JP2012532403A - 低コスト低プロファイルのリードセットコネクタ - Google Patents

Abstract

患者装着医用モニタリング装置１０は、リードセット２２をモニタリングユニット１６に接続するためのマルチチャネル電気コネクタ１８を有する。モニタリングユニット１６は、遠隔モニタリングの目的で、受信機ユニットに遠隔測定リンクを通じて患者の生理学的データをワイヤレスで送信することが可能である。マルチチャネル電気コネクタは、モニタリングユニット又はリードセットの一方に配置される第１及び第２のコネクタ素子４０、４２を有する。第1のコネクタ素子は、複数のリブ５０の間に配置される複数の剛性ピン４４を有する。第２のコネクタ素子は、互いに独立してたわむ可撓性導電パッド４６を保持する圧縮可能な基板を有する。コネクタ素子は、第1のコネクタ素子のピンが第２のコネクタ素子の可撓性導電パッドと電気的に係合するように構成される。

Description

本発明は、遠隔患者モニタリングに関する。本発明は、患者装着型の遠隔測定装置と共に使用されるＥＣＧリードセットのようなリードセットコネクタに特定の用途を見出す。

患者装着装置（patient worn device、ＰＷＤ）は、患者のバイタルサインを監視するために使用される。装置は、ポーチ、吊りひも、ベルトクリップ等によって一般に支持される装着可能なハウジング内にバッテリ電源を具備し、これは、患者の状態を連続的に監視する間、患者が通常通り動き回ることを可能にする。ある設計は、後の解析のために単に患者の生理学的データを記録し、他の設計は、ラジオリンクを通じて遠隔測定リンクによって生理学的データを送信する。生理学的信号は、中央モニタリング及び表示ステーションにワイヤレスで送信される。明らかな利点は、患者状態の悪化の即座の標示が利用可能であることである。

様々な生理学的データが、ＰＷＤにより測定されることができる。例えば、患者ＥＣＧ信号を監視するために使用されるＰＷＤは、一般に、胸部に取り付けられる３乃至５の電極を使用する。電極は、リードワイヤによって、装着可能なハウジング内の装置エレクトロニクスに接続される。ＳｐＯ_２、脈拍数、その他のような他の生理学的データは、多くの場合、同時に監視される。リードワイヤとハウジングとの間の取り外し可能な構造は、ハウジング上のフロントエンドに電気的に接続するリードセットコネクタにより実現される。従来のリードセットコネクタは、プリント回路基板に取り付けられる大きく嵩張る片側支持(cantilevered)された電気コネクタ素子を組み込む。片側支持された素子は、嵌合コネクタの接点と堅固に接続するようにバネバイアスされる。

医療機器は、一般に、使用後、その都度殺菌され又は消毒される。片側支持されたコネクタ素子は、細菌、ウイルス、その他が入り込む保護されたエリアに達することの困難さを与える。高温殺菌によってダメージを受ける可能性のある電子機器は、一般に、液体消毒薬により清浄される。空気が、片側支持された素子の下にトラップされることがあり、これは、液体消毒薬が細菌等に到達することを妨げる。液体消毒薬が片側支持された素子の下をフローする場合、幾らかそこにトラップされることになる。液体消毒薬は、多くの場合、細菌を攻撃するための酸のような強い化学物質であるので、それらの残量は、腐食を引き起こすことがありうる。更に、消毒薬の残量が蒸発するとき、それは残留物を残しうる。これは、コネクタの寿命を短くし、リードの幾つかが接続されないままになり又は不十分に接続される可能性につながる。

今日のリードセットコネクタは、製造するのが高価であり、清浄するのが困難であり、法律により命じられる安全要求に対処することを試みる場合に設計制約を有する。

本出願は、上述した問題及びその他を克服する、新しい改善されたマルチチャネルリードセットコネクタに供給する。

１つの見地により、医療装置において使用されるマルチチャネル電気コネクタが提示される。コネクタは、第２のコネクタ素子の圧縮可能な基板上の可撓性導電パッドと係合する複数のピンを有する第１のコネクタ素子を有する。

