(57)【要約】カセットとして構成される、空気ポンプマニホルドの使い捨てシステムが、赤血球および血漿のアフェレーシスの目的で、使用される。このカセットは、分離デバイス、マニホルドシステム、巨大凝集物フィルタ、および５つのポンピングチャンバを組み込み、これらのチャンバは、血漿および赤血球を全血から分離するためのものである。このカセットシステムは、分離デバイスがチュービングなしで直接取り付けられており、この使い捨てセットのハードウェアへのロードを単純にし、そしてこのセットの製造の複雑さを低減させる。このシステムは、血漿、血漿および赤血球、または赤血球のみを、手順後に、長期保存容器に保存することを可能にする。
2004517680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液または血液成分を含む懸濁物を処理するための、再使用可能モジュールに協働可能に設置されるよう適合された、使い捨てモジュールであって、該使い捨てモジュールは、以下：
一体型の流れ制御カセットおよび分離器、
を備え；
該分離器は、回転可能に設置された回転子を内部に備え；
該流れ制御カセットは、懸濁液供給源との連絡のための懸濁液入口を備え、そして該懸濁液入口と該分離器との間で連絡する第１の流路を形成し；
該分離器は、該カセットの該第１の流路と連絡する入口を供えて、該懸濁液を該分離器の内部に受容し；
該分離器は、該懸濁液の分離された部分のための出口を備え；そして
該カセットが、該分離器の出口と連絡する第２の流路を形成する、使い捨てモジュール。
【請求項２】
前記流れ制御カセットが、複数の流路セグメントを形成し、そして複数の弁ステーションを備え、該弁ステーションが、２つ以上の流路セグメントを相互接続し、そして相互接続された流路セグメント間の連絡を開閉するよう作動し、該弁ステーションは、前記再使用可能モジュールと協働して、流路セグメント間の連絡を選択的に開閉することによって、前記第１および第２の流路を形成し得る、請求項１に記載の使い捨てモジュール。
【請求項３】
前記第１および第２の流路の少なくとも一方と連絡する、少なくとも１つのポンプステーションをさらに備え、該ポンプステーションが、前記再使用可能モジュールと協働して、該流路を通して流体を移動させ得る、請求項１に記載のモジュール。
【請求項４】
前記流れ制御カセットが、剛性の基部および可撓性のフィルムを備え、該可撓性のフィルムが、前記再使用可能モジュールによって選択的に移動可能であり、これによって、該基部と接触するかまたは離れて、該弁ステーションを閉じるかまたは開き、そして前記ポンプステーションを通して流体をポンピングする、請求項３に記載のモジュール。
【請求項５】
前記剛性の基部が、複数の直立した壁を備え、該複数の直立した壁が、前記可撓性のフィルムと協働して、前記流路セグメント、弁ステーションおよびポンプステーションを形成し得る、請求項４に記載のモジュール。
【請求項６】
前記分離器が、ハウジングおよび該ハウジング内のコアを備え、該コアおよびハウジングが、相対的に回転可能であり、該コアが、外側表面を有し、そして該ハウジングが、該外側表面から間隔を空けた内側表面を有して、該内側表面と該外側表面の間に円周ギャップを形成し、微孔質膜が、該外側表面および内側表面の選択された側に設置され、前記分離器の出口が、該膜の、該ギャップの反対側と連絡する、請求項１に記載のモジュール。
【請求項７】
前記ハウジングが回転し、そして前記コアが静止している、請求項６に記載のモジュール。
【請求項８】
前記コアが回転し、そして前記ハウジングが静止している、請求項６に記載のモジュール。
【請求項９】
前記回転子が、遠心チャンバを形成し、そして前記分離器の入口および出口が、該遠心チャンバと連絡する、請求項１に記載のモジュール。
【請求項１０】
懸濁液処理システムであって、以下：
一体型の流れ制御カセットおよび分離器を有する、使い捨てモジュールであって：
該分離器が、該分離器の内部に回転可能に設置される回転子を備え；
該流れ制御カセットが、懸濁液源と連絡するための懸濁液入口を備え、そして該懸濁液入口と該分離器との間に連絡する第１の流路を形成し；
該分離器が、該分離器に該懸濁液を受容するための、該カセットの該入口流路と連絡する入口を備え；
該分離器が、該懸濁的の分離された部分のための出口を備え；
該カセットが、該分離器出口と連絡する第２の流路を形成する、使い捨てモジュール；ならびに
該使い捨てモジュールを受容するための再使用可能モジュールであって、該再使用可能モジュールが、該使い捨てモジュールと協働する複数のアクチュエータを有し、該アクチュエータは、該懸濁液の処理のために、該流路を通して流れを制御するためのものである、再使用可能モジュール、
を備える、懸濁液処理システム。
【請求項１１】
前記再使用可能モジュールが制御プログラムに応答する、請求項１０に記載の懸濁液処理システム。
【請求項１２】
前記再使用可能モジュールが持ち運び可能である、請求項１０に記載の懸濁液処理システム。
【請求項１３】
前記流れ制御カセットが、複数の流路セグメントを形成し、そして複数の弁ステーションを備え、該弁ステーションは、２つ以上の流路セグメントと相互接続し、そして相互接続された流路セグメント間の連絡を開閉するよう作動し得、該弁ステーションは、前記再使用可能モジュールと協働して、流路セグメント間の連絡を選択的に開閉することによって、前記第１および第２の流路を形成する、請求項１０に記載の懸濁液処理システム。
【請求項１４】
前記第１および第２の流路の少なくとも一方と連絡する、少なくとも１つのポンプステーションをさらに備え、該ポンプステーションは、前記再使用可能モジュールと協働して、該流路を通して流体を移動させ得る、請求項１３に記載の懸濁液処理システム。
【請求項１５】
前記流れ制御カセットが、剛性の基部および可撓性のフィルムを備え、該可撓性のフィルムが、前記再使用可能モジュールによって選択的に移動可能であり、これによって、該基部と接触するかまたは離れて、前記弁ステーションを閉じるかまたは開き、そして前記ポンプステーションを通して流体をポンピングする、請求項１４に記載の懸濁液処理システム。
【請求項１６】
前記剛性の基部が、複数の直立した壁を備え、該直立した壁が、前記可撓性のフィルムと協働して、前記流路セグメント、弁ステーションおよびポンプステーションを形成し得る、請求項１５に記載の懸濁液処理システム。
【請求項１７】
前記分離器が、ハウジングおよび該ハウジング内のコアを備え、該コアおよびハウジングが、相対的に回転可能であり、該コアが、外側表面を有し、そして該ハウジングが、該外側表面から間隔を空けた内側表面を有して、該内側表面と該外側表面との間に円周ギャップを形成し、微孔質膜が、該外側表面または内側表面のうちの選択された側に設置され、前記分離器の出口が、該膜の、該ギャップと反対側と連絡する、請求項１０に記載の懸濁液処理システム。
【請求項１８】
前記ハウジングが回転し、そして前記コアが静止している、請求項１７に記載の懸濁液処理システム。
【請求項１９】
前記コアが回転し、そして前記ハウジングが静止している、請求項１７に記載の懸濁液処理システム。
【請求項２０】
アクチュエータデバイスに装備するための、使い捨て血液分離セットであって、該アクチュエータデバイスは、制御プログラムに応答する複数の圧力アクチュエータを有し、該分離セットは、以下：
予め形成された圧力始動式ポンプステーション、予め形成された流体流路、および予め形成された圧力始動式弁ステーションを備える、カセットであって：
