专利名称：Ekg布线系统的制作方法
本专利申请要求在2002年9月4日提交的临时专利申请No.60/408,018的优先权。
背景技术：
发明领域本发明涉及一种布线线束，其将表示在第一位置处进行的测量结果的电信号传递到位于远离该第一位置的测量仪器。
背景技术：
多年来，测量人体的生理机能用以确定患者的健康状况已成为普遍的实践。这通常是通过将电极连结于具体区域实现的，由此可以确定人体的具体器官的机能。例如，测量来自人体的心电图(EKG)信号已成为普遍的实践。
用于获得读数以形成心电图的常规实践是，将电极粘附在人体的不同部分，然后将每个电极连接到导线，该导线将终止于EKG干线连接器。该连接器插入到干线电缆中，然后该干线电缆连结于远程测量电子仪器。用以构建传统的EKG波形用于显示的测量仪器放大电极对之间的电位差。
可连结到人体的电极的数目可以变化。其取决于硬件所需的信息的细节。在常规的临床实践中，可以将3个到10个之间的电极置于人体上。
然而，显然，随着电极的数量的增加，EKG导线的数量可能变得难于管理。该导线常常变得与其自身缠结。这造成了问题，其在危重病监护设置下变得更加严重，诸如医院的手术室中或者重症监护室中，其中EKG导线仅是从诸如监视器的电子仪器到患者的许多导线中的一组。在该设置中，所有的电缆可能相互缠结。因此，大量的专业护理时间仅仅花费在解开电缆上。
通过使缠结最小来增强EKG布线线束的可管理性的先前尝试包括，在平的膜状的多线电缆中制造多个导线，其中该电缆的宽度随着离开测量仪器的距离而变化。在该配置中，多线电缆的每个导线具有其自己的电极，其仅提供了易损的连接，并且使得在患者身体上的正确位置安置电极变得复杂。
而且，使用不同类型的电极以获得针对人体的较好的粘附性。每个该电极必须包括用于将该电极连接到监视设备的装置。例如，使用了吸盘以及包含金属电极的自粘布料。在此两种情况中，然后使EKG导线中的触点吸附到连结于自粘元件的金属电极上。所需用于使电极吸附到EKG布线线束以及从EKG布线线束上移除电极的力可能导致布线线束的失效和/或对连接器自身的损坏。
另一问题是，在EKG布线线束附近存在具有相关的导线和传感器的其他电子设备。该设备可能引起严重的电磁干扰(EMI)。在已知的配置中，通过使用诸如同轴电缆的屏蔽导线用于将EKG监视器连接到传感器来使EMI最小。
而且，在手术室中，典型地使用了电烙器设备。电烙器设备是一种外科刀具，向该刀具提供相对高电平的射频(RF)电流，由此烧灼血管和其他组织，并且使其在切割后立刻封闭。该RF电流可被一个EKG传感器，通过电缆电容耦合到该传感器导线的屏蔽层，然后在公共连接点耦合到其他传感器导线的其他屏蔽层。由此，相对高电平的RF电流提供给其他的EKG传感器，其中在该EKG传感器位置，其可能引起患者的烧伤。现有技术的配置通过在EKG传感器的各自的屏蔽层之间至少在RF频率上提供高电位的电气绝缘(在数千伏的量级上)，使EKG传感器的导线屏蔽层之间的RF能量传导最小。
所需的是一种可以提供布线线束的布线系统，其使得与自身缠结和与其他布线线束的缠结的可能性最小，其使得由于使布线线束连接到电极以及与电极断开连接而引起损害的可能性最小，其提供EMI保护并且防止由于电烙器设备使用而引起的RF烧伤。
发明概述并入了本发明的原理的设备可以包括具有外部护套的第一电缆，该外部护套具有第一直径。提供了多个同轴电缆。每个同轴电缆具有各自的外部屏蔽层，其具有基本上小于外部护套的第一直径的直径；以及各自的内部导体。在第一电缆的外部护套内，同轴电缆基本上相互平行地配置。还提供了配置在第一电缆的外部护套上的多个第一触点。每个第一触点电气连接到多个同轴电缆中的一个同轴电缆的各自内部导体。
附图简述通过下文结合附图对优选实施例的描述，本发明的其他的特征和目的将变得显而易见，在附图中
图1A是并入了本发明的特征的优选实施例的布线线束的侧视图；图1B是图1A所示的布线线束的平面视图；图2是示出了针对布线线束的电气连接的方式的示意图；图3是沿图1A的线III-III获得的布线线束的剖面图；图4是与图1A和1B的布线线束一起使用的测量仪器的框图。
发明详述参考附图，更具体地，参考图1A和1B，布线线束10具有干线电缆连接器11，其具有多个端子12。线束10具有外部护套13。端子12电气连接到维持在布线线束的外部护套13中的多个同轴电缆14(图2和3)的各自内部导体。这可以在图3中更加清晰地看出，图3是沿图1A的线III-III获得的剖面图。
从图3的剖面图中可以看到，在该实施例中，布线线束包含多个同轴电缆，诸如由数字14所表示的，其散置在布线线束的外部护套13中。每个同轴电缆具有同外部金属导体绝缘的内部导体，该外部导体能够电气接地。可以看出，在该优选实施例中，使用了6个同轴电缆，其可以监视来自人体的六个单独位置的响应。当然，显然取决于正在进行的测量的类型，布线线束在基本圆柱形的外部护套中可以包括更多或者更少的同轴电缆。
多个触点20配置在布线线束14的外部护套13上并沿其隔开。每个触点20分别连接到各自的一个同轴电缆14的内部导体。在优选实施例中，触点可以是零拔插力式(ZIF)插口。ZIF插口被开发用于同集成电路一起使用。该插口可以借助于杠杆或者螺钉打开和关闭。在优选实施例中使用该插口的优点在于，它们占用小的空间，并且可以通过所施加的小的额外力或者不需要所施加的额外力而连接到实现正向连接的电极的外部引线，还可以通过所施加的小的力或者不所施加的力而被移除。根据本发明的原理，每个ZIF插口通过电缆的外部护套13连接到各自的一个同轴电缆(由Nicolay所开发)的内部导体。
可以看出，在优选实施例中，布线线束的外部护套13基本上是圆柱形的，且其中包含的同轴电缆14基本上是相互平行的。然而，在另一个实施例中，布线线束13可以具有不同的护套和导体空间配置。例如，同轴电缆14可以配置为双绞形、螺旋形，或者可将布线线束配置为具有平的椭圆形的剖面。
参考图2，电气示意图示出了分别连接到同轴电缆14之一的内部导体的每个触点20。在一个实施例中，同轴电缆14的外部屏蔽层可以联接到参考电位(地)源。然而，在另一个实施例中，可以使它们维持相互电气绝缘，并且特别地，在相对高的电位上电气绝缘。该实施例允许以单独滤波单元或者监视器中的电路的形式在它们之间插入EMI滤波和RF滤波，用以防止作为如前文所述电烙器设备的使用结果的相对高电平的RF电流从一个同轴电缆的外部屏蔽层流到另一同轴电缆的外部屏蔽层。
在图2中，每个同轴电缆14被说明为在其相关的触点20位置(内部导体和屏蔽层)被切割为第一部分和第二部分。第一部分的内部导体连接在触点20和连接器11中的相关端子12之间。同轴电缆14的第二部分作为短截线从触点20的位置延伸到布线线束13的末端，以便于使布线线束13的尺寸和形状在从连接器11到相对末端之间维持恒定。
然而，本领域的技术人员将理解，每个同轴电缆14的内部导体和屏蔽层可以在从连接器11延伸到布线线束13的另一末端是电气连续的。在该实施例中，触点20作为支线连接到其相关的同轴电缆14的内部连接器，如图2中的环形插图所说明的。
其他的实施例也是可行的，包括，以图2的主要部分中说明的方式，在触点20的位置断开同轴电缆14的内部导体，而同轴电缆14的屏蔽层以图2中的环形插图的方式在从布线线束13的一个末端到另一末端是电气连续的，或者反之亦然；以及/或者，将某些触点制造为相关同轴电缆14中的切口，并且将其他的触点制造为支线。
由同轴电缆14承载的信号仅具有较低的频率时，不需要进一步的信号处理。然而，当信号频率较高时，有必要提供阻抗匹配终端。在图2的主要部分中，信号承载内部导体从触点20通过同轴电缆14的第一部分延伸到连接器11中的端子12。对于较高的信号频率，可以将一个或者多个触点20被制造成具有相关的终端网络19，用以提供关于该相关同轴电缆14的阻抗匹配终端，如图2中关于最右面的触点20的虚线所说明的。由同轴电缆14的第二部分所形成的、从它们相关触点20到布线线束13的与端子12相对的末端的短截线未电气连接到连接器11，并且因此未连接到测量仪器中的任何电路。这些短截线仅仅是终止。由于它们未电气连接到任何信号处理装置，因此以这样的方式终止这些短截线将不会对布线线束13的信号传输特性造成不利的影响。
