專利名稱:制造帶涂層的針電極的方法
制造帶涂層的針電極的方法
技術領域:
本發(fā)明涉及制造帶涂層的針電極的方法。帶涂層的針電極通常用 于感測活體組織中的電勢或者用于將電能傳導到這樣的組織。針電極 用于許多不同形式的治療和/或診斷程序中。兩個非限制性實例是組織
消融禾口月幾電描i己術。
帶涂層的針電極通常包括細長的導電金屬桿,其在一端處通過研 磨而變尖。針電極通常還具有附連到另 一端上以用于將所述針電極連 接到外部電子設備上的連接器件。電極的金屬桿通常由電絕緣性材料 覆蓋,從而使得僅尖銳末端附近的小的金屬區(qū)域將與組織進行電接 觸,因而得名"帶涂層的針電極"。
相關技術描述
一般通過首先將金屬線或金屬管切割成所希望的長度來制造針 電極。然后在一端附近牢固地保持針桿,同時通過噴涂或浸漬用絕緣 材料涂覆整個自由桿,之后固化和/或燒結涂層。在涂覆針桿之后,經(jīng) 涂覆的末端被磨尖,由此同時從電極末端移除絕緣材料。最后,連接 器件以電氣的方式附連到針桿的未涂覆的鈍端。
這種制造針電極的常用方法存在某些缺陷
1 )研磨針的尖銳末端的精度受到桿上的涂層的同心準確度的影響。
2) 涂層可能會受到在研磨期間保持桿靜止的鉗口的損壞。
3) 從針的經(jīng)涂覆的桿到導電的尖銳末端的過渡會受研磨的同心 準確度的影響,從而造成末端外圍周圍的導電表面積變化。
4) 為針提供斜面以形成尖銳末端是不當?shù)?,因為在末端外圍?圍,導電表面積將顯著地變化。發(fā)明概述
因此本發(fā)明的第一方面在于提供一種制造帶涂層的針電極的改 進的方法,其在研磨針電極的尖銳末端時提供改進的精度。
本發(fā)明的第二方面在于提供一種制造帶涂層的針電極的改進的 方法,通過該方法,可改進絕緣部分與導電末端附近的非絕緣部分之 間的界線的準確度。
本發(fā)明的第三方面在于提供一種制造帶涂層的針電極的改進的 方法,其還將允許以高精度和低成本將針電極制造成沿著該針電極的 桿具有多個環(huán)形導電區(qū)域。
上文所提到的方面部分地通過提供如在介紹性段落中所提到的
方法來解決,該方法包括以下步驟通過末端保持未涂覆的尖銳針; 將未涂覆的尖銳針浸漬到涂覆材料槽內(nèi),以及從涂覆材料槽中取回尖 銳針。以此方式,在已使針尖銳之后涂覆針是可行的。因此可提高尖 銳化的精度。此外,由于涂層是在尖銳化過程之后應用到針上的,所 以尖銳化過程并不會損壞涂層。因此尖銳化過程可使用更有效的夾持 技術。該方法還允許使用不同類型的尖銳化,例如還可使用如注射針 中的對末端的傾斜式尖4兌化。
在該方法的 一 實施例中,可控制從涂覆材料槽取回尖銳針的步 驟,使得由取回的速度來決定涂層厚度。以此方式,可非常容易地調 節(jié)涂層。
在該方法的另 一實施例中,通過末端保持來未涂覆的尖銳針的步 驟可由磁體來提供。
該方法可利用以下裝置來應用,該裝置包括未涂覆的尖銳針浸漬 到其中的涂覆流體容器。在該裝置的一個優(yōu)選實施例中,該裝置可包 括懸掛頭,該懸桂頭相對于涂覆流體槽沿豎直方向上下移動且包括用 于保持以其尖銳端向上的方式來懸掛的針的器件。通過控制懸桂頭相 對于涂覆流體槽液位的運動,可精確地控制針上的涂層。特別地,可 精確地控制從針末端到針上涂層的距離。在一實施例中,該裝置還可包括用于引導針的引導板。引導板可 進一步布置成在涂覆流體容器中、在涂覆流體表面下方。以此方式, 在將針從槽取回期間,引導板不會損壞針上的涂層。