別の見地により、コネクタ素子を製造する方法が提示される。フレキシブル回路が、可撓性層上の複数の可撓性導電パッドにより製造される。フレキシブル回路は、弾性支持パッド上に組み付けられる。剛性表面及び２つのサイド部材をもつハウジングは、支持パッド上のフレキシブル回路とそれ自体の間に締まりばめを生成する。

１つの利点は、低減される費用にある。

別の利点は、消毒の容易さにある。

別の利点は、空間の効果的な利用にある。

本発明の他の利点は、以下の詳細な説明を読み、理解することにより、当業者に理解されるであろう。

本発明は、さまざまな構成要素及び構成要素の取り合わせ並びにさまざまなステップ及びステップの取り合わせの形をとりうる。図面は、好適な実施形態を説明することのみを目的とし、本発明を制限するものとして解釈されるべきでない。

患者装着医用モニタリング装置の概略図。 マルチチャネル電気コネクタの第２のコネクタ素子の一実施形態を示す斜視図。 マルチチャネル電気コネクタの第１のコネクタ素子の一実施形態を示す斜視図。 第１のコネクタ素子及びモニタリング装置の一実施形態を示す斜視図。 第１のコネクタ素子及びモニタリング装置の一実施形態を示す斜視図。 第１のコネクタ素子及びモニタリング装置の別の実施形態を示す斜視図。 第１のコネクタ素子及びモニタリング装置の別の実施形態を示す斜視図。 第１のコネクタ素子及びモニタリング装置の別の実施形態を示す斜視図。 第１のコネクタ素子及びモニタリング装置の別の実施形態を示す斜視図。 第１及び第２のコネクタ素子の別の実施形態を示す斜視図。 第１及び第２のコネクタ素子の別の実施形態を示す斜視図。 第１のコネクタ素子の分解図。 フレキシブル回路の拡大図。 ハウジングの斜視図。 第１のコネクタ素子の一部を示す斜視図。

図１を参照して、患者１２に位置付けられた患者装着医用モニタリング装置１０が示されている。患者装着医用モニタリング装置は、例えばＥＣＧ、ＳｐＯ_２、脈拍数、その他の生理学的データを検出するために患者に取り付けられ、例えば患者に接着される複数のセンサ１４を有する。センサ１４は、生理学的データを電気信号に変換し、電気信号は、マルチチャネル電気コネクタ１８を通じて、より詳しく以下に記述されるモニタリングユニット１６に供給される。リードセット２０は、マルチチャネル電気コネクタ１８及びセンサ１４に接続される。具体的には、リードセットは、例えば１０−２０又はそれ以上の複数のリードワイヤ２２を有する。リードワイヤ２２は、マルチチャネル電気コネクタ１８のチャネルに各々電気的に接続され、ＥＣＧシステムの場合はクリップ２４で終端する。クリップ２４は、特に使い捨ての電極でありうるセンサ１４に電気的に接続される。センサは、費用を低減するために、永久的にリードに固定されることができる。しかしながら、取り外し可能に取り付けられるセンサは、不良センサを容易に交換することを可能にし、各種センサが同時に使用されることを可能にする。モニタリングユニット１６は、例えばベルト２６により支持される。モニタリングユニットを支持する他の手段は、ポーチ、吊りひも、ストラップ、その他を含む。モニタリングユニットは、遠隔監視される患者のために、遠隔測定リンクを通じて受信機ユニット３０及び表示ユニット３２に生理学的データを送信するためのアンテナ２８を有する。

図２Ａ及び図２Ｂは、マルチチャネル電気コネクタ１８の部分断面の斜視図である。マルチチャネル電気コネクタは、モニタリングユニット１６の一部としての第１のコネクタ素子４０（図２Ｂ）と、リードセット１８の一部としての第２のコネクタ素子４２（図２Ａ）と、を有する。第１のコネクタ素子は、複数のピン４４を有し、これらのピン４４は、センサ１４とモニタリングユニットとの間の電気接続をもたらすために、第２のコネクタ素子の可撓性導電パッド４６を押す。