該カセットは、該カセットと一体であり、そして該流路と連絡する、流体分離デバイスをさらに備える、カセット；ならびに
該流路と直接連絡する、複数のカセットポートであって、該圧力アクチュエータが制御プログラムに応答して該弁ステーションおよび該ポンプステーションへの圧力を選択的に変化させる場合に、流体の流れを、該カセットおよび該分離デバイスの方へ、ならびに該カセットおよび該分離デバイスから指向する、カセットポート、
を備える、使い捨て血液分離セット。
【請求項２１】
前記分離デバイスが、膜で覆われたスピナーを備える、請求項２０に記載の使い捨て血液分離セット。
【請求項２２】
前記分離デバイスが遠心機を備える、請求項２０に記載の使い捨て血液分離セット。
【請求項２３】
前記圧力が、正および負の空気圧を含む、請求項２０に記載の使い捨て血液分離セット。
【請求項２４】
流体処理システムであって、以下：
予め形成された圧力始動式ポンプステーション、予め形成された流体流路、および２つ以上の流体流路を相互接続する予め形成された圧力始動式弁ステーションを有する、使い捨てカセットであって：
該カセットが、該カセットと一体であり、そして該流路と連絡する、流体分離デバイスをさらに有する、カセット；
該カセットを受容するためのアクチュエータデバイスであって、該アクチュエータデバイスが、制御プログラムに応答する複数の圧力アクチュエータを有する、アクチュエータデバイス；ならびに
該流路に連絡する、複数のカセットポートであって、該圧力アクチュエータが該制御プログラムに応答して、該弁ステーションおよび該ポンプステーションに圧力を選択的に付与する場合に、該カセットおよび該分離デバイスへ、ならびに該カセットおよび該分離デバイスから、流体の流れを指向する、カセットポート、
を備える、流体処理システム。
【請求項２５】
前記分離デバイスが、相対的に回転可能なハウジングおよびコアを備え、該ハウジングと該コアとの間に、流体受容ギャップが形成されている、請求項２４に記載の流体処理システム。
【請求項２６】
前記分離デバイスが遠心機を備える、請求項２４に記載の流体処理システム。
【請求項２７】
前記アクチュエータデバイスが、指定された流体流路を指定されたポンプステーションに流体連絡させ、そして選択された血液または血液成分の処理手順を実施するように、前記制御プログラムによってプログラム可能である、請求項２３に記載の流体処理システム。
【請求項２８】
前記アクチュエータデバイスが、前記弁ステーションおよび前記ポンプステーションに流体圧力を付与して第１の血液分離手順を実施するように、前記流体圧力アクチュエータに指示するための、第１の選択可能制御プログラムを有し、該デバイスが、該弁ステーションおよび該ポンプステーションに流体圧力を付与して、該第１の血液分離手順とは異なる第２の血液分離手順を実施するように、該流体圧力アクチュエータに指示するための、第２の選択可能制御プログラムをさらに有し、これによって、同じ使い捨てカセットが、異なる血液処理手順に適合され得る、請求項２７に記載の流体処理システム。
【請求項２９】
前記圧力が、正および負の空気圧を含む、請求項２４に記載の流体処理システム。
【請求項３０】
前記ポンプステーションの少なくとも２つが、互いに関してずれた位相でポンピングする、請求項２４に記載の流体処理システム。
【請求項３１】
３種の流体が同時にポンピングされ得る、請求項２４に記載の流体処理システム。
【請求項３２】
アクチュエータデバイスに装備するための、使い捨て血液分離セットであって、該アクチュエータデバイスが、制御プログラムに応答する複数の圧力アクチュエータを有し、該分離セットが、以下：
予め形成された圧力始動式ポンプステーション、予め形成された流体流路、および予め形成された圧力始動式弁ステーションを有する、カセットであって：
該カセットが、該カセットと一体であり、そして該流路と連絡する、流体分離デバイスをさらに有し、該分離デバイスは、中空の内部および内側表面を有する第１のほぼ円筒形の部材、ならびに該第１の部材の内部に位置する第２のほぼ円筒形の部材を有し、該第２の部材は、該第１の部材の該内側表面から間隔を空けて、該第１の部材と該第２の部材との間に流体受容ギャップを形成する外側表面を有し、該流路の１つは、該ギャップと連絡し、微孔質フィルタ膜が、該膜を濾液が通過するために、該表面の１つに配置され、該流路の１つが、該膜を通過する該濾液と連絡し、回転手段が、該膜の１つに連結されて、該ギャップ内で環状渦を確立するよう選択された速度で該回転する膜を駆動する、カセット；ならびに
該流路と連絡する複数のカセットポートであって、該圧力アクチュエータが、該制御プログラムに応答して該弁ステーションおよび該ポンプステーションに圧力を選択的に付与する場合に、該カセットおよび該分離デバイスへ、ならびに該カセットおよび該分離デバイスから、流体の流れを運ぶ、カセットポート、
を備える、使い捨て血液分離セット。
【請求項３３】
前記圧力が、正および負の空気圧を含む、請求項３２に記載の使い捨て血液分離セット。
【請求項３４】
３種の流体が同時にポンピングされ得る、請求項３２に記載の使い捨て血液分離セット。
【請求項３５】
前記回転手段が、アクチュエータデバイスに磁気的に連結されるよう適合された駆動部材を備える、請求項３２に記載の使い捨て血液分離セット。
【請求項３６】
流体処理システムであって、以下：
予め形成された圧力始動式ポンプステーション、予め形成された流体流路、および予め形成された圧力始動式弁ステーションを有する、使い捨てカセットであって：
該カセットが、該カセットと一体であり、そして該流路と連絡している、流体分離デバイスをさらに有し、該分離デバイスは、中空の内部および内側表面を有する第１のほぼ円筒形の部材、該第１の部材の内部に位置する第２のほぼ円筒形の部材を有し、該第２の部材は、該第１の部材の該内側表面から間隔を空けた外側表面を有して、該第１の部材と該第２の部材との間に流体受容ギャップを形成し、該流路の１つが該ギャップと連絡し、微細孔フィルタ膜が、濾液の通過のために該表面の１つに位置し、該流路の１つが該膜を通過する濾液と連絡し、回転手段が、該膜の１つに連結し、該回転手段は、該回転部材を、該ギャップ内に環状渦を確立するよう選択された速度で駆動するためのものである、カセット；
該カセットを受容するための、アクチュエータデバイスであって、該アクチュエータデバイスは、制御プログラムに応答する複数の圧力アクチュエータを有する、アクチュエータデバイス；ならびに
該流路と連絡する、複数のカセットポートであって、該カセットポートは、該圧力アクチュエータが該制御プログラムに応答して、該弁ステーションおよび該ポンプステーションに圧力を選択的に付与する場合に、該カセットおよび該分離デバイスへ、ならびに該カセットおよび該分離デバイスからの流体の流れを運ぶ、カセットポート、
を備える、流体処理システム。
【請求項３７】
前記アクチュエータデバイスが、選択された液体流路を、選択されたポンプステーションと連絡するよう配置して、血液処理手順を実施するように、前記制御プログラムによってプログラム可能である、請求項３６に記載の流体処理システム。
【請求項３８】
前記アクチュエータデバイスが、前記弁ステーションおよび前記ポンプステーションに流体圧力を付与して第１の血液分離手順を実施するように、前記流体圧力アクチュエータに指示するための、第１の選択可能な制御プログラムを有し、該デバイスが、該弁ステーションおよび該ポンプステーションに流体圧力を付与して該第１の血液分離手順とは異なる第２の血液分離手順を実施するように、該流体圧力アクチュエータに指示するための、第２の選択可能な制御プログラムをさらに有し、これによって、同一の使い捨てセットが、異なる血液処理手順に適合され得る、請求項３７に記載の血液処理システム。
【請求項３９】
前記圧力が、正および負の空気圧を含む、請求項３６に記載の流体処理システム。
【請求項４０】
前記ポンプステーションの内の少なくとも２つが、互いに関してずれた位相でポンピングする、請求項３６に記載の流体処理システム。
【請求項４１】
３種の流体が同時にポンピングされ得る、請求項３７に記載の流体処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、一般的に、液体懸濁物、特に、細胞材料（例えば、血液および血液成分）の懸濁液の分離のための装置に関する。より詳細には、本発明は、新規の一体型流れ制御カセット、および１つ以上の血液の成分の分離または画分化のための分離デバイスに関する。
【０００２】
概して、全血は、液体血漿中の赤血球、白血球および血小板の懸濁液である。血液の１つ以上の構成成分または成分の、全血または通常の血液成分の全てより少ない成分を含む懸濁液からの分離は、「アフェレーシス」と称される。しばしば、アフェレーシスは、ドナーからの血液収集と同時に行われ、そして収集された成分は、その血液成分の必要な患者への後の投与のために保存される。あるいは、アフェレーシスは、治療的手順として使用され得、ここで、血液成分は、患者の処置の一部として取り除かれるかまたは消耗される。
【０００３】
所望の成分を取り出し、そして残りの血液成分をドナーまたは患者に戻すことよって、ドナーまたは患者の血液を自動的に処理するための機械は、長年利用可能であった。例えば、血小板は、健康なドナーから収集され、そして赤血球および血漿がこのドナーに戻される。同様に、濃縮された赤血球は、後の輸血のために収集され得、そして、血小板および／または血漿は、このドナーに戻される。他の成分（例えば、血漿または白血球）を収集するための他の手段が使用され得る。
【０００４】
血液成分を分離するため（すなわち、アフェレーシスのため）の機械は、異なる作動原理に基づいてきた。遠心分離は、１つの広範に認識された技術であり、これは、血液成分を遠心力場で分離するために、血液成分の密度のわずかな差を利用する。市販のアフェレーシス遠心分離器としては、Ｂａｘｔｅｒ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｄｅｅｒｆｉｅｌｄ、Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）から市販されるＣＳ−３０００（登録商標）およびＡｍｉｃｕｓ（登録商標）分離器、およびＣｏｂｅ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（Ｇｏｌｄｅｎ、Ｃｏｌｏｒａｄｏ）から市販されるＳｐｅｃｔｒａ（登録商標）およびＴｒｉｍａ（登録商標）が挙げられる。他の市販の血液分離器のメーカーとしては、Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ  ＡＧ（Ｇｅｒｍａｎｙ）、およびＨａｅｍｏｎｅｔｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｂｒａｉｎｔｒｅｅ、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）が挙げられる。
【０００５】
フィルタ膜の使用による血液成分の分離もまた使用されている。膜濾過を使用する血液分離技術における１つの顕著な進歩は、スピニング回転子を使用した。より詳細には、この技術は、２つの同心円状膜の間の相対回転、およびこの相対的に回転している膜の間の間隙におけるテイラー渦の生成を用いる。この原理を用いる市販の分離器（Ｂａｘｔｅｒ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＡｕｔｏｐｈｅｒｅｓｉｓ  Ｃ（登録商標）として市販）において、この分離器は、内部収集システムを有し、静止シェル内に配置された膜被覆スピナーを備える。抗凝血処理された血液は、このスピナーとシェルとの間の半径方向の間隙を介して供給される。テイラー渦は、スピニング回転子によってこの間隙内で生成され、そして膜の上に沈着するか、そうでなければ細孔を塞ぐ細胞性物質の膜を清浄する傾向にある内部掃引運動を提供する。膜の清浄の結果として、血漿濾過物は、この膜を通して迅速に抽出され得る。米国特許第５，１９４，１４５号（本明細書中で参考として援用される）は、より詳細に、このデバイスの構成および操作を記載する。
【０００６】
遠心分離およびスピニング回転子の両方は、例外的に十分に作動するが、この技術を用いる装置は、比較的複雑であり、そして操作者は広範なトレーニングを受ける必要がある。簡便さ、健康および安全性の理由のため、血液分離またはアフェレーシス器は、様々な血液成分の分離および収集のための使い捨てチューブセットおよび分離チャンバを使用する。この使い捨てチューブセットおよび分離チャンバは、再使用可能デバイスに取り付けられ、このデバイスは、操作者の選択した手順または他の操作者の指示に従って、このチューブセットを通る流れを制御する。
【０００７】
この再使用可能分離デバイスは、ポンプ、クランプ、血液の流れを制御するセンサおよびモニタ、このチューブセットを通る血液成分および他の流体（例えば、抗凝血剤および生理食塩水）、ならびに付随した分離チャンバを備える。従って、このチューブセットは、適切かつ安全な操作を保証するためにハードウェアに適切に取り付けられることが非常に重要である。チューブが慎重に取り付けられなければならない多数のガイド、ポンプ、クランプ、モニタおよびセンサに起因して、これらのアフェレーシスデバイスのセットアップは、しばしば、時間がかかり、冗漫であり、そしてヒューマンエラーを受けやすい。このセットアップは、このチューブのセットアップまたはインストール手順が収集されるべき血液成分と共に変わる場合に、さらに複雑となる。操作者の介入を必要とする任意の課題の場合のように、チューブセットのミスインストールが非常に小さい場合でさえも、危険性が存在する。このようなミスインストールは、代表的には、組込み型保護装置のために、ドナーまたは患者を傷付けないが、これはチューブセットの時間がかかり費用のかかる交換を必要とし得るか、または操作者がミスインストールを故障修理し、直している間に遅れ得る。
【０００８】
もちろん、複雑なチューブセットは、関連する労働集約量のために、製造が高価になるという余分な欠点を有し、そして適切なアセンブリを保証するためにかなり慎重になる必要がある。
【０００９】
インストールを容易にし、これにかかる時間を減らし、そして誤る可能性を減らすアフェレーシスチューブセットを設計するためのステップが行われている。このようなシステムの一例は、Ｂａｘｔｅｒ  Ａｍｉｃｕｓ（登録商標）分離システムである。このＡｍｉｃｕｓシステムは、ポンプに取り付けられたカセット、および再使用可能デバイス上の弁ステーションを利用し、チューブセットの手動インストールの多くを排除する。このカセットは予め形成された通路を有し、この通路は、操作者により予め選択された手順に従って、この弁ステーションによって制御される。このカセット配置の例は、米国特許第５，４６２，４１６号（これは本明細書中で参考として援用される）に開示される。
【００１０】
Ａｍｉｃｕｓシステムは、以前のアフェレーシスデバイスにおけるチューブのセットアップの有意な部分を排除するが、いくつかの取付けステップ、ならびにこのデバイスにおける再使用可能遠心分離ボウルまたはチャンバを有する使い捨て分離チャンバを必要とし続ける。従って、さらなる改善の余地が存在し続ける。
【００１１】
チューブセットのインストール手順を簡単にする願望に加えて、分離デバイスのサイズおよび重量を減少することが所望され続けている。例えば、ＣＳ−３０００（登録商標）およびＡｍｉｃｕｓ（登録商標）遠心分離器は、比較的大きな持ち運び可能な機械である。Ａｍｉｃｕｓ（登録商標）は、ＣＳ−３０００（登録商標）より有意に軽く、そして動かし易いが、持ち運び可能な（例えば、小さなスーツケースサイズの）アフェレーシスデバイスが有利である多くの状況が存在する。容易に持ち運び可能なデバイスは、特定の用途（例えば、血液収集デバイス（これは、主な血液バンクまたは病因の研究室から離れた場所において、外で実施される）、または容易に動かすことができず、大きなアフェレーシスデバイスを運ぶのが不可能な場所にいる病期の患者の処置）を有し得る。アフェレーシスデバイスが、簡便なサイズであろうと持ち運び可能なタイプであろうと、チューブの接続プロセスの間に誤る可能性を減らし、この装置のローディングおよび操作のための操作者のトレーニングを減らすかまたは簡単にし、そして製造の複雑さおよびコストを減らす必要性が残る。
【００１２】
（発明の要旨）
本発明は一般に、再使用可能デバイス上への協働的取付けのために適合された使い捨てモジュール、または血液または血液成分を含む懸濁液を処理するためのモジュール、および使い捨てモジュールおよび再使用可能デバイスを備えるシステムにおいて具現化される。本発明によると、使い捨てモジュールは、一体型流れ制御カセットおよび分離器を備える。この分離器は、内部に回転可能に取り付けられた回転子を備え、そして遠心分離、膜分離またはこのような他の回転子ベースの技術、あるいは所望されるような原理に基づき得る。流れ制御カセットは、懸濁液供給源との連絡のための入口を備え、そしてこのカセットは、この懸濁液入口と分離器内の入口との間を連絡している第１の流路を形成する。分離器の出口は、この懸濁液の分離された部分を取り出すために設けられ、そしてこのカセットは、この分離器の出口と連絡している第２の流路を形成する。
【００１３】
より詳細には、この流れ制御カセットは、複数の弁セグメント、およびこれらのセグメント間の連絡を選択的に開くかまたは閉じるための２つ以上の流路セグメントを連結している複数の弁ステーションを形成する。この弁ステーション（これは、そのより広範な局面において、空気式、水圧式、機械的、またはその他で作動可能である）は、流路セグメントを通る流体の流れを制御する再使用可能モジュールと協働し、そして第１および第２の流路を形成する。流路セグメントのアレイおよびカセット内に形成される弁ステーションは、再使用可能ハードウェアの操作によって、要求されるアフェレーシスプロセスに基づいて、提供された様々な異なる流体の流れの構成に選択的に接続され得る。
【００１４】
使い捨て流れ制御カセットを通して流体を動かすことはまた、予め形成したポンプステーション（これもまた、空気式、水圧式、機械的またはその他で作動可能である）を含み得、このポンプステーションは使用者によって選択された手順のための制御プログラムに応答して使い捨て可能なデバイスにより構成されるように、流路セグメントおよび弁ステーションによって形成される流路により流体をポンピングする。この配置は、多くの従来技術のデバイスで必要とされるような、ポンプヘッドを通るまたはこの周りのチューブの集合を排除する。本発明の一体型流れ制御カセットおよび分離器は、特にコンパクトな配置を提供する。分離器が、スピニングローター膜分離原理に基づく場合、この使い捨てモジュール全体および再使用可能モジュールは、小さなスーツケースのサイズまで減少され得、これは野外の収集または除去手順のために容易に持ち運び可能である。
【００１５】
より好ましい形態において、本発明は、使い捨て血液分離セット、単独または組み合わせの、制御プログラムに応答性の複数の圧力アクチュエータを有する再使用可能アクチュエータデバイスにおいて具現化され、ここで、分離セットは、予め形成された圧力作動型ポンプステーション、予め形成された流体流路セグメントおよび予め形成された圧力作動型弁ステーションを備えるカセットを備える。このカセットはまた、流路セグメントと連絡した一体型流体分離デバイス、およびこの流路セグメントと連絡可能な複数のカセットポートを備え、制御プログラムに応答して弁およびポンプステーションへの圧力を選択的に変化させる圧力アクチュエータによって生成される流路によって、カセットおよび分離デバイスへのおよびこれからの流体の流れを伝達する。ポンプまたは弁ステーションを作動する圧力変化は、例えば、大気圧より上（すなわち、正圧）に圧力を増加させるか、または大気圧より下（すなわち、負圧）に減少させる。
【００１６】
再使用可能なアクチュエータデバイスまたはモジュールは、複数の異なる使用者が選択した分離プロセス（例えば、血漿または赤血球成分などの収集）についてプログラミング可能であり得、そして使い捨てセットは、好ましくは、２つ以上の異なる血液処理手順に適合し得る。より好ましい形態のカセットは、それ自体、弁ステーションにおいて接続された複数の流路セグメントに起因して、異なる手順に役立ち、その結果、アクチュエータによる弁ステーションの選択的作動は、異なる手順に必要な異なる流路を確立する。
【００１７】
より詳細には、このカセットは、剛性のプラスチック基部およびこの基部の少なくとも一面を被覆している可撓性の膜を備える。この剛性のプラスチック基部は、弁およびポンプウェルを形成するカセットの一面上に直立した壁を備える。このカセットがアクチュエータでデバイスに取り付けられる場合、このプラスチック膜は、このウェルを密閉するようにこの壁に端部に向かって押しつけられて、閉じた弁またはポンプステーションを形成する。この使い捨て可能デバイスまたはモジュールにおけるアクチュエータは、弁およびポンプチャンバの上に存在する膜の外面に付与される増加したかまたは減少した圧力を変化させることによって、弁作動またはポンプ作動を制御する。例えば、膜に対する圧力を増加することによって、これは、弁ウェル内の弁ポートに向かって押しつけられて、流れをブロックし得る。同様に、アクチュエータによる圧力変化に応答して、ポンプチャンバへのおよびポンプチャンバからの膜の繰り返された収縮を使用して、経時的な汲み出しおよびポンプサイクルにおいて、カセットを通して流体をポンピングし得る。
【００１８】
カセット基部の他方の面に直立している壁は、弁とポンプおよび／または分離器との間で伸長した複数の流路セグメントを形成する。これらの壁は、剛性のプラスチックカバーによって密閉され得るか、またはカセットの一面を用いる場合と同様に可撓性膜によって密閉され得る。従って、流体の流路は、弁ステーションにおいて可撓性膜により付与された選択的圧力変化、および選択された手順に必要なカセットを通してポンピングされる流体により、アクチュエータデバイス内の選択された制御プログラムに応答して、異なる分離手順について、カセット内で形成され得る。従って、同じカセットは、様々な異なる手順のために使用され得、ここで、必要とされる操作者のセットアップは最小であり、そして操作者が誤る機会は非常に軽減される。
【００１９】
本発明のこれらおよび他の特徴および局面は、以下の添付の図面の詳細な説明において記載される。
【００２０】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
図１は、患者または野外での血液採取位置に運ぶのに適切な、本発明の輸送可能バージョンを例示する。上記のように、本発明は、輸送可能適用に特に良好に適切であるが、このような適用に限定されず、大規模な有意な利点（携帯可能でないシステム）で利用され得る。
【００２１】
より具体的には、図１は、血液または血液成分を処理するシステム１０の全体を示し、このシステム１０は、使い捨てプラスチックチュービングセットまたは流体回路モジュール１２またはデバイスモジュール１４を備える。以下の説明で明らかであるように、２つのモジュールを共に操作して、種々の選択された血液処理または採取手順を実施する。
【００２２】
この使い捨てチュービングセットまたはモジュール１２は、一体型流量カセットおよび分離器（一般的に１６）、複数のプラスチック容器（一般的に１８）を備え、可撓性プラスチックチュービングによってカセットに予め接続される。後により詳細に記載されるが、予め接続した容器は、採取手順での使用のために抗凝固性溶液または生理食塩水溶液で予め充填され得るか、または分離手順の間またはその後に血液成分を受容または保存するために空にされ得る。
【００２３】
チュービングセットを通過する流量は、再使用可能コントローラまたはアクチュエータモジュール１４と共に操作される一体型カセットおよび分離器によって制御される。このコントローラ１４は、任意の所望の形状であり得、そして輸送を容易にするために小さなスーツケース型の形状で示される。
【００２４】
安全性および簡便性のために、流体回路モジュール１２は、一回使用した後に処分されることが意図されるが、このコントローラ１４は、長期の使用に適切な耐久性の再使用可能モジュールであることが意図される。例示の実施形態および好ましい実施形態において、コントローラ１４は、携帯可能なハウジングまたはケース２０の内部に取り付けられる。ケース２０は、（例えば、鋳型成形によって）任意の所望の形状に形成さ得、そして好ましくは、軽量だが耐久性のプラスチック材料から作製される。このケースは、テーブル上または他の比較的狭い表面上でのセットアップおよび操作に適した、コンパクトなフットプリントを提供する。
【００２５】
ケース２０は、基部２２および蝶番式の蓋２４を備え、これは、（図１に示すように）使用する際に開口され、そして（図４に示すように）輸送または貯蔵する際に閉口される。この蓋２４は、閉口された蓋２４を解除可能にロックするためのラッチ２６および保持用ハンドル２８を備える。使用の際に、この基部２２は、小さなテーブルまたは机のようなほぼ水平支持表面に載せられることが意図される。
【００２６】
上記のように、一体型カセット／分離器１６を備える、使い捨てモジュール１２は、一度のみの使用後は廃棄するために、滅菌されることが意図される。図１は、再使用可能モジュールまたはコントローラ１４上に取り付けまたは組み立てる前の使い捨てモジュール１２を示す。このコントローラ１４は、ケース２０内に取り付けられ、そして液体を充填したバックの吊り下げホック、分配または制御される流体容量を測定するためのスケール、ならびに分離器デバイスのカセットおよび駆動部材を通過する流量を制御するための弁およびポンプ制御ステーションを備え得る。図２においてより具体的に示されるように、このケース２０は、操作入力およびデータ表示のための制御パネル領域３０、一体型カセットおよび分離器とともに操作するためのアクチュエータ領域３２、引っ込んだ所に設けられたバック吊り下げ領域３４、傾斜したバック静置領域３６、および分配または制御された、容積を決定するための目盛りが付いたハンガー３８を備え得る。
【００２７】
このコントロールパネル領域３０は、好ましくは、入力能力およびディスプレイ能力の両方を備える。この入力能力は、キーパッド、タッチスクリーンまたは他の適切な入力デバイスの形態であり得、操作者が所望の情報（例えば、アフェレーシス手順の実行、患者の同定および関連する患者のデータ）、所望の実行時間もしくは採取特性、または他のこのような情報を入力することを可能にする。
【００２８】
このデバイス１４は、プログラム可能なマイクロプロセッサによって制御され得、そして種々の異なるアフェレーシス手順を実行するために予めプログラムされた指示を含み、操作者が、所望される特定の手順または採取されるべき特定の血液成分をメニューから選択することを可能にする。このマイクロプロセッサはまた、ドナー／患者の情報、処置または採取情報および後にダウンロードまたは編集するための他のデータを格納するためのデータ格納能力を備え得る。
【００２９】
コントロールパネル領域は、フラットスクリーンディスプレイ、カソードレイチューブ、発光ダイオードなどのような所望の処理情報を表示するための出力またはディスプレイデバイスを備え得る。この出力および入力能力はまた、情報を表示するタッチパネルスクリーンのような単一の特徴と組み合わされ得、一方で同時に、使用者が入力または選択することを可能にする。データ出力能力はまた、標準的な平行ポートもしくはシリアルポート、または他のネットワークまたはインターネット接続能力を備え、所望の場合、他のコンピュータまたはネットワークと接続される。
【００３０】
吊り下げ位置で容器を支持するために、このケースの蓋は、凹部領域３４を備える。蓋２４の内部のホック（示さず）は、生理食塩水、抗凝固剤などの吊り下げバックのための支持体を提供する。同様に、格納式ハンガー３８は、血液成分が少なくとも一時的に保存される採取バックを支持するために提供される。ハンガー３８は、好ましくは、蓋内に配置されたスケール上に取り付けられ、採取された血液成分の量の自動測定を可能にする。
【００３１】
傾斜したバック支持表面３６は、使い捨てチュービングセットまたは回路１２と一体化された容器を支持するために、ケース内にさらなる領域を提供する。傾斜した表面の１以上の領域は、加熱され得、所望される場合、ドナーまたは患者内に循環させる前に、バックの溶液が温められる。
【００３２】
まとめると、コントローラまたは再使用可能モジュールを上記の特徴により、使い捨てモジュールまたは流体回路の種々の構成要素を配置および配列するために、独特な、コンパクトで、シンプルでかつ効果的な配列を提供し、操作者のミスの機会を減少させる。
【００３３】
図２に示されるように、所定の血液処理および採取手順を開始する前に、操作者は、チュービングセットの種々の構成要素をケース２０に充填する。コントローラ１４は、操作者の他の入力を考慮に入れて、予めセットされたソフトウエアプロトコールに基づいた手順を実行する。この手順を完了した後、操作者は、使い捨てモジュールを取り外す。採取された血液成分（単数または複数）を保有するモジュールの一部は、ケース２０から取り出され、そして貯蔵、輸送またはさらなる処理のために保持される。使い捨てモジュールの残りは、ケース２０から取り出した後に、安全に廃棄される。
【００３４】
デバイス１４と組合せたセット１２は、種々の流れ配置を可能にする、プログラム可能な血液処理回路を規定する。図５は、代表的な配置を概略的に示す。図５を参照すると、このシステムは、種々の異なる血液処理手順を実施するためにプログラムされ得、ここで、例えば、赤血球が採取されるか、または血漿が採取されるか、または血漿と赤血球との両方が採取されるか、または他の血液成分が採取される。
【００３５】
図５に示され、そして流量カセットに規定される流量回路４２は、数種のポンプステーションＰＰ（Ｎ）を備え、これは、インライン弁Ｖ（Ｎ）のアレイを通過する、流量経路セグメントのパターンによって相互接続される。これらの構成要素は、３つに分かれたポンピングシステムの使用を介して、少なくとも３つの流体を同時にポンピングする能力を提供する。このカセットは、複数のポートＰ（Ｎ）によって使い捨てチュービングセットの残りに連結される。
【００３６】
カセット内に規定される回路３６は、流路のプログラム可能なネットワークを備え、これは、８個のポート（Ｐ１、Ｐ２およびＰ５〜Ｐ１０）および４個のポンプステーション（ＰＰ１〜ＰＰ４）を備える。ライン弁Ｖ１〜Ｖ５、Ｖ８〜Ｖ１５およびＶ１７〜Ｖ２５の選択的な操作によって、任意のポートは、任意のポンプステーションと流体連絡するように配置される。この弁の選択的操作によって、流量は、任意のポンプステーションを通って、２つの弁の間の正方向または逆方向、または単一の弁を通るイン−アウト方向に方向付けられ得る。
【００３７】
例示の実施形態において、この回路はまた、２つのポートＰ３およびＰ４、ならびに１つのポンプステーションＰＰ５を含む、分離された流路を備える。この流路は、「分離された」と呼ばれる。なぜならば、流量回路４２中で任意の他の流路と直接流体連絡するように（任意の弁の操作を介して）配置され得ないからである。分離された流路のポンプステーションＰＰ５は、専用の抗凝結剤のポンプとして使用され、供給源からポートＰ３を通って抗凝固剤を汲み上げ、そしてＰ４を通って、患者またはドナーから汲み上げられた血液中への抗凝固剤を測定する。
【００３８】
カセット上の空気ポンプは、全血、血液成分、抗凝固剤、生理食塩水、または他の溶液を、流体回路および分離デバイスを通って、保存バッグまたは容器に移動させ、そして可能であればドナーに戻すために使用される。このデバイス１４は、種々のポンプステーションに専用のポンプ機能を与えることによって、回路４２を通過する流れを制御するように制御され得る。例えば、１実施形態において、このポンプステーションＰＰ１およびＰＰ２は、実施される特定の血液手順に関係なく、例えば、ポートＰ６を通ってドナーから血液を汲み上げるか、または例えば、ポートＰ５を通って血液をドナーに戻すかのいずれかで実施される、特定の血液手順に関係なく、一般的な目的のドナーインターフェースポンプとして有用であり得る。また、これらのポンプは、血液の流れをスムーズに保つために、正確にずれた位相で作動され得る。特に、一方のポンプで、ドナーから血液をポンピングする場合、他のポンプは、血液を、処理のために分離器４４ポンピングし、次いで、一方のポンプで血液を分離器に向ける一方で、他方のポンプは、ドナーから血液を引き出す。
【００３９】
同様に、この分離器４４に存在する処理した血漿を、ステーションＰＰ３およびＰＰ４によって処理する。さらに、これらのポンプは、連続的な血漿流れを提供するために、正確にずれた位相で作動され得る。特に、一方のポンプで、分離器４４から血漿が汲み上げられ得る場合、他のポンプは、ポートＰ９を通ってサンプル保管場所へか、またはポート１０を通って血漿採取バックへのいずれかに、血漿をポンピングする。膜分離デバイスに関して、これらのポンプステーション（ＰＰ３およびＰＰ４）はまた、分離器４４の膜を通過する所望の膜内外圧力（ＴＭＰ）を提供するために役立ち得る。遠心分離器に関して、これらのポンプは、最も効果的な分離および採取のために、遠心分離機の選択した位置で血液成分間のインターフェースを保持するのに役立ち得る。
【００４０】
好ましい実施形態において、赤血球フィルタ（図５）は、カセット中に入れられ、全血の分離が遠心分離機４４中で行われた後に、赤血球が除去される。次いで、赤血球が、ポート８またはポート９を介して、一時的または最終の赤血球容器にポンピングされ得る。ポートＰ２は、赤血球保存剤（例えば、Ｂａｘｔｅｒ  Ｈｅｌｔｈｃａｒｅ’ｓ  Ａｄｒｏｌ（登録商標）溶液）を任意の採取された赤血球に供給するための必要な手段を提供する。測定される場合に、カセットおよびコントローラと結合した検出器によって、一旦、予め決められた赤血球の数に到達すると、汲み上げプロセスは停止し、そしてドナーに戻すプロセスが開始する。任意のプロセスの間、ポートＰ１は、このセットを通って生理食塩水溶液を供給するための手段および／またはこのセットから排泄溶液を除去するための手段を提供するのに利用可能である。
【００４１】
この好ましい実施形態は、１０個のポート（図５のＰ１〜Ｐ１０）を備え、このポートは、使い捨てモジュール１２の可撓性チュービングに接続される。図１〜３内に例示されるように、プライミングのために生理食塩水を保持する容器４６などは、カセットポートＰ１に、プラスチックチュービングによって接続される。赤血球添加溶液を保持するのに適切な容器４８は、カセットポートＰ２へのチュービングを介して連結される。これらの２つの容器（４２、４４）を接続するチューブはまた、所望の場合、外付けの手動で操作されるラインクランプ４８または内部の破損し易い流れコントローラを有し得る。
【００４２】
抗凝固薬を含む容器５０は、カセットポートＰ３へのチュービングを介して接続され、そしてまたラインクランプ４８を保持する。抗凝固薬回路のポートＰ４は、ドナー引き戻しおよびリターンライン５２に接続され、このライン５２は、針５４で終結する。好ましい実施形態において、ドナーチュービングライン５２は、ｙコネクタ５６を介して、ポートＰ５と連絡するドナーリターンラインおよびポートＰ６に接続するドナードローラインと接続する。
【００４３】
残りのポートは、代表的に、処理された流体の収集のために使用される。血漿収集容器５８は、カセットポートＰ１０にチューブによって接続され得、一方、血漿サンプルポートＰ９は、注射器（Ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ（登録商標）デバイスなど）を使用して、ゴムセプタム（Ｉｎｔｅｒｌｉｎｋ（登録商標）またはその類似物）を通して処理された血漿をサンプリングするために利用可能である。赤血球収集容器６０は、カセットポートＰ７にチューブによって接続される。全血リザーバ６２は、カセットポートＰ８にチューブによって接続されて、処理の間全血の一時的なリザーバとして役立つが、貯蔵のための赤血球の第２のユニットを受容するように役立ち得る。
【００４４】
従って、回路４２は、血漿、赤血球、バフィーコートまたは血小板の全てまたはいくらかを保持するため、またはこれらの成分の全てまたはいくらかをドナーに戻すために、特定の血液処理手順の目的に依存して、プログラムされ得る。
【００４５】
好ましい実施形態において、プログラム可能な流体回路４２は、一体的なカセットおよび分離器１６に埋め込まれている。図６は、再使用可能なモジュールまたはコントローラ１４へのカセットまたは分離器の取り付けを示す。カセット１６は、剛性の射出成形材料（例えば、アクリル、ＨＤポリエチレン、ポリプロピレンなど）から作製される基部６２を有する。カセットは、可撓性プラスチックシーティング６４（例えば、ＰＶＣなど）によって１つの側面にカバーされる。カセットは、予め形成されたフローチャネルセグメント、弁ステーション、ポンプステーション、ならびに全血、生理食塩水、抗凝固薬、血漿、赤血球、および保存溶液のフローを正確な行き先に正確な時間で指向させるためのポーティング配置を含む。結果として、カセット１６は、所与の血液処理手順に必要とされる全てのポンピング機能およびバルビング機能についての、集中化されたプログラム可能な一体化プラットフォームを提供する。例示される実施形態において、流体の圧力は、正の空気圧および負の空気圧を含むが、他のタイプの流体圧力が使用され得、そして所望の場合、機械的アクチュエータが使用され得る。
【００４６】
図６に見られるように、ロードされる場合、カセット１６は、再使用可能なモジュールのアクチュエータ領域３２に寄り掛かっている。アクチュエータ領域は、カセット上の弁ステーションおよびポンプステーションを制御するための弁およびポンプアクチュエータのアレイ６６および再使用可能なモジュール上の作動位置に分離器を受容するための分離器受容領域６８を備える。ポンプおよび弁アクチュエータは、回路を通る液体フローを制御するために、可撓性膜６４上に正の空気圧または負の空気圧を適用し得る。
【００４７】
カセットは、種々の形態をとり得る。図示されるように（図６を参照のこと）、一体化分離デバイスに関わらず、カセット１６は、前面７０および後面７２を有する射出成形体または基部６２を備える。説明のために、前面７０は、カセットが再使用可能なモジュールに取り付けられる場合、アクチュエータ領域に面するカセット１６の側面である。好ましい実施形態において、可撓性ダイヤフラムシートまたは膜６４が、前面７０の上にあり、一方、剛性の裏打ち７４は、カセットの後面の上にある。
【００４８】
カセット本体６２および裏打ち７４は、好ましくは、剛性な医療等級プラスチック材料から構成される。ダイヤフラム６４は、好ましくは、医療等級プラスチックの可撓性シートから構成される。ダイヤフラム６４は、それらの周辺の周りで、カセット本体６２の前面の周辺縁に密封される。ダイヤフラム６４の内部領域はまた、後にさらに詳細に記載されるように、カセット本体６２の内部領域に、永久的にまたは一時的に密封され得る。
【００４９】
カセット本体６２は、前面７０および後面７２に形成される内部孔またはチャネルのアレイを有する（図７、１０および１１を参照のこと）。内部孔は、図５に概略的に示されるように、弁ステーション、ポンプステーションおよび流路を形成する。
【００５０】
図７を参照して、ポンプステーションＰＰ１〜ＰＰ５は、カセット本体６２の前面７０に開放する大きな凹面のウェル７６として形成される。直立縁７７は、ポンプステーションの開放ウェルの周囲を取り囲む。ポンプウェルは、各ポンプステーションに対して各ポンプチャンバへの入口または出口として働くスルーホール７８の間隔をあけた対を除いて、カセット本体６０の後面７２上で閉鎖される。スルーホール７８は、カセット本体６２の後面７２に通って延びる。明らかなように、スルーホールのいずれかは、入口または出口、あるいは入口および出口の両方として、その関連したポンプステーションで役立ち得る。
【００５１】
インライン弁Ｖ１〜Ｖ２５は、同様にカセット基部または本体の前面７０上で開放するウェルに形成される。各弁ウェルは、カセット本体の前面にウェルを取り囲む高くされた縁部７７で終わる直立縁壁８２によって形成される。各弁ウェルはまた、前面と後面の間にカセット本体を通って伸長する、少なくとも２つの開口またはスルーホール８４および８６を有する。スルーホールを除いて、弁は、カセット本体の後面７２上で閉鎖される。後にさらに詳細に示されるように、１つのスルーホールは、カセット本体６２の後面７２上の選択された液体流路と連絡し、そして他のスルーホールは、カセット本体の後面上の別の選択された液体流路と連絡する。
【００５２】
各弁において、高くされた周辺表面８８は、スルーホールの１つを囲んで弁シートを形成する。次いで、周辺表面は、他のスルーホールにも伸長する陥凹領域９０に接する。カセット本体の前面の上の可撓性ダイヤフラム６４は、ポンプ弁ステーションおよび弁のそれぞれを取り囲む直立周囲縁壁に対して、静止する。再使用可能モジュールに取り付けられる場合、カセット本体のこの面に対して均一に正の力をかけると、この可撓性ダイヤフラム６４は、直立縁７７に対して設置される。これは、ポンプステーションおよび弁ステーションそれぞれの周囲に周囲密封を形成する。次に、これは互いからおよびシステムの残りからポンプおよび弁を孤立させる。
【００５３】
先に指摘したように、再使用可能なモジュールにロードされた場合、カセットの個々のポンプステーションおよび弁ステーションを密封するための可撓性膜に圧力が適用され、そして再使用可能モジュールのドア９２が、閉鎖される。より詳細には、再使用可能モジュールの弁およびポンプアクチュエータ領域３２は、弁ステーションおよびポンプステーションのそれぞれを取り囲む直立周囲壁８２の領域に可撓性膜またはダイヤフラム６４を圧するように配置される表面を備える。再使用可能モジュールのドア９２は、カセットを捕捉し、そしてそれを弁およびポンプアクチュエータ領域に圧して、ポンプステーションおよび弁ステーションの周りに周囲密封を形成する。再使用可能モジュールに保存される制御プログラムは、弁およびポンプステーションが膜６４によって適切に密封され、隣接する弁ステーションまたはポンプステーション間に漏れがないことを確実にするために、一連のプレランチェックを含み得る。
【００５４】
この配置で、これらの周囲が密封された弁ステーションおよびポンプステーションの上にあるダイヤフラム６４の領域への正の流体圧および負の流体圧の局在化された適用は、これらの領域でダイヤフラムを曲げるのに役立つ。ポンプステーションの上のダイヤフラムへの正の流体圧力および負の流体圧力のこれらの局在化された適用は、ポンプステーションから液体を排出（ポンプウェルに膜を押し付ける正圧の適用）し、そして液体をポンプステーションに引き抜く（ポンプウェルから膜に引かれる負圧の適用）のに役立つ。同様に、弁の上のダイヤフラムの領域への正の流体圧および負の流体圧の局在化された適用は、これらのダイヤフラムの領域を弁シートに配置（正圧の適用）および外すこと（負圧の適用）に役立ち、これによって、関連する弁ポートを閉じそして開く。可撓性ダイヤフラムは、弁シートからの曲がりのために、適用される負圧または大気圧に対してさえ応答してそれぞれのポートを開く。可撓性ダイヤフラムは、弁シートへの曲がりのために適用される正圧に応答性であり、それぞれのポートを閉鎖する。密封は、可撓性ダイヤフラムを陥凹弁へ曲がるように押してスルーホールの１つを取り囲む弁シートに密封することによって達成される。
【００５５】
分離デバイスまたは分離器４４は、カセット本体６２と一体化される。好ましい実施形態における分離器４４は、分離器取り付けセクション９４でカセットに取り付けられる。図８Ａ〜８Ｃを参照して、好ましい実施形態の分離デバイス４４は、カセットの取り付けセクション９４内の陥凹部に伸長する支持ポスト９８ａ〜ｆを備える外側ほぼ円筒形ハウジング９６を有する。ポスト９８ｃ、ｅ、およびｆは、中空であり、カセットと分離器との間に流体流路を提供し、そして分離器を支持する。
【００５６】
分離器４４は適切な分離原理（例えば、遠心分離または膜分離）に基づき得るが、本発明は、ここで、Ｂａｘｔｅｒ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって販売されるＡｕｔｏｐｈｅｒｅｓｉｓ  Ｃ（登録商標）分離器に原理において一般的に比較可能なスピニング膜分離器に関して、図９の説明によって記載される。特に、好ましい実施形態は、米国特許第５，１９４，１４５号（本明細書中参考として援用される）に開示されるものと非常に似た分離器を組み込む。
【００５７】
図９および１２をここで参照して、全血（抗凝固薬と組み合わせられ得る）は、入口１００において分離器４４に導入される。分離器４４は、定置型ハウジング９６内の中心長手軸の周りで回転可能なほぼ円筒形のスピナー１０２を有する。スピナーの一端に取り付けられた磁性要素１０４は、再使用可能モジュール内に配置される磁性ドライバー１０６への磁性的なスピナーの接続を提供する。磁性ドライブ１０６（詳細には示さない）は、スピナーに取り付けられる磁性要素１０４を包含し、そして磁気的に接続するための再使用可能なモジュール内の一端に配置される。分離器４４の他端は、中空旋回ピン１１０を介してスピナーと連絡するポート１０８を有する。
【００５８】
スピナー１０２の表面は、血液濾過に通常使用されるタイプであり、０．１〜１．０ミクロン、好ましくは、０．８〜１．０ミクロンの範囲の表面開口部を有するフィルタ膜１１２によってカバーされる。フィルタ１１２の下に、スピナー表面が、長手溝１１６によって相互接続される複数の円周溝１１４を形成し、次いで、この長手溝１１６は、半径方向導管１１８を介して中心マニホルド１２０と連絡するように構成される。マニホルド１２０は、端部密封および支持配置（詳細には示さない）を介して、血漿外側ポート１０８と連絡する。
【００５９】
血漿は血液から除去され、血液の残り（高ヘマトクリット血液または赤血球濃縮物）は、全血入口１００からハウジングの反対の端部に配置される接線方向出口オリフィス１２２を介して除去される。
【００６０】
分離器の入口および出口ポートは、中空ポスト９８ｃ、ｅ、およびｆ（図８ａ〜８ｃに最も良く示される）を介して連絡し、流路または流路セグメント１２４がカセット基部または本体６２の後面７２に形成される（図１０に最も良く示される）。これらの流路セグメント１２４（図１０および１１を参照のこと）は、チャネルセグメントが穴または開口部８４を介して弁ステーションを、または穴またはポート７８を介してポンプステーションを交差することを除いて、カセット本体６２の前面７０において閉鎖される。流路セグメント１２４は、直立壁１２６によって形成され、そしてカセット基部６２の後ろに向かって外側に開放する。流路セグメントの開放面は、カセット基部６２の後面の上に密封される剛性プラスチックカバー１２８によって閉鎖され、そして音響または接着溶接などによって直立壁１２６の縁部に密封される。あるいは、可撓性膜は、剛性カバーの代わりに使用され得、カセット基部の前面に使用される膜シールと類似した様式で、直立壁に対してこの可撓性膜を配置するために膜に圧が適用される。
【００６１】
図１１に最も良く示されるように、成形されたポートＰ１〜Ｐ１０は、直接、カセット本体６２の後面の流路セグメント１０４と直接連絡する。これらの流路セグメントは、弁ステーションの操作によって、他の流路セグメント、ポンプステーションまたは分離器と連絡して配置されてそれぞれのセグメント間のフローを開き得るかまたは遮断し得る。ポートＰ１〜Ｐ１０は、カセット本体の側面縁部１３０に沿って外に伸長する。図２および６に示されるように、カセットは、再使用可能モジュールに垂直に取り付けられ、この方向で、ポートＰ１〜Ｐ１０は、垂直に配列され、１つが他の上にある。ポートのこの整理された（ｏｒｄｅｒｅｄ）配向は、アクチュエータ領域の作動領域と整列した、集中したコンパクトなユニットを提供する。
【００６２】
カセットの選択された物理的特徴または干渉表面は、例えば、光学的検出によって、正しい使い捨て可能なセットが選択された特定の手順のためにロードされたことを確認するためのハードウェアを可能にし得るが、本発明を用いて、単一の使い捨て可能なセットが異なる手順で使用され得る。
【００６３】
操作の間、流速、収集容積の測定ならびにレベルモニタリングは、全て、ハードウェアおよび使い捨て可能なセットのインターフェースを介して達成される。流速は、システム内の少なくとも２つの手段によって測定され得る。一つの単純な方法は、ポンプストロークの数を数えるための制御プログラムのためにあり、各ストークが、特定の容積の流体をポンプすることを知る。第１の手段と組み合わせて使用され得る第２の手段は、空気フロー測定技術に基づく。各ポンプチャンバへの空気フローが測定され得、従って、流体フローが供給される空気の容積および圧力に比例する場合、どれだけ多くの流体が流れているかを推測し得る。
【００６４】
図７に戻って参照して、カセット上の透明または屈折ウインドウ１１４および１１６は、それぞれ、ハードウェアの光学的なヘマトクリットおよび溶血検出系と接するように設計される。これらのウインドウは、任意の特定の手順の間、ヘマトクリットおよび溶血レベルの連続的なモニタリングを可能にし、操作者が手順の前にヘマトクリットを入力する必要がない。血小板数または白血球のようなこれらの特徴をモニタリングするための類似のウインドウがまた、カセット内に含まれ得る。
【００６５】
本発明の特定の実施形態が示され記載されたが、本発明から逸脱することなくその広い局面で、変更および改変がなされ得ることが当業者に明かである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明の特徴を具体化するシステムの斜視図であり、使い捨てモジュールまたは処理セットが、使用前の再使用可能モジュールまたはアクチュエータデバイス（これはまた、処理デバイスとも呼ばれる）と一体化して示される。
【図２】
図２は、図１に示されるシステムの斜視図であり、ポンプおよび弁アクチュエータへの再使用可能モジュールは、開口状態で示され、一体型モジュールおよび分離器を備えた使い捨てモジュールの取り付けに適用している。
【図３】
図３は、図１に示されるシステムの斜視図であり、使い捨てモジュールおよび処理セットは、再使用モジュールまたは処理デバイスに完全に取り付けられ、そして使用を容易にしている。
【図４】
図４は、図１に示される再利用処理デバイスまたはモジュールを収納するケースの斜視正面図であり、この蓋は、デバイスを輸送するために閉じられている。
【図５】
図５は、使い捨てモジュールによって提供される血液処理回路の概略図であり、本発明の再使用モジュールとの組合せがプログラムされて、種々の異なる血液処理手順を実施し得る。
【図６】
図６は、本発明の（一体型分離器を備える）一体型カセットの分解斜視図であり、この一体型カセットは、図５に示される血液処理回路、および図１に示される再利用処理デバイス上のポンプステーションおよび弁ステーションを備える
【図７】
図７は、図６に示される一体型カセットおよび分離器の前面の平面図である。
【図８Ａ】
図８Ａは、分離器およびカセットを接続した斜視図である。
【図８Ｂ】
図８Ｂは、分離器およびカセットを接続した斜視図である。
【図８Ｃ】
図８Ｃは、分離器およびカセットを接続した斜視図である。
【図９】
図９は、１つのタイプの実施形態（１つだけではない）の分離器を部分的に取り壊した斜視図であり、この分離器は、本発明に従って使用され得る。
【図１０】
図１０は、予め形成された流体流路、弁ステーションおよびポンピングチャンバの背面の斜視図である。
【図１１】
図１１は、図１０に示されるカッセットおよび分離器の背面の平面図である。
【図１２Ａ】
図１２Ａは、図１１の線１２Ａ−１２Ａに沿って取られた、側面図である。
【図１２Ｂ】
図１２Ｂは、図１１の線１２Ｂ−１２Ｂに沿って取られた、側面図である。
【図１２Ｃ】
図１２Ｃは、図１１の線１２Ｃ−１２Ｃに沿って取られた、側面図である。
【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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