(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液処理装置であって、
無端状の再循環ループ（６８）と、
血液入口部（４０）によって再循環ループ（６８）と流体的に結合された血液の源と、
血液分離器（７４）であって、入口ポートと出口ポートと除去部分ポートとを有し、入口ポートと出口ポートとの間に再循環ループ（６８）の一部分を形成するような前記血液分離器（７４）と、
再循環ループ（６８）に沿って配置されたポンプ（７２Ａ）であって、再循環ループ（６８）を通して血液をポンプ送出するような前記ポンプ（７２Ａ）と、
を有し、血液分離器（７４）は、入口ポートに入った血液を、出口ポートを通り抜ける保有血液部分と除去部分ポートを通り抜ける除去血液部分とへ分離し、
少なくとも保有血液部分の一部分が少なくとももう一度、血液分離器（７４）を通り抜け、
前記血液処理装置は、血液成分を交換する流体である交換流体を加えるのを制御して再循環ループ（６８）内の流体のヘマトクリットを調整する制御手段をさらに有し、ヘマトクリットは血液分離器（７４）の中を流れる抵抗を測定することによって決められることを特徴とする血液処理装置。
【請求項２】
前記血液入口部（４０）は吸引棒、又は針及び管継手のいずれかから選択されて構成されると共に、血液は、供血者からの全血、外科手術の現場からの赤血球を含む流体、保存溶液を含む濃縮された赤血球、及び解凍されグリセリン処理された血液のうちの少なくともひとつであることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
再循環ループ（６８）と流体的に結合され且つ交換流体を収容する交換流体容器（２７８，２８０）をさらに備え、除去血液部分の少なくとも一部分を前記交換流体容器（２７８，２８０）内に収容された交換流体と交換できることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
再循環ループ（６８）は血液収集バッグによって一部形成され、
血液分離器（７４）は血漿分離器であって、さらに、
再循環ループ（６８）と流体的に結合された洗浄流体源（２１２）と、
流路に沿った第２のポンプ（４６Ａ）であって血液入口部（４０）と再循環ループ（６８）とを結合する前記第２のポンプ（４６Ａ）と、
再循環ループ（６８）を通してポンプ送出される血液に血液凝固阻止物質を加えるための手段（５０，５２，５４）と、
再循環ループ（６８）と流体的に結合された、略垂直に吊下げられたバッグタイプのリザーバ（１２）と、
機械的なバッグマニピュレータ（１０）であって、略垂直に吊下げられたバッグタイプのリザーバ（１２）と結合されていくらかの頻度でバッグタイプのリザーバ（１２）の形状を変化させて、それによりバッグタイプのリザーバ（１２）内のすべての内容物を混合するような前記マニピュレータ（１０）とを備えていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記血液分離器（７４）の入口ポートを通り抜ける血液のヘマトクリットを決定するためのヘマトクリット決定手段（３２６）と、
ポンプ（４６Ａ，５４Ａ）を制御する制御装置（５８）であって、入口ポートに入る血液が所望のヘマトクリットに達したとヘマトクリット決定手段（３２６）が決定するまで、入口を加圧する機能のポンプ（４６Ａ，５４Ａ）を制御する制御装置（５８）と、をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
ハウジングと、
ハウジングに取付け可能なカセット（２２）と、
ハウジングに取付けられた組立体であって、ハウジングと組立体との間にカセット（２２）を捕捉する少なくとも固定位置の形態と、カセット（２２）が捕捉されない解放位置の形態との間で切替操作可能な前記組立体と、
を備え、カセット（２２）が
再循環ループ（６８）の少なくとも一部分と、
血液分離器（７４）とを構成していることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
血液洗浄装置であって、
無端状の再循環ループ（６８）と、
血液入口部（４０）によって再循環ループ（６８）と流体的に結合された血液の源と、
血液分離器（７４）であって、入口ポートと出口ポートと除去部分ポートとを有し、入口ポートと出口ポートとの間に再循環ループ（６８）の一部分を形成するような前記血液分離器（７４）と、
再循環ループ（６８）に沿って配置されたポンプ（７２Ａ）であって、再循環ループ（６８）を通して血液をポンプ送出するような前記ポンプ（７２Ａ）と、
を有し、前記血液分離器（７４）は、入口ポートに入った血液を、出口ポートを通り抜ける保有血液部分と除去部分ポートを通り抜ける除去血液部分とへ分離し、少なくとも保有血液部分の一部分は少なくとももう一度、血液分離器（７４）を通り抜け、
前記血液洗浄装置は、再循環ループ（６８）と流体的に結合され且つ血液成分を交換する流体である交換流体を収容する交換流体容器（２７８，２８０）をさらに備え、それにより除去血液部分の少なくとも一部分を前記交換流体容器（２７８，２８０）内に収容された交換流体と交換でき、
前記血液洗浄装置は、再循環ループ（６８）中の流体のヘマトクリットを制御するために交換流体を加減して加えるための制御手段をさらに備え、ヘマトクリットは血液分離器（７４）の中を流れる抵抗を測定することによって決められることを特徴とする血液洗浄装置。
【請求項８】
制御手段は前記ヘマトクリットを所望の範囲内に維持するように作用することを特徴とする請求項７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願は１９９８年１０月１６日に出願された米国仮特許出願第６０／１０４，５５７号の利益を要求する。
【０００２】
【従来の技術】
血液処理装置はさまざまな目的に使用される。それらは例えば供血者から血液を集めるのに使用され、手術中の患者が流した血液を集めて清浄にして患者の循環系に再導入するような自己輸血法に使用され、収集した血液を凍結するために準備するのに使用され、解凍された赤血球を脱グリセリン処理するのに使用され、赤血球を洗浄するために、そして解凍された血小板を洗浄するために使用される。
【０００３】
すべての血液処理装置について事実上非常に望ましい特徴が存在するが、現在の装置によっては提供されていない。これらの望ましい特徴を理解するために、当業者は最初に、以下で説明される血液処理技術の実際的な面を完全に認識しなければならない。望ましい特徴とは、設備のサイズが小さいこと、容認できる価格の使い捨て品であること、自動運転、オペレータエラーからの保護、設備のエラーからの保護、動作の速度、及び完全なワンステップ処理である。
【０００４】
まず血液収集装置について考えると、供血者からの血液の収集は血液バンクにおいて行なわれると共に、いわゆる採血ドライブ中に、可搬のユニットの使用を介して行なわれるが、可搬のユニットの収集はしばしば血液バンクにおける収集を超える。従って、血液収集の現場により多くを容易に輸送するために、比較的に小型の装置を有するのが望ましい。迅速な採血が望ましいのは、もしも供血者の安楽が献血時間を減少させることによって増加するならば、供血者を引き付けるのがより簡単になるからである。
【０００５】
通常は全血は重力の流れによって供血者から集められてきたが、代わりに、供血者からの採血を支援するために血液取出しローラーポンプも使用されてきた。全血は、次に、血液処理施設に輸送されて、赤血球から血漿を分離するために遠心分離される。いくつかの例においては全血ないし赤血球に対して白血球フィルターが使用されて、供血者の赤血球が後日に患者に輸血されたときに供血者の白血球に対して患者が好ましくない反応をする機会を減少させた。この全血収集手順は多くの不都合に苦しんでいる。ひとつの主要な不都合はかかる手順が採血するオペレータの技能に非常に依存することであり、それゆえ、オペレータに長期にわたる高額な訓練をすることが必要になる。また、現在の手順はほとんど常時オペレータが注意を払うことを必要とし、それにより与えられた時間期間中に安全に集められる血液の量を制限する。すなわち、オペレータはいかなる時も、安全に限られた数の献血を監督するだけである。また、採血されたままの全血やその構成成分に分けられたものを何人かの人々が扱うことにはオペレーターエラーの機会を増加させるという不都合がある。別の不都合は幾つかの段階を要求することであって、たとえ１人のオペレータによって実行されるとしても、全血とその分離された構成成分との汚染の危険性は増加する。
【０００６】
また、収集現場で血液を完全に処理する能力を有する装置が提案されたが、それは比較的かさばって、組込み式の回転遠心機の使用を必要とする。装置は多くの制限を有しており、それにはコスト、相対的なかさばること、回転シールでの漏れの可能性、成分への分離を開始する前には全血を採血しなければならないなどのために速度が比較的遅いこと、そして、緊密なオペレータの監督を要求することなどがある。かかる装置は米国特許第５，６５１，７６６号、第５，７２８，０６０号、及び第５，７３３，２５３号に開示される。
【０００７】
他の血液処理装置としては、手術中自己輸血装置と呼ばれるものが、ある種の手術中において一般的に使用されるが、それは例えば整形外科手術や開心手術などのように、多量の血液が患者から流出する場合である。自己輸血法においては、失われた（流出した）血液は、空気、粒子状物質および希釈溶媒を伴なって集められる。空気、溶媒、および粒子状物質は取り除かれる。血液細胞は洗浄されて、ヘマトクリットは必要なレベル、例えば体内において通常存在するレベル（約４０％）にまで増加させられる。結果として得られた血球浮遊液は患者に輸血されて戻される。自己輸血法は血液バンクの血液に関連するコストと問題（不適合と感染）を減少させる。手術室は非常に混雑した環境を構成するので、比較的小さいサイズのユニットを有するのは望ましい。さらに、自動運転が望ましく、それによって医療人員は他の事柄に気を配ることができ、同時に自己輸血ユニットは再注入のために赤血球を収集して洗浄するという必要なタスクを実行する。もしもコストが高過ぎるならば技術的に最も良い利用可能な装置でさえも使用されることがないので、低コストの使い捨て品が必要である。米国特許第５，２４２，３８４号及び第５，４２３，７３８号に開示された装置は、自動化された自己輸血法に適合しているものの、複雑な使い捨て品のためにコストが高くて、その接線流れ分離器のために商業的に広く受入れられることがなかった。
【０００８】
別のタイプの血液処理装置は解凍血液処理装置である。この装置は、解凍赤血球からグリセリンと遊離血漿ヘモグロビンを取り除くことを意図している。この装置は主として軍によって陸上と船上で使用されて、非常時の状況において赤血球を提供する。軍はこの目的のためにすべて万能供血タイプである多数の血液単位を備蓄した。凍結血液はまた、予定手術を受ける患者が、外科手術中の使用のために彼か彼女自身の血液を備蓄することを望むときにも一般に使用される。また、凍結血液はまれな血液型を供給するのに使用される。
【０００９】
凍結血液を使用する問題の１つは、血液が安全に凍結できるようにするために何らかのタイプの薬品を赤血球に加えることを必要とする点で、この目的のためにはグリセリンが一般に使用されてきた。また、いくつかの赤血球は凍結処理によって破損する。いったん解凍されると、これらの破損した赤血球は遊離血漿ヘモグロビンを放出する。グリセリンと遊離血漿ヘモグロビンとは共に、解凍血液において安全なレベルに引き下げられなければならないし、そして、患者への輸血の前には解凍血液に塩水と赤血球保存溶液を加えなければならない。再言するが、小さいサイズと、自動運転、及び低コストが重要な要素である。
【００１０】
別の血液処理装置は赤血球を洗浄するために使用される。血液は集められてから、その成分に分離されて、濃縮された赤血球は赤血球を保存する保存溶液を含んだバッグに収容される。再言するが、小さいサイズと、自動運転、及び低コストが重要な要素である。
【００１１】
さらに他の血液処理装置は解凍血小板を洗浄するのに使用される。この装置では、血小板は例えばＤＭＳＯ及びあるいは他の防腐剤と共に凍結する。凍結血小板を解凍したときには、血小板を使用する前に、ＤＭＳＯとあるいは他の防腐剤を血小板から洗浄するのが望ましい。
【００１２】
米国特許第５，６７０，３１２号、第５，４６０，４９３号、第５，３１１，９０８号、第５，２７３，５１７号、第５，１９５，９６０号、第４，９８５，１５３号、及び第４，３８５，６３０号は様々なタイプの血液処理装置と装置構成要素を開示する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の１つの見地は、処理手順中に血液を自動的に又は半自動的に処理するために設計された血液処理装置に関するもので、処理手順としては、供血者から採血や、手術中の自己輸血、解凍赤血球の処理、新鮮な赤血球の洗浄、及び、解凍血小板の洗浄などが含まれる。装置は、使い捨ての構成部品のすべてを含んでなる、容易に取外し可能且つ交換可能なカセットを使用することを提供する。
【００１４】
血液処理装置はパネルを有するハウジングを含み、ユーザ制御器をパネルに取付けるのが好ましい。装置はまたカセット組立体を含んでいて、同組立体はパネルのアクセス開口に隣接したハウジングに取り付けられて、アクセス開口に隣接してアクセス開口をカバーする使用位置とカセット交換位置との間を動く。カセット組立体はカセットホルダーと同ホルダに取外し可能に取付けられるカセットとを含む。カセットは１又は複数の貫通孔を有するカセット本体を含む。またカセットは少なくとも一部分が配管で形成される流路を含み、配管は第１及び第２の部分を有して貫通孔と整列する。カセットは、フィルターや、分離器、及び配管などの使い捨ての要素のすべてを備えるのが好ましい。
【００１５】
また装置は固定組立体、代表的にはドアを含んでおり、同ドアは、カセットをパネルとドアとの間に挟持する固定位置と解放位置との間にて動くように取付けられている。本発明の実施形態においては、ドアはローラートラックを有し、カセット組立体が使用位置にあってドアが固定位置にあるときに、前記ローラートラックが第１の配管部分と係合するように配置される。ローラーポンプ駆動組立体はハウジング内に取付けられて、独立駆動されるローラー組立体を含む。各ローラー組立体は周囲に配置された多くのローラーを含む。各ローラー組立体は共通の軸線を中心として回転するように取付けるのが好ましい。各ローラー組立体は、アクセス開口と整列されて、対応する第１の配管部分と整列するように配置される。この実施形態における第１の配管部分はドアのローラートラックとローラー組立体との間に挟持されて、流体はローラー組立体の回転によって第１の配管部分を通してポンプ送出される。
【００１６】
多くの可動ピンチ要素がハウジング内に取付けられて、第２の配管部分と整列する。ピンチ要素はドアに押しつけて第２の配管部分を選択的に挟むように動くことができ、それによりドアが固定位置にあるときに配管を閉じる。制御装置は、オペレーター制御とローラーポンプ駆動組立体とカセット組立体とピンチ要素とに結合される。
【００１７】
本発明の実施形態によって作られた血液処理装置は望ましくは、ポンプ送出速度とポンプ送出体積とが装置内の圧力又は他のパラメーターをモニターすることによって制御されるように設計される。装置が供血者からの血液をポンプで送出するのに使用されるときには、血管を潰したりして供血者に危害を加えたり採血した血液を損傷させたりすることなしに、できるだけ速く供血者からの血液をポンプで送出することが望まれる本発明では、供血者からポンプで送出される血液のポンプ送出速度は、例えば装置内の流路の部分に沿った圧力の低下をモニターして、所望の圧力レベルに達するようにポンプ速度を調整することによって、決定されて制御される。そうすることによって、ポンプで送出する圧力は供血者のために最適な範囲内に維持されて、血管は潰されない。
【００１８】
装置は自動的に血液を採血するように設計されて、選定された体積を集めた後には停止する。
【００１９】
中空の繊維の分離器を使用して、それを通って流れる血球浮遊液（血液又は血液成分）から流体を分離する。好ましい中空繊維分離器は多くの微孔質の親水性の中空の繊維を含み、これらの繊維は平行な繊維の束になるように配置される。これらの繊維の多孔の壁は直径が平均で約０．２〜０．５ミクロンである細孔サイズを有する。繊維の束はこの束の外部を近接して取囲むハウジング内に配置される。この束の端部は、ハウジングとすべての繊維との間の空間を固めて充填するポリウレタンなどの液体の材料で注封されて密封される。それから束の各端部をハウジングの端部の注封材料を介して切る。これにより繊維の内腔が露出する。端部キャップをハウジングの各端部に固定して密封する。各端部キャップのポートは、端部キャップの内側と繊維の切断面との間に形成されたチャンバに流体が出入りするように導く。血液細胞（赤血球又は血小板）を含む流体は、片方の端部キャップに入って繊維の内腔を通って他方の端部キャップから出るように流れる。ハウジングの壁のポートは、繊維の細孔を通り抜けた流体を繊維の外側表面から取除くために使用される。この取除かれた流体は代表的には繊維の内腔を通って流れる流体からやって来る。取除かれた流体は、塩、遊離血漿ヘモグロビン、あるいは血液凝固阻止物質、あるいはグリセリン、他の溶解物質、及び小さい微粒子を含む液体から成る。この取除きの処理は接線の又は交差流れの分離と称される。繊維中での速い速度の流れは血液細胞や他の材料を壁から遠ざけて、取除かれる流体の流速を減少させるような細孔の詰まりや層の形成を防止する。分離器の端部キャップ入口と出口とにおける、そして、取除かれた流体ポートにおける圧力のレベルは取除かれる流体の流速に影響する。ポンプはかかる流速を制御するのに使用される。繊維の壁の両側の圧力差が増加すると、取除かれる流体の流速を上昇させるが、ある点に至ると繊維の内側表面に著しい不都合な血液細胞の層が形成されて、これが取除かれる流体の流速を減少させる。これを防ぐために圧力差と血液の流速とが制御される。
【００２０】
全血が中空繊維分離器によって濃縮されて赤血球と血漿とに分離されるとき、血漿は取除かれた流体である。赤血球を高いヘマトクリットに濃縮して血漿をバッグへ分離するには再循環の処理を使用するのが望ましい。
【００２１】
赤血球又は血小板の洗浄は、廃液が中空繊維の壁を通り抜けて流れて血漿ポートから出て廃液バッグへ入りながら、取除く流体ないし廃液を血液細胞から分離することによって生じる。塩水か他の溶液を本質的には廃液の流れに等しい流速にて分離器の血液細胞の流れ出口に加える。混合Ｔ字管及び配管内にて塩水は血液細胞の流れとよく混ぜられる。次に、血液細胞の流れは再循環バッグへ入り、再循環バッグの内部へ入り、再循環バッグから出て、一定のたぶん４５％のヘマトクリットで分離器へと入る。再循環バッグは機械的な操作によって混合されてバッグ内のヘマトクリットが一定に維持されることを確実にすると共に、取除く物質（例えば、遊離血漿ヘモグロビン、血液凝固阻止物質、グリセリン）の濃度が再循環バッグ内で均一になって一定の性能を確保するようにする。次に、洗浄処理は廃液の除去と塩水ないし洗浄流体の交換処理として連続して、これが取除く物質の濃度を急速に減少させる。より高い再循環バッグのヘマトクリット、より高い血液細胞流体の流れ速度、及び分離器を横切るヘマトクリットのより高い変化は、取除きの効率と速度を改善する傾向がある。
【００２２】
カセットの最も高価な構成要素は代表的には血漿分離器であって、例えば中空の繊維の分離器である。本発明の主要な面は、もしも血液を選択的に再循環させて、代表的にはヘマトクリットによって測定される所望の分離が達成されるまで、すべての又は一部の血液を２回以上分離器を通すように装置を設計したならば、より安価な分離器を使用できるという認識である。そうすることは装置の有効性を減少させないで使い捨てのカセットのコストを削減する。再循環は、例えば適切なピンチ弁とメイン血液ポンプ又は別々の血液再循環ポンプの補助を使用して達成される。再循環は再循環血液リザーバの使用を伴なってもよいし伴わなくてもよい。
【００２３】
本発明の主要な利点は構成要素の互換性と異なる血液処理装置を収容するように本発明を変更できる容易さである。例えば異なった作業を達するように血液処理装置を変更するのがしばしば可能であって、例えば採血や自己輸血、解凍血液処理、又は赤血球洗浄が、単に制御装置を動作させるのに使用される特定のコンピュータプログラムを変更することによって、そして、バッグの数とタイプ、バッグを吊下げる場所、バッグの装置の残り部分への引っかけ方を変更することによって可能になる。特に、通常は使い捨てのカセットだけが特定の手順か処理のために構成される。同一の全体的な装置がさまざまな特定の血液処理作業に使用できるので、スケールメリットの経済性よってユーザコストを下げることが達成できる。
【００２４】
本発明の他の利点及び他の見地は、カセットは漏れの無いことを確実にするために容易に検査できて、これは装置の非常に必要な属性である。これは単に流路を加圧して、圧力の降下の速度から決められる。すべての容認できないカセットは出荷前に、問題を解決すべく捨てられるか又は修理される。
【００２５】
重要なことは、例えば、血液の源または塩水又は血液凝固阻止物質などの補足流体の源がカセットの流路に結合されていないときや、。または、源が空であるとき、バルブが不適確に閉じたとき、ラインがつぶされたとき等には装置が動作しないということである。様々な検出器が非侵襲的に必要な信号を制御装置に提供して、万一これらの問題が発生した場合には、制御装置はローラー組立体の回転を止めることによってポンプ送出を停止させ、及び／又は、ピンチ弁を閉じる。そうすることで、オペレータのエラーによる否定的な結果や生産の失敗を減少させることを助ける。
【００２６】
配管が不適切に固定位置に係合することのないようにカセットを配置することは重要である。これを達するための構造を提供することは重要であると共に、同時に、適切な動作のためにはカセットの配管をローラー組立体とピンチ要素とに対して適切に整列させることが重要である。これを支援すべくカセットをカセットホルダーに適切に配置するには、カセット組立体を使用位置としてドアを固定位置とすればすべての要素が適切に整列される。カセットのカセットホルダー内における適切な位置決めは、重力がカセットを適切に保つことを助けると共にカセットホルダー内に完全に係合支持されることを助けるという事実によって支援される。また、代替手段として適切な案内要素、例えばハウジング又はカセットから延びるテーパーの付いたピンを用いて、カセット組立体が使用位置にあるときに、カセット又はハウジングに適切に配置された案内孔に係合させてもよい。
【００２７】
流路に沿った正確かつ非侵襲的な圧力測定は、例えば正確で安全な圧力レベルを確保するために、そして層流管などの圧力低下装置を横切る圧力低下をモニターすることで流体の流速を制御するために重要である。これは流路に沿った密封されたダイアフラム圧力アクセスポートを使用することで達成でき、そのようなポートの圧力は好ましくは圧力センサーと結合されて、同センサーはアクセスポートでモニターした各圧力を制御装置に与える圧力信号を提供する。圧力センサーと圧力アクセスポートとの流体的な結合は、カセットがその使用位置に固定されてドアがその固定位置に配置されたことで自動的に行なわれるのが好ましい。
【００２８】
血液に血液凝固阻止物質を加えて、両者をよく混合することも重要である。血液が再循環リザーバ内を再循環して収容されるとき、いくつかの用途においては、効果的な赤血球の洗浄のため、塩水又は他の溶液に伴なってリザーバに入る血液が完全に混ぜられることを確保するのが重要である。これは、例えばバッグタイプのリザーバを屈曲させるか、こねるか、又はなぐりつけるような、自動的かつ機械的なバッグタイプのリザーバの操作によって達せられる。バッグタイプのリザーバのそのような機械的な操作は、バッグの内容物を簡単かつ完全に混合するが、血液とはまったく物理的な接触することがない。徹底的な混合はまた、例えば、ひとつのリザーバから別のリザーバへポンプで送ったり、機械的なかきまぜ器の使用によっても達成できる。
