TWI818722B - 探針的電極製作治具與探針的製作製程 - Google Patents
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Abstract
一種探針的電極製作治具與探針的製作製程，探針的製作製程包含下列步驟：製備複數探針的電極製作治具；將複數電極製作治具以第一層支架相鄰之方式圍繞設置，相鄰二第一層支架之面相貼靠，第一層支架將第二層支架、複數電極和複數導線包圍在內；將一柱體放入複數電極製作治具中，複數導線圍繞柱體；將流體狀塑料填入柱體外部之複數導線與複數電極之間並待塑料固化；將複數第一層支架與複數第二層支架去除；以及，將柱體抽離。
Description
本揭露涉及醫學技術領域，尤指一種探針的電極製作治具與探針的製作製程。
腦部區域的神經核(nucleus)之間有許多神經纖維的連結，以視丘下核(Subthalamic Neucleus，STN)為例，為了產生動作的順暢性，視丘下核會產生電訊號活化其他的神經核，例如內側蒼白球(Globus pallidusinterna，GPi)，進而促使殼核(Putamen)產生多巴胺的分泌，而多巴胺會影響動作的啟動和停止。若這些神經網路無法啟動，則會導致因多巴胺分泌不足而動作僵硬或顫動等臨床症狀，這些就是巴金森氏症的典型臨床症狀。
除了藥物之外，目前也被普遍使用的一種方式是植入神經調節探針。該類探針上設有多個電極，每一電極連接電線。將電流經由電線輸入電極，藉由電極透過刺激視丘下核或內側蒼白球來達到活化神經網路的作用，改善患者的動作障礙問題。
由於需將該類探針植入人腦，因此探針的尺寸很小，連帶使得探針上的電極與電線的尺寸極小，很難保持電極陣列的一致性，導致探針的電極組裝製作困難，不僅製作精度難以提升，且製造成本高。
例如，若採用平面電極方式組裝，其構型無法具備平滑表面，溝隙易引致發炎反應沾黏。
此外，若採用半導體製程，雖然電極尺寸可以很小且數量多，但是材料和製程設備昂貴。
據此，如何發展出一種「探針的電極製作治具與探針的製作製程」，可降低電極與探針製作的難度、提升電極組裝的精度並降低製造成本，且探針表面平滑而不致引起發炎反應沾黏，是相關技術領域人士亟待解決之課題。
於一實施例中，本揭露提出一種探針的電極製作治具，其包含：第一層支架，於XY平面之相對兩側緣分別具有面，第一層支架的二面為可對應貼靠之形狀，兩側緣沿一X方向相互平行；複數電極，平行於XY平面且沿X方向排列；第二層支架，設置於第一層支架與複數電極之間，第二層支架之相對兩側分別與第一層支架及複數電極連接；以及複數導線，每一電極相對於與第二層支架連接之面連接一導線。
於一實施例中，本揭露提出一種探針的製作製程，其包含下列步驟：製備複數上述之探針的電極製作治具；將複數電極製作治具以第一層支架相鄰之方式圍繞設置，相鄰二第一層支架之面相貼靠，第一層支架將第二層支架、複數電極和複數導線包圍在內；將一柱體放入複數電極製作治具中，複數導線圍繞柱體；將流體狀塑料填入柱體外部之複數導線與複數電極之間並待塑料固化；將複數第一層支架與複數第二層支架去除；以及將柱體抽離。
100,100A:電極製作治具
10,10A:第一層支架
11,12:側緣
13,14:斜面
15:面
16,17:凹部
19A:長型鳩尾槽
20,20A:第二層支架
21,21A:支架單元
211A:第一連接件
212A:第二連接件
29A:長型鳩尾座
30:電極
31:第一面
32:第二面
33:第三面
34:第四面
35:第五面
36:第六面
40:導線
200:柱體
300:塑料
400:探針
410:通道
900:探針的製作流程
902~912:探針的製作製程的步驟
C:圓心
D1:距離
S1:截面
T1,T2:厚度
θ1,θ2:錐度
θ3,θ4:角度
圖1為本揭露之電極製作治具之一實施例之立體結構示意圖。
圖2為圖1實施例之部分分解結構示意圖。
圖3A為圖1實施例之前視結構示意圖。
圖3B為圖1實施例之左視結構示意圖。
圖3C為圖3B之電極之放大結構示意圖。
圖4A~4D為利用圖1實施例製作探針的流程示意圖。
圖5為利用圖1實施例製作之探針立體結構示意圖。
圖6為本揭露之電極製作治具另一實施例之立體結構示意圖。
圖7為圖6實施例之部分分解結構示意圖。
圖8A~8D為利用圖6實施例製作探針的流程示意圖。
圖9為利用本揭露所提供之電極製作治具製作探針之步驟流程圖。
以下係參照所附圖示詳細敘述本揭露之實施例。並且圖示中相同或類似的部位以相同的標號標示。圖式上的尺寸比例並非按照實際產品等比例繪製，因此並非作為限縮本揭露保護範圍之用。
請參閱圖1、圖2所示實施例，本揭露所提供之一種探針的電極製作治具100，其包含第一層支架10、第二層支架20、複數電極30及複數導線40。
第一層支架10、第二層支架20和複數電極30可以金屬列印方式製作一體成型。
第一層支架10於XY平面之相對兩側緣11、12分別具有一斜面13、14，兩側緣11、12沿X方向相互平行。
斜面13、14是由第一層支架10與第二層支架20連接之面15朝向第一層支架10之側緣11、12尺寸漸擴並沿著側緣11、12形成。
請進一步參閱圖3A至圖3C所示，第一層支架10相對兩側緣11、12分別具有斜面13、14，斜面13、14相對於XY平面所夾之錐度θ1、θ2二者互餘。例如，錐度θ1、θ2可分別為45度，或者分別為40度、50度，或者分別為30度、60度。
第一層支架10的尺寸依實際所需而設計，例如，第一層支架10垂直於XY平面的厚度T1小於或等於1公厘。第一層支架10之相對兩側緣11、12之間的距離D1介於1~10公厘之範圍。
第一層支架10相對兩側緣11、12分別具有一凹部16、17，使得第一層支架10於平行XY平面之截面之形狀呈H型。
請參閱圖3A至圖3C所示，第二層支架20設置於第一層支架10與電極30之間，第二層支架20之相對兩側分別與第一層支架10及30電極連接。
第二層支架20由複數支架單元21構成，每一支架單元21連接一電極30。
第二層支架20的尺寸依實際所需而設計，例如，第二層支架20的各支架單元21平行於XY平面的厚度T2介於1~5公厘之範圍。第二層支架20的各支架單元21與每一電極30之連接處22於平行XY平面之截面S1之外徑介於0.1~0.5公厘之範圍。第二層支架20的各支架單元21與每一電極30之連接處22於平行XY平面之截面S1之形狀呈圓形或方形。
請參閱圖2、圖3A~3C所示，複數個電極30以平行於XY平面且沿X方向排列設置，電極30包括一第一面31、一第二面32、一第三面33、一第四面34、一第五面35與一第六面36。
第一面31與第二層支架20連接；第二面32與第一面31相對設置；第三面設33置於第一面31與第二面32之間；第四面34與第三面33相對設置且於第一面31與第二面32之間；第五面35具有四邊分別
連接第一面31、第二面32、第三面33與第四面34；第六面36與第五面35相對設置，且第六面36具有四邊分別連接第一面31、第二面32、第三面33與第四面34。
第一面31中，分別與第三面33與第四面34連接之兩邊緣相互平行且平行於X方向。
請參閱圖3C所示，電極30於平行YZ平面之截面呈扇形，YZ平面垂直於XY平面。詳細來說，第五面35與第六面36為扇形。第一面31與第二面32為相同圓心C之凸弧面，第一面31與圓心C之距離大於第二面32與圓心C之距離。第三面33與第四面34之間具有一角度θ3，在一實施例中，角度θ3小於90度。
