专利名称：流体捕集器和分离流体的方法
技术领域：
本公开涉及医疗流体传输的领域。更具体而言，本公开涉及在输送流体或从患者体内移除流体时使用的流体捕集器(trap)。
背景技术：
当患者将体外流体接收到血流中时，即输血的示例性地静脉内(IV)溶液处理，存在将气泡引入到患者的血管系统中的风险。如果允许这样的气泡积聚，它们可产生气栓。另外，在将血或流体输送给患者之前，许多医疗流体程序会对血或流体加温，因为这会提高患者舒适度和身体对引入的流体的接受性。加热流体的过程会降低溶解在那个流体中的任何气体的可溶性，并且因此对血或流体加温可导致在医疗流体的环境下典型地氮气或氧气的脱出。因此，在将流体输送·给患者之前，捕集气体和/或从流体中移除气体是合乎需要的。
发明内容
一种流体捕集器设备的实施例包括构造成将复合流体流接收到该设备中的入口。复合流体至少包含第一流体和第二流体。第一出口构造成从设备中排出第一流体流。外壁在物理上连接到入口上，并且外壁限定内室。流扩散器置于内室内。流扩散器引导复合流体流通过内室从入口循环到第一出口。随着复合流体循环通过内室，第一流体和第二流体分离。一种流体捕集器设备的实施例包括构造成将复合流体流接收到设备中的入口。复合流体至少包括第一密度的第一流体和第二密度的第二流体。第一出口构造成从设备中排出第一流体流。外壁在物理上将入口连接到第一出口上，并且外壁限定内室。流扩散器在内室内置于入口和第一出口之间的直接流径中。流扩散器引导复合流体流在入口和第一出口之间在内室内循环。复合流体在内室内循环会使第一流体与第二流体分离。第二出口设置成通过外壁。第二出口构造成从内室内选择性地移除第二流体。一种使复合流体的第一流体与第二流体分离的方法的实施例包括通过入口将复合流体流引入到分离室中。在入口和第一出口之间在分离室内产生压力梯度。流扩散器置于入口和第一出口之间的流径中。流扩散器在分离室内引导复合流体流。第一流体和第二流体被分离。通过第一出口来从分离室中移除第一流体。第二出口选择性地在打开构造和关闭构造之间操作。第二出口呈打开构造。第二流体从分离室中被移除。
图1是描绘了流体捕集器的实施例的环境视图。图2描绘了被动流体捕集器的实施例。图3描绘了具有手动操作式出口的流体捕集器的实施例。图4A和4B描绘了流体捕集器的备选实施例的运行。
图5A和5B描绘了流体捕集器的出口布置的备选实施例。图6A和6B描绘了具有出口密封件的流体捕集器的实施例。图7是描绘了使第一流体与第二流体分离的方法的实施例的流程图。部件列表 10流体捕集器 12 IV溶液
14袋 16患者 18导管 20入口 22扩散器
24开放性内部 26支承件 28外壁 30盐水 32空气 34出口
36流体捕集器 38复合流体 40出口 42释压阀 44过滤器 46膜 48出口
50流体捕集器 52扩散器 54出口 56促动器 58箭头 60阀 62柱
64释放端口 66密封件 68流体捕集器 70出口 72促动器 74箭头 76出口端口 78流体端口80轴 82扩散器 84偏置元件 86止动器 88流体捕集器 90可旋转阀 92可旋转环 94凹陷轨道 96出口 98流体端口 100密封件 102箭头 104支承件 106流体捕集器 108出口密封件 110浮子 112杆 114凹陷 116 开口 118箭头 120箭头 200方法 202步骤 204步骤 206步骤 208步骤 210步骤 212步骤。
具体实施例方式图1是在通过导管18将存放在袋或囊14中的静脉内(IV)溶液12输送给患者16时使用的流体捕集器10的实施例的环境视图。如将在本文中进一步详细描述的那样，流体捕集器10通过入口 20接收IV溶液12。图1进一步描绘了包括加热器15的实施例，加热器15示例性地可为可从Vital Signs公司获得的enFlow流体加温系统。加热器15示例性地包括加温单元17，加温单元17在袋14和流体捕集器10之间的位置处固定到导管18上，加温单元17示例性地在靠近患者16的位置处固定到导管18上，以最大程度地减小受加热流体所行进的距离。加温单元17连接到控制单元19上，控制单元19操作加温单元17到达目标加温温度。IV溶液12是复合流体，复合流体示例性地是(但不限于)盐水、药物或血。