CN113365712B - 气泡捕集设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适合于分离和收集液体中夹带的气泡的设备，其中，所述设备包括：限定至少一个腔室的外壳，所述腔室具有进入端口和排出端口；位于进入端口和排出端口之间的转向器；以及具有摄入端和输出端的长型排放管；其中，长型排放管的摄入端居中地位于腔室内，并且长型排放管的输出端连接到腔室的排出端口。

Description

气泡捕集设备

技术领域

本发明涉及一种适合于分离和收集流体中存在的气泡的气泡捕集器。流体是在施加的剪切应力下自然变形(流动)的物质。流体是物质的形态且包括液体、气体以及等离子体。

背景技术

气体天然存在于流体中。由于各种环境因素，例如流率、温度、化学反应、湍流、运动和摩擦，这种流体中夹带的气体趋于不稳定。不稳定的气体倾向于从液体溶液中脱气，意味着不稳定的气体与液体部分分离，导致气泡的形成。由于脱气现象，可以形成各种尺寸的气泡，并且所述气泡在流体内自由流动，使得可以在力的作用下沿流体流动的方向携带所述气泡。气泡自然地向上漂浮并且具有聚结的倾向，使得在有机会的情况下，气体将聚集在一起以形成基本上一个大气泡。

气泡是会流动和变形的流体。由于向外推动气泡膜的气体的内部压力和向内推动气泡膜的外部液体压力的组合，气泡保持结构。气泡膜的最上部承受较低的外部液体压力，而在气泡膜的最底部上被施加较高的外部液体压力。因此，气泡倾向于响应这种外部液体压力分布而上升。

气泡努力保持整体形状；然而，气泡可能被迫变形和拉长，例如，被吸入细管中。在可能的情况下，气泡将尝试返回到更圆的球形，除非受到限制，例如，在管道中发生的情况。因此，气泡倾向于粘附于长管道的内壁并从优选的圆形变形为细长椭圆形。

进出任何脱气腔室的流率必须相等，以确保向患者用药的正确给药方案。任何流经脱气腔室的限制都会影响给药方案。这对于某些治疗窗狭窄的药物尤为重要，其中，给药方案的最小偏差可能对患者产生毒性。

夹带在流体中的气泡从溶液脱气并且导致问题的这样一种场景存在于静脉(IV)滴注装置中。在医院中使用的典型IV滴注装置100显示在图1中。这种IV滴注装置100包括IV杆102，初级IV滴注袋104通过延长器106悬挂在IV杆102上。初级IV滴注装置袋104还具有注射端口108，其用于向包含在初级IV滴注袋104内的IV滴注溶液添加额外的最后时刻组分。初级IV滴注袋104连接至初级IV管道110。初级IV管道110通常包括无菌针112、滴注腔室114、逆止阀116、至少一个端口118、120、滑动夹122和滚轮夹124。初级IV管道110通过路厄锁(luer lock)128连接到延伸管道126。虽然已经描述了路厄锁，但应当理解的是，也可以使用其他固定器，例如推入配合连接器。延伸管道126连接到套管130并且还可以包括夹具132。典型的IV滴注装置100可以可选地包括从IV杆102的钩子136悬挂的次级IV滴注袋134，其具有次级注射端口138、无菌针140和滴注腔室142。次级IV滴注袋134经由次级管道144、经由至少一个端口118连接到初级IV管道110。

在使用中，IV滴注中的液体溶液通常在重力压力梯度(即，从高压到低压)的影响下从悬挂在IV杆102顶部的IV滴注袋104流过套管130，其中，IV滴注溶液进入患者的血流，患者的位置通常低于IV滴注袋164。

虽然这个典型的IV滴注装置显示了要使用的重力压力梯度，但是引起压力梯度的机器(例如，IV泵)也可用于控制流率。

在IV滴注中，随着IV滴注从IV滴注袋104、134行进至套管130，夹带的气体从IV滴注的液体溶液中脱气，其中，IV滴注的液体溶液进入患者的血流。进入血液的任何空气或气体都可能导致栓塞，因为气泡会导致阻止血液流动的阻塞。当气泡进入静脉系统时，可能会发生血管空气栓塞(VAE)或诱发性血管空气栓塞，这通常是因为IV输液程序，IV输液流程是向患者输送流体的常用方法。由于VAE，可能会发生进一步的并发症，例如心律失常、心脏病发作、中风和死亡。微气泡或大气泡进入血流的另一个并发症是溶血，其中血细胞被分解，导致身体进一步劳损并增加患者的恢复时间。因此，重要的是在气泡有机会进入血流之前去除从溶液中脱气的任何空气/气体。

在本说明书中，术语“液体”应理解为包括任何类型的液体溶液，液体药物，或用于静脉输送的其他液体或其他类似液体的材料，例如血液、液体补充剂、肠胃外营养剂、悬浮液、体液，或适合于输液或静脉注射的其他类似粘性材料。

在本说明书中，术语“流体”应理解为包含液相和气相，其中，气体被夹带或引入液相。

在IV滴注装置中，通常包括滴注腔室114，有时称为“墨菲滴管”装置。墨菲滴管114具有双重功能，首先它能够用于观察流体流率，其次它能够消除袋中形成的空气或气体进入柔性管道的风险。这种滴注腔室114可以具有漂浮在流体上的球，其目的是在袋104、134没有流体的情况下阻塞柔性管道的进入端口，袋104、134没有流体的情况可能导致过量空气被夹带在管线中。如果将管线放置在血管中并且未观察到夹带的空气，则这种空气会给患者带来严重的并发症。例如墨菲滴管的滴注腔室114倾向于位于管线的顶部，刚好在IV滴注袋104、134的下方。该位置是有意的，以便能够容易地接近并且用于手动清除已收集在滴注腔室114中的空气。然而，该位置距离患者的进入端口点(即，套管130)最远，并且在整个管线长度上流体和夹带的空气都可能进行脱气，意味着在溶液已经通过滴注腔室114并通过在患者的血管中的套管130进入血流后，可能还会形成气泡。

这种IV滴注装置通常需要持续的视觉监测和手动去除气泡，这是耗时、劳动密集且不稳定的，易受人为错误的影响。去除气泡倾向于要求去除一定比例的静脉滴注液，以确保气体不进入患者体内，浪费医院资源。

电子气泡监测器通常附接到IV管以帮助识别气泡。这些监测器发出声音警报，旨在提醒相邻的临床工作人员注意风险，并且气泡监测器通常会使流体流动停止，以便医疗专业人员能够将其去除。使IV流体的流动持续停止可能会给患者带来问题，并增加工作人员的工作量。这些昂贵且笨重的装置的应用还受到位置、电源可用性、培训要求、维护问题或资源缺乏的限制。

在外科手术中，通常将液体加热以与体温保持一致，以对抗麻醉剂引起的血管舒张效应。由于气体的溶解度随着温度的升高而降低，被加热的流体很快变得不稳定，并且这会导致在整个IV管长度上形成大量气泡。在这些手术过程中需要格外警惕以观察和去除VAE的风险，在昂贵的手术环境中会增加时间损失。

在IV支架的位置不方便靠近床的情况下，通常将延伸管道添加到IV装置中，典型地是在有多名工作人员在场的手术期间。在这种情况下，延长的管道可能会给临床工作人员观察管内包含的气泡带来进一步的挑战，并且还提供了气体可以从中离解的额外流体体积。

由于接头密封不良或工作人员在启动过程中排气不当，IV管道中的端口位置、连接位置或阀门也可能发生空气进入。通过工作人员在IV袋和患者进入点之间的任何位置将补充药物注射到输液溶液中，空气可以被进一步引入封闭系统。

夹带在流体中的气泡从溶液脱气并且导致问题的另一种场景存在于输血和体外血液处理装置中。这些装置具有许多与IV装置相似的特征，因此会遇到许多相同的问题。此外，在收集、操作和处理血液流体时需要格外小心，因为采血者会拒绝劣质血液。对血细胞的外部压力(例如湍流、摩擦和撞击)会导致溶血。此外，血液来源稀缺且昂贵。

去除液体中夹带或引入的气体是一个长期存在的问题，已经尝试了许多不同的去除气体的手段，例如美国专利号US 6,508,859和美国专利号US 7,141,097。

美国专利号US 9,533,109描述了一种气泡捕集装置，其中，排出端口延伸到腔室中并且气泡捕集器包括串联布置的多个腔室。这种装置的工作原理很简单，即气泡上升到装置的顶部，并且假设空气不会进入延伸到腔室中的排出端口，除非腔室充满了一半的空气。这种假设是不正确的，因为随着气泡向装置的顶部移动，气泡仍可能进入排出端口。该装置还提供用于插入气泡捕集器中的柱塞，以在气泡自由移动通过排出端口的排气模式和使用模式之间切换。模式之间的切换是通过旋转柱塞来实现的。在US 6,537,356的气泡捕集器中，空气的清除是通过暂时反转流体流动来实现的。

美国专利号US 6,537,356描述了一种花生形腔室，用于捕集流体流中的气体和固体，其中，排出端口喷嘴突伸入腔室中。这种气泡捕集器的一个缺点是，根据外部因素，气泡仍有可能进入突伸入腔室中的排出端口喷嘴。所描述的气泡捕集器旨在通过限制排出端口喷嘴的管腔尺寸来克服气泡进入排出端口喷嘴的可能性，以尝试并防止较大的气泡逃逸到患者血流中。

如美国专利号US 6,537,356中所述，变窄的排出端口喷嘴的另一个缺点是它不能防止气泡进入排出端口喷嘴，如在专利申请中所描述的。较大的气泡会简单地变形以适应较窄的管腔，而较小的气泡会直接通过。最终结果是患者仍然承受着增加的总气体体积的影响，同时伴随着在脉管系统中形成大气泡的相关风险增加，导致血管管腔损伤和血管流体流动阻塞，使得氧合作用降低。

如美国专利号US 6,537,356中所述，变窄的排出端口喷嘴的另一个缺点是狭窄的排出端口可能更容易被气锁，从而停止或限制排出端口喷嘴内的流动。因此，可能会增加对管道监测和定期搅拌的需求，以充分打破气泡，从而释放通过排出端口喷嘴的流动。

如美国专利号US 6,537,356中所述，变窄的排出端口喷嘴的另一个缺点是，减小排出端口喷嘴会限制离开脱气腔室的流体流动并改变患者接受的药物的给药方案。对于某些治疗窗狭窄的药物来说，这是特别的问题，其中，给药方案的最小偏差可能对患者产生毒性。

US 6,537,356的气泡捕集器被描述为旨在是一次性的，因此不适合重复或连续使用。因此，用户需要密切注意并将装置移动到另一个位置以延长其一次性使用时间，因为在一个位置太长时间会导致位于中心的管不再浸没在流体中，导致空气进入排出端口喷嘴并进入患者的血流。

US 6,537,356中描述的气泡捕集器的另一个缺点是，在使用前装置中存在的空气可能不容易在使用前从装置排出，意味着该装置将不能有效地工作，也不能长时间地限制其操作容量。

美国专利US 5,674,199描述了一种适合于输血装置的气泡捕集器，其中形成了体外回路。在这个气泡捕集器中，进入端口管延伸到腔室和使引入腔室中的血流方向反转的容器中。改变流动方向的效果是血液中的气泡有更大的机会在血液通过排出端口离开之前从血液中分离出来。据说流动的重定向还减少了容器内血液的停滞和凝结。

这种装置的缺点是它不能在多个方向上运行，而是旨在于垂直方向上使用。在IV滴注装置中，特别是在气泡捕集器位于更靠近进入患者体内的位置的情况下，气泡捕集器可能由于患者的移动而倒置。在US 5,674,199的装置倒置的情况下，随着空气自然向上朝向排出端口移动，气泡将容易地移动通过排出端口。

这种装置的另一个缺点是需要足够的流体流动力来改变流体流动的方向并防止杯中的停滞。这种流体流动力导致血细胞对杯侧的湍流、摩擦和冲击，从而导致溶血和劣质血液。

这种杯设计的另一个缺点是，一定比例的血液残留在杯中，因此不能用于输液。

此外，虽然该装置适合于从体外回路中的血液中去除气泡，但应理解，这不会立即使该装置适合于流体流动条件非常不同(例如在IV滴注装置中)的其他用途。

仍然需要用于去除从溶液中脱气的气泡的改进的气泡捕集器。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种克服上述问题中的至少一个的设备和/或方法。

本发明涉及一种适合于分离和收集流体中夹带的气泡的设备，其中，该设备包括：限定至少一个腔室的外壳，该腔室具有进入端口和排出端口；位于进入端口和排出端口之间的转向器，即第一转向器；以及具有摄入端和输出端的长型排放管；其中，长型排放管的摄入端居中地位于腔室内，并且长型排放管的输出端连接到腔室的排出端口。

在使用中，当该设备形成IV滴注装置的一部分、或需要适合于分离和收集流体中夹带的气泡的设备的其他系统的一部分时，流体(即，液体和气体的组合)通常在泵或引发流率的任何其他装置引发的压力梯度(即，高压到低压)的影响下，流过进入端口204并且进入设备200的腔室302。

组合提供转向器和长型排放管的特征的优点在于，流体被引导远离长型排放管的摄入端，从而降低空气进入长型排放管的风险。

组合提供转向器和长型排放管的特征的优点在于，无论设备的方位如何，流体都被引导远离长型排放管的摄入端。

本发明的设备的另一优点在于，组合转向器和长型排放管的特征的设计捕集了腔室内的气体积聚，使得本发明旨在使用的装置中泵警报的数量和频率减少，从而降低警报发出和随后的警报疲劳，这是医务人员面临的主要挑战。

本发明的设备的另一优点在于，提供了一种成本有效的解决方案，适合于可以与现有的线路连接器技术无缝集成的批量生产。

在另一实施方式中，腔室相对于进入管道和排出管道具有更大的体积。

具有相对于进入管道和排出管道具有更大体积的腔室的优点在于，当液体膨胀以填充腔室时促进层流。观察到在较大的体积中湍流减小。

在另一实施方式中，第一转向器形成实心形状。

在另一实施方式中，第一转向器限定腔室内的隔室，其中，转向器包括基部和边沿。

在另一实施方式中，转向器的基部与进入端口相邻。

在另一实施方式中，转向器的基部邻接进入端口。

在另一实施方式中，转向器的边沿与排出端口相邻。

在另一实施方式中，长型排放管的摄入端居中地位于由转向器形成的隔室内。

长型排放管居中地位于由转向器形成的隔室内的一个优点在于，保持一定体积的、基本上没有气泡的液体居中地位于腔室内并且位于长型排放管的摄入端的前方。

所述一定体积的液体倾向于比腔室的其他部分中的流体更少湍流并且移动更慢。另一优点在于，较慢移动的所述一定体积的液体会导致更多层流，层流的摩擦(阻力)较低，浮力增加，这意味着留在所述一定体积的液体中的任何气泡将更快地移向腔室的最上外部。

在另一实施方式中，转向器的边沿延伸超过长型排放管的摄入端。

气泡倾向于会“粘附”于表面，例如腔室的外壳，但也可能会脱离，尤其是在受到搅动或敲击时。在气泡捕集器位于IV滴注装置的患者端处的情况下，随着患者四处走动，气泡从捕集器的表面脱离的问题会增加。

转向器的边沿超过长型排放管的摄入端的一个优点在于，任何确实脱离的气泡仍将被转向远离长型排放管的摄入端。防止气泡直接穿过长型排放管的摄入端，从而减少气泡经由摄入端进入长型排放管、朝患者移位并且进入患者血流的可能性。

在另一实施方式中，转向器由倒圆轮廓形成。

气泡倾向于从锋利的边缘脱离。为转向器提供倒圆轮廓的优点是气泡倾向于保持附着在容器的侧面。由于这样的气泡脱离得到控制，气泡破裂和漂浮经过长型排放管的摄入端的风险被降低。虽然描述了倒圆轮廓，但可以理解的是，其他形状也可能是合适的。

在另一实施方式中，该设备包括至少一个内表面，其中，所述内表面的一部分包括表面处理部。

在另一实施方式中，表面处理部被化学处理。在另一实施方式中，表面处理部被机械处理。

表面处理部的一个优点是气泡脱离得到控制。

在优选的实施方式中，所述设备的所述至少一个内表面是转向器，其中，所述内表面的一部分包括表面处理部。

在另一实施方式中，表面处理部包括至少一个光滑表面。

气泡倾向于粘附于光滑的表面。至少一个光滑表面的一个优点在于，气泡倾向于保持附着于光滑表面。

在另一实施方式中，表面处理部包括至少一个纹理化表面。

气泡倾向于从粗糙和不均匀的表面脱离。至少一个纹理化表面的一个优点在于，气泡可以脱离以形成在液体中自由漂浮的气泡，然后在浮力作用下，气泡将朝向腔室的最上部移动。

有纹理的、粗糙的和/或不均匀的表面包括多个凹坑，附着的气泡可以位于这些凹坑内。

纹理化表面处理部的另一优点在于，气泡的直径被包含在气泡所在的凹坑的尺寸中。每个凹坑的大小限制了形成的气泡的大小。一旦气泡附着于纹理化表面的凹坑，它就会继续增长，因为自由漂浮的气泡与凹坑系留的气泡合并。一旦气泡的大小超过预先确定的大小限值(至多到该大小限值，凹坑可以保持留住气泡，并且超过该大小限值，气泡将从纹理化表面脱离)，就发生气泡的脱离。因此，气泡脱离和气泡大小是可控的。

在另一实施方式中，表面处理部包括至少一个光滑表面和至少一个纹理化表面。

结合至少一个光滑表面和至少一种纹理化表面的一个优点在于，可以控制气泡的滞留和脱离。在使用中，依据所使用的表面处理部，促进在转向器的某些位置使气泡附着或释放。结果是气泡以这样的方式被操纵，即，它们要么被移除到腔室的外部、要么变得粘附于表面处理部，使得气泡要么被引导远离、要么被阻止流过长型排放管的摄入端。

虽然关于转向器描述表面处理部，但应理解的是，表面处理部也可以应用于设备的其他表面，例如，扩散器、腔室外壳的内部、和设备的需要控制气泡的滞留和脱离的任何其他表面。

在另一实施方式中，存在具有摄入端和输出端的流入管，输出端居中地位于腔室内。

在另一实施方式中，流入管是腔室壁围绕进入端口的突出部。

在另一实施方式中，流入管包括至少一个公连接器或母连接器，并且腔室壁包括与流入管的至少一个公连接器或母连接器相对应的至少一个公连接器和母连接器。

在另一实施方式中，流入管的一部分邻接第一转向器的一部分。

在另一实施方式中，流入管的所述一部分邻接第一转向器的基部。

在另一实施方式中，该设备包括扩散器，其中，该扩散器包括至少一个孔。

在使用中，气泡在流体流动参数下移动通过扩散器的至少一个孔并进入腔室。然后，气泡被转向器导向腔室的外部并远离长型排放管的摄入端。在该实施方式中，所述扩散器的所述至少一个孔对进入腔室的流体以及流体中夹带的任何气泡赋予替代性运动方向。

扩散器的优点在于，减缓流体从进入管到达腔室的速度。

在另一实施方式中，所述至少一个孔位于扩散器的最上部上。

在该实施方式中，所述至少一个孔的位置促进气泡朝向腔室的最上外部大致向上运动，以进入腔室。

在另一实施方式中，扩散器包括多个孔。在优选实施方式中，扩散器包括4个孔。在最优选的实施方式中，每个孔的直径约为0.25mm。

具有多个孔的一个优点在于，减少气锁的发生。因此，进入腔室的流体流和流体压力得以维持。

具有多个孔的另一优点在于，如果所述设备移动改变方向，则在扩散器上通常最上位置中至少保留一个孔。这样，进入腔室的气泡仍然能够朝向腔室的最上外部大致向上运动。

具有多个孔的另一优点在于，限制气泡的粘附或附着。

在另一实施方式中，扩散器位于进入端口和排出端口之间。在另一实施方式中，扩散器定位进入端口和第一转向器之间。在另一实施方式中，扩散器位于流入管的输出端处。在另一实施方式中，扩散器位于沿流入管的长度的任何点处。

在另一实施方式中，扩散器由流入管形成。

在另一实施方式中，扩散器的流入管是长型的。

延长流入管的长度的一个优点在于，在存在多个孔的情况下，提高结构稳定性。

在另一实施方式中，所述流入管形成多个流入管，其中，每个流入管朝向腔室的外部径向延伸。

具有多个流入管的优点在于，气泡的路径进一步指向腔室的外部和最上部。

在另一实施方式中，扩散器的多个孔相对于从进入端口到达扩散器的气泡的大小而言更小。在使用中，在流体流动参数下，迫使较大的气泡通过所述扩散器的多个小孔，使得到达扩散器的较大气泡一旦穿过扩散器的多个小孔就变成多个较小的气泡。存在于腔室中的多个较小气泡然后被第一转向器导向腔室的外部。

相对于从进入端口到达扩散器的气泡的大小而言，包括多个较小孔的扩散器的一个优点在于，进入流体中夹带的较大气泡在进入腔室之前被扩散器分解成几个较小的气泡。这些较小的气泡具有优化大小，受到阻力的表面积较小，且因此更快地行进穿过液体。优化气泡大小由流率、气泡大小和其他环境条件决定，但优化气泡是表现出优化浮力特性的气泡，即，气泡不受湍流、阻力、摩擦、碰撞、聚结和其他限制因素的限制，以及具有足以克服液体滞留性能的气体体积，使得它们能够更快地移动到腔室的外部并且因此更快地转向远离长型排放管的摄入端。

空腔是直径约1nm至10nm的气泡。纳米气泡或超细气泡的直径范围为约10nm至200nm，典型的传输时间约为0.1cm/sec。这样，这种纳米气泡具有较低的浮力并且由于布朗运动长时间维持悬浮在液体中。直径在200nm和10μm之间的气泡被称为“微纳米气泡”(MNB)。微气泡的直径范围从大约10μm至50μm，倾向于在液体中坍塌并且在到达表面之前消失、或形成纳米气泡并保持悬浮。普通气泡或大气泡的直径范围从大约100μm到1mm，典型的传输时间约为25cm/sec。这样，普通气泡会迅速上升到液体表面并坍塌。

扩散器的另一优点在于，所产生的较小气泡中的每个气泡具有减少的气体总体积。特别小的气泡可以维持悬浮在液体中。这些特别小的气泡被认为更容易被身体吸收。气泡不太可能经由排放管离开腔室并且进入使用该设备的患者的循环系统中，从而大大降低了脉管系统中存在空气的相关风险。

在另一实施方式中，该设备包括第二转向器。

在另一实施方式中，第二转向器位于第一转向器和长型排放管的摄入端之间。

在另一实施方式中，第二转向器由具有基部和边沿的容器形成。

在优选实施方式中，第二转向器的基部邻接长型排放管的摄入端。

第二转向器的一个优点在于，夹带着气体的流体流被转向远离长型排放管的摄入端。在该设备倒置的情况下，这对于将收集的气体维持在远离长型排放管的摄入端的位置特别有用。

在另一实施方式中，该设备包括适合于阻塞长型排放管的摄入端的封堵器。

随着收集的气体增加，包含在设备腔室中的液体的液位下降，使得如果包含在设备腔室中的液体的液位下降超过某一点，收集的气体可能通过长型排放管的摄入端逃逸。在使用中，封堵器漂浮在包含在设备腔室中的液体体积中，随着液位下降，封堵器邻接长型排放管的摄入端，从而防止气体离开腔室以进入长型排放管。

在另一实施方式中，封堵器位于长型排放管中。

在另一实施方式中，该设备包括至少一个排气端口。

提供排气端口的优点在于，可以在使用前或使用过程中的任何时间容易地去除设备中捕集的气泡，这意味着气泡捕集器可以继续使用，而对将流体输注到患者中的功能的影响最小。

排气端口的另一优点在于，可以产生低压梯度，以促进液体快速充满腔室，同时防止空气/流体沿患者的方向流过排放管。

排气端口的另一优点在于，能够启动气泡捕集设备，允许在使用前将设备的腔室中存在的任何空气从腔室排出。

排气端口的另一优点在于，通过去除设备中存在的任何气泡或空气，提高设备的效率和有效性。

排气端口的另一优点在于，它使设备适合于连续使用。没有排气端口的设备会随着时间的推移慢慢地充满气体，这意味着该设备只适合作为一次性物品，需要定期更换以避免脉管系统中存在空气的相关风险。

在另一实施方式中，该设备包括选择性渗透膜。

在另一实施方式中，选择性渗透膜包括不透气-透液体的膜。

在另一实施方式中，不透气-透液体的膜位于长型排放管的摄入端处。

在使用中，腔室中的液体可以通过不透气-透液体的膜从腔室排放到长型排放管中，而气泡被保留在腔室中。

在另一实施方式中，选择性渗透膜包括透气-不透液体的膜。

在另一实施方式中，透气-不透液体的膜位于排气端口处。

在使用中，收集在腔室中的气泡可以穿过排气端口的透气膜，而防止腔室中的液体经由排气端口离开腔室。

透气-不透液体的膜的一个优点在于，不需要释放装置，因此不需要监测或切换所述释放装置。气体会自动从腔室被清除，无需额外的动作或自动化。

位于腔室和排气端口之间的透气-不透液体的膜的另一优点在于，防止腔室中的液体通过排气端口离开腔室，从而使流体损失最小化，减少浪费和使用成本。

在另一实施方式中，该设备包括位于进入端口和排出端口之间的过滤膜。

细菌和固体颗粒材料可能会进入要被给予患者的液体中。颗粒材料的示例包括例如来自打开玻璃安瓿的玻璃颗粒、来自橡胶塞的颗粒或胃肠外营养成分的聚集物、药物不相容性反应、液体溶液制备过程中的不完全重构、和其他药物制剂问题。如果这些污染最终进入患者的血流中，则用于输送给患者的液体溶液的细菌和颗粒污染会导致患者护理并发症。

过滤膜的一个优点在于，捕获细菌和颗粒并防止它们离开该设备的腔室以进入长型排放管，从而防止它们进入患者血流。

在另一实施方式中，过滤膜邻接长型排放管的摄入端。

在另一实施方式中，排气端口与释放装置联接，适合于在释放装置从关闭位置移动到打开位置时从该设备清除捕集的气泡；这样，在使用中，当释放装置处于打开位置时，捕集的气体通过排气端口从设备的腔室排出。

将排气端口联接到释放装置的优点在于，可以控制气泡的排出，并且使旨在用于输注的流体的损失最小化。

在另一实施方式中，释放装置包括推动动作。在另一实施方式中，释放装置包括拉动动作。在另一实施方式中，释放装置包括旋转动作。在另一实施方式中，释放装置包括滑动动作。

在使用中，当对所述释放装置执行一个或多个动作时，夹带的气体经由排气端口从设备的腔室释放。

在另一实施方式中，释放装置是自动化的。

使释放装置自动化并因此从气泡捕集器内清除空气的优点在于，医院工作人员对捕集器进行监测的需求减少，从而给医院工作人员腾出时间用于其他重要任务。

在另一实施方式中，该设备包括传感器，该传感器适合于监测该设备的腔室内的气体水平。

传感器的优点在于，检测气泡进入设备的腔室，并且测量存在的气体量至预设的可接受水平。

在另一实施方式中，该设备包括警报装置。

警报装置的一个优点在于，指示腔室中存在的气体量已经超过预设的可接受水平，从而开始排气。

警报装置的另一优点在于，指示何时操作释放装置和打开排气端口，由此将收集的气体从腔室排出并保持该设备的优化操作。

在另一实施方式中，腔室是球形的。在另一实施方式中，腔室是方形的。在另一实施方式中，腔室是长圆形的。在另一实施方式中，腔室是三角形的。

该装置为球形的优点在于，它能够沿任何方向远离长型排放管地收集被捕集的气体。

在另一实施方式中，腔室是不透明的。在另一实施方式中，腔室是半透明的。在另一实施方式中，腔室是透明的。

腔室透明的一个优点在于，可以容易地观察和监测流体和气体形成。

在另一实施方式中，该设备包括测量系统。在使用中，测量系统读取腔室中捕集的空气或收集的气泡的量或水平。

在优选实施方式中，测量系统是梯度尺。

测量系统的一个优点在于，可以准确地测量设备腔室中存在的气体体积。

在另一实施方式中，该设备包括显示器。在使用中，该显示器提供所进行的测量的可读指示，该测量与腔室中捕集的空气或收集的气泡的量或水平有关。

显示器的一个优点在于，可以清楚地通信该设备腔室中存在的气体体积。

设备的大小和尺寸可以根据需要与其一起使用的装置进行修改。例如，可以减小设备的大小和尺寸，以用于输血装置。大小减小的气泡捕集器的优点在于，最小化设备中的流体损失。

在另一实施方式中，该设备包括注射端口。在使用中，注射端口允许操作者执行弹丸注射。这在需要特别高剂量的药物时很有用。

在优选实施方式中，注射端口位于该设备的排出端口和经由套管沿患者方向的进入点之间。

注射端口位于该设备的排出端口和经由套管沿患者方向的进入点之间的优点在于，执行可靠的药物浓度。

注射端口位于该设备的排出端口和经由套管沿患者方向的进入点之间的另一优点在于，确保整个弹丸注射进入患者血流。

在另一实施方式中，操作员是自动化的。

在另一实施方式中，该设备包括具有打开位置和关闭位置的锁定机构。

在另一实施方式中，锁定机构邻近进入端口定位。在使用中，当锁定机构处于打开位置时，液体和任何夹带的气体流入该设备的腔室。当锁定机构处于关闭位置时，防止液体和任何夹带的气体离开该设备的腔室。

在另一实施方式中，该设备包括多个锁定机构，其中，彼此独立地确定每个锁定机构的位置。

锁定机构或锁定机构的组合的一个优点在于，可以容易地控制流体流，来自或沿一个方向的流动能够根据需要被阻止或能够继续流动。

在另一实施方式中，锁定机构邻近排出端口定位。在使用中，当锁定机构处于打开位置时，该设备的腔室内的液体和任何夹带的气体可通过长型排放管离开腔室并沿患者方向进入排出管道。当锁定机构处于关闭位置时，防止液体和任何夹带的气体进入设备的腔室。

在另一实施方式中，该设备由刚性材料形成。

在另一实施方式中，该设备由可延展的材料形成。在优选实施方式中，可延展材料是聚合物。

在另一实施方式中，该设备由单独的组成部件形成。组成部件需要在使用前构造以形成完整的设备。

在另一实施方式中，该设备能够制造为单件单元。

在另一实施方式中，借助于3D打印制造该设备。在另一实施方式中，借助于注射成型制造该设备。

在另一实施方式中，如上文所述的设备包括脚部。

在另一实施方式中，脚部包括夹持装置，夹持装置可操作以将该设备固定地附接到表面。

在使用中，通过操作脚部的夹持装置将该设备附接到表面可以将该设备紧固到固定位置，以提供稳定性。

在另一实施方式中，该表面选自衣物、床单、输液架或其他附近的结构。

在本发明的另一方面，提供了一种设备，该设备包括：限定至少一个腔室的外壳，该腔室具有进入端口、排出端口；和位于进入端口和排出端口之间的扩散器，其中，扩散器包括至少一个孔。

在使用中，气泡在流体流动参数下移动穿过扩散器的至少一个孔并进入腔室。在该实施方式中，所述扩散器的至少一个孔对进入腔室的流体赋予替代性运动方向，该流体包括液体和夹带在液体中的气泡。

扩散器的优点在于，减缓流体从进入管到达设备腔室的速度。

在另一实施方式中，所述至少一个孔位于扩散器的最上部。

在该实施方式中，所述至少一个孔的位置促进气泡朝向腔室的最上外部大致向上运动，以进入腔室。

在另一实施方式中，扩散器包括多个孔。

具有多个孔的一个优点在于，减少气锁的发生。因此，进入腔室的流体流和流体压力得以维持。

在另一实施方式中，扩散器包括多个孔，其中，孔被间隔开并且围绕扩散器的周边以大致径向布置定位。

具有间隔开并以大致径向布置定位的多个孔的优点在于，在该设备移动以改变方位的情况下，在扩散器上的大致最上位置中保留至少一个孔。因此，进入腔室的气泡仍然能够朝向腔室的最上外部大致向上运动。

在另一实施方式中，扩散器由流入管形成，流入管围绕进入端口定位。

在另一实施方式中，扩散器的流入管是长型的。

延长流入管的长度的一个优点在于，在存在多个孔的情况下，提高结构稳定性。

在另一实施方式中，所述流入管形成多个流入管，其中，每个流入管朝向腔室的外部径向延伸。

在另一实施方式中，扩散器的多个孔相对于从进入端口到达扩散器的气泡的尺寸而言更小。在使用中，在流体流动参数下，迫使较大的气泡通过所述扩散器的多个小孔，使得到达扩散器的较大气泡一旦穿过所述扩散器的所述多个小孔就变成多个较小的气泡。存在于腔室中的多个较小气泡然后被第一转向器导向腔室的外部。

扩散器包括相对于从进入端口到达扩散器的气泡的大小而言多个较小孔的一个优点在于，进入流体中夹带的较大气泡在进入腔室之前被扩散器分解成几个较小的气泡。这些较小的气泡具有优化大小，受阻力的表面积较小，且因此更快地行进穿过液体，这意味着这些较小的气泡表现出优化的浮力特性，使它们能够明显更快地进行到腔室的外部，从而被更快转向远离长型排放管的摄入端。

扩散器的另一优点在于，产生的较小气泡中的每个气泡具有减小的气体总体积。特别小的气泡可以保持悬浮在液体中。这些特别小的气泡被认为更容易被身体吸收。气泡不太可能经由排放管离开腔室并进入使用该设备的患者的循环系统中，从而大大降低脉管系统中存在空气的相关风险。

在另一实施方式中，该设备适合于分离和收集流体中夹带的气泡。

在本发明的另一方面，提供了一种设备，该设备包括限定至少一个腔室的外壳，该腔室具有进入端口和排出端口，其中，该腔室包括至少一个表面，其中，该腔室的该至少一个表面的一部分包括表面处理部，该表面处理部适合于控制气泡及其在腔室内的运动。

在使用中，当气泡与包括表面处理部的该腔室的该至少一个表面的该一部分接触时，气泡附着于或脱离于包括表面处理部的该腔室的该表面的该一部分。

在另一实施方式中，表面处理部促进气泡附着于包括表面处理部的该内表面的该一部分。

在另一实施方式中，表面处理部促进气泡从包括表面处理的该内表面的该一部分脱离。这样，在使用中，气泡变成在腔室内存在的体积流体内自由漂浮的气泡。

在另一实施方式中，所述至少一个内表面是转向器。

在本发明的另一方面，提供了一种设备，该设备包括：限定至少一个腔室的外壳，该腔室具有进入端口、排出端口；和选择性渗透膜。

在另一实施方式中，选择性渗透膜包括不透气-透液体的膜。

在另一实施方式中，选择性渗透膜包括透气-不透液体的膜。

在另一实施方式中，不透气-透液体的膜位于排出端口处。

在使用中，腔室中的液体可以通过不透气-透液体的膜离开腔室，而气泡保留在该设备的腔室中。

在另一实施方式中，该设备包括排气端口。

在另一实施方式中，透气-不透液体的膜定位在排气端口处。

在使用中，收集在腔室中的气泡可以穿过排气端口的透气-不透液体的膜，同时防止腔室中的液体经由排气端口离开腔室。

透气-不透液体的膜的一个优点在于，不需要释放装置，因此不需要监测或切换所述释放装置。气体会自动从腔室清除，无需额外的动作或自动化。

位于腔室和排气端口之间的透气-不透液体的膜的另一优点在于，防止腔室中的液体通过排气端口离开腔室，从而使流体损失最小化，减少浪费和使用成本。

在另一实施方式中，该设备适合于分离和收集流体中夹带的气泡。

在另一实施方式中，该设备适合于在IV滴注装置中使用。

在本发明的另一方面中，提供了一种设备，该设备包括：限定至少一个腔室的外壳，该腔室具有进入端口、排出端口；和过滤器。

在另一实施方式中，过滤膜位于进入端口和排出端口之间。

细菌和固体颗粒材料可能会进入要被给予患者的液体中。颗粒材料的示例包括例如来自打开玻璃安瓿的玻璃颗粒、来自橡胶塞的颗粒或胃肠外营养成分的聚集物、药物不相容性反应、液体溶液制备过程中的不完全重构、和其他药物制剂问题。如果这些污染最终进入患者的血流中，则用于输送给患者的液体溶液的细菌和颗粒污染会导致患者护理并发症。

过滤膜的优点在于，捕获细菌和颗粒并防止它们离开设备的腔室，从而防止它们进入患者血流。

在另一实施方式中，过滤膜邻接排出端口。

在另一实施方式中，该设备适合于分离和收集流体中夹带的气泡。

在另一实施方式中，该设备适合于在IV滴注装置中使用。

在本发明的另一方面，提供了一种如前所述的设备，其中，该设备布置在回路中。

输血装置通常布置在回路中。应当理解的使，虽然在上文中关于通常不形成回路的IV滴注装置而描述气泡捕集器，但气泡捕集器可以适合于输血装置。

在本发明的另一方面中，提供了一种如上文所述的设备，其中，该设备包括串联布置的多个腔室。

提供串联布置的多个腔室的优点在于，可以重复多次捕集和去除气泡，这意味着进一步降低气泡进入患者血流的风险。

在另一实施方式中，所述多个腔室中的每个能够借助于互连管道彼此连接。

在本发明的另一方面，提供了一种静脉管线套件，其中，该套件包括：至少一个静脉滴注袋；至少一个滴注腔室；具有近端和远端的至少一个供应管；气泡捕集器；流动控制装置；至少一个夹具；以及套管；其中，气泡捕集器包括转向器。

在另一实施方式中，气泡捕集器包括如上文所述的本发明的设备。

本发明的设备可适合于在IV滴注装置内使用。该设备可以在沿主要IV管道、次级管道或延伸管道的长度的任何点处被并入。

在另一实施方式中，本发明装置的优选位置直接在IV滴注装置中的套管之前。

在另一实施方式中，本发明的设备的位置在气泡监测装置、例如IV泵警报系统之前。

在本发明的另一方面，提供了一种静脉管线套件，其中，该套件包括：至少一个静脉滴注袋；至少一个滴注腔室；具有近端和远端的至少一个供应管；气泡捕集器；流动控制装置；至少一个夹具；以及套管；其中，气泡捕集器包括扩散器。

附图说明

从下文参考附图描述的仅作为示例给出的本发明的一些实施方式，将更清楚地理解本发明，其中：

图1是典型IV滴注装置的示意代表图；

图2是根据本发明的设备的3D渲染的外部正视图；

图3是根据本发明的设备的分解3D渲染图；

图4是根据本发明的设备的分解图，显示了该设备的组成部分；

图5是根据本发明的设备在使用中的示意图；

图6是根据本发明的设备被保持在垂直平面上的示意图；

图7是根据本发明的一个实施方式的包括单转向器的设备的示意图；

图8是根据本发明的一个实施方式的包括双转向器的设备的示意图；

图9是根据本发明一个实施方式的设备的剖视图；

图10是根据图9的设备的特写透视图；

图11是根据图9的设备的一系列示意图；

图12是根据本发明的一个实施方式的设备的3D渲染侧视图；

图13显示了一个量表；

图14显示了IV管中典型的气泡形成模式和可观察到的特性；

图15是显示气体体积对温度和流速的响应的图表；以及

图16是显示气体体积与袋温度的相关性的图表。

具体实施方式

参照图2，提供了根据本发明的一个实施方式的、总体上由附图标记200表示的设备。设备200包括外壳202、进入端口204和排出端口206。进入管道208被示出为连接到进入端口204，并且排出管道210被示出为连接到排出端口206。在该实施方式中，示出了排气端口212。

包含气泡的流体沿着进入管道208行进并且通过进入端口204进入设备200。然后，流体中夹带的气泡上升到装置的顶部最外部。在该实施方式中，捕集的空气然后可以通过排气端口212从系统除去。基本上没有气泡的流体通过排出端口206离开设备200并且沿着排出管道210移动远离设备200。

虽然在该实施方式中存在排气端口212，但应当理解的是，对于分离和收集流体中夹带的气泡的目的，这种特征不是必不可少的。排气端口212的存在是优选的特征，但是本发明的设备200可以在没有它的情况下运行一段时间。因此，本发明不旨在受限于包括排气端口212。

虽然示出了进入管道208和排出管道210，但在该实施方式中，此类管道本身不一定是设备200的一体部分，而是指可在IV滴注装置或类似装置中找到的典型管道，因此提供了关于如何使用设备200的内容。虽然进入管道208和排出管道210被描述为不是设备200的一部分，但应当理解的是，在替代实施方式中，进入管道208和排出管道210被集成到设备中，以形成作为整体的设备200的一部分。

现在参考图3，显示了该设备的分解透视图。对于与上述特征相似的部件采用相同的附图标记。设备200包括形成腔室302的外壳202，具有进入端口204和排出端口206。设备200还包括长型排放管304，其中，长型排放管304的摄入端306居中地位于腔室302内。长型排放管304的输出端308被示出为连接到排出端口206。在该实施方式中，还示出了排气端口212。如前所述，替代实施方式可以包括没有排气端口212的设备。

现在参考图4，提供了该设备的组成部分的分解图。对于与上述特征相似的部件采用相同的附图标记。设备200包括外壳202，外壳202在构造时形成腔室302。设备200还包括：进入端口204；排出端口206；长型排放管304，其中，长型排放管304具有摄入端306和输出端308；以及转向器402。长型排放管304的摄入端306在构造时居中地位于腔室302内，而长型排放管304的输出端308连接到排出端口206。

现在参考图5，提供了使用中的设备的示意图。对于与上述特征相似的部件采用相同的附图标记。设备200包括限定腔室302的外壳202、进入端口204、排出端口206、以及具有摄入端306和输出端308的长型排放管304。在该实施方式中，提供了连接到进入端口204的进入管道208和连接到离开端口206的排出管道210。转向器402被示为包括基部502和边沿504。在该实施方式中，转向器402和进入端口204间隔开，使得转向器402被居中地悬挂在设备200的腔室302内。在该实施方式中，转向器402和长型排放管304的摄入端306间隔开，使得转向器402的任何部分都没有延伸超过长型排放管304的摄入端306。

在替代实施方式中，可以不存在进入管道208或排出管道210。

在替代实施方式中，转向器包括将转向器固定到腔室的外壳的至少一个系链件，使得转向器保持就位。

在使用中，流体经由进入端口204到达设备200的腔室302中。气泡被转向器402转向远离长型排放管304并且朝向设备200的腔室302的外部部分。到达腔室302中的流体具有流体的第一流动方向；在与转向器402接触时，流体被赋予不同流动方向。流体的不同流动方向通常遵循转向器402的轮廓，导致流体连同其中夹带的任何气体一起被推向腔室302的外部。当到达腔室302中的流体与转向器402接触时，流体速度减慢。流体速度的减慢允许延长的时间段，在该时间段内气泡可以移动远离长型排放管304并且朝向设备的腔室302的外部移动。在转向器402和长型排放管304的摄入端306之间收集现在基本上没有气泡的流体。基本上没有气泡的流体居中地位于腔室302内并且可以理解为比流体沿着腔室302的外部移动更慢地移动。基本上没有气泡的流体经由排出端口206离开设备200并且沿着排出管道210移动远离设备200。

现在参考图6，提供了被垂直保持的设备的示意图。对于与上述特征相似的部件采用相同的附图标记。该设备包括：形成腔室302的外壳202，该腔室302具有进入端口204；连接到进入端口204的进入管道208；转向器402，该转向器402具有基部502和边沿504；长型排放管304，其中，长型排放管304的摄入端306居中地位于腔室302内；以及连接到离开端口206的排出管道210。基本上没有气泡的流体通过排出端口206离开设备200并且沿着排出管道210移动远离设备200。

在该实施方式中，设备200被保持在基本垂直的平面中，使得进入端口204和进入管道208位于设备200的最下部分。

在该实施方式中，转向器402的边沿504延伸超过长型排放管304的摄入端306。这样的设计将进一步确保气泡保持被引导远离长型排放管304的摄入端306。

在使用中，流体和夹带气体一起向上行进通过进入管道208，并通过位于腔室302的底部的进入端口204到达腔室302。当流体和夹带气体向上移动通过腔室302时，将与转向器402接触。转向器402阻碍流体和夹带气体的第一流动方向并引起流体和夹带气体的方向改变，使得流体和夹带气体转向远离其原始路径(或第一流动方向)并且转向腔室302的外部。通过阻碍流体和夹带气体的第一流动方向，转向器402导致流体速度减慢，且因此夹带气泡也减慢。这具有导致施加到气泡膜的外力发生变化的效果，使得浮力成为主导力。由于浮力成为主导力，夹带的气泡朝向腔室302的最上外部移动。

现在参考图7，提供了根据本发明另一实施方式的设备。对于与上述特征相似的部件采用相同的附图标记。装置700包括：形成腔室302的外壳202，该腔室302具有进入端口204和排出端口206；流入管702，该流入管702具有居中地位于腔室302内的输出端704，并且流入管702的摄入端706被连接到进入端口204；长型排放管304，其中，长型排放管304的摄入端306居中地位于腔室302内，并且长型排放管304的输出端308被连接到排出端口206；以及转向器402，转向器402具有基部502和边沿504。

在该实施方式中，转向器402的基部502的至少一部分通过系链件708连接到流入管702的输出端704，并且转向器402的边沿504的至少一部分通过系链件708连接到长型排放管304的摄入端306。

现在参考图8，提供了根据本发明的另一实施方式的、包括双转向器的设备800。对于与上述特征相似的部件采用相同的附图标记。设备800包括：形成腔室302的外壳202，该腔室302具有进入端口204和排出端口206；流入管702，该流入管702具有居中地位于腔室302内的输出端704，且流入管702的摄入端706被连接到进入端口204；长型排放管304，其中，长型排放管304的摄入端306居中地位于腔室302内，并且长型排放管304的输出端308被连接到排出端口206；以及转向器，即，具有基部502和边沿504的第一转向器402和具有基部804和边沿806的第二转向器802。

在该实施方式中，第一转向器402的基部502的至少一部分通过系链件708连接到流入管702的输出端704，并且第二转向器802的边沿804的至少一部分通过系链件708连接到长型排放管304的摄入端306。在该实施方式中，第二转向器802的边沿804延伸超过长型排放管304的摄入端306。

现在参考图9，提供了该设备的横截面图。对于与上述特征相似的部件采用相同的附图标记。该设备包括：形成腔室302的外壳202，该腔室302具有进入端口204和排出端口206；流入管702，该流入管702具有居中地位于腔室302内的输出端704，并且流入管702的摄入端706被连接到进入端口204；长型排放管304，长型排放管304的摄入端306居中地位于腔室302，并且长型排放管304的输出端308被连接到排出端口206；以及转向器，即第一转向器402。转向器402限定腔室302内的隔室，转向器402具有基部502和边沿504。在该实施方式中，流入管702的输出端704邻接转向器402的基部502。转向器402的边沿504位于转向器402的基部502和长型排放管304的摄入端306之间。在该实施方式中，该设备还包括扩散器902，其中，扩散器902由多个孔形成。在该实施方式中，扩散器902包括至少三个孔904、906、908，第一孔904向上通向腔室302中，第二孔906向下通向腔室302中，并且第三孔908面朝上通向腔室302中。虽然在该实施方式中示出了三个孔904、906、908，但不应将其理解为以任何方式限制本发明。应当理解的是，本发明的其他变型可以包括任意数量的孔。

