CN112739397A - 眼内气体注入器 - Google Patents

Abstract

一种气体混合物设备，包括测量控制系统、启动系统、具有一种或多种气体的加压腔室、以及混合腔室。可以将过滤器预先附接到混合物设备的出口，从而允许通过所述过滤器排出过量气体，并且随后通过所述过滤器将大气空气吸入混合物设备中以形成治疗性气体混合物。

Description

眼内气体注入器

技术领域

本文披露的发明总体上涉及用于将气体注入动物的眼睛中的装置和方法。

背景技术

手术过程可能需要将气体或其他流体注入目标区域以用于治疗某些损伤、病症和疾病。在治疗比如黄斑裂孔、视网膜撕裂和脱离等眼部状况时，手术过程的一部分可能包括将气体或其他流体注入眼睛内。

例如，视网膜脱离是涉及视网膜与视网膜色素上皮(RPE)分离的眼部病症，视网膜色素上皮是将视网膜固定就位的组织。视网膜脱离可能是由于视网膜撕裂、在视网膜上牵拉、或使得流体积聚在视网膜下腔中的炎症而发生，由此导致视网膜开始与支撑RPE组织分离。这种病症也可能由于玻璃体后脱离(PVD)、增生性糖尿病性视网膜病(PDR)、损伤、或纤维组织或脉管组织的新生血管生成而发生，导致视网膜从RPE上脱离。如果不立即治疗，这种状况可能会导致部分视力丧失，并且甚至可能失明。

用于并不复杂的视网膜脱离的治疗方法可以包括比如充气性视网膜固定术、激光光凝术或低温固定术等非手术技术。更复杂的视网膜脱离需要手术介入。由于可能潜在地导致失明的感染风险，在无菌条件下进行此类手术以便显著降低感染的可能性。手术方法包括：玻璃体切除术，即去除玻璃体液；在牵引性视网膜脱离的情况下切开并去除膜；以及在另外有视网膜撕裂的情况下进行光凝或低温固定术。在这样的手术过程之后，可以使用眼内气体填塞物以使视网膜组织与RPE保持接触，这样使得视网膜在手术过程之后的愈合过程期间保持附接。

由于眼内压必须在愈合过程期间保持相对恒定，因此所选择的气体通常是在恒定压力(等压过程)下膨胀的气体。这样，眼内气体填塞物可以是空气与比如六氟化硫(SF₆)、六氟乙烷(C₂F₆)或八氟丙烷(C₃F₈)等可膨胀气体混合的气泡。眼内气体填塞物随时间而溶解，取决于所用的气体和浓度。例如，六氟化硫在以大约20％的浓度与空气混合时在1-2周内溶解，六氟乙烷在以大约16％的浓度与空气混合时在大约4-5周内溶解，而八氟丙烷在以大约12％的浓度与空气混合时在大约6-8周内溶解。改变这些气体的浓度影响了持续时间。

目前的做法涉及使用容纳在单独的多剂量加压容器中的气体，然后将气体转移到注射器中以用于与空气混合并注入患者的眼睛。因此，在手术过程期间，需要多个非无菌步骤和无菌步骤，以便用所需浓度的气体和空气来填充注射器。通常由非无菌手术室巡回护士以及无菌区中的辅助外科医生的无菌擦洗技工来执行这些非无菌步骤和无菌步骤。在第一个非无菌性步骤期间，巡回护士通过将与气体容器连接的压力调节器设置在适当的压力下来准备非无菌性可重复使用的气体容器。在第二个步骤期间，擦洗技工通过将旋塞阀、过滤器和管件串联连接到注射器上来准备无菌注射器。在第三个步骤期间，将管件连接到气体容器。擦洗技工将无菌管件的自由端小心地穿过不可见的无菌屏障递给等待的非无菌巡回护士。非无菌巡回护士收到管件并仔细确保他/她不会使擦洗技工或任何其他无菌表面受到污染；并且将管件连接到气体容器上的调节器。在第四个步骤期间，随后用来自容器的气体来填充注射器。擦洗技工和巡回护士合作打开压力容器阀以通过所连接的管件、过滤器、旋塞阀将气体释放到注射器中。所释放的气体的压力足以沿注射筒的长度推动注射器柱塞并且因此用气体填充注射器。擦洗技工确保气体不会将柱塞推出注射筒的开放端，并且在注射器接近完全填充状况时通知巡回护士关闭气体容器阀。在第五个步骤期间，随后清除注射器中的所有空气和气体，以便确保已经清除了在用气体进行填充之前可能已经存在于注射器、旋塞阀、过滤器和管件中的绝大部分空气。擦洗技工转动旋塞阀以提供某种手段将注射器中的空气和气体释放到大气中，按压注射器柱塞，并且清空注射器中的所有内容物。然后，擦洗技工沿相反方向转动旋塞阀，从而使连接路径返回到管件和气体容器。

步骤四和步骤五重复了若干次，以进一步减少最初在注射器、旋塞阀、过滤器和管件中的空气量；冲洗掉注射器、旋塞阀、过滤器和管件中的大部分空气，并且清除系统的空气。在第六个步骤期间，随后用来自容器的气体重新填充注射器。擦洗技工将管件从过滤器上拆下，并且通知巡回护士小心取出管件，从而将管件从无菌区移走。在第七个步骤期间，擦洗技工不会排出注射器的所有内容物使柱塞停止，使得仅在注射器中保留测量体积的气体。例如，可以排出气体，使得注射器内仅保留12mL。在第八个步骤期间，擦洗技工将用过的过滤器替换为新的无菌过滤器，并且将过滤后的室内空气吸入注射器，直到注射器中的总的空气/气体混合物处于所需气体浓度的适当体积。

例如，可以将大气空气吸入注射器，使得空气和气体的总体积为60mL，因此达到20％的浓度。由于加压容器是非无菌性的、而注射器和手术区域是无菌的，因此完成上述步骤必须由非无菌区中的至少一方(通常是巡回护士)、无菌区中的第二方(通常是擦洗技工)来执行，并且需要两方之间的合作和沟通。

这个过程需要一组复杂的步骤，这样可能会增加发生错误的可能性。这些步骤中的一个步骤的错误可能导致使用不正确的气体浓度，这样可能导致压力升高或视网膜填塞持续时间缩短，由此可能致使缺血或复位手术失败，这两种情况都可能导致失明。另外，当前的做法导致大量浪费的气体，这样既昂贵又对环境有害。因此，对此类气体、尤其是容纳多于一剂的加压容器中的气体的处理在处理不当的情况下可能存在对于操作者的潜在危险。正因如此，一些国家甚至可能禁止将这些加压容器存放在手术室中。

尽管已经有一些方法改善了当前的过程，比如授予Lamborne等人的美国专利号6,866,142，能够放置在无菌区中的单剂量容器以及允许填充和清除气体的

系统，但是这些方法已经不足以解决所有潜在的问题。在美国专利号8,986,242中披露了另一种方法，其中注射器设备包括体积限制机构中的可膨胀气体的内部加压罐。在使用中，将体积限制机构设定为可膨胀气体的体积对应于气体填塞物的最终所需浓度，所述气体填塞物可以包括可膨胀气体和空气。将可膨胀气体释放到注射器的腔室中，直到注射器的柱塞碰撞到体积限制机构结构，并且将剩余的可膨胀气体排放到大气中。然后将过滤器附接到注射器机构的出口，并且将大气空气通过过滤器吸入注射器的腔室中，以便产生所需浓度的可膨胀气体和空气的混合物以用于稍后注入。

发明内容

本文披露的发明中的至少一个发明的一方面包括以下实现：一种眼内气体注入器装置，可以按减少或消除使用者所需的操作并且可以进一步减少潜在污染源的方式进行组装和包装。例如，如上所述，关于美国专利号8,986,242中披露的装置的使用，将可膨胀气体供应到注射器装置的内部混合腔室中，其中一些过量的可膨胀气体通过注射器的出口排出。此后，将过滤器附接到注射器的出口，并且将大气空气通过过滤器吸入混合腔室。

本文披露的发明中的至少一个发明的一方面包括以下实现：一种眼内气体注入装置，可以包括注射器主体、治疗性气体源以及过滤器，所述过滤器例如在通过出口排出过量治疗性气体之前预先附接到注射器的出口。在一些实施例中，可以将预先附接有过滤器的气体注入装置包装在无菌容器中以用于手术过程。这样，使用者可以在整个气体混合过程中打开无菌容器、取出眼内气体注入装置并在过滤器就位的情况下操作眼内气体注入装置。例如，在预先附接过滤器的情况下，使用者可以将可膨胀气体提供到注射器的混合腔室中，用可膨胀气体或其他选择的气体至少部分地填充混合腔室，并且在一些使用模式下允许过量的膨胀性气体通过注射器主体的出口从混合腔室中排出并且随后通过过滤器排到大气中。在这样的排放过量可膨胀气体期间，对可膨胀气体进行过滤将不会具有任何已知的、实质性的直接有益效果。然而，以通过在排出过量可膨胀气体期间将过滤器放置就位的模式使用眼内气体注入器，降低了使装置内的多个不同的空间体积(包括注射器的柱塞与过滤装置的过滤膜之间的空间)受到污染的风险。进一步地，一旦过量可膨胀气体排出完成，使用者便可以将大气空气通过过滤器吸入混合腔室，而无需朝向大气打开中间体积空间。因此，过滤膜与注射器的柱塞之间的中间体积空间对于大气保持封闭，仅接收已经通过过滤装置过滤的大气空气。

在使用者吸入通过过滤装置进行过滤的所需量的大气空气之后，可以移除过滤装置，并且可以将所需仪器附接到注射器的出口。例如，在一些实施例中，使用者可以附接针头以用于将混合的可膨胀气体和大气空气注入到对视网膜剥离进行治疗的动物或患者的眼睛中。在附接这种针头之后，使用者可以用混合腔室内的混合的可膨胀气体和大气空气来冲洗针头。因此，在手术使用之前，过滤膜与注射器柱塞之间的空间体积没有暴露于未经过滤的大气空气。

本文披露的发明中的至少一个发明的另一方面包括以下实现：用固定量的源气体来填充体积可变的气体混合器可以导致体积可变的腔室的扩张不足，并且因此不能产生所需浓度的混合气体。因此，本文披露的发明中的至少一个发明的一方面包括以下实现：将流量限制装置设置到安装到眼内气体注入装置的出口上的过滤器的出口上可以提供有益的和/或附加的背压，所述背压可以有益于更好地确保混合腔室扩张到所需体积的治疗性气体(比如可膨胀气体)或治疗性气体的组分。

本文披露的发明中的至少一个发明的另一方面包括以下实现：附接到眼内气体注入器的下游过滤器的出口的流量限制器可以在混合腔室中已经填充治疗性气体后在通过过滤器抽入环境空气或大气空气时产生不期望的较强的流量限制。因此，本文披露的发明中的至少一个发明的一方面包括以下实现：将可移除的流量限制器设置到眼内气体注入装置的过滤器的出口可以提供两种有益的操作模式；在混合腔室的填充阶段期间排出过量治疗性气体时产生所需背压，从而确保混合腔室完全扩张到所需体积以用于容纳所需量的治疗性气体，然后移除流量限制器，使用者可以手动地使混合腔室扩张并且通过过滤器吸入大气空气，而不会增加在流量限制器就位的情况下与这样的操作关联的难度。因此，本文披露的发明中的至少一个发明的一方面包括一种眼内气体注入装置，其具有下游过滤装置以及在所述过滤装置的下游端的可移除流量限制器。

