收集所需血液成分和進行光分離置換治療的方法

專利名稱：收集所需血液成分和進行光分離置換治療的方法
技術領域：
本發明總體上涉及將全血分離為血液組分并收集所需成分的方法，更具體地涉及用光分離置換法(photopheresis)來治療疾病的方法。
背景技術：
有些疾病治療方法為了達到治療效果需要將患者的血液取出，對血液中的一個或多個成分進行處理，再將處理后的血液成分返還。這些體外治療方法需要用于安全地從患者抽取血液、將其分離成各成分、并且將血液或血液成分返還入患者體內的系統。隨著醫學科技的發展，就可能在一個封閉循環中處理患者的血液，從而在一個醫療流程中將患者自己被處理過的血液返還給該患者。這種方法的例子包括疾病的體外治療方法，這些疾病包括淋巴細胞的病態增多，諸如皮膚性T細胞淋巴瘤，或者其它影響白細胞的疾病。在這些方法中，患者的血液在化學物質或抗體存在下被紫外線輻照，紫外線將會影響淋巴細胞和化學物質或抗體之間的聯接，該連接可以抑制淋巴細胞的生長代謝過程。
光分離置換系統及方法已經被提出并被使用，包括從血液中分離血沉棕黃層，添加具有光活性的藥物，和在回注入患者體內之前對血沉棕黃層的紫外輻射。體外光分離置換法可用于治療許多疾病，包括移植物抗宿主疾病，風濕性關節炎，進行性全身性硬皮炎，青少年糖尿病，腸炎，和包括癌癥的其它被認為是由T細胞或白細胞介導的疾病。單采血液成分方法和系統也被提出并被使用，包括將血液分離成各種各樣的血液成分。
在這些治療方法之一中，一個離心分離筒，例如美國專利號4303193的所示的一個Latham筒，該文獻公開的全部內容也明確的被作為參考并入本申請，該離心分離筒可以運行而將全血分離成紅細胞(“RBCs”)，血漿，血沉棕黃層。Latham筒是一種血液組分分離器，其已經用于醫療中的單采血液成分技術和諸如體外光分離置換法(ECP)的一些新的醫療手段中。PCT申請WO97/36581，WO97/36634，以及美國專利4,321,919；4,398,906；4,428,744和4,464,166都對體外光分離置換法進行了描述，在此也將其公開的全部內容作為參考并入本申請。
Latham筒效率一般是通過采用白細胞(WBC)的產率來測量的，該產率典型地為50％。而產率被定義為收集到的細胞與被處理的細胞的百分比。與其它類型的全血分離器相比，Latham筒分離器的高產率使得其在處理更少的來自供血患者的血樣時收集到更多的白細胞。然而，該Latham筒分離器一個主要的缺點是一旦紅細胞和血漿填滿了分離筒內部，為了除去堆積的紅細胞和血漿，分離過程必須反復的被停止下來，導致一種“間歇式”的醫療流程。盡管Latham筒分離器具有高體積產率，但是Lathm筒的經常填充和清空卻很耗時間，因此，從時間的角度來看，這種工藝的效率較低。
之前的光分離置換和單采血液成分術系統和方法通常都需要間歇式的工藝，因此需要花費幾個小時來治療一個患者或者獲得足夠的已分離血樣的供應。而且，制造這種系統是非常復雜的。對于進行一次完整的光分離置換周期而言，其通常的目的就是要減少所需時間，而另一目的就是要減少從患者體內提取出的血液量，并且在每一次輻照治療周期都應是封閉循環處理過程。此外還有一個目的就是增加白血胞產量或者在被處理的全血的每單位體積中獲得更純潔的血沉棕黃層。

發明內容
本發明的目的是提供一種改進的將血液或其它生物液體分離成各組分的方法。另外一個目的是通過減少從液體中分離出所需數量的組分的必要時間，從而提高現有液體分離過程的效率。還有一個目的是更有效地治療患者，改善光分離置換過程，或者改進血小板去除過程。另外一個目的是利用目標細胞的比重而分離和去除目標細胞。另外一個目的是消除需要以“間歇式”進行液體分離過程。本發明還有一個目的是提高從被處理液體中的所需液體成分的百分產率。
本發明通過能夠連續的分離液體成分，而不用中斷處理過程來清空離心分離筒和去除被分離的組分，從而克服了現有技術的不足。因此本發明取消了間歇處理和其它Latham筒間歇式技術。這些及其它的目的是通過本發明而達到的，本方面旨在改善將全血分離成各組分并且收集所需血液成分的處理過程。根據預期的醫療，所需血液成分可以是血沉棕黃層，紅細胞，血漿，或者其它成分。本發明也致力于改善利用光分離置換法的現有方法。更具體地，本發明提供了一種用于光分離置換法治療的足量片段的全血分離的連續處理方法，從而極大的減少了對患者的輻照治療時間。
當需要從全血中收集血沉棕黃層時，本發明的一個方面即為一種方法，包括提供具有入口、第一出口和第二出口的分離器；從來源抽取全血；以預定的比例往全血中加入抗凝劑液體，從而形成全血和抗凝劑的混合物；以選定的輸入速率將全血和抗凝劑的混合物經由入口而泵送入分離器；將混合物分離成不同密度的組分；從分離器中抽出血漿和紅細胞，同時繼續將全血和抗凝劑液體混合物泵入分離器，血漿和紅細胞以使得血沉棕黃層累積在分離器中的速率被抽出，血漿通過第一出口被抽出，而紅細胞通過第二出口被抽出；當預定量的血沉棕黃層累積在分離器中時，從分離器中收集血沉棕黃層。
通過以足以使得血沉棕黃層累積在優選為離心筒的分離器中的速率抽出紅細胞和血漿，血沉棕黃層就更長時間地處于分離器的離心力之下。增加血沉棕黃層經受離心力的時間能夠得到更純的血沉棕黃層成分，以及提高的白血胞產量。此外，這一延長的暴露能用于進一步地血沉棕黃層分離成其組成部分，包括血小板和各種各樣的白細胞。
將全血和抗凝劑的液體混合物泵送入分離器時，優選使混合物通過并被安排通過一個用于控制液體流動的盒子。更優選地是，通過停止從第二出口抽出紅細胞，從而由于全血繼續進入分離器而導致紅細胞將血沉棕黃層從第一出口推出去。被取出的血沉棕黃層可收集在一個處理袋中，該處理袋經由出口管線而與分離器流體連通。在這一實施方式中，血沉棕黃層的收集優選地在出口管中檢測到紅細胞時中斷。這將最小化被所需血沉棕黃層混合的紅細胞。
在進行該方法時，還優選地是，在分離器中已檢測到預定量的紅細胞之前，只取出血漿。然后當分離器中檢測到預定量的紅細胞時，紅細胞將以足以將分離器中存在的紅細胞量保持在大約預定的量的速率移出分離器。紅細胞的預定值可以通過一個能夠檢測到離心筒中的紅細胞系的血球容積傳感器來測定。
當該方法用于全血來源為患者的封閉循環處理過程時，重要的是在處理過程中將液體回注患者體內。為實現這一點，優選將取出的血漿收集到血漿儲袋，與一注入液混合，而后當預定量的血漿已經收集在血漿儲袋中時回注患者體內。進一步優選地是將抽出的紅細胞與來自血漿儲袋中的血漿和注入液的混合物進行混合，然后以與輸入速率大致相等的速率將紅細胞-血漿-注入液混合物回注患者。
該方法能夠與光分離置換療法聯合使用，在光分離置換法中，該方法將進一步包括將光活性化學物質注入收集的血沉棕黃層中，然后在輻照室對血沉棕黃層進行輻照，直到預定量的能量已經傳遞到血沉棕黃層中。為了保證合適量的能量轉移到血沉棕黃層中以例如誘導細胞凋亡，優選使血沉棕黃層在處理袋和輻照室之間循環。在輻照后的血沉棕黃層回注入進行光分離置換流程的患者之前，該輻照后的血沉棕黃層應當通過一過濾器。通過這種方法，足夠的血沉棕黃層能夠被收集和輻照，以在少于70分鐘內進行一次充分的光分離置換治療。更優選地，整個治療時間少于45分鐘。
對其它類型的治療而言，理想的是從分離器中收集紅細胞。由于紅細胞能夠承受更長時間的離心力，當前的方法提供了一種非常堆積量的紅細胞。這些紅細胞能夠被取出并收集用于其它用途，如單采血液成分療法。
另一方面，本發明也是一種進行用于改善疾病的光分離置換法的方法。這一方法包括將全血從一來源抽出；將抗凝劑液體以預定比例加入全血，從而形成抗凝劑和全血的混合物；根據密度將全血和抗凝劑的混合物分離成多種血液成分；將光活性化學物質與至少一種血液成分混合，以形成光活性化學物質和至少一種血液成分的混合物；輻照該光活性物質和至少一種血液成分的組合物；將輻照后的組合物返回患者體內；其中，整個光分離置換治療在少于70分鐘內完成。更加優選地，整個光分離置換治療在少于45分鐘內完成。這是對通常需要2個小時或更多治療時間的現有光分離置換治療的一個極大的改進。
在本發明的這一方面，該至少一個血液組分可以是血沉棕黃層，白細胞，或者血小板。優選為血沉棕黃層。在實施光分離置換治療時，全血和抗凝血劑液體混合物優選泵入具有入口、第一出口和第二出口的分離器中。由于血沉棕黃層在光分離置換治療周期中是所需成分，因此血漿和紅細胞就從分離器中取出，同時繼續將全血和抗凝劑混合物液體泵送入分離器。血漿和紅細胞優選以足以在分離器中累積血沉棕黃層的速率排出，從而使血沉棕黃層能夠處于更長時間的離心力下。血漿通過第一出口抽出，紅細胞通過第二出口抽出。優選只有在分離器中已經累積了預定量的血沉棕黃層之后，才從分離器收集血沉棕黃層用于輻照。
優選從分離器通過和處理袋流體連通的出口管線而收集分離出的血沉棕黃層。通過在繼續泵入全血的同時中斷從第二出口排出紅細胞，就從分離器中收集到血沉棕黃層。這導致紅細胞將血沉棕黃層推出第一出口。當通過血球容積傳感器檢測到出口管中含有紅細胞時，血沉棕黃層優選地停止收集。已收集的血沉棕黃層優選在輻照室內進行輻照，直到預定量的能量已經傳遞到已收集的血沉棕黃層中。該預定量的能量優選足以誘導細胞凋亡。
這一光分離置換治療過程優選在其中患者也是來源的封閉循環系統中進行。最后，除了只分離血沉棕黃層之外，血沉細胞可以根據需要進一步分離為諸如血小板和白細胞的成分。
最后，本發明的另一個方面實現了一種用于收集紅細胞的有效方法，該本發明的方面是一種用于收集所需血液成分的方法，包括提供具有入口、第一出口和第二出口的分離器；從來源抽取全血；按預定比例將抗凝劑液體加入全血，從而形成全血和抗凝劑混合物；以選定的輸入速率將全血和抗凝劑混合物通過入口而泵送入分離器；將混合物分離成不同密度的組分；從分離器中抽出血漿和血沉棕黃層，同時繼續將全血和抗凝劑液體混合物泵入分離器，血漿和血沉棕黃層以使紅細胞在分離器中累積的速率取出，血漿和血沉棕黃層通過第一出口被抽出；當預定量的紅細胞累積在分離器中時，經由第二出口而從分離器收集紅細胞。該方法使得紅細胞在分離器中被累積，并且能夠承受最大限度的離心力。


參照相應附圖對本發明做詳細說明，所述附圖描述了本發明的裝置、組件、系統和方法的一個實施方式。
圖1是一個一次性試劑盒的實施方式示意圖，該試劑盒用在體現了本發明特征的光置換分離治療法中。
圖2是圖1中所示的一次性光分離置換試劑盒中用于控制液體流動的盒子的一個實施方式的上部透視圖。
圖3是圖2所示盒子的分解圖。
圖4圖2中盒子的頂視圖，其中頂蓋被去除而顯示出內部管狀線路。
圖5是圖2中所示盒子頂蓋的仰視圖。
圖6是一過濾器組件的實施方式的上方透視圖。
圖7是圖6中所示的過濾器組件的底部透視圖。
圖8是圖6中所示的過濾器組件的分解圖。
圖9是圖6所示的過濾器組件的后方透視圖。
圖10是圖6所示的過濾器組件耦連于壓力傳感器和數據處理器的示意圖。
圖11是輻照室的正視圖。
圖12是圖11的輻照室的縱向側視圖。
圖13是圖11的輻照室的橫向側視圖。
圖14是在連接形成圖11中所示的輻照室之前，第一板和第二板的切斷面視圖。
圖15是圖11中所示的輻照室切斷面的空間端視圖。
圖16是圖11的輻照室位于紫外燈組件中的透視圖。
圖17是用于和該一次性試劑盒連接而便于實施光分離置換治療的一個永久塔狀系統實施方式的上方透視圖。
圖18是用在圖17的塔狀系統中的、沒有UVA光組件的光激活室實施方式的截面示意圖。
圖19是用在圖17的塔狀系統中的離心室的截面視圖。
圖20是在圖18的光激活室中提供的滲漏檢測電路的電路示意圖。
圖21是圖19的離心室中提供的滲漏檢測電路的電路示意圖。
圖22是圖17的塔狀系統中液體流動控制臺的上方透視圖。
圖23是圖22所示的控制臺的底部透視圖。
圖24是圖22所示的控制臺的分解圖。
圖25是其上裝有圖2的盒子的圖22的控制臺的頂部透視圖。
圖26是一個光分離置換治療過程的實施方式的流程圖。
圖27是用于進行如圖26所示的治療過程的液體流動線路圖。
圖28是一蠕動泵實施方式的頂部透視圖。
圖29是如圖28所示的蠕動泵的截面側視圖。
圖30如圖29所示的蠕動泵轉子的頂部透視31是如圖30所示的轉子的底部透視圖。
圖32是如圖28所示的蠕動泵的頂視圖。
圖33是如圖28所示的蠕動泵的頂視圖，該泵位于安裝位置并臨近如圖2所示的盒子。
圖34是紅外通訊端口電路示意圖。
圖35是離心筒和旋轉框架的示意圖。
圖36是如圖35所示的筒的空間結構圖。
圖37是如圖36中所示的筒的分解圖。
圖38是圖36所示的筒沿XIX-XIX線的截面圖。
圖39A是與圖38的筒的內腔連接器相連的連接套管沿XX線的截面圖。
圖39B是與圖38的筒的內腔連接器相連的連接套管的另一截面圖。
圖40是如圖37的筒的頂部內核的截面圖。
圖41是如圖37的頂部內核及上部的板的空間圖。
圖42是圖41的頂部內核的仰視圖。
圖43A是圖37的筒的底部內核及下部板的空間分解圖。
圖43B是如圖43A的筒中彼此結合的底部內核和下部板的空間截面圖。
圖44是圖43A的底部內核與下部板的側面分解圖。
圖45是管道組件的另一實施方式的空間圖。
圖46是如圖45的連接套管的空間圖。
圖47是圖45管道組件一個末端的空間圖。
圖48是本發明的一個錨定末端的空間圖。
圖49是錨定末端的側面截面圖。
圖50是一錨定末端沿XXI線的水平截面51是圖35所示的旋轉框架的空間圖。
圖52是外部管道支撐物的放大圖。
圖53圖示了該筒的另一可供選擇的實施方式，該圖具有與圖38相似地截面。
圖54圖示了頂部內核的另一可供選擇的實施方式。
圖55顯示了連接套管另一可供選擇的實施方式。
具體實施例方式
