DE112020003472T5

DE112020003472T5 - Kontaktkraftsensor und vorrichtung, bereitgestellt mit kontaktkraftsensor

Info

Publication number: DE112020003472T5
Application number: DE112020003472.0T
Authority: DE
Inventors: Yutaro Tabata; Manabu Orito; Tadashi Matsudate
Original assignee: Semitec Corp
Current assignee: Semitec Corp
Priority date: 2019-07-24
Filing date: 2020-06-26
Publication date: 2022-04-21
Also published as: JPWO2021014890A1; JP6964212B2; WO2021014890A1; CN114040723A; US20220291059A1

Abstract

Es werden bereitgestellt: ein Kontaktkraftsensor, der eine hohe Genauigkeit und Empfindlichkeit aufweist und in der Lage ist, Festigkeit zu gewährleisten; und eine Vorrichtung, die mit dem Kontaktkraftsensor bereitgestellt ist. Die vorliegende Erfindung enthält: einen Sensorkörper (2), der durch Verarbeiten eines Halbleitermaterials hergestellt ist, wobei der Sensorkörper (2) bereitgestellt ist mit: einem ringförmigen Abschnitt (21); einem zentralen Abschnitt (22), der im Wesentlichen in der Mitte des ringförmigen Abschnitts (21) ausgebildet ist; einem Speichenabschnitt (23), der mit dem ringförmigen Abschnitt (21) von dem zentralen Abschnitt (22) zu der Außenseite hin verbunden ist; und einem Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselement (5), das an einer Position angeordnet ist, an der die Vorderseite und die Rückseite des Speichenabschnitts (23) einander gegenüberliegen, und das die Verschiebung des Speichenabschnitts (23) in ein elektrisches Signal umwandelt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kontaktdrucksensor bzw. Kontaktkraftsensor und eine Vorrichtung, die mit dem Kontaktkraftsensor bereitgestellt ist, die für den Einsatz im Bereich der medizinischen Instrumente geeignet sind.
Stand der Technik
Konventionell wird zum Beispiel ein Ablationskatheter zur Behandlung von Vorhofarrhythmien eingesetzt. Bei der Ablationsbehandlung unter Verwendung dieses Ablationskatheter wird eine Elektrode des Ablationskatheters in Kontakt mit einem anormalen Bereich an der Innenwand eines Herzens gebracht, und ein Hochfrequenzstrom wird angelegt, um den anormalen Bereich zu kauterisieren.
Daher ist ein Katheter bekannt, bei dem ein Kontaktkraftsensor, der eine Kontaktkraft der Elektrode erfasst, an einem vorderen Ende des Katheters angeordnet ist (siehe Patentliteratur 1 und 2).
Der in der Patentliteratur 1 gezeigte Katheter weist jedoch eine Konfiguration auf, bei der ein Sensor (Dehnungsmessstreifen) durch einen Klebstoff an einem Arm befestigt ist, und es gibt Probleme, dass Variation in der Befestigungsposition des Sensors dazu neigt aufzutreten, und dass es schwierig ist, die Ausgabe des Sensors anzupassen. Darüber hinaus gibt es auch ein Problem, dass die Empfindlichkeit des Sensors aufgrund der Befestigungskonfiguration, in der der Klebstoff eingefügt ist, abnimmt.
Darüber hinaus weist der in der Patentliteratur 2 gezeigte Katheter eine Konfiguration auf, bei der ein erster Sensorkörper und ein zweiter Sensorkörper durch Löten in einer Art Sandwichbauweise zwischen einem Sensor und einem Leitungsdraht verbunden sind, und somit besteht die Möglichkeit, dass die Positionen des ersten Sensorkörpers und des zweiten Sensorkörpers falsch ausgerichtet sind. Da die Verbindung durch Löten erfolgt, besteht außerdem das Problem, dass die Bindungsfestigkeit bzw. Festigkeit nicht ausreichend ist.
Zitierliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 5913812
Patentliteratur 2: Japanisches Patent Nr. 5697186

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben genannten Probleme gemacht, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kontaktkraftsensor, der eine hohe Genauigkeit und Empfindlichkeit aufweist und in der Lage ist, Festigkeit zu gewährleisten, und eine Vorrichtung, die mit dem Kontaktkraftsensor bereitgestellt ist, bereitzustellen.
Lösung des Problems
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Kontaktkraftsensor einschließlich eines Sensorkörpers, der durch Verarbeiten eines Halbleitermaterials hergestellt wird, wobei der Sensorkörper bereitgestellt ist mit: einem ringförmigen Abschnitt; einem zentralen Abschnitt, der im Wesentlichen in einer Mitte des ringförmigen Abschnitts ausgebildet ist; einem Speichenabschnitt, der mit dem ringförmigen Abschnitt von dem zentralen Abschnitt nach außen gekoppelt ist; und Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselementen, die an Positionen angeordnet sind, die einander auf einer Vorderseite und einer Rückseite des Speichenabschnitts gegenüberliegen, und die Verschiebung des Speichenabschnitts in ein elektrisches Signal umwandeln.
Je nach Konfiguration können die Genauigkeit und die Empfindlichkeit hoch sein, und die Festigkeit kann gewährleistet werden.
Darüber hinaus ist eine Vorrichtung mit einem Kontaktkraftsensor bereitgestellt, die mit dem Kontaktkraftsensor bereitgestellt ist.
Der Kontaktkraftsensor eignet sich für Vorrichtungen wie medizinische Instrumente und dergleichen, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Kontaktkraftsensor kann für verschiedene Vorrichtungen verwendet werden, die miniaturisiert werden müssen, und die Vorrichtung, für das der Kontaktkraftsensor speziell verwendet wird, ist nicht begrenzt.
Wirkungen der Erfindung
Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Kontaktkraftsensor, der eine hohe Genauigkeit und Empfindlichkeit aufweist und in der Lage ist, die Festigkeit zu gewährleisten, sowie eine mit dem Kontaktkraftsensor bereitgestellte Vorrichtung bereitzustellen.
Figurenliste

1 enthält eine Draufsicht, die einen Katheter zeigt, an dem ein Kontaktkraftsensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist, sowie eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Umrisses an einem vorderen Ende des Katheters.
2 ist eine Draufsicht, die die Vorderseite eines Sensorkörpers in dem Kontaktkraftsensor zeigt.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die den Kontaktkraftsensor in explodierter Weise zeigt.