電極30的尺寸依實際所需而設計，例如，第一面31之弧度與圓心C之距離(即半徑)大於或等於0.5公厘且小於或等於1.27公厘。
請參閱圖1、圖2圖3B、圖3C所示，每一電極30相對於與第二層支架20之支架單元21連接之面(亦即第二面32)連接一導線40。詳細來說，導線40配置於電極30的第二面32上，且每一電極30與一導線40相連接。導線40的尺寸依實際所需而設計，例如，導線40之直徑可介於0.1~0.3公厘之範圍。
請參閱圖4A~4D所示，說明利用圖1之電極製作治具100製作探針的流程。圖4A~4D是由電極製作治具100的側視角度觀之。
請參閱圖4A所示，其顯示製備有四個電極製作治具100。將四個電極製作治具100以第一層支架10相鄰之方式圍繞設置，各電極製作治具100之第一層支架10相鄰位於最外圍，相鄰二第一層支架10之斜面
13、14相貼靠，以將第二層支架20、複數電極30和複數導線40包圍在內。
由於斜面13、14之錐度θ1、θ2互餘，因此四個電極製作治具100的第一層支架10可構成一個矩形，如圖4B所示。換言之，依所使用的電極製作治具100的數目而定，第一層支架10的二斜面13、14為可對應貼靠之形狀。
請參閱圖4C所示，將一柱體200放入複數電極製作治具100中，複數導線40圍繞柱體200。柱體200可為實心或空心圓柱體。
接著，將流體狀塑料300填入柱體200外部之複數導線40與複數電極30之間並待塑料固化。塑料之材質可為矽氧樹脂(Silicone)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚乙二醇(PEG)其中之一。
請參閱4D所示，將第一層支架10與第二層支架20去除；可以裁切或研磨或其他適當的方式將第一層支架10與第二層支架20同時去除，同時適當研磨整體表面。裁切後的第一層支架10與第二層支架20可利用熱融方式回收再利用。在一實施例中，由於製程最終需要將複數電極30與第二層支架20分離，因此第二層支架20與每一電極之連接觸22於平行XY平面之截面S1可小於或等於第二層支架20於平行XY平面之最大截面面積，以便於裁切分離製程。
而後將中心的柱體200抽離，即可形成如圖5所示探針400之態樣。
請參閱圖5所示，探針400呈長條狀，其中心具有一通道410，可供工具伸入。探針400具有四環四個電極30，共計十六個電極。每一電
極30皆連接一導線40。導線40延伸於探針400外一所需長度(如虛線所示)，並非代表截斷於探針400內。
探針400的表面於製作過程中經適當研磨，因此具有平滑的表面，置入患者體內之後，不會因表面的溝隙而引致發炎反應沾黏。
請參閱圖6及圖7所示實施例，本揭露所提供之一種探針的電極製作治具100A，其包含第一層支架10A、第二層支架20A、複數電極30及複數導線40。
圖6及圖7所示實施例基本維持與圖1及圖2所示實施例之架構，但要注意的是，圖6及圖7所示實施例之第一層支架10A與第二層支架20A可分離地相連接。
第一層支架10A沿X方向具有一長型鳩尾槽19A。第二層支架20A沿X方向具有一長型鳩尾座29A。長型鳩尾座29A可以滑入的方式與長型鳩尾槽19A相嵌合。
此外，第二層支架20A由複數支架單元21A構成，每一支架單元21A連接一電極30。
每一支架單元21A由一第一連接件211A與一第二連接件212A構成。第一連接件211A是由電極30之底部垂直於XY平面延伸一長度。第一連接件211A之相對兩側分別連接電極30與第二連接件212A。第二連接件212A之相對兩側分別連接第一連接件211A與長型鳩尾座29A。
第一連接件211A與第二連接件212A之間具有一角度θ4，角度θ4的尺寸例如介於90~180度之範圍。
請參閱圖8A~8D所示，說明利用圖6之電極製作治具100A製作探針的方法。圖8A~8D是由電極製作治具100A的側視角度觀之。
請參閱圖8A所示，其顯示製備有四個電極製作治具100A。將四個電極製作治具100A以第一層支架10A相鄰之方式圍繞設置，各電極製作治具100A之第一層支架10A相鄰位於最外圍，相鄰二第一層支架10A之斜面13A、14A相貼靠，以將第二層支架20A、複數電極30和複數導線40包圍在內。
請參閱圖8B所示，由於斜面13A、14A之錐度θ1、θ2互餘，因此四個電極製作治具100A的第一層支架10A可構成一個矩形。
將一柱體200放入複數電極製作治具100A中，複數導線40圍繞柱體200。
接著，將流體狀塑料300填入柱體200外部之複數導線40與複數電極30之間並待塑料固化。
請參閱8C、8D所示，將第一層支架10與第二層支架20去除；由於第一層支架10A與第二層支架20A可分離地相連接，因此先將第一層支架10A抽離，再以裁切或研磨方式將與第二層支架20A去除，同時適當研磨整體表面。抽離的第一層支架10A可再利用，裁切後的與第二層支架20可利用熱融方式回收再利用。
而後將中心的柱體200抽離，可形成如圖5所示探針400之態樣。
在上述之實施例中，雖以四個電極製作治具圍繞來製作探針，然而在其他實施例中，亦可使用兩個、三個或是更多數量的電極製作
治具圍繞來製作探針，並不以所列舉者為限。依所使用的電極製作治具的數目而定，第一層支架的二面為可對應貼靠之形狀。
請參閱圖4A~4D及圖9所示，歸納以上所述，本揭露所提供之一種探針的製作流程900，其包含下列步驟：
步驟902：製備複數電極製作治具100。
步驟904：將複數電極製作治具100以第一層支架10相鄰之方式圍繞設置，各電極製作治具100之第一層支架10相鄰位於最外圍，相鄰二第一層支架10之斜面13、14相貼靠，以將第二層支架20、複數電極30和複數導線40包圍在內。
步驟906：將一柱體200放入複數電極製作治具100中，複數導線40圍繞柱體200。
步驟908：將流體狀塑料300填入柱體200外部之複數導線40與複數電極30之間並待塑料固化。
步驟910：將複數第一層支架10與複數第二層支架20去除。
步驟912：將柱體抽離。
上述步驟同樣適用於圖8A~8D所示以電極製作治具100A製作探針。
綜上所述，本揭露所提供之探針的電極製作治具與探針的製作製程，將多個電極成型於雙層支架上形成電極製作治具，再將複數電極製作治具圍繞設置，填入塑料並固化後，將支架去除，即可形成所需之探針；不僅可降低電極製作的難度、提升電極組裝的精度，並可回收支架組再利用，降低製造成本，且探針表面平滑而不致引起發炎反應沾黏。
雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:電極製作治具
10:第一層支架
11,12:側緣
13,14:斜面
15:面
16,17:凹部
20:第二層支架
30:電極
40:導線
Claims (23)
- 一種探針的電極製作治具，其包含：第一層支架，於XY平面之相對兩側緣分別具有面，且該二面為可對應貼靠之形狀，該兩側緣沿X方向相互平行；複數電極，平行於該XY平面且沿該X方向排列；第二層支架，設置於該第一層支架與該複數電極之間，該第二層支架之相對兩側分別與該第一層支架及該複數電極連接；以及複數導線，每一該電極相對於與該第二層支架連接之面連接一該導線。
- 如請求項1之探針的電極製作治具，其中該二面是由該第一層支架與該第二層支架連接之面朝向該第一層支架之該側緣尺寸漸擴，沿著該側緣形成之斜面。
- 如請求項2之探針的電極製作治具，其中該二斜面相對於該XY平面所夾之錐度二者互餘。
- 如請求項1之探針的電極製作治具，其中該第一層支架相對該兩側緣分別具有一凹部，該第一層支架於平行該XY平面之截面之形狀呈H型。
- 如請求項1之探針的電極製作治具，其中該第二層支架由複數支架單元構成，每一該支架單元連接一該電極。
- 如請求項1之探針的電極製作治具，其中該第二層支架與每一該電極之連接處於平行該XY平面之截面之外徑介於0.1~0.5公厘之範圍。
- 如請求項1之探針的電極製作治具，其中該第二層支架與每一 該電極之連接處於平行該XY平面之截面之形狀呈圓形或方形。
- 如請求項1之探針的電極製作治具，其中該電極包括：一第一面，與該第二層支架連接；一第二面，與該第一面相對設置；一第三面，設置於該第一面與該第二面之間；一第四面，與該第三面相對設置且於該第一面與該第二面之間；一第五面，其具有四邊分別連接該第一面、該第二面、該第三面與該第四面；以及一第六面，與該第五面相對設置，且其具有四邊分別連接該第一面、該第二面、該第三面與該第四面。
- 如請求項8之探針的電極製作治具，其中該第一面分別與該第三面與該第四面連接之兩邊緣相互平行且平行於該X方向。
- 如請求項8之探針的電極製作治具，其中該電極於平行YZ平面之截面呈扇形，該YZ平面垂直於該XY平面，該第一面與該第二面為相同圓心之凸弧面，該第一面與該圓心之距離大於該第二面與該圓心之距離，該第三面與該第四面之間具有一角度。
- 如請求項10之探針的電極製作治具，其中該第一面之弧度與該圓心之半徑大於或等於0.5公厘且小於或等於1.27公厘。
- 如請求項10之探針的電極製作治具，其中該角度小於90度。
- 如請求項1之探針的電極製作治具，其中該第一層支架垂直於該XY平面的厚度小於或等於1公厘。
- 如請求項1之探針的電極製作治具，其中該第二層支架平行 於該XY平面的厚度介於1~5公厘之範圍。
- 如請求項1之探針的電極製作治具，其中該第一層支架之相對兩該側緣之間的距離介於1~10公厘之範圍。
- 如請求項1之探針的電極製作治具，其中該導線之直徑介於0.1~0.3公厘之範圍。
- 如請求項1之探針的電極製作治具，其中該第一層支架與該第二層支架可分離地相連接。
- 如請求項17之探針的電極製作治具，其中該第一層支架沿該X方向具有一長型鳩尾槽，該第二層支架沿該X方向具有一長型鳩尾座，該長型鳩尾座與該長型鳩尾槽相嵌合。
- 如請求項18之探針的電極製作治具，其中該第二層支架由複數支架單元構成，每一該支架單元連接一該電極，且每一支架單元由一第一連接件與一第二連接件構成，該第一連接件之相對兩側分別連接該電極與該第二連接件，該第二連接件之相對兩側分別連接該第一連接件與該長型鳩尾座，該第一連接件與該第二連接件之間具有一角度，該角度介於90~180度之範圍。
- 如請求項19之探針的電極製作治具，其中該第一連接件是由該電極之底部垂直於該XY平面延伸一長度。
- 一種探針的製作製程，其包含下列步驟：製備複數如請求項1-20任一所述之探針的電極製作治具；將複數該電極製作治具以該第一層支架相鄰之方式圍繞設置，相鄰二該第一層支架之該面相貼靠，該第一層支架將該第二層支架、該複數電極 和該複數導線包圍在內；將一柱體放入該複數電極製作治具中，該複數導線圍繞該柱體；將流體狀塑料填入該柱體外部之該複數導線與該複數電極之間並待該塑料固化；將該複數第一層支架與該複數第二層支架去除；以及將該柱體抽離。
- 如請求項21之探針的製作製程，其中該第一層支架、該複數電極和該第二層支架是以金屬列印方式製作而成。
- 如請求項21之探針的製作製程，其中該複數第一層支架與該複數第二層支架是以裁切或研磨方式去除。
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