专利名称：血小板采取装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于自血液中采取血小板所用的血小板采取装置。
传统的血小板采取装置，例如WO94/25086(未审查日本特许公报JP-A-8509403)中，揭示一种可从供应的全血以离心分离器所分离所得血小板的纯度及收取量予以增大的装置。依此项装置，离心分离器内的全血，是以血浆或生理食盐水等循环液体以第一流量稀释，更在进入离心分离器之前，与所采取的全血混合。血浆则以第二流量经离心分离器循环。于是血管脂肪层中的中间密度成份，亦即血小板与白血球之间的分离有了改善。其次血浆以第三流量经离心分离器循环。血浆以第三流量循环之间血小板自离心分离器流出。藉此欲提高从所供全血中所分离血小板的纯度与收取量。但是此装置须用到采血泵，循环泵及抗凝固剂泵三种泵，制造成本大而装置亦大型化，此即为其缺点。
在EP-O-992-256-A2(示审查日本特许公报JP-A-2000-107279)中，使用了两具泵，藉此谋求装置的小型化，而且白血球的混入少，血小板的采取效率高的血液成份采取装置。在此揭示的血液成份采取装置，备有血液泵；抗凝固剂泵；离心分离器驱动单元；多数的流路开关机构及两只泵，即离心分离器驱动单元，多个流路开关机构动作的控制器等。在此装置中，控制器控制两只泵、离心分离器驱动单元、多个流路开关机构的动作，并依序实施接下去的处理步骤。亦即作动血液泵及抗凝固剂泵来采取添加有抗凝固剂的血液，作动离心分离器驱动单元而在血液采取袋内采取血浆的血浆采取步骤；中断采血，而将血浆采取袋内的血浆循环于离心分离器的定速血浆循环步骤；作动离心分离器驱动单元，而采取血浆的第二血浆采取步骤；中断采血，将血浆采取带内的血浆加速且循环的加速血浆循环步骤；血小板采取步骤；返血步骤等。
未审查日本特许公报JP-A-2000-84066中揭示了使用三只泵的装置、但可提高血小板采取效率的血小板采取装置。此装置依供血者的血球比积值等来增减离心分离器或循环泵的回转数。但是，此装置在将添加有抗凝固剂的血液采取于离心分离器内至将分离器内的血小板采取于血小板采取袋内之间，维持离心分离器于一定的转速。为此，就有过度压缩在离心分离器内所分离血液成份(尤其是红血球)的缺点。
依本发明所提供的血小板采取装置，包括一离心分离器，其具有内部形成有贮血空间的回转自在的转子，及与该贮血空间连通的流入口与流出口，依该转子的回转，将由该流入口导入的血液在该贮血空间内予以离心分离。
使向该离心分离器所流入血液流通的第一通路；使自该离心分离器所流出血液流通的第二通路；采取由该离心分离器所流出的血浆，并将采取的血浆以可返回该离心分离器的方式连接于该第一通路与该第二通路的血浆采取袋；以可采取到自该离心分离器所流出的血小板的方式，连接于该第二通路的血小板采取袋；设于该第一通路的送血泵；及控制该离心分离器的该转子的动作及该送血泵动作的控制器，而该控制器为一种在采血时，可配合经过该第一通路而流入于该离心分离器的血液流入量而改变该转子的回转数机能。
依该血小板采取装置，由于采血时离心分离器转子回转数增减的效果，可以在血小板采取效率高而且白血球混入情形较少的状态下采取血小板。
本发明血小板采取装置的其它的形态包括有具有在内部形成有贮血空间的回转自在的转子，及具连通该贮血空间的流入口与流出口，而依该转子的回转，将自该流入口导入的血液在该贮血空间内离心分离的离心分离器；使向该离心分离器所流入血液流通的第一通路；使自该离心分离器所流出血液流通的第二通路；采取由该离心分离器所流出的血浆，并将采取的血浆以可返回该离心分离器的方式连接于该第一通路与该第二通路的血浆采取袋；以可采取到自该离心分离器所流出的血小板的方式，连接于该第二通路的血小板采取袋；设于该第一通路的送血泵；及控制该离心分离器的该转子的回转数及该送血泵动作的控制器；而该控制器，为一种具有使该血浆采取袋所采取的血浆加速循环于该离心分离器的机能，与配合该加速循环机能而循环的血浆的循环速度，而改变该转子回数转的机能。
依该血小板采取装置，在移动血浆于血球间之际，以同时增加血浆运动所生抗力与离心力的效果，可在血小板采取效率高而白血球混入少的状态采取血小板。
本发明的其它目的、特征及特质，可参照下文的说明及附图所例示的较佳实施例而得以明了。
图2为表示
图1的血小板采取回路卡盒的平面图。
图3为血小板采取回路所使用离心分离器在装着有驱动单元状态下的部份剖面图。
图4为表示本发明血小板采取装置的一实施例的概念图。
图5为表示本发明血小板采取装置控制系的概略方块图。
图6为表示使用标准式碗型离心分离器时血球收集量与有效回转半径关系的曲线图。
图7为表示使用标准式碗型离心分离器时，为了对所收集的血球能恒加相同的离心力所需离心分离器回转数变化的曲线图。
图8为表示增加血浆循环量同时增加离心分离器回转数时，血小板所受之力与白血球中淋巴球所受力之比的曲线图。更详细地说，乃使用标准式碗型离心分离器收集血液达于离心分离器内红血球体积至140ml后，于移动血浆于血球间之际，30秒内将血浆循环自80ml/min增加至140ml/min后，同时将离心分离器的回转数自4750rpm增加到5400rpm时的曲线图。
图9为表示本发明血小板采取装置概略动作的说明图。
