DE3781677T2 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von haematokrit in einem system zur bearbeitung von blutbestandteilen. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft allgemein ein Fluidaufbereitungssystem, bei dem die Fluidviskosität eines Arbeitsfluids gemessen wird durch Rückschlüsse aus Druck/Durchfluß-Messungen, die zu einem früheren Zeitpunkt unter Verwendung eines Bezugsfluids bekannter Viskosität durchgeführt wurden. Die Erfindung ist besonders nützlich in einer Blutbestandteil- Aufbereitungsvorrichtung, wobei der Hämatokrit von Blutbestandteile enthaltenden Fluiden für den erfolgreichen oder wirkungsvollen Betrieb der Vorrichtung kritisch sein kann, da zwischen der Viskosität von Blutbestandteilen und dem Hämatokrit bekannte oder ableitbare Beziehungen bestehen.
• Blutbestandteil-Aufbereitungsvorrichtungen können beispielsweise von dem Typ sein, die Blut durch eine Bestandteiltrenneinrichtung leiten, um konzentrierte Blutplasma- und/oder Plättchenbestandteile zu erhalten, während gleichzeitig Restblutbestandteile zum Spender rückgeführt oder für andere Zwecke verfügbar gemacht werden. Bei diesen und/oder anderen Blutbestandteil-Aufbereitungsvorrichtungen kann der Hämatokrit des Bluts (ein anerkanntes Maß des prozentualen Anteils von Erythrozyten) häufig mit einem kritischen Steuerparameter der Vorrichtung in Beziehung gebracht werden. Beispielsweise kann die optimale und/oder maximale Durchflußrate durch eine Blutbestandteil-Trenneinrichtung (um Hämolyse zu vermeiden) direkt auf den Hämatokrit von Fluiddurchflüssen, die Blutbestandteile enthalten, bezogen sein.
• Leider kann der Hämatokrit selbst von Vollblut, das direkt von einem menschlichen Spender kommt, von einem Spender zum nächsten je nach Alter, Geschlecht oder anderen Kriterien sehr verschieden sein. Wenn für den vorhandenen Hämatokrit eine zu hohe Durchflußrate auftritt, können unannehmbare Trennvorgänge resultieren, wodurch die gesamte Abgabemenge eines gegebenen Aufbereitungsdurchlaufs kontaminiert oder anderweitig unbrauchbar gemacht wird. Es gibt zwar bekannte Verfahren zum Bestimmen des Hämatokrits von Spenderblut, es kann aber aus verschiedenen Gründen unerwünscht und/oder unannehmbar sein, in den Finger eines Spenders zu stechen oder auf andere Weise eine erste Blutprobe zu erhalten. Außerdem benötigt der Vorgang zwangsläufig zusätzliche Zeit und sonstige Einrichtungen und unterliegt Fehlern durch das ausführende Personal.
• Daher wird bei einigen Blutbestandteil-Aufbereitungsvorrichtungen ein automatischer iterativer Vorgang angewandt, um empirisch etwas zu bestimmen, das nahe einer optimalen Blutdurchflußrate liegt. Wegen der Kritikalität der Durchflußraten-Parameter beginnen solche Abläufe aber typischerweise mit einem extrem konservativen Wert und nähern sich nur sehr langsam einem Optimalwert an. So könnte man zwar z. B. typischerweise erwarten, daß ein Plättchenkonzentrat aus einer Trenneinrichtung mit etwa 6 ml/min (unter Annahme eines typischen Blutstromzulaufs von 50 ml/min) gepumpt wird, aber man beginnt mit einer konservativen Durchflußrate (z. B. 3 ml/min), die nur der halben typischerweise erwarteten Endrate entspricht, und erhöht dann die Fördermenge von Konzentrat langsam in kleinen Schritten (z. B. über eine Anpassungsperiode von vielleicht 20 Minuten von einer Gesamtaufbereitungssitzung von 90 Minuten pro Spender). Daraus ergibt sich, daß, wenn man auf irgendeine Weise den tatsächlichen Hämatokrit exakt bestimmen könnte, man die optimalen Durchflußraten viel schneller einstellen könnte, und zwar auf der Basis von bekannten oder einfach ableitbaren Beziehungen zwischen Hämatokrit und optimalen Durchflußraten.
• Die Rate, mit der Restblutbestandteile zum Patienten rückgeführt werden, kann ebenfalls in kritischer Weise auf den Hämatokrit dieser Restbestandteile bezogen sein. Die optimale Rate zur Rückführung von gepackten Erythrozyten-Blutbestandteilen zum Patienten ist zwar auf den Gesundheitszustand und/oder den Komfort des Patienten bezogen, aber die kritischen Einlauf-Durchflußraten zu der Trenneinrichtung müssen typischerweise derart sein, daß zu starke Hämolyse vermieden und/oder ein guter Wirkungsgrad bzw. gute Leistungsfähigkeit der Blutbestandteiltrennung gewährleistet wird.