本文披露的发明中的至少一个发明的另一方面包括以下实现：如果在手术室中将过滤装置附接到注射器的出口，则有可能有异物或污染物进入过滤装置的上游端并且因此被容纳在设置在过滤膜与柱塞之间的体积中。因此，即使随后通过过滤器将过量可膨胀气体排出，这种污染和/或异物也可能被过滤膜捕获，随后当通过过滤器在相反方向上吸入大气空气时被回吹到混合腔室中。因此，本文披露的发明中的至少一个发明的一方面包括减少了污染和/或异物进入设置在过滤膜与柱塞之间的体积空间的可能性的操作的配置和方法。

附图说明

图1A是气体混合装置的实施例的示意图。

图1B是气体混合物设备的另外的实施例。

图2A是示出的气体混合物设备的另一实施例，所述气体混合物设备包装在被设计用于在手术室中展开的封闭容器中。

图2B是示出为处于第一操作阶段的气体混合物设备的示意性立面侧视图。

图2C是示出为处于第二操作阶段的气体混合物设备。

图2D是示出为处于第三操作阶段的气体混合物设备。

图3是气体混合物设备的部件的分解视图。

图4是气体混合物设备的测量控制系统和启动系统的透视图。

图5A是气体混合物设备的计量刻度盘的透视图。

图5B是图4的测量控制系统的计量刻度盘的截面视图。

图6是图4的测量控制系统的柱塞主体的透视图。

图7是图4的启动系统的透视图。

图8A是处于第一位置或“关闭”位置的图4的测量控制系统和启动系统的截面视图。

图8B是处于第二位置或“打开”位置的图4的测量控制系统和启动系统的截面视图。

图9是气体混合物设备的第二实施例的启动系统、加压腔室和第一压力调节系统的实施例的侧视图。

图10是处于第一位置的图9的启动系统、加压腔室和第一压力调节系统的截面视图。

图11是处于第二位置的图9的启动系统、加压腔室和第一压力调节系统的截面视图。

图12是包括气体混合物设备的混合腔室和第二压力调节系统的部件的截面视图。

图13是图12的混合腔室和第二压力调节系统的放大截面视图。

图14是具有附加附接件的图12的混合腔室和第二压力调节系统的放大截面视图。

图15A是测量控制系统的实施例的计量刻度盘的透视图。

图15B是测量控制系统的实施例的计量刻度盘的截面视图。

图16是测量控制系统的实施例的柱塞主体的透视图。

图17是启动系统的实施例的部件的透视图。

图18是处于第一位置、“初始”位置或“预启动”位置的测量控制系统和启动系统的截面视图，示出了互锁机构的操作。

图19是处于第二位置或“打开”位置的测量控制系统和启动系统的截面视图，示出了互锁机构的操作。

图20是处于第三位置或“关闭”位置的测量控制系统和启动系统的截面视图，示出了互锁机构的操作。

图21是处于第一位置、“初始”位置或“预启动”位置的测量控制系统和启动系统的截面视图，示出了闩锁的操作。

图22是处于第二位置或“打开”位置的测量控制系统和启动系统的截面视图，示出了闩锁的操作。

图23是处于第三位置或“关闭”位置的测量控制系统和启动系统的截面视图，示出了闩锁的操作。

图24是启动系统、加压腔室和储存构件压力调节系统的实施例的放大视图。

图25A是处于第一位置、“初始”位置或“预启动”位置的图24的启动系统、加压腔室和储存构件压力调节系统的实施例的截面视图。

图25B是图25A的启动系统、加压腔室和储存构件压力调节系统的实施例的放大视图。

图26A是处于第二位置或“打开”位置的图24的启动系统、加压腔室和储存构件压力调节系统的实施例的截面视图。

图26B是图26A的启动系统、加压腔室和储存构件压力调节系统的实施例的放大视图。

图27A是处于第三位置或“关闭”位置的图24的启动系统、加压腔室和储存构件压力调节系统的实施例的截面视图。

图27B是图27A的启动系统、加压腔室和储存构件压力调节系统的实施例的放大视图。

图28是图25A的启动系统、加压腔室和储存构件压力调节系统的实施例的放大视图，更详细地展示了储存构件的实施例。

图29是图26A的启动系统、加压腔室和储存构件压力调节系统的实施例的放大视图，更详细地展示了储存构件的实施例。

图30是手持式气体注入器组件的又一实施例的示意性立面侧视图，所述注入器组件从包装物中取出并准备用于将治疗性气体或气体组分引入混合腔室、并且包括连接在过滤装置下游的流量限制器。

图31是图30的手持式气体注入器装置的分解视图。

图32是图30的注入器组件的放大部分的截面视图。

图33是图30的实施例的流量限制器的放大立面侧视图。

图34是图30的流量限制器的放大透视图。

图35是图30的流量限制器的放大截面视图。

具体实施方式

以下详细描述本质上仅是说明性的，并不旨在限制主题的实施例或此类实施例的应用和使用。如本文所用，词语“示例性的”是指“用作示例、实例或例证”。本文中被描述为示例性的任何实施方式都不一定被解释为比其他实施方式优选或有利。此外，并不意图受到在当前技术领域、背景技术、发明内容或以下详细描述中提出的任何明示或暗示的理论的约束。

在以下描述中，某些术语可以仅用于参考目的，并且因此不旨在进行限制。例如，比如“上”、“下”、“上方”和“下方”等术语是指附图中所参考的方向。比如“近”、“远”、“前”、“背”、“后”和“侧”等术语描述了在一致但任意的参考系内的部件的部分的取向和/或位置，这通过参考描述所讨论的部件的文本和相关附图而变得清楚。这样的术语可以包括以上具体提到的词语、其派生词以及类似含义的词语。类似地，术语“第一”、“第二”以及其他这样的数字术语是指结构。

如本文所用，术语“前”和“远”是指本设备的在注入操作期间远离设备的使用者(例如外科医生)定位的部分。如本文所用，术语“后”和“近”是指设备的在注入操作期间更靠近设备的使用者(例如外科医生)定位的部分。

用于混合两种气体的设备

图1A展示了气体混合物套件2的实施例，所述气体混合物套件可以包括封闭在容器4中的气体混合物设备10。容器4可以是适合用于在无菌内部环境情况下(用于手术室、比如在手术室的无菌区内，用于手术期间)容纳手术套件的部件的任何类型的容器。在一些这样的容器中，热成型塑料托盘包括用于将容纳手术部件的部件保持处于预定布置的结构、以及由薄膜型材料制成的易碎密封件。在一些实施例中，对包括气体混合物设备10的手术部件进行杀菌并且在无菌环境中插入容器4中，并且在一些实施例中其中密封有惰性气体。也可以使用其他类型的容器。

气体混合物设备10可以被配置为形成治疗性气体或治疗性气体的组分。例如，气体混合物设备10可以被配置为将治疗性气体或治疗性气体的组分和第二气体(在一些实施例中可以是大气空气)接收到混合腔室中，用于随后排放以用于治疗用途。例如，在一些实施例中，气体混合设备10可以用于形成治疗性气体混合物以用于注入到患者体内，并且在一些实施例中注入到患者的眼睛中。

继续参考图1A，气体混合物设备10可以包括混合系统310、压力调节系统710以及过滤装置760。混合系统310可以包括外壳体311、治疗性气体源410以及混合腔室510。混合腔室510可以由外壳体311的一部分和可动壁(比如柱塞460)来限定。柱塞460可以呈通常设置在注射器装置中的柱塞的形式。

混合系统310还可以包括设置在源410与混合腔室510之间的压力调节系统610。压力调节系统610可以包括阀，所述阀被配置为使源410保持处于关闭状态，并且在致动时通过阀610将源410的内容物释放到混合腔室510中。

压力调节系统710可以被配置为控制气体流入和流出混合腔室510。例如，压力调节系统710可以被配置为允许最初来自源410的供应到混合腔室510中的过量气体逸出到大气中。例如，压力调节系统710可以被配置为可控地从处于大于大气压力的压力下的混合腔室510中释放气体。另外，压力调节系统710可以被配置为当混合腔室510内的压力低于大气压时允许气体进入混合腔室510。

过滤装置760可以包括过滤膜(未示出)或另一过滤装置，所述另一过滤装置被配置为从流过其中的气体中去除颗粒、异物或其他物质。过滤装置760可以包括与大气连通的出口端761。出口761可以用于从混合腔室510中排出气体，以及允许大气进入过滤装置760以在混合腔室510中混合。可选地，过滤装置760可以包括另一流量限制器1300，所述另一流量限制器被配置为限制流出和/或流入出口761的流量。

套件2可以在无菌环境中制备，并且在具有或不具有可选的流量限制器1300的情况下容纳气体混合物设备10，使得过滤构件760附接到混合设备310并且密封在容器4内。在使用中，从业者可以打开容器4并且将治疗性气体或气体组分从源410释放到混合腔室510中。

通过将气体引入混合腔室510中，柱塞460将向左移动(如图1A所示)，由此允许混合腔室510的体积根据治疗性气体从源410引入混合腔室510中而扩张。例如，在一些实施例中，源410是治疗性气体或其组分的加压容器。因此，将加压气体释放到混合腔室510中将会升高混合腔室510内的压力，由此促使柱塞460移动，并且由此使混合腔室510的体积扩张。

压力调节系统710可以包括阀机构，所述阀机构被配置为在受到大于大气压的压力时打开，并且同时提供流量限制，由此形成了足以使柱塞460移动并使得混合腔室510扩张的一些背压。当柱塞460已经充分移动以使得混合腔室510扩张到治疗气体的所需体积时，压力调节装置系统710将允许从源410释放剩余的过量气体以通过过滤装置760和出口761流出。当过量气体流过过滤装置760时，由于装置10内的所有内部空间均已被预先灭菌并存放在容器4内的灭菌环境中，将不会预期过滤装置760的上游侧捕获任何异物或污染物。因此，在从混合腔室510排出过量气体期间，过滤装置760将不太可能起到任何所需过滤功能。

在腔室510中已经填充所需体积的治疗性气体或其组分之后，可以手动地例如向左移动柱塞460(如图1A所示)，以将大气空气吸入出口761、穿过过滤装置760、穿过压力调节系统710并进入混合腔室510。这样，过滤装置760可以捕获可能存在于大气中的异物和/或其他不期望的气体进入并且阻止那些物质进入混合腔室510。

柱塞460可以移动到与来自源410的气体和大气空气的所需混合物相对应的预期位置。在已经在混合腔室510中形成所需混合物之后，使用者可以移除过滤器760并且将比如皮下注射针头等递送装置(未示出)附接到压力调节装置710以用于进一步排出。

例如，在使用装置10将来自源410的可膨胀气体与大气空气混合以用于治疗视网膜剥离的情况下，使用者可以在过滤装置760的图示位置将皮下注射针头附接到压力调节系统710的下游侧。在针头如此附接的情况下，使用者可以手动将柱塞460向右移动(如图1A所示)并且用混合腔室510内的未受污染的混合气体来冲洗皮下注射针头，然后继续手术过程以用于例如通过将来自混合腔室510的混合的可膨胀气体和大气空气的气泡引入到患者的眼睛中来向患者提供治疗。

在一些实施例中，如上所述，装置10可以包括流量限制器1300。流量限制器1300可以提供对于流出和流入出口761的附加限制。因此，在将治疗性气体添加到混合腔室510期间，流量限制器1300可以提供附加背压，并且因此确保在混合腔室510中将会产生足够的正压，以便使柱塞460(向左)移动，并且因此使混合腔室510完全扩张到与混合腔室510中的混合物的所需最终浓度相关的所需体积。

