DE3751656T2

DE3751656T2 - Kalibrierung mehrerer pumpen eines flüssigkeitsströmungssystems

Info

Publication number: DE3751656T2
Application number: DE3751656T
Authority: DE
Inventors: Paul Prince
Original assignee: Baxter International Inc
Current assignee: Baxter International Inc
Priority date: 1987-02-25
Filing date: 1987-02-25
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2007-02-26
Also published as: WO1988006466A1; EP0578338B1; JPH01503198A; EP0302861A4; JP2847161B2; EP0302861B1; DE3752055D1; EP0578338A2; AU7121187A; EP0302861A1; DE3751656D1; EP0578338A3; US4769001A; AU597637B2; DE3752055T2

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Kalibrieren relativer Pumpendurchflußraten zwischen einer Vielzahl von Pumpen in einem gemeinsamen Fluiddurchflußsystem. Die Erfindung eignet sich besonders zur genauen Kalibrierung von relativen Fluiddurchflußraten, die von unabhängigen Pumpen innerhalb einer aus Kunststoff bestehenden, zum Einmalgebrauch bestimmten Fluiddurchflußbahn eines Systems zum Verarbeiten von Blutbestandteilen.
Wenn eine Vielzahl von jeweils fjjr sich gesteuerten Pumpen in einem gemeinsamen Fluiddurchflußsystem vorgesehen ist, ist es manchmal notwendig, die relativen Durchflußraten zwischen den verschiedenen Pumpen im System präzise zu kalibrieren. Beispielsweise kann ein typisches Blutbestandteil- Verarbeitungssystem eine dosierte Menge Antikoagulans in einen gepumpten Strom von Blutbestandteilen zumessen. Solche Forderungen können charakteristisch in einem Blutplasma- Filtrationssystem (wenn z. B. Vollblut von einem Spender entnommen, zum Abtrennen von Plasma verarbeitet wird und die zurückbleibenden gepackten roten Blutzellen zum Spender zurückgeleitet werden) und/oder in einem Blutplättchen- Trennsystem (wenn z. B. Vollblut von einem Spender verarbeitet wird, um Blutplättchen und/oder Plasma abzutrennen, und die zurückbleibenden Blutbestandteile zum Spender zurückgeleitet werden) auftreten.
In einem solchen Blutbestandteil-Verarbeitungssystem kann es auch erwünscht sein, die relativen Durchflußraten des Bluts, das in einen Filter (oder eine andere Fraktioniereinrichtung) gepumpt wird, und der gepackten Zellen, die aus dem Filter abgegeben werden (und/oder der filtrierten oder getrennten Fraktion, die ebenfalls aus dem Filter abgegeben wird), exakt zu kalibrieren.
US-A-4 086 924, die als Grundlage für den Oberbegriff des Anspruchs 1 dient, zeigt eine Plasmapheresevorrichtung mit einem Blutvorrat, einer Antikoagulansquelle, einer Zentrifuge, einer Blutpumpe und einer Antikoagulanspumpe, wobei die Pumpen an der Aufstromseite der Zentrifuge durch eine gemeinsame, offene Fluidbahn miteinander verbunden sind.
WO-A-8 602 858 zeigt eine Blutfraktioniervorrichtung und ein Verfahren zum Kalibrieren der Blutpumpe und der Pumpe für gepackte Zellen, die an der Aufstromseite bzw. an der Abstromseite einer Fraktioniereinrichtung der Vorrichtung positioniert sind. WO-A-8 602 858 offenbart keine Quelle einer Antikoagulanslösung oder einer Antikoagulanspumpe, die in der Vorrichtung vorgesehen wäre.
Bei einem solchen Blutbestandteil-Verarbeitungssystem ist aus offensichtlichen gesundheitlichen Gründen die Fluiddurchflußbahn charakteristisch durch Einmal-Kunststoffschläuche definiert. Solche Schläuche können von Hand in herkömmliche Pulsationspumpen (bei denen beispielsweise ein drehendes Element periodisch mit dem Schlauch in Eingriff tritt und ihn in einer Bewegung vom Wanderwellentyp zusammendrückt, so daß in dem Schlauch enthaltendes Fluid positiv verdrängt wird, und zwar auf eine pulsierende Weise und in einer durch die Drehrichtung bestimmten Richtung), elektromagnetisch betätigte Klemmen (die z. B. als Schaltventile wirken, die den Kunststoffschlauch an gewünschten Kontrollpunkten steuerbar zusammendrücken oder verschließen) usw. eingesetzt werden. Die Drehbewegung jeder Pumpe kann unter Verwendung von Hall-Effekt-Impulsgeneratoren elektrisch überwacht werden. Bei einem Systemtyp weist ein Abzweigteil des Schlauchs ein eingeschlossenes kompressibles Gas auf, das mit einem Druckfühler in Verbindung ist, um die Überwachung von Fluiddruckänderungen zu ermöglichen.
