專利名稱：流體捕集器和分離流體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及醫(yī)療流體傳輸?shù)念I(lǐng)域。更具體而言，本公開涉及在輸送流體或從患者體內(nèi)移除流體時(shí)使用的流體捕集器(trap)。
背景技術(shù)：
當(dāng)患者將體外流體接收到血流中時(shí)，即輸血的示例性地靜脈內(nèi)(IV)溶液處理，存在將氣泡引入到患者的血管系統(tǒng)中的風(fēng)險(xiǎn)。如果允許這樣的氣泡積聚，它們可產(chǎn)生氣栓。另外，在將血或流體輸送給患者之前，許多醫(yī)療流體程序會(huì)對(duì)血或流體加溫，因?yàn)檫@會(huì)提高患者舒適度和身體對(duì)引入的流體的接受性。加熱流體的過程會(huì)降低溶解在那個(gè)流體中的任何氣體的可溶性，并且因此對(duì)血或流體加溫可導(dǎo)致在醫(yī)療流體的環(huán)境下典型地氮?dú)饣蜓鯕獾拿摮觥Ｒ虼?，在將流體輸送·給患者之前，捕集氣體和/或從流體中移除氣體是合乎需要的。

發(fā)明內(nèi)容
一種流體捕集器設(shè)備的實(shí)施例包括構(gòu)造成將復(fù)合流體流接收到該設(shè)備中的入口。復(fù)合流體至少包含第一流體和第二流體。第一出口構(gòu)造成從設(shè)備中排出第一流體流。外壁在物理上連接到入口上，并且外壁限定內(nèi)室。流擴(kuò)散器置于內(nèi)室內(nèi)。流擴(kuò)散器引導(dǎo)復(fù)合流體流通過內(nèi)室從入口循環(huán)到第一出口。隨著復(fù)合流體循環(huán)通過內(nèi)室，第一流體和第二流體分離。一種流體捕集器設(shè)備的實(shí)施例包括構(gòu)造成將復(fù)合流體流接收到設(shè)備中的入口。復(fù)合流體至少包括第一密度的第一流體和第二密度的第二流體。第一出口構(gòu)造成從設(shè)備中排出第一流體流。外壁在物理上將入口連接到第一出口上，并且外壁限定內(nèi)室。流擴(kuò)散器在內(nèi)室內(nèi)置于入口和第一出口之間的直接流徑中。流擴(kuò)散器引導(dǎo)復(fù)合流體流在入口和第一出口之間在內(nèi)室內(nèi)循環(huán)。復(fù)合流體在內(nèi)室內(nèi)循環(huán)會(huì)使第一流體與第二流體分離。第二出口設(shè)置成通過外壁。第二出口構(gòu)造成從內(nèi)室內(nèi)選擇性地移除第二流體。一種使復(fù)合流體的第一流體與第二流體分離的方法的實(shí)施例包括通過入口將復(fù)合流體流引入到分離室中。在入口和第一出口之間在分離室內(nèi)產(chǎn)生壓力梯度。流擴(kuò)散器置于入口和第一出口之間的流徑中。流擴(kuò)散器在分離室內(nèi)引導(dǎo)復(fù)合流體流。第一流體和第二流體被分離。通過第一出口來從分離室中移除第一流體。第二出口選擇性地在打開構(gòu)造和關(guān)閉構(gòu)造之間操作。第二出口呈打開構(gòu)造。第二流體從分離室中被移除。


圖1是描繪了流體捕集器的實(shí)施例的環(huán)境視圖。圖2描繪了被動(dòng)流體捕集器的實(shí)施例。圖3描繪了具有手動(dòng)操作式出口的流體捕集器的實(shí)施例。圖4A和4B描繪了流體捕集器的備選實(shí)施例的運(yùn)行。
圖5A和5B描繪了流體捕集器的出口布置的備選實(shí)施例。圖6A和6B描繪了具有出口密封件的流體捕集器的實(shí)施例。圖7是描繪了使第一流體與第二流體分離的方法的實(shí)施例的流程圖。部件列表 10流體捕集器 12 IV溶液
14袋 16患者 18導(dǎo)管 20入口 22擴(kuò)散器
24開放性內(nèi)部 26支承件 28外壁 30鹽水 32空氣 34出口
36流體捕集器 38復(fù)合流體 40出口 42釋壓閥 44過濾器 46膜 48出口
50流體捕集器 52擴(kuò)散器 54出口 56促動(dòng)器 58箭頭 60閥 62柱
64釋放端口 66密封件 68流體捕集器 70出口 72促動(dòng)器 74箭頭 76出口端口 78流體端口80軸 82擴(kuò)散器 84偏置元件 86止動(dòng)器 88流體捕集器 90可旋轉(zhuǎn)閥 92可旋轉(zhuǎn)環(huán) 94凹陷軌道 96出口 98流體端口 100密封件 102箭頭 104支承件 106流體捕集器 108出口密封件 110浮子 112桿 114凹陷 116 開口 118箭頭 120箭頭 200方法 202步驟 204步驟 206步驟 208步驟 210步驟 212步驟。
具體實(shí)施例方式圖1是在通過導(dǎo)管18將存放在袋或囊14中的靜脈內(nèi)(IV)溶液12輸送給患者16時(shí)使用的流體捕集器10的實(shí)施例的環(huán)境視圖。如將在本文中進(jìn)一步詳細(xì)描述的那樣，流體捕集器10通過入口 20接收IV溶液12。圖1進(jìn)一步描繪了包括加熱器15的實(shí)施例，加熱器15示例性地可為可從Vital Signs公司獲得的enFlow流體加溫系統(tǒng)。加熱器15示例性地包括加溫單元17，加溫單元17在袋14和流體捕集器10之間的位置處固定到導(dǎo)管18上，加溫單元17示例性地在靠近患者16的位置處固定到導(dǎo)管18上，以最大程度地減小受加熱流體所行進(jìn)的距離。加溫單元17連接到控制單元19上，控制單元19操作加溫單元17到達(dá)目標(biāo)加溫溫度。IV溶液12是復(fù)合流體，復(fù)合流體示例性地是(但不限于)鹽水、藥物或血。IV溶液12是復(fù)合流體，因?yàn)樗莾煞N不同密度的至少兩種不同的流體的混合物。