用于植入式醫(yī)療設(shè)備的電路板、及其制造和測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及植入式醫(yī)療設(shè)備，尤其涉及一種用于植入式醫(yī)療設(shè)備的電路板的改良設(shè)計及其構(gòu)造和測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]植入式刺激設(shè)備將電刺激遞送到神經(jīng)和組織以用于各種生物失常的治療，例如，用于治療心律失常的起搏器，用于治療心臟纖維顫動的去顫器，用于治療耳聾的耳蝸激勵器，用于治療失明的視網(wǎng)膜激勵器，用于產(chǎn)生協(xié)調(diào)肢體運動的肌肉激勵器，用于治療慢性疼痛的脊髓激勵器，用于治療運動和心理失常的皮質(zhì)和深腦激勵器以及用于治療尿失禁、睡眠呼吸暫停、肩部半脫位等的其它神經(jīng)激勵器。下文的描述一般將集中于本發(fā)明在脊髓刺激(SCS)系統(tǒng)中的使用，例如公開于美國專利6，516，227中。然而，本發(fā)明可適用于任何植入式醫(yī)療設(shè)備或任何植入式醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)。
[0003]典型地，SCS系統(tǒng)包括植入式脈沖發(fā)生器(IPG)，其結(jié)構(gòu)和構(gòu)造進一步描述于2013年9月5日提交的題為“采用內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)的植入式醫(yī)療設(shè)備的構(gòu)造”的美國臨時專利申請?zhí)?1/874，194中。圖1示出申請案‘194中的IPG 10，所述IPG 10包括生物相容設(shè)備外殼30，其容納有所述IPG運行所必需的電路和電池34(圖2) <JPG 10通過形成電極陣列12的一個或多個電極引線14耦合到電極16。電極16由柔性體18承載，所述柔性體18還容納耦合到各個電極16的單個信號線20。信號線20還耦合到鄰面觸點22，其可插入固定在IPG 10上的頭部28中的引線連接器24中，其中所述頭部可包含，例如，環(huán)氧樹脂。一旦插入，鄰面觸點22就連接到引線連接器24中的頭部觸點26，所述頭部觸點26又通過饋通引腳48耦合到外殼30內(nèi)的電路，如后續(xù)將解釋。在所示實施例中，十六個電極16(E1-E16)分裂在兩個引線14之間，但是引線和電極的數(shù)量對于特定應(yīng)用是特定的，因此能夠變化。在SCS應(yīng)用中，電極引線14典型地植入患者脊髓內(nèi)硬脊膜的左右側(cè)。隨后，鄰面電極穿過患者組織到達植入IPG外殼30的遠端位置，例如，臀部，在該點處其耦合到引線連接器24。
[0004]圖2示出移除外殼30后的IPG10的底側(cè)和頂側(cè)的透視圖，從而可看到內(nèi)部組件。尤其，可看到電池34、通信線圈40和印刷電路板(PCB)42。如申請案‘194中所解釋，這些組件固定到剛性(例如，塑料)支撐結(jié)構(gòu)38并使用剛性(例如，塑料)支撐結(jié)構(gòu)38進行集成。在本示例中，電池34為永久性、非無線可再充電電池。(電池34也可為可再充電電池，在這種情況下，可使用線圈40或另一再充電線圈無線接收被整流以對電池34進行充電的充電場)。通信線圈40實現(xiàn)IPG 10和患者外部設(shè)備(未示出)之間的通信，由此通過磁感應(yīng)實現(xiàn)雙向通信。線圈40的末端焊接到被模制入支撐結(jié)構(gòu)38中的線圈引腳44以便于線圈40至IPG PCB 42上的電路的最后連接。IPG PCB 42集成有IPG 10的運行所需的各種電路和電子設(shè)備。如圖2所示，線圈40緊鄰支撐結(jié)構(gòu)38和外殼30的底側(cè)，而IPG PCB 42緊鄰頂側(cè)。
[0005]圖3示出用于IPG10的引線連接器子總成95，其包括引線連接器24、頭部觸點26、饋通引腳48和饋通32。饋通32充當(dāng)密封構(gòu)件，其用于通過饋通引腳48使頭部觸點26(并且最終的，電極16)和內(nèi)部電路之間的電極信號穿過以到達IPG PCB 42上的外殼30?？赏ㄟ^使饋通引腳48滑過饋通32、將饋通引腳48的一端焊接到引線連接器24中適當(dāng)?shù)念^部觸點26并將饋通引腳48以密封的方式焊接或釬接在饋通32中，來形成引線連接器子總成95。應(yīng)注意，饋通引腳48的自由端相對于饋通32彎曲90度，此便于與IPG PCB 42的連接，如后續(xù)將討論。在本示例中，存在兩行彎曲的饋通引腳48，其中頂行以距離dl與饋通32的底面隔開，而底行以距離d2與饋通32的底面隔開，稍后將解釋其相關(guān)性。
