无线压力检测仪的制作方法

本发明涉及一种无线压力检测仪，特别是涉及一种可监测颅内压(intracranialpressure,icp)的无线压力检测仪。

背景技术：

一般而言，颅内压(intracranialpressure,icp)是因颅骨封闭所产生的压力，当颅内出血或是增生肿瘤等情况发生时，因挤压到颅内的空间，而导致颅内压升高。

在颅内压升高的情况下，可能会压迫到颅内许多重要的大脑部位，诸如脑干或小脑等。因此，对于具有脑部病变、颅骨骨折、肿瘤或出血状况的病人，有效的监测颅内压属于一门重要的课题。

而在加护病房或神经外科的手术中，对于颅内压的监测更为重要。是因许多导致颅内压升高的原因涉及物理性的创伤，大量内出血的结果会使得颅内压急遽飙升。因此，站在第一线的医护人员往往在这类手术中，最要紧的事是随时观看颅内压力的变化，通过该变化进而判断当危急情况发生时，得以执行引流等相关的减压措施，防止病患脑部血流停滞、缺氧或是压迫到颅内重要部位等情事发生。

此外，医师执刀时的顺畅度也会影响到手术顺利的程度。而传统的颅内压监测仪多半使用有线的方式与主机或荧幕连接，但采用有线的方式，在手术过程器具移动及人员移动时，容易造成不必要的危险，是当前手术进行中伴随使用的监测行为中，需要克服的一大问题。

技术实现要素：

为解决现有技术所提及的问题，本发明提供了一种无线压力检测仪，包含一壳体模组、一无线通讯模组、一运算电路模组以及一感测模组。

其中，该无线通讯模组设于该壳体模组内，该运算电路模组与该无线通讯模组连接，该感测模组则与该运算电路模组连接。该感测模组包含一感测导管，该感测导管上设有一感压元件，该感压元件量测该感测导管或与该感压元件连接的一鼓膜因压力产生的形变量，再通过一软板走线传送给该运算电路模组。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1是本发明一实施例的电路结构图。

图2是本发明另一实施例的电路结构图。

图3是本发明一实施例外观示意图。

图4是本发明一实施例机构分解示意图。

图5是本发明一实施例感测模组内部构造纵切面示意图。

图6是本发明一实施例感测模组内部构造横切面示意图。

图7是本发明另一实施例外观示意图。

图8是本发明另一实施例机构分解示意图。

图9是本发明另一实施例感测模组内部构造纵切面示意图。

图10是本发明另一实施例感测模组感测区示意图。

图11是本发明实施例实际使用示意图。

附图标记：

10无线压力检测仪；

100无线通讯模组；

200运算电路模组；

201微控制器；

201a可程序化增益放大器；

201b模拟数字转换器；

201c模拟数字转换缓冲器；

201d数字信号处理器；

201e能源管理震荡器；

201f数字缓存器；

201g电复位器；

201h集成电路总线/序列周边介面；

202电源供应器；

203模拟前端电路；

204无线射频收发器；

300感测模组；

301感测电路；

302温度传感器；

303感测调节器；

304感测导管；

305感压元件；

306软板走线；

3061通气孔；

307感压元件；

3071孔洞；

308传导胶膜；

309鼓膜；

400壳体模组；

401转接件；

402外壳；

403隔板；

404外盖；

500连接件模组；

501第一走线；

502第一支撑件；

503第二支撑件；

504第二走线；

505支撑板；

fb覆凸块；

ic颅内；

skn皮肤；

skl颅骨；

θ夹角。

具体实施方式

为能了解本发明的技术特征及实用功效，并可依照说明书的内容来实施，兹进一步以如图式所示的较佳实施例，详细说明如后：请先参照图1，图1是本发明一实施例的电路架构图。如图1所示，本实施例无线压力检测仪10包含壳体模组400(图1未示，可先参照图4或图8)、无线通讯模组100、运算电路模组200以及感测模组300。

其中，无线通讯模组100设于壳体模组400内，本实施例的无线通讯模组100为线圈，更进一步来说是无线射频线圈；而运算电路模组200与该无线通讯模组100连接，感测模组300则与运算电路模组200连接。

更进一步来说，运算电路模组200包含微控制器201、电源供应器202、模拟前端电路203、无线射频收发器204。其中，无线射频收发器204与微控制器201连接，电源供应器202则分别与微控制器201及无线射频收发器204连接，而模拟前端电路203可包含可程序化增益放大器201a(图1未示，可参照图2)，协助将来自感测模组300的模拟信号转换为数字信号，且模拟前端电路203分别与微控制器201及感测模组300连接。

本实施例中，电源供应器202主要提供整个运算电路模组200及感测模组300电力，其中一种实施方式是在无线压力检测仪10的壳体模组400中容置微型锂电池等可充电电池提供电源，另一种实施方式则是通过无线射频读取器在与所述无线射频收发器204接触收发时，通过感应的方式直接通过电源供应器202提供整个运算电路模组200及感测模组300电力，本发明不以此为限。

此外，在某些实施样态中，模拟前端电路203也可与微控制器201整合，如直接采用具有模拟数字信号转换器(analog-to-digitalconverter,adc)功能的微控制器201，该类实施方式请参照图2的相关说明。

请参照图2，图2是本发明另一实施例的电路结构图。图2所示的实施例中，主要着重于如图1所示的微控制器201及感测模组300之间的实施方式；即图2实施例和图1实施例的差别在于，图2所载的实施例不具有模拟前端电路203，而是将模拟前端电路203的功能整合于微控制器201中。因此在图2的实施例中，微控制器201直接与感测模组300连接。

图2实施例所述的微控制器201可进一步包含可程序化增益放大器201a(programmablegainamplifier,pga)、模拟数字转换器201b(analog-to-digitalconverter,adc)、模拟数字转换缓冲器201c、数字信号处理器201d(digitalsignalprocessor,dsp)、能源管理震荡器201e(powermanagementoscillator,pmo)、数字暂存器201f(digitalregister)、电复位器201g(power-onreset,por)以及积体电路汇流排/序列周边介面201h(i²c/spiinterface)。上述元件的连接关系及其资料或电力传输方向是依照图2中箭头方向所示。

其中电复位器201g设于微控制器201中，其位置并不加以限定，仅依照半导体制程上的差异设置。可程序化增益放大器201a可与感测模组300连接，而模拟数字转换器201b与可程序化增益放大器201a连接，模拟数字转换缓冲器201c则与该模拟数字转换器连接。

数字信号处理器201d与模拟数字转换器201b连接，能源管理震荡器201e则与数字信号处理器201d及电源供应器202连接(详见图1)，最后数字暂存器201f也与数字信号处理器201d连接。经转换为数字信号后的资料，则通过与数字信号处理器201d连接的积体电路汇流排/序列周边介面201h传输，所述积体电路汇流排/序列周边介面201h分别与无线射频收发器204(可参照图1)及数字信号处理器201d连接。

其中，可程序化增益放大器201a可接受来自感测模组300的讯息，更进一步来说，由于感测模组300多半发出的讯息是用于侦测外界的物理信号，如将温度或压力等数值转换成电压，属于模拟信号。因此需通过可程序化增益放大器201a将有系统的将各种模拟信号放大后，再传给模拟数字转换器201b转换为数字信号。

图2的实施例中，感测模组300包含感测电路301、温度感测器302、感测调节器303。其中感测电路301与温度感测器302个别与可程序化增益放大器201a连接，而感测调节器303则与感测电路301连接。在此实施例中，感测电路301可以是任何一种传感器的回路，举以本发明的概念即为压力感测电路，而感测调节器303可有效调节感测电路301的感测灵敏度等参数，本发明不以此为限。

此外，本实施例也多提供了温度感测器302，除了监测压力的同时能一并侦测温度，诸如受试者的体温等等，本发明也不以此为限。

接着请同时参照图3及图4，图3是本发明一实施例外观示意图；图4是本发明一实施例机构分解示意图。如图3所示，本实施例无线压力检测仪10的外观可见得由壳体模组400中的转接件401、外壳402、外盖404以及感测模组300的感测导管304所共构组成。

而图4所示为将无线压力检测仪10拆开后各零件组成的状态，其中无线压力检测仪10主要包含壳体模组400、无线通讯模组100、运算电路模组200以及感测模组300。其中，感测模组300包含所述的感测导管304，感测导管上(或其中)设有感压元件305。本实施例中，感压元件305可量测感测导管因压力产生的形变量，再经由软板走线306(图4未示，可先参照图11)传送给运算电路模组200。

本实施例中，壳体模组400包含转接件401、外壳402、隔板403以及外盖404。本实施例的机构连接样态为转接件401与感测导管304连接，其连接方式可以是旋接等方式，而外壳402则与转接件401连接。在其他实施样态中，感测导管304、转接件401及外壳402也可为一体成形的构造，本发明不以此为限。

而隔板403则设于外壳402内，且隔板403可将无线通讯模组100与运算电路模组200隔开。本实施例中，无线通讯模组100为线圈，更进一步来说是无线射频线圈，然实际上仅是要任何具有数字资料无线传输功能的装置或元件皆可做为无线通讯模组100，本发明不加以限制。

此外，本实施例的运算电路模组200主要是由中间开有圆孔的圆形印刷电路板组成，其上的电子电路元件实施样态可参照前述图1及图2的相关说明以及可能的实施样态，此处不多加赘述。

最后，外盖404与外壳402连接，可有效将前述无线通讯模组100及运算电路模组200包覆于无线压力检测仪10之内。此外，为有效支撑壳体模组400中的元件及结构，本实施例的壳体模组400更包含连接件模组500。

所述连接件模组500包含第一走线501、第一支撑件502、第二支撑件503、第二走线504以及支撑板505。其中第一走线501与运算电路模组200连接，第一支撑件502与隔板403连接，第二支撑件503与第一支撑件502连接，而第二走线504则穿过第二支撑件503与第一走线501连接。支撑板505与第二走线504连接，且支撑板505与无线通讯模组200连接。

所述连接件模组500可依据用户需求选用，主要需具备电力传输及通讯的功能。以本实施例而言，第一走线501及第二走线504主要为金属走线，可有效连接运算电路模组200以及无线通讯模组100；而第一支撑件502、第二支撑件503及支撑板505为机构上的支撑功能，用来支撑及绝缘运算电路模组200、第一走线501、第二走线504及无线通讯模组100，协助所有内部模组间的沟通及电力传输。

接着请同时参照图11及图6，图11是本发明一实施例感测模组内部构造纵切面示意图；图6是本发明一实施例感测模组内部构造横切面示意图。如图11所示，本实施例中的感测导管304为钛合金圆管，更进一步说，所述钛合金圆管为封闭圆管，其直径为2毫米，壁厚0.25毫米，内部空腔半径为0.75毫米，本实施例采用此数值是为使感测导管304可产生些微形变而设置。此外，未使感测导管304可与欲感测部位的压力做出区隔，该感测导管304须为封闭状态，且将其内部的大气压力控制在常压的情况下。

本实施例中，感压元件305可为半导体应变片(semiconductorstraingauge)，贴附或镶嵌于感测导管304上，其实施方式可如图6的夹角θ所示。本实施例中，夹角θ两侧的虚线箭头为管内的半径，且夹角θ的度数为40°，可有效侦测感测导管304的径向与环向的形变，并将形变的资料通过全桥电路转换为电压。此外，本实施例中，软板走线306可通过覆凸块(flipbump)(图11中符号覆凸块fb虚线方框处)的方式与贴于感测导管304上的感压元件305连接，借以传送感压元件305所产生的电压信号给予运算电路模组200。

所述感压元件305或感测导管304的长度、形状或材质可由使用者依据欲侦测压力的部位或组织自行调整，本实施例仅举以最佳实施方式，实际上本发明并不以此为限。使用者也可以依照需要在感测导管304的外层甚至是整个壳体模组400的外层镀上一层抗菌金属镀膜，防止与组织接触的部分发生感染等事情。

接着请同时参照图7～图10，图7是本发明另一实施例外观示意图；图8是本发明另一实施例机构分解示意图；图9是本发明另一实施例感测模组内部构造纵切面示意图；图10是本发明另一实施例感测模组感测区示意图。

如图7及图8所示，该实施例中的结构大体上与图3及图4所示的结构及相关说明相同，差异主要在于感压元件307的设置方式及其感压原理。

如图9及4(d)所示，感压元件307是设置于感测导管304的内部底面，该感压元件307量测与之连接的鼓膜309因压力产生的形变量，再经由软板走线306传送给运算电路模组200。感压元件307可经硅穿孔(throughsiliconvia,tsv)后以三维积体电路(3dic)封装的方式与软板走线306连接，因此图10所示的结构中包含孔洞3071的形成。

而与图3～3(d)所载实施例相同，本实施例感测导管304内也须将大气压力保持于常压，特别是与鼓膜309接触的部份，因此软板走线306上设有通气孔3061，协助鼓膜309的内面保持常压状态。此外，由于如鼓膜309直接面对外界压力，恐有破损之虞，因此在部分实施方式中，鼓膜309外更设有传导胶膜308。

传导胶膜308所扮演的角色在于防止鼓膜309破损以及确实的将外界造成的压力传递到鼓膜309上，因此传导胶膜308本身须以不容易形变的材质为主，本发明不以此为限。当然，在其他实施方式中，感压元件307也可设置为同时感应鼓膜309及部分感测导管304管壁的形变量辅助决策，本发明不以此为限。

除上述两种实施例外，在某些实施例中，感测导管304也可采用伸缩管的机构方式，手动或配合微型马达以螺旋升降的方式调整其感测深度，因此，为确保感测导管304内为常压状态，壳体模组400上任意与感测导管304相通的零件更可设有一压力调整阀，将感测导管304的内部空间控制在常压的状态下。

此外，在另一些实施方式中更可以在感测导管304中植入温度传感器，是因考虑到微型管状物会因温度变化产生热胀冷缩的形变，因此非物理压力产生的管壁形变必须同时考虑进去，才能测得实际因外界物理压力产生的形变量为何，而非因热胀冷缩产生的形变。

最后请参照图11，图11是本发明实施例实际使用示意图。如图11所示，本实施例的无线压力检测仪10可用来侦测颅内压，因此感测模组300须穿过皮肤skn、颅骨skl到达颅内ic的欲侦测部位。此外，在部分实施方式中，壳体模组400可设计为具有螺纹等表面结构，以啮咬、卡扣或螺旋旋合等方式使壳体模组400与颅骨skl的开口结合，防止脱落。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明涵盖的范围内。