顶盖部件、脉冲发生器以及植入式电刺激系统
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域,具体涉及一种顶盖部件、脉冲发生器以及植入式电刺激系统。
背景技术
植入式神经电刺激系统是一种有源植入式医疗器械,一般包括脉冲发生器、延伸导线和电极导线三个部分组成,因系统实际应用的不同,也可能仅包括脉冲发生器和电极导线两部分。植入式神经电刺激系统通过电刺激的方式来兴奋、抑制或调解神经系统传导,从而达到恢复或改善人体机能运作的治疗效果。与传统的外科毁损手术相比较,植入式神经电刺激疗法安全可逆,并疗效明显,在临床上得到了越来越多的应用。
植入式神经电刺激系统中,脉冲发生器用来产生电刺激信号,所有电信号分别分布在顶盖部件的各个连接器上面,电极导线或延伸导线通过插入顶盖部件,使各个触点连接,将电刺激脉冲传递给特定的神经部位,从而恢复相应部位正常的人体机能。为达到较好的刺激效果,每一根电极上都分布着较多的刺激触点,相应的要求顶盖部件内分布更多的连接器。
以植入式脊髓电刺SCS为例,脉冲发生器通过电极导线将电信号传输到脊髓硬膜外腔,达到治疗效果。目前SCS输出的刺激信号数量最多,顶盖部件内连接器的数量也较多,因而更加容易出现各连接触点间因密封失效导致的阻抗偏低问题,以及各连接器之间的位置偏移问题。同时为满足植入人体要求,对整个脉冲发生器的尺寸又要限制的非常小,连接器的分布密度将更高,为了具备更高的连接可靠性,则必须设计更好的密封结构并保证各连接器的位置准确,对脉冲发生器的顶盖部件设计提出了更高的挑战。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的顶盖部件内连接器的数量较多,导致容易出现各连接触点间因密封失效进而影响正常工作的问题以及各连接器之间的位置偏移问题。从而提供一种顶盖部件。本发明同时提供了一种脉冲发生器以及植入式电刺激系统。
本发明提供的一种植入式脉冲发生器的顶盖部件,用于连接电极导线,所述电极导线包括与所述顶盖部件插拔配合的插入端,所述插入端包括沿延伸方向间隔设置的多个连接环和绝缘环,所述连接环与刺激触点电连接;
包括对应所述连接环和所述绝缘环设置的连接器和中间密封圈以及用于锁紧所述插入端的锁紧件;所述连接器与馈通导线连接,所述中间密封圈为绝缘结构,所述锁紧件设置于多个所述连接器外侧,与所述连接器之间设置有所述中间密封圈;所述连接器、所述中间密封圈和所述锁紧件之间套设连接,均具有允许所述插入端通过的电极通孔;多个所述电极通孔形成与所述插入端配合的配合腔;
还包括顶盖本体,所述顶盖本体具有容置所述连接器、所述中间密封圈和所述锁紧件的容置槽,所述容置槽对应所述中间密封圈外周设置有第一点胶槽;所述顶盖本体通过液态硅橡胶与所述连接器、所述中间密封圈和所述锁紧件密封固定。
可选的,所述连接器相对于所述配合腔延伸方向的两端设置有连接凸台,所述中间密封圈包括与所述绝缘环配合的密封环以及设置于所述密封环相对于所述配合腔延伸方向的两端的连接套孔;所述连接套孔套设于所述连接凸台外周。
可选的,所述锁紧件相对于所述配合腔延伸方向的两端设置有连接凸台,所述中间密封圈靠近所述锁紧件的一端设置有与所述连接凸台套设连接的连接套孔。
可选的,所述插入端设置有定位凸起,所述锁紧件外侧端面为与所述定位凸起配合以实现所述插入端在所述配合腔内定位的定位端面。
可选的,所述锁紧件具有与所述电极通孔贯通的、允许锁紧结构进入所述配合腔抵压所述插入端以锁紧所述插入端的锁紧孔。
