CN104619285B - 眼内气体注射器 - Google Patents

Abstract

一种气体混合装置，该气体混合装置包括测量控制系统、致动系统、具有一种或多种气体的加压室以及混合室。该装置还可包括额外的压力调节控制系统。该气体混合装置可用于引入一种或多种气体并且自动地执行步骤以实现容纳在所述加压室内的一种或多种气体的期望的浓度。该气体混合装置可包括该装置本身内的加压室，从而不需要用于将一种或多种气体引入混合室中的外部设备。

Description

眼内气体注射器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年6月12日提交的题为INTRAOCULAR GAS INJECTOR(眼内气体注射器)的美国临时申请第61/658,756号和于2013 年3月15日提交的题为INTRAOCULARGAS INJECTOR(眼内气体注射器)的美国临时申请第61/799,840号的优先权，通过引用将其全部内容明确结合于此。

技术领域

本申请中公开的发明通常涉及用于将气体注射到动物的眼睛中的设备和方法。

背景技术

手术治疗可能需要将气体或者其他流体注射到目标区域内以便治疗特定损伤、障碍、以及疾病。在治疗诸如黄斑裂孔、视网膜撕裂和脱落等眼部疾病时，手术治疗的一部分可包括将气体或者其他流体注射到眼睛中。

例如，视网膜脱落是有关视网膜从视网膜色素上皮细胞(RPE)脱离的眼部障碍，所述视网膜色素上皮细胞是保持视网膜处于原位的组织。由于视网膜撕裂、视网膜牵引性脱落、或允许流体积聚在视网膜下间隙内从而致使视网膜开始与支撑的RPE组织分离的炎症，而可能发生视网膜脱落。由于玻璃体后脱离(PVD)、增殖性糖尿病视网膜病变(PDR)、损伤、或者导致视网膜从RPE脱落的纤维或脉管组织的血管再生，也可发生这种眼疾。在这种条件下，如果不及时治疗，则可能导致部分视力丧失和潜在地甚至失明。

关于不复杂的视网膜脱落的治疗方法可包括诸如气性视网膜固定术、激光凝固或冷冻粘结术等非外科手术技术。较为复杂的视网膜脱落需要利用外科手术。由于感染(感染可潜在地导致失明)的风险，在无菌条件下执行这种手术，从而显著降低感染的可能性。外科手术方法包括移除玻璃体液的玻璃体切除术；切除并且移除隔膜(如果是牵引性视网膜脱落)；以及激光凝固法或者冷冻粘结术(如果是其他视网膜撕裂)。按照这种外科手术程序，可使用眼内气体填塞来保持视网膜组织与RPE接触，从而能够在外科手术程序之后的治愈过程中使视网膜保持附着。

因为在治愈过程中眼内压力必须保持相对恒定，所以选择的气体通常是在恒定压力下(等压过程)膨胀的气体。因此，眼内气体填塞可以是与诸如六氟化硫(SF₆)、六氟乙烷(C₂F₆)或八氟丙烷等膨胀性气体混合的空气气泡。根据所使用的气体和浓度，眼内气体填塞随着时间而溶解。例如，当六氟化硫与空气的混合达到约20％的浓度时，六氟化硫在1-2周内溶解，当六氟乙烷与空气的混合达到约16％的浓度时，六氟乙烷在约 4-5周内溶解，并且当八氟丙烷与空气的混合达到约12％的浓度时，八氟丙烷在约6-8周内溶解。改变这些气体的浓度影响持续时间。

当前实践涉及使用容纳在独立的多剂量加压容器中的气体，然后，将气体转移至针筒内以用于与空气混合，并注射到患者眼中。因此，在外科手术过程中，需要多个非无菌以及无菌的步骤，从而用期望的浓度的气体和空气填充针筒。这些非无菌和无菌的步骤通常由非无菌操作室巡回护士和在无菌场所中辅助外科医生进行无菌擦洗的技术人员执行。在第一非无菌的步骤中，巡回护士通过将连接至气体容器的压力调节器设置在适当的压力下而准备非无菌的再利用气体容器。在第二步骤中，擦洗技术人员通过将旋塞阀、过滤器、以及管道串联地连接至针筒上而准备无菌针筒。在第三步骤中，将管道连接至气体容器。擦洗技术人员仔细地将无菌管道的自由端通过不可见的无菌隔离件传递至等待的非无菌的巡回护士。然后非无菌的巡回护士接收管道并认真地确保他/她并未污染擦洗技术人员亦未污染任何其他的无菌表面；并将管道连接至气体容器上的调节器。然后在第四步骤中，利用来自容器的气体填充针筒。擦洗技术人员和巡回护士调节加压容器阀的开启以通过连接的管道、过滤器、旋塞阀将气体释放到针筒内。释放的气体的压力足以沿着针筒筒体的长度推动针筒柱塞并且由此利用气体填充针筒。擦洗技术人员确保气体不将柱塞推出针筒筒体的开口端并且在针筒接近完全充满状态时给巡回护士发送信号以关闭气体容器阀。然后在第五步骤中，针筒清除所有的空气和气体，以确保在使用气体进行填充之前存在于针筒、旋塞阀、过滤器、以及管道内的大部分空气均被清除。擦洗技术人员转动旋塞阀，以提供将针筒内的空气和气体释放到大气中的方法；按压针筒柱塞；并且清空针筒内所有内容物。然后，擦洗技术人员沿相反方向转动旋塞阀，从而使连接路径返回至管道和气体容器。多次重复步骤四和五以进一步减少最初位于针筒、旋塞阀、过滤器以及管道内的空气量；排出针筒、旋塞阀、过滤器以及管道内的大部分空气并且清洗空气系统。然后在第六步骤中，用容器内的气体重新填充针筒。擦洗技术人员将管道与过滤器分离并且给巡回护士发送信号以仔细地拾取管道，将其带离无菌区域。在第七步骤中，擦洗技术人员并不排出针筒内的全部内容物，而是使柱塞停止以使得仅测量的气体体积保持在针筒内。例如，气体可被排出为使得仅12mL的气体保持在针筒内。在第八步骤中，擦洗技术人员使用新的无菌过滤器替换已使用的过滤器并且将经过过滤的室内空气吸入到针筒内，直至针筒内的全部空气/气体混合物对于期望的气体浓度来说处于合适的体积。

例如，可以将大气吸入到针筒内，以使得空气和气体的总体积为 60mL，从而实现20％的浓度。由于加压容器是非无菌的，而针筒和手术区域是无菌的，所以必须至少由非无菌区中的一方人员(通常为巡回护士)、无菌区中的第二方人员(通常为擦洗技术人员)并在需要两方协作和沟通情况下执行上述所述步骤。

该程序需要一组复杂的步骤，该步骤可增大发生错误的可能性。这些步骤中一个步骤的错误可能导致所使用的气体的不适当浓度，从而导致具有上升的压力或者减少的视网膜填塞持续时间，从而可能导致局部缺血或者脱落复位手术失败，这两种情况均可能导致失明。此外，当前的实践导致浪费大量的气体，既提高成本又对环境有害。因此，尤其是在容纳有一服剂量以上的加压容器中对这些气体的处理方面，如果处理不当，可对操作人员造成潜在的危害。因此，一些国家甚至禁止将这些加压容器存储在操作室内。

尽管使用一些解决方法改善了当前的程序，诸如，Lamborne等人的美国专利第6,866,142号中能够被放置在无菌区的单剂量容器和允许填充和清除气体的系统，然而，这些解决方法不足以解决所有的潜在性问题。因此，行业内仍然需要改进的气体混合装置。

发明内容

本文公开的本发明的至少一个方面包括这样的实施方式，即，眼内气体注射器设计可允许外科医生或者护士使用简单的程序准备具有选定浓度水平的气体混合物。例如，在一些已知的眼内气体注射器设备和程序中，诸如，在常规针筒中，可能需要多方人员填充针筒来实现期望的浓度，其中一个人员反复填充和释放针筒并且另一人员控制外部罐内容纳的气体流动。此外，每个人员均需配合他们的操作并且执行多个复杂的步骤。这增加了填充过程中失误的可能性，可能导致在注射到患者之前在针筒内实现了不适当的浓度。而且，由于两方均需协调他们的操作并执行多个步骤而增加了填充针筒所需的时间。在诸如眼科等特定的医疗领域中，这种可能的错误特别危险，注射不适当的浓度可能导致失明。因此，由单个人员操作的眼内气体注射器可有助于减少错误的可能性。

本文公开的发明的至少另一方面包括这样的实施方式，即，眼内气体注射器设计可允许多种可选择的浓度水平，从而允许针对不同的应用而使用一种设备并且由此可能进一步降低制造成本并且减少浪费。例如，一些传统设备仅允许在该设备中实现预设的浓度水平，从而必须制造和存储多个具有不同的预设浓度水平的设备。这就增加了制造成本和需购买多种设备以满足不同手术需要的外科医生的成本。在这种情况下，一些设备可能还未使用就过时了，从而需要制造商或者外科医生来丢弃这些设备。因此，允许多个浓度水平的的眼内气体注射器可用作提供给外科医生的通用型的，从而减少浪费。

本文公开的本发明的至少另一方面包括这样的实施方式，即，眼内气体注射器设计可允许在至少一些操作阶段过程中的自动操作，从而减少实现适当浓度水平时可能的错误。例如，在一些已知的眼内气体注射器设备和程序中，诸如在传统针筒中，护士或者其他手术室人员必须在第一操作阶段过程中物理地测量针筒内所容纳的气体的量。在体积的微小变化可导致浓度发生明显变化的情形下，物理测量中的微小误差可导致在所有操作阶段均完成之后针筒内实现不适当的浓度。因此，自动测量第一阶段和/ 或任何其他阶段中的体积的眼内气体注射器可减小注射器内实现不适当浓度的可能性。

本文公开的发明的至少另一方面包括这样的实施方式，即，眼内气体注射器设计成可具有位于注射器内的容器罐，其中容器罐能够在结合到注射器中之前被独立填充，从而减少制造成本。因此，例如，眼内气体注射器设备可包括定位在注射器本体内的独立容器罐。

本文公开的发明的至少又一方面包括这样的实施方式，即，眼内气体注射器设计可包含具有内部阀机构的存储构件，从而减少注射器的制造成本。例如，在一些设计中，设备可使用结合在设备的部件上的多个压力调节系统(诸如止逆阀等)来调节设备内的压力并且控制设备的操作。将压力调节系统结合在设备的部件上可导致用于这些部件的增加的制造成本。因此，如果存储构件内的内部阀机构的制造成本低于结合在设备的其它部件上的阀的制造成本，则阀相对于存储构件的重新定位可助于减少设备的制造成本。

本文公开的发明的至少一方面包括这样的实施方式，即，眼内气体注射器设计可包含互锁机构，所述互锁机构构造成控制致动开关的移动，从而减少注射器的可能的错误操作。例如，在一些设计中，设备可包括致动开关，致动开关可控制诸如设备的操作，诸如控制设备内的加压室的开启和关闭。在一些实例中，当开启导致接收到不适当浓度时，用户可使用致动器开关重新开启设备内的加压室。构造成控制致动开关的移动的互锁机构可助于减少注射器的错误操作的可能性。

本文公开的发明的至少一方面可包括这样的实施方式，即，当连接至外部加压室时，眼内气体注射器设计可允许至少一些操作阶段中的自动操作，从而在实现适当浓度水平时减少可能的错误。例如，在一些已知的眼内气体注射器设备和程序中，诸如，在传统针筒中，护士或者其他手术室人员可将外部气体罐连接至针筒并且反复地填充和释放针筒内的气体，以确保针筒主要容纳来自罐的气体。在这些再填充和释放循环中，另一人员可需要开启和关闭外部气体罐上的阀。因此，例如，眼内气体注射器可允许附接外部加压室并且自动地达到设置的体积和释放气体，使得注射器主要容纳来自外部加压室的气体。

提供该发明内容部分是为了以简单的形式介绍概念的选择，在具体实施方式中将进行进一步的说明。该发明内容部分并不旨在确定所要求保护的主题的关键特性或必要特性，亦不旨在用于辅助确定所要求保护的主题的范围。

