血液分離裝置和該裝置使用方法

2023-11-07 07:40:12 1

專利名稱：血液分離裝置和該裝置使用方法
技術領域：
本發明基本涉及用於移動和控制血液和血液成份移動，分離血液成份，並且處理病人血液的裝置、系統和方法，並且特別涉及進行血液的體外處理的裝置、系統和方法。
一些治療疾病的方法需要移取病人的血液，處理血液的一個或多個成份，並且為了治療效果將處理的成份返回。那些體外治療需要安全從病人取出血液，將血液分離成成份，並且將血液或血液成份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經處理後的血液返回該病人成為可能。該過程的例子包括一些疾病的外部治療方法，這些疾病中存在淋巴細胞的病理增加，例如皮下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下由紫外光照射。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。
已經提出並使用光分離置換置換系統和方法(photopheresis)，其包括血沉棕黃層(buffy coat)從血液中的分離，可光活化藥物的添加，和重新將血液注入病人前對血沉棕黃層進行的紫外線輻射。體外光分離置換置換法可用以治療多種疾病，包括移植物抗宿主疾病、類風溼性、關節炎、進行性全身性硬化症、幼年發病的糖尿病、炎性腸病和通過T細胞或白細胞致病的包括癌症的其它疾病。也提出並使用涉及將血液分離成各種成份的血液分離置換系統和方法。
另外，也提出並使用這樣的血液分離置換系統和方法，其包括將血液分離成各種成份，並且也涉及難以製造或操作的泵系統和閥系統。以前的光分離置換置換和血液分離置換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已分離的血液成份的足夠供應。另外，系統的製造非常複雜，特別是流體流動控制器和閥系統。
在已知的光分離置換置換系統中，提供裝載在耐久硬體中的一次性工具(kit)。該一次性工具包括用於將血流載送到包括在工具中的各種裝置或從這些裝置運出血流的複雜管道系統，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，用於控制血流的流動遍及一次性工具或控制血液進入或離開病人。一次性工具僅使用一次，並且在每個治療期後，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，並且一次性工具的各種裝置裝載在設備的耐久部件中，所述部件用於在需要時驅動血流遍及一次性工具。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。
如果能減少尺寸、製造複雜性、製造成本和一次性工具內的管道系統，即使以更複雜的血液驅動系統為代價，也將是光分離置換系統中的非常真實的進步。這是由於血液驅動系統代表耐久可重複使用的設備，只能而每次必須使用一個新的無菌的一次性工具。
已知的一次性光分離置換工具難以製造並且成本高，特別是盒子內的閥調節和泵送機構。另外，現有的光分離置換置換和血液分離置換系統和方法通常需要批處理，因此需要花費幾個小時治療病人或獲得已分離的血液成份的足夠供給。持久的目標是減少進行完整的光分離置換置換或血液分離置換治療期花費的時間。另一目標是減少必須從病人抽出並在每次光分離置換置換處理期間在閉環過程中處理的血液量。另一目標是在每體積已處理的全血中增加白細胞產量或獲得乾淨的血沉棕黃層組份。另一目標是減少與製造所用的一次性工具相關的花費和複雜性。

發明內容
本發明符合這些和其它目的。本發明目的在於改進用於光分離置換置換法和血液分離置換法的裝置和方法，以便複雜性低，更易於製造，並且在於用於分離足量用於治療的成份的裝置和連續方法，以更多地縮短治療時間。
一方面，本發明包括在體外血液處理期間用於控制流體移動的盒子，該盒子包括具有頂部和底部的剛性塑料殼體，頂和底部一起形成的內部空間；內部空間內的插座；連接到插座的柔軟管；柔軟管形成的環路，各環路與一蠕動泵頭相接合；孔和橫穿該孔的柔軟管部分，從而可以通過在該部分上施加壓力關閉流過該部分的流體。優選地，殼體內包括插座，以連接柔軟管的部分。在殼體具有頂部和底部的實施方案中，插座可以和底部一起模製。在最優選的實施方案中，插座連接柔軟管的五個部分。在另外的實施方案中，由於底部完全打開或具有開口或孔，因此殼體可以是一個部件，視為頂部，在光分離置換或血液分離置換過程中，通過該開口或孔，一個或多個致動器可以擠壓柔軟管，以在適當時間選擇性切斷流體流動，而殼體的底邊或頂殼體提供抵抗由致動器頭施加壓力的抵抗力，優選帶有模製的封閉杆或類似刀的邊緣，該杆和該致動器一起關閉該管以阻止流體流動。為了最有效地切斷管中的流動，優選以適當角度，封閉杆優選橫穿柔軟管的露出部分。在由一起形成內部空間的頂和底部形成剛性塑料殼體的實施方案中，底部優選具有由一個或多個致動器可通過的一個或多個孔，露出的管部在該孔或開口之上。優選的實施方案具有五個管環路，用於五個致動器的五個孔和用於三個致動器的一個較寬的孔。盒子殼體可以非常有效地如下形成在底部內裝配一組柔軟管，將管壓入U形線路導向器，如果它們不模製到頂或底部內還包括過濾器組件和插座，然後簡單地將頂部撳扭連接到底部上。
優選的盒子的實施方案在表面上具有一個或多個模製隆起，設定該隆起的尺寸以接納可記錄的智慧卡，該智慧卡上電子記錄識別數據，並且當包含包括盒子的該工具的無菌包裝打開並準備安裝在耐久塔中時，該智慧卡容易由操作者移動。智慧卡放置在塔式系統的讀-寫插槽上。智慧卡可以用於檢驗，例如工具處於正確的模式，並且該智慧卡也可以用於記錄特定過程的數據，例如所有操作者設置和按鍵等。
製造盒子的優選方法包括例如，將剛性塑料頂部與下面上的隆起一起模製，該隆起起到封閉杆的功能，將帶有孔的底部與用於柔軟管的導向器一起模製，然後引導該管通過導向器，橫穿該隆起，然後連接頂和底部，從而橫穿該隆起的管部分通過這些孔露出。插座可以模製在底部中，並且在將盒子殼體的頂部安置在底部上之前，管部分可以連接，優選撳鈕配合。
在另一方面，本發明包括工具由於是為一個病人的一次使用設計的，因此該工具被認為是「一次性的」，該工具包括盒子、鹽水袋入口管、處理袋；具有用於從盒子流出血漿的入口管和用於將血漿流到盒子的出口管的血漿收集袋；用於將抗凝劑流到盒子的抗凝劑入口管；具有入口管和出口管的輻射腔，該入口管用於使血沉棕黃層從盒子流出，該出口管用於使經輻射後的血沉棕黃層流到盒子中；具有用於使血液流到分離腔的一個管和用於使經分離的血液成份從分離腔流出的至少兩個管的分離轉筒；從病人抽血的裝置，其包括用於使血液流到盒子的管，和用於連接針的裝置；和使血液成分從盒子返回病人的裝置，包括來自盒內的管。返回管可以與抽取管結合在一起，從而僅需要在病人體中使用一個針，但是優選的方式是在操作中使用分開的針用於從病人體內抽出和返回血液。
本發明的另一方面是非一次性的塔式系統，其中可以插入一次性工具的盒子、輻射腔和分離轉筒。該塔式系統包括具有泵頭的蠕動泵，該泵頭嚙合盒子的環路，用於運轉一次性工具的分離轉筒的分離腔，盒子插入其中的面板，並且該面板包括在處理器控制下可以對在孔上的柔軟管部分上施加壓力的裝置，和可容納UV輻射腔插入其中的室，並且該室具有在處理器控制下的UV輻射源。UV輻射室優選與現有系統不同，因為它是垂直的，從而入口在頂部並且出口在UV腔的底部。該塔式系統可以具有懸掛鹽水袋、處理袋、血漿袋和抗凝劑袋的支撐物。鹽水袋和抗凝劑袋可以不與工具一起提供或提供空的袋子，必須在過程進行時進行填充。
本發明的另一方面是在耐久塔式系統內的一次性工具。
另外一方面是使用盒子或其它方面的裝置處理病人血液的方法。該裝置可以用於血液分離置換法或光分離置換法，其中該過程優選包括如下步驟從病人抽取全血；加入抗凝劑以形成混合物；將全血-抗凝劑混合物通過盒子泵送到離心分離轉筒；運轉離心轉筒直到轉筒中的空氣轉移到血漿袋；在連續泵送混合物到轉筒中的同時將分離的血漿收集在血漿袋中；將血漿與加注液混合；當收集到選定的血漿量時，將血漿以與引入全血相同的速度返回病人，直到在轉筒傳感器中檢測到紅血球；抽取紅細胞並以可控的速度泵送，以將紅細胞線路保持在傳感器界面水平；將抽取的紅細胞與來自血漿收集袋的血漿混合併將紅血球-血漿混合物返回病人；在選定的時間，繼續泵送全血到轉筒中而停止抽取和泵送紅血球，從而使紅血球將血沉棕黃層擠出轉筒，經過傳感器進入血沉棕黃層收集袋，直到收集到選擇的量；當檢測到紅血球時停止收集血沉棕黃層；將光活化化學藥物注入血沉棕黃層收集袋中的血沉棕黃層；在收集袋和輻射腔中重複循環血沉棕黃層；當重複循環時在輻射腔中輻射血沉棕黃層；從輻射腔泵送經輻射的血沉棕黃層；將輻射後的血沉棕黃層從收集袋泵送通過盒子中的過濾器，然後返回病人；用鹽水衝洗一次性工具並將衝洗溶液返回病人。加注液通常是抗凝劑和鹽水的混合物，並且流體流動控制器通常是盒子。加注液可以用於加注分離器，也可以用於在過程末端來衝洗管道，產生的衝洗溶液可返回到病人。分離器通常是構成一次性工具一部分的離心轉筒，該離心轉筒由塔式系統中的離心旋轉系統操作。
從前需要兩個小時或更長時間的光分離置換過程總處理時間可以隨本發明減少到70分鐘以下，在許多情況下甚至可以少於45分鐘。
本發明不僅能分離血沉棕黃層，若需要，可以進一步將血沉棕黃細胞分離成它們的成份，如血小板和白細胞。


本發明參考附圖進行詳細描述，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徵的光分離置換治療的一次性工具實施方案的示意圖；圖2是用於控制流體流入圖1中的一次性光分離置換工具的盒子實施方案的正透視圖；圖3是圖2的盒子的分解圖；圖4是去除蓋子並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的過濾器組件的後透視圖；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是位於UVA光組件內的圖11的輻射腔的透視圖；圖17是用於與一次性工具配合來進行光分離置換治療的耐久塔式系統的實施方案的高位透視圖；圖18是用於圖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是用於圖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洩漏檢測電路的電路圖；圖21是圖19的離心腔內提供的洩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是光分離置換處理過程的實施方案的流程圖；圖27是用於進行圖26的處理過程的流體流動循環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並鄰近圖2的盒子的頂視圖。
圖34是紅外通信埠電路的電路圖；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示出了帶有類似於圖38所示截面的轉筒的替換實施方案；圖54示出了頂芯的替換實施方案；圖55示出了連接套管的替換實施方案。
具體實施例方式
本發明的技術特徵包含在耐久血液驅動設備、一次性光分離置換工具、組成一次性工具的各種裝置和相應的治療過程中。後面書寫的說明書標題如下I.一次性光分離置換工具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.光分離置換治療過程提供上述標題以便於對本發明技術特徵的理解。該標題不限制本發明，並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製造和使用它們。然而，在不脫離本發明精神和範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用於在光分離置換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受限制的，而是可用於進行其它治療的工具和系統，例如血液分離置換法或任何其它的體外血液治療方法。
I.一次性光分離置換工具圖1示出了體現本發明技術特徵的一次性光分離置換工具1000。需要在每個治療期使用新的一次性消毒工具。為了便於流體通過光分離置換工具1000循環和處理通過其循環的血液流體，光分離置換工具1000安裝在耐久塔式系統2000(圖17)中。光分離置換工具1000在耐久塔式系統2000中的安裝在下面詳細描述。
光分離置換工具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。光分離置換工具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。光分離置換工具1000具有在光分離置換治療期間流體連接到所有裝置並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消毒的醫用柔軟管道。如果需要，在各種位置提供三通連接器1192以用於將流體引入管道系統。
提供分別將光分離置換工具1000連接到針的針適配器1193和1194，用於從病人抽取全血並且將血流返回病人。作為選擇，光分離置換工具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，為具有能夠同時從病人抽取全血並且將血流返回病人的能力，優選雙針工具。當病人連通光分離置換工具1000時，形成閉環系統。
盒子1100既作為管路組織器又作為流體流動路由器。輻射腔700用於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份。處理袋50是1000mL的三口袋子。直連接口52用於將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都具有必要時能排液的鉸接的帽釘管53。光分離置換工具1000還包括疏水過濾器1555和1556，其適合將壓力傳感器1550和1551通過通氣管1552和1553連接到過濾器1500，用於監測和控制連接病人的管內壓力(圖10)。監測壓力有助於確保工具在安全壓力限度內運轉。光分離置換工具1000的各個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示出了用於在光分離置換處理期間用於閥調節、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，該內部空間用於容納各種內部組件和管狀線路。殼體1101最好由硬塑料製成，但也可以由其它合適的硬質材料製成。殼體1101具有側壁1104和頂面1105。殼體1101的側壁1104具有從那裡伸出的接頭1102和1103。如圖25最好地示出，在光分離置換處理時，盒子1100需要固定到塔式系統2000的面板1200。接頭1102和1103有助於將盒子1100定位和固定到面板1200。
盒子1100具有接受流體進入盒子1100的流體入口管1106、1107、1108、1109、1110、1111和1112，用於從盒子1100排出流體的流體出口管1114、1115、1116、1117、1118和1119，能用於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連接到被治療的病人，以及光分離置換工具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循環(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以便於在治療時流體循環遍及光分離置換工具1000。更特別的是，當盒子1100固定到板1200上進行操作時，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(圖4)。蠕動泵1301、1302、1303、1304和1305驅動流體以預定的方向通過各泵管環路1120、1121、1122、1123和1124，從而在需要時驅動流體通過光分離置換工具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。為了易於示出和描述，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中示出並將參考該圖來討論。盒子1100具有定位在其中並且與入口管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包括通氣腔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，用於允許過濾器組件1500的通氣腔1540和1542通過那裡伸出。側壁1104具有許多管槽1134以允許入口管、出口管和泵環路管穿過殼體1101的內部空間。與定位在那裡的內部管狀線路連接在圖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上從而不會與管槽1134相干擾。蓋1130具有從底面1160伸出的封閉杆1162和1162A(圖5)。在其形成時，封閉杆1162和1162A優選被模製在蓋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，用於與定位在蓋1130的底面1160的相應的凹孔1161相嵌合(圖5)。優選地，凸起1136位於或接近基底1130的四個角並且接近過濾器1500。凸起1136與凹孔1161配合以形成撳扭配合併且將基底1131固定到蓋1130。
基底1131還包括插座1140。插座1140是用於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位於引入插座1140的三個管附近並環繞它們。插座1140起到集中連接的作用，該連接用於與壓縮致動器1240-1247(圖22)配合，以引導流體通過光分離置換工具1000並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以獲得所需的柔軟管路。
五個孔1137位於基底1130的底面上。各孔1137由具有用於使內部管狀線路從那裡通過的槽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位於底面1131上以與面板1200上的相應的壓縮致動器1243-1247對準(圖22)。孔1157位於基底1131上以與面板1200上的相應的壓縮致動器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能夠通過那裡延伸。設定孔1157的尺寸從而三個壓縮致動器1240-1242能夠通過那裡延伸。壓縮致動器1240-1247用於關閉/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裡流動時，用於那個通道的壓縮致動器1240-1247處於較低位置，而當需要某個流體通道關閉以使流體不能通過那裡流動時則抬高適當的壓縮致動器1240-1247，將壓縮致動器1240-1247通過孔1137或1157延伸並且將柔軟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，封閉杆1163和1173(圖5)定位在底面1160上以與壓縮致動器1240-1247對準，從而被關閉的部分柔軟管道系統被壓向封閉杆1163或1173。作為替換方式，封閉杆可以省略或位於壓縮致動器自身上。
作為優選方式，盒子1100具有能夠交換或傳遞信息到耐久塔式系統2000的獨特的標識。提供獨特的標識以確保一次性光分離置換工具與它裝載在其中的血液驅動設備兼容，並且確保光分離置換工具能夠運轉所需處理過程。獨特的標識也能夠作為確保一次性光分離置換工具為確定的商標和製造的部件使用。在示出的例子中，獨特的標識體現數據卡1195(圖2)，該數據卡插入耐久塔式系統2000的數據卡接收口12001(圖7)。數據卡1195具有讀和寫性能，並且能夠儲存用於將來分析的相關的處理治療的數據。獨特的標識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晶片、條形碼或序列號。
蓋1130具有用於固定數據卡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隆起，用於將數據卡1195接收和固定到盒子1100。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，現在將討論盒子1100的內部管狀線路。至少一部分內部管狀線路優選地由柔軟塑料管道構成，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，用於將盒子1110連接到離心轉筒10(圖1)。更特別地是，提供出口管1115用於將全血從盒子1100傳遞到離心轉筒10，並且分別提供入口管1107和1108用於將較低密度血液成份和較高密度血液成份返回到盒子1100，用於進一步通過光分離置換工具1000傳遞。較低密度的血液成分可以包括例如血漿、白細胞、血小板、血沉棕黃層或其任何組合。較高密度成份可以包括例如紅血球。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用於將未處理的較低密度血液成份，例如血沉棕黃層傳送到輻射腔700，從而暴露在光能下。同時提供入口管1112用於將處理的較低密度血液成份返回到盒子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份，例如血沉棕黃層傳送到處理袋50。出口管1116具有可操作地連接到那裡以監測高密度血液成份，例如紅血球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，並且可操作地連接到控制器。當在出口管1116中檢測到紅血球時，HCT傳感器1125發送檢測信號到控制器，並且控制器將進行適當動作。為了進一步傳遞，提供入口管以將未處理的低密度血液成份從處理袋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)，並且提供入口管1109和1110用於將鹽水和抗凝劑流體傳送到盒子1100，用於進一步傳遞到病人。
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將血液成份，例如血漿傳送到血漿收集袋51。入口/出口管1113能夠用於將紅血球從盒子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份返回盒子1100，用於進一步傳遞。入口管1106和出口管1119和1114均連接到病人。特別是，提供出口管1114以將處理後的血液、鹽水、未處理的血液成份、處理的血液成份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用於將未處理的全血(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用於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消毒管道系統。柔軟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，用於驅動流體遍及盒子1100和光分離置換工具1000。更特別的是，泵管環路1121裝載入全血泵1301，並且通過入口管1106和出口管1115分別驅動全血進入或排出盒子1100，沿路經過過濾器1500。泵環路管1120裝載入返回泵1302，驅動血流經過過濾器1500並且通過出口管1114返回病人。泵環路管1122裝載入紅血球泵1305，從離心轉筒10提取紅血球並且通過入口線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，並且通過與入口管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裝載入重複循環泵1303並且驅動血流，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置換處理治療時，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與連接的壓力致動器1240-1247一起工作，以引導流體通過光分離置換工具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，以便於正確地發送。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.過濾器組件上述位於盒子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全部裝配地示出。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製造。然而，本發明並非如此限制，過濾器殼體1501可以由任何不汙染血液或其它通過其流動的流體的材料製造。
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、經處理的流體的入口1504和經處理的流體的出口1505。口1502-1505是允許醫用管道系統通暢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，在所需位置形成進入過濾器殼體1501的流體通道。
口1502、1503、1504和1505也用於將過濾器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的導引孔(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。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和全血出孔位於基本L形全血腔1516末端或其附近。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。同樣，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是矩形的並且形成周邊。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可以是各種形狀，只要其形成封閉周邊。升高隆起1521的高度小於腔分隔壁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。在升高隆起1521和腔分隔壁1513之間形成溝1524。
為了便於流體流動通過過濾腔1517，過濾腔1517的底1520具有處理後的流體的入孔1522和處理後的流體的出孔1523。經處理的流體的入孔1522位於由升高隆起1521形成的周邊外部，並且與入口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位於由升高隆起1521形成的周邊內部，並且與出口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包括具有位於其中的過濾介質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位於過濾腔1517中，從而框架1531配合溝1524，並且頸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內的過濾通氣腔1540。過濾通氣腔1540具有以孔的形式構成的氣體通氣口1541(圖9)。由於氣體通氣口1541通向過濾通氣腔1540，而過濾通氣腔1540又通向過濾腔1517，在過濾腔1517內積聚的氣體能夠通過氣體通氣口1541排出。同樣，全血腔1516包括位於頂1511內的血液通氣腔1542。血液通氣腔1541具有以孔的形式構成的氣體通氣口1543。由於氣體出口1543通向全血通氣腔1542，而全血通氣腔1542又通向全血腔1516，在全血腔1516內積聚的氣體能夠通過氣體通氣口1543排出。
圖10是具有連接到氣體通氣口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通過通氣管道1552連接到氣體通氣口1541。通氣管道1552配合氣體通氣口1541以形成緊密配合和密封。由於氣體通氣口1541通向過濾通氣腔1540，而過濾通氣腔1540又通向過濾腔1517，在通氣管道1552中的壓力與過濾腔1517中的相同。通過檢測通氣管道1552中的壓力，壓力傳感器1550也檢測了過濾腔1517內的壓力。同樣，壓力傳感器1551通過通氣管道1553連接到氣體通氣口1543。通氣管道1553配合氣體通氣口1543以形成緊密配合和密封，並且壓力傳感器1551檢測全血腔1516中的壓力。當過濾器1500位於其中時(圖2)，過濾通氣腔1540和血液通氣腔1542通過盒子1100的開口1132和1133伸出。這使得可以監測腔1516和1517內的壓力，同時還可保護過濾腔1500和連接到那裡的流體。
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可以是用於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以表示腔1516和1517內所需壓力的值來編程。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所需壓力的預定範圍內。控制器1554也連接到全血泵1301和返回泵1302。為響應從壓力傳感器1551和1550接收的壓力數據，可對控制器1554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，從病人抽出或返回血液到病人的線路中的壓力保持在可接受的水平。
在光分離置換治療期間過濾器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後將所述全血的成份返回病人來詳細描述過濾器1500的功能，但是本發明並非如此限制。過濾器1500可以與幾乎任何流體連通，包括紅血球、白細胞、血沉棕黃層、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置換工具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。從病人抽出後，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，並進入L形全血腔1516。全血通過位於底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，全血出口全部與出口1503的開口1507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，並且通過開口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通氣腔1542中，然後通過氣體通氣口1543排出。壓力傳感器1551通過通氣管1553連續監測血液腔1516內的壓力，並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，並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需要的壓力範圍內。
然後全血通過出口1503排出過濾器1500，並且通過出口管1115排出盒子1100。如下詳細描述，然後全血分離成成份和/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份)必須過濾。未處理的流體，例如紅血球也必須過濾，並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，並且經過過濾元件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。處理的流體經過過濾介質1532。過濾介質1532從處理的流體去除汙染物和其它不需要的物質，而且同時促進經處理後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。然後該處理的流體進入處理的流體的出孔1523，並且通過出口1502的開口1506排出過濾器1500。然後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並收集在過濾通氣腔1540中。然後這些氣體通過氣體通氣口1541排出過濾器1500。壓力傳感器1550通過通氣管1552連續監測過濾腔1517內的壓力，並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，並且將其與需要的壓力值和範圍比較。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詳細示出了光分離置換工具1000的輻射腔700。首先參考圖11，輻射腔700由連接的兩個板，即厚度優選為約0.06英寸到0.2英寸的前板和後板形成，兩個板優選由可理想地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。同樣，可以使用許多已知的連接方法並且不需要在此詳述。
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具有在第一表面712上的第一口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的一端伸出並且接觸邊界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優選具有第二表面711上的第二口730，與第二表面713流體連通。後板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的一端伸出並且接觸邊界(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，並且與隔板720一起提供具有通道715的路徑710，以用於引導流體。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包括用於將病人的流體，例如血沉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和後板701的出口730流體連通。病人的流體通過出口管1117從盒子1100供給到入口705。在光活化或經過盤旋路徑710後，處理的病人流體通過入口管1112(圖1和4)返回盒子1100。病人流體由重複循環泵1303驅動。當細胞被輻射腔700的兩邊上來回碰撞返回的輻射光活化時，細胞的自屏蔽作用減弱。
圖11示出了銷740和凹槽735，其在通過RF焊接、熱脈衝焊接、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，將這兩個板對準。更優選由粘合劑連接和RF焊接進行板的連接。由於上升隔板720和周邊725的設計將閃光最小化和甚至允許使用RF能量，因此最優選使用RF焊接進行前和後板的連接。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於軸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。為了使富含白細胞的血液以大表面積暴露於輻射下，並且減少由較低表面面積/體積比率產生的自屏蔽作用，輻射腔700的通道是相對「薄」的(例如與兩個板之間距離約等於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)，以隔板720之間的距離作為其長邊並且板之間的距離作為其短邊。為了使經過通道715的細胞獲得最佳輻射而設計截面的形狀。雖然為了避免或減少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活化，該組件例如PHOTOSETTE的用於活化的雙簇UVA燈(758)(圖16)。為了用於邊緣706向下定向並且邊緣707指向上的布置，設計輻射板和UVA光組件(759)。在這種定向中，進入入口705的流體能夠在重力作用下從出口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在耐久塔式系統2000的UV腔750內定位(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由上升的隔板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製造，並且可以由已知方法，例如加熱、輻射暴露或用環氧乙烷(ETO)處理進行消毒。
現在將討論使用用於治療病人(例如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，首先將可光活化或光敏化合物施加到受試者的至少一部分血液。可光活化或光敏化合物可以經體內給藥(例如口中或靜脈內)。當經體內給藥時，光敏化合物可以口服給藥，也可以經靜脈內和/或通過其它傳統的給藥途徑。光敏化合物的口服劑量可以在約0.3到約0.7mg/kg範圍內，更特別的是約0.6mg/kg。
當口服給藥時，光敏化合物可以在光分離置換處理前至少約一小時服用，並且服藥時間在進行光分離置換置換處理前的不超過三小時。如果經靜脈給藥，時間將更短。作為替換方式，光敏化合物可以在暴露到紫外光之前或同時給藥。只要目標血細胞或血液成份接收了光敏化合物，光敏化合物可以加入到全血或其一部分。首先可以使用已知方法處理一部分血液，以基本去除紅血球，然後可以將可光活化化合物加入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譜線，例如紫外光的電磁輻射的激活下可以結合核酸。
可光活化合物可以包括，但不僅限於，稱為補骨脂素(或呋喃並香豆素)的化合物及補骨脂素衍生物，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僅限於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，包括但不限於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。
8-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。它屬於稱為補骨脂素或呋喃並香豆素的化合物。化學名稱是9-甲氧基-7H-呋喃[3，2-g][1]-苯並吡喃-7-酮。該藥物的製劑是在10mL瓶中濃度為20mcg/mL濃度的無菌液體。參見http//www.therakos.com/TherakosUS/pdf/uvadexpi.pdf。在beagle犬中體外光分離置換和不同劑量的UVADEX和紫外光的毒理學研究在研究手冊中。
接下來，一部分已加入可光活化化合物的患者血液、受試者血液或捐贈者血液由使用紫外線的光分離置換法進行處理。光分離置換處理可以使用320到400nm波長範圍的長波長紫外線(UVA)實現。然而，該範圍並非限制性的，而僅作為例子提供。在光分離置換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)在體外實現光分離置換步驟。在一個實施方案中，當在體外進行光分離置換步驟時，處理的血液的至少一部分返回患者、接受者或捐贈者。然後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、接受者或捐贈者。
光分離置換過程由三個階段組成，包括1)血沉棕黃層部分(濃縮的白細胞)的收集，2)對收集的血沉棕黃層部分的輻射，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的血沉棕黃層和300ml的血漿，並且保存用於UVA輻射。
收集的血漿和血沉棕黃層與肝素化的標準鹽水和UVADEX(可溶於水的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入1.4mm厚層。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UVA可透過的輻射腔700的兩側。從而暴露於紫外A光，產生每單位淋巴細胞1-2J/cm2的平均暴光量。在光活化期後，細胞從輻射腔700移走。
在本發明優選的實施方案中，細胞通過重力作用移出，並且在腔中貯留的任何細胞可從腔中被添加的流體置換，該添加流體可從鹽水、血漿和其組合物組成的組中選擇。對於例如兒童(例如30kg以下)的小病人或血管系統容易對流體超負荷的病人，用於輻射腔的添加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。處理的細胞體積重輸注到病人。
對於同樣的光分離置換系統和方法的說明，參見美國專利申請No.09/480,893，該申請特別結合在此作為參考。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結合在此作為參考。
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，該申請特別結合在此作為參考。實際上，ECP對於在此描述的各種疾病的應用可能要求調整光能劑量的大小，從而最優化處理過程。
另外，將處理的生物流體返回病人前，用於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-甲氧基補骨脂素屬於補骨脂素類的一組化合物。暴露到8-甲氧基補骨脂素或其它補骨脂素可以導致產生對於患者、接受者或捐贈者的不需要的影響，例如與補骨脂素和它們的降解物有關的光毒性或其它中毒效應。因此，在UV暴露後，可將保留在生物流體中的補骨脂素、補骨脂素衍生物或補骨脂素降解物去除。去除補骨脂素生物流體的過程描述在美國專利No.6,228,995中，該申請特別結合在此作為參考。
C.離心轉筒在特別的實施方案中，本發明涉及分離流體成份，例如由密度或重量分離生物流體成份的方法和裝置。生物流體包括在活有機體中組成、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份，例如血細胞、血漿和包括生物成份，包括活有機體，例如細菌、細胞或其它細胞成份的其它流體。生物流體也可以包括全血或特殊的全血成份，包括紅細胞、血小板、白細胞和前體細胞。特別是，為了例如體外處理的治療目的，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，並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使用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定細胞。另外，本發明可以用於分離其它種類的流體，該流體包括各種非醫學應用，例如油和流體成份的分離。本發明中使用的所有成份不應當對生物流體產生副作用或使它們不適合它們預期使用目的，例如那些在此描述的，並且可以由任何與在此描述的使用目的兼容的合適的材料製成，該材料包括但不限於塑料，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。本發明中表明連接在一起並形成流體密封的本發明任何部分，可以使用任何合適的傳統方法來連接這些部分，其包括但不限於，粘合、超聲焊接或RF焊接。
本發明具有超過使用傳統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血沉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血沉棕黃層的量。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、血沉棕黃層和紅血球；3)將血沉棕黃層收集用於處理，4)使轉筒停下；和5)返回收集的血漿和紅血球。該血沉棕黃層收集方法特徵在於是「分批的」，因為在血沉棕黃層收集的幾個循環後才能夠收集到用於輻射處理所需的血沉棕黃層量。每次循環收集到有限體積的血沉棕黃層量是由於在轉筒內部保留了積聚的紅血球。這樣，只能夠在血沉棕黃層收集循環結束後清空積聚的紅血球是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。附加的流體管道可獲得了1)通過在整個血沉棕黃層收集過程中連續旋轉，而不用為了去除積聚的紅血球而停止轉動，從而減少病人治療時間；2)治療小血量病人；通過連續將收集的紅血球返回病人，這些病人可以更順從需要血沉棕黃層或其組分的醫學治療，例如體外光分離置換；3)由於增加了旋轉或轉動時間，可更好的分離血沉棕黃層內細胞部分的不同成份和4)能夠從全血分離高密度紅血球部分。該離心轉筒也提供減少用於從病人收集血沉棕黃層部分的任何醫學過程的治療時間的機會，該部分基本不含紅血球，該醫學過程例如體外光分離置換置換。
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和固定致動器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的上部套管端831A固定到外部管道20A，將外部管道20A連接到轉筒10A，並且提供從外部管道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。同樣該流體連通也使分離的流體成份810和820通過外部管道20A從轉筒10A移除。轉筒10A和框架910A用於繞中心軸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，對於圖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，後者又包括突出150A，以用於將轉筒10A鎖定在例如轉動裝置900A的轉動裝置中。轉筒10A優選簡化結構，並且通過模製或其它公知的製造過程以易於製造，從而它可以是一次性的或用於有限的治療次數，其最優選的是能夠容納約125ml的流體，該流體可能被加壓。在替換的實施方案中，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汙染，避免從事處理操作的人員暴露於流體，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後丟棄的柔軟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製造。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。上殼體最好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，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示出的本發明的替換實施方案中，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，並且在它們之間保留有形環791A。在該實施方案中，通過o形環接觸主體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連接到殼底180A，其直徑大於上端110A。殼底180A與下殼體端190A配合，並且在那裡用來提供流體緊密密封。可以使用任何傳統方法將下殼體端190A固定到殼底180A，包括但不限於，粘合、超聲焊接或RF焊接。殼底180A可以具有缺口185A，用於收集密度大的流體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適於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。當完全裝配後，芯200A和201A全部在外殼100A的內部空間710A中，在軸11A周圍佔據內部空間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，並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佔據轉筒10A的內部空間710A的共軸空間，並且在頂芯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，並且從上表面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，該管道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，該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所示的本發明的替換實施方案中，管道壁325A可以由上部件325F和下部件325G組成，並且與管道壁401A和402A融合成一體。
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，該腔的體積小於由在連接套管500A和腔連接器481A進行連接的情況下中空圓柱321A和322A佔據的體積。腔740A與管道通道770A流體連通，並且通過缺口483A與頸115A附近的分隔空間220A流體連通。從而缺口483A形成用於通過轉筒腔740A去除第二分離流體成份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並接觸上殼體端部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示出的替換的實施方案中，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中形成許多通道並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)。為了便於將連接套管500A準確定向到腔連接器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，並且該導向器適合裝配在套管凸緣790A的開口857A。
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，該上板連接並與外芯壁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，並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，其具有上端部402B和下端部402C，並且環繞基本在上板299A的中心的開口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並提供腔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示出的本發明的替換實施方案中，上表面186B也可以具有適合接收形環並在管道壁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向上或向下傾斜並且通道305A具有恆定深度，那麼通道305A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並且隨後流過第一轉筒通道420A。然後流體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並且與之形成流體密封。位於殼底180A之上的下板300A的是圓形的，並且從其中心(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，當位於殼底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製造。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，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中示出的本發明的替換實施方案中，支撐壁405A和407A可以任選存在。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，並且當裝配底芯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，並且管道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將需要關於中心軸11A平衡。因此，可以加入有利於保持轉筒10A平衡的重物作為裝置的一部分，例如圖53示出的重物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連接並且一起轉動。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相對於殼底180A的移動。當裝配好時，下板300A的底面上的各單獨突出301A形成與殼底180A上的凹槽181A的緊密配合。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，該通道用於使流體800通過腔400A流入缺口186A，然後通過通道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，並且通道壁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的尺寸和形狀以及改變管道壁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位於頂芯200A的第一轉筒通道420A的內部，並且從腔端部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，用於聚集在殼底180A的缺口185A中的第一分離流體成份810的去除。第二轉筒通道410A從外殼100A的殼底180A延伸通過腔400B並且通到外部管道20A的管道通道760A。
參考圖38(未示出管道321C)，內腔400B允許紅血球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，並且包括以流體密封方式連接，並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，並且與第一轉筒通道隔開和分離。管道壁325A由延伸通過通道壁401A並且連接到管道壁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並且通過底板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，並且具有開口324D。管道壁324A也具有下端部324B並且由許多翼片252A支撐。具有開口325E的下端部324B連接到具有定位在下板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，提供對第二轉筒通道410A的支撐。各轉筒通道420A和410A可以由任何類型的柔軟或剛性管(例如醫學管)製成，或是這樣的其它裝置，其為加壓或不加壓流體流提供密封通道，並且優選是一次性的和可消毒的，即由簡單並有效的製造方法製造。
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°隔開並且直徑相同(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。同樣，第二管道通道760A流體連接到第二轉筒通道410A，用於將第一分離流體成份810從轉筒10A流入外部管道20A。最後，第三管道通道770A連接到轉筒腔740A，用於將第二分離流體成份820從轉筒10A移出。
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和在外部管道20A的第二端部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，並且有較大直徑的第一肩部882和第二肩部884。在套管500A和固定套管870A的連接之間(或如果存在第一和第二肩部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於離心機，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製備(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，為了容易製造優選的方式是連接套管500A和固定套管870A疊加模製(overmold)到外部管道20A。
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(優選通過疊加模製)，並且從第一套環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垂直延伸並且直徑大於固定套管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。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，並且優選位於管道通道760A、770A和780A最靠近外部管道20A的表面的範圍上(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於損壞。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，並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，並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並且壓住凸緣790A和殼體100A之間的o形環791A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，並且將外部管道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，並且被疊加模製到外部管道20A的第一管道端部861A。連接套管500A在不使用轉動密封下，將轉筒10A連接到外部管道20A，其通常定位在轉筒10A和連接套管500A之間。按上面的解釋，或可選擇地通過使用例如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，均可能產生轉筒10A和連接套管500A之間的欠密封連接(seal-lessconnection)。
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佔據的空間，轉筒腔740A由腔安裝凹槽851A和腔連接器481A的頂面482A限定。套管凸緣790A的底面847A上的許多突出843A嚙合並滑入腔連接器481A的壁表面482B上的缺口484A，從而提供緊密配合。
連接套管500A有助於將外部管道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。同樣，該流體連接也可以使分離的流體成份b，820通過外部管道20A從轉筒10A去除。
外部管道20A具有有助於減少硬度的基本恆定的直徑。非常堅硬的外部管道20A將非常快的變熱並損壞。另外，恆定直徑的管道成本低/容易製造，容易與連接套管500A和固定套管870A尺寸一起連接試驗，並且使軸承環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肩部882A和884A限制。外部管道20A可以由任何類型的柔軟管(例如醫學管)製成，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，並且優選是一次性的和可消毒的材料製造。
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)硬體，該硬體容納光分離置換工具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置換工具1000。通過使用連接到所有所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。雖然在每次光分離置換治療期後新的一次性工具必須丟棄，但是塔式系統2000可以反覆使用。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作改動以進行許多體外血液循環處理，例如血液分離置換。
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，並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關於垂直軸可轉動，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具有帶有設於其中的控制面板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，以從那裡懸掛血漿收集袋51和處理袋50。該鉤可以定位在塔式系統2000的任何地方，只要它們的定位在治療時不會妨礙系統的功能。基底部分2200具有定位在門751後的光活化腔750(圖18)。在塔式系統2000上提供另外的鉤(未示出)，用於懸掛鹽水和抗凝劑袋。優選地，這些鉤定位位於上部2100上。
光活化腔750(圖18)設置在門751後的頂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2200，並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光不會洩漏到周圍環境中。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位於基底部分2200的頂上。離心腔2101(圖19)位於離心腔門2102後的上部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內並且對任何問題進行監測。窗口2103由玻璃構造，該玻璃足夠厚以在大於4800PPM速度轉動離心轉筒時，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可轉動地連接到上部2100，並且具有自動鎖定機構，該機構在系統運轉時由系統控制器激活。下面參考圖19詳細討論離心腔2101。
優選地，面板1200位於塔式系統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後面的基底部分2200向上延伸。這使操作者在使操作者接近離心腔2101的同時，容易地接近控制面板1200。通過設計使塔式系統2000具有上部2100中的離心腔2101和具有基底部分2200中的光活化腔750和面板1200，實現垂直構造。同樣，塔式系統2000具有減少的佔地面積和減少佔據醫院寶貴的地板空間。塔式系統2000的高度保持低於六十英寸，從而當將機器繞醫院運輸移動形成後佔位時，不會阻礙視線。另外，處在完全水平的位置中的面板1200將向操作者提供一位置，以便裝載其它裝置時放置光分離置換工具1000的裝置，便於使裝載容易。塔式系統2000足夠堅固以經受由離心過程帶來的力和振動。
監測器2104設置在離心腔門2102的窗口2103上。監測器2104具有顯示區域2105，用於可視地將數據顯示給操作者，例如用於數據輸入、裝載說明、圖示、警告、警報、治療數據、和治療進展的用戶界面。監測器2104連接到系統控制器並由其控制。數據卡接收口2001設置在監測器2104的側面。設置數據卡接收口2001以可滑動地接收由各一次性光分離置換工具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)一次性光分離置換工具與其中裝載的血液驅動設備兼容；(2)光分離置換工具能夠運轉所需處理過程；(3)一次性光分離置換工具是確定的品牌或製造。數據卡接收口2001具有所需的硬體和線路以從數據卡1195讀數據和寫數據到數據卡1195。優選地，數據卡接收口2201將處理治療數據記錄到數據卡1195。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、幹擾或任何其它所需數據。儘管數據卡接收口2001提供在監測器2104上，它可以位於塔式系統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.用於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)後的塔式系統2000的基底部分2200中。光活化腔750具有在後壁754上提供的許多電子連接口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，位於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系統控制器控制電能供給到UVA燈758。在光分離置換治療期中，需要時由控制器激活和關閉UVA燈758。
在靠近光活化腔750的後壁754的殼體756的頂端提供通氣孔757。通氣孔757連接直通塔式系統2000的後面的通氣管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，該熱量通過通氣孔757和通氣管760排出光活化腔750。熱量通過位於塔式系統2000後面的塔殼體孔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，用於容納輻射腔700和將輻射保持在UVA燈758之間的垂直位置。導槽762位於或鄰近光活化腔750的底部。優選地，在導槽762下面提供洩漏檢測電路763以檢測在運轉中、之前或之後任何流體洩漏出輻射腔700。洩漏檢測電路762具有以U形的兩個電極，這兩個電極位於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。固態開關可以用於檢查電極的連續性。通過關閉開關，電極彼此短路。然後集成電路檢測短路。關閉開關導致了等效於電極弄溼(即，洩漏)的狀態。如果電極以任何方式損壞，那麼連續性檢查將失敗。這是電極沒有損壞的正性指示。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，以確保洩漏檢測電路762正常工作。洩漏檢測電路762有助於確保在整個治療期內由於檢測洩漏的電路損壞導致的洩漏不被忽視。洩漏檢測電路762的電路圖在圖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的殼體的離心腔2101。能夠利用1-歐米加2-歐米加旋轉技術的轉動裝置900(也以截面形式示出)位於離心腔2101內。轉動裝置900包括轉動支架910和轉筒固定盤919，以用於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、堅固的金屬製造。作為替換方式，其它轉動系統可以用於塔式系統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。
洩漏檢測電路2106在殼體2107的後壁2108上提供。提供洩漏檢測電路2106以便在處理期間檢測離心轉筒10或連接管的任何洩漏。洩漏檢測電路2106與上述的洩漏檢測器電路762相同。圖21中提供洩漏檢測電路2106的電路圖。
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遍及光分離置換工具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製造。
面板1200具有從板1202伸出的五個蠕動泵，即全血泵1301、返回泵1302、重複循環泵1303、抗凝劑泵1304和紅血球泵1305。泵1301-1305排布在板1202上，從而當進行運行而將盒子1100裝載在板1200上時，泵環路管1120-1124延伸到泵1301-1305(圖25)上並且環繞這些泵。
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具有用於接收管1114、1106和1119(圖25)的三個管槽1206。氣泡傳感器組件1204使用超聲能監測管1114、1106和1119中的密度差別，該密度差別能夠表明空氣存在於正常通過其中的液體中。由於這些線路連到病人，因此監測管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於分析。如果檢測到氣泡，系統控制器將停止運轉，並通過將壓力致動器1240-1242移動到一個上升的位置來關閉管1114、1106和1119而阻止流體流入病人，從而如上述將管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具有用於接收管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測管1116中紅血球的存在。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中紅血球的存在，系統控制器將進行適當的動作，例如停止適當的泵或激活壓力致動器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上進行運轉時，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可以在降低的位置和上升的位置之間移動。如圖22所示，壓力致動器1243-1247在降低的位置，壓力致動器1240-1242處在上升的位置上。當在上升的位置時，並且當盒子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，並且壓住與那個孔對準的柔軟管的部分，從而夾緊關閉柔軟管，從而流體不能通過。當在降低的位置時，壓力致動器1240-1247不會通過孔1137和1157伸出，因此不會壓住柔軟管。
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，除非激活。各壓力致動器1243-1247被單獨控制，並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也相應降低或上升。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的位置。從而，如果在治療期間系統失去能源，那麼壓力致動器1240-1242將自動移動到上升的位置，關閉管1114、1116和1119，並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必要組件以執行上述並且是進行依據本發明的光分離置換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，當需要制動必要的組件時，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由系統控制器1210控制。同步皮帶組件1217用於協調轉動夾子1203的轉動。最後，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，並且從而面板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，並且螺釘通過孔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能進行光分離置換治療，盒子1100必須正確地裝載到面板1200上。由於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，並且當壓力致動器1240-1247通過將柔軟管擠靠在盒子1100的蓋1130上(圖3)以關閉柔軟管的部分時，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上並減少操作者的失誤的所需目標是對立的。所有這些目標通過下面描述的盒子夾持機構實現。
為了便於將盒子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制動轉動到打開位置(未示出)。轉動夾子1203和1223是由變扭彈簧形成的彈簧加載的，從而當不施加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，並且接頭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處在關閉位置。當接頭1102和1103插入鎖扣1108時，盒子1100的後面(即，與接頭1102和1103相對的邊)接觸轉動夾子1203和1223。由於在盒子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的後面向下移動到低於轉動夾子1203和1223的突出部分1231的位置。一旦盒子1100處在該位置中，轉動夾子1203和1223就通過由變扭彈簧施加的力彈回，並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。
為了在治療期完成後移出盒子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就通過簡單升高並使滑動接頭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，並且用於驅動流體沿所需路徑通過光分離置換工具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上的布置指示了關於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是等同的情況下，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，並且與電機1310的驅動軸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連接到電機1310的驅動軸1316，從而轉子1314的轉動位置可以由監測驅動軸1316監測。位置傳感器1311可操作地連接並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處於任何所需轉動位置。
殼體1315也包括殼體凸緣1319。殼體凸緣1319用於將全血泵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，從而在沒有明顯阻礙下氣壓致動器1313可以在上升和降低的位置間移動。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包括用於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基本位於彎曲壁1317的對邊。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、有角度的導向器1324、轉子凸緣1325、兩個導向輥1326、兩個驅動輥1327和轉子底1328。導向輥1326和驅動輥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最好的示出，芯1330配合轉子底1328的孔1331和底面1329中的凹槽1332。導向輥1326和驅動輥1327安裝在芯1330周圍，並且能夠圍繞其轉動。優選地，提供兩個導向輥1326和兩個驅動輥1327。更優選地，在轉子1314上提供導向輥1326和驅動輥1327，使得成為交替模式。
參考圖29和31，提供驅動輥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，從而使管變形並且驅使流體流過該管。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以保持裝在管泵送區內1318的泵環路管1121的部分在泵送期間正確地被對準。另外，導向輥1326有助於將泵管環路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，從而獲得鄰近其外直徑的較鋒利的邊緣。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於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的驅動軸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和後沿1335限定。使用的術語前和後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，本發明並不局限於此，可以調整為逆時針泵。前沿1334向下傾斜進入開口1333。後沿1335從高於前沿1334的轉子凸緣1325的頂面向上延伸。為後沿設置前沿，用於當轉子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向上延伸的有角度的(angled)導向器1324。提供有角度的導向器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，有角度的導向器1324具有沿頂面1323運轉的上升隆起1336，用於在需要時由操作者進行手動嚙合。更特別的是，有角度的導向器1314位於前沿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。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轉動到有角度的導向器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1100固定到面板時，有角度的導向器位於泵環路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向上延伸並環繞轉子1314。這時氣壓致動器1313在降低的位置。
一旦盒子1100適當固定並且系統準備好，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由有角度的導向器1324接觸並靠著轉子凸緣1325的頂面移動。然後，靠著轉子凸緣1325移動的泵環路管1121的部分由後沿1325接觸，並通過開口1333向下進入管泵送區域1318。在開口1333之後直接提供導向輥1326以進一步將管道適當定位在管泵送腔內以用於由驅動輥1327進行泵送。當裝載後，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。需要一圈半的旋轉完全裝載管道。
在治療後為了自動從全血泵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就被啟動並且延伸到上升位置，接觸出口部分1151並將其升高到後沿1335以上的高度。然後轉子1314以逆時針方向轉動，使後沿1335通過開口1333與泵環路管1121接觸，並從管泵送區域1318移去泵環路管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協議晶片1381以緩衝數據。IRDA協議晶片1381將另外的數據和其它通信信息加到傳送字符串，然後將其發送到IRDA收發器(transceiver)1382。收發器1382將電傳送數據轉換為編碼光脈衝，並將它們通過光傳送器傳送到遠程裝置。
在接收數據中，由位於傳送器晶片1382上的光檢測器接收IR數據脈衝。收發器晶片1382將光學光脈衝轉換為電數據，並將該數據流發送到IRDA協議晶片1381，在IRDA協議晶片中電信號拆為控制和附加的IRDA協議內容。然後剩餘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，關於治療過程的實時數據可以傳送到遠程裝置，以用於記錄、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幹擾其它醫院設備，例如無線電頻率。
III.光分離置換治療過程一起參考圖26，其示出包括血沉棕黃層的光活化的本發明的實施方案的流程圖，和圖27，其示出了能夠用於該實施方案的裝置的示意圖，過程開始1400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用於抽血，針適配器1194用於返回處理的血液和其它成份。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，並且鹽水致動器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，並且血液一抗凝劑混合物泵送到離心轉筒10(1403)，用A/C泵1304和WB泵1301控制速度比在1∶10。
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。填充的紅細胞和血沉棕黃層這時在旋轉離心轉筒中積聚，並且通過處理器控制以一定速度緩慢泵出，此時使紅細胞線路保持在傳感器界水平。
然後，當控制速度以將細胞線路保持在界面水平時1048，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，並且通過HCT傳感器1125到達處理袋50的流體路徑由降低致動器1244打開，並且當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，紅細胞泵關閉，紅細胞將積聚並將從轉筒10內擠出血沉棕黃層。紅細胞用於擠出血沉棕黃層，並且將由排出血細胞比容(HCT)傳感器進行檢測，來指示血沉棕黃層已經收集。
如果需要進行另一循環1412，離心機10排出路徑返回到血漿袋51(1413)，並且紅細胞泵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，並且入口泵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)，重複循環泵1303和光活化燈打開足夠的時間以處理血沉棕黃層1418，該時間由控制器基於體積和被治療的疾病種類來計算。
當轉筒10清空1419時，紅細胞泵1305關閉1420，並且通過打開致動器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，並且當光活化過程完成1423時，處理的細胞從板700通過返回泵1302返回到病人1424。鹽水用於衝洗系統，並且將衝洗物返回病人，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監測，並且返回到病人的流體經過沉澱腔和過濾器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於現有的過程和裝置，這在於本發明使血沉棕黃層在轉筒中存在更長時間，因為當離心時將血沉棕黃層收集在轉筒中而紅細胞被抽取，保持更多的血沉棕黃層在轉筒中，直到在抽出收集的血沉棕黃細胞前收集到所需的血沉棕黃層量。血小板、白細胞和其它血沉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，而不僅僅是將它們隨血漿返回病人。
可以發現增加血沉棕黃層810在離心轉筒10中轉動運動的時間產生「更清潔組成」的血沉棕黃層820。「更清潔組成」意味著血細胞比容數(HCT％)減少。HCT％是每體積血沉棕黃層中存在的紅細胞量。血沉棕黃層820在離心轉筒10中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，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分離為血沉棕黃層820和RBC’s810。這時第二轉筒通道410和第三轉筒通道240關閉。全血800繼續流入直到分離體積220由靠近頂部為血沉棕黃層820和靠近離心轉筒10底部為RBC’s810的結合物填充。通過將RBC’s810僅通過第二轉筒通道410從離心轉筒10移出，產生附加的體積，用於全血800的流入，並且未移出的血沉棕黃層820經受延長時間的轉動力。當離心轉筒10繼續轉動時，一些在血沉棕黃層820中夾帶的RBC’s810被推至離心轉筒10的底部，並且遠離第三轉筒通道740和血沉棕黃層820。從而，當第三轉筒通道740打開時，移出的血沉棕黃層820具有較低的HCT％。通過控制全血800的流入速度和血沉棕黃層820和RBC’s810的流出速度，可以產生具有適當恆定HCT％的血沉棕黃層820的穩定狀態。
本發明實現了減少批處理和提高產率的目的，這些減少了需要完全治療病人必需的治療時間。對於平均大小的成人，為了進行完整的光分離置換處理必須收集90-100毫升的血沉棕黃層/白細胞。為了收集這個量的血沉棕黃層/白細胞，本發明需要處理約1.5升全血。所需的血沉棕黃層/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，收集經分離過程處理的血沉棕黃層/白細胞總量的約60％或更多。收集的血沉棕黃層/白細胞具有2％或更小的HCT。相比較，一個現有裝置UVAR XTS，需耗時90分鐘處理1.5升全血來獲得足夠的血沉棕黃層/白細胞量。UVAR XTS僅收集經分離過程處理的血沉棕黃層/白細胞總量的約50％。由UVAR XTS收集的血沉棕黃層/白細胞的HCT大約為2％，但基本不低於2％。另一現有裝置，Gambro的Cobe SpectraTM，為了收集足夠的血沉棕黃層/白細胞量需要處理10升全血。這通常耗時約150分鐘，收集經分離過程處理的血沉棕黃層/白細胞總量的僅約10-15％，並且具有約2％的HCT。從而，可以發現，當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血沉棕黃層，但本發明可以在小於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的總時間。
權利要求
1.一種包括用於控制血液和分離血液成份移動的盒子的裝置，該盒子包括剛性的塑料殼體；伸出殼體的柔軟管環路；除了伸入殼體、在殼體內和從殼體伸出的環路之外的柔軟管；殼體內的柔軟管的至少一部分在殼體的一邊露出，從而當從露出邊上對露出部分施加壓力時，可以防止流體流過露出部分。
2.根據權利要求1的裝置，其具有連接柔軟管部分的殼體內插座。
3.根據權利要求1的裝置，其中該插座連接柔軟管的五個部分。
4.根據權利要求1的裝置，其中露出柔軟管的殼體的邊包括孔，通過該孔施加壓力，殼體具有對邊，該對邊抵抗施加的壓力，以關閉位於該孔和殼體的對邊之間的管道的部分，從而防止流體流動。
5.根據權利要求1的裝置，其中殼體具有對邊，該對邊包括橫穿柔軟管的露出部分的至少一個模製的封閉杆。
6.根據權利要求1的裝置，其中剛性塑料殼體具有一起形成內部空間的頂部和底部，該底部包括用於接近至少一個露出的柔軟管部分的至少一個孔。
7.根據權利要求1的裝置，具有五個管環路和六個孔。
8.根據權利要求1的裝置，其中殼體具有一起形成內部空間的頂部和底部，該底部包括用於接近露出的柔軟管部分的至少一個孔；和在頂部面向內部空間並相對該孔的邊上的至少一個模製封閉杆；還包括盒子，其通過將穿過該孔的柔軟管擠靠在模製封閉杆上，使至少一個致動器選擇地切斷柔軟管道的露出部分中的流體流。
9.根據權利要求1的裝置，其具有與至少一個柔軟管流體連通的過濾器。
10.根據權利要求1的裝置，其具有位於底部中的六個孔，在頂部中與這些孔相對的相應的模製隆起，位於各孔和各模製隆起之間的柔軟管道的至少一部分；五個管環路；和用於連接管的五個部分的插座。
全文摘要
一種用於體外血液分離和處理的裝置和方法。一種盒子，其具有繞在孔上或以別的方式露出的完整的柔軟管，從而可以施加壓力以阻止流體流過管道的選定部分。盒子內的插座優選連接管道的各部分。一種工具，其包括上述盒子和分離轉筒、UV腔，以及從病人收集和返回部件，該工具由非一次性塔式系統操作，該塔式系統包括帶有嚙合盒子內的管道環路的泵頭的蠕動泵，用於容納UV腔的室和離心腔，所有操作由編程的處理器進行控制。
文檔編號A61M1/00GK1743016SQ20041009218
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S·加拉, D·布裡斯 申請人:特拉科斯有限公司