专利名称：用于电子设备的连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将电子设备的电子电路耦接到电子设备的传感器和/或启动 (actuation)元件的连接器，该连接器包括具有连接点的连接表面，所述连接点被安排用于将所述电子电路耦接到所述元件中的对应元件。
背景技术：
许多电子设备包括多个感测和/或启动元件，用于与其环境交互。在这样的设备中，电子电路耦接到不同的元件。为了容易替换电子电路或者电子设备的感测/启动部件， 提供如下的电子设备可能是优选的该电子设备的形式为包括电子电路第一单元以及分离的包括各元件的第二单元。应该提供连接器以耦接第一单元和第二单元。如果电子设备包括许多感测/启动元件并且频繁地断开和重新连接该连接器，则一些连接器可能出故障。 例如，这样的连接故障可能起因于机械损坏或者被污染的连接点。尤其是对于具有医疗功能的电子设备、例如EEG、ECG或EMG设备，这样的连接故障可能具有不期望的甚至是有害的后果。例如，许多植入的医疗设备包含各种传感器(例如生物传感器或者记录电极)和/ 或启动元件(例如刺激电极)。传感器和/或启动元件被植入病人体内，例如脑组织中。需要电子电路用于传感器元件的读出以及启动元件的激活。优选地，电子器件被包含在与感测或启动元件的载体分离的容器中。由于电子器件可能故障或者具有有限的寿命，通常希望能够将电子器件与传感器或启动元件连接或断开。其已知例子是由植入的脉冲发生器 (IPG)单元构成的神经刺激器植入物，其包含电池和电子器件，并经由生物医学连接器和导线物理地且电气地连接到被植入脑组织中的启动电极。为了确保可植入医疗设备的正常运作，连接器应该可靠地并重复地连接、断开和重新连接到包括电子电路的单元，例如用于替代或者修正目的。连接和重新连接通常发生在外科情况下。例如，血液、体液、组织残物或其他物质可能污染连接器表面。而且，所使用的比如棉花或诸如牙粘固粉、骨接合剂、胶等的其他物质的清洗剂或干燥剂可能导致连接器表面的污染。因此，电子器件与传感器或启动元件之间的部分物理的或电子的连接变得被遮盖(obscured)。这可能最终导致(部分)设备故障，例如因为不是所有的传感器或启动元件都可以通过电子器件单元来处理。
发明内容
本发明的一个目的是提供如开篇段落中所述的连接器，该连接器允许可靠地并重复地将电子电路连接到传感器和/或启动元件。根据本发明的第一方面，通过提供用于将电子设备的电子电路耦接到电子设备的传感器和/或启动元件的连接器实现该目的，该连接器包括带有i个连接点的至少一个连接表面，该i个连接点包括个主要连接点，用于将电子电路耦接到元件中的J·个对应元件；以及k个冗余连接点，用于将电子电路冗余地耦接到元件中的至少一个元件，元件中的所述至少一个元件的主要和冗余连接点分布在连接表面上。以此方式，提供了这样的连接器其对于连接器和/或相对连接器的表面或连接点的部分污染或机械故障是鲁棒的。在连接表面处提供比需要连接到电子电路的传感器或启动元件的数量更大数量的连接点。例如，提供传感器或启动元件的数量的η倍(n=2，3，4 等)的连接点。如果一个连接点例如由于污染而变得不可用，则至少一个冗余连接点可以仍可用并且该元件将仍被耦接到电子器件。应该注意，主要连接点和冗余连接点可以相同。 主要连接点和冗余连接点之间的区别更多是用于描述目的而不是技术目的。通向一个元件的任意一个连接可以被认为是主要连接。则所有其他连接被认为是冗余的。优选地，冗余分布在连接表面上以便降低一个元件的所有冗余连接点例如被一个血点在一次污染的可能性。例如，用于耦接到元件中的一个元件的主要连接点和用于耦接到元件中的同一个元件的至少一个冗余连接点被用于耦接到元件中的另一个元件的至少一个连接点物理地分离。通过彼此间有一定距离地提供用于耦接到元件的冗余连接点，到一个元件的所有连接由于例如污染而故障的可能性显著降低。当冗余连接点之间的距离进一步增加时，连接器的可靠性进一步改善。可以通过使用在相邻连接点之间的更大的距离和/或通过将更多连接点放在相同元件的两个连接点之间来增加连接点之间的距离。在根据本发明的连接器的优选实施例中，每个元件的冗余连接点的数量对不同的元件不同。在该实施例中，可以改进设备的最重要的功能的可靠性。如果在电子电路的连接或重新连接期间未如意料地建立与较重要元件的某些连接，则大量的冗余连接可用于接管丢失连接的任务。