图10～图15为说明本发明血小板采取装置作用所用的流程图。「图中元件与标号对照」142转子 143流入口 20离心分离器21第一通路 22第二通路 25，26血浆采取袋11送血泵 13控制器 1血小板采取装置29采血针 23第三通路 2血小板采取回路25a第一管子 25b第二管子12送液泵10离心分离器驱动单元 13控制器81，82，83，84，85，86流路开闭机构21g送血泵管 21f分岐连接器 27a第四管子27血管脂肪层采取袋21c、21e分岐连接器21d小室 21i过滤器 21b离心分离器侧部分22f感压用过滤器 22c，22d分岐连接器 23b异物除去用过滤器23c气泡除去用小室 23d抗凝固剂容器连接用针 28卡盒81第一流路开闭机构 83第三流路开闭机构 84第四流路开闭机构86第六流路开闭机构 91第一开口部 92第二开口部93第三开口部 94第四开口部 96第六开口部131血浆层132血管脂肪层 133红血球层14浊度感知器 15光学感知器 16重量感知器50控制器 53，54泵控制器 61输入器56动作量检知器 143入口144出口兹参照图1至图4来概略说明本发明的血小板采取装置1，血小板采取装置1包括具形成于贮血空间内部而可自由回转的转子141与连通于贮油空间的流入口143及流出口144，并因转子142的回转将自流入口143导入的血液在贮血空间内离心分离的离心分离器20，供向离心分离器20所流入血液流通的第一通路21；供自离心分离器20所流出血液流通的第二通路22；采取由离心分离器20所流出的血浆，并将采取的血浆以可返回离心分离器20的方式连接于第一通路21与第二通路22的血浆采取袋25；以可采取到自离心分离器20所流入血小板的方式，连接于第二通路22的血小板采取袋26；设于第一通路21的送血泵11，及控制离心分离器20的转子142的动作及送血泵11动作的控制器13。
本发明血小板采取装置1中的控制器13，具有采血时因应经过第一通路21流入于离心分离器20的血液流入量而改变转子142回转数的机能。此机能叫做采血时转子回转数控制机能。
又，本发明血小板采取装置1中的控制器13，具有令采取于血浆采取袋25的血浆在离心分离器20中加速并循环的机能，与因应以此加速循环机能而循环的血浆的循环速度而改变转子142回转数的机能。前者机能叫做加速血浆循环机能，后者机能叫做血浆循环时转子回转数控制机能。
图示实施例的血小板采取装置1，具有采血时转子回转数控制机能，加速血浆循环机能及血浆循环时转子回转数控制机能两者。
更详细的说，血小板采取装置1包含血小板采取回路2，此血小板采取回路2具有前述离心分离器20；采血针29或采血器具连接部(图未示)与离心分离器20流入口143连接用的第一通路21；连接于离心分离器20流出口144的第二通路22；连接于第一通路21，做为抗凝固剂注入用的第三通路23；具有连接于第一通路21途中的第一管子25a及连接于第二通路22的第二管子25b的血浆采取袋25，及连接于第二通路22的血小板采取袋26。
血小板采取装置更包含用以回转离心分离器20转子142的离心分离器驱动单元10；第一通路21用的送血泵11，第三通路23用的送液泵12；血小板采取回路2的流路开关用的多个流路开磁机构81、82、83、84、85、86；控制离心分离器驱动单元10、送血泵11、送液泵12及多个流路开关机构81～86用的控制器13。
兹详细说明血小板采取回路2。
此血小板采取回路2，是为采取血小板，或血小板及血浆用的回路。血小板采取回路2具备有连接于如同采血针29的采血器具，或采血针或具有血液储具接续部的采血器具连接部；连接血针29或采血器具连接部与离心分离器20流入口143而备有送血泵管子21g的第一通路21(采血及返血通路)；连接离心分离器20的流出口144与第一通路21用的第二通路22，连接于第一通路21的采血针29附近，而备有送液泵管子23a的第三通路23(抗凝固剂注入通路)；具有与比第一通路21的送血泵管子21g更靠近采血针侧的分岐连接器21f相连的第一管子25a及第二通路22相连的第二管子25b的血浆采取袋25；具有连接于第二通路22的第三管子26a的血小板采取袋26；具有连接于第二通路22的第四管子27a的血管脂肪层采取袋27。另代替采血针，血小板采取回路2亦可使用连接血液袋等血液储具用的连接部(例如金属或合成树脂针)。
采血针29为众所周知的金属针，第一通路21含有与采血针29连接的采血针侧部份21a与连接于离心分离器20流入口143的离心分离器侧部份21b。采血针侧部份21a是由多个软质树脂制管子所形成。采血针侧部份21a具有从采血针侧连接第三通路用的分岐连接器21c；除去气泡及微聚物用的小室21d；连接第二通路22用的分岐连接器21e；与血浆采取袋25的第一管子25a连接用的分岐连接器21f。小室21d是连接于通气且不通过细菌的过滤器21i。离心分离器侧部份21b是连接于与第一管子25a连接用的分岐连接器21f，且具有形成于该分岐连接器21f附近的送血泵管子21g。
第二通路22的一端连接于离心分离器20流出口144，另端连接于第一通路21的分岐连接器21e。第二通路22具有从离心分离器侧连接血浆采取袋25的第二管子25b及血小板采取袋26的第三管子26a用的分岐连接器22a；与备有感压用过滤器22f的管子相连接用的分岐连接器22c；与血管脂肪层采取袋27的第四管子27a相连接用的分岐连接器22d。
第三通路23的一端连接于第一通路21的分岐连接器21c。第三通路23从分岐连接器21c侧具有送液泵管子23a；异物除去用过滤器23b；气泡除去用小室23c；抗凝固剂容器连接针23d。
血浆采取袋25具有连接于比第一通路21的送血泵管子21g更位于采血针侧的分岐连接器21f的第一管子25a与连接于第二通路22的分岐连接器22a的第二管子25b，血小板采取袋26具有上有连接于第二通路22的分岐连接器22a的第三管子26a，血管脂肪层27具有连接于第二通路22的分岐连接器22d的第四管子27a。
如图2所示，血小板采取回路2的主要部分是成为卡盒式。血小板采取回路2部份性的收纳所有通路(第一、第二、第三、第四管子25a、25b、26a、27a)，而且具有部份性的收纳这些通路的卡盒28。换言之，这些通路乃部份的固定于卡盒28，卡盒28上固定有送血泵管子21g的两端及送液泵管子23a的两端。泵管子21g、23a以对应于滚轮状泵形状的环圈形状从卡盒28突出，于是送血及送液泵管子21g、23g可各自容易的装着于滚轮泵上。