在許多實(shí)施例中，流體中的一種是空氣，或者另一種氣體，諸如氧或氮；但是，如本文公開的那樣，流體捕集器10不意圖限于用于使空氣與流體分離，而是也可用于使一種液體與另一種液體分離的實(shí)施例中，只要這兩種液體具有不同的密度。當(dāng)復(fù)合流體包括空氣或另一種氣體時(shí)，空氣可以多種形式夾帶在流體中。上面描述的氣栓是流體中的大氣泡。由于加熱器15或流體在輸送給患者之前行進(jìn)通過其中的另一個(gè)機(jī)械裝置，可形成其它氣泡。微氣泡是截然不同地限定的氣泡，但是直徑小于一毫米，并且有時(shí)用于造影劑或藥物輸送機(jī)構(gòu)中。最后，空氣(或其它氣體)可溶解在流體中。復(fù)合流體的物理狀況(例如溫度、壓力、流率)的變化可使空氣或其它氣體從復(fù)合流體中分離或者脫出。IV溶液12通過入口 20進(jìn)入流體捕集器10。擴(kuò)散器22被一個(gè)或多個(gè)支承件26支承在流體捕集器10的開放性內(nèi)部24內(nèi)，該一個(gè)或多個(gè)支承件26從流體捕集器10的在圖1中顯示的外壁28向內(nèi)延伸。由于擴(kuò)散器22在開放性內(nèi)部24的定位的原因，IV溶液改變路徑而流過開放性內(nèi)部24。IV溶液12撞擊擴(kuò)散器22、改變方向和循環(huán)通過開放性內(nèi)部24的組合作用使較高密度的流體(示例性地鹽水30)與較低密度的流體(示例性地空氣32)分離。空氣32保持在開放性內(nèi)部24的一部分內(nèi)，而鹽水30則傳送通過流體捕集器10的出口 34，并且通過導(dǎo)管18而輸送到患者16。照這樣，流體捕集器10操作來防止通過入口 20進(jìn)入流體捕集器10的氣泡直接傳送到出口 34。由于流體捕集器10的形狀，在入口 20和出口 34沿著流體捕集器的中心軸線對(duì)準(zhǔn)，以及入口 20和出口 34 至少部分地延伸到開放性內(nèi)部24中的情況下，流體捕集器10不依賴于定向，只要捕集的空氣32占據(jù)小于開放性內(nèi)部的預(yù)定體積即可。在一些實(shí)施例中，這個(gè)預(yù)定體積為開放性內(nèi)部的體積的20%，并且在其它實(shí)施例中，預(yù)定體積可為30%或40%，但是，預(yù)定體積的這些示例不意圖限制如本文公開的那樣的裝置和方法的實(shí)施例內(nèi)的預(yù)定體積的范圍。因而，只要捕集的空氣32的體積保持低于這個(gè)預(yù)定體積，就通過出口 34提供連續(xù)的分離鹽水流30。要理解的 是，描繪了流體捕集器10的球形幾何結(jié)構(gòu)，但可使用其它幾何結(jié)構(gòu)，包括(但不限于)立方形、圓柱形或圓錐形幾何結(jié)構(gòu)。流體捕集器10表示設(shè)計(jì)成可消耗的醫(yī)療產(chǎn)品的被動(dòng)流體捕集器的實(shí)施例。在流體捕集器10的實(shí)施例中，示例性地在流體捕集器10的生產(chǎn)期間或者通過重力或注射填裝來預(yù)先填裝流體捕集器10，以便填充流體，諸如鹽水30。隨著空氣被捕集，空氣32的增加的體積會(huì)取代鹽水30的體積。因?yàn)椴淮嬖谟糜卺尫挪都目諝?2的機(jī)構(gòu)，所以臨床醫(yī)生必須監(jiān)視流體捕集器10，使得在捕集的空氣32的體積變得很多以至于到達(dá)出口 34且輸送到患者之前更換流體捕集器10。圖2是被動(dòng)流體捕集器36的備選實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意，在本文公開的所有示例性地實(shí)施例中，相同參考標(biāo)號(hào)用來描述實(shí)施例之間的相同結(jié)構(gòu)。流體捕集器36通過入口 20接收復(fù)合流體流38，在本示例中，復(fù)合流體38是鹽水和空氣的組合。復(fù)合流體38流到流體捕集器36的開放性內(nèi)部24中，復(fù)合流體流38被擴(kuò)散器22分散。在流體捕集器36中，擴(kuò)散器22位于入口 20附近，使得擴(kuò)散器22致使在復(fù)合流體38進(jìn)入開放性內(nèi)部24之后，復(fù)合流體流38的方向改變，但將認(rèn)可的是，備選實(shí)施例可在入口 20和擴(kuò)散器22之間包括備選關(guān)系。復(fù)合流體38被擴(kuò)散器22分散會(huì)使復(fù)合流體38在開放性內(nèi)部24內(nèi)循環(huán)，從而導(dǎo)致空氣32與鹽水30分離。因?yàn)辂}水30在密度上高于空氣32，所以鹽水30由于重力而分離到流體捕集器36的底部部分，并且通過出口 34離開流體捕集器36。在備選實(shí)施例中，以及如本文進(jìn)一步詳細(xì)地公開的那樣，入口 20或出口 34中的一個(gè)或兩者可包括螺旋形凹槽或凸脊(未描繪)。復(fù)合流體38的流率或方向的變化可有利于流體的分離。這些結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或兩者的螺旋形幾何結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生分離第一流體和第二流體的離心力。在本文公開的更進(jìn)一步的實(shí)施例中，示例性地用螺旋形流徑(未描繪)修改開放性內(nèi)部24內(nèi)的幾何結(jié)構(gòu)，以控制復(fù)合流體流。在一個(gè)實(shí)施例中，這種幾何結(jié)構(gòu)可具有減少湍流的作用，以保持從復(fù)合流體中的溶液中移除不必要的空氣。另外，這種實(shí)施例可減小流體捕集器內(nèi)的剪切應(yīng)力，當(dāng)復(fù)合流體包括血時(shí)，剪切應(yīng)力可引起溶血現(xiàn)象。在流體捕集器36的實(shí)施例中，在開始使用時(shí)，通過用或者復(fù)合流體38或者鹽水30填充開放性內(nèi)部來填裝流體捕集器36。