用于静脉内气体消除的设备和方法与流程

本发明基本涉及用于静脉内(iv)输送系统中的气体消除的设备和方法。更具体地说，本发明涉及不依赖iv输送系统中的流体管线的取向的用于iv输送中的气体消除的设备。

背景技术：

用于iv输送系统的气体消除的许多方法包括利用浸没于液体中的气泡的浮力的气泡捕捉器。在重力的作用下，气泡在液体容器中向上移动，从而使气体与液体分开。气泡捕捉器的其它实施途径包括亲水(即，吸水)膜，以便允许液体通过膜但将空气截留在膜的另一侧。

技术实现要素：

基于浮力的气泡捕捉器具有这样的缺点：气体由于气体/液体密度差而积聚在气泡捕捉器的顶部并且需要临床医生手动地去除，从而分散了手术或治疗的资源并且增加了人为错误、疏忽或遗忘的风险。另外，基于浮力的装置的取向(orientation)需要相对于重力在空间中固定以将气泡引导到指定位置。当取向未正确固定时，气泡可能残留在液体中并且可能被引入患者体内。另一方面，采用亲水膜的基于膜的气泡捕捉器不适于与血液制品一起工作。实际上，膜的亲水性质(例如，孔隙大小)可能导致膜被血细胞或血块堵塞，最终完全阻挡流体流动。

更一般地，在静脉内(iv)治疗常用的流量下，一些气泡捕捉器不能充分去除气泡，或太容易被较大的空气团挣脱(overcome)。因此，需要这样的改进型气泡捕捉器或空气消除装置：其能够从包括血液制品在内的宽范围iv流体流中高效地去除宽范围尺寸的气泡，不依赖取向，并且能够将气体/空气自动排出到大气中。

在一些实施例中，一种设备，包括使流体流联接到液体腔室中的流体入口。所述设备还包括：流体出口，其伸进所述液体腔室中；以及分流部件，其邻近所述流体出口，所述分流部件构造为阻挡所述流体入口与所述流体出口之间的直接流动。此外，所述设备可以包括：膜，其使所述液体腔室的一部分与外部腔室分开(隔开)；以及排气阀，其使所述外部腔室与大气流体联接。在一些实施例中，所述分流部件由沿流动方向延伸进所述液体腔室中的至少一个支柱或细长部件机械地支撑。

在另一实施例中，一种系统，包括：容器，其包括静脉内液体(静脉给药液体)；机构，其提供压力以使所述静脉内液体通过流体管线移动到患者体内；流体管线；以及气体消除设备，其与所述流体管线流体联接，并且构造为从所述静脉内液体去除气泡。所述气体消除设备包括：分流部件，其构造为阻挡流体入口与流体出口之间的直接流动(directflow)，所述分流部件由从所述流体出口延伸到所述分流部件的至少一个支柱或细长部件支撑。所述气体消除设备还包括：膜，其使流体腔室的一部分与外部腔室分开；以及排气阀，其使所述外部腔室与大气流体联接。

在又一实施例中，一种设备，包括：流体入口，其使流体流联接到液体腔室中；以及流体出口，其伸进液体腔室中。所述设备包括：分流部件，其邻近所述流体出口，所述分流部件构造为使所述流体入口与所述流体出口之间的流远离所述流体出口地沿径向转向；以及膜，其使所述液体腔室与外部腔室分开并且形成所述外部腔室的内表面，所述膜构造为允许气体从所述液体腔室穿到所述外部腔室。此外，所述设备包括：排气阀，其使外部腔室与大气流体联接，其中，分流部件由沿流动方向从流体入口延伸进液体腔室中的至少一个细长部件机械地支撑。

在一些实施例中，一种方法，包括：形成液体腔室，所述液体腔室具有流体入口和流体出口；以及形成外部腔室，所述外部腔室具有内表面，所述内表面包括使所述液体腔室与所述外部腔室分开的膜。所述方法还包括：在所述外部腔室中形成泄压阀，所述泄压阀构造为将储存在所述外部腔室中的气体释放到大气中；以及设置分流部件，所述分流部件邻近所述流体出口，以使所述流体入口与所述流体出口之间的流远离所述流体出口地沿径向转向。所述方法还包括：设置片材，所述片材位于所述外部腔室中，且所述片材包括吸收元件(absorbingelement)，以吸收所述外部腔室中的流体冷凝物。

