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檢測門靜脈和/或肝靜脈壓力的方法和門靜脈高壓監(jiān)控系統(tǒng)與流程

文檔序號:12603560閱讀:1324來源:國知局
檢測門靜脈和/或肝靜脈壓力的方法和門靜脈高壓監(jiān)控系統(tǒng)與流程
檢測門靜脈和/或肝靜脈壓力的方法和門靜脈高壓監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)申請交叉引用本申請要求2011年9月1日提交的美國臨時申請序列號No.61/530,040的優(yōu)先權(quán),該申請通過引用而全文包含在本文中。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明的方法和裝置一般涉及在包括不可壓縮流體的系統(tǒng)中測量環(huán)境壓力。更準(zhǔn)確地說,所述方法和裝置涉及利用小型無源傳感器監(jiān)控血壓,以及門靜脈和肝靜脈之間相應(yīng)的血壓梯度,所述門靜脈和肝靜脈聯(lián)合包括門肝靜脈系統(tǒng),所述傳感器僅部署(植入)到門靜脈中或者部署到肝靜脈和門靜脈兩者內(nèi)。由于較之用于測量流體壓力的目前傳感器尺寸減小,所述傳感器能植入到門肝靜脈系統(tǒng)中,所述目前傳感器太大和侵入性而不允許頻繁、精確地監(jiān)控門肝血壓。通過血壓和傳感器的頻率響應(yīng)之間的關(guān)聯(lián),植入式傳感器測量門靜脈血壓和/或門肝靜脈壓力梯度,并且可以用在經(jīng)由外部處理和顯示系統(tǒng)提供壓力讀數(shù)的系統(tǒng)中。

背景技術(shù):
門靜脈是腹腔中將去氧血液排泄到肝臟進(jìn)行清潔的血管。被稱為肝靜脈的血管系統(tǒng)將清潔后的血液從肝臟輸送到下腔靜脈,血液從這里返回心臟。在門靜脈經(jīng)歷血壓升高時,發(fā)生門靜脈高壓(“PHT”),門靜脈血壓升高并不是患者全身血壓升高的結(jié)果。通常,根據(jù)“門靜脈壓力梯度”,或者門靜脈和肝靜脈之間的壓力差,來定義PHT,例如為10mmHg或以上。正常生理狀態(tài)下的典型門靜脈壓力小于或等于大約10mmHg,而肝靜脈壓力梯度(HVPG)小于大約5mmHg。門靜脈壓力升高導(dǎo)致形成門體側(cè)枝,其中最嚴(yán)重的情形為胃食管靜脈曲張。一旦形成,由于容易破裂并隨后出血而在多數(shù)情況下導(dǎo)致死亡,所以靜脈曲張表示患者存在嚴(yán)重風(fēng)險。因此,PHT被認(rèn)為是肝硬化最嚴(yán)重的并發(fā)癥,并且是肝硬化患者的主要發(fā)病和致死原因。目前用來監(jiān)控門靜脈壓力的手術(shù)一般涉及通過肝靜脈系統(tǒng)間接測量門靜脈壓力。一種這種手術(shù)被稱為肝靜脈壓力梯度或HVPG。HVPG用于對門靜脈壓力提供間接測量。該手術(shù)侵入性最小并且涉及經(jīng)由股靜脈或頸靜脈進(jìn)入的肝靜脈系統(tǒng)的導(dǎo)管插入術(shù)。通常能經(jīng)由壓力變送器測量局部血壓的球膽尖端可透過射線的導(dǎo)管安置在下腔靜脈或大的肝靜脈區(qū)段中。就位之后,測量壓力以提供自由肝靜脈壓力或者FHVP。測量FHVP以量化作用在靜脈系統(tǒng)上的外部壓力,并且抵消全身壓力的影響。導(dǎo)管然后進(jìn)入到小分支并且形成流動完全堵塞(通常通過給球膽充氣來實(shí)現(xiàn)楔嵌位置)以提供肝靜脈嵌壓或WHVP。HVPG由下式給出:HVPG=WHVP-FHVP。雖然顯示了HVPG是非常有效的診斷和預(yù)后指示器,但是其受到手術(shù)侵入性的制約,并且需要標(biāo)準(zhǔn)化以提供可靠的結(jié)果。其他間接手術(shù)包括例如測量曲張靜脈壓力,這種方式采用食管胃進(jìn)路以便將可充氣的球膽插管經(jīng)由食管和胃送入患者腹部并將球膽定位在胃食管靜脈曲張附近。抵抗曲張靜脈壁所需的膨脹作用力用于計算曲張靜脈內(nèi)血壓。一般來說,非直接的門靜脈壓力測量值不太精確,而且仍然為侵入式且患者感到不舒服。過去已經(jīng)嘗試過直接測量門靜脈。一種這種手術(shù)涉及穿刺導(dǎo)管手術(shù),其中在透視導(dǎo)向幫助下,放射科醫(yī)生通過以針或?qū)Ч軓纳眢w外側(cè)刺穿身體組織來進(jìn)入門靜脈和/或肝靜脈系統(tǒng)。利用穿刺導(dǎo)管手術(shù),可以經(jīng)由采用肋間和劍突下進(jìn)路任一的經(jīng)肝穿刺而進(jìn)入門靜脈,其中針或?qū)Ч茉诨颊叩?2塊脊椎處,從肋骨之間插入,并且刺穿門靜脈??梢越?jīng)由經(jīng)頸靜脈進(jìn)路進(jìn)入肝靜脈系統(tǒng),其中針或?qū)Ч懿迦氲筋i靜脈并且經(jīng)由腔靜脈進(jìn)入肝靜脈。也可以利用從肝靜脈系統(tǒng)到門靜脈系統(tǒng)的經(jīng)肝穿刺而從肝靜脈系統(tǒng)進(jìn)入門靜脈。因此,為了監(jiān)控門靜脈壓力梯度,需要兩種單獨(dú)的穿刺(用于門靜脈和肝靜脈)。由于手術(shù)的侵入性以及由此導(dǎo)致的臨床方面不切實(shí)際,外科醫(yī)生不愿意實(shí)施頻繁的直接門靜脈壓力測量?,F(xiàn)在臨床上存在對壓力監(jiān)控系統(tǒng)的強(qiáng)烈需求,這種系統(tǒng)能提供門靜脈和/或肝靜脈血壓的精確壓力測量值,同時允許外科醫(yī)生非侵入式地監(jiān)控這些壓力。傳統(tǒng)的設(shè)備包括需要電源的有源電子件、傳感器和控制器,或者與外界的連接,并且增大了傳統(tǒng)設(shè)備的尺寸,因此限制了它們用在門肝靜脈系統(tǒng)中。此外,傳統(tǒng)設(shè)備依賴部件,例如傳感器和/或膜片,這些部件巨大和/或部分由于它們?nèi)菀讛嗔讯枰鄠€傳感器/膜片,以便保持功能性。因此,存在對小型、功能敏感且不需要冗余的壓力測量系統(tǒng)的需求。此外,存在對不需要導(dǎo)線或線纜就能操作,從而將傳感器承受的壓力發(fā)射到外部設(shè)備的傳感器系統(tǒng)的需求。壓力測量系統(tǒng)應(yīng)該小型、無源、可植入和無線,以允許非侵入式、頻繁地監(jiān)控門靜脈壓力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明涉及用來測量門靜脈和/或肝靜脈壓力的方法和裝置。所述裝置是傳感器設(shè)備,該傳感器設(shè)備小型、無源、可植入和無線,以允許非侵入式、頻繁地監(jiān)控門靜脈壓力。所述傳感器設(shè)備體積微小,以允許安全地植入目標(biāo)血管中。在一種實(shí)施例中,傳感器設(shè)備結(jié)構(gòu)包括單一傳感器單元,所述傳感器單元具有厚度大于至少1微米的傳感器膜片,并且總體傳感器設(shè)備尺寸范圍為寬度(w)0.1mm-1mm、深度(d)0.1mm-1mm,和高度(h)0.1mm-0.75mm。傳感器設(shè)備的總體積優(yōu)選不超過0.3立方毫米。傳感器設(shè)備體積范圍(以mm3計)的其他例子例如為0.005-0.008、0.01-0.09,或者0.1-0.3。所述裝置為無源裝置,以允許治療的外科醫(yī)生根據(jù)期望或需要頻繁地監(jiān)控病人。本發(fā)明應(yīng)用于查詢包括不可壓縮流體的系統(tǒng)中的環(huán)境狀態(tài),特別是測量門靜脈和/或肝靜脈壓力。