JPH09502914A - フェールセーフ回路を備えたこぼれセンサーを有する血液処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 血液処理アセンブリー（１０）は、加熱されたハウジング又はチャンバー内の遠心機容器（１２）を含む。フェールセーフのこぼれ又は撥ね検出器（３０）が該ハウジングの内壁内に配置されている。該検出器は、小さな間隙によって互いから分離された一対の平行な電極（３２、３４）を含む。該回路は、該電極の間に電流を伝える液の撥ね又は液滴を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】 フェールセーフ回路を備えたこぼれセンサーを有する血液処理システム 本発明の分野 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、 改良されたこぼれセンサーが備えられ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、遠心によって赤血球、血小板及び血漿などのようなその種々の成分へ と分離される。慣用の血液処理方法は、遠心工程中における処理システムの温度 を維持するヒーターと連係させた遠心装置を用いる。こぼれの存在を信号するた めにこぼれた血液によって短絡される回路に依存した撥ね又はこぼれ検出器を備 えたようなシステムが過去に提供された。 本発明の要約 本発明は、当該検出器が作動していることを保証するためにシステムが連続的 にモニターされるということにおいてフェールセーフであるこぼれ又は撥ね検出 器を備えた、改良された血液処理システムを提供する。本発明の一面は、ヒータ ーが備えられていてよくそして適当な電子回路によってそのようなフェールセー フ特性を備えたものである撥ね又はこぼれ検出器を収容している囲い込みハウジ ングを有する遠心機を含んだ血液処理アセンブリーを提供する。こぼれ検出シス テムの故障を検出しそれによってオペレーターによる 機能性の検証の必要性をなくす装置を提供することは、本発明の重要な一目的で ある。 本発明の更なる一面においては、抵抗器又はコンデンサーのような慣用の且つ 安価な要素を用いたそのような回路が提供される。 尚も更なる本発明の関連した面においては、撥ねがハウジングの囲い内におい て起こったとき当該２本の平行な導体の間において回路が閉じるよう選択された 距離だけ間隔を空けてある、２本の平行なプリントされた回路導体の形の開いた 回路が提供される。漏れが生じたとき回路が閉じられてそれによってメッセージ を発し、アラームを鳴らし及び／又は遠心機を停止させるような回路が提供され る。これらの導電性の条片は、事実上、互いからもそしてそれらが載せられてい る表面からも絶縁された電極を形成する。遠心機内における漏れからの血液又は 他の液体が、コンパートメント壁に対して、従ってこれらの導体条片上に投げか けられる。その血液は、これらの導電性の条片の間に低抵抗の接続を生ずる。こ うして、フェールセーフ・モニタリング回路を通って流れるよりも一層高い率で 電流がこれらの電極を通って流れ、それが今度は、メッセージの発生及び機器の 停止を引き起こす。 本発明によれば、抵抗器又は、代わりとして、コンデンサーが、少量の電流が 当該抵抗器又はコンデンサーを通って流れ続けるよう、これらの導電性の条片の 各々の末端の間に配置される。この電流はモニターされ、それにより該システム が機能していることを指し示す。該システムの完全な故障が起こった場合には、 このモニタリング電流の欠如が認識され、該システムの故障を示す適当な警報又 はメッセージが発せられる。 本発明の更なる特徴及び利点は、現在好ましい具体例についての詳細な記述中 に記述されており、およびこれと図面とから明らかであろう。 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機アセンブリーの透視図であり、 図２は、該遠心機を開いた配置において示す図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するコンパートメントを示すために一部を除去 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、本発明の撥ね検出器を示す図３の線４−４に沿ってとった部分的な側 方立面図であり、そして 図５は、撥ね検出器と連係した制御回路のダイアグラムである。 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。該シ ステム１０は、種々の液体を処理するために使用することができる。該システム １０は、全血及び他の生物学的細胞性材料を処理するのに特によく適している。 従って、該図解されている具体例は、この目的に使用されているシステム１０を 示す。 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 ブリーと連係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、耐久性ある装置品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 、既知の操作に従って使用時に遠心機アセンブリー１２に取り付けられる一回使 用の、使い捨てのセットである。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、該アセンブリー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及び収容ハウジング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の構成は変えることができ、非常に多数の構成が当該分野 において既知である。 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 上に取り付けられる（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、当該分野において知られているように、血液処理手順の間、 多数の液体源と目的部位との間で液体流を導くため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１ ２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している。 図解された好ましい該具体例においては、液体回路１８は、処理チャンバー１ ４、容器２０及び該システムの他の液体処理部分を予め接続している。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、血液処理チャンバーへの及び血液処理チャンバーからの多数の液体 流路を一体化させる。それは、液体が通過するための連続的な無菌の環境を提供 する。構成においては、臍２４は、遠心機アセンブリー１２が提供する比較的小 さな、コンパクトな作動空間中で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は種々に構成することができる。例えば、Cullis等の米国 特許第4,146,172号に示されているような２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及びシステムの他の要素の構成について の具体的詳細は本発明の理解に必須でなく、“Enhanced Yield Blood Processin g Systems and Methods Establisheing Vortex Flow Condion”と題した1992年1 0月22日出願の米国特許出願07/965,0714.号に見いだすことができ、それを参照 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内の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、その回転軸は、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１ ７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１ ４の回転部分に直接のアクセスが提供される。回転軸の傾斜した配向は、遠心機 １４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の回転軸と最上部パネル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、Humanscale^TM Series Manuals(著者：Niels Diffrient 他、a Projct of Henry Dreyfuss Associates，MIT Press発行、Mass achusetts 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。 該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“Centrifu ge with Separable Bowl and Spool Elements Providing Access to the Separa tion Chamber”と題した同時係属の米国特許出願07/814,403号に見出され、それ 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 型的に見られるの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。血液が、例えば容器２０から又は導管１８から又はそれらの接続部か ら漏れている場合、更なる量の血液がアセンブリー１２の内部において失われて 周囲の領域へと漏れて行く前に、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、一対の 平行な電極、それぞれ３６、３８及び４０、４２よりなる。一対の電極が、高抵 抗の抵抗器、それぞれ４４又は４６によって接続されている。該好ましい具体例 においては、電極３６、３８、４０及び４２は、非導電性の、例えばプラスチッ クの基盤上の金属性条片の形態であってよい。これらの条片は、プリントされた 回路において普通に用いられる形態であってよい。 図４に更に見られるように、血液のような液滴がこぼれ検出器の電極上に付着 したとき、電極導体３６、３８又は４０、４２の間に導電性の流路が形成される 。これは回路を通って流れる一層大きい電流を可能にし、こうして処理装置２４ ８のスクリーン上に警告を発し、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、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 しそして問題を解消することを可能にする。 図５に見られるように、検出器３２及び３４の各々は、その電極３６、３８及 び４０、４２の各々の、コネクター５８の端子に接続された一端を有する。これ らの端子の一つは、コンデンサー６２によって交流回路６０に接続されている。 回路６０は、検出器回路のための正弦波又は方形波発生装置として働く。他の電 極は、他のコンデンサー６６によって交流接続されている。該回路は、緩衝回路 ６６によって、半波整流器として働く増幅器６８に接続されている。第３の増幅 器７０は、低域フィルターとして働く。アナログ信号７２は該回路を、制御装置 ２４６内に含まれた外側のモニタリング回路に繋ぐ。該回路は、こうして、各撥 ね検出器が作動しているということを処理制御装置２４６に告げる抵抗器４４及 び４６を通る小さな電流量のモニタリングを可能にする。その結果、液滴５０が これらの電極３６、３８又は４０、４２の何れかを横切って存在するとき、一層 大きな振幅の信号が出力７２によって伝達される。撥ねのこの検出は、次いで、 適当な警告メッセージを入力／出力端末２４８に提供する。この好ましい具体例 においては、制御装置２４ ６はまた、駆動モーター２２への電力の流れを停止させ、それによって遠心機を 停止させる。 電極が故障し又は導線が断線した場合には、抵抗器又はコンデンサー４４を通 って電流が流れなくなるため、検出器は直ちに、検出器が機能していないという 事実を信号するであろう。従って、検出器が機能しているか否かをモニターする ためのオペレーターの関与は不要である。本発明はこうして、連続的に自己モニ タリングを行うシステムを提供する。 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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 血液処理アセンブリーであって、 源からの血液を第１の成分及び第２の成分へと分離するための分離要素と、 血液分離の間該要素を収容するための囲い込まれたチャンバーと、 該チャンバー内における撥ねた又はこぼれた液体の存在を感知するための、 そして液体のこぼれに関する情報を外部の制御装置へ伝達するための手段及び該 要素が作動しているか否かを検出するための手段を含んだ、該チャンバー内の感 知要素と、 該要素の作動状態をモニターするための制御装置と、そして 該感知要素を該制御装置に接続する手段と、 を含むアセンブリー。 ２． 該分離装置が、その中で血液が遠心力に応答して分離されるものであるチ ャンバーを含むものである、請求項１のアセンブリー。 ３． 該アセンブリーが、大気との連通に対して本質的に閉ざされた無菌の血液 流路を形成しているものである、請求項１のアセンブリー。 ４． 血液処理アセンブリーであって、 血液を第１の成分及び第２の成分へと分離するための遠心機と、 該遠心機を収容するための囲い込まれたチャンバーと 該チャンバー内における撥ねた又はこぼれた液体の存在を感知 するための、少なくとも１対の平行な電極と、該電極の間の間隙を橋渡す液滴に よって該電極の間で閉じられる回路とを含んだ、該チャンバー内の感知要素と、 該回路が閉じたときに電流を伝達しそれによって外部の処理制御装置に液体 のこぼれの存在を信号するための電気回路と、 該電極を接続しているコンデンサー又は高抵抗の抵抗器を含んだ、該要素が 作動しているか否かを検出するためのモニタリング回路と、そして 該要素をモニターするための該回路に電気的に接続された制御装置と を含むアセンブリー。 ５． 該電極が、非導電性の基盤上にプリントされた回路の形態である、請求項 １のアセンブリー。 ６． 該電極が平行な導電性の導線の形態である、請求項４のアセンブリー。