CN108136110A - 具有梯度化多孔率的过滤器 - Google Patents

Abstract

医用过滤器的多个实施例被描述。例如，本文档描述了一种的体外血液过滤器，在该过滤器元件的不同部分处具有梯度化的过滤器孔尺寸。该梯度化的过滤器孔尺寸可提高过滤器捕捉和移除气泡(其可存在于流动穿过过滤器的血液或其他流体中)的潜力。

Description

具有梯度化多孔率的过滤器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年6月2日提交的标题为“具有梯度化多孔率的过滤器”的美国专利申请No.14/728，241的优先权。上述申请的公开内容的全部内容通过引用并入本文，用于所有目的。

背景技术

1、技术领域

本文涉及一种过滤器。例如，本文涉及一种过滤器，该过滤器在其不同部分处具有过滤器孔尺寸的梯度。本文提供的过滤器可被用在医疗应用和非医疗应用。

2、背景信息

流体系统往往被用于医疗环境。被使用在医疗环境中的流体系统的一些示例包括呼吸系统，麻醉系统，输液泵系统，输血回路，透析系统，体外膜肺氧合(ECMO)系统，用于心脏/肺旁路的体外回路，以及诸如此类。

一些这样的医疗流体系统包括过滤器的应用。例如，在一些情况下，过滤器可被用于移除存在于流动穿过体外回路的血液中的不期望的元素。血液内的这样的不期望的元素可包括污染物，比如凝结的血液成分和气泡。

体外回路的血液内的气泡带来与患者安全相关的考虑。如果流动在体外回路内的血液内的气泡进入到患者的循环系统，该气泡可形成栓塞，其例如会引起患者中风。

在开心手术期间使用的体外血液回路的情况下，例如，气态栓塞可在某些时候在插管的点处被引入回路中。也就是，如果体外回路的静脉插管和患者的人体之间密封不是实质的密封，空气可进入或甚至被吸入回路中。当这种情况发生时，体外回路的过滤器成为阻止气泡被输送到患者的血管造成栓塞的重要角色。

发明内容

本文提供了一种过滤器的改进。例如，本文提供了一种过滤器，该过滤器在其不同部分处具有梯度化的过滤器孔尺寸。本文提供的过滤器可被使用在医疗应用和非医疗应用。例如，本文提供了一种示例性体外血液过滤器，在该过滤器元件的不同部分处具有梯度化的过滤器孔尺寸。如下文进一步地描述，梯度化的过滤器孔尺寸可提高过滤器捕捉气泡(潜在的栓塞)(其可存在于流动穿过过滤器的血液或其他流体中)的潜力。

应理解，在本文中，“孔尺寸”是指过滤介质或过滤介质的特定部分的平均孔尺寸。而且，应理解术语“邻近”不需要两个或更多物体(或物体的部分)(其被描述为邻近彼此)之间的直接接触。

在一个实施方式中，用于体外回路中的静脉血液储存器包括限定内部空间的外部壳体，心切开术过滤器，和静脉过滤器，该静脉过滤器包括被布置在内部空间内的多孔过滤器材料。该外部壳体具有上部壳体部分和下部壳体部分。该过滤器具有上部过滤器端部部分和下部过滤器端部部分。该上部过滤器端部部分被布置为邻近上部壳体部分，下部过滤器端部部分被布置为邻近下部壳体部分。被布置在下部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸小于被布置在上部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸。

这样的静脉血液储存器可选择地包括一个或多个下列特征。该静脉过滤器可包括多孔过滤器材料的三个或更多个不同部分。该静脉过滤器还可包括中间过滤器部分。被布置在中间过滤器部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸大于被布置在下部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸。被布置在中间过滤器部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸小于被布置在上部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸。该静脉过滤器还可包括袋式过滤器。该静脉过滤器可包括多孔过滤器材料的连续块，其具有沿过滤器的长度逐渐地变化的孔尺寸。该静脉过滤器可包括多孔过滤器材料的四个或更多个不同部分。被布置在下部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸可小于40微米。被布置在上部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸可大于40微米。