通过改进较重要功能的可靠性，连接问题的不利影响被最小化。将另外的连接点分配给较重要元件可能降低较不重要元件的可靠性。但是，较不重要元件的故障将较不成问题，并且如果该电子设备是医疗设备，则这将导致对病人的较少健康风险。通过提供如下的连接器而提供类似的效果在所述连接器中，用于将电子电路耦接到较重要元件的两个连接点之间的距离比用于将电子电路耦接到较不重要元件的两个连接点之间的距离大。再次，较重要功能的可靠性比较不重要功能的可靠性增加得更多。可以按毫米或微米或者按相同元件的一个连接点与另一连接点之间的其他连接点的数量来测量距离。应该注意，重要性是相对的术语。对于一个用户或病人重要的对于另一用户或病人可能较不重要。因此优选地，在上述的两个实施例中，提供了用户/医生/外科医生将冗余连接点分配给特定元件的可能性。可植入医疗设备的传感器和/或启动元件可以在病人身体的不同部位处起作用。 例如，深度脑刺激设备可以在大脑中的几个位置处使用多组刺激电极。优选地，病人身体中的元件的几何关系不传递到连接表面。用于相邻元件的连接点和冗余连接点优选地在连接表面处分离。由此确保多个相邻连接点的污染不立即导致植入的医疗设备在病人身体中的较大区域中的故障。而是，相邻连接点的污染将仅导致遍布设备的整个活动区域上的稍微降低的功能性。根据下文所述的实施例，本发明的这些和其他方面显而易见并将参考这些实施例而阐述本发明的这些和其他方面。
附图中
图1示意性示出可植入医疗设备和根据本发明的连接器，图2示出根据本发明的连接器和一些传感器/启动元件， 图3示出具有多个阶的连接器，以及图4示出连接器表面上的连接点的替代布置。
具体实施例方式图1示意性示出可植入医疗设备和根据本发明的连接器10。在此详细描述中示出的例子主要示出可植入医疗设备。但是应该注意，所示实施例仅作为例子而提供，并且所描述的特征还可适用于使用用于将多个元件可靠地耦接到电子电路的连接器的其他类型的电子设备。该电子设备可以是例如神经刺激器植入物、心脏刺激器或ECG、EMG或EEG监视设备。在可植入医疗设备中，传感器和启动元件12两者都可以用于提供可以依赖于本地监视的体力值选择性地刺激体力活动的医疗设备。该医疗设备包括操作单元17和支持单元 16。操作单元17包括多个传感器或启动元件12。在此例子中，元件12按类似阵列的方式靠近地布置在一起。或者，取决于可植入设备的功能，元件12可以(部分地)是分离的元件 12，它们可以遍布病人身体的较大的区域上。支持单元16包括用于操作医疗设备的电子电路11。电子电路11可以接收并处理来自监视元件12的信号和/或可以产生用于启动元件12刺激例如所选的神经元或者肌纤维的脉冲。电子电路11还可以包括某个存储器，用于存储例如个人的、操作的或者监视的参数。监视的参数可以用于控制设备的运作，或者可以使用可选的数据传输单元(未示出)被发送到外部接收器。可以包括数据接收器(未示出) 用于接收例如操作指令。可以提供电池15来对电子电路11供电。优选地，支持单元16被植入为就在病人皮肤以下。当植入医疗设备时，操作单元 17的连接器10与支持单元16的相对连接器14衔接(engage)。连接器10包括多个连接点 13，用于连接到相对连接器14上的对应连接点。可以通过将连接器10的管脚13滑入相对连接器14的孔中、通过彼此相对地推动导电区或者以用于电子连接器的任何其他传统方式来建立连接。因为传感器和/或启动元件12可在身体内部更深处操作，所以一束电线18 将连接器10中的连接点13耦接到传感器和或启动元件12。电线18以这样的方式布置和连接至少一部分的元件12耦接到连接器10上的多个连接点13。通过提供冗余的连接， 支持单元16和操作单元装置17之间的连接可靠性增加，如以下将参考图2更详细描述的。图2示出具有连接器10以及一组传感器和/或监视元件12的操作单元17。像图1中那样，元件12按类似阵列的方式布置。已经明确标识了三个相邻的元件a，力和C。 使来自元件12的电线18成束并通向连接器10。在连接器10中，电线18耦接到连接表面 21处的连接点13。连接器10包括比元件12更多的连接点13。每个活动元件12应该连接到连接点13中的至少一个。经由连接点13和相对连接器14，元件12耦接到电子电路11。 电子电路11可以为启动元件12提供脉冲并可以从监视元件12接收信号。