能夠植入的壓力測量設(shè)備的制作方法
【專利摘要】在能夠植入的、尤其是用于測量顱內(nèi)壓力的壓力測量設(shè)備中，提供如下制造方面的簡化，即，壓力測量設(shè)備包括植入殼體以及具有一個(gè)或多個(gè)壓力測量盒的、布置在植入殼體中的壓力測量傳感器，其中，植入殼體具有開口，壓力傳感器配設(shè)有直接施加在一個(gè)或多個(gè)壓力測量盒上的覆層，壓力傳感器以如下方式布置在植入殼體中，即，使得開口使包圍壓力測量設(shè)備的流體直接通向一個(gè)或多個(gè)壓力測量盒，并且因此外界壓力直接作用于壓力測量傳感器的經(jīng)覆層的壓力測量盒，并且覆層由基于對亞二甲苯基的聚合物材料制造。
【專利說明】能夠植入的壓力測量設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能夠植入的壓力測量設(shè)備，其尤其用于測量顱內(nèi)壓力，其包括植入殼體以及具有一個(gè)或多個(gè)壓力測量盒的、布置在植入殼體中的壓力測量傳感器。顱內(nèi)壓力的檢測在神經(jīng)外科治療的諸多方面具有顯著的意義。在此，它取決于盡可能準(zhǔn)確和簡單的顱壓的測量，其中，該測量尤其應(yīng)該以微創(chuàng)的方式來實(shí)現(xiàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]在W02006/117123A1中描述了公知的這種形式的能夠植入的壓力測量設(shè)備的示例，其中，壓力測量傳感器布置在剛性的殼體中，該殼體向外由薄的生物兼容的膜封閉。膜的依賴于壓力的運(yùn)動(dòng)經(jīng)由傳輸介質(zhì)尤其是空氣或特殊氣體或液體來作用到壓力傳感器或其壓力測量盒上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種比較簡單地制造的壓力測量設(shè)備。
[0004]該任務(wù)由前文提到的具有權(quán)利要求1所述的特征的壓力測量設(shè)備來解決。
[0005]在根據(jù)本發(fā)明的能夠植入的壓力測量設(shè)備的制造中的簡化尤其通過如下方式得到，即，壓力測量傳感器或其壓力測量盒配設(shè)有覆層，該覆層暴露于外界液體下并且外界壓力由此可以直接地作用于壓力傳感器的壓力測量盒。因此，取消了壓力傳感器的罩體以及尤其是在膜與壓力傳 感器之間的傳輸介質(zhì)的限定的引入。此外另一方面，壓力傳感器通過機(jī)械穩(wěn)固的殼體來保護(hù)。此外，這簡化了設(shè)備尺寸的縮小。
[0006]此外，作為優(yōu)點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)外界壓力的精準(zhǔn)測量可以通過外界壓力穿過覆層直接作用于壓力測量盒來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槠洳皇苣さ膹椥曰蚰さ膹椥缘臏囟纫蕾囆运绊?。相對于傳統(tǒng)的能夠植入的壓力測量設(shè)備尤其突出的是，在壓力測量設(shè)備中不存在影響性能的死點(diǎn)容積(Totvolumen)。因此，同樣取消了由傳輸介質(zhì)所造成的傳輸損耗。
[0007]此外，無需液密地密封壓力測量設(shè)備的罩體，因?yàn)橐呀?jīng)借助前述的覆層保證了相對于外界的流體所足夠的屏蔽。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的能夠植入的壓力測量設(shè)備尤其作為用于生理學(xué)的外界參數(shù)例如壓力和溫度的測量以及用于將檢測的測量值遙測地傳輸?shù)酵獠康脑u估單元的測量元來使用。能夠植入的壓力測量設(shè)備可以例如作為在腦中水平衡調(diào)節(jié)失效的情況下用于所謂的顱脊液體的排流系統(tǒng)的部件來使用。
[0009]簡單的溫度補(bǔ)償也是可能的，因?yàn)椴淮嬖跉怏w容積，在校準(zhǔn)范疇中必須考慮該氣體容積在溫度影響下的膨脹。
[0010]此外，得到較小的傳輸損耗，因?yàn)橐环矫嫒∠四さ膭傂圆⑶伊硪环矫嫒∠送ㄟ^接在中間的介質(zhì)的傳輸。
[0011]整體上得到具有相應(yīng)的時(shí)間優(yōu)點(diǎn)的較簡單的校準(zhǔn)流程以及傳感器件的存儲空間的最小化。[0012]此外，在制造中取消了對制成的殼體的密封性的測試以及對封閉殼體的膜的密封性的測試。
