CN204889976U - 一种医用传感器 - Google Patents

Abstract

一种医用传感器，包括圆角型扁平式结构的传感器探头，所述传感器探头包括通过通孔相互贯穿的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体设置于所述传感器探头的上表面且顶部采用生物相容的柔性高分子材料完全覆盖，所述第二腔体设置于所述传感器探头内部；设置于所述第一腔体内部、位于所述通孔上方的压力检测单元；一端与所述传感器探头相连的中空结构的连接套管；与所述连接套管另一端相连的传感器插口。由于所述传感器探头为扁平式结构，因此其相较于现有技术中的柱状传感器而言，其位置不易随患者头部运动而发生变化，因此可靠性较强。

Description

一种医用传感器

技术领域

本实用新型涉及医疗设备技术领域，更具体地说，涉及一种医用传感器。

背景技术

对人体或动物器官组织的生理参数监测在疾病治疗中具有重要的意义,如对脑、膀胱、心脏等组织进行压力、温度、代谢等的检测，可以早期发现病症，并且可以衡量治疗方案的效果和评估预后，为医护工作者提供准确的数值。对于颅脑损伤的患者，颅内压持续增高，可导致脑组织受压移位而发生脑疝；若颅内压增高超过3.33kPa(25mmHg)即可引起严重的脑功能丧失，甚至造成脑死亡。对重型颅脑损伤患者采取亚低温治疗显示出明显优势，临床对该治疗方案日渐重视，已有很多国内外学者发表了采用亚低温治疗重型颅脑损伤的文献，而治疗过程中都需要准确的控制颅内温度。现有的产品如美国强生公司的codman颅内压探条和法国Sophysa公司的颅内压探条均采用压电感应芯片采集颅内压力和温度数据；美国integra公司的camino颅内压探条采用光纤光干涉原理采集颅内压力和温度数据。有创颅内压监测一直都被国内外医护人员视为颅内压监测的“金标准”。

当患者由于某种病因导致颅内物质逐渐增多，而成人颅内容积是固定不变的，脑组织膨胀产生的作用力被颅骨内侧面的反向作用力抵消，限制脑组织体积的变大，因此导致颅内颅内压力升高。在这一过程中，脑组织膨胀产生的作用力和颅骨内侧面的反向作用力主要集中在硬脑膜和颅骨内侧面之间。因此在这一位置安装压力监测装置就可以测得准确的脑组织压力，并能减少侵入式传感器带来的风险。

但是现有颅内压检测产品大部分都需要传感器直接侵入脑组织，损伤血管引起出血以及导致颅内感染是该类产品在临床使用的常见并发症；部分产品被建议用于硬膜外进行颅内压力监测，但是其传感器探头为圆柱形，压力监测面位于探头侧壁的监测窗口内，传感器在植入时难以保证监测窗口正对脑组织，同时即使在放置时监测窗口正对，在使用过程中由于患者头部的移动等改变，非常容易导致监测窗口所对位置的改变，进而导致测量数据不可靠。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种方便医生准确植入的且植入后检测窗口位置不易随患者移动而发生变化的、测量结构可靠性高的医用传感器。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了如下技术方案：

一种医用传感器，包括

圆角型扁平式结构的传感器探头，

所述传感器探头包括通过通孔相互贯穿的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体设置于所述传感器探头的上表面且顶部采用生物相容的柔性高分子材料完全覆盖，所述第二腔体设置于所述传感器探头内部；

设置于所述第一腔体内部且位于所述通孔正上方的用于监测人体生理参数的压力检测单元；

一端与所述传感器探头相连的中空结构的连接套管，所述连接套管空腔与所述第二腔体相互贯通；

与所述连接套管另一端相连的传感器插口；

设置在所述传感器插口内的信号处理电路；

一端与所述压力检测单元相连，另一端穿过所述第二腔体、所述连接套管后与所述信号处理电路相连的连接导线。

优选的，上述医用传感器中，还包括：

设置在所述第一腔体内的温度检测单元。

优选的，上述医用传感器中，还包括：

贯穿所述第一腔体和第二腔体的、用于穿插所述连接导线的走线孔。

优选的，上述医用传感器中，还包括：

设置在所述传感器探头与所述连接套管相连接的位置处的、用于对所述连接套管进行保护的柔性过渡管。

优选的，上述医用传感器中，所述连接导线的表面包覆有高分子材料层。

优选的，上述医用传感器中，所述传感器探头的材质为无磁金属、高分子材料或无机材料。

优选的，上述医用传感器中，所述连接套管的表面材质为生物相容性高分子材料。

优选的，上述医用传感器中，所述传感器插口的外壳为高分子材料或金属材料。

优选的，上述医用传感器中，所述压力检测单元包括：

第一端与输入电源相连的第一电阻；

阴极与所述第一电阻第二端相连、阳极接地的第一可控精密稳压源；

一端与所述第一可控精密稳压源的参考极相连、另一端接地的第一电容；

VS引脚与所述第一电阻第二端相连的压力传感器；

同相输入端与所述压力传感器OUT+引脚相连、反相输入端与所述压力传感器的OUT-引脚相连的第一仪表运放器；

一端与所述第一仪表运放器的一个RG引脚相连、调节端与所述第一仪表运放器的另一个RG引脚相连的第一可调电阻；

第一端与所述第一仪表运放器输出端相连的第二电阻，所述第二电阻的第二端作为所述压力检测单元的输出端与所述连接导线相连；

一端与所述第二电阻的第二端相连、另一端接地的第二电容。

优选的，上述医用传感器中，所述温度检测单元包括：

第一端与输入电源相连的第三电阻；

阴极与所述第三电阻第二端相连、阳极接地的第二可控精密稳压源；

一端与所述第二可控精密稳压源的参考极相连、另一端接地的第三电容；

第一端与所述第三电阻的第二端相连的第四电阻；

一端与所述第四电阻的第二端相连、另一端接地的第五电阻；

第一端与所述第四电阻的第一端相连的第六电阻；

一端与所述第六电阻的第二端相连、另一端接地的热敏电阻；

同相输入端与所述第四电阻的第二端相连、反相输入端与所述第六电阻的第二端相连的第二仪表运放器；

一端与所述第二仪表运放器的一个RG引脚相连、调节端与所述第二仪表运放器的另一个RG引脚相连的第二可调电阻；

第一端与所述第二仪表运放器输出端相连的第七电阻，所述第七电阻的第二端作为所述温度检测单元的输出端与所述连接导线相连；

一端与所述第七电阻的第二端相连、另一端接地的第四电容。

通过以上方案可知，本实用新型实施例提供的医用传感器，所述传感器探头为圆形或椭圆形结构的扁平式探头，所述压力检测单元设置于所述传感器探头的上表面，当使用该传感器探头对患者颅内检测部位的生理特征参数进行检测时，将所述传感器探头的上表面上的第一腔体正对所述检测区域，由于所述传感器探头的上表面为圆形或椭圆形表面，因此其相较于现有技术中的柱状传感器而言，其位置不易随患者头部运动而发生变化，因此可靠性较强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例公开的一种医用传感器的结构图；

图2为本申请实施例公开的传感器探头的三维视图；

图3为本申请实施例公开的传感器探头轴向截面图；

图4为本申请实施例公开的传感器探头的第二腔体的截面示意图；

图5为本申请实施例公开的压力检测单元的电路结构图；

图6为本申请实施例公开的温度检测单元的电路结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

针对于当采用现有技术中的医用传感器对患者进行人体生理参数测量时(尤其是对脑部的特征参数测量时)，由于种种原因导致传感器的检测窗口的位置容易发生改变的问题，本申请公开了一种医用传感器，参见图1-图4，所述医用传感器包括：

