Deerfield, 111., V.St.A. D-8000 München 80
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Ά-763
Verfahren und Vorrichtung zur Trennung der Blutbestandteile von Gesamtblut
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung oder Verarbeitung von Gesaiatblut
und insbesondere zur Auftrennung des Gesamtbluts in seine Komponenten oder Bestandteile zwecks Gewinnung
einer gewünschten Komponente, wie Blutplättchen bzw. Thrombozyten.
Es sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Verarbeitung von Gesamtblut und zur Auftrennung
desselben in seine verschiedenen Komponenten bekannt, bei denen eine in vivo-Blutbehandlung (intervivos blood
processing) durchgeführt wird7 bei der Gesamtblut einem
Spender entnommen, in einer Verarbeitungsanlage in seine Bestandteile aufgetrennt und eine zu gewinnende Blutkomponente
abgesetzt oder ausgefällt wird, worauf die restliche Blutflüssigkeit zum Spender zurückgeleitet wird. Bei den
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getrennten Blutkomponenten handelt es sich typischerweise um Blutplasma, rote Blutkörperchen bzw. Erythrozyten,
weiße Blutkörperchen bzw. Leukozyten und Blutplättchen bzw. Thrombozyten. Wie noch deutlicher werden wird, eignen
sich das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung insbesondere für die Trennung von Blutplättchen
vom Gesamtblut. Ein solches Verfahren wird üblicherweise als Thrombozytenpherese (plateletpheresis) bezeichnet.
Die bisherigen Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung der in vivo-Blutbehandlung benutzen typischerweise
eine Trennkammer, in welcher das vom Spender gelieferte Gesamtblut einer Fliehkraft unterworfen wird, und zwar
üblicherweise in einer Zentrifuge bzw. Schleudervorrichtung. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Dichten setzen
sich dabei die verschiedenen Blutbestandteile in verschiedenen Zonen auf unterschiedlichen Radialabständen
vom Drehmittelpunkt der Trennkammer ab. Sodann werden die Blutkomponenten aus den verschiedenen Trennkammerzonen
über Sammelauslässe bzw. Austragöffnungen abgenommen, um aufbewahrt oder rückgeführt zu werden.
Bei den bisherigen Verfahren und Vorrichtungen war für die Auftrennung des Gesamtbluts in seine verschiedenen
Bestandteile eine große Gesamtblutmenge erforderlich. Außerdem erforderte die Behandlung eine beträchtliche
Zeitspanne von 2,5 - 4 h, um eine vorgesehene Menge an Blutplättchen oder anderen Komponenten zu gewinnen. Ausserdem,
was noch bedeutsamer ist, erforderten die bisherigen Verfahren und Vorrichtungen häufig die nahezu
ständige Aufmerksamkeit einer Bedienungsperson, um sicherzustellen, daß in der Trennkammer eine einwandfreie
Trennung ohne "Verunreinigung" der einen Blutkomponente durch eine andere, z.B. von Erythrozyten durch mit
Blutplättchen angereichertes Blutplasma, erfolgt.
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Aufgabe der Erfindung ist damit die Ausschaltung der Mangel des Stands der Technik durch Schaffung eines verbesserten
Verfahrens und einer verbesserten Vorrichtung, die eine minimale Zeitspanne für die Trennung der Blutbestandteile
und für die Gewinnung einer gewünschten Blutkomponente, etwa Blutplättchen, erfordern, bei denen
dem Spender für eine wirksame Trennung nur eine Mindestmenge an Blut entnommen wird, mit deren Hilfe das Gesamtblut
wirksam und wirtschaftlich in seine verschiedenen Bestandteile trennbar ist, insbesondere zur Gewinnung
von Blutplättchen bzw. Thrombozyten, und die keiner ständigen Aufmerksamkeit, Betätigung und Bedienung durch
eine Bedienungsperson bedürfen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll daher weitgehend automatisch arbeiten
und nur wenige Eingriffe durch die Bedienungsperson erfordern.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Trennung der Bestandteile von Gesamtblut erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß das Gesamtblut einem Spender entnommen und durch eine Leitungsanlage geleitet und dabei zum Zentrifugieren
bzw. Schleudern durch eine erste Kammer geführt wird, daß das Blut durch Schleudern in der ersten Kammer
in seine Bestandteile getrennt wird, daß eine Flüssigkeit skomponente zur überwachung derselben aus der
ersten Kammer abgezogen und dann zum Schleudern dieser Komponente durch eine zweite Kammer geleitet wird, während
die Restblutflüssigkeit durch die erste Kammer geführt
wird, daß die genannte Flüssigkeitskomponente in der zweiten Kammer zum Absetzen bzw. Ausfällen der in
ihr enthaltenen Teilchen geschleudert wird, daß die durch die zweite Kammer geführte Flüssigkeit mit der durch die
erste Kammer geströmten Blutflüssigkeit wiedervereinigt wird, daß die vereinigte Blutflüssigkeit zum Spender
zurückgeführt wird, daß die abgezogene Flüssigkeitskomponente überwacht und die Entnahme anderer Komponenten bzw.
Bestandteile (zusammen) mit der genannten Flüssigkeitskomponente festgestellt wird, daß der Strom dieser Flüssigkeits-
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komponente angehalten und umgekehrt wird, wenn ein Gemisch
festgestellt wird, um jegliches Gemisch aus den Bestandteilen für die Trennung der darin enthaltenen
Blutbestandteile zur ersten Kammer zurückzuleiten, daß der Unterschied in den Entnahmemengen von Gesamtblut und
der genannten Komponente in Abhängigkeit von der Feststellung eines Gemisches bzw. Vermischens der Bestandteile
eingestellt wird und daß die genannten Verfahrensschritte wiederholt werden, bis ein gewünschtes Volumen
an Gesamtblut behandelt worden ist, worauf die zweite Kammer von der Anlage getrennt und entfernt wird.
Zur Durchführung dieses Verfahrens wird mit der Erfindung
eine Vorrichtung geschaffen, die gekennzeichnet ist durch eine Zentrifuge, durch einen in dieser angeordneten
ersten Gesamtblut-Behälter mit einem Einlaß und mindestens einem ersten und einem zweiten Auslaß, wobei
der erste Auslaß an einer Zone angeordnet ist, in welcher sich eine Blutkomponente absetzt, und der zweite Auslaß
an einer Zone liegt, in welcher sich im Betrieb der Zentrifuge einer andere Blutkomponente absetzt, durch einen
zweiten, in der Zentrifuge vorgesehenen Behälter mit einem Einlaß und einem Auslaß, durch eine außerhalb der Zentrifuge
vorgesehene Einrichtung zur Entnahme von Gesamtblut von einem Blutspender, durch ein erstes Mittel zur Verbindung
der Entnahmeeinrichtung mit dem Einlaß des ersten Behälters, durch ein zweites Mittel zur Verbindung
des ersten Auslasses des ersten Behälters mit dem Blutspender, durch ein drittes Mittel zur Verbindung des zweiten
Auslasses des ersten Behälters mit dem Einlaß des zweiten Behälters, durch ein viertes Mittel zur Verbindung
des Auslasses des zweiten Behälters mit dem zweiten Verbindungsmittel zur Wiedervereinigung der einen Blutkomponente
mit der Blutflüssigkeit aus dem ersten Behälter, durch eine Einrichtung zur Förderung der einen Blutkomponente
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vom ersten Behälter zum zweiten Behälter, in welchem
durch Fliehkraft- bzw. Zentrifugalkrafteinfluß Teilchen von dieser Blutkomponente abgetrennt werden, durch
eine Einrichtung zur überwachung der Strömung der genannten Blutkomponente im dritten Verbindungsmittel
sowie zur Feststellung des Vorhandenseins einer anderen Blutkomponente im dritten Verbindungsmittel, durch
eine Einrichtung zum Anhalten und anschließenden Umkehren der Arbeitsrichtung der Fördereinrichtung in Abhängigkeit
von der Feststellung des Vorhandenseins eines Gemisches bzw. einer Vermischung von Blutkomponenten
zur Rückführung des Gemisches zum ersten Behälter zwecks Trennung der Blutkomponenten in diesem und durch eine
Einrichtung zur Einstellung der Relativgrößen der Flüssigkeitsförderung durch die Entnahmeeinrichtung und
die Fördereinrichtung in Abhängigkeit von der Feststellung der anderen Blutkomponente.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,
Fig. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene perspektivische Darstellung des Oberteils der Vorrichtung nach
Fig. 1,
Fig. 3 ein in Blockschaltbildform gehaltenes Strömungsdiagramm des Strömungs(mittel)kreises bei der
erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 4 ein Blockschaltbild des Mikroprozessors und der zugeordneten Schaltkreise bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
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Fig. 5/ 5A und 5B ein Flußdiagramm der vom Mikroprozessor
bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführten Arbeitsgänge,
Fig. 6 eine graphische Darstellung des Wirkungsgrads der Blutplasma- und Blutplättchenabtrennung vom
Gesamtblut als Funktion des Hämatocrits des aus der Bluttrennkammer der Vorrichtung austretenden
Gesamtbluts und
Fig. 7 eine graphische Darstellung des angestrebten Verhältnisses zwischen der volumetrisehen Verdrängung
(Förderleistung) einer ersten Pumpe zum Absaugen des Bluts von einem Spender und derjenigen
einer zweiten Pumpe zum Absaugen des mit Blutplättchen angereicherten Blutplasmas aus einer entsprechenden
Zone in der Bluttrennkammer.
