基于脂质浓度对离心机中的目标界面位置进行调整制造技术

本发明专利技术涉及基于脂质浓度对离心机中的目标界面位置进行调整。提供了用于对从血液分离室移除血浆的效率和质量进行改善的系统和方法。该系统包括：分离室，在分离室中将血浆与细胞血液组分分离；泵，该泵用于使血浆移动；和出口管线，该出口管线用于将经分离的血浆从血液分离室移除。光学传感器组件构造成监测血液分离室并对经分离的组分与血浆之间的界面位置进行测量，以及生成指示所测量的界面位置的输出。控制器被编程成利用血液的脂质浓度输入，并设定来自预定数据库的初始脂血偏移、脂血阈值和脂血最终设定点，并使用比例

【技术实现步骤摘要】
基于脂质浓度对离心机中的目标界面位置进行调整


[0001]本主题涉及用于处理并收集血液、血液成分或其他细胞物质悬浮液的系统和方法。更具体地，本主题涉及在血液分离过程期间采用的改进的血液分离系统和方法。

技术介绍

[0002]各种血液处理系统使得可以收集特定的血液成分，而不是从血液源比如人类供体或患者收集全血。通常，在这样的系统中，从血液源抽取全血，分离、移除和收集特定的血液组分或成分，并将剩余的血液成分返回至血液源。当血液源是供体时，仅移除特定成分是有利的，因为供体的身体恢复到正常或捐献前水平可能需要更少的时间。此外，与收集全血相比，可以更频繁地捐献特定的血液组分或成分。这增加了可以用于转移和/或治疗处理或保健的血液成分比如血浆和血小板的总供应。
[0003]全血通常可以通过离心而分离成全血的各成分。这要求全血在其被从血液源抽出之后且在其返回至血液源之前穿过离心机。为了减少污染和可能的感染，如果血液源是供体或患者，则在整个离心过程期间，血液优选地容纳在一次性、密封、无菌的流体流动回路中并且在该流体流动回路中进行处理。一次性流动回路包括分离室部分，操作者将分离室部分安装在耐用的、可重复使用的离心机组件中，该离心机组件包含可重复使用的硬件(离心机、驱动系统、泵、阀致动器、可编程控制器等)，其在分离室安装于硬件上并与硬件配合使用时，使分离室旋转并对通过一次性流动回路的流量进行控制。离心机组件在收集过程期间与流体处理组件中的分离室接合并使分离室旋转。然而，血液仅与流体处理组件进行实际接触，该组件仅使用一次然后被丢弃。
[0004]在将一次性回路装载到离心机组件中之前或者在将一次性回路装载到离心机中紧之后，操作者通常例如借助于触摸屏或其他用户界面系统输入由系统执行的具体处理方案(例如，其中从全血分离并收集血小板的过程)和其他参数(例如，供体的体重，待收集的经分离血液组分的期望体积等)。当系统已经被编程后，操作者对供体进行静脉抽血，并且系统在操作者的监督下执行该过程。
[0005]当离心机组件使一次性流动回路的分离室旋转时，分离室中的全血的较重(较大比重)的组分、比如红细胞向外远离旋转中心朝向分离室的外部或“高G”壁而径向地移动。较轻(较低比重)的组分比如血浆朝向分离室的内部或“低G”壁迁移。通过在一次性流动回路的分离室中包括适当定位的通道结构和出口端口，可以选择性地从全血移除各种组分。例如，治疗性血浆交换包括从细胞血液组分分离血浆、收集血浆、以及将细胞血液组分和置换流体返回至血液源。替代性地，红细胞可以从分离室中采集，并且其余的血液成分返回至供体。其他过程也是可能的，包括但不限于血小板收集、红细胞交换、血浆交换等。
[0006]然而，适当的分离要求经分离组分之间的界面位于分离室的高G壁与低G壁之间的特定区域内。例如，当执行治疗性血浆交换过程时，血浆与细胞血液组分之间的界面影响系统的性能。如果界面定位得太靠近低G壁，那么经收集的血浆可能被细胞血液组分变得过度填充或污染。另一方面，如果界面定位得距离低G壁太远，则可能没有污染血浆，但是随着时
间的推移，系统的分离效率可能随着收集的血浆越来越少而降低。
[0007]各种离心机、比如Nayak等人的美国专利No.6,254,784、Brown等人的美国专利No.6,312,607和Min等人的美国专利No.11,465,160(这些专利通过参引并入本文)中所示和描述的这些离心机能够操作成在离心机操作时自动将界面保持在期望区域内。通常，流体处理组件的分离室装载在离心机的碗状件与卷轴之间。在分离室的碗状件壁中的分离通道的径向外壁上定位有径向向内的倾斜表面。大致深的、不透明的红细胞层与大致浅的、透明的血浆层之间的界面在该倾斜表面上呈现为线。确切地，其中倾斜表面上出现的线取决于分离室的高G壁与低G壁之间的界面的位置。因此，倾斜表面上的线的位置可以用于测量高G壁与低G壁之间的界面的位置。
[0008]对界面的位置的自动控制已经通过下述方式实现：感测倾斜表面上线的位置并且之后调整离心机操作参数，以将线置于并保持在期望的限制内。特别地，通过对血浆被从分离室抽出的速率进行控制，比如通过降低或增加血浆流量，该线可以在倾斜表面上向上(径向向内)或向下(径向向外)“移动”。光学传感器组件可以用于感测倾斜表面上的线的位置。光学控制系统通常基于下述原理进行操作：光将传输通过光透明流体、比如盐水和血浆(富血小板血浆PRP或贫血小板血浆PPP)，同时光将不会传输通过光致密流体比如全血WB或浓集红细胞RBC。因此，当使用如在先前的系统中的光源和检测器设备时，离心机内的代表光透明流体厚度的光学信号可以被测量并且应用于计算和维持RBC/血浆界面的定位或界面位置。
