JP2019517290A - 静脈内ガス除去装置及び方法 - Google Patents

Abstract

静脈内輸液システムで使用するガス除去装置及び方法を提供する。この装置は、流体フローを液体チャンバに接続する流入口と、液体チャンバ内に突出する流出口と、その流出口の近位にある分流部材を備えている。この分流部材は、流入口と流出口との間の直接的なフローを阻止するように構成されている。また、この装置は、液体チャンバの一部と外部チャンバとを分離する膜と、その外部チャンバと大気とを流体的に接続するガス抜きバルブとを備える。分流部材は、液体チャンバへとフロー方向に沿って延在する少なくとも一つの支柱又は伸長部材によって機械的に支持されていてもよい。

Description

本発明は、概して、静脈内（ＩＶ：Ｉｎｔｒａｖｅｎｏｕｓ）輸液システムにおけるガスを除去する装置及び方法に関し、特に、ＩＶ輸液システム内の流体ラインの向きに依存しないＩＶ輸液注入におけるガス除去装置に関するものである。

ＩＶ輸液システムのガス除去方法には、液体に浸漬したガス気泡の浮力を利用した気泡トラップを含むものが多く存在する。ガス気泡が重力の影響下にある液体容器内を上方に移動することにより、気液分離が行われる。気泡トラップの他の方法としては、液体は通すが、空気はその反対側に捕捉されたままにする親水性（すなわち、水を吸収しやすい）膜を含むものも挙げられる。

浮力に基づく気泡トラップには、気液密度差により気泡トラップの上部にガスが蓄積し、臨床医による手作業での除去作業が必要なため、手術や治療に割くべき人的資源を減らし、人為的ミス、放棄、失念の危険性が高まるといった欠点がある。また、浮力を使った装置の向きは、気泡を特定の位置に誘導するため、重力に対して相対空間に固定する必要がある。この方向が正しく固定されていないと、気泡が液体内に留まり、患者の体内へと取り込まれてしまう場合がある。一方、親水性膜を用いた膜型気泡トラップは、血液製剤の取り扱いには適していない。つまり、膜の親水性（例えば、細孔径）は、血球や血栓による膜の目詰まりを引き起こすこともあり、最終的には流体フロー全体を阻止してしまうこともある。

より一般的には、気泡トラップの中には、静脈内（ＩＶ）治療に一般的な流量では気泡を十分に除去しないものや、より大きな空気の塊にいとも簡単にやられてしまうものもある。そのため、自動的にガスや空気を大気に放出しつつ、向きに依存せずに、血液製剤を含む広範囲の種類の静脈内輸液のフローにわたってさまざまな大きさの気泡を効率的に除去できるように改善された気泡トラップや空気除去装置に対するニーズがある。

いくつかの実施例では、装置は、流体フローを液体チャンバに接続する流入口を備えている。また、この装置は、液体チャンバ内に突出する流出口と、その流出口の近位にある分流部材も備えており、この分流部材は、流入口と流出口との間の直接的なフローを阻止するように構成されている。また、この装置には、液体チャンバの一部と外部チャンバとを分離する膜と、その外部チャンバと大気とを流体的に接続するガス抜きバルブとを備えていてもよい。いくつかの実施例では、分流部材は、液体チャンバへとフロー方向に沿って延在する少なくとも一つの支柱又は伸長部材によって機械的に支持されている。

さらなる実施例では、システムは、静脈内輸液を収容した容器と、流体ラインを介して患者へと前記静脈内輸液を移動させる圧力を供給する機構と、流体ラインと、その流体ラインと流体的に接続され、静脈内輸液からガス気泡を除去するよう構成されたガス除去装置とを備えている。このガス除去装置は、流入口と流出口との間の直接的なフローを阻止するよう構成された分流部材を備え、この分流部材は、流出口から分流部材へと延在する少なくとも一つの支柱又は伸長部材によって支持されている。また、このガス除去装置は、液体チャンバの一部と外部チャンバとを分離する膜と、その外部チャンバと大気とを流体的に接続するガス抜きバルブとを備える。

さらに他の実施例では、装置は、流体フローを液体チャンバに接続する流入口と、液体チャンバ内に突出する流出口とを備えている。また、この装置は、その流出口の近位にある分流部材も備えており、この分流部材は、流入口と流出口との間のフローを該流出口から遠ざかるように径方向に迂回させるように構成されている。また、この装置には、液体チャンバと外部チャンバとを分離し、その外部チャンバの内面を形成する膜とを備えている。この膜は、液体チャンバから外部チャンバへとガスを通過させるように構成されている。さらに、この装置は、外部チャンバと大気とを流体的に接続するガス抜きバルブも備えており、分流部材は、液体チャンバへとフロー方向に沿って流入口から延在する少なくとも一つの伸長部材によって機械的に支持されている。

いくつかの実施例では、方法は、流入口と流出口を有する液体チャンバを形成する工程と、液体チャンバと外部チャンバとを分離する膜を含む内面を有する外部チャンバを形成する工程とを備えている。この方法は、外部チャンバに溜まったガスを大気へと放出するように構成されたリリーフバルブを外部チャンバに形成する工程と、流出口の近位に分流部材を配置し、流入口と流出口との間のフローを該流出口から遠ざかるように径方向に迂回させる工程とをさらに備えている。また、この方法は、外部チャンバに吸収要素から成るシートを配置し、外部チャンバの液体凝縮物を吸収する工程も備えている。

いくつかの実施例に係る静脈内輸液システムを示す図である。 いくつかの実施例に係る静脈内システム用のガス除去装置を示す図である。 いくつかの実施例に係る静脈内システム用のガス除去装置の詳細を示す図である。 いくつかの実施例に係る静脈内システム用のガス除去装置の分流部材を示す断面図である。 いくつかの実施例に係る静脈内システム用のガス除去装置の分流部材を示す断面図である。 いくつかの実施例に係る静脈内システム用のガス除去装置の分流部材を示す断面図である。 いくつかの実施例に係る静脈内システム用のガス除去装置の分流部材を示す断面図である。 いくつかの実施例に係る静脈内システム用のガス除去装置の分流部材と、その分流部材と壁部を接続する支柱を示す正面図である。 いくつかの実施例に係る静脈内システム用のガス除去装置の分流部材と、その分流部材と壁部を接続する支柱を示す正面図である。 いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置を示す断面図である。 いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置を示す縦断面図及び矢状断面図である。 いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置を示す縦断面図及び矢状断面図である。 いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置を示す斜視図である。 いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置のセンターハブを示す図である。 いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置の詳細を示す図である。 いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにより流体の薬剤を注入する方法を示すフローチャートである。 いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置を示す斜視図である。 いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置を示す断面図である。 いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置を示す断面図である。 いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置を示す断面図である。 いくつかの実施例に係る膜を備えた支持ケージを示す図である。 いくつかの実施例に係る、分流部材切欠き部を有する図７Ａの支持ケージを示す図である。 いくつかの実施例に係る分流部材を備えたガス除去装置を示す断面図である。 いくつかの実施例に係るガス除去装置に用いられる分流部材を示す斜視図である。 いくつかの実施例に係る図７Ｄの分流部材を示す側面図である。 いくつかの実施例に係る分流部材切欠き部を備えた、ガス除去装置の支持ケージを示す図である。 いくつかの実施例に係る分流部材を備えたガス除去装置を示す断面図である。 いくつかの実施例に係るガス除去装置に用いられる分流部材を示す斜視図である。 いくつかの実施例に係る図８Ｃの分流部材を示す側面図である。 いくつかの実施例に係る分流部材切欠き部を備えた、ガス除去装置の支持ケージを示す斜視図である。 いくつかの実施例に係る図９Ａの分流部材を示す上面図である。 いくつかの実施例に係る図９Ａの分流部材を示す側面図である。 いくつかの実施例に係る分流部材切欠き部を備えた、ガス除去装置の支持ケージを示す側面図である。 いくつかの実施例に係る図１０Ａの分流部材を示す上面図である。 いくつかの実施例に係る図１０Ａの分流部材を示す側面図である。 いくつかの実施例に係るガス除去装置で用いられるガス抜きバルブを示す図である。 いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置を示す断面図である。 いくつかの実施例に係る外部ガスチャンバに吸収要素を備えたガス除去装置の支持ケージを示す斜視図である。 いくつかの実施例に係る支持ケージを取り囲む吸収要素を備えたガス除去装置の支持ケージを示す斜視図である。 いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置の製造方法を示すフローチャートである。