• Der Oberbegriff des Anspruchs 1 geht von dem oben beschriebenen Blutanalysiervorgang aus, und die kennzeichnenden Merkmale der Erfindung sind im Kennzeichen von Anspruch 1 enthalten.
• Bei bestehenden Blutaufbereitungsvorrichtungen (wie beispielsweise Plättchentrennvorrichtungen) wird eine bekannte Flüssigkeit wie etwa Kochsalzlösung bereits während eines Vorbereitungsschritts eingesetzt, der ohne weiteres angepaßt werden kann, um einen Durchflußbegrenzer in dem Fluidkreislauf zu kalibrieren, und später als ein Übertragungsstandard genützt werden kann, um (durch Rückschluß) die Viskosität des Arbeitsfluids (z. B. von Vollblut oder anderen, Blutbestandteile enthaltenden Fluiden) zu messen.
• Es ist wohlbekannt, daß der Druckabfall an einem bekannten Durchflußbegrenzer ein lineares Maß (innerhalb von Durchflußgrenzen) der Fluidviskosität liefert (wie beispielsweise in McGraw-Hill, Encyclopedia of Science and Technology, Bd.14, S.385-6, 1977, angegeben ist). Der Durckabfall an einem Durchflußbegrenzer mit kleinem Durchmesser (z. B. in der Öffnung einer Blutentnahme/Blutrückführnadel) ändert sich jedoch als die vierte Potenz des Begrenzerdurchmessers. Dies verlangt eine sehr präzise Steuerung des Begrenzers oder exakte Kalibrierung.
• Eine typische Blutbestandteil-Aufbereitungsvorrichtung weist eine Vorbereitungsfolge auf, wobei Kochsalzlösung durch sämtliche Fluiddurchflußbahnen gepumpt wird, um aus einem zum Einmalgebrauch bestimmten Kunstoffschlauchsatz von dem Einleiten von Blut in die Vorrichtung die Luft auszutreiben. Während dieses anfänglichen Vorbereitungsschritts kann veranlaßt werden, daß eine bekannte Durchflußrate von Kochsalz lösung bekannter Viskosität durch wenigstens eine Nadelöffnung fließt, die später für den Blutdurchfluß verwendet wird. Bei der beispielhaften Ausführungsform werden gesonderte Blutentnahme- und Blutrückführnadeln verwendet, und sie sind während des Vorbereitungsschritts vorübergehend in einem gemeinsamen verschlossenen Fluidbehälter untergebracht, wobei die Kochsalzlösung nacheinander durch eine der Nadeln, die gemeinsame Kammer und die andere Nadel gepumpt wird. Bei der beispielhaften Ausführungsform kann zur Vereinfachung des Verfahrens und um die Verwendung von bestehenden Einrichtungen zu ermöglichen, angenommen werden, daß beide Nadeln in einem gegebenen Set identisch sind (d. h. daß sie eine gleich große Öffnung und daher gleiche Druckabfälle aufweisen).
• Blut oder Blutbestandteile enthaltende Fluide fließen später durch dieselben Nadeln, und aus mehreren Gründen (von denen einige bereits vorstehend genannt wurden) sind die Viskosität des entnommenen Bluts und die Viskosität des rückgeführten Bluts erwünschte Parameter, die für entsprechende Steuerzwecke in der Vorrichtung bestimmt und benutzt werden (z. B. zur Steuerung der Durchflußrate von aus der Spendervene entnommenem Blut, zur Steuerung der Durchflußrate von gepacktem Blutzellenfluid, das in eine Spendervene rückgeführt wird, und/oder zur Steuerung der Rate, mit der Plättchen-, Plasma- oder andere Blutbestandteilkonzentrate aus einer Trenneinrichtung abgezogen werden).
• Da die Blutentnahme- und Blutrückführnadeln außerdem stabile Durchflußbegrenzer sind (d. h. der Öffnungsdurchmesser einer gegebenen Nadel ändert sich während des Blutdurchflusses praktisch nicht) und Drucksensoren bereits in geeigneter Weise in der Vorrichtung positioniert und in vorhandenen wegwerfbaren Kunststoffschlauchsets aufgenommen sind, ist es möglich, Messungen des relativen Druckabfalls und Durchflusses unter Verwendung der Kochsalzlösung bekannter Viskosität während des Vorbereitungsschritts zu erhalten, wobei diese Daten wiederum als relative Kalibrierkonstanten verwendet werden können, um die Viskosität von Blut oder Blutbestandteilen zu bestimmen, die später durch dieselben Nadeln fließen (wobei aus diesen so bestimmten Blutviskositätswerten und Hämatokritwerten Rückschlüsse auf bekannte Beziehungen gezogen werden können, wie z. B. in FR-A-1 468 325 beschrieben ist).