4 ist eine Draufsicht, die die Vorderseite des Sensorkörpers in dem Kontaktkraftsensor zeigt.
5 ist eine Draufsicht, die die Rückseite des Sensorkörpers in dem Kontaktkraftsensor zeigt.
6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A' in 4.
7 ist eine Querschnittsansicht entlang einer B-B'-Linie in 4.
8 ist eine Querschnittsansicht entlang einer C-C'-Linie in 4.
9 ist ein erläuterndes Diagramm zur Erklärung einer Drahtverbindungsbeziehung des Sensorkörpers in dem Kontaktkraftsensor.
10 ist ein Brückenschaltplan, der einen Verbindungszustand von Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselementen zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird ein Kontaktkraftsensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 10 beschrieben. 1 enthält eine Draufsicht, die einen Umriss eines Katheters zeigt, an dem ein Kontaktkraftsensor angebracht ist, und eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines vorderen Endes des Katheters; 2 ist eine perspektivische Ansicht, die den Kontaktkraftsensor zeigt; und 3 ist eine perspektivische Ansicht, die den Kontaktkraftsensor in einer explodierten Weise zeigt. 4 ist eine Draufsicht, die die Vorderseite eines Sensorkörpers in dem Kontaktkraftsensor zeigt, und 5 ist eine Draufsicht, die die Rückseite des Sensorkörpers zeigt. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer A-A'-Linie in 4; 7 ist eine Querschnittsansicht entlang einer B-B'-Linie in 4; und 8 ist eine Querschnittsansicht entlang einer C-C'-Linie in 4. Darüber hinaus ist 9 ein erklärendes Diagramm zur Erläuterung einer Drahtverbindungsbeziehung des Sensorkörpers in dem Kontaktkraftsensor, und 10 ist ein Brückenschaltungsdiagramm, das einen Verbindungszustand von Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselementen zeigt. Es ist zu beachten, dass in jeder Zeichnung der Maßstab der einzelnen Elemente entsprechend geändert wurde, um jedes Element erkennbar zu machen. Außerdem kann manchmal die vordere Endseite des Katheters als Vorderseite und die hintere Endseite als Rückseite bezeichnet werden.
Der Kontaktkraftsensor der Ausführungsform stellt einen Kontaktkraftsensor dar, der in medizinischer Behandlung in einer Weise eingesetzt wird, dass er in einen Ablationskatheter eingebaut wird und eine Kontaktkraft einer Elektrode des Ablationskatheters auf einen anormalen Abschnitt an der Innenwand eines Herzens misst, um eine Ablationsbehandlung durchzuführen.
Wie in 1 dargestellt, ist ein Katheter 10 ein Ablationskatheter und ist bereitgestellt mit: einem Steuergriff 11 und einem Schaft 12, der von einer Endseite des Steuergriffs 11 ausgeht. Darüber hinaus ist an dem Steuergriff 11 ein Ablenkglied 13 angeordnet und an einem vorderen Ende 12a des Schafts 12 ist eine Frontelektrode 14 angeordnet. Außerdem ist ein Kontaktkraftsensor 1 innerhalb des Schafts 12 an dem vorderen Ende 12a des Schafts 12 angeordnet.
Das Ablenkglied 13, das an dem Steuergriff 11 angeordnet ist, ist ein Element zur Betätigung des vorderen Endes 12a der Schaft 12, um es abzulenken und zu bewegen, und bewirkt, dass sich das vordere Ende 12a des Schafts 12 in zwei Richtungen ablenkt und bewegt, indem es an einem Betätigungsdraht (nicht dargestellt) zieht, der innerhalb des Schafts 12 angeordnet ist.
Von der Rückseite des Steuergriffs 11 werden ein Kabel 15, das mit einem Hochfrequenzgenerator oder einer Steuerung verbunden ist, und ein Spülschlauch 16, der mit einer Flüssigkeitsquelle verbunden ist, herausgeführt. Der Hochfrequenzgenerator ist mit der Frontelektrode 14 verbunden und liefert Hochfrequenzenergie an die Frontelektrode 14. Darüber hinaus weist das Steuergerät Funktionen zur Steuerung eines elektrischen Ausgangssignals oder eines Eingangssignals, um den Zustand der Hochfrequenzenergie der Frontelektrode 14 zu steuern, und zum Empfang eines Ausgangssignals von dem Kontaktkraftsensor 1, um die Kontaktkraft zu messen.
Der Schaft 12 weist eine längliche Form auf, ein darin ausgebildetes Lumen und weist eine angemessene Steifigkeit und Flexibilität auf. Außerdem sind Leitungsdraht-Einführrohre 17 und 18, aufweisend eine hohle Form, entlang einer Längsrichtung innerhalb des Lumens angeordnet. Der Außendurchmesser des Schafts 12 beträgt 8 Fr oder weniger, und die Länge des Schafts 12 ist mit 900 mm bis 1100 mm ausgebildet.
Darüber hinaus ist die Frontelektrode 14 in Form einer Kanonenkugel ausgebildet und an dem vorderen Ende 12a des Schafts 12 befestigt. Die Frontelektrode 14 weist auf der Rückseite eine zylinderförmige Aussparung 14a auf. Der Kontaktkraftsensor 1 ist mit der Aussparung 14a verbunden. Außerdem ist ein Elektrodenleitungsdraht 14b mit der Rückseite der Frontelektrode 14 verbunden. Der Elektrodenleitungsdraht 14b ist in das Leitungsdraht-Einführrohr 18 eingeführt und mit dem Hochfrequenzgenerator verbunden. Das heißt, die Frontelektrode 14 ist elektrisch mit dem Hochfrequenzgenerator verbunden, und Hochfrequenzenergie wird vom Hochfrequenzgenerator an die Frontelektrode 14 geliefert.
Ein Außendurchmesser der Frontelektrode 14 ist vorzugsweise im Wesentlichen derselbe wie der Außendurchmesser des Schafts 12 und beträgt 8 Fr oder weniger. Darüber hinaus kann als ein Material, das die Frontelektrode 14 bildet, beispielsweise ein Metallmaterial, aufweisend gute Wärmeleitfähigkeit wie Platin, Gold, Edelstahl oder eine Titanlegierung, verwendet werden.