図面において、同一又は類似の符号が付された構成要素は、明示的に別段の定めをした場合を除き、同一又は類似の機能や構成を有するものとする。

液体（例えば、クリスタロイド、コロイド、血液製剤、薬物）を患者にＩＶ輸液注入する際には、その輸液システムを介してガス気泡やガスの塊がうっかり体内に注入されてしまうという危険性が存在する。許容可能な空気の量は患者によって異なり、不確かであるため、介護者は、輸液システムの設定（プライミング）時にはすべてのガスを小さなガス気泡でさえも取り除くためにあらゆる努力を払う。残念なことに、この過程で、理想的には除去されるべき空気やガスが供給ラインに残留してしまうといったミスが起こる場合もある。さらに、システムのプライミングが行われると、空気やガスを患者につながるチューブに取り込む機構が存在する。このような機構には、新しいＩＶパックのつり下げや、点検口を介したボーラス投与の導入、本質的にはガス抜けにつながる静脈内輸液の加温が含まれる。このガス抜けは、液体におけるガスの溶解度が温度に依存することから生じる。ＩＶパックは、通常、氷点近い温度（例えば、血液製剤）か室温（例えば、コロイドやクリスタロイドのような他のほとんどの液体）で導入される。このような液体が氷点下や室温から体温（例えば、３７度から４１度）近くまで温められると、液体からガスが気泡の形で出てくる。この気泡は患者に送り込まれないように除去することが望ましく、使い捨てＩＶセットのほとんどでは、何らかの気泡「トラップ」を用いて行われる。

本開示は、血液製剤を含む多くのＩＶ輸液に対応し、捕捉されたガスを周囲環境に自動的に放出する、向きに依存しないガス除去装置を含む。本明細書に開示されたガス除去装置の実施例は、ガス抜けによって気泡が形成される液体加温装置のすぐ下流に配置されることが有利となる場合がある。また、ＩＶ輸液システム内の他の位置に配置して空気やガスを除去してもよい。本開示は、注入の際にうっかりシステムに取り込まれてしまった空気やガスが、液体が患者に到達する前に除去することで臨床医の不安を取り除くようにするために、バルブ（例えば、栓）を用いてフローを止める機能や、及び／又は、上流側で薬物のボーラス投与を実施する機能等のさらなる機能を含んでいてもよい。

本明細書に開示された静脈内輸液システムにおいて使用するガス除去装置は、ガス対液体の密度を低下させて、気泡を自動的に除去可能な領域に移動させるようにしても良い。また、いくつかの実施例では、ガスと液体とでの所定のエネルギー状態の表面との相互作用の仕方の違いを利用した膜が用いられる。例えば、いくつかの実施例では、疎水性（すなわち、水をはじく）膜を用いて空気やガスを室内雰囲気に流出させつつも、液体がシステム内に留まるようにしている。

図１は、いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムを示す。このＩＶ輸液システムは、静脈内輸液１５０を収容した容器１４３を支持するフレーム１４０を備えている。いくつかの実施例では、静脈内輸液１５０にはガスが含まれ、このガスは、溶解していたり、ガス気泡１５１の形であったり、液体表面に気相を形成したり、これらの任意の組み合わせであってもよい。ガス気泡１５１に含まれるガスは、空気、窒素、酸素、又は、静脈内輸液１５０に溶解しやすい他のガスであってもよい。静脈内輸液１５０は、静脈内輸液注入に適した任意の液体であればよい。一般的な静脈内輸液としては、クリスタロイド（例えば、生理食塩水、乳酸リンゲル液、グルコース、ブドウ糖）、コロイド（例えば、ヒドロキシエチルデンプン、ゼラチン）、液剤、緩衝液、血液製剤（例えば、濃厚赤血球、血漿、凝固因子）、代用血液（例えば、人工血液）が挙げられ、静脈注射によって患者１６０に投与されることが望ましい。流体ライン１３０によって、容器１４３から患者１６０へと静脈内輸液１５０が運ばれる。いくつかの実施例では、静脈内輸液１５０は、重力によって生じた圧力差により流体ライン１３０を移動する。そのため、いくつかの実施例では、容器１４３は、フレーム１４０の患者よりも高い位置に配置されている。いくつかの実施例では、流体ライン１３０を介して輸液１５０を移動させる圧力差をポンプ１４５によって生じさせる。

本開示に係るＩＶ輸液システムのいくつかの実施例には、容器１４３の静脈内輸液１５０の温度を調節するサーモスタット１４７が含まれる。このＩＶ輸液システムは、流体ライン１３０に流体的に接続されたガス除去装置１００を備えている。このガス除去装置１００は、輸液１５０からガス気泡１５１を除去するように構成されている。いくつかの実施例では、ガス除去装置１００は、医療従事者の介入を最小限に抑えつつ、静脈内輸液１５０からガス気泡１５１を自動的に除去するように構成されている。さらに、いくつかの実施例によれば、ガス除去装置１００は、重力に対する向きに関係なく、輸液１５０からガス気泡１５１を除去するように構成されている。いくつかの実施例では、このガス気泡１５１は、流体ライン１３０の静脈内輸液１５０から除去され、大気圧Ｐで室内へと放出される。

いくつかの実施例では、図１に示すＩＶ輸液システムの動作は、例えば、ナースステーションに設置されたリモートコントローラ１７０により無線で制御してもよい。この無線通信は、コントローラ側のアンテナ１７５と、フレーム１４０側のアンテナ１５５によって行われてもよい。このコントローラ１７０は、プロセッサ１７１とメモリ１７２を備えている。メモリ１７２は、命令と指示を有していてもよく、これらは、プロセッサ１７１により実行されると、本開示に係る方法に含まれるステップの少なくとも一部をコントローラ１７０に実行させる。さらにまた、いくつかの実施例によれば、第１気泡センサ１８１がガス除去装置１００の上流に配置されてもよく、第２気泡センサ１８２がガス除去装置１００の下流に配置されてもよい。この気泡センサ１８１、１８２には、光学センサ、ビデオカメラ、レーザを含む各種検出器、超音波センサ、又は、静電容量測定回路などの電気式検出器などが含まれてもよい。この点に関して、気泡センサ１８１、１８２の少なくとも一つによって、流体ライン１３０を流れる単位時間当たりの断面積当たりの気泡数と、そのおおよその直径についての情報を提供してもよい。さらに、気泡センサ１８１、１８２は、アンテナ１５５やコントローラ１７０と無線通信を行って、コントローラ１７０から指示を受け取ったり、コントローラ１７０にデータを提供したりしてもよい。

コントローラ１７０、アンテナ１５５、気泡センサ１８１、１８２は、ブルートゥース（登録商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）やワイファイ（登録商標）（Ｗｉ−Ｆｉ）、その他の無線周波数プロトコルを介して通信を行ってもよい。従って、コントローラ１７０は、気泡センサ１８１、１８２からの測定値を処理して、ガス除去装置１００の気泡除去率を求めるよう構成されてもよい。この気泡除去率に基づき、コントローラ１７０は、フレーム１４０内のポンプ１４５や他の装置に命令を与えて、気泡除去率を上昇させてもよい。さらに、コントローラ１７０は、センサ１８２の気泡数が第１閾値を上回る、又は、気泡除去率が第２閾値を下回ると、集中管理システムに警告を出してもよい。いくつかの実施例では、コントローラ１７０は、サーモスタット１４７に命令を出し、センサ１８１、１８２の少なくとも一つにより得られた気泡数に基づいて静脈内輸液１５０の温度を調節してもよい。流体ライン１３０のバルブ１９０は、気泡センサ１８２によって所定の閾値を下回る気泡含有量が検出された場合に、静脈内輸液１５０が患者１６０に向かって流れるように操作されてもよい。いくつかの実施例では、このバルブ１９０は、上述のように警告が出されると、コントローラ１７０によって閉じられてもよい。

図２Ａは、いくつかの実施例に係る静脈内システム用のガス除去装置２００を示す図である。このガス除去装置２００は、流体フローを液体チャンバ２０２に接続する流入口２０１を備えている。流出口２０３は、液体チャンバ２０２に突出し、気泡を含まない流体を収集して、コネクタ２１７を介して装置２００に接続された流体ライン１３０へと送り出す。その流出口２０３の近位にある分流部材２０５は、流入口２０１と流出口２０３間の直接的な流体フローを阻止するように構成されている。よって、流出口２０３から送り出された流体フローは、液体チャンバ２０２にしばらく滞在した後に退出して、気泡１５１を第１膜２１０と第２膜２１１を介して外部チャンバ２２０へと移動させる。壁部２１５は、膜２１０、２１１を支持し、かつ、分流部材２０５も支持する。いくつかの実施例では、支持ケージ２１３によって膜２１０、２１１に対してさらなる支持を行ってもよい。これは、膜２１０、２１１が柔軟でソフトなシート状の膜を含む場合に特に有効となる場合がある。この膜２１０、２１１は、液体チャンバ２０２の内面の一部を覆い、液体チャンバ２０２と外部チャンバ２２０とを分離する。このように、静脈内輸液１５０が膜２１０、２１１に接触すると、流体に含まれたガス気泡１５１が膜の細孔を通る一方、静脈内輸液１５０の水分や他の溶剤や成分は膜２１０、２１１によってチャンバ２０２内に収容される。

