СИСТЕМА СБОРА ПЛАЗМЫ КРОВИ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ КОЛИЧЕСТВА АНТИКОАГУЛЯНТА Российский патент 2021 года по МПК A61M1/36 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области сбора и переливания плазмы крови, в частности к системе сбора плазмы крови для оптимизации количества антикоагулянта.

Описание известного уровня техники

На станциях плазмафереза в Китае собирают плазму посредством аппаратов для плазмафереза с неизменным соотношением антикоагулянта и крови 1:16. Главным основанием для установления соотношения является то, что общий Hct находится в диапазоне от 0,35 до 0,55, несмотря на то, что Hct варьируется среди людей. Согласно соотношению антикоагуляционный эффект обеспечен для всех доноров плазмы крови с гематокритами (Hct) в нормальном диапазоне, если точный Hct человека неизвестен перед плазмаферезом. Это также означает, что для людей с более высоким Hct, в частности мужчин, избыточное соотношение антикоагулянта указывает на избыточную дозировку антикоагулянта, что приводит к избыточному количеству цитрата, и вероятность побочных эффектов, вызванных избыточным количеством цитрата, увеличивается соответственно. Таким образом, оптимизация дозировки антикоагулянта уменьшает влияние антикоагулянта на здоровье постоянных доноров плазмы крови.

Краткое описание сущности изобретения

Изобретение реализовано несколькими способами, включая способ, систему, устройство, аппарат или машиночитаемый носитель. Существуют некоторые варианты осуществления изобретения, которые представлены ниже.

Для решения проблемы настоящее изобретение предоставляет систему сбора плазмы крови для оптимизации количества антикоагулянта в соответствии со значением HCT крови.

В качестве системы сбора плазмы крови для оптимизации количества антикоагулянта вариант осуществления изобретения содержит:

насос для нагнетания крови для обеспечения потока крови в трубке;

насос для антикоагулянта для обеспечения потока антикоагулянта в трубке;

устройство измерения HCT для измерения значения HCT крови;

вычислительное устройство для расчета соотношения смешивания антикоагулянта и цельной крови в соответствии со значением HCT крови; и

устройство управления для расчета соотношения скорости вращения насоса для антикоагулянта и насоса для нагнетания крови в соответствии с соотношением смешивания антикоагулянта и цельной крови и соотношением подачи насоса для антикоагулянта и насоса для нагнетания крови.

Дополнительно в соответствии со значением HCT крови соотношение смешивания антикоагулянта и цельной крови рассчитывается следующим образом:

где указывает общее количество требуемого антикоагулянта, V_B указывает общее количество собранной цельной крови, P_plasma указывает средний коэффициент разделения цельной крови в процессе сбора плазмы крови, c_ci.min указывает концентрацию цитрата плазмы крови и C_Naci указывает концентрацию 4% антикоагулянта на основе цитрата натрия, используемого на станциях плазмафереза.

Дополнительно устройство измерения HCT встроено в прозрачную трубку, соединенную с устройством для сбора крови и трубкой для плазмы крови соответственно с двух концов.

Дополнительно устройство измерения HCT содержит:

оптический подузел передатчика для передачи оптического сигнала;

фоточувствительный приемный узел для преобразования оптического сигнала, проходящего через прозрачную трубку для крови, в электрический сигнал;

модуль обработки сигналов, содержащий усилитель и аналого-цифровой преобразователь; и

микропроцессор для расчета значения HCT в соответствии с электрическим сигналом, обработанным модулем обработки сигналов.

Другие аспекты и преимущества изобретения станут очевидны из следующего подробного описания в комбинации с графическими материалами, на которых посредством вариантов осуществления показаны основные идеи изобретения.

Краткое описание графических материалов

Изобретение описано в комбинации с вариантами осуществления и сопроводительными графическими материалами, на которых:

на фиг. 1 показана структурная блок-схема системы сбора плазмы крови для оптимизации количества антикоагулянта, предоставленного вариантом осуществления изобретения.

Подробное описание

Все признаки или этапы во всех способах и процедурах, раскрытых в описании, можно комбинировать любым образом, кроме взаимно исключающих признаков и/или этапов.

Любой признак, раскрытый в описании, можно заменить другими эквивалентными или подобными признаками, если не указано иное, это значит, что каждый признак является только примером серии эквивалентных или подобных признаков, если не указано иное.

Недостатки известного уровня техники Соотношение антикоагулянта, используемое для сбора плазмы крови на местных станциях плазмафереза, неизменно установлено на 1:16. Для людей с высоким HCT, в частности мужчин, дозировка антикоагулянта, рассчитанная согласно постоянному соотношению, чрезмерно высока. Часть антикоагулянта поступает донору плазмы крови с эритроцитами во время плазмафереза, и вероятность побочных эффектов, вызванных избыточным количеством цитрата, соответственно увеличивается.

Для решения технической проблемы настоящее изобретение предоставляет систему сбора плазмы крови с высокоточной дозировкой антикоагулянта.

Система сбора плазмы крови для оптимизации количества антикоагулянта содержит:

насос для нагнетания крови для обеспечения потока крови в трубке;

насос для антикоагулянта для обеспечения потока антикоагулянта в трубке;

устройство измерения HCT для измерения значения HCT крови;

вычислительное устройство для расчета соотношения смешивания антикоагулянта и цельной крови в соответствии со значением HCT крови; и

устройство управления для расчета соотношения скорости вращения насоса для антикоагулянта и насоса для нагнетания крови в соответствии с соотношением смешивания антикоагулянта и цельной крови и соотношением подачи насоса для антикоагулянта и насоса для нагнетания крови.

Насос для антикоагулянта согласно изобретению расположен в трубке для антикоагулянта для обеспечения потока антикоагулянта в ней, и насос для нагнетания крови расположен в трубке для крови для обеспечения потока крови в ней. Насос для антикоагулянта и насос для нагнетания крови являются традиционными устройствами для сбора плазмы крови. Насос для антикоагулянта и насос для нагнетания крови работают одновременно для смешивания антикоагулянта и крови и обеспечения поступления смеси в центрифугу. Насос для нагнетания крови работает отдельно для подачи эритроцитов, обработанных центрифугой, обратно в организм человека. В этом случае часть антикоагулянта поступает донору плазмы крови с эритроцитами. Следовательно, необходимо оптимизировать дозировку антикоагулянта для уменьшения влияния антикоагулянта на основе цитрата на здоровье донора плазмы крови.

Устройство измерения HCT изобретения встроено в прозрачную трубку, соединенную с устройством для сбора крови и трубкой для плазмы крови соответственно с двух концов. Устройство измерения HCT содержит оптический подузел передатчика для передачи оптического сигнала, фоточувствительный приемный узел для преобразования оптического сигнала, проходящего через прозрачную трубку для крови, в электрический сигнал; модуль обработки сигналов, содержащий усилитель и аналого-цифровой преобразователь; и микропроцессор для расчета значения HCT в соответствии с электрическим сигналом, обработанным модулем обработки сигналов.

Кровь, которую подает устройство для сбора крови, проходит через прозрачную трубку с образованием прозрачной трубки для крови. Если оптический сигнал от оптического подузла передатчика облучает прозрачную трубку для крови, интенсивность оптического сигнала изменяется. Фоточувствительный приемный узел преобразует оптический сигнал с измененной интенсивностью после облучения прозрачной трубки для крови в электрический сигнал. Электрический сигнал усиливается малошумным предварительным усилителем с высоким коэффициентом усиления и затем поступает в аналого-цифровой преобразователь после фильтрации для подавления помех спектрального наложения. Аналого-цифровой преобразователь передает электрический сигнал микропроцессору для анализа электрического сигнала. Значение HCT получено в соответствии с полученным коэффициентом пропускания крови, и значение HCT крови получают соответственно. Устройство измерения HCT регулярно отправляет результаты измерения через интерфейс последовательной передачи данных. Устройство измерения HCT имеет только один внешний интерфейс, и изменения передачи данных, подачи питания и программно-аппаратного обеспечения осуществляются через него. Неинвазивный способ измерения значения HCT крови не вносит загрязнение в процессе плазмафереза и обеспечивает надежную основу для точного управления дозировкой антикоагулянта. Дополнительно устройство измерения HCT согласно изобретению имеет преимущества низкой стоимости, простого управления и короткого времени измерения.

Вычислительное устройство согласно изобретению используется для расчета соотношения смешивания антикоагулянта и цельной крови посредством математических операций со значением HCT, измеренным устройством измерения HCT. Соотношение смешивания антикоагулянта и цельной крови относится к объемному соотношению антикоагулянта и цельной крови в их смеси. Соотношение смешивания антикоагулянта и цельной крови рассчитывают следующим образом:

где указывает требуемое общее количество антикоагулянта, V_B указывает собранное общее количество цельной крови, P_plasma указывает средний коэффициент разделения цельной крови в процессе сбора плазмы крови, C_ci.min указывает концентрацию цитрата плазмы крови, и C_Naci указывает концентрацию 4% антикоагулянта на основе цитрата натрия, используемого на станциях плазмафереза.

Теоретический анализ дозировки антикоагулянта

1.1 Известные условные параметры

1) Содержание ионов кальция (C_iCa++) в сыворотке крови не меняется с содержанием белка сыворотки крови.

2) Концентрация цитрата (C_ci.min) плазмы крови, достаточная для реализации эффективного антикоагуляционного эффекта.

3) Гематокрит (HCT).

4) В цельной крови содержание ионов кальция повышается со снижением гематокрита (HCT).

5) Концентрация 4% антикоагулянта на основе цитрата натрия, используемая на станции плазмафереза (C_Naci), составляет 136 ммоль/л.

1.2 Расчет соотношения антикоагулянта

1). V_t — целевое количество собранной плазмы крови;

2). P_plasma — средний коэффициент разделения цельной крови в процессе сбора плазмы крови (относится к проценту собранной плазмы крови во всей плазме крови в объеме цельной крови в процессе сбора; P_plasma используют для измерения достаточности разделения и сбора плазмы крови в процессе сбора).

Объем цитрата в плазме крови рассчитывают следующим образом:

.

Объем антикоагулянта в мешке для плазмы крови рассчитывают следующим образом:

.

Общее количество требуемого антикоагулянта во всем процессе сбора рассчитывают следующим образом:

.

Соотношение между HCT и соотношением антикоагулянта R_ac рассчитывают следующим образом.

Эти формулы упрощают следующим образом:

.

Учитывая ошибки при фактическом использовании, чтобы обеспечить антикоагуляционный эффект 1, добавляют к минимальной концентрации цитрата антикоагулянта C_ci.min, т.е. C_ci.min = 11 ммоль/л.

Общий объем цельной крови в процессе сбора рассчитывают следующим образом:

.

1.3. Расчет теоретически минимальной дозировки антикоагулянта

При расчете теоретически минимальной дозировки антикоагулянта используют новое соотношение антикоагулянта R_ac, рассчитанное по формуле (5):

для получения:

где

P_plasma указывает средний коэффициент разделения цельной крови в процессе сбора плазмы крови и относится к проценту собранной плазмы крови во всей плазме крови в объеме цельной крови в процессе сбора; и P_plasma используют для измерения достаточности разделения и сбора плазмы крови в процессе сбора. На существующих станциях плазмафереза применяют аппараты плазмафереза с постоянной скоростью центрифуги. Если применяют аппарат плазмафереза со скоростью центрифуги 7000 об/мин в качестве варианта осуществления, коэффициент разделения центрифуги составляет приблизительно 70%, и P_plasma составляет 0,7. C_ci.min указывает концентрацию цитрата плазмы крови. Учитывая ошибки при фактическом использовании, чтобы обеспечить антикоагуляционный эффект 1 добавляют к минимальной концентрации цитрата антикоагулянта C_ci.min, т.е. C_ci.min = 11 ммоль/л. C_Naci указывает концентрацию 4% антикоагулянта на основе цитрата натрия, используемого на станциях плазмафереза, C_Naci= 136 ммоль/л. Значение HCT, полученное устройством измерения HCT, можно подставить в формулу для получения высокоточной дозировки антикоагулянта. Требуемую дозировку антикоагулянта рассчитывают посредством измерения значения HCT крови каждого донора плазмы крови для получения оптимальной дозировки антикоагулянта. Оптимизация полезна для здоровья донора плазмы крови и для улучшения качества собранной плазмы крови.

Устройство управления согласно изобретению используют для расчета соотношения скорости вращения насоса для антикоагулянта и насоса для нагнетания крови в соответствии с соотношением смешивания антикоагулянта и цельной крови и соотношением подачи насоса для антикоагулянта и насоса для нагнетания крови, и реализации устройства управления содержат без ограничения однокристальный микрокомпьютер, микропроцессор или центральный процессор. Соотношение скорости вращения насоса для антикоагулянта и насоса для нагнетания крови рассчитывают следующим образом:

,

где указывает соотношение подачи насоса для антикоагулянта и насоса для нагнетания крови. Предпочтительно устройство мониторинга потока размещено в изобретении для поддержания заданного значения соотношения подачи насоса для антикоагулянта и насоса для нагнетания крови.

Система согласно изобретению дополнительно содержит датчик обнаружения воздуха, соответственно размещенный в трубке для антикоагулянта и трубке для крови, для обнаружения присутствия воздуха в трубке. Датчик обнаружения воздуха определяет наличие воздуха в крови и антикоагулянте на основе разницы в скорости перемещения ультразвука между жидкостью и газом.

Различные аспекты, варианты осуществления, реализации или признаки изобретения можно использовать отдельно или в любой комбинации.

