驅動流體通過體外血液循環用的控制系統的制作方法

專利名稱：驅動流體通過體外血液循環用的控制系統的制作方法
技術領域：
本發明主要涉及驅動流體通過體外血液循環用的系統的領域，并且特別涉及驅動和控制流體流過一次性體外血液循環工具(kit)用的耐久系統。
背景技術：
幾種疾病的治療需要取出病人的血液，處理血液的一個或多個成分，并且為了治療效果將處理的成分返回。那些體外處理需要安全從病人取出血液，將血液分離成成分，并且將血液或血液成分返回病人體內的系統。隨著醫學的發展，在閉環過程中處理病人的血液，在一個醫學治療中將病人自身被處理的血液返回該病人成為可能。該過程的例子包括疾病的外部治療方法，所述疾病中存在淋巴細胞的病態增加，例如皮膚T細胞淋巴瘤或影響白細胞的其它疾病。在這些方法中，病人的血液在化學藥品或抗體存在時用紫外光輻射。紫外光影響淋巴細胞和抑制淋巴細胞代謝過程的化學藥品或抗體之間的結合。
已經提出并使用光分離(photopheresis)系統和方法，其包括從血液中分離棕黃層，加入可光活化藥物，和在重新將血液注入病人前對棕黃層進行紫外線輻射。體外光分離法可以治療多種疾病，包括移植物抗宿主疾病、類風濕性關節炎、進行性全身性硬化癥、幼年型糖尿病、炎性腸病和通過T細胞或白細胞介導的包括癌癥的其它疾病。也提出并使用將血液分離成各種成分的分離系統和方法。
另外，也提出并使用這樣的分離系統和方法，其包括將血液分離成各種成分，并且也涉及難以制造或操作的泵系統和閥系統。在前的光分離和分離系統和方法通常需要批處理，因此需要花費幾個小時以治療病人或獲得分離的血液成分的足夠供應。另外，系統的制造非常復雜，特別是流體流動控制器和閥系統。
在已知的光分離系統中，提供了一種裝載在耐久硬件部件中的一次性工具。該一次性工具包括用于將血流送到包括在工具中的各種裝置或從這些裝置送出血流的復雜管道系統，這些裝置例如離心轉筒、輻射腔和傳遞和/或收集血流的各種袋子。已知的一次性工具通常包括盒子或其它控制器機構，用于控制血流的流動穿過一次性工具及控制血液進入或離開病人。一次性工具僅使用一次，并且在每個治療期后，必須替換或丟棄。在進行治療過程中，工具連接到病人以形成閉環系統，并且一次性工具的各種裝置裝載在設備的耐久部件中，所述部件用于在需要時驅動血流穿過一次性工具。一旦裝載，耐久血液驅動系統驅動血流通過工具的流體線路。
已知的耐久血液驅動系統具有控制面板，用于接收一次性盒的盒子。在血液治療過程的準備中，操作者必須正確地將盒子裝載到板中，并且將工具的其它裝置裝載到它們適當的位置。重要的是盒子要正確地裝載和在治療過程中不能移動。保證裝載到耐久血液驅動系統上的一次性工具與血液驅動系統兼容并且能進行想要的治療也是重要的。然而，這些目標必須與減少盒子夾持機構的復雜性的競爭目標平衡以降低操作者的裝載錯誤和減少工具裝載時間。
如果能減少尺寸、制造復雜性、制造成本和一次性工具內的管道系統，即使以更復雜的血液驅動系統為代價，也將是光分離系統中的另一非常真實的進步。這是由于血液驅動系統代表耐久可重復使用的設備，而新消毒的一次性工具必須使用一次。已知的一次性光分離工具制造困難并且成本高，特別是盒子中的閥和泵系統。
現有的耐久血液驅動系統的尺寸是另一問題。已知的血液驅動系統體積大并且具有非常大的占地面積，占據了有價值的醫院房屋面積。從而，當維持、優選減少耐久血液驅動系統的占地面積時必須實現上述目標。
現有的血液驅動系統的另一缺點是在治療中它們不能傳送和接收實時數據。如果在治療中出現問題，問題將不會被檢測到和/或在治療完成之前不能進行任何處理。從而存在著對既能在治療過程傳送實時數據，如果需要又能在治療過程中響應實時輸入數據的血液驅動系統的需要。
另外，在前的光分離和分離系統和方法通常需要按批處理，因此需要花費幾個小時以治療病人或獲得分離的血液部分的足夠供應。減少進行完整的光分離或分離治療期的時間是持續的目標。另一目標是減少必須從病人抽取并在每個光分離治療期在閉環處理中進行處理的血液的量。另一目標是在每體積處理的全血中增加白細胞產量或獲得棕黃層的更干凈的去除。另一目標是減少與制造所用的一次性工具相關的成本和復雜性。

發明內容
本發明滿足這些和其它目的。本發明目的在于用于光分離法和分離法的耐久血液驅動系統，以提供更低的復雜性，更容易制造，并且連續地進行用于治療的大量片段的分離處理，以更多地減少治療時間。
一方面，本發明是用于驅動流體通過體外血液循環工具的改進的面板。該工具包括用于控制流體流動的盒子，并具有至少一個從盒子的殼體突出的接頭。設計該面板以通過使用新的盒子夾持機構，使盒子的裝載容易、快速和可靠。在這方面，該面板包括控制器；具有盒子裝載區域的板；至少一個用于可滑動接收相應的盒子的接頭的鎖扣，該鎖扣位于靠近盒子裝載區域的板上；至少一個在打開位置和關閉位置之間可轉動的轉動夾子，該轉動夾子位于靠近盒子裝載區域的板上；其中當轉動夾子在打開位置時，轉動夾子不會阻礙盒子從盒子裝載區域移動；其中當轉動夾子在關閉位置，并且盒子裝載在盒子裝載區域上時，轉動夾子防止盒子從盒子裝載區域移動。
作為優選方式，轉動夾子圍繞基本垂直于板的頂面的軸旋轉。作為更優選的方式，轉動夾子是彈簧加載的，從而當不施加轉動力時，返回到關閉位置，并且轉動夾子由同步皮帶可操作連接，從而所有轉動夾子的轉動一致。最優選地，提供兩個鎖扣和兩個轉動夾子。
各轉動夾子優選具有傾斜的突出部分，當轉動夾子在關閉位置時，該突出部分使盒子下降到板的盒子裝載區域中。當轉動夾子在關閉位置時，傾斜的突出部分也防止盒子從盒子裝載區域上升。在打開和關閉位置之間的轉動可以由氣壓缸推動。
當在面板上提供上述夾持機構時，盒子可以通過將盒子的接頭與鎖扣對準，可滑動地將接頭插入鎖扣，并且將盒子向下壓在盒子裝載區域上而裝載在面板上。當盒子相對轉動夾子向下壓時，轉動夾子轉動到打開位置允許盒子在傾斜的突出部分下方移動。當盒子在傾斜的突出部分下方時，轉動夾子很快恢復到將盒子鎖定在盒子裝載區域的關閉位置。當這個發生時，盒子不能被取走或移動，直到在治療完成后轉動夾子移動到打開位置或直到操作者手動完成。這個機構使在裝載盒子的過程中操作者的誤操作很少或沒有，并且節省時間。
現在轉到本發明面板的其它元件，作為優選方式，該板也具有用于在上升位置和下降位置之間移動的至少一個壓力致動器。當盒子裝載在盒子裝載區域上時，并且當壓力致動器在上升位置時，壓力致動器通過將柔性管道部分擠靠在盒子的殼體上而關閉盒子內的部分柔性管道。這樣，壓力致動器如同閥一樣作用，以控制和引導流體通過工具的所需流體通道。優選具有八個壓力致動器。
另外，至少一個壓力致動器是彈簧加載的，從而當沒有施加力時將壓力致動器返回上升位置，并且至少一個壓力致動器是彈簧縮回的，從而當不施加力時將壓力致動器返回下降位置。作為更優選的方式，面板具有彈簧加載的并且位于板上的三個壓力致動器，從而當盒子裝載在盒子裝載區域上時，三個彈簧加載的壓力致動器與直接連接病人的盒子內的柔性管道的部分對準。這三個壓力致動器可以彼此連接，從而它們在下降和上升位置之間的移動是一致的。也作為優選方式，板具有五個彈簧縮回的并且位于板上的壓力致動器，從而當盒子裝載在盒子裝載區域上時，五個壓力致動器與盒子內的柔性管道的部分對準，從而能夠傳送流體穿過該工具。
為了病人安全，作為最優選的方式，面板具有用于監視工具的管的氣泡檢測器，當盒子裝載在盒子裝載區域上時，該工具的管攜帶流體到病人或從病人攜帶流體。當氣泡檢測器檢測到氣泡時，它將進行所需動作以防止流體流到病人或從病人流出。
也作為優選方式，面板具有鄰近盒子裝載區域用于驅動流體通過工具的蠕動泵。蠕動泵將包括圍繞轉子軸可轉動安裝的轉子；具有圍繞至少一部分轉子的彎曲壁并且在轉子和彎曲壁之間形成管泵送區域的殼體；包括至少一個用于將管道的環路逐漸擠壓在彎曲壁上的主動輥的轉子；包括殼體上的凸緣和從該凸緣向上延伸的傾斜導桿的轉子，用于當正向轉動轉子時將管道的環路向該凸緣移動；凸緣具有帶有前沿和后沿的開口，用于當正向轉動轉子時將管道環路捕捉和供給到管泵送區域中；以及其中后沿高于前沿。作為最優選的方式，提供五個蠕動泵。
也作為優選方式，提供了用于監視通向處理袋的工具的管，以確定紅細胞的存在的血細胞比容傳感器。血細胞比容傳感器可以連接到控制器上以控制驅動流體進入管的蠕動泵，所述管通向處理袋。
在另一方面，本發明是用于驅動血流通過一次性工具的系統，該系統包括具有上述面板的殼體；殼體內的離心腔；和連接控制器的紅外通信口。作為優選方式，紅外通信口用于將關于在系統上進行的治療期的實時數據傳送到遠程裝置。紅外通信性能使系統在治療過程中能夠實時傳送和接收數據，而不干擾治療。
當系統用于光分離處理時，該系統進一步包括用于接收工具的輻射腔的光活化腔。光活化腔可以垂直定向。作為更優選的方式，在光活化腔中提供泄漏檢測器，并且該泄漏檢測器包括至少兩個U形電極，連接到電極第一端的固態開關，和連接到電極第二端的集成電路。泄漏檢測器連接到控制器。也作為優選方式，在離心腔中提供類似的泄漏檢測器。
也作為優選方式，在系統上提供用于識別與工具有關的獨特標識符的部件。識別部件連接到控制器。識別部件可以是數據卡接收槽。
在另一方面，本發明是血液分離系統，該系統具有減少系統占地面積，節省昂貴的醫院空間的垂直塔式構造。在該實施方案中，該系統將包括控制器；具有頂部的基底部分，該頂部具有用于接收和控制使流體流過工具的盒子的面板；在頂部頂上的上部；和上部內的離心腔。將離心腔置于板上減少了該系統的占地面積，并且為操作者放置目標提供工作平臺。
當用于光分離處理時，系統的基底部分中具有光活化腔，用于接收工具的輻射腔。作為優選方式，光活化腔將垂直定向，并且具有泄漏檢測器。
給系統提供用于移動的輪子，并且優選被設計為具有小于約60英寸的系統高度，從而在移動時不會妨礙可見性。另外，可以提供帶有上述所有技術特征的系統。


參考附圖詳細描述本發明，該附圖示出了本發明裝置、組件、系統和方法的實施方案。
圖1是包含本發明技術特征的光分離治療的一次性工具實施方案的示意圖；圖2是用于控制在圖1的一次性光分離工具中的流體流動的盒子實施方案的高位透視圖；圖3是圖2的盒子的分解圖；圖4是去除蓋子并示出內部管道線路的圖2的盒子的頂視圖；圖5是圖2的盒子的蓋子的底視圖；圖6是過濾器組件實施方案的高位透視圖；
圖7是圖6的過濾器組件的底透視圖；圖8是圖6的過濾器組件的分解圖；圖9是圖6的過濾器組件的后透視圖；圖10是連接到壓力傳感器和數據處理器的圖6的過濾器組件的示意圖；圖11是輻射腔的前視圖；圖12是圖11的輻射腔的側面縱向圖；圖13是圖11的輻射腔的側面橫向圖；圖14是在連接在一起形成圖11的輻射腔之前的部分第一板和第二板的截面圖；圖15是圖11的輻射腔的截面輪廓端視圖；圖16是位于UVA光組件內的圖11的輻射腔的透視圖；圖17是與一次性工具配合使用以促進光分離治療的耐久塔式系統的實施方案的高位透視圖；圖18是用于圖17的塔式系統的，不帶有UVA光組件的光活化腔的實施方案的截面圖；圖19是用于圖17的塔式系統的離心腔的實施方案的截面圖；圖20是圖18的光活化腔內提供的泄漏檢測電路的電路圖；圖21是圖19的離心腔內提供的泄漏檢測電路的電路圖；圖22是圖17的塔式系統的流體流動控制面板的實施方案的高位透視圖；圖23是圖22的控制面板的透視底視圖；圖24是圖22的控制面板的分解圖；圖25是其上裝載圖2的盒子的圖22的控制面板的頂透視圖；圖26是光分離處理過程的實施方案的流程圖；圖27是用于進行圖26的處理過程的流體流動線路的實施方案的示意圖；圖28是蠕動泵實施方案的頂透視圖；圖29是圖28的蠕動泵的截面側視圖；圖30是圖29的蠕動泵的轉子的頂透視圖；圖31是圖30的轉子的底透視圖；圖32是圖28的蠕動泵的頂視圖；圖33是圖28的蠕動泵在裝載位置中并鄰近圖2的盒子的頂視圖。
圖34是紅外通信端口電路的電路圖；圖35示出了離心轉筒和轉動框架的實施方案；圖36是圖35的轉筒的輪廓圖；圖37是圖36的轉筒的分解圖；圖38示出了圖36的轉筒沿線XIX-XIX的截面圖；圖39A示出了帶有圖38的轉筒的腔連接器的適當位置的連接套管沿線XX的截面圖；圖39B示出了帶有圖38的轉筒的腔連接器的適當位置的連接套管另一截面圖；圖40示出了圖37的轉筒的頂芯的截面圖；圖41示出了圖37的頂芯和上板的輪廓圖；圖42示出了圖41的頂芯的底視圖；圖43A示出了圖37的轉筒的底芯和下板的輪廓分解圖；圖43B示出了連接在一起的圖43A的轉筒的底芯和下板的輪廓截面圖；圖44示出了圖43A的底芯和下板的分解側視圖；圖45示出了管道組件另一實施方案的輪廓圖；圖46示出了圖45的連接套管的輪廓圖；圖47示出了圖45的管道組件一端的輪廓圖；圖48示出了本發明的固定端的輪廓圖；圖49示出了固定端的側截面圖；圖50示出了固定端沿線XXI的水平截面圖；圖51示出了圖35的轉動框架的輪廓圖；圖52是外部管道的固定器的放大圖；圖53示出了帶有同樣沿圖38所示截面的轉筒的備選實施方案；圖54示出了頂芯的備選實施方案；圖55示出了連接套管的備選實施方案。
具體實施例方式
本發明的技術特征體現在耐久血液驅動設備、一次性光分離工具、組成一次性工具的各種裝置和相應的治療過程中。后面書寫的說明書標題如下I.一次性光分離工具