图1B展示了气体混合物套件2的另外的实施例，其总体上由附图标记2a标识。套件2a包括容纳在容器4a内的气体混合物设备10a。如以上参考容器4所述，容器4a可以容纳处于无菌状态的系统10a以用于在手术环境中打开和使用。气体混合物设备10a可以包括测量控制系统110a、启动系统210a、混合系统310a以及预先附接的过滤器760a，所述混合系统被配置为以所需浓度比来产生两种或更多种气体的混合物。进一步地，可选地，套件2a可以包括附接到过滤装置760a的出口761a的可移除流量限制器1300。混合系统310a还可以可选地包括加压腔室410a和混合腔室510a。

混合系统310a还可以包括压力调节系统以增强混合系统310a的操作。在一些实施例中，混合系统310a另外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可以呈容纳在混合系统310a内的计量机构的形式以控制其中容纳的装置的某些方面。在一些实施例中，测量控制系统110a可以是可变的且用户可调的装置。启动系统210a可以可操作地联接到加压腔室410a，以便启动装置的操作并且开始使混合系统310a内的气体混合。

可选的加压腔室410a可以容纳将要在混合系统310a内混合的两种或更多种气体中的至少一种。在一些实施例中，容纳在加压腔室410a中的气体可以处于高于周围环境条件的压力下。另外，加压腔室410a可以容纳浓度与大气中浓度不同的气体。加压腔室410a可以被配置为使得其与第一压力调节系统610a处于流体连通。在其他实施例中，加压腔室410a可以与混合腔室510a处于直接流体连通。加压腔室410a可以被配置为使得所述加压腔室在内部被容纳在注入器设备内。加压腔室410a也可以被配置为使得所述加压腔室在注入器设备的外部。第一压力调节系统610a可以被配置为维持加压腔室410a与混合腔室510a之间的预先配置的压力差。

混合腔室510a可以被配置为直接地或经由第一压力调节系统610a从加压腔室410a接收气体。在一些实施例中，混合腔室510a可以另外被配置为从混合系统310a的外部(例如比如外部气体容器或大气)接收待混合的第二气体。混合腔室510a可以被配置为使得其在混合腔室510a出口点处与第二压力调节系统710a处于流体连通。在其他实施例中，混合腔室510a可以在混合腔室出口点处与大气处于直接流体连通。以下单独描述了这些子系统中每个子系统的示例。

在一些实施例中，测量控制系统110a被配置为对气体混合物设备10a内的气体浓度进行控制。在一些实施例中，测量控制系统110a与混合系统310a可操作地联接。优选地，测量控制系统110a与加压腔室410a或混合腔室510a可操作地联接，使得测量控制系统110a可以改变压力腔室410a和/或混合腔室510a的可变方面。

在一些实施例中，测量控制系统110a能够控制比如但不限于混合腔室510a内所容纳的气体的体积等特性。其他特性(比如压力)也被认为是可由测量控制系统110a控制的。优选地，测量控制系统110a是可变的，使得使用者可以能够选择可以从气体混合物设备10a排出的气体的所需浓度比。这样有利地使得使用者仅具有用于较宽范围的所需浓度比的单个气体混合物设备10a。这样，测量控制系统110a可以包括比如拨盘等用户可操作的开关，其改变混合系统310a内的比如加压腔室410a、混合腔室510a、第一压力调节系统610a和第二压力调节系统710a等部件的操作。

加压腔室410a可以被配置为在将两种或更多种气体在气体混合物设备10a中混合之前将一种或多种气体储存在加压腔室410a的内部空间中持续一段时间。内部空间中的条件被配置为与大气条件不同，并且因此内部空间通常应减少将这种气体释放出内部空间或减少未储存气体进入内部空间，直到执行两种或更多种气体的混合。

在一些实施例中，内部空间内的一种或多种气体处于比周围大气条件更高的压力下。另外，一种或多种气体也可以是浓度与周围大气条件下的气体不同的气体。在一些实施例中，内部空间可以分为用于保持一种或多种气体的单独的子段或部分。因此，内部空间的这些单独的部分可以保持在不同的压力和/或不同的气体浓度下。

在一些实施例中，气体可以另外被放置在内部空间内的不同结构单元中。这样的结构单元可以用于更有效地减少所储存的气体的释放和/或减少未储存的气体的进入。在一些实施例中，从制造时起就对加压腔室410a的储存气体进行预装载。在其他实施例中，可以想到，气体混合物设备10a的使用者可以装载加压腔室410a的内容物。例如，所储存的气体可以容纳在可移除的盒状装置中，所述装置可以有利地促进这类气体的替换。

在一些实施例中，启动系统210a被配置为启动气体混合物设备10a的操作并且开始使两种或更多种气体在混合系统310a内混合的过程。这样，启动系统210a可操作地联接至混合系统310a，并且可以联接至混合腔室310a和加压腔室410a二者。启动系统可以使加压腔室410a启动并且将其中容纳的气体释放到混合腔室510a中。在一些优选实施例中，启动系统210a可以使加压腔室410a内的压力增加，使得第一压力调节系统610a被启动，由此允许流体从加压腔室410a流入混合腔室510a。启动系统210a可以包括被配置为对加压腔室410a的容纳有比加压腔室410a的其余部分更高压力的气体的单独部分进行启动的装置，使得加压腔室410a的单独部分内的压力增加。在优选实施例中，启动系统210a可以打开混合腔室510a内的密封装置以释放加压气体，并且由此在整个加压腔室410a内释放压力。在这样的实施例中，启动系统210a可以包括能够穿破密封件的刺穿装置。也可以使用其他装置和技术。使用启动系统210a通过使得气体混合物设备10a在使用之前被潜在地预填充并安全地储存而提供优点。

启动系统210a还可以可操作地联接到混合腔室510a，从而允许使用者手动改变装置的某些方面。在一些实施例中，启动系统210a可以用于改变混合腔室510a的体积。启动系统510a也可以用于改变混合腔室510a的压力。

在一些实施例中，第一压力调节系统610a被配置为用作加压腔室410a与混合腔室610a两者之间的分离机构。第一压力调节系统610a可以在达到加压腔室410a与混合腔室510a两者之间的预配置压力差时启动。在一些优选实施例中，第一压力调节系统610a可以包括至少一个阀组件。当加压腔室410a的一部分内的压力高于混合腔室510a内的压力时，阀组件可以打开。阀组件可以是止回阀、瓣阀、逆止阀或单向阀。这样的阀还可以包括球形止回阀、隔膜止回阀、摆动止回阀、截止止回阀、提升止回阀、直通止回阀和鸭嘴阀。也可以使用其他压力调节机构。另外，可以想到，第一压力调节系统610a也可以通过除了系统610a上的压力差之外的其他方式来启动。

在一些实施例中，混合腔室510a被配置为用作可以在其中混合两种或更多种气体以获得所需气体浓度比的空间。混合腔室510a可以被配置为具有可在使用启动机构时进行调节的可变体积。混合腔室510a可以仅从加压腔室或从已经存在于混合腔室510a内的气体中来接收待混合的气体。混合腔室510a还可以从辅助源接收气体。在一些实施例中，混合腔室510a可以从大气接收空气以与从压力腔室310a接收的气体和/或混合腔室510a内已经存在的气体混合。

在一些实施例中，第二压力调节系统710a被配置为用作混合腔室510a与周围大气两者之间的分离机构。第二压力调节系统710a可以在达到混合腔室510a与周围大气两者之间的预配置压力差时启动。在一些优选实施例中，第二压力调节系统710a可以包括至少一个阀组件。当混合腔室510a中的压力高于周围大气中的压力时，阀组件可以打开。阀组件可以是止回阀、瓣阀、逆止阀或单向阀。这样的阀还可以包括球形止回阀、隔膜止回阀、摆动止回阀、截止止回阀、提升止回阀、直通止回阀和鸭嘴阀。也可以使用其他压力调节机构。另外，可以想到，第二压力调节系统710a也可以通过除了系统710a上的压力差以外的其他方式来启动。

套件2a还可以包括过滤装置760a，所述过滤装置附接到混合腔室510a的出口和/或第二压力调节系统710a的出口。过滤装置760a可以包括外壳体、以及比如具有所需孔隙率或孔径尺寸的膜的内部过滤部件，以用于滤出不期望的异物、物质和/或气体。过滤装置760a可以包括与大气连通的出口761a。在套件2a组装期间，具有部件110a、210a、310a、410a、510a、610a、710a的混合装置10a以及过滤装置760a附接在无菌包装室中并以无菌状态密封在容器4a中，并且可选地充有经灭菌的惰性气体。因此，将对部件110a、210a、310a、410a、610a、510a、710a和760a内以及它们之间的所有空的内部体积进行灭菌和/或在密封包装物410a中填充惰性气体。可选地，如上所述，套件210a还可以包括附接到过滤装置760a的出口761a的附加流量限制器1300。

操作概述

参考图2A-2D，展示了气体混合物设备10b的实施例的操作。参考图2A，设备10b可以处于初始阶段，其中启动系统210b处于第一位置或“关闭”位置并且容纳在包装物4b中。在此阶段中，装置10b处于完全灭菌状态，所有内部体积、包括在过滤装置760的过滤元件与柱塞460(未示出)之间的内部体积都被灭菌和/或填充有无菌惰性气体。

从业者或其他使用者可以从包装物4b中移除装置10b，并且使用测量控制系统110b来选择所需治疗性气体浓度以进行混合。然后，使用者可以使用启动系统210b将气体从气体源410b释放到混合腔室510b中。

例如，参考图2B，可以将容纳在加压腔室410b中的气体释放，并且在包含第一压力调节系统的实施例中，第一压力调节系统可以响应于腔室内的压力变化而打开。这样，流体可以从加压腔室流入混合腔室510b，由此导致混合腔室510b的体积增加。然而，由于测量控制系统110b的部件，混合腔室510b的柱塞460b在用户选择的第一体积处停止并且不能扩张超过此第一体积。此第一体积可以基于可注入体积的所需浓度来设定。在此第一操作阶段期间，还可以经由第二压力调节系统710b从混合腔室510b中排出过量气体。一旦混合腔室达到此第一体积，则第一操作阶段完成，并且第二操作阶段开始。

在第二操作阶段期间，混合腔室510b可以保持处于第一体积，同时经由过滤器760和第二压力调节系统710b将混合腔室510b内的压力从系统中放出。通过用所需气体对混合腔室510b进行过度填充并且随后放出此气体，这样有助于确保将在混合腔室510b内进行包装的同时供应到容器中的任何量的大气气体或惰性气体(它们可能已经在启动之前容纳在混合腔室510b中)基本上从混合腔室510b清除，并且由最初容纳在加压腔室中的气体置换。一旦混合腔室510b内的压力已经达到基于第二压力调节系统710b配置的配置值，则混合腔室510b内的气体的排出停止，并且第二操作阶段完成。

在第三操作阶段期间，如图2C所示，一旦已经经过足够的时间使气体达到环境压力，则使用者可以将启动系统210b设置在第一位置或“关闭”位置，由此解锁测量控制系统110b。然后，使用者可以手动地使混合腔室510b的体积扩张到可注入体积。当使用者手动地使混合腔室510的体积扩张时，环境空气从大气被吸入通过过滤装置760b并进入混合腔室510b。因此，过滤器760b可以在空气进入腔室510b之前从环境空气中滤出异物或气体。