上記ガス除去装置２００は、外部チャンバ２２０と大気を流体的に接続するガス抜きバルブ２２５とを備える。外部チャンバ２２０は、バルブチャンバ２２１と流体的に接続されている。導管２２３は、膜２１１を通るガス気泡１５１からバルブチャンバ２２１へとガスを搬送する。このため、気泡１５１からの空気やガスが外部チャンバ２２０に充満すると、外部チャンバ２２０内の圧力が上昇してバルブ２２５が開き、ガスが大気へと流出する。外部チャンバ２２０及び膜２１０、２１１は、医療従事者が少なくとも部分的にでもその内部をのぞけるように、透明又は半透明であればよい。また、外部チャンバ２２０及び膜２１０、２１１は不透明であってもよい。膜２１０、２１１は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの高分子材料から形成されてもよく、その孔径は０．１から数ミクロン（１０^−６ｍ）の範囲であればよい。膜２１０、２１１の厚さは、１００から２００ミクロンの範囲であればよい。いくつかの実施例では、水の貫流圧力は、約２バールから３バールであればよい。膜２１０、２１１のガス流放出能は、１平方ｃｍ（ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ^２）当たり毎分４００から７００ミリリットルの範囲であることが好ましいが、それ以上又はそれ以下であってもよい。膜２１０、２１１は、薄くて柔らかく柔軟性のある形状であってもよいし、固形又は半固形の硬い形状であってもよい。同様に、膜２１０、２１１は、シート形状であってもよいし、製造工程において自己支持型の形状に形成されてもよい。しかしながら、本開示の範囲において適切な疎水性を有する膜であればいかなる膜を用いてもよいことを理解されたい。

つまり、膜２１０、２１１には、疎水性（「水をはじく」）膜が含まれてもよい。いくつかの実施例では、膜２１０、２１１には、撥血液性（「血液をはじく」）膜、撥油（「油分をはじく」）膜、又は、それらの組み合わせが含まれてもよい。従って、膜２１０、２１１は、いかなるＩＶ輸液に用いてもよく、表面張力の高い液体及び低い液体いずれも、並びに、血液や血液製剤によるぬれに対して耐性がある。いくつかの実施例では、膜２１０、２１１は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）から形成され、両方向に空気やその他のガスを通過させることができる。

このガス除去装置２００の形状因子によれば、重力に対してどのような向きにあったとしても静脈内輸液１５０からガス気泡１５１を除去することができる。いくつかの実施例では、液体チャンバ２０２は、長手方向軸２５０を有する円筒形のチャンバである。膜２１０、２１１は、液体チャンバ２０２の壁部、天井部、床部を形成する。ガス気泡１５１又は気体「スラグ」は、液体チャンバ２０２に入ると、重力に対する軸２５０の向きに関係なく、流出口２０３へと進入する前に少なくともいずれか一方の膜２１０、２１１と接触する。例えば、長手方向軸２５０が重力の方向に対して垂直（水平、図１参照）な状態で装置が配向されている場合、ガス気泡１５１は円筒の円形断面の頂点まで上昇し、膜２１０に到達すると外部チャンバ２２０へと通り抜けていく。また、長手方向軸２５０が重力の方向に対して平行（垂直、図１参照）な状態で装置が配向されている場合、ガス気泡１５１は天井部又は床部まで上昇して膜２１１に到達する。気泡やガスは、膜２１０、２１１に到達すると、内部チャンバ２０２から外部チャンバ２２０へと通過していく。いくつかの実施例では、外部チャンバ２２０は、周囲から静脈内輸液１５０へとガスが再び戻っていってしまうことを防止する。これは、膜にわたる部分圧力差が内部チャンバ２０２に向けられている場合に発生することがある。このように、内部チャンバ２０２から外部チャンバ２２０へと除去されたガスは、一つ又は複数のバルブ２２５やさらなる膜（例えば、傘型）を介して自動的に放出される。いくつかの実施例では、バルブ２２５は、ガスを大気に逃がすが、ガス除去装置２００へと再進入させない一方向バルブであってもよい。

本開示に係る実施例のガス除去装置２００の寸法であれば、その予想サイズが最小値よりも大きいガス気泡１５１が、静脈内輸液１５０の流入口２０１から流出口２０３への移動時間よりも短い時間で膜２１０、２１１に到達することができる。例えば、液体チャンバ２０２は（長手方向軸２５０に沿って）約３０ｍｍの長さを有していればよく、内部チャンバ２０２は約２０ｍｍの直径を有していればよい。このような寸法であれば、マイクロリットルより小さい気泡（直径１ｍｍ未満）が浮力によって液体チャンバ２０２の長さを横断するまでに外部チャンバ２２０へと運ばれる。いくつかの実施例では、液体チャンバ２０２の長さが最大でも５０ｍｍまでかそれ以上であるのに対し、液体チャンバ２０２の直径は、要望通り、１０ｍｍから２０ｍｍの間であればよい。

さらに、本明細書に開示された向きに依存しないガス除去装置には、円筒形状ではない液体チャンバ２０２も対応し得る。例えば、三角形、四角形、五角形、六角形、七角形、八角形、又は九以上の角を有する形状の液体チャンバでも同様に実施可能である。円筒形状の液体チャンバ２０２は、その対称性と連続性から製造や取扱いによく適している。

図２Ｂは、いくつかの実施例に係るガス除去装置２００の詳細を示す図である。ガス気泡１５１は、膜２１０を通って外部チャンバ２２０からバルブチャンバ２２１へと移動する。また、一部のガス気泡１５１は、膜２１１と導管２２３を通ってバルブチャンバ２２１へと移動する。そのため、ガス気泡１５１によりバルブチャンバ２２１の内圧が上昇し、やがて圧力が室内圧力とほぼ同じになる、もしくはそれを少し上回る（図１参照）。この時点で、バルブ２２５は自動的に開き、余分な圧力がガス気泡１５１内のガスの形をとって放出される。

図２Ｃ乃至図２Ｆは、いくつかの実施例に係る静脈内システム用のガス除去装置２００に含まれる分流部材２０５Ｃ乃至２０５Ｆを示す断面図である。分流部材２０５Ｃ乃至２０５Ｆは、気泡１５１が流入口２０１から流出口２０３へと直線状に直接移動することを阻止又は制限する。これは、長手方向軸２５０が重力の方向に平行（垂直、図１参照）な配置での動作においては望ましい場合もあるが、長手方向軸２５０が重力の方向に対して垂直（水平、図１参照）な配置での動作であっても、分流部材２０５Ｃ乃至２０５Ｆは、流入口２０１から流出口２０３へと曲線状の経路に沿って、複数の流線２３１にほぼ沿うように気泡１５１を誘導する。分流部材２０５Ｃ乃至２０５Ｆによって、気泡１５１や気体スラグに何度も曲がって流出口２０３に到達する隙を与えずに（すなわち、迂回した流線２３１と浮力を介して）膜２１０、２１１の方へ移動させる。分流部材２０５Ｃ乃至２０５Ｆは、軸２５０に沿って流入口２０１側から見て、流出口２０３をほぼ又は完全に封鎖する。いくつかの実施例では、分流部材２０５Ｃ乃至２０５Ｆによって、ガス気泡以外の血液成分が流出口２０３に到達してフローの流れに留まることができる。例えば、本明細書に開示された血液成分には、赤血球や血流内の不溶解固体のいずれかが含まれてもよい。従って、流入口２０１から出てくる流線２３１は、直線経路からそれた経路に沿って流出口２０３に到達する。分流部材２０５Ｃ乃至２０５Ｆは、静脈内輸液１５０の流れに対して流体力学的な形状因子を示していてもよく、もしくは、停滞面などの非流体力学的な形状因子を示していてもよい。本開示に係る実施例では、静脈内輸液１５０の流入側（図２Ｃ乃至図２Ｆに示す分流部材２０５Ｃ乃至２０５Ｆの右側）に示す分流部材２０５Ｃ乃至２０５Ｆの表面は、液体フローを流出口２０３から離れて外へスムーズに迂回させるように球状又はドーム状であってもよい。本明細書に開示したガス除去装置に対応する分流部材２０５の非球状又は半球状（すなわち、球体と同様の特徴を一つ以上有する）形状の例としては、楕円形状の分流部材２０５Ｃ、キノコ型又は傘型の分流部材２０５Ｄ、もしくは、プラミッド形状が挙げられる。図２Ｅは円錐形状の分流部材２０５Ｅを示し、図２Ｆはプラミッド形状の分流部材２０５Ｆを示す。分流部材２０５の形状は、円盤状など任意の所望の形状であればよいことは当業者であれば認識するであろう。さらに、有利な点として、分流部材２０５の広がり（軸２０５に対する断面積）は、気泡１５１を流出口からさらに遠ざけ、膜２１０、２１１に近づけるように、流出口２０３の直径よりも大きく広がっていてもよい（例えば、分流部材２０５Ｄ乃至２０５Ｆ）。