A.控制流體流動的盒子1.過濾器組件B.輻射腔C.離心轉筒1.驅動管II.耐久塔式系統A.光活化腔B.離心腔C.流體流動控制面板1.盒子夾持機構2.自裝載蠕動泵D.紅外通信III.光分離治療過程提供上述標題目的是便于本發明技術特征的理解。該標題不限制本發明，并且不意味著分類或限制本發明的任何方面。足夠詳細地描述和示出本發明，使本領域普通技術人員能夠容易地制造和使用它們。然而，在不背離本發明精神和范圍的條件下各種替換、修改和改進應當是顯而易見的。具體地說，雖然本發明在上下文中描述了在光分離治療中使用的一次性工具和耐久血液驅動系統，但本發明的某些方面不是如此限制，而是可用于進行其它治療的工具和系統，例如分離法或任何其它的體外血液治療方法。
I.一次性光分離工具圖1示出了包含本發明技術特征的一次性光分離工具1000。需要在每個治療期使用新的一次性無菌工具。為了便于流體通過光分離工具1000循環和處理通過其循環的流體，光分離工具1000安裝在耐久塔式系統2000(圖17)中。光分離工具1000在耐久塔式系統2000中的安裝在下面詳細描述。
光分離工具1000包括盒子1100、離心轉筒10、輻射腔700、血細胞比容傳感器1125、可更換數據卡1195、處理袋50和血漿收集袋51。光分離工具1000還包括分別連接鹽水和抗凝劑流體袋(未示出)的鹽水連接棒1190和抗凝劑連接棒1191。光分離工具1000具有在光分離治療期間流體連接到所有裝置并且給流體循環確定路線的所有需要的管道系統和連接器。所有的管道系統都是無菌的醫用柔性管道。如果需要，在各種位置提供三口連接器1192以用于將流體引入管道系統。
為分別將光分離工具1000連接到針上而提供了針適配器1193和1194，所述針用于從病人抽取全血并且將血流返回病人。可選擇地，光分離工具1000可以使用單針，既從病人抽取血液，也將血流返回病人。然而，由于能夠同時從病人抽取全血并且將血流返回病人，所以優選兩個針的工具。當病人連通光分離工具1000時，形成閉環系統。
盒子1100既作為管組織器又作為流體流動路徑器。輻射腔700用于將血流暴露在紫外光下。離心轉筒10根據密度將全血分離成不同成分。處理袋50是1000mL的三口袋子。直連接口52用于將可光活化或光敏化合物注入處理袋50。血漿收集袋51是1000mL的雙口袋。如果需要，處理袋50和血漿收集袋51都具有能排液的鉸接的帽釘形管53。光分離工具1000還包括疏水過濾器1555和1556，其用于將壓力傳感器1550和1551通過排氣管1552和1553連接到過濾器1500上，用于監視和控制連接病人的管內壓力(圖10)。監視壓力有助于確保工具在安全壓力限度內運行。光分離工具1000的各裝置和它們的功能在下面詳細描述。
A.控制流體流動的盒子圖2示出了用于在光分離處理期間用閥調節、泵送和控制血流流動的一次性盒子1100的頂部透視圖。盒子1100具有形成內部空間的殼體1101，該殼體1101用于容納各種內部組件和管狀線路。殼體1101最好由硬塑料制成，但也可以由其它合適的硬質材料制成。殼體1101具有側壁1104和頂面1105。殼體1101的側壁1104具有從那里伸出的接頭1102和1103。如圖25最好地示出，在光分離處理時，盒子1100需要固定到塔式系統2000的面板1200上。接頭1102和1103有助于將盒子1100定位和固定到面板1200上。
盒子1100具有用于將流體接收到盒子1100中的流體入口管1106、1107、1108、1109、1110、1111和1112，用于從盒子1100排出流體的流體出口管1114、1115、1116、1117、1118和1119，以及能夠用于將流體引入和排出盒子1100的流體入口/出口管1113。這些流體輸入和輸出管流體連通地將盒子1100連接到進行治療的病人上，以及光分離工具1000的各種裝置，例如離心轉筒10、輻射腔700、處理袋50、血漿收集袋51和包含鹽水、抗凝劑的袋子，以形成閉環體外流體線路(圖27)。
泵管環路1120、1121、1122、1123和1124從殼體1101的側壁1104突出。提供泵管環路1120、1121、1122、1123和1124以便于在治療時流體循環穿過光分離工具1000。更特別的是，當盒子1100固定到板1200用于操作時，所述泵管環路1120、1121、1122、1123和1124中的每一個都裝載到相應的蠕動泵1301、1302、1303、1304和1305上(圖4)。蠕動泵1301、1302、1303、1304和1305以預定的方向驅動流體通過各泵管環路1120、1121、1122、1123和1124，從而在需要時驅動流體通過光分離工具1000(圖1)。蠕動泵1301、1302、1303、1304和1305的運轉和自動裝載和卸載在下面參考附圖28-33詳細描述。
現在參考圖3，盒子1100與殼體1101一起以分解方式示出。為了示出和描述方便，殼體1101內的內部管路沒有在圖3中示出。該內部管路在圖4中示出并將參考該圖來討論。盒子1100具有定位在其中并且與入口管1106、出口管1114以及各泵管環路1120和1121的一端流體連通的過濾器組件1500。過濾器組件1500包括排氣腔1540和1542。過濾器組件1500和它的功能在下面參考圖6-10詳細討論。
殼體1101包括蓋1130和基底1131。蓋1130具有頂面1105、底面1160(圖5)和側壁1104。蓋1130具有開口1132和1133，用于允許過濾器組件1500的排氣腔1540和1542通過那里延伸。側壁1104具有許多管槽1134以允許入口管、出口管和泵環路管為了與定位在那里的內部管狀線路連接而進入殼體1101的內部空間。在圖3中僅標出了幾個管槽1134以避免附圖標記擁擠。接頭1102和1103定位在側壁1104上從而不會干擾管槽1134。蓋1130具有從底面1160伸出的封閉桿1162和1162A(圖5)。在其形成時封閉桿1162和1162A優選模制在蓋1130的底面1160中。
基底1131具有從頂面1136向上伸出的許多U形管固定器1135。U形管固定器1135將入口管、出口管、泵環路管、過濾器組件和內部管狀線路固定在適當位置。在圖3中僅標出了幾個U形管固定器1135以避免附圖標記擁擠。優選地，U形管固定器1135在穿過側壁1104上的管槽1134的入口管、出口管或泵環路管的各位置設置在基底1131上。凸起1136從基底1131的頂面1136突出，用于與位于蓋1130的底面1160的相應的凹孔1161配合(圖5)。優選地，凸起1136位于基底1130的四個角的每個上或其附近并且接近過濾器1500。凸起1136與凹孔1161配合以形成撳扭配合并且將基底1131固定到蓋1130上。
基底1131還包括插座1140。插座1140是用于連接內部管狀線路的五個管的五路管連接器。優選地，三個孔1137位于引入插座1140的三個管附近并環繞它們。插座1140起到集中連接的作用，該連接用于與壓縮致動器1240-1247(圖22)配合，以引導流體通過光分離工具1000并且將流體送入病人或從病人排出。除了插座1140，也可以使用適當的管連接器，例如T形連接器1141和Y形連接器1142以獲得所需的可彎曲管路。
五個孔1137位于基底1130的底面上。各孔1137由具有用于使內部管狀線路從那里通過的槽1139的孔壁1138包圍。伸長的孔1157也設置在基底1131的底面上。孔1137位于底面1131上以與相應的面板1200的壓縮致動器1243-1247對準(圖22)。孔1157位于基底1131上以與面板1200的壓縮致動器1240-1242對準(圖22)。設定各孔1137的尺寸從而單獨的壓縮致動器1243-1247能夠通過那里延伸。設定孔1157的尺寸從而三個壓縮致動器1240-1242能夠通過那里延伸。壓縮致動器1240-1247用于關閉/封閉和打開內部管狀線路的某些流體通道，以促進或阻止流體沿所需路徑流動。當需要某個通道打開從而流體能夠通過那里流動時，則用于那個通道的壓縮致動器1240-1247在較低位置。而當需要某個流體通道關閉從而流體不能通那里流動時，則上升適當的壓縮致動器1240-1247，將壓縮致動器1240-1247通過孔1137或1157延伸并且將可彎曲管狀線路的部分擠靠在蓋1130的底面1160上(圖5)，從而關閉通道。優選地，封閉桿1163和1173(圖5)定位在底面1160上以與壓縮致動器1240-1247對準，從而被關閉的柔性管道系統的部分緊壓在封閉桿1163或1173上。作為備選方式，封閉桿可以省略或位于壓縮致動器自身上。
作為優選方式，盒子1100具有能夠交流或傳播信息到耐久塔式系統2000的獨特的標識符。提供獨特的標識符是為了確保一次性光分離工具與它裝載在其中的血液驅動設備兼容，并且確保光分離工具能夠運行所需處理過程。獨特的標識符也能夠作為確保一次性光分離工具具有確定的商標和制造的部件使用。在示出的例子中，獨特的標識符體現為數據卡1195(圖2)，該數據卡插入耐久塔式系統2000的數據卡接收口2001(圖7)。數據卡1195具有讀和寫性能，并且能夠儲存關于為將來分析進行的處理治療的數據。獨特的標識符也能夠具有各種形式，包括例如當工具裝載時與血液驅動設備相互作用的微芯片、條形碼或序列號。
蓋1130具有用于固定數據卡1195(圖1)的數據卡固定器1134。數據卡固定器1134包括呈分段矩形形狀的四個升高的隆起，用于將數據卡1195接收和固定到盒子1100中。數據卡固定器1134通過撳扭配合(圖2)將數據卡1195固定在適當位置。
現在參考圖1和4，將討論盒子1100的內部管狀線路。至少一部分內部管狀線路優選地由可彎曲塑料管道構成，該管道能夠在不損害管的密封完整性的條件下通過壓力作用壓縮關閉。圖4中示出盒子1100的基底1131，從而可以看到內部管狀線路。提供入口管1107和1108以及出口管1115是用于將盒子1100連接到離心轉筒10(圖1)。更特別地是，提供出口管1115用于將全血從盒子1100傳遞到離心轉筒10，并且分別提供入口管1107和1108用于將較低密度血液成分和較高密度血液成分返回到盒子1100，用于進一步通過光分離工具1000傳遞。較低密度血液成分可以包括例如血漿、白細胞、血小板、棕黃層或任何其結合物。較高密度成分可以包括例如紅細胞。出口管1117和入口管1112將盒子1100流體連通到輻射腔700。更特別的是，提供出口管1117用于將未處理的較低密度血液成分，例如棕黃層傳遞到輻射腔700，從而暴露在光能下。同時提供入口管1112用于將處理過的較低密度血液成分返回到盒子1100，以進行進一步傳遞。
入口管1111和出口管1116將處理袋50連接到盒子1100。提供出口管1116以將未處理的低密度血液成分，例如棕黃層傳送到處理袋50。出口管1116具有可操作地連接到那里以監視高密度血液成分，例如紅細胞的引入的血細胞比容(“HCT”)傳感器1125。HCT傳感器1125是光傳感器組件，并且可操作地連接到控制器。當在出口管1116中檢測到紅細胞時HCT傳感器1125發送檢測信號到控制器，并且控制器將進行適當動作。為了進一步傳遞，提供入口管1111以將未處理的低密度血液成分從處理袋50返回盒子1100。入口管1109和1110通過釘1190和1191分別連接到鹽水和抗凝劑儲存袋(未示出)，并且提供入口管1109和1110用于將鹽水和抗凝劑流體傳送到盒子1100，用于進一步傳遞到病人。
入口/出口管1113和出口管1118將血漿收集袋50連接到盒子1100。更特別的是，出口管1118將血液成分，例如血漿傳送到血漿收集袋51。入口/出口管1113能夠用于將紅細胞從盒子1100傳送到血漿收集袋51，或將血漿收集袋51中收集的一種或多種血液成分返回盒子1100，用于進一步傳遞。入口管1106和出口管1119和1114連接到病人。特別是，提供出口管1114以將處理的血液、鹽水、未處理的血液成分、處理的血液成分和其它流體返回病人。為了在光處理工具1000中發送和處理，提供入口管1106用于將未處理的全血(和預定量的抗凝劑流體)從病人傳送到盒子1100。特別提供出口管1119用于將抗凝劑流體傳送到入口管1106。作為優選方式，所有的管道系統是一次性的醫用無菌管道系統。可彎曲塑料管道系統是最優選的。
盒子1100具有五個泵管環路1120、1121、1122、1123和1124，用于驅動流體穿過盒子1100和光分離工具1000。更特別的是，泵管環路1121裝載入全血泵1301，并且通過入口管1106和出口管1115分別驅動全血進入盒子1100或從盒子1100排出，沿路線經過過濾器1500。泵環路管1120裝載入返回泵1302，驅動血流經過過濾器1500并且通過出口管1114返回病人。泵環路管1122裝載入紅細胞泵1305，從離心轉筒10提取紅細胞并且通過入口線1108將它們驅動進入盒子1100。泵環路管1123裝載入抗凝劑泵1304，通過入口管1124驅動抗凝劑流體進入盒子1100，并且通過與入口管1106連接的出口管1119驅動抗凝劑流體排出盒子1100。泵環路管1124裝載入重復循環泵1303并且驅動血流，例如血漿從盒子1100通過處理袋50和輻射腔700。