附图说明

图1示出了根据一些实施例的静脉内输送系统。

图2a示出了根据一些实施例的用在静脉内系统中的气体消除设备。

图2b示出了根据一些实施例的用在静脉内系统中的气体消除设备的细节。

图2c至图2f示出了根据一些实施例的用在静脉内系统中的气体消除设备的分流部件的剖视图。

图2g至图2h示出了根据一些实施例的分流部件以及将分流部件与用在静脉内系统中的气体消除设备的壁连接起来的支柱的正视图。

图3a示出了根据一些实施例的用在iv输送系统中的气体消除设备的剖视图。

图3b示出了根据一些实施例的用在iv输送系统中的气体消除设备的纵向和矢状剖视图。

图3c示出了根据一些实施例的用在iv输送系统中的气体消除设备的纵向和矢状剖视图。

图4a示出了根据一些实施例的用在iv输送系统中的气体消除设备的透视图。

图4b示出了根据一些实施例的用于用在iv输送系统中的气体消除设备的中心毂。

图4c示出了根据一些实施例的用在iv输送系统中的气体消除设备的细节。

图5示出了根据一些实施例的利用iv输送系统输送流体药物的方法的流程图。

图6a示出了根据一些实施例的用在iv输送系统中的气体消除设备的透视图。

图6b示出了根据一些实施例的用在iv输送系统中的气体消除设备的截面。

图6c示出了根据一些实施例的用在iv输送系统中的气体消除设备的截面。

图6d示出了根据一些实施例的用在iv输送系统中的气体消除设备的截面。

图7a示出了根据一些实施例的包括膜的支撑笼。

图7b示出了根据一些实施例的包括分流部件切口的图7a的支撑笼。

图7c示出了根据一些实施例的具有分流部件的气体消除设备的截面。

图7d示出了根据一些实施例的用于气体消除设备中的分流部件的透视图。

图7e示出了根据一些实施例的图7d的分流部件的侧视图。

图8a示出了根据一些实施例的包括分流部件切口的气体消除设备的支撑笼。

图8b示出了根据一些实施例的具有分流部件的气体消除设备的截面。

图8c示出了根据一些实施例的用于气体消除设备中的分流部件的透视图。

图8d示出了根据一些实施例的图8c的分流部件的侧视图。

图9a示出了根据一些实施例的包括分流部件切口的用于气体消除设备的支撑笼的透视图。

图9b示出了根据一些实施例的图9a的分流部件的俯视图。

图9c示出了根据一些实施例的图9a的分流部件的侧视图。

图10a示出了根据一些实施例的包括分流部件切口的用于气体消除设备的支撑笼的侧视图。

图10b示出了根据一些实施例的图10a的分流部件的俯视图。

图10c示出了根据一些实施例的图10a的分流部件的侧视图。

图11示出了根据一些实施例的用在气体消除设备中的排气阀。

图12示出了根据一些实施例的用在iv输送系统中的气体消除设备的截面。

图13a示出了根据一些实施例的包括外部气体腔室中的吸收剂元件(absorbentelement)的用于气体消除设备的支撑笼的透视图。

图13b示出了根据一些实施例的用于气体消除设备的支撑笼的透视图，支撑笼配备有围绕支撑笼的吸收剂元件。

图14示出了根据一些实施例的用于制造用在iv输送系统中的气体消除设备的方法的流程图。

在附图中，除非另有说明，具有相同或相似附图标记的元件具有相同或相似的功能或构造。

具体实施方式

在向患者iv输送液体(例如，晶体、胶体、血液制品、药品)期间，存在气泡或气团(gasbolus)可能通过输送系统被无意输送到体内的风险。由于单个患者所能容忍的空气量可能变化或是不确定的，因此护理人员在设置(启动)输送系统期间尽一切努力去除所有气体，甚至是小气泡。在该过程中可能会发生不合宜的错误，使一些空气/气体残留在输送管线中，而在理想情况下这些空气/气体应当被去除。此外，一旦系统待命，就存在将空气/气体引入到通向患者的管路中的附加机制。这些机制包括新iv袋的悬挂、通过接入端口引入弹丸注射、以及iv流体的加温，该加温固有地导致气体排出(out-gassing)。加温固有地导致气体排出是因为气体在液体中的溶解度取决于温度。通常将iv袋设置在邻近冷冻温度(例如，血液制品)下或室温下(例如，类似胶体和晶体等大部分其它流体)。当这些流体从冷冻温度或室温被加温到邻近体温(例如，37-41℃)的更高温度时，气体以气泡形式从液体中出来，这些气泡需要被去除以避免将它们输送到患者体内。在大多数一次性iv套件(set)中，使用一些类型的气泡“捕捉器”来实现这一点。

本发明包括气体消除装置，气体消除装置独立地取向，与包括血液制品在内的许多iv流体一起工作，并且自动地向周围环境排出被捕捉气体。本文中所披露的气体消除设备的实施例可以有利地放置在通过气体排出而形成气泡的流体加温装置的下游且与流体加温装置紧邻，或可以放置在iv输送系统中的其它位置处以去除空气/气体。本发明可以包括附加特征，诸如使用阀(例如，活塞)使流动停止的能力和/或在上游侧引入弹丸药品注射(bolusdruginjections)的能力等，从而使临床医生放心地知道：在注射期间他们不慎引入到系统中的任何空气/气体将在液体到达患者之前被去除。

本文中所披露的用静脉内输送系统中的气体消除装置可以利用气体相对于液体的低密度以允许气泡迁移到可以将气泡自动去除的区域，并且一些实施例采用这样的膜：其利用气体和液体如何与给定能量状态的表面相互作用的不同之处。例如，一些实施例采用了疏水(即，避水的)膜以允许空气/气体逸入室内大气，而液体保留在系统中。

图1示出了根据一些实施例的iv输送系统。iv输送系统包括支架140，支架140支撑具有静脉内液体150的容器143。在一些实施例中，静脉内液体150包含这样的气体：可以是溶解的，可以为气泡151的形式，可以形成位于液面上方的气相，或包括这些形式的任何组合。气泡151中的气体可以是空气、氮气、氧气或易于溶解在静脉内液体150中的任何其它气体。静脉内液体150可以是适于静脉内输送的任何液体。常见的静脉内液体包括需要被注射到患者160的静脉中的晶体(例如，盐水、乳酸林格、葡萄糖、右旋糖)、胶体(例如，羟乙基淀粉、明胶)、液体药物、缓冲溶液以及血液制品(例如，浓缩的红细胞、血浆、凝血因数)或血液替代品(例如，人造血)。流体管线130将静脉内液体150从容器143运送给患者160。在一些实施例中，静脉内液体150在由重力产生的压力差的作用下移动通过流体管线130。因此，在一些实施例中，容器143在相对于患者更高的高度处设置在支架140上。在一些实施例中，泵145产生压力差以使液体150移动通过流体管线130。

符合(consistentwith)本发明的iv输送系统的一些实施例包括调温器147，以调节容器143中的静脉内液体150的温度。iv输送系统包括与流体管线130流体联接的气体消除设备100。气体消除设备100构造为将气泡151从液体150去除。在一些实施例中，气体消除设备100构造为在来自医疗保健专业人员的最小干预的情况下自动地将气泡151从静脉内液体150去除。此外，根据一些实施例，气体消除设备100构造为无论气体消除设备100相对于重力的取向如何，都将气泡151从液体150去除。在一些实施例中，将气泡151从流体管线130中的静脉内液体150去除并且释放到处于大气压p的室内。

