用于植入式神经刺激器电磁兼容测试的刺激器金属壳工装的制作方法

本实用新型涉及植入式医疗仪器技术领域，具体涉及一种用于植入式神经刺激器电磁兼容测试的刺激器金属壳工装。

背景技术：

有源植入式神经刺激器是通过电刺激的方式来兴奋、抑制或调解神经系统传导，从而达到恢复和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，植入式神经刺激疗法安全可逆，且疗效明显，在临床上得到了越来越多的应用。

对有源植入式神经刺激器，要求进行电磁干扰防护测试，尤其是对于频率16.6hz-80mhz电磁干扰防护的测试，考虑磁场和电场耦合对患者导线的影响，需要进行整机测试(不仅包括刺激器本身，还包括延长导线和电极等导线部分)，而在测试时需要重点考虑解决神经刺激器的刺激器金属壳与测试通道可靠电气连接的问题。。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于植入式神经刺激器电磁兼容测试的刺激器金属壳工装，以解决神经刺激器的刺激器金属壳与测试通道可靠电气连接的问题。

本实用新型采用如下技术方案：

一种用于植入式神经刺激器电磁兼容测试的刺激器金属壳工装，包括：

刺激器金属壳安装腔，用于安装所述刺激器金属壳；

至少一个金属探针，贯穿所述刺激器金属壳安装腔的背面，所述至少一个金属探针位于所述刺激器金属壳安装腔内的一端用于与所述刺激器金属壳电连接，位于所述刺激器金属壳安装腔外的另一端用于与注入电压测试装置的测试通道电连接。

可选地，还包括压盖，所述压盖从所述刺激器金属壳安装腔的正面对所述刺激器金属壳进行挤压使得所述刺激器金属壳的背面与所述至少一个金属探针抵接。

可选地，所述压盖通过紧固装置紧固在所述刺激器安装腔的正面。

可选地，所述刺激器金属壳安装腔的深度尺寸小于所述刺激器金属壳的厚度尺寸。

可选地，所述金属探针为可伸缩的金属探针。

可选地，所述金属探针为四个，两两对称地分布在所述金属壳工装的两侧，每侧的两个所述金属探针通过一根导线连接且该导线连接至所述第二连接触点。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的刺激器金属壳工装，刺激器金属壳通过探针与转接电路板的第二连接触点电连接，减小了接触面积，有利于保证刺激器输出信号质量，提高测试准确性。

2.本实用新型提供的注入电压测试装置，将探针设置为具有伸缩性的金属探针，刺激器金属壳安装腔的深度尺寸小于刺激器金属壳的厚度尺寸，并利用压盖的挤压使得不同厚度的神经刺激器产品均能与刺激器金属壳工装上的探针可靠接触，探针的另一端通过导线焊接至转接电路板的连接触点上实现电连接，这样既能保证不同形状的神经刺激器的适应性，又减小了接触面积，对于不同厂商的神经刺激器产品，均能直接放入刺激器金属壳安装腔中实现电气连接。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型具体实施方式中提供的注入电压测试装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型具体实施方式中提供的注入电压测试装置的另一立体结构示意图；