當需要進行依據在下面參考圖26-27描述的本發明方法的實施方案的光分離處理治療時，激活各蠕動泵1301-1305。可以一次一個或以任何組合形式運轉蠕動泵1301-1305。泵1301-1305與壓力致動器1240-1247一起工作，以引導流體通過光分離工具1000的所需路徑。孔1137和1157沿內部管狀線路關鍵地定位在基底1131上，以便于正確地發送。通過壓力致動器1240-1247的使用，流體可以沿任何路徑或其組合發送。
1.過濾器組件位于上述盒子1100內的過濾器1500在圖6-10中詳細示出。首先參考圖6和7，過濾器1500完全裝配地示出。過濾器1500包括過濾器殼體1501。過濾器殼體1501優選由透明或半透明醫用塑料制造。然而，本發明并非如此限制，過濾器殼體1501可以由任何不污染血液或其它通過其流動的流體的材料制造。
過濾器殼體1501具有從其伸出的四個流體連接口，稱為全血入口1502、全血出口1503、處理的流體的入口1504和處理的流體的出口1505。口1502-1505是允許醫用管道流體連通的標準醫用管道連接口。口1502-1505分別包括開口1506、1507、1508和1509。開口1506、1507、1508和1509通過口1502、1503、1504和1505延伸，在所需位置形成通入過濾器殼體1501的流體通道。
口1502、1503、1504和1505也用于將過濾器1500固定在盒子1100中。這時，口1502、1503、1504和1505可以嚙合盒子1100的U形扣件1135(圖3)。過濾器殼體1501也具有伸出殼體底1518的底面的突出1510。突出1510配合盒子1100的基底1131的導孔(圖3)。
現在參考圖8，過濾器1500以分解方式示出。過濾器殼體1501是包括頂1511和基底1512的雙片組件。通過現有技術的任何方式，例如超聲焊接、熱焊接、施加粘合劑或通過設計頂1511和基底1512從而導致兩部件間的緊密配合，將頂1511連接到基底1512上。雖然過濾器殼體1501作為雙片組件示出，但是過濾器殼體1501可以是單片結構或多片組件。
基底1512具有從殼體底1518的頂面向上伸出的腔分隔壁1513(圖7)。當基底1512和頂1511組合時，腔分隔壁1513的頂面1515接觸頂1511的底面，在過濾器殼體內形成兩個腔，全血腔1516和過濾腔1517。流體不能直接在全血腔1516和過濾腔1517之間通過。
全血腔1516是具有底1514的基本L形腔。全血腔1516在底1514中具有全血入孔1519和全血出孔(未示出)。全血入孔1519和全血出孔位于基本L形全血腔1516端部或其附近。全血入孔1519與入口1502的開口1506一起形成通道，從而流體可以流入全血腔1516。類似地，全血出孔(未示出)與出口1503的開口1507一起形成通道，從而流體能夠流出全血腔1516。
過濾腔1517具有底1520。底1520具有從其向上伸出的升高隆起1521。升高隆起1521是矩形的并且形成周邊。雖然在示出的實施方案中升高隆起1521是矩形的，但是升高隆起1521可以為各種形狀只要其形成封閉周邊。升高隆起1521的高度小于腔分隔壁1513的高度。這樣，當頂1511和基底1512組合時，在升高隆起1521的頂和頂1511的底面之間形成空間。升高隆起1521和腔分隔壁1513之間形成溝1524。
為了便于流體流動通過過濾腔1517，過濾腔1517的底1520具有處理的流體的入孔1522和處理的流體的出孔1523。處理的流體的入孔1522位于由升高隆起1521形成的周邊外部，并且與入口1504的開口1508一起形成通道，從而流體可以從過濾殼體1501的外面流入過濾腔1517。處理的流體的出孔1523位于由升高隆起1521形成的周邊內部，并且與出口1505的開口1509一起形成通道，從而流體可以流出過濾腔1517。
過濾器1500還包括過濾元件1530。過濾元件1530包括具有位于其中的過濾介質1532的框架1531。框架1531具有形成過濾器入孔1533的頸1534。過濾元件1530位于過濾腔1517中，從而框架1531配合溝1524，并且頸1534環繞處理的血液的入孔1522。過濾器入孔1533與處理的流體的入孔1522對準，從而進入的流體能夠自由地通過孔1522和1533流入過濾腔1517。過濾元件1530的框架1531與升高隆起1521一起形成密封配合。為了通過處理的流體的出孔1523排出過濾腔1517，通過孔1522和1533進入過濾腔1517的所有流體必須通過過濾介質1532。過濾介質1532優選具有的孔尺寸為約200微米。過濾介質1532可以由編織網，例如編織聚酯形成。
過濾腔1517還包括頂1511內的過濾排氣腔1540。過濾排氣腔1540具有以孔的形式構成的氣體排氣口1541(圖9)。由于氣體排氣口1541通向過濾排氣腔1540，而過濾排氣腔又通向過濾腔1517，所以在過濾腔1517內積聚的氣體能夠通過氣體排氣口1541排出。類似地，全血腔1516包括位于頂1511內的血液排氣腔1542。血液排氣腔1541具有以孔的形式構成的氣體排氣口1543。由于氣體排氣口1543通向全血排氣腔1542，而全血排氣腔又通向全血腔1516，所以在全血腔1516內積聚的氣體能夠通過氣體排氣口1543排出。
圖10是具有連接到氣體排氣口1541和1543的壓力傳感器1550和1551的過濾器1500的頂視圖。壓力傳感器1550和1551優選是壓力感應器(pressuretransducer)。壓力傳感器1550通過排氣管道1552連接到氣體排氣口1541。排氣管道1552配合氣體排氣口1541以形成緊密配合和密封。由于氣體排氣口1541通向過濾排氣腔1540，而過濾排氣腔1540又通向過濾腔1517，所以在排氣管道1552中的壓力與過濾腔1517中的相同。通過檢測排氣管道1552中的壓力，壓力傳感器1550也就檢測了過濾腔1517內的壓力。類似地，壓力傳感器1551通過排氣管道1553連接到氣體排氣口1543。排氣管道1553配合氣體排氣口1543以形成緊密配合和密封，并且壓力傳感器1551檢測全血腔1516中的壓力。當過濾器1500位于其中時(圖2)，過濾排氣腔1540和血液排氣腔1542通過盒子1100的開口1132和1133伸出。這使得可以監視腔1516和1517內的壓力，而仍然保護過濾腔1500和連接到那里的流體。
壓力傳感器1550和1551連接到控制器1554，該控制器是適當編程的處理器。控制器1554可以是用于驅動整個系統的主處理器，或連接到主處理器的單獨處理器。壓力傳感器1550和1551分別產生表示腔1517和1516內的壓力讀數的電輸出信號。控制器1554以一定頻率或連續接收表示腔1516和1517內壓力的基礎數據。控制器1554用表示腔1516和1517內所需壓力的值進行編程。控制器1554連續地分析從壓力傳感器1550和1551接收的壓力數據，以確定是否壓力讀數在腔1516和1517所需壓力的預定范圍內。控制器1554也連接到全血泵1301和返回泵1302。針對從壓力傳感器1551和1550接收的壓力數據，控制器1554被編程以控制全血泵1301和返回泵1302的速度，從而調整通過泵1301和1302的流速。調整的流速又分別調整了全血腔1516和過濾腔1517內的壓力。這樣，從病人抽出血液或將血液返回到病人的線路中的壓力保持在可接受的水平。
在光分離治療期間過濾器1500的作用將參考圖1、6和10討論。雖然將針對從病人抽出全血和在對其進行處理后將所述全血的成分返回病人來詳細描述過濾器1500的功能，但是本發明并非如此限制。過濾器1500可以與幾乎任何流體連通，包括紅細胞、白細胞、棕黃層、血漿或其組合。
全血泵1601通過連接到口1193的針從連接到光分離工具1000的病人抽出全血。設置全血泵的轉速，從而從病人抽出全血的線路壓力保持在可接受水平。從病人抽出后，全血通過入口管1106通入盒子1100。入口管1106流體連通到過濾器1500的入口1502。全血經過入口1502的開口1506，并進入L形全血腔1516。全血通過位于底1514上的入孔1519進入腔1516。當更多的全血進入腔1516時，全血沿底1514溢出，直到它到達在L形全血腔1516的另一端的全血出孔(未示出)。如上所述，全血出口與出口1503的開口1507完整地形成通道。腔1516內的全血流經底1514，通過全血出孔，進入出口1503，并且通過開口1507從過濾器1500排出。
當全血通過全血腔1516時，夾帶在全血中的氣體排出。這些氣體收集在血液排氣腔1542中，然后通過氣體排氣口1543排出。壓力傳感器1551通過排氣管1553連續監視血液腔1516內的壓力，并且傳送相應的壓力數據到控制器1554。控制器1554分析接收的壓力數據，并且根據需要調整全血泵1301的速度，從而調整腔1516和入口管1106內的流速和壓力。控制器1554調整泵速以確保壓力在希望的壓力范圍內。
然后全血通過出口1503排出過濾器1500，并且通過出口管1115排出盒子1100。然后如下詳細描述，全血分離成成分和/或進行處理。在返回病人前，這種處理的流體(即處理的血液或血液成分)必須過濾。未處理的流體，例如紅細胞也必須過濾，并且將經受下面的過濾過程。處理的流體通過入口1504的開口1508流入過濾腔1517。入口1504流體連接到泵環路管1120。處理的流體通過入孔1522進入過濾腔1517，并且經過過濾元件1530的過濾入孔1533。處理的流體填充過濾腔1517直到它溢出過濾元件1530的框架1531，該元件固定到升高隆起1521上。處理的流體經過過濾介質1532。過濾介質1532從處理的流體去除雜質和其它不需要的材料，而且同時促進處理的流體中夾帶的氣體釋放。經過過濾介質1532的處理的流體在由升高隆起1521形成的周邊內的過濾腔1517的底1520上聚集。然后該處理的流體進入處理的流體的出孔1523，并且通過出口1502的開口1506排出過濾器1500。然后處理的流體通過流體連通到出口1502的出口管1114返回到病人。處理的流體由返回泵1302驅動通過過濾腔1517和出口管1114。
當處理的流體流過過濾腔1517時，夾帶在處理的流體中的氣體排出并收集在過濾排氣腔1540中。然后這些氣體通過氣體排氣口1541排出過濾器1500。壓力傳感器1550通過排氣管1552連續監視過濾腔1517內的壓力，并且將相應的壓力數據傳送到控制器1554。控制器1554分析接收的壓力數據，并且將其與需要的壓力值和范圍比較。如必要的話，控制器1554調整返回泵1302的速度，從而調整腔1517和出口管1114內的流速和壓力。
B.輻射腔圖11-16詳細示出了光分離工具1000的輻射腔700。首先參考圖11，輻射腔700由連接的兩個板，具有優選厚度為約0.06英寸到0.2英寸的前板和后板形成，兩個板優選由理想地可透過電磁輻射波長的材料構成。在紫外線A輻射的情況中，雖然可以使用其它材料，例如丙烯酸，但是發現最優選的是聚碳酸酯。類似地，可以使用許多已知的連接方法并且不需要在此詳述。
第一板702具有第一表面712和第二表面714。在優選實施方案中，第一板702在第一表面712上具有第一口705，與第二表面714流體連通。第一板702的第二表面714具有限定出一個封閉空間的上升的邊界726A。邊界726A優選基本垂直第二表面714(即約80-100度)伸出。上升隔板720A從第二表面714(優選基本垂直)伸出。邊界726A包圍隔板720A，各隔板720A的一端伸出并且接觸邊界726A。
第二板701具有第一表面711和第二表面713。在優選實施方案中第二板701優選第一表面711上具有第二口730。與第二表面713流體連通。后板701的第二表面713具有限定出一個封閉空間的上升邊界726B。邊界726B優選基本垂直第二表面713(即約80-100度)伸出。上升隔板(720B)從第二表面713(優選基本垂直)伸出。邊界726B包圍隔板720B，各隔板720A的一端伸出并且接觸邊界(726B)。
第一和第二板的第二表面的連接導致邊界726A和726B之間的流體密封連接，從而形成邊界726。隔板720A和720B也連接形成流體密封連接，從而形成隔板720。邊界726形成輻射腔700，并且與隔板720一起提供具有通道715的路徑710，以用于引導流體。路徑可以是盤旋形、鋸齒形或楔形的。現在優選為盤旋形路徑。
參考圖11和12，輻射腔700包括用于將病人流體，例如棕黃層或白細胞從入口705傳送到出口730的盤旋路徑710，即盤旋路徑710與前板702的入口705和后板701的出口730流體連通。病人流體通過出口管1117從盒子1100供給到入口705。在光活化并經過盤旋路徑710后，處理的病人流體通過入口管1112(圖1和4)返回盒子1100。病人流體由重復循環泵1303驅動。當細胞被輻射腔700的兩邊上沖擊的輻射光活化時，細胞的自屏蔽作用減少。