図２Ｇ乃至図２Ｈは、いくつかの実施例に係る、分流部材２０５Ｇ、２０５Ｈと、分流部材２０５Ｇ、２０５Ｈをガス除去装置２００の壁部２１５と接続する支柱２３０とを示す正面図を示す。分流部材２０５Ｇ、２０５Ｈの支柱２３０は、液体がガス除去装置２００を通過する際にさらなる圧力損失を生じないような流体力学的形状を有していてもよい。この支柱２３０は、例えば、入ってくる流体に対する迎え角が低くスムーズな薄型のハイドロフォイルであってもよい。図２Ｇ及び図２Ｈに示すように、支柱２３０は支持体２３５を介して壁部２１５に取り付けられてもよい。いくつかの実施例では、分流部材２０５Ｇ、２０５Ｈ、支柱２３０及び支持体２３５の材料としては、ガス除去装置２００の支持ケージ２１３や壁部２１５と同じ材料を使用してもよい。

図３Ａは、いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置２００Ａを示す断面図である。図３Ａに示す断面図は、図２ＡのＡ−Ａ’線に沿った図である。このガス除去装置２００Ａは、壁部２１５に接する突出部３１３Ａを有する壁部３１５Ａを備えることにより、膜２１０と外部チャンバ３２０Ａに対して構造的な支持を行なっている。突出部３１３Ａは、壁部３１５Ａから形成され、支持ケージ２１３の特徴とは交互になった地点で膜２１０と接していてもよい。従って、突出部３１３Ａは長手方向軸２５０に対して平行であってもよい。外部チャンバ３２０Ａは、外部チャンバ２２０（図２Ａ参照）と類似したものである。そのため、外部チャンバ３２０Ａ内のガスの圧力が低い場合に倒壊する危険性が大幅に軽減される。

図３Ｂは、いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置２００Ｂを示す縦断面図及び矢状断面図である。図３Ｂの矢状断面図は、縦断面図のＢ−Ｂ’線に対応するものである。このガス除去装置２００Ｂは、膜２１０に接する突出部３１３Ｂを有する壁部３１５Ｂを備え、外部チャンバ３２０Ｂに対して構造的な支持を行なっている。支持ケージ２１３は、ガス除去装置２００Ａで示したように膜２１０を支持する。外部チャンバ３２０Ｂは、外部チャンバ２２０（図２Ａ参照）と類似したものである。いくつかの実施例では、突出部３１３Ｂは長手方向軸２５０に対して垂直である。

いくつかの実施例では、突出部３１３Ｂは、その突出部と交差する凹部３２３を有し、外部チャンバ３２０Ｂにおけるフローの連続性を実現している。

図３Ｃは、いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置２００Ｃを示す縦断面図及び矢状断面図である。このガス除去装置２００Ｃは、外部チャンバ３２０Ｃを形成する突出部３１３Ｃを有する硬質の膜３１０を備えている。図３Ｃに示す矢状断面図は、縦断面図のＣ−Ｃ’線に沿った図であり、突出部３１３Ｃをさらに詳細に示すものである。突出部３１３Ｃは、軸２５０に対してほぼ垂直な面に形成され、空気やガス気泡１５１を通す切欠き部３１４又は間隙を備えることによって、流体的に接続された外部チャンバ３２０Ｃを形成している。

図４Ａは、いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置４００を示す斜視図である。このガス除去装置４００は、流体フローを液体管４３０に接続する流入口４０１を備えている。液体管４３０は、長手方向軸４５０に沿って中空チャンバ４２１と同心円状にあり、中空チャンバ４２１は膜４１０によって液体管４３０から分離されている。このガス除去装置４００は、液体管４３０と流体的に接続された流出口４０３も備えており、外部チャンバ４２０は液体管４３０と同心円状にあり、膜４１０によってその液体管４３０から分離されている。いくつかの実施例では、ガス除去装置４００は、中空チャンバ４２１と外部チャンバ４２０とを流体的に接続するセンターハブ４０５を備える。さらに、いくつかの実施例は、外部チャンバ４２０と大気を流体的に接続するガス抜きバルブ２２５を備える。いくつかの実施例では、ガス除去装置４００は、中空チャンバ４２１の両端に支持体４４０をさらに備える。この支持体４４０によって中空チャンバ４２１を通る液体フローを阻止又は制限し、ガス気泡１５１からのガスのみが又は主にそのガスが中空チャンバ４２１に蓄積されるようにする。

図４Ｂは、いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置４００のセンターハブ４０５を示す図である。このセンターハブ４０５は、ラジアルスポーク４２３を介して外部チャンバ４２０の壁部４１５に支持されている。このラジアルスポーク４２３は、中空であってもよく、中空チャンバ４２０と外部チャンバを流体的に接続する導管４２５を有していてもよい。

図４Ｃは、いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置４００の詳細を示す図である。ガス気泡１５１は、膜４１０を介して中空チャンバ４２１、外部チャンバ４２０へと移動する。中空チャンバ４２１内のガスは、ハブ４０５のスポーク４２３の導管４２５を介して外部チャンバ４２０へと移動する。外部チャンバ４２０内のガスの圧力が十分に上昇すると、バルブ２２５が自動的に開き、ガス気泡１５１内のガスが大気へと放出される。

図５は、いくつかの実施例に係る静脈内システムによる静脈内輸液の注入方法５００を示すフローチャートである。この方法５００に対応する方法としては、少なくとも一つの膜を有する、本明細書に開示したガス除去装置（例えば、ガス除去装置１００、２００、２００Ａ乃至２００Ｃ、４００及び膜２１０、２１１、４１０、図１、図２Ａ乃至図２Ｈ、図３Ａ乃至図３Ｃ、図４Ａの各図参照）の使用が含まれる。さらに、いくつかの実施例によれば、本開示に対応する方法には、本明細書に開示したＩＶ輸液システムが含まれていてもよい。このＩＶ輸液システムは、本明細書に開示したフレーム、液体容器、ポンプ、サーモスタット、流体ライン、アンテナ、少なくとも一つの気泡センサ、バルブ（例えば、フレーム１４０、液体容器１４３、ポンプ１４５、流体ライン１３０、アンテナ１５５、気泡センサ１８１、１８２、バルブ１９０、図１参照）を備えていればよい。

上記方法５００に対応する方法としては、メモリとプロセッサを備えたコントローラ（例えば、コントローラ１７０、プロセッサ１７１、メモリ１７２、図１参照）によって実行される方法５００の少なくとも一つのステップを備えていればよい。命令を格納したメモリは、その命令がプロセッサによって実行されると、方法５００の少なくとも一つのステップをコントローラに実行させる。さらに、いくつかの実施例では、方法５００に対応する方法には、図５に示すステップのすべてではないが、そのうちの少なくとも一つのステップが含まれてもよい。また、いくつかの実施例では、本明細書に開示した方法には、図５に示した順番とは異なる順番で実行する方法５００のステップが含まれてもよい。例えば、いくつかの実施例では、方法５００のうちの少なくとも２つ以上のステップが時間的に重複して、同時に、もしくは、ある程度同時に実行されてもよい。

ステップ５０２では、ガス除去装置の流入口から流体フローを受け取る。いくつかの実施例において、ステップ５０２では、流体ラインを介した静脈内輸液の注入を開始する命令がＩＶ輸液システムのポンプに送られる。

ステップ５０４では、ガス除去装置の液体チャンバと外部チャンバを分離する膜と流体フローを接触させる。ステップ５０６では、その流体フローに含まれるガスを外部チャンバへと膜を介して移動させる。ステップ５０８では、外部チャンバのバルブを開放してガスを大気に放出する。いくつかの実施例において、ステップ５０８では、外部チャンバ内のガスの圧力が閾値に達した時点で自動的にバルブを開放する。ステップ５１０では、ガス除去装置の流出口を介して流体フローが供給される。

ステップ５１２では、さらに、ガス除去率の判定を行ってもよい。いくつかの実施例において、ステップ５１２では、気泡センサにより、ガス除去装置の下流側で、流体ラインに沿って単位時間当たりの単位断面積当たりの気泡数をカウントする。いくつかの実施例において、ステップ５１２では、さらに、別の気泡センサにより、ガス除去装置の上流側で、流体ラインに沿って単位時間当たりの単位断面積当たりの気泡数をカウントする。またさらに別の実施例において、ステップ５１２では、気泡サイズの測定を行い、気泡センサによって得られたデータを用いて総ガス流量の推定を行う。