附图说明

图1是气体混合装置的第一实施方式。

图2A是气体混合装置的第二实施方式，示出了处于初始操作阶段中。

图2B是气体混合装置的第二实施方式，示出了处于第一操作阶段中。

图2C是气体混合装置的第二实施方式，示出了处于第二操作阶段中。

图2D是气体混合装置的第二实施方式，示出了处于第三操作阶段中。

图3是气体混合装置的第二实施方式的部件的分解图。

图4是气体混合装置的第二实施方式的测量控制系统和致动系统的立体图。

图5A是气体混合装置的第二实施方式的计量刻度盘的立体图。

图5B是图4中的测量控制系统的计量刻度盘的截面图。

图6是图4中的测量控制系统的柱塞体的立体图。

图7是图4中的致动系统的立体图。

图8A是图4中的测量控制系统和致动系统的截面图，处于第一或“关闭”位置中。

图8B是图4中的测量控制系统和致动系统的截面图，处于第二或“开启”位置中。

图9是气体混合装置的第二实施方式的致动系统、加压室、以及第一压力调节系统的实施方式的侧视图。

图10是图9中的致动系统、加压室以及第一压力调节系统的截面图，处于第一位置中。

图11是图9中的致动系统、加压室以及第一压力调节系统的截面图，处于第二位置中。

图12是气体混合装置的第二实施方式的包括混合室和第二压力调节系统的部件的截面图。

图13是图12中的混合室和第二压力调节系统的放大截面图。

图14是图12中具有额外附加件的混合室和第二压力调节系统的放大截面图。

图15A是测量控制系统的实施方式的计量刻度盘的立体图。

图15B是测量控制系统的实施方式的计量刻度盘的截面图。

图16是测量控制系统的实施方式的柱塞体的立体图。

图17是致动系统的实施方式的部件的立体图。

图18是处于第一、“初始”或“预致动”位置的测量控制系统和致动系统的截面图，示出了互锁机构的操作。

图19是处于第二或“开启”位置的测量控制系统和致动系统的截面图，示出了互锁机构的操作。

图20是处于第三或“关闭”位置的测量控制系统和致动系统的截面图，示出了互锁机构的操作。

图21是处于第一、“初始”或“预致动”位置的测量控制系统和致动系统的截面图，示出了闩锁的操作。

图22是处于第二或“开启”位置的测量控制系统和致动系统的截面图，示出了闩锁的操作。

图23是处于第三或“关闭”位置的测量控制系统和致动系统的截面图，示出了闩锁的操作。

图24是致动系统、加压室以及存储构件压力调节系统的实施方式的放大图。

图25A是图24中的致动系统、加压室以及存储构件压力调节系统的实施方式的截面图，处于第一、“初始”或“预致动”位置中。

图25B是图25A中的致动系统、加压室以及存储构件压力调节系统的实施方式的放大图。

图26A是图24中的致动系统、加压室以及存储构件压力调节系统的实施方式的截面图，处于第二或“开启”位置。

图26B是图26A中的致动系统、加压室以及存储构件压力调节系统的实施方式的放大图。

图27A是图24中的致动系统、加压室以及存储构件压力调节系统的实施方式的截面图，处于第三或“关闭”位置。

图27B是图27A中的致动系统、加压室以及存储构件压力调节系统的实施方式的放大图。

图28是图25A中的致动系统、加压室、以及存储构件压力调节系统的实施方式的放大图，其中更详细地示出了存储构件的实施方式。

图29是图26A中的致动系统、加压室以及存储构件压力调节系统的实施方式的放大图，其中更详细地示出了存储构件的实施方式。

图30是针筒本体和针筒压力调节系统的实施方式的截面图。

具体实施方式

下文的详细描述在性质上仅是说明性的并且并不旨在限制本申请的或主题的实施方式和这些实施方式的使用。如此处使用的，措辞“示例性的”指“用作实施例、实例、或者例证”。本申请中作为示例所描述的任何实施方式并不必须被解释为优选的或者优于其他实施方式。而且，并不旨在受前面的技术领域、背景技术、发明内容、或者下列具体实施方式中所呈现的任何明示或者暗示理论的约束。

下文描述中仅出于参考之目的而使用特定的术语，并且由此并不旨在是限制性的。例如，诸如“上面”、“下面”、“在…上方”以及“在…下方”等术语指参考的附图中的方向。诸如“近端”、“远端”、“前面”、“在…后方”、“后面”以及“在…侧面”等术语描述了所参考的同一任意框架内的部件的各部分的方位和/或位置，通过参考文字部分和示出了所讨论部件的关联附图而使其更为清晰。这些术语可包括上述具体提及的措辞及其派生词、以及具有类似含义的措辞。表示结构的术语“第一”、“第二”、以及其他该等数字术语同上。

如本文中使用的，术语“前面”和“远端”指在注射操作过程中目标装置的定位成远离该装置的用户(例如，外科医生)的零件。如本文中使用的，术语“后面”和“近端”指在注射操作过程中装置的定位成接近于该装置的用户(例如，外科医生)的零件。

用于混合两种气体的装置

参考图1，气体混合装置10a的实施方式可包括测量控制系统110a、致动系统210a以及混合系统310a，所述混合系统构造成产生具有期望的浓度比的两种或者更多种气体的混合物。混合系统310a可包括加压室410a 和混合室510a。

混合系统310a还可包括压力调节系统以增强混合系统310a的操作。在一些实施方式中，混合系统310a额外地包括第一压力调节系统610a和第二压力调节系统710a。

测量控制系统110a可以是可操作地耦接至混合系统310a中包含的任何和所有设备的计量机构形式，以控制其中所包含的设备的特定方面。在一些实施方式中，测量控制系统110a可以是可变的并且是用户可操作设备，因此，气体混合装置10a的用户可更改设备的某些方面。致动系统210a 可操作地耦接至加压室410a从而致动所述设备的操作并且开始混合系统 310a内的气体的混合。

加压室410a可包含待在混合系统310a中混合的两种或者更多种气体中的至少一种。在一些实施方式中，加压室410a内所包含的气体的压力可能比周围环境条件的压力更高。此外，加压室410a可包含浓度不同于大气中的浓度的气体。加压室410a可构造成与第一压力调节系统610a流体连通。在其他实施方式中，加压室410a可与混合室510a直接流体连通。加压室410a可构造成内部地包含在注射器装置内。加压室410a还可构造成位于注射器装置的外部。第一压力调节系统610a可构造成保持加压室 410a与混合室510a之间的预设压力差。混合室510a可构造成直接地或者经由第一压力调节系统610a接收来自加压室410a的气体。在一些实施方式中，混合室510a还可构造成接收来自混合系统310a的外部(诸如外部气体容器或者大气)的待混合的第二气体。混合室510a可构造成在混合室510a的出口位置处与第二压力调节系统710a流体连通。在其他实施方式中，混合室510a可在混合室出口位置处与大气直接流体连通。下面分别描述这些子系统的实施方式。

在一些实施方式中，测量控制系统110a构造成控制气体混合装置10a 内的气体的浓度。在一些实施方式中，测量控制系统110a与混合系统310a 可操作地耦接。优选地，测量控制系统110a与加压室410a或混合室510a 可操作地耦接，从而使测量控制系统110a可更改加压室410a和/或混合室 510a的可变方面。在一些实施方式中，测量控制系统110a能够控制诸如 (但不限于)混合室510a内所包含的气体的体积等特征。还设想了测量控制系统110a可控制的其他特征，诸如压力。优选地，测量控制系统110a 可变，从而使用户能够选择可从气体混合装置10a中排出的气体的期望的浓度比。有利地，这允许用户仅使用单个气体混合装置10a获得较大范围的期望浓度比。因此，测量控制系统110a可包括用户可操作开关(诸如刻度盘)，所述用户可操作开关改变混合系统310a内的部件(诸如加压室410a、混合室510a、第一压力调节系统610a以及第二压力调节系统710a 等)的操作。

加压室410a构造成在气体混合装置10a中混合两种或者更多种气体之前的时间段内将一种或者多种气体存储在加压室410a的内部空间中。内部空间中的条件构造成不同于大气条件并且由此内部空间通常应减少该种气体释放到内部空间外部的情况或减少非存储气体进入到内部空间中，直至执行两种或者更多种气体的混合。

在一些实施方式中，内部空间中的一种或多种气体与周围环境大气条件相比处于更高的压力下。此外，一种或者多种气体还可以是浓度不同于周围环境大气条件的浓度的气体。在一些实施方式中，内部空间可被分隔成用于保持一种或者多种气体的单独的子部分或者部分。因此，内部空间的这些单独的部分可保持气体处于不同的压力和/或不同的浓度下。

在一些实施方式中，气体还可定位在内部空间中不同的结构单元内。可使用这种结构单元来更有效地减少存储气体的释放和/或减少非存储气体的进入。在一些实施方式中，从制造时间开始就将存储气体预装载到加压室410a中。在其他实施方式中，设想了可由气体混合装置10a的用户装载加压室410a的内容物。例如，存储气体可被容纳在有利地促使该气体的移位的可移动筒状设备中。

在一些实施方式中，致动系统210a构造成致动气体混合装置10a的操作并且开始在混合系统310a中混合两种或者更多种气体的过程。因此，致动系统210a操作地耦接至混合系统310a并且可耦接至混合室310a和加压室410a两者。致动系统可致使加压室410a致动并且将其中包含的气体释放到混合室510a中。在一些优选的实施方式中，致动系统210a可致使加压室410a内的压力增加以使得第一压力调节系统610a被致动，从而允许流体从加压室410a流入混合室510a中。致动系统210a可包括这样一种设备，即，该设备构造成致动加压室410a的容纳有比加压室410a的其余部分更高压力的单独部分，以使得加压室410a的单独部分内的压力增加。在优选实施方式中，致动系统210a可致使混合室510a内的密封设备破裂，从而增加整个加压室410a的压力。在该实施方式中，致动系统 210a可包括能够使密封件破裂的刺穿设备。通过允许气体混合装置10a可能在使用之前被预填充且被安全地存储，致动系统210a的使用提供了优点。

致动系统210a还可操作地耦接至混合室510a，从而允许用户手动地改变设备的特定方面。在一些实施方式中，致动系统210a可用于更改混合室510a的体积。致动系统210a还可用于更改混合室510a的压力。

在一些实施方式中，第一压力调节系统610a构造成用作加压室410a 与混合室510a之间的分离机构。在达到加压室410a与混合室510a之间的预设压力差时，第一压力调节系统610a可致动。在一些优选的实施方式中，第一压力调节系统610a可包括至少一个阀组件。当加压室410a的一部分内的压力高于混合室510a内的压力时，阀组件可开启。阀组件可以是止逆阀、瓣阀、止回阀或单向阀。这些阀还可包括球形止逆阀、隔膜式止逆阀、旋转式止逆阀、截流止逆阀、升降式止逆阀、直通式止逆阀以及鸭嘴阀。还可使用其他压力调节机构。此外，设想了也可通过除系统610a 内的压力差之外的其他方法来致动第一压力调节系统610a。

在一些实施方式中，混合室510a构造成用作一空间，两种或者更多种气体可在所述空间中混合以获得气体的期望浓度比。取决于致动机构的使用，混合室510a可为体积可变且可调整的。混合室510a可仅从加压室接收气体或者接收已经存在于混合室510a内的气体以进行混合。混合室 510a还可从辅助源接收气体。在一些实施方式中，混合室510a可接收来自大气的空气以与从加压室310a接收的气体和/或已经存在于混合室510a 内的气体混合。

在一些实施方式中，第二压力调节系统710a构造成用作混合室510a 与周围大气之间的分离机构。在达到混合室510a与周围大气之间的预设压力差时，第二压力调节系统710a可致动。在一些优选的实施方式中，第二压力调节系统710a可包括至少一个阀组件。当混合室510a内的压力高于周围大气的压力时，阀组件可开启。阀组件可以是止逆阀、瓣阀、止回阀或者单向阀。这些阀还可包括球形止逆阀、隔膜式止逆阀、旋转式止逆阀、截流止逆阀、升降式止逆阀、直通式止逆阀以及鸭嘴阀。还可使用其他压力调节机构。此外，设想了通过除系统710a内的压力差之外的其他方法来致动第二压力调节系统710a。

操作概述

参考图2A至图2D，示出了气体混合装置10b的实施方式的操作。参考图2A，装置10b可处于初始阶段，其中致动系统210b处于第一或者“关闭”位置。此时，设备的用户可以使用测量控制系统110b来选择用于可注射的体积的气体的期望浓度。一旦做出选择，则用户可将致动系统210b 移动至第二或者“开启”位置中，从而致使系统致动并且开始混合过程。

如图2B所示，在第一操作阶段过程中，可以释放加压室内所容纳的气体，并且在包含第一压力调节系统的实施方式中，第一压力调节系统可响应于加压室内的压力变化而开启。因此，流体可从加压室流入混合室 510b内，从而致使混合室510b的体积增加。然而，由于测量控制系统110b 的部件，混合室510b可达到第一体积但不能扩充得超出该第一体积。可基于可注射体积的期望的浓度设置第一体积。在第一操作阶段过程中，还可经由第二压力调节系统710b从混合室510b排出过量的气体。一旦混合室达到该第一体积，则完成第一操作阶段并且开始第二操作阶段。

在第二操作阶段过程中，混合室510b可保持处于第一体积，而经由第二压力调节系统710b从该系统减轻混合室510b内的压力。通过使用期望的气体过度地填充混合室510b，并且然后排出气体，有助于确保混合室 510b内的大量大气气体(在致动之前可被包含在混合室510b内)从混合室510b中被大体清除出并且由加压室内最初包含的气体替换。一旦混合室510b内的压力已达到基于第二压力调节系统710b的构造的设置值时，停止混合室510b内的气体的排放并且完成第二操作阶段。

如图2C所示，在第三操作阶段过程中，附加件760可被添加到的系统中，所述附加件可迫使第二压力调节系统710b保持开启。该附加件可以是去除细菌以对空气、灌注导管或注射器针头进行杀菌的过滤器。第二压力调节系统710b的开启致使混合室510b内的气体达到环境压力。一旦气体达到周围环境压力后经过了足够长的时间，则用户可将致动系统210b 设置在第一或者“关闭”位置，从而解锁测量控制系统110b。然后，用户可手动地将混合室510b的体积扩充至可注射的体积。在一些实施方式中，一旦达到可注射的体积，则测量控制系统210b可停止混合室510b的体积的扩充。一旦完成第三阶段，则可以移除该附加件，从而使得第二压力调节系统710b可使混合气体与周围大气隔离以减少或者防止混合气体的稀释。

装置10b的操作的一个重要优点在于可通过无菌区内的单个个体 (singleindividual，单个人)执行整个过程。而且，该过程基本是自动化的，从而使用户仅需要将测量控制系统210b设置成适当的设置并且装置 10b将自动执行其余步骤的大部分。而且，由装置10b自动执行的步骤通常是最容易出错的步骤(诸如，测量适当的体积以实现期望的浓度)，从而极大地降低了获得可注射的体积内气体的不正确浓度的风险。包含第二压力调节系统710b可以减少或者防止在第二操作阶段和第三操作阶段结束时周围大气对气体的不利稀释。

在其他实施方式中，可以执行更少或更多的操作阶段。在一些实施方式中，可仅执行单个操作阶段。例如，加压室410a可容纳处于预设浓度水平的气体。在单个操作阶段过程中，用户可致动装置10b，以使得气体或流体从加压室410b流入第二室(例如，混合室510a)内，直至该加压室达到配置的体积。也可使用压力调节系统排放或者排出气体或者流体，直至该加压室内实现期望的压力。在排放气体之后，则可以准备使用装置 10b。对本领域技术人员显而易见的是，在该实施方式中，事实上，很少或者没有执行混合。

系统概述

参考图3，示出了包括测量控制系统110b、致动系统210b、加压室 410b、混合室510b、第一压力调节系统610b以及第二压力调节系统710b 的气体混合装置10b的实施方式的部件。测量控制系统110b可包括计量刻度盘120和可插入到计量刻度盘120中的柱塞体160。致动系统210b 可包括致动杆220和致动开关260。致动系统210b能够可操作地耦接至测量控制设备110b以控制气体混合装置10b的操作。致动系统210b可插入到柱塞体160中。

加压室410b可包括外壳420、容纳气体的容器罐436、释放容器罐436 中容纳的气体的释放机构444、减少从外壳420流出的非气体或细菌物质的量的过滤器448以及活塞密封件460。混合室510b可包括针筒本体520。第一压力调节系统610b可包括阀体及相关联的阀部件。第二压力调节系统710b也可包括相关联的阀部件。

测量控制系统和致动系统

参考图4，示出了组合的测量控制系统110b和致动系统210b的实施方式。测量控制系统110b可包括计量刻度盘120和柱塞体160。致动系统可包括致动杆220(图7中所示)和致动开关260。

参考图5A和图5B，示出了气体混合装置10b的计量刻度盘120的实施方式，该计量刻度盘构造成允许装置10b的用户选择性地改变可注射的体积的浓度。计量刻度盘120包括至少两个结构部件，即，计量本体122 和可耦接至计量本体122的计量帽124，以允许计量刻度盘120可倒转地附接至装置10b的另一部件。有利地，这可便于装置的组装，并且在可再利用的一些实施方式中，这可便于拆卸以重新杀菌。在一些实施方式中，使用诸如本技术领域中已知的螺钉、铆钉、夹子以及其他紧固机构等紧固件可使计量帽124可倒转地附接至计量本体122。计量帽124与计量本体 122的附接可形成环形槽126和环形唇缘128，以使得计量刻度盘120能附接至装置10b的另一部件。例如，环形槽126和环形唇缘128可对应于定位在针筒本体520上的凸缘526。

计量本体122可具有大致柱形构件130，该柱形构件具有位于顶端处的凸缘132和大致位于柱形构件130的中心处并且沿着整个计量本体122 延伸的通道134。由于计量本体122构造成控制可注射的体积内的气体的浓度，所以计量本体122可包括沿一表面设置的计量指示器136，在完全组装状态下装置10b的用户可观察到该计量指示器。在示出的实施方式中，计量指示器136定位在凸缘132的顶表面上，尽管可使用用户可观察到的任何位置。计量指示器136可为设备用户提供有关于装置10b的操作的信息。在示出的实施方式中，计量指示器136显示了18、19、20、21、以及22的数字范围，该数字范围对应于如果致动装置10b的话将在可注射的体积内产生的六氟化硫(SF₆)的浓度。对本领域技术人员显而易见的是，所使用的范围可取决于使用的气体和对气体的应用。而且，在一些实施方式中，可对该范围进一步划分以提供对期望的浓度的增强的控制。

计量本体122可具有槽138、导轨140以及与计量指示器136对应的可变止动件142。在示出的实施方式中，计量本体122具有沿通道134的内表面定位的五个隔开的槽138，该五个隔开的槽与上述五个整数值对应。在其他实施方式中，计量本体122可具有比计量指示器136提供的值的数量更少或更多的槽。

与各个槽138对应的是从槽138向内延伸的可变止动件142。如上所述，这些可变止动件142可从凸缘132的顶表面向管状本体130的底端延伸达设定距离。在一些实施方式中，可变止动件142不需要从顶表面延伸，而是在设定距离处朝向柱形构件130的底端的微小突起。这些可变止动件 142构造成与柱塞体160中容纳的部件(诸如闩锁228)或者柱塞体160本身相互作用，以通过在第一操作阶段和第二操作阶段过程中限制柱塞体 160的向后延伸而在这些阶段过程中控制混合室510b的扩充体积(见图 2B)。因此，可变止动件142根据止动件142对应的浓度而延伸不同的距离。例如，21％的浓度比20％的浓度延伸更短的距离。因此，当选择21％的浓度时，可允许柱塞体160向后延伸更大的距离，从而允许混合室510b在第一操作阶段过程中的更大扩充。因此，显而易见，使用可变止动件142 控制第一操作阶段中的第一扩充体积。

从通道134的内表面向内延伸的导轨140位于槽138的两侧上。在一些实施方式中，导轨140从通道134的内表面向内延伸比可变止动件142 更大的距离。则导轨140可构造成用于在装置10b被致动的情况下防止装置10b切换至不同的浓度值。这对于其中需要气体的特定浓度并且该值的任何微小变化均可产生极大不利影响的应用尤其重要。在所示出的实施方式中，导轨140构造成充分降低柱塞体160在前两个操作阶段过程中旋转至不同的可变止动件142的可能性。在某些实施方式中，如果需要经常可变的计量设备，则可移除这些导轨。在该实施方式中，可变止动件142可具有斜坡形状而非具有多个台阶。

此外，计量本体122可包括沿通道134的内表面的棘轮爪144，所述棘轮爪朝向通道134的中心向内延伸。棘轮爪144可铰接并构造成使得棘轮爪144可移动地变形并且在变形过程中提供阻力。棘轮爪144可对应于定位在柱塞体160上的特征以便于相对于选择的浓度进行正确定位。此外，该机构可给设备的用户提供接触反馈，以指示完成了适当的对准。该接触反馈可有利地降低在不适当方位中致动的可能性。还可使用其他类型的反馈机构和对准机构。

参考图6，示出了柱塞体160的实施方式，所述柱塞体包括大致管形框架162、位于柱塞体160的一端处的手柄164、位于管形框架与手柄之间的选择器环166以及位于管形框架162的中央并且贯穿柱塞体160的整体长度的通道168。管形框架162构造成在计量刻度盘120的通道134内可滑动地平移并且局部可滑动地转动。管形框架162具有夹具形式的保持机构170，所述保持机构铰接地附接至管形框架162。保持机构170可构造成保持加压室410b的部件(诸如外壳420)。保持机构170有利于允许在不使用工具的情况下附接该部件，从而简化整个设备的组装过程。此外，保持机构170还可构造成使得可从管形框架162移除该部件，从而允许再利用装置10b，或者在允许装置10b再利用的其他实施方式中，如果该过程用于设备，则有助于重新杀菌的过程。还可使用其他类型的保持机构替代示出实施方式中所示的夹具并且可包括诸如螺钉等紧固件。

此外，管形框架162可包括从管形框架162的外表面向外延伸的防护件172。防护件172可从管形框架162的底端向管形框架162的顶端延伸一定的距离。防护件172构造成配合在沿着计量本体122的通道134的内表面定位的槽138和导轨140内。因此，在防护件172定位在导轨140之间时可防止柱塞体160转动。有利地，这可防止柱塞体160在开始第一操作阶段之后移动至不同的可变止动件142，并且由此降低可注射的体积内的不适当浓度的风险。防护件172的尺寸优选为，当柱塞体160被完全插入时，使得防护件172仅略微位于导轨140下方，从而使柱塞体160在初始操作阶段过程中可自由地转动至不同的浓度值(见图2A)。然而，因为防护件172仅略微位于导轨140下方，所以一旦延伸较短的距离，则防护件172可被锁定在选择的导轨140内。该定位有利于在装置10b被致动之后允许立即锁定防护件172。而且，防护件172优选从管形框架162向外延伸仅足够的距离，以使得防护件可与导轨140接触，但该距离不足以使防护镜与定位在导轨140之间的可变止动件142接触。因此，这可允许防护件172在操作过程中不被可变止动件142干扰。

此外，管形框架162可包括闩锁孔174，所述闩锁孔构造成允许定位在致动杆220上的闩锁228从管形框架162向外突出。优选地，闩锁孔174 位于防护件172的最顶端部分的上方的中央处。如将在下文中详细讨论的，在第一或者“关闭”位置中，闩锁228不能延伸至防护件172之外并且因此不可与可变止动件142接触(见图8A)。当在第二位置中时，闩锁228可从管形框架162向外延伸至防护件172之外，以使得闩锁228可与可变止动件140接触，从而在闩锁处于第二位置中时防止柱塞体160的进一步扩充(见图8B)。在一些实施方式中，如果在初始操作阶段过程中(图 2A中所示)，柱塞体160被不适当地定向在计量刻度盘120内，则闩锁孔174可定位成，使得可通过计量刻度盘120的导轨140防止闩锁228向外延伸至第二或者“开启”位置中。这可有利于防止装置10b在被不适当地定向时而致动。