Darüber hinaus ist an der Frontelektrode 14 ein Durchflussweg (nicht dargestellt) für Weiterleiten einer Flüssigkeit, wie z. B. physiologische Kochsalzlösung, die von dem Spülschlauch 16 nach außen geleitet wird, ausgebildet.
Wenn bei diesem Katheter 10 die Frontelektrode 14 in Kontakt mit dem anormalen Abschnitt an der Innenwand eines Herzens kommt, wird eine durch den Kontakt auf die Frontelektrode 14 ausgeübte Belastung an den Kontaktkraftsensor 1 übertragen, und die Kontaktkraft kann gemessen werden.
Nachfolgend wird der Kontaktkraftsensor 1 unter Bezugnahme auf die 2 und 3 im Detail beschrieben.
Der Kontaktkraftsensor 1 wird aus einem Silizium-Halbleitermaterial durch mikroelektromechanische Systemtechnologie (MEMS) unter Verwendung eines Halbleiterverarbeitungsverfahren hergestellt. Der Kontaktkraftsensor 1 ist bereitgestellt mit: einem Sensorkörper 2, einem Haltekörper 3 und einem Kontaktkraftübertragungskörper 4.
Der Sensorkörper 2 weist als Ganzes eine im Wesentlichen kurze zylindrische Form auf und enthält: einen ringförmigen Abschnitt 21; einen zentralen Abschnitt 22, der im Wesentlichen in der Mitte des ringförmigen Abschnitts 21 ausgebildet ist; einen Speichenabschnitt 23, der mit dem ringförmigen Abschnitt 21 von dem zentralen Abschnitt 22 nach außen hin verbunden ist; und ein Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselement 5, das in dem Speichenabschnitt 23 angeordnet und ausgebildet ist.
Der ringförmige Abschnitt 21 ist ein zylindrischer Teil, das die äußere Hülle des Sensorkörpers 2 bildet. An der Innenseite des ringförmigen Abschnitts 21 und im Wesentlichen in der Mitte ist der zentrale Abschnitt 22 ringförmig und mit einem kleineren Durchmesser als der des ringförmigen Abschnitts 21 ausgebildet. Mit anderen Worten, eine Öffnung 22a ist in dem zentralen Abschnitt 22 in einer Richtung von vorne nach hinten ausgebildet.
Der Speichenabschnitt 23 ist von der Außenwandseite des zentralen Abschnitts 22 zu der Innenwandseite des ringförmigen Abschnitts 21 in einer radialen Richtung ausgebildet. Darüber hinaus sind an zwei Seiten eines Zwischenteils des Speichenabschnitts 23, insbesondere an zwei Seiten in einer die radiale Richtung schneidenden Umfangsrichtung, Ausbuchtungsabschnitte 23a ausgebildet. Es sind eine Vielzahl von Speichenabschnitte 23 ausgebildet, insbesondere vier oben beschriebene Speichenabschnitte 23, die jeweils radial in Abständen von 90 Grad auf einem Umfang ausgebildet sind, der auf dem zentralen Abschnitt 22 zentriert ist.
In Bezug auf und wie in den 4 und 5 gezeigt, sind die Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselement 5 sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite des Speichenabschnitts 23 ausgebildet. Zur Erläuterung sind die Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselemente 5 durch durchgezogene Linien dargestellt, aber in Wirklichkeit sind die Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselemente 5 in einer Weise ausgebildet, dass sie integral in den Sensorkörper 2 eingebaut sind. Die Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselemente 5 wandeln die Verschiebung des Speichenabschnitts 23 in ein elektrisches Signal um und sind Piezo-Widerstandselemente, die die Funktion eines Dehnungsmessstreifens aufweisen, bei dem sich ein elektrischer Widerstand aufgrund der Verschiebung des Speichenabschnitts 23 ändert, wenn eine Belastung aufgebracht wird.
Auf einer Flächenseite, insbesondere auf der Vorderseite des Speichenabschnitts 23, sind diese Piezo-Widerstandselemente (S1-a, S1-b), (S2-a, S2-b), (S3-a, S3-b) und (S4-a, S4-b) jeweils auf der Mittelseite und der Außenumfangsseite jedes Speichenabschnitts 23 angeordnet. Das heißt, jedes Paar der Piezo-Widerstandselemente (S1-a, S1-b), (S2-a, S2-b), (S3-a, S3-b) und (S4-a, S4-b) ist jeweils an jedem Speichenabschnitt 23 angeordnet. Darüber hinaus sind an den Ausbuchtungen 23a der Speichenabschnitte 23, an denen die Piezo-Widerstandselemente (S1-a, S1-b), (S2-a, S2-b), (S3-a, S3-b) und (S4-a, S4-b) angeordnet sind, Elektroden 7 ausgebildet. Die Elektroden 7 sind elektrisch mit der Stromversorgungsseite verbunden.
Darüber hinaus wird ein Verdrahtungsmuster 6, das eine leitende Schicht ist, auf der Vorderseite des Speichenabschnitts 23 gebildet, ein inneres Verdrahtungsmuster 61, aufweisend eine Ringform wird auf der Seite gebildet, die näher an dem inneren Umfang liegt, und in ähnlicher Weise wird ein äußeres Verdrahtungsmuster 62, aufweisend eine Ringform auf der Seite gebildet, die näher an dem äußeren Umfang liegt.
Darüber hinaus ist die Konfiguration des Speichenabschnitts 23 auf der anderen Flächenseite, insbesondere auf der Rückseite, im Wesentlichen die gleiche wie auf der Vorderseite. Ähnlich wie bei der oben beschriebenen Vorderseite ist auf der Mittelseite und der Außenumfangsseite jedes Speichenabschnitts 23 jeweils ein Paar Piezo-Widerstandselemente (S1-c, S1-d), (S2-c, S2-d), (S3-c, S3-d) und (S4-c, S4-d) angeordnet. Darüber hinaus sind die Elektroden 7 an den Ausbuchtungsabschnitten 23a der Speichenabschnitte 23 ausgebildet. Darüber hinaus wird das Verdrahtungsmuster 6 auf die gleiche Weise gebildet.
Diese Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselemente 5 sind an einander zugewandten Positionen auf der Vorder- und Rückseite des Speichenabschnitts 23 angeordnet. Nimmt man beispielsweise die Piezo-Widerstandselemente (S1-a, S1-b) auf der Vorderseite und die Piezo-Widerstandselemente (S1-c, S1-d) auf der Rückseite als typische Beispiele, um eine Anordnungsbeziehung der Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselemente 5 zu beschreiben, so sind die Piezo-Widerstandselemente (S1-a) und (S1-c) an Positionen angeordnet, die einander gegenüberliegen, und die Piezo-Widerstandselemente (S1-b) und (S1-d) sind an Positionen angeordnet, die einander gegenüberliegen. Darüber hinaus sind die Elektroden 7 an einander zugewandten Positionen auf der Vorder- und Rückseite angeordnet.
In der obigen Anordnungsbeziehung, wie in 4 dargestellt, sind das Piezo-Widerstandselement (S1-a) und das Piezo-Widerstandselement (S1-b) auf der Vorderseite über das Verdrahtungsmuster 6 verbunden, und die Elektroden 7 sind zwischen dem Piezo-Widerstandselement (S1-a) und dem Piezo-Widerstandselement (S1-b) verbunden. Darüber hinaus ist das Piezo-Widerstandselement (S1-a) mit dem inneren Verdrahtungsmuster 61 verbunden, und das Piezo-Widerstandselement (S1-b) ist mit dem äußeren Verdrahtungsmuster 62 verbunden.
Gemäß dieser Verbindungsbeziehung der Piezo-Widerstandselemente (S1-a, S1-b), (S2-a, S2-b), (S3-a, S3-b) und (S4-a, S4-b) werden die Piezo-Widerstandselemente (S1-a, S1-b), (S2-a, S2-b), (S3-a, S3-b) und (S4-a, S4-b) gemeinsam mit dem inneren Verdrahtungsmuster 61 und dem äußeren Verdrahtungsmuster 62 verbunden, so dass es möglich ist, die Anzahl der Leitungsdrähte zu reduzieren und die Verdrahtung zu vereinfachen. Außerdem weisen, wie in 5 gezeigt, die Piezo-Widerstandselemente (S1-c, S1-d), (S2-c, S2-d), (S3-c, S3-d) und (S4-c, S4-d) auf der Rückseite die gleiche Verbindungsbeziehung auf.
Als nächstes wird eine Verbindungskonfiguration der Elektrode und des Leitungsdrahtes unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 beschrieben.
In dem Sensorkörper 2 ist ein Durchgangsloch 24 von einer Flächenseite (der Vorderseite) zu der anderen Flächenseite (der Rückseite) ausgebildet. Das Durchgangsloch 24 ist ein Loch, durch das ein Leitungsdraht 9, der elektrisch mit dem Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselement 5 verbunden ist, verläuft und zwischen den einander gegenüberliegenden Elektroden 7 auf der Vorder- und Rückseite ausgebildet ist.
Wie in den 4 und 5 gezeigt, sind die Durchgangslöcher 24 in Draufsicht auf zwei Seiten der jeweiligen Piezo-Widerstandselemente (S1-a, S1-b) und (S1-c, S1-d), (S2-a, S2-b) und (S2-c, S2-d), (S3-a, S3-b) und (S3-c, S3-d) und (S4-a, S4-b) und (S4-c, S4-d) angeordnet und ausgebildet, und zwar auf zwei Seiten in der die radiale Richtung schneidenden Umfangsrichtung. Darüber hinaus sind Durchgangslöcher 24a für die Verbindung an eine Stromversorgungsleitung in der radialen Richtung einander gegenüberliegend ausgebildet. Insgesamt sind zehn Durchgangslöcher 24 und 24a, nämlich acht Durchgangslöcher 24 auf zwei Seiten der Piezo-Widerstandselemente und zwei Durchgangslöcher 24a für die Verbindung an die Stromversorgungsleitung, ausgebildet. Der Durchmesser des Durchgangslochs 24 beträgt vorzugsweise etwa Φ40 µm bis Φ60 µm und ist in dieser Ausführungsform Φ50 µm groß.
Auf den Oberflächen des Sensorkörpers 2 auf der Vorder- und Rückseite sind die Verdrahtungsmuster 6 durch Diffusion als leitende Schichten ausgebildet. Die leitenden Schichten sind elektrisch mit den Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselementen 5 verbunden.
Darüber hinaus ist eine Isolierschicht 8 auf der Innenwand des Durchgangslochs 24 ausgebildet, und die Innenwand des Durchgangslochs 24 ist mit der Isolierschicht 8 beschichtet. Auf diese Weise ist die Innenseite des Durchgangslochs 24 in einem Zustand, in dem eine Isolationseigenschaft gewährleistet ist. Die Isolierschicht 8 ist außerdem so ausgebildet, dass sie sich bis zu der Vorder- und Rückseite des Sensorkörpers 2 erstreckt. Damit das Verdrahtungsmuster 6 und der Leitungsdraht 9 über die Elektrode 7 elektrisch verbunden sind, umhüllt die Isolierschicht 8 auf der Vorder- und Rückseite des Sensorkörpers 2 das Verdrahtungsmuster 6 so, dass ein Teil des Verdrahtungsmusters 6 als leitende Schicht freiliegt. Außerdem wird die Isolierschicht 8 beispielsweise aus einem Siliziumdioxidmaterial gebildet und weist eine Dicke von 1 µm bis 2 µm auf.
Außerdem wird auf der Isolierschicht 8 und um die Vorder- und Rückseite des Durchgangslochs 24 herum eine Elektrodenschicht 7a durch ein Dünnschichtverfahren, wie z. B. ein Sputtering-Verfahren oder ähnliches, abgeschieden. Die Elektrodenschicht 7a ist mit dem Verdrahtungsmuster 6 in einem Abschnitt verbunden, in dem ein Teil des Verdrahtungsmusters 6 teilweise freiliegt, und ist so ausgebildet, dass sie sich leicht in Richtung der Innenwandseite des Durchgangslochs 24 erstreckt. Ein Material zur Bildung der Elektrodenschicht 7a kann zum Beispiel Titan/Kupfer (Ti/Cu), eine Aluminium-Silizium-Legierung (Al-Si), Titan/Wolfram (Ti/W) oder ähnliches sein. Im Falle einer Elektrodenschicht, aufweisend eine dreischichtige Struktur kann das Material Titan/Kupfer/Gold (Ti/Cu/Au) und dergleichen sein.
