本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，涉及可實(shí)時測量球囊徑向擴(kuò)張力的微型壓力傳感裝置。

背景技術(shù)：
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在心臟球囊擴(kuò)張瓣膜植入過程中，醫(yī)師要觀察低壓下的球囊充盈情況，且要判定球囊是否在病變部位。如果狹窄造成的“狗骨頭”現(xiàn)象正好出現(xiàn)在球囊正中間，則需要繼續(xù)加壓到現(xiàn)象消失，球囊完全打開。若球囊沒有完全膨脹貼壁，則會導(dǎo)致血栓和亞急性血栓形成。因而在植入過程中的實(shí)時參數(shù)監(jiān)測非常有必要。

在體內(nèi)進(jìn)行參數(shù)測量，成熟的系統(tǒng)為美國smartpill公司于2005年生產(chǎn)的新一代胃腸道無創(chuàng)無痛檢查系統(tǒng)——微型電子膠囊，且已通過了美國食品藥品管理局的認(rèn)證。該產(chǎn)品可測量人體胃腸道正常生理狀態(tài)下的溫度、壓力及ph值。上海交通大學(xué)在2008年同樣研制出了多參數(shù)遙測膠囊。此項(xiàng)技術(shù)在胃腸道探查中已較成熟，可引入心臟中做同樣的探查。

在本項(xiàng)技術(shù)中，顯示出了心臟瓣膜植入時球囊擴(kuò)張的壓力參數(shù)狀況。在設(shè)備中壓力傳感器的性能穩(wěn)定性是非常重要的。在心臟介入用球囊上安裝壓力傳感器，因空間的局限性，壓力傳感器應(yīng)是微型的，但在微型壓力傳感器的制作過程中，需要在很小有限的空間內(nèi)裝配多種組件，壓力傳感器的粘合劑等組件將會使壓力傳感器的性能受到影響。

本發(fā)明涉及一種微型壓力傳感器，對于測量在球囊擴(kuò)張狀態(tài)時的徑向力非常有幫助，可測量球囊擴(kuò)張過程中實(shí)時的壓力情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供可實(shí)時測量球囊徑向擴(kuò)張力的微型壓力傳感裝置。本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種可實(shí)時測試球囊徑向擴(kuò)張力的微型壓力傳感裝置，包括在球囊外圍包覆的微型壓力傳感器，傳感器后接導(dǎo)線，通過導(dǎo)線傳輸?shù)绞直说碾娮悠聊恢?，?shí)現(xiàn)參數(shù)輸出。

作為可選方式，所述微型壓力傳感裝置可采用微型的光纖法布里-珀羅壓力傳感器構(gòu)成。結(jié)構(gòu)由光纖、彈性膜片、傳感器體三部分組成。通常由光纖維端面和膜片端面構(gòu)成法布里-珀羅微諧振腔，當(dāng)壓力作用在膜片上時將使膜片變形，而使得法珀腔長發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)傳感。最終由導(dǎo)線接出到手柄部位的電子屏幕下方的電路板中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換參數(shù)。

作為可選方式，所述微型壓力傳感裝置同樣可采用石墨烯柔性電子傳感器進(jìn)行壓力探測，利用石墨烯材料的延展性與柔性，貼覆于球囊表面，不產(chǎn)生任何間隙，實(shí)時準(zhǔn)確測試球囊擴(kuò)張時的壓力，最終由導(dǎo)線接出到手柄部位的電子屏幕下方的電路板中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換參數(shù)。

作為可選方式，使用微型光纖法布里-珀羅壓力傳感器時，傳感器可使用pyrex玻璃或者熔融石英材料。

作為可選方式，使用柔性電子傳感器時，所述精密電極沿球囊周向均勻分布，圍繞在球囊中端。

作為可選方式，使用柔性電子傳感器時，導(dǎo)電納米粒子集合體與電極接觸。

作為可選方式，使用柔性電子傳感器時，所述納米粒子與柔性材料面貼合，精確傳感到兩兩電極間的距離變化。

作為可選方式，使用柔性電子傳感器時，所述微型傳感器后端接有導(dǎo)線，導(dǎo)線連接于手柄屏幕下方的電路板中。

作為可選方式，所述石墨烯柔性電子傳感器可采用反離子刻蝕技術(shù)或沖擊技術(shù)在基板上印上石墨烯，檢測壓縮電阻在應(yīng)力作用下發(fā)生的變化，從而推斷應(yīng)力的大小。

作為可選方式，使用柔性電子傳感器時，所述的印刷電路轉(zhuǎn)接板背面設(shè)有焊盤，焊盤與微型壓力傳感器芯片間通過綁定線實(shí)現(xiàn)連接，該綁定線位于印刷電路轉(zhuǎn)接板的底部。

本發(fā)明的優(yōu)勢與積極效果：

本發(fā)明的傳感器設(shè)置在球囊上，傳感器精巧不影響精確度，通過內(nèi)部的電子芯片自行轉(zhuǎn)換參數(shù)，給操作醫(yī)師直觀的數(shù)據(jù)參考，同時也避免了球囊擴(kuò)張不完全所帶來的并發(fā)癥。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中的光纖法布里-珀羅壓力傳感器的原理示意圖。

圖2是本發(fā)明中的傳感器貼覆于球囊的示意圖。

圖3是球囊加入微型電極的俯視圖。

圖4(a)是本發(fā)明中柔性電子傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4(b)是本發(fā)明中另一種柔性電子傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4(c)是球囊內(nèi)部產(chǎn)生壓力時的狀態(tài)圖。

圖5為石墨烯薄膜的制備簡圖。

圖6為石墨烯薄膜的投射光譜和拉曼光譜。

附圖標(biāo)記：100為球囊、101為球囊外壁、102為球囊內(nèi)壁、200為微型傳感器、201為精密電極、202為導(dǎo)電納米粒子集合體、203為測量裝置、204為第一電極、205為第二電極、206為柔性襯底。300為光纖法布里-珀羅壓力傳感器系統(tǒng)、301為光纖、302為空心管、303為導(dǎo)線絲、304為印刷電路轉(zhuǎn)接板、305為微型壓力傳感器芯片、306為用于抑制壓力的加強(qiáng)板。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。應(yīng)了解，所繪圖式和所提供的說明僅僅是作為優(yōu)選實(shí)施方案的實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行說明，而不應(yīng)理解為對本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍僅受權(quán)利要求書限定。

所述壓力與傳感器200的膜片有線性關(guān)系，由在體外時測量得出。詳見附圖6。

在第一種實(shí)施光纖法布里-珀羅壓力傳感器300時的工作原理為：當(dāng)球囊100實(shí)施擴(kuò)張時，彈性膜片發(fā)生變形，帶動光纖301產(chǎn)生滑動，改變了光纖面與傳輸面之間的距離，通過提取傳感器的腔長變化，從而獲取壓力信息。法布里-珀羅的壓力傳感器300與基于電容的壓力傳感器很相似，壓力測量都是通過測量膜片的偏移完成。同時，此實(shí)施例的壓力傳感器200、300被視為可用于多種應(yīng)用的最佳潛力的壓力傳感器，適用于微小型空間的壓力測量。

在第一種實(shí)施光纖法布里-珀羅壓力傳感器300時，氣壓感測組件貼覆于球囊外側(cè)101，同球囊100一起進(jìn)入心臟置換瓣膜處，在體內(nèi)的環(huán)境中進(jìn)行測量，反饋信號隨法布里-珀羅腔腔長的變化而變化，該氣壓感測組件通過光路轉(zhuǎn)換模板與信號解調(diào)組件相連，由信號解調(diào)組件從氣壓感測組件輸出的信號中反演出氣壓感測組件所在位置處的壓力。

在第一種實(shí)施光纖法布里-珀羅壓力傳感器300時，膜片的厚度可介于0.05mm-1mm之間。

在第一種實(shí)施光纖法布里-珀羅壓力傳感器300時，封裝結(jié)構(gòu)時，殼體可依次為內(nèi)部的印刷電路轉(zhuǎn)接板304、微型壓力傳感器芯片305以及用于抑制壓力的加強(qiáng)板306，微型壓力傳感器300的兩側(cè)都可做薄，成為鏤空結(jié)構(gòu)，此裝置設(shè)計可在增加傳感器性能的同時，增加了傳感器測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

在使用柔性電極傳感器200這一實(shí)施例中，測量壓力的裝置中包括基本的傳感器201、電極204、205、結(jié)合電極的導(dǎo)電或半導(dǎo)電的納米粒子集合體202。電極204、205與納米粒子集合體202相接觸。電極204、205與納米粒子集合體202整體貼合于柔性底面上206，柔性底面206貼覆于擴(kuò)張球囊外表面101。此微型壓力傳感器200靈敏度高，納米粒子202的大小介于幾納米中間，且可由實(shí)際情況，達(dá)到幾十微米，整體壓力傳感器200厚度很小，最多達(dá)到0.2毫米，不會影響到球囊的擴(kuò)張。

在使用柔性電極傳感器200這一實(shí)施例中，連續(xù)型傳感器包括柔性體，其上的納米粒子集合體202以及多個電極204、205。當(dāng)納米粒子集合體202受到外力系統(tǒng)的外力時，測量納米粒子集合體202的電特性發(fā)生變化，根據(jù)兩組之間的不同電極組合，測試出兩兩電極的關(guān)聯(lián)參數(shù)，可以確定電特性關(guān)于集合體整個表面的變化曲線，之后可根據(jù)電特性變化測出被測體的內(nèi)部壓力信息。

在使用柔性電極傳感器200這一實(shí)施例中，當(dāng)球囊100內(nèi)部機(jī)械力作用于納米粒子集合體202時，集合體的所有或部分納米粒子之間的距離改變，從而改變了集合體的電特性。測量對距離靈敏的電特性可以確定機(jī)械力的強(qiáng)度。球囊內(nèi)部102機(jī)械力可為施加于本發(fā)明目標(biāo)裝置的力、壓力或者形變。最終與球囊外壁101相接觸的為柔性材料。

在使用柔性電極傳感器200這一實(shí)施例中，連續(xù)型傳感器布置在球囊外側(cè)101，與球囊外側(cè)101接觸。此傳感器200對球囊無創(chuàng)傷，傳感器200的靈敏度允許使用柔性的材料底面，此種材料不會妨礙血液的流動，在體內(nèi)短時間的測試不會引起任何不適。

上述微型壓力傳感器200所述的印刷電路304轉(zhuǎn)接板背面設(shè)有焊盤，焊盤與微型壓力傳感器芯片305間通過綁定線連接。

上述壓力傳感器200、300適合于信號實(shí)時傳輸和長時間觀測。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。