用于耦接电极和电子部件的系统和方法
相关申请
1.本技术要求于2019年10月10日申请的名称为”systems and methods for coupling electrodes and electrical components,”的美国临时申请no.913,6017的优先权；在此将其公开的全部内容引入本文以供参考。
附图说明
2.图1示出了根据本公开的实施方式的电连接器系统的立体图。
3.图2a示出了根据本公开的实施方式的电连接器主体的立体图。
4.图2b示出了根据本公开的实施方式的电连接器主体的侧视图。
5.图3a示出了根据本公开的实施方式的电极夹具的立体图。
6.图3b示出了根据本公开的实施方式的电极夹具的正视图。
7.图3c示出了根据本公开的实施方式的包括多个金属销钉以在电极与印刷电路板(“pcb”)之间形成电接触的电极夹具的立体图。
8.图4示出了根据本公开的实施方式的pcb组件的视图。
9.图5示出了根据本公开的实施方式的电极的视图。
10.图6示出了根据本公开实施方式的pcb组件插入电连接器主体的立体图。
11.图7示出了根据本公开的实施方式的接纳电极的电连接器主体的立体图。
12.图8示出了根据本公开的实施方式的系统的立体图，其中电极连接器系统不耦接到电子部件。
13.图9示出了根据本公开的实施方式的耦接电极和电子部件的方法的流程图。
具体实施方式
14.本发明公开了用于将电极耦接到电子部件的系统和方法，所述系统和方法可以在各种应用中用于从所述电极收集数据和/或经由所述电极传输信号。在某些实施方式中，电连接器系统可用于将电极耦接到包括电连接器、卡边缘接触或另一个电子部件的电子部件。电极可用于从包括患者的脑表面、脊柱、身体的其它表面、肌肉组织或其它电活性元件的各种源收集数据。
15.电极可以包括两个端部：一端部可以用于记录和/或刺激目标区域，另一端部可以用于连接到电子部件。电极的第一端部可用于与诸如脑表面的生物电活性目标区域接口，并可用于接收生物电信号。电极的第二端部可用于连接到电子部件，并可将从脑表面或其它目标区域接收的信号传输到电子部件。通过将电极耦接到电子部件，由电极接收的数据通过电子部件收集，并用于监测电极设置在其上(例如患者的脑)的表面中的电信号。另外，信号可以通过电极传输以刺激目标区域。
16.本公开包括利用电连接器系统将电极耦接到电子部件的各种实施方式。这里公开的系统和方法可以在电极和包括监视系统的各种其它设备之间提供简单和可靠的连接。这种监测系统可以包括用于监测和分析动物和人的神经信号的系统。不能连接、断开和重新
连接电极和电子部件在收集数据的能力方面提供了挑战。没有以简单、可靠和实用的方式收集由电极读取的数据的能力，数据可能是无用的。
17.图1示出了根据本公开的实施方式的电连接器系统100的立体图。电连接器系统100可包括电极连接系统102、电连接器主体104、电极夹具106、电极110和电连接件114。设置在电连接器主体104内的pcb组件(未示出)可以与电极110电连通。电极连接系统102允许电连接件114经由电连接件114从电极110收集数据。数据可以经由电连接器系统100传输到用于记录生物电信号的系统(未示出)。此外，该系统还可以产生生物电信号，该生物电信号经由电连接器系统100传输并用于刺激目标区域。
18.电极连接系统102用于稳定电极110并允许电连接件114从电极110接收数据。电极110可以包括两个端部：从目标区域接收数据和/或刺激目标区域的第一端部，和连接到电连接件114的第二端部。第一多个电活性电极垫(未示出)可以设置在电极的第一端部上，以从目标区域接收生物电信号，以及第二多个电活性电极垫可设置在电极的第二端部上并与电连接件114电连通。
19.电连接器主体104可容纳pcb组件和电极110。在一些实施方式中，电极夹具106可以将电极110固定在电连接器主体104内。电连接件114可以选择性地耦接到电极连接系统102。在一些实施方式中，电连接器系统100可以包括耦接到pcb组件的电连接件114。在这些实施方式中，由电极110接收的数据可以经由电连接件114传输。
20.图2a示出了根据本公开的实施方式的电连接器主体104的立体图。电连接器主体104可包括pcb组件空腔202和电极通道204。pcb组件空腔202可以保持pcb组件(未示出)。在一些实施方式中，pcb组件空腔202可以容纳pcb组件。电极通道204可以容纳电极(未示出)。在一些实施方式中，电极通道204可以保持电极。电连接器主体104可容纳pcb组件和电极。在一些实施方式中，pcb组件耦接到电连接器主体104内的电极。
