CN115515528A - 植入物 - Google Patents

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洛伦兹·格鲁纳贝尔
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Abstract

一种植入物,包括:具有腔室的壳体;以及传感器单元;在第一压力侧覆盖所述腔室的第一膜和在第二压力侧覆盖所述腔室的第二膜;所述腔室包括压力传递装置,所述压力传递装置与所述第一膜和所述第二膜以及在所述第一膜与所述第二膜之间布置在所述腔室内的所述传感器单元接触,其中传感器控制单元布置在所述壳体内;其中所述传感器单元被配置成确定所述腔室的第一压力侧的压力与所述腔室的第二压力侧的压力之间的压差。

Description

植入物
技术领域
本发明的实施例涉及具有压差传感器的植入物及其制造方法。总体来说,实施例涉及体内压差测量的概念。
背景技术
人体或身体内的压力测量有多种应用。示例有:
·眼睛相对于体液的压差测量
·括约肌对套囊的套囊贮器压力的压差测量
·血管贮血器压力或心脏压力与体压的压差测量
然而,体压并不是恒定的。如果环境的压力在变化,那么体压就跟随着大气压力。原因如下:
·由于给定位置处大气压力的正常变化所导致的压力变化
·由于高度(例如爬山)造成的压力变化
·飞机内部的压力变化
大气压力的这些变化与压差测量处于相同的数量级或者甚至高于压差测量。
将参考示出了压力传感器的图1a至图1c讨论现有技术。图1a是可植入的绝对压力传感器,例如称为HELGA的压力传感器。压力传感器嵌入液体中,液体位于气密性密封的钛壳体内。薄钛箔片将压力从身体传递到液体和传感器。
然而,这只是绝对压力传感器,因此由环境引起的压力变化会导致压力值不能被正确使用的情况。背景是对于一些应用来说,例如植入物与周围体液之间的压差是至关重要的。因此,如果体液压力由于环境条件而变化,那么植入压力也需要变化。绝对压力值没有用。
图1b示出了类似于HELG传感器的传感器,其中传感器嵌入在油中。这种传感器遭受同样的缺点。
在US 4,460,568中,示出了植入式压差传感器。该专利的图1由图1c示出。这种压力传感器使用两个隔膜。然而,在压力传感器与隔膜之间有固定的连接。这会对压力传感器造成大应力和漂移的问题。图1d示出了植入物的压差传感器(参见www.eastsensor.com/blog/capacitance-differential-pressure-transmitter-working-principle/)。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够克服上述缺点的植入物的构思。
该目的通过独立权利要求的主题来解决。
本发明的实施例提供了一种包括壳体和传感器单元的植入物。它还包括在第一压力侧覆盖腔室的第一膜和在第二压力侧覆盖腔室的第二膜(例如,用于相对于植入物的周围环境气密性地密封植入物)。该腔室包括压力传递装置,该压力传递装置与第一膜和第二膜以及在第一膜与第二膜之间布置在腔室内的传感器单元接触。此外,传感器控制单元布置在壳体内。传感器单元被配置成确定腔室的第一压力侧的压力与腔室的第二压力侧的压力之间的压差。
根据实施例,传感器单元包括膜,该膜被配置成测量从第一压力侧施加到膜的第一侧的压力与从第二压力侧施加到膜的第二侧的压力之间的相对压力。本实施例能够有利地直接测量相对压力/压差。根据另一个实施例,传感器控制单元可以包括第一压力传感器和第二压力传感器,其中第一压力传感器被配置成测量第一压力侧的压力,并且其中第二压力传感器被配置成测量第二压力侧的压力。此处,从两个绝对压力开始确定压差,其中压差的计算由传感器单元执行。