再者，卡盒28具有位于其内部的复祓开口部，具体而言，卡盒28具有比送血泵管子21g更近采血针侧位置露出第一通路21，且可使第一流路开关机构81侵入第一开口部91；露出血浆采取袋25的第一管子25a，而且可令第二流路开闭机构82侵入第二开口部92；露出血浆采取袋25的第二管子25b，而且可令第三流路开闭机构83侵入第三开口部93；露出血小板采取袋26的第三管子26a，而且可令第四流路开闭机构84侵入第四开口部94；在连接第二通路22与血管脂肪层采取袋27的第四管子27a的连接器22d更近离心分离器侧(上流侧)的位置露出第二通路22，而且可令第五流路开闭机构85侵入第五开口部95；露出位于连接第一通路21与第二通路22的连接器21e与连接器22d之间的第二通路22，而且可令第六流路开关机构86侵入第六开口部96。
分岐连接器21e、21f、22a、22c、22d是被固定于卡盒28的内面。在卡盒28的侧面附近，设有补强管，以保持自卡盒28侧面突出的通路及管子，并防止在盒部的弯曲，卡盒28呈盒子形状，以便将图2虚线所示的部份收容于其内部。卡盒28是由具有某种程度刚性的合成树脂所形成。
血小板采取装置1具有卡盒装着部(图未示)，卡盒28装着于卡盒装着部时，从卡盒28开口部91～96露出的各通路及管子自动装着于所对应的流路开关机构81～86。于是可容易的装着血小板采取回路2于血小板采取装置1，而可迅速完成采取血小板的准备。血小板采取装置1在接近卡盒装着部设有两个泵11、12，因此也容易把从卡盒28露出的泵管子21g、23g装着于各泵11、12。
离心分离器20通常称为离心碗，为了利用离心力分离血液成份而设有血小板采取回路2，如图3所示，离心分离器20具有伸长于铅直方向而在其上端形成有流入口143的管体141与为了防止从上方部145漏液而加以密封的管体141周围回转的中空转子142，转子142则具有其底部及沿周壁内面形成的流路(贮血空间)。流出口144以可连通于此流通上部的方式形成。转子142的容积例如在100～350ml程度。
转子142以预先设定或演算所定的离心条件(回转速度及回转时间)被离心分离器驱动单元10所回转，依离心条件可设定转子142内血液分离形态(例如所分离血液成份数)，如图3所示，在本实施例中，所设定离心条件为从内层起依序血液在转子142流路内分离成血液层131、血管脂肪层132及红血球层133。
如图4所示，如前述情形，血小板采取装置1具有离心分离器驱动单元10，第一通路21的送血泵11，第3通路的送液泵12，多个流路开关机构81～86，及控制器13，血小板采取装置1更具有在比连接第二管子25b与第二通路22的连接器22a更近离心分离器侧(上流侧)位置而装置于第二通路22的浊度感知器14；装置于离心分离器20上方的光学式感知器15，及检测血液采取袋25重量用的重量感知器16。
所有流路开关机构81～86皆连接于控制器13，其启闭均由控制器13来控制。浊度感知器14，光学感知器15，重量感知器16等亦在电气上与控制器相连，从重量感知器16、光学感知器15、浊度感知器14输出的检出信号随时输入于控制器13。控制器13根据感知器14、15、16来的信号，控制各泵11、12的回转、停止、回转方向(正转/反转)，视其需要控制各流路开关机构81～86的启闭及离心分离器驱动单元10的作动(转子的回转)。
第一流路开关机构81，设置目的为在比送血泵管子21g更近采血针侧位置启闭第一通路21。第二流路开关机构82设置目的在启闭血浆采取袋25的第一管子25a。第三流路开关机构83设置目的在启闭血浆采取袋25的第二管子25b。第四流路开关机构84设置目的在启闭血小板采取袋26的第三管子26a。第五流路开关机构85设置目的在于比连接第二通路22与血管脂肪层采取袋27的第四管子27a的连接器22d更近离心分离器侧(上流侧)的位置启闭第二通路22。第六流路开关机构86设置目的在于连接第一通路21与第二通路22的连接器21e与连接器22d之间的位置(在此连接器22d更下流侧的位置)启闭第二通路22。流路开关机构81～86具有插入流路或管子用的插入部，此插入部设有例如螺管、电动马达、气缸(油压或空气压)等驱动源来作动的夹子。具体而言以空气压作动的空气压缸夹子为佳，流路开关81～86用的夹子是根据控制器13送来的信号作动。
如图3所示，离心分离器驱动单元10具有收容离心分离器20的外壳151，脚部152，做为驱动源的马达153，保持离心分离器20用的圆盘状固定台155。外壳151装设固定于脚部152上。在外壳151下面，介着隔离器157，以螺闩156固定马达153。以马达153的转轴154先端部嵌入固定台155，以便与转轴154同心而且能一同回转。在固定台155上部，形成有一凹部，以便嵌合转子142的底部。又，离心分离器20的上方部145，是利用未图示的固定器材固定于外壳151。驱动马达153时，固定台155及与其固定的转子142，例如以3,000～6,000rpm的转数回转。
在外壳151的内壁，以装置用器材158固定光学式感知器15。光学感知器15是以光学方法检出在离心分离器20内被分离的血液成分界面(例如血浆层131与血管脂肪层132的界面B，血管脂肪层132与红血球层133的界面)的位置。此感知器15具有向离心分离器20肩部照射的光源，与接受从离心分离器20反射回来的光线的受光部。光源是以列状配置的LED或激光等发光元件所构成，受光部则以受光元件列状配置来构成。受光元件接受由发光元件所发而被血液成份反射的反射光，将引受光光量施以光电变换。依分离的血液成份(例如血浆层131与血管脂肪层132)反射光的强度不同，对应于受光光量变化的受光元件的位置，被以界面B的位置检出。更具体而言，依离心分离器20的光通过部被透明液体(血浆与水)充满时的受光量与充满血管脂肪层132时的受光量之差来检知血管脂肪层132已到达光通过部。检出血管脂肪层132的位置可改变离心分离器20内的光通过位置来调节。光通过位置一经决定，就固定其位置。
浊度感知器14检知流经第二流路22中的流体浊水，并应所检知的浊度输出电压值。具体而言，浊度感知器14在浊度高时输出低电压值，浊度低时输出高电压值。
做为装着第一流路21的送血泵管子21g的送血泵11，装着第三流路23的送液泵管子23a的送液泵12，则以使用滚轮泵、蠕动型泵等非血液接触型泵为佳。又，做为送血泵11(血液泵)，可使用可向任何方向送血液的泵。具体而言，使用正反方向均可回转的滚轮泵。