本發明的技術特征具體表現為永久血液驅動裝置、一次性使用的光分離置換試劑盒、構成該試劑盒的許多部件、以及相應的治療處理過程。下面描述的大綱如下I.一次性使用的光分離置換試劑盒A.用于控制液體流動的盒1.過濾器組件B.輻照室C.離心筒1.驅動管II.永久塔狀系統A.光激活室B.離心室C.液體流動控制臺1.盒式箝位機制2.自負載蠕動泵D.紅外通訊III.光分離置換治療流程總結以上大綱以便于理解本發明的技術特征。該大綱不是對本發明的限制，也不是試圖對本發明的任何方面進行分類或限定。對本發明進行了足夠詳細的描述和圖解從而使得本領域技術人員能夠很容易地制造或使用本發明。然而，在沒有超出本發明的構思和范圍的情況下，各種各樣的替換、改動和改進都是顯而易見的。具體地說，盡管本發明是采用一次性使用的試劑盒和永久的血液驅動系統來進行光分離置換治療，但是本發明的某些方面并不是局限于此，還可用于諸如單采血液成分術或其它體外血液醫療方法的其它治療過程的試劑盒和系統。
I.一次性使用的光分離置換試劑盒圖1圖示了體現本發明特征的一次性光分離置換試劑盒1000。必要的是每一次治療周期中都使用一個新的一次性無菌試劑盒。為了有助于液體通過光分離置換試劑盒1000的循環，以及對通過那里的血液進行處理，該光分離置換試劑盒1000安裝在一個永久的塔狀系統2000中(圖17)。光分離置換試劑盒1000在永久的塔狀系統2000中的安裝方式將在下面詳細描述。
光分離置換試劑盒1000包括盒1100，離心筒10，輻照室700，血球容積傳感器1125，可取出的數據卡1195，處理袋50，和血漿收集袋51。光分離置換試劑盒1000還包括生理鹽水連接釘1190和抗凝血劑連接釘1191，分別用于連接生理鹽水袋和抗凝劑液體袋(未示出)。光分離置換試劑盒1000具備一個光分離置換治療周期中所有必需的管道和連接器，以流體流通所有設備并按規定路線進行液體的循環。所有管道都是無菌的醫用彈性管。三口的連接器1192可位于各個部位，用于在必要時將液體引入管道。
提供有針管適配器1193和1194，用于將光分離置換試劑盒1000分別連接到用于從患者處抽出全血、并將血液流體回注患者體內的多個針。可選地，可以調節光分離置換試劑盒1000以采用同一根針管既從患者體內抽血又將血液回注患者體內。然而，優選采用一個兩根針管的組套，由于它能夠同時抽出全血以及將血液回注患者。當將光分離置換試劑盒1000掛于患者時，一個封閉循環系統就形成了。
盒1100既充當管道組織器又充當液體流動的路由器。輻照室700用于使血液暴露于紫外光下。離心筒10根據密度而將全血分離成不同成分。處理袋50是一個1000毫升的三口袋。直的結合端口52用于將具有光活性或光敏感性的化合物注入處理袋50。血漿收集袋51是一個1000毫升的兩口袋。處理袋50和血漿收集袋51都具有一個螺帽針管53，該針管在需要的時候用于排液。光分離置換試劑盒1000還包括和壓強傳感器1550和1551連接的疏水過濾器1555和1556，該傳感器通過通氣管1552和1553而連接到過濾器1500上，用于監測并控制連接至患者的管線內的壓力(圖10)。控制壓力有助于保證試劑盒在安全壓力限之下操作。試劑盒1000的個別設備及其功能，將在下面詳細討論。
A.液體流動控制盒圖2是用于用閥調節、泵送、并控制光分離置換治療周期中血液流體的流動的一次性使用盒1100的頂部透視圖。盒1100有一殼體1101，該殼體形成了一個內部空間，可以作為其內部元件和管路的保護性外殼。殼體1101優選由硬塑料制成，但也可以由任何合適的剛性材料制造。殼體1101有側壁1104和上表面1105。殼體1101的側壁1104具有從其中延伸出來的調整片1102和1103。在一次光分離置換治療中，盒1100需要被緊固于塔狀系統2000的臺面板1200上，最好如圖25所示。調整片1102和1103幫助將盒1100定位并緊固于臺面板1200上。
盒1100有用于接受液體進入盒1100內的入口管1106，1107，1108，1109，1110，1111，和1112，用于將液體排出盒1100外的出口管1114，1115，1116，1117，1118和1119，還有既可將液體引入，也可將液體排出盒1100外的液體入口/出口管1113。這些液體入口管和出口管將盒1100與被治療的患者，以及諸如離心筒10、輻照室700、處理袋50、血漿收集袋51、以及含有生理鹽水、抗凝劑的袋的光分離置換試劑盒1000的許多設備流體連接，從而形成一個封閉循環的體外液體循環回路(圖27)。
泵管回路1120，1121，1122，1123和1124從殼體1101的側壁1104伸出。泵管回路1120，1121，1122，1123和1124用于幫助液體在治療過程中循環通過光分離置換試劑盒1000。更具體地，當將盒1100緊固于臺面板1200以用于操作時，所述的每一個泵管回路1120，1121，1122，1123和1124都連接到相應的蠕動泵1301，1302，1303，1304，和1305(圖4)。蠕動泵1301，1302，1303，1304，和1305使液體以預定的方向流過各泵管回路1120，1121，1122，1123和1124，從而使液體按照需要流經光分離置換試劑盒1000(圖1)。蠕動泵1301，1302，1303，1304，和1305的操作和自動裝載和卸載將在下面參照圖28-33詳細討論。
現在參考圖3，盒1100與殼體1101是以分解的狀態展示出來。為方便圖解和說明，殼體1101內部的管路沒有在圖3中示出。該內部管路在圖4中被示出并將在相關部分說明。盒1100中裝有定位在其中的過濾器組件1500，該過濾器組件與入口管1106，出口管1114，泵管回路1120與1121的一端流體流通。過濾器組件1500包括通氣室1540和1542。過濾器組件1500及其功能將在下面參照圖6-10詳細說明。
殼體1101包括蓋1130和底座1131。蓋1130有上表面1105，下表面1160(圖5)，和側壁1104。蓋1130還有開口1132和1133，用于使過濾器組件1500的通風室1540和1542從此延伸出去。側壁1104有許多管槽1134，用于使入口管、出口管、和泵管回路進入殼體1101與其內部的管路相連。為了避免圖中數字冗雜，在圖3中只標注出了幾個管槽1134。調節片1102和1103位于側壁1134上，如此不會與管槽1134相互干擾。蓋1130有從下表面1160延伸出來的咬合條1162和1162A(圖5)。該咬合條1162和1162A優選在蓋1130制成的過程就成形于下表面1160內。
底座1131有許多從上表面1136延伸出的U形管固定器1135。該U形管固定器1135使入口管，出口管，泵管回路，過濾器組件和內部管路定位。在圖3中，為避免數字冗雜，僅標出了幾個U形管固定器1135。優選地，在底座1131上有入口管，出口管，或泵管回路通過側壁1104上的管槽1134的每一處地方，均設有U形管固定器1135。底座1131的上表面1136上的凸出件1136與蓋1130的下表面1160上的凹洞1161相匹配(圖5)。優選地，凸出件1136位于底座1130的四個角上或其附近，并且位于過濾器1500的附近。凸出件1136與凹洞1161相匹配，形成一種嵌合結構并將底座1131緊固到蓋1130上。
底座1131還包括一個轂1140。該轂1140是一個五通道聯管器，用于連接內部管路的5根管線。優選地，三個開孔1137位于三根導入轂1140的管線的附近及周圍。轂1140作為一種中央連接機構，與壓縮致動器1240-1247(圖22)結合，可引導液體通過光分離置換試劑盒1000并出入患者。除了轂1140之外，合適的聯管器，例如T-連接器1141和Y-連接器1142，均用于獲得所需的彈性管通道。
五個開孔1137位于底座1130的基底上。每一個開孔1137均被一個開孔壁1138所包圍，該開孔壁具有用于是內部管路部分從其中通過的孔槽1139。底座1131的基底上還有一個延長孔1157。開孔1137位于底座1131上，并與平臺1200上的相應壓縮致動器1243-1247排成一行(圖22)。開孔1157位于底座1131上，并與臺面板1200的相應壓縮致動器1240-1242排成一行(圖22)。每一個開孔1137都有合適的尺寸，使得每一個壓縮致動器1243-1247能夠從中延伸出去。孔1157也是有合適的尺寸，使得三個壓縮致動器1240-1242都能從中延伸出去。壓縮致動器1240-1247用于關閉/咬合和打開內部管道的某個流體通路，以幫助或者阻止液體按預期的路線流動。當需要某一通路開放使得液體能夠從該處流通時，該通路的壓縮致動器1240-1247就處于低位。相反，當需要某一通路關閉從而阻止液體從該處流通時，相應的壓縮致動器1240-1247就被提升，使壓縮致動器1240-1247延長通過孔1137或1157，使彈性管路的一部分向蓋1130的底表面1160(圖5)壓縮，從而將通道關閉。優選地，咬合條1163和1173(圖5)位于底表面1160上并與壓縮致動器1240-1247排成一行，這樣，被咬合的彈性管路的一部分就相對于咬合條1163或1173壓縮。可選地，咬合條也可以省去或位于壓縮致動器上。
優選地，盒1100有一個能夠與永久塔狀系統2000交流和傳送信號的獨有的標識符。該標識符用于確保一次性使用的光分離置換試劑盒與其將要裝載在其內部的血液驅動裝置兼容，同時確保光分離置換試劑盒能夠運行預期的治療過程。此獨特的標識符也能作為保證一次性光分離置換試劑盒是某種商品或某種制造的方式。在圖示的實施例中，該獨特的標識符體現為數據卡1195(圖2)，該卡插入永久的塔狀系統2000(圖17)的數據卡接受槽2001。數據卡1195具有可讀寫能力并且能夠存儲治療過程中的相關數據以備將來分析。該獨特的標識符也能采用其它很多形式，包括例如一個當試劑盒裝好時可與血液驅動裝置相互作用的微芯片，一個條形碼，或者一個序列號。
蓋1130有一個用于容納數據卡1195(圖1)的數據卡固定器1134。該固定器1134包括四個突出的脊，這四個脊以斷開的矩形方式排列，用于接受并將數據卡固定至盒1100。數據卡固定器1134以嵌合的方式(圖2)固定數據卡1195。
現在參考圖1和4對盒1100的內部管路進行說明。至少有一部分內部管路優選地由彈性塑料管制成，從而可以在不破壞管的密封完整性的情況下，通過施加壓力將管道壓緊從而將其切斷。通過如圖4所示的盒1100的底座1131可以看到內部管路。入口管1107和1108以及出口管1115將盒1100與離心筒10(圖1)相連接。更具體地，出口管1115將全血從盒1100輸送到離心筒10，入口管1107和1108則分別將較低密度血液成分和較高密度血液成分返回盒1100，以使其在光分離置換試劑盒1000中進一步流通。較低密度的血液成分可能包括例如血漿，白細胞，血小板，血沉棕黃層，或它們的組合，較高密度的血液成分可能包括紅細胞。出口管1117和入口管1112將盒1100流通的連接于輻照室700。更具體地，出口管1117輸送未處理的較低密度血液成分，如血沉棕黃層，至輻照室以暴露于光能之下，而入口管1112用于將處理后的低密度血液成分返回至盒1100做進一步流通。
入口管1111和出口管1116將處理袋50連接于盒1100。出口管1116將例如血沉棕黃層的未處理的低密度血液成分輸送至處理袋50。出口管1116具有與其可操作地連接的血球容積傳感器(“HCT”)，以控制諸如紅細胞的高密度血液成分的引入。HCT傳感器1125是一種光傳感組件并且可以與控制器相連。當紅細胞在出口管1116中被檢測到時，HCT傳感器1125就向控制器發出檢測信號，而控制器將采取相應措施。入口管1111將處理袋50中未處理的低密度血液成分返回盒1100做進一步的流通。入口管1109和1110通過針頭1190和1191分別與生理鹽水和抗凝劑儲袋(未示出)相連，并且將生理鹽水和抗凝劑液體輸送至盒1100以進一步地流通至患者。
入口/出口管1113和出口管1118將血漿收集袋50與盒1100相連。更具體地，出口管1118將血液成分，如血漿，輸送至血漿收集袋51。入口/出口管1113能夠將來自盒1100的紅細胞輸送至血漿收集袋51，或者將在血漿收集袋51中累積的血液成分返回盒1100做進一步流通。入口管1106和出口管1119，1114均與患者相連。特別是，出口管1114用于將處理后的血液，生理鹽水，未處理的血液成分，處理過的血液成分，和其它流體返還入患者體內。入口管1106用于將來自患者的未處理的全血(以及預定數量的抗凝劑液體)輸送至盒1100，使其在光分離置換試劑盒1000中流通及處理。出口管1119更特別地用于將抗凝劑液體輸送至入口管1106。優選地，所有的管都是一次性的醫用無菌管。最優選的是彈性塑料管。
盒1100有五個泵管回路1120，1121，1122，1123，和1124，用于使血液流經盒1100和光分離置換試劑盒1000。更具體地，泵管回路1121接入全血泵1301，分別通過入口管1106和出口管1115驅使全血進出盒1100，并沿著過濾器1500的線路流通。泵環狀管1120接入返回泵1302，驅使血液流經過濾器1500并且通過出口管1114將其回注患者體內。泵環狀管1122接入紅細胞泵1305，將來自離心筒10的紅細胞抽出并通過入口管線1108將其泵入盒1100。泵環狀管1123接入抗凝劑泵1304，通過入口管1124將抗凝劑液體泵入盒1100，并通過出口管1119將其泵出盒1100，該出口管1119與入口管1106相連。泵環狀管1124接入循環泵1303，使來自盒1100的血液流體，如血漿，流經處理袋50和輻照室700。
當需要進行根據下面參考圖26-27所述的本發明方法的實施方式中的光分離置換治療時，每一個蠕動泵1301-1305均被激活。蠕動泵1301-1305可以同時一起運行，也可以以任意組合方式運行。泵1301-1305與壓縮致動器1240-1247聯合起來引導液體在光分離置換試劑盒1000中以預期的路線流動。孔1137和1157沿著內部管線靈活的安裝于底座1131上，從而有助于形成恰當的路線。通過壓縮致動器1240-1247的使用，能夠引導液體沿著任意路線或其組合流動。
1.過濾器組件如上所述，過濾器1500位于盒1100內，以下將參照圖6-10對該過濾器進行詳細描述。首先參考圖6和7，過濾器1500的全貌在該圖中被完全展示。過濾器1500包括過濾殼體1501。過濾殼體1501優選由透明或半透明的醫用塑料制成。然而，本發明并非局限于此，過濾殼體1501也可由其它任何不會污染血液或從中流過的其余液體的材料構成。
過濾器殼體1501有四個從其中突出出來的流體連接端口，即全血入口端1502，全血出口端1503，處理后的液體入口端1504，和處理后的液體出口端1505。端口1502-1505均為標準的醫用管連接口，使得醫用管可以與之流體流通。端口1502-1505分別包含開孔1506，1507，1508和1509。開孔1506，1507，1508和1509從端口1502，1503，1504和1505延伸出來，在預期的位置形成了進入過濾殼體1501的流體通道。
端口1502，1503，1504，和1505也用于將過濾器1500緊固在盒1100中。在此情況下，端口1502，1503，1504，和1505能夠與盒1100(圖3)的U形緊固件1135嚙合。過濾殼體1501還有一個從殼體底板1518的底表面上延伸出來的突出部1510。突出部1510與盒1100的底座1131的導向孔相匹配(圖3)。
現在參見圖8，過濾器1500以分解狀態得以說明。過濾殼體1501是一個由兩部分組成的組件，包括頂架1511和底座1512。頂架1511通過本領域所公知的任何方式連接于底座1512，如超聲波焊接，熱焊接，使用粘合劑，或通過設計頂架1151和底座1512的結構使其形成緊密的結合。過濾殼體1501可以是如圖所示的兩部分組成，也可以是單一結構，或由多部分組成。
底座1512有從殼體底板1518的上表面向上延伸的殼體分離壁1513(圖7)。當底座1512與頂架1511組裝好后，殼體分離壁1513的上表面1515就與頂架1511的下表面接觸，形成過濾腔的兩個內室，全血室1516與過濾室1517。液體不能直接在全血室1516和過濾室1517之間流通。
全血室1516是一個具有底板1514的大致為L形的殼體。全血室1516的底板1514上有一個全血入口洞1519和全血出口洞(未示出)。全血入口洞1519和全血出口洞位于大致為L形的全血室1516的末端或其附近。全血入口洞1519與入口端1502的開口1506形成了一個通道，因此液體能夠流入全血室1516。相似地，全血出口洞(未示出)與出口端1503的開口1507形成了一個通道，因此液體能夠流出全血室1516。
過濾室1517有底板1520。底板1520上延伸出一個突出的脊1521。突出的脊1521是矩形并形成一個邊界。盡管突出的脊1521在如圖所示的實施方式中是一個矩形，但只要能形成一個封閉的邊界，它也可以是其它任何形狀。脊1521的高度低于殼體分離壁1513。因此，當頂架1511和底座1512組裝好后，脊1521的頂部和頂架1511的底表面就形成了一個空隙。脊1521和殼體分離壁1513之間形成一個溝渠1524。
為幫助液體流經過濾室1517，過濾室1517的底板1520有處理后液體入孔1522和處理后液體出孔1523。處理后液體入孔1522位于脊1521所形成的邊界外表面，與入口端1504的開口1508一起形成了一個通道，使來自外面過濾殼體1501的液體能夠流入過濾室1517。處理后液體出孔1523位于脊1521所形成的邊界內表面上，與出口端1505的開口1509一起形成了一個通道，使得液體流出過濾室1517。
過濾器1500還包括過濾元件1530。過濾元件1530包括框架1531，過濾介質1532位于框架1531內。框架1531有一個形成過濾器入口孔1533的頸狀部件1534。過濾元件1530位于過濾室1517內，從而框架1531插入溝渠1524中，而頸狀部位1534環繞處理后液體入口孔1522。過濾器入口孔1533與處理后液體入口1522排成一行，于是進入的液體能夠自由的通過孔1522與1533而流入過濾室1517。過濾元件1530的框架1531與突出的脊1521配合形成密封。所有通過孔1522和1533進入過濾器室1517的液體必須流經過過濾介質1532才能通過處理后液體出口孔1523流出過濾室1517。過濾介質1532的孔徑優選約為200微米。過濾介質1532可以由紡織網構成，如織制聚酯。
過濾室1517還包括頂架1511內的過濾器通氣室1540。過濾器通氣室1540有孔狀的通氣口1541(圖9)。因為通氣孔1541通入過濾器通氣室1540，而過濾器通氣室1540通入過濾室1517，因此在過濾室1517積累的氣體能夠從通氣孔1541放出。相似地，全血室1516包括頂架1511內的血液通氣室1542。血液通氣室1541有孔狀的通氣口1543。因為通氣孔1543通入血液通氣室1542，而血液通氣室1542通入全血室1517，因此在全血室1516積累的氣體能夠從通氣孔1543放出。
圖10所示的是具有連接于通氣孔1541和1543的壓力傳感器1550和1551的過濾器1500的俯視圖。壓力傳感器1550和1551優選為壓強傳感器。壓力傳感器1550通過通氣管1552與通氣孔1541相連。通氣管1552與通氣孔1541配套從而形成緊密配合并密封。由于通氣孔1541通入過濾器通氣室1540，而通氣室1540通入過濾室1517，因此通氣管1552中的壓力與過濾室1517相同。通過測量通氣管1552的壓力，壓力傳感器1550也就測出了過濾室1517的壓力。同樣，壓力傳感器1551通過通氣管1553與通氣孔1543相連。通氣管1553與通氣孔1543配套從而形成緊密配合并密封，并且壓力傳感器1551測量全血室1516的壓力。當過濾器1500定位之后(圖2)，過濾器通氣室1540和血樣通氣室1542從盒1100的開孔1132和1133延伸出來。這樣既可以監測室1516和1517內的壓力，同時也可以保護過濾器殼體1500及其流通性的連接。
壓力傳感器1550與1551連接于控制器1554，該控制器是一個適當編程的處理器。控制器1554可以是一個用于驅動整個系統的主處理器，也可以是一個耦連于主處理器的單獨的處理器。壓力傳感器1550和1551產生分別代表室1517和1516內的壓力讀數的電輸出信號。控制器1554接收時常發生的或者連續的、代表室1516和1517內壓力的基礎數據。控制器1554用代表室1516和1517內理想壓力的值來進行編程。控制器1554連續分析所接收到的來自壓力傳感器1551和1550的壓力值，并決定來自室1517和1516的壓力讀數是否在理想壓力值的預定范圍內。控制器1554也和全血泵1301和返回泵1302連接。根據接收到的來自壓力傳感器1551和1550的壓力值，控制器1554被編程來控制全血泵1301和返回泵1302的速度，從而調節通過泵1301和1302中的液體流率。對這些流率的調節反過來又可以分別調整全血室1516和過濾室1517中的壓力。這樣，在將血液從患者體內抽出或者返回其體內的管路中的壓力值就維持在可接受的水平內。
過濾器1500在光分離置換治療周期中的功能將參照圖1，6和10來詳細說明。過濾器1500的功能是通過如下方面來詳細敘述的將全血從患者體內抽出，并且將所述的全血中經處理后的某一成分回注患者，但是本發明決不僅限于此。過濾器1500可用于任何液體，包括紅細胞，白細胞，血沉棕黃層，血漿，或其組合。
全血泵1601將通過連接到端口1193上的針而連接于光分離置換試劑盒1000的患者的全血抽出。全血泵中的轉動速度如此設定以使得從患者體內抽血的管路中的壓力處于一個可接受的水平。全血一旦從患者體內抽出，就通過入口管1106流入盒1100。入口管1106流體流通到過濾器1500的入口端1502。全血通過入口端1502的開孔1506，進入L形全血室1516。全血通過位于底板1514的入口孔1519進入室1516。隨著更多的全血進入室1516，全血就沿著底板1514溢流，直到到達位于L形全血室1516另一端的全血出口孔(未示出)。如上所述，全血出口孔與出口端1503的開孔1507形成了一個通道。室1516中的全血流過底板1514，通過全血出口孔，進入出口端1503，然后通過開孔1507流出過濾器1500。
當全血流經全血室1516時，其中捕集的氣體逃逸出去。這些氣體收集在血液通氣室1542，隨后通過通氣孔1543逃逸。壓力傳感器1551通過通氣管1553連續地監測全血室1516中的壓力，并且將相應的壓力數據傳輸至控制器1554。控制器1554分析所接收的壓力數據，并且在必要時調節全血泵1301的速度，從而調節了液體流速以及室1516和入口管1106內的壓力。控制器1554調節泵的速度，確保壓力處于理想的壓力范圍內。
全血通過出口端1503流出過濾器1500，并且通過出口管1115流出盒1100。于是全血被分離成各組分并且/或者被處理，詳細描述如下。在回注入患者體內之前，已處理過的液體(即被處理后的血液或者血液成分)必須被過濾。未處理的液體，如紅細胞，也必須被過濾并且經歷如下過濾過程。已處理過的液體通過入口端1504的開孔1508被輸入過濾室1517。入口端1504和泵環狀管1120流體連通。已處理過的液體通過入口孔1522進入過濾室1517，并且流過過濾元件1530的過濾入口孔1533。已處理過的液體填充過濾室1517，直到溢流出過濾元件1530的框架1531，該過濾元件緊固在突出的脊1521上面。已處理過的液體流經過濾介質1532。過濾組件1532從已處理的液體中除去污染物和其它不需要的物質，同時也幫助已處理液體中捕集的氣體釋放出去。通過過濾介質1532的已處理液體聚集在過濾室1517的底板1520上被脊1521所形成的邊界內。該液體隨后流入已處理液體出口孔1523，通過出口端1502的開孔1506流出過濾器1500。于是已處理液體通過出口管1114回注入患者，該出口管流體地連接于出口端1502。已處理液體被返回泵1302驅動從而流經過濾室1517和出口管1114。
當已處理液體流經過濾室1517時，已處理液體中所捕集的氣體逸出并聚集在過濾器通氣室1540。這些氣體隨后通過通氣孔1541逸出過濾器1500。壓力傳感器1550通過通氣孔1552連續的監測過濾室1517內的壓力，并且將相應的壓力數據傳輸至控制器1554。控制器1554分析所接收的壓力數據，并且與理想的壓力值和范圍相比較。必要時，控制器1554調節返回泵1302的速度，從而調節了液體流速以及室1517和出口管1114內的壓力。
B.輻照室圖11-16對光分離置換試劑盒1000的輻照室700進行了詳細的圖解。首先參考圖11，輻照室700是通過連接兩塊板形成的，一塊前板和一塊后板，其厚度優選約0.06英寸至約0.2英寸，優選由在電磁放射線的波長下理想透明的材料制成。在紫外線A輻照的情況下，盡管可以使用丙烯酸等材料，但是聚碳酸酯是最優選的。類似地，許多已知的連接方法均可在此使用，這里就不需要再贅述。
第一塊板702有第一表面712和第二表面714。在一個優選的實施方式里，第一板702在第一表面712有第一端口705，液體從該端口流向第二表面714。第一板702的第二表面714有一個限定了邊界的凸出邊界線726A。該邊界線726A優選基本上垂直于(即80-100度)第二表面714延伸。凸出的分隔部件720A從第二表面714延伸(優選基本垂直的延伸)。邊界線726A圍繞分隔部件720A。每一個分隔部件720A的一端延伸并與邊界726A相接觸。
第二板701有第一表面711和第二表面713。在一個優選的實施方式里，第二板701在第一表面711上有第二端口730，液體可從該端口流向第二表面713。后板701的第二表面713有一個限定了邊界的凸出邊界線726B。該邊界線726B優選基本上垂直于(即80-100度)第二表面713延伸。凸出的分隔部件(720B)從第二表面713延伸(優選基本垂直的延伸)。邊界線726B圍繞分隔部件720B。每一個分隔部件720B的一端延伸并與邊界(726B)的一邊相接觸。
連接第一和第二板的第二表面，導致邊界726A和726B之間的液密連接從而形成邊界726。分隔部件720A和720B也形成一個不滲液的密封結合，從而形成分隔部件720。邊界726形成輻照室700，并與分隔部件720一起提供具有可輸送液體的溝渠715的通道710。該通道可以是彎曲的，之字形的，或者鴿尾形。在此優選彎曲形的通道。
參考圖11和12，輻照室700包含彎曲的通道710，該通道用于將患者流體，如血沉棕黃層或白細胞，從入口端705輸送到出口端730，也即，彎曲通道710是前板702的入口端705和后板701的出口端730之間液體輸送的通道。患者流體通過出口管1117從盒1100通往入口端705。通過光激活并通過彎曲通道710后，已處理的患者流體通過入口管1112(圖1和4)返回盒1100。患者流體的流動被循環泵1303驅動。通過輻照室700兩壁的輻射沖擊，細胞被光激活，從而細胞的自屏蔽效應降低。
圖11示出插銷740和凹槽735，在它們被以高頻焊接、熱脈沖焊接、溶劑焊接或粘合劑粘結的密封方式連接在一起之前，它們使輻照室的兩塊板對準。通過粘合劑粘結和高頻焊接聯合兩塊板是更優選的。由于凸出的分隔部件720與周邊725的設計使得電弧放電最小化，而且甚至允許使用高頻能量，因此前板和后板的結合方式最優選為高頻焊接。插銷740和凹槽735可位于彎曲通道710之內，也可位于其外。圖12也給出了輻照室沿L軸的視圖。通過使室700繞L軸旋轉180度，給出了輻照室的原始輪廓。本發明的輻照室關于L軸C2對稱。
參考圖11，13，和16，富集白細胞的血液，血漿，和注入液從輻照室700的前板702上的入口端705輸入通道715。為了使富集白細胞的血液能夠大面積地處于輻照之下，并且減少由于低表面積/體積比率所引起的自屏蔽效應，輻照室700中的通道715相對較“薄”(例如兩板之間的距離大約0.04″)。通道715的截面形狀大致上為矩形(例如矩形，菱形或梯形)，分隔部件720之間的距離作為長邊，兩塊板之間的距離作為其短邊。截面的形狀是為了使流經通道715的細胞能得到最理想的輻射而設計的。盡管為了避免或使流體的滯留區最小化而采用彎曲的通道710，但是也可以采用其它的排列方式。
通過來自光組件的輻照，如用于激活的PHOTOSETTE兩組紫外燈(758)(圖16)，輻照室700就可以使光激活性的試劑產生有效的激活。輻照板和紫外燈組件(759)被設計以用于邊沿706向下定向、而邊沿707向上定向的裝置中。在這種定位方式中，進入出口端705的液體能夠在重力的作用下從出口端730流出。在最優選的實施方式里，輻照室兩邊的輻照同時發生，同時仍允許該室容易拆卸。紫外光組件759位于永久塔狀系統2000的紫外光室750內(圖17和18)。
輻照室的液體流道進行循環，以形成在利用UVA光的光激活期間循環富集白細胞的血液的兩條或更多的通道。優選地，輻照室700有4至12條通道。更優選地，輻照室有6至8條通道。最優選地，輻照室有8條通道。
圖14是輻照室的切斷面視圖。彎曲通道710的通道715通過凸出的分隔部件720和板的邊界726結合形成。
本發明的輻照室可以由具有生物相容性的材料制成，可通過已知的方法如加熱，輻射暴露或乙撐氧化物處理(ETO)來滅菌。
現在將討論在治療患者時(如誘導細胞凋亡和控制細胞進入患者體內)用電磁輻射(紫外線A)對細胞進行體外處理的過程中，采用輻照室700輻照細胞的方法。優選地，被處理的細胞是白細胞。
在本方法的一個實施方式中，在對細胞的體外處理之前，具有光可激活性或者光敏感性的化合物首先至少加入到受體血液的一部分。具有光可激活性或者光敏感性的化合物可以在體內加入(例如口服或者靜脈內給藥)。采用口服的同時，光敏感性化合物也可以通過靜脈內并且/或者其它常規的給藥方式。光敏感性化合物的口服劑量可以在大約0.3至約0.7mg/kg范圍內，更具體地，大約0.6mg/kg。
當口服時，光敏感性化合物可以在進行光分離置換治療的至少一個小時之前服用，但不能在治療之前的三小時服用。如果采用靜脈給藥方式，時間應該更短。可選地，光敏感化合物可以在暴露于紫外線之前或同時使用。光敏感性化合物可被用于全血或全血的一部分，只要目標血細胞或血液成分接受該光敏感化合物。血液中的一部分首先用已知的方法來處理以基本除去紅細胞，隨后光可激活性化合物被加入至所得的富集白細胞的血液部分。在一個實施方式里，血液細胞包含白細胞，特別是T細胞。
對補骨脂素這種具有光可激活性或光敏感性化合物而言，當其暴露于指定光譜(如紫外光)的電磁輻射下從而被激活時，能夠與核酸結合。
具有光活性的化合物可包括但不限于補骨脂素(或呋喃并香豆素)以及在例如美國專利No.4321919和No.5399719中所述的補骨脂素衍生物。根據本發明，具有光可激活性或光敏感性化合物包括但不限于如下物質補骨脂素與補骨脂素衍生物；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′，8-三甲補骨脂素；4′-羥甲基4，5′，8-三甲補骨脂素；4′，8-甲氧補骨脂素；和4′-(ω-氨基-2-氧)烷基-4，5′，8-三甲補骨脂素，包括但不限于4′-(4-氨基-2-氧)丁基-4，5′，8-三甲補骨脂素。在一個實施方式中，所用的光敏感性化合物包括補骨脂素衍生物，amotosalen(S-59)(Cerus公司，康科德市，加利福尼亞州)，如美國專利No.6552286；6469052；和6420570所述。在另外一個實施方式中，包含8-甲氧基補骨脂素的光敏感化合物也可用于本發明。
甲氧補骨脂素是一種天然的具有光活性的物質，來自Ammi majus(一種傘形科植物)的種子。它屬于一種補骨脂素或呋喃并香豆素化合物。其化學名為9-甲氧基-7氫-呋喃[3，2-g][1]-苯并呲喃-7-酮。該藥物的形成方式是在10毫升小瓶中裝入濃度為20mcg/mL的無菌液體。可參考http//www.therakos.com/TherakosUS/pdf/uvadexpi.pdf。研究者的小冊子中有對體外光置換分離法和UVADEX不同劑量以及小獵犬體內紫外線的毒理學研究。
接著，已經加入光活性化合物的主體，受體，或者供體的血液部分通過紫外光進行光分離置換處理。光分離置換處理可通過波長為320納米至400納米的長波紫外線(UVA)來進行。此波長范圍在此只是作為例子來進行說明，然而該范圍并非局限于此。在光分離置換處理過程中，暴露于紫外光的時間應該足夠長，從而能夠輸送例如大概1-2焦耳/平方厘米的輻照能量至血液。
通過將輻照室700安裝到永久的塔狀系統2000(圖17和18)的光激活室750中，使得光分離置換步驟在體外進行。在一個實施方式里，當光分離置換步驟在體外進行時，至少一部分被處理過的血液返回主體，受體，或者供體。已處理的血液或者白細胞富集血液部分(如本發明可能發生的那樣)然后可能被返還入主體，受體，或者供體。
光分離置換過程由三個階段組成，包括1)血沉棕黃層部分(富集了白細胞)的收集，2)對收集到的血沉棕黃層部分進行輻照，和3)返回處理后的白細胞。該過程將在下面更詳細的說明。概括而言，全血在分離筒10中被離心和分離。共大概240毫升的血沉棕黃層和300毫升的血漿被分離出來，并保存用于紫外光輻照過程。
收集到的血漿和血沉棕黃層與肝素化的常規生理鹽水和UVADEX(溶于水的8-甲氧基補骨脂素)混合。該混合物以一個1.4毫米厚的層流過本發明的輻照室。輻照室700在PHOTOSETTE(圖15)的UVA燈的兩組之間嵌入塔狀系統2000的光激活室750中，。PHOTOSETTE的紫外燈輻照紫外線透明的輻照室700的兩壁，從而輻照室暴露于紫外線A，形成1-2焦耳/平方厘米的每一淋巴細胞的平均曝光能量。在光激活過程之后，細胞從輻照室700中移出。
在本發明的一個優選實施方式中，細胞通過重力作用被除去，并且任何殘留在輻照室中的細胞都被額外的液體所置換，所述額外液體選自包含生理鹽水，血漿和其組合的液體混合物。對于小患者例如小孩(如低于30千克)或那些血管系統容易超負荷的患者而言，對輻照室所用的額外液體優選不能超過室容積的2倍，更優選不超過室容積的1倍，更優選不超過0.5倍，更優選0.25倍。處理后的細胞溶劑回注入患者。
美國專利申請(序列號09/480893)中記載了相似地光分離置換系統和方法，在此將其所述內容作為參考并入本文。同樣有用的系統和方法在美國專利號5951509、5985914、5984887、4464166、4428744、4398906和4321919；PCT公開號WO97/36634和WO97/36581的PCT申請中也有記載，將上述所有文獻也作為參考并入本文。
被輸送至生物液體的光能的有效量可以用美國專利號6219584中所述的方法和系統來確定，該專利的全部內容也在此作為參考并入本文。當然，將體外光分離置換法運用于在此所述的各種各樣的疾病需要調節光能值，從而優化治療過程。
此外，可以在將處理后的生物液體返還患者體內之前，將體外光分離置換法中所用的光敏因子去除。例如甲氧沙林(UVADEX)被用于體外光分離置換過程。甲氧沙林屬于補骨脂素化合物的一種。暴露于甲氧沙林或其它補骨脂素化合物可能給主體，受體或供體帶來不好的效果，比如光毒性或其它與補骨脂素和其分解物相關的毒性效應。因此，可能殘留在生物液體中的補骨脂素，補骨脂素衍生物，或者補骨脂素分解物均可在被紫外輻照之后去除。美國專利號6228995記載了一種補骨脂素生物液體的去除過程，在此，將其公開的全部內容作為參考并入本文。
C.離心筒在一個具體的實施方式里，本發明涉及分離液體組分的方法和裝置，例如，根據生物液體的密度或重量對其進行分離。生物液體包括那些包含、存在于、或應用于、或輸送至活生物體的液體。當然，生物液體可以是體液和其組分，如血細胞，血漿，同時也可以是其它包含生物成分的液體，例如細菌、細胞或其它細胞組分。生物液體可以是全血或具體的全血組分，包括紅細胞，血小板，白細胞，和前體細胞。特別是在例如體外治療這樣的過程中，需要從患者中將血液取出來用于治療。然而，應當理解，本發明可以采用許多離心處理設備來進行，在此給出具體的實施方式只是做為說明的目的。本發明的分離技術和裝置的其它用途可以包括別的醫療過程，如透析，化療，血小板分離和去除，以及其余特殊細胞的分離和去除。此外，本發明可以用于分離其它類型的液體，包括分離許多具有例如油和液體成分這樣的非醫療用途的液體。本發明中所用的所有的元件都不應對生物液體有副作用或使其不適合于它們所期望的用途，例如在此所述的用途，并且這些元件可能由任何適合的并與在此所述的用途相匹配的材料制成，這些材料包括塑料，例如聚碳酸酯，甲基丙烯酸酯，苯乙烯-丙烯腈，丙烯酸，苯乙烯，丙烯腈或其它塑料，但并不僅限于塑料。在本發明提及的部件需要粘合到一起并且形成不滲液的密封結合，任何合適的，傳統的連接部件的方式均可使用，所述方式包括使用粘合劑，超聲波焊接，或者高頻焊接，但并不局限于上述方式。
本發明對于使用傳統的Latham筒離心機而言具有幾個優點。UVARXTSTM系統中的Latham筒有一個使全血進入離心筒的入口端和一個使血漿和血沉棕黃層流出離心筒的出口端。由于只有兩個端口，這就限制了每個循環周期中所收集的血沉棕黃層的數量。每一次的循環包括將全血注入離心筒；2)旋轉離心筒從而將全血分離為血漿，血沉棕黃層，和紅細胞；3)收集血沉棕黃層以待處理，4)停止離心筒的運轉；和5)將收集到的血漿和紅細胞返回。這種血沉棕黃層收集方法可以用“間歇式”作為其特征，因為只能通過血沉棕黃層的幾次循環收集才能得到所需的用于輻照處理的血沉棕黃層的數量。由于積累的紅細胞逗留在離心筒內，因此每一次循環只能收集到有限數量的血沉棕黃層。所以，累積的紅細胞只能在每一次血沉棕黃層收集循環的末期被清空，這是Latham筒固有的局限。
本發明的離心筒有作為一個入口端和兩個出口端的三個單獨的液體管。該額外的液體管道有以下作用1)通過在整個血沉棕黃層收集過程中連續的旋轉，而不用為除去積累的紅細胞而使離心筒停止旋轉，減少了患者的治療時間；2)可治療血液數量少的患者，通過將收集的紅細胞連續地返回入患者體內，這些患者就更容易接受需要使用血沉棕黃層或其一部分這樣的醫療過程，如體外光分離置換法；3)由于增加了旋轉離心時間，血沉棕黃層中的不同細胞組分得以更好的分離；和4)具有從全血中分離高密度紅細胞組分的能力。該離心筒也使得任何需要從患者體內收集基本沒有紅細胞的血沉棕黃層部分的醫療工序的處理時間減少，例如體外光分離置換法。
為達到與本發明相一致的目的，這里具體而又概括地記載本發明，圖35和36圖示了本發明具體的實施方式。圖35所示的實施方式包括一離心筒10A，管道組件860A，框架910A，和固定的限制器918A。液體在離心筒10A和管道組件860A的外管20A之間流通。連接套管500A的下端832A(圖46)緊固到筒10A。連接套管500A的上端831A緊固到外管20A，將外管20A和筒10A連接，使外管20A與筒10A內的流體連接相通。這種流通的連接使得能夠通過外管20A提供液體800到筒10A。同樣，該流體流通也使得分離的液體成分810和820能夠通過外管20A從筒10A中取出。調節筒10A和框架910A使其繞中心軸11A旋轉。
參考圖36，筒10A包括外殼100A，連接套管500A，頂部內核200A，底部內核201A，和外殼底板180A。外殼100A可以由任何如前所述的適合生物的材料制成，如圖36所示，外殼100A由透明塑料制成，因此內核200A和201A在這一視圖中是可見的。外殼100A粘附在底板180A上，該底板包括凸出件150A，該凸出件用于將筒10A鎖定至例如旋轉設備900A那樣的轉動裝置上。筒10A優選結構簡單并且容易通過制模或其它已知的制造工藝所生產的設備，例如它可能是一次性使用或只能使用于有限次數的處理，并且最優選包含125毫升液體，該液體可能是加壓密封的。在另一實施方式里，筒的處理量可能根據患者的身體狀況以及他或她的所能允許的體外血液數量而變化。筒的處理量也可能根據筒的用途或根據筒所用于的特殊治療過程來變化。此外，為避免生物液體的污染，或避免處理操作中所涉及的人與生物液體接觸，傳輸工序優選在一密封的流體系統中進行，該系統可能是密封加壓的，優選由每次使用后均便于處理的彈性塑料或類似的材料形成。
如圖36和37所示，外殼100A基本為圓錐形，有一個上殼端110A，外殼壁120A和一個下殼端190A。外殼100A可由塑料(如前面所列舉的那些)，或其它合適的材料制成。上殼端110A有一個外表面110B，內表面110C和殼上的出口700A，該出口在所述表面之間形成一個通道。優選地，上部的殼也形成一相應于殼出口700A的頸狀部115A。殼出口700A和頸狀部115A的尺寸使得連接套管500A的管體830A能從中通過，而同時使從連接套管500A的管體830A延伸出來的套管法蘭790A保持在外。在本發明的一個實施方式里，一個O形環791A可以嵌入套管法蘭790A和殼末端110A的內表面110C之間，從而提供一不滲液的密封結合。在如圖53所示的本發明的另一個實施方式里，第二套管法蘭790B從位于套管法蘭790A末端的連接套管500B的管體830A延伸出來。套管法蘭790A和790B均吻合于頸狀部115A內并使O形環791A保持在其中。在該實施方式里，通過O形環與管體830A和相鄰于頸狀部115A的殼末端110A的內表面110C相接觸，從而形成了不滲液的密封結合。然而，連接套管500A可以通過任何合適的方式緊固到筒10A上，包括例如通過一凸緣，凹槽，或緊密配合，和用粘結劑與筒10A的某一個元件結合起來。外殼壁將上殼端110A和下殼端190A連接。下殼端190A以大于上殼端110A的直徑附于殼底板180A。殼底板180A與下殼端190A相匹配，并且在此形成不滲液的密封。任何常規的方式均可用于將下殼端190A緊固到殼底板180A，包括粘結劑，超聲波焊接或者高頻焊接，但并不局限于上述方式。殼底板180A可以有一個用于收集更濃縮的液體810的鋸齒形凹槽185A。外殼100A的直徑從上殼端110A至下殼端190A遞增。
外殼100A可以進行調節以旋轉地和例如轉子驅動系統或旋轉支架910這樣的旋轉裝置900(圖35)相連。可旋轉的連接可以是例如允許筒10A自由旋轉的軸承。優選地，外殼100A有一個鎖閉機制。該鎖閉機制可以是一個或多個凸出部件150A，該凸出部件被設計成與離心容器內相應的鋸齒形缺口，或者其它適當的相互連接或鎖閉機構或現有技術中已知的類似結構相互作用。該鎖閉機制也可以包括一個鍵槽160(圖51)。
參考圖37，外殼100A和底座180A限定了一個內部腔710A，在該腔內，當筒10A裝配好之后，內核200A和201A是相互匹配的。當完全安裝好之后，內核200A和201A完全處于外殼100A的內腔710A之內，沿軸線11A占據了內腔710A的一個同軸的容積空間。
參考圖38，40和44，頂部內核200A和底部內核201A基本為圓錐形，并且分別有核頂末端205A，206A；核外壁210A，211A；和核底末端295A，296A。核200A和201A占據筒10A的內腔710A的一個同軸的容積空間并且在頂部內核200A的核頂末端205A和核外壁210A，底部內核201A的核外壁211A和核底末端296A以及外殼100A之間形成了一個分離空間220A。分離空間220A是在核200A和201A以及外壁100A之間的內腔710A的空隙。
如圖40和41所示，頂核200A包括由核外壁210A連接起來的核頂末端205A和核底末端295A。核外壁210A有一個外表面210B，一個內壁表面210C，和一個底緣210D。優選地，頂核200A的直徑從核頂末端205A至核底末端295A遞增。核頂末端205A也包括一外表面205B和一內表面205C。位于中心軸并從上表面205B垂直延伸的是軸腔連接器481A。軸腔連接器481A有一個上表面482A和一壁面482B。上表面482A有兩個通道303B和325D，該通道分別使液體在核頂末端205A與第二筒內通道410A以及第一筒內通道420A之間流動。第二筒內通道410A是一個管道，該管道有從軸腔連接器481A的內表面481C垂直延伸的管壁325A。
如圖39B，39A和40所示，第二筒通道410和導管通道760A通過具有一個第一端321B和一個第二端321C的、經調節而插入管道軸腔連接器481A的管道321A而連通。在運行中，液體在外管20A的管道760A與筒內通道410A之間流通。第一筒內通道420A是一根輔助管道，具有從軸腔連接器481A的內表面481C上基本垂直的延伸出來的通道壁401A。如圖39A，39B和40所示，液體通過有具有第一末端322B和第二末端322C的中空圓柱體腔322A，在第一筒內通道420A與外管20A的管道780A之間流通，所述第二末端與上表面482A的開孔303B相匹配。如本發明的一個實施方式所述，第二筒內通道410A布置在第一筒內通道420A中。如圖53所述的本發明的另一個實施方式里，管壁325A可以由上部件325F和下部件325G組成，并且與通道壁401A和402A合并。
上表面482A也有使其與室740A相通的鋸齒形凹槽483A。當組裝的時候，室740A被軸腔座架凹槽851A所限定，其體積小于與連接套管500A和軸腔連接器481A相連的中空圓柱體腔321A和322A。室740A與管道770A流通的連接，并且與位于頸狀部115A附近的分離空間220A通過鋸齒形凹槽483A相連通。鋸齒形凹槽483A形成的通道使第二分離液體成分820通過室740A被移除。許多從外表面延伸并與上殼末端110A的內表面110C相接觸的墊片207A任選的出現在外表面205B上，從而保證在分離空間220A和鋸齒狀凹槽483A所形成的通道之間形成液體流通。
在如圖53，54和55所述的另一實施方式中，321A和322A可以附著于軸腔連接器481A上表面482A中的開孔325D和303B。此外，鋸齒狀凹槽483A可在軸腔連接器481A中形成大量的通道，并且當連接于套管500A或500B時可用于形成室740B。室740B適于有一個或者多個表面742A，這樣可與連接套管500A的凸出端853A相匹配(凸出端853圍繞外管20A的末端861)。為了幫助連接套管正確的定位到軸腔連接器481A，凸出端853A和室740B的形狀可能是不對稱的，或者如圖53，54和55所述，提供一個從軸腔連接器481A的上表面延伸出的導向部件855A，并且該部件與套管法蘭790A的開口857A相匹配。
再參考圖40，底部內核末端295A由包括一上部板299A，其具有上表面298A，下表面297A，和邊緣299B，該邊緣附著并直接接觸于外核壁210A上的底緣210D。上部板299A的邊緣299B適于與外核壁210A上的底緣210D相結合并在此形成不滲液的密封部位。從上部板299A的上表面298A垂直延伸出來的是通道壁402A，其有一個上部端402B，一個下部端402C，并且圍繞基本位于上部板299A中心的開口303A。許多翼片403A附著于壁402A的外表面和上表面298A，用于支撐軸腔壁402A。該壁402A適于與壁401A匹配從而形成不滲液的密封并且提供軸腔400A。液體通過管道322A在第一筒內通道420A與外管20A的管道780A之間流通。開口303A使得液體可從軸腔400A流入分離空間220A，這將在后面進一步說明。第一筒內通道420A也環繞第二筒內通道410A。
參考圖43A，43B和44，底部內核201A由上部核末端206A，外核壁211A和底部核末端296A組成。外核壁211A有一外表面211B，內壁211C和底緣211D。底部內核201A的直徑優選為從上部核末端206A至下部核末端296A遞增。底部核201A也有一上表面309A和下表面309B。上部核末端206A的表面309A上有一基本上位于其中心(優選為大致上圓形)的鋸齒狀凹槽186A。該鋸齒狀凹槽186A有一上表面186B和一內表面186C。鋸齒狀凹槽186A的上表面186B上有一個延伸至內表面186C的開孔324D。在如圖53所示的本發明的另一實施方式里，上表面186B也可以還有一個凹口186D用于接受O形環，從而使在圍繞管壁325A的底端325B之處形成不滲液的密封。從內表面186C上垂直延伸出來環繞所述開孔324D的是具有遠端部324B的管壁324A。在上表面309A上面，一個或更多通道305A從鋸齒狀凹槽186A上延伸至外核壁211A的外表面211B。上表面309A可以是水平的或者從鋸齒狀凹槽186A處向上或向下傾斜。若上表面309A從鋸齒狀凹槽186A處向上或向下傾斜至核末端206A，該領域技術人員能夠相應的調節上部板299A和上部核末端295A的形狀。通道305A可以在其整個長度內都具有相等的深度。然而，通道305A放射性的從中心向上或向下傾斜。該領域技術人員應該理解到這種情況如果上表面309A向上或向下傾斜，并且通道305A深度不變，那么通道305A也應該相應的向上或向下傾斜。
參考圖38，當完全裝配好之后，上部板299A的底表面297A直接與底部核201A的上表面309A相接觸。這種接觸在這兩個表面之間形成了不滲液的密封結合，并在鋸齒狀凹槽186A至通道305A之間形成開孔305B。來自通道305A的第二開孔305C形成于外核壁211A的外表面211B中。開孔305B使得液體可以通過通道305A和開孔305C從鋸齒狀凹槽186A流入分離空間220A(圖38和40)。因此液體800流經管道780A并隨后流過第一筒內通道420A。從第一筒內通道420A流出后，液體800通過通道305A流入分離空間220A。
參考圖43A和44，底部內核末端296A有一個底板300A，該底板有上表面300B，下表面300C和外緣300D。一個或多個凸出部件301A從底板300的下表面300C延伸而出。外緣300D適于附著于外核壁211A的底緣211D，并且在此提供不滲液的密封結合。底板300A座落于殼底板180A之上，其形狀為圓形并且從其中心放射性的向上彎曲(如圖44所示)。可供選擇的是，底板300A可能是扁平的。如圖38所示，當座落于殼底板180A之上時，在底板300A和殼底板180A之間就出現一空間220C。液體可在該空間220C與分離空間220A之間流通。底板300A可以由塑料或其它合適的材料制成。此外管道320A基本垂直的從底板300A的下表面300C延伸出來。管道320A具有延伸進入與底板300A和殼底180A之間的空間220C的第一末端320B和在底板300A的上表面300B上延伸的第二末端320C。管道320A的直徑適于采用能與管壁末端324B形成緊密配合的尺寸。在管壁324A和325A之間的空間包括了一個軸腔400B。由底板300A，內表面211C，和底部核201A的頂板53A所限定的空間，排除了第二筒內通道410A，可能包含氣體或者固體物質(見圖43B和44)。
在如圖53所示的本發明的另一個實施方式里，支撐壁405A和407A可任選的出現在離心筒內。支撐壁405A從下表面309B垂直的延伸出來。支撐壁407A從底板300A的上表面300B垂直的延伸出來并且當底部內核201A組裝好時與支撐壁405A相連接。管壁324A可以連接至管320A，從而形成不滲液的密封結合，并且管324A，320A可以分別與支撐壁405A和407A熔接在一起。此外從底板300A的下表面300C延伸出去的是一個或多個定位墊片409A，該墊片緊密結合至鋸齒形凹槽185A內。
以下所述對本領域普通技術人員而言是顯而易見的，筒10A需要相對于中心軸11A平衡。因此，為幫助筒10A的平衡，平衡塊需要被加入作為設備的一部分，例如圖53所示的平衡塊408A。
參考圖38，筒10A適于使得外殼100A，內核200A和201A，核的底部板300A和上部板299A，殼的底板180A，外管20A和連接套管500A，和軸腔400A和400B彼此相連并一起旋轉。外殼100A的殼底板180A包括其上表面的凹陷處181A，并且這些凹陷處的形狀與底板300A的凸出部件301A相嚙合。如圖所示，底板300A的底表面300C有圓形凸出部件301A，用于限制底板300A相對于殼底板180A的運動。組裝好之后，底板300A的底表面上每一個凸出部件301A均與底板180A上的凹陷處181A緊密結合。因此，當外殼100A旋轉時，外管20A和連接套管500A，頂部內核200A，上部板99A，底部內核201A，下部底板300A，殼底板180A，和軸腔400A和400B也隨之轉動。
如圖38所示，軸腔400A使得全血800通過第一筒內通道420A流入筒10A。第一筒內通道420A通過軸腔400A為流入液體800提供至鋸齒形凹槽186A的通道，然后至通過通路305A至分離空間220A。軸腔400A位于上部內核200A內部。軸腔400A的高度為從軸腔上部末端480A至下部末端402C。通過連接從軸腔連接器481A的內表面481C上延伸出來的通道壁401A和從上部板299A的上表面298A延伸出來的通道壁402A，從而形成軸腔400A。通道壁401A由許多附著于核外壁210A的內壁表面210C與上部核末端205A的內壁表面205C上的翼片251A支撐，并且通道壁402A被許多翼片403A(圖40)所支撐。很明顯的可以看出，軸腔400A的高度可以通過改變核200A，通道壁401A，通道壁402A，管壁325A的尺寸和形狀，以及改變管壁324A的高度來調節。
如圖38所示，軸腔400A，從軸腔上部末端480A至下部末端402C，圍成了一個軸內部殼體400B。軸腔下部末端402C有一個開孔303A，該開孔通過大量的通道305A與分離空間220A相通。在所述的實施方式中，軸腔400A包括第一筒內通道420A。第二筒內通道410A位于上部內核200A的第一筒內通道420A之內，并且在此被從軸腔上部末端480A至下部末端402C的殼體所圍繞。而且，為除去聚集在殼底板180A的鋸齒狀凹槽185A中的第一液體分離組分810，第二筒內通道410A形成了從底板300A之下開始，直到通過殼體400B的通路。第二筒內通道410A從外殼100A的殼底板180A開始延伸，通過軸殼體400B，至外管20A的管道760A。
參考圖38(沒有示出管道321C)，軸內腔400B使紅細胞810通過第二筒內通道410A流出筒10A，該第二筒內通道使得鋸齒狀凹槽185A之上的殼底板與開孔324E之間的液體流通。內腔400B有一個上部管道末端325C和下部管道末端324B，并包括兩個管壁324A和325A，所述管壁以不滲液的方式連接并且形成第二筒內通道410A，該通道的直徑小于第一筒內通道420A，第二筒內通道與第一筒內通道是彼此分離的。管壁325A被延伸穿過通道壁401A并附著于管壁325A的翼片251A所支撐。與有一個末端臨近鋸齒狀凹槽186A的軸腔400A不同，軸內腔400B向鋸齒狀凹槽186A遠端延伸并穿過底板300A。第一管壁325A有一個在軸腔連接器481A的上表面482A上有開孔325D的上部末端325C，并且還有一個下部末端325B，該下部末端有一個用于與管壁324A的上部末端324C緊密結合的開孔325E。管壁324A的上部末端324C高于鋸齒狀凹槽186A并且有開孔324D。管壁324A也有底部末端324B并且被大量的翼片252A所支撐。具有開孔325E的底部末端324B用于與管道320A相連，該管道具有位于底板300A中心附近的開孔302A。開孔325E和302A的連接使得液體可在內腔400B與空間220C之間流通，該空間位于底板300A和殼底板180A之間。而位于底板300A和殼底板180A之間的空間220C則與分離空間220A之間具有液體通路。
管道320A與底部末端324B形成緊密結合，從而支撐第二筒內通道410A。每一個筒內通道420A和410A均可通過如下方式形成任何彈性或剛性管(例如醫用管)，或其它例如為可能是被加壓或未加壓的流體提供了密封的通道的裝置，并且優選為一次性的和可被滅菌的，即便于簡單且有效的生產。
1.驅動管如圖39A和39B所示，管道組件860A通過連接套管500A附著于筒10A上，該套管附著于外管20A的第一末端861A之上，外管有第一管道780A，第二管道760A，和第三管道770A。液體可在每一個管道與第一筒內通道420A，第二筒內通道410A，和筒室740A之間流通。此三個管道在外管20A中以120度角相互隔開并且具有相同直徑(見圖50)。當流通的連接于外管20A和筒10A時，管道780A與第一筒內通道420A流通的相連，用于從外管20A引入液體800至筒10A從而進行分離。同樣的，第二管道760A與第二筒內通道410A流通的相連，用于從筒10A中將第一分離液體組分移至外管20A。最后，第三管道770A與筒室740A相連，從筒10A中取出第二分離液體成分820。
如圖45所示，外管20A在第一末端861A有一連接套管500A，在第二末端862A有一錨定套管870A。在外管20A上的連接套管500A和錨定套管870A之間可以任選的有第一管肩882和第二管肩884，該管肩從外管20A垂直延伸并具有較大的直徑。在連接套管500A和錨定套管870A之間(或者是第一和第二管肩882，884，如果它們出現的話)是第一和第二軸承環871A和872A。外管20A，錨定套管870A，和連接套管可以用相同或不同的具有生物相容性的材料制成，為用于離心器中的管道，該材料應具有合適的強度和彈性度(一個這樣的優選材料是HYTREL)。連接套管500A和錨定套管870A可通過任何合適的方式連接，例如用粘結劑，焊接等等，然而，為方便制造，連接套管500A和錨定套管870A優選制模于外管20A之上。
參考圖45，48和49，錨定套管870A包括主體877B，該主體有第一錨末端873A和第二錨末端874A。錨定套管870A附著于外管20A的第二管末端862A(優選通過制模)并且其直徑從第一軸環873A至軸環874A遞增。定位于第二末端874A遠端的是軸環886A，該軸環從主體877B垂直延伸而出并且其直徑大于錨定套管870A的主體877B。大量的加強筋肋條877A附著于主體877B，該肋條具有位于軸環886A和第二錨末端873A之間的第一肋末端877B以及向第一錨末端873A遠端延伸的第二肋末端877C。該第二錨末端877C由環880A連接到一起，該環也附著于外管20A之上。肋條877A與外管20A平行，并且優選地位于在管道760A，770A，和780A最接近于外管20A(圖50)表面的地方之上。如果不對管道760A，770A，和780A最接近于外管20A外徑的地方進行加強，那么該處在高速旋轉的時候容易出現故障。在錨定套管末端873A之外有平行于管道的加強筋肋條這一結構，使得該處的結構得以加強從而防止在高速旋轉中出現管道故障。在一個方面，肋條防止了在該處的外管20A變形，并且作為一種結構元件將扭曲應力轉移至錨定套管870A。
連接套管500A包括有上部套管末端831A和下部套管末端832A(圖46和47)的管體830A。下部套管末端832A有套管法蘭790A和許多凸出部件843A，該凸出件的尺寸與殼體連接器481A壁面482A上的鋸齒狀凹槽484A相嚙合。當筒10A組裝好之后，通過使O形環791A環繞管體830A并在法蘭790A和外殼100A之間擠壓O形環791A，如此可形成不滲液的密封結合。上部套管末端831A適于緊固于外管20A。參考圖46，39A和39B，連接套管500A通過套管法蘭790A緊固至筒10A并適于使液體在外管20A的通道780A，760A，770A和筒內通道420A與410A，還有筒10A內的室740A之間流通。當連接套管500A組裝好之后，就安裝到軸腔連接器481A上(圖39A和39B)。
優選地，連接套管500A的直徑從上部套管末端831A至下部套管末端832A遞增，并且制模于外管20A的第一管道末端861A之上。連接套管500A將筒10A連接至外管20A，而沒有使用在其它常規情況下定位于筒10A和連接套管500A之間的可轉動的密封裝置。筒10A和連接套管500A之間的無密封裝置可以是如上所列舉的，或者是通過使用例如一個O形環，凹槽，或凸緣，金屬封油環式的連接，焊接，或在筒10A或者連接套管500A內使用或不使用粘結劑來形成緊密結合。
如圖46和39B所示，套管法蘭790A有一個與軸腔連接器481A的上表面482A相接觸形成緊密封的底表面847A。然而，軸腔連接器481A有許多鋸齒形凹槽483A，該凹槽使液體在分離室220A和筒室740A之間流通，筒室與管道770A相連通。筒室740通過腔安裝凹陷部851A，腔連接器481A的上表面482A所限定，排除了被中空圓筒321A和322A所占據的空間。大量的位于套管法蘭790A的底表面847A上的凸出部件843A嚙合并且滑移至軸腔連接器481A壁面482B上的鋸齒形凹槽484A之中，因此提供了緊密結合。
連接套管500A幫助外管20A緊固到筒10A，因此外管20A流通的連接于筒10A。這種流通的連接使得液體800通過外管20A補給至筒10A。同樣，這種流通的連接也使得被分離的液體成分b，820通過外管20A從筒10A中被移除。
外管20A有大致固定的直徑，該直徑應有助于降低管的剛性。剛性太高的外管20A將會更快的發熱而產生故障。此外，固定直徑的管道便宜而又容易制造，也容易對連接套管500A和錨定套管870A的尺寸進行試驗，還可以使得軸承環871A，872A易于滑入。優選地，軸承環871A和872A的滑動被第一和第二管肩882A和884A所抑制。外管20A由任何形式的彈性管(例如醫用管)，或者諸如為液體流動提供密封通道的設備構成，所述液體可能是被加壓進入或加壓壓出任何形式的貯存器，并且優選所述管是一次性的和可被滅菌的。
II.永久的塔狀系統圖17圖示了永久的塔狀系統2000。該塔狀系統2000是可長久使用的(即非一次性的)金屬構件構成，所述金屬構件容納了大量的光分離置換試劑盒1000的設備，例如盒1100，輻照室700，和離心筒10(圖1)。塔狀系統2000進行以下操作對通過一次性光分離置換試劑盒的流體進行用閥門控制，用泵輸送，以及全面控制和驅動。永久的塔狀系統2000通過使用合適的編程控制器，例如一個處理器或集成電路，耦連于所有的必要元件來自動實行所有的必要控制功能。相對于一個新的一次性試劑盒在每一次光分離置換治療周期后都必須被拋棄，塔狀系統2000可重復使用。塔狀系統2000可以通過適當的對控制器編程或者改變其某些組件從而被調節用于進行許多體外血液循環處理過程，例如單采血液成分術。
塔狀系統2000有一個具有上部2100和底座2200的機體。底座2200有一個頂部2201和底部2202。輪2203位于底座2200的底部2202或其附近，因此塔狀系統2000是活動的并且容易在醫院中從一個房間移至另一個房間。優選地，前輪2203可以相對于垂直軸轉動，從而容易操控塔狀系統2000。底座2200的頂部2201有一個具有控制臺1200的上表面2204，該控制臺建造于上表面(見圖22)，圖22給出了該控制臺最好的圖解。在圖17中，盒1100裝入控制臺1200。底座2200也有吊鉤(未示出)，或者其它連接器，用于懸掛該處的血漿收集袋51和處理袋50。這種吊鉤可以位于塔狀系統2000的任何位置，只要其位置不會干擾治療過程中系統的功能。底座2200有光激活室750(圖18)位于艙門751之后。塔狀系統2000中提供額外的吊鉤(未示出)用于懸掛生理鹽水和抗凝血劑袋。優選地，這些吊鉤定位于上部2100。
塔狀系統2000的底座2200中的光激活室750(圖18)位于底座頂部2201和底部2202之間，艙門751之后。艙門751絞接于底座2200并且作為操作光激活室750的入口，操作者可以通過該艙門關閉光激活室750，這樣在治療過程中紫外光不會逸入周圍空間。凹陷部752用于使得管1112，1117(圖1)在輻照室700被裝入并且艙門751已關閉時通入光激活室750。光激活室將在以下參考圖16和18詳細說明。
上部2100位于底座2200之上。離心室2101(圖19)位于上部2100內，在離心室艙門2102之后。離心室艙門2102有一個窗口2103，因此操作者能夠看到離心室2101內并且監測到任何出現的問題。窗口2103由厚玻璃構成，其厚度足以承受在離心筒轉速大于4800RPMs時的離心過程中可能出現的突發事故所產生的施加于其上的壓力。優選地，窗口2103由防震玻璃構成。艙門2102絞接至上部2100并且有自動鎖閉機制，該機制在系統操作過程中由系統控制器激活。離心室2101將在以下參考圖19做更詳細的說明。
優選地，控制臺1200位于底座2200的上表面2204，處于或鄰近于塔狀系統2000的前部，而上部2100從底座2200向上延伸，位于或鄰近于塔狀系統2000的尾部。這就使得操作員容易對控制臺1200進行操控，而同時使操作員可以對離心室2101進行操控。通過將塔狀系統2000設計成離心室2101在上其部2100之中并且光激活室750和控制臺1200在底座2200中，這樣就獲得了一個豎式的構造。于是，塔系統2000著地面減少并且只占用了醫院較少的地面空間。塔系統2000的高度保持在60英寸以下，這樣當從后面將機器在醫院中挪動時，挪動者的視角不會被遮擋。此外，控制臺1200位于相當平的位置使得操作者在裝載其它設施時有空間來安放光分離置換試劑盒1000的設備，有助于安裝方便。塔系統2000是足夠堅固的，可以承受離心過程帶來的震蕩和沖擊。，監控器2104位于窗2103之上的離心室艙門2102上面。監控器2104有一個顯示區2105，其用于向操作員顯示例如數據登記項的用戶端，安裝儀器，圖表，警告，警報，治療數據，或治療過程等這樣的數據。監控器2104耦連于系統控制器并由其控制。數據卡接收槽2001位于監控器2104的一邊。數據卡接收槽2001用于可滑動的接收由每一個一次性光分離置換試劑盒1000(圖1)所提供的數據卡1195。如上所述，數據卡1195可以是被預編程來存儲需要提供給塔狀系統2000的大量數據。例如數據卡1195能夠被編程用于傳達信息，使得系統控制器能夠確定(1)該一次性光分離置換試劑盒與裝入該試劑盒的血液驅動設備相兼容；(2)光分離置換試劑盒能夠運行所需的治療過程；(3)該一次性光分離置換試劑盒是某種商品或構造。數據卡接收槽2001有必要的元件和電路來讀寫數據卡1195。優選地，數據卡接收槽2001將治療數據記錄到數據卡1195。這樣的數據信息包括例如收集時間，收集量，處理時間，體積流速，過程中的任何警報，故障，干擾，或任何其它所需要的數據。數據卡接收槽2001位于監控器2104上，但它也可以位于塔狀系統2000的任何地方，只要其耦連于系統控制器或其它合適的控制方式。
A.用于接收輻照室的光激活室參考圖16和18，光激活室750以截面被圖示。光激活室750通過外殼756形成。外殼756在塔狀系統2000的底座2200之中，艙門751之后(圖17)。光激活室750的后壁754上有大量的電子連接端753。電子連接端753與一個電源相耦聯。光激活室750被設計來接收紫外光組件759(圖16)。當完全裝入光激活室750之后，位于紫外光組件759的接觸壁755上的電子接觸器(未示出)與電子連接端753形成電通路。該電通路使得電子能量供予紫外燈758從而將其激活。優選地，每一套紫外燈758有三個電子連接端。更優選地紫外燈組件759有兩套紫外燈758，從而形成一個輻照室700能夠嵌入其中的空間。對紫外燈758電子能量的供應是由被適當編程的系統控制器通過一個開關來控制的。在光分離置換治療過程中，控制器按照需要將紫外燈758激活或使其無效。
通氣孔757位于光激活室750的后壁754附近的外殼756的頂部。通氣孔757與伸出塔狀系統2000后部的通氣管道760相連。在一個治療過程中，當由紫外燈758產生的熱量在光激活室750內積累的時候，該熱量通過通氣孔757和通氣管道760逸出光激活室750。該熱量從位于塔狀系統2000尾部的塔殼上的孔761逸出塔狀系統，離開患者和操作者。
光激活室750還包括用于接收輻照室700和保持輻照處于紫外燈758之間的垂直位置的槽762。槽762位于光激活室750的底部或其附近。優選地，一個滲漏探測電路763位于槽762之下，用于探測在操作中，操作前或操作后泄漏出輻照室700的液體。滲漏探測電路762有兩個組成U形圖案的電極，該電極位于一個背涂粘合劑的彎曲電路上。該電極被設計來允許使用短路來測試電路的中斷。每個電極末端都可以通到一個集成電路，而每個電極的另一端綁定到一個固態開關。該固態開關能用于檢查電極的連續性。通過關閉開關，電極彼此短路。然后就在集成電路中檢測到該短路。關閉開關引起與電極至濕(例如漏電)相同的情形。如果電極出現任何損壞，該連續性檢查將失敗。這是一個電極沒有損壞的正面跡象。該測試可以在每一次系統啟動時進行或在正常運行中周期性的進行，從而保證泄漏探測電路762在正常工作。滲漏探測電路762有助于保證在整個治療周期中泄漏物不會因為滲漏探測電路被破壞而毫無察覺的漏出。圖20提供了一個滲漏探測電路762的電路示意圖。
B.離心室圖19圖示了除去塔狀系統2000外殼的離心室2101截面。能夠利用1-ω 2-ω旋轉技術的轉動裝置900(也以截面展示出來)位于離心室2101內部。轉動裝置900包括轉動支架910和用于可轉動的緊固離心筒10(圖1)的筒支持板919。離心室2101的殼2107優選由鋁或者其它重量輕而又堅固的金屬制成。可選擇的方案是，其它轉動系統也可用在塔狀系統2000之內，例如專利號為3986442的美國專利所述轉動裝置，該專利所公開的全部內容在此也作為參考并入本文。
滲漏探測電路2106位于殼2107的后壁2108之上。滲漏探測電路2106用于探測離心筒10內或處理過程中連接管道內的任何滲漏物。滲漏探測電路2106與上述的滲漏探測電路762完全相同。圖21提供了一個滲漏探測電路2106的電路示意圖。
C.液體流動控制臺圖22圖示了沒有盒1100裝于其上的塔狀系統2000(圖17)的控制臺1200。控制臺1200進行閥門調節和泵送操作，從而驅動和控制液體流經光分離置換試劑盒1000。優選地，控制臺1200是一個單獨的板1202，該板通過螺絲或其它緊固方式，例如螺栓，螺帽，或夾鉗來緊固到塔狀系統2000的底座2200上。板1202可以由鋼，鋁，或其它耐用的金屬或材料制成。
控制臺1200有五個蠕動泵從板1202上延伸，全血泵1301，返回泵1302，循環泵1303，抗凝血劑泵1304，和紅細胞泵1305。泵1301-1305安裝在板1202上，使得當盒1100裝到控制臺上用于運行時，泵管回路1120-1124從泵1301-1305(圖25)上及其周圍延伸。
氣泡傳感組件1204和HCT傳感組件1205位于板1202之上。氣泡傳感組件1204有三個通道1206用于接收管1114，1106，和1119(圖25)。氣泡傳感組件1204用超聲波能量來監測管1114，1106，和1119中密度差異，該密度差異將會揭示正常通過管道的液體流體中空氣的出現。因為管1114，1106，和1119通向患者，因此這些管需要被監測。氣泡傳感組件1204可操作的耦聯于系統控制器并向其傳輸數據用于分析。如果檢測到氣泡，系統控制器將中斷操作，并通過移動壓縮致動器1240-1242至高位，從而如之前所述的那樣相對于盒1100壓縮管道1114，1106和1119并且/或者關閉相應的泵來關閉管道1114，1106和1109從而阻止液體流入患者。HCT傳感組件1205有通道1207用于接收管1116的HCT元件1125。HCT傳感組件1205通過光電傳感器來監測管1116中紅細胞的出現。HCT傳感組件1205也是可操作的耦聯于系統控制器并向其傳輸數據。當紅細胞在出口管1116中被檢測到時，控制器將采取相應措施，例如關閉相應的泵或者啟動壓縮致動器1243-1247中的一個，來阻止液體流過管1116。
控制臺1200也有五個壓縮致動器1243-1247和三個壓縮致動器1240-1242戰略的定位于板1202之上，使得當盒1100裝載到控制臺1200上運行時，每一個壓縮致動器1240-1247均與相應的孔1137和1157相連。壓縮致動器1240-1247可在一高位和一低位之間移動。如圖22所示，壓縮致動器1243-1247位于低位而壓縮致動器1240-1242位于高位。當壓縮致動器1240-1247位于高位并且盒1100如圖25所示裝到控制臺1200時，壓縮致動器1240-1247將從相應的孔1137或1157延伸而出，并且壓縮與孔相連的彈性管的一部分，從而緊壓彈性管使其關閉，如此液體就不能通過。當壓縮致動器1240-1247位于低位時，就不能延伸出孔1139和1157并且因此無法壓縮彈性管。
壓縮致動器1243-1247是回縮的彈簧，因此除非被激活，它們的默認位置是移動到低位。壓縮致動器1243-1247是單獨控制的，并且能夠彼此獨立的被升高或壓低。而另一方面，壓縮致動器1240-1242彼此耦連。因此，當一個壓縮致動器1240-1242被壓低或升高時，其余兩個壓縮致動器1240-1242也相應的被壓低或升高。此外，壓縮致動器1240-1242是壓緊的彈簧，因此它們的默認位置是移動至高位。于是，如果系統在治療過程中斷電，則壓縮致動器1240-1242將自動移動至高位，關閉管1114，1106和1119，并且阻止液體流入或流出患者。
現在參考圖23和24，控制臺1200還包括系統控制器1210，圓柱體組件1211，集合管組件1213，泵電纜1215，泵馬達電纜1216，和調速傳動帶組件1217。系統控制器1210是一個編入了合適的程序的集成電路，該電路可操作的耦連于系統的必要元件，從而進行所有本發明的光分離置換治療過程中所必需的，如上所述的功能，互動，決定，和反應。圓柱體組件1211將每一個壓縮致動器1240-1247耦連于氣壓缸。空氣端口1212位于控制臺1200的許多元件上，用于將氣體管線連接至各設備和相應的集合管組件1213之一上。如此，氣體被輸送至所需設備來激活所需元件，例如壓縮閥門1240-1247。所有的功能和計時都是由系統控制器1210所控制。調速傳動帶組件1217用于調整轉動夾1203的旋轉。最后，板1202包括了大量的孔1215，1219，1220，1221，和1218，這樣控制臺1200的大量元件能夠被恰當的裝入板中并且控制臺1200能被緊固到塔狀系統2000。具體為，泵1301-1305嵌入孔1314，HCT傳感器1205嵌入孔1220，氣泡探測器組件1204嵌入孔1219，壓縮致動器1240-1247從孔1218中延伸出來，以及螺釘從孔1221伸出將控制臺1200緊固至塔設備2000。
1.盒式箝位機制現在將參考圖22和25說明盒1100被裝入并緊固到控制臺1200的方法。為了使得系統2000進行光分離置換治療過程，盒1100必須被恰當的裝入控制臺1200上。由于壓縮致動器閥門系統被并入本發明，因此盒1100必須被恰當的緊固至控制臺1200，并且當壓縮致動器1240-1247通過相對于盒1100(圖3)的蓋1130壓縮彈性管從而將其關閉時，盒1100不會變位或者被移動。然而，這種需求與將盒1100方便的裝入控制臺1200并且減少操作員的失誤的目的相沖突。以下所述的盒式箝位機制將達到上述所有目的。
為方便盒1100嵌入控制臺1200，控制臺1200使用了兩個掣子1208與兩個轉動夾1203和1223。掣子1208具有鄰近頂板中間的槽1228。掣子1208在預定的位置緊固到板1202，因此它們之間的間隔距離完全等于盒1100(圖2)上的短小凸出部1102和1103之間的距離。轉動夾1203和1223以閉合位置被圖示出來。然而轉動夾1203和1223能夠手動的或者通過氣壓缸的自動激活被轉動至開放位置(未示出)。轉動夾1203和1223裝有變扭彈簧，因此當沒有被施加額外的力矩時，轉動夾就自動的回到閉合位。轉動夾1203和1223通過調速傳動帶組件1217(圖24)彼此相連。
參考圖23，調速傳動帶組件1217包括調速傳動帶1226，變扭彈簧殼1224，和拉伸組件1225。調速傳動帶組件1217調節轉動夾1203和1223的轉動，因此如果一個發生轉動，那么另一個也以同樣的方向和轉速轉動。換言之，轉動夾1203和1223是耦連的。拉伸組件1217保證了調速傳動帶1226處于足夠的張力來使其所調節的轉動夾1203和1223轉動。變扭彈簧殼1224為將轉動夾1203和1223扭轉至閉合位置的變扭彈簧提供了保護性外殼。
再參考圖22和25，當將盒1100裝載到控制臺1200上時，盒1100以一定角度安置到控制臺1200之上，并且短小凸出部1102和1103(圖2)與掣子1208對準。盒1100被移動，使得短小凸出部1102和1103可滑動的插入掣子1208。轉動夾1203和1223此時處于閉合位。當短小凸出部1102和1103被插入掣子1208時，盒1100的后部(即短小凸出部1102和1103的反面)與轉動夾1203和1223接觸。當有向下的力作用于盒1100，轉動夾1203和1223將被轉動至開放位置，使得盒1100的后部向下移動至低于轉動夾1203和1223的邊緣1231的位置。一旦盒1100處于這個位置的時候，轉動夾1203和1223通過變扭彈簧施加的力向回彈，并且轉回閉合位，將盒1100鎖在該位置。盒1100位于該鎖定位置時，即可承受向上的和橫向的力。
在治療周期完成后，為取出盒1100，轉動夾1103和1123手動的或自動的轉動至開放位置。自動轉動是通過耦連于氣管和系統控制器1210的氣缸來實現的。一旦轉動夾1203和1223位于開放位，通過簡單的提升和使短小凸出部1102和1103滑出掣子1208，即可將盒1100取出。
2.自動裝載的蠕動泵參考圖24，蠕動泵1301-1305位于控制臺1200之上用于使流體沿預期的通道流經光分離試劑盒1000(圖1)。蠕動泵1301-1305的激活，失活，調速，加速，協調，和所有的其它功能都由系統控制器1210控制。蠕動泵1301-1305結構上完全相同。然而，蠕動泵1301-1305在控制臺1200上的位置指示出了每個蠕動泵1301-1305分別關于驅動相應的流體并使其沿著相應的通路流動的功能。這是因為蠕動泵1301-1305的位置指示出了相應的泵管回路1220-1224安裝在該處。
現在參考圖28和29，全血泵1301被詳細的圖示出來。全血泵的功能和結構將會被說明，而蠕動泵1302-1305也具有完全相同的功能和結構。全血泵1301有發動機1310，定位傳感器1311，氣壓缸1312，氣動激活器1313，轉子1314(圖30給出了最好的圖示)，和殼1315。
轉子1314可轉動的安裝在殼1315內并且可操作的連接于發動機1310的傳動軸1316。具體為，轉子1314安裝在殼1315的彎曲壁1317上，因此可以通過發動機1310相對于A-A軸旋轉。當轉子1314安裝于殼1315，在轉子1314與彎曲壁1317之間就形成了一個空間1318。這個空間1318是全血泵1301的管泵送區域，當安裝好用于泵送時，泵管回路1211(圖33)即裝入該區域。定位傳感器1316耦連于發動機1310的傳動軸1316，從而能夠通過監測傳動軸1316檢測到轉子1314的轉動位置。定位傳感器1311可操作的連接于并傳輸數據至系統控制器1210(圖24)。通過分析數據，系統控制器1210，該控制器也耦連于發動機1310，能夠激活發動機1310來將轉子1314定位于任何預期的轉動位置。
殼1315也包括殼體法蘭1319。殼體法蘭1319用于將全血泵1310緊固于控制臺1200(圖22)的板1202之上。更具體的是，一個螺釘延伸穿過殼體法蘭1319的螺釘孔1320與板1202內的孔通過螺紋嚙合。殼體法蘭1319也包括一個使得氣動激活器1313可以從中延伸穿出的孔(未示出)。該孔的尺寸使得氣動激活器1313能夠上下移動而不會有太大阻力。氣壓缸1312通過使用氣體以活塞似的方式將氣動激活器1313激活或令其停止。氣壓缸1312包括用于連接氣體補給管線的氣體入口孔1321。當氣體補充到氣壓缸1312，氣動激活器穿過殼法蘭1319向上延伸至高位。當氣體停止補充到氣壓缸1312，氣動激活器退入氣壓缸1312。回到低位。系統控制器1210(圖22)控制氣體供應到氣體入口孔1321。
殼1315的彎曲壁1317包含兩個槽1322(只有一個可見)。槽1322定位于彎曲壁1317完全相對的兩個側面。槽1322用于使得泵管回路1121(圖33)通過進入管泵送區域1318。更具體的，泵管回路1121的泵入口部分1150和出口部分1151(圖33)通過槽1322。
參考圖30和31，從殼1315中取出的轉子1314被圖示，這樣其元件更加清楚可見。轉子1314有一個上表面1323，成角的導板1324，轉子法蘭1325，兩個導向滾輪1326，兩個驅動滾輪1327，和轉子底板1328。導向滾輪1326和驅動滾輪1327可轉動的緊固于轉子底板1328和轉子法蘭1325的底表面1329之間的核1330。圖29給出了最好的圖示，核1330嵌入轉子底板1328的孔1331和底表面1329的凹陷處1332之內。導向滾輪1326和驅動滾輪1327配合在核1330周圍并且能在此旋轉。優選地，具有兩個導向滾輪1326和兩個驅動滾輪1327。更優選地，導向滾輪1326和驅動滾輪1327位于轉子1314之上從而形成交替模式。
參考圖29和31，當轉子1314繞軸A-A線旋轉時，驅動滾輪1327相對于彎曲壁1317的內部擠壓裝入管泵送區域1318的泵管回路1121的一部分，從而使管變形并且迫使液體流過該管。改變轉子1314的轉速將相應的改變液體流過管道的速率。導向滾輪1326用于保持裝入管抽吸區域1318的泵管回路1121的一部分在泵送過程中恰當的排列。此外，導向滾輪1326幫助將泵管回路1121合適的裝入管抽吸區域1318。盡管在圖中導向滾輪1326有相同的截面，但是優選地是導向滾輪的頂板是錐形，從而在其外徑達到一個更鋒利的邊緣。使頂部成錐形導致一個導板滾輪具有非對稱的橫截剖面。該錐形的實施方式幫助保證將管道恰當的裝入管抽吸區域。
轉子1314還包括從其中心延伸而出的腔1328。腔1328用于將轉子連接至發動機1310的傳動軸1316。
參考圖30和32，轉子法蘭有開孔1333。開孔1333由前緣1334和后緣1335所限定。假定以順時針方向轉動轉子1314為向前的方向，而以逆時針方向轉動轉子1314為向后的方向，從而使用術語迎風面前緣和背風面后緣來表示。然而本發明并不局限于此并且可以為逆時針泵作出改變。前緣1334向下傾斜進入孔1333，后緣1335從高于前緣1334的轉子法蘭1325上表面向上延伸。一旦轉子1314以向前的方向旋轉，迎風面前緣為背風面后緣將泵管回路1121送入管泵送區域1318并將其鎖定。
轉子1314也有成角的導板1324從轉子法蘭1325以相反的角度向上延伸。一旦轉子1314以向前的方向轉動，成角的導板1324用于將泵管回路1121移向轉子法蘭1325。優選地，成角的導板1324有升高的脊1336，該脊在必要的情況下可由操作員手工操作使其沿著上表面1323移動。更優選地，成角的導板1324位于前緣1334之前。