圖11示出了銷740和凹槽735，其在通過RF焊接、熱脈沖焊接、溶劑焊接或粘合劑連接將輻射腔的兩個板密封結合在一起之前，與這兩個板對準。更優選由粘合劑連接和RF焊接進行板的連接。由于上升隔板720和周邊725的設計將閃點最小化和甚至允許使用RF能量，因此最優選使用RF焊接進行前和后板的連接。銷740和凹槽735的定位可以在盤旋路徑710內部或盤旋路徑710的外部。圖2也示出了帶有軸L的輻射腔的圖。輻射腔700相對軸L的180度轉動給出了輻射腔的原始構造。本發明的輻射腔具有關于軸L的C2對稱。
參考圖11、13和16，富含白細胞的血液、血漿和注入溶液通過輻射腔700的前板702的入口705進入通道715。為了使大表面積的富含白細胞的血液受到輻射，并且減少由較低表面積/體積比所產生的自屏蔽作用，輻射腔700的通道715相對“薄”(例如兩個板之間距離約等于0.04″)。通道715的截面形狀基本是矩形(例如，矩形、長菱形或梯形)，隔板720之間的距離作為其長邊并且板之間的距離作為其短邊。為了經過通道715的細胞的最佳輻射而設計截面的形狀。雖然為了避免或最小化流動的停滯區域優選為盤旋路徑710，但是可以考慮其它布置。
輻射腔700通過從光陣列組件輻射使可光活化藥劑有效激活，該組件例如PHOTOSETTE的用于活化的雙簇UVA燈(758)(圖16)。設計輻射板和UVA光組件(759)用于邊緣706向下定向并且邊緣707指向上的布置。在這種定向中，進入入口705的流體能夠在重力幫助下從出口730排出。在最優選的實施方案中，輻射腔兩邊的輻射同時發生，而仍然允許該腔的靈活移動。UVA光組件759位于耐久塔式系統2000的UV腔750內(圖17和18)。
輻射腔的流體路徑成環路，以形成兩個或更多通道，當由UVA光進行光活化時富含白細胞的血液在這些通道中循環。優選地，輻射腔700具有4到12個通道。更優選地，輻射腔具有6到8個通道。最優選地，輻射腔具有8個通道。
圖14示出了輻射腔的剖面圖。盤旋路徑710的通道715由上升隔板720和板的周邊726的連接形成。
本發明的輻射腔可以由生物相容材料制造，并且可以由已知方法，例如加熱、輻射暴露或用氧化乙烯(ETO)處理進行消毒。
現在將討論使用用于治療病人(例如在細胞中誘導細胞凋亡和將細胞注入病人)的電磁輻射(UVA)來體外處理細胞時，使用輻射腔700輻射細胞的方法。處理的細胞優選是白細胞。
在該方法的一個實施方案中，在體外處理細胞前，將可光活化或光敏化合物首先施用到受體的血液的至少一部分中。可光活化或光敏化合物可以施用到體內(例如口中或靜脈內)。當施用到體內時，光敏化合物可以口服施用，也可以經靜脈內和/或通過其它傳統的施用途徑施用。光敏化合物的口服劑量可以在約0.3到約0.7mg/kg范圍內，更特別的是約0.6mg/kg。
當口服時，光敏化合物可以至少在光分離處理前約一小時服用，并且不超過光分離處理前約三小時。如果靜脈內施用，時間將更短。作為備選方式，光敏化合物可以在暴露到紫外光之前或同時施用。如果目標血細胞或血液成分接收了光敏化合物，光敏化合物可以施用到全血或其一部分。首先可以使用已知方法處理一部分血液，以基本去除紅細胞，然后可以將光活化合物施用到產生的富含白細胞的部分。在一個實施方案中，血細胞包括白細胞，特別是T細胞。
在一些補骨脂素情況下，可光活化或光敏化合物在由暴露到指定光譜的電磁輻射，例如紫外光而激活時可以結合核酸。
光活化合物可以包括但不限于，稱為補骨脂素(或呋喃駢香豆精)的化合物，也可以是補骨脂素衍生物，例如在美國專利No.4,321,919和美國專利No.5,399,719中描述的那些。依據本發明可以使用的可光活化或光敏化合物包括但不限于補骨脂素和補骨脂素衍生物；8-甲氧基補骨脂素；4，5’8-三甲基補骨脂素；5-甲氧基補骨脂素；4-甲基補骨脂素；4，4-二甲基補骨脂素；4-5’-二甲基補骨脂素；4’-氨甲基-4，5’，8-三甲基補骨脂素；4’-羥甲基-4，5’，8-三甲基補骨脂素；4’，8-甲氧基補骨脂素；和4’-(ω-氨基-2-氧雜)烷基-4，5’，8-三甲基補骨脂素，包括但不限于4’-(4-氨基-2-氧雜)丁基-4，5’，8-三甲基補骨脂素。在一個實施方案中，可以使用的光敏化合物包括補骨脂素衍生物，amotosalen(S-59)(Cerus，Corp.，Concord，CA)。參見例如美國專利Nos.6,552,286；6,469,052；和6,420,570。在另一實施方案中，依據本發明可以使用的光敏化合物包括8-甲氧基補骨脂素。
甲氧基補骨脂素(Methoxsalen)是在阿米(Ammi majus)(傘形植物)的種子中發現的自然產生的光活化物質。它屬于稱為補骨脂素或呋喃駢香豆精的化合物類別。化學名稱是9-甲氧基-7H-呋喃[3，2-g][1]-苯并吡喃-7-酮。藥物的制劑是在10mL瓶中20mcg/mL濃度的無菌液體。參見http//www.therakos.com/TherakosUS/pdf/uvadexpi.pdf。在獵犬中體外光分離和不同劑量的UVADEX和紫外光的毒理學研究在研究手冊中。
接下來，施用了光活化合物的患者血液、受體血液或供體血液的部分通過使這部分血液經受使用紫外線的光分離而進行處理。光分離處理可以使用320到400nm波長范圍的長波長紫外線(UVA)實現。然而，該范圍并非限制性的，而僅作為例子提供。在光分離處理期間暴露到紫外光足夠長時間以傳送例如約1-2J/cm2到血液。
通過將輻射腔700安裝在耐久塔式系統2000的光活化腔750(圖17和18)內在體外實現光分離步驟。在一個實施方案中，當在體外進行光分離步驟時，處理的血液的至少一部分返回患者、受體或供體。然后處理的血液或處理的濃縮白細胞部分(根據具體情況而定)可以返回患者、受體或供體。
光分離過程由三個階段組成，包括1)棕黃層部分(濃縮的白細胞)的收集，2)對收集的棕黃層部分的輻射，和3)處理的白細胞的再輸注。該過程將在下面更詳細地討論。通常，在離心轉筒10中離心和分離全血。分離總共約240ml的棕黃層和300ml的血漿，并且保存用于UVA輻射。
收集的血漿和棕黃層與肝素化的標準鹽水和UVADEX(可溶于水的8-甲氧基補骨脂素)一起混合。該混合物通過本發明的輻射腔流動成1.4mm厚的層。輻射腔700插入PHOTOSETTE的兩簇UVA燈之間的塔式系統2000的光活化腔750中(圖15)。PHOTOSETTEUVA燈輻射該UVA可透過輻射腔700的兩側。從而暴露到紫外A光，產生每淋巴細胞1-2J/cm2的平均暴光量。在光活化期間后，將細胞從輻射腔700移出。
在本發明優選的實施方案中，細胞通過重力作用移出，并且留在腔中的任何細胞將從腔中與其它流體一起轉移，該其它流體選自鹽水、血漿和其組合物。對于例如兒童(例如30kg以下)的小病人或血管系統容易發生流體超負荷的病人，用于輻射腔的其它流體體積將優選不超過該腔體積的2倍，優選不超過該腔體積的1倍，更優選不超過該腔體積的0.5倍和0.25倍積。處理的細胞體積重輸注到病人。
對于類似的光分離系統和方法的說明，參見美國專利申請No.09/480,893，該申請特別在此引入作為參考。在此也可以使用在美國專利Nos.5,951,509；5,985,914；5,984,887；4,464,166；4,428,744；4,398,906；4,321,919；PCT公開號WO97/36634和WO97/36581中描述的方法和系統，上述所有的專利特別在此引入作為參考。
使用美國專利No.6,218,584中描述的方法和系統可以檢測傳送到生物流體的光能量的有效量，該申請特別在此引入作為參考。實際上，ECP對于在此描述的各種疾病的應用可能要求調整光能量的大小，從而最優化處理過程。
另外，將處理的生物流體返回病人前，用于ECP過程中的光敏化藥劑可以去除。例如，在ECP過程中使用8-甲氧基補骨脂素(UVADEX)。8-甲氧基補骨脂素屬于稱為補骨脂素的一組化合物。暴露到8-甲氧基補骨脂素或其它補骨脂素可以導致對于患者、受體或供體的不希望的影響，例如與補骨脂素和它們的分解產物有關的光毒性或其它毒性的影響。因此，在UV暴露后，可以去除留在生物流體中的補骨脂素、補骨脂素衍生物或補骨脂素分解產物。補骨脂素生物流體的去除方法描述在美國專利No.6,228,995中，該申請特別在此引入作為參考。
C.離心轉筒在特別的實施方案中，本發明涉及分離流體成分，例如由密度或重量分離生物流體成分的方法和裝置。生物流體包括在活生物體中存在或使用，或傳送到活生物體的流體。實際上，生物流體可以包括體液和它們的成分，例如血細胞、血漿和包括生物成分，包括活有機體，例如細菌、細胞或其它細胞成分的其它流體。生物流體也可以包括全血或特殊的全血成分，包括紅細胞、血小板、白細胞和前體細胞。特別是，為了例如體外處理之類治療，可能希望將血液從病人取出。然而應當理解，本發明適合與各種離心處理裝置一起使用，并且僅為了舉例說明的目的在此給出特殊的例子。分離技術和裝置的其它用途可以包括其它醫學處理，例如透析、化學療法、分離和去除血小板，和分離和去除其它特殊細胞。另外，本發明可以用于分離其它種類的流體，該流體包括各種非醫學使用的流體，例如油和流體成分的分離。本發明中使用的所有成分不應當對生物流體有不利作用或使它們不適合它們預期的使用，例如那些在此描述的使用，并且可以由任何與描述在此的使用兼容的合適的材料制備，該材料包括但不限于塑料，例如聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丙烯腈、丙烯酸、苯乙烯、丙烯腈或任何其它塑料。當本發明的任何部分顯示為連接在一起并形成流體密封時，可以使用任何合適的傳統方法來連接這些部分，包括但不限于，粘合、超聲焊接或RF焊接。
本發明具有超越使用常規Latham轉筒的離心機的幾個優點。在UVARXTSTM系統中的Latham轉筒具有允許全血進入轉筒的一個入口和允許血漿和棕黃層排出的一個出口。只具有兩個口限制了每次循環中能夠收集的棕黃層的量。每次循環包括將轉筒充滿全血；2)旋轉轉筒以將全血分離成血漿、棕黃層和紅細胞；3)將棕黃層收集用于處理，4)使轉筒停下；和5)返回收集的血漿和紅細胞。該棕黃層收集方法特征在于是“分批的”，因為在棕黃層收集的幾個循環后才能夠收集用于輻射處理所需的棕黃層量。每次循環收集的棕黃層的有限量歸因于在轉筒內部保留了積聚的紅細胞。這樣，只能夠在棕黃層收集循環結束后清空積聚的紅細胞是Latham轉筒固有的局限性。
本發明的轉筒具有用作一個入口和兩個出口的三個分離的流體管道。附加的流體管道使得1)通過在整個棕黃層收集過程中連續旋轉，而不用為了去除積聚的紅細胞而停止轉動，從而減少病人治療時間；2)能夠治療小血量病人；通過連續將收集的紅細胞返回病人，這些病人可以更易接收需要棕黃層或其部分的醫學治療，例如體外光分離；3)由于增加了旋轉或轉動時間，能更好的分離棕黃層內細胞部分的不同成分；和4)能夠從全血分離高密度紅細胞部分。該離心轉筒也提供減少用于從病人收集棕黃層部分的任何醫學過程的治療時間的機會，該部分基本不含紅細胞，該醫學過程例如額外物質的光分離。
為了實現依據本發明的目標的目的，作為在此實施和廣義描述的，圖35和36示出了本發明特殊的實施方案。圖35中示出的實施方案包括離心轉筒10A，管道組件860A、框架910A和固定限制器918A。離心轉筒10A與管道組件860A的外部管道20A流體連通。連接套管500A的下套管端832A(圖46)固定到轉筒10A。連接套管500A的上套管端831A固定到外部管道20A，將外部管道20A連接到轉筒10A，并且提供從外部管道20A到轉筒10A的流體連通。該流體連通使流體800通過外部管道20A提供到轉筒10A。類似地該流體連通也使分離的流體成分810和820通過外部管道20A從轉筒10A去除。轉筒10A和框架910A用于繞中心軸11A轉動。
參考圖36，轉筒10A包括外殼100A，連接套管500A，頂芯200A，底芯201A和殼底180A。外殼100A可以由如前所述的任何合適的生物相容材料構成，對于圖36示出的目的，外殼由透明的塑料構成，從而通過其可以看到芯200A和201A。外殼100A連接到殼底180A，后者又包括突出150A，以用于將轉筒10A鎖定在例如轉動裝置900A的轉動裝置中。轉筒10A優選結構簡化，并且通過模制或其它公知的制造過程容易制造，從而它可以是一次性的或用于有限的治療次數，最優選的是能夠容納約125ml的流體，該流體可能是加壓的。在備選實施方案中，轉筒的容量可以根據病人的健康狀態和他或她允許的體外量而變化。轉筒的容量也可以根據轉筒的使用或使用轉筒的特殊治療而變化。另外，為了避免生物流體的污染，或對參與流體處理操作的人的影響，轉移操作優選在密封流動系統中進行，該系統可能是加壓的，優選由能夠在每次使用后丟棄的可彎曲塑料或類似材料形成。
