JPH10504043A

JPH10504043A - 見かけのヘマトクリットによって制御される血液処理システム

Info

Publication number: JPH10504043A
Application number: JP9500724A
Authority: JP
Inventors: ブラウン，リチャード，アイ
Original assignee: バクスター、インターナショナル、インコーポレイテッド
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-05-22
Publication date: 1998-04-14
Anticipated expiration: 2016-05-22
Also published as: EP0775005B1; US6802982B2; NO970538D0; EP0775005A1; US20010008221A1; US6207063B1; CA2195067C; AU5877696A; EP0775005A4; US5730883A; ES2218593T3; US6059979A; US6451203B2; US20030062318A1; WO1996040399A1; DE69632012T2; NO317131B1; US20010006810A1; AU700756B2; JP4085339B2

Abstract

(57)【要約】血液処理システムが、回転する遠心分離装置（１２）内において全血（ＷＢ）を赤血球（ＲＢＣ）と血漿成分（ＰＲＰ）とに分離する。該システムは、所定の速度で作動できる入口ポンプ（Ｐ２）を通して該分離装置内へと全血を移送する。該システムは、所定の速度で作動できる出口ポンプ（Ｐ４）を通して該分離装置（１２）から血漿成分（ＰＲＰ）を除去する。該システムは、該分離装置（１２）内へ入ってくる全血の見かけのヘマトクリットを表す値を求め、これが、該システムを制御するための制御装置（１８）によって使用される。

Description

【発明の詳細な説明】見かけのヘマトクリットによって制御される血液処理システム本発明の分野本発明は、一般的には、血液処理システム及び方法に関する。本発明の背景今日人々は、日常的に、遠心によって全血をその種々の治療成分例えば、赤血球、血小板及び血漿へと分離している。ある種の療法は、大量の血液成分を輸血する。例えば、化学療法を受けている患者のうちには、多数の血小板の輸血を日常ベースで必要とする者がいる。手動の血液バッグシステムは、これら多数の血小板を個々の供血者から収集するのには効率的でない。オンライン血液分離システムが、今日、この要求を満たすため多数の血小板を収集するのに使用されている。オンラインシステムは、血小板濃縮物を全血から分離するのに必要な分離ステップを、供血者が居る状態で連続的プロセスとして実施する。オンラインシステムは、全てが連続的な流れのループにおいて、供血者からの全血の流れを確立し、望みの血小板を分離して取り出し、そして残りの血球及び血漿を供血者に返還する。大量の全血（例えば、2.0ｌ）を、オンラインシステムを用いて処理することができる。この大量の処理量のために、高収穫の濃縮血小板（例えば、200ｍｌの液中４×10¹¹の血小板）を収集することができる。更には、供血者の赤血球が返還されることから、供血者は、マルチ血液バッグシステムにおいて処理するための供血者に比して、一層頻繁に全ての血液をオンライン処理のために提供することができる。にもかかわらず、血小板等のような極めて必要度の高い細胞性血液成分の高収穫での収集を実現することのできる、大量のオンライン血液収集環境において使用に供し得る、血液成分から細胞に富んだ濃縮物を収集するための更に改良されたシステム及び方法に対する需要がある。そのような液体処理システムに対する操作上の及び性能上の要求が益々複雑・高度なものとなっているため、処理と分離の効率を最大にしつつ、一層詳細な情報を収集しそしてオペレータを助けるために制御信号を生み出すことのできる、自動化されたプロセス制御装置に対する需要がある。本発明の要約本発明は、回転する遠心分離装置内で全血を赤血球と血漿成分とに分離する血液処理システム及び方法に関する。本システム及び方法は、所定の速度で作動できるポンプを含んだ入口通路を通して該分離装置内へ全血を移送する。本システム及び方法は、所定の速度で作動できるポンプを含んだ出口通路を通して該分離装置から血漿成分を除去する。本発明によれば、本システム及び方法は、該分離装置内へ入ってくる全血の見かけのヘマトクリットを表す値Ｈ_bを求め、ここに：であり、ここに：Ｈ_rbcは、該分離装置内の赤血球のヘマトクリットに関係した値である。好ましい一具体例においては、本システム及び方法は、少なくとも部分的にＨ_b に基づいて、制御コマンドを発生する。一具体例においては、該制御コマンドは、該分離装置内へ移送された全血と混合するために、血漿成分の少なくとも一部を再循環させる。別の一具体例においては、該制御コマンドはＱ_bを制御する。好ましい一具体例においては、本システム及び方法は、少なくとも部分的にＨ_b に基づいて、出力を発生する。一具体例においては、該出力は、該分離装置内における分離の効率を表す値ηを含み、ここに：である。好ましい一具体例においては、値Ｈ_rbcは、該分離装置内の赤血球の見かけのヘマトクリットを表し、ここに：であり、ここに：ｑ_bは、入口血流速度（ｃｍ³／秒）であり、これは、ｍｌ／分に換算したときＱ_bに対応し、ｑ_pは、測定された血漿流速（単位：ｃｍ³／秒）であり、これは、ｍｌ／分に換算したとき、Ｑ_pに対応し、 βは、剪断速度依存性の項であり、そしてＳγは、赤血球沈降係数（秒）であり、そして、β／Ｓγ＝15.8×10⁶秒^-1であり、Ａは、分離装置の面積（ｃｍ²）であり、ｇは、遠心加速度（ｃｍ／秒²）であり、分離装置の半径（既知の寸法）×回転速度の二乗Ω²（ラジアン／秒）²であり、そしてｋは、粘性定数＝0.625であり、Ｋは、ｋ及び別の粘性定数α＝4.5に基づく粘性定数であり、ここに：である。好ましい一具体例においては、本システム及び方法は、該分離装置内にも該入口通路内にも、血液ヘマトクリットを測定するための如何なるセンサも有しない。好ましい一具体例においては、本システム及び方法は、該分離装置内へ移送される全血と混合するために、該分離装置から血漿成分の少なくとも一部を所定の速度Ｑ_Recircで再循環させる。この具体例においては、本システム及び方法は、該分離装置内へ移送される全血についての望みのヘマトクリットＨ_iを達成するためにＱ_Recircを次のように制御する。本発明の種々の面は、オンライン血液処理に特に適している。本発明の他の特徴および利点は、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制御装置を含んだ、２針血小板収集システムの概念図であり、図２は、本発明の特徴を具体化する該制御装置及び関連のシステムの最適化アプリケーションの概念的フローチャートであり、図３は、図２に示したシステム最適化アプリケーション内に含まれる機能ユーティリティーの概念図であり、図４は、与えられた処理期間の間の血小板の収穫を求める、システム最適化アプリケーション内に含まれるユーティリティー機能の概念的フローチャートであり、図５は、処理状態及びパラメーター情報を提供し、最適の分離効率を達成するための制御変数を発生し、そして与えられた処理期間の間のクエン酸塩注入速度を制御する制御変数を発生する、システム最適化アプリケーション内に含まれるユーティリティー機能の概念的流れ図であり、図６は、与えられた処理期間の間の血小板の収穫に基づいて最適貯蔵パラメーターを推奨する、システム最適化アプリケーション内に含まれるユーティリティー機能の概念的フローチャートであり、図７は、与えられた処理期間を開始する前に処理時間を推定する、システム最適化アプリケーション内に含まれるユーティリティー機能の概念的フローチャートであり、図８は、第２段階チャンバー内における血小板分離の効率と無次元のパラメーター（これは血小板のサイズ、血漿の流速、チャンバー面積、及び回転速度を考慮に入れている）との間の、図４に示されたユーティリティー機能によって用いられるアルゴリズムのグラフ表示であり、図９は、貯蔵容器の個数によって最適貯蔵パラメーターを推奨するに際して、図６に示したユーティリティー機能が考慮に入れる、酸素分圧と特定の貯蔵容器の透過性との間の関係を示すグラフであり、図１０は、血漿貯蔵媒質の量によって最適貯蔵パラメーターを推奨するに際して、図６に示したユーティリティー機能が考慮に入れる、特定の貯蔵容器についての重炭酸塩の消費と貯蔵トロンボサイトクリットとの間の関係を示すグラフであり、そして図１１は、処理の間の血漿再循環を統御する制御変数を発生するに際して、図５に示したユーティリティー機能が考慮に入れる、平均血小板量による、入口ヘマトクリットによる、血小板分離の効率を示すグラフである。本発明のこれら種々の面は、その精神又は本質的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おいて定義されており、これに先立つ具体的記述によって定義されるものではない。請求の範囲の意味及び均等の範囲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。好ましい具体例の記述図１は、自動化された血小板収集操作を行うための、オンライン血液処理システム１０を図式的に示している。システム１０は、慣用の１針ネットワークも使用できるが、多くの点において、慣用の２針血液収集ネットワークを代表している。システム１０は、本発明の特徴を具体化している処理コントローラー１８を含む。Ｉ．分離システムシステム１０は、耐久性のハードウェア要素の配列を含み、その作動は、処理制御装置１８によって統御されている。ハードウェア要素は、中で全血（ＷＢ）がその種々の治療成分、例えば血小板、血漿及び赤血球（ＲＢＣ）へと分離されるものである遠心機１２を含む。ハードウェア要素はまた、典型的には蠕動式（Ｐ１乃至Ｐ４で示す）である種々のポンプ、及び種々のインライン・クランプ及び弁（Ｖ１乃至Ｖ３で示す）をも含む。勿論、ソレノイド、圧モニターその他の、図１が示していない図他のタイプのハードウェア要素が典型的には存在する。システム１０は、典型的にはまた、ハードウェア要素と連携して使用される何らかの形の使い捨て液体処理アセンブリー１４をも含む。図解されている血液処理システム１０において、アセンブリー１４は、２段階処理チャンバー１６を含む。使用に際して、遠心機１２は、遠心力によって血液成分を分離するために処理チャンバー１６を回転させる。使用できる代表的な遠心機は、Williamson等の米国特許第5,360,542号に示されており、これを参照によりここに導入する。該２段階処理チャンバー１６の構造は、種々であってよい。例えば、Cullis等の米国特許第4,146,172号に示されている様な、ダブルバッグの形を採ることができる。代わりとして、処理チャンバー１６は、Brownの米国特許第5,370,802号に示されているような、細長い２段階の一体バッグの形をとることもできる。図解されている血液処理システム１０においては、処理アセンブリー１４はまた、液体回路を形成している一並びの可撓性チューブをも含む。この液体回路は、液体を処理チャンバー１６へと及び処理チャンバーから移送する。ポンプＰ１〜Ｐ４及び弁Ｖ１〜Ｖ３は、液体流を所定の方法で統御するためにこれらのチューブと係合する。液体回路は更に、処理の間液体を分配し及び受け取るための多くの容器を含む（Ｃ１乃至Ｃ３で示した）。制御装置１８は、アセンブリー１４を用いた１つ以上の処理タスクを実施するために、種々のハードウェア要素の作動を統御する。制御装置１８はまた、処理条件のリアルタイムな評価を実施し、そして、血液成分の分離及び収集を最大化するに当たってオペレータを助けるための情報を出力する。本発明は、特に、制御装置１８の重要な特性に関するものである。システム１０は、多様なタイプの血液分離工程を達成するよう形作ることができる。図１は、自動化された２針血小板収集操作を実施するよう形作られている。収集モードにおいては、第１のチューブ分枝２０及び全血入口ポンプＰ２が、ＷＢを採血針２２から処理チャンバー１６の第１段階２４へと導く。その間、補助的チューブ分枝２６が、抗凝固剤を容器Ｃ１からＷＢ流へと、抗凝固剤ポンプＰ１を通して秤込む。抗凝固剤のタイプは種々であってよいが、図解されている具体例はＡＣＤＡを使用しており、それはアフェレーシスのために普通に用いられている抗凝固剤である。容器Ｃ２は、食塩溶液を保持している。別の補助的チューブ分枝２８が、処理の開始前にシステム１０をプライミングし空気を排除するのに使用するために、食塩溶液を第１のチューブ分枝２０内へと、インライン弁Ｖ１を介して移送する。食塩溶液はまた、処理の終了後、供血者に返還するためにアセンブリー１４から残存成分を洗い流すために、再び導入される。抗凝固剤添加ＷＢは、処理チャンバー１６の第１段階２４に入ってこれを満たす。そこでは、遠心機１２の回転に際して生ずる遠心力がＷＢを赤血球（ＲＢＣ）及び血小板リッチ血漿（ＰＲＰ）へと分離する。ＰＲＰポンプＰ４は、ＰＲＰを、処理チャンバー１６の第２段階３２へと移しかえるために、処理チャンバー１６の第１の段階２４から第２のチューブ分枝３０内へと引くよう作動する。そこでは、ＰＲＰは、血小板濃縮物（ＰＣ）及び血小板プア血漿（ＰＰＰ）へと分離される。所望により、第２の段階３２における分離の前に白血球を除去するために、ＰＲＰを、フィルターＦを通して移送することができる。フィルターＦには、Nish imura等の米国特許第4,936,998号（参照によりここに導入する。）に開示されているタイプの繊維を含んだフィルター媒体を用いることができる。これらの繊維を含んだフィルター媒質は、SEPACELLの商品名の下にAsahi Medical Companyによって市販されている。システム１０は、再循環チューブ３４、及び関連した再循環ポンプＰ３を含んでいる。処理制御装置１８は、処理チャンバー１６の第１の段階２４へ入ってくるＷＢと混合するために、処理チャンバー１６の第１段階２４から出るＰＲＰの一部分を逸らすようポンプＰ３を作動させる。ＰＲＰの再循環は、ＲＢＣとＰＲＰの最高の分離を提供するよう、望ましい条件を第１段階２４の入口領域に確立する。分離のためにＷＢが第１のチャンバー段階２４に引き込まれるとき、図解されている２針システムは、同時に、第２のチャンバー段階３２からのＰＰＰの一部と共に、ＲＢＣを第１のチャンバー段階２４からインライン弁Ｖ２及びチューブ分枝３８を介し、返還針３６を介して、供血者へと返還する。システム１０はまた、ＰＣ（ある量のＰＰＰ中に懸濁されている）を、貯蔵及び有益な使用のために、チューブ分枝３８及び４２並びにインライン弁Ｖ３を介して、も容器Ｃ３のどれかに収集する。好ましくは、ＰＣを貯蔵するよう意図されている容器Ｃ３は、ＤＥＨＰ−可塑化ポリ塩化ビニル材料に比して、血小板貯蔵に有益な大きなガス透過性を有する材料で作られている。例えば、ポリオレフィン材料（Gajewski等の米国特許第4,140,162号に開示されているような）又はトリ−２−エチルヘキシルトリメリテート（ＴＥＨＴＭ）で可塑化されたポリ塩化ビニルを使用することができる。システム１０はまた、ＰＰＰをも、同じ液体流路を通して容器Ｃ３のどれかに収集する。ＰＰＰの連続的保持は、成分分離工程の最中及び後の双方において、多くの目的に役立つ。ＰＰＰの保持は、処理中の治療目的に役立つ。ＰＰＰは、成分分離工程の間にＷＢ中へと量り込まれた抗凝固剤の大部分を含有している。ＰＰＰの全てを供血者へ返還する代わりにその一部を保持することにより、処理中に供血者に受け取られる抗凝固剤の全体量が減らされる。この減少は、大量の血液が処理される場合、特に重要である。処理の間のＰＰＰの保持はまた、供血者の循環血小板カウントを、処理の間、より高く且つより一定に維持する。システム１０はまた、保持されたＰＰＰから処理上の利点を導き出す。システム１０は、代わりの再循環モードにおいて、保持されたＰＰＰ（ＰＲＰでなく）の一部を、第１のコンパートメント２４に入ってくるＷＢと混合するために再循環させる。又は、ＷＢ流が処理の間に一時的に停止したならば、システム１０は、保持されているＰＰＰ量を、抗凝固剤添加された「開存維持」液として、液体ラインを開存させておくために引くことができる。加えて、分離工程の終わりにおいて、システム１０は、返還分枝４０を介して供血者へ返還するため第１段階コンパートメント２４からＲＢＣを再懸濁させて排除するために、「濯ぎ戻し」液として、保持されているＰＰＰ量を引く。