一旦第三阶段完成，参考图2D，可以移除过滤装置760b，并且可以附接被配置为用于递送混合腔室510b中的治疗性气体的附加装置(未示出)。例如，可以将皮下注射针头附接到装置10b以用于支持将混合腔室510b内的治疗性气体治疗性递送给患者。在一些实施例中，混合腔室510b内的气体可以是可膨胀气体和已过滤的大气空气的混合物，以用于治疗视网膜剥离。在这种情况下，通过压下柱塞460b以通过皮下注射针头从混合腔室510b排出一些气体，可以清除附接到所述装置的皮下注射针头中可能存在的任何气体。此后，可以将针头插入患者的眼睛，并且可以使用来自混合腔室510b的气体在患者的眼睛内产生一个或多个气泡，以治疗视网膜剥离。其他用途也是可能的。

在其他实施例中，可以执行数量更少或更多的操作阶段。在一些实施例中，可以仅执行单个操作阶段。例如，加压腔室410a可以容纳处于预定浓度水平的气体。在单个操作阶段期间，使用者可以启动设备10b，使得气体或流体从加压腔室410a流入第二腔室(比如混合腔室510a)，直到所述腔室达到配置体积。也可以使用压力调节系统排出或放出气体或流体，直到在腔室内达到所需压力。在排出气体之后，设备10b可以待用。如对于本领域技术人员而言显而易见的是，在这样的实施例中，实际上可以执行很少的混合或不执行混合。

系统概述

参考图3，示出了气体混合物设备10b的实施例的部件，这些部件包括测量控制系统110b、启动系统210b、加压腔室410b、混合腔室510b、第一压力调节系统610b以及第二压力调节系统710b。测量控制系统110b可以包括计量刻度盘120以及可以插入计量刻度盘120的柱塞主体160。启动系统210b可以包括致动杆220和启动开关260。启动系统210b可以可操作地联接到测量控制装置110b以控制气体混合物设备10b的操作。启动系统210b可以插入柱塞主体160中。

加压腔室410b可以包括壳体420、容纳气体的罐436、释放容纳在罐436内的气体的释放机构444、减少流出壳体420的非气体性材料或细菌性材料的量的过滤器448、以及柱塞密封件460。混合腔室510b可以包括注射器主体520。第一压力调节系统610b可以包括阀体和相关的阀部件。第二压力调节系统710b也可以包括相关的阀部件。

测量控制系统和启动系统

参考图4，示出了组合式测量控制系统110b和启动系统210b的实施例。测量控制系统110b可以包括计量刻度盘120和柱塞主体160。启动系统可以包括致动杆220(图7所示)和启动开关260。

参考图5A和图5B，示出了气体混合物设备10b的计量刻度盘120的实施例，所述计量刻度盘被配置为允许设备10b的使用者选择性地改变可注入体积的浓度。计量刻度盘120包括两个结构部件，即计量主体122以及可以联接到计量主体122的计量盖124，以便允许计量刻度盘120可释放地附接到设备10b的另一部件。这样可以有利地促进设备的组装，并且在一些可重复使用的实施例中可以促进拆卸以用于再灭菌。在一些实施例中，可以使用比如螺钉、铆钉、夹子以及本领域已知的其他紧固机构等紧固件将计量盖124可释放地附接到计量主体122。将计量盖124附接到计量主体122可以形成环形槽126和环形唇128，使得计量刻度盘120可以附接到设备10b的另一部件。例如，环形槽126和环形唇128可以对应于位于注射器主体520上的凸缘526。

计量主体122可以具有大致圆柱形的构件130，所述圆柱形构件具有位于顶端处的凸缘132、以及基本上在圆柱形构件130上居中并且在整个计量主体122上延伸的通道134。由于计量主体122被配置为控制可注入体积的气体的浓度，因此计量主体122可以包括在完全组装状态下沿着设备10b的使用者可见的表面的计量指示器136。在所展示的实施例中，计量指示器136位于凸缘132的顶部表面上，但是可以使用任何使用者可以看到的位置。计量指示器136可以为装置的使用者提供关于设备10b的操作的信息。在所展示的实施例中，计量指示器136显示出18、19、20、21和22的一系列数字，其对应于在启动设备10b的情况下将产生可注入体积的六氟化硫(SF₆)的浓度。如对于本领域技术人员而言显而易见的是，所使用的范围可以取决于所使用的气体和所述气体的用途。此外，在一些实施例中，此范围可以进一步细分以提供对所需浓度的增强控制。

计量主体122可以具有多个槽138、单个槽138以及与计量指示器136相对应的可变挡块142。在所展示的实施例中，计量主体122具有沿着通道134的内表面定位的五个单独槽138，其对应于上述五个整数值。在其他实施例中，与计量指示器136提供的值的数量相比，计量主体122可以具有更少或更多槽。

与这些槽138中的每个槽相对应的是从槽138向内延伸的可变挡块142。如上所述，这些可变挡块142可以呈从凸缘132的顶部表面延伸的表面的形式，所述可变挡块下端表面142a被设置成与管状主体130的底端间隔开设定距离。在一些实施例中，可变挡块142不需要从顶部表面延伸，而是较小的突起，其下端表面142a朝向圆柱形构件130的底端设置在设定距离处。这些可变挡块142被配置为与容纳在柱塞主体160中的部件(比如闩锁228)或柱塞主体160本身相互作用，以通过在第一操作阶段和第二操作阶段期间限制柱塞主体160的向后延伸来而这些阶段期间控制混合腔室510b的扩张体积(参见图2B)。这样，可变挡块142根据挡块142所对应的浓度而延伸不同的距离。例如，浓度为21％则向下延伸的距离小于浓度为20％时向下延伸的距离，由此使混合腔室510b保持较大量的第一气体。在第四阶段期间(图2D)添加经过滤的环境空气之前，第三操作阶段(图2C)结束。这样，当选择21％的浓度时，可以允许柱塞主体160向后延伸更大的距离，由此在第一操作阶段期间允许混合腔室510b更大地扩张。因此，应该显而易见的是，可变挡块142用于控制第一操作阶段的第一扩张体积。

在多个槽138的两侧的是从通道134的内表面向内延伸的槽138。在一些实施例中，槽138从通道134的内表面向内延伸的距离大于可变挡块142。槽138可以被配置为一旦设备10b已经被启动就防止设备10b切换到不同的浓度值。这样可以在可能需要特定浓度的气体且此值的任何微小变化都可能产生严重不利影响的应用中尤其重要。在所展示的实施例中，槽138被配置为基本上减小在至少前两个操作阶段期间柱塞主体160将旋转到不同的可变挡块142的可能性。在某些实施例中，如果期望恒定可变的计量装置，则可以移除这些导轨。在这样的实施例中，可变挡块142可以可替代地具有斜坡形状、而不是具有多个台阶。

计量主体122可以另外包括沿着通道134的内表面的棘爪144，所述棘爪向内朝向通道134的中心延伸。棘爪144可以被铰接并且被配置为使得棘爪144可移动地变形并且在变形期间提供阻力。此棘爪144可以对应于位于柱塞主体160上的特征以促进相对于所选浓度的正确取向。这样的机构可以另外向装置的使用者提供触觉反馈，从而指示已经实现了正确的对准。此触觉反馈可以有利地减小在不正确的取向上启动的可能性。也可以使用其他类型的反馈机构和对准机构。

参考图6，示出了柱塞主体160的实施例，其包括大致管状的框架162、在柱塞主体160的一端处的手柄164、位于二者之间的选择环166、以及在管状框架162上居中并在柱塞主体160的整个长度上延伸的通道168。管状框架162被配置为在计量刻度盘120的通道134内可滑动地平移并且部分可滑动地旋转。

管状框架162具有呈夹子形式的保持机构170，所述保持机构铰链地附接到管状框架162。保持机构170可以被配置为保持比如加压腔室410b的壳体420等部件。保持机构170有利地允许在不使用工具的情况下对部件进行附接，由此有利于组装整个装置的过程。另外，保持机构170还可以被配置为使得可以从管状框架162上移除部件，从而允许设备10b被重复使用，或者在其他实施例中，在将再灭菌处理过程用于装置的情况下允许重新使用设备10b，由此有利于再灭菌处理过程。也可以使用其他类型的保持机构来代替所示实施例中所示的夹子，并且可以包括比如螺钉等紧固件。

管状框架162可以另外包括从管状框架162的外表面向外延伸的引导件172。引导件172可以从管状框架162的底端朝向管状框架162的顶端延伸一定距离。引导件172被配置为装配在沿着计量主体122的通道134的内表面定位的多个槽138和一个槽138内。这样，引导件172当被定位在槽138之间时可以防止柱塞主体160旋转。这样可以有利地防止在开始第一操作阶段之后柱塞主体160移动到不同的可变挡块142并且由此降低可注入体积中的浓度不当的风险。引导件172的尺寸优选地设定为使得当柱塞主体160被完全插入时，引导件172仅在槽138的稍下方，使得柱塞主体160在初始操作阶段期间可以自由地旋转至不同的浓度值(参见图2A)。但是，由于引导件172仅在槽138稍下方，一旦延伸了较短距离，引导件172就会被锁定在所选定的导轨140内。这种定位有利地使得引导件172在设备10b启动之后不久即被锁定。此外，引导件172优选地从管状框架162向外仅延伸足以使其可以与槽138接触、但是不足以使其与位于槽138之间的可变挡块142接触的距离。因此，这样可以使得引导件172在操作期间不受可变挡块142的干扰。

管状框架162可以另外包括闩锁孔174，所述闩锁孔被配置为允许位于启动杆220上的闩锁228(图7)从管状框架162向外突出。闩锁孔174优选地在引导件172的最顶部的正上方居中。如将在以下详细讨论的，在第一位置或“关闭”位置，闩锁228缩回，使得其不会延伸超过引导件172，并且因此不会与可变挡块142(参见图8A)接触。当处于第二位置时，闩锁228从管状框架162向外延伸超过引导件172，使得闩锁228可以与可变挡块140(比如下表面142a)接触，由此防止在闩锁处于第二位置(见图8B)时柱塞主体160进一步延伸。这样，腔室510b可以扩张达到的体积由闩锁228和表面142a限制。在一些实施例中，闩锁孔174可以被放置成使得在初始操作阶段(图2A所示)期间柱塞主体160未正确地定向在计量刻度盘120内的情况下可以防止闩锁228通过计量刻度盘120的导轨140向外延伸进入第二位置或“打开”位置。这样可以有利地防止设备10b在不正确定向时启动。

管状框架162可以另外包括沿其外表面定位的呈切口形式的棘爪槽176。棘爪槽176被配置为接收计量主体122的棘爪144，由此提供用于当棘爪144被接收在其中一个棘爪槽176中时通过提供旋转阻力而确保柱塞主体160正确地定向在计量主体122内的机构。此外，有利地，在将棘爪144接收在棘爪槽176内的每个点处，当柱塞主体160正确地定向在计量主体120内时，设备10b的使用者也可以接收触觉反馈。

继续参考图6，环166可以包括从管状框架162的外表面延伸的环形突起。选择环166可以另外包括选择指示器178，其可以采取位于选择环166上的较小突起的形式。选择指示器178可以对应于位于计量主体122(图5A)上的计量指示器136并且可以与之对准，以指示当柱塞主体160被定向位于与闩锁228和对应表面142a的对准相对应的位置时将会获得的浓度水平。这样的系统可以有利地向装置的使用者提供关于所选浓度水平的容易查看的信息。选择指示器178可以有利地被着色以利于设备10b的使用。

