CN111601540B - 用于检测用户体液中至少一种分析物的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于使至少两个模块(111)电互连的接触组件(114)。该接触组件(114)具有由所述模块中的第一者(113)包括的至少一个第一接触垫(128)和由所述模块中的第二者(115)包括的至少一个第二接触垫(129)。第一接触垫(128)和第二接触垫(129)以相对于彼此不平行的方式布置。接触组件(114)还包括至少一个导电弹性体元件(116)。此外,接触组件(114)被布置成使得第一接触垫(128)或第二接触垫(129)中的一者将压力施加到导电弹性体元件(116)上,从而使导电弹性体元件(116)变形,其中,通过该变形,第一接触垫(128)或第二接触垫(129)中的另一者被导电弹性体元件(116)接触。
Description
技术领域
本发明涉及用于使至少两个模块互连的接触组件,并且涉及用于检测体液中至少一种分析物的传感器装置,该传感器装置包括所述接触组件。本发明还涉及一种医疗装置。本发明还涉及一种用于使至少两个模块电互连的方法,并且涉及一种用于制造用于检测用户体液中至少一种分析物的传感器装置的方法。根据本发明的装置和方法可以主要用于长期监测体液中的分析物浓度,诸如用于长期监测血糖水平或体液中一种或多种其他类型的分析物浓度。本发明既可应用于家庭护理领域,也可应用于专业护理领域(诸如在医院中)。其他应用也是可行的。
背景技术
监测某些身体功能、更特别地监测某些分析物的一种或多种浓度在预防和治疗各种疾病中起着重要作用。在不限制进一步可能应用的情况下,本发明将在下文中参考血糖监测进行描述。然而,附加地或替代地,本发明也可以应用于其他类型的分析物。
除了通过使用光学测量之外,血糖监测尤其可以通过使用电化学生物传感器来执行。从US 5,413,690 A、US 5,762,770 A、US 5,798,031 A、US 6,129,823 A或US 2005/0013731 A1已知用于测量葡萄糖、尤其是血液或其他体液中的葡萄糖的电化学生物传感器的示例。
持续监测***通常是经皮***或皮下***,其中,在下文中,两个表达将被等效地使用。这意味着实际的传感器或至少传感器的测量部分被布置在用户的皮肤下。然而,***的评估和控制部分(也称为贴片)通常位于用户身体的外部、人体或动物体的外部。有许多持续监测***的示例,诸如在EP 2 322 094 B1、WO 2013/152090 A2或EP 1 075 209 B1中描述的。
EP 2 322 094 B1公开了一种用于测量受试者体内分析物的分析物传感器组件。该分析物传感器组件包括被配置成安装在受试者皮肤上的外壳。分析物传感器还包括传感器,该传感器包括远侧部分和近侧部分,其中,远侧部分适于穿过受试者的皮肤***,并且其中,近侧部分可操作地连接到外壳。分析物传感器还包括电子单元,电子单元被配置成用于测量受试者体内的分析物,并且可拆卸地连接到外壳。电子单元经由至少一个电触点连接到传感器,以形成电连接。所述至少一个电触点通过至少一个弹性体密封构件与外部环境中的湿气密封隔离,所述弹性体密封构件被配置成在电子单元可拆卸地连接到外壳时密封电连接。此外,外壳适于容纳电子单元。
WO 2013/152090 A2提出了通常涉及用于测量受试者体内的分析物的***和方法的实施例。更特别地,所提出的实施例提供了传感器施加器和通过按钮激活的使用方法,所述方法植入传感器、抽出***针、将发射器与外壳接合、以及将施加器从外壳脱离,所有这些都在一个平滑的运动中进行。一些实施例设想发射器与外壳在释放施放器之后的接合。
EP 1 075 209 B1公开了一种传感器控制单元,其包括适于可移除地接收电化学传感器的延伸出皮肤并具有至少一个接触垫的部分的外壳。传感器控制单元还包括至少一个导电触点,导电触点被配置成耦合到传感器上的所述至少一个接触垫。传感器控制单元还包括耦合到所述至少一个导电触点的RF发射器,用于传输使用传感器获得的数据。此外,外壳适于附接到皮肤,并且RF发射器设置在外壳中。
在EP 2499969 A1中,描述了用于测量受试者体内的分析物的***和方法。更特别地,公开了用于经皮测量受试者体内葡萄糖的***和方法。该***可以包括施加器、安装单元和电子单元。
US 2014/011391 A1描述了一种电连接器,其包括限定用于***测试芯片的接收室的绝缘外壳、具有延伸到接收室中的有回弹力的接触部分的数个触头、包围绝缘外壳的金属壳和安装到绝缘外壳上的滑动机构。滑动机构包括滑动件和弹性构件,绝缘外壳延伸穿过滑动件,弹性构件在滑动件和金属壳之间被压缩。滑动件可相对于绝缘外壳滑动,以便从接收室抽出测试芯片。
尽管上述现有技术文件具有优点,但仍存在若干技术挑战。因此,典型地,经皮***在有限的时间段内由用户佩戴,该时间段例如是在从若干小时到若干月的时间段内,或者典型地若干天到若干周的时间段,或者更典型地一周的时间段。通常,传感器被配置成比经皮***的其他部件(例如电子单元或发射器)更有规律地被更换。传感器典型地是经皮***的一次性部件组的一部分。因此,需要用于电接触传感器的成本高效且简单的技术。尽管如此,由于医疗决策(诸如关于适当药物的决策)强烈取决于传感器读数的事实,所以传感器的接触必须以高精度和高可靠性进行。
待解决的问题
因此,期望提供解决上述技术挑战的装置和方法。尤其应当提供一种用于检测用户体液中的至少一种分析物的传感器装置,这意味着传感器的成本高效和简单的电接触,其仍然提供高度的精度和可靠性。
发明内容
该问题通过具有独立权利要求的特征的接触组件、传感器装置、医疗装置、用于使至少两个模块电互连的方法以及用于制造传感器装置的方法来解决。从属权利要求中列出了可以以独立的方式或以任意组合实现的有利实施例。
如在下文中所使用的,术语“具有”、“包括”或“包含”或其任意语法变型以非排他性的方式使用。因此,除了由这些术语引入的特征之外,这些术语既可以指代在该上下文中描述的实体中不存在另外特征的情况,也可以指代其中存在一个或多个另外的特征的情况。作为示例,“A具有B”、“A包括B”以及“A包含B”这两种表达都既可以指代除了B之外A中不存在其他元件的情况(即,其中A仅仅且排他地由B组成的情况),并且还可以指代除B之外实体A中还存在一个或多个另外的元件的情况,诸如元件C、元件C和元件D或甚至另外的元件。
此外,应当注意,指示特征或元件可能存在一次或多于一次的术语“至少一个”、“一个或多个”或类似表达典型地在引入相应的特征或元件时仅使用一次。在下文中,在大多数情况下,当提及相应的特征或元件时,表达“至少一个”或“一个或多个”将不再重复,尽管相应的特征或元件可能存在一次或多于一次的事实。
此外,如下文所使用的,术语“优选地”、“更优选地”、“特别地”、“更特别地”、“尤其”、“更尤其地”或类似术语与任选特征结合使用,而不限制替代可能性。因此,由这些术语引入的特征是任选的特征,并且不旨在以任何方式限制权利要求的范围。如技术人员将认识到的,本发明可以通过使用替代特征来执行。类似地,由“在本发明的实施例中”或类似表述引入的特征旨在是任选的特征,而对本发明的替代实施例方面没有任何限制,对本发明的范围方面没有任何限制,并且对结合以这种方式引入的特征与本发明的其他任选或非任选特征的可能性没有任何限制。
在本发明的第一方面,公开了一种用于使至少两个模块电互连的接触组件。接触组件具有由所述模块中的第一者(在下文中也称为“第一模块”)包括的至少一个第一接触垫,以及由所述模块中的第二者(在下文中也称为“第二模块”)包括的至少一个第二接触垫。其中,如下文所述,术语“第一”和“第二”仅用作术语,而没有编号或等级。
第一接触垫和第二接触垫尤其可以以相对于彼此不平行的方式布置。因此,第一接触垫的表面和第二接触垫的表面之间的角度或者第一接触垫和第二接触垫的表面法线之间的角度从0°偏离且从180°偏离例如至少5°、至少10°或者至少20°。
接触组件还包括至少一个导电弹性体元件。接触组件被布置成使得第一接触垫或第二接触垫中的一者(即第一接触垫或第二接触垫)将压力施加到导电弹性体元件上,从而使导电弹性体元件变形。通过变形,第一接触垫或第二接触垫中的另一者被导电弹性体元件接触。换句话说,第一接触垫或第二接触垫使导电弹性体元件变形,其中,由于变形,另一个接触垫(即,第二接触垫或第一接触垫)被电接触,作为一个示例,在没有变形的情况下,情况将不会是这样。