在该实施方式中，转向器402和长型排放管304的摄入端306间隔开，使得转向器402的边沿504不会延伸超过长型排放管304的摄入端306。

在该实施方式中，该设备包括流入管702，该流入管702延伸到腔室中并邻接扩散器902，然后，扩散器902邻接转向器402的基部502。

在替代实施方式中，转向器402的边沿504可以延伸超过长型排放管304的摄入端306。这种设计将进一步确保气泡保持被引导远离长型排放管304的摄入端306。流入管702的替代布置也是可能的。

在使用中，流体经由进入端口204到达、并且经由扩散器902通过多个孔904、906、908进入设备900的腔室302。然后，气泡被第一转向器402转向远离长型排放管304并转向设备200的腔室302的外部。从进入端口204到达扩散器902的流体具有第一流动方向；在穿过扩散器902时，流体被赋予不同的流动方向。腔室302内的后扩散器902流体具有流体的第一流动方向；在与第一转向器402接触时，流体被赋予不同的流动方向。由转向器402赋予的流体的不同流动方向通常遵循转向器402的轮廓，导致流体连同其中夹带的任何气体一起被推向腔室302的外部。当腔室302内的后扩散器902流体与转向器402接触时，流体速度减慢。流体速度的减慢允许延长的时间段，在该时间段内气泡可以移动远离长型排放管304并朝向设备200的腔室302的外部移动。气泡形式的夹带气体穿过腔室302内的一定体积的流体，施加在气泡外表面上的摩擦增加导致轨迹改变，使得浮力成为使气泡朝向腔室302的最上外部移动的主导力。在转向器402和长型排放管304的摄入端306之间收集基本上没有气泡的流体。基本上没有气泡的流体居中地位于腔室302内，并且可以理解为比沿着腔室302的外部移动的流体移动更慢。然后，基本上没有气泡的流体被吸入长型排放管304的摄入端306且经由排出端口206离开腔室302，并且远离设备900。

现在参考图10，提供了根据图9的实施方式的设备的透视图。对于与上文描述的特征相似的部件采用相同的附图标记。设备900包括：流入管702，流入管702具有居中地位于腔室302内的输出端704，并且流入管702的摄入端706连接到进入端口204；扩散器902；转向器402，转向器402具有基部502和边沿504；以及长型排放管304，长型排放管304具有摄入端306和输出端308。流入管702被定位成使得它邻接扩散器902的一部分，并且扩散器902被定位成使得它邻接转向器402的一部分。

在该实施方式中，扩散器902由多个孔形成，所述多个孔间隔开并且以围绕扩散器902的周边大致径向布置的方式定位。

在使用中，流体和其中夹带的气体通过流入管702到达扩散器902。流体和夹带气体穿过扩散器902的多个孔。流体中夹带的气泡通常由于沿向上方向上升的固有趋势而穿过扩散器的最上面的孔902，而剩余的流体穿过扩散器902的任何一个或多个孔。一旦流体和夹带气体已经穿过扩散器902，流体和夹带气体与转向器402接触。转向器402阻碍流体和夹带气体的第一流动方向并引起流体和夹带气体的方向改变，使流体和夹带气体沿大体向外的方向转向远离其原始路径(或第一流动方向)并且远离长型排放管304的摄入端306。通过阻碍流体和夹带气体的第一流动方向，转向器402引起流体速度变慢，且因此夹带的气泡也变慢。这具有导致施加到气泡膜的外力发生变化的效果，使得浮力成为主导力。随着浮力成为主导力，夹带的气泡沿大致向外和向上的方向移动并且移动远离长型排放管304的摄入端306。

现在参考图11，提供了根据图10的实施方式的、总体上由附图标记900表示的设备。对于与上文描述的特征相似的部件采用相同的附图标记。设备1000包括：流入管702；扩散器902；转向器402，转向器402具有基部502和边沿504；以及长型排放管304，长型排放管304具有摄入端306和输出端308。

在图11A中，流入管702定位成使得它通过系链件708连接到转向器402的一部分，以形成包括至少一个孔的扩散器902。

在图11B中，流入管702、扩散器902和转向器402被集成以形成至少一个孔。

在图11C中，流入管702、扩散器902和转向器402被集成以形成多个孔。在该实施方式中可以看到三个孔。

现在参考图12，提供了根据本发明的另一实施方式的、总体上由附图标记1200表示的设备。对于与上述特征相似的部件采用相同的附图标记。设备1200包括外壳202、进入端口204和排出端口206。在该实施方式中，设备被示出为包括排气端口212和支脚1202。支脚1202被连接到外壳202的一部分。支脚1202可用于将否则通常为球形的设备搁置在基本平坦的表面上。替代地，支脚1202可用作将设备固定到表面(例如，患者、床、枕头或IV滴注装置100的任何部分)的装置。

示例

产品需求评估

为了支持产品设计和开发，确定需要更多信息来充分了解问题的规模、评估医疗领域的当前局限性、并提供更有针对性的解决方案。

方法

设计了一份简短的问卷，旨在识别对解决方案的恐惧程度和最终兴趣。每份问卷由十个问题组成，要求工作人员从选项中选择最合适的陈述。提供了一个量表(图13)，还提供了一个自由文本评论部分。

五十份问卷在全医院散发，并且47份的样本完整返回，其中一部分来自护士(56％)，其余来自各科室的医生(44％)。

结果

共有97％的员工表示他们中度或非常关注IV管线中的气泡。76％的员工通过打开端口以排出一些液体、或手动注射来去除气泡。共有58％的员工表示，去除气泡比过程中损失多少流体更重要。

当被问及有关气泡大小的问题时，53％的员工希望去除长达5毫米的气泡。共有65％的受访者目睹了医疗紧急情况中的气泡，只有16％的员工表示他们能够看到医疗紧急情况中的每个气泡。

在流体加温程序(54％)和非加温流体(44％)中也发现了气泡。

共有89％的受访者会在部分或全部时间使用新的气泡捕集装置，以尽量减少所需的监督。

儿科护理被确定为高度优先事项。

结论

需要一种气泡捕集器，它能够减少对持续监测的需要，而且还具有成本效益且易于使用(即，所需的培训最少)，减少相关的流体材料浪费，可用于任何数量的位置并且适合于各种输液程序，例如但不限于肠胃外喂食、输液和加热IV管线。

概念证明

响应于产生气体的线位置、高度、方向以及体积，观察到气泡形成模式，例如聚结和成囊。调节温度和流率以识别各自在IV管线中形成气泡中所起的作用。

为了观察各种条件下管道中的气泡行为，设置了典型的IV布置。在各种不同的流率和温度设置下通过管道注入流体，并且观察气泡的形成，包括：大小/体积、位置、规律性、包括滞留和脱离的行为、聚结以及其他重要行为。

图14显示了IV管中典型的气泡形成模式和可观察到的特性。大气泡(A＝8mm)显示为沿流动方向行进。观察到气泡(B＝1mm)和(C＝2mm)的尺寸较小，并且在[窗格1]示出的位置处滞留在管道的内壁上的固定位置。较小的气泡(B)(C)被较大的气泡(A)收集并且在较大气泡(A)的前端受力被推动[窗格2]。气泡(B)(C)的结构最初被保持。在沿管更远的位置，气泡已聚结成单气泡(ABC＝11mm)[窗格3]。从所进行的测量可以看出，单气泡(ABC)的体积现在增加。正如所观察到的，较大或较小的气泡将在IV管或类似物内自然形成，并且随着它们在IV管的流体流中行进，较大的气泡将收集较小的气泡。还观察到(未显示)较小的气泡也在流体流内自由行进且并不总是粘附于管内；然而，观察到的较小气泡倾向于更经常地粘附于管内表面。这些较小气泡由于轻弹管或管的移动而脱离、以及由于更大的气泡被脱离。得出的结论是，较大的气泡更容易被流体流推动。

通过绘制变量之间的关系进一步分析所得数据。在图15中，以图形(正方形)显示气体体积与在起始点处的液体温度的关系。形成了数据的多项式趋势线，得出由于两个山丘或山谷造成的3阶形状。这表明总的来说随着温度的降低，气体体积的数据点的方向似乎是向上的。测量x值和y值之间的可靠性因子所得的可靠性因子R²显示为0.858，接近1，指示这些值具有高水平的线性可靠性。这与实验中观察到的温度引起的体积效应一致，其中随着液体温度升高，气体水平升高。

由于数值的不规则分散，图15(菱形)的流率与气体体积线以图形方式形成了非常不规则的形状。此图表的趋势线显示了上升和下降的山丘形状，即2阶多项式。所得的可靠性值为0.087，这显示数据不可靠，意味着这不是基于线性关系y＝mx+c的可靠预测。这遵循测试期间显示的趋势，即，确定由于流率而产生的气体体积没有易于预测的模式。

图15显示了气体体积对温度(方形点)和流率(菱形点)的响应。

图16显示了气体体积(深灰色；斑点)与袋温度(浅灰色；对角线)的相关性。

在这些实验中产生的气体的最大体积(2.4mls/1000mls)对于确定设备的体积要求以可靠地从管线中捕集气体至关重要。此信息有助于验证给予实验阶段的时间。

原型制作

标准的3D打印技术用于生产不同转向器设计的原型。随后对这些所得的原型进行了各种测试，旨在确定原型设计的适用性，即可靠性和易用性。

360度方位测试

产品需求评估证实，由于IV管线在各种程序中定期移动，因此气泡捕集器必须在方位和运动的完整范围内有效运行。因此，在360度的所有方位上测试原型，显示了保留气体的能力远远超过通过实验指示的最大脱气体积。

使用加热流体进行体积脱气能力研究，因为在加热系统中比在非加热系统中观察到的脱气发生率更为普遍。

通过测试确定最大水平，在该测试中，最大读数为2.4ml/1000ml，其中，内置系数为5X，出于安全原因，计算平均读数以允许至少15ml的气体容量。因此，在气体水平达到设备将不再有效运行的水平之前以及在气体水平到达长型排放管之前，该设备可以收集至多达15mls的气体。这意味着在最大脱气水平下至多可以同时输注5袋液体。

根据手术的不同，推荐的气体水平可以从零(例如，由于血体积减少和婴儿的天然“心脏孔”在儿科中优选无气体)到健康成人的体重的3ml/kg(在动物身上进行的测试)，注射1ml/kg的空气就可能会产生不利影响。有许多相互矛盾的报告，并且普遍被接受的是身体在理想条件下可以耐受一些气体(如果没有潜在的条件)，但如果可能的话，优选不要让气体进入任何患者。最近的研究将对脉管系统的内皮糖萼层的损伤作为阻止气泡进入静脉系统的原因。

方法

IV管线上的阀门关闭，并且热线L1在整个实验过程中保持断开，以避免产生否则会阻碍实验的不期望气体。静脉滴注袋悬挂在静脉支架的顶部并连接到IV输液管。进行测试的原型连接到最靠近患者的管腔线的一端，并且延长线连接到原型的另一端。然后，将clave连接器附接到气体抽取端口。在一张纸上以45、90、180、225、270、315和360度的角度绘制线条，然后将这张纸贴在平坦的垂直表面上。塑料容器被水填充。小量筒被水填充，确保量筒使用附件连接到塑料容器。在将量筒快速转动倒置到塑料容器中之前，将延长线的末端放入量筒中，从而液体就不会从量筒逃逸，并且量筒附件完全靠在容器的边沿上，以确保实验过程中量筒维持垂直。读取并记录倒置量筒上气体的初始读数(零)。然后，打开阀门，以允许液体从袋中流出，从而确保液体处于最大可能的流率。使用经由clave连接器插入的注射器去除被捕集在进行测试的原型的腔室中的气体。抽取所有气体后，管线的原型部分将附接到平坦的垂直表面，使得其与先前在纸上绘制的45度角线平行。注射器被1ml的空气填充并注射到热线L1旁边的IV管线中，使得气体流向原型。观察穿过原型进入延长线中的气体，并且记录量筒中聚集的气体值。如果没有观察到气体，则该值被记录为0。以1ml的增量增加高达20ml的空气体积，然后针对以下每个角度重复该实验：90、180、225、270、315和360度。

术语“包含”和“包括”以及出于语法原因所需的任何变体应被视为可互换的并给予最广泛的解释。

应理解的是，任何图中所示的组件不一定被成比例绘制，且数个附图中所示的相似部件被指定相同的附图标记。

还应理解的是，任何实施方式的特征都可以与替代描述的实施方式组合，即使这样的组合在上文中没有明确叙述但将是被本领域技术人员理解为技术上可行的。

本发明不限于上述实施方式，这些实施方式在结构和细节上都可以变化。

虽然关于在IV滴注装置中使用来描述本发明，但本发明的装置可适配于在其他应用中使用，例如但不限于在输血设备和需要去除、捕集或排出夹带气体的任何其他流体治疗装置中使用。

Claims (18)

1.一种适合于分离和收集静脉管线中的流体中夹带的气泡的设备，其中，所述设备包括：

限定至少一个腔室(202)的外壳，所述腔室具有进入端口(204)和排出端口(206)；

具有扩散器(902)的长型流入管(702)，所述扩散器(902)包括在所述流入管中的多个孔，其中，所述多个孔被间隔开并且围绕流入管的周边以大致径向布置定位，所述多个孔的大小设计为使得流体中夹带的较大气泡在进入腔室之前被扩散器分解成几个较小的气泡；

位于进入端口和排出端口之间的转向器(402)，其中，转向器限定隔室且包括基部(502)和边沿(504)；以及

具有摄入端(306)和输出端(308)的长型排放管(304)，其中，长型排放管的摄入端位于腔室内，并且长型排放管的输出端(308)连接到腔室的排出端口，并且其中，转向器被配置为朝向腔室的外部且远离于排放管的摄入端引导气泡，

其中：

长型流入管的一部分抵靠转向器，或

流入管通过系链件(708)连接到转向器的一部分，或

流入管、扩散器、以及转向器是集成的。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，转向器由倒圆轮廓形成。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述设备包括至少一个内表面，其中，所述至少一个内表面的一部分包括处理表面。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，处理表面适合于控制气泡及其在腔室内的运动。

5.根据权利要求3所述的设备，其中，处理表面促进气泡附着于处理表面。

6.根据权利要求3所述的设备，其中，处理表面促进气泡从处理表面脱离；

这样，在使用中，气泡变成在腔室中存在的体积流体内自由漂浮的气泡。

7.根据权利要求3所述的设备，其中，所述至少一个内表面的所述一部分包括多个处理表面，所述多个处理表面中的每个处理表面使气泡选择性地附着或脱离，所述多个处理表面中的每个处理表面能够彼此独立地选择使气泡附着或脱离。

8.根据权利要求3所述的设备，其中，所述至少一个内表面是所述转向器的表面。

9.根据权利要求1或2所述的设备，还包括选择性渗透膜。

10.根据权利要求1或2所述的设备，还包括过滤器。

11.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述设备包括至少一个排气端口，所述排气端口适合于从所述设备清除捕集的气泡，所述排气端口被配置为通过允许在使用前将腔室中存在的任何空气从腔室排出，而允许所述设备的启用。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，排气端口与释放装置联接，释放装置能够操作以在关闭位置和打开位置之间移动；

这样，在使用中，当释放装置处于打开位置时，通过排气端口从所述设备的腔室清除捕集的气体。

13.根据权利要求12所述的设备，其中，释放装置是自动的。

14.根据权利要求13所述的设备，其中，排气端口包括透气不透水的膜；

这样，在使用中，捕集的气体穿过透气不透水的膜并且从腔室被清除，而水被保留在所述设备的腔室内。

15.根据权利要求1或2所述的设备，其中，腔室是球形的。

16.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述设备被布置在回路中。

17.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述设备包括串联布置的多个腔室。

18.一种静脉管线套件，其中，所述套件包括：

至少一个静脉滴注袋；

至少一个滴注腔室；

具有近端和远端的至少一个供应管；

气泡捕集器；

流体流动控制装置；

至少一个夹具；以及

套管；

其中，气泡捕集器包括根据权利要求1至17中任一项所述的设备。