本发明的实施例基于以下原理:使用在壳体内具有例如由一种孔/开口形成的腔室的壳体的植入物能够将传感器单元布置在腔室内,使得来自第一压力侧的第一压力和来自第二压力侧的第二压力能够施加到传感器。这使得能够将(通过膜)气密性密封的任务与(布置在压力传递装置内的)压差测量传感器单元的低应力封装的任务在本地分开。例如,腔室可以从第一压力侧穿过壳体延伸到第二压力侧。通过使用这种布置,压力传感器可以直接确定两侧之间的压差。
根据实施例,壳体可以包括能够在其上布置传感器单元和/或传感器控制单元的隔膜。例如,隔膜可以布置在腔室内。此处,根据实施例,隔膜可以将腔室分成第一部分和第二部分,其中传感器单元可以附接到隔膜并且布置在腔室的中间。
根据另外的实施例,可以使用第一箔片作为第一压力侧的第一膜,或者使用第二箔片作为第二压力侧的第二膜。此处,壳体包括第一箔片和第二箔片。这些箔片可以布置成使得传感器单元布置在它们之间。根据实施例,第一箔片在第一压力侧覆盖腔室,其中第二箔片在第二压力侧覆盖腔室。根据实施例,在第一压力侧的第一箔片和在第二压力侧的第二箔片气密性地密封腔室(即,布置在腔室内的传感器单元)。根据另外的实施例,传感器控制单元也可以例如通过使用第一箔片和第二箔片被气密性地密封在壳体内。根据实施例,第一压力侧的压力经由第一箔片施加到压力传感器,其中第二压力侧的压力经由第二箔片施加到压力传感器。详细地,第一压力侧的压力可以经由第一箔片施加到压力传感器的第一侧,而第二压力侧的压力可以经由第二箔片施加到压力传感器的第二侧。第一箔片和第二箔片能够有利地连接到壳体并且气密性地密封壳体,其中传感器单元不接触第一箔片和第二箔片,因此在制造过程期间不受影响。然而,箔片能够在不同侧“转发”压力。根据实施例,第一箔片和第二箔片可以由钛箔片、薄钛箔片或PEEK箔片(聚醚醚酮)形成。
腔室(例如,由第一箔片和第二箔片封闭的腔室)可以填充有空气、油、液体或铸造化合物作为压力传递介质。油或液体,优选地不导电的、生物相容的和无腐蚀性的液体或铸造化合物是不可压缩的,使得能够以最佳方式将压力从箔片施加到传感器。根据实施例,腔室和/或第一箔片和第二箔片可以包括用于在灌注时引导液体、油或铸模的引导件。
根据另外的实施例,壳体可以包括过滤器、栅格、包括过滤器的栅格、刚性栅格或多孔元件。所述元件例如在第一压力侧和第二压力侧围绕腔室,和/或从两个压力侧围绕传感器单元,和/或围绕壳体的第一箔片和第二箔片。这种刚性栅格能够有利地避免箔片或腔室或传感器单元被身体材料包裹。
另一实施例提供了一种生产上述植入物的方法。此处,该方法包括以下步骤:将传感器单元布置在室内,例如在两个箔片之间。根据实施例,该方法还可以包括以下步骤:灌注腔室和/或两个箔片之间的区域。此处,可以在将箔片(第一箔片和第二箔片)附接到壳体之前或之后执行灌注。
附图说明
随后将参考附图讨论本发明的实施例,其中:
图1a至图1d示意性地示出了对于植入物的现有技术解决方案;
图2示意性地示出了根据第一实施例的植入物的基本实现方式;
图3a和图3b示意性地示出了根据实施例的植入物的增强实现方式,其中使用了两个不同的传感器单元;
图4a示出了根据另一个实施例的植入物的另一示意性实现方式;
图4b示出了根据另一个实施例的植入体内的图4a的示意性植入物;
图5示意性地示出了根据另外的实施例的图3a的植入物的增强变型;以及
图6a和图6b示意性地示出了根据另外的实施例的根据图4a的植入物的增强变型。
具体实施方式
下面,将参考附图接着讨论本发明的实施例,其中相同的附图标记被提供用于具有相同或相似功能的元件或结构,使得其描述可相互应用和互换。
图2示出了包括壳体12的植入物10,该壳体包括腔室12c。在该腔室内,可以布置传感器单元14。在壳体12中的某处,可以布置传感器控制单元16。