图3为本实用新型具体实施方式中提供的注入电压测试装置的注入电压测试电路板的结构示意图；

图4为图3的后视图；

图5为本实用新型具体实施方式中提供的注入电压测试装置的电极转接工装和电极锁定工装的结构示意图(盖板处于锁定状态)；

图6为本实用新型具体实施方式中提供的注入电压测试装置的电极转接工装和电极锁定工装的另一结构示意图(盖板处于打开状态)；

图7为本实用新型具体实施方式中提供的注入电压测试装置的经皮电极与金属弹片的装配图；

图8为本实用新型具体实施方式中提供的注入电压测试装置的金属弹片的结构示意图；

图9为本实用新型具体实施方式中提供的注入电压测试装置的刺激器金属壳工装的立体结构图(未示出压盖)；

图10为本实用新型具体实施方式中提供的注入电压测试装置的转接电路板的结构示意图(适用经皮电极)；

图11为本实用新型具体实施方式中提供的注入电压测试装置的另一转接电路板的结构示意图(适用外科电极)；

图12为本实用新型具体实施方式中提供的注入电压测试装置的工作原理图；

图13为本实用新型具体实施方式中提供的注入电压测试装置的组织等效电路原理图；

图14为本实用新型具体实施方式中提供的注入电压测试装置的测试流程图。

附图标记说明：

1-注入电压测试电路板；11-第一测试通道；12-第二测试通道；13-第一接插端；131-连接点；

2-测试工装；21-转接电路板；22-第一连接触点；221-连线；23-第二连接触点；24-第二接插端；251-转接板；252-条形卡槽；253-金属弹片；261-盖板；2611-压紧凸起；262-固定结构；27-刺激器金属壳工装；271-刺激器金属壳安装腔；272-金属探针；273-压盖；28-转接电路板工装；29-注入电压测试电路板工装；

3-基座；31-支撑架；

4-植入电极；41-电极触点。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

为了分析磁场和电场耦合对植入环境下有源植入式神经刺激器输出信号的影响，需要对刺激器整机(不仅仅包括刺激器本身，还包括延长导线和电极等导线部分)进行频率范围在16.6hz-80mhz的电磁干扰防护测试。为实现该测试目的，本实用新型提供了一种用于有源植入式神经刺激器电磁兼容测试的的注入电压测试装置，以实现对刺激器整机进行测试。

请一并参阅图1至图7，本实用新型提供的注入电压测试装置主要包括两部分：注入电压测试电路板1和测试工装2。其中，

注入电压测试电路板1具有用于注入电压测试的若干测试通道和第一接插端13，若干测试通道分别与第一接插端13的对应连接点焊接。测试工装2包括转接电路板21，所述转接电路板21具有与第一接插端13接插配合的第二接插端24和布置在所述转接电路板21一侧板面上的若干连接触点，若干连接触点与第二接插端24的对应连接点焊接连接。在测试时，将植入式神经刺激器的若干刺激输出触点与若干连接触点电连接，刺激输出触点通过对应的连接触点、第二接插端24、第一接插端13与对应的测试通道电连接。本实用新型提供的注入电压测试工装2填补了现有技术中植入式神经刺激器电磁兼容测试的测试装置的空白，用户通过本实用新型提供的注入电压测试装置实现频率范围在16.6hz-80mhz的电磁干扰防护测试。

所述注入电压测试电路板1除了实现测试信号注入功能之外，还具有注入信号监测、测试通道选择、组织等效电路、刺激输出信号监测等功能。

所述测试工装2包括注入电压测试电路板工装29，所述注入电压测试电路板1安装在所述注入电压测试电路板工装29上，注入电压测试电路板工装29与转接电路板工装273垂直设置。装配时，将安装有注入电压测试电路板1的注入电压测试电路板工装29垂直插接在安装有转接电路板21的转接电路板工装273上。

进一步地，请参阅图3和图4，作为本实用新型提供的注入电压测试装置的一种具体实施方式，所述若干测试通道分布在所述注入电压测试电路板1的两侧的板面上，优选地，位于同一所述板面上的测试通道沿该板面的竖直方向平行且均匀间隔设置。所述第一接插端13为设于所述注入电压测试电路板1底端端部的双排插针，所述第二接插端24为设于转接电路板21一侧板面的双排插座，双排插座优选设置在转接电路板21的板面中心位置。注入电压测试电路板1通过双排插针和双排插座的配合垂直插接在所述转接电路板21上。双排插针和双排插座优选为金手指插针和插座。

通过将若干测试通道分布在注入电压测试电路板1的两侧的板面上，提高了注入电压测试电路板1的侧板的空间利用率，有利于减小注入电压测试电路板1以及注入电压测试装置整体的体积，另外，通过将注入电压测试电路板1垂直插接在转接电路板21上，使得注入电压测试电路板1的两侧都留有操作空间，用户可以对注入电压测试电路板1两侧板面上的测试通道进行操作，不会受到转接电路板21的干涉。另外，通过将第一接插端13设置为双排插针，第二接插端24为双排插座，一方面处于同侧的插针的连接点与测试通道在测试电路板上连接更方便，另一方面能够尽量的缩短插针连接点与测试通道的连接距离，有利于降低测试电路的阻抗，降低对进入测试电路的信号质量的影响。但是本实用新型对第一接插端13和第二接插端24的具体结构不作限制，在其他具体实施方式中，第一接插端13和第二接插端24还可以为单排插针和插座。

