CN102575811B - 氧合器水分清除方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本申请书披露通过清除氧合器纤维中聚积的水分而改进中空纤维膜氧合器气体交换性能的一种方法和系统，该氧合器通过体外循环清除病患血液中的二氧化碳或添加氧气到病患血液中。此系统使用一个真空源把清扫气抽吸到氧合器内，使用一个集水单元存储从氧合器排出的水分，该集水单元与氧合器和真空源相连，还使用一个液流控制装置，其处于开启位置时允许从氧合器排出的清扫气流向集水单元，处于关闭位置时则停止从氧合器排出的清扫气流向集水单元。液流控制装置处于开启位置时，真空源抽吸清扫气通过氧合器和集水单元；液流控制装置处于关闭位置时，真空源在集水单元内形成真空聚积。液流控制装置返回到开启位置时，集水单元内的真空导致清扫气流速突然升高，致使清扫气携带水分一起从氧合器排出。
Description
联邦政府赞助的研究项目
美国政府对此项发明拥有一份已缴付使用费之许可证，并有权在限定情况下要求专利拥有人按照拨款条令W81XWH-07-1-009所列的合理条件向他人授予许可；此法令之颁布机构为USA Med ResearchAcq.Activity，820 Chandler Street，Fort Detrick MD21702。
与相关申请之交叉引用
此部分继续申请要求获得于2006年4月21日提交的美国专利申请序号11/408,650之优先权，该项申请经援引全部加入本申请。
发明的背景
本发明基本上与心脏手术等医疗过程中的体外氧合和泵血系统有关。具体而言，本发明是关于可改进中空纤维膜氧合器气体交换性能的一种方法和系统，该氧合器通过体外循环清除病患血液中的二氧化碳和/或添加氧气到病患血液中。
据报道，美国每年有350,000人死于肺部疾病，其主要死因是急性呼吸窘迫综合征(ARDS)和慢性阻塞性肺部疾病(COPD)。最常用的治疗方法是机械通气，但可能会加剧呼吸功能不全，并可能导致耳气压伤和容积伤等严重的副作用。另据报道，世界各地在外科手术和治疗心肺功能受损病患的体外膜氧合(ECMO)治疗中普遍采用装有氧合器的心肺机。此类氧合器也许对治疗COPD和ARDS有用。但是，心肺机和ECMO治疗中所用的氧合器经常有氧气和二氧化碳之间质量传递(气体交换)效率不足的问题。
使用膜式氧合器氧合血液的方法在医学界是常识。通常，氧合器包含一次性使用的组件，是用特种聚合物材料制成的微细中空纤维束，上面有微孔。这些中空纤维一般不渗透血液，但可渗透气体。这些纤维束装在一个外壳内，外壳上有一个入口，供病患的静脉血流入，还有一个出口，让氧合的血液流出氧合器，返回到病患体内。血液流入氧合器，在这些纤维束的外表面周围流动。与此同时，一种气体介质被泵送到中空纤维内。这种气体介质通常被称为“清扫气”，可以是空气、氧气或富氧气体，还可以包含麻醉剂等添加剂。根据扩散定律，清扫气中的氧气会通过纤维的微孔扩散，从而提高与中空纤维外表面接触的静脉血液的含氧量。由于来自病患的血液中的二氧化碳含量很高，血液中的有些二氧化碳也会通过纤维微孔扩散到纤维腔，并进入清扫气。在富氧过程发生之后，清扫气被排出氧合器。气体交换的结果是，血液的氧含量会提高，而二氧化碳含量则会降低。在有些系统中，进入氧合器的血液在返回到病患体内之前还可以加温或冷却。