在另一实施方式中，在患者外科手术期间使用体外回路的方法包括将血液从患者传递入静脉血液储存器，以及将血液排出静脉血液储存器。该静脉血液储存器包括外部壳体和静脉过滤器，该外部壳体限定内部空间。该静脉过滤器包括被布置在内部空间内的多孔过滤器材料。该外部壳体具有上部壳体部分和下部壳体部分。该过滤器具有上部过滤器端部部分和下部过滤器端部部分。该上部过滤器端部部分被布置为邻近上部壳体部分，下部过滤器端部部分被布置为邻近下部壳体部分。被布置在下部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸不等于被布置在上部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸。

在患者外科手术期间使用体外回路的这样的方法可选择地包括一个或多个下列特征。该方法还可包括将血液行经穿过静脉过滤器。被布置在下部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸可小于被布置在上部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸。当血液行经穿过过滤器时，至少一些气泡可通过静脉过滤器从血液移除。当血液行经穿过过滤器时，至少一些气泡可通过静脉过滤器破碎为较小的气泡。被布置在下部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸可小于40微米，被布置在上部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸可大于40微米。

在另一实施方式中，医用过滤器包括限定内部空间的壳体，和过滤器元件，该过滤器元件包括被布置在内部空间内的多孔过滤器材料。该壳体具有上部壳体部分和下部壳体部分。该过滤器元件具有上部过滤器端部部分和下部过滤器端部部分。该上部过滤器端部部分被布置为邻近上部壳体部分，下部过滤器端部部分被布置为邻近下部壳体部分。被布置在下部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸小于(细小于)被布置在上部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸。

这样的医用过滤器可选择地包括一个或多个下列特征。该过滤器元件可包括多孔过滤器材料的三个或更多个不同部分。该过滤器元件还可具有中间过滤器部分。被布置在中间过滤器部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸大于(粗大于)被布置在下部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸。被布置在中间过滤器部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸小于(细小于)被布置在上部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸。该过滤器元件可包括多孔过滤器材料的两个或更多个不同部分。该过滤器元件可包括多孔过滤器材料的连续块，其具有沿过滤器元件的长度逐渐地变化的孔尺寸。该过滤器元件可包括多孔过滤器材料的四个或更多个不同部分。

在另一实施方式中，过滤穿过过滤系统的血液的方法包括在由过滤器和上部空气空间限定的室的底部区域处输入血液到过滤系统，且过滤该血液以致该血液在过滤器中向外流动穿过孔同时被阻止流动穿过过滤器中的孔的气泡在室中朝向上部空气空间上升。该过滤器包括多孔过滤器材料。该过滤器具有上部端部部分和下部端部部分。被布置在下部端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸小于被布置在上部端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸。

过滤穿过过滤系统的血液的这样的方法可选择地包括一个或多个下列特征。在一些实施例中，被布置在下部端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸小于40微米。在一些实施例中，被布置在上部端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸大于40微米。

本文档中描述的主旨的特殊实施例中可被实施以实现一个或多个下列优点。在一些实施例中，本文中提供的医用过滤器将提高从被过滤的液体中移除气泡的效力。例如，这样的改进可产生，因为该过滤器包括在该过滤器元件的不同部分处具有梯度化过滤器孔尺寸。因此，该被过滤的液体可引发在过滤器壳体中较长的停留时间以致气泡具有更多机会上升且排出液体。这样改进的设备和方法可提高整个医疗过程的效力，改善患者安全性，提高患者恢复时间，减少过程并发症且减少医疗成本。

除非以其他方式被限定，本文中所有技术和医学术语具有与本发明所属的本领域普通技术人员通常所理解的相同的意思。尽管类似或等同于本文中描述的那些的方法和材料可被用于实践本发明，适当的方法和材料被描述在本文中，本文提及的所有公开出版物，专利申请，专利和其他参考文献的全部内容通过引用并入。在冲突的情况下，以本说明书(包括定义)为准。此外，材料，方法和实施例仅仅作为示例且不用于限制。

