SE526036C2

SE526036C2 - Sensor for medical intravascular measurements, has mounting base that extends in direction perpendicular to longitudinal axis of sensor, fixed with core wire such that clearance is obtained between sensitive end of chip and core wire

Info

Publication number: SE526036C2
Application number: SE0301956A
Authority: SE
Inventors: Lars Tenerz; Mattias Tullberg
Original assignee: Radi Medical Systems
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2003-07-02
Publication date: 2005-06-21
Also published as: AU2004202152B2; SE0301956L; DE602004005265D1; SE0301956D0; AU2004202152A1; DE602004005265T2; ATE356577T1

Abstract

The sensor chip (23) has a mounting base (24) that extends in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the sensor chip. The core wire (22) is mounted on mounting base, such that clearance (27) is obtained between pressure sensitive end (25) of the sensor chip and core wire. The sensor may be in the form of a membrane with piezoresistive elements. Independent claims are also included for the following: (1) sensor guide wire assembly; and (2) method of manufacturing a silicon sensor chip.

Description

25 30 ff\ff vi-. .uu 2 av styrtråden att en påverkan sker på sensorelementet, som därigenom böjs el- ler sträcks (eller kontraheras). Inbuktningen av sensorelementet överförs till en deformation av den tryckkänsliga anordningen; och, enligt välkända principer, utsignalen från Wheatstone-bryggan kommer därigenom att påverkas av böj- ningen av styrtråden. 25 30 ff \ ff vi-. .uu 2 of the guidewire that an influence occurs on the sensor element, which is thereby bent or stretched (or contracted). The indentation of the sensor element is transmitted to a deformation of the pressure-sensitive device; and, according to well known principles, the output signal from the Wheatstone bridge will thereby be affected by the bending of the guidewire.

Enligt US 6,112,598 och 6, l67,763, är en lösning på detta problem att montera sensorelementet på ett utskjutande stöd så att den tryckkänslíga änden av sen- sorelementet inte står i kontakt med någon annan struktur än dess stöd. Dessa två patent visar åtskilliga utföringsforiner med olika sätt att montera sensorele- mentet för att böjningskrafterna inte skall påverka den tryckkänsliga änden av sensorelementet. Ett gemensamt särdrag för dessa utföringsfonner är att ett långsträckt, väsentligen rektangulärt sensorchip är monterat i ett urtag av kärntråden på ett sådant sätt att den proximala änden på chipet är fastsatt vid kârnträden, emedan den distala änden av sensorchipet sticker in i urtaget så att spelrum åstadkommes under den distala delen av chipet där den tryckkäns- liga känsliga anordningen (t. ex. ett membran) är anordnat.According to US 6,112,598 and 6,167,763, a solution to this problem is to mount the sensor element on a projecting support so that the pressure-sensitive end of the sensor element is not in contact with any structure other than its support. These two patents show several embodiments with different ways of mounting the sensor element so that the bending forces do not affect the pressure-sensitive end of the sensor element. A common feature of these embodiments is that an elongate, substantially rectangular sensor chip is mounted in a recess of the core wire in such a way that the proximal end of the chip is attached to the core trees, while the distal end of the sensor chip protrudes into the recess so as to provide clearance. below the distal part of the chip where the pressure-sensitive sensitive device (eg a diaphragm) is arranged.

Trots att en sensor- och styrtrådsanordning försedd med ett sensorchip utfor- mat och monterat enligt de som anges i US 6,112,598 och 6, 167 ,7 63 i praktiken har visat sig fungera bra, kan utformningen av en sensor- och styrtrådsanord- ning förbättras, inte minst med avseende på tillverkningen.Although a sensor and guidewire device provided with a sensor chip designed and assembled according to those disclosed in US 6,112,598 and 6, 167, 7 63 has been found to work well in practice, the design of a sensor and guidewire device can be improved. not least with regard to manufacturing.

Sammanfattning av uppfinningen Såsom nämnts ovan omfattar sensorelementet enligt den kända tekniken ett långsträckt, väsentligen rektangulärt chip med ett membran tillverkat av polyki- sel anordnat därpå. För att åstadkomma det önskade motståndet mot böjnings- artefakter, kan detta chip monteras på olika sätt, där det gemensamma särdra- get är att monteringsarrangemanget - snarare än formen på chipet självt - åstadkommer det önskade motståndet mot böjningsartefakter. 10 15 20 25 30 F' fx f (N " f Ett syfte med föreliggande uppﬁnning är att åstadkomma en ny och förbättrad utformning av ett sensorchip så att, när sensorchipet är monterat på en sensor- styrtrådsanordning, sensor- och styrtrådsanordningen kommer att ha samma eller bättre kännetecken med avseende på motstånd mot böjningsartefakter.Summary of the Invention As mentioned above, the sensor element according to the prior art comprises an elongate, substantially rectangular chip with a membrane made of polysilicon arranged thereon. In order to achieve the desired resistance to bending artifacts, this chip can be mounted in various ways, where the common feature is that the mounting arrangement - rather than the shape of the chip itself - provides the desired resistance to bending artifacts. An object of the present invention is to provide a new and improved design of a sensor chip so that, when the sensor chip is mounted on a sensor guidewire device, the sensor and guidewire device will have the same or better characteristics with respect to resistance to bending artifacts.