【００２９】
機械的なバッグマニピュレータが垂直に吊下げられているバッグに作用して、バッグのために特別な支持体や整列具を必要とせずに、バッグの内容物が処理中に混合されるようにするのが望ましい。垂直に吊下られたバッグは、バッグの支持体全体を震動させることによってもそれらの内容物を混合できるけれども、通常、これは部品を緩ませたり雑音が出るなどの震動によって引き起こされる問題のために好まれない。
【００３０】
他の特徴と利点については、好ましい実施形態を添付図面と関連して詳細に明らかにした以下の説明から明らかであろう。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に従って作られた自動血液収集装置２を示している。装置２は、実質的に完全に自動化された装置であって、迅速に且つ最小限のオペレータの取扱いと注意だけで、供血者から血液を自動的に取去って、全血をその構成成分に分離する。
【００３２】
装置２はハウジング４を含み、その上部６にはバッグ吊下組立体８を支持している。バッグ吊下組立体８は機械的なバッグマニピュレータ１０を含み、同マニピュレータはマニピュレータ１０の中に収容された貯蔵バッグ１２を機械的に操作して、バッグ１２の内容物を混合するのを助ける。
【００３３】
また装置２は前面パネル１４を含み、同パネルにはユーザー制御パネル１６が取り付けられる。ユーザー制御パネル１６は、代表的には多くの入力パッド又はボタン１８と表示装置２０とを含む。制御パネル１６は望ましくはハウジング４に取付けられるが、代わりに、ハウジングから物理的に分離して、例えばケーブルによってハウジングと結合してもよい。
【００３４】
図２を参照すると、装置２はカセット組立体２２を含んでいて、同組立体は略Ｕ字形のカセットホルダー２４と取外し可能で代表的には使い捨てのカセット２６とを含むことがわかる。カセットホルダー２４は一対の側部レール２８を含み、同レールは内向きの溝を形成して、その中をカセット２６の側部縁部３０が摺動する。カセットホルダー２４は支持ロッド３２にピボット自在に取付けられて、この支持ロッドは前面パネル１４に取付けられて同パネルと平行になっている。このようなカセットホルダー２４とカセット２６の配置と構成のために、重力ならびにカセットの側部縁部３０とホルダ２４の側部レール２８との間の摩擦によって、カセット２６はカセットホルダー２４の中に完全に収容されて維持される。
【００３５】
装置２はさらにドア３４を含み、同ドアの下端には取付ブロック３６を有する。ドア３４もまた、取付ブロック３６を貫通する支持ロッド３２を用いることによって、前面パネル１４にピボット自在に取付けられている。従って、カセット組立体２２とドア３４はともに支持ロッド３２によって形成される共通の軸線を中心としてピボットする。
【００３６】
カセット組立体２２は、図１に示すような前面パネル４に隣接した使用位置と、図３に示すようなカセット交換位置との間をピボットできて、カセット交換位置においてはカセット組立体２２は前面パネル１４から離れるようにピボットする。ドア３４は図１に示した固定位置と図３に示した解放位置との間をピボットできて、固定位置においてはドア３４はハウジング４に固定されてそれによりカセット２６をドア３４とパネル１４との間に挟持する一方で、解放位置においてはドアはパネル１４から離れるようにピボットして、それによりカセット２６への自由なアクセスを許容する。ドア３４は図１の固定位置にあるときにはカセットの一部分をカバーする。
【００３７】
カセット２６は供血者からの血液収集のために設計される。カセット２６は本体３８を含み、同本体は追加的な血液処理手順に使用されるが、それについては図１２と図１３を参照して以下に詳細に説明する。
【００３８】
次に、血液処理装置２について図２Ａの装置の模式図を参照して説明する。装置２は３個のポンプ４６Ａ，５４Ａ及び７２Ａを使用する。各ポンプがそれぞれのローラー組立体４６，５４及び７２で作られていて、それぞれ配管部分４４Ａ，５２Ａ，６８Ａと係合して（図５も参照）、ドアが図１に示した固定位置にあるときには、配管部分はローラー組立体とドア３４の関連するローラートラック１００，１０２，１０４（図３及び図４参照）との間に挟持される。装置２では、適切な供血者の血管に挿入された針の４０を介してライン４２を通って供血者から血液がポンプで送られる。ライン４２はカセット２６へと続き、ライン４２とカセットとの接続部は図２Ａにおいて破線によって示している。カセット２６を針４０及び図１に示す様々なバッグに結合するラインないし管は、図２Ａにおいて他の図面を明瞭にするためだけに示されていることに留意したい。
【００３９】
ライン４２はライン４４としてカセット２６の中へ続く。ライン４４がカセット本体３８のプランジャー開口４８Ａ（図５及び図７参照）においてピンチ弁プランジャー４８（図２及び図８参照）を通り過ぎた後には、ライン４４の部分４４Ａはカセット２６の貫通孔４５に整列されて、パネル１４のアクセス開口４７を通り抜けるアクセス血液ポンプローラー組立体４６と係合する。装置２は４つのピンチ弁４８Ａ，８０Ａ，９０Ａ，及び９６Ａを含んでいて、各ピンチ弁は配管部分４４Ａ，７６Ａ，６８Ｃ，及び９４Ａに係合するそれぞれのピンチ弁プランジャー４８，８０，９０，及び９６から構成されて（図５及び図７参照）、ドアが図１に示した固定位置にあるときに、配管部分は、ピンチ弁プランジャーと関連する突出要素１１０（図３及び図４参照）との間に選択的に挟まれて閉じられる。
【００４０】
血液凝固阻止物質バッグ５０からの血液凝固阻止物質はカセット２６の中のライン５２に沿って通る。血液凝固阻止物質は、供血者からの血液の速度に対応した計量された流速にて血液凝固阻止物質ポンプローラー組立体５４によってポンプ送出されて、血液凝固阻止物質ポンプローラー組立体５４による供血者からの血液の速度に対応する計量された速度はポンプで送出される。同ポンプローラー組立体はライン部分５２Ａと係合して、血液凝固阻止物質をカセット２６の外部のＴ結合５６にてライン４２へ届ける。処理される血液はポンプ４６ａでポンプ送出される前に凝固阻止されてその後で処理されるので、閉塞の問題は最小にされる。
【００４１】
カセット本体３８（図６）は多くのＵ字形のチャンネルに５７を有し、これらは様々なライン４４，５２，６８，７６，及び９４を受入れるようなサイズになっている。これらのラインは、開口４５，４８Ａ，８０Ａ，９０Ａを横切るような位置に維持されて、チャンネル５７の中に接着剤を使用して固定される。従って、ローラー組立体４６，５４，及び７２がそれらの関連する配管部分４４Ａ，５２Ａ，６８Ａと係合したときには、配管部分の位置は、一貫した流速を提供するために正確に固定される。チャンネル５７に配管を固定することは、正しい配管部分が正しいローラー組立体とピンチ弁プランジャーとによって係合されることを確実にするのを助ける。プランジャー（例えばプランジャー４８，８０，９０，９６）とそれらに関連するソレノイドとの互違いの２次元的な配列の配置（図２及び図８参照）は装置をよりコンパクトにすることを可能にし、使い捨てのカセット２６をより小型にして、もって低コストにする。
【００４２】
様々な構成要素の動作は、ハウジング４に収容され、制御パネル１６と圧力センサ６０とに信号ターミナルＰ１，Ｐ２，及びＳＰ１〜ＳＰ８によって示される如く結合されている制御装置５８によって制御される。制御装置５８は、血液処理装置や類似製品のために開発された在来のマイクロプロセッサを基本とした制御装置である。従って、制御装置５８は制御装置５８の特定のプログラムとダイヤフラムタイプの圧力アクセスポート６２，６４からの圧力入力に応じて、血液ポンプローラー組立体４６と、血液凝固阻止物質ポンプローラー組立体５４と、ピンチ弁プランジャー４８との動作を制御する。これらのダイアフラムタイプの圧力アクセスポートはカセット２６の圧力への正確なアクセスを可能にするが、それに際して装置の無菌性を危険にさらすことがない。圧力測定は、各圧力アクセスポート６２，６４にて圧力アイソレーション装置（図示せず）を使用することによって行なわれる。各圧力アイソレーション装置はフレキシブルなダイヤフラムを含み、ダイヤフラムの両側は堅い容器ないしハウジングに封をされている。測定されるべき流体はダイヤフラムの片面の上を流れる。ダイアフラムの反対の側は閉じ込められた空気体積にさらされて、この空気はアクセスポート６２，６４と関連する空気圧ライン（図示せず）を通して圧力センサー６０内の圧力トランスデューサに連通する。ダイアフラムのたわみ性は、トランスデューサによって測定される空気圧がダイアフラムの反対側の流体の圧力と等しくなるのを確実にする。
【００４３】
他の提案では、圧力アイソレータのダイアフラムの側の空気を直接、圧力トランスデューサの平坦な表面と接触させることである。そうすれば、圧力センサーはダイアフラムの反対側の流体圧力を直接測定する。他の圧力センサー装置もまた使用できる。
【００４４】
ライン４４はＴ結合具６６へと続いて、そこでライン４４は再循環ループ６８に分かれる。再循環ループ６８はループに沿って多くの成分を有する。まず、ループ６８に沿ってオプションの全血フィルター７０があって、これは例えば繊維質材料のスクリーン又はパッド又はマットを使用して付着させて白血球（白血球）と血小板とをトラップする。全血フィルター７０の例は、ニュージャージー州、East HillsのPall Corporation社によって製造され、米国特許第４，９８５，１５３に開示される。また、再循環ループ６８はその長さに沿って再循環ポンプ７２Ａを有する。ループ６８に沿った血漿分離器７４は、しばしば接線流れ分離器と称されて、ループ６８に沿って通る血液から血漿を取除くために使用され、血漿を血漿ライン７６を介して血漿バッグ７８へ向ける。血漿分離器７４はこの用途のために作られた中空繊維タイプの分離器であるのが好ましい。ピンチ弁８０Ａは以下で説明するようにライン７６を選択的に封鎖する。再循環ループ６８を通っての血液の再循環は、もしも血液が血漿分離器を１回だけしか通過しないとした場合と比較して、著しく少ない繊維表面積を有する血漿分離器７４を使用できるようにする。一般に分離器の繊維表面積は、再循環ループ６８がないときにそれが必要とするであろう面積の約１／３にまで減少する。再循環ループ６８と再循環ないし貯蔵バッグ１２（通常）とポンプ７２Ａとを提供することは、これらの構成要素がないときに必要とされるよりもわずかに高い投資コストを必要とするが、使い捨ての血漿分離器のコストの節約はすぐに、この加えられた投資費用を小さくする。装置が動作するやり方は、ヘマトクリット（一般的には赤血球の割合に等しい）が血漿分離器７４を通る第１の通過でかなり増加し、そして、それぞれこれに続く通過と共にさらに増加して、ついには所望の増加したヘマトクリットが得られる。
【００４５】
熱電冷却器８２は前面パネル１４から延びて、カセット本体３６の溝８３を通り抜けて、ループ６８の部分６８Ｂと係合して、ループ６８に沿って通る血液を選択的に冷やす。熱電冷却器８２は、熱電要素と熱の除去のために配管部分６８Ｂに接触させて取付けられたヒートシンクとを含む。温度測定装置（図示せず）は、温度制御装置のフィードバックを介して、配管ないしヒートシンクの所望の温度を測定及び維持するために使用される。
【００４６】
再循環ループ６８はカセット２６を越えた外部へと続いてバッグ入口８４とバッグ出口８６にて、再循環貯蔵バッグ１２に結合する。ピンチ弁９０Ａは、バッグ出口８６とＴ結合６６との間にてループ６８を選択的に封鎖する。
【００４７】
再循環ポンプ７２Ａは血液ポンプ４６Ａよりはるかに高いポンプ送出速度で動作する。血液がループ６８を再循環すると、血漿は血漿分離器７４によって取除かれて、再循環血液のヘマトクリットを増加させる。これらの動作中にはピンチ弁８０Ａ及び９０Ａは共に開いている。
【００４８】