Schwankungen zwischen einem Set von Einmal-Kunststoffschläuchen und dem nächsten (die z. B. durch momentane Änderungen der Umgebungstemperatur, von Drücken, Durchflußraten usw. noch weiter beeinflußt sind) können zu erheblichen Durchflußschwankungen führen. Bei einem beispielhaften System kann beispielsweise die Blutpumpe Durchflußänderungen von 10 bis 15 % und die Antikoagulanspumpe Änderungen von bis zu ungefähr 10 % aufweisen, und zwar aufgrund von Schwankungen zwischen den einzelnen Einmal-Schlauchsets. Gleichzeitig muß aber das Zumeßverhältnis des Antikoagulansstroms zu dem Vollblutstrom charakteristisch mit größerer Präzision gesteuert werden, um einen ordnungsgemäßen Gesamtbetrieb des Blutbestandteil-Verarbeitungssystems sicherzustellen (z. B. für das ordnungsgemäße Überleben der Blutplättchen).
Während einer anfänglichen "Priming"-Betriebsart eines solchen Blutbestandteil-Verarbeitungssystems ist es typisch, eine Fluiddurchflußbahn (die z. B. die Antikoagulanseinführleitung und die Vollblutentnahmeleitung aufweist), die zwischen zwei Pumpen angeordnet ist (z. B. der Antikoagulanszumeßpumpe und der Vollblutentnahmepumpe), mit Flüssigkeit zu füllen und eine Anordnung vorzusehen, die den Fluiddruck in dieser Fluiddurchflußbahn überwacht (z. B. eine Säule von eingeschlossener Luft oder eines anderen Gases oder Fluids, die zu einem Druckfühler verläuft).
Gemäß dem Anspruch 1 weist eine Blutfraktioniervorrichtung folgendes auf: eine erste Leitungseinrichtung von einer Blutzuführeinrichtung zu einer Fraktioniereinrichtung und eine Blutpumpe, die in die erste Leitungseinrichtung aufstromseitig von der Fraktioniereinrichtung eingeschaltet ist, eine Fluidversorgungsquelle, die durch eine zweite Fluidleitungseinrichtung mit der ersten Leitungseinrichtung aufstromseitig von der Blutpumpe verbunden ist, eine Fluidpumpe, die in die zweite Leitungseinrichtung eingeschaltet ist, um das Fluid aus der Fluidquelle zu fördern, wobei die Pumpen durch eine gemeinsame Fluidbahn verbunden sind, eine Fühlereinrichtung, die betätigbar ist, um Änderungen des Volumens oder der Drucks in der gemeinsamen Fluidbahn zu erfassen, und eine Steuereinrichtung, die mit der Fühlereinrichtung und den Pumpen verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung betätigbar ist, um die Pumpen zu veranlassen, Fluid in die gemeinsame Fluidbahn zu injizieren und Fluid aus der gemeinsamen Fluidbahn zu entnehmen, und zwar mit jeweils zugewiesenen Nennraten, gekennzeichnet durch eine Verschlußeinrichtung, die in der ersten Leitungseinrichtung aufstromseitig von der Verbindungsstelle der ersten und der zweiten Leitungseinrichtung positioniert ist, um die erste Leitungseinrichtung zu schließen und ein geschlossenes System der die Pumpen verbindenden gemeinsamen Fluidbahn zu bilden, wobei die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der Fühlereinrichtung betätigbar ist, um die Änderungsrate des Fluiddrucks oder -volumens in dem geschlossenen System der gemeinsamen Fluidbahn während des Injizierens und der Entnahme zu bestimmen, um relative Durchflußcharakteristiken der einzelnen Pumpen abzuleiten, die genutzt werden können, um die relativen Durchflußraten der Pumpen zu kalibrieren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Vorrichtung angegeben, die die tatsächlichen Fluiddurchflußraten der Antikoagulanspumpe und der Vollblutpumpe während dieser anfänglichen "Einrichtungs"- oder Priming-Betriebsart genauer kalibriert. Beispielsweise wird die Fluidurchflußbahn, die zwischen den beiden Pumpen verläuft, geschlossen (z.B. durch einen Hämastat oder eine Klemme, die vorübergehend an der Verbindungsstelle zwischen dem Antikoagulans-Zulaufschlauch und dem Vollblut-Entnahmeschlauch angeordnet wird), um ein geschlossenes Fluidsystem zwischen den beiden Pumpen zu bilden (das z. B. charakteristisch mit Antikoagulanslösung und einer Kochsalzlösung gefüllt wird und einen Bereich mit eingeschlossener Luft oder Gas hat, der mit einem Druckfühler kommuniziert). Beide Pumpen können dann den Befehl erhalten, mit der gleichen Nenndurchflußrate in Betrieb zu gehen, und alle resultierenden Änderungen der überwachten Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks des geschlossenen Fluiddurchflußsystems werden dann detektiert und genutzt, um die Soll-Pumprate wenigstens einer der Pumpen in einer Richtung einzustellen, und zwar um einen Betrag, der notwendig ist, um den Wert der detektierten Druckänderungen in bezug auf die Zeit zu Null zu machen.
