本申請(qǐng)是2012年7月18日提交的題為“Sensor Probe Assembly”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序號(hào)13/551,770的部分繼續(xù)申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感器領(lǐng)域。更特別地，本發(fā)明涉及傳感器探頭組件。

背景技術(shù)：

本發(fā)明涉及供在記錄神經(jīng)生理信號(hào)時(shí)使用的傳感器探頭?，F(xiàn)有技術(shù)傳感器探頭組件大部分依賴(lài)于對(duì)象的顱骨上的感興趣區(qū)域的準(zhǔn)備、膠狀導(dǎo)電材料的施加、以及探頭在準(zhǔn)備好且有凝膠部位處到對(duì)象顱骨的附接。

隨著在電子領(lǐng)域中已取得進(jìn)步，期望在實(shí)驗(yàn)室或測(cè)試設(shè)施環(huán)境外部從對(duì)象獲得神經(jīng)生理信號(hào)數(shù)據(jù)，而不需要對(duì)感興趣部位做準(zhǔn)備并涂凝膠。因此，需要提供傳感器探頭的裝置和方法方面的改進(jìn)，并且本發(fā)明針對(duì)這些需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，傳感器探頭組件優(yōu)選地至少包括柔性的高度導(dǎo)電信號(hào)傳感器部件。該柔性的高度導(dǎo)電信號(hào)傳感器部件提供主體部分、在第一方向上從主體部分的第一側(cè)面突出的多個(gè)尖頂以及在主體部分的第二側(cè)面上形成的導(dǎo)體約束特征。第二側(cè)面是主體部分上與第一側(cè)面相對(duì)的側(cè)面，并且其中，尖頂中的每一個(gè)從主體部分突出不少于主體部分的厚度的兩倍。在優(yōu)選實(shí)施例中，創(chuàng)造性傳感器探頭組件的傳感器尖端由柔性的高度導(dǎo)電信號(hào)傳感器部件與傳感器部件支撐構(gòu)件的聯(lián)合形成。

在閱讀以下詳細(xì)描述并回顧關(guān)聯(lián)附圖時(shí)，表征所請(qǐng)求保護(hù)的發(fā)明的這些和各種其它特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見(jiàn)的。

附圖說(shuō)明

在附圖的圖中以示例而非限制的方式圖示出本發(fā)明，其中相同的附圖標(biāo)記指示類(lèi)似的元件，并且在所述附圖中：

圖1是創(chuàng)造性傳感器探頭組件的示例性實(shí)施例的俯視平面圖；

圖2是圖1的創(chuàng)造性傳感器探頭組件的導(dǎo)電引腳的示例性實(shí)施例的立視圖；

圖3是圖1的創(chuàng)造性傳感器探頭組件的示例性實(shí)施例的正側(cè)面立視圖；

圖4是創(chuàng)造性傳感器探頭組件的示例性實(shí)施例的正側(cè)面立視圖，其說(shuō)明圖1的本發(fā)明傳感器探頭組件的示例性實(shí)施例的柔性的導(dǎo)電引腳固定構(gòu)件和與之配合的關(guān)聯(lián)的多個(gè)導(dǎo)電引腳；

圖5是創(chuàng)造性傳感器探頭組件的備選示例性實(shí)施例的俯視平面圖；

圖6是圖5的創(chuàng)造性傳感器探頭組件的導(dǎo)電引腳的備選示例性實(shí)施例的正面立視圖；

圖7是圖5的創(chuàng)造性傳感器探頭組件的備選示例性實(shí)施例的正側(cè)面立視圖；

圖8是創(chuàng)造性傳感器探頭組件的備選示例性實(shí)施例的正側(cè)面立視圖，其說(shuō)明圖5的創(chuàng)造性傳感器探頭組件的示例性實(shí)施例的柔性的導(dǎo)電引腳固定構(gòu)件和與之配合的關(guān)聯(lián)的多個(gè)導(dǎo)電引腳；