正常な血液収集手順の間には、４５０ｍｌなどの固定量の血液が供血者から回収されるまで、血液ポンプ４６Ａは動作する。血液ポンプ４６Ａはあまり速く動作させないようにして、供血者の静脈が潰れたり他の不快感や危険な状況を引き起こさないことを確実にすることが重要である。これは、血液ポンプ４６Ａの速度を制御することによって、そして、圧力アクセスポート６２の圧力をモニターすることによって、ある程度達成される。
【００４９】
流れに関する理解は、関連する技術と本発明との理解の助けになるだろう。上述したように、本発明の全血処理技術は中空繊維血漿分離器７４を通した適当な再循環を使用して、比較的に低表面積の中空繊維血漿分離器７４を使用できるために使い捨て品のコストを抑える。図２Ａは再循環技術を利用した本発明の１の実施形態を示す。血液ローラーポンプ４６は、最大の速度の供血者から血液を抽出するのに使用される。静脈の圧力は普通は約０〜２０ｍｍＨｇである。これは供血者が血液収集装置につながっていなければならない時間を短縮するのに役立つ。もしも圧力の急激な低下が起こったなら、これはポンプ速度が高過ぎることを意味し、制御装置はそれを減少させる。針４０と関連する配管４２を通して血液ローラーポンプ４６のすぐ上流側の圧力アクセスポート６２へと至る圧力低下は知られていて計算可能である（ΔＰ＝Ｑ１×Ｒ  ここでＱ１は血液の流速であり、Ｒは針４０と圧力アクセスポート６２の上流側の配管４２の抵抗であり−−いくらかは供血者のヘマトクリットの働きによる−−静脈の圧力、Ｐvenousはそれゆえ、Ｐ１（圧力アクセスポート６２で測定された圧力）＋ Ｑ１ × Ｒ）。フィードバック制御計画は、Ｑ１を変えることによって、計算されたＰvenousを約０〜２０ｍｍＨｇに維持する。血液ローラーポンプ４６の下流側のオプションの全血フィルター７０を通すことで代表的には約１０−５０ｍｍの圧力低下が存在する。圧力アクセスポート６４は圧力アクセスポート６４の下流側に配置されて、代表的にはそれを横切って２００−４００mmの圧力低下を有する。中空繊維血漿分離器７４からの赤血球に富んだ出力は部分的に再循環ポンプ７２によってフィルター７０と圧力アクセスポート６４との間でポンプ送出されて、再び中空繊維血漿分離器７４を通る。再循環は、血液ヘマトクリットが供血者の通常の約４０％の値から必要とされる通常約８０％の値にまで上昇するまで続けられる。再循環ポンプを通る流れは、Ｐ２＝Ｋのように調節され、ここでＫは経験的に決められた定数であって１５０〜３００mmHgで、過度の溶血を引き起こさないで血漿の流れを最大にするように選択する。Ｐ２は圧力測定器６４によって測定された圧力であり、Ｑ２は再循環ループを通って流れる流速である。Ｑ２、Ｐ２、及びＨ２の間の関係は以下の通りである：
Ｑ２＝Ｐ２／Ｃ（Ｈ２）
ここでＨ２は分離器に入る混血ヘマトクリットであり、Ｃは分離器の設計パラメーターと温度に依存する定数である。Ｈ２が８０％に達するとき、Ｑ２の値はこのヘマトクリットと互いに関連する値に達する。これが起こったときに再循環処理は制御装置５８によって止められる。総合的な流れ方程式は、Ｑ１＝Ｑ２＋Ｑ３である。Ｑ１は血液ポンプ４６からの出力流れであり、Ｑ２は再循環バッグ１２から流出して分離器７４へ入る流れであり、Ｑ３は血漿収集バッグ７８への分離器７４からの血漿の流れである。流速Ｑ１とＱ２は、様々な流速（ポンプ速度）と圧力信号とを受信する制御装置５８を介して上述したように制御される。流速Ｑ３は直接には制御されなくて、Ｐ２と分離器の設計パラメーターと血液パラメーターとに依存する。
【００５０】
Ｐ２の代わりに制御パラメーターとしていくらか異なったパラメーターＲＳを使用してもよくて、それは、再循環処理を制御して最適化して、廃液流れ最大にすると共に溶血を最小にする。ＲＳは以下の通り計算される：
ＲＳ＝Ｃ（Ｈ２）＝Ｐ２／Ｑ２
従ってＲＳはＨ２に比例する計算されたパラメーターであり、Ｐ２とＱ２の測定値から得られる。Ｒ２は実質的に中空繊維分離器７４の流れの抵抗である。
【００５１】
必要な量の血液が供血者から回収されたとき、血液ポンプ４６Ａと血液凝固阻止物質ポンプ５４Ａとは作動を止める。再循環ポンプ７２Ａは、必要なヘマトクリット例えば８０％に達するまで作動し続ける。ヘマトクリットは、血漿分離器７４の中を流れる抵抗を測定することによって決められる。この流れに対する抵抗は本質的には、圧力アクセスポート６４で検出した圧力を再循環ポンプ７２Ａを通る流速によって割った値である。必要なヘマトクリットに対応する特定の抵抗値に達したとき、再循環ポンプ７２Ａはポンプ送出を停止する。そして、ピンチ弁４８Ａと８０Ａとが作動して、ライン４４及び７６を封鎖する。それから、赤血球バッグ９２の中に収容された血球保存溶液、例えばPall Corporation社から入手可能なNutricelが、ピンチ弁９６Ａを解放することによってライン９４によりＴ結合９８にてライン４４と流体的に結合される。その後で血液ポンプ４６Ａが動作して、バッグ９２からの赤血球保存溶液をポンプで送出して、全血フィルター７０と血漿分離器７４とを通して再循環バッグ１２へ入れる。これは単にループ６８のその部分の血液を洗い流すだけではなく、必要な保存溶液をバッグ１２の中の血液にも提供する。濃縮された赤血球と保存溶液を収容したバッグ１２と、血漿を収容した血漿バッグ７８とが次に封鎖されて、バッグ吊下組立体８から取外されて保存、使用、又は更なる処理をされる。カセット２６、バッグ９２及び１５、針４０、及び関連する配管及びライン（図２Ａだけに示している）は代表的には処分される。
【００５２】
配管部分４４Ａ，５２Ａ，及び６８Ａは、上述のように、それぞれローラー組立体４６，５４，７２と、図３と図４に示す如くドア３４のブロック１０６に形成された弓形のローラートラック１００，１０２，１０４との間に挟まれる。またドア３４はブロック１０８を含み、同ブロックは３つの列の横方に延在する突出要素１１０を有し、これらの要素は８個のピンチ弁プランジャーの反対側に配置され、図２，図４，及び図８に示されている。本実施形態では、８個のピンチ弁プランジャーのうちただ４個だけ、すなわちプランジャー４８，８０，９０，及び９６だけが使用される。追加的なピンチ弁プランジャーとそれらに関連させてカセット２６の本体３８にプランジャー開口を形成して提供することによって、本発明は他のタイプの血液処理手順を行うのに使用されることを可能にするが、それらの２つについては以下で図１２と図１３とを参照して説明する。同様に必要ならば、組立体４６，５４、及び７２に加えて、追加的なポンプを収容するために追加的なポンプローラー組立体を提供してもよい。代わりに、ローラートラック１００，１０２，１０４と突出要素１１０とはカセット２６に提供してもよく、その場合には、貫通孔４５はカセット２６の窪みによって置換えられることに留意したい。
【００５３】
またカセット２６は最大４個の圧力カプラ１１２を含み、そのひとつは図３に示している。各圧力カプラ１１２は空気継手１１４を含み（図２及び図８参照）、この継手はカセット組立体２６が図１に示す使用位置にあるときに、ハウジング４の前面パネル１４の相補的な空気継手１１６と係合する。空気カプラもまた、管継手１１８を含む。どの図面にも示していないが、フレキシブルな管が各管継手１１８からダイヤフラムタイプの圧力アクセスポート６２，６４へと延びている（図２Ａ及び図５参照）。これはライン４４，６８の圧力を非侵襲的なやり方で圧力センサー６０によって検出しモニターすることを可能にする。再言するが、カセット２６は４つの圧力結合具を提供するが、これは本実施形態の自動血液収集装置２に必要とされるよりも２つ多い圧力結合具１１２を提供する。そうすることは、カセット２６の同じ基本的な本体３８が多くの異なった血液処理装置に使用されることを可能にする。前面パネル１４に余分なピンチ弁プランジャーと空気継手を提供することも同様に、また同一の基本的なハウジング４、ドア３４、及びカセットホルダー２４が多くの異なった血液処理装置に使用されることを可能にする。
【００５４】
図９はローラー組立体５４を示す部分的分解図である。ローラー組立体４６は回転可能なフレーム１２０を含み、同フレームは８つの取付アーム１２２を有している。それぞれの取付けアーム１２２は、マウントアーム１２２の外側端部にピボット自在に取付けられたローラーマウント１２６を用いて、ローラー１２４を取付けアームの外側端部に取付ける。セットねじ１２８はアーム１２２とローラーマウント１２６とにそれぞれ形成された同軸孔１３２，１３４内に取付けピン１３０を固定する。ローラー１２６はフレーム１２０とローラーマウント１２６との間に挟持された圧縮スプリング１３６の使用を介して外向きに片寄らされる。スプリング１３６の内側の端部は、環状のスプリング案内１３８に被さるように取付けられることで所定の位置に維持されて、このスプリング案内はねじ１３９によって所定の位置に保持される。個別のスプリング１３６で各ローラー１２４を片寄らせる代わりに、各ローラートラック１０４が別々にローラー組立体４６，５４，７２に圧接するようにスプリングで片寄らされてもよい。また、各ローラー組立体４６，５４，７２はドア３４に対しても別々に片寄らされる。もちろん、バイアス計画を組み合わせて使用してもよい。
【００５５】
次に図１０，図１１，及び図１１Ａを参照すると、どのようにしてすべての３つのローラー組立体４６，５４，７２を個別に駆動されるのかがわかると共に、非常に軸に近い間隔で配置されていることがわかる。図１１Ａはいくらか模式的な態様にて、メイン支持シャフト１４０を示しており、同シャフトは各ローラー組立体を貫通すると共に同組立体を半径方向に支持する。ローラー組立体５４はシャフト１４０にキー結合され、よってシャフト１４０によって支持されると共に回転させられる。ローラー組立体４６及び７２はベアリング１４２の使用によってシャフト１４０の上で自由に回転する。ローラー組立体４６，７２は中空の駆動軸１４４，１４６に固定されて駆動されるが、これらの駆動軸はメイン駆動軸１４０と同軸であってそれを取囲む。図１０及び図１１は別々の駆動モーター１４８，１５０，１５２を配置することを示しており、これらの駆動モーターは関連する駆動ベルト１５４と駆動プーリー１５６とを介して個別にローラー組立体４６，５４，７２を駆動する。すべての駆動接続は軸方向に配置されるで、ローラー組立体の間にはいかなる歯車もプーリーもない。このタイプの取り付け構造を利用してモーターを可能な限り接近させることは、ユニット全体をかなりコンパクトにすることに通じると共に、カセットサイズを最小にする。
【００５６】
自動血液収集装置２は、代表的には供血者から予定された量の血液を自動的に採血するために使用され、収集した血液から白血球と血小板を取除くと共に、また血液の残りから一定量の血漿を取除き、必要なヘマトクリットが達成されるようにする。再循環ループとループ内の分離器の流れ制御を使用することによって、必要なヘマトクリットを得るために、はるかに少ない繊維表面積で、よってより安価で、通常使い捨てであるような血漿分離器を使用できる。これは血液の各単位の収集のコストを削減するだけではなくて、さらにそれは使い捨てのカセットのサイズと容積を減少させる。
【００５７】
本発明の１つの面は、簡単な方法においてカセット２６に漏出がないかどうかテストできる能力である。カセット２６は代表的にはメーカーによるテスト中にはカセットホルダー２４から分離するのが好ましい。この時点ではすべてのチューブが開いている（つまりローラー組立体やピンチ弁プランジャーによって封をされていない）。カセットから延びる各チューブはひとつを除いて密封される。ひとつの密封されていない管は圧縮窒素のような加圧流体源に結合されて、カセットの配管と構成要素を加圧する。カセットの配管の圧力をモニターし続けると共に、配管を加圧流体源から切離す。次に、カセットの配管の中の圧力をモニターして、選択した時間長さの間に容認できない圧力低下が生じるか否かを決定する。もしも圧力低下が許容できると考えられる値を超えているならば、カセットは欠陥品であるとみなされて、修理するか廃物利用するか廃棄処分するために取外される。カセット２６にとって重要なことは漏れが無いということであり、それにより使用中における血液の汚染を確実に防止すると共に、労働者が有害で潜在的に時々致命的でもある血液製品にさらされることのないように保護する。