Die Elektrode 7 verbindet den Leitungsdraht 9 elektrisch mit dem Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselement 5, und die Elektrode 7 besteht bei dieser Ausführungsform aus einem lötplattierten Hartlotmaterial. Als das Hartlotmaterial wird beispielsweise Zinn (Sn) (Schmelzpunkt: 231,1°C), ein Metall mit einem niedrigen Schmelzpunkt, verwendet. Außerdem wird Nickel (Ni) für die Grundbeschichtung verwendet. Darüber hinaus kann als das Hartlotmaterial Indium (In) (Schmelzpunkt: 156,6°C), ein Metall mit einem niedrigen Schmelzpunkt, und ein allgemeines Hartlotmaterial verwendet werden.
Der Leitungsdraht 9 ist ein isolationsbeschichteter elektrischer Draht, bei dem der Leiterkerndraht aus einem Draht aus einer Kupfer-Silber-Legierung (Cu-Ag) besteht. Der Leitungsdraht 9 weist eine hohe Biegefestigkeit und Zugfestigkeit auf, und die Festigkeit kann im Vergleich zu einem allgemeinen Fall, in dem der Leiterkerndraht aus Kupfer (Cu) besteht, erheblich verbessert werden. Insbesondere ist bekannt, dass die Festigkeit erheblich verbessert wird, wenn der Silbergehalt von 3% auf 15% erhöht wird. Der Leitungsdraht 9 weist eine Isolierbeschichtung 91 aus Perfluoralkoxyalkan (PFA)-Harz, das Fluor-Harz ist. Ein blanker Leiterkerndrahtabschnitt 92, von dem die Isolierbeschichtung 91 abgeschält und entfernt wurde, wird so eingeführt, dass er durch das Durchgangsloch 24 des Sensorkörpers 2 verläuft, und ein vorderes Ende des Leiterkerndrahtabschnitts 92 weist eine lineare Form auf, ohne gebogen zu sein.
Der Leiterkerndrahtabschnitt 92 des Leitungsdrahtes 9 ist nicht von einem direkten Kontakt mit der Elektrodenschicht 7a ausgeschlossen, sondern ist mit der Elektrodenschicht 7a über ein Hartlotmaterial verbunden, das als Elektrode 7 genommen wird, ohne direkt mit der Elektrodenschicht 7a in Kontakt zu kommen. Das Hartlotmaterial ist mit der Elektrodenschicht 7a verbunden und mit dem Verdrahtungsmuster 6 und dem Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselement 5 verbunden. Außerdem dringt die Elektrode 7 in einen Teil der Innenseite des Durchgangslochs 24 ein und bildet einen Eindringabschnitt 7b. Dieser Leitungsdraht 9 wird in Richtung Rückseite des Sensorkörpers 2 herausgeführt, und ein Ende des Leitungsdrahtes 9 ist mit dem Steuergriff 11 verbunden. Es ist zu beachten, dass der Durchmesser des Leiterkerndrahtabschnitts 92 des Leitungsdrahtes 3 vorzugsweise etwa ø15 µm bis ø30 µm beträgt und in dieser Ausführungsform ø25 µm beträgt. Somit wird ein Spalt von etwa 10 µm zwischen einem Außenumfang des Leiterkerndrahtabschnitts 92, der durch das Durchgangsloch 24 verläuft, und der Innenwand des Durchgangslochs 24 gebildet.
Darüber hinaus kann ein Teil des Leitungsdrahtes 9, der aus der Rückseite des Sensorkörpers 2 herausgeführt ist, durch einen Klebstoff, wie z. B. einem Epoxidharz oder ähnlichem, befestigt werden.
Darüber hinaus sind eine Außenfläche des Sensorkörpers 2 und eine Außenfläche des durch den Klebstoff befestigten Teils vorzugsweise mit einem Isoliermaterial beschichtet, das Flexibilität aufweist, um Wasserdichtigkeit, Isoliereigenschaften und Weichheit zu gewährleisten. In diesem Fall kann Parylen (eingetragenes Warenzeichen) oder ein Silikonbeschichtungsmaterial verwendet werden. Zu beachten ist, dass die Dicke der Isolierbeschichtung 2 µm bis 3 µm beträgt.
Wenn ein hohes Risiko besteht, dass Komponenten eines Instruments, das in einem Katheter oder ähnlichem verwendet wird, das ein medizinisches Instrument ist, in einem lebenden Körper exponiert werden, ist es erforderlich, dass das zu verwendende Material ein Material ist, das die Biokompatibilität berücksichtigt. Zumindest die Außenfläche des Sensorkörpers 2 ist mit Parylen (eingetragenes Warenzeichen) beschichtet, und die Isolierbeschichtung 91 ist auf dem Leitungsdraht 9 durch Fluorharz gebildet. Außerdem besteht der Sensorkörper 2 aus einem Siliziummaterial. Diese Materialien sind nachweislich biokompatibel, und die Sicherheit kann gewährleistet werden.
Da die Isolierschicht 8 an der Innenwand des Durchgangslochs 24 ausgebildet ist, kann der blanke Leiterkerndrahtabschnitt 92, von dem die Isolierschicht 91 abgeschält wurde, durch das Durchgangsloch 24 geführt werden, während die Isoliereigenschaft gewährleistet ist. Wenn also die Größe des Durchgangslochs 24 auf einen extrem kleinen Durchmesser begrenzt ist, weil die Isolierbeschichtung 91 abgeschält und entfernt wurde, ist es möglich, einen dicken Leitungsdraht 9 zu verwenden, bei dem der Leiterkerndraht einen entsprechend großen Durchmesser aufweist. Das heißt, es ist möglich, einen dicken Leitungsdraht 9 zu verwenden, bei dem der Kerndraht einen Durchmesser nahe dem Lochdurchmesser des Durchgangslochs 24 aufweist, und es ist möglich, die Zugfestigkeit zu erhöhen und die Zuverlässigkeit zu verbessern.
Da der Leiterkerndrahtabschnitt 92 des Leitungsdrahtes 9 dick gemacht werden kann, kann der Leitungsdraht 9 durch Schmelzen des lötplattierten Hartlotmaterials, das als Elektrode 7 verwendet wird, nachdem der Leiterkerndrahtabschnitt 92 in das Durchgangsloch 24 eingeführt und durch dieses hindurchgeführt wurde, mit der Elektrodenschicht 7a verbunden werden, wodurch der Vereinigungsschritt erleichtert wird. Da die Elektrode 7 in das Innere des Durchgangslochs 24 eindringt, um den Eindringabschnitt 7b zu bilden, wird ein Verbindungszustand des Leitungsdrahtes 9 zuverlässig, und eine Verbindungsabweichung des Leitungsdrahtes 9 kann verhindert werden.
