[發(fā)明專(zhuān)利]心血管血液流速傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110294642.3
• 申請(qǐng)日: 2011-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102370476A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文光;張文博;吳棟棟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/026
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/026
• 代理公司: 上海新天專(zhuān)利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程，具體涉及一種心血管血液流速傳感器，特別是植入冠狀動(dòng)脈用以測(cè)量血液流速的傳感器及其制造方法。

背景技術(shù)

植入式醫(yī)療器件是指埋置于人體內(nèi)部的醫(yī)療器件，可用于測(cè)量及監(jiān)控人體內(nèi)的生理醫(yī)學(xué)參數(shù)的長(zhǎng)期變化，以實(shí)現(xiàn)疾病的診療，并實(shí)現(xiàn)在無(wú)拘束自然狀態(tài)下人體的特定生理參數(shù)的實(shí)時(shí)記錄。該種器件也可以替代某些業(yè)已喪失原有功能的人體器官，如腎臟（Kidney）、視網(wǎng)膜（Retina）等。由于其突出的作用，植入式醫(yī)療器件業(yè)已成為生物醫(yī)療期間研究中的一個(gè)重要的組成部分，同時(shí)也是21世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)電子發(fā)展的熱門(mén)方向。

傳感器是將外界參量，如物理、化學(xué)、機(jī)械等參量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量或光學(xué)量的一種裝置，它是獲取外部信息的重要工具。傳感器在人類(lèi)活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮著巨大作用，在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用更為廣泛，可以說(shuō)傳感器是各種醫(yī)療設(shè)備的核心組件之一。隨著科學(xué)技術(shù)的交叉發(fā)展、相互滲透，對(duì)傳感器的質(zhì)量、品種等都提出了新的要求。傳感器在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的使用，有賴于設(shè)計(jì)和制造出各式各樣的高性能傳感器，是生物制造的重要方向。

可植入的生物傳感器已成為生物傳感器的一個(gè)重要門(mén)類(lèi)。這類(lèi)傳感器可以在不介入病人正常生活、無(wú)需考慮病人生理狀態(tài)的情況下提供代謝物指標(biāo)的檢測(cè)數(shù)據(jù)。例如，目前的血糖測(cè)量依賴于將手指針刺獲取的血液應(yīng)用于葡萄糖試紙，這一過(guò)程不僅痛苦而且無(wú)法準(zhǔn)確反映整體的血糖水平，血糖的變化趨勢(shì)以及與生活習(xí)慣相關(guān)的血糖差異，因而，植入式生物傳感器成為一種非常理想的替代選擇。植入式生物傳感器的應(yīng)用前景激發(fā)了廣泛的對(duì)于檢測(cè)多種代謝物的植入式傳感器的開(kāi)發(fā)研究。其他種類(lèi)的植入器件還包括可減輕疼痛感的神經(jīng)刺激器件，可探測(cè)腦部電信號(hào)的傳感器，可監(jiān)測(cè)腦部生物催化劑的傳感器以及可在目標(biāo)位置控制藥物釋放的植入式藥物傳送系統(tǒng)等等。

植入生物傳感器系統(tǒng)的可靠性受到諸如生物淤積、排異反應(yīng)以及傳感器漂移和臨時(shí)精度不足等因素的影響。植入式生物傳感器在人體內(nèi)復(fù)雜的環(huán)境條件下工作，為保證其工作的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需考慮生物排異反應(yīng)、微小化、靈敏度、選擇性、以及材料的毒性和生物相容性等問(wèn)題。

血液流速是心血管疾病的重要監(jiān)測(cè)指標(biāo)。心血管系統(tǒng)的異常往往通過(guò)血液流速獲得反映，因而對(duì)于心血管流速的實(shí)時(shí)監(jiān)控對(duì)于心血管系統(tǒng)疾病的預(yù)防及治療具有重要意義。利用植入式生物傳感器技術(shù)，通過(guò)將心血管流速傳感器植入心血管內(nèi)，可避免對(duì)于患者正常生活的干擾，并實(shí)現(xiàn)心血管流速的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和研究?jī)r(jià)值。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)關(guān)于植入式心血管流速傳感器方面的設(shè)計(jì)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種植入式心血管血液流速傳感器，可以實(shí)現(xiàn)在心血管內(nèi)自固定并對(duì)心血管的血液流速進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可避免對(duì)患者生活的干擾，長(zhǎng)期植入，安全可靠。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種心血管血液流速傳感器，其特點(diǎn)在于其構(gòu)成包括心血管支架和流速傳感器，該心血管支架為管狀薄膜，所述的流速傳感器位于該心血管支架的管壁內(nèi)表面，所述的流速傳感器包括表面涂有涂層的基底，在該基底上側(cè)設(shè)有電極。

所述的流速傳感器應(yīng)用了熱膜測(cè)速儀的原理并在恒溫模式（Constant?Temperature?Mode）下進(jìn)行測(cè)量，熱膜測(cè)速是一種通過(guò)測(cè)量置于被測(cè)流體內(nèi)部的熱元件的熱損失對(duì)流速（Flow?Velocity）進(jìn)行非直接測(cè)量的方法。熱膜測(cè)速最突出的特點(diǎn)為：較大的頻率范圍，傳感器測(cè)量元件的相對(duì)小的幾何尺寸及該方法的非侵入性。

所述的流速傳感器的基底和表面涂層采用的是相同的聚合物薄膜材料，利用MEMS技術(shù)，通過(guò)在硅晶圓表面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)涂布、薄膜沉積/光刻以及剝離工藝獲得，所述的表面涂層覆蓋于電極上，以實(shí)現(xiàn)電氣絕緣和較好的生物相容性；所述的電極是惰性金屬材料通過(guò)在所述的聚合物基底表面通過(guò)電子束蒸發(fā)沉積獲得。

所述的聚合物薄膜材料是聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯、聚二甲基硅氧烷或聚對(duì)二甲苯的聚合物材料。

所述的心血管支架采用聚氨酯和聚己酸內(nèi)酯混合物材料，混合的重量比例為70/30（w/w）。

所述的流速傳感器通過(guò)附著層粘附于所述的心血管支架的管壁內(nèi)表面。

所述的心血管支架在心血管內(nèi)經(jīng)歷由臨時(shí)形狀到固定形狀的變化，所述的臨時(shí)形狀為外徑2-3mm，長(zhǎng)度15-32mm的管狀薄膜，薄膜部分重疊；所述的固定形狀為外徑3-4mm，長(zhǎng)度15-32mm的管狀薄膜，薄膜無(wú)重疊。心血管支架是用形狀記憶聚合物材料在高溫下通過(guò)模具固定形狀并冷卻獲得的管狀薄膜結(jié)構(gòu)。