CN101821601B - 在光学控制设备中有被密封的漫射器的血液处理设备 - Google Patents

Abstract

一种有光学照相机控制系统的离心血液分离设备，该系统有被聚焦的固定光源。被安装在转子上而不是安装在光源上或光源附近的漫射板，允许强光束从光源被发射到转子，然后在转子处被漫射到观察区上。漫射面的不同特征允许在观察区内有不同的照明区。漫射板有上板和下板，其中漫射面被密封在这两个板之间。这可以避免漫射面因磨损，尘埃，血液成分或可能偶然接触漫射面的其他材料而退化或污染。

Description

在光学控制设备中有被密封的漫射器的血液处理设备

本申请要求在2007年12月18日提交的美国临时申请61/014,554的优先权。本申请的技术涉及在2007年10月5日提交的美国申请No.11/867,816“Stroboscopic LED Light Source for Blood ProcessingApparatus”以及它的母案、在2008年9月9日授权的美国专利No.7,422,693。可以在2004年7月1日提交的美国申请10/884,877“Monitoring and Control System for Blood Processing”中找到其他相关的技术。把这些申请公开的内容合并在此供参考。

背景技术

血液收集和处理在全世界保健系统中起着重要的作用。在常规的血液收集中，血液是从供血者或病人中取出，通过离心、过滤和/或淘析被分离成它的各种血液成分，并被存储在消毒的容器中，供将来注入到病人中作为治疗的用途。被分离的血液成分通常包含对应于红血细胞、白血细胞、血小板和血浆的成分。尤其是涉及全血样本的处理，把血液分离成它的各种成分可以在收集期间被连续地完成，或可以在收集之后被成批地完成。在高度消毒的条件下，把血液分离成它的各种成分对于大多数的治疗应用是关键性的。

最近，在许多血液收集中心已采用单采术(apheresis)血液收集技术，其中被选取的血液成分被收集，并且在收集期间把血液的剩余部分返回给供血者。在单采术中，血液是从供血者中被取出，并利用在线血液处理方法，立刻地被分离成它的各种成分。通常，在线血液处理是利用密度离心、过滤和基于漫射的分离技术。一个或多个被分离的血液成分被收集，并被存储在消毒的容器中，而其余的血液成分被直接地再循环给供血者。这种方法的优点是，它允许单个供血者更频繁地供血，因为仅仅被选取的血液成分被收集和净化。例如，一个接受血小板单采术的供血者，其中血小板被收集，而非血小板的血液成分返回给供血者，可以每14天一次的频繁地供血。

单采术血液处理在大量的治疗过程中起到了重要的作用。在这些方法中，血液是从接受治疗的病人中取出、分离，并且收集被选取的部分，而其余的部分返回给病人。例如，病人在辐射治疗之前可能接受白细胞单采术，因此，他血液中的白血细胞成分被分离、收集和存储以避免受到辐射。或者，对于血液紊乱，例如，镰状细胞贫血和地中海贫血的病人，单采术技术可用于完成红血细胞交换，因此，病人的红血细胞被取出，而贡献的填充红血细胞以及病人的其余的血液成分被提供给病人。此外，对于有血小板增多的病人，单采术可用于治疗学的血小板降低，而对于有自身免疫疾病的病人，单采术可用于治疗学的血浆交换。

常规的血液收集和单采术系统通常都采用差分离心方法，用于把血液分离成它的各种血液成分。在差分离心方法中，血液是通过消毒的分离室被循环，该分离室以高的转速围绕中心旋转轴旋转。分离室的旋转产生离心力，它是沿垂直于离心机的中心旋转轴取向的旋转分离轴定向。旋转之后产生的离心力把悬浮在血液样本中的颗粒分离成有不同密度的离散部分。具体地说，血液样本分离成多种离散的相，它们对应于包括红血细胞的高密度部分和包括血浆的低密度部分。此外，包括血小板和白血细胞的中间密度部分在红血细胞与血浆之间形成界面层。在美国专利No.5,653,887和美国专利申请No.10/413,890中给出了血液离心装置的描述。

为了实现连续的高输出量的血液分离，在大多数的分离室中安装提取或收集端口。提取端口能够以可调节的流速从分离室中取出材料，并且通常，提取端口被设置在沿分离轴的对应于离散的血液成分的被选取位置。为了确保被提取的液体输出，被选取的提取端口基本上限制于单相，然而，被分离的血液成分之间的相边界必须沿分离轴放置，使提取端口接触单个相。例如，若包含白血细胞的成分停留在太接近对应于富含血小板的血浆的提取端口，则白血细胞可能进入从分离室流出的富含血小板的血浆流，从而降低在血液处理期间获得的分离程度。虽然借助于密度离心的常规血液处理能够有效地分离各个血液成分，但是，利用这种方法得到的各种成分的纯度在许多治疗应用中往往不是最佳的。例如，血液样本的离心分离法不能一致地(99％的时间)产生被分离的血小板成分，其中被收集的每3×10¹¹个血小板有小于1×10⁶个白血细胞。在注入到病人之后，血小板制品中存在的白血细胞增大了病毒暴露和免疫并发症的风险。

当前，利用密度离心法提取的血液成分的纯度是受被分离的成分之间相边界层的位置的控制的限制，该被分离的成分是利用常规的离心装置和方法提供的。沿分离轴的相边界的位置取决于多个变量。第一，相边界位置取决于从分离室中输出的单独的血液成分的相对流速。第二，相边界位置取决于分离室围绕中心旋转轴的旋转速度和接受分离的血液的温度。第三，相边界位置随接受处理的血液的组成而变化。血液样本组成随不同的供血者和/或不同的病人可以有很大的变化。此外，对于给定的供血者或病人，血液组成作为时间的函数可以有很大的变化，特别是，当血液被通过分离室重复循环多次时。给定相边界位置对多个变量的灵敏度，这些变量随不同的人以及在血液处理期间发生变化，重要的是监测血液处理期间的相边界的位置，以确保最佳的分离条件被保持并实现被选取血液成分的理想纯度。此外，准确描述相边界的位置特征允许分离条件被调整和优化用于血液组成在处理期间的变化。

从以上的描述中可以理解，需要有用于监测和控制全血样本和血液成分样本处理的方法和装置。尤其是，需要这样的光学监测方法和装置，它们能够准确地描述利用密度离心法处理的血液成分的分离、提取和收集的特征，其中包括提供有一致照明持续时间和强度的受控频闪光源。在美国申请10/905,353和它的分案申请11/867,816中公开了有效的光源和控制机构。这些申请提供频闪LED光源与用于改进液体，例如，血液，以及从血液中得到的血液成分和液体成分的处理的装置一起使用。该申请涉及用于控制把血液处理成血液成分的设备，尤其是用于离心机的频闪LED光源的元件。频闪设备包括：有围绕中心照明轴间隔开的反射面的第一光源，和离开从反射面沿径向向外的轴的发光二极管。附加的光源包括围绕发光二极管的改进型抛物面反射器，该抛物面反射器有从对称轴向外间隔开的壁，使焦点是从LED的中心向外沿径向分布，从而形成圆形焦点区。在选取的时间周期激励二极管的控制器包括一对串联的开关，其中LED被连接在这两个开关之间。一个开关接地，并且在照明周期结束时闭合。

一种用于密度离心机的典型光学监测系统包括至少一个光源，光收集元件和检测器，该离心机有围绕中心旋转轴旋转的分离室。分离室围绕中心旋转轴的旋转导致分离室中的血液成分按照沿旋转分离轴的密度被分离，该分离轴的取向垂直于离心机的中心旋转轴。光源和光收集元件都是这样被安排的，使它们周期性地与被安排在密度离心机上的观察区进行光通信。在一个实施倒中，光源和检测器是这样被安排的，使分离室的光学单元周期性地转入和转出观察区。该光源能够产生有被选波长范围的入射光束，该波长范围包括，但不限于，可见光、红外光和/或紫外光。然而，我们发现，漫射在观察区附近的被聚焦的柱状光束能够改进性能。

发明内容

本发明提供一种有光学控制系统的离心血液处理系统。该控制系统包含至少一个被安装在离心血液处理系统的固定部分上的固定光源(stationary light source)，用于照明被安装在离心机转子上的观察区和漫射元件。漫射元件把来自固定光源的聚焦柱状光转换成漫射光，用于照明至少部分的观察区。漫射元件可以提供透射漫射光或柱状光的多个离散区。漫射元件中的漫射区被密封在板之间，因此，可以防止漫射区的光学特征被污染、磨损、或其他的损伤。

通过以下的描述、例子、附图和权利要求，我们进一步说明本发明。

附图说明

图1是展示光学监测和控制系统的示意图。

图2是图1中的光学监测和控制系统的剖面图。

图3是图2中的抛物面反射器的截面图。

图4给出底部脉冲LED光源的分解侧视图的示意图。

图5是控制电路的功能方框图。

图6是漫射板的被倒置的分解透视图。

图7是图6中的被组合的漫射板平面图。

具体实施方式

参考附图，相同的数字表示相同的元件，而出现在多于一个附图中的相同编号代表相同的元件，此外，以下给出下列的定义：

“光”是指电磁场的波，该电磁场还展示类似粒子的性质。对本发明方法有用的光包含γ射线，X射线，紫外光，可见光，红外光，微波，无线电波或这些的任意组合。

“光收集元件”是指收集光和以所需方式分配被收集光的装置或装置元件。本发明中可用的光收集元件能够收集至少部分的被透射光，被散射光或二者，它们是在照明血液处理装置上的观察区之后产生的。本发明的典型光收集元件能够以在检测器上产生观察区的图像的方式收集光。本发明的光收集元件包含，但不限于，固定焦点透镜、球面透镜、柱面透镜、非球面透镜、广角透镜、变焦距透镜、凹透镜、凸透镜、双凹透镜、双凸透镜、包括多个透镜的透镜系统、波导、光纤耦合器、反射器、球面反射镜、非球面反射镜、棱镜、孔径、透镜、或以上这些元件的任意组合或等效物。本发明的光收集元件能够引导被收集的光到达另一个光学装置或装置元件，例如，检测器上。光收集元件包含至少一个这样的透镜系统，该透镜系统具有选择性地可调节的视场和/或焦距。光收集元件能够是沿与中心旋转轴垂直的检测轴可平移的。

“视场”是指光线的角分布，这些光线被光检测系统，例如，与检测器进行光通信的光收集元件收集和检测。本发明的光检测系统能够有固定的视场或选择性地可调节的视场。

“血液处理”是指血液样本或其成分的操作以实现组成上的变化。血液处理包含把血液或其成分分离成成分或子成分、白细胞减少、病原体失活、血液过滤、充氧血液和血液成分、透析、血液净化或澄清、病原体去除、血液和血液成分加温、血液成分清洗和红血细胞去甘油的方法。本发明提供改进的血液处理方法，其中基于密度、大小、扩散率、沉积速度、表面化学性质或这些特征的组合，血液样本或其成分被分离成成分或子成分。

“观察区”是指一个物体或多个物体的被照明部分。来自观察区的至少一部分的被透射光、被散射光或二者被光收集元件收集并被检测器检测。在本发明的优选实施例中，观察区被放置在血液处理装置上、血液处理装置的元件，例如，光学单元或血液样本容器上。观察区的尺寸和位置是由光收集元件的视场、光收集元件离血液处理装置的位置、检测器的面积和检测器相对于光收集元件的位置所确定。在一个实施例中，通过控制光收集元件相对于血液处理装置的位置和光收集元件的视场，观察区的尺寸、形状和位置是选择性地可调整的。在本发明的一个实施例中，光学可区分成分之间的一个或多个相边界在观察区中是可观察的。在另一个优选实施例中，至少一个被分离的成分在观察区中是可观察的。在另一个优选实施例中，至少一个提取端口在观察区中是可观察的。

“血液样本”和“血液”被用于同义地指全血、一个或多个血液成分、一个或多个血液制品或这些的任意组合。此处所使用的“血液成分”和“血液制品”包含血液的细胞成分、血液的非细胞成分和血液的细胞成分和非细胞成分的组合。典型的细胞成分包含，但不限于，红血球(红血细胞)、白血球(白血细胞)和血小板(小板)以及这些材料的组合。白血球包括单核细胞、粒性白细胞、无粒白细胞和淋巴细胞。典型的非细胞成分包含，但不限于，血浆、溶解盐和矿物质以及血浆蛋白。血液成分还可以被再分成血液子成分。

“外照明”是指物体的照明并产生被散射光。在外照明中，光沿不同于光轴的照明轴被引导到物体，因此，被散射光被收集和被检测。

“平行”，在物理的非电学的意义上是指这样的几何结构，其中两个平面在所有各点上是等距离的并且有相同的方向和曲率。基本平行是指这样的几何结构，其中与绝对平行度的角偏差小于10度，而对某些应用，最好是小于0.5度。

在以下的描述中，描述本发明的装置、装置元件和方法中的许多具体细节，为的是提供本发明的精确性质的全面解释。然而，本领域熟练人员知道，本发明可以在没有这些具体细节下被实现。

图1示意性示出本发明的光学监测系统的一个典型实施例，该系统能够测量被散射光强和/或被透射光强的分布，该光强对应于源自分离室上观察区的光图形。所示的监测系统10包括光源12、光收集元件14和检测器或CCD照相机16。光源12与围绕中心旋转轴22旋转的密度离心机18进行光通信。围绕中心旋转轴22的旋转导致分离室20中的血液样本被分离成离散的血液成分。离心机18可以包括有内部圆形槽26的转子24，其中分离室20被放置并固定。在密度离心机的工作期间，旋转装置或电动机围绕中心旋转轴22转动转子和分离室两者。该血液样本被分离成对应于红血细胞成分的外层较高密度相、对应于白血细胞及含血小板成分(例如，淡黄色层(buffy coat))的中间密度相和对应于富含血小板的血浆成分的内层较低密度相。

光源12提供入射光束28，该光束最好是按照产生来自接受分离的血液样本的被散射光和/或被透射光的方式照明分离室20上的观察区30。光源12能够产生入射光束，一部分的入射光束被透射通过经受分离室20中分离的至少一个血液成分。来自观察区30的至少一部分的被散射光和/或被透射光被光收集元件14收集。光收集元件14能够引导至少一部分的被收集光32到检测器16上。检测器16检测来自观察区的被收集光32的图形，从而测量被散射光强和/或被透射光强的分布。被散射光强和/或被透射光强的分布包括对应于源自观察区30的光图形的图像。图像可以是单色图像，它们提供被分离的血液成分的亮度的测量。或者，图像可以是彩色图像，它们提供被分离的血液成分的颜色的测量。

观察区30被放置在密度离心机18的一部分上，最好是在分离室20上。被分离的血液成分以及光学可区分的血液成分之间的相边界在观察区30中是可观察的。观察区被放置在分离室的光学单元上，分离室具有用于透射通过接受处理的血液样本的入射光束的窗口。一个或多个提取端口(未画出)在观察区30中是可观察的。观察区30可以被放置在分离室的一部分上，使被分离的血液成分的组成能够被直接地监测。监测系统提供这样一种方法，该方法描述被收集的细胞成分类型的特征并计算从分离室中提取的细胞量作为时间的函数。监测系统也可以直接测量非细胞血液成分，例如，血浆蛋白质的浓度。

任选地，观察区30也可以被外照明光源34照明，光源34与光收集元件和检测器一样被放置在分离室的相同侧。外照明光源34产生入射光束36，该光束36被血液样本和/或离心机散射。来自外照明光源34的一部分光被分离室散射，并被光收集元件14收集和被检测器16检测。

检测器16产生输出信号，该输出信号对应于被散射或被透射光强或图像的被测量的分布。检测器16在运行时连接到能够接收输出信号的离心装置控制器38。离心装置控制器38显示被测量的强度分布，存储被测量的强度分布，实时处理被测量的强度分布，发射控制信号到监测系统和离心机中的各个光学和机械部件或这些的任意组合。离心装置控制器38在运行时连接到离心机18并能够调整密度离心机的被选取的工作条件，例如，离开分离室的细胞和非细胞成分的流速，沿分离轴的一个或多个相边界的位置，分离室围绕中心旋转轴22的转速，血液样本中的抗凝剂或其他血液处理剂的注入，或以上这些的任意组合。

如图1所示，离心装置控制器38还可以在运行时连接到光源12和/或外照明光源34。在这个实施例中，离心装置控制器38和检测器16能够产生用于控制照明条件的输出信号。例如，检测器的输出信号能够被用于控制光源12或外照明光源34的照明脉冲的定时、照明强度、照明波长或位置的分布。

光源包括能够产生一个或多个入射光束的发光二极管(LED)，该入射光束用于照明密度离心机上的观察区。可以放置多个LED以照明密度离心机的单个侧面或多个侧面。能用于本发明的光源包含发光二极管和发光二极管光源的阵列。对于某些应用，最好使用发光二极管光源，因为它们能够产生精确定时的照明脉冲。优选的光源产生有基本均匀强度的入射光束。本发明的光源产生有选取的波长范围和选取的强度的入射光束。

光学监测系统包括多个光源，每个光源能够产生有不同波长范围的入射光束。例如，光学监测系统包括以下任何光源的组合：白光源，红光源，绿光源，蓝光源和红外光源。使用有不同波长范围的光源的组合对于鉴别和特征化被分离的血液成分是有益的，因为血液中的细胞成分和非细胞成分的吸收常数和散射系数是随波长而变化的。例如，利用有在约500nm至约600nm的波长范围上选取的波长的光照明，可以容易地区分红血细胞成分与富含血小板的血浆成分，因为红血细胞成分在这个波长上吸收的光明显比富含血小板的血浆成分更强。此外，使用多种颜色的光源进行照明提供特征化被提取的血液成分中的白血细胞类型的手段。因为不同的白血细胞类型在不同的波长上有不同的吸收和散射截面，监测从含白细胞的血液成分中被透射和/或被散射的光提供区分血液成分中的各种白血细胞类型并量化每种细胞类型的丰度的手段。

光源提供连续入射光束或脉冲入射光束。在与分离室旋转同步的条件下，脉冲光源能够被接通或关断。照明系统还包含一个或多个孔径板，它能够提供血液处理装置上的被选取的照明区。孔径板被放置在光源与接受分离的血液样本之间。孔径板掩盖分离室的某些区域，在这些区域的曝光可以造成多余的被散射光。在一些情况下，减少被检测器检测的多余被散射光可以降低噪声，从而改善信噪比和图像质量。孔径板通常被集成到转子中，该转子在旋转时夹持分离室。孔径板随分离室一起旋转。光滤波器和偏振片也可以被结合到本发明的照明系统中，用于提供有选取的光学性质，例如，强度，功率，波长范围和偏振态的照明光束。漫射器也可以被结合到本发明的照明系统中，用于提供空间均匀的照明光束。以下，公开一种新颖的漫射器。

顶部脉冲LED光源34可以被放置在离观察区30的顶部40约4.26英寸处，而底部脉冲LED光源12被放置在离观察区30的顶部40约7.47英寸处。如图2所示，CCD照相机16基本上是与观察区30的被选取的光学表面，例如，对应于接口监测区、定标标记、一个或多个提取端口和一个或多个入口的光学表面共面。CCD照相机也可以与固定焦点透镜系统的中心沿光轴44分开一段距离，使对应于观察区30的被选取的光学表面的图像被提供在CCD照相机的检测面上。这种光学配置的优点是，它允许包括旋转观察区30的顶部40图像的光强分布被实时地测量和分析。

参照图2中所示的截面，第一透明板46被提供在CCD照相机16与观察区30之间，而第二透明板48被提供在底部脉冲LED光源12与观察区30之间。第一透明板46和第二透明板48把CCD照相机16，顶部脉冲LED光源34和底部脉冲LED光源12与观察区30实际隔离开，因此，在样本从分离室泄漏的事件中，这些部件不会接触接受处理的样本。此外，第一透明板46和第二透明板48可以使CCD照相机16，顶部脉冲LED光源34和底部脉冲LED光源12的退化最小化，这种退化是由于在分离室和转子旋转时可能被引入到系统中的灰尘和其他污染物的多余的沉积造成的。而且，第一透明板46和第二透明板48还允许用户优化照相机，顶部脉冲LED光源和底部脉冲LED光源的对准，而不需要暴露分离室中的血液样本。第一透明板46和第二透明板48可以包括能够发射至少一部分顶部照明光束36和底部照明光束28的任何材料。用于第一透明板46和第二透明板48的典型材料包含，但不限于，玻璃，例如，光学质量的抗划痕玻璃，透明的聚合物材料，例如，透明的塑料，石英和无机盐。

图2中画出光学监测和控制系统中的顶部脉冲LED光源34和底部脉冲LED光源12，每个光源包括多个LED，例如，LED阵列光源。顶部脉冲LED光源34包含LED 50，每个LED 50配备抛物面反射器52以提供光束准直。图3示出一个典型的抛物面反射器52。反射器52包括围绕空腔56的一个大致截头的圆锥体54，该空腔有远端的开口60和用于接纳LED装置50的近端的开孔58。在反射器外表面66上的一对在近端延伸的叶片62，64啮合LED 50。扣环70沿径向对称地围绕反射器的外表面66被间隔开。支柱嵌入到支持LED 50的平板68(见图2)中的孔(未画出)中。来自LED的光是从空腔56中的抛物形镜面72被反射。

底部脉冲LED光源12包括准直光学元件和多个LED，该光学元件是例如，一个或多个透镜，抛物面反射器或这些元件的组合。图4给出底部脉冲LED光源12的分解侧视图。所描述的脉冲LED光源包括准直光学元件74，它与LED阵列的元件76进行光通信。如图4所示，准直光学元件74是一个多面的抛物型反射和准直元件，它包括多个有轮廓的反射面78，每个反射面78被放置成与LED光学元件76进行光通信。在本发明的一个实施例中，有轮廓的反射面78有改进的抛物型轮廓外形，它可用于监测和控制血液处理。取决于被选取的用于有轮廓的反射面78的轮廓外形，准直光学元件74可以被配置成提供沿近似平行的传播轴传播的多个入射光束，或沿不平行的传播轴传播的多个入射光束。

LED光源12包括支撑LED光学元件76的柱形框架80，这些光学元件对称地围绕框架的外表面。利用任何合适的方式，例如，螺纹，压配合，衬垫86(图4)，或其他方式，基座82可以被固定在框架80的近端84。有轮廓的反射面78被制成在镜面组件88中。LED光学元件76被安装在框架中，使LED的光产生部分是在相邻表面78的聚焦区中或附近。

顶部脉冲LED光源34和底部脉冲LED光源12能够提供有精确可选的时间特征的同步光脉冲。可用于本发明中的光脉冲的脉冲宽度取决于密度离心机的旋转速度。典型的是，光脉冲的脉冲宽度越小，对应于获得的光强分布的光学图像的模糊就越小。然而，较大的脉冲宽度允许更多的光子被照相机的CCD积蓄，从而提供增强的信噪比。在转速等于约3000 RPM的情况下，小于约8微秒的脉冲宽度对于减小被产生的光学单元的图像模糊是有用的。对于本发明的一些应用有用的典型光脉冲具有被选取的在约0.2微秒至约50微秒范围内的脉冲宽度。

CCD照相机16包括单色或彩色CCD照相机，它被放置在与固定焦点透镜系统有固定的被选取的距离上。CCD照相机16可以被包含在外壳中，该外壳能够保持这些元件之间有被选取的分开距离，而且还能够最大限度地减小多余的被散射光的检测。典型的CCD照相机是Point Grey Research，Inc.制造的“Flea”，它具有的像素面积等于约70像素×768像素。一种典型的透镜包括一个由Schneider Optics，Inc.制造的F 2.8固定焦距透镜系统，其焦距为28mm。这种光学部件组合提供的视场等于约3/8英寸×1/2英寸，而被选取的景深是在约1/16英寸至约1/2英寸的范围内。这种视场和景深允许测量包括观察区30的图像的光强分布，用于监测和控制界面区中相边界位置的位置以及从一个或多个抽取端口输出的细胞材料的组成。

LED光源受控制电路，例如，在图5的功能方框图中所示的控制电路100的控制。控制电路100可以控制所有的LED光源或它们的任何子集合。然而，最好是，单个控制电路控制有相同频率特征的两个LED装置，并被这样放置，使一个LED装置的失效不会严重影响整体设备的功能。控制电路100包括开关控制单元102，它选择性地打开和闭合第一开关电路104和第二开关电路106以响应来自微处理器的信号，用于保持功率电容器组108上的被选取的电荷。第一开关电路104最初是闭合的，以便给电容器组108充电，而第二开关电路106是断开的。充电速率控制电路110限制电荷能够被转移到电容器组108的速率。这可以避免在系统初始化时的急剧电流要求。这种急剧的电流要求可能干扰整体系统的其他功率要求。充电速率可以是固定的，且不能被编程，而控制电路100的其他参数是可编程的。利用调节电容器组108上存储电压的数字电路，可以使充电速率是可编程的。在被编程的受控变化率下，通过修整数字电路的设置，微处理器能够控制充电。

电压控制电路112调节在电容器组108上存储的峰值电压。微处理器选取在电容器组108上存储的电压，最好是，调整电压控制电路中以数字方式可控的装置。在电容器组108被充电到它的被选取的电压之后，第一开关电路104可以仍是闭合的，从而在正常运行时允许继续充电，而第二开关电路106可以是闭合的，通过其他的电路部件，提供驱动功率给LED装置，如以下所解释的。开关控制单元102提供定时和控制信号，用于闭合第一开关电路104和闭合第二开关电路106。当两个开关电路104和106都闭合时，功率就在电容器组108内被建立。

在第二开关电路106闭合时，能够给LED装置或多个LED装置114提供功率。响应于来自微处理器的信号，脉冲驱动控制器116控制第一快速响应开关118和第二快速响应开关120，这两个开关连接(bracket)LED装置114。快速响应开关118和120中的每个开关被配置成按照这样的方式接通或断开，以提供完整的方功率波给LED装置114。在第二快速响应开关断开时，第一快速响应开关可以被闭合，以提供一条电流从电容器组108通过LED装置114到地的通道。在被选取的照明期间之后，脉冲驱动控制器116短暂地关断两个开关118和120，然后，打开第二快速响应开关120到地，从LED装置114中泄漏任何剩余的功率，并准时精确地断开LED装置114。

以上描述的设备是从柱状底部光源12产生准确定时的光束。我们发现，这个光在最接近观察区30处应当是被漫射的。一种新颖的漫射板130被安装在转子24上，而不是被安装在光源12上或它的附近，允许强的光束28从光源12被发射到转子24，然后在转子上被漫射到观察区30上。漫射面的不同特征允许在观察区30内有不同的照明区。漫射板130还包括两个板132和134，其漫射面136被密封在这两个板之间。这可以防止漫射面通过磨损，污垢，血液成分或可能偶然地接触漫射面的其他材料而退化或污染。

如图2所示，漫射板130被安装在观察区30和分离室20之下的转子24上。来自底部光源12的入射光束28跨越光源与转子之间的间隙，成为具有相对低损耗强度的聚焦柱状光束。在漫射板处，光束28被扩展以相对均匀地填充观察区(或按照受控的方式，在具体的区域有具体的特征)，从而允许照相机16在整个观察区内得到液体分离的图像。

如图6和图7所示，漫射板130包括两个匹配板，一个板132被安装在观察区30的邻近并且在这里被称之为“上”板132，以及面向底部光源12并且在这里被称之为“下”板134的一个板134。图6是被倒置的漫射板的分解透视图。“上”和“下”是指漫射板被安装到转子时的取向，按照这个优选实施例，它对于图6中的视图是倒置的。至少一个板，例如，上板132有内部空腔137。这两个板有大致的“T”形，其弯曲的边缘138，140与转子24的边缘基本一致。前缘142，144是与转子的旋转方向相邻，而后缘146，148是互相地向外张开，从弯曲的边缘138，140沿径向向内。当旋转的转子24产生的离心力推动漫射板130沿径向向外进入转子中的锥形空腔(未画出)时，这可以提供楔入作用。楔入作用使漫射板更牢固地紧靠转子以响应来自旋转转子的离心力。矩形部分150，152是沿径向向内延伸，并被配置成位于分离室20的输出端口以下。与弯曲边缘138，140相邻的漫射板130的向外部分被配置成位于分离室区域以下，这里血液分离成红血细胞，淡黄色层和血浆。上板132和下板134中的至少一个内表面，例如，上板132中的内部空腔137的表面154，有光学表面处理。表面154在不同的区域可以有不同的光学性质。例如，向外区域156可以有抛光的表面，从而允许强的被聚焦光照明相对厚的成分层。在输出端口以下的向内区域158可以有纹理面，从而漫射和减小光的强度，该光照明相对薄的和更加半透明的输出端口。不同的表面处理允许被照相机接收的光在照相机的视场上相对地均匀。这可以避免一个区域中的高强度的光淹没了在另一个区域中的较低强度的光。

向外区域156和向内区域158的光学性质通常是由在制造上板132中使用的模具所确定。利用化学或激光蚀刻，机器研磨技术，分层的应用，或其他的已知方法，也可以实现有效的表面处理。尤其是，有纹理的向内区域158可以有组合纹理，它由粗糙的主表面纹理和较光滑的次表面纹理构成。把上板和下板密封在一起可以保护被抛光的向外区域156和有纹理的向内区域158两者的光学特征，其中通过把这两个区域包围在两个板之间把上极和下极密封在一起。上板132上的周边脊160提供塑料材料用于超声焊接连接两个板。下板134中的周边槽162在焊接过程中接收任何多余的材料。在上板132上有伸出的凸台164，166，168，这些凸台有接受机器螺钉(未画出)的通孔170，172，174，该螺钉嵌入到下板134中的孔176，178，180。凸台允许机器螺钉把组装好的漫射板130固定到转子上，而不会使上板132与下板134之间形成的空腔发生变形。

明显的是，具有内部密封漫射面的这个漫射板130保护该漫射面免遭磨损，灰尘，血液成分或可能损害漫射面的其他方式所污染或损伤。有不同光学特征的多个区域允许单个照相机记录不同情况下光强可能有太大变化的一个视场。把漫射板放置在转子上，而不是在固定光源的邻近，就允许频闪光有效地从光源传输相对长的距离到达转子并给出被选取的特征，例如，被聚焦光在最接近该视场处的漫射。

本领域熟练人员显然知道，在不偏离本发明的范围或精神的条件下，可以对本发明的结构和方法做出各种改动和变化。更确切地说，只要改动和变化是在以下权利要求书或其等同内容的范围内，本发明应当覆盖这些改动和变化。

Claims (3)

1.一种离心血液处理设备(10)，包括：

固定框架；

被安装在所述固定框架上的转子(24)，所述转子产生离心作用，用于把血液分离成血液成分；

分离室(20)，其中该分离室(20)被放置并固定在所述转子的内部圆形槽(26)中；

被安装在所述血液处理设备的所述固定框架上的光源(12)以提供入射光束，用于照明在所述转子上的观察区(30)，和

光收集元件(16)，用于收集从所述光源(12)发射的光的至少一部分，其特征是，还包括

被安装在与所述观察区(30)相邻的所述转子(24)上并与所述固定框架上的所述光源(12)间隔开的漫射板(130)，该漫射板(130)有向外的区域(156)和向内的区域(158)，所述向外的区域(156)有在所述分离室的区域之下的抛光的表面，血液在该分离室中分离成成分层，而所述向内的区域(158)有在所述分离室(20)的输出端口之下的有纹理的表面，

其中所述从所述光源(12)发射的光的至少一部分通过所述漫射板(130)并通过所述观察区(30)。

2.权利要求1的设备，其中所述有纹理的表面为组合纹理，包括粗糙的主表面纹理和较光滑的次表面纹理。

3.以上权利要求中任何一个的设备，其中所述漫射板(130)包括上板(132)和下板(134)，在所述上板(132)与所述下板(134)的至少一个上形成内部空腔(137)；所述上板(132)与所述下板(134)呈“T”形；其中所述漫射板(130)有与转子(24)的边缘基本一致的弯曲的边缘(138，140)、与转子的旋转方向相邻的前边缘(142，144)、后边缘(146，148)和矩形部份(150，152)；所述前边缘和后边缘从所述弯曲的边缘(138，140)沿径向向内相互向外展开；所述矩形部分(150，152)相对于所述转子(24)是沿径向向内延伸，并被配置成位于分离室(20)的所述输出端口之下。

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