Датчик давления крови

(и) 5425 О 9 Союз Советских Социалистических РеспубликДЕТЕЛЬСТВУ 159107/13 М. Кл з А 61 В 5/О 6,75 (21 22) Заявл исоединением заяв Государственнын комитет Совета Министров СССР 3) Приоритет 3) УДК 615.471(088,8) ецьпо делам изобретений и открытий(54) ДАТ Из ке,датчик г. 2 -- сече- принци- МДП 25 Датчпк давления с диненные кремниевое евую пластину 2, кот рованы в сплющенны пуса 3 параллельно е креплены пластмассо одержит гермет основание 1 орые герметично й конец трубча го продольной вой пробкой 4, чцо сое- кремни- вмоцтпого корси и заК АВТОРСКОМУ СВ 61) Дополнительное к авт. публиковано 15.01.77, Бюл ата опубликования опцса 1 сесоюзный научно-исследова медициобретение относится к медицинской техни а именно к диагностическим приборам, и может быть использовано в качестве внутриполостного катетера для измерения венозного и артериального давления крови,Известные датчики давления крови, содержащие трубчатый корпус с металлической мембраной, на которую наклеиваются тензорезисторы, обладают низкой чувствительностью и гистерезисом выходных характеристик 11.Более совершенным является датчик давления крови, который содержит трубчатый корпус катетера с герметично закрепленной па его конце круглой кремниевой пластиной, на части которой сформирована мембрана с тензорезисторами. Причем кремниевая пластина с мембраной смонтирована перпендикулярно продольно оси трубчатого корпуса 21.Однако в этом датчике представляет определенную сложность выполнение крепления кремниевой пластины на конце трубчатого корпуса катетера без коробления мембраны, а необходимость использования трубчатого корпуса малого диаметра не позволяет использовать кремниевую пластину с мембраной большой площади,Эти недостатки, а также использование в качестве тензочувствительных элементов тенельский и испытательный институнской техники зорезисторов обуславливают низкую чувствительность и надежность датчика.С целью повышения чувствительности и надежности датчика тензочувствительный элемент выполнен из истокового повторителя на двух полевых транзисторах и двух пар полевых параллельно соедтшенных транзисторов, при этом одна пара полевых транзисторов сформирована в центре мембраны, а другая - по противоположным сторонам ее.Кроме того, тензочувствительный элемент выполнен в виде микроэлектронной МДП- структуры, кремниевая пластина расположена вдоль продольной оси корпуса, и мембрана выполнена в виде прямоугольника с соотношением длин продольной и поперечной осей це менее 2: 1.На фиг. 1 показан предлагаемыйдавления в продольном сечении; на ф сечение по А - А на фиг. 1; на фиг. 3 ние по Б - Б на фцг. 2; на фиг. 4 - пцальная схема микроэлектроннойструктуры на полевых транзисторах,В основании 1 методом селективного травления выполнен паз 5, образующий своей поверхностью совместно с поверхностью кремниевой пластины 2 камеру б, сообщающуюся через полую трубку корпуса 3 с атмосферой.Кремниевая пластина 2 и в ти проводимости имеет эпитаксиальный слой 7 р - типа толщиной 10 мкм, часть которого образует мембрану 8.Мембрана получена методом электроискровой эрозии кремниевой пластины 2 до эпитаксиального слоя 7 и имеет отношение длин продольной и поперечной осей 9 и 10 не менее 2: 1, ориентированных в кристаллографических направлениях,В эпитаксиальном слое 7 методом планарной технологии сформирована микроэлектронная МДП-структура, содержащая полевые транзисторы с изолированными затворами и с каналами и - типа проводимости. Полевые транзисторы 11 и 12 расположены по краям мембраны 8 и запараллелены, а запараллеленные транзисторы 13 и 14 расположены в центре мембраны.Полевые транзисторы 15 и 16 расположены вне мембраны 8 и обеспечивают низкое выходное сопротивление датчика. Интегральная схема МДП-структуры имеет три контактные площадки 17, 18 и 19, к которым методом термосопрессии подсоединяются выводы.Датчик давления крови работает следующим образом.При введении датчика в крупный сосуд живого организма происходит перепад давлений с двух сторон кремниевой мембраны 8, вызывающий ее прогиб. При этом происходит деформация сформированных на ней полевых тензотранзисторов 11, 12, 13, 14.Полевые транзисторы 15 и 16 обеспечивают низкое выходное соротивление датчика.Расположение кремниевой пластины с мембраной в сплющенном конце трубчатого корпуса вдоль его продольной оси позволило увеличить площадь пластины и мембраны для размещения микроэлектронной МДП-структуры, а также прочно и надежно вмонтировать датчик в трубчатом корпусе катетера малого диаметра, Использование микроэлектронной МДП-структуры позволяет повысить на два 5 порядка чувствительность датчика к давлению, снизить требования к стабилизации напряжения питания и получить низкое выходное сопротивление датчика.Топология расположения параллельно сое диненных полевых транзисторов на мембране позволяет снизить требования к точному расположению микроэлектронной МДП-структуры на поверхности мембраны относительно ее центра,15Формул а изобретения1. Датчик давления крови, содержащийтрубчатый корпус, кремниевую пластину, гер 20 метично закрепленную в трубчатом корпусе,мембрану с тензочувствительными элементами, сформированную на части кремниевойпластины, отличающийся тем, что, сцелью повышения чувствительности и надеж 25 ности датчика, тензочувствительный элементвыполнен из истокового повторителя на двухполевых транзисторах и двух пар полевых параллельно соединенных транзисторов, приэтом одна пара полевых транзисторов сфорз 0 мирована в центре мембраны, а другая - попротивоположным сторонам ее.2. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что тензочувствительный элемент выполнен в виде микроэлектронной МДП-структуры, кремниевая пластина расположена вдольпродольной оси корпуса, а мембрана выполнена в виде прямоугольника с соотношениемдлин продольной и поперечной осей не менее2: 1.4 р Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство322185,М. Кл. А 61 В 5/02, 1970 г,2. 1 ЕЕЕ 1 п 1 огпо 111 а 1 Яо 1 ог 1-Яа 1 е с 1 гсш 145 соп 1 егепсе, зеЫоп 1 Х, 1971, р. 304 (прототип).542509 7 в фиг.3 Составитель А. Соловье сдактор В. Блохина Тсхрсд Л. Гладкова корректор Е. Хмелева Тираж 654 Совета Министрон открытий ская наб., д. 4/5 Изд. М 130 Государственного комитет по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Рауш