本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種用來測量包括不可壓縮流體(例如液體)的系統(tǒng)中的環(huán)境流體壓力。所述傳感器設(shè)備可以是裸裝振動傳感器或者容納在空腔中的振動傳感器,所述空腔帶有或不帶有密封殼體的底部薄膜。在一種實(shí)施例中,該傳感器設(shè)備包括具有傳感器膜片的振動傳感器,所述傳感器膜片具有響應(yīng)環(huán)境流體壓力狀態(tài)的諧振頻率。所述傳感器膜片的厚度范圍為1微米-200微米并且形成腔室的一側(cè)。所述腔室由所述傳感器膜片和大致垂直于所述傳感器膜片的多個壁部限定。所述腔室可以被密封,具有預(yù)定壓力的可壓縮的氣體積存于其中。所述腔室采用陽極鍵合工藝?yán)谜辰Y(jié)層密封。所述粘結(jié)層可以提供將振動傳感器連接到錨固設(shè)備的手段。因此,包括裸裝振動傳感器的傳感器設(shè)備可以是具有傳感器膜片和腔室、氣密密封的、基本上或者部分非實(shí)體的任何形狀的部件。作為替代,所述振動傳感器可以是聲音有效的實(shí)體,即不帶腔室的傳感器膜片。在任一方面,所述振動傳感器是生物相容的,即基本上在人體內(nèi)不反應(yīng)。在另一種實(shí)施例中,所述振動傳感器可以設(shè)置在由殼體限定的空腔中。在這種實(shí)施例中,蓋板覆蓋該殼體空腔,以使粘結(jié)層面對蓋板?;逍纬捎糜跉んw的基礎(chǔ)。所述基板可以包含開口,該開口將振動傳感器的傳感器膜片暴露于待測量的身體環(huán)境。在該實(shí)施例的一個方面,所述殼體進(jìn)一步包括底部薄膜。所述底部薄膜可以對外部流體和/或組織半滲透或者不滲透,并且可以包封不可壓縮的流體。本發(fā)明還涉及一種測量門靜脈和/或肝靜脈壓力的方法,其中傳感器設(shè)備已經(jīng)植入到門靜脈和干靜脈之一或兩者中,其中每個設(shè)備具有取決于環(huán)境壓力的諧振頻率響應(yīng)并且每個設(shè)備具有預(yù)定的、不重疊的壓力諧振頻率響應(yīng),所述方法包括步驟:讓每個傳感器設(shè)備經(jīng)受超聲振動;接收由所述超聲振動在每個傳感器設(shè)備上引起的振動,每個接收到的振動包括振動頻率;從每個引起的振動頻率確定每個設(shè)備的諧振頻率響應(yīng);從每個傳感器設(shè)備的所述頻率響應(yīng)確定包圍每個傳感器設(shè)備的環(huán)境壓力;和在特定的情況下,確定每個傳感器設(shè)備之間的壓力梯度。在兩個傳感器彼此接近的情況下,所述方法進(jìn)一步包括區(qū)分每個傳感器的頻率響應(yīng)。在一種實(shí)施例中,傳感器設(shè)備可以植入到門靜脈中,由此提供止血和腹內(nèi)壓力組合。在另一種實(shí)施例中,傳感器設(shè)備可以植入到每個肝靜脈和門靜脈系統(tǒng)中。植入到門靜脈可以利用肋間或劍突下進(jìn)路任一,經(jīng)由經(jīng)肝穿刺來實(shí)現(xiàn),同時肝靜脈植入可以通過經(jīng)頸靜脈進(jìn)路來實(shí)現(xiàn)。以此方式,所述系統(tǒng)可以提供肝靜脈系統(tǒng)之間的壓力梯度信息。在后一種實(shí)施例中,所述系統(tǒng)在同一過程中提供門肝靜脈壓力梯度和門靜脈壓力。植入所述傳感器也可以包括步驟:將所述傳感器錨固到身體組織或者器官,或者將所述傳感器固緊到支架并植入所述支架。在另一種實(shí)施例中,傳感器設(shè)備可以植入到每個肝靜脈和門靜脈系統(tǒng)中。例如,門靜脈植入可以通過經(jīng)頸靜脈進(jìn)路實(shí)現(xiàn),然后橫過經(jīng)頸靜脈肝內(nèi)門體靜脈(TIPS)分流用于進(jìn)入門靜脈系統(tǒng)。在這種實(shí)施例中,所測量的門肝靜脈壓力梯度可以為外科醫(yī)生提供非侵入式監(jiān)控TIPS分流的開放度的方法。本發(fā)明進(jìn)一步的目標(biāo)是提供一種利用植入和錨固到門靜脈中的傳感器設(shè)備測量門靜脈壓力的方法,包括步驟:向所述傳感器施加低頻和高頻聲波;接收由所述低頻和高頻波在傳感器中引起的頻率;和作為聲學(xué)數(shù)據(jù)來處理所接收的頻率,以便確定振動傳感器的頻率響應(yīng),例如諧振頻率,并由此確定其中設(shè)置有所述傳感器的環(huán)境的環(huán)境流體壓力。本發(fā)明額外的目標(biāo)是提供一種用來檢測和/或監(jiān)控門靜脈高壓的方法,其中植入式傳感器設(shè)備具有對環(huán)境壓力狀態(tài)的頻率響應(yīng),并且每個給定的壓力具有至少一個頻率響應(yīng),所述方法包括步驟:從低頻聲學(xué)發(fā)射器發(fā)射低頻聲波;從高頻聲學(xué)發(fā)射器發(fā)射高頻聲波;和利用高頻聲學(xué)接收器接收所反射的高頻聲波,并確定壓力梯度,其中升高的壓力梯度表示需要治療的活性門靜脈高壓狀態(tài)。在正常生理狀態(tài)時,門靜脈壓力和肝靜脈壓力之間的梯度小于約10mmHg。PHT通常定義為10mmHg以上的梯度。所述方法可以進(jìn)一步包括捕捉、處理和顯示接收到的高頻聲波以作為聲學(xué)數(shù)據(jù)。本發(fā)明的另一個目標(biāo)是提供一種從設(shè)置在受試體系統(tǒng)中的傳感器設(shè)備測量受試體系統(tǒng)中的環(huán)境流體壓力的方法,所述傳感器設(shè)備包括帶有傳感器膜片的振動傳感器,所述傳感器膜片具有取決于環(huán)境壓力狀態(tài)的諧振頻率響應(yīng),且每個給定的壓力具有至少一個頻率響應(yīng),所述方法包括步驟:讓所述傳感器經(jīng)受低頻和高頻聲波,以便在所述傳感器中引起聲學(xué)諧振或者振動;作為反射信號檢測來自所述傳感器的聲學(xué)諧振;和處理檢測到的聲學(xué)諧振以便確定環(huán)境流體壓力。附圖說明圖1示出了根據(jù)本發(fā)明用于測量門靜脈壓力的設(shè)備;圖2、2A和2B示出了根據(jù)本發(fā)明用于測量門靜脈壓力的傳感器;圖3示出了根據(jù)本發(fā)明用于測量、解釋和顯示門靜脈壓力的系統(tǒng);圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的無源傳感器制造方法;圖5A-5C示出了根據(jù)本發(fā)明的無源傳感器錨固設(shè)備的各種實(shí)施例;圖6A-6B示出了根據(jù)本發(fā)明的無源傳感器植入設(shè)備的各種實(shí)施例的方面;圖7示出了基于待測平均值周圍的壓力振蕩、響應(yīng)于三種不同激勵頻率、作為環(huán)境壓力的函數(shù)、來自振動傳感器的示例諧振頻率。具體實(shí)施方式本發(fā)明的方法和裝置一般涉及在包括不可壓縮流體的系統(tǒng)中測量環(huán)境壓力。為了本申請的目的,“不可壓縮的流體”一般指的是非蒸汽、非壓縮、可流動的介質(zhì),諸如液體、漿料和凝膠。具體來說,所述方法和裝置涉及植入體內(nèi)來監(jiān)測肝靜脈和/或門靜脈壓力的設(shè)備。較之用來測量環(huán)境流體壓力的現(xiàn)有傳統(tǒng)設(shè)備,該裝置縮小的尺寸以及該裝置和方法相對較低的侵入性,特別適合醫(yī)療和生理學(xué)應(yīng)用,包括但不限于,測量:i)諸如例如門靜脈高壓中的血管/動脈/靜脈壓力;ii)腦室中的脊髓液壓力;iii)腹內(nèi)壓力,諸如尿道、膀胱、腎臟和膽管中的壓力;等等。所述方法適合于涉及流體(即不可壓縮流體,例如液體)所流經(jīng)的身體系統(tǒng)的任何疾病或失調(diào)。本發(fā)明以下參照附圖進(jìn)行討論和解釋。