In der Zeichnung bedeuten weiterhin: PL AS. = Blutplasma
R.B.C. = rote Blutkörperchen
W.B. = Gesamtblut
Die in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung
10 umfaßt ein Gehäuse 12, in welchem eine in Fig. 1 nicht sichtbare Zentrifuge bzw. Schleudervorrichtung 14
angeordnet ist, die in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Bezüglich weiterer Einzelheiten der Zentrifuge 14
wird auf die DE-OS (Case F-756) verwiesen.
Die Vorrichtung 10 umfaßt weiterhin eine in Fig. 1 allgemein
bei 16 angedeutete und in Fig. 3 schematisch näher veranschaulichte Leitungsanlage mit einer Anzahl biegsamer
Kunststoff-Schlauchleitungen, die Strömungsverbindungen zwischen den verschiedenen Teilen der Anlage 16
herstellen und die durch einen Träger 18 hindurch verlau-
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fen, in den Druckwächter und dgl. eingebaut sind. Die Leitungsanlage 16 der Vorrichtung ist später anhand
von Fig. 3 näher erläutert; bezüglich der speziellen Konstruktionseinzelheiten der Leitungsanlage 16 und des
Trägers 18 wird auf die DE-OS (Case F-764)
verwiesen. Der Träger 18 ist an der Vorrichtung 10
mit Hilfe von schwenkbaren Spannstücken 19 angebracht.
Gemäß den Fig. 1 und 2 sind mehrere Schleifen der Leitungen (54, 74, 102; Fig. 3) mit enger Anlageberührung
um zwei Peristaltikpumpen 20 und 22 herumgelegt, so daß sie Teile dieser Pumpen bilden. Die Pumpe 20 wird dabei
als erste bzw. Gesamtblutpumpe und die Pumpe 22 als zweite bzw. Plasmapumpe bezeichnet. Die erste Pumpe 20
dient zum Absaugen des Gesamtbluts von einem Spender, während mit der zweiten Pumpe 22 das Blutplasma innerhalb der
Zentrifuge 14 (Fig. 3) von einer Kammer in eine andere Kammer gefördert wird.
Die Vorrichtung 10 weist weiterhin eine Anzeigetafel
24 mit mehreren Fenstern zur Anzeige von Betriebsinformationen für die Bedienungsperson auf. Beispielsweise
wird in einem Alarmfenster 26 eine Störung der Vorrichtung 10 oder ein in ihrer Leitungsanlage 16 aufgetretener
Storzustand angezeigt. In einem anderen Fenster 28 wird
die gewonnene Blutkomponente angezeigt, während ein Fenster 30 zur Anzeige des behandelten Volumens und des
Endpunkts und ein Fenster 32 zur Anzeige der verstrichenen Betriebszeit ("Laufzeit") der Vorrichtung, der Durchsatzmenge
an Gesamtblut und der Durchsatzmenge des mit Blutplättchen angereicherten Blutplasmas dienen.
Mehrere Drucktasten 41 - 47 dienen zur Steuerung der verschiedenen
Arbeitsphasen der Vorrichtung 10 sowie von Anzeigefenstern 48 und 49 an der Anzeigetafel 24, an
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denen der Hämatocrit des Blutspenders angezeigt wird; die entsprechenden Daten werden in die in Verbindung
mit den Fig. 4, 5, 5A und 5B noch näher zu beschreibende Steuerschaltung der Vorrichtung eingegeben.
Weiterhin ist die Vorrichtung 10 mit einer Handsteuertafel 50 versehen, die - wie am besten aus Fig. 2 hervorgeht
- mehrere Knöpfe bzw. Drucktasten und Schalter für die Handsteuerung der Vorrichtung 10 aufweist. Die
Beschriftungen auf der Handsteuertafel 50 identifizieren allgemein die verschiedenen Kippschalter und
Drucktasten, deren Funktion und Zweck sich aus der genauen Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung
10 ergeben.
Figur 3 veranschaulicht schematisch den Strömungskreis bzw. die Leitungsanlage 16 der erfindungsgemäßen Vorrichtung
10. Diese Leitungsanlage 16 umfasst eine erste Leitung 54, die mittels einer in den Arm des
Spenders 52 eingeführten Subkutannadel 56 mit einer Vene des Spenders verbindbar ist. Gewünschtenfalls kann
in der Leitung 54 eine schematisch dargestellte Schlauchklemme 58 vorgesehen sein. Der ersten Leitung ist
ein Solenoid-betätigtes Absperrventil 60 (Ventil Nr. 1) zugeordnet. An einer dem Ventil Nr. 1 nachgeschalteten
Stelle ist die Leitung 54 mit einem geschlossenen Venendruckwächter 62 mit zugeordnetem Meßfühler 64 versehen.
Anschließend verläuft die erste Leitung 54 als Teil der Peristaltikpumpe 20 über diese hinweg, worauf in diese
Leitung ein Hochdruckwächter 64 mit zugeordnetem Meßfühler 65 eingeschaltet ist. Von letzterem aus verläuft
die erste Leitung 54 in die Zentrifuge 14 und zum Bodeneinlaß einer ersten Trennkammer bzw. eines Behälters
66, der als Gesamtblutbeutel dient und eine Gesamtbluttrennkammer
bildet, in welcher das Blut in seine Bestandteile aufgetrennt wird.
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Der Behälter 66 weist einen ersten mittigen Auslaß 68 an einer Zone des Behälters 66 auf, in welcher sich
das an Blutplättchen reiche Blutplasma absetzt. Außerdem ist der Behälter 66 an seinen oberen Ecken mit zwei
Auslassen 70 und 72 an den Stellen versehen, an denen sich rote Blutkörperchen bzw. Erythrozyten absetzen. Der
Auslaß 68 bildet nicht nur einen Auslaß für das an Blutplättchen reiche Blutplasma, sondern auch einen
Rücklaufeinlaß für dieses Blutplasma, das durch rote Blutkörperchen "verunreinigt" bzw. damit vermischt ist,
wenn rote Blutkörperchen über den Auslaß 68 überfließen.
Der Auslaß 68 des ersten Behälters 66 ist mittels einer
zweiten Leitung 74 mit einer außerhalb der Zentrifuge 14 befindlichen Schleife 75 dieser Leitung verbunden,
die als Teil der Peristaltikpumpe 22 um diese herum verläuft. An einem aus der Zentrifuge 14 herausragenden,
lichtdurchlässigen Abschnitt dieser Schleife 75 ist ein Überlaufdetektor 76 angeordnet, bei dem es sich um einen
optischen Meßfühler zur Feststellung eines Überfliessens von roten Blutkörperchen im Gemisch mit dem an Blutplättchen
reichen Blutplasma aus dem Auslaß 68 handelt. Der Detektor 76 umfaßt eine lichtemittierende Diode
(LED) (z.B. Nr. TIL32 der Firma Texas Instruments) und einen Phototransistor (z.B. Nr. TIL 81 derselben Firma).
Die zweite Leitung 74 verläuft sodann in die Zentrifuge 14 zurück, wo sie an einen Einlaß 78 einer zweiten Kammer
bzw. eines zweiten Behälters 80 angeschlossen ist, der als Blutplättchen- bzw. Thrombozytenbeutel dient
und eine Trennkammer bildet, in welcher die Blutplättchen vom Blutplasma getrennt werden.
Eine dritte, an die Auslässe 70 und 72 des Behälters 66 angeschlossene Leitung 82 dient zur Rückführung der Blutflüssigkeit
zum Blutspender über einen Hoch/Niederdruckwächter 84 mit zugeordnetem Meßfühler 85 und eine Luftblasenfalle/Filter-Einheit
86 mit zugeordnetem Luftblasen-
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fühler 87, wobei die Bauteile 84 und 86 in Reihe in die dritte Leitung 82 eingeschaltet sind. Ein weiteres
Solenoid-Absperrventil 88 (Ventil Nr. 3) ist dem aus der Einheit 86 austretenden Teil 89 der Leitung 82
zugeordnet. Der Meßfühler 87 kann ein optischer oder ein Ultraschallmeßfühler sein.
Das Ende der dritten Leitung 82 ist mit einer in den anderen Arm des Blutspenders einführbaren Subkutannadel
90 verbunden. Gewünschtenfalls kann eine schematisch angedeutete Schlauchklemme 92 in der Leitung 82 der
Nadel 90 vorgeschaltet sein.
Eine vierte Leitung 94 der Leitungsanlage 16 ist über ein Solenoid-betätigtes Absperrventil 98 (Ventil Nr. 6)
zwischen einen Auslaß 96 des zweiten Behälters 80 und eine Verzweigung 99 mit der dritten Leitung 82 eingeschaltet.
Die Leitungsanlage 16 enthält außerdem einen Behälter 100 für ein Antikoagulationsmittel, wie "Säuredtrosedextrose"
(ACD), der mittels einer fünften Leitung 102, die als Teil der Peristaltikpumpe 20 um diese herumgelegt
ist^ und über ein Solenoid-betätigtes Absperrventil
104 (Ventil Nr. 2) mit einer zwischen der Nadel 56 und dem Ventil Nr. 1 befindlichen Verzweigung 105 mit der
ersten Leitung 54 verbunden ist. Der Behälter 1co ist typischerweise ein flexibler Kunststoffbehälter.