在使用常规氧合器进行血液氧合的过程中，病患血液中的水分可能会渗透中空纤维膜，并凝结在纤维膜的微孔中。这种凝结会显著延长气体传送的扩散时间，并降低氧合器的气体交换效率。与此同时，凝结的水分可能会聚积在纤维腔内，滞留在纤维底部，显著堵塞清扫气流过纤维，或至少会减缓清扫气的流动。随着堵塞的纤维越来越多，纤维束的压降也逐渐加大。水分在纤维内的聚积还会影响二氧化碳交换，因为二氧化碳会在水屏障聚积，从而降低驱动二氧化碳传送所需的浓度梯度。当被堵塞的纤维达到一定的数目时，纤维束的压降达到将聚积的水分推出纤维末端所需的表面张力值。于是，气体交换逐渐减缓，直到被堵塞纤维的数目增加到一定的水平，致使氧合器的压降等于水滴表面张力，两者之间达到平衡。纤维内的水分聚积是有害的，会降低氧合器的气体交换效率。
让氧合器“咳嗽”(喘动)，据说可加快气体在氧合器内瞬时流动(并可提升压降)，从而起到清扫效果(清除聚积的水分)，其作用原理犹如病患咳嗽。但是，这种方法有其局限性。由于氧合器喘动会导致清扫气室(即中空纤维的内腔)压力升高，因而血液中形成气体栓子和流入病患体内的风险也显著增大。因此，在氧合器喘动时，中空 纤维内腔的清扫气压力绝对不可超过血液室的压力(通常低于200mmHg)。但是，由于需要使用正压才能提升清扫气压力而产生“咳嗽”，通常很难-甚至不可能-防止清扫气压力超过氧合器血液室压力。
有鉴于此，需要有一种方法和系统来提升氧合器的气体交换性能，克服用常规方法使氧合器“咳嗽”所造成的局限性和危险，同时又能安全和可靠地清除氧合器中空纤维内部聚积的水分。此处所述的本发明可满足这些需求和其他需求。
发明的总结
本发明是关于可改进中空纤维膜氧合器气体交换性能的一种方法和系统，该氧合器通过体外循环清除病患血液中的二氧化碳和/或添加氧气到病患血液中。本发明可间歇地清除氧合器纤维内的水分聚积，借此改进氧合器的气体交换性能。本发明采用负压，即真空，将清扫气抽吸到氧合器内，并采用一个水分清除系统间歇地清除氧合器内的水分。本发明不需要在清扫气进入氧合器纤维束时提高其压力，即可达到上述效果。本发明的水分清除系统产生“咳嗽”，不需要提高进入氧合器的清扫气的压力即可清除氧合器内的水分。由于清扫气是被吸入氧合器，而不是被吹入或推入氧合器，因此不会增加流经氧合器的血液内形成气体栓子的风险。氧合器内聚积的水分可以间歇清除，确保纤维内不可能长时间有较多的水分聚积。因此，在氧合器使用期间，氧合器的气体交换率不会受到水分聚积的影响。
本发明使用一个抽吸源，利用真空(负压)将清扫气抽吸到氧合器内。例如，在本发明的一个配置中，可以使用一台真空泵把清扫气抽吸到氧合器内，而不是使用正压把清扫气推入氧合器。真空源可以连接到氧合器的清扫气出口，以便抽吸-而不是吹送-清扫气流过纤维束。由于使用真空把清扫气抽吸到氧合器内，而不是使用正压源把清扫气吹入或推入氧合器的入口，清扫气不大可能渗透纤维膜进入流经氧合器的血液。因此，在下面所述的水分清除步骤中，返回到病患的血液中不大可能形成气体栓子。在本发明的一个配置中，清扫气源(通常是氧气或空气)连接到氧合器的气体入口。本发明的水分清除系统连接到氧合器的清扫气出口，将形成负压聚积，在释放时会导致清扫气猛然冲过氧合器，从而有效地清除所有的聚积水分。
本发明的水分清除系统包括一个集水单元，用于收集从氧合器清除的水分。在本发明的一个配置中，可使用一个水罐或“水槽”收集聚积的水分。这个集水单元将放置在氧合器和真空源之间，用一根管道连接，例如医学界常用的常规软管。