在一些实施例中，可以通过位于例如护士站的远程控制器170无线地控制如图1所描绘的iv输送系统的操作。可以通过控制器侧的天线175和支架140上的天线155实施无线通信。控制器170包括处理器171和存储器172。存储器172可以包括当通过处理器171执行时导致控制器170至少部分地实施包括在符合本发明的方法中的一些步骤的命令和指令。此外，根据一些实施例，第一气泡传感器181可以放置在气体消除设备100的上游，并且第二气泡传感器182可以放置在气体消除设备100的下游。气泡传感器181和182可以包括任何类型的传感装置，包括光传感器(摄像机和激光器)、超声传感器或其它电类传感装置(诸如电容测量电路等)等。在这方面，气泡传感器181和182中的至少一个可以提供关于每单位时间单位截面面积流过流体管线130的气泡的数量，以及这些气泡的大致直径的信息。此外，气泡传感器181和182可以与天线155以及与控制器170无线通信，以从控制器170接收指令或向控制器170提供数据。

控制器170、天线155以及气泡传感器181和182可以经由蓝牙、wi-fi或任何其它射频协议进行通信。因此，控制器170可以构造为处理来自气泡传感器181和182的读数并且确定气体消除设备100的气泡消除率。基于气泡消除率，控制器170可以向泵145和支架140内的其它装置提供命令以增加气泡消除率。此外，当传感器182中的气泡计数变得高于第一阈值时，或当气泡消除率变得低于第二阈值时，控制器170可以向集中式系统提供警报。在一些实施例中，控制器170还可以向调温器147提供命令以基于由传感器181和182中的至少一个提供的气泡计数来调整静脉内液体150的温度。流体管线130中的阀190可以操作为当气泡传感器182检测到气泡含量低于预定阈值时允许静脉内液体150流进患者160体内。在一些实施例中，当发出如上文所述的警报时，可以通过控制器170关闭阀190。

图2a示出了根据一些实施例的用在静脉内系统中的气体消除设备200。气体消除设备200包括使流体流联接到液体腔室202中的流体入口201。流体出口203伸进液体腔室202中，以将少气泡流体收集并输送至通过连接器217与设备200联接的流体管线130。邻近流体出口203处的分流部件205构造为阻挡流体入口201与流体出口203之间的直接流体流(directfluidflow)。因此，通过流体出口203输出的流体流在离开液体腔室202之前已在液体腔室202中花费了一些时间，从而允许气泡151通过第一膜210和第二膜211迁移到外部腔室220。壁215提供对膜210和211的支撑，并且还提供对分流部件205的支撑。在一些实施例中，支撑笼213可以为膜210和211提供进一步结构支撑。当膜210和211包括片状膜(该片状膜可以是柔性或柔软的)时，这可以是特别有益的。膜210和211覆盖液体腔室202的内表面的一部分，并且使液体腔室202与外部腔室220分开。因此，当静脉内液体150与膜210和211接触时，允许容纳在流体中的气泡151通过膜孔隙，而静脉内液体150中的水和其它溶剂或元素被膜210和211容纳在内部腔室202内。

气体消除设备200包括将外部腔室220与大气流体联接的排气阀225。外部腔室220与阀腔室221流体联接。导管223将来自透过膜211的气泡151的气体传送到阀腔室221。因此，当外部腔室220充满来自气泡151的空气或气体时，外部腔室220内的压力增加，直至阀225被打开并且气体流出到大气中。外部腔室220以及膜210和211可以是透明的或半透明的，从而允许医疗保健专业人员观察内部的至少一部分。作为选择，外部腔室220以及膜210和211可以是不透明的。膜210和211可以由诸如聚四氟乙烯(ptfe)等聚合物材料形成，并且可以具有范围从0.1至数微米(10-6m)的孔隙大小。膜210和211的厚度可以在100至200微米的范围内。在一些实施例中，水突破压力(waterbreakthroughpressure)可以为大约2至3bar。膜210和211的气流排出能力优选为在每平方厘米每分钟400至700毫升(ml/min/cm²)的范围，但可以更高或更低。膜210和211可以具有薄的、柔性的、柔顺的形式，或可以是固态或半固态的刚性形式。类似地，膜210和211可以采用片材形式，或可以在制造步骤中形成为特定的自支撑形状。然而，应理解的是，可以使用符合本发明的范围的具有适当的疏水性质的任何膜。

更具体地说，膜210和211可以包括疏水膜(“避水”)。在一些实施例中，膜210和211可以包括疏血(“避血”)膜、疏油(“避油”)膜或上述的任何组合。因此，膜210和211可以与任何iv流体一起使用，并且可以抵抗被高、低表面张力流体以及血液和血液制品浸润。在一些实施例中，膜210和211由聚偏氟乙烯(pvdf)构成并且能够使空气或其它气体沿两个方向通过。

气体消除设备200的形状因数(formfactor)允许气体消除设备200以相对于重力的任何取向将气泡151从静脉内液体150消除。在一些实施例中，液体腔室202是具有纵轴线250的圆筒状腔室。膜210和211形成液体腔室202的壁、顶板和底板。当气泡151或气“栓(slugs)”进入液体腔室202时，无论轴线250相对于重力的取向如何，气泡151或气“栓”都在进入流体出口203之前碰到膜210和211中的至少一个。例如，当装置取向为纵轴线250与重力方向垂直时(水平，参见图1)，气泡151上升到圆筒体的圆形截面的顶点，到达膜210并且过滤穿过膜210以到达外部腔室220。当装置取向为纵轴线250与重力方向平行时(竖直，参见图1)，气泡151上升到顶板或底板从而碰到膜211。当气泡或气体到达膜210和211时，气泡或气体从内部腔室202透过膜210和211进入外部腔室220中。在一些实施例中，外部腔室220防止气体从周围环境返回到静脉内液体150中，在跨过膜的局部压力差指向内部腔室202时可能发生气体从周围环境返回到静脉内液体150中。正因为这样，从内部腔室202被去除到外部腔室220中的气体通过一个或多个阀225或附加膜(例如，伞型)自动地排出。在一些实施例中，阀225可以是允许气体逸入到大气中但不能返回到气体消除设备200中的单向阀。