Da das vordere Ende des Leiterkerndrahtabschnitts 92 in dem Leitungsdraht 9 eine lineare Form aufweist, ohne gebogen zu sein, und die Elektrode 7 durch Löten gebildet wird, kann außerdem das Ausmaß des Vorsprungs auf einer Flächenseite des Sensorkörpers 2 reduziert werden. Darüber hinaus kann die Menge des Hartlotmaterials, das einer Lötbeschichtung unterzogen wird, reduziert werden, und eine auf den Speichenabschnitt 23 des Sensorkörpers 2 ausgeübte Belastung kann verringert werden. Der Kontaktkraftsensor 1 wird nochmals anhand von 2 und 3 beschrieben.
Der oben beschriebene Sensorkörper 2 ist an dem als ein Grundelement dienenden Haltekörper 3 durch Kleben, Wafer-Vereinigen oder dergleichen befestigt. Darüber hinaus ist der Kontaktkraftübertragungskörper 4 an der Vorderseite des Sensorkörpers 2 durch Kleben, Wafer-Vereinigen oder ähnliches befestigt und angeordnet.
Der Haltekörper 3 hält den Sensorkörper 2, weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, bei der ein zentraler Abschnitt hohl ist, und ist so ausgebildet, dass er einen Außendurchmesser aufweist, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Sensorkörpers 2 entspricht. Darüber hinaus ist an der Vorderseite ein Paar klauenförmiger Abschnitte 31 ausgebildet, um den Sensorkörper 2 zu stützen, wenn der Sensorkörper 2 mit dem Haltekörper 3 verbunden ist.
Der Kontaktkraftübertragungskörper 4 ist ein zweistufiges Element, das ein Einführungsloch 4a aufweist, das in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung in einem zentralen Abschnitt ausgebildet ist und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 41 und einen Abschnitt mit großem Durchmesser 42 enthält. Der Kontaktkraftübertragungskörper 4 ist so angeordnet und mit dem Sensorkörper 2 verbunden, dass der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 41 in die Öffnung 22a des zentralen Abschnitts 22 des Sensorkörpers 2 eingepasst ist und die Rückseite des Abschnitts mit großem Durchmesser 42 auf dem zentralen Abschnitt 22 platziert ist.
Darüber hinaus ist der Sensorkörper 2 ausgebildet, sodass er einen Außendurchmesser von ø2,2 mm und eine Dicke von 0,20 mm aufweist; der Haltekörper 3 ist ausgebildet, dass er einen Außendurchmesser von ø2,2 mm und eine Dicke von 0,35 mm aufweist; der Kontaktkraftübertragungskörper 4 ist ausgebildet, dass er einen Außendurchmesser von ø1,3 mm und eine Dicke von 0,35 mm aufweist; und das Einführungsloch 4a ist ausgebildet, dass es eine Größe von ø0,4 mm aufweist. Darüber hinaus ist es wünschenswert, dass der Sensorkörper 2, der Haltekörper 3 und der Kontaktkraftübertragungskörper 4 innerhalb eines Bereichs von ±20 % der jeweiligen oben beschriebenen Abmessungen ausgebildet sind.
Als nächstes wird ein elektrischer Verbindungszustand der Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselemente (Piezo-Widerstandselemente) 5 mit Bezug auf die 9 und 10 beschrieben. 9 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Drahtverbindung und zeigt einen Verbindungszustand der Leitungsdrähte 9 auf der Vorder- und Rückseite des Sensorkörpers 2. Man beachte, dass die Piezo-Widerstandselemente und das Verdrahtungsmuster 6 auf der Rückseite des Sensorkörpers 2 von der Vorderseite aus gesehen durchsichtig sind.
Die Piezo-Widerstandselemente (S1-a, S1-b) auf der Vorderseite und die Piezo-Widerstandselemente (S1-c, S1-d) auf der Rückseite werden als typische Beispiele beschrieben. Wie in 9 gezeigt, ist der Leitungsdraht 9, der mit einer Elektrode 71a (in der Zeichnung rechts) verbunden ist, die zwischen den Piezo-Widerstandselementen (S1-a) und (S1-b) auf der Vorderseite verbunden ist, mit einer Elektrode 72a (in der Zeichnung rechts) auf der Rückseite verbunden und wird herausgeführt. Außerdem ist der Leitungsdraht 9, der mit einer Elektrode 71b (auf der linken Seite in der Zeichnung) auf der Vorderseite verbunden ist, mit einer Elektrode 72b (auf der linken Seite in der Zeichnung) auf der Rückseite verbunden und wird herausgeführt. Außerdem wird eine Spannung zwischen diesen Leitungsdrähten 9 als Ausgangsspannung V1 erfasst. Man beachte, dass die Elektrode 71b und die Elektrode 72a isolierte Elektroden sind, die nicht elektrisch mit den Piezo-Widerstandselementen verbunden sind. Außerdem weisen die Piezo-Widerstandselemente (S2-a, S2-b), (S3-a, S3-b), (S4-a, S4-b), (S2-c, S2-d), (S3-c, S3-d) und (S4-c, S4-d) die gleiche Verbindungsbeziehung auf.
Darüber hinaus sind auf der Vorderseite Elektroden 73a und 73b für die Verbindung an die Stromversorgungsleitung und auf der Rückseite Elektroden 74a und 74b für die Verbindung an die Stromversorgungsleitung ausgebildet. Der mit der Elektrode 73a verbundene Leitungsdraht 9 ist mit der Elektrode 74a auf der Rückseite verbunden und wird herausgeführt. Der mit der Elektrode 73b auf der Vorderseite verbundene Leitungsdraht 9 ist mit der Elektrode 74b auf der Rückseite verbunden und wird herausgeführt. Außerdem ist zwischen den Leitungsdrähten 9 eine Stromversorgung E angeschlossen. Außerdem sind die Elektroden 73a und 74a mit dem äußeren Verdrahtungsmuster 62 verbunden, und die Elektroden 73b und 74b sind mit dem inneren Verdrahtungsmuster 61 verbunden.
Wie in 10 dargestellt, wird eine Brückenschaltung (Vollbrückenschaltung) durch vier Elemente, nämlich die Piezo-Widerstandselemente (S1-a, S1-b) und (S1-c, S1-d), konfiguriert, und die Ausgangsspannung V1 wird erfasst. In ähnlicher Weise wird eine Vollbrückenschaltung durch vier Elemente konfiguriert, nämlich die Piezo-Widerstandselemente (S2-a, S2-b) und (S2-c, S2-d), und eine Ausgangsspannung V2 wird erfasst; eine Vollbrückenschaltung wird durch vier Elemente konfiguriert, nämlich die Piezo-Widerstandselemente (S3-a, S3-b) und (S3-c, S3-d), und eine Ausgangsspannung V3 wird erfasst; und eine Vollbrückenschaltung wird durch vier Elemente konfiguriert, nämlich die Piezo-Widerstandselemente (S4-a, S4-b) und (S4-c, S4-d), und eine Ausgangsspannung V4 wird erfasst. Diese vier Vollbrückenschaltungen sind parallelgeschaltet. Die Ausgangsspannung wird bei einer Belastung der Piezo-Widerstandselemente ausgegeben, und die Ausgangsspannung wird zur arithmetischen Verarbeitung an die Steuerung übermittelt.
Wie oben beschrieben, wird eine Vollbrückenschaltung durch insgesamt vier Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselemente 5 konfiguriert, wobei zwei Belastung-Elektrizitäts-Wandler-Elemente 5 jeweils an einander zugewandten Positionen sowohl auf der Vorderseitenfläche als auch auf der Rückseitenfläche eines Speichenabschnitts 23 ausgebildet sind.
Anschließend wird ein Verfahren zur Ablationsbehandlung unter Verwendung des Katheters 10 beschrieben. Bei der Ablationsbehandlung wird ein anormaler Abschnitt des Herzens im Voraus durch Kartierung identifiziert, und dann wird der anormale Abschnitt eines Innenwandgewebes des Herzens kauterisiert, um eine koagulative Nekrose zu verursachen.
Bei der Kauterisation des anormalen Abschnitts durch den Katheter 10 wird der Katheter 10 hauptsächlich von der Oberschenkelvene oder der Oberschenkelarterie an der Leiste aus eingeführt, und das vordere Ende des Katheters 10 wird so gestaltet, dass es das Innere des Herzens erreicht, während es durch die Röntgenaufnahme sichtbar ist. Dann wird der Steuergriff 11 betätigt, um die Frontelektrode 14 des Katheters 10 in Kontakt mit dem anormalen Abschnitt des inneren Wandgewebes des Herzens zu bringen, und ein Hochfrequenzstrom von beispielsweise 13,56 MHz wird zwischen der Frontelektrode 14 und einer Gegenelektrodenplatte, die sich auf dem Rücken des Patienten befindet, vom Hochfrequenzgenerator fließen gelassen, um den anormalen Abschnitt zu kauterisieren.
Da der Kontaktkraftsensor 1 im Katheter 10 angeordnet ist, kann in diesem Fall eine Kontaktkraft (Belastung) der Frontelektrode 14, die in Kontakt mit dem Innenwandgewebe des Herzens gebracht wird, erfasst werden. Insbesondere reagiert das im Kontaktkraftsensor 1 ausgebildete Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselement (Piezo-Widerstandselement) 5 auf eine winzige Belastung, und der elektrische Widerstand ändert sich, weil eine Belastung aufgebracht wird.
Wenn eine Kontaktkraft auf die Frontelektrode 14 ausgeübt wird, wird die Kontaktkraft über den Kontaktkraftübertragungskörper 4 und den Speichenabschnitt 23 direkt auf das Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselement (Piezo-Widerstandselement) 5 übertragen. Das Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselement (Piezo-Widerstandselement) 5 misst dann dreidimensional die Dehnung der Kompression/Dehnung.
Wird beispielsweise eine Belastung aus einer Richtung auf den Speichenabschnitt 23 ausgeübt, nimmt der Widerstandswert ab, wenn das Piezo-Widerstandselement zusammengedrückt wird, und nimmt zu, wenn das Piezo-Widerstandselement gedehnt wird.
Auf diese Weise kann die Kontaktkraft gemessen werden, indem die Steuerung ein dreidimensionales differentielles Ausgangssignal erfasst, das durch die Ausgangsspannungen V1, V2, V3 und V4 erzeugt wird, die von der in 10 dargestellten Brückenschaltung erzeugt werden. Durch die Messung der Kontaktkraft auf diese Weise wird die Anwendung in der medizinischen Behandlung der Ablationsbehandlung möglich.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der Konfiguration der Ausführungsform ein Kontaktkraftsensor realisiert werden, der eine hohe Genauigkeit und Empfindlichkeit aufweist und in der Lage ist, die Festigkeit zu gewährleisten.
Zu beachten ist, dass das Einführungsloch 4a in dem Kontaktkraftübertragungskörper 4 ausgebildet ist und Sensoren für physikalische Größen, wie z. B. ein Temperatursensor, ein Drucksensor und dergleichen, an einer Innenwand des Einführungslochs 4a angeordnet sein können. Dementsprechend können physikalische Größen wie Temperatur, Druck und dergleichen zusätzlich zu der Kontaktkraft erfasst werden. Darüber hinaus kann in das Einführungsloch 4a ein Strömungspfadelement zum Aussenden der von dem Spülschlauch 16 geförderten Flüssigkeit eingeführt werden. Somit ist die Verwendung des Einführungslochs 4a, das in dem Kontaktkraftübertragungskörper 4 ausgebildet ist, nicht besonders eingeschränkt, und das Einführungsloch 4a kann angemessen und effektiv genutzt werden.
Darüber hinaus ist es beispielsweise vorteilhaft, den Kontaktkraftübertragungskörper in der obigen Ausführungsform anzuordnen, doch ist dies nicht immer erforderlich. Die Kontaktkraft kann direkt durch den Sensorkörper erfasst werden.