如本文使用的术语“接触组件”是一个宽泛的术语,并且对于本领域普通技术人员来说,应赋予其普通和习惯的含义,且不限于特殊或定制的含义。该术语尤其可以指代(但不限于)包括至少两个电互连或旨在电互连的元件的组件。在下文中,这至少两个元件尤其可以是或可以包括由所述至少一个第一模块包括的至少一个第一接触垫以及由所述至少一个第二模块包括的至少一个第二接触垫。接触组件还包括所述至少一个导电弹性体元件。因此,术语“接触组件”尤其可以指代至少包括所述至少一个第一接触垫、所述至少一个第二接触垫和所述至少一个导电弹性体元件的接触组件。任选地,第一和第二模块也可以全部或至少部分地被视为接触组件的一部分。
如本文进一步使用的,术语“模块”是宽泛的术语,并且对于本领域的普通技术人员来说应赋予其普通和习惯的含义,且不限于特殊或定制的含义。该术语尤其可以指代(但不限于)具有诸如电功能的功能的任意元件或装置。尤其如将在下文进一步详细概述的,第一模块尤其可以是或可以包括用于电化学检测所述至少一种分析物的至少一个传感器元件,并且第二模块尤其可以是或可以包括至少一个电子单元,诸如与传感器模块相互作用的电子单元,例如包括用于使用分析传感器(诸如经皮传感器)来执行至少一种电化学测量的电子器件和/或用于存储和/或传输分析测量数据(例如向另一装置、数据管理装置或评估装置传输)的电子器件的电子单元。然而,模块的其他实施例是可行的。
在本发明的另外的方面,公开了一种用于检测用户体液中至少一种分析物的传感器装置。该传感器装置包括根据前述实施例中任一者和/或根据下文进一步详细公开的实施例中的任一者的接触组件。其中,接触组件的第一模块包括用于电化学检测所述至少一种分析物的至少一个传感器元件。传感器元件具有接触组件的所述至少一个第一接触垫。此外,接触组件的第二模块包括至少一个电子单元。电子单元包括接触组件的所述至少一个第二接触垫。
如本文使用的术语“传感器装置”是一个宽泛的术语,并且对于本领域的普通技术人员来说,被赋予其普通和习惯的含义,且不限于特殊或定制的含义。该术语尤其可以指代(但不限于)适于执行检测过程和/或适于在检测过程中使用的任意元件。因此,传感器装置自身或与一个或多个部件协作可以尤其适于确定所述至少一种分析物的浓度和/或所述至少一种分析物的存在。
如本文使用的术语“传感器元件”是一个宽泛的术语,并且对于本领域的普通技术人员来说,应赋予其普通和习惯的含义,且不限于特殊或定制的含义。该术语尤其可以指代(但不限于)适于检测用户体液中的所述至少一种分析物的任意元件。传感器元件可以全部或部分地布置在用户的皮肤下。特别地,传感器元件可以可全部或部分地植入用户的身体组织中。作为示例,传感器元件可以是或可以包括电化学传感器元件,诸如电化学葡萄糖传感器。尤其如下文将进一步详细概述的,传感器元件可以包括一个或多个电极,诸如具有用于检测所述至少一种分析物的至少一种测试化学品的一个或多个工作电极以及一个或多个另外的电极,诸如一个或多个参比电极和/或一个或多个反电极。对于传感器元件的潜在实施例,可以参考上文给出的如现有技术文件中公开的已知传感器元件,或者参考下文进一步详细示出的实施例中一者或多者。
如本文使用的术语“检测”是一个宽泛的术语,并且对于本领域的普通技术人员来说,应赋予其普通和习惯的含义,且不限于特殊或定制的含义。该术语尤其可以指代(但不限于)确定所述至少一种分析物的存在和/或量和/或浓度的过程。因此,检测可以是或可以包括定性检测(简单地确定所述至少一种分析物的存在或所述至少一种分析物的不存在),和/或可以是或可以包括定量检测,其确定所述至少一种分析物的数量和/或浓度。作为检测的结果,可以产生表征检测结果的至少一个信号,诸如至少一个测量信号。所述至少一个信号尤其可以是或可以包括至少一个电子信号,诸如至少一个电压和/或至少一个电流。所述至少一个信号可以是或可以包括至少一个模拟信号和/或可以是或可以包括至少一个数字信号。传感器元件尤其可以是电化学传感器。
如上概述的,传感器元件被配置成用于电化学检测所述至少一种分析物。因此,传感器元件尤其可以是或可以包括电化学传感器或电化学传感器元件。如本文使用的术语“电化学检测”是一个宽泛的术语,并且对于本领域的普通技术人员来说,应赋予其普通和习惯的含义,且不限于特殊或定制的含义。该术语尤其可以指代对所述至少一种分析物的电化学可检测性质的检测,诸如电化学检测反应。因此,例如,可以通过对一个或多个电极电势进行比较来检测电化学检测反应。电化学传感器尤其可适于和/或可以可用于生成至少一个电传感器信号,该信号直接或间接地指示电化学检测反应的存在和/或程度,诸如至少一个电流和/或至少一个电压。传感器元件可以包括至少两个电极,诸如至少一个工作电极和至少一个反电极。传感器元件还可以包括至少一个参比电极。
如本文使用的术语“工作电极”是一个宽泛的术语,并且对于本领域普通技术人员来说,应赋予其普通和习惯的含义,且不限于特殊或定制的含义。该术语尤其可以指代(但不限于)适于或可用于执行至少一个电化学检测反应以检测体液中的所述至少一种分析物的电极。工作电极可以具有对待检测的所述至少一种分析物敏感的至少一种测试化学品。
如本文使用的术语“测试化学品”是一个宽泛的术语,并且对于本领域的普通技术人员来说,应赋予其普通和习惯的含义,且不限于特殊或定制的含义。该术语尤其可以指代(但不限于)在存在至少一种分析物的情况下适于改变至少一种可检测性质的任意材料或材料的组合物。该性质可以是可电化学检测的性质。所述至少一种测试化学品尤其可以是高选择性的测试化学品,其仅在体液中存在所述至少一种分析物的情况下改变性质,而在所述至少一种分析物不存在的情况下不发生改变。所述至少一种性质的程度或变化取决于所述至少一种分析物在体液中的浓度,以便允许对所述至少一种分析物进行定量检测。作为示例,测试化学品可以包括至少一种酶,诸如葡萄糖氧化酶和/或葡萄糖脱氢酶。
如本文使用的术语“反电极”是一个宽泛的术语,并且对于本领域的普通技术人员来说,应赋予其普通和***衡工作电极处的检测反应所需的电流的电极。
如本文使用的术语“参比电极”是一个宽泛的术语,并且对于本领域普通技术人员来说,应赋予其普通和习惯的含义,且不限于特殊或定制的含义。该术语可以指代但不限于适于提供公知的逆反应的电极,而不论工作电极处的检测反应如何。为了比较的目的,参比电极可以适于提供已知的电流。
然而,附加地或替代地,可以包括其他类型的传感器元件。这种传感器元件可以是用于检测心率的一个或多个传感器元件(诸如通过检测由于心跳引起的适当运动)、血压传感器元件、温度传感器元件、pH传感器元件或任何其他类型的传感器元件或其组合。然而,本发明的优点对于小型化的分析传感器尤其重要,诸如小型化的经皮葡萄糖传感器(其具有细长条带的形状,例如具有不超过20 mm的长度和不超过3 mm的宽度),因为尤其是在这些小型化的传感器中,电极的接触仍然是挑战。
传感器元件包括至少一个接触垫,优选地至少两个接触垫,更优选地三个接触垫。如本文使用的术语“接触垫”是一个宽泛的术语,并且对于本领域的普通技术人员来说,应赋予其普通和习惯的含义,且不限于特殊或定制的含义。该术语尤其可以指代(但不限于)电连接到传感器元件的电极中的一者并且可以被一个或多个接触元件接触的导电区域或垫。作为示例,所述至少一个接触垫可以包括一个或多个金属层,诸如一个或多个金层。接触垫尤其可以电连接到工作电极抑或反电极或参比电极。接触垫可以位于用户的身体外部。因此,作为示例,传感器元件可以包括至少一个可植入或可***部分和至少一个接触部分,所述可植入或可***部分被配置成用于***到身体组织中,所述接触部分被配置成保持在身体组织外部并被配置成由接触组件接触。作为示例,在可植入部分中,传感器元件可以是或可以包括具有恒定宽度的条带,而在接触部分中,传感器元件可以加宽,以便为放置所述一个、两个、三个或更多个接触垫提供增加的空间。接触垫可以是传感器元件和接触组件可以电连接的区域。