符合本发明的实施例中的气体消除设备200的尺寸允许期望大小大于最小值的气泡151到达膜210和211的时间比静脉内液体150从流体入口201行进到流体出口203的通过时间短。例如，液体腔室202的长度可以为大约30mm(沿纵轴线250)并且内部腔室202的直径可以为大约20mm。利用这种尺寸，亚微升气泡(直径<1mm)由于它们的浮力的缘故在穿越液体腔室202的长度之前可被输送到外部腔室220。在一些实施例中，液体腔室202的长度可以长至50mm以上，而液体腔室202的直径可以根据需要为在10mm至20mm之间的某一尺寸。

液体腔室202的附加的非圆筒状形状可以符合本文中所披露的不依赖取向的气体消除设备。例如，可以类似地采用三角形、矩形、五边形、六边形、七边形、八边形和更多面形状的液体腔室。液体腔室202的圆筒状形状由于其对称、连续的属性非常适合制造和操作。

图2b示出了根据一些实施例的气体消除设备200的细节。气泡151透过膜210并且从外部腔室220进入阀腔室221。另外，一些气泡151通过膜211和导管223进入阀腔室221。因此，气泡151增加了阀腔室221内部压力，使得最终压力变得与室内压力p(参见图1)大约一样大或略微大于室内压力p。这时，阀225自动地打开，释放气泡151内部气体形式的过压。

图2c至图2f示出了根据一些实施例的用在静脉内系统的气体消除设备200中的分流部件205c至205f的剖视图。分流部件205c至205f防止或限制气泡151从流体入口201直接沿直线行进到流体出口203。在纵轴线250与重力方向平行(竖直，参见图1)的取向的运行期间这可以是理想的，然而，即使在纵轴线250与重力方向垂直(水平，参见图1)的情况下运行，分流部件205c至205f也能将气泡151诱导为大致遵循沿从流体入口201到流体出口203的弯曲路径的多条流线231。分流部件205c至205f迫使气泡151或气栓在以任何可能发生多次转弯并到达流体出口203之前朝向膜210和211迁移(例如，通过分流流线231和浮力)。当沿轴线250从流体入口201观看时，分流部件205c至205f基本上或完全阻挡流体出口203。在一些实施例中，分流部件205c至205f允许除气泡以外的血液成分到达流体出口203，从而使除气泡以外的血液成分留在流路中。例如，本文中所披露的血液成分可以包括血流中的红细胞和任何不溶固体中的任何一者。因此，从流体入口201放射的流线231沿偏离直线路径的路径到达流体出口203。分流部件205c至205f可以呈现相对于静脉内液体150的流的流体动力学形状因数，或可以呈现诸如停滞面等非流体动力学形状因数。在符合本发明的实施例中，向静脉内液体150的来流呈现的分流部件205c至205f的表面(图2c至图2f中的分流部件205c至205f的右手侧)可以是球形或圆顶形的以朝外并远离流体出口203平滑地使液体流转向(分流)。符合本文中所披露的气体消除设备的分流部件205的非球形或半球形(例如，具有与球体类似的一个或多个特征)形状的实例包括具有椭球形状的分流部件205c、具有蘑菇或伞状形状的分流部件205d、或者角锥形状。图2e示出了圆锥形的分流部件205e，并且图2f示出了角锥形状的分流部件205f。普通技术人员应认识到，分流部件205的形状可以是任何期望的形状，诸如盘状等。另外，分流部件205的膨胀范围(expanse)(相对于轴线205的截面面积)可以有利地延伸超过流体出口203的直径以迫使气泡151进一步远离出口并且引导气泡151靠近膜210和211(例如，分流部件205d至205f)。

图2g至图2h示出了根据一些实施例的分流部件205g至205h以及将分流部件205g至205h与气体消除设备200的壁215连接起来的支柱230。分流部件205g至205h中的支柱230可以具有流体动力学形状以在液体通过气体消除设备200时避免液体的附加压力损失。例如，支柱230可以是对来流呈现低且平滑的攻角的薄的水翼(hydrofoils)。如图2g至图2h所示，支柱230可以通过支撑件235附接到壁215。在一些实施例中，用于分流部件205g至205h、支柱230和支撑件235的材料可以与用于气体消除设备200中的支撑笼213和壁215的材料一样。

图3a示出了根据一些实施例的用在iv输送系统中的气体消除设备200a的剖视图。图3a所示的剖视图是沿图2a中的线段a-a’截取的。气体消除设备200a包括壁315a，壁315a具有与壁215接触的突起部313a，从而为膜210和外部腔室320a提供结构支撑。突起部313a从壁315a形成，并且可以在与支撑笼213的特征交替的点处与膜210接触。因此，突起部313a可以与纵轴线250平行。外部腔室320a与外部腔室220(参见图2a)类似。因此，大大减小了当外部腔室320a中存在低气压时外部腔室320a坍塌的风险。

图3b示出了根据一些实施例的用在iv输送系统中的气体消除设备200b的纵向和矢状剖视图。图3b中的矢状剖视图对应于纵向剖视图中的线段b-b’。气体消除设备200b包括壁315b，315b具有与膜210接触并且为外部腔室320b提供结构支撑的突起部313b。如在气体消除设备200a中所示的，支撑笼213支撑膜210。外部腔室320b与外部腔室220(参见图2a)类似。在一些实施例中，突起部313b与纵轴线250垂直。

在一些实施例中，突起部313b包括与突起部交叉的凹陷部323以便为外部腔室320b提供流动连续性。

图3c示出了根据一些实施例的用在iv输送系统中的气体消除设备200c的纵向和矢状剖视图。气体消除设备200c包括刚性膜310，刚性膜310具有形成外部腔室320c的突起部313c。图3c所示的矢状剖视图是沿纵向剖视图的线段c-c’截取的，并且示出了突起部313c的更多细节。突起部313c形成在与轴线250大致垂直的平面中，并且包括凹口314或间隙以允许空气/气泡151通过，从而形成流体连接的外部腔室320c。

