CN110141210B - 一种植入式颅内压力传感器结构、监测装置及封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植入式颅内压力传感器结构，包括PCB板，PCB板上设置有压力传感器；压力传感器周围设置有围坝，在压力传感器的压力敏感区域覆盖有柔性材料，所述柔性材料与围坝顶面以及压力传感器的压力敏感区域贴合；PCB板的表面包覆有封装材料，封装材料与围坝密封连接，柔性材料和封装材料不接触，通过围坝进行隔离。本发明通过在PCB板上使用围坝，将压力传感器的压力敏感区域上覆盖的柔性材料与PCB板的封装材料隔离，使得在封装材料变形时不会将其变形的压力传导到压力传感器上，压力传感器只会受到柔性材料变形的影响，保证了压力测量的精度；围坝和柔性材料将压力传感器完全包覆，避免压力传感器和颅内组织直接接触。
Description
技术领域
本发明涉及颅内压力监测技术领域，具体是一种植入式颅内压力传感器结构、监测装置及封装方法。
背景技术
在神经外科的开颅手术临床工作中，患者的颅内压是一项至关重要的临床指标。目前临床上颅内压测试方法通常有两种，一种是用有线的方式将一端的压力探头半开放地植入脑室内或者脑组织中进行监测，另一端通过有线的方式电连接到监测设备上，用有线连接的方式容易导致半开放的伤口发生感染。另一种是植入式颅内压监测装置，使用时完全植入颅内，可以长期植入，不需要取出。植入的不同位置以及不同病人的颅骨内曲度不一样，植入颅内后，由于该装置的基板是柔性的，导致装置的弯曲度不一样，压力传感器受到不同程度柔性板的变形，从而压力的稳定性有所差异，甚至影响压力大小值，这些都是源于压力传感区的柔性覆盖材料受到不同曲度的拉伸导致。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种植入式颅内压力传感器结构、监测装置及封装方法。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种植入式颅内压力传感器结构，包括PCB板，所述PCB板上设置有压力传感器；所述压力传感器周围设置有围坝，在压力传感器的压力敏感区域覆盖有柔性材料，所述柔性材料与围坝顶面以及压力传感器的压力敏感区域贴合；所述PCB板的表面包覆有封装材料，封装材料与围坝密封连接，柔性材料和封装材料不接触。柔性材料与PCB板上的封装材料相互隔离，PCB板变形时，不会出现柔性材料被带着一起变形的情况，保证了压力传感器的压力测量准确。
优选地，所述围坝的高度不高于压力传感器的高度，围坝的高度大于封装材料的厚度。
优选地，所述围坝不接触压力传感器，避免在使用时由于震动或变形，导致的围坝内壁损坏压力传感器的结构。
优选地，所述围坝为硬质生物兼容性材料制成。
优选地，所述柔性材料为硅胶。
本发明还提供一种植入式颅内压力监测装置，包括柔性基底，柔性基底上设置有电路控制芯片以及天线，电路控制芯片与天线分别通过导线相连接；柔性基底、电路控制芯片都被柔性包覆层包覆，还包括本发明的一种植入式颅内压力传感器结构，所述的压力传感器与电路控制芯片通过导线相连接。
优选地，所述电路控制芯片为NFC控制芯片，所述天线为NFC天线。
本发明还提供一种植入式颅内压力传感器结构的封装方法，包括以下步骤：
步骤1：在PCB板上焊接压力传感器，使压力传感器与PCB板上的电路相连接；
步骤2：在压力传感器周围设置围坝，围坝不触碰到压力传感器，围坝底部与PCB板密封连接；
步骤3：在压力传感器的压力敏感区包覆柔性材料，使得柔性材料与围坝顶面以及压力传感器的压力敏感区域贴合；
步骤4：通过封装材料将PCB板的正反两面进行包覆，并且与围坝的外侧紧密贴合。
有益效果：本发明具有以下有益效果：
本发明通过在PCB板上使用围坝，将压力传感器的压力敏感区域上覆盖的柔性材料与PCB板的封装材料隔离，使得在封装材料变形时不会将变形压力传导到压力传感器，压力传感器只会受到柔性材料变形的影响，保证了压力测量的精度；围坝和柔性材料将压力传感器完全包覆，避免压力传感器和颅内组织直接接触。
附图说明
图1为本发明的一种植入式颅内压力传感器结构；
图2为本发明的一种植入式颅内压力监测装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，本发明的一种植入式颅内压力传感器结构，包括PCB板2，所述PCB板2上设置有压力传感器5；所述压力传感器5周围设置有围坝4，在压力传感器5的压力敏感区域覆盖有柔性材料3，所述柔性材料3与围坝4顶面以及压力传感器5的压力敏感区域贴合；所述PCB板2的表面包覆有封装材料1，封装材料1与围坝4密封连接，柔性材料3和封装材料1不接触。所述的柔性材料3可以为硅胶。所述围坝4的高度不高于压力传感器5的高度，围坝4的高度大于封装材料1的厚度，围坝4不接触压力传感器5，围坝4为硬质的生物兼容性材料制成，可以是钛合金，也可以是硬度高的树脂或塑料。PCB板2为柔性或者硬质材料制成。