【００５８】
使用の前に、ドアに取付られたハンドル１６０を用いて、ドア３４を前面パネル１４から解放する。これにより、ドア３４は前面パネル１４から外向きに遠ざかるようにピボットして図１の固定位置から図３の解放位置となる。そうすることで、カセットホルダー２４はパネル１４と平行である図１の使用位置から図３のカセット交換位置へとピボットする。これを支援するために、カセットホルダー２４のベース部分と前面パネル１４との間に挟持したスプリング（図示せず）を使用して、カセット組立体２２が通常は図３のカセット交換位置に片寄るようにしておくのが望ましい。
【００５９】
代替手段としては、カセット２６に前面パネル１４のピン（又は孔）と結合する整列孔（又はピン）を設けても良い。この実施形態ではカセットは孔／ピンの結合によって適切に配置される。望ましいいかなる構造的方法、ドア、スナップ固定具、ボルトなども、カセット２６を固定位置に固定するために使用できる。
【００６０】
カセット２６とバッグ１２，５０，７８，及び９２は配管によって予め接続された状態で入手される。様々なバッグとカセット２６とに結合する配管については、図２Ａの模式図を除いた他の図面では明瞭にするために示していない。バッグ１２，５０，７８，及び９２をバッグ吊下組立体８に吊下げて、カセット２６をカセットホルダー２４の側部レール２８の間に挿入し、図３及び図５に示す如く、カセットホルダー２４の中に完全に収容されるようにする。
【００６１】
機械的なバッグマニピュレータ１０を使用して装置２の動作中に再循環バッグ１２を操作する。
【００６２】
いったん様々な構成要素を所定位置に配置したならば、入力パッド／ボタン１８を使用して制御装置５８を設定する。例えば、パッド／ボタンの１つは、制御装置に格納された多くの異なった血液処理手順をスクロールするのに使用される。自動血液収集装置の手順が表示されたときにはそれが選択される。採血する血液の量はあらかじめ設定されているか、又はユーザによって変更できる。カセットの上のバーコードは、当該カセットのための正しい血液処理手順を確認するために使用される。装置のバーコードリーダー（図示せず）はかかる手順を実現する。いったん様々な入力データが入力されると、配管に流体（通常は血液凝固阻止物質の溶液）が注入され、針４０が供血者の静脈に挿入されてから装置２が作動する。当初は、ピンチ弁プランジャー９６が伸張してライン９４を封鎖する一方、残りのピンチ弁プランジャーは引っ込められる。血液ポンプ４６Ａが動作を始めて、供血者からの血液を再循環ループ６８へとポンプ送出する。再循環ポンプ７２Ａは血液ポンプ４６Ａよりも速いポンプ速度で運転されて、血液が再循環ループ６８を通るように押込んで、それにより必要ならば全血フィルター７０によって白血球と血小板を取除いて（フィルター７０はオプションである）、そして血漿を血漿分離器７４によって取除く。それから処理された血液は再循環バッグ１２へ送出される。ポンプ７２Ａはポンプ４６Ａよりも速くポンプ送出をしているので、ポンプ４６Ａからの血液と再循環バッグ８６からの血液とは再循環ループ６８を通ってポンプ送られる。これにより、バッグ１２に収集した血液はそのヘマトクリットを上昇させる。また、血液ポンプ４６Ａの動作中には血液凝固阻止物質ポンプ５４Ａも血液凝固阻止物質バッグ５０からの血液凝固阻止物質の流れを向けるために動作するが、血液凝固阻止物質の流速は供血者から採血される血液の流速に比例している。
【００６３】
供血者からの採血をこれ以上は行なわないと決定したとき、これは予定された量の血液がポンプで送出されたときに自動的に起こるか、または例えば、一定の時間期間が経過したとき、又は手動で介入したときに起こるが、血液ポンプ４６Ａと血液凝固阻止物質ポンプ５４Ａは止められて、ピンチ弁プランジャー４８はポート６２の上流側のライン４４を密封するために伸張する。適切なヘマトクリットを達成するために必要ならば、再循環ポンプ７２Ａは再循環ループ６８を通して血液を再循環させ続ける。いったん必要なヘマトクリットが達成されたならば（これは血漿分離器７４を通して流れる抵抗を検出することで判断される）、ポンプ７２Ａは止められて、ピンチ弁プランジャー８０は伸張し、ピンチ弁プランジャー９６は引っ込められる。この時点で、血液ポンプ４６Ａが再び動作して、バッグ９２からの保存溶液又はバッグ５０からの血液凝固阻止物質をループ６８の初期の部分を通してポンプ送出して再循環バッグ１２へ入れて、これによりループ６８のこの部分を洗い流すと同時にバッグ１２に血液保存溶液を提供する。いったん保存溶液が再循環バッグにポンプで送出されると、ポンプ４６Ａは停止してさらにポンプ４６Ａは逆転して、再循環バッグ１２内の濃縮された赤血球と保存溶液をバッグ１２からポンプで送出するようにして、ループ６８に沿ってライン９４を通してバッグ９２の中へと送る。その後にポンプ４６Ａは停止する。この時点で、バッグ９２とバッグ７８とを装置２から取去ることができ、それは代表的にはバッグへ延びる管を最初にクランプ遮断して、密閉して、それからシールの間の管を断ち切ることで行なわれる。そして、ハンドル６０を操作してドア３４を開く。これにより、カセット２６はカセットホルダー２４から取除くことができて、カセット２６、針４０、血液凝固阻止物質バッグ５０、再循環バッグ１２、及び関連する配管は廃棄処分される。
【００６４】
図１２は模式的な態様にて、図２Ａの発明の他の実施形態を示しており、同様の特徴が同様の参照数字で参照している。自己輸血装置２Ａはある種の利点を提供し、それには簡単なセットアップでの自動運転を完全に含む。軽微な赤血球の損失、低い溶血、及び血小板の廃棄バッグ１９４への低い損失が挙げられる。装置２は、様々なラインに沿ったまた様々な血液処理構成要素の中の血液体積を減少させるように設計されて、パージを容易にしている。図２Ａの実施形態に関しては、いかなる開閉式の血液付属品も存在せずに、装置は完全な閉鎖系である。遠心式のボール分離装置の使用を排除することによって、潜在的に漏れやすい遠心式のボールシールは排除される。また図２Ａの実施形態では、装置２Ａはフェイルセーフであってバッグが満杯か空であるような故障モードにおいては、それは様々な圧力測定器と超音波センサー空気気泡検出器とによって直ちに検出されて自動的に対応がなされる。
【００６５】
血液は、巻込んだ空気や希釈液体、破損した血液細胞、細胞破片、及び微粒子破片と混じり合った状態で、外科手術の外傷の現場から吸気棒１６２によって吸引される。不図示の従来の抗凝血方法が使用される。例えば手動でコントロールされてヘパリン又はＣＰＤの滴下が吸引棒１６２に提供される。吸引棒１６２から流れた赤血球を含む液体は血液リザーバ１６４に入り、同リザーバはバッグ吊下組立体８に吊下げられる。血液リザーバ１６４には真空ポート１６６にて真空が供給されて吸引棒１６２に必要な吸気を引き起こす。
【００６６】
血液リザーバ１６４は内蔵式の血液フィルターを有して微粒子破片を取除くような在来式の開心術のリザーバでよい。血液リザーバ１６４はカセットと結合されるときには大量の血液を含んでいてもよい。処理手順を行うことが正当化されるだけの十分な量の十分に良質の血液があるとユーザが信じるまでは、通常使い捨てのカセットに委任されることはない。十分な量の血液が処理するのを正当化するために得られるまで、血液を含んでいる液体は血液リザーバ１６４に蓄積する。その後で、血液リザーバ１６４からの血液を含んでいる液体はカセットに入り、空気気泡検出器１６８を通り過ぎ血液入口ライン１７０に沿って流れる。血液フィルター１７２はライン１７０に沿って配置されて、微粒子破片といくらかの巻込んだ空気を取除くのに使用される。血液リザーバ１６４が内蔵の血液フィルターをもった在来式の開心術のバッグであるときには血液フィルター１７２は必要ない。血液ポンプ１７４はライン１７０のかなり下流に配置されて、当初はかなり低い、例えば約２００ｍｌ／分から５００ｍｌ／分のような流速で動作すると共に、もしも空気気泡検出器１６８が空気気泡を検出して血液リザーバが低レベル又は空であることが示されると停止する。血液を含んでいる液体はポンプで送出されてライン１７０に沿って配置された層流管１７６を通しる。層流管１７６は、層流管１７６の両側の一対の圧力アクセスポート１７８，１８０を使用することによって血液を含んでいる液体のヘマトクリットを測定するために使用される。またヘマトクリットは、例えばヘマトクリットの直接測定のための較正された光学検出器の使用によっても、また、中空繊維分離器１８２を横切る圧力差の測定値を使用して、さらにまた、中空繊維分離器の入口の圧力を使用しても測定できる。
【００６７】
外傷の現場から集められた血液を含む液体はしばしば、患者に再輸血すべきでない物質を含み、そのヘマトクリットは希釈のために一般的にかなり低くて、代表的には約５％から約４０％までで大きな変化が仮定される。例えば、微粒子のような物質（例えば、組織断片と血栓）は一般的に血液フィルター１７２によって取除かれ、そして、洗浄液体や他の体の流体、及び繊維の表面の細孔サイズよりも小さい細胞破片（抽出された血液細胞）はライン１７０に沿った中空繊維分離器１８２によって取除かれる。中空繊維分離器１８２はライン１７０に沿って入口１８４と出口１８６とを有すると共に、廃棄ライン１９０に結合された廃棄出口１８８を有する。廃棄ライン１９０は廃棄ポンプ１９２を有し、このポンプは血漿といっしょに血液以外の流体と繊維の細孔を通り抜けた微粒子廃棄物とを廃棄バッグ１９４への廃棄ライン１９０へと送り、バッグ１９４はバッグ吊下具８によって支持される。ライン１７０のその部分に沿っている出口１８６を血液バッグ１９６に結合するピンチ弁１９８と、ライン１７０に沿ったＴ結合具２０４のそばで再循環ライン２００に沿って配置されたピンチ弁２３０とは、この初期のポンプ送出中には閉じられている。血液は分離器１８２から再循環ライン２００を通して血液再循環バッグ２１０まで流れる。ライン２００は、出口１８６のそばのＴ結合具２０２から血液フィルター１７２と血液ポンプ１７４との間のＴ結合具２０４まで延在する。
【００６８】
ライン１７０に沿った血液フィルター１７２とＴ結合具２０４との間のピンチ弁２２６と、ライン２００に沿ったＴ結合具２０２と２０６の間のピンチ弁２２８とは、この初期の装置の動作中には開いたままでいる。血液はライン２００に沿ってポンプで送られて、入口２０８と出口２２２を有する血液再循環バッグ２１０に入るが、これは例えば２００ｍｌのような所望の体積がバッグ２１０に集められるか、または空気気泡検出器１６８が血液リザーバ１６４が空であることを示すまで続く。これで血液収集段階は終了する。
【００６９】
血液濃縮段階を始めるために、ピンチ弁２３０は開かれて、ピンチ弁２２６は閉じられる。血液は、ループ２００と中空繊維分離器１８２を通して再循環して、ヘマトクリットを例えば４５％などの必要などんな値までも上昇させる。濃縮段階の制御は全血収集に使用された制御と同じである。装置２Ａを運転する際に、濃縮段階のあとで洗浄段階を行なう理由のひとつは、リザーバ１６４内の血液のヘマトクリットは例えば５％から４０％のような値を有することがあるためである。洗浄の処理は、例えば４５％かそれ以上のようなより高いヘマトクリットにおいて行なうことではるかに効果的となり、より少ない塩水を使用して、より短時間に洗浄ができる。
【００７０】
塩水のライン２１４に沿った塩水ポンプ２２０は、血液洗浄の段階中に、Ｔ結合具２０２と血液再循環バッグ２１０の入口２０８との間のＴ結合２０６にて、塩水か他の洗浄流体を再循環ライン２００に供給するために使用される。塩水バッグ２１２はバッグ吊下具８に支持されて塩水の供給を含んでいる。塩水のライン２１４は空気気泡検出器２１８を含み、この検出器は塩水洗浄流体の供給が低いか消費し尽したときに動作ポンプ２２０を停止できるようにモニターされる。
【００７１】