Darüber hinaus wird der oben beschriebene Kontaktkraftsensor in Vorrichtungen wie einem Ablationskatheter, einem Führungskatheter und dergleichen, die medizinische Instrumente sind, verwendet, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann nicht nur auf dem Gebiet der medizinischen Instrumente angewendet werden, sondern auch auf verschiedene Vorrichtungen, die mit einem Kontaktkraftsensor ausgestattet sind und miniaturisiert werden müssen. Die Vorrichtung, auf die der Kontaktkraftsensor speziell angewendet wird, ist nicht begrenzt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Konfiguration der obigen Ausführungsform beschränkt, und verschiedene Modifikationen können ohne Abweichung vom Kern der Erfindung vorgenommen werden. Darüber hinaus ist die obige Ausführungsform als Beispiel vorgestellt, und ist nicht beabsichtigt, den Umfang der Erfindung zu begrenzen. Diese neuen Ausführungsformen können in verschiedenen anderen Formen umgesetzt werden, und es können verschiedene Auslassungen, Ersetzungen und Änderungen vorgenommen werden. Diese Ausführungsformen und ihre Modifikationen sind im Umfang und Kern der Erfindung sowie in den in den Ansprüchen beschriebenen Erfindungen und dem entsprechenden Umfang derselben enthalten.
Bezugszeichenliste

1: Köntaktkraftsensor
2: Sensorkörper
21: ringförmiger Abschnitt
22: zentraler Abschnitt
22a: Öffnung
23: Speichenabschnitt
23a: Ausbuchtungsabschnitt
24: Durchgangsloch
3: Haltekörper
4: Kontaktkraftübertragungskörper
4a: Einführungsloch
5: Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselement (Piezo-Widerstandselement)
6: Verdrahtungsmuster
61: inneres Verdrahtungsmuster
62: äußeres Verdrahtungsmuster
7: Elektrode
7a: Elektrodenschicht
7b: Eindringabschnitt
8: Isolierschicht
9: Leitungsdraht
91: Isolierbeschichtung
92: Leiterkerndrahtabschnitt
10: Katheter
11: Steuergriff
12: Schaft
13: Ablenkglied
14: Frontelektrode
S1-a bis S4-d: Piezo-Widerstandselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 5913812 [0004]
JP 5697186 [0004]

Claims

Kontaktkraftsensor, umfassend einen Sensorkörper, der durch Verarbeiten eines Halbleitermaterials hergestellt wird, wobei der Sensorkörper bereitgestellt ist mit: einem ringförmigen Abschnitt; einem zentralen Abschnitt, der im Wesentlichen in einer Mitte des ringförmigen Abschnitts ausgebildet ist; einem Speichenabschnitt, der mit dem ringförmigen Abschnitt von dem zentralen Abschnitt nach außen hin gekoppelt ist; und Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselementen, die an Positionen angeordnet sind, die einander auf einer Vorderseite und einer Rückseite des Speichenabschnitts gegenüberliegen, und die eine Verschiebung des Speichenabschnitts in ein elektrisches Signal umwandeln.
Kontaktkraftsensor nach Anspruch 1, wobei auf jeder von der Vorderseite und der Rückseite des Speichenabschnitts jeweils zwei Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselemente ausgebildet sind.
Kontaktkraftsensor nach Anspruch 2, wobei die Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselemente auf einer Mittelseite und einer Außenumfangsseite des Speichenabschnitts angeordnet sind.
Kontaktkraftsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Elektroden in einer Umfangsrichtung auf zwei Seiten der Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselemente ausgebildet sind, angeordnet in dem Speichenabschnitt.
Kontaktkraftsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Vielzahl von Speichenabschnitten gebildet wird.
Kontaktkraftsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in dem Sensorkörper ein Verdrahtungsmuster ausgebildet ist, das konfiguriert ist, um eine Vielzahl von Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselemente gemeinsam verbindet.
Kontaktkraftsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in dem zentralen Abschnitt des Sensorkörpers eine Öffnung ausgebildet ist.
Kontaktkraftsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend einen Haltekörper, der den Sensorkörper hält.
Kontaktkraftsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei an dem Sensorkörper ein Kontaktkraftübertragungskörper angeordnet ist.
Kontaktkraftsensor nach Anspruch 9, wobei in dem Kontaktkraftübertragungskörper ein Einführungsloch ausgebildet ist.
Kontaktkraftsensor nach Anspruch 10, wobei in dem Einführloch ein Sensor für eine physikalische Größe angeordnet ist.
Kontaktkraftsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselemente Brücken-verbunden sind, dadurch eine Brückenschaltung bilden.
Kontaktkraftsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Sensorkörper ein Durchgangsloch aufweist, das von einer Flächenseite in Richtung der anderen Flächenseite hin ausgebildet ist und durch das ein Leitungsdraht, elektrisch verbunden mit dem Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselement verläuft, und eine Isolierschicht auf einer Innenwand des Durchgangslochs ausgebildet ist.
Kontaktkraftsensor nach Anspruch 13, wobei ein Leitungskerndrahtabschnitt, der in einer Weise erhalten ist, dass eine Isolierbeschichtung von dem Leitungsdraht entfernt wird, der elektrisch mit dem Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselement verbunden ist, durch das Durchgangsloch verläuft.
Kontaktkraftsensor nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Leitungsdraht, der mit dem Belastung-Elektrizitäts-Umwandlungselement elektrisch verbunden ist, durch eine Elektrode, hergestellt aus einem Hartlotmaterial, verbunden ist.
Kontaktkraftsensor nach Anspruch 15, wobei die Elektrode ein Metall ist, aufweisend einem niedrigen Schmelzpunkt.
Kontaktkraftsensor nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Elektrode in das Innere des Durchgangslochs eintritt, dadurch einen Eindringabschnitt bildet.
Kontaktkraftsensor nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei ein vorderes Ende des Leiterkerndrahtabschnitts, der durch das Durchgangsloch verläuft, eine lineare Form aufweist.
Kontaktkraftsensor nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei ein Leiterkerndraht in dem Leitungsdraht aus einem Draht aus einer Kupfer-Silber-Legierung besteht.
Kontaktkraftsensor nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei eine Elektrodenschicht um das Durchgangsloch herum ausgebildet ist und sich in Richtung einer Innenwandseite des Durchgangslochs erstreckt.
Kontaktkraftsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei eine Isolierbeschichtung auf einer Außenfläche des Sensorkörpers ausgebildet ist.
Kontaktkraftsensor nach Anspruch 21, wobei die Isolierbeschichtung Flexibilität aufweist.
Kontaktkraftsensor nach Anspruch 21 oder 22, wobei für die Isolierbeschichtung ein Material mit Biokompatibilität verwendet wird.
Vorrichtung mit einem Kontaktkraftsensor, umfassend den Kontaktkraftsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 23.