００８８】ここで、すべての容積はｍＬで表されてい
る。すべての相関係数は、０．９９７よりも大きい。当
業者にはすぐに分かるように、これらの方程式のおのお
のは流入赤血球容積率で表すことができる。
【００８９】例４ 人間の血液を用いた血漿隔離 前記で説明されそして図１および図６に示された、完全
に自動化された血漿隔離装置および半自動化された血漿
隔離装置のそれぞれを用いて、新鮮な人間の血液から血
漿が作成された。例１で説明されたように、例３で得ら
れた式を用いて、２つの異なる赤血球容積率、すなわち
２８％および３８％で、血漿隔離が行われた。（それぞ
れの試料の３つの群が処理された。）収集された血漿の
中の目標赤血球容積率は、６０％〜８０％の血小板採集
の場合、５％であった。
【００９０】流入血液の赤血球容積率（２８％または３
８％）とモードの型（自動または半自動）の組み合わせ
のおのおのが、３組の使い捨て試料を用いて、合計で１
２組の使い捨て試料に対して検査された。それぞれの使
い捨て試料の組に対し、第１容器データと第２容器デー
タとの両方が収集された。
【００９１】表２および表３は、それぞれのモードとそ
れぞれの流入赤血球容積率の条件に対し、収集された平
均パーセント血小板と平均赤血球容積率を示す。標準偏
差が括弧の中に与えられている。
【００９２】
【表２】
【００９３】
【表３】
【００９４】これらの結果は、例３の経験的に得られた
式は正しいことを示す、すなわち定められた赤血球容積
率と血小板カウントで、生成物血漿を生ずるであろうＶ
f を計算できることを示す。
【００９５】前記説明から、本発明の新規な概念の範囲
内で、種々の変更および修正の可能であることが分かる
であろう。他の環境の中に本発明を組み込むことが可能
であることが理解されるはずであり、および前記で例示
された特定の装置または特定の血液源に限定されるもの
ではないことが理解されるはずである。もちろん、請求
項は、すべてのこのような変更実施例を本発明の範囲内
に包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施例の自動化された血漿隔離
装置の概要図。
【図２】充填サイクルおよび流出サイクルのそれぞれの
期間中の血漿隔離装置の中の流れの概要図。
【図３】充填サイクルおよび流出サイクルのそれぞれの
期間中の血漿隔離装置の中の流れの概要図。
【図４】本発明の好ましい１つの実施例の遠心分離機の
横断面側面図。
【図５】収集された血漿の容積の関数として表された、
血小板カウントと赤血球容積率の間の関係の１つの例を
示したグラフ。
【図６】本発明の１つの実施例の半自動化された血漿隔
離装置の概要図。
【図７】図１の装置の遠心分離機の横断面平面図。
【図８】図１の実施例と共に用いられる制御装置の流れ
図。
【図９】実施例２で説明された分離された血漿の順次に
収集された試料の血小板カウント（白い正方形）および
赤血球容積率（菱形）のグラフ。データ点は、表１に示
された収集管１〜１１の中の測定された血小板カウント
と赤血球容積率を表す。
【図１０】収集された血漿の容積の関数として表され
た、収集され分離された血漿の中の採集された血小板
（白い正方形）および赤血球容積率（菱形）のパーセン
トとして、累積血小板カウントのグラフ。
【符号の説明】
１ 制御装置 ２ 遠心分離機制御／統制装置 ３ 赤血球検出器 ４ 処理流量検出器 ４０′ 蠕動ポンプ制御／統制装置
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61M 1/02 A61K 35/14 B04B 13/00

Claims (33)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 必要な累積赤血球容積率または必要な累
    積血小板採集量を有する分離された血漿を得るために遠
    心分離機の中の全血液の赤血球から血漿を隔離し、か
    つ、充填サイクルと流出サイクルとを順次に有し、かつ
    前記充填サイクルの期間中全血液が前記遠心分離機に供
    給されおよび前記遠心分離機の中に赤血球パック体が形
    成されるようにかつ前記分離された血漿が収集されるよ
    うに前記血漿が前記赤血球から分離され、かつ前記流出
    サイクルの期間中前記遠心分離機の中に残っている前記
    分離された血球が遠心分離機から除去され、かつ再注入
    袋へ収集される、血漿隔離装置であって、 前記遠心分離機の回転速度を制御する装置と、 前記遠心分離機に全血液の制御された流れを供給する装
    置と、 前記遠心分離機に供給される全血液の容積を監視する装
