CN102474033A - 低成本小外形导联组连接器 - Google Patents

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Abstract

一种患者佩带式医学监测设备(10)，包括多通道电子连接器(18)，其用于将导联组(22)连接至监测单元，出于远程监测的目的，能够将患者的生理数据通过遥感链路发送至接收器单元。所述多通道连接器包括设置在监测单元或导联组中任一个上的第一和第二连接器元件(40、42)。第一连接器元件包括多个刚性引脚(44)，其被设置在多个肋(50)之间。所述第二连接器元件包括承载柔性导电衬垫(46)的可压缩的基底，其独立于彼此而弯曲。所述连接器元件被配置成使得所述第一连接器元件的引脚电子地接合所述第二连接器元件的柔性导电衬垫。

Description

低成本小外形导联组连接器
本申请涉及远程患者监测。其尤其应用于导联组(set)连接器，例如用于患者佩带式遥感设备的ECG导联组。
患者佩带式设备(PWD)用于监测患者的生命体征。这样的设备在一般由衣袋、吊带、束带夹等支撑的可佩带外壳中配备有内置电池电源，从而在连续监测患者状况的同时允许患者正常走动。一些设计简单地记录患者的生理数据以供后续的分析，而其他设计通过遥感链路经由射频链接发送所述生理数据。所述生理信号被无线地发送至中央监测和显示站。其明显的优点在于可获得对患者状况恶化的即时指示。
能够利用PWD测量各种生理数据。例如，用于监测患者的ECG信号的PWD通常使用附接至胸部的三到五个电极。所述电极通过导联线连接至在可佩带外壳中的设备的电子器件。常常同时监测其他生理数据，诸如SpO2、脉搏率等。通过以电子方式连接至外壳的前端的导联组连接器实现了导联线和外壳之间的可拆解布置。常规的导联组连接器合并了安装至印刷电路板的大的悬臂式电子连接器元件。悬臂式元件是基于弹簧的以确保与配对(mating)连接器的触头的接触。
医学仪器在每次使用之后通常都要进行清洗或消毒。悬臂式连接器元件造成难以到达要防止细菌、病毒等滋生的区域。可能会被高温杀菌损坏的电子仪器通常利用液体消毒剂进行清洁。在悬臂式元件下方可能捕获空气，从而阻止液体消毒剂接触微生物等。当液体消毒剂在悬臂式元件下方流动时，一些可能被捕获在那里。因为液体消毒剂常常是用于攻击细菌的强化学物，例如酸，其残余物能够引起腐蚀。而且，随着所述消毒剂残余物挥发，其可能留下残余物。这导致连接器寿命缩短以及使得导联未连接或连接不良的一些可能。
现有的导联组连接器制造费用昂贵、难于清洁并且在试图应对强制性安全要求时具有设计局限。
本申请提供了一种新的经改进的多通道导联组连接器，其克服了上述问题和其他问题。
根据一个方面，提供了一种在医学设备中使用的多通道电子连接器。所述连接器包括第一连接器元件，其具有接合在第二连接器元件的可压缩的基底上的柔性导电衬垫(pad)的多个引脚。
根据另一方面，提供了一种制作连接器元件的方法。利用柔性层上的多个柔性导电衬垫制造柔性电路。所述柔性电路被组装到弹性支撑衬垫上。具有刚性面和两个侧面部件的外壳创建了支撑衬垫上的柔性电路与其自身之间的过盈配合(interference fit)。
一个优点在于降低了成本。
另一优点在于易于消毒。
另一优点在于有效利用了空间。
在阅读和理解下文的详细描述之后，本领域技术人员将认识到本发明的进一步优点。
本发明可以采用各种部件和部件布置，以及各种步骤和步骤安排的形式。附图仅用于图示说明优选实施例，而不应解释为其对本发明构成限制。
图1是患者佩带式医学监测设备的图解性图示；
图2是多通道电子连接器的第一和第二连接器元件的一个实施例的透视视图；
图3A和3B是第一连接器元件和监测设备的实施例的透视视图；
图4A和4B是第一连接器元件和监测设备的另一实施例的透视视图；
图5A和5B是第一连接器元件和监测设备的另一实施例的透视视图；
图6A和6B是第一和第二连接器元件的另一实施例的透视视图；
图7是第一连接器元件的分解视图；
图8是柔性电路的放大视图；
图9A是外壳的透视视图；以及
图9B是第一连接器元件的部分中的透视视图。
参考图1，图示了定位在患者12身上的患者佩带式医学监测设备10。所述患者佩带式医学监测设备包括多个传感器14，所述多个传感器附接(例如粘附)至患者身体上以探测生理信号，例如ECG、SpO2、脉搏率等。所述传感器将生理信号转换为电信号，通过多通道电子连接器18将所述电信号提供给监测单元16，这将在下文更为详细地进行描述。导联组20被连接至多通道电子连接器和传感器。特别地，导联组包括若干条(例如10-20条或更多条)导联线22，每条导联线都电子地连接至多通道电子连接器的通道，并在ECG系统的情况下终止于夹子24内，夹子24电子地连接至传感器14，特别是一次性电极。所述传感器可以是永久固定的导联以降低成本；然而，可移除地附接的传感器允许可以容易地替换故障传感器以及前后使用不同的传感器。作为范例，监测单元由束带26支撑；支撑监测单元的其他构件包括衣袋、吊带、束带夹等。监测单元包括将生理数据通过遥感链路发送至接收器单元30的天线28以及用于要进行远程监测的患者的显示器单元32。
图2A和2B是多通道电子连接器18的部分区段中的透视视图。所述多通道电子连接器包括第一连接器元件40，即图2B，作为监测单元16，以及第二连接器元件42，即图2A，作为导联组18的一部分。第一连接器元件包括多个引脚(pin)44，其压抵第二连接器元件的柔性导电衬垫46以创建传感器14与监测单元之间的电子连接。
参考图3A和3B，图示了第一连接器元件40的一个实施例。如图3B的放大透视视图所示，第一连接器元件被集成到监测单元16。应当认识到，第一连接器元件还可以作为分离的物件进行制造并利用纽扣、胶水等固定到监测(单元)。引脚44被刚性地安装到第一连接器元件或安装到监测单元自身内封装的印刷电路板上。刚性安装的引脚，相对于常规的悬臂式引脚，不仅降低了监测单元的制造和维修成本，而且还提高了第一连接器元件的可靠性、易消毒性和寿命。监测单元和第一连接器元件能够被密封以防止诸如腐蚀性消毒剂的液体损伤板上电子器件或引脚自身。
参考图4A和4B，图示了第一连接器元件的另一实施例。如图4B的放大透视视图所示，肋(rib)50被设置在第一连接器元件的各个引脚之间。所述肋保护所述单元以防止由例如手指在引脚之间造成的意外短路。所述肋的尺寸和空间被设计成满足安全标准，诸如由国际电工委员会(IEC)在标准手指安全测试60601-1中强制规定的那些标准。测试探头52模拟手指触摸，如图4B所示，其过大而不能匹配在肋之间。
正如本领域技术人员应当认识到的，引脚44和柔性导电衬垫46之间的配对布置的若干种变型是可能的。如图2-4所示，引脚44垂直于柔性导电衬垫46进行布置。参考图5A和5B，引脚和柔性导电衬垫能够彼此平行地进行布置。第一连接器元件在这一布置中具有较长的外形(profile)。较长的外形难以通过如由安全探头52所描述的标准手指安全测试60601-1。
参考图6A和6B，引脚和柔性导电衬垫能够相对彼此以一定角度进行布置。这能够允许较短外形的第一连接器元件，其可能适用于其中将存在较高意外断开连接可能性的情况，从而避免对多通道电子连接器的损伤。引脚和衬垫之间的滑动运动消除了由消毒导致的任何表面腐蚀或沉积。
参考图7，将结合分解图示更为详细地描述第二连接器元件42。第二连接器元件包括柔性电路60，其使用常规的柔性电路装配制造而成。通常，金或铜导电器被化学刻蚀或电镀以形成结合到诸如像Kapton或聚醚醚酮(polyaryletheretherketone，PEEK)胶片的柔性基底上的金属层。柔性电路还可以丝印到聚酯或其他基底上。