水分清除系统还包括一个液流控制装置，与集水单元和氧合器相连。在本发明的一个配置中，液流控制装置可以是一个简单的管夹阀，用于开启和关闭连接集水单元和氧合器的管道(例如，软管)。当液流控制装置处于开启位置时，清扫气在真空源的抽吸下可自由地流过氧合器至集水单元的连接管道。当液流控制装置处于关闭位置时，集水单元与氧合器之间的液流管线将短暂关闭。清扫气也将短暂停止流过氧合器。但是，真空源将继续抽吸集水单元内残留的清扫气，导致集水单元内高负压聚积。在短暂的间歇之后，液流控制装置将被再次置于开启位置。此时，清扫气再次被吸入氧合器，并高速冲过氧合器纤维，充填集水单元内形成的真空。集水单元内的真空度越高，清扫气的流速越大。高速流动的清扫气将导致氧合器纤维内聚积的水分被清除和随同清扫气一起被抽吸到集水单元。随着集水单元内的真空度越来越高，水分清除的效果也越来越好。于是，在氧合器使用期间，可保持无水分聚积在纤维中。
上述液流控制装置可连接到一个信号源，该信号源设计成可开启和关闭氧合器与集水单元之间的液流路径。液流控制装置保持开启或关闭的时间长短可以很容易地在信号源设定，以便启动水分清除系统。由于氧合器纤维内的水分聚积通常需要一定的时间，因此水分清除系统通常保持开启位置，清扫气持续被抽吸通过氧合器。在适当的时候，信号源可以发送信号给液流控制装置，使其进入关闭位置，并指定液流控制装置保持关闭位置的时间长短。到达时限后，信号源将命令液流控制装置返回到开启位置，清除氧合器内的水分。总之，液流控制装置保持开启或关闭位置的时间长短可以很容易地用信号源控制器予以设定和调节。因此，上述水分清除系统不需要提高氧合器纤维内的压力就可以清除氧合器内的水分，而且不会危害病患的安全。
本发明的水分清除系统可用于若干不同的氧合器，这些氧合器是使用中空纤维膜通过体外循环清除病患血液中的二氧化碳或添加氧气 到病患的血液中。本发明可用于若干不同的向氧合器供气的清扫气供气系统。同样地，本发明的水分清除系统可连接附加仪表，这些仪表可有不同的功能，例如分析从氧合器排出的清扫气中的氧气/二氧化碳含量。这些设备和信号源可安装反馈环路控制器，用于调节液流控制装置处于开启或关闭位置的时间间隔。
本发明的其他功能和优点将在下面的详细说明中阐述，此处的附图也将用实例展示本发明的功能。
附图的简短说明
图1是本发明的水分清除系统的示意图。
图2是采用本发明水分清除系统的一个特定系统的示意图。
较佳实施例的说明
现在请参看图1，这是水分清除系统(10)的一个示意图。水分清除系统(10)用于清除氧合器(12)内聚积的水分，氧合器使用中空纤维膜通过体外循环清除病患血液中的二氧化碳和/或添加氧气到病患的血液中。水分清除系统(10)包括一个真空源(14)，在图1中显示为一个真空泵，连接在氧合器的清扫气出口。水分清除系统(10)还包括一个集水单元(16)，在图1中显示为一个水罐或水槽，是医疗系统或其他系统中常用的系统废水收集容器。最后，水分清除系统(10)还包括一个液流控制装置(18)，在图1中显示为一个管夹阀。医药界人士会注意到，这个液流控制装置可以是任何一种能基本上开启和关闭集水单元(16)与氧合器(12)之间的液流管线的装置。一个信号源(20)与液流控制装置(18)连接，用于间歇地提供信号，将液流控制装置(18)置于开启位置或关闭位置。当液流控制装置(18)处于开启位置时，集水单元(16)和真空源(14)与氧合器相通，抽吸清扫气通过氧合器。当液流控制装置(18)处于关闭位置时，集水单元(16)和氧合器之间的通路关闭，使真空源(14)抽出集水单元(16)内残留的清扫气。这导致集水单元内负压聚积。在短暂的间歇之后，液流控制装置(18)被再次置于开启位置，导致清扫气高速冲过氧合器纤维，充填集水单元内形成的真空。此时，氧合器纤维内可能聚积的水分将随同清扫气排出氧合器，进入集水单元(16)。这就是氧合器“咳嗽”，不需要提高氧合器内清扫气的压力，就可以 清除水分。