臨床醫(yī)生可使用注射器將流體或者注射或者吸入流體捕集器10內(nèi)來填裝流體捕集器10。因?yàn)槭褂昧黧w捕集器36 了，以及空氣32收集在開放性內(nèi)部24內(nèi)，所以保持空氣32的開放性內(nèi)部24的體積增加，只要空氣32的這種體積被保持在預(yù)定體積。示例性地，預(yù)定體積為小于開放性內(nèi)部24的總體積的45%的百分?jǐn)?shù)，在備選實(shí)施例中小于40%，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)可的任何備選體積，分離鹽水30將通過出口 34持續(xù)從開放性內(nèi)部24流出。在功能上，預(yù)定體積是流體捕集器36在使空氣32 (或其它捕集的流體)傳送通過出口 34時(shí)可保持捕集在其內(nèi)的空氣32 (或其它捕集的流體)的體積，這不依賴于流體捕集器210的定向。在流體捕集器36中，擴(kuò)散器22在形狀上為球形；但是，擴(kuò)散器22可為多種其它形狀，如本文公開的那樣。另外，擴(kuò)散器22可構(gòu)造在流體捕集器36的中心處，或者可在朝入口 20和出口 34中的一個(gè)或另一個(gè)的方向上有所偏移。流體捕集器36設(shè)計(jì)成通過出口 40來被動(dòng)地控制保持在開放性內(nèi)部24內(nèi)的空氣32的體積。出口 40設(shè)計(jì) 成有利于從開放性內(nèi)部24中被動(dòng)地釋放空氣32。出口 40包括設(shè)計(jì)成在預(yù)定壓力下打開以釋放空氣32的釋壓閥42。釋壓閥42可為設(shè)計(jì)成在預(yù)定壓力下打開的多種單向閥或止回閥中的任一個(gè)。這樣的閥的非限制性示例包括球閥、過壓釋放閥或傘閥。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，兩個(gè)或更多個(gè)閥的組合提供冗余，或者針對(duì)特定的功能(例如使血保持在流體捕集器內(nèi)，或者使空氣傳送出流體捕集器)，可涉及串聯(lián)或并聯(lián)的多個(gè)閥。過濾器44在釋壓閥42的下游保持在出口 40內(nèi)，以擋住夾帶在通過出口 40而被去除的空氣32中的任何殘余物質(zhì)。在其中復(fù)合流體38是生物或藥用物質(zhì)的示例中，防止在空氣32 (其釋放到外部環(huán)境中)中可能飽和的這些流體中的任一種的釋放可為合乎需要的。因此，可選擇過濾器44來(諸如)在釋放空氣32之前移除任何這種材料。過濾器44的非限制性示例可為疏水膜或親水膜。另外，一些實(shí)施例可包括可選擇性地滲透的膜46，膜46可滲透待用流體捕集器36移除的第二流體，但是可選擇性地滲透的膜46不可滲透待通過出口 34釋放的較稠的流體。添加可選擇性地滲透的部件46進(jìn)一步幫助確保僅有空氣32通過出口 40而釋放。在流體捕集器36的示例性實(shí)施例中，多個(gè)出口 40位于外壁28的周邊周圍。出口48圍繞流體捕集器36定位成離出口 40有180°。但是，將認(rèn)可的是，備選實(shí)施例可使出口相對(duì)于其它出口以多種定向中的任一個(gè)定位。因此，出口 48的可選擇性地滲透的膜46保持鹽水30不通過出口 48釋放。在流體捕集器36的周邊周圍包括出口 40、48會(huì)使流體捕集器36不依賴位置，因?yàn)椴还芏ㄏ蛉绻?，空?2都可通過出口 40、48而釋放，從而保持鹽水30流出出口 34。在另外的實(shí)施例中，出口 40沿著流體捕集器36周圍的整個(gè)周邊延伸。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，多個(gè)出口 40在流體捕集器36的整個(gè)表面上隔開。出口 34可在尺寸上設(shè)置成直徑小于入口 20。備選地，入口 20可在尺寸上設(shè)置成直徑小于出口 34。這些構(gòu)造中的任一種都可跨過流體捕集器36的開放性內(nèi)部24而產(chǎn)生壓力梯度。這個(gè)壓力梯度有利于通過出口 40、48的釋壓閥42排出空氣32。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，出口 34具有可調(diào)孔口(未描繪)，或者可選擇性地或部分地阻塞。在一些實(shí)施例中，出口 40中的一個(gè)或多個(gè)可在出口 34處延伸通過外壁28。這種實(shí)施例可為諸如構(gòu)造成沿周向圍繞出口 34的傘閥的出口。雖然未描繪，但這些實(shí)施例可進(jìn)一步使得在鹽水30離開流體捕集器之前最后移除任何分離的空氣32，或者移除如上面描述的那樣被位于出口34中的螺旋形凹槽或凸脊(未描繪)移除的任何分離的空氣32。在一些實(shí)施例中，在流體捕集器36內(nèi)的另一個(gè)環(huán)境狀況(示例性地(但不限于)壓力、流率或內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu))產(chǎn)生變化時(shí)，期望保持通過流體捕集器36的體積流量，以便在流體捕集器36內(nèi)產(chǎn)生文丘里效應(yīng)。圖3描繪了主動(dòng)操作式流體捕集器50的實(shí)施例。如上面描述的那樣，復(fù)合流體流38通過入口 20而接收到流體捕集器50中。流體捕集器50示例性地包括擴(kuò)散器52的備選實(shí)施例。擴(kuò)散器52在形狀上設(shè)置成在復(fù)合流體38進(jìn)入到開放性內(nèi)部24中時(shí)使復(fù)合流體38產(chǎn)生增加的分散。復(fù)合流體38的增加的分散和流徑的方向變化有利于從鹽水30中分離出空氣32。如在其它實(shí)施 例中那樣，空氣32和鹽水30基于重力而收集在流體捕集器50內(nèi)。