适当配置的电子电路11可以使得可以使用一个元件12来用于感测以及启动。当每个元件12连接到一个连接点13时，剩余的连接点13将是冗余的。根据本发明，这些冗余的连接点13用于进行与元件12的额外/备份连接。以此方式，提供了对于连接器10和/或相对连接器14的表面21的部分污染鲁棒的生物医学连接器10。如果一个连接故障，在连接表面21上的别处备份连接可以仍可用来将元件12耦接到电子电路11。 提供比需要连接到电子电路11的传感器或启动元件12的数量更大数量的连接点13。例如，提供传感器或启动元件12的数量的η (η=2、3、4等)倍的连接点13。优选地，冗余分布在连接表面21上以便降低一个元件12的所有冗余连接点13例如被一个血点在一次污染的可能性。图2中示出了分布冗余的示例方式。元件<3，力和C 都具有用于耦接到电子电路11的四个不同连接点13。四个连接点13的每个位于连接表面 21的圆周的四分之一。应该注意，将四个连接点13的哪个当作“正常”连接点13并且哪些当作冗余连接点13无关紧要。电子电路11可以决定使用对元件12的所有四个连接，或者可以通过例如将开关闭合到相同元件12的其它连接点13而被配置为仅使用可用连接点13之一。电子电路11 可以通过监视从电子电路11经过连接点13到元件12之一的阻抗来检查单个连接点13的完整性。当连接点13故障时，电子电路11可以决定不再使用它。一个元件12的所有连接点13优选地处于彼此远离。两个连接点13之间的距离越大，一个连接点13在另一连接点由于污染而故障时仍将正常运作的可能性越大。优选地，连接表面21以此方式设计对于大多数元件，不同的连接点13在最小距离为在连接表面21的宽度的至少四分之一时可用。通过以这样的相互距离而提供冗余连接点13以用于耦接到元件12，连接由于例如污染而故障的可能性显著降低。当冗余连接点13之间的距离进一步增加到例如连接表面21的宽度的三分之一或一半时，连接器10的可靠性进一步提尚ο在根据本发明的连接器10的优选实施例中，元件12包括较重要元件12和较不重要元件12，并且每个元件12的冗余连接点13的数量对于较重要元件12比对于较不重要元件12更高。在此实施例中，医疗设备的最重要的功能是最可靠的。如果在电子电路11的连接或重新连接期间未如意料地建立与较重要元件12的某些连接，大量的冗余连接可用于接管丢失连接的任务。通过改进较重要功能的可靠性，连接问题对病人健康的不利影响被最小化。将额外的连接点13分配给较重要元件12可能降低较不重要元件的可靠性，但是较不重要元件12的故障将较不成问题并且将导致对病人的较少健康风险。通过提供如下的连接器10而提供类似的效果在所述连接器10中，用于将电子电路耦接到较重要元件12的两个连接点13之间的距离比用于将电子电路耦接到较不重要元件的两个连接点13之间的距离大。再次，较重要功能的可靠性比较不重要功能的可靠性增加得更多。应该注意，重要性是相对的术语。对于一个病人重要的对于另一病人可能较不重要。因此优选地，提供了用户/医生/外科医生将冗余连接点分配给特定元件的可能性。可植入医疗设备10的传感器和/或启动元件12可以在病人身体的不同部位处起作用。例如，深度脑刺激设备可以在大脑中的几个位置处使用多组刺激电极12。优选地，病人身体中的元件12的几何关系不传递到连接表面。用于相邻元件12的连接点13和冗余连接点13优选在连接表面处分离。由此确保多个相邻连接点13的污染不立即导致植入的医疗设备在病人身体中的较大区域中的故障。而是，相邻连接点13的污染将仅导致遍布设备的整个活动区域上稍微降低的功能性。图3示出具有多个阶(plateau)31的连接器30。该连接器30包括具有连接表面 21的三个堆叠的阶31。在每个连接表面21上提供了一些连接点13。该连接器30的优点是三个连接表面21有些分离并且表面21之一的污染可以不立即传播到其他表面。优选地， 可植入医疗设备的传感器或启动元件12耦接到不同阶31上的连接点13。