本发明的一个或多个实施例的细节在本文中的附图和说明书中被陈述。本发明的其他特征，目的，和优点将从说明书和附图以及从权利要求中显而易见。

附图说明

图1是患者的示意性图示，该患者经历一医疗过程，其中使用根据本文提供的一些实施例的包括容纳过滤器的医疗储液室的流体系统。

图2是根据本文提供的一些实施例的被安装在医疗储液室内的示例性过滤器的透视图。

图3是根据本文提供的一些实施例的示例性医疗流体过滤器，其在过滤器元件的不同离散部分处具有梯度化孔尺寸。

图4是根据本文提供的一些实施例的另一示例性医疗流体过滤器，其在过滤器元件的不同部分处具有梯度化孔尺寸。

贯穿附图相同的参考标号表示相应的部分。

具体实施方式

本文提供了一种过滤器的改进。例如，本文提供了一种过滤器，该过滤器在其不同部分处具有梯度化的过滤器孔尺寸。本文提供的过滤器可被用在医疗应用和非医疗应用。例如，本文提供了一种示例性体外血液过滤器，在该过滤器元件的不同部分处具有梯度化过滤器孔尺寸。如下文进一步地描述，梯度化的过滤器孔尺寸可提高过滤器的捕获气态栓塞(其可能存在于流动穿过过滤器的血液或其他流体中)的潜力。

本文中提供的设备和方法在被用于心脏/肺旁路过程的血液储存器的典型环境中被描述。然而，应理解本文提供的设备和方法可被应用在其他类型的医疗流体系统中，其包括过滤器的使用，以及在非医疗应用中。

在心脏/肺旁路搭桥手术期间，血液流出患者且进入静脉储存器。过滤器被定位在静脉储存器内。该过滤器的用途是移除血液内的不期望的物质，包括气泡(如果其流回到患者可变成栓塞)。如本文中使用的，术语“气态栓塞”指的是气泡，无论它们存在于人体内或人体外。

静脉储存器中的过滤器设备通常由丝网材料构成，其具有特定平均开口尺寸(通常为约40微米)。这个尺寸允许血液成分大体自由地流动穿过过滤介质同时限制流动穿过那里的气态栓塞的至少一些。该栓塞被捕获而不能流动穿过过滤介质，且可保持陷在过滤介质中，破碎为非常微小的栓塞(其穿过过滤介质)，或可上升到血液的表面，消散到血液表面顶上的空间中。

在一些实施方式中，过滤器壳体(例如静脉储存器)内的血液流动遵照标准的模式。例如，在一些实施例中，血液通过端口(其被连接到储存器内的长管(有时被称为滴管))进入储存器的顶部。在一些实施例中，该滴管定位在过滤器环绕物内(例如，过滤器袋，笼，壳体，或管筒)。这个滴管允许血液缓慢地向下流动到过滤器的底部(同时仍然在储存器内)且以无湍流、无喷洒的流动模式从滴管中排出。以这个方式，血液被输送到过滤器构件的底部，通常接近静脉储存器的出口端口。

由于血液被输送到储存器的出口端口附近，一些血液(特别当以较高流动速率流动时)可趋于迅速地流动穿过过滤介质并流出储存器。这通常是不期望的，因为储存器的过滤器内的滞留时间将允许血液内的气泡上升到储存器内的血液空气界面，且从而从循环血液移除。

因此，为了减少流回到患者的气态栓塞，静脉过滤器的气态栓塞移除效率将随着血液在过滤器环绕物内的滞留时间的增加而提高。在一些实施例中，这可通过建立由不同网眼尺寸的两个或多个部分组成的过滤器实现。更密的网眼可限制至少一些气泡(gaseousbubble)流出过滤器部分，且流动穿过更密网眼部分的血液将减少，导致血液在过滤器内的较长的滞留时间。由于梯度化网眼静脉过滤器，这两种效果将提高气态栓塞移除效率。

过滤器的下部部分的较小网眼开口将趋向于提高气态栓塞的捕捉，而且些微地限制血液流动穿过过滤器，从而允许血液在静脉储存器内的较长的滞留时间。在较高层次的过滤器环绕物处的较大孔尺寸允许血液更容易流动穿过，且在这些层次处防止静脉过滤器内的血液阻塞。

参考图1，患者10可接受使用医疗流体系统100的治疗。在这个示出的示例中，患者10经历使用体外血液流动回路100的心脏搭桥手术。该回路100在患者的心脏12(例如右心房)处被连接到患者10。来自患者10的血液在患者的心脏12处被从患者10提取，该血液被循环穿过回路100，且该血液然后回到患者的心脏12(例如在升主动脉(ascending aorta)处)。