在擴(kuò)散器52引起鹽水30的流徑的進(jìn)一步的改變之后，鹽水30通過出口 34從流體捕集器50中排出。流體捕集器50提供主動(dòng)出口 54的示例，出口 54必須被諸如臨床醫(yī)生促動(dòng)，或者是自動(dòng)化的，以便從流體捕集器50的開放性內(nèi)部24中釋放空氣32。出口 54包括可動(dòng)促動(dòng)器56，在接收到箭頭58的方向上的力之后，促動(dòng)器56沿同一方向移動(dòng)到開放性內(nèi)部24中。這個(gè)移動(dòng)使閥60與柱62接合，柱62打開閥60，以通過閥60釋放空氣32。柱62示例性地構(gòu)造有釋放通道64，以提供用于通過打開的閥60釋放空氣32的通路。但是，要認(rèn)可的是，可使用備選幾何結(jié)構(gòu)或構(gòu)造來實(shí)現(xiàn)類似的目的，示例性地(但無限制)，釋放通道可為端口、凹槽或槽道。以多種已知的偏置技術(shù)(包括彈簧材料變形或以幾何結(jié)構(gòu)的方式產(chǎn)生的偏置技術(shù))中的任何一種使促動(dòng)器56偏置在關(guān)閉的或向外延伸的位置上，使得壓力在沿箭頭58的方向釋放之后，促動(dòng)器56回到其完全伸出的位置，從而關(guān)閉閥60。密封件66(其示例性地為O形圈)在外壁28上在促動(dòng)器56的周圍提供流體密封。圖4A和4B描繪了主動(dòng)操作式流體捕集器68的備選實(shí)施例。圖4A描繪了呈關(guān)閉構(gòu)造的流體捕集器68，其中，空氣32收集在流體捕集器68的開放性內(nèi)部24內(nèi)，而鹽水30則通過出口 34而被引導(dǎo)出。圖4B描繪了打開構(gòu)造，其中，空氣32通過出口 70從開放性內(nèi)部24中排出，并且出口 34至少部分地被阻塞而阻擋鹽水流30。出口 70包括促動(dòng)器72，臨床醫(yī)生可通過沿箭頭74的方向壓按促動(dòng)器72而操作促動(dòng)器72。促動(dòng)器72的運(yùn)行使流體捕集器68在打開構(gòu)造和關(guān)閉構(gòu)造之間切換。促動(dòng)器72包括出口端口 76，并且密封件66在外壁28和促動(dòng)器72之間保持流體密封。外壁28進(jìn)一步包括流體端口 78。當(dāng)流體捕集器68如圖4A中描繪的那樣呈關(guān)閉構(gòu)造時(shí)，促動(dòng)器72的出口端口 76不對(duì)準(zhǔn)外壁28的流體端口 78，并且密封件66提供流體密封，從而防止流體端口 78和出口端口 76之間有任何流體流。在一個(gè)實(shí)施例中，促動(dòng)器72中的膜(未描繪)提供進(jìn)一步保護(hù)，防止抵抗鹽水30通過出口端口 76而溢流或釋放。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，促動(dòng)器72包括諸如用以以接合的方式接收注射器的螺紋(未描繪)，注射器用來以受控制和限制的方式通過受促動(dòng)的促動(dòng)器72的出口端口 76抽出空氣。促動(dòng)器72進(jìn)一步包括軸80，軸80延伸到流體捕集器68的開放性內(nèi)部24中，并且連接到擴(kuò)散器82上。軸80將擴(kuò)散器82定位在入口 20和出口 34附近的位置上，使得在流體捕集器68基于促動(dòng)器72的位置而呈關(guān)閉構(gòu)造時(shí)，擴(kuò)散器82置于入口 20和出口 34之間的直接流徑中。擴(kuò)散器82提供擴(kuò)散器的實(shí)施例的示例性備選方案。要認(rèn)可的是，擴(kuò)散器82可用于本文公開的多種實(shí)施例中，而·流體捕集器68則可使用多種擴(kuò)散器。偏置元件84(其可為彈簧(未描繪)，或者如描繪的那樣，可為可變形的結(jié)構(gòu)構(gòu)件)克服箭頭74的方向上的力而偏置促動(dòng)器72。因而，流體捕集器68偏置到關(guān)閉構(gòu)造。如將在本文中更詳細(xì)地描述的那樣，止動(dòng)器86朝出口 34的方向從軸80延伸。當(dāng)促動(dòng)器72呈關(guān)閉構(gòu)造時(shí)，止動(dòng)器86延伸到開放性內(nèi)部24中，但基本不阻礙鹽水流30通過出口 34離開流體捕集器68。促動(dòng)器72描繪了可用于流體捕集器68的實(shí)施例中的促動(dòng)器的一個(gè)示例性實(shí)施例。在備選實(shí)施例中，促動(dòng)器進(jìn)一步包括螺旋形軌道，使得促動(dòng)器在被按壓時(shí)旋轉(zhuǎn)，從而使止動(dòng)器旋轉(zhuǎn)成跨過出口。在另一個(gè)實(shí)施例中，不是被按壓，而是促動(dòng)器72圍繞軸線旋轉(zhuǎn)，以使流體捕集器68在打開構(gòu)造和關(guān)閉構(gòu)造之間移動(dòng)。在這種實(shí)施例中，促動(dòng)器72可使擴(kuò)散器82保持對(duì)準(zhǔn)入口 20，同時(shí)使止動(dòng)器86移動(dòng)成跨過出口 34，從而阻塞出口 34。圖4B描繪了呈打開構(gòu)造的流體捕集器68，這是由沿箭頭74的方向施加到促動(dòng)器72上的力產(chǎn)生的。在箭頭74的方向上的力會(huì)克服偏置元件84提供的偏置力，壓縮偏置元件84，并且促動(dòng)器72沿箭頭74的方向移動(dòng)到流體捕集器68的開放性內(nèi)部24中。促動(dòng)器72的移動(dòng)會(huì)使促動(dòng)器72的出口端口 76對(duì)準(zhǔn)外壁28的流體端口 78，并且因而空氣32通過對(duì)準(zhǔn)的流體端口 78和出口端口 76從開放性內(nèi)部24行進(jìn)到流體捕集器68的外部。