ステップ５１４では、ガス除去率に基づき、流体フローパラメータの調整を行う。いくつかの実施例において、ステップ５１４では、コントローラによって流量を増減させる命令がポンプに送られてもよい。いくつかの実施例において、ステップ５１４では、ガス除去率が閾値を上回る場合、サーモスタットの温度設定を上昇させてもよい。いくつかの実施例において、ステップ５１４では、ガス除去率が第２閾値を下回る場合、サーモスタットの温度設定を下げてもよい。いくつかの実施例において、ステップ５１４では、センサ１８２の気泡数が第１閾値を上回る、又は、気泡除去率が第２閾値を下回ると、集中管理システムに警告を出してもよい。

図６Ａは、いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置６００を示す斜視図である。壁部６１５は、この装置に対する保護と構造的な支持を行う。壁部６１５には、流入口６０１から流出口６０３へのフロー指示ポイント６２７を有していてもよい。ガス抜きバルブ６２５によって、壁部６１５内の流体から余分なガスを装置外へと放出することができる。

いくつかの実施例では、上記バルブ６２５は、図示のように、装置の円筒部分に設置された傘型バルブであってもよい。いくつかの実施例では、他の場所に傘型バルブがさらに設けられてもよい。いくつかの実施例では、図示のように、ガス除去装置６００の形状が、流出口６０３における円形断面が流入口６０１における円形断面よりも大きい若干テーパー状の形状になっている。このテーパー状の形状は、流入口６０１の端部が大きく、流出口６０３の端部が小さくなるように反転することもできる。テーパー状の形状により、ガス除去装置６００の製造が容易になる。

図６Ｂ及び図６Ｃは、いくつかの実施例に係る、膜６１０に対して構造的な支持を行う分流部材６０５Ｂ、６０５Ｃと支持ケージ６１３を備えたガス除去装置６００を示す縦断面図である。膜６１０は、上述のような任意の不透水性膜であればよい（例えば、膜２１０、２１１、図２及びその説明を参照）。ガス除去装置６００は、流入口６０１と流出口６０３とに流体的に接続された液体チャンバ６０２を備える。膜６１０は、この液体チャンバ６０２を外部ガスチャンバ６２０から分離する。外部ガスチャンバ６２０は、バルブ６２５を介して周囲と流体的に接続され、このバルブ６２５は一方向バルブ（例えば、傘型バルブ）であってもよい。流入口６０１からガス除去装置６００に液体が進入すると、その液体内のガス気泡やガス量は、それ自身の浮力により膜６１０まで上昇したり、分流部材６０５Ｂ、６０５Ｃにより膜６１０に向かって偏向されたりする。ガス除去装置６００がその長手方向軸を重力に対して垂直にして配置される場合、気泡は浮力によって上昇する、もしくは、分流部材６０５Ｂ、６０５Ｃにより偏向され、液体チャンバ６０２の円形断面の頂点に到達し、膜６１０と接触する。ガス除去装置６００がその長手方向軸を重力に対して平行にして配置される場合、気泡は上昇する、もしくは、端壁部６１１に向かって偏向される。そこで、気泡は膜６１０と接するガス層を形成するまで蓄積し、その時点で外部チャンバ６２０へと放出される。分流部材６０５Ｂは、図２Ｄに示すような三日月形や傘型の形状となるよう、流出口６０３に対向する切欠き部を有する球状の形状を有し、凸状の外面としての部材６０５Ｂの反対側に凹状の内面を有する。図６Ｂでは、この球状の形状を部材６０５Ｂの先端に示す。いくつかの実施例では、上記装置６００には、図６Ｃに示すように、キノコ形状を有するような半球状の分流部材６０５Ｃを備えていてもよい。いくつかの実施例では、このキノコ状の部材６０５Ｃは、６０５Ｂについて図示したものと同様の凹状の内面を有することもできる。いくつかの実施例では、キノコ状の部材６０５Ｃは、平面的な内面を有することもできる。

外部チャンバ６２０は、断面が環状の形状であり、流入口から流出口まで連続している（すなわち、リブや突出部によって仕切られていない）。なお、いくつかの実施例によれば、ガスや液体をほぼ通さない円筒形の端壁部６１１には膜表面が存在しない。従って、ガス抜きバルブが円筒部に位置しているため、円筒状の膜を介してガス抜きが行われる。さらに、ガス除去装置６００に対応する実施例では、分流部材６０５Ｂ、６０５Ｃが支持ケージ６１３にではなく、流出口６０３に支持されている（例えば、分流部材２０５、支持ケージ２１３、図２Ａ乃至図２Ｈ参照）。

図６Ｄは、いくつかの実施例に係る、分流部材６０５Ｄ、支持ケージ６１３、膜６１０、少なくとも２つの支柱又は伸長部材６３０を備えたガス除去装置６００を示す縦断面図である。支柱又は伸長部材６３０は、流入口６０１に支持されていてもよい。いくつかの実施例では、図６Ｄを参照すると、その紙面への及びそこからのフロー経路をたどることによって分流部材６０５Ｄの周りをフローが迂回する場合もある。分流部材６０５Ｄは、上述の任意の形状を有していればよい（図２Ｃ乃至図２Ｈ、図６Ｂ及び図６Ｃ参照）。一般的に、分流部材６０５Ｄは、流出口６０３に対向する切欠き状、凸状、凹状、又は、平らな部分と、流入口６０１に対向する円形又は凸状の部分を有することが望ましい。いくつかの実施例では、支柱又は伸長部材６３０が液体チャンバ６０２へとほぼフロー方向に沿って延在し、最低限の流れ抵抗が得られることも望ましい。図６Ｄのその他の要素はすべて、図６Ａ乃至図６Ｃについて上述した通りであり、同じ符号が付されている。

図７Ａは、いくつかの実施例に係る、膜６１０を有する支持ケージ６１３を示す図である。膜６１０は、支持ケージ６１３の内部表面又は支持ケージ６１３の外部表面に装着されている。いくつかの実施例では、膜６１０が支持ケージ６１３の構造に組み込まれていてもよい。こうして、液体チャンバ６０２と外部ガスチャンバ６２０との間には、膜６１０によってガスしか通さない障壁が形成される。さらに、いくつかの実施例では、膜６１０が支持ケージ６１３に溶接又は熱接着されてもよい。いくつかの実施例では、膜６１０が成形支持ケージ６１３自体と共にインサート成形されてもよい。これにより、支持ケージ６１３に対して成形処理を行った結果、膜６１０が装着された防水ケージが得られる。

図７Ｂは、いくつかの実施例に係る、分流部材７０５の切欠き部を有する支持ケージ６１３を示す図である。ここで図示するように、分流部材７０５は、球状の分流器であり、図示のように流出口６０３に対向する切欠き部を有していてもよい。

図７Ｃは、いくつかの実施例に係る、分流部材７０５（図７Ｂ参照）を備えたガス除去装置６００を示す断面図である。図７Ｃは、流入口６０１から流出口６０３に向かって分流部材７０５を見た図である。

図７Ｄは、いくつかの実施例に係る、ガス除去装置６００（例えば、図６参照）に用いられる分流部材７０５を示す斜視図である。図７Ｄは、流出口６０３と一体化した分流部材７０５を示す図である。分流部材７０５に近付く流線に追従できる気泡は、膜６１０に向かって径方向外側へ向けられ（図７Ｃ参照）、そこで捕捉されることにより、流出口６０３へと流れる能力が低下し、ガス除去装置６００より下流の流体フローに浸漬し続ける。分流部材７０５は、例えば、流出口６０３から外側へ延在する２つの支柱７３０（もっと多い又は少ない支柱を用いてもよい）又は伸長部材によって流出項６０３に取り付けられる。これにより、支柱７３０は、分流部材７０５によって流入口６０１からの流体フローから閉塞される。

図７Ｅは、いくつかの実施例に係る分流部材７０５を示す側面図である。いくつかの実施例では、流出口６０３から切欠き部の向こう側までの距離７０７は約６ｍｍであるが、これに限定されるものではない。一つの観点として、いくつかの実施例では、ガス除去装置６００の外形寸法は、長さが約４０から５０ｍｍ、直径が１４から１７ｍｍであればよい。

図８Ａは、いくつかの実施例に係る、分流部材８０５を備えたガス除去装置６００の支持ケージ８１３を示す図である。この分流部材８０５は、ほぼ半球状の球状であり、半球面の平坦面が流出口６０３に対向している。この形状は、キノコ形状のような本明細書に記載した他の形状と類似している。気泡を分流部材８０５へと戻す流線に追従する気泡は、膜６１０に向かって径方向外側へ偏向される（明確には図示せず）。球体が切断された分流面が突然なくなるので、それた気泡が流出口６０３に向かいにくくなり、膜６１０で捕捉しやすくなる。