如图1所示，氧合器(12)与上游部件(22)连接，这些部件提供将进入氧合器(12)的清扫气。图2显示一个可提供清扫气的合适系统，下文将详细阐述该系统。从氧合器排出的清扫气最终作为废气(24)被传送到下游。本发明的水分清除系统(10)可连接到附加的下游仪表，这些仪表可包括用于监测清扫气废气中氧气和二氧化碳含量的氧传感器或二氧化碳分析器。图2显示的一个系统用于分析从真空源(14)排出的清扫气，下文将详细阐述该系统。
氧合器(12)包括入口和出口(如图1和图2所示)，供静脉血进入和流出氧合器(12)。静脉血经过系统氧合之后，富氧的血液可返回到病患体内。图1显示入口管线(26)，静脉血由此进入氧合器，还显示出口管线(28)，富氧血液由此返回到病患体内。请注意，另外可使用一个独立的传送系统，分离富氧血液并将其送回病患体内。此等系统可以包括安全机制，例如血流和气泡检测器及其他仪表，确保富氧血液安全输注到病患体内。
图1显示的氧合器(12)可以是任何一种市售氧合器。这些中空纤维通常不渗透血液，但可渗透气体。纤维束放置在氧合器(12)外壳里，如上文所述，外壳上有一个入口，供来自病患的静脉血流入氧合器。富氧血液从氧合器(12)流出，返回到病患体内。进入氧合器(12)的静脉血在纤维束的外表面周围流动。与此同时，清扫气被泵送到中空纤维里；清扫气可以是空气、氧气或富氧气体。根据扩散定律，清扫气中的氧气会通过纤维的微孔扩散，从而提高与中空纤维外表面接触的静脉血液的含氧量。由于来自病患的血液中的二氧化碳含量很高，血液中的有些二氧化碳也会通过纤维微孔扩散到纤维腔，并进入清扫气。在富氧过程发生之后，清扫气被排出氧合器(12)。气体交换的结果是，血液的氧含量会提高，而二氧化碳含量则会降低。可与本发明的水分清除系统(10)配合使用的氧合器载列于美国专利申请序号11/408,650和下列参考文献：美国专利号5,830,370(Maloney et al.)；5,900,142(Maloney et al.)；6,106,776(Borovetz et al.)；6,217,826(Reeder et al.)；6,348,175(Borovetz et al.)；6,723,284(Reeder et al.)以及美国 出版物编号2004/0219061(Reeder et al.)；这些资料皆经援引而全部加入本申请。
在水分清除系统(10)工作时，系统(10)将间歇地清除氧合器(12)中空纤维和纤维膜微孔中聚积的水分。在静脉血通过入口管线(26)进入氧合器(12)时，系统将会工作。真空源(14)在图1显示为一个真空泵，将抽吸来自上游部件(22)的清扫气，使其流过放置在氧合器(12)外壳里的纤维。如图1所示，氧合器(12)上有好几条连接管道或管线。一条出口管线(30)把集水单元(16)连接到氧合器(12)的出口。另一条出口管线(32)用于把真空源(14)连接到集水单元(16)。最后，一条清扫气排出管线(34)把氧合器(12)排出的清扫气引导到附加的下游分析器，或引导到一个简单的排气孔，将清扫气废气排放到室外。液流控制装置(18)在图1显示为一个管夹阀，同集水单元(16)和氧合器(12)连接，以便将出口管线(30)置于开启位置或关闭位置。请注意，这个实例中使用了一个管夹阀，因为此等医疗系统中使用的入口管线和出口管线一般采用软管，既可以用后即丢，又容易在系统上安装和拆卸。管夹阀是一个简单装置，基本上包含一个夹紧机制，可“夹紧”或挤压软管，阻断清扫气流过那根管线。
在管夹阀处于开启位置时，清扫气可以自由地流过出口管线(30)，进入集水单元(16)。由于真空源(14)有管线连接集水单元(16)和氧合器(12)，真空源(14)产生的负压或真空会抽吸清扫气通过氧合器(12)，而不是用一个正压源把清扫气推入氧合器。
在管夹阀处于开启位置时，真空源(14)将使清扫气基本上稳定地流过氧合器(12)。一般而言，系统会保持正常操作模式，管夹阀保持在开启位置，以便氧合器持续进行血液氧合处理。当系统(10)需要执行水分清除步骤时，信号源(20)会传送一个信号给管夹阀，导致系统进入“高真空模式”。管夹阀移到关闭位置，短暂阻止真空源(14)抽吸清扫气通过氧合器(12)。在管夹阀处于关闭位置时，真空源(14)继续通过出口管线(32)抽吸真空，吸出集水单元(16)内残留的清扫气。结果是，集水单元内将会短暂形成负压或真空。然后，信号源(20)将启动管夹阀，使其移到开启位置，打开集水单元 (16)与氧合器(12)之间的连接。此时，集水单元(16)里的负压会猛然将滞留的清扫气高速抽吸通过氧合器(12)，使聚积在纤维中的水分随同清扫气排出，进入集水单元(16)。这样可安全地清除聚积在氧合器(12)纤维里的水分，没有在返回到病患体内的血液中形成气体栓子的风险。这种方法之所以可行，是因为进入氧合器的清扫气不需要增加压力，而用常规“咳嗽”方法，则需要提高清扫气压力。由于本发明的水分清除系统(10)不需要提高进入氧合器(12)的清扫气压力，清扫气不大可能透过纤维膜微孔进入氧合器(12)血液室。集水单元(16)里的负压猛然高速抽吸滞留的清扫气，产生“咳嗽”，使聚积的水分随同清扫气被吸入集水单元(16)。结果是，此系统可更安全地在氧合器(12)使用过程中清除水分。
请注意，尽管附图显示液流控制装置(18)与出口管线(30)连接，也可以把此装置直接整合到集水单元(16)。或者，可以把液流控制装置(18)整合到氧合器(12)的清扫气入口。合适的液流控制装置包括各种类型的螺线管阀以及能够开启或关闭部件之间液流管线的一些常用装置。
现在请参看图2，其中显示本发明的水分清除系统(10)配置了附加系统，用于向氧合器(12)提供清扫气和分析真空源(14)排出的下游清扫气。图2显示的这套特定系统包括上游部件(22)，其示意图见图1。图2显示的与水分清除系统(10)连接的下游仪表用于分析真空源排出的清扫气。图2显示的水分清除系统(10)包含的部件与图1所示和上文所述的一样。
图2显示一个可向氧合器(12)提供清扫气的合适系统(40)，该系统可提供氧气或空气。在医院里，清扫气一般来自病房里常见的氧气源。例如，医院或病患治疗区的氧气源一般是压缩氧气罐(42)或壁式氧气阀(44)，后者连接至向医院所有病房供氧的专用主氧气源。清扫气供应系统(40)还可以使用一个空气入口(46)，用室内空气作为清扫气，而不使用纯氧气。