在流體端口 78和出口端口 76對(duì)準(zhǔn)的同時(shí)，止動(dòng)器86沿箭頭74的方向移動(dòng)到基本阻礙鹽水流30通過出口 34而離開流體捕集器68的位置。通過在組合流體38仍然通過入口 20進(jìn)入流體捕集器68時(shí)用止動(dòng)器86堵塞出口 34，開放性內(nèi)部24內(nèi)的壓力將增大，從而進(jìn)一步迫使空氣32通過對(duì)準(zhǔn)的流體端口 78和出口端口 76離開出口 70。流體壓力的增大幫助有利于從流體捕集器68中排出空氣32。要理解的是，在實(shí)施例中，止動(dòng)器86可阻塞或部分地阻塞出口 34。在備選實(shí)施例中，止動(dòng)器改變流體捕集器68內(nèi)的另一個(gè)環(huán)境狀況，諸如(但不限于)鹽水30的流率或鹽水30的流徑。當(dāng)空氣32已經(jīng)通過出口 70排出時(shí)，臨床醫(yī)生可通過釋放在促動(dòng)器72上的沿箭頭74的方向的力來結(jié)束空氣32的排出，并且偏置元件84移動(dòng)促動(dòng)器72且使流體捕集器68回到關(guān)閉構(gòu)造?？諝?2將再次在現(xiàn)在呈關(guān)閉構(gòu)造的流體捕集器68的開放性內(nèi)部24內(nèi)聚集。圖5A和5B描繪了主動(dòng)操作式流體捕集器88的更進(jìn)一步的實(shí)施例。圖5A是流體捕集器88的沿著與在入口 20和出口 34之間的復(fù)合流體38和鹽水30的流徑一致的平面的剖面圖。圖5B是沿著圖5A中標(biāo)識(shí)為線B-B的平面的剖面圖，線B-B垂直于入口 20和出口 34之間的流。流體捕集器88包括可旋轉(zhuǎn)地促動(dòng)的閥90，閥90包括在外壁28的凹陷軌道94 (或者其它接合部)內(nèi)旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)環(huán)92?？尚D(zhuǎn)環(huán)92包括出口 96，出口 96可包括來自開放性內(nèi)部24的空氣32可傳送通過其中的過濾器或如上面公開的那樣的其它可選擇性地滲透的膜。環(huán)92能夠在凹陷軌道94內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以諸如選擇性地使環(huán)92中的出口 96對(duì)準(zhǔn)通過外壁28的流體端口 98。密封件100示例性地為O形圈，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)可其為用于目前公開的實(shí)施例中的多種適合的密封件中的任一種，密封件100在凹陷軌道94內(nèi)的外壁28和可旋轉(zhuǎn)環(huán)92之間保持流體密封。圖5A描繪了流體捕集器88，其呈打開構(gòu)造，使得出口 96對(duì)準(zhǔn)流體端口 98，并且空氣32傳送通過流體端口 98和出口 96到達(dá)流體捕集器88的外部。如圖5B中顯示的那樣，可旋轉(zhuǎn)環(huán)92能夠在凹陷軌道94內(nèi)圍繞流體捕集器88沿箭頭102的方向旋轉(zhuǎn)。通過將可旋轉(zhuǎn)環(huán)92旋轉(zhuǎn)到其中出口 96不對(duì)準(zhǔn)流體端口 98的位置，流體捕集器88被置于關(guān)閉構(gòu)造，并且容許空氣32在流體捕集器88的開放性內(nèi)部24內(nèi)聚集。如圖5B中進(jìn)一步顯示的那樣，一個(gè)或多個(gè)支承件104可從流體捕集器88的外壁28延伸，其中，支承件104使擴(kuò)散器22在入口 20和出口 34之間保持有特定的對(duì)準(zhǔn)。圖6A和6B進(jìn)一步描繪了被動(dòng)流體捕集器106的備選實(shí)施例。但要理解的是，可通過實(shí)現(xiàn)如上面在前面的實(shí)施例中公開的那樣的出口的任一個(gè)來將流體捕集器106的實(shí)施例設(shè)計(jì)成主動(dòng)流體捕集器。另外，可通過使用帶螺紋的出口連接件(未描繪)(諸如Luer-Lok )來實(shí)現(xiàn)主動(dòng)流體捕集器的更進(jìn)一步的實(shí)施例。在這種實(shí)施例中，通過外壁28提供螺紋的外凸或內(nèi)凹連接 件，并且臨床醫(yī)生或技術(shù)員可通過使用具有合適的匹配螺紋連接件的注射器來從流體捕集器106中移除空氣32。流體捕集器106描繪了在本文公開的流體捕集器中可實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)散器107的更進(jìn)一步的實(shí)施例。擴(kuò)散器107包括隨著復(fù)合流體38通過入口 20流到流體捕集器106中而旋轉(zhuǎn)的扇葉片109。擴(kuò)散器107表示擴(kuò)散器的機(jī)械設(shè)計(jì)，該機(jī)械設(shè)計(jì)使復(fù)合流體進(jìn)一步攪動(dòng)，有利于分離成第一流體和第二流體?；氐綀D6A和6B中描繪的流體捕集器106的實(shí)施例，流體捕集器106包括出口密封件108。出口密封件108包括浮子110。浮子110設(shè)計(jì)成被復(fù)合流體38中的密度較大的流體(示例性地鹽水30)浮起。如圖6A和6B中描繪的那樣，浮子110因此懸浮在空氣32和鹽水30之間的交接部處。桿112從浮子110延伸，并且行進(jìn)到凹陷114內(nèi)。桿112包括開口 116，使得當(dāng)出口密封件108沿箭頭118的方向浮起時(shí)，開口 116基本對(duì)準(zhǔn)出口 34，并且鹽水30可通過出口 34離開流體捕集器106。