图4a示出了根据一些实施例的用在iv输送系统中的气体消除设备400的透视图。气体消除设备400包括使流体流联接到液体导管430中的流体入口401。液体导管430与中空腔室421沿纵轴线450同轴，其中，中空腔室421通过膜410与液体导管430分开。气体消除设备400还包括与液体导管430流体联接的流体出口403，外部腔室420与液体导管430同轴并且通过膜410与液体导管430分开。在一些实施例中，气体消除设备400包括使中空腔室421与外部腔室420流体联接的中心毂405。此外，一些实施例包括使外部腔室420与大气流体联接的排气阀225。在一些实施例中，气体消除设备400还包括在中空腔室421的两端上的支撑件440。支撑件440阻挡或限制流体流通过中空腔室421，使得仅来自或大部分来自气泡151的气体积聚在中空腔室421中。

图4b示出了根据一些实施例的用于用在iv输送系统中的气体消除设备400的中心毂405。中心毂405通过径向辐条423支撑在外部腔室420的壁415上。径向辐条423可以是中空的并且具有使中空腔室420与外部腔室流体联接的导管425。

图4c示出了根据一些实施例的用在iv输送系统中的气体消除设备400的细节。气泡151透过膜410进入中空腔室421并进入外部腔室420。中空腔室421中的气体通过毂405的辐条423中的导管425被输送到外部腔室420中。一旦在外部腔室420中积累了足够的气压，阀225就自动地打开，将气泡151中的气体释放到大气中。

图5示出了根据一些实施例的用于利用静脉内系统输送静脉内流体的方法500的流程图。符合方法500的方法可以包括使用本文中所披露的具有至少一个膜的气体消除设备(例如，气体消除设备100、200、200a至200c、400，以及膜210、211和410，分别参见图1、图2a至图2h、图3a至图3c以及图4a)。此外，根据一些实施例，符合本发明的方法可以包括本文中所披露的iv输送系统。iv输送系统可以包括本文中所披露的支架、流体容器、泵、调温器、流体管线、天线、至少一个气泡传感器以及阀(例如，支架140、流体容器143、泵145、流体管线130、天线155、气泡传感器181和182以及阀190，参见图1)。

符合方法500的方法可以包括由包括存储器和处理器的控制器(例如，控制器170、处理器171和存储器172，参见图1)所实施的方法500中的至少一个步骤。存储器储存命令，该命令在由处理器执行时，导致控制器实施方法500中的至少一个步骤。此外，根据一些实施例，符合方法500的方法可以包括图5所示的步骤中的至少一个、但非所有步骤。此外，在一些实施例中，本文中所披露的方法可以包括以不同于图5所示的顺序来实施的方法500中的步骤。例如，在一些实施例中，可以在时间上重叠地，或者甚至同时地或准同时地实施方法500中的步骤中的至少两个或更多个。

步骤502包括通过气体消除设备的流体入口接收流体流。在一些实施例中，步骤502包括向iv输送系统中的泵发送命令以开始通过流体管线输送静脉内液体。

步骤504包括使流体流与将气体消除设备中的液体腔室和外部腔室分开的膜接触。步骤506包括允许流体流中的气体透过膜进入外部腔室。步骤508包括打开外部腔室中的阀以将气体排出到大气中。在一些实施例中，步骤508包括当外部腔室中的气压达到阈值时自动地打开阀。步骤510包括通过气体消除设备的流体出口输出流体流。

步骤512还可以包括确定气体消除率。在一些实施例中，步骤512可以包括使用气泡传感器在气体消除装置的下游对沿流体管线的单位时间单位截面面积的气泡的数量进行计数。在一些实施例中，步骤512还包括使用另一气泡传感器在气体消除设备的上游对沿流体管线的单位时间单位截面面积的气泡的数量进行计数。在又一其它实施例中，步骤512包括测量气泡大小并使用由气泡传感器提供的数据估算总的气体体积流量。

步骤514包括基于气体消除率来调节流体流动参数。在一些实施例中，步骤514可以包括使用控制器向泵提供命令以减小或增加流量。在一些实施例中，步骤514可以包括当气体消除率大于阈值时增加调温器的温度设定。在一些实施例中，步骤514可以包括当气体消除率低于第二阈值时减小调温器的温度设定。在一些实施例中，步骤514包括当传感器182中的气泡计数变得高于第一阈值时，或当气泡消除率变得低于第二阈值时，向集中式系统提供警报。

图6a示出了根据一些实施例的用在iv输送系统中的气体消除设备600的透视图。壁615保护设备并为设备提供结构支撑。壁615可以包括从流体入口601指向流体出口603的流动指示器627。排气阀625允许过量的气体从壁615内的流体排出到设备外。

在一些实施例中，如图所示，阀625可以是位于装置的圆筒状部分上的伞状阀。一些实施例可以包括位于其它位置处的附加的伞状阀。在一些实施例中，如图所示，气体消除设备600的形状是略微渐缩的，使得流体出口603处的圆形截面大于流体入口601处的圆形截面。这种渐缩也可以反过来，使得较大端是流体入口601并且较小端是流体出口603。渐缩形状可以有助于气体消除设备600的制造。