此外，管形框架162可包括沿其外表面定位的切口形式的棘轮槽176。棘轮槽176构造成接收计量本体122的棘轮爪144，从而在棘轮爪144被接收在棘轮槽176中之一内时通过提供克服转动的阻力而提供用于确保柱塞体160在计量本体122内适当定向的机构。而且，有利地，在棘轮爪144 被接收在棘轮槽176内的每个点处，装置10b的用户还可在柱塞体160在计量本体120内被不适当地定向时接收接触反馈。

选择器环166可以是从管形框架162的外表面延伸的环形突起。此外，选择器环166可包括选择器指示器178，所述选择器指示器可为定位在选择器环166上的微小突起形式的。选择器指示器178可与定位在计量本体 122上的计量指示器136相对应，以指示当柱塞体160定向在该位置时获得的浓度水平。有利地，该系统可为设备用户提供易于观察的有关选择浓度水平的信息。有利地，选择器指示器178可被着色以便于装置10b的使用。

手柄164可在径向方向上沿两个相反方向从管形框架162的纵向轴线延伸。手柄164可以成形为使得装置10b的用户可与手柄164接触并且使用手柄进一步向后延伸柱塞体160并延伸到装置10b之外或者向前进一步将柱塞体160下压至装置10b中。此外，手柄可包括销孔180，所述销孔用于接收用于致动开关260的耦接机构。因此，致动开关260可围绕耦接机构转动以便操作定位在柱塞体160内的致动杆220。

参考图7，示出了包括致动杆220和致动开关260的致动系统210b 的实施方式。致动杆220具有大致细长本体，该细长本体具有位于第一端处的致动器销222、位于第二端处的致动器杆件224以及定位在中间部分中的闩锁移动部226。致动器销222构造成被接收在加压室410b的外壳 420内并且在处于第二或者“开启”位置时致动加压室中所容纳的气体的释放。致动器杆件224构造成抵靠并且仿效致动器开关260的仿形表面262。优选地，致动器杆件224还可成形为使得截面轮廓与定位在柱塞体160的手柄164附近的通道169(如图8所示)的顶部的截面轮廓匹配。优选地，截面轮廓大体不是圆形的，从而充分防止致动器杆220在柱塞体160的通道168内转动。闩锁移动部226成形为在闩锁228沿着致动器杆220的闩锁移动部226可滑动地平移时而使得闩锁228平移。因此，闩锁228具有孔230，该孔的截面形状与闩锁移动部226的截面形状类似。

致动器开关260构造成平移致动器杆220通过柱塞体160并且通过加压室410b的外壳420以致动释放其中所容纳的气体。因此，致动器开关 260可以是具有沿着构造成与致动器杆件224接触的表面的波形轮廓262 的凸轮。致动器开关还可具有构造成接收销266的孔264，从而使致动器开关260可围绕销266转动。在所示出的实施方式中，示出了致动器开关260处于第一或者“关闭”位置处。在该第一位置中，销266和与致动器杆件接触的仿形表面262之间的距离可以是减小的距离，以使得致动器杆保持处于第一或者“关闭”位置。然而，当围绕销266转动至第二或者“开启”位置时，销266和与致动器杆件224接触的仿形表面262之间的距离可以是增加的距离，从而将致动器杆220平移至第二或者“开启”位置，，进一步位于加压室410b的外壳420中。如下面参考图10和图11更为详细讨论的，移动至第二或者“开启”位置可用于释放加压室410b内的气体。致动器开关260可优选为能够保持在第一或第二位置的任何类型的开关，而不需要用户将开关保持在该位置下。在示出的实施方式中，使用转动杆。还可使用其他开关，诸如螺钉、闩锁、弹簧加载销、或者本领域中已知的任何其他开关等。

参考图8A和图8B，示出了致动系统210b的操作的示图，包括测量控制系统110b和致动系统210b的一些部件。如图所示，闩锁228容纳在闩锁孔174内，以使得闩锁不能向柱塞体160的前端或者后端平移。因此，当致动器杆220在向前或者向后方向上平移时，闩锁228必须仿效致动器杆220的闩锁移动部226的轮廓。因此，当致动器开关260以及由此致动器杆220处于对应的第二位置时，提供了闩锁228在第二位置中耦接移动的优点。而且，因为闩锁228的移动与其他致动器开关260和致动器杆220 的移动关联，所以如果阻止闩锁228移动至第二位置，则也阻止致动器开关260和致动器杆220移动至第二位置。应注意，如上所述，在处于第二或者“开启”位置时，闩锁228可从柱塞体160突出，从而限制柱塞体160 的延伸，如图8B所示。

加压室和第一压力调节系统

参考图9，示出了包括致动系统210b、混合系统310b的加压室410b 以及混合系统310b的第一压力调节系统610b的一些部件的实施方式。如示出的，加压室410b可具有外壳420，环形槽422定位在外壳420的第一端部附近。环形槽422可构造成接收定位在柱塞体160上的保持机构170。外壳还可具有定位在外壳420的第二端处的活塞密封件460。活塞密封件460构造成提供用于限定混合室510b的气密密封。

参考图10，其是加压室410b和第一压力调节系统610b的截面图。外壳420具有大致柱形体，该柱形体具有定位在第一端或者向后端处的环形槽422和定位在第二端或者向前端处的锥形或者截锥形表面424，所述表面对应于活塞密封件460的形状。此外，外壳420可成形为使得其具有环形突起426和环形槽428，该环形槽构造成接收活塞密封件460的唇缘462。这种构造有利于确保活塞密封件460保持连接至外壳420并且形成密封以防止外壳体420中容纳的任何气体泄漏。优选地，活塞密封件460的唇缘 462紧密地配合在外壳420的环形槽428内以提供增强的密封。外壳420 大体包围出内部空间430并且内部空间可被分隔成第一分隔部432和第二分隔部434。结构单元形式的第三分隔部(诸如容器罐436)可容纳在外壳420的第二分隔部434内。该容器罐可容纳用于混合到混合室510b内的气体。在容器罐中设置气体比较有利，因为其便于装置10b的制造，这是因为其允许独立于加压室410b的其他部件而制造容器罐。在装置10b 可再使用的一些实施方式中，可以更换容器罐。

容器罐436具有第一端或向后端以及密封的第二端或者向前端437，所述第一端或向后端与致动器销222接触。密封件438位于容器罐436的一端处，所述密封件充分减少任何气体从第一分隔部432泄漏至第二分隔部434。这有利于减少气体泄漏至致动器孔440之外并且泄漏至装置10b 之外的可能性。

外壳还可包括偏压机构442(诸如弹簧)，所述偏压机构在远离外壳 420的第二端的方向上对密封件施加力。在示出的实施方式中，偏压机构 442定位在第一分隔部432内。这减少在不被用户致动的情况下容器罐436 移动至第一分隔部432内并且可能释放其中容纳的气体的可能性。而且，偏压机构442还可提供针对致动的反作用力，从而使用户不能意外地致动设备。优选地，偏压机构442构造成施加足够的力，以使得在完成第一操作阶段和第二操作阶段并且致动开关160返回至第一或者“关闭”位置之后，偏压机构442施加足够的力以使得致动器杆220返回至其第一或者“关闭”位置，从而致使闩锁228返回至其第一或者“关闭”位置。一旦闩锁 228返回至其第一或者“关闭”位置，则柱塞体160的扩充则不再受限制并且可开始第三操作阶段。如果偏压机构442不对致动器杆220施加足够的力，则进入第三操作阶段可能变得明显更为困难。

外壳还可具有释放机构444(诸如装置10b的该实施方式中示出的针头或导向尖端等)，由于通道446轴向延伸通过释放机构444，所以释放机构444可构造成刺穿容器罐436的密封的第二端437以通过释放机构 444将气体释放到第一分隔部432中。由于第一分隔部432中的高压，所以第一压力调节系统610b可开启以允许气体排出到活塞密封件460的前部并且进入混合室510b内。在一些实施方式中，过滤器448可沿流动路径定位从而减少异物进入混合室510b中的可能性。当气体可能放置在对异物的存在高度敏感的区域(诸如体腔)中时，这尤其重要。异物的存在可引起感染或者其他危害。在一些实施方式中，过滤器448可构造成过滤出细菌以对空气杀菌。

活塞密封件460构造成通过形成用于混合室510b的密封而部分地限定混合室510b的可注射的体积。活塞密封件460可具有大致柱形体，所述柱形体具有环形突起464和位于向前端处的锥形或者截锥形表面466，所述环形突起构造成与混合室510b的内表面接触。此外，截锥形表面466 可包括关于柱形本体定位在中心处的孔468，所述孔构造成接收第一压力调节系统610b的部件。而且，本体在向后端上还可具有由唇缘462限定的开口470，所述开口构造成接收外壳420。

继续参考图10，示出了处于第一或者“关闭”位置的第一压力调节系统610b的实施方式。第一压力调节系统610b可包括：阀体620，所述阀体包括位于一端处的多个孔622；阀杆624，阀杆624穿过阀体620且具有位于后端的构造成与偏压机构628接触的阀座626，以及位于前端的构造成与密封环632接触的阀头630。在操作过程中，偏压机构628可在向后方向上对阀座626施加偏压力，以使得阀头630被偏压抵靠密封环632 和阀体620，从而减少或者防止气体流通过阀体620并且最终进入混合室 510b。由于偏压机构628的方位，所以第一压力调节系统610b保持关闭，直至加压室410b内的压力超过阈值。通过改变按压偏压机构628所需要的力的量可构造该阈值。

参考图11，示出了在第一操作阶段和第二操作阶段过程中处于“开启”位置的第一压力调节系统610b的实施方式。在这些阶段过程中，加压室 410b内的压力可超过混合室510b内的压力。在一些优选实施方式中，压力差较大，由于该压力差，对阀部件施加了足够的力，从而致使克服偏压机构628，从而允许气体流出阀体620并流入混合室510b。

由于装置10b的多个操作阶段，所以用于该第一压力调节系统610b 的构造比较有利。在第一操作阶段过程中和第二操作阶段的至少部分过程中，压力差导致阀保持开启。然而，一旦压力差不足以克服阈值，则阀保持处于关闭位置，从而防止任何额外的气体流入混合室并且可能扰乱所计算的压力/浓度。

参考图12，示出了包括针筒本体520、第二压力调节系统710b以及上文所述系统的各种部件的混合室510b的实施方式。针筒本体520具有柱形本体、位于后端处的孔522以及位于前端处的螺纹喷嘴524。针筒本体还具有构造成与计量装置120接合的凸缘526。混合室510b可由针筒本体520的内壁和活塞密封件460限定。而且，针筒本体沿其外表面可包括指示器528，所述指示器对应于所选择的浓度。有利地，这些指示器528 可给用户提供所选择的浓度的可视确认。

参考图13，示出了包括阀体720的第二压力调节系统710b的实施方式，阀体720可包括球722、偏压机构724、阀座726以及密封机构728。第二压力调节系统710b还可包括第二偏压机构730和销致动器732。阀体720可在针筒本体520的喷嘴524附近的内部空间734内平移。在一些实施方式中，由于存在第二偏压机构730，阀体720平移成使得阀体720的凸缘735按压抵靠喷嘴524的内唇缘736。而且，偏压机构724可密封通过阀体720的流动，直至对球722施加足够的力来克服偏压力。当混合室 510b与大气之间的压力差超过阈值时可发生此情况。

在操作过程中，在第一操作阶段和第二操作阶段过程中第二压力调节系统710b由于混合室510b中包含的增加的压力而开启。一旦压力差不足以致使阀体720开启，则完成第二操作阶段并且用户可继续移动至第三操作阶段。

参考图14，示出了具有包括过滤器的附加件760的第二压力调节系统 710b的实施方式。附加件760具有第一开口端762、第二开口端766以及位于第一开口端与第二开口端之间的过滤器元件768，第一开口端具有构造成与螺纹喷嘴524的内部上的螺纹接合的凸缘764。因此，气体可从第一开口端762行进至第二开口766并且有利地在该过程中被过滤，从而减小任何危害性物质进入混合室510b的风险。在一些实施方式中，第一开口端762的内表面在向第二开口端766移动时逐渐变细，使得该形状对应于阀体720的形状。由于附加件760螺拧至螺纹喷嘴524中，附加件760 与阀体720接合并克服第二偏压机构730的偏压力而使阀体720向针筒本体520的后端平移。这致使球722与销致动器732接合，从而致使阀体720开启以允许混合室510b内的气体达到周围环境压力。这种配置是有利的，因为其允许混合室510b在周围环境压力下进一步扩充并且同时对吸入到混合室510b内的空气进行过滤。因此在该位置可执行第三操作阶段。一旦完成第三操作阶段，则可移除附加件760。由于第二偏压机构730的力，阀体720可被平移远离销致动器732，使得阀体720保持关闭直至用户决定注射气体。

测量控制系统和致动系统的实施方式

图15至图30 示出了装置的测量控制系统的部件的其他实施方式。

图15A和图15B示出了计量刻度盘820的实施方式，该计量刻度盘构可造成允许设备用户选择用于可注射的体积的流体的浓度。与其他实施方式类似，计量刻度盘820可包括诸如计量本体822和可移动地附接至计量本体822的计量帽824等两个部件。如同计量刻度盘和类似的计量设备的其他实施方式(诸如计量刻度盘120)一样，有利地，可移除的附加件可便于装置的组装。而且，在一些实施方式中，可移除的附加件可允许拆卸，以使得装置可被减小成独立部件，以便于对装置的一些或者所有部件重新杀菌。如同其他实施方式一样，使用本领域中已知的诸如螺钉、铆钉、夹具、以及其他紧固机构等紧固件可使计量帽824被可倒转地附接至计量本体822。在其他实施方式中，使用诸如粘合剂、焊接等设备和方法能不可移动地附接计量本体822和计量帽824。该实施方式可提供减少损害的可能性的优点。计量帽824与计量本体822的附接可形成环形槽和环形唇缘，从而使计量刻度盘820能附接至装置的另一部件。在一些实施方式中，环形槽和环形唇缘可对应于定位在布置有计量刻度盘820的针筒上的相应特性(诸如凸缘和唇缘)。

继续参考图15A和图15B，计量本体822可具有大致柱形构件830，具有定位在计量本体822的顶部处的凸缘832。计量本体822可包括大致位于柱形构件830的中心处并且贯穿整个计量本体822的通道834。在一些实施方式中，大致柱形构件830的尺寸和形状可被制成为被接收在装置的另一部件的通道内。例如，在一些实施方式中，计量本体822可被接收在附接有计量刻度盘820的针筒的通道内。在一些实施方式中，如图15A 中所示，大致柱形构件830可包括其他表面特性，例如，增加直径部831 可潜在地键接于所述柱形构件插入其中的设备中。

如同计量刻度盘或者类似计量机构的其他实施方式，该实施方式还可包括沿计量本体820的表面定位的计量指示器836。在示出的实施方式中，计量指示器836定位在凸缘832的顶表面上，尽管可以使用任何其他可观察的位置(诸如沿凸缘832的周缘部分)。在所示出的实施方式中，计量指示器836显示了对应于组件的可注射的体积内可产生的六氟化硫(SF₆) 浓度的18、19、20、21和22的数字范围。对本领域技术人员显而易见的是，所使用的范围可取决于所使用的气体及气体的应用。在一些实施方式中，可对该范围进一步划分，以提供更大的精确度和对期望浓度的控制。

如同计量刻度盘和其他计量机构的其他实施方式，计量本体822可具有对应于计量指示器836的槽838、导轨840以及可变止动件。如图15B 中更清晰地示出的，计量本体822可具有沿通道834的内表面定位的五个分隔的槽838，这些槽对应于五个计量位置18、19、20、21和22。在其他实施方式中，计量本体822可具有比计量指示器836提供的数值数量更少或者更多的槽。可变止动件可与各个槽838对应，所述可变止动件从槽 838向内延伸。这些可变止动件可从凸缘832的顶表面向大致柱形构件830 的底端延伸至设定的距离。本领域技术人员应当理解的是，可变止动件不必从顶表面延伸。例如，在一些实施方式中，可变止动件可以距管状体830 的底端设定距离处的突起。

计量刻度盘820的所示实施方式的可变止动件的操作可与计量刻度盘和计量机构的其他实施方式的操作类似。可变止动件可构造成与柱塞体 860中容纳的部件(诸如闩锁928)或者类似的突出结构相互作用，以在至少一些操作阶段过程中控制用于可注射的体积的室的扩充。在一些实施方式中，可变止动件可在不同阶段过程中通过限制柱塞体860的向后扩充而执行此任务。因此，可变止动件根据止动件所对应的浓度而延伸不同的距离。

继续参考图15A和图15B，通过从通道834的内表面向内延伸的导轨 840可界定槽838的两侧。在一些实施方式中，导轨840可从通道834的内表面向内延伸比止动件更大的距离。导轨840可构造成防止装置在被致动时切换至不同的浓度值。在示出的实施方式中，导轨840构造成在至少前两个操作阶段过程中极大地减少柱塞体860转动至不同可变止动件的可能性。在特定实施方式中，如果期望的是恒定可变计量设备，则可以移除导轨840。在该情况下，可以使用其他机构来防止或者以其他方式极大地减少在设备被致动之后选择不同浓度值的可能性。

如图15B中更清晰地示出的，计量本体822沿通道834的内表面还可包括凹口、缺口、凹坑、凹部或沿通道834的与槽838和导轨840相对的内表面定位的类似结构842。在其他实施方式中，凹口842可被定位在计量刻度盘820上的其他合适位置处。这些凹口842可对应于定位在装置的其他部件上的特性以形成棘轮机构。例如，凹口842可对应于定位在柱塞体860上的棘轮机构886(图21至图23所示)。因此，有利地，棘轮机构可构造成在柱塞体860转动至选择浓度时为用户提供接触反馈。因此，当致动气体组件时，设备用户不太可能意外地使柱塞体860处于不能操作位置。而且，棘轮机构还可针对从一种浓度至第二浓度的转动提供阈值阻力。在该实施方式中，棘轮机构可因此有利地减小从一种浓度意外地转动至第二浓度的可能性。还可使用其他类型的反馈机构和对准机构提供接触反馈。

参考图16，示出了柱塞体860的实施方式，柱塞体860可包括大致管形框架862、位于柱塞体860的一端处的手柄864、位于管形框架和手柄之间的选择器构件866以及位于管形框架862中央处的贯穿柱塞体860的整个长度或者贯穿管形框架862的长度的至少一部分的通道868。管形框架862可构造成在计量刻度盘的通道内可滑动地平移和可滑动地转动。

管形框架862可包括定位在与手柄864相对的端部处的保持翼或者夹具870。如示出的实施方式中示出的，保持翼870可以是由两个或多个切口或者狭缝871分离的部分柱形突起。因此，取决于所使用的材料，在将部件接收在通道868内时保持翼870可向外弯曲。在一些实施方式中，各个保持翼870均可包括沿保持翼870的内表面的半环形唇缘，所述半环形唇缘对应于插入在通道868内的部件的环形槽。例如，在一些实施方式中，半环形唇缘可对应于定位在第二外壳构件1022上的环形槽1024(见图 24)。因此，保持翼870可允许设备的多个部件的卡扣配合组装，从而便于组装并且还可允许拆卸以便于再使用和/或重新杀菌。还可使用其他紧固机构和方法将部件连接至包括紧固件(诸如本领域中已知的螺钉、粘合剂、焊接以及其他类似机构和工艺)的柱塞体860。

继续参考图16，管形框架862可包括从管形框架862的外表面向外延伸的防护件872。在一些实施方式中，防护件872可从管形框架862的底端朝向管形框架862的顶端延伸一定的距离，例如，诸如延伸至邻近闩锁孔874。在其他实施方式中，如图16中示出的，防护件872可将尺寸设置成使得不延伸至管形框架862的端表面，而是仅延伸至保持翼870的切口 871。与柱塞体的其他实施方式(诸如，柱塞体160)类似，防护件872 可构造成配合在计量刻度盘的槽和导轨内。在其他实施方式中，可以使用其他形式的计量设备并且防护件872可构造成该设备上的类似的结构特征相对应。

当防护件872被定位于导轨840之间时，该防护件可防止或极大地减小柱塞体860在致动之后转动的可能性。这有利于防止或者减小柱塞体 860在操作阶段过程中转动的可能性，所述转动可能引起可注射的体积内流体的错误浓度。防护件872的尺寸可制成为，当柱塞体860被完全插入在通道834中时，防护件872可略微低于导轨840，从而使柱塞体860在处于第一、“初始”或“预致动”位置时可自由地转动以选择不同的浓度值。然而，因为防护件872仅略微低于导轨840，所以一旦延伸了较短距离，防护件872则可定位在选择的导轨840之间。有利地，该定位允许防护件872在装置致动之后立即锁定。而且，防护件872可从管形框架860 向外延伸仅足够的距离以与导轨840接触，而不会向外充分地延伸而导致与定位在导轨840之间的可变止动件或者类似特征接触。

继续参考图16，管形框架862可包括闩锁孔874，所述闩锁构造成允许定位在致动杆920上并且容纳在通道868内的闩锁928从管形框架862 向外突出。如示出的实施方式中所示，闩锁孔874可以仅位于防护件872 的最顶端部分上方的中央处。在其他实施方式中，闩锁孔874还可沿管形框架862定位在不同位置处并且如果使用多个闩锁的话则可包含一个以上闩锁孔。

如下面更为详细描述的，在第一、“初始”或者“预致动”位置中，闩锁928的尺寸可制成为并不延伸至防护件872之外并且由此不与可变止动件或类似结构接触。当在第二或者“开启”位置时，闩锁928可从管形框架862向外延伸至防护件872之外，以使得闩锁928可与可变止动件或类似结构接触，从而在闩锁处于第二位置时防止或极大地减少柱塞体860的进一步扩充的可能性。如同柱塞体860的其他实施方式，在一些实施方式中，闩锁孔874可如下布置，即，如果柱塞体860在初始或者“预致动”的操作阶段过程中被不适当地定向在计量刻度盘829内，则通过计量刻度盘820的导轨840可以防止闩锁928向外延伸至第二或者“开启”位置。而且，与闩锁机构的其他实施方式类似，还可防止或者至少极大地减小用户能够操作致动开关960的可能性，从而防止或者极大地减小当装置处于不可操作位置时用户致动该装置的可能性。

选择器构件866可以是从管形框架862的外表面延伸的突起。选择器构件866还可包括具有定位在选择器环866上的微小突起形式的选择器指示器876。选择器指示器876可对应于定位在计量本体822上的计量指示器836，以指示在柱塞体860定向在致动时的那个位置时将获得的浓度水平。

继续参考图16，手柄864可沿径向方向在两个方向上从管形框架862 的纵向轴线延伸。手柄864可成形为使得用户可握持手柄864并且使用手柄进一步向后延伸柱塞体860以例如增加装置内容纳的体积，或进一步向前按压柱塞体860以例如减少装置内容纳的体积并喷出可注射的体积。手柄864还可包括销孔878，用于接收用于致动开关960的诸如耦接销等耦接机构。因此，致动开关960可围绕耦接机构转动以操作可定位在柱塞体 960内的致动杆920。

将更详细地描述图18至图20中示出的有关互锁机构的操作，手柄864 还可包括构造成接收致动开关960的凹部880。凹部880的尺寸可制成为，当致动开关960处于第三或者“关闭”位置时，使得致动开关960被完全容纳在凹部880内。而且，手柄864还可包括互锁孔882和构造成接收互锁机构的互锁构件970的互锁通道884。

参考图17，示出了可用于控制装置的操作的致动系统的实施方式，所述致动系统可包括致动杆920和致动开关960。如示出的实施方式所示，致动杆920可包括具有大致柱形的致动器本体922。致动器本体922可构造成延伸通过柱塞体860的通道868的一部分。在其他实施方式中，取决于通道868内容纳的其他部件的长度，致动器本体922可拉长或缩短。在一些实施方式中，致动器本体922可具有其他截面形状，诸如圆形、卵形、椭圆形、四边形或其他多边形。此外，致动器本体922沿致动器本体922 的不同部分的截面形状不同。例如，如示出的实施方式所示，致动器本体 922沿致动器本体922的第一部分可具有圆形截面形状，沿第二部分可具有“+”截面形状。与致动杆的其他实施方式类似，致动器本体922可构造成抵靠并仿效位于致动器本体922的第一端处的致动开关960的仿形表面962。在一些实施方式中，由于仿形表面962的存在，当致动开关960 转动时，致动器本体922可在柱塞体860的通道868内平移。

在一些实施方式中，如图17中所示，致动杆920可包括杆偏压构件或者机构924，诸如螺旋状弹簧或者任何其他类似机构。杆偏压构件924 可构造成使得其在杆偏压构件924被按压时施加线性递增的力。在其他实施方式中，杆偏压构件924可构造成使得在杆偏压构件924被按压时施加指数式递增的力，从而当杆偏压构件924被按压时，力明显变得更大。如示出的实施方式中示出的，杆偏压构件924可以是接收在致动器本体922 的凹部内的螺旋状弹簧。杆偏压构件924能够可释放地紧固至致动器本体 922，使得为了拆卸可以移除杆偏压构件924。在其他实施方式中，杆偏压构件924可以被永久地紧固至致动器本体922。在又一些其他实施方式中，由于杆偏压构件924定位在两个部件(诸如致动器本体922和第一外壳构件1020)之间，所以杆偏压构件924可不连接至致动器本体922并且可保持在凹部内。

如将在下文进一步详细描述的有关图25至图27中所示的致动系统的实施方式的操作，杆偏压构件924可构造成提供抵靠外壳构件1020的偏压力。该偏压力可制定成使得其可超过阈值力以致动气体从装置内的加压室的释放。此外，杆偏压构件924还可构造成提供抵靠致动器本体922的偏压力以使得在致动开关移动至不同位置时，致动器本体922将在保持致动器本体922与致动开关960的至少一部分(诸如仿形表面962)接触的方向上平移。

致动杆920可包括定位在致动器本体922的第一端与第二端之间的闩锁移动部926。与致动杆的其他实施方式的闩锁移动部类似，闩锁移动部 926可用于使得定位在其上的闩锁928平移，从而使闩锁928可从定位在柱塞上的孔或者类似结构(例如，定位在柱塞体860上的闩锁孔874)突出或者缩进。

继续参考图17，致动器开关960可构造成使致动器杆920通过柱塞体 860向第一外壳构件1020平移，以致动用于释放其中容纳的气体的机构。因此，如同其他实施方式中的致动器开关一样，致动器开关960可以是具有仿形轮廓962的凸轮，所述仿形轮廓沿表面定位，构造成与致动器本体 922接触。致动器开关960还可包括孔964，所述孔构造成接收一销(图17中未示出)，使得致动器开关960可围绕该销转动。本领域技术人员应当理解的是，致动开关960可优选为任何类型的开关，所述开关能保持处于第一位置、第二位置或者多个位置中，而不需用户保持开关处于该位置。在示出的实施方式中，使用转动杆。还可使用本领域中已知的其他开关，诸如螺钉、闩锁、弹簧加载销或任何其他开关。

参考图18，示出了处于第一、“初始”或“预致动”位置的致动器开关960。例如，这可以是第一操作阶段之前的位置。在该第一位置中，销 966和与致动器本体922接触的仿形表面962之间的距离可以是第一距离，以使得致动器本体922定位在距柱塞体860的管形框架862的该端的第一距离处。

如图19中示出的，在一些实施方式中，致动器开关960可以朝向多个竖直定向的位置、第二或“开启”位置转动，其中，销966和与致动器本体962接触的仿形表面962之间的距离可以是第二距离，以使得致动器本体922定位在距柱塞体860的管形框架862的该端的第二距离处。这可对应于第一操作阶段和第二操作阶段过程中的致动开关960的位置。在一些实施方式中，第二距离可以比第一距离更大。如参照图25至图27将更详细地描述的，这可致使致动器本体922向加压室的第一外壳构件1020 平移。该平移可致动加压室内容纳的流体或者气体的释放。

如图20所示，在一些实施方式中，致动开关960还可朝向更为水平定向的位置、第三或“关闭”位置转动，其中，销966和与致动器本体 922接触的仿形表面962之间的距离可以是第三距离，使得致动器本体922 定位在距柱塞体860的管形框架862的端部的第三距离处。这可对应于第三操作阶段和/或在将可注射的体积注射到患者中之前的最后阶段。第三距离可以小于或者等于第一距离和/或第二距离。在一些实施方式中，朝向第三位置的转动可致使致动器本体922平移远离加压室的第一外壳构件 1020，从而不会从加压室释放任何流体或者气体。

返回参考图17，可包括互锁机构以控制并限制致动开关960的移动。如示出的实施方式中所示，互锁机构可包括互锁构件970，诸如定位在一端的具有互锁翼或者夹夹具972的爪件和定位在第二端的互锁部分974 (图18至图20所示)。互锁夹具972可构造成被接收在互锁孔882或缺口、凹部、或其他类似机构内，以保持互锁夹具972定位在手柄864内。

再次参考图18至图20，提供了互锁机构的实施方式的操作的说明。图18是处于第一、“初始”或“预致动”位置的互锁机构和致动开关960 的说明。如示出的实施方式中所示，互锁构件970的尺寸和形状制成为被接收在手柄864的互锁通道884内。在第一位置中时，借助于互锁夹具972 与通道884的内表面之间的接触，互锁夹子972可被向内偏压。

如示出的实施方式中所示，互锁构件970的互锁部分974可被接收在定位在致动开关960的一端处的凹口或者缺口976内。互锁部分974以及凹口或者缺口976的形状可选择成，使得在第一或者“初始”位置中时，可防止或者限制致动器开关960由于互锁部分974与致动开关凹口976之间所形成的干扰而朝向水平定向位置(即，第三或“关闭”位置)沿顺时针方向转动。此外，互锁部分974的形状可选择为，使得在第一位置中，致动开关960可朝向更为竖直定向的位置(即，第二或者“开启”位置) 沿逆时针方向转动。在一些实施方式中，如在示出的实施方式中所示，致动开关960可包括第二仿形表面978，第二仿形表面构造成在致动开关960 从第一位置转动至第二位置时使互锁构件970朝向手柄864的相对端平移。在一些实施方式中，互锁构件970在互锁通道884内朝向手柄864的相对端的移动导致互锁夹具972的端部朝向互锁孔882平移。一旦到达互锁孔882，则最初在互锁通道884内被向内预偏压的互锁夹具972向外延伸，以使得互锁夹具972被接收在互锁孔882内。在一些实施方式中，在互锁构件970被接收在互锁孔882内后，可防止互锁构件朝向致动开关960 平移回去。这可有利于防止或至少极大地减小互锁构件970可与致动开关 960重新接合并限制致动开关960的移动的可能性。

图19是处于第二或者“开启”位置的致动开关960和互锁机构的图示。如图所示，互锁构件970的互锁夹具972被接收在互锁孔882内，使得互锁构件970可不能朝向致动开关960平移回去。因此，设备用户可在顺时针方向上朝向第三或“关闭”位置转动致动开关960。

图20是处于第三或“关闭”位置的致动开关960和互锁机构的图示。在一些实施方式中，致动开关960可被接收在手柄864的凹部880内并且与手柄的顶表面齐平。而且，凹部880的尺寸和形状制成为非常符合致动开关960的形状，从而在致动开关完全定位在第三位置中后，设备用户难以将致动开关960转动至前两个位置中的一个中。

因此，互锁机构有利于控制致动开关960的操作，以使得设备用户不会意外地将致动开关960转动在不适当的位置中或按照不适当的顺序转动开关960。而且，因为设备用户在将致动开关960从第三位置转动至前两个位置中的一个时更为困难，所以减小了用户在最后操作阶段之后可能更改可注射的体积的浓度的可能性。因此，互锁机构有利于用作用于设备操作的安全机构。在其他实施方式中，可使用其他形式的互锁机构，其中可包括使用其他紧固件、夹具或类似装置。本领域普通技术人员应当理解的是，还可使用其他类型的互锁机构。

参考图21至图23，示出了致动系统的实施方式的操作的图示。如示出的实施方式中所示，并且与其他实施方式类似，闩锁928可容纳在闩锁孔874内，使得闩锁不可向柱塞体860的前端或后端而平移。在该实施方式中，当致动器杆920在向前或向后的方向上平移时，闩锁928构造成仿效致动器杆920的闩锁移动部926的轮廓。

图21示出了处于第一、“初始”或“预致动”位置时的实施方式。如图所示，闩锁928可定位成使得其从柱塞体860充分地向外突出，以使得如果向后延伸则闩锁928将与定位在计量本体922上的可变止动件接触并且防止任何的进一步延伸。在其他实施方式中，当处于第一位置中时，闩锁928可构造成不从本体860向外突出以防止延伸。如图22所示，当移动至第二或者“开启”位置时，闩锁928可从柱塞体860充分地向外突出，以使得闩锁928可与定位在计量刻度盘820上的可变止动件或者类似结构接触，从而防止任何进一步的向后延伸。如图23所示，当转动至第三或者“关闭”位置时，闩锁928可充分地缩进闩锁孔874内，以使得闩锁928不再与定位在计量刻度盘820上的可变止动件或者类似结构接触，从而允许柱塞体860进一步向后延伸。

继续参考图21至图23，棘轮构件886(诸如棘轮爪)可附接至柱塞体860。棘轮构件886可铰接并构造成使得棘轮构件886可移动地变形并且在变形过程中提供阻力。棘轮构件886可对应于定位在柱塞体计量刻度盘820上的结构(诸如凹口842)，以便于相对于选择的浓度适当地定位。为了允许棘轮构件886的向内变形，致动器本体924可包括凹部或者缺口980。该凹部980可构造成使得允许棘轮构件886仅在第一位置和第三位置中向内变形，而在处于第二位置中时，限制棘轮构件886向内变形。这可提供减小柱塞体860在设备操作过程中转动的可能性的方法。

加压室的实施方式

参考图24，示出了加压室连同致动系统的部件的实施方式。如图所示，加压室可具有两部分外壳，该两部分外壳具有相对于彼此可平移的第一外壳构件1020和第二外壳构件1022。如示出的实施方式中所示，两个构件 1020、1022可具有大致柱形形状，使得两个构件1020、1022的一些或所有部分可接收在柱塞体860的通道868内。在一些实施方式中，两个构件 1020、1022可彼此脱离以允许两个构件1020、1022的自由平移。在其他实施方式中，在仍允许构件1020、1022相对于彼此平移的同时可附接两部分外壳。该附接可用于增加两个构件1020、1022的稳定性。

如示出的实施方式中所示并且与加压室的其他实施方式类似，环形槽 1024可定位在第二外壳构件1022上。在示出的实施方式中，环形槽1024 可定位在与第一外壳构件1020相对的端上，然而，可以选择其他可能的位置。环形槽1024可将尺寸设置和构造成接收柱塞体860的保持翼870，从而允许使用卡扣配合连接将第二外壳构件1022紧固至柱塞体860。为了便于将第二外壳构件1022插入到柱塞体860的通道868中，插入的端部可略微呈锥形(tapered，渐缩)。在一些实施方式中，第二外壳构件1022 能移除地附接至柱塞体860，从而允许替换其中容纳的特定零件。例如，在一些实施方式中，存储构件1030或者容器罐可容纳在两部分外壳内。两部分外壳还可具有柱塞端1060，该柱塞端具有活塞密封件1061(诸如O形橡胶环)，构造成与针筒本体1120密封接触，并且形成密封件以用于限定容纳可注射的体积的室，该室可能用作混合室。可在柱塞端周围使用其他类型的密封构件以形成该密封件。

图25A和图25B是在装置处于第一、“初始”或“预致动”位置时图24中示出的实施方式的截面图。如图25B中更为清晰地示出的，在第一位置中，杆偏压构件924(诸如螺旋弹簧)可以与致动器本体922和第一外壳构件1020两者接触；然而，致动器本体922不可与第一外壳构件 1020直接接触。在第一位置中，杆偏压构件924可在向前方向上对第一外壳构件1020施加力并且在向后方向上对致动器本体922施加力，以使得致动器本体922保持与致动器开关960接触。在该位置中，当第一外壳构件1020试图朝向第二外壳构件1022平移时，施加在第一外壳构件1020 上的向前力可致使第一外壳构件1020对其中容纳的存储构件1030施加力。优选地，在第一位置中，由于存储构件1030内所容纳的机构(如在图28和图29中将进一步详细讨论)，所以由第一外壳构件1020对存储构件1030所施加的力不足以使存储构件1030朝向第二外壳构件1022平移。因此，在第一位置中时，存储构件1030内所容纳的任何气体或者流体均保持容纳在存储构件1030内。

图26A和图26B是图24中示出的当装置处于第二或者“开启”位置时的实施方式的截面图。如图26B中更为清晰地示出的，在第二位置中时，致动器本体922和杆偏压构件924均可与第一外壳构件1020直接接触。由于该直接接触，可对第一外壳构件1020施加更大的力，以使得第一外壳构件1020可在向前方向上平移，从而致使存储构件1030在向前方向上平移。然后，存储构件1030的该向前平移可致动气体从存储构件1030的释放。在其他实施方式中，致动器本体922不需要与第一外壳构件1020 直接接触，在这样的实施方式中，由于对杆偏压构件924的按压而导致的杆偏压构件924所施加的力的增加，足以致使第一外壳构件1020在向前方向上平移以致使致动气体从存储构件1030的释放。

图27A和图27B是图24中示出的当装置处于第三或者“关闭”位置时的第二实施方式的截面图。如图27B中所示，在第三位置中时，致动器本体922可不与第一外壳构件1020接触。而且，在一些实施方式中，由于销966与仿形表面962之间减少的距离，所以由杆偏压构件924施加在向后方向上对致动器本体922的力可致使致动器本体922向仿形表面962 平移，使得致动器本体922保持与致动开关960接触。杆偏压构件924的扩充导致杆偏压构件924在第一外壳构件1020上施加的力减少。由于该减小的力，并且由于定位在存储构件1030中或者容器罐内的其他机构，所以存储构件1030可被恢复至关闭状态，从而防止任何额外的气体被释放到容纳可注射的体积的室内，所述室还可用作混合室。

图28是加压室的实施方式的截面图。第一外壳构件1020和第二外壳构件1020、1022包含诸如微柱体(容纳诸如气体等流体)等存储构件1030 或者容器罐。在一些实施方式中，第二构件1022在与第一构件1020相对的一端处具有形成柱塞端1060的锥形或者截锥形表面。在一些实施方式中，第二构件1022和柱塞端1060形成整体单元。在其他实施方式中，第二构件1022和柱塞端1060是能够使用各种紧固设备和方法(诸如但不限于如螺钉和销、保持夹具、粘合剂、焊接件等紧固件)附接的分离的单元。柱塞端1060可具有环形槽。所述环形槽构造成接收活塞密封件1061(诸如O形橡胶环)，从而形成用于可注射的体积的室，所述室还可用作混合室。

第一外壳构件1020可包括凹部1026或者凹入部，构造成接触并接收存储构件1030的第一端。凹部1026的形状应优选为对应于存储构件1030 的第一端的形状。在其他实施方式中，第一外壳构件1020可不包括凹部 1026。第二外壳构件1022可包括内部空间1028，所述内部空间的尺寸设置成并构造成接收存储构件1030的第二端。在一些实施方式中，内部空间1028可包括与存储构件1030的第二端接触的外壳密封件1029。在一些实施方式中，外壳密封件1029形成足够的密封，以使得没有或者几乎没有任何气体通过内部空间1028向后泄漏。在一些实施方式中，内部空间 1028还可在存储构件1030周围提供大致紧贴配合，以确保存储构件1030 通常仅在向前和向后方向上平移。这有利于减小存储构件1030的第二端与外壳密封件1029之间的密封件损坏的可能性。

继续参考图28，存储构件1030(诸如示出的容器罐或者微柱体)可包括本体部1040和头部1042。如示出的实施方式中所示，本体部1040 可具有大致柱形形状，具有半球形的第一端。本体部1040与头部1042一起可形成内部体积1041，以容纳诸如气体的流体，所述气体为气态或液态形式的或为气态或液态的混合，该流体所处的第一压力和浓度不同于大气气体。例如，该气体可包括但不限于膨胀性气体、眼科气体(诸如SF₆、 C₃F₈、C₂F₆等)、推进剂气体(诸如CO₂)、制冷剂气体(诸如N₂O)以及其他各种类型的气体。内部空间1041的尺寸可选择成使得单位剂量或一次性剂量可被包含在体积内。对于本体部1040，可以选择其他形状。

头部1042可具有大致管形形状，该管形形状具有与本体部1040的内径匹配的外径。头部1042可具有内部通道和凸缘1044。如示出的实施方式中所示，头部1042的第一端具有的开口的直径可与通道的直径匹配，并且头部的第二端具有的开口1046的直径小于通道的直径。在一些实施方式中，本体部1040和头部1042可以是之后附接的分离的部件。有利地，这可能允许在组装之前对头部1042的内部部件进行组装。一旦所有的部件组装在头部1042内，则头部1042可被接收在本体部1040内并使用设备和机构(诸如粘合剂、焊接)紧固。在一些实施方式中，例如在图28 中示出的，凸缘1044可抵靠本体部1040并沿此表面粘合或者焊接。在其他实施方式中，本体部1040和头部1042可形成整体单元。

头部1042可包含存储构件压力调节系统，存储构件压力调节系统可形成第一压力调节系统的一部分并且在通道内可具有内部阀机构的形式。内部阀机构可包括保持环1048、阀座1050、内部偏压构件或者机构1052 (诸如弹簧)、阀活塞1054以及活塞密封件1056。保持环1048可定位在环形槽1058内，该环形槽可定位在头部1042上。保持环1048可由弹性材料制成，以使得保持环在配合到槽1058内之前可变形。阀座1050可定位在保持环1048与头部1042的第二端之间。在一些实施方式中，阀座1050 可以是环，所述环具有的外径近似等于头部1042的内径。

阀活塞1054可具有大致柱形形状并且被放置在阀座1050与头部1042 的第二端之间。阀活塞1054的外径可被选择为近似等于头部1042的内径。如示出的实施方式中所示，阀活塞可包括构造成接收柱塞密封件1056的环形槽、沿柱塞周长定位的流体路径1055或通道以及突起1057。流体路径1055可构造成允许流体在阀活塞1054与头部1042之间穿过。在示出的实施方式中，包括总共四个流体路径；然而，可以使用更少或更多数量的路径。在一些实施方式中，突起1057可以是柱形构件，该柱形构件具有更小的直径，与开口1046的直径相对应。突起1057可构造成配合在开口1046内。在一些实施方式中，突起1057可与头部1042的端表面齐平。在其他实施方式中，突起1057可凹入开口内或延伸至端表面之外。偏压机构1052可定位在阀座1050与柱塞1054之间以在向前方向上对阀活塞 1054施加力，使得活塞密封件1056与头部1042之间形成密封。在其他实施方式中，可以使用其他类型的阀设计，诸如本发明中所提及或本领域已知的球阀、提升阀或者任何其他阀等。

在一些实施方式中，内部偏压机构1052可构造成使得当致动开关处于第一或者“预致动”位置时，由于对其施加的任意的力(诸如，由于杆偏压机构924而经由第一外壳构件1020对存储构件1030所施加的力)，内部阀机构不会开启。在一些实施方式中，内部偏压机构1052可构造成使得当致动开关处于第二或者“开启”位置时，内部阀机构由于对其所施加的力而开启。在一些实施方式中，内部偏压机构1052可构造成使得当致动开关处于第三或“关闭”位置时，由于对内部阀机构所施加的任何力 (诸如，由于杆偏压机构924而经由第一外壳构件1020对存储构件1030 所施加的力)，内部阀机构不会开启。

在一些实施方式中，存储构件1030可包括其他结构，诸如结合在存储构件1030的部分(诸如头部1042)中的过滤器。存储构件1030可包括定位在头部1042上和开口1046上的膜或其他密封结构，以提供有利于延长存储构件1030的保存寿命的额外的密封件。膜或密封结构可被突起构件(诸如销1059或任何其他类似的释放机构)刺穿。在一些实施方式中，释放机构可以是多孔性材料，例如，已知的“玻璃料”(frit)。存储构件 1030还可包括用作释放阀的额外阀构件以在存储构件1030内所包含的压力超过特定的操作限制的情况下减小破裂的可能性。存储构件1030还可构造成以受控的方式破裂以减小灾难性故障的可能性。

在一些实施方式中，存储构件1030和内部构件(诸如内部阀)由小型轻便的材料制造。这种材料还可以是柔性的。在一些实施方式中，存储构件1030的材料和尺寸可以选择成使得存储构件1030防止气体通过存储构件1030的壁扩散。这能提供当存储构件中容纳气体时延长存储构件 1030的存储寿命的优点。在一些实施方式中，存储构件1030从本体1040的最后端到头部1042的最前端的长度的范围可为约15mm至约65mm、约20mm至约45mm以及约25mm至约35mm，诸如，29mm。在一些实施方式中，本体1040的外径范围可为约4mm至约25mm、约6mm至约 20mm以及约8mm至约15mm，诸如，9.5mm。在一些实施方式中，不包括凸缘部分的头部1042的外径范围可为约2mm至约20mm、约4mm至约15mm以及约6mm至约10mm，诸如，7.5mm。

继续参考图28，第二外壳构件1022可包括定位在通道1062内的释放机构1059。释放机构1059可以大致位于阀活塞1054的突起1057的上方的中央处并且具有的直径与开口1046的直径匹配。如图29所示，在操作过程中，当存储构件1030在向前方向上朝向释放机构1059平移时，释放机构1059保持静止，从而释放机构1059可致使阀活塞1056从头部1042 脱离，从而允许流体从存储构件1030流动，穿过路径1055和释放机构 1059，并且通过通道1062，在该通道处最后流入用于可注射室的室(诸如，混合室)中。在一些实施方式中，释放机构1059可由多孔性材料制成，以使得释放机构1059本身用作用于使流体流过通道1062的初步过滤机构。在一些实施方式中，可在释放机构1059与通道1062的端部或者任意其他位置之间增加过滤器以过滤材料。

参考图30，示出了用于可注射的体积的室(诸如，混合室)的实施方式，该室可包括针筒本体1120、可形成第二压力调节系统的一部分的针筒压力调节系统以及上述所述系统的各部件。针筒本体1120可具有柱形本体和位于前端处的鼻端1122。在一些实施方式中，可包括压力调节系统的多个部件的螺纹喷嘴1124可移动地附接至针筒本体1120的鼻端1122。有利地，这可便于装置的组装，因为允许压力调节系统在与针筒本体1120 结合之前被组装在较小的喷嘴1124内。可使用诸如螺钉、粘合剂、卡扣配合、焊接等多种紧固设备和装置将喷嘴1124附接至鼻端1122。用于可注射的体积的室可由针筒本体1120的内壁与活塞密封件1061限定。而且，如同针筒的其他实施方式，针筒本体1120还可包括沿着其外表面的指示器和凸缘，所述指示器对应于选择的浓度，所述凸缘位于本体1120的后端处，构造成附接至计量刻度盘。

继续参考图30，示出了针筒压力调节系统的实施方式，该针筒压力调节系统包括阀体1220、阀端1222、阀活塞1224、活塞密封件1226、活塞偏压构件或者机构1228、阀偏压构件或者机构1230以及阀端密封件1232。与压力调节系统的其他实施方式类似，阀体1220和阀端1222可在螺纹喷嘴1124内滑动地平移。

在第一位置中，例如，如图30所示，由于阀偏压构件1230在向前方向上对阀体1220和阀端1222所施加的力，阀端1222可抵靠在螺纹喷嘴 1124的唇缘1234上。在第一位置中，阀活塞1224和阀密封件1226可形成密封并且限制或防止流体流过阀体1220。然而，当用于可注射的体积的室内的压力增加得超过阈值以克服由活塞偏压构件1228所施加的偏压力时，阀活塞1224可克服由活塞偏压构件1228所施加的力而在向前方向上平移并且流体可流过阀体1220和阀端1222进入大气中。一旦压力减回至阈值，则力的均衡允许阀活塞1224和阀密封件1226再次与阀体1220密封接触。

在第二位置中，阀体1220和阀端1222可抵靠阀偏压构件1230在向后方向上平移。例如，通过在向后方向上对阀端1222施加力可实现此操作。在第二位置中，阀活塞1234与针筒本体1120的内部突出构件1126 之间的接触可致使阀活塞1224相对于阀体1220和阀端1222在向后方向上移动，以使得阀活塞1224不再与阀体1220密封接触。在一些实施方式中，这可允许流体流入用于可注射的体积的室并且从用于可注射的体积的室流出。在一些实施方式中，当内嵌过滤器螺拧至螺纹喷嘴1124时，压力调节系统可被施压至第二位置中。例如，如图14中所示的附加件760。诸如旋塞阀、阀、管道等其他类型的附加件还可附接至螺纹喷嘴1124。

外部气体填充

在一些实施方式中，加压室可位于装置外部。在该实施方式中，加压室可以是罐或者包含液态或气态(或者混合)形式气体的其他容器罐。在一些实施方式中，该罐可经由管道或者其他机构附接至螺纹喷嘴。螺纹喷嘴与管道之间的连接可致使定位该装置上的压力调节系统被迫开启，从而允许来自罐的气体进入至室中。在一些实施方式中，在第一操作阶段过程中可执行来自罐的气体的引入。因此，来自罐的气体可利用气体来填充装置，直至装置达到构造的第一体积。在一些实施方式中，罐可具有调节器，以使得在调节的压力下利用气体来填充该装置。然后，可从螺纹喷嘴移除连接，从而允许阀正常行使功能。在一些实施方式中，因为气体可能处于比大气空气更高的压力并且可超过用于压力调节系统的阈值，所以气体可从系统被排出或排放，直至装置内实现设置的压力。一旦装置内实现设置的压力，则以与上述所述实施方式相同的方式可完成其余操作阶段。

前文描述的是根据本发明的用于混合和/或注射具有特定特性、方面以及优点的气体的装置和方法。在不背离本发明的实质和范围的情况下，还可对上述气体混合装置和方法做出各种改变和修改。因此，例如，本领域技术人员应当认识到，在实现或优化本发明中所教导的一种优点或各种优点的方式可体现或者完成本发明，而不一定必须实现本发明中所教导或者建议的其他目标或者优点。此外，尽管已经示出并且详细描述了本发明的各种变化，然而，在本发明的范围内，其他变形和所使用的方法对基于本公开的领域的技术人员显而易见。可以设想的是可以对实施方式的具体特征和方面做出各种组合或者变形并且仍落在本发明的范围内。因此，应当理解的是，为了形成所公开的气体混合装置的各种模式，所公开的实施方式的各种特性和方面可被组合或彼此替代。

Claims (43)

1.一种手持式气体注射器装置，包括：

针筒本体，所述针筒本体具有出口；

柱塞，所述柱塞能滑动地设置在所述针筒本体内并与所述针筒本体一起限定所述针筒本体内的第一室；

第二室，设置在所述柱塞中，并且所述第二室包括密封件和内部体积，所述内部体积容纳浓度不同于大气的浓度并且压力大于周围大气的压力的至少第一气体，

至少部分地位于所述针筒本体中的计量设备，所述计量设备构造成在第一气体引入所述第一室中时控制至少所述第一室的体积，其中，所述计量设备包括从所述第一室的内壁向内设置的多个突起以及具有突起的选择器环，所述选择器环的所述突起能在与从所述第一室的内壁向内设置的所述多个突起对齐的位置之间移动，其中，所述多个突起中的每个包括构造成接触所述选择器环的所述突起以将所述柱塞的移动限制在多个不同位置中的一个的表面，每个不同位置对应于所述第一室的不同体积；以及；

构造成将所述第一气体导向至所述针筒本体的所述第一室中以移动所述柱塞并且扩充所述第一室的设备。

2.根据权利要求1所述的手持式气体注射器装置，其中，所述计量设备构造成在用所述第一气体填充所述第一室的过程中限制所述第一室扩充至第一体积。

3.根据权利要求2所述的手持式气体注射器装置，其中，所述计量设备包括至少一个锁定机构，所述锁定机构构造成限定所述第一室的扩充的多个不同限制。

4.根据权利要求3所述的手持式气体注射器装置，其中，第一锁定机构能解锁以允许所述第一室的进一步扩充。

5.根据权利要求3所述的手持式气体注射器装置，其中，第一锁定机构包括一个或多个止动件和闩锁。

6.根据权利要求3所述的手持式气体注射器装置，其中，所述柱塞构造成相对于所述计量设备转动以用于从所述第一室的多个不同扩充级别中进行选择。

7.根据权利要求1所述的手持式气体注射器装置，其中，所述第一室是混合室，所述第一室能构造成将来自所述第二室的气体与所述第二室外部的气体进行混合。

8.根据权利要求1所述的手持式气体注射器装置，还包括致动系统。

9.根据权利要求8所述的手持式气体注射器装置，其中，所述致动系统包括致动开关和致动杆。

10.根据权利要求1所述的手持式气体注射器装置，其中，所述手持式气体注射器装置还包括压力调节系统。

11.根据权利要求10所述的手持式气体注射器装置，其中，所述压力调节系统包括构造成调节所述第二室中的气体的第一压力调节系统和构造成调节所述第一室中的气体的第二压力调节系统。

12.根据权利要求11所述的手持式气体注射器装置，其中，在所述第一室内的压力超过阈值时，所述第二压力调节系统将气体释放到所述第一室之外。

13.根据权利要求11所述的手持式气体注射器装置，其中，在所述第二室内的压力超过阈值时，所述第一压力调节系统将气体释放到所述第二室之外。

14.根据权利要求11所述的手持式气体注射器装置，其中，所述手持式气体注射器装置还包括能操作地耦接至所述第二室的致动系统。

15.根据权利要求14所述的手持式气体注射器装置，其中，所述致动系统构造成从所述第二室释放气体。

16.根据权利要求14所述的手持式气体注射器装置，其中，所述致动系统能操作地耦接至所述第一压力调节系统。

17.根据权利要求10所述的手持式气体注射器装置，其中，所述压力调节系统包括至少一个止逆阀。

18.根据权利要求1所述的手持式气体注射器装置，其中，所述第二室还包括释放机构，所述释放机构包括刺穿设备。

19.根据权利要求18所述的手持式气体注射器装置，其中，所述刺穿设备包括针和导向尖端中的至少一种。

20.根据权利要求1所述的手持式气体注射器装置，还包括第二室，所述第二室包括内部体积，所述内部体积容纳浓度不同于大气的浓度并且压力大于周围大气的压力的至少所述第一气体。

21.根据权利要求20所述的手持式气体注射器装置，其中，所述第二室位于所述手持式气体注射器装置的外部。

22.根据权利要求20所述的手持式气体注射器装置，其中，所述第二室是存储构件，所述存储构件包括位于第一端处的开口和定位成邻近所述第一端的内部阀机构，所述内部阀机构构造成密封所述开口。

23.根据权利要求22所述的手持式气体注射器装置，其中，所述内部阀机构包括柱塞、密封件以及偏压构件，所述内部阀机构构造成至少在系统的致动之前密封所述开口。

24.根据权利要求23所述的手持式气体注射器装置，其中，当致动系统处于“开启”位置时，所述内部阀机构在操作阶段过程中并不密封所述开口。

25.根据权利要求22所述的手持式气体注射器装置，其中，所述存储构件包括位于所述第一端上以便密封所述开口的膜。

26.根据权利要求22所述的手持式气体注射器装置，其中，所述存储构件包括释放阀，所述释放阀构造成当所述存储构件内的压力超过预定值时释放所述第一气体。

27.根据权利要求1所述的手持式气体注射器装置，还包括释放机构，其中，所述释放机构包括销。

28.根据权利要求27所述的手持式气体注射器装置，其中，所述释放机构包括多孔性材料，所述多孔性材料构造成至少部分地过滤第一气体。

29.根据权利要求1所述的手持式气体注射器装置，还包括致动系统，所述致动系统构造成起动并控制所述手持式气体注射器装置的操作。

30.根据权利要求29所述的手持式气体注射器装置，其中，所述致动系统包括致动开关和互锁机构，所述互锁机构构造成限制所述致动开关的移动以阻碍所述致动开关按照不适当的顺序移动。

31.根据权利要求30所述的手持式气体注射器装置，其中，当所述致动开关处于初始位置中时，所述互锁机构阻碍朝向关闭位置的移动。

32.根据权利要求30所述的手持式气体注射器装置，其中，当所述致动开关从初始位置移动至开启位置时，所述互锁机构并不阻碍朝向关闭位置的移动。

33.根据权利要求30所述的手持式气体注射器装置，其中，所述致动开关在处于关闭位置中时被接收在所述柱塞的手柄的凹部中。

34.根据权利要求33所述的手持式气体注射器装置，其中，所述致动开关为齐平的或者整体地定位在所述手柄的所述凹部中。

35.根据权利要求8所述的手持式气体注射器装置，其中，所述致动系统包括致动开关、致动器本体以及偏压构件，所述偏压构件构造成对所述致动器本体和外壳构件中的至少一个施加力。

36.根据权利要求22所述的手持式气体注射器装置，还包括构造成接收所述存储构件的外壳。

37.根据权利要求36所述的手持式气体注射器装置，其中，所述外壳包括两个部分，其中，所述两个部分构造成朝向彼此平移以致动气体从所述存储构件的释放。

38.一种手持式气体注射器组件，包括：

针筒本体，所述针筒本体至少部分地限定第一室；

用于调整所述第一室的体积的装置；

用于将一种或多种气体释放到第一室内以移动用于调整所述第一室的体积的所述装置并且扩充所述第一室的装置；

用于容纳浓度不同于大气的浓度并且压力大于周围大气的压力的一种或多种气体的装置；以及

用于选择性地限制所述第一室的扩充的装置，当所述一种或多种气体被导入所述第一室内以在可注射的体积内产生期望的浓度时，至少在所述手持式气体注射器组件的操作阶段过程中，所述装置选择性地限制所述第一室的扩充，其中，用于选择性地限制所述第一室的扩充的所述装置包括能在多个位置之间移动的闩锁，在所述多个位置所述闩锁分别与多个不同突起对齐，其中，所述多个不同突起从所述第一室的内壁向内设置，其中，所述多个不同突起中的每个包括构造成限定与所述闩锁的接触点以将用于调整所述第一室的体积的所述装置的移动限制在多个不同的离散位置中的一个的表面，每个离散位置对应于所述第一室的不同体积。

39.根据权利要求38所述的手持式气体注射器组件，其中，所述第一室是构造成将所述一种或多种气体与另一气体进行混合的混合室。

40.根据权利要求38所述的手持式气体注射器组件，其中，所述手持式气体注射器组件还包括用于调节所述第一室内的压力的装置。

41.根据权利要求40所述的手持式气体注射器组件，其中，所述手持式气体注射器组件还包括用于调节容纳所述一种或多种气体的装置内的压力的装置。

42.根据权利要求38所述的手持式气体注射器组件，其中，用于改变所述扩充的装置构造成在至少第一操作阶段过程中限制扩充至第一体积。

43.根据权利要求38所述的手持式气体注射器组件，其中，用于改变所述扩充的装置构造成限制扩充至所述可注射的体积。