Samtidigt skall sensor- och styrtrådsanordningen vara lättare och därigenom billigare att tillverka.At the same time, the sensor and guidewire device must be lighter and thereby cheaper to manufacture.

Dessa syften åstadkommes med ett sensorchip och en sensor- och styrtrådsan- ordning enligt föreliggande uppfinning.These objects are achieved with a sensor chip and a sensor and guidewire device according to the present invention.

Enligt uppfmningen omfattar en sensor- och styrtrådsanordning ett sensorele- ment i formen av ett generellt och rektangulärt och ganska tunt sensorchip med en tryckkänslig anordning anordnad på detta. Den tryckkänsliga anordningen kan vara i form av ett membran, som täcker ett litet urtag på den övre sidan av en första ände av sensorchipet och som har piezoresistiva element monterade därpå. Vid dess andra och motsatta ände, är sensorchipet försett med en mon- teringsbas som sträcker sig nedåt. Monteringsbasen är ägnat att vara monterad på ytan av en kärntråd, som utgör en del av en sensor- och styrtrådsanordning, så att den första änden av sensorchipet är monterat som ett utskjutande stöd, med ett spelrum anordnat under den första änden av sensorchipet där den tryckkänsliga anordningen är anordnad.According to the invention, a sensor and guidewire device comprises a sensor element in the form of a generally and rectangular and rather thin sensor chip with a pressure-sensitive device arranged thereon. The pressure sensitive device may be in the form of a diaphragm which covers a small recess on the upper side of a first end of the sensor chip and which has piezoresistive elements mounted thereon. At its other and opposite end, the sensor chip is provided with a mounting base that extends downwards. The mounting base is adapted to be mounted on the surface of a core wire, which forms part of a sensor and guide wire device, so that the first end of the sensor chip is mounted as a projecting support, with a clearance arranged below the first end of the sensor chip where the pressure sensitive the device is arranged.

Enligt en utföringsfonn av sensorchipet enligt föreliggande uppfmning år monte- ringsbasen försedd med en integrerad del av sensorchipet, dvs. sensorchipet är tillverkat i ett stycke, emedan andra utföringsformer använder ett sensorchip som omfattar en separat monteringsbas som är fastsatt vid den annars tunna och platta strukturen av sensorchipet.According to an embodiment of the sensor chip according to the present invention, the mounting base is provided with an integral part of the sensor chip, i.e. the sensor chip is made in one piece, since other embodiments use a sensor chip comprising a separate mounting base attached to the otherwise thin and flat structure of the sensor chip.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning år att åstadkomma en metod för tillverkning av ett sensorchip enligt föreliggande uppﬁnning. I en första tillverk- ningsprocess tillverkas sensorchipet från en bit kisel som etsas till att få den önskade formen, innefattande monteringsbasen. Enligt ett annat tillverknings- 10 15 20 25 30 r-n I pr? n; eL.. »J kl '-1 >-) 4 sätt tillverkas sensorchipet genom att förbinda en monteringsbas, som är till- verkad av kisel, med en kiselplatta.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a sensor chip according to the present invention. In a first manufacturing process, the sensor chip is manufactured from a piece of silicon which is etched to obtain the desired shape, including the mounting base. According to another manufacturing 10 15 20 25 30 r-n I pr? n; eL .. »J kl '-1> -) 4 ways the sensor chip is manufactured by connecting a mounting base, which is made of silicon, with a silicon plate.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. 1 illustrerar schematiskt den allmänna utformningen av en sensor- och styrträdsanordning enligt den kända tekniken.Brief Description of the Drawings Fig. 1 schematically illustrates the general design of a sensor and guide tree device according to the prior art.

Fig. 2 illustrerar ett exempel pä ett montexingsarrangemang för sensorelementet i sensor- och styrtrådsanordningen visad i figur 1.Fig. 2 illustrates an example of a mounting arrangement for the sensor element in the sensor and guidewire device shown in Fig. 1.

Fig. 3a illustrerar en del av en första sensorstyrtràdsanordning omfattande ett sensorchip enligt föreliggande uppfinning.Fig. 3a illustrates a part of a first sensor guidewire device comprising a sensor chip according to the present invention.

Fig. 3b visar ett tvärsnitt av sensor- och styrtrådsanordningen enligt ﬁgur 3a.Fig. 3b shows a cross section of the sensor and guide wire device according to Figure 3a.

Fig. 4a illustrerar en del av den andra sensorstyrträdsanordningen omfattande ett sensorchip enligt föreliggande uppfinning.Fig. 4a illustrates a part of the second sensor guide tree device comprising a sensor chip according to the present invention.

Fig. 4b visar ett tvärsnitt av sensor- och styrträdsanordningen i figur 4a.Fig. 4b shows a cross section of the sensor and guide tree device in Fig. 4a.

Fig. 5a illustrerar en del av en tredje sensor- och styrtrådsanordning omfattande ett sensorchip enligt föreliggande uppﬁnning.Fig. 5a illustrates a part of a third sensor and guidewire device comprising a sensor chip according to the present invention.

Fig. 5b visar ett tvärsnitt av sensor- och styrtrådsanordningen i figur 5a.Fig. 5b shows a cross section of the sensor and guidewire device in Fig. 5a.