如图2所示，本发明还提供一种植入式颅内压力监测装置，包括柔性基底101，柔性基底101上设置有电路控制芯片102以及天线104，电路控制芯片102与天线104分别通过导线相连接；柔性基底101、电路控制芯片102都被柔性包覆层105包覆，还包括本发明的一种植入式颅内压力传感器结构103，所述的植入式颅内压力传感器结构103的压力传感器5与电路控制芯片102通过导线相连接，所述电路控制芯片102为NFC控制芯片，所述天线104为NFC天线104，利用NFC芯片可实现为压力传感器5供电、读取和发送数据。柔性基底与PCB板2可以是一体式的，由相同材料制成，柔性包覆层105与封装材料1为一体式，材质相同，将柔性基底101和PCB板2整体包覆。
该装置用于监测术后颅内压病人的颅内压力，使用时压力传感器5的压力敏感区贴合在硬脑膜外，硬脑膜将压力变化通过柔性材料3传导至压力传感器5的压力敏感区。通过与压力监测装置配套的体外数据阅读器或手机靠近天线104，体外数据阅读器或者手机通过无线电磁波实现对植入式颅内压力监测装置的供电、控制以及数据的发送和读取。
对于该装置中的压力传感器5封装方法，是保证压力测试准确性、灵敏度和稳定性的前提，尤其重要，压力传感器5的灵敏度很高，及时微小压力变化也可以检测到，本申请中的封装结构将敏感区的柔性材料3与其它位置的封装材料1隔开，可以降低其它位置对敏感区压力检测的影响，从而使柔性材料3不会因其它外力导致的不同曲度的拉伸，从而达到颅内压测试准确性要求。
本发明还提供一种植入式颅内压力传感器结构的封装方法，包括以下步骤：
步骤1：在PCB板2上焊接压力传感器5，压力传感器5的电路与PCB板2上的线路接通，压力传感器5为灵敏度高，能够测试颅内压范围的压力传感器5；
步骤2：在压力传感器5周围设置围坝4，围坝4底部与PCB板2密封连接，可以通过黏性大的生物兼容性胶粘合；围坝4环绕压力传感器5周围，形状可以是方形、圆形等，但其内壁不能触碰到压力传感器5，保持一定距离。围坝4高度不高于压力传感器5高度，并且其高度大于封装材料1的厚度，围坝4高度之所以要低于压力传感器5高度，是因为柔性材料3受力产生变形，容易将压力传递到压力传感器5，如果围坝4高于压力传感器5，那么围坝4将起到支撑的作用，从而抵消一部分压力，导致压力传感器5不能真实反应实际压力；如果围坝4高度低于封装材料1，那么在实际包覆过程中，封装材料1和柔性材料3很容易粘合到一起，封装材料1的变形会引起柔性材料3变形，致使压力传感器5的压力测试不准，如果有了围坝4的阻隔，压力传感器5只会受到柔性材料3的变形。围坝4是硬质的生物兼容性材料，可以是钛合金，也可以是硬度高的树脂或塑料。具体实施时，也可以利用围坝4对压力传感器5上表面除压力敏感区外的其他表面区域进行包覆，从而还可以在不影响压力传感的情况下保护压力传感器5。
步骤3：在压力传感器5的压力敏感区包覆柔性材料3，使得柔性材料3与围坝4顶面以及压力传感器5的压力敏感区域贴合；外部压力通过柔性材料3的变形，将压力传递给压力传感器5，从而得出外部压力，并且柔性材料3与压力传感器5表面和围坝4上表面完全贴合，在实际选择材料时，选择柔性大的材料，这样更容易通过形变将压力传递给压力传感器5，材料可以是柔性硅胶；
步骤4：通过封装材料1将PCB板2的正反两面进行包覆，并且与围坝4的外侧紧密贴合，最终要确保整个PCB板2和压力传感器5都是被生物兼容性材料包覆。
Claims (7)
1.一种植入式颅内压力传感器结构，其特征在于：包括PCB板，所述PCB板上设置有压力传感器；所述压力传感器周围设置有围坝，在压力传感器的压力敏感区域覆盖有柔性材料，所述柔性材料与围坝顶面以及压力传感器的压力敏感区域贴合；所述PCB板的表面包覆有封装材料，封装材料与围坝密封连接，柔性材料和封装材料不接触；
所述围坝的高度不高于压力传感器的高度，围坝的高度大于封装材料的厚度。
2.根据权利要求1所述的一种植入式颅内压力传感器结构，其特征在于：所述围坝不接触压力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种植入式颅内压力传感器结构，其特征在于：所述围坝为硬质的生物兼容性材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种植入式颅内压力传感器结构，其特征在于：所述柔性材料为硅胶。
5.一种植入式颅内压力监测装置，包括柔性基底，柔性基底上设置有电路控制芯片以及天线，电路控制芯片与天线分别通过导线相连接；柔性基底、电路控制芯片都被柔性包覆层包覆，其特征在于：还包括权利要求1-4任一项所述的一种植入式颅内压力传感器结构，所述的压力传感器与电路控制芯片通过导线相连接。
6.根据权利要求5所述的一种植入式颅内压力监测装置，其特征在于：所述电路控制芯片为NFC控制芯片，所述天线为NFC天线。
7.一种权利要求1-4任一项所述的植入式颅内压力传感器结构的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在PCB板上焊接压力传感器，使压力传感器与PCB板上的电路相连接；
步骤2：在压力传感器周围设置围坝，围坝不触碰到压力传感器，围坝底部与PCB板密封连接；
步骤3：在压力传感器的压力敏感区包覆柔性材料，使得柔性材料与围坝顶面以及压力传感器的压力敏感区域贴合；
步骤4：通过封装材料将PCB板的正反两面进行包覆，并且与围坝的外侧紧密贴合。
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