如图2所示，有若干阀门和调节器连接到供气源(46)或压缩氧气罐(42)或壁式氧气阀(44)。在图2所示的氧气系统中，如果因某种原因而没有氧气供应或供应不足，可使用控制阀(48)把清 扫气源改换到后备气体入口(46)，使用空气。例如，氧气罐内的氧气用完时，可能发生这种情况。进入系统(40)的氧气压力一般为50psi左右，并且作为安全措施，阀门开口(50)会将氧气压力限定为略微高于最大清扫气压力设置值。系统控制装置使用一个压力开关(52)检测氧气的存在。如果系统(40)正在使用氧气，调节阀(54)会将压力从50psi降低到大气压力(0psi)。一个压力传感器(56)用于测量清扫气压力，一个流量传感器(58)测量流过系统的清扫气流量。有一个安全机制，可在液流控制装置(18)释放和系统再次置于开启位置或“高真空”模式时，防止清扫气系统(40)接触过高的真空。这个安全机制通过减压阀(60)实现。另外还有一个氧气排出口(62)，用作冗余安全机制，可在调节阀(54)一旦失灵时防止压力过高。过滤器(64)用于滤除进入氧合器(12)的清扫气中可能含有的杂质。
清扫气管线(66)连接至一次性使用的氧合器(12)。出口管线(30)连接至水分清除系统(10)，出口管线(30)还通过夹紧机制连接至管夹阀。真空源(14)通常是一个真空泵，用于在系统控制下产生清扫气流。请注意，图2没有显示泵控制器。可使用合适的系统控制器获得抽吸清扫气通过氧合器(12)所需的真空。
可对真空源(14)排出的清扫气进行分析，借以确定氧合器(12)的气体交换效率等性能。在图2中，这种下游系统(70)显示为连接至清扫气管线(34)的一个二氧化碳分析器(72)和一个氧传感器(74)。这些特定仪表可测定氧合器(12)排出的清扫气的氧含量和二氧化碳含量，从而确定系统的气体交换效率。系统上可以安装消声器(76)和(78)，借以减少噪声。图2所示的清扫气传送系统(40)还可安装一个过滤器。任何残留的清扫气可通过管线排出，该管线会将废气排出到病房。请注意，本发明的水分清除系统(10)还可连接其他传感器和分析器，以便计算氧合器(12)的效率。
水分清除系统适用的部件包括一种常规管夹阀，其商品名称是SV23 Pinch Valve，由Valcor Engineering Corporation公司制造。液流控制装置适用的其他设备包括任何类型的阀门(无论是气动、手动或电动)、螺线管阀、活栓或手动阀。合适的集水单元是 Allied Healthcare Products，Inc.公司出售的一种水槽或集水容器，其商品名称是1500mL Disposable CollectionCanister。也可使用市场上出售的其他水槽。合适的真空源包括KNF Neuberger，Inc.公司出售的一种真空泵。合适的真空泵调节控制器则是市场上常见的。水分清除系统的信号源(20)包括能发送合适信号给液流控制装置的任何一种市售信号源。信号源可以包括一个用户界面，用于设定和更改启动水分清除系统所需的各种时间设置。
系统(10)各次连续水分清除操作之间的时间间隔可能因若干变量而异，这些变量包括与系统相连的氧合器的具体型号。此外，系统保持在关闭位置而产生高真空的时间长短也会变动。一般而言，在氧合器运行的大部分时间里，系统将保持在开启位置或正常操作模式。各次连续水分清除操作之间的合适时间间隔是15分钟。液流控制装置保持关闭位置的合适时间长短是30秒。总之，这些时间值可能因若干变量而异。时间值可以酌情调节。
此处说明和描述的是本发明的应用实例，然而，医药界人士明白，在不背离发明概念的前提下，可以有各种修改。关于将本发明用于某个特定氧合器的说明，只是举例而已，描述的实例应在任何方面都被视为举例说明，绝无任何限定性。本发明可在不背离其内涵精神和基本特性的前提下应用于其他实例。因此，除随附的权利要求之外，本发明并无限制。
Claims (20)