図３Ａ及び図３Ｂを参照して、第１のコネクタ素子４０の一実施形態が示されている。図３Ｂの拡大された斜視図に示されるように、第１のコネクタ素子は、モニタリングユニット１６に組み込まれる。第１のコネクタ素子は更に、別個の物品として製造され、ファスナ、接着剤、その他によりモニタリングユニットに固定されこともできることが理解されるべきである。ピン４４は、第１のコネクタ素子に、又はモニタリングユニット自体の中に収容されたプリント回路基板に、しっかりと取り付けられる。しっかりと取り付けられるピンは、従来の片側支持されたピンとは異なり、モニタリングユニットの製造及び修理費用を低減するだけでなく、第１のコネクタ素子の信頼性、消毒可能性及び寿命を改善する。モニタリングユニット及び第１のコネクタ素子は、例えば腐食性の消毒薬のような流体がオンボードエレクトロニクス又はピン自体にダメージを与えないように、密閉されることができる。

図４Ａ及び図４Ｂを参照して、第１のコネクタ素子の別の実施形態が示されている。図４Ｂの拡大された斜視図に示されるように、リブ５０が、第１のコネクタ素子の個別のピンの間に配置される。リブ５０は、例えば指によって生じうるピン同士の間の偶発的な短絡から、ユニットを保護する。リブは、国際電気標準会議（ＩＥＣ）の標準フィンガーセイフティテスト６０６０１−１によって命じられるような安全標準を満たすように寸法設計され、間隔をあけられる。テストプローブ５２は、図４Ｂに示されるように、リブの間に嵌まるにはあまりに大きい指の先端をシミュレートする。

当業者に理解されるように、ピン４４と可撓性導電パッド４６との間の嵌合構造の多くの変更が実現可能である。図２−図４に示されるように、ピン４４は、可撓性導電パッド４６に垂直に配置される。図５Ａ及び５Ｂを参照して、ピン及び可撓性導電パッドは、互いに並行に配置されることができる。第１のコネクタ素子は、この構造において、より長いプロファイルを有する。より長いプロファイルは、安全プローブ５２により示されるような標準フィンガーセイフティテスト６０６０１−１をパスする困難さを有する。

図６Ａ及び図６Ｂを参照して、ピン及び可撓性導電パッドは、互いにある角度をなして配置されることができる。これは、偶発的な切断のより高い可能性がある状況で適当でありうる、より短いプロファイルをもつ第１のコネクタを可能にすることができ、それにより、マルチチャネル電気コネクタに対するダメージが回避されることができる。ピンとパッドとの間の滑り運動が、消毒されることに起因する表面腐食又は堆積を排除する。

図７を参照して、第２のコネクタ素子４２が、分解図に関してより詳しく記述される。第２のコネクタ素子は、従来のフレキシブル回路構成を使用して製造されるフレキシブル回路６０を有する。概して、カプトン又はポリアリールエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）フィルムのようなポリアミドフィルムでありうる可撓性基板に結合される金属層を形成するために、金又は銅の導体が、化学エッチングされ又は電気メッキを施される。フレキシブル回路は更に、ポリエステル又は他の基板上にシルクスクリーン印刷されることが可能である。

可撓性導電パッド４４及び導電トレース６２が、フレキシブル回路の表面に配置される。導電トレースは、可撓性導電パッドをリードワイヤ２２に機能的に接続する。リードワイヤは、トレースの端部に、はんだ付けされ、圧着され、又はその他のやり方で接続される。一実施形態において、各可撓性導電パッドの周囲に部分的に沿ったＵ字型の切り込みは、パッドが、可撓性基板と独立してたわむことを可能にする。可撓性導電パッドの拡大図である図８は、可撓性基板６６の切り込み６４を示しており、かかる切り込みは、第１及び第２のコネクタ素子が連結されるとき、可撓性導電パッドが歪むことを可能にする。更に、基板の可撓性が許容できる場合、切り込みをもたない可撓性基板６６が更に企図され、これは費用を低減することが理解されるべきである。

図７に戻って、フレキシブル回路６０は、例えばシリコン、ＴＰＥ、ラバー、独立気泡発泡剤等の柔軟な弾性材料で作られる圧縮可能な支持パッド６８により支持される。２つのコネクタ素子が接続されるとき、圧縮可能な支持パッドは、持続的な電気接点を生成するために、可撓性導電パッド４４の裏側にピン４４の方向に一定の力を供給する。コンタクト接着剤が、フレキシブル回路６０に圧縮可能な支持パッド６８を結合し又は固定するために使用されることができ、それにより圧縮可能な基板７０を形成する。接着剤は更に、汚染物質が可撓性導電パッドの下に入り込むことを防ぐ。

圧縮可能な基板７０は、ハウジング７２によって囲まれ、ハウジング７２は、圧縮可能な基板上に持続的な圧縮を供給するように設計される締まりばめを生成するように寸法設計される。ハウジングは、ハウジングの一実施形態の拡大図を示す図９Ａ及び図９Ｂを参照して記述される。ハウジングは、一対の一体丁番６８によって２つのサイド部材７６の間に結合される剛性表面７４を有する。ヒンジ結合される場合、サイド部材の端部は、例えばスナップ機構又はその他によって互いに閉ざされることにより、締まりばめを形成する。サイド部材は、フレキシブル回路に取り付けられたリードワイヤ２２を、確実な位置に固定させるように働く。剛性表面は、各々の可撓性導電パッド４６の周囲に複数の開口を規定し、ピン４４及び必要に応じてリブ５０がパッドと嵌合することを可能にする。開口は、ＩＥＣによって標準フィンガーセイフティテスト６０６０１−１において命じられるような安全標準を満たすように設計される。ハウジングは、剛性の化学的耐性のある材料を使用して、従来の射出成形プロセスを使用して製造されることができる。しかしながら、他の製造プロセスもまた企図される。別の実施形態において、締まりばめを形成するために一緒にされる各々の部分の両方の端部にスナップ嵌合を有する２つの部分的ハウジング及びさまざまなジオメトリが更に企図される。

図７に戻って、圧縮可能な基板７０がハウジング７２に組み付けられると、オーバーモールディング部８０が、アセンブリ全体の上にモールド成形される。オーバーモールディング部は、第２のコネクタ素子４２を保護する柔軟な化学的耐性のある外側シェルである。第１及び第２のコネクタ素子が連結されると、オーバーモールディング部は、例えば摩擦嵌合又はその他によってモニタリングユニット１６に接続することにより、流体耐性のある密閉シールを生じさせ、それにより、第１及び第２のコネクタ素子の両方を保護し、コネクタ素子の切断を防ぐ。

本発明は、好適な実施形態を参照して記述されている。変形及び変更が、上述の詳細な説明を読み理解することにより当業者に思いつくことが可能である。このような変更及び変形が添付の請求項又はその等価なものの範囲内にある限り、本発明は、すべてのこのような変更及び変形を含むものとして構成されることが意図される。

Claims (19)

1. 医用装置用のマルチチャネル電気コネクタであって、
   複数のピンを有する第１のコネクタ素子と、
   可撓性導電パッドを保持する圧縮可能な基板を有する第２のコネクタ素子と、
   を有し、前記第１及び前記第２のコネクタ素子は、前記第１のコネクタ素子の前記ピンが前記第２のコネクタ素子の前記可撓性導電パッドと係合するように嵌合する、マルチチャネル電気コネクタ。
2. 各可撓性導電パッドが互いに独立してたわむ、請求項１に記載のマルチチャネル電気コネクタ。
3. 前記第１のコネクタ素子の前記ピンは、前記第２のコネクタ素子の前記可撓性導電パッドに対し垂直に嵌合する、請求項１又は２に記載のマルチチャネル電気コネクタ。
4. 前記第１のコネクタ素子の前記ピンが、前記第２のコネクタ素子の前記可撓性導電パッドに対しある角度をなして嵌合する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマルチチャネル電気コネクタ。
5. 前記圧縮可能な基板が、
   弾性材料の圧縮可能な支持パッドと、
   前記可撓性導電パッドを支持する可撓性層と、
   を有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマルチチャネル電気コネクタ。
6. 前記圧縮可能な支持パッドと反対側で前記可撓性層を囲むハウジングであって、前記圧縮可能な基板上に持続的な圧縮力を及ぼすように構成されるハウジングと、
   流体耐性がある密閉シールを生成するように構成されるオーバーモールディング部と、
   を更に有する、請求項５に記載のマルチチャネル電気コネクタ。
7. 前記ハウジングは、前記ピン及び前記可撓性導電パッドが嵌合することを可能にするように各可撓性導電パッドの周囲に開口を規定する、請求項６に記載のマルチチャネル電気コネクタ。
8. 前記第１のコネクタ素子が更に、前記ピンの間に配される複数のリブを有する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のマルチチャネル電気コネクタ。
9. 患者装着医用モニタリング装置であって、
   リードセットと、
   データを記憶し、処理し、送信するモニタリングユニットと、
   請求項１乃至８のいずれか１項に記載のマルチチャネル電気コネクタと、
   を有し、前記リードセットが、前記ピン及び前記可撓性導電パッドの一方と接続され、前記モニタリングユニットが、前記ピン及び前記可撓性導電パッドの他方と接続される、患者装着医用モニタリング装置。
10. 生理学的データを検出するために患者に取り付けられるセンサを更に有し、前記センサは、前記リードセットのリードと接続される、請求項９に記載の患者装着医用モニタリング装置。
11. 前記モニタリングユニットが、生理学的データをワイヤレスで送信するアンテナを有する、請求項９又は１０に記載の患者装着医用モニタリング装置。
12. ワイヤレス患者モニタリングシステムであって、
    生理学的データをワイヤレスで送信するように構成される請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の患者装着医用モニタリング装置と、
    前記患者装着医用モニタリング装置から生理学的データを受信する受信機と、
    前記生理学的データの画像表現を表示する表示ユニットと、
    を有するシステム。
13. コネクタを製造する方法であって、前記コネクタが、第１及び第２のコネクタ素子を有し、前記コネクタ素子の一方の製造が、
    非電導性の可撓性層上に配される複数の可撓性導電パッドを有するフレキシブル回路を製造するステップと、
    弾性材料から支持パッドを形成するステップと、
    前記支持パッドの外側表面上に前記フレキシブル回路を組み付けるステップと、
    ２つのサイド部材の間に剛性表面をもつハウジングを形成するステップと、
    前記ハウジング、前記フレキシブル回路及び前記支持パッドの間で締まりばめを生成するステップと、
    を含む方法。
14. 前記可撓性導電パッドが前記非導電性の可撓性層と独立してたわむように、各可撓性導電パッドの周囲に部分的に沿って前記非導電性の可撓性層に切り込みを入れるステップを更に含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記ハウジングの前記剛性表面が、各可撓性導電パッドに対応する複数の開口を有する、請求項１３又は１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 前記ハウジング上にオーバーモールディング部をモールド成形するステップを更に含み、前記オーバーモールディング部は、柔軟で、化学的耐性があり、流体耐性がある保護シェルである、請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 他方の前記コネクタ素子の製造が、
    各ピンが各可撓性導電パッドに対応する該ピンのアレイを製造するステップと、
    各ピンの間に配される複数のリブを形成するステップと、
    を含む、請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
18. コネクタを使用する方法であって、前記コネクタの第１の素子及び第２の素子を取り外し可能に接続することにより、可撓性導電パッドが剛性嵌合ピンとたわみ可能に係合されて、前記第１及び前記第２の素子の間に電気接続を形成する方法。
19. リードセットをモニタリングユニットに接続する方法であって、
    リードを、ピン及び可撓性導電パッドの一方に取り付けるステップと、
    前記モニタリングユニットを、前記ピン及び前記可撓性導電パッドの他方に取り付けるステップと、
    請求項１８に記載の方法によって、前記リードを前記モニタリングユニットに接続するステップと、
    を含む方法。

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