CN101427923B - 生物医用压力传感器 - Google Patents
生物医用压力传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101427923B CN101427923B CN2007101353388A CN200710135338A CN101427923B CN 101427923 B CN101427923 B CN 101427923B CN 2007101353388 A CN2007101353388 A CN 2007101353388A CN 200710135338 A CN200710135338 A CN 200710135338A CN 101427923 B CN101427923 B CN 101427923B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- silicon
- transmitting medium
- shell
- silicon piezoresistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
一种生物医用压力传感器由外壳、位于外壳内的硅压阻敏感组件以及位于外壳侧部的压力传导介质组成，硅压阻敏感组件的应变电阻通过金丝内引线连接到作为信号输出线的软性线路板，硅压阻敏感组件为具有惠斯通电桥结构的硅敏感元件，外壳由管状的壳体和封固于壳体底端口的圆形底座组成，压力传导介质填充于硅压阻敏感组件表面，并与壳体上端口齐平封装，压力传导介质表面还可设有用于感受外界集中压力的膜片，本发明用于脊椎、骨骼或软组织之间的压力测量，植入测量部位，脊椎、骨骼或软组织之间的压力作用到压力传导介质表面，通过传导介质进行力的传导，把压力传导到硅敏感元件上，硅敏感元件把压力转化成电压信号输出。
Description
技术领域
本发明涉及一种超薄型的生物医用压力传感器，主要应用于测量人体肌肉，软组织以及骨骼之间的压力测量。
背景技术
对于生物医学上用的传感器，要求体积小，生理兼容性等特点。植入式(Implantable)测量一直是生物工程中测量的一种重要手段。从20世纪80年代中期起，美国、日本和欧洲，几乎所有著名大学和有关大公司都先后加强了微型、薄型传感器及其制造工艺的研究力量，而国内的微型化传感器技术也从20世纪90年代起在一些高校和科研单位崭露头角。传统的传感器，因其功能差，体积大，已很难再满足要求。目前很多是利用微型应变片制作成微型薄型压力传感器进行测量，但是由于制作工艺的限制，应变片本身无法制作的太小，所以限制了整体结构，无法使传感器制作的太小。但随着MEMS(Micro ElectroMechanical System)工艺的发展，微型硅压阻芯片相继被开发出来，所以为制作微型、超薄型压力传感器提供了可能。同时硅压阻芯片自身的优越性可以很好的和系统挂接。所以通过对结构的优化和设计，可以制作出性能突出超薄型压力传感器。
发明内容
为了弥补以上不足，本发明提供了一种超薄型的生物医用压力传感器，克服了目前测量人体脊椎之间压力的传感器体积过大、过厚的不足。
本发明的技术方案是这样实现：一种生物医用压力传感器，由外壳、位于该外壳内的硅压阻敏感组件以及位于该外壳侧部用于传导外界压力给该硅压阻敏感组件的压力传导介质组成，该硅压阻敏感组件的应变电阻通过金丝内引线连接到信号输出线，该硅压阻敏感组件为具有惠斯通电桥结构的硅敏感元件，该压力传导介质为硅橡胶或凝胶，该外壳由管状的壳体和封固于该壳体底端口的圆形底座组成，该硅压阻敏感组件通过作为该信号输出线的软性线路板固定于该圆形底座内，而该压力传导介质填充于该硅压阻敏感组件表面，并与该壳体上端口齐平封装。
作为本发明进一步改进，该压力传导介质表面还设有用于感受外界集中压力的膜片。
作为本发明进一步改进，该膜片、壳体和圆形底座为与生理兼容的不锈钢材质。
作为本发明进一步改进，该外壳的外径尺寸为小于Φ10mm。
作为本发明进一步改进，该外壳的外径尺寸为Φ8mm，该外壳厚度为2mm，该硅敏感元件尺寸为1mm×1mm×0.5mm，对应的传感器量程为0-700kPa。
本发明的有益技术效果是：该压力传感器由外壳、硅压阻敏感组件、压力传导介质和信号输出线组成，该硅敏感元件为1mm×1mm×0.5mm的硅压阻芯片，该压力传导介质为硅橡胶或凝胶等无应力柔性胶剂，该信号输出线为柔性线路板，其材料都满足生理兼容要求。
附图说明：
图1为本发明的实施例之一结构示意图；
图2为本发明的实施例之二结构示意图。
具体实施方式
实施例之一：
结合图1所示，一种生物医用压力传感器，由外壳、位于该外壳内的硅压阻敏感组件3以及位于该外壳侧部用于传导外界压力给该硅压阻敏感组件的压力传导介质5组成，该硅压阻敏感组件3的应变电阻通过金丝内引线4连接到该信号输出线的软性线路板2，该硅压阻敏感组件为具有惠斯通电桥结构的硅敏感元件，该外壳由管状的壳体1和封固于该壳体底端口的圆形底座7组成，该硅压阻敏感组件3通过该软性线路板2固定于该圆形底座内，而该压力传导介质5填充于该硅压阻敏感组件表面，并与该壳体上端口齐平封装。该壳体1和圆形底座7为与生理兼容的不锈钢材质。该压力传导介质5为硅橡胶或凝胶。
该壳体1起到固定压力传导介质5和保护硅压阻敏感组件3的作用。压力传导介质用于保护引线与柔性线路板的同时，传导传感器感受到的压力，使压力无失真地作用在硅敏感元件上。
这样结构的生物医用压力传感器。应用于测量骨骼这类刚度较大的压力环境。
实施例之二：
对于软组织等这类刚性较小的组织，表现出来的是分散的压力，该压力传导介质不能直接、正确感受外界的压力，为此在实施例之一的基础上，该压力传导介质5表面还设有用于感受外界集中压力的膜片6(如图2所示)，可以把分散的压力转换成集中力，这样能够更好的反应总体的压力情况
在上述两实施例中，该壳体与圆形底座的尺寸为Φ8mm(也即整个该外壳的外径尺寸为Φ8mm)，该外壳厚度为2mm，该硅敏感元件尺寸为1mm×1mm×0.5mm，对应的该压力传感器量程为0-700kPa。
本发明的工作原理是这样的：把传感器植入脊椎之间，脊椎之间的压力作用到压力传导介质5表面，通过传导介质5进行力的传导，把压力传导到硅压阻敏感元件上，硅压阻敏感元件把压力转化成电压信号输出。其原理是利用的是压阻效应。针对人体不同的环境，本发明提供了两种结构设计。对于测量骨骼这类刚度较大的利用图1中的结构进行测量，测量软组织这样的刚度较小的采用图2中的结构进行测量。由于软组织等这类刚性较小的组织，表现出来的是分散的压力，通过膜片6，可以把分散的压力转换成集中力，这样能够更好的反应总体的压力情况。通过对压力的监测，可以反映出脊椎的生理病变的过程。