• Es sei beispielsweise angenommen, daß der Druckabfall an der Entnahmenadel 43 mmHg bei einer Durchflußrate von Kochsalzlösung von 100 ml/min ist, und es sei ferner angenommen, daß die bekannte relative Viskosität der Kochsalzlösung 1,0 bei 20 ºC ist. Es sei angenommen, daß während anschließender Blutbestandteil-Aufbereitungsvorgänge der Fluiddruck an der Blutentnahmenadel für Vollblut 76 mmHg ist. Die relative Viskosität des Vollbluts ist dann einfach gleich [Durchflußrate Kochsalzlösung/Durchflußrate Blut] x [76/43] = 3,53. Da die Kalibriermessungen für die Nadel bei etwa 20 ºC vorgenommen wurden, wobei die relative Viskosität von Wasser und Kochsalzlösung im wesentlichen 1,0 ist (mit der Ausnahme von möglichen Auswirkungen der Nadeltemperatur), wird die Nadel tatsächlich automatisch zu einem Meßinstrument der relativen Viskosität von Blut bei der üblichen Bluttemperatur von ca. 37 ºC (die typischerweise auch die angenommene Bluttemperatur für Messungen der Blutviskosität ist). Auf der Basis bekannter Beziehungen zwischen der Blutviskosität und dem Hämatokrit (sieht z. B. Fig. 3) kann nunmehr exakt bestimmt werden, daß der Hämatokrit ungefähr 55 ist, da die relative Viskosität des Bluts einen Wert von 3,53 hat.
• Diese sowie weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich vollständiger durch gründliches Lesen der folgenden genauen Beschreibung einer derzeit bevorzugten beispielhaften Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen; die Zeichnungen zeigen in:
• Fig. 1 eine Blutbestandteil-Aufbereitungsvorrichtung in einem anfänglichen Vorbereitungsschritt, der zum Erhalt von Viskositäts-Kalibrierdaten unter Verwendung einer bekannten Kochsalzlösung geeignet ist;
• Fig. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung von Fig. 1, wobei ein späterer Blutbestandteil-Aufbereitungsvorgang und eine Steuereinheit auf der Basis eines Mikroprozessors zur Steuerung der verschiedenen Pumpen, Überwachung von Druckwandlern und Kommunikation mit einem menschlichen Bediener gezeigt sind;
• Fig. 3 ein Diagramm der bekannten Beziehung zwischen dem Hämatokrit und der relativen Blutviskosität bei einer angenommenen Temperatur von 37 ºC;
• Fig. 4 ein Flußdiagramm einer geeigneten Hämatokritkalibrierungs-Subroutine, die von der Steuereinheit auf Mikroprozessorbasis während eines anfänglichen Vorbereitungsschritts gemäß Fig. 1 verwendet werden kann; und
• Fig. 5 ein Flußdiagramm einer Hämatokritschätzungs-Subroutine, die von der Steuereinheit auf Mikroprozessorbasis während anschließender Blutbestandteil-Aufbereitungsschritte gemäß Fig. 2 verwendet werden kann.
• Fig. 1 zeigt eine Blutbestandteil-Aufbereitungsvorrichtung, die Plättchen und/oder Plasma von Spenderblut trennen und die Restblutbestandteile zum Spender rückführen kann. Bei dieser speziellen beispielhaften Vorrichtung werden zufällig zwei Nadeln verwendet. Eine Entnahmenadel 10 wird verwendet, um Vollblut von einem Patienten oder Spender zu entnehmen, und eine Rückführnadel 12 wird verwendet, um Restblut/ aufbereitete Blutbestandteile zum Spender rückzuführen (z. B. durch eine Vene, die in einem in bezug auf den Ort der Entnahmenadel verschiedenen Teil des Körpers liegt). Der gesamte Fluiddurchflußweg einschließlich aller Verbindungsschläuche, des Plättchenseparators/Plasmafilters und dergleichen ist typischerweise durch ein zum Einmalgebrauch bestimmtes Kunststoffschlauchset definiert, das auch die Entnahmenadel 10 und die Rückführnadel 12 umfaßt. Dieses wegwerfbare Schlauchset wird dann von Hand in die Vorrichtung von Fig. 1 eingesetzt, um mechanisch mit verschiedenen peristaltischen Pumpen, Drucksensoren, elektromagnetisch betätigbaren Klemmen und dergleichen verbunden zu werden. Typischerweise wird ein Antikoagulans aus einem Vorrat 14 durch eine Leitung 16 von einer gesteuerten Pumpe 13 in den Entnahmeblutstrom nahe der Entnahmenadel 10 zugemessen. Entnahmeblut wird durch die Entnahmenadel 10 und den Kunststoffschlauch 20 in Pfeilrichtung von einer gesteuerten peristaltischen Blutpumpe 22 durch eine Filterschleuse 24, eine geöffnete Blutklemme C1 und zur Einlaufseite der Plättchenseparator/Plasmafilter-Einrichtung 26 gefördert. Ferner ist ersichtlich, daß ein Druckwandler-Abzweigschlauch 28 an die Entnahmeleitung 20 nahe der Stelle 30 angeschlossen ist (und typischerweise ein oberes Volumen von eingeschlossener Luft aufweist) und mit dem Druckwandler P1 in Verbindung ist.