Bei dieser Anordnung, bei welcher die erste Leitung und die fünfte Leitung 102 über dieselbe Peristaltikpumpe
20 verlaufen, erfolgen das Vermischen des Antikoagulationsmittels mit dem Gesamtblut sowie die Gesamtblutabnahme
vom Blutspender praktisch gleichzeitig. Das Verhältnis der Innenquerschnittsflachen der Leitung
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und der Leitung 102 ist dabei so gewählt, daß das gewünschte Mischungsverhältnis von Antikoagulationsmittel
und Gesamtblut erzielt wird. Das Verhältnis von Gesamtblut zu Antikoagulationsmittel beträgt vorzugsweise
8:1.
In der Vorrichtung 10 und in der Leitungsanlage 16 ist
darüber hinaus ein Behälter 108 für eine Salzlösung enthalten, der mittels einer sechsten Leitung 110 über
eine Tropfkammer 112 und ein Solenoid-betätigtes Absperrventil
114 (Ventil Nr. 4) mit der ersten Leitung 54 an eine Verzweigung 115 zwischen dem Absperrventil
60 und dem Venendruckwächter 62 angeschlossen ist. Der Salzlösungsbehälter 108 ist weiterhin mittels einer Leitung
118 über ein Solenoid-betätigtes Absperrventil 120 (Ventil Nr. 5) mit der Oberseite der Blasenfalle/-Filter-Einheit
86 verbunden. Der Behälter 108 ist ebenfalls typischerweise ein flexibler Plastikbehälter.
Die Leitungsanlage 16 in der Vorrichtung 10 enthält zudem
einen außerhalb der Zentrifuge 14 befindlichen dritten Behälter bzw. eine dritte Kammer 124 zum Sammeln
von Blutplasma. Dieser Behälter 124 ist mittels einer achten Leitung über ein Solenoid-betätigtes Absperrventil
128 (Ventil Nr. 7) an einer Verzweigung 129 mit der vierten Leitung 94 verbunden.
Die Druckwächter 62, 64 und 84 enthalten jeweils eine in Reihenschaltung in der zugeordneten Leitung 54 bzw. 82
angeordnete Durchflußkammer und eine mit Luft gefüllte, verschlossene Kammer mit einer flexiblen Membran, die
einen Teil der einen Wand der Durchflußkammer bildet, sowie einer Außenwand, welche dem zugeordneten Meßfühler 63,
65 oder 85 zugewandt ist. Bei letzteren handelt es sich um Druckwandler, welche Druckänderungen an der Außenwand
messen.
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Die Druckwächter 62, 64 und 84 sowie die Blasenf alle/·-
Filter-Einheit 86 sind in den Träger 18 eingebaut.
Im folgenden ist die Arbeitsweise der Vorrichtung 10 für die Behandlung bzw. Verarbeitung von Gesamtblut
in der Leitungsanlage 16 anhand von Figur 3 kurz erläutert. Obgleich die Arbeitsweise der Vorrichtung 10
nachstehend in Verbindung mit der Gewinnung von Blutplättchen bzw. Thrombozyten beschrieben ist, kann die erfindungsgemäße
Vorrichtung 10 selbstverständlich ebenso für die Gewinnung anderer Blutkomponenten, z.B. Erythrozyten
oder Leukozyten eingesetzt werden.
Zunächst wird ein gesunder Blutspender für die Lieferung von Blutplättchen bzw. Thrombozyten ausgesucht und
auf ähnliche Weise wie ein normaler Blutspender vorbereitet. Wenn die Vorrichtung 10 betriebsbereit ist,
werden mittels der Nadeln56 und 90 zwei Veneneinstiche
in beiden Armen des Blutspenders vorgenommen.
Zunächst wird jedoch das Ventil Nr. 1 geöffnet, um mittels Salzlösung die Einlaßnadel 56 durchzuspülen, bevor
sie in die Vene des Blutspenders eingeführt wird. Sodann werden die Ventile Nr. 1, 2, 5 und 7 geschlossen
und die Ventile Nr. 3, 4 und 6 geöffnet.
Sodann wird mittels der ersten Pumpe 20 Salzlösung durch die Anlage 16 gefördert, bis der Blasenfühler 87 keine
Luftblasen mehr, sondern nur noch Salzlösung feststellt. Danach wird die zweite Pumpe 22 eingeschaltet, und die
Salzlösung wird durch den Blutplättchenbehälter 80 gefördert. Da die Zentrifuge 14 zu diesem Zeitpunkt nicht
eingeschaltet ist, werden die Behälter 66 und 80 nicht bis zum vollen Fassungsvermögen gefüllt. Die Luft wird
über die Nadel 90 ausgetrieben.
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Nach einer kurzen Zeitspanne von z.B. 1 bis 5 min ist der Blutplättchenbehälter bzw. -beutel 80 gefüllt,
und die gesamte Anlage, d.h. die Leitungsanlage 16 bis zum Ventil Nr. 3, ist mit Salzlösung gefüllt. Wenn
der Blasenfühler bzw. Detektor 87 Salzlösung feststellt, werden das Ventil Nr. 3 geschlossen und das Ventil Nr.
5 geöffnet. Nach einer bestimmten UmwälzZeitspanne der
Salzlösung werden die Pumpen 20 und 22 abgestellt und das Ventil Nr. 3 geöffnet. Nebenbei wird während dieses
VorfülIvorgangs der Luftblasenfühler 87 beim Durchgang
von Luftblasen durch die Blasenfalle/Filter-Einheit 86 geprüft, um sicherzustellen, daß er einwandfrei arbeitet.
Später wird sodann der Detektor bzw. Luftblasenfühler 87 erneut geprüft, um zu gewährleisten, daß die Leitungsanlage
nach dem Füllen mit Salzlösung keine Luftblasen mehr enthält.
Sodann werden die Nadeln 56 und 90 in die Armvenen des Blutspenders 52 eingeführt, worauf die Ventile Nr. 1,
2, 5 und 6 geöffnet und die Ventile Nr. 3 und 7 geschlossen werden.
Wenn die Nadeln 56 und 90 mit den Venen des Blutspenders verbunden sind und das Leitungssystem mit Salzlösung
gefüllt ist, werden die Pumpen 20 und 22 eingeschaltet, so daß das Gesamtblut in die Leitungsanlage
und in die Zentrifuge 14 gefördert wird.
Die in die Zentrifuge 14 führenden Leitungen 54, 74,
und 94 können in einem Verbindungs- bzw. Umlenkstück
zusammengefasst werden, das mit der halben Drehzahl der Zentrifuge umläuft, so daß ein Verdrehen bzw. Verwinden
der Leitungen vermieden wird und keine Flüssigkeitsdichtungen erforderlich sind. Konstruktion und Arbeitsweise
der Zentrifuge 14 sind in der zuerst genannten DE-OS näher
erläutert.
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Wenn etwa 120 ml Gesamtblut in die Leitungsanlage 16
gefördert worden sind, ist der größte Teil der Salzlösung in den Behälter 108 zurückgefördert worden. An
diesem Punkt wird das Ventil Nr. 3 geöffnet, damit die behandelte, mit etwas Salzlösung vermischte Blutflüssigkeit
zum Blutspender zurückgeleitet werden kann.
Wenn die Plasmasammel-Drucktaste 188 gemäß Figur 4 gedrückt worden ist, werden das Ventil Nr. 6 geschlossen
und das Ventil Nr. 7 geöffnet. Wie in Verbindung mit den Fig. 4, 5, 5A und 5B noch näher erläutert werden
wird, bästimmt die Steuerschaltung (139 gemäß Fig. 4) der Vorrichtung 10, wann die vorgesehene Blutplasmamenge
gewonnen wurde, während das Gesamtblut in der Leitungsanlage 16 behandelt wird. Hierauf werden dann das Ventil
Nr. 7 geschlossen und das Ventil Nr. 6 geöffnet.
Nach dem Einschalten der Pumpen 20 und 22 ist bis zum Ende des Arbeitsvorgangs keinerlei Betätigung durch die
Bedienungsperson mehr erforderlich.
Typischerweise wird das Gesamtblut dem Blutspender mit einer Zufuhrmenge von 15 bis 50 ml/min entnommen;
empirische Versuche haben gezeigt, daß eine Gesamtblutabnahmemenge von etwa 30+5 ml/min die besten Ergebnisse
liefert. Vorteilhaft ist dabei, wenn die volumetrische Ehtnahmemenge mittels der Vorrichtung 10 durch entsprechende
Regelung der Drehzahl der Peristaltikpumpe 20 mit 26 ml/min begonnen wird.
Während das Gesamtblut in die Leitungsanlage 16 und in
die Trennkammer im Behälter 66 eingesaugt wird, bewirkt die auf den Behälter 66 einwirkende Zentrifugalkraft
eine Trennung des Gesamtbluts in seine Bestandteile. Dabei setzt sich das/Blutplättchen reiche Blutplasma im
oberen Bereich des Behälters 66 in der Nähe des Auslasses
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68 ab, während sich die roten Blutkörperchen in den oberen Ecken des Behälters 66 neben den Auslässen 70
und 72 sammeln. Dies wird durch die spezielle Konstruktion und Anordnung des Behälters 66 erreicht, wie sie
in der genannten DE-OS im einzelnen beschrieben sind.