如本文使用的术语“电连接”是一个宽泛的术语,并且对于本领域普通技术人员来说,应赋予其普通和习惯的含义,且不限于特殊或定制的含义。该术语尤其可以指代(但不限于)至少两个元件的物理状态,在这种状态下,当在两个元件之间施加电压时,电子能够从一个元件行进到另一个元件。尤其当两个元件之间存在电流时,只要在这两个元件之间存在电势差,这两个元件就电连接。特别地,物理接触的两个导电元件电连接。在下文中,术语“电接触”将等同于术语“电连接”地使用。
如本文使用的术语“导电弹性体元件”是一个宽泛的术语,并且对于本领域的普通技术人员来说,应赋予其普通和习惯的含义,且不限于特殊或定制的含义。该术语尤其可以指代(但不限于)适于允许电流沿一个或多个方向流动并还适于可弹性变形的任意材料或材料的组合物。特别地,导电弹性体元件可以附加地是可不压缩的材料或者可以包括不可压缩的材料。因此,作为示例,在导电弹性体元件变形或压缩的情况下,导电弹性体元件的总体积可以不变。
导电弹性体元件尤其可以包括至少一种导电橡胶,尤其是填充有导电颗粒的至少一种橡胶材料,更尤其是填充有一种或多种碳颗粒或金属颗粒。导电橡胶尤其可以包含硅树脂橡胶。还存在其他选项。
作为示例,导电弹性体元件可以是或可以包括至少一种导电橡胶,如将在下文进一步详细概述的。作为示例,导电弹性体元件可以包括至少一种弹性体基体材料,其中设置有一种或多种填充材料(诸如分散在其中),例如至少一种金属粉末和/或至少一种导电碳粉末中的一种或多种。附加地或替代地,导电弹性体元件可以是或可以包括至少一种弹性体基体材料,其中设置有一种或多种导电纤维、珠或引线,诸如由一种或多种金属或导电碳制成的纤维、珠或引线中的一种或多种。然而,可能存在不同类型的导电橡胶。导电橡胶尤其可以包括非导电基体(诸如例如硅树脂和/或橡胶),并且导电橡胶可以包括嵌入其中的导电颗粒,诸如,例如包括一种或多种金属或导电碳的颗粒。填充的等级、比率或程度可以指代嵌入非导电基体内的颗粒的数量。用导电颗粒填充的等级尤其可以是这样的,使得导电颗粒彼此电接触,以便提供穿过非导电基体的导电路径,例如穿过块体材料。包括嵌入非导电基体内的导电颗粒的导电橡胶的比电阻可以例如小于1欧姆厘米。因此,所述导电橡胶(例如第一类型的导电橡胶)的比电阻尤其可能相当低。然而,其他类型的导电橡胶可以具有高得多的比电阻,诸如,例如100欧姆厘米或更高。具有这种高比电阻的导电橡胶(例如第二类型的导电橡胶)可以包括导电基体,尤其是固有导电橡胶的基体,诸如,例如具有分子分散的碳的硅橡胶。然而,不同类型的导电橡胶的组合也可以是可设想的。例如,第一和第二类型的导电橡胶的组合(例如第三类型的导电橡胶)可以包括嵌入在固有导电橡胶基体内的导电颗粒,尤其是金属颗粒。
导电弹性体元件尤其可以直接接触所述接触垫。
导电弹性体元件可以具有柱形形状。优选地,导电弹性体元件可以具有圆柱形形状,更优选地辊形状。导电弹性体元件和传感器元件的所述至少一个接触垫之间的接触可以经由柱体的周向表面或柱体的平坦正面中的一者或两者进行。其中,经由周向表面的接触尤其有利和高效。因此,作为示例,导电弹性体元件可以使传感器元件的所述至少一个接触垫与导电弹性体元件的周向表面接触。
另外的任选实施例涉及接触组件,并且也可以在传感器装置中实施。因此,接触组件的第一接触垫尤其可以被导电弹性体元件的第一部分接触。接触组件的第二接触垫尤其可以被导电弹性体元件的第二部分接触,其中,第二部分尤其可以不同于第一部分。当第一接触垫将压力施加到导电弹性体元件上时,第二部分尤其可以改变位置或形状中的一者或两者。作为示例,第一部分和第二部分两者都可以是导电弹性体元件的周向表面上的周向部分,作为示例,导电弹性体元件可以是柱形导电弹性体元件。然而,附加地或替代地,第一部分可以是导电弹性体元件的周向表面上的一部分,并且第二部分可以是导电弹性体元件的正面或其一部分,或者反之亦然。导电弹性体元件尤其可以具有柱形形状,优选地圆柱形形状,更优选地辊形状,其中柱形形状具有正面和周向表面。其中,第一部分尤其可以包括正面的至少一部分,并且第二部分尤其可以包括周向表面的至少一部分。然而,附加地或替代地,第一部分和第二部分两者都可以包括周向表面的至少一部分。其他选项也存在并且将在下文进一步详细解释。
接触组件尤其可以被布置成使得第一接触垫在第一维度上将压力施加到导电弹性体元件上,从而在第一维度上压缩导电弹性体元件,并且使导电弹性体元件在至少一个第二维度上膨胀。通过在第二维度上的膨胀,导电弹性体元件可以接触第二接触垫。第一和第二维度可以是以相对于彼此不平行的方式定向的方向,诸如相对于彼此垂直或基本上垂直地定向。
因此,作为示例,可以使用柱形导电弹性体元件,其中,第一维度是柱体的轴向维度或方向,并且第二维度是柱体的径向维度或方向,或者反之亦然。因此,当在径向维度上压缩该柱体时,该柱体可以在轴向维度上膨胀,或者反之亦然。因此,通常,弹性体元件可以具有柱形形状,其中,第一维度可以是柱形形状的轴向方向,并且其中,第二维度可以是柱形形状的径向方向。第一接触垫可以接触例如柱形形状的正面,并且第二接触垫可以被柱形形状的周向表面的至少一部分接触,或者反之亦然。
另外的选项指代第一和第二接触垫之间的角度关系。如上所概述的,第一和第二接触垫以相对于彼此不平行的方式布置。第一接触垫和第二接触垫尤其可以以相对于彼此成80°至100°的角度布置,尤其成90°的角度。其中,作为示例,所参考的角度可以是第一和第二接触垫的表面法线之间的角度,诸如表面法线之间的较小角度。第一和第二接触垫尤其可以是平面接触垫,诸如平面矩形、多边形、圆形、正方形或椭圆形接触垫。
接触组件尤其还可以包括至少一个支撑结构。所述至少一个导电弹性体元件可以全部或部分地嵌入支撑结构中。传感器元件尤其可以被夹持在至少两个夹持元件之间,其中,所述夹持元件中的至少一者包括导电弹性体元件。导电弹性体元件尤其可以被夹持在电子单元和支撑结构之间,从而变形并将夹持力施加到传感器元件上。因此,如上所概述的,包括电子单元的第二模块可以通过其自己或与支撑结构相互作用来压缩导电弹性体元件,其中,第二接触垫电接触导电弹性体元件,从而使导电弹性体元件变形,其中,通过变形,传感器元件的第一接触垫被电接触。导电弹性体元件尤其可以直接接触第一接触垫。
支撑结构可以包含至少一个安装孔。特别地,柱形形状的导电弹性体元件可以部分地***安装孔中,使得导电弹性体元件从安装孔突出。
如本文使用的术语“支撑结构”是一个宽泛的术语,并且对于本领域的普通技术人员来说,应赋予其普通和习惯的含义,且不限于特殊或定制的含义。该术语尤其可以指代(但不限于)适于赋予至少一个其他元件机械稳定性的任意结构。特别地,支撑结构可以限制其他元件的变形,尤其物理形状的改变。特别地,导电弹性体元件可以嵌入支撑结构中。
如本文使用的术语“嵌入”是一个宽泛的术语,并且对于本领域的普通技术人员来说,应赋予其普通和***上至少部分地围绕和/或包围第一元件时,第一元件可以嵌入第二元件中。
至少一个导电弹性体元件可以分别设置在传感器元件的相对侧上。因此,可以布置至少两个导电弹性体元件,使得导电弹性体元件从两个相对侧电接触传感器元件。
支撑结构可以全部或部分地由电绝缘材料制成。特别地,支撑结构可以由技术聚合物制成。此外,支撑结构可以全部或部分地由选自由以下材料组成的组的电绝缘材料中的一者制成:技术聚合物;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS);聚碳酸酯(PC);改性PC;聚甲醛(POM);聚醚醚酮(PEEK);聚苯乙烯(PS);聚丙烯(PP);和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET);环烯烃共聚物(COC);陶瓷,尤其是Al2O3、AlN或SiC中的一种或多种。另外的电绝缘材料也是可能的。
例如,可用商标名Makrolon 2405下的聚碳酸酯(PC)。
传感器装置可以被配置成将压力施加到所述至少一个导电弹性体元件上。压力可以被施加到导电弹性体元件上,使得所述至少一个导电弹性体元件由于压力而变形。
夹持元件中的至少两者各自包括至少一个导电弹性体元件,使得传感器元件被夹持在所述导电弹性体元件的至少两者之间。
如本文使用的术语“夹持元件”是一个宽泛的术语,并且对于本领域普通技术人员来说,应赋予其普通和习惯的含义,且不限于特殊或定制的含义。该术语尤其可以指代(但不限于)适于通过由摩擦力传递的力来阻碍至少一个其他元件的空间运动的元件。特别地,夹持元件通过物理接触另一个元件而将压力施加到其它元件上。