[0013]本發(fā)明的能夠植入的壓力測量設(shè)備具有覆層，該覆層優(yōu)選具有在約0.5 μ m至約20 μ m,進(jìn)一步優(yōu)選在0.5 μ m至約10 μ m,且最優(yōu)選在約0.5 μ m至約5 μ m范圍中的層厚度。
[0014]雖然基于對亞二甲苯基的聚合物材料本身公知為相對堅(jiān)固的材料，但其作為覆層來使用并且尤其在前文給出的層厚度下是足夠柔韌的，以便將壓力損耗壓制在臨界值之下。
[0015]在此，基于對亞二甲苯基的聚合物材料優(yōu)選選自聚對二甲苯、尤其是diX C和diXN型的聚對二甲苯。
[0016]壓力測量傳感器優(yōu)選構(gòu)造為電容式的壓力測量傳感器。
[0017]具有一個(gè)或多個(gè)壓力測量盒的壓力測量傳感器優(yōu)選構(gòu)造為微芯片，尤其構(gòu)造為ASIC，并且整體上相應(yīng)地允許壓力測量設(shè)備的小的尺寸。在此可以規(guī)定，壓力測量傳感器包括具有多個(gè)微型壓力測量盒的行列，通過其可以在壓力測量中通過對多個(gè)測量值取平均來實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的準(zhǔn)確度提升。
[0018]植入殼體自身可以由鈦、陶瓷，或合成材料、尤其是聚醚醚酮(PEEK)制成。
[0019]殼體優(yōu)選構(gòu)造為單側(cè)敞開的殼體。
[0020]植入殼體的形狀優(yōu)選為空心柱體式的，其中，殼體也可以是兩側(cè)敞開的殼體。
[0021]在此，具有一個(gè)或多個(gè)壓力測量盒的壓力測量傳感器在殼體中優(yōu)選相對于殼體的開口縮入式地布置，從而通過殼體壁來保護(hù)壓力傳感器免受機(jī)械損傷。
[0022]壓力測量傳感器進(jìn)一步優(yōu)選地布置在印制電路板上，該印制電路板優(yōu)選由陶瓷制成。
[0023]印制電路板優(yōu)選借助形狀鎖合(Formschluss)方式大致上不受機(jī)械的應(yīng)力地保持在殼體中，從而壓力測量設(shè)備在整體上不受外界壓力影響的測量是可能的。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的壓力測量設(shè)備優(yōu)選為了遙感的測量值傳輸而配備并且為此具有傳輸單元，該傳輸單元與壓力測量傳感器形成作用連接。在此，傳輸單元優(yōu)選布置在印制電路板上，尤其是布置在共同的印制電路板上，壓力測量傳感器本身也布置在該共同的印制電路板上。特別優(yōu)選地，傳輸單元與壓力測量傳感器共同集成在微芯片中。
[0025]進(jìn)一步優(yōu)選地，壓力測量設(shè)備包括用于溫度測量的傳感器，其中，溫度傳感器可選擇地與傳輸單元形成作用連接并優(yōu)選與壓力傳感器和/或傳輸單元布置在共同的印制電路板上。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的壓力測量設(shè)備還包括傳輸單元和/或溫度傳感器，這個(gè)單元和/或這個(gè)傳感器同樣也以壓力測量傳感器的覆層的聚合物材料進(jìn)行覆層。溫度傳感器優(yōu)選與壓力測量傳感器以及必要時(shí)與傳輸單元一起集成在微芯片中。
[0026]優(yōu)選無線地傳輸所有測量數(shù)據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]以下根據(jù)附 圖進(jìn)一步闡述了本發(fā)明的所述優(yōu)點(diǎn)及其它優(yōu)點(diǎn)。其中:
[0028]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的能夠植入的壓力測量設(shè)備；
[0029]圖2示出不帶殼體的圖1的壓力測量設(shè)備的傳感裝置；以及
[0030]圖3示出圖1的壓力測量設(shè)備的壓力測量傳感器?！揪唧w實(shí)施方式】
[0031]圖1示出整體以附圖標(biāo)記10示出的、具有測量及傳輸單元14的根據(jù)本發(fā)明的能夠植入的壓力測量設(shè)備，該測量及傳輸單元布置在電路板16上。電路板16優(yōu)選由陶瓷材料制造并且除了容納印制導(dǎo)線17a至17d之外還容納了測量及傳輸電子器件的各個(gè)組件，SP，尤其用于壓力測量值的評估及傳輸?shù)牟煌拈_關(guān)組件18a至18g以及容納了構(gòu)造為ASIC的壓力測量傳感器20。開關(guān)組件包括例如二極管和電容器。
