本发明专利技术提供了用于确定和控制绕旋转轴线旋转的离心分离室的通道内的已分离的流体组分之间的界面的位置的系统和方法，具体地，涉及界面监测组件、流体分离装置及用于分离流体的方法。来自光源的光被准直器接收，该准直器将准直光沿大致平行于旋转轴线的方向引导穿过通道。离开通道的准直光的至少一部分被配置为光电检测器阵列的光检测器接收。由光检测器发射的信号被控制器接收，控制器至少部分地基于该信号确定通道内的已分离的流体组分之间的界面的位置。当控制器确定界面没有处于通道内的目标位置时，控制器控制离心分离器和/或泵系统以将界面移动至目标位置。泵系统以将界面移动至目标位置。泵系统以将界面移动至目标位置。
【技术实现步骤摘要】
界面监测组件、流体分离装置及用于分离流体的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2022年4月18日提交的序列号为63/331,959的美国临时专利申请的权益和优先权，该美国临时专利申请的内容通过参引并入本文。
[0003]本公开涉及离心机内的流体的光学监测。更具体地，本公开涉及使用光电检测器阵列对离心机内的已分离的流体组分之间的界面进行检测和控制。
技术介绍
[0004]各种各样的流体处理系统目前正在实践中，并且允许流体被分馏或分离成流体的组成部分。例如，各种血液处理系统使得从血液源中收集特定的血液成分而不是全血成为可能。通常，在这样的系统中，从血液源中抽取全血，分离、去除和收集特定的血液组分或成分，并且将剩余的血液成分返回至血液源。当血液源是人类捐献者或患者时，仅去除特定成分是有利的，因为捐献者的身体恢复到捐献前水平所需的时间可能更少，并且捐献可以以比采集全血时更频繁的间隔进行。这增加了可以用于转移和/或治疗处理的血液成分、比如血浆和血小板的总体供应。
[0005]通常，通过离心将全血分离成全血的成分。在连续过程中，这要求全血在其从血液源中抽出之后且在其返回至血液源之前穿过离心机。为了避免污染和可能的感染(如果血液源是人类捐献者或患者)，血液在整个离心处理期间优选地被包含在预先组装的、无菌的流体流动回路或系统中。因此，典型的血液处理系统包括永久的、可重复使用的模块或组件，该模块或组件包括耐用的硬件(离心机、驱动系统、泵、阀致动器、可编程控制器等)，该耐用的硬件通过一次性的、密封的和无菌的流动回路来控制血液和血液组分的处理，该流动回路包括离心室并且以配合的方式安装在硬件上。
[0006]在血液分离步骤期间，硬件接合一次性离心室并且使一次性离心室旋转。当通过离心机使流动回路旋转时，流动回路中的全血的较重(较大的比重)的组分、比如红细胞径向向外远离旋转中心而朝向离心室的外壁或“高G”壁移动。较轻(较低的比重)的组分、比如血浆朝向离心机的内壁或“低G”壁迁移。通过在流动回路中提供适当定位的出口端口，可以从全血中选择性地去除这些组分中的各种组分。
[0007]检测和控制离心室内已分离的流体组分之间的界面的位置对于有效收集已分离的组分是很重要的。预测系统通常将基于时间的光学信号测量应用于界面检测和控制。这样的系统可能依赖于光电检测器表面积或激光光源的光斑尺寸来确定测量分辨率，其中，这两种方法都与光斑到达并穿过离心室中的流体层(例如，血浆层)所花费的时间量有一定关系。这样的系统也可能严重依赖于信号放大，并且因此可能严重依赖于影响信号的上升和下降时间的电路时间常数。
技术实现思路
[0008]本主题存在若干方面，这些方面可以在下面描述和要求保护的装置和系统中单独或一起实施。这些方面可以单独实施或者可以与本文中所描述的主题的其他方面结合实施，并且对这些方面的一起描述并不旨在排除单独使用这些方面或者排除如在所附权利要求中所阐述的单独地或以不同的组合要求保护这些方面。
[0009]在一个方面中，提供了一种与构造成使离心分离室绕旋转轴线旋转的离心分离器结合使用的界面监测组件。界面监测组件包括配置成发射光的光源、配置为光电检测器阵列的光检测器、以及定位于光源与光检测器之间的准直器。准直器构造成接收由光源发射的光的至少一部分，并且将准直光沿大致平行于旋转轴线的方向引导穿过由离心分离室限定的通道。光检测器配置成接收沿大致平行于旋转轴线的所述方向离开离心分离室的通道的准直光的至少一部分。然后，光检测器发射指示离心分离室的通道内的已分离的流体组分之间的界面的位置的信号。
[0010]在另一方面中，流体分离装置包括离心分离器、泵系统和控制器。控制器配置成对泵系统进行控制以将流体从流体源输送到由定位于离心分离器内的离心分离室限定的通道中，并且控制器配置成对离心分离器进行控制，以使离心分离室绕旋转轴线旋转，从而将离心分离室的通道中的流体的至少一部分分离。离心分离器包括光学监测器组件，该光学监测器组件包括配置成发射光的光源、配置为光电检测器阵列的光检测器以及定位于光源与光检测器之间的准直器。准直器配置成接收由光源发射的光的至少一部分，并且将准直光沿大致平行于旋转轴线的方向引导穿过离心分离室的通道。光检测器配置成接收沿大致平行于旋转轴线的所述方向离开离心分离室的通道的准直光的至少一部分。然后，光检测器发射指示离心分离室的通道内的已分离的流体组分之间的界面的位置的信号。控制器配置成接收来自光检测器的信号并且至少部分地基于该信号确定离心分离室的通道内的已分离的流体组分之间的界面的位置。