提供附圖作為示例性的理解本發(fā)明,并且用來示意性地描繪本發(fā)明的具體實(shí)施例和細(xì)節(jié)。技術(shù)人員應(yīng)該容易認(rèn)識到本發(fā)明范圍內(nèi)等同的類似例子。附圖并非旨在限制如附帶權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍。圖1示出了本發(fā)明傳感器設(shè)備。傳感器設(shè)備100測量植入的傳感器設(shè)備的環(huán)境壓力。傳感器設(shè)備100經(jīng)受高頻聲波101和低頻聲波102,這些聲波分別由高頻發(fā)射器103和低頻發(fā)射器104產(chǎn)生。高頻發(fā)射器103和低頻發(fā)射器104可以包括適合可控地產(chǎn)生聲能束的任何變送器(諸如但不限于聲束或超聲束),正如本領(lǐng)域所知。通常,這種變送器稱為觸覺變送器,并且能將電信號轉(zhuǎn)化為例如可以感知或者用于工作的振動。變送器提供一個視場,該視場透入深度為4-16cm,射束點(diǎn)直徑為3cm,例如產(chǎn)生測量橢球。變送器可以利用適當(dāng)?shù)膲弘娮兯推鱽韺?shí)現(xiàn),但是也可以使用本領(lǐng)域知道的其他變送器,諸如但不限于電容變送器、寬帶電容變送器、復(fù)合壓電變送器、電磁變送器,配置成獲得不同頻率和/或射束形狀的各種變送器陣列類型和各種這些變送器的適當(dāng)組合。例如,可以使用由VemcoPCBPiezoelectronics和HardyInstruments制造的聲學(xué)發(fā)射器。聲波101、102導(dǎo)向傳感器設(shè)備100,產(chǎn)生調(diào)制聲波105,該調(diào)制聲波被高頻接收器106檢測。對聲波105的后續(xù)處理允許在設(shè)備100內(nèi)計算環(huán)境壓力。本發(fā)明的一個方面涉及植入式傳感器設(shè)備,該設(shè)備包括用來測量環(huán)境流體壓力的小型傳感器設(shè)備。該傳感器設(shè)備包括具有傳感器膜片的振動傳感器,所述膜片對環(huán)境壓力條件具有頻率響應(yīng)。振動傳感器的傳感器膜片形成腔室的一側(cè),該腔室中駐留預(yù)定壓力的可壓縮氣體。該腔室另外由至少一個壁部限定,所述壁部優(yōu)選基本上垂直于傳感器膜片。在一種實(shí)施例中,振動傳感器用硅制成,但是也可以使用其他適當(dāng)?shù)牟牧希缃饘?、或者其他玻璃、氮化硼等等。金屬的非限制性例子包括例如鈦、金、不銹鋼、鉑、鉭,或者任何適當(dāng)?shù)慕饘?、合金、形狀記憶合金諸如。該腔室可以利用粘結(jié)層密封,粘結(jié)層形成該腔室對著傳感器膜片的側(cè)部。在振動傳感器包括粘結(jié)層用來密封該腔室的情況下,所述粘結(jié)層也可以用來連接到錨固裝置。在一種實(shí)施例中,粘結(jié)層為設(shè)置在振動傳感器中的腔室提供氣密密封。粘結(jié)層可以包括、玻璃、硅或者其他適當(dāng)材料。一般來說,振動傳感器通過從較大面板材料上蝕刻適當(dāng)形狀和材料而制造。例如,較大的面板材料可以利用掩膜覆蓋,掩膜限定多個期望的振動傳感器的形狀,然后進(jìn)行蝕刻,蝕刻例如可以是化學(xué)蝕刻或物理蝕刻。掩膜保護(hù)那些在蝕刻處理中不能被去除的面板區(qū)域,以便產(chǎn)生期望的形狀。例如,在蝕刻處理中,當(dāng)具有多個精確測量的切口的掩膜覆蓋較大面板材料時,一直到在較大面板材料上產(chǎn)生的期望形狀的腔室達(dá)到基本上等于掩膜上的切口的深度為止,可以形成多個振動傳感器。腔室的深度可以通過多種因素來控制,例如,在采用化學(xué)蝕刻時:揮發(fā)性、持續(xù)時間和化學(xué)處理次數(shù)。每個振動傳感器然后可以通過在連續(xù)腔室之間切片而從較大面板上切下,以使殘留在腔室每一側(cè)的材料量作為限定振動傳感器的腔室的壁厚。殘留在腔室底表面和較大面板底部之間的材料量將作為傳感器膜片的厚度。要求接合的任何材料可以利用釬焊或焊接形式連接。如上所述,振動傳感器可以額外的包括粘結(jié)層,例如,或者其他適當(dāng)材料的粘結(jié)層,以便氣密地密封振動傳感器,優(yōu)選通過將粘結(jié)層接合到腔室的壁部來密封,以使粘結(jié)層和傳感器膜片基本上平行。在一種實(shí)施例中,粘結(jié)層和傳感器膜片形成振動傳感器腔室的相對壁部。粘結(jié)層可以提供表面以附接到錨固件或者其他部件。圖2示出了傳感器設(shè)備200的一種實(shí)施例的截面示意圖。在這種實(shí)施例中,傳感器設(shè)備200基本上為立方體振動傳感器201。因此,圖2的傳感器設(shè)備200包括傳感器膜片209和被粘結(jié)層211密封的腔室210,如上所述。傳感器膜片209較之其他遠(yuǎn)程操作的振動流體壓力傳感器的厚度更厚。傳感器膜片209的厚度介于1微米到200微米之間。一些示例性但非限制性的厚度包括1.5微米、2微米、2.5微米和5微米。本發(fā)明的傳感器設(shè)備200保持其精度,雖然傳感器膜片209相對較厚。(較之現(xiàn)有技術(shù)遠(yuǎn)程操作的振動傳感器所需的多個傳感器),使用單個傳感器較之這種傳統(tǒng)設(shè)備減小了傳感器設(shè)備200的總體尺寸,使得傳感器設(shè)備200適合用于門肝靜脈系統(tǒng)中。振動傳感器201具有高度h、寬度w和深度d。在一種實(shí)施例中,振動傳感器201的尺寸為0.3mm(h)x0.5mm(w)x0.5mm(d)。振動傳感器的寬度和深度可以相等,從而形成大致立方體結(jié)構(gòu)。但是,振動傳感器201的尺寸一般可以為任意尺寸,只要不超過大約0.3mm3的最大體積,優(yōu)選尺寸等于或小于0.125mm3。振動傳感器201的最小體積大約為0.008mm3。振動傳感器201的各種替代實(shí)施例的體積范圍(以mm3計)例如為0.005-0.008、0.01-0.09、或者0.1-0.3,根據(jù)需要確定。在圖2所示的例子中,振動傳感器201可以是實(shí)體,或者可以是氣密密封的基本上非實(shí)體的部件,具有任意形狀,它包括傳感器膜片209和腔室210。在圖示例子中,傳感器膜片209是振動傳感器201的腔室210的一個側(cè)部。腔室210的深度由振動傳感器201的壁部203的高度(h)所限定。傳感器膜片209可以具有大約2微米厚度(t)量級的厚度(t),但是更一般地,傳感器膜片209的厚度(t)大于1微米且小于或等于200微米。厚度(t)沿著高度(h)測量,如圖2所示。振動傳感器201可以包括圖2所示的裁切的矩形總體形狀,或者一種或更多種其他適當(dāng)?shù)男螤?,包括但不限于球形、金字塔形、梯形或者其他對稱或非對稱的形狀。在一種實(shí)施例中,振動傳感器201包括硅。在另一種實(shí)施例中,振動傳感器201包括鈦或者其他聲音有效材料。在其他實(shí)施例中,振動傳感器201包括橡膠、聚合物和/或陶瓷材料。作為替代,振動傳感器201可以包括任何能夠被聲學(xué)激勵所激發(fā)的適當(dāng)材料。在本申請中,“硅”指的是硅土和硅酸鹽、玻璃、水泥和陶瓷,也指代硅作為組成元素的硅酮類,包括各種以例如硅、氧、碳和氫制成的合成塑料和橡膠物質(zhì)。在圖2A和2B所示的傳感器設(shè)備200的其他實(shí)施例中,振動傳感器設(shè)置在由殼體202限定的空腔208內(nèi)。殼體202包封振動傳感器201的側(cè)部,但是并不包封傳感器膜片(圖2和2B中的209,圖2A中未標(biāo)記)的全部或一部分,并且粘結(jié)層211面對蓋板204,蓋板機(jī)械地固定到殼體的一側(cè)且在一些實(shí)施例中用作附接到錨固裝置的表面。在圖2A所示的實(shí)施例的一個方面,蓋板204可以包括填充端口205。填充端口205可以用來以不可壓縮的流體填充空腔208。如圖2A和2B所示,殼體202設(shè)置在基板206的頂部,基板為殼體202提供基礎(chǔ)并且將振動傳感器201保持在空腔208內(nèi)側(cè)?;?06可以包含開口212,如圖2B所示,開口將傳感器膜片209暴露于聲學(xué)活動,因此允許振動到達(dá)振動傳感器201并從其返回。在圖2B的截面圖中所示的具體實(shí)施例中,振動傳感器201設(shè)置在殼體202的空腔208內(nèi),基板206上的開口212將振動傳感器201的傳感器膜片209全部或一部分暴露于透聲的底部薄膜207。底部薄膜207設(shè)計成允許透過聲波、來自周圍環(huán)境的流體靜力和流體動力壓力。根據(jù)用作底部薄膜207的材料選擇,它也可以用來保護(hù)傳感器。當(dāng)?shù)撞勘∧?07包括半滲透材料時,薄膜保護(hù)振動傳感器免于直接暴露于身體組織或者其他實(shí)體身體物質(zhì)。當(dāng)?shù)撞勘∧?07包括非滲透性材料,薄膜207可以完全保護(hù)振動傳感器不受所有的體液和/或材料的影響。在底部薄膜207對所有的流體和固體都不滲透的實(shí)施例中,填充端口(圖2B中未示出)可以用來以不可壓縮的流體填充空腔208。底部薄膜207包括任何適當(dāng)?shù)纳锒栊圆牧匣蛘咚鼈兊慕M合,包括但不限于鈦、金、不銹鋼、鉑、鉭或者任何適當(dāng)?shù)慕饘?、合金、形狀記憶合金諸如硅、玻璃、石英、陶瓷材料、復(fù)合材料、金屬或非金屬氮化物、氮化硼、碳化物、金屬氧化物、非金屬氧化物、聚合物基材料、凝膠,和它們的組合物。作為替代,底部薄膜207可以在一種實(shí)施例中包括鈦,例如擴(kuò)散鍵合的I級鈦。在各種實(shí)施例中,底部薄膜207可以基本上將振動傳感器201密封在空腔208中,例如當(dāng)?shù)撞勘∧?07包括基本上非孔隙性材料時,或者底部薄膜207可以具有不同程度的孔隙性,并且將振動傳感器201暴露于體液和/或組織。在圖2A所示及上述的實(shí)施例中,底部薄膜207不存在于基板206上。在這種實(shí)施例中,振動傳感器201將通過開口212完全暴露于周圍環(huán)境。蓋板204、殼體202和基板206可以分別包括任何適當(dāng)?shù)纳锒栊圆牧匣蛘咚鼈兊慕M合,包括但不限于鈦、金、不銹鋼、鉑、鉭或者任何適當(dāng)?shù)慕饘?、合金、形狀記憶合金諸如硅、玻璃、石英、陶瓷材料、復(fù)合材料、金屬或非金屬氮化物、氮化硼、碳化物、金屬氧化物、非金屬氧化物、聚合物基材料、凝膠,和它們的組合物。作為替代,基板206可以包括材料?;?06、殼體202和蓋板204在一種實(shí)施例中包括鈦,例如I級鈦。這些部件可以利用單獨(dú)的零件形成或組裝,或者可以形成一件式元件或組合元件,以發(fā)揮上述功能。在圖2B所示的實(shí)施例中,包含在殼體空腔208中的傳感器201可以被體液(例如血流)包圍,體液經(jīng)由孔隙或者缺失的底部薄膜207進(jìn)入空腔208。作為替代,振動傳感器201可以被不可壓縮的流體包圍,在所述不可壓縮的流體通過填充端口205引入空腔208之后,所述不可壓縮的流體被基本上實(shí)體或者非滲透性的底部薄膜207密封在空腔208中?;旧蠈?shí)體的底部薄膜207也防止將體液和/或組織引入空腔208中。一般來說,基板206較之如圖2A和2B中所示的設(shè)備的總體高度而言,相對較?。ㄔ趆方向)。在一種實(shí)施例中,基板206例如占大約500微米的總體設(shè)備高度的100微米。在其他實(shí)施例中,基板206可以占總體設(shè)備高度的5%-20%,但是一般小于或等于總體設(shè)備高度的40%?;?06的高度一般應(yīng)該最小化以允許空腔208體積最大,這有助于設(shè)備的精度,并因此較之具有殼體的傳統(tǒng)振動傳感器而言,有利于尺寸總體上減小?;?06也為設(shè)備組件提供基礎(chǔ),并且通過提供應(yīng)力可能由其耗散的消減材料(吸收力或能量的材料)來吸收機(jī)械應(yīng)力。底部薄膜207可以粘結(jié)到基板206的全部或者一部分上,并且進(jìn)一步提供應(yīng)力容限。相對較薄的底部薄膜大致在1-10微米的量級。在一種實(shí)施例中,底部薄膜207理想的厚度為4微米。薄的底部薄膜207較之該設(shè)備的較厚部件大體更具柔韌性,并且可以由于因溫度變化所產(chǎn)生的例如膨脹和收縮而吸收應(yīng)力。底部薄膜207設(shè)計成允許透過聲波、來自周圍環(huán)境的流體靜力和流體動力壓力。如圖2B所示,蓋板204基本上平行于基板206,而基板206基本上平行于底部薄膜207并設(shè)置于其上。圖2B示出了具有底部薄膜207、基板206、振動傳感器201、殼體202和蓋板204的晶片類型疊層的傳感器的截面圖,其中各層可以被氣密地密封并且振動傳感器201設(shè)置在圖示實(shí)施例的殼體202的空腔208中。用于氣密密封傳感器各層的技術(shù)包括但不限于擴(kuò)散結(jié)合。在一些實(shí)施例中,底部薄膜207通過受控環(huán)境方法密封,這種方法使得底部薄膜的氧化和其他雜質(zhì)最少,而傳統(tǒng)的非受控密封技術(shù)可能損壞底部層207??涨?08內(nèi)剩下的體積可以利用不可壓縮的流體通過蓋板204的填充端口205(圖2A)來填充。在填充完成之后,利用不同的焊接技術(shù)(諸如例如弧焊、激光焊、電阻焊、超聲焊或者扭轉(zhuǎn)焊)或者利用擴(kuò)散結(jié)合、鍛造、粘結(jié)墊圈、毛細(xì)密封件或者其他適合密封的方式,臨時或者永久密封填充端口205。制造和組裝方法以下參照圖4的描述來詳細(xì)說明。較之用于測量流體壓力的傳統(tǒng)無線設(shè)備而言理想地極其微小的圖2所示傳感器設(shè)備200的總體尺寸可以為0.1mm-1mm寬(w)、0.1mm-1mm深(d)和0.1mm-0.75mm高(h)。在一種實(shí)施例中,傳感器設(shè)備200具有相等的寬度和深度,形成基本上立方體結(jié)構(gòu)。一般來說,傳感器設(shè)備的總體積不會超過0.3立方毫米。對于圖2A、2B所示的實(shí)施例,殼體202具有300微米的最小壁厚?;?06的高度h大約為100微米。此外,基板206較之圖2A、2B所示的傳感器設(shè)備200的總體高度相對較薄,例如,100微米(基板206)相對于500微米(傳感器設(shè)備總體)。這種構(gòu)造為傳感器設(shè)備200提供了更大的耐用性。此外,空腔208理想地具有大約400微米的高度——從抵靠空腔208的基板206的表面到抵靠空腔208的蓋板204的表面來測量——但是高度至少為100微米,并且較之設(shè)備總體高度相對較大,在圖2A、2B的例子中為400微米(空腔)相對于500微米(總體傳感器設(shè)備的高度)。以上原則允許相對于測量流體壓力的傳統(tǒng)無線設(shè)備尺寸總體上減小,因?yàn)樯鲜鲈瓌t允許相對較厚(大于1微米,例如為2微米)傳感器膜片209,這樣的膜片足夠精確并且結(jié)實(shí),從而排除其他的活性部件和/或傳感器陣列。本發(fā)明的另一方面涉及在門肝靜脈系統(tǒng)中確定壓力的方法。