IV溶液12是复合流体，因为它是两种不同密度的至少两种不同的流体的混合物。在许多实施例中，流体中的一种是空气，或者另一种气体，诸如氧或氮；但是，如本文公开的那样，流体捕集器10不意图限于用于使空气与流体分离，而是也可用于使一种液体与另一种液体分离的实施例中，只要这两种液体具有不同的密度。当复合流体包括空气或另一种气体时，空气可以多种形式夹带在流体中。上面描述的气栓是流体中的大气泡。由于加热器15或流体在输送给患者之前行进通过其中的另一个机械装置，可形成其它气泡。微气泡是截然不同地限定的气泡，但是直径小于一毫米，并且有时用于造影剂或药物输送机构中。最后，空气(或其它气体)可溶解在流体中。复合流体的物理状况(例如温度、压力、流率)的变化可使空气或其它气体从复合流体中分离或者脱出。IV溶液12通过入口 20进入流体捕集器10。扩散器22被一个或多个支承件26支承在流体捕集器10的开放性内部24内，该一个或多个支承件26从流体捕集器10的在图1中显示的外壁28向内延伸。由于扩散器22在开放性内部24的定位的原因，IV溶液改变路径而流过开放性内部24。IV溶液12撞击扩散器22、改变方向和循环通过开放性内部24的组合作用使较高密度的流体(示例性地盐水30)与较低密度的流体(示例性地空气32)分离。空气32保持在开放性内部24的一部分内，而盐水30则传送通过流体捕集器10的出口 34，并且通过导管18而输送到患者16。照这样，流体捕集器10操作来防止通过入口 20进入流体捕集器10的气泡直接传送到出口 34。由于流体捕集器10的形状，在入口 20和出口 34沿着流体捕集器的中心轴线对准，以及入口 20和出口 34 至少部分地延伸到开放性内部24中的情况下，流体捕集器10不依赖于定向，只要捕集的空气32占据小于开放性内部的预定体积即可。在一些实施例中，这个预定体积为开放性内部的体积的20%，并且在其它实施例中，预定体积可为30%或40%，但是，预定体积的这些示例不意图限制如本文公开的那样的装置和方法的实施例内的预定体积的范围。因而，只要捕集的空气32的体积保持低于这个预定体积，就通过出口 34提供连续的分离盐水流30。要理解的 是，描绘了流体捕集器10的球形几何结构，但可使用其它几何结构，包括(但不限于)立方形、圆柱形或圆锥形几何结构。流体捕集器10表示设计成可消耗的医疗产品的被动流体捕集器的实施例。在流体捕集器10的实施例中，示例性地在流体捕集器10的生产期间或者通过重力或注射填装来预先填装流体捕集器10，以便填充流体，诸如盐水30。随着空气被捕集，空气32的增加的体积会取代盐水30的体积。因为不存在用于释放捕集的空气32的机构，所以临床医生必须监视流体捕集器10，使得在捕集的空气32的体积变得很多以至于到达出口 34且输送到患者之前更换流体捕集器10。图2是被动流体捕集器36的备选实施例。应当注意，在本文公开的所有示例性地实施例中，相同参考标号用来描述实施例之间的相同结构。流体捕集器36通过入口 20接收复合流体流38，在本示例中，复合流体38是盐水和空气的组合。复合流体38流到流体捕集器36的开放性内部24中，复合流体流38被扩散器22分散。在流体捕集器36中，扩散器22位于入口 20附近，使得扩散器22致使在复合流体38进入开放性内部24之后，复合流体流38的方向改变，但将认可的是，备选实施例可在入口 20和扩散器22之间包括备选关系。复合流体38被扩散器22分散会使复合流体38在开放性内部24内循环，从而导致空气32与盐水30分离。因为盐水30在密度上高于空气32，所以盐水30由于重力而分离到流体捕集器36的底部部分，并且通过出口 34离开流体捕集器36。在备选实施例中，以及如本文进一步详细地公开的那样，入口 20或出口 34中的一个或两者可包括螺旋形凹槽或凸脊(未描绘)。复合流体38的流率或方向的变化可有利于流体的分离。这些结构中的一个或两者的螺旋形几何结构可产生分离第一流体和第二流体的离心力。在本文公开的更进一步的实施例中，示例性地用螺旋形流径(未描绘)修改开放性内部24内的几何结构，以控制复合流体流。在一个实施例中，这种几何结构可具有减少湍流的作用，以保持从复合流体中的溶液中移除不必要的空气。