技术领域
[0001] 本
发明总体上涉及用于无针注射的系统和装置，并且更具体地涉及用于安全增强型无针注射和/或用于通过多孔和无孔材料进行的无针注射的系统和装置。
背景技术
[0002] 无针注射器用于通过
皮肤向皮内、皮下和有时皮肤下方的肌内区域提供无针注射。然而，常规的无针注射器具有许多
缺陷。首先，无针注射器易于在
注射部位处
泄漏。人们必须被告知最小皮肤压
力防止泄漏，这通常会导致有很大的安全裕度来防止泄漏注射。如果人们的触觉
传感器因穿戴厚手套而变钝或因寒冷而麻木，或者由于笨重的注射器设计而难以感觉到表面压力时，这尤其成问题。
[0003] 一些常规的无针注射器试图通过在单个预定表面压力设置下结合闭环机械传感器来克服这种泄漏问题。当环境发生变化时，需要人类经验来调节这种压力设置，因为有技能的人体传感器知道应当做什么，而不同的人体传感器必须被告知这种技能来区分不同皮肤表面(诸如母
牛、肉鸡或雏鸡的皮肤表面)的压力设置以免伤害或杀死受试者。而且，面部上的软人体组织或阴茎或
阴道上的敏感人体组织或内部器官的脆弱组织需要广泛的学习过程来获得这些技能。
[0004] 授予Hemond of MIT的美国
专利号8,740,838描述了一种电闭环伺服控制的计算机化装置，所述传感器主要与在注射点处和注射过程期间可注射
流体的推进有关。然而，注射器传感器未被配置为在注射之前的某个时间(即，t–n秒)检测皮肤性质，其中t是注射时间，并且n是注射之前和安瓿
变形之前以及推进压力之前的时间(例如，t-1秒或t-1ms)。另外，用于Hemond无针注射系统的力需要硬质材料被设计成抗冲击以便包含可能高达250牛顿的射流的高压，同时抵靠注射皮肤的压力在数十克力以内是有区别的。
[0005] 常规的无针注射系统还采用适当地输送注射剂，并且如果与安瓿一起使用具有过大压力的注射器，或者当多孔口安瓿的一个或多个孔口被阻塞时，通常不能提供安全解决方案。一些常规的注射器通过故意削弱安瓿的圆筒来提供过压安全性。如果过度动力的注射器意外地与安瓿一起使用，或者如果一个或多个多孔口的孔被药物阻塞，则过大压力将会导致壁因过度加压而扭曲并且使注射剂泄漏或引起危险的碎裂。
[0006] 此外，在联接到注射器或充当注射器系统的一部分的电气装置不兼容或易于操作的设置中，没有办法对注射器进行保护或个性化，或者当需要与外部装置一起使用时(例如，
机器人手术)，没有办法使注射器与此类外部装置通信。
[0007] 因此，需要一种用于无针注射的方法、系统和装置，所述无针注射解决了
现有技术装置和系统的问题并且提供了一种带强大的非电启用保护和通信能力的安全增强型无针注射系统。另外，需要一种通过无孔材料对受试者进行无针注射的方法和系统。另外，根据随后的具体实施方式和所附
权利要求，结合本公开的
附图和背景技术，其他期望的特征和特性将变得显而易见。
发明内容
[0008] 根据本发明的至少一个实施方案，提供了一种安全增强型无针注射器系统。所述安全增强型无针注射器系统包括壳体、
螺栓托架、安瓿和用户可感测型安全机构。所述螺栓托架包括一个或多个
弹簧，所述弹簧保持在第一端；以及形成在其中的发射室，所述发射室从所述一个或多个弹簧到与所述第一端相对的第二端处的开口。所述螺栓托架还包括弹簧驱动构件，所述弹簧驱动构件联接到所述一个或多个弹簧并且位于所述发射室中。所述安瓿可联接在所述螺栓托架上并且包括用于存放进行无针输送的注射剂的隔间和用于将所述注射剂从所述安瓿的第一端处的开口中排出的
密封件。当所述安瓿的第一端联接到所述螺栓托架时，
柱塞联接在所述螺栓托架的所述弹簧驱动构件与所述安瓿的所述密封件之间。所述柱塞允许所述弹簧驱动构件与所述密封件接合以将所述注射剂沿所述安瓿的长度从所述安瓿的所述第一端驱动到所述安瓿的第二端并从所述安瓿的所述第二端处的开口中排出，所述开口包括一个或多个孔口。所述用户可感测安全机构包括压力感测型、触觉感测型或视觉感测型机构以防止所述无针注射器系统的无意用户激活以提供所述注射剂的安全增强型无针注射。
[0009] 根据本发明的另一方面，提供了一种用于通过无孔材料进行无针注射的系统。所述无孔材料具有形成在其中的气闸，并且所述系统包括注射器和安瓿。所述安瓿包括用于存放进行无针输送的所述注射剂的隔间和用于将所述注射剂从所述安瓿的第一端处的开口中排出的注射剂密封件。所述安瓿在所述安瓿的第二端处联接到所述注射器以允许所述注射器使所述注射剂密封件与柱塞接合以将所述注射剂从所述第一端处的所述开口中排出。所述安瓿还包括一个或多个预定义结构，其形成在所述安瓿的所述第一端处并且与所述安瓿的所述长度
正交以与所述气闸接合并形成气密密封。所述气闸响应于所述安瓿与所述气闸之间的牢固气密接合并且响应于所述一个或多个预定义结构的数量和形状而确定是否打开并提供通过所述无孔材料的通路。
[0010] 根据本发明的另一方面，提供了一种用于通过具有气闸的无孔材料进行无针注射的方法。所述气闸形成在所述无孔材料中，并且所述方法包括将安瓿在所述安瓿的第二端处联接到无针注射器以允许所述注射器与用于将所述注射剂从所述安瓿的第一端处的开口中排出的注射剂密封件接合，所述安瓿具有用于存放用于进行无针输送的所述注射剂的隔间和所述注射剂密封件。所述方法还包括将所述安瓿联接到所述气闸以响应于形成在所述安瓿的所述第一端处并且与所述安瓿的长度正交的一个或多个预定义结构与所述气闸的交互联接而与所述气闸接合并形成气密密封，并且包括响应于所述安瓿与所述气闸之间的牢固气密接合并且响应于所述一个或多个预定义结构的数量和形状而确定是否打开并提供通过所述无孔材料的通路。
[0011] 根据本发明的又另一方面，提供了一种用于通过多孔材料注射注射剂的防漏无针注射器系统。所述系统包括注射器、安瓿和孔口密封件。所述安瓿包括用于存放用于进行无针输送的注射剂的圆筒和可联接到柱塞以将所述注射剂从所述安瓿的第一端处的开口中喷出的注射剂密封件，所述开口包括一个或多个孔口。所述安瓿在所述安瓿的第二端处联接到所述注射器以允许所述注射器与所述柱塞接合以朝向所述第一端驱动所述注射剂密封件以将所述注射剂从所述第一端处的所述开口中喷出。所述孔口密封件在所述第一端处与所述安瓿接合，并且形成为使得所述孔口密封件中的开口与所述安瓿的所述第一端处的所述开口中的一个或多个孔口对准。所述孔口密封件包括柔韧可压缩材料以在将所述注射剂注射到所述多孔材料的所述表面中期间与所述多孔材料的可注射表面形成牢固的防漏密封。
[0012] 根据本发明的另一方面，提供了一种无针注射器系统。所述无针注射器系统包括壳体、螺栓托架和安瓿。所述螺栓托架包括一个或多个
压缩弹簧，所述弹簧保持在第一端并且具有形成在其中的发射室，所述发射室从所述一个或多个压缩弹簧到与所述第一端相对的第二端处的开口。所述螺栓托架还包括弹簧驱动构件，所述弹簧驱动构件联接到所述一个或多个压缩弹簧并且位于所述发射室中。所述安瓿联接在所述螺栓托架上并且包括用于存放进行无针输送的注射剂的隔间和用于将所述注射剂从所述安瓿的第一端处的开口中排出的注射剂密封件。当所述安瓿的第二端联接到所述螺栓托架时，所述注射剂密封件经由柱塞和柱塞垫联接到所述弹簧驱动构件以允许所述弹簧驱动构件与所述注射剂密封件接合以将所述注射剂密封件沿所述安瓿的长度从所述安瓿的所述第二端驱动到所述安瓿的第一端以将所述注射剂从所述安瓿的所述第二端处的所述开口中喷出，所述安瓿的所述第二端处的所述开口包括一个或多个孔口。所述安瓿还具有一个或多个安瓿预定义结构，所述安瓿预定义结构形成在所述安瓿的所述第二端处并且形成为与所述安瓿的中心纵向轴线成一定
角度以在所述一个或多个安瓿预定义结构与形成在所述螺栓托架的所述第二端上的插塞上的相应的注射器预定义结构不匹配时物理地禁止所述安瓿与所述螺栓托架的联接。
[0013] 根据本发明的附加方面，提供了一种有限状态机机械计算机(FSMMC)。所述FSMMC包括两个或更多个装置，所述两个或更多个装置中的每一者具有形成在其表面处的预定义结构。第一预定义结构与第二预定义结构机械地交互联接，使得相应的第一装置相对于相应的第二装置的预定系列的移动定义所述FSMMC的多个功能中的一者，所述预定系列的移动对应于由所述第一预定义结构与所述第二预定义结构的机械交互联接定义的多个预定义约束序列的移动中的一者以从所述FSMMC的第一有限状态变为所述FSMMC的第二有限状态。
[0014] 根据本发明的另一方面，提供了一种模态逻辑物理系统。所述模态逻辑系统包括两个或更多个装置，所述两个或更多个装置中的每一者具有形成在其表面处的预定义结构。第一预定义结构与第二预定义结构机械地交互联接，使得相应的第一装置相对于相应的第二装置的预定系列的移动定义所述模态机械装置的多个功能中的一者，所述预定系列的移动对应于由所述第一预定义结构与所述第二预定义结构的机械交互联接定义的多个预定义约束序列的移动中的一者以从第一模态逻辑变为第二模态逻辑。
[0015] 根据本发明的又另一方面，提供了一种无针注射系统。所述无针注射系统包括无针注射器、安瓿和约束装置。所述安瓿在所述安瓿的第一端处联接到所述无针注射器并且具有用于存放用于进行无针输送的注射剂的隔间。所述安瓿还包括注射剂密封件，所述注射剂密封件配合地联接到柱塞以将所述注射剂从所述安瓿的第二端处的开口中排出，所述柱塞联接到所述无针注射器以允许所述柱塞沿所述安瓿的长度从所述第一端驱动到所述第二端以将所述注射剂从所述安瓿的所述第二端处的开口中喷出。所述约束装置联接到所述无针注射器并且延伸超过所述安瓿的所述第二端处的所述开口，并且包括用于为所述无针注射系统提供背压
支撑的机械装置。
[0016] 根据本发明的另一方面，提供了一种注射器约束附件装置。所述注射器约束附属装置包括第一构件和第二构件。所述第一构件联接到注射器以促进在注射剂的注射期间握住和使用所述注射器。所述第二构件联接到所述第一构件以在所述注射剂的注射期间为所述注射器提供背压支撑。
[0017] 根据本发明的再更进一步的方面，提供了一种用于对有限状态机机械计算机(FSMMC)进行编程的系统。用于对所述FSMMC进行编程的所述系统包括计算装置、通信网络和结构刻绘装置。所述计算装置生成用于定义FSMMC结构的信息。所述通信网络耦合到所述计算装置并且通过所述通信网络传输所述信息。所述结构刻绘装置耦合到所述通信网络并且响应于所述信息而刻绘第一装置上的第一预定义结构，所述第一预定义结构可与第二装置上的第二预定义结构机械地交互联接使得所述第一装置相对于所述第二装置的预定系列的移动定义多个FSMMC功能中的一者。所述预定系列的移动对应于由所述第一预定义结构与所述第二预定义结构的所述机械地交互联接定义的多个预定义约束序列的移动中的一者以改变由所述第一和第二装置定义的FSMMC的FSMMC有限状态。
[0018] 根据本发明的又一附加方面，提供了一种根据PING复制器系统对设备进行个性化的方法。所述设备包括至少第一装置和第二装置，并且所述方法包括接收用于定义有限状态机机械计算机(FSMMC)结构的信息；以及响应于所述信息而刻绘所述第一装置上的第一预定义结构。所述第一预定义结构可与所述第二装置上的第二预定义结构机械地交互联接使得所述第一装置相对于所述第二装置的预定系列的移动定义多个FSMMC功能中的一者。所述预定系列的移动对应于由所述第一预定义结构中的一者或多者与所述第二预定义结构中的一者或多者的所述机械地交互联接定义的多个预定义约束序列的移动中的一者以改变由所述第一和第二装置定义的FSMMC的FSMMC有限状态。
[0019] 根据本发明的另一方面，提供了一种用于提供注射剂
治疗的系统。所述系统包括：可编程无针注射器，其用于对注射剂进行无针注射；以及可联接到所述可编程无针注射器的装置。所述可编程无针注射器以编程的注射压力和编程的注射量注射编程数量的注射剂剂量。所述装置与可编程无针注射器联接以对
治疗方案进行编程。所述治疗方案包括所述编程数量的可注射药物剂量、所述编程的注射压力和所述编程的注射量中的一者或多者以为用户提供第一次成功治疗方案。
[0020] 根据本发明的另一方面，提供了一种用于通过无孔材料进行无针注射的方法。所述无孔材料中形成有气闸以允许通路从所述无孔材料的第一侧到所述无孔材料的第二侧穿过所述无孔材料。所述气闸包括具有可密封通道的气闸适配器以控制通过所述无孔材料的此类通路，所述可密封通道包括外腔室和内腔室。所述气闸具有从所述无孔材料的所述第一侧突出的包括所述外腔室的第一部分，以及从所述无孔材料的所述第二侧突出的包括所述内腔室的第二部分。所述方法包括将具有形成在一端处的预定义结构的无针注射器装置插入到所述气闸适配器的所述外腔室中，直到它到达所述外腔室内的接合
位置以使所述预定义结构与所述气闸适配器接合，并且以预定方式移动所述无针注射器装置的一或多个零件、所述气闸适配器的至少一部分的一或多个零件或所述无针注射器装置和所述气闸适配器的所述至少一部分两者的一个或多个零件，而在接合时打开所述通道。所述方法还包括将所述无针注射器装置插入打开的通道中，使得所述无针注射器装置的至少一部分穿过所述气闸到达所述无孔材料的所述第二侧，并且将所述无针注射器装置的至少一部分中的注射剂注射到所述无孔材料的所述第二侧上的表面中，所述注射剂从形成在所述无针注射器装置的所述至少一部分的与所述表面
接触的一端处的孔口注射到所述表面中。
[0021] 根据本发明的另一方面，提供了一种无针注射器装置。一种无针注射器装置包括形成在其上的预定义结构的，所述预定义结构与气闸机构接合，使得在无孔材料中并且可操作地联接到所述气闸机构的气闸只能打开和关闭，以便能够在不会被所述无针注射器装置破坏所述无孔材料的完整性的情况下通过所述无孔材料进行无针注射。
[0022] 根据本发明的另一方面，提供了一种无针注射系统。所述无针注射系统包括注射器和安瓿。所述安瓿包括形成在其上的预定义结构，使得仅需要所述安瓿将所述注射器拆卸成其组成部分。所述安瓿通过将所述安瓿上的所述预定义结构可操作地联接到形成在所述注射器上的预定义结构并且执行所述安瓿和所述注射器相对于彼此的一次或多次预定移动来拆卸所述注射器。
[0023] 根据本发明的另一方面，提供了一种用于复载无针注射器的系统。所述无针注射器包括壳体和具有一个或多个压缩弹簧的螺栓托架。所述系统包括
电缆、复位室和复载机。所述复位室联接到所述壳体并且包括滑
块，所述滑块在一端处可移动地联接到复载销并且在第二端处联接到所述电缆，所述复载销在复载期间联接到所述一个或多个压缩弹簧。所述复载机联接到所述电缆以使所述滑块在联接到所述壳体时在所述复位室内滑动以压缩所述一个或多个压缩弹簧。
[0024] 根据本发明的又另一方面，提供了一种用于无针注射的方法。所述方法包括响应于所述无针注射器的端部抵靠与所述无针注射器接触的表面的接触表面压力或所述无针注射器的端部抵靠所述表面的皮肤压缩参数而将无针注射器装置的至少一部分中的注射剂自动地注射到所述表面中。
[0025] 根据本发明的又另一方面，提供了一种
运动补偿无针注射系统。所述系统包括壳体和螺栓托架。所述螺栓托架包括：一个或多个压缩弹簧，所述弹簧保持在第一端；以及形成在其中的发射室，所述发射室从所述一个或多个压缩弹簧到与所述第一端相对的第二端处的开口。所述螺栓托架还包括弹簧驱动构件，所述弹簧驱动构件联接到所述一个或多个压缩弹簧并且位于所述发射室中。并且所述螺栓托架包括可重新
定位的发射环，所述发射环联接到压力感测弹簧以响应于所述无针注射系统抵靠注射表面的感测到的表面压力超过预定表面压力
阈值而自动地发射所述螺栓托架。重新定位所述可重新定位的发射环调整发射时间或发射距离中的一者或两者，所述发射时间对应于所述预定表面压力阈值，并且所述发射距离对应于所述弹簧驱动构件的行程。
[0026] 根据本发明的附加方面，提供了一种可预编程的有限使用可触发发射系统。所述系统包括壳体、发射构件和有限使用控制装置。所述发射室包括一个或多个压缩弹簧，所述弹簧保持在第一端并且具有形成在其中的发射室，所述发射室从所述一个或多个压缩弹簧到与所述第一端相对的第二端处的开口。所述发射构件还包括弹簧驱动构件，其联接到所述一个或多个弹簧并且位于所述发射室中以响应于触发所述一个或多个压缩弹簧的解压缩而横穿所述发射室所述有限使用控制装置在预定使用次数之后物理地禁止所述发射构件的使用，每次使用包括一次触发。
附图说明
[0027] 在附图中，相同的附图标记在全部的单独视图中指代相同或功能类似的元件并且与具体实施方式一起结合到
说明书中并形成说明书的一部分，所述附图用于示出各种实施方案并解释根据本实施方案的各种原理和优点。本文档中的图示和描述涵盖了各种尺寸和形状的众多部件。这些图示和描述不一定按比例绘制，并且有意放大或缩小一些部件或部件的部分以使细节更清晰。
[0028] 图1包括图1A和图1B，描绘了根据本实施方案的无针注射器及其功能操作，其中图1A描绘了根据本实施方案的两个无针注射器的透视图，并且图1B描绘了图1A的两个无针注射器中的任一者的功能操作的平面视图。
[0029] 图2包括图2A和2B，描绘了根据本实施方案的安瓿安全解决方案的视图，其中图2A示出了用户可填充密封件和柱塞安瓿的透视图，并且图2B示出了用户可填充密封件和柱塞安瓿以及包含密封件和柱塞安瓿的工厂可预填充安瓿模块的侧面和顶部平面视图。
[0030] 图3包括图3A和3B，还描绘了根据本实施方案的安瓿安全解决方案的视图，其中图3A示出了具有密封件和柱塞安瓿配置的安瓿模块的透视图和侧视平面视图，并且图3B示出了具有仅密封件安瓿配置的安瓿模块的透视图和侧视平面视图。
[0031] 图4包括图4A、4B、4C、4D和4E，描绘了根据本实施方案的各个方面的安瓿的前密封件的视图，其中图4A描绘了各种前密封件的透视图和平面视图，图4B描绘了在安瓿孔口的边缘上方和外侧延伸的前密封件的透视图，图4C描绘了多个可拆卸的前密封件的透视图，图4D描绘了可拆卸的多槽前密封件的平面视图，并且图4E描绘了可拆卸的
螺纹式前密封件的平面视图。
[0032] 图5描绘了根据本实施方案的具有用于错位的冲击桥的柱塞的制造和使用的透视图。
[0033] 图6包括图6A和6B，描绘了根据本实施方案的用于安瓿和注射器的键码系统的透视图和侧视图和俯视平面视图，其中图6A描绘了安瓿和注射器的键码系统的透视图，并且图6B描绘了安瓿的侧视图和平面视图，其中键码系统包括双
链轮键码和特殊空键码。
[0034] 图7描绘了根据本实施方案的无针注射器的分解透视图。
[0035] 图8描绘了根据本实施方案的包括链轮和环的组装的螺栓托架的透视图和横截面透视图。
[0036] 图9描绘了根据优选实施方案的螺栓托架闩
锁的侧视平面视图。
[0037] 图10示出了根据本实施方案的用于执行自动喷射的注射器的零件的相互作用的侧视平面视图。
[0038] 图11示出了根据本实施方案的用于执行自动喷射的注射器的侧视平面剖视图。
[0039] 图12描绘了根据本实施方案的有限状态机逻辑运算的
流程图。
[0040] 图13描绘了根据本实施方案的注射器中的有限状态机的物理实现的透视图和平面视图。
[0041] 图14描绘了多个半透明透视图，其描绘了根据本实施方案的安瓿和注射器以及自动安全联锁装置特征的操作。
[0042] 图15描绘了根据本实施方案的可选发射通道的操作的图。
[0043] 图16包括图16A、16B、16C和16D，描绘了根据本实施方案的密码特征的视图，其中图16A描绘了用于简单密码的路径的图，图16B描绘了用于复杂密码的路径的图，图16C描绘了复杂密码的路径的迷宫图，并且图16D描绘了密码键的透视图。
[0044] 图17包括图17A、17B、17C、17D和17E，示出了根据本实施方案的算术环的视图，其中图17A包括停止在计数4处的算术环的顶部平面和侧面平面视图，图17B是停止在计数4处的算术环的注射器的后端的透明透视图，图17C和17D是具有窗口以查看算术环设置的壳体的后端的顶部平面视图，并且图17E是具有
门控旋转以允许多次递增计数的多计数算术环的顶部平面视图。
[0045] 图18包括图18A、18B、18C、18D、18E、18F、18G和18H，描绘了根据本实施方案的用于FSMMC操作的各种路径，其中图18A描绘了用于条件分支操作的路径，图18B描绘了在两次操作下停止的路径，图18C描绘了角度路径，图18D描绘了单向路径和停止路径，图18E描绘了弯曲路径，图18F描绘了备选角度路径，图18G描绘了螺旋路径，并且图18H描绘了组合路径。
[0046] 图19包括图19A、19B、19C、19D和19E，描绘了根据本实施方案的FSMMC逻辑、算术和
存储器运算的各种路径，其中图19A描绘了用于逻辑AND运算的路径，图19B描绘了用于逻辑OR运算的路径，图19C和19D描绘了诸如触发器或SRAM等存储器，图19E描绘了LEFT SHIFT MULTIPLY运算，并且图19F描绘了RIGHT SHIFT DIVIDE运算。
[0047] 图20包括图20A、20B、20C和20D，描绘了根据本实施方案的与无针注射系统一起使用的约束适配器的透视图，其中图20A示出了约束适配器，图20B示出了具有钩和钩垫的约束适配器，图20C示出了具有
夹钳和阶状边缘辅助工具的约束适配器，并且图20D示出了具有长扁平约束装置的约束适配器。
[0048] 图21包括图21A、21B、21C、21D、21E、21F和21G，描绘了根据本实施方案的图20的约束适配器的正交、
水平和倾斜角度使用的透视图，其中图21A描绘了具有用于水
汽化(hydroporation)治疗的钩约束装置的约束适配器的使用，图21B描绘了具有用于眼角鱼尾纹的水汽化治疗的钩约束装置的约束适配器的使用，图21C描绘了具有用于眼角鱼尾纹的治疗的夹钳和阶状边缘辅助工具的约束适配器的使用，图21D描绘了用于勃起功能障碍的治疗的约束适配器的使用，图21E描绘了用于杜普伊特伦挛缩的治疗的约束适配器的使用，图21F描绘了用于腔内治疗的约束适配器的使用，并且图21G描绘了具有用于朗格汉斯细胞的水平皮内注射的夹钳和阶状边缘辅助工具的约束适配器的使用。
[0049] 图22包括图22A、22B、22C和22D，描绘了根据本实施方案的在操作期间具有夹持约束器组件的注射器的放大视图，其中图22A是注射期间夹钳和阶状边缘辅助工具的横截面平面视图，图22B是夹钳、阶状边缘辅助工具和安瓿孔口的左下前透视图，图22C是
皮下组织射流注射的平面视图，并且图22D是皮内组织射流注射的平面视图。
[0050] 图23示出了描绘根据本实施方案的字节寄存器NOT逻辑运算的图堆栈。
[0051] 图24包括图24A、24B和24C，是根据本实施方案的注射器、复位室和原位复载机的平面和透视图，其中图24A示出了处于复载的各个阶段的注射器和复位室，图24B描绘了
脚踏板复载机，并且图24C描绘了节流复载机。
[0052] 图25是根据本实施方案的安瓿模块和注射器的侧视平面视图。
[0053] 图26包括图26A、26B、26C和26D，描绘了根据本实施方案的PING复制器系统的图示，其中图26A示出了PING复制器系统，图26B示出了使用PING复制器系统的无针注射器的可编程性，图26C示出了可由PING复制器系统制造的无针注射器系统部分，并且图26D描绘了用于无针注射器系统的输入和输出装置。
[0054] 图27描绘了根据本实施方案的
胎儿组织和器官组织上的内部器官注射的透视图。
[0055] 图28是与根据本实施方案的无针注射器系统一起使用的气闸适配器的分解部分透视图(没有附图标记)。
[0056] 图29包括图29A、29B和29C，是具有根据本实施方案的图28的气闸适配器的附图标记的分解透视部分视图，其中图29A描绘了气闸适配器的透视图和分解部分透视图，图29B描绘了处于打开和关闭状态的气闸适配器的外部的平面视图和透视图，并且图29C描绘了处于关闭位置的气闸适配器的内部的透视图以及处于关闭位置的气闸的内部的剖视透视图。
[0057] 图30是根据本实施方案的操作期间注射器和气闸适配器的多个平面视图和相应的透视图，示出了注射器和气闸安全联锁装置和握手协议(没有附图标记)。
[0058] 图31是图30的多个平面视图和相应的透视图，示出了根据本实施方案的操作期间注射器和气闸适配器的附图标记。
[0059] 图32是描绘根据本实施方案的具有气闸适配器的注射器的功能操作的流程图。
[0060] 图33包括图33A、33B和33C，描绘了示出根据本实施方案的可选气闸适配器的透视图，其中图33A描绘了球
阀适配器，图33B描绘了
旋转门适配器，并且图33C描绘了
滑动门适配器。
[0061] 图34是根据本实施方案的可选适配器(例如，图33的可选适配器)的功能操作的流程图。
[0062] 并且图35描绘了根据本实施方案的包括图35A和35B的流程图，示出了使用无针注射器进行治疗的过程。
[0063] 本领域的技术人员应明白，图中的元件是出于简单且清楚的目的而示出并且不一定是按比例描绘的或为了便于说明而示出了所有部件。
具体实施方式
[0064] 具体实施方式本质上仅仅是示范性的，且不意图限制本发明或本发明的应用及用途。另外，不意图受前述背景技术或以下具体实施方式中提出的任何理论的束缚。本实施方案的目的是提供用于在受试者或材料的注射表面处进行安全增强型的无针注射的系统和装置。注射“表面”表示注射所进行的多孔表面，并且可以包括人类或动物的皮肤或其他非皮肤
生物表面，诸如组织、内脏器官的表面或树的树皮(例如，以杀死
真菌)。虽然无针注射领域的技术人员常规上使用“皮肤压力”来表示从无针注射器安瓿喷射以穿透皮肤的射流的压力，但是在本文档中，该压力被称为“射流压力”。根据本实施方案的方面，术语“皮肤压力”或“表面压力”用于指示安瓿的孔口抵靠表面/皮肤的压力，并且用作用于发射无针注射器的皮肤压缩参数。
[0065] 根据一个方面，提出了一种用于皮内、皮下和肌内水平的皮肤注射的安全增强型无针注射器。根据另一个方面，提出了一种用于通过诸如太空服或生化防护服等无孔材料进行无针注射的方法和系统。根据又另一方面，提出了一种有限状态机机械计算机和操作方法，包括应用此类机械计算机以增强无针注射器的安全性并控制无针注射器的使用。根据另一方面，提供了用于无针注射器的附件(包括用于敏感区域中的无针注射的各种约束器和用于
复位弹簧装载的无针注射器的复载机)以及此类附件的使用。并且，根据又另一方面，提出了一种用于对无针注射器的安全控制和/或操作进行个性化的系统和方法。
[0066] 参考图1A，两个透视图100、120描绘了根据本实施方案的无针注射器102、安瓿104和安瓿盖106(在轮廓上以观察其内的安瓿104)。在视图100中，安瓿104是用户填充的安瓿，并且无针注射器102具有单个注射型配置，其具有单个表面压力设置，其中无针注射器102上的状态指示器108从指向“安全”指示110旋转到指向“ARM”指示112使无针注射器102待命。
[0067] 在视图120中，无针注射器111联接到安瓿模块113并且具有多注射型配置，其具有多个表面压力设置，其中无针注射器102上的状态指示器108可以从“安全”指示110旋转到指向“IM ARM”指示(IM)114以使无针注射器102待命用于肌内注射。类似地，状态指示器108从指向“安全”指示110旋转到指向“SC ARM”指示(SC)116使无针注射器111待命进行皮下注射，并且状态指示器108从指向“安全”指示110旋转到指向“ID ARM”指示(ID)118使无针注射器102待命进行皮内注射。本领域技术人员将认识到肌内注射、皮下注射和皮内注射的不同之处在于通过无针注射器102内的柱塞(未示出)从安瓿104喷射药物的压力的量。
[0068] 参考图1B，四个平面视图150、160、170、180描绘了无针注射器102的示例性功能操作。当无针注射器102待命时，无针注射器102的壳体内部的螺栓托架从壳体的一端突出，在螺栓托架的突出端上显示彩色突出环152，由此向用户提供视觉安全提示：无针注射器102正待命。然后用户将安瓿的一端放置在受试者的皮肤154上。此时，无针注射器102从无针注射器102的壳体的端部157处的线156延伸到彩色突出环152的端部处的线158。安瓿104包括用于通过皮肤154进行无针注射的注射剂159。
[0069] 参考视图160，用户将无针注射器102压靠在皮肤154上，其中由于无针注射器102施加的皮肤压力，安瓿104在皮肤154中形成凹坑162。在视图160与视图170之间，用户在抵靠皮肤154的无针注射器上施加附加压力。当无针注射器102的端部157通过指示所需触发点的线172时，皮肤压力超过用于发射无针注射器102的阈值，由此推动柱塞穿过安瓿104并将注射剂159的射流174通过皮肤154注射到受试者体内。在视图180中，当用户从皮肤154中移除无针注射器102时，注射器159保持皮下注射。
[0070] 安瓿和安瓿模块
[0071] 常规的无针注射器采用适当地输送注射剂，并且如果与安瓿一起使用具有过大压力的注射器，或者当多孔口安瓿的一个或多个孔口被阻塞时，不能提供安全解决方案。根据本实施方案，提供了三种安全解决方案的设计：密封件和柱塞安瓿、包含密封件和柱塞安瓿的安瓿模块，以及仅包含仅密封件安瓿的安瓿模块。用于用户填充药物的密封件和柱塞安瓿在出售时是空的，而两个安瓿模块都由工厂预填充。
[0072] 参考图2A，透视图200描绘了密封件和柱塞安瓿202，其由以下各项组成：前密封件204；前密封件涂层206；孔口208，其用于在来自后密封件210的冲击压力下使注射剂离开安瓿；链轮212，其用于锁定到另一个装置上；过压安全环214；圆筒216，其用于保存注射剂；印刷标尺218，其用于读取注射剂的量；后密封件210，其用于将注射剂容纳在圆筒216中；柱塞
220，其连接到后密封件210；冲击桥222，其在注射期间是错位的；柱塞环224，其用于辅助用户填充；与注射器的
螺纹连接器226；凹口环228，其用于附接键码；键码230，其连接到凹口环228。密封件和柱塞安瓿202在出售时是空的，使得用户可以使用用于读取可注射药物的量的印刷标尺218用注射药物填充它。一旦用户注射药物，冲击桥222就会因注射的冲击力而错位，由此使得密封件和柱塞安瓿202不能进行第二次使用。以此方式，密封件和柱塞安瓿202是一次性装置以防止多次使用的交叉污染。
[0073] 参考图2B，第一视图250包括具有侧面安全链轮212的密封件和柱塞安瓿的侧面平面视图252和顶部平面视图254。第二视图260包括安瓿模块的侧平面视图262和顶部平面视图264，所述安瓿模块包含具有安全链轮212的密封件和柱塞安瓿。
[0074] 图3A描绘了安瓿模块302的透视图300和侧视平面视图340，其中后密封件304连接到柱塞306。安瓿模块302包括前盖308、孔口塞310、如上所述的标准安瓿312、预填充注射器314、安全壁316、
基板318、快速卡环320、后盖322和安瓿模块键码324，其与安瓿键码230(图
2)集成在一起。模块键码324可以与安瓿键码230不同，因为它是安瓿键码的超集。模块键码
324包含安瓿模块中的安瓿和预填充注射剂两者的信息。
[0075] 移除后盖322(如视图340中所示)以使安瓿模块插入到注射器中。通过使用由快速卡环320实现的快速卡扣运动，在注射之前移除前盖308。前盖上的孔口塞310将工厂填充的注射剂314塞入安瓿312中以便存放和运输。安全壁316在过压事故的情况下提供安全保护。冲击桥326还通过确保安瓿模块302的单次使用来提供对交叉污染的保护。
[0076] 图3B描绘了仅具有后密封件354的仅后密封安瓿模块352的透视图350和侧视平面视图360。除了后密封的差异外，两个安瓿都是相同的。
[0077] 标准安瓿202上的特征、诸如a)前密封件204、b)前密封件涂层206、c)链轮212的使用、d)冲击桥22，以及e)键码230)对于本实施方案是独特的，并且f)前盖308、g)过压安全环214和安全壁316在一起，并且h)键码324将安瓿模块302、352与常规的安瓿模块区分开。
[0078] 前密封件
[0079] 通常，前密封件204是柔韧材料并且用于提供缓冲效果以拉伸皮肤和保持皮肤绷紧并提供粘合或粘着效果以防止注射期间的横向移动和/或滑移和/或磨损。当安瓿在压力下放置在皮肤上时，前密封件204还提供气密和防水密封。同样，当安瓿连接到另一个装置时，前密封件204提供气密和防水密封。另外，前密封件204为表面涂层提供基底并在接触时与表面通信。例如，前密封件204提供压力提示以通知患者注射正在进行中。前密封件的另一种通信形式是用外部装置(诸如下文所讨论的气闸适配器)发起安全握手。
[0080] 图4A示出了前密封件204的不同实施方案的组合透视图、顶部平面视图和侧视平面视图400、410、420、430。根据本实施方案的前密封件204具有三个形状表面：内表面402、外表面404和支撑形状406以提供背部支撑。根据本实施方案的一个方面，前密封件408具有用于内表面402的扁平埋头倒V形
倒角孔409、圆柱形外形404，带扁平形状的支撑件406。也可以使用微纹理形状(例如微槽)以模仿蜥蜴软垫足412、414，如视图410中所示。根据本实施方案的另一个方面，过度延伸的成形凝胶422、424可以用于前密封件204。根据本实施方案的另一方面，没有内表面432、434的倒碗形状可以用于多孔口安瓿。虽然未示出，但是本实施方案的另一个方面可以使用圆柱形三次样条用于所有表面形状402、404、406。
[0081] 虽然前密封件204是柔韧的，但是如果前密封件延伸超过孔口尖端并且在尖端接触皮肤之前产生反压力，则它仍然可以影响孔口对皮肤的压力。根据本实施方案，通过对无针注射器的压缩弹簧中的存储力使用胡克定律并且使用如下文关于图7所讨论的压力调整
垫片进行细微调整来校准在与成形密封件204的所需触发点处孔口208对皮肤的压力。该校准允许预定的喷射压力保持基本不变。然而，如果在自动触发点172(图1B)下方的孔口对表面的压力不重要，则前密封件的形状可以在孔口208的边缘上方和外部延伸。
[0082] 图4B描绘了前密封件422、424的可选使用的透视图440。前密封件422、424也可以用在注射器壳体444的后部442处，所述后部在壳体444的后边缘上方和外部延伸。
[0083] 虽然图4A和4B中示出了单独的前密封件408、412、422、432，但是根据本实施方案的方面，多个孔口可以各自具有它们自己的密封件和/或孔口可以具有密封件或密封件类型的组合。
[0084] 在适当情况下可以单独使用或组合使用不同的涂层剂，以在任何表面处或在密封件的整个多面表面处涂覆前密封件408、412、422、432。例如，
粘合剂、
润滑剂、
防腐剂或其他冻干的预处理药物可以用在前密封件408、412、422、432的表面上。在没有物理密封件的情况下，这些
试剂可以直接涂覆在安瓿表面上。通过将半多孔密封件或预填充袋与密封件结合使用，还可以在注射触发循环之前对液体、固体或凝胶预处理剂进行压力分配。
[0085] 根据本实施方案，前密封件408、412、422、432使用成形的医用级
硅树脂。这提供了气密和防水密封，当与皮肤154上的连续压力结合使用时，孔口208、安瓿202和皮肤154之间具有高运动摩擦。当在注射循环的整个持续时间内维持空气和防水密封时，有效地容纳泄漏。提供空气和防水密封还表示注射剂除了通过皮肤154的表面之外没有其他地方可以进入。
[0086] 当与皮肤154正交地施加适当的压力时，表皮层与密封件204锁定在相同的横向移动中。在松弛状态下使用皮肤的自然柔韧性并取决于面积，在良好的密封被破坏之前可以实现±15mm至±30mm的横向移动。由于适当成形的密封件和压力，正交放置可以松弛，通常离轴高达25度。前密封件204单独的或与可变行程长度特征结合的新颖使用提供了有效地处理所有方向上的相对运动的解决方案。
[0087] 可拆卸密封件
[0088] 许多常规的无针注射器已经表明，使用相对于皮肤表面的偏移距离以允许例如注射剂在表面穿透之前获得
动能具有某些优点。
[0089] 参考图4C，透视图450描绘了具有第一可拆卸前密封件452和第二可拆卸前密封件454的安瓿202。安瓿还包含链轮212。
[0090] 参考图4D，侧平面视图460描绘了具有一个或多个凹槽的前密封件的可拆卸前密封件452，所述凹槽包括中空且透明的圆柱形硬质支撑形状462，包含一个或多个L形凹槽464、466、468。中空圆柱体的大小被设计成允许安瓿202的两个前链轮212滑入L形槽464、
466、468中的任一者中，如安瓿202的虚线轮廓469所示。链轮212将自身锁定在相对于密封表面470(例如，皮肤154)的不同偏移距离处。例如，凹槽464提供5毫米的孔口表面偏移距离(距离472)，凹槽466提供3毫米的孔口表面偏移距离(距离474)，并且凹槽468提供2毫米的孔口表面偏移距离(距离476)。如上文所讨论的，密封表面可以装配有不同类型的密封和前涂层。多槽可拆卸前密封件452的外表面478包括分别标示与L形凹槽468、466、464中的每一者相对应的孔口表面偏移距离2mm、3mm和5mm的标记。通过将凹槽图案
修改为不同距离，可以由可选实施方案提供任何偏移距离。
[0091] 参考图4E，侧平面视图480描绘了可拆卸前密封件454。可拆卸前密封件454是螺纹前密封件，其使用适当大小的中空且透明圆柱形硬质支撑形状482。两个前链轮212滑入凹槽484中并沿螺纹向下延伸。虽然根据本实施方案使用双螺旋，但是出于简单说明性目的示出了单螺旋。当安瓿202已经移动到密封件454中时，可以拧紧滚花旋钮锁定螺钉486以锁定安瓿202的移动。可拆卸前密封件452仅允许选择固定距离，而可拆卸前密封件454允许以连续方式调整距离。混合的刚性支撑和柔韧的环形密封件488可以用于与皮肤表面470接触以提供成形的中空内表面489。如图4A中所讨论的可选实施方案，密封件488可以是预涂覆的、微纹理的或配备有凝胶。
[0092] 密封件的外透明表面490示出安瓿202(以虚线轮廓492示出)滑入1毫米的校准标尺位置494中。该标尺标示链轮位置495以通知用户孔口496到表面498的偏移距离为1毫米。安瓿202相对于密封件454旋转将会使链轮212上下移动，以对偏移距离进行连续调整。该偏移距离可以是任何距离，并且不限于10毫米。
[0093] 当与根据本实施方案的方面的可编程注射器组合使用时，可拆卸前密封件452、454提供了注射效果和用途的广泛排列。以所述方式机械调整的这种能力是新颖的，并且将本实施方案的安瓿与常规的安瓿区分开来。这两个可拆卸的前密封件452、454也是新颖的，并且可以与其他射流注射器的链轮安瓿一起使用以提供可调孔口表面偏移距离或与任何其他机械装置一起使用以提供此类附接和调整。
[0094] 前密封件204的使用不仅限于安瓿的前部，并且可以是在安瓿与另一个表面之间发生接触或紧邻另一个表面的任何材料、形式或装置。
[0095] 安瓿安全特征
[0096] 前盖308(图3A)的结构类似于用于常规针式注射器的那些结构，并且对于根据本实施方案的压力激活型无针注射器，前盖308是安全盖并且是用于无针注射器系统的主要安全联锁装置。当盖308开启时，注射器不能操作。根据本实施方案的盖308的外径大于注射器壳体的内径并且包围整个安瓿。在盖开启的情况下，安瓿不能被压入注射器中，因此有效地禁止注射器发射并使前盖308作为安全联锁装置。
[0097] 常规装置通过故意削弱安瓿的圆筒来提供过压安全性。如果过度动力的注射器意外地与安瓿一起使用，或者如果一个或多个多孔口的孔被药物阻塞，则过大压力将会导致壁因过度加压而扭曲并且使注射剂泄漏或引起危险的碎裂。根据本实施方案，安全环214(图2A)与围绕安瓿圆筒312同心形成的安全壁316(图3A和3B)一起形成安全特征，以容纳任何泄漏的高压射流并在发生圆筒扭曲时容纳任何碎片。
[0098] Red Herring柱塞
[0099] 本实施方案还使用冲击桥222、326在注射的冲击循环期间使柱塞220、306错位以作为出于安全卫生原因不再使用安瓿的提醒。本实施方案包括
正面相对的单向
离合器螺钉头冲击桥222、326。参考图5，透视图500描绘了柱塞的制造。首先，柱塞被分成两个互连的半部502、504，每个半部具有模制在其连接表面506、508上的
单向离合器螺钉头轮廓。然后用少量粘合剂510将两个表面接合在一起。将两个半部放置成彼此正面相对允许两个表面506、508的完美配合512，平坦部抵靠平坦部并且倾斜部抵靠倾斜部。由于柱塞与安瓿的正常使用，柱塞不会错位。然而，当柱塞端514遭受来自由高度压缩的推进弹簧的力518驱动的垫516的冲击时，冲击520将导致两个半部的倾斜表面产生少量的反向
扭矩或扭转动作522和524。该小扭矩足以破坏两个半部的薄粘结，从而有效地使柱塞526错位。柱塞的两个部分在没有干涉的情况下继续行进，就如同它仍然是单个柱塞一样。根据本实施方案，在整个注射循环中不改变柱塞长度是有利的或者需要与另一个部分联锁或使用诸如Williamson的现有技术美国专利号8,617,099所提出的易碎特征是有利的。注射压力曲线也没有显著变化；具体是，常规的禁用方法所经历的注射压力曲线中没有“双敲”症状或不稳定的“阶跃变化”。
[0100] 制造简单(其中唯一的变化是模制两个半部而不是一个单一柱塞)并且粘合剂的简单施加使得该方法具有高度可扩展性并且适合于自动化制造和组装。不需要柱塞包覆模制或不需要形成易碎区域或后膛捕捉特征，所有这些都增加了生产安瓿的成本。根据本实施方案的柱塞的另一个实施方案530使用两个扁平表面用于柱塞的两个部分532、534，并使用脆性粘合剂536将它们固定在冲击桥538上。即使没有扭矩，这些柱塞也会错位。
[0101] 鉴于任何人都可以应用常识将两个柱塞半部重新胶合在一起以绕过该安全特征，该特征的更重要原因是当柱塞由于与工厂粘合剂不同的粘合剂而再使用时提供取证审计轨迹。根据本实施方案使用定制的粘合剂以留下可区分的审计轨迹。该审计轨迹意图用作为应当知道不能再使用无针安瓿的专业人士提供可审计的提醒。该取证审计轨迹还可以用于在程序诉讼中提供物证。通过添加可选择的独特添加剂与粘合剂混合，可以对工厂粘合剂进行编码以按制造批次来区分柱塞。这些添加剂的范围可以从特定的Pantone色或CMYK编码的染料以用于简单的取证区分满足更复杂需求的特殊取证标记。用于无针皮下注射的这种“red herring”取证禁用特征进一步将本实施方案与常规的无针注射器区分开。
[0102] 施加力超过柱塞的两个半部的粘结强度的任何动作或运动将使两个半部错位。调整粘合剂强度以区分两个表面上的相对运动或相对力以将正常运动与过度运动分开允许应用这种“red herring”取证禁用技术。例如，该技术可以用于针式和无针注射系统，或用于任何针式或无针连接器，以将注射剂从一个容器转移到另一个容器。
[0103] 本实施方案的另一个安全特征是使用键码来防止不适当装置的互连。纹理图案可以放置在安瓿的一个或多个表面上以便提供与连接的外部装置的相应交互。为了说明，这些纹理图案可以在精神上
可视化为具有齿的嵌
齿轮键以适合相应的键孔：如果键不适合键孔，则无法建立连接。
[0104] 参考图6A，透视图600描绘了根据本实施方案的安瓿602、604、606，所述安瓿包括在安瓿的与孔口620相对的端部处的后基板612、614、616，所述后基板612、614、616包括一个或多个链轮。链轮的大小、长度、位置、形状、压痕等可以略有不同，以提供大量的键码排列。关于如何制作锁和钥匙存在大量的常规教导，然而没有此类物理编码可用于可以无电使用的无针皮下注射应用。例如，用于读取
条形码药物、安瓿或注射器的条形码读取器需要电力来操作并且不会禁止互连，而操作键码和/或读取器不需要电力，并且安瓿或注射器物理地禁止互连不需要电力。
[0105] 该键码可以用于使药物与安瓿和注射器匹配。如果键码不匹配，则安瓿在物理上被阻碍插入注射器中。常规的识别系统可以提供警报，但是如果用户选择忽略警报，则所述识别系统不会物理地阻碍互连。参考图6A，安瓿602包括第一药物，并且安瓿604包括第二药物。安瓿602和安瓿604具有在其编码后基板612、614上形成有链轮的键码。大功率注射器632上的主键码630允许安瓿插入其中并且大功率注射器632能够接受两种类型的药物(即，主键码630能够接受两个键编码的后基板612、614)。然而，安瓿606具有键码616，所述键码禁止插入大功率注射器632中，但是可接受被插入具有不同主键码642的下部动力注射器
640中。因此，下部动力注射器640进行键编码以便不接受安瓿602、604。该键编码方法还确保用户不会将不同类型的安瓿与所使用的注射器混淆，并且适合于防止在低能见度使用期间混淆并防止视觉障碍者混淆。本实施方案还区分独立安瓿230上的键码(图2A)与安瓿模块324上的键码(图3A和3B)。安瓿模块键码324是安瓿键码230的超集；如果需要，关于预填充药物的附加信息将在其他信息
片段中进行编码。
[0106] 图6B描绘了具有密封件和柱塞654并且具有所示尺寸的凹口环653和键码安全链轮655的安瓿652的侧面平面视图650和底部平面视图651的一个实施方案。以附加尺寸示出了具有带相同的凹口环663和安全链轮665的密封件和柱塞664的相同安瓿662的另一个侧视图660和顶部平面视图661。另一个实施方案是具有不带安全链轮或“空键码”安全链轮的密封件和柱塞的安瓿。示出了具有密封件和柱塞676和不带安全链轮的凹口环674的安瓿672的侧视图670和底部平面视图671。类似地示出了具有密封件和柱塞686的安瓿682的相应侧视图680和顶部平面视图681，其中凹口环684没有链轮。仅具有密封等效的安瓿具有相同的相应尺寸但没有柱塞。这些尺寸只是一组尺寸，并且不同的安瓿产品将具有不同组的尺寸。
[0107] 根据本实施方案，特殊键码模式用于主键。此类特殊键码模式对于本实施方案具有特殊意义，并且包括a)空键码以及b)3和9键码。空键码是没有任何链轮的键码，因此可以自由地插入到与本实施方案相关联的任何键码装置中。空键码仅在特殊情况下使用。3和9键码包括零度和180度位置的链轮(对应于3点钟位置和9点钟位置的
时针)。这些位置是安瓿的默认位置。在视图600(图6A)中描绘了3和9键码链轮616相对于主键码642的形状。图6B还描绘了3和9键码链轮665、675的形状和大小尺寸。空键码安瓿682、692具有与3和9键码安瓿662、672相同的尺寸，但没有任何链轮或具有空链轮。
[0108] 注射器
[0109] 参考图7，分解透视图700描绘了构成注射器的部分。可选部分示出在有界框702、704、706中。在中空壳体708的开口端，略小直径的圆柱形插入件709放置在壳体708内部，因此允许插入件709在壳体708的内管中同轴地滑入和滑出。该内部插入件是螺栓托架710。
[0110] 螺栓托架
[0111] 螺栓托架710包括三个外部部分，即，压敏弹簧712、用于在压缩之后锁止推进弹簧716(下文讨论)的闩锁714，以及片簧718，所述片簧用于将闩锁714返回并保持在其适当位置。压敏弹簧712用于检测孔口对皮肤的压力或来自任何接触表面的压力。螺栓托架710的三个内部部分包括：垫720，其用于冲击安瓿上的后密封件(如果需要通过柱塞)；推进弹簧
716，其通过移动所述垫720提供用于注射的推进
能量；以及中空端突
耳722，其将内部部件保持在螺栓托架710内部。可选地，一个或多个压力调整垫片725可以用于压力调整或校准压敏弹簧712。‘O’环730是可选部分，并且如果注射器被配置为与低功率推进弹簧一起使用则不需要使用所述O环。
[0112] 推进弹簧
[0113] 通用推进弹簧716包括在注射器内。根据本实施方案，可以更换和交换所有弹簧(推进弹簧716、716a、表面压力弹簧712、712a和/或片簧718)以实现不同的效果。通过
访问组装和拆卸密码或密码键，可以在现场拆卸注射器，并且可以更换推进弹簧716以获得不同的推进压力效果。
[0114] 分解透视图700还示出了垫720的变型，诸如延伸垫730或柱塞垫732。要使用的垫的选择取决于安瓿内部的密封件。当安瓿具有带柱塞的密封件(如在透视图200(图2A)中所见)或者带有柱塞的安瓿模块密封件(如在透视图300(图3A)中所见)时，使用标准垫720。柱塞垫732与仅密封件安瓿模块一起使用，如在透视图350(图3B)中所见，并且延伸垫730用于自定义应用。
[0115] 垫的又另一种变型是延伸管734。延伸管734在安瓿与注射器之间延伸互连距离，而不改变安瓿或注射器的任何功能性。延伸管734的两端模仿注射器和安瓿处的相应端部。作为刚性体，安瓿感受到的任何压力都会传递到螺栓托架上，反之亦然。延伸管734的安瓿端736包括螺栓托架键码，并且另一个延伸管端738模仿安瓿键码以允许延伸管734连接到注射器。与延伸管734的长度相等的低运动摩擦圆柱形金属柱塞739沿延伸管734的内侧滑动。当安瓿、延伸管和注射器连接在一起时，唯一的变化是注射器的触及范围增大。
[0116] 垫740、745、750的其他变型允许后部复载机构连接到垫。可选的后螺钉760和可选的中空后螺钉762仅用于被配置用于后通孔复载的注射器型式，如下文所讨论的。前装载式注射器不需要这些螺钉。
[0117] 螺栓托架710被设计和成形为将所有部分都保持在一个刚性体中；另一个刚性体是壳体708。为了减少滑入和滑出壳体时的运动摩擦，螺栓托架710的直径小于壳体708的直径以便松动配合。图8描绘了组装的螺栓托架710的透视图800和横截面透视图810。包括链轮802、804、806、808、810、812、814的各种链轮沿螺栓
支架710的外表面小心地放置以使运动摩擦最小化。这些链轮802、804、806、808、810、812、814还用于提供结构增强和用于导航通过有限系统机器(FSM)迷宫的装置，这将在后面讨论。在前缘处的红色环820提供结构支撑以及当注射器从壳体708突出时提供注射器的待命状态的视觉提示。虽然红色环820在壳体708内部保持不可见，但是注射器是安全的。
[0118] 使用闭环控制系统的自动触发
[0119] 开环控制系统基本上是所有手动触发的射流注射器的内容：将孔口抵靠在皮肤上并且手动激活注射机构。通过感测表面上的孔口压力是否足够，人体提供闭环控制。人体自动地调整压力，并且通过反复试验学会如何施用无泄漏的无针注射。因此，人们必须被告知最小皮肤压力防止泄漏，这通常会导致有很大的安全裕度来防止泄漏注射。
[0120] 为了在最佳和预定压力下自动触发射流注射器，需要在射流注射器内的闭环控制系统来替换人体传感器。如果人体的触觉传感器因穿戴厚手套而变钝或因寒冷而麻木，或者由于笨重的注射器设计而难以感觉到表面压力时，这是特别有用的。一些常规的注射器设计试图通过在单个预定表面压力设置下结合闭环机械传感器来克服这一点。然而，随着环境的变化，需要人类经验来调节这种压力设定。技术人员知道应当做什么，而不同的人或不同的人类传感器必须被告知这种技能以区分母牛、肉鸡或雏鸡的压力设置，以便不伤害或杀死受试者。因此，面部上的软组织或阴茎或阴道上的敏感组织或内部器官的脆弱组织需要广泛的学习过程来获得这些技能。使用注射器上的机械预编程用户可选设置，用户只需选择要执行的注射类型。因此，除了需要将注射器保持与组织表面正交并且在壳体上朝向组织表面施加同轴压力之外，根据本实施方案的无针注射器的操作有利地不需要额外的技能来施加最佳的注射压力。
[0121] 授予Hemond of MIT的美国专利号8,740,838描述了一种电闭环伺服控制的计算机化装置，其中所述传感器主要与在注射点处和注射过程期间可注射流体的推进有关。Hemond专利的说明书和权利要求的语言告知注射器传感器未被配置为在注射之前的某个时间(即，t–n秒)检测皮肤性质，其中t是注射时间，并且n是注射之前和安瓿变形之前以及推进压力之前的时间(例如，t-1秒或t-1ms)。虽然根据Hemond专利的推进压力曲线似乎是预先计算的，但是当达到预定的注射器对皮肤压力时，Hemond既没有告知也没有建议自动注射。为了做到这一点，Hemond的PI
控制器FPGA必须具有在执行注射之前使用的音圈位置反馈。这在他们的具有手动激活
开关(在图4中在激活开关440中公开)的注射器的设计和Hemond的其他图中是显而易见的，所述图仅指示在原点处t＝0和t>0的时间。这在Hemond的两个基于位置的控制部件仅在注射阶段而不是之前有效的事实中也是显而易见的。虽然Hemond教导了一种用于检测安瓿变形的传感器，但是这些教导并不适用于对注射器对表面的压力进行预注射感测，因为皮肤表面所涉及的压力微不足道且不足以使Injex-Equidyne安瓿的硬质材料或用于射流注射的任何安瓿变形。在Hemond的公开内容中使用的Injex-Equidyne安瓿是 聚
碳酸酯基塑料，其被设计用于抗冲击以便容纳射流的高压。
根据Hemond的图7A和7B，安瓿变形所需的力达到250牛顿，而皮肤压力在数十克力内是有区别的。
[0122] 根据备选实施方案，用于皮肤压力感测的机械压力弹簧712被电气等效物替换。可以使用诸如压电应变仪或音圈的电传感器，所述音圈具有用于皮肤压力辨别的动态灵敏度(以克力为单位)。Hemond装置实时计算和调整推进压力，而该备选实施方案有利地预先计算此类推进压力并提供用于具有不同
粘度的注射剂的工作压力曲线，而不需要在整个注射循环期间连续监测流体的进展。
[0123] 根据本实施方案，通过PING复制器系统机械地预先计算压力曲线，并且随后使用有限状态机机械计算机(FSMMC)和PING形式语言(如下文所介绍的)对注射器进行编程和配置以供使用。根据本实施方案的PING复制器系统使用专有和新颖的
软件与非
电机计算机一起使用，PING的等同物替换Hemond的FPGA并且具有用于各种注射剂粘度的单独但不连续的压力解决方案。通过可重新配置的弹簧系统实现不同的推进压力曲线，其中弹簧716、716a可以互换。Hemond装置与本实施方案之间的区别类似于使用潜水计算机来连续计算潜水员的实时深度曲线与使用具有预先计算的潜水表曲线的查找表之间的区别，其中Hemond装置类似于潜水计算机，并且本实施方案类似于查询表。另外，本实施方案不需要电力，因此是与Hemond装置非常不同的装置。
[0124] 本实施方案通过对皮肤压力和推进设置进行预先编程有利地消除了对人类直觉或学习的需要，使得完全未受过教育的人可以通过操纵设置开关(例如ID、SC或IM的皮肤压力设置或SC1、SC2、SC3、自定义1或自定义2的附加设置)在第一次使用期间正确地提供一种以上类型的注射。皮肤压力设置与工厂选择的或医师定制的推进弹簧(例如，推进弹簧716或推进弹簧716a)结合使用。
[0125] 参考图9，描绘了根据本实施方案的闩锁714的侧视平面视图。新颖的隆起形状902设计允许发射环904在闩锁上以前向行程906和返回行程908进行双向行进。与常规的注射闩锁不同，在闩锁714被按下之后，发射环904在它在点910处撞击闩锁714时不会停止，而是以前向行程906越过隆起902直到行程长度完成。虽然可以具有短的行程以脱离闩锁，但是本实施方案利用长行程用于运动补偿目的和敏感的皮肤压力辨别。闩锁714围绕跷跷板枢轴点912无销地枢转，以提供减小的
摩擦力以便闩锁操作。代替枢轴销的是，枢转点912在刀刃枢轴914上进行跷跷板式枢转。以此方式，闩锁714由于没有销孔而具有高的结构完整性，同时有利地将在枢转期间的摩擦几乎减小为零，使得闩锁714能够阻挡注射垫720。除了减小摩擦之外，弯曲表面916在闩锁释放期间在注射垫720上施加很小的力或没有施加力。减小摩擦力和很小的力施加在注射垫上提供了具有“一触即发的”释放的低延迟闩锁，其需要很小的扣机距离918以便释放垫720。
[0126] 图10使用两个平面视图1000、1050来提供本实施方案中的部分的相互作用以执行自动注射的简单图示。所述设计采用最佳闭环、低延迟方法。本实施方案包括两个刚性体，a)安瓿和螺栓托架1002，以及b)壳体1004。它们一起将压力感测弹簧712夹在中间。
[0127] 当安瓿和螺栓托架作为一个刚性体移动时，皮肤1006上的压力与螺栓托架709的滞后环1008上的压力相同。滞后环1008与压力感测弹簧712的左边缘1010接触。弹簧712的右边缘1012与壳体1004的压力感测环1014接触。因此，在皮肤1006处感觉到的任何压力经由弹簧712从滞后环1008(其与皮肤1006刚性接触)传输到压力感测环1014。
[0128] 压力感测环1014和发射环1016相连在壳体1004上，所述壳体是第二刚性体。将壳体1004压靠在皮肤1006上将压力感测环1014和发射环1016一起移动。在压力感测环1014处感觉到的任何同轴压力与发射环1016处和壳体1004处的压力相同。在零压力1018下，弹簧712处于距离d 1020的松弛位置。
[0129] 当压力1052施加在壳体1004上时，该相同的压力也传输到压力感测环1014和发射环1016。相同的压力通过弹簧712传输到螺栓托架1002并通过安瓿传输到皮肤1054上。因此，皮肤1054上沿相反方向的压力1056也是施加在壳体1004上的相同压力。在压力P 1052、1056下，弹簧距离现已移至D 1058。仔细选择弹簧712可以得到弹簧常数k。使用胡克定律F＝k.X，其中F是力，并且X是行进距离，可以计算力与距离之间的关系。根据本实施方案，术语“弹簧”用于描述单个弹簧或彼此
串联或并联或同心使用的多个弹簧，或者它们的任何组合。在其中使用多个弹簧的情况下，对多个弹簧k1、k2、...使用胡克定律。
[0130] 参考图11，侧面平面剖视图1100、1150描绘了图10的更准确的物理图示，其中两个刚性体以适当的形状绘制，以便更清楚地解释与常规注射器相比如何实现最佳闭环。分别示出皮肤上的前压力位置1006和后压力位置1054；还示出了当壳体朝向皮肤移动时闩锁714的释放前位置1102和释放后位置1152。示出了发射环904朝向闩锁714的移动以及压力弹簧712的压缩前和压缩后的移动。重要的是要注意，螺栓托架保持锚固在相同位置1154，但是壳体与压力环1016一起向前移动。螺栓托架上的滞后环1008在位置1156处也保持不移动。还示出了注射垫720a的前位置和注射垫720b的后位置。在具有敞开后端的较短壳体的可选实施方案的该图示中，注意当安瓿靠在皮肤上时，螺栓托架709的后部在位置1158处从壳体708中突出。
[0131] 总之，当安瓿104、113压靠在诸如皮肤1006、1054等表面上或者所述表面朝向安瓿移动或被拉向安瓿时，发射环904以预定压力释放闩锁714并继续行进以提供运动补偿能力。闩锁714在延伸行程结束之前释放由预压缩弹簧716驱动的注射垫720a。注射垫720b用柱塞220推动密封件以迫使安瓿圆筒216中的一定体积的流体1104通过微孔口208并随后穿过皮肤并在皮肤下方。该压敏机构对动物皮肤或任何生物表面同样有效。
[0132] 长行程长度的优点
[0133] 壳体在自动注射发生之前行进的压力和距离之间的关系可以通过胡克定律预定。根据本实施方案，为了在注射期间提供足够的‘感觉，30毫米的注射行程长度和15毫米的触发行程是最佳的。在不脱离本实施方案的精神的情况下，可以使用不同的行程长度或发射环行程，包括发射环行程距离为零。
[0134] 如图1B中所证实，长行程长度允许安瓿孔口208在整个行程循环中保持皮肤接触，直到注射器从皮肤中移除。这是为了允许有足够多时间来输送大量的注射剂。在注射运动期间，压力感测弹簧712累积动能。如果在注射完成之前皮肤开始远离孔口208移动，则该动能用于补偿此类移动。同时，存储在弹簧712中的过压使来自皮肤移动的任何
负压标准化，以继续在孔口208与皮肤之间提供良好的密封。在其中需要考虑相对运动的应用中，可以使用更强大的压力弹簧并进行坚持完成的运动。更强大的压力弹簧712将存储更多动能以减少任何横向滑移并维持更强的气密性和防水密封。较长的行程长度在距离和持续时间方面提供较长的同轴运动公差。将这一点与安瓿前密封件206的使用相结合以容忍横向皮肤移动和零延迟触发机构，唯一的限制因素是施用一定体积的注射剂所花费的时间量。减少该时间会增加对相对运动的公差，其中完整的注射循环时间为15毫秒并且将同轴和横向移动公差相同保持为15毫秒表示所述设备能够容忍任何方向上每秒一米的相对运动。
[0135] 长行程长度还提供了在运动补偿情况下“向前看”的能力。当该设备接触皮肤时，“压力记忆”开始于螺栓托架和安瓿滑入和滑出壳体，随着相对运动的变化或者在相对皮肤压力变化时增大和减小。通过沿管重新定位发射环的位置，可以按时间或距离调整发射。例如，可以对注射器进行编程以便在预期应用时迟早都会发射。在具有30毫米行程和15毫米中间发射位置的长行程长度的情况下，提供了在发射之前的15毫米行程的记忆。因此，本实施方案提供了行程长度“向前看”记忆，而常规的注射器在安瓿表面接触皮肤表面之前没有任何记忆。
[0136] 零延迟、准确性和可重复性
[0137] 虽然胡克定律对于任何弹簧都是通用的，但是本实施方案仅使用两个刚性体来实施胡克定律表示孔口皮肤表面压力被瞬时传送到发射环。低运动摩擦闩锁还表示闩锁快速释放所述垫以撞击柱塞和密封件以使用由螺栓托架内部的压缩弹簧提供的推进力开始通过皮肤输送注射剂。比较高延迟常规注射器的反应时间(例如，对于Weston的美国专利5480381的
凸轮旋转仅210ms)，本实施方案提供了更有效的注射器。一个类比是一群人围绕篝火坐成一圈以将同一个信息从一个人传递到坐成一圈的一群人中的另一个人。所述消息需要一段时间才能在这一组人中流传，并且更大的群体需要更长的时间才能使消息返回到原点-这就是延迟。所述消息也可能被
中继器破坏-这是准确性。再次提供相同的消息可能导致返回不同的消息-这是可重复性。本实施方案有利地提供了一种无针注射器，其具有零延迟、高准确度并且高度可重复，因为它仅包括两个刚性体和弹簧。
[0138] 由于在释放闩锁之前只有两个固体和一个压力弹簧，所以本实施方案具有最佳的闭环控制系统；它尽可能最佳。根据本实施方案，在操作中没有磁化滞后，没有
模数转换，没有
数模转换，没有FPGA计时，没有微分
逻辑门，没有量化，也没有程序执行延迟。本实施方案使用连续模拟压力感测机构，其与上文所述的Hemond数字注射器完全不同。
[0139] 表面压力区分
[0140] 长行程长度还允许更灵敏地确定表面压力。例如，如果行程长度为10毫米并且需要区分10牛顿，则
分辨率为每毫米一牛顿。如果行程长度为30毫米，则分辨率为每毫米0.33牛顿，或更灵敏三倍。另外，使用两牛顿压力弹簧712将为轻触应用提供相当于每行进一毫米六十六克力。与数字系统不同，根据本实施方案的压力区分在本质上是连续类似的。在医疗手术期间，这种精细的压力区分是可能的，因为注射器总重量小于50克，并且刚性体设计表示表面上的任何压力变化在被外科医生感觉到之前被注射器拾取；这类似于在软悬架上行驶的
汽车。譬如说，因为安瓿在悬挂弹簧上，所以安瓿尖端极不可能刺穿或伤害脆弱组织。在此类敏感性下，用于正交注射的螺栓托架本身的重量占几乎一毫米的弹簧移动变化。使用PING，可以在校准时对发射环的微小重新定位进行重新编程，如下文所描述的。
[0141] 通过使用没有钩约束装置的约束适配器(下面关于图20和21讨论约束适配器和钩约束装置)来提供更精细的压力区分。注射筒式
手柄的高度机动性允许整形外科医生、牙科医生或兽医能够通过熟悉把手来继续他练习的精细移动控制技能。例如，除皱处理的成功取决于精确地注射在皱纹上而不是皱纹边缘，因为注射在皱纹边缘上会加剧表面缺陷。与常规的无针注射器相比，本实施方案不需要手动触发注射。使用火器操纵类比可以更好地理解这种能力：如何
挤压触发器不再相关，因为没有触发器。类似地，使用单独的触发机构来激活低扣机力闩锁714以使压缩弹簧退缩一百牛顿不同于在火器上移动轻质撞针。因此，如上所述，减小摩擦力和小的扣机力提供了具有“一触即发”释放的低延迟闩锁。
[0142] 在Daellenbach的美国专利
申请公开号2003/0163111中描述的常规无针注射器利用又薄又长的
末端执行器。由Daellenbach装置提供的高
重心、高
质量和高角度动量提供了类似于用具有小球杆面的长球杆杆身击打
高尔夫球而不是使用笔握式用短手柄宽面乒乓球拍击打同一个球的障碍。另一方面，本实施方案通过设计提供高机动性、低重心、低质量和低
角动量。
[0143] Daellenbach在他作出如下
声明时也明确提及了这一点：“通常，末端执行器14是由能够被消毒并且能够承受由注射器12产生的压力的材料制成。此外，在一些
腹腔镜和胸腔镜外科手术中，可能希望末端执行器14是刚性的。在这种情况下，合适的材料包括不锈
钢、