Die Zentrifuge kann mit einer beliebigen Drehzahl von 0 bis 1600 U/min angetrieben werden. Bei einer versuchsweise
betriebenen Vorrichtung 10 hat sich eine Drehzahl von 1400 ü/minals zufriedenstellend erwiesen. Die Drehzahl
der Zentrifuge 14 muß jedoch selbstverständlich auf die Entfernung der beiden Behälter 66 und 80 von der
Drehachse der Zentrifuge abgestimmt werden, um das in den beiden Behältern 66 und 80 befindliche Blut den
entsprechenden bzw. vorgesehenen Beschleunigungskräften
auszusetzen. Diesbezüglich hat sich gezeigt, daß eine Beschleunigungskraft von 150 bis 600 G gute Ergebnisse,
d.h. eine gute Trennung des Bluts in seine Bestandteile gewährleistet. Beim erwähnten Ausführungsbeispiel der
Vorrichtung 10 erfolgte das Schleudern in den beiden Behältern 66 und 80 mit einer Beschleunigungskraft von
etwa 2 85 G.
Bei der Verarbeitung oder Behandlung von Gesamtblut hat es sich als am günstigsten erwiesen, jeweils etwa
3 1 Blut zu behandeln. Die Steuerungen für die Vorrichtung 10 sind daher auf die Behandlung von 3 1 Gesamtblut
vom Spender eingestellt.
Im Hinblick auf Gefüge, Größe und Zahl der Blutteilchen, d.h. rote und weiße Blutkörperchen sowie Blutplättchen,
gehorcht Gesamtblut nicht streng den verschiedenen physikalischen, chemischen und strömungsdynamischen
Gesetzen. Aus diesem Grund müssen die verschiedenen, vorstehend erwähnten und noch zu erläuternden Betriebspara-
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meter mehr oder weniger empirisch bestimmt werden. Diesbezüglich hat es sich gemäß Fig. 6 gezeigt, daß die Wirksamkeit
der Abtrennung eines mit Blutplättchen angereicherten Blutplasmas vom Rest des Gesamtbluts im Behälter
66 an einem Punkt beginnt, an welchem der Hämatocrit der über die Auslässe 70 und 72 aus dem Behälter
66 austretenden, an roten Blutkörperchen reichen Blutflüssigkeit etwa 56 beträgt. Ein Trennwirkungsgrad von
praktisch 50 % wird bei einem Hämatocrit der austretenden Blutflüssigkeit von 63 erreicht. Ein nahe bei 100%
liegender Wirkungsgrad der Abtrennung des an Blutplättchen reichen Plasmas vom Gesamtblut ist bei einem Hämatocritwert
von etwa 71 gegeben.
Unter den empirisch ermittelten Bedingungen von 285 G an beiden Behältern 66 und 80 ergeben sich somit ein
Austritts-Hämatocrit von etwa 70 und eine wirksame Trennung des an Blutplättchen reichen Blutplasmas vom
Gesamtblut. Anhand des Gefälles des Mittelteils der Kurve gemäß Fig. 6 läßt sich erkennen, daß sich das
Verhältnis zwischen den Menge der Gesamtblutabnahme und des an Blutplättchen reichen Blutplasmas zur Gewährleistung
einer wirksamen Trennung folgender Gleichung annähern sollte:
VBI HÄMAT0CRIT(Blutflüssigkeit Austritt)
VBI - VPRP
worin bedeuten:
VDT = volumetrischer Durchsatz (ml/min) an Gesamtblut
in der Leitungsanlage 16,
vnr>r>
= volumetrischer Durchsatz (ml/min) des mit Blutplättchen
angereicherten Blutplasmas bei Entnahme aus dem ersten Behälter 66,
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HÄMATOCRIT._,, .j;,.. . , . . , >= Konzentration der roten
(Blutflussxgkeit Aus)
Blutkörperchen (volumenmäßig) pro ml der aus
dem ersten Behälter austretenden Blutflüssigkeit und
HÄMATOCRIT._, , _. . = Konzentration der roten
(Blut Exn)
Blutkörperchen (Volumen) pro ml des einströmenden Gesamtbluts.
Auf der Grundlage dieser Beziehungen und unter Zugrundelegung des Wissens, daß der typische Hämatocritwert des
Blutspenders 40 beträgt, können in obige Gleichung die Hämatocritwerte von 40 und 70 eingesetzt und ein Verhältnis
von etwa 0,43 abgeleitet werden; dies bedeutet, daß die Fördermenge des an Blutplättchen reichen Blutplasmas aus
dem Behälter 80 ungefähr 43 % der Fördermenge an Gesamtblut
in dem Behälter 66 betragen sollte. In der Praxis ist dieses Verhältnis jedoch Schwankungen unterworfen.
Ein Verhältnis zwischen den volumetrischen Verdrängungen bzw. Förderleistungen der Peristaltikpumpen 20 und 22,
mit dem gute Ergebnisse erzielt wurden, liegt gemäß Figur bei 13 : 25. Bei einem speziellen Verfahren für den Betrieb
der Vorrichtung 10 wird die Förderleistung der Blutplasmapumpe
22 anfänglich auf eine Größe eingestellt, die (1-Hämatocrit (GESAMTBLUT EIN)) χ V0x entspricht. Da der
HX
Hämatocrit des Gesamtbluts ungefähr 40 beträgt, ergibt sich hieraus eine Anfangsdrehzahl bzw. -leistung der Pumpe
22, die ungefähr 60 % derjenigen der Pumpe 20 beträgt. Beim genannten Arbeitsbeispiel für die Vorrichtung 10
wird die Pumpe 20 mit einer Drehzahl angefahren, die eine volumetrische Verdrängung bzw. Fördermenge von 26 ml/
min ergibt. Dieses Verhältnis wird aufrechterhalten, während die Fördermenge der Pumpe 20 um 1 ml/min erhöht wird,
nachdem in der Leitungsanlage 16 jeweils 120 ml Gesamtblut
ohne ein Überfließen von roten Blutkörperchen behandelt
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worden sind. Sobald jedoch durch den betreffenden Detektor 76 ein überfließen von roten Blutkörperchen aus dem
Behälter 66 festgestellt wird, wird die Pumpe 22 abgestellt und dann (in Gegenrichtung) umgeschaltet, um das
Gemisch aus an Blutplättchen reichem Plasma und roten Blutkörperchen zum Behälter 66 zurückzufordern. Hierauf
wird die Drehzahl oder Leistung der ersten Pumpe 20 um 1 ml/min herabgesetzt und die Leistung der Pumpe 22
wird proportional dazu variiert. Beide Pumpen werden sodann
in Normal- bzw. Vorwärtsrichtung in Betrieb gesetzt, bis eir weiterer Anteil von 120 ml Gesamtblut behandelt
worden ist, ohne zu einem überfließen zu führen. Wenn mittels des Detektors 76 kein überlauf bzw. überfließen
festgestellt wird, wird die Leistung der zweiten Pumpe 22 für jeweils 120 ml Blut, die ohne Überfließen behandelt
worden sind, um 0,25 ml/min erhöht, bis ein überfließen
festgestellt wird. Hierauf wird die Pumpe 22 erneut abgestellt und dann umgeschaltet, um das überfließende Gemisch
zum Behälter 66 zurückzufordern. Anschließend wird die Verdrängung bzw. Förderleistung der zweiten Pumpe 22
um 0,25 ml/min verringert, und die Pumpe 22 wird erneut zur Drehung in Vorwärtsrichtung umgeschaltet. Dieser Vorgang
wird bis zum Erreichen des Endpunkts wiederholt. Der Endpunkt ist erreicht, wenn etwa 3 1 Gesamtblut vollständig
behandelt worden sind.
Bei Betätigung auf die vorstehend beschriebene Weise gewährleistet die Vorrichtung 10 eine höchstwirksame und
wirtschaftliche Trennung von an Blutplättchen reichem Plasma vom Gesamtblut.
Gemäß Fig. 3 wird das dem Behälter 66 entnommene, mit Blutplättchen
angereicherte Blutplasma durch den Blutplättchenbehälter bzw. -beutel 80 geleitet. Aufgrund der auf den
Beutel 80 einwirkenden Zentrifugalkraft tritt eine Blut-
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plattchenablagerung an der Seitenwand des Beutels 80 auf,
während das Blutplasma diesen Beutel durchfließt.Diese
Strömung wird durch Zusammendrücken des Beutels 80 längs seiner Mittelinie auf die durch die Wellenlinie 130
in Fig. 3 angedeutete Weise begünstigt. Hierbei ergibt sich die durch Pfeile in Fig. 3 angedeutete Blutplasmaströmungsbahn
durch den Beutel bzw. Behälter 80.
Das aus dem Beutel 80 austretende Plasma strömt durch die Leitung 94 und vereinigt sich an der Verzweigung 99 mit
der an roten Blutkörperchen reichen, die Leitung 82 durchströmenden Blutflüssigkeit. Das vereinigte, an Blutplättchen
arme Blut strömt dann über den Hoch/Niederdruckwächter 84 und die Blasenfalle/Filter-Einheit 86 über die
Subkutannadel 90 zum Spender 52 zurück.