如圖36和37所示，外殼100A基本是具有上殼體端110A、外部殼壁120A和下殼體端190A的圓錐。外殼100A可以由塑料(例如前面列出的那些塑料)或任何其它合適材料制造。上殼體端110A具有外表面110B，內表面110C和在所述表面間提供通道的殼體出口700A。上殼體優選也具有靠近殼體出口700A形成的頸115A。設定殼體出口700A和頸115A的尺寸以允許當保持套管凸緣790A時連接套管500A的主體830A通過，該套管凸緣從連接套管500A的主體830A伸出。在本發明的一個實施方案中，o形環791A可以插入套管凸緣790A和殼體端部110A的內表面110C之間，以確保提供流體密封。在圖53示出的本發明的備選實施方案中，第二套管凸緣790B從遠離套管凸緣790A的連接套管500B的主體830A伸出。套管凸緣790A和790B都適合在頸115A中裝配，并且在它們之間留有o形環791A。在該實施方案中，通過o形環連接主體830A和鄰近頸115A的殼體端部110A的內表面110C，提供流體緊密密封。然而，連接套管500A可以由任何方式固定到轉筒10A，這些方式包括例如，唇緣，槽，或與轉筒10A的組件緊密配合和粘合。外殼壁連接上殼體端110A和下殼體端190A。下殼體端190A連接到直徑大于上端110A的殼底180A。殼底180A與下殼體端190A配合，并且在那里提供流體緊密密封。可以使用任何常規方法將下殼體端190A固定到殼底180A，包括但不限于，粘合、超聲焊接或RF焊接。殼底180A可以具有缺口185A，用于收集密度大的流體810。外殼體100A的直徑從上殼體端110A到下殼體端190A遞增。
外殼100A適合可轉動地連接到轉動裝置900(圖35)，例如轉子驅動系統或轉動架910。例如，可轉動連接可以是允許轉筒10A自由轉動的軸承。外殼100A優選具有鎖定機構。鎖定機構可以是設計以與相應的離心容器中的缺口相互作用的一個或多個突出150A，或任何其它合適的相互連接或鎖定機構或現有技術公開的等同方案。鎖定機構也可以包括鍵槽160(圖51)。
參考圖37，外殼100A和基底180A限定出內部空間710A，在該內部空間中當轉筒10A裝配時芯200A和201A將配合。當完全裝配后，芯200A和201A全部在外殼100A的內部空間710A中，在軸11A周圍占據內部空間710A的共軸空間。
參考圖38、40和44，頂芯200A和底芯201A基本是圓錐形的，并且分別具有上芯端部205A、206A；外部芯壁210A、211A；和下芯端部295A、296A。芯200A、201A占據轉筒10A的內部空間710A的共軸空間，并且在頂芯200A的上端部205A和外壁210A，和底芯201A的外壁211A和下芯端部296A與外殼100A之間形成分隔空間220A。分隔空間220A是芯200A和201A與外殼100A之間的內部空間710A的空間。
如圖40和41所示，頂芯200A包括通過外部芯壁210A連接的上芯端部205A和下芯端部295A。外部芯壁210A具有外表面210B和內壁表面210C和下邊緣210D。頂芯200A的直徑優選從上芯端部205A向下芯端部295A遞增。上芯端部205A也包括外表面205B和內表面205C。圍繞中心軸中心定位，并且從上表面205B垂直延伸的是腔連接器481A。腔連接器481A具有頂面482A和壁表面482B。頂面482A具有兩個通道303B和325D，這兩個通道通過上芯端部205A分別提供與第二轉筒通道410A和第一轉筒通道420A的流體連通。第二轉筒通道410A是具有從腔連接器481A的內表面481C垂直延伸的管道壁325A的管道。
如圖39B，39A和40所示，第二轉筒通道410通過管道321A與管道通道760A流體連通，上述管道321A具有第一端321B和配合在腔連接器481A的通道325D中的第二端321C。在運轉中，外部管道20A的管道通道760A與轉筒通道410A流體連通。第一轉筒通道420A是具有從腔連接器481A內表面481C基本垂直延伸的通道壁401A的第二管道。如圖39A，39B和40所示，第一轉筒通道420A通過中空圓柱322A與外部管道20A的管道通道780A流體連通，上述中空圓柱具有配合頂面482A的開口303B的第一端322B和第二端322C。如本發明一個實施方案所示，第二轉筒通道410A設置在第一轉筒通道420A內。在圖53所示的本發明的備選實施方案中，管道壁325A可以由上部件325F和下部件325G組成且與管道壁401A和402A融合。
頂面482A也具有提供與腔740A流體連通的缺口483A。當裝配時，腔740A由安裝凹槽851A的腔限定，該腔的體積小于由在連接套管500A和腔連接器481A進行連接的情況下中空圓柱321A和322A占據的體積。腔740A與管道通道770A流體連通，并且通過缺口483A與頸115A附近的分隔空間220A流體連通。從而缺口483A形成用于通過轉筒腔740A除去第二分離流體成分820的通道。任選在外表面205B上提供了許多間隔物207A，這些間隔物從外表面伸出并接觸上殼體端部110A的內表面110C，以保證分隔空間220A和由缺口483A形成的通道之間的流體連通。
在圖53、54和55示出的備選的實施方案中，管道321A和322A可以附到腔連接器481A的頂面482A的開口325D和303B中。另外，缺口483A可以在腔連接器481A中形成許多通道并且當連接到連接套管500A或500B時形成腔740B。腔740B適合具有能夠與連接套管500A的凸端部853A配合的一個或多個表面742A(凸端部853A環繞外部管道20A的端部861)。為了便于將連接套管500A準確定向到連接器481A，凸端部853A和腔740B的形狀可以是不對稱的，或如圖53、54和55示出的，可以提供從腔連接器481A的頂面伸出的導向器855A，并且該導向器適合裝配在套管凸緣790A的開口857A中。
返回參考圖40，下芯端部295A包括具有頂面298A、底面297A和邊緣299B的上板299A，該上板連接并與外芯壁210A的下邊緣210D直接接觸。上板299A的邊緣299B適合與外芯壁210A的下邊緣210D連接，并與其形成流體緊密密封。從上板299A的頂面298A垂直伸出的是通道壁402A，具有上端部402B和下端部402C，并且環繞基本在上板299A的中心中的開口303A。連接到通道壁402A的外表面和頂面298A的許多翼片403A支撐腔壁402A。通道壁402A適合與形成流體密封并提供腔400A的通道壁401A配合。第一轉筒通道420A通過管道322A與外部管道20A的管道通道780A流體連通。如將要討論的，開口303A使腔400A與分隔空間220A流體連通。第一轉筒通道420A也環繞第二轉筒通道410A。
參考圖43A，43B和44，底芯201A包括上芯端部206A、外芯壁211A和下芯端部296A。外芯壁211A具有外表面211B、內壁211C和下邊緣211D。底芯201A的直徑優選從上芯端部206A向下芯端部296A遞增。底芯201A也具有頂面309A和底面309B。頂面309A具有基本在上芯端部206A的表面309A的中心的缺口186A(優選基本為圓形)。缺口186A具有上表面186B和內表面186C。缺口186A的上表面186B中具有延伸到內表面186C的開口324D。在圖53示出的本發明的備選實施方案中，上表面186B也可以具有適合接收o形環并在管道壁325A的下端部325B周圍形成流體密封的凹槽186D。從內表面186C環繞所述開口324D垂直伸出的是具有遠端324B的管道壁324A。在頂面309A上從缺口186A延伸到外芯壁211A的外表面211B的是一個或多個通道305A。頂面309A可以是水平的，或從缺口186A向上或向下傾斜。如果頂面309A從缺口186A到芯端部206A向上或向下傾斜，本領域普通技術人員能夠相應地調整上板299A和上芯端部295A的形狀。通道305A在通道305A的整個長度上可以具有相同的深度。然而通道305A可以從中心徑向地向下或向上傾斜。本領域普通技術人員能夠理解，如果頂面309A向上或向下傾斜并且通道305A具有恒定深度，那么通道305A就相應地向上或向下傾斜。
參考圖38，當完成裝配時，上板299A的底面297A與底芯201A的頂面區域309A直接接觸。這種接觸形成了這兩表面區域之間的流體密封，形成從缺口186A到通道305A的開口305B。來自通道305A的第二開口305C在外芯壁211A的外表面211B中形成。開口305B提供從缺口186A通過通道305A和開口305C到達分隔空間220A(圖38和40)的流體連通。從而流體800流過管道通道780A并且隨后流過第一轉筒通道420A。然后流體800通過通道305A從第一轉筒通道420A流到分隔空間220A。
參考圖43A和44，下芯端部296A具有下板300A，該下板具有頂面300B，底面300C和外邊緣300D。從下板300的底面300C伸出的是一個或多個突出301A。外邊緣300D連接到外芯壁211A的下邊緣211D并且與之形成流體密封。定位于殼底180A之上的下板300A的是圓形的，并且從其中心(圖44中示出)向上徑向彎曲。作為替換方式下板300A可以是平的。如圖38所示，當處于殼底180A之上時，在下板300A和殼底180A之間存在空間220C。該空間220C與分隔空間220A流體連通。下板300A可以由塑料或任何其它合適材料制造。另外，從下板300A的下表面300C基本垂直伸出的是管道320A。管道320A具有延伸進入下板300A和殼底180A之間的空間220C的第一端320B和在下板300A的頂面300B上延伸的第二端320C。管道320A的直徑與管道壁端部324B緊密配合。管道壁324A和325A內部的空間包括腔400B。除第二轉筒通道410A之外，由下板300A，內表面211C，和底芯201A的頂蓬253A限定的空間可以包括空氣或固體材料(參見圖43B和44)。
在圖53中示出的本發明的備選實施方案中，支撐壁405A和407A可以可任選存在。支撐壁405A從底面309B垂直延伸。支撐壁407A從下板300A的頂面300B垂直延伸，并且當裝配底芯201A時與支撐壁405A連接。管道壁324A可以連接到管道320A以形成流體密封，并且管道324A、320A可以分別與支撐壁405A和407A融合。另外，存在從下板300A的底面300C延伸的一個或多個在缺口185A內配合的定向間隔物409A。
本領域普通技術人員容易知道的是，轉筒10A將需要相對中心軸11A平衡。因此，可以加入利于保持轉筒10A平衡的平衡塊作為裝置的一部分，例如圖53示出的平衡塊408A。
參考圖38，轉筒10A構造成使外殼100A、芯200A和201A、下板300A和上板299A、殼底180A、外部管道20A和連接套管500A、腔400A和400B相連接并且一起轉動。外殼100A的殼底180A在其頂面上包括凹槽181A，這些凹槽設定形狀以配合下板300A的突出301A。如所示的，下板300A在其底面300C上具有圓形突出301A以限制下板300A相對于殼底180A的移動。當裝配好時，下板300A的底面上的各單獨突出301A與殼底180A上的凹槽181A形成緊密配合。從而，當外殼100A轉動時，外部管道20A和連接套管500A、頂芯200A、上板299A、底芯201A、下板300A、殼底180A、腔400A和400B將與其一起轉動。
如圖38所示，腔400A允許全血800通過第一轉筒通道420A進入轉筒10A。第一轉筒通道420A提供通道，該通道用于使流體800通過腔400A流入缺口186A，然后通過通道305A流入分隔空間220A。腔400A定位在頂芯200A內。腔400A具有從上腔端部480A到下腔端部402C的高度。通過從腔連接器481A的內表面481C延伸的通道壁401A和從上板299A的頂面298A延伸的通道壁402A的連接形成腔400A。通道壁401A由許多翼片251A支撐，這些翼片連接到外芯壁210A的內壁表面210C和上芯端部205A的內表面205C，并且通道壁402A由許多翼片403A支撐(圖40)。容易看出，腔400A的高度可以通過改變芯200A，通道壁401A，通道壁402A，管道壁325A的尺寸和形狀，和改變管道壁324A的高度而調整。
如圖38所示，從上腔端部480A到下腔端部402C的腔400A包含內腔400B。下腔端部402C具有通過許多通道305A與分隔空間220A流體連通的開口303A。在示出的實施方案中，腔400A包括第一轉筒通道420A。第二轉筒通道410A位于頂芯200A的第一轉筒通道420A的內部，并且從腔端部480A到腔402C包含在其中。此外，第二轉筒通道410A形成從下面的下板300A通過腔400B的通道，用于去除聚集在殼底180A的缺口185A中的第一分離流體成分810。第二轉筒通道410A從外殼100A的殼底180A延伸通過腔400B并且通到外部管道20A的管道通道760A。
