DE2145198B2 - Druckrezeptor - Google Patents

Description

ίο Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckrezeptor für intrakorporale Druckmessungen, z. B. für intrakardiale oder intravasale Blutdruckmessungen, bestehend aus einem im wesentlichen langgestreckten Hohlkörper, vorzugsweise Rohr, der stirnseitig mit einer richtkraftfreien Membran abgeschlossen ist und durch eine Trennwand mit Biegeelement in seinem Inneren unterteilt ist in ein erstes Abteil, auf welches der zu messende Druck über die richtkraftfreie Membran mittels einer Übertragungsflüssigkeit einwirkt, und ein zweites Abteil, in welchem der Vergleichsdruck herrscht, wobei Formänderungen des Biegeelements zur Druckmessung dienen.

Aus der US-PS 30 88 323 ist ein Druckrezeptor für intrakardiale oder intravasale Blutdruckmessungen bekannt, der ein biegefähiges und signalerzeugendes Element in Längsrichtung eines Katheterrohres mit Vergleichsdruck aufweist, auf das mechanisch die durch Einwirkung des Meßdruckes verursachte Auslenkung einer Membran übertragen wird. Dabei ist die TrennmerrbraJi des Katheters nur in teilweise unmittelbarem Kontakt mit dem Biegeelement, weshalb das vom Meßdruck verursachte Signal relativ schwach ist. Das gleiche gilt für den aus der US-PS 35 53 625 vorbekannten Meßkatheter zur Druckmessung. Auch hier wirkt der Meßdruck auf eine verformbare Membran und wird von dieser über ein Hebelsystem auf ein längliches Biegeelement im Inneren des Katheters übertragen.

Ein weiterer Druckrezeptor für intrakorporale

•»ο Messungen ist aus der DE-PS 12 62 503 vorbekannt. Dieser Druckrezeptor besteht aus einem an seinem distalen Ende durch eine Membran abgeschlossenen Katheter und eine innerhalb dieses Katheters hinter der Membran angeordneten flüssigkeitsgefüllten Kammer,

■»5 in die — sich in Längsrichtung der Sonde erstreckend — zwei Wechselstrom gespeiste Platinelektroden sowie ein sich unter den zu messenden Druckschwankungen elastisch verformendes dünnwandiges Rohr (aus Glas) hineinragen. Das Rohr ist gegen die flüssigkeitsgefüllte Kammer hin abgeschlossen. Unter dem Einfluß der Druckänderungen, die aus den durch die Bewegung der Membran hervorgerufenen Volumenänderungen der Flüssigkeitskammer resultieren, verformt sich das Rohr, wodurch sich eine Änderung der Weglänge der Feldlinien des von den Platinelektroden ausgehenden elektrischen Feldes in der Flüssigkeit ergibt Diese Änderungen, die als Widerstands- oder Kapazitätsänderungen erfaßt werden können, stellen das Maß für die auftretenden Druckschwankungen dar.

Der Druckrezeptor nach der deutschen Patentschrift hat gegenüber den Druckmessern aus den US-Patentschriften den wesentlichen Vorteil, daß der Meßdruck über die Membran ohne Abschwächung unmittelbar auf das innere erste Abteil des Hohlkörpers übertragen

wird und in diesem mittels Übertragungsflüssigkeit flächenhaft auf das Meßelement einwirkt. Der Meßdruck wird also optimal zur Erzeugung eines Signales ausgenutzt. Allerdings ist die Herstellung eines solchen

Meßelementes, d.h. eines Rohres, welches in dem Druckrezeptor zusammen mit der Druckwandlereinrichtung untergebracht werden soll, sehr schwierig, da der Durchmesser des gesamten Druckrezeptors weniger als 1 mm betragen soll. Diese Schwierigkeiten" bestehen auch dann, wenn auf das Rohr Dehnungsmeßstreifen aufgeklebt werden, weil das Aufbringen von Dehnungsmeßstreifen auf ein Rohr nur mit besonderem Aufwand möglich ist

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Druckrezeptor der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem einerseits die Meßsignalausbeute im Verhältnis zum Meßdruck optimiert ist; andererseits soll der Druckrezeptor mit geringerem technischem Aufwand herstellbar sein als der aus der deutschen Patentschrift bereits vorbekannte Druckrezeptor. Der Druckrezeptor soll insbesondere auch gewerblich gefertigt werden können.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens ein ebenes Biegeelement mit einer dem Querdurchmesser des Hohlkörpers angepaßten Breite und mit einer demgegenüber sehr viel geringeren Dicke, das im Hohlkörper im wesentlichen in dessen Längsrichtung verlaufend angeordnet ist, zusammen mit im wesentlichen quer verlaufenden Halteteilen die Trennwand für das erste und zweite Abteil im Hohlkörper bilden, wobei die Halteteile so weit über den Gesamtquerschnitt des Hohlkörpers verlaufen, daß die Druckflüssigkeit ganzflächig auf den ebenen Bestandteilen der Trennwand lastet. Diese erfindungsgemäße Lösung erlaubt es auch, die Trennwand im einfachsten Fall etwa diagonal in den Hohlkörper einzulegen und zu verkleben. Die Halteteile wären dann allein durch die Verankerung an der Rohrwandung des Katheters gebildet. Vorzugsweise ist aber die Trennwand in zwei Teilstücke unterteilt, die quer zur Längsrichtung des Hohlkörpers verlaufen und in dessen Längsrichtung versetzt angeordnet und mittels eines elastischen, sich in Längsrichtung des Hohlkörpers erstreckenden Trennwandteiles dicht miteinander verbunden sind. Die beiden Teilstücke bilden so starre endständige Auflager für den elastischen Trennwandteil. Dieser Trennwandteil kann — ebenso wie die diagonal eingesetzte Wand — entweder selbst aus einem Halbleiterdehnstreifen oder aus Silizium mit eindiffundierter Brückenschaltung bestehen, oder es kann als Trennwandteil eine elastische Membran verwendet werden, auf welcher Halbleiterdehnstreifen bzw. Siliziumstreifen aufgebracht sind. Für die dichte Anordnung der Trennwandteile in dem Hohlkörper wird ein elastischer Kleber verwendet, der es den Trennwandteilen — soweit sie elastisch sein sollen — ermöglicht, sich unter der Druckeinwirkung, die zu messen ist, zu verbiegen. Demzufolge sind die elastischen Trennwandteile etwas kleiner als die lichte Weite des Hohlraums an der entsprechenden Stelle.

Die Druckrezeptoren nach der Erfindung lassen sich, wie Versuche gezeigt haben, wesentlich einfacher herstellen als die eingangs genannten bekannten Druckrezeptoren mit Innenrohr, ohne daß etwa die Signalausbeute verschlechtert würde. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei den geringen Abmessungen ebene bzw. flache Bauteile wesentlich einfacher zu handhaben sind als gekrümmte Teile. Trotzdem weisen die erfindungsgemäßen Druckmesser nicht die Nachteile der aus den US-Patentschriften bekannten Druckmesser, insbesondere die geringe Meßempfindlichkeit, auf.

In spezieller Ausbildung des Erfindungsgedankens ist es auch möglich, daß sich zwei parallele Biegeelemente, vorzugsweise Halbleiterdehnstreifen oder Siliziumstreifen mit Diffusionszonen, in Längsrichtung des Hohlkörpers zungenartig vorzugsweise in das erste Abteil erstrecken, wobei der aus den randseitig elastisch verbundenen und im Abstand voneinander parallel verlaufenden Biegeelementen gebildete Zungeninnenraum mit dem anderen Abteil in Verbindung steht Bei diesem Druckrezeptor wird der mit dem anderen Abteil in Verbindung stehende Innenraum der zungenartig vorgewölbten Trennwand mit Mitteln versehen, die die Berührung der beiden Zungenteile bei Einwirkung von Druck auf die Zunge verhindern. Die Mittel zur Berührungsverhinderung bestehen vorzugsweise aus einem elektrisch nicht leitenden Abstandshalter. Wie beim Gegenstand des aus der DT-PS 12 62 503 bekannten Druckrezeptors werden auch die erfindungsgemäüen Rezeptoren so ausgebildet, daß das erste Abteil stirnseitig mit einer richtkraftfreien Membran und mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise Silikonöl, gefüllt ist, während das zweite Abteil mittels eines Katheterschlauches mit der Umgebungsluft in Verbindung steht.

Nachfolgend werden anhand von vier Figuren zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Druckrezeptor gemäß der Erfindung, teils in Ansicht, teils im Schnitt und

Fig.2 einen Querschnitt durch den Rezeptor nach Fig. 1,

F i g. 3 zeigt eine andere erfindungsgemäße Lösung für einen Druckrezeptor, ebenfalls teils in Ansicht, teils im Schnitt und

F i g. 4 einen Schnitt gemäß IV-IV von F i g. 3.

In F i g. 1 ist mit 1 (im vergrößerten Maßstab) der rohrförmige Gehäuseteil des Druckrezeptors bezeichnet. Das Rohr 1 hat kreisförmigen Querschnitt. An seiner Stirnseite 2 ist uas Rohr 1 mit einer richtkraftfreien Membran 3 abgeschlossen. Im Innern des Rohres erkennt man die Trennwand 4, welche aus den beiden Teilstücken 5 und 6 scwie aus einem elastischen sich in Längsrichtung des Rohres erstrekkenden Trennwandteil 7 besteht. Dieses Trennwandteil 7 ist im wesentlichen als rechteckförmige Platte ausgebildet, deren Schmalseite etwas kleiner ist als der Durchmesser des Rohres. An den Stellen 8 ist die Platte mit der Rohrinnenwandung verklebt. Auch die Teilstükke 5 und 6 sind einerseits mit der Rohrwand und andererseits mit der Platte 7 verklebt. Die Trennwand 4 in ihrer Gesamtheit bildet zusammen mit der Membran 3 ein erstes Abteil 9, welches mit Silikonöl gefüllt ist. Ein auf die Membran 3 einwirkender Druck pflanzt sich über die Silikonölfüllung auf die Trennwand fort und bewirkt, daß sich die Platte 7 zwischen den als endständigen Lagern dienenden halbkreisförmigen Teilstücken 5 und 6 durchbiegt. Wenn die Platte 7 selbst aus einem Halbleiterdehnstreifen oder aus einem Siliziumstreifen mit eindiffundierter Brückenschaltung besteht oder die Platte solche Streifen trägt, geben diese bei entsprechender Verformung der Platte ein elektrisches Signal ab, das als Maß für den zu messenden Druck verwendbar ist. Zu diesem Zweck sind die Dehnstreifen kontaktiert und über Leitungen an die Meßvorrichtung angeschlossen; dies ist der Übersichtlichkeit wegen hier nicht dargestellt.

In der F i g. 3 sind die entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 und 2 versehen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.3 erstreckt sich die Trennwand 4 im Innern des Hohlkörpers nicht zwischen zwei sich gegenüberliegenden und in Längs-

richtung des Hohlkörpers versetzten Stellen. Dennoch ist die Fläche der Trennwand (im Verhältnis zu einer Quermembran) wesentlich vergrößert dadurch, daß sie sich im wesentlichen in Längsrichtung des Hohlkörpers zungenartig in das erste Abteil 9 erstreckt. Die Zunge 10 besteht aus zwei randseitig verklebten und im Abstand voneinander parallel verlaufenden Dehnstreifen 11 und 12 bzw. aus entsprechenden ebenen Platten (11,12), die ihrerseits solche Streifen tragen. Die Randverklebung ist in F i g. 3 und 4 schraffiert gezeichnet und mit dem Bezugszeichen 10 versehen. Zwischen den beiden Platten befindet sich ein Hohlraum, der mit dem offenen Ende 13 des Rohres (das auch als zweites Abteil bezeichnet werden kann) in Verbindung steht. Be Einwirkung von Druck über die Membran 3 auf da: erste Abteil 9 (das wiederum mit Silikonöl gefüllt ist wird der zwischen den Platten 11 und 12 liegend) Hohlraum verringert, wobei sich die Platten durchbie gen und ein der Druckeinwirkung entsprechende: elektrisches Signal liefern. Damit sich die beiden Platte! nicht berühren können, sind im Innenraum de zungenartig vorgewölbten Trennwand Mittel vorhan

ίο den, die die Berührung der beiden Zungenteile be Einwirkung von Druck auf die Zunge verhindern; dies« Mittel bestehen aus einem elektrisch nichtleitendei Abstandshalter 14.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Druckrezeptor für intrakorporale Druckmessungen, z.B. für intrakardiale oder intravasale Blutdruckmessungen, bestehend aus einem im wesentlichen langgestreckten Hohlkörper, vorzugsweise Rohr, der stirnseitig mit einer richtkraftfreien Membran abgeschlossen ist und durch eine Trennwand mit Biegeelement in seinem Inneren unterteilt ist in ein erstes Abteil, auf welches der zu messende Druck über die richtkraftfreie Membran mittels einer Übertragungsflüssigkeit einwirkt, und ein zweites Abteil, in welchem der Vergleichsdruck herrscht, wobei Formänderungen des Biegeelements zur Druckmessung dienen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein ebenes Biegeelement (7 oder 11,12) mit einer dem Querdurchmesser des Hohlkörpers (1) angepaßten Breite und ,mit einer demgegenüber sehr viel geringeren Dicke, das im Hohlkörper (1) im wesentlichen in dessen Längsrichtung verlaufend angeordnet ist, zusammen mit im wesentlichen quer verlaufenden Halteteilen (5,6) die Trennwand für das erste (9) und zweite (13) Abteil im Hohlkörper (1) bilden, wobei die Halteteile (5,6) so weit über den Gesamtquerschnitt des Hohlkörpers (1) verlaufen, daß die Druckflüssigkeit ganzflächig auf den ebenen Bestandteilen der Trennwand lastet.

2. Druckrezeptor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das parallel zur Hohlkörperlängsachse verlaufende Biegeelement (7) an den Innenseiten des Hohlkörpers (1) dicht angrenzt und die Halteteile (5,6), die quer zur Längsrichtung des Hohlkörpers (1) verlaufen, in dessen Längsrichtung versetzt an den beiden Enden des Biegeelements (7) angeordnet sind und sich vom Biegeelement (7) aus in entgegengesetzten Richtungen zur entsprechenden Hohlkörperinnenwand erstrecken, mit der sie dichtend verbunden sind.

3. Druckrezeptor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halteteile (5, 6) endständige Auflager für das elastische, z. B. aus einem Halbleiterdehnstreifen oder aus Silizium mit eindiffundierter Brückenschaltung bestehenden, Biegeelement (7) bilden.

4. Druckrezeptor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Halteteile und Biegeelement (5, 6, 7) untereinander und/oder mit der Innenwandung des Hohlkörpers (1) mittels eines elastischen Klebers verklebt sind.

5. Druckrezeptor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwei parallele Biegeelemente (11,12), vorzugsweise Halbleiterdehnstreifen oder Siliziumstreifen mit Diffusionszonen, in Längsrichtung des Hohlkörpers (1) zungenartig vorzugsweise in das erste Abteil (9) erstrecken und der aus den randseitig elastisch verbundenen und im Abstand voneinander parallel verlaufenden Biegeelementen (11,12) gebildete Zungeninnenraum mit dem anderen Abteil (13) in Verbindung steht.

6. Druckrezeptor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise mit dem zweiten Abteil (13) in Verbindung stehende Innenraum der zungenartig vorgewölbten Trennwand (4) mit Mitteln (14) versehen ist, die die Berührung der beiden Zungenteile (U, 12) bei Einwirkung von Druck auf die Zunge verhindern.

7. Druckrezeptor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Berührungsverhinderung aus einem elektrisch nicht leitenden Abstandshalter (14) bestehen.

8, Druckrezeptor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsflüssigkeit im ersten Abteil (9) Silikonöl ist