圖9是圖6的導(dǎo)電引腳的示例性實(shí)施例的正面立視圖，示出了頭部、尖端部分以及設(shè)置在其之間的主體部分；

圖10是圖2的導(dǎo)電引腳的示例性實(shí)施例的正面立視圖，示出了具有凸面形狀的頭部、尖端部分以及設(shè)置在其之間的主體部分；

圖11是圖2的導(dǎo)電引腳的備選示例性實(shí)施例的正面立視圖，示出了具有凹面形狀的頭部、尖端部分以及設(shè)置在其之間的主體部分；

圖12是圖2的導(dǎo)電引腳的示例性實(shí)施例的正面立視圖，示出了具有基本上平坦頂面的頭部、尖端部分以及設(shè)置在其之間的主體部分；

圖13是用于圖9、10、11或12的任何導(dǎo)電引腳的備選尖端構(gòu)造的部分剖切正面立視圖；

圖14是用于圖9、10、11或12的任何導(dǎo)電引腳的備選尖端構(gòu)造的截面的、部分剖切正面立視圖；

圖15是用于圖9、10、11或12的任何導(dǎo)電引腳的備選尖端構(gòu)造的部分剖切正面立視圖；

圖16是用于圖9、10、11或12的任何導(dǎo)電引腳的備選尖端構(gòu)造的部分剖切正面立視圖；

圖17是產(chǎn)生圖1或圖5的創(chuàng)造性傳感器探頭組件的示例性實(shí)施例的方法的流程圖；

圖18是創(chuàng)造性傳感器探頭組件的備選示例性實(shí)施例的柔性的高度導(dǎo)電信號(hào)傳感器部件的備選實(shí)施例的仰視平面圖；

圖19是創(chuàng)造性傳感器探頭組件的備選示例性實(shí)施例的柔性的高度導(dǎo)電信號(hào)傳感器部件的備選實(shí)施例的俯視平面圖；

圖20是創(chuàng)造性傳感器探頭組件的備選示例性實(shí)施例的傳感器部件支撐構(gòu)件的實(shí)施例的俯視平面圖；

圖21是創(chuàng)造性傳感器探頭組件的備選示例性實(shí)施例的傳感器部件支撐構(gòu)件的實(shí)施例的仰視平面圖；

圖22是圖18的柔性的高度導(dǎo)電信號(hào)傳感器部件的實(shí)施例的截面立視圖；

圖23是圖20的傳感器部件支撐構(gòu)件的實(shí)施例的截面立視圖；

圖24是由圖18的柔性的高度導(dǎo)電信號(hào)傳感器部件與圖20的傳感器部件支撐構(gòu)件的聯(lián)合形成的創(chuàng)造性傳感器探頭組件的傳感器尖端的截面立視圖；

圖25是與圖18的柔性的高度導(dǎo)電信號(hào)傳感器部件的導(dǎo)體約束特征連通的可壓縮導(dǎo)電構(gòu)件的立視圖；

圖26是與圖18的柔性的高度導(dǎo)電信號(hào)傳感器部件的備選導(dǎo)體約束特征連通的可壓縮導(dǎo)電構(gòu)件的立視圖。

具體實(shí)施方式

將容易理解的是，可以以多種不同的構(gòu)造來(lái)布置和設(shè)計(jì)如在本文的附圖中一般描述和示出的本發(fā)明的元件。現(xiàn)在詳細(xì)地參考優(yōu)選實(shí)施例的附圖，第一優(yōu)選實(shí)施例的圖1的傳感器探頭組件10（在本文中也稱(chēng)為組件10）雖然可用于多種生物生理傳感應(yīng)用，但其特別適合于用作神經(jīng)生理信號(hào)傳感器部件。因此，將結(jié)合使用傳感器探頭組件10作為神經(jīng)生理信號(hào)傳感器部件的優(yōu)點(diǎn)來(lái)描述圖1的第一優(yōu)選實(shí)施例的組件10。

在圖1的優(yōu)選實(shí)施例中，傳感器探頭組件10至少包括導(dǎo)電引腳固定構(gòu)件12，其容納多個(gè)導(dǎo)電引腳14。優(yōu)選地，所述多個(gè)導(dǎo)電引腳14是導(dǎo)電的，并且當(dāng)如圖3所示與導(dǎo)電引腳固定構(gòu)件12進(jìn)行按壓接觸時(shí)，形成產(chǎn)生低阻抗神經(jīng)生理信號(hào)傳感器部件的傳感器探頭組件10。

在優(yōu)選實(shí)施例中，導(dǎo)電引腳14（用圖2示出其示例）至少包括頭部16、尖端部分18以及設(shè)置在頭部16與尖端部分18之間的主體部分20。優(yōu)選地，每個(gè)導(dǎo)電引腳14由非腐蝕材料形成，諸如不銹鋼、鈦、青銅、或者在選自至少包括聚合物和金屬的組的剛性基底上鍍的金。優(yōu)選地，頭部16具有大于主體部分20的直徑的直徑。

如圖4所示，導(dǎo)電引腳固定構(gòu)件12優(yōu)選地是柔性的并由聚合物形成。導(dǎo)電引腳固定構(gòu)件12的導(dǎo)電性?xún)?yōu)選地通過(guò)包括嵌入聚合物內(nèi)的導(dǎo)電顆粒而獲得。一個(gè)此類(lèi)組合是由賓夕法尼亞州費(fèi)城的Stockwell Elastomerics公司提供的碳填充硅片材料。然而，如在本領(lǐng)域中已知的那樣，導(dǎo)電聚合物可由填充導(dǎo)電顆粒的多個(gè)聚合物材料形成，其形狀可使用眾所周知的制造技術(shù)來(lái)形成，所述制造技術(shù)至少包括成型、擠壓模具、及切割至厚度、形成薄片以及：沖切；用熱絲裝置切割；高壓水射或者鋼條模。

圖5示出了傳感器探頭組件22的備選實(shí)施例，其優(yōu)選地由柔性的導(dǎo)電引腳固定構(gòu)件12以及與相應(yīng)固定通過(guò)孔徑25配合的多個(gè)備選優(yōu)選導(dǎo)電引腳24形成。所述多個(gè)固定通過(guò)孔徑25由柔性的導(dǎo)電引腳固定構(gòu)件12提供。如圖6所示，優(yōu)選地，每個(gè)備選優(yōu)選導(dǎo)電引腳24包括頭部26、尖端部分28以及主體部分30，其中，頭部26和尖端部分28具有基本上等于主體部分30的直徑。然而，技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，導(dǎo)電引腳可具有不同于彼此的直徑的頭部、尖端和主體部分。例如，主體部分可具有大于尖端部分或頭部的直徑以將導(dǎo)電引腳容納到導(dǎo)電引腳固定構(gòu)件中的嵌入成型。還應(yīng)理解的是，導(dǎo)電引腳可采取在主體、尖端或頭部中包括彎曲的輪廓，如與圖2和圖6所示的導(dǎo)電引腳的任何適當(dāng)截面幾何形狀的圓柱形構(gòu)造相反。還應(yīng)理解的是，導(dǎo)電引腳可由多個(gè)單獨(dú)部件（包括但不限于彈簧）形成，或者可由螺旋彈簧或其它形式的彈簧單獨(dú)形成。

如優(yōu)選導(dǎo)電引腳14一樣，備選優(yōu)選導(dǎo)電引腳24由非腐蝕材料形成，諸如不銹鋼、鈦、青銅、或者選自至少包括聚合物和金屬的組的剛性基底上鍍的貴金屬。

圖7示出了導(dǎo)電引腳24，其利用配合部件分別通過(guò)頂面32和底面34每個(gè)而突出以適應(yīng)備選傳感器探頭組件22的改善的傳導(dǎo)性。而圖8示出了備選傳感器探頭組件22優(yōu)選地保持圖4的傳感器探頭組件的柔性特性。

圖9、10、11和12示出了僅若干個(gè)適合用在導(dǎo)電引腳上的多個(gè)頭部構(gòu)造。所選的特定構(gòu)造與導(dǎo)電引腳與之電氣配合的裝置或部件有關(guān)。當(dāng)使用連接器與諸如10或22之類(lèi)的傳感器探頭組件對(duì)接時(shí)，精確構(gòu)造將取決于與連接器相關(guān)聯(lián)的引腳的類(lèi)型和構(gòu)造，包括引腳是陽(yáng)引腳還是陰引腳。

圖13、14（截面圖）、15和16示出了僅若干個(gè)適合用在導(dǎo)電引腳上的多個(gè)尖端構(gòu)造。所選的特定構(gòu)造與用來(lái)形成導(dǎo)電引腳的材料以及導(dǎo)電引腳將被放置在其中的環(huán)境有關(guān)。使用環(huán)境的示例包括傳感器將被放置在顱骨上面的位置、是否存在頭發(fā)、以及對(duì)象對(duì)導(dǎo)電引腳的尖端的敏感性。

圖17示出了制造諸如10或22之類(lèi)的傳感器探頭組件的方法100。該方法在開(kāi)始步驟102處開(kāi)始，并且前進(jìn)至過(guò)程步驟104，在此步驟提供柔性的導(dǎo)電引腳固定材料（在本文中也稱(chēng)為柔性的導(dǎo)電聚合物基底）。在過(guò)程步驟106處，柔性的導(dǎo)電引腳固定構(gòu)件（諸如12）由柔性的導(dǎo)電聚合物基底形成。