分離工程の後、システム１０はまた、収集容器Ｃ３内への移し替えと貯蔵のために、第２コンパートメント２４中においてＰＣを再懸濁させるため、再懸濁モードにおいて作動する。ＩＩ．システム制御装置制御装置１８は、記述されているように、全体的プロセス制御及びシステム１０のモニタリング機能を行う。図解されている好ましい具体例においては（図２を参照）、制御装置は、主処理装置（ＭＰＵ）４４を含む。この好ましい具体例においては、ＭＰＵ４４は、 Motorola Corporation製の68030型のマイクロプロセッサよりなるが、他の型の慣用のマイクロプロセッサを使用することもできる。この好ましい具体例においては、ＭＰＵ４４は、ＭＰＵサイクルを処理タスクに割りつけるために、慣用のリアルタイムのマルチタスク処理を採用している。周期的タイマー割り込み（例えば、５ミリ秒毎）が、実行中のタスク及びスケジュールを、実行のための準備状態にある別のものに差し替える。再スケジュール化が要求されたとき、準備状態にある最優先のタスクがスケジュールに組み込まれる。そうでない場合には、準備状態にあるリスト中の次のタスクがスケジュールに組み込まれる。Ａ．機能的ハードウェア制御ＭＰＵ４４は、アプリケーション制御マネージャー４６を含む。アプリケーション制御マネージャー４６は、制御アプリケーション（Ａ１乃至Ａ３で示されている）のライブラリ４８の活性化を管理する。各制御アプリケーションＡ１〜Ａ３は、与えられた機能的タスクを、システムハードウェアを（例えば、遠心機１２、ポンプＰ１〜Ｐ４、及び弁Ｖ１〜Ｖ３）を所定の方法で用いて実施するための手順を規定している。図解された好ましいこの具体例においては、アプリケーションＡ１〜Ａ３は、プロセスソフトフェアとして、ＭＰＵ４４のＥＰＲＯＭ内に駐在する。アプリケーションＡ１〜Ａ３の数は変更することができる。図解されている好ましい具体例においては、ライブラリ４８は、少なくとも１つの臨床手順アプリケーションＡ１を含む。この手順アプリケーションＡ１は、一つの所定の臨床的処理手順を実行するための各ステップを含む。図解されている具体例の例示のため、ライブラリ４８は、図１に関連して既に一般的に記述したような、２針血小板収集操作を実施するための手順アプリケーションＡ１を含む。勿論、追加の手順アプリケーションが含まれてもよく、そして典型的には含まれているであろう。例えば、ライブラリ４８は、慣用の１針血小板収集操作を実行するための手順アプリケーションを含むことができる。図解されている好ましい具体例においては、ライブラリ４８はまた、システム最適化アプリケーションＡ２をも含む。システム最適化アプリケーションＡ２は、システムの性能を最適にする情報及び制御変数を求めるために、リアルタイムの処理状態及び経験的推定に基づいて情報を処理する、相互に関連した特化したユーティリティー機能を含む。最適化アプリケーションＡ２の更なる詳細は、後で記述されよう。ライブラリ４８はまた、メインメニューアプリケーションＡ３をも含み、それは、後で記述するようにオペレータによる種々のアプリケーションＡ１〜Ａ３の選択を調整する。勿論、追加の非臨床的手順アプリケーションも含むことができ、そして典型的には含むであろう。例えば、ライブラリ４８は、構成アプリケーションを含んでよく、これはオペレータがシステム１０のデフォールトのオペレーティング・パラメータを構成することを許容するための手順を含む。更なる例としては、ライブラリ４８は、診断アプリケーション（これは、システムの機能的完全性の診断と問題解決においてサービス要因を補助する手順を含む。）、及び、システム再始動アプリケーション（これは、システムが管理不能又はエラー状態から回復不能になった場合にシステムの完全な再始動を実行する。）を含むことができる。機器マネージャー５０がまた、ＭＰＵ４４中のＥＰＲＯＭ中にプロセスソフトウェアとして駐在する。機器マネージャー５０は、アプリケーション制御マネージャー４６と通信する。機器マネージャー５０はまた、ポンプ、ソレノイド、弁及びシステムの他の機能的ハードウェアのための下位レベルの周辺制御装置５２と通信する。図２が示すように、アプリケーション制御マネージャー４６は、活性化アプリケーションＡ１〜Ａ３によって呼び出されたとき、具体化された機能命令を機器マネージャー５０へと送る。機器マネージャー５０は、機能を実行するための周辺制御装置５２を同定し、ハードウェア固有コマンドをコンパイルする。周辺制御装置５２は、ハードウェア固有コマンドを実行するためにハードウェアと直接に通信し、それによりハードウェアを固有の仕方で作動させる。通信マネージャー５４は、機器マネージャー５０と周辺制御装置５２との間の下位のプロトコール及び通信を管理する。図２がまた示すように、機器マネージャー５０はまた、アプリケーション制御マネージャー４６に、処理手順の作動上の及び機能的な状態についての状態データを送り返す。状態データは、例えば、液体流速、関知された圧力、及び測定された液体量によって表現される。アプリケーション制御マネージャー４６は、選ばれた状態データをオペレーターに表示するために伝送する。アプリケーション制御マネージャー４６は、作動的及び機能的状態を、手順アプリケーションＡ１及び性能モニタリングアプリケーションＡ２へと伝送する。Ｂ．ユーザインターフェース制御図解されている具体例においては、ＭＰＵ４４はまた、対話型ユーザインタフェース５８をも含む。このインターフェース５８は、オペレータがシステム１０の作動に関する情報を眺めて理解することを許容する。インターフェース５８はまた、オペレータがアプリケーション制御マネージャー４６中に駐在するアプリケーションを選択すること、並びに、システム１０のある種の機能及び性能基準を変更することをも許容する。インターフェース５８は、インターフェーススクリーン６０及び、好ましくは、オーディオ装置６２を含む。インターフェーススクリーン６０は、オペレータによって眺められるために、英数字形式で及びグラフィック・イメージとして情報を表示する。オーディオ装置６２は、オペレータの注意を引くため又はオペレータの動作を確認するために、可聴のプロンプトを提供する。図解されている好ましい具体例においては、インターフェース・スクリーン６０はまた、入力装置としても働く。それは慣用の接触活性化によって、オペレータからの入力を受ける。接触活性化の代わりとして又はこれと組み合わせて、マウス又はキーボードを入力装置として使用できる。インターフェース制御装置６４は、インターフェース・スクリーン６０及びオーディオ装置６２と通信する。インターフェース制御装置６２は、今度は、インターフェース・マネージャー６６と通信し、これが今度は、アプリケーション制御マネージャー４６と通信する。インターフェース制御装置６４及びインターフェース・マネージャー６６は、ＭＰＵ４４内のＥＰＲＯＭ中にプロセスソフトウェアとして駐在する。インターフェース５８の更なる詳細は、同時継続出願第ＸＸＸに開示されている。Ｃ．システム最適化アプリケーション図解されている具体例においては（図３が示すように）、システム最適化アプリケーションＡ２は、Ｆ１乃至Ｆ６で示した６つの特化した、しかも相互に関係したユーティリティー機能を含む。勿論、ユーティリティー機能の数及びタイプは変えることができる。図解されている具体例においては、ユーティリティー機能Ｆ１は、収集目標とされた特定の細胞成分についてのシステム１０の収穫を求める。血小板収集手順アプリケーションＡ１については、ユーティリティー機能Ｆ１は、システム１０のその瞬間の物理的状態を、分離効率によって、そして供血者のその瞬間の生理学的状態を、収集可能循環血小板数によって、確認する。これらから、ユーティリティー機能Ｆ１は、処理期間の間連続して各瞬間の血小板収穫を求める。なおも別のユーティリティー機能Ｆ２は、選ばれた情報状態値及びパラメータを発生させるために、算出された血小板収穫及び他の処理状態に依存する。これらの値及びパラメータは、最適性能状態を確立し維持するに当たってオペレータを補助するために、インターフェース５８に表示される。ユーティリティー機能Ｆ２によって求められた状態値及びパラメータは、変更することができる。例えば、図解されている具体例においては、ユーティリティー機能Ｆ２は、処理すべき残存量、残りの処理時間、及び成分収集量及び速度を報告する。