• Das Filtrat aus der Separator/Filtereinrichtung 26 wird durch Leitung 32 von einer gesteuerten peristaltischen Konzentratpumpe 34 und weiter durch einen fotoelektrischen Erythrozytendetektor 36 und einen Schlauch 38 zu einem Filtrataufnahmebeutel 40 gefördert.
• Die Restblutbestandteile aus der Separator/Filtereinrichtung 26 strömen durch Leitung 42, durch eine Blutgerinnselfalle 44, eine geöffnete Rückführklemme C5 und zurück durch einen SChlauch 46 zu der Rückführnadel 12., Es ist ferner ersichtlich, daß der Durck der Rückfürleitung über eine Zweigleitung 48 überwacht werden kann, die an einen Verzweigungspunkt 50 angeschlossen ist (und typischerweise ein Volumen von eingeschlossener Luft enthält) und mit dem Druckwandler P2 in Verbindung ist. Eine Kochsalzlösungs-Zweigleitung 52 ist ebenfalls nahe dem Verzweigungspunkt 50 angeschlossen und geht durch eine elektromagnetisch gesteuerte Klemme C2 und zurück zum Kochsalzlösungsvorrat 54 (der auch über einen Schlauch 56 mit der Filterschleuse 24 und damit der Entnahmeseite des Fluidkreislaufs verbindbar ist).
• Während konventionellen anfänglichen Vorbereitungsschritten führt die Vorrichtung von Fig. 1 eine Vorbereitung des Fluidkreislaufs mit Kochsalzlösung von dem Vorrat 54 durch. An einer Stelle im Vorbereitungsablauf sind die Entnahmenadel 10 und die Rückführnadel 12 noch in ihrem ursprünglich gelieferten sterilen Behälter 58 aufgenommen (der einen nichtbenetzbaren mikroskopischen Luftfilter 60 enthalten kann, der bei vertikaler Anordnung das Entweichen von etwa eingeschlossener Luft aus der Vorrichtung zuläßt, jedoch weder das Eindringen von Mikroben noch den Austritt von Kochsalzlösung zuläßt). Während dieses Teils des Vorbereitungsablaufs kann die Kochsalzlösung von der Blutpump 22 (in jeder Richtung) durch einen Fluidkreislauf gepumpt werden, in dem die Kochsalzlösung unter anderem durch den Schlauch 46 und die Rückführnadel 12, die gemeinsame Fluidkammer 58, die Entnahmenadel 10 und den Schlauch 20 fließt. Die Rate dieses Durchflusses kann auf einen bekannten oder vorbestimmten Wert eingestellt werden durch Steuerung des Betriebs der Blutpumpe 22, und der relative Druck an den Öffnungen der Rückführ- und der Entnahmenadel kann ebenfalls über Druckwandler P1 (an der Niederdruckseite der Entnahmenadel 10) und P2 (an der Hochdruckseite der Rückführnadel 12) überwacht werden.
• Es wäre zwar bevorzugt, den genauen Druckabfall an jeder einzelnen Nadel 10, 12 zu kennen, das könnte aber das Messen des relativen Drucks im Behälter 58 nötig machen. Um diese zusätzliche Komplizierung bei der beispielhaften Ausführungsform zu vermeiden, wird nur angenommen, daß die beiden Nadeln in einem gegebenen Einmalset identische Fluiddurchfluß-Charakteristiken haben. Daher wird der Druckabfall P2- P1 an dem Paar von in Reihe angeordneten Nadeln einfach durch zwei dividiert, um einen angenommenen Druckabfall an jeder einzelnen der beiden Nadeln zu erhalten. (Die Druckwandler P1 und P2 können ursprünglich auf einen gemeinsamen "Grundlinienwert" bei Null-Durchflußbedingungen kalibriert werden, um Fehler zu vermindern, wie ohne weiteres ersichtlich ist.)
