СИСТЕМА И СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА
SYSTEM AND METHOD FOR IMAGING A ROTATING OBJECT

ПРИОРИТЕТ
[0001] По данной заявке на патент испрашивается приоритет на основании заявки 62/234,188, поданной 29 сентября 2015 г., под названием ʺBlood Component Separation Device with Imaging Systemʺ, которой присвоен номер дела патентного поверенного 1611/C35, авторами которой являются Gary Stacey и James Sullivan, раскрытие которой включено в данное описание в полном объеме путём ссылки.
[0002] По данной заявке на патент также испрашивается приоритет на основании предварительной заявки на патент США № 62/302,996, поданной 3 марта 2016 г., под названием ʺSystem and Method For Imaging a Rotating Objectʺ, которой присвоен номер дела патентного поверенного под номером 1611/C54, авторами которой являются Gary Stacey и James Sullivan, раскрытие которой включено в данное описание в полном объеме путём ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0003] Настоящее изобретение относится к системам формирования изображения и, в частности, к системе формирования изображения для формирования изображения вращающегося объекта.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0004] При формировании изображения объекта важно, чтобы целевой объект оставался в фокусе для получения четкого изображения и, при необходимости, извлечения наилучших возможных данных из изображений. Четкое изображение и хорошие данные изображения можно получать, аккуратно размещая оптический датчик и линзы, используемые для получения изображения, и источник света, используемый для освещения объекта. Во многих традиционных системах, если устройство формирования изображения наблюдает объект под углом, границы/края изображения могут искажаться и/или расфокусироваться, что приводит к снижению качества изображения и обеднению данных изображения. Поэтому в традиционных системах существуют ограничения на размещение датчика изображения/оптического датчика. Это, в свою очередь, может приводить к ограничениям на размер системы в целом.
[0005] Дополнительные сложности могут возникать, если изображаемый объект вращается. Например, в области обработки и афереза крови, использование традиционных систем формирования изображения может быть проблематичным. Аферезом называется процедура, в которой отдельные компоненты крови можно разделять и собирать из цельной крови, временно забранной у субъекта. Обычно цельная кровь забирается через иглу, введенную в вену руки субъекта, и поступает в клеточный сепаратор, например, центрифужную чашу. После разделения цельной крови на различные компоненты, один или более из компонентов можно удалять из центрифужной чаши. Оставшиеся компоненты можно возвращать субъекту совместно с необязательной компенсационной текучей средой для восстановления объема удаленного компонента. Процесс забора и возвращения продолжается до тех пор, пока не будет собрано нужное количество нужного компонента, после чего процесс останавливается. Основная особенность систем афереза состоит в том, что обработанные, но ненужные компоненты возвращаются донору. Разделенные компоненты крови могут включать в себя, например, компонент высокой плотности, например, эритроциты, компонент промежуточной плотности, например, тромбоциты или лейкоциты, и компонент более низкой плотности, например, плазму.
[0006] Во время процедуры афереза, оператор или лаборант отслеживает процедуру во избежание каких-либо проблем с ее выполнением. Например, помимо отслеживания расходов, объемов и давлений в системе, оператор/лаборант также может опираться на зрительные, слуховые и тактильные ощущения для подтверждения правильного разделения цельной крови и правильной работы системы. Однако традиционные системы формирования изображения сталкиваются с проблемами при попытке получения изображений вращающегося клеточного сепаратора/центрифужной чаши. Аналогичные проблемы возникают не только в связи с процедурами афереза (например, при формировании изображений других вращающихся объектов).
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, система формирования изображения для устройства обработки крови включает в себя блок формирования изображения, источник света и синхронизатор. Блок формирования изображения может быть выполнен с возможностью получения последовательности изображений по меньшей мере части устройства разделения компонентов крови, которое, в свою очередь, может быть выполнено с возможностью вращения вокруг оси и разделения цельной крови на множество компонентов крови. Источник света может быть направлен на устройство разделения компонентов крови и может быть выполнен с возможностью формирования импульсов света, которые освещают устройство разделения компонентов крови во время вращения. Это, в свою очередь, позволяет блоку формирования изображения получать последовательность изображений устройства разделения компонентов крови. Синхронизатор (например, угловой кодер, находящийся на валу устройства разделения) может быть выполнен с возможностью отслеживания вращательного положения устройства разделения компонентов крови.
[0008] Система формирования изображения также может включать в себя контроллер, который осуществляет связь с блоком формирования изображения, источник(и) света и синхронизатор. Контроллер может быть выполнен с возможностью управления работой блока формирования изображения и/или источника(ов) света на основании вращательного положения устройства разделения компонентов крови. Управление работой блока формирования изображения и/или источника(ов) света позволяет получать каждое из последовательности изображений в одном и том же вращательном положении устройства разделения компонентов крови. Последовательность изображений может отображаться на визуальном дисплее, может быть свободна от дрожания и может включать в себя визуальное представление границы раздела между по меньшей мере двумя из множества компонентов крови. Контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью управления работой устройства обработки крови по меньшей мере частично, на основании положения границы раздела между по меньшей мере двумя из множества компонентов крови.
[0009] В некоторых вариантах осуществления, блок формирования изображения может представлять собой твердотельный формирователь изображения и/или включать в себя CMOS-датчик. В качестве дополнения или альтернативы, блок формирования изображения может включать в себя линзу и датчик изображения. Линза и/или датчик изображения может ориентироваться под углом относительно части изображаемого устройства разделения компонентов крови. Линза может определять плоскость линзы, и датчик изображения может определять плоскость изображения. Плоскость линзы может не быть параллельна плоскости изображения. В других вариантах осуществления, линза, датчик изображения и часть изображаемого устройства разделения компонентов крови могут ориентироваться и располагаться согласно принципу Шеймпфлюга.
[0010] Блок формирования изображения может быть выполнен с возможностью считывания информации, содержащейся на устройстве разделения компонентов крови. Например, информация может представлять собой информацию о производителе, номер модели, номер детали, дату изготовления, информацию об устаревании, информацию даты истечения срока действия и/или информацию об обследовании. Источник света может включать в себя множество светодиодов, имеющих различные цвета, и цвет формируемого импульса света может быть основан по меньшей мере частично на характеристике цельной крови, подлежащей обработке, или характеристике по меньшей мере одного из множества компонентов крови.
[0011] В дополнительных вариантах осуществления, система формирования изображения может включать в себя микрофон (например, MEMS-микрофон), выполненный с возможностью регистрации звука устройства разделения компонентов крови во время вращения и формирования и вывода аудиосигнала, представляющего звук. Контроллер может осуществлять электрическую связь с микрофоном и может быть выполнен с возможностью приема выходного аудиосигнала и управления работой устройства обработки крови на основании выходного аудиосигнала. В качестве дополнения или альтернативы, контроллер может анализировать выходной аудиосигнал в течение периода времени и определения тенденции эксплуатационных показателей.
[0012] Кроме того, некоторые варианты осуществления системы формирования изображения могут включать в себя вибрационный датчик (например, многоосный акселерометр), выполненный с возможностью измерения вибрации устройства разделения компонентов крови во время вращения и формирования вибрационного выходного сигнала, представляющего вибрацию. Контроллер может осуществлять электрическую связь с вибрационным датчиком и может быть выполнен с возможностью приема вибрационного выходного сигнала и управления работой устройства обработки крови на основании вибрационного выходного сигнала. В качестве дополнения или альтернативы, контроллер может анализировать вибрационный выходной сигнал в течение периода времени, и определения тенденции эксплуатационных показателей.