    置と、 前記分離された血漿を収集する装置と、 前記分離された赤血球を除去および収集する装置と、 を有し、かつ予め定められた固定された容積の赤血球パ
    ック体を前記遠心分離機の中に生ずるために、前記遠心
    分離機に供給される全血液の容積Ｖｍを決定する装置
    と、 前記充填サイクルを終了するための、かつその後前記遠
    心分離機に供給される全血液の前記監視された容積が計
    算された最大充填容積Ｖｆに等しい時に作動する前記流
    出サイクルを開始するための、制御装置と、 前記制御装置と、前記容積監視装置と、Ｖｍを決定する
    前記装置とに付随して動作し、かつ、必要な累積赤血球
    容積率または必要な累積血小板採集量を有する分離され
    た血漿を生ずる遠心分離機充填容積としてＶｆが選定さ
    れる試行血漿隔離において決定された方程式をＶｍとＶ
    ｆを関係付ける経験的に予め定められた方程式として用
    いて、前記最大充填容積Ｖｆを計算する自動化された装
    置と、 を有することを特徴とする、前記血漿隔離装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の血漿隔離装置において、
    Ｖｍを決定する前記装置が、前記赤血球パック体容積が
    予め定められた固定された容積に到達した時を決定する
    ために、前記遠心分離機の容器の上の位置または前記容
    器の位置に配置された検知装置を有することを特徴とす
    る、前記血漿隔離装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の血漿隔離装置において、
    前記検知装置が光電的赤血球検出器であることを特徴と
    する、前記血漿隔離装置。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の血漿隔離装置において、
    Ｖｍを決定する前記装置が、前記赤血球パック体容積が
    予め定められた固定された容積に到達した時を前記赤血
    球パック体が前記遠心分離機の赤血球マーカに到達する
    ことにより指示されるとして装置のオペレータが目視で
    決定する、半自動の装置であることを特徴とする、前記
    血漿隔離装置。
  5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の
    血漿隔離装置において、前記予め定められた方程式が試
    行血漿隔離において決定され、かつここで必要な最大累
    積赤血球容積率または必要な最小血小板採集量を有する
    分離された血漿を生ずる遠心分離機充填容積としてＶｆ
    が選定されることを特徴とする、前記血漿隔離装置。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の血漿隔離装置において、
    約５％の最大累積赤血球容積率を有する分離された血漿
    がＶｆにより得られるように前記方程式が決定されるこ
    とを特徴とする、前記血漿隔離装置。
  7. 【請求項７】 請求項５記載の血漿隔離装置において、
    約７０％の最小累積血小板採集量を有する分離された血
    漿がＶｆにより得られるように前記方程式が決定される
    ことを特徴とする、前記血漿隔離装置。
  8. 【請求項８】 請求項１〜請求項７のいずれかに記載の
    血漿隔離装置において、異なる血小板含有量を有する血
    漿区分の収集のために前記充填サイクルが複数個の血漿
    収集サイクルを有し、かつ血漿収集サイクルを順次に終
    了しそして開始するための制御装置を前記充填サイクル
    の中にさらに有することを特徴とする、前記血漿隔離装
    置。
  9. 【請求項９】 請求項５記載の血漿隔離装置において、
    血小板の少ない血漿区分および血小板の多い血漿区分に
    収集するのに適合した前記血漿隔離装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１〜請求項９のいずれかに記載
    の血漿隔離装置において、Ｖｆを計算するための前記装
    置がマイクロプロセッサを使用することを特徴とする前
    記血漿隔離装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１〜請求項１０のいずれかに記
    載の血漿隔離装置において、前記予め定められた方程式
    が前記試行血漿隔離で収集された第１データに最もよく
    適合させることにより得られることを特徴とする前記血
    漿隔離装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１〜請求項１１のいずれかに記
    載の血漿隔離装置において、前記遠心分離機に供給され
    る前記監視された全血液容積が計算された速度減少容積
    Ｖｓに等しい時に作動する、前記遠心分離機の回転速度
    を変えるための制御装置をさらに有する前記血漿隔離装
    置。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載の血漿隔離装置におい
    て、前記遠心分離機が偏向器を備えた固定器を有し、か
    つ前記遠心分離機速度制御装置と前記全血液容積監視装
    置とＶｍを決定するための前記装置とに付随して動作す
    る前記速度減少容積Ｖｓを計算するための自動化された
    装置をさらに有し、かつ遠心分離機充填容積が赤血球パ
    ック体の泡発生の起こる容積以下であるようにＶｓが選
    定される試行血漿隔離で決定される方程式をＶｍとＶｓ
    を関係付ける経験的に予め定められた方程式として用い
    る、ことを特徴とする前記血漿隔離装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１３記載の血漿隔離装置におい
    て、前記遠心分離機が偏向器を備えた固定器を有し、か
    つ前記遠心分離機の中の前記偏向器にまで延長される赤
    血球パック体の容積を生ずるために前記遠心分離機に供
    給されなければならない全血液容積以下に前記速度減少
    容積Ｖｓが設定される、ことを特徴とする前記血漿隔離
    装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１３記載の血漿隔離装置におい
    て、前記速度減少容積ＶｓがＶｍに等しいように設定さ
    れることを特徴とする前記血漿隔離装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１３〜請求項１５のいずれかに
    記載の血漿隔離装置において、ＶｍとＶｓを関係付ける
    前記予め定められた方程式が前記試行血漿隔離で収集さ
    れたデータに最もよく適合させることにより得られるこ
    とを特徴とする前記血漿隔離装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１１または請求項１６に記載の
    血漿隔離装置において、前記最適合化が１次線形回帰で
    行われることを特徴とする前記血漿隔離装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１３〜請求項１７のいずれかに
    記載の血漿隔離装置において、Ｖｓを計算する前記装置
    がマイクロプロセッサであることを特徴とする前記血漿
    隔離装置。
  19. 【請求項１９】 請求項１〜請求項１８のいずれかの装
    置を用いて血漿隔離を行う方法。
  20. 【請求項２０】 必要な赤血球容積率または必要な血小
    板含有量を有する生成物血漿を生ずるために遠心分離機
    の中の全血液から血漿隔離を行う方法であって、前記遠
    心分離機が順次の充填サイクルおよび流出サイクルで動
    作するのに適合し、かつ前記充填サイクルの期間中全血
    液が前記遠心分離機に供給されおよび赤血球パック体が
    前記遠心分離機の中に形成されかつ前記生成物血漿が収
    集されるように前記生成物血漿が赤血球から分離され、
    かつ前記流出サイクルの期間中前記遠心分離機の中に残
    っている前記赤血球がそこから除去されおよび収集さ
    れ、かつ全血液の制御された流量を前記遠心分離機に供
    給する前記充填サイクルを開始する段階、および前記遠
    心分離機に供給された全血液の容積を持続的に監視する
    段階と、 前記充填サイクルの期間中前記生成物血漿を収集する段
    階と、 赤血球パック体の予め定められた固定された容積を前記
    遠心分離機の中に生ずるために前記遠心分離機に供給さ
    れた全血液の容積Ｖｍを決定する段階と、 前記決定されたＶｍと、ＶｍとＶｆを関係付ける実験的
    に予め定められた方程式とに基づいて、必要な赤血球容
    積率または必要な血小板カウントを有する生成物血漿が
    得られる全血液の充填容積を計算する段階と、 前記遠心分離機に供給される前記監視された全血液容積
    がＶｆに等しい時、前記充填サイクルを終了する段階
    と、 を有することを特徴とする前記方法。
  21. 【請求項２１】 請求項２０に記載の方法において、Ｖ