Alternativ kann eine zeitbezogene Änderungsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsvolumens in dem geschlossenen Fluidsystem beobachtet und gegen Null gebracht werden.
Am Ende eines solchen Kalibriervorgangs kennt man die relativen Pumpendurchfluß-Steuerbefehle, die notwendig sind, um tatsächlich gleiche Durchflußraten zu erreichen, und dadurch erhält man einen relativen Durchflußraten-Kalibrierfaktor, der die Ist-Durchflußrate der einen Pumpe mit der anderen in Beziehung bringt, wenn ein bestimmtes Set von Einmal-Kunststoffschläuchen angeordnet ist.
Insgesamt gesehen wird also eine Vorrichtung beschrieben zum Ableiten relativer Durchflußcharakteristiken einer Mehrzahl Pumpen, die durch eine gemeinsame geschlossene Fluidbahn miteinander in Fluidverbindung sind, durch Messen der Änderungsgeschwindigkeit von Fluiddruck für ein Volumen in der Bahn, während gleichzeitig die eine Pumpe Fluid einpreßt und die andere Pumpe Fluid aus der Bahn abzieht. Die Pumprate wenigstens einer der Pumpen wird aufgrund der abgeleiteten relativen Durchflußcharakteristiken so eingestellt, daß eine Änderungsgeschwindigkeits des Fluiddrucks oder -volumens in der Bahn von annähernd Null beibehalten wird.
DE-A-3 439 661 zeigt eine offene Dialysevorrichtung, deren Pumpen kalibriert werden können, um die gleiche Ultrafiltrations-Präzision wie ein geschlossenes System zu ermöglichen, wobei die Vorrichtung Mittel aufweist, um Änderungen des Fluiddrucks oder -volumens in einer Dialysefluidbahn, die eine erste und eine zweite Pumpe miteinander verbindet, zu messen. Um die Pumpen zu kalibrieren, wird der Fluiddurchfluß durch sie periodisch umgesteuert, und die Pumprate wenigstens einer der Pumpen wird nach Maßgabe des gemessenen Fluiddrucks oder -volumens eingestellt, so daß in der Bahn ein annähernd konstanter Fluiddruck oder ein solches Fluidvolumen beibehalten wird.
Die Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich im einzelnen aus dem Studium der nachstehenden genauen Beschreibung einer derzeit bevorzugten beispielhaften Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen; in den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei die Vorrichtung eine Mehrzahl Pumpen und eine geschlossene Fluidbahn hat;
Fig. 2 ein Flußdiagramm einer Computersteuerungs-Subroutine oder eines -Programm, das für die Pumpensteuerung von Fig. 1 anwendbar ist;
Fig. 3 ein erläuterndes Diagramm, das eine charakteristische Fluidänderungsgeschwindigkeit in bezug auf die Zeit in der geschlossenen Fluiddurchflußbahn von Fig. 1 zeigt;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Teils eines Blutbestandteil-Verarbeitungssystems, das eine geschlossene Fluiddurchflußbahn zwischen zwei unabhängig gesteuerten Pumpen ähnlich der Darstellung in Fig. 1 zeigt;
Fig. 5 ein schematisches Blockdiagramm eines Steuersystems, das zur Verwendung als die Steuerung in der Vorrichtung von Fig. 1 oder Fig. 4 geeignet sein kann.
