CN103040513B - 植入式皮下电插座及经皮插头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植入式皮下电插座和相应的经皮插头，其用来控制一植于病人体内的医疗器械（如骨牵引电动机），和/或对其进行供电。该插头在皮下插入皮下电插座，将从该插头伸出的数据和功率电极连接至插座，从而将控制信号和电力从一外部设备传导至一植于病人体内的医疗器械。该插座和插头包括绝缘材料，以防止病人被电击。

Description

植入式皮下电插座及经皮插头

技术领域

本公开文本涉及一种用于向植入主体的医疗设备供电的系统和方法。该系统和方法采用一带有一可伸缩针头的非植入式插头，及一植入主体皮下的电插座。该可伸缩针头构造为能刺穿主体的皮肤以与电插座接触。该可伸缩针头的结构包括一含有一绝缘材料的设于外部的中空针头和一设于内部的能导电或传输数据的电极。该电极可在中空针头内一未伸出或一收缩的位置和一伸出位置之间移动，在该伸出位置，电极与植入式插座内的一导电材料导电接触。

背景技术

一些类型的植入式医疗器械需要电力才能运行。例如像牵引或调节器械等植入式医疗器械能植入体内以矫正结构畸形或修复骨骼和肌肉系统的损伤。目前已经有多种不同类型的牵引器械。例如，在本技术领域中，用于矫正脊髓硬化，椎管狭窄及其他脊髓疾病的器械（如US7,615,052和US2010/0262247），用于延长手臂或腿部长骨的器械（如US6,245,075和US6,383,185），治疗小颌畸形的器械，以及用于颅面矫正的器械（如US2009/0192514）均为已知的。在牵引器械制造领域，许多器械设计元件均是已知的，包括用于在治疗的扩展时期促进骨生成的装置。

由于骨组织生长速率缓慢，牵引器械通常随着时间推移而施加很小的力的变化来矫正骨结构。例如，一牵引器械可以具有两个或更多的连接点以接主体内的骨头，以及一牵引或调节系统随时间推移来调节两连接点之间的距离。在典型的治疗中，由于骨组织生长速率缓慢，牵引器械的每一次调节距离要小于或等于5mm。在牵引器械植入皮下且往往植入主体肌肉组织内的情况下，牵引器械需要进行多次调节，有时需要超过几个月的时间。

早期的牵引器械包括一框架或其他设置在主体组织外部的支架，通过一个或多个针头伸入穿透主体皮肤与骨头或一独立牵引器械相连。框架进行周期性的调节以实现牵引器械的调节。因此，该植入的牵引器械是可随着治疗时间进程的推移进行调节的，即便其与骨头实际连接点的位置在皮下及在肌肉组织内。然而，牵引器械的外部框架对病人来说往往是沉重、笨重的。此外，从外部环境延伸进入病人身体组织的针头或其他经皮元件还会造成感染和瘢痕。

下颌牵引是一种用于矫正小颌畸形的治疗方法，这种治疗方法常用于治疗儿童小颌畸形。尤其是对于儿童，现有的牵引方法是有争议的。通常，下颌牵引器械的扩展是通过某一操作者，一般为一位家长，施加的机械力来实现动作的，但是，在偶然或其他情况下，仍然存在儿童自己操作系统的可能性。此外，下颌牵引器械从皮肤突出的不美观外形还会对病人的情绪造成影响。一套完整的植入的器械对于解决这些问题将是非常有用的，首先是对于儿童，其次是对于成人。然而，植入治疗方法面临着传送必要能量以驱动器械的问题。

为了避免由外部框架引起的并发症，已经研制了将整个器械植入病人体内的系统。在一些情况下，该器械具有一机械动作，该机械动作可通过主体的外部操控来驱动，然而操作此类器械是困难的。为了能够手动调节植入器械，其他器械需要对主体进行手术所需要的麻醉，并切开切口，以放入植入的器械。主体会面临不希望出现的感染及麻醉并发症的风险。

不具有经皮元件的完全植入式器械需要电力来实现调节，而非由医疗专业人士施加直接的机械力以实现调节。更多的现有装置包括植入病人体内的马达和电源，如电池。例如，WO92/22268公开了一种器械，其包括植入的马达、电池及预编程的控制组件，其中，控制组件执行一系列预设指令以调节牵引器械。但是，器械植入后，治疗进程就不能进行修改了。为了克服这一限制，其他已经研制的器械包括一射频（RF）接收器以接收来自外部控制器的指令，例如，US2009/0192514。然而，此类系统需要将电容器和其他电力组件植入病人体内，在整个治疗过程中，电容器作为唯一的电源。通过此类系统实现治疗的治疗质量和持续时间受到植入电源的限制。此外，将通电的电力组件植入病人体内是存在固有风险的。此外，在肥胖病人的病例中，射频（RF）控制信号可能会受到阻碍。

一些系统通过使用可充电电池或由外加磁场产生的电流驱动马达（例如，US7,135,022和US2010/0262247）已经解决了植入式电池总功率容量的限制问题。通过感应实际传输的电量是十分有限的。另外，即使是可充电的，适于植入的电池还是会因其放电速度而受到限制。因此，实现调节的可实施的机械作业量也会受到限制。此外，将含有有毒物质的电池和电容植入病人体内，也会表现出更高的危险性。

但是，直接将电源与植入的医疗器械连接以低电压和低电流传输电力的系统，通常会受到输入和输出医疗器械的数据的制约。此类系统的电力传输能力不适于具有高电力操作要求的医疗器械的运行。

由于上文提及的限制，植入的医疗器械所需电力的范围局限于输入和输出医疗器械的数据，其仅需很小的运行电压和电流。此外，由于感应和/或电池操作系统的低电力传输能力，通过电力操作的植入的医疗器械而对病人实施的治疗方法同样会受到限制。治疗方法及医疗器械需要植入的器械具有一个相对较高的电力传输以进行治疗，但是这会为病人和操作者带来不希望出现的电击的风险。

仍然有其他器械想要通过磁性组件之间的相互作用而利用磁场来实现植入牵引器械的调节，这些磁性组件包含于器械的植入部分内（例如，US2009/0192514，US2010/0262239，WO2009/060427，WO2011/035308）。然而，实际上通过控制外部磁场而产生的扭力大小常常会受到限制，以致与包含有植入的电池的器械有着类似的限制。这样，就需要一种能够向植入的器械传输比现有系统更高电压和电流的系统，且其不会对病人和操作者造成电击的风险。

