磁性连接器组件的制作方法

磁性连接器组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种磁性连接器组件，其包括第一部件以及能够连接至该第一部件的第二部件；尤其涉及一种将用于接合至主体身体的电极连接至医疗设备的连接器的磁性连接器组件。
【背景技术】
[0002]被接合至主体皮肤的生理电极能够接收人体所生成的电信号，该电信号随后被用来监视生理功能(诸如心率和肌肉活动)，和/或能够向身体传递电信号以例如刺激肌肉收缩或缓解疼痛。
[0003]例如，经皮神经电刺激(TENS)是一种经由两个或多个皮肤安装电极向主体的身体部分施加电流的技术。TENS治疗通常要求电流在每天中相当数量的时间被应用于身体，包括在主体进行其日常活动的同时。在无线TENS中，TENS设备(其生成电流)被直接放置在接合至主体皮肤的电极上。图1示出了无线TENS系统，其包括TENS设备10、两个电极12、14，以及被用来对主体18的背部下方进行治疗的远程控制16。优选地，TENS设备的大小要非常有限以防止移动受阻并且确保在佩戴于衣服下时是舒适的。TENS设备的构造高度因此是非常重要的因素，其明显受到用来将TENS设备连接至电极的连接器的类型的影响。
[0004]此外，TENS用户的关键益处在于能够轻易地连接TENS设备并且将其从电极断开连接，因此在难以触及到身体位置(例如，背部)的情况下促成将设备放置在电极上。易于使用的连接器对于其手部和手指的使用已经有所减少(例如，由于受到骨关节病的影响)的主体而目也是必需的。
[0005]包括用于TENS的那些在内的已知皮肤电极通常使用机械连接而被连接至医疗设备(诸如TENS设备)。例如，典型的电极具有公搭扣结构，其被配置为与医疗设备连接器的母接纳部分形成扣合连接。这样，需要力度将电极从医疗设备连接器进行连接和断开连接。这使得这样的连接器难以被无法轻易施加所期望数量的力度的用户所使用。这还使得与位于软体部分(诸如胃部)上的电极的连接非常困难或不可能实现，因为这样的身体部分并未提供针对其按压的稳固支撑。这还使得与位于(例如，已经受伤的)疼痛身体部分上的电极的连接令人感到不快；因为所需要施加的力度可能导致更加疼痛以及不适。
[0006]将医疗设备连接器与电极进行连接的这些困难可能导致不正确的连接，降低利用该医疗设备所执行的治疗或监视的效能。
[0007]为了克服这些问题，已经提出了使用磁性连接器将医疗设备连接至电极。例如，W02011/151742描述了一种电极组件，其包括电极和连接器，其中该电极和连接器之间的连接通过在该连接器组件中所提供的磁性耦合至该电极中的磁体或磁化材料的磁体而形成。
[0008]US4112941A公开了一种连接器组件，其具有包含磁体的连接器以及用于与电极的延长竖立接触元件相配的开孔。在开口中提供额外的空隙以允许将来自电极的连接器不受阻碍地刻意断开连接。
[0009]KR20110120483公开了一种端子连接模块，其包括具有磁体部分的第一连接主体以及具有能够连接至该第一磁体部分的相对应磁体部分的第二连接主体。当被连接时，第一和第二主体中的端子部分互相电接触。
[0010]US2011/171837示出了一种连接器系统，其具有分别部署在第一和第二线缆周围的多个磁性元件。此外，至少一个引导元件可以被配置为将线缆进行正确定向。

【发明内容】

[0011]本发明提供了根据权利要求1的第一连接器部件，以及根据权利要求7和9的第二连接器部件。优选实施例在从属权利要求中有所公开。
[0012]根据本发明的第一方面，提供了一种磁性连接器组件，包括限定了第一连接表面的第一连接器部件和限定了第二连接表面的第二连接器部件，该第二连接器部件能够连接至第一连接器部件，其中当第一连接器部件和第二连接器部件被连接时，它们限定了第一连接表面在其上与第二连接表面重叠的连接区域，而使得电信号能够在该连接区域中第一连接表面的至少一部分与第二连接表面的至少一部分之间进行传送；并且该第一连接器部件和第二连接器部件中的至少一个包括磁体，并且该第一连接器部件和第二连接器部件中的至少另外一个包括可磁化材料，而使得当第一连接器部件和第二连接器部件进行连接时，第一和第二连接表面通过磁力互相吸引；并且其中该第一和第二连接器部件被部署为使得该第一和第二连接表面之间的磁力在该连接区域的第一部分中比该连接区域的第二部分中明显更弱。
[0013]为了提供足够强的连接以保持例如TENS系统中的磁性连接器组件的第一和第二连接器部件之间的良好电接触，并且确保不会轻易发生意外的连接断开，期望第一和第二连接器部件之间的总体磁力尽可能强。然而，这必须相对于用户能够轻易在期望时轻易将第一和第二连接器部件断开连接的需求进行平衡。所请求保护的发明的实施例有利地支持一种磁性连接器组件，其中第一和第二连接器部件之间的总体磁力特别强，因为它们提供了该磁力的局部弱化。由于该局部弱化仅在例如在而特定位置和/或以特定方向应用断开连接的力时才被体验到，所以该连接器组件对于意外连接断开的抵御性并未明显受到影响。然而，了解实施断开连接的最优方式的用户能够通过其而将第一和第二连接器部件分开的便利明显有所改善。因此，该磁性连接器组件能够采用更强的磁体，这改善了电连接并且降低了意外断开连接的风险。