參考圖38(未示出管道321C)，內腔400B允許紅細胞810通過第二轉筒通道410A排出轉筒10A，該第二轉筒通道提供從缺口185A上的殼底到開口324E的流體連通。內腔400B具有上管道端部325C和下管道端部324B，并且包括以流體密封方式連接，并且形成第二轉筒通道410A的兩個管道壁324A和325A，該第二轉筒通道具有比第一轉筒通道420A小的直徑，并且與第一轉筒通道隔開和不同。管道壁325A由延伸通過通道壁401A并且連接到管道壁325A的翼片251A支撐。與具有一個鄰近缺口186A的端部的腔400A不同，腔400B延伸超過缺口186A并且通過底板300A。第一管道壁325A具有在腔連接器481A的頂面482A有開口325D的上端部325C，和具有與管道壁324A的上端部324C緊密配合的開口325E的下端部325B。管道壁324A的上端部324C比缺口186A高，并且具有開口324D。管道壁324A也具有下端部324B并且由許多翼片252A支撐。具有開口325E的下端部324B連接到具有位于下板300A的中心附近的開口302A的管道320A。開口325E和302A的連接提供腔400B與下板300A和殼底180A之間的空間220C之間的流體連通。下板300A和殼底180A之間的空間220C又與分隔空間220A流體連通。
管道320A提供與下端部324B的緊密配合，這提供了對第二轉筒通道410A的支撐。各轉筒通道420A和410A可以由任何類型的可彎曲或剛性管(例如醫用管)制成，或是其它為加壓或不加壓流體流提供密封通道的裝置，并且優選是一次性的和可消毒的，即由簡單并有效的制造方法制造。
1.驅動管如圖39A和39B所示，管道組件860A通過連接套管500A連接到轉筒10A，該連接套管連接在外部管道20A的第一端部861A上，該外部管道具有第一管道通道780A，第二管道通道760A和第三管道通道770A。各管道通道與第一轉筒通道420A、第二轉筒通道410A和轉筒腔740A流體連通。三個管道通道在外部管道20A中以相同的間隔以120°隔開并且直徑相同(見圖50)。當流體連接到外部管道20A和轉筒10A時，為了將流體800從外部管道20A流入轉筒10A以進行分離，管道通道780A與第一轉筒通道420A流體連接。類似地，第二管道通道760A流體連接到第二轉筒通道410A，用于將第一分離流體成分810從轉筒10A流入外部管道20A。最后，第三管道通道770A連接到轉筒腔740A，用于將第二分離流體成分820從轉筒10A去除。
如圖45所示，外部管道20A具有在外部管道20A的第一端部861A上的連接套管500A和在第二端部862A上的固定套管870A。作為任選的方式，在外部管道20A上的連接套管500A和固定套管870A之間存在從外部管道20A垂直延伸，并且有較大直徑的第一軸肩882和第二軸肩884。在連接套管500A和固定套管870A之間(或如果存在第一和第二軸肩882，884)，則在它們之間為第一和第二軸承環871A和872A。為了將這種類型的管用于離心機，外部管道20A、固定套管870A和連接套管可以由相同或不同的合適強度和柔性的生物相容材料制備(一個這種優選的材料是HYTREL)。連接套管500A和固定套管870A可以通過任何合適的方式連接，例如粘合、焊接等。然而，為了容易制造，優選的方式是連接套管500A和固定套管870A疊加模制(overmold)到外部管道20A上。
參考圖45、48和49，固定套管870A包括具有第一固定端873A和第二固定端874A的主體877B。固定套管870A連接到外部管道20A的第二管道端部862A(優選通過疊加模制)，并且從第一套環873A到套環874A直徑增加。從第二端874A向遠端隔開的是套環886A，該套環從主體877B垂直延伸并且直徑大于固定套管870A的主體877B。具有在套環886A和第二固定端873A之間的第一肋端部877B和延伸超過第一固定端873A的第二肋端部877C的許多肋877A連接到主體877B上。第二肋端部877C與環880A連接到一起，該環也連接到外部管道20A。肋877A與外部管道20A平行，并且優選位于管道通道760A、770A和780A最靠近外部管道20A的表面的區域上(圖50)。如果不加固，在高速轉動時管道通道760A、770A和780A最靠近外部管道20A的外直徑的區域傾向于損壞。使肋與超過固定套管端部873A的管道通道平行提供了對這個區域的加固，并且防止管道在高速轉動時損壞。在一方面，肋防止在該區域外部管道20A的彎曲，并且起到結構元件的作用以將扭曲應力轉移到固定套管870A。
連接套管500A包括具有上套管端部831A和下套管端部832A的主體830A(圖46和47)。下套管端部832A具有套管凸緣790A和許多突出843A，該突出被設定尺寸以嚙合腔連接器481A的壁表面482A上的缺口484A。當裝配轉筒10A時，可以通過圍繞主體830A安置o形環791A并且壓住凸緣790A和殼體100A之間的o形環791A來提供流體密封。上套管端部831A被固定到外部管道20A，參考圖46、39A和39B，連接套管500A依靠套管凸緣790A固定到轉筒10A，并且將外部管道20A的管道通道780A、760A、770A流體連接到轉筒10A的轉筒通道420A和410A和腔740A。在裝配時，連接套管500A安裝到腔連接器481A(圖39A和39B)。
連接套管500A優選從上套管端部831A到下套管端部832A直徑增加，并且被疊加模制到外部管道20A的第一管道端部861A。連接套管500A不使用轉動密封將轉筒10A連接到外部管道20A，其通常位于轉筒10A和連接套管500A之間。按上面的解釋，或作為備選方式，通過使用例如o形環、槽、或唇緣、索環類型連接、焊接、或在轉筒10A或連接套管500A中帶有或不帶有粘合劑的緊密配合，可能產生轉筒10A和連接套管500A之間的欠密封連接(seal-less connection)。
如圖46和39B所示，套管凸緣790A具有接觸腔連接器481A的頂面482A而形成緊密密封的底面847A。然而，腔連接器481A具有許多缺口483A，這些缺口提供分離腔220A和轉筒腔740A之間的流體連通，該轉筒腔又與管道通道770A流體連通。除了由中空圓柱321A和322A占據的空間之外，轉筒腔740A由腔安裝凹槽851A和腔連接器481A的頂面482A來限定。套管凸緣790A的底面847A上的許多突出843A嚙合并滑入腔連接器481A的壁表面482B上的缺口484A，從而提供緊密配合。
連接套管500A有助于將外部管道20A固定到轉筒10A，從而將外部管道20A流體連接到轉筒10A。該流體連接使流體800能夠通過外部管道20A提供到轉筒10A。類似地，該流體連接也可以使分離的流體成分b，820通過外部管道20A從轉筒10A去除。
外部管道20A具有有助于減少硬度的基本恒定的直徑。過度堅硬的外部管道20A將非常快的變熱并損壞。另外，恒定直徑的管道成本低/容易制造，容易對連接套管500A和固定套管870A尺寸進行試驗，并且使軸承環871A，872A容易在其上滑動。作為優選方式，軸承871A和872A的移動將由第一和第二軸肩882A和884A限制。外部管道20A可以由任何類型的可彎曲管(例如醫用管)，或是任何為流體(可以是加壓流體)流進或流出任何類型的容器提供密封通道的這類裝置，并且優選是一次性的和可消毒的。
II.耐久塔式系統圖17示出了塔式系統2000。塔式系統2000是耐久的(即，非一次性的)硬件，該硬件接收光分離工具1000的各種裝置，例如盒子1100、輻射腔700和離心轉筒10(圖1)。塔式系統2000進行閥調節、泵送、和總體控制和驅動流體流過一次性光分離工具1000。通過使用連接到所有必需組件的適當編程的控制器，例如處理器或集成電路，塔式系統2000自動進行所有必要的控制功能。雖然在每次光分離治療期后新的一次性工具必須丟棄，但是塔式系統2000可以反復使用。通過適當將控制器編程或通過改變它的一些組件，塔式系統2000可以進行改變以進行許多體外血液循環處理，例如分離法。
塔式系統2000具有殼體，該殼體具有上部2100和基底部2200。基底部2200具有頂2201和底2202。在基底部2200的底2202或其附近提供輪子2203，從而塔式系統2000是可移動的，并且能夠容易地從醫院中一個房間移動到另一房間。作為優選方式，前輪2203繞一個垂直軸可轉動，使塔式系統200容易操縱和移動。如圖22最好地示出，基底部分2200的頂2201具有帶有設于其中的控制面板1200的頂面2204(見圖22)。在圖17中，盒子1100裝載在控制面板1200上。基底部分2200也具有鉤(未示出)，或其它連接器，以從那里懸掛血漿收集袋51和處理袋50。該鉤可以位于塔式系統2000的任何地方，只要它們的位置在治療時不會妨礙系統的功能。基底部分2200具有位于門751后的光活化腔750(圖18)。在塔式系統2000上提供另外的鉤(未示出)，用于懸掛鹽水和抗凝劑袋。優選地，這些鉤位于上部2100上。
光活化腔750(圖18)設置在門751后的頂2201和底2202之間的塔式系統2000的基底部分2200中。門751鉸接式連接到基底部分，并且提供進入光活化腔750的入口和允許操作者關閉光活化腔750，從而在處理時UV光不會泄漏到周圍環境中。提供凹槽752，以便當輻射腔700裝載時和門751關閉時，允許管1112、1117(圖1)進入光活化腔750。下面參考圖16和18詳細討論光活化腔。
上部2100位于基底部分2200的頂上。離心腔2101(圖19)位于離心腔門2102后的上部2100中。離心腔門2102具有窗口2103，從而操作者能夠看到離心腔2101內并且對任何問題進行監視。窗口2103由玻璃構造，該玻璃足夠厚以在大于4800RPM速度轉動離心轉筒時，能經受由意外事故施加到其上的任何力。優選地，窗口2103由防碎玻璃構成。門2102鉸接式連接到上部2100，并且具有自動鎖定機構，該機構在系統運轉時由系統控制器啟動。下面參考圖19詳細討論離心腔2101。
優選地，面板1200位于塔式系統2000前面或靠近其前面的基底部分2200的頂面2204上，而上部2100從靠近塔式系統2000后面的基底部分2200向上延伸。這使操作者在接近離心腔2101的同時，容易接近控制面板1200。通過設計塔式系統2000使離心腔2101位于上部2100中并使光活化腔750和面板1200位于基底部分2200中，實現垂直構造。同樣，塔式系統2000具有減少的占地面積和減少占據醫院寶貴的地板空間。塔式系統2000的高度保持低于六十英寸，從而當將機器在醫院中從后面移動時，不會阻礙視線。另外，使面板1200完全水平放置將向操作者提供一位置以在裝載其它裝置時放置光分離工具1000的裝置，便于使裝載容易。塔式系統2000足夠堅固以經受由離心過程帶來的力和振動。
監視器2104設置在離心腔門2102的窗口2103上。監視器2104具有顯示區域2105，用于可視地將數據顯示給操作者，例如用于數據輸入、裝載指令、圖示、警告、警報、治療數據、和治療進展的用戶界面。監視器2104連接到系統控制器并由其控制。數據卡接收口2001設置在監視器2104的邊上。設置數據卡接收口2001用于可移動地接收由各一次性光分離工具1000提供的數據卡1195(圖1)。如上所述，數據卡1195能夠預編程以儲存將各種數據提供到塔式系統2000的系統控制器。例如，數據卡1195可以編程以傳送信息，從而系統控制器能夠確保(1)一次性光分離工具與其中裝載的血液驅動設備兼容；(2)光分離工具能夠運轉所需處理過程；(3)一次性光分離工具是確定的商標或制造。數據卡接收口2001具有所需的硬件和線路以從數據卡1195讀數據和寫數據到數據卡1195上。優選地，數據卡接收口2201將處理治療數據記錄到數據卡1195上。這些信息例如可以包括過程中的收集時間、收集體積、處理時間、體積流速、任何警報、故障、干擾或任何其它所需數據。盡管數據卡接收口2001提供在監視器2104上，但它可以位于塔式系統2000的任何位置，只要它與系統控制器或其它合適的控制裝置連接。
A.用于容納輻射腔的光活化腔現在參考圖16和18，以截面形式示出了光活化腔750。光活化腔750由殼體756形成。殼體756裝配在門751(圖17)后的塔式系統2000的基底部分2200中。光活化腔750具有在后壁754上提供的許多電連接口753。電連接口753電連接到電源。設計光活化腔750以容納UVA光組件759(圖16)。當完全裝載在光活化腔750中時，位于UVA光組件759的接觸壁755上的電接觸(未示出)與電連接口753形成電連接。該電連接允許電能供給到UVA燈758，從而可以激活它們。優選地，對各組UVA燈758提供三個電連接口。更優選的UVA光組件759具有形成可以插入輻射腔700的空間的兩組UVA燈758。由使用開關的適當編程的系統控制器控制電能供給到UVA燈758。在光分離治療期中，需要時由控制器激活和關閉UVA燈758。
在殼體756的頂端靠近光活化腔750的后壁754提供排氣孔757。排氣孔757連接直通塔式系統2000的后面的排氣管760。當在處理治療期間由UVA燈758產生的熱量在光活化腔750中聚集時，該熱量通過排氣孔757和排氣管760排出光活化腔750。熱量通過位于塔式系統2000后面的塔殼體孔761排出塔式系統2000，遠離病人和操作者。