血液再循環バッグ２１０は機械的なバッグマニピュレータ１０内に収容されて、バッグ２１０の内容物すなわち清潔にされた血液と塩水洗浄流体とがバッグ内にて完全に混合される。バッグマニピュレータ１０は、こねるか、たたくか、振り動かすか、または別の方法でバッグ２１０を操作するように設計される。血液再循環バッグ２１０は出口２２２を有し、これを通して血液と塩水洗浄流体とが残りの部分２００を通り抜ける。空気気泡検出器２２４はライン２００に沿っていて、バッグ２１０がいつ空になったのかを示すのに使用される。血液が洗浄されている間には、塩水ポンプ２２と血液ポンプ１７４との両方が動作する。塩水を加える速度は、廃液がポンプ１９２によって分離器１８２から取除かれるのとほぼ同じ速度である。バッグマニピュレータ１０は、ヘマトクリットが約４５％にまで上昇される濃縮モードと塩水又は他の洗浄溶液が塩水ポンプ２２６によってポンプ送出される洗浄モードとのいずれのモードにおいても動作する。
【００７２】
洗浄段階の終了時には血液のヘマトクリットは望ましくは約５５％である。次に、ピンチ弁２２８は閉じられて、ピンチ弁１９８は開かれて、塩水ポンプ２２０がオフにされて、洗浄された血液はポンプ１７４によってバッグ２１０からバッグ１９６へポンプで送出される。
【００７３】
血液が血液バッグ１９６にポンプで送出された後には、ピンチ弁１９８及び２３０が閉じられて、ピンチ弁２２６及び２７８が開かれて、血液ポンプ１７４が運転され血液リザーバ１６４が血液を有するか否かを決めるために空気気泡検出器１６８がモニターされる。もしも血液があるのならば処理は繰り返される。
【００７４】
空気気泡検出器１６８が空気気泡を検出したときには、血液ポンプ１７４は止まってから逆転にして、塩水ポンプ２２０が動作してライン内の血液と塩水をラインを通して血液リザーバ１６４へ戻すように送出する。これが行なわれるのはラインと構成要素との中の空気を排除するためであって、空気は分離器１８２などのいくつかの構成要素の適切な動作を妨げて、さらに溶血の原因になるからである。オペレータが装置２Ａをオフにするか又は装置２Ａを一時停止モードにしないならば、制御装置５８は待ち期間例えば１５乃至２０秒の後にポンプ１７４の運転を開始して、血液リザーバ１６４が血液を有するか否かを決める。
【００７５】
装置２Ａは代表的には３つの異なったモードで運転される。標準のモードでは約９０〜９２％の遊離血漿ヘモグロビンや血液凝固阻止物質、及び他の廃棄物質が洗浄サイクルを運転することによって取除かれるが（この間には塩水ポンプ２２０が再循環血液の中へ洗浄溶液をポンプで送出している）、これには２〜５分間のような所定の時間長さがかかる。第２のモードは整形外科モードと呼ばれ、洗浄サイクルはより長い期間とより多量の塩水溶液の特定の消費で運転されて、廃棄物質の約９８％の除去を遂げる。このようなより高い廃棄物質の除去は、より高い初期レベルの遊離血漿ヘモグロビンと小さい微粒子破片を洗浄するために必要とされる。第３のモードは迅速モードと呼ばれる。迅速モードでは洗浄段階が省略されるので、塩水ポンプ２２０は動作することがなく、血液は分離器１８２を通り抜けてヘマトクリットを約４０％に上昇させると共に、いくらかの量の廃棄物質を取除く。いったん所望のヘマトクリットレベルに達すると、濃縮された血液は血液バッグ１９６へポンプで送出される。迅速モードは比較的清浄な血液が流出する外科手術に適している。
【００７６】
図１３には解凍血液処理装置２Ｂを模式的に示している。装置２Ｂは、先に凍結されて解凍された血液からグリセリンと遊離血漿ヘモグロビンを取除くことを意図している。本発明を使用することで脱グリセリン処理された赤血球を保存を２〜３週間から数週間のオーダーで保存することが可能になるが、それは装置が閉鎖された無菌の使い捨てのカセットを使用ためである。これは回転シールを備えた遠心分離器を使用している他の解凍血液処理装置に打勝つ主要な利点であって、ＦＤＡによれば回転シールは閉じた無菌のものとはみなされていなかった。従ってそれらの状況においては、脱グリセリン処理された赤血球は、最大保存が２４時間だけであって主要な不都合だった。
【００７７】
解凍血液処理装置２Ｂはおおまかに２つの主要な段階を含む。第１の段階は塩水が解凍血液に加えられる予備希釈の段階である。第２の段階は洗浄処理であって、再循環ループを使用して解凍血液から遊離血漿ヘモグロビンと他の廃棄物質を洗浄する。
【００７８】
図２Ａ及び図１２の先の実施形態と同様に、カセットから外部へと延びるラインの終端箇所は図１３において破線によって示している。装置２Ｂは、ループに沿って多くの血液処理構成要素を有してなる再循環ループ２４０を含んでいる。特にループ２４０はループに沿って血液をポンプ送出する血液ポンプ２４２を有していて、血液フィルター２４４、圧力低下チューブ２４６、中空繊維分離器２４８、ピンチ弁２５０を順に通して血液再循環バッグ２５４の入口２５２へ血液を送る。バッグ２５４は機械的なバッグマニピュレータ１０に収容されて機械的に操作される。血液再循環バッグ２５４は出口２５６を有し、この出口は超音波センサー２５８を介して血液ポンプ２４２に流体的に結合される。センサー２５８は、流体がセンサーを通過してライン２４０に沿って流れていることを判断するために使用される。図１２の実施形態と同様に、中空繊維分離器２４８に入る流体のヘマトクリットは圧力低下管２４６の両側における圧力低下を参照して決められる。
【００７９】
中空繊維分離器２４８は廃棄出口２６０を有し、これを通して廃棄物、代表的には遊離血漿ヘモグロビンとグリセリンを含んだ塩水溶液が、分離器を通過する流体から取除かれて、廃棄ポンプ２６２によって廃棄ライン２６６を通して廃棄バッグ２６４へとポンプ送出される。血液出力ライン２７０は、中空繊維分離器２４８とピンチ弁２５０との間のＴ結合具２７２にて再循環ループ２４０に結合される。ライン２７０はカセットの外部へ続いて、出力血液バッグ２７４と結合される。
【００８０】
赤血球保存溶液バッグ２７６と、１２％の塩水のバッグ２７８と、０．９％塩水／０．２％ブドウ糖バッグ２８０と、解凍血液バッグ２８２とはすべてバッグ吊下組立体８によって支持される。バッグ２７６，２７８，及び２８０に結合された様々なラインはすべて、互いに結合されて結合部２８７にて塩水ポンプライン２８６に接続される。細菌フィルター２８４は塩水ポンプ２８８の上流側の塩水ポンプライン２８６に沿って配置される。塩水ポンプ２８８は塩水ポンプライン２８６に沿って流体をポンプ送出して、ピンチ弁２９０と再循環ループ２４０に沿ったＴ結合２９２とを通過させる。
【００８１】
カセットはまた塩水ライン２９４を含み、その両端はライン２８６，２４０に沿った位置２９６，２９８に結合している。ピンチ弁３００とチェック弁３０２とはパージライン２９４に沿っていて、装置２Ｂが初めて始動するときに、最初に塩水を位置２９８から再循環ループ２４０を通してポンプ送出し、血液フィルター２４４と圧力低下管２４６と中空繊維分離器２４８とを通して、血液再循環バッグ２５４に流すために使用される。これは、ライン中の空気を排除して、システム性能を改良し、ラインを通り抜ける赤血球の損傷を防ぐことを助ける。ピンチ弁３０４，３０６，３０８，及び３１０は、バッグ２７６，２７８，２８０，及び２８２からの流体の流れを制御する。
【００８２】
初めに、装置２Ｂはピンチ弁３１０，２９０，及び２５０だけを除いてすべてのピンチ弁を閉じる。これにより、解凍血液バッグからの解凍血液は塩水ポンプ２８８でポンプ送出されて、解凍血液バッグ２８２から塩水ポンプライン２８６を通って再循環ループ２４０と血液再循環バッグ２５４の中に入ることを可能にする。超音波センサー３１２は、解凍血液バッグ２８２とライン２８６とを結合するライン３１３に沿って配置されて、解凍血液バッグ２８２が空であることを検出するために使用される。これが起こったときには塩水ポンプ２８８は制御装置によって自動的に止められる。次に、ピンチ弁３１０は閉じて、ピンチ弁３０６が開いて、バッグ２７８からの１２％塩水の５０ｍｌなどの所定の量が、ライン２８６を通して血液再循環バッグ２５４へポンプ送出されることを可能にすると同時に、バッグはマニピュレータ１０によって操作するか又は振り動かして、塩水と解凍血液とが完全に混合されることを確実にする。解凍血液が塩水と接触することで赤血球を縮めて、赤血球からグリセリンを押し出すのを助ける。１２％の塩水バッグ２５４へポンプで送出した後に約３分の均衡化時間が続き、この時間中には塩水ポンプ２８８はオフであるが、バッグマニピュレータ１０はバッグ２５４の操作を続ける。塩水ポンプ２８８が運転して、バッグ２６７からの塩水が再循環ループ２４０に入って、空気の大部分を再循環ループから取除くのを助けることを可能にする。ピンチ弁３０６，３００，及び２５０は空気除去中には開いている。ピンチ弁３０６は閉じられて、ピンチ弁３０８は開かれて、塩水ポンプ２８８が動作してバッグ２８０の塩水／ブドウ糖混合物をバッグ２５４へポンプ送出する。２５０ｍｌなどの固定された体積の塩水／ブドウ糖がバッグ２５４から固定流速でポンプ送出され、この間、バッグ２５４はマニピュレータ１０によって操作される。次に、ピンチ弁３０８は閉じられて、塩水のポンプ２８８は動作を停止して、第２の均衡化時間、マニピュレータ１０がバッグ２５４を操作するか、又は振り動かし続ける。
【００８３】
この初期の混合処理の後に、バッグ２５４における解凍血液、塩水、及びブドウ糖の混合物の洗浄の処理が開始する。洗浄の処理中には、ピンチ弁３０８，２９０，及び２５０は開かれるが、他のピンチ弁は閉じられる。初期の洗浄の処理は、塩水ポンプ２８８が塩水／ブドウ糖混合物をループ２４０へポンプ送出すると共に、血液ポンプ２４２がバッグ２５４内の流体混合物を再循環ループ２４０を通してポンプ送出することで起こり、廃棄物、主として遊離血漿ヘモグロビンと、グリセリンと、塩水溶液とが中空繊維分離器２４８によってループから取除かれて、廃棄ポンプ２６２でバッグ２６４に送出される。予定された時間の後など、血液が洗浄されたと考えられるとき、塩水ポンプ２８８は止められて、ピンチ弁３０８は閉じられて、血液ポンプ２４２と廃棄ポンプ２６２は動作し続ける。この処理は、おそらく８００ｍｌの塩水の総体積が消費されたときに完了する。次に、ピンチ弁２５０が閉じられ、ピンチ弁３１４は開かれて、廃棄ポンプ２６２が止められて、ポンプ２４２は所望のヘマトクリットの洗浄された血液を血液出力バッグ２７４へポンプ送出できるようになる。分離器２４８からの赤血球のパージは、塩水ポンプ２８８を運転して、ある体積の塩水を再循環バッグ２５４へポンプ送出して、次に血液ポンプ２４２でこの塩水を分離器を通してポンプ送出して、バッグ２７４に残留している赤血球を前に押出すことで行なわれる。バッグ２７４は血液出力バッグに取付けられた配管を挟んで、封をして、切断することにより装置２Ｂから分離される。
【００８４】
洗浄段階中には、廃棄ポンプと塩水ポンプとの動作速度と流れを変えることによって、分離器２４８の入口を固定した圧力に維持することが望ましい。これは、ヘマトクリットが低いとき、塩水の流速が低くなり、廃棄流速がより高くなることを生じさせる。そうすることは、分離器入口のヘマトクリットを本質的に固定値に維持して、一貫した装置及び処理の性能を達成する。
【００８５】
以下に説明する図１４乃至図１７の装置は、様々なバッグをカセットに取付けるための様々な構造を示す。いくつかのバッグ、図１７のバッグ１２，４０４，４０４Ａなどは、カセットに予め取付けられて入手される。これは、図１４乃至図１７の明瞭で直接的なカセットとの結合に示される。流体で満たされたバッグがカセットに予め取付けられるときには、ブレーク弁が使用されて、これが装置の動作が始まるまで、バッグの内容物を保つ。流体を含んでいるバッグとの無菌ではない結合を作るためには、２つの一般的な方法があって、スパイクを使用する方法とルアーコネクタを使用する方法であり、これらの状況においては流体のための細菌フィルターを使用するのが望ましい。
【００８６】
図１４は、図１３の解凍処理装置２Ｂの代替的な実施形態に関し、同様の構成要素には同様の参照符号を付している。図１３の装置２Ｂと図１４の装置２Ｃとの間の主要な違いは以下の通りである。解凍血液ポンプ３２０は、解凍血液（グリセリン処理された赤血球）のバッグ２８２から、ソレノイドピンチ弁２９０のすぐ下流側のライン２８６まで延びるライン３２２に沿って使用される。また、廃棄ポンプ２６２はライン２６６上から排除された。分離器２４８の入口圧力は十分であって、廃棄物を廃棄バッグ２６４に集めるための廃棄ポンプ２６２の必要性をなくすくらいであることが見い出された。血液ポンプ２４２流速は、高い血液流速及び低レベルの遊離血漿ヘモグロビン又は低レベルの溶血を得るために、分離器入口の圧力ＰＴ１の最適の値を達成するように制御される。ピンチ弁３２５と廃棄バッグ２６４との間に配置される遊離血漿ヘモグロビン（ＦＰＨ）センサー３２４は、廃棄ラインのＦＰＨのレベルを測定するのに使用され、この値をデジタル表示装置にてモニターし、それが処理の終了時に高過ぎると警告し、ａ過程端部できにするためにする。又は、ＦＰＨが満足できる低レベルに達したときに洗浄処理を終わらせるために使用される。
【００８７】
図１３の実施形態における圧力低下チューブ２４６、圧力アイソレータＰ２、及び圧力アイソレータＰ４は排除されて、特定の波長の光伝達又は光散乱を使用する光学手段によってヘマトクリットを検出する、ヘマトクリットセンサー３２６に取り替えた。図１４の圧力アイソレータＰＴ１は、図１３の圧力アイソレータＰ１に対応するもので、分離器の入口の圧力を測定するのに使用されて、制御アルゴリズムに従って血液ポンプ２４２の流速を最適値に制御するためのもので、この目的のためにヘマトクリットセンサー３２６と関連して使用し又はこれに代えて使用してもよい。静的な混合器３２８は、ライン３２２と２８６との接続部３２９と、接続部２９２との間にて、ライン２８６に沿って使用される。静的なミキサー３２８は、バッグ２８２からの解凍血液とバッグ２７８からの１２％塩水溶液との適切な混合を確実にするのを助けるのに使用される。超音波センサー３１２とバッグ２８２との間のライン３２２に沿って配置された滅菌ドック３３０は、使い捨て品セットをセットアップする間に解凍血液バッグ２８２の滅菌使い捨てセットへの取付けるを実行するのに使用される。超音波センサー３３２は、ポンプ２８８のすぐ上流側に配置されて、ライン中に気泡が現れたとき、これをポンプ送出される特定の溶液の源が有効に消耗したのを示す指標として制御装置に提供するのに使用される。装置２Ｃの動作は、上述のわずかな変更を伴なうものの、図１３の装置２Ｂの動作と実質的に同じである。
【００８８】
図１４で実行される処理は本質的には図１３のものと同じである。処理の早期には第１段階があって、バッグ２８０からの０．９％塩水溶液を中空繊維分離器２４８と血液フィルター２４４に加えて、空気を取除いて空気を塩水で交換するが、その塩水の大部分は最後には廃棄バッグに入り、両方の装置内の空気と置換わる。バッグ２７８からの１２％塩水溶液は、溶液ポンプ２８８を使用することによって加えられ、この溶液は静的な混合器３２８通り、解凍血液ポンプ３２０によってバッグ２８２からポンプで送出される解凍されたグリセリン処理されたＲＢＣｓと同時に流れ、従って、１２％塩水の流れとＲＢＣｓとは結合部３２９にて混合して、さらに静的な混合器３２８においても混合してから、それらは再循環バッグ２５４に流れる。解凍グリセリン処理されたＲＢＣｓのすべてがバッグ２８２から取除かれたときに処理は完了する。１２％塩水を加えている間、再循環バッグ２５４は振り動かされる。その後に、約３分間の均衡化時間があって、バッグ２５４は振り動かされるが、他には何も起こらない。次に、バッグ２８０からの０．９％塩水と０．２％ブドウ糖との溶液が一定量、溶液ポンプ２８８で送出されて、静的な混合器３２８を通って再循環バッグ２５４に入り、バッグ内にて血液と混合される。この時点で再循環処理が開始する。血液ポンプ２４２はポンプ送出を開始して、血液を中空繊維分離器に通して再循環バッグ２５４へと戻し、再循環バッグは振り動かされて混合を達成すると共に均質な混合を維持する。洗浄の処理では、中空繊維分離器を通して血液は高いヘマトクリットへと濃縮され、分離器を出る血液のヘマトクリットレベルは上昇する。塩水は点２７２に加えられ、溶液ポンプ２８８を使用して０．９％塩水と０．２％ブドウ糖とをポンプで点２７２に送出するが、その目的は、中空繊維分離器２４８によって取除かれた廃棄物を、同等な塩水の流れで置換することで、それにより再循環バッグ２５４内のヘマトクリットを一定に保つことにある。この洗浄の処理は、図１３で実行されるのと同様であって、数分間行なわれて、その間に約１５００ｍｌの塩水が消費されて、同一量の廃棄物が生成する。この時点で洗浄は完了して、グリセリンはＦＰＨと同様に血液から取除かれる。（装置２Ｃは、血液からウイルス性の不活性化化合物などの他の化合物を取除くのにも使用できる。）。血液ポンプ２４８は、再循環バッグ２５４からの血液を脱グリセリン処理されたＲＢＣバッグ２７４へポンプ送出するのに使用される。バッグ２７６，２８０の片方又は両方からの溶液は、溶液ポンプ２８８を使用して再循環バッグ２５４へ加えられ、分離器２４８から赤血球をパージして、それから、血液ポンプ２４２で再循環バッグからポンプ送出されて、脱グリセリン処理されたＲＢＣバッグ２７４に入って保存溶液を赤血球に加えるが、この赤血球は先に洗浄処理されて濃縮されたかなり高いヘマトクリットになっている。
【００８９】
図１５には、血液グリセリン化処理装置２Ｄを示しており、この装置では濃縮された赤血球がグリセリンの添加によって安定化されて、その後に凍結及び長期保存される。装置２は、本実施形態では、５７％グリセリン溶液を収容した容器３３４を含み、濃縮された望ましくは約６０〜８０％のヘマトクリットの赤血球を収容した赤血球バッグ３３６を含む。赤血球バッグ３３６はカセットのライン３３８に滅菌ドック３４０によって結合されるが、容器３３４は在来式のスパイク３４４によってライン３４２へ結合される。容器３３４は代表的には収縮しないので、在来のベント針３４６を使用して、が折りたたみでない従来の通気のはで作成されるのにされる内容物がライン３４２に沿って配置されたグリセリンポンプ３４８によって取除かれたときに、容器３３４の中に真空が生じるの防ぐ。再循環バッグ３５０はカセットの再循環ループ３５２に沿って結合されて、バッグ振り混ぜ機３５４によって撹拌される。再循環ポンプ３５６はバッグ３５０の出口３５７からの下流のループ３５２に沿って配置される。ループ３５２は、ライン３３８に沿った血液ポンプ３６０のすぐに下流に位置する接続部３５８において、ライン３３８と交差している。グリセリン処理された赤血球を保有するために使用される、グリセリン処理されたＲＢＣ収集バッグ３６２はカセットのライン３６４に結合され、ライン３６４は接続部３６６にて再循環ループ３５２に結合される。中空繊維分離器３６８は接続部３５８と３６６との間にてループ３５２に沿って配置される。中空繊維分離器３６８は、接続部３５８の下流側の第１の入口３７０と、ライン３４２の末端に結合される第２の入口３７２とを含み、中空繊維分離器３６８には容器３３４からのグリセリンとバッグ３３６からの赤血球との両方が供給される。入口３７０，３７２の圧力は圧力アイソレータ３７１，３７３によってモニターされる。中空の繊維分離器３６８はまた廃棄出口３７４を含み、これは廃棄ライン３７６に結合される。廃棄ライン３７６は出口３７４と廃棄バッグ３７８との間にピンチ弁３７７を有する。中空繊維分離器３６８のメイン出口３８０を出る流れのヘマトクリットは制御目的のためにヘマトクリットセンサー３８２によって検出される。また、超音波空気センサー３８４，３８６は、ライン３３８とループ３５２とに沿って配置されて、これらのラインに沿って空気がポンプで送出されていることを検出し、バッグ３３６又はバッグ３５０が空であるか空に近いことを示す。ソレノイドピンチ弁３８８，３９０は、バッグ３５０への入口３９２と接続部３６６との間にてループ３５２に沿って、また、バッグ３６２接続部３６６との間にてライン３６４に沿って使用される。
【００９０】
図１５の装置２Ｄのグリセリン化処理は、血液、特に濃縮された赤血球（約６０〜８０％のヘマトクリット）をポンプで送出することによって始まり、血液はいくらかの血漿とあるいは血液凝固阻止物質を含み、ライン３３８に沿って第１の入口３７０を通り、分離器３６８の内部に収容された多孔質の中空の繊維の内部を通る。血液を分離器３６８に通すこのポンプ送出と同時に、容器３３４からのグリセリン溶液がポンプ３４８によってライン３４２に沿って送出されて、第２の入口３７２を通って、中空の繊維を取囲む分離器の内部部分に入れられる。ポンプ３４８，３６０が動作しているときには、ピンチ弁３７７，３９０は閉じられて、ピンチ弁３８８は開かれる。これによりグリセリンは、中空の繊維の多孔質の壁を介して押し通されて、中空繊維を通って流れる血液の中に入る。このやり方でグリセリンは血液に迅速に加えられ混ぜられるが、これは溶血を防ぐために重要である。従って、分離器３６８は当初には血液にグリセリンを混ぜるための混合装置として使用される。グリセリンは、血液とグリセリンの流速を制御することによって、計量して血液に入れられて、グリセリンと赤血球との所望の濃縮を得る。分離器３６８内の、この血液とグリセリンとの混合物は、メイン出口３８０を通過して、ループ３５２に沿って再循環バッグ３５０の中へ入る。
【００９１】
いったんすべての血液がバッグ３３６から回復されたならば、血液とグリセリンとの混合物はバッグ３５０に集められて、ポンプ３４８，３６０は停止して、ピンチ弁３７７は開かれて、再循環ポンプ３５６が動作して、血液とグリセリンとの混合物を分離器３６８を通してポンプ送出すると同時に、ヘマトクリットセンサー３８２においてヘマトクリットを測定する。赤血球に混ぜられた余分なグリセリンや、血漿及び他の液体は、中空の繊維の多孔質の壁の内側から外側へと通過して、廃棄出口３７４を通り、廃棄ライン３７６に沿って廃棄バッグ３７８へ入る。ループ３５２通るこの再循環は、センサー３８２によって所望のヘマトクリットに達したことが検出されるまで続く。濃縮された赤血球とグリセリンは、再循環バッグ３５０に残しても良いし、バッグ３６２へポンプで送出してもよいが、いずれにせよそのバッグは独特に使用されグリセリン処理された赤血球を凍結して貯蔵するのに用いられる。
【００９２】
初期に過剰な量のグリセリンを加えることの目的の１つは、バッグ３３６内の血液中に見つけられる血漿と他の液体の大部分を取除くことを支援することである。グリセリン処理はまた、赤血球から液体を押し出して、この血球内の液体の大部分又はいくらかをグリセリン処理液体で置換するが、これは赤血球を有効に凍結保存するうえで望ましい。この液体の取除きはまた、過剰なグリセリンを加えて次に取除くことで支援される。
【００９３】
図１６は、図２Ａの自動全血収集装置２の他の実施形態を示していて、同一の要素には同一の参照符号を付している。装置２Ｅは装置２とはいくつかの点で異なっている。全血フィルター７０は再循環ループ６８から外されて、ここでは接続部６６と血液ポンプ４６Ａとの間にある。ライン９４はもはや接続部９８にてライン４４には結合されておらず、ライン９４は接続部３９８にてライン３９６に結合される。ライン３９６はまた、ライン５２と６８とにそれぞれ接続部４００と４０２にて結合する。さらに、ＲＢＣ管理バッグ４０４を使用して、バッグ９２からの保存溶液が加えられた後の濃縮された赤血球を、混合物を再循環バッグ１２からポンプ送出してバッグ４０４へ入れることで受ける。バッグ４０４はカセットのライン４０６に結合され、これは接続部４０８にてループ６８に結合される。ライン中の空気は３個の異なる超音波空気検出器４１０，４１２，４１４によって検出され、これらはそれぞれライン４４，５２，及び６８に沿って配置される。追加的なピンチ弁４１６，４１８，及び４１９がそれぞれ、再循環ループ６８とライン３９６及び４０６に沿って使用される。ヘマトクリットセンサー４２０は、再循環ループ６８に沿って血漿分離器７４のすぐ上流側で使用される。電気はかり４２２を使用して血漿バッグ７８の重さをモニターして、バッグの内容物の重さに関する適切な情報を制御装置に提供する。ブレーク弁４２４，４２６は、バッグ５０と９２とをライン５２と９４へ結合するのに使用される。バッグ１２，４０４，及び７８は、本実施形態では、製造の際にカセットに予め取付けられている。