Sobald die gewünschte Menge von 3 1 Gesamtblut behandelt worden ist, werden die Ventile Nr. 1 und Nr. 2 geschlossen
und das Ventil Nr. 4 geöffnet, um Salzlösung in die Leitungsanlage 16 strömen zu lassen. Mittels der Salzlösung
wird sodann die in der Leitungsanlage 16 befindliche
Restmenge an Blut ausgetrieben und zum Spender zurückgefördert. Sobald eine ausreichende Menge an Salzlösung
in die Anlage gefördert worden ist, wird die Zentrifuge
14 abgeschaltet. In der Leitungsanlage verbleiben
etwa 3 ml Blutflüssigkeit, die mittels eines kurzen Überlaufs der Pumpe 20 zum Spender zurückgefördert werden
können. Danach kann das Gehäuse 12 geöffnet werden, um die Leitungen 74 und 94, beispielsweise mittels eines erhitzten
Werkzeugs, an den durch die Bruchstellen 131 und in Fig. 3 angedeuteten Stellen zu durchtrennen. Der ein
Mindestmaß an Blutplasma enthaltende, verschlossene Blutplättchenbeutel
80 wird sodann aus der Zentrifuge 14 herausgenommen und bis zur Verwendung aufbewahrt.
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Die Reihenfolge der Arbeitsschritte der Vorrichtung 10 wird durch eine Steuerschaltung 139 (Fig. 4) gesteuert,
die einen Mikroprozessor bzw. elektronischen Rechner 140 (Fig. 4) mit den zugeordneten elektronischen
Schaltungen enthält. Die Arbeitsreihenfolge des Mikroprozessors 140 sowie seine zugeordneten Schaltungen
sind im folgenden anhand von Figur 5, 5A und 5B näher
erläutert.
Gemäß Fig. 4 umfaßt der Mikroprozessor 140 eine logische Steuerschaltung 142 und mindestens zwei programmierbare
periphere Schnittstellen-Chips (peripheral interface chips) 144 und 146. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung 10 handelte es sich beim Mikroprozessor um einen solchen vom Typ Intel Corporation
80/10 und bei den Chips um solche der Intel Teile-Nummer P8255. An den Mikroprozessor 140 ist ein Einstell-Zeitgeber
(session timer) 148 zur Zeitsteuerung der Arbeitsweise der Vorrichtung 10 angekoppelt, während weiterhin
an den Mikroprozessor 140 eine allgemein mit 150 bezeichnete Fehlermeß-Steuerschaltung angeschlossen ist.
Letztere überprüft die Anlage auf bestimmte Bedingungen, um den Betrieb der Vorrichtung 10 zu unterbrechen, wenn
solche Bedingungen vorliegen, beispielsweise Übertemperatur der Anlage oder überdrehzahl der Motoren. Der Ausgang
des Mikroprozessors 140 ist über Mehrfachleiter mit vier programmierbaren, peripheren Schnittstellen-Chips
(PPI) 151 bis 153 (z.B. Intel Corporation Teile-Nummer
P8255) verbunden. Die Chips 151 und 154 besitzen Mehrfach-Leitungsausgänge, die jeweils mit einem betreffenden einer
Reihe von Digital/Aralog-Wandlern 161 bis 166 verbunden sind.
Obgleich nur einadrige Leitungen dargestellt sind, sind die meisten dieser Leitungen mehradrig.
Bei der dargestellten Ausführungsform dient der Digital/-Analog- bzw. D/A-Wandler 162 zur Ansteuerung einer Motor-
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steuerung für einen die Pumpe 20 betätigenden Motor. Ein Motor-Drehzahlgeber ist auf dargestellte Weise mit
einer Volumen- und einer Durchsatzmengenmeßvorrichtung sowie mit einem Eingang des programmierbaren peripheren
Schnittstellen-Chips 153 verbunden, der seinerseits an den Mikroprozessor zur Bestimmung und Steuerung der Drehzahl
der Pumpe 20 angeschlossen ist. Auf ähnliche Weise betätigt der D/A-Wandler 162 eine Steuerung für einen
Motor für den Antrieb der zweiten Pumpe 22. Dabei ist wiederum ein Motor-Drehzahlgeber zur Bestimmung der Drehzahl
der Pumpe 22 mit einer Volumen- und einer Durchsatzmengenmeßvorrichtung verbunden. Der Ausgang des Drehzahlgebers
ist dabei an einen anderen Eingang des Schnittstellen-Chips 153 angeschlossen. Die Durchsatzmengen- und
Volumenmeß- bzw. -bestimmungsvorrichtungen sind weiterhin mit Anzeigeschaltungen 155, 156 und 157 verbunden,
welche die entsprechenden Anzeigen in den Fenstern 30 und 32 der Schalttafel 24 gemäß Fig. 2 erscheinen lassen.
Der D/A-Wandler 163 betätigt eine Motorsteuerung für den
Motor, welche die Zentrifuge 14 in Drehung versetzt. Ein Motor-Drehzahlgeber zur Feststellung eines Überlaufs
bzw. einer Überdrehzahl der Zentrifuge 14 ist mit dem
Motor und einem Grenzwertgeber sowie einem anderen Eingang des Schnittstellen-Chips 153 verbunden.
Der D/A-Wandler 164 ist an einen Komparator 171 angeschlossen, der seinerseits mit dem Meßfühler 63 verbunden ist.
Der D/A-Wandler 165 ist mit einem Komparator 172 verbunden, der seinerseits an den Meßfühler 65 angeschlossen
ist. Auf ähnliche Weise ist der D/A-Wandler 166 mit einem Komparator 173 und einem Komparator 174 verbunden, wobei
alle Komparatoren mit einem programmierbaren, peripheren Schnittstellen-Chip (PPI) 175 verbunden sind. Letzterer
besitzt eine oder mehrere Fehlerleitungsadern, die auf
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dargestellte Weise mit dem Mikroprozessor 140 verbunden sind. Dieser Chip 175 dient zur Verarbeitung der durch
die Meßfühler 63, 65 und 85 gelieferten Druckinformationen und zur Übermittlung des gemessenen Drucks an
den Mikroprozessor 140. An den Eingang des Schnittstellen-Chips 175 ist weiterhin ein Luftfeuchtigkeitsfühler
angeschlossen, der innerhalb der Zentrifuge 14 angeordnet
ist und bei einem Ansteigen der Luftfeuchtigkeit in der Zentrifuge 14 aufgrund eines Bruchs in der Leitungsanlage
16 d-.esen Stör zustand augenblicklich feststellt.
Bsi den ersten vier Chips 151 bis 154 sind die Ausgänge
des Chips 153 auch an eine Treibertafel 180 und insbesondere einen Solenoid-Treiberverstärker 182 angekoppelt,
dessen Ausgang mit den Solenoiden zur Betätigung der Absperrventile 60, 104, 88, 114, 120, 93 und 128 (Ventile
Nr. 1 bis 7) verbunden ist.
Die Ausgänge des Schnittstellen-Chips 152 sind an einen logischen Schalterkreis 184 angeschlossen, der seinerseits
an Drucktasten 41 bis 47, an einen Hämatocriteinstell-Drehschalter 185, einen Endpunkt-Drehschalter 186, einen
Plasmasammelschalter 188 und einen Einstellfühlerschalter 190 angeschlossen ist.
Ein Ausgang des Chips 152 ist außerdem mit dem Überlaufdetektor
76 und mit der Treibertafel 180 und insbesondere einem Lampen-Treiberverstärker 192 verbunden, welcher
den Einschalt-, Ausschalt- oder Flackerzustand der den Schaltern 41 bis 47 zugeordneten Lampen steuert.
Die Steuerschaltung 139 umfaßt weiterhin zwei programmierbare
Intervallzeitgeberchips (PIT) 201 und 202 (Intel Corporation Teile-Nummer P8253). Die PIT-Chips 201 und
sind mit dem Mikroprozessor 140 gekoppelt. Die Ausgänge
der Chips 201 und 202 sind mit den Motor-Drehzahlgebern
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verbunden. Der PIT-Chip 201 weist auch Ausgänge auf, die
an die Leuchtdioden- bzw. LED-Anzeigelogikschaltung 206 angeschlossen sind, welche die an den Fenstern 26 und 30
befindlichen lichtemittierenden bzw. Leuchtdioden umfasst.
Im folgenden ist die Arbeitsweise der Steuerschaltung 139 und insbesondere des Mikroprozessors 140 anhand eines
Programmprotokolls bzw. einer ArbeitsSchrittfolge gemäß
Figur 5, 5A und 5B beschrieben. Die Schaltkreisverbindungen gemäß Figur 4 sowie die Verbindungen (Programmierung)
des Mikroprozessors 140 sind dabei ersichtlicherweise so gewählt, daß die im folgenden beschriebene Reihenfolge
der Arbeitsschritte 1 bis 55 der Vorrichtung 10 durchgeführt wird. Jeder in Fig. 5 durch ein Rechteck
dargestellte Arbeitsschritt stellt einen tatsächlichen Arbeitsgang dar, bei dem etwas geschieht bzw. geschehen
ist, während jeder rhombenförmige Arbeitsschritt einen Prüf- bzw. Abfrageschritt bedeutet, bei dem festgestellt
wird, ob etwas geschehen ist oder nicht geschehen ist oder aber vorhanden ist oder nicht vorhanden ist.