可选的,所述锁紧结构为与所述锁紧孔螺纹配合的螺钉,所述顶盖本体对应所述锁紧孔顶部设置有操作开口和密封所述锁紧孔的密封塞。
可选的,所述锁紧件侧面开设有与所述馈通导线通过焊接连接的接线槽。
可选的,对应多个所述连接器的内侧设置有定位块,所述定位块与所述连接器套设配合。
可选的,所述连接器相对于所述配合腔延伸方向靠近所述定位块的一端设置有连接凸台,所述定位块包括套设于所述连接凸台的第一台阶孔和与所述插入端配合的第二台阶孔。
可选的,所述第二台阶孔具有与所述插入端抵靠以定位所述插入端相对与所述配合腔位置的定位端面。
可选的,所述定位块还包括包围设置于所述第一台阶孔外侧的第三台阶孔;所述第三台阶孔套设于所述连接器外周,并与所述连接器过盈配合。
可选的,所述顶盖本体设置有安装所述定位块的定位块放置位;所述定位块外侧端面与所述顶盖本体之间具有填充胶的形变间隙。
可选的,所述连接器对应所述电极通孔的内壁设置有与所述连接环配合的弹簧圈。
可选的,对应所述锁紧件的另一侧连接有端部密封圈;所述端部密封圈与所述锁紧件套设连接,具有允许所述插入端通过的所述电极通孔。
可选的,所述顶盖本体设置有容置所述端部密封圈的端部密封圈配合孔,以及,设置于所述锁紧件与所述端部密封圈配合孔之间的第二点胶槽;所述顶盖本体通过液态硅橡胶与所述端部密封圈密封固定。
可选的,所述端部密封圈配合孔侧面开设有装配槽,所述装配槽具有将所述端部密封圈限制于所述端部密封圈配合孔的宽度;所述端部密封圈外侧周壁设置有卡设于所述装配槽的限位凸起。
可选的,所述顶盖部件对应连接两个所述插入端设置,所述顶盖本体两侧设置有开口背离的所述容置槽;所述端部密封圈配合孔侧面开设有允许所述端部密封圈进入的装配开口;两所述端部密封圈通过位于所述顶盖本体外侧端面的点胶连接。
本发明同时提供一种脉冲发生器,包括壳体部件和设置于所述壳体部件顶部的上述任一项的顶盖部件,所述壳体部件包括所述馈通导线和用于连接所述顶盖部件的连接结构。
可选的,所述壳体部件包括壳体本体,所述连接结构包括设置于所述壳体本体顶部的定位爪和贯通所述定位爪与所述顶盖本体以实现所述顶盖部件与所述壳体部件连接的定位销。
本发明还提供了一种植入式电刺激系统,包括上述任一项的顶盖部件,或者,包括上述任一项的脉冲发生器。
本发明技术方案,具有如下优点:
1.本发明提供的一种顶盖部件,第一,零部件的套设配合,首先可以保证连接器、中间密封圈和锁紧件的同轴度及阻止液态硅橡胶通过连接间隙进入配合腔;其次套设配合使各连接器之间的距离缩小,结构非常紧凑,实现了在较小体积下容纳更多的连接器;第二,通过设置第一点胶槽实现液态硅橡胶的填充固化,与中间密封圈结合,完全隔离每个相邻连接器,从而完全实现密封作用,并隔离与外界的渗液通路;而且形成与顶盖本体的定位和抗拉脱结构,保证了连接器的位置准确性以及阻止零部件从顶盖本体端部脱离。
2.本发明提供的一种顶盖部件,定位块与顶盖本体之间有形变间隙,原因是顶盖为高分子注塑成型零件,受到材料收缩率的影响,零件是会有尺寸波动的,设置有形变间隙后,顶盖本体的长度变化对各装配零件的影响就非常小,对各连接器之间距离不会产生影响。该间隙最终可用液态硅橡胶填充。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的第一种实施方式中提供的一种植入式电刺激系统的结构示意图;
图2为本发明的第一种实施方式中提供的一种脉冲发生器的装配示意图;
图3为图2中顶盖部件的结构示意图;
图4为图3中顶盖本体的结构示意图;
图5为图2中连接器的结构示意图;
图6为图5中连接器的剖视图
图7为图2中锁紧件的结构示意图;
图8为图2中锁紧件的剖视图;
图9为图2中定位块的结构示意图;
图10为图2中顶盖部件的装配示意图;
图11为本发明的第二种实施方式中提供的顶盖部件的装配示意图。
附图标记说明:
1-脉冲发生器、2-壳体部件、21-壳体本体、22-定位销、23-馈通导线、24-定位爪、3-顶盖部件、31-顶盖本体、32-形变间隙、33-定位块放置位、34-第一点胶槽、35-连接器放置位、36-锁紧件配合位、37-第二点胶槽、38-端部密封圈配合孔、39-装配槽、310-定位销配合位、311-定位爪配合位、312-过线槽、313-操作开口、4-电极导线、5-刺激触点、6-装配定位杆、7-定位块、71-第三台阶孔、72-第一台阶孔、73-第二台阶孔、8-中间密封圈、9-连接器、91-弹簧圈、10-锁紧件、101-锁紧孔、11-端部密封圈、12-连接凸台、13-电极通孔、14-接线槽、15-连接套孔、16-锁紧孔、17-密封塞、18-点胶区。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1示出了一种植入式神经电刺激系统实施例。该植入式神经电刺激系统包括脉冲发生器1和电极导线4,因疗法的不同及应用位置的不同,还可包括延伸导线。脉冲发生器1用来产生电刺激信号,通过电极导线4将电刺激脉冲传递给特定的神经部位,通过电刺激的方式来兴奋、抑制或调解神经系统传导,从而达到恢复或改善人体机能运作的治疗效果。
电极导线4包括与脉冲发生器1配合的插入端。插入端包括杆状的连接端本体以及沿连接端本体延伸方向间隔设置的多个连接环和绝缘环。连接环与刺激触点5对应设置,刺激触点5越多,连接环越多。
如图2所示为脉冲发生器1的结构示意图,脉冲发生器1包括壳体部件2和顶盖部件3。壳体部件2包括壳体本体21和设置于壳体本体21顶部的馈通导线23和定位爪24。顶盖部件3与壳体部件2之间通过馈通导线23实现电气连接,通过定位爪24和贯穿定位爪24和顶盖部件3的定位销22实现机械连接。
从图3和图4中可以看出,顶盖部件3包括顶盖本体31以及设置于顶盖本体31的定位块7、连接器9、中间密封圈8、锁紧件10和端部密封圈11。对应所有电信号通过馈通导线23分别分布在顶盖部件3的各个连接器9,插入端通过插入顶盖部件3与各个连接器9连接。
顶盖本体31设置有容置上述零部件的容置槽。请参考图4,容置槽对应定位块7、连接器9、锁紧件10和端部密封圈11分别设置有定位块放置位33、连接器放置位35和锁紧件放置位36。顶盖本体31上还设置有与定位爪24和定位销22配合的定位爪配合位311和定位销配合位310,以及,与限制馈通导线23的过线槽312。
本实施例中,顶盖部件3对应两个插入端设置,顶盖本体31相对两侧设置有开口方向相背的容置槽。容置槽内设置有定位块7、连接器9、中间密封圈8、锁紧件10和端部密封圈11。本文主要以一侧结构为例描述本发明的原理,另一侧不再赘述。
请参考图5和图6,连接器9对应插入端的连接环设置,包括允许插入端通过的电极通孔13,电极通孔13的内壁嵌置有与连接环配合的弹簧圈91。理论上,处于安装状态的弹簧圈91对应连接环的中心。连接器9沿电极通孔13延伸方向两端分别设置有连接凸台12和连接套孔15,侧面设置有连接馈通导线23的接线槽14。馈通导线23放置到连接器9的接线槽14内,通过激光焊接将二者连接。
中间密封圈8对应插入端的绝缘环设置,由绝缘材料制成,作用为绝缘隔离两相邻的连接器9。中间密封圈8包括与绝缘环配合的密封环,密封环设置有允许插入端通过的电极通孔13。中间密封圈8沿密封环相对于电极通孔13延伸方向两端分别设置有连接套孔15和连接凸台12。连接套孔15套设于连接凸台12外周实现套设连接。
需要说明的是,连接套孔15和连接凸台12与套设连接的两方对应关系不做限制,能够实现套设配合即可。以连接器9和中间密封圈8为例,连接器9两端均设置有连接凸台12,密封环两端均设置有连接套孔15;或者,连接器9两端均设置有连接套孔15,密封环两端均设置有连接凸台12,均可。
连接器9与中间密封圈8配合成组,多个连接器9与中间密封圈8组合的两端设置有锁紧件10和定位块7。其中,锁紧件10设置于插入端的插入顶盖部件3的一侧,即位于多个连接器9的外侧。请参考图7和图8,锁紧件10包括允许插入端通过的电极通孔13和与电极通孔13贯通的锁紧孔16101。锁紧孔16101为螺纹孔,螺钉与螺纹孔配合并抵压于电极通孔13内的插入端可实现对插入端的锁定。请参考图10,顶盖本体31对应螺纹孔顶部设置有操作开口313和密封该锁紧孔16101的密封塞17。密封塞17可阻止体液从该位置进入锁紧件10。
锁紧件10在电极通孔13轴向两端设置有连接凸台12,侧面设置有接线槽14。馈通导线23放置到锁紧件10的接线槽14内,通过激光焊接将二者连接。锁紧件10通过中间密封圈8与相邻的连接器9连接。中间密封圈8的连接套孔15套设于锁紧件10的连接凸台12上。
容置槽包括对应锁紧件10设置的锁紧件放置位36,锁紧件放置位36与锁紧件10配合限制其相对于顶盖本体31的位置,即锁紧件10相对于顶盖本体31固定安装。锁紧件10既要作为一个电连接件使用,又要配合螺钉锁定插入端。
请参考图9,定位块7设置于多个连接器9与中间密封圈8组合与锁紧件10相对的一端,即多个连接器9的内侧。定位块7包括直径依次变小、台阶设置的第三台阶孔71、第一台阶孔72和第二台阶孔73。第一台阶孔72套设于相邻连接器9的连接凸台12,实现与连接器9的套设配合。第二台阶孔73与插入端配合。第三台阶孔71套设于连接器9外周,且与连接器9为过盈配合。
容置槽包括对应定位块7设置有定位块放置位33,定位块放置位33与定位块7配合限制其相对于顶盖本体31的位置。定位块7与顶盖本体31之间具有一定间隔的形变间隙32。由于顶盖本体31为高分子注塑成型零件,受到材料收缩率的影响,零件是会有尺寸波动的,设置形变间隙32后,降低顶盖本体31的长度变化对各装配零件的影响,对各连接器9之间距离不会产生影响。该形变间隙32最终可用液态硅橡胶填充。
端部密封圈11设置于锁紧件10外侧,具有允许插入端通过的电极通孔13,靠近锁紧件10的一端设置有与锁紧件10连接凸台12套设连接的连接套孔15。顶盖本体31上设置有容置端部密封圈11的端部密封圈配合孔38,端部密封圈配合孔38开设有允许端部密封圈11从侧面进入的装配开口。如图11所示,端部密封圈11自装配开口装入顶盖本体31,顶盖部件3对应两插入端的两侧的端部密封圈11全部装配完毕,可在顶盖本体31外侧对应两端部密封圈11中间位置点液态硅橡胶,两端部密封圈11之间位置为点胶区18。液态硅橡胶固化后可将两密封圈牢固的连接在一起,二者互相限制对方从侧面脱离,从而限制端部密封圈11向侧面的自由度。
由于人体的活动,对电极导线4会有拉扯,必然会牵动到顶盖部件3上的各组装零件,最直接牵扯的零件就是端部密封圈11,如果端部密封圈11固定不牢固,很可能使顶盖组件内各零件从顶盖本体31内拉脱。本发明如此设置,可使端部密封圈11不会被轻易拉脱,保证端部密封圈11安装的可靠性。
锁紧件10与端部密封圈配合孔38之间为对应端部密封圈11设置的第二点胶槽37。
上述各组装零件完成后的装配最终用液态硅橡胶填充固化,起到固定和密封的作用。为了防止各连接器9外侧进液后相互导通,顶盖本体31上设计有第一点胶槽34和第二点胶槽37。如此设计具有两个作用,一个是密封,隔离与外界的渗液通路,还有一个就是使端部密封圈11形成抗拉脱结构,阻止端部密封圈11从顶盖端部脱离。设置在中间密封圈8位置的第二点胶槽37,可与中间密封圈8结合,完全隔离每个相邻连接器9,从而完全实现密封作用;并对连接器9起到一定的定位作用。
连接器9、中间密封圈8、锁紧件10和端部密封圈11中的电极通孔13组成与插入端配合的配合腔。套设连接的方式在用液态硅橡胶密封固定各零件时,可保证定位块7、连接器9、中间密封圈8、锁紧件10和端部密封圈11之间的同轴度及阻止液态硅橡胶进入配合腔。另外,套设配合使各连接器9之间的距离缩小,一般中心距为2.8~3mm,结构非常紧凑,实现了在较小体积下容纳更多的连接器9。
插入端的设置有定位凸起,定位凸起配合锁紧件10的外侧端面实现对插入端在配合腔中位置的定位。该外侧端面称为定位端面。该配合方式相对准确,在配合腔中理论上每个连接器9的弹簧圈91对应连接环的中心,每个中间密封圈8上的密封环对应绝缘环的中心。
作为插入端定位的另外一种实施方式,第二台阶孔73具有底部端面。插入端的端面与第二台阶孔73底部抵靠以实现其定位,如此设计,插入端可不用做凸起,该方式受到插入端端面平整度及尺寸精度的影响,相对第一种方式定位精度稍差。
材料选择上,顶盖本体31一般采用具有优异生物相容性的TPU或者PSU和Peek,相比较而言,TPU具有更好的植入舒适性,而PSU和Peek具有更好的尺寸稳定性。顶盖本体31注塑加工而成。中间密封圈8、端部密封圈11和密封塞17采用植入级别的硅胶,可液态硅胶注射成型,也可固态硅橡胶模压成型。其他金属件可选择不锈钢、MP35N、钛合金等。
为了保证装配精度,本发明提供了一种装配定位杆6。各连接器9之间的位置精度通过装配定位杆6来保证。装配定位杆6上设计定位槽,该定位槽的中心对应着连接环的中心。连接器9装配到装配定位杆6上,连接器9上的弹簧圈91可卡入装配定位杆6的定位槽内。该定位槽除可定位连接器9的位置,还可限制连接器9在轴向的移动。其他零件中,中间密封圈8上的密封环与装配定位杆6是过盈配合,轴向不会任意移动。锁紧件10与顶盖本体31有固定配合位,为较小的间隙配合,位置相对准确,定位块7通过与连接器9的过盈配合实现定位。如此设计可基本精确定位各装配件的轴向位置,同时保证在后面的点胶工艺环节,各装配件的轴向位置稳定。装配定位杆6一般采用耐腐蚀的金属材料,不能做镀层,放置使用中脱落,硬度不能小于35HRC,避免因磨损造成精度下降。
作为另一种实施方式,端部密封圈配合孔38侧面开设有装配槽39,装配槽39具有将端部密封圈11限制于端部密封圈配合孔38的宽度,端部密封圈11外侧周壁设置有卡设于装配槽39的卡合凸起。
装配时,除端部密封圈11外的其他零件,如锁紧件10、连接器9、中间密封圈8和定位块7都可通过装配定位杆6装配成一组,从顶盖本体31侧面装配,装配定位杆6经装配槽39进入端部密封圈配合孔38。而端部密封圈11再从装配定位杆6手持端一侧套入装配定位杆6,最终装入顶盖本体31。所有零件都通过装配定位杆6组合在一起,保证同轴度。顶盖本体31上端部密封圈11的装配孔接近整圆,可限制端部密封圈11向侧面的自由度。
本发明同时提供一种脉冲发生器以及植入式脉冲发生器的顶盖部件。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。