200392 A6 B6 五、發明説明（丄） 本發明係關於處理血液所用的排吸裝置和方法。血液 可經過濾，除去不良物質，並添加其他物質，血液亦可經處 理，再於例如外科手術中投服於患者。 對患者曾例行進行血液的排吸和處理，做爲自身血液 或取自他人血液的處理手段，並投服於患者，可以進行血 液處理以除去各種血液組成份，做爲治療之用。血液滲析 是廣用的處理方法，可自腎功能不全的患者血液除去新陳 代謝的廢物。患者血液流過隔膜，即可除去此等廢物。處理 過的血液再回到患者。血漿去除術同樣使用切綫流動隔膜 分離處理血液，以除去血漿組成份，諸如胆固醇，以治療各 種疾病狀態。隔膜胞孔大小經選撣，以便在切綫式或横越流 動分離器內，除去不良之血漿組成份。血澳縮器使用極小 胞孔的隔膜或無胞孔隔膜，可容許水透析，自太稀釋的血液 除去帶有電解質的水或流體。血液同樣可在利用生物化學 反應的設備內處理，以改變血液內存在的生物組成份，做 爲某些疾病的處理手段。例如，酵素會粘結於隔膜表面或 凝固的凝膠，而胆紅素或酚等血液成份會因血漿在體內循 環通過此等粘結酵素表面，而發生葡糖酸化或硫酸化。血液是 藉加抗凝血劑而例行處理，以防其在體外時發生凝血塊。 雉濟部中央揉準局印裝 {請先聞讀背面之注意事項再填钚本頁》 血液可在外科手術中處理，容許流自傷口或開刀口的 血液，再注入患者體內。此稱爲手術中自動輸血。此種處 理可包含抗凝血，和除去較紅血球爲大的顆粒（來自傷口 位置和血塊的碎屏）。此項處理可包含除去血漿和受損的 血液組織成份（即游離血漿血紅素）以及抗凝血劑，有無 甲 4 (210X297 公沒） 200392 A6 B6 五、發明説明（2 ) 添加食塩水洗液以助血漿除去，並取代若干喪失的流體均可。 已有技術和裝置，有時可用來洗紅血球後，再令其回 至患者。在此技術中，是使用離心來分批分離和洗紅血球 ，於再注入患者之前，再懸浮於平衡之塩溶液內。此爲較慢 製法，裝置複雜而昂貴，需要可觀的專業知識來.運作.裝置。 更近的有1986年12月23日准予Charles C. Reed和Denton A. Cooley的美國專利4 6 3 1 0 5 0號，利用一種自動輸血系統 ，其中的離心機改用超濾模組。裝置利用容納室，具有.半透 膜，至少部份粘結於其內表面。此室經加壓，以提供跨膜 的重大壓力差，流體和小粒被逼逐出血液，並通過隔膜， 而隔膜則扣留紅血球。然後，洗液噴入容納室內，以助血 漿除去，而紅血球連同若干洗液，則遂出室外，再注入患 者體內。 蛆 濟 部 中 央 捸 準 局 印 裝 {請先聞讀背面之注意事項再填商本页) 美國專利46310 50號的系統和方法有許多問題，其中 之一是形成厚層紅血球，保持在超濾膜上面。此需較高的 跨膜壓力，才能達成任何實際的血漿除去率。此擧會限制 過濾速度。又，保持於膜的紅血球，受到壓力差時會破壞 ，因而限制未破壞紅血球回收和再注入患者體內的比例。 此外，美國專利4631050號的裝置利用輥泵，本身會破壞 紅血球，進一步降低可回到患者的紅血球比例。再者，並 無機襪可均勻混合洗液和血液，而得有效洗滌。又，洗液 是在超濾之前加入，需要較大量洗液以除去血漿。美國專 利4631050號的裝置僅提供分批添加洗液，而非連續添加 洗液，因此，洗滌不如期望有效。 2 甲 4(210X297 公发） 200392 A6 B6 五、發明説明（3 ) 在血漿去除術內，利用隔膜式切綫流動分離器，自血液除 去血漿，做爲離心的代替方式。1934年9月25日准予R.P. Popovich, J.W. Moncricf 和 G.D. Antwieder 的美國再發證 31,688號即揭示該法。另見於例如M. Tamura和M. Kasai 在「治療性血漿去除術之現行實務」70 — 77頁，爲Y. Shiokawa和N. Inoue 所編，1985年阿姆斯特'丹的Excerpta Medica出版，以及Z. Yamazaki等人，見該書78 — 85頁的報 吿。然而，此項隔膜式切綫流勤分離器尙未知可用，亦尙未用 於遭遇到極不同問題的自動輸血。在血漿去除術中，要例 如自血管持镝供應全部血液，且血液以較恒常的速率流動 。在自動輸血中，血流量自零變化至發生於血漿去除術時 的許多倍，且在外科程序中可間歇進行多次。又，流動的 並非全部是血液，而是流腿混合物，包含外傷血液、血塊 、碎屑、夾帶氣體等。切綫流動分離器一般不能處理該混 合物，若嘗試使用血漿去除術切綫分離器裝置分離該混合 物，則會受損和/或堵塞。 A 濟 部 中 央 抹 準 為 印 裝 {請先聞讀卄面之注意事項再填贫本頁) 手術中自動輸血的現有系統、血漿去除術、血液澳縮 、血液透析，以及血液處理，一般都會遭遇許多問題。都 是繁複的機電系統，昂貴而且需要訓練有素的操作者，而 且需要很多時間去設置和使用。此系統爲手動或半自動， 而非自動化。本質上並非安全，需要察覺器和防護，且更 要注意保證安全操作。血液處理常以較所需爲低之流量處 理。抗凝血劑與血液的計量和混合常不充分，引起不充分 的抗凝血和凝血塊或過份凝血，抗凝血劑的成本較高，且 3 甲 4(210Χ297'α、Λ) 200392 A6 B6 五、發明议明（4 ) 血液在回到患者之前，需除去此過量（或全部）抗凝血劑 。此等系統常發生損壞所保持血液組成份，或過份除 去需保持之物。需要保持接近100 %的紅血球和重大比例 的血小板，以供回到患者。現有系統保持實質上100 %以 下的紅血球，以及極低百分比的原有血小板。 本發明在部份具體例中，旨在使用於上述全部血液排 吸和處理用途，在其他具體例中，旨在用於自動輸血，並 針對克服上述現有設備的一項或多項問題。 經濟部中央搮準局印製 (請先聞«背面之注意事項再填坏本页) 依照本發明具體例特別適用於自動輸血，提供血液排 吸、過濾和分離裝置。過濾器接受紅血球、血小板、血液 和粒狀物之混合物，並除去至少一部份較紅血球爲大的粒 狀物。過濾器有出口，所得過濾後的混合物由此流出。主 泵設有排吸室，設有泵進口，用來接受過濾後之混合物， 以及泵出口，由此排出過濾後之混合物。止回閥機構位於 泵出口和泵進口之間，當過濂後混合物不排至泵出口時， 用以防止排吸室流入過傭器，並容許自過濾器出口流至泵 進口。切綫流動分離器具有狹窄通道，設有多孔膜，具備朝 內和朝外表面，並沿通道延伸，通道斷面不超過約500微 米。通道自分離器進口延伸至分離器出口。輸送機構用以 輸送過濾後之混合物，自排吸室送至通道，其通道內壓力 足以驅逐血液通過多孔膜，而通過通道的流量足以防止紅 血球和血小板堵塞或通過多孔膜。血液除去機構用以自朝 外表面除去血液。隣近隔膜向外表面的壓力，維持低於通 道內壓力。 肀 4(210X297 公沒） 200392 A6 B6 五、發明說明（5 ) 依照本發明次一具體例，提供血液排吸和流艘引進裝 置，可用於許多血液處理操作。裝置包括主泵，具有排吸 副室，配置有接受血液的泵進口 ，和排出該血液的泵出 口，主泵具有實質上双凹面主泵室，由主泵隔膜分成排吸 副室和加壓副室。設有血液輸送系統可供輸送血液至泵進口 。在血液輸送系統和泵進口之間有閥機構，以供⑴防止自 排吸副室倒流入血液輸送系統，和⑵在血液不排至泵出口 時，容許自血液輸送系統流至泵進口。設有機構可決定主泵 排吸副室何時實質上已滿。主泵加壓機構在因應主泵排吸 副室實質上已滿時，可加壓於主泵加壓副室，足以將實質 上全部血液逐出泵出口。流體引進泵位於將流體輸送至血 液。設有機構可分別因應主泵排吸的開始和停止，而分別 啓動和停動流體引進泵。 嫌濟部中央搞準為印裝 請先聞技卄面之注意事項再琪寫本頁} 依照本發明另一具體例，揭示血液排吸和處理裝置， 可用於許多血液處理操作。此裝置包括堅固的主泵外売， 具內壁結構，圍成双凹面室。主泵隔膜在周緣密封於內壁 結構，主泵隔膜把室分成加壓副室和排吸副室。隔膜的形 狀和大小足以實質上配合套裝於形成任一副室的內壁結構 ，並以充分撓性的材料配成，容許其實質上配合套裝於形 成各副室的內壁，因而，利用隔膜運動和各副室的撓曲， 即可改變大小，自實質上零容積至實質上該室之容積。設有 進口閥機構以輸送血液至該排吸室，並防止倒流。設有出口 閥機構以容許血液離開排吸室，並防止倒流。設有機構可控 制離開排吸室的血液流量。設有機構可以控制率加壓於加壓 〜5〜 甲 4(210X297 公沒） 200392 A6 B6 級濟部中央搮準局印裝 五、發明説明（6 ) 副室，作動隔膜以實質上配合套裝於形成排吸室的內壁結 構，將排吸副室內實質上全部血液驅逐通過出口閥機構。 設有機構可以控制率將加壓副室釋壓，足以推動該隔膜實質 上配合套裝於形成加壓副室的內壁結構。設有機構可以察覺 排吸副室何時實質上充滿，並在排吸副室寅質上充滿時， 作動加壓機構。又設有機構可供處理流至或流自主泵的血液。 依照本發明又一具體例，尤其適合自動輸血，乃提供 自血漿分離紅血球的方法。健康紅血球、血小板、血漿、 粒狀物、和所夾帶氣體之混合物，經過濾和消泡，除去至少 一部份的粒狀物，和至少一部份所夾帶氣體，以形成消泡和過 濾的混合物。消泡和過濾後的混合物經過切綫流動分離器 ,具有狹窄通道，內有多孔膜，具備朝內表面和朝外表而 ，並沿通道延士，通道斷面不超過約500微米。通道自分 離器進口延伸至分離器出口。過濾後的混合物自排吸窀輸 送至通道，通道內壓力足以將血漿驅逐通過多孔膜，通® 通道的流量足以防止紅血球和血小板堵塞或通過多孔膜。 藉維持隣接隔膜朝外表面的壓力低於通道內壓力，而自隔 膜的朝外表面除去血漿。 本發明某些具體例的裝置和方法，有切綫流動分離器 存在時，是以跨膜的較低壓力差操作。紅血球和血小板不 被隔膜持留，而是經常被攪拌，沿膜流動。此擧以流體力 學方式使紅血球沉積於隔膜，在隔膜胞孔較紅血球爲小時 ，同時即堵塞隔膜的胞孔，隔膜胞孔較紅血球和血小板爲 大時，即以流體力學方式防止紅血球通過隔膜。血漿加上 {請先聞技卄面之注意事項再填对本頁) •装. .訂：： _線· 甲 4(210X297 公沒） 組济部中央搞準局印裝 -. 200392 A6 ____B6 五、發明説明（7 ) 紅血球和血小板通過通道的速度，保持高到足以維持所需 切綫流動，而又低到對紅血球和血小板的損害減到最少。 可加洗液稀釋，有助於除去會通過隔膜的血液物質。