Das für das erwähnte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß Figur 10 ausgearbeitete Programm umfasst die folgende
Arbeitsschrittfolge:
SCHRITT 1:
Zunächst werden die Vorrichtung 10 und der Mikroprozessor
140 an Spannung gelegt. Dies geschieht auf manuelle Wege durch Betätigung der Drucktaste 41.
SCHRITT 2:
Alle Lampen sind nunmehr eingeschaltet, die Motoren sind ausgeschaltet, die Absperrventile sind geöffnet, alle
Zähler und Alarmgeräte sind rückgestellt und die Alarm-
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vorrichtungen sind deaktiviert.
SCHRITT 2A:
Dies stellt einen Störung-Rückstellschritt für den elektronischen Rechner bzw. Mikroprozessor 140 dar, der jedesmal
dann stattfindet, wenn eine Anfrage (Rhombussymbol) erfolgt. Wenn die Frage mit "nein" (N) beantwortet wird, führt der
elektronische Rechner die Prüfung selbst durch. Da diese Schritte A jeweils gleich sind, werden sie im folgenden
nicht wiederholt; es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß bei jeder mit nein bzw. N beantworteten Abfragung der
Störung-Rückstellvorgang für den Rechner in der Schleife N erfolgt.
SCHRITT 3:
Bei diesem Schritt wird festgestellt, ob ein betriebsfähiger "Stapel" bzw. Träger 18 in der Vorrichtung 10 gegen
einen Meßfühler 220 (Fig. 2) angesetzt ist. Wenn dies der Fall ist, wird durch die Antwort "ja" bzw. Y das Programm
auf den nächsten Schritt in der Reihenfolge fortgeschaltet. Im negativen Fall (N) wird das Programm zurückgeschaltet
und erneut durchgeführt.
SCHRITT 4:
Bei diesem Schritt wird die Art des "Stapels" (Träger 18), bei dem es sich um einen "Blutplättchenstapel" handelt,
bestimmt.
SCHRITT 5:
Die Blutplättchengewinnung wird als durchzuführender Vorgang festgelegt, alle Absperrventile werden geschlossen,
alle Lampen werden abgeschaltet, und die Blutplättchen-Lampe leuchtet auf, um anzuzeigen, daß Blutplättchen gewonnen
werden sollen.
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SCHRITT 6:
Hierbei wird festgestellt, ob ein einwandfreier Betriebszustand
vorliegt oder ein bestimmter Fehler bzw. eine bestimmte Störung, wie Übertemperatur, nicht einwandfrei
arbeitende Motoren, usw., vorhanden sind. Im Fall eines Y-Signals bestimmt der Rechner die Art des Fehlers. Jeder
Fehler besitzt eine Codezahl, die im Fenster 26 angezeigt wird. Wenn alles in Ordnung ist und keine Störung vorliegt,
wird durch das ausgegebene N-Signal das Programm auf den nächsten Schritt weitergeführt.
SCHRITT 7:
Hierbei prüft der Rechner den Betriebszustand auf automatischen oder manuellen Betrieb. Im Fall von Automatikbetrieb
wird das Y-Antwortsignal ausgegeben, so daß das Programm auf den nächsten Schritt übergeht.
SCHRITT 8;
Bei diesem Schritt leuchtet die Vorfüllampe auf. Tatsächlich leuchtet eine der Vorfül!-Drucktaste 42 zugeordnete
Lampe auf, um der Bedienungsperson anzuzeigen, daß die betreffende Drucktaste 42 gedrückt werden soll.
SCHRITT 9:
Hierbei wird abgefragt, ob die Vorfüll-Drucktaste gedrückt
ist oder nicht. Falls ja, geht das Programm auf den nächsten Schritt über. Anderenfalls erfolgt eine periodische
Wiederholung.
Zwischen den Schritten 8 und 9 liegt ersichtlicherweise ein Schritt 8A, welcher sich in derselben Position in
der Regelschleife befindet wie der Schritt 2A. Bei diesem Schritt zur Überprüfung auf Rechner-Störungsrückstellung
sowie in den folgenden Schritten A erfolgt jedoch durch das
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Programm auch eine überprüfung auf einen Abbruch. Ein
Abbruch erfolgt, wenn eine der Hauptstörungen, die in
der
Schritt 6 geprüft wurden, aufgetreten ist, so daß/Betrieb
der Vorrichtung 10 unterbrochen wird. Der Schritt ist somit in den Schritten A enthalten. Wenn jedoch in
Schritt 6 eine Störung festgestellt wurde, wird die Vorrichtung 10 gar nicht erst in Betrieb gesetzt, während
in Schritt 8A (nicht gezeigt) und in allen anderen Schritten A,die eine Prüfschleife enthalten, das Programm anstelle
des "Nichteinschaltens" eine Unterbrechung des Betriebs der Vorrichtung 10 einleitet. Um es zu wiederholen:
Eeim Schritt A, der überall dort erfolgt, wo eine Abfragung vorgenommen wird und eine Rückkopplungsschleife
vorhanden ist, erfolgt eine Prüfung auf Rechner-Störungsrückstellung sowie eine Prüfung auf gegebenenfalls
auftretende bestimmte Störungen. Wenn eine dieser Störungen vorliegt, wird ein Abbruchsignal geliefert,
um den Betrieb der Vorrichtung zu unterbrechen.
SCHRITT 10:
Sofern die VorfüIl-Drucktaste 42 gedrückt worden ist,
werden die Ventile Nr. 3 und 7 geschlossen und die Ventile Nr. 1,2,4, 5 und 6 geöffnet. Sodann werden die Gesamtblutpumpe
20 und die Plasmapumpe 22 eingeschaltet. Es ist zu beachten, daß die Leitungen 110 und 118 bereits mit
Salzlösung beschickt worden waren. Vor dem Einschalten der Pumpen 20 und 22 wird das Drehzahlverhältnis dieser
Pumpen nach der vorher angegebenen Gleichung und den geschilderten Arbeitsvorgängen eingestellt. Die Anlaufgeschwindigkeit
der Pumpe 20 ist jedoch eine mittlere Betriebsdrehzahl. Bei diesem Schritt werden die Plasmapumpe
22 eingeschaltet und die Teilvolumenzähler für die Pumpen 20 und 22 in Gang gesetzt.
SCHRITT 11:
Bei diesem Schritt wird festgestellt, ob der Luftblasen-
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fühler bzw. -detektor87 arbeitet oder nicht. Falls der
Detektor 87 arbeitet und die Anlage Luft enthält, muß der Detektor an diesem Punkt Luftblasen feststellen;
im Fall eines Signals "nein" bzw. N wird eine Alarmanzeige geliefert. Falls kein Alarm abgegeben und dadurch angezeigt
wird, daß keine Luftblasen vorhanden sind oder der Detektor 87 ausgefallen ist, während das Vorhandensein
von Luftblasen bekannt ist, wird an diesem Programmschritt der Betrieb der Vorrichtung 10 unterbrochen, weil in diesem
Fall höchstwahrscheinlich eine Störung des Luftblasendetektors oder der Alarmlogikschaltung vorliegt. Falls
die Antwort dagegen "ja" bzw. Y ist, daß nämlich Luft vorhanden ist, schaltet das Programm auf den nicht gezeigten
Schritt 11A und sodann auf den Schritt 12 weiter.
SCHRITT 12:
Durch die Pumpe 20 wird eine vorbestimmte Flüssigkeitmenge von z.B. 30 ml gefördert. Wenn der Rechner anhand des
vom Gesamtblut-Teilvolumenzählers gemessenenen Teilvolumens feststellt, daß 30 ml oder eine andere vorgegebene
Flüssigkeitsmenge durch die Pumpe 20 gefördert wurden, geht das Programm auf Schritt 13 über.
SCHRITT 13:
An diesem Punkt werden die Ventile Nr. 1 und 2 geschlossen, und der Gesamtblut-Teilmengenzähler wird rückgestellt
und in Gang gesetzt. Der Plasma-Teilmengenzähler wird ebenfalls in Gang gesetzt.
SCHRITT 14:
Es folgt eine Überprüfung der von den Pumpen 20 und 22
verarbeiteten Volumina bis beide Pumpen ein vorgesehenes Flüssigkeitsvolumen verarbeitet haben. Daraufhin geht
das Programm auf Schritt 15 über.
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SCHRITT 15:
Nunmehr wird die Drehzahl des Rotors der Zentrifuge 14
eingestellt, die Zentrifuge 14 wird eingeschaltet und
die Teilvolumenzähler werden rückgestellt und in Gang
gesetzt.
SCHRITT 16:
Durch die Pumpen 20 oder 22 wird eine für die Austreibung von Luftblasen auseichende vorbestimmte Flüssigkeitsmenge
gefördert.
