TWI756929B

TWI756929B - 用於防水電氣連接偵測體表電位裝置的電路連接模組

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Publication number: TWI756929B
Application number: TW109140571A
Authority: TW
Inventors: 洪銘為; 吳建勳; 邱奕元; 吳智良
Original assignee: 準訊生醫股份有限公司
Priority date: 2020-11-19
Filing date: 2020-11-19
Publication date: 2022-03-01
Also published as: TW202220617A

Abstract

本發明提出一種用於防水電氣連接偵測體表電位裝置的電路連接模組，其包含了一導電底座、一導電固定件、一防水導電組合、一絕緣壓縮層及一彈性絕緣套。由於絕緣壓縮層及彈性絕緣套的設計，讓電路連接模組所有導電元件與外部的水氣隔絕，進而偵測之體表電位訊號不受影響，有效提升使用該電路連接模組之偵測體表電位裝置操作時的精準度。

Description

用於防水電氣連接偵測體表電位裝置的電路連接模組

本發明關於一種電路連接模組，特別是一種用於防水電氣連接偵測體表電位裝置的電路連接模組。

人體是很精微設計，也正因為如此，如要探索人體的奧秘以解決人類面臨的困難，比如疾病，或是要增進科學的研究以防範未然，適當地探知人體現況是最基礎的工作。一般來說，如不進行破壞性的探查，人體的現況可藉由輸入超音波、X光等能量以取得反射或穿透能量的變化來轉換而獲得。某些局部的人體現況，比如心臟跳動狀況，則可直接藉由偵測體表電位的變化而探知。以心電圖(Electrocardiography、ECG)為例，它是一種經體表以時間為單位記錄心臟的電生理活動，並通過接觸皮膚的電極捕捉微量電位變化且記錄下來的診療技術。一般取得心電圖資料的方式是在肢體上放置2個以上的電極，兩兩組成一對進行測量。每對電極的輸出信號為一導程，利用不同的導程從不同的角度去看心臟電流的變化，以進行輸出信號的分析。許多患有慢性心血管疾病的患者，需要長時間自我追蹤心臟運作情況。為此，許多供應商依需求開發了可安裝於人體表面且便於攜行的心電圖資料偵測裝置。

常見的可攜行的心電圖資料偵測裝置通常包含了一柔性電路板、一貼片、一資訊採集器及二導電片。貼片及資訊採集器依次疊設於柔性電路板上，柔性電路板透過2個導電片與人體待檢測部位相連接，以採集人體待檢測部位的體徵資訊(電壓變化)。體徵資訊則以電訊號的方式，由導電片經由柔性電路板的金屬連接部、柔性電路板與貼片傳送到資訊採集器以進行後續處理。導電片上也設有對應金屬連接部的金屬結合部。這樣的結構雖然簡便，但存在著一個問題：當該體徵檢測裝置於潮濕環境中使用時，金屬連接部與金屬結合部間，或是金屬連接部與導電片間容易遭水氣滲入。這些入侵的水氣會導致導電片偵測到的體表電位發生數據偏差，輕則產生體徵資訊的雜訊，嚴重則會讓體徵資訊完全錯誤。這種問題尚未有具體的解決方式，一方面是因為業界通常以現有的四合扣當作金屬連接部與金屬結合部，減少開模製造成本；另一方面則是因為導電片有特定的供應商，比如CardinalHealth公司(生產Kendall^TM100系列泡棉電極貼片)、3M公司(生產心電圖電極貼片)等，該些公司的產品已佔據市場份額大宗，要求其配合修改現有規格以強化防水處理，實作上不可能。