[0011]在又一方面中，提供了一种用于分离流体的方法。该方法包括将流体从流体源输送到由离心分离室限定的通道中。离心分离室绕旋转轴线旋转，以将离心分离室的通道中的流体的至少一部分分离。将光发射穿过准直器，该准直器将准直光沿大致平行于旋转轴线的方向引导穿过离心分离室的通道。接收沿大致平行于旋转轴线的所述方向离开离心分离室的通道的准直光的至少一部分，随后发射信号。该信号用于确定离心分离室的通道内的已分离的流体组分之间的界面的位置。
附图说明
[0012]图1是根据本公开的一个方面的示例性流体分离装置的立体图；
[0013]图2是一次性流体流动回路的示意图，该一次性流体流动回路可以安装至图1的流体分离装置以完成流体分离系统；
[0014]图3是图1的流体分离装置的示例性离心分离器的立体图，其中，流体流动回路的离心分离室安装在该示例性离心分离器中；
[0015]图4是流体流动回路的示例性盒的俯视平面图，该盒可以被致动以与图1中所示的流体分离装置相关联地执行多种不同的流体处理过程；
[0016]图5是流体流动回路的示例性离心分离室的立体图；
[0017]图6是图5的离心分离室的前视图；
[0018]图7是图5和图6的离心分离室的通道的一部分的放大立体图，其中，已分离的流体组分之间的界面位于通道内的期望位置或目标位置处；
[0019]图8是图7的通道的放大立体图，其中，界面位于通道内的不期望的高位置处；
[0020]图9是图7的通道的放大立体图，其中，界面位于通道内的不期望的低位置处；
[0021]图10是图5和图6的离心分离室的通道以及根据本公开的一个方面的示例性界面监测组件的部件的示意图；
[0022]图11是图10的界面监测组件以及通道的被监测区域的示意图，其中，通道内的已分离的流体组分之间的界面处于不期望的低位置处；
[0023]图11A是在图11中所示的流体流动状况期间，由图10的界面监测组件的光检测器传输的电压输出或信号的示意图；
[0024]图12是图10的界面监测组件以及通道的被监测区域的示意图，其中，通道内的已分离的流体组分之间的界面处于期望的位置处；
[0025]图12A是在图12中所示的流体流动状况期间，由图12的界面监测组件的光检测器传输的电压输出或信号的示意图；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种界面监测组件，所述界面监测组件用于与构造成使离心分离室绕旋转轴线旋转的离心分离器结合使用，所述界面监测组件包括：光源，所述光源配置成发射光；光检测器，所述光检测器配置为光电检测器阵列；以及准直器，所述准直器定位于所述光源与所述光检测器之间，其中，所述准直器配置成接收由所述光源发射的光的至少一部分，并且将准直光沿大致平行于所述旋转轴线的方向引导穿过由所述离心分离室限定的通道，所述光检测器配置成接收沿大致平行于所述旋转轴线的所述方向离开所述离心分离室的所述通道的所述准直光的至少一部分，并且所述光检测器配置成发射指示所述离心分离室的所述通道内的已分离的流体组分之间的界面的位置的信号。2.根据权利要求1所述的界面监测组件，其中，所述光检测器配置为光电检测器的线性阵列。3.根据权利要求1所述的界面监测组件，其中，所述光检测器配置为光电检测器的二维阵列。4.根据前述权利要求中的任一项所述的界面监测组件，其中，所述准直器构造为准直透镜。5.根据前述权利要求中的任一项所述的界面监测组件，其中，所述准直光包括至少一种波长的光，所述至少一种波长的光配置成基本上传输穿过所述离心分离室的所述通道内的全血的已分离的血浆组分，但是基本上不传输穿过所述离心分离室的所述通道内的所述全血的已分离的红细胞组分。6.根据前述权利要求中的任一项所述的界面监测组件，其中，由所述光检测器发射的所述信号至少部分地基于由所述光检测器接收的所述准直光的空间分布。7.一种流体分离装置，包括：离心分离器；泵系统；以及控制器，所述控制器配置成对所述泵系统进行控制，以将流体从流体源输送到由定位于所述离心分离器内的离心分离室限定的通道中，并且所述控制器配置成对所述离心分离器进行控制，以使所述离心分离室绕旋转轴线旋转，从而将所述离心分离室的所述通道中的所述流体的至少一部分分离，其中，所述离心分离器包括光学监测器组件，所述光学监测器组件包括：光源，所述光源配置成发射光，光检测器，所述光检测器配置为光电检测器阵列，以及准直器，所述准直器定位于所述光源与所述光检测器之间，所述准直器配置成接收由所述光源发射的光的至少一部分，并且将准直光沿大致平行于所述旋转轴线的方向引导穿过所述离心分离室的所述通道，所述光检测器配置成接收沿大致平行于所述旋转轴线的所述方向离开所述离心分离室的所述通道的所述准直光的至少一部分，所述光检测器配置成发射指示所述离心分离室的所述通道内的已分离的流体组分之
间的界面的位置的信号，并且所述控制器配置成接收来自所述光检测器的所述信号并且至少部分地基于所述信号确定所述离心分离室的所述通道内的所述已分离的流体组分之间的所述界面的位置。8.根据权利要求7所述的流体分离装置，其中，所述光检...
【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：
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