1.一个使用清扫气清除氧合器内水分的系统，所述清扫气流过构成所述氧合器一部分的中空纤维，以清除进入所述氧合器的病患血液中的二氧化碳或添加氧气到病患血液中；该系统包括：
所述氧合器能够具有积聚在所述中空纤维内的凝结的液体水分；
一个真空源，用于抽吸所述清扫气使其通过所述氧合器的所述中空纤维；
一个集水单元，用于存储从所述氧合器清除的水分，且该集水单元与所述氧合器和所述真空源连接；以及
一个流动控制装置，其开启位置可允许从所述氧合器排出的所述清扫气流向所述集水单元，而其关闭位置则可停止从所述氧合器排出的所述清扫气流向集水单元；该流动控制装置处于开启位置时，所述真空源抽吸所述清扫气通过所述氧合器和所述集水单元，而在该流动控制装置处于关闭位置时，所述真空源在所述集水单元内形成高负压聚积；并且
借此通过较高流速的清扫气的脉冲将所述凝结的液体水分的积聚从所述中空纤维中间歇地清除，该较高流速的清扫气的脉冲由高负压的释放产生，该高负压的释放是通过在所述流动控制装置已经关闭一段时间之后打开所述流动控制装置产生的，并且借此完成从所述中空纤维清除所述水分而不产生清扫气的正压。
2.权利要求1所述的系统，还包括一个与所述流动控制装置相连的信号源，可提供信号给所述流动控制装置，致使所述流动控制装置在开启位置和关闭位置之间移动。
3.权利要求1所述的系统，其中有一根软管将所述氧合器连接至所述集水单元，并且所述流动控制装置是一个有夹紧机制的管夹阀，所述管夹阀可夹紧软管的一个部分，使所述流动控制装置处于关闭位置。
4.权利要求1所述的系统，其中所述真空源是一个真空泵，与所述氧合器相连。
5.权利要求1所述的系统，还包括向所述氧合器供应清扫气的系统，后者包括一个调节器，可防止进入所述氧合器的清扫气压力超过预定极限。
6.权利要求2所述的系统，其中所述信号源会自动提供间歇信号给所述流动控制装置，使所述流动控制装置按指定的时间间隔和预定的时间长短在开启位置和关闭位置之间移动。
7.权利要求1所述的系统，还包括一个整合到所述清扫气系统的系统，该系统可在所述流动控制装置从关闭位置移到开启位置后立即发生的水分清除操作中，限定清扫气系统内各个部件和设备可能经受的负压压力。
8.一个使用清扫气清除氧合器内水分的系统，所述清扫气流过构成所述氧合器一部分的中空纤维，清除进入所述氧合器的病患血液中的二氧化碳和/或添加氧气到病患血液中；该系统包括：
所述氧合器能够具有积聚在所述中空纤维内的凝结的液体水分；
一个真空源，用于抽吸所述清扫气通过所述氧合器的所述中空纤维；
一个集水单元，用于存储从所述氧合器清除的水分，且该集水单元与所述氧合器和所述真空源连接；其中系统在正常真空状态运行时，真空源按大致恒定流速抽吸清扫气通过所述氧合器；系统在“高真空”状态运行时，按高于系统在正常真空状态运行的流速将所述清扫气作为脉冲抽吸通过所述氧合器，当所述系统间歇处于高真空状态时，所述系统允许聚积在所述氧合器的所述中空纤维内的任何凝结的液体水分随同清扫气一起排出到所述集水单元而不产生清扫气的正压。
9.权利要求8所述的系统，还包括一个装置，可在系统运行过程中间歇地使系统在正常真空状态和高真空状态之间切换。
10.权利要求8所述的系统，其中所述集水单元内形成的真空有助于在所述系统处于高真空状态时抽吸清扫气通过所述氧合器。
11.权利要求10所述的系统，其中所述真空源暂停抽吸清扫气通过所述氧合器，以便在所述系统进入高真空状态之前，允许所述真空源能在所述集水单元内形成真空。
12.权利要求8所述的系统，其中所述集水单元连接在所述氧合器和所述真空源之间。