钛、金属与塑料的复合结构等。如果外科手术需要在解剖结构周围或内部形成可延展和/或可操纵的末端执行器14，诸如一些腹腔镜、胸腔镜和关节镜手术所预期的末端执行器，则包括聚
氨酯、高
密度聚乙烯、无定形聚酰胺、聚醚酰亚胺和聚丙烯的塑性材料可能是合适的。”Daellenbach推荐的这些材料都是能够因不良操作破坏脆弱组织的非常坚硬的材料。
[0144] 虽然推进方式是不同的，但是本实施方案中的Daellenbach中的气体和压缩弹簧716、在高压射流通过一个或多个孔口期间容纳注射剂的需要保持不变。然而，本实施方案没有与Daellenbach相同的消毒问题。本实施方案中使用的材料是一次性使用的一次性安瓿和一次性使用的一次性末端执行器，它们利用通过γ射线照射或任何其他已建立的方法来消毒以满足消毒和
生物相容性的所有当前医学标准。另外，Daellenbach和本实施方案利用相反的末端执行器哲学：Daellenbach使用能够承受射流的刚性末端执行器，而本实施方案利用软医用级硅树脂或硅凝胶前密封件204，由此由于如图2A和4A中所见的射流注射安瓿202而包含高压射流问题。Daellenbach调整末端执行器的长度以适应触及范围，从而将其从4英寸增加到6英寸到10英寸，而本实施方案通过使用低成本延伸管734(图7)来增大安瓿的触及范围。Daellenbach通过将他的末端执行器大小约束在0.1英寸至0.3英寸之间且偏好0.2英寸来表达对内部器官脆弱性的担忧。根据本实施方案使用的现有技术的安瓿的直径约为0.3英寸。然而，这种0.3英寸直径不足以在敏感器官上施加压力。本实施方案通过前密封件提供末端执行器，所述前密封件在10毫米至20毫米直径的大面积上分配压力以免由于施加点压而损坏敏感器官。软密封件(图4A)末端执行器有利地将表面压力分布在大面积上，同时在器官表面上提供更好的密封和触觉抓握。使用成形的内表面凝胶密封件，所述密封件能够适应小器官的
曲率。当与PING轻触程序结合使用以在预定的轻表面压力下自动地施用注射并且使用下部动力弹簧716a配置注射器以进行低动力推进时，本实施方案提供了一种新颖且有利的无针注射器，所述无针注射器在对Daellenbach进行等效运动时不太可能损坏脆弱的器官。
[0145] 此外，Daellenbach注射器和本实施方案适应角度注射的方式是不同的：Daellenbach使末端执行器倾斜并执行正面压力；本实施方案使用单独的背压约束装置将表面推向/拉向一个或多个孔口以进行倾斜或水平注射(参见下文讨论的图20和21)。由于这些原因和其他原因，Daellenbach的设备和根据本实施方案的设备是不同的。此外，在Daellenbach中既没有教导也没有公开现有的其他特征。
[0146] 接下来参考图27，透视图2700描绘了根据本实施方案的胎儿组织和器官组织上的内部器官注射。具有宽表面区域软密封件2704的安瓿2702连接到延伸管2706以增大压敏注射器2708的触及范围。外科医生在注射部位上方操纵安瓿孔口并且在壳体上施加压力。当达到适当和预定的表面压力时，注射自动施用于胎儿组织2710或内脏器官。使用轻触表面压力。推进弹簧被配置为供应足够的穿透力但不足以损坏脆弱器官2710。宽表面软密封件2704将正面压力均匀地分布在整个接触表面区域中。对于较小身体的较小器官2720，不需要延伸管。具有更凹表面软密封件2724的安瓿2722用于配合较小器官的形状，并且注射容易以相同方式执行。
[0147] 有限状态机(FSM)
[0148] 有限状态机逻辑的正常使用是用于计算系统和
接口的抽象模态或建模，其使用限于虚拟状态图、流程图(图12)、软件调试平台测试等。常规观点认为，不可能在物理上实现此类FSM抽象。计算机科学家需要温和地回忆过去，最早的计算机中的一者(诸如巴贝奇差分机)是被设计以将复杂的多项式函数制成表格的机械计算器。另一个早期的计算机器是图灵抽象，它最终导致了冯·诺依曼CPU。许多凸轮和
凸轮从动件、链轮和凹槽以及用于炮兵瞄准的机械计算机也存在了一段时间。然而，这些系统被固定为一次使用并且难以编程或重新编程。此外，它们没有提供今天被理解为图灵完整计算机的功能。
[0149] 根据本实施方案，FSM逻辑用于通过将机械计算机集成到注射器中来为注射器提供基本的和可编程的计算机行为。该FSM机械计算机(FSMMC)和槽内程序(PING)是FSM逻辑的独特实现。本实施方案的各个部分构成FSMMC
硬件，并且注射器壳体、安瓿和气闸适配器上的纹理图案构成软件或PING程序。FSMMC和PING不使用任何电力，并且实施成本几乎为零。通过以相同方式减少执行本实施方案的功能所需的机械零件的数量，可以实现附加的成本节省。PING复制器系统也用于制造和复制数量并且将在后面讨论。
[0150] 参考图12，流程图1200描述了本实施方案的编程操作。在步骤1202处，通过将螺栓托架放入注射器壳体中来组装无针注射器。如果注射器不安全1204，则将其设定为安全1206。如果安瓿被插入1208，则将其移除1210。并且如果注射器未被压缩1214，则将其压缩
1216。因此，当注射器被设定为安全1204并且安瓿被移除1208时，注射器被压缩1216。如果压缩的注射器1214没有插入1218安瓿，则插入安瓿并将其设定为Autosafe1220。当用户准备发射1222时，注射器为ARMED 1224并且确认注射器的状态1226。如果用户决定将状态改变为SAFE 1228，则处理返回以确定注射器的状态是否安全1204。另一方面，如果用户没有决定将状态改变为SAFE 1228，则状态保持为ARMED 1224，并且当确认1226并且用户准备注射时，根据本实施方案的无针注射器被压在皮肤上并且FIRED 1230。以此方式，实现了根据本实施方案的FSMMC的操作。
[0151] 有限状态机的物理实现
[0152] 参考图13，透视图1300和平面视图1350通过示出包含PING程序和各种路径、密码区域、发射环和壁的纹理图案1306来描绘根据本实施方案的有限状态机的物理实现。虽然圆柱形壳体1304的外表面1302在设计上是无特征的，但是壳体的内表面填充有纹理图案1306，并且螺栓托架的表面也用链轮802、804、806、808、810、812、814进行
图案化(图8)。
[0153] 链轮是在壳体、螺栓支架或安瓿的任何表面上的小形状突起。它们中的一些用于导航通过壳体的内表面(例如，链轮812和814是两个导航链轮)。这些链轮的另一个目的是进行物理连接，例如将螺栓支架连接到壳体上，链轮812和814防止螺栓支架从壳体中脱落。这些链轮的另一个目的是对薄壳体提供结构增强(诸如在链轮802、804和806中)或者在螺栓托架滑入和滑出壳体时减小运动摩擦。结构链轮的实例是链轮808和810。与以径向方式横穿壳体的环相比，同轴地横穿进入壳体的一排链轮是壁。壁用于在结构上加固壳体1305或螺栓托架(未示出)。它也可以用于外部装置引导件。壁也可以用作单侧过渡路径。链轮的另一个目的是提供密码和键编码功能。另一个目的是与另一个装置通信。链轮可以单独或组合使用。链轮的另一个目的是形成对动作的阻碍或执行动作。另一个目的是提供下文将讨论的FSMMC和PING功能性。本文档中给出的实例不是完全包含性的，或者用途仅限于所描述的此类用途。
[0154] 凹槽1306可以挤压或侵入设备的任何表面上以提供过渡路径1310、1312、1314、1316、1318、1320、1322、1324、1326。虽然根据本实施方案的凹槽是优选的，但是物理实施方式可以是管道、管或任何回旋形状或第一预定结构，以将链轮或第二可机械联接的预定结构从一个位置移动到另一个位置。类似地，FSMMC链轮或其等同物可以为任何形状或大小或相反的并且可以单独使用或者用作多个链轮以与凹槽或它们的等同物一起使用。
[0155] 这些过渡路径允许链轮从一个FSM状态移动到另一个FSM状态，以便执行不同的注射器功能。这些一个或多个链轮被控制为仅在凹槽内移动并从一个凹槽移动到另一个凹槽，这是由凹槽的连接顺序确定的。除非链轮和/或凹槽被编程为这样做，否则不可能跳出凹槽，如在多维链轮/凹槽程序中那样。多个同心管可以用于不同管中的链轮和凹槽以在管之间彼此相互作用。在下文描述的气闸适配器中，具有链轮和/或凹槽的三个同心管通过安瓿和螺栓托架连接到注射器上的单个凹槽管。可以在制造期间对不同的纹理图案进行编程以在需要时使注射器适应不同的应用。例如，将凹槽路径镜像可以转换右手注射器以供左手使用。FSM逻辑不限制虚拟序列状态或转变的数量，但是可以快速耗尽物理空间以在注射器上形成更多凹槽。
[0156] 环是沿壳体或螺栓托架的任何表面的完整或部分弧形环状突起，以与凹槽和链轮以及形成FSMMC的任何部分一起使用。它们可以是旋转环，如算术加一环(参见图17A)或条件环(参见图18A)。
[0157] 算术环的实施方案与条件环的实施方案之间的区别在于使用“条件”路径(图18A)，如果满足条件(在这种情况下满足其中算术环计数到3并转到停止路径的条件)，所述条件路径允许链轮“分支”离开或“转到”另一个路径。在计算机术语中，IF(COUNT＝＝3)THEN GOTO STOP。本实施方案提供了要执行的算术和条件运算的备选实施方案。使用该方法，计算机科学领域的技术人员可以设计路径的备选实施方式以执行其他条件路径和逻辑运算。
[0158] 执行条件运算的能力对于将本实施方案与常规装置区分开来是重要的。执行条件运算的能力使计算机“图灵完整”，因此，PING复制器系统、FSMMC机械计算机和PING软件语言是图灵完整，因为可以执行条件运算，如图18A中所示并在下文中描述。
[0159] 这些环可以位于沿壳体的不同位置以执行功能。使用图11中的视图1100、1150，当压力感测环1016检测到适当的皮肤压力时，发射环904的目的是激活闩锁1102、1152。滞后环1008的目的是为压力弹簧712提供反压力。因此，压力感测环1016和滞后环1008将压力弹簧712夹在它们之间。
[0160] 链轮、凹槽和环的目的
[0161] 壳体、链轮、凹槽和环形成FSMMC的硬件。通过将螺栓托架滑入和滑出壳体同时顺时针或逆时针扭转以沿一个或多个组合路径移动，可以通过注射器执行多种功能。这些连续的过渡路径类似于壳体的内表面上的三维迷宫。链轮、凹槽和环可以位于安瓿和注射器的任何表面上，也可以位于任何互连装置(诸如气闸适配器)上。
[0162] 一般地说，根据本实施方案的FSMMC包括第一装置，诸如螺栓托架，其具有形成在其表面处的一个或多个第一预定义结构(例如，链轮)；和第二装置，诸如壳体，其具有形成在其表面(例如，壳体的内表面)处的一个或多个第二预定义结构(例如，凹槽或环)。第一预定义结构与第二预定义结构机械地交互联接，使得第一装置相对于第二装置的预定系列的移动定义FSMMC的多个功能中的一者。预定系列的移动对应于由第一预定义结构与第二预定义结构的机械地交互联接定义的多个预定约束序列的移动中的一者以从FSMMC的第一有限状态变为FSMMC的第二有限状态。
[0163] 路径与位置之间存在区别。路径是链轮从一个位置移动到另一个位置的路径。在FSM逻辑中，路径用于转变，并且位置是FSMMC的有限状态。图14描绘了注射器的半透明透视图1410、1412、1414、1416、1418、1420、1422，以示出在壳体的内表面上相对于所采取的外部动作的各种位置。安全位置是1430、1432、1434和1436，而待命位置是1464。从安全位置移动到待命位置是沿路径1450的过渡。
[0164] 返回参考图13，示出了路径的选择。螺栓托架链轮使用组装/拆卸路径1310以组装到壳体中和从壳体中拆卸。该路径还在不使用附加的零件来固定螺栓托架的情况下防止螺栓托架从壳体中脱落。反向通过相同的路径允许拆卸和移除螺栓托架。
[0165] 注射器使用转移路径1312从一个路径横向转移到另一个路径。例如，将链轮从组装路径1310转移到发射路径1316上。另一个实例是使用待命到安全转移路径从待命位置1318转移到安全位置1314。
[0166] 为了施用注射，并且仍然参考图13，用户将链轮从安全位置1314移动到待命位置1318。没有安瓿就无法做到这一点，因为没有把手来推动或拉动或扭转螺栓托架。当连接到注射器的安瓿将注射器从安全位置1314移动到待命位置1318时，准备施用注射。当壳体被推入皮肤中时，螺栓托架链轮沿所述发射路径1316行进，链轮继续沿发射路径直到注射器自动地注射并且链轮继续进一步进入超范围路径1324并到达链轮无法再进一步行进的末端位置1326处。释放注射器允许压力弹簧使链轮返回到待命位置1318。在安全位置1314的后部设定小凹口；该小凹口是安全锁定位置1320，其防止在该位置时进行任何螺栓托架扭转移动。虚线[？]区域1322是后面将解释的特殊区域。
[0167] 返回参考图14，描绘了与物理动作和安全提示相结合的路径的使用。透视图1410示出了填充的安瓿，其通过顺时针运动1460插入到注射器中。假设注射器弹簧已经被压缩，视图1410出于说明目的描绘处于错位的安全位置的注射器。在发射弹簧被压缩的情况下，注射器应当处于安全状态1462而不是处于待命位置1464，因为例如当有意将
手指插入壳体时，压缩弹簧可能意外地被取出。
[0168] 使用正常的拧紧运动来插入安瓿，该拧紧运动将同时扭转壳体内部的螺栓托架并将注射器移动到安全位置1462。这是自动安全安瓿联锁装置。如果注射器先前已经处于正确的安全位置，则注射器将继续保持在安全位置。
[0169] 透视图1412示出了处于安全位置1430且插入了安瓿的注射器。如果将安瓿放置在皮肤上并且推动壳体以执行注射，则链轮将保持在安全位置1430并且注射器将不会注射。由于皮肤压力，链轮现在将抵靠在安全位置1430的后部，在那里它被压靠在凹口1466上。凹口1466是安全锁定并且即使存在因扭转运动而强制注射也能防止螺栓托架扭转并保持在安全位置。可以看出，各种路径是成形的并且凹槽不是直线。透视图中的凹槽轮廓设计的细节是有目的性的。例如，小凹口转换为安全特征，这可能需要使用常规设计方法的附加零件。细节轮廓界定构成编程方法的一部分。与一切都是虚拟的常规软件编程不同，FSMMC和PING本质上是非虚拟的，并且程序本身成为
致动器或被致动。用PING编写的程序非常注重动作(其中每个起始位置转换到结束位置与物理动作相关联)，而不仅仅注重起始或结束位置，而且还注重如何执行路径转换。例如，图18G中所描绘的螺旋传动路径产生螺旋传动动作。
[0170] 透视图1414示出了利用逆时针扭转运动1468同时推动和扭转安瓿的手部运动。这将螺栓托架移动到待命位置1450。同时，螺栓托架1470从壳体1472中略微突出。将这与视图1412中的壳体1472相比较，其中壳体1472在安全位置1430中与螺栓托架齐平。在待命位置，突出的螺栓托架1470通过从远端和近端可见的红色环提供视觉提示。这允许无论是注射他人还是自我注射都可以看到待命警告。而且，由于注射器可以用于各种握把(例如，书写、刺、推、拉、拇指按压)，因此持有人的
视野以及接收者的视野可以看到安全环。
[0171] 应当注意的是，如果安瓿没有充分地拧紧到螺栓托架中，则推动和逆时针扭转运动1468将使安瓿从螺栓托架上扭转下来而不是使注射器待命。虽然螺栓托架是无摩擦的，但是推动动作接合来自压力弹簧的背压使得安瓿扭转。这提供了安瓿不正确固定的安全联锁装置。另外，对于零能见度情况，突出的安全环1470可以稍微压下以提供弹性触觉提示以表示注射器待命。
[0172] 透视图1416示出了壳体在安瓿上方滑动时的注射运动。链轮被示为沿发射通道向上行进并继续直到它到达末端1474。此时，如果使用慢行程运动，则闩锁已经有意地在发射路径的大约一半处被释放，并且即使在链轮到达末端之前也能完成注射。通过继续推动并将螺栓托架移动到壳体中，动能被存储在皮肤压力检测弹簧712中。释放安瓿尖端在皮肤上的压力反转了螺栓托架的方向，所述螺栓托架由于来自所存储的动能的背压而继续保持连接到皮肤表面。此时，安瓿尖端仍然与皮肤接触，直到皮肤上没有压力并且安瓿尖端离开皮肤表面为止。
[0173] 透视图1418示出了推动和顺时针扭转1476的手部运动，以在注射之后使注射器恢复到安全状态。请注意，红色环缩回到壳体中，从而赋予注射器现在处于
安全模式的视觉提示。还要注意，如果注射器未恢复安全，则压缩弹簧不能被前向复载盒锁止。这是由注射器提供的另一个安全联锁装置。
[0174] 透视图1420示出了利用逆时针扭转1478移除空安瓿的手部运动。注意，安全位置1434的形状防止螺栓托架在拉动和旋开运动期间移离其安全位置。如果它确实移动到待命位置，则压缩弹簧不能锁止。复载箱中的推弹杆具有固定长度。在没有安全位置的背压来锁定螺栓托架的情况下，当插入推弹杆时，螺栓托架将进一步缩回到壳体中，使得锁定机构不能锁止。
[0175] 透视图1422示出了使用前装载推弹杆装置1480来压缩弹簧以准备下一次注射。注意，注射器必须处于安全位置1436以便如前面所解释那样进行复载。为了重复注射，填充另一个安瓿或使用另一个预填充的安瓿模块并且从透视图1410开始所述序列。
[0176] 虽然在其他无针注射器中使用循序操作来对安全、待命和发射操作的相同顺序进行排序，但是如果不使用复杂的
电子器件(例如，密码保护)，则它们的功能性受到限制。而且，它们无法使其安全联锁装置同步超出执行注射的基本功能。根据本实施方案的使用FSMMC的方法允许注射器对自身进行排序以及对连接到注射器的外部装置进行排序。两个装置的安全联锁装置也同时彼此同步，同时每个装置执行其自身的安全联锁
预防措施。这在下文中更详细地解释。
[0177] 根据本实施方案，提供改变设定路径特征以允许在单个注射器中可选择注射器的多个压敏设置。以此方式，可以选择性地增加或减少施用注射所需的孔口对皮肤压力。参考图15，图1500、1550示出了三个发射环(弧)1502、1504、1506如何与三个想应的路径1508、1510、1512对准以提供不同的环到闩锁距离1514、1516、1518。不同的设置允许同一个注射器执行皮内注射(1502、1508、1514)、皮下注射(1504、1510、1516)或肌内注射(1506、1512、
1518)。可以类似地在壳体上对第四或第五路径或更多路径进行编程。
[0178] 使用胡克定律，F＝k.X以及对弹簧的正确选择，可选择设置可以是预定的。使用转移路径1520、1522、1524，允许用户在注射类型中的每一者之间移动。当从ID移动到SC到IM时，交错的转移路径提供更多阻力的
触觉反馈。
[0179] 根据如图1的视图100中所示的实施方案，在单个注射型配置的情况下，存在如图10中所示的三个环：在螺栓托架上的发射环1016、压敏环1014和滞后环1008。在如图1的视图120中所示的实施方案中，在三个可选的注射类型ID、SC、IM的情况下，存在五个环：如前所述，在螺栓托架710上的三个发射环1502、1504、1506(图15)和压敏环1014以及滞后环
1008。
[0180] 密码
[0181] 特别注意的特征是根据本实施方案的阻止使用或阻止拆卸的密码或防篡改路径的实施方式。通过将密码与制造批号相匹配，该功能也可用作防伪方法。这些路径可以与其他路径结合使用以使螺栓托架锁定或进入死角或进入无限循环。根据本实施方案，这些路径被放置在[？]区1322中(图13)，因为除程序员之外的任何其他人都不知道这些路径(当然，除非你破坏了壳体)。
[0182] 参考图16，包括图16A、16B、16C和16D，用图1600、1610、1620和透视图1630示出了根据本实施方案的密码路径特征的两个实例。通过知道图案或密码的人可以相对容易地将路径1602导航到出口。路径1602的密码中的一者是在拉动时向右扭转、向右扭转直到停止、在推动和退出1604时向右扭转。如果不知道密码，则这是非常困难的，因为你可能会陷入无限循环中。
[0183] 路径1612表示路径的迷宫1622并且更难以导航，并且密码可以容易地被遗忘。也很容易迷失在迷宫1622中。复杂的密码可以用于防止儿童、青少年和小偷的未经授权的使用，或者用于在不知道密码的情况下反对者不能使用注射器的战术情况。密码可以根据情况需要而简单或复杂，并且可以使用PC或移动软件应用程序轻松地对一次性密码进行用户编程以进行3D
打印机构建。螺栓托架可以从旧壳体拆卸下来，并且使用新密码放置在新的壳体构建中。也可以对错误的密码路径进行编程以使注射器不发射或将注射器单向锁定在死角。
[0184] 在透视图1630中示出了示例性密码键。为了使迷宫1632易于导航，根据本实施方案提供了新颖的密码键1634以允许简单地导航通过复杂迷宫。密码键1634是中空管键，其上附接有
套管1636。键1634越过安瓿，在键1634上方具有圆柱形套管1636。密码图1614的一个副本除了从外部可见之外在套管1636上。通过迷宫1632的解被压印为套管1636上的一系列连接槽以与通过迷宫的解路径1638相匹配。这很像带有切口模板的汽车换挡，通过所述切口模板可以四处移动换挡杆。使用键1636上的外套管槽作为引导件，将套管1636和键1634对准到注射器1640。在握住套管1636的同时，操纵销1642穿过开槽套管1638以再现相同的一对一运动以在注射器1640内部导航(解锁)迷宫1632。该解决方案还允许在制造和回收期间便于操作者组装和拆卸。密码键套管信息也可以通过
计算机网络发送以进行远程3D打印，或者如果键或键套管丢失则重新打印。可选地，密码图1614可以赋予手动操纵的视觉提示。该密码保护和密码键方法和实施方案可以与任何机械装置一起使用，并且不限于无针注射器。