圆角型扁平式结构的传感器探头1，具体的，所述传感器探头1可以为现有技术中任意一种类型的无棱角的扁平式结构，例如可以为上下两个面为圆角矩形结构，且四个侧面为弧形过度面结构的传感器探头，优选的，本申请上述实施例中，所述传感器探头为圆形或椭圆形扁平式结构；

所述传感器探头1包括通过通孔相互贯穿的第一腔体101和第二腔体102，所述第一腔体101设置于所述传感器探头1的上表面且顶部采用生物相容的柔性高分子材料完全覆盖，所述第二腔体102设置于所述传感器探头1内部；

设置于所述第一腔体101内部且位于所述通孔i正上方的用于监测人体生理参数的压力检测单元e；

一端与所述传感器探头101相连的中空结构的连接套管3，所述连接套管3的空腔与所述第二腔体102相互贯通；

与所述连接套管3的另一端相连的传感器插口2；

设置在所述传感器插口2内的信号处理电路(未示出)；所述传感器插口2内还可以设置有与所述信号处理电路相连的用于存储数据信息的记忆芯片，所述记忆芯片可以使用Ateml公司的2KB的电可擦除存储芯片AT24C02；

一端与所述压力检测单元e相连，另一端依次穿过所述第二腔体102、所述连接套管3的空腔后与所述信号处理电路相连的连接导线，其中，所述连接导线可以设置在所述连接套管3的管壁内，也可以设置在所述连接套管3的空腔中。

参见本申请上述实施例公开的技术方案可知，上述方案中，所述传感器探头为圆形或椭圆形结构的扁平式探头，所述压力检测单元设置于所述传感器探头的上表面，当使用该传感器探头对患者颅内检测部位的生理特征参数进行检测时，将所述传感器探头的上表面上的第一腔体正对所述检测区域，由于所述传感器探头采用圆形或椭圆形的扁平式结构，因此其无棱角，不会对患者颅内组织造成损伤，同时由于所述传感器探头为扁平式结构，因此其相较于现有技术中的柱状传感器而言，其位置不易随患者头部运动而发生变化，因此可靠性较强。

当采用本实施例中的所述传感器探头进行颅内检测时，大气压可通过所述连接套管3的空腔、所述第二腔体102以及所述通孔直达所述第一腔体101中的压力检测单元e的压力芯片内部，颅内压力作用于所述压力芯片敏感面，当颅内压力大于大气压时引起压力芯片敏感面的变化，导致压力芯片电阻变化。其产生的电信号经连接导线传导到传感器插口2内的处理电路板上，信号经初步处理后传输给主机作进一步的信号处理，主机读取传感器插口内处理电路中的记忆芯片上预先存储的信号处理参数，从而计算出当前颅内压力数值。

可以理解的是，为了进一步提高所述压力检测单元的测量结果的精准度，本申请还公开了一种压力检测单元的电路结构图，参见图5，包括：

第一端与输入电源相连的第一电阻R1；

阴极与所述第一电阻R1第二端相连、阳极接地的第一可控精密稳压源D1；

一端与所述第一可控精密稳压源D1的参考极相连、另一端接地的第一电容C1；

VS引脚与所述第一电阻R1第二端相连的压力传感器U1；

同相输入端与所述压力传感器U1的OUT+引脚相连、反相输入端与所述压力传感器U1的OUT-引脚相连的第一仪表运放器U2；

一端与所述第一仪表运放器U2的一个RG引脚相连、调节端与所述第一仪表运放器U2的另一个RG引脚相连的第一可调电阻RG1；

第一端与所述第一仪表运放器U2输出端相连的第二电阻R2，所述第二电阻R2的第二端作为所述压力检测单元e的输出端与所述连接导线相连；

一端与所述第二电阻R2的第二端相连、另一端接地的第二电容C2。

大气压可通过所述连接套管3的空腔、所述第二腔体102以及所述通孔i直达压力传感器U1内部，颅内压力作用于所述压力传感器U1的压力敏感面，当颅内压力大于大气压时引起压力传感器的压力敏感面发生变化，导致压力压力传感器阻值变化。其产生的电信号经所述第一仪表运放器U2放大后，经连接导线传导到传感器插口2内的处理电路板上，信号经初步处理后传输给主机作进一步的信号处理，主机读取传感器插口内处理电路中的记忆芯片上预先存储的信号处理参数，从而计算出当前颅内压力数值。