図８Ｂは、いくつかの実施例に係る分流部材８０５を備えたガス除去装置６００を示す断面図である。図８Ｂは、流入口６０１から流出口６０３へと移動する方向で分流部材８０５を見た図である。

図８Ｃ及び図８Ｄは、いくつかの実施例に係る分流部材８０５を示す斜視図である。図８Ｃは、分流部材８０５と流出口６０３を接続する支柱８３０を示す図である。いくつかの実施例では、分流部材８０５の平坦面から流出口６０３までの距離８０７が約１．５ｍｍである。

図９Ａ乃至図９Ｃは、ガス除去装置９００の支持ケージ９１３をそれぞれ示す斜視図、上面図及び側面図である。支持ケージ９１３は、長手方向の支柱を用いて膜６１０を支持する。このガス除去装置９００では、膜６１０が支持ケージ９１３の外側に取り付けられてもよい。いくつかの実施例によれば、ガス除去装置９００は、約６ｍｍの距離９０７で流出口９０３に対向する切欠き部を有する分流部材９０５を備える。流入口９０１は、支持ケージ９１３で囲まれた液体チャンバ９０２内にＩＶ輸液を流す。分流部材９０５は、（図９Ｃのように）側面から見て複数の内向き凹面と、（図９Ｂのように）上面から見て傘形状を有することができる。

図１０Ａは、いくつかの実施例に係る、キノコ形状などの半球状の分流部材１００５を備えたガス除去装置９００の支持ケージ９１３を示す側面図である。

図１０Ｂ及び図１０Ｃは、分流部材１００５をそれぞれ示す上面図及び側面図である。このように、いくつかの実施例によれば、分流部材１００５の平坦面は、流出口６０３から約６ｍｍの距離１００７に配置されてもよい。

図１１は、いくつかの実施例に係る、ガス除去装置１１００用のガス抜きバルブ１１２５を示す図である。このガス抜きバルブ１１２５は、傘型バルブであってもよく、閉位置の場合にこの傘型バルブが置かれるガス除去装置１１００の表面は、他の面に接触して置かれた場合に、傘型バルブ自体の開放が内側の空気を放出する動作によって制限されないよう、窪んでいてもよく、もしくは、リッジ又はフェンス１１３５で囲まれていてもよい。フェンス１１３５は、少なくともバルブ１１２５を完全に開放する移動距離と同じ高さ１１３７を有する。さらに、閉位置の場合に傘型バルブが置かれる装置表面は、他の面に接触して置かれた場合に、傘型バルブ自体の開放が内側の空気を放出する動作によって制限されないよう、窪んでいてもよく、もしくは、リッジ又はフェンスで囲まれていてもよい。

図１２は、いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置１２００を示す縦断面図である。このガス除去装置１２００は、流体フローを液体チャンバ１２０２に接続する流入口１２０１を備えている。液体チャンバ１２０２内には流出口１２０３が突出し、気泡を含まない流体の収集と供給を行う。その流出口１２０３の近位にある分流部材１２０５は、流入口１２０１と流出口１２０３との間の直接的な流体フローを阻止するように構成されている。この流体フロー内の気泡は、膜１２１０を介して外部ガスチャンバ１２２０へと移動する。支持ケージ１２１３によって膜１２１０に対して構造的な支持が行われる。この膜１２１０は、液体チャンバ１２０２の内面の一部を覆い、液体チャンバ１２０２と外部チャンバ１２２０とを分離する。このように、静脈内輸液１５０が膜１２１０に接触すると、流体に含まれたガス気泡が膜の細孔を通る一方、静脈内輸液１５０の水分や他の溶剤や成分は膜１２１０によって内部チャンバ１２０２内に収容される。

上記ガス除去装置１２００は、外部ガスチャンバ１２２０と大気を流体的に接続するガス抜きバルブ１２２５を備える。いくつかの実施例では、このガス抜きバルブ１２２５によって、外部（例えば、大気）から内部（例えば、外部チャンバ１２２０）へと圧力勾配が形成された場合にガス除去装置１２００に進入する空気からの保護が行われる。このような条件下で、ガス抜きバルブ１２２５（例えば、傘型バルブ）は、外部チャンバ１２２０を密閉して、空気がガス除去装置１２２０に進入するのを防ぐ。上記膜１２１０は、膜２１０、２１１で詳述したのと同様の形状及びその他の物理的性質を有する材料から形成されてもよい。

いくつかの実施例では、上記分流部材１２０５は、いくつかの実施例に係る少なくとも一つの支柱又は伸長部材１２３０によって支持されている。この支柱又は伸長部材１２３０は、流入口１２０１から延在してもよい。分流部材１２０５は、上記形状（図２Ｃ乃至図２Ｈ及び図６Ｂ乃至図６Ｄ参照）のいずれの形状を有していてもよい。また、いくつかの実施例では、支柱又は伸長部材１２３０は、液体チャンバ１２０２へとほぼフロー方向に沿って延在することにより、流れ抵抗をできるだけ小さくすることが望ましい。さらに、分流部材１２０５と流出口１２０３との間にはギャップ１２５０が形成されている。いくつかの実施例では、流入口１２０１から流出口１２０３への全体流体フローを大幅に縮小させずに、できるだけ支柱１２３０を液体チャンバ１２０２内へと延在させてギャップ１２５０を縮小させることが望ましい。このようにギャップ１２５０を縮小させることにより、小さなガス気泡でさえ内部チャンバ１２０２内に捕捉され、やがて外部ガスチャンバ１２２０へと膜１２１０を通して拡散しやすくなる。これにより、液体内に気泡が存在すれば、それらを流入口１２０１から流出口１２０３へとより曲がりくねった経路をたどるようにしてもよい。いくつかの実施例では、上記ギャップ１２５０は、約１ｍｍであってもよいがこれに限定されるものではない。いくつかの実施例では、ギャップ１２５０は、０．５ｍｍ以下であってもよい。より一般的には、このギャップは、流出面積（例えば、流出口１２０３の断面積）以上の寸法を有していればよい。例えば、いくつかの実施例では、ギャップ１２５０は、流出口１２０３の直径の約１／４以上であることが好ましい。ＩＶ輸液に用いられるいくつかの実施例では、細胞（約１０マイクロメータ以上）へのせん断効果を避けるよう、少なくとも通常の血球の直径より大きいことが望ましい。

ガス除去装置１２００における他の望ましい特徴としては、流入口１２０１や流出口１２０３よりも径方向に延在し、流体フローをガス除去装置１２００の軸方向からそらせてガス気泡が膜１２１０内へと移動しやすくする分流部材１２０５が含まれてもよい。さらに、いくつかの実施例では、分流部材１２０５は、径方向に広がる傘型の延長部分を有するとがった弾丸型の中央部を備えていてもよく、その分流部材１２０５の端部が流出口１２０３をわずかに超えて（例えば、その下流側又は遠位側に）延在し、流出口１２０３に達する前に「Ｕターン」（基本的には、３６０度ターン又は少なくとも９０度以上のターン）を２回行う。例えば、分流部材１２０５の端部は、流出口１２０３の近位端の遠位側に延在してもよく、その流出口１２０３の近位端が、分流部材１２０５の遠位側で延在する端部によって形成されたキャビティ又は傘部内に収容される。この分流部材１２０５の遠位側で延在する端部によって形成されたキャビティ又は傘部は、上記形状（図２Ｃ乃至図２Ｈ及び図６Ｂ乃至図６Ｄ参照）を形成してもよく、又は、いくつかの実施例では、真っ直ぐ又は傾斜した端部を形成してもよい。

流入口１２０１から延在する支柱１２３０によって支持された分流部材１２０５の構成は、ガス除去装置１２００の製造しやすくするのに望ましいものであればよい。例えば、分流部材１２０５が流出口１２０３から支持されている場合、ギャップ１２５０には限界があり、そのような装置の製造技術の許容値を合計しても最小のギャップ距離しか得られず、好ましくない。いくつかの実施例では、ガス除去装置１２００の製造に使用する成形型の大きさは、ギャップ１２５０の大きさが限界値よりも小さくならないようにするものであればよい。

図１３Ａは、いくつかの実施例に係る外部ガスチャンバに吸収要素１３５０を備えたガス除去装置（例えば、ガス除去装置１００、２００、２００Ａ乃至２００Ｃ、４００、６００、１２００のいずれか及び外部ガスチャンバ２２０、６２０、１２２０のいずれか）の支持ケージ１２１３を示す斜視図である。いくつかの実施例では、このガス除去装置は、加熱されたＩＶ輸液と加熱されていないＩＶ輸液の両方からのガスを除去する装置である。いくつかの実施例では、流体温度は、約３７度から４２度であってもよい。これらの条件下では、ＩＶ輸液の液体成分（例えば、水分）が蒸発するため、水蒸気が膜（例えば、膜２１０、２１１、４１０、６１０、７１０、８１０、１２１０のいずれか）を通過してもよい。この水蒸気は、膜（例えば、外部ガスチャンバ２２０、４２０、６２０、１２２０のいずれか）を通過後、再び凝縮されて液体になり、外部ガスチャンバ（例えば、外部ガスチャンバ１２２０）に蓄積することもあるが、これは望ましくない場合もある。例えば、外部ガスチャンバに水分が蓄積すると、ガスが膜を通過する又はガスが大気へとリリーフバルブ（例えば、バルブ２２５、６２５、１２２５のいずれか）を通過するのが妨げられたり制限されたりすることがある。さらに、その液体自体がリリーフバルブから出てしまい、汚染の危険、公害、不都合をもたらす可能性がある。

外部ガスチャンバにおける水分凝縮やその他の液体蓄積を回避するため、いくつかの実施例では、ガス除去装置は、支持ケージ１２１３の外側と外部ガスチャンバの内壁との間に配置された吸収材から構成されたシート１３５０を備えている。いくつかの実施例では、このシート１３５０はセルロース紙から構成されているが、これに限定されず、シート１３５０は、液体（例えば、水分）を毛管作用で運んだり、吸収したり、保持したりするのに適した任意の材料から構成されていてもよい。いくつかの実施例では、シート１３５０は、液体を吸収する綿繊維材料又はその組み合わせから構成されていてもよい。さらに、いくつかの実施例では、シート１３５０は、リリーフバルブ又は通気口へのアクセスを開放する開口部１３２５を備えている。これにより、開口部１３２５は、リリーフバルブがある位置の真下に配置される。

図１３Ｂは、いくつかの実施例に係る支持ケージ１２１３を取り囲むシート１３５０を備えたガス除去装置の支持ケージ１２１３を示す斜視図である。開口部１３２５によって、外部ガスチャンバから出ていくガスに対して、バルブ１２２５への開放されたアクセスが形成される。

図１４は、いくつかの実施例に係るＩＶ輸液システムにおいて使用するガス除去装置の製造方法１４００を示すフローチャートである。この方法１４００に対応する方法としては、少なくとも一つの膜を有する、本明細書に開示したガス除去装置（例えば、ガス除去装置１００、２００、２００Ａ乃至２００Ｃ、４００、１２００及び膜２１０、２１１、４１０、１２１０、図１、図２Ａ乃至図２Ｈ、図３Ａ乃至図３Ｃ、図４Ａ、図１２の各図参照）の使用が含まれる。さらに、いくつかの実施例によれば、本開示に対応する方法には、本明細書に開示したＩＶ輸液システムが含まれていてもよい。このＩＶ輸液システムは、本明細書に開示したフレーム、液体容器、ポンプ、サーモスタット、流体ライン、アンテナ、少なくとも一つの気泡センサ、バルブ（例えば、フレーム１４０、液体容器１４３、ポンプ１４５、流体ライン１３０、アンテナ１５５、気泡センサ１８１、１８２、バルブ１９０、図１参照）を備えていればよい。

さらに、いくつかの実施例では、方法１４００に対応する方法には、図１４に示すステップのすべてではないが、そのうちの少なくとも一つのステップが含まれてもよい。また、いくつかの実施例では、本明細書に開示した方法には、図１４に示した順番とは異なる順番で実行する方法１４００のステップが含まれてもよい。例えば、いくつかの実施例では、方法１４００のうちの少なくとも２つ以上のステップが時間的に重複して、同時に、もしくは、ある程度同時に実行されてもよい。

ステップ１４０２では、流入口と流出口を有する液体チャンバを形成する。

ステップ１４０４では、液体チャンバと外部チャンバとを分離する膜を備えた内面を有する外部チャンバを形成する。いくつかの実施例において、ステップ１４０４では、さらに、液体チャンバ内の支持ケージに膜を成形する。いくつかの実施例において、ステップ１４０４では、さらに、液体チャンバにおいて、支持ケージに膜を熱接着する。いくつかの実施例において、ステップ１４０４では、さらに、液体チャンバにおいて、支持ケージに膜を溶接する。

ステップ１４０６では、外部チャンバに溜まったガスを大気に放出するように構成されたリリーフバルブを外部チャンバに形成する。

ステップ１４０８では、流出口の近くに分流部材を配置して、流入口と流出口との間のフローを該流出口から遠ざかるように径方向に迂回させる。いくつかの実施例において、ステップ１４０８では、流入口から延在する支柱によって分流部材を支持する。いくつかの実施例において、ステップ１４０８では、ヒト赤血球のサイズよりも大きなギャップを分流部材と流出口との間に形成する。いくつかの実施例において、ステップ１４０８では、流入口の長さの許容値及び流出口の長さの許容値よりも大きなギャップを分流部材と流出口との間に形成する。

いくつかの実施例では、ステップ１４０２、１４０４、１４０６、１４０８のうちの少なくとも一つでは、３Ｄプリンタにより、液体チャンバ、外部ガスチャンバ、リリーフバルブ又は分流部材を形成する材料の少なくとも一部をプリントしてもよい。

ステップ１４１０では、外部チャンバに吸収要素から成るシートを配置して、外部チャンバの液体凝縮物を吸収する。いくつかの実施例において、ステップ１４１０では、外部チャンバにおいて、膜をシートで包み込む。

上記説明は、当業者が本明細書に記載のさまざまな構成を実現できるように提供されたものである。主題技術についてさまざまな図面や構成を参照して詳細に説明したが、それらは例示にすぎず、主題技術の範囲を限定するものとして捉えられるべきではないことを理解されたい。

この主題技術を実現する方法としては他にも数多くの方法が存在する。本明細書に記載のさまざまな機能や要素は、主題技術の範囲から逸脱することなく、図示のものとは異なる方法で区分されてもよい。これらの構成に対するあらゆる変更が当業者には容易に明らかになるであろう。そして本明細書で定義された包括的な原理は、その他の構成に適用され得る。よって、当業者であれば、主題技術の範囲から逸脱することなく、数多くの変更や改良を行うことができる。

本明細書で用いる場合、一連の項目に付随する「の少なくとも一つ」という表現は、それらの項目間を分離する「及び」や「又は」という言葉と共に、リストの各要素（すなわち各アイテム）でなく、全体としてリストを修飾する。また、「の少なくとも一つ」という表現は、リストに列挙した各項目の少なくとも一つの選択を要求するものではない。この表現には、項目のいずれか一つの少なくとも一つ、及び／又は項目のいずれかの組み合わせの少なくとも一つ、及び／又は各項目の少なくとも一つを含む意味が可能である。一例として、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも一つ」又は「Ａ、Ｂ又はＣの少なくとも一つ」という表現は、それぞれ、Ａのみ、Ｂのみ、又はＣのみ；Ａ、Ｂ及びＣのいずれかの組み合わせ；及び／又はＡ、Ｂ及びＣの各々の少なくとも一つを示す。

さらに、上記説明又は特許請求の範囲において「含む」、「有する」等の言葉を用いる限りにおいて、そのような言葉は、「備える」という言葉が請求項で移行語句として用いられる場合に解釈されるのと同様に、包括的であることが意図される。本明細書において、「例示的な」という言葉は、「一例として又は例示として機能すること」を意味するものとして用いられる。本明細書において、「例示的な」と記載された実施例は、必ずしも他の実施例よりも好ましい又は有利なものであるとは解釈されない。

単数の要素に対する言及は、特に指定しない限り、「唯一の」を意味するのでなく、「一つ以上の」を意味するものとする。「いくつか」という言葉は、一つ以上を指す。当業者に既知であるか又は後に既知となる、本開示全体を通して記載された様々な態様の要素についての全ての構造的及び機能的な均等物は、参照により本明細書に明示的に組み込まれ、主題技術によって包含されるものとする。また、本明細書の開示には、そのような開示が上述の記載で明示的に述べられているか否かにはかかわらず、公用のみに供されることを意図するものはない。

主題技術のいくつかの態様及び実施例について説明したが、これらはほんの一例として示したものにすぎず、主題技術の範囲を限定することを意図するものではない。実際には、本明細書に記載の新規な方法及びシステムは、その精神から逸脱することなく、その他のさまざまな形態で具現化し得るものである。添付の特許請求の範囲及びそれらの同等物は、主題技術の範囲及び精神の範囲内に収まるであろう形態又は改良を網羅するものである。

Claims (40)

1. 流体フローを液体チャンバに接続する流入口と、
   前記液体チャンバ内に突出する流出口と、
   前記流出口付近に配置され、前記流入口と前記流出口との間の直接的なフローを阻止するように構成された分流部材と、
   前記液体チャンバの一部と外部チャンバとを分離し、ガスを通過させるように構成された膜と、
   前記外部チャンバと大気とを流体的に接続するガス抜きバルブと、
   を具備し、
   前記分流部材は、前記液体チャンバへとフロー方向に沿って延在する少なくとも一つの伸長部材によって機械的に支持されていることを特徴とする装置。
2. 前記液体チャンバに配置され、前記膜を機械的に支持する支持ケージをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記膜は、前記液体チャンバと前記支持ケージとの間において、前記支持ケージの内面に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記膜は、前記支持ケージと前記外部チャンバとの間において、前記支持ケージの外面に配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の装置。
5. 前記膜は、成形により前記支持ケージに埋め込まれていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記膜は、前記支持ケージに熱接着されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記膜は、前記支持ケージに溶接されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記液体チャンバの長手方向軸と垂直な壁部をさらに具備し、
   前記壁部は、前記液体チャンバの流体もガスも通さないよう構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記膜は、疎水性膜、撥血液性膜、撥油膜、及び、それらの組み合わせからなる群のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記液体チャンバは、前記流入口と前記流出口に一直線となるように配置された長手方向軸を有する円筒形状を有し、さらにその円筒の断面が流出口方向又は流入口方向のいずれかに向かうテーパー状になっていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記分流部材は、前記流出口に対向する切欠き部を有する球面を有していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記分流部材は、前記流出口に対向する平坦部を有する半球面を有していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 前記伸長部材は、前記分流部材によって前記流体フローから閉塞されている支柱を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 前記外部チャンバを取り囲む壁部をさらに具備し、
    前記壁部は、外部の物体が前記バルブに圧力をかけないようにするフェンスをガス抜きバルブの周りに備えていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
15. 前記伸長部材は、前記流入口又は前記流出口のいずれかによって支持されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
16. 前記外部チャンバに吸収要素をさらに具備し、
    前記吸収要素は、前記外部チャンバの液体凝縮物を吸収するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の装置。
17. 静脈内輸液を収容した容器と、
    流体ラインを介して患者へと前記静脈内輸液を移動させる圧力を供給する機構と、
    前記流体ラインと流体的に接続され、前記静脈内輸液からガス気泡を除去するよう構成されたガス除去装置と、
    を具備し、
    前記ガス除去装置は、
    前記流入口と前記流出口との間の直接的なフローを阻止するよう構成され、液体チャンバへとフロー方向に沿って延在する少なくとも一つの伸長部材によって支持されている分流部材と、
    流体の一部と外部チャンバとを分離し、ガスを通過させるように構成された膜と、
    前記外部チャンバと大気とを流体的に接続するガス抜きバルブとを備えていることを特徴とするシステム。
18. 前記ガス除去装置は、前記液体チャンバに配置され、前記膜に対して機械的な支持を行なう支持ケージをさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
19. 前記ガス除去装置の前記分流部材は、前記流出口に対向する切欠き部を有する球面と、前記流出口に対向する平坦部を有する半球面からなる群から選択されることを特徴とする請求項１７又は１８に記載のシステム。
20. 前記ガス除去装置の前記膜は、疎水性膜、撥血液性膜、撥油膜、及び、それらの組み合わせからなる群のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか一項に記載のシステム。
21. 前記圧力を与える機構は、ポンプ、又は、液体容器を患者より高い位置に配置するフレームのいずれかを備えていることを特徴とする請求項１７〜２０のいずれか一項に記載のシステム。
22. プロセッサとメモリを備えたコントローラに対し、命令を受け取り、データを送信するよう構成されたアンテナをさらに備え、前記メモリは、プロセッサによって実行されると、コントローラが前記ＩＶ輸液システムに前記命令を送り、前記ＩＶ輸液システムから前記データを受け取る指示を格納することを特徴とする請求項１７〜２１のいずれか一項に記載のシステム。
23. 前記外部チャンバに吸収要素をさらに具備し、
    前記吸収要素は、前記外部チャンバの液体凝縮物を吸収するよう構成されていることを特徴とする請求項１７〜２２のいずれか一項に記載のシステム。
24. 流体フローを液体チャンバに接続する流入口と、
    前記液体チャンバ内に突出する流出口と、
    前記流出口付近に配置され、前記流入口と前記流出口との間のフローを前記流出口から遠ざかるように径方向に迂回させるように構成された分流部材と、
    前記液体チャンバと外部チャンバとを分離し、前記外部チャンバの内面を形成し、ガスを通過させるように構成された膜と、
    前記外部チャンバと大気とを流体的に接続するガス抜きバルブと、
    を具備し、
    前記分流部材は、前記液体チャンバへとフロー方向に沿って前記流入口から延在する少なくとも一つの伸長部材によって機械的に支持されていることを特徴とする装置。
25. 前記分流部材は、前記フローが前記流出口に到達する前に、９０度以上のターンを行うように構成されていることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
26. 前記分流部材と前記流出口との間のギャップは、約０．５ｍｍより大きいことを特徴とする請求項２４又は２５に記載の装置。
27. 前記液体チャンバに配置され、前記膜を機械的に支持する支持ケージをさらに具備することを特徴とする請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の装置。
28. 前記膜は、前記液体チャンバと前記支持ケージとの間において、前記支持ケージの内面に配置されていることを特徴とする請求項２４〜２７のいずれか一項に記載の装置。
29. 前記膜は、前記支持ケージと前記外部チャンバとの間において、前記支持ケージの外面に配置されていることを特徴とする請求項２４〜２８のいずれか一項に記載の装置。
30. 前記外部チャンバに吸収要素をさらに具備し、
    前記吸収要素は、前記外部チャンバの液体凝縮物を吸収するよう構成されていることを特徴とする請求項２４〜２９のいずれか一項に記載の装置。
31. 流入口及び流出口を有する液体チャンバを形成する工程と、
    前記液体チャンバと外部チャンバとを分離する膜を備えた内面を有する外部チャンバを形成する工程と、
    前記外部チャンバに溜まったガスを大気に放出するよう構成されたリリーフバルブを前記外部チャンバに形成する工程と、
    前記流出口付近に分流部材を配置して、前記流入口と前記流出口との間のフローを前記流出口から遠ざかるように径方向に迂回させる工程と、
    前記外部チャンバに吸収要素から成るシートを配置して、前記外部チャンバの液体凝縮物を吸収する工程と、
    を具備することを特徴とする方法。
32. 前記膜は、前記液体チャンバにおいて、支持ケージに前記膜を成形する工程をさらに具備することを特徴とする請求項３１に記載の方法。
33. 前記液体チャンバにおいて、前記膜を支持ケージに熱接着する工程をさらに具備することを特徴とする請求項３１又は３２に記載の方法。
34. 前記液体チャンバにおいて、前記膜を支持ケージに溶接する工程をさらに具備することを特徴とする請求項３１〜３３のいずれか一項に記載の方法。
35. 前記外部チャンバに前記吸収要素を備えたシートを配置する工程は、前記外部チャンバにおいて前記膜を前記シートで包み込む工程を含むことを特徴とする請求項３１〜３４のいずれか一項に記載の方法。
36. 前記分流部材を配置する工程は、前記流入口から延在する支柱によって前記分流部材を支持する工程を含むことを特徴とする請求項３１〜３５のいずれか一項に記載の方法。
37. 前記分流部材を配置する工程は、前記分流部材と前記流出口との間に約０．５ｍｍより大きなギャップを形成する工程を含むことを特徴とする請求項３１〜３６のいずれか一項に記載の方法。
38. 前記分流部材を配置する工程は、前記分流部材と前記流出口との間に前記流入口の長さの許容値及び前記流出口の長さの許容値より大きなギャップを形成する工程を含むことを特徴とする請求項３１〜３７のいずれか一項に記載の方法。
39. 前記液体チャンバを形成する工程、外部ガスチャンバを形成する工程、リリーフバルブを形成する工程、分流部材を配置する工程のうちの少なくとも一つの工程は、３Ｄプリンタにより、前記液体チャンバ、前記外部ガスチャンバ、前記リリーフバルブ又は前記分流部材の少なくとも一部をプリントする工程を含むことを特徴とする請求項３１〜３８のいずれか一項に記載の方法。
40. 前記外部チャンバに吸収要素から成るシートを配置する工程は、前記シートの開口部を
    前記リリーフバルブと一直線になるようにする工程を含むことを特徴とする請求項３１〜３９のいずれか一項に記載の方法。