KR20070111648A - Sensor module and capsule type medical device including the same - Google Patents

Sensor module and capsule type medical device including the same Download PDF

Info

Publication number
KR20070111648A
KR20070111648A KR1020060044711A KR20060044711A KR20070111648A KR 20070111648 A KR20070111648 A KR 20070111648A KR 1020060044711 A KR1020060044711 A KR 1020060044711A KR 20060044711 A KR20060044711 A KR 20060044711A KR 20070111648 A KR20070111648 A KR 20070111648A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
housing
sensor module
opening
substrate
reference electrode
Prior art date
Application number
KR1020060044711A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100856460B1 (en
Inventor
강만희
박세광
김성현
Original Assignee
강만희
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 강만희 filed Critical 강만희
Priority to KR1020060044711A priority Critical patent/KR100856460B1/en
Publication of KR20070111648A publication Critical patent/KR20070111648A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100856460B1 publication Critical patent/KR100856460B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/041Capsule endoscopes for imaging
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00105Constructional details of the endoscope body characterised by modular construction
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00022Sensing or detecting at the treatment site
    • A61B2017/00026Conductivity or impedance, e.g. of tissue
    • A61B2017/00035Conductivity or impedance, e.g. of tissue pH
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0247Pressure sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/16Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
    • A61B2562/162Capsule shaped sensor housings, e.g. for swallowing or implantation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/16Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
    • A61B2562/168Fluid filled sensor housings

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

A sensor module and a capsule type medical device having the same are provided to measure potential of hydrogen accurately by isolating a reference electrode from a liquid to be measured. A sensor module includes a board(11), a pressure sensor(12), a first housing(18), and a filler(13). The pressure sensor is arranged on the board. The first housing is coupled with the board and encloses the pressure sensor. A first aperture for delivering an external pressure into the first housing is formed on the first housing. The filler is filled between the pressure sensor and the first housing. The viscous filler delivers the pressure from the first aperture to the pressure sensor. The first aperture has a slit-like shape.

Description

센서 모듈 및 이를 포함하는 캡슐형 의료 장치{sensor module and capsule type medical device including the same}Sensor module and capsule type medical device including same {sensor module and capsule type medical device including the same}

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 센서 모듈(10)의 평면도를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a plan view of a sensor module 10 according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 A-A' 단면을 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 캡슐형 의료 장치를 나타내는 도면이다.3 is a view showing a capsule-type medical device according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도3의 B-B' 단면을 나타내는 도면이다. 4 is a cross-sectional view taken along the line B-B 'of FIG.

*도면의 주요 부호의 설명** Explanation of the main symbols in the drawings *

11, 56 : 기판 12 : 압력 센서11, 56: substrate 12: pressure sensor

13 : 충전물 14 : 이온 감지 전계 효과 트랜지스터13: Filler 14: Ion Sensing Field Effect Transistor

15 : 금속 기준 전극 16 : 기준 용액15 metal reference electrode 16 reference solution

17 : 다공성 세라믹 18, 19, 20 : 하우징17: porous ceramics 18, 19, 20: housing

21, 22, 23, 24 : 개구부 31 : 소스 영역21, 22, 23, 24: opening 31: source region

32 : 드레인 영역 33 : 채널 영역32: drain region 33: channel region

34 : 절연막 35 : 수소 이온 감지막34: insulating film 35: hydrogen ion detection film

36 : 소스 전극 37 : 드레인 전극36 source electrode 37 drain electrode

40 : 외장부재 51 : 증폭부40: exterior member 51: amplification unit

52 : CPU 53 : 메모리52: CPU 53: Memory

54 : 송신부 55 : 배터리54: transmitter 55: battery

57 : 와이어57: wire

본 발명은 센서 모듈 및 이를 포함하는 캡슐형 의료 장치에 관한 발명으로서, 보다 구체적으로 산, 염기, 음식물 등이 있는 열악한 환경 속에서도 압력 또는 수소 이온 농도 지수(이하 간략히 pH라 함)를 보다 정확히 측정할 수 있는 센서 모듈 및 이를 포함하는 캡슐형 의료 장치를 제공하는 것이다. The present invention relates to a sensor module and a capsule-type medical device including the same. More specifically, the pressure or hydrogen ion concentration index (hereinafter simply referred to as pH) can be more accurately measured in a harsh environment including acids, bases, foods, and the like. It is to provide a sensor module and a capsule-type medical device including the same.

캡슐형 의료 장치는 진찰 또는 치료의 목적으로 사용되며, 신체에 삽입될 수 있는 캡슐 형태의 의료 장치를 의미한다. 캡슐형 의료 장치는 거부감을 주는 내시경을 대체할 목적, 정확한 장기에 대한 정보를 획득할 목적, 또는 수술 등을 수행하지 아니하고 장기를 치료할 목적 등으로 인하여 최근에 널리 연구되고 있다. Capsule-type medical device is used for the purpose of examination or treatment, and means a capsule-type medical device that can be inserted into the body. BACKGROUND OF THE INVENTION Capsule-type medical devices have recently been widely researched for the purpose of replacing endoscopy giving a sense of rejection, obtaining information on an accurate organ, or treating an organ without performing surgery.

