JP7355813B2 - 生体成分採取システムおよび生体成分採取システムの作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、分離装置に装着可能に構成された生体成分採取用デバイスを備えた生体成分採取システムおよび生体成分採取システムの作動方法に関する。

近年の献血においては、供血者から全血を採取する全血採血の他に、供血者の身体への負担が軽い成分採血（アフェレーシス）が行われている。成分採血は、血液成分採取システム（アフェレーシスシステム）を使用し、全血から特定の血液成分だけを採取し、残りの成分を供血者の体内に再び戻す採血方法である。

特許文献１には、供血者から取り出した全血を遠心分離して血小板を採取する血液成分採取システムが開示されている。この血液成分採取システムは、処理される血液または血液成分が流れる回路を形成する採血回路セットと、この採血回路セットが装着される遠心分離装置（血液成分分離装置）とを備える。

採血回路セットは、採血針を有する採血ライン、全血が導入される帯状のチャネル（分離器）、血液成分などを収容するための複数のバッグと、複数のチューブを介してこれらに接続されたカセットとを備える。カセットには、供血者からの血液を導入するライン、バッグへと血液成分を移送するライン、採取しない血液成分を供血者へと戻す返血ラインなどを含む複数の流路が形成されている。使用に際し、カセットは、血液成分分離装置に設けられた取付部に装着される。

特表２０１３－５１４８６３号公報

このような血液成分採取システムでは、血液成分分離装置が適正に動作しているか否かを確認するために、採血回路内の圧力（回路内圧）を測定して監視することが必要である。血液成分採取システム以外の生体成分採取システムにおいても、同様の課題がある。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、回路内圧を精度よく測定することができる生体成分採取システムおよび生体成分採取システムの作動方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、生体液から生体成分を分離する分離装置と、生体液または生体成分が流通する生体液ラインが形成されるとともに前記分離装置に装着可能に構成された生体成分採取用デバイスと、採取・返還ポンプと、を備え、前記採取・返還ポンプを作動させてドナーから前記生体液ラインを介して前記分離装置に向かって生体液を流通させ、生体液中の所望の生体成分を採取する採取動作と前記採取・返還ポンプを作動させて残りの生体成分を前記分離装置から前記生体液ラインを介して前記ドナーに返還する返還動作とを行う生体成分採取システムであって、前記生体成分採取用デバイスは、軟質素材で構成され、前記生体液ラインを形成するライン形成部材を有し、前記分離装置は、前記生体成分採取用デバイスが前記分離装置に装着されたデバイス装着状態で、前記ライン形成部材の一部を構成する第１被荷重測定部にかかる荷重を検出する第１荷重検出部と、前記デバイス装着状態で、前記ライン形成部材の他の一部を構成し、且つ前記第１被荷重測定部よりも変形しやすい第２被荷重測定部にかかる荷重を検出する第２荷重検出部と、前記デバイス装着状態で、前記生体液ラインに生体液または生体成分を流通させる生体成分採取が行われる前に、前記第１荷重検出部により検出された荷重を用いて前記第１被荷重測定部の反力の時間変化を示す初期データを取得するデータ取得部と、前記初期データに基づいて前記生体成分採取中に時間に応じて変化する前記第１被荷重測定部の反力を予測するための予測データを算出する予測データ算出部と、前記生体成分採取中に、前記予測データに基づいて前記第１被荷重測定部の反力を算出する反力算出部と、前記反力算出部で算出された反力と前記第１荷重検出部により検出された荷重とに基づいて前記第１被荷重測定部の内圧を算出する第１内圧算出部と、前記第２荷重検出部により検出された荷重に基づいて前記第２被荷重測定部の内圧を算出する第２内圧算出部と、前記採取動作と前記返還動作の間において、前記第１被荷重測定部の内孔と前記第２被荷重測定部の内孔とを互いに連通させるとともに前記採取・返還ポンプの作動を停止させた状態で、前記第１内圧算出部によって算出された内圧が前記第２内圧算出部によって算出された内圧と同一になるように前記予測データを補正する補正部と、を有する、生体成分採取システムである。

本発明の他の態様は、生体液から生体成分を分離する分離装置と、生体液または生体成分が流通する生体液ラインが形成されるとともに前記分離装置に装着可能に構成された生体成分採取用デバイスと、採取・返還ポンプと、を備え、前記採取・返還ポンプを作動させてドナーから前記生体液ラインを介して前記分離装置に向かって生体液を流通させ、生体液中の所望の生体成分を採取する採取動作と前記採取・返還ポンプを作動させて残りの生体成分を前記分離装置から前記生体液ラインを介して前記ドナーに返還する返還動作とのサイクルを複数回行う生体成分採取システムの作動方法であって、前記生体成分採取用デバイスは、軟質素材で構成され、前記生体液ラインを形成するライン形成部材を有し、前記分離装置は、前記生体成分採取用デバイスが前記分離装置に装着されたデバイス装着状態で、前記ライン形成部材の一部を構成する第１被荷重測定部にかかる荷重を検出する第１荷重検出部と、前記デバイス装着状態で、前記ライン形成部材の他の一部を構成し、且つ前記第１被荷重測定部よりも変形しやすい第２被荷重測定部にかかる荷重を検出する第２荷重検出部と、を有し、前記生体成分採取システムの作動方法は、前記デバイス装着状態で、前記生体液ラインに生体液または生体成分を流通させる生体成分採取が行われる前に、前記第１荷重検出部により検出された荷重を用いて前記第１被荷重測定部の反力の時間変化を示す初期データを取得するデータ取得ステップを行う手段が作動し、前記初期データに基づいて前記生体成分採取中に時間に応じて変化する前記第１被荷重測定部の反力を予測するための予測データを算出する予測データ算出ステップを行う手段が作動し、前記生体成分採取中に、前記予測データに基づいて前記第１被荷重測定部の反力を算出する反力算出ステップを行う手段が作動し、前記反力算出ステップで算出された反力と前記第１荷重検出部により検出された荷重とに基づいて前記第１被荷重測定部の内圧を算出する第１内圧算出ステップを行う手段が作動し、前記第２荷重検出部により検出された荷重に基づいて前記第２被荷重測定部の内圧を算出する第２内圧算出ステップを行う手段が作動し、前記採取動作と前記返還動作の間において、前記採取・返還ポンプの作動を停止させた状態で前記第１内圧算出ステップによって算出された内圧が前記第２内圧算出ステップによって算出された内圧と同一になるように前記予測データを補正する補正ステップを行う手段が作動する、生体成分採取システムの作動方法である。

本発明によれば、経時的に変化する生体成分採取中の第１被荷重測定部の反力を予測データに基づいて算出することができるため、回路内圧を精度よく測定することができる。また、採取動作と返還動作の間において、第１内圧算出部によって算出された内圧が第２内圧算出部によって算出された内圧と同一になるように予測データを補正するため、回路内圧を一層精度よく測定することができる。

本発明の一実施形態に係る血液成分採取システムの概略図である。 血液成分採取用カセットの斜視図である。 カセット取付部の斜視図である。 血液成分採取用カセットを載せた状態のカセット取付部の斜視図である。 クランプの動作を説明する第１説明図である。 クランプの動作を説明する第２説明図である。 クランプの動作を説明する第３説明図である。 クランプの動作を説明する第４説明図である。 クランプの動作を説明する第５説明図である。 本発明の一実施形態に係る回路内圧取得方法を説明するための第１のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る回路内圧取得方法を説明するための第２のフローチャートである。 予測データを説明するためのグラフである。 検量線の傾きの補正を説明するためのグラフである。 第１被荷重測定部の内孔と第２被荷重測定部の内孔とを互いに連通させた状態を説明する説明図である。 補正ステップを説明するグラフである。 図１６Ａは、陽圧時の荷重検出を説明する図であり、図１６Ｂは、陰圧時の荷重検出を説明する図である。 反力の経時的変化を説明するグラフである。

以下、本発明に係る生体成分採取システムおよび回路内圧取得方法について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

図１において、本発明に係る生体成分採取システムの一形態である血液成分採取システム１０は、供血者（ドナー）から血液（全血）を連続的に取り出して体外で遠心分離することにより、特定の血液成分（本実施形態では、血漿（乏血小板血漿：ＰＰＰ））を採取し、残りの血液成分を供血者に戻す血液アフェレーシスシステムとして構成されている。本実施形態において、血液成分は生体成分であり、血液は生体液（少なくとも１つの生体成分を含有する液体）である。

まず、図１に示す血液成分採取システム１０の概略を説明する。この血液成分採取システム１０は、血液成分を貯留および流動するための採血回路セット１２と、採血回路セット１２に遠心力を付与する遠心分離装置１４（分離装置）とを備える。採血回路セット１２は、供血者から取り出された全血を複数の血液成分に遠心分離する血液処理部１６（生体液処理部）を有する。遠心分離装置１４は、血液処理部１６に遠心力を付与するためのロータ１８ａを有する遠心部１８を備える。血液処理部１６は、遠心部１８に装着可能である。

採血回路セット１２は、汚染防止や衛生のため、１回の使用毎に使い捨てされる。採血回路セット１２は、採血針２０および初流血採取バッグ２１を有する採血・返血部２２と、血液処理部１６と、複数のバッグ２４と、これらの要素にチューブを介して接続された生体成分採取用デバイスとしての血液成分採取用カセット２８（以下、「カセット２８」と略称する）とを備える。複数のバッグ２４は、抗凝固剤であるＡＣＤ液を収容したＡＣＤ液用バッグ２４ａと、血漿（乏血小板血漿）を貯留するためのＰＰＰ用バッグ２４ｂとを含む。

採血・返血部２２は、チューブコネクタ３０を介してＡＣＤ液用バッグ２４ａおよびカセット２８に接続されている。ＡＣＤ液用バッグ２４ａは、ＡＣＤ液移送チューブ２３を介してチューブコネクタ３０に接続されている。

カセット２８は、ドナー側チューブ３２を介して採血・返血部２２に接続されるとともに、処理部側チューブ３４を介して血液処理部１６に接続されている。血液処理部１６は、遠心分離装置１４の遠心部１８（ロータ１８ａ）に装着され、血液が導入、流動および流出するように容器状に構成されている。血液処理部１６には、ＰＰＰ移送チューブ３６を介してＰＰＰ用バッグ２４ｂが接続されている。

図２において、カセット２８は、血液または血液成分が流通する血液ライン４２（生体液ライン）が形成されたカセット本体４０を備える。カセット本体４０は、平面視で長方形状に構成されている。カセット本体４０は、軟質素材で形成されている。カセット本体４０を構成する軟質素材は、カセット本体４０の全体に亘って同一の素材が用いられている。なお、カセット本体４０は、異なる複数の素材で構成されていてもよい。具体的に、カセット本体４０は、軟質素材で形成された第１シート４０ａおよび第２シート４０ｂを有する。第１シート４０ａと第２シート４０ｂとは厚さ方向に重ねられかつ互いに接合されている。

第１シート４０ａおよび第２シート４０ｂを構成する軟質素材としては、例えば、塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリウレタンなどが挙げられる。塩化ビニルの可塑剤としては、例えば、ジイソノニルシクロヘキサン－１，２－ジカルボキシレート、フタル酸ビス－２－エチルヘキシルなどが挙げられる。

第１シート４０ａと第２シート４０ｂとの間に血液ライン４２が形成されている。本実施形態において、第１シート４０ａと第２シート４０ｂとの接合手段は、融着（高周波融着、熱融着など）である。第１シート４０ａと第２シート４０ｂとは、他の接合手段（接着など）により接合されていてもよい。また、カセット本体４０の外周縁部４０ｃには、硬質素材（例えば、ポリプロピレン、ポリカーボネートなど）で構成された第１ポート部材４４および第２ポート部材４６が設けられている。

第１ポート部材４４は、長方形状のカセット本体４０の長軸方向一端部である第１端部４５ａに設けられ、血液ライン４２の一端側に設けられた第１のポート４３ａに接続されている。第２ポート部材４６は、カセット本体４０の長軸方向他端部である第２端部４５ｂに設けられ、血液ライン４２の他端側に設けられた第２のポート４３ｂに接続されている。第１ポート部材４４にはドナー側チューブ３２が接続され、第２ポート部材４６には処理部側チューブ３４が接続されている。

本実施形態では、第１ポート部材４４と第２ポート部材４６とは、長方形状のカセット本体４０の長軸方向に沿った同一直線上に配置されている。なお、第１ポート部材４４と第２ポート部材４６とは、上記同一直線上に配置されていなくてもよい。

カセット本体４０に形成された血液ライン４２は、採血時に血液を流通させるための採血ライン４２ａ（採取ライン）と、返血時に血液成分を流通させるための返血ライン４２ｂ（返還ライン）とを有する。採血ライン４２ａの一端部４２ａ１と、返血ライン４２ｂの一端部４２ｂ１とは、第１結合部４８を介して互いに結合している。採血ライン４２ａの他端部４２ａ２と、返血ライン４２ｂの他端部４２ｂ２とは、第２結合部５０を介して互いに結合している。

採血ライン４２ａと返血ライン４２ｂとは、少なくとも部分的に並列して延在している。第１結合部４８および第２結合部５０は、それぞれ血液ライン４２の一部を構成している。

カセット本体４０では、血液ライン４２の両側に、融着箇所であるシール部５５が血液ライン４２に沿って形成されている。また、カセット本体４０の外周縁部４０ｃには、シール部５７が当該外周縁部４０ｃに沿って形成されている。カセット本体４０（血液ライン４２を形成する凸状部を除く）において、シール部５５、５７以外の箇所は、第１シート４０ａと第２シート４０ｂとが互いに融着されていない非シール部である。シール部５５は、形成時に加圧されているため、非シール部よりも厚みが小さく、非シール部に対して凹んでいる。換言すれば、非シール部は、シール部５５に対して厚さ方向に突出している。

カセット本体４０のうち血液ライン４２を形成する壁部は、血液ライン４２内に陽圧が作用していないときでも、カセット本体４０の両面側において、カセット２８の厚さ方向に凸状に膨らんでいる。したがって、血液ライン４２は、自然状態で開いている流路である。外力によって押圧された際には、押圧された箇所の血液ライン４２を閉じる方向に弾性変形可能である。

カセット本体４０は、血液ライン４２を形成するライン形成部材５３を備える。ライン形成部材５３は、採血ライン４２ａを形成する第１ライン形成部材５４を有する。第１ライン形成部材５４には、カセット２８が遠心分離装置１４に装着されたカセット装着状態（デバイス装着状態）で遠心分離装置１４に搭載された後述する第１荷重検出部８８（図３参照）によって押圧される第１被荷重測定部６０（第１被押圧部）が設けられている。第１被荷重測定部６０は、採血ライン４２ａの壁部の一部を構成している。したがって、第１被荷重測定部６０は、カセット本体４０のシート面４１（ベース面）からカセット本体４０の厚さ方向に膨出している。

ライン形成部材５３は、返血ライン４２ｂを形成する第２ライン形成部材６４を有する。第２ライン形成部材６４には、カセット装着状態で遠心分離装置１４に搭載された後述する第２荷重検出部９０（図３参照）によって押圧される第２被荷重測定部６２（第２被押圧部）が設けられている。第２被荷重測定部６２は、返血ライン４２ｂの壁部の一部を構成している。したがって、第２被荷重測定部６２は、カセット本体４０のシート面４１からカセット本体４０の厚さ方向に膨出している。

第２被荷重測定部６２は、フィルタ収容部６５を構成する。フィルタ収容部６５には、血液成分に含まれる所定成分（血液凝集塊）を分離するためのフィルタ部材７０が収容されている。

第２被荷重測定部６２は、第１被荷重測定部６０よりも変形しやすい。本実施形態では、第２被荷重測定部６２の幅が第１被荷重測定部６０の幅よりも大きいことにより、第２被荷重測定部６２が第１被荷重測定部６０よりも変形しやすい。第１被荷重測定部６０の幅に対する第２被荷重測定部６２の幅の割合は、例えば、３００％以上に設定され、好ましくは５００％以上に設定され、より好ましくは８００％以上に設定される。

なお、第２被荷重測定部６２を構成する壁部の厚さが第１被荷重測定部６０を構成する壁部の厚さよりも薄く設定されることにより、第２被荷重測定部６２が第１被荷重測定部６０よりも変形しやすくなっていてもよい。あるいは、第２被荷重測定部６２が第１被荷重測定部６０よりも柔軟な材料で構成されることにより、第２被荷重測定部６２が第１被荷重測定部６０よりも変形しやすくなっていてもよい。

カセット２８には、遠心分離装置１４に備えられた流路開閉機構である複数のクランプ７２（７２ａ～７２ｃ）（図３参照）が作用する複数のクランプ作用部７６（７６ａ～７６ｃ）が設けられている。カセット２８を遠心分離装置１４に装着すると、クランプ作用部７６は、対応するクランプ７２に当接または対向する。具体的に、クランプ作用部７６ａは、カセット２８における採血ライン４２ａの第１ポート部材４４側を形成する箇所に設けられている。クランプ作用部７６ｂ、７６ｃは、返血ライン４２ｂのうち第２被荷重測定部６２の両側を形成する箇所にそれぞれ設けられている。

なお、カセット２８に形成される流路構成や、設けられるバッグ２４の個数および配置は、上述および図示した構成に限られず、採取する血液成分の種類や使用方法などに応じて改変がなされてもよい。

図１において、遠心分離装置１４は、血液成分採取において繰り返し使用される機器であり、例えば、医療施設や採血用車両などに備えられる。遠心分離装置１４は、ロータ１８ａを有する遠心部１８と、採血回路セット１２のカセット２８が取り付け可能に構成されたカセット取付部７８とを備える。

図３に示すように、カセット取付部７８は、カセット装着溝８２が形成された取付ベース８４と、閉じたときに取付ベース８４を覆うように構成された開閉可能な蓋体８６と、カセット２８の第１被荷重測定部６０（図２参照）を押圧可能な第１荷重検出部８８と、カセット２８の第２被荷重測定部６２（図２参照）を押圧可能な第２荷重検出部９０と、カセット２８のクランプ作用部７６（図２参照）を押圧可能に構成された複数のクランプ７２とを備える。

取付ベース８４の外周部には、カセット２８の第１ポート部材４４を配置可能な第１ポート配置溝８４ｂと、カセット２８の第２ポート部材４６を配置可能な第２ポート配置溝８４ｃとが設けられている。第１ポート配置溝８４ｂおよび第２ポート配置溝８４ｃは、カセット装着溝８２に連通している。

蓋体８６は、取付ベース８４にヒンジ部８５を介して回動可能に連結されている。カセット２８が取付ベース８４のカセット装着溝８２に保持された状態で蓋体８６を閉じると、カセット２８は、取付ベース８４と蓋体８６との間に挟まれる。取付ベース８４および蓋体８６には、それぞれカセット２８のフィルタ収容部６５を受容可能な凹部８４ａ、８６ａが設けられている。これにより、取付ベース８４と蓋体８６との間でカセット２８を適切に保持しつつ、フィルタ収容部６５が潰れることが防止される。また、凹部８４ａ、８６ａにより、フィルタ収容部６５が過剰に膨らむことが防止される。

第１荷重検出部８８は、取付ベース８４に設けられた第１貫通孔９２ａに挿入されるとともに、カセット装着溝８２に露出している。第１荷重検出部８８の上面は、カセット装着溝８２の底面８２ａから突出している。第２荷重検出部９０は、凹部８４ａの底面８７に設けられた第２貫通孔９２ｂに挿入されるとともに、凹部８４ａ内に露出している。第２荷重検出部９０の上面は、凹部８４ａの底面８７から突出している。第１荷重検出部８８および第２荷重検出部９０は、例えば、ロードセルにより構成される。

複数のクランプ７２（７２ａ～７２ｃ）は、カセット装着溝８２に保持された状態のカセット２８の厚さ方向に進退動作可能であり、カセット２８に設けられた複数のクランプ作用部７６（７６ａ～７６ｃ）の配置に対応するように配置されている。複数のクランプ７２は、カセット装着溝８２の底面８２ａに開口する複数の孔部９４を介して、複数のクランプ作用部７６をそれぞれ押圧可能である。蓋体８６において、閉じたときに複数の孔部９４（クランプ７２）に対応する位置には、複数の突起９６が設けられている。

カセット取付部７８にカセット２８が装着された状態でクランプ作用部７６がクランプ７２によって押圧されていないときは、クランプ作用部７６内の流路は開通している。クランプ７２が孔部９４から突出してクランプ作用部７６を押圧すると、クランプ作用部７６内の流路が閉塞される。そして、クランプ７２が後退すると、カセット本体４０（クランプ作用部７６）の弾性復元力により、クランプ作用部７６は元の形状に戻り、クランプ作用部７６内の流路が開通する。

図１に示すように、遠心分離装置１４は、ＡＣＤ液移送チューブ２３に作用するＡＣＤ液移送ポンプ９８と、カセット２８に接続された処理部側チューブ３４に作用する採取・返還ポンプ１００とを有する。ＡＣＤ液移送ポンプ９８は、ＡＣＤ液用バッグ２４ａからＡＣＤ液移送チューブ２３を介してカセット２８および血液処理部１６へとＡＣＤ液を移送するポンプである。採取・返還ポンプ１００は、血液または血液成分を移送するためのポンプである。換言すれば、採取・返還ポンプ１００は、供血者側から血液処理部１６へと血液を移送するとともに、血液処理部１６から供血者側へと血液成分を移送するポンプである。ＡＣＤ液移送ポンプ９８および採取・返還ポンプ１００は、例えば、ローラポンプ、フィンガーポンプにより構成される。

遠心分離装置１４は、さらに、制御部１０２を有する。制御部１０２は、マイクロコンピュータを含む計算機であり、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリであるＲＯＭ、ＲＡＭ、などを有しており、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出し実行することで各種機能実現部（機能実現手段）として機能する。なお、各種機能実現部は、ハードウエアとしての機能実現器により構成することもできる。

制御部１０２は、上述した複数のクランプ７２の動作を制御する。制御部１０２は、記憶部１０４、データ取得部１０６、予測データ算出部１０８、反力算出部１１０、第１内圧算出部１１２、第２内圧算出部１１４および補正部１１６を備える。

データ取得部１０６は、カセット装着状態で、血液ライン４２に血液または血液成分を流通させる血液成分採取が行われる前に、第１被荷重測定部６０の反力の時間変化を示す初期データＡ（図１２参照）を取得する。予測データ算出部１０８は、初期データＡに基づいて血液成分採取中の第１被荷重測定部６０の反力を予測するための予測データＢ（図１２参照）を算出する。反力算出部１１０は、血液成分採取中に、予測データＢに基づいて第１被荷重測定部６０の反力を算出する。

第１内圧算出部１１２は、血液成分採取中に、反力算出部１１０で算出された第１被荷重測定部６０の反力と第１荷重検出部８８によって検出された荷重とに基づいて第１被荷重測定部６０の内圧（回路内圧）を算出する。第２内圧算出部１１４は、血液成分採取中に、第２荷重検出部９０によって検出された荷重に基づいて第２被荷重測定部６２の内圧を算出する。

補正部１１６は、後述する採取動作と返還動作の間において、第１被荷重測定部６０の内孔と第２被荷重測定部６２の内孔とを互いに連通させるとともに採取・返還ポンプ１００の作動を停止させた状態で、第１内圧算出部１１２によって算出された内圧が前記第２内圧算出部１１４によって算出された内圧と同一になるように予測データＢ（図１５参照）を補正する。

次に、上記のように構成された本実施形態に係る血液成分採取システム１０の作用を説明する。

図１に示す血液成分採取システム１０を用いて供血者から血液成分採取を行うための準備（セットアップ）として、採血回路セット１２が遠心分離装置１４に装着される。具体的には、カセット２８がカセット取付部７８に取り付けられるとともに、血液処理部１６がロータ１８ａに装着される。一方、採血針２０は、供血者に穿刺される。

カセット２８がカセット取付部７８に取り付けられる際、図４に示すように、カセット２８は、まず、カセット装着溝８２に装着される。そして、蓋体８６が閉じられることで、取付ベース８４と蓋体８６との間にカセット２８が保持された状態となる。この結果、カセット２８の第１被荷重測定部６０および第２被荷重測定部６２が、第１荷重検出部８８および第２荷重検出部９０に押圧されて若干だけ弾性変形した状態となる。また、カセット２８の複数のクランプ作用部７６が、複数のクランプ７２に対向配置された状態となる。

図１に示した遠心分離装置１４に対して、ユーザの操作により動作開始が指示されると、遠心分離装置１４では、ＡＣＤ液移送ポンプ９８の作用下に、ＡＣＤ液によるプライミングが実行される。具体的に、プライミングでは、カセット２８外に配置された図示しないラインセンサで第１のポート４３ａの直近までＡＣＤ液が来るのを検知した段階で、ＡＣＤ液によるプライミングを終了する。

次に、遠心分離装置１４は、ロータ１８ａを回転させることによりロータ１８ａに装着された血液処理部１６に遠心力を付与するとともに、採取・返還ポンプ１００を作動させることにより供血者から血液（全血）を取り出して血液処理部１６内に血液を導入する（採取動作）。血液処理部１６内に導入された血液は、ロータ１８ａの回転に伴う遠心力によって、赤血球（濃厚赤血球）、バフィーコートおよび血漿（乏血小板血漿）に分離される。

血液処理部１６内で分離された血漿は、ＰＰＰ移送チューブ３６を介してＰＰＰ用バッグ２４ｂへと導入される。残りの血液成分（赤血球およびバフィーコート）は、遠心分離処理後に供血者へと戻される（返還動作）。このとき、残りの血液成分に含まれる血液凝集塊などの異物は、カセット２８の返血ライン４２ｂに設けられたフィルタ部材７０によりトラップされるため、異物が供血者に戻ることで生じるリスクを低減することができる。上述した採取動作と返還動作のサイクルは、複数回行われる。

血液成分採取システム１０の稼働時において、遠心分離装置１４のクランプ７２（図３）は以下のように動作する。

図５に示すように、ＡＣＤ液によるプライミングを行う際には、クランプ７２ａ、７２ｂ、７２ｃが開けられる。そして、この状態で、第１のポート４３ａ直近のカセット２８外の図示しないラインセンサで第１のポート４３ａの直近までＡＣＤ液が来るのを検知した段階で、ＡＣＤ液によるプライミングを終了する。

次に、初回の採血を行う際には、図６に示すように、クランプ７２ａ、７２ｂ、７２ｃが開けられた状態が維持される。そして、この状態で、供血者からの血液がカセット２８の血液ライン４２に導入され、血液によってカセット２８の回路内の空気がすべて血液処理部１６へと押し出される。

初回の採血の途中で、図７に示すように、クランプ７２ｂ、７２ｃが閉じられることで、返血ライン４２ｂが閉鎖される。これにより、フィルタ収容部６５に陰圧が作用してフィルタ収容部６５が閉塞することが防止される。

次に、供血者への血液成分の返血を行う際には、図８に示すように、クランプ７２ａが閉じられ、クランプ７２ｂ、７２ｃが開けられることで、採血ライン４２ａが閉鎖される一方、返血ライン４２ｂが開放される。したがって、血液成分がフィルタ部材７０を通過する際に、血液成分に含まれる血液凝集塊がフィルタ部材７０にトラップされる。採血ライン４２ａは閉鎖されているため、異物が採血ライン４２ａを介して供血者に戻されることはない。

次に、２回目以降の採血を行う際には、図９のように、クランプ７２ｂ、７２ｃが閉じられ、クランプ７２ａが開けられることで、返血ライン４２ｂが閉鎖される一方、採血ライン４２ａが開放される。したがって、血液は、採血ライン４２ａおよび返血ライン４２ｂのうち採血ライン４２ａのみを介して血液処理部１６側（遠心部１８側）へと移送される。その後、返血（図８）が再び行われる。このような採血と返血のサイクルが複数回行われる。

そして、最終の返血を行う際には、図８に示すように、クランプ７２ａが閉じられ、クランプ７２ｂ、７２ｃが開けられる。

次に、血液成分採取システム１０を用いた回路内圧取得方法について図１０および図１１に示すフローチャートにしたがって説明する。

図１０のステップＳ１において、制御部１０２は、カセット２８がカセット取付部７８に装着されたか否かを判定する。具体的には、制御部１０２は、取付ベース８４のカセット装着溝８２にカセット２８が取り付けられた状態で蓋体８６を閉じた時にカセット２８がカセット取付部７８に装着されたと判定する。

カセット２８がカセット取付部７８に装着されていないと制御部１０２によって判定された場合（ステップＳ１：ＮＯ）には、カセット取付部７８にカセット２８が装着されたと判定されるまでステップＳ１に留まる。

カセット２８がカセット取付部７８に装着されたと制御部１０２によって判定された場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ステップＳ２において、制御部１０２は、カセット２８がカセット取付部７８に装着されたと制御部１０２が判定した時からの経過時間の計測を開始する。続いて、ステップＳ３において、制御部１０２は、経過時間が所定時間ｔ１（図１２参照）に到達したか否かを判定する。ここで、所定時間ｔ１は、任意に設定可能であるが、例えば、５分に設定される。

経過時間が所定時間ｔ１に到達していないと制御部１０２によって判定された場合（ステップＳ３：ＮＯ）、経過時間が所定時間ｔ１に到達したと判定されるまでステップＳ３に留まる。経過時間が所定時間ｔ１に到達したと制御部１０２によって判定された場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４においてデータ取得ステップを行う。

図１２に示すように、データ取得ステップにおいて、データ取得部１０６は、血液成分採取が行われる前に、所定のデータ取得時間ｔ２の間、第１荷重検出部８８により検出された荷重を用いて第１被荷重測定部６０の反力の時間変化を示す初期データＡを取得する。ここで、データ取得時間ｔ２は、任意に設定可能であるが、例えば、５分間に設定される。

続いて、図１０のステップＳ５において、予測データ算出ステップを行う。図１２に示すように、予測データ算出ステップにおいて、予測データ算出部１０８は、初期データＡに基づいて血液成分採取中に時間に応じて変化する第１荷重検出部８８の反力を予測するための予測データＢ（ベースライン）を算出する。具体的には、予測データ算出部１０８は、初期データＡに基づき最小二乗法を用いて予測データＢを算出する。これにより、血液成分採取中に時間に応じて変化する第１被荷重測定部６０の反力をリアルタイムに得ることができる。算出された予測データＢは、記憶部１０４に保存（記憶）される。

次に、ステップＳ６の較正ステップにおいて、第２荷重検出部９０によって検出された荷重を用いて内圧算出用データである検量線Ｌ（図１３参照）の傾きを補正する。これにより、傾きが補正された検量線Ｌａが得られる。なお、検量線Ｌは、実験または解析によりあらかじめ取得することができる。

第２被荷重測定部６２は、第１被荷重測定部６０よりも変形しやすいため、第２荷重検出部９０により検出する荷重と、荷重に対応する圧力との関係が、非常に安定している。したがって、第２荷重検出部９０を、第１荷重検出部８８の参照用センサとして利用し、較正ステップで回路内圧を算出する際に利用する検量線Ｌの傾きを補正することにより、精度の高い回路内圧の測定が可能となる。

較正ステップは、経過時間が所定時間ｔ１に到達するまでの間（ステップＳ２とステップＳ３の間）に行ってもよい。この場合、血液成分採取が開始されるまでの準備時間を短縮することができる。

続いて、図１０のステップＳ７において、ＡＣＤ液移送ポンプ９８を作動させて、ＡＣＤ液をカセット２８の血液ライン４２の直前まで満たす上述したプライミングを実施する。その後、ステップＳ８において、カセット２８の血液ライン４２に血液を導入する。すなわち、採取動作が開始される。

この際、図１１のステップＳ９において、制御部１０２は、採取・返還ポンプ１００を作動させる。次いで、ステップＳ１０の反力算出ステップにおいて、反力算出部１１０は、血液成分採取中に、予測データＢ（図１２）に基づいて第１被荷重測定部６０の反力を算出する。

そして、ステップＳ１１において、第１内圧算出部１１２は、血液成分採取中に、第１荷重検出部８８により検出された荷重から反力算出ステップで算出された反力を引いた差分荷重を算出し、その差分荷重と傾きが補正された検量線Ｌａとに基づいて第１被荷重測定部６０の内圧（回路内圧）を算出する。

その後、ステップＳ１２において、制御部１０２は、採取・返還ポンプ１００の作動が停止されたか否かを判定する。なお、制御部１０２は、採取動作または返還動作が開始されてから所定の設定時間が経過した時に採取・返還ポンプ１００の作動を停止させる。採取・返還ポンプ１００の作動が停止していないと制御部１０２によって判定された場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ１０以降の処理が行われる。

採取・返還ポンプ１００の作動が停止したと制御部１０２によって判定された場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１３において、制御部１０２は、採取動作直後であるか否かを判定する。

採取動作直後であると制御部１０２によって判定された場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、制御部１０２は、クランプ７２ｂ、７２ｃを開ける（図１４参照）。これにより、第１被荷重測定部６０の内孔と第２被荷重測定部６２の内孔とが互いに連通する。この際、第１被荷重測定部６０の内圧と第２被荷重測定部６２の内圧とは共に同じ圧力になる。なお、制御部１０２は、クランプ７２ａを開けてもよい。

そして、ステップＳ１５の第１内圧算出ステップにおいて、第１内圧算出部１１２は、第１荷重検出部８８によって検出された荷重と傾きが補正された検量線Ｌａとに基づいて第１被荷重測定部６０の内圧を算出する。また、ステップＳ１６の第２内圧算出ステップにおいて、第２内圧算出部１１４は、第２荷重検出部９０によって検出された荷重に基づいて第２被荷重測定部６２の内圧を算出する。

続いて、ステップＳ１７の補正ステップにおいて、第１内圧算出部１１２によって算出された内圧が第２内圧算出部１１４によって算出された内圧と同一になるように予測データＢを補正する（図１５参照）。補正された予測データＢａは、記憶部１０４に保存（記憶）される。その後、ステップＳ９以降の処理が行われる。

ステップＳ１３において、採取動作直後ではない（返還動作直後である）と制御部１０２によって判定された場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、ステップＳ１８において、制御部１０２は、血液成分採取が終了したか否かを判定する。具体的には、制御部１０２は、採取動作と返還動作のサイクルを所定の設定回数行われた場合に血液成分採取が終了したと判定する。

血液成分採取が終了していない（血液成分採取中である）と制御部１０２によって判定された場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、ステップＳ１５以降の処理が行われる。この場合、返還動作直後であり、クランプ７２ｂ、７２ｃは既に開いているため（図８参照）、ステップＳ１４の処理は行わなくてもよい。なお、ステップＳ１５の処理を行う前に、制御部１０２は、クランプ７２ａを開けてもよい。

血液成分採取が終了したと制御部１０２によって判定された場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、今回のフローチャートは終了する。

この場合、本実施形態に係る血液成分採取システム１０および回路内圧取得方法は、以下の効果を奏する。

血液成分採取中（採取動作中または返還動作中）に採取・返還ポンプ１００が作動している場合、第１荷重検出部８８により、血液が流れる採血ライン４２ａの内圧（回路内圧）と、第１被荷重測定部６０の反力（第１被荷重測定部６０の変形に伴う復元力）とを合計した荷重が検出される。すなわち、回路内圧が陽圧である場合、図１６Ａに示すように、第１荷重検出部８８により検出される荷重（第１被荷重測定部６０からの押圧力）は、回路内圧と反力を単純加算することにより得られる。一方、回路内圧が陰圧である場合、図１６Ｂに示すように、第１荷重検出部８８により検出される荷重は、反力から回路内圧の絶対値を引くことにより得られる。

しかしながら、図１７に示すように、第１被荷重測定部６０の反力は経時的に減少する。図１７では、カセット２８をカセット取付部７８に装着した時の第１被荷重測定部６０の反力を０とした場合の、第１被荷重測定部６０の反力の時間変化のイメージを示している。このように第１被荷重測定部６０の反力が経時的に減少するのは、第１被荷重測定部６０が第１荷重検出部８８に押圧される状態が継続することに伴ってクリープ変形するためである。したがって、第１被荷重測定部６０の反力として経時的に変化しない固定値を用いると、第１被荷重測定部６０の内圧の測定精度が低下する。

そこで、血液成分採取システム１０は、データ取得部１０６、予測データ算出部１０８、反力算出部１１０および第１内圧算出部１１２を備える。そして、データ取得部１０６は、カセット装着状態で、血液成分採取が行われる前に、第１被荷重測定部６０の反力の時間変化を示す初期データＡを取得する。予測データ算出部１０８は、初期データＡに基づいて血液成分採取中の第１被荷重測定部６０の反力を予測するための予測データＢを算出する。

反力算出部１１０は、血液成分採取中に、予測データＢに基づいて第１被荷重測定部６０の反力を算出する。第１内圧算出部１１２は、反力算出部１１０で算出された反力と第１荷重検出部８８により検出された荷重とに基づいて第１被荷重測定部６０の内圧（回路内圧）を算出する。これにより、経時的に変化する血液成分採取中の第１被荷重測定部６０の反力を予測データＢに基づいてリアルタイムに算出することができるため、回路内圧を精度よく測定することができる。なお、回路内圧は、例えば、－３００ｍｍＨｇ～５００ｍｍＨｇである。

この場合、予測データＢは、初期データＡを用いて算出される。そのため、予測データＢを用いて算出される反力は、時間が経過するにしたがって第１被荷重測定部６０の実際の反力からずれる可能性がある。しかしながら、血液成分採取システム１０は、採取動作と返還動作の間において、第１被荷重測定部６０の内孔と第２被荷重測定部６２の内孔とを互いに連通させるとともに採取・返還ポンプ１００の作動を停止させた状態で、第１内圧算出部１１２によって算出された内圧が第２内圧算出部１１４によって算出された内圧と同一になるように予測データＢを補正する補正部１１６を有する。

ここで、第２被荷重測定部６２は、第１被荷重測定部６０より変形しやすいため、第２荷重検出部９０により検出する荷重と、荷重に対応する圧力との関係が、非常に安定している。換言すれば、第２被荷重測定部６２は、第１被荷重測定部６０よりもクリープ変形しにくい。そのため、第２内圧算出部１１４は、第２被荷重測定部６２の内圧（陽圧）を比較的正確に算出することができる。一方、第１内圧算出部１１２は、第１被荷重測定部６０の内圧（陽圧および陰圧）を算出することができる。

そして、第１内圧算出部１１２によって算出された内圧が第２内圧算出部１１４によって算出された内圧と同一になるように予測データＢを補正しているため、予測データＢを用いて算出される反力が、時間が経過するにしたがって第１被荷重測定部６０の実際の反力からずれることを抑制することができる。よって、回路内圧を一層精度よく測定することができる。

補正部１１６は、採取動作と返還動作とが切り換わるごとに予測データＢを補正する。これにより、生体液成分採取（血液成分採取）の全期間に亘って回路内圧を精度よく測定することができる。

生体成分採取用デバイス（カセット２８）が分離装置（遠心分離装置１４）に装着された直後では、被荷重測定部（第１被荷重測定部６０）が比較的大きくクリープ変形するため、被荷重測定部（第１被荷重測定部６０）の反力は変動しやすい。しかしながら、データ取得部１０６は、生体成分採取用デバイス（カセット２８）が分離装置（遠心分離装置１４）に装着されてから所定時間ｔ１経過後に所定のデータ取得時間ｔ２の間、初期データＡを取得している。そのため、予測データＢの精度を向上させることができる。

予測データ算出部１０８は、初期データＡに基づいて最小二乗法を用いて予測データＢを算出している。これにより、予測データＢを容易に算出することができる。

生体成分採取用デバイスは、カセット２８の形態に限らない。したがって、生体成分採取用デバイスは、採血ライン４２ａを有する第１軟質チューブ部材と、返血ライン４２ｂを有する第２軟質チューブ部材とを備え、第１軟質チューブ部材と第２軟質チューブ部材の両端部同士がそれぞれコネクタを介して連結されている構成であってもよい。

第１荷重検出部８８により検出した荷重を用いて回路内圧を算出する際に利用する内圧算出用データは、検量線Ｌに限らず、あらかめ用意されたテーブルであってもよい。第１荷重検出部８８および第２荷重検出部９０は、第１被荷重測定部６０および第２被荷重測定部６２を押圧することなく（非接触で）荷重を測定するように構成されていてもよい。

本発明の適用範囲は、血液成分採取システム１０に限らず、流路を介して液体を流動させる種々のシステム、例えば、全血献血システムや患者やドナーから採取され、あるいは、培養された各種細胞の培養装置、あるいは、薬液投与システムなどに適用することができる。したがって、生体成分採取用デバイス（生体成分採取システム）に流す液体は、血液に限らない。

本発明に係る生体成分採取システムおよび回路内圧取得方法は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…血液成分採取システム（生体成分採取システム）
１４…遠心分離装置（分離装置）
２８…血液成分採取用カセット（生体成分採取用デバイス）
４２…血液ライン（生体液ライン） ５３…ライン形成部材
６０…第１被荷重測定部 ６２…第２被荷重測定部
８８…第１荷重検出部 ９０…第２荷重検出部
１０６…データ取得部 １０８…予測データ算出部
１１０…反力算出部 １１２…第１内圧算出部
１１４…第２内圧算出部 １１６…補正部
Ａ…初期データ Ｂ、Ｂａ…予測データ

Claims (5)

1. 生体液から生体成分を分離する分離装置と、生体液または生体成分が流通する生体液ラインが形成されるとともに前記分離装置に装着可能に構成された生体成分採取用デバイスと、採取・返還ポンプと、を備え、前記採取・返還ポンプを作動させてドナーから前記生体液ラインを介して前記分離装置に向かって生体液を流通させ、生体液中の所望の生体成分を採取する採取動作と前記採取・返還ポンプを作動させて残りの生体成分を前記分離装置から前記生体液ラインを介して前記ドナーに返還する返還動作とを行う生体成分採取システムであって、
   前記生体成分採取用デバイスは、軟質素材で構成され、前記生体液ラインを形成するライン形成部材を有し、
   前記分離装置は、
   前記生体成分採取用デバイスが前記分離装置に装着されたデバイス装着状態で、前記ライン形成部材の一部を構成する第１被荷重測定部にかかる荷重を検出する第１荷重検出部と、
   前記デバイス装着状態で、前記ライン形成部材の他の一部を構成し、且つ前記第１被荷重測定部よりも変形しやすい第２被荷重測定部にかかる荷重を検出する第２荷重検出部と、
   前記デバイス装着状態で、前記生体液ラインに生体液または生体成分を流通させる生体成分採取が行われる前に、前記第１荷重検出部により検出された荷重を用いて前記第１被荷重測定部の反力の時間変化を示す初期データを取得するデータ取得部と、
   前記初期データに基づいて前記生体成分採取中に時間に応じて変化する前記第１被荷重測定部の反力を予測するための予測データを算出する予測データ算出部と、
   前記生体成分採取中に、前記予測データに基づいて前記第１被荷重測定部の反力を算出する反力算出部と、
   前記反力算出部で算出された反力と前記第１荷重検出部により検出された荷重とに基づいて前記第１被荷重測定部の内圧を算出する第１内圧算出部と、
   前記第２荷重検出部により検出された荷重に基づいて前記第２被荷重測定部の内圧を算出する第２内圧算出部と、
   前記採取動作と前記返還動作の間において、前記第１被荷重測定部の内孔と前記第２被荷重測定部の内孔とを互いに連通させるとともに前記採取・返還ポンプの作動を停止させた状態で、前記第１内圧算出部によって算出された内圧が前記第２内圧算出部によって算出された内圧と同一になるように前記予測データを補正する補正部と、を有する、生体成分採取システム。
2. 請求項１記載の生体成分採取システムであって、
   前記補正部は、前記採取動作と前記返還動作とが切り換わるごとに前記予測データを補正する、生体成分採取システム。
3. 請求項１または２に記載の生体成分採取システムであって、
   前記データ取得部は、前記生体成分採取用デバイスが前記分離装置に装着されてから所定時間経過後に所定のデータ取得時間の間、前記初期データを取得する、生体成分採取システム。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の生体成分採取システムであって、
   前記予測データ算出部は、前記初期データに基づいて最小二乗法を用いて前記予測データを算出する、生体成分採取システム。
5. 生体液から生体成分を分離する分離装置と、生体液または生体成分が流通する生体液ラインが形成されるとともに前記分離装置に装着可能に構成された生体成分採取用デバイスと、採取・返還ポンプと、を備え、前記採取・返還ポンプを作動させてドナーから前記生体液ラインを介して前記分離装置に向かって生体液を流通させ、生体液中の所望の生体成分を採取する採取動作と前記採取・返還ポンプを作動させて残りの生体成分を前記分離装置から前記生体液ラインを介して前記ドナーに返還する返還動作とのサイクルを複数回行う生体成分採取システムの作動方法であって、
   前記生体成分採取用デバイスは、軟質素材で構成され、前記生体液ラインを形成するライン形成部材を有し、
   前記分離装置は、
   前記生体成分採取用デバイスが前記分離装置に装着されたデバイス装着状態で、前記ライン形成部材の一部を構成する第１被荷重測定部にかかる荷重を検出する第１荷重検出部と、
   前記デバイス装着状態で、前記ライン形成部材の他の一部を構成し、且つ前記第１被荷重測定部よりも変形しやすい第２被荷重測定部にかかる荷重を検出する第２荷重検出部と、を有し、
   前記生体成分採取システムの作動方法は、
   前記デバイス装着状態で、前記生体液ラインに生体液または生体成分を流通させる生体成分採取が行われる前に、前記第１荷重検出部により検出された荷重を用いて前記第１被荷重測定部の反力の時間変化を示す初期データを取得するデータ取得ステップを行う手段が作動し、
   前記初期データに基づいて前記生体成分採取中に時間に応じて変化する前記第１被荷重測定部の反力を予測するための予測データを算出する予測データ算出ステップを行う手段が作動し、
   前記生体成分採取中に、前記予測データに基づいて前記第１被荷重測定部の反力を算出する反力算出ステップを行う手段が作動し、
   前記反力算出ステップで算出された反力と前記第１荷重検出部により検出された荷重とに基づいて前記第１被荷重測定部の内圧を算出する第１内圧算出ステップを行う手段が作動し、
   前記第２荷重検出部により検出された荷重に基づいて前記第２被荷重測定部の内圧を算出する第２内圧算出ステップを行う手段が作動し、
   前記採取動作と前記返還動作の間において、前記採取・返還ポンプの作動を停止させた状態で前記第１内圧算出ステップによって算出された内圧が前記第２内圧算出ステップによって算出された内圧と同一になるように前記予測データを補正する補正ステップを行う手段が作動する、生体成分採取システムの作動方法。

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