    ｍとＶｆを関係付ける前記実験的方程式がＶｆとＨｃｔ
    ｉを関係付ける方程式を実験的に決定する段階と、 ＨｃｔｉとＶｍを関係付ける方程式を実験的に決定する
    段階と、 ＨｃｔｉとＶｍを関係付ける前記実験的方程式およびＨ
    ｃｔｉとＶｆを関係付ける前記実験的方程式から、Ｖｆ
    とＶｍを関係付ける前記方程式を決定する段階と、 を有することを特徴とする方法により決定される、前記
    方法。
  22. 【請求項２２】 請求項２１に記載の方法に従い血漿隔
    離により処理されるべき全血液の赤血球容積率Ｈｃｔｉ
    を決定する方法であって、 前記遠心分離機に全血液の制御された流れを供給する段
    階、および前記遠心分離機に供給された全血液の容積を
    持続的に監視する段階と、 前記遠心分離機の中に予め定められた固定された容積の
    赤血球パック体を生ずるために前記遠心分離機に供給さ
    れた全血液容積Ｖｍを決定する段階と、 前記決定されたＶｍと、ＶｍとＨｃｔｉを関係付ける前
    記実験的に決定された方程式とに基づいて、前記全血液
    の赤血球容積率を計算する段階と、 を有することを特徴とする前記方法。
  23. 【請求項２３】 請求項２０〜請求項２２のいずれかに
    記載の方法において、Ｖｍが自動化された容積監視装置
    により決定され、かつ前記赤血球パック体容積が予め定
    められた固定された容積に到達する時を決定するために
    前記遠心分離機の容器の上の位置または前記容器の位置
    に配置された検知装置を前記容積監視装置が有する、こ
    とを特徴とする前記方法。
  24. 【請求項２４】 請求項２３に記載の方法において、前
    記検知装置が光電的赤血球検出器であることを特徴とす
    る前記方法。
  25. 【請求項２５】 請求項２０〜請求項２２のいずれかに
    記載の方法において、Ｖｍが装置のオペレータにより決
    定され、かつ前記赤血球パック体容積が予め定められた
    固定された容積に到達する時を前記遠心分離機の容器の
    上の赤血球マーカに到達する前記赤血球パック体により
    指示されるとして前記装置のオペレータが目視により決
    定する、ことを特徴とする前記方法。
  26. 【請求項２６】 請求項２０〜請求項２５のいずれかに
    記載の方法において、前記予め定められた方程式が試行
    血漿隔離で決定され、かつここで必要な最大累積赤血球
    容積率または必要な最小血小板採集量を有する分離され
    た血漿が得られる前記遠心分離機の充填容積としてＶｆ
    が選定される、ことを特徴とする前記方法。
  27. 【請求項２７】 請求項２６に記載の方法において、前
    記試行血漿隔離で収集されたデータに前記方程式を最も
    よく適合させることにより前記予め定められた方程式が
    得られることを特徴とする前記方法。
  28. 【請求項２８】 請求項２７に記載の方法において、前
    記最もよく適合させる段階が１次線形回帰で行われるこ
    とを特徴とする前記方法。
  29. 【請求項２９】 請求項２０に記載の方法において、さ
    らに前記遠心分離機の回転速度を監視する段階と、 前記遠心分離機に供給された前記監視された全血液容積
    が、計算された速度減少容積Ｖｓと等しい時に、前記遠
    心分離機の回転速度を変える段階と、 を有することを特徴とする前記方法。
  30. 【請求項３０】 請求項２９記載の方法において、前記
    遠心分離機は偏向器を有する固定器を含み、前記方法
    は、 Ｖｓが赤血球パック体の発泡が生じる場合の容積よりも
    小さい遠心分離機充填容積であるとして、ＶｓをＶｍに
    関係付ける実験的に得られる方程式を決定するために試
    行血漿隔離を行う段階と、 前記決定されたＶｍと、ＶｓをＶｍに関係付ける前記実
    験的方程式とから、 前記速度減少容積Ｖｓを決定する段階と、 を有することを特徴とする前記方法。
  31. 【請求項３１】 請求項２９記載の方法において、前記
    速度減少容積ＶｓがＶｍに等しいことを特徴とする前記
    方法。
  32. 【請求項３２】 請求項３０記載の方法において、前記
    実験的方程式は、前記試行血漿隔離において収集された
    データへの最適合化によって導出されることを特徴とす
    る前記方法。
  33. 【請求項３３】 請求項３０記載の方法において、前記
    最適合化は、１次線形回帰で行われることを特徴とする
    前記方法。
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