压力感应植入物制造技术

无线电路包括具有至少一个开口的壳体和在所述开口处连接到所述壳体的传感器。所述传感器包括具有第一尺寸的第一层和具有比所述第一尺寸更短的第二尺寸的第二层。所述第二层可以被全部定位在所述壳体内并且所述第一层的表面可以暴露至所述壳体的外部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】压力感应植入物相关串请的交叉引用本申请要求于2013年3月15日提交的、名称为“压力感应植入物”的美国临时专利申请N0.61/786，793的权益。本申请是于2013年12月27日提交的美国专利申请N0.14/129，725、名称为“具有侧壁的可植入式传感器外壳”的部分继续申请，其要求于2012年6月29日提交的国际专利申请N0.PCT/US/2012/044998、名称为“具有薄侧壁的可植入式传感器外壳”的权益，其要求于2011年6月30日提交的临时专利申请N0.61/502，982、名称为“具有薄侧壁的可植入式传感器外壳”的权益，其中每一个均通过引用方式将其内容并入本文中。
本专利技术涉及植入物封装，并且更具体而言，涉及用于最优化无线通信的可植入式传感器外壳。
技术介绍
可植入式无线传感器用在协助一些疾病的诊断和治疗中。无线传感器阅读器的示例在名称都为“无线传感器阅读器”的美国专利申请N0.12/737，306和美国专利N0.8, 154, 389B2中描述了，其内容通过引用方式并入本文本中。用于无线传感器的递送系统在PCT专利申请N0.PCT/US2011/45583、名称为“压力传感器、定中心锚、递送系统和方法”中被描述，其内容通过引用方式并入本文本中。具体说，存在一些应用，在其中测量来自于深入患者身体的血管内的压力在临床上是重要的。例如，测量心脏内的肺动脉的压力有助于使充血性心力衰竭的治疗最优化。在这种类型的应用中，传感器可以需要被植入皮肤表面之下10至20cm。使用射频(RF)能量以用于通信和/或提供电力的可植入式无线传感器被发现特别用在医疗应用中。然而，在设计这种可植入式传感器中存在一些权衡和设计约束、比如尺寸、成本以及可制造性。这些可植入式无线传感器的成功商业化的关键挑战是在植入尺寸和“链路距离”之间的设计权衡，其中“链路距离”是植入物与和植入物进行通信的外部装置之间的物理距离。从医疗角度看，期望的是植入物尽可能的小以允许从小切口基于导管的递送、在期望位置处的植入以及伴随植入物的血栓症的低风险。然而，从无线通信角度看，植入物越小，链路距离越短。这个距离限制是由可以针对给定总体植入物尺寸而实现的天线的尺寸来主要驱动。更大的天线比更小的天线能够更好地吸收RF能量并且传递RF能量。例如，在通过电感耦合的无线通信情形中，典型的植入物天线具有导线的线圈的形式。线圈的“轴线”是正交于卷绕的平面进行延伸的直线，即轴线垂直于导线的长度。当由线圈围绕的面积增加时，通过线圈的磁通量的量总体上增加并且更多的RF能量被递送到植入物或者从植入物接收。通过植入物天线的通量的增加可以导致链路距离的增加。因此，为了实现针对给定植入物尺寸的最大链路距离，植入物天线应该具有最大尺寸。虽然天线尺寸是重要的，但其他植入物体系结构可以受益于使其他内部组件的尺寸最大化。例如，包含能量存储装置(比如电池)的植入物利用更大的电池来享受更长的电池寿命。在另一示例中，药物涂层植入物可以保持更大量的药物。其他示例对于本领域技术人员而言是显而易见的。此外，最优化可植入式传感器可以被最好地设计为具有特定装置或阅读器装置的功能。无线发射机和阅读器装置、比如美国专利申请N0.13/423，693、名称为“无线传感器阅读器”的无线阅读器，其内容通过引用方式并入本文本中，也许需要特定可植入式传感器来提供阅读器/传感器系统的最优化功能性。这种系统的最优化可植入式传感器可以构造为将压力转换为共振频率。传感器可以为不具有内部电源的被动传感器、比如具有LC谐振回路电路的传感器。传感器可以使其总尺寸最小化而同时使线圈面积最大化，如在PCT专利N0.PCT/US2012/044998的、名称为“具有薄侧壁的可植入式传感器外壳”中描述的那样，其内容通过引用方式并入本文本中。传感器可以具有高的RF品质(Q因数)，其可以由精选材料选择和装置设计最大化。传感器可以不受温度变化的影响，包括制造过程期间以及在空气和活体之间的过渡的温度变化。传感器可以具有高灵敏度以及在电节点与包围的体液或组织之间的良好电绝缘。传感器可以随时间高度稳定、具有良好的机械性能、包括生物相容材料以及使铁氧体材料的使用最小化。对于LC类型无线MEMS传感器而言，克服这些挑战需要设计这样一种小的传感器，其在低的操作频率处具有高的共振品质因数(Q)(人体使无线数据信号衰减，其中，大体上更多的信号衰减发生在高于50MHz的更高频率处)。由于用于商业使用的规章性政策和许可频带的存在使额外挑战出现。利用当前技术，在严格受控的操作范围内，可靠地制造在低的操作频率处具有高品质因数的精确的超小型可植入无线压力传感器是困难的。为了获取高的共振Q，LC电路中需要具有高Q的电容器和电感器。使用具有大的横截面积导体的线圈的多匝是改善电感器的Q的因数中的一个。高Q电容器大体上由被具有低介电损的介电材料分隔开的紧密的低电阻导体形成。虽然超小型传感器需要具有高Q的电感器以确保在传感器和外部装置之间的适当距离处的可靠的无线信号通信，但高Q电感器将限制放置在总体传感器尺寸上。在已知的LC传感器中，高Q电感器的放置和设计限制了电容式传感器的位置和尺寸。在已知的可植入式压力传感器中，电容式传感器的有效电容面积(即电容随压力变换而变化之处的面积)由大的实面积电极来实现。已知的电容式传感器必须完全驻留在由电感器限定的面积之外。例如，图1A显示了具有位于电感器螺旋线圈14之外的电容器12的传感器10。图1B显示了具有在电感器螺旋线圈14中心内的电容器12的传感器10。然而，在没有显著地减少LC传感器的品质因数下，电容器12不能覆盖电感器螺旋线圈14，如在图1C中所示的。此外，电容器12靠近电感器螺旋线圈14的内匝的布置还可能显著地减少LC传感器的品质因数。此外，在电感器的平面上的或靠近电感器的电容器电极的布置可能减少LC的品质因数。因此在已知的传感器中，电容器被放置成邻接电感器，这增加了传感器的尺寸，或者被放置在在螺旋电感器的内匝和电容器板的边缘之间具有显著空间的螺旋电感器的中央区域内，这限制了电容器的尺寸和/或电感器的尺寸。已知的无线压力传感器还通过具有不带有高Q的电容式传感器来限制。在已知可植入式压力传感器中，电容式传感器由大的实面积电极来实现。这种电容设计不是最优化的并且导致用于高频交流电的低的品质因数电容。当电极经历高频交流电时，由于在电容器电极中涡电流的存在，当不定位成远离电感器时，电容器的大的实面积电极会导致LC电路的品质因数减少。在已知传感器中还存在多种挑战以实现以下传感器，其操作在用于无线信号传输的认可的频率范围内并且同时经历通过人体的最小信号衰减。为了在低频处操作传感器，经历低的信号衰减需要大的电容值和大的电感值。电容和电感均由尺寸来限制。大电感可以由导体的大的螺旋匝数来获得。大电容可以由被小的间隙分隔开的大面积电容器电极来获得。如果电容器电极的尺寸由电感器的尺寸和传感器的尺寸来限制，则电极必须被一起更紧密地间隔开以获得高电容。可控地制造具有在实际制造公差范围内的小间隙的电极是具有挑战性的并且可能导致电极之间的更低哗电压、电极的静摩擦、受限的压力操作范围以及低产率或高成本。在制造MEME传感器期间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，包括：壳体，其具有多个壁和至少一个开口；传感器，其连接到所述壳体中的开口，所述传感器包括：具有第一尺寸的第一层；具有比所述第一尺寸短的第二尺寸的第二层；并且其中所述第二层完全地定位在所述壳体内并且所述第一层的表面被暴露至所述壳体的外部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈里·罗兰，迈克尔·纳吉，罗杰·沃特金斯，巴拉穆鲁甘·孙达拉姆，苏雷什·孙达拉姆，
申请(专利权)人：内电子有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US