洗液 可在血漿和紅血球流過通道的整個時間內添加，因而可得 高度有效的處理。 本發明泵可以控制率排吸，對紅血球和血小板的損 害最小，且可用於許多血液處理用途。抗凝血劑流體和/ 或其他流體，例如洗液、稀釋劑，諸如通常食塩水v治療 劑，疹斷物質，諸如對比媒質等，可以對排吸血液量成正 比添加，以固定血液、抗凝血液劑流體、洗液等的容量比 。血液亦可另外以例如血液透析、血液濃縮、血娥去除術 、生物化學反應、或其他方法處理。系統的具體例可用於 除去和儲存血液，手術中自動輸血，或手術後胸腔放血’ 並使血液回流。 本發明參照附圖即可更爲明白，圖中相同組件以相同 符號表示，附圖中： 第1圖簡略表示本發明具體例之方法和裝置； 第2圔簡略表示本發明裝置之具體例； 第3圔簡略表示本發明裝置一部份之具體例； 第4圖簡略表示本發明裝置一部份之次一具艚例； 第5圖簡略表示本發明裝置一部份之另一具體例； 第6圖簡略表示本發明裝置一部份之又一具體例； 第7圖簡略表示本發明裝置一部份之再一具體例； 第8圃簡略表示本發明裝置一部份之進一步具體例。 甲 4(210X297*2：沒） (請先聞¾计面之注意事項再填穷本页) •装- 4. 200392 炷濟部中央搮準為印裝 A6 B6 五，發明說明（8 ) 茲參見第1圖說明本發明具體例之血液過濾和切綫流 動紅血球和血小板洗灌裝置10。此裝置10包含消泡和粗爐 單元丨1，含有消泡器12，具有進口丨4，以接受健康紅血球 、血小板、流體（包含血漿）、粒狀物、和所夾帶氣體之回 收混合物。消泡器12可自混合物除去至少一部份所夾帶氣 體，形成消泡混合物。此處所稱「所夾帶氣體」包含氣泡 和泡沫，加上大氣包渣，可利用抽吸管16在不抽血時加以 吸取。 健康紅血球、血小板、流體、粒狀物和所夾帶氣體的回 收混合物，一般是利用抽吸管16，應用來自眞空源18的眞 空吸至消泡器12，於進口 W上方位置。眞空源18與消泡器 12內的液位上方，即不充塡液體的室19相通。因此，眞空源 18不會除去大量紅血球或流體。眞空源18會除去至少一部 份，一般是大部份所夾帶氣體。 濾材20在具體例中是單元11的一部份，一般提供粗濾 以除去血塊和其他較大顆粒，可在消泡器12消泡之際或之 後，自回收混合物除去至少一部份（較大粒部份）的粒狀 物，形成過濾後混合物。亦可在過濾之後才消泡，而在血 液排吸之後才過滤。當然，可用二濾材，一在血液排吸之 前，一在其後。 依照第1圖所示具體例，濾材20和消泡器12均爲單一 消泡兼過濾單元11之一部份，雖然亦可使用分開的單元。操 作時，健康紅血球、血小板、流體、粒狀物和所夾帶氣體的 回收混合物，經進口丨4進入消泡兼過濂單元丨1，所夾帶氣體 〜8〜 甲 4(210X297 公 *) (請先聞枝背面之注意事項再瑱寫本页) •裝· •打…. 200392 A6 ______B6 五、發明说明（9 ) 利用眞空源18自室19抽除，而健康的紅血球、血小板、流 體和粒狀物則到達濾材20。至少一部份粒.狀物（大於紅血 球的顆粒）即被濾材20所保留，而健康紅血球、血小板和 流鳢，一般是部份粒狀物（較紅血球和血小板爲小的碎屑 )，則通過濾材20，按下述處理。 主泵24有排吸室26，具有泵進口 28 ， 雖然第1 圖所示爲活塞泵，可用於本發明若干具體例，惟以隔膜泵 爲佳，可減少紅血球和血小板的損壞，並容許隔膜泵成爲 廉價消耗性總成的一部份。泵進口 28配置成容納消泡和過 濾後混合物。泵出口 30與排吸室26相通，用做消泡和過濾 後混合物的出口。在消泡兼過濾單元11的出口 32與泵進口 28之間設閥34，諸如圖示浮動式止回閥，其定位在於防止 自排吸室26倒流到消泡兼過濾單元11，而在消泡和過濾後 混合物不在泵出口 30排出時，容許自消泡兼過濾單元出口 32流過泵進口 28。實務上，抽吸管16吸取之一批血液和其 他流體充塡於排吸室26，俟該批排出於排吸室26外，在排 吸室26內再收集另一批，依此類推。由於出血率在手術中 大幅變化，常有泵24空轉時候，即接受很少或根本無血， 而只是偶爾排吸而已。 組濟部+央抹準局印裝 {請先閏找计面之注意本項再蜞tc本页) 切綫流動分離器36形成本發明一具賸例的重要部份。 切綫流動分離器36有第一和第二隔開膜38和40，分別具有 朝內表面42和44，以及朝外表面46和48。二膜均對水性液 體呈多孔性，而第二膜40容許流體以及較紅血球和血小板 (血小板稍較紅血球爲小）更小的粒狀物通過。第二膜40 甲 4(210X297公沒） 200392 A6 B6 五、發明説明（10 ) 的胞孔小到紅血球或血小板無法通過，因爲如果流動中斷 ，若干紅血球和血小板即可通過胞孔，導致該紅血球和血 小板的損失。然而，胞孔可大到足以使紅血球和血小板通 過第二膜40，因爲在流動中，是以流體力學方式防止紅血 球和血小板通過胞孔。朝內表面42和44形成狹窄的貫穿通 道50 ，其斷面不超過約1〇〇倍紅血球直徑（不超過約 500微米），最好不超過約300微米，通道50自分離器進 口 52延伸至分離器出口 54。許多此類通道50可在切綫流動 分離器36內並聯或串聯使用。