Fig. 5c är en planvy av sensorchipet i ﬁgur 5a.Fig. 5c is a plan view of the sensor chip in Figure 5a.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen För att bättre förstå. sammanhanget där ett sensorchip enligt föreliggande upp- ñnning kommer att användas illustreras en sensor- och styrtrådsanordning 1 av konventionellt slag i figur 1. Sensorguiden 1 omfattar en ihålig tub 2, en kärn- 10 15 20 25 30 tråd 3, en första spirallindning 4, en andra spirallindning 5, en mantel eller höl- je 6, en kupolformad spets 7, ett sensorelement eller chip 8 och en eller ﬂera elektriska ledningar 9. Den proximala änden av den första spirallindningen 4 är fastsatt i den distala änden av den ihåliga tuben 2, medan den distala änden av den första spirallindningen 4 är fastsatt vid den proximala änden av manteln 6.Detailed description of the invention To better understand. In the context where a sensor chip according to the present invention will be used, a sensor and guidewire device 1 of a conventional type is illustrated in Figure 1. The sensor guide 1 comprises a hollow tube 2, a core wire 3, a first helical winding 4, a second helical winding 5, a jacket or housing 6, a dome-shaped tip 7, a sensor element or chip 8 and one or more electrical wires 9. The proximal end of the first helical winding 4 is fixed in the distal end of the hollow tube 2 , while the distal end of the first helical winding 4 is attached to the proximal end of the sheath 6.

Den proximala änden av den andra spirallindningen 5 år kopplad till den distala änden av manteln 6 och den kupolformade spetsen 7 är fastsatt vid den distala änden av den andra spirallindningen 5. Kärntråden 3 är åtminstone delvis an- ordnad inuti den ihåliga tuben 2 så att den distala delen av kärntråden 3 stick- er ut från den ihåliga tuben 2 och in i den andra spirallindningen 5. Sensorele- mentet 8 är monterat på kämtråden 3 vid manteln 6 och âr via de elektriska ledningarna 9 kopplat till en elektronikenhet (inte visad i figuren). Sensorele- mentet 8 omfattar en tryckkänslig anordning i form av ett membran 10 (inte synligt i ﬁguren), som via en öppning 1 1 i manteln 6 står i kontakt med ett me- dium, såsom blod, som omger den distala delen av sensorguiden l.The proximal end of the second helical winding 5 is connected to the distal end of the jacket 6 and the dome-shaped tip 7 is attached to the distal end of the second helical winding 5. The core wire 3 is at least partially arranged inside the hollow tube 2 so that it distal part of the core wire 3 protrudes from the hollow tube 2 and into the second helical winding 5. The sensor element 8 is mounted on the core wire 3 at the jacket 6 and is connected via the electrical wires 9 to an electronics unit (not shown in the figure ). The sensor element 8 comprises a pressure-sensitive device in the form of a membrane 10 (not visible in the cell), which via an opening 11 in the jacket 6 is in contact with a medium, such as blood, which surrounds the distal part of the sensor guide 1 .

Sensorelementet 8 omfattar vidare en elektrisk krets (inte visad i ﬁguren) som i ett arrangemang av Wheatstone-brygge-typ är kopplade till en eller ﬂera piezo- resistiva element anordnad på membranet 10. Såsom är välkänt inom teknik- området kommer ett visst tryck utövat på membranet 10 från det omkringva- rande mediet att motsvara en viss sträckning av membranet 10 och därigenom en viss resistans för de piezoresistiva elementen monterade på och, i sin tur en viss utsignal från sensorelementet 8. Det skall därför vara helt klart att det är högst önskvärt att denna utsignal från sensorelementet 8 inte förändras p.g.a. faktorer som inte är relaterade till verkliga förändringar i de fysikaliska egen- skaperna för det omkringvarande mediet. Såsom nämnts ovan är en sådan fak- tor så kallade böjningsartefakter vars ursprung är att en böjning av sensorgui- den l överförs till en deformation av membranet 10. Här skall ovan diskussion om piezoresistiva element kopplade i ett arrangemang enligt Wheatstone-brygge- typ endast ses som ett illustrativt exempel; i korthet år det grundläggande pro- blemet att en tryckkänslig anordning, såsom ett membran, kan påverkas av en böjning av en sensorguide. 10 15 20 25 30 i* m /_ n "f" -'_ 1.' ' L, sJ 6 För att förhindra det potentiellt negativa effekterna av böjningsartefakter har många olika sätt att montera ett sensorelement visats i US 6,1 12,598 och 6, 167,763, och i ﬁgur 2 visas ett av dessa monteringsarrangemang. Figur 2 illu- strerar hur sensorchipet 8, vars distala del år försedd med membranet 10, år monterat på kårntråden 3. Kårntråden år försedd med ett urtag 12 som består av två delar, en första del med syfte att utgöra en monteringshylla 13 för att mottaga den proximala delen av chipet 8 och en andra del 14, som är djupare än den första delen för att medge att den distala delen av sensorehipet 8 kan svänga fritt. Sensorchipet 8 år därigenom monterat med ett spelrum, utan att den tryckkånsliga distala änden av sensorehipet 8 står i kontakt med någon stel struktur. Enligt denna kända utformning av en sensorguíde år sensorelementet 8 anordnat inuti manteln 6 och år via elektriska ledningar i kontakt med en elektronikenhet (inte visad i ﬁguren).The sensor element 8 further comprises an electrical circuit (not shown in the clock) which in a Wheatstone bridge-type arrangement is connected to one or two piezoresistive elements arranged on the membrane 10. As is well known in the art, a certain pressure will be exerted. on the membrane 10 from the surrounding medium to correspond to a certain stretch of the membrane 10 and thereby a certain resistance of the piezoresistive elements mounted on and, in turn, a certain output signal from the sensor element 8. It should therefore be quite clear that it is at most it is desirable that this output signal from the sensor element 8 does not change due to factors that are not related to real changes in the physical properties of the surrounding medium. As mentioned above, such a factor is so-called bending artifacts whose origin is that a bending of the sensor guide 1 is transmitted to a deformation of the membrane 10. Here, the above discussion of piezoresistive elements connected in an arrangement according to Wheatstone bridge type should only be seen as an illustrative example; in short, the basic problem is that a pressure-sensitive device, such as a diaphragm, can be affected by a bending of a sensor guide. 10 15 20 25 30 i * m / _ n "f" -'_ 1. ' To prevent the potentially negative effects of bending artifacts, many different ways of mounting a sensor element have been shown in US 6,1 12,598 and 6,167,763, and Figure 2 shows one of these mounting arrangements. Figure 2 illustrates how the sensor chip 8, the distal part of which is provided with the membrane 10, is mounted on the core wire 3. The core wire is provided with a recess 12 consisting of two parts, a first part for the purpose of forming a mounting shelf 13 for receiving the proximal portion of the chip 8 and a second portion 14, which is deeper than the first portion to allow the distal portion of the sensor hip 8 to pivot freely. The sensor chip 8 is thereby mounted with a clearance, without the pressure-sensitive distal end of the sensor chip 8 being in contact with any rigid structure. According to this known design of a sensor guide, the sensor element 8 is arranged inside the jacket 6 and is via electrical wires in contact with an electronics unit (not shown in the clock).

För monteringsarrangemanget visat i ﬁgur 2, såvål som för de andra monte- ringsarrangemangen enligt den kända tekniken, år det monteringsarrange- manget, innefattande utformningen av kärntråden, som åstadkommer det öns- kade motståndet mot böjningsartefakter, emedan sensorehipet självt i alla fall har samma generellt rektangulära och platta form. I motsats till detta visas i ﬁgur 3a en del av en sensor- och styrtrådsanordning 21 omfattande en kärntråd 22 och ett sensorchip 23 enligt föreliggande uppfinning. Sensorchipet 23 omfat- tar väsentligen två delar, en monteringsbas 24 och en tryckkånslig del 25, på den övre sidan av den tryckkånsliga delen 25 år en tryckkånslig anordning i formen av ett membran 26 anordnad. Som ett alternativ kan den tryckkånsliga anordningen vara anordnad på undersidan av den tryckkånsliga delen 25. I ut- föringsformen visad i ﬁgur 3a är kårntråden 22 försedd med ett urtag i vilket sensorehipet 23 år monterat så att en spelrum 27 bildas mellan kårntråden 22 och den tryckkânsliga delen 25 av sensorehipet 23. Urtaget i kåmtråden 22 kan åstadkommas genom slipning, gnistskäming eller genom laserbearbetning, vilka alla metoder år välkända för fackmannen inom teknikområdet.For the mounting arrangement shown in Figure 2, as well as for the other prior art mounting arrangements, it is the mounting arrangement, including the design of the core wire, which provides the desired resistance to bending artifacts, since the sensor hip itself has the same general rectangular and flat shape. In contrast, Figure 3a shows a portion of a sensor and guidewire device 21 comprising a core wire 22 and a sensor chip 23 according to the present invention. The sensor chip 23 essentially comprises two parts, a mounting base 24 and a pressure-sensitive part 25, on the upper side of the pressure-sensitive part 25 a pressure-sensitive device in the form of a membrane 26 is arranged. As an alternative, the pressure sensitive device may be arranged on the underside of the pressure sensitive part 25. In the embodiment shown in Figure 3a, the core wire 22 is provided with a recess in which the sensor hip 23 is mounted so that a clearance 27 is formed between the core wire 22 and the pressure sensitive member. the part 25 of the sensor hip 23. The recess in the comb wire 22 can be achieved by grinding, spark cutting or by laser machining, all methods of which are well known to those skilled in the art.

Figur 3b visar ett tvärsnitt av sensor- och styrtrådsanordningen 21 i ﬁgur 3a.Figure 3b shows a cross section of the sensor and guidewire device 21 in Figure 3a.

Såsom framgår av ﬁgur 3b, har styrtråden 22, vid urtaget, en platt övre yta, som 10 15 20 25 30 f' fw I p "I “ x, t... el' x; n; -J 7 åstadkommer en förhållandevis stor fastsåttriingsyta för den platta undersidan av monteringsbasen 24. Monteringsbasen kan fastsättas vid kärntråden 22 med hjälp med limning. Sensorelementet 23 år anordnat inuti en mantel eller hölje 28, och är via åtminstone en elektrisk ledning 29 i kontakt med en elektronik- enhet (inte visad i figurerna).As can be seen from Figure 3b, the guidewire 22, at the recess, has a flat upper surface which provides a relatively low surface area. large fastening surface for the flat underside of the mounting base 24. The mounting base can be attached to the core wire 22 by means of gluing. in the figures).

I figur 4a visas ett annat sätt att montera ett sensorchip 33 enligt föreliggande uppfinning. Sensorchipet 33 monteras på en kärntråd 32 och utgör del av en sensor- och styrtrådsanordning 31. Precis som utföringsformen visad i figur 3a omfattar sensorchipet 33 i ñgur 4a väsentligen två delar, en monteringsbas 34 och en tryckkânslig ånddel 35, på vilken en tryckkänslig anordning i formen av ett membran 36 är anordnad. Sensorguiden 31 i figur 4a skiljer sig emellertid från sensorguiden 2 1 i ﬁgur 3a genom att kärntråden 32 enligt ﬁgur 4a saknar ett urtag. Såsom framgår av ñgur 4b har kårntråden 32 istället ett cirkulärt tvärsnitt, och monteringsbasen 34 för sensorchipet 33 är monterat på den cir- kulära yttre ytan av kämtråden 32, så att ett spelrum 37 bildas mellan käm- tråden 32 och den tryckkänsliga delen 35 av sensorchipet 33. Dessutom visar figur 4b att undersidan av monteringsbasen 34 har givits en halvcirkulär form, vars kurvform överensstämmer med formen på kårntråden 32. Uppenbarligen åstadkommes, genom att förse monteringsbasen 34 med en sådan halvcirkulär form, en tillförlitlig montering av sensorchipet 33 vid kårntråden 32. Det skall emellertid noteras att styrkan av monteringen beror på dimensionema på käm- tråden och sensorchipet såväl som typen av montering, t. ex. typen av lim, och det kan faktiskt vara så att en tillförlitlig fastsättriing av ett sensorchip vid en cirkulär kärntråd kan åstadkommas också för ett sensorchip vars monterings- bas har en platt undersida. Sensorelementet 33 är också i detta fall anordnat inuti en mantel eller hölje 38, och via åtminstone en elektrisk ledning 39 i kon- takt med en elektronikenhet (inte visad i ﬁgurema).Figure 4a shows another way of mounting a sensor chip 33 according to the present invention. The sensor chip 33 is mounted on a core wire 32 and forms part of a sensor and guidewire device 31. Just as the embodiment shown in figure 3a, the sensor chip 33 in Fig. 4a comprises essentially two parts, a mounting base 34 and a pressure sensitive end part 35, on which a pressure sensitive device in the shape of a membrane 36 is provided. However, the sensor guide 31 in Figure 4a differs from the sensor guide 21 in Fig. 3a in that the core wire 32 according to Fig. 4a lacks a recess. As shown in Figure 4b, the core wire 32 instead has a circular cross-section, and the mounting base 34 for the sensor chip 33 is mounted on the circular outer surface of the core wire 32, so that a clearance 37 is formed between the core wire 32 and the pressure sensitive portion 35 of the sensor chip. 33. In addition, Figure 4b shows that the underside of the mounting base 34 has been given a semicircular shape, the curve shape of which corresponds to the shape of the core wire 32. Obviously, by providing the mounting base 34 with such a semicircular shape, a reliable mounting of the sensor chip 33 to the core wire 32 is achieved. It should be noted, however, that the strength of the assembly depends on the dimensions of the core wire and the sensor chip as well as the type of assembly, e.g. the type of adhesive, and it may in fact be the case that a reliable attachment of a sensor chip to a circular core wire can also be achieved for a sensor chip whose mounting base has a flat underside. The sensor element 33 is also in this case arranged inside a jacket or housing 38, and via at least one electrical line 39 in contact with an electronics unit (not shown in the ur gures).

Såsom nämnts ett antal gånger tidigare skiljer sig ett sensorchip enligt förelig- gande uppfinning från sensorchipen enligt den kända tekniken genom att chipet enligt föreliggande uppfinning är försett med en extra struktur i formen av en monteringsbas, medan sensorchipen enligt den kända tekniken har en generellt 10 15 20 25 30 platt rektangulär form. Denna extra struktur kan emellertid utsträckas till att innefatta mera bearbetade konstruktioner, och i figurerna 5a till 5c illustreras ett exempel på en sådan utformning. Hår år ett sensorchip S3 monterat på en kårntråd 42 som utgör en del av en sensor och styrtrådsanordning 41. Precis som för utföringsformerna visade i ﬁgurema 3a till 3b respektive ﬁgurema 4a till 4b omfattar sensorchípet 43 en monteringsbas 44 och en tryckkånslig änd- del 45 på vilken en tryckkånslig anordning i formen av ett membran 46 år an- ordnat. Ett spelrum 47 har bildats under den tryckkånslíga änddelen 45. Enligt denna utföringsform är sensorchípet 43 vidare försedd med en skyddande struktur 50 i form av två extra element 50. Vardera av dessa två extra element 50 har en generellt platt rektangulär form och år anordnade vid en respektive längsgående kant av sensorchípet 43. Såsom bäst framgår från figur 5b antar därigenom tvärsnittet av sensorchípet 43 formen av bokstaven H, där de extra elementen 50 utgör sidoväggama av H:et. Vidare visar figur 5c som år planvy av sensorchípet 43 att vid den tryckkånslíga änddelen 45 år ett smalt längsgående gap anordnat mellan en längsgående kant av sensorchípet 43 och en närbelägen sidovågg 50. Också enligt denna utföringsfonn av föreliggande uppfinningen år sensorchípet 43 därigenom monterat på ett utskjutande stöd. De extra elemen- ten eller sidoväggarria 50 på sensorchípet 43 kan företrädesvis sträcka sig bor- tom den tryckkånslíga änddelen 45 på sensorchípet 43. Ändamålet med dessa sidoväggar 50 blir uppenbart enligt den följande beskrivningen.As mentioned a number of times before, a sensor chip according to the present invention differs from the sensor chip according to the prior art in that the chip according to the present invention is provided with an additional structure in the form of a mounting base, while the sensor chip according to the prior art generally has a 20 25 30 flat rectangular shape. However, this additional structure can be extended to include more machined constructions, and Figures 5a to 5c illustrate an example of such a design. If a sensor chip S3 is mounted on a core wire 42 which forms part of a sensor and guide wire device 41. Just as for the embodiments shown in ur gures 3a to 3b and ﬁ gures 4a to 4b which is a pressure sensitive device in the form of a membrane 46 years provided. A clearance 47 is formed below the pressure sensitive end portion 45. According to this embodiment, the sensor chip 43 is further provided with a protective structure 50 in the form of two additional elements 50. Each of these two additional elements 50 has a generally flat rectangular shape and is arranged at a respective longitudinal edge of the sensor chip 43. As best seen in Figure 5b, the cross section of the sensor chip 43 thereby assumes the shape of the letter H, where the additional elements 50 constitute the side walls of the H. Furthermore, Figure 5c, which is a plan view of the sensor chip 43, shows that at the pressure-sensitive end part 45 a narrow longitudinal gap is arranged between a longitudinal edge of the sensor chip 43 and a nearby side wall 50. Also according to this embodiment of the present invention, the sensor chip 43 is thereby mounted on a projecting support. The additional elements or sidewalls 50 on the sensor chip 43 may preferably extend beyond the pressure sensitive end portion 45 of the sensor chip 43. The purpose of these sidewalls 50 becomes apparent as follows.

Såsom bäst framgår från figur 5a år sensorchípet 43 anordnat inuti en spiral- lindning 48, dvs. sensorguiden 41 är inte försedd med ett speciellt skyddande hölje eller mantel. Vid en jämförelse med ﬁgur 1 framgår att de första och andra spirallindningama, som sträcker sig på vardera sida från manteln eller höljet, därigenom kan ersättas med en enda spirallindning som sträcker sig från den ihåliga tuben till den kupolformade spetsen, vilket från tillverkningssynpunkt är fördelaktigt. Speciellt från ﬁgurema 5a till 5b är det tydligt att sidoväggarna 50 utgör en skyddande struktur 50 som åstadkommer väsentligen samma fördel som manteln eller höljet skulle göra, dvs. membranet 46 från skador av sido- väggarna 50, och står genom spirallindning 48 i kontakt med ett medium som omsluter sensorguiden 41. Här bör man vidare notera att de övre delarna av de 10 15 20 25 30 extra elementen 50, dvs. de delar som sträcker sig bort från kâmtråden 42 år viktigare än de nedre delarna av de extra elementen 50 med avseende på att skydda membranet 46. Av denna anledning kan de nedre delarna av det H- formade sensorchipet tagas bort så att ett sensorchip istället har formen av en generellt U-formad tvärsnitt. Dessutom kan ärmu mer bearbetade skyddsstruk- turer vara tänkbara, såsom ett O-format tvärsnitt. Sensorelementet 43 står via åtminstone en elektrisk ledning 49 i kontakt med en elektronikenhet (inte visad i figurerna).As best seen in Figure 5a, the sensor chip 43 is arranged inside a spiral winding 48, i.e. the sensor guide 41 is not provided with a special protective cover or jacket. A comparison with Figure 1 shows that the first and second helical windings, which extend on either side of the jacket or casing, can thereby be replaced by a single helical winding extending from the hollow tube to the dome-shaped tip, which is advantageous from a manufacturing point of view. Especially from the gurus 5a to 5b, it is clear that the side walls 50 constitute a protective structure 50 which provides substantially the same advantage as the jacket or casing would do, i.e. the membrane 46 from damage to the side walls 50, and is in contact through a spiral winding 48 with a medium enclosing the sensor guide 41. Here it should be further noted that the upper parts of the additional elements 50, ie. the parts extending away from the core wire 42 are more important than the lower parts of the auxiliary elements 50 in protecting the membrane 46. For this reason, the lower parts of the H-shaped sensor chip can be removed so that a sensor chip instead has the shape of a generally U-shaped cross section. In addition, more machined protective structures may be conceivable, such as an O-shaped cross section. The sensor element 43 is in contact with an electronics unit (not shown in the figures) via at least one electrical line 49.

Dessutom, även om det inte visas i figurerna, kan sensorchipet som beskrivits ovan omfatta piezoresistiva element kopplade i en Wheatstone-brygga, där en del av bryggan är kopplad till membranet och den andra delen av bryggan år kopplad till chipytan utanför membranet. Med ett sådant arrangemang är sen- sorchipet en piezoresistiv tryckomvandlare där ett visst tryck på mediet som omsluter sensorchipet motsvarar en viss deformering av membranet och i sin tur en viss resistans i Wheatstone-bryggan. Utsignalerna från tryckomvandlaren kommer därigenom att avspegla trycket i mediet som omsluter sensorn.In addition, although not shown in the figures, the sensor chip described above may comprise piezoresistive elements connected in a Wheatstone bridge, where one part of the bridge is connected to the membrane and the other part of the bridge is connected to the chip surface outside the membrane. With such an arrangement, the sensor chip is a piezoresistive pressure transducer where a certain pressure on the medium enclosing the sensor chip corresponds to a certain deformation of the diaphragm and in turn a certain resistance in the Wheatstone bridge. The output signals from the pressure transducer will thereby reflect the pressure in the medium enclosing the sensor.

Enligt ovanstående omfattar ett sensorchip enligt föreliggande uppfinning i grunden en monteringsbas och en tryckkänslig del, på vilken en tryckkänslig anordning, t. ex. ett membran, år anordnat. Sensorchipet beslaiver i samband med figuren 3a till 3b respektive 4a till 4b har implicit antagits tillverkade av en enda materialbit (t. ex. kisel) dvs. monteringsbasen är en integrerad del av sen- sorchipet. En sådan utformning av ett kiselchip kan åstadkommas genom ets- ning. Andra tillverkningssätt av ett sensorchip är att en monteringsbas sätts fast vid en platt struktur. Om den platta strukturen och monteringsbasen båda är tillverkade av silikon kan förbindningen företrädesvis genomföras med hjälp av bondning. Ovanstående år tillämpligt också för den skyddande strukturen som exempliﬁerades som extraelement eller sidovåggar och beskrevs i samband med figurerna 5a till 5c, dvs. den skyddande strukturen kan utgöra en integre- rad del av sensorchipet, eller den skyddande strukturen kan vara bondad vid en annans platt och rektangulär struktur. 10 15 20 25 ff r\ f r\ 'lf ../ 10 Enligt uppfmningen har en ny utformning av ett sensorchip åstadkommits.According to the above, a sensor chip according to the present invention basically comprises a mounting base and a pressure-sensitive part, on which a pressure-sensitive device, e.g. a membrane, year arranged. The sensor chip Beslaiver in connection with Figures 3a to 3b and 4a to 4b, respectively, has been implicitly assumed to be made of a single piece of material (eg silicon), ie. the mounting base is an integral part of the sensor chip. Such a design of a silicon chip can be achieved by etching. Other manufacturing methods of a sensor chip are that a mounting base is attached to a flat structure. If the flat structure and the mounting base are both made of silicone, the connection can preferably be carried out by means of bonding. The above year also applies to the protective structure exemplified as extra elements or side walls and described in connection with Figures 5a to 5c, ie. the protective structure may form an integral part of the sensor chip, or the protective structure may be bonded to another's flat and rectangular structure. 10 15 20 25 ff r \ f r \ 'lf ../ 10 According to the invention, a new design of a sensor chip has been achieved.

Sensorchipet år ämnat att monteras på en kärntråd, vilken utgör en del av en sensor- och styrtrådsanordning. Uppñnningen avser därigenom också en ny och förbättrad utformning av sensor- och styrtrådsanordningen, vilka har förbättra- de sensorchipegenskaper speciellt med avseende på motstånd mot böjningsarte- faktorn såväl som mekanisk sträckning och hällfasthet. Med den nya utform- ningen av sensorchipet kan utformningen av kårntråden förenklas, vilket i sin tur sänker de totala produktionskostnaderna för sensor- och styrtrådsanord- ningen i dess helhet.The sensor chip is intended to be mounted on a core wire, which forms part of a sensor and guide wire device. The invention thus also relates to a new and improved design of the sensor and guidewire device, which have improved sensor chip properties, especially with respect to resistance to the bending type factor as well as mechanical stretching and pour strength. With the new design of the sensor chip, the design of the core wire can be simplified, which in turn reduces the total production costs for the sensor and guide wire device as a whole.

Trots att föreliggande uppfinning har beskrivits med hänvisning till specifika utföringsformer, som också visas i de bifogade rítningarna, är det uppenbart för fackmän inom teknikområdet att många varianter och modiﬁeringar kan göras inom ramen för uppfinningen såsom beskrivs i beskrivningen och definieras i de bifogade patentkraven. I synnerhet skall det noteras att de förbättrade egenska- perna av en sensorguide försedd med ett chip enligt uppfinningen inte är bero- ende på utformningen av de andra delarna av sensorguiden. Således kan eller kan inte sensor- och styrtrådsanordningen innefatta delar såsom mantlar eller höljen, spirallindningar och spetsar med speciella former. Dessutom kan kärn- tråden, på vilken sensorchipet är monterat, sträcka sig längs väsentligen hela sensorguidens längd, eller kärntråden är endast anordnad vid den distala delen av sensorguiden. Dessutom kan kårntråden vara försedd med urtag, fördjup- ningar eller andra formeringar, som kan möjliggöra fastsättande av sensorchipet vid kärntrådens yta; men också när sådana formeringar är anordnade, år det väsentliga särdraget för föreliggande uppfmning att sensorchipet är försett med en monteringsbas som medger en utskjutande montering av sensorchipet, så att ett spelrum åstadkommes under den tryckkänslíga delen av sensorchipet.Although the present invention has been described with reference to specific embodiments, which are also shown in the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many variations and modifications may be made within the scope of the invention as described in the description and defined in the appended claims. In particular, it should be noted that the improved properties of a sensor guide provided with a chip according to the invention are not dependent on the design of the other parts of the sensor guide. Thus, the sensor and guidewire device may or may not include parts such as sheaths or sheaths, helical windings and tips of special shapes. In addition, the core wire, on which the sensor chip is mounted, may extend along substantially the entire length of the sensor guide, or the core wire may be arranged only at the distal portion of the sensor guide. In addition, the core wire may be provided with recesses, depressions or other formations which may enable the sensor chip to be attached to the surface of the core wire; but also when such formations are provided, the essential feature of the present invention is that the sensor chip is provided with a mounting base which allows a projecting mounting of the sensor chip, so that a clearance is provided under the pressure-sensitive part of the sensor chip.