优选的，所述压力传感器U1选用Intersema公司型号为MS763-S的表压芯片，其尺寸为：2.2mm×1.3mm×0.6mm，量程为：0-300mmHg。采用模拟的电桥，先对模拟信号放大处理，并且再用高精度的ADC进行采集处理，由于压力传感器U1底部的开孔必须和大气连通才能得到准确的相对压力信号，同时又必须保证芯片稳定牢固的固定于监测窗口内，因此，在本申请上述实施例公开的技术方案中，可采用胶水将所述压力传感器固定于所述第一腔体内，且所述压力传感器底部的气孔与所述通孔i相通。与所述传感器探头连接的连接套管的空腔与所述第二腔体相通，以保证压力传感器底部气孔与外界大气连通。

可以理解的是，本申请上述实施例中，所述传感器探头1包括上表面、下表面以及两面之间的弧形过渡面，所述上表面和下表面的形状可以根据用户需求自行设定，例如，所述传感器探头1的轴向横截面可以为圆角矩形、椭圆形或半椭圆形结构，参见所述传感器探头的三维视图2以及其轴向剖视图3，在本申请实施例公开的技术方案中，优选的，所述传感器探头1的轴向横截面为半椭圆形结构，且，所述半椭圆形结构的弧形边所对应的表面为所述传感器探头的下表面，所述半椭圆形的另一边所对应的表面为所述传感器探头的上表面。

可以理解的是，所述传感器探头的上表面可以为一平面结构，此时所述第一腔体101即为设置在所述平面结构上的一个凹槽结构，具体的，所述第一腔体的设置形式可以为凹槽开口部与所述上表面平齐的形式也可以设置为凹槽底部与所述上表面平齐的形式。当然可以理解的是，为了满足用户进一步需求，本申请上述实施例中的所述传感器探头的上表面也可以为如图2和3所示的结构，即所述传感器探头的上表面c边沿位置设置有突起的折边结构a，所述第一腔体101的底部即为所述传感器探头上表面c，并且为了保护所述第一腔体101内的压力检测单元e不被损坏，所述第一腔体101的槽壁d的高度高于或等于压力检测单元e的厚度。

可以理解的是，本申请上述实施例中的所述检测单元的具体类型可以根据用户需求自行设定，例如，如图2所述，所述第一腔体101内还可以设置有温度检测单元f，所述主机通过所述温度检测单元f计算得到颅内的温度值。

可以理解的是，为了提高所述温度检测单元的测量精度，本申请还公开了一种所述温度检测单元，参见图6，包括：

第一端与输入电源相连的第三电阻R3；

阴极与所述第三电阻R3第二端相连、阳极接地的第二可控精密稳压源D2；

一端与所述第二可控精密稳压源D2的参考极相连、另一端接地的第三电容C3；

第一端与所述第三电阻R3的第二端相连的第四电阻R4；

一端与所述第四电阻R4的第二端相连、另一端接地的第五电阻R5；

第一端与所述第四电阻R4的第一端相连的第六电阻R6；

一端与所述第六电阻R6的第二端相连另一端接地的热敏电阻NTC，其中，所述热敏电阻NTC可以选用爱晟电子科技生产的型号为DT103F3435A的高精度热敏电阻(尺寸0.6mm×0.6mm×0.3mm，精度高可达+/-0.1℃)；