图6b至图6c示出了根据一些实施例的包括分流部件605b、605c以及为膜610提供结构支撑的支撑笼613的气体消除设备600的纵向截面。膜610可以是如上文所述的任何不透水膜(例如，膜210或211，参见图2及其说明)。气体消除设备600包括与流体入口601和流体出口603流体联接的液体腔室602。膜610将液体腔室602与外部气体腔室620分开。外部气体腔室620通过阀625与周围环境流体联接，阀625可以是单向阀(例如伞状阀)。当液体通过流体入口601进入气体消除设备600时，存在于液体中的任何气泡或气体团(gasvolume)将在它们自身浮力的作用下上升到膜610或被分流部件605b、605c朝向膜610偏转。当气体消除设备600取向为纵轴线与重力垂直时，气泡将在浮力的作用下上升或者被分流部件605b或605c偏转，并且到达流体腔室602的圆形截面的顶点以与膜610接触。当气体消除设备600取向为其纵轴线与重力平行时，则气泡将上升或被偏转至端壁611。一旦处于这种情况，气泡就将积聚直至气泡形成与膜610接触的气层，这时气泡将被排出到外部腔室620。分流部件605b是具有面向流体出口603的切口(cutout)部的球形形状，使得部件605b可以具有如图2d所示的，在部件605b的凸形外表面的相反侧上具有凹形内表面的新月状或伞状形状。图6b中的部件605b的前端示出了球形形状。在一些实施例中，设备600可以具有半球形形状的分流部件605c，使得部件605c具有如图6c中所描绘的蘑菇形状。在一些实施例中，蘑菇形状部件605c也可以具有与部件605b所示的凹形内表面类似的凹形内表面。在一些实施例中，蘑菇形状部件605c可以具有平的内表面。

外部腔室620的截面为环形并且从入口到出口是连续的(即，未被肋或突起部分隔)。还应注意的是，根据一些实施例，圆筒体端壁611上不存在膜表面，圆筒体端壁611基本不透气且不透水。因此，通过圆筒状膜实施气体排出，由此排放阀的位置在圆筒段(cylindricalsection)上。此外，在与气体消除设备600相符的实施例中，分流部件605b和605c由流体出口603而不是支撑笼613支撑(例如参见分流部件205和支撑笼213，以及图2a至图2h)。

图6d示出了根据一些实施例的包括分流部件605d、支撑笼613、膜610和至少两个支柱或细长部件630的气体消除设备600的纵向截面。支柱或细长部件630可以由流体入口601支撑。在一些实施例中，当参考图6d时，流将在分流部件605d周围被转向为遵循进入和离开页面的流动路径。分流部件605d可以具有上述形状中的任一种(参见图2c至图2h以及图6b至图6c)。通常，期望的是，分流部件605d具有面向流体出口603的切口、凸部、凹部或平坦部分，以及面向流体入口601的圆状或凸形部分。在一些实施例中，还期望的是，支柱或细长部件630基本沿流动方向延伸进液体腔室602以提供最小的流动阻力。图6d中所有其它元件为参考图6a至图6c的如上文所述的元件，并且具有与图6a至图6c相同的附图标记。

图7a示出了根据一些实施例的包括膜610的支撑笼613。膜610附接到支撑笼613的内表面或支撑笼613的外表面。在一些实施例中，膜610可以被嵌在支撑笼613的结构中。因此，膜610形成液体腔室602与外部气体腔室620之间的、仅气体可以穿过的屏障。此外，在一些实施例中，膜610可以被焊合或被热粘合到支撑笼613。在一些实施例中，膜610可以在模制(成型)支撑笼613时一并被嵌入模制(insert-molded)。因此，支撑笼613的模制工艺的产物是附接有膜610的水密性笼。

图7b示出了根据一些实施例的包括分流部件705的切口的支撑笼613。如这里所示出的，分流部件705是球形分流器，并且可以包括如图所示的面向流体出口603的切口。

图7c示出了根据一些实施例的具有分流部件705(见图7b)的气体消除设备600的截面。图7c显示了当流从流体入口601朝向流体出口603时将观察到的分流部件705的视图。

图7d示出了根据一些实施例的用于气体消除设备600(例如，见图6)中的分流部件705的透视图。图7d示出了与流体出口603集成在一起的分流部件705的视图。能够遵循靠近分流部件705的流线的气泡被朝向捕获气泡的膜610径向向外引导(参见图7c)，从而减小气泡流进流体出口603并在气体消除设备600的下游继续浸没于流体流中的能力。分流部件705通过例如从流体出口603延伸出的两个支柱730(还可以使用更多或更少的支柱)或细长部件而附接于流体出口603。因此，支柱730通过分流部件705而与来自流体入口601的流体流阻隔。

图7e示出了根据一些实施例的分流部件705的侧视图。在一些实施例中，但非限制性地，从流体出口603到切口的远侧的距离707为大约6mm。关于透视图，在一些实施例中，气体消除装置600的总尺寸可大约为：长度40至50mm，且直径14至17mm。

图8a示出了根据一些实施例的包括分流部件805的气体消除设备600的支撑笼813。分流部件805为大致半球形的球面形，其中，半球体的平坦侧面向流体出口603。该形状与本文中被描述为蘑菇形状的其它形状类似。遵循将气泡带到分流部件805的流线的气泡朝向膜610(为了清楚起见未示出)向外径向地偏转。分流表面在球体被切割处的突然不存在使得气泡难以偏离并转向流体出口603，从而增加在膜610处捕获气泡的可能性。

图8b示出了根据一些实施例的具有分流部件805的气体消除设备600的截面。图8b显示了流体流在从流体入口601朝向流体出口603移动时将观察到的分流部件805的视图。

图8c至图8d示出了根据一些实施例的分流部件805的透视图。

图8c示出了将分流部件805与流体出口603联接的支柱830。在一些实施例中，分流部件805的平坦面与流体出口603之间的距离807为大约1.5mm。

图9a至图9c分别示出了用于气体消除设备900的支撑笼913的透视图、俯视图和侧视图。支撑笼913结合有纵长的支柱以支撑膜610。在气体消除设备900中，膜610可以附接到支撑笼913外部。根据一些实施例，气体消除设备900包括分流部件905，分流部件905具有面向流体出口903且在与流体出口903相距大约6mm的距离907处的切口。流体入口901使iv流体在由支撑笼913界定的液体腔室902的内部流动。当从侧面观察时(如图9c所示)分流部件905可以具有多个向内面向的凹形表面，当从顶部观察时(如图9b所示)分流部件905可以具有伞状形状。

图10a示出了根据一些实施例的包括具有诸如蘑菇状等半球形形状的分流部件1005的气体消除设备900的支撑笼913的侧视图。

图10b至图10c分别示出了分流部件1005的俯视图和侧视图。因此，根据一些实施例，分流部件1005的平坦侧可以设置在与流体出口603相距大约6mm的距离1007处。