发明内容

本发明针对一种医疗设备，其用于对一独立的、植入主体内的医疗器械建立电流经皮传输，其包括一经皮电插头，所述经皮电插头包括至少两个电极，用来从一连接电源向一植入式皮下电插座导电，电插头插入该植入式皮下电插座。每个电极设置于从插头伸出的中空针头内，该电极可在一未伸出的位置和一伸出的位置之间移动，其中，在未伸出的位置时，电极隐藏在中空针头内；在伸出的位置时，电极的端头伸出中空针头外。该中空针头可在一收缩位置和一经皮位置之间移动，其中，在收缩位置时，中空针头不自皮肤接触面伸出；在经皮位置时，中空针头自皮肤接触面伸出，其中，当中空针头位于此位置时，每一电极均能独立地伸出。植入式皮下电插座包括与中空针头对应的容置端口，各容置端口之间相互绝缘，且每一容置端口在底部均设有一导电基底材料。经皮插头的中空针头刺穿主体皮肤，插入植入式皮下电插座的容置端口中，然后电极端头伸出以接触容置端口的导电基底材料，完成插头和电插座之间的电连接。电源通过电线与插头相连，并提供输入植入式皮下电插座的电流和电压。一独立的、植于主体内的植入医疗器械与所述植入式皮下电插座通过电线相连并接收电源提供的电流和电压。其他实施方案还包括数据电极，其在一独立的植入医疗器械和一控制器之间传输数据信号。在本发明的任一实施例中，主体与经皮插头和植入式皮下电插座之间的电传输是绝缘的。

一种用于向一独立的、植于主体内的植入医疗器械传输电力的预期的方法，包括如下步骤：将本发明所述的一皮下电插座皮下植入主体内，将一经皮插头穿透主体皮肤与所述电插座连接，其中，在中空针头内处于未伸出位置的插头电极伸出插头，伸出的电极插入植入式皮下电插座的容置端口内，以与容置端口的一导电基底材料建立电连接。

在一预期的实施例中，本发明所述的经皮插头和植入式皮下电插座从一电源向植入主体骨组织内的一骨头牵引器械供电，该骨头牵引器械包括一第一和第二连接点，一牵引装置及一用于改变所述第一和第二连接点之间距离的电动机。骨头牵引器械的第一和第二连接点之间的距离通过运行骨头牵引器械的电动机来进行调节，电动机的运行通过所述经皮插头和植入式皮下电插座进行。

附图说明

图1显示了本发明所述的植入式皮下电插座和经皮插头的一种实施例的透视图。

图2显示了图1所示实施例的透视图，其中经皮插头与一外部控制设备和电源连接，植入式皮下电插座与一医疗器械和电动机连接。

图3A-3C显示了本发明所述的经皮插头的一种实施例的透视图，其显示了伸出电极的动作过程。

图4A和4B显示了本发明所述的植入式皮下电插座与经皮插头的实施例的剖视图。

图5A-5C显示了本发明所述的经皮插头的中空针头及本发明所述的植入式皮下电插座的容置端口的剖视图，其显示了电极从插入容置端口内的中空针头中伸出的过程。图5D和图5E显示了图5A-5C中所示的中空针头和电极的径向剖视图。

图6A-6C显示了本发明所述的经皮插头的一种实施例的透视图，其显示了可伸缩中空针头和可伸缩电极的动作过程。

图7A-7C显示了本发明所述的经皮插头和植入式皮下电插座的一种实施例的剖视图，其显示了随着电极伸出中空针头，中空针头插入容置端口内的伸出过程。

图8A-8C为俯视图，显示了本发明所述的植入式皮下电插座不限于实施例的外观形状。

具体实施方式

术语释义

在本申请中所使用的词语“一”是指一个或一个以上（即至少一个）符合语法规则的物体。例如，“一元件”指一个元件或一个以上元件。

术语“抗菌的”是指抑制微生物生长的性能。

术语“生物相容性”是指当一种材料植入体内时，其能被主体接受而不会刺激周围组织。生物相容性材料不会引起发炎或过敏反应。

术语“导管”是指一管状体或输送管，其可植入病人体内，用来将人体内处理的物质从一处引向另一处。

术语“包括”是指包括任何但不限于接在词语“包括”之后的内容。因此，本术语的使用表示所列的元件是必需的或必要的，其他元件是可选的，可以有也可以没有。

术语“实质包括”是指包括任何接在术语“实质包括”之后的内容，以及不影响所述装置、结构或方法的基本操作的附属元件，结构，动作或特征。

术语“仅包括”是指包括并仅限于接在短语“仅限于”之后的内容。因此，此短语表示限定的元件是必需的或必要的，同时没有其他元件。

术语“控制器”，“控制单元”，“处理器”或“微处理器”是一种监控和影响一给定系统的运行条件的设备，该系统具有由一电源提供的电流量或电势。运行条件通常被称为系统输出变量，调节某些输入变量可以影响输出变量。

术语“数据电极”是指由一导电材料制成的结构，其具有适当的构造以输送一电流或传输一可以编码数据或信息的电压差。

术语“牵引器械”或“骨牵引器械”是指一种通过引导新的骨组织生长而用于实施牵拉成骨技术或矫正骨组织的损伤、缺陷或异常的器械。牵引器械可以通过一作用于骨组织的、随着治疗过程而修改的外力而运行。

术语“电动机”是指任何一种能由电流或施加于该装置的电势而产生机械能的装置。

术语“电接触”是指两个物体直接接触，或者两个物体由一材料分开，该材料具有一小于真空介电常数的介电常量，以使两个物体之间的电流流动是容易的。

术语“电源”是指任何一存储或产生电流或电势的源，其可以是一直流电或一交流电，包括电池，发电机，电整流器，电逆变器或电转换器。

在本申请文件中出现的“导电”材料是指这样一种材料，当在本发明所述的电极上施加常规电压时，电流能容易地通过该材料。导电材料的例子包括但不限于金属导体，导电聚合物和具有良好电导率的半导体。

术语“绝缘”是指两个物体由一材料分开，该材料具有一大于真空介电常数的介电常量，以使两个物体之间的电流流动是困难的。

在本申请文件中出现的“不导电”材料是指这样一种材料，当在本发明所述的导电材料上施加常规电压时，电流不通过或几乎不通过该材料。不导电材料的例子包括但不限于绝缘体，如塑料和其他不导电的聚合物，不导电的无机物（如氧化物），及表现出低电导率的半导体（如纯硅）。

术语“电插头”是指一种传输和/或传递电流至另一元件或组织的结构。

术语“密封”是指一种防止固体、液体和气体进入的密封状态。

术语“中空针头”是指一种具有一足够锐利刺穿皮肤（包括人体皮肤）的穿刺端的结构，在这种方式下，皮肤的破损面实际上不大于中空针的截面；中空针具有一内部空间从而可容纳其他物体，包括本申请文件所定义的功率电极或数据电极。