【００９４】
全血フィルター７０を使用することは必ずしも必要ではなくて、そのためには赤血球管理バッグ４０４を分離バッグに取り替えればよく、その分離バッグはカリフォルニア州、FremontのMission Medical, Inc.社によって販売される自動化血液成分分離装置において、Mission 3000 使い捨てセットとして使用されている。この遠心式の自動化された血液成分分離装置は、赤血球から白血球を取除くことによる全血フィルターの機能を果す。そのような遠心式の分離バッグの例は１９９９年７月９日に出願された米国特許出願第６０／１４３、０３６号に開示されている。
【００９５】
図１７は、図１６の自動血液収集装置２Ｅの他の実施形態を示していて、同様の要素には同様の参照符号を付している。バッグ５０と９２とは、カセットに予め取付けられてはおらず、スパイク４２８，４３０によってライン５２と９２とに結合される。血液凝固阻止物質バッグ５０が予め取付けられていないときには、ライン５２に沿って細菌フィルター４３２を使用するのが好ましく、装置へのバクテリアの導入を防ぐ。ライン４３４は、ライン５２に沿った接続部４３６をライン９４のターミナル端部４３８と結合するのに使用される。ライン４４０は、ライン９４のターミナル端部４３８をライン７６に沿った接続部４４１に結合する。第２のＲＢＣ管理バッグ４０４Ａが使用されて、ライン４４２によってライン４０６に結合される。ライン４４４は、再循環ループ６８に沿った接続部４０８とライン５２に沿った接続部４４６とを結合する。血液フィルター４４８は、ライン４４４と４４とを結合するライン４５０に沿って配置される。血液フィルター４４８は、赤血球が供血者に返されているとき、すなわち以下に詳細に説明するように血漿の収集中に使用される。塩水バッグ４５２は、図１７に示される如くカセットの一部でなくて、ライン４５４を介してライン４４０に結合される。上述した要素に加えて、装置４Ｆでは６つのソレノイドピンチ弁が使用される。具体的には、ピンチ弁４５６はライン５２に沿って接続部４３６とスパイク４２８との間で使用されて、ピンチ弁４５８は接続部４４６と超音波空気検出器４１２との間で使用されて、ピンチ弁４６０はライン４４４に沿って使用されて、ピンチ弁４６２はライン４５０に沿って使用されて、ピンチ弁４６４はライン４５４に沿って使用されて、ピンチ４６６は接続部４４２とライン４５４との間でライン４４０に沿って使用される。
【００９６】
装置２Ｆは２つの単位の全血の収集を可能にする。第１の単位の全血収集されそして分離された後に、第１の単位からの血漿は塩水といっしょに供血者に戻されて、供血者は自己の循環系中の総液体量の変化に苦しむようなことが全く無い。これは第２の単位の血液でも繰り返される。装置２Ｆは以下の通り使用される。
【００９７】
全血のそれぞれの単位の収集は、図２Ａ及び図１６において説明したのと同じ態様において行われる。多くの構成要素が加えられており、ひとつの単位が収集されて再循環バッグ１２で分離された後、赤血球は管理バッグ４０４，４０４Ａにポンプで送出されて、バッグ９２からの保存溶液が使用され、長期（約３５〜４２日）にわたり保冷貯蔵される赤血球を得る。まず最初に、バッグ９２からの保存溶液を血漿分離器７４を通して、そして再循環バッグ１２の中へ加えるが、これは幾分かは分離器をパージするためであり幾分かは単にバッグ１２へ赤血球の保存溶液を加えるためである。それから、血液は再循環バッグ１２から、ＲＢＣ管理バッグ４０４，４０４Ａのひとつへポンプで送出される。また、バッグ９２からの赤血球の保存溶液の代わりに、バッグ５０からの血液凝固阻止物質を使用することも可能である。赤血球保存溶液か血液凝固阻止物質かのどちらかが、血液凝固阻止物質ポンプ５４Ａによって細菌フィルター４３２を通されてバルブ４６０を介して、血漿分離器７４を通り、さらに再循環バッグ１２の中へポンプで送出される。血液凝固阻止物質か保存溶液かのどちらかが、パージ機能を実行するので、赤血球保存溶液は長期貯蔵が必要であるときにだけ使用してもよい。
【００９８】
次の段階では、血漿バッグ７８から血漿を出して供血者にポンプで送出する。それをするために、バルブ４６６を開くと共にバルブ８０Ａと４６４とは閉じて、血液凝固阻止物質ポンプ５４Ａを使用する。血漿は、血漿バッグ７８からポンプで送出されて、細菌フィルター４３２を通り、開いているバルブ４５８を通って針４０を介して供血者に戻される。この場合、血液ポンプ４６Ａはオフであってバルブとして機能するので、流れは装置に戻ることなく供血者へ行く。超音波センサー４１２は、空気気泡がセンサー４１２に到着するときに、血漿バッグ７８が空であると検出するために使用されて、血漿バッグ７８が空のときには流れは終了する。その後で、バルブ４６６は閉じ、バルブ４６４は開き、塩水がポンプで送出されて同じルート、すなわち血液凝固阻止物質ポンプ５４Ａから細菌フィルター４３２を通って開いたバルブ４５８を通って供血者に返されるが、これは血漿と塩水とが全血の採血量と等しくなるまで続く。
【００９９】
血漿を保有することになっていて、供血者に返さない場面においては、供血者に赤血球を返すことが必要かも知れない。これを達するには、再循環バッグ１２又は赤血球管理バッグ４０４，４０４Ａからの血液を、再循環ポンプ７２Ａか血液ポンプ４６Ａかのいずれかを使用して、ポンプで送出することによって、血液注入フィルター４４８と開いたバルブ４６２を介して針４０を通して供血者へ戻す。血液がＲＢＣ管理バッグ４０４，４０４Ａのひとつに入れられたのならば、それは血液フィルター７０を通り、開いているバルブ４６２を通って、血液ポンプ４６Ａによって送出される。血液注入フィルター４４８は供血者に赤血球をポンプで送出するときにだけ使用される。フィルター４４８は微粒子フィルターであって、２０〜８０μｍの細孔サイズを有し、供血者に返される赤血球から微粒子を取除くことを意図している。
【０１００】
図１８乃至図２０は、本発明に従って作られた自動化された血液装置２Ｇを示している。装置２Ｇは、プログラムの適切な選択と、適切なカセットとバッグとの使用によって、上述の血液処理方法のいずれのためにも使用できることに留意したい。装置２Ｇについては、図１に示した装置２とのある種の類似性と相違性とをごく簡潔に指摘して説明することとし、同一の参照符号は同一の要素を示している。ハウジング４Ａには、ハウジングの上部６Ａの斜面部分にユーザー制御パネル１６Ａを取付けていて、その前面パネル１４Ａは図１の実施形態とは対照的である。ドア３４Ａは、図１８に示した閉じた位置では、前面パネル１４Ａの全体を覆っていて、ハンドル１６０Ａの掛け金で閉じた位置に維持される。図１９は装置２Ｇを示しているが明快にするためにカセット、バッグ、及び関連する配管は取除いている。図２に示すような摺動式のカセット２４の取付けの代わりに、外方へ突出した一対のピン４７０によってカセットは前面パネル１４Ａに掛けられる。また、図１に示す如くハウジング４の上のバッグマニピュレータ１０を使用するのに代えて、再循環バッグ１２、なお貯蔵バッグ１２とも称される、の内容物は、前面パネル１４Ａから延びているバッグかき混ぜ機１０Ａの動きによって撹拌され、このためには、図２０に示すように、バッグかき混ぜ機１０Ａとバッグかき混ぜ支持表面４７２との間にバッグ１２を挟持するようにする。
【０１０１】
ここで用いたように、血液には、代表的には、全血、濃縮された赤血球、グリセリン処理された血液、及び他の血液製品を含み、赤血球の実質的部分のものを含む。
【０１０２】
特許請求の範囲の請求項によって定義される本発明の対象から逸脱することなしに、説明した実施形態を変更し改変することができる。例えば、ドアかカセット組立体かの一方又は双方を、ハウジングにピボット自在に取り付けられるよりむしろ、ハウジングから完全に取外し可能に設計できるだろう。ローラートラックかピンチの表面かの一方又は双方を、ドアの代わりとしてカセット組立体の一部として形成できるだろう。超音波と同様に他の遠隔検出の流れ検出器を用いて様々な流路に沿った流体流れを検出することもできる。図１２の自己輸血装置２Ａにおいて、ヘマトクリットの測定は、層流管１７６を圧力アクセスポート１７８，１８０と共に用いるのに代えて、血液ポンプ１７４のすぐ下流に設けたヘマトクリットセンサーを使用しても測定できる。
【０１０３】
上述して参照されたすべてのすべての特許、出願、及び印刷された刊行物は参照によって取り入れられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の実施形態に従って作られた自動血液収集装置を示す簡易化した全体図であって、カセット組立体が使用位置にあり、ドアが固定位置にあるようすを示している。
【図２】  図２は、図１の装置のパネル、カセット組立体およびドアを示す簡易化した分解斜視図である。また、図２Ａは図１の自動全血収集装置を示す概略図である。
【図３】  図３は、図１の装置の前面パネル部分を示す側立面図であって、ドアが解放位置にあり、カセット組立体がカセット交換位置にあるようすを示している。
【図４】  図４は、図３のドアの内側側部、すなわちカセット組立体に面している側部の図である。
【図５】  図５は、図３のカセット組立体の外向き側の部分を示す図である。
【図６】  図６は、図５のカセット組立体を示す端面図である。
【図７】  図７は、図３のカセットの内側表面のを示す図である。
【図８】  図８は、図３のパネルを示す平面図であって、ドアとカセット組立体とを取外したようすを示している。
【図９】  図９は、図８の中央ローラー組立体を示す部分分解図であって、ローラーピボット式の取付けを示している。
【図１０】  図１０は、図８の中央ローラー組立体のローラーが配管部分と係合し、配管部分が図３及び図４のローラーと弓形のローラートラックとの間に捕えられ、３つのローラー組立体のための３個の駆動モーターのうち２つのオフセット配置を示している。
【図１１】  図１１は、ローラーポンプ駆動組立体を示す図であって、３つのローラー組立体と３個の駆動モーターを含み、モータはオフセットを有して重なり合う配置で示している。また、図１１Ａは、ローラー組立体を駆動するのに用いられる同軸で入れ子にされた駆動軸を示した簡易化した側部横断面図である。
【図１２】  図１２は、本発明に従って作られた自己輸血装置を示す概略図である。
【図１３】  図１３は、本発明に従って作られた解凍血液処理装置を示す概略図である。
【図１４】  図１４は、図１３の解凍血液処理装置の他の実施形態を示す図である。
【図１５】  図１５は、本発明に従って作られた血液グリセリン化処理装置を示す図である。
【図１６】  図１６は、図２Ａの自動血液収集装置の他の実施形態を示す図である。
【図１７】  図１７は、図１６の自動血液収集装置の他の実施形態を示す図であって、血液の２つの単位が１人の供血者から集められるようにしたものを示している。
【図１８】  図１８は、図１の装置の他の実施形態を示す全体図である。
【図１９】  図１９は、図１８の装置を示す図であって、前面ドアを開いてカセットを前面ドアと前面パネルとの間から取去ると共に、カセットに結合される様々なバッグがバッグハンガーから取去られたようすを示している。
【図２０】  図２０は、前面ドアの部分を示した図４と同様な図であって、図１９に示した往復バッグ振り混ぜ機と反対側に配置されたバッグ振り混ぜ機の支持表面を示している。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１１Ａ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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