该体外血液流动回路100的已描述实施方式至少包括，静脉管道110(包括插管)，血液储存器120(例如包括内部过滤器124的壳体)，泵130，注氧机/热交换器140，动脉过滤器150(可选)，动脉管道160和用户界面180。该静脉插管/管道110与心脏12物理接触，且与患者10的循环系统的静脉侧流体流通。静脉管道110还与到储存器120的入口流体流通。自储存器入口的血液被引导流动穿过储存器120内的内部过滤器124。自储存器120的出口通过管道被连接到泵130的入口。泵130的出口被通过管道连接到注氧机/热交换器140的入口。注氧机/热交换器140的出口通过管道连接到动脉过滤器150的入口(当动脉过滤器150被包括在回路100中时)。动脉过滤器150的出口被连接到动脉管道160。该动脉管道160与心脏12物理接触，且与患者10的循环系统的动脉侧流体流通。用户界面180可包括用户输入和输出设备，其由临床医生操作者使用，以适当地操作体外血液流动回路100。

简单地说，该体外血液流动回路100通过经由静脉管道110从患者10移除静脉血液来操作。自静脉管道110的血液被存放在储存器120的内部过滤器124内。至少一些量的血液意欲在医疗过程期间在所有时间都被保持在储存器120中。血液穿过位于储存器120内的过滤器124。如下文进一步地描述，过滤器124可用于自血液移除可能存在的栓塞，包括气泡。也就是说，内部过滤器124的介质具有孔尺寸，其阻止比孔尺寸大的可能存在的栓塞，包括气泡，的流动穿过。

自储存器120的血液(在血液穿过过滤器124之后)通过泵130从储存器120抽吸。该泵130可在各种速度(其对应于血液从储存器120排出的各种流动速率)处被操作。由泵130产生的压力推动血液穿过注氧机/热交换器140。在注氧机/热交换器140中，静脉血液富有氧气且被调整到期望的温度。富有氧气的动脉血液退出注氧机/热交换器140，穿过动脉过滤器150(当动脉过滤器150被包括在回路100中时)，且通过动脉管道160被注入患者的心脏12。

本文提供了一种改进的医用过滤器，在该过滤器元件的不同部分处具有梯度化的过滤器孔尺寸。如下文进一步地描述，梯度化的过滤器孔尺寸可提高过滤器捕捉气态栓塞(其可存在于流动穿过过滤器的血液或其他流体中)的潜力，以致气态栓塞可在回路100中被消除。气态栓塞通常在插管(在该处静脉管道110与心脏12相连接)的点处被引入系统中。如果到心脏12(或患者的脉管系统的其他部分)的开口没有完全缝合到插管110，则空气可被引入且直接流动到静脉储存器120。如果这个空气穿过整个体外回路100，它将流回到患者10且被输送到血液流中。因此，过滤器124通过消除可能存在于血液中的气泡的至少一些而起到安全作用。

血液穿过体外血液流动回路100的流动在医疗过程进行时为基本连续不断的。在整个上下文内，在该过程期间，血液的积累存在于储存器120内。在储存器120中积累一定量的血液在一些情况下是有利的。

储存器120内血液的积累用于多个目的。例如，在储存器120积累血液的一方面提供了缓冲量，以帮助确保供给患者10的含氧血液的连续不断的流动，甚至在到过滤器120的血液流动中断的情况下。例如，在一些情况下，体外血液流动回路100的临床医生操作者可能会努力保持一定量的血液在储存器中，其允许在没有新的血液加入储存器120的情况下持续约12至15秒的运行时间(血液流动到患者10)。在另一示例性方面，该储存器120允许静脉血液脱气。静脉血液的脱气通过允许血液中的空气泡逸出血液且向上流动入储存器120内的空间122而发生。为了至少这个原因，空间122通常被保持在储存器120内。可以根据前面描述设想，当血液发生在储存器120内的更长停留时间时，该血液更有机会有利地实现脱气。

尽管具有梯度化孔尺寸的过滤器的描述被示出在用于体外回路的示例血液储存器的情景中，应理解本文中提供的发明概念不限制于这样的实施方式。例如，具有梯度化孔尺寸的过滤器可被并入一般过滤器筒或壳体等中。因此，在一些实施例中，具有梯度化孔尺寸的过滤器被并入设备(比如但不限于动脉过滤器150)中。