光活化腔750還包括導槽762，用于容納輻射腔700和將輻射保持在UVA燈758之間的垂直位置。導槽762位于或鄰近光活化腔750的底部。優選地，在導槽762下面提供泄漏檢測電路763以檢測在運轉中、之前或之后任何流體泄漏出輻射腔700。泄漏檢測電路762具有以U形的兩個電極，這兩個電極位于粘結支撐的皮線電路上。設計電極允許使用短路對中斷測試。各電極的一端連接到集成電路，而各電極的另一端連接到固態開關。固態開關可以用于檢查電極的連續性。通過關閉開關，電極彼此短路。然后集成電路檢測短路。關閉開關導致了等效于電極弄濕(即，泄漏)的狀態。如果電極以任何方式損壞，那么連續性檢查將失敗。這是電極沒有損壞的積極指示。可以在每次系統啟動或正常運轉期間定期地進行這種測試，以確保泄漏檢測電路762正常工作。泄漏檢測電路762有助于確保在整個治療期間由于泄漏檢測電路損壞導致的泄漏不被注意地發生。泄漏檢測電路762的電路示意圖在圖20中提供。
B.離心腔圖19以截面方式示出了去除塔式系統2000的殼體后的離心腔2101。能夠利用1-Ω2-Ω旋轉技術的轉動裝置900(也以截面形式示出)位于離心腔2101內。轉動裝置900包括轉動支架910和轉筒固定盤919，以用于可轉動地固定離心轉筒10(圖1)。離心腔2101的殼體2107優選由鋁或一些其它重量輕、堅固的金屬制造。作為備選方式，其它轉動系統可以用于塔式系統2000中，例如美國專利No.3,986,442所述的，該專利在此作為參考全部引用。
泄漏檢測電路2106在殼體2107的后壁2108上提供。提供泄漏檢測電路2106以在處理期間檢測離心轉筒10或連接管中的任何泄漏。泄漏檢測電路2106與上述的泄漏檢測電路762相同。圖21中提供泄漏檢測電路2106的電路示意圖。
C.流體流動控制面板圖22示出了其上沒有裝載盒子1100的塔式系統2000(圖17)的控制面板1200。控制面板1200進行閥調節和泵送，以驅動和控制流體流動穿過光分離工具1000。優選地，面板1200是單獨的板1202，該板通過螺絲或其它固定方式，例如螺釘、螺帽或夾子固定到塔式系統2000的基底部分2200。板1202可以由鋼、鋁或其它耐用金屬或材料制造。
面板1200具有從板1202延伸的五個蠕動泵，即全血泵1301、返回泵1302、重復循環泵1303、抗凝劑泵1304和紅細胞泵1305。泵1301-1305設置在板1202上，從而當進行運轉而將盒子1100裝載在板1200上時，泵環路管1120-1124延伸到泵1301-1305(圖25)上并且環繞這些泵。
在板1202上提供氣泡傳感器組件1204和HCT傳感器組件1205。氣泡傳感器組件1204具有用于接收管1114、1106和1119(圖25)的三個管槽1206。氣泡傳感器組件1204使用超聲能來監視管1114、1106和1119中的密度差別，該密度差別能夠表明正常通過其中的液體中空氣的存在。由于這些線路連接著病人，因此監視管1114、1106和1119。氣泡傳感器組件1204可操作地連接和傳送數據到系統控制器以用于分析。如果檢測到氣泡，系統控制器將停止運轉，并通過將壓力致動器1240-1242移動到上升位置來關閉管1114、1106和1119而阻止流體流入病人，從而如上所述將管1114、1106和1119擠靠在盒子1100上和/或關閉適當的泵。HCT傳感器組件1205具有用于接收管1116的HCT組件1125的槽1207。HCT傳感器組件1205通過使用光電傳感器監視管1116中紅細胞的存在。HCT傳感器組件1205也可操作地連接和傳送數據到系統控制器。一旦HCT傳感器組件1205檢測到管1116中紅細胞的存在，系統控制器將進行適當的動作，例如停止適當的泵或啟動壓力致動器1243-1247中的一個，以停止流體流過管1116。
面板1200也具有五個壓力致動器1243-1247，和在板1202上關鍵定位的三個壓力致動器1240-1242，從而當盒子1100裝載在板1200上進行運行時，各壓力致動器1240-1247與相應的孔1137和1157連接。壓力致動器1240-1247可以在降低位置和上升位置之間移動。如圖22所示，壓力致動器1243-1247在降低位置，壓力致動器1240-1242在上升位置。當在上升位置時，并且當盒子1100如圖25所示裝載在面板1200上時，壓力致動器1240-1247將通過相應的孔1137或1157延伸，并且壓住與那個孔對準的可彎曲管的部分，從而夾緊可彎曲管使其關閉，從而流體不能通過。當在降低位置時，壓力致動器1240-1247不會通過孔1137和1157延伸，并且不會壓住可彎曲管。
壓力致動器1243-1247是彈簧收縮的，從而它們的默認位置是將要移動到降低位置，除非被啟動。壓力致動器1243-1247獨立控制，并且能彼此不依賴地上升或降低。相反，壓力致動器1240-1242連接在一起。這樣，當一個壓力致動器1240-1242降低或上升時，其它的兩個壓力致動器1240-1242也因此降低或上升。另外，壓力致動器1240-1242是彈簧加載的，從而它們的默認位置是將要移動到上升位置。從而，如果在治療期間系統失去能源，那么壓力致動器1240-1242將自動移動到上升位置，關閉管1114、1106和1119，并且阻止流體進入或離開病人。
現在參考圖23和24，面板1200還包括系統控制器1210、汽缸組件1211、歧管組件1213、泵電纜1215、泵電機電纜1216和同步皮帶組件1217。系統控制器1210是適當編程的集成電路，該集成電路可操作地連接到系統的所需組件以執行上述并且是進行依據本發明的光分離治療所必需的所有功能、相互作用、決定和反應。汽缸組件1211將各壓力致動器1240-1247連接到氣壓缸。根據需要在面板1200的各種元件上提供氣口1212，以將氣管連接到裝置和合適的一個歧管1213。這樣，當需要致動所需組件，例如壓力閥1240-1247時，空氣可以提供到裝置。所有這些功能和同步化均由系統控制器1210控制。同步皮帶組件1217用于協調轉動夾子1203的轉動。最后，板1202包括許多孔1215、1219、1220、1221和1218，從而面板1200的各種組件可以正確裝載，并且從而面板1200可以固定到塔式系統2000。特別地，泵1301-1305配合孔1314，HCT傳感器組件1205配合孔1220，氣泡檢測器組件1204配合孔1219，壓力致動器1240-1247通過孔1218伸出，并且螺釘通過孔1221伸出以將面板1200固定到塔式組件2000。
1.盒子夾持機構現在參考圖22和25，現在將討論盒子1100裝載和固定到面板1200的方法。為了系統2000進行光分離治療，盒子1100必須適當裝載到面板1200上。由于本發明中結合了壓力致動器閥系統，因此必須使盒子1100適當固定到面板1200，并且當壓力致動器1240-1247通過將可彎曲管擠靠在盒子1100的蓋1130上(圖3)而關閉可彎曲管的部分時，盒子不會移位或錯位。然而，這個需要與容易地將盒子1100裝載在面板1200上并減少操作者的錯誤的希望目標是對立的。所有這些目標通過下面描述的盒子夾持機構實現。
為了便于將盒子1100夾持在面板1200上，給面板1200提供兩個鎖扣1208和兩個轉動夾子1203和1223。鎖扣1208具有鄰近頂板中間的槽1228。鎖扣1208在預定位置固定到板1202，從而它們之間的間距基本與盒子1100上的接頭1102和1103之間的間距相同(圖2)。以關閉位置舉例說明轉動夾子1203和1223。然而，轉動夾子1203和1223能夠手動或通過氣壓缸的自動致動轉動到打開位置(未示出)。轉動夾子1203和1223是由變扭彈簧形成的彈簧加載的，從而當不使用另外的扭力時自動返回關閉位置。轉動夾子1203和1223由同步皮帶組件1217連接到一起(圖24)。
現在參考圖23，同步皮帶組件1217包括同步皮帶1226、變扭彈簧殼體1224和拉緊組件1225。同步皮帶組件1217使轉動夾子1203和1223的轉動一致，從而如果一個夾子轉動，另一個夾子也以相同方向和相同量轉動。換句話說，轉動夾子1203和1223是偶聯的。拉緊組件1217確保同步皮帶1226以足夠的拉力嚙合和轉動同步的轉動夾子1203和1223。變扭彈簧殼體1224提供作為變扭彈簧的外殼，該變扭彈簧將轉動夾子1203和1223扭轉到關閉位置。
返回參考圖22和25，當盒子1100裝載到面板1200上時，盒子1100以一個角度定位到面板1200，并且接頭1102和1103(圖2)與鎖扣1208對準。移動盒子1100從而接頭1102和1103可滑動地插入鎖扣1208。在這時轉動夾子1203和1223在關閉位置。當接頭1102和1103插入鎖扣1108時，盒子1100的后面(即，與接頭1102和1103相對的邊)接觸轉動夾子1203和1223。由于在盒子1100上向下施加力，轉動夾子1103和1123將轉動到打開位置，允許盒子1100的后面向下移動到低于轉動夾子1203和1223的突出部分1231的位置。一旦盒子1100在該位置中，轉動夾子1203和1223就通過由變扭彈簧施加的力彈回，并且轉動返回關閉位置，將盒子1100鎖定在適當位置。當在鎖定位置時，盒子1100可以經受向上和側面的力。
為了在治療期完成后移出盒子1100，將轉動夾子1203和1223手動或自動轉動到打開位置。自動轉動通過連接到氣管和系統控制器1210的空氣汽缸實現。一旦轉動夾子1203和1223在打開位置，盒子1100就通過簡單升高并使滑動接頭1102和1103脫離鎖扣1208而移出。
2.自裝載蠕動泵參考圖24，蠕動泵1301-1305在面板1200上提供，并且用于驅動流體沿所需路徑通過光分離工具1000(圖1)。蠕動泵1301-1305的激活、抑制、同步、速度、一致性和所有其它功能由系統控制器1210控制。蠕動泵1301-1305具有同樣的結構。然而，各蠕動泵1301-1305在面板1200上的布置指示了關于驅動哪一流體和沿哪一路徑的各蠕動泵1301-1305的功能。這是因為蠕動泵1301-1305的布置指示了哪一泵環路1220-1224將裝載在其中。
現在參考圖28和29，詳細示出了全血泵1301。在了解蠕動泵1302-1305是相同的情況下，將描述全血泵的結構和功能。全血泵1301具有電機1310、位置傳感器1311、氣壓缸1312、氣壓致動器1313、轉子1314(圖30中最好地示出)和殼體1315。
轉子1314可轉動地安裝在殼體1315中，并且與電機1310的主動軸1316可操作地連接。特別地，轉子1314安裝在殼體1315的彎曲壁1317內，從而可由電機1310使其圍繞軸A-A轉動。當轉子1314安裝在殼體1315內時，在轉子1314和彎曲壁1317之間存在空間1318。該空間1318是全血泵1301的管泵送區域，當為泵送進行裝載時，泵環路管1121(圖33)安裝在其中。位置傳感器1316偶聯到電機1310的主動軸1316，從而轉子1314的轉動位置可以由監視主動軸1316來監視。位置傳感器1311可操作地連接并傳送數據到系統控制器1210(圖24)。通過分析該數據，也連接到電機1310的系統控制器1210可以啟動電機1310，以使轉子1314處于任何所需轉動位置。
殼體1315也包括殼體凸緣1319。殼體凸緣1319用于將全血泵1310固定到面板1200(圖22)的板1202。更特別的是，螺釘通過殼體凸緣1319的螺釘孔1320伸出，以螺紋嚙合板1202內的孔。殼體凸緣1319還包括使氣壓致動器1313通過其延伸的孔(未示出)。設定該孔的尺寸，從而在沒有很大阻力的條件下氣壓致動器1313可以在上升和降低位置間移動。氣壓致動器1313由氣壓缸1312通過使用空氣以類似活塞的方式進行激活和抑制。氣壓缸1312包括用于連接空氣供給管道的空氣入孔1321。當空氣供給到氣壓缸1312時，氣壓致動器通過殼體凸緣1319向上延伸到上升位置。當空氣停止供給到氣壓缸1312時，氣壓致動器縮回到氣壓缸1312中，返回到下降位置。系統控制器1210(圖22)控制空氣供給到空氣入孔1321。
殼體1315的彎曲壁1317包含兩個槽1322(僅示出一個)。槽1322基本位于彎曲壁1317的相反側。為了使泵環路管1121(圖33)進入管泵送區域1318而提供槽1322。更特別的是，泵環路管1121的泵入口部分1150和出口部分1151(圖33)通過槽1322。
現在參考圖30和31，示出轉子1314，將該轉子從殼體1315移出，從而它的組件可以更清楚示出。轉子1314具有頂面1323、傾斜導桿1324、轉子凸緣1325、兩個導向主動輥1326、兩個主動輥1327和轉子底1328。導向輥1326和主動輥1327可轉動地固定在轉子底1328和轉子凸緣1325的底面1329之間的芯1330周圍。如圖29充分示出的，芯1330配合轉子底1328的孔1331和底面1329中的凹槽1332。導向輥1326和主動輥1327安裝在芯1330周圍，并且能夠圍繞其轉動。優選地，提供兩個導向輥1326和兩個主動輥1327。更優選地，在轉子1314上提供導向輥1326和主動輥1327，使得成為交替模式。