腔室14c可以例如由从壳体12的第一侧延伸到壳体12的第二侧的孔形成。两侧标有12s1和12s2。经由标有12s1的一侧,第一压力P1可以施加到传感器14,其中第二压力P2可以施加到传感器14。由于这两个压力水平P1和P2是从两侧12s1和12s2施加的,所以两侧12s1和12s2也被称为第一压力侧和第二压力侧。
根据实施例,压力传感器14可以是膜,两个压力P1和P2从两个压力侧12s1和12s2冲击到该膜。此处,压力P1冲击到该膜的第一侧,其中压力P2冲击到该膜的第二侧。该膜根据P1与P2之间的压差移动,其中这种移动可以以压电或电阻方式(优选)或电容方式来确定。例如,压阻(压差)压力传感器使用与膜结合的应变仪来确定膜的偏移,从而确定施加的压力。压电膜使用某种材料,如石英,使得能够直接测量膜的应变,从而测量压力。替代地,膜可以形成第一电极,其中第二电极可以由平行于膜布置的栅格形成。这种布置形成了(压差)压力传感器。根据替代变型,使用14的传感器可以由两个独立的压力传感器形成,其中每个压力传感器确定两个压力P1和P2中的一个,从而可以例如通过使用传感器控制单元16来计算P1与P2之间的压差。在膜20s1/20s2与传感器单元14之间,布置所谓的压力传递介质/装置,如流体或油,以便将压力P1/P2分别从第一压力侧12s1和第二压力侧12s2传递到传感器14。为此,传感器单元14可以嵌入压力传递装置中。
根据实施例,腔室12可以被相应的箔片(膜)覆盖。例如,第一箔片20s1可以施加到腔室12的第一侧12s1,其中第二箔片20s2可以施加到第二侧12s2。这两个箔片20s1和20s2从两侧12s1和12s2覆盖腔室12,例如以便气密性地密封腔室和布置在腔室12c内的元件。详细地,压力传感器14可以布置在两个箔片20s1和20s2之间。此处,两个箔片20s1和20s2可以被配置为将压力P1和P2“转发”到传感器14。
参考另外的附图,将讨论根据实施例的另外的可选特征。
在讨论另外的实施例和益处之前,特别是对于不同的应用,将讨论应用的领域。优选地,可以使用压力测量装置测量人体内的压力:
·人体是具有许多不同压力区域(大脑、眼睛、内耳、结肠)的系统,并且是根据压差发生流动的系统。这些压差一部分是巨大的(如体压),一部分是非常小的。唯一可用的技术是测量两个绝对压力并且将它们彼此相减。由于体压随大气压力波动,这些测量的压力也随大气压力波动。这样就很难测量体内的微小压差。
·如果有一种技术可以测量身体内两个位置之间的真实压差,那么将会提供许多关于身体功能的信息。
为此,不需要绝对压力传感器,而是需要压差传感器,该压差传感器可以测量被身体隔膜分隔的两个位置之间的压差。
为了测量压差,压力传感器必须与要测量的两个压力区域接触。接着,必须电接触压力传感器,并且用它电连接到植入物的系统控制部。这些电触点必须被气密性地密封。然而,压力传感器对应力非常敏感。气密性密封(例如,与钛壳体的气密性紧密结合)会产生高应力影响。
为此,几乎不可能将具有与两个压力区域的压力接触的压力传感器芯片气密性地紧密结合到植入物而不对压力传感器产生大的应力。
然而,如上所述,植入物的改进设计(其壳体包括腔室)可以解决这个问题。其背景是压力传感器/压差传感器可以布置在腔室内,以便例如通过使用箔片被气密性地密封,该箔片被配置成向内部传感器单元提供外部压力。这种箔片可以以无应力的方式施加。将参考图3a和图3b讨论包括这种箔片(这里是薄钛箔片)的实施例。图3a和图3b这两个实施例彼此是相当的,其中所使用的传感器单元不同。
图3a示出了具有壳体12的植入物10,该壳体包括两个部分12a和12b(相对于腔室12c在第一侧和第二侧)。在腔室12c内,布置了压差传感器14。在本实施例中,压力传感器14附接到隔膜15,该隔膜能够实现压力分离(例如,非气密的)。隔膜15沿着植入物10/壳体12的纵向方向延伸,以便将腔室12c分成第一部分12c1和第二部分12c2。第一腔室12c1布置在侧12s1,其中第二腔室12c2布置在第二侧12s2。关于隔膜,应注意,这使得能够将腔室12c分成腔室12c的上部和下部,其中隔膜15可以通过对身体非常薄的箔片来实现,