手柄164可以相对于管状框架162的纵向轴线在径向方向上延伸。手柄164可以成形为使得设备10b的使用者可以抓住手柄164并且使用所述手柄以进一步向后伸展柱塞主体160并且从设备10b中伸出，或者进一步将柱塞主体160向前压入设备10b中。手柄164可以另外包括用于接收用于启动开关260的联接机构的孔180。启动开关260由此可以围绕联接机构旋转，以便对位于柱塞主体160内的致动杆220进行操作。

参考图7，示出了启动系统210b的实施例，所述启动系统包括致动杆组件220和启动开关260。致动杆组件220具有大致长形的主体，所述主体具有第一端处的致动销222、第二端处的致动杆224、以及位于中间部分的闩锁运动部分226。致动销222被配置为被接纳在加压腔室410b的壳体420内、并且当处于第二位置或“打开”位置时启动容纳在加压腔室中的气体的释放。

致动杆224被配置为邻接并遵循启动开关260的轮廓表面262(图9)。致动杆224还优选地成形为使得截面轮廓与位于柱塞主体160的手柄164附近的通道169(如图8所示)的顶部中的截面轮廓相匹配。优选地，截面轮廓不是基本上圆形的，使得基本上防止致动杆220在柱塞主体160的通道168内旋转。闩锁运动部分226成形为使得当闩锁228可沿致动杆220的闩锁运动部分226滑动地平移时，闩锁228平移。这样，闩锁228具有孔230，所述孔的截面形状类似于闩锁运动部分226的截面形状。

启动开关260被配置为使致动杆220平移通过柱塞主体160的一部分并且通过加压腔室410b的壳体420以启动加压腔室中所容纳的气体的释放。这样，启动开关260可以包括凸轮，所述凸轮的沿表面的成形轮廓262被配置为与致动杆224接触。启动开关260也可以具有孔264，所述孔被配置为接收销266，使得启动开关260可以围绕销266旋转。在所展示的实施例中，启动开关260被示出处于第一位置或“关闭”位置。在此第一位置，销266与接触致动杆的轮廓表面262之间的距离可以是减小的距离，使得致动杆保持在第一位置或“关闭”位置。

当围绕销266旋转到第二位置或“打开”位置时，销266与接触致动杆224的轮廓表面262之间的距离是增加的距离，由此将致动杆220平移到第二位置或“打开”位置进一步进入加压腔室410b的壳体420。如将在以下相对于图10和图11更详细地描述的，移动到第二位置或“打开”位置可以被配置为释放加压腔室410b中的气体。启动开关260可以优选地是可以保持在第一位置或第二位置而无需使用者将开关保持在所述位置的任何类型的开关。在所展示的实施例中，使用旋转杆。也可以使用其他开关，比如螺钉、闩锁、弹簧加载销或本领域已知的任何其他开关。

参考图8A和图8B，示出了启动系统210b的操作的图示，其包括测量控制系统110b和启动系统210b的一些部件。如此处所示，闩锁228容纳在闩锁孔174内，使得闩锁不能朝向柱塞主体160的前端或后端平移。这样，当致动杆220在向前或后向方向上平移时，闩锁228必须遵循致动杆220的闩锁运动部分226的轮廓。这样，这提供了当启动开关260以及因此致动杆220处于相应的第二位置时闩锁228在第二位置的联接运动的优点。此外，由于闩锁228的运动与另一启动开关260和致动杆220的运动相联接，因此在阻止闩锁228运动到第二位置的情况下也防止启动开关260和致动杆220运动到第二位置。注意，如上所述，当处于第二位置或“打开”位置时，闩锁228可以从柱塞主体160突出，由此限制柱塞主体160的延伸，如图8B所示。

加压腔室和第一压力调节系统

参考图9，示出了包括启动系统210b、混合系统310b的加压腔室410b以及混合系统310b的第一压力调节系统610b的一些部件的实施例。如图所示，加压腔室410b可以具有壳体420，所述壳体具有位于壳体420的第一端附近的环形槽422。环形槽422可以被配置为接收位于柱塞主体160上的保持机构170。壳体420还可以具有位于壳体420的第二端处的柱塞密封件460。柱塞密封件460被配置为提供用于限定混合腔室510b的气密性密封件。

参考图10，是加压腔室410b和第一压力调节系统610b的截面视图。环形槽422位于第一端或后向端，并且圆锥形或截头圆锥形表面424位于第二端或前向端、与柱塞密封件460的形状相对应。壳体420可以另外成形为使得其具有环形突起426和环形槽428，所述环形槽被配置为接收柱塞密封件460的唇部462。此配置有利地确保柱塞密封件460保持连接到壳体420并形成密封以防止容纳在壳体主体420中的任何气体泄漏。柱塞密封件460的唇部462可以紧密地装配在壳体420的环形槽428内以提供增强的密封件。

内部空间430基本上被壳体420封闭，并且可以被分成第一单独部分432和第二单独部分434。呈比如罐436等结构单元形式的第三单独部分可以容纳在壳体420的第二单独部分434中。此罐可以容纳用于混合到混合腔室510b中的气体。在罐中提供气体是有利的，因为其利于设备10b的制造，因为可以允许将罐与加压腔室410b的其他部件单独地制造。在设备10b可重复使用的一些实施例中，罐可以被更换。

罐436具有与致动销222接触的第一端或后向端、以及密封的第二端或前向端437。密封件438在罐436的一端，密封件基本上减少了任何气体从第一单独部分432泄漏到第二单独部分434。这样有利地减小了气体泄漏出致动器孔440和设备10b之外的可能性。

壳体420还可以包括比如弹簧等偏置机构442，其在背离壳体420第二端的方向上在密封件上施加力。在所展示的实施例中，偏置机构442位于第一单独部分432中。这样减小了在没有被使用者启动时罐436移动到第一单独部分432中并且可能释放其中容纳的气体的可能性。此外，偏置机构442还可以提供抵抗启动的反作用力，使得使用者不会意外启动所述装置。偏置机构442可以被配置为施加足够的力，使得在第一操作阶段和第二操作阶段完成并且启动开关160返回到第一位置或“关闭”位置之后，偏置机构442施加足够的力而使得致动杆220返回其第一位置或“关闭”位置，由此使闩锁228返回其第一位置或“关闭”位置。一旦闩锁228返回到其第一位置或“关闭”位置，柱塞主体160的延伸就不再受到限制，并且第三操作阶段可以开始。如果偏置机构442没有在致动杆220上施加足够的力，则进入第三操作阶段可能更加困难。

壳体420还可以具有释放机构444，比如在这个设备10b的实施例中所展示的针头或先导尖头，所述释放机构可以被配置为刺穿罐436的密封的第二端437，以由于通道446轴向延伸穿过释放机构444而通过释放机构444将气体释放到第一单独部分432罐中。由于第一单独部分432中的高压，第一压力调节系统610b可以打开，以允许气体逸出至柱塞密封件460的前部并进入混合腔室510b。在一些实施例中，可以沿着流动路径放置过滤器448，使得异物进入混合腔室510b的可能性降低。在一些实施例中，过滤器448可以被配置为滤出细菌。

柱塞密封件460被配置为通过形成针对混合腔室510b的密封来部分地限定混合腔室510b的可注入体积。柱塞密封件460可以具有大致圆柱形的主体，所述主体具有环形突起464并且在前向端处具有圆锥形或截头圆锥形面466，所述环形突起被配置为与混合腔室510b的内表面接触。截头圆锥面466可以另外包括以圆柱形主体为中心的孔468，所述孔被配置为接收第一压力调节系统610b的部件。此外，主体还可以在后向端上具有由唇部462限定的开口470，所述开口被配置为接收壳体420。

继续参考图10，第一压力调节系统610b的实施例被示出处于第一位置或“关闭”位置。第一压力调节系统610b可以包括：在一端包括多个孔622的阀体620；延伸穿过阀体620的阀杆624，所述阀杆在后端具有被配置为与偏置机构628接触的座部626、并且在前端具有被配置为与密封环632接触的头部630。

在操作期间，偏置机构628可以在后向方向上对座部626施加偏置力，使得头部630抵靠密封环632和阀体620偏置，由此减少或防止气体流过阀体620并最终进入混合腔室510b。由于偏置机构628的定向，第一压力调节系统610b保持关闭，直到加压腔室410b内的压力超过阈值。可以通过改变压缩偏置机构628所需的力的大小来配置此阈值。

参考图11，第一压力调节系统610b的实施例被示出为处于“打开”位置，其中加压腔室410b内的压力超过混合腔室510b内的压力。在一些优选的实施例中，压力差很大。由于此压力差，在阀部件上施加足够的力而导致将要克服偏置机构628，由此允许气体从阀体620流出并进入混合腔室510b。

由于设备10b的多个操作阶段，这种配置对于第一压力调节系统610b是有利的。在至少一部分第二操作阶段以及第一操作阶段期间，压力差使阀保持打开。但是，一旦压力差不足以超过阈值，则阀将保持在关闭位置，以防止任何其他气体流入混合腔室并可能破坏所计算出的压力/浓度。

参考图12，示出了混合腔室510b的实施例，其包括注射器主体520、第二压力调节系统710b以及上述系统的多个不同的部件。注射器主体520可以是圆柱形主体，并且可以包括后端处的孔522以及前端处的螺纹喷嘴524。注射器主体还具有被配置为与计量装置120接合的凸缘526。混合腔室510b可以由注射器主体520的内壁和柱塞密封件460来限定。此外，注射器主体可以沿着其外表面包括对应于选定浓度的指示器528。这些指示器528可以有利地向使用者提供所选浓度的视觉确认。

参考图13，示出了第二压力调节系统710b的实施例，其包括阀体720，所述阀体可以包括球722、偏置机构724、座部726以及密封机构728。第二压力调节系统710b还可以包括第二偏置机构730和销致动器732。

阀体720可以在注射器主体520的喷嘴524附近的内部空间734内平移。在一些实施例中，由于第二偏置机构730，阀体720平移，使得阀体720的凸缘735压靠喷嘴524的内唇736。此外，偏置机构724可以密封并阻止流过阀体720，直到在球722上施加足够的力以克服偏置力。当混合腔室510b与大气之间的压力差超过阈值时，会发生这种情况。

在操作期间，由于容纳在混合腔室510b中的增加的压力，导致第二压力调节系统710b在第一操作阶段和第二操作阶段期间打开。一旦压力差不足以使阀体720打开，则第二操作阶段完成，并且使用者可以前进至第三操作阶段。

参考图14，过滤器760附接到第二压力调节系统710b的出口。过滤器760具有第一开口端762、第二开口端766以及位于它们之间的过滤元件768，所述第一开口端具有凸缘764，所述凸缘被配置为与螺纹喷嘴524的内部上的螺纹接合。这样，气体可以在第一开口端762至第二开口766之间的两个方向上通过并且在此过程中被过滤。

在一些实施例中，第一开口端762的内表面在第二开口端766的方向上逐渐变细，使得形状对应于阀体720的形状。当附接件760被拧入螺纹喷嘴524中时，附接件760朝向注射器主体520的后端抵抗第二偏置机构730的偏置力而与阀体720接合并且使阀体720平移。这样致使球722与销致动器732接触，由此致使球从阀体720的内表面移开而由此使得气体在任一方向上流过阀体720。这种配置可以使得混合腔室510b在环境压力下进一步扩张并且用于对吸入混合腔室510b中的空气进行过滤。因此，在此位置，可以执行第三操作阶段。一旦第三操作阶段完成，就可以移除过滤器760。由于第二偏置机构730的力，阀体720可以平移远离销致动器732，使得阀体720保持关闭，直到使用者例如通过对用于将治疗性气体注入患者体内的注入针头进行附接而决定使用混合腔室510内的治疗性气体为止。