另外，这种实施例可减小流体捕集器内的剪切应力，当复合流体包括血时，剪切应力可引起溶血现象。在流体捕集器36的实施例中，在开始使用时，通过用或者复合流体38或者盐水30填充开放性内部来填装流体捕集器36。临床医生可使用注射器将流体或者注射或者吸入流体捕集器10内来填装流体捕集器10。因为使用流体捕集器36 了，以及空气32收集在开放性内部24内，所以保持空气32的开放性内部24的体积增加，只要空气32的这种体积被保持在预定体积。示例性地，预定体积为小于开放性内部24的总体积的45%的百分数，在备选实施例中小于40%，或者本领域技术人员将认可的任何备选体积，分离盐水30将通过出口 34持续从开放性内部24流出。在功能上，预定体积是流体捕集器36在使空气32 (或其它捕集的流体)传送通过出口 34时可保持捕集在其内的空气32 (或其它捕集的流体)的体积，这不依赖于流体捕集器210的定向。在流体捕集器36中，扩散器22在形状上为球形；但是，扩散器22可为多种其它形状，如本文公开的那样。另外，扩散器22可构造在流体捕集器36的中心处，或者可在朝入口 20和出口 34中的一个或另一个的方向上有所偏移。流体捕集器36设计成通过出口 40来被动地控制保持在开放性内部24内的空气32的体积。出口 40设计 成有利于从开放性内部24中被动地释放空气32。出口 40包括设计成在预定压力下打开以释放空气32的释压阀42。释压阀42可为设计成在预定压力下打开的多种单向阀或止回阀中的任一个。这样的阀的非限制性示例包括球阀、过压释放阀或伞阀。在更进一步的实施例中，两个或更多个阀的组合提供冗余，或者针对特定的功能(例如使血保持在流体捕集器内，或者使空气传送出流体捕集器)，可涉及串联或并联的多个阀。过滤器44在释压阀42的下游保持在出口 40内，以挡住夹带在通过出口 40而被去除的空气32中的任何残余物质。在其中复合流体38是生物或药用物质的示例中，防止在空气32 (其释放到外部环境中)中可能饱和的这些流体中的任一种的释放可为合乎需要的。因此，可选择过滤器44来(诸如)在释放空气32之前移除任何这种材料。过滤器44的非限制性示例可为疏水膜或亲水膜。另外，一些实施例可包括可选择性地渗透的膜46，膜46可渗透待用流体捕集器36移除的第二流体，但是可选择性地渗透的膜46不可渗透待通过出口 34释放的较稠的流体。添加可选择性地渗透的部件46进一步帮助确保仅有空气32通过出口 40而释放。在流体捕集器36的示例性实施例中，多个出口 40位于外壁28的周边周围。出口48围绕流体捕集器36定位成离出口 40有180°。但是，将认可的是，备选实施例可使出口相对于其它出口以多种定向中的任一个定位。因此，出口 48的可选择性地渗透的膜46保持盐水30不通过出口 48释放。在流体捕集器36的周边周围包括出口 40、48会使流体捕集器36不依赖位置，因为不管定向如果，空气32都可通过出口 40、48而释放，从而保持盐水30流出出口 34。在另外的实施例中，出口 40沿着流体捕集器36周围的整个周边延伸。在更进一步的实施例中，多个出口 40在流体捕集器36的整个表面上隔开。出口 34可在尺寸上设置成直径小于入口 20。备选地，入口 20可在尺寸上设置成直径小于出口 34。这些构造中的任一种都可跨过流体捕集器36的开放性内部24而产生压力梯度。这个压力梯度有利于通过出口 40、48的释压阀42排出空气32。在更进一步的实施例中，出口 34具有可调孔口(未描绘)，或者可选择性地或部分地阻塞。在一些实施例中，出口 40中的一个或多个可在出口 34处延伸通过外壁28。这种实施例可为诸如构造成沿周向围绕出口 34的伞阀的出口。虽然未描绘，但这些实施例可进一步使得在盐水30离开流体捕集器之前最后移除任何分离的空气32，或者移除如上面描述的那样被位于出口34中的螺旋形凹槽或凸脊(未描绘)移除的任何分离的空气32。在一些实施例中，在流体捕集器36内的另一个环境状况(示例性地(但不限于)压力、流率或内部几何结构)产生变化时，期望保持通过流体捕集器36的体积流量，以便在流体捕集器36内产生文丘里效应。图3描绘了主动操作式流体捕集器50的实施例。如上面描述的那样，复合流体流38通过入口 20而接收到流体捕集器50中。流体捕集器50示例性地包括扩散器52的备选实施例。扩散器52在形状上设置成在复合流体38进入到开放性内部24中时使复合流体38产生增加的分散。复合流体38的增加的分散和流径的方向变化有利于从盐水30中分离出空气32。如在其它实施 例中那样，空气32和盐水30基于重力而收集在流体捕集器50内。在扩散器52引起盐水30的流径的进一步的改变之后，盐水30通过出口 34从流体捕集器50中排出。流体捕集器50提供主动出口 54的示例，出口 54必须被诸如临床医生促动，或者是自动化的，以便从流体捕集器50的开放性内部24中释放空气32。出口 54包括可动促动器56，在接收到箭头58的方向上的力之后，促动器56沿同一方向移动到开放性内部24中。这个移动使阀60与柱62接合，柱62打开阀60，以通过阀60释放空气32。柱62示例性地构造有释放通道64，以提供用于通过打开的阀60释放空气32的通路。但是，要认可的是，可使用备选几何结构或构造来实现类似的目的，示例性地(但无限制)，释放通道可为端口、凹槽或槽道。以多种已知的偏置技术(包括弹簧材料变形或以几何结构的方式产生的偏置技术)中的任何一种使促动器56偏置在关闭的或向外延伸的位置上，使得压力在沿箭头58的方向释放之后，促动器56回到其完全伸出的位置，从而关闭阀60。密封件66(其示例性地为O形圈)在外壁28上在促动器56的周围提供流体密封。图4A和4B描绘了主动操作式流体捕集器68的备选实施例。图4A描绘了呈关闭构造的流体捕集器68，其中，空气32收集在流体捕集器68的开放性内部24内，而盐水30则通过出口 34而被引导出。图4B描绘了打开构造，其中，空气32通过出口 70从开放性内部24中排出，并且出口 34至少部分地被阻塞而阻挡盐水流30。出口 70包括促动器72，临床医生可通过沿箭头74的方向压按促动器72而操作促动器72。促动器72的运行使流体捕集器68在打开构造和关闭构造之间切换。促动器72包括出口端口 76，并且密封件66在外壁28和促动器72之间保持流体密封。外壁28进一步包括流体端口 78。当流体捕集器68如图4A中描绘的那样呈关闭构造时，促动器72的出口端口 76不对准外壁28的流体端口 78，并且密封件66提供流体密封，从而防止流体端口 78和出口端口 76之间有任何流体流。在一个实施例中，促动器72中的膜(未描绘)提供进一步保护，防止抵抗盐水30通过出口端口 76而溢流或释放。在更进一步的实施例中，促动器72包括诸如用以以接合的方式接收注射器的螺纹(未描绘)，注射器用来以受控制和限制的方式通过受促动的促动器72的出口端口 76抽出空气。促动器72进一步包括轴80，轴80延伸到流体捕集器68的开放性内部24中，并且连接到扩散器82上。轴80将扩散器82定位在入口 20和出口 34附近的位置上，使得在流体捕集器68基于促动器72的位置而呈关闭构造时，扩散器82置于入口 20和出口 34之间的直接流径中。扩散器82提供扩散器的实施例的示例性备选方案。要认可的是，扩散器82可用于本文公开的多种实施例中，而·流体捕集器68则可使用多种扩散器。偏置元件84(其可为弹簧(未描绘)，或者如描绘的那样，可为可变形的结构构件)克服箭头74的方向上的力而偏置促动器72。因而，流体捕集器68偏置到关闭构造。如将在本文中更详细地描述的那样，止动器86朝出口 34的方向从轴80延伸。当促动器72呈关闭构造时，止动器86延伸到开放性内部24中，但基本不阻碍盐水流30通过出口 34离开流体捕集器68。促动器72描绘了可用于流体捕集器68的实施例中的促动器的一个示例性实施例。在备选实施例中，促动器进一步包括螺旋形轨道，使得促动器在被按压时旋转，从而使止动器旋转成跨过出口。在另一个实施例中，不是被按压，而是促动器72围绕轴线旋转，以使流体捕集器68在打开构造和关闭构造之间移动。在这种实施例中，促动器72可使扩散器82保持对准入口 20，同时使止动器86移动成跨过出口 34，从而阻塞出口 34。图4B描绘了呈打开构造的流体捕集器68，这是由沿箭头74的方向施加到促动器72上的力产生的。