一旦傳感器設(shè)備100(圖1)就位,利用圖1所示的發(fā)射器/接收器陣列103、104、106來收集數(shù)據(jù)。高頻聲束101和低頻聲束102由高頻發(fā)射器103和低頻發(fā)射器104產(chǎn)生,并且應(yīng)用到傳感器設(shè)備100上。一般通過將發(fā)射器103、104定位成在傳感器設(shè)備100外部近處附近來觸發(fā)聲束101、102,這里“近處附近”是根據(jù)文中的設(shè)備和方法,足以將聲束101、102應(yīng)用到傳感器設(shè)備100的任何距離。來自傳感器的振動被高頻聲束101和低頻聲束102查詢并激勵,由于振動傳感器201(圖2)的振動而產(chǎn)生調(diào)制聲波105。調(diào)制聲波105被同樣接近傳感器設(shè)備100附近的高頻接收器106檢測到。圖3示出了本發(fā)明的系統(tǒng)的處理和顯示系統(tǒng)300的一種實(shí)施例,并且示出了該系統(tǒng)中傳感器設(shè)備的操作。圖3參照圖1,圖1示出了本發(fā)明的系統(tǒng)的通用傳感器設(shè)備100,但是圖3的處理和顯示系統(tǒng)300同等地適用于圖2、2A和2B的傳感器設(shè)備200。因此,為了參照圖3描述傳感器設(shè)備和系統(tǒng)的操作,傳感器設(shè)備附圖標(biāo)記100和200可互換地使用。參照圖3,高頻接收器106將數(shù)據(jù)305發(fā)送給處理單元301。數(shù)據(jù)305可以包括無線電波、電信號、數(shù)字信號、波形信號或者其他足以傳遞高頻接收器106接收到的調(diào)制聲波105的聲學(xué)屬性的任何其他形式。處理單元301利用調(diào)制聲波105的屬性來解釋數(shù)據(jù)305,以確定傳感器設(shè)備100的頻率響應(yīng)。傳感器的頻率響應(yīng)在文中定義為給定環(huán)境壓力下,由傳感器響應(yīng)發(fā)射器103、104發(fā)射的超聲振動而發(fā)出的振動頻率,至少包括一個諧振頻率。例如,當(dāng)傳感器設(shè)備100經(jīng)受“正?!保捶前Y狀性生理狀態(tài)時,傳感器設(shè)備100的頻率響應(yīng)是已知的。在門靜脈系統(tǒng)中,“正?!睜顟B(tài)時壓力大約為5mmHg或以下,并且門靜脈和肝靜脈之間的壓力梯度大約為10mmHg或以下。傳感器設(shè)備100的內(nèi)部壓力,即空腔208內(nèi)的壓力,是已知且基本上恒定的。在門靜脈系統(tǒng)中,傳感器設(shè)備100的頻率響應(yīng)隨著靜脈壓力的變化而變化。低頻聲波102,例如50kHz的聲波,通過在振動傳感器201(圖2)中激勵振動,在給定的壓力下,將在傳感器設(shè)備100中激勵至少一個振動頻率響應(yīng)。高頻聲波,例如750kHz的聲波,可以用來查詢被激勵的振動傳感器201(圖2)。這將導(dǎo)致能被接收器106檢測的調(diào)制聲波105。高頻聲波的意義在于查詢而非激勵振動傳感器201的膜片209,并且優(yōu)選與膜片209相互作用最小以使系統(tǒng)線性度最大。一種可以根據(jù)本發(fā)明來測量的頻率響應(yīng)是諧振頻率。例如,傳感器設(shè)備100的諧振頻率可以識別為展現(xiàn)從傳感器設(shè)備100返回的峰值振動幅度的頻率。在替代實(shí)施例中,諧振頻率被底部薄膜207吸收,并因此不會落實(shí)成傳感器設(shè)備100產(chǎn)生的振動,而是識別為振動沒有從傳感器設(shè)備100返回情況下的頻率,或者從傳感器設(shè)備100返回最小幅值振動情況下的頻率。在傳感器設(shè)備100中激發(fā)的實(shí)際諧振頻率和在正常狀態(tài)下傳感器設(shè)備的諧振頻率之間的差異與正常狀態(tài)和實(shí)際血壓狀態(tài)之間的壓力差異建立關(guān)聯(lián)。因此,根據(jù)測量的傳感器設(shè)備100的諧振頻率來計算實(shí)際門靜脈壓力。在本發(fā)明的一種實(shí)施例中,低頻發(fā)射器是環(huán)形低頻壓電變送器,根據(jù)所需精度,工作范圍例如為0-100kHz、30-100kHz或者50-100kHz。但是,需要注意,可以使用本領(lǐng)域已知的任何其他適當(dāng)?shù)牡皖l變送器來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在本發(fā)明的另一種實(shí)施例中,高頻發(fā)射器103是環(huán)形高頻發(fā)射變送器,實(shí)施為低噪聲(即,小范圍或小帶寬)頻率發(fā)生器單元,設(shè)計成產(chǎn)生例如750kHz的高頻聲波101。但是,需要注意,可以使用其他不同數(shù)值的高頻聲波來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在本發(fā)明的一種實(shí)施例中,高頻接收器106是盤狀高頻接收壓電變送器。環(huán)形高頻發(fā)射器103和高頻接收器106例如是CLI7900型號的通用超聲探頭,例如可以從位于美國加利福尼亞州圣克萊門特的CapistranoLabs,Inc.購買到。當(dāng)包含高頻聲波101和低頻聲波102的聲波導(dǎo)向傳感器設(shè)備100時,高頻接收器106接收傳感器設(shè)備100內(nèi)激發(fā)的調(diào)制聲波105以及其他噪聲,例如從測量環(huán)境中其他材料或者干涉反射來的信號。高頻接收器106產(chǎn)生代表其接收的返回聲學(xué)信號的電信號。接收器106產(chǎn)生的電信號由文中描述,例如圖3所示的系統(tǒng)所處理。在另一種實(shí)施例中,低頻發(fā)射器104的工作范圍為30-90kHz,并且發(fā)射例如50kHz的聲學(xué)頻率,高頻發(fā)射器103發(fā)射例如大約窄帶寬(范圍)的750kHz,高頻接收器106在示例中的操作范圍為750(高)±50(低)kHz。低頻發(fā)射器104、高頻發(fā)射器103和高頻接收器106可以在任何用于文中公開的設(shè)備和方法并且測量特定環(huán)境中的流體壓力特別需要的適當(dāng)范圍內(nèi)替代地操作。高頻接收器106也是變送器,并且用于在傳感器被高頻聲波101查詢時,接收從傳感器返回的信號。例如,變送器可以利用適當(dāng)?shù)膲弘娮兯推鲗?shí)現(xiàn),但是也可以使用本領(lǐng)域已知的其他任何類型的變送器來實(shí)現(xiàn)這種變送器,諸如但不限于,電容變送器、寬帶電容變送器、復(fù)合壓電變送器、電磁變送器、各種變送器陣列類型、cMUT、鐃鈸變送器和配置成獲得不同頻率和/或波束形狀的這些變送器的各種適當(dāng)組合。例如,可以使用由Vemco、PCBPiezoelectronics和HardyInstruments制造的聲學(xué)接收器。調(diào)制聲波105是以可逆方式組合高頻聲波101和低頻聲波102的結(jié)果,以便實(shí)現(xiàn)具有期望頻率、波長和/或幅值的波形。非調(diào)制噪聲(例如從傳感器設(shè)備100環(huán)境中的材料反射的聲波產(chǎn)生的噪聲)因此區(qū)別于被傳感器設(shè)備100激發(fā)的調(diào)制聲波105。當(dāng)接收到的信號幅值(以dB計)根據(jù)頻率(以MHz計)進(jìn)行分析時,幅值處于傳感器設(shè)備100的諧振頻率的峰值。高頻接收器106將調(diào)制聲波105傳達(dá)到圖3中詳細(xì)描繪的處理和顯示系統(tǒng),用于解釋和使用。在一種實(shí)施例中,通過將壓力測量值與心率或脈搏測量值相關(guān)聯(lián),可以將傳感器設(shè)備100中激發(fā)的振動區(qū)別于噪聲。在這種實(shí)施例中,在查詢周期,例如在心臟至少一次擴(kuò)張和收縮的循環(huán)(脈搏周期)中獲取多個壓力測量值。在脈搏周期內(nèi),整個血管系統(tǒng)的壓力將隨著心臟將血液吸入并迫使血液排出而連續(xù)變化。因此,以關(guān)聯(lián)于脈搏循環(huán)的恒定方式變化的聲學(xué)信號表示傳感器中的激勵。例如來自查詢環(huán)境中的周圍組織的反射噪聲不會產(chǎn)生這種與脈搏周期關(guān)聯(lián)的持續(xù)變化的信號。以上特征并不限于單一實(shí)施例,相反,這些特征和功能可以替代或結(jié)合文中所述的其他實(shí)施例和概念來應(yīng)用。脈搏周期和波形可以利用外部設(shè)備來測量,例如使用脈搏血氧計、心率監(jiān)視器、ECG等??蛇x地,這些儀器可以連接到本發(fā)明的壓力監(jiān)控系統(tǒng),從而將脈搏或脈搏波形輸入到系統(tǒng)中,用來與從傳感器獲取的壓力波形相關(guān)聯(lián),以確定獲取的信號的有效性。在操作中,傳感器設(shè)備100設(shè)置在測量環(huán)境中,例如,植入期望進(jìn)行壓力測量的區(qū)域、血管、動脈等處。傳感器系統(tǒng)可以利用包括例如門靜脈導(dǎo)管插入術(shù)的方法來植入,從而經(jīng)由圖5-6所示的支架,將傳感器設(shè)備500定位在例如圖示的門靜脈中。在這種手術(shù)中,可以采用經(jīng)皮經(jīng)肝進(jìn)路來進(jìn)入門靜脈,例如將插管601插入到肋骨之間的受試部并且刺穿到達(dá)門靜脈。對于肝靜脈,例如可以通過經(jīng)頸靜脈肝靜脈進(jìn)路,類似于肝靜脈壓力梯度測量中所用的手術(shù),將傳感器設(shè)備500插入。在這種手術(shù)中,導(dǎo)管插入到頸部的頸靜脈中并且經(jīng)由腔靜脈進(jìn)入肝靜脈。也可以在經(jīng)由類似于植入經(jīng)頸靜脈肝內(nèi)門體分流器的經(jīng)頸靜脈肝臟手術(shù)插入導(dǎo)管之后,通過從肝靜脈穿刺來觸及門靜脈。植入門靜脈還可能涉及橫過TIPS分路,在這種情況下,可以非侵入式地監(jiān)控TIPS分路的開放度。植入通常由介入放射科醫(yī)生在熒光鏡引導(dǎo)的情況下實(shí)施。傳感器設(shè)備500被利用導(dǎo)管輸送系統(tǒng)600引導(dǎo)到預(yù)計位置,例如如圖6A-6B所示。一旦部署到預(yù)計位置,傳感器設(shè)備500保持在血管或區(qū)域中。也可以替代地采用本領(lǐng)域已知的部署傳感器設(shè)備的其他方法。這些部署方法的非限制性例子包括但不限于發(fā)明人為Kaplan的美國專利No.6,331,163和發(fā)明人為Richter的美國專利公開No.2005-0124896中所述的方法,這些專利文件通過引用包含在文中。根據(jù)本發(fā)明的一個方面,植入的傳感器設(shè)備100遇到高頻和低頻聲波101、102,后者在傳感器設(shè)備100上激發(fā)振動,并且反射的高頻聲波則表示為調(diào)制聲波105。高頻接收器106接收調(diào)制聲波105并且將調(diào)制聲波105的屬性傳遞給圖3中詳細(xì)描繪的處理和顯示系統(tǒng),用于解釋和使用。返回到示出本發(fā)明的處理和顯示系統(tǒng)300的一種實(shí)施例的圖3,來自高頻接收器106的數(shù)據(jù)305被傳遞到處理單元301,處理單元301確定傳感器設(shè)備100周圍環(huán)境中的壓力。數(shù)據(jù)305在高頻接收器106和處理單元301之間經(jīng)由有線連接308或無線連接309來通信。有線連接308例如是電纜或集成連接等。無線連接309例如通過傳遞無線電波、聲波或者其他用來遠(yuǎn)程傳遞數(shù)據(jù)的其他已知介質(zhì)來操作。處理單元301可以包括計算機(jī)、工作站或者編程來執(zhí)行文中所述且使用所述方法所需要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和/或顯示的其他電氣或機(jī)械設(shè)備。通過非限制性的例子,可以在標(biāo)準(zhǔn)工作站個人計算機(jī),例如由Dell、IBM、Hewlett-Packard等制造的計算機(jī)上實(shí)踐本發(fā)明,并且這些計算機(jī)通常包括至少一個處理器,例如由Intel、AMD、TexasInstruments等制造的處理器。處理單元301還包括專用硬件和/或軟件,例如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),諸如NationalInstrumentsPCI-6115數(shù)據(jù)采集卡,或者可以包括為此目的定制設(shè)計的設(shè)備。處理單元301的輸出是壓力測量值,該壓力測量值轉(zhuǎn)換成處理單元301或者顯示單元302或者它們的組合可以使用、可以顯示的測量值。例如,可以以mmHg或者Torr的數(shù)值單位報告壓力測量值,或者可以針對預(yù)定的任意刻度來顯示。顯示單元302可以包括監(jiān)視器、數(shù)值顯示器、LCD或者能顯示數(shù)值測量值的其他音頻或視頻設(shè)備。如圖3的實(shí)施例所示,顯示單元302通過連接306連接到處理單元301或者與處理單元301集成,例如在帶有處理和顯示單元的計算機(jī)的情況下,該計算機(jī)作為遠(yuǎn)程元件包括單獨(dú)的有線元件,或者與處理單元301和/或顯示單元302集成的元件、接口303和輸入/輸出元件304,諸如鍵盤、鼠標(biāo)、磁盤驅(qū)動器、光學(xué)筆等,以允許使用者收集、操作、跟蹤和記錄數(shù)據(jù)。連接306可選地可以是遠(yuǎn)程連接307,通過發(fā)射無線電波、聲波或者其他已知的遠(yuǎn)程發(fā)射方法來操作。本發(fā)明的一個方面涉及監(jiān)控PHT的方法。傳感器設(shè)備100可以根據(jù)文中描述的手術(shù)或者已知的手術(shù)植入到門靜脈和/或肝靜脈其一或者兩者之中。一旦植入到門肝靜脈系統(tǒng)中,所述方法包括步驟:讓傳感器設(shè)備100受到來自高頻發(fā)射器103和低頻發(fā)射器104的超聲振動;接收其中一個(每一個)傳感器設(shè)備100的頻率響應(yīng);從所接收的頻率響應(yīng)確定所述(或者每一個)傳感器設(shè)備100的諧振頻率;從所述(或者每一個)傳感器設(shè)備100的諧振頻率確定所述(或者每一個)傳感器設(shè)備100周圍的環(huán)境流體壓力;確定(在每條門靜脈和肝靜脈中)每個傳感器設(shè)備100之間的壓力梯度,其中升高的梯度(一般大于10mmHg)表示需要治療的活性門靜脈高壓狀態(tài);和根據(jù)參照圖3所述的系統(tǒng)顯示和/或記錄壓力測量值。因此,門靜脈和/或肝靜脈的壓力可以獨(dú)立地查詢、確定和顯示。在期待門靜脈和肝靜脈之間的壓力梯度時,一個傳感器可以植入到每個系統(tǒng)中,并且以上述方式為每個傳感器采集數(shù)據(jù)。