因此，由於現有技術存在上述的問題，從而有本發明之用於防水電氣連接偵測體表電位裝置的電路連接模組之產生。

本段文字提取和編譯本發明的某些特點。其它特點將被揭露於後續段落中。其目的在涵蓋附加的申請專利範圍之精神和範圍中，各式的修改和類似的排列。

為了解決前述問題，本發明揭露一種用於防水電氣連接偵測體表電位裝置的電路連接模組，其包含一導電底座、一導電固定件、一防水導電組合、一絕緣壓縮層及一彈性絕緣套。該導電底座，由金屬材料製成，中心及其鄰近處向上突起形成一突出部，該突出部內部形成一容置空間，用以容置卡置的一導電扣的一部分；該導電固定件，由金屬材料製成，與該導電底座連接；該防水導電組合，卡設於該導電底座與該導電固定件間，其內包含一電路，該電路的一端點與該突出部或該導電固定件電氣連接，另一端點與一偵測體表電位裝置電氣連接；該絕緣壓縮層，由一絕緣壓縮材料製成，填充於該導電固定件與該防水導電組合之間，防止液體滲入；該彈性絕緣套，套設於該導電底座的周邊外圍，該彈性絕緣套的上緣密封該導電底座的周邊與該防水導電組合間的空隙；及當該導電扣的一部分卡置於該容置空間時，該彈性絕緣套的下緣可至少包附該導電扣，從而拒止液體滲入。

本發明還揭露另一種用於防水電氣連接偵測體表電位裝置的電路連接模組，其包含一導電底座、一導電固定件、一防水導電組合及一彈性絕緣套。該導電底座，由金屬材料製成，中心及其鄰近處向上突起形成一突出部，該突出部最高點開設一結合孔，內部形成一容置空間，用以容置卡置的一導電扣的一部分；該導電固定件，由金屬材料製成，外部部分套設一絕緣披附套或黏設一絕緣披附層延伸黏附於部分鄰近之該防水導電組合上，以防止液體滲入該導電固定件與該防水導電組合之間，與該導電底座連接；該防水導電組合，卡設於該導電底座與該導電固定件間，其內包含一電路，該電路的一端點與該突出部或該導電固定件電氣連接，另一端點與一偵測體表電位裝置電氣連接；該彈性絕緣套，套設於該導電底座的周邊外圍，該彈性絕緣套的上緣密封該導電底座的周邊與該防水導電組合間的空隙；及當該導電扣的一部分卡置於該容置空間時，該彈性絕緣套的下緣可至少包附該導電扣，從而拒止液體滲入。

最好，該防水導電組合由二層柔性基板間設置銀膠導電層而形成，該銀膠導電層形成該電路。

最好，該柔性基板的材質為聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate，PET)或聚酯薄膜(mylar)。

依照本發明，當該導電扣的一部分卡置於該容置空間時，該彈性絕緣套的側面實質包覆部分該防水導電組合的底部、該導電底座，及部分該導電扣的上表面。

在一實施例中，該彈性絕緣套的內壁厚度不同，上緣處較厚，下緣處較薄，從而該導電扣側邊可直接為該彈性絕緣套的下緣包覆。

最好，該導電扣由金屬材料製成，其上表面的中央形成一凸接點，該凸接點用以卡置於該容置空間。

最好，該絕緣披附套或該絕緣披附層的材料為絕緣橡膠、矽膠或聚氨酯(Polyurethane，PU)。

在一實施例中，所述的用於防水電氣連接偵測體表電位裝置的電路連接模組，進一步具有垂直導電功能的一導電墊片，具垂直導電功能，置於該導電固定件與該防水導電組合之間，藉由該導電墊片使得該導電固定件與該防水導電組合之一電路形成電氣連接。

最好，該突出部最高點開設一結合孔，該導電固定件包含一面板及該面板中心向外垂直延伸的一結合桿，該結合桿通過該結合孔與該導電底座連接。

由於絕緣壓縮層及彈性絕緣套的設計，讓電路連接模組所有導電元件與外部的水氣隔絕，進而偵測之體表電位訊號不受影響，有效提升使用該電路連接模組之偵測體表電位裝置操作時的精準度。

5:偵測體表電位裝置

10:電路連接模組

100:導電底座

101:周邊

102:突出部

103:結合孔

104:容置空間

110:導電固定件

111:面板

111a:絕緣層

111b:絕緣披附套

111c:絕緣披附層

112:結合桿

112a:扁平結合面

120:防水導電組合

120a:柔性基板

120b:銀膠導電層

121:電路

130:絕緣壓縮層

140:彈性絕緣套

150:導電墊片

20:承載結構

30:柔性防水導電組合

40:電路保護盒

50:導電貼片

51:導電扣

52:凸接點

圖1為本發明之用於防水電氣連接偵測體表電位裝置的電路連接模組所應用的一偵測體表電位裝置的上視圖，圖2為該偵測體表電位裝置的側視圖，圖3為依照本發明之用於防水電氣連接偵測體表電位裝置的電路連接模組的一第一實施例沿圖2中AA’斷面的剖面示意圖，圖4繪示該用於防水電氣連接偵測體表電位裝置的電路連接模組與一導電扣連接時的態樣，圖5為依照本發明之用於防水電氣連接偵測體表電位裝置的電路連接模組的一第二實施例沿圖2中AA’斷面的剖面示意圖，圖6為依照本發明之用於防水電氣連接偵測體表電位裝置的電路連接模組的一第三實施例沿圖2中AA’斷面的剖面示意圖。