[0014]第一连接器部件和第二连接器部件可以被配置为使得当被连接时，该磁体和可磁化材料之间的间距在对应于该连接区域的第一部分的第一点处大于对应于该连接区域的第二部分的第二点处。该磁性连接器组件可以被配置为使得该连接区域的第一部分中的第一和第二连接表面之间的磁力与该连接区域的第二部分中的第一和第二连接表面之间的磁力之间的差异至少为2牛顿。
[0015]第一和第二连接表面之一可以包括被布置为与第一和第二连接表面中的另外一个上相对应的凹槽相啮合的凸块，从而基本上防止第一和第二连接表面之间的相对横向移动同时允许其相对旋转。
[0016]根据第二方面，本发明进一步提供了一种第一连接器部件，其能够连接至第二连接器部件而使得可以在其间传送电信号，该第一连接器部件包括:第一连接表面，其被布置为能够与第二连接器部件上相对应的第二连接表面相啮合而使得能够在第一连接表面和第二连接表面之间传送电信号；和包括可磁化材料的目标；其中该第一连接器部件的特征在于被布置为使得在被暴露于基本上统一的磁场时，该连接表面的第一区域所经受到的磁力基本上比该连接表面的第二区域所经受到的磁力更弱。
[0017]该连接表面的第一区域可以相邻该连接表面的边缘进行定位。该第一连接器部件可以被布置为使得该目标的表面形成该连接表面的至少一部分。该第一连接器部件可以被布置为使得该目标还包括非可磁化材料，并且使得该第一连接表面的第一区域对应于该目标中包括该非可磁化材料的部分，并且该连接表面的第二区域对应于该目标中包括可磁化材料的部分。
[0018]该目标中包括可磁化材料的部分的形状可以关于第一连接表面的中心是非对称的，而使得该第一连接器部件中紧靠第一连接表面的第一半部之下的体积中所包含可磁化材料的数量大于该第一连接器部件中紧靠第一连接表面的第二半部之下的体积中所包含可磁化材料的数量，并且其中该第一连接表面的第一区域包含于该第二半部之内。该目标中包含可磁化材料的部分在垂直于该连接表面的方向可以具有非一致的厚度，而使得该第一连接器部件中紧靠第一连接表面的第一半部之下的体积中所包含可磁化材料的数量大于该第一连接器部件中紧靠第一连接表面的第二半部之下的体积中所包含可磁化材料的数量，并且其中该第一连接表面的第一区域包含于该第二半部之内。
[0019]该第一连接器部件可以进一步包括柔性材料层，其具有被配置为附接至主体的身体组织的附着表面而使得电信号能够在该附着表面和身体组织之间进行传送，其中该附着表面的至少一部分电连接至该第一连接表面，并且其中该柔性材料层和目标通过销栓而以夹层布置形式被固定在一起。
[0020]根据第三方面，本发明进一步提供了一种第二连接器部件，其能够连接至第一连接器部件而使得可以在其间传送电信号，该第二连接器部件包括:第二连接表面，其被配置为能够与第一连接器部件上相对应的第一连接表面相接合而使得能够在第二连接表面和第一连接表面之间传送电信号；和包括磁性材料的磁体；其中该第二连接器部件的特征在于被布置为使得该第二连接表面的第一区域处的磁场强度比该第二连接表面的第二区域处的磁场强度明显更弱。
[0021]该磁体的形状和/或位置可以关于该第二连接表面的中心是非对称的，而使得该第二连接器部件中紧靠第二连接表面的第一半部之下的体积中所包含磁性材料 的数量大于该第二连接器部件中紧靠第二连接表面的第二半部之下的体积中所包含磁性材料的数量，并且其中该第二连接表面的第一区域包含于该第二半部之内。该第二连接器部件可以被布置为使得该磁体中对应于该第二连接表面的第二区域的第一部分包括该磁性材料，并且该磁体中对应于该第二连接表面的第一区域的第二部分包括另外不同的磁性材料，并且该磁性材料所生成的磁场强于该另外的磁性材料所生成的磁场。
[0022]该第二连接器部件可以进一步包括磁体外壳，其至少部分包围该磁体并且形成该第二连接表面的至少一部分。该磁体外壳可以部分包括磁性透明材料并且可以部分包括可磁化材料，而使得该磁体外壳中包括可磁化材料的部分形成该第二连接表面的第一区域并且该磁体外壳中包括磁性透明材料的部分形成该第二连接表面的第二区域。该磁体外壳可以被定形而使得该磁体和第二连接表面之间的间隔在对应于该第二连接表面的第一区域的第一点处大于对应于该第二连接表面的第二区域的第二点处。
[0023]该磁性材料可以包括钕。
[0024]根据第四方面，本发明进一步提供了一种经皮神经电刺激装置(20)，其包括如以上所描述的磁性连接器组件；和/或如以上所描述的第一连接器部件；和/或如以上所描述的第二连接器部件。
【附图说明】
[0025]为了更好地理解本发明以及更为清楚地示出其可以如何实施，现在将仅通过示例参考附图，其中:
[0026]图1示出了使用中的现有技术的TENS系统；
[0027]图2示出了根据一个实施例的TENS设备和用于随TENS设备使用的电极；
[0028]图3是根据一个实施例的通过包括第二连接器部件的医疗设备的截面图；
[0029]图4是根据一个实施例的第二连接器部件的放大截面图；
[0030]图5示出了根据第一可选实施例的第二连接器部件；
[0031]图6示出了根据第二可选实施例的第二连接器部件；
[0032]图7示出了通过根据一个实施例的第二连接器部件的截面图，其连接至根据一个实施例的第一连接器部件；
[0033]图8示出了根据一个实施例的包括第一连接器部件的电极的放大截面图；
[0034]图9示出了根据可替换实施例的用于第一连接器部件的三个示例性目标；和
[0035]图10示出了根据另外的可替换实施例的第一连接器部件。
【具体实施方式】
[0036]图2示出了用于向主体(患者)的身体部分应用电信号的系统20。系统20包括用于生成电信号的医疗设备22，以及用于附接至接收该医疗设备22所生成的电信号的主体的皮肤并且将它们传送至主体的身体组织之中的第一和第二电极24、26。系统20包括根据本发明实施例的第一和第二磁性连接器组件。每个磁性连接器组件包括第一连接器部件28和第二连接器部件30，第二连接器部件30能够连接至该第一连接器部件而使得能够在第一和第二连接器部件28、30之间传送电信号。每个第一连接器部件具有第一连接表面并且每个第二连接器部件具有第二连接表面。当第一和第二连接器部件进行连接时，第一和第二连接表面至少部分或完全重叠。该重叠的区域随后将被称作连接区域。图2所示的系统是无线TENS系统，其包括TENS设备以及第一和第二可皮肤安装的电极，但是将要意识到的是，本发明的磁性连接器组件可以随任意医疗设备-电极系统使用，并且实际上随其中第一组件需要机械和电气耦合至第二组件的任意系统使用，以及随任意数量的电极使用。
[0037]每个磁性连接器组件被布置为使得第二连接表面和第一连接表面之间的磁力在该连接区域的第一部分中弱于该连接区域的第二部分，这例如是由于磁场在第一部分中较弱。通过在磁场中引入局部弱势，该位置的连接力度变得较低并且促成了连接断开。优选地，该连接区域中磁力较弱的第一部分位于该连接区域的边缘。这意味着将第一和第二连接器部件28、30断开连接所需的力度随着位置以及施加力度的方向而变化。
[0038]优选地，该连接区域的第一部分中的磁力与该连接区域的第二部分中的磁力之间的差异处于I至1N的范围内。优选地，该连接区域的第一部分中的磁力与该连接区域的第二部分中的磁力之间的差异至少为2N。
[0039]有利地，这意味着在该连接区域的第一区域处或附近通过向第一和第二连接器部件28、30之一或二者的边缘施加分开的力比在其它地方施加力(例如，向第一和/或第二连接器部件的中心施加垂直的力，或者以任意方向向第一和/或第二连接器部件中对应于连接区域的第二区域的边缘施加力)更容易将第一和第二连接器部件28、30断开连接。希望将第一和第二连接器部件28、30断开连接的用户将知道在何处施加分开的力最为有效(例如，通过标签或者在设备外壳上对应于连接区域的第一区域的位置所提供的其它触觉和/或可视指示)，并且因此将发现这样断开连接是相对容易的。然而，意外施加于第一和/或第二连接器部件28、30的力(例如，如果主体由于擦拭家具上的物品而撞到该医疗设备)将不太可能以利用连接区域的第一部分中较弱的磁力所必要的确切地方和方式被施加。
[0040]在连接器部件之间的磁力中提供局部弱势另外的优势包括使得连接器组件更易于被其手指和/或手部的使用受限的主体所使用，使得连接器更易于在位于主体可能难以施加任何明显程度的力的难以触及的身体部分上时使用，并且在连接器组件随皮肤安装的电极使用时使得断开连接的体验令主体感到较少的不适，原因在于与将普遍用于该应用的许多现有技术的连接器组件断开连接所需的拉力相比，被传送至电极的粘贴安装的拉力有所减小。
[0041]下文中将对能够实现第一和第二连接器部件28、30之间的磁力中这样的局部弱化的方式的示例进行讨论。
[0042]在该示例中，医疗设备22包括通过引线34连接的第一和第二元件32。每个元件32被布置为连接至相应电极24、26，并且因此每个元件32包括第二连接器部件30。如能够从图3的实施例所看到的，每个元件32具有外壳34。优选地，该外壳由诸如塑料材料之类的廉价、轻质且惰性的材料所形成。外壳34内包含有用于生成电流的电子构件36的封装，包括电池以及用于从遥控接收控制信号的接收器。第二连接器部件30位于电子构件36下方。第二连接器部件30利用引线、焊点连接或者本领域技术人员所知的形成电连接的任意其它适当方式电连接至电子组件36，而使得电子组件36所生成的电信号被传送至第二连接器部件30。在元件32的底部表面，外壳34包括大小与第二连接器部件30相适应的开孔，而使得第二连接器部件30的底部表面38形成元件32的底部表面的一部分。第二连接器部件30的底部表面38被配置为与第一连接器部件28形成电连接，并且因此将在随后被称作第二连接表面。
[0043]从图3能够意识到的是，第二连接器部件30对元件32的高度作出了显著贡献，并且因此期望第二连接器部件30尽可能薄。
[0044]图4图示了根据本发明实施例的示例性第二连接器部件30的内部构造。第二连接器部件30的核心处是磁体40。优选地，磁体40为环形。优选地，磁体40是稀土磁体，例如钕磁体。将要意识到的是，给定大小的钕磁体与其它相同大小的磁体相比提供特别强的磁场，因此允许磁体40非常小。根据一个示例实施例，该磁体的直径小于17mm并且该磁体的厚度小于3mm。根据另一个示例，该磁体的直径小于1mm并且该磁体的厚度小于1.5mm。如同其它磁性材料或其它形状的磁体一样，可以使用其它直径和厚度而并不背离本发明的范围。优选地，该磁体应当生成足够强的磁场而使得将第一连接器部件从第二连接器部件断开连接所需的力在以垂直于第二连接器部件的平面的方向被施加时至少为15N。该磁体可以被涂覆以一层诸如镍的导电材料。
[0045]在一些实施例中，该磁体可以包括两种或更多的不同磁性材料。该两种或更多的不同磁性材料可以产生不同强度的磁场。在这样的实施例中，包括第一较弱的磁体材料的磁体部分可以直接位于第二连接表面的第一区域上方，并且包括第二较强的磁性材料的磁体部分可以直接位于第二连接表面的第二区域上方，而使得第一区域的磁场强度弱于第二区域的磁场强度。在其它可替换实施例中，磁体40可以包括多个磁体。该多个磁体中的每一个可以为相等强度。可替换地，该多个磁体中的一些可以比该多个磁体中的其它更强。在这样的实施例中，相对较弱的磁体可以直接位于第二连接表面的第一区域上方，并且相对较强的磁体可以直接位于第二连接表面的第二区域上方，而使得第一区域中的磁场强度弱于第二区域的磁场强度。
[0046]在图4所示的实施例中，环形磁体40被包裹在盖42和外壳44之间，它们用来对磁体进行保护以免其在第二连接器部件30和/或医疗 设备22的构造和/或使用期间受到损坏。盖42覆盖磁体的顶部表面和外部侧壁。盖42可以由可磁化材料形成，例如铁磁材料。可替换地，盖42可以包括诸如塑料材料的电绝缘材料。可替换地，盖42可以包括非可磁化材料和电绝缘材料。如果盖42包括可磁化材料，则所形成的磁体40的顶部和侧面在可磁化材料中的封装的效果是将该磁体所产生的磁场集中于第二连接表面，这是因为可磁化材料吸收了其它方向的磁场。这样的封装允许给定大小的磁体生成更大磁力(因此使得能够使用更小的磁体)。此外，磁体40的顶部和侧面通过包括可磁化材料的盖42所进行的封装保护了电子组件36免于受到磁体所生成的漏磁场辐射的影响(即，盖42用作磁屏蔽)。如果该盖由电绝缘材料所制成，则在该盖子中提供电连接以允许电信号从电子构件36传送至连接表面38。
[0047]外壳44覆盖了磁体40的内部侧壁和底部表面，并且在侧壁周围通过外部侧壁的至少一部分向上延伸，而使得磁体40完全被外壳44和盖42所封装。可以提供多个接头46 (例如3个，图4中仅能看到其中两个)以从外壳44向外辐射延伸从而提供将第二连接部件30在元件32内固定就位的装置。外壳44的底部表面形成通过其与第一连接部件28形成电连接的连接表面38。
[0048]由于磁体40 (和外壳44)根据该实施例为环形，所以有效地在第二连接表面38中形成凹槽。该凹槽可以接纳设在第一连接器部件的连接表面上的相对应的凸块或接触柱。该突起和凹槽之间的协同操作防止了第一和第二连接表面之间的横向移动。优选地，该突起和凹槽被配置为在第二连接器部件被连接至第一连接器部件时允许其间的相对旋转。优选地，该突起和凹槽为圆形。优选地，该凸块和凹槽基本上在它们相应的连接表面的中心处提供。在第一连接器部件和第二连接器部件被连接时允许它们之间的相对旋转有助于确保主体的移动自由度不会在佩戴TENS设备时受到限制。这在其它情形中也是有利的，例如包括当在物理治疗期间使用皮肤安装的电极进行肌肉刺激时。
[0049]该突起和凹槽之间的协同操作的优势还在于促成了第一和第二连接器部件更为容易的定位和耦合。
[0050]外壳44优选地由非可磁化材料制成。外壳44可以由非可磁化金属(例如，不锈钢或铝)制成。外壳44可以包括可磁化材料的一部分。可替换地，外壳44可以由电气和磁性透明材料(即，并不对磁场造成影响的材料)制成，诸如塑料材料或非可磁化金属。外壳44可以部分由电绝缘材料形成并且部分由导电材料形成。如以上所提到的，如果外壳44完全由电绝缘材料所制成，则提供电连接以允许电信号被传送至第二连接表面38。如果外壳44的底部部分由诸如铁磁材料之类的可磁化材料所形成，则连接表面38处的磁场强度与外壳44的底部部分由磁性透明材料所形成或者不存在外壳44的情况相比将会更小。磁场强度随着与磁体表面的距离而减小，因此外壳44的底部部分的厚度将会影响连接表面38处的磁场强度。
[0051]在根据本发明实施例的一些第二连接部件中，连接表面的第一区域的磁场强度弱于该连接表面的第二区域的磁场强度。在图4所示的具体示例中，这利用由两种不同材料所形成的外壳44的底部部分来实现。第一外壳部件46由可磁化材料所形成，其将“吸收”磁场并且因此将形成磁场强度的局部减弱。第二外壳部件48由磁性透明材料所形成。在一些实施例中，第二外壳部件48基本上包括空气间隙。在一些实施例中，第二外壳部件48包括塑料材料。在可替换实施例中，第二外壳部件48包括非可磁化金属(例如，不锈钢或铝)。如果第一或第二外壳部件46、48中的任何一个都不包括导电材料，则提供电连接以跨外壳44传送电信号。
[0052]在这样的实施例中，可磁化材料具有吸收磁场的效果，从而连接表面上由第一外壳部件46所形成的区域上的磁场强度明显弱于连接表面上由第二外壳部件48所形成的区域上的磁场强度(因为该节段包括并不吸收磁场的磁性透明材料)。优选地，第二外壳部件48的面积大于第一外壳部件46的面积。
[0053]在可替换实施例中(未示出)，类似效果通过由吸收磁场的可磁化材料形成外壳44的整个底部表面而实现，除了其中没有材料的切除区域。该切除区域可以对应于图4的实施例中的第二外壳节段48。在这样的可替换实施例中，在其中没有外壳材料的切除区域中，第二连接表面38由磁体40的底部表面所形成。
[0054]图5示出了根据本发明另外的可替换实施例的第二连接器部件50。第二连接器部件50被示为连接至第一连接器部件的连接表面52。如同图4所示的实施例，第二连接器部件50包括包含于外壳54之中的磁体56而使得外壳54的底部部分形成用于与连接表面52形成电连接的第二连接表面58。外壳54由磁性透明的电绝缘材料所制成，诸如塑料材料。外壳54包括用于从第二连接器部件50与之连接的医疗设备向第二连接表面52传送电信号的导电器件(未示出)。可替换地，外壳54可以由非可磁化材料形成，在这种情况中，单独的导电器件不是必须的。外壳54例如通过具有厚度不均匀的壁而被配置为使得磁体56关于第二连接表面58成角度进行部署。因此，磁体56的左侧远端(如图5中所看到的)非常接近于连接表面58，而磁体56的右侧远端则相对更为远离连接表面58。这样所具有的效果在于，连接表面58左侧远端的磁场强度明显强于连接表面58右侧远端的磁场强度。这样，第一和第二连接器部件被部署为使得第一和第二连接表面之间的磁力在连接区域的第一部分中明显比连接区域的第二部分中更弱。
[0055]图6示出了根据本发明另外的可替换实施例的第二连接部件60。第二连接部件60被示为连接至第一连接部件的连接表面62。第二连接部件60包括磁体66。第二连接部件60并不包括磁体66周围的外壳，因此磁体66的底部表面形成了用于与连接表面62形成电连接的第二连接表面68。电信号可以直接通过磁体66进行传送，或者可替换地，磁体66可以设有可以通过其传送电信号的导电涂层。磁体66的厚度是不均匀的，而使得磁体66的右侧(如图6中所看到的)比磁体66的左侧更厚。这样所具有的效果在于，连接表面68的右侧的磁场强度强于连接表面68的左侧的磁场强度。根据一个示例，磁体66较厚的部分至少包括磁体66的一半。根据另一个示例，磁体66较厚的部分至少包括磁体66的三分之二。注意到，较厚部分与较薄部分的其它比率意在同样落入本发明的范围之内。优选地，磁体66较厚部分的厚度并不大于3_。这样，图6的部署形式也提供了第一和第二连接器部件，他们被配置为使得第一和第二连接表面之间的磁力在连接区域的第一部分中明显比该连接区域的第二部分中更弱。
[0056]可能有另外的可替换实施例(未示出)，其中第二连接器部件的第二连接表面包括垂直于第二连接表面进行延伸的突起。将要意识到的是，当这样的第二连接器部件随具有基本上平坦的第一连接表面的第一连接器部件使用时，该突起的效果在于，当两个连接器部件进行连接时，在该突起周围的区域在第二连接表面和第一连接表面之间形成间隙。该间隙的效果在于使得第二连接器部件中的磁体与第一连接器部件中的该磁体所生成的磁场作用于其上的可磁化目标之间的间隔在该突起周围的区域中比连接区域中的其余地方更大。由于磁场强度随距离下降，所以第一和第二连接器部件之间的磁力因此在该突起周围的区域中将会较小。将要意识到的是，在第一连接器部件的第一连接表面上形成该突起而第二连接器部件的第二连接表面基本平坦的情况下具有同样的效果。
[0057]图7示出了连接至第一连接器部件70的图4中的第二连接器部件30(出于清楚的目的，已经省略了第二连接器部件30与之附接的医疗设备)。第一连接器部件70形成可皮肤安装的电极72的一部分，后者的构造能够从图8中更为容易地看出。电极72包括通过栓销78附接至柔性材料层76的目标74。柔性材料层76可以包括任意适当材料，例如织物或塑料材料。如果形成该柔性材料层的材料并不导电，则提供导电装置以通过该层传送电信号。柔性材料层76的底部表面上提供有粘合层80以促成对皮肤的附着。虽然可以使用允许传导电信号的任意适当粘合剂，但是优选地，粘合层80包括水凝胶。在一些实施例中，例如包括碳、银或铝的导电薄膜(未示出)被夹在柔性材料层76和粘合层80之间。该导电薄膜的效果是将电流在电极的面积上进行空间分布并且因此避免电流密度的剧烈变化(即，可能导致不适并且甚至损伤皮肤的“热点”)在电刺激期间被传递至主体。
[0058]目标74的顶部表面形成第一连接表面82，其被配置为与第二连接器部件30的第二连接表面38形成电连接。栓销78通过在柔性材料层76中所形成的开孔以及目标74中所形成的开孔，而使得栓销78的末端部分从目标74的顶部表面伸出。栓销78所突出的末端部分优选地具有比目标7 4中的开孔的直径更大的直径，从而栓销78以层叠的部署形式将柔性材料层76和目标74固定在一起。栓销78可以由本领域技术人员已知的任意适当材料所形成，例如金属或塑料材料。如果栓销78是金属，则其可以提供在第一连接表面82和粘合表面80之间传送电信号的装置。在一些实施例中，栓销材料是装载碳的塑料，其是导电的并且能够传送电信号。将要意识到的是，可能有其它方式将目标74固定至柔性材料层76。例如，目标74可以被贴合到柔性材料层76。可替换地，可以使用铆钉将目标74固定至柔性材料层76。
[0059]如能够从图7所看到的，栓销78突出的末端部分形成了第一连接表面82上的突起。该突起与第二连接表面38中相对应的凹槽相接合从而防止第一和第二连接器部件30、70之间的横向移动。该突起和凹槽被成形为允许其间的相对旋转(在该实施例中，突起和凹槽都为圆形，虽然将要意识到的，例如圆形突起和方形凹槽的其它配置也允许这样的旋转)。将要意识到的，可能有用于防止第一和第二连接器部件30、70之间的横向移动的其它配置。例如，可以在目标74的表面中形成一个或多个凹槽，其可以被配置为与在第二连接器部件的连接表面上所形成的一个或多个突起相配。任一个连接表面都可以包括有所升高的外沿，其被配置为环绕其它连接表面的边缘。在这种情况下，两个连接表面的主要区域可以是基本上平坦的。
[0060]目标74形成第一连接表面82的主要部分，并且因此能够与第二连接部件上的连接表面进行电气和磁性耦合。为此，优选地，目标包括导电可磁化材料，诸如铁磁材料。然而，可替换地，该目标可以包括用导电材料涂覆的非导电磁性或可磁化材料。优选地，目标74上的(以及因此第一连接表面82的)表面区域基本上与其意在与之连接的第二连接器部件的连接表面为相同大小和形状。
[0061]如以上所描述的，在本发明的一些实施例中，第二连接器部件包括形状非对称的连接表面和/或磁体，而使得该连接表面的第一区域处的磁场强度弱于该连接表面的第二区域的磁场强度(诸如图4、5和6中所示的实施例)。将要意识到的是，根据这样的实施例的第二连接器部件可以与基本上对称的第一连接器部件(诸如本领域所知的作为常规磁性连接系统的一部分的那些)相连接。这样的非对称的第二连接器部件与常规的第一连接器部件的连接将会使得第一连接器部件的第一连接表面与第二连接器部件的第二连接表面之间的磁力在连接区域的第一部分中基本上比该连接区域的第二部分中更弱，并且因此落入本发明的范围之内。然而，本发明还预见到使用非对称的第一连接器部件，其可以随常规的基本上对称的第二连接器部件一起使用以实现本发明的效果。现在将对其中第一连接器部件非对称(即，第一连接表面和/或目标被成形为使得在暴露于基本上统一的磁场中时，连接表面的第一区域所经受到的磁力比连接表面的第二区域所经受到的磁力明显更弱)的本发明实施例进行描述。
[0062]图9示出了三种不同目标92、94、96的示例，它们在本发明的一些实施例中可以替代图7所示的第一连接部件70中的目标74使用。目标92、94、96中的每一个包括铁磁金属98，其在存在磁场的情况下变为被磁化。然而，目标92、94、96中的每一个的形状是不规则的:目标92是缺少四分之一扇区的圆盘，目标94是缺少片段的圆盘，并且目标96是通过且切割出一个偏离中心的圆形开孔的圆盘。在目标92中，并不包括铁磁材料的扇区由磁性透明材料99所形成，诸如塑料材料或非可磁化金属，或者可替换地可以保留为空白。在目标94和96中，在缺失的部分和开孔中并没有材料(虽然缺失的部分和开孔也可以包括磁性透明材料)。目标92、94、96的构造的效果是在该目标中并不包括铁磁材料的区域中弱化目标与磁体之间的磁力。优选地，并不包含铁磁材料98的区域位于或接近于该目标的边缘，而使得在该目标的一侧(对应于并不包括铁磁材料98的区域)所经受到的磁力比在该目标的相反一侧所经受到的磁力明显更弱。注意到，可以提供其它部署形式以实现与磁体协同操作而在一个区域中形成与另一个区域中的磁场相比较弱的磁场的目标74。例如，可以在铁磁材料98中形成切割面，该切割面为文字或视觉指示的形式，其用来指示磁场较弱的区域，并且因此指示应当对连接器进行拆卸的区域。
[0063]图10示出了包括另外的可替换目标102的第一连接器部件100。目标102包括铁磁金属98的盘。然而，目标102包括不如该目标的其余部分厚的部分(在图10的左侧示出)。目标10的该较薄部分的效果是在该较薄部分的区域中弱化该目标与磁体之间的磁力。优选地，该较薄部分位于或接近于目标的边缘，而使得在该目标中包括较薄部分的一侧所经受到的磁力比在该目标的相反一侧所经受到的磁力明显更弱。将要意识到的是，第一连接器部件100的第一连接表面104由于目标102的非均匀厚度而是不均匀的，这对于本发明的一些应用而言可能是不期望看到的。因此，在一些实施例中(未示出)，目标102的较薄部分用任意适当的磁性透明材料层覆盖，从而跨目标的整个区域形成平坦的连接表面。
[0064]在以上参考图9和10所描述的本发明的实施例中，就其包括连接表面和/或并成形为在暴露于基本上统一的磁场时连接表面的第一区域所经受到的磁力基本上比连接表面的第二区域所经受到的磁力更弱的目标而言，第一连接器部件是非对称的。将要意识到的是，根据这样的实施例的第一连接器部件可以与基本上对称的第二连接器部件(诸如本领域已知作为常规磁性连接系统的一部分的那些)进行连接。非对称的第一连接器部件与常规的第二连接器部件的这种连接将会导致第一连接器部件的第一连接表面与第二连接器的第二连接表面之间的磁力在连接区域的第一部分之中比该连接区域的第二部分之中明显更弱，并且因此落入本发明的范围之内。
[0065]在本发明的范围之内，还可能结合非对称的第二连接器部件(诸如图4至7的第二连接器部件)使用非对称的第一连接器部件(诸如图9和10的第一连接器部件)。将要意识到，在这样的实施例中，必须将第一和第二连接表面以特定方位进行排列而使得连接表面中磁力较弱的区域基本上对准。由于一般期望第一和第二连接表面能够相对于彼此进行旋转，所以这样的实施例对于大多数应用而言是较不优选的。
[0066]虽然以上所描述的实施例假设第一连接器部件被接合至电极并且第二连接器部件被附接至医疗设备，但是将要意识到的是，这种部署形式可以逆转。然而，对于许多应用而言，电极能够进行部署是常见的实践方式。因此，期望电极的构造尽可能简单且廉价。由于第二连接器部件中的磁体通常明显比第一连接器部件中的可磁化目标更为昂贵，所以对于这样的应用有利的是在医疗设备上提供第二连接器部件并且在电极上提供第一连接器部件。
[0067]注意到，第一连接器部件和第二连接器部件的各种配置可以以任意组合方式来使用。
[0068]虽然本发明已经在上文中被描述为优选地被用于将TENS设备连接至安装在主体皮肤上的电极，但是将要意识到的是，本发明有利地能够随使用电极的任意类型的医疗设备使用。例如，根据本发明的磁性连接器组件可以随用于监视诸如心率的生理参数或者特定身体部分中的电活动的设备一起使用，或者随包括用于刺激肌肉或神经的设备的传递刺激或者用于经颅磁刺激的设备一起使用。本发明还能够在其中连接器部件之一至少部分被植入主体之中以例如连接至耳蜗植入体的应用中使用。虽然本发明主要涉及到医疗应用，但是将要意识到的是，本发明有利地可以在其中两个能够电连接的组件必须能够轻易连接并断开连接的任意应用中使用。
[0069]因此，提供了一种磁性连接器组件，其中该组件的第一和第二连接器部件之间的磁力在第一连接区域中比第二连接区域中更弱从而促进了第一和第二连接器部件的分离。
[0070]虽然本发明已经在附图和以上描述中进行了图示和详细描述，但是这样的图示和描述要被理解为是说明性或示例性而并非是限制性的，本发明并不局限于所公开的实施例。
[0071]通过研习附图、公开和所附权利要求，本领域技术人员在实践所请求保护的发明时将能够理解并实施针对所公开实施例的变化。在权利要求中，词语“包括”并不排除其它要素或步骤，并且不定冠词“一个”或“一”并不排除多个。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中所引用内的若干事项的功能。某些措施在互相不同的从属权利要求中被引用的事实并非表示这些措施的组合无法被加以利用。计算机程序可以被存储/分布在适当介质上，诸如连同其它硬件一起或者作为其它硬件的一部分提供的光学存储介质或固态介质，但是也可以以其它形式进行分布，诸如经由互联网或者其它有线或无线电信系统。权利要求中的任何附图标记都不应当被理解为对范围加以限制。
【主权项】
1.一种第一连接器部件(70)，其能够连 接至第二连接器部件(30)而使得电信号能在所述第一连接器部件和所述第二连接部件之间传输，所述第一连接器部件包括: 第一连接表面(82)，其被布置为能与第二连接器部件上相对应的第二连接表面相接合，而使得能够在所述第一连接表面和所述第二连接表面之间传输电信号；以及 包括可磁化材料的目标(74); 其中所述第一连接器部件(70)的特征在于被布置为使得在被暴露于统一的磁场时，所述连接表面(82)的第一区域所经受的磁力比所述连接表面(82)的第二区域所经受的磁力明显更弱， 其中所述连接表面(82)的所述第一区域与所述连接表面的边缘邻接地定位， 并且其中所述第一连接表面和所述第二连接表面(82，38)中的一个包括被布置为与所述第一连接和所述第二连接表面中的另外一个上相对应的凹槽进行接合的突起，从而实质上防止所述第一连接表面和所述第二连接表面之间的相对横向移动同时允许其相对旋转。2.根据权利要求1所述的第一连接器部件(70)，其中所述目标(70)的表面形成所述连接表面(82)的至少一部分。3.根据权利要求1至2中任一项所述的第一连接器部件(70)，其中所述目标(74)还包括非可磁化材料，并且其中所述第一连接表面(82)的所述第一区域对应于所述目标中包括所述非可磁化材料的部分，并且所述连接表面的所述第二区域对应于所述目标中包括可磁化材料的部分。4.根据权利要求1至3中任一项所述的第一连接器部件(70)，其中所述目标(74)中包括可磁化材料的部分的形状关于所述第一连接表面(82)的中心是非对称的，使得所述第一连接器部件中紧靠所述第一连接表面的第一半之下的体积中所包含可磁化材料的量大于所述第一连接器部件中紧靠所述第一连接表面的第二半之下的体积中所包含可磁化材料的量，并且其中所述第一连接表面的所述第一区域包含于所述第二半之内。5.根据权利要求1至4中任一项所述的第一连接器部件(70)，其中所述目标(74)中包含可磁化材料的部分在垂直于所述连接表面(82)的方向具有非一致的厚度，使得所述第一连接器部件中紧靠所述第一连接表面的第一半之下的体积中所包含可磁化材料的量大于所述第一连接器部件中紧靠所述第一连接表面的第二半之下的体积中所包含可磁化材料的量，并且其中所述第一连接表面的所述第一区域包含于所述第二半之内。6.根据权利要求1至5中任一项所述的第一连接器部件(70)，进一步包括柔性材料层(76)，其具有被布置为附接至主体的身体组织的附着表面(80)，使得电信号能够在所述附着表面和所述身体组织之间进行传输，其中所述附着表面的至少一部分电连接至所述第一连接表面(82)，并且其中所述柔性材料层和所述目标(74)通过销栓(78)而以夹层部署形式被紧固在一起。7.—种第二连接器部件(30)，其能够连接至第一连接器部件(70)而使得电信号能在所述第一连接器部件和所述第二连接部件之间传输，所述第二连接器部件包括: 第二连接表面(38)，其被布置为能够与第一连接器部件上相对应的第一连接表面相接合，而使得能够在所述第二连接表面和所述第一连接表面之间传输电信号；以及 包括磁性材料的磁体(40)； 其中所述第二连接器部件(30)的特征在于被布置为使得所述第二连接表面(38)的第一区域处的磁场强度比所述第二连接表面(38)的第二区域处的磁场强度明显更弱， 其中所述磁体(40)的形状和/或位置关于所述第二连接表面(38)的中心是非对称的，而使得所述第二连接器部件中紧靠所述第二连接表面的第一半之下的体积中所包含磁性材料的量大于所述第二连接器部件中紧靠所述第二连接表面的第二半之下的体积中所包含磁性材料的量，并且其中所述第二连接表面的所述第一区域包含在所述第二半之内， 并且其中所述第一连接表面和所述第二连接表面(82，38)中的一个包括被布置为与所述第一连接表面和所述第二连接表面中的另外一个上相对应的凹槽进行接合的突起，从而实质上防止所述第一连接表面和所述第二连接表面之间的相对横向移动同时允许其相对旋转。8.根据权利要求7所述的第二连接器部件(30)，其中所述磁体(40)中对应于所述第二连接表面(38)的所述第二区域的第一部分包括所述磁性材料，并且所述磁体(40)中对应于所述第二连接表面(38)的所述第一区域的第二部分包括另外不同的磁性材料，并且其中所述磁性材料所生成的磁场比另外的磁性材料所生成的磁场强。9.一种第二连接器部件(30)，其能够连接至第一连接器部件(70)而使得电信号能在所述第一连接器部件和所述第二连接部件之间传输，所述第二连接器部件包括: 第二连接表面(38)，其被布置为能够与第一连接器部件上相对应的第一连接表面相接合，而使得能够在所述第二连接表面和所述第一连接表面之间传输电信号；以及 包括磁性材料的磁体(40)； 其中所述第二连接器部件(30)的特征在于被布置为使得所述第二连接表面(38)的第一区域处的磁场强度比所述第二连接表面的第二区域处的磁场强度明显更弱， 进一步包括磁体外壳(44)，其至少部分包围所述磁体(40)并且形成所述第二连接表面(38)的至少一部分，其中所述磁体外壳(44)部分包括磁性透明材料并且部分包括可磁化材料，使得所述磁体外壳中包括可磁化材料的部分形成所述第二连接表面(38)的所述第一区域，并且所述磁体外壳中包括磁性透明材料的部分形成所述第二连接表面(38)的所述第二区域。10.根据权利要求9所述的第二连接器部件(30)，其中所述磁体外壳(44)被定形而使得所述磁体(40)和所述第二连接表面(38)之间的间隔在对应于所述第二连接表面(38)的所述第一区域的第一点处大于对应于所述第二连接表面的所述第二区域的第二点处。11.根据之前任一项权利要求所述的第二连接器部件(30)，其中所述磁性材料包括钕。12.—种磁性连接器组件，包括根据权利要求1至6中任一项所述的限定第一连接表面(82)的第一连接器部件(70)和/或根据权利要求7至11中任一项所述的限定第二连接表面(38)的第二连接器部件(30)。13.根据权利要求12所述的磁性连接器组件，其中所述第一连接器部件(70)和所述第二连接器部件(30)被布置为使得被连接时所述磁体(40)和所述可磁化材料(74)之间的间隔在对应于连接区域的第一部分的第一点处大于对应于所述连接区域的第二部分的第二点处。14.根据权利要求12或13所述的磁性连接器组件，其中所述连接区域的所述第一部分中的所述第一连接表面和所述第二连接表面(82，38)之间的磁力与所述连接区域的所述第二部分中的所述第一连接表面和所述第二连接表面之间的磁力之间的差至少为2牛顿。15.根据权利要求12至14中任一项所述的磁性连接器组件，其中所述第一连接表面和所述第二连接表面(82，38)中的一个包括被布置为与所述第一连接表面和所述第二连接表面中的另外一个上相对应的凹槽相接合的突起，从而实质上防止所述第一连接表面和所述第二连接表面之间的相对横向移动同时允许其相对旋转。16.一种经皮的电神经刺激装置(20)，包括: 根据权利要求12至15中任一项所述的磁性连接器组件；和/或 根据权利要求1至6中任一项的所述第一连接器部件；和/或 根据权利要求7至11中任一项的所述第二连接器部件。
【专利摘要】提供了一种磁性连接器组件，包括限定了第一连接表面(82)的第一连接器部件(70)和限定了第二连接表面(38)的第二连接器部件(30)，该第二连接器部件能够连接至第一连接器部件，其中当第一连接器部件(70)和第二连接器部件(30)被连接时，它们限定了第一连接表面(82)在其上与第二连接表面(38)重叠的连接区域，而使得电信号能够在该连接区域中在第一连接表面的至少一部分与第二连接表面的至少一部分之间进行传送；并且该第一连接器部件(70)和第二连接器部件(30)中的至少一个包括磁体，并且该第一连接器部件和第二连接器部件中的至少另外一个包括可磁化材料(74)，而使得当第一连接器部件和第二连接器部件进行连接时，第一和第二连接表面(82,38)通过磁力互相吸引；并且其中该第一和第二连接器部件(70,30)被部署为使得该第一和第二连接表面(82,38)之间的磁力在该连接区域的第一部分中比该连接区域的第二部分中明显更弱。
【IPC分类】H01R13/62, A61N1/04
【公开号】CN104884123
【申请号】CN201380066954
【发明人】F·N·科克斯, S·L·R·哈维, A·P·M·德米塞克-范德兰根博格, P·R·特鲁尔
【申请人】皇家飞利浦有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年12月3日
【公告号】EP2934663A1, US20150303619, WO2014097034A1