还参考图2，储存器120可包括由储存器120限定的内部空间内的过滤器124。如下文进一步地描述，在一些实施例中，过滤器124包含网眼材料，其具有本文中提供的梯度化孔尺寸。在一些实施方式中，过滤器124被称为静脉血液过滤器，储存器120还包括一个或多个其他类型过滤器，比如心切开术过滤器。

在已描述的实施例中，过滤器124被配置为过滤器袜或袋配置。也就是，过滤器124的下端(本文中也被称为第二端部)是闭合的(如袜子的脚尖部分或袋的底部)。在一些实施例中，该过滤器124的上端(本文中也被称为第一端部)是敞开的。替代地，在一些实施例中，过滤器124的上端也闭合的(如同下端)。在一些实施例中，结构框架与过滤器相联接以提高过滤器124的结构刚度。在一些这样的实施例中，该结构框架被联接在过滤器124内侧。在一些这样的实施例中，该结构框架被联接在过滤器124外侧。在一些这样的实施例中，该结构框架被联接在过滤器124内侧和外侧。

尽管在已描述实施例中，过滤器124被配置为过滤器袜配置，在一些实施例中，过滤器124被配置为片状，筒状(cartridge)，起褶配置，平面配置或其他类型过滤器配置和它们的组合。在一些实施例中，过滤器124与一个或多个其他类型过滤器材料和/或其他元件(其引导或转向被过滤的材料流动)组合。

该储存器120还包括血液入口121，滴管(drop tube)123和血液出口125。血液入口121(位于储存器120的壳体的上部部分处)从静脉管道110接收流入的血液。滴管123的第一端部与血液入口121相联接。滴管123的第二端部定位为接近过滤器124的下端(第二端部)。

流动进入储存器120的血液沿如下的路径行进。该血液流入血液入口121，然后进入滴管123的第一端部。该血液流动穿过滴管123，且在滴管123的第二端部处排出滴管123，如箭头126所示。从滴管123排出的血液流动入由过滤器124和上部空间122限定的内部空间(或室)(参考图1和2)。该血液需要穿过过滤器124的壁以便通过血液出口125(位于储存器120的壳体的下部部分处)排出储存器120。

由于血液进入过滤器124的位置和过滤器124的形状，流动入过滤器124的血液首先在第二端部(下端)处或附近接触过滤器124。过滤器124将趋于限制血液流动穿过过滤器124。过滤器124在第二端部处孔尺寸越小，过滤器124将越发限制血液流动穿过过滤器124。因此，该血液将趋于在第二端部处或附近花费时间(停留)在过滤器124的内部内。当血液在第二端部处或附近停留在过滤器124的内部内时，血液内的气泡的至少一些将被允许上升到血液的顶部表面，且通过进入空间122逸出血液。血液在过滤器124内停留时间越长，被夹带气态(例如空气)通过上升到血液的顶部表面且释放入空间122而排出血液的机会越大。而且，血液在过滤器124内的停留时间越长，过滤器124内的血液的高度上升得越高。它也遵循过滤器124越具有限制性(也就是说孔尺寸越小)，血液将趋于停留在过滤器124的内部越长时间。因此，可以说通过使得过滤器124的孔尺寸越限制性(更细小)，移除气泡的可能性被提高。

附加地，通过使得过滤器124的孔尺寸越限制性，更多潜在的栓塞材料将由过滤器124捕获。因此，通过使得过滤器的孔尺寸更限制性，而不是允许特殊尺寸的气泡穿过过滤器124，过滤器124将趋于阻止小的气泡(其否则可能穿过过滤器124)。

尽管使得过滤器124的孔尺寸更限制性可提供上述益处，本领域技术人员将认识到采取更限制性的过滤器124的可能的不期望的结果是血液流动穿过过滤器124和穿过储存器120的速率总的来说被减少。在一些情况下，被减少的血液流动速率可能甚至不足以支撑体外血液流动回路100和患者的需求。因此，对于过滤器124的限制性和自由流动过滤介质之间的平衡的需求被发现。

