[發明專利]微型壓力傳感器

有效

• 申請號: 201180056809.0
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN103229034A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 埃里克·穆謝爾拉福瑟;利昂內爾·松容
• 申請（專利權）人: 納米制造概念公司
• 主分類號: G01L9/12
• 分類號: G01L9/12;A61B5/0215
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李春暉;李德山

本發明涉及一種微型壓力傳感器。本發明對于測量在導管中輸送的流體的壓力特別有用，對于測量導管中壓力的空間分布、軸向分布或者周向分布尤其有用。

對于在導管中輸送的流體的壓力的相對或絕對的測量，尤其是壓力的空間分布或時間分布的測量，允許確定與流體的流動狀態有關的許多參數，以及可以確定在導管中輸送的流體的固有特性，例如流體的粘度或它的瞬時流量。

當被輸送的流體是人類或動物的體液（例如血液或尿液）時，了解這樣的參數尤為有用。例如，當用血管搭橋術使在儀表化導管中的流體進行體外循環時，測量流體的壓力或該壓力的空間分布允許在不進行流體采樣的情況下收集關于該流體的特性和循環狀態的信息。根據另一個應用例子，特別有利的是，壓力和壓力空間或時間分布的測量可以在體內導管例如血管上實現。

現有技術中已知的非侵入性壓力測量裝置由檢測對象組成，通過測定計測量檢測對象的形變，其被稱作應力，檢測對象應與導管機械地耦合以便導管在導管輸送的流體的壓力作用下的形變傳遞給檢測對象。國際專利申請WO2006122750描述了這樣的壓力傳感器，壓力傳感器適于被植入體內導管，例如血管。獲得導管和傳感器的檢測對象之間的機械耦合的需要會局部地改變導管的機械響應，甚至改變導管的形狀，并且可能對流體的流動狀態造成影響。因此，這樣的傳感器不能在短距離上測量壓力的周向或軸向分布。

為了解決現有技術的不足，本發明提出了一種測量在導管中輸送的流體的壓力的裝置，其特征在于，包括：

a.第一電極；

b.第二電極；

c.與上述兩個電極接觸的導電或半導電納米粒子集合體；

d.測量裝置，其提供與納米粒子集合體的電特性成比例的信息，電特性是在第一和第二電極之間測量的，所述電特性對集合體的納米粒子之間的距離靈敏；

e.納米粒子集合體與柔性襯底機械接合，并且與被輸送的流體機械接觸，從而使所述集合體的納米粒子之間的距離按照述流體壓力的變化而改變。

因此，納米粒子的使用允許實現靈敏度高同時體積小的傳感器，這樣的傳感器適用于許多測量情形。實際上，納米粒子集合體被布置于柔性襯底上并適合被用作為檢測對象，可以直接測量施加于其上的力不受與放置裝置的支撐物的剛性的影響，或者納米粒子集合體可以被添加在檢測對象上以測量檢測對象的形變，這兩種實施例可以結合起來。

從下面描述的有利的實施例將給出使用納米粒子的其它優點，這些實施例可以單獨考慮，或者以技術上可行的任意組合來考慮。

本文中，動詞“連接”和術語“接觸”表示兩個元件之間功能上的聯系，尤其是術語“機械接觸”表示兩個元件之間的力的傳遞，這種傳遞要么是直接的，要么力的傳遞還通過其它元件。

有利的是，本發明的目標裝置包括用于將柔性襯底機械地連接到輸送流體的導管的壁上的部件，柔性襯底上布置有納米粒子集合體。本實施例對于可能以臨時方式將本發明的目標裝置添加到導管（例如體內導管）上的情況尤其有利。

有利的是，柔性襯底適于被連接到導管，以使納米粒子集合體處在所述柔性襯底和導管的壁之間的界面處。這種結構尤其允許將納米粒子集合體作為壓力傳感器檢測對象，柔性襯底對于流體的流動狀態只有很小的影響。

根據本發明的目標裝置的實施例，在柔性襯底和導管之間機械連接的部件包括環，可以通過接合部打開環以將導管插入到環中，在柔性襯底上形成環的接合部。該實施例使得能夠提出夾接形式的測量裝置，夾的分支為易于操作的剛性結構，由于接合部的柔韌性，分支的剛性不影響導管的響應，這允許可以對在導管中輸送的流體的壓力變化，尤其是時間上的變化進行精細測量。

有利的是，納米粒子由金構成，柔性襯底由生物可吸收材料構成。因此，本發明的目標裝置可以布置在體內導管上，并且會自然消除。

根據本發明的目標裝置的特定實施例，納米粒子集合體的測得的電特性是集合體的電容。因此，對電特性變化的測量，由此對導管輸送的流體的壓力的測量可以尤其通過諧振電路以非接觸和遠程方式實現，而無需通過線連接將裝置連接到電路。本實施例對于在將本發明的目標裝置用于在體內導管中輸送的流體的壓力的測量時尤其有利。

本發明還涉及一種用于輸送流體的儀表化導管，其包括根據上述任何一個實施例的裝置。

根據本發明的目標導管的實施例，測量裝置被連接到導管的壁上，所述導管構成檢測對象。該實施例尤其適于測量在體外回路中循環的流體的壓力。儀表化導管可以被容易地放入回路中。