JP6329519B2 - 血液分離装置および界面検出ユニット - Google Patents

Description

本発明は、遠心分離によって分離された親バッグ内の各血液成分を各子バッグに分配する血液分離装置および界面検出ユニットに関する。

従来、採取または治療の目的で血液をドナーまたは患者から取出し、取出した血液を収容した親バッグを遠心分離処理した後、各血液成分（例えば、赤血球、白血球、血小板、血漿）を複数の子バッグに分配する血液分離装置が知られている（例えば特許文献１を参照）。

この特許文献１の血液分離装置では、親バッグおよび子バッグを接続する血液移送チューブの途中箇所や親バッグを押圧する上部押圧板に光センサが設置され、これら光センサによって各血液成分間の界面（バフィーコート層）を検出することによって、各血液成分を送り込む先の子バッグを自動的に切り替えるように制御されている。

特開２００３−１３５５９１号公報

ところが、特許文献１の血液分離装置では、血液流路の特定ポイント（血液移送チューブの途中箇所や上部押圧板）に、分光強度のレベル変化を検知する光センサを設置することにより、血液成分の界面を検出していることから、血液移送チューブ内の気泡、血液移送チューブ毎の材質の違い、血液移送チューブの経年劣化、検出対象の血液の個体差等の諸要因によって、界面の検出精度に影響を受け易いという問題があり、また、上述した諸要因を考慮した光センサの検知レベルの設定は難しいという問題がある。

また、上述したように、血液流路の特定ポイントで界面を検出していることから、圧変動等に起因して血液移送チューブ内における血液の流速に変動が生じた場合に、当該流速の変動を検出することができず、各血液成分を送り込む先の子バッグを切り替えるタイミングにズレが生じる場合があるという問題もある。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡単な構成で、血液成分間の界面を的確かつ確実に検出可能な血液分離装置および界面検出ユニットを提供することを目的とするものである。

本発明の血液分離装置は、遠心分離によって分離された親バッグ内の各血液成分を各子バッグに分配する血液分離装置であって、前記親バッグおよび前記子バッグを接続する血液移送チューブと、前記血液移送チューブをその外周面に螺旋状に巻き付け可能な筒状部を有した透明部材と、前記血液移送チューブの検査対象領域の全域を同一視野に収めるように、前記筒状部の内周面を撮像可能に設置された撮像部とを備えることにより、前記課題を解決するものである。
本発明の界面検出ユニットは、血液移送チューブを通して親バッグから子バッグに移送される血液の各血液成分間の界面を検出する界面検出ユニットであって、前記血液移送チューブをその外周面に螺旋状に巻き付け可能な筒状部を有した透明部材と、前記血液移送チューブの検査対象領域の全域を同一視野に収めるように、前記筒状部の内周面を撮像可能に設置される撮像部とを備えることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１、６に係る発明によれば、血液移送チューブをその外周面に螺旋状に巻き付け可能な筒状部を有した透明部材と、筒状部の内周面を撮像可能に設置された撮像部とを備えることにより、血液移送チューブを透明部材の筒状部の外周面に巻き付け、撮像部によって血液移送チューブ内に血液を流動させた状態を撮像することで、血液移送チューブの検査対象領域の全域を同一視野に収めることが可能であるため、血液移送チューブ内の気泡、血液移送チューブ毎の材質の違い、血液移送チューブの経年劣化、検出対象の血液の個体差等の諸要因に影響を受けることなく、血液成分間の界面を的確かつ確実に検出することができる。
また、撮像部によって取得した複数の撮像画像または動画を基に血液移送チューブ内を流れる血液の流速および流速変動を割り出すことが可能であるため、血液の流速に変動が生じた場合であっても、各血液成分を送り込む先の子バッグを的確なタイミングで切り替えることができる。
また、血液移送チューブを透明部材の筒状部に螺旋状に巻き付けるように設計することにより、筒状部の外周面に血液移送チューブを巻き付けるだけであるため、使用者の作業負担が増加することを抑制でき、また、血液移送チューブに潰れ等が生じることを抑制できるため、血液移送チューブ内における血液の円滑な流動を確保することができる。
また、血液移送チューブが接触する部材が透明部材であるため、汚れを確認し易く、洗浄も容易であるため、血液移送チューブの汚染の危険性を低減することができる。

本請求項２に係る発明によれば、撮像部のレンズとして魚眼レンズを採用することにより、透明部材の筒状部内に撮像部全体を配置することができる等、装置全体をコンパクトに纏めることができる。
本請求項３に係る発明によれば、筒状部の外周面および内周面が断面円形状に形成されていることにより、筒状部の外周面に巻き付けられた血液移送チューブに部分的な潰れが生じることを回避し、血液移送チューブ内における血液の円滑な流動を確保することができるとともに、光の屈折等によって血液移送チューブおよび血液が歪んで撮像されることを回避できるため、良好な撮像画像または撮像動画を取得することができる。
本請求項４に係る発明によれば、血液移送チューブに取り付けられ血液の流れを操作する血流操作手段と、撮像部および血流操作手段に接続された制御部とを更に備え、制御部が、撮像部で取得した複数の撮像画像または動画を基に血液成分間の界面位置および血液成分の流速を割り出し、割り出した界面位置および流速を基に血流操作手段に指示を出力することにより、各血液成分を送り込む先の子バッグを的確なタイミングで自動で切り替えたり、的確なタイミングで血液の流動を停止する等、血液の流れを自動で適切に制御することができる。
本請求項５に係る発明によれば、血液移送チューブに取り付けられ、血液移送チューブ内を流れる血液の流量を調節可能な流量調節クランプを更に備えることにより、血液移送チューブ内における血液の流速を適正に維持し、各子バッグに各血液成分を円滑に分配することができる。

本発明の一実施形態に係る血液分離装置を示す説明図。 透明部材および撮像部を示す説明図。 撮像部によって血液移送チューブに血液を流した状態を撮像した写真。

以下に、本発明の一実施形態に係る血液分離装置１０について、図面に基づいて説明する。

血液分離装置１０は、遠心分離によって分離された親バッグ（図示しない）内の各血液成分を各子バッグ（図示しない）に分配するものであり、図１に示すように、親バッグおよび複数の子バッグを接続する血液移送チューブ２０と、血液移送チューブ２０をその外周面に巻き付け可能な筒状部３１を有した透明部材３０と、筒状部３１の内周面を撮像可能に設置された撮像部４０と、透明部材３０および撮像部４０をその上面に設置させる台６０と、各部を制御する制御部（図示しない）とを備えている。また、透明部材３０、撮像部４０、および制御部は、各血液成分間の界面を検出する界面検出ユニットを構成する。

血液移送チューブ２０は、合成樹脂等から形成された弾性を有した透明のチューブとして構成され、その内部に血液を通すように形成されている。
血液移送チューブ２０は、親バッグに接続される親側チューブ部と、分岐部を介して親側チューブ部に接続される複数の子側チューブ部とを有している。各子側チューブ部は、各子バッグに接続される。
親側チューブ部には、親側チューブ部内における血液の流動を停止可能なクランプ５０と、親側チューブ部内を流れる血液の流量を調節可能な流量調節クランプ（図示しない）とが取り付けられている。
また、各子側チューブ部には、子側チューブ部内における血液の流動を停止可能なクランプがそれぞれ取り付けられている。

透明部材３０は、ガラスやアクリル樹脂等の透明材料から形成されており、図１や図２に示すように、円筒状の透明な筒状部３１を有している。透明部材３０は、台６０の上面上に、取り外し可能に設置されている。

なお、本実施形態では、筒状部３１が、上下方向に同一な径を有した円筒状に形成されているが、筒状部３１の具体的態様は円筒状に限定されず、例えば、筒状部３１を上方に向けて縮径するテーパ筒状に形成してもよい。
また、本実施形態では、筒状部３１が、その外周面および内周面が断面円形状に形成された円筒状に形成されているが、筒状部３１を多角筒状に形成してもよく、また、筒状部３１を多角筒状に形成した場合、その外周面に巻き付けられた血液移送チューブ２０（親側チューブ部）に潰れが生じないように、各角部に面取りを施すのが好ましい。
また、本実施形態では、透明部材３０が筒状部３１のみから構成されているが、透明部材３０の具体的態様は上記に限定されず、例えば、筒状部３１に加えて、筒状部３１の上方開口を塞ぐ天面部を形成してもよい。

撮像部４０は、筒状部３１の外周面に螺旋状に巻き付けられた血液移送チューブ２０を筒状部３１の内周面側から筒状部３１を通して撮像するものであり、筒状部３１の外周面に巻き付けられた血液移送チューブ２０の検査対象領域の全域を同一視野に収めるように、台６０の上面上に取り外し可能に設置されている。
本実施形態においては、撮像部４０は、１８０度前後の画角を持った魚眼レンズ４１を有しており、魚眼レンズ４１は、筒状部３１内に配置されている。
なお、撮像部４０で使用するレンズ４１の具体的態様（画角・焦点距離等）は、上記の魚眼レンズ４１に限定されず、血液移送チューブ２０の検査対象領域の全域を同一視野に収めることができるものであれば、広角レンズ等の如何なるものでもよい。
また、上記では、撮像部４０のレンズ４１を筒状部３１内に配置するものとして説明したが、撮像部４０のレンズ４１を筒状部３１外に配置してもよく、また、本実施形態では、筒状部３１の内周面を筒状部３１の下方側から撮像するように、撮像部４０のレンズ４１を配置したが、撮像部４０のレンズ４１の配置については上記に限定されず、例えば、筒状部３１の内周面を筒状部３１の上方側から撮像するように、撮像部４０のレンズ４１を配置してもよい。

制御部は、所謂パーソナルコンピュータ等として構成され、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から成る記憶部、ＣＰＵ等から成る演算部、入力部、出力部、通信部、補助記憶装置等を備えている。制御部は、撮像部４０、クランプ５０、流量調節クランプ等と接続されている。

制御部は、撮像部４０で取得した複数の撮像画像または動画を基に、血液成分間の界面位置および血液の流速を割り出し、割り出した界面位置および流速を基に、血流操作手段としてのクランプ５０等に指示を出力することで、各血液成分を送り込む先の子バッグを自動で切り替えたり、血液の流動を停止する等、血液の流れを自動で制御する。

なお、上記では、血液移送チューブ２０の親側チューブ部および子側チューブ部に取り付けられたクランプを、血液の流れ（血液の流動の停止や血液の流路の決定・変更）を操作する血流操作手段として用いたが、血流操作手段の具体的態様についてはクランプに限定されず、例えば、親側チューブ部および複数の子側チューブ部を接続する三方弁や四方弁等の流路弁を血流操作手段として用いてもよい。

なお、血液成分間の界面位置とは、血液移送チューブ２０の長手方向における血液成分間の界面の位置のことであり、この界面位置は、透明部材３０や血液移送チューブ２０に予め位置を示す目印を付けておく、または、筒状部３１の外周面上における血液移送チューブ２０の位置を規定する凹部や凸部等を筒状部３１の外周面に設けておくことで割り出すことができる。

また、血液成分間の界面を良好に検出するためには、各血液成分を分離させた血液を封入したリファレンス用の血液移送チューブ２０を作成し、撮像部４０によって取得した当該リファレンス用の血液移送チューブ２０の画像または動画を基に、界面における血液の色変化を制御部に予め登録しておくのが望ましい。

このようにして得られた本実施形態の血液分離装置１０によれば、血液移送チューブ２０を透明部材の筒状部の外周面に巻き付け、撮像部４０によって血液移送チューブ２０内に血液Ｂを流動させた状態を撮像することで、図３に示すように、血液移送チューブ２０の検査対象領域の全域を同一視野に収めることが可能であるため、血液移送チューブ２０内の気泡Ａ、血液移送チューブ２０毎の材質の違い、血液移送チューブ２０の経年劣化、検出対象の血液Ｂの個体差等の諸要因に影響を受けることなく、血液Ｂの状態を的確かつ確実に検出することができる。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。

１０ ・・・ 血液分離装置
２０ ・・・ 血液移送チューブ
３０ ・・・ 透明部材
３１ ・・・ 筒状部
４０ ・・・ 撮像部
４１ ・・・ 魚眼レンズ
５０ ・・・ クランプ（血流操作手段）
６０ ・・・ 台
Ｂ ・・・ 血液
Ａ ・・・ 気泡

Claims (6)

1. 遠心分離によって分離された親バッグ内の各血液成分を各子バッグに分配する血液分離装置であって、
   前記親バッグおよび前記子バッグを接続する血液移送チューブと、
   前記血液移送チューブをその外周面に螺旋状に巻き付け可能な筒状部を有した透明部材と、
   前記血液移送チューブの検査対象領域の全域を同一視野に収めるように、前記筒状部の内周面を撮像可能に設置された撮像部とを備えることを特徴とする血液分離装置。
2. 前記撮像部は、魚眼レンズを有していることを特徴とする請求項１に記載の血液分離装置。
3. 前記筒状部は、その外周面および内周面が断面円形状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の血液分離装置。
4. 前記血液移送チューブに取り付けられ、血液の流れを操作する血流操作手段と、前記撮像部および前記血流操作手段に接続された制御部とを更に備え、
   前記制御部は、前記撮像部で取得した複数の撮像画像または動画を基に血液成分間の界面位置および血液の流速を割り出し、割り出した界面位置および流速を基に、前記血流操作手段に指示を出力することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の血液分離装置。
5. 前記血液移送チューブに取り付けられ前記血液移送チューブ内を流れる血液の流量を調節可能な流量調節クランプを更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の血液分離装置。
6. 血液移送チューブを通して親バッグから子バッグに移送される血液の各血液成分間の界面を検出する界面検出ユニットであって、
   前記血液移送チューブをその外周面に螺旋状に巻き付け可能な筒状部を有した透明部材と、
   前記血液移送チューブの検査対象領域の全域を同一視野に収めるように、前記筒状部の内周面を撮像可能に設置される撮像部とを備えることを特徴とする界面検出ユニット。