DE2914034A1

DE2914034A1 - Elektrische verbindungseinrichtung, insbesondere fuer implantierbare reizstromgeraete

Info

Publication number: DE2914034A1
Application number: DE19792914034
Authority: DE
Inventors: Arthur J Coury; Lyle A Ware; Frank J Wilary
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 1978-04-07
Filing date: 1979-04-06
Publication date: 1979-10-18
Also published as: FR2422271A1; EP0006281A1; ES479225A1; FR2422271B1; BR7902152A; AR217363A1

Description

MEDTRONIC, INC.

3055 Old Highway Eight, Minneapolis, Minn. 55440 V. St .A.

.Elektrische Verbindungseinrichtung, insbesondere für implantierbare Reizstromgeräte

Implantierbare Reizstromgeräte sind bekannt. Das am meisten verbreitete Gerät dieser Art ist der Herzschrittmacher. Typischerweise sind solche Reizstrorngeräte mit einer lösbaren elektrischen Leitung und einem Signalgenerator versehen. Die Leitung und der Signalgenerator können zur Bildung des vollständigen Reizstromgerätes elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden.

Bei vielen bekannten Signalgeneratoren werden die Komponenten einschließlich mechanischer und elektrischer Verbindungsteile für die Leitung in einer Masse aus Kapselungswerkstoff vergossen, der die Komponenten aufnimmt und gegenüber der Körperumgebung abschirmt. Bei dem Kapselungswerkstoff kann es sich insbesondere um ein Epoxidharz handeln.

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Es ist allgemein anerkannt, daß in der Körperumgebung ein abgeschlossener und hermetisch abgedichteter Signalgenerator verläßlicher ist, weil aufgrund der hermetischen Abdichtung für bekannte und vorgegebene Umgebungsbedingungen gesorgt wird. Viele neuere Signalgeneratoren weisen daher eine starre Ummantelung oder ein Gehäuse auf, die bzw. das aus mehreren vorgefertigten Teilen besteht, die im allgemeinen miteinander verschweißt werden. Wenn der Signalgenerator und die elektrische Leitung voneinander lösbar sein sollen, erfolgt die Verbindung zwischen beiden außerhalb einer solchen Ummantelung bzw. Gehäuses. Es ist bekannt (US-PS 3 822 707), eine entsprechende Verbindungseinrichtung nach dem Anschließen der Leitung an den Signalgenerator mit Epoxidharz zu vergießen, nachdem zuvor entsprechende Gehäuseteile miteinander verschweißt wurden. Die Durchführung solcher Arbeitsgänge während der Implantation ist jedoch umständlich, zeitraubend und aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für implantierbare Reizstromgeräte bestimmte elektrische Verbindungseinrichtung zu schaffen, die eine vereinfachte Handhabung gestattet und"gleichwohl eine verläßliche Verbindung von Signalgenerator und Leitung erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrische Verbindungseinrichtung einen vorgefertigten Kör-

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per aus einem gepressten, gespritzen oder gegossenen, biologisch verträglichen Werkstoff sowie mindestens ein in dem Körper vorgesehenes AnschlußstUck zur Aufnahme und gegenseitigen Verbindung einer elektrischen Durchführung und des Leitungsdrahtes aufweist.

Bei der Anordnung nach der Erfindung ist also eine vorgefertigte Verbindungseinrichtung mit einem gekapselten Anschlußstück vorgesehen, die an dem Signalgenerator angebracht wird. Nach der Verbindung des Anschlußsxückes mit dem Signalgenerator braucht kein Vergießen mit Epoxidharz oder anderen entsprechenden Stoffen mehr zu erfolgen. Dies gestattet es auch, für jede vorgefertigte Verbindungseinrichtung vor der Montage oder Anbringung an dem Signalgenerator gründliche Gütekontrollen durchzuführen. Die Handhabungsvorgänge, die notwendig sind, um das Reizstromgerät fertig zu montieren und die betreffenden elektrischen Verbindungen herzustellen, sind vereinfacht,,

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist die vorgefertigte Verbindungseinrichtung mit Kanälen versehen, die die Ausgangsanschlüsse des Signalgenerators (für gewöhnlich in Form eines oder mehrerer Durchführungsstifte) sowie die elektrische Leitung aufnehmen und derart führen, daß diese mit dem innerhalb der Verbindungseinrichtung sitzenden Anschlußstück in elektrischen Kontakt kommen. Ein oder mehrere

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Anschlußstücke sind mit einander schneidenden Bohrungen versehen, so daß der Durchführungsstift und die elektrische Leitung innerhalb des Anschlußstückes oder über dieses miteinander in Kontakt kommen. Ferner sind Mittel vorgesehen, um die Leitung und/oder die Ausgangsanschlüsse des Signalgenerators innerhalb des Anschlußstückes festzulegen. Für diesen Zweck kann beispielsweise entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Stellschraube vorgesehen sein, die sich gegen die Leitung anlegt und diese gegen das Anschlußstück und/oder den Ausgangsanschluß des Signalgenerators anpreßt. Der Durchführungsstift kann auch mit dem Anschlußstück durch Schweißen, einen Preßsitz oder auf andere zweckentsprechende Weise verbunden werden.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1

eine auseinandergezogene Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2

einen Teilschnitt durch die Ausfü'nrungsform nach Fig. 1 im montierten Zustand,

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Fig. 3 einen Querschnitt entlang der

Linie 3-3 der Fig. 2, und

Fig. 4 einen Querschnitt entlang der

Linie 4-4 der Fig. 3.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 bilden ein implantierbarer Signalgenerator 10, eine elektrische Leitung 11 und eine vorgefertigte Verbindungseinrichtung 12 zusammen einen Herzschrittmacher. Der Signalgenerator 10 umfaßt alle erforderlichen Komponenten zur Signalerzeugung und Stromquellen. Diese Vorrichtungsteile sitzen in einem Gehäuse, das von zwei Gehäuseteilen 13, 14 gebildet ist, die in bekannter Weise, beispielsweise durch Schweißen, entlang einer Naht 15 miteinander verbunden sind. Elektrische Durchführungen 16, 17 sorgen für eine elektrische Verbindung mit den gekapselten Signalerzeugungskomponenten. Die Durchführungen sind mit elektrischen Anschlüssen oder Durchführungsstiften 18, 19 versehen. Die Durchführungen 16, 17 erstrecken sich von einer vorzugsweise als Plattform ausgebildeten Fläche 20 weg, die zur Aufnahme der vorgefertigten Verbindungseinrichtung 12 geeignet ist. Die elektrische Leitung 11 weist einen Stiftstecker 21 und eine Isolation 22 auf, die einen nicht dargestellten elektrischen Leiter umgibt und schützt. Im praktischen Einsatz reicht die Leitung 11 von dem Signalgenerator 10 zu dem Herzmuskel, um dem Herzen Reizimpulse zuzuführen.

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Die Vsrbindungseinrichtung 12 weist einen Körper 25 auf, der in beliebiger bekannter Weise ausgebildet v/erden kann, beispielsweise durch Pressen, Spritzen oder Gießen. Vorzugsweise besteht der Körper 25 aus einem durchsichtigen Werkstoff, um die elektrischen Verbindungen optisch überprüfen zu können. Der Körper kann aus zahlreichen bekannten Werkstoffen aufgebaut sein, zu denen Polysulfon, Polyurethan, PoIymethylpenten, Polyvinylidenfluorid und Äthylenchlortrifluoräthylen gehören.

Die Unterseite 26 des Körpers 25 legt sich gegen die Fläche 20 des Signalgenerators 10 an, während die Außenfläche 27 so gestaltet ist, daß sie mit der Außenfläche des Signalgenerators 10 fluchtet, wenn die Flächen 20 und 26 aneinander anliegen. Für diesen Zweck können zahlreiche Arten von mechanischen Verbindungen oder Klebern vorgesehen werden. Eine typische mechanische Anordnung ist im folgenden beispielshalber näher erläutert. Von der Fläche 20 steinen ein Gewindebolzen 28 und ein Haken 29 ab. Eine Öffnung 30 geht von der Unterseite 26 des Körpers 25 aus. Sie trifft sich mit einer von der Außenfläche 27 ausgehenden zweiten Öffnung 31. Die Öffnung 30 ist ausreichend groß, um den Gewindebolzen 28 aufnehmen zu können, während in die Öffnung 31 eine mit Gewinde versehene Mutter 33 eingesetzt werden kann. An der Übergangsstelle der Öffnungen 30 und 31 befindet sich eine Schulter 32, auf welcher die Mutter 33 aufliegt. Die

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Mutter 33 ist mit einem Schlitz 34 versehen, so daß sie in bekannter Weise auf dem Gewindebolzen 28 angezogen werden kann. Es versteht sich, daß auch andere Werkzeuge benutzt werden können, die eine abweichende Ausgestaltung der als Schlitz 34 veranschaulichten Ausnehmung erfordern. Beispielsweise kann eine sechseckige Ausnehmung in Verbindung mit einem Werkzeug von sechseckigem Querschnitt verwendet werden.

Eine zweite Öffnung 36 reicht von der Stirnseite 37 in den Körper 25 hinein. Die Öffnung 36 kann den abgewinkelten Teil des Hakens 29 aufnehmen, während der untere Teil des Hakens 29 sich in eine Ausnehmung 38 der Stirnseite 37 einlegt. Bei der Montage wird der abgewinkelte Teil des Hakens 29 in die Öffnung 36 eingeführt und legt sich gegen die Seitenwände dieser Öffnung an. Der Gewindebolzen 28 greift in die Öffnung 30 ein. Die Mutter 33 wird dann auf den Gewindebolzen 28 aufgeschraubt und gegen die Schulter 32 festgezogen, um den Körper 25 gegen die Fläche 20 des Signalgenerators 10 zu pressen. Die Anordnung ist in dieser montierten Form in Fig. 2 dargestellt.

In dem Körper 25 befinden sich leitende Anschlußstücke 40, wobei für jede Leitung 11 bzw. jeden Leiter dieser Leitung ein solches Anschlußstück vorgesehen ist. Die veranschaulichte Ausführungsform ist für eine zweipolige Stimulation

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ausgelegt. Aus Gründen der besseren Übersicht sind jedoch in Fig. 1 nur eine Leitung 11 und ein Anschlußstück 40 veranschaulicht. Ein Teil einer zweiten Leitung 11 ist in Fig. 2 gezeigt. Eine Öffnung 41 reicht von der Stirnseite 37 des Körpers 25 zum Anschlußstück 40, von dem ein Ansatz 41' ausgeht. Die Öffnung 41 nimmt die Leitung 11 auf und führt den Stift 21 in elektrischen Kontakt mit dem Anschlußstück 40. In ähnlicher Weise reicht eine Öffnung 43 von der Unterseite 26 des Körpers 25 zum Anschlußstück 40, um den Durchführungs— stift 19 aufzunehmen und in elektrischen Kontakt mit dem Anschlußstück 40 zu bringen. Zu der Öffnung 43 gehören ein Ansatz 43' und ein erweiterter Teil 44, der die Durchführung aufnimmt. Entsprechende Öffnungen und ein weiteres Anschlußstück sind für die Durchführung 16 und den Durchführungsstift 18 vorhanden. Beispielsweise reicht eine Öffnung 45 von der Stirnseite 37 zu einem eine zweite Leitung aufnehmenden Anschlußstück. Eine Öffnung 53 in der Außenfläche 27 gestattet es, an Stellschrauben 47 heranzukommen, die in die Anschlußstücke 40 eingeschraubt sind, um den Stiftstecker 21 und die Leitung 11 sowie ggfs. die Durchführungsstifte 18 bzw. 19 festzulegen. Abdeckkappen 48 können vorgesehen sein, um die Öffnungen 53 der Stellschrauben abzudichten. Ferner sind nachgiebige Scheiben 50 mit einer Mittelöffnung vorgesehen, durch die die Durchführungsstifte 18 bzw. 19 hindurchgreifen. Die Scheiben sitzen auf den Durchführungen 16, 17. Wenn die Unterseite 26 des Körpers 25 und die Fläche 20 des Signal-

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generators 10 zusammengefügt sind, preßt die Schulter zwischen der Öffnung 43 und dem erweiterten Teil 44 die Scheibe 50 gegen die Oberseite der Durchführung 16 bzw. 17, um die Durchführungsstifte 18 und 19 gegen die Körperumgebung abzudichten.

Entsprechend Fig. 3 weist das Anschlußstück 40 eine Bohrung 51 zur Aufnahme des Stiftsteckers 21 der Leitung 11 auf. Die Öffnung 41 des Körpers 25 nimmt die Leitung 11 auf und führt den Stiftstecker 21 zu der Bohrung 51 sowie durch diese hindurch. Wenn der Körper 25 in der bevorzugten Weise aus transparentem Werkstoff gefertigt ist, kann man sich von der richtigen Lage des Stiftsteckers 21 mit Bezug auf das Anschlußstück 40 dadurch überzeugen, daß der Stiftstecker 21 durch die Bohrung 51 hindurch und in den Ansatz 41' der Öffnung 41 hineinreicht. Eine zweite Bohrung 52 des Anschlußstücks 40 (Fig. 4) nimmt den Durchführungsstift 19 der Durchführung 17 auf. Der Durchführungsstift 19 wird dabei von der Öffnung 43 zu der Bohrung 52 geleitet. Der Ansatz 43' der Öffnung 43 erlaubt eine optische Überprüfung der richtigen Lage des Durchführungsstifts 19 mit Bezug auf das Anschlußstück 40. Wie aus den Fign. 3 und 4 hervorgeht, schneiden sich die Bohrungen 51 und 52 innerhalb des Anschlußstücks 40. Die Stellschraube 47 kann an ihrem Ende mit einer sechseckigen Ausnehmung für ein Werkzeug 54 (Fig. 4) versehen sein, das an seinem Ende einen entsprechen-

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den Querschnitt hat.

Entsprechend Fig. 4 ist die Stelle, an der die Bohrungen 51 und 52 einander schneiden, vorzugsweise mit der Stellschraube ausgerichtet. Wenn daher die Stellschraube 47 gegen den Stiftstecker 21 gepreßt wird, drückt dieser seinerseits auf den Durchführungsstift 19, wodurch sowohl der Stiftstecker 21 als auch der Durchführungsstift 19 innerhalb des Anschlußstückes 40 festgelegt werden. Diese sorgt ferner für eine elektrische Verbindung zwischen dem Durchführungsstift 19 und dem Stiftstecker 21. Es können jedoch auch andere Ausführungsformen vorgesehen werden. Wesentlich ist, daß der Stiftstecker 21 und der Durchführungsstift 19 miteinander oder mit dem leitenden Anschlußstück 40 in Kontakt kommen.

Der Haken 29 kann, falls erwünscht, durch einen Gewindebolzen entsprechend dem Gewindebolzen 28 ersetzt werden, um zusammen mit diesem den Körper 25 auf der Fläche 20 des Signalgenerators 10 festzulegen. Auch andere mechanische Befestigungseinrichtungen können vorgesehen werden. Zusatzlich kann ein Kleber zwischen die Unterseite 26 des Körpers 25 und die Fläche des Signalgenerators 10 eingebracht werden, um zusätzlich zu den veranschaulichten mechanischen Befestigungen für eine weitere Sicherung zu sorgen und neben den nachgiebigen Scheiben 50 eine weitere Abdichtung zu erhalten. Die Öffnung 43 braucht den Durchführungsstift 19 nicht durch eine Bohrung im

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Anschlußstück 40 hindurchzuführen. Stattdessen reicht es aus, wenn die Öffnung 43 den Durchführungsstift 19 nur in Kontakt mit dem Anschlußstück 40 führt. Wenn der Durchführungsstift 19 bis zu einer benachbart dem Anschlußstück liegenden Stelle geführt wird und der Werkstoff, aus dem der Körper 25 gefertigt ist, hinreichend transparent ist, können der Durchführungsstift 19 und das Anschlußstück 40 in an sich bekannter Weise durch den Werkstoff des Körpers hindurch miteinander verschweißt werden. Des weiteren kann der Durchführungsstift 19 innerhalb der Bohrung 52 durch die Gewindebohrung der Stellschraube 47 hindurch (Fig. 4) verschweißt werden, während die Stellschraube 47 entfernt ist. Die Anordnung kann statt für eine bipolare Stimulation auch für eine unipolare Stimulation ausgelegt sein.

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Claims

Ansprüche

nj Elektrische Verbindungseinrichtung, insbesondere für implantierbare Reizstromgeräte, zum Verbinden mindestens einer elektrischen Durchführung mit mindestens einem Leitungsdraht, gekennzeichnet durch einen vergefertigten Körper (25) aus einem gepressten, gespritzten oder gegossenen, biologisch verträglichen Werkstoff sowie mindestens ein in dem Körper vorgesehenes Anschlußstück (40) zur Aufnahme und gegenseitigen Verbindung der Durchführung (16, 17) und des Leitungsdrahtes (21 ).
2. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des Körpers (25) im wesentlichen transparent ist.
3. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (25) aus Polysulfon, Polyurethan, Polymethylpenten, Polyvinylidenfluorid oder Athylenchlortrifluoräthylen besteht.

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4. Verbindungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (25) mit Öffnungen (41, 43, 45) zur Aufnahme der Durchführung (16, 17) und des Leitungsdrahts (21) versehen ist.
5. Verbindungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Körper (25) Führungen (41, 43, 45) zugeordnet sind, die die Durchführung (16, 17) und den Leitungsdraht (21) aufnehmen und in Kontakt mit dem Anschlußstück (40) führen.
6. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (41, 43, 45) in dem Körper (25) ausgebildet sind.
7. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (40) mit Bohrungen (51, 52) ausgestattet ist, in die die Durchführung (16, 17) und der Leitungsdraht (21) mittels der Führungen (41, 43, 45) einführbar sind.
8. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (40) erste und zweite Bohrungen (51, 52) aufweist.

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9. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Bohrung (51 , 52} sich innerhalb des Anschlußstücks (40) schneiden.
10. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (40) mit einer Verriegelung (47) zum Festlegen des Leitungsdrahtes (21) in der betreffenden Bohrung (52) versehen ist.
11. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung eine Stellschraube (47) aufweist.
12. Verbindungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel (28, 29) zum Befestigen der Verbindungseinrichtung (12) auf einem die Verbindungseinrichtung tragenden Körper (13, 14).
13. Implantierbares Reizstromgerät mit einem Signalgenerator mit mindestens einem von dem Signalgenerator wegstehenden Ausgangsteil zur Verbindung mit einem Kontakt einer Leitung, sowie mit einer Verbindungseinrichtung, mittels deren die Leitung und der Signalgenerator elektrisch und mechanisch miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (12) einem vorgefertigten Körper (25) mit mindestens einem Anschlußstück

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(40) zur gegenseitigen Verbindung des Ausgangsteils (18, 19) und des Kontakts (21) aufweist, daß das Anschlußstück (40) mit ersten und zweiten Bohrungen (51 , 52) versehen ist und der vorgefertigte Körper (25) jeder der Bohrungen (51, 52) zugeordnete Öffnungen (41, 43, 45) aufweist, mittels deren der Kontakt (21) und das Ausgangsteil (18, 19) in unterschiedliche Bohrungen (51, 52) einführbar sind, und daß mechanische Befestigungselemente (28, 29, 33, 36) vorgesehen sind, mittels deren die Verbindungseinrichtung (12) an dem Signalgenerator (1O) festlegbar ist.
14. Reizstromgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zu den mechanischen Befestigungselementen (28, 29, 33, 36) ein auf dem Signalgenerator (1O) angeordnetes Element (28) und ein damit in Eingriff bringbares Bauteil (33) gehören.
15. Reizstromgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungselemente (28, 29, 33, 36) an der Verbindungseinrichtung (12) an mindestens zwei in Abstand voneinander liegenden Stellen angreifen.
16. Reizstromgerät nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (21) als Stiftstecker ausgebildet ist.

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17. Reizstromgerät nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet _r daß die ersten und zweiten Bohrungen (51, 52) einander innerhalb des. Anschlußstücks (40) schneiden.
18. Reizstromgerät nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß dem Anschlußstück (40) eine Verriegelung (47) zum Festlegen des Ausgangsteils (18, 19) und des Kontakts (21 ) innerhalb der Bohrungen (51, 52) zugeordnet ist.
19. Reizstromgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung (47) mit dem Kontakt (21 ) in Eingriff steht und diesen gegen das Ausgangsteil (18, 19) andrückt.
20. Reizstromgerät nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung mindestens eine Stellschraube (47) aufweist.
21. Reizstromgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung eine Schweißverbindung umfaßt, mittels deren das Ausgangstei1 (18, 19) innerhalb der ersten Bohrung (52) festgelegt ist.

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22. Verfahren zum gegenseitigen mechanischen und elektrischen Verbinden eines mit Ausgangsanschlüssen versehenen, implantierbaren Signalgenerators und einer mit einem Stiftkontakt ausgestatteten Leitung, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes zu verbindende Paar von Ausgangsanschluß und Stiftkontakt ein Anschlußstück mit einer Bohrung für den Ausgangsanschluß und einer Bohrung für den Stiftkentakt vorgesehen wird, un die Anschlußstücke herum ein Verbindungskörper ausgebildex wird, der mit Kanälen versehen ist, die durch den Verbindungskörper hindurch zu den Anschlußbohrungen für den Ausgangsanschluß und den Stiftkontakt führen, und daß der Verbindungskörper auf den Signalgeneracor aufgesetzt wird, während die Ausgangsanschlüsse durch die Durchlässe hindurch und in die Anschlußbohrungen für den Stiftkontakt hineingeführt werden.