• Die Vorrichtung von Fig. 1 ist in Fig. 2 schematisch dargestellt, wobei Vollinien dazu dienen, Fluiddurchflußanschlüsse zu bezeichnen, und Strichlinien dazu dienen, elektrische Verbindungen an die Steuereinheit 100 auf Mikroprozessorbasis zu bezeichnen. Es versteht sich, daß eine Kommunikation zwischen dem Bediener und der Steuereinheit auf Mikroprozessorbasis über Bediener-Steuerschalter 102 und die Sichtanzeige 104 erhalten werden kann. Wie Fig. 2 zeigt, sind die Entnahme- und die Rückführnadel 10, 12 nunmehr aus ihrem ursprünglichen sterilen Behälter 58 entnommen und in einen Patienten eingeführt, um Blut in den Prozeß zu entnehmen und Restblutbestandteile zum Spender rückzuführen. Eine konventionelle Patientenblutdruckmanschette 106 kann ebenfalls verwendet werden, um ein Maß für den Blutdruck des Patienten zu liefern. Hier können die Viskositätskalibrierfaktoren, die früher unter Verwendung von Kochsalzlösung wahrend des anfänglichen Vorbereitungsschrritts bestimmt wurden, genutzt werden, um den Hämatokrit des Entnahmeblutstroms und des Rückführblutstroms durch die Nadeln 10, 12 exakt zu schätzen.
• Wie bereits erwähnt, ändert sich die Beziehung zwischen dem Druckafall, der Durchflußrate, der Viskosität und dem Öffnungsdurchmesser als die vierte Potenz des Durchmessers: [Geichung 1] [Gleichung 2]
• wobei:
• F = Fluiddurchflußrate durch eine Durchflaßbegrenzungsöffnung
• D = Durchmesser der Durchflußbegrenzungsöffnung
• η = Viskosität des Fluids
• ΔP = Druckabfall an der Öffnung.
• Bei der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 gibt es eigentlich zwei interessierende Öffnungen, die jeweils ihren eigenen Durchmesser haben: DDB (für die "Blutentnahme"-Nadel) und DRB (für die Blutrückführnadel). Um für ein gegebenes Set von Einmalnadeln alles zu vereinfachen, soll nun angenommen werden, daß D=DDB=DRB. Daher kann während des Vorbereitungsschritts der Kochsalzlösungs-Druckabfall ΔPDBS an der Blutentnahmenadel ("DB"-Nadel) ebenfalls als geleich dem DruckabfallΔPRBS an der Blutrückführnadel ("RB"-Nadel) angenommen werden. Für die Kochsalzlösung gilt daher ΔPS= PDBS= PRBS. Während des Vorbereitungsablaufs, wobei die Nadeln in Reihe angeordnet sind, ist es ferner bekannt, daß die Durchflußrate (FDBS, FRBS) von Kochsalzlösung durch die Blutentnahmenadel ("DB"-Nadel) und Blutrückführnadel ("RB"- Nadel) ebenfalls gleich sind: FS=FDBS=F=RBS und daß die Durchflußrate FS durch die gesteuerte Blutdurchflußpumpe 22 bestimmt ist.
• Während des Vorbereitungsschritts, wenn Kochsalzlösung die Flüssigkeitsdurchflußbahnen füllt, kann der kombinierte Druckabfall an der DB- und der RB-Nadel über P1 und P2 gesemmen werden:
• 2ΔPS=P2S-P1S [Gleichung 3]
• Daraus folgt, daß:
• ηS α (D&sup4;ΔPS)/FS=[D&sup4;(P2S-P1S)/2]/FS [Gleichung 4].
• Während des Durchflusses von echtem Blut folgt außerdem aus Gleichung 2, daß:
• ηDB α (D&sup4;ΔPDB)/FDB [Gleichung 5]
• ηRB α (D&sup4;ΔPRB)/FRB [Gleichung 6]
• wobei
• ηDB = die Viskosität des Entnahmebluts
• ΔPDB = der gemessene Druckabfall an der Entnahmeblutnadel
• FDB = die gesteuerte Durchflußrate der Blutpumpe 22
• ηRB = die Viskosität des rückgeführten Bluts
• ΔPRB= der gemessene Druckabfall an der Blutrückführnadel
• FRB = die Durchflußrate von Rückführblut (d. h. FDB - die Filtrat-Durchflußrate).
• Durch Quotientenbildung von Gleichung 5/Gleichung 4 und Gleichung 6/Gleichung 4 erhält man dann:
• ηDB = ηS(FS/FDB) x (ΔPDB/ΔPS) [Gleichung 7)
• ηRB = ηS(FS/FRB) x (ΔPRB/ΔPS) [Gleichung 8].
• Und ηS = 1,0 bei diesem Beispiel.
• Um die Druckabfälle ΔPDB und ΔPRB zu messen, kann die Vorrichtung gesteuert werden, um eine Nulldurchflußrate von DB und RB zu bewirken, so daß P1 und P2 ein Maß für den dann existierenden Venendruck an der distalen Seite der DB- bzw. der RB-Nadeln liefern. Die Pumpen können dann relativ schnell auf einen vorbestimmten Wert (z. B. 50 ml/min) hochgefahren werden, und eine weitere Ablesung von P1 und P2 liefert die relativen Fluiddrücke auf der nahen Seite der Nadelöffnungen bei dieser Durchflußrate. Die Differenz zwischen den Nulldurchfluß- und den Nicht-Nulldurchfluß-Druckmeßwerten liefert dann die ΔPDB- und ΔPRB-Werte.