Das System von Fig. 1 umfaßt eine Vielzahl Pumpen (z. B. Pumpe #1 und Pumpe #2), die durch eine geschlossene Fluiddurchflußbahn 12 (z. B. einen Einmal-Kunststoffschlauch wie etwa in einem Blutbestandteil-Verarbeitungssystem) miteinander verbunden sind. Bei der beispielhaften Ausführungsform sind die Pumpe #1 und die Pumpe #2 jeweils peristaltische Pumpen mit herkömmlichem Aufbau. Im Langzeitbetrieb des Systems kann ein Fluid (z. B. Vollblut) bei 14 zugeführt und mit einem dosierten Vorrat von Fluid #1 (z. B. einer Antikoagulanslösung) vermischt werden, während es gleichzeitig zu anderen Bereichen der Vorrichtung bei 16 (z. B. zu einer Plasma- oder Blutplättchentrenn/-filtereinrichtung usw.) gefördert wird. Ein anderer Fluidvorrat #2 kann ebenfalls mit der Pumpe #2 verbunden sein (um beispielsweise eine Quelle von Kochsalzlösung während des anfänglichen Priming- Betriebs oder dergleichen zu bilden). Eine Abzweigung 18 der geschlossenen Fluiddurchflußbahn, die die Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks in der Bahn mißt, kann charakteristisch einen Bereich mit eingeschlossener Luft aufweisen, der mit einem Luftdruckwandler 20 in Verbindung ist. Eine Gesamtsystemsteuerung kann eine Pumpensteuerung 22 auf Mikroprozessorbasis aufweisen, die die Durchflußraten der Pumpe #1 und der Pumpe #2 jeweils unabhängig steuern kann und die außerdem Zugriff zu Daten hinsichtlich der Fluiddruck-Änderungsgeschwindigkeit hat, die von dem Luftdruckwandler 20 abgeleitet sind. Für den Fachmann ist ersichtlich, daß viele andere Konfigurationen einer geschlossenen Fluidbahn möglich sind, die zwischen einer Mehrzahl Pumpen verläuft, die jeweils unabhängig gesteuert werden können und bei denen präzise relative Durchflußraten-Kalibrierfaktoren erwünscht sind.
Bei dieser beispielhaften Ausführungsform umfaßt das Kalibriersystem für den relativen Pumpendurchfluß eine geschlossene Fluiddurchflußbahn, in der sich sowohl inkompressible Flüssigkeiten als auch kompressible Gase befinden, so daß der Gasdruck genutzt werden kann, um die Änderungsrate des Fluiddrucks zu überwachen. Eine Kalibrierung der relativen Durchflußrate der beiden Pumpen in bezug aufeinander wird erhalten, indem das System gezwungen wird, mit einer Pumpe in die geschlossene Fluidbahn zu fördern und mit der anderen Pumpe aus der geschlossenen Fluidbahn abzupumpen, wobei die andere Pumpe nominell identische Durchflußbefehle verwendet. Wenn die Pumpen tatsächlich gleiche Durchflußraten-Kalibrierfaktoren haben, dann sollte innerhalb der sie verbindenden geschlossenen Fluiddurchflußbahn eine Fluiddruck- Änderungsgeschwindigkeit Null aufrechterhalten werden. Durch Überwachen aller detektierten Änderungen der Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks (oder des enthaltenen Fluidvolumens) innerhalb der geschlossenen Fluiddurchflußbahn können etwaige Kalibrierfehler detektiert werden.
Der Hardware-Aufbau der Pumpensteuerung 22 auf Mikroprozessorbasis kann herkömmlich sein (z. B. ein Mikroprozessor- Chip, RAM/ROM-Chips, E/A-Chips, A-D-Wandler usw., die auf herkömmliche Weise miteinander verbunden sind). Das Computersteuerungsprogramm oder die Software für den normalen Systembetrieb kann herkömmlich ausgelegt sein (eventuell so modifiziert, daß es einen multiplikativen Kalibrierfaktor umfaßt, wenn Pumpensteuerbefehle erzeugt werden).