术语“植入式”用来描述能够长时间地植入病人体内的医疗器械。器械植入通过手术或其他适当的医疗程序实现。

术语“植入式皮下电插座”是指一种能从另一元件或结构接收电流的结构，该植入式皮下电插座植于主体内，并能防止接收的电流向其周围的主体组织漏电。

术语“绝缘材料”或“绝缘体”是指一种具有一大于真空介电常数的介电常量的材料。

术语“医疗器械”是指任何一种需要利用电来实现治疗功能的器械。

术语“病人”或“主体”是指医学治疗的接受者。

术语“经皮的”是指穿过病人的皮肤或利用穿刺或其他方式穿透皮肤的状态。

术语“功率电极”是指一种由一导电材料制成的结构，其具有适当的结构以传输至少在一0.05V电势下的至少为0.01A的可操作电流。

术语“可重新密封的”和“自密封的”涉及一种绝缘材料，是指一种材料，其能被诸如针头或中空针头的物体刺穿，并能在刺穿物体移除后重新填满刺穿物体所占的空间。

术语“皮肤”包括哺乳动物体（尤其指人）外部组织的表皮层和真皮层。

术语“实心导线”和“电线”是指用来从一物体向另一物体传输电力的导电材料。

术语“皮下”是指哺乳动物体（尤其指人）真皮层以下的区域。

本发明包括一植入式皮下电插座和一与植入式皮下电插座皮下连接的电插头。植入式皮下电插座和经皮插头将一独立的植入的医疗器械（如牵引电动机）与一外部电源和控制设备连接，其中，所述插头和插座用来向电动电动机传输电力和/或在植入的医疗器械和控制设备之间建立电气通信。在某些实施例中，植入式皮下电插头适用于向植入病人体内的、以电动机驱动的可扩张医疗器械供电以进行骨牵引治疗，骨牵引的幅度通过一具有一独立或集成电源的外部设备来控制，并与植入的医疗器械建立电气通信。

在使用时，将皮下电插座植入病人皮下，且与一具有若干个中空针头的电插头经皮连接。电插座的植入深度设置为使得其与经皮插头连接方便并尽可能地减少病人所遭受的痛感。植入式皮下电插座的主体由刚性的绝缘生物相容性材料构造而成，该植入式皮下电插座的主体包括若干个容置端口。中空针头从经皮插头的皮肤接触面伸出，穿透病人皮肤与电插座连接。经皮插头置于植入式皮下电插座上方的病人皮肤上。所述插头和插座设计为适当的形状以实现对准，插座的特征可通过病人皮肤触知。在刺穿病人皮肤后，电插头的中空针头与植入式皮下电插座的容置端口匹配连接，其中若干个中空针头包括至少两个自其中伸出功率电极的中空针头。在某些实施例中，另外的中空针头能伸出数据电极。在其他实施例中，电插头包括具有非绝缘针尖的数据电极，就不需要使用绝缘中空针头了。在一些结构下，植入式皮下电插座的容置端口填充有和/或覆盖着一种绝缘自密封材料，其可被中空针头和电极所穿透。其他结构可能依赖于本技术领域已知的绝缘涂层或材料，仍然有一些其他结构可能仅需要电极在中空针头内缩回足够的深度以避免偶然的电接触。一旦插座的中空针头与植入式皮下电插座的容置端口匹配连接，具有功率电极的中空针头伸出电极，穿过容置端口的自密封材料，与容置端口底部的一导电基底材料建立电接触。中空针头包含非绝缘材料或中空针头覆有绝缘材料涂层的实施例也是可以想到的。在中空针头具有可伸出的数据电极的实施例中，数据电极能穿透容置端口的自密封材料而伸出，以与容置端口底部的一导电基底材料建立电接触。当数据电极具有一针尖时，数据电极能与容置端口皮下连接，这类似于中空针头，数据电极运载一适于数据传输的低电流，但该电流不足以对病人造成伤害。通常，功率电极会运载一适于驱动本发明所涉及的植入式电动机及相关电器元件的操作电流和电压，并且应当与中空针头绝缘。

在其他实施例中，中空针头藏于经皮插头中，中空针头从插头内的一收缩位置伸出至一经皮位置，该经皮位置自插头的接触面伸出。在经皮位置，中空针头伸出设置在其内的功率电极和数据电极。一旦插头和插座对准，中空针头从收缩位置伸出至经皮位置，随着其插入电插座的容置端口而刺穿病人的皮肤。一旦中空针头处于电插座的容置端口内，功率电极和数据电极就从中空针头内伸出，与容置端口底部的导电基底材料接触。

图1和图2显示了电插座系统的一植入式皮下电插座110和一插头100。该植入式皮下电插座110皮下地植入病人体内并通过任何一种已知的方式固定在适当位置，如缝合孔112，其靠近被供电的植入的医疗器械175处。在病人体内植入皮下电插座的适当位置包括大腿、前臂和下颌的下颚线，但是根据例如病人的骨骼和被供电的植入的医疗器械的位置和种类，本领域的技术人员应当知晓的其他电插座的植入位置也是可以预料的。植入式皮下电插座110到植入医疗设备的距离应当确定为：以使用于从插座向植入的医疗器械175传输数据和电力的内部电线160，165的长度最小，以降低信号和数据丢失的风险。在一个实施例中，内部电线160，165嵌入在植入式皮下电插座110的绝缘材料中，并在连接到植入的医疗器械之前由植入式皮下电插座110的绝缘材料延伸至一个保护导管中，该保护导管由一绝缘生物相容性材料构成。在另一个实施例中，电线160，165包在一绝缘生物相容性材料中，以将病人与电线和传导的电力隔离开。绝缘生物相容性材料可包括聚四氟乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚氨酯，聚氯乙烯，硅树脂或所属领域的技术人员所知的、符合ISO 10993的任何适当的材料。

该植入式皮下电插座110具有若干个容置端口115,118，容置端口115和容置端口118交叉地设置在插座110的顶面114上。在图1和图2所示的实施例中，中空针头105和数据电极106从插头100的一皮肤表面侧面104伸出。参阅图1和图2，容置端口115用于容置中空针头105，容置端口118用于容置数据电极106.

图3A-3C和图4A-4B显示了除了具有可伸出的功率电极，还具有可伸出的数据电的实施例。参阅图4A，中空针头105和中空针头116从插头100的皮肤表面侧面104伸出，功率电极125可从中空针头105中伸出，数据电极126可从中空针头116中伸出。

在任一实施例中，容置端口115，118的大小是不同的，以容纳相应尺寸的中空针头105，116和/或数据电极106。容置端口115，118沿着插座110的顶面114设置以使插头100与插座110的连接是同轴对准的。如图1所示，插座110的顶面114可具有一边缘117以辅助实现这样的同轴对准。

在任一实施例中，功率电极125在操作电流或电压下导电。在图1和图2所示的实施例中，数据电极106固定在伸出插头100的位置。当插头100插入容置端口时，数据电极106像中空针头105一样刺穿病人的皮肤，插入容置端口118中。在某些实施例中，数据电极仅适用于传送与数据传输相关的小电压和电流，这样就不需要采取功率电极保护措施以降低在传输电力时病人和操作者被电击的风险。在图3A-3C和图4A-4B所示的实施例中，中空针头116包括可伸出的数据电极126，类似于中空针头105包括可伸出的功率电极125。在其他实施例中，由于各自传导的电流和电压量不同，功率电极125比数据电极106，116要大。

因此，本发明所述的植入式皮下电插座和经皮插头系统通过单独的电连接使得一外部电源和/或设备可以与一植入病人体内的电动医疗器械连接，从而实现操作电流/电压和数据的传输。

如图1所示，植入式皮下电插座110具有一齿111，其与插头100上相应的凹口101相配，凹口101与齿111在几何形状上相匹配。齿111可以经由病人皮肤触知或观知，以辅助定位植入式皮下电插座110，并在连接时利于插头100与插座的同轴对准。本发明不限于齿和V凹口的设置，以及任何可以想到的有利于插头和插座对准的替代方案。例如，插座110的顶面114可为凹的，而插头100的皮肤表面侧面104可为凸的（图中未示出）。可选地，插座110的顶面114可为凸的以在植入后产生一可视的突出部分，当插头100与插座110相配时，插头100的皮肤表面侧面104可为凹的，以容纳上述突出部分。插头100和插座110的形状可以是任何适当的、利于对准的对称结构、几何结构、大小或形状。需要了解的是，在不背离本发明的情况下，插头100和插座110的多个对准配置结构均是可以想到的。关于匹配容置端口115，118的中空针头105，116和/或数据电极106的大小和设置也能用来限制插头100和植入式皮下电插座110的接口，以保证插头100和插座110的同轴对准和连接。

如图1至图3C所示，插头100和植入式皮下电插座110呈现为一非限制性的、相互匹配的椭圆形结构以保证同轴对准。如图1至图4B所示，中空针头105,116和/或数据电极106伸出的插头100的皮肤表面侧面104为一凹面，其在插头100和病人皮肤之间形成一空间，以便空间中的空气通过隔膜片109由通气道108排空，使得插头与植入式皮下电插座110连接时，形成真空密封以限制插头的移动。用以实现真空的凹面是独立于用来实现对准目的的凹/凸结构的。但是，凹面可用来对准，或限制移动，或两者均可。操作时，在插头100和植入的插座110连接前，下压隔膜片109，将通气道108中的气体通过孔107推出。将插头100放于病人皮肤的适当位置后，释放隔膜片109，在通气道108内形成真空，在病人皮肤和插头100之间形成密封。在本发明中，包括使用吸盘在内的任何实现真空的方式以及本领域普通技术人员所知的真空密封方法均是可以想到的。当插头100与电插座110连接时，也可使用胶带来进一步限制插头的移动。另外，如图1和图2所示，成对的磁铁103a、113a，103b、113b设置于插头100和植入式皮下电插座110上，在插头与植入式电插座连接时提供额外的、非永久的固定力。在不背离本发明的前提下，用来限制插头移动的许多其他方法也是可以想到的。此外，需要了解的是，说明书附图中所反映的部分不作为对本发明的限制，普通技术人员可对于针头、启动按钮、插座、插头和本发明的其他元件酌情进行设置，以使其适用于实际使用。

参阅图4A和图4B，其显示了具有可伸出功率和数据电极的电插座和经皮插头系统的侧面视图。在图4A中，所示中空针头105，116在插头100连接至植入式皮下电插座110的过程中刺穿病人皮肤。所示各中空针头105，116包括可选的锁定槽180，其与位于容置端口115,118内的可选的滚珠轴承弹簧锁182接触连接。该滚珠轴承弹簧锁182用于辅助确保中空针头105，116具有适当的插入深度，并且也可在该位置锁定中空针头105,116，以防止插头100在与植入式皮下电插座110连接时出现不希望发生的移动和/或松动。所示功率电极125在中空针头105内处于非伸出状态。类似地，所示数据电极126在中空针头116内也处于非伸出状态。各中空针头105的内部空间130将中空针头105与功率电极125隔开，并引导功率电极125穿过中空针头105，进入容置端口115的底部。类似地，各中空针头116中的内部空间131将中空针头116与数据电极126隔开，且引导数据电极126穿过中空针头116，进入容置端口118的底部。在图4A中，设置在中空针头105，116内的绝缘材料135，136可采用自密封型的硅树脂或使中空针头105，116分别对应绝缘于功率电极125或数据电极126的其他适合的材料。类似地，在图4B中，设置在中空针头205，216内的绝缘材料235，236可采用自密封型的硅树脂或是使中空针头205，216分别对应绝缘于功率电极225或数据电极226的其他适当的材料。

图4B显示了一种实施例，该实施例具有可伸出的功率电极225和可伸出的数据电极226，它们在中空针头205，216内处于非伸出状态，中空针头内完全填满可被电极225，226刺穿的自密封绝缘材料235，236。在某些实施例中，设置自密封材料是可选的，例如，当中空针头205，216的内部涂有绝缘材料时（图中未示出）。在有血的情况下，希望采用绝缘材料。电极可以是针形的，或是没有尖锐端的，或是具有斜角端的。任何构造的电极都应当可以穿过自密封材料133，以接触导电基底材料161，166。

如图4A和图4B所示，外部电线140与功率电极125，225连接，并将功率电极125，225连接至一外部电源150。所示的外部电线145与数据电极126，226连接，并将数据电极126，226连接至一外部设备155。外部设备155可以包括一电源和一控制器，此时外部电线140与电源连接，外部电线145与控制器连接。在另一实施例中，电源和控制器可以是独立的单元。

在任何实施例中，植入式皮下电插座中的容置端口115，118内可选择性地填充一可重新密封且绝缘的材料。在某些实施例中，不需要设置可重新密封的材料。然而，在有血的情况下，希望采用可重新密封且绝缘的材料。邻接皮肤的抗菌层（图中未示出）可设置在自密封材料133的顶部来防止感染。该抗菌层可装有任何适于人类使用的抗生素，包括但不限于红霉素、克林霉素、阿奇霉素、克拉霉素，氧氟沙星，洛美沙星，诺氟沙星，磺胺甲恶唑，万古霉素，环丙沙星，托氟沙星，克林沙星，舒巴坦，克拉维酸和氟康唑。可选地，抗菌层可在没有自密封材料的情况下设置。参阅图4A和图4B，各容置端口115，118内填满了可选的密封材料133，其是可重新密封且绝缘的。密封材料133可被中空针头105，205，116，216和电极125，225，126，226刺穿，这样中空针头和电极就能插入容置端口115，118，而不损坏密封材料133。当中空针头105，205，116，216和电极125，225，126，226从容置端口115，118中抽出时，密封材料133密封住容置端口以防止源于病人的碎屑及生物物质进入。密封材料133可由可重新密封经皮路径的绝缘硅树脂材料构成，或是本领域内已知的其他适合的材料。

参阅图4A，导电基底材料161，166分别设置在容置端口115，118的底部，并在电极125，126伸出时与之接触，以实现外部设备155、电源150与具有电动机170的植入的医疗器械175之间的电连接。所示内部电线160与导电基底材料161连接，当通过外部电线140与外部电源150相连的功率电极125伸出且与导电基底材料161接触时，该内部电线适用于在一操作电流和电压下向植入的医疗器械的电动机170传输电力。类似地，所示内部电线165与导电基底材料166连接，当通过外部电线145与外部设备155相连的数据电极126伸出且与导电基底材料166接触时，该内部电线适用于在植入的医疗器械175和外部设备155之间传导数据和控制信号。导管139将从植入式电插座110伸出的那部分内部电线160，165与其周围的病人体内的生物组织隔开。导管139构造为一弹性绝缘的生物相容性材料，如硅树脂、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、聚氯乙烯，或任何本领域普通技术人员已知的、符合ISO10993的适合的材料。

在任一实施例中，植入式皮下电插座和其周围的病人体内的生物组织之间的接触点均由绝缘材料构成。经皮插头和病人皮肤之间的接触点也由绝缘材料构成。本发明的主要技术特征在于在植入式皮下电插座和经皮插头内没有与病人的皮肤或组织接触的导电材料。本领域的技术人员应当认识到本发明所述的插座和插头的运行对操作者和病人所产生的有害的电暴露如果不能消除也应降到最小。

参阅图5A至图5C，根据本发明的实施例，其显示了电极从中空针头伸出的过程。如图所示，中空针头305穿透病人皮肤50插入容置端口315中，随后，与外部电线340相连的电极325伸入容置端口315中与导电基底材料361接触，导电基底材料361与内部电线360连接。中空针头305包括顶部的绝缘盖334和在内部空间330内的绝缘衬垫335，其使中空针头305与电极325绝缘。自中空针头305的顶部伸出的电极325的主体被包在绝缘材料中。在一些实施例中，电极325的整个长度在圆周方向上均被包在绝缘体中，只有顶端暴露在外。

各中空针头305的穿刺端均包括一可重新密封的材料，当中空针头305插入并穿过皮肤50时，该可重新密封的材料将电极325和内部空间330与碎屑和生物物质隔离。可重新密封的端部被电极325刺穿，使电极在伸出时刺穿如图5C所示的端部，并与导电基底材料361接触且不损坏该端部。当电极325缩回时，该端部材料重新密封中空针头305，以防止碎屑和生物物质进入中空针头305的内部空间330。该可重新密封的端部材料可以是硅树脂材料或本领域技术人员所知的其他适合绝缘材料。如上所述，某些实施例中的中空针头的内部空间内填充了不导电的、可重新密封的材料，如图4B所示，其也是可以想到的。

如图5C所示，一旦电极325伸出，其就会接触位于容置端口315底部的导电基底材料361。电极325与导电基底材料361的接触实现了插头的外部电线340和电插座的内部电线360之间的电连接。该接触实现了植入的医疗器械与外部设备和/或供电设备之间的电连接。在一些实施例中，电极325的一部分能穿过绝缘材料333。

在图2及图4A所示的实施例中，设置在植入式皮下电插座110内的一对容置端口115起到一对正的和负的电导线的作用，使功率电极125与位于容置端口115底部的导电基底材料161连接，从而从外部电源150向植入的医疗器械175传输一操作电流和电压。另一对容置端口118促成了导电基底材料166的连接，用以在植入的医疗器械175和外部设备155之间传输数据和控制信号。

图4A至图4B和图5A至图5C显示了可选的锁定和插入深度调节装置的啮合状态。一旦中空针头105，205，305插入到容置端口115，315中，锁定槽180，380会与滚珠轴承弹簧锁182，382接触连接，以限制中空针头105，205，305的插入深度，并防止中空针头105，205，305发生不希望出现的位移和移动。图5B和图5C显示了中空针头305位于容置端口315内，且滚珠轴承弹簧锁382向中空针头305施加一压力。滚珠轴承弹簧锁382施加的压力设置为：在中空针头305相对于容置端口315回缩的方向上施加足够的轴向力才可以使得中空针头305从容置端口315中移出。

图5A至图5C显示了电极伸出系统。一弹簧395向电极325施加力并将电极325保持在未伸出的状态，如图5A所示。一旦启动电极伸出系统，分段套390的上半部分相对于电极325沿圆周方向转动，使得分段套390的下半部分在弹簧395上施加一个向下的轴向力以使弹簧395下压，推动电极325向下穿过中空针头305。在电极伸出系统第一次启动后，电极325就维持在伸出状态。电极伸出系统的第二次启动使得分段套390发生一释放弹簧395的第二转动。随着弹簧395的释放，其将电极325抽回空心针头305。需要了解的是，许多伸出和缩回电极的结构均是可以想到的，如其他装载有弹簧的设计，包括凸轮、专用机电电机或其他适当推动电极的力传输方式。该电极伸出系统不作为对本发明的限制，其旨在描述本发明的多个实施方式中的仅仅一种可能的实施例。本领域技术人员应了解在不背离本发明的前提下，有多种设计可以实现电极的撤回、缩回和伸出。

图5D和图5E显示了中空针头305的绝缘特征和电极325的结构，其显示了中空针头沿针长方向在不同位置的轴向视图。图5D显示了中空针头305的截面图，电极325在中空针头内。图5E显示了当电极325处于不伸出状态并隐藏在内填绝缘衬垫的中空针头305的密封端时，中空针头305的针端截面图。在一种结构中，绝缘衬垫335和可重新密封端是同样的材料；在另一种结构中，绝缘衬垫335为刚性材料，并与可重新密封端的自密封材料结合在一起。

参阅图3A至图3C，结合电极125,126伸出和缩回操作的描述，附图显示了插头100的一具有可伸出的数据电极126的实施例。操作时，插头100穿透病人皮肤插入到本发明所述的植入式皮下电插头中，且在启动按钮102上施加一个力。在一不作为对本发明的限制的实施例中，启动按钮102启动本文中描述的和图5A至图5C中显示的电极伸出系统，以使电极125，126伸出。需要了解的是，在不背离本发明的情况下，任何启动方式均是可以想到的。起动启动按钮102所需要的力是相对于插头100的插入方向侧向施加的，以避免造成病人的创伤，并防止电极125,126过度插入到植入式皮下电插座内。

本发明所述的植入式皮下电插座由一种刚性的、生物相容性的绝缘材料构成，例如硅树脂，聚四氟乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚氨酯，聚氯乙烯或任何本领域的技术人员已知的、符合ISO 10993的适合的材料。本领域的技术人员应知道也能使用其他适合的材料。电插座的表面可经过抗菌处理和/或包括抗菌材料（例如银）以降低经皮进入病人体内而产生的感染风险。抗菌处理可包括将一抗菌物质化学气相淀积在植入式皮下电插座的表面。抗菌材料可包括具有疏水性的、包含酸度系数大于等于8的氨基的聚合物。抗菌处理及抗菌材料可以是不会浸出的，且不会在植入式插座的使用期限内降低其效率。

参阅图6A至图6C，结合中空针头605，616及电极625，626的伸出和缩回操作的描述，附图显示了具有可伸出的中空针头605，616及可伸出的电极625，626的插头600的一个实施例。操作时，在植入式皮下电插座的可触知的特征的辅助下，插头与本发明所述的植入式皮下电插座对准，植入式皮下电插座的特征与插头600的特征是相匹配的，类似于图1所示的对准特征。一旦插头600与植入式皮下电插座对准，便在启动按钮601上施加力。一旦启动按钮601起动，中空针头605,616从插头600内的缩回位置伸出至经皮位置，其中，中空针头605,616伸出时刺穿病人皮肤，同时中空针头进入植入式皮下电插座的相应容置端口内。一旦中空针头605,616位于植入式皮下电插座的容置端口内的适当位置时，在启动按钮602上施加力，以使电极625,626独立于中空针头605,616的伸出而伸出，从而与位于容置端口底部的导电基底材料建立电接触。在一个不对本发明做出限制的实施例中，启动按钮601,602分别起动一伸出系统，其类似于本文所述的和图5A-图5C所示的电极伸出系统，用来伸出中空针头605,616及电极625,626。需要了解的是，任何不背离本发明的启动方式均是可以想到的。起动启动按钮601，602所需要的力是相对于插头600的插入方向侧向施加的，以避免造成病人的创伤，防止中空针头605,616和电极625,626过度插入到植入式皮下点插座内（未在图6A-图6C中示出）。

图7A至图7C显示了伸出系统的另一实施例，其显示了中空针头705,716和电极725,726的伸出进程。如图所示，中空针头705,716穿透病人皮肤50插入至容置端口715,717，接着电极725,726伸入容置端口715,717以与导电基底材料761接触。通过在驱动件701上施加力以实现中空针头705,716的伸出。通过在驱动件702上施加力以实现电极725,726的伸出。弹簧795,796将中空针头705,716和电极725,726保持在非伸出位置直至起动。在图7A-图7C所示的不对本发明做出限制的实施例中，所示驱动件701,702自插头700轴向地伸出，然而，其他实施例也是可以想到的，在这些实施例中驱动件701,702从插头700上周向地伸出，以避免对插头和插座施加过大的垂直力。

图8A-图8C示出了不对本发明做出限制的一个实施例的俯视图，在该实施例中植入式皮下电插座具有不对称特征。不对称特征使得植入式皮下电插座可以通过病人皮肤触知，以利于经皮插头与植入式皮下电插座的对准。此外，电插座内的容置端口的不对称设置限制了经皮插头的连接，从而确保了插头的电极连接至正确的植入式皮下电插座的容置端口内。

在某些实施例中，中空针头具有一利于刺穿病人皮肤的斜削端。在一个实施例中，中空针头的末端具有一标准的斜面。在另一个实施例中，中空针头的末端具有一短斜面。中空针头由适于消毒和经皮穿刺的硬的刚性材料构成。在某些不对本发明做出限制的实施例中，中空针头的尺寸可以为12-34倍的标准尺寸，或直径0.18-2.77mm。在一个实施例中，中空针头由外科用不锈钢构成，针头的内圆周面设有硅树脂或聚氨酯绝缘衬垫，针头末端设有自密封的绝缘硅树脂材料。在另一个实施例中，中空针头由外科用不锈钢构成，并在其内填满了自密封的绝缘硅树脂材料。在一些实施例中，中空针头的外科用不锈钢上涂覆有抗菌材料（例如银），以抑制微生物进入病人体内。在其他实施例中，中空针头由聚合物构成，如聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚氯乙烯。在一些实施例中，中空针头的聚合物具有抗菌性以抑制微生物进入病人体内。

本发明实施例中的电极由一刚性的导电材料构成，且具有一不会破坏中空针头内的密封材料的末端。在一个实施例中，电极由外科用不锈钢构成。在另一个实施例中，电极由铜或任何适当的导电材料构成。

本发明的导电基底材料可以是刚性或柔软的材料，例如根据所传导的操作电流量和电压量，和/或所传输的数据和控制信号的大小来选择这些材料，以实现与电极某种程度的接触。本领域的技术人员应认识到大电流和/或高电压的有效传导需要在功率电极和导电基底材料之间有适当的接触区域。导电基底材料可以是一粉末状材料，例如金属，石墨或碳，或是一凝胶材料。在一些实施例中，导电基底材料可被电极刺穿。在其他一些实施例中，电极与导电基底材料点接触。

所述植入式皮下电插座主体的大小设置为：与适于向植入的医疗器械供电的操作电流和电压相匹配，同时最大程度地减小对病人的侵害。在一个实施例中，植入式皮下电插座的直径约为25mm。经皮插头的中空针头和电极的尺寸应足够小以减少病人的疼痛，然而同时还需要大到与适于向植入的医疗器械供电的操作电流和电压相匹配。在某些实施例中，中空针头的外径范围约为0.3mm至3mm，电极的外径范围约为0.1mm至0.6mm。

本领域的技术人员应认识到电线的导电性除了其他因素以外还取决于其构成材料和电线直径。特别地，电线直径很大程度上决定了电线的电阻及其传导电流的能力。通常，对于一固定的电力负荷，沿着一固定长度的电线的电压降落百分率会随着电线直径的增加而逐渐减少。因此，本领域的技术人员应认识到各种直径的电极能适于给定植入的医疗器械供电所需的特定的电导性要求。

在一个实施例中，插头和植入式皮下电插座适于从外部电源向植入的医疗器械传输约为5至24V的操作电压。在其他实施例中，电势能范围约为0.05至20V。在其他实施例中，插头和植入式皮下电插座适于从外部电源向植入的医疗器械传输约为0.01至1A的操作电流。电源可提供一交流电（AC）或直流电（DC）。本领域的技术人员应认识到插头的中空针头和电极的数量、设置和大小是可以改变的，以与不同的操作电流和电压相匹配，并防止诱发其他绝缘材料的导电性。

在任一实施例中，经皮插头和植入式皮下电插座适于向植入的医疗器械传输0.5W的操作功率。在其他实施例中，经皮插头和植入式皮下电插座适于向植入的医疗器械传输12W的操作功率。在另外的实施例中，经皮插头和植入式皮下电插座适于向植入的医疗器械传输约为0.1至12W的操作功率。

在任一实施例中，经由植入式皮下电插座和经皮插头传输至植入的医疗器械的电力由外部控制器和电源来控制，通过在植入的医疗器械和外部控制器及电源之间建立一闭环反馈系统。植入的医疗器械的运行由外部控制器通过植入的医疗器械的传感器和外部控制器之间的一闭环反馈系统进行控制。使用者可以选择通过可编程的外部控制器以精确的方式控制电力传输和/或操作植入的医疗器械。

在植入式皮下电插座和经皮插头系统的实施例中，电极不传导操作电流和电压，而是在植入的医疗器械和外部控制器之间传输数据和控制信号。数据和控制信号传达关于植入的医疗器械的状态和运行情况的信息，以向医生和/或操作者提供反馈信息。植入的医疗器械可包括一个全密封的电动机。可选地，植入的医疗器械为一个骨牵引电动机，其具有一可传递电动机转动圈数的旋转编码器。这样的编码器对于本领域的技术人员来说是已知的，并可采用光学传感器和光源来计算电动机旋转的圈数。当电动机旋转时，编码器转动并间歇地遮挡照射到光学传感器上的光源。编码器将光源被遮挡的次数传递给外部控制器，控制器内的软件将数据转换成电动机旋转的圈数和骨牵引器械的总扩张量。电动机信息从植入的医疗器械，通过植入式皮下电插座和经皮插头系统，传输到外部控制器，其利用该信息和软件，通过控制一独立的或集成的电源来调节系统的操作电流和电压。

在某些实施例中，植入式皮下电插座和经皮插头使向一植入式骨牵引电动机传送电力和控制信号变的非常容易，该植入式骨牵引电动机以低每分钟旋转圈数（RPM）运行且传送一高扭转力。骨牵引电动机可包括一个传动装置和相应的齿轮，电动机旋转或转动一圈会使与之连接的牵引器械移动约为0.001至5mm的位移。

能与本发明所述的电插座连接并由其供电的医疗器械的种类并没有特别的限制。然而，在某些实施例中，由于电插座可以向植入医疗设备传输可变的电量，因此采用直流电动机与骨牵引器械连接也是可以想到的。在本领域中，多种类型的直流电动机均是已知的，包括那些适合于植入主体的电动机。

在某些实施例中，植入式电插座和被供电的电动机之间的距离可以很远。例如，牵引长骨或管状骨（如股骨），能通过将可通过手术植入髓内空间的像髓内钉一样的器械来实现。髓内钉具有两个可移动的部分，分别与对应的骨段连接，其通过在机械驱动器上或液压泵上施加力而伸缩移动。除了髓内钉之外，具有一定尺寸和结构的直流电动机和一驱动单元和齿轮或一传动装置也可位于髓内空间内，以调整直流电动机向髓内钉扩张元件的机械输出。髓内钉、直流电动机和驱动单元可设置在同一壳体内。此外，还可包括一监控直流电动机运行的控制元件。

直流电动机和电插座通过实心导线连接，实心导线设置在一导管内以防止任何向主体传输电流的偶然情况。髓内钉的植入手术可以在骨头上形成一个通向髓内空间的开口，以使实心导线与直流电动机连接。实心导线可包括传输电流的导体和传输数据信息的导体，传输电流的导体向直流电动机提供电力，传输数据信息的导体将数据信息从控制元件传输到电插座。

在植入前，直流电动机和相应的齿轮或传动装置上可刻有刻度，这样，直流电动机转动一圈所带动的牵引器械或髓内钉的机械移动量就是已知的。利用刻度信息，具有光学检测器和光源的编码器就可测量电动机旋转的圈数。电动机的转动数据能经由植入式电插座传输到主体外的控制器。这样，当直流电动机已经完成足够多的旋转圈数以达到了想要的牵引器械或髓内钉的调节量时，控制器能停止电动机的运行。

控制方法还进一步地包括一力传感器，其测量施加于驱动器或施加于由电动机驱动的液压泵上的力，其中包括力的测量值在内的数据也能通过电插座传输至控制器。提供给电动机的电量可以根据力传感器测得的力进行调节。例如，向电动机提供的电量使所施加的力没有达到一特定的阈值。类似地，初始供电量可以设置为一个较低的值，且只有检测到一个安全的力值和/或电动机的转速还不够时，才提高供电量。

在某些实施例中，牵引可以在非管状骨上完成，如下颌的牵引。在骨头外的牵引装置能与骨头（如下颌骨）连接，以控制两个骨段之间的位移。与髓内牵引器械相似，用于下颌牵引的器械可包括一直流电动机驱动单元、齿轮或一传动装置以调整直流电动机向牵引器械的扩张元件的机械输出，还包括一控制元件，其均设于同一壳体内。直流电动机的转动和电动机所施加的力可通过一非植入控制器以与上文类似的方式进行监测。

用于运行植入牵引器械的电动机可被设计为具有足够的电量，来实现广泛的治疗方式。在实践中，股骨的牵引通常需要比下颌牵引更大的牵引力。达到2mm的股骨牵引调节量预计需要最大为500至700N的力。

通过实例，2mm的牵引量需要700N的力，这将需要1.4J的总输出功（执行动作）。5mm的特别大的股骨牵引调节量，需要1500N的力来伸展骨头，则需要7.5J的功。实施牵引所需的电动机的输出功率取决于牵引的持续时间。假设牵引调节维持60秒，则必要的输出功率或瓦数为7.5J/60s或0.125W。这样，电动机应至少能输出0.125W。本领域的技术人员应知晓任何电动机的输出功率的极大一部分将会损失在电线的电阻及驱动机构的摩擦上，应当提供足够的功率以防止器械的停止。因此，在某些实施例中，设计驱动机构具有一安全系数以补偿摩擦损失（系数为2）和防止器械的停止（系数为2），相应的示例性电动机应具有至少0.5W的额定功率，即0.125W×2×2。一预想的用于植入的典型电动机，能在一电压约为10至18V、电流约为0.03至0.05A的直流电下运行。然而，本领域的技术人员应当知晓可以采用任何足以提供预期功率的电流和电压的组合。在某些实施例中，电动机可以由约为0.01至0.5A的电流供电。电动机能在约为0.05V至20V的直流电电压下运行。

在进行下颌牵引时，通常需要少得多的牵引量和小得多的力来实现此类牵引。0.5mm的下颌拉伸量可能需要约35N的力，换算成所需能量为0.0175J。在60秒的疗程内进行此类牵引将需要0.0175J/60s或0.292mW的功率。这样，一1伏的直流电动机在0.1A下运行，就可以满足必须的功率要求，而还有富余。

本发明所述的植入式皮下电插座的实施例适用于医疗专业人士、病人，或两者均可。在一些实施例中，诊所的医疗专业人士使用一经皮插头将控制单元和/或电源连接至一植入式皮下电插座，以根据医疗专业人士所选定的治疗方案控制病人体内的植入医疗器械和/或向其供电。在其他实施例中，处于家中的病人同样可以使用经皮插头将家里的控制单元和/或电源连接至植入式皮下电插座，以根据医疗专业人士规定的治疗方案控制病人体内的植入医疗器械和/或向其供电。

通过详细的说明，本发明的其他元件、特征及益处对本领域的技术人员来说均是显而易见的。需要了解的是，在描述本发明的一些实施例时，给出的详细说明和具体实例仅是对本发明的解释而非对本发明做出限制。在不背离本发明精神的前提下，对于本发明的各种变化和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (33)

1.一种用于建立电流经皮传输的装置，其包括：

一电插头，其具有一皮肤接触面及至少两个中空针头，所述中空针头能从皮肤接触面伸出；

至少两个功率电极，各功率电极分别设置在一个中空针头内以形成具有功率电极的中空针头，所述功率电极与一电源相连，并且可在一未伸出位置和一伸出位置之间移动；在该未伸出位置，所述功率电极的接触端不从中空针头内伸出；在该伸出位置，功率电极的接触端从中空针头内伸出；以及