在上文所述的和图2中的插图中所说明的实施例中，触点20作为支线连接到它们相关的同轴电缆14的内部导体，并且同轴电缆14的内部导体和屏蔽层在电气上连续地从连接器11延伸到布线线束13的相对末端。对于较高的信号频率，虚线中说明的终端网络19’联接到一个或者多个同轴电缆14的远端。该终端网络19提供了关于布线线束13中的任何或者全部的同轴电缆14的阻抗匹配终端。
在上文所述的全部情况中，终端网络防止由于阻抗失配引起的信号反射，并且其在较高的信号频率下是特别重要的。本领域的技术人员将理解如何确定同轴电缆14的特性阻抗，如何设计适当的终端网络，以及如何将终端网络连接到同轴电缆14的远端。本领域的技术人员还将理解，该终端网络可以是无源或者有源网络。
网络的物理结果是以这样的方式沿布线线束的外部护套隔开的多个触点20，即仅有小的平滑的凸起出现在布线线束中，如图1A和1B所说明的。图2还说明了每个同轴电缆14从布线线束13的一个末端延伸到另一末端。即，每个同轴电缆14在电缆的一个末端处连接到干线连接器11，并且每个同轴电缆14延伸到线束13的相对末端，如果包括终端19，则可以延伸到该终端19。这导致了布线线束13具有从线束13的一个末端到另一末端的基本恒定的截面宽度(除了ZIF连接器20的位置处的平滑凸起以外)。
在使用中，布线线束10沿待检查的患者的身体安置，并且各自电极连接到沿电缆隔开的触点20。当完成了所有的连接时，干线电缆连接器11的端子12电气连接到施加到待检查患者身体上的适当位置的电极。
图4以框图的形式示出了测量仪器30，其包括干线电缆连接器插座31，该插座31适于与图1A和1B中示出的干线电缆连接器11的端子12协同使用。当干线电缆连接器11插入到干线电缆连接器插座31中时，测量仪器30接收必要的电信号，由此可以执行针对患者的适当的检查并将其记录下来。本领域的技术人员将理解，中间滤波模块可以连接在干线电缆连接器11和干线电缆连接器插座31之间，用以验证如上文所述的EMI滤波和高电平RF滤波；或者可由测量仪器30中的电路提供滤波。如果是在测量仪器30中提供，则滤波电路可以是可切换的。
并入了本发明的原理的装置使用了单一的电缆13，其从患者连接到监视器30。该电缆30由多个同轴电缆14组成，该电缆中的一个被用于待施加到患者的每个电极。阻抗匹配终端网络可能联接到该同轴电缆。由于同轴电缆的性质，显然每个该电缆的外部导线可以屏蔽出现在内部导体上的并从患者传输到测量仪器30的任何电信号。由于该同轴电缆的屏蔽层保持相互绝缘，因此在EKG系统中可以包括滤波电路，用以防止由电烙器设备产生的高电平RF能量出现在电极位置。零拔插力式连接器20安置在沿电缆13的不同的位置，由此可以容易地实现至施加到患者的电极的连接。这些ZIF连接器20连结于人体上的电极，开始于一个末端并终止于另一末端，由此电缆13可以绕人体蛇形扭曲到达每个电极位置。这样，使用单一的布线线束电缆13替代了用于每个电极的单独导线。
如图中所说明的，以这样的方式设计用于电极的ZIF连接器20，即它们变为电缆中的平滑的凸起。如上文所提及的，这是重要的，使得在EKG电缆同其他电缆(诸如脉冲血氧电缆)缠结时，其可以通过简单地拉开电缆/多个电缆而解开。该平滑的凸起将容易地穿过与其他电缆的缠结。显然，随着所需电极的数目取决于针对患者执行的检查而增加或者减少，可以配置并入了本发明的原理的适当的布线线束，由此布线线束13的整体直径可以维持于最小直径，用以避免在相同时刻同样连结于患者的其他电缆的干扰的可能性。
通过参考具体的实施例和具体的说明性示例已经描述了本发明，显然在不偏离附属权利要求所限定的本发明的范围的前提下，本发明可以体现在其他的配置中。
权利要求
1.一种用于将表示在第一位置进行的测量的信号传递到位于远离所述第一位置的测量仪器的布线线束，所述线束包括具有外部护套的第一电缆，该外部护套具有第一直径；多个同轴电缆，每个所述同轴电缆具有外部屏蔽层，其具有基本上小于所述第一直径的直径；以及相应的内部导体，所述同轴电缆配置在所述第一电缆的所述外部护套内；多个第一触点，其配置在所述第一电缆的所述外部护套上，每个所述触点电气连接到所述多个同轴电缆中的各自一个同轴电缆的内部导体。
2.权利要求1的布线线束，其中同轴电缆配置在所述第一电缆的所述外部护套内，基本上相互平行。
3.权利要求1的布线线束，其中所述第一电缆具有预定的长度，并且所述触点沿所述电缆的所述长度相互隔开。
4.权利要求3的布线线束，其中所述触点沿所述电缆的所述预定长度基本上相等地相互隔开。
5.权利要求1的布线线束，其中所述触点是零拔插力式连接器。
6.权利要求1的布线线束，其中多个同轴电缆联接到终端网络。
7.权利要求1的布线线束，其中所述第一电缆的一个末端终止于具有多个第一端子的干线电缆连接器，每个所述第一端子分别连接到所述多个同轴电缆中的一个同轴电缆的内部连接器。
8.权利要求7的布线线束，其中多个同轴电缆在所述第一电缆的另一末端联接到终端网络。
9.权利要求7的布线线束，其中测量仪器包括具有第二端子的干线电缆连接器插座，该第二端子适于与所述干线电缆连接器的所述第一端子协同使用，由此在所述插座的所述端子和所述干线电缆连接器处于电气接触时，由所述第一触点接收的任何电信号经由所述内部导体和所述干线连接器的所述端子传送到所述测量仪器。
10.权利要求9的布线线束，其中多个同轴电缆中的每一个在相关的第一触点位置被切割为相互电气绝缘的第一部分和第二部分，其中该第一部分的内部导体连接在第一触点和相关的第二端子之间。
11.权利要求1的布线线束，其中所述第一电缆是挠性的并且基本上是圆柱形的。
12.权利要求1的布线线束，其中所述第一位置是待检查的患者所处的位置，且所述测量仪器是心电图装置。
13.权利要求1的布线线束，其中每个所述同轴电缆的外部屏蔽层能够电气接地，用以屏蔽来自外部电气干扰的、所述内部导体上的任何信号。
14.权利要求1的布线线束，其中每个所述同轴电缆的外部屏蔽层是相互电气绝缘的。
15.权利要求14的布线线束，其中每个所述同轴电缆的外部屏蔽层对于相对高的电位是相互电气绝缘的。
16.权利要求1的布线线束，其中每个所述触点提供了沿所述第一电缆的所述外部护套的平滑凸起。
17.权利要求1的布线线束，其中多个同轴电缆从第一电缆的一个末端延伸到第一电缆的另一末端。
18.权利要求17的布线线束，其中多个同轴电缆中的每一个在相关的第一触点位置被切割为相互电气绝缘的第一部分和第二部分，其中第一部分的内部导体连接到相关的第一触点。
19.权利要求17的布线线束，其中多个同轴电缆中的每一个在电气上连续地从第一电缆的一个末端延伸到第一电缆的另一末端，并且相关的第一触点作为支线连接到在该第一触点位置处的同轴电缆的内部导体。
20.一种用于传递得自多个患者连结电极的EKG布线线束，包括单一的圆柱形电缆，其具有沿其长度的基本均匀的直径，该电缆包括多个单独的同轴电缆，其具有单独的接地，用于传递EKG信号，和多个紧固设备，其在沿所述单一的圆柱形电缆的长度的中间位置终止了所述多个同轴电缆；和连接器，其终止了所述单一的圆柱形电缆的一个末端，该电缆包括多个联接到所述多个同轴电缆的内部导体的触点。
21.权利要求20的EKG布线线束，其中所述多个紧固设备提供了沿所述圆柱形电缆的平滑凸起，其支持通过用户施加物理拉力将所述圆柱形电缆从缠结的外部导线中拉出来。
22.权利要求20的EKG布线线束，其中所述紧固设备具有用于电极连接器联接的零拔插力式机构。
23.权利要求20的EKG布线线束，其中布线线束进一步包括终端网络，其联接到在所述单一的圆柱形电缆的另一末端的多个单独同轴电缆。
全文摘要
提供了一种用于将表示在第一位置进行的测量的信号传递到位于远离第一位置的测量仪器的布线线束。该布线线束包括具有外部护套的第一电缆，该外部护套具有第一直径；和配置在该第一电缆的外部护套中的多个同轴电缆。多个触点配置在第一电缆的外部护套上。每个触点电气连接到多个同轴电缆中一个同轴电缆的各自内部导体。
文档编号H01B7/00GK1679119SQ03821078
公开日2005年10月5日 申请日期2003年9月2日 优先权日2002年9月4日
发明者克利福德·马克·凯利, 贝恩德·罗森费尔特 申请人:德尔格医疗系统有限公司