別のユーティリティー機能Ｆ３は、ユーティリティー機能Ｆ１によって求められたた血小板収穫に基づいて、血小板のための最適の貯蔵パラメータを、貯蔵容器数及び使用すべきＰＰＰ貯蔵媒質の量として計算し推奨する。他のユーティリティー機能は、最適の処理条件を確立し維持するためにアプリケーション制御マネージャー４６によって使用するため、処理状態に基づいて制御変数を発生させる。例えば、一つのユーティリティー機能Ｆ４は、第１段階２４内における血小板分離を最適化するための制御変数を発生させる。別のユーティリティー機能Ｆ５は、起こり得るクエン酸塩毒性反応を回避するために、クエン酸塩抗凝固剤がＰＰＰと共に供血者に返還される速度を制御するための制御変数を発生させる。尚も別のユーティリティー機能Ｆ６は、推定処理時間を求め、これは供血者が繋がれる前に収集時間を予測する。これらのユーティリティー機能Ｆ１乃至Ｆ６の更なる詳細が、今やより詳細に記述されよう。ＩＩＩ．血小板収穫の誘導ユーティリティー機能Ｆ１（図４を参照）は、システム１０の血小板分離効率（η_Plt）についての連続的計算を行う。ユーティリティー機能Ｆ１は、血小板分離効率η_Pltを、全血中の利用可能な総血漿量に対する、供血者全血から分離された血漿量の比率と同じであるとして扱う。ユーティリティーＦ１は、それにより、供血者全血より分離された血漿量中の全ての血小板が収穫されるであろうと仮定する。供血者のヘマトクリットは、抗凝固剤による希釈及び血漿除去の影響のために、処理中変化し、従って、分離効率η_Pltは、一定の値に止まってはおらず、手順を通して変化する。ユーティリティー機能Ｆ１は、収穫を増分的にモニターする事によって、これらの工程に依存した変化に対処する。これらの収穫は、増分浄化量（ΔClrVol）と呼ばれるが、現在の分離効率η_Plt に現在の供血者全血の、処理されつつある抗凝固剤希釈された増分量を乗ずることによって、次の通りに計算される：方程式（１） ΔClrVol＝ACDil×η_Plt×ΔVOL_Proc ここに： ΔVol_Procは、処理されつつある増分全血量であり、そして ACDilは、増分全血量についての抗凝固剤希釈因子であり、次の通りに計算される：方程式（２）ここに： ACは、抗凝固剤量に対する全血量の、選ばれた比率（例えば10：１すなわち「 10」）である。ACは、処理期間中、固定された値よりなるものであってよい。代わりとして、ACを、処理期間中、所定の基準に従って段階的に変化させてよい。例えば、ACは、処理の開始時に、当初の期間については低い比率に設定され、そして次いで、続く各期間の後は段階的に増大されてよい：例えばACを、処理の最初の１分間は６：１に設定し、次いで次の2.5乃至３分間は８：１まで増大させ、そして最終的に10：１の処理レベルまで引き上げてよい。抗凝固剤の導入もまた、第２の処理段階３２へ入ってくるＰＲＰの入口圧をモニターする事によって段階的に行ってよい。例えば、ACを、当初の圧力（例えば 500ｍｍＨｇ）が設定された閾値レベル（例えば200ｍｍＨｇ乃至300ｍｍＨｇ）へと降下するまでは、６：１に設定してよい。次いで、ACを、所望のレベルに止まるよう圧をモニターしつつ、10：１という処理レベルまで段階的に引き上げてよい。ユーティリティー機能Ｆ１はまた、血漿量１μｌ中1000個の血小板の単位（すなわちｋ／μｌ）で表された、供血者の現在の循環血小板カウント（Ｐlt_Circ）について連続的推定を行う。η_Pltと同様に、Plt_Circは、希釈及び除去の影響を受けて処理の間変化する。ユーティリティー機能Ｆ１は、血小板収穫を、やはり、各増分浄化血漿量ΔClrVol（η_Pltの各瞬間の算出に基づく）に循環血小板カウントPlt_Circの瞬間推定を乗ずることによって、増分的にモニターする。得られた結果は、増分血小板収穫（Δyld）であり、典型的にはｅⁿ個の血小板の形で表され、ここに、ⁿｅ＝0.5×10ⁿ個の血小板である（ｅ¹¹＝0.5×10¹¹個の血小板）。如何なる与えられた時点においても、増分血小板収穫ΔYldの総計は、現在の血小板収穫Yld_Currentを構成し、これはまた、次のようにも表すことができる：方程式（３）ここに： Yld_Oldは、最後に計算されたYld_Currentであり、そして方程式（４）ここに： Plt_Currentは、供血者の循環血小板カウントについての現在の（瞬間の）推定である。 ΔYldは、単位を揃えるために方程式（４）において100,000で割られている。以下は、ユーティリティー機能Ｆ１による上記の処理変数の誘導の更なる詳細を提供する。Ａ．全体分離効率η_Pltの誘導システム全体の効率η_Pltは、システムの個々の部分の効率の積であり、次の様に表される：方程式（５） η_Plt＝η1_stSep×η2_ndSep×η_Anc ここに： η1_stSepは、第１の分離段階におけるＷＢからのＰＲＰの分離の効率である。 η2_ndSepは、第２の分離段階におけるＰＲＰからのＰＣの分離の効率である。 η_Ancは、システムにおける他の補助的な処理ステップの効率の積である。１．第１の段階の分離効率η1_stSep ユーティリティー機能Ｆ１（図４を参照）は、測定した及び経験的な値に基づいて、次の表現を用いて操作の進行の間η1_stSepを連続的に求める：方程式（６）ここに：Ｑ_bは、測定された全血流速（単位：ｍｌ／分）である。Ｑ_pは、測定されたＰＲＰ流速（単位：ｍｌ／分）である。Ｈ_bは、第１段階分離コンパートメントに流入してくる抗凝固剤添加全血の見かけのヘマトクリットである。Ｈ_bは、検知された流れ条件及び理論的考察に基づいてユーティリティーによって求めるられた値である。ユーティリティー機能Ｆ１は、従って、実際のＷＢヘマトクリットを測定するために、オンライン・ヘマトクリット・センサを必要としない。ユーティリティー機能Ｆ１は、次の関係に基づいてＨ_bを求める：方程式（７）ここに：Ｈ_rbcは、検知された作動状態及び第１段階分離チャンバーの物理的寸法に基づく、第１段階分離チャンバー内におけるＲＢＣベッドの見かけのヘマトクリットである。Ｈ_bに関すると同様に、ユーティリティー機能Ｆ１は、Ｈ_rbcを決定するのに物理的センサを必要とせず、Ｈ_rbcは、次の表現に従ってこのユーティリティーによって求められる：方程式（８）ここに：ｑ_bは、入口血流速度（ｃｍ³／秒）であり、これは、ｍｌ／分に換算したとき方程式（６）のＱ_bに対応する既知の値である。ｑ_pは、測定されたＰＲＰ流速（単位：ｃｍ³／秒）であり、これは、ｍｌ／分に換算したとき、方程式（６）のＱ_pに対応する既知の値である。 βは、剪断速度依存性の項であり、そしてＳγは、赤血球沈降係数（秒）である。経験的データに基づいて、方程式（８）は、β／Ｓγ＝15.8×10⁶秒^-1と仮定する。Ａは、分離チャンバーの面積（ｃｍ²）であり、既知の寸法である。ｇは、遠心加速度（ｃｍ／秒²）であり、第１分離チャンバーの半径（既知の寸法）×回転速度の二乗Ω²（ラジアン／秒）²（別の既知量）である。ｋは、粘性定数＝0.625であり、Ｋは、ｋ及び別の粘性定数α＝4.5に基づく粘性定数であり、ここに：方程式（９）方程式（８）は、次の方程式（１０）に表された関係から求められる：方程式（１０） Brown，The Physics of Continuous Flow Centrifugation Cell Separation， “Artifical Organs”，1989; 13(1): 4-20)）に記載。方程式（８）は、方程式（１０）をＨ_rbcについて解いたものである。２．第２段階分離効率η2_ndSep ユーティリティー機能Ｆ１（図４を参照）はまた、対数正規分布した血小板のどの部分が第２分離段階３２内において収集されるかを、それらの寸法（平均血小板量、すなわちＭＰＶ）、流速（Ｑ_p）、分離段階３２の面積（Ａ）、及び遠心加速度（ｇ、これは第２段階の回転半径×回転速度の二乗Ω²である）の関数として、計算するコンピュータモデル化から求められたアルゴリズムに基づいて、操作の間η2_ndSepも連続的に求める。このアルゴリズムは、グラフとして図８に示された関数によって表現することができる。グラフは、１つの無次元のパラメータであるｇＡＳ_p／Ｑ_pによってη 2_ndSepをプロットする。ここに：Ｓ_pは、1.8×10^-9ＭＰＶ^2/3（秒）であり、そしてＭＰＶは、平均血小板量（ｆｌ、すなわちμｍ立方）であり、これは、処理前に収集された供血者血液のサンプルから慣用の技術によって測定できる。