一植入式皮下电插座，其具有若干个构造为容纳中空针头的容置端口，各容置端口彼此之间相互绝缘，且各容置端口均具有一个或多个侧壁及一底部以形成一容置空间，其中该底部具有一导电基底材料。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述植入式皮下电插座与一植入医疗器械电连接。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述电插头还包括一绝缘材料，以使所述功率电极绝缘于与中空针头的电接触。

4.如权利要求1所述的装置，其中所述植入式皮下电插座还包括一绝缘材料，其填充在若干容置端口的容置空间内及容置端口之间，所述绝缘材料具有一成分以使绝缘材料可被中空针头刺穿并在中空针头抽出时重新密封，以绝缘所述若干容置端口中的导电基底材料。

5.如权利要求1所述的装置，其中所述容置端口内的导电基底材料为一可被功率电极刺穿的粉末状导电材料。

6.如权利要求5所述的装置，其中所述粉末状导电材料包括一金属、一合金、石墨、一聚合物或一凝胶材料中的一种或几种。

7.如权利要求1所述的装置，其中功率电极在所述未伸出位置不接触导电基底材料。

8.如权利要求1所述的装置，其中功率电极在所述伸出位置接触导电基底材料，以在功率电极和导电基底材料之间建立电接触。

9.如权利要求1所述的装置，其中至少一个中空针头具有一数据电极，该中空针头的直径与具有功率电极的至少一个中空针头的直径不同，且若干个容置端口中的至少一个容置空间的直径不同于若干个容置端口中的另一容置空间的直径。

10.如权利要求9所述的装置，其中具有数据电极的中空针头的至少其中之一或具有功率电极的中空针头的至少其中之一具有一直径以使其不能进入所述若干个容置端口中的至少一个容置空间。

11.如权利要求10所述的装置，其中若干个中空针头和若干个容置端口设置为：各中空针头只能进入一对应的容置端口。

12.如权利要求1所述的装置，其还包括一与所述植入式皮下电插座连接的电动机。

13.如权利要求12所述的装置，其中所述电动机具有相应的齿轮，其中电动机和相应的齿轮旋转一圈会使与所述植入式电插座相连的一牵引器械移动一为0.001-5mm的最大位移。

14.如权利要求12所述的装置，其还包括一用于调整一电流的控制元件，该电流由电源提供给电动机。

15.如权利要求1所述的装置，其中所述电插头的皮肤接触面具有一与所述植入式皮下电插座的一皮下面互补的几何形状，以使若干个中空针头与若干个容置端口对准。

16.如权利要求1所述的装置，其中所述电插头和植入式皮下电插座还包括：一个或多个磁性元件以使若干个中空针头与若干个容置端口对准；一设置于所述植入式皮下电插座上的凹口，其可通过皮肤定位，以使若干个中空针头与若干个容置端口对准；一从电插头伸出的中空管，其与一外部真空源连接，以产生吸力将电插头定位于皮肤上。

17.如权利要求1所述的装置，其还包括一组件，用于确保中空针头位于若干容置端口内，其中所述组件可调节若干个中空针头插入若干个容置端口的插入量，所述用于确保中空针头位于若干个容置端口内的组件为一滚珠轴承锁系统，其中一滚珠结构与若干个容置端口中的一个连接，该滚珠结构与所述功率电极之一上的一锁定槽啮合。

18.如权利要求1所述的装置，其中功率电极通过一弹簧或一凸轮驱动机构在所述伸出位置和未伸出位置之间移动。

19.如权利要求2所述的装置，其中所述中空针头可通过一弹簧或一凸轮驱动机构在一收缩位置和一经皮位置之间移动。

20.如权利要求1所述的装置，其中装置的表面由一抗菌材料形成。

21.一种用于向一植入主体体内的医疗器械经皮传输电流的装置，其包括：

一电插头，其具有：一接触或靠近主体皮肤的皮肤接触面，至少两个能从皮肤接触面伸出的中空针头，及至少两个功率电极，各功率电极分别设置在一个中空针头内以形成具有功率电极的中空针头，其中所述功率电极由导电材料构成并与一电源连接，各功率电极可在一未伸出位置和一伸出位置之间移动；在该未伸出位置，所述功率电极不从中空针头内伸出；在该伸出位置，功率电极从中空针头内伸出；以及

一绝缘材料，其使所述功率电极绝缘于与中空针头的电接触。

22.如权利要求21所述的装置，其中所述电插头具有一结构以使其与一植于主体皮肤下的植入式皮下电插座建立电接触。

23.如权利要求22所述的装置，其中所述植入式皮下电插座包括若干个容置端口，各容置端口彼此之间相互绝缘，且各容置端口均具有一个或多个侧壁及一底部以形成一容置空间，其中该底部具有一导电基底材料，另一绝缘材料填充在容置空间内及容置端口之间，所述另一绝缘材料具有一成分以使所述另一绝缘材料可被中空针头刺穿并在中空针头抽出时重新密封，以绝缘若干个容置端口中的导电基底材料。

24.如权利要求1或23所述的装置，其中所述中空针头可在一收缩位置与一经皮位置之间移动，在该收缩位置，所述中空针头不从皮肤接触面伸出，在该经皮位置，所述中空针头从皮肤接触面伸出，容置于容置端口内，其中当中空针头在经皮位置时，各功率电极均能独立地伸出。

25.如权利要求1或21所述的装置，其中若干个中空针头的至少其中之一具有一与绝缘材料接触的内表面，其中绝缘材料涂覆在内表面。

26.如权利要求21所述的装置，其中若干个中空针头的至少其中之一在一穿刺端具有一开口，该穿刺端被一可重新密封的塞子密封，该可重新密封的塞子可被功率电极刺穿。

27.如权利要求1或21所述的装置，其中若干个中空针头的至少其中之一包括一可重新密封的绝缘材料，该绝缘材料不会阻碍功率电极从未伸出位置移动到伸出位置。

28.如权利要求21所述的装置，其中所述电插头的一表面具有一抗菌材料。

29.如权利要求28所述的装置，其中所述绝缘材料包括硅树脂。

30.如权利要求1或21所述的装置，其中所述中空针头的至少其中之一在一穿刺端具有一开口，该穿刺端被一可重新密封的塞子密封，该可重新密封的塞子可被功率电极刺穿。

31.如权利要求1或21所述的装置，其中所述功率电极的至少其中之一为一针。

32.如权利要求1或21所述的装置，其中所述电插头还包括一个或多个自皮肤接触面伸出的数据电极，各数据电极分别设置在一中空针头内，所述一个或多个数据电极可在一未伸出位置与一伸出位置之间移动，在该未伸出位置，数据电极的接触端不从中空针头内伸出，在该伸出位置，数据电极的接触端从中空针头内伸出，所述数据电极与一控制器连接，该控制器可对电源提供给功率电极的一电流进行调整。

33.如权利要求1或23所述的装置，其中所述电插头还包括一个或多个自皮肤接触面伸出的数据电极，所述数据电极具有一针头结构以刺穿皮肤并容置于所述植入式皮下电插座的一个或多个容置端口内，所述一个或多个数据电极与一控制器连接，该控制器可对电源提供给功率电极的一电流进行调整。