参考图3，示例性过滤器300可包括在过滤器300的不同部分处的梯度化的孔尺寸。示例性过滤器300包括第一过滤器部分310，第二过滤器部分320，第三过滤器部分330和第四过滤器部分340。该第一过滤器部分310位于过滤器300的第二端部部分304(相对于竖直方向的下端部分)处。该第二过滤器部分320被布置为邻近第一过滤器部分310。该第三过滤器部分330被布置为邻近第二过滤器部分320。该第四过滤器部分340被布置为邻近第三过滤器部分330，且位于过滤器300的第一端部部分302(相对于竖直方向的上端部分)处。

该过滤器部分310，320，330和340可通过各种方法被组合在一起以变为本质上一件式过滤器300。例如，在一些实施例中，该过滤器部分310，320，330和340通过焊接或粘合它们到彼此而被附接在一起。在一些实施例中，该过滤器部分310，320，330和340被缝制，编织，针织，裁剪，融化，夹紧，焊接或以其他方式附接在一起。在一些实施例中，该过滤器部分310，320，330和340各自被附接到框架。

该过滤器部分310，320，330和340可由任何类型的适当过滤器材料制造。在一些实施例中，该过滤器部分310，320，330和340由聚乙烯，聚氨酯，尼龙，聚四氟乙烯或其他类型的合成材料制造。在一些实施例中，该过滤器部分310，320，330和340由棉花，碳或其他类型的天然材料制造。在一些实施例中，该过滤器部分310，320，330和340由材料的组合制造。在一些实施例中，一个或多个过滤器部分310，320，330和340由材料制造，该材料不同于其他过滤器部分310，320，330和340的一个或多个的材料。

示例性过滤器300被配置为具有四个部分，其具有不同的相对孔尺寸。应理解在一些实施例中，具有不同相对孔尺寸的两个，三个，五个，六个，七个，八个，九个，十个或多于十个部分可包含在单个过滤器实施例中。

在已描述的实施例中，该第一过滤器部分310具有比过滤器300的其他过滤器部分的每个更小的孔尺寸。该第二过滤器部分320具有下一个最小孔尺寸(也就是它的孔尺寸比第一过滤器部分310的孔尺寸大或粗大)。该第三过滤器部分330具有孔尺寸，其大于(粗大于)第一过滤器部分310和第二过滤器部分320两者。该第四过滤器部分340具有所有孔尺寸中最大(最粗大)孔尺寸。也就是说，该第四过滤器部分340具有孔尺寸，其大于第一过滤器部分310，第二过滤器部分320和第三过滤器部分330的每个。

应理解相对过滤器孔尺寸的上述布置仅仅作为示例。也就是说，这个公开中提供的发明概念不限制于具有它们的相对孔尺寸的过滤器部分的上述布置。例如，在一些实施例中，中间部分可具有最小相对孔尺寸，或上部部分可具有最小相对孔尺寸。

在一些实施例中，该第一过滤器部分310具有约20微米的平均孔尺寸。在一些实施例中，该第二过滤器部分320具有约30微米的平均孔尺寸。在一些实施例中，该第三过滤器部分330具有约40微米的平均孔尺寸。在一些实施例中，该第四过滤器部分340具有约50微米的平均孔尺寸。应理解为上述孔尺寸仅仅作为示例。也就是说，过滤器部分310，320，330和340的孔尺寸可为任何平均尺寸。在一些实施例中，最上部过滤器部分可具有非常大的孔尺寸(与其他过滤器部分比较相对而言)以提供血液从过滤器300的内部内的紧急释放，以便防止过量增压和/或没有流动穿过过滤器300。

当过滤器300的下端部分(一个或多个)具有小的孔尺寸(其限制某一尺寸之上的气泡，使其不能穿过那里)时，过滤器300的上端部分(一个或多个)具有较大孔尺寸(其可允许这样的气泡的至少一些流动穿过那里)。然而，至少在一些情况下，气泡的浮力不能通过自流动穿过过滤器300的上端部分(一个或多个)的血流的力克服。因此，尽管气泡能够(从尺寸视角)流动穿过过滤器300的上端部分(一个或多个)，该气泡将趋于不这样做，反而将流入上部空气空间122(参考图1)。

参考图4，另一示例性过滤器400可包括在过滤器400的不同部分处的梯度化孔尺寸。尽管上述的示例性过滤器300包括不同的或离散的过滤器部分(具有不同平均孔尺寸)，该示例性过滤器400由单件过滤器材料410(连续件)制成，其具有沿过滤器400的长度逐渐地变化的孔尺寸。该过滤器400可由上述关于过滤器300描述的任何材料制造。