图11示出了根据一些实施例的用在气体消除设备1100中的排气阀1125。排气阀1125可以为伞状阀；气体消除设备1100的由处于关闭位置的伞状阀所置于的表面可以是凹进的或被脊部或栏板1135包围，使得如果该表面与另一表面接触，则伞状阀自身在内部空气的排出的作用下的打开不受限制。栏板1135具有与完全打开阀1125所行进的距离至少一样高的高度1137。此外，装置的由处于关闭位置的伞状阀所置于的表面可以是凹进的或被脊部或栏板包围，使得如果该表面与另一表面接触，则伞状阀门自身在内部空气的排出的作用下的打开不受限制。

图12示出了根据一些实施例的用在iv输送系统中的气体消除设备1200的纵截面。气体消除设备1200包括使流体流联接到液体腔室1202中的流体入口1201。流体出口1203伸进液体腔室1202中，以收集并输送少气泡流体。邻近流体出口1203的分流部件1205构造为阻挡流体入口1201与流体出口1203之间的直接流体流。流体流中的气泡通过膜1210迁移到外部气体腔室1220。支撑笼1213为膜1210提供结构支撑。膜1210覆盖液体腔室1202的内表面的一部分，并且使液体腔室1202与外部腔室1220分开。因此，当静脉内液体150与膜1210接触时，允许容纳在流体中的气泡通过膜孔隙，而静脉内液体150中的水和其它溶剂或元素被膜1210容纳在内部腔室1202内。

气体消除设备1200包括将外部气体腔室1220与大气流体联接的排气阀1225。在一些实施例中，当形成从外部(例如，大气)到内部(例如，外部腔室1220)的压力梯度时，排气阀1225设置为防止空气进入气体消除设备1200。在这些条件下，排气阀1225(例如伞状阀)将密封外部腔室1220，以防止空气进入气体消除设备1220。膜1210可以包括与关于膜210和211所详细描述的几何形状和其它物理性能相似的几何形状和其它物理性能。

在一些实施例中，分流部件1205由根据一些实施例的至少一个支柱或细长部件1230支撑。支柱或细长部件1230可以从流体入口1201延伸。分流部件1205可以具有上述形状中的任一种(参见图2c至图2h以及图6b至图6d)。在一些实施例中，还期望的是，支柱或细长部件1230基本沿流动方向延伸进液体腔室1202以提供最小的流动阻力。此外，在分流部件1205与流体出口1203之间形成间隙1250。在一些实施例中，令人期望的是，在不明显地降低从流体入口1201到流体出口1203的整个流体流量的情况下，使支柱1230延伸进内部腔室1202尽可能的远，以减小间隙1250。减小的间隙1250还增强了这样的可能性：即使小气泡也被截留在内部腔室1202内，并且最终通过膜1210扩散到外部气体腔室1220中。因此，可以迫使液体中存在的任何气泡遵循从流体入口1201到流体出口1203的更曲折的路径。在一些实施例中，但非限制性地，间隙1250可以大致为1mm。在一些实施例中，间隙1250可以小至0.5mm，或者更小。更一般地，间隙的尺寸可以不小于出口流动面积(例如，流体出口1203的截面)。例如，在一些实施例中，优选地，间隙1250为流体出口1203的直径的约1/4以上。在用于iv输送的一些实施例中，期望的是，间隙1250大于至少常规血细胞的直径，以避免对细胞(约10微米或更大)的任何剪切作用。

气体消除设备1200中的一些其它期望的特征可以包括：分流部件1205径向延伸超过流体入口1201和流体出口1203的直径，从而迫使流体流远离气体消除设备1200的轴向转向，并且增强气泡向膜1210的迁移。此外，在一些实施例中，分流部件1205可以包括尖头子弹形状的中央部分，该中央部分具有径向扩张的伞型延伸部分，其中，分流部件1205的边缘略微延伸超出流体出口1203(例如，延伸到流体出口1203的下游或远侧)，从而迫使流体流在进入流体出口1203之前做双“u形转弯”(基本上，360°转弯，或至少90°以上的转弯)。例如，分流部件1205的边缘可以相对于流体出口1203的近端向远侧延伸，并且流体出口1203的近端被接纳在由分流部件1205的向远侧延伸的边缘形成的空腔或伞状件中。由分流部件1205的向远侧延伸的边缘形成的空腔或伞状件可以形成上文描述的形状(参见图2c至图2h，以及图6b至图6d)，或者在一些实施例中可以形成为直斜边缘(坡口)。

可期望的是，由从流体入口1201延伸的支柱1230支撑的分流部件1205的构造便于气体消除设备1200的可制造性。例如，当从流体出口1203支撑分流部件1205时，存在对间隙1250的限制，其中，用于这种设备的制造技术的公差增加了对具有最小间隙距离的不利因素。在一些实施例中，用于制造气体消除设备1200的模制工具的尺寸可以防止间隙1250的尺寸小于限制值。

图13a示出了根据一些实施例的包括外部气体腔室中的吸收剂元件1350的气体消除设备(例如，气体消除设备100、200、200a至200c、400、600和1200中的任一个，以及外部气体腔室220、620、1220中的任一个)的支撑笼1213的透视图。在一些实施例中，气体消除设备消除来自加热iv流体和未加热iv流体两者的气体。在一些实施例中，流体的温度可以大致为37至42摄氏度。在这些条件下，由于iv流体的液体成分(例如，水)的蒸发，水蒸汽可能穿过膜(例如，膜210、211、410、610、710、810和1210中的任一个)。在穿过膜(例如，外部气体腔室220、420、620和1220中的任一个)之后，水蒸汽可能凝结成液体并累积在外部气体腔室(例如，外部气体腔室1220)中，这可能是不期望的。例如，当水累积在外部气体腔室中时，水可能阻碍并限制气体通过膜，或阻碍并限制气体通过泄压阀(例如，阀225、625和1225中的任一个)进入大气。此外，液体本身可能会离开泄压阀，可能产生污染危害物、有害物或不便。

为避免外部气体腔室中的水凝结或任何其它液体累积，在一些实施例中，气体消除设备包括放置在支撑笼1213的外部与外部气体腔室的内壁之间的吸收剂材料的片材1350。在一些实施例中，片材1350包括纤维素纸。非限制性地，片材1350可以包括适合于毛细吸取(wickingup)、或者吸收以及保持液体(例如，水)的任何材料。在一些实施例中，但非限制性地，片材1350可以包括用于吸收液体的棉纤维材料或其任何组合。此外，在一些实施例中，片材1350包括孔1325以敞开通向泄压阀或通风口的入口。因此，孔1325设置在泄压阀位置的正下方。

图13b示出了根据一些实施例的用于气体消除设备的支撑笼1213的透视图，支撑笼1213配备有围绕支撑笼1213的片材1350。因此，孔1325产生进入阀1225的开口，以使气体逸出外部气体腔室。

图14示出了根据一些实施例的用于制造用在iv输送系统中的气体消除设备的方法1400的流程图。符合方法1400的方法可以包括使用本文中所披露的具有至少一个膜的气体消除设备(例如，气体消除设备100、200、200a至200c、400和1200，以及膜210、211、410和1210，分别参见图1、图2a至图2h、图3a至图3c、图4a以及图12)。此外，根据一些实施例，符合本发明的方法可以包括本文中所披露的iv输送系统。iv输送系统可以包括本文中所披露的支架、流体容器、泵、调温器、流体管线、天线、至少一个气泡传感器以及阀(例如，支架140、流体容器143、泵145、流体管线130、天线155、气泡传感器181和182以及阀190，参见图1)。

此外，根据一些实施例，符合方法1400的方法可以包括图14所示的步骤中的至少一个而不是全部。此外，在一些实施例中，本文中所披露的方法可以包括以不同于图14所示的顺序来实施的方法1400中的步骤。例如，在一些实施例中，可以在时间上重叠地，或者甚至同时地或准同时地实施方法1400中的步骤中的至少两个或更多个。

步骤1402包括形成具有流体入口和流体出口的液体腔室。

步骤1404包括形成具有内表面的外部腔室，内表面包括使液体腔室与外部腔室分开的膜。在一些实施例中，步骤1404还包括将膜模制在液体腔室中的支撑笼中。在一些实施例中，步骤1404还包括将膜热粘合至液体腔室中的支撑笼。在一些实施例中，步骤1404还包括将膜焊合至液体腔室中的支撑笼中。

步骤1406包括在外部腔室中形成泄压阀，泄压阀构造为将储存在外部腔室中的气体释放到大气中。

步骤1408包括设置分流部件，分流部件邻近流体出口，以使流体入口与流体出口之间的流远离流体出口地沿径向转向。在一些实施例中，步骤1408包括通过从流体入口延伸的支柱来支撑分流部件。在一些实施例中，步骤1408包括在分流部件与流体出口之间形成间隙，该间隙大于人的红细胞的尺寸。在一些实施例中，步骤1408包括在分流部件与流体出口之间形成间隙，该间隙大于流体入口的长度的公差和流体出口的长度的公差。

在一些实施例中，步骤1402、1404、1406和1408中的至少一个可以包括利用三维打印机打印形成液体腔室、外部气体腔室、泄压阀或分流部件的材料的至少一部分。

步骤1410包括设置片材，片材位于外部腔室中，且片材包括吸收元件，以吸收外部腔室中的流体冷凝物。在一些实施例中，步骤1410包括在外部腔室中将片材包裹在膜周围。

提供前述说明是为了使本领域技术人员能够实现本文中所描述的各种构造。虽然已参照各附图和构造对主题技术进行了具体描述，但应该理解，这些附图和构造仅仅是出于说明的目的，而不应被视为是对主题技术的范围的限制。

还可以存在许多其它方式来实现本主题技术。在不脱离本主题技术的范围的情况下，本文所描述的各种功能和元素的划分可与所示出的(功能和元件)不同。对这些构造的各种变型对于本领域的技术人员来说是显而易见的，并且本文中所限定的一般原理可以应用到其它的构造中。因此，在不脱离本主题技术的范围的情况下，本领域普通技术人员可以对本主题技术进行许多修改和变型。

如本文使用的，在一系列项目之前的短语“至少一个”，以及分隔任意项目的连词“和”或“或”，将列表作为整体进行修改，而不是针对列表中的每个项目进行修改(即，每个项目)。短语“至少一个”不需要选择所列各项中的至少一个；相反，短语允许包括项目中任意一个的至少一个，和/或项目的任意组合的至少一个，和/或每个项目的至少一个的意思。例如，短语“a、b和c中的至少一个”或“a、b或c中的至少一个”每个都表示只有a，只有b，或只有c；a、b和c的任意组合；和/或a、b和c中的每个的至少一个。

此外，对于在说明书和权利要求书中使用的术语“包括”、“具有”等来说，这些术语按照与术语“包括”类似的方式是包括性的，就像“包括”在权利要求书中用作转折语时所理解的那样。本文使用的单词“示例性的”表示“用作实例、示例或者说明”。本文中描述为“示例性的”任何实施例不一定被理解为是比其它实施例更优选的或更有利的。

除非明确指出，否则对单数形式元件的引用不是指“一个且仅一个”，而是指“一个或多个”。术语“一些”指代一个或多个。在整个公开内容中，所述各种构造的元素的对本领域的普通技术人员来说已知的或者将来会已知的所有结构和功能等同物都清楚地通过引用并入本文，并且包括在主题技术的范围内。此外，无论是否在上述描述中明确地列举，本文的任何公开都不是意在献给公众。

虽然已经描述了本主题技术的一些方面和实施例，但是这些方面和实施例仅以实例方式提出，并非用来限制本主题技术的范围。事实上，在不背离本发明的精神的情况下，本发明所描述的新方法和新系统可以体现为多种其它的形式。所附权利要求及其等同内容用于覆盖落入本发明的范围和精神内这些形式或修改。