[0032]壓力測量傳感器20的接口 21a至21g通過所謂的圓頂包封件(Glob-top) 22、23保護(hù)。
[0033]整個(gè)印制電路板14和裝配在其上的組件包括印制導(dǎo)線在內(nèi)以聚對二甲苯層進(jìn)行覆層，該聚對二甲苯層優(yōu)選具有0.5 μ m至5 μ m的厚度。
[0034]聚對二甲苯是由基于對亞二甲苯基的聚合物類制成的優(yōu)選的材料并且尤其除了它的高的生物兼容性之外還具有足夠的對于放置在其下的電子組件的防護(hù)作用。
[0035]聚對二甲苯是由基于對亞二甲苯基的聚合物類制成的優(yōu)選的材料并且除了它的高的生物兼容性之外尤其還具有足夠的對于放置在其下的電子組件的防護(hù)作用。
[0036]圖2示出不帶殼體12的印制電路板14，該殼體優(yōu)選單側(cè)封閉或者也可以構(gòu)造為兩側(cè)敞開的空心柱體式部件。
[0037]具有在其上構(gòu)造的印制導(dǎo)線17a至17d和裝配的組件18a至18g及20的印制電路板14優(yōu)選在裝配至殼體12中之前配設(shè)聚對二甲苯層。 [0038]印制電路板14在背側(cè)承載線圈26，該線圈一方面用于能量傳輸并且另一方面用于由測量設(shè)備檢測到的遙測數(shù)據(jù)的發(fā)射。
[0039]本發(fā)明的測量設(shè)備優(yōu)選具有壓力測量傳感器20，其中，壓力測量傳感器構(gòu)造為有多個(gè)微型壓力測量盒的陣列，從而可以實(shí)現(xiàn)壓力的多次測量以及獲得的測量結(jié)果的取平均，這導(dǎo)致了進(jìn)一步的準(zhǔn)確度提升。
[0040]溫度傳感器也優(yōu)選集成在構(gòu)造為ASIC的壓力測量傳感器20中，從而在根據(jù)本發(fā)明的壓力測量設(shè)備中可以一并傳送溫度值，所述溫度值可以用于所測量的壓力值的更準(zhǔn)確的評估。必要時(shí)，傳輸單元也集成在微芯片中(未詳細(xì)示出)。
[0041]殼體12例如可以實(shí)施為鈦套管，或者也可以進(jìn)一步優(yōu)選地由陶瓷材料或合成材料制造(后者尤其是PEEK)，其中，非金屬的材料具有的優(yōu)點(diǎn)為，其可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的能夠植入的壓力測量設(shè)備的較寬廣的發(fā)射特性。
[0042]在植入的狀態(tài)中，腦脊液與印制電路板14的覆層并與在其上聚集的組件進(jìn)行直接接觸并且也直接地與微型壓力盒陣列24接觸。因此，測量實(shí)際上直接地實(shí)現(xiàn)，因?yàn)椴淮嬖趬毫Φ膫鬏斀橘|(zhì)并且足夠薄地選擇層厚度，從而不會(huì)出現(xiàn)測量結(jié)果的失真。
[0043]電路板14在安裝于殼體12中的狀態(tài)下優(yōu)選在該殼體的邊緣處借助成形底座來保持，該成形底座避免機(jī)械應(yīng)力施加到電路板14上，即使在使用過程中設(shè)備的溫度發(fā)生變化。
[0044]此外，殼體12如下地設(shè)計(jì)，即，該殼體借助其開口的滾邊超出印制電路板的組件18a至18b及20，從而保護(hù)這些組件免受機(jī)械影響。
[0045]電路板14的覆層以及在其上聚集的結(jié)構(gòu)元件的覆層也可以在固定于殼體12中之后來實(shí)現(xiàn)，從而印制電路板14以及在那里裝配的結(jié)構(gòu)部件優(yōu)選與殼體12 —起進(jìn)行覆層。
[0046]壓力測量傳感器20優(yōu)選同樣包括用于傳輸所確定的壓力和/或溫度的數(shù)據(jù)的單元，該單元優(yōu)選通過線圈26無接觸地或非實(shí)體接觸地來實(shí)現(xiàn)。
[0047]殼體壁在外部優(yōu)選配設(shè)有徑向凸出的邊緣28，該邊緣使根據(jù)本發(fā)明的能夠植入的壓力測量設(shè)備例如 在骨頭的鉆孔中的安置變得容易。
【權(quán)利要求】