在柔性电路的表面上设置柔性导电衬垫44和导电线路62。导电线路操作性地将柔性导电衬垫连接至导联线22。导联线通过焊接、压接等连接至线路的末端。在一个实施例中，部分沿每个柔性导电衬垫的直径的u形切口允许所述衬垫独立于柔性基底而弯曲。图8，即柔性导电衬垫的放大视图，图示了柔性基底66中的切口64，其允许柔性导电衬垫在第一和第二连接器元件接合时偏转。还应当认识到，也想到了在基底的柔性可接受的情况下没有切口的柔性基底，从而降低成本。
参考图7，柔性电路60由可压缩的支撑衬垫68支撑，所述可压缩的支撑衬垫68由诸如硅树脂、TPE、橡胶、闭室泡沫等的柔软、有弹性的材料制成。当两个连接器元件连接时，可压缩的支撑衬垫在引脚44的方向上在柔性导电衬垫44的背侧提供恒定的力，以创建恒定电子连接。接触粘合剂可以用于将柔性电路60接合或粘接到可压缩的支撑衬垫68上，以形成可压缩的基底70。粘合剂还将防止污染物寄存在柔性导电衬垫的下方。
可压缩基底70由外壳72围绕，外壳72的尺寸设计成创建过盈配合，其被设计成在可压缩的基底上提供恒定压力。所述外壳将参考图9A和9B进行描述，图9A和9B图示了外壳的一个实施例的放大视图。所述外壳包括通过一对活动合叶(hinge)78在两个侧面部件76之间连接的刚性面74。当铰接时，侧面部件的末端例如通过卡接机构等锁闭在一起，以形成过盈配合。侧面部件还用于将附至柔性电路的导联线22固定到安全位置中。刚性面限定了每个柔性导电衬垫46周围的多个孔，并且允许引脚44以及如果有必要的话肋50，与所述衬垫配对。所述孔被设计成满足如在标准手指安全测试60601-1中强制规定的安全标准。可以使用刚性、化学耐腐蚀材料利用常规的注塑成型工艺来制造外壳；然而，也想到了其他制造工艺。在另一实施例中，两部分外壳在每部分的两个末端接合匹配，其一起形成过盈配合并且也想到了各种几何结构。
参考图7，一旦可压缩的基底70被组装到外壳72中，在整个组件上成型注塑模具(over-molding)80。注塑模具是软的化学耐腐蚀的外壳，其保护第二连接器元件42。当第一和第二连接器元件接合时，注塑模具将监测单元16，例如通过摩擦匹配等，来创建防液密封，从而保护第一和第二连接器元件两者并防止连接器元件断开连接。
已经参考优选实施例对本发明进行了描述。本领域技术人员在阅读并理解先前的详细描述之后，可以做出修改和变型。其意图是将本发明解释为包括所有这样的修改和变型，只要其落在权利要求或与其等价的范围内。

Claims (19)

1.一种用于与医学设备一起使用的多通道电子连接器(18)，所述连接器包括：
第一连接器元件(40)，其具有多个引脚(44)；
第二连接器元件(42)，其包括承载柔性导电衬垫(46)的能压缩的基底(70)；并且
其中，所述第一连接器元件和所述第二连接器元件被配置成配对，使所述第一连接器元件的所述引脚接合所述第二连接器元件的所述柔性导电衬垫。
2.根据权利要求1所述的多通道电子连接器(18)，其中，每个柔性导电衬垫(46)独立于彼此而弯曲。
3.根据权利要求1和2中的任一项所述的多通道电子连接器(18)，其中，所述第一连接器元件(40)的所述引脚(44)与所述第二连接器元件(42)的所述柔性电子导电盘(46)垂直地配对。
4.根据权利要求1到3中的任一项所述的多通道电子连接器(18)，其中，所述第一连接器元件(40)的所述引脚与所述第二连接器元件(42)的所述柔性导电衬垫(46)以一角度配对。
5.根据权利要求1到4中的任一项所述的多通道电子连接器(18)，其中，所述能压缩的基底(70)包括：