本发明提供的压力传感器由于体积小，在保证测量要求的同时，减小了创口面积，为病人减轻了痛苦，同时更准确的反映病理部位的情况。
Claims (5)
1.一种生物医用压力传感器，其特征在于，由外壳、位于该外壳内的硅压阻敏感组件(3)以及位于该外壳侧部用于传导外界压力给该硅压阻敏感组件的压力传导介质(5)组成，该硅压阻敏感组件的应变电阻通过金丝内引线(4)连接到信号输出线，该硅压阻敏感组件为具有惠斯通电桥结构的硅敏感元件，该压力传导介质(5)为硅橡胶或凝胶，该外壳由管状的壳体(1)和封固于该壳体底端口的圆形底座(7)组成，该硅压阻敏感组件(3)通过作为该信号输出线的软性线路板(2)固定于该圆形底座内，而该压力传导介质(5)填充于该硅压阻敏感组件表面，并与该壳体上端口齐平封装。
2.如权利要求1所述的一种生物医用压力传感器，其特征在于，该压力传导介质(5)表面还设有用于感受外界集中压力的膜片(6)。
3.如权利要求1所述的一种生物医用压力传感器，其特征在于，该膜片(6)、壳体(1)和圆形底座(7)为与生理兼容的不锈钢材质。
4.如权利要求1所述的一种生物医用压力传感器，其特征在于，该外壳的外径尺寸为小于Φ10mm。
5.如权利要求4所述的一种生物医用压力传感器，其特征在于，该外壳的外径尺寸为Φ8mm，该外壳厚度为2mm，该硅敏感元件尺寸为1mm×1mm×0.5mm，对应的传感器量程为0-700kPa。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007101353388A CN101427923B (zh) | 2007-11-05 | 2007-11-05 | 生物医用压力传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007101353388A CN101427923B (zh) | 2007-11-05 | 2007-11-05 | 生物医用压力传感器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101427923A CN101427923A (zh) | 2009-05-13 |
| CN101427923B true CN101427923B (zh) | 2010-11-24 |
Family
ID=40643704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2007101353388A Active CN101427923B (zh) | 2007-11-05 | 2007-11-05 | 生物医用压力传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101427923B (zh) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2006262287A1 (en) | 2005-06-21 | 2007-01-04 | Cardiomems, Inc. | Method of manufacturing implantable wireless sensor for in vivo pressure measurement |
| US11896365B2 (en) | 2011-06-30 | 2024-02-13 | Endotronix, Inc. | MEMS device for an implant assembly |
| US10226218B2 (en) | 2011-06-30 | 2019-03-12 | Endotronix, Inc. | Pressure sensing implant |
| US10638955B2 (en) | 2011-06-30 | 2020-05-05 | Endotronix, Inc. | Pressure sensing implant |
| CN102631203B (zh) * | 2012-04-17 | 2013-08-14 | 深圳清华大学研究院 | 一种椎间盘压力检测装置 |
| CN102657535B (zh) * | 2012-05-23 | 2013-10-16 | 西安交通大学 | 一种柔性脚底力测量系统 |
| EP2967432B1 (en) * | 2013-03-15 | 2023-09-06 | Endotronix, Inc. | Pressure sensing implant |
| KR101705787B1 (ko) * | 2015-01-29 | 2017-02-13 | 주식회사 크레타 | 코어안정화운동 관리 시스템 |
| CN105067186A (zh) * | 2015-09-14 | 2015-11-18 | 苏州感芯微系统技术有限公司 | 一种压力传感器 |
| AU2018304316A1 (en) | 2017-07-19 | 2020-01-30 | Endotronix, Inc. | Physiological monitoring system |
| CN110141210B (zh) * | 2019-06-12 | 2022-04-15 | 苏州弘浩医疗科技有限公司 | 一种植入式颅内压力传感器结构、监测装置及封装方法 |
| WO2020258117A1 (zh) * | 2019-06-27 | 2020-12-30 | 中国科学院微电子研究所 | Mems压力传感器封装结构及封装方法 |
| CN113456024B (zh) * | 2021-06-01 | 2022-11-08 | 北京大学口腔医学院 | 一种实时直接测量关节面压力的方法及装置 |
| CN114993548B (zh) * | 2022-05-30 | 2023-09-01 | 无锡胜脉电子有限公司 | 一种高压硅mems压力传感器及制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6447448B1 (en) * | 1998-12-31 | 2002-09-10 | Ball Semiconductor, Inc. | Miniature implanted orthopedic sensors |
| US20060063354A1 (en) * | 2004-09-20 | 2006-03-23 | Jeffrey Fortin | Microelectromechanical system pressure sensor and method for making and using |