可以通過進(jìn)一步處理,例如從門靜脈壓力的數(shù)值測量值減去肝靜脈壓力的數(shù)值測量值,從而提供兩個系統(tǒng)之間的所述梯度,或者壓力差異。監(jiān)控門靜脈和肝靜脈之間壓力梯度的方法包括額外的步驟:執(zhí)行查詢的時候,在每個傳感器之間劃界。用于區(qū)分的機(jī)制可以是以下方式其中之一或者兩者:(i)可以通過改變膜片尺寸同時保持壓力范圍和傳感器精度來檢測傳感器之間的頻率響應(yīng)之間的差異(即,一個傳感器在既定壓力時具有30-50kHz之間的頻率響應(yīng),而另一個傳感器可能在既定壓力時具有60-80kHz的頻率響應(yīng))。這種設(shè)計使得低頻發(fā)射器具有足夠?qū)挼膸捯栽试S兩個傳感器(即,30-50和60-80kHz之間)的操作,或者兩個或更多個低頻發(fā)射器,一個用于一種傳感器;(ii)窄帶高或低頻(或者兩者)聲場施加在傳感器附近,以在查詢過程中精確地定位每個傳感器,同時聲學(xué)隔離附近的任何其他傳感器。在一個實(shí)施例中,確定門靜脈和/或肝靜脈中的壓力包括:通過相轉(zhuǎn)換計算法獲取平均壓力,這種計算法依賴由心跳產(chǎn)生的小的壓力振蕩。小的壓力振蕩存在于待測量的平均壓力值周圍。為了確定待測的平均壓力值,例如參照圖3描述的接收器測量傳感器設(shè)備的響應(yīng)功率,響應(yīng)功率是振動傳感器的振蕩幅值并且以分貝(dB)測量。如圖7所示,小的壓力振蕩發(fā)生在特定的平均值周圍,例如90Torr,由垂直實(shí)線表示。當(dāng)傳感器設(shè)備被特定頻率例如f1和f2激勵時,響應(yīng)功率是壓力的遞增函數(shù),而被另一種頻率f3激勵時,導(dǎo)致響應(yīng)功率為壓力的遞減函數(shù)。作為直接結(jié)果,f1和f2的響應(yīng)功率彼此(且與壓力)同相振蕩,而f3的響應(yīng)功率則反相振蕩。當(dāng)小的壓力振蕩發(fā)生在不同的平均值(例如圖7中垂直虛線所示的100Torr)周圍時,f1的響應(yīng)功率是壓力的遞增函數(shù),而f2和f3的響應(yīng)功率是壓力的遞減函數(shù)。作為結(jié)果,f1的響應(yīng)功率與壓力同相振蕩,而f2和f3的響應(yīng)功率則反相振蕩。相轉(zhuǎn)換算法正是基于這些結(jié)論。傳感器設(shè)備在平均環(huán)境壓力時的諧振頻率就是發(fā)生相轉(zhuǎn)換的頻率。在這種實(shí)施例中,脈搏周期和波形可以利用外部設(shè)備來測量,用于與從傳感器獲取的壓力波形相關(guān)聯(lián)。這種技術(shù)特別適用于PHT,因?yàn)橹恍枰粋€平均壓力讀數(shù)。現(xiàn)在參照圖4,根據(jù)文中描述的設(shè)備和方法,示出了傳感器設(shè)備制造方法實(shí)施例的一個例子。在步驟401中,從材料面板蝕刻并切割振動傳感器,以產(chǎn)生多個單體振動傳感器402,每一個可以利用料層(諸如例如以制成的粘結(jié)層211(在圖2、2B中示出))氣密地密封,該料層可以陽極鍵合到振動傳感器402的一側(cè),或者通過銅焊、焊接(諸如例如弧焊、激光焊、電阻焊、超聲焊和扭轉(zhuǎn)焊)、擴(kuò)散結(jié)合、氣相沉積、粘結(jié)劑、環(huán)氧樹脂等附接。每個振動傳感器然后可以直接組裝成傳感器設(shè)備,或者可以進(jìn)一步加工,以插入殼體空腔,如下所述。限定空腔的殼體可以在平行的步驟中形成,其中從較大的材料板蝕刻并切割403單個殼體,并組裝404成具有空腔的殼體。切割通過任何適當(dāng)?shù)姆椒▉硗瓿桑缁瘜W(xué)蝕刻、激光切割、機(jī)械切割、等離子切割、沖壓等。以類似方式,如果需要蓋板,則從較大的材料板機(jī)加工405蓋板和填充端口。類似地,可以從較大的材料板機(jī)加工406基板。在一種實(shí)施例中,在步驟407中,通過銅焊、焊接(諸如例如弧焊、激光焊、電阻焊、超聲焊或者扭轉(zhuǎn)焊)、擴(kuò)散結(jié)合、氣相沉積、粘結(jié)劑、環(huán)氧樹脂等,將底部薄膜氣密地密封到相對著將抵靠疊層組件的面部的基板的面部。在另一種實(shí)施例中,不使用底部薄膜。然后將振動傳感器插入到殼體的空腔中,并且傳感器-殼體組件以晶片型疊置布置408設(shè)置在基板上(另參見圖2B)。作為步驟408的一部分,蓋板設(shè)置在殼體上并且將振動傳感器包封在空腔中,并且基板和殼體、殼體和蓋板,利用銅焊、焊接(諸如例如弧焊、激光焊、電阻焊、超聲焊或者扭轉(zhuǎn)焊)、擴(kuò)散結(jié)合、氣相沉積、粘結(jié)劑、環(huán)氧樹脂等氣密地密封。在另外未示出的步驟中,空腔中包圍振動傳感器的空白空間利用不可壓縮的流體經(jīng)由蓋板上的填充端口填充,并且填充端口隨后利用銅焊、焊接(諸如例如弧焊、激光焊、電阻焊、超聲焊或者扭轉(zhuǎn)焊)、擴(kuò)散結(jié)合等氣密密封。在需要不帶殼體的傳感器的實(shí)施例中,通過將振動傳感器附接到錨固裝置而進(jìn)一步制造傳感器。在一種實(shí)施例中,粘結(jié)層(圖2、2B中示為211)通過銅焊、焊接、擴(kuò)散結(jié)合、氣相沉積、粘結(jié)劑、環(huán)氧樹脂等附接到振動傳感器上。粘結(jié)層提供表面,從而將傳感器附接到支撐結(jié)構(gòu),例如錨固裝置。粘結(jié)層和支撐結(jié)構(gòu)可以通過銅焊、焊接、擴(kuò)散結(jié)合、氣相沉積、粘結(jié)劑、環(huán)氧樹脂等接合。在一種實(shí)施例中,粘結(jié)層包括。帶或者不帶殼體的傳感器設(shè)備可以通過本領(lǐng)域已知的各種方式固定到期望的支撐結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu),諸如例如環(huán)形結(jié)構(gòu),可以壓靠其中附接傳感器設(shè)備的血管壁。在另一種實(shí)施例中,可以使用掛鉤、系鏈或者其他固定設(shè)備將傳感器固定到期望位置。圖5示出了傳感器設(shè)備500附接到示例錨固裝置,在該例子中,傳感器設(shè)備500可以擴(kuò)散結(jié)合、焊接、銅焊、釬焊或者以其他適當(dāng)方式附接到支架504的內(nèi)側(cè)505上。支架504可以是類似血管內(nèi)支架的結(jié)構(gòu),這種支架是通常植入到受損血管或動脈中以保持血管或動脈張開的管狀設(shè)備,例如如發(fā)明人為Pinchasik的美國專利No.7,763,064所述。支架504包括內(nèi)側(cè)505、外側(cè)506和縱軸507。在一些實(shí)施例中,支架504在r方向具有較大程度的徑向力,以保持血管或動脈張開。當(dāng)血管內(nèi)支架用作支架504時,優(yōu)選血管內(nèi)支架在r方向(參見圖5B)提供足夠的徑向抗性,以保持血管內(nèi)支架處于血管內(nèi)的恒定位置,即,將傳感器固緊在期望位置。發(fā)明人為Pinchasik的美國專利7,763,064描述了這種支架并且通過引用而全文包含在本文中。支架可以是自擴(kuò)張型或者利用可擴(kuò)張的球膽來膨脹。在一種實(shí)施例中,這種支架是球膽擴(kuò)張型的,并且輸送系統(tǒng)包括充氣管腔。充氣球膽可以同軸地設(shè)置在套管或?qū)Ч芡鈧?cè)。支架504,包括無源傳感器500,束縛到充氣球膽上,用來插入和安置。在支架504在體內(nèi)就位之后,充氣球膽在操作者的控制下充氣。支架504擴(kuò)張,直到其在血管或區(qū)域內(nèi)達(dá)到期望的直徑。充氣球膽然后放氣并且取出,在血管或區(qū)域內(nèi)留下支架504,包括傳感器設(shè)備500。支架504例如包括鎳鈦諾、不銹鋼、鈷鉻合金、或者彈性和塑性足夠在充氣球膽的作用力下擴(kuò)展并在擴(kuò)張后可靠地保持就位的其他生物相容材料。在另一種實(shí)施例中,支架504用鎳鈦諾或者另一種自擴(kuò)張材料制成,所述自擴(kuò)張材料例如在較高的體內(nèi)溫度和壓力時將擴(kuò)張。對于一些傳感器設(shè)備,可能希望在不需要充氣球膽的情況下部署傳感器,以防止損壞相連的傳感器設(shè)備。發(fā)明人為Richter的US2006/0122691例如討論了這種材料以及它們在支架中的用途,并且通過引用而全文包含在本文中。支架504例如包括鎳鈦諾、不銹鋼、鈷鉻合金、或者彈性和塑性足夠在充氣球膽充氣的作用力下擴(kuò)張并在擴(kuò)張后可靠地保持就位的其他生物相容材料。通常,動物身體會通過形成新內(nèi)膜而對出現(xiàn)的異物(諸如支架504)產(chǎn)生反應(yīng),這有助于固緊支架504。發(fā)明人為Richter的美國專利公開No.2006/0122691例如討論新內(nèi)膜生長,并通過將支架埋入新內(nèi)膜中而將支架固緊就位,并且該專利申請通過引用而全文包括在本文中。圖5B示出了傳感器設(shè)備500經(jīng)由引線509栓系到支架504的實(shí)施例,引線是擴(kuò)展桿、線纜、導(dǎo)線或者能抵御血流作用力和對該設(shè)備位置的潛在影響的其他適當(dāng)材料,并且具有生物惰性,如文中所述。引線通過焊接、銅焊、捆扎、粘結(jié)等方式附接到傳感器設(shè)備500和支架504,或者可以是支架504整體的一部分。將本發(fā)明的傳感器設(shè)備植入測量環(huán)境中的替代方法涉及使用除了支架之外的錨固機(jī)構(gòu)。圖5C示出了現(xiàn)有技術(shù)中的錨固機(jī)構(gòu)的實(shí)施例,包括第一支撐腿590和第二支撐腿591,它們在第一端595附接到本發(fā)明的傳感器設(shè)備的傳感器殼體592。在第二端593,每條支撐腿590、591具有掛鉤形狀的突起594或類似物。錨固機(jī)構(gòu)的突起594附接到其中植入傳感器殼體592的組織或者血管壁上,由此固緊所述組件。本發(fā)明的傳感器可以通過本領(lǐng)域已知的各種方法輸送到目標(biāo)位置。植入到門靜脈可以利用肋間或劍突下進(jìn)路的經(jīng)肝穿刺來完成。也可以利用經(jīng)頸靜脈進(jìn)路來實(shí)現(xiàn)植入,經(jīng)頸靜脈進(jìn)路將需要從肝靜脈到門靜脈系統(tǒng)的經(jīng)肝穿刺。圖6示出了用于將傳感器設(shè)備500和連接裝置輸送到感知環(huán)境中的輸送系統(tǒng)600的一種實(shí)施例。如圖6所示,輸送系統(tǒng)600包括靜脈套管或者導(dǎo)管,所述套管或?qū)Ч馨ň哂袊@縱軸線605的管腔的內(nèi)管604和外部或外側(cè)管611。圖6A和6B中剖視圖示出了帶有傳感器500的支架504可以圍繞輸送系統(tǒng)(例如套管或?qū)Ч埽┑膬?nèi)管結(jié)構(gòu)604同軸設(shè)置。在這種實(shí)施例中,支架504是自擴(kuò)張的。如圖6A和6B所示,支架504可以圍繞內(nèi)管604被夾持,并且被外管611保持在壓縮輸送構(gòu)造。為了部署支架504,去除外管611以允許支架504擴(kuò)張并且接合血管腔。一旦擴(kuò)張,內(nèi)管604可以收回,將支架504留在血管內(nèi),使得傳感器500暴露于血管的環(huán)境流體。在圖6所示的實(shí)施例中,套管604或?qū)Ч芫哂羞h(yuǎn)端601,具有用來刺穿身體組織和器官的尖端609的套管針602同軸地設(shè)置在套管601的管腔內(nèi)。作為替代,其上設(shè)置支架504的套管604或者導(dǎo)管可以通過針基系統(tǒng)旋擰,并前進(jìn)到將要部署傳感器設(shè)備500的位置,所述針基系統(tǒng)用于刺穿組織并進(jìn)入適當(dāng)?shù)难苤?。?yōu)選地,導(dǎo)管的頂端具有柔軟的圓端。圖6A示出了一種實(shí)施例,其中圖5A所示的支架504和傳感器設(shè)備500同軸的安裝在導(dǎo)管輸送系統(tǒng)600上。圖6B示出了用于通過引線509連接到支架504的傳感器500的類似輸送系統(tǒng)。當(dāng)支架504植入并擴(kuò)張時,傳感器500例如被血流吞沒。就位以后,傳感器可以利用本領(lǐng)域已知的各種方法定位。例如,傳感器頻率響應(yīng)中多普勒頻移邊帶峰值的存在和強(qiáng)度可以用來識別或定位身體內(nèi)的傳感器并且協(xié)助將查詢超聲束在傳感器上對中。傳感器反射比人體內(nèi)任何組織的幅值都高很多的載頻超聲信號(帶有多普勒頻移),因此識別和定位傳感器并且將查詢束對中可以通過搜索接收到的信號中顯著的多普勒效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。如果查詢束掃掠植入或定位傳感器的區(qū)域,則在邊帶頻率幅值最大時,該波束對中到傳感器上。在將接收到的信號與脈沖周期測量值關(guān)聯(lián)時,脈動壓力在脈沖周期時間期間改變多普勒邊帶頻率(或多個頻率)的信號幅值。這些脈動壓力感生的邊帶幅值改變僅存在于由傳感器的振動膜片反射的信號中。使得這些脈動(周期)幅值變化的幅值最大化,也可以由系統(tǒng)用于傳感器識別和波束對中。因此,設(shè)備操作者或者使用者可以在假設(shè)其中定位有植入式傳感器的區(qū)域內(nèi)掃描查詢波束,并且尋找在預(yù)期頻率(或多個頻率)存在邊帶分量(或多個分量),所述邊帶分量具有以類似于血脈搏率的速率隨時間周期性變化的幅值。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,脈動邊帶分量在耦接到系統(tǒng)的顯示設(shè)備上視覺檢測到。然后查詢波束可以通過仔細(xì)改變波束方向和/或取向而對中,直到周期性變化的邊帶的幅值的幅值最大為止。然后,系統(tǒng)操作者可以仔細(xì)掃描查詢波束位置,以輕微調(diào)整最佳波束位置。波束位置可以通過緩慢改變波束方向和/或取向來輕微調(diào)整或者優(yōu)化,直到邊帶峰值的幅值最大為止。讓邊帶幅值最大化,操作者可以通過在邊帶頻率或者多個頻率使得接收到的能量最大而保證良好的信噪比。使得邊帶頻率(或者多個頻率)的幅值最大化,也有助于改善信噪比并且因此改善測量精度和/或測試內(nèi)和/或測試之間的精度、再現(xiàn)性和敏感性。波束對中之后,操作者可以使用系統(tǒng),用于通過確定文中詳細(xì)公開的傳感器的諧振頻率,并從確定的諧振頻率(或者多個頻率)計算血壓,從而確定血壓。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下,可以對文中特別示出和描述的內(nèi)容進(jìn)行許多變形、添附、改型和或其他應(yīng)用。因此,由以下權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍旨在包括全部可預(yù)見的變形、添附、改型或應(yīng)用。
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