[0185] FSMMC算术、逻辑和存储器
[0186] 在预定次数的注射之后的预编程禁用可以通过结合如图17中所示的算术环路径来完成。图17包括图17A、17B、17C、17D和17E，并且在平面视图1700、1760、1770、1780和透视图1730中示出了根据本发明的在预定注射次数之后的预编程禁用的设备和操作。算术环1702是具有凹口1704的顶部平面视图1701和侧平面视图1705中的旋转环以在位置1708处与链轮1706匹配。每当链轮1706从1708顺时针旋转到1710，链轮1706将算术环1702上的凹口1704旋转一次到右边1712，从而逆时针旋转算术环1702。由数字“1”表示的凹口向右移动，而由数字“2”表示的新凹口现在占据所述位置。这是根据本实施方案的加1运算。如果链轮1706从1708到1710顺时针移动另一次，则数字3现在占据凹口位置并且已经执行了另一个加1运算。将链轮过渡部沿逆时针方向从1710旋转到1708将使算术环以相反的顺时针旋转移动以执行减1运算1714。为了防止无限的、加1、减1情况，单向门1716用于允许链轮1706仅在顺时针移动中移动。通道1732、1734、1736、1738(在透视图1730中放大)变窄提供单向门，以允许链轮1706在沿相反方向移动时受阻。算术环1702被描绘为凹口从数字4开始受阻
1718，使得它不能进一步计数，即，它在4之后停止1720。该算术能力可以与其他路径组合使得在计数次数之后迫使注射器停止注射。
[0187] 透视图1730示出了被编程到注射器中的扇形齿轮型算术环的实施方案。位置1740示出了链轮1741在待命位置的位置。当链轮行进到发射通道1742中时，现在位于位置1744处的链轮将在1734处通过单向门，同时使发射环压下闩锁(未示出)。从此时开始，已经通过单向门的链轮必须沿发射通道1745向下继续以完成注射行程。当链轮到达算术环并进入凹口1746时，另一个单向门将链轮锁定在环1748内部，使得链轮可以移动的唯一方向使算术环沿加1方向1749旋转。来自弹簧的背压将使链轮在链轮到达路径1750的时刻沿返回路径返回。可以通过路径放置许多单向门(例如，单向门1732、1736、1738)以约束链轮和环反向行进。现在可以将链轮返回到安全位置1731以准备下一次注射序列。在算术环允许的预定次数的循环之后，链轮被陷入发射路径区1745中并且被阻止移动到现在具有受阻凹口的算术环中，且由于1734处的单向门也不能返回到待命位置1740或安全位置1731。唯一的出口是通过问号密码路径1753。知道密码键允许通过路径1754易于执行螺栓托架的拆卸。壳体的后端平面视图1760、1770示出了在壳体后部切出的窗口1762、1772，以显示已经由注射器执行的注射循环的次数。窗口1762示出数字“1”，而窗口1772示出“X”，指示不允许进一步注射。后端平面视图1780描绘了算术环1782，其中通过窗口可单独观察的总共12个计数，这被示出为另一使用实例。算术环1782具有门控旋转，其允许在方向1786上但不在方向1788上将计数递增。通过在1749处继续算术旋转来篡改装置的尝试可以通过途径过早锁定注射器或通过进入游戏模式迷宫阻止篡改来抵消，奖品是免费的多次使用注射器。FSMMC和PING是可编程系统，它允许具有很大的灵活性，仅受计算机上的存储器空间的量的限制。换句话说，所述系统受到制作凹槽的区域的限制。
[0188] 算术环的实施方案与条件环的实施方案之间的区别在于使用图18A中所示的“条件”路径1802。参考图18，在视图1800、1810、1840、1850、1860、1870、1880、1890中示出了根据本实施方案的用于FSMMC操作的各种路径。条件分支在图18A中示出并且类似于算术环，除了如果算术环达到计数3则用于链轮的路径1802“分支”离开或者“转到”下一路径之外。在计算机语言中，这等效于IF(COUNT＝＝3)THEN GO TO NEXT。为了物理地停止在计数3，NEXT路径包括单向门控死角1804，如果满足条件(在这种情况下条件是算术环计数到3)，则允许链轮“分支”离开或“转到”路径1802，并且转到停止路径1804。在计算机术语中，IF(COUNT＝＝3)THEN GOTO STOP，其中‘＝＝'是此处用于说明的C语言等逻辑运算符。因此，根据本实施方案，算术和条件运算的实施方案有利地建立在这些基本构建块上，以进行更精细的计算。使用该方法，计算机科学领域的技术人员可以设计路径的备选实施方式以执行各种简单至复杂的条件路径和逻辑运算。
[0189] 执行条件运算的能力对于将根据本实施方案将FSMMC与现有技术的机械计算机区分开来是重要的。执行条件运算的能力使该机械计算机“图灵完整”，因此PING复制器系统、FSMMC机械计算机和PING软件语言也是图灵完整。
[0190] 参考图18B，视图1810描绘了路径1812，其示出了通过使用一系列安全路径1814、待命路径1816、单向路径1818、发射路径1820、单向路径1822、安全路径1824、待命路径1826、单向路径1828和发射路径1830在两次注射中停止的简单方式。可以将重复路径组合在一起以形成具有转移通道的子例程以调用子例程。
[0191] 如视图1840、1850、1860和1870中所示，本实施方案还提供了角度路径1842、1844、1872、弯曲路径1862或螺旋路径1882的特征，使得螺栓托架在它行进进出壳体管时可以有角度、非直线和螺旋运动移动。这对于迫使螺栓托架进行扭转运动是有用的，由此间接地使带有链轮的安瓿尖端扭转相同的量。根据本实施方案，这种小的扭转运动可以用于在推动时将安瓿尖端联锁到外部装置。相反，拉动运动通过相反扭转解锁安瓿尖端。使用本实施方案的所述有利方面的另一个实例是允许扭转移动以激活开关或将装置互连到外部装置或机器人。
[0192] 在视图1850(图18D)中示出了根据本实施方案的单向路径1852和停止路径1854的实例。在视图1890(图18H)中，示出了组合路径1892，其组合了角度路径1872、螺旋路径1882和角度路径1842。使用图26中所描绘的并且在下文中讨论的PING复制器系统2620，可以设计和编写PING软件，因为可以用C或C++代码在个人计算机上编写软件，这些程序和程序指令是FSM逻辑对CREATE、ADD、DELETE和EDIT路径的机械等同物。根据本实施方案，软件程序处于预定义结构中(即，在凹槽中)。
[0193] 在上文中，已经描述了使用键码作为匹配药物、安瓿和注射器的安全特征。返回参考图6A，主键码像OR门一样工作，允许安瓿602中的药物或安瓿604中的药物通过。另一个实例在图19A中示出，其中视图1900描绘了用于AND运算的路径1902，其中链轮必须在到达C 1910之前行进路径A 1904、1906和路径B 1906、1908。参考图19B，视图1920描绘了用于OR运算的路径，其中链轮1922可以使用路径D 1924或路径E 1926到达F 1928。常规的FSM抽象不允许NOT运算。然而，根据本实施方案，螺栓托架由压力弹簧延迟。由于来自压敏弹簧712的背压，默认值是NOT发射状态。从待命位置通过发射路径移动并在释放闩锁之前停止链轮允许链轮松弛回到待命位置，因此将相反方向上过渡从发射反转到NOT发射。
[0194] NOT运算的另一个实施方案是使用多个链轮实例，如图23的图2300中所示。从图2300的顶部开始，从左到右的序列01000110中的链轮图案表示A 2302，其中0表示不存在链轮，而1表示存在链轮。表示默认值2304的一排满链轮11111111被放置在A行上方，即，A
2302的先前序列正上方。在下一步骤中，将底行2302推入顶行2304以使链轮移位到上方，由此产生移位的行2306。移位的行A'2306将遵循A2302的原始行的链轮图案的相同行图案，即A＝A'。然而，当移除链轮的原始行时保留了10111001的相反图案或NOT A2308。因此，根据本实施方案的FSMMC实现并执行存储器复制或存储器存储运算以及FSMMC的存储器反转运算。稍后，A'2306和B'2308的所有链轮都可以被推回到一起以将所有链轮复位回到其原始默认位置2304以清除或复位存储器。计算机科学家将注意到，这种NOT运算是BitBitJump和Toga抽象的物理实施方式。根据图23中的NOT运算2300的描述，还可以产生逻辑EQUAL运算。
采用A'图案2306并向下推入B'或NOT A'图案2308；当且仅当A'2306与A2302相等时，获得默认图案2304。如果A与A'不相等，则一个或多个链轮将会伸出或不会产生默认图案。因此，根据本实施方案可以实现逻辑EQUAL和NOT EQUAL运算。
[0195] 常规术语将这些单个链轮称为链轮的“位”，并且将链轮的8个“位”集合称为“字节”。因此，根据本实施方案的FSMMC呈现字节宽的存储器位置，其可以用作寄存器以对进一步的指令进行排序或者仅用作存储器以包含数据。重复许多这些链轮和凹槽提供更多的程序寄存器和更多的存储器。备选实施方案是使用物理链轮和凹槽“堆叠”这些存储器或寄存器，以使用计算术语“推动”和“弹出”所述堆栈。通过这样做，体现了左括号“(“和右括号”)”运算符以及用于列表处理的“列表”。
[0196] 这种NOT逻辑运算是区分机械计算机与机械计算器的巅峰之作。形成布尔代数、命题逻辑和德摩根定律的
基础的逻辑运算符AND、OR和NOT同样适用于本实施方案的FSMMC和PING。注射器执行AND运算“插入安瓿并将注射器置于自动安全状态”的能力就是这种情况的例证。另一个实例是“打开气闸入口”和“将注射器设定为自动待命”以便“发射”。德摩根定律将第二实例的含义转换为“关闭气闸入口”或“将注射器设定为自动安全”以便不“发射”。必须明白，在没有布尔逻辑的情况下，可以在气闸入口关闭的情况下达到注射器被发射的状态。使用布尔代数可以确保注射器和气闸适配器具有同步的安全联锁装置。除了所有常规的无针注射器之外，执行布尔逻辑的能力设定根据本实施方案的无针注射器。另外，除了所有现有技术的机械计算器和“机械计算机”之外，执行布尔逻辑的能力根据本实施方案设定FSMMC。
[0197] 图19C和19D中的视图1920、1930描绘了路径1922、1923、1924和梯形链轮1925，所述梯形链轮在转移路径上左右滑动以将链轮1925移动到位置1926和1928。交替从1926到1928的路径并返回将会使梯形链轮1925左右左右滑动，依此类推。这体现了触发器。然而，在不干扰梯形链轮1925的状态的情况下不能读取数据。如果触发器被设定为单向，则使用路径1932允许移动到梯形路径中的位置1932(图19D)，并且如果触发器被设定为另一路径，则在不干扰梯形链轮1925的状态的情况下不能移动到所述路径中。在计算术语中，路径中的链轮1925现在在触发器写入运算之后执行“非破坏性读取”。以此方式，本实施方案提供一位的机械SRAM。
[0198] 图19和图19F中的视图1940、1950描绘了四个开槽路径中的链轮操作。操作1542示出了用于二进制表示“1”的四个开槽路径中的最右侧路径中的链轮。将链轮移动到左边的相邻路径(操作1944)产生二进制表示“2”并且等效于执行左移位运算。再次执行左移位运算(操作1946)产生二进制表示“4”并且再次执行左移位运算(操作1948)产生值“8”。以此方式，根据本实施方案的乘法运算与每个左移位运算执行“乘2”乘法。
[0199] 如图1950的操作1952中所示，在四个开槽路径中使用两个链轮定义了二进制表示“12”，右移位两个链轮(操作1954)产生二进制表示“6”，再次右移位(操作1956)产生二进制表示“3”。以此方式，根据本实施方案的除法运算使用右移位运算执行“除以2”。因此，根据本实施方案，提供了用于算术和逻辑功能的四个运算符MULTIPLY、DIVIDE、LEFT SHIFT和RIGHT SHIFT。通过进一步右移位，可以在概念上提供3除以2的值或1.5，以此类推。使用现有技术的计算方法，FSMMC和PING可以用尾数和指数编程，并且获得浮点单元(FPU)。
[0200] 计算机科学领域的技术人员可以明白，使用现有技术方法来对半加器、全加器等等进行编程，以不仅模拟ALU或CPU而且模拟完整的计算机。为什么无针注射器需要这种智能可能不是很明显，而根据本实施方案的无针注射器可以使用后连接器与机器人对接以进行
机器人手术，并且安全、待命和发射状态可以使用这种智能传送到机器人。还可以使用根据本实施方案的智能来传送安瓿状态和表面接触状态。根据本实施方案的生物表面、安瓿、注射器和用FSMMC和PING编程的适配器的状态可以机械地而不是电气地转移到外部装置和整个注射系统。更重要的是，根据本实施方案，注射系统与机器人或任何其他互连装置之间可以进行智能握手和通信。由于在本实施方案之前不存在全功能机械计算机的简单原因，所以没有常规的无针注射技术、机械工程设计或
机器人技术提供这种能力。常规的机械计算机通常是单一用途的，并且不执行布尔逻辑；实际上他们的操作使用了截然不同的原理。
[0201] 使用
激光切割组合根据本实施方案的预定义结构的纹理图案以产生微槽和推
拉链轮图案可以提供二维FSMMC存储器。通过创造性的PING，类似于具有128列纹理和128行链轮的QR码的图案可以提供16kbit的SRAM。如常规电子技术所教导的，可以获得具有更多列和行的更多存储器。所有这些先前都可能需要
足球场来对FSMMC或PING进行开槽，而今天的
纳米技术、激光、等离子和化学蚀刻领域的进步意味着可以执行微槽加工；甚至可在安瓿的前密封件412、414的表面上执行微槽加工(图4)。因此，本领域技术人员将认识到，FSMMC和PING可以在微尺度和纳米尺度上实施，诸如提供
纳米级凹槽、链轮和环以向纳米机器人提供智能，或者在诸如管道锁以及空间站和
航天器上的相应的支撑结构或系统等宏观尺度上实施。
[0202] PING复制器系统
[0203] 参考图26A，图2600描绘了PING复制器系统的实施方案，所述PING复制器系统包括能够进行高级编程功能的可编程装置，并且该功能可以包括构建或制造或传送用于执行此类构建或制造的信息的能力。根据本实施方案，PING复制器系统是个人计算机2602，但是它也可以是平板计算机、运行应用程序的通信装置、CNC或FMS机器或能够智能计算或能够复制FSMMC、PING和PING软件的任何装置。根据本实施方案，PING复制器2602尤其用于与本实施方案有关的所有方面，包括设计、迷宫编程、模拟、优化等。PING复制器2602可以联接到用于设计和制造安瓿和安瓿模块、注射器、FSMMC、PING程序的装置，包括快速
原型3D打印机2604、具有
计算机数控(CNC)2622和模制机2624的工厂2620中的批量生产设施、供应商、客户、医疗设施2612、战术设施2614、外太空设施2610和世界各地的同事。
[0204] 提供问题和路径解决方案的人员、客户和供应商中的每一者都可以被共享，使得可以将解决方案设计并体现到硬件、软件和产品中。另外，这些
站点中的每一者都具有它们自己的完整版或简化版PING复制器系统，以重现和共享信息、设计、软件、密码、构建文件、制造细节等。例如，医院2612被赋予为患者或药物或回收注射器的键码组编程个人密码的能力。执业医生被赋予订购零件2640(图26C)的能力，以定制其弹簧参数并在其壳体中构建“常用”程序或者经由工厂PING复制器2620从弹簧制造机器订购定定义弹簧。
[0205] 拥有PING复制器系统的制药公司可以免费获取它们自己使用的键码，并且可以按照它们的药物完全定制注射器和安瓿、FSMMC和PING程序。家庭用户也可以通过与PING复制器进行通信而获益。例如，丢失其密码键的家庭用户可以被赋予使用由工厂2620提供的信息打印新键的能力。因此，PING复制器系统2602本身就是产品。
[0206] PING复制器系统用于a)生产硬件，和b)编写软件。参考图26B，通过构建各种注射器壳体2632来编写软件，以使用3D打印机2604(图26A)保存软件以便于快速原型制作或定制。硬件是注射器，并且软件是注射器壳体2632中的纹理图案。硬件和软件使用由位置、输入和输出状态以及它接收的动作2650提供的数据来执行现实世界的功能。在没有PING复制器系统2602的情况下，不可能生产硬件或软件或产品。正如FSMMC和PING是新颖的实施方案一样，制造FSMMC并构建包含PING的
外壳的PING复制器系统也是新颖的。
[0207] PING复制器系统能够构建图示700中所示的注射器和零件(图7)。PING复制器系统将构成注射器2640的零件设计并组合在一起，然后将构成安瓿202(图2)和安瓿模块302、352(图3)的各种零件设计并组合在一起。
[0208] 然而，零件2640的集合类似于本身不构成房屋的砖、沙、门和玻璃窗。必须将这些零件放在一起以构建房屋。PING复制器系统采用零件并添加链轮、环、壁和凹槽，如透视图810(图8)中所示，并且将机械计算机集成到零件的各个部分中。PING复制器系统还将带链轮的键码系统集成到注射器632、642和安瓿612、614、616(图6A)中。然后，PING复制器系统将凹槽1310、1312、1314、1316、1318、1320、1322、1324、1326(图13)的软件程序写入壳体的内表面和任何其他相关表面上以将所有零件连接在一起以提供基本注射器的功能性。PING程序提供扭转和转动壳体内部的螺栓托架的能力，并且PING程序所进行的第一功能是将螺栓托架组装到壳体中而不会使螺栓托架脱落1202(图12)、1310(图13)。然后添加所有必要的安全功能，如待命、安全、安全锁、自动安全、发射(图14)。然后是更多的特征，如多通道发射(图15)和密码(图16D)。添加算术单元(+和-(图17B)、乘法和除法(图19E、19F))、逻辑单元(图18A和图19A、19B、19E、19F和图23)、一些存储器(图19C、19D和图23)，并且根据本实施方案的无针注射器系统包括具有图灵完整内置机械计算机的注射器；具有能够遵循由PING复制器系统构建的编写程序的计算机的注射器。能够根据本文描述的方式进行这些功能中的一者或多者以产生FSMMC或PING或PING程序的任何计算系统属于PING复制器系统。
[0209] 槽内程序或PING
[0210] 根据本实施方案的无针注射器系统使用编程的图案化凹槽作为过渡路径，并且使用组合顺序FSM逻辑将位置使用作为有限状态以执行不同且分离的物理功能。该软件被称为槽内程序或PING，并且主要存储在注射器的壳体的内表面中，其中一个壳体2632(图26)存储一个PING程序。PING复制器系统、FSMMC或PING不限于该实施方案，出于简单说明的目的，呈现了使用一个壳体来存储一个程序。根据本实施方案，纹理化图案不限于注射器壳体的内部-可以使用任何表面。而且，迷宫的位置不限于壳体的后部。将迷宫重新定位到壳体的前端不会改变迷宫的功能性，但是当然需要相应地修改螺栓托架形状和链轮位置。
[0211] PING允许设计、编写、编码、修改、添加、删除、编辑、以另一种顺序排序、转到、转到子例程等，就像常规的C代码一样。然而，所述指令不在C指令中，而是被编写为机械路径指令或预定义结构的其他纹理表面。C代码是需要转换成电
信号以执行致动动作的虚拟代码，而已开发的PING程序包括致动代码，并且每个代码是从一个位置到另一个位置的过渡路径移动。此外，C不能在没有电力的情况下工作。
[0212] 图18C、18E、18F、18G、18H描绘了PING编码的物理图示。路径1842(图18C)将链轮以45度角从右向左移动，然后进行小幅度的垂直移动。路径1862(图18E)以弯曲运动移动链轮，路径1882(图18G)将链轮以螺旋传动运动移动，并且路径1872(图18F)组合若干路径以向左、向下45度移动，然后是垂直运动。组合路径1872、1882和1842产生路径1892(图18H)。
使用PING，可以改变螺旋传动路径的路径长度、方向和
螺距。而且，路径的尺度、厚度或路径的边缘轮廓、用另一路径替换一个通路(例如，用路径1844替换路径1842)，或改变路径排序的顺序。每一行“代码”都会在现实世界中形成一次致动移动，或者现实世界中的致动移动将会导致“代码”的状态发生变化。
[0213] PING形式语言
[0214] PING编程可以使用形式语言来体现和表达。例如，“A→B”可以用于以“→”作为过渡运算符定义将链轮从A移动到达位置B。可以使用其他符号的使用，诸如“B→C”、“(A→B)+→(B→C)”，其中“+→”运算符表示“路径连接到路径”或JOIN运算，或者用于移除路径的UN-JOIN运算可以被表达为“-→”。也可以用符号表示“(A→B)OR(A→C)”，其中OR是逻辑OR运算。另外，可以用符号表示以下运算符：“∧”AND，“∨”OR，“～”NOT，“<<”表示左移位，“>>”表示右移位，“*”表示乘法，“/”表示除法，“(”左括号和“)”右括号等。“＝＝”可以用于标示逻辑等运算符，而“＝”是用于复制或存储数据的算术等运算。PING形式语言也可以用符号表示为包括运算符“Af(t)→B”或“Af(x)→B”或“Af(p)→B等，以标示链轮从A到B的过渡作为时间的函数，t由函数f(t)定义，或作为距离x的函数，由f(x)定义，或作为致动路径p的函数，由f(p)定义。一个实例是螺旋传动路径1882(图18G)。计算机科学领域的技术人员将容易认识到，可以在本实施方案的精神中扩展上述这些实例。通过结合时间相关参数，可以修改FSM逻辑以物理地实现用于纳米机器人
人工智能的模态线性时间逻辑(LTL)或空间时间逻辑(STL)或空间时间推理以及类似的一般或特定逻辑和推理。该特征是应用于机械计算机的新颖创新，并且与其他机械计算机相比是独特的。所描述的PING的这种形式语言不仅仅是常规的FSM逻辑，而且本身就形成了一种形式语言。
[0215] FSMMC
[0216] 在图26B中，FSMMC由注射器壳体2632、螺栓托架、链轮、环、适配器和影响FSMMC状态的任何一个或多个物理零件2640构成。就像
键盘和监视器是现代计算机的输入和输出装置一样，与FSMMC和PING交互的任何装置形成输入和输出装置2650的一部分。例如，安瓿、气闸适配器、机器人、通断开关、手、皮肤表面可以用于改变注射器的各种状态，并且仅是许多FSMMC输入和输出装置2650中的一者。互联装置也可以是通过自己的PING程序启用进行同步的FSMMC。
[0217] 只要使用类似于所描述的方式的FSMMC或使用槽中程序来执行不仅仅是简单的自动机功能(诸如本文所述的那些程序)的任何装置，就能使用根据本实施方案的新颖方法和装置。具体地，如果使用诸如算术和逻辑、子例程、存储器形式的任何特征，则使用根据本实施方案的新颖方法和装置。另外，如果所述装置使用机械密码和机械密码键、或通信手段来同步装置之间的动作或使用涉及链轮和凹槽的机械装置执行握手，或使用单个或组合途径执行对无针注射技术执行的排序和控制，或选择多个路径或回旋路径，则使用根据本实施方案的新颖方法和装置。
[0218] 具有因此能够利用循序控制的计算机行为进行编程的软件的硬件能够执行包括但不限于如前所述的各种算术和逻辑运算、输入/输出动作和存储器特征的功能。输入动作是用户动作和外部装置动作，而输出动作包括注射和与外部装置的交互。将这一点与图12中所示的FSM流程图的样本相比较，示出了要执行注射的逻辑序列和决策，但是在现实世界中它本身什么都不做。
[0219] 除了新颖的注射能力之外，在多次注射后停止的能力以及机械密码或键码的使用将该注射器和安瓿设定为与常规注射器分开。该机械计算机及其相关的凹槽编程构建在根据本实施方案的无针皮下注射器中并形成其组成部分。虽然根据本实施方案的无针注射器可以在没有FSMMC和PING的情况下执行，但是其执行的灵活性较低、功能性较少、安全联锁装置较少并且使用更多零件。
[0220] 可以制造一组新的纹理化图案以对壳体进行重新编程以适应不同的应用，同时使用相同的螺栓托架2634(图26)。编程可以针对独立的注射器，或针对与外部装置连接的注射器。使用PING复制器，可以对硬件和软件进行编程和重新编程、添加、删除、编辑、接合等，从根本上像计算机一样表现。可以添加或删除子例程和以前存储的库函数。使用PING复制器，路径也可以进行轮廓设计或微观轮廓设计以与物理动作相关。
[0221] 使用工作站2602对PING复制器上的壳体进行编程和重新编程似乎是大规模制造任务并且是大多数家庭用户的障碍。然而，今天的任何家庭或办公室计算机或智能电话可以安装有应用程序以对注射器壳体进行重新编程并使用高质量3D打印机2604构建新程序(壳体)。可以使用计算机联网装置2608从工厂2620订购定制的壳体。利用该应用程序，可以使用PING复制器工作站2602中的适当PING复制器软件在家庭2604、医院2612、现场2614或空间站2610打印新程序。PING复制器工作站2602可以是计算机、笔记本计算机、
移动电话或具有程序智能的任何计算或通信装置。虽然可以针对不同的壳体2632改变壳体程序，但是通常将相同的螺栓托架2634重新插入到新的壳体中，而不需要任何组装或拆卸工具。可以在PING复制器上改变螺栓托架规格和设计，但是由于使用了高公差和高冲击材料，因此构建通常是工厂制造的。构建机械可以是3D打印机2604、激光机械、柔性CNC机械2622和模制机械2624、弹簧制造机、组装机、贴标签机、仓储机器或具有与PING复制器系统进行信息通信并与其协作的任何机器。因此，可以在很少人类干预的情况下容易地配置和构建定制的和特定应用程序解决方案。这形成了一种新颖的解决方案，其中与无针注射相关的无针注射器、安瓿、适配器和附件被赋予常规注射器所不具备的灵活性。
[0222] PING复制器系统可以单独使用或与其他CADCAM程序结合使用以执行纹理化图案设计、优化、模拟和构建以及其他功能，以形成整个系统设备。它还可以用于与注射器、安瓿、药物及其相关零件有关的任何其他事项。该软件可以单独使用或与和无针皮下注射或相关外部装置相关的任何关联软件程序一起使用。构建和零件采购也可以经由PING复制器工作站2602传送，例如以订购或构建新弹簧或不同的推进模块、一旦完成设计标准、优化或模拟就选择适当的多孔口安瓿或注射器类型。
[0223] 与安瓿和注射器的零件组装有关的信息也可以传送到智能自动化工厂组装机器。可以订购或使用FSMMC的零件2640来扩展FSMMC逻辑，包括但不限于用于算术环、条件if逻辑门、AND、OR、NOT门、链轮存储器、显示路径、程序路径或与PING相关的任何程序的零件。此类零件可以是物理的或虚拟的或两者。可以编写图案化程序以与其他人创作的图案化程序一起工作，或者与计算机中的图案化程序库组合或者在线获得以与皮下注射或其他技术领域结合使用，例如用激光手术刀替换注射器。程序图案也不限于压印在圆柱体或平面上。任何迷宫建模或FSM建模软件和零件都可以用于提供更多PING复制系统功能。
[0224] 该信息允许改变根据本实施方案的无针注射系统的参数，例如以对纹理化图案或预定义结构进行编程或重新编程。存储在CAMCAM站上的此类信息可以被传送并用于大规模制造或单个构建家庭使用。用于批量生产、现场构建或家庭使用的软件SDK(包括3D打印机技术的接口)构成该系统的一部分。
[0225] 将根据本实施方案的纹理化图案与微槽加工制造技术相结合允许添加更多功能性或编程。例如，作为寄存器和静态存储器的推拉链轮的二维阵列可以用于在将来存储和传送更多信息。例如，使用QR码技术允许推拉2D链轮存储仅受用于微槽加工的空间限制的存储器。
[0226] 为了使所有这些完整，将根据本实施方案的物理实现与电子离散变量自动计算机(EDVAC)报告中的冯·诺依曼计算
机架构进行比较。冯·诺依曼描述了一种用于电子数字计算机的设计架构，所述数字电子计算机具有由以下各项组成的零件：处理单元，其包含
算术逻辑单元和处理器寄存器；控制单元，其包含指令寄存器和程序计数器；存储器，其用于存储数据和指令两者；外部
大容量存储装置；以及输入和输出机构。使用冯·诺依曼对CPU的描述，采用根据本实施方案的技术的设备有资格作为CPU，由此使根据本实施方案操作的FSMMC成为计算机。可能认为哈佛架构是对FSMMC的更好描述，因为程序存储器与数据存储器是分开的。
[0227] PING复制器系统、FSMMC和PING的使用不限于无针注射技术，而是可以应用于使用FSM抽象以及不使用FSM逻辑的任何计算机抽象(例如时间逻辑的形式验证或形式证明，诸如线性时间逻辑(LTL)或任何这样的抽象)的所有计算领域和技术。在LTL中，需要对“某事”的抽象的未来状态进行形式验证以确定软件、逻辑、概念或虚拟设计是否可行。物理上实现这种形式验证或形式证明表示现在还可以通过物理手段确定除FSM之外的其他类型的逻辑模态或建模。例如，因此可以实现BitBitJump和Toga。
[0228] 虚拟逻辑路径可以通过使用物理多维路径模拟它们来实现。可以使用手中的球而不是链轮或凹槽来模拟从房间的一端移动到另一端所需的过渡路径。然而，阻止这种情况发生的是球的位置与球希望所在的位置之间的所有虚拟逻辑。球只能在虚拟逻辑定义的这些路径内移动，并且为了在物理上实现这一点，可以形成许多互连的空心管来定义这些虚拟逻辑状态或位置。例如，由相同虚拟等效物约束以限制球的移动的管的回旋连接提供了预定义约束序列的移动以使球从起始位置到终点位置。多维形式验证和时间证明只是表示将球从一个房间移动到充满了另一组回旋路径的另一个房间。
[0229] 当且仅当可以将该球从结束位置移动到结束位置时，现在可以达到物理形式验证(以加强虚拟形式验证)。当然，可以使用一个以上的球和一个以上的房间，并且可以使用更多回旋和成形管或盒或线框来表示虚拟情况。字符串或少量弯曲的线(PING程序)可以用于约束指环或标志或链轮的移动，或任何移动装置都可以用于导航(FSMMC)。字符串成为“软件”，而指环成为“硬件”。“数据”是一只手或两只手或用于沿字符串执行过渡运动的任何致动器。这是FSMMC和PING的物理实现的可选实施方案。除有限状态机之外的其他数学和逻辑模态系统的实例也包括标记的转换系统、皮特里网、向量加法系统、定时自动机、混合自动机、
进程代数和编程语言的形式语义。
[0230] 该详细描述的意图不是列出硬件或编程能力的所有可能性，而是提供足够的方法和实施方案来示出FSM逻辑或任何其他逻辑模态不仅仅是虚拟抽象，并且对图灵完整机械计算机和图灵完整机械软件程序的实践的简化可以如此体现，并且产生此类实施方案的手段如此描述。
[0231] 最后，此类物理实施方案由根据本实施方案的PING复制器系统、FSMMC、PING部件以及无针注射系统的最终结果组成，所述无针注射系统由使用本文根据本实施方案所述的新颖特征的安瓿、注射器、适配器和附件组成。
[0232] 多次性和可编程用注射器
[0233] 常规的无针注射系统区分了一次性注射器与多次性注射器。然而，如本文所讨论的，根据本实施方案，注射器可以是机械可编程的。例如，注射器可以被编程为使用三次，然后通过机械密码锁定。然而，如果密码是已知的，则注射器可以“复位”以供后续使用，或由授权人员复位以进行回收。工厂密码和回收密码被设计得非常复杂，并且在没有密码键的情况下很难破解。除了工厂密码之外，可以根据本实施方案形成用户密码和专用密码。
[0234] 如上文所讨论的，使用集成FSMMC允许在制造时对注射器进行编程以在第二次或第三次使用后被禁用。该特征对于将注射器与多个剂量治疗(例如，三个或十二个剂量)匹配是有用的。这将本实施方案与常规的注射器系统区分开来。
[0235] 在多剂量治疗中，例如在面部嘴角纹的水汽化治疗中，左和右嘴角纹中的每一者可以使用两个剂量或总共四个剂量。可以配置由四个透明质酸安瓿模块和四次使用的注射器和附件组成的救护包用于此类治疗，并且在第四次治疗之后，注射器被禁用并且整个救护包可以被丢弃，或者注射器可以被返回用于回收。
[0236] 安全联锁装置
[0237] 根据本实施方案，提供了一种安全增强型无针注射器系统。这种安全增强型无针注射器系统提供多个安全联锁装置以使设备安全且易于使用。
[0238] A)盖
[0239] 根据本实施方案的安全增强型无针注射器系统使用盖作为主要安全联锁装置。在盖开启时，安瓿不能与皮肤接触，并且皮肤压敏机构无法被激活。
[0240] B)安全待命，然后待命发射
[0241] 在取下盖之后，根据本实施方案的安全增强型无针注射器系统使用进一步的“向左推动和扭转”运动来使注射器待命(参见图1414，图14)。当注射器待命时，红色环1470从壳体中突出。使用“向右推动和扭转”使注射器恢复到安全状态，并且红色环1470缩回到壳体中。
[0242] C)没有安瓿存在联锁装置
[0243] 常规的手动触发注射器所需的无安瓿检测到的联锁装置在皮肤压力自动触发注射器中是不必要的。在根据本实施方案的安全增强型无针注射器系统中，如果没有安瓿连接到注射器，则没有皮肤压力并且自动注射机构将不操作。在安全模式下，探究式手指推靠螺栓托架会遇到阻力，并且如果没有连接安瓿，则注射器将不会发射。如果没有连接安瓿，则很难同时将螺栓托架从安全位置推动并扭转到待命位置，然后在没有故意破坏安全的情况下进行发射。
[0244] D)安瓿未正确紧固联锁装置
[0245] 在根据本实施方案的安全增强型无针注射器系统中，如果安瓿被松动地或不正确地紧固，则难以将注射器从安全移动到待命。
[0246] E)第二安全联锁装置
[0247] 使用PING，根据本实施方案的安全增强型无针注射器系统可以用编码为密码的第二安全联锁装置进行编程。没有常规的非电动无针注射器具有这种能力。
[0248] F)皮肤压力安全联锁装置
[0249] 如
果皮肤压力不足，则根据本实施方案的安全增强型无针注射器系统的自动注射机构将不会激活。
[0250] G)运动安全联锁装置
[0251] 如果没有足够的运动在安瓿上施加压力以将安瓿移动到壳体中，则根据本实施方案的安全增强型无针注射器系统的自动注射机构将不会激活。
[0252] H)密码保护联锁装置
[0253] 在根据本实施方案的安全增强型无针注射器系统中，可以使用PING对注射器进行编程，其中在注射器可以被激活之前要正确输入密码。可以对第二密码进行编程以在禁用动作之后重新启用注射器的复位。第三密码也可以用于实现组装和拆卸。检测到错误密码可以锁定注射器。所有这些都是由PING完成的。
[0254] I)安全联锁装置中的前部复载
[0255] 如果注射器不处于安全位置，则根据本实施方案的安全增强型无针注射器系统不可能执行前部复载。如果注射器待命，则螺栓托架将滑入壳体中，因此防止推进弹簧被前部复载箱锁住。安全位置为推进弹簧的适当锁定提供背压。后部复载机构提供附加的安全孔眼以提供注射器安全状态的视觉提示。然而，无论何时插入安瓿，自动安全功能都会自动将进样器设定为安全。
[0256] J)专用安全联锁装置
[0257] 可以使用PING对专用握手安全联锁装置进行编程。其的实例是如下所述的注射器与气闸装置之间的安全联锁装置，或者之前使用键码描述的安瓿和注射器之间的安全联锁装置。
[0258] K)外部装置同步联锁装置
[0259] 利用PING可以在两个装置之间同时进行握手。使用气闸实例，当注射器被锁定到气闸适配器时，注射器被设定为自动安全。这防止在气闸关闭时意外发射。当气闸打开时，注射器进入自动待命位置。该联锁装置同步在下面关于气闸适配器的部分中描述。
[0260] L)键码安全联锁装置
[0261] 键码安全联锁装置防止安瓿与错误的注射器一起使用，或者防止注射器与错误的安瓿一起使用。键码安全联锁装置也可以被编码，使得单个药物容器被个性化为针对适当的注射器或者一组药物容器连接到特定的注射器。
[0262] 安全提示
[0263] A)视觉安全提示
[0264] 靠近注射器的安瓿端的红色突出环1470(图14)提供视觉提示，允许用户看到注射器待命。当注射器安全时，红色突出环缩回1472。从壳体的远端和近端都可以看到这种安全提示。
[0265] B)触觉安全提示
[0266] 在零可见度中，螺栓托架的突出环1470可以被推入壳体中。可以感觉到来自突出螺栓托架上的压力弹簧的背压，指示注射器已待命。在安全位置中，螺栓托架不突出并且与壳体齐平。
[0267] C)压力安全提示
[0268] 提供两个压力安全提示。皮肤压力与注射运动耦合以在注射行程期间提供压力提示。在注射行程期间增加安瓿在皮肤上的压力也提供了注射过程的触觉反馈。在设置改变过程期间，交错的转移路径1520、1522、1524(图15)提供在从IS、SC移动到IM设置时有更多阻力的触觉反馈，同时仍然在转移路径与闩锁之间提供一定的安全距离。可选实施方案是为每种类型的注射提供单独的安全装置或使用多于或少于三种类型的装置。
[0269] D)运动安全提示
[0270] 皮肤压力与注射运动耦合以在注射行程期间提供运动和压力提示。注射器上的压力必须施加在皮肤表面上以使注射器移动预定距离，例如15毫米，然后才能发生触发事件。这提供了运动提示以及压力提示。
[0271] 适配器和附件
[0272] 一些适配器根据本实施方案定义和使用以在与无针注射器一起使用时扩展无针注射器的功能性。可以使用许多常规的适配器和附件，这些装置中的一些用于使用户用他们自己的药物填充安瓿并在每次使用后使注射器竖起。例如，为了压缩注射弹簧，一个常规装置使用桌子的边缘，另一个装置使用杠杆盒，而另一个装置使用简单的推弹杆。
[0273] 约束适配器
[0274] 约束适配器是与根据本实施方案的无针压敏注射结合使用的机械约束装置。约束适配器使用推动、拉动、扭转和角度延迟效应的组合，以通过在整个一次或多次注射持续时间期间使用机械装置使注射孔口与表面接触并维持接触。所有这些约束装置的使用不限于自动触发射流注射器，而是可以由任何类型的无针射流注射器使用，甚至适用于与带针注射筒结合使用。并且虽然所描述的实施方案利用具有顶部和底部环形手柄的把手，但是也可以使用任何形状的手柄。
[0275] 水汽化手术
[0276] 水汽化是用于使用高压注射剂射流穿透皮肤表面毛孔进行美容治疗的程序。虽然这主要是所有射流注射器都可以做到的，但是水汽化涉及适当的注射剂、工艺、方法、设备和时间间隔的组合使用以实现最佳治疗。 和Ping Derg Chuang已经开发了各种水汽化手术以与根据本实施方案的无针注射器结合使用。这些程序中的一些仅在根据本实施方案使用时有效，或者在与其他射流注射器一起使用时效果较差。此类程序、方法或装置的使用不仅限于美学应用，并且可以应用于任何类型的无针注射应用。
[0277] 参考图20A，透视图2000描绘了约束适配器2002，其由以下各项组成：保持器主体2004；顶部手柄2006；底部手柄2008；以及集成的复位弹簧组件2010，其具有与和其结合使用的约束适配器2002联接的注射器2012的虚线轮廓。图20B、20C、20D描绘了透视图2020、
2040、2060，它们示出了对与约束适配器2002一起使用的约束装置的选择，所述约束装置包括具有钩垫2024的钩2022(图20B)、具有阶状边缘辅助工具2044的夹钳2042(图20C)和长扁平约束装置2062(图20D)。
[0278] 透视图2020(图20B)示出了具有安瓿和注射器组件2030的完全组装的即用型约束钩适配器。安瓿2032填充有一定剂量的透明质酸。集成的复位弹簧组件2010防止注射器从保持器主体2004的前部中脱落。钩垫2024插入到钩约束装置2022上以在注射期间提供背压缓冲效果。
[0279] 参考图21A，图示2100示出了完全组装的钩约束适配器和用于嘴角纹线的水汽化处理的注射器。将所述组件定位成将带
衬垫的钩约束装置2102插入口中以对注射提供背部支撑。注射以与皮肤2104成正交角度执行，所述皮肤夹在安瓿与钩约束装置之间。当达到最佳皮肤压力时，自动进行透明质酸(HA)的施用。当执业医生用他的拇指通过推拉动作的组合施加压力在壳体上以将皮肤表面移动并拉向安瓿的孔口时，所述施用就完成了。复位弹簧组件允许执业医生容易地进行任何重新定位调整。具有标准前密封件408(图4A)的安瓿提供所有必要的触觉皮肤界面，并且约束垫2024在
口腔内提供后钩支撑。此时，未压缩的壁间皮肤尺寸为6毫米或更小，并且嘴唇周围的区域对超压很敏感。轻触皮肤压力曲线被预编程到注射器中，并且低推进力弹簧被配置使用。推进力太高将导致HA穿透皮肤壁并进入口腔。根据本实施方案，可以为具有不同粘度和注射深度要求的一系列鸡尾酒注射剂配置最佳的 皮肤压力和推进压力曲线。
[0280] 可以明白，65岁男性的皮肤和20多岁的女性的皮肤具有非常不同的皮肤纹理和皱纹问题。治疗计划通常由职业医师在检查皮肤时规定。为执业医师提供对用于现场配置的推进弹簧的选择以适应他的目的提供了优于常规注射器的明显优势。另外，常规的机械注射器不允许微调注射器的深度曲线。根据本实施方案，可以通过压缩皮肤组织来手动操纵皮肤密度。与轻度压缩列的皮肤相比，紧密压缩列的皮肤为射流提供更高的阻力和更紧密的横截面轮廓。利用操纵该皮肤压缩的能力，可以根据本实施方案优化程序以通过使用FSMMC和PING对不同的皮肤压缩压力进行编程来引导射流的深度分辨率。常规装置无法做到这一点。Azar的美国专利号8,066,662是指施加到皮肤表面的用户定义的压力参数，然而，Azar是指施加到皮肤表面的射流压力，而不是皮肤压缩压力-它们两个是完全不同的参数。Azar在其设备中没有皮肤压敏传感器，并且所述设备主要用于非接触式孔口射流。
[0281] 图21B描绘了图示2110，其示出了完全组装的钩约束适配器和用于眼角鱼尾纹皱纹线的水汽化处理的注射器。所述组件被定位成带垫钩约束装置2112夹紧面部侧面以施用HA鸡尾酒的水平输送2114。由于钩约束装置的深度分辨率不足以区分皮内深度和皮下深度，所以钩约束装置仅用于深度分辨率不重要的正交或水平注射。
[0282] 参考图20C，透视图2040描绘了完全组装的注射器2046，其中夹钳约束装置2042在一端具有夹钳2048并且具有阶状边缘辅助工具2044。夹钳2048使用以3维方式布置的多个夹紧粘合表面以改善一侧上的夹紧或夹持。同样具有粘合表面的阶状边缘辅助工具2044附接在安瓿上并且在夹钳2048的相对侧上夹持皮肤。阶状边缘辅助工具的不同形式提供不同的阶状边缘深度以对应于不同深度的注射。通过呈现在安瓿孔口上的横截面阶状边缘皮肤表面，注射水平地而不是正交地输送到皮肤中。与钩约束装置2022不同，夹钳2048和阶状边缘辅助工具2044的两个相对边缘将皮肤弯曲到更精确的阶状边缘中以使安瓿孔口将射流输送到较浅的皮内层。
[0283] 图22包括图22A、22B、22C和22D，描绘了在操作期间具有夹钳2048和阶状边缘辅助工具2044的注射器的放大视图，其中图22A是夹钳2048和阶状边缘辅助工具2044夹持皮肤2202以向孔口2204呈现垂直边缘以用于射流注射2206的横截面平面视图。图22B示出了视图2200中示出的三维夹持表面的下方的左下前透视图，所述视图示出了夹钳2048和安瓿孔
2222相对于阶状边缘辅助工具2044。图22C和22D示出了使用平面视图2230、2240中的不同的深度阶状边缘辅助工具来调整深度以使皮下组织2232或皮内组织2242允许相应地输送射流。
[0284] 图示2120(图21C)描绘了使用具有夹钳2048和阶状边缘辅助工具2044的注射器对眼角鱼尾纹执行的皮内手术。皮肤被夹紧并且水平地进行注射输送2122。水汽化的目的不是为了产生标志性水泡的皮内接种
疫苗输送，而是为了美观。因而，皮肤压力、推进压力、皮肤深度和注射剂体积进行不同地调整和编程。
[0285] 然而，通过将水平输送深度调整到甚至更浅的皮内层并且对注射器进行编程以便不同地起作用，钳夹约束装置也适合于皮内接种疫苗水泡式输送。图21G是图示2160，其描绘了针对皮肤上棘层内的朗格汉斯细胞的水平皮内输送2162。
[0286] 返回参考图20D，图示2060示出了完全组装的注射器2064，其具有长扁平约束装置2062，所述长扁平约束装置具有安瓿2066，所述安瓿附接有延伸管2068以增大安瓿的触及范围。除了较长的触及范围外，安瓿、注射器和约束适配器的功能性保持不变。
[0287] 约束适配器可以具有任何形状或形式或大小，例如用于嘴角纹美学治疗的小圆柱形
背板的形状和尺寸，或者用于向孔口呈现阶状边缘的皮肤表面使得射流可以按水平角度或倾斜角度输送到皮肤的叉状夹钳。皮内和皮下注射都可以水平角度执行，其中浅的水平深度用于皮内注射，而更深的水平深度用于皮下注射。约束适配器的大小可以被设计成像牧羊杖一样大以诱捕牲畜，或者可以为用于实现约束效果的任何形状。能够诱捕目标表面由于诱捕动作阻止了相对运动而在相对运动情况下显著提高了注射成功性。
[0288] Venditty的美国专利号3,167,071描述了一种用于无针注射器的夹紧适配器。Venditty夹子预期用于手动触发射流注射器的双手使用，而具有根据本实施方案的注射器组件2040的适配器可以单手使用。由于Venditty的握把使用扁平的2维相对表面，夹紧表面的形状也不同，而现有的夹持约束装置和阶状边缘辅助工具使用3维夹持表面以同时夹紧皮肤并将皮肤压靠在孔口尖端上以获得优越的阶状边缘效应。而且，Venditty需要上手位置来操纵握把，而如图2120中所示的约束装置的手位置允许凹腔内注射2150以及凸面注射
2160。对于腔内阶状边缘注射，长扁平部也可以用具有阶状边缘辅助工具和延伸管的较长夹钳来代替以扩展触及范围。
[0289] 常规的水汽化手术通常是双手事件，外科医生将手指插入患者的口中以使皮肤伸展远离
牙齿并且另一只手握住常规的无针注射器。无针安瓿的孔口尖端必须与嘴角纹完全对准以获得最佳的水汽化效果。这在常规手术中非常难以进行，因为将注射器推入皮肤中同时在口中的手指将皮肤拉向安瓿孔的同
时移动。安瓿对皮肤的压力过大会对敏感的注射部位造成伤害或瘀伤。压力太小会导致泄漏。手指压力太大通常表示注射部位由于练习不足的的手指而随机扭曲并且可能已经移位。作为手术的一部分，需要来自患者的必要的咬合动作，并且外科医生可能被意外咬伤。要正确执行该手术，需要相当的耐心、技巧和实践。
[0290] 手术使用插入2020了压敏注射器和安瓿的水汽化适配器(图20B)。由于只有一只手在熟悉的注射筒式手柄2100(图21A)中，水汽化适配器2102的带垫钩快速锚固在口内部以对自动注射提供背压支撑。注射器被配置为使用拇指按压为水汽化手术提供最佳皮肤压力触发。外科医生可以专注于不要忽视嘴角纹，直到孔口接触皮肤并且注射在短时间后自动施用。复位弹簧组件2010(图20A)允许外科医生容易地调整和控制孔口尖端的放置。
[0291] 根据本实施方案，有利地提供了机械皮肤压敏机构的使用，其中压力弹簧仅单独地针对小的动态范围的皮内(ID)组织深度或单独地针对小的动态范围的皮下(SC)组织深度进行特殊调整。这允许将为30毫米(或更高)的总行程长度调整为仅ID或SC深度注射的轻微变化。通过以此方式对壳体进行编程以使用正交输送方法以略微不同的深度但是在相同的组织组内施用注射允许在相同的注射位置但在略微不同的深度处有级联的
纤维原细胞效应。当与本实施方案结合使用时，该 方法使用注射器上的简单设置提供此类级联的的纤维原细胞效应。可以使用精心选择的推进弹簧和压力感测弹簧将具有SC1、SC2和SC3或ID1、ID2和ID3而不是ID、SC和IM设置的自定义注射预编程到壳体中。单个或多个弹簧配置的自定义推进弹簧可以在工厂订购以适应应用。
[0292] 根据本实施方案的系统和方法有利地提供零件更换、互换和配置的灵活性以匹配所述手术。可以在工厂中进行布置以便为执业医师提供可用的密码键以对注射器进行现场调整。使用激光
烧结3D打印机，可以低成本局部地制造注射器壳体，以匹配患者的皮肤类型并且为患者开
处方以供家庭护理之用。此类注射剂、安瓿和注射器可以进行密码编码并且仅对患者使用进行编码的键具有阻止患者共享他的个性化注射器或个性化注射剂的附加优点。任何未经授权的使用都会被提供的密码保护功能阻止。
[0293] 利用注射剂、注射器、安瓿和/或适配器的组合实现纤维原细胞效应是根据本实施方案的系统和方法的有利结果。此类水汽化套件可以被配置以不同的注射剂、安瓿、注射器、适配器和附件的排列用于家庭使用或专业用途。
[0294] 没有常规的无针注射器被设计用于现场自我维护、调整或校准。而且，在只需安瓿作为工具的情况下，没有常规的无针注射器可以现场拆卸和组装。也没有常规的射流注射器可以被机械密码保护以阻止未经授权的拆卸和组装，或者允许此类射流注射器以适当的密码进行回收。
[0295] Azar没有多瓶接口；它一次接受单个流体胶囊，并且必须改变流体胶囊以每次从不同的流体胶囊施用不同的注射剂。与Azar和其他常规手术不同，根据本实施方案的水汽化手术允许同时施用化学相容的注射剂的预混鸡尾酒，因此减少了所需的注射次数。该鸡尾酒的粘度可以是预定的，并且在具有适当的推进弹簧和压力弹簧的壳体中对适当的压力设置进行编程。具有不同粘度的不同鸡尾酒仅需要具有不同机械压力程序的第二注射器。可选地，可以在同一注射器中一起使用多个机械压力程序。Azar使用单个重型电动和
气动编程的注射器
喷嘴来提供无限排列的可能性，其中大多数排列是不实用的。
[0296] 本实施方案有利地允许将鸡尾酒混合的过程键入到编程的注射器中，例如注射剂A的一部分与注射剂B的两部分混合在一起的鸡尾酒与具有SC1设置的注射器一起使用，而具有注射剂C的一部分与注射剂A的两部分的鸡尾酒与具有SC2设置的注射器一起使用。
[0297] 的水汽化手术也使用一种以上注射剂的排序以在同一次注射中依次输送，从而使手术提高了多倍功效。本实施方案能够提供具有两个或更多个弹簧常数k1、k2、k3等的组合效果的多弹簧配置，或者仅采用更大的弹簧配置。循序注射的实例是使用填充剂，然后是透明质酸或HA，然后是填充剂。首先将HA装入安瓿中，最后装入填充物，使得注射序列相反，即，注射将填充物首先填补到皮肤的较深部分，然后是HA，以使皮肤上部柔软。
反向序列也可以应用于不同的效果。如果不一起进行该注射，则治疗将是无效的，因为由于皮肤移动，填补和
软化效果处于不同的位置。没有常规的机械射流注射器能够具有不同皮肤压力设置或现场推进弹簧配置。也没有常规的可编程射流注射器使用皮肤压缩作为其编程的参数。
[0298] 除了以正交角度进行的嘴角纹治疗外， 手术还允许仅使用约束适配器或与任何钩、夹钳或长扁平约束装置一起使用来进行单手正交、水平或倾斜角度注射。
具有阶状边缘辅助工具的夹钳允许将注射剂水平输送至皮内水平2242(图22C)和/或皮下水平2232(图22D)。使用无针注射进行美容治疗存在一般的矛盾效果。高动能用于纤维原细胞破坏，但垂直使用注射器表示相同的高动能导致注射剂穿透到更深的深度。如果使用注射孔口与表面所成的正交角度将治疗输送到表面组织层，则不能使用高动能，因为射流将仅通过该组织层并且在该层处纤维原细胞破坏的影响最小。通过以水平角度施加注射允许注射剂以高动能横穿相同的组织层而不需要牺牲浅深度穿透。这还允许皮内和皮下组织的更精确和更宽的水平区域治疗。如果不使用允许根据本实施方案提供的精确水平输送的夹钳适配器2048，则这种
精度是不可能的。通过这些约束装置的选择，可以实现治疗方法和精度的广泛排列以满足皮肤老化的自然变化。当与本实施方案结合使用时，这些新颖适配器允许执行这些新颖的美学处理。
[0299] 根据本实施方案，安瓿、注射剂和注射器具有针对患者个性化或针对执业医师个性化或针对组织个性化的能力。构成注射器的任何零件都可以自定义
指定并相应地进行装备。注射器可以使用适当的密码自行组装。可以为现场应用交换或定制零件。可以重设密码并创建新密码。这提供了常规装置不可用的系统和方法。
[0300] 另外，允许执业医师使用具有许多“常用的喜爱”程序的单独注射器来实现通用机器的相同终端功能性。这些PING程序具有
版权并且在一些情况下可能可取得专利为执业医师提供了经济价值。在美学行业中，执业医师的领域通常是保密的，并且医疗手术是所述领域的关键表示此类领域不被共享，甚至不与制造商共享。执业医师能够编写他自己的PING软件并配置他自己的压力参数和适合于他的领域的适配器用途使得本实施方案的系统和方法是独特的。通过向医疗执业医师提供将医疗手术与计算机硬件和软件密切相关的手段(尽管是机械手段)允许执业医师能够保护其“IP”(在正常情况下，他没有IP保护)。这种能力使得根据本实施方案使用的皮下注射器系统和方法是独特的。
[0301] “第一次成功”是根据本实施方案的系统和方法的特别有利的特征。通过预先配置推进弹簧力，对注射时刻进行预编程并简化注射过程的操纵运动，专业执业医师的技能集被转移到一组工具中以使用户在无针注射的另一复杂手术中第一次成功执行。
[0302] 赫特和勃起功能障碍手术
[0303] 参考图21E，图示2140描绘了根据本实施方案的用于治疗影响手指的杜普伊特伦挛缩的赫特手术。与针式
腱膜切开术或外科手术相比，钩约束适配器2142和无针注射器提供了侵入性较小且
疼痛较小的治疗。约束适配器的钩很轻，并且高度可操纵的把手提供单手治疗和安瓿孔口与注射点的精确对准。图21D提供了另一个手术的图示2130，其中约束适配器和注射器提供根据本实施方案的佩罗尼氏病和其他ED
疾病的侵入性较小的勃起功能障碍治疗。延伸管可以用于在受试者与执业医师之间提供更多的个人空间。
[0304] 腔内和体内手术
[0305] 为了扩展安瓿的触及范围以进行正交注射，可以在安瓿与注射器之间附接延伸管734(图7)。该配置可以用于例如正交注射到子
宫颈上或用于其他体内注射手术。
[0306] 在2060(图20D)中示出了长距离腔内配置，其具有长扁平约束装置2062和延伸管2068。这为阴道内注射2150(图21F)和肛门内注射提供了必要的触及范围，诸如用于治疗人
乳头瘤病毒(HPV)的肛门内注射。长扁平约束装置提供手柄2152以沿原始管道执行水平注射。具有狭窄通路的其他腔内手术也可以使用超薄型安瓿进行。对于可能导致身体组织干扰压力传感机构的超长触及范围应用，延伸管配有低运动摩擦护套，其减少对安瓿和延长管侧面的干扰。同样使用链轮来浮动柱塞可以显著减少摩擦。
[0307] 刚性延伸管确保表面的压力类似地准确且快速地传送到注射器，以在预定的腔表面压力下自动注射。如果需要，各种约束装置的大小可以被适当地设计成提供背部支撑，以及定位待注射表面。当与高灵敏度可编程压力触发机构和减少动力的射流配置结合使用时，也可以注射内脏器官，同时防止对活体器官的伤害。所有这些都是通过手动操作完成的，而无需使用电力或气动装置。
[0308] 常规的无针射流注射器缺乏区分孔口表面压力的能力，而根据本实施方案的注射器被设计成由表面压力触发。使用行程长度为30毫米的两牛顿弹簧，注射器能够区分每毫米0.66N的模拟变化，或每毫米压力弹簧移动约66克力。注射器具有不带安瓿的轻质且刚性壳体，其总重约50克。带有熟悉的牙科注射筒型把手的约束适配器被设计用于单手高机动性注射手术。通过对内置FSMMC的专用编程的注射器和可配置压缩弹簧进行可编程自动触发，软或轻触表面压力和轻注射推进压力曲线可以被编程和配置到注射器中。为了防止孔口在易碎组织上造成磨损，并且在大面积上分布点压力，可以使用对软密封件的选择(参见图4)，包括医用硅
橡胶形状以及医用硅胶的前密封件。
[0309] 总之，当与本实施方案结合使用时，约束适配器可以应用于无针皮下注射需要约束压力的任何治疗或任何手术。约束适配器允许一系列动作，包括但不限于拉动、推动、旋转、捕捉、
捆扎、栓系和夹持。注射器硬件和机械程序可以与医疗手术和所使用的适配器相匹配。由于约束适配器可以按任何角度向皮肤(包括身体的后表面)施加注射，因此注射器不必与皮肤正交，只要可以实现表面接触并在孔口与表面之间提供密封件即可。
[0311] 参考图24，包括图24A、24B和24C，描绘了脚踏板复载机的视图2400、2425、2430、2450、2460、2470、2475、2490，所述脚踏板复载机提供了根据本实施方案的注射器的快速原位后部复载。用脚进行原位复载可以释放双手以便即时更换新鲜安瓿以实现快速注射周转。平面视图2400描绘了改进的注射器壳体2402的后部，所述注射器壳体连接到复位室
2404。具有剥离护套的自
行车制动式张紧电缆2406将复位室2404连接到在透视图2460、
2470中所描绘的脚踏式踏板复载机2408。电缆护套2406以与
自行车制动机构相同的方式保持在复位室2404的外侧。按下并释放脚踏板一次以压缩螺栓托架2412中的推进弹簧2410，并且用过的注射器为使用做好准备。
[0312] 后中空螺旋式连接器2414使用可选的中空后螺钉762将壳体2402连接到复位室2404(图7)。长的复载销2416驻留在滑块2418中。长的复载销2416穿过后中空螺旋式连接器
2414插入，继续穿过中空端部凸耳2420并继续穿过以使用
扭锁机构连接到螺栓托架后部复载垫2422(后部复载垫740(图7))。滑块2418沿复位室2404左右移动，从而沿其路径拉动并推动长的复载销2416。
[0313] 当拉动连接到滑块2418的张紧电缆2406时，复载循环开始；滑块2418依次拉动长的复载销2416直到滑块2418完全压缩复位室弹簧2428并且不能进一步移动。长的复载销2416现在将所述复位室弹簧与后部复载垫2422一起拉动并且使推进弹簧2410竖起。现在张紧电缆2406随着脚踏板2461的释放而松弛(图24B)。此时，通过松弛移动将滑块2418推向复位室2404的注射器侧2432。这继而允许复载销2416停留在READY 2434孔眼位置处，从而提供了注射器现在为下一次注射准备好的视觉提示。复载循环现已完成；推进弹簧2410被压缩并锁止2436。当触发注射并释放闩锁时，长的复载销2416与螺栓托架垫2422一起向前前进，并且长的复载销2416停留在SAFE位置孔眼2438处。重复整个循环以进行下一次复载。
[0314] 脚踏板复载机2408用于拉动连接到复位室2404的张紧电缆2406。参考图24B，脚踏板2461通过踏杆2462连接到减速轮2463。减速轮2463连接到踏板缩回弹簧2464以在踏板2461未被压下时使踏板恢复到其正常状态。可调
张力释放止动件2465和可调全张力止动件
2466调节张紧电缆2406的行进距离以提供与复位室的良好连接。
[0315] 当踏板2461被压下2467时，踏杆2462使减速轮2463旋转并拉动张紧电缆2406和踏板缩回弹簧2464。当踏板被释放2468时，踏板缩回弹簧2464使踏板2461返回其初始位置。提供支撑件2472以将减速轮2461保持到
底板2474，其他零件如所示连接到所述底板。
[0316] 节流复载机
[0317] 图24C还示出了使用节流复载机2476用于桌面使用的可选实施方案。节流复载机2476通过使用张紧电缆2406以与脚踏板复载机2408相同的方式连接到复位室2404。安装在注射器后部的复位室2404以与踏板复载机2408和
节流阀复载机2476相同的方式操作。向前和向后移动节流阀一次，完成一个复载循环。
[0318] 然而，节流复载机2476使用恒压椭圆形凸轮2478来代替减速轮2463。连接到节流阀柄2482的杠杆2480提供
支点杠杆作用以减少推动或拉动节流阀柄2482的工作量。当使用向前张紧运动来复载压缩弹簧时，这提供了更舒适和更安全的感觉。如果失去对节流阀柄2482的夹紧，则没有
反冲会对手造成任何伤害。对于使用踏板复载机2408的脚来说，反冲不是问题。除了复位室2404上的视觉孔眼以如前所述指示READY 2434或SAFE 2438状态之外，节流阀柄2482的位置还提供关于节流复载机2476的状态的运动和位置提示。
[0319] 节流复载机2476还可以用于正常注射器的前部复载。处于安全位置的已排放注射器放置在复载机2484中。注射器由支柱2485和后支撑件2486保持就位。另一根张紧线2487用于在一端连接到椭圆形凸轮2488并在另一端连接到推弹杆组件2489。当推动2483节流阀柄2482时，拉动张紧线2487并将推弹杆组件2489拉入注射器以使推进弹簧竖直。当节流阀柄2482
撤回2492时，通过组装板2495中的索环保持在一起的推弹杆2494通过缩回弹簧2496缩回到注射器外。包括推弹杆2494的整个推弹杆组件2489沿所示的方向2498缩回。现在可以移除注射器以供使用。
[0320] 这两种新颖的复载方法都是为原位后复载而设计的。它们可以适用于与具有用于复位室的后部通路的任何无针压缩弹簧注射系统一起使用。
[0321] 气闸适配器-外部零件
[0322] 图28示出了气闸适配器的实施方案和没有附图标记的分解部分视图。参考图29，包括图29A、29B和29C，气闸适配器用附图标记描绘，其中图29A描绘了适配器的透视图和分解部分视图，图29B描绘了气闸适配器外部的透视图和平面视图，并且图29C描绘了气闸适配器内部的透视图。
[0323] 参考图29B，加框区域2800示出了盖移除的开放式气闸适配器的正面2801的平面视图，和移除
盖子的封闭式气闸适配器的正面2802的平面视图。在面2801的中心有中空突出管2803，其大小适于插入安瓿。管2803的外表面具有用于盖2901的三个链轮2804(图29A)。在面2801、2802上有透明观察窗口2805，其指示气闸入口是处于具有绿色视觉提示
2807的默认关闭位置2806还是具有红色视觉提示2809的打开位置2808。气闸适配器可以由任何硬质材料制成，所述密封件由任何柔韧材料制成，并且窗口由任何透明材料制成。
[0324] 前透视图2810示出了附接到无孔材料2811(诸如核生化(NBC)防护服或太空服)的切口图示的气闸适配器。当盖2901开启时，盖2901内侧的O环2902确保针对适配器的外壳2812具有有效的空气和防水密封。盖2901经由金属系索2903和系索环2904固定到气闸适配器上。系索环2904被按压配合到壳体中。
[0325] 当与具有附接的安瓿2816的注射器2815结合使用时，气闸适配器提供了防止非预期介质横穿无孔材料同时允许安瓿移动通过气闸装置以在另一侧提供注射的装置。透视图2820示出了气闸适配器，其中军用型盖2901被取下以露出中空中心2821，带有链轮2817的安瓿2816尖端插入所述中空中心。链轮2822用于将盖2901固定到适配器上。视图2820示出了同心圆柱形管2825，其功能将在后面描述。
[0326] 参考图29C，透视图2910描绘了从无孔材料的相对侧观察的气闸适配器。注意，气闸适配器的外部壳体2812越过无孔材料2811，用4槽约束夹具2912夹住材料。约束夹具2912是卡口式凸形底座，其形成为锁定在适配器的外壳2812内部的多个J形角凹槽2914中。内部支撑环2916可以在更易碎材料内部螺纹式缝合或热密封，以防止易碎的员工
增压服(PPPS)材料裂开或金属索环2918可以卷曲在较厚的无孔材料2919上以便夹置。与内
垫圈O环密封件2920和外垫圈O环密封件2922一起，在无孔材料的外侧和内侧之间维持气密和防水密封。特殊的4槽工具(未示出)使用四个狭槽2914以利用内垫圈、无孔材料和位于它们之间的外垫圈将约束夹具张紧到壳体。视图2910示出了处于关闭位置2924的气闸。视图2925示出了相同适配器的横截面切口，其中零件完全组装。
[0327] 气闸适配器-内部零件
[0328] 气闸适配器的两个最重要的内部零件是入口盘2830和三角门2832。入口盘2830在中间具有孔2831以用于安瓿通过，并且三角门2832打开或关闭该孔2831。除非安瓿准备通过以执行注射，否则三角形门2832总是关闭的。在三角门2832上，在三角门的两个锐角
顶点处有两个链轮2834、2835。前表面密封件2836和后表面密封件2837通过粘合剂胶合到三角门2832上。三角门2832使用链轮2834、2835配合到入口盘旋转孔2838中，并且通过将链轮2842插入壳体2812上的J形槽2844中由保持在一起的入口盘后支撑件2840保持就位并且被垫圈密封件2845密封。在4槽约束夹具2912上的另一组链轮2930将夹具固定在不同组的J形槽2932上。每组链轮和J形槽通过柔韧密封件和O环的背压保持就位，并且如果确实需要，可以施加螺钉、
焊接和粘合剂进一步固定适配器。
[0329] 在下文描述的图31中，链轮2834旋转三角门打开3135或关闭3152。三角门2832上的另一个链轮2835较长并且穿过入口盘2830上的旋转槽2846以继续穿过指示器外管2936的开槽臂2934。因此，当三角门2832打开或关闭时，指示器外管2936的开槽臂2934扭转相同的量以在正面上指示孔2831是关闭的2806还是打开的2808。