過(guò)程在過(guò)程步驟108處繼續(xù)，提供多個(gè)導(dǎo)電引腳（諸如14）。在過(guò)程步驟110處，將所述多個(gè)導(dǎo)電引腳中的每一個(gè)附加到柔性的導(dǎo)電引腳固定構(gòu)件，并且過(guò)程隨著傳感器探頭組件的形成而在結(jié)束過(guò)程步驟112處結(jié)束。

圖18描繪了柔性的高度導(dǎo)電信號(hào)傳感器部件220的仰視平面圖。柔性的高度導(dǎo)電信號(hào)傳感器部件200優(yōu)選地提供主體部分202以及主體部分的多個(gè)尖頂204，所述多個(gè)尖頂204在第一方向上從第一側(cè)面206突出。而圖19示出了主體部分202的在第二側(cè)面210上形成的導(dǎo)體約束特征208。第二側(cè)面210是主體部分202上與第一側(cè)面206相對(duì)的側(cè)面，并且其中，每個(gè)尖頂204從主體部分202突出不少于主體部分202的厚度的兩倍。在優(yōu)選實(shí)施例中，如圖18和19兩者所示，柔性的高度導(dǎo)電信號(hào)傳感器部件200優(yōu)選地提供取向特征209。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)取向特征209在使柔性的高度導(dǎo)電信號(hào)傳感器部件200與圖20的傳感器部件支撐構(gòu)件212對(duì)準(zhǔn)時(shí)有用。

圖20描繪了傳感器部件支撐構(gòu)件212的俯視平面圖。傳感器部件支撐構(gòu)件212優(yōu)選地提供傳感器部件約束特征214、從傳感器部件約束特征214延伸的附接特征216、從傳感器部件約束特征214延伸的對(duì)準(zhǔn)特征218。在優(yōu)選實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)特征218提供取向參考，其與圖19的取向特征209一致，促進(jìn)柔性的高度導(dǎo)電信號(hào)傳感器部件200與傳感器部件支撐構(gòu)件212的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)。

圖21圖示出傳感器部件支撐構(gòu)件212的底面220以及由傳感器部件支撐構(gòu)件212提供的多個(gè)尖頂孔徑222。在優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)尖頂孔徑222中的每個(gè)尖頂孔徑與圖18的多個(gè)尖頂204中的其相應(yīng)尖頂204配合，以形成傳感器尖端224，如圖24所示。

圖22示出了柔性的高度導(dǎo)電信號(hào)傳感器部件200的實(shí)施例的截面立視圖，其在優(yōu)選實(shí)施例中提供主體部分202；主體部分202的所述多個(gè)尖頂204，其在第一方向上從第一側(cè)面206突出；以及主體部分202的導(dǎo)體約束特征208，其在第二側(cè)面210上形成。應(yīng)注意的是，優(yōu)選地，每個(gè)尖頂204的長(zhǎng)度226大于柔性的導(dǎo)電信號(hào)傳感器部件200的主體部分202的厚度228的兩倍，并且所述多個(gè)尖頂204中的每個(gè)尖頂具有共同的長(zhǎng)度。

圖23示出了圖20的傳感器部件支撐構(gòu)件212的優(yōu)選實(shí)施例的截面立視圖，以提供對(duì)以下的進(jìn)一步理解：傳感器部件約束特征214；從傳感器部件約束特征突出的附接特征216；以及多個(gè)尖頂孔徑222。

柔性的高度導(dǎo)電信號(hào)傳感器部件200與傳感器部件支撐構(gòu)件212的連接形成了優(yōu)選傳感器尖端224，如圖24所示。如圖24進(jìn)一步所示，優(yōu)選地，每個(gè)尖頂204通過(guò)其相應(yīng)的尖頂孔徑222突出，使得每個(gè)尖頂204的大于（如圖22中所示的）長(zhǎng)度226的一半長(zhǎng)度延伸超過(guò)傳感器部件支撐構(gòu)件212的底面220。

圖25和26每個(gè)示出了與柔性的高度導(dǎo)電信號(hào)傳感器部件200的導(dǎo)體約束特征208連通的可壓縮導(dǎo)電構(gòu)件230。圖25示出了可壓縮導(dǎo)電構(gòu)件230被導(dǎo)體約束特征208的內(nèi)部周邊支撐。而圖26示出了可壓縮導(dǎo)電構(gòu)件230被導(dǎo)體約束特征208的外部周邊支撐。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，可以對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行許多修改，其將不脫離本發(fā)明的精神或范圍。雖然以本公開(kāi)為目的描述了當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例，但是許多改變和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的。只要這些變更和修改在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，則應(yīng)將所述變更和修改視為本發(fā)明的一部分。