压力传感器制造技术

一种压力传感设备包括处于梁构造中的细长第一传感器装置，细长第一传感器装置在至少一个纵向端部处由刚性支撑结构支撑并具有可弯曲形变的部分。腔室相邻于第一传感器装置的第一向内面。封套将第一传感器装置和腔室气密密封使传感器与周围环境隔离。传感封套包括柔性膜，柔性膜设置在第一传感器装置的第二向外面上方并与之耦合，并沿着第一传感器装置和腔室的至少一侧或两侧延伸。传感器装置可以是耦合至射频(RF)天线的声表面波装置。合至射频(RF)天线的声表面波装置。合至射频(RF)天线的声表面波装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压力传感器
[0001]本公开涉及一种压力传感器，传感器被柔性膜密封，柔性膜将环境压力传递到传感器密封腔内的可弯曲形变装置。
[0002]颅内压(ICP)是指颅腔内容物对颅腔壁所产生的压力。正常情况下维持颅内压的颅腔内容物包括脑组织(约80％)、静脉血(约3％至4％)、动脉血(约6％至7％)和脑脊液(CSF)(约10％)。颅脑损伤或其他病理问题引起颅腔内容物体积变化均会引起颅内压(ICP)升高。颅内压增高严重时会引起脑疝、脑缺血，甚至威胁生命，需要及时医疗干预。如何持续、准确地测量颅内压并针对性采取医疗措施是目前神经重症患者颅内压管理的重要环节。
[0003]颅内压受生理因素与病理因素的影响。正常生理情况下，人体姿势、大脑思维、心血管系统功能、呼吸功能和肾上腺素等的变化会引起颅内压平均值发生变化。病理情况下包括颅内肿瘤、颅内出血、脑水肿、脑积水等则会引起颅内压增高。随着颅内压增加，心脏血液的输出量增加，提高平均动脉压(MAP)以保持稳定的脑灌注压(CPP)。脑灌注压就是平均动脉压与颅内压的压差，用于驱动氧气和代谢物的输送。当颅内压升高超过平均动脉压升高的补偿能力时，脑灌注压降低，随后可能出现脑缺血。当颅内压超过一定范围时，颅腔内脑组织会发生移位引起脑疝，挤压脑干结构，继而导致严重的神经系统损伤，甚至死亡。未经治疗的颅高压死亡率为50％至60％，而幸存者有不同程度的智力、身体和神经残疾。目前，颅内压监测在神经外科疾病领域应用较为广泛，常见的疾病包括创伤性脑损伤(TBI)、蛛网膜下腔出血(SAH)和脑积水。
[0004]常规的植入式颅内压监测系统需要导线、光纤或导管穿透皮肤。此类有线系统可能会限制患者的转运和移动，并可能具有较高的感染风险，不利于长期使用。一些商用无线颅内压监测系统虽然能进行长期和连续ICP监测，但是由于电感耦合的无线传输方式需要大的线圈，导致可植入和外部装置的尺寸大，系统的成本高，因此限制其应用。
[0005]脑积水可通过脑室腹腔分流手术治疗，即通过分流管将脑脊液引流至身体其他部位(如腹腔)。分流管可由脑室端和腹腔端两部分组成。脑室端的一端插入脑室，另一端连接至压力阀门。通过调节压力阀门可以调整脑脊液从脑室流出的速度。然而，当前分流管存在过度引流或引流不足等问题。因此，“智能分流管”，即与无线可读压力传感器集成的分流管，是提高可靠性、控制、精度和监测的理想选择。
[0006]理想的压力传感器应具有以下部分或全部特征：尺寸非常小；无线可读；使用无线供电。
[0007]如本公开的图1至图3所示，GB 2571141描述一种可植入心血管压力传感器1，包括刚性外壳2，刚性外壳2被柔性膜密封4形成密封腔，腔内有可压缩流体或真空3。包括压电材料的细长柔顺构件5设置在外壳内，柔性膜4将外部流体压力负载6耦合至细长柔韧构件5，从而引起细长柔韧构件5的弯曲形变。压力传感器1包括在细长柔韧压电材料上的第一声表面波装置10，以用于传感感应细长柔韧性构件5的弯曲形变。膜4包括至少一个柔性特征用来降低膜中的刚度。例如，这种柔性特征可能是膜4的上的波纹用于减少因形变而施加在膜上的应力。如图1和2所示，波纹可能包括朝向膜4的端部/侧面的脊7。脊7可围绕膜4的周边
延伸，以在柔性构件5与刚性外壳2之间提供柔性连接。如图3所示，波纹可包括膜4的表面中的脊8(诸如褶皱或弯曲)。这些波纹在传感器的表面可能遵循闭合路径(可能在某些位置弯曲)围绕限定细长柔顺构件5。
[0008]本专利技术的目的是改进压力传感器，诸如如上所述的GB 2571141中的压力传感器。
[0009]在本专利技术的一方面，压力传感设备包括：
[0010]细长第一传感器装置，处于梁构造中，在至少一个纵向端部处由刚性支撑结构支撑并具有可弯曲形变部分；
[0011]腔室，相邻于第一传感器装置的第一向内面设置；
[0012]封套，将所述第一传感器装置和所述腔室气密密封以免受周围环境影响；
[0013]封套包括柔性膜，柔性膜设置在第一传感器装置的第二向外面上方并与之耦合，并沿着第一传感器装置和腔室的至少一侧或两侧延伸。