| US20060149282A1 (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Timothy Vendrely | Cement restrictor with integrated pressure transducer and method of measuring the pressure at the distal end of a bone canal |
| CN1806776A (zh) * | 2005-12-16 | 2006-07-26 | 清华大学 | 生物体植入关节双向数字无线压力监视系统 |
| CN101060815A (zh) * | 2004-06-07 | 2007-10-24 | 芯赛斯公司 | 具有传感器的整形外科用植入物 |
-
2007
- 2007-11-05 CN CN2007101353388A patent/CN101427923B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6447448B1 (en) * | 1998-12-31 | 2002-09-10 | Ball Semiconductor, Inc. | Miniature implanted orthopedic sensors |
| CN101060815A (zh) * | 2004-06-07 | 2007-10-24 | 芯赛斯公司 | 具有传感器的整形外科用植入物 |
| US20060063354A1 (en) * | 2004-09-20 | 2006-03-23 | Jeffrey Fortin | Microelectromechanical system pressure sensor and method for making and using |
| US20060149282A1 (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Timothy Vendrely | Cement restrictor with integrated pressure transducer and method of measuring the pressure at the distal end of a bone canal |
| CN1806776A (zh) * | 2005-12-16 | 2006-07-26 | 清华大学 | 生物体植入关节双向数字无线压力监视系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101427923A (zh) | 2009-05-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101427923B (zh) | 生物医用压力传感器 | |
| Yu et al. | Chronically implanted pressure sensors: challenges and state of the field | |
| Jiang | Design challenges of implantable pressure monitoring system | |
| Chen et al. | Advances in materials for recent low-profile implantable bioelectronics | |
| JP5054103B2 (ja) | 力ベクトルの検出用力センサ | |
| US20160374576A1 (en) | Low drift implantable pressure sensors | |
| US20060207335A1 (en) | Sensor and guide wire assembly | |
| Dakurah et al. | Implantable bladder sensors: a methodological review | |
| Meena et al. | Biomedical catheters with integrated miniature piezoresistive pressure sensors: A review | |
| JP2014502520A (ja) | 埋め込み圧力センサ | |
| CN106361299B (zh) | 一种三重薄膜心血管检测传感器 | |
| CN103932685B (zh) | 用于检测人体节律振动的传感器 | |
| Cong et al. | Novel long-term implantable blood pressure monitoring system with reduced baseline drift | |
| CN103431848A (zh) | 一种便携式无源传感器 | |
| US8231538B2 (en) | Perivascular pressure sensor and sensing system | |
| US20080287813A1 (en) | Blood Pressure Monitoring Device and Methods for Making and for Using Such a Device | |
| CN202397456U (zh) | 动态血压测量装置 | |
| CN203815439U (zh) | 一种用于检测人体节律振动的传感器 | |
| CN104188673A (zh) | 一种舌肌压力传感器及牙套模型 | |
| CN103829933A (zh) | 介入式双压力传感的血管腔狭窄检测方法 | |
| CN203169160U (zh) | 脉搏跳动血压波强度传感器 | |
| CN102657535B (zh) | 一种柔性脚底力测量系统 | |
| AU2011275994B2 (en) | Sensor element with an insulation layer | |
| EP2740404A1 (en) | An intraoral interface pressure monitoring system | |
| CN210990260U (zh) | 一种人体压力测量传感器的探头封装结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |