專利名稱：用于電子設(shè)備的連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將電子設(shè)備的電子電路耦接到電子設(shè)備的傳感器和/或啟動 (actuation)元件的連接器，該連接器包括具有連接點(diǎn)的連接表面，所述連接點(diǎn)被安排用于將所述電子電路耦接到所述元件中的對應(yīng)元件。
背景技術(shù)：
許多電子設(shè)備包括多個感測和/或啟動元件，用于與其環(huán)境交互。在這樣的設(shè)備中，電子電路耦接到不同的元件。為了容易替換電子電路或者電子設(shè)備的感測/啟動部件， 提供如下的電子設(shè)備可能是優(yōu)選的該電子設(shè)備的形式為包括電子電路第一單元以及分離的包括各元件的第二單元。應(yīng)該提供連接器以耦接第一單元和第二單元。如果電子設(shè)備包括許多感測/啟動元件并且頻繁地斷開和重新連接該連接器，則一些連接器可能出故障。 例如，這樣的連接故障可能起因于機(jī)械損壞或者被污染的連接點(diǎn)。尤其是對于具有醫(yī)療功能的電子設(shè)備、例如EEG、ECG或EMG設(shè)備，這樣的連接故障可能具有不期望的甚至是有害的后果。例如，許多植入的醫(yī)療設(shè)備包含各種傳感器(例如生物傳感器或者記錄電極)和/ 或啟動元件(例如刺激電極)。傳感器和/或啟動元件被植入病人體內(nèi)，例如腦組織中。需要電子電路用于傳感器元件的讀出以及啟動元件的激活。優(yōu)選地，電子器件被包含在與感測或啟動元件的載體分離的容器中。由于電子器件可能故障或者具有有限的壽命，通常希望能夠?qū)㈦娮悠骷c傳感器或啟動元件連接或斷開。其已知例子是由植入的脈沖發(fā)生器 (IPG)單元構(gòu)成的神經(jīng)刺激器植入物，其包含電池和電子器件，并經(jīng)由生物醫(yī)學(xué)連接器和導(dǎo)線物理地且電氣地連接到被植入腦組織中的啟動電極。為了確?？芍踩脶t(yī)療設(shè)備的正常運(yùn)作，連接器應(yīng)該可靠地并重復(fù)地連接、斷開和重新連接到包括電子電路的單元，例如用于替代或者修正目的。連接和重新連接通常發(fā)生在外科情況下。例如，血液、體液、組織殘物或其他物質(zhì)可能污染連接器表面。而且，所使用的比如棉花或諸如牙粘固粉、骨接合劑、膠等的其他物質(zhì)的清洗劑或干燥劑可能導(dǎo)致連接器表面的污染。因此，電子器件與傳感器或啟動元件之間的部分物理的或電子的連接變得被遮蓋(obscured)。這可能最終導(dǎo)致(部分)設(shè)備故障，例如因為不是所有的傳感器或啟動元件都可以通過電子器件單元來處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供如開篇段落中所述的連接器，該連接器允許可靠地并重復(fù)地將電子電路連接到傳感器和/或啟動元件。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過提供用于將電子設(shè)備的電子電路耦接到電子設(shè)備的傳感器和/或啟動元件的連接器實現(xiàn)該目的，該連接器包括帶有i個連接點(diǎn)的至少一個連接表面，該i個連接點(diǎn)包括個主要連接點(diǎn)，用于將電子電路耦接到元件中的J·個對應(yīng)元件；以及k個冗余連接點(diǎn)，用于將電子電路冗余地耦接到元件中的至少一個元件，元件中的所述至少一個元件的主要和冗余連接點(diǎn)分布在連接表面上。以此方式，提供了這樣的連接器其對于連接器和/或相對連接器的表面或連接點(diǎn)的部分污染或機(jī)械故障是魯棒的。在連接表面處提供比需要連接到電子電路的傳感器或啟動元件的數(shù)量更大數(shù)量的連接點(diǎn)。例如，提供傳感器或啟動元件的數(shù)量的η倍(n=2，3，4 等)的連接點(diǎn)。如果一個連接點(diǎn)例如由于污染而變得不可用，則至少一個冗余連接點(diǎn)可以仍可用并且該元件將仍被耦接到電子器件。應(yīng)該注意，主要連接點(diǎn)和冗余連接點(diǎn)可以相同。 主要連接點(diǎn)和冗余連接點(diǎn)之間的區(qū)別更多是用于描述目的而不是技術(shù)目的。通向一個元件的任意一個連接可以被認(rèn)為是主要連接。則所有其他連接被認(rèn)為是冗余的。優(yōu)選地，冗余分布在連接表面上以便降低一個元件的所有冗余連接點(diǎn)例如被一個血點(diǎn)在一次污染的可能性。例如，用于耦接到元件中的一個元件的主要連接點(diǎn)和用于耦接到元件中的同一個元件的至少一個冗余連接點(diǎn)被用于耦接到元件中的另一個元件的至少一個連接點(diǎn)物理地分離。通過彼此間有一定距離地提供用于耦接到元件的冗余連接點(diǎn)，到一個元件的所有連接由于例如污染而故障的可能性顯著降低。當(dāng)冗余連接點(diǎn)之間的距離進(jìn)一步增加時，連接器的可靠性進(jìn)一步改善?？梢酝ㄟ^使用在相鄰連接點(diǎn)之間的更大的距離和/或通過將更多連接點(diǎn)放在相同元件的兩個連接點(diǎn)之間來增加連接點(diǎn)之間的距離。在根據(jù)本發(fā)明的連接器的優(yōu)選實施例中，每個元件的冗余連接點(diǎn)的數(shù)量對不同的元件不同。在該實施例中，可以改進(jìn)設(shè)備的最重要的功能的可靠性。如果在電子電路的連接或重新連接期間未如意料地建立與較重要元件的某些連接，則大量的冗余連接可用于接管丟失連接的任務(wù)。通過改進(jìn)較重要功能的可靠性，連接問題的不利影響被最小化。將另外的連接點(diǎn)分配給較重要元件可能降低較不重要元件的可靠性。但是，較不重要元件的故障將較不成問題，并且如果該電子設(shè)備是醫(yī)療設(shè)備，則這將導(dǎo)致對病人的較少健康風(fēng)險。通過提供如下的連接器而提供類似的效果在所述連接器中，用于將電子電路耦接到較重要元件的兩個連接點(diǎn)之間的距離比用于將電子電路耦接到較不重要元件的兩個連接點(diǎn)之間的距離大。再次，較重要功能的可靠性比較不重要功能的可靠性增加得更多?？梢园春撩谆蛭⒚谆蛘甙聪嗤囊粋€連接點(diǎn)與另一連接點(diǎn)之間的其他連接點(diǎn)的數(shù)量來測量距離。應(yīng)該注意，重要性是相對的術(shù)語。對于一個用戶或病人重要的對于另一用戶或病人可能較不重要。因此優(yōu)選地，在上述的兩個實施例中，提供了用戶/醫(yī)生/外科醫(yī)生將冗余連接點(diǎn)分配給特定元件的可能性。可植入醫(yī)療設(shè)備的傳感器和/或啟動元件可以在病人身體的不同部位處起作用。 例如，深度腦刺激設(shè)備可以在大腦中的幾個位置處使用多組刺激電極。優(yōu)選地，病人身體中的元件的幾何關(guān)系不傳遞到連接表面。用于相鄰元件的連接點(diǎn)和冗余連接點(diǎn)優(yōu)選地在連接表面處分離。由此確保多個相鄰連接點(diǎn)的污染不立即導(dǎo)致植入的醫(yī)療設(shè)備在病人身體中的較大區(qū)域中的故障。而是，相鄰連接點(diǎn)的污染將僅導(dǎo)致遍布設(shè)備的整個活動區(qū)域上的稍微降低的功能性。根據(jù)下文所述的實施例，本發(fā)明的這些和其他方面顯而易見并將參考這些實施例而闡述本發(fā)明的這些和其他方面。


附圖中
圖1示意性示出可植入醫(yī)療設(shè)備和根據(jù)本發(fā)明的連接器，圖2示出根據(jù)本發(fā)明的連接器和一些傳感器/啟動元件， 圖3示出具有多個階的連接器，以及圖4示出連接器表面上的連接點(diǎn)的替代布置。
具體實施例方式圖1示意性示出可植入醫(yī)療設(shè)備和根據(jù)本發(fā)明的連接器10。在此詳細(xì)描述中示出的例子主要示出可植入醫(yī)療設(shè)備。但是應(yīng)該注意，所示實施例僅作為例子而提供，并且所描述的特征還可適用于使用用于將多個元件可靠地耦接到電子電路的連接器的其他類型的電子設(shè)備。該電子設(shè)備可以是例如神經(jīng)刺激器植入物、心臟刺激器或ECG、EMG或EEG監(jiān)視設(shè)備。在可植入醫(yī)療設(shè)備中，傳感器和啟動元件12兩者都可以用于提供可以依賴于本地監(jiān)視的體力值選擇性地刺激體力活動的醫(yī)療設(shè)備。該醫(yī)療設(shè)備包括操作單元17和支持單元 16。操作單元17包括多個傳感器或啟動元件12。在此例子中，元件12按類似陣列的方式靠近地布置在一起?；蛘?，取決于可植入設(shè)備的功能，元件12可以(部分地)是分離的元件 12，它們可以遍布病人身體的較大的區(qū)域上。支持單元16包括用于操作醫(yī)療設(shè)備的電子電路11。電子電路11可以接收并處理來自監(jiān)視元件12的信號和/或可以產(chǎn)生用于啟動元件12刺激例如所選的神經(jīng)元或者肌纖維的脈沖。電子電路11還可以包括某個存儲器，用于存儲例如個人的、操作的或者監(jiān)視的參數(shù)。監(jiān)視的參數(shù)可以用于控制設(shè)備的運(yùn)作，或者可以使用可選的數(shù)據(jù)傳輸單元(未示出)被發(fā)送到外部接收器?？梢园〝?shù)據(jù)接收器(未示出) 用于接收例如操作指令?？梢蕴峁╇姵?5來對電子電路11供電。優(yōu)選地，支持單元16被植入為就在病人皮膚以下。當(dāng)植入醫(yī)療設(shè)備時，操作單元 17的連接器10與支持單元16的相對連接器14銜接(engage)。連接器10包括多個連接點(diǎn) 13，用于連接到相對連接器14上的對應(yīng)連接點(diǎn)?？梢酝ㄟ^將連接器10的管腳13滑入相對連接器14的孔中、通過彼此相對地推動導(dǎo)電區(qū)或者以用于電子連接器的任何其他傳統(tǒng)方式來建立連接。因為傳感器和/或啟動元件12可在身體內(nèi)部更深處操作，所以一束電線18 將連接器10中的連接點(diǎn)13耦接到傳感器和或啟動元件12。電線18以這樣的方式布置和連接至少一部分的元件12耦接到連接器10上的多個連接點(diǎn)13。通過提供冗余的連接， 支持單元16和操作單元裝置17之間的連接可靠性增加，如以下將參考圖2更詳細(xì)描述的。圖2示出具有連接器10以及一組傳感器和/或監(jiān)視元件12的操作單元17。像圖1中那樣，元件12按類似陣列的方式布置。已經(jīng)明確標(biāo)識了三個相鄰的元件a，力和C。 使來自元件12的電線18成束并通向連接器10。在連接器10中，電線18耦接到連接表面 21處的連接點(diǎn)13。連接器10包括比元件12更多的連接點(diǎn)13。每個活動元件12應(yīng)該連接到連接點(diǎn)13中的至少一個。經(jīng)由連接點(diǎn)13和相對連接器14，元件12耦接到電子電路11。 電子電路11可以為啟動元件12提供脈沖并可以從監(jiān)視元件12接收信號。適當(dāng)配置的電子電路11可以使得可以使用一個元件12來用于感測以及啟動。當(dāng)每個元件12連接到一個連接點(diǎn)13時，剩余的連接點(diǎn)13將是冗余的。根據(jù)本發(fā)明，這些冗余的連接點(diǎn)13用于進(jìn)行與元件12的額外/備份連接。以此方式，提供了對于連接器10和/或相對連接器14的表面21的部分污染魯棒的生物醫(yī)學(xué)連接器10。如果一個連接故障，在連接表面21上的別處備份連接可以仍可用來將元件12耦接到電子電路11。 提供比需要連接到電子電路11的傳感器或啟動元件12的數(shù)量更大數(shù)量的連接點(diǎn)13。例如，提供傳感器或啟動元件12的數(shù)量的η (η=2、3、4等)倍的連接點(diǎn)13。優(yōu)選地，冗余分布在連接表面21上以便降低一個元件12的所有冗余連接點(diǎn)13例如被一個血點(diǎn)在一次污染的可能性。圖2中示出了分布冗余的示例方式。元件<3，力和C 都具有用于耦接到電子電路11的四個不同連接點(diǎn)13。四個連接點(diǎn)13的每個位于連接表面 21的圓周的四分之一。應(yīng)該注意，將四個連接點(diǎn)13的哪個當(dāng)作“正?！边B接點(diǎn)13并且哪些當(dāng)作冗余連接點(diǎn)13無關(guān)緊要。電子電路11可以決定使用對元件12的所有四個連接，或者可以通過例如將開關(guān)閉合到相同元件12的其它連接點(diǎn)13而被配置為僅使用可用連接點(diǎn)13之一。電子電路11 可以通過監(jiān)視從電子電路11經(jīng)過連接點(diǎn)13到元件12之一的阻抗來檢查單個連接點(diǎn)13的完整性。當(dāng)連接點(diǎn)13故障時，電子電路11可以決定不再使用它。一個元件12的所有連接點(diǎn)13優(yōu)選地處于彼此遠(yuǎn)離。兩個連接點(diǎn)13之間的距離越大，一個連接點(diǎn)13在另一連接點(diǎn)由于污染而故障時仍將正常運(yùn)作的可能性越大。優(yōu)選地，連接表面21以此方式設(shè)計對于大多數(shù)元件，不同的連接點(diǎn)13在最小距離為在連接表面21的寬度的至少四分之一時可用。通過以這樣的相互距離而提供冗余連接點(diǎn)13以用于耦接到元件12，連接由于例如污染而故障的可能性顯著降低。當(dāng)冗余連接點(diǎn)13之間的距離進(jìn)一步增加到例如連接表面21的寬度的三分之一或一半時，連接器10的可靠性進(jìn)一步提尚ο在根據(jù)本發(fā)明的連接器10的優(yōu)選實施例中，元件12包括較重要元件12和較不重要元件12，并且每個元件12的冗余連接點(diǎn)13的數(shù)量對于較重要元件12比對于較不重要元件12更高。在此實施例中，醫(yī)療設(shè)備的最重要的功能是最可靠的。如果在電子電路11的連接或重新連接期間未如意料地建立與較重要元件12的某些連接，大量的冗余連接可用于接管丟失連接的任務(wù)。通過改進(jìn)較重要功能的可靠性，連接問題對病人健康的不利影響被最小化。將額外的連接點(diǎn)13分配給較重要元件12可能降低較不重要元件的可靠性，但是較不重要元件12的故障將較不成問題并且將導(dǎo)致對病人的較少健康風(fēng)險。通過提供如下的連接器10而提供類似的效果在所述連接器10中，用于將電子電路耦接到較重要元件12的兩個連接點(diǎn)13之間的距離比用于將電子電路耦接到較不重要元件的兩個連接點(diǎn)13之間的距離大。再次，較重要功能的可靠性比較不重要功能的可靠性增加得更多。應(yīng)該注意，重要性是相對的術(shù)語。對于一個病人重要的對于另一病人可能較不重要。因此優(yōu)選地，提供了用戶/醫(yī)生/外科醫(yī)生將冗余連接點(diǎn)分配給特定元件的可能性?？芍踩脶t(yī)療設(shè)備10的傳感器和/或啟動元件12可以在病人身體的不同部位處起作用。例如，深度腦刺激設(shè)備可以在大腦中的幾個位置處使用多組刺激電極12。優(yōu)選地，病人身體中的元件12的幾何關(guān)系不傳遞到連接表面。用于相鄰元件12的連接點(diǎn)13和冗余連接點(diǎn)13優(yōu)選在連接表面處分離。由此確保多個相鄰連接點(diǎn)13的污染不立即導(dǎo)致植入的醫(yī)療設(shè)備在病人身體中的較大區(qū)域中的故障。而是，相鄰連接點(diǎn)13的污染將僅導(dǎo)致遍布設(shè)備的整個活動區(qū)域上稍微降低的功能性。圖3示出具有多個階(plateau)31的連接器30。該連接器30包括具有連接表面 21的三個堆疊的階31。在每個連接表面21上提供了一些連接點(diǎn)13。該連接器30的優(yōu)點(diǎn)是三個連接表面21有些分離并且表面21之一的污染可以不立即傳播到其他表面。優(yōu)選地， 可植入醫(yī)療設(shè)備的傳感器或啟動元件12耦接到不同階31上的連接點(diǎn)13。
圖4示出連接表面21上的連接點(diǎn)13的替代布置。在此，連接點(diǎn)13被布置在圓形表面21的圓周處。通過將一個元件12的冗余連接點(diǎn)13置于彼此相對的位置(見箭頭)，一個元件12的不同連接點(diǎn)13之間的距離被優(yōu)化。應(yīng)該注意，上述實施例例示而不是限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠不脫離所附權(quán)利要求的范圍而設(shè)計許多替代實施例。在權(quán)利要求中，置于括號之間的任何參考標(biāo)記不應(yīng)被解釋為限制權(quán)利要求。動詞“包括”及其變形的使用不排除除權(quán)利要求中所述的那些之外的要素或步驟的存在。在要素之前的冠詞“一”不排除多個這樣的要素的存在。 可以通過包括幾個不同的要素的硬件以及通過適當(dāng)編程的計算機(jī)實現(xiàn)本發(fā)明。在列舉了幾個裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，這些裝置中的幾個可以由硬件的同一項實現(xiàn)。在相互不同的從屬權(quán)利要求中陳述某些手段的唯一的事實不表示不能有利地利用這些手段的組合。
權(quán)利要求
1.一種用于將電子設(shè)備的電子電路(11)耦接到電子設(shè)備的傳感器和/或啟動元件(12)的連接器(10，30，40)，該連接器(10，30，40)包括帶有i個連接點(diǎn)(13)的至少一個連接表面(21)，該i個連接點(diǎn)(13)包括J·個主要連接點(diǎn)(13)，用于將電子電路(11)耦接到元件(12)中的J·個對應(yīng)元件，以及 k個冗余連接點(diǎn)(13)，用于將電子電路(11)冗余地耦接到元件(12)中的至少一個元件，元件(12)中的所述至少一個元件的主要的和冗余的連接點(diǎn)(13)分布在連接表面(21)上。
2.如權(quán)利要求1所述的連接器(10，30，40)，其中用于耦接到元件(12)中的一個元件的主要連接點(diǎn)(13)和用于耦接到元件(12)中的同一個元件的至少一個冗余連接點(diǎn)(13)被用于耦接到元件(12)中的另一個元件的至少一個連接點(diǎn)(13)物理地分離。
3.如權(quán)利要求2所述的連接器(10，30，40)，其中用于耦接到元件(12)中的一個元件的主要連接點(diǎn)(13)和用于耦接到元件(12)中的同一個元件的至少一個冗余連接點(diǎn)(13)被用于耦接到元件(12)中的另一個元件的至少兩個連接點(diǎn)(13)物理地分離。
4.如權(quán)利要求1所述的連接器(10，30，40)，其中每個元件(12)的冗余連接點(diǎn)(13)的數(shù)量對不同的元件(12)不同。
5.如權(quán)利要求4所述的連接器(10，30，40)，其中元件(12)包括較重要元件(12)和較不重要元件(12)，并且其中每個元件(12)的冗余連接點(diǎn)(13)的數(shù)量對于較重要元件(12) 比對于較不重要元件(12)更高。
6.如權(quán)利要求1所述的連接器(10，30，40)，其中元件(12)包括較重要元件(12)和較不重要元件(12)，并且其中用于將電子電路(11)耦接到較重要元件(12)的兩個連接點(diǎn)(13)之間的距離比用于將電子電路(11)耦接到較不重要元件(12)的兩個連接點(diǎn)(13)之間的距離更大。
7.如權(quán)利要求1所述的連接器(30)，包括至少一個額外的連接表面(21)，用于耦接到元件(12)中的一個元件的主要連接點(diǎn)(13)被提供在所述連接表面(21)處，并且用于耦接到元件(12)中的同一個元件的至少一個冗余連接點(diǎn)(13)被提供在額外的連接表面(21) 處。
8.如權(quán)利要求1所述的連接器(40)，所述連接點(diǎn)(13)被提供在所述連接表面(21)的圓周處。
9.如權(quán)利要求8所述的連接器，其中用于耦接到元件中的一個元件的主要連接點(diǎn)和用于耦接到元件中的同一個元件的至少一個冗余連接點(diǎn)被提供在所述連接表面的圓周處的相對位置處。
10.如權(quán)利要求1所述的連接器(10，30，40)，其中所述連接器被安排用于將可植入醫(yī)療設(shè)備的電子電路(11)耦接到該可植入醫(yī)療設(shè)備的植入的傳感器和/或啟動元件(12)。
11.如權(quán)利要求10所述的連接器，其中用于將電子電路耦接到兩個相鄰地植入的元件(12)的連接點(diǎn)在所述連接表面(21)上不相鄰地提供。
全文摘要
提供了用于將電子設(shè)備的電子電路(11)耦接到電子設(shè)備的傳感器和/或啟動元件(12)的連接器(10，30，40)。該連接器(10，30，40)包括帶有i個連接點(diǎn)(13)的至少一個連接表面(21)，該i個連接點(diǎn)(13)包括j個主要連接點(diǎn)(13)，用于將電子電路(11)耦接到元件(12)中的j個對應(yīng)元件；以及k個冗余連接點(diǎn)(13)，用于將電子電路(11)冗余地耦接到元件(12)中的至少一個元件。元件(12)中的所述至少一個元件的主要的和冗余的連接點(diǎn)(13)分布在連接表面(21)上。
文檔編號A61N1/375GK102210071SQ200980144955
公開日2011年10月5日 申請日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月11日
發(fā)明者H·C·F·馬滕斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司