通道50可呈一束例如具有多 孔性膜壁之空心繊維，或由膜片製成的複數普通扁平通道 50 ° 來自抽動室26的流體經管道56輸送，通過閥57，諸如 圃示的止回閥，一同傲爲輸送機構，輸送至通道50，尤其 是到分離器進口 52, 一般都具有實質上排吸壓力P。支路閥 59容許消泡和過濾後的血液回到儲血袋80，再到患者，而 不用切綫流動分離器36或產生洗瀨作用。回收血液較清潔和未 損時，可用此法。如來自主泵24的血液流量超過分離器的血 液流量能力，例如，手術中一時出血過量，支路閥59可自 動打開。此情況可由流量計61測知，閥59可爲用流量計作動 的電磁閥。支路閥59和相關管件，亦可用於本發明其他具 體例。 煺 濟 部 中 央 接 準 局 印 裝 (請先聞讀竹面之注意^項再琪寫本页} 第1圖亦表示本發明具體例之洗液輸送機構58。洗液供 應源60和洗液泵62，用以輸送緊靠第一隔膜38朝外表面46 之壓力h的洗液，？^充分大於P，使洗液流過第一隔膜38 肀 4(210X297 公沒） 200392 A6 B6 五、發明説明（11 ) ，進入通道50。洗液通常是沿通道50長度流經第一隔膜38 ，提供連幘而分佈的稀釋和洗濯作用。 圔示具體例內流體除去機構爲管道64，由此除去廢液 ，用以自第二隔膜40的朝外表面48除去血液、極小物（小 於紅血球和血小板）和洗液之混合物。隣接第二隔膜40之 朝外表面的壓力P2,維持低於P。如有需要，管道64內可 含有第7圖所示性能的栗65，進一步控制血漿流量和壓力 差 P — P2。 維持壓力差Pi—p和p_ P2,可使洗液流過第一隔膜， 以所需流量進入中央狹窄貫穿通道50。隔膜38 —般可便洗 液在第一隔膜38朝內表面42全長均勻分配進入流動血液 內。血液連同洗液同樣是在形成中央狹窄貫穿通道50的第 二隔膜40朝內表面44全長除去。由於血液速度較高， 血液和洗液可在通道50內徹底混合。此法在洗液添加 方面，較在過濾之前即添加洗液爲優。首先，洗液 在流經通道50時連續冲淡血液，使通道50各部份的血液粘 度降低，因而提高流體去除率。其次，依序或串聯稀釋會附 帶除去血漿，造成減少流量和耗用洗液，且更有效除去不 良成份（例如較紅血球和血小板爲小的粒狀物，以及抗凝 血劑）。 經 濟 部 中 央 搞 準 局 印 製 (請先聞#背面之注意事項再填駕本頁> 通過通道50的血液速度必須在某範圍內，以實現流動 體制，在緊隣第二隔膜40以流體力學方式建立流體界面層 ，得以流體力學方式防止紅血球和血小板積層並堵塞多孔 膜40。誠然，可用多孔性第二隔膜40，胞孔是夠供紅血球 甲 4(210X297 公沒） 200392 A6 B6 五 '發明說明（12 ) 和/或血小板通過，而紅血球和/或血小板則被流體力學 方式阻止如此通過，因爲隣接隔膜40的剪力之故。基本上 ，流體速度V必須維持適當幅度，正如血漿去除術所知， 以保持紅血球不會堵塞或通過第二隔膜40的胞孔。可以血 漿去除術已知方式，藉流體力學防止紅血球和血小板沉積 在第二隔膜40上，或紅血球和血小板通過其間。此擧會增 加血漿通過隔膜40，並防止或減少紅血球和血小板損壞。 血液速度不應太高，否則會發生紅血球和血小板的重大損 壞。一般而言，血液通過通道50的速度V，應在約50至約 1000 cm/min範圍，以約200至約500 cm/min爲佳。基於斷 面約1〇〇至約250微米之溝道而言，較寬範圍相當於剪力 率約 1000 至約 2500 sec-1。 級濟部中央搮準局印裝 {访先閱請背面之注意事項再填坧本頁) 紅血球、白血球、血小板與流體在分離器內完全混合 ，血液貫穿通道50藉降低此等血球接近隔膜40的通常澳度 ，而增加流體自多孔性隔膜除去率。該項混合是部份由高 血液速度所達成。例如，在接近隔膜40 (血娥側）朝外表 面48提供振盪，引起血液貫穿通道50內壓力或流量的振盪 ，提供額外的混合。此項振盪可輪流重複於血液泵24、洗 液泵62、血液累積器169、洗液累稹器175、或廢液累積 器（圖上未示）的作動氣體上。此擧可例如藉用循環電磁 闕503 (第6圖）完成，後者提供特殊頻率和壓力、流量 或容量幅度，以供最適混合。調節或選定流量控制閥或細 孔505,507，以供適當的振盪幅度。此等振盪可用以改變 血液至血漿的鹽力差，足以定期倒流冲洗隔膜40，亦可用 〜12〜 甲 4(210X2971'«) 200392 A6 B6 組濟部中央揉準局印ίί 五、發明說明（13 ) 以移動隔膜40本身，足以造成血液混合。 壓力P2通常接近大氣壓，因管道64往往只導致廢液儲 存（圖上未示）。然而，亦可利用減壓，或甚至超出大氣 壓力。凡此，重要的是P:要大於P，因而必須大於P2。一 般的P要超過p2約25至約150 mmHg，以約50至約1 00 mmHg 爲佳。一般情形，壓力差Pl_P在約1至約50 mmHg範圍 ，以約5至約25 mmHg爲佳。可以利用較低壓力差P — P2 ，因爲事實上血球和血小板不會積留和堵塞第二膜40 ° 如第7圖所示，可用廢液泵65控制廢液除去率，因而 控制壓力P*。第7圖表示第2圖具體例之變化，其中，廢 液泵65接受自分離器136和236的廢液外流（利用泵65展 現的抽氣控制），並輸送廢液以供排莱。然而，廢液泵65 亦可用於本發明其他具體例，例如，在只有單一分離器36 的情況。廢液泵65可適用與第2和3圖的主泵124同樣性 能之隔膜泵。然而，廢液泵65操作與主泵124不同階段， 當主泵124排吸流體時，廢液泵65正充塡流體，而當主泵 124充塡流體時，廢液泵65正排吸廢液通過出口綫止回閥 。廢液泵65可視需要以固定流量操作，完成此擧可藉加流 量計621，壓力察覺器616，壓力源618，眞空源614， 適當細孔611和619，電磁閥623和625 ’以及第3圔所 示性能之控制器和定時器83，以控制引至廢液泵65加壓側 之管道612內的眞空。 第8圖（參見第2圖）表示可用以控制廢液泵162操 作的裝置。當圖示控制計劃與第7圖所示裝置合用，以控 〜13〜 甲 4 (210X297 公沒） ..................................................¾..............................h..............................# {請先M讀卄面之注意事項再填寫本页) 200392 A6 __ B6 五、發明說明（14 ) 制廢液泵65的操作，當主泵I24輸入血球容積選定値（例 如5 % — 40 %範圍）低於指定百分比，則二泵162和65的 排吸容量可配合選擇，以提供指定百分比的分離器1 36、 236輸出血球容積（通常在40 %-60%範圍）。洗液泵162 完成必要控制，可藉加流量計，壓力察覺器716，壓 力源718，眞空源714，適當細孔711和719 ’電磁閥 723和725，以及控制器和定時器83 .，以控制引至洗液泵 162加壓側的管道712內壓力。控制器和定時器83可適當 控制細孔719的大小。在一具體例中，廢液泵65每衝程排 吸容積爲固定容量，而洗液泵162每衝程排吸容積可以變 化，以提供所需輸出血球容積。 依照本發明一具體例，設有抗凝血劑輸送機構，在第 1圖所示具體例中爲抗凝血劑供應源66，因此，利用抗凝 血劑泵68輸送抗凝血劑溶液，至抽吸管16和進口 14間的健 康紅血球、流體、粒狀物和所夾帶氣體之回收混合物。需要 抗凝血劑引進機構，因爲回收混合物在血液排吸和處理系 統內，不加抗凝血劑，會輕易形成血塊。此外，需早加抗 凝血劑，以防通過抽吸管連接管件和濾材20時發生凝血。 班濟部中央搞準局印裝 {請先聞禎背面之注意事項再填荈本頁) 依照本發明一具體例，洗液泵62和抗凝血劑泵66的操 作，隨同主泵24的排吸發生，因而，主泉24排吸的各批血 液，接受適量的抗凝血劑和洗液。此由第1圃虛綫70簡略 表示。在第1圖內，察覺器72察知主泵24活塞的「滿J位 。一般而言，主泵24的排吸是在排吸室26完全滿時開始。 同時，抗凝血劑泵68和63以及洗液泵62的排吸室69全滿， 甲 4 (210X297 公龙） 200392 A6 B6 五、發明説明（15 ) 已分別.由供應源66和60經適當閥71和73充塡。泵62和68的 排吸一般是和主泵別的排吸同時發生。雖然圖示爲止回閥 ，但可用其他種閥以適當控制其開和關。 需設有機構，在抽吸管16抽吸血量少時，可提供抗凝血 劑流。在此情況下，主泵24不常排吸，而對抽吸的血可加 不充分的抗凝血劑，以防在粗濾單元丨1內凝血塊。此可由電 子控制器和定時器83完成，有能力獨立於主泵24的排吸， 以選定率發動抗凝血劑泵24的排吸。一般情況，只有在主 泵24經選定時間後無排吸，才發生抗凝血劑泵68的單獨排 吸。電子控制器和定時器83，宜用於控制和及時排吸主泵 124、廢液泵62和廢液泵63。 濟 部 中 央 搮 準 局 印 敦 {請先聞讀卄面之注竟事項再填ί:4本頁) 依照本發明較佳具體例（例如第2和3圖所示），主 泵124爲隔膜泵性質。較之輥泵和活塞泵，可減少血球和 血小板在抽動中的損壞。隔膜泵124包含形成双凹面室 102的堅固外壳100，以隔膜74分成排吸或血液排吸副室 26和加壓副室10 4。當排吸副室26已滿，即例如由壓力測 量察覺器172 (見第3圖）檢知此事寅，在空氣以一定流 量自加壓氣體源204 (例如空氣泵或汽缸）流入時，該察 覺器可測量加壓副室104內之壓力位準。若壓力在選定時 間間隔內上升到臨限位準以上，即表示排吸副室26已滿， 繼續加壓一段時間，足以將全部血液抽出排吸副室26外。 若加壓副室104內的壓力未達臨限位準，在選定時間間隔 終了時，加壓即中斷。在時間延遲後，重複此程序，直至 到達臨限位準。 15 甲 4(210X297 公沒) 200392 A6 B6 五、發明說明（16 ) 須知排吸副室26未滿時，未逹臨限位準，因爲排吸副 室26此時經開啓浮動閥34 (其浮子35在其閥座37下方）與 部份眞空相通。當排吸副室26已充滿液體，浮子35向上浮 動頂住其閥座37，因而關閉。閥34關閉時，加歷副室1〇4 內的壓力上升，超出臨限値至血漿分離器36的進口壓力P 。再將流體（例如空氣）抽入加壓副室內，其時間足 以放空排吸副室26。隔膜74即被逼在第2圖內向右，直至 一般符合双凹面室1 02的壁形狀。此時，主泵124的排吸 即完成。 排吸時期終了，來自消泡兼過濾單元11的消泡和過濾 後混合物，可再流過球止回閥34，開始再充塡於排吸室26 。浮動閥34的浮子35 —般比重爲0.8 — 1.0。此點可以保 證當排吸副室26已滿，浮子35會浮到流體頂面，而浮動閥 34即會關閉。亦可保證任何空氣和泡沫不會澳密到關閉浮 動閥34，因而，空氣和泡沫即向上逐出排吸副室26外。 經 濟 部 中 央 揉 準 M) 印 装 (請先Μ讀W面之注意事項再填駕本页) 如前所述，主泵124的操作可用以觸發洗液泵162和 抗凝血劑泵168的操作，經歷同樣的排吸時期（以一噴射排 吸而言）。因此，當主泵124的加壓副室104內引進壓力 ，在類似的隔膜泵162和168內即發生同樣作動。各種泵 124、162和168的作動，可藉用習知電子控制器/定時 器83控制，後者在接受來自察覺器的適當信號（如虛綫85 所簡略表示）時，開啓電磁閥87，同時保持電磁閥89關閉 。電磁閥87接至氧體壓力源204，而電磁閥89接至眞空源 91。闕87關時，閥89可開啓，以抽空加壓副室104，並將 16 甲 4(210X297 公沒) 200392 A6 B6 五、發明說明（π) 隔膜74在第2和3圖內拉向左方。圖上各種閥99係被觸發 或自動開啓的止回閥，按泵的適當順序打開。此閥可爲浮 動閥、機械性止回閥、電磁閥，或機電式管夾閥。 宜包含流量控制閥202，諸如固定細孔的流量控制閥 ，以調節或控制進入加壓副室104內的空氣流量。此擧保 證壓力察覺器172所察知的壓力，由加壓副室104內的壓 力，而非氣體壓力源204的壓力測定。流量控制機構202 亦部份控制抽動排吸26流出的血液流量。 參見第3和7圖，電子控制器和定時器83可提供電子 定時功能，以開關電磁閥87、89、623和625。當主泵 124 (第3圖）充滿血，電子控制器和定時器83即可開啓 電磁閥87，供應空氣壓力至主泵124。開始噴射血液。空 氣源壓力可以較高（5 — 15 psig )，而流量控制細孔202 較小，使空氣流過細孔2 02的壓力降，明顯大於血液流過 主泵外流止回閥、血液流過分離器136、236及血袋高度 的壓力降。 濟 部 中 央 捸 準 局 η 敢 {請先聞讀竹面之注意事項再填商本頁) 全部血液流動壓力降典型上自約〇.5至3 Psi ’視隨 血液內血球容積變化的血液粘度而定。輸入的血液內血球 容稹通常無論何處都在5 — 40%範圍（全部收取流體內紅 血球容積％)。空氣流動壓力降主宰時，自主泵24噴出全 部血液的時間，很少因目的所在之血液內血球容積而異。 此時間爲主泵（排吸）容積除以空氣流量。血液容量變化 等於空氣容量變化。電子終止喷射（排吸）時期和開始血 液充塡時期，設定於較計算提供放空以保證主泵24完全噴 〜17 ▼ 4(210X297 公犮) A6 B6 200392 五、發明説明（18 ) (請先聞讀背面之注意事項再填薄本頁) 射的時間爲長。恒常流過血漿分離器136、236的所需條 件，大約是較長噴射時間和較短充塡時間。例如，實際噴 射時間約16秒，預定噴射爲17秒，而充塡時間3秒，全部 周期時間20秒。實際噴射爲總（周期）時間的的％ ’或者 以此操作方式可行者接近100 %，接近足夠有效使用血娘 分離器136、236。電子控制器和定時器83設定充填時間 ，長到充分（較實際充塡時間稍長）保證始終發生完全充 塡。實際充塡時間是以充塡眞空位準以及充塡針閥或細孔 加以控制。 主泵124藉開始加壓噴射以察覺充塡。電子控制器和 定時器83注視通至主泵的空氣驅動綫內壓力上升。此空氣 壓力寅際上與血壓一致，因爲可撓性隔膜74 (當主泵124 充滿或放空，不被其外壳支持時）並無跨越的Μ力降。若 主泵124不充滿血，浮動閥34不會關閉，在噴射加壓開始 後的選定時間，例如1秒，壓力不會上升超過儲槽眞空位 準。當噴射加壓終止時，發生充塡的時間遲延，例如2秒 ，又開始喷射加壓。當主泵124充滿血，噴射開始即關閉 浮動閥，而空氣作動壓力上升到「噴射臨限」壓力（約 + 10 mmHg )以上。電子控制器和定時器83在超出此「臨限 」壓力時並不終止噴射，而是持續一定時間隔（即合計17 秒）。 濟 部 中 央 搞 準 Jf) 印 敢 當主泵噴射完成，隔膜緊靠堅固泵外壳，作励空氣壓 力上升。設定「最大壓力臨限」（或許4 psi )，此時立 刻終止噴射，開始充塡。然而，不會開始新的噴射周期， 〜18〜 甲 4(210X297 公沒） 200392 A6 B6 五、發明説明（19 ) 要等到過完整個周期時間（即20秒）。 此項噴射的最大屋力終止，可防止主泵124暴露於高 壓，對作動器表示已發生完全血液噴射的邏輯°若發生噴 射的定時完了，而無最大歷力臨限信號或終止，則表示末 發生完全噴射，會對使用者發出聱報（操作不當）°宜作 動血液泵，使其始終完全充塡和放空。 洗液泵62操作和主泵124同’惟只有在主泵I24繼續 噴射，即主泵124滿時，洗液泵62才噴射。二泵同時開始 噴射，試驗看各泵是否同時充滿，並同時開始充塡°洗液 泵流量按下述變化。洗液泵62始終完全充塡，但不完全放 空。 廢液泵65和主泵124同時作動’但其充填期間是主泉 124噴射期間，而其噴射是主泵124充塡期°並無試驗脈 波以決定是否充滿。始終操作至完全放空，但不完全充塡。 基本控制槪念是維持主泵124於平均流量，維持廢液 泵65於平均流量，而改變洗液泵62以達成流量，視輸入血 液內血球容積而定（電子控制器和定時器83由壓力轉換器 172測得的主泵124作動壓力測得），造成輸出血球容積 35 % — 65 % (通常爲 50 % ° 濟 部 中 央 捸 準 局 印 裝 {請先聞讀卄面之注意事項再琪寫本页) 若例如主泵124流量平均値爲250 mZ/min，廢液泵65 流量則選擇在5 %輸入血球容積時’賦予40 %輸出血球容 積，不加洗液。此量可除去起先存在的92%血漿，不加任 何洗液。即使可容忍洗液流量的大誤差，輸出血液的血球 容積仍保持在所需的35 % — 65 %範圍。 19 肀 4 (210X297 公沒） 200392 A6 ___ B6_ 五、發明説明（20 ) 以上述方式操作，實質上提供恒定的輸出血液之血球 容積（例如在40 % — 60 %範圍），獨立於輸入之血球容稹 (例如在5% — 40 %範圍）和血源（快速出血和較未損壊 ;與骨碎和脂肪混合；或高度溶血）；加洗液以達成血漿 除去效率90 %或以上；血漿分離器136、236的最小表面 稹；並維持高度血液品質（泵和分離器造成的低溶液；高 度血小板回收）。 可用儲蓄器169，例如圖示隔膜儲蓄器，儲存來自主 泵124的部份血液，以提供額外容量處理極高血液流暈， 可在操作中定期發生。又，在主泵124排吸各批血液的中間 ,即主泵124無排吸的期間，可藉切綫分離器136維持較 常速的流量。儲蓄器169可以作動，使用來自氣體壓力沉（ 171的加壓氣體，驅逐血液通過切綫分離器136，均見第 2圖。可分別使用類似儲蓄器173和175，供抗凝血劑和 洗液之用，分別使用氣體壓力源177和179 °須知所有氣 趙壓力源均可接近單泵或單源，一如所有眞空源。 濟 部 中 央 採 準 Jh 印 裂 {請先聞讀背面之注意事項再填辑本页> 使用隔膜泵特別有利，因爲此泵對於所抽送的任何紅 血球和血小板損壞最小，而且又簡單又便宜，可以用完裘 莱，例如由透明塑膠製成。消耗性泵的優點是，不含先前 使用帶來的過濾性病毒、細菌等。洗液泵162和抗凝血劑 泵168二者亦以隔膜泵爲宜，因爲協調操作極爲容易（使 用氣力作動），連同計量的抗凝血劑供應至傷口回收的血 液，抗凝血劑量與主泵124所抽送血液量成比例。同樣情 形，洗液泵162抽送的洗液量與主泵124抽送的流體量成 20 甲 4(210X297 公沒） 蛆濟部中央棣準局印製 200392 A6 _____B6 五、發明説明（21 ) 比例，因而可供應適量的洗液。 依照本發明具體例，主泵124的隔膜74 (—般加上洗 液泵162和抗凝血劑泵168的隔膜，如有的話），在周緣 93密封於形成室102的內壁結構，其形狀和大小足以實質 上配合套裝於沿隔膜74適當側面形成各副室1 04和26的內 壁結構，而無伸展或膨脹。因此，隔膜74不需彈性伸展， 且在加壓室104加壓時不需彈性膨脹，但在其運動時需撓 曲。隔膜74的材料可爲撓性塑膠（例如可塑化乙烯系.）彈 料（例如聚氨基甲酸乙酯、矽酮橡膠），視需要而定，只 要能滿足上列要件，對紅血球或血小板無毒害效應即可。 第2圖亦表示在再懸浮紅血球再引進患者體內之前， 使用視需要而定的微栓過濾器78。通常有撓性血袋80，以 提供較穩定的壓力落差，並控制再懸浮的紅血球和血小板 引進患者體內的流量。 第2圖表示切綫分離器136，用於本發明某些具體例 ，與第1圖的切綫流動分離器36不同。切綫流動分離器 136具有管狀膜140，一般與切綫流動分離器136的外壁 共軸，血娥以及較紅血球和血小板爲小的粒狀物可以通過 ，而在發生流動時，紅血球和血小扳即不通過。例如，隔 膜140的貫穿胞孔可小於約5微米，即紅血球（和血小板 )的大約直徑。亦可用大到足夠讓紅血球和血小板通過的 胞孔，以流量防止其通過。 在第2圖具體例中，不添加洗液通過隔膜。洗液可以 但不一定加在切綫流動分離器136的上游（例如經管錢 〜21〜 甲 4(210X297 公沒） .................................................裝..............................打…：....................線 【請先聞技卄面之注意事項再填商本頁) 200392 a6 ______ B6_ 五、發明說明（22 ) 181 )和/或中心（例如經管綫183 )，均如圖示。如不 加，則分離器1 36只能除去血漿和小碎屑。此擧提供澳縮 的紅血球和血小板溶液，其中的血球和血小板可以更有效 洗濯，或者不經洗濯回到患者。如需額外流體，可在分離 器136下游加洗液（例如經管綫185 )。 如有需要，可在分離器136下游設附加分離器236。 附加分離器23 6可爲分離器36或分離器136的性質，亦可 和分離器136容納於同一外売或結構。