测量控制系统和启动系统的实施例

图15-31展示了所述设备的测量控制系统的部件的另外的实施例。

图15A和图15B示出了计量刻度盘820的实施例，所述计量刻度盘可以被配置为允许装置的使用者选择用于可注入体积的流体浓度。类似于其他实施例，计量刻度盘820可以包括两个部件，比如计量主体822以及可以可移除地附接到计量主体822的计量盖824。

继续参考图15A和图15B，计量主体822可以具有大致圆柱形的构件830，其具有位于计量主体822的顶部部分的凸缘832。计量主体822可以包括通道834，所述通道基本上在圆柱形构件830上居中并且在整个计量主体822上延伸。在一些实施例中，比如图15A所展示的，大致圆柱形的构件830可以包括附加表面特征，比如直径增大的部分831，其可以潜在地键接到其所插入的装置中。

与计量刻度盘或类似计量机构的其他实施例一样，此实施例还可以包括沿计量主体820的表面定位的计量指示器836。在此示出的实施例中，计量指示器836位于凸缘832的顶部表面上，但是可以使用任何其他可见位置，比如沿着凸缘832的周边部分。在所展示的实施例中，计量指示器836示出了18、19、20、21和22的一系列数字，其对应于可以在组件的可注入体积中产生的六氟化硫(SF₆)的浓度。

与计量刻度盘和其他计量机构的其他实施例一样，计量主体822可以具有槽838、导轨840以及对应于计量指示器836的可变挡块。

计量刻度盘820的所展示的实施例的可变挡块的操作可以类似于计量刻度盘和计量机构的其他实施例的操作。可变挡块可以被配置为与容纳在柱塞主体860内的部件(比如闩锁928或类似的突出结构)相互作用，以在至少一些操作阶段期间控制可注入体积的腔室的扩张。在一些实施例中，可变挡块可以通过在不同阶段期间限制柱塞主体860的向后延伸来执行此任务。这样，可变挡块根据挡块所对应的浓度而延伸不同的距离。

参考图16，示出了柱塞主体860的实施例，其可以包括大致管状的框架862、在柱塞主体860的一端处的手柄864、位于它们之间的选择器构件866，以及在管状框架862上居中的通道868，所述通道可以在柱塞主体860的整个长度上延伸或者可以在管状框架862的长度的至少一部分上延伸。管状框架862可以被配置为在计量刻度盘的通道内可滑动地平移和可滑动地旋转。

继续参考图16，管状框架862可以包括闩锁孔874，所述闩锁孔被配置为允许位于启动杆920上并容纳在通道868内的闩锁928从管状框架862向外突出。如所展示的实施例中所示，闩锁孔874可以在防护罩872的最上方部分的正上方居中。在其他实施例中，闩锁孔874也可以沿着管状框架862位于不同的位置，并且在使用多个闩锁的情况下可以包含一个以上的闩锁孔。

如以下更详细地描述的，在第一位置、“初始”位置或“预启动”位置，闩锁928的尺寸可以设定为没有延伸超过防护罩872，并且因此不与可变挡块或类似结构接触。当处于第二位置或“打开”位置时，闩锁928可以从管状框架862向外延伸超过防护罩872，使得闩锁928可以与可变挡块或类似结构接触，由此防止或显著减小当闩锁处于第二位置时柱塞主体860进一步伸展的可能性。

继续参考图16、图25a和图25b，启动开关960可以被配置为使致动杆920通过柱塞主体860朝向第一壳体构件1020平移，以启动用于释放容纳在其中的气体的机构。这样，像其他实施例的启动开关一样，启动开关960可以是凸轮，所述凸轮具有沿着表面定位的被配置为与致动器主体922接触的成形轮廓962。启动开关960可以另外包括孔964，所述孔被配置为接收销，使得启动开关960可以围绕销旋转。本领域技术人员应当理解，启动开关960可以优选地是可以保持在第一位置、第二位置或更多位置而无需使用者将开关保持在所述位置的任何类型的开关。在所展示的实施例中，使用旋转杆。也可以使用其他开关，比如螺钉、闩锁、弹簧加载销或本领域已知的任何其他开关。

参考图18，启动开关960被示出处于第一位置、“初始”位置或“预启动”位置。例如，这可以是在第一操作阶段之前的位置。在此第一位置，销966与和致动器主体922接触的轮廓表面962之间的距离可以是第一距离，使得致动器主体922位于距柱塞主体860的管状框架862的端部第一距离处。

如图19所示，在一些实施例中，启动开关960可以朝向更为竖直地定向的位置、即第二位置或“打开”位置旋转，其中从销966到与致动器主体922接触的轮廓表面962的距离可以是第二距离，使得致动器主体922位于距柱塞主体860的管状框架862的端部第二距离处。这可以对应于在第一操作阶段和第二操作阶段期间的启动开关960的位置。在一些实施例中，第二距离可以大于第一距离。如将关于图25-27更详细地描述的，这样可以致使致动器主体922朝向加压腔室的第一壳体构件1020平移。这种平移可以启动释放容纳在加压腔室内的流体或气体。

如图20所示，在一些实施例中，启动开关960也可以朝向更为水平地定向的位置、即第三位置或“关闭”位置旋转，其中从销966到与致动器主体922接触的轮廓表面962的距离可以是第三距离，使得致动器主体922位于距柱塞主体860的管状框架862的端部第三距离处。这可以对应于将可注入体积注入到患者体内之前的第三操作阶段和/或最终阶段。此第三距离可以小于或等于第一距离和/或第二距离。在一些实施例中，朝向第三位置的旋转可以致使致动器主体922平移远离加压腔室的第一壳体构件1020，使得没有流体或气体从加压腔室释放。

可选地，可以包括互锁机构以控制和限制启动开关960的运动。

参考图21-23，示出了启动系统的实施例的操作。如所展示的实施例中所示、并且与其他实施例类似，闩锁928可以容纳在闩锁孔874内，使得闩锁不能朝向柱塞主体860的前端或后端平移。在这样的实施例中，当致动杆920在向前或后向方向上平移时，闩锁928被配置为遵循致动杆920的闩锁运动部分926的轮廓。

图21示出了处于第一位置、“初始”位置或“预启动”位置的实施例。如在此所示的，闩锁928可以被定位成使得其充分地从柱塞主体860向外突出，使得如果向后延伸，则闩锁928将与位于计量主体922上的可变挡块接触并且防止任何进一步的延伸。在其他实施例中，当处于第一位置时，闩锁928可以被配置为不从主体860向外突出以防止这种延伸。当移动到第二位置或“打开”位置时，如图22所示，闩锁928可以从柱塞主体860充分向外突出，使得闩锁928可以与位于计量刻度盘820上的可变挡块或类似结构接触，由此防止任何进一步的向后延伸。如图23所展示的，当旋转到第三位置或“关闭”位置时，闩锁928可在闩锁孔874内充分缩回，使得闩锁928不再与位于计量刻度盘820上的可变挡块或类似结构接触，由此允许柱塞主体860进一步向后延伸。

继续参考图21-23，比如棘爪的棘轮构件886可以附接到柱塞主体860。棘轮构件886可以被铰接，并且被配置为使得棘轮构件886可移动地变形并在变形期间提供阻力。棘轮构件886可以对应于位于柱塞主体计量刻度盘820上的特征(比如图15b中的切口842)以促进与所选浓度有关的正确定向。为了允许棘轮构件886向内变形，致动器主体924可以包括凹部或凹口980。此凹部980可以被配置为仅允许棘轮构件886在第一位置和第三位置向内变形，而棘轮构件886在处于第二位置时被限制向内变形。这样可以提供减少在装置操作期间柱塞主体860可以旋转的可能性的手段。

加压腔室的实施例

参考图24-25B，示出了加压腔室的实施例以及启动系统的部件。如图所示，加压腔室可以具有两部分式壳体，所述壳体具有可相对于彼此平移的第一壳体构件1020和第二壳体构件1022。如所展示的实施例中所示，两个构件1020、1022可以具有大致圆柱形的形状，使得两个构件1020、1022的一些部分或所有部分都可以被接收在柱塞主体860的通道868内。在一些实施例中，两个构件1020、1022可以彼此分离，以允许两个构件1020、1022自由地平移。在其他实施例中，两部分式壳体可以被附接，同时仍然允许构件1020、1022相对于彼此平移。这种附接可以用于增加两个构件1020、1022的稳定性。

如所展示的实施例中所示、并且与加压腔室的其他实施例类似，环形槽1024可以位于第二壳体构件1022上。在所展示的实施例中，环形槽1024位于与第一壳体构件1020相反的一端，然而可以选择其他可能的位置。环形槽1024可以设定尺寸、并且被配置为容纳柱塞主体860的保持翼部870(图25A所示)，从而允许使用卡扣配合连接将第二壳体构件1022紧固到柱塞主体860。为了有利于将第二壳体构件1022插入柱塞主体860的通道868中，所插入的端部可以稍微变细。在一些实施例中，第二壳体构件1022可以可移除地附接到柱塞主体860，由此允许替换容纳在其中的某些部分。例如，在一些实施例中，储存构件1030或罐可以被容纳在两部分式壳体内。两部分式壳体还可以具有柱塞端1060，所述柱塞端带有比如橡胶O形圈等柱塞密封件1061，所述柱塞密封件被配置为与注射器主体1120密封接触并且形成用于限定腔室以容纳可注入体积的密封件，这样的腔室可能用作混合腔室。可以在柱塞端1060周围使用其他类型的密封构件以形成这种密封。

图25A和图25B是当所述设备处于第一位置、“初始”位置或“预启动”位置时图24所示的实施例的截面视图。如在图25B更清楚地展示的，在第一位置，杆偏置构件924(比如螺旋弹簧)可以与致动器主体922和第一壳体构件1020接触；然而，致动器主体922可以不与第一壳体构件1020直接接触。在第一位置，杆偏置构件924可以在前向方向上在第一壳体构件1020上施加力，并且在后向方向上在致动器主体922上施加力，使得致动器主体922保持与启动开关960接触。在此位置，当第一壳体构件1020试图朝向第二壳体构件1022平移时，施加在第一壳体构件1020上的前向力可以使第一壳体构件1020向容纳在其中的储存构件1030施加力。优选地，在第一位置，由于储存构件1030中所容纳的机构(如将在图28-29中进一步详细讨论的)，第一壳体构件1020施加在储存构件1030上的力将不足以使储存构件1030朝向第二壳体构件1022平移。这样，当处于第一位置时，容纳在储存构件1030内的任何气体或流体将保持容纳在储存构件1030内。

图26A和图26B是当设备处于第二位置或“打开”位置时图24所示的实施例的截面视图。如在图26B中更清楚地展示的，当处于第二位置时，致动器主体922和杆偏置构件924均可以与第一壳体构件1020直接接触。由于这种直接接触，可以在第一壳体构件1020施加更大的力，使得第一壳体构件1020可以在前向方向上平移，由此使得储存构件1030在前向方向上平移。然后，储存构件1030的这种前向平移可以启动从储存构件1030释放气体。在其他实施例中，致动器主体922不需要与第一壳体构件1020直接接触，因为在这样的实施例中，由于杆偏置构件924的压缩而由杆偏置构件924施加的力的增加可以足以使得第一壳体构件1020在前向方向上平移以导致启动从储存构件1030释放气体。