进一步地，在实现对植入式神经刺激器进行频率在频率范围在16.6hz-80mhz的电磁干扰防护测试时，申请人发现需要重点解决神经刺激器电极触点41与测试通道电气连接的问题。由于植入式神经刺激器具有多个刺激输出触点，在进行测试时要确保每个触点能够与注入电压测试电路板1实现可靠电连接且各连接通道的测试条件一致。因为注入电压频率范围在16.6hz-80mhz，具有高频信号，要求电路板各线路满足阻抗匹配、阻抗连续且相互一致的需求。电路板上线路的阻抗受铜线的宽度，长度和其与地面的距离影响，若不合理设计，将会影响进入该线路的信号质量和测试准确性。为此，对于神经刺激器的多个刺激输出触点所对应的测试通道，本实用新型提供的注入电压测试装置设计的转接电路中各线路距离短且尽量彼此相等，结构对称。以下，以脊髓刺激器为例，对本实用新型提供的注入电压测试装置做进一步说明。

请一并参阅图3至图7，脊髓刺激器具有16个电极触点41以及金属钛外壳，16个电极触点41分布在两个经皮电极上，每个电极均匀间隔设置有8个电极触点41。相应的，作为本实用新型提供的注入电压测试装置的一种具体实施方式，所述注入电压测试电路板1上设有16路第一测试通道11和1路第二测试通道12，其中，注入测试电路板的一侧板面上设有8路所述第一测试通道11和1路所述第二测试通道12，另一侧板面上设有8路所述第一测试通道11。第一测试通道11用于对电极触点41的输出信号进行注入电压测试，第二测试通道12用于对金属钛外壳的输出信号进行注入电压测试。

请参阅图10，所述转接电路板21上设有用于与16路第一测试通道11电连接的16个第一连接触点22和用于与1路第二测试通道12电连接的1个第二连接触点23。16个第一连接触点22呈双排设置，对称地分布在转接电路板21的双排插座的两侧，每排包括8个均匀间隔设置的所述第一连接触点22。每排所述第一连接触点22与所述双排插座的垂直间距为4～6mm。各个所述第一连接触点22与所述双排插座的各对应连接点的连线221距离基本相等，所述“基本相等”是指误差不大于0.2mm。各个所述连线221长度确定方式如下：选择第一连接触点22与双排插座各对应的连接点直线距离最长的连线作为参考线，其他连接触点与对应连接点的连线可以采用弯曲的方式使连线长度接近参考线长度。

通过将经皮电极的16个第一连接触点22呈双排且对称地分布在双排插座的两侧，且第一连接触点22之间均匀间隔设置，使得从转接电路板21的结构设计上尽量的保证各第一连接触点22的测试条件一致，也即对经皮电极的若干电极触点41的测试条件一致，有利于提高测试准确性。此外，双排插针上用于与相邻两个第一连接触点22焊接连接的连接点之间至少间隔设置一个接地连接点。

请参阅图5至图8，为了保证转接电路板21上第一连接触点22与电极触点41的连接稳定，以及保证各测试线路的线路距离短且尽量彼此相等，结构对称，作为本实用新型提供的注入电压测试装置的一种具体实施方式，所述测试工装2还包括电极转接工装，所述电极转接工装包括固定在所述转接电路板21的另一侧板面上的转接板251，转接板251背向转接电路板21的一侧板面上成型有两个条形卡槽252，条形卡槽252的槽底设有多个贯穿所述转接板251的穿孔，每个条形卡槽252中安装有8个金属弹片253，所述金属弹片253大致呈“s”形，“s”形的所述金属弹片253的一端端部穿出对应的所述穿孔焊接在转接电路板21的对应第一连接触点22上，另一端与“s”形的中间臂形成用于夹持所述电极触点41的弹性夹持开口，用于夹住电极触点41。通过金属弹片253的弹性夹持经皮电极的电极触点41以保证电极触点41对应的测试通道可靠电连接。

由于经皮电极通过金属弹片253安装在转接电路板21的背面，在测试时容易受外力或者其他因素导致经皮电极从金属弹片253上脱落，因此，为了进一步确保第一连接触点22与电极触点41之间可靠电连接，作为本实用新型提供的注入电压测试装置，其测试工装2还包括转接电路板工装273和电极锁定工装，请参阅图5和图6，所述转接电路板21水平地安装在所述转接电路板工装273上，所述电极锁定工装安装在所述转接电路板工装273上，且所述电极锁定工装具有锁定状态和打开状态，在所述锁定状态，所述电极锁定工装将所述植入电极4锁定在所述若干金属转接端上。所述电极锁定工装包括可翻转地设置在所述转接电路板工装273上的盖板261，以及固定结构262，所述盖板261能够将所述植入电极4压在所述若干金属转接端上并通过所述固定结构262固定。盖板261枢接在转接电路板工装273的一端，将金属弹片253夹持在金属弹片253之后，将盖板261翻转压在所述经皮电极上，并通过盖板261的挤压力将经皮电极按压在金属弹片253之中，增大了金属弹片253与经皮电极之间的弹性力，同时还通过固定结构262将盖板261锁定在锁定状态，固定结构262优选为旋转锁钮，盖板261上设有锁口，旋转锁钮穿过所述锁口并通过旋转与所述锁口形成锁定结构。

进一步地，在盖板261朝向所述转接板251一侧的板面上设有若干个压紧凸起2611，所述压紧凸起2611与所述金属弹片253相对应，当所述盖板261翻转至锁定状态时，所述压紧凸起2611压紧在所述金属弹片253的经皮电极上，以将所述经皮电极压紧在金属弹片253上。

神经刺激器通常配备不同规格的电极，为了满足不同规格电极的测试需求和方便替换，本实用新型提供的注入电压测试装置还提供了多种适用不同规格电极的转接电路和测试工装2。比如不同规格的经皮电极，触点间距为1mm、1.5mm、4mm、6mm；相应的，转接电路板上位于同一排的相邻两所述第一连接触点之间的间距为1mm、1.5mm、4mm、6mm。再比如外科电极及转接电路板21，请参阅图11，所述外科电极包括16个电极触点41，相应的，转接电路的16个所述第一连接触点22呈双排设置，分布在所述双排插座的同一侧，每排包括8个均匀间隔设置的所述第一连接触点22。第一连接触点22通过电路板上布线电连接至相应的双排插座的连接点上，且连线221距离基本相等。外科电极在安装时，将外科电极与转接电路板21的第一连接触点22对应好，然后通过翻转盖板261将外科电极与转接电路板21相对固定，并通过旋转锁钮锁住。再比如另外一种外科电极和转接电路板21，该外科电极，呈柱状，包括16个电极触点41,16个电极触点呈三排设置，且三排电极触点相互交叉设置。相应的，转接电路板21包括16个第一连接触点，16个所述第一连接触点呈三排设置，三排所述第一连接触点分布在所述双排插座的同一侧；距离所述双排插座最近和距离所述双排插座最远的两排均包括5个所述第一连接触点，位于两排之间的一排包括6个第一连接触点，距离所述双排插座最近和距离所述双排插座最远的两排与中间所述一排交叉设置。