通道150可爲例如 —束具有多孔性隔膜壁之空心圓筒形纖維之複數通道，或 複數膜片製扁平通道，如第2圖所示之適當閥99，可控制 和引導所需流動。 若亦用分離器236，經管綫183或185添加洗液，有 在除去流體後達成稀釋的主要優點，使隨後除去流體時，不需 在進入分離器136的血液內有太多原有流體。此擧對原有 血液流體同樣百分比減少而言，使用洗液較在分離器1 36 進口引進所需量爲少。 第4圖表示另一方法以察覺何時排吸副室26已滿，在 第4圖具體例中，可用任何單向閥爲止回閥234，意即不 一定要浮動閥。加壓副室304有一開口 306，例如經限制 流動的細孔308與大氣相通。當隔膜374堵住進口 310、 經濟邶中央搮準局印製 {請先聞技背面之注意事項再填駕本页> 306或二者，空氣即不能向內流經開口 306進入加壓副室 304，並由此進入管312內，經流量控制閥或細孔311與 眞空源314相同。結果，管312內壓力朝眞空源314產生 的壓力降落。壓力轉換器316測量管312內壓力，和何時 〜22〜 甲 4(210X297 公沒) 200392 A6 B6 五、發明說明（23 ) 會逹到（低）壓力臨限，作動加壓氣體自加壓氣體源318 經細孔319引進加壓副室304，歷時選定的時期。細孔 308充分限制向外流動，使隔膜可自排吸副室26噴射全部 血液，或在304加壓時，可用單向閥99防止氣體流出開口 306 外。 Μ 濟 部 中 央 搞 準 印 裂 {請先聞讀卄面之注竞本項再琪寫本頁) 血液利用抽吸管16抽吸時，需將此血流與抗凝血劑連 續流動，以抗凝血劑舉血液的所需比率混合。本發明如第 5圖所示具體例可用來完成此擧。氣體作動之二隔膜泵 4 68A、468B用來抽送抗凝血劑。此等泵輪流噴射抗凝血 劑，以提供恒常或幾近恒常的流動。此等泵自抗凝血劑源 466的充塡和噴射時間，即必須大約相等。二泵噴射的總 期限實質上等於主泵（第5圖上未示）一批的完整周期時 間（噴射加充塡），當主泵噴射時，即發生抗凝血劑開始 噴射。無論何時主泵噴射，各抗凝血劑泵468A、468B即 各以單一時間順序I質射。在血液噴射時，抗凝血劑泵468A 、468B產生連續抗凝血劑流動。抗凝血劑泵468A的排吸， 起先與主泵同時開始排吸血液。此擧是在電子控制器和定 時器483控制下完成。起初，電磁閥403和407開，而 401和405關。主泵啓動時，其排吸閥407關，閥401開 。在1^時，當抗凝血劑泵468A放空，電子控制器和定時器 483關閥401 ，開闕407 ，關閥403 ，開閥405。在t2時 ，當泵468B放空，諸閥復原回到原先狀態。在t2時，主泵 完成全排吸周期（已輸血一批血，且已再充塡），且滿時 ，準備再度排吸。主泵的血液抽動總流量（衝程中排吸量 〜23〜 f 4(210X297 公沒) 200392 A6 B6 五、發明说明（24 ) 和充塡中零流量的平均），大約等於抽吸管416由設計上 和眞空位準所固定的血液抽吸流量。此項作業勝於第2圖 內添加儲蓄器173，在血液排吸中提供抗凝血劑對血液之 一定比率。 依照本發明自動輸血方法，從患者回收健康血球、血 小板、流體、粒狀物和夾帶氣體之混合物。此混合物經消 泡除去夾帶氣體，並過濾除去至少一部份粒狀物。所得過 濾後混合物進入主泵24的排吸室26，在排吸室26滿後.，在 加壓下抽出主排吸室26。防止自排吸室倒流入過濾裝置內 。無論何時，在過濾後的混合物不自泵出口 30抽出啤，均 可容許自過濾裝置流至泵進W。過濾後混合物被抽送通過 切綫流動分離器36、136或 236內之狹窄通道50、150， 可在一對隔膜38、40之間，或沿隔膜140，視情況而定， 通道50、150高度不超過約50 0微米。過濾後混合物自排 吸室26或126輸送至通道50、150，以通道50、150內壓 力足以驅逐血液和小碎屑通過隔膜40或140，而通過通道 50、150的流量足以防止血球阻塞或通過多孔膜40或140。 經潦部中央搮準局印^ {請先聞讀背面之注意事項再填辉本頁) 使用分離器36時，洗液流過狹窄貫穿通道50。血液和 洗液自第二膜40的朝外表面除去。跨膜壓力差維持前述幅 度。單獨使用分離器136或倂用一或以上附加分離器236 時，可不加洗液，或在分離器136之前、之內或之後，或 在此等位置的任何組合情形，與血液混合。 本發明提供一種血液抽送和處理系統10，其具體例可 用於手術中自動輸血、血漿去除術、血液透析、血液濃縮 24 甲 4(210X297 公沒） 200392 A6 ____B6_ 五ν發明說明（25 ) ，及其他治療性和/或診斷性血液處理用途。此系統可提 供血液過濾、血漿分離、計量抗凝血劑輸送、和計量洗液 輸送，以供除去和更換血娥。 本發明雖係就其特殊具體例加以說明，惟須知可進一 步加以修飾，本案旨在涵蓋一般依照本發明原理所爲之本 發明任何變化、使用、或採摘，包含本發明內容以外，但 .在本發明所屬技藝的已知或習知實務以內，並可應用於上 述基本特點，以及本發明範圍以內和所附申請專利範圍限 度以內者。 I时先聞讀背面之注意事項再填穷本頁) •装. •訂. 經 濟 邶 中 央 橾 準 為 印 裝 25