[0014]压力传感设备可构造成使得在第二面处施加至柔性膜的向内压力导致设置在第一传感器装置的可弯曲部分上方的柔性膜向内弯曲形变，并导致柔性膜沿着第一传感器装置的所述至少一侧或两侧和腔室向内和/或向外位移。封套的柔性膜可沿着第一传感器装置的纵向轴线的至少一部分包围绕第一传感器装置、腔室和支撑结构。柔性膜可形成套筒，套筒沿着纵向轴线并围绕第一传感器装置、腔室和至少部分支撑结构。支撑结构可包括两个纵向端，纵向端部各自与封闭套筒连接形成气密密封。细长第一传感器装置可在每个纵向端部处由刚性支撑结构支撑，并且可弯曲部分是相对纵向端部之间的中心部分。刚性支撑结构的底座可包括第二传感器装置，第二传感器装置相邻于腔室平行于第一传感器装置。刚性支撑结构还可以是一对间隔件，将底座与第一传感器分离以形成腔室。间隔件可以是导电材料，连接第一传感器装置和第二传感器装置中的至少一个相应导线终端。封套可包括导电材料，导电材料电耦合至间隔件中的一个形成接地面，接地面覆盖第一传感器装置的至少一大部分。纵向端部可各自包括导电帽。每个帽可围绕其圆周接合至套筒的相应端部以形成气密密封。
[0015]导电材料间隔件中的第二个可连接至远离封套的延伸天线。天线可包括具有扩展形状记忆构造的弹性材料。天线可限定基本线性轴向部和离轴横向延伸部。材料可弹性弯曲成基本线性的构造，以便经由导管输送设备。
[0016]柔性膜包含金属材料，可用直接焊接、熔接或以其他方式直接接合至封套的至少一端的导电端帽。柔性膜可包括金属化聚合物，金属化聚合物接合至封套的至少一个导电端帽，并通过电镀层进行导电性连接。柔性膜可包括玻璃材料做成两端封闭的封套，至少一个导电连接从封套的一端穿出。可能至少有两个导电连接从胶囊装的封套中穿出，并可还包括导电套筒，导电套筒包裹胶囊装的封套，与其中一个导电连接相连，构成接地面。
[0017]刚性支撑结构可包括具有沟槽的外壳，第一传感器装置位于沟槽内，并且柔性膜可包括包裹密封外壳以形成封套的聚合物。外壳可包括两个导电部分，两个导电部分由绝缘部分分隔，并且每个导电部分可连接到至第一传感器的相应导电端子。外壳的第一导电部分可基本上长于第二导电部分以形成接地面，并且外壳的第二导电部分可连接至天线。外壳的沟槽可在端部处较窄以支撑第一传感器装置的相应导电端子，并且可在端部之间较宽以便第一传感器的一侧或两侧弯曲形变部分能够自由移动。柔性膜可涂有一层或多层材料以增加封套的气密性。
[0018]压力传感设备可并入在脑室腹腔分流管。压力传感设备可集成入脑室腹腔分流管的阀门。阀门可以至少通过细长第一传感器装置的输出进行控制。
[0019]现在将通过示例并参考附图来描述本专利技术的实施例，其中：
[0020]图1是如上所述的现有技术的压力传感器的示意截面侧视图；
[0021]图2是如上所述的图1的现有技术的压力传感器的示意平面图；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种压力传感设备，包括：细长第一传感器装置，处于梁构造中，所述细长第一传感器装置在至少一个纵向端部处由刚性支撑结构支撑并具有可弯曲形变部分；腔室，相邻于所述第一传感器装置的第一向内面；封套，将所述第一传感器装置和所述腔室气密密封与周围环境隔离；所述封套包括柔性膜，所述柔性膜设置在所述第一传感器装置的第二向外面上方并与之耦合，并沿着所述第一传感器装置和所述腔室的至少一侧或两侧延伸。2.根据权利要求1所述的压力传感设备，施加至第二面上的柔性膜的向内的压力使得附着在第一传感器可弯曲形变部分的柔性膜向内弯曲形变，并导致所述柔性膜沿着第一传感器装置和所述腔室的所述至少一侧或两侧向内和/或向外位移。3.根据权利要求1所述的压力传感设备，其中，所述封套的所述柔性膜沿着所述第一传感器装置的纵向轴线的至少一部分包围所述绕第一传感器装置、所述腔室和所述支撑结构。4.根据权利要求3所述的压力传感设备，其中，所述柔性膜形成套筒，所述套筒沿着所述纵向轴线并围绕所述第一传感器装置、所述腔室和所述支撑结构的至少一部分延伸。5.根据权利要求4所述的压力传感设备，其中，所述支撑结构包括两个纵向端部，所述纵向端部各自封闭所述套筒的相应端部，以形成所述封套的气密密封。6.根据权利要求1所述的压力传感设备，其中，所述细长第一传感器装置在每个纵向端部处由所述刚性支撑结构支撑，并且所述可弯曲形变部分是相对纵向端部之间的可弯曲形变中心部分。7.根据权利要求6所述的压力传感设备，其中，所述刚性支撑结构的底座包括第二传感器装置，所述第二传感器装置相邻于所述腔室平行于所述第一传感器装置延伸。8.根据权利要求7所述的压力传感设备，其中，所述刚性支撑结构还包括将所述底座与所述第一传感器分离以形成所述腔室的一对导电材料构成的间隔件，导电材料耦合至所述第一传感器装置和第二传感器装置的至少一个相应电端子。9.根据权利要求8所述的压力传感设备，其中，所述封套包括导电材料，所述导电材料电耦合至所述间隔件中的第一间隔件并形成接地面，所述接地面覆盖所述第一传感器装置的至少一大部分。10.根据权利要求5所述的压力传感设备，其中，所述纵向端部各自包括导电帽，所述导电帽围绕其圆周接合至所述套筒的相应端部以形成气密密封。11.根据权利要求8所述的压力传感设备，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：默罕默德，
申请(专利权)人：帝国理工学院创新有限公司，
类型：发明
国别省市：