Claims

10 15 20 25 30 f * n f n f: * J '...'.) _, ^ Ll PATENTKRAV

A sensor chip (23; 33; 43) for a sensor guidewire device (21; 31; 41) for intravascular measurements of at least one physiological variable in a living body, wherein the sensor chip (23; 33; 43) is intended to be mounted on a core wire ( 22; 32; 42) and has a first end portion (25; 35; 45), with a first side provided with a pressure sensitive device (26; 36; 46), characterized in that the sensor chip (23; 33 ; 43) comprises a mounting base (24; 34; 44) which, at a second end of the sensor chip (23; 33; 43) extends downwards and is left for mounting on the core wire (22; 32; 42) so that a clearance (27; 37; 47) is formed between the first end portion (25; 35; 45) and the core wire (22; 32; 42).

Sensor chip (23; 33; 43) according to claim 1, characterized in that the mounting base (24; 34; 44) forms an integral part of the sensor chip (23; 33; 43).

Sensor chip (23; 33; 43) according to claim 1, characterized in that the mounting base (24; 34; 44) is attached to the sensor chip (23; 33; 43).

Sensor chip (33) according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the shape on the underside of the mounting base (34) is adapted to the shape of the core wire (32).

Sensor chip (43) according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the sensor chip (43) further comprises a protective structure (50).

Sensor chip (43) according to claim 5, characterized in that the protective structure (50) has the shape of two additional elements (50), which are arranged so that the sensor chip (43) has an H- or U-shape. cross section.

Sensor chip (43) according to claim 5, characterized in that the protective structure (50) forms an integral part of the sensor chip (43). 10 15 20 25 30 f 'n f "f" f' n; . _ 1 ..) 1. » ~ 1 n! 12

Sensor chip (43) according to claim 5, characterized in that the protective structure (50) is attached to the sensor chip (43).

Sensor chip (23; 33; 43) according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the sensor chip (23; 33; 43) is a piezoresistive pressure transducer.

A sensor guidewire device (21; 31; 41) for intravascular measurements of at least one physiological variable in a living body, comprising a core wire (22, 32; 42) and a sensor element (23; 33; 43) having a first end portion ( 25; 35; 45), which has a first side provided with a pressure-sensitive device (26; 36; 46), characterized in that the sensor element (23; 33; 43) has a mounting base (24; 34; 44) , which, at a second end of the sensor element (23; 33; 43), extends downwards and is adapted for mounting to the core wire (22; 32; 42) so that a clearance (27; 37; 47) is formed between the first end part (25; 35; 45) and the core wire (22; 32; 42).

A sensor guidewire device (21; 31; 41) according to claim 10, characterized in that the mounting base (24; 34) is an integral part of the sensor element (23; 33).

Sensor guidewire device (21; 31; 41) according to claim 10, characterized in that the mounting base (24; 34; 44) is attached to the sensor element (23; 33; 43).

Sensor guidewire device (31) according to one of Claims 10 to 12, characterized in that the shape of the underside of the mounting base (34) is adapted to the shape of the guidewire (33).

Sensor guidewire device (41) according to one of Claims 10 to 13, characterized in that the sensor element (43) further comprises a protective structure (50). 10 15 20 25 30 13

Sensor guide tree device (41) according to claim 14, characterized in that the protective structure (50) is in the form of two additional elements (50), which are so arranged. that the sensor element (43) has an H- or U-shaped cross-section.

Sensor guide tree device (41) according to claim 14, characterized in that the protective structure (50) forms an integral part of the sensor element (43).

Sensor guidewire device (41) according to claim 14, characterized in that the protective structure (50) is attached to the sensor element (43).

Sensor guide tree device (21; 31; 41) according to one of Claims 10 to 17, characterized in that the sensor element (23; 31; 41) is a piezoresistive pressure transducer.

A method of manufacturing a silicon sensor chip (23; 33; 43) for a sensor guide tree device (21; 3 1; 41) for intravascular measurements of at least one physiological variable in a living body, characterized in that the sensor chip (23 ; 33; 43) is provided with a mounting base (24; 34; 44), which is provided by etching or bonding.

Method for manufacturing a silicon sensor chip (43) according to claim 19, characterized in that the sensor chip (43) is provided with a protective structure (50), which is provided by etching or bonding.

Method for manufacturing a silicon sensor chip (43) according to claim 20, characterized in that the protective structure (50) is in the form of two additional elements (50), which are arranged so that the sensor chip (43) has an H or U-shaped cross-section, where the additional elements (50) are arranged by etching or bonding.