參考圖29和31，提供主動輥1327以當轉子1314圍繞軸A-A轉動時壓住泵環路管1221的部分，其中該環路管的上述部分靠著彎曲壁1317的內面裝載在管泵送區域1318中，從而使管變形并且迫使流體流過該管。改變轉子1314的轉動速度將相應地改變流體流過管的速度。提供導向輥1326以保持裝載在泵送區域1318中的泵環路管1121的部分在泵送時正確對準。另外，導向輥1326有助于將泵管環路1211適當裝載在管泵送區域1318中。雖然導向輥1326作為具有相同截面來舉例說明，但導向輥的頂板優選是錐形的，從而鄰近其外直徑實現較鋒利的邊緣。錐形頂板導致導向輥帶有非對稱截面。錐形的實施方案有助于確保將管適當裝載入管泵送區域。
轉子1314還包括從其中心延伸的腔1328。設計腔1328以將轉子1314連接到電機1310的主動軸1316。
現在參考圖30和32，轉子凸緣具有開口1333。開口1333由前沿1334和后沿1335限定。使用的術語前和后假定了以順時針轉動的轉子1314是正向，而以逆時針轉動的轉子1314是反向。然而，本發明并不局限于此，可以調整為逆時針泵。前沿1334向下傾斜進入開口1333。后沿1335從轉子凸緣1325的頂面向上延伸高于前沿1334。為后沿設置前沿，用于當轉子1314正向轉動時將泵環路管1121鎖定和供給到管泵送區域1318中。
轉子1314也具有以反向角從轉子凸緣1325向上延伸的傾斜導桿1324。提供傾斜導桿1324，以便當轉子1314正向轉動時，使泵環路管1121朝向轉子凸緣1325移動。優選地，傾斜導桿1324具有沿頂面1323運轉的上升隆起1336，用于在需要時由操作者進行手動嚙合。更特別的是，傾斜導桿1314位于前沿1334的前面。
現在參考圖28和33，全血泵1301可以自動將泵環路管1121裝載到泵送區域1318中和將其卸載脫離泵送區域1318。當盒子1100裝載到面板1200上時(圖25)，通過使用位置傳感器1311，轉子1314轉動到傾斜導桿1324將面向盒子1100的裝載位置。更特別的是，轉子1314預先定位在一個位置，從而當盒子固定到面板時，傾斜導桿1324位于泵環路1121的入口部分1150和出口部分1151之間，如圖13所示。當盒子1100固定到面板1200時，泵環路管1121向上延伸并環繞轉子1314。這時氣壓致動器1313在降低位置。
一旦盒子1100適當固定并且系統準備好，轉子1314就以順時針方向(即，正向)轉動。當轉子1314轉動時，泵管環路1121由傾斜導桿1324接觸并靠著轉子凸緣1325的頂面移動。然后，靠著轉子凸緣1325移動的泵環路管1121的部分與后沿1325接觸，并通過開口1333向下進入管泵送區域1318。在開口1333之后直接提供導向輥1326以進一步將管道適當定位在管泵送腔內以用于由主動輥1327進行泵送。當裝載時，泵環路管1121的入口部分1150和出口部分1151通過彎曲壁1317的槽1322。需要一圈半的旋轉來完全裝載管道。
在治療后為了自動從全血泵1301卸載泵管環路1121，使轉子1314轉動到一個位置，在該位置開口1333與出口部分1151通過的槽1322對準。一旦對準，氣壓致動器1313就被啟動并且延伸到上升位置，接觸出口部分1151并將其升高到后沿1335以上的高度。然后轉子1314以逆時針方向轉動，使后沿1335通過開口1333與泵環路管1121接觸，并從管泵送區域1318移出泵環路管1121。
D.紅外通信參考圖34，塔式系統2000(圖17)優選還包括無線紅外(“IR”)通信接口(未示出)。無線IR接口由三個主要元件組成系統控制器1210，IRDA協議集成電路1381，和IRDA收發接口1382。IR通信接口能通過IR信號從遠程計算機或具有IR性能的其它裝置傳送和接收數據。在發送數據中，系統控制器1210發送串行通信數據到IRDA協議芯片1381以緩沖數據。IRDA協議芯片1381將另外的數據和其它通信信息加到傳送字符串，然后將其發送到IRDA收發器1382。收發器1382將電傳送數據轉換為編碼光脈沖，并將它們通過光傳送器傳送到遠程裝置。
在接收數據中，由位于收發器芯片1382上的光檢測器接收IR數據脈沖。收發器芯片1382將光學光脈沖轉換為電數據，并將該數據流發送到IRDA協議芯片1381，在IRDA協議芯片中電信號拆為控制和附加的IRDA協議內容。然后剩余的數據發送到系統控制器1210，在該系統控制器中數據流由通信協議解析。
通過將IR通信接口結合到塔式系統2000上，關于治療過程的實時數據可以傳送到遠程裝置，以用于記錄、分析或進一步傳送。數據可以通過IR信號發送到塔式系統2000，以控制治療或在無人狀態改變協議。另外，IR信號不會象其它無線傳送方法那樣干擾其它醫院設備，例如無線電頻率。
III.光分離治療過程一起參考圖26，其示出包括棕黃層的光活化的本發明的實施方案的流程圖，和圖27，其中示出了能夠用于該實施方案的裝置的示意圖，過程開始于依靠攜帶針頭的針適配器1193和攜帶另一針頭的針適配器1194連接到病人600(1400)，其中針適配器1193用于抽血，針適配器1194用于返回處理的血液和其它成分。鹽水袋55由連接器1190連接，抗凝劑袋54由連接器1191連接。致動器1240、1241和1242打開，抗凝劑泵1304開啟，并且鹽水致動器1246打開，從而全部一次性管裝置填充鹽水55和抗凝劑54(1401)。離心機10啟動(1402)，并且血液-抗凝劑混合物泵送到離心轉筒10(1403)，A/C泵1304和WB泵1301控制在1∶10的速度比。
當收集量到達150ml時1404，返回泵1302設置為收集泵1301的速度1405，直到在離心腔1201(圖19)中的HCT傳感器(未示出)檢測到紅細胞1406。填充的紅細胞和棕黃層這時在旋轉離心轉筒中積聚，并且通過處理器控制以一個速度緩慢泵出，這使紅細胞系保持在傳感器界面水平。
然后，當控制速度以將細胞系保持在界面水平時1408，紅細胞泵1305設定為35％的入口泵速度1407，直到到達收集循環量1409，在到達時紅細胞泵1305關閉1410，并且通過HCT傳感器1125到達處理袋50的流體路徑由降低致動器1244而打開，并且當HCT傳感器1125檢測到紅細胞時1411停止。“收集循環量”定義為全部血處理對象除以收集循環數，例如1500ml的白細胞處理對象可能需要6次循環，因此1500/6是250ml的量。隨著在1410全血繼續從病人傳送到轉筒，且紅細胞泵關閉，紅細胞將積聚并將從轉筒10內擠出棕黃層。紅細胞用于擠出棕黃層，并且將由排出血細胞比容(HCT)傳感器進行檢測，來指示棕黃層已經收集。
如果需要另一循環1412，離心機10排出路徑返回到血漿袋51(1413)，并且紅細胞泵1305的速度增加到入口泵1301的泵速1413，直到檢測到紅細胞1414，它是第二循環的開始。如果不需要另一循環1412，離心機10關閉1415，并且入口泵1301和抗凝劑泵1304在這個實施方案中設置在KVO速度，10ml/hr。排出路徑引導到血漿袋51(1416)，紅細胞泵1305速度設置在75ml/min(1417)，重復循環泵1303和光活化燈打開足夠的時間以處理棕黃層1418，該時間由控制器基于體積和被治療的疾病種類來計算。
當轉筒10清空時1419，紅細胞泵1305關閉1420，并且通過打開致動器1247和繼續運轉返回泵1302清空血漿袋51(1421)。當血漿袋51清空時，返回泵1302關閉1422，并且當光活化過程完成時1423，處理的細胞從板700通過返回泵1302返回到病人1424。鹽水用于沖洗系統，并且將沖洗的物質返回病人，完成治療過程1425。
抗凝劑、來自病人的血液和返回到病人的流體全部由空氣檢測器1204和1202監視，并且返回到病人的流體經過沉淀腔和過濾器1500。泵1304、1301、1302、1303和1305，致動器1240、1241、1242、1243、1244、1245、1246和1247，和轉筒10的旋轉都由塔式系統中的編程處理器控制。
該過程和相關裝置明顯優于現有的過程和裝置，這是由于本發明使棕黃層在轉筒中存在更長時間，因為當離心時將棕黃層收集在轉筒中而紅細胞被抽取，將保持更多的棕黃層在轉筒中，直到在抽出收集的血沉棕黃細胞前收集到所需的棕黃層量。血小板、白細胞和其它棕黃層部分也能夠分離，或者如描述的過程，可以收集紅細胞，而不是將它們隨血漿返回病人。
可以發現增加棕黃層810在離心轉筒10中進行轉動運動的時間產生“更清晰”的棕黃層820。“更清晰”意味著血細胞比容數(HCT％)減少。HCT％是每體積棕黃層中存在的紅細胞量。棕黃層820在離心轉筒10中進行轉動運動的時間量可以以下面的方式最大化。首先，當離心轉筒10轉動時，將全血800供給到第一轉筒通道420。如上所述，當其在下板300的頂部向外移動時，全血800分離為棕黃層820和RBC810。這時第二轉筒通道410和第三轉筒通道740關閉。繼續全血800的流入直到分離空間220由靠近頂部為棕黃層820和靠近離心轉筒10底部為RBC810的結合物填充。通過將RBC810僅通過第二轉筒通道410從離心轉筒10移出，產生附加的空間，用于全血800的流入，并且未移出的棕黃層820經受延長時間的轉動力。當離心轉筒10繼續轉動時，一些在棕黃層820中夾帶的RBC810抽到離心轉筒10的底部，并且遠離第三轉筒通道740和棕黃層820。從而，當第三轉筒通道740打開時，移出的棕黃層820具有較低的HCT％。通過控制全血800的流入速度和棕黃層820和RBC810的流出速度，可以產生具有適當恒定HCT％的棕黃層820的穩定狀態。
本發明實現了批處理的排除和改善的產量，減少了需要完全治療病人必需的治療時間。對于平均大小的成人，為了進行完整的光分離處理必須收集90-100毫升的棕黃層/白細胞。為了收集這個量的棕黃層/白細胞，本發明需要處理約1.5升全血。所需的棕黃層/白細胞量可以使用本發明在約30-45分鐘內從1.5升全血中移出，收集經受分離過程的棕黃層/白細胞總量的約60％或更多。收集的棕黃層/白細胞具有2％或更小的HCT。相比較，一個現有裝置UVAR XTS，花費90分鐘處理1.5升全血來獲得足夠的棕黃層/白細胞量。UVAR XTS僅收集經受分離過程的棕黃層/白細胞總量的約50％。由UVAR XTS收集的棕黃層/白細胞的HCT大約為2％，但基本不低于2％。另一現有裝置，Gambro的CobeSpectraTM，為了收集足夠的棕黃層/白細胞量需要處理10升全血。這一般花費150分鐘，收集經受分離過程的棕黃層/白細胞總量的僅約10-15％，并且具有約2％的HCT。從而，可以發現盡管現有的裝置和系統需要約152到225分鐘分離、處理、治療和再輸注所需量的白細胞或棕黃層，但是本發明可以在小于70分鐘內完成同樣的功能。這些時間不包括病人的準備或最初的時間。該時間僅指病人連接到系統上的總時間。
權利要求
1.一種蠕動泵裝置，包括圍繞轉子軸可轉動安裝的轉子；具有圍繞轉子的至少一部分的彎曲壁并且在轉子和彎曲壁之間形成管泵送區域的殼體；包括至少一個用于將管道的環路逐漸擠靠在彎曲壁上的主動輥的轉子；包括在殼體之上的凸緣和從該凸緣向上延伸的傾斜導桿的轉子，傾斜導桿用于當正向轉動轉子時使管道環路向該凸緣移動；具有帶有前沿和后沿的開口，用于當正向轉動轉子時將管道環路鎖定和供給到管泵送區域中的凸緣；以及其中后沿高于前沿。
2.根據權利要求1所述的蠕動泵裝置，其中該凸緣具有頂面，后沿從該頂面向上延伸。
3.根據權利要求2所述的蠕動泵裝置，其中傾斜導桿以反向角度從該頂面向上延伸。
4.根據權利要求1所述的蠕動泵裝置，還包括用于確定轉子的轉動位置的位置傳感器。
5.根據權利要求4所述的蠕動泵裝置，還包括根據從傳感器獲得的讀數控制轉子的轉動位置的裝置。
6.根據權利要求1所述的蠕動泵裝置，其中該彎曲壁具有用于將管道環路送入管泵送區域的至少一個槽。
7.根據權利要求1所述的蠕動泵裝置，還包括當管道環路在泵送區域中時將該管道環路部分升高到上升位置的裝置，從而在轉子反向轉動時，前沿與管道環路接觸并從管泵送區域中移出管道環路。
8.根據權利要求7所述的蠕動泵裝置，其中升高用的裝置是氣壓致動器。
9.根據權利要求8所述的蠕動泵裝置，還包括彎曲壁外部的殼體凸緣，氣壓致動器位于該殼體凸緣上。
10.根據權利要求1所述的蠕動泵裝置，還包括用于將管道環路對準在管泵送區域中的至少一個導向輥。
11.根據權利要求10所述的蠕動泵裝置，其中導向輥的頂板是錐形的。
全文摘要
一種用于控制和驅動血流通過體外血液循環工具的控制面板和系統。一方面，本發明是具有在治療操作中用于將盒子固定在適當位置的改進機構的面板。改進的面板包括用于可滑動接收盒子的接頭的鎖扣和用于將盒子鎖定和固定在裝載位置的一個或多個轉動夾子。另一方面，本發明是用于控制和驅動血流，具有紅外通信性能以傳送和接收實時數據的系統。在另一方面，本發明是用于控制和驅動血流，具有減少系統占地面積的垂直塔式設計的系統。在該實施方案中，離心腔位于系統的上部，而控制面板和光活化腔位于系統的底部。
文檔編號A61M1/10GK1743015SQ200410092188
公開日2006年3月8日 申請日期2004年9月3日 優先權日2004年9月3日
發明者G·P·奧哈拉, M·哈欽森, S·P·馬丁, D·布里斯, C·E·托姆, S·加拉 申請人:特拉科斯有限公司