【発明の詳細な説明】
閉鎖回路ヒーターを有する血液処理システム
本発明の背景
本発明は、血液処理システム及び装置に関する。より具体的には、本発明は、
処理の間血液の温度を維持するための改良されたヒーターアセンブリーを備えた
遠心機のような、血液処理装置に関する。
本発明の背景
全血は、赤血球、血小板、及び血漿等のような、その種々の治療上の成分へと
遠心によって分離される。慣用の血液処理方法は、遠心工程の間処理システムの
温度を維持するヒーターと連係させて遠心装置を使用する。処理の間血液の温度
を効果的に維持することのできる改良された加熱アセンブリーに対する需要があ
る。
本発明の要約
閉鎖回路ヒーターシステムを備えた改良された血液処理システムを提供する。
要するに、本発明によれば、血液処理アセンブリーは、加熱されたハウジング又
はチャンバー内に収容された遠心機を含む。処理の間チャンバー内の液体の温度
を維持するために該チャンバーに連結されたヒーターアセンブリーが提供され、
該アセンブリーは、該チャンバー内に排出する流入口と当該ループ内に空気を受
け入れる流出口とを有する閉鎖ループ空気流導管を含む。該ループ内にそれを通
る空気流を引き起こすために空気流羽根車があり、該ループ内にそれを通る空気
を加熱するために加熱要素があり、そし
て該チャンバーから該ループ内に流入する空気の温度を感知するために温度セン
サーが該ループ内にあり、該センサーは、チャンバー内の空気の温度をある選ば
れた範囲内に維持するようヒーターの作動を制御するために、ヒーターに作動的
に接続されている。
本発明の更なる特徴及び利点は、以下の記述、図面及び請求の範囲から明らか
となろう。
図面の簡単な記述
図１は、本発明の特徴を具体化する遠心アセンブリーの透視図であり、
図２は、開いた配置にある遠心チャンバーを示している図１のアセンブリーの
透視図であり、
図３は、連係した遠心機を収容したコンパートメントを示すために部分的に除
去した、線３−３に沿ってとった図１に示した遠心機の断面図であり、
図４は、加熱アセンブリーの部分を破線で示した、連係した遠心機を収容した
コンパートメントの内部を示すために遠心機部品を除去した状態の、図１の遠心
機の透視図であり、
図５は、図４に示したコンパートメントの上方断面図であり、
図６は、図５の線６−６に沿ってとった側方断面図であり、
図７は、図５の線７−7に沿ってとった部分的側方断面図であり、そして
図８は、図６の線８−８に沿ってとった部分的断面図である。
好ましい具体例の記述
図１乃至３は、本発明の特徴を具体化する遠心処理システム１０を示す。シス
テム１０は、種々の液体を処理するのに使用できる。
システム１０は、全血その他の生物学的な細胞性材料の懸濁液を処理するのに特
に適している。従って、図解されている具体例は、この目的に使用するシステム
１０を示している。
システム１０は、遠心機アセンブリー１２（図１を参照）及び、該遠心機アセ
ンブリーと連携させて使用される液体処理アセンブリー（示さず）を含む。
遠心機アセンブリー１２は、長期間メンテナンスなしで使用可能の、耐久性あ
る装置項目であることが意図されている。液体処理アセンブリーは、使用時に既
知の操作で遠心機アセンブリー１２に取り付けられる１回使用の、使い捨てセッ
トである。手順の完了後、オペレーターは、液体処理アセンブリーを遠心機アセ
ンブリー１２から除去してそれを処分する。
図２は、アセンブリー１２と連係させて使用することのできる遠心又は処理チ
ャンバー１４及び封じ込めハウジング１６を示す。使用においては、遠心機アセ
ンブリー１２は、血液成分を遠心分離するために処理チャンバー１４を回転させ
る。処理チャンバー１４の構成は変更することができ、多数の構成が当該分野に
おいて知られている。
処理アセンブリー１２は、液体回路１８を形成する一並びの可撓性チューブを
含む。該液体回路１８は、液体を、処理チャンバー１４へ及び処理チャンバーか
ら移送する。
液体回路１８は、多数の容器２０を含む。使用においては、容器２０は、処理
の間に液体を分配し及び受け取るために、遠心機アセンブリー１２内のハンガー
に取り付けられる（図３を参照）。遠心機１４はモーター２２によって回転駆動
される。
液体回路１８は、血液処理手順の間に多数の液体源と目的部位との間で液体流
を導くために、当該分野において知られているように、遠心機アセンブリー１２
上のポンプ及び弁ステーションと連係した１つ又はより多くのインラインの液体
処理容器及び装置を含む。容器２０からきている液体回路１８の一部は、一つに
束ねられて臍２４を形成している。臍２４は、処理アセンブリー１２の回転部分
を、処理アセンブリー１２の回転しない静止した部分と連結している。臍２４は
、処理アセンブリー１２の回転する部分と静止した部分とを、回転シールを用い
ることなく連結する。
図解された好ましい該具体例においては、液体回路１８は、システムの処理チ
ャンバー１４、容器２０及びシステムの他の液体処理部品に接続している。アセ
ンブリー１２は、それにより一体の、無菌のユニットを形成している。
臍２４は、血液分離チャンバーへの及びそこからの多数の流路を統合する。そ
れは、液体が通るための連続的な、無菌の環境を提供する。構成において、臍２
４は、遠心機アセンブリーが提供する比較的小さい、コンパクトな作動スペース
内において機能するのに十分に可撓性である。しかも、臍２４は、約4000回転／
分（ＲＰＭ）に達する回転速度に曝される、小さな、コンパクトな回転環境によ
って課される相当な曲げ応力及び捩れ応力に耐えるに十分に耐久性がある。
処理チャンバー１４は、様々に構成することができる。例えば、それはCullis
等の米国特許第4,146,172号に示されているような二バッグ処理チャンバーのよ
うに構成することができる。処理チャンバー１４及びシステムのその他の構成要
素の構造の個々の詳細は本
発明の理解に必須ではなく、1992年10月22日出願の“Enhanced Yield Blood Pro
cessing Systems and Methods Establishing Vortex Flow Conditions”と題し
た同時係属の米国特許出願07／965,074 中に見いだすこともでき、これを参照に
よりここに導入する。
遠心機アセンブリー１２は、処理制御装置２４６を含む。制御装置２４６は、
遠心機アセンブリー１２の作動を統括する。処理制御装置２４６は、好ましくは
、一体化した入力／出力端末２４８（図１に見られる）を含み、それは処理手順
に関する情報を受取りそして表示する。
遠心機１４は、コンパートメント１６内において軸の周りに回転する。図２が
示すように、慣用の遠心機と異なり、遠心機１４の回転軸は、水平な支持表面に
対して垂直に配向されていない。その代わりに、回転軸は、垂直面から外れた平
面内において傾いている。遠心機１４は、垂直な平面から外れて、アクセスドア
１７の近くにその回転部分が位置するようにコンパートメント１６内に支持され
ている（図２を参照）。この方法により、ドア１７を開けることにより、遠心機
１４の回転部分への直接のアクセスが提供される。回転軸のこの傾斜した配向は
、遠心機が垂直方向の高さを節約する仕方で取り付けられることを許容する。
遠心機１４の回転軸とパネル１９の平面との間に確立された角度をなした関係
は、回転する遠心機要素を、アクセスのために、該機器を使用する平均的な人の
膝頭と胸との間の領域に位置するように配置することを可能にする。これらの関
係はまた、ポンプ、センサー、検出器その他のような静止した機能的要素を、同
じ領域内における使用者によるアクセスのために、パネル１９上に配置すること
を可能にする。最も好ましくは、該領域は、平均的な人の腰のあたりに位置する
。
ある範囲の人々（例えば、大柄の男性、平均的男性／大柄の女性、平均的成人
、小柄の男性／平均的女性等）にとってのこの好ましいアクセス領域の位置につ
いての量的情報を提供する統計は、HumanscaleTM Series Manua1s(著者：Niels
Diffrient 他、a Project of Henry Dreyfuss Associates，MIT Press発行、Mas
sachusetts Institute of Technology，Cambridge，Massachusetts)に見出され
る。
遠心機アセンブリー１２の回転要素と静止要素との間のこれらの角度なした関
係は、アセンブリー１２へのアクセス及び操作を容易にするという有意な人間工
学的利点を提供する。
チャンバーアセンブリーの更なる詳細は、1991年12月23日出願の“Centrifuge
with Separable Bowl and Spool Elements Providing Access to the Sparatio
n Chamber”と題した同時係属の米国特許出願07/814,403に見出され、これを参
照によりここに導入する。本発明に従って作られそして作動される遠心機１４は
、小型のコンパクトな作動環境を提供する。このコンパクトな作動環境は、慣用
の血液遠心機において典型的に見られるよりも大きな回転速度をもたらす。図３
及び４に最もよく見られるように、撥ね検出器アセンブリー３０が、ハウジング
１６の内壁面に備えられている。
図３〜８を参照して、ヒーターアセンブリーが一般的に数字４０で示されてい
る。該ヒーターアセンブリーは、該アセンブリーによって加熱される、遠心機ハ
ウジングチャンバー１６から外部へ延びている空気流導管４２を含む閉じたルー
プの形態をしている。導管
４２の一端には、チャンバー１６内への空気の流入のために導管４２を開口４４
に接続するハウジング４３がある。図４に最もよく見られるように、空気の流出
のための別の開口４６が、ループ４２の他端に備えられている。導管４２の該他
端を流出口４６に接続するためにハウジング４７が備えられている。ハウジング
４７に収容されているのは、遠心機の作動の間連続的に空気を導管４２を通しそ
してハウジング１６内に戻すよう動かす羽根車５０、例えば電気的に作動される
ファンである。
また、図４に見られるように、排出口４４及び４６は、ハウジング１６の反対
側に完全には向かい合わせになってはいない、偏った配置をとっている。従って
、矢印５１が示すように、空気の排出が、その中に収容された遠心機１４を均一
に加熱するためにチャンバー１６内に渦を形成する。
図５に見られるように、チャンバー１６を出て導管４２内に流入する空気の温
度を測定するために、導管４２内に温度センサー５２が備えられている。温度セ
ンサー５２は、ハウジング４３内に収容された電気的ヒーター５６の作動を管理
する制御装置５４に接続されている。チャンバー１６内の空気の温度の、所定の
、選ばれた範囲より下への下降をセンサー５２が検出した場合、該選ばれた範囲
内のレベルへと温度が高められるようヒーターが作動される。
流入口４４及び流出口４６を覆ってフィルター４８が備えられている。これら
のフィルターは、好ましくは、金網材料で形成されている。そのようなフィルタ
ーは、それを通る空気の通過を許容する一方、液滴の通過を阻止することが見出
されている。従って、導管４２の内部の汚染が、防止又は最小にされる。導管４
２及びハウジ
ング４３及び４７は、金属又はプラスチック樹脂等のような硬質の材料で形成さ
れることができる。
血液が、例えば容器２０から又は導管１８若しくはそれらの接続部から漏れて
いる場合、過剰量の血液がアセンブリー１２内で失われて周囲の領域へと漏出す
る前に、遠心機を停止させて問題を解決することが重要である。
図面に示されている好ましい具体例においては、撥ね検出器アセンブリー３０
は、２つの撥ね検出器３２及び３４よりなる。これらの検出器の各々は、非導電
性の、例えばプラスチック基盤上の金属性条片の形態をとっていてよい一対の平
行な電極よりなる。これらの条片は、プリントされた回路において一般に使用さ
れている形態であってよい。血液のような液滴がこぼれ検出器上に付着したとき
、電極の間に短絡回路を形成することができ、それは一層大きい電流が該回路を
通ることを可能にし、それにより、処理装置２４８のスクリーン上にメッセージ
を発生し、並びに遠心機１４の回転を駆動している電力を遮断する。これは、こ
れは、オペレーターがアセンブリー１２を開いてその内部を清浄化しそして問題
を解決することを可能にする。
本発明は、その精神又は本質的な特徴から逸脱することなく幾つかの形態で具
体化することができる。本発明の範囲は、添付の請求の範囲に規定されており、
それらに先行する具体的記述中に規定されているのではない。請求の範囲の意味
及び均等の範囲内に入る全ての具体化は、従って、請求の範囲に包含されること
が意図されている。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION Blood treatment system having a closed circuit heater BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to blood treatment systems and devices. More specifically, the present invention relates to blood processing devices such as centrifuges with improved heater assemblies for maintaining the temperature of blood during processing. Background of the Invention Whole blood is separated by centrifugation into its various therapeutic components, such as red blood cells, platelets, plasma and the like. Conventional blood processing methods use a centrifuge in conjunction with a heater that maintains the temperature of the processing system during the centrifugation process. There is a need for improved heating assemblies that can effectively maintain the temperature of blood during processing. SUMMARY OF THE INVENTION An improved blood processing system with a closed circuit heater system is provided. Briefly, according to the invention, the blood processing assembly comprises a centrifuge housed in a heated housing or chamber. A heater assembly is provided connected to the chamber to maintain the temperature of the liquid in the chamber during processing, the assembly including an outlet for discharging into the chamber and an outlet for receiving air in the loop. A closed loop air flow conduit having a. There is an airflow impeller within the loop to cause an airflow therethrough, a heating element within the loop to heat the air therethrough, and a flow of air entering the loop from the chamber. A temperature sensor is in the loop for sensing temperature, and the sensor is operatively connected to the heater to control the operation of the heater to maintain the temperature of the air in the chamber within a selected range. It is connected. Further features and advantages of the invention will be apparent from the following description, drawings and claims. Brief Description of the Drawings Figure 1 is a perspective view of a centrifuge assembly embodying features of the present invention, and Figure 2 is a perspective view of the assembly of Figure 1 showing the centrifuge chamber in an open configuration, 3 is a cross-sectional view of the centrifuge shown in FIG. 1 taken along line 3-3, partially removed to show the compartment containing the associated centrifuge, and FIG. 4 is a heating assembly. FIG. 5 is a perspective view of the centrifuge of FIG. 1 with the centrifuge components removed to show the interior of the compartment containing the associated centrifuge, indicated by the dashed lines in FIG. Figure 6 is a top sectional view of the compartment, Figure 6 is a side sectional view taken along line 6-6 of Figure 5, and Figure 7 is a partial sectional view taken along line 7-7 of Figure 5. FIG. 8 is a side sectional view, and FIG. 8 is taken along line 8-8 of FIG. Is a partial cross-sectional view taken. Description of the Preferred Embodiments Figures 1-3 illustrate a centrifugal processing system 10 embodying features of the present invention. System 10 can be used to process a variety of liquids. The system 10 is particularly suitable for processing suspensions of whole blood or other biological cellular material. Thus, the illustrated embodiment shows a system 10 for this purpose. The system 10 includes a centrifuge assembly 12 (see FIG. 1) and a liquid handling assembly (not shown) used in conjunction with the centrifuge assembly. The centrifuge assembly 12 is intended to be a durable equipment item that can be used for extended periods of time without maintenance. The liquid handling assembly is a single use, disposable set that is attached to the centrifuge assembly 12 in known operation during use. After completion of the procedure, the operator removes the liquid handling assembly from the centrifuge assembly 12 and disposes of it. FIG. 2 illustrates a centrifuge or processing chamber 14 and a containment housing 16 that can be used in conjunction with the assembly 12. In use, centrifuge assembly 12 spins process chamber 14 to centrifuge blood components. The configuration of the processing chamber 14 can vary and numerous configurations are known in the art. The processing assembly 12 includes an array of flexible tubes forming a liquid circuit 18. The liquid circuit 18 transfers liquid to and from the processing chamber 14. The liquid circuit 18 includes a number of containers 20. In use, the container 20 is attached to a hanger within the centrifuge assembly 12 for dispensing and receiving liquid during processing (see Figure 3). The centrifuge 14 is rotationally driven by a motor 22. The liquid circuit 18 includes pump and valve stations on the centrifuge assembly 12 as is known in the art for directing liquid flow between multiple liquid sources and a target site during blood processing procedures. Includes one or more in-line liquid treatment vessels and devices associated therewith. Portions of the liquid circuit 18 coming from the container 20 are bundled together to form the navel 24. The navel 24 connects the rotating portion of the processing assembly 12 with the stationary, non-rotating portion of the processing assembly 12. The navel 24 connects the rotating and stationary portions of the processing assembly 12 without the use of a rotating seal. In the illustrated and preferred embodiment, the liquid circuit 18 connects to the processing chamber 14, vessel 20 of the system and other liquid processing components of the system. Assembly 12 thereby forms an integral, sterile unit. The navel 24 integrates multiple flow paths to and from the blood separation chamber. It provides a continuous, sterile environment for liquids to pass through. In construction, the navel 24 is sufficiently flexible to function within the relatively small, compact working space provided by the centrifuge assembly. Moreover, the umbilicus 24 is sufficiently durable to withstand the substantial bending and torsional stresses imposed by the small, compact rotating environment exposed to rotational speeds of up to about 4000 revolutions per minute (RPM). The processing chamber 14 can be variously configured. For example, it can be configured like a two-bag processing chamber as shown in Cullis et al., US Pat. No. 4,146,172. Individual details of the construction of the processing chamber 14 and other components of the system are not essential to an understanding of the present invention and are entitled "Enhanced Yield Blood Processing Systems and Methods Establishing Vortex Flow Conditions" filed Oct. 22, 1992. Can also be found in co-pending US patent application 07 / 965,074, which is incorporated herein by reference. The centrifuge assembly 12 includes a process controller 246. The controller 246 controls the operation of the centrifuge assembly 12. The process controller 246 preferably includes an integrated input / output terminal 248 (seen in FIG. 1), which receives and displays information regarding the procedure. Centrifuge 14 rotates about an axis within compartment 16. As shown in FIG. 2, unlike conventional centrifuges, the axis of rotation of centrifuge 14 is not oriented perpendicular to a horizontal support surface. Instead, the axis of rotation is tilted in a plane out of the vertical. The centrifuge 14 is supported within the compartment 16 such that its rotating portion is located near the access door 17 out of the vertical plane (see FIG. 2). In this way, opening door 17 provides direct access to the rotating parts of centrifuge 14. This tilted orientation of the axis of rotation allows the centrifuge to be mounted in a vertical height-saving manner. The established angular relationship between the axis of rotation of the centrifuge 14 and the plane of the panel 19 allows the rotating centrifuge element to access the kneecap and chest of an average person using the device for access. Allows it to be located in the area between and. These relationships also allow stationary functional elements such as pumps, sensors, detectors, etc. to be placed on the panel 19 for access by the user in the same area. Most preferably, the area is located around the waist of the average person. Statistics that provide quantitative information about the location of this preferred access area for a range of people (eg, large men, average men / large women, average adults, small men / average women, etc.) , Humanscale TM Series Manua1s (Author: Niels Diffrient et al., A Project of Henry Dreyfuss Associates, MIT Press, Mass sachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts). These angled relationships between the rotating and stationary elements of centrifuge assembly 12 provide significant ergonomic advantages in facilitating access and operation of assembly 12. Further details of the chamber assembly are found in co-pending US patent application 07 / 814,403, entitled "Centrifuge with Separable Bowl and Spool Elements Providing Access to the Sparatio n Chamber," filed December 23, 1991, This is introduced here by reference. The centrifuge 14 made and operated in accordance with the present invention provides a compact and compact operating environment. This compact operating environment provides greater rotational speeds than typically found in conventional blood centrifuges. As best seen in FIGS. 3 and 4, a splash detector assembly 30 is provided on the inner wall surface of the housing 16. With reference to FIGS. 3-8, a heater assembly is generally designated by the numeral 40. The heater assembly is in the form of a closed loop containing an airflow conduit 42 extending outwardly from the centrifuge housing chamber 16 which is heated by the assembly. At one end of conduit 42 is a housing 43 that connects conduit 42 to opening 44 for the entry of air into chamber 16. Another opening 46 for the outflow of air is provided at the other end of the loop 42, as best seen in FIG. A housing 47 is provided to connect the other end of conduit 42 to outlet 46. Enclosed in housing 47 is an impeller 50, such as an electrically operated fan, that continuously moves air through conduit 42 and back into housing 16 during operation of the centrifuge. Also, as seen in FIG. 4, the outlets 44 and 46 have a biased arrangement that is not completely opposed to the opposite side of the housing 16. Thus, as indicated by arrow 51, the evacuation of air creates a vortex in chamber 16 to uniformly heat centrifuge 14 contained therein. As seen in FIG. 5, a temperature sensor 52 is provided in the conduit 42 to measure the temperature of the air exiting the chamber 16 and entering the conduit 42. The temperature sensor 52 is connected to a control device 54 which manages the operation of an electric heater 56 contained in the housing 43. If the sensor 52 detects that the temperature of the air in the chamber 16 falls below a predetermined, selected range, the heater is activated to raise the temperature to a level within the selected range. A filter 48 is provided so as to cover the inflow port 44 and the outflow port 46. These filters are preferably made of wire mesh material. Such filters have been found to allow the passage of air therethrough while blocking the passage of droplets. Accordingly, contamination within the conduit 42 is prevented or minimized. The conduit 42 and the housings 43 and 47 can be formed of a rigid material such as metal or plastic resin. If blood is leaking, for example, from container 20 or from conduit 18 or their connections, shut down the centrifuge before excess blood is lost in assembly 12 and leaks into the surrounding area. It is important to solve In the preferred embodiment shown in the drawings, splash detector assembly 30 comprises two splash detectors 32 and 34. Each of these detectors consists of a pair of parallel electrodes which may be in the form of non-conductive metal strips, for example on a plastic substrate. These strips may be in the form commonly used in printed circuits. When a droplet, such as blood, deposits on the spill detector, a short circuit can be formed between the electrodes, which allows a larger current to pass through the circuit, thereby causing the processor 248 to It generates a message on the screen as well as shuts off the power driving the rotation of centrifuge 14. This allows the operator to open the assembly 12 to clean its interior and fix the problem. The present invention may be embodied in several forms without departing from its spirit or essential characteristics. The scope of the invention is defined by the appended claims, not by the specific description preceding them. All embodiments that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced by the claims.