同相输入端与所述第四电阻R4的第二端相连、反相输入端与所述第六电阻R6的第二端相连的第二仪表运放器U3；

一端与所述第二仪表运放器U3的一个RG引脚相连、调节端与所述第二仪表运放器U3的另一个RG引脚相连的第二可调电阻RG2；

第一端与所述第二仪表运放器U3输出端相连的第七电阻R7，所述第七电阻R7的第二端作为所述温度检测单元的输出端与所述连接导线相连；

一端与所述第七电阻R7的第二端相连、另一端接地的第四电容C4。

当颅内温度变化时引发所述热敏电阻NTC的阻值发生变化，进而使得所述温度检测单元的输出电信号的数值发生变化，主机即可通过读取所述温度传感器的输出电信号计算出当前颅内温度数值。

其中，本申请上述实施例公开的第一和第二仪表运算放大器，可以采用专用差分微弱桥式采集芯片INA333，其能实现1000倍的放大，具有低功耗的优点，并且在数据采集方面有很大的优势，然后再通过MCU内部自带的12位ADC进行数据的采集。

可以理解的是，本申请上述实施例公开的技术方案中，当所述第一腔体101和所述第二腔体通过所述通孔i联通时，所述连接导线可以由穿过该通孔i与所述第一腔体101内的检测单元相连，但是此时由于所述压力检测单元位于所述通孔i的正上方，这种走线方式可能会造成所述连接导线误碰触所述压力检测单元内的压力芯片，而造成检测到的颅内压力值不准确，因此，如图3所示，本申请上述实施例中，所述第一腔体101和第二腔体102之间还可以采用走线孔m相贯通，所述连接导线可以由所述走线孔m进入所述第一腔体101与所述检测单元相连，其中，所述走线孔m的位置可以根据用户需求自行设置，只要保证其不会对所述检测单元造成影响即可，其形状可以为任意形状，例如其可以如图3所示，为设置在所述第一腔体边沿位置处的条形通道。

可以理解的是，为了保证本申请上述实施例公开的所述医用传感器的使用寿命，以防止所述连接导管频繁弯折导致连接导线损坏，本申请上述实施例中的所述连接导线的表面包覆有生物相容的柔性高分子材料层。为了防止所述传感器探头与所述连接导管相接的部分出现损坏，本申请公开的技术方案中还在所述传感器探头与所述连接套管相连接的位置处设置有用于对所述连接套管进行保护的柔性过渡管4。

可以理解的是，为了防止所述传感器探头对患者颅内造成感染，所述传感器探头的材质可以为无磁金属(优选的为无磁金属钛合金TC4)、高分子材料(优选的为聚醚醚酮材料)或无机材料(优选的为陶瓷材料)；所述连接套管的材质可以为高分子材料(优选的为尼龙12)。此外，为了保证所述传感器插口的使用寿命，所述传感器插口的外壳可以为高分子材料(优选的为高分子材料聚丙烯)或金属材料。

可以理解的是，本申请还对上述实施例中，所述传感器探头的具体尺寸进行了限定，即：所述传感器探头的厚度值小于等于5mm，其中优选厚度小于等于2.5mm。例如，所述传感器探头的长度可以为8mm，宽度可以为4mm，厚度可以为2mm。检测窗口(即所述第一腔体101)位于所述传感器探头上表面的中心位置。所述检测窗口的宽度可以为1.4mm、长度可以为3.3mm；所述检测窗口的上表面与检测单元的上表面的距离可以为0.2mm，且所述检测单元的上表面的高度等于或低于所述检测窗口的上表面的高度。

可以理解的是所述第二腔体102的形状可以根据用户需求自行设定，例如图4，所述第二腔体102处垂直于轴向的横截面形状可以为D1所示的圆形、D2所示的方形或D3所示的倒三角行等。

所述连接套管可以由高分子材料聚酰胺制成，在本具体实施例中，其长度为800mm，所述连接套管3的一端连接传感器探头，另一端连接传感器插口2。所述连接导管3的空腔和第二腔体102保持通畅，并最终与外界大气相通。所述连接套管3经过所述柔性过渡管4进入传感器探头1内部，所述柔性过渡管4能保证两者连接的稳定性和密闭性，防止在转折过程中断裂或液体进入探头内部。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种医用传感器，其特征在于，包括

