Устройство для извлечения компонентов крови из центрифугированной цельной крови
DEVICE FOR EXTRACTING BLOOD COMPONENTS FROM CENTRIFUGED WHOLE BLOOD

Изобретение относится к медицине, в частности к производственной трансфузиологии, предназначено для извлечения отдельных компонентов послойно разделенной жидкости, и, в частности, устройства для извлечения компонентов крови из центрифугированной цельной крови и может быть использовано в учреждениях службы крови, на станциях и отделениях переливания крови, гематологических центрах, научно-исследовательских и учебных медицинских учреждениях, подвижных медицинских формированиях.
Для извлечения компонентов крови из центрифугированной цельной крови, в частности отделения плазмы от эритроцитной массы в полимерных контейнерах, разработаны механические и автоматические устройства, называемые экстракторами. Механические экстракторы дешёвы и отличаются простотой конструкции и, как правило, включают в себя корпус (основание) и механический пресс (подвижную пластину) постоянного давления, воздействующий на контейнер с компонентами донорской крови, полученными в результате ее центрифугирования. При этом один из компонентов крови (плазма) по магистральной трубке перемещается в приемный контейнер.
Недостатком механических устройств для извлечения компонентов крови из центрифугированной цельной крови является их низкая эффективность, так как при их использовании пережим магистральной трубки производится вручную, а перемещение плазмы в приемный контейнер контролируется визуально, что требует участия обслуживающего персонала в течение всего процесса разделения компонентов крови, что приводит к частым ошибкам.
Известно устройство для извлечения  компонентов из жидкости, в частности из цельной крови, причем компоненты присутствуют, по меньшей мере, в двух пространственно разделенных областях, которое состоит из гибкого мешка, имеющего, по меньшей мере, одно выходное устройство, причем этот мешок прижат между неподвижной пластиной и поворотной контактной пластиной, расположенной под углом к последней, и точка поворота контактной пластины, лежащая под мешком на линии пересечения обеих поверхностей пластины, а именно на расстоянии более 30% от длины контактной пластины, и приводное устройство с электрическим или гидравлическим приводом, жестко соединенное с контактной пластиной посредством рычага (Патент DE 3815643 C2. Опубл. 30.11.1989 г.).
Известно устройство для извлечения  компонентов крови - плазмоэкстрактор автоматический «ГЕМОПРЕСС», который имеет механический пресс (подвижную пластину) и оптический датчик (датчик прозрачности) для контролирования процесса, а также полимерные контейнеры с заготовленной и идентифицированной донорской кровью (http://nic-com.ru/products/plazmoekstraktor-avtomaticheskij-gemopress).
Известно устройство для извлечения компонентов крови из центрифугированной цельной крови, содержащее пластину неподвижную,  пластину подвижную с двусторонним ходом, перемещаемую с помощью электродвигателя, магистрали для индивидуального вывода каждого компонента крови с клапанами, блок управления, устройство обработки данных, для передачи данных процесса с блока управления и встроенные оптические датчики (датчики прозрачности) (Патент DE000020316115, МПК С12М 1/26, опубл. 29.04.2004).
Известно устройство для извлечения компонентов крови из центрифугированной цельной крови, содержащее пластину неподвижную,  пластину подвижную с двусторонним ходом, перемещаемую с помощью электродвигателя, магистрали для индивидуального вывода каждого компонента крови с клапанами, блок управления, устройство обработки данных для передачи данных процесса с блока управления и встроенные оптические датчики (датчики прозрачности), датчик позиции подвижной пластины, блок задания положения подвижной пластины,  блок контроля положения подвижной пластины,  блок расчета положения подвижной пластины (https://www.medicalexpo.ru/prod/lmb-technologie-gmbh/product-76654-504516.html).
Недостатками известных автоматических устройств является статическое задание скорости движения пресса (подвижной пластины), а также отсутствие системы позволяющей минимизировать время одного цикла перемещения подвижной пластины с целью выдавливания жидкости при условии не превышения безопасного уровня давления внутри пакетов и магистралей с компонентами крови, что в свою очередь приводит к снижению производительности работы устройства по перекачке компонентов крови в соответствующие пакеты.
Задачей изобретения является создание эффективного устройства для извлечения компонентов крови из центрифугированной цельной крови, позволяющего обеспечить высокое качество получаемого продукта, а такжеувеличить производительность и снизить риск ошибки оператора.
Технический результат заключается в увеличении производительности устройства и снижение риска ошибки оператора.
Это достигается тем, что в заявляемом устройстве для извлечения компонентов крови из центрифугированной цельной крови, содержащее пластину неподвижную,  пластину подвижную с двусторонним ходом, перемещаемую с помощью электродвигателя, магистрали для индивидуального вывода каждого компонента крови с клапанами и с датчиками прозрачности, датчик позиции подвижной пластины, блок задания положения подвижной пластины,  блок контроля положения подвижной пластины,  блок расчета положения подвижной пластины, согласно изобретению, дополнительно содержит: блок расчета скорости подвижной пластины на основании данных, полученных от блока контроля положения подвижной пластины; блок контроля скорости, на выходе которого формируется задание на усилие с учетом значения текущей скорости перемещения, связанный с блоком контроля усилия и с блоком расчета усилия по информации от датчика тока, при этом блок контроля усилия, заданного блоком контроля скорости, связан с блоком формирования напряжения, выполненным с возможностью формирования напряжения на обмотке двигателя за счет ограничения напряжения, поступающего с блока питания, а блок задания напора перетока жидкости в магистралях, и блок задания усилия, с которым подвижная пластина давит на пакет с кровью, выполнены с возможностью задания исходных параметров оператором.
Заявляемое устройство для извлечения компонентов крови из центрифугированной цельной крови  в раздельные емкости изображено на Фиг. 1 и состоит из: 1, 2 – неподвижная пластина, 3 – подвижная пластина, 4 – винтовая передача, 5 – электродвигатель,  6 – пакет с компонентами крови; 7, 8 – магистрали, 9 – датчик прозрачности на магистрали 7; 10 -  датчик прозрачности на магистрали 8;  11- клапан на магистрали 7; 12 – клапан на магистрали 8; 13 - пакет сбора компонентов с магистрали 7; 14 -  пакет сбора компонентов с магистрали 8; 15 - блок задания положения (БЗП), 16 - блок контроля положения (БКП), 17 - блок расчета положения (БРП), 18 - блок расчета скорости (БРС), 19 - блок контроля скорости (БКС), 20 - блок задания напора (БЗН), 21 - блок задания усилия (БЗУ), 22 - блок контроля усилия (БКУ), 23 - блок расчета усилия (БРУ), 24 - блок формирования напряжения (БФН), 25 - датчик тока (ДТ), 26 - датчик позиции подвижной пластины (ДПП), 27 - блок питания (БП).
Устройство работает следующим образом.
Предварительно отцентрифугированная кровь (с разделением на основные компоненты – плазма, тромбоциты, лейкоциты, эритроциты) находится в полиэтиленовом пакете 6, к которому прикреплены пластиковые трубчатые магистрали 7 и 8 для перекачивания жидкости. Подвижная пластина 3 расположена между неподвижными пластинами 1 и 2. Пакет 6 располагают между пластинами 1 и 3. При сдавливании пакета 6 пластиной 3, перемещаемой с помощью электродвигателя 5 через винтовую передачу 4, запускаемой, происходит выдавливание жидкости (компонентов крови) из пакета 6 и перетекание по магистралям 7 и 8 в соответствующие пакеты 13 и 14. При этом скорость сдавливания пакета определяет производительность перекачки, давление в магистралях, напор на выходе. Для каждой магистрали 7 и 8 установлен соответствующий клапан 11 и 12, перекрывающий при необходимости поток в жидкости в магистрали. Наличие в магистрали требуемого для каждого из пакетов 13 и 14 компонента крови определяется с помощью соответствующих датчиков 9 и 10, на основании информации с которых принимается решение о блокировании потока компонентов крови, идущего в пакеты 13 или 14 посредством клапанов 11 или 12. Блокирование потока осуществляется при появлении в магистрали, проходящей через датчик,  компонента, не соответствующего для данного пакета.
Оператор устанавливает исходные параметры для допустимого усилия (давления в пакете с компонентами крови) через блок 21 и требуемого напора через блок 20. После этого через блок 15 подает команду на выполнение перемещение подвижной пластины в позицию сдавливания пакета с компонентами крови 6. Команда на перемещение попадает с блока 15 на блок 16. Блок 16 на основе данных с датчика положения 26 и блока 17 формирует задание на скорость перемещения в блок 19. При этом значение этого задания ограничивается на уровне значения, заданного через блок 20 (ограничение на напор). На выходе блока 19 формируется задание на усилие с учетом значения текущей скорости перемещения, получаемого с блока 18, в случае если скорость меньше заданной блок 19 увеличивает задание на усилие, в противном случае уменьшает задание на усилие. Сформированное задание на усилие с блока 19 подается на блок 22, занимающегося формированием усилия подвижной пластины. При этом значение входного значения усилия с блока 19 ограничивается значением усилия, заданного оператором через блок 21. Выходное значение в блоке 22 формируется на основании значение текущего развиваемого усилия, которое рассчитывается в блоке 23 на основе информации с датчика тока 25. В случае если текущее усилие меньше чем заданное (с учетом ограничения с блока 21), то выходное значение блока 22 увеличивается, в противном случае уменьшается. Сформированное значение блока 22 поступает в блок 24, который непосредственно формирует напряжение на обмотки двигателя за счет ограничения напряжения, поступающего с блока питания 27.
Пример
Пакет (контейнер) с осевшими форменными элементами крови осторожно извлекается из центрифуги, помещается в экстрактор. Открывается клапан пакета с фракционированной кровью.
Устанавливаем режим «Получение плазмы». Устанавливаем «ограничение на напор» как 0,1 м., «ограничение на давление» как 0,3 атм. Подается команда на движение пластины, с ограничением по усилию и скорости перемещения пластины. По мере движения пластины плазма,  перекачивается по магистрали в пустой пакет для сбора плазмы. При появлении на датчике прозрачности сигнала об изменении прозрачности, что свидетельствует о полном расходе плазмы и появлении в магистрали эритроцитов, происходит срабатывание клапана, подвижная пластина отодвигается от пакета с исходной кровью. После этого оператор запаивает магистрали пакета с плазмой, разъединяет магистраль соединяющую пакет с полученной плазмой и исходной кровью.
Пластикатный пакет с плазмой отправляется на хранение или на дальнейшую переработку для получения препаратов плазмы по действующим регламентам.