请参阅图5所示，控制器13具有职司血小板采取装置1全体控制与演算处理用的控制元件50，送血泵11用的泵控制器53；送液泵12用的泵控制器54；及输入血球比积值用的输入元件61。送血泵11及送液泵12以泵控制器53、54为中介，电气上连接于控制元件50。送血泵11上装有检测该泵动作量用的动作量检测元件56。此元件56电气上连接于控制元件50。动作量检测元件56可使用检知滚轮泵回转量的机构，具体而言，可较佳的利用回转式编码器。又控制元件50亦在电气上连接于离心分离器驱动单元10的驱动控制元件55。
控制元件50连接有记忆送血泵11的每单位动作量的送血量的记忆元件52。控制器13使用所记忆的送血泵11每单位动作量的送血量与由输入单元61输入的血球比积值，算出最初采血终了时离心分离器20的转子回转数(采血时转子回转数)。此机能叫做采血时转子回转数算出机能。控制元件50亦具有控制转子142回转数的机能。此机能是应流入于离心分离器20的血液量，将转子142的回转数以采血时转子回转数算出机能予以算出至采血时转子回转数止顺次增加。
离心分离器20的回转数，从自3,300～5,000rpm的范围选出的初期回转数起，随离心分离器内的血球量(红血球容积)，徐徐增加，至达于自第一采血中选自4,500～5,500rpm范围以内的所定第一采血终了时回转数(采血时转子回转数)，此第一采血终了时回转数是应供血者的血球比积值所设定，对做为基准的血球比积值(35～45％，较宜为40％)，供血者的血球比积值较低时，则第一采血终了时回转数设定为比做为基准的血球比积值第一采血终了时回转数为低的回转数值，而供血者血球比积值较高时则设定为较高的回转数。第一采血终了时回转数，是以下面的式(1)算出。控制元件50记忆此式(1)，同时利用此式演算第一采血终了的回转数。
W＝Wo-k×{Hstd-Hd/(1+ACD)}……(1)其中W＝第一采血终了时回转数(rpm)Wo＝基准血球比积值下第一采血终了时回转数(rpm)k＝系数(0.01-15)Hstd＝＝基准血球比积值(％)Hd＝供血者血球比积值(％)ACD＝抗凝固剂量/血液量控制元件50亦可具有算出每单位时间转子回转数增加率的机能，亦即从记忆的送血泵11的单位动作量的送血量与流入于离心分离器20的血液设定量演算设定量的血液流入于离心分离器20为止的到达时间，算出从转子初期回转数至由式(1)算出的第一采血终了时回转数为止每单位时间的转子回转数增加率的机能。转子回转数的增加率，例如可以下式算出。
回转数增加率＝(采血时转子回转数-转子初期回转数)/到达时间本发明的血小板采取装置1所具备的采血时转子回转数控制机能，乃是其转子142的回转数，使其随着离心分离器20的流入血液量，亦即离心分离器20的流入量的增加，换言之，随离心分离器20贮血量的增加，可依序增加至采血时转子回转数的机能。
送血泵11如属于图4及图5所示的滚轮泵时，离心分离器20的流入量是由动作量检测元件56所检测的泵11的总回转数，与所记忆的送血泵11每单位动作量的送血量之积来算出。又送血泵11如属于蠕动型泵时，则离心分离器20的流入量，可由泵动作时间，与送血泵11每单位动作量的送血量之积来算出。
离心分离器20具有入口143与出口144，而将所收集的全血分离为各血液成份，本发明人等发觉应收集于离心分离器20的血球量而增加离心分离器20的回转数时，离心分离器20内的血球充填密度趋于均匀。
收集于离心分离器20内的血球，受有由下面式(2)求得的离心力Fc。
Fc＝{2πd3(ρs-ρf)γω2}/3……(2)其中d＝血球直径ρs＝备球密度ρf＝供血球回转运动的液体密度γ＝血球回转运动时的有效回转半径ω＝血球回转运动的角速度收集于离心分离器20内的血球，因离心力F而沿离心分离器20内的半径方向依序分离充填，但收集于离心分离器20的血球的有效回转半径r，随收集的血球量而逐渐减少。
于是，对收集于离心分离器20内的血球经常予以不变的离心力Fc而使血球充填密度均匀，就须配合收集量增加角度速度W，即离心回转数。
例如使用拜尔型碗的离心分离器20的场合，即如图6所示，随血球收集量的增加，减少了对所收集血球有效回转半径，因此为了对收集于离心分离器20内的血球经常给以同一离心力Fc，而使血球充填密度均匀时，就可如图7所示，配合收集量增加离心回转数。否则初期分离而收集的血球所受离心力Fc与其后分离而收集的血球所受离心力Fc之间产生差异，血球充填密度变成不均匀，此乃造成血球分离及血小板的采取上品质不均的原因。
依照本发明的血小板采取装置1，全血是自供血者以所定比率加抗凝固剂于全血，使用送血泵11，以配合所收集的血球量可增加回转数的离心分离器20，收集其中的红血球体积达于所定量为止。又如上述情形，离心分离器20采血时转子回转数随血液的血球比积值而变化。
因离心分离器20采血时转子回转数随血球比积值而变化，故离心力的效果，并不依靠血液的血球比积值而维持定，即全血系自供血者以所定比率加抗凝固剂于全血，使用送血泵11，以配合所收集的血球量可增加回转数的离心分离器20，收集其中的红血球体积达于所定量为止，而达于所定量所需时间t则依随送血泵11的流量与供血者的血球比积值。
通常离心力效果可以下式表示。
离心力效果＝离心力(Fc)×时间(t)此时的时间t可由下式(3)算出。
时间(t)＝{(所定采血球量)/(血球经积值)}/(泵流量)……(3)于是对分离而收集于离心分离器20内的血球，不依随供血者血球比积值而常给予一定离心力效果时，可配合供血者的血球比积值变更离心力即离心回转力就可以。