在箭头74的方向上的力会克服偏置元件84提供的偏置力，压缩偏置元件84，并且促动器72沿箭头74的方向移动到流体捕集器68的开放性内部24中。促动器72的移动会使促动器72的出口端口 76对准外壁28的流体端口 78，并且因而空气32通过对准的流体端口 78和出口端口 76从开放性内部24行进到流体捕集器68的外部。在流体端口 78和出口端口 76对准的同时，止动器86沿箭头74的方向移动到基本阻碍盐水流30通过出口 34而离开流体捕集器68的位置。通过在组合流体38仍然通过入口 20进入流体捕集器68时用止动器86堵塞出口 34，开放性内部24内的压力将增大，从而进一步迫使空气32通过对准的流体端口 78和出口端口 76离开出口 70。流体压力的增大帮助有利于从流体捕集器68中排出空气32。要理解的是，在实施例中，止动器86可阻塞或部分地阻塞出口 34。在备选实施例中，止动器改变流体捕集器68内的另一个环境状况，诸如(但不限于)盐水30的流率或盐水30的流径。当空气32已经通过出口 70排出时，临床医生可通过释放在促动器72上的沿箭头74的方向的力来结束空气32的排出，并且偏置元件84移动促动器72且使流体捕集器68回到关闭构造。空气32将再次在现在呈关闭构造的流体捕集器68的开放性内部24内聚集。图5A和5B描绘了主动操作式流体捕集器88的更进一步的实施例。图5A是流体捕集器88的沿着与在入口 20和出口 34之间的复合流体38和盐水30的流径一致的平面的剖面图。图5B是沿着图5A中标识为线B-B的平面的剖面图，线B-B垂直于入口 20和出口 34之间的流。流体捕集器88包括可旋转地促动的阀90，阀90包括在外壁28的凹陷轨道94 (或者其它接合部)内旋转的可旋转环92。可旋转环92包括出口 96，出口 96可包括来自开放性内部24的空气32可传送通过其中的过滤器或如上面公开的那样的其它可选择性地渗透的膜。环92能够在凹陷轨道94内旋转，以诸如选择性地使环92中的出口 96对准通过外壁28的流体端口 98。密封件100示例性地为O形圈，但本领域普通技术人员将认可其为用于目前公开的实施例中的多种适合的密封件中的任一种，密封件100在凹陷轨道94内的外壁28和可旋转环92之间保持流体密封。图5A描绘了流体捕集器88，其呈打开构造，使得出口 96对准流体端口 98，并且空气32传送通过流体端口 98和出口 96到达流体捕集器88的外部。如图5B中显示的那样，可旋转环92能够在凹陷轨道94内围绕流体捕集器88沿箭头102的方向旋转。通过将可旋转环92旋转到其中出口 96不对准流体端口 98的位置，流体捕集器88被置于关闭构造，并且容许空气32在流体捕集器88的开放性内部24内聚集。如图5B中进一步显示的那样，一个或多个支承件104可从流体捕集器88的外壁28延伸，其中，支承件104使扩散器22在入口 20和出口 34之间保持有特定的对准。图6A和6B进一步描绘了被动流体捕集器106的备选实施例。但要理解的是，可通过实现如上面在前面的实施例中公开的那样的出口的任一个来将流体捕集器106的实施例设计成主动流体捕集器。另外，可通过使用带螺纹的出口连接件(未描绘)(诸如Luer-Lok )来实现主动流体捕集器的更进一步的实施例。在这种实施例中，通过外壁28提供螺纹的外凸或内凹连接 件，并且临床医生或技术员可通过使用具有合适的匹配螺纹连接件的注射器来从流体捕集器106中移除空气32。流体捕集器106描绘了在本文公开的流体捕集器中可实现的扩散器107的更进一步的实施例。扩散器107包括随着复合流体38通过入口 20流到流体捕集器106中而旋转的扇叶片109。扩散器107表示扩散器的机械设计，该机械设计使复合流体进一步搅动，有利于分离成第一流体和第二流体。回到图6A和6B中描绘的流体捕集器106的实施例，流体捕集器106包括出口密封件108。出口密封件108包括浮子110。浮子110设计成被复合流体38中的密度较大的流体(示例性地盐水30)浮起。如图6A和6B中描绘的那样，浮子110因此悬浮在空气32和盐水30之间的交接部处。杆112从浮子110延伸，并且行进到凹陷114内。杆112包括开口 116，使得当出口密封件108沿箭头118的方向浮起时，开口 116基本对准出口 34，并且盐水30可通过出口 34离开流体捕集器106。在备选实施例(未描绘)中，浮子110也用作出口密封件，从而限制或阻止空气在捕集的空气如本文公开的那样在流体捕集器内聚集时进入出口。要理解的是，在实施例中，出口密封件108和浮子110可构造成能够围绕中心轴线自由地旋转。在更进一步的实施例中，出口密封件108和浮子110可动地保持在凹陷114或者另一个类似的凹陷(未描绘)内，以诸如独立于流体捕集器106的定向而操作。在一个仅为示例性的实施例中，这种出口密封件(未描绘)可将浮子定位在出口密封件的中间，其中，两个或更多个开口(未描绘)在出口密封件中构造成用于在各种流体捕集器定向的情况下进行操作连接。在更进一步的实施例中，浮子本身在尺寸上设置成用作出口密封件，从而有利于阻塞或部分地阻塞出口。但是，随着空气32在流体捕集器106的开放性内部24内聚集，出口密封件108沿箭头120的方向移动，并且开口 116移动到凹陷114中，并且杆112基本阻止出口 34排出盐水流30，如图6B中描绘的那样。由于持续地对流体捕集器106提供复合流体流38，流体捕集器106内的压力可进一步增大，以诸如压缩空气32在开放性内部24内占用的体积，使得出口密封件108沿箭头118的方向足够充分地移动，以再次容许盐水流30离开。无论如何，出口密封件108机构提供安全特征来防止大体积的空气32捕集在开放性内部24内，从而防止意外地将空气32输送给患者。如上面描述的那样，流体捕集器的实施例可通过在空气在空气捕集器内聚集时逐渐约束离开出口的流来逐渐在流体捕集器内产生压力梯度。空气的这个聚集迫使浮子阻塞出口。如上面提到的那样，流体捕集器106的实施例可实现为主动操作式流体捕集器，通过添加上面描述的出口中的一个，可从主动操作式流体捕集器中移除空气32。在构造成被动或主动地排出捕集的空气32的流体 捕集器106的这样的实施例中，出口密封件108堵塞出口 34可提高开放性内部内的压力，从而有利于移除捕集的空气32。图7是描绘了使复合流体的第一流体与第二流体分离的方法的实施例的流程图。要理解的是，可按多种方式实现如图7中描绘的那样的方法200，包括方法200中显示的动作中的一些或全部。另外，本领域普通技术人员将认可，在本公开的范围内，可按与方法200的流程图中具体公开的顺序不同而同时在本公开的范围内的备选顺序来执行方法200的某些公开的特征。在202处，方法200以将复合流体流引入到流体捕集器中为开始。如上面公开的那样，复合流体是包括第一密度的第一流体和第二密度的第二流体的流体。在一些实施例中，第一流体和第二流体可都为液体，而在其它实施例中，第一流体和第二流体分别可为液体和气体。在202处将复合流体流引入到流体捕集器中可进一步包括这样的动作，即，填装流体捕集器，使得在流体捕集器以打开构造操作时提供复合流体流，使得第二出口如上面描述的那样打开，以从开放性内部24(其可另外被称为分离室)中排出任何气体。因而填装流体捕集器的动作将移除任何残余气体，使得在更换流体捕集器之前，最大量的第二流体可积聚在流体捕集器中，或者备选地，如需要的那样从流体捕集器中排出积聚的第二流体。在更进一步的实施例中，可提供示例性地用惰性液体(诸如盐水)预先填装的流体捕集器，使得临床医生或技术员不必在使用之前手动地填装流体捕集器。在204处，在流体捕集器的分离室内产生压力梯度。如上面公开的那样，可按多种方式产生或建立压力梯度。用于产生压力梯度的示例性技术包括使流体捕集器的入口和出口之间的尺寸不同，或运行限流器(诸如出口密封件)以至少部分地阻塞流体捕集器的出□。在206处，在流体捕集器内引导复合流体流。复合流体由流体捕集器通过入口而接收，并且诸如通过使用扩散器来引导复合流体循环通过分离室，扩散器相对于流体捕集器的至少入口或出口而定位。接下来，在208处，使复合流体的第一流体与第二流体分离。如上面公开的那样，复合流体在分离室内循环有利于基于第一流体和第二流体的相应的不同的密度，通过重力来分离第一流体和第二流体。如上面详细说明的那样，冲击力或其它机械力、压降、流率的变化或流体捕集器内的其它环境状况也可用来分离第一流体和第二流体。在210处，通过第一出口从流体捕集器中移除第一流体。在实施例中，入口和出口的直径之间的差异可在本文公开的流体捕集器的实施例内产生压力梯度。在更进一步的实施例中，止动器、促动器或其它类型的限流器(诸如阀)控制离开第一出口的第一流体流。这在流体捕集器中可引起压力梯度或其它环境变化，这有利于分离和移除第二流体。在212处，选择性地操作第二出口来选择性地从流体捕集器中移除第二流体。如上面公开的那样，第二出口构造成使得分离的第二流体积聚在第二出口周围，以及第二出口的选择性操作从流体捕集 器中移除积聚的第二流体。如上面公开的那样，多种出口可用作第二出口，同时仍然在本公开的范围内。这样的示例性出口的非限制性列表包括被动操作式压力阀、主动操作式推动阀或可旋转地操作的阀。本公开主要依赖于包括盐水和空气作为第一流体和第二流体的复合流体的示例性描述。但是，将认可的是，这不意图限制可使用流体捕集器的目前公开的实施例的情形或复合流体的范围。在备选实施例中，复合流体可为提供给患者作为输血的一部分的血。血可示例性地循环通过加温器(未描绘)，以诸如使血的温度升高到近似患者的体内温度。血的加温可降低溶解在血内的气体(特别是氧和/或氮)的可溶性，并且流体捕集器可操作来在将血输送给患者之前，移除血中脱出的氧、氮或其它气体的任何积聚。本文公开了流体捕集器的多种示例性实施例。要理解的是，如本领域普通技术人员将认可的那样，本文公开的构件的另外的组合(例如入口、扩散器以及第一出口和第二出口的组合)在本公开的范围内。在更进一步的实施例中，流体捕集器可连接在接收机械通气支持的患者的呼吸回路内。在这种实施例中，流体捕集器操作来收集水分和/或粘液，以及从呼吸回路中排出水分和/或粘液，以便防止这些物质再循环回患者的肺。如本领域普通技术人员将认可的那样，在这些实施例中，复合流体将是患者呼出的空气，在其内夹带了水蒸气和粘液。在这些实施例中，流体捕集器操作来分离和保持较粘稠的流体(例如冷凝水或粘液)，同时有利于使不那么粘稠的流体(例如空气)在入口和出口之间流过流体捕集器。本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及实行任何结合的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种流体捕集器设备，包括 构造成将复合流体的流接收到所述设备中的入口，所述复合流体至少具有第一流体和第二流体； 在物理上连接到所述入口上的外壁，所述外壁限定内室； 置于所述内室内的流扩散器，所述流扩散器引导所述复合流体的流循环通过所述内室，其中，随着所述复合流体循环通过所述内室，所述第一流体和所述第二流体分离；以及在物理上连接到所述外壁上的第一出口，所述第一出口构造成从所述设备中排出分离的第一流体的流。
2.根据权利要求1所述的流体捕集器，其特征在于，所述流体捕集器进一步包括第二出口，所述第二出口设置成通过所述外壁，并且构造成从所述设备中排出分离的第二流体的流，其中，分离的第二流体在所述第二出口周围聚集，并且所述第二出口能够在用以将分离的第二流体保持在开放性内部内的第一构造和用以排出分离的第二流体的第二构造之间操作。
3.根据权利要求2所述的流体捕集器，其特征在于，当所述第二出口处于所述第二构造时，所述入口和所述第一出口之间的压力梯度迫使所述第二流体离开所述第二出口。
4.根据权利要求3所述的流体捕集器，其特征在于，所述流体捕集器进一步包括与所述第一出口处于流体连通的限流器，并且所述限流器能够操作来至少部分地阻塞所述第一出口，并且至少部分地阻塞所述第一出口会在所述入口和所述第一出口之间产生压力梯度。
5.根据权利要求3所述的流体捕集器，其特征在于，所述第二出口与所述第一出口协作，使得所述第二出口操作到所述第二构造而排出所述第二流体的操作也会至少部分地阻塞所述第一出口。
6.根据权利要求3所述的流体捕集器，其特征在于，所述入口具有大于所述第一出口的内径的内径。
7.根据权利要求2所述的流体捕集器，其特征在于，所述流体捕集器进一步包括在所述第二出口中的阀，所述阀能够操作来将所述第二出口置于所述第一构造和所述第二构造。
8.根据权利要求7所述的流体捕集器，其特征在于，所述流体捕集器进一步包括膜，其中，所述膜能够渗透所述第二流体，并且所述膜将所述第二流体保持在所述第二出口周围。