SCHRITT 17:
An diesem Punkt wird die Hämatocrit-Einstellung abgelesen. Dabei wird entweder ein in das Programm eingeführter Wert
oder ein durchschnittlicher Hämatocrit-Wert benutzt, beispielsweise ein solcher von 42, wobei die Leistung der Pumpe
22 auf der Grundlage dieses Werts durch das Programm eingestellt wird. Selbstverständlich wird die Drehzahl
bzw. Förderleistung der Pumpe 20 zunächst auf einen anfängliche^
auf vorher beschriebene Weise bestimmten Wert von z.B. 26 ml/min eingestellt, worauf das Programm die
Leistung der Pumpe 22 automatisch auf einen bestimmten Anfangsprozentsatz
der Leistung der Pumpe 20 einstellt, z.B. auf (1-0,42) χ Drehzahl der Pumpe 20 bzw. 0,58 χ VWß.
Die Anfangsleistung der Gesamtblutpumpe 20 wird wiederum auf eine willkürliche Größe, typischerweise zwischen 25 und
35 ml/min eingestellt, wobei die Plasmapumpe 22 eine Drehzahl bzw. Leistung besitzt, welche anfänglich derjenigen
der Gesamtblutpumpe 20 in einem Verhältnis von
58 : 100 nachläuft. An diesem Programmschritt wird außerdem der Gesamtblut-Teilvolumenzähler rückgestellt und in
Gang gesetzt.
SCHRITT 18:
Die Pumpe 20 fördert ein vorgegebenes Flüssigkeitsvolumen.
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SCHRITT 19;
An diesem Punkt wird der Druck des geschlossenen Venendruckwächters
63 abgegriffen, und wenn dieser Druck nicht innerhalb bestimmter, vorher festgelegter Grenzwerte
liegt, wird ein Alarmcode angezeigt. Ist letzteres nicht der Fall, so erfolgt der übergang auf den nächsten
Progranunschritt.
SCHRITT 20:
Hierbei wird der Venenschluß -Alarmdruck (occluded vein alarm pressure) auf eine bestimmte Größe minus einer
Konstante K eingestellt. Schritt 20 ist in gewisser Weise mit Schritt 19 kombiniert, weil bei letzterem der
Betriebsdruck bestimmt und geprüft wird, ob er innerhalb gewisser, vorbestimmter Grenzwerte liegt. Nach dieser
Bestimmung erfolgt eine Bestimmung des tatsächlichen Druckgrads/ und in einem bestimmten, vom Druck unterschreitbaren
Bereich wird der Alarm bei dem bestimmten Wert bzw. der bestimmten Größe minus der Konstante K ausgelöst.
Wenn somit der Druck unter den Betriebsdruck minus der Konstante K abfällt, wird ein Alarmcode angezeigt und abgegriffen,
wodurch der Betrieb der Vorrichtung 10 abgebrochen
wird.
SCHRITT 21:
An diesem Punkt erfolgt eine Überprüfung auf eine verstopfte
Leitung.
SCHRITT 22:
An diesem Punkt wird auf dieselbe Weise wie in Schritten 19 und 20 ein Leitungsverschluß-Alarmwert eingegeben,
nur mit dem Unterschied, daß bei einem bestimmten, innerhalb der Grenzwerte liegenden, festgestellten Druck
dem so ermittelten Druckwert eine Konstante K~ hinzugefügt
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wird. Wenn die betreffende Größe überschritten wird, wird ein Alarmcode angezeigt und abgegriffen, wodurch der Betrieb
der Vorrichtung abgebrochen wird.
SCHRITT 23:
An diesem Programmschritt wird der Hoch/Niederdruckwächter 85 überwacht, und es wird bestimmt, ob die Drücke innerhalb
bestimmter Grenzwerte für Hoch- und Niederdruck liegen. Der Hochdruckzustand ist gegeben, wenn die Vene des
Blutsperders bzw. die in die Vene eingeführte Rücklaufnadel 90 blockiert ist. Ein Niederdruck tritt ein, wenn
an einer Stelle der Leitungsanlage 16 ein Bruch auftritt.
Wenn diese Drücke bestimmte Grenzwerte überschreiten, veranlaßt das Programm die Anzeige und Abtastung eines Alarmcodes. Auch wenn hierbei durch die Leitungsanlage Salzlösung
strömt, werden die Drücke der Salzlösung geprüft; die betreffenden Druckwerte werden für die Herstellung
der Verbindung mit dem Blutspender herangezogen.
SCHRITT 24:
Bei diesem Schritt werden die Hoch/Niederdruckgrenzwerte gesetzt, was auf dieselbe Weise wie die Bestimmung der
Druckgrenzwerte in Schritten 19 bis 22 geschieht.
SCHRITT 25:
Es werden das Ventil Nr. 4 geschlossen und der Gesamtblut-Teilvolumenzähler
rückgestellt und in Gang gesetzt.
SCHRITT 26:
Prüfung auf verschlossene Vene.
SCHRITT 27:
Prüfung auf ein bestimmtes Flüssigkeitsströmungsvolumen von z.B. 5 ml in die Anlage. Wenn Ventil Nr. 4 geschlossen
ist, ist ein Venenschlußzustand gegeben, der geprüft wird.
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Falls der Venenschluß-Alarmcode angezeigt und abgegriffen
wird, geht das Programm auf den nächsten Schritt über. Wenn die Antwort "nein" bzw. N ist, wird die Anlage abgestellt.
SCHRITT 28:
Ventil Nr. 4 wird geöffnet. Ebenso wird der Gesamtblut-Teilvolumenzähler
rückgestellt und in Gang gesetzt.
SCHRITT 29;
Prüfung zur Feststellung, ob ein bestimmtes Gesamtblutvolumen gefördert worden ist. Typischerweise werden 5 ml
gefördert, um das System aufgrund des Öffnens und Schliessens von Ventil Nr. 4 zu stabilisieren.
SCHRITT 30:
Ventil Nr. 5 wird geschlossen.
SCHRITT 31:
Prüfung, ob 15 ml Flüssigkeit durch die Gesamtblutpumpe
20 gefördert wurden; im positiven Fall Übergang des Programms auf Schritt
SCHRITT 32:
Ventil Nr. 5 wird geschlossen, und die Rückströmung der Salzlösung zum Behälter 108 wird unterbrochen. Der
Hochdruck-Alarmcode wird angezeigt und abgegriffen. Wenn ein Hochdruckalarm festgestellt bzw. abgegriffen wird,
wird vorausgesetzt, daß die Niederdruck-Alarmeinrichtung ebenfalls betriebsfähig ist. Bei Feststellung eines Hochdruckalarms
geht das Programm auf Schritt 33 über.
SCHRITT 33:
Beide Pumpen 20 und 22 werden abgestellt, Ventile Nr. bis 6 werden geöffnet und Ventil Nr. 7 wird geschlossen.
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An diesem Punkt leuchtet eine "Betrieb"-Lampe auf, wodurch angezeigt wird, daß die Funktionen nach Programmschritt
33 durchgeführt wurden. Hierdurch wird wiederum aufgezeigt, daß die Vorrichtung 10 für einen Betriebsablauf bereit ist.
Wenn in Programmschritten 19 bis 32 ein Fehler bzw. eine Störung festgestellt wird, wird der Betrieb der Vorrichtung
10 unterbrochen, wobei die Lampe für die Wiedereinschalttaste 45 flackert. Wenn die. Fehlerursache beseitigt
ist und die Wiedereinschalttaste 45 gedrückt wird, geht das Programm unabhängig davon, an welcher Stelle
der Fehler festgestellt wurde, wieder auf Schritt 19 über.
Betriebsablauf
SCHRITT 34;
An diesem Punkt werden die Leitungen 54 und 82 mit dem Blutspender 52 verbunden. Die blinkende Betrieb-Lampe
zeigt an, daß die Verbindungen zum Blutspender 52 hergestellt werden können. Hierauf wird die Betriebs- bzw.
"Lauf"-Drucktaste 43 gedrückt, und das Blutplättchengewinnung s-Betriebsprogramm wird gestartet. Der Rechner
140 fragt nunmehr ab, ob die Betriebsdrucktaste gedrückt worden ist oder nicht. Wenn die Betriebstaste 43 nach dem
Anschluß des Blutspenders 52 an das System bzw. Leitungsanlage 16 gedrückt worden ist, geht das Programm auf
Schritt 35 über.
SCHRITT 35:
An diesem Punkt hört die Betriebs-Lampe zu blinken auf und geht auf einen Dauerleuchtzustand über. Dabei werden
die Ventile Nr. 1, 2, 5 und 6 geöffnet und die Ventile Nr. 3, 4 und 7 geschlossen. Die Teilvolumenzähler für Gesamtblut
und Plasma werden rückgestellt und in Gang gesetzt. Die Alarmeinrichtungeri werden angehalten und rückgestellt,
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Beim Programmschritt 35 wird einfach jeder Alarm in der Anlage oder jeder Zähler derselben rückgestellt. Hierauf
werden die Gesamtblutpumpe 20 und die Plasmapumpe 22
eingeschaltet und der Venendruckwächter 63 aktiviert. Ebenso werden Unterdrehzahlfehler-Alarmgeber aktiviert.
Zu diesem Zeitpunkt wird auch der Betriebszeitzähler 148 in Gang gesetzt, ebenso wie der Gesamtvolumenzähler
(Anzeige bei 155). Wie erwähnt, ist die Anfahrgeschwindigkeit bzw. -fördermenge für die Pumpe 20 bereits durch
das Programm auf z.B. 26 ml/min ebenso festgelegt worden, wie das Leistungsverhältnis von z.B. 58:100.