传感器元件可以在相对的表面上包含接触垫。传感器元件的相对表面上的接触垫各自都可以由所述导电弹性体元件中的至少一者电接触。
导电弹性体元件可以包括至少一种导电橡胶。导电弹性体元件尤其可以包括填充有导电颗粒的至少一种橡胶材料。导电弹性体元件更尤其可以包括填充有一种或多种碳颗粒或金属颗粒的至少一种橡胶材料。此外,导电橡胶可以包括硅树脂橡胶。
如上概述的,传感器元件尤其可以被夹持在至少两个夹持元件之间,其中,所述夹持元件中的至少一者包括导电弹性体元件。因此,作为示例,传感器元件可以被夹持在导电弹性体元件和除导电弹性体元件之外的至少一个另外的夹持元件之间。附加地或替代地,传感器元件可以被夹持在至少两个导电弹性体元件和除导电弹性体元件之外的至少一个另外的夹持元件之间。替代地,传感器元件可以被夹持在两个导电弹性体元件之间,或者被夹持在传感器元件一侧上的两个导电弹性体元件和传感器元件相对侧上的至少一个另外的导电弹性体元件之间。因此,作为示例,传感器元件可以在第一侧被两个导电弹性体元件接触。传感器元件还可以在与第一侧相对的第二侧上被至少一个导电弹性体元件接触。
传感器元件在第一侧上可以被两个导电弹性体元件接触。在传感器元件的与第一侧相对的第二侧上,传感器元件可以被至少一个导电弹性体元件接触。
所述至少两个夹持元件还可以用作用于电接触所述至少一个接触垫的接触元件。因此,作为示例,所述夹持元件中的一者可以是或可以包括所述至少一个导电弹性体元件,所述至少一个导电弹性体元件用作用于电接触传感器元件第一侧上的至少一个接触垫的接触元件。所述至少一个另外的夹持元件(尤其在传感器元件的相对的第二侧上)可以是或可以包括至少一个另外的接触元件,该接触元件还可以包括至少一个导电弹性体元件和/或至少一个其他接触元件,用于电接触传感器元件的相对的第二侧上的至少一个接触垫。然而,替代地,所有接触垫可以在传感器元件的同一侧上,诸如在上述第一侧或第二侧上,并且至少一个接触元件可以仅设置在该侧上,而在相对侧上,至少一个夹持元件可以设置成不具有电接触功能,仅用于机械稳定和夹持。因此,接触组件可以包括设置在传感器元件的相对侧上的多个导电弹性体元件,其从两个相对侧电接触传感器元件。传感器元件在第一侧上可以被两个导电弹性体元件接触。此外,传感器元件在与第一侧相对的第二侧上可以被所述至少一个导电弹性体元件或被多个导电弹性体元件中的至少一者接触。
导电弹性体元件可以是不可压缩的或者可以具有低压缩性。因此,尤其当在一个方向或维度上将压力施加到导电弹性体元件上从而在一个方向上压缩导电弹性体元件时,导电弹性体元件可以在至少一个其他方向或维度上膨胀,从而维持基本恒定的体积。特别地,导电弹性体元件可以具有0.3至0.7、优选地0.4至0.6、更优选地0.5的泊松比ν。如本文使用的术语“泊松比”是一个宽泛的术语,并且对于本领域的普通技术人员来说,应赋予其普通和习惯的含义,且不限于特殊或定制的含义。该术语尤其可以指代(但不限于)材料性质,特别是指代沿着材料的任意所选轴线的拉伸和压缩的比率。泊松比可以由下式确定:
其中,ν是泊松比,ε_trans是横向应变,特别是横向于所选轴线的应变,ε_axial是轴向应变,特别是在所选轴线的方向上的轴向应变。
当没有压力施加到导电弹性体元件上时,导电弹性体元件的几何形状的第一空间范围可以是导电弹性体元件的几何形状的第二空间范围的1至10倍长。优选地,导电弹性体元件的几何形状的第一空间范围可以是导电弹性体元件的几何形状的第二空间范围的2至5倍长,更优选地2至3倍。
传感器装置包括至少一个电子单元。如本文使用的术语“电子单元”是一个宽泛的术语,并且对于本领域普通技术人员来说,应赋予其普通和习惯的含义,且不限于特殊或定制的含义。该术语尤其可以指代(但不限于)被设计成致动任意传感器和/或记录来自传感器的信号和/或从信号导出所述至少一种分析物的至少一项信息和/或整体或部分评估这些信号的任意部件。作为示例,电子单元可以包括至少一个发射器,用于传输数据,诸如通过使用所述至少一个传感器元件获得的测量数据。作为示例,传输可以向至少一个评估装置和/或至少一个数据管理装置进行。作为示例,所述至少一个电子单元还可以包括至少一个电压测量装置和/或至少一个电流测量装置,例如用于使用电化学传感器元件来执行上述分析物测量中一者或多者。因此,作为示例,所述至少一个电压测量装置和/或所述至少一个电流测量装置可以被配置成执行至少一个电流测量和/或至少一个恒电位测量。电子单元可以被配置成用于通过使用传感器元件来执行至少一项分析物测量、存储测量数据或传输测量数据中的一者或多者。
电子单元尤其可以包括至少一个印刷电路板(PCB)。第二接触垫可以由印刷电路板包括,例如通过位于印刷电路板的一侧或两侧上。印刷电路板尤其可以是刚性印刷电路板,其中,所述至少一个第二接触垫位于印刷电路板的一侧或两侧上。
如本文使用的术语“印刷电路板”是一个宽泛的术语,并且对于本领域普通技术人员来说,应赋予其普通和***面元件,诸如板件或板,例如由一种或多种塑料材料制成的板件或板,所述塑料材料诸如是像例如FR-4玻璃环氧树脂的树脂、陶瓷材料、纸板材料或金属。板件或板可以在一侧或两侧上具有一条或多条电迹线,其中,所述电迹线中的至少一者可以接触第二接触垫。所述至少一个第二接触垫可以位于印刷电路板的一个或两个表面上。此外,印刷电路板可以承载一个或多个电子部件,例如一个或多个有源或无源部件。作为示例,印刷电路板可以承载和/或包括一个或多个处理器和/或集成电路,诸如一个或多个专用集成电路(ASIC)。作为示例,所述至少一个印刷电路板可以承载和/或包括一个或多个部件,例如选自由电容器、电阻器或有源装置组成的组的部件。所述一个或多个部件可以位于印刷电路板的至少一个表面上,或者,附加地或替代地,也可以全部或部分地嵌入印刷电路板中,诸如嵌入印刷电路板的基板中。
作为示例,第一和/或第二模块、尤其是第一和/或第二部件可以包括至少一个模制互连装置(MID),尤其是MID部分。接触垫可以例如是支撑结构的固有部分。特别地,MID可以是或可以包括塑料部分,优选地部分金属化的塑料部分,以便提供导电路径和/或区域。MID可以尤其被布置成用于更换例如电路板,尤其是印刷电路板。
传感器装置还可以包括至少一个外壳贴片,也被称为身体安装件,其被配置成安装到用户的皮肤上,其中,外壳贴片被配置成用于接收电子单元。
接触组件可以全部包括在外壳贴片中,使得传感器元件可以安装到外壳贴片,并且在存在或不存在电子单元的情况下被外壳贴片电接触。为了安装到用户的皮肤上,外壳贴片可以包括一个或多个安装元件,诸如一个或多个粘合表面,例如通过提供一个或多个粘合条带或膏药。
作为示例,外壳贴片可以包括其中具有开口的基板,传感器元件通过该开口延伸到身体组织中。其中,作为示例,传感器元件可以是平坦的传感器元件,其中,平坦传感器元件的基板在一个平面中延伸。作为一个示例,该平面可以相对于基板以不平行的方式定位。作为示例,传感器元件的平面可以相对于基板的平面以基本上90°定向,例如从90°偏离不大于20°,优选不大于10°或不大于5°。因此,作为一个示例,传感器元件可以是平坦的传感器元件,其具有曲棍球棒形状,具有以相对于彼此成角度的方式定向的接触部分和可***部分。作为示例,接触组件可以包括两个、三个或更多个导电弹性体元件作为夹持元件,夹持元件成形为销或柱体,并且作为示例,其直接或间接地从基板突出,例如以基本上90°的角度突出。传感器元件的接触部分可以被***销或柱体之间,该接触部分可以相对于基板基本垂直地定向。在这种布置结构中,将传感器元件***外壳贴片中尤其简单,因为可***部分只需被推动穿过基板的开口且接触部分只需被推入由导电弹性体元件形成的销或柱体之间。因此,不需要工具或复杂的机械辅助来电接触传感器元件。传感器元件的***和电接触尤其可以以自动方式执行,因为销或柱体可以从上方自由接近。
电子单元还可以被配置成用于与外壳贴片配合。电子单元尤其可以被配置成与外壳贴片可释放地配合。
传感器装置可以被配置成将压力施加到所述至少一个导电弹性体元件上。传感器装置还可以被配置成在传感器装置与电子单元配合时维持压力。
电子单元可以具有至少一个接触区域。如本文使用的术语“接触区域”是宽泛的术语,并且对于本领域的普通技术人员来说,应赋予其普通和习惯的含义,且不局限于特殊或定制的含义。该术语尤其可以指代(但不限于)允许电连接电子单元的区域。接触区域尤其可以被配置成允许电信号从电子单元传递以及传递到电子单元。作为示例,可以通过提供一个或多个导电路径(诸如一个或多个金属垫)或者通过提供一个或多个接触元件(诸如一个或多个导电弹簧触点)等来提供接触区域。
导电弹性体元件可以被配置成用于电接触传感器元件和接触区域两者。因此,导电弹性体元件可以被位于和具体实施成在传感器元件的接触垫和电子单元的接触区域之间直接提供电连接。
此外,所述至少一个导电弹性体元件可以利用至少一个第一部段电接触传感器元件,并且利用至少一个第二部段电接触电子单元的接触区域。
接触组件可以被配置成通过将传感器元件按压到导电弹性体元件中来使导电弹性体元件变形。第一部段可以是变形的部段,且第二部段可以是不变形的部段。
所述夹持元件中的至少一者可以是电子单元的一部分。因此,作为示例,没有电子单元的外壳贴片可以提供那些夹持元件,其中,所述夹持元件中的一者或两者包含所述至少一个导电弹性体元件。然而,替代地,所述夹持元件中的至少一者可以由外壳贴片提供,而所述夹持元件中的至少另一者可以由电子单元提供,使得当电子单元被夹持或安装到外壳贴片上时,实现传感器元件的夹持和电接触,包括传感器元件的电接触。
在本发明的另外的方面,公开了一种用于检测用户体液中至少一种分析物的医疗装置。该医疗装置包括根据如上所述或如下文进一步详细描述的实施例中的任一者的传感器装置,以及用于将传感器元件、尤其是传感器元件的至少一个可植入部分经皮***身体组织中的至少一个***针。
此外,传感器元件可以至少部分地接收在***针中。
本发明还涉及一种用于使至少两个模块电互连的方法,尤其通过使用根据涉及接触组件的前述实施例中的任一者或根据下文进一步详细描述的实施例中的任一者的接触组件。该方法包括以下步骤。方法步骤可以以给定的顺序执行。然而,方法步骤的其他顺序是可行的。此外,所述方法步骤中的一个或多个步骤可以并行和/或以适时重叠的方式执行。此外,所述方法步骤中的一个或多个步骤可以重复执行。此外,可以存在未列出的附加方法步骤:
方法包括以下方法步骤:
i. 提供至少一个第一模块,其具有至少一个第一接触垫;
ii. 提供至少一个第二模块,其具有至少一个第二接触垫;
iii. 提供至少一个导电弹性体元件;以及
iv. 将第一和第二模块以及导电弹性体元件布置成使得第一接触垫或第二接触垫中的一者将压力施加到导电弹性体元件上,从而使导电弹性体元件变形,其中,通过变形,第一接触垫或第二接触垫中的另一者被导电弹性体元件接触。
该方法可以全部或部分地由手动执行,或者可以全部或部分地以自动方式具体实施,诸如全自动地实施。
该方法尤其可以被执行成使得在步骤iv中,第一和第二模块以及导电弹性体元件被布置成使得第一接触垫和第二接触垫以相对于彼此不平行的方式布置。
本发明还公开了一种用于制造用于检测用户体液中至少一种分析物的传感器装置、尤其是根据上述实施例中任一者或如下文进一步详细描述的传感器装置的方法。该方法包括如下如所列的方法步骤。方法步骤可以以给定的顺序执行。然而,方法步骤的其他顺序是可行的。此外,所述方法步骤中的一个或多个步骤可以并行和/或以适时重叠的方式执行。此外,所述方法步骤中的一个或多个步骤可以重复执行。此外,可以存在未列出的附加方法步骤。
该方法包括以下步骤:
a)提供用于电化学检测所述至少一种分析物的至少一个传感器元件,该传感器元件具有至少一个接触垫;
b)提供至少一个电子单元,其中,该电子单元包括至少一个第二接触垫;以及
c)通过使用如上所述的用于使至少两个模块电互连的方法,使传感器元件的第一接触垫和电子单元的第二接触垫电互连,其中,传感器元件用作第一模块,并且其中,电子单元用作第二模块。
该方法尤其可以包括使用如上所述的或将在下文进一步描述的传感器装置。
传感器装置还可以包括至少一个外壳贴片,该外壳贴片被配置成安装到用户的皮肤上。外壳贴片可以被配置成用于接收电子单元。可以在将电子单元安装到外壳贴片时执行步骤c)。
相对于传感器装置定位传感器元件使得在传感器元件的接触垫和传感器装置的导电弹性体元件之间建立物理接触,可以作为步骤b)和步骤c)之间的附加步骤来执行。
所提出的方法和装置提供了优于已知装置和方法的许多优点。常见地,为了允许至少两个电气结构(诸如接触垫和/或接触区域)彼此电连接,第一电气结构定位在与第二电气结构相同的平面中。替代地,第一电气结构可以布置成平行于第二电气结构,使得它们的表面彼此面对。另一方面,当至少两个电气结构垂直地布置时,本发明也可以允许在它们之间建立电连接。尤其是当传感器元件的电气结构、特别是接触垫竖直地布置在电子单元的电气结构上、特别是接触区域上时,所提出的发明可以允许电连接传感器元件和电子单元。
总结并且不排除另外的可能的实施例,可以设想以下实施例:
实施例1:一种用于使至少两个模块电互连的接触组件,该接触组件具有由所述模块中的第一者包括的至少一个第一接触垫以及由所述模块中的第二者包括的至少一个第二接触垫,其中该接触组件还包括至少一个导电弹性体元件,其中,所述接触组件被布置成使得第一接触垫或第二接触垫中的一者将压力施加到导电弹性体元件上,从而使导电弹性体元件变形,其中,通过变形,第一接触垫或第二接触垫中的另一者被导电弹性体元件接触。
实施例2:根据前述实施例的接触组件,其中,第一接触垫和第二接触垫以相对于彼此不平行的方式布置。
实施例3:根据前述实施例中的任一者的接触组件,其中,所述模块中的所述第一者包括用于检测至少一种分析物的至少一个传感器元件。
实施例4:根据前述实施例中的任一者的接触组件,其中,第一接触垫被导电弹性体元件的第一部分接触,并且其中,第二接触垫被导电弹性体元件的第二部分接触,其中,当第一接触垫将压力施加到导电弹性体元件上时,第二部分改变位置或形状中的一者或两者。
实施例5:根据前述实施例的接触组件,其中,导电弹性体元件具有柱形形状,优选地圆柱形形状,更优选地辊形状,其中,柱形形状具有正面和周向表面。
实施例6:根据前述实施例的接触组件,其中,第一部分包括正面的至少一部分,并且其中,第二部分包括周向表面的至少一部分。
实施例7:根据前述三个实施例中的任一者的接触组件,其中,第一部分和第二部分两者都包括周向表面的至少一部分。
实施例8:根据前述实施例中的任一者的接触组件,其中,第一接触垫和第二接触垫以相对于彼此成80°至100°的角度布置,尤其成90°的角度。
实施例9:根据前述实施例中的任一者的接触组件,其中,接触组件被布置成使得第一接触垫在第一维度上将压力施加到导电弹性体元件上,从而在第一维度上压缩导电弹性体元件,并使导电弹性体元件在至少一个第二维度上膨胀,由此导电弹性体元件接触第二接触垫。
实施例10:根据前述实施例的接触组件,其中,导电弹性体元件具有柱形形状,其中,第一维度是柱形形状的轴向方向,其中,第二维度是柱形形状的径向方向,其中,第一接触垫接触柱形形状的正面,并且其中,第二接触垫被柱形形状的周向表面的至少一部分接触。
实施例11:根据前述实施例中的任一者的接触组件,其中,导电弹性体元件包括至少一种导电橡胶,尤其是填充有导电颗粒的至少一种橡胶材料,更尤其填充有一种或多种碳颗粒或金属颗粒。
实施例12:根据前述实施例中的任一者的接触组件,其中,导电橡胶包含硅树脂橡胶。
实施例13:一种用于检测用户体液中至少一种分析物的传感器装置,该传感器装置包括根据前述实施例中的任一者的接触组件,
其中,接触组件的第一模块包括用于电化学检测所述至少一种分析物的至少一个传感器元件,该传感器元件具有接触组件的所述至少一个第一接触垫;并且
其中,接触组件的第二模块包括至少一个电子单元(138),其中,电子单元(138)包括接触组件的所述至少一个第二接触垫。
实施例14:根据前述实施例的传感器装置,其中,接触组件还包括至少一个支撑结构,其中,所述至少一个导电弹性体元件全部或部分地嵌入支撑结构中,其中,传感器元件被夹持在至少两个夹持元件之间,其中,所述夹持元件中的至少一者包括导电弹性体元件。
实施例15:根据前述实施例的传感器装置,其中,导电弹性体元件被夹持在电子单元和支撑结构之间,从而变形并将夹持力施加到传感器元件上。
实施例16:根据涉及传感器装置的前述实施例中的任一者的传感器装置,其中,导电弹性体元件直接接触所述接触垫。
实施例17:根据涉及传感器装置的前述实施例中的任一者的传感器装置,其中,导电弹性体元件具有柱形形状,优选地圆柱形形状,更优选地辊形状。
实施例18:根据前述实施例的传感器装置,其中,所述至少一个导电弹性体元件使传感器元件的所述至少一个接触垫与导电弹性体元件的周向表面接触。
实施例19:根据前述两个实施例中任一者的传感器装置,其中,支撑结构包含至少一个安装孔,其中,柱形形状的导电弹性体元件部分地***安装孔中,使得导电弹性体元件从安装孔突出。
实施例20:根据前述涉及传感器装置的实施例中的任一者的传感器装置,其中,导电弹性体元件设置在传感器元件的相对侧上,其从两个相对侧电接触传感器元件。
实施例21:根据前述涉及传感器装置的实施例中的任一者的传感器装置,其中,支撑结构全部或部分地由电绝缘材料制成。
实施例22:根据前述涉及传感器装置的实施例中的任一者的传感器装置,其中,支撑结构全部或部分地由选自由以下材料组成的组的电绝缘材料中的一者制成:技术聚合物;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS);聚碳酸酯(PC);改性PC;聚甲醛(POM);聚醚醚酮(PEEK);聚苯乙烯(PS);聚丙烯(PP);和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET);环烯烃共聚物(COC);陶瓷,尤其Al2O3、AlN或SiC中的一种或多种。
实施例23:根据前述涉及传感器装置的实施例中的任一者的传感器装置,其中,传感器装置被配置成将压力施加到所述至少一个导电弹性体元件上,其中,至少一个导电弹性体元件由于压力而变形。
实施例24:根据前述涉及传感器装置的实施例中的任一者的传感器装置,其中,所述夹持元件中的至少两者各自包括至少一个导电弹性体元件,使得传感器元件被夹持在所述导电弹性体元件中的至少两者之间。
实施例25:根据前述实施例的传感器装置,其中,传感器元件包含相对表面上的接触垫,其中,相对表面上的接触垫各自被所述导电弹性体元件中的至少一者电接触。
实施例26:根据前述涉及传感器装置的实施例中的任一者的传感器装置,其中,导电弹性体元件包括至少一种导电橡胶,尤其是填充有导电颗粒的至少一种橡胶材料,更尤其是填充有一种或多种碳颗粒或金属颗粒。
实施例27:根据前述实施例的传感器装置,其中,导电橡胶包含硅树脂橡胶。
实施例28:根据前述两个实施例中的任一者的传感器装置,其中,传感器元件在第一侧上被两个导电弹性体元件接触,并且其中,传感器元件在与第一侧相对的第二侧上被至少一个导电弹性体元件接触。
实施例29:根据前述涉及传感器装置的实施例中的任一者的传感器装置,其中,所述至少一个导电弹性体元件具有0.3至0.7、优选地0.4至0.6、更优选地0.5的泊松比ν。
实施例30:根据前述实施例中的任一者的传感器装置,其中,当没有压力施加到所述至少一个导电弹性体元件时,导电弹性体元件的几何形状的第一空间范围是导电弹性体元件的几何形状的第二空间范围的1到10倍长,优选地2到5倍,更优选地2到3倍。
实施例31:根据前述涉及传感器装置的实施例中的任一者的传感器装置,其中,电子单元被配置成用于通过使用传感器元件执行至少一个分析物测量、存储测量数据或传输测量数据中的一者或多者。
实施例32:根据前述涉及传感器装置的实施例中的任一者的传感器装置,其中,传感器装置包括至少一个外壳贴片,该外壳贴片被配置成安装到用户的皮肤上,其中,外壳贴片被配置成用于接收电子单元。
实施例33:根据前述实施例的传感器装置,其中,接触组件被全部包括在外壳贴片中,使得传感器元件可以安装到外壳贴片上,并且在存在或不存在电子单元的情况下通过外壳贴片电接触。
实施例34:根据前述两个实施例中的任一者的传感器装置,其中,电子单元被配置成用于与外壳贴片配合,尤其是可释放地配合。
实施例35:根据前述实施例的传感器装置,其中,传感器装置被配置成用于将压力施加到所述至少一个导电弹性体元件上,并且其中,传感器装置被配置成在传感器装置与电子单元配合时维持压力。
实施例36:根据前述六个实施例中的任一者的传感器装置,其中,电子单元具有至少一个接触区域。
实施例37:根据前述实施例的传感器装置,其中,导电弹性体元件被配置成用于电接触传感器元件和接触区域两者。
实施例38:根据前述实施例的传感器装置,其中,所述至少一个导电弹性体元件利用至少一个第一部段电接触传感器元件,并且至少一个导电弹性体元件利用至少一个第二部段电接触电子单元的接触区域。
实施例39:根据前述实施例的传感器装置,其中,接触组件被配置成通过将传感器元件按压到导电弹性体元件中来使导电弹性体元件变形,其中,第一部段是变形的部段,并且其中,第二部段是不变形的部段。
实施例40:根据前述十个实施例中的任一者的传感器装置,其中,所述夹持元件中的至少一者是电子单元的一部分。
实施例41:一种用于检测用户体液中至少一种分析物的医疗装置,包括根据前述涉及传感器装置的实施例中的任一者的传感器装置,并且还包括至少一个***针,用于将传感器元件、尤其是传感器元件的至少一个可植入部分经皮***身体组织中。
实施例42:根据前述实施例的医疗装置,其中,传感器元件至少部分地接收在***针中。
实施例43:一种用于使至少两个模块电互连的方法,尤其通过使用前述根据涉及接触组件的实施例中的任一者的接触组件,该方法包括:
i.提供至少一个第一模块,其具有至少一个第一接触垫;
ii.提供至少一个第二模块,其具有至少一个第二接触垫;
iii.提供至少一个导电弹性体元件,以及
iv.将第一和第二模块以及导电弹性体元件布置成使得第一接触垫或第二接触垫中的一者将压力施加到导电弹性体元件上,从而使导电弹性体元件变形,其中,通过变形,第一接触垫或第二接触垫中的另一者被导电弹性体元件接触。
实施例44:根据前述实施例的方法,其中,在步骤iv中,第一和第二模块以及导电弹性体元件被布置成使得第一接触垫和第二接触垫以相对于彼此不平行的方式布置。
附图说明
另外的任选特征和实施例将在随后的实施例描述中更详细地公开,优选地结合从属权利要求公开。其中,如技术人员将认识到的,相应地任选特征可以以独立的方式以及以任何任意可行的组合来实现。本发明的范围不受优选实施例的限制。附图中示意性地描绘了实施例。其中,这些图中相同的附图标记指代相同或功能相当的元件。
在图中:
图1示出了用于检测用户体液中至少一种分析物的传感器装置中的接触组件的第一实施例的透视图;
图2示出了传感器装置中的接触组件的第一实施例的俯视平面图的一部段;
图3A和3B以后视图(图3A)和前视图(图3B)示出了传感器装置的第一实施例的传感器元件的实施例;
图4以透视图示出了传感器元件和接触组件的第一部分的实施例;
图5示出了传感器装置的第二实施例的俯视平面图;
图6示出了用于检测用户体液中至少一种分析物的医疗装置的截面图;
图7示出了使第一模块和第二模块互连的接触组件的实施例的透视图;以及
图8示出了用于检测用户体液中至少一种分析物的传感器装置的截面图,该传感器装置包括接触组件。
具体实施方式
在图1中,以透视图示出了用于检测用户体液中至少一种分析物的传感器装置110的第一实施例。传感器装置110包括用于使至少两个模块111电互连的接触组件114。第一模块113包括用于电化学检测分析物的传感器元件112。如图6和图7所示,第二模块115包括电子单元138。如图1所示的接触组件114包括三个导电弹性体元件116和支撑结构118,每个导电弹性体元件116形成夹持元件122。传感器装置110还包括外壳贴片120,其可以被配置成安装到用户的皮肤上。
图2示出了具有如图1所示的接触组件114的传感器装置110的第一实施例的俯视平面图的一部段。如可以看到的,三个导电弹性体元件116部分地嵌入支撑结构118中。第一模块113、尤其是传感器元件112被夹持在三个夹持元件122之间。在图2中,三个夹持元件122中的每一者都包括导电弹性体元件116中的一者,并且优选地由导电弹性体元件116中的一者组成。导电弹性体元件116布置在传感器元件112的两个相对侧上,使得传感器元件112被夹持在导电元件116之间。两个导电弹性体元件116布置在传感器元件112的第一侧124上,并且一个导电弹性体元件116布置在传感器元件112的第二侧126上。每个导电弹性体元件116可以是销形,并且可以以基本垂直的方式从外壳贴片120的基板121突出。基板121可以包括在图2中可见的开口123,传感器元件112的可***部分125可以延伸穿过该开口。传感器元件112的接触部分127从上方夹持在销形导电弹性体元件116之间。因此,从上方夹持允许容易地***传感器元件112,这避免了移动各部分,并且可以通过诸如***器的机器或工具容易地完成。这种从上方夹持尤其可以通过由电子单元138包括的印刷电路板(PCB)(图中未示出)的接触表面来实现,该电子单元138可以安装在该布置结构的顶部上,并朝向导电弹性体元件116向下推动。
如在图2中可以看到的,支撑结构118可以至少部分地围绕三个导电弹性体元件116和传感器元件112。因此,支撑结构118可以赋予导电弹性体元件116和传感器元件112机械稳定性。
图3A和3B示出了由第一模块113包括的传感器元件112的一个实施例,尤其是如图1和图2所示的传感器元件112。在图3A中,示出了传感器元件112的后视图,其中传感器元件112的第一侧124清晰可见。在图3B中,可以看到传感器元件112的前视图,其中传感器元件112的第二侧126清晰可见。如可以看到的,传感器元件112基本上是平坦的,在单个平面中延伸,根据图1和2的设置,该平面可以基本垂直于基板121的平面定向。传感器元件112尤其可以具有曲棍球棒的形状,其中接触部分127和可***部分125成一定角度定向。与可***部分125相比,接触部分127可以加宽。因此,通过加宽接触部分127,提供了用于电接触的增加的面积,并且进一步增加了机械稳定性,这有利于接触部分127***销形导电弹性体元件116之间。
传感器元件112可以包括三个第一接触垫128。传感器元件112尤其可以包括在传感器元件112的第一侧124上的两个第一接触垫128和在第二侧126上的一个第一接触垫128。第一接触垫128的形状和尺寸可以不同。如在图3A和3B中可以看到的,传感器元件112的第一侧124上的第一接触垫128可以具有矩形形状,而传感器元件112的第二侧126上的第一接触垫128可以具有更圆的形状且比其他第一接触垫128稍微更小。图中未示出的第一接触垫128的其他形状和尺寸也是可能的。传感器元件112还可以包括至少两个、优选多于两个电极130。电极130可以电连接到第一接触垫128。不同形式的电极130是可能的。电极130中的至少一者尤其可以是工作电极和/或反电极和/或参比电极。
图4示出了第一模块113(例如传感器元件112)和三个导电弹性体元件116。在该实施例中,导电弹性体元件116被布置成使得每个导电弹性体元件116直接接触传感器元件112的第一接触垫128中的一者。导电弹性体元件116可以具有柱形形状,优选地圆柱形形状。如图4所示,导电弹性体元件116中至少一者可以使传感器元件112的第一接触垫128中的至少一者与导电弹性体元件116的周向表面132接触。
导电弹性体元件116(尤其如图4所示,柱形导电弹性体元件116,诸如例如可以包括橡胶的元件或零件)可以尤其沿着柱形导电弹性体元件116的柱体轴线被轴向压缩。所述至少一个导电弹性体元件116的轴向压缩可以允许传感器元件112接触电子单元138。特别地,导电弹性体元件116可以具有0.3至0.7、优选地0.4至0.6、更优选地0.5的泊松比ν。因此,导电弹性体元件116的轴向压缩、尤其是沿轴向方向的压缩可导致导电弹性体元件116(例如,柱形导电弹性体元件116)的直径增加。特别地,轴向压缩可导致导电弹性体元件116的直径膨胀。因此,也许有可能导电弹性体元件116内最终存在的金属颗粒或含金属的颗粒之间的距离可增加。例如,由于导电弹性体元件116(例如包括挤出材料的导电弹性体元件116)的轴向压缩,含金属的颗粒可以沿径向方向移动彼此远离。因此,导电弹性体元件116内的含金属的颗粒之间的距离增加可降低包括金属颗粒的导电弹性体元件116的导电性或连接性。因此,不同类型的导电材料可以用于形成导电弹性体元件116。导电弹性体元件116尤其可以由最适合或适合于满足对接触组件114的强制要求或需求的导电材料制成或可以包括该导电材料。作为示例,在图4所示的传感器元件110的实施例中示出的导电弹性体元件116的材料的优选选择可以是具有固有导电基体材料的导电橡胶。例如,在导电弹性体元件116包括碳填充橡胶的情况下,到传感器的每个单个触点可以显示出近似30至70欧姆的电阻。例如,在一些情况下,导电弹性体元件116的30至70欧姆的电阻足以完成任务,或者可以满足对接触组件114的强制要求。例如,如果需要较低的电阻或较低的电阻是有必要的,则在导电基体中包括含金属的颗粒的导电弹性体元件116的类型可以是优选的选择。同样,如上所述,在非导电基体的情况下,颗粒可能会失去彼此之间的接触。然而,导电基体可以维持所有的连接性,例如在每个接触点处从0.5到3欧姆的整体连接性。特别地,高电阻基体可以桥接导电弹性体元件116的导电基体内的含金属的颗粒之间的距离,尤其是非常小的间隙。
在图5中,示出了用于检测用户体液中至少一种分析物的传感器装置110的第二实施例的俯视平面图。如图6和图7所示,传感器装置110包括用于使至少两个模块111电互连的接触组件114、第一模块113和第二模块115。第一模块113包括传感器元件112。传感器元件112具有至少一个第一接触垫128。如图5所示,传感器元件112可以具有三个第一接触垫128。第一接触垫128可以全部都在传感器元件112的同一侧上。然而,如图5所示,一个第一接触垫128也可以在传感器元件112的第一侧124上。其余的两个第一接触垫128可以在传感器元件的第二侧126上,这在图5中不可以看到。接触组件114包括三个导电弹性体元件116和支撑结构118。传感器装置110还包括外壳贴片120,其可以被配置成用于安装到用户的皮肤上。如图5所示,导电弹性体元件116全部都布置在传感器元件112的第二侧126上。传感器元件112被夹持在至少两个夹持元件122之间。在该实施例中,第一夹持元件134包括导电弹性体元件116中的至少一者。图5中未示出的第二夹持元件136可以是包括电子单元138的第二模块115。第二模块115(例如电子单元138)包括至少一个第二接触垫129,诸如接触区域140。
图6示出了用于检测用户体液中至少一种分析物的医疗装置142的截面图。如图6所示,医疗装置142包括传感器装置110的如图5所示的第二实施例。医疗装置142还包括***针144,用于将传感器元件112至少部分地经皮***到用户的身体组织中。医疗装置142还可以包括安全帽146。传感器元件112(尤其是第一模块113)被夹持在两个夹持元件122之间。第一夹持元件134包括导电弹性体元件116。第二夹持元件136是电子单元138,尤其是第二模块115。在该实施例中,电子单元138和传感器装置110可以一起被按压,使得施加在图6中由两个箭头表示的压力148。当压力148被施加到导电弹性体元件116上时,导电弹性体元件116可以变形,使得传感器元件112的第二侧126和电子单元138之间的可能的距离可以被填充。当导电弹性体元件116填充传感器元件112的第二侧126和电子单元138之间的距离时,布置在传感器元件112的第二侧126上的第一接触垫128和电子单元138的第二接触垫129(例如接触区域140)可以电连接。因此,传感器元件112和电子单元138通过变形的导电弹性体元件116电连接。
图7示出了使第一模块113和第二模块115互连的接触组件114的实施例的透视图。接触组件114具有由第一模块113包括的至少一个第一接触垫、尤其是三个第一接触垫128。此外,接触组件114具有由第二模块115包括的至少一个第二接触垫129,尤其是三个第二接触垫129,诸如,例如三个接触区域140。如图7所示,第一接触垫128和第二接触垫129以相对于彼此不平行的方式布置。例如,所述至少一个第一接触垫129的表面和所述至少一个第二接触垫129的表面之间的角度从0°偏离以及从180°偏离例如至少5°、至少10°或至少20°。
接触组件114还包括至少一个导电弹性体元件116。尤其如图7所示,接触组件114包括三个导电弹性体元件116。
此外,接触组件114被布置成使得第一接触垫128或第二接触垫129中的一者将压力148施加到导电弹性体元件116上。优选地,如图8中由两个箭头所示,由第二模块115包括的第二接触垫129、尤其是接触区域140将压力148施加到三个导电弹性体元件116上,从而接触由第一模块113包括的第一接触垫128。第一模块113尤其包括传感器元件112,并且第二模块115包括电子单元138。
图8示出了包括接触组件114的用于检测用户体液中至少一种分析物的传感器装置的截面图。作为示例,未压缩的导电弹性体元件116在图8中以虚线示出。施加图8中由两个箭头所示的压力148将导电弹性体元件116压缩成图8中以实线所示的形状,从而使第一模块113的第一接触垫128(例如,传感器元件112)和第二模块129的第二接触垫129(例如,电子单元138)电互连。尤其地,导电弹性体元件116变形,以便使第一模块113和第二模块115互连。
附图标记列表
110 传感器装置
111 模块
112 传感器元件
113 第一模块
114 接触组件
115 第二模块
116 导电弹性体元件
118 支撑结构
120 外壳贴片
121 基板
122 夹持元件
123 开口
124 第一侧
125 可***部分
126 第二侧
127 接触部分
128 第一接触垫
129 第二接触垫
130 电极
132 周向表面
134 第一夹持元件
136 第二夹持元件
138 电子单元
140 接触区域
142 医疗装置
144 ***针
146 安全帽
148 压力
Claims (14)
1.一种用于使至少两个模块(111)电互连的接触组件(114),所述接触组件(114)具有由所述模块中的第一模块(113)包括的至少一个第一接触垫(128)和由所述模块中的第二模块(115)包括的至少一个第二接触垫(129),其中,所述第一接触垫(128)和所述第二接触垫(129)以相对于彼此不平行的方式布置,其中,所述接触组件(114)还包括至少一个导电弹性体元件(116),其中,所述接触组件(114)被布置成使得所述第一接触垫(128)或所述第二接触垫(129)中的一者将压力施加到所述导电弹性体元件(116)上,从而使所述导电弹性体元件(116)变形,其中,通过所述变形,所述第一接触垫(128)或所述第二接触垫(129)中的另一者被所述导电弹性体元件(116)接触,其中,所述第一接触垫(128)和所述第二接触垫(129)以相对于彼此成80°至100°的角度布置,并且其中,所述模块中的第一模块(113)包括用于电化学地检测至少一种分析物的至少一个传感器元件,并且所述模块中的第二模块(115)包括与传感器模块相互作用的至少一个电子单元。
2.根据权利要求1所述的接触组件(114),其中,所述第一接触垫(128)被所述导电弹性体元件(116)的第一部分接触,并且其中,所述第二接触垫(129)被所述导电弹性体元件(116)的第二部分接触,其中,当所述第一接触垫(128)将所述压力施加到所述导电弹性体元件(116)上时,所述第二部分改变位置或形状中的一者或两者。
3.根据权利要求2所述的接触组件(114),其中,所述导电弹性体元件(116)具有柱形形状,其中,所述柱形形状具有正面和周向表面,其中所述第一部分和所述第二部分选自由如下部分组成的组:
-所述第一部分包括正面的至少一部分,并且所述第二部分包括周向表面的至少一部分;
-所述第一部分和所述第二部分两者都包括周向表面的至少一部分。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的接触组件(114),其中,所述接触组件(114)被布置成使得所述第一接触垫(128)在第一维度上将压力施加到所述导电弹性体元件(116)上,从而在第一维度上压缩所述导电弹性体元件(116),并且使所述导电弹性体元件(116)在至少一个第二维度上膨胀,由此所述导电弹性体元件(116)接触所述第二接触垫(129)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的接触组件(114),其中,所述导电弹性体元件(116)包括至少一种导电橡胶。
6.一种通过使用根据权利要求1至5中任一项所述的接触组件(114)来使至少两个模块(111)电互连的方法,所述方法包括:
i.提供至少一个第一模块(113),其具有至少一个第一接触垫(128);
ii.提供至少一个第二模块(115),其具有至少一个第二接触垫(129);
iii.提供至少一个导电弹性体元件(116);以及
iv.将所述第一模块(113)和第二模块(115)以及所述导电弹性体元件(116)布置成使得所述第一接触垫(128)和所述第二接触垫(129)以相对于彼此不平行的方式布置,并且所述第一接触垫(128)或所述第二接触垫(129)中的一者将压力施加到所述导电弹性体元件(116)上,从而使所述导电弹性体元件(116)变形,其中,通过所述变形,所述第一接触垫(128)或所述第二接触垫(129)中的另一者被所述导电弹性体元件(116)接触。
7.一种用于检测用户体液中至少一种分析物的传感器装置(110),所述传感器装置(110)包括根据权利要求1至5中任一项所述的接触组件(114),
其中,所述接触组件(114)的第一模块(113)包括用于电化学检测所述分析物的至少一个传感器元件(112),所述传感器元件(112)具有所述接触组件(114)的所述至少一个第一接触垫(128);并且
其中,所述接触组件(114)的所述第二模块(115)包括至少一个电子单元(138),其中,所述电子单元(138)包括所述接触组件(114)的所述至少一个第二接触垫(129)。
8.根据权利要求7所述的传感器装置(110),其中,所述接触组件(114)还包括至少一个支撑结构(118),其中,所述至少一个导电弹性体元件(116)全部或部分地嵌入所述支撑结构(118)中,其中,所述传感器元件(112)被夹持在至少两个夹持元件(122)之间,其中,所述夹持元件(122)中的至少一者包括所述导电弹性体元件(116)。
9.根据权利要求8所述的传感器装置(110),其中,所述导电弹性体元件(116)被夹持在所述电子单元(138)和所述支撑结构(118)之间,从而变形并将夹持力施加到所述传感器元件(112)上。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的传感器装置(110),其中,所述电子单元(138)包括至少一个印刷电路板,其中,所述印刷电路板包括所述第二接触垫(129)。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的传感器装置(110),其中,所述接触组件(114)包括设置在所述传感器元件(112)的相对侧上的多个导电弹性体元件(116),所述多个导电弹性体元件从两个相对侧电接触所述传感器元件(112)。
12.根据权利要求11所述的传感器装置(110),其中,所述传感器元件(112)在第一侧(124)上被两个导电弹性体元件(116)接触,并且其中,所述传感器元件(112)在与所述第一侧(124)相对的第二侧(126)上被至少一个导电弹性体元件(116)接触。
13.一种用于检测用户体液中至少一种分析物的医疗装置(142),包括根据权利要求7至12中任一项所述的传感器装置(110),并且还包括用于经皮***所述传感器元件(112)的至少一个***针(144)。
14.一种制造根据权利要求7至12中任一项所述的用于检测用户体液中至少一种分析物的传感器装置(110)的方法,所述方法包括:
a)提供用于电化学检测所述分析物的至少一个传感器元件(112),所述传感器元件(112)具有至少一个第一接触垫(128);
b)提供至少一个电子单元(138),其中,所述电子单元(138)包括至少一个第二接触垫(129);以及
c)通过使用根据权利要求6的方法使所述传感器元件(112)的所述第一接触垫(128)和所述电子单元(138)的所述第二接触垫(129)电互连,其中,所述传感器元件(112)用作所述第一模块(113),并且其中,所述电子单元(138)用作所述第二模块(115)。
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