Die Steuerung 22 kann aber auch eine festverdrahtete Steuerung sein.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 können beim Einsprung in die Pumpenkalibrier-Subroutine 200 einige organisatorische Einzelheiten, wie sie etwa in Block 202 angegeben sind, ausgeführt werden. Beispielsweise kann ein Zähler N auf einen Inhalt 1 rückgesetzt werden, und eine Bediener- Sichtanzeige kann aktiviert werden, so daß sie das Schließen der Fluidbahn verlangt, die die Mehrzahl Pumpen in dem System miteinander verbindet (z. B. durch Schließen der Ventile nahe dem Zulauf 14 und dern Ablauf 16 oder durch Anbringen geeigneter Hämostate, Klemmen usw.). Wenn das System geeignet angeordnete elektromagnetisch gesteuerte Schlauchklemmen oder dergleichen aufweist, kann alternativ die Steuerung 22 automatisch eine Fluiddurchflußbahn schließen, die die Mehrzahl Pumpen im System miteinander verbindet.
In Schritt 204 kann abgefragt werden, ob ein geschlossenes Fluidsystem vorliegt (z. B. durch Überwachen eines manuell betätigten Schalters und/oder durch Ausführen von automatischen Anreiz/Antwort-Testroutinen, wie ersichtlich ist). Wenn ein ordnungsgemäß geschlossenes Fluidsystem vorliegt, geht die Steuerung zu Schritt 206, in dem die Pumpe #1 aktiviert wird, um in das geschlossene System Fluid mit einer Pumpenrate X einzuleiten, während die Pumpe #2 gleichzeitig aktiviert wird, um Fluid aus dern geschlossenen System mit einer Pumpenrate Y abzuziehen - wobei die Nenn-Pumpenraten X und Y ursprünglich einander gleich gewählt werden.
Wie auf diesem Gebiet bekannt, wird dann in Schritt 208 ein Druckwert gelesen (eventuell nach einer gewissen endlichen "Einrichtzeit", um das Anfahren der Pumpen zuzulassen), wonach in Schritt 210 Einsprung in eine Warteschleife erfolgt (z. B. 4,25 s). Beim Aussprung aus der Warteschleife 210 wird bei 212 ein neuer Druckwert gelesen und bei 214 geprüft, um eventuelle Druckänderungen zu detektieren, die einen vorbestimmten positiven oder negativen "Störwert" überschreiten. Wenn eine signifikante Druckänderung detektiert wird, wird in Block 215 ein Korrekturterm angewandt, der zu dem Fehler proportional ist (durch den Multiplikationsfaktor Kg), und die Steuerung geht zu Block 216, in dem abgefragt wird, ob die Druckänderung in Richtung einer Erhöhung oder Verringerung ist. Wenn die Druckänderung größer wird, wird die Pumpenrate Y der Pumpe #2 durch den Korrekturterm erhöht (oder alternativ wird die Pumpenrate X verringert), und die Steuerung springt zu der Warteschleife 210 zurück. Wenn andererseits die Druckänderung in Richtung einer Verringerung ist, wird die Pumpenrate Y durch einen geeigneten Korrekturterm verringert (oder alternativ wird die Pumpenrate X erhöht), und die Steuerung springt erneut zu der Warteschleife 210 zurück.
Wenn keine signifikante Druckänderung beobachtet wird, wird der N-Zähler bei 222 abgefragt, ob er bereits einem maximalen Vorgabewert gleicht, der dem erforderlichen Zeitintervall eines angenähert konstanten Drucks entspricht. Wenn die erforderliche Konstantdruckperiode noch nicht vorliegt, wird der N-Zähler bei 224 inkrementiert, und die Steuerung springt zurück zu der Warteschleife 210. Andererseits erfolgt nach Detektierung einer ausreichend langen Konstantdruckperiode Aussprung zu Block 226, in dern die dann existierenden relativen Pumpenraten X, Y als Pumpendurchfluß-Kalibrierfaktoren abgespeichert werden, und bei 228 kann ein normaler Aussprung aus der Pumpenkalibrier-Subroutine erfolgtn.
Die Pumpen werden in bezug auf die Änderungsgeschwindigkeit von Fluiddruck oder -volumen in der Fluidbahn kalibriert. Die Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks oder -volumens wird geprüft, so daß alle Abweichungen von einem Wert von annähernd Null detektiert werden, und in diesem Fall wird ein Korrekturterm, der zu dern Fehler proportional ist, angewandt, um zu bestimmen, ob es sich um eine positive oder negative Abweichung handelt. Die Pumpenrate wenigstens einer der Pumpen #1 und #2 wird entsprechend gesteuert, um eine Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks oder -volumens in der Bahn von annähernd Null beizubehalten.