1.能夠植入的壓力測量設(shè)備，其尤其用于測量顱內(nèi)壓力，所述壓力測量設(shè)備包括植入殼體和布置在所述植入殼體中的、具有一個(gè)或多個(gè)壓力測量盒的壓力測量傳感器，其特征在于，所述植入殼體具有開口，所述壓力傳感器配設(shè)有直接施加在所述一個(gè)或多個(gè)壓力測量盒上的覆層，所述壓力傳感器以如下方式布置在所述植入殼體中，即，使得所述開口使包圍所述壓力測量設(shè)備的流體直接通向所述一個(gè)或多個(gè)壓力測量盒，并且因此外界壓力直接作用于所述壓力測量傳感器的經(jīng)覆層的壓力測量盒，并且所述覆層由基于對亞二甲苯基的聚合物材料制造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力測量設(shè)備，其特征在于，所述覆層具有在約0.5μπι至約20 μ m,優(yōu)選約0.5 μ m至約10 μ m,進(jìn)一步優(yōu)選約0.5 μ m至約5 μ m的范圍中的層厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓力測量設(shè)備，其特征在于，所述基于對亞二甲苯基的聚合物材料選自聚對二甲苯、尤其是diX C和diXN型的聚對二甲苯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的壓力測量設(shè)備，其特征在于，所述壓力測量傳感器是電容式的壓力測量傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的壓力測量設(shè)備，其特征在于，具有所述一個(gè)或多個(gè)壓力測量盒的所述壓力測量傳感器構(gòu)造為微芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的壓力測量設(shè)備，其特征在于，所述壓力測量傳感器包括具有多個(gè)微型壓力測量盒的陣列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的壓力測量設(shè)備，其特征在于，所述植入殼體由鈦、陶瓷，或合成材料 、尤其是聚醚醚酮(PEEK)制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的壓力測量設(shè)備，其特征在于，所述植入殼體構(gòu)造成空心柱體式。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的壓力測量設(shè)備，其特征在于，所述殼體為單側(cè)敞開的殼體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的壓力測量設(shè)備，其特征在于，具有所述一個(gè)或多個(gè)壓力測量盒的所述壓力測量傳感器在所述殼體中相對于所述開口縮入式地布置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的壓力測量設(shè)備，其特征在于，所述壓力測量傳感器布置在印制電路板上，所述印制電路板尤其由陶瓷制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓力測量設(shè)備，其特征在于，所述印制電路板借助形狀鎖合方式大致上不受機(jī)械應(yīng)力地保持在所述殼體中。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的壓力測量設(shè)備，其特征在于，所述壓力測量設(shè)備包括傳輸單元，所述傳輸單元與所述壓力測量傳感器形成作用連接，并且所述壓力測量設(shè)備尤其構(gòu)造為遙測的測量設(shè)備，其中，所述傳輸單元優(yōu)選布置在印制電路板上，尤其與所述壓力測量傳感器布置在共同的印制電路板上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的壓力測量設(shè)備，其特征在于，所述壓力測量設(shè)備包括用于溫度測量的傳感器，其中，所述溫度傳感器能選擇與所述傳輸單元形成作用連接，并且優(yōu)選與所述壓力傳感器和/或所述傳輸單元布置在共同的印制電路板上。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所述的壓力測量設(shè)備，其特征在于，所述覆層大致上覆蓋整個(gè)印制電路板、所述壓力測量傳感器及必要時(shí)所述傳輸單元和/或所述溫度傳感器。
【文檔編號】A61B5/00GK104010568SQ201280055340
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月11日
【發(fā)明者】克勞斯-迪特爾·施泰因希爾佩爾, 奧拉夫·黑格曼, 安東·凱勒 申請人:阿斯卡拉波股份有限公司