ＭＰＶには、異なった計数器の使用による変動があり得る。ユーティリティー機能は、従って、使用したタイプの計数器に従って該機能によって使用するためＭＰＶを標準化するための、ルックアップ表を含むことができる。代わりとして、ＭＰＶは、臨床的な血小板事前カウントPlt_PREデータの統計学的評価から求められた関数に基づいて推定することができ、これをユーティリティー機能が使用することができる。本発明者は、そのような臨床データの推定に基づいて、ＭＰＶ関数を次の通りに表すことができるものと信ずる：ＭＰＶ（ｆｌ）≒11.5−0.009 Plt_PRE（ｋ／μｌ）３．補助的分離効率η_Anc η_Ancは、処理システムの他の部分の（血小板損失による）効率を考慮に入れている。η_Ancは、第１段階チャンバーから第２段階チャンバーへの（ＰＲＰの形での）血小板輸送の効率；血小板を（やはりＰＲＰの形で）白血球除去フィルターを通して輸送する効率；処理の後の第２段階チャンバーからの血小板の（ＰＣの形での）再懸濁及び輸送の効率；及び１針又は２針形態において先に処理された血液を再処理する効率を考慮に入れている。これらの補助的処理ステップの効率は、臨床データに基づいて評価でき又はコンピュータモデル化に基づいて推定可能である。これらの考慮に基づいて、η_An _c について予測された値を当てはめることができ、これを方程式（５）が、与えられた操作の進行にわたって一定であるとして処理する。Ｂ．供血者血小板カウント（Plt_Circ）の誘導ユーティリティー機能Ｆ１（図４を参照）は、処理中における供血者の現在の循環血小板カウントPlt_Circを予測するため、動力学モデルに依存している。このモデルは、次の関係に従って、Plt_Circを求めるために、供血者の血液量を推定し、次いで、処理中の希釈及び除去の影響を予測する：方程式（１１） Plt_circ＝〔〔Dilution）×Plt_Pre〕−（Depletion）ここに： Plt_preは、処理開始前の供血者の循環血小板カウント（ｋ／μｌ）であり、これは、処理前に供血者から採られた全血のサンプルから慣用の技術によって測定することができる。Plt_Preには、異なった計数器の使用による変動があり得る（例えば、Peoples et al.，“A Multi-Site Study of Variables Affecting Plat elet Counting for Blood Component Quality Control，”Transfusion(Special Abstract Supplement，47th Annual Meeting)，V．35，No.10S，October 1994 ，Supplementを参照のこと）。ユーティリティー機能は、従って、使用した計数器に応じて該機能によって使用するための、全ての血小板カウント（例えば、後で記述するPlt_Pre及び Plt_Post）を標準化するためのルックアップテーブルを含むことができる。「Dilution」は、システムのプライミング液量及び抗凝固剤の放出によって引き起こされる供血者の見かけの循環血液量の増加による、供血者の処理前の循環血小板カウントPle_Preを低下させる因子である。Dilutionはまた、操作の間の腎臓による血管スペースからの連続的な液体除去をも考慮する。「Depletion」は、処理によって利用できる供血者の循環血小板プールの除去を考慮に入れている。Depletionはまた、血小板の回復における、処理の間の循環血液量中への脾臓の対応した動員をも考慮に入れている。１． Dilutionの推定ユーティリティー機能Ｆ１は、次の表現に基づいて希釈因子を推定する方程式（１２）ここに： Primeは、システムのプライミング量（ｍｌ）である。ＡＣＤは、（誘導が行われる時間に依存して現在の又は終点の）使用した抗凝固剤の量（ｍｌ）である。ＰＰＰは、（現在の又は目標の）収集されたＰＰＰの量である（ｍｌ）。 DonVol（ｍｌ）は、供血者の身長、体重及び性を考慮に入れたモデルに基づく供血者血液量である。これらのモデルは、次の一層合理化された表現への回帰によって線形にされた、血液量を供血者体重に対してプロットするための経験的データを用いて、更に単純化される：方程式（１３） DonVol＝1024＋51Wgt（r²＝0.87）ここに：Ｗｇｔは、供血者体重（ｋｇ）である。２． Depletionの推定血小板の連続的な収集は、利用できる循環血小板プールを除去する。一次モデルは、次のように、供血者循環血液量（DonVol）で除した供血者血小板カウントが血小板収穫（Yld）（現在又は目標）によって減少すると予測する：方程式（１４）ここに：Ｙｌｄは、現在の瞬間の又は目標の血小板収穫（ｋ／μｌ）である。方程式（１４）において、Ｙｌｄは、単位を揃えるために100,000倍されている。方程式（１４）は、除かれた血小板の脾臓による動員〔これは、脾臓動員因子（又はSpleen）と呼ばれる。〕は考慮に入れていない。「Spleen」は、低い血小板カウントを有する供血者は、それにも関わらず、脾臓に保持された大きな血小板貯蔵を有していることを示している。処理の間、循環血小板が供血者血液から抜き取られるにつれて、脾臓は、それが貯蔵のために保持している血小板を放出し、それにより、循環血小板の低下を部分的に補填する。本発明は、初めの血小板カウントは供血者間で大きく変動するが、利用できる全血小板量は、供血者間で驚くほど一定していることを発見した。平均の見かけの供血者量は、血液１ｌ当たり血小板3.10±0.25ｍｌである。変動計数は8.1％であり、正常の供血者のヘマトクリットの変動係数より僅かに高いだけである。本発明者は、実際の測定された除去をDepl（方程式（１４））と比較し、プロットし、そしてPlt_Preの関数として線形化することによって、動員因子Spleenを求めた。Spleen（これは、下限が１に限定されている）は、次の通りである：方程式（１５） Spleen＝〔2.25-0.004 plt_Pre〕≧１方程式（１４）及び（１５）に基づいて、ユーティリティー機能は、Depletio nを次の通りに求める：方程式（１６）Ｃ．リアルタイム操作の修正オペレータは、全ての供血者について操作の開始時に常に現在の血小板事前カウントPlt_Preを有する訳ではないであろう。ユーティリティー機能Ｆ１は、システムがデフォールト・パラメータの下に又は先の操作から得た値の下に稼動することを許容する。ユーティリティー機能Ｆ１は、実際の血小板事前カウントPlt_Preが後でオペレータによって処理中に入力されることを許容する。ユーティリティー機能Ｆ１は、新しく入力された値を反映させる一組の条件の下に、血小板収穫を再計算する。ユーティリティー機能Ｆ１は、有効浄化量を計算するのに現在の収穫を使用し、秘蔵動員の血小板事前カウントに依存する性質を保持しつつ、ついでその量を、新しい現在の収穫を計算するために使用する。ユーティリティー機能Ｆ１は、有効浄化量を次の通りに計算するために、現在の収穫を用いる：方程式（１７）ここに： ClrVolは、浄化された血漿量である。 DonVolは、方程式（１３）に従って計算された供血者循環血液量である。 Yld_currentは、現在の処理状態に基づく、方程式（３）に従って計算された、現在の血小板収穫である。 Primeは、血液側のプライミング量（ｍｌ）である。ＡＣＤは、使用した抗凝固剤量（ｍｌ）である。ＰＰＰは、収集された血小板プア血漿の量（ｍｌ）である。 Pre_oldは、処理を開始する前の供血者血小板カウント（ｋ／μ ｌ）である。 Spleen_oldは、Pre_oldに基づいて方程式（１６）を用いて計算された脾臓動員因子である。ユーティリティーＦ１は、方程式（１７）を用いて計算されたClrVolを、次のようにして新たな現在の収穫を求めるために使用する：方程式（１８）ここに： Pre_Newは、処理の間に入力された、訂正された供血者血小板事前カウント（ｋ／μｌ）である。 Yld_Newは、この訂正された供血者血小板事前カウントPre_Newを考慮に入れた、新たな血小板収穫である。 ClrVolは、浄化された血漿量であり、方程式（１７）に従って計算される。 DonVolは、供血者の循環血液量であり、方程式（１７）と同様に方程式（１３）に従って計算される。 Primeは、血液側のプライミング量（ｍｌ）であり、方程式（１７）と同様である。ＡＣＤは、方程式（１７）と同様、使用した抗凝固剤量（ｍｌ）である。ＰＰＰは、方程式（１７）と同様、収集された血小板プア血漿の量（ｍｌ）である。 Spleen_Newは、Pre_Newに基づいて方程式（１５）を用いて計算された脾臓動員因子である。ＩＶ．他の処理情報の誘導ユーティリティー機能Ｆ２（図５を参照）は、手順のための最適な作動条件を決定するに際してオペレータを補助するための他の情報値及びパラメータを求めるために第１のユーティリティー機能Ｆ１によるYldの計算に依存する。次の処理値は、ユーティリティー機能Ｆ２が提供することのできる誘導を例示する。Ａ．処理すべき残存量ユーティリティー機能Ｆ２は、現在の作動効率η_pltを反映させるよう補正を伴って、収集すべき残存収穫を、処理の残りを通じた予想される平均血小板カウントで除すことによって、所望の血小板収穫を達成するのに必要な追加の処理量Ｖｂ_rem（ｍｌ）を計算する。ユーティリティー機能Ｆ２は、この値を次の表現を用いて求める：方程式（１９）ここに： Yld_Goalは、所望の血小板収穫（ｋ／μｌ）であり、ここに：ｖｂ_remは、Yld_Goalを達成するために必要な処理量（ｍｌ）である。 Yld_Currentは、現在の血小板収穫（ｋ／μｌ）であり、現在の処理値に基づいて方程式（３）を用いて計算される。 η_Pltは、現在の（瞬間の）血小板収集効率であり、方程式（５）を用いて、現在処理値に基づいて計算される。ＡＣＤｉ１は、抗凝固剤希釈因子（方程式（２））である。 Plt_Currentは、現在の（瞬間の）循環供血者血小板カウントであり、方程式（１１）を用いて現在の処理値に基づいて計算される。 Plt_Postは、処理後の予想される供血者カウントであり、やはり方程式（１１）を用いて総処理値に基づいて計算される。Ｂ．残存処理時間ユーティリティー機能Ｆ２はまた、残存収集時間（ｔ_rem）を（分で）次の通りに計算する：方程式（２０）ここに：ｖｂ_remは、処理すべき残存量であり、方程式（１９）を用いて現在の処理状態に基づいて計算される。Ｑｂは、全血流速であり、これは使用者によって設定されるか又は、後で記述するように方程式（３１）を用いてＱｂ_Optとして計算される。Ｃ．血漿収集ユーティリティー機能Ｆ２は、血漿収集量（ＰＰＰ_Goal）を求めるために、次のように種々の血漿収集要求を加える：方程式（２１） PPP_Goal＝PPP_PC＋PPP_Source＋PPP_Reinfuse＋PPP_Waste ＋PPP_CollCham ここに： PPP_PCは、ＰＣ製品のために選択された血小板プア血漿量であり、典型的なデフォールト値として250ｍｌを有するか、又は、後で記述されるように方程式（２８）に従って最適値Plt_Medとして計算される。 PPP_Sourceは、源血漿として収集のために選択された血小板プア血漿量である。 PPP_Wasteは、種々の処理目的のために貯蔵中に保持されるよう選択された血小板プア血漿量である（デフォールト＝30ｍｌ）。 PPP_CollChamは、血漿収集チャンバー内の血漿量である（デフォールト＝40ｍｌ）。 PPP_Reinfuseは、処理の間に再注入される血小板プア血漿量である。Ｄ．血漿収集速度ユーティリティー機能Ｆ２は、血漿収集速度（Ｑ_PPP）を（ｍｌ／分で）次の通りに求める：方程式（２２）ここに：ＰＰＰ_Goalは、所望の血小板プア血漿収集量（ｍｌ）である。ＰＰＰ_Currentは、収集された血小板プア血漿の現在の量（ｍｌ）である。ｔ_remは、収集の残り時間であり、方程式（２０）を用いて、現在の処理状態に基づいて計算される。Ｅ．合計予想ＡＣ使用ユーティリティー機能Ｆ２はまた、処理の間に使用されると予想される抗凝固剤の合計量（ＡＣＤ_End）をも、次の通りに計算する（ｍｌ）：方程式（２３）ここに：ＡＣＤ_Currentは、使用した抗凝固剤の現在量（ｍｌ）である。ＡＣは、選択された抗凝固剤比率であり、Ｑ_bは、全血流速であり、これはユーザによって設定されるか、又は、方程式（３１）を用いて、現在の処理状態に基づいてＱｂ_Optとして計算される。ｔ_remは、収集の残り時間であり、方程式（２０）を用いて、現在の処理条件に基づいて計算される。Ｖ．最適の血小板貯蔵パラメータの推奨ユーティリティー機能Ｆ３（図６を参照）は、処理の間に収集された血小板のための最適の貯蔵条件を決定するに際してオペレータを補助するために、ユーティリティーＦ１によるＹｌｄの計算に依存する。ユーティリティーＦ３は、予想される貯蔵期間の間血小板を保持するための最適貯蔵条件を、血小板Plt_Bag及び血小板と共に貯蔵媒質中に存すべき血漿（ＰＰＰ）量Plt_Med（ｍｌ）のために必要な予め選択される貯蔵容器の数として求める。血小板に最適な貯蔵条件は、貯蔵される量Plt_Volに依存し、次のように表される：方程式（２４）Ｐｌｔ_Vol＝Ｙｌｄ×ＭＰＶここに：Ｙｌｄは、収集された血小板の数であり、そしてＭＰＶは、平均血小板量である。Ｐｌｔ_volが増加すると、貯蔵期間中における血小板の酸素要求もまた増加する。Ｐｌｔ_volが増加すると、代謝を維持するための血小板のグルコース消費及び、代謝の結果としての二酸化炭素及び乳酸の産生もまた増加する。表面積、厚み、及び材料という貯蔵容器の物理的特徴は、貯蔵期間の間、酸素が流入して二酸化炭素が抜け出すのを許容するよう、所望の程度のガス透過性を提供するように選択される。血漿貯蔵媒質は、重炭酸塩ＨＣＯ₃を含み、これは血小板代謝によって産生された乳酸を緩衝し、血小板の生存を維持するｐＨレベルを保つ。Ｐｌｔ_Volが増大すると、ＨＣＯ₃の緩衝効果に対する要求が増大し、従って貯蔵中の血漿量の必要性も増大する。Ａ．Ｐｌｔ_Bagの誘導与えられた透過性を有する貯蔵容器中に貯蔵された血小板の酸素分圧ｐＯ₂（ｍｍＨｇ）は、容器が保持している総血小板量Ｐｌｔ_Volに関連して減少する。図９は、与えられた透過性を有する容器に対する貯蔵１日後に測定されたｐＯ₂ の関係を示すテストデータに基づくグラフである。図９のもととなっているこの貯蔵容器は、表面積54.458インチ²及び容量1000ｍｌを有する。この貯蔵容器は、Ｏ₂に対する透過性194ｃｃ／100インチ²／日、及び、ＣＯ₂に対する透過性128 2ｃｃ／100インチ²／日を有する。分圧ＰＯ₂が20ｍｍＨｇ未満に低下すると、血小板は酸素欠乏となりそして副生成物乳酸の量が有意に増加する。図９は、選ばれた貯蔵容器が、Ｐｌｔ_Vol≦4 .0ｍｌにおいて40ｍｍＨｇというｐＯ₂（酸素欠乏領域の十分上）を維持できることを示している。この控えめな基礎の上に、この容器について4.0ｍｌの量が標的Ｐｌｔ_TVolとして選択される。他の容器についての標的量Ｐｌｔ_TVolは、この同じ方法論を用いて決定することができる。ユーティリティー機能Ｆ３は、標的血小板量Ｐｌｔ_TVolを、次のようにＰｌｔ_Bag を計算するために用いる：方程式（２５）ここに：ＢＡＧ≦1.0のときＰｌｔ_Bag＝１であり、それ以外のときは、Ｐｌｔ_Bag＝〔ＢＡＧ＋１〕であり、ここに〔ＢＡＧ＋１〕は、量ＢＡＧ＋１の整数部分である。例えば、9.5ｆｌという供血者ＭＰＶ、及び血小板４×10¹¹個というＹｌｄであり（ｐｌｔ_Vol＝3.8）、且つＰｌｔ_TVol＝4.0ｍｌであるなら、ＢＡＧ＝0.95 でありＰｌｔ_Bag＝1.0である。もしも供血者ＭＰＶが11.0ｆｌであり収穫Ｙｌｄ及びＰｌｔ_TVolが同じままであれば（ｐｌｔ_Vol＝4.4）、ＢＡＧ＝1.1でありＰｌｔ_Bag＝２である。Ｐｌｔ_Bag＞１のとき、Ｐｌｔ_Volは、必要とされた数の容器の間で均等に分割される。Ｂ．Ｐｌｔ_Medの誘導各日に用いられる重炭酸塩の量は、トロンボサイトクリットＴｃｔ（％）の関数であり、次のように表される：方程式（２６）１日当たりの重炭酸塩ＨＣＯ₃消費とＴｃｔとの間の関係は、選ばれた貯蔵容器につき実験的に決定することができる。図１０は、図９のグラフのもととなったのと同一の容器について、この関係を示すグラフを示している。図１０のｙ軸は、当該容器についてＴｃｔに基づいて実験的に測定された、１日当たりの重炭酸塩消費（Ｍｅｑ／ｌ）を示す。ユーティリティーＦ３は、図１０に表されたデータをルックアップテーブル内に含む。ユーティリティー機能Ｆ３は、貯蔵期間にわたる１日当たりの予測された重炭酸塩の分解ΔＨＣＯ₃を、次のようにして求める：方程式（２７）ここに：Ｄｏｎ_HCO3は、供血者血液中の測定された重炭酸レベル（Ｍｅｑ／ｌ）であるか又は、代わりとして、典型的な供血者の重炭酸塩レベルであり、それは19.0Ｍｅｑ／ｌ±1.3であると信じられている。Ｓｔｏｒは、望ましい貯蔵期間（日数、典型的には３乃至６日）である。 ΔＨＣＯ₃が与えられたとき、ユーティリティー機能Ｆ３は、Ｔｃｔを、選ばれた容器についてのルックアップテーブルから求める。図１０のもととなった貯蔵容器については、約1.35乃至1.5％のＴｃｔが、６日間の貯蔵のために殆どの場合に控えめにも適当であると信じられる。Ｔｃｔ及びＰｌｔ_Volを分かると、ユーティリティー機能Ｆ３は、Ｐｌｔ_Medを方程式（２５）に基づいて次の通りに計算する：方程式（２８）Ｐｌｔ_Bag＞１のとき、Ｐｌｔ_Medは、要求された数の容器の間で均等に分割される。ＰＰＰ_PCは、方程式（２１）においてＰｌｔ_Med に設定される。ＶＩ．制御変数の誘導ユーティリティー機能Ｆ４及びＦ５は、プロセス制御変数を求めるのに、上記の物理学的及び生理学的関係のマトリックスに依存し、そしてプロセス制御変数をアプリケーション制御マネージャー４６は、システムの性能を最適化するために使用する。次の制御変数は、ユーティリティー機能Ｆ４及びＦ５がこの目的のために提供することのできる誘導を例示する。Ａ．再循環による高い血小板分離効率の促進収集された血小板については高い平均血小板値ＭＰＶが望ましい。それが、第１の分離段階及びシステム全体の分離効率を表すからである。殆どの血小板は、 Sysmex K-1000マシンで測定したとき、平均８乃至10ｆｌである（赤血球のうち最小のものは約３０ｆｌに始まる）。残りの少数の血小板集団は、物理的に一層大きな血小板を構成する。これらの大きな血小板は、典型的には、血小板一個当たり15×10^-15ｌを占め、いくらかは、30ｆｌを超える。これらの大きい血小板は、第１の分離チャンバー内において、大半の血小板よりも迅速に赤血球界面上に沈降する。これらの大きい血小板は、赤血球界面に捕らえられる可能性が高く、収集のためのＰＲＰには入らない。第１の分離チャンバー内における血小板の効率的な分離は、ＰＲＰ中に収集するために該界面からこれら大きい血小板を持ち上げる。これは今度は、ＰＲＰ中の大きな血小板の集団を増やすこととなり、従ってＭＰＶを高める結果となる。図１１は、臨床データから求められたものであるが、ＭＰＶで表したときの血小板分離の効率が、第１段階の処理チャンバーに流入する全血の入口ヘマトクリットに高度に依存することを示している。これは、30 ％以下のヘマトクリットの場合に特に真であり、この場合分離効率の有意な上昇を得ることができる。この考察に基づいて、ユーティリティー機能Ｆ４は、高いＭＰＶを達成するために選ばれた望ましい入口ヘマトクリットＨ_iを達成するためにＰＲＰを再循環させて第１の分離段階の入口に戻す割合Ｑ_Recircを設定する。ユーティリティー機能Ｆ４は、次の赤血球バランス方程式に基づいてＨ_iを選択する。方程式（２９）好ましい実施例において、Ｈ_iは40％以下であり、最も好ましくは約32％である。Ｂ．クエン酸塩注入速度抗凝固剤中のクエン酸塩は、身体によって速やかに代謝され、従って、処理の間に戻されるＰＰＰへのその連続的注入を許容する。しかしながら、あるレベルのクエン酸塩注入では、供血者はクエン酸塩毒性を経験する。これらの反応は、強さ及び性質において変動し、異なった供血者は異なった閾レベルを有する。名目上の無症状クエン酸塩注入速度（ＣＩＲ）は、経験的データに基づいて、約1. 25ｍｇ／ｋｇ／分であると信じられている。これは、実際上全ての供血者が抗凝固剤比率10：１の、45ｍｌ／分の抗凝固剤添加血流速度において楽にアフェレーシスに耐えることができること示す、経験的データに基づいている。クエン酸塩が赤血球内に入らないことを考慮すると、供血者に与えられる量は、操作の間中、血漿一部を連続的に収集することによって減らすことができ、該システムはこれを実行する。そうすることによって、供血者は、そうでない場合に予想されるのに比して高い流速で処理されることができる。これらの条件下における最大の無症状等価血流速度（ＥｑＱｂ_CIR（ｍｌ／分）は、次の通りであると信じられている：方程式（３０）ここに：ＣＩＲは、選ばれた名目上の無症状クエン酸塩注入速度、又は、1.25ｍｇ／ｋｇ／分である。ＡＣは、選ばれた抗凝固剤比率、又は10：１である。Ｗｇｔは、供血者の体重（ｋｇ）である。 CitrateConcは、選ばれた抗凝固剤中のクエン酸塩濃度であり、ＡＣＤ−Ａ抗凝固剤については21.4ｍｇ／ｍｌである。Ｃ．最適抗凝固剤添加血液流速供血者に戻される残存血漿量は、利用可能な総量からまだ収集すべき量を減じたものに等しい。この比率は、供血者から抜き取ることのできる最大の、又は最適の、無症状血流速度（Ｑｂ_Opt）（ｍｌ／分）を決定するために、ユーティリティー機能Ｆ５（図５を参照）によって次の通りに使用される：方程式（３１）ここに：Ｈ_bは、現在の処理状態に基づいて方程式（７）を用いて計算された、抗凝固剤添加ヘマトクリットである。Ｖｂ_Remは、現在の処理状態に基づいて方程式（１９）を用いて計算された、処理すべき残存量である。ＥｑＱＢ_CIRは、現在の処理状態に基づいて方程式（３０）を用いて計算された、クエン酸塩等価血流速度である。ＰＰＰ_Goalは、収集すべき総血漿量（ｍｌ）である。ＰＰＰ_Currentは、現在の収集血漿量（ｍｌ）である。ＶＩＩ．推定操作時間ユーティリティー機能Ｆ６（図７を参照）は、操作時間（ｔ）（分）を推定し、これは、供血者を接続する前に収集時間を予測する。推定操作時間ｔを求めるために、ユーティリティー機能Ｆ６は、オペレータが望みの収穫Ｙｌｄ_Goal及び望みの血漿収集量ＰＰＰ_Goalを入力することを要求し、更に、供血者体重Ｗｇｔ、血小板事前カウントＰｌｔ_Pre、並びにヘマトクリットＨ_bまたはそのデフォールト推定を要求する。もしも推奨血小板貯蔵パラメータをオペレータが望むならば、ユーティリティー機能はＭＰＶを入力として要求する。ユーティリティー機能Ｆ６は、推定操作時間ｔを次のようにして求める：方程式（３２）ここに：方程式（３３）方程式（３４）方程式（３５）ここに：Ｈ_eqは、次のような赤血球ヘマトクリットＨ_RBCの線形化した表現であり：方程式（３６）Ｈ_eq＝0.9489−λＨ_bＥｑＱｂ_CIR ここに：Ｈ_bは、実際の又はデフォールト推定の、供血者の抗凝固剤添加ヘマトクリットである。ＥｑＱｂ_CIRは、方程式（３０）に従って計算された最大の無症状等価血流速度である。そして方程式（３７）ここに： Ωは、処理チャンバーの回転速度（ｒｐｍ）である。そしてここに： PPPは、処理すべき望みの血漿量である（ｍｌ）。ＰＶは、部分的処理量であり、これは、全体的分離効率η_Pltが100％の場合に処理する必要のある量であって、次の通りに求められる：方程式（３８）ここに： ACDilは、抗凝固剤希釈因子（方程式（２））である。 CloVolは、浄化された量であり、次のように求められる：方程式（３９）ここに： Yldは、望みの血小板収穫である。 DonVolは、供血者の血液量＝1024＋51Wgt（ｍｌ）である。 Primeは、システムの血液側プライミング量（ｍｌ）である。 ACD_Estは、使用される推定抗凝固剤量（ｍｌ）である。 Plt_Preは、処理前の供血者の血小板カウント、又はそのデフォールト推定である。 Spleenは、Plt_Preに基づいて方程式（１６）を用いて計算された脾臓動員因子である。機能Ｆ６はまた、望みのYld_Goalを達成するために処理する必要のある全血量をも求める。この処理量WBVolは、次のように表される：ここに：ｔは、方程式（３２）より求められた推定操作時間である。Ｈ_bは、実際の又はデフォールト推定の、供血者の抗凝固剤添加ヘマトクリットである。 EqQb_CIRは、方程式（３０）に従って計算された最大の無症状等価血流速度である。 PPP_GOALは、望みの血漿収集量である。 WB_RESは、処理の後にシステム内に残された全血の残存量であり、これは既知のシステム変数でありシステムのプライミング量に依存している。本発明の種々の特徴が、次の請求の範囲に示される。

Claims

【特許請求の範囲】１．血液処理システムであって、所定の回転速度で回転できる遠心分離装置と、赤血球と血漿成分とに分離するために該分離装置内へと全血を移送するため所定の速度Ｑ_bで作動できるポンプを含んだ入口通路と、該分離装置から血漿成分を除去するために所定の速度Ｑ_pで作動できるポンプを含んだ出口通路と、該分離装置内へ入ってくる全血の見かけのヘマトクリットを表す値Ｈ_bを求めるための要素と、を含み、ここに：であり、ここにＨ_rbcは、該分離装置内の赤血球のヘマトクリットに関係した値である、システム。２．Ｈ_bに少なくとも部分的に基づいて制御コマンドを発生する要素を更に含む、請求項１のシステム。３．該制御コマンドが、該分離装置内へ移送される全血と混合するために血漿成分の少なくとも一部を再循環させるものである、請求項２のシステム。４．該制御コマンドがＱ_bを制御するものである、請求項２のシステム。５．Ｈ_bに少なくとも部分的に基づいて出力を発生する要素を更に含む請求項１のシステム。６．該出力が、該分離装置内における分離の効率を表す値ηを含むものであり、ここに：である、請求項５のシステム。７．値Ｈ_rbcが該分離装置内の赤血球の見かけのヘマトクリットを表すものであり、ここに：であり、ここに：ｑ_bは、入口血流速度（ｃｍ³／秒）であり、これは、ｍｌ／分に換算したときＱ_bに対応し、ｑ_pは、測定された血漿流速（単位：ｃｍ³／秒）であり、これは、ｍｌ／分に換算したとき、Ｑ_pに対応し、 βは、剪断速度依存性の項であり、そしてＳγは、赤血球沈降係数（秒）であり、そして、β／Ｓγ＝15.8×10⁶秒^-1であり、Ａは、分離装置の面積（ｃｍ²）であり、ｇは、遠心加速度（ｃｍ／秒²）であり、分離装置の半径（既知の寸法）×回転速度の二乗Ω²（ラジアン／秒）²であり、そしてｋは、粘性定数＝0.625であり、Ｋは、ｋ及び別の粘性定数α＝4.5に基づく粘性定数であり、ここに：である、請求項１のシステム。８．該分離装置が、血液のヘマトクリットを測定するためのセンサを有しないものである、請求項７のシステム。９．該入口通路が、血液のヘマトクリットを測定するための如何なるセンサをも有しないものである、請求項１のシステム。１０．血液処理システムであって、所定の回転速度で回転できる遠心分離装置と、赤血球と血漿成分とに分離するために該分離装置内へと全血を移送するため所定の速度Ｑ_bで作動できるポンプを含んだ入口通路と、該分離装置から血漿成分を除去するために所定の速度Ｑ_pで作動できるポンプを含んだ出口通路と、該分離装置内へ入ってくる全血と混合するため該血漿成分の少なくとも一部を再循環させるため、所定の速度Ｑ_Recircで作動できるポンプを含んだ再循環通路と、該分離装置内へ移送される全血についての望みのヘマトクリットＨ_iを達成するためＱ_Recircに設定するために該再循環通路ポンプに結合させた制御装置と、を含み、ここにであり、ここにＨ_bは、該分離装置内へ入ってくる全血の見かけのヘマトクリットを表す値であり、ここに：であり、ここに、Ｈ_rbcは、分離装置内の赤血球のヘマトクリットに関する値である、システム。１１．該値Ｈ_rbcが、該分離装置内の赤血球の見かけのヘマトクリットを表すものであり、ここに：であり、ここに：ｑ_bは、入口血流速度（ｃｍ³／秒）であり、これは、ｍｌ／分に換算したときＱ_bに対応し、ｑ_pは、測定された血漿流速（単位：ｃｍ³／秒）であり、これは、ｍｌ／分に換算したとき、Ｑ_pに対応し、 βは、剪断速度依存性の項であり、そしてＳγは、赤血球沈降係数（秒）であり、そして、β／Ｓγ＝15.8×10⁶秒^-1であり、Ａは、分離装置の面積（ｃｍ²）であり、ｇは、遠心加速度（ｃｍ／秒²）であり、分離装置の半径（既知の寸法）×回転速度の二乗Ω²（ラジアン／秒）²であり、そしてｋは、粘性定数＝0.625であり、Ｋは、ｋ及び別の粘性定数α＝4.5に基づく粘性定数であり、ここに：である、請求項１０のシステム。１２．該分離装置が、血液のヘマトクリットを測定するためのセンサを有しないものである、請求項１１のシステム。１３．該入口通路が、血液のヘマトクリットを測定するための如何なるセンサも有しないものである、請求項１０のシステム。１４．Ｈ_iが約40％以下である、請求項１０のシステム。１５．Ｈ_iが約32％である、請求項１のシステム。１６．血液処理方法であって、所定の回転速度で遠心分離装置を回転させるステップと、赤血球と血漿成分とに分離するために該分離装置内へと全血を所定の速度Ｑ_b で移送するステップと、該分離装置から血漿成分を所定の速度Ｑ_pで除去するステップと、該分離装置内へ入ってくる全血の見かけのヘマトクリットを表す値Ｈ_bを求めるステップと、を含み、ここに：であり、ここにＨ_rbcは、該分離装置内の赤血球のヘマトクリットに関係した値である、方法。１７．Ｈ_bに少なくとも部分的に基づいて制御コマンドを発生するステップを更に含む、請求項１６の方法。１８．該制御コマンドが、該分離装置内へ移送される全血と混合するために血漿成分の少なくとも一部を再循環させるものである、請求項１７の方法。１９．該制御コマンドがＱ_bを制御するものである、請求項１７の方法。２０．Ｈ_bに少なくとも部分的に基づいて出力を発生するステップを更に含む請求項１６の方法。２１．該出力が、該分離装置内における分離の効率を表す値ηを含むものであり、ここに：である、請求項２０の方法。２２．値Ｈ_rbcが該分離装置内の赤血球の見かけのヘマトクリットを表すものであり、ここに：であり、ここに：ｑ_bは、入口血流速度（ｃｍ³／秒）であり、これは、ｍｌ／分に換算したときＱ_bに対応し、ｑ_pは、測定された血漿流速（単位：ｃｍ³／秒）であり、これは、ｍｌ／分に換算したとき、Ｑ_pに対応し、 βは、剪断速度依存性の項であり、そしてＳγは、赤血球沈降係数（秒）であり、そして、β／Ｓγ＝15.8×10⁶秒^-1であり、Ａは、分離装置の面積（ｃｍ²）であり、ｇは、遠心加速度（ｃｍ／秒²）であり、分離装置の半径（既知の寸法）×回転速度の二乗Ω²（ラジアン／秒）²であり、そしてｋは、粘性定数＝0.625であり、Ｋは、ｋ及び別の粘性定数α＝4.5に基づく粘性定数であり、ここに：である、請求項１６の方法。２３．該分離装置内の血液のヘマトクリットを測定するためにセンサを使用するステップを有しないものである、請求項２２のシステム。２４．該入口通路内の血液のヘマトクリットを測定するために如何なるセンサを使用するステップも有しないものである、請求項１６の方法。２５．血液処理方法であって、所定の回転速度で遠心分離装置を回転させるステップと、赤血球と血漿成分とに分離するために該分離装置内へと全血を所定の速度Ｑ_b で移送するステップと、該分離装置から血漿成分を所定の速度Ｑ_pで除去するステップと、該分離装置内へ移送される全血と混合するために該分離装置からの血漿成分の少なくとも一部を所定の速度Ｑ_Recircで再循環させるステップと、該分離装置内へと移送される全血の望みのヘマトクリットＨ_iを達成するためにＱ_Recircを制御するステップと、を含み、ここに：であり、ここにＨ_bは、該分離装置内へ入ってくる全血の見かけのヘマトクリットを表す値であり、ここに：であり、ここに、Ｈ_rbcは、分離装置内の赤血球のヘマトクリットに関する値である、方法。２６．該値Ｈ_rbcが、該分離装置内の赤血球の見かけのヘマトクリットを表すものであり、ここに：であり、ここに：ｑ_bは、入口血流速度（ｃｍ³／秒）であり、これは、ｍｌ／分に換算したときＱ_bに対応し、ｑ_pは、測定された血漿流速（単位：ｃｍ³／秒）であり、これは、ｍｌ／分に換算したとき、Ｑ_pに対応し、 βは、剪断速度依存性の項であり、そしてＳγは、赤血球沈降係数（秒）であり、そして、β／Ｓγ＝15.8×10⁶秒^-1であり、Ａは、分離装置の面積（ｃｍ²）であり、ｇは、遠心加速度（ｃｍ／秒²）であり、分離装置の半径（既知の寸法）×回転速度の二乗Ω²（ラジアン／秒）²であり、そしてｋは、粘性定数＝0.625であり、Ｋは、ｋ及び別の粘性定数α＝4.5に基づく粘性定数であり、ここに：である、請求項２５の方法。２７．該分離装置内の血液のヘマトクリットを測定するためにセンサを使用するステップを有しないものである、請求項２６の方法。２８．該入口通路内の血液のヘマトクリットを測定するため如何なるセンサを使用するステップも有しないものである、請求項２５の方法。