例如送血泵11的流量为一定，供血者的血球比积值低于某基准值的场合，即离心分离器20内红血球体积达于所定量的时间t，较之基准血球比积值的场合为长。因此如为了对收集于离心分离器20内的血球给以血球比积值与基准值场合时相同远心力效果时，必须配合血球比积值减少离心回转数。反之，如供血者的血球比积值高于某一基准值，则离心分离器20内红血球的体积达于所定量的时间t，较之基准血球比积值时为短。因此如欲对收集于离心分离器20内的血球给予与血球比积值与基准值时同样的离心力效果，必须配合血球比积值增加离心回转数。亦即如血球比积值较高，则在较早时间到达采血终了时(换言之，所定量的血液流入离心分离器20内，或红血球容积到达所定值)到达，如仍设定离心回转数于一定值，回转时间因不足引起分离不良。反之，血球比积值低时，在较迟时间到达采血终了时，如仍设定离心回转数于一定值，因回转时间过剩而引起打包现象的可能性。又，血液量可由送血泵11的动作量，例如滚轮泵的回转量来检测。
如不如此配合供血者的血球比积值变化离心分离器20的回转数，则在低血球比积值与高血球比积值所受离心力效果之间产生差异。结果，离心分离器20内的血球充填密度依靠供血者的血球比积值，对后续的白血球分离及血小板的采取造成供血者血球比积值引起的参差情形。
又，本发明的血小板采取装置1，具有配合加速血浆循环机能而循环的血浆循环速度，变更转子回转数的血浆循环时转子回转数控制机能。亦即在本发明血小板采取装置1具有全血由供血者加入所定比率的抗凝固剂，利用送血泵11，令配合所收集血球量及/或血球比积值增减回转数的离心分离器20，收集红血球，使该分离器20内的体积达于所定量后，令血浆运动于血球间之际(换言之，使血浆循环)，发挥同时增加血浆运动所生抗力与离心力的功能。上述两项功能同时增加，即可改善离心分离器20内的血球的分离。
收集于离心分离器20内的血球，因式(2)所示离心力Fc而受向该器20内的半径方向外方的力，同时因使血浆运动于血球之间，由此所生的抗力受该器20内向半径方向内方之力。此时抗力Fd可由下(4)式算出。
Fd＝(ρν2SCD)/2……(4)其中ρ＝血浆密度ν＝血浆运动速度S＝血球正面投影面积CD＝球的抵抗系数因此收集于离心分离器20内的血球受半径方向外侧的离心力Fc而内侧的抗力Fd两项力而运动，各血球依其密度ρs与直径d而做不同的运动。红血球及白血球与血小板的密度ρ及直径d相异，故做各不相同的运动，结果在离心分离器20内进行血球分离。此时如血浆运动所生抗力Fd与离心力同时增加时，血小板与白血球两者运动的差更大，因此血小板与白血球的分离愈有效率。
例如，使用如图3所示的贝尔型碗做为离心分离器20，从供血者以所定比率加入抗凝固剂，配合利用送血泵11收集的血球量及/或血球比积值可变换回转数的离心分离器20中，收集其内的红血球体积达到所定量(例如140ml)为止，然后血浆向血球间运动之际，例如在30秒后，增加血浆循环量例如从80ml/min增加至140ml/min，同时增加离心回转数例如从4750rpm增加至5,400rpm，如此一来血小板所受之力[F(血小板)]与白血球中的淋巴球所受之力[F(淋巴球)]之此，如图8所示，与流量的增加与回转数的增加，即经过的时间俱增加，300秒后大约达于800倍，可高效率分离血小板与淋巴球。
与此相对，血浆向血球间运动之际，例如以4,750rpm的一定回转数，例如以100ml/min的一定流量运动时，血小板所受之力[F(血小板)]与淋巴球所受之力[F(淋巴球)]之比大约为150倍。
由此例可理解血浆向血球间运动之际，血浆运动所生抗力Fd与离心力Fc同时增加，则可改进离心分离器20内血球的分离。
控制器13最少进行一次血浆采取。加速循环步骤，然后血小板采取步骤，然后返血步骤。更详细的说，血浆采取、加速循环步骤包含添加有抗凝固剂的血液采取，所采取的血液的分离及经分离的血浆采取于血浆采取袋25内的血浆采取步骤及以此步骤采取于血浆采取袋25内的血浆用离心分离器20加速循环的加速血浆循环步骤。血小板采取步骤在血浆采取、加速循环步骤终了后进行，血浆流入于离心分离器20内，并从此内流出血小板，并将此血小板采取于血小板采取袋26。返血步骤在血小板采取步骤终了后进行，将离心分离器20内的血液返血于供血者。又，除最终回以外的血小板采取操作，在进行返血步骤前，进行离心分离器20内流出血管脂肪层而采取于血管脂肪层27的血管脂肪层采取步骤为宜。又进行以下的血浆采取步骤之前，进行所采取的血管脂肪层返还于离心分离器20内的血管脂肪层近还步骤为宜。
兹参阅图9来概略说明本发明血小板采取装置1的动作。
首先，预先测定供血者的血液血球比积值，将此值从控制器13的输入元件61输入。使用经输入控制器13的血球比积值，依式(1)演算第一采血终了时回转数(采血时转子回转数)W。控制器13演算从送血泵11动作开始(采血开始)起至注入所定血液量于离心分离器20终了状态，尤其该分离器20内红血球成份容积达于所定容积的状态时的所需时间。记忆元件52记忆由转子泵所成送血泵11每一回转的送血量。控制器13使用第一采血终了时回转数W，到达时间及送血泵11每一回转的送血量来演算转子回转数的增加率。更在血小板采取装置1中设置测定供血者血球比积值的测定仪器，利用经测定的血球比积值来演算第一采血终了时回转数W，而省略血球比积值的输入亦可。
控制器13以初期回转数(3,000～5,000rpm)开始回转转子142。第一采血(上述的血浆采取步骤)开始时，全血中以所定比率加入抗凝固剂。此所定比率对全血为1/8～1/20，具体上为1/10。控制器13回转送血泵11使添加有抗凝固剂的血液以所定流量流通。此所定流量为21ml/min～90ml/min，而以60ml/min为宜。添加了抗凝固剂的血液经过第一通路21而流入于以初期回转数回转中的离心分离器20内。控制器13依所算出的转子回转数的增加率增加转子142的回转数。流入于离心分离器20内的血液分离为血浆、血管脂肪层、红血球等各成份。
控制器13在送血泵11的送血量，亦即离心分离器20的血液注入量达于所定值的时点，具体而言，乃离心分离器20内的红血球容积到达120m中～150ml之时点，终结转子回转数的增加，停止送血泵11并停止采血，转子142的回转以第一采血终了时的第一采血终了时回转数W继续。到达于第一采血终了时回转数W之时点，终止转子回转数的增加，其后以第一采血终了时回转数W维持转子142的回转亦可。流出于离心分离器20的血浆，则采取于血浆袋25内。