캡슐형 의료 장치의 종래기술로서 한국 공개 공보 제10-2006-0002449호에 공개된 기술이 있다. 상기 공보에는 정보를 수집하는 센서들(이미지 센서, 가속도 센서, 온도 센서, 압력 센서 및 pH 센서) 및 수집된 정보를 외부로 송신하는 송신부 를 포함하는 캡슐형 내시경이 공개되어 있다. 그러나, 상기 공보에는 압력 센서 및 pH 센서의 구체적 구조에 대해서는 기재하고 있지 아니하다.There is a technique disclosed in Korean Laid-Open Publication No. 10-2006-0002449 as a prior art of a capsule medical device. The publication discloses a capsule endoscope comprising sensors for collecting information (image sensor, acceleration sensor, temperature sensor, pressure sensor and pH sensor) and a transmitter for transmitting the collected information to the outside. However, this publication does not describe the specific structures of the pressure sensor and the pH sensor.

측정을 위하여, 압력 센서 및 pH 센서는 캡슐형 의료 장치의 외부 일례로 소화액 및 음식물 등에 노출되어야 하며, 따라서, 소화액 및 음식물 등에 의하여 측정의 정확도가 떨어질 수 있다는 문제점이 있다. 보다 구체적으로, pH 센서의 기준 전극으로 사용될 수 있는 Ag/AgCl 전극은 위액과 같은 강산에 용해되어 위장을 통과한 후에는 pH 센서의 측정의 정확도가 떨어질 수 있다. 또한, 압력센서가 대장 또는 소장 등에 직접 접촉되는 경우, 대장 또는 소장 등의 연동 운동에 의한 충격이 그대로 압력 센서에 전달되어 측정의 정확도가 떨어지거나, 심하면 압력 센서에 포함된 다이아프램(diaphragm)이 파괴되어 측정이 불가능해질 수도 있다. 또한, 압력센서의 배선이나 전극 등이 소화액이나 음식물에 노출되는 경우, 잡음 등에 의하여 그 측정의 정확도가 떨어질 수도 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 구조를 가지는 센서 모듈 및 이를 포함하는 캡슐형 의료 장치의 개발을 필요로 한다.For the measurement, the pressure sensor and the pH sensor should be exposed to digestive fluids and foods as an external example of the capsule-type medical device, and thus there is a problem that the accuracy of the measurement may be degraded due to digestive fluids and foods. More specifically, the Ag / AgCl electrode, which may be used as a reference electrode of the pH sensor, may be insoluble in a strong acid such as gastric juice and pass through the gastrointestinal tract, thereby reducing the accuracy of the pH sensor measurement. In addition, when the pressure sensor is directly in contact with the large intestine or the small intestine, the shock caused by the peristalsis movement of the large intestine or the small intestine is transmitted to the pressure sensor as it is, and the accuracy of the measurement is reduced. It may be destroyed and impossible to measure. In addition, when the wiring or the electrode of the pressure sensor is exposed to the extinguishing fluid or food, the accuracy of the measurement may be lowered due to noise or the like. Therefore, there is a need for the development of a sensor module having a structure that can solve this problem and a capsule-type medical device including the same.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 산성 또는 염기성의 소화액 및 음식물에 노출되어도 측정의 정확도가 떨어지지 아니하는 센서 모듈 및 이를 포함하는 캡슐형 의료 장치를 제공한다. Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to solve the above problems, and to provide a sensor module and a capsule-type medical device including the same, the accuracy of the measurement even when exposed to acidic or basic digestive fluid and food.

상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제1 측면은 기판; 상기 기판상에 위치한 압력 센서; 상기 기판과 결합하여 상기 압력 센서를 봉하되, 외부의 압력을 내부로 전달하는 적어도 하나의 제1 개구부가 형성된 제1 하우징; 및 상기 압력 센서와 상기 제1 하우징 사이에 채워지며, 상기 제1 개구부를 통하여 내부로 전달된 압력을 상기 압력 센서로 전달하는 유동성 있는 충전물을 포함하는 센서 모듈을 제공한다. As a technical means for achieving the above object, the first aspect of the present invention is a substrate; A pressure sensor located on the substrate; A first housing coupled to the substrate to seal the pressure sensor, the first housing having at least one first opening configured to transmit external pressure therein; And a flowable filler filled between the pressure sensor and the first housing and transferring the pressure transferred to the pressure sensor through the first opening.

본 발명의 제2 측면은 기판; 상기 기판상에 위치하며, 소스, 드레인, 채널, 절연막 및 수소 이온 감지막을 포함하는 ISFET; 상기 기판상에 위치하는 금속 기준전극; 상기 기판과 결합하여 상기 ISFET 및 상기 금속 기준전극을 봉하되, 제1 및 제2 개구부가 형성된 제1 하우징; 상기 제1 하우징과 상기 ISFET 사이에 채워지되, 상기 제1 개구부와 함께 상기 수소 이온 감지막을 노출시키는 제3 개구부가 형성된 제2 하우징; 상기 제2 개구부에 채워진 다공성 세라믹; 및 상기 다공성 세라믹 및 상기 금속 기준전극 사이에 채워진 기준 용액을 포함하는 센서 모듈을 제공한다. A second aspect of the invention is a substrate; An ISFET positioned on the substrate and including a source, a drain, a channel, an insulating film, and a hydrogen ion sensing film; A metal reference electrode on the substrate; A first housing coupled to the substrate to seal the ISFET and the metal reference electrode and having first and second openings formed therein; A second housing filled between the first housing and the ISFET, the second housing having a third opening to expose the hydrogen ion sensing film together with the first opening; A porous ceramic filled in the second opening; And a reference solution filled between the porous ceramic and the metal reference electrode.

본 발명의 제3 측면은 센서 모듈 및 상기 센서 모듈과 결합하여 캡슐 형태를 이루는 외장부재를 포함하는 캡슐형 의료 장치에 있어서, 상기 센서 모듈은 본 발명의 제1 내지 제2 측면에 중 어느 한 측면에 의한 센서 모듈인 캡슐형 의료 장치를 제공한다. A third aspect of the present invention is a capsule type medical device including a sensor module and an outer member which is combined with the sensor module to form a capsule, wherein the sensor module is any one of the first to second aspects of the present invention. It provides a capsule-type medical device that is a sensor module.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인하여 한정되는 식으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various forms, the scope of the present invention should not be construed in a way that is limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 센서 모듈(10)의 평면도를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 A-A' 단면을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a plan view of the sensor module 10 according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG.

도 1 및 2를 참조하면, 센서 모듈은 기판(11), 압력 센서(12), 충전물(filler, 13), 이온 감지 전계 효과 트랜지스터(ion sensitive field effect transistor, 이하 간략히 ISFET이라 함, 14), 금속 기준 전극(15), 기준 용액(16), 다공성 세라믹(17) 및 제1 내지 3 하우징(housing, 18, 19, 20)을 포함한다. 제1 하우징(18)에는 제1 개구부(21)가 형성되어 있으며, 제2 하우징(19)에는 제2 개구부(22)와 다공성 세라믹(17)이 위치하는 제3 개구부(23)가 형성되어 있다. 제3 하우징(20)에는 제4 개구부(24)가 형성되어 있다.1 and 2, the sensor module includes a substrate 11, a pressure sensor 12, a filler 13, an ion sensitive field effect transistor (hereinafter simply referred to as an ISFET) 14, Metal reference electrode 15, reference solution 16, porous ceramic 17, and first to third housings 18, 19, 20. A first opening 21 is formed in the first housing 18, and a third opening 23 in which the second opening 22 and the porous ceramic 17 are located is formed in the second housing 19. . The fourth opening 24 is formed in the third housing 20.

기판(11)은 일례로 인쇄 회로 기판(printed circuit board, 이하 간략히 PCB라 함)일 수 있다. The substrate 11 may be, for example, a printed circuit board (hereinafter, simply referred to as a PCB).

압력 센서(12)는 기판상에 위치하며, 소형화가 가능한 압력 센서이면 무엇이든 무방하다. 압력 센서(12)는 일례로, 압저항식(piezoresistive) 압력 센서 또는 정전용량식(capacitive) 압력 센서일 수 있다. The pressure sensor 12 is located on the substrate and may be any pressure sensor that can be miniaturized. The pressure sensor 12 may be, for example, a piezoresistive pressure sensor or a capacitive pressure sensor.

충전물(13)은 제1 하우징(18)과 압력 센서(12) 사이에 채워지며, 유동성이 있으며, 제1 개구부(21)를 통하여 제1 하우징(18)의 내부로 전달된 압력을 압력 센서(12)로 전달한다. 충전물은 제1 개구부(21)를 통하여 외부로 누설되지 아니하도록 비교적 높은 점도를 가지는 절연유인 것이 바람직하며, 일례로 실리콘 오일(silicone oil)일 수 있다.The filling 13 is filled between the first housing 18 and the pressure sensor 12, is fluid, and receives the pressure transmitted to the inside of the first housing 18 through the first opening 21. To 12). The filling material is preferably an insulating oil having a relatively high viscosity so as not to leak to the outside through the first opening 21, and may be, for example, silicone oil.

제1 하우징(18)은 기판(11)과 결합하여 압력 센서(12)를 봉하되, 센서 모듈(10) 외부의 압력을 센서 모듈(10) 내부로 전달하는 적어도 하나의 제1 개구부(21)가 형성되어 있다. 제1 하우징(18)에는 도면과 같이 한 개의 제1 개구부(21)가 형성되어 있을 수도 있으며, 복수의 제1 개구부(21)가 형성되어 있을 수도 있다. 바람직하게, 제1 개구부(21)는 외부의 압력은 내부로 잘 전달되고 내부의 충전물(13)이 외부로 누설되지 아니하도록 슬릿(slit) 형상을 가진다. 또한, 제1 개구부(21)의 너비는 0.5 내지 2mm인 것이 바람직하다. 센서 모듈(10)이 캡슐형 의료 장치에 사용되는 경우, 제1 하우징(18)은 캡슐형 의료 장치의 외부에 노출되므로, 인체에 무해하여야 하며, 화학적으로 안정되어야 한다. 제1 하우징(18)은 일례로 테플론(teflon)으로 이루어질 수 있다.The first housing 18 is coupled to the substrate 11 to seal the pressure sensor 12, and at least one first opening 21 to transfer pressure from the outside of the sensor module 10 to the inside of the sensor module 10. Is formed. One first opening 21 may be formed in the first housing 18 as shown in the drawing, or a plurality of first openings 21 may be formed. Preferably, the first opening 21 has a slit shape so that external pressure is well transmitted to the inside and the filling 13 is not leaked to the outside. In addition, it is preferable that the width of the first opening portion 21 is 0.5 to 2 mm. When the sensor module 10 is used in a capsule medical device, since the first housing 18 is exposed to the outside of the capsule medical device, it must be harmless to the human body and chemically stable. The first housing 18 may be made of, for example, teflon.

이와 같이 압력 센서(12)가 충전물(13) 및 제1 하우징(18)에 의하여 보호됨으로써, 압력 센서(12)는 외부의 충격에서부터 보호되고 소화액 등에 노출되지 아니하면서도, 정확히 압력을 측정할 수 있다.As the pressure sensor 12 is protected by the filler 13 and the first housing 18 as described above, the pressure sensor 12 can be accurately measured pressure while being protected from external shock and not exposed to the extinguishing liquid or the like. .

ISFET(14)은 소스 영역(31), 드레인 영역(32), 채널 영역(33), 절연막(34) 및 수소 이온 감지막(35)을 포함한다. 도면과 같이 채널 영역(33)은 P형으로 도핑된 실리콘 기판이고, 소스 영역(31) 및 드레인 영역(32)은 N+형으로 도핑된 영역일 수 있다. 소스 영역(31)에는 소스 전극(36)이 접속되어 있으며, 드레인 영역(32)에는 드레인 전극(36)이 접속되어 있다. 절연막(34)은 채널 영역 위에 형성되며, 일례로 산화막(SiO2)일 수 있다. 수소 이온 감지막(35)은 이에 접촉된 피측정 용액(소화액 등)의 수소 이온(H+) 농도에 대응하는 전위차를 발생시키는 역할을 수행한다. 이 전위차는 네른스트(Nernst) 방정식을 따르는 것으로 알려져 있다. 수소 이온 감지막(35)은 일례로, Ta2O5, SiO2, Si3N4, PtO2, IrO2, RuO2, Al2O3 또는 ZrO2로 이루어질 수 있다. 수소 이온 감지막(35)은 절연막(34) 위에 위치한다. The ISFET 14 includes a source region 31, a drain region 32, a channel region 33, an insulating film 34, and a hydrogen ion sensing film 35. As shown in the drawing, the channel region 33 may be a silicon substrate doped with a P-type, and the source region 31 and the drain region 32 may be a region doped with an N + type. The source electrode 36 is connected to the source region 31, and the drain electrode 36 is connected to the drain region 32. The insulating layer 34 is formed on the channel region and may be, for example, an oxide layer SiO 2 . The hydrogen ion sensing film 35 plays a role of generating a potential difference corresponding to the concentration of hydrogen ions (H + ) of the solution to be measured (digestion, etc.) in contact with it. This potential difference is known to follow the Nernst equation. The hydrogen ion sensing layer 35 may be formed of, for example, Ta 2 O 5 , SiO 2 , Si 3 N 4 , PtO 2 , IrO 2 , RuO 2 , Al 2 O 3, or ZrO 2 . The hydrogen ion sensing layer 35 is positioned on the insulating layer 34.

금속 기준 전극(15)은 기준 용액(16)에 기준 전위를 인가하는 기능을 수행한다. 기준 전위는 기준 용액(16) 및 다공성 세라믹(17)을 경유하여 피측정 용액에 인가되어, 결과적으로 ISFET(14)의 게이트 전위는 근사적으로 [기준 전위 - 수소 이온 감지막의 전위차]가 된다. 금속 기준 전극(15)은 일례로 Ag/AgCl 전극 즉 Ag 표면에 AgCl 막이 형성된 전극일 수 있다. 금속 기준 전극(15)은 기판상에 위치한다. The metal reference electrode 15 performs a function of applying a reference potential to the reference solution 16. The reference potential is applied to the solution under measurement via the reference solution 16 and the porous ceramic 17, and as a result, the gate potential of the ISFET 14 becomes approximately [reference potential-potential difference of the hydrogen ion sensing film]. The metal reference electrode 15 may be, for example, an Ag / AgCl electrode, that is, an electrode in which an AgCl film is formed on an Ag surface. The metal reference electrode 15 is located on the substrate.

기준 용액(16)은 다공성 세라믹(17)과 금속 기준전극(15) 사이에 채워지며, 일례로 AgCl 용액일 수 있다. 기준 용액(16)은 금속 기준 전극(15)과 함께 ISFET(14)의 기준 전극을 구성한다. The reference solution 16 is filled between the porous ceramic 17 and the metal reference electrode 15, and may be, for example, an AgCl solution. The reference solution 16 together with the metal reference electrode 15 constitutes the reference electrode of the ISFET 14.

다공성 세라믹(17)은 제2 하우징(19)의 제3 개구부(23)에 채워져 있으며, 기준 용액(16)과 피측정 용액을 전기적으로 연결하는 염다리(salt bridge)의 기능을 수행한다.The porous ceramic 17 is filled in the third opening 23 of the second housing 19, and functions as a salt bridge that electrically connects the reference solution 16 and the solution to be measured.

제2 하우징(19)은 기판(11)과 결합하여 ISFET(14) 및 금속 기준 전극(15)을 봉하되, 제2 및 제3 개구부(22, 23)가 형성되어 있다. 제2 개구부(22)는 제3 하우징(20)에 형성된 제4 개구부(24)와 함께 ISFET(14)의 수소 이온 감지막(35)이 피측정 용액에 노출되도록 한다. 제3 개구부(23)에는 다공성 세라믹(17)이 채워져 있다. 제2 하우징(19)은 제1 하우징(18)과 마찬가지로 테플론으로 이루어질 수 있다. 또한, 도면과 같이 제2 하우징(19)은 제1 하우징(18)과 일체로 형성될 수도 있으며, 도면과 달리 별도로 형성될 수도 있다.The second housing 19 is coupled to the substrate 11 to seal the ISFET 14 and the metal reference electrode 15, and second and third openings 22 and 23 are formed. The second opening 22 together with the fourth opening 24 formed in the third housing 20 allows the hydrogen ion sensing film 35 of the ISFET 14 to be exposed to the solution under test. The porous ceramics 17 are filled in the third openings 23. The second housing 19 may be made of Teflon like the first housing 18. In addition, as shown in the drawing, the second housing 19 may be formed integrally with the first housing 18 or may be formed separately from the drawing.

제3 하우징(20)은 제2 하우징(19)과 ISFET(14) 사이에 채워지되, ISFET(14)의 수소 이온 감지막(35)을 노출시키는 제4 개구부(24)가 형성되어 있다. 물론, 제3 하우징(20)은 기준 용액(16)이 제2 개구부(22)를 통하여 누설되지 않도록 기준 용액(16)과 제2 개구부(22)를 격리한다. 또한, 제3 하우징은 ISFET(14)의 소스 전극(36) 및 드레인 전극(37)을 노출시키지 아니한다. 제3 하우징(20)은 제1 및 제2 하우징(18, 19)과 일체로 형성될 수도 있고, 별도로 형성될 수도 있다. 제3 하우징(20)은 일례로 PDMS(Polydimethylsiloxane)로 이루어질 수 있다. The third housing 20 is filled between the second housing 19 and the ISFET 14, and a fourth opening 24 is formed to expose the hydrogen ion sensing layer 35 of the ISFET 14. Of course, the third housing 20 isolates the reference solution 16 from the second opening 22 so that the reference solution 16 does not leak through the second opening 22. In addition, the third housing does not expose the source electrode 36 and the drain electrode 37 of the ISFET 14. The third housing 20 may be integrally formed with the first and second housings 18 and 19 or may be separately formed. The third housing 20 may be made of, for example, polydimethylsiloxane (PDMS).

이와 같이 구성됨으로써, 기준 전극은 피측정 용액으로부터 격리되어 보다 정확한 pH 측정이 가능하며 소형화 또한 가능하다. With this configuration, the reference electrode is isolated from the solution to be measured, which enables more accurate pH measurement and miniaturization.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 캡슐형 의료 장치를 나타내는 도면이고, 도 4는 도3의 B-B' 단면을 나타내는 도면이다. 3 is a view showing a capsule-type medical device according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a view showing a cross-sectional view BB 'of FIG.

도 3 및 4를 참조하면, 캡슐형 의료 장치는 도 1 및 2에 표현된 센서 모 듈(10) 및 센서 모듈(10)과 결합하여 캡슐 형태를 이루는 외장부재(40)를 포함한다. 외장부재(40)는 인체에 무해하여야 하며, 화학적으로 안정되어야 한다. 외장 부재(40)는 일례로 테플론일 수 있다. 3 and 4, the capsule-type medical device includes a sensor module 10 and the sensor member 10 shown in Figures 1 and 2 in combination with the outer member 40 to form a capsule. Exterior member 40 should be harmless to the human body, and should be chemically stable. The sheath member 40 may be, for example, Teflon.

캡슐형 의료 장치는 증폭부(51), CPU(52), 메모리(53), 송신부(54) 및 배터리(55) 등을 더 포함할 수도 있다. 증폭부(51)는 센서 모듈(10)에서 출력되는 측정값을 증폭하여 출력한다. CPU(52)는 캡슐형 의료 장치의 내부에 위치한 구성요소들을 제어하는 기능을 수행한다. 메모리(53)는 CPU(52)의 연산에 필요한 데이터를 저장하거나, 증폭된 측정값을 저장하는 기능을 수행한다. 송신부(54)는 증폭된 측정값을 신체의 외부로 무선으로 송신하는 기능을 수행한다. 만일, 측정값이 메모리(53)에 저장되고, 캡슐형 의료 장치가 인체에서 배출된 후에 메모리(53)에 저장된 측정값이 독출되는 경우, 송신부(54)는 캡슐형 의료 장치에 포함되지 아니할 수도 있다. 배터리(55)는 증폭부(51), CPU(52), 메모리(53), 송신부(54) 및 센서 모듈(10)에 필요한 전력을 공급한다. 만일, 전력이 무선으로 공급되는 경우, 캡슐형 의료 장치는 배터리(55)를 필요로 하지 아니할 수도 있다. The capsule medical device may further include an amplifier 51, a CPU 52, a memory 53, a transmitter 54, a battery 55, and the like. The amplifier 51 amplifies and outputs the measured value output from the sensor module 10. The CPU 52 performs a function of controlling the components located inside the capsule medical device. The memory 53 stores data necessary for the calculation of the CPU 52 or stores amplified measurement values. The transmitter 54 wirelessly transmits the amplified measurement value to the outside of the body. If the measured value is stored in the memory 53 and the measured value stored in the memory 53 is read after the capsule-type medical device is discharged from the human body, the transmitter 54 may not be included in the capsule-type medical device. have. The battery 55 supplies power to the amplifier 51, the CPU 52, the memory 53, the transmitter 54, and the sensor module 10. If power is supplied wirelessly, the capsule medical device may not require a battery 55.

증폭부(51), CPU(52), 메모리(53) 및 송신부(54)는 별도의 기판(56)에 형성될 수 있으며, 기판(56)끼리는 와이어(57)에 의하여 연결될 수 있다. The amplifier 51, the CPU 52, the memory 53, and the transmitter 54 may be formed on a separate substrate 56, and the substrates 56 may be connected to each other by a wire 57.

본 발명에 의한 센서 모듈 및 이를 포함하는 캡슐형 의료 장치는 산성 또는 염기성의 소화액 및 음식물에 노출되어도 측정의 정확도가 떨어지지 아니한다는 장 점이 있다. The sensor module and the capsule-type medical device including the same according to the present invention have an advantage that the accuracy of the measurement does not decrease even when exposed to acidic or basic digestive fluid and food.

또한, 본 발명에 의한 센서 모듈 및 이를 포함하는 캡슐형 의료 장치는 소형화가 가능하다는 장점이 있다. In addition, the sensor module and the capsule-type medical device including the same according to the present invention has the advantage that it can be miniaturized.

Claims (13)

기판;Board; 상기 기판상에 위치한 압력 센서;A pressure sensor located on the substrate; 상기 기판과 결합하여 상기 압력 센서를 봉하되, 외부의 압력을 내부로 전달하는 적어도 하나의 제1 개구부가 형성된 제1 하우징; 및A first housing coupled to the substrate to seal the pressure sensor, the first housing having at least one first opening configured to transmit external pressure therein; And 상기 압력 센서와 상기 제1 하우징 사이에 채워지며, 상기 제1 개구부를 통하여 내부로 전달된 압력을 상기 압력 센서로 전달하는 유동성 있는 충전물을 포함하는 센서 모듈.A sensor module filled between the pressure sensor and the first housing, comprising a fluid filling to transfer the pressure delivered to the pressure sensor through the first opening to the pressure sensor. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 제1 개구부는 슬릿 형상을 가지는 센서 모듈.The first opening has a slit shape. 제2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제1 개구부의 너비는 0.5 내지 2mm인 센서 모듈.The sensor module has a width of the first opening is 0.5 to 2mm. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 충전물은 절연유인 센서 모듈.The filler is an insulating oil sensor module. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 제1 하우징은 테플론으로 이루어진 센서 모듈.The first housing is a sensor module made of Teflon. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 기판상에 위치하며, 소스, 드레인, 채널, 절연막 및 수소 이온 감지막을 포함하는 ISFET;An ISFET positioned on the substrate and including a source, a drain, a channel, an insulating film, and a hydrogen ion sensing film; 상기 기판상에 위치하는 금속 기준전극;A metal reference electrode on the substrate; 상기 기판과 결합하여 상기 ISFET 및 상기 금속 기준전극을 봉하되, 제2 및 제3 개구부가 형성된 제2 하우징;A second housing coupled to the substrate to seal the ISFET and the metal reference electrode, the second housing having second and third openings formed therein; 상기 제2 하우징과 상기 ISFET 사이에 채워지되, 상기 제2 개구부와 함께 상기 수소 이온 감지막을 노출시키는 제4 개구부가 형성된 제3 하우징;A third housing filled between the second housing and the ISFET, the third housing having a fourth opening for exposing the hydrogen ion sensing film together with the second opening; 상기 제3 개구부에 채워진 다공성 세라믹; 및A porous ceramic filled in the third opening; And 상기 다공성 세라믹 및 상기 기준전극 사이에 채워진 기준 용액을 더 포함하는 센서 모듈.The sensor module further comprises a reference solution filled between the porous ceramic and the reference electrode. 제6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 수소 이온 감지막은 상기 절연막 상에 위치하며, The hydrogen ion sensing film is located on the insulating film, 상기 수소 이온 감지막은 Ta2O5, SiO2, Si3N4, PtO2, IrO2, RuO2, Al2O3 또는 ZrO2로 이루어지며, The hydrogen ion sensing membrane is made of Ta 2 O 5 , SiO 2 , Si 3 N 4 , PtO 2 , IrO 2 , RuO 2 , Al 2 O 3 or ZrO 2 , 상기 금속 기준전극은 Ag/AgCl로 이루어지며,The metal reference electrode is made of Ag / AgCl, 상기 기준 용액은 AgCl 용액인 센서 모듈.The reference solution is a sensor module AgCl solution. 제6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 제2 하우징은 상기 제1 하우징과 일체로 형성되며, The second housing is integrally formed with the first housing, 상기 제3 하우징은 PDMS로 이루어진 센서 모듈.The third housing is a sensor module made of PDMS. 기판;Board; 상기 기판상에 위치하며, 소스, 드레인, 채널, 절연막 및 수소 이온 감지막을 포함하는 ISFET;An ISFET positioned on the substrate and including a source, a drain, a channel, an insulating film, and a hydrogen ion sensing film; 상기 기판상에 위치하는 금속 기준전극;A metal reference electrode on the substrate; 상기 기판과 결합하여 상기 ISFET 및 상기 금속 기준전극을 봉하되, 제1 및 제2 개구부가 형성된 제1 하우징;A first housing coupled to the substrate to seal the ISFET and the metal reference electrode and having first and second openings formed therein; 상기 제1 하우징과 상기 ISFET 사이에 채워지되, 상기 제1 개구부와 함께 상기 수소 이온 감지막을 노출시키는 제3 개구부가 형성된 제2 하우징;A second housing filled between the first housing and the ISFET, the second housing having a third opening to expose the hydrogen ion sensing film together with the first opening; 상기 제2 개구부에 채워진 다공성 세라믹; 및A porous ceramic filled in the second opening; And 상기 다공성 세라믹 및 상기 금속 기준전극 사이에 채워진 기준 용액을 포함하는 센서 모듈.A sensor module comprising a reference solution filled between the porous ceramic and the metal reference electrode. 제9 항에 있어서, The method of claim 9, 상기 수소 이온 감지막은 상기 절연막 상에 위치하며, The hydrogen ion sensing film is located on the insulating film, 상기 수소 이온 감지막은 Ta2O5, SiO2, Si3N4, PtO2, IrO2, RuO2, Al2O3 또는 ZrO2로 이루어지며, The hydrogen ion sensing membrane is made of Ta 2 O 5 , SiO 2 , Si 3 N 4 , PtO 2 , IrO 2 , RuO 2 , Al 2 O 3 or ZrO 2 , 상기 기준전극은 Ag/AgCl로 이루어지며, The reference electrode is made of Ag / AgCl, 상기 기준 용액은 AgCl 용액인 센서 모듈.The reference solution is a sensor module AgCl solution. 제9 항에 있어서, The method of claim 9, 상기 제1 하우징은 테플론으로 이루어지며, The first housing is made of Teflon, 상기 제2 하우징은 PDMS로 이루어진 센서 모듈.The second housing is a sensor module made of PDMS. 센서 모듈 및 상기 센서 모듈과 결합하여 캡슐 형태를 이루는 외장부재를 포함하는 캡슐형 의료 장치에 있어서, In the capsule-type medical device comprising a sensor module and an outer member in combination with the sensor module to form a capsule, 상기 센서 모듈은 제1 내지 제11 항 중 어느 한 항에 의한 센서 모듈인 캡슐형 의료 장치.The sensor module is a capsule type medical device according to any one of claims 1 to 11. 제12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 센서 모듈에서 측정된 측정값을 증폭하여 출력하는 증폭부;An amplifier for amplifying and outputting the measured value measured by the sensor module; 상기 증폭부에서 출력되는 측정값을 저장하는 메모리 및 상기 증폭부에서 출력되는 측정값을 무선으로 전송하는 송신부 중 적어도 어느 하나; 및 At least one of a memory for storing the measured value output from the amplifier and a transmitter for wirelessly transmitting the measured value output from the amplifier; And 상기 메모리 및 상기 송신부 중 적어도 어느 하나와 상기 증폭부와 상기 센 서 모듈에 전력을 공급하는 배터리를 더 포함하는 캡슐형 의료 장치.And a battery for supplying power to at least one of the memory and the transmitter, the amplifier and the sensor module.
KR1020060044711A 2006-05-18 2006-05-18 sensor module and capsule type medical device including the same KR100856460B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060044711A KR100856460B1 (en) 2006-05-18 2006-05-18 sensor module and capsule type medical device including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060044711A KR100856460B1 (en) 2006-05-18 2006-05-18 sensor module and capsule type medical device including the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070111648A true KR20070111648A (en) 2007-11-22
KR100856460B1 KR100856460B1 (en) 2008-09-04

Family

ID=39090418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060044711A KR100856460B1 (en) 2006-05-18 2006-05-18 sensor module and capsule type medical device including the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100856460B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100928225B1 (en) * 2008-01-03 2009-11-24 전자부품연구원 Endoscopic pH Measurement Catheter
CN110151110A (en) * 2019-06-05 2019-08-23 上海长海医院 Fixable type gastrorrhagia monitors capsule endoscope and gastrorrhagia real-time monitoring system

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10912474B2 (en) 2016-03-10 2021-02-09 Epitronic Holdings Pte Ltd. Microelectronic sensor for use in hypersensitive microphones
EP3426156A1 (en) * 2016-03-10 2019-01-16 Epitronic Holdings Pte. Ltd. Microelectronic sensor for use in hypersensitive microphones

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07113706A (en) * 1993-10-14 1995-05-02 Fuji Electric Co Ltd Package structure for semiconductor pressure sensor
DE19626084C2 (en) * 1996-06-28 2003-04-17 Infineon Technologies Ag Pressure sensor device for mounting on the assembly surface of a printed circuit board

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100928225B1 (en) * 2008-01-03 2009-11-24 전자부품연구원 Endoscopic pH Measurement Catheter
CN110151110A (en) * 2019-06-05 2019-08-23 上海长海医院 Fixable type gastrorrhagia monitors capsule endoscope and gastrorrhagia real-time monitoring system
CN110151110B (en) * 2019-06-05 2024-04-23 上海长海医院 Fixable capsule endoscope for monitoring gastrorrhagia and real-time monitoring system for gastrorrhagia

Also Published As

Publication number Publication date
KR100856460B1 (en) 2008-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8728289B2 (en) Monolithic electrodes and pH transducers
CN102006822B (en) Endocapsule
Johannessen et al. Implementation of multichannel sensors for remote biomedical measurements in a microsystems format
EP2570803B1 (en) pH sensor and manufacturing method
EP2417906B1 (en) Method of configuring a pressure sensing catheter, and catheter sheath
KR100856460B1 (en) sensor module and capsule type medical device including the same
US20160374576A1 (en) Low drift implantable pressure sensors
US20050228308A1 (en) System and method for sensing in-vivo stress and pressure
Johannessen et al. Biocompatibility of a lab-on-a-pill sensor in artificial gastrointestinal environments
US20100130837A1 (en) Modular ingestible capsule
US9791398B2 (en) Measurement device with sensor array
WO2003094723A1 (en) System and method for in vivo sensing
RU2007130141A (en) SENSOR SYSTEM FOR MEASUREMENT, TRANSFER, PROCESSING AND IMAGE OF PHYSIOLOGICAL PARAMETERS
US9128035B2 (en) Sensor for registering an analyte concentration
JP2014094273A (en) Endoscope hood, endoscope, pressure sensor for endoscope and tissue size measurement method
WO2008135930A1 (en) Sensor system based on compound with solubility depending on analyte concentration
KR100928225B1 (en) Endoscopic pH Measurement Catheter
US9931020B2 (en) Surgical instrument with a via
WO2018226003A1 (en) Ph measuring device and ph monitoring system including same
WO2019151867A1 (en) Medical catheter for temperature and pressure sensing and production method thereof
US20230363660A1 (en) Circumferentially sensing manometry systems and methods with catheter utilizing pressure sensitive mems
Dou et al. Development of a Reusable Smart-Catheter System for Improved Urinary Health Monitoring
JPH01242034A (en) Body cavity examination apparatus
Roh et al. A small pH sensor catheter of the endoscope for acidity test of gullet and stomach
JPH03180750A (en) Cell for chemical sensor and chemical sensor having this cell

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee