NO317131B1

NO317131B1 - Blodbehandlingssystem som styres av tilsynelatende hematokritt

Info

Publication number: NO317131B1
Application number: NO19970538A
Authority: NO
Inventors: Richard I Brown
Original assignee: Baxter Int
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1997-02-06
Publication date: 2004-08-23
Also published as: CA2195067C; JP4085339B2; US5730883A; CA2195067A1; AU700756B2; NO970538D0; WO1996040399A1; NO970538L; US20030062318A1; US6451203B2; US20010008221A1; EP0775005A1; JPH10504043A; US6802982B2; US20010006810A1; AU5877696A; DE69632012D1; DE69632012T2; ES2218593T3; EP0775005B1

Description

Oppfinnelsens område

Oppfinnelsen angår generelt blodbehandlingssystemer og blodbehandlings-metoder.

Bakgrunn for oppfinnelsen

I dag separerer man rutinemessig helblod ved hjelp av sentrifugering i dets forskjellige terapeutiske komponenter, så som røde blodceller, blodplater og plasma.

Visse terapier eller behandlinger overfører store volumer av blodkomponenter. For eksempel krever noen pasienter som gjennomgår kjemoterapi, overføring av store antall av blodplater på rutinebasis. Manuelle blodposesystemer er ganske enkelt ikke noen effektiv måte for å oppsamle disse store antall av blodplater fra individuelle givere.

On-line-blodsepareringssystemer benyttes i dag for å samle opp store antall av blodplater for å møte dette behov. On-line-systemer utfører de separasjonstrinn som er nødvendige for å separere en konsentrasjon av blodplater fra helblod i en fortløpende prosess med giveren til stede. On-line-systemer etablerer en strøm av helblod fra giveren, separerer ut de ønskede blodplater fra strømmen, og returnerer de gjenværende røde blodceller og plasma til giveren, det hele i en fortløpende strømsløyfe.

Store volumer av helblod (f.eks. 2,0 liter) kan behandles ved benyttelse av et on-line-system. Som følge av de store behandlingsvolumer kan store utbytter av konsentrerte blodplater (for eksempel 4 x 10<11> blodplater svevende i 200 ml fluid) oppsamles. Da videre giverens røde blodceller returneres, kan giveren gi helblod for on-line-behandling mye oftere enn givere forbehandling i systemer med et stort antall blodposer.

Ikke desto mindre eksisterer det fremdeles et behov for ytterligere forbedrede systemer og metoder for oppsamling av cellerike konsentrater fra blodkomponenter på en måte som er egnet for benyttelse i miljøer med on-line-blodoppsamling av store volumer, hvor høyere ytelser av kritisk nødvendige celleblodkomponenter, så som blodplater, kan realiseres.

Etter hvert som operasjons- og prestasjonskravene til slike fluidbehandlings-systemer blir mer kompliserte og avanserte, eksisterer behovet for automatiserte prosess-styreenheter som kan samle og generere mer detaljert informasjon og styresignaler for å bistå operatøren ved maksimering av behandlings- og separasjonsytelser.

Sammendrag av oppfinnelsen

Ifølge en første side ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt et blodbehandlingssystem som omfatter en senrrifugal-separasjonsanordning som er roterbar om en rotasjonsakse, en innløpsbane som er innrettet til å transportere helblod inn i separasjonsanordningen for separasjon i røde blodceller og en plasmabestanddel, idet helblodet i innløpsbanen har en virkelig helblodhematokritverdi, en første utløpsbane som er innrettet til å fjerne plasmabestanddel fra separasjonsanordningen i det minste delvis mens helblod transporteres inn i separasjonsanordningen, og en andre utløpsbane som er innrettet til å fjerne røde blodceller fra separasjonsanordningen i det minste delvis mens helblod transporteres inn i separasjonsanordningen og plasma fjernes fra separasjonsanordning, hvilket system er kjennetegnet ved at det omfatter en styreenhet som er innrettet til å utføre sanntidsvurdering av behandlingstilstander og til å utlede en verdi Hb basert på avfølte strømningstilstander og teoretiske tilstander, og som representerer en utledet hemotokritverdi av helblod som går inn i sentrifugal-separasjonsanordningen, hvor Hb-verdien utledes fra en verdi som representerer en tilsynelatende hematokrit av røde blodceller i sentrifugalseparasjons-anordningen og som er utledet av styreenheten og basert på avfølte driftstilstander og de fysiske dimensjoner av sentrifugal-separasjonsanordningen uten anvendelse av en fysisk føler og ikke den virkelige helblod-hematokritverdi.

Ifølge en andre side ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt et blodbehandlingssystem som omfatter en sentrifugal-separasjonsanordning som er roterbar om en rotasjonsakse, en innløpsbane som er innrettet til å transportere helblod inn i separasjonsanordningen for separasjon i røde blodceller og en plasmabestanddel, idet de røde blodceller i separasjonsanordningen har en virkelig rød-blodcelle-hemtokritverdi, en første utløpsbane som er innrettet til å fjerne plasmabestanddel fra separasjonsanordningen i det minste delvis mens helblod transporteres inn i separasjonsanordningen, og en andre utløpsbane som er innrettet til å fjerne røde blodceller fra separasjonsanordningen i det minste delvis mens helblod transporteres inn i separasjonsanordningen og plasma fjernes fra separasjonsanordningen, hvilket system er kjennetegnet ved at det omfatter en styreenhet som er innrettet til å utføre sanntidsvurdering av behandlingstilstander og til å utlede en verdi som representerer en tilsynelatende hematokrit av røde blodceller i senrrifugal-separasjonsanordningen og som er utledet av styreenheten og basert på avfølte driftstilstander og de fysiske dimensjoner av sentrifugal-separasjonsanordningen uten anvendelse av en fysisk føler og ikke den virkelig rød-blodcelle-hematokritverdi.

Andre særtrekk og fordeler ved oppfinnelsen vil bli åpenbare ut fra den etter-følgende beskrivelse, tegningene og kravene.

Kort beskrivelse av tegningene

Fig. 1 viser et skjematisk riss av et dobbeltnål-blodplateoppsamlingssystem som inneholder en styreenhet som omfatter særtrekkene ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser et skjematisk flytskjemariss av styreenheten og en tilknyttet systemoptimaliseringsanvendelse som omfatter særtrekkene ifølge oppfinnelsen,

fig. 3 viser et skjematisk riss av de ranksjonshjelpeprogrammer (function Utilities) som er inneholdt i systemoptimaliseringsanvendelsen som er vist på fig. 2,

flg. 4 viser et skjematisk flytskjemariss av den hjelpeprogramfunksjon som er inneholdt i systemoptimaliseirngsanvendelsen som avleder ytelsen av blodplater under en gitt behandlingssesjon,

fig. 5 viser et skjematisk flytskjemariss av de hjelpeprogarmfunksjoner som er inneholdt i systemoptimaliseringsanvendelsen som tilveiebringer behandlingsstatus- og parameterinformasjon, genererer styrevariabler for oppnåelse av optimale separasjonsytelser, og genererer styrevariabler som styrer hastigheten av citratirifusjon under en gitt behandlingssesjon,

fig. 6 viser et skjematisk flytskjemariss av den hjelpeprogramfunksjon som er inneholdt i systemoptimaliseirngsanvendelsen som anbefaler optimale lagringsparametere basert på ytelsen av blodplater under en gitt behandlingssesjon,

fig. 7 viser et skjematisk flytskjemariss av den hjelpeprogramfunksjon som er inneholdt i systemoptimaliseringsanvendelsen som beregner behandlingstiden før påbegynnelse av en gitt behandlingssesjon,

fig. 8 viser en grafisk fremstilling av en algoritme som benyttes av den hjelpeprogarmfunksjon som er vist på fig. 4 og som uttrykker sammenhengen mellom virkningsgraden av blodplateseparasjon i det andre trinns kammer og en dimensjonsløs parameter som tar i betraktning størrelsen av blodplatene, plasmastrømningshastigheten, arealet av kammeret og rotasjonshastigheten,

fig. 9 er en kurve som viser sammenhengen mellom partialtrykket av oksygen og gjennomtrengningen av en spesiell lagringsbeholder som den hjelpeprogramfunksjon som er vist på fig. 6, tar i betraktning ved anbefaling av optimale lagringsparametere uttrykt ved antallet av lagringsbeholdere,

fig. 10 er en kurve som viser forbindelsen mellom forbruket av bikarbonat og lagrings-trombocytokrit for en spesiell lagringsbeholder som den hjelpeprogramfunksjon som er vist på fig. 6, tar i betraktning ved anbefaling av optimale lagringsparametere uttrykt ved volumet av plasmalagringsmedium, og

fig. 11 er en kurve som viser effektiviteten eller virkningsgraden av blodplateseparasjon, uttrykt ved midlere blodplatevolum, som funksjon av innløps-hematokrit, som en hjelpeprogramfunksjon som er vist på fig. 5, tar i betraktning ved generering av en styrevariabel som styrer plasmaresirkulasjon under behandling.

Beskrivelse av de foretrukne utførelser

Fig. 1 viser i skjematisk form et on-line-blodbehandlingssystem 10 for utførelse av en automatisert blodplateoppsamlingsprosess. Systemet 10 er på mange måter et typisk eksempel på et konvensjonelt tonål-blodoppsamlingsnettverk, selv om et konvensjonelt enkeltnålnettverk også kunne benyttes. Systemet 10 inneholder en behandlingsstyreenhet 18 som omfatter særtrekkene ifølge oppfinnelsen.

I. Separasjonssystemet

Systemet 10 omfatter et arrangement av holdbare maskinvareelementer hvis operasjon styres av behandlingsstyreenheten 18. Maskinvareelementene omfatter en sentrifuge 12 i hvilken helblod (WB) separeres i sine forskjellige terapeutiske komponenter, så som blodplater, plasma og røde blodceller (RBC). Maskinvareelementene vil også omfatte forskjellige pumper som typisk er peristaltiske (betegnet Pl til P4), og forskjellige in-line-klemmer og ventiler (betegnet VI til V3). Selvsagt kan det typisk være til stede andre typer av maskinvareelementer som fig. 1 ikke viser, så som solenoider, trykkmonitorer og liknende.

Systemet 10 omfatter typisk også en eller annen form for montasje 14 for behandling av kasserbart fluidum og som benyttes i forbindelse med maskinvareelementene.

I det viste blodbehandlingssystem 10 omfatter montasjen 14 et totrinns behandlingskammer 16. Ved bruk roterer sentrifugen 12 behandlingskammeret 16 for å separere blodkomponenter ved sentrifugalvirkning. En representativ sentrifuge som kan benyttes, er vist i US patent 5 360 542 (Williamson) som innlemmes i den foreliggende beskrivelse ved henvisning.

Konstruksjonen av totrinns-behandlingskarnmeret 16 kan variere. Det kan for eksempel anta formen av doble poser, slik som de behandlingskamre som er vist i US patent 4 146 172 (Cullis m.fl.). Alternativt kan behandlingskammeret 16 anta formen av en langstrakt, integrert totrinnspose, slik som den som er vist i US patent 5 370 802 (Brown).

I det viste blodbehandlingssystem 10 omfatter behandlingsmontasjen 14 også en oppstilling av fleksible rørledninger som danner en fluidkrets. Fluidkretsen transporterer væsker til og fra behandlingskammeret 16. Pumpene P1-P4 og ventilene V1-V3 er koplet til rørledningene for å styre fluidstrømmen på foreskrevne måter. Fluidkretsen inneholder videre et antall beholdere (betegnet Cl til C3) for å utlevere og motta væsker under behandling.

Styreenheten 18 styrer operasjonen av de forskjellige maskinvareelementer for å utføre én eller flere behandlingsoppgaver ved benyttelse av montasjen 14. Styreenheten 18 utfører også sanntidsberegning av behandlingstilstander og utmater informasjon for å hjelpe operatøren ved maksimering av separasjonen og oppsamlingen av blodkomponenter. Oppfinnelsen angår spesielt viktige egenskaper ved styreenheten 18.

Systemet 10 kan være utformet for å utføre forskjellige typer av blod-separasjonsprosesser. Fig. 1 viser systemet 10 utformet for å utføre en automatisert, tonåls blodplateoppsamlingsprosess.

I en oppsamlingsmodus dirigerer en første rørledningsgren 20 og helblod-innløpspumpen P2 helblod (WB) fra en uttrekks- eller tappenål 22 inn i det første trinn 24 av behandlingskammeret 16. I mellomtiden måler en hjelperørledningsgren 26 antikoagulant fra beholderen Cl til helblodstrømmen gjennom antikoagulantpumpen Pl. Selv om typen av antikoagulant kan variere, benytter den viste utførelse ACDA, hvilket er en vanlig benyttet antikoagulant for ferese.

Beholderen C2 inneholder saltoppløsning. En annen hjelperørledningsgren 28 transporterer saltoppløsningen inn i den første rørledningsgren 20, via på-linje-ventilen VI, for bruk ved preparing og rensing av luft fra systemet 10 før behandling begynner. Salt-oppløsning innføres også på nytt etter avsluttet behandling, for å spyle gjenværende komponenter fra montasjen 14 for retur til giveren.

Antikoagulert helblod kommer inn i og fyller det første trinn 24 av behandlingskammeret 16. Sentrifugalkrefter som frembringes under rotasjon av sentrifugen 12, separerer der helblod i røde blodceller (RBC) og blodplaterikt plasma (PRP).

PRP-pumpen P4 arbeider for å trekke PRP fra behandlingskammerets 16 første trinn 24 inn i en andre rørledningsgren 30 for transport til behandlingskammerets 16 andre trinn 32. PRP separeres der i blodplatekonsentrat (PC) og blodplatefattig plasma (PPP).

Det blodplaterike plasma kan valgfritt transporteres gjennom et filter F for å fjerne leukocytter før separasjon i det andre trinn 32. Filteret F kan benytte filtermaterialer som inneholder fibrer av den type som er vist i US-patent 4 936 998 (Nishimura m.fl.) som innlemmes i den foreliggende beskrivelse ved henvisning. Filtermaterialer som inneholder disse fibrer, selges kommersielt av Asahi Medical Company i filtre under handelsnavnet

SEPACELL.

Systemet 10 omfatter en resirkulasjons-rørledningsgren 34 og en tilhørende resirkulasjonspumpe P3. Behandlingsstyreenheten 18 opererer pumpen P3 for å avlede en del av PRP-plasmaet som kommer ut fra behandlingskammerets 16 første trinn 24, for gjentatt blanding med helblodet som strømmer inn i behandlingskammerets 16 første trinn 24. Resirkulasjonen av PRP-plasmaet etablerer ønskede tilstander i inngangsområdet for det første trinn 24, for å tilveiebringe maksimal separasjon av RBC og PRP.

Etter hvert som helblod (WB) trekkes inn i det første kammertrinn 24 for separasjon, returnerer samtidig det viste tonålssystem RBC-celler fra det første kammertrinn 24, sammen med en del av PPP-plasmaet fra det andre kammertrinn 32, til giveren gjennom en returnål 36 via rørledningsgrenene 38 og 40 og på-linje-ventilen V2.

Systemet 10 oppsamler også blodplatekonsentrat (PC) (oppslemmet på nytt i et volum av PPP) i noen av beholderne C3 via rørledningsgrener 38 og 42 og en på-linje-ventil V3 for lagring og fordelaktig bruk. Beholderen eller beholderne C3 som er beregnet for lagring av blodplatekonsentratet, er fortrinnsvis fremstilt av materialer som, sammenliknet med DEHP-myknede polyvinylkloirdmaterialer, har større gassgjennomtrengelighet, hvilket er gunstig for blodplatelagring. Det kan for eksempel benyttes polyolefinmateriale (som vist i US-patent 4 140 162 (Gajewski m.fi.)), eller et polyvinylkloirdmateriale som er myknet med tri-2-etylheksyl-trimellitat (TEHTM).

Systemet 10 kan også oppsamle PPP i noen av beholderne C3 via den samme fluidbane. Den kontinuerlige bibeholdelse av PPP tjener flere formål, både under og etter komponentseparasjonsprosessen.

Tilbakeholdelsen av det blodplatefattige plasma (PPP) tjener et terapeutisk formål under behandling. PPP inneholder det meste av den antikoagulant som utmåles inn i helblod (WB) under komponentseparasjonsprosessen. Ved å holde tilbake en del av PPP i stedet for å returnere alt sammen til giveren, reduseres det totale volum av antikoagulant som mottas av giveren under behandling. Denne reduksjon er særlig vesentlig når store blodvolumer behandles. Tilbakeholdelsen av PPP under behandling holder også giverens sirkulerende blodplateantall (platelet count) høyere og mer ensartet under behandling.

Systemet 10 kan også avlede behandlingsfordeler ut fra det tilbakeholdte PPP.

I en alternativ resirkulasjonsmodus kan systemet 10 resirkulere en del av det tilbakeholdte PPP, i stedet for PRP, for blanding med helblod som strømmer inn i det første trinns kammer 24. Alternativt, dersom helblodstrømmen midlertidig skulle bli stanset under behandling, kan systemet 10 trekke på eller benytte det tilbakeholdte volum av PPP som et antikoagulert "åpenholdelses"-fluid for å holde fluidlinjer åpne. Ved slutten av separasjonsprosessen kan systemet 10 dessuten benytte seg av det tilbakeholdte volum av PPP som et ,'tilbakerensings"-fluid, for på nytt å oppslemme og rense RBC fra det første trinns kammer 24 for retur til giveren via returvenen 40. Etter separasjonsprosessen arbeider systemet 10 også i en gjentatt oppslemmingsmodus for å benytte et parti av det tilbakeholdte PPP for på nytt å oppslemme PC i det andre trinns kammer 24 for overføring og lagring i oppsamlingsbeholderen eller oppsamlingsbeholderne C3.

II. Systemstyreenheten

Styreenheten 18 utfører de totale prosesskontroll- og overvålringsfunksjoner for systemet 10 slik det nettopp er beskrevet. I den viste og foretrukne utførelse (se fig. 2) omfatter styreenheten en hovedbehandlingsenhet (MPU) 44. I den foretrukne utførelse omfatter MPU-enheten 44 en mikroprosessor av typen 68030 som fremstilles av Motorola Corporation, selv om andre typer av konvensjonelle mikroprosessorer kan benyttes.

I den foretrukne utførelse benytter MPU-enheten 44 konvensjonell multioppgavekjøring i sann tid for å tildele MPU-sykluser til behandlingsoppgaver. Et periodisk taktregisteravbrudd (f.eks. hvert femte millisekund) tilegner seg eller okkuperer den utførende oppgave og fordeler en annen som er i en klartilstand for utførelse. Dersom en omfordeling kreves, fordeles den høyest prioriterte oppgave i klartilstanden. Ellers fordeles den neste oppgave på listen i klartilstanden.

A. Funksjonell maskinvarekontroll

MPU-enheten 44 omfatter en anvendelsesstyreleder (application control manager) 46. Anvendelsesstyrelederen 46 administrerer aktiveringen av et bibliotek 48 av kontroll- eller styreanvendelser (betegnet Al til A3). Hver styreanvendelse A1-A3 fore-skriver prosedyrer for utførelse av gitte funksjonsoppgaver ved benyttelse av systemets maskinvare (f.eks. sentrifugen 12, pumpene P1-P4 og ventilene V1-V3) på forutbestemt måte. I den viste og foretrukne utførelse ligger anvendelsene A1-A3 som prosess-programvare i EPROM-lagre i MPU-enheten 44.

Antallet av anvendelser (programløsninger) A1-A3 kan variere. I den viste og foretrukne utførelse omfatter biblioteket 48 minst én klinisk prosedyreanvendelse Al. Prosedyreanvendelsen Al inneholder de trinn å utføre én foreskrevet, klinisk behandlings-prosedyre. Som et eksempel i den viste utførelse omfatter biblioteket 48 en prosedyreanvendelse Al for utførelse av dobbeltnål-blodplateoppsamlingsprosessen, slik som allerede generelt beskrevet i forbindelse med fig. 1. Ytterligere prosedyreanvendelser kan selvsagt være, og vil typisk være, inkludert. For eksempel kan biblioteket 48 omfatte en prosedyreanvendelse for utførelse av en konvensjonell enkeltnål-blodplateoppsamlingsprosess.

I den viste og foretrukne utførelse omfatter biblioteket 48 også en system-optimeringsanvendelse A2. Systemoptimeringsanvendelsen A2 inneholder innbyrdes beslektede, spesialiserte nytte- eller hjelpeprogramfunksjoner som behandler informasjon basert på sanntidsbehandlingstilstander og empiriske beregninger for å utlede informasjon og styrevariabler som optimerer systemoppførsel. Ytterligere detaljer ved optimeringsanvendelsen A2 vil bli beskrevet senere.

Biblioteket 48 omfatter også en hovedmeny-anvendelse A3 som koordinerer utvelgelsen av de forskjellige anvendelser A1-A3 av operatøren, slik det også vil bli beskrevet mer detaljert senere.

Ytterligere ikke-kliniske prosedyreanvendelser kan selvsagt være, og vil typisk være, inkludert. For eksempel kan biblioteket 48 omfatte en konfigurasjonsanvendelse som inneholder prosedyrene for å tillate operatøren å konfigurere standard-driftsparametrene for systemet 10. Som et ytterligere eksempel kan biblioteket 48 omfatte en diagnoseanvendelse som inneholder de prosedyrer som hjelper servicepersonell ved diagnostisering og feilsøking i forbindelse med systemts funksjonelle integritet, og en systemomstartanvendelse som utfører en fullstendig omstart av systemet dersom dette skulle bli ute av stand til å klare seg eller komme seg fra en feiltilstand.

En instrumentleder 50 ligger også som prosessprogramvare i EPROM-lagre i MPU-enheten 44. Instrumentlederen 50 kommuniserer med anvendelssstyrelederen 46. Instrumentlederen 50 kommuniserer også med ytre lavnivå-styreenheter 52 for pumpene, solenoidene, ventilene og annen funksjons-maskinvare i systemet.

Slik fig. 2 viser, sender anvendelsesstyrelederen 46 spesielle funksjons-kommandoer til instrumentlederen 50, slik den er oppkalt av den aktiverte anvendelse Al-A3. Instrumentlederen 50 identifiserer den eller de ytre styreenheter 52 for utførelse av funksjonen, og kompilerer maskinvarespesifiserte kommandoer. De ytre styreenheter 52 kommuniserer direkte med maskinvaren for å implementere de maskinvarespesifiserte kommandoer, slik at maskinvaren bringes til å arbeide på en spesiell måte. En kommunika-sjonsleder 54 tar seg av eller bestyrer maskinorientert protokoll og kommunikasjoner mellom instrumentlederen 50 og de ytre styreenheter 52.

Slik fig. 2 også viser, transporterer instrumentlederen 50 statusdata om behandlingsprosedyrens drifts- og funksjonstilstander tilbake til anvendelsesstyrelederen 46. Statusdataene uttrykkes ved for eksempel fluidstrømningshastigheter, avfølte trykk og målte fluidvolumer.

Anvendelsesstyrelederen 46 sender utvalgte statusdata for fremvisning for operatøren. Videre sender anvendelsesstyrelederen 46 drifts- og funksjonstilstander til prosedyreanvendelsen Al og den yteevneovervåkende anvendelse A2.

B. Brukergrensesnittkontroll

I den viste utførelse omfatter MPU-enheten 44 også et interaktivt bruker-grensesnitt 58. Grensesnittet 58 tillater operatøren å betrakte og forstå informasjon angående driften av systemet 10. Grensesnittet 58 tillater også operatøren å velge ut anvendelser som ligger i anvendelsesstyrelederen 46, så vel som å endre visse funksjoner og yteevnekriterier for systemet 10.

Grensesnittet 58 omfatter en grensesnittskjerm 60 og, fortrinnsvis, en lydanordning 62. Grensesnittskjermen 60 fremviser informasjon for betraktning av opera-tøren i alfanumerisk format og som grafiske bilder. Lydanordningen 62 tilveiebringer hør-bare klarmeldinger, enten for å få operatørens oppmerksomhet eller for å bekrefte operatør-handlinger.

I den viste og foretrukne utførelse tjener grensesnittskjermen 60 også som en innmatingsanordning. Den mottar innmating fra operatøren ved hjelp av konvensjonell berøringsaktiveiing. Alternativt eller i kombinasjon med berøringsaktivering kan en mus eller et tastbord benyttes som innmatingsanordninger.

En grensesnittstyreenhet 64 kommuniserer med grensesnittskjermen 60 og lydanordningen 62. Grensesnittstyreenheten 64 kommuniserer på sin side med en grense-snittleder 66 som på sin side kommuniserer med anvendelsesstyrelederen 46. Grensesnittstyreenheten 64 og grensesnittlederen 66 ligger som prosess-programvare i EPROM-lagre i MPU-enheten 44.

C. Systemoptimeringsanvendelsen

I den viste utførelse (slik fig. 3 viser) inneholder systemoptimeringsanvendelsen A2 seks spesialiserte, men likevel innbyrdes beslektede hjelpeprogramfunksjoner (utility functions) som er betegnet Fl til F6. Antallet og typen av hjelpeprogramfunksjoner kan selvsagt variere.

I den viste utførelse utleder en hjelpeprogariTifunksjon Fl ytelsen til systemet 10 for den spesielle cellekomponent som er gjenstand for oppsamling. For blodplate-oppsamlings-prosedyreanvendelsen Al fastslår hjelpeprogramfunksjonen Fl både den momentane, fysiske tilstand til systemet 10 uttrykt ved dets separasjonsvirkningsgrader, og den momentane, fysiologiske tilstand til giveren uttrykt ved antallet av sirkulerende blodplater som er tilgjengelige for oppsamling. Ut fra disse utleder hjelpeprogramfunksjonen Fl den momentane ytelse av blodplater kontinuerlig over behandlingsperioden.

Enda en annen hjelpeprogramfunksjon F2 baserer seg på den beregnede blodplateytelse og andre behandlingsbetingelser for å frembringe utvalgte informasjons-statusverdier og parametere. Disse verdier og parametere frembringes på grensesnittet 58 for å hjelpe operatøren ved etablering og opprettholdelse av optimale yteevnebetingelser. De statusverdier og parametere som utledes av hjelpeprogramfunksjonen F2, kan variere. For eksempel rapporterer hjelpeprogramfunksjonen F2 i den viste utførelse gjenværende volumer som skal behandles, gjenværende behandlingstider, og komponentoppsamlings-volumene og komponentoppsamlingshastighetene.

En annen hjelrjeprogramfunksjon F3 beregner og anbefaler, basert på den blodplateytelse som utledes av hjelpeprogramfunksjonen Fl, de optimale lagringsparametere for blodplatene uttrykt ved antallet av lagringsbeholdere og volummengden av PPP-lagrings-materialer som skal benyttes.

Andre hjelpeprogarmfunksjoner genererer styrevariabler basert på pågående behandlingstilstander for bruk av anvendelsesstyrelederen 46 til å etablere og opprettholde optimale behandlingstilstander. For eksempel genererer én hjelpeprogramfunksjon F4 styrevariabler for å optimere blodplateseparasjonstilstander i det første trinn 24. En annen hjelpeprogramfunksjon F5 genererer styrevariabler for å styre den hastighet med hvilken citrat-anitkoagulant returneres sammen med PPP-plasmaet til giveren for å unngå mulige cirrat-toksisitetsreaksjoner.

Enda en annen hjelpeprogramfunksjon F6 utleder en beregnet prosedyretid som forutsier oppsamlingstiden før giveren tilkoples.

Ytterligere detaljer ved disse hjelpeprogramfunksjoner Fl til F6 skal nå beskrives nærmere.

III. Utledning av blodplateytelse

Hjelpeprogarmfunksjonen Fl (se fig. 4) foretar kontinuerlige beregninger av blodplate-separasjonsvirkningsgraden (7}p)t) for systemet 10. Hjelpeprogramfunksjonen Fl behandler blodplate-separasjonsvirkningsgraden tjm som om den er den samme som forholdet mellom plasmavolum separert fra giverens helblod i forhold til det totale plasma volum som er tilgjengelig i helblodet. Hjelpeprogramfunksjonen Fl antar derved at hver blodplate i plasmavolumet som separeres fra giverens helblod, vil bli høstet.

Giverens hematokrit endrer seg på grunn av antikoagulantfortynnings- og plasmautarmingseffekter under behandling, og separasjonsvirkningsgraden ifø, forblir således ikke på en konstant verdi, men endrer seg gjennom hele prosedyren. Hjelpeprogramfunksjonen Fl kjemper med disse prosessavhengige endringer ved å overvåke ytelsene inkrementalt. Disse ytelser, som kalles inkrementale, klarerte eller frigjorte volumer (cleared volumes) (AClrVol), beregnes ved å multiplisere den aktuelle separasjonsvirkningsgrad tjp1i med det aktuelle, inkrementale volum av giver-helblod, fortynnet med antikoagulant, som er i ferd med å behandles, på følgende måte:

AClrVol = ACDil xtj^ xA VOL*;hvor ;AVolproc er det inkrementale helblodvolum som er under behandling, og ;ACDil er en antikoagulant-fortynningsfaktor for det inkrementale helblodvolum, beregnet som følger: ;hvor ;AC er det valgte forhold mellom helblodvolum og antikoagulantvolum (for eksempel 10:1 eller "10"). AC kan utgjøre en fast verdi under behandlingsperioden. Alternativt kan AC varieres på trinninndelt måte (staged fashion) i overensstemmelse med foreskrevne kriterier under behandlingsperioden. ;For eksempel kan AC ved begynnelsen av behandlingen innstilles på et mindre forhold for en innstilt, innledende tidsperiode, og deretter økes i trinn etter påfølgende tidsperioder. For eksempel kan AC innstilles på 6:1 for det første minutt med behandling, deretter heves til 8:1 for de neste 2,5 til 3 minutter, og til slutt heves til behandlignsnivået til 10:1. ;Innføringen av antikoagulant kan også inndeles i trinn ved overvåking av innløpstrykket av blodplaterikt plasma (PRP) som strømmer inn i det andre behandlingstrinn 32. For eksempel kan AC innstilles på 6:1 inntil det innledende trykk (f.eks. på 500 mmHg) faller til et innstilt terskelnivå (f.eks. 200 mmHg til 300 mmHg). AC kan deretter heves i trinn opp til behandlingsnivået på 10:1, mens trykket overvåkes for å sikre at det forblir på det ønskede nivå. ;Hjelpeprogramfunksjonen Fl foretar også kontinuerlige beregninger av giverens aktuelle, sirkulerende blodplateantall (PltQre), uttrykt ved 1000 blodplater pr. mikroliter ( fil) av plasmavohim (eller k/fil). På liknende måte som ifP\ t vil Plton: endre seg under behandling på grunn av virkningene av fortynning og utarming. Hjelpeprogramfunksjonen Fl overvåker også blodplateytelsen inkrementalt i inkrementer, ved å multiplisere hvert inkrementalt, klarert plasmavolum AClrVol (basert på en momentan beregning av ijpit) med en momentan beregning av det sirkulerende blodplateantall Pitar- Produktet er en inkremental blodplateytelse (AYld), typisk uttrykt som en blodplater, hvor en = 0,5 x 10" blodplater (e<11> = 0,5 x 10<11> blodplater). ;Ved ethvert gitt tidspunkt utgjør summen av de inkrementale blodplateytelser AYld den aktuelle blodplateytelse YldAkt, som også kan uttrykkes som følger: ;hvor ;Yldoid er den siste beregnede YldAkb og ;;hvor ;PltAia er den aktuelle (momentane) beregning av det sirkulerende blodplateantall til giveren. ;AYld divideres med 100 000 i likning (4) for å balansere enheter. ;Det etterfølgende tilveiebringer ytterligere detaljer ved utledningen av de ovenfor beskrevne behandlingsvariabler ved hjelp av hjelpeprogramfunksjonen Fl. ;A. Utledning av total separasjonsvirkningsgrad ijP|t;Den totale systemvirkningsgrad ijPi, er produktet av de individuelle virkningsgrader av delene av systemet, slik som uttrykt som følger: ;V <=> X X V Ane < 5) ;hvor ;fistsep er virkningsgraden av separasjonen av PRP fra WB i det første separasjonstrinn, ;VinåSep er virkningsgraden av separasjonen av PC fra PRP i det andre separasjonstrinn, og ;Vaik er produktet av virkningsgradene av andre hjelpebehandlingstrinn i systemet. ;1. Første trinns separasjonsvirkningsgrad ifutstp ;Hjelpeprogramfunksjonen Fl (se fig. 4) utleder ijistsq> kontinuerlig over forløpet av en prosedyre basert på målte og empiriske behandlingsverdier, ved benyttelse av følgende uttrykk: ;hvor ;Qb er den målte helblod-strømningsmengde (i ml/min), og ;Qp er den målte PRP-strømningsmengde (i ml/min). ;Hb er den tilsynelatende hematokrit av det antikoagulerte helblod som strøm-mer inn i det første trinns separasjonskammer. Hb er en verdi som utledes av hjelpe-programmet basert på avfølte strømningstilstander og teoretiske betraktninger. Hjelpeprogramfunksjonen Fl krever derfor ikke noen on-line hematokritføler for å måle virkelig WB-hematokrit. ;Hjelpeprogramfunksjonen Fl utleder Hb basert på følgende forbindelse: ;;hvor ;Hfbc er den tilsynelatende hematokrit av RBC-laget i det første trinns separasjonskammer, basert på avfølte driftstilstander og de fysiske dimensjoner av det første trinns separasjonskammer. Slik som med Hb, krever hjelpeprogramfunksjonen Fl ikke noen fysisk føler for å bestemme som utledes ved hjelp av hjelpeprogramfunksjonen i overensstemmelse med følgende uttrykk: ;hvor ;qb er innløps-blodstrømningsmengde (cm<3>/sek), hvilket er en kjent størrelse som, når den omformes til ml/min, svarer til Oj, i likning (6). ;cjp er målt PRP-strømningsmengde (i cmVsek), hvilket er en kjent størrelse som, når den omformes til ml/min, svarer til Qp i likning (6). ;jf? er et skjærehastighetsavhengig ledd, og S7 er senkningskoeffisienten (sek) for røde blodceller. Basert på empiriske data antar likning (8) at jQ/S7= 15,8 x IO6 sek"<1>. ;A er separasjonskammerets areal (cm<2>), hvilket er en kjent dimensjon. ;g er sentrifugalakselerasjonen (cm/sek<2>), hvilken er radien av det første separasjonskammer (en kjent dimensjon) multiplisert med rotasjonshastigheten i kvadrat li2 (rad/sek2) (en annen kjent størrelse). ;k er en viskositetskonstant = 0,625, og k er en viskositetskonstant basert på k og en annen viskositetskonstant a=4,5, hvor ;;Likning (8) er avledet ut fra de relasjoner som er uttrykt i følgende likning (10): ;Ovenstående likning er angitt i en artikkel av Brown, med tittelen "The Physics of Continuous Flow Centrifugal Cell Separation" i "Artificial Organs" 1989, 13(l):4-20. Likning (8) løser likning (10) for Hrbc. ;2. Det andre trinns separasjonsvirkningsgrad ifcndsep ;Hjelpeprogramfunksjonen Fl (se fig. 4) utleder også føndsep kontinuerlig over forløpet av en prosedyre basert på en algoritme, utledet fra datamaskinmodellering, som beregner hvilken fraksjon av logg-normalt fordelte blodplater som vil bli oppsamlet i det andre separasjons tri nn 32 som funksjon av deres størrelse (midlere blodplatevolum, eller MPV), strømningsmengden (Qp), areal (A) av separasjonstrinnet 32, og sentrifugalakselera-sjon (g, som er spinnradien av det andre trinn multiplisert med rotasjonshastigheten i kvadrat n2).;Algoritmen kan uttrykkes ved en funksjon som er vist grafisk på fig. 8. Kurven plotter føndsep uttrykt ved en eneste dimensjonsløs parameter gASp/Qp, ;hvor ;Sp = 1,8 x IO"9 MPV2'3 (sek), og ;MPV er det midlere blodplatevolum (femtoliter, fl, eller kubikkmikroner) som kan måles ved hjelp av konvensjonelle teknikker ut fra en prøve på giverens blod som oppsamles før behandling. Det kan forekomme variasjoner i MPV på grunn av benyttelse av forskjellige tellere. Hjelpeprogramfunksjonen kan derfor omfatte en oppslagstabell for å standardisere MPV for bruk av funksjonen i overensstemmelse med den type teller som benyttes. Alternativt kan MPV beregnes basert på en funksjon som utledes ut fra statistisk evaluering av kliniske blodplate-forhåndstellingsdata PltPRE, som hjelpeprogramfunksjonen kan benytte. Oppfinneren antar, basert på hans evaluering av slike kliniske data, at MPV-funksjonen kan uttrykkes som ;MPV (fl)« 11,5 - 0,009PltPRE (k//d) ;3. Underordnede separasjonsvirkningsgrader qAne;i?Anc tar i betraktning virkningsgraden (uttrykt ved blodplatetap) for andre deler av behandlingssystemet. ijAnc tar i betraktning virkningsgraden for transport av blodplater (i ;PRP) fra det første trinns kammer til det andre trinns kammer; virkningsgraden for transport av blodplater (også i PRP) gjennom leukocytt-fjerningsfilteret; virkningsgraden for gjentatt oppslemming og overføring av blodplater (i PC) fra det andre trinns kammer etter behandling; og virkningsgraden for gjentatt behandling av tidligere behandlet blod i enten en enkeltnål- eller en dobbeltnålkonfigurasjon. ;Virkningsgradene av disse underordnede prosesstrinn kan vurderes basert på kliniske data, eller beregnes basert på datamaskinmodellering. Basert på disse betraktninger kan det anvises en forutsagt verdi for ijAnc, som likning (5) behandler som konstant over forløpet av en gitt prosedyre. ;B: Utledning av giverblodeplateantall (Pltcfc) ;Hjelpeprogramfunksjonen Fl (se fig. 4) stoler på en kinetisk modell for å forutsi giverens aktuelle, sirkulerende blodplatetelling eller blodplateantall Pite™ under behandling. Modellen beregner giverens blodvolum, og beregner deretter virkningene av fortynning og utarming under behandling, for å avlede Pltarc i overensstemmelse med følgende relasjoner: ;hvor ;Pltpre er giverens sirkulerende blodplateantall før behandling begynner (k/jtl), hvilket kan måles ved hjelp av konvensjonelle teknikker ut fra en prøve av helblod tatt fra giveren før behandling. Det kan forekomme variasjoner i Plt^ på grunn av bruk av forskjellige tellere (se f.eks. Peoples m.fl., "A Multi-Site Study of Variables Affecting Platelet Counting for Blood Component Quality Control", Transfusion (Special Abstract Supplement, 47nde Årlige Møte), v. 34, nr. 10S, Supplement oktober 1994). Hjelpeprogramfunksjonen kan derfor inkludere en oppslagstabell for å standardisere alle blodplatetellinger (så som Pltpre og Pltpost som skal beskrives senere) for benyttelse av funksjonen i overensstemmelse med typen av teller som benyttes. ;Fortynning er en faktor som reduserer giverens forhåndsbehandlende, sirkulerende blodplatetelling eller blodplateantall Pltpre på grunn av økning i giverens tilsynelatende, sirkulerende blodvolum forårsaket av systemets påfyllingsvolum (priming volume) og leveringen av antikoagulant. Fortynning tar også i betraktning den kontinuerlige fjerning av fluid fra det vaskulære rom eller blodårerommet ved hjelp av nyrene under prosedyren. ;Utarming er en faktor som tar hensyn til utarmingen av giverens tilgjengelige, sirkulerende blodplateforråd (platelet pool) ved behandling. Utarming tar også hensyn til tellerens mobilisering av milten ved gjenoppretting av blodplater inn i det sirkulerende blodvolum under behandling. ;1. Beregning av Fortynning ;Hjelpeprogramfunksjonen Fl beregner fortynningsfaktoren basert på følgende uttrykk: ;hvor ;Prime er systemets påfyllingsvolum (ml), ;ACD er volumet av antikoagulant som benyttes (aktuelt eller avsluttende), avhengig av den tid utledningen foretas) (ml), ;PPP er volumet av oppsamlet PPP (aktuelt eller endelig) (ml), og ;DonVol (ml) er giverens blodvolum basert på modeller som tar hensyn til giverens høyde, vekt og kjønn. Disse modeller forenkles ytterligere ved benyttelse av empiriske data til å avsette blodvolum som funksjon av givervekt linearisert ved hjelp av regresjon til følgende, mer strømlinjede uttrykk: ;hvor ;Wgt er giverens vekt (kg). ;2. Beregning av Utarming ;Den kontinuerlige oppsamling av blodplater utarmer det tilgjengelige, sirkulerende blodplateforråd. En første ordens modell forutsier at giverens blodplateantall eller blodplatetelling reduseres med blodplateytelsen (Yld) (aktuell eller endelig) dividert med giverens sirkulerende blodvolum (DonVol), uttrykt som følger: ;hvor ;Yld er den aktuelle, momentane eller endelige blodplateytelse (k//il). I likning (14) multipliseres Yld med 100 000 for å balansere enheter. ;Likning (14) tar ikke hensyn til miltmobilisering eller erstatningsblodplater, hvilket kalles miltmobiliseringsfaktoren (eller Splen). Splen indikerer at givere med lave blodplatetellinger ikke desto mindre har en stor blodplatereserve som holdes i milten. Under behandling, etter hvert som sirkulerende blodplater fjernes fra giverens blod, frigjør milten blodplater som den holder i reserve, til blodet, og oppveier dermed delvis fallet i sirkulerende blodplater. Oppfinneren har oppdaget at selv om blodplate-forhåndstellinger varierer over et vidt område blant givere, forblir det totale tilgjengelige blodplatevolum bemerkelsesverdig konstant blant givere. Et midlere, tilsynelatende givervolum er 3,10 ± 0,25 ml blodplater pr. liter blod. Variasjonskoeffisienten er 8,1 %, bare ubetydelig høyere enn variasjonskoeffisienten i hematokrit som sees i normale givere. ;Oppfinneren har utledet mobiliseringsfaktoren Splen ut fra en sammenlikning av virkelig, målt utarming med Utarm (likning (14)) som avsettes og lineariseres som funksjon av Pltpre. Splen (som er begrenset til en nedre grense på 1) angis som følger: ;Basert på likningene (14) og (15) utleder hjelpeprogramfunksjonen Utarming som følger: ;c. Sanntids-prosedyremodifikasjoner ;Operatøren vil ikke alltid ha en aktuell blodplate-forhåndstelling Pltpre for hver giver ved begynnelsen av prosedyren. Hjelpeprogramfunksjonen Fl tillater systemet å starte under normalparametere (default parameters), eller verdier fra en tidligere prosedyre. Hjelpeprogramfiinksjonen Fl tillater den aktuelle blodplate-forhåndstelling Pltpn- å inntastes av operatøren senere under prosedyren. Hjelpeprogramfunksjonen Fl beregner på nytt blodplateytelser som er bestemt under ett sett av betingelser, for å avspeile de nylig inntastede verdier. Hjelpeprogramfunksjonen Fl benytter den aktuelle ytelse til å beregne et effektivt, klarert volum, og benytter deretter dette volum til å beregne den nye, aktuelle eller løpende ytelse, idet den bevarer den blodplate-forhåndstellingsavhengige natur av miltmobilisering. ;Hjelpeprogramfunksjonen Fl benytter den aktuelle ytelse til å beregne et effektivt, klarert volum som følger: ;hvor ;ClrVol er det klarerte plastmavolum, ;DonVol er giverens sirkulerende blodvolum, beregnet ifølge likning (13), ;YldAkt er den aktuelle blodplateytelse beregnet ifølge likning (3) basert på aktuelle behandlingsbetingelser, ;Prime er blodsidens påfyllingsvolum (ml), ;ACD er volumet av benyttet antikoagulant (ml), ;PPP er volumet av oppsamlet, blodplatefattig plasma (ml), ;Preoid er giverens blodplatetelling før behandling, innført før behandling begynner (k/pl), og ;Splenoid er miltmobiliseringsfaktoren beregnet ved benyttelse av likning (16) basert på Pre0id- ;Hjelpeprogramfunksjonen Fl benytter ClrVol beregnet ved benyttelse av likning (17), til å beregne den nye, aktuelle ytelse som følger: ;hvor ;PreNy er den reviderte giverblodplate-forhåndstelling som innføres under behandling (k//il), ;YldNy er den nye blodplateytelse som tar hensyn til den reviderte giverblodplate-forhåndstelling PreNy, ;ClrVol er det klarerte plasmavolum, beregnet ifølge likning (17), ;DonVol er giverens sirkulerende blodvolum, beregnet ifølge likning (13), det samme som i likning (17), ;Prime er blodsidens påfyllingsvolum (ml), det samme som i likning (17), ACD er volumet av benyttet antikoagulant (ml), det som i likning (17), ;PPP er volumet av oppsamlet, blodplatefattig plasma (ml), det samme som i likning (17), og ;SplenNy er miltmobiliseringsfaktoren beregnet ved benyttelse av likning (15) basert på PreNy. ;IV. Utledning av annen behandlingsinformasion ;Hjelpeprogramfunksjonen F2 (se fig. 5) stoler på beregningen av Yld ved hjelp av den første hjelpeprogramfunksjon Fl til å utlede andre informasjonsverdier og parametere for å hjelpe operatøren ved bestemmelse av de optimale driftsbetingelser for prosedyren. De følgende behandlingsverdier eksemplifiserer utledninger som hjelpeprogramfunksjonen F2 kan tilveiebringe. ;A. Gjenværende volum som skal behandles ;Hjelpeprogramfunksjonen F2 beregner det ytterligere, behandlede volum som er nødvendig for å oppnå en ønsket blodplateytelse Vbrem (i nil) ved å dividere den gjenværende ytelse som skal oppsamles, med den forventede, midlere blodplatetelling over resten av prosedyren, med korreksjoner for å avspeile den aktuelle eller løpende driftsvirkningsgrad T} P\ t. Hjelpeprogramfunksjonen F2 utleder denne verdi ved benyttelse av følgende uttrykk ;;hvor ;Vbrem er det ytterligere behandlingsvolum (ml) som er nødvendig for å oppnå YldMai, ;YldMji er den ønskede blodplateytelse (k//il), ;YldAta er den aktuelle blodplateytelse (k//il), beregnet ved benyttelse av likning (3) basert på aktuelle eller løpende behandlingsverdier, ;t/ph er den foreliggende (momentane) blodplateoppsamlingsvirkningsgrad, beregnet ved benyttelse av likning (5) basert på aktuelle behandlingsverdier, ;ACDil er antikoagulantfortynningsfaktoren (likning (2)), ;PltAkt er den aktuelle (momentane) sirkulerende giverblodplatetelling, beregnet ved benyttelse av likning (11) basert på aktuelle behandlingsverdier, og ;PltPosl er den forventede giverblodplatetelling etter behandling, også beregnet ved benyttelse av likning (11) basert på totale behandlingsverdier. ;B. Gjenværende behandlingstid ;Hjelpeprogramfunksjonen F2 beregner også gjenværende behandlingstid (trø,,) ;(i min) som følger: ;;hvor ;Vbrem er det gjenværende volum som skal behandles, beregnet ved benyttelse av likning (19) basert på aktuelle behandlingstilstander, og ;Qb er helblod-strømningsmengden, som enten innstilles av brukeren eller beregnes som Qbopt ved benyttelse av likning (31), slik det skal beskrives senere. ;C. Plasmaoppsamling ;Hjelpeprogramfunksjonen F2 tilføyer de forskjellige plasmaoppsamlings-betingelser for å utlede plasmaoppsamlingsvolumet (PPPMåi) (i ml) som følger: ;hvor ;PPPpc er det blodplatefattige plasmavolum som er valgt for PC-produktet og som kan ha en typisk normalverdi på 250 ml, eller kan beregnes som en optimal verdi PltMed ifølge likning (28), slik det skal beskrives senere, ;PPPniide er det blodplatefattige plasmavolum som er valgt for oppsamling som kildeplasma, ;PPPsvinn er det blodplatefattige plasmavolum som er valgt å holdes i reserve for forskjellige behandlingsformål (Normal = 30 ml), ;PPPcoiicham er volumet av plasmaoppsamlingskammeret (Normal = 40 ml), og ;PP<p>Rdnfuse er det blodplatefattige plasmavolum som vil bli infusert på nytt under behandling. ;D. Plasmaoppsamlingshastighet ;Hjelpeprogramfunksjonen F2 beregner plasmaoppsamlingshastigheten (QpPp) ;(i ml/min) som følger: ;;hvor ;PPPMji er det ønskede, blodplatefattige plasmaoppsamlingsvolum (ml), PPPAkt er det aktuelle volum av oppsamlet, blodplatefattig plasma (ml), og ;tren, er den tid som gjenstår ved oppsamling, beregnet ved benyttelse av likning (20) basert på aktuelle behandlingsbetingelser. ;E. Total, forventet AC-bruk ;Hjelpeprogramfunksjonen F2 kan også beregne det totale volum av antikoagulant som forventes benyttet under behandling (ACDgnd) (i ml) som følger: ;hvor ;ACDAkt er det aktuelle volum av benyttet antikoagulant (ml), ;AC er det valgte antikoagulantforhold, ;Qb er helblod-strømningsmengden, som enten innstilles av brukeren eller beregnes som Qbopt ved benyttelse av likning (31) basert på aktuelle behandlingsbetingelser, og ;tem er den tid som gjenstår ved behandling, beregnet ved benyttelse av likning (20) basert på aktuelle behandlingsbetingelser. ;V. Anbefaling av optimale blodplatelagringsparametere ;Hjelpeprogramfunksjonen F3 (se fig. 6) stoler på beregningen av Yld ved hjelp av hjelpeprogramfunksjonen Fl for å hjelpe operatøren ved bestemmelse av de optimale lagringsbetingelser for blodplatene som oppsamles under behandling. ;Hjelpeprogramfunksjonen F3 utleder de optimale lagringsbetingelser for å holde ved like blodplatene under den forventede lagringsperiode uttrykt ved antallet av på forhånd valgte lagringsbeholdere som kreves for blodplatene, PltBag, og volumet av plasma (PPP) PltMed (i ml) som skal ligge som lagringsmedium sammen med blodplatene. ;De optimale lagringsbetingelser for blodplater avhenger av det volum som lagres, Pltvoi» uttrykt som følger: ;hvor ;Yld er antallet av oppsamlede blodplater, og ;MPV er det midlere blodplatevolum. ;Etter hvert som PltVoi øker, øker også blodplatenes behov for oksygen under lagringsperioden. Etter hvert som Pltvoi øker, øker også blodplatenes glukoseforbruk for å understøtte stoffskifte (metabolisme), og genereringen av karbondioksid og laktat som et resultat av stoffskifte. De fysiske egenskaper til lagringsbeholderne uttrykt ved overflateareal, tykkelse og materiale velges slik at det tilveiebringes en ønsket grad av gassgjennomtrengelighet for å tillate oksygen å strømme inn og karbondioksid å unnslippe fra beholderen under lagringsperioden. ;Plasmalagirngsmediet inneholder bikarbonat HCO3 som bufrer laktatet som genereres ved blodplate-stoffskifte, slik at pH-verdien holdes på et nivå som understøtter blodplate-levedyktighet. Etter hvert som PltVoi øker, øker også behovet for bufringseffekten av HCO3, og således mer plasmavolum under lagring. ;A. Utledning av PltBag ;Partialtrykket av oksygen pOz (mmHg) for blodplater som er lagret i en lagringsbeholder med en gitt gjennomtrenging, avtar i forhold til det totale blodplatevolum Pltvoi som beholderen opptar. Fig. 9 viser en kurve basert på prøvedata som viser forbindelsen mellom p02 målt etter én dag med lagring for en lagringsbeholder med gitt gjennomtrenging. Den lagringsbeholder på hvilken fig. 9 er basert, har et overflateareal på ca. 352 cm<2> og en kapasitet på 1000 ml. Lagringsbeholderen har en gjennomtrengelighet for O2 på 30 cm3/100 cm<2>/dag, og en gjennomtrengelighet for CO2 på 199 cm<3>/100 cm<2>/dag. ;Når partialtrykket pOi faller under 20 mmHg, observeres det at blodplater blir anaerobe, og volumet av laktatbiprodukt øker vesentlig. Fig. 9 viser at den valgte lagringsbeholder kan opprettholde pC»2 på 40 mmHg (godt over det aerobe område, ved Pltvoi ^ 4,0 ml. På dette konservative grunnlag velges volumet på 4,0 ml som målvolumet Pltjvoi for denne beholder. Målvolumer Pltjvoi for andre beholdere kan bestemmes ved benyttelse av denne samme metodikk. ;Hjelpeprogramfunksjonen F3 benytter mål-blodplatevolumet Pltjvoi til å beregne PltBag som følger: ;og ;PltBag = 1 når BAG < 1,0, ellers er ;PltBag = [BAG + 1], hvor [BAG + 1] er den heltallige del av størrelsen BAG + 1. ;For eksempel, gitt en donor-MPV på 9,5 fl, og en Yld på 4 x IO<11> blodplater (Pltvoi = 3,8 ml), og gitt Pltrvoi = 4,0 ml, blir BAG = 0,95 og PltBag - 1. Dersom donorens MPV er 11,0 fl og ytelsen Yld og Pltrvoi forblir den samme (PltVoi = 4,4 ml), blir BAG =1,1 Og PltBag = 2. ;Når PltBag > 1) deles Pltvoi likt blant antallet av beholdere som kreves. ;B. Utledning av PltMed ;Mengden av bikarbonat som benyttes hver dag, er en funksjon av lagrings-trombocytokriten Tet (%), hvilken kan uttrykkes som følger: ;Forbindelsen mellom bikarbonat- eller HC03-forbruk pr. dag og Tet kan bestemmes empirisk for den valgte lagringsbeholder. Fig. 10 viser en kurve som viser denne forbindelse for den samme beholder som kurven på fig. 9 er basert på. Y-aksen på fig. 10 viser det empirisk målte forbruk av bikarbonat pr. dag (i Meq/L) basert på Tet for denne beholder. Hjelpeprogramftinksjonen F3 inkluderer de data som er uttrykt på fig. 10, i en oppslagstabell. ;Hjelpeprogramfunksjonen F3 utleder den forventede nedgang av bikarbonat pr. dag over lagringsperioden AHC03 som følger: ;hvor ;DonHco3 er det målte bikarbonatnivå i giverens (donorens) blod (Meq/L), eller alternativt bikarbonatnivået for en typisk giver, hvilket antas å være 19,0 Meq/L ± 1,3, og Stor er det ønskede lagringsintervall (i dager, typisk mellom 3 og 6 dager). Når AHC03 er gitt, utleder hjelpeprogramfunksjonen F3 Tet ut fra oppslags-tabellen for en valgt lagringsbeholder. For den lagringsbeholder på hvilken fig. 10 er basert, antas en Tet-verdi på ca. 1,35 til 1,5 % å være konservativt passende i de fleste tilfeller for et lagringsintervall på 6 dager. ;Når man kjenner Tet og Pltvoi, beregner hjelpeprogramfunksjonen F3 PltMed basert på likning (25) som følger: ;Når PltBag > 1, deles PltMed likt blant antallet av beholdere som kreves. PPPpc settes lik PltMed i likning (21). ;VI. Utledning av styrevariabler ;Hjelpeprogramfunksjonene F4 og F5 stoler på den ovenfor beskrevne matrise av fysiske og fysiologiske relasjoner eller forbindelser for å utlede prosess-styrevariabler som anvendelsesstyrelederen 46 benytter til å optimere systemyteevne. De følgende styrevariabler eksemplifiserer utledninger som hjelpeprogramfunksjonene F4 og F5 kan tilveiebringe for dette formål. ;A. Fremming av høye blodplateseparasjonsvirkningsgrader ved hjelp av resirkulasjon ;En høy midlere blodplateverdi MPV for oppsamlede blodplater er ønskelig, da det betyr en høy separasjonsvirkningsgrad for det første separasjonstrinn og systemet totalt. De fleste blodplater utgjør i gjennomsnitt ca. 8 til 10 femtoliter, målt ved hjelp av Sysmex K-1000-maskinen (de minste røde blodceller begynner ved ca. 30 femtoliter). Den gjenværende minoritet av blodplatebestanden utgjør blodplater som er fysisk større. Disse større blodplater opptar typisk over 15 x IO"<15> liter pr. blodplate, og noen er større enn 30 femtoliter. ;Disse større blodplater bunnfeller seg på RBC-grenseflaten i det første separasjonskammer raskere enn de fleste blodplater. Disse større blodplater blir mest sannsynlig fanget i RBC-grenseflaten og går ikke inn i PRP-plasmaet for oppsamling. Effektiv separasjon av blodplater i det første separasjonskammer løfter de større blodplater opp fra grenseflaten for oppsamling i PRP-plasmaet. Dette resulterer på sin side i en større bestand eller populasjon av større blodplater i PRP-plasmaet, og derfor en høyere MPV. ;Fig. 11, som er utledet fra kliniske data, viser at virkningsgraden av blodplateseparasjon, uttrykt ved MPV, er høyst avhengig av innløps-hematokriten for helblod (WB) som strømmer inn i det første trinns behandlingskammer. Dette gjelder særlig for hematokrit-verdier på 30 % og lavere, hvor vesentlige økninger i separasjonsvirkningsgrader kan oppnås. ;Basert på denne betraktning innstiller hjelpeprogramfunksjonen F4 en hastighet for resirkulasjon av PRP tilbake til innløpet av det første separasjonstrinn Qrc^ for å oppnå en ønsket innløps-hematokrit H; som velges for å oppnå en høy MPV. Hjelpeprogramfunksjonen F4 velger H; basert på følgende balanselikning for røde blodceller: ;I en foretrukket utførelse er Hj ikke større enn ca. 40 %, og er mest foretrukket ca. 32 %. ;B. Citrat-infusjonshastighet ;Citrat i antikoagulanten nedbrytes raskt av kroppen, og tillater således kontinuerlig infusjon av dette i tilbakeført PPP under behandling. Ved ett eller annet nivå av citratin-fusjon vil imidlertid givere oppleve citrattoksisitet. Disse reaksjoner varierer i både styrke og natur, og forskjellige givere har forskjellige terskelnivåer. En nominell asymptomatisk citratinfusjonshastighet (CIR), basert på empiriske data, antas å være ca. 1,25 mg/kg/min. Dette er basert på empiriske data som viser at praktisk talt alle givere kan tåle aferese komfortabelt ved en antikoagulert blodstrømningsmengde på 45 ml/min med et antikoagulant-forhold (ACD-A-antikoagulant) på 10:1. ;Idet man tar hensyn til at citrat ikke går inn i de røde celler, kan den mengde som gis til giveren, reduseres ved kontinuerlig å oppsamle en viss fraksjon av plasmaet gjennom hele prosedyren, noe som systemet utfører. Ved å gjøre dette, kan giveren kjøres på en høyere strømningsmengde enn hva som ellers ville forventes. Den maksimale, asymptomatiske, ekvivalente blodstrømningsmengde (EqQbCnO (i ml/min) under disse betingelser antas å være ;;hvor ;CIR er den valgte, nominelle, asymptomatiske citratinfusjonshastighet, eller 1,25 mg/kg/min, ;AC er det valgte antikoagulantforhold eller 10:1, ;Wgt er giverens vekt (kg), og ;Citratkons er citratkonsentrasjonen i den valgte antikoagulant, hvilken er 21,4 mg/ml for ACD-A-antikoagulant. ;C. Optimal, antikoagulert blodstrøm ;Det gjenværende volum av plasma som vil bli returnert til giveren, er lik den totale mengde som er tilgjengelig, redusert med et beløp som fremdeles skal oppsamles. Dette forhold benyttes av hjelpeprogramfunksjonen F5 (se fig. 5) til å bestemme den maksimale, eller optimale, asymptomatiske blodstrømningsmengde (Qbopt) (i ml/min) som kan uttrekkes fra giveren, som følger: ;hvor ;Hb er den antikoagulerte hematokrit, beregnet ved benyttelse av likning (7) basert på aktuelle behandlingsbetingelser, ;VbRem er det gjenværende volum som skal behandles, beregnet ved benyttelse av likning (19) basert på aktuelle behandlingsbetingelser, ;EqQBciR er den citratekvivalente blodstrømningsmengde, beregnet ved benyttelse av likning (30) basert på aktuelle behandlingsbetingelser, ;PPPMåi er det totale plasmavolum som skal oppsamles (ml), og ;PPPAkt er det aktuelle, oppsamlede plasmavolum (ml). ;VII. Beregnet prosedyretid ;Hjelpeprogramfunksjonen F6 (se fig. 7) utleder en beregnet prosedyretid (t) (i min) som forutsier oppsamlingstiden før giveren tilkoples. For å utlede den beregnede prosedyretid t, krever hjelpeprogramfunksjonen F6 at operatøren innmater den ønskede ytelse YldMal og ønsket plasmaoppsamlingsvolum PPPmsi, og krever videre giverens vekt Wgt, blodplate-forhåndstelling Pltp,,, og hematokrit Hb eller en normalberegning av dette. Dersom operatøren ønsker anbefalte blodplatelagringsparametere, krever hjelpeprogramfunksjonen MPV som en innmating. ;Hjelpeprogramfunksjonen F6 utleder den beregnede prosedyretid t som følger: ;hvor ;og hvor ;ri», er et linearisert uttrykk for RBC-hematokriten Hrbc» som følger: ;;hvor ;Hb er giverens antikoagulerte hematokrit, virkelig beregning eller normalberegning, ;EqQbciR er den maksimale, asymptomatiske, ekvivalente blodstrømnings-mengde beregnet i overensstemmelse med likning (30), og ;;hvor ;fl er behandlingskammerets rotasjonshastighet (rpm), ;og hvor ;PPP er det ønskede volum av plasma som skal oppsamles (ml). ;PV er det partielle, behandlede volum, hvilket er det volum som ville trenge å behandles dersom den totale separasjonsvirkningsgrad TjpU var 100 %, og som utledes som følger: ;hvor ;ACDil er antikoag^lantfortynningsfaktoren (likning (2)), og ClrVol er det klarerte volum, utledet som: ;hvor ;Yld er den ønskede blodplateytelse, ;DonVol er giverens blodvolum = 1024 + 51 Wgt (ml), ;Prime er blodsidens påfyllingsvolum for systemet (ml), ;ACDesi er det beregnede antikoagulantvolum som skal benyttes (ml), ;Pltpre er giverens blodplatetelling før behandling, eller en normalberegning av denne, og ;Splen er milt-mobiliseringsfaktoren beregnet ved benyttelse av likning (16) basert på PlW ;Hjelpeprogarmfunksjonen F6 utleder også volumet av helblod som trenger å behandles for å oppnå den ønskede YldMa]. Dette behandlingsvolum, WBVol, uttrykkes som følger: ;hvor ;t er den beregnede prosedyretid utledet i overensstemmelse med likning (32), ;Hb er giverens antikoagulerte hematokrit, virkelig beregning eller normalberegning, ;EqQbciR er den maksimale, asymptomatiske, ekvivalente blodstrømnings-mengde beregnet i overensstemmelse med likning (30), ;PPPMai er det ønskede plasmaoppsamlingsvolum, og ;WBres er restvolumet av helblod som er etterlatt i systemet etter behandling, hvilket er en kjent systemvariabel og avhenger av systemets påfyllingsvolum. *

Claims

1. Blodbehandlingssystem, omfattende en sentrifugal-separasjonsanordning (12) som er roterbar om en rotasjonsakse, en innløpsbane (20) som er innrettet til å transportere helblod inn i separasjonsanordningen (12) for separasjon i røde blodceller og en plasmabestanddel, idet helblodet i innløpsbanen har en virkelig helblod-hematokritverdi, en første utløpsbane (30) som er innrettet til å fjerne plasmabestanddel fra separasjonsanordningen i det minste delvis mens helblod transporteres inn i separasjonsanordningen, og en andre utløpsbane (40) som er innrettet til å fjerne røde blodceller fra separasjonsanordningen i det minste delvis mens helblod transporteres inn i separasjonsanordningen og plasma fjernes fra separasjonsanordningen, karakterisert ved at det omfatter en styreenhet (18) som er innrettet til å utføre sanntidsvurdering av behandlingstilstander og til å utlede en verdi Hb basert på avfølte strømningstilstander og teoretiske tilstander, og som representerer en utledet hematokritverdi av helblod som går inn i sentrifugal-separasjonsanordningen, hvor Hb-verdien utledes fra en verdi H,bc som representerer en tilsynelatende hematokrit av røde blodceller i senrrimgal-separasjonsanordningen (12) og som er utledet av styreenheten (18) og basert på avfølte driftstilstander og de fysiske dimensjoner av sentrifugal-separasjonsanordningen uten anvendelse av en fysisk føler og ikke den virkelige helblod-hematokritverdi.

2. Blodbehandlingssystem omfattende en sentrifugal-separasjonsanordning (12) som er roterbar om en rotasjonsakse, en innløpsbane (20) som er innrettet til å transportere helblod inn i separasjonsanordningen for separasjon i røde blodceller og en plasmabestanddel, idet de røde blodceller i separasjonsanordningen har en virkelig rød-blodcelle-hemto-kritverdi, en første utløpsbane (30) som er innrettet til å fjerne plasmabestanddel fra separasjonsanordningen i det minste delvis mens helblod transporteres inn i separasjonsanordningen, og en andre utløpsbane (40) som er innrettet til å fjerne røde blodceller fra separasjonsanordningen i det minste delvis mens helblod transporteres inn i separasjonsanordningen og plasma fjernes fra separasjonsanordningen, karakterisert ved at det omfatter en styreenhet (18) som er innrettet til å utføre sanntidsvurdering av behandlingstilstander og til å utlede en verdi som representerer en tilsynelatende hematokrit av røde blodceller i sentrifugal-separasjonsanordningen (12) og som er utledet av styreenheten (18) og basert på avfølte driftstilstander og de fysiske dimensjoner av sentrifugal-separasjonsanordningen uten anvendelse av en fysisk føler og ikke den virkelige rød-blodcelle-hematokritverdi.

3. System ifølge krav 2, hvor helblodet i innløpsbanen (20) har en virkelig helblod-hematokritverdi, karakterisert ved at styreenheten (18) er innrettet til å utføre sanntidsvurdering av behandlingstilstander og til å utlede en verdi Hb basert på avfølte strømningsitlstander og teoretiske tilstander, og som representerer en utledet hematokritverdi av helblod som går inn i sentrifugal-separasjonsanordningen (12), hvor Hb-verdien utledes fra verdien uten anvendelse av en fysisk føler og ikke den virkelige helblod-hematokritverdi.

4. System ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at styreenheten (18) omfatter et trinn som er innrettet til å generere en styrekommando i det minste delvis mens helblod transporteres inn i separasjonsanordningen (12) og plasma og røde blodceller fjernes fra separasjonsanordningen, basert i det minste delvis på den utledede hematokritverdi.

5. System ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at minst én driftstilstand omfatter en rotasjonshastighet av separasjonsanordningen (12).

6. System ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at minst én driftstilstand omfatter en strømningshastighet av helblod i innløpsbanen (20).

7. System ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at minst én driftstilstand omfatter en strømningshastighet av plasmabestanddel i den første utløpsbane (30).

8. System ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at separasjonsanordningen (12) har et areal, og at minst én driftstilstand omfatter separasjonsanordningens areal.

9. System ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at separasjonsanordningen (12) er roterbar med en styrt rotasjonshastighet, og at minst én driftstilstand omfatter en sentrifugalakselerasjonsfaktor som er basert på den styrte rotasjonshastighet.

10. System ifølge krav 2, karakterisert ved at minst én driftstilstand omfatter minst én rød-blodcelleavhengig faktor som ikke omfatter den virkelige rød-blodcelle-hematokritverdi.