Изобретение имеет несколько преимуществ. Разные аспекты, варианты осуществления или реализации предоставляют одно или более из следующих преимуществ. Преимущество изобретения состоит в том, что требуемую дозировку антикоагулянта рассчитывают посредством измерения значения HCT крови каждого донора плазмы крови для получения оптимальной дозировки антикоагулянта. Оптимизация полезна для здоровья донора плазмы крови и для улучшения качества собранной плазмы крови. Другое преимущество изобретения состоит в том, что неинвазивный способ измерения значения HCT крови не вносит загрязнение в процессе плазмафереза и обеспечивает надежную основу для точного управления дозировкой антикоагулянта. Другое преимущество изобретения состоит в том, что устройство измерения HCT согласно изобретению характеризуется низкой стоимостью, коротким временем измерения и простым управлением, и устройство измерения HCT просто прикреплено к определенной измерительной секции расходных материалов для измерения.

Изобретение не ограничено вышеупомянутыми вариантами осуществления. Изобретение распространяется на любой новый признак или любую новую комбинацию, раскрытые в описании, и этапы в любом новом способе или процедуре или любой новой комбинации, которые раскрыты.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам сбора плазмы крови для оптимизации количества антикоагулянта. Система сбора содержит: насос для нагнетания крови для обеспечения потока крови в трубке; насос для антикоагулянта для обеспечения потока антикоагулянта в трубке; устройство измерения HCT для измерения значения HCT крови; вычислительное устройство для расчета соотношения смешивания антикоагулянта и цельной крови в соответствии со значением HCT крови; и устройство управления для расчета соотношения скорости вращения насоса для антикоагулянта и насоса для нагнетания крови в соответствии с соотношением смешивания антикоагулянта и цельной крови и соотношением подачи насоса для антикоагулянта и насоса для нагнетания крови. При этом устройство измерения HCT встроено в прозрачную трубку, соединенную с устройством для сбора крови и трубкой для плазмы соответственно с двух концов, и содержит: оптический подузел передатчика для передачи оптического сигнала; фоточувствительный приемный узел для преобразования оптического сигнала, проходящего через прозрачную трубку для крови, в электрический сигнал; модуль обработки сигналов, содержащий усилитель и аналого-цифровой преобразователь; и микропроцессор для расчета значения HCT в соответствии с электрическим сигналом, обработанным модулем обработки сигналов. Изобретение обеспечивает получение оптимальной дозировки антикоагулянта за счет измерения значения HCT крови каждого донора плазмы крови. Оптимизация полезна для здоровья донора плазмы крови и для улучшения качества собранной плазмы крови. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система сбора плазмы крови для оптимизации количества антикоагулянта, содержащая:

насос для нагнетания крови для обеспечения потока крови в трубке;

насос для антикоагулянта для обеспечения потока антикоагулянта в трубке;

устройство измерения HCT для измерения значения HCT крови;

вычислительное устройство для расчета соотношения смешивания антикоагулянта и цельной крови в соответствии со значением HCT крови; и

устройство управления для расчета соотношения скорости вращения насоса для антикоагулянта и насоса для нагнетания крови в соответствии с соотношением смешивания антикоагулянта и цельной крови и соотношением подачи насоса для антикоагулянта и насоса для нагнетания крови;

отличающаяся тем, что устройство измерения HCT встроено в прозрачную трубку, соединенную с устройством для сбора крови и трубкой для плазмы соответственно с двух концов, и содержит:

оптический подузел передатчика для передачи оптического сигнала;

фоточувствительный приемный узел для преобразования оптического сигнала, проходящего через прозрачную трубку для крови, в электрический сигнал;

модуль обработки сигналов, содержащий усилитель и аналого-цифровой преобразователь; и

микропроцессор для расчета значения HCT в соответствии с электрическим сигналом, обработанным модулем обработки сигналов.

2. Система сбора плазмы крови для оптимизации количества антикоагулянта по п. 1, отличающаяся тем, что соотношение смешивания антикоагулянта и цельной крови рассчитывают следующим образом в соответствии со значением HCT крови:

где указывает общее количество требуемого антикоагулянта, V_B указывает общее количество собранной цельной крови, P_plasma указывает средний коэффициент разделения цельной крови во время сбора плазмы крови, C_ci.min указывает концентрацию цитрата плазмы крови, и C_Naci указывает концентрацию 4% антикоагулянта на основе цитрата натрия, используемого на станциях плазмафереза.

3. Система сбора плазмы крови для оптимизации количества антикоагулянта по п. 2, отличающаяся тем, что соотношение скорости вращения насоса для антикоагулянта и насоса для нагнетания крови рассчитывают следующим образом:

,

где указывает соотношение подачи насоса для антикоагулянта и насоса для нагнетания крови.

4. Система сбора плазмы крови для оптимизации количества антикоагулянта по п. 1, отличающаяся тем, что система сбора плазмы крови для оптимизации количества антикоагулянта содержит датчик обнаружения воздуха, соответственно размещенный в трубке для антикоагулянта и трубке для крови, для обнаружения присутствия воздуха в трубке.