以送血泵11的送血量，即离心分离器20内的血流注入量到达所定值的意义，换言之，乃意味着离心分离器20内红血球容积到达了所定量。离心分离器20内的红血球容积到达了所定量与否，可根据血球比积值、抗凝固剂添加率及送血泵11的送血量来判断。具体上离心分离器20内的红血球溶积Vr，可由下式(5)算出。
Vr＝Hd/(1+ACD)×0.01×v……(5)其中Vr＝离心分离器内红血球容积Hd＝供血者的血球比积值(％)ACD＝抗凝固剂量/血液量V＝送血泵的送血量送血泵11的送血量V(对离心分离器20的血液注入量)，可使用记忆元件52所记忆的送血泵11每单位动作量的送血量(具体上为滚轮泵每一回转的送血量)，与输入于控制元件50的送血泵11动作量检测信号(具体上为转动式编码器56检测的滚轮泵回转总数)来算出。
其次，将所采取的血浆经过第一、二通路21、22返还于离心分离器20，则进行加速血浆循环(上述的加速血浆循环步骤)。加速血浆循环以初期流量60ml/min～90ml/min，最终到达流量(设定流量)120ml/min～180ml/min、循环时间20～50sec、每1秒的流量以2ml/min～10ml/min的加速上升来进行。配合血浆循环速度的上升将转子142的回转数从采血终了时的转子回转数增加至血小板采取时回转数。经过所定时间后转子回转数终止增加，接着终止血浆循环并终止加速血浆循环。
加速血浆循环终止后，进行第二采血(上述的少量血浆采取步骤)。在第二采血时一面以所定条件添加抗凝固剂，一面再采取微量全血。第二采血进行直至血浆层131与血管脂肪层132的界面的BC界面检出为止。
第二采血之后进行血小板采取(上述的血小板采取步骤)及血管脂肪层采取(上述的血管脂肪层采取步骤)。血浆经过第一、二通路21、22，而以血小板采取时血浆流量(200～450ml/min)流入于离心分离器20。从离心分离器20流出的血小板被血小板采取袋26所采取，接着从离心分离器20流出的血管脂肪层被血管脂肪层采取27所采取。
兹参阅图10～图15所示流程图来详细说明血小板采取操作。
如图10所示，预先做供血者的血液分析，测定其血球比积值(HCT)，将此值输入控制器13的输入元件61。控制器13利用此值根据式(1)演算初回采血终了时离心分离器20的转子回转数(采血时转子回转数)，控制器13又能演算上述的到达时间衣转子回转数增加率。
以抗凝固剂预先处理第三通路23及采血针29，以穿刺针穿刺供血者，开始血浆采取步骤(图9的第一采血)。
血浆采取步骤中，动作送血泵11及送液泵12，采取添加有抗凝固剂的血液，动作离心分离器驱动单元10，采取所定量的血浆于血浆采取袋25内。离心分离器20移转子142以初期回转数回转，送血泵11以所定流量(例如60ml/min)动作开始最初的采血。同时做为抗凝固剂泵的送液泵12亦以所定流量(例如送血泵流量的1/10)动作，供应抗凝固剂(例如ACD-A液)。从供血者采取的血液与抗凝固剂混合，流经第一通路21，通过小室21d、第一流路开关机构81而流入离心分离器20。此时第6、第5、第2及第3流路开关机构86、85、82及83是闭路而第1及第4流路开关机构81、84为开路中。离心分离器20中供应ACD加血液时，在器内的灭菌空气流经第二通路22并通过第四流路开关机构84而流入血小板采取袋26。一经开始采血，控制器13开始算出离心分离器20的血液注入量。转子142的回转数随所算出的转子回转数的增加率，从初期回转数增加至采血时转子回转数。离心分离器20一面回转，一面受ACD加血液的供应，所以血液在离心分离器20内被离心分离，从内侧起分离为血浆层131、血管脂肪层(BC层)132、红血球层133的三层。如供给超过离心分离器20容量的ACD加血液(约270ml)，则离心分离器20被血液完全充满，而从其流出口144流出血浆。控制器13检测到送血泵11的送血量亦即离心分离器20的血液注入量达于所定值时，换言之，即离心分离器20内的红血球容积达于所定量时即终止转子回转数的增加而停止送血泵的采血。控制器13关闭第四流路开关机构84，开启第三流路开关机构83，令血浆采取袋25采取血浆，然后移行于加速血浆循环步骤。
加速血浆循环步骤中一时中断采血，动作离心分离驱动单元10，加速循环血浆采取袋25内的血浆于离心分离器20中。此时送血泵11的流量从60～90ml/min开始加速到最终流量的120～180ml/min。加速条件设定在每一秒钟流2ml/min上升至10ml/min。又加速循环中的转子回转数从血浆采取步骤终了时即采血终了时的回转数向血小板采取时回转数徐徐增加，加速血浆循环步骤进步到达于所定时间(例如14～70秒)为止。经过所定时间后终止转子回转数的增加，亦终止送血泵11的血浆循环。此循环步骤终了后，即移行于图11的①，进行界面调整用少量血浆采取步骤。转子142以终止转子回转数增加时的回转数继续回转。
如图11所示，在少量血浆采取步骤中，为了不因供血者的不同而维持后续血小板采取过程中血管脂肪层的位置于一定，所以只采取所定的红血球供应量。于此采血时，送血泵11亦所定流量(例如60ml/min)开始，此时做为抗凝固剂泵的送液泵12也同时以所定流量(例如送血泵11流量的1/10)供应抗凝固剂(例如ACD-A液)。从供血者采取的血液与抗凝固剂相混合而流入回转中的离心分离器20，进行少量血浆采取。控制器13在光学感知器15检测到BC界面的时点终止采血。少量血浆采取步骤终了时，控制器13开闭第一流路开关机构81，开启第二流路开关机构82，然后移行于血小板采取步骤。
血小板采取步骤是以送血泵11在血小板采取时血浆流量(200～450ml/min)下流入血浆于离心分离器20内，并自其内流出血小板采取于血小板采取袋26内。血小板采取步骤中送血泵11的流量维持一定。
血小板采取步骤开始时，以浊度感知器14检测通过液的浊度。浊度由感知器14以电压值输出，输出信号输入控制器13，滞留于离心分离器20内的血管脂肪层所含血小板流出时，通过感知器14部分的液体浊度变大。在浊度感知器14的输出电压低下0.2V的时点关闭第三流路开关机构83，启开第四流路开关机构84，采取从离心分离器20流出的富于血小板的血浆于血小板采取袋26。浊度感知器14的输出电压值由控制器13换算为血小板浓度而演算血小板采取中血小板采取袋26的血小板浓度，此浓度一旦到达最高值后复又下降。在检测到最高浓度的时点终止血小板采取步骤而移行于返血步骤。
此实施例的血小板采取装置1，除了最终回的血小板采取操作，在进行将离心分离器20内的血液返还于供血者的返血步骤以前，进行血管脂肪层采取步骤。又下次血浆采取步骤进行前要进行返还所采取血管脂肪层于离心分离器20内的血管脂肪层返还步骤。
在血管脂肪层采取步骤中，从离心分离器20中流出血管脂肪层采取于血管脂肪层采取袋27。血管脂肪层采取量大于设定值时终止采取，将离心分离器20减速停止。
在返血步骤中，控制器13使送血泵11反转，并开启第一流路开关机构81。残留于离心分离器20内的红血球层经过第一通路21返还于供血者。
于是第一回(初回)的血小板采取操作终止。
接着移动于第二回的血小板采取操作。如图12所示，在下一次的血浆采取步骤前，进行第一回的血小板采取步骤中所采取的血管脂肪层返还于离心分离器20内的血管脂肪层返还步骤。此时控制器13以演算或设计值回转离心分离器20的转子142，开启第五、第四流路开关机构85、84，以所定流(100ml/min)动作送血泵11。在血管脂肪层采取袋27内的血管脂肪层经过第五流路开关机构85而供应于离心分离器20。分离器20内的空气通过第二通路22、第四流路开关机构84而送入血小板采取袋26。送血泵11回转相当于血管脂肪层采取量分后血管脂肪层返还步骤告终了。
又，如同上述，进行血浆采取步骤，加速血浆循环步骤而移动于图13的②，依序进行少量血浆采取步骤、血小板采取步骤、血管脂肪层采取步骤及返血步骤，于是第二回的血小板采取操作乃告终了。上述血小板采取操作反复进行设定次数。又第二回成为最终血小板采取操作时就不进行血管脂肪层采取步骤。
接着移动于图14所示最终回的血小板采取操作。在此实施例中，第三回成为最终回，但并不限定于此，第四回以下成为最终回亦可。此时最终回以外，均实施与第二回的血小板采取操作同样的处理。
如图14所示，与上述同样，进行血管脂肪层返还步骤、血浆采取步骤、加速血浆循环步骤后，移行图15的③，依序进行少量血浆采取步骤、血小板采取步骤、返血步骤，至此完成所有血小板采取操作。
兹准备如图3及图4所示构成的血小板采取装置。
供血者的全血中加入所定比率的抗凝固剂(全血的1/10)，以所定流量60ml/min经第一通路21收集于以后述所定回转数的离心分离器20。收集工作进行至器内血球容积达于所定量的135ml。离心分离器20的回转数配合其内的血球量从初速3,750rmp徐徐增加至第一采血中所定的第一采血终了时回转数。此回转数配合供血者的血球比积值以下式(6)算出。此式(6)对基准血球比积值40％，供血者的血球比积值较低的第一采血终了时回转数定为比4750rpm为低的回转数，如供血者的血球比积值较高时回转数也提高。所使用的血小板采取装置，具有血球比积值输入部与下式(6)的第一采血终了时回转数演算机能。
W＝4,750-10×(40-Hd)……(6)其中W＝第一采血终了时回转数(rpm)Hd＝供血者的血球比积值(％)第一采血周程中从离心分离器20溢出的血浆采取于血浆采取袋25内，直至离心分离器20内红血球的体积达于所定量为止。
离心分离器20内红血球占有体积达于所定量135ml的时点关闭第一流路开关机构81而终止第一采血过程。接着开放第二流路开关机构82，将采取于血浆采取袋25内的血浆，进行加速循环30秒钟，从初期循环量80ml/min至于最终循环量140ml/min，与此同时，将离心分离器20的回转数增至血小板采取时回转数的5,400rpm。加速循环/加速离心过程终了后，关闭第二流路开关机构82，开放第一流路开关机构81，经第一通路81再度进行采血，在以前述血小板采取时回转数回转的离心分离器20内收集，直至光学式感知器15检测出血球界面(BC界面)为止。
在血小板采取过程中，关闭第一流路开关机构81终止第二采血过程，开放第二流路开关机构82，将血浆采取袋所采取的血浆以250ml/min的血小板采取时血浆流量流入以5,400rpm回转中的离心分离器20。浊度感知器14检测到血小板的流出时，关闭第三流路开关机构83，开启第四流路开关机构84，采取从离心分离器20流出的多血小板血浆于血小板采取袋26内。
浊度感知器如检测不到血小板的流出时，即停止血浆流入离心分离器20，关闭第四流路开关机构84，开放第五流路开关机构85，采取从离心分离器20流出的血管脂肪层于血管脂肪层收集袋27内。之后，停止离心分离器20的回转，关闭所有流路开关机构81～86。
在返血过程时，将送血泵11反转，开放第一流路开关机构81，将残留于离心分离器20内的血球，经第一通路21返还于供血者。
表1表示供血者的血球比积值与由该供血者制造的血小板制剂的采取效率及换算成10单位制剂者中白血球的混入数。
「比较例」兹准备了图3及图4所示的血小板采取装置。
供血者的全血中加入所定比率(全血的1/10)的抗凝固剂，而以所定流量60ml/min经过第一通路21，收集于以4,750rpm回转中的离心分离器20内，直到器内血球体积达于所定量135ml为止。离心分离器20的回转数固定于4,750rpm，并不因应供血者的血球比积值而予以变化。
第一采血过程中从离心分离器20溢出的血浆，采取于血浆采取袋25内，直至离心分离器20内的红血球的体积达于所定量为止。
在离心分离器20内红血球占有体积达于所定量135ml的时点，关闭第一流路开关机构81而终止第一采血过程。接着开放第二流路开关机构82，将采取于血浆采取袋25内的血浆，加速循环30秒钟，使从初期循环量80ml/min达到最终循环量140ml/min。在此时离心分离器20的回转数亦固定在4,750rpm。加速循环过程终了后，关闭第二流路开关机构82，开放第一流路开关机构81，经过第一通路21再度采血，收集于4,750rpm回转的离心分离器20，直至光学式感知器15检出血球界面为止。
血小板采取过程中，关闭第一流路开关机构81而终止第二采血过程，开启第二流路开关机构82，将采取于血浆采取袋25内的血浆，以200ml/min的血小板采取时血浆流量，流入以4,750rpm回转的离心分离器20内。浊度感知器14检测到血小板的流出时，关闭第三流路开关机构83，开启第四流路开关机构84，采取从离心分离器20流出的多血小板血浆于血小板采取于血小板袋26内。
浊度感知器14检出没有血小板的流出时，停止血浆流入离心分离器20，关闭第四流路开关机构84，开启第五流路开关机构85，采取从离心分离器20流出的血管脂肪层于血管脂肪层采取袋27内。之后，停止离心分离器20的回转，关闭所有流路开关机构81～86。
在返血过程，反转送血泵11，开启第一流路开关机构81，将残留于离心分离器20内的血球，经第一通路21返还于供血者。
表2表示供血者的血球比积值，与从该供血者制造的血小板制剂的采取效率及换算成10单位制剂的白血球的混入数。
从表1与表2的比较，从实施例所得血小板制剂，较之比较例，其制品间参差少，白血球的混入亦少。此乃是由于采血时配合采血球量及血球比积值增减离心分离器20的回转数的效果，与将血浆运动于血球间之际由血浆运动所生抗力与离心力同时增加的效果所致。
本发明不限定于前述的具体实施例，还包括那些不脱离本发明技术概念下，可实施种种变更或修正。
权利要求
1.一种血小板采取装置，其特征在于包括一离心分离器，其具有内部形成有贮血空间的回转自在转子，及与该贮血空间连通的流入口与流出口，依该转子的回转，将由该流入口导入的血液在该贮血空间内予以离心分离；使向该离心分离器流入血液流通的第一通路；使自该离心分离器流出血液流通的第二通路；采取由该离心分离器所流出血浆，并将采取的血浆以可返回该离心分离器的方式连接于该第一通路与该第二通路的血浆采取袋；以可采取到自该离心分离器所流出血小板的方式，连接于该第二通路的血小板采取袋；设于该第一通路的送血泵；及控制该离心分离器的该转子的动作及该送血泵动作的控制器；该控制器为一种在采血时，可配合经过该第一通路而流入于该离心分离器的血液流入量而改变该转子的回转数机能。
2.根据权利要求1所述的血小板采取装置，其特征在于控制器更具有使采取于该血浆采取袋内的血浆在该离心分离器内加速循环，及配合以该加速循环机能而循环的血浆循环速度，改变该转子回转数的机能。
3.根据权利要求2所述的血小板采取装置，其特征在于控制器可由于该加速循环机能而将血浆加速循环时，配合该送血泵循环流量的增加而增加该转子的回转数。
4.根据权利要求1至3任一项所述的血小板采取装置，其特征在于控制器于采血时配合该离心分离器内红血球成份容积的增加而增加该转子的回转数。
5.根据权利要求1至3任一项所述的血小板采取装置，其特征在于控制器于采血时，随流入于该离心分离器的血液流入量，依序增加该转子的回转数至所定值。
6.根据权利要求1所述的血小板采取装置，其特征在于更包含输入血球比积值的输入元件，该控制器利用所输入的血球比积值，在初回采血终了时算出该离心分离器转子回转数的机能，该控制器于采血时，随流入于该离心分离器的血液流入量，将该转子回转数，依序增加至所算出的转子回转数。
7.根据权利要求1所述的血小板采取装置，其特征在于更包含测定血球比积值的元件，该控制器具有用所测定的血球比积值，于初回采血终了时算出该离心分离器转子回转数的机能，该控制器采血时，随流入于该离心分离器的血液流入量，将该转子回转数依序增加至所算出的转子回转数。
8.根据权利要求1所述的血小板采取装置，其特征在于更包含记忆该送血泵每单位动作量的送血量的记忆元件；及检测该送血泵动作量的检测元件；该控制器可算出所记忆的该每单位动作量的送血量，与根据检测的该动作量算出流入于该离心分离器的血液流入量。
9.根据权利要求8所述的血小板采取装置，其特征在于送血泵是由滚轮泵所构成，该检测元件是由检测该滚轮泵回转量的机构所构成。
10.一种血小板采取装置，其特征在于包括具有在内部形成有贮血空间的回转自在的转子，及具连通该贮血空间的流入口与流出口，而依该转子的回转，将自该流入口导入的血流在该贮血空间内离心分离的离心分离器；使向该离心分离器所流入血液流通的第一通路；使自该离心分离器所流出血液流通的第二通路；采取由该离心分离器所流出的血浆，并将采取的血浆以可返回该离心分离器的方式连接于该第一通路与该第二通路的血浆采取袋；以可采取到自该离心分离器所流出的血小板的方式，连接于该第二通路的血小板采取袋；设于该第一通路的送血泵；及控制该离心分离器的该转子的回转数及该送血泵动作的控制器；该控制器为一种具有使该血浆采取袋所采取的血浆加速循环于该离心分离器的机能，与配合该加速循环机能而循环的血浆的循环速度，而改变该转子回转数的机能。
11.根据权利要求10所述的血小板采取装置，其特征在于控制器可由于该加速循环机能而将血浆加速循环时，配合该送血泵循环流量的增加而增加该转子的回转数。
全文摘要
血小板采取装置1,是包含内部形成有贮血空间而有回转自在的转子142的离心分离器20;流入于离心分离器20的血液通路第一通路21;流出自离心分离器20的血液通路第二通路22;采取自离心分离器20流出的血浆,而为将所采取血浆能返还于离心分离器20的目的连接于第一通路21与第二通路22的血浆采取袋25;为了采取自离心分离器20流出的血小板,而连接于第二通路22的血小板采取袋26;设置于第一通路21的送血泵11;及控制转子142的动作与送血泵11的动作用的控制器13。控制器13具有在采血时响应于通过第一通路21流入于离心分离器20的血液流入量而改变转子142回转数的机能。本发明借此提供了一种白血球混入少,而且血小板采取效率高的血小板采取装置。
文档编号A61M1/36GK1356146SQ0113457
公开日2002年7月3日 申请日期2001年11月28日 优先权日2000年11月28日
发明者齐藤升, 宇田川刚志, 堀内邦雄 申请人:泰尔茂株式会社