[0013] В соответствии с дополнительными вариантами осуществления, система обработки крови может включать в себя устройство разделения компонентов крови, систему формирования изображения, синхронизатор и контроллер. Устройство разделения компонентов крови может быть выполнено с возможностью вращения вокруг оси и разделения цельной крови на множество компонентов крови. Система формирования изображения может включать в себя (1) блок формирования изображения, выполненный с возможностью получения последовательности изображений по меньшей мере части устройства разделения компонентов крови, и (2) источник света, направленный на устройство разделения компонентов крови и выполненный с возможностью формирования импульсов света, которые освещают (например, стробоскопически) по меньшей мере часть устройства разделения компонентов крови во время вращения (например, чтобы блок формирования изображения мог получать последовательность изображений). Синхронизатор может быть выполнен с возможностью отслеживания вращательного положения устройства разделения компонентов крови. Контроллер может осуществлять связь с блоком формирования изображения, источник(и) света и синхронизатор. Кроме того, контроллер может быть выполнен с возможностью управления работой блока формирования изображения и/или источника(ов) света на основании вращательного положения устройства разделения компонентов крови таким образом, что каждое из последовательности изображений получается в одном и том же вращательном положении устройства разделения компонентов крови.
[0014] В соответствии с дополнительными вариантами осуществления, способ осуществления контроля качества в системе обработки крови включает в себя установку устройства разделения компонентов крови в системе обработки крови, вращение устройства разделения компонентов крови вокруг оси и отслеживание вращательного положения устройства разделения компонентов крови когда он вращается. Способ также может стробировать источник света для освещения по меньшей мере части устройства разделения компонентов крови, и получать первое и второе изображения устройства разделения компонентов крови когда он вращается. Способ может получать первое изображение в первом вращательном положении устройства разделения компонентов крови, и когда устройство разделения компонентов крови освещается источником света. Способ может получать второе изображение во втором вращательном положении, и когда устройство разделения компонентов крови освещается источником света. Затем способ можем анализировать первое и второе изображения для определения, правильно ли выровнено устройство разделения компонентов крови.
[0015] В некоторых вариантах осуществления, анализ первого и второго изображения может включать в себя сравнение радиального и/или вертикального положения устройства разделения компонентов крови в первом изображении с радиальным и/или вертикальным положением устройства разделения компонентов крови во втором изображении. Если устройство разделения компонентов крови неправильно выровнено, способ может останавливать вращение устройства разделения компонентов крови и/или указывать (на дисплее системы обработки крови), что устройство разделения компонентов крови неправильно выровнено.
[0016] В соответствии с дополнительными вариантами осуществления, система формирования изображения для вращающегося объекта включает в себя блок формирования изображения, источник света, синхронизатор и контроллер. Блок формирования изображения может быть выполнен с возможностью получения последовательности изображений части вращающегося объекта, и вращающийся объект может вращаться вокруг оси. Источник света может быть направлен на вращающийся объект и может быть выполнен с возможностью формирования импульсов света, которые освещают часть вращающегося объекта во время вращения. Освещение позволяет блоку формирования изображения получать последовательность изображений вращающегося объекта. Синхронизатор может отслеживать вращательное положение вращающегося объекта, когда он вращается. Контроллер может осуществлять связь с блоком формирования изображения, источником света и синхронизатором и может управлять работой блока формирования изображения и/или источника света на основании вращательного положения вращающегося объекта, таким образом, что каждое из последовательности изображений получается в одном и том же вращательном положении вращающегося объекта.
[0017] Источник света может быть монохроматическим источником света и/или широкополосным источником света. Если источник света является широкополосным источником света, система формирования изображения также может включать в себя монохроматор, который по выбору выделяет заданную длину волны света из широкополосного источника света. Источник света может включать в себя микролинзовый рассеиватель, выполненный с возможностью рассеивания света, формируемого источником света. Блок формирования изображения может быть смещен относительно оси вращения вращающегося объекта.
[0018] В некоторых вариантах осуществления, блок формирования изображения может включать в себя линзу и датчик изображения. Линза и/или датчик изображения может ориентироваться под углом относительно части вращающегося объекта (например, изображаемой части). Линза может определять плоскость линзы, и датчик изображения может определять плоскость изображения. Плоскость линзы может не быть параллельна плоскости изображения. Линза (например, широкоугольная линза), датчик изображения и по меньшей мере часть вращающегося объекта могут ориентироваться и располагаться согласно принципу Шеймпфлюга. В качестве дополнения или альтернативы, линза может быть сканирующей линзой с переменным фокусом, которая сканирует верхнюю поверхность вращающегося объекта. В таких вариантах осуществления датчик изображения может захватывать множество изображений верхней поверхности вращающегося объекта, когда сканирующая линза с переменным фокусом осуществляет сканирование, и контроллер может сшивать друг с другом множество изображений верхней поверхности для получения изображения верхней поверхности вращающегося объекта.
[0019] В дополнительных вариантах осуществления, система формирования изображения может включать в себя зеркало, находящееся над верхней поверхностью вращающегося объекта. Зеркало может формировать отражение по меньшей мере части вращающегося объекта. Блок формирования изображения может фокусироваться на зеркало таким образом, что последовательность изображений вращающегося объекта включает в себя последовательность изображений отражения. Зеркало может быть MEMS-зеркалом. Контроллер может осуществлять связь с MEMS-зеркалом и может регулировать MEMS-зеркало, чтобы MEMS-зеркало сканировало по меньшей мере часть вращающегося объекта.
[0020] В некоторых вариантах осуществления, вращающийся объект может быть устройством обработки крови который включает в себя одну или более камер, выполненных с возможностью вмещения одного или более контейнеров для хранения крови. В таких вариантах осуществления, блок формирования изображения может получать последовательность изображений одного или более контейнеров для хранения крови, и контроллер может определять уровень разделения крови в одном или более контейнерах для хранения крови. В качестве дополнения или альтернативы, вращающийся объект может быть выполнен с возможностью вмещения одного или более образцов текучей среды, и блок формирования изображения может получать последовательность изображений одного или более образцов текучей среды. Например, образцы текучей среды могут быть реагентами, и контроллер может определять уровень агглютинации.
[0021] В других вариантах осуществления, вращающийся объект может включать в себя множество частей, находящихся на поверхности вращающегося объекта. В таких вариантах осуществления, блок формирования изображения может получать изображения каждой из множества частей. Кроме того, контроллер может определять одно или более измерений каждой из множества частей на основании изображений. В качестве дополнения или альтернативы, контроллер может определять уровень однородности между множеством частей на основании одного или более измерений.
[0022] Система формирования изображения может включать в себя (1) оболочку, имеющую камеру во внутреннем пространстве оболочки, и (2) крышку, выполненную с возможностью закрытия оболочки по выбору. Вращающийся объект может находиться в камере во время вращения. Крышка может включать в себя окно и/или опорную конструкцию. Опорная конструкция может проходить вниз от крышки к вращающемуся объекту для поддержки вращающегося объекта, когда объект вращается. Система также может включать в себя (1) поворотный стол, выполненный с возможностью поддержки камеры, (2) двигатель, выполненный с возможностью вращения поворотного стола и вращающегося объекта, (3) ведущий вал, соединяющий во время работы двигатель и поворотный стол, и/или (4) нижнюю пластину, находящуюся под камерой и прикрепленную к ней. Нижняя пластина может иметь отверстие, и ведущий вал может проходить через отверстие.
[0023] В соответствии с дополнительными вариантами осуществления, способ формирования изображения вращающегося объекта включает в себя (1) вращение объекта вокруг оси, (2) отслеживают вращательное положение объекта, когда он вращается, (3) стробирование источника света для освещения по меньшей мере части вращающегося объекта, (4) получение первого и второго изображения вращающегося объекта, когда вращающийся объект вращается, и (5) анализ первого и второго изображения для определения по меньшей мере одной характеристики вращающегося объекта. Первое изображение можно получать в первом вращательном положении вращающегося объекта, и когда часть вращающегося объекта освещается источником света. Второе изображение можно получать во втором вращательном положении и когда вращающийся объект освещается источником света. Источник света может быть монохроматическим источником света и/или широкополосным источником света. Источник света может включать в себя монохроматор, который по выбору выделяет заданную длину волны света от источника света (например, из широкополосного источника света).
[0024] Первое и второе изображения можно получать посредством блока формирования изображения, который смещен от оси вращения вращающегося объекта. Блок формирования изображения может включать в себя линзу и датчик изображения. Линза и/или датчик изображения может ориентироваться под углом относительно по меньшей мере, часть вращающегося объекта. Кроме того, линза может определять плоскость линзы, и датчик изображения может определять плоскость изображения. Плоскость линзы может не быть параллельна плоскости изображения. Линза, датчик изображения и по меньшей мере часть вращающегося объекта может ориентироваться и располагаться согласно принципу Шеймпфлюга.
[0025] Линза может быть сканирующей линзой с переменным фокусом, которая выполнена с возможностью сканирования верхней поверхности вращающегося объекта. Способ дополнительно может получать множество изображений верхней поверхности вращающегося объекта и сшивать друг с другом множество изображений верхней поверхности для получения изображения верхней поверхности вращающегося объекта. В качестве дополнения или альтернативы, линза может быть широкоугольной линзой.
[0026] В некоторых вариантах осуществления, получение первого и второго изображений может включать в себя получение первого и второго изображений отражения, формируемого зеркалом, находящимся над верхней поверхностью вращающегося объекта. Зеркало может быть MEMS-зеркалом, и способ может дополнительно включать в себя регулировку MEMS-зеркала, чтобы MEMS-зеркало сканировало часть вращающегося объекта.
[0027] Вращающийся объект может быть устройством обработки крови и может включать в себя одну или более камер, выполненных с возможностью вмещения одного или более контейнеров для хранения крови. В таких вариантах осуществления, способ может включать в себя получение изображений одного или более контейнеров для хранения крови, и по меньшей мере одна характеристика вращающегося тела может включать в себя уровень разделения крови в контейнерах для хранения крови. В качестве альтернативы, вращающийся объект может быть выполнен с возможностью вмещения одного или более образцов текучей среды, и первое и второе изображения могут быть изображениями одного или более образцов текучей среды. Например, образцы текучей среды могут быть реагентами, и по меньшей мере одна характеристика может быть уровнем агглютинации в каждом из образцов текучей среды.
[0028] Вращающийся объект также может включать в себя множество частей, находящихся на поверхности вращающегося объекта, и получение первого и второго изображений может включать в себя получение изображений каждой из множества частей. В таких вариантах осуществления, способ может анализировать изображения множества частей, и по меньшей мере одна характеристика может быть одним или более измерениями множества частей (например, на основании изображений каждой из множества частей). В качестве дополнения или альтернативы, по меньшей мере одна характеристика может включать в себя уровень однородности между множеством частей на основании одного или более измерений.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0029] Вышеупомянутые признаки изобретения легче понять, обратившись к нижеследующему подробному описанию, а также к прилагаемым чертежам, в которых:
[0030] фиг. 1 - схема системы афереза в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;
[0031] фиг. 2 - вид сбоку устройства разделения компонентов крови для использования с системой афереза, показанной на фиг. 1, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;
[0032] фиг. 3 - схема, демонстрирующая систему формирования изображения для системы афереза, показанной на фиг. 1, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;
[0033] фиг. 4 - схема, демонстрирующая иллюстративное размещение системы формирования изображения относительно устройству разделения компонентов крови, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;
[0034] фиг. 5 - схема, демонстрирующая размещение линзы и блока формирования изображения согласно принципу Шеймпфлюга, в соответствии с дополнительными вариантами осуществления настоящего изобретения;
[0035] фиг. 6A-6C - различные виды альтернативного варианта осуществления системы формирования изображения для афереза, показанной на фиг. 1, в соответствии с дополнительными вариантами осуществления настоящего изобретения;
[0036] фиг. 7A и 7B - схема альтернативной системы формирования изображения, показанной на фиг. 6A-6C, интегрированную в систему афереза, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения;
[0037] фиг. 8A и 8B - схематические виды в перспективе и сбоку альтернативной системы формирования изображения, в соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0038] фиг. 9 - схема, демонстрирующая вид в разборе системы формирования изображения, показанной на фиг. 8A и 8B, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения;
[0039] фиг. 10 - схема, демонстрирующая объект, размещенный в системе формирования изображения, показанной на фиг. 8A и 8B, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения;
[0040] фиг. 11 - схема, демонстрирующая вид в разрезе системы формирования изображения, показанной на фиг. 8A и 8B, с изображаемым объектом, в соответствии с дополнительными вариантами осуществления настоящего изобретения;
[0041] фиг. 12 - схема, демонстрирующая систему формирования изображения, показанную на фиг. 8A и 8B, с изображаемым объектом и удаленной оболочкой, в соответствии с дополнительными вариантами осуществления настоящего изобретения;
[0042] фиг. 13 - схема, демонстрирующая вид спереди блока формирования изображения, используемого в системе формирования изображения, показанной на фиг. 8A и 8B, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
[0043] фиг. 14 - схема, демонстрирующая вид сбоку блока формирования изображения, используемого в системе формирования изображения, показанной на фиг. 8A и 8B, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
[0044] фиг. 15 - схема, демонстрирующая вид в перспективе еще одной альтернативной системы формирования изображения, в соответствии с дополнительными вариантами осуществления настоящего изобретения;
[0045] фиг. 16 - схема, демонстрирующая вид в перспективе еще одной альтернативной системы формирования изображения, в соответствии с дополнительными вариантами осуществления настоящего изобретения.
[0046] фиг. 17 - схема, демонстрирующая вид в перспективе еще одной альтернативной системы формирования изображения, в соответствии с дополнительными вариантами осуществления настоящего изобретения.
[0047] фиг. 18A и 18B - схематические виды сбоку и в разрезе еще одной альтернативной системы формирования изображения, в соответствии с дополнительными вариантами осуществления настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0048] Иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают систему и устройство разделения компонентов крови для осуществления процедуры афереза крови. Кроме того, различные варианты осуществления настоящего изобретения формируют изображение части устройства обработки крови для отслеживания разделения цельной крови и положений границ раздела между разделенными компонентами крови в устройстве разделения.
[0049] Как показано на фиг. 1 и 2, и, как упомянуто выше, система 10 афереза, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, забирает цельную кровь у субъекта через устройство 24 венозной катетеризации с использованием заборного насоса P1. Устройство 24 венозной катетеризации может быть любым количеством устройств, способных подключаться к венам субъекта, в том числе, но без ограничения, флеботомическую иглу. Когда система 10 забирает цельную кровь у субъекта, кровь проходит через заборную/обратную линию 28 и поступает в устройство 11 разделения компонентов крови, например, центрифугу типа Latham. Устройство 11 разделения компонентов крови разделяет цельную кровь на ее составные компоненты (например, эритроциты, лейкоциты, плазму и тромбоциты). Хотя выше упомянута центрифуга типа Latham, можно использовать другие типы разделительных камер и устройств, например, не ограничиваясь, интегральную выдувную центрифужную чашу, описанную в патентах США №№ 4,983,156 и 4,943,273, которые настоящим включены в данный документ путём ссылки.
[0050] Когда система 10 забирает цельную кровь у субъекта, система 10 может вводить антикоагулянт в забранную цельную кровь для предотвращения свертывания крови в линиях или в устройстве 11 разделения компонентов крови. Для этого, система 10 может включать в себя линию 32 антикоагулянта, гидравлически соединенную с источником 16 антикоагулянта (например, пакетом для антикоагулянта) с одной стороны, и устройством 24 венозной катетеризации (или заборной/обратной линией 28 через тройник 30) с другой стороны. Насос P3 антикоагулянта, через который проходит линия 32 антикоагулянта, может управлять потоком антикоагулянта в линии 32 антикоагулянта и количеством антикоагулянта, вводимого в цельную кровь. Хотя антикоагулянт можно добавлять в цельную кровь в любой точке, предпочтительно антикоагулянт вводить как можно ближе к устройству 24 венозной катетеризации.
[0051] Линия 32 антикоагулянта также может включать в себя бактериальный фильтр F2, который не позволяет бактериям в источнике 16 антикоагулянта, антикоагулянте или линии 32 антикоагулянта проникать в систему 10 и/или субъект. Кроме того, линия 32 антикоагулянта может включать в себя детектор D3 воздуха, который обнаруживает присутствие воздуха в антикоагулянте. Присутствие пузырьков воздуха в любых системах 10 линии может создавать проблемы для работы системы 10 и также может представлять опасность для субъекта при попадании пузырьков воздуха в кровоток. Поэтому детектор D3 воздуха может быть соединен с замком, который останавливает поток в линии 32 антикоагулянта при обнаружения пузырька воздуха (например, останавливая насос P3 антикоагулянта или перекрывая клапан на линии 32 антикоагулянта), таким образом, препятствуя поступлению пузырьков воздуха субъекту.