在備選實(shí)施例(未描繪)中，浮子110也用作出口密封件，從而限制或阻止空氣在捕集的空氣如本文公開的那樣在流體捕集器內(nèi)聚集時(shí)進(jìn)入出口。要理解的是，在實(shí)施例中，出口密封件108和浮子110可構(gòu)造成能夠圍繞中心軸線自由地旋轉(zhuǎn)。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，出口密封件108和浮子110可動(dòng)地保持在凹陷114或者另一個(gè)類似的凹陷(未描繪)內(nèi)，以諸如獨(dú)立于流體捕集器106的定向而操作。在一個(gè)僅為示例性的實(shí)施例中，這種出口密封件(未描繪)可將浮子定位在出口密封件的中間，其中，兩個(gè)或更多個(gè)開口(未描繪)在出口密封件中構(gòu)造成用于在各種流體捕集器定向的情況下進(jìn)行操作連接。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，浮子本身在尺寸上設(shè)置成用作出口密封件，從而有利于阻塞或部分地阻塞出口。但是，隨著空氣32在流體捕集器106的開放性內(nèi)部24內(nèi)聚集，出口密封件108沿箭頭120的方向移動(dòng)，并且開口 116移動(dòng)到凹陷114中，并且桿112基本阻止出口 34排出鹽水流30，如圖6B中描繪的那樣。由于持續(xù)地對(duì)流體捕集器106提供復(fù)合流體流38，流體捕集器106內(nèi)的壓力可進(jìn)一步增大，以諸如壓縮空氣32在開放性內(nèi)部24內(nèi)占用的體積，使得出口密封件108沿箭頭118的方向足夠充分地移動(dòng)，以再次容許鹽水流30離開。無論如何，出口密封件108機(jī)構(gòu)提供安全特征來防止大體積的空氣32捕集在開放性內(nèi)部24內(nèi)，從而防止意外地將空氣32輸送給患者。如上面描述的那樣，流體捕集器的實(shí)施例可通過在空氣在空氣捕集器內(nèi)聚集時(shí)逐漸約束離開出口的流來逐漸在流體捕集器內(nèi)產(chǎn)生壓力梯度?？諝獾倪@個(gè)聚集迫使浮子阻塞出口。如上面提到的那樣，流體捕集器106的實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)為主動(dòng)操作式流體捕集器，通過添加上面描述的出口中的一個(gè)，可從主動(dòng)操作式流體捕集器中移除空氣32。在構(gòu)造成被動(dòng)或主動(dòng)地排出捕集的空氣32的流體 捕集器106的這樣的實(shí)施例中，出口密封件108堵塞出口 34可提高開放性內(nèi)部?jī)?nèi)的壓力，從而有利于移除捕集的空氣32。圖7是描繪了使復(fù)合流體的第一流體與第二流體分離的方法的實(shí)施例的流程圖。要理解的是，可按多種方式實(shí)現(xiàn)如圖7中描繪的那樣的方法200，包括方法200中顯示的動(dòng)作中的一些或全部。另外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)可，在本公開的范圍內(nèi)，可按與方法200的流程圖中具體公開的順序不同而同時(shí)在本公開的范圍內(nèi)的備選順序來執(zhí)行方法200的某些公開的特征。在202處，方法200以將復(fù)合流體流引入到流體捕集器中為開始。如上面公開的那樣，復(fù)合流體是包括第一密度的第一流體和第二密度的第二流體的流體。在一些實(shí)施例中，第一流體和第二流體可都為液體，而在其它實(shí)施例中，第一流體和第二流體分別可為液體和氣體。在202處將復(fù)合流體流引入到流體捕集器中可進(jìn)一步包括這樣的動(dòng)作，即，填裝流體捕集器，使得在流體捕集器以打開構(gòu)造操作時(shí)提供復(fù)合流體流，使得第二出口如上面描述的那樣打開，以從開放性內(nèi)部24(其可另外被稱為分離室)中排出任何氣體。因而填裝流體捕集器的動(dòng)作將移除任何殘余氣體，使得在更換流體捕集器之前，最大量的第二流體可積聚在流體捕集器中，或者備選地，如需要的那樣從流體捕集器中排出積聚的第二流體。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，可提供示例性地用惰性液體(諸如鹽水)預(yù)先填裝的流體捕集器，使得臨床醫(yī)生或技術(shù)員不必在使用之前手動(dòng)地填裝流體捕集器。在204處，在流體捕集器的分離室內(nèi)產(chǎn)生壓力梯度。如上面公開的那樣，可按多種方式產(chǎn)生或建立壓力梯度。用于產(chǎn)生壓力梯度的示例性技術(shù)包括使流體捕集器的入口和出口之間的尺寸不同，或運(yùn)行限流器(諸如出口密封件)以至少部分地阻塞流體捕集器的出□。在206處，在流體捕集器內(nèi)引導(dǎo)復(fù)合流體流。復(fù)合流體由流體捕集器通過入口而接收，并且諸如通過使用擴(kuò)散器來引導(dǎo)復(fù)合流體循環(huán)通過分離室，擴(kuò)散器相對(duì)于流體捕集器的至少入口或出口而定位。接下來，在208處，使復(fù)合流體的第一流體與第二流體分離。如上面公開的那樣，復(fù)合流體在分離室內(nèi)循環(huán)有利于基于第一流體和第二流體的相應(yīng)的不同的密度，通過重力來分離第一流體和第二流體。如上面詳細(xì)說明的那樣，沖擊力或其它機(jī)械力、壓降、流率的變化或流體捕集器內(nèi)的其它環(huán)境狀況也可用來分離第一流體和第二流體。在210處，通過第一出口從流體捕集器中移除第一流體。在實(shí)施例中，入口和出口的直徑之間的差異可在本文公開的流體捕集器的實(shí)施例內(nèi)產(chǎn)生壓力梯度。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，止動(dòng)器、促動(dòng)器或其它類型的限流器(諸如閥)控制離開第一出口的第一流體流。這在流體捕集器中可引起壓力梯度或其它環(huán)境變化，這有利于分離和移除第二流體。在212處，選擇性地操作第二出口來選擇性地從流體捕集器中移除第二流體。如上面公開的那樣，第二出口構(gòu)造成使得分離的第二流體積聚在第二出口周圍，以及第二出口的選擇性操作從流體捕集 器中移除積聚的第二流體。如上面公開的那樣，多種出口可用作第二出口，同時(shí)仍然在本公開的范圍內(nèi)。這樣的示例性出口的非限制性列表包括被動(dòng)操作式壓力閥、主動(dòng)操作式推動(dòng)閥或可旋轉(zhuǎn)地操作的閥。本公開主要依賴于包括鹽水和空氣作為第一流體和第二流體的復(fù)合流體的示例性描述。但是，將認(rèn)可的是，這不意圖限制可使用流體捕集器的目前公開的實(shí)施例的情形或復(fù)合流體的范圍。在備選實(shí)施例中，復(fù)合流體可為提供給患者作為輸血的一部分的血。血可示例性地循環(huán)通過加溫器(未描繪)，以諸如使血的溫度升高到近似患者的體內(nèi)溫度。血的加溫可降低溶解在血內(nèi)的氣體(特別是氧和/或氮)的可溶性，并且流體捕集器可操作來在將血輸送給患者之前，移除血中脫出的氧、氮或其它氣體的任何積聚。本文公開了流體捕集器的多種示例性實(shí)施例。要理解的是，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)可的那樣，本文公開的構(gòu)件的另外的組合(例如入口、擴(kuò)散器以及第一出口和第二出口的組合)在本公開的范圍內(nèi)。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，流體捕集器可連接在接收機(jī)械通氣支持的患者的呼吸回路內(nèi)。在這種實(shí)施例中，流體捕集器操作來收集水分和/或粘液，以及從呼吸回路中排出水分和/或粘液，以便防止這些物質(zhì)再循環(huán)回患者的肺。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)可的那樣，在這些實(shí)施例中，復(fù)合流體將是患者呼出的空氣，在其內(nèi)夾帶了水蒸氣和粘液。在這些實(shí)施例中，流體捕集器操作來分離和保持較粘稠的流體(例如冷凝水或粘液)，同時(shí)有利于使不那么粘稠的流體(例如空氣)在入口和出口之間流過流體捕集器。本書面描述使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及實(shí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有不異于權(quán)利要求的字面語言的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言無實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們意于處在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種流體捕集器設(shè)備，包括 構(gòu)造成將復(fù)合流體的流接收到所述設(shè)備中的入口，所述復(fù)合流體至少具有第一流體和第二流體； 在物理上連接到所述入口上的外壁，所述外壁限定內(nèi)室； 置于所述內(nèi)室內(nèi)的流擴(kuò)散器，所述流擴(kuò)散器引導(dǎo)所述復(fù)合流體的流循環(huán)通過所述內(nèi)室，其中，隨著所述復(fù)合流體循環(huán)通過所述內(nèi)室，所述第一流體和所述第二流體分離；以及在物理上連接到所述外壁上的第一出口，所述第一出口構(gòu)造成從所述設(shè)備中排出分離的第一流體的流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體捕集器，其特征在于，所述流體捕集器進(jìn)一步包括第二出口，所述第二出口設(shè)置成通過所述外壁，并且構(gòu)造成從所述設(shè)備中排出分離的第二流體的流，其中，分離的第二流體在所述第二出口周圍聚集，并且所述第二出口能夠在用以將分離的第二流體保持在開放性內(nèi)部?jī)?nèi)的第一構(gòu)造和用以排出分離的第二流體的第二構(gòu)造之間操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體捕集器，其特征在于，當(dāng)所述第二出口處于所述第二構(gòu)造時(shí)，所述入口和所述第一出口之間的壓力梯度迫使所述第二流體離開所述第二出口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體捕集器，其特征在于，所述流體捕集器進(jìn)一步包括與所述第一出口處于流體連通的限流器，并且所述限流器能夠操作來至少部分地阻塞所述第一出口，并且至少部分地阻塞所述第一出口會(huì)在所述入口和所述第一出口之間產(chǎn)生壓力梯度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體捕集器，其特征在于，所述第二出口與所述第一出口協(xié)作，使得所述第二出口操作到所述第二構(gòu)造而排出所述第二流體的操作也會(huì)至少部分地阻塞所述第一出口。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體捕集器，其特征在于，所述入口具有大于所述第一出口的內(nèi)徑的內(nèi)徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體捕集器，其特征在于，所述流體捕集器進(jìn)一步包括在所述第二出口中的閥，所述閥能夠操作來將所述第二出口置于所述第一構(gòu)造和所述第二構(gòu)造。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流體捕集器，其特征在于，所述流體捕集器進(jìn)一步包括膜，其中，所述膜能夠滲透所述第二流體，并且所述膜將所述第二流體保持在所述第二出口周圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體捕集器，其特征在于，所述流擴(kuò)散器進(jìn)一步鄰近所述第一出口，使得所述第一流體的流在通過所述第一出口離開之前改變方向。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的流體捕集器，其特征在于，所述流擴(kuò)散器進(jìn)一步鄰近所述入口，使得所述復(fù)合流體的流在進(jìn)入所述內(nèi)室之后改變方向。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的流體捕集器，其特征在于，所述入口和所述第一出口各自朝所述內(nèi)室的內(nèi)部延伸，并且所述偏流器位于所述內(nèi)室的中心處，使得所述第一流體圍繞所述流擴(kuò)散器在所述內(nèi)室中循環(huán)。
12.一種流體捕集器設(shè)備，包括 構(gòu)造成將復(fù)合流體的流接收到所述設(shè)備中的入口，所述復(fù)合流體至少具有第一流體和第二流體； 在物理上連接到所述入口上的外壁，所述外壁限定內(nèi)室； 置于所述內(nèi)室內(nèi)的流擴(kuò)散器，所述流擴(kuò)散器引導(dǎo)所述復(fù)合流體的流在入口和第一出口之間、在所述內(nèi)室內(nèi)循環(huán)，并且基于所述第一流體的第一密度和所述第二流體的第二密度，所述復(fù)合流體在所述內(nèi)室內(nèi)的循環(huán)使所述第一流體與所述第二流體分離； 設(shè)置成通過所述外壁的第一出口，其構(gòu)造成從所述設(shè)備中排出分離的第一流體的流；以及 設(shè)置成通過所述外壁的第二出口，所述第二出口構(gòu)造成從所述內(nèi)室內(nèi)選擇性地移除分離的第二流體。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的流體捕集器，其特征在于，所述流擴(kuò)散器定位在所述入口和所述第一出口附近。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的流體捕集器，其特征在于，所述流擴(kuò)散器至少部分地包圍所述入口和所述第一出口。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣捕集器，其特征在于，所述空氣捕集器進(jìn)一步包括 在所述流擴(kuò)散器中的通道，所述通道流體地連接到所述外壁的外部上；以及 能夠滲透所述第二流體的膜，所述膜聯(lián)接到所述流擴(kuò)散器上，從而分開所述通道和所述內(nèi)室，其中，所述復(fù)合流體被引導(dǎo)到所述流擴(kuò)散器的所述膜上，并且所述第二流體中的至少一些穿過所述膜而從所述復(fù)合流體中分離。
16.一種使復(fù)合流體的第一流體與第二流體分離的方法，所述方法包括 通過入口將所述復(fù)合流體的流引入到分離室中，所述分離室具有第一出口 ； 在所述入口和所述第一出口之間、在所述分離室內(nèi)產(chǎn)生壓力梯度； 將流擴(kuò)散器置于所述入口和所述第一出口之間的流徑中，所述流擴(kuò)散器在所述分離室內(nèi)引導(dǎo)所述復(fù)合流體的流； 基于第一密度和第二密度來分離所述第一流體和所述第二流體； 通過所述第一出口，從所述分離室中移除所述第一流體；以及 在打開構(gòu)造和關(guān)閉構(gòu)造之間選擇性地操作第二出口，其中，當(dāng)所述第二出口處于所述打開構(gòu)造時(shí)，從所述分離中室移除第二流體。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括 在所述入口和所述第一出口之間建立壓力梯度；以及 由于所述壓力梯度的原因，通過所述第二出口來移除所述第二流體。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括操作連接到所述第一出口上的限流器，以在所述入口和所述第一出口之間產(chǎn)生壓力梯度。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，以所述打開構(gòu)造操作所述第二出口會(huì)至少部分地阻塞所述第一出口。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述第二出口是閥。
全文摘要
本發(fā)明涉及流體捕集器和分離流體的方法。一種流體捕集器設(shè)備包括構(gòu)造成將復(fù)合流體流接收到該設(shè)備中的入口。復(fù)合流體至少包含第一流體和第二流體。外壁限定內(nèi)室。流擴(kuò)散器置于內(nèi)室內(nèi)。流擴(kuò)散器引導(dǎo)復(fù)合流體流循環(huán)通過內(nèi)室。隨著復(fù)合流體循環(huán)通過內(nèi)室，第一流體和第二流體分離。一種使第一流體與第二流體分離的方法包括將復(fù)合流體流引入到分離室中。在分離室內(nèi)產(chǎn)生壓力梯度。流擴(kuò)散器置于入口和出口之間的流徑中。流擴(kuò)散器在分離室內(nèi)引導(dǎo)復(fù)合流體流。第一流體和第二流體被分離。
文檔編號(hào)A61M1/00GK103041460SQ20121038632
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者D.E.凱西迪, E.E.梅, G.A.舍菲爾 申請(qǐng)人:通用電氣公司