·一方面,其气密性地紧密安装到植入物的壳体
·另一方面,由箔片的几何尺寸和杨氏模量限定的板刚度应该很低,使得由待测压力变化引起的箔片的固有应力不显著影响测量信号。
替代地,隔膜15可以是坚硬的/具有降低的柔性。
腔室12c1被薄箔片覆盖,此处是薄钛箔片17s1,其中腔室12c2被类似的箔片覆盖,例如相同的箔片17s2。通过使用这两个箔片17s1和17s2,腔室12相对于周围环境被气密性地密封。
在本实施例中,壳体12包括用于控制系统14的另一气密性密封部分。此处,控制系统14布置在气密性地密封的钛壳体内。
根据实施例,腔室12或者尤其是腔室的第一部分12c1和腔室的第二部分12c2可以填充有油或铸造化合物。这由附图标记13标注。油或铸造化合物的目的是将施加到箔片17s1和17s2的压力施加到压力传感器14的膜。此处应注意,感测腔室12c中的压力传感器14被嵌入该油中。作为油的替代,可以使用不导电的、不可压缩的无害液体,如生物相容性油13。关于液体,应当进一步注意,根据优选实施例,可以用优选地没有气泡的不可压缩的液体灌注腔室12c。气泡会影响测量,因为气体是可压缩的。
此处,植入物可以布置在人体内,从而可以测量身体的两种不同压力。例如,在第二压力侧12s2,可以测量体压P2,而在第一压力侧12s1,可以测量贮器压力或套囊压力P1。
总之,本实施例能够通过使用布置在压力测量腔室12内的压差传感器14进行测量,以测量腔室12c的上部区域12c1与下部区域12c2之间的压差。此处,压力传感器14安装在隔膜15上,该隔膜将腔室12c的上部12c1和下部12c2分隔开。根据另外的实施例,隔膜15是刚性的。它可以被电导体包含以将压力传感器传导到系统控制部16并且读出传感器14。为了将压力传感器14安装到腔室12c,可以在应力很小的情况下应用安装压力传感器的现有方法。
图3b示出了植入物10’,其在壳体12、腔室12c、控制单元16和隔膜15方面遵从植入物10。此外,该植入物10’包括覆盖腔室12c的两个箔片17s1和17s2。在腔室12c内,布置了两个压力传感器14s1和14s2。这两个压力传感器14s1和14s2布置在隔膜15的两个相对侧上,使得压力传感器14s1被配置成确定侧12s1处的压力P1,其中压力传感器14s2被配置成确定侧12s2处的压力P2。换言之,这意味着安装了两个绝对压力传感器14s1和14s2,使得一个与上部腔室接触且另一个与下部腔室接触。可以通过计算两个压力值之间的差来确定压差。与图3a的封装相比,这种封装可以更简单和更容易,因为在刚性分离腔室中不需要孔。
植入物10和10’的两个实施例都能够完成气密性密封的任务以及压差测量的任务。根据另外的实施例,可以在腔室12c内放置额外的传感器(例如N个传感器),既可以是差分传感器也可以是绝对传感器。例如,N个传感器中的多个可以被固定到隔膜15。
在图4a和图4b的情境下,将讨论另一植入物10”。图4a示出了包括壳体12”的植入物10”。在该壳体内,可以形成增大的腔室12c”。如在图3a和图3b的情境下所讨论的,隔膜15”可以基本平行于封装腔室12c”的箔片17s1”和17s2”延伸穿过腔室12c”。在隔膜15”上,可以布置传感器14以及控制元件16a”和16t”(例如,ASIC和应答器)。这两个实体16a”和16t”可以相对于压力传感器14布置在同一侧或不同侧。
所有三个元件16a”、14和16t”都布置在腔室12c”内,该腔室可以填充有液体或油。此处,电子器件16a”、16t”和传感器14嵌入在油13中。这种布置能够减小压差测量单元10”的尺寸。此处,传感器可以具有1毫米或小于1毫米的厚度。
关于图4b,将讨论如何将压差传感器/植入物10”固定到人体。此处,植入物10”应附接到身体隔膜22。该隔膜22分隔出两个压力区P1和P2。壳体12”(此处是钛壳体)可以通过使用生物相容性固定材料23附接到身体隔膜22。此处,将钛传感器元件10”与生物相容性材料结合可能是有帮助的,其中钛壳体以及身体隔膜22可以由外科医生固定。
图5示出了包括壳体12的植入物10。腔室12c填充有油。此处有两种不同的灌注方法。根据第一替代方案,在将第二箔片17s2气密性地安装到壳体12之前,可以执行灌注。其优点是,不需要灌注程序或灌注端口。然而,可能难以在密封处理的工艺参数期间处理液体。根据另一个替代方案,可以在安装箔片17s1和17s2以气密性地密封壳体12之后进行灌注。此处,使用灌注端口(未示出)对腔室部分12c1和12c2进行灌注。该端口可以按如下方式布置:
·例如对于腔室上部和下部的入口和出口,需要四个灌注端口。
·与箔片相比,在灌注后气密性地关闭这些灌注端口可能更容易。
·两个腔室都可以具有“引导结构”,以增强腔室的无气泡灌注。这些结构可以具有曲折的形式,以避免在腔室边缘残留气泡。引导结构不应干扰压力测量功能。
作为油的替代物,也可以使用非常软弱的铸造但(与空气相比)不可压缩的化合物来代替液体油。在压力传感器隔膜的安装过程期间,并且在第二钛箔片被气密性地安装之前,可以在腔室中填充该铸造化合物。
如图5中所示,在腔室12c内,可能在灌注期间形成气泡13a。将在下面讨论该气泡13a在传感器腔室12c中的影响。
如果在传感器腔室(顶部腔室或底部腔室)中具有在大气压po下体积为Vgas的空气(或气体)气泡,则测量精度将受到影响。
计算:薄钛箔片的射流容量:Cm
Figure BDA0003924765980000091
对于小的偏差,可以根据薄钛箔片的几何形状、杨氏模量和泊松比,从板的理论中解析地计算该射流容量。
气泡的射流容量(假设大气压为po)可以通过等温状态方程来估算:
Figure BDA0003924765980000092
dp的压力变化改变气泡的体积:
dVgas=Cgasdp
根据这种体积变化,薄钛箔片也可以移动:
dVm=dVgas
对于薄钛箔片的偏移,需要固有压力dpi:
Figure BDA0003924765980000093
该固有压力dpi将是气泡对气泡测量误差的贡献。
根据实施例,腔室12c可以被空气而非液体填充。这具有不需要灌注过程的优点,从而使得制造过程更容易。然而,
·钛隔膜将根据空气的可压缩性在测量期间移动。偏移的钛箔片的固有应力将影响测量。
·如果绝对压力发生变化(例如在飞机上的病人),则被困气泡的射流容量会发生变化,且压力测量的校正因数也随之变化。
关于控制电子器件16,应当注意,根据实施例,温度传感器可以集成到植入物10中,以补偿身体内例如由发热等引起的的温度变化。
关于材料,应当指出的是:
原则上,可以使用适合长期植入的每种材料。例如,PEEK可用作植入物的材料,然而,薄的PEEK箔片很难能被制成气密性地密封的。实际上,钛将是壳体以及箔片这两者的优选解决方案。
关于箔片,应注意,利用厚度在20至50μm之间并且箔片的横向尺寸(压力测量区域)为5至15mm的钛箔片,应确保该功能。
关于图6a和图6b,将讨论附加特征。
图6a示出了图4b的植入情况,其中植入物10”通过使用生物相容的固定材料23附着到身体隔膜22。
一种测量体内压力或压差的可能情况可能是在一定时间后压力传感器被身体材料26包裹。这可能会产生两个问题:
·身体材料26层沉积在压力敏感侧12s1、12s2,对隔膜产生机械应力,从而影响压力传感器的测量结果;
·该层可能是压力屏障,在该屏障处可能发生压降。
图6b示出了这个问题的解决方案,其示出了与图6a所示相同的布置,其中植入物10”因过滤袋28f得到增强。该过滤袋28f可以与支撑件28结合,并且具有将压敏钛隔膜10”与身体26分开的任务。该过滤袋28f可以由刚性栅格28支撑,以避免对测量隔膜的机械冲击、力或压力。这样,只有非常小的分子(水、氧气、二氧化碳、葡萄糖等)能通过该过滤器28f或者没有细胞或其他可能适应层的分子能通过该过滤器28f。注意,包括过滤器28f或过滤袋28f的栅格28的替代物是常规栅格、刚性栅格或通常是多孔元件。多孔元件、过滤器28f或栅格的孔可以优选地小于可以聚集和/或沉积到压敏钛隔膜的细胞或其他身体材料(例如小于200nm或小于50nm)。
过滤区域28f足够大,使得在设想的植入时间期间,压力传感器16将不会以在身体与钛膜上方的区域之间存在显著压降的方式被完全包裹。
接下来,没有材料能够通过该过滤区域对钛膜10”产生应力。
注意,压差传感器和/或植入物10、10’、10”可以包括固定装置,以连接到人体隔膜,该人体隔膜在体内分隔两个不同的压力侧/区域。另一个应用是与套囊贮器结合使用。
此处,上述压差测量可以用于尿道的人造植入括约肌假体(替代地,也可以用于替代其他身体括约肌功能,如肛门括约肌、上食管括约肌、幽门括约肌、回盲肠括约肌、……)。
假体设置:
·液压致动植入物,其能够闭合尿道以使患者进入节制状态,以及打开尿道以允许患者排尿
·液压致动流体是盐水,其通过机械或电力驱动泵而移动
·为了闭合或打开尿道,所谓的套囊(即,可膨胀的长气囊)以圆形的形式包裹在尿道周围,以代替先前的人类括约肌的闭合功能
·第二可膨胀的贮器(即,所谓的气囊贮器)位于患者的腹部内,以在打开套囊排尿时储存泵出的流体
·为了系统控制和避免尿道组织被压得过强,测量与周围体压相比的尿道闭合压力是很重要的
通过这种方式,可以确定以下压力:
·可以通过感测气囊贮器流体线路内的压力来测量腹部体压
·可以在套囊流体线路内测量尿道闭合压力
因此,在植入物内这两条流体线路之间的压差传感器可以给出这些传感器值。
对于该应用的可选规格为:
·流体线路与传感器电子器件之间的气密性;
·尿道套囊压力与身体腹部压力之间的完全压差测量。
在该应用中,可植入的压差传感器嵌入在具有盐溶液而不是体液的环境中。在两个压力侧都没有体液。此处,不需要额外的措施来保护隔膜(图6b)。
此外,这种压力传感器也可以用于测量盐溶液的贮器与体液之间的压差。
尽管已经在装置的背景下描述了一些方面,但是清楚的是,这些方面也表示对应方法的描述,其中块或设备对应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地,在方法步骤的背景下描述的各方面也表示对应装置的对应块或项或特征的描述。方法步骤中的一些或全部可以由(或使用)硬件装置来执行,例如微处理器、可编程计算机或电子电路。在一些实施例中,一个或多个最重要的方法步骤中的一些可以由这样的装置执行。
根据本发明的一些实施例包括具有电子可读控制信号的数据载体,其能够与可编程计算机系统协作,从而执行本文描述的方法之一。
另一实施例包括处理装置,例如计算机或可编程逻辑器件,其被配置成或适于执行本文描述的方法之一。
另一实施例包括计算机,其上安装有用于执行本文描述的方法之一的计算机程序。
在一些实施例中,可编程逻辑器件(例如,现场可编程门阵列)可以用于执行本文描述的方法功能中的一些或全部。在一些实施例中,现场可编程门阵列可以与微处理器协作,以便执行本文描述的方法之一。通常,这些方法优选地由任何硬件装置来执行。
上述实施例仅仅是为了说明本发明的原理。应当理解,本文描述的布置和细节的修改和变化对于本领域的其他技术人员来说将是显然的。因此,其意图是仅由未决专利权利要求的范围来限制,而不由本文实施例的描述和解释所呈现的具体细节来限制。

Claims (16)

1.一种植入物(10、10’、10”),包括:
具有腔室(12c)的壳体(12);
传感器单元(14);
在第一压力侧(12s1)覆盖所述腔室(12c)的第一膜(20s)和在第二压力侧(12s2)覆盖所述腔室(12c)的第二膜(20s2);
其中所述腔室(12c)包括压力传递装置,所述压力传递装置与所述第一膜(20s1)和所述第二膜(20s2)以及在所述第一膜(20s1)与所述第二膜(20s2)之间布置在所述腔室(12c)内的所述传感器单元(14)接触;其中传感器控制单元(16)布置在所述壳体(12)内;
其中所述传感器单元(14)被配置成确定所述腔室(12c)的所述第一压力侧(12s1)的压力与所述腔室(12c)的所述第二压力侧(12s2)的压力之间的压差。
2.根据权利要求1所述的植入物(10、10’、10”),其中所述传感器单元(14)包括膜,所述膜被配置成测量从所述第一压力侧(12s1)施加到所述传感器单元(14)的所述膜的第一侧的压力与从所述第二压力侧(12s2)施加到所述膜的第二侧的压力之间的相对压力。
3.根据权利要求1所述的植入物(10、10’、10”),其中所述传感器单元(14)包括具有第一压力传感器和第二压力传感器的传感器装置,其中所述第一压力传感器被配置成测量所述第一压力侧(12s1)处的压力,并且其中所述第二压力传感器被配置成测量所述第二压力侧(12s2)处的压力。
4.根据前述权利要求之一所述的植入物(10、10’、10”),其中所述腔室(12c)从所述第一压力侧(12s1)穿过所述壳体(12)延伸到所述第二压力侧(12s2)。
5.根据前述权利要求之一所述的植入物(10、10’、10”),其中所述壳体(12)包括隔膜(15),所述传感器单元(14)和/或所述传感器控制单元(16)附接在所述隔膜上;和/或
其中所述隔膜(15)延伸穿过所述腔室(12c)。
6.根据前述权利要求之一所述的植入物(10、10’、10”),其中所述第一膜(20s1)包括第一箔片(20s1),并且其中所述第二膜(20s2)包括第二箔片(20s2)。
7.根据权利要求6所述的植入物(10、10’、10”),其中所述腔室(12c)在所述第一压力侧(12s1)被所述第一箔片(20s1)覆盖,并且在所述第二压力侧(12s2)被所述第二箔片(20s2)覆盖,以便气密性地密封所述腔室(12c);和/或
其中在所述第一压力侧(12s1)的所述第一箔片(20s1)和在所述第二压力侧(12s2)的所述第二箔片(20s2)气密性地密封所述腔室(12c);和/或
其中所述壳体(12)气密性地密封所述传感器控制单元(16)。
8.根据权利要求6或7所述的植入物(10、10’、10”),其中所述第一压力侧(12s1)的压力经由所述第一箔片(20s1)和所述压力传递装置(13)施加到所述压力传感器,并且其中所述第二压力侧(12s2)的压力经由所述第二箔片(20s2)和所述压力传递装置(13)施加到所述压力传感器;或者
其中所述第一压力侧(12s1)的压力经由所述第一箔片(20s1)和所述压力传递装置(13)施加到所述压力传感器的第一侧,并且其中所述第二压力侧(12s2)的压力经由所述第二箔片(20s2)和所述压力传递装置(13)施加到所述压力传感器的第二侧。
9.根据权利要求6、7或8所述的植入物(10、10’、10”),其中所述第一箔片和/或所述第二箔片(20s2)包括钛箔片、薄钛箔片或PEEK箔片。
10.根据权利要求5、6、7、8或9所述的植入物(10、10’、10”),其中所述壳体(12)包括将所述腔室(12c)分成第一部分和第二部分的隔膜(15);和/或其中所述隔膜(15)保持所述传感器单元(14)。
11.根据前述权利要求之一所述的植入物(10、10’、10”),其中所述腔室(12c)或所述腔室(12c)的第一部分和第二部分填充有形成所述压力传递装置(13)的油(13)、液体或铸造化合物;和/或
其中所述腔室(12c)或所述腔室(12c)的第一部分和第二部分填充有形成所述压力传递装置(13)的油(13)、液体或铸造化合物,并且其中所述控制单元(16)嵌入在所述油(13)、所述液体或所述铸造化合物内。
12.根据前述权利要求之一所述的植入物(10、10’、10”),其中所述腔室(12c)或所述腔室(12c)的第一部分和第二部分包括用于引导液体、油(13)或铸模的引导件。
13.根据前述权利要求之一所述的植入物(10、10’、10”),其中所述壳体(12)包括围绕所述腔室(12c)、所述传感器单元(14)或围绕所述壳体(12)的箔片或第一箔片和第二箔片(20s2)的过滤器、过滤袋、栅格、包括过滤器的栅格、刚性栅格或多孔元件。
14.根据前述权利要求之一所述的植入物(10、10’、10”),其中所述植入物(10、10’、10”)包括固定装置,所述固定装置连接到分隔两个不同压力侧的体膜,其中所述传感器单元(14)确定所述两个不同压力侧之间的压差;和/或
其中所述植入物(10、10’、10”)被实现为套囊贮器的一部分,其中所述传感器单元(14)确定所述套囊贮器内或所述套囊贮器相对于周围环境的两个不同压力之间的压差。
15.一种用于生产根据前述权利要求之一所述的植入物(10、10’、10”)的方法,其中所述方法包括以下步骤:将所述传感器单元(14)布置在所述腔室(12c)内和/或两个箔片之间。
16.根据权利要求15所述的方法,其中所述方法包括以下步骤:灌注所述腔室(12c)和/或所述两个箔片之间的区域;和/或
其中在将所述箔片和/或所述第一箔片和所述第二箔片(20s2)附接到所述壳体(12)之前或之后执行所述灌注步骤。
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Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH645653A5 (de) 1980-08-01 1984-10-15 Ciba Geigy Ag Quaternaere, copolymere, hochmolekulare ammoniumsalze auf acrylbasis, deren herstellung und verwendung als aktive komponente in kosmetischen mitteln.
US4571749A (en) * 1982-09-21 1986-02-25 The Johns Hopkins University Manually actuated hydraulic sphincter
EP1254356A1 (en) * 2000-02-11 2002-11-06 Rosemount, Inc. Oil-less differential pressure sensor
JP3847281B2 (ja) * 2003-08-20 2006-11-22 株式会社山武 圧力センサ装置
US7775966B2 (en) * 2005-02-24 2010-08-17 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Non-invasive pressure measurement in a fluid adjustable restrictive device
US9071910B2 (en) * 2008-07-24 2015-06-30 Cochlear Limited Implantable microphone device
DE102010031659A1 (de) * 2010-07-22 2012-01-26 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Sensorelement zur kapazitiven Differenzdruckerfassung

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