[0052] После забора нужного количества антикоагулированной цельной крови из субъекта и ее подачи в устройство 11 разделения компонентов крови, устройство 11 разделения компонентов крови разделяет цельную кровь на несколько компоненты крови. Например, устройство 11 разделения компонентов крови может разделять цельную кровь на первый, второй, третий и, возможно, четвертый компонент крови. В частности, устройство 150 разделения компонентов крови может разделять цельную кровь на плазму, тромбоциты, эритроциты и, возможно, лейкоциты.
[0053] Как показано на фиг. 2, когда используется центрифуга Latham, устройство 11 разделения компонентов крови включает в себя вращающуюся чашу 12 и неподвижные входной и выходной порты PT1 и PT2, гидравлически соединенные с внутренним пространством чаши вращающимся уплотнением 74. Вращающаяся чаша может включать в себя горловинную часть 110, соединенную с вращающимся уплотнением 74, и основную часть 120, которая образует внутренний объем устройства разделения (например, внутренний объем вращающейся чаши 12). Чаша 12 (например, основная часть 120) может иметь форму усеченного конуса. Вращающаяся чаша 12 также может включать в себя сужающуюся часть 130, проходящую между и соединяющую горловинную часть 110 и основную часть 120.
[0054] Кроме того, некоторые варианты осуществления могут иметь сердцевину 72, которая занимает объем, коаксиальный с внутренним пространством чаши 12 и обеспечивает разделительный участок между стенкой сердцевины 72 и наружной стенкой 70 чаши. Заборная/обратная линия 28 гидравлически соединяет устройства 24 венозной катетеризации (например, флеботомическую иглу) и входной порт PT1. В некоторых вариантах осуществления, устройство 24 венозной катетеризации можно заменить пакетом для цельной крови (не показан) в случае, когда цельная кровь сначала объединяется и затем подается. В таких вариантах осуществления, заборная линия 28 будет гидравлически соединять пакет для цельной крови с входным портом PT1.
[0055] Как упомянуто выше, устройство 11 разделения компонентов крови разделяет цельную кровь на ее составные компоненты. В частности, когда чаша 12 вращается, центробежные силы разделяют антикоагулированную цельную кровь, подаваемую на дно чаши на эритроциты (RBC), лейкоциты (WBC), тромбоциты и плазму. Обороты чаши 12 можно выбирать, например, в пределах от 4000 до 6000 об/мин, и обычно составляет 4800 об/мин. Кровь разделяется на разные фракции в соответствии с плотностями компонентов. Компонент более высокой плотности, т.е. RBC 60, отводится к наружной стенке 70 чаши 12, тогда как плазма 66 более низкой плотности располагается ближе к сердцевине 72. Лейкоцитная пленка 61 формируется между плазмой 66 и RBC 60. Лейкоцитная пленка 61 состоит из внутреннего слоя тромбоцитов 64, переходного слоя 68 тромбоцитов и WBC и наружного слоя WBC 62. Плазма 66 является компонентом, ближайшим к выпускному порту от разделительного участка и является первым текучим компонентом, смещенным от чаши 12 через выпускной порт PT2, когда дополнительная антикоагулированная цельная кровь поступает в чашу 12 через впускной порт PT1.
[0056] Система 10 также может включать в себя оптический датчик 21 (фиг. 1), который может устанавливаться на сужающейся части 130 чаши 12. Оптический датчик 21 отслеживает каждый слой компонентов крови, по мере того, как они постепенно и коаксиально продвигаются к сердцевине 72 от наружной стенки 70 чаши 12. Оптический датчик 21 может быть установлен в положении, где он может обнаруживать лейкоцитную пленку, достигающую конкретного радиуса, и этапы забора цельной крови у субъекта/донора и ввода цельной крови в чашу 12 могут заканчиваться в случае обнаружения.
[0057] После того, как устройство 11 разделения компонентов крови разделяет кровь на различные компоненты, один или более из компонентов можно удалять из устройства 11 разделения компонентов крови. Например, плазму можно удалять в пакет 18 для плазмы через линию 37 (фиг. 1) или пакет для отходов (не показан). В качестве альтернативы, плазму можно удалять в резервуар для плазмы (не показан), находящийся на заборной/обратной линии 28, или лейкоциты (WBC) можно удалять в один или более пакетов 22 для лейкоцитов через линию 35. Некоторые варианты осуществления системы 10 могут включать в себя датчик 33 веса, который измеряет количество собранной плазмы. Хотя не показан, пакет 20 для тромбоцитов и пакет 22 для лейкоцитов может включать в себя аналогичные датчики веса. Позже удаленную плазму можно повторно вводить в устройство 11 разделения компонентов крови через линию 40 и рециркуляционный насос P2 с увеличивающимся расходом для извлечения и отправки тромбоцитов в пакет 20 для тромбоцитов через линию 39. Этот процесс называется импульсной сепарацией.
[0058] В некоторых вариантах осуществления, система 10 также может включать в себя линейный датчик 14, который может определять тип текучей среды (например, плазма, тромбоциты, эритроциты и т.д.), выходящей из устройства разделения компонентов крови. В частности, линейный датчик 14 состоит из LED, который излучает свет через компоненты крови, покидающие чашу 12, и фотодетектора, который принимает свет, прошедший через компоненты. Количество света, принятого фотодетектором, коррелирует с плотностью текучей среды проходящей через линию. Например, если плазма выходит из чаши 12, линейный датчик 14 будет способен обнаруживать, когда плазма, выходящая из чаши 12, замутняется тромбоцитами (например, текучая среда, выходящая из чаши 12, изменяется от плазмы до тромбоцитов). Затем система 10 может использовать эту информацию либо для остановки удаления компонентов крови из чаши 12, либо для перенаправления потока, например, путем закрытия клапана V2 и открытия клапана V3.
[0059] После того, как система удаляет нужные компоненты из устройства 11 разделения компонентов крови, система 10 может возвращать оставшиеся компоненты субъекту. Система может использовать заборный/обратный насос P1 для возврата компонентов субъекту через заборную/обратную линию 28, которая, как упомянуто выше, гидравлически соединяет устройство 11 разделения компонентов крови и устройство 24 венозной катетеризации. В качестве альтернативы, если система 11 оборудовано подобным образом, система может возвращать компоненты субъекту через выделенную обратную линию. Наподобие линии 32 антикоагулянта и заборная/обратная линия 28, выделенная обратная линия также может иметь выделенный обратный насос, который управляет направлением, расходом и длительностью потока текучей среды в обратной линии. В таких вариантах осуществления, обратная линия также гидравлически соединяется с устройством 24 венозной катетеризации, предпочтительно, в точке между обратным насосом и устройством 24 венозной катетеризации. Кроме того, в таких вариантах осуществления, система 10 также будет иметь выделенную заборную линию и заборный насос. В некоторых вариантах осуществления, система 10 может включать в себя замок, который останавливает забор цельной крови у субъекта, когда система возвращает первый компонент крови субъекту.
[0060] Как показано на фиг. 1 и как кратко упомянуто выше, система 10 может иметь множество клапанов, распределенных по системе для управления потоком текучей среды в системе 10. Например, заборная/обратная линия 28 может содержать клапан V1, который обеспечивает поток через линии будучи открытым и перекрывает поток будучи закрытым. Кроме того, линии 35, 37 и 39, ведущие к пакетам для лейкоцитов, плазмы и тромбоцитов, соответственно, могут иметь по меньшей мере один клапан V2, V3, V4 и V5 (например, линия 37 имеет клапан V2 на входе пакета 18 для плазмы и клапан V5 на выходе пакета 18 для плазмы, и линия 39 имеет клапан V3 на входе пакета 20 для тромбоцитов). Кроме того, на входе устройства 11 разделения компонентов крови могут располагаться клапаны (не показаны), которые открывают или перекрывают поток в устройство 11 разделения компонентов крови или из него. Любой из вышеупомянутых клапанов может быть ручным или автоматическим. Другими словами, клапаны могут управляться вручную пользователем/лаборантом или может управляться автоматически, например, контроллером, когда выполняется конкретное условие (например, путем закрывания клапана V1 при обнаружении воздуха в заборной/обратной линии 28, как рассмотрено ниже).
[0061] Наподобие линии 32 антикоагулянта, заборная/обратная линия 28 также может включать в себя несколько датчиков, фильтров и детекторов для обеспечения безопасности субъекта и оптимизации работы системы. В частности, как показано на фиг. 1, заборная/обратная линия 28 может включать в себя детекторы D1 и D2 воздуха для обнаружения присутствия (или отсутствия) воздуха в линии 28. Детекторы D1 и D2 воздуха могут быть соединены с замком, который, при обнаружении воздуха детекторами D1 и D2, останавливает поток в заборной/обратной линии 28 (например, останавливая заборный/обратный насос P1 или закрывая клапан V1). Кроме того, заборная линия 28 может включать в себя фильтр F1 крови, который удаляет любые бактерии, загрязнения или частицы, которые могут присутствовать в забранной крови или возвращаемых компонентах.
[0062] Как упомянуто выше, во время работы и обработки крови, важно отслеживать разделение цельной крови на отдельные ее компоненты (например, эритроциты, тромбоциты, плазму). Для этого, как показано на фиг. 3, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения могут включать в себя систему 300 формирования изображения, которая получает изображения и/или видео части устройства 11 разделения компонентов крови (например, сужающейся части 130 чаши 12). Система 300 формирования изображения может включать в себя блок 310 формирования изображения и источник 320 света, который, как более подробно рассмотрено ниже, освещает изображаемую область на устройстве 11 разделения компонентов крови.
[0063] В некоторых вариантах осуществления, блок 310 формирования изображения может представлять собой широкополосный монохроматический твердотельный формирователь изображения и/или может включать в себя одну или более камер (например, 2-8 камер), нацеленных на верхнюю часть устройства 11 разделения компонентов крови. Например, блок 310 формирования изображения может быть нацелен на сужающуюся часть 130 устройства 11 разделения /чаши 12, благодаря чему, блок 310 формирования изображения может получать изображения (или видео) сужающейся части 130. Это, в свою очередь, позволяет блоку 310 формирования изображения получать изображения/видео разделения крови, происходящего в устройстве 11 разделения /чаше 12 (например, блок 310 формирования изображения может получать изображения/видео различных компонентов крови в устройстве 11 разделения и границ раздела между любыми двумя компонентами крови). Как более подробно рассмотрено ниже, блок 310 формирования изображения также может включать в себя линзу 312 и датчик 314 изображения (например, матрицу CMOS-датчиков).
[0064] Важно отметить, что, в ряде случаев, формирование изображения большой части устройства 11 разделения (например, всей верхней/сужающейся части 12 устройства 11 разделения /чаши 12) может быть трудно осуществимо с помощью традиционной оптики (например, традиционных линз и традиционной конфигурации линз) вследствие ограничений по размеру, связанных с системой 10 обработки крови/афереза. Например, размер системы 10 обработки крови ограничивается максимальным возможным расстоянием от сужающейся части 130 устройства 11 разделения /чаши 12 до блока 310 формирования изображения, и это расстояние не обеспечивает адекватной глубины поля, то есть обеспечивает фокусировку лишь очень ограниченного количества устройств 11 разделения. Поэтому, в некоторых вариантах осуществления, блок 310 формирования изображения может ориентироваться/конфигурироваться согласно принципу Шеймпфлюга.
[0065] Например, как показано на фиг. 4 и 5, блок 310 формирования изображения может ориентироваться/конфигурироваться таким образом, что линза 312 располагается под углом относительно сужающейся части 130 устройства 11 разделения /чаши 12, и датчик 314 изображения располагается, по существу, вертикально (см. фиг. 4). Благодаря такой ориентации линзы 312 и датчика 314 изображения, плоскость 410 линзы и плоскость 420 изображения (фиг. 5) имеют аналогичные ориентации относительно сужающейся части 130 устройства 11 разделения (например, плоскости 430 субъекта). Другими словами, как показано на фиг. 5, плоскость 410 линзы может располагаться под углом относительно сужающейся части 130/ плоскости 430 субъекта, и плоскость 420 изображения может быть по существу вертикальной. Это, в свою очередь, позволяет фокусироваться на сужающейся части 130 устройства разделения (например, плоскости 430 субъекта) несмотря на то, что она не параллельна датчику 314 изображения /плоскости 420 изображения. Такая конфигурация сокращает необходимое расстояние между блоком 310 формирования изображения и устройством 11 разделения /чашей 12.
[0066] Источник 320 света может включать в себя один или более светодиодов (LED) для импульсного освещения сужающейся части 130 устройства 11 разделения. В некоторых вариантах осуществления, источник 320 света может включать в себя матрицу LED, имеющих изменяющиеся цвета (например, красный, зеленый, синий, и т.д.), чтобы система 300 формирования изображения могла освещать сужающуюся часть 130 устройства 11 разделения несколькими цветами. В качестве дополнения или альтернативы, LED могут быть объединены с датчиком 314 изображения (например, LED могут быть объединены с матрицей CMOS). Как более подробно рассмотрено ниже, благодаря наличию множественных цветов, система 300 формирования изображения и система 10 обработки крови могут дополнительно анализировать качество разделения, чистоту разделенных компонентов, и идентифицировать различные аномалии донора (например, липемию, потерю эритроцитов и т.д.).
[0067] Во многих вариантах применения, может быть важно получать и/или записывать изображения в строго определенных позициях при вращении устройства 11 разделения. Для этого, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения (например, как показано на фиг. 3) могут иметь синхронизатор 330 (например, угловой кодер) находящийся на валу 340 (например, ведущем валу), проходящем между двигателем 350 и зажимным патроном 360, в котором может быть установлена чаша 12 (например, для облегчения вращения чаши 12) и механически соединяющем их. В качестве дополнения или альтернативы, если двигатель 350 включает в себя кодер, некоторые варианты осуществления могут использовать кодер в двигателе 350 (например, синхронизатор/кодер 330 может находиться в самом двигателе 350). Во время использования, синхронизатор 330 может отслеживать вращение и вращательное положение устройства 11 разделения /чаши 12. Как более подробно рассмотрено ниже, система 300 формирования изображения может использовать вращательное положение устройства 11 разделения для синхронизации формирования изображения и освещения устройства 11 разделения /чаши 12 с вращением и вращательным положением чаши.
[0068] Для управления работой системы 300 формирования изображения (например, совместно с системой 10 обработки крови), блок 310 формирования изображения, источник 320 света и синхронизатор 330 могут осуществлять электрическую связь с контроллером (не показан), который управляет работой системы 300 формирования изображения. Например, блок 310 формирования изображения, источник 320 света и синхронизатор 330 могут осуществлять электрическую связь с контроллером для системы 10 обработки крови (рассмотренным выше), или контроллером разделения, выделенным системе 300 формирования изображения. Каждый из блока 310 формирования изображения, источника 320 света и синхронизатора 330 может отправлять выходной сигнал на контроллер, который, как более подробно рассмотрено ниже, можно использовать для управления работой системы 300 формирования изображения.
[0069] Во время использования и при вращении устройства 11 разделения /чаши 12, синхронизатор 330 отслеживает вращательное положение устройства 11 разделения и отправляет выходной сигнал, представляющий вращательное положение, на контроллер. На основании выходного сигнала вращательного положения от синхронизатора 330, контроллер будет управлять работой блока 310 формирования изображения и источника 320 света. Например, контроллер может управлять экспозицией блока 310 формирования изображения и импульсом источника 320 света таким образом, что источник света работает в импульсном режиме, и блок 310 формирования изображения получает изображение в заданном вращательном положении устройства 11 разделения (например, для формирования потока изображений, полученных в одном и том же вращательном положении чаши 12). Таким образом, система 300 формирования изображения может обеспечивать свободный от дрожания поток изображений устройства 11 разделения (например, сужающейся части 130 устройства 11 разделения). Изображения могут отображаться на визуальном дисплее системы 300 формирования изображения и/или устройства 10 обработки крови, что позволяет оператору/лаборанту просматривать их.