• Da sämtliche Terme in den Gleichungen 7 und 8 entweder während des anfänglichen Kalibrier/Vorbereitungsschritts unter Verwendung der Kochsalzlösung bestimmt werden oder leicht an jedem Punkt während eines anschließenden Blutbestandteil-Aufbereitungsvorgangs bestimmbar sind, folgt daraus, daß die Viskosität sowohl des entnommenen als auch des rückgeführten Bluts ohne weiteres berechnet werden kann. Nachdem solche Viskositätswerte verfügbar sind, besteht eine bekannte Beziehung zwischen dem Hämatokrit und der absoluten Blutviskosität bei 37 ºC, was in Fig. 3 dargestellt ist. Unter Anwendung der berechneten Blutviskositätswerte kann eine einfache Nachschlagetabelle-Routine verwendet werden (z. B. in Verbindung mit einer vorher gespeicherten Tabelle von Werten, die der Kurve von Fig. 3 entsprechen), um eine genaue Schätzung des Hämatokritwerts abzuleiten. Alternativ könnte eine analytische mathematische Gleichung abgeleitet werden (z. B., um die in Fig. 3 gezeigte Kurve darzustellen), und der Hämatokrit könnte dann unter Verwendung einer solchen Gleichung analytisch berechnet werden.
• Der Fachmann ist zwar in der Lage, viele Arten von Software- und/oder Hardware-Modifikationen für eine typische Blutbestandteil-Aufbereitungsvorrichtung zu erstellen, um das Verfahren nach der Erfindung in die Praxis umzusetzen; ein geeigneter Satz von Software-Subroutinen, die mit der Mikroprozessor-Steuerung der Fig. 1 und 2 verwendet werden können, ist in den Fig. 4 und 5 gezeigt.
• Während des anfänglichen Vorbereitungsschritts und während einer Zeitdauer, in der Kochsalzlösung in Reihe durch die Blutentnahme- und Blutrückführnadeln 10, 12 und die sie verbindende Kammer 58 geleitet wird, kann beispielsweise in die Hämatokritkalibrier-Subroutine 400 nach Fig. 4 eingesprungen werden. Alternativ können diese Software-Modifikationen direkt in den Teil der Software eingebettet sein, der den Vorbereitungsablauf steuert. Der Kalibriervorgang kann auch zweimal (einmal für Fluiddurchfluß in die eine Richtung und noch einmal für Fluiddurchfluß in die andere Richtung) - oder noch häufiger - durchgeführt werden, wobei die Einzelergebnisse gemittelt werden. In Schritt 402 wird die Kochsalzlösungs-Durchflußrate FS aufgezeichnet, und in Schritt 404 wird der Druckabfall ΔPS aufgezeichnet (d. h. die Hälfte des kombinierten Druckabfalls sowohl an der Entnahme- als auch der Rückführnadel gemäß der Messung durch Druckwandler P1 und P2 bei der beispielhaften Ausführungsform). Ein normaler Aussprung oder Rücksprung in das reguläre Vorbereitungsprogramm kann bei Schritt 406 erfolgen.
• Anschließend kann während der normalen Blutbestandteil- Aufbereitung der Einsprung (zu jedem gewünschten Zeitpunkt) in die Hämatokritschätzungs-Subroutine 500 von Fig. 5 erfolgen. Dabei wird in Schritt 502 eine Aufzeichnung der dann aktuellen Blutentnahmenadel-Durchflußrate FDB und der Blutrückführnadel-Durchflußrate FRB erstellt (gleich der Differenz zwischen den Durchflußraten der Blutpumpe 22 und der Konzentratpumpe 34). In Schritt 504 wird der Druckabfall ΔPDB an der Blutentnahmenadel und der Druckabfall ΔPRB an der Blutrückführnadel aufgezeichnet. (Wie bereits gesagt, kann dies eine kontrollierte Null-Durchflußperiode umfassen, um P1- und P2-Daten für den aktuellen Venendruck auf der distalen Seite der Nadelöffnungen zu erhalten.) Danach werden in Schritt 506 die Blutviskositäten für das entnommene und das rückgeführte Blut unter Anwendung der Formeln der Gleichungen 7 und 8 berechnet. In Schritt 508 wird die vorbestimmte und bekannte funktionelle Beziehung zwischen Hämatokrit und Blutviskosität entweder in einer konventionellen Nachschagetabelle-Routine oder über eine geeignete analytische Formel genutzte um eine exakte Schätzung des Entnahmeblut-Hämatokrits HDB und des Rückführblut-Hämatokrits HRB abzuleiten. Schließlich können in Schritt 510 die Hämatokritwerte angezeigt werden (siehe z. B. Anzeige 104 in Fig. 1), und/oder die Pumpendurchflußraten können erforderlichenfalls neu eingestellt werden, um optimale Durchflußraten durch das System für die aktuelle Berechnung des Hämatokrits zu unterhalten. Bei 512 kann, wie ersichtlich, der Rücksprung zu den regulären Systemsteuerungs-Softwarefunktionen erfolgen.

Claims (8)

1. Verfahren zum Optimieren der Durchflußrate von Blut durch eine Blutbestandteil-Aufbereitungsvorrichtung mit gutem Aufbereitungswirkungsgrad ohne unangemessene Hämolyse, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist. Bestimmen eines Hämatokritwerts von auf zubereitendem Blut und Bestimmen der optimalen Durchflußrate aus dem Hämatokritwert, wobei die Aufbereitungsvorrichtung eine Blutentnahme/Blutrückführnadel (10, 12) aufweist und vor dem Aufbereiten von Blut ein anfänglicher Vorbereitungsschritt mit einer Vorbereitungsflüssigkeit durchgeführt wird, wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:

Durchführen des Vorbereitungsschritts mit einer Vorbereitungsflüssigkeit bekannter Viskosität;

Messen des Druckabfalls über die Öffnung der Nadel bei einer ersten Durchflußrate der Vorbereitungsflüssigkeit;

Messen des Druckabfalls über die Nadelöffnung bei einer zweiten bekannten Durchflußrate von Blut oder Blutbestandteil während jedes nachfolgenden Blutbestandteil-Aufbereitungsvorgangs der Vorrichtung;

Bestimmen des Blutviskositätswerts als eine Funktion der gemessen Druckabfälle und Durchflußraten; und

Bestimmen eines Hämatokritwerts als eine Funktion dieses Blutviskositätswerts.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das vorbestimmte Fluid eine Kochsalzlösung mit einer Viskosität von ca. 1,0 bei 20 ºC ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Blutbestandteil-Aufbereitungssystem sowohl eine Blutentnahmenadel (10) als auch eine Blutrückführnadel (12) aufweist, die während des Vorbereitungsschritts in einer Fluid enthaltenden Kammer (58) angeordnet sind, wobei das vorbestimmte Fluid nacheinander durch die Nadeln und die Kammer gepumpt wird, wobei von jeder Nadel angenommen wird, daß an ihr ein ungefähr gleicher Druckabfall vorliegt, der gleich dem halben tatsächlich gemessenen Fluiddruckabfall ist, der an der in Fluidverbindung befindlichen Reihenkombination der Nadeln und der Kammer auftritt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei während der nachfolgenden Blutbestandteil-Aufbereitungsvorgänge:

der Druckabfall sowohl an der Entnahmenadel (10) als auch an der Rückführnadel (12) bei jeweils zugeordneten bekannten Entnahme- und Rückführdurchflußraten gemessen wird;

ein erster Blutviskositätswert für entnommenes Blut und ein zweiter Blutviskositätswert für rückgeführtes Blut bestimmt wird; und

ein erster Hämatokritwert für entnommenes Blut und ein zweiter Hämatokritwert für rückgeführtes Blut bestimmt wird.

5. Blutbestandteil-Aufbereitungsvorrichtung, die aufweist: eine Einrichtung, um einen anfänglichen Vorbereitungsschritt in einem Fluiddurchflußsystem der Vorrichtung durchzuführen, und wenigstens eine Blutentnahme/Blutrückführnadel (10, 12) und eine Einrichtung (26), um nachfolgende Blutbestandteil-Aufbereitungsvorgänge durchzuführen, gekennzeichnet durch Mittel, die ein Optimieren der Durchflußrate von Blut durch die Vorrichtung mit gutem Aufbereitungswirkungsgrad ohne unangemessene Hämolyse nach dem Verfahren von Anspruch 1 zulassen, wobei die Mittel aufweisen:

Einrichtungen (P1, P2), um den Druckabfall der Vorbereitungsflüssigkeit und von Blut über die Öffnung der Nadel (10, 12) zu messen; und

eine Einrichtung (100), um einen Blutviskositätswert als eine Funktion von gemessenen Druckabfälle und Durchflußraten zu bestimmen;

wodurch ein Hämatokritwert als eine Funktion des bestimmten Blutviskositätswerts und der bestimmten optimalen Durchflußrate bestimmt werden kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der eine Kochsalzlösung mit einer Viskosität von ca. 1,0 bei 20 ºC als das vorbestimmte Fluid eingesetzt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Blutbestandteil-Aufbereitungssystem aufweist: sowohl eine Blutentnahmenadel (10) als auch eine Blutrückführnadel (12), die während des Vorbereitungsschritts in einer Fluid enthaltenden Kammer (58) angeordnet sind, und eine Pumpe (22), um das vorbestimmte Fluid nacheinander durch die Nadeln (10, 12) und die Kammer (58) zu pumpen, wobei an jeder Nadel ein ungefähr gleicher Druckabfall vorliegt, der gleich dem halben tatsächlich gemessenen Fluiddruckabfall ist, der an der in Fluidverbindung befindlichen Reihenkombination der Nadeln und der Kammer auftritt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7 mit Einrichtungen (P1, P2; 100), die während der nachfolgenden Blutbestandteil- Aufbereitungsvorgänge wirksam sind, um:

den Druckabfall an der Entnahmenadel und an der Rückführnadel bei jeweils zugeordneten bekannten Entnahme- und Rückführdurchflußraten zu messen;

einen ersten Blutviskositätswert für entnommenes Blut und einen zweiten Blutviskositätswert für rückgeführtes Blut zu bestimmen; und

einen ersten Hämatokritwert für entnommenes Blut und einen zweiten Hämatokritwert für rückgeführtes Blut zu bestimmen.