21.在一些实施方式中，电极夹具(例如，图1中所示的电极夹具106)可以使用由铰链突起208和电极夹具上的相应凹部形成的铰链连接到电连接器主体104。铰链突起208和电极夹具上的相应凹部可允许电极夹具打开以容纳电极并闭合以将电极固定在电极通道204内。在其它实施方式中，铰链可以其它方式形成。
22.在一些实施方式中，电极夹具在闭合位置与接合机构206接合。接合机构206可允许电极夹具在闭合位置将电极固定在电极通道204内，同时也允许电极夹具106打开并允许电极从电极通道204移除。
23.在各种实施方式中，电极通道204可以成形为容纳具有相应形状的电极。在所示实施方式中，多个对准指示器210,212可以适应电极的相应特征。这些特征可用于将电极放置在电极通道204中的适当位置以对准电极和pcb组件的电接触。
24.图2b示出了根据本公开的实施方式的电连接器主体104的侧视图。在一些实施方式中，接合机构206可以是卡锁。接合机构206可以包括脊部，设置在电连接器上的锁定机构可以夹持在脊部上。
25.图3a示出了根据本公开的实施方式的电极夹具106的立体图。在所示实施方式中，铰链306可以使用铰链突起(图2a所示)和铰链凹部308可旋转地耦接到电连接器主体(图2b所示)。在可选择的实施方式中，可以使用其它类型的铰链或连接件来将电极(未示出)固定在电极通道内(如图2a所示)。例如，在一个实施方式中，可以使用电极夹具106的第一部分
(例如，图3a所示的部分)与电极夹具106的第二部分(例如，图3c所示的部分)之间的可变形连接来形成铰链。
26.多个突起304可以沿着电极夹具106设置在对应于电极与pcb组件之间的电连接点的位置处。突起304可以形成在预定的高度上，以在电极与pcb组件之间建立可靠的电连接。多个电极通道特征突起310,312可用于将电极定位在电极通道内并相对于pcb组件处于适当的高度。通道特征突起310,312可有助于将电极保持在适当位置，并防止当电极夹具106闭合时电极相对于电极夹具106移动。
27.电极夹具106可包括锁定机构302和至少一个突起304。在一些实施方式中，电极夹具106使用铰链306可枢转地连接到电连接器主体。锁定机构302用于在闭合位置将电极夹具106连接到电连接器主体。在一些实施方式中，接合机构(例如图2a所示的接合机构206)与锁定机构302接合，以将电极夹具106耦接到处于闭合位置的电连接器主体。将电连接器主体耦接到电极夹具106允许pcb组件和电极固定在电连接器主体中。在一些实施方式中，锁定机构302可以是卡锁。
28.图3b示出了根据本公开的实施方式的电极连接器夹具106的正视图。在所示实施方式中，电极连接器夹具106包括锁定机构302。锁定机构302由接合机构接纳。利用锁定机构302耦接到接合机构允许将电极固定在电极通道中。在一些实施方式中，锁定机构302是卡锁。卡锁由接合机构接纳，以允许电极夹具106耦接到电连接器主体。
29.图3c示出了根据本公开实施方式的电极夹具106的立体图，其中突起304与相应的多个金属销钉314对准。在一些实施方式中，突起304通过将金属销钉314插入穿过电极夹具106中的开口而形成。在所示实施方式中，电极夹具106包括用于容纳金属销钉314的开口。电极夹具106中的开口用于允许金属销钉314在pcb组件与电极之间形成连接。金属销钉314可用于将pcb组件与电极保持就位，并在pcb组件与电极之间形成连接。金属销钉314可以插入穿过电极夹具106中的开口以形成突起304。
30.图4示出了根据本公开的实施方式的pcb组件400的视图。pcb组件400可包括多个连接器垫402。连接器垫402可以设置在电极(未示出)与pcb组件400之间的电连接点处。连接器垫402可以从电极接收信号，或者连接器垫402可以向电极传输信号。在一些实施方式中，pcb组件400可包括电连接器404,406以耦接到其它系统，例如记录或刺激系统。在一些实施方式中，pcb组件400可以包括卡边缘接触以耦接到电子部件(未示出)。
31.从图3a，图3c和图4中可以看出，突起304(图3a所示)和金属销钉314(图3c所示)可以与连接器垫402对准。突起304可以按压电极的电活性区域与金属销钉314接触，进而可在电极与pcb组件400之间形成电连接。
32.pcb组件400可以在电极与其它系统(例如，记录或刺激系统)之间提供电接口；然而，在其它实施方式中也可以使用其它类型的接口。例如，金属销钉314(在图3c中示出)可以耦接到可以连接到这样的系统的导线。在各种实施方式中，可以使用标准化的或专有的电缆或接口将导线耦接到其它系统。
33.图5示出了根据本公开的实施方式的电极500的视图。在所示实施方式中，电极500包括多个电活性电极垫502，所述电活性电极垫502设置在端部并且适于与这里公开的电连接器系统的各种实施方式一起使用。电极500的相对端部还可以包括可以与目标区域(例如，患者的脑或其它生物电活性区域)接口的多个电活性电极垫502。电极的每个端部上的
多个电活性电极垫可以经由穿过电极500的导电路径电连通。
34.在一些实施方式中，电极垫502可以电耦接到pcb组件400上的一个或多个连接器垫，例如图4中的连接器垫402。此外，电极垫502可以与电导体(例如，图3c中所示的金属销钉314)接触，以从电极500收集电信号或将电信号传输到电极500。
35.在一些实施方式中，电极500可以由柔性材料形成。在一些实施方式中，电极500可以包括平坦的端尾部。在一些实施方式中，电极500可以包括圆形端尾部。在一些实施方式中，电极500可以包括两个端部，其中一个端部用于连接到目标区域以收集数据和/或刺激该区域，而另一个端部用于将数据传送到电子部件。图5中所示的电极500的部分可用于向电子部件传输数据。在一些实施方式中，电极500的端尾部用于与目标区域连接。在某些实施方式中，电极500可以包括一个或多个美国专利no.9，061,134中公开的电极，并可从位于美国犹他盐湖市的ripple，llc获得。
36.电极500可包括对准特征510,512，其可用于将电极500对准并固定在电极通道内，例如图2a所示的电极通道204。对准特征510,512可以放置在相应的电极通道特征内，例如图2a所示的对准指示器210,212。
37.图6示出了立体图600，其示出了根据本公开实施方式的pcb组件602插入电连接器主体604中。在一些实施方式中，电连接器主体604将pcb组件602容纳在pcb组件空腔606内。电连接器主体604可以促进pcb组件602与放置在电极通道608内的电极(未示出)之间的接触。
38.图7示出了立体图700，其示出了根据本公开实施方式的电极710插入电连接器主体704中。电连接器主体704将电极710容纳在电极通道708内。电极通道708用于允许电连接器主体704接纳电极710以将电极710耦接到pcb组件702。在一些实施方式中，电极通道708可以对应于电极710的形状。在一些实施方式中，电极通道708和电极710可以是非对称的，并且包括允许电极710对准并保持就位的多个特征。在所示实施方式中，电极710容纳在电极通道708内，使得pcb组件702上的至少一个连接器垫与电极710上的至少一个电极垫电接触。
39.图8示出了根据本公开实施方式的系统800的立体图，其中电极连接器系统802不耦接到电子部件814。系统800可以包括电极连接器系统802，电连接器主体804，电极夹具806，电极810，pcb组件，耦接部件812和电子部件814。设置在电极连接器系统802内的pcb组件可以与电极810电连通。在所示的实施方式中，当电子部件814不耦接到电极810时，耦接部件812不接合。电极连接器系统802示出为处于关闭位置；pcb组件和电极810被连接和稳定。当电子部件814不耦接到电连接器系统800，电子部件814可以不用于从电极810收集数据。一旦耦接部件812接合，耦接部件812就将电连接器系统800耦接到电子部件814，并且电子部件814可以从电极810收集数据。
40.图9示出了根据本公开实施方式的将电极电连接到pcb组件的方法900的流程图。在一些实施方式中，将电极放置在目标区域上以从神经组织或肌肉组织接收数据。在其它实施方式中，电极可以放置在目标区域上以刺激神经组织或肌肉组织。在一些实施方式中，电极夹具被放置在打开位置。在一些实施方式中，电极利用两个端部：一端部，用于放置在目标区域上以收集数据并刺激该区域，以及另一端部，用于连接到电子部件。
41.在902，电连接器主体可以接纳pcb组件。在一些实施方式中，pcb组件空腔可以设
置在电连接器主体内，并且可以允许电连接器主体接纳pcb组件。在904，电连接器主体接纳电极。在一些实施方式中，电极通道允许电连接器主体接纳电极。在906，电连接器主体耦接到电极夹具。在一些实施方式中，在906，电连接器主体包含pcb组件和电极。在一些实施方式中，电连接器主体和电极夹具通过锁定机构和接合机构耦接在一起。在908，电极连接系统耦接到电子部件。在一些实施方式中，耦接部件包括电连接器主体。在一些实施方式中，耦接部件可以包括边缘接触。在一些实施方式中，pcb组件允许耦接部件耦接到电极连接系统。在一些实施方式中，耦接部件收集由电极接收或刺激的数据。
42.在不脱离本发明的基本原理的情况下，可以对上述实施方式的细节进行许多改变。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求来确定。