Ein charakteristisches Diagramm der Änderungsgeschwindigkeit des Fluids in der geschlossenen Durchflußbahn als Funktion der Zeit während der Operation des Kalibriervorgangs ist in Fig. 3 gezeigt. Dabei ist ersichtlich, daß ein Anfangsbereich der Druck/Zeit-Kurve eine Steigung zeigt, die selbst den relativen Pumpen-Kalibrierfehler bezeichnet. Der Wert dieser Steigung wird gemessen, um die geeigneten Pumpendurchfluß-Kalibrierfaktoren X, Y direkt auf der Basis einer solchen Steigungsmessung zu berechnen. Selbstverständlich enthält eine solche Messung einen gewissen Fehler, da die Steigung zu Durchflußratenfehlern und dem Volumen der eingeschlossenen Luft 19 (siehe Fig. 1) proportional ist. Nachdem eine angepaßte Pumpenkalibrierung erreicht ist, ist in Fig. 3 zu sehen, daß die Steigung der Druck/Zeit-Kurve (d. h. die Änderungsgeschwindigkeit des Drucks) auf einen Wert von ungefähr Null abnimmt.
Fig. 4 gleicht Fig. 1, zeigt aber realistischer einen Teil eines typischen Blutbestandteil-Verarbeitungssystems und einen Teil eines typischen Einmal-Kunststoffschlauchsets, das charakteristisch in verschiedene Pump-, Klemm-, Druckfühler-Einrichtungen eingeführt ist, die ihrerseits von einer Steuerung auf Basis eines Mikroprozessors gesteuert werden. In einer Priming-Betriebsart wird die Fluiddurchflußbahn zwischen der Antikoagulanspumpe und der Blutpumpe mit Flüssigkeit gefüllt (wobei eine Luftmenge in einer Abzweigung des Schlauchs eingeschlossen wird, die mit dem Druckfühler in Verbindung ist). Dann wird ein Hämostat oder eine Klemme an der Verbindung zwischen dem Antikoagulansschlauch und dem Blutentnahmeschlauch angebracht, so daß die beiden Flüssigkeiten (Antikoagulanslösung und Kochsalzlösung in dieser vorbereitenden Priming-Betriebsart) ein geschlossenes System zwischen den beiden Pumpen bilden, wobei der Luftbereich und der Druckfühler die Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks in dem geschlossenen System überwachen.
Die Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks steigt oder fällt dann, wenn die beiden Pumpen den Befehl erhalten, die gleiche Nenndurchflußrate zu erzeugen. Ein Steuersystem wie etwa das in Fig. 5 gezeigte beobachtet automatisch die Änderungen der Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks über einen Zeitraum und steuert daraufhin wenigstens eine der Pumpen so, daß deren Ist-Durchflußrate geändert wird. Auf diese Weise wird der notwendige Kalibrierfaktor erhalten, der die relativen Ist-Durchflußraten der Pumpen bei Vorhandensein eines gegebenen Einmal-Kunststoffschlauchsets in Beziehung setzt, indem die Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks gemessen wird. Somit kann eine modifizierte Pumpendurchfluß-Konstante erzeugt werden, so daß eine der Pumpen gesteuert werden kann, um bei einer gegebenen Nenn- Flüssigkeitsdurchflußrate tatsächlich schneller oder langsamer zu drehen. Nach Erreichen einer ausreichenden Genauigkeit ist der Kalibriervorgang beendet.
Wie Fig. 5 zeigt, erhalten beide Pumpen ursprünglich die Anweisung, mit einem Durchsatz von 10 ml/min zu arbeiten, wie bei Block 500 in Fig. 5 schematisch dargestellt ist. Diese Anweisung wird mit einer Antikoagulanspumpendurchfluß-Konstanten oder einem Kalibrierfaktor X in Block 502 und mit einer Blutpumpendurchfluß-Konstanten oder einem Kalibrierfaktor Y in Block 504 multipliziert, bevor sie tatsächlich genutzt wird, um die Geschwindigkeit der Antikoagulanspumpe in Block 506 und der Blutpumpe bei 508 zu steuern. Die beiden Pumpen wirken dann auf das geschlossene Fluidbehältersystem (einschließlich Luft), wie Block 510 zeigt, und verursachen eine Luftdruckantwort, die in Block 512 gemessen wird. Ein taktgesteuerter Abtaster 514 speist dann einen Verstärkungseinstellsteuerblock 516, in dern die Kalibrierfaktoren X, Y relativ zueinander so eingestellt werden, daß alle beobachteten Pumpendurchflußratenfehler korrigiert werden. Die Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks (oder -volumens) in der Bahn wird bestimmt, und daraus werden Durchflußcharakteristiken abgeleitet. Die Kalibrierfaktoren X, Y werden relativ zueinander auf der Basis der Durchflußcharakteristiken so eingestellt, daß ein beobachteter Pumpendurchflußratenfehler korrigiert wird.
Wenn pulsierende Pumpen verwendet werden, treten natürlich periodische Druck/Volumenimpulse auf, die bei den Kalibriervorgängen vernachlässigt werden können (z. B. durch Verwendung von geeigneten "Mittelungs"-Tiefpaßfiltern).

Claims

1. Blutfraktioniervorrichtung, die folgendes aufweist: eine erste Leitungseinrichtung von einer Blutzuführeinrichtung (14) zu einer Fraktioniereinrichtung und eine Blutpumpe (#2), die in die erste Leitungseinrichtung aufstromseitig von der Fraktioniereinrichtung eingeschaltet ist, eine Fluidversorgungsquelle (#1), die durch eine zweite Fluidleitungseinrichtung mit der ersten Leitungseinrichtung aufstromseitig von der Blutpumpe (#2) verbunden ist, eine Fluidpumpe (#1), die in die zweite Leitungseinrichtung eingeschaltet ist, um das Fluid aus der Fluidquelle (#1) zu fördern, wobei die Pumpen durch eine gemeinsame Fluidbahn verbunden sind, eine Fühlereinrichtung (20), die betätigbar ist, um Änderungen des Volumens oder des Drucks in der gemeinsamen Fluidbahn zu erfassen, und eine Steuereinrichtung (22), die mit der Fühlereinrichtung (20) und den Pumpen (#1, #2) verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung betätigbar ist, um die Pumpen (#1, #2) dazu zu veranlassen, Fluid in die gemeinsame Fluidbahn zu injizieren und Fluid aus der gemeinsamen Fluidbahn zu entnehmen, und zwar mit jeweils zugeordneten Nennraten, gekennzeichnet durch eine Verschlußeinrichtung, die in der ersten Leitungseinrichtung aufstromseitig von der Verbindungsstelle der ersten und der zweiten Leitungseinrichtung positioniert ist, um die erste Leitungseinrichtung zu schließen und ein geschlossenes System der die Pumpen (#1, #2) verbindenden gemeinsamen Fluidbahn zu bilden, wobei die Steuereinrichtung (22) in Abhängigkeit von der Fühlereinrichtung (20) betätigbar ist, um die Änderungsrate des Fluiddrucks oder -volumens in dem geschlossenen System der gemeinsamen Fluidbahn während des Injizierens und der Entnahme zu bestimmen, um relative Durchflußcharakteristiken der einzelnen Pumpen (#1, #2) abzuleiten, die genutzt werden können, um die relativen Durchflußraten der Pumpen (#1, #2) zu kalibrieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die während einer vorhergehenden Aufbauperiode eine Quelle (#2) von Kochsalzlösung aufweist, die mit der ersten Leitungseinrichtung abstromseitig von der Blutpumpe (#2) verbunden ist, und wobei die Fluidversorgungsquelle (#1) eine Quelle von Antikoagulanslösung ist und die Pumpen (#1, #2) anfangs Nenn-Pumpdurchflußraten haben, die als gleich angenommen werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinrichtung (22) betätigbar ist, um die Nennrate von mindestens einer der Pumpen (#1, #2) in Abhängigkeit von den relativen Durchflußcharakteristiken zu steuern, um eine Änderungsrate des Fluiddrucks oder -volumens in der gemeinsamen geschlossenen Fluidbahn von ungefähr Null aufrechtzuerhalten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Steuereinrichtung (22) betätigbar ist, um die Beziehung zwischen den Nennpumpendurchflußraten aufzuzeichnen, die erforderlich sind, um die Änderungsrate des Fluiddrucks oder -volumens von ungefähr Null aufrechtzuerhalten.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (22) betätigbar ist, um die zeitbezogene Druck- oder Volumen-Änderungsrate in der gemeinsamen geschlossenen Bahn zu bestimmen.