图27A和图27B是当设备处于第三位置或“关闭”位置时图24所示的第二实施例的截面视图。如图27B所示，当处于第三位置时，致动器主体922与第一壳体构件1020接触。此外，在一些实施例中，由于销966与轮廓表面962之间的距离减小，由杆偏置构件924在后向方向上施加在致动器主体922上的力可以使得致动器主体922朝向轮廓表面962平移，使得致动器主体922保持与启动开关960接触。杆偏置构件924的这种扩张导致杆偏置构件924施加在第一壳体构件1020上的力减小。由于这种减小的力以及由于位于储存构件1030或罐内的其他机构，储存构件1030可以恢复到关闭状态，由此防止任何其他气体释放到腔室中以容纳可注入体积，所述腔室也可以用作混合腔室。

图28是加压腔室的实施例的截面视图。第一壳体构件1020和第二壳体构件1022具有容纳在其中的容纳比如气体等流体的储存构件1030或罐(比如微圆柱体)。在一些实施例中，第二构件1022在与第一构件1020相对的一端具有形成柱塞端1060的圆锥形或截头圆锥形表面。在一些实施例中，第二构件1022和柱塞端1060形成整体单元。柱塞端1060可以具有环形槽，所述环形槽被配置为接收柱塞密封件1061(比如橡胶O形圈)以形成用于可注入体积的腔室，所述腔室也可用作混合腔室。

第一壳体构件1020可以包括被配置为接触并接收储存构件1030的第一端的凹入部分1026或凹口部分。凹入部分1026的形状应优选地对应于储存构件1030的第一端的形状。在其他实施例中，第一壳体构件1020可以不包括凹入部分1026。第二壳体构件1022可以包括内部空间1028，所述内部空间被设定尺寸并且被配置为接收储存构件1030的第二端。在一些实施例中，内部空间1028可以包括与储存构件1030的第二端接触的壳体密封件1029。在一些实施例中，壳体密封件1029产生足够的密封，使得几乎没有气体向后泄漏穿过内部空间1028。在一些实施例中，内部空间1028还可以在储存构件1030周围提供总体上紧贴的配合，以确保储存构件1030通常仅在前向方向和后向方向上平移。这样有利地减小了储存构件1030的第二端与壳体密封件1029之间的密封被破坏的可能性。

继续参考图28，比如所展示的罐或微圆柱体等储存构件1030可以包括主体部分1040和头部1042。如所展示的实施例中所示，主体部分1040可以具有带有半球形的第一端的大致圆柱形的形状。主体部分1040与头部1042结合可以形成内部空间1041，以在可以与大气气体不同的第一压力和浓度下容纳比如呈气态的气体或呈液体形式的流体或两者的组合。例如，此类气体可以包括但不限于可膨胀气体、眼科气体(比如SF₆、C₃F₈、C₂F₆或类似气体)、推进剂气体(比如CO₂)、制冷剂气体(比如N₂O)以及其他各种类型的气体。可以选择内部空间1041的尺寸，使得在所述体积内可以容纳单位剂量或一次性剂量。可以为主体部分1040选择其他形状。

头部1042可以具有大致管状的形状，其外径与主体部分1040的内径相匹配。头部1042可以具有内部通道和凸缘1044。如所展示的实施例中所示，头部1042的第一端可以具有直径与通道直径相匹配的开口，并且头部的第二端可以具有直径小于通道直径的开口1046。在一些实施例中，主体部分1040和头部1042可以是稍后附接的单独部件。这样潜在地有利地允许在组装之前对头部1042的内部部件进行组装。一旦所有部件组装在头部1042内，就可以将头部1042接纳在主体部分1040内、并且使用比如粘合剂、焊接等装置和机制来紧固头部。在一些实施例中，比如图28所示，凸缘1044可以邻接主体部分1040并且沿此表面粘附或焊接。在其他实施例中，主体部分1040和头部1042可以形成整体单元。

头部1042可以容纳储存构件压力调节系统，所述系统可以形成第一压力调节系统的一部分并且可以在通道内采取内部阀机构的形式。内部阀机构可以包括保持环1048、阀座1050、内部偏置构件或机构1052(比如弹簧)、阀活塞1054以及活塞密封件1056。保持环1048可以放置在位于头部1042上的环形槽1058内。保持环1048可以由弹性材料制成，使得保持环可以在装配到槽1058中之前变形。阀座1050可以放置在保持环1048与头部1042的第二端之间。在一些实施例中，阀座1050可以是外径大约等于头部1042的内径的环。

阀活塞1054可以具有大致圆柱形的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的外径可以被选择为大约等于头部1042的内径。如所展示的实施例中所示，阀活塞可以包括被配置为接收活塞密封件1056的环形槽、沿着活塞的周边定位的流体路径1055或通道、以及突起1057。流体路径1055可以被配置为允许流体在阀活塞1054与头部1042之间穿过。在所展示的实施例中，总共包括四个流体路径；但是，可以使用更少或更多的流体路径。在一些实施例中，突起1057可以是具有与开口1046的直径相对应的较小直径的圆柱形构件。突起1057可以被配置为装配在开口1046内。在一些实施例中，突起1057可以与头部1042的端面齐平。在其他实施例中，突起1057可以凹入开口内或延伸超过端面。偏置机构1052可以放置在阀座1050与活塞1054之间以在前向方向上在阀活塞1054上施加力，使得在活塞密封件1056与头部1042之间形成密封。在其他实施例中，可以使用其他类型的阀设计，比如球阀、提升阀或本文中提及或本领域已知的任何其他阀。

在一些实施例中，内部偏置机构1052可以被配置为使得当启动开关处于第一位置或“预启动”位置时，内部阀机构将不会由于施加到其上的任何力(比如由于杆偏置机构924经由第一壳体构件1020施加到储存构件1030上的力)而打开。在一些实施例中，内部偏置机构1052可以被配置为使得当启动开关处于第二位置或“打开”位置时，内部阀机构将由于施加到其上的力而打开。在一些实施例中，内部偏置机构1052可以被配置为使得当启动开关处于第三位置或“关闭”位置时，内部阀机构将不会由于施加到其上的任何力(比如由于杆偏置机构924经由第一壳体构件1020施加到储存构件1030上的力)而打开。

在一些实施例中，储存构件1030可以包括集成在储存构件1030的比如头部1042等部分中的比如过滤器等其他结构。储存构件1030可以包括放置在头部1042上和开口1046上的膜或其他密封结构以提供附加密封，这样可以有利地延长储存构件1030的使用寿命。膜或密封结构可以被比如销1059等突出构件或任何其他类似的释放机构刺穿。在一些实施例中，释放机构可以是例如被称为“玻璃原料”的多孔材料。储存构件1030还可以包括附加阀构件，其可以用作安全阀以减小在储存构件1030内所包含的压力超过某些操作极限的情况下发生破裂的可能性。储存构件1030还可以被配置为以受控的方式破裂以减少严重故障的可能性。

在一些实施例中，储存构件1030以及比如内部阀等内部部件由既小又轻的材料制成。所述材料也可以是柔性的。在一些实施例中，可以选择储存构件1030的材料和尺寸，使得储存构件1030阻止气体扩散穿过储存构件1030的壁。这样可以在其中容纳气体时提供增加储存构件1030的储存寿命的优点。在一些实施例中，储存构件1030从主体1040的最后端到头部1042的最前端的长度的范围可以是从大约15mm至大约65mm、从大约20mm至大约45mm、以及从大约25mm至大约35mm，比如29mm。在一些实施例中，主体1040的外径的范围可以从大约4mm至大约25mm、从大约6mm至大约20mm、以及从大约8mm至大约15mm，比如9.5mm。在一些实施例中，不包括凸缘部分的头部1042的外径的范围可以从大约2mm至大约20mm、从大约4mm至大约15mm、以及从大约6mm至大约10mm，比如7.5mm。

继续参考图28，可以用作释放机构的销1059可以位于通道1062内。释放机构1059可以在阀活塞1054的突起1057上基本上居中并且直径与开口1046的直径相匹配，并且可以限定贯通的通路(未示出)。如图29所示，在操作期间，当储存构件1030在前向方向上朝向释放机构1059平移时，释放机构1059保持静止，使得释放机构1059可以使阀活塞1056从头部1042脱离，由此允许流体从储存构件1030流出、经过路径1055和释放机构1059、并且穿过通道1062，在此处流体可以最终流入用于可注入体积的腔室(比如混合腔室)。在一些实施例中，释放机构1059可以包括内部通道或外部通道，或者可以由多孔材料制成，使得释放机构1059本身用作流动穿过通道1062的流体的初级过滤机构。在一些实施例中，可以在释放机构1059与通道1062的端部之间或在任何其他位置处添加过滤器以滤出材料。

参考图30-32，展示了手术套件2c的另外的实施例，其包括具有气体混合装置10c的容器4c。气体混合装置10c可以包括以上参考气体混合装置10、10a和10b描述的相同或相似的部件，除了以下指出的内容以外。

混合装置10c可以包括用于可注入体积的腔室(比如混合腔室)，其可以包括注射器主体1120、可以形成第二压力调节系统的一部分的注射器压力调节系统、以及上述系统的多个不同的部件。注射器主体1120可以具有圆柱形主体以及前端处的鼻部1122。

在一些实施例中，可以包括压力调节系统的多个部件的螺纹喷嘴1124可以可移除地附接到注射器主体1120的鼻部1122。这样可以有利地通过允许压力调节系统在与注射器主体1120合并之前被组装在较小的喷嘴1124内而有利于设备的组装。可以使用比如螺钉、粘合剂、卡扣配合、焊接等多种紧固装置和手段将喷嘴1124附接到鼻部1122。可以通过注射器主体1120的内壁和柱塞密封件1061来限定用于可注入体积的腔室。此外，与注射器的其他实施例一样，注射器主体1120还可以包括沿其外表面与选定浓度相对应的指示器、以及在主体1120的后端处的被配置为附接到计量刻度盘的凸缘。可选地，手术套件2c可以包括连接到过滤装置760c的761c的流量限制器1300。

继续参考图30-32，示出了注射器压力调节系统的实施例，其包括阀体1220、阀端1222、阀活塞1224、活塞密封件1226、活塞偏置构件或机构1228、阀偏置构件或机构1230、以及阀端密封件1232。类似于压力调节系统的其他实施例，阀体1220和阀端1222可以在螺纹喷嘴1124内滑动平移。

在第一位置，比如在图32所展示的位置，由于由阀偏置构件1230在前向方向上施加在阀体1220和阀端1222上的力，阀端1222可以抵靠螺纹喷嘴1124的肩部1234搁置。在第一位置，阀活塞1224和阀密封件1226可以形成密封并且限制或阻止流体穿过阀体1220。然而，当用于可注入体积的腔室中的压力增加到超过阈值以克服由活塞偏压构件1228施加的偏置力时，阀活塞1224可以抵抗由活塞偏置构件1228施加的力而在前向方向上平移，并且流体可以穿过阀体1220和阀端1222并进入大气。一旦压力减小回到阈值，则力的平衡允许阀活塞1224和阀密封件1226再次与阀体1220密封接触。

在第二位置，阀体1220和阀端1222可以在后向方向上抵靠阀偏置构件1230平移。例如，这样可以通过在后向方向上在阀端1222上施加力来实现。在第二位置，阀活塞1224与注射器主体1120的内部突出构件1126之间的接触可以导致阀活塞1224相对于阀主体1220和阀端1222在后向方向上移动，使得阀活塞1224不再与阀体1220密封接触。在一些实施例中，这样可以允许流体流入和流到用于可注入体积的腔室。在一些实施例中，当管道过滤器760c被螺纹连接到螺纹喷嘴1124上时，压力调节系统可以被迫进入第二位置。其他类型的附接件(比如旋塞阀、阀、管等)也可以附接到螺纹喷嘴1124。

参考图32-35，流量限制器1300c可以呈被配置为与过滤装置760c的出口761c接合的盖的形式。例如，流量限制器1300c可以包括被配置为与出口761c的内表面上的螺纹接合的螺纹端1032。另外，流量限制器1300c可以包括可选的手指抓握部1304，其被配置为有利于用手指进行抓握，以便易于在戴着手术手套时移除流量限制器1300c。

流量限制器还可以包括流量限制端口1306。在一些实施例中，端口1306的最小直径可以小于出口761c(图30)的出口开口1308的最小直径。因此，出口端口1306的最小截面面积可以小于出口开口1308的最小截面面积。这样，如以上参考图1A所描述的以及流量限制器1300c。继续参考图30，在操作时，可以将混合装置10c包装在形成手术套件2c的容器4c中。与其他混合装置10、10a、10和10b一样，可以将混合装置10c包装在容器4c中(而过滤装置760c则以无菌状态附接)，并且可选地还可以包括流量限制器1300。

在使用中，从业者或其他使用者可以从预先附接有过滤器760c的包装物4c中取出混合装置10c。然后，使用者可以将治疗性气体和/或其组分供应到装置10c的混合腔室中，这样将使柱塞1061沿远离过滤装置760c的方向移动(如图30所示)，直到柱塞1061已经移到将会提供所需混合气体浓度的所需体积的治疗性气体相对应的位置。在柱塞1061已经移动到预期位置之后，过量的治疗性气体可以通过过滤装置760c排出。这样，因为过滤装置760c被预先附接到混合装置10c，所以任何未过滤的大气空气都不会滞留在过滤装置760c的过滤构件763与柱塞1061之间的任何敞开体积中。因此，在通过此过滤装置760c排出治疗性气体期间，在过滤构件763的上游侧不会捕获污染物、异物或不期望的气体。

在混合腔室中容纳所需量的治疗性气体或其组分之后，使用者可以进一步手动地使柱塞1061在远离过滤装置760c的方向上移动并且由此吸入大气空气穿过过滤装置760c的出口761c、穿过过滤构件763并进入混合腔室。这样，过滤构件763可以滤出任何微粒、异物或不期望的气体并且防止其进入混合腔室。在混合腔室扩张到所需体积并且由此形成所需治疗混合物浓度之后，可以移除过滤装置760c，并且可以在其位置连接另外的递送装置。例如，可以附接皮下注射针头代替过滤装置760c以递送治疗性气体。

如上所述，混合装置10c可以可选地在预先附接有流量限制器1300c的情况下包装在容器4c中。使流量限制器1300c预先附接提供了可选的附加益处，即在排出过量气体期间提供附加背压，由此可以有助于确保在注射器主体1120中将柱塞1061推动完全抵靠用于对预定体积的治疗性气体或治疗性气体组分进行限定的任何限制装置。

在一些实施例中，加压腔室可以在设备外部。在这样的实施例中，加压腔室可以是容纳呈液体或气态(或组合)形式的气体的箱或其他罐。在一些实施例中，箱可以经由管或其他机构附接到螺纹喷嘴。螺纹喷嘴与管之间的连接可以导致位于设备上的压力调节系统被迫打开，由此将来自箱的气体输入腔室中。在一些实施例中，可以在第一操作阶段期间执行从箱引入气体。这样，来自箱的气体可以用气体对设备进行填充，直到所述设备达到所配置的第一体积。在一些实施例中，箱可以具有调节器，使得在调节压力下用气体对所述设备进行填充。然后可以从螺纹喷嘴移除连接，使阀正常工作。在一些实施例中，由于气体可以处于比大气空气更高的压力下并且可以超过压力调节系统的阈值，因此可以从系统中排出或放出气体，直到在设备中达到配置压力。一旦在设备中达到配置压力，则可以按与上述实施例中相似的方式来完成其余操作阶段。

前面的描述是具有根据本发明的某些特征、方面和优点的用于混合和/或注入气体的设备和方法的描述。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以对上述气体混合物设备和方法进行各种改变和修改。因此，例如，本领域技术人员将认识到，本发明可以按实现或优化本文所教导的一个优点或一组优点的方式来实施或执行，而不必实现本文可以教导或提出的其他目的或优点。另外，虽然已经详细示出和描述了本发明的许多变体，但是基于本披露，在本发明范围内的其他修改和使用方法对于本领域技术人员而言是显而易见的。可以想到，可以对实施例的特定特征和方面进行多种不同的组合或子组合，并且仍然落入本发明的范围内。因此，应当理解，所披露的实施例的多种不同的特征和方面可以彼此组合或替代，以便形成所披露的气体混合物设备的变化模式。

Claims (20)

1.一种用于向患者递送治疗性气体的手持式气体注入器，包括：

具有出口的注射器主体；

柱塞，所述柱塞可滑动地设置在所述注射器主体中，并且与所述注射器主体一起在所述注射器主体内限定第一腔室；

第二腔室，所述第二腔室设置在所述注射器主体和所述柱塞中的至少一者内，所述第二腔室包括：

内部体积，所述内部体积至少容纳第一流体，所述第一流体的浓度与大气空气中的浓度不同并且压力大于周围大气空气的压力；

在所述第二腔室的第一端处的开口；和

第一阀机构，所述第一阀机构位于所述第一端附近，所述第一阀机构被配置为密封所述开口；

在所述第二腔室与所述第一腔室之间的通道和孔；

启动系统，所述启动系统可操作地联接到所述第二腔室，所述启动系统被配置为致使所述第一流体从所述第二腔室通过所述通道释放到所述第一腔室中；

可调体积限制器，所述可调体积限制器被配置为将所述柱塞的运动限制到与所述第一腔室的多个体积相对应的多个用户可选择的位置；

过滤器，所述过滤器具有连接到所述注射器主体的出口的第一端、具有过滤器孔口的第二端、以及设置在所述第一端与所述第二端之间的过滤元件；和

流量限制器，所述流量限制器可移除地连接至所述过滤器孔口并且具有限制器孔口，所述限制器孔口小于所述过滤器孔口并且用于限制流体从所述第一腔室流动穿过所述过滤器孔口，因此产生对抗流体从所述第一腔室流动穿过所述过滤器孔口的附加背压，从而增大了使所述柱塞运动并由此在所述第一流体从所述第二腔室释放到所述第一腔室中时使所述第一腔室扩张的力。

2.如权利要求1所述的手持式气体注入器组件，其中所述过滤器可移除地连接到所述注射器主体。

3.如权利要求1所述的手持式气体注入器组件，其中所述流量限制器包括内腔，所述内腔具有被配置为从所述过滤器孔口接收流体的第一端、以及包括所述限制器孔口的第二端，其中所述内腔在所述第一端与所述第二端之间逐渐变细。

4.一种手持式气体注入器组件，包括：

具有出口的注射器主体；

柱塞，所述柱塞可滑动地设置在所述注射器主体中，并且与所述注射器主体一起在所述注射器主体内限定第一腔室；

可调体积限制器，所述可调体积限制器被配置为将所述柱塞的运动限制为与所述第一腔室的多个体积相对应的多个用户可选择的位置；

过滤器，所述过滤器具有连接到所述注射器的出口的第一端、以及具有过滤器孔口的第二端；和

流量限制器，所述流量限制器可移除地连接到所述过滤器孔口并且具有限制器孔口，所述限制器孔口小于所述过滤器孔口并且被配置为限制流体从所述第一腔室流动穿过所述过滤器孔口。

5.如权利要求4所述的手持式气体注入器组件，进一步包括填充机构，所述填充机构被配置为将第一流体引导到所述第一腔室中，其中所述流量限制器被配置为限制流体从所述过滤器孔口流出，以便产生抵抗流体从所述过滤器孔口流出的附加背压。

6.如权利要求4所述的手持式气体注入器组件，其中所述过滤器可移除地连接到所述注射器主体。

7.如权利要求4所述的手持式气体注入器组件，其中所述流量限制器包括内腔，所述内腔具有被配置为从所述过滤器孔口接收流体的第一端、以及包括所述限制器孔口的第二端，其中所述内腔从所述第一端的较大尺寸逐渐变细到所述第二端的较小尺寸。

8.如权利要求4所述的手持式气体注入器组件，进一步包括具有第一位置和第二位置的阀机构，所述阀机构被配置为当处于所述第一位置时禁止来自所述第一腔室的流体，而当处于所述第二位置时允许流体从所述第一腔室流出。

9.一种手持式气体注入器组件，包括：

注射器主体，所述注射器主体包括端壁以及连接到所述端壁的出口；

柱塞，所述柱塞可滑动地设置在所述注射器主体中，并且与所述注射器主体一起在所述注射器主体内并在所述柱塞与所述端壁之间限定第一腔室，所述柱塞设置在所述注射器主体的端壁处，使得所述第一腔室包括能够通过所述柱塞的运动来限定的最小体积；以及

过滤器，所述过滤器具有连接到所述注射器的出口的第一端、以及具有过滤器孔口的第二端。

10.如权利要求9所述的手持式气体注入器组件，进一步包括可调体积限制器，所述可调体积限制器被配置为将所述柱塞的运动限制到与所述第一腔室的多个体积相对应的多个用户可选择的位置。

11.如权利要求9所述的手持式气体注入器组件，另外包括流量限制器，所述流量限制器可移除地连接到所述过滤器孔口、并且被配置为限制流体从所述第一腔室流动穿过所述过滤器孔口，其中所述流量限制器包括限制器孔口，所述限制器孔口小于所述过滤器孔口。

12.如权利要求11所述的手持式气体注入器组件，进一步包括填充机构，所述填充机构被配置为将第一流体引导到所述第一腔室中，其中所述流量限制器被配置为限制流体从所述过滤器孔口流出，以便产生抵抗流体从所述过滤器孔口流出的附加背压。

13.如权利要求9所述的手持式气体注入器组件，其中所述过滤器可移除地连接到所述注射器主体。

14.如权利要求10所述的手持式气体注入器组件，其中所述流量限制器包括内腔，所述内腔具有被配置为从所述过滤器孔口接收流体的第一端、以及包括所述限制器孔口的第二端，其中所述内腔在所述第一端与所述第二端之间逐渐变细。

15.如权利要求9所述的手持式气体注入器组件，进一步包括阀机构，所述阀机构被配置为在第一位置与第二位置之间运动，所述阀机构被配置为当处于所述第一位置时禁止流体从所述第一腔室流出，而当处于所述第二位置时允许流体从所述第一腔室流出。

16.如权利要求15所述的手持式气体注入器组件，其中所述阀机构包括阀体、活塞、密封件、阀偏置构件以及内部突出构件。

17.如权利要求15所述的手持式气体注入器组件，其中所述过滤器可移除地连接到所述注射器主体，所述过滤器被配置为当联接到所述注射器主体时与所述阀机构接合，以便使所述阀机构从所述第一构型转变到所述第二构型。

18.如权利要求9所述的手持式气体注入器组件，进一步包括第二腔室，所述第二腔室包括内部体积，所述内部体积至少容纳第一流体，所述第一流体的浓度与大气空气中的浓度不同并且压力大于周围大气空气的压力。

19.如权利要求18所述的手持式气体注入器组件，其中所述第二腔室包括在第一端处的开口以及位于所述第一端附近的内部阀机构，所述内部阀机构用于密封所述开口。

20.如权利要求19所述的手持式气体注入器组件，其中所述内部阀机构包括活塞、密封件以及偏置构件，所述内部阀机构被配置为至少在启动所述组件之前密封所述开口。

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