[0006]圖4A和4B示出IPG 10的構(gòu)造步驟中的一些。因為申請案‘ 194中公開了這些步驟，所以本文僅對其進行簡要地概述。構(gòu)造開始于使用例如雙面膠帶58將電池34的電池端面57固定到支撐結(jié)構(gòu)38。接著，將組合后的支撐結(jié)構(gòu)38和電池34放置在總成夾具94中，如圖4B中的橫截面所示。接著，將引線連接器子總成95(圖3)定位在夾具94中。類似于引線連接器總成95中的饋通引腳48，電池端子46相對于電池端面57彎曲90度，因此當(dāng)被放置在夾具94中時，饋通引腳48和電池端子46兩者均指向上。接著，將IPG PCB 42——優(yōu)選地預(yù)制有其電組件——固定到支撐結(jié)構(gòu)38的頂側(cè)。在這點上，IPG PCB 42包括線圈焊接引腳孔50、電池端子焊接孔52、饋通引腳焊接孔54和支撐結(jié)構(gòu)安裝孔56，其分別向上-指向線圈引腳44(支撐結(jié)構(gòu)38中)、饋通引腳48、電池端子46和支撐結(jié)構(gòu)38的安裝引腳88上方滑動。接著，將線圈引腳44、饋通引腳48和電池端子46分別焊接到線圈焊接引腳孔50、饋通引腳焊接孔54和電池端子焊接孔52以將其電耦合到IPG PCB 42。此后，并且如申請案‘194中所解釋，接著將所得的IPG子總成92放置在其外殼30內(nèi)，將其焊接在一起并焊接到饋通32，并且隨后將頭部28添加到完整的IPG 10構(gòu)造。
[0007]本發(fā)明人認為希望在將IPGPCB 42附接到支撐結(jié)構(gòu)38并電耦合到電池34和饋通引腳48并密封在其外殼30內(nèi)之前對其進行電測試，并且公開了用于電測試的技術(shù)，其還涉及構(gòu)造IPG PCB 42的改良設(shè)計和方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
【附圖說明】
[0008]圖1示出根據(jù)先前技術(shù)的植入式脈沖發(fā)生器(IPG)和將電極引線固定到IPG的方式；
[0009]圖2示出根據(jù)先前技術(shù)的移除外殼的IPG的底視圖和頂視圖；
[0010]圖3示出根據(jù)先前技術(shù)用于IPG構(gòu)造的饋通子總成；
[0011]圖4A和4B示出根據(jù)先前技術(shù)的裝配IPG的特定步驟；
[0012]圖5示出制造和測試用于IPG中的印刷電路板(PCB)的改良方法，其中所述IPGPCB形成有能夠與測試系統(tǒng)接口連接的擴展器PCB部分；
[0013]圖6示出測試后并且從擴展器PCB切斷后的IPGPCB，并且示出其切斷邊緣處的切斷跡線以及形成于切斷邊緣處以防止切斷跡線短接的PCB突出部；
[0014]圖7和8示出相對于IPG的饋通的切斷后的IPG PCB，并且示出PCB突出部如何防止切斷跡線與饋通短接；
[0015]圖9示出具有包括切斷跡線的凹陷的IPGPCB的替代形成，并且更一般地示出此凹陷任何防止切斷跡線與一般導(dǎo)電結(jié)構(gòu)短接。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明公開了一種植入式脈沖發(fā)生器(IPG)中的印刷電路板(PCB)的設(shè)計和構(gòu)造方法，其可便利IPG PCB測試，同時還可以簡單且具成本效率的方式提供對IPG電路的保護。形成所述IPG PCB作為包括擴展器部分的更大測試PCB的一部分，其中所述擴展器部分具有將所述IPG PCB中的關(guān)注節(jié)點布線到邊緣連接器的跡線。將IPG電子設(shè)備安裝或焊接到所述IPG PCB，接著通過所述邊緣連接器對這些電子設(shè)備進行測試。接著，以以下方式從所述擴展器部分分割所述IPG PCB，使得在所述PCB的切斷邊緣處留下一個或多個PCB突出部(tab)。所述PCB突出部從所述切斷邊緣延伸，并創(chuàng)建偏距以防止被切斷并暴露在切斷邊緣處的跡線接觸并潛在地短接到所述IPG中的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，例如饋通。
[0017]本發(fā)明人認為希望在將IPGPCB 42附著到支撐結(jié)構(gòu)38并電耦合到電池34和饋通引腳48并密封在其外殼30內(nèi)之前對其進行電測試，如上文所解釋(圖4A和4B)。由于IPG PCB42的相對較小的尺寸，其中所述尺寸必須裝配在IPGlO的較小外殼30內(nèi)并且必須容納初級電池34，所以此測試可能較為困難。即使由于其尺寸而難以測試，此階段對IPG PCB 42的這種測試仍是重要的，因