該裝置還可包括用于測量保持針的器件與涂覆流體槽表面之間 距離的器件。以此方式,容易控制涂層,即便在流體液位隨時間而變 化的情況下也是如此。
在另 一實施例中,懸桂頭可包括在操作期間支承針的懸掛引導元 件。這就允許在針插入到流體槽中之前支承針。
懸掛頭還可被制成可與裝置的其余部分分離。以此方式,可使用 多個懸掛頭來優(yōu)化過程速度。舉例而言, 一個懸掛頭可安裝于機器中 并在浸漬過程中用到,可使另一懸掛頭裝載有針,而第三懸掛頭可置 于烘箱中以用于固化/燒結針上的涂覆流體??梢黄鹗褂萌我舛鄠€懸掛 頭。
應當強調的是,當在本說明書中使用時,用語"包括/包含"用于 規(guī)定存在所陳述的特征、整體、步驟或構件但并不排除存在或者添加 有一個或多個其它特征、整體、步驟、構件或者其組。舉例而言,權 利要求l使用短語"電極針,,。然而,權利要求應被理解為包括一個、 兩個、三個或其它任意數(shù)量的電極針。
附圖簡述
在下文中,將參看由附圖所示的實施例來更詳細地描述本發(fā)明。 應當強調的是,所示實施例僅用于實例目的,且不應用于限制本發(fā)明 的范疇。
圖1示出了用于執(zhí)行制造方法的涂覆步驟的裝置的示意圖。
圖2至圖4顯示了在裝載過程中的三個不同點處懸掛頭和裝載支 架的示意截面圖。
圖5是顯示了針在被涂覆之前懸掛于浸漬涂覆裝置中的示意截面圖。
5圖6是在針剛要進入涂覆流體槽之前該針懸掛于浸漬涂覆裝置中 的示意截面圖。
圖7是在針剛要從涂覆流體槽取回之前該針懸掛于浸漬涂覆裝置 中的示意截面圖。
圖8示意性地顯示了沿著桿具有多個絕緣電極環(huán)形區(qū)域的針電極 的一個實施例。
實施例的詳細描述
用的裝置的一個實施例。應指出的是,附圖示意性地顯示了實施例, 且并未示出其中許多細節(jié)。本領域技術人員將容易地能夠填補這些缺 失的細節(jié)。
在裝置1中,懸桂頭2可分離地固定到滑鞍部件3上,滑鞍部件 3可滑動地安裝在豎直引導件4上,從而允許該滑鞍部件線性地上下 移動。滑鞍部件3的移動受線性驅動螺桿5的控制。伺服電機驅動器 6控制移動的方向和速度。豎直引導件4的框架安裝于水平框架部件 7上。
充有涂覆流體9的容器8由板10支承,板10通過螺紋軸桿11 和螺紋襯套12連接到水平框架部件7上??山?jīng)由螺紋軸桿和螺紋襯 套來調整容器8的豎直位置。這可用于補償容器中流體液位的變化。
針引導板13浸在涂覆流體9中。針引導板經(jīng)由調整板14附連到 垂直引導件4上,若需要,調整板14可上下移動。若需要,其也可 是固定的。針引導板13具有從針引導板13的頂面16突伸的擋止件 15。在使用中,針引導板13被定位成使得針引導板的頂面16定位成 剛好在涂覆流體9的表面17下方且擋止件15的頂面剛好在涂覆流體 9的表面17上方。在當前的實施例中,針引導板形狀是圓形的且包括 通孔18的圓形陣列,通孔18在其上側處漸縮。
針懸掛引導板19通過引導軸桿20可滑動地連接到懸掛頭2上。軸桿20由銷21限制為只能進行軸向移動,其在凹槽22中滑動,使 得針懸掛引導板19不能旋轉。銷21被緊固到懸掛頭上。如同針引導 板13,針懸掛引導板19形狀是圓形的且包括通孔23或引導孔的圓形 陣列。
磁體24的圓形陣列嵌入于懸掛頭2中。由于該裝置的布置,磁 體保持與針懸掛引導板19中的通孔和針引導板13中的通孔18對準。
基于激光的距離測量模塊25附連到鞍部件3上,以用于在懸掛 部件2運動期間持續(xù)地測量從鞍部件3到涂覆流體9表面的距離。由 于磁體的下表面與鞍部件之間的距離是恒定的,激光束距離測量才莫塊 可精確地測量磁體24的底面與涂覆流體9的表面17之間的距離。激 光測量模塊電連接到可計算距離的控制模塊上。
在使用中,待涂覆的針26通過它們的尖銳端懸于磁體上。由于 針的末端與磁體的底面接觸,且由于控制器經(jīng)由基于激光的距離測量 模塊25而知道了磁體底面相對于涂覆流體的精確位置,該控制器還 知道從針末端到涂覆流體的表面的精確距離。
圖2示出當懸掛部件2已從該裝置上移除時的懸掛部件2和用于 裝載針27的裝載支架(fixture)30的截面圖。如在圖2中可以看出,懸 桂針引導板19移動到其最上方的位置。在這個位置,嵌入于懸掛頭 中的磁體被布置成通過懸掛針引導板19中的通孔23延伸出來。在這 個實施例中,懸掛針引導板的深度與磁體自由端具有基本上相同的深 度。
裝載支架30包括由非磁性材料制成的圓形主體31。圓形主體具 有細長凹口 32陣列。細長凹口的深度近似等于待涂覆的針27的長度。 凹口在開口端漸縮以易于插入針。引導表面33和分度鍵(index key)34 的尺寸設置成以便裝配于懸掛組件的懸掛針引導板19的周圍。
裝載支架允許針以使得尖銳端處于頂部的方式容易地插入到裝 載支架內(nèi)。 一旦所有針被裝載到裝載支架內(nèi),裝載支架就移動到其接 合懸桂頭的懸桂針引導板的位置。這在圖3中示出。在這個位置上,磁體與針對準且因此針的尖銳末端夾在該磁體上。
一旦磁體已與針接合,就可從懸掛頭上取回裝載支架。在取回裝
載支架的同時,懸掛針引導板19也向下移動。這具有以下作用針 保持基本上與懸掛頭的縱向軸線對齊。由此引導板19防止針在磁體 周圍搖擺或從磁體掉落或者由于系統(tǒng)中存在的磁力而夾到彼此上。當 通過銷21使得引導板軸桿19的運動停止并移除裝載支架30時,針 26將經(jīng)由該針的末端而保留懸掛于磁體上并在它們的非尖銳端附近 抵靠懸掛針引導板19的通孔23的壁而被支承。這在圖4中示出。
圖5顯示了帶有如上文所述懸掛的針、但是在懸掛頭已重新連接 到浸漬涂覆裝置1上之后的懸掛頭。
圖6顯示了懸掛頭,其中該懸掛頭已向下移動到針剛剛進入到流 體表面下方并接合浸入流體中的針引導板13中的通孔18的漸縮端的 位置。應指出的是,在圖6所示的位置上,懸掛針引導板19與針引 導板13上的擋止件15的上表面接觸。由于擋止件15的上表面布置 于涂覆流體9的表面上方,所以防止了懸掛針引導板19與涂覆流體 發(fā)生接觸。
隨著懸掛頭2繼續(xù)向下移動,針的下端將向下滑動穿過針引導板 13中的引導孔18的窄端,從而迫使針桿遠離懸掛針引導板19中的通 孔23的壁,如圖6所示。
在圖7所示的位置中,針桿26現(xiàn)浸沒于涂覆流體中達到由從磁 體下表面到流體表面的距離所決定的精確深度。這個距離由激光距離 測量單元25持續(xù)地測量。因此控制單元可控制伺服單元,從而精確 地控制這個距離,即使在流體深度將隨時間而改變的情況下。
由于懸掛針引導板19中的引導孔23允許磁體的自由端通過,浸 入深度可包括直到尖銳末端的針桿全長。此外,若需要,也可選擇在 桿上的任何其它精確位置。當達到選定浸入深度時,控制單元將使伺 服電機驅動器24反轉并以預定速度取回針。從流體表面取回針的速 度和流體的涂層性質一起決定了涂層厚度。應指出的是,針僅與流體表面下方的針引導板13中的引導孔18 接觸。因此在從流體取回針時,引導孔將不會影響針上所涂覆的層的 完整性。此外,由于針引導板13中的引導孔防止針桿接觸懸掛針引 導板19中的引導孔23,所以直到針的端部由針引導板13中的引導孔 18釋放,所涂覆的表面都將不會受懸掛針引導板19中的引導孔23損 壞。 一旦針由針引導板13中的引導孔釋放,針桿的端部將再次接觸 懸桂針引導板19中的引導孔23的壁。但是,這種由接觸對所涂覆表 面造成的損壞將處在針桿端部處的區(qū)域中,這也是執(zhí)行電連接的區(qū) 域。因此無論如何必需移除這個區(qū)域中的涂層,由此這種損壞無關緊 要。
在涂覆程序結束時,具有帶涂層的針的懸掛頭組件2與鞍部件3 分離且被轉移到烘箱,以便進行涂層固化或燒結。
當涂層被固化時,用于連接到外部電子裝置的電連接器件(未示出) 附連到針的鈍端上。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實施例中,提供了一種針電極,其包 括多層電絕緣材料和導電材料。以此方式,形成沿著針的軸桿具有多 于一個導電電極表面的針電極是可行的。該方法包括以下步驟
1. 借助于所述涂覆方法,利用電絕緣材料涂覆尖銳針桿,達到距 離尖銳末端的精確第 一距離。
2. 借助于所述涂覆方法,利用導電材料在第一絕緣涂層頂部上涂 覆針桿,達到距離尖銳末端的精確第二距離,所述第二距離大于所述 第一距離。
3. 借助于所述涂覆方法,利用電絕緣材料在導電涂層頂部上涂覆 針桿,達到距離尖銳末端的精確第三距離,所述第三距離大于所述第 一距離和第二距離。
4. 在桿的鈍端附近暴露導電涂層的各個層的表面。
5. 在桿的鈍端附近將電氣連接器件附連到導電涂層的各個暴露層。
9該方法可始于將線或管切割成具有精確長度的段且然后使一端 的末端尖銳化以形成針。
該方法還可重復步驟2和3,直到已沿著針的軸桿形成了彼此隔 離的所希望數(shù)目的導電電極環(huán)表面。
接,兩種實例為研磨和刮擦。
圖8顯示了沿著軸桿帶有兩個電極表面區(qū)域41、 43的針電極40。 第一電極表面區(qū)域41是針的尖銳金屬末端。第二電極表面區(qū)域43是 導電材料制成的環(huán)形層。第一電極表面區(qū)域與第二電極表面區(qū)域之間 是第一絕緣材料層的環(huán)形部分42。在第二電極表面區(qū)域43的下方是 第二絕緣材料層44。
上文所提出的說明對適用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置的一 個實施例進行了描述。但是,本領域技術人員將理解,該方法也可利 用其它機器和/或裝置來執(zhí)行。因此本發(fā)明的范疇不應僅限于在附圖中 顯示以及在本說明書中進行了描述的實施例。
舉例而言,上文所描述的實施例顯示了形狀為圓形且具有磁體/ 引導孔的圓形陣列的懸掛頭和引導板。但是,懸掛頭的形狀和陣列的 形狀可采取許多不同形式。舉例而言,可想到帶磁體/引導孔的矩形陣 列的矩形懸桂頭和矩形引導板。
另一實例為當前實施例使用磁體以便保持針連接到懸掛頭上。但 是,本領域技術人員將認識到還可使用除了磁體之外的器件來將尖銳 的針末端精確地附連到浸漬裝置中而不改變本發(fā)明的范疇。 一個實例 是粘合凝膠材料薄層。另一個實例是經(jīng)復合以便具有高摩擦性質的自 閉彈性材料層。在這兩個實例中,將分別通過粘合力和摩擦力來代替 在所述實施例中保持針的磁力。
應指出的是,可向該方法添加許多其它步驟。舉例而言,取決于 涂覆流體的使用,在第一涂覆過程之后,用潤滑涂層來涂覆針電極可 能是有用的。應當指出的是,附圖和上文的說明以簡單和示意的方式顯示了示 例性實施例。未示出內(nèi)部電子和機械細節(jié),因為本領域技術人員應當 熟悉這些細節(jié)且它們將會使本文的說明不必要地復雜化。舉例而言, 沒有很詳細地描述控制系統(tǒng),因為控制系統(tǒng)領域的技術人員將能基于 本說明書設計出控制系統(tǒng)。同樣,懸掛頭與鞍之間的連接、鞍與引導 器件之間的連接等機械細節(jié)都是設計機械系統(tǒng)領域的技術人員能夠 提供的細節(jié)。
權利要求
1.一種制造帶涂層的針電極的方法,包括以下步驟-通過末端來保持未涂覆的尖銳針;-將所述未涂覆的尖銳針浸漬到涂覆材料槽內(nèi);以及,-從所述涂覆材料槽取回所述尖銳針。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法,其特征在于,控制從所述涂覆材 料槽取回所述尖銳針的步驟,使得由所述取回的速度來決定涂層厚度。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的方法,其特征在于,通過末端來保 持未涂覆的尖銳針的所述步驟是由磁體提供。
4. 一種用于執(zhí)行根據(jù)權利要求1、 2或3中任一項所述的方法的裝 置,所述裝置包括所述未涂覆的尖銳針浸漬到其中的涂覆流體容器。
5. 根據(jù)權利要求4所述的裝置,其特征在于,所述裝置包括懸掛 頭,所述懸桂頭在豎直方向上相對于所述涂覆流體槽上下移動,且包 括用于保持以其尖銳端向上的方式懸掛的所述針的器件。
6. 根據(jù)權利要求5所述的裝置,其特征在于,所述裝置還包括用 于引導所述針的引導板,所述引導板布置于所述涂覆流體容器中所述 涂覆流體的表面下方。
7. 根據(jù)權利要求5或6所述的裝置,其特征在于,用于保持所述 針的所述器件是磁性的。
8. 根據(jù)權利要求5、 6或7所述的裝置,其特征在于,所述裝置包 括用于測量用于保持所述針的所述器件與所述涂覆流體槽的表面之 間的距離的器件。
9. 根據(jù)權利要求5至8中任一項所述的裝置,其特征在于,所述 懸掛頭還包括在操作期間支承所述針的懸掛引導元件。
10. 根據(jù)權利要求5至9中任一項所述的裝置,其特征在于,所述 懸掛頭可與所述裝置的其余部分分離。
全文摘要
一種制造帶涂層的針電極的方法,其包括以下步驟5通過末端保持未涂覆的尖銳針,將未涂覆的尖銳針浸漬到涂覆材料槽內(nèi),以及從涂覆材料槽取回尖銳針。以此方式,可在已使針尖銳化后涂覆涂層,從而允許在尖銳化過程期間有更高的精度。本發(fā)明還提供了用于與這種方法一起使用的裝置。
文檔編號B05D1/18GK101687213SQ200880013999
公開日2010年3月31日 申請日期2008年4月25日 優(yōu)先權日2007年4月27日
發(fā)明者B·尼爾森, L·貝, M·S·漢森 申請人:阿姆布股份有限公司