參考圖28和33，全血泵1301能夠自動的將泵管回路1121安裝到管泵送區域1318之內或將其卸載而出。使用定位傳感器1311，轉子1314轉動至一個安裝位置，在該處當盒1100安裝至控制臺1200(圖25)上時，成角的導板1324將面向盒1100。更具體一點，轉子1314預先調整到一個位置，從而當盒1100緊固到控制臺時，成角的導板1324位于泵管回路1121入口部分1150和出口部分1151之間，如圖13所示。當盒1100緊固到控制臺1200時，泵管回路1121在轉子1314之上及其周圍延伸。氣動激活器1313此時位于低位。
當盒1100緊固好并且系統準備好之后，轉子1314以順時針方向旋轉(即向前的方向)。當轉子1314旋轉時，泵管回路1121與成角導向板1324接觸，并且相對于轉子法蘭1325的上表面移位。相對于轉子法蘭1325的上表面移位的泵管回路1121部分于是與后緣1335相接觸，并且通過開孔1333被送入管泵送區域1318。一個導向滾輪1326位于開孔1333的正后方，從而通過驅動滾輪1327進一步恰當的定位在管抽吸泵送室內的管道使其用于泵送。當裝好之后，泵管回路1121的入口部分1150和出口部分1151通過彎曲壁1317的槽1322。完全的裝好該管道需要旋轉1.5周。
為了在治療結束之后從全血泵1301中自動卸載泵管回路1121，轉子1314被轉至開孔1333與出口部分1151所經過的槽1322相連接之處。一旦連好，氣動激活器1313被激活并且延伸至高位，與出口部分1151相接觸并將其抬高至后緣1335之上。轉子1314隨后以逆時針方向旋轉，使得后緣1335與泵管回路1121相接觸并通過開孔1333將其從管泵送區域1318移出。
D.紅外通訊裝置參考圖34，塔狀系統2000(圖17)優選地還包括一個無線紅外(“IR”)通訊界面(未示出)。該無線紅外通訊界面由三個主要部件構成，系統控制器1210，IRDA協議集成電路1381，和IRDA轉發器(transceiver)端口1382。該IR通訊界面能夠通過IR信號從遠程計算機或者其它有IR性能的設備傳輸和接收數據。在發送數據時，系統控制器1210發出連續的通訊數據至IRDA協議芯片1381來緩沖數據。IRDA協議芯片1381加入額外的數據和其它通訊信息至傳輸線，然后將其發送至IRDA轉發器1382。轉發器1382將電子傳輸數據轉換為編碼光學脈沖并通過光發送裝置將其傳輸至遠程設備。
接收數據時，IR數據脈沖被位于轉發器芯片1382上的光探測器所接收。該轉發器芯片1382將光學脈沖轉換為電子數據并將該數據流發送至IRDA協議芯片1381，在該處控制和額外的IRDA協議內容的電子信號被過濾。保留下來的數據隨后被發送至系統控制器1210，在該處數據流通過通訊協議被解析。
通過將一個IR通訊界面并入塔系統2000，治療流程中真實而又及時的數據可以被傳輸至遠程設備，用于記錄，分析，或進一步傳輸。數據可以通過IR信號發送至塔系統2000來控制治療，或者允許協議在利用儀器操作而不利用目測的狀態下被改變。此外，IR信號不會與其它醫院設備相干擾，例如其它無線傳輸方式，如無線電射頻。
III.光分離置換治療過程參考圖26，一個流程示了包括血沉棕黃層的光激活過程的本發明一個實施方式，而圖27是能夠用于這樣的實施方式的裝置示意圖，該過程從一個通過帶有針頭的針管適配器1193連接的患者600開始1400，該針頭用于抽血，而針管適配器1194帶有另一針頭，用于將處理過的血液和其它成分回注。生理鹽水袋55通過連接器1190連接而抗凝劑袋54通過連接器1191連接。致動器1240，1241和1242打開，抗凝劑泵1304啟動，并且生理鹽水激活器1246打開，從而整個一次性管道裝置被注入1401生理鹽水55和抗凝劑54。離心器10被打開1402，并且血液-抗凝劑混合物通過A/C泵1304和WB泵1301以1∶10的速率比被泵送1403至離心筒10。
當被收集的體積達到150ml1404時，返回泵1302設定到收集泵1301的速率1405，直到在離心室1201(圖19)中HCT(未示出)傳感器檢測到1406紅細胞。填塞的紅細胞和血沉棕黃層在旋轉的離心筒中累積并且以某一速度被緩慢的泵出，該過程由處理器控制，該控制器將紅細胞系保持在傳感器端口的水平。
紅細胞泵1305隨后被設定1407為入口泵速率的35％，同時控制1408速度來維持細胞系處于傳感器端口水平，直到達到1409收集循環的體積量，在該點紅細胞泵1305被關閉1410，并且經過HCT傳感器1125至處理袋50的流體通路被下降的致動器1244打開，并且當HCT傳感器1125探測到1411紅細胞時關閉。“收集循環的體積量”被定義為被處理的全血目標值除以收集循環的次數，例如一個1500毫升的白細胞處理目標值可能需要6次循環，所以1500/6就是一個250毫升的收集循環體積量。隨著全血繼續1410從患者體內被輸送至筒并且紅細胞泵關閉，紅細胞將累積并將血沉棕黃層從筒10內擠推出。紅細胞用于擠推出血沉棕黃層并將被出口通道的血球容積(HCT)傳感器檢測，顯示出血沉棕黃層已經被收集。
如果需要另一個循環1412，離心器10流出物通道返入1413至血漿袋51，并且紅細胞泵1305速率增加1413至入口泵1301的速率，直到紅細胞被檢測到1414，這就是第二次循環的開始。如果另一個循環1412不需要，則離心器10關閉1415并且入口泵1301和抗凝劑泵1304設定在KVO速率，在該實施方式中速率為10毫升/小時。出口物通道通向1416血漿袋51，紅細胞泵1305速率設定1417為75毫升/分鐘，循環泵1303和光激活燈被打開1418，從而有足夠的時間來處理血沉棕黃層，控制器根據被處理疾病的類型和數量來計算處理時間。
當筒10被清空1419之后，紅細胞泵1305關閉1420并且通過打開致動器1247和繼續運行返回泵1302將血漿袋51清空1421。當血漿袋51清空之后并當光激活完成1423之時，返回泵1302關閉1422，已處理的細胞通過返回泵1302從板700回注1424入患者。生理鹽水用于清洗系統，并且清洗液返回入患者，完成整個過程1425。
抗凝劑，來自患者的血液，和回到患者的液體都是由氣泡探測器1204和1202監測，并且回到患者的液體通過沉淀室和過濾器1500。泵1304，1301，1302，1303，和1305，致動器1240，1241，1242，1243，1244，1245，1246，和1247，以及筒10的旋轉都是由塔內編程處理器所控制。
該流程和相關設備相對于之前的流程和裝置的重大優勢在于本發明允許血沉棕黃層可在筒內停留更長時間，既然離心之時在筒內收集血沉棕黃層，同時紅細胞被抽出，使得更多的血沉棕黃層保持在筒內，直到在取出收集的血沉棕黃層之前，收集到預期的血沉棕黃層細胞量。血小板，白細胞，和其它血沉棕黃層碎片也可被分離，或者收集紅細胞而不是如上述流程所述將其與血漿返回至患者。
增加血沉棕黃層810處于離心筒10內的旋轉運動的時間對血沉棕黃層820產生了“更清潔的分隔”(“cleaner cut”)。“更清潔的分隔”(“cleaner cut”)意味著血球容積器計數(HCT％)被減少。HCT％是指每單位體積血沉棕黃層中紅細胞的數量。血沉棕黃層820處于離心筒10中的旋轉運動的時間能夠通過如下方式達到最大化。首先當離心筒10旋轉的時候全血800被送入第一筒通道420，如上所述，隨著全血800向外移動至底部板300的頂上時，其被分離為血沉棕黃層820和紅細胞810。第二筒內通道410和第三筒內通道740此時關閉。全血800繼續流入直到臨近頂部的血沉棕黃層820和臨近離心筒10底部的紅細胞810填滿分離空間200。通過只從第二筒內通道410從離心筒10內將紅細胞810取出，就為流入物全血800創造了額外的空間，并且未取出的血沉棕黃層820在旋轉離心力的作用下停留了更長的時間。隨著離心筒10繼續旋轉，那些截留于血沉棕黃層820的部分紅細胞810被拖拉至離心筒10的底部，并且遠離第三筒內通道740和血沉棕黃層820。因此，當第三筒內通道740打開時，被取出的血沉棕黃層820有更低的HCT％。通過控制全血800的流入速度和血沉棕黃層820以及紅細胞810的流出速度，能夠達到產生具有大致恒定的HCT％的血沉棕黃層的穩定狀態。
通過本發明達到了間歇生產過程的消除和改善的產量，減少了恰當治療病人所需的治療時間。對于一個中等身材的成年人，為進行一次充分的光分離置換治療，需要收集90-100毫升的血沉棕黃層/白細胞。為收集到該數量的血沉棕黃層/白細胞，本發明需要處理大約1.5升的血液。通過本發明，所需數量的血沉棕黃層/白細胞能夠在大約30-45分鐘之內從1.5升的全血中取出，收集處于分離過程中的血沉棕黃層/白細胞總量的大約60％或更多。所收集的血沉棕黃層/白細胞的HCT為2％或更低。作為對比而言，一個現有的設備，UVAR XTS需要大約90分鐘來處理1.5升的全血來獲得足夠數量的血沉棕黃層/白細胞。UVARXTS只能收集處于分離過程中的血沉棕黃層/白細胞總量的大約50％。通過UVAR XTS收集到的血沉棕黃層/白細胞的HCT大約2％，但并不顯著的低于該值。另一個現有的設備，Gambro的Cobe SpectraTM為收集足夠數量的血沉棕黃層/白細胞必須處理10升的全血。典型情況下需要大約150分鐘，只能收集處于分離過程中的血沉棕黃層/白細胞總量的10-15％，其HCT值大約2％。因此，相對于現有設備和系統無論如何都需要152-225分鐘來分離，處理，治療和回注必需數量的白細胞或血沉棕黃層，本發明能夠在低于70分鐘之內進行相同的功能。這些時間并不包括患者準備或者啟動時間。該時間只是表示患者連接于系統的所有時間。
權利要求
1.一種收集所需血液成分的方法，包括從患者體內抽出全血；以選定的抗凝劑與全血的比例將抗凝劑和全血結合；將全血和抗凝劑的混合物通過液體流動控制器泵送至分離器；運行該分離器直到空氣被置換；繼續將混合的全血和抗凝劑泵送入分離器，并且收集被分離出的血漿，直到收集到預定數量的血漿；將血漿與注入液體混合，并且以與進入的全血相同的速率將血漿與注入液的混合物返回至患者，直到檢測到紅細胞；抽出紅細胞并以受控速率泵送以保持分離器中的紅細胞在所選水平，同時收集分離器中的血沉棕黃層；在選定時間，即當在分離器中收集到所需數量的血沉棕黃層細胞時，繼續將全血泵送入分離器，同時停止泵送紅細胞，從而使得紅細胞將血沉棕黃層推出分離器，直到在血沉棕黃層收集器中收集到所需數量；當檢測到紅細胞時，停止收集血沉棕黃層。
2.如權利要求18所述的方法，該方法進一步包括將抽出的紅細胞與來自血漿收集袋中的血漿混合，并且將該混合物返回至患者；將血沉棕黃層泵送入處理袋；將光激活化學物質注入處理袋中的血沉棕黃層；將血沉棕黃層和光激活化學物質的混合物從處理袋泵送入一個輻照室；使血沉棕黃層在處理袋和輻照室之間循環；在循環的同時于輻照室內輻照血沉棕黃層；將輻照后的棕黃層從輻照室泵送入處理袋；泵送輻照后的血沉棕黃層，使其從處理袋通過控制器中的過濾器隨后返還至患者。
3.如權利要求19所述的方法，其中注入液體是抗凝劑和生理鹽水的混合物。
4.如權利要求19所述的方法，其中液體流動控制器是盒子，分離器是離心筒，空氣被置換入血漿袋，紅細胞在筒傳感器中被檢測，紅細胞在傳感器端口被檢測。
5.如權利要求19所述的方法，其中血沉棕黃層細胞被分離，并且一個或多個選定的成分被收集，該成分是從由血小板和白細胞組成的組中選擇出來的。
6.如權利要求19所述的方法，該方法進一步包括將抗凝劑和生理鹽水混合物注入分離器。
7.如權利要求19所述的方法，該方法進一步包括用生理鹽水清洗分離器、處理袋、和輻照室，并將所得的清洗溶液返回至患者。
8.如權利要求18所述的方法，其中總的治療時間少于約70分鐘。
9.如權利要求25所述的方法，其中總的治療時間少于約45分鐘。
10.一種為患者的疾病而進行光分離置換治療的方法，包括從來源抽出全血；以預定的比例將抗凝劑液體加入全血從而形成全血和抗凝劑液體的混合物；根據密度將全血和抗凝劑的混合物分離為多種血液成分；將光激活化學物質與至少一種血液成分混合，從而形成光激活化學物質與至少一種血液成分的混合物；輻照該光激活化學物質和至少一種血液成分的混合物；并且將輻照后的混合物返還至患者；其中，整個光分離置換治療過程在少于約70分鐘的時間內完成。
11.一種收集所需血液成分的方法，包括提供具有入口、第一出口和第二出口的分離器；從來源抽出全血；將抗凝劑液體以預定比例加入全血從而形成全血和抗凝劑液體的混合物；以選好的輸入速率將全血和抗凝劑液體的混合物經由該入口而泵送入分離器；將該混合物分離為不同密度的血液成分；從分離器中將血漿和血沉棕黃層抽出，同時繼續將全血和抗凝劑液體的混合物泵送入分離器，血漿和血沉棕黃層以使得可以在分離器中累積紅細胞的速率被抽出，血漿和血沉棕黃層經由第一出口被抽出；和當預定量的紅細胞累積在分離器中時，經由第二出口而從分離器中收集紅細胞。
全文摘要
一種將全血分離為各成分并收集一種所需血液成分的改進方法。該方法使得所需的血液成分更長時間地處于分離器中的離心力作用之下，獲得了更清潔的分隔并且所需血液成分獲得更高的產量。全血從某一來源被抽出并被泵送入一個分離器，不需要的血液成分從分離器中以足以使所需血液成分累積在分離器中的速率被取出。只有預定量的所需血液成分已經累積到分離器中之后，才將所需血液成分從分離器中取出。優選所需血液成分是血沉棕黃層并且該本方法可用于光分離置換治療。另一方面，本發明是一種在縮短的時間，優選少于約70分鐘，更優選少于約45分鐘內進行一次充分的用于治療疾病的光分離置換過程的方法。
文檔編號A61M1/10GK1679974SQ200410079499
公開日2005年10月12日 申請日期2004年9月3日 優先權日2003年9月3日
發明者D·布里斯 申請人:特拉科斯有限公司