弹性材料制成的能压缩的支撑衬垫(68)；以及
柔性层(66)，其支撑所述柔性导电衬垫(60)。
6.根据权利要求5所述的多通道电子连接器(18)，还包括：
外壳(72)，其相对于所述能压缩的支撑衬垫(68)围绕所述柔性层(66)，所述外壳被配置成在所述能压缩的基底(70)上施加恒定的压缩力；以及
注塑模具(80)，其被配置成创建防液密封。
7.根据权利要求6所述的多通道电子连接器(18)，其中，所述外壳(72)限定每个柔性导电衬垫(46)周围的孔(78)，以允许所述引脚(44)和柔性导电衬垫配对。
8.根据权利要求1到7中的任一项所述的多通道电子连接器(18)，所述第一连接器元件(40)还包括：
设置在所述引脚(44)之间的多个肋(50)。
9.一种患者佩戴式医学监测设备(10)，包括：
导联组(22)；
监测单元(16)，其存储、处理或发送数据；以及
根据权利要求1到8中的任一项所述的多通道电子连接器(18)，所述导联组与所述引脚(44)之一连接并且所述柔性导电衬垫(46)和所述监测单元彼此连接。
10.根据权利要求10所述的患者佩戴式医学监测设备(10)，还包括：
多个传感器(14)，其附接至患者(12)，以探测生理数据，所述传感器与所述导联组(22)中的导联(24)连接。
11.根据权利要求10和11中的任一项所述的患者佩戴式医学监测设备(10)，所述监测单元还包括：
天线(28)，其用于无线地发送生理数据。
12.一种无线患者监测系统，包括：
根据权利要求9到11中的任一项所述的患者佩戴式医学监测设备(10)，其被配置成无线地发送生理数据；以及
接收器(30)，其被配置成从所述患者佩戴式设备接收所述生理数据；以及
显示器单元(32)，其被配置成显示所述生理数据的图像表示。
13.一种制作连接器(18)的方法，其中，所述连接器包括第一接器元件和第二连接器元件(40、42)，制作所述连接器元件之一包括：
利用设置在非导电柔性层(66)上的多个柔性导电衬垫(46)制造柔性电路(60)；
由弹性材料形成支撑衬垫(68)；
在所述支撑衬垫的外表面上组装所述柔性电路；
利用两个侧面部件(76)之间的刚性面(74)形成外壳(72)；以及
创建所述外壳、所述柔性电路和所述支撑衬垫之间的过盈配合。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
沿每个柔性导电衬垫(46)的部分周长切开所述非导电柔性层(66)，使得所述接触衬垫独立于所述非导电柔性层(66)而弯曲。
15.根据权利要求12到14中的任一项所述的方法，所述外壳(72)的所述刚性面(74)包括对应于每个柔性导电衬垫(46)的多个孔(78)。
16.根据权利要求12到15中的任一项所述的方法，还包括：
在所述外壳(72)上成型注塑模具(42)，所述注塑模具是柔韧的、化学抗腐蚀的并且防液的保护壳。
17.根据权利要求13到16中的任一项所述的方法，制作另一连接器元件包括：
制造引脚(44)阵列，每个引脚对应于每个柔性电子导电衬垫(46)；以及
形成设置在每个引脚之间的多个肋(50)。
18.一种使用连接器(18)的方法，包括
能拆解地连接所述连接器的第一元件和第二元件(40、42)，使得柔性导电衬垫(46)被刚性配对引脚(44)柔性地接合，以形成所述第一元件和所述第二元件之间的电子连接。
19.一种将导联装置(22)连接至监测单元(16)的方法，包括：
将导联(24)附接至引脚(44)和柔性导电衬垫(46)中的一个；
将监测设备(16)附接至另一个；以及
利用根据权利要求18所述的方法将所述导联连接至所述监测设备。
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