13.一个使用清扫气清除氧合器内水分的方法，所述清扫气流过构成所述氧合器一部分的中空纤维，以清除进入所述氧合器的病患血液中的二氧化碳和/或添加氧气到病患血液中；该方法包括：
把所述氧合器连接至真空源和集水单元，所述氧合器能够具有积聚在所述中空纤维内的凝结的液体水分；
利用所述真空源按大致恒定流速抽吸清扫气通过所述氧合器和所述集水单元；
间歇性地短暂停止所述真空源抽吸清扫气进入所述氧合器；
在清扫气短暂停止流过所述氧合器时，在所述集水单元内形成真空；以及
应用所述集水单元内形成的真空和所述真空源提供的真空，提高流过所述氧合器的产生清扫气的脉冲的清扫气的流速，使其超过恒定流速；借此凝结的液体水分从所述中空纤维清除而不产生清扫气的正压。
14.权利要求13所述的方法，还包括：
在清扫气流速提高时，把所述氧合器纤维内聚积的任何凝结的液体水分收集到所述集水单元内。
15.权利要求13所述的方法，还包括：
提供一个清扫气源，其使进入所述氧合器的清扫气压力保持在预定水平或低于预定水平。
16.一个使用清扫气清除氧合器内水分的方法，所述清扫气流过构成所述氧合器一部分的中空纤维，以清除进入所述氧合器的病患血液中的二氧化碳和/或添加氧气到病患血液中；该方法包括：
提供一个系统，该系统包含一个真空源，以及一个存储氧合器排出水分的集水单元，而且该集水单元与所述氧合器和所述真空源流体连通；还有一个流动控制装置，处于开启位置时允许所述集水单元和所述氧合器之间流体连通，处于关闭位置时停止所述集水单元和所述氧合器之间的流体连通；
将所述集水单元和所述真空源连接至氧合器；
让血液流入所述氧合器；
把所述流动控制装置置于开启位置；
使用所述真空源抽吸清扫气通过所述氧合器和所述集水单元；
把所述流动控制装置置于关闭位置；
清除所述集水单元内包含的任何清扫气，在所述集水单元内形成负压真空；
把所述流动控制装置置于开启位置，提高被抽吸到所述氧合器内的清扫气的流速并产生被抽吸到所述氧合器内的清扫气的脉冲；所述脉冲清除已聚积在所述中空纤维中的凝结的液体水分，以及
在清扫气流速提高时，把随同清扫气排出的聚积在氧合器的所述中空纤维内的任何水分收集到所述集水单元内；借此间歇和短暂地完成将所述流动控制装置置于关闭位置，并且借此从所述中空纤维突然清除水分而不产生清扫气的负压。
17.权利要求16所述的方法，还包括：
与系统连接的一个信号源，间歇地使所述流动控制装置在开启位置和关闭位置之间移动。
18.权利要求17所述的方法，其中一根软管把所述氧合器连接到所述集水单元，而且所述流动控制装置是一个管夹阀，所述管夹阀包含夹紧机制，该夹紧机制能夹紧软管，使管夹阀处于关闭位置。
19.权利要求17所述的方法，还包括：
一个清扫气源，可调节进入所述氧合器的清扫气压力。
20.一个使用清扫气清除氧合器内水分的方法，所述清扫气流过构成所述氧合器一部分的中空纤维，清除进入所述氧合器的病患血液中的二氧化碳或添加氧气到病患血液中；该方法包括：
把所述氧合器连接至真空源和集水单元；
利用所述真空源按大致恒定流速抽吸清扫气通过所述氧合器和所述集水单元；
短暂地提高所述真空源抽吸到所述氧合器内的清扫气的流速并且产生该清扫气的脉冲，导致装置达到一定的压降，借以能够间歇地清除凝结的液体水分堵塞的所述中空纤维，而不产生清扫气的正压；
清除水分后，使流速回复到大致恒定的流速。
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