再进一步地，神经刺激器的金属壳通常用作刺激输出触点，与电极触点41功能一样，在进行注入电压测试时也需要与测试通道实现电连接。在转接电路和电极锁定工装的基础上，需要研究神经刺激器金属壳的固定与连接方式。作为本实用新型提供的注入电压测试装置的一种具体实施方式，请参阅图8，所述测试工装2还包括刺激器金属壳工装27，刺激器金属壳安装在刺激器金属壳工装27中，所述刺激器金属壳工装27设有若干个金属探针272，金属探针272一端与所述转接电路板21上的所述第二连接触点23电连接，另一端与所述刺激器金属壳接触。但是由于神经刺激器本体尺寸和厚度尺寸各不相同，工装要确保不同规格的神经刺激器金属壳能够通过转接与测试电路板可靠电连接。又因为测试信号包含高频信号，要求工装与神经刺激器电气连接结构的接触面积要尽量小，否则会影响线路阻抗，导致射频阻抗不连续，从而影响刺激器输出的信号质量，影响测试效果。因此，作为本实用新型提供的注入电压测试装置的一种具体实施方式，所述刺激器金属壳工装27包括刺激器金属壳安装腔271，贯穿所述刺激器金属壳安装腔271背面的所述至少一个金属探针272，以及压盖273，通过所述压盖273对安装在所述刺激器金属壳安装腔271内的刺激器金属壳进行挤压使得所述刺激器金属壳与所述至少一个金属探针272接触。所述金属探针272为可伸缩的金属探针272。

将探针设置为具有伸缩性的金属探针272，刺激器金属壳安装腔271的深度尺寸小于刺激器金属壳的厚度尺寸，并利用压盖273的挤压使得不同厚度的神经刺激器产品均能与刺激器金属壳工装上的探针可靠接触，探针的另一端通过导线焊接至转接电路板21的连接触点上实现电连接，这样既能保证不同形状的神经刺激器的适应性，又减小了接触面积，对于不同厂商的神经刺激器产品，均能直接放入刺激器金属壳安装腔271中实现电气连接。

优选地，所述金属探针272为四个，两两对称地分布在所述金属壳工装的两侧，每侧的两个所述金属探针272通过一根导线连接且该导线连接至所述第二连接触点23。

具体地，所述转接电路板工装273的下方连接有支撑架31，支撑架31的下方连接要有基座3，转接电路板工装273与基座3平行设置，均与支撑架31垂直，刺激器接触工装与所述支撑架31平行设置且固定连接。转接电路板工装273、刺激器接触工装以及基座3共同构成所述盖板261翻转的动作空间，该动作空间的高度大于所述盖板261翻转至最低点时的高度，以确保盖板261翻转至锁定状态时不会受到基座3的干涉。

以下，结合附图12对本实用新型提供的注入电压测试装置的工作原理进行说明：

请参阅图12，信号发生器产生的测试信号正弦，16.6hz-80mhz，经由端口a进入测试电路，端口b连接示波器对该信号进行监测。刺激器输出刺激信号，并由端口c测试装置中的测试点进行监测。当控制开关选择将测试信号加载到刺激器的相应输出通道后，通过端口c监测的信号波形，分析刺激器输出信号受测试信号的干扰情况，判断刺激器是否能正常工作。

以下，结合附图13对本实用新型提供的注入电压测试装置的组织等效原理进行说明：

请参阅图13，端口a用于接收测试信号，通道选择开关用于选择将测试信号加载到刺激器的相应输出通道上，组织接口电路将通道选择开关与测试点电连接，第一接插端13和第二接插端24插接连接且能够电传输，神经刺激器的若干电极触点41通过若干金属弹片253电连接至转接电路板21上，刺激器金属壳电连接至转接电路板21的第二连接触点23上。

以下，结合附图对本实用新型提供的注入电压测试装置的测试过程进行说明：

s1、测试信号由端口a进入测试电路，并端口b接示波器，监测进入注入电压测试电路的测试信号波形；

s2、通过通道选择开关选择将测试信号加载到刺激器相应输出通道上；每一通道对应刺激器一个电极触点41；一般1次测试选择2个通道；

s3、刺激器电极-组织等效接口电路，模拟人体阻抗；

s4、接示波器，监测当前通道对应的刺激器电极触点41输出的低通滤波后的波形，用于判断电压注入测试是否通过；

s5、对刺激器电极触点41输出的信号滤波处理；

s6、通过双排插针和双排插座实现测试通道和电极触点41的电连接，上下两排对称，保证电路结构对称；

s7、利用夹持电极触点41的金属弹片253和钛壳转接探针，实现对神经刺激器的电极触点41与双排插座的电连接，设计电路结构实现每个连接电路彼此相等。

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实用新型创造的保护范围之中。

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实用新型创造的保护范围之中。