[0070] Получая последовательность изображений сужающейся части 130, система 300 формирования изображения может формировать поток изображений, изображающий содержимое устройства 11 разделения /чаши 12, и обеспечивает информацию о процедура обработки крови и качестве разделения цельной крови в устройстве 11 разделения. Например, поток изображений может отчетливо показывать (что позволяет контроллеру точно обнаруживать) положение границы раздела воздух-плазма, границы раздела плазма-лейкоцитная пленка и границы раздела лейкоцитная пленка - эритроциты в устройстве 11 разделения /чаше 12. Положение этих границ раздела, в свою очередь, обеспечивает ценную информацию, касающуюся эффективности устройства 10 обработки крови, а также информацию, касающуюся донора. На основании положения границ раздела, оператор/лаборант и/или контроллер может определять эффективность разделения, эффективность насосов (например, насосов P1, P2 и/или P3), и гематокрит донора. Кроме того, на основании размеров слоя лейкоцитной пленки и спектральной информации, оператор/лаборант и/или контроллер может определять/получать информацию, касающуюся количества тромбоцитов донора.
[0071] Важно отметить, что, на основании информации, полученной из последовательности изображений, контроллер (например, контроллер для системы 300 формирования изображения и/или контроллер для системы 10 обработки крови) может управлять работой различных компонентов системы 10 обработки. Например, если одна или более из границ раздела не находится в надлежащем положении, контроллер может увеличивать или уменьшать скорость заборного/обратного насоса P1 и/или рециркуляционного насоса P2 для регулировки положения границы раздела. В качестве дополнения или альтернативы, во многом подобно вышеприведенному описанию оптического датчика 21, последовательность изображений, полученную из системы 300 формирования изображения, можно использовать для завершения рассмотренных выше этапа забора и/или этапа введения цельной крови. Таким образом, систему 300 формирования изображения можно использовать совместно с оптическим датчиком 21 или вместо него.
[0072] Как упомянуто выше, источник 320 света может содержать множественные LED, имеющие изменяющиеся цвета. В таких вариантах осуществления, система формирования изображения может начинать процесс формирования изображения с использованием первого цвета (например, зеленого). Затем система 300 формирования изображения (и/или контроллер) может анализировать изображения, полученные блоком 310 формирования изображения и/или анализировать поглощение света, вырабатываемого LED. Если система 300 формирования изображения обнаруживает проблему и/или аномалию донора (например, состав плазмы, липемия, потеря эритроцитов, обесцвечивание плазмы и т.д.), система 300 (например, контроллер) может изменять цвет света, формируемого источником 320 света и используемого для освещения устройства 11 разделения /чаши 12. Например, система 300/контроллер может изменять цвет с зеленого на красный или с зеленого на синий.
[0073] Хотя вышеописанные варианты осуществления имеют единственный блок 310 формирования изображения, нацеленный на сужающуюся часть 130 чаши 12, некоторые варианты осуществления могут включать в себя более чем один блок формирования изображения. Например, как показано на фиг. 6A-6C, система 300 формирования изображения может включать в себя второй блок 370 формирования изображения (например, вторую камеру или последовательность камер), помимо первого блока 310 формирования изображения. В таких вариантах осуществления, второй блок 370 формирования изображения может иметь широкоугольную линзу и может быть нацелен на основную часть 120 чаши 12 (например, часть, проходящую между дном чаши 12 и сужающейся частью 130). Это позволяет второму блоку 370 формирования изображения формировать изображение частей чаши 12, которые первый блок 310 формирования изображения не способен видеть.
[0074] Как и первый блок 310 формирования изображения, второй блок формирования изображения также может включать в себя источник 380 света с одним или более светодиодами (LED) для импульсного освещения чаши 12 (например, основной части 120 чаши). В некоторых вариантах осуществления, как и источник 320 света для первого блока 310 формирования изображения, источник 380 света может включать в себя матрицу LED, имеющих изменяющиеся цвета (например, красный, зеленый, синий, и т.д.), чтобы система 300 формирования изображения могла освещать основную часть 120 устройства 11 разделения несколькими цветами. В качестве альтернативы, источник 320 света для первого блока 310 формирования изображения может располагаться таким образом, что он освещает как сужающуюся часть 130, так и основную часть 120 чаши 12, чтобы первый блок 310 формирования изображения и второй блок 370 формирования изображения могли формировать изображение соответствующих им частей чаши 12.
[0075] Во время установки и запуска системы, чаша 12 может располагаться в зажимном патроне 360, который удерживает чашу 12 на месте и вращается для создания центробежной силы, необходимой для разделения цельной крови. Как показано на фиг. 7A/B, в некоторых вариантах осуществления, первый и второй блоки 310/370 формирования изображения могут быть встроены в неподвижную стенку 390, которая проходит вверх от дна зажимного патрона 360 и, по существу, вмещает в себя чашу 12 при установке. Например, как показано на фиг. 6A-C и 7A/B, секция 392 стенки 390 может иметь одно или более отверстий 394A/B, через которые блоки 310/370 формирования изображения могут формировать изображение соответствующих им частей чаши 12 (например, сужающейся части 130 и основной части 120). Для защиты блоков 310/370 формирования изображения, секция 392 стенка может включать в себя деталь из прозрачного пластика или стекла 396 (например, стекла Gorilla от Corning), которая закрывает одно или более отверстий 394A/B.
[0076] Наподобие рассмотренных выше блока 310 формирования изображения и источника 320 света, контроллер может управлять работой второго блока 370 формирования изображения и источника 380 света, на основании выходного сигнала вращательного положения от синхронизатора 330. Например, контроллер может управлять экспозицией блока 370 формирования изображения и стробировать источник 380 света таким образом, что источник света работает в импульсном режиме, и блок формирования изображения 380 получает изображение в заданном вращательном положении устройства 11 разделения (например, для формирования потока изображений, полученных в одном и том же вращательном положении чаши 12).
[0077] В некоторых вариантах осуществления, контроллер (например, контроллер для системы 300 формирования изображения или контроллер для системы обработки крови) может включать в себя мультиплексор, который мультиплексирует изображения от каждого из блоков 310/370 формирования изображения. Например, мультиплексор может мультиплексировать изображения, полученные из первого и второго блоков 310/370 формирования изображения отдельно или совместно друг с другом (например, мультиплексор может создавать изображение/ поток изображений для каждого блока 310/370 формирования изображения или единого изображения/ потока изображений из обоих блоков 310/370 формирования изображения). Затем изображения/ потоки изображений (или сводка изображений/ потоков изображений), формируемые из первого и второго блоков 310/370 формирования изображения, могут отправляться на систему/лицо обслуживания, которая(ое) может затем отслеживать данные изображения для определения (например, в реальном времени), если система обработки крови требует обслуживания, например, на основании качества разделения, положения границ раздела (например, границы раздела воздух/плазма, границы раздела плазма/эритроциты и т.д.), и/или движение чаши 12. В качестве дополнения или альтернативы, изображения/ потоки изображений могут отображаться, благодаря чему, пользователь может отслеживать процедуру обработки крови.
[0078] Количество камер и/или блоков формирования изображения может изменяться в зависимости от применения и чаши 12, используемой во время обработки крови. Например, системы и процедуры, использующие центрифужную чашу типа Latham, показанную на фиг. 3, может использовать оба блока 310/370 формирования изображения. Однако системы и процедуры, использующие другие типы чаш (например, вышеупомянутые выдувные чаши) могут использовать только первый блок 310 формирования изображения.
[0079] Напомним, что алгоритм, используемый для (1) анализа изображений, захваченных блоком 310 формирования изображения, данных изображений, положений границ раздела, размеров лейкоцитной пленки и т.д. и (2) управления системой 300 формирования изображения и система 10 обработки крови может зависеть от ряда факторов. Например, алгоритм может зависеть от цвета света, формируемого источником 320 света, текучей среды в устройстве разделения (например, цельной крови, эритроцитов, плазмы и т.д.) и/или характеристик обрабатываемой крови и ее отдельных компонентов (например, гематокрита, количества тромбоцитов и т.д.). Кроме того, для компенсации таких зависимостей и на основании одного или более из вышеперечисленных критериев, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения могут модифицировать/изменять алгоритм, используемый для анализа изображений /данных (например, система 300 может адаптировать алгоритм для компенсации изменений цвета света, формируемого источником 320 света, типа текучей среды в чаше 12 и т.д.).
[0080] Также важно отметить, что различные варианты осуществления настоящего изобретения могут использоваться не только во время обработки крови, но также могут использоваться во время первоначальной установки для подтверждения, что надлежащее оборудование установлено, и что устройство 11 разделения /чаша 12 установлено/а правильно (например, что чаша 12 выровнена в системе 10). Например, когда устройство 11 разделения /чаша 12 первоначально устанавливается в системе 10 обработки крови, система 10 может вращать устройство 11 разделения медленно, чтобы система 300 формирования изображения могла формировать изображение и записывать информацию, сформированную и/или отпечатанную на устройстве 11 разделения (например, информацию о производителе, информацию модели/детали, дату изготовления, информацию об устаревании, информацию даты истечения срока действия, информацию об обследовании и т.д.). Затем система 300 формирования изображения может подтверждать, что установленное/ая устройство 11 разделения /чаша 12 пригодно/а для процедуры, подлежащей осуществлению (например, путем сравнения информации с базой данных и/или информацией, ранее введенной в систему 10 афереза). Если система 300 формирования изображения (или контроллер) определяет, что чаша 12 непригодна для процедуры, система 300/ контроллер может препятствовать продолжению процедуры и предупреждать оператора/лаборанта, например, путем вывода уведомления на дисплей и/или активации предупредительного сигнала.
[0081] В качестве дополнения или альтернативы, в некоторых вариантах осуществления, система 300 формирования изображения может использоваться чтобы гарантировать, что устройство 11 разделения /чаша 12 установлено/а правильно и вертикально и радиально выровнено/а. В таких вариантах осуществления, система 300 формирования изображения может формировать изображение чаши 12 в более чем одном положении на/вращательном положении чаши 12 (например, в 0 и 180 градусов) и анализировать изображение/данные изображения для определения если чаша 12 выровнена. Например, если чаша 12 выровнена вертикально и радиально, положение чаши 12 (например, вверх и вниз и слева направо) в изображениях, полученных в 0 и 180 градусов, должно оставаться одинаковым (например, изображения не должны показывать чашу 12 движущейся). Однако, если система 300 формирования изображения обнаруживает, и изображения показывают, что положение чаши 12, движущейся (например, вверх или вниз, или слева направо), чаша 12 не выровнена правильно и должна быть переустановлена и/или заменена. В подобных случаях, система 300/ контроллер может останавливать чашу 12 и предупреждать оператора/лаборанта.
[0082] Для обеспечения дополнительной обратной связи, касающейся работы системы, некоторые варианты осуществления может обеспечивать отслеживание аудиосигнала и вибрации. В частности, помимо блока 320 формирования изображения, система 300 формирования изображения также может включать в себя (и контроллер может быть соединен с ним) микрофон (например, микрофон на основе MEM), который регистрирует и записывает любые необычные и/или проблематичные шумы, формируемые вращающейся чашей 12, и вибрационный датчик (например, многоосный вибрационный датчик), который измеряет величину вибрации чаши 12. Микрофон и вибрационный датчик могут отправлять выходной сигнал (например, выходной аудиосигнал и вибрационный выходной сигнал) на контроллер. Что касается изображений, захваченных блоком 310 формирования изображения, контроллер может анализировать, например, с использованием быстрого преобразования Фурье (FFT), звукового и вибрационного выходного сигнала от микрофона и вибрационного датчика для определения любых аномалий во время процедуры обработки крови. При обнажении каких-либо аномалий, система 300 (или контроллер) может останавливать процедуру афереза и предупреждать оператора/лаборанта.
[0083] Следует отметить, что благодаря использованию вышеописанной системы 300 формирования изображения, различные варианты осуществления настоящего изобретения способны обеспечивать видео-обследование в реальном времени устройства 11 разделения. Кроме того, система 300 формирования изображения, совместно с микрофоном и вибрационным датчиком, помогают определять необходимость профилактического обслуживания. Например, комбинированный пакет информации, обеспеченный блоком 310 формирования изображения, микрофоном и вибрационным датчиком, помогает системе 300 формирования изображения, системе 10 афереза и/или оператору/лаборанту идентифицировать аномалии и изменения системы в течение времени. Кроме того, информация о вибрации, выравнивании и шуме подшипника центрифуги может электронно выгружаться и анализироваться в течение периодов времени для обеспечения тенденций эксплуатационных показателей и предсказания, когда может потребоваться обслуживание, до возникновения проблем.
[0084] Хотя система 300 формирования изображения вышеописанный рассматривается в отношении устройства разделения компонентов крови, другие варианты осуществления системы формирования изображения могут использоваться в разных вариантах применения. Для этого, на фиг. 8A и 8B показана система 500 формирования изображения, которую можно использовать для изображения любого количества вращающихся объектов. Например, система 500 формирования изображения может включать в себя оболочку 510, где может располагаться изображаемый объект 530 (рассмотренный более подробно ниже), и крышку 520, которая может располагаться над оболочкой 510 и изображаемым объектом 530. Чтобы пользователь мог отслеживать внутреннее пространство оболочки 510 и объект 530 (например, когда объект 530 вращается), крышка 520 может включать в себя окно 522. Кроме того, для облегчения открывания и закрывания крышки 520, крышка 520 может прикрепляться к оболочке 510 петлей 524.
[0085] Как наиболее наглядно показано на фиг. 9, внутри оболочки 510, система 500 формирования изображения может включать в себя камеру 540, в котором объект 530 может располагаться во время формирования изображения. Камера 540, в свою очередь, может быть установлена на узле 550 двигателя, который вращает объект 530 во время формирования изображения. Например, камера 540 может покоиться на поворотном столе 556, прикрепленном к ведущему валу 553 двигателя 552. Система 500 также может включать в себя нижнюю пластину 554, прикрепленную/присоединенную к оболочке 510 и имеет отверстие 555, через которое может проходить ведущий вал 553. Поэтому, когда двигатель 552 вращает ведущий вал 553, сила вращения передается на поворотный стол 556, приводя к вращению камеры 540 и объекта 530.
[0086] По аналоги с вышеприведенным описанием блока 310 формирования изображения, система, показанная на фиг. 8A и 8B, также может иметь блок 560 формирования изображения для формирования изображения объекта 530. Как и блок 310 формирования изображения, блок 560 формирования изображения в системе 500 формирования изображения может быть смещен относительно оси вращения. Для этого, блок 560 формирования изображения может быть установлен вне камеры 540 (например, между наружной стенкой 544 камеры 540 и внутренней стенкой 512 оболочки 510). В таких вариантах осуществления, камера 540 может включать в себя отверстие 542, через которое блок 560 формирования изображения может освещать объект 530 и формировать его изображение.
[0087] Как показано на фиг. 10, когда пользователь желает формировать изображение объекта 530, пользователь может открывать крышку 520, помещать объект 530 в камеру 540 и закрывать крышку 520. Когда объект 530 находится в камере 540, блок 560 формирования изображения (например, узел 580 камеры) располагается над и вне оси вращения объекта 530. Таким образом и как показано путем трассировки оптики/поля зрения 570 блока 560 формирования изображения (фиг. 11 и 12), блок 560 формирования изображения будет способен формировать изображение по меньшей мере части (например, верхней) объекта 530. Кроме того, для защиты блока 560 формирования изображения (например, узла 580 камеры), блок 560 формирования изображения может включать в себя оболочку 566 камеры вокруг узла 580 камеры. Чтобы узел 580 камеры мог наблюдать объект 530 и формировать его изображение, оболочка 566 камеры может включать в себя окно 564 в передней стенке 567 оболочки 566.
[0088] На фиг. 13 и 14 схематически показан один вариант осуществления блока 560 формирования изображения, который можно использовать посредством рассмотренных выше систем формирования изображения. Как показано и рассмотрено выше, блок 560 формирования изображения может включать в себя узел 580 камеры и источник 590 света, который освещает объект 530. Как и рассмотренный выше блок 310 формирования изображения, узел 580 камеры может включать в себя датчик 582 формирования изображения и одну или более линз 584/586. Чтобы гарантировать, что блок 560 формирования изображения имеет четкий вид объекта 530, линзы 584/586 могут ориентироваться под углом относительно датчика 582 формирования изображения. Например, как показано пунктирными линиями на фиг. 14, ось 582A датчика 582 формирования изображения является горизонтальной, тогда как ось/оси 584A линз 584/586 наклонена(ы) вниз.
[0089] Как и рассмотренный выше блок 310 формирования изображения, для изображения большой части объекта 530, блок 560 формирования изображения (например, узел 580 камеры, датчик 582 формирования изображения и линзы 584/586) может ориентироваться/конфигурироваться согласно принципу Шеймпфлюга. В качестве дополнения или альтернативы, узел 580 камеры может использовать сканирующую линзу с переменным фокусом, которая сканирует одну или более поверхностей объекта 530. В таких вариантах осуществления, система 500 формирования изображения (например, контроллер/микроконтроллер в системе 500 формирования изображения) может сшивать друг с другом изображения, полученные, когда сканирующая линза с переменным фокусом осуществляет сканирование объекта 530 для получения единого, четкого изображения объекта 530 (например, верхней поверхности объекта 530).
[0090] Источник 590 света, как и рассмотренный выше источник 320 света, может включать в себя один или более светодиодов (LED) для импульсного освещения объекта 530, когда он вращается. Например, источник 590 света может включать в себя матрицу LED, имеющих изменяющиеся цвета (например, красный, зеленый, синий, и т.д.), чтобы система 500 формирования изображения могла освещать объект несколькими цветами. В качестве дополнения или альтернативы, источник 590 света может включать в себя белый/широкополосный источник света. В таких вариантах осуществления, источник 590 света также может включать в себя монохроматор, который по выбору выделяет заданную длину волны света из широкополосного источника света для освещения объекта 530.
[0091] Важно отметить, что для получения однородного освещения вращающегося объекта 530 (например, однородного освещения изображаемой области) некоторые варианты осуществления настоящего изобретения могут использовать рассеиватель для надлежащего рассеяния света, формируемого источником 590 света. Например, система 500 (или блок 560 формирования изображения) может включать в себя рассеивающий рассеиватель и/или микролинзовый рассеиватель для рассеивания света, формируемого источником 590 света и получать нужную картину/однородность света на объекте 530.
[0092] Хотя рассмотренные выше варианты осуществления формируют изображение верхней части вращающегося объекта 530, другие варианты осуществления настоящего изобретения могут формировать изображение отдельных компонентов, находящихся на/во вращающемся объекте. Для этого, как показано на фиг. 15, несколько компонентов 610 может располагаться на верхней поверхности вращающегося объекта 530, и блок 560 формирования изображения может получать изображения каждого из отдельных компонентов 610, когда вращающийся объект 530 вращается. Затем изображения, полученные блоком 560 формирования изображения, могут использоваться для определения одной или более характеристик компонентов 610. Например, если компоненты 610 являются изготовленными деталями или аналогичными компонентами, изображения можно использовать для определения размеров каждой/го из деталей/компонентов (например, чтобы гарантировать, что они находятся в пределах допуска на изготовление) и/или подтверждения однородности деталей/компонентов 610 (например, путем сравнения изображений каждой/го из деталей/компонентов 610 друг с другом).
[0093] В качестве альтернативы, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения можно использовать для измерения уровня агглютинации клеток крови. В таких вариантах осуществления, каждый из компонентов может представлять собой пробирки, содержащие образец крови и реагент, и вращающийся объект 530 может действовать как центрифуга. Например, пробирки могут загружаться во вращающийся объект 530 (например, как показано на фиг. 15), и вращающийся объект 530 может вращаться для осуществления реакции в пробирке. Затем блок 560 формирования изображения может получать изображения каждой из пробирок, когда объект 530 вращается. Затем контроллер и/или микропроцессор может анализировать изображения и данные изображения для определения уровня агглютинации в каждой из пробирок.
[0094] В качестве дополнения или альтернативы, вращающийся объект 530 может включать в себя некоторое количество камер (не показаны), в которых могут располагаться различные пакеты для крови или образцы (например, по одному пакету/образцу на камеру или множественные пакеты/образцы на камеру). В таких вариантах осуществления, вращение объекта 530 может действовать для центрифугирования крови/образца, в результате чего кровь разделяется на отдельные компоненты (например, эритроциты, тромбоциты, плазму и т.д.). Когда объект 530 вращается, и кровь начинает разделяться, блок 560 формирования изображения может получать изображения каждой из камер для определения уровня разделения крови в каждой/м из камер и/или пакетов для крови.
[0095] Хотя некоторые из рассмотренных выше вариантов осуществления используют крышку 520 с окном 522, другие варианты осуществления могут использовать разные конструкции крышки. Например, как показано на фиг. 16, некоторые варианты осуществления могут включать в себя сплошную крышку 620 (например, крышку без окна 522), чтобы пользователи не могли заглядывать внутрь оболочки 510. Напротив, другие варианты осуществления могут вовсе не включать в себя крышку (например, оболочка 510 может быть открытой) (фиг. 17). В качестве дополнения или альтернативы, система 500 может использовать крышку 630 с опорной конструкцией 632, которая проходит вниз от крышки 630 к вращающемуся объекту 530. Как наилучшим образом показано на фиг. 18A и 18B, опорная конструкция 632 может поддерживать вращающийся объект 530, чтобы объект 530 не мог сдвигаться из стороны в сторону или вверх и вниз, когда объект 530 вращается.
[0096] Важно отметить, что, хотя вышеописанные варианты осуществления формируют изображение непосредственно устройства 11 разделения /чаши 12 и/или вращающегося объекта 530 (например, блоки 370/560 формирования изображения нацелены на устройство 11 разделения /чашу 12 и/или вращающийся объект 530), другие варианты осуществления могут формировать изображение отражения устройства 11 разделения /чаши 12 и/или вращающегося объекта 530. Для этого система (например, система 300 формирования изображения или система 500) может включать в себя зеркало (не показано), которое отражает изображение объекта (например, устройства 11 разделения /чаши 12 и/или вращающегося объекта 530) на блоки 310/370/560 формирования изображения и позволяет системам опосредованно формировать изображение объекта. В таких вариантах осуществления, системы 300/500 могут использовать рассмотренные выше оптические компоновки (например, Шеймпфлюга) или система может использовать более традиционные оптические конфигурации.
[0097] Зеркало, используемое для отражения плоскости изображения на блоки 310/370/560 формирования изображения может быть стандартным неподвижным зеркалом или зеркалом с возможностями управления ориентацией пучка. Например, зеркало может быть MEMS-зеркалом, которым можно манипулировать (например, контроллером) для направления отражения устройства 11 разделения /чаши 12 и/или вращающегося объекта 530 на блоки 310/370/560 формирования изображения. Кроме того, возможности управления ориентацией пучка MEMS-зеркала позволяют зеркалу сканировать поверхность объекта 530 и увеличивать поле зрения. Затем изображения, полученные при сканировании зеркалом, сшиваются друг с другом контроллером для получения единого изображения объекта.
[0098] Вышеописанные варианты осуществления изобретения следует рассматривать лишь как иллюстративные; специалисты в данной области техники могут предложить многочисленные вариации и модификации. Все подобные вариации и модификации подлежат включению в объем настоящего изобретения, определяемый нижеследующей формулой изобретения.