[0009]在离心机旋转经过传感器时，传感器产生电脉冲，该电脉冲的宽度与倾斜表面上的线的位置有关。在该线移动成更靠近分离室的高G壁时，脉冲宽度增大。在该线移动成更靠近低G壁时，脉冲宽度变窄。通过对由光学传感器产生的脉冲宽度进行感测，并且之后使用脉冲宽度来使血浆被从分离室抽出的速率增加或减少，系统试图将该线在倾斜表面上保持于期望的位置限制内，并将界面维持在期望的径向位置或位置的范围内。
[0010]在分离过程的开始时，盐水可以在校准阶段期间存在于离心机中，并且光源、比如激光将被传输通过离心机斜面的整个宽度。产生的信号被称为盐水校准信号，并且表示在没有任何RBC存在的情况下整个离心机间隙的宽度。该信号用作为用于在整个过程中计算RBC/血浆界面位置的参考。RBC/血浆界面位置被限定为盐水校准信号的被RBC覆盖的百分比。例如，40％的界面位置表示初始盐水校准信号的40％被RBC阻挡。
[0011]界面位置表示离心机中的RBC床厚度，但不是RBC床的字面表示。也就是说，40％的界面位置必然与占据高G壁与低G壁之间的离心机间隙的40％的RBC床相关。图1显示了用于盐水校准和增加的RBC床厚度的由光电检测器产生的信号的示例。电压信号的脉冲宽度PW——该脉冲宽度PW在图1中由双侧箭头表示为测量阈值——是实时测量的，并且是计算界面位置时应用的关键信号特征。PW是在预定电压阈值、比如信号幅度的20％处获取的测量值。图1表示了流体间隙的横截面，并且光学信号PW被示出为用于盐水S校准(在左边，例如，PW＝800μs)，对于增加的RBC床厚度，这由用于血浆比如PRP或PPP的PW表示，其随着RBC在流体间隙中积聚而下降(例如，在中央，PW＝600μs至右边PW＝400μs)，这又降低了供光可以传输通过的血浆宽度。
[0012]因此，系统控制器可以将处理期间的测量信号的PW与在盐水校准阶段期间所产生的PW进行比较，在盐水校准阶段期间所产生的PW对应于光在斜面的整个宽度上被传输至光
检测器时的脉冲宽度。通过将这两个PW进行比较，将表明斜面的被血浆层和被RBC层占用的百分比，控制器可以使用该信息来确定通道内的界面位置INT的定位。特别地，界面位置可以如下进行计算：
[0013]界面位置(％)＝[(盐水校准脉冲宽度...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种血液分离系统，包括：血液分离室，所述血液分离室构造成处理血液以将至少一种细胞组分与血浆分离；输入装置，所述输入装置用于提供待处理的血液中的脂质浓度；泵，所述泵用于使所述血浆移动；出口管线，所述出口管线与所述血液分离室相关联，以用于从所述血液分离室移除所述血浆的至少一部分；光学传感器组件，所述光学传感器组件构造成直接监测所述血液分离室的内部并对经分离的组分与所述血浆之间的界面位置进行测量，并生成指示所测量的界面位置的输出；以及控制器，所述控制器被编程成从所述输入部接收所述血液内的所述脂质浓度，并设定来自预定数据库的初始脂血偏移、脂血阈值和脂血最终设定点，其中，设定点等于将实现无脂质血浆的可接受分离效率所需的理想界面位置加上所述初始脂血偏移，其中，所述控制器还被编程成具有比例
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积分
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微分控制回路，以继续测量所述界面位置并评估实际界面位置是否大于所述理想界面位置加上所述脂血阈值，其中，所述控制器继续进行所述测量和评估，直到设定点等于所述最终脂血设定点为止。2.根据权利要求1所述的血液分离系统，其中，所述系统还包括离心机，并且所述血液分离室还包括构造成由所述离心机接纳的离心血液分离室。3.根据权利要求1所述的血液分离系统，其中，用于提供待处理的血液内的脂质浓度的所述输入装置还包括所述控制器，所述控制器被编程成接受来自操作者输入装置或来自第二光学传感器的脂质浓度输入，所述第二光学传感器附接至来自所述分离室的贫血小板血浆管线。4.根据权利要求1所述的血液分离系统，其中，所述设定点被调整成增加至比理想位置高的位置，其中，所述增加是由所测量的人工更高界面位置与实际界面位置之间的差限定的脂血偏移。5.根据权利要求4所述的血液分离系统，其中，所述控制器还被编程成使得在通过使设定点增加至比所述理想位置高的界面位置来调整所述设定点时，生成误差信号，所述误差信号表示人工界面位置与更高界面位置处的设定点之间的差。6.根据权利要求5所示的血液分离系统，其中，所述控制器还被编程成设定所述血浆从所述血液分离室经由出口管线被移除所处的血浆泵流量，并且使得所述误差信号导致所述控制器中的控制逻辑使所述血浆泵流量增加，以通过将所述人工界面位置增加成朝向增加的设定点移动来进行调整，这又通过将所述实际界面位置朝向更高的理想界面位置增加来进行调整。7.根据权利要求6所述的血液分离系统，其中，所述控制器还被编程成使得：在所述实际界面位置由于血浆流量的增加而开始增加时，所述人工界面位置保持稳定，并且所述脂血偏移开始减少，但是在所述设定点与所述人工界面位置之间测量的所述误差信号保持不变，其中，所述控制器的比例
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【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明，
申请(专利权)人：汾沃有限公司，
类型：发明
国别省市：