SCHRITT 36:
An diesem Punkt erfolgt eine Überprüfung des Gesamtblutstroms
zur Bestimmung des Stabilisierungszustands der Anlage. Wenn Stabilisierung eingetreten ist, geht das
Programm auf Schritt 3 7 über.
SCHRITT 37:
An diesem Punkt werden das Ventil Nr. 5 geschlossen und das Ventil Nr. 3 geöffnet. Der Venendruckwächter 85 wird
aktiviert, um festzustellen, ob die Einlaufvene des Spenders blockiert ist. Alle Meßfühler 63, 65 und 85 werden aktiviert.
Der überlaufdetektor 76 und der Luftblasendetektor 87
werden ebenfalls aktiviert.
SCHRITT 38:
An diesem Punkt erfolgt die Abfrage, ob die Plasmagewinnung stattfindet. Im positiven Fall geht das Programm
auf Schritt 39 über. Anderenfalls, wenn das Antwortsignal "nein" bzw. N ist, verweilt das Programm bei Schritt 40.
SCHRITT 39:
An diesem Punkt wird ein Prüfkennzeichen für die Abtastung des Programms zur Feststellung, ob Plasma gewonnen
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wird, rückgestellt. Das Ventil Nr. 6 wird geschlossen, während das Ventil Nr. 7 geöffnet und der Plasmateilvolumenzähler
in Gang gesetzt wird.
SCHRITT 40:
Schritt 40 stellt den Beginn des überlauf-Unterprogramms
dar, d.h. das Überlaufen bzw. überfließen von roten Blutkörperchen in die Leitung 74 und in die Leitungsschleife 75 wird durch die Vorrichtung 76 festgestellt.
Außerdem ulrd hierbei geprüft, ob 120 ml verarbeitet
wurden oc.er ob ein überfließen aufgetreten ist. Wenn 120 ml ohne Überfließen verarbeitet worden sind, geht das
Programm auf Schritt 41 über; andernfalls erfolgt der übergang des Programms auf Schritt 42.
SCHRITT 41:
Die Förderleitung der Pumpe 22 wird um 1 ml/min erhöht,
während die Leistung der Pumpe 20 proportional erhöht wird. Der Gesamtblutzähler wird rückgestellt, und das
Programm geht auf Schritt 40 zurück.
SCHRITT 42:
Im Fall eines Überlaufs bzw. überfließens wird die Plasmapumpe
22 abgestellt und (in Gegenrichtung) umgeschaltet, worauf 10 ml Plasma im Gemisch mit übergeflossenen roten
Blutkörperchen in den Blutbeutel 66 zurückgefördert werden. Hierauf wird die Drehrichtung der Pumpe 22 wieder auf
Vorwärtsdrehung umgeschaltet, worauf das Programm auf Schritt 43 übergeht.
SCHRITT 43:
In Schritt 43 wird die Gesamtblutpumpe 20 in ihrer Leistung um 1 ml/min verringert, wobei die Leistung der Plasmapumpe
22 selbstverständlich entsprechend dem angegebenen Verhältnis proportional herabgesetzt wird. Sodann wird der
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Gesamtblut-Teilvolumenzähler (von 120 ml) rückgestellt,
und das Programm geht auf Schritt 44 über.
SCHRITT 44:
Es erfolgt eine Prüfung, ob ein überlaufen bzw. überfliessen
aufgetreten ist oder 120 ml Blut behandelt worden sind. Wenn letzteres zutrifft, ohne daß ein Überfliessen
aufgetreten ist, geht das Programm auf Schritt über. Andernfalls erfolgt der übergang des Programms auf
Schritt 46.
SCHRITT 45:
Die Leistung der Plasmapumpe 22 wird um 0,25 ml/min erhöht. Der Gesamtblutzähler wird rückgestellt, und das
Programm geht auf Schritt 44 zurück.
SCHRITT 46:
Bei einem überfließen von roten Blutkörperchen wird die Plasmapumpe 22 abgestellt und (in Gegenrichtung)
umgeschaltet, worauf 10 ml Plasma im Gemisch mit übergeflossenen roten Blutkörperchen in den Blutbeutel
66 zurückgefördert werden. Nach dem Umschalten der Drehrichtung der Pumpe 22 auf Vorwärtsdrehung geht das Programm
auf Schritt 47 über.
SCHRITT 47:
Sodann wird die Leistung der Plasmapumpe 22 um 0,25 ml/-min
herabgesetzt, wobei das Programm nach Rückstellen des Gesamtblutzählers auf Schritt 48 übergeht.
SCHRITT 48:
Es folgt eine Prüfung, ob ein überfließen aufgetreten
oder der Endpunkt erreicht worden ist. Im Falle eines ÜberfHeßens geht das Programm auf Schritt 49 über.
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Andernfalls erfolgt der Übergang auf Schritt 50.
SCHRITT 49:
Im Falle eines Überfließens wird die Plasmapumpe 22 abgestellt und umgeschaltet, worauf 10 ml Plasma im
Gemisch mit übergeflossenen roten Blutkörperchen in den Blutbeutel 66 zurückgefördert werden. Hierauf wird die
Pumpe 22 wieder auf Vorwärtsdrehung umgeschaltet, wonach das Programm auf Schritt 47 übergeht.
Während der Programmschritte 40 bis 49 erfolgt au eine
Überprüfung auf fehler, von denen einige oben in Vi. · 'iindung
mit den Sehr hten A (2A) geschildert wurden; di^_
Volumenzähler werd. · auf die verschiedenen Behandlungsmengen an Flüssigkei "reprüft, um festzustellen, wiew,viel
Plasma oder Gesamtblut ^handelt worden ist. Wenn Plasma gesammelt wurde, d.h. wem. der Programmschritt 39 durchgeführt
wurde, erfolgt eine Prüfung zur Feststellung, ob die richtige, vorgesehene lasmamenge gesammelt wurde.
Ist dies der Fall, werden Ventil Nr. 6 geöffnet und Ventil Nr. 7 geschlossen.
SCHRITT 50:
An diesem Punkt wird Ventil Nr. 1 geschlossen und die Volumenverarbeitungsanzeige wird auf dem gewünschten
bzw. vorgesehenen Volumen von 3 1 angehalten.
SCHRITT 51:
In diesem Schritt wird die Lampe der Reinfusionsdruck-* taste 44 zum Blinken gebracht. Anschließend wird die Drucktaste
44 für die Reinfusion gedrückt. Danach wird Ventil Nr. 4 geöffnet, so daß Salzlösung in das System einfliessen
kann. Dabei wird die Strömung des Gesamtbluts durch die Anlage fortgesetzt, bis der Endpunkt zuzüglich einer
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gewissen Menge von beispielsweise 50 ml erreicht ist.
SCHRITT 52:
In diesem Schritt wird festgestellt, ob 50 ml Salzlösung zum Ausspülen des gesamten, in der Leitungsanlage 16
enthaltenen Gesamtbluts gefördert worden sind oder nahezu das gesamte Gesamtblut aus der Anlage zum Spender
ausgetrieben worden ist. Während dieser Prüfung erfolgt selbstverständlich auch ein Schritt A zur Fehlerprüfung
und Unterbrechungsprüfung, d.h. alle Prüfungen, die bereits vorher durchgeführt wurden. Sobald dies geschehen ist,
schaltet das Programm weiter.
SCHRITT 53:
An diesem Punkt werden die Gesamtblutpumpe 20 und die Plasmapumpe 22 abgestellt, und die Ventile Nr. 2, 3 und
4 werden geschlossen, während das Ventil Nr. 5 geöffnet wird. Der Zentrifugenrotor wird ebenfalls angehalten.
Das Ventil Nr. 5 wird geöffnet, weil bei abgestelltem Rotor ein Druckstau im Gesamtblutbeutel und im Blutplättchenbeutel
auftritt und dieser Druck zur zusammenklappbaren flexiblen Salzlösungsflasche abgelassen werden muß.
SCHRITT 54:
In diesem Schritt wird geprüft, ob der Rotor angehalten ist oder mit einer Drehzahl von ausreichend unter 50 U/min
läuft.
SCHRITT 55:
An diesem Punkt wird Ventil Nr. 5 geschlossen. Nunmehr sind alle Ventile geschlossen und die Betriebslampe ist
erloschen. Auf der Anzeige erscheint eine Codezahl, und möglicherweise wird ein hörbares Signal erzeugt, um den
Abschluß des Behandlungsverfahrens anzuzeigen.
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Selbstverständlich soll die Erfindung keinesfalls auf die vorstehend offenbarten Einzelheiten beschränkt sein,
da dem Fachmann offensichtlich verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne daß vom Rahmen der
Erfindung abgewichen wird. Beispielsweise brauchen die beiden Beutel 66 und 80 nicht in ein und derselben
Zentrifuge 1'« geschleudert zu werden, vielmehr kann der
Beutel 66 in der Zentrifuge 14 und der Beutel 80 in einer anderen Zentrifuge geschleudert werden, so daß
beide Beutel 66 und 80 verschiedenen Drehzahlen und Beschleunigv.ngskräften
ausgesetzt werden können, um die gewünschte Trennung der Blutbestandteile und die Absetzung
bzw. Ausfällung der Blutteilchen in den Beuteln 66 und 80 zu bewirken.
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