过滤器400包括第一端部部分402和第二端部部分404。在一些实施例中，该第一端部部分402被定位作为上端部分(相对于竖直方向)，且第二端部部分404被定位作为下端部分(例如参考图1和2，其中空气空间122位于上端处)。

在已描述的实施例中，该过滤器材料410在第二端部部分404处具有最小(最细小)孔尺寸，且在第一端部部分402处具有它的最大(最粗大)孔尺寸。过滤器材料410的平均孔尺寸的尺寸从第一端部部分402到第二端部部分404减少。在一些实施例中，过滤器材料410的平均孔尺寸的尺寸根据本质上的线性运行从第一端部部分402到第二端部部分404减少。在一些实施例中，过滤器材料410的平均孔尺寸的尺寸根据步进函数或线性和步进函数的组合从第一端部部分402到第二端部部分404减少。在一些实施例中，过滤器材料410的平均孔尺寸的尺寸根据另一数学函数从第一端部部分402到第二端部部分404减少。

尽管在已描述的实施例中过滤器材料410在第二端部部分404处具有最小孔尺寸，且在第一端部部分402处具有它的最大孔尺寸，这样的布置在所有实施例中不是必要的。例如，在一些实施例中，过滤器材料410的中间部分可具有过滤器材料410的最大的相对孔尺寸。应理解过滤器材料410的孔尺寸的任何或所有可能的布置都在本公开的范围内。

当过滤器400的下端部分(一个或多个)具有小的孔尺寸(其限制某一尺寸之上的气泡，使其不能穿过那里)时，过滤器400的上端部分(一个或多个)具有较大孔尺寸(其可允许这样的气态气泡的至少一些流动穿过那里)。然而，至少在一些情况下，气泡的浮力不能通过自流动穿过过滤器400的上端部分(一个或多个)的血流的力克服。因此，尽管气泡能够(从尺寸视角)流动穿过过滤器400的上端部分(一个或多个)，该气泡将趋于不这样做，反而将流入上部空气空间122(参考图1)。

在一些实施例中，过滤器300和400的过滤器材料和/或构造类型可被结合以建立混合过滤器设计，其也在本公开的范围内。

尽管本说明书包含大量具体实施细节，这些将不被解释为构成对任何发明范围或所要求保护范围的限制，而是对具体发明的具体实施例的特征细节的说明。在本说明书中以独立实施例描述的某些特征也可以在单个实施例中组合使用。相反地，在单个实施例中描述的各特征也可以实施为多个独立的实施例，或以任何适当的子组合实施。此外，尽管特征可在本文被描述为用于某些组合或甚至最初被要求如此保护，要求的组合中的一个或多个特征可以在某些情况下被从该组合去除，且要求的组合可以指示子组合或子组合的变式。

同样地，尽管附图中描述的操作是以特殊次序操作，这不应该理解为需要这样的操作以所示特定次序或以依次的次序执行，或需要所有被示出的操作被执行，以实现期望的结果。在某些情况下，多重任务处理和并行处理可为有利的。而且，本文中描述的实施例中的各系统模块和部件的操作不应理解为需要这样的操作在所有实施例中，且应理解描述的程序成分和系统可通常一起一体形成为一个产品或包装入多个产品。

本发明的特定实施例已经被描述。其它实施例在所附权利要求的范围内。例如，权利要求中所述的动作可以被以不同的次序执行，且仍获得期望的结果。作为一个示例，在附图中所示的方法并不要求所显示的特定次序，或先后次序来实现期望的结果。在某些实施方式中，多重任务处理和并行处理可为有利的。

Claims (19)

1.一种用于使用在体外回路中的静脉血液储存器，所述储存器包括：

外部壳体，其限定内部空间，所述外部壳体具有上部壳体部分和下部壳体部分；以及

静脉过滤器，其包括被布置在内部空间内的多孔过滤器材料，所述过滤器具有上部过滤器端部部分和下部过滤器端部部分，所述上部过滤器端部部分被布置为邻近上部壳体部分，所述下部过滤器端部部分被布置为邻近下部壳体部分，

其中被布置在下部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸小于被布置在上部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸。

2.根据权利要求1所述的储存器，其中所述静脉过滤器包括多孔过滤器材料的三个或更多个不同部分。

3.根据权利要求1所述的储存器，所述静脉过滤器还具有中间过滤器部分，其被布置在上部过滤器端部部分和下部过滤器端部部分之间，其中被布置在中间过滤器部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸大于被布置在下部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸，且其中被布置在中间过滤器部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸小于被布置在上部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸。

4.根据权利要求1所述的储存器，还包括心切开术过滤器。

5.根据权利要求1所述的储存器，其中所述静脉过滤器包括多孔过滤器材料的连续件，其具有沿过滤器的长度逐渐地变化的孔尺寸。

6.根据权利要求1所述的储存器，其中所述静脉过滤器包括多孔过滤器材料的四个或更多个不同部分。

7.根据权利要求1所述的储存器，其中被布置在下部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸小于40微米，且其中被布置在上部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸大于40微米。

8.一种患者外科手术期间使用体外回路的方法，所述方法包括：

将血液从患者传递入静脉血液储存器，所述静脉血液储存器包括：

外部壳体，其限定内部空间，所述外部壳体具有上部壳体部分和下部壳体部分；以及

静脉过滤器，其包括被布置在内部空间内的多孔过滤器材料，所述过滤器具有上部过滤器端部部分和下部过滤器端部部分，所述上部过滤器端部部分被布置为邻近上部壳体部分，所述下部过滤器端部部分被布置为邻近下部壳体部分，

其中被布置在下部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸小于被布置在上部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸；

使得血液行经穿过静脉过滤器，其中被布置在下部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸修改静脉过滤器，使得与下部过滤器端部部分的孔尺寸与上部端部部分的孔尺寸相同的情况血液将停留的时间相比血液在静脉过滤器内停留更长时间段，从而允许提高气态栓塞从血液的移除；以及

将血液排出静脉血液储存器。

9.根据权利要求8所述的方法，其中被布置在下部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸小于40微米，且其中被布置在上部过滤器端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸大于40微米。

10.根据权利要求8所述的方法，其中当血液行经穿过过滤器时，至少一些气泡被静脉过滤器从血液移除。

11.根据权利要求8所述的方法，其中当血液行经穿过过滤器时，至少一些气泡被静脉过滤器破碎为较小气泡。

12.一种医用过滤器，包括：

壳体，其限定内部空间和纵向轴线，所述壳体具有上部壳体部分和下部壳体部分；以及

过滤器元件，其包括多孔过滤器材料，所述多孔过滤器材料在内部空间内沿大体纵向对齐方向布置，所述过滤器元件具有上部部分和下部部分，

其中被布置在下部部分处的多孔过滤器材料比被布置在上部部分处的多孔过滤器材料细小。

13.根据权利要求12所述的医用过滤器，其中所述过滤器元件包括多孔过滤器材料的三个或更多个不同部分。

14.根据权利要求12所述的医用过滤器，所述过滤器元件还具有中间部分，所述中间部分被布置在上部部分和下部部分之间，其中被布置在中间部分的多孔过滤器材料比被布置在下部部分处的多孔过滤器材料粗大，且其中被布置在中间部分的多孔过滤器材料比被布置在上部部分处的多孔过滤器材料细小。

15.根据权利要求12所述的医用过滤器，其中所述过滤器元件包括多孔过滤器材料的两个或更多个不同部分。

16.根据权利要求12所述的医用过滤器，其中所述过滤器元件包括多孔过滤器材料的连续块，其具有沿过滤器元件的长度逐渐地变化的孔尺寸。

17.根据权利要求12所述的医用过滤器，其中所述过滤器元件包括多孔过滤器材料的四个或更多个不同部分。

18.一种过滤穿过过滤器系统的血液的方法，所述方法包括：

在由过滤器和上部空气空间限定的室的底部区域处将血液输入过滤系统，所述过滤器包括多孔过滤器材料，所述过滤器具有上部端部部分和下部端部部分，其中被布置在下部端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸小于被布置在上部端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸；以及

过滤血液以致血液向外流动穿过过滤器中的孔同时被阻止流动穿过过滤器中的孔的气泡在室内朝向上部空气空间上升。

19.根据权利要求18所述的方法，其中被布置在下部端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸小于40微米，且其中被布置在上部端部部分处的多孔过滤器材料的平均孔尺寸大于40微米。