[0330] 接下来的三个零件是构成硬件以使用链轮和凹槽执行FSM逻辑的管。三个管是内管2950、中管2952和外管2954。挤压链轮并且将凹槽切入这三个管的各种内表面和外表面，以使各种安全联锁装置与气闸适配器的循序顺序同步。在内表面上具有凹槽的内管2950的功能是引导安瓿2816的插入，直到其到达管的端部2956。在这里，两个安瓿链轮2817扭转并锁定在内管O环2957上以形成气密和防水密封。当安瓿链轮被锁定2817时，锁定推动中管2952上的另一个链轮2958，使中管变为入口盘2830上的待命通道2960，同时快速地保持安瓿链轮2817。入口盘2830上的待命通道2960仅允许内管和中管一起滑入和滑出，滑出直到它们到达待命位置2962(也参见图31中的3132)。路径2962现在允许链轮横穿管以通过扭转动作打开三角门2832并进入安瓿通道2964。以此方式，安瓿2816连同内环2950和中环2952可以在三角门2832打开的情况下穿过入口盘2830并施用注射。在注射之后，沿各种路径行进被反转以关闭三角门，将中环从待命返回到安全，并且以从气闸适配器中移除安瓿结束。
下一节将更详细地描述这一点。
[0331] 气闸适配器的其余零件是在内管表面、中管表面和外管表面的各个位置处的O环2970、2972和垫圈密封件2974，以密封气闸适配器，以防止非预期的介质横穿无孔材料。
[0332] 气闸适配器的功能操作
[0333] 图30示出了没有附图标记的气闸适配器的功能操作，而图31示出了具有附图标记的气闸适配器的功能操作。参考图31，七个并排侧平面视图和相应的透视图形成了气闸适配器与根据本实施方案的无针注射器的交互操作的图示3100。在开始时，注射器3101处于安全位置3102并且安瓿3103被预填充并为使用准备好。从气闸适配器移除盖，并且气闸的尖端3104与气闸壳体3105齐平。这表示气闸处于安全位置，并且气闸门被锁定，并且即使试图用安瓿或另一种物体扭转内管也无法打开。气闸适配器附接到无孔材料3106，并且在无孔材料的另一侧上有待注射表面3107。框3108示出了气闸入口的两个位置：12点钟位置代表关闭3109，而9点钟位置代表打开3110。示出了注射器、安瓿和气闸适配器的默认后透视图3111，其中视觉提示关闭3112，并且入口处于默认的安全和关闭的绿色位置3113。
[0334] 参照下一列3120。为了开始注射，注射器壳体被保持并且将安瓿链轮与适配器3121中的倒角槽对准。安瓿3122通过推动运动3124完全插入气闸适配器3123的中空凹部中。接下来是顺时针旋转运动3125以将安瓿链轮与气闸的内管锁定。如果安瓿未完全插入，则无法顺时针扭转锁定。就像注射器上的FSMMC和PING一样，气闸适配器也是带槽的和带链轮的以允许或约束某些运动，以便使用硬件中的类似FSM逻辑将气闸从一种状态移动到另一种状态。当注射器处于安全位置时，不可能通过该运动使注射器不发射。气闸在逆时针运动方面也受到约束。安瓿尖端现在被锁定并用内管中的O环密封。注射器和气闸都保持在它们相应的安全位置。
[0335] 转到下一列3130，拉动注射器3131并且气闸适配器的内管和中管缩回直到它们停止。该运动使气闸适配器和气闸适配器3132不再齐平。现在可以看到红色环视觉提示3132指示气闸适配器现在已待命。当注射器视觉提示3133未显示时，注射器在此时仍处于安全位置。通过放松拉动运动，注射器通过逆时针扭转注射器以常规方式待命。在旋转结束时，外壳上的红色视觉提示将旋转到入口打开位置。此时，同时发生了两件事：a)注射器已自行待命3134，以及b)气闸入口已打开3135。即，当注射器打开气闸入口时，注射器将自行待命。此时，显示三个红色视觉提示：注射器3134上的红色、气闸管3132上的红色，以及壳体3136上的气闸入口上的红色。注射准备好进行施用。
[0336] 转到下一列3140，使用注射器3141的全行程长度将注射器壳体推入气闸适配器。锁定在气闸管上的安瓿将滑过气闸并将孔口尖端输送到皮肤表面3142。在摩擦补偿的表面压力下，注射将以通常的方式自动施用。在各种管之间适当定位的O环和垫圈密封件将防止无孔材料的两侧之间的任何泄漏。在注射结束时，注射器在返回行程3143处完全从适配器中撤回，从而返回到注射开始时的位置。此时，气闸入口仍然打开3144。
[0337] 转到下一列3150。在返回行程结束时并且在注射器完全撤回的情况下，执行顺时针扭转以关闭气闸3151。气闸入口将关闭3152，并且壳体指示灯将显示绿色并关闭3153。
[0338] 转到下一列3160，顺时针扭转运动从3161之前继续，并且注射器被推入气闸适配器3162。将会同时发生以下两件事：a)注射器将进入安全位置3163，以及b)气闸将返回到安全位置3164。此时，气闸将保持关闭状态。一旦气闸不再处于待命位置，扭转注射器将不会打开气闸，因为扭转运动现在受到凹槽的约束。
[0339] 转到最后一列3170，用逆时针运动3172将注射器拉动3171在一起，并且从气闸适配器中移除注射器和安瓿。然后将气闸盖返回到气闸适配器并完成注射过程。
[0340] FSMMC、PING和气闸适配器
[0341] 气闸适配器和入口盘上的三个管与链轮和凹槽联锁在一起以提供过渡路径，这类似于使用FSMMC和PING在注射器壳体上使用链轮和凹槽。由于路径的多维使用，气闸适配器上的凹槽和链轮更加复杂，其中气闸的状态从一个管传递到另一个管。重申一点，在图29A中，当安瓿链轮2817锁定在内管2956中时，控制传递到中管链轮2958，所述中管链轮使用链轮2959将内管和中管两者一起从安全位置2960移动到入口盘上的待命位置2962气闸路径。当中管到达待命位置2962时，控制传递到外管2936上，所述外管使用旋转臂2934旋转三角门2832以打开三角门以允许安瓿通过。
[0342] 反转序列将安瓿从皮肤表面缩回，关闭气闸入口，将气闸设定恢复到安全状态，并且轻松地从适配器解锁注射器。在注射器和气闸适配器两者上使用PING，注射器与气闸适配器之间的安全联锁装置被编程到注射器中以同步和控制气闸适配器。例如，如果注射器尚未处于安全位置，则将其设定为自动安全。这是在通过顺时针扭转运动将安瓿插入气闸内管中以将注射器插入气闸期间完成的。这表示如果气闸未打开，则不会意外地施用注射。皮肤上的压力不足也会阻止注射，并且这通过注射器固有地提供。
[0343] 在打开气闸的拉动和逆时针扭转运动期间，注射器同时进入待命位置或自动待命。当注射器壳体现在被压入皮肤时，所有的联锁装置和路径都在注射器和气闸上对准以提供从孔口到表面的贯通路径。FSM不仅允许注射器设定其自身的安全联锁装置，而且还允许注射器控制外部装置上的安全联锁装置，同时同步两个装置之间的联锁装置。这种握手通信还表示如果气闸仍然打开则不可能移除注射器。
[0345] 根据本实施方案并且在其中非预期介质(即，核、生物或化学搅拌器)与NBC服相关的情况下，可以在前密封件上涂覆预处理剂以在气闸入口打开之前预处理气闸的表面。可以明白，这些NBC搅拌剂太小并且超出了O环和密封技术的能力。该预处理剂可以是凝胶，其同时预处理和捕获污染物。内管中的凹入开口也可以被配置用于
去污，并且使用安瓿的前表面作为用于此类预处理的激活动作。
[0346] 当安瓿插入并锁定在气闸中时，适当大小的压力激活凝胶密封件422(图4)将分配凝胶以对气闸适配器的入口进行消毒。该凝胶可以被设计成在注射过程期间中和并捕获任何纳米颗粒和/或病毒，或插入空腔内存在的化学试剂，并且在安瓿撤回后继续保护气闸。可选实施方案是，气闸适配器的内管“O环”密封件可以用压力激活密封件代替，所述压力激活密封件也可以适用于相同的目的。
[0347] 气闸适配器的使用扩展到入口接口之外以防磨损。适配器可以放置在可以容纳气闸适配器的任何表面上，诸如气密密封腔室、高压腔室或低压腔室。
[0348] 备选实施方案
[0349] 应当明白，压力密封领域的并且通过本说明书适当地告知的任何技术人员可以修改和调整方法、O环、垫圈密封件的位置和类型或任何类型的压力密封方法，而无需改变气闸使用的目的。还应当明白，FSMMC、PING或循序逻辑领域的并且通过本说明书适当地告知的任何技术人员也可以对气闸硬件进行编程或重新编程以在同心管之间切换链轮和凹槽位置以执行相同的功能和所描述的有序序列或在不使用FSMMC或PING的情况下模拟所述序列。还应当明白，FSMMC、PING或循序逻辑领域的任何技术人员也可以在不改变气闸适配器的目的的情况下改变推/拉和扭转左/右运动、排列和循序顺序。
[0350] 还应当明白，气闸适配器不限于抑制空气的使用，或不限于与本文所述的注射器或安瓿一起使用。气闸适配器可以与任何合适的改进的射流注射器或针式注射筒同样充分地起作用。还应当明白，气闸适配器不限于通过气闸输送安瓿的使用。在打开时，任何材料或物体都可以通过气闸入口传送。所传送的此类可传送材料可以是
氧气、废气、人类废物、水、食物、医疗或非医疗物体或材料、电气装置或光纤通信装置。
[0351] 同样地，具有循序顺序的任何装置可以用于在打开气闸之前与使安全气闸适配器待命的安全联锁序列对接和交互，并且此类待命和气闸开口不必限于各种推/拉或扭转左/右运动序列。
[0352] 在不改变该气闸适配器的目的的情况下，可以增加或减少安全联锁装置的数量。虽然本实施方案允许注射器和气闸适配器两者执行它们自己的安全联锁装置，同时使安全联锁装置彼此同步，但是这不是对可选实施方案的严格要求。安全联锁装置一起协同作用使得注射器和气闸适配器两者的待命过程同时完成是优选的，但是在不改变本实施方案的目的的情况下也可以使用任何其他形式的联锁装置。
[0353] 气闸适配器流程图
[0354] 参考图32，流程图3200描绘了具有气闸适配器的注射器的功能操作。功能操作开始于将带有注射器的安瓿3201插入气闸中。这通过顺时针推动和扭转以将安瓿和注射器固定3202到气闸来完成。接下来，拉动和扭转逆时针运动使注射器和气闸两者待命3203。此后，通过将注射器和安瓿3204推入气闸3204来执行注射。接下来，在执行注射之后，从气闸中撤回注射器和安瓿3205。顺时针转动气闸关闭气闸3206，之后顺时针扭转并推动3207使注射器和气闸都安全。最后，拉动和扭转逆时针运动将安瓿和注射器从气闸中解锁3208以结束注射循环。
[0355] 可选气闸实施方案
[0356] 图33包括图33A、33B和33C，描绘了根据本实施方案的在将安瓿插入并固定到气闸中之后使用简单的三运动动作的可选气闸适配器。这些简单的气闸适配器需要手动安全联锁序列，没有FSMMC，并且用户需要注意同步使用。三种类型的可选气闸适配器包括但不限于
球阀气闸适配器3300、旋转门气闸适配器3330和滑动门气闸适配器3360。只要安全和阀机构的目的保持不变，安全和阀机构的形状、大小和形式可以变化。安全机构的目的是提供安全联锁装置使得当气闸阀不会意外打开。气闸阀的目的是提供通过气闸阀开口进入安瓿和/或注射器的通路以进行针式或无针注射。所有三种设计在阀上都有O环和
密封剂涂层以用于气密和防水密封。
[0357] 球阀气闸适配器3300包括用于插入和固定安瓿的内管3302、附接到壳体3306的外管3304，以及
覆盖打开球阀3324的另一个旋转杆3310的
安全杆3308。第一运动是通过将安全杆3308移开以暴露旋转杆3310来使气闸3314待命。第二运动是通过旋转球阀3324打开气闸3312、3313。第三运动3315是通过使内管和安瓿3316通过阀开口3318滑动来执行注射。翻转所述序列以撤回内环和安瓿、关闭气闸、恢复安全并移除安瓿和注射器。
内圈与
外圈之间的O环3320在滑动期间提供密封。当安瓿插入并固定在中空内环中时，O环3322提供密封，并且球阀3324被密封剂涂覆并润滑以获得附加的密封能力。
[0358] 旋转门3330和滑动门3360以相同方式操作-两者都具有内管3332、3362、外管3334、3364、壳体3336、3366以及覆盖气闸打开杆3351的安全装置3338、3368、3372。要求第一运动3350、3370、第二运动3352、3374和第三运动3355、3378循序地从安全移动到待命，从待命移动到打开气闸，并且相应地移动以进行注射。所述序列在注射后反转。O环3356、
3357、3380、382和门密封剂3358、3384促进维持气闸完整性(例如，气密和/或防水密封)。
[0359] 参考图34，流程图3400描绘了根据本实施方案的可选气闸适配器(例如，图33的可选适配器)的功能操作的流程图。流程图3400开始于将带有注射器的安瓿的3402插入并固定到气闸。然后，以第一运动脱离安全装置3404，并且以第二运动打开气闸3406。接下来，注射器待命并且以第三运动执行注射3408。然后在注射之后通过反转第三运动3410撤回注射器。然后，通过反转第二运动3412来关闭气闸，并且通过反转第一运动3414来接合安全装置。最后，固定具有注射器的安瓿并且从气闸移除所述安瓿以完成过程3416。
[0360] 无针注射器系统及其附件
[0361] 参考图25，侧面平面横截面视图2500描绘了根据本实施方案的无针注射器系统2502。系统2502包括安瓿模块2504和压敏注射器2506。安瓿模块2504附接到由注射器壳体
2508封闭的注射器。壳体2508包含螺栓托架2510。螺栓托架承载垫2512、压敏弹簧2514、推进弹簧2516、中空端部凸耳2518、片簧2520和闩锁2522。总共八个零件构成注射器，并且安瓿模块2502构成第九个零件。
[0362] 参考图35，包括图35A和35B的流程图3500、3600描绘了使用根据本实施方案的无针注射器的医疗治疗的过程。所述方法开始于检查受试者以确定问题3501。第一次评估是无针注射是否合适3502。如果不是，则考虑针式注射或其他医疗手术3503，并且根据本实施方案的流程结束。如果无针注射是合适的，则必须考虑治疗计划3504。治疗是否需要目前的方法无法解决的专门的自定义治疗？如果是，则计划并执行定定义的无针注射治疗3506，并且根据本实施方案的流程结束。对于常规的无针注射治疗，必须确定注射剂，考虑注射剂体积并且必须确定要执行的注射次数3508。这与选择上文所述的无针硬件结合完成。必须确定安瓿大小和安瓿类型(预填充安瓿模块或用户填充类型)及其数量、以及与要皮下施用的一种或多种注射剂相匹配的孔口的适当数量3509。接下来，确定注射类型(例如皮内、皮下或肌内注射)3511，以及是否需要对这些类型的注射进行精细深度调整，例如，如前所述，在略微变化的深度下进行级联皮下注射水汽化注射。在水汽化或其他特殊类型的皮下注射手术的情况下，需要确定是否施用循序注射剂或鸡尾酒。这将提供注射剂或注射剂组合的粘度参数，以确定最佳推进压力曲线和皮肤压力曲线。利用该信息，通过适当的压力弹簧和推进弹簧对注射器进行选择、配置和/或编程以对应于这些参数3512。如果执业医师不熟悉此类选择过程，可以从PING复制系统或在线获得信息，以指导执业医师完成此类选择过程。此时3512，在继续前进之前，考虑所有其他注射参数和任何新方法或新工厂升级、适配器和附件以及不时发布的信息。接下来，确定执行注射所需的注射部位和操纵3513，诸如确定标准正交注射是否足够，或者是否需要水平或倾斜角度注射以及注射表面是凸形、凹形、腔内还是体内。接下来，确定3512标准密封件是否足够或者安瓿是否需要配置有其他类型的密封件或可拆卸密封件、或者来自工厂的新密封件(如果有)。还确定3512是否需要约束适配器(和适当的约束装置)以及是否需要用于更长触及距离的延伸管3512。必须计划针对每个注射部位的操纵。
[0363] 在仔细确定和选择之后，考虑是否满足3515的无针注射系统硬件要求，以及先前是否已经编造了最喜欢的硬件组合，例如可以使用的 水汽化组合。还可以配置3514新的硬件组合，并且如果没有合适的组合3510，则可以终止3503所述过程，或者可以查阅使用PING复制器系统的工厂以订购新的或替换的零件或自定义零件3507。接下来，确定是否满足3518无针注射
系统软件要求(即，是否满足注射器内的适当的表面压力曲线和推进弹簧曲线和/或是否需要使用PING对新的壳体进行编程)。如果满足无针注射系统软件要求，则要求自行编程3517或使用PING复制器系统3510从工厂自定义订购。可选地，用户可以存储3419具有一个或多个设置(诸如用于 水汽化的自定义设置SC1、SC2和
SC3)的最喜爱的PING程序，并且稍后选择3519已经具有带已存储的一个或多个设置的最喜爱的PING程序的壳体。如果已满足软件要求，则流程继续进行。
[0364] 接下来，执行最终检查以查看是否满足可行的无针注射溶液和所有安全联锁装置和要求，以及是否准备好执行注射3601。如果出现问题，可以中止整个注射过程，如有必要，可以反馈给工厂或志同道合用户的论坛。中止的过程在这里结束3602。否则，执行注射3503，如果需要，每次注射都进行重新配置。重复这一点直到不再需要注射3604。
[0365] 在完成注射后，确定是否需要后治疗计划3605并且治疗后的处方是否必要3606。通过一些药物治疗，诸如糖尿病患者的胰岛素注射，可以规定家庭护理无针注射套件3607。
专业和半专业套件也可由医院、药房和医疗机构规定以供合格的医生和护士独立使用。所述流程通过决定如何完成或个性化装备过程以及是否需要密码级别来结束3609。
[0366] 没有FSM的注射器的可选实施方案
[0367] 根据本实施方案，FSMMC和PING提供有利效果和优选操作功能。重新定位PING程序以及操纵FSMMC的链轮到壳体上的另一个位置不会改变程序的功能性。移除FSM并用可选实施方式替换注射器的每个功能性将需要更多零件，但是注射器的行为仍然是相同的。因此，无论FSM是否被实施为本实施方案的一部分，根据本实施方案的自动无针注射皮下注射设备、系统和方法都提供了优于常规的无针注射装置、系统和方法的独特和新颖的优点。对于最简单的可选实施方案，使用安全盖来防止安瓿被压下。移除盖就使注射器待命。更换盖使注射器处于安全状态。螺栓托架不受约束地行进以使自动注射机构发射。需要一种防止螺栓托架脱落的方法。前壳体盖从前面固定螺栓托架。可选地，后壳体部分可以用于从后部固定螺栓托架。
[0368] 另一个可选实施方案包括，使螺栓托架的后部在发射期间从中空管的后部伸出，或者具有仅覆盖触发器的最小缩短的中空管。视图1150(图11)示出了此类可选实施方案。具有在本说明书中提供的教导的机械设计领域的任何技术人员都可以容易地设计此类替代方案。
[0369] 因此，可以看出，本实施方案可以提供闭环低延迟机械压敏机构，用于自动施用具有可选设置的注射。在不偏离闩锁的目的的情况下可以使用闩锁的允许压敏机构在闩锁上方双向移动的任何形状或设计。闩锁的允许闩锁上的枢转点与另一个零件上的单独枢轴一起使用也不会偏离闩锁的目的的任何形状或设计。此外，与具有可选的发射位置的零或低延迟
压力传感器一起使用的闩锁的任何形状或设计都不会分离闩锁的目的。而且，与用于多个发射位置的自动压力传感器一起使用的闩锁的任何形状或设计都不会分离闩锁的目的。根据本实施方案，一个或多个预定表面压力设置用于在同一注射器上提供一种或多种类型的注射。而且，可以提供根据本实施方案的一种或多种推进弹簧配置。这些推进弹簧配置包括用于皮内(ID)、皮下(SC)和肌内(IM)无针注射、用于三种皮下注射设置SC1、SC2和SC3、用于水汽化应用、以及用于类型1推进压力和类型2或更大的推进压力的不同推进设置(诸如SP1或SP2)的推进弹簧配置。根据本实施方案，可以将一个或多个预定的表面压力和推进压力编程到注射器中而不需要电力或气动装置，并且当与例如约束适配器一起使用时，这些压力被自定义编程用于特定的相应医疗手术(例如，水汽化)，以致于当用其他射流注射器执行医疗手术时，结果是不同的或不可实现的。
[0370] 已经描述了对FSMMC、PING和程序以及PING复制器系统及其附件及它们彼此之间作为整体或部分的关系的描述。本实施方案包括PING复制器系统作为制造如本文所述的无针注射器、其零件和附件的方式。具体地，本文已经公开了用于制造注射器、安瓿、FSMMC、PING和程序及其附件以及它们彼此作为整体或部分的相互关系的方式。PING复制器系统的整个或简化版本可以在独立应用中分配和应用，或者与其他PING复制器系统一起分配和应用，并且还公开了本实施方案的每个方面。
[0371] 本实施方案在与医疗手术、致动程序或逻辑程序紧密结合使用时也被体现，其中公开了本文所述的零件和特征。还公开并建议它们的可选方案。
[0372] 还针对安瓿模块、其零件及其特征描述了本实施方案的可选实施方案和各方面的详细描述。还针对注射器、其零件及其特征描述了这些实施方案的可选实施方案和详细描述。具体地，本文公开了FSMMC和PING及其零件和特征以及FSMMC和PING的可选实施方案以及它们的零件和特征的描述。
[0373] 用于本文公开的系统和设备的许多附件也与所公开的附件的零件和特征一起体现。在本实施方案中还提出并体现了密码键及其密码套、约束适配器及其零件、两个机械复载机和气闸适配器。
[0374] 虽然前述详细描述中已经提出了示例性实施方案，但是应当明白的是，存在许多变化。还应当明白的是，示例性实施方案仅是实例并且不旨在以任何方式限制本发明的范围、实用性、操作或配置。更确切地，前述详细描述将为本领域技术人员提供用于实施本发明的一个或多个示例性实施方案的便利指引，应当理解，在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的范围的情况下，可以对在示例性实施方案中描述的步骤和操作方法的功能和布置进行各种改变。