9.根据权利要求1所述的流体捕集器，其特征在于，所述流扩散器进一步邻近所述第一出口，使得所述第一流体的流在通过所述第一出口离开之前改变方向。
10.根据权利要求9所述的流体捕集器，其特征在于，所述流扩散器进一步邻近所述入口，使得所述复合流体的流在进入所述内室之后改变方向。
11.根据权利要求10所述的流体捕集器，其特征在于，所述入口和所述第一出口各自朝所述内室的内部延伸，并且所述偏流器位于所述内室的中心处，使得所述第一流体围绕所述流扩散器在所述内室中循环。
12.一种流体捕集器设备，包括 构造成将复合流体的流接收到所述设备中的入口，所述复合流体至少具有第一流体和第二流体； 在物理上连接到所述入口上的外壁，所述外壁限定内室； 置于所述内室内的流扩散器，所述流扩散器引导所述复合流体的流在入口和第一出口之间、在所述内室内循环，并且基于所述第一流体的第一密度和所述第二流体的第二密度，所述复合流体在所述内室内的循环使所述第一流体与所述第二流体分离； 设置成通过所述外壁的第一出口，其构造成从所述设备中排出分离的第一流体的流；以及 设置成通过所述外壁的第二出口，所述第二出口构造成从所述内室内选择性地移除分离的第二流体。
13.根据权利要求12所述的流体捕集器，其特征在于，所述流扩散器定位在所述入口和所述第一出口附近。
14.根据权利要求13所述的流体捕集器，其特征在于，所述流扩散器至少部分地包围所述入口和所述第一出口。
15.根据权利要求12所述的空气捕集器，其特征在于，所述空气捕集器进一步包括 在所述流扩散器中的通道，所述通道流体地连接到所述外壁的外部上；以及 能够渗透所述第二流体的膜，所述膜联接到所述流扩散器上，从而分开所述通道和所述内室，其中，所述复合流体被引导到所述流扩散器的所述膜上，并且所述第二流体中的至少一些穿过所述膜而从所述复合流体中分离。
16.一种使复合流体的第一流体与第二流体分离的方法，所述方法包括 通过入口将所述复合流体的流引入到分离室中，所述分离室具有第一出口 ； 在所述入口和所述第一出口之间、在所述分离室内产生压力梯度； 将流扩散器置于所述入口和所述第一出口之间的流径中，所述流扩散器在所述分离室内引导所述复合流体的流； 基于第一密度和第二密度来分离所述第一流体和所述第二流体； 通过所述第一出口，从所述分离室中移除所述第一流体；以及 在打开构造和关闭构造之间选择性地操作第二出口，其中，当所述第二出口处于所述打开构造时，从所述分离中室移除第二流体。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括 在所述入口和所述第一出口之间建立压力梯度；以及 由于所述压力梯度的原因，通过所述第二出口来移除所述第二流体。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括操作连接到所述第一出口上的限流器，以在所述入口和所述第一出口之间产生压力梯度。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，以所述打开构造操作所述第二出口会至少部分地阻塞所述第一出口。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第二出口是阀。
全文摘要
本发明涉及流体捕集器和分离流体的方法。一种流体捕集器设备包括构造成将复合流体流接收到该设备中的入口。复合流体至少包含第一流体和第二流体。外壁限定内室。流扩散器置于内室内。流扩散器引导复合流体流循环通过内室。随着复合流体循环通过内室，第一流体和第二流体分离。一种使第一流体与第二流体分离的方法包括将复合流体流引入到分离室中。在分离室内产生压力梯度。流扩散器置于入口和出口之间的流径中。流扩散器在分离室内引导复合流体流。第一流体和第二流体被分离。
文档编号A61M1/00GK103041460SQ20121038632
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月12日 优先权日2011年10月13日
发明者D.E.凯西迪, E.E.梅, G.A.舍菲尔 申请人:通用电气公司