圆角型扁平式结构的传感器探头，

所述传感器探头包括通过通孔相互贯穿的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体设置于所述传感器探头的上表面且顶部采用生物相容的柔性高分子材料完全覆盖，所述第二腔体设置于所述传感器探头内部；

设置于所述第一腔体内部且位于所述通孔正上方的用于监测人体生理参数的压力检测单元；

一端与所述传感器探头相连的中空结构的连接套管，所述连接套管空腔与所述第二腔体相互贯通；

与所述连接套管另一端相连的传感器插口；

设置在所述传感器插口内的信号处理电路；

一端与所述压力检测单元相连，另一端穿过所述第二腔体和所述连接套管后与所述信号处理电路相连的连接导线。

2.根据权利要求1所述的医用传感器，其特征在于，还包括：

设置在所述第一腔体内的温度检测单元。

3.根据权利要求2所述的医用传感器，其特征在于，还包括：

贯穿所述第一腔体和第二腔体的、用于穿插所述连接导线的走线孔。

4.根据权利要求1所述的医用传感器，其特征在于，还包括：

设置在所述传感器探头与所述连接套管相连接的位置处的、用于对所述连接套管进行保护的柔性过渡管。

5.根据权利要求1所述的医用传感器，其特征在于，所述连接导线的表面包覆有高分子材料层。

6.根据权利要求1所述的医用传感器，其特征在于，所述传感器探头的材质为无磁金属、高分子材料或无机材料。

7.根据权利要求1所述的医用传感器，其特征在于，所述连接套管的表面材质为生物相容性高分子材料。

8.根据权利要求1所述的医用传感器，其特征在于，所述传感器插口的外壳为高分子材料或金属材料。

9.根据权利要求2所述的医用传感器，其特征在于，所述压力检测单元包括：

第一端与输入电源相连的第一电阻；

阴极与所述第一电阻第二端相连、阳极接地的第一可控精密稳压源；

一端与所述第一可控精密稳压源的参考极相连、另一端接地的第一电容；

VS引脚与所述第一电阻第二端相连的压力传感器；

同相输入端与所述压力传感器OUT+引脚相连、反相输入端与所述压力传感器的OUT-引脚相连的第一仪表运放器；

一端与所述第一仪表运放器的一个RG引脚相连、调节端与所述第一仪表运放器的另一个RG引脚相连的第一可调电阻；

第一端与所述第一仪表运放器输出端相连的第二电阻，所述第二电阻的第二端作为所述压力检测单元的输出端与所述连接导线相连；

一端与所述第二电阻的第二端相连、另一端接地的第二电容。

10.根据权利要求2所述的医用传感器，其特征在于，所述温度检测单元包括：

第一端与输入电源相连的第三电阻；

阴极与所述第三电阻第二端相连、阳极接地的第二可控精密稳压源；

一端与所述第二可控精密稳压源的参考极相连、另一端接地的第三电容；

第一端与所述第三电阻的第二端相连的第四电阻；

一端与所述第四电阻的第二端相连、另一端接地的第五电阻；

第一端与所述第四电阻的第一端相连的第六电阻；

一端与所述第六电阻的第二端相连、另一端接地的热敏电阻；

同相输入端与所述第四电阻的第二端相连、反相输入端与所述第六电阻的第二端相连的第二仪表运放器；

一端与所述第二仪表运放器的一个RG引脚相连、调节端与所述第二仪表运放器的另一个RG引脚相连的第二可调电阻；

第一端与所述第二仪表运放器输出端相连的第七电阻，所述第七电阻的第二端作为所述温度检测单元的输出端与所述连接导线相连；

一端与所述第七电阻的第二端相连、另一端接地的第四电容。