图4示出连接表面21上的连接点13的替代布置。在此，连接点13被布置在圆形表面21的圆周处。通过将一个元件12的冗余连接点13置于彼此相对的位置(见箭头)，一个元件12的不同连接点13之间的距离被优化。应该注意，上述实施例例示而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能够不脱离所附权利要求的范围而设计许多替代实施例。在权利要求中，置于括号之间的任何参考标记不应被解释为限制权利要求。动词“包括”及其变形的使用不排除除权利要求中所述的那些之外的要素或步骤的存在。在要素之前的冠词“一”不排除多个这样的要素的存在。 可以通过包括几个不同的要素的硬件以及通过适当编程的计算机实现本发明。在列举了几个装置的设备权利要求中，这些装置中的几个可以由硬件的同一项实现。在相互不同的从属权利要求中陈述某些手段的唯一的事实不表示不能有利地利用这些手段的组合。
权利要求
1.一种用于将电子设备的电子电路(11)耦接到电子设备的传感器和/或启动元件(12)的连接器(10，30，40)，该连接器(10，30，40)包括带有i个连接点(13)的至少一个连接表面(21)，该i个连接点(13)包括J·个主要连接点(13)，用于将电子电路(11)耦接到元件(12)中的J·个对应元件，以及 k个冗余连接点(13)，用于将电子电路(11)冗余地耦接到元件(12)中的至少一个元件，元件(12)中的所述至少一个元件的主要的和冗余的连接点(13)分布在连接表面(21)上。
2.如权利要求1所述的连接器(10，30，40)，其中用于耦接到元件(12)中的一个元件的主要连接点(13)和用于耦接到元件(12)中的同一个元件的至少一个冗余连接点(13)被用于耦接到元件(12)中的另一个元件的至少一个连接点(13)物理地分离。
3.如权利要求2所述的连接器(10，30，40)，其中用于耦接到元件(12)中的一个元件的主要连接点(13)和用于耦接到元件(12)中的同一个元件的至少一个冗余连接点(13)被用于耦接到元件(12)中的另一个元件的至少两个连接点(13)物理地分离。
4.如权利要求1所述的连接器(10，30，40)，其中每个元件(12)的冗余连接点(13)的数量对不同的元件(12)不同。
5.如权利要求4所述的连接器(10，30，40)，其中元件(12)包括较重要元件(12)和较不重要元件(12)，并且其中每个元件(12)的冗余连接点(13)的数量对于较重要元件(12) 比对于较不重要元件(12)更高。
6.如权利要求1所述的连接器(10，30，40)，其中元件(12)包括较重要元件(12)和较不重要元件(12)，并且其中用于将电子电路(11)耦接到较重要元件(12)的两个连接点(13)之间的距离比用于将电子电路(11)耦接到较不重要元件(12)的两个连接点(13)之间的距离更大。
7.如权利要求1所述的连接器(30)，包括至少一个额外的连接表面(21)，用于耦接到元件(12)中的一个元件的主要连接点(13)被提供在所述连接表面(21)处，并且用于耦接到元件(12)中的同一个元件的至少一个冗余连接点(13)被提供在额外的连接表面(21) 处。
8.如权利要求1所述的连接器(40)，所述连接点(13)被提供在所述连接表面(21)的圆周处。
9.如权利要求8所述的连接器，其中用于耦接到元件中的一个元件的主要连接点和用于耦接到元件中的同一个元件的至少一个冗余连接点被提供在所述连接表面的圆周处的相对位置处。
10.如权利要求1所述的连接器(10，30，40)，其中所述连接器被安排用于将可植入医疗设备的电子电路(11)耦接到该可植入医疗设备的植入的传感器和/或启动元件(12)。
11.如权利要求10所述的连接器，其中用于将电子电路耦接到两个相邻地植入的元件(12)的连接点在所述连接表面(21)上不相邻地提供。
全文摘要
提供了用于将电子设备的电子电路(11)耦接到电子设备的传感器和/或启动元件(12)的连接器(10，30，40)。该连接器(10，30，40)包括带有i个连接点(13)的至少一个连接表面(21)，该i个连接点(13)包括j个主要连接点(13)，用于将电子电路(11)耦接到元件(12)中的j个对应元件；以及k个冗余连接点(13)，用于将电子电路(11)冗余地耦接到元件(12)中的至少一个元件。元件(12)中的所述至少一个元件的主要的和冗余的连接点(13)分布在连接表面(21)上。
文档编号A61N1/375GK102210071SQ200980144955
公开日2011年10月5日 申请日期2009年11月9日 优先权日2008年11月11日
发明者H·C·F·马滕斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司