本發明將藉由參照下列的實施方式而更具體地描述。

請見圖1至圖3，圖1為本發明之用於防水電氣連接偵測體表電位裝置的電路連接模組(以下簡稱電路連接模組)所應用的一偵測體表電位裝置5的上視圖，圖2為該偵測體表電位裝置5的側視圖，圖3為依照本發明之電路連接模組10的一第一實施例沿圖2中AA’斷面的剖面示意圖。結構上，偵測體表電位裝置5由4個電路連接模組10、一承載結構20、一柔性防水導電組合30及一電路保護盒40所組成。在應用上，偵測體表電位裝置5可使用的電路連接模組10不限於本實施例中所示的4個，可以是2或以上的偶數個。電路連接模組10可和導電貼片50的導電扣51可拆取地結合，從而取得導電貼片50處偵測到的電位訊號。電路連接模組10的結構與功能將於下方詳述之。承載結構20是偵測體表電位裝置5接觸人體皮膚表面的元件，可用來固定其它元件。最好，承載結構20上有排水設計，可將人體汗水或外來水滴快速排除。柔性防水導電組合30包含了柔性電路(未繪示)，可將電路連接模組10取得的電位訊號，傳給安裝於電路保護盒40中的體表生理資訊收集電路(未繪示)，以供後續分析之用。要注意的是，圖1與圖2僅為偵測體表電位裝置5的一種釋例，任何需要對體表進行電位變化偵測的設備，都可以應用本發明的電路連接模組10。

電路連接模組10的結構以圖2上方虛線圓框框示者為例來說明。由該電路連接模組10沿AA’斷面的剖面上可以看出，電路連接模組10包含了一導電底座100、一導電固定件110、一防水導電組合120、一絕緣壓縮層130及一彈性絕緣套140。導電底座100由金屬材料製成，最好是由一片金屬板沖壓而成。金屬材料可以採用但不限於黃銅與不鏽鋼。導電底座100的周邊101向上捲折，中心及其鄰近處向上突起形成一突出部102，突出部102的最高點開設一結合孔103，內部形成一容置空間104。容置空間104可用來容置卡置的一導電扣51的一部分。導電扣51是由金屬材料製成，其結合於現有的導電貼片，如CardinalHealth公司的Kendall^TM100系列泡沫電極貼片，可於現貨市場上購買。導電扣51的上表面的中央形成一凸接點52，凸接點52即是用以卡置於容置空間104中的部分。

導電固定件110也由金屬材料製成，可以和導電底座100一樣使用黃銅與不鏽鋼等金屬材料。結構上，導電固定件110包含了一面板111及面板111中心向外垂直延伸的一結合桿112。結合桿112通過結合孔103與導電底座100連接。為了有效結合不脫落，結合桿112末端可被衝擊以形成一扁平結合面112a，以便結合桿112與導電底座100鉚接。面板111的外部可形成一層絕緣層111a，比如一層絕緣烤漆，以便面板111可與外部環境電絕緣。

防水導電組合120卡設於導電底座100與導電固定件110間，其內包含一電路121。電路121的一端點與突出部102或導電固定件110電氣連接，另一端點與偵測體表電位裝置5電氣連接。在本實施例中，防水導電組合120為柔性電路板，可與偵測體表電位裝置5中的柔性電路板共構或是各自獨立。實作上，防水導電組合120也可以是由二層柔性基板間設置銀膠導電層而形成，而該銀膠導電層形成電路121。相關說明可參閱下一個實施例。

絕緣壓縮層130由一絕緣壓縮材料製成，填充於面板111與防水導電組合120之間，防止液體(特別是水)滲入。依照本發明，該絕緣壓縮材料可以是絕緣泡綿，具有電絕緣效果及緩衝彈性。

彈性絕緣套140是本發明的核心元件。彈性絕緣套140套設於導電底座100的周邊外圍，其上緣密封導電底座100的周邊與防水導電組合120間的空隙。請見圖4，該圖繪示電路連接模組10與導電扣51連接時的態樣。當導電扣51的一部分(凸接點52)卡置於容置空間104時，彈性絕緣套140的下緣可至少包附導電扣51上表面的一部份，從而拒止液體滲入。由圖4觀之，彈性絕緣套140的側面實質包覆部分防水導電組合120的底部、導電底座100，及部分導電扣51的上表面。因此，除了彈性絕緣套140和導電扣51的介面以下可能還存在水分入侵的可能，其餘部分都與周邊環境形成了完整的電絕緣，並可防止水氣入侵。前述的介面以下外露的存在是因為每一家導電貼片的導電扣底座可能寬窄不一，其解決方法可以增加彈性絕緣套140下緣的長度為之，盡可能地包覆導電扣51的所有外露於導電貼片的部分。依照本發明，彈性絕緣套140的材料可以是絕緣橡膠、絕緣泡棉或矽膠。

請見圖5，該圖為依照本發明之用於防水電氣連接偵測體表電位裝置的電路連接模組10的一第二實施例沿圖2中AA’斷面的剖面示意圖，電路連接模組10與導電扣51的凸接點卡接。為了簡化說明，本實施例與第一實施例中相同的元件以相同的符號標示，其結構、材質與功能一致，不再重述。然而，某些元件的次結構可能不同，不同之處會以新的元件與符號進行說明。如圖5所示，本實施例中的電路連接模組10包含了導電底座100、導電固定件110、防水導電組合120及彈性絕緣套140，沒有了第一實施例中的絕緣壓縮層130。其它的差異點將詳細說明如下。

導電固定件110的面板111外部不再是形成一層絕緣層111a，而是套設一絕緣披附套111b，以防止液體滲入導電固定件110與防水導電組合120之間。也就是說，本實施例中以絕緣披附套111b取代了層絕緣層111a與絕緣壓縮層130之組合，同樣也有絕緣與阻水氣的功能。絕緣披附套111b的材料可以是絕緣橡膠、矽膠或聚氨酯。

防水導電組合120是由二層柔性基板120a(其間以虛線分隔表示)間設置銀膠導電層120b而形成，銀膠導電層120b形成電路121。前述的柔性基板120a的材質可以是聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate，PET)或聚酯薄膜(mylar)。

最後，彈性絕緣套140的內壁厚度不同，上緣處較厚，下緣處較薄，從而導電扣51側邊可直接為彈性絕緣套140的下緣包覆。

請見圖6，該圖為依照本發明之用於防水電氣連接偵測體表電位裝置的電路連接模組10的一第三實施例沿圖2中AA’斷面的剖面示意圖，電路連接模組10與導電扣51的凸接點52卡接。同樣地，為了簡化說明，本實施例與前二個實施例中相同的元件以相同的符號標示，僅以新的元件與符號說明不同之處。如圖6所示，本實施例中的電路連接模組10亦包含了第二實施例中的導電底座100、導電固定件110、防水導電組合120及彈性絕緣套140。本實施例與第二實施例的差異點在於導電固定件110的面板111外部不再是套設一絕緣披附套111b，而是黏設一絕緣披附層111c延伸黏附於部分鄰近之防水導電組合120上。兩者的差異在前者於絕緣披附套111b可以先套上面板111，再將導電固定件110與防水導電組合120結合，而後者是先將導電固定件110與防水導電組合120結合，才在元件的表面加上絕緣披附層111c。因此，絕緣披附層111c的材料也可以是絕緣橡膠、矽膠或聚氨酯。此外，電路連接模組10還具有垂直導電功能的一導電墊片150，具垂直導電功能，置於導電固定件110與防水導電組合120之間(在本實施例中，導電墊片150是環狀，套設於結合桿112外；在其它實施例中，也可以是短柱狀結構)，藉由導電墊片150使得導電固定件110與防水導電組合120之電路(本實施例中以銀膠導電層120b的形態存在)形成電氣連接。導電墊片150是先與導電固定件110與防水導電組合120之電路電氣連接，絕緣披附層111c才黏附於部分鄰近之防水導電組合120上，製作上很方便。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。