JP3597942B2

JP3597942B2 - Catheter with sensor function, semiconductor type physical quantity sensor chip

Info

Publication number: JP3597942B2
Application number: JP11400596A
Authority: JP
Inventors: 貢一糸魚川; 仁岩田
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 1996-05-08
Filing date: 1996-05-08
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: JPH09297083A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサ機能を備えたカテーテル、及びそのようなカテーテル等において使用される半導体式物理量センサチップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
人体内にある各種の管、例えば血管等の中に挿入されることにより、血圧等の測定を行うカテーテルが知られている。従来、この種のカテーテルにはカテーテルチューブの進行方向前方の状況を検知する手段がなく、オペレータはチューブの操作を自分の勘のみに頼らざるを得なかった。よって、カテーテルチューブの先端を所望の部位まで誘導するのには熟練を要していた。
【０００３】
それゆえ、血圧センサばかりでなく、カテーテルチューブの先端に障害物を感知するセンサ機構を設け、それによるセンシング結果に基づいてカテーテルチューブを操作する、ということが従来より提案されていた。以下、その構成例を示す。
【０００４】
カテーテルチューブの先端部分を、圧力隔壁によって第１室及び第２室の２つに区画する。先端側に位置する第１室内に、半導体式圧力センサチップをチューブ先端方向に向けた状態で収容する。そして、第１室内にシリコーンゲル等の圧力伝達媒体を充填し、かつ入口をピストンで封止する。一方、基端側に位置する第２室内に台座上に半導体式圧力センサチップを搭載したものを収容し、かつ圧力伝達媒体を充填する。同センサチップは、チューブ外周にある圧力導入口に向けておく。なお、両センサチップには各々ボンディングパッドを設け、それらに対して信号ケーブルをボンディングしておく。
【０００５】
以上のような構成であると、第１室側が障害物センサとして機能し、かつ第２室側が血圧センサとして機能する。そして、それぞれのセンサ信号は、各々の信号ケーブルを介して外部へ別個に出力されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来のカテーテルのように、血圧測定用のセンサチップとは別個に障害物検出用のセンサチップを設置しようとすると、以下の問題が生じる。
【０００７】
センサチップ毎に信号ケーブルをボンディングしなければならないため、大きな実装スペースが要求され、かつ信号ケーブルも２本必要となる。従って、カテーテルチューブ先端におけるセンサ部分の小径化が難しくなる。また、センサチップを別個に組み付けようとすると、おのずと構成が複雑になり、かつ組み付け作業も面倒なものとなる。
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、センサ部分の構造が比較的簡単であって小型化にも対応できる、センサ機能を備えたカテーテルを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の別の目的は、上記の優れたカテーテル等を具現化するうえで好適な半導体式物理量センサチップを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１〜５に記載の発明では、先端に受圧面を有するカテーテルチューブ内に半導体式圧力センサチップと圧力伝達媒体とが収容され、前記受圧面に作用する圧力が前記圧力伝達媒体を介して前記半導体式圧力センサチップに伝達されるように構成されているカテーテルにおいて、圧力変動を感知しうる感圧部を前記半導体式圧力センサチップに複数設け、該複数の感圧部における一部の感圧部を、前記圧力伝達媒体を介して前記受圧面に作用する圧力変動を感知する感圧部とし、該受圧面に作用する圧力変動を感知する感圧部とは異なる他の感圧部における一部若しくはすべての感圧部を、前記カテーテルチューブ外部から直接作用される圧力の変動を感知する感圧部としたことを特徴とするセンサ機能を備えたカテーテルをその要旨とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、請求項１において、前記半導体式圧力センサチップは縦長形状であり、かつ自身の長手方向とチューブ軸線方向とが並行になるように配置されているとした。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２において、前記複数の感圧部は、チップ長手方向に並んで配置されているとした。
請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記複数の感圧部は、いずれも歪みゲージを備えるダイヤフラムであるとした。
【００１３】
請求項９に記載の発明では、先端に受圧面を有するカテーテルチューブ内に半導体式圧力センサチップと圧力伝達媒体とが収容され、前記受圧面に作用する圧力が前記圧力伝達媒体を介して前記半導体式圧力センサチップに伝達されるように構成されているカテーテルにおいて、歪みゲージを備えており、圧力変動を感知しうるダイヤフラムを前記半導体式圧力センサチップに複数設け、そのうちの一部のものを前記受圧面に作用する圧力の検出用に割り当て、他のものを別の用途に割り当て、前記複数のダイヤフラムには、第１のダイヤフラムと第２のダイヤフラムとが含まれており、前記半導体式圧力センサチップにおけるチューブ先端側領域に前記第１のダイヤフラムを配置しかつチューブ基端側領域に前記第２のダイヤフラムを配置するとともに、その半導体式圧力センサチップを背圧孔を有する縦長形状の台座の上面に搭載し、前記カテーテルチューブの外周部分に圧力導入口を貫設することによりその圧力導入口を介してチューブ外部領域の圧力を前記第１のダイヤフラム及び第２のダイヤフラムの表面側に伝達可能とし、前記背圧孔を介して前記第２のダイヤフラムの裏面側のみにチューブ内部領域の圧力を伝達可能とすべく前記台座の下面と前記カテーテルチューブ内壁面との隙間に圧力隔壁を設けることとした。
【００１４】
請求項６に記載の発明では、細長い容器内に収容された状態で使用される半導体式物理量センサチップであって、縦長形状の基板に所定の物理量の変動を感知しうる感知部を複数設け、かつ前記基板の一端部に外部接続端子を配置し、前記複数の感知部における一部の感知部を、第１の圧力変動を感知する感知部とし、該圧力変動を感知する感知部とは異なる他の感知部における一部若しくはすべての感知部を、前記第１の圧力変動とは異なる種類の第２の圧力変動を感知する感知部としたことを特徴とする半導体式物理量センサチップをその要旨とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明では、請求項６において、前記複数の感知部は、チップ長手方向に並んで配置されているとした。
【００１６】
請求項８に記載の発明では、請求項６または７において、前記複数の感知部は、いずれも歪みゲージを備えるダイヤフラムであるとした。
以下、本発明の「作用」を説明する。
【００１７】
まず、請求項１に記載の発明の作用について述べる。本発明では、カテーテルチューブが挿入されている管の内部に障害物や狭窄部位がある場合、チューブの挿入抵抗が増加し、受圧面に作用する圧力もそれに伴って増加する。このような圧力の変動は、まず圧力伝達媒体に波及し、最終的には複数個ある感圧部のうちの一部のものに波及する。つまり、圧力の変動は圧力伝達媒体を介して特定の感圧部に伝達される。センサチップはその圧力変動を電気信号に変換し、その電気信号を信号ケーブル等の配線を介して外部に出力する。よって、オペレータは、その出力された結果を判断材料として、進行方向前方の状況を確実に検知することができる。このため、カテーテルチューブの先端を管内の所望の部位まで確実に誘導することが可能となる。
【００１８】
また、前記半導体式圧力センサチップにおける複数の感圧部のうち受圧面に作用する圧力変動を感知する感圧部とは異なる他の感圧部における一部若しくはすべての感圧部を、血圧変動を感知する感圧部とする。半導体式圧力センサチップはその圧力変動を電気信号に変換し、その電気信号を同じく配線を介して外部に出力する。
【００１９】
従って、この半導体式圧力センサチップによると血圧変動を含む複数種のセンシングが可能であり、さらには半導体式圧力センサチップに設けるべき外部接続端子や配線の一部を共通化することができる。その結果、省略された構造分だけ実装スペースを小さくすることができる。勿論、半導体式圧力センサチップが１枚で済むことになると構成の複雑化も避けられ、組み付け作業も比較的簡単になる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によると、カテーテルチューブの断面積よりも大きな面積を有するセンサチップであっても、確実にカテーテルチューブ内に収容することができる。従って、カテーテルチューブ先端におけるセンサ部分の小径化にも充分に対応することが可能となる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によると、複数の感圧部をチップ長手方向に並んで配置すれば、センサチップ幅を小さくすることができる。従って、センサ部分の小径化に好都合となる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によると、感圧部が歪みゲージを備えるダイヤフラムであるため、従来公知の半導体プロセスによりそれらを確実にかつ微細に加工することが可能である。
【００２３】
請求項５に記載の発明によると、第１のダイヤフラムの裏面側には受圧面に作用する圧力が伝達するとともに、同ダイヤフラムの表面側にはチューブ外部領域の圧力が圧力導入口を介して伝達する。従って、第１のダイヤフラムから出力されるセンサ信号からは脈動による変動分が除去され、補正されたより正確な障害物検出信号を得ることができる。また、第２のダイヤフラムの表面側にはチューブ外部領域の圧力が圧力導入口を介して伝達し、同ダイヤフラムの裏面側には前記背圧孔を介してチューブ内部領域の背圧が伝達する。従って、第２のダイヤフラムから出力されるセンサ信号は、補正されたより正確な管内圧検出信号となる。また、前記圧力障壁を設けておくことにより、障害物を検出する領域と管内圧を検出する領域とにおける互いの圧力が緩衝しなくなる。つまり、この構成であると、センシング精度が確実に高くなる。
【００２４】
請求項６〜９に記載の発明によると、センサチップを構成する基板が縦長形状であるため、自身の断面積よりも小さな断面積を有する細長い容器に対してもその中に収容されることが可能となる。また、かかる感知部が複数個ある場合、それらの感知部毎に異なる物理量を感知させるように割り当てることが可能になる。なお、複数の感知部について同じ物理量を感知させるように割り当てることも勿論可能である。さらに、外部接続端子を基板の一端部に配置しておくと、接続が容易になるとともに省スペース化が図られる。
【００２５】
請求項７に記載の発明によると、１枚のセンサチップを用いて、圧力の変動を含む１種または複数種の物理量の変動を感知することが可能となる。
請求項８に記載の発明によると、複数の感知部をチップ長手方向に並んで配置すれば、センサチップの幅広化を回避することができる。
【００２６】
請求項９に記載の発明では、感知部が歪みゲージを備えるダイヤフラムであるため、従来公知の半導体プロセスによりそれらを確実にかつ微細に加工することが可能である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を血管用カテーテル１に具体化した一実施の形態を図１〜図３に基づき詳細に説明する。
【００２８】
この血管用カテーテル１は、血管に挿入されるカテーテルチューブ２と、それを体外にて操作するためにチューブ２の基端部に設けられる操作手段とによって成り立っている。操作手段は、例えばチューブ２内に挿入された複数本のワイヤと、それらを操作するワイヤ操作部とによって構成されている。また、チューブ２の基端部には、チューブ２の先端付近に設けられた拡張用バルーンにエアを圧送するためのエアコンプレッサ等が設けられている。コンプレッサには送気管が接続されている。この送気管はチューブ２内に挿通されており、その先端にはバルーンが接続されている。そして、このバルーンにエアが供給されると、狭窄した血管が膨張したバルーンの作用によって内面側から拡張されるようになっている。
【００２９】
本実施形態のカテーテル１においては、カテーテルチューブ２内に、障害物センサ部３及び血圧センサ部４を有するセンサアッセンブリが収容されている。以下、そのセンサアッセンブリについて詳細に説明する。
【００３０】
前記センサアッセンブリは、台座５、半導体式圧力センサチップ６、信号ケーブル７、ピストン８、圧力伝達媒体９、圧力隔壁１０，１１等からなる。
図２には、本実施形態において使用される半導体式物理量センサチップとしての半導体式圧力センサチップ６が示されている。このセンサチップ６は縦長の矩形状であって、同じく縦長の矩形状をした台座５上に搭載された状態でカテーテルチューブ２内に収容されるようになっている。
【００３１】
同センサチップ６を構成するシリコン基板１５には、圧力変動を感知する複数の感圧部としての第１のダイヤフラム１６及び第２のダイヤフラム１７がエッチングによって形成されている。シリコン基板１５の表面（即ちエッチされていない面）側において各ダイヤフラム１６，１７の部分には、拡散歪みゲージ１８が４つずつ形成されている。短辺がある側をシリコン基板１５の端部であると定義すると、その一方の端部には外部接続端子としてのボンディングパッド１９が６つ一直線上に配置されている。各ボンディングパッド１９と拡散歪みゲージ１８との間は、図示しない配線パターンを介して接続されている。なお、図３（ｂ）にはその結線の様子が概略的に示されている。
【００３２】
ここで、シリコン基板１５及び台座５の短辺の大きさはチューブ２の内径よりも小さく、長辺の大きさはチューブ２の内径よりも少なくとも大きなものとなっている。従って、シリコン基板１５を搭載した状態の台座５は、細長いチューブ２内に挿入可能となっている。その際、シリコン基板１５においてボンディングパッド１９が形成されている側の端部はチューブ２の基端側に配置され、そうでない側の端部はチューブ２の先端側に配置される。つまり、センサチップ６の長手方向とチューブ軸線方向とは並行な関係になる。よって、センサチップ６はチューブ軸線方向と直交する方向、即ちチューブ外周方向を向く。このとき第１のダイヤフラム１６はチューブ先端側となり、第２のダイヤフラム１７はチューブ基端側となる。
【００３３】
図１，図２に示されるように、本実施形態における台座５はシリコン製であり、その上面中央部には前記センサチップ６が接合されるべきチップ搭載凹部２０が形成されている。そのチップ搭載凹部２０には、第１の貫通孔２１及び第２の貫通孔２２が透設されている。第１の貫通孔２１は第１のダイヤフラム１６の裏面真下に位置し、第２の貫通孔２２は第２のダイヤフラム１７の裏面真下に位置している。本実施形態では、第２の貫通孔２２がいわゆる背圧孔として機能する。
【００３４】
図２に示されるように、台座５の上面基端部には配線パターン２３が形成されており、その一端にはボンディングパッド２４が形成されている。そして、これらの台座５側のボンディングパッド２４とセンサチップ６側のボンディングパッド１９とは、ボンディングワイヤ２５を介して電気的に接続されている。また、配線パターン２３の他端側には、配線としての信号ケーブル７の各々のリード線がはんだ付けされている。本実施形態において信号ケーブル７は１本のみであって、同信号ケーブル７はチューブ２を通り抜けてその基端部に到っている。
【００３５】
センサチップ６の先端側には、略半円状の圧力障壁１０が設けられている。台座５の裏面中央部にも、同様に略半円状の圧力隔壁１１が設けられている。これらの圧力障壁１０，１１は、台座５及びセンサチップ６とチューブ２内壁面との隙間を塞ぐものであって、それによりチューブ２内が２つに区画されている。
【００３６】
図１に示されるように、カテーテルチューブ２の外周部分には、チューブ外部領域の圧力をその内部領域に導入するための圧力導入口２６が２箇所に貫設されている。これらの圧力導入口２６は、各ダイヤフラム１６，１７の表面真上に位置している。
【００３７】
前記圧力障壁１０，１１によってチューブ２の先端側に区画されたピストン摺動空間２７内には、圧力伝達媒体としてのシリコーンゲル９が充填されている。シリコーンゲル９は、第１の貫通孔２１を介して第１のダイヤフラム１６の裏面側にまで及んでいる。カテーテルチューブ２の開口部２ａは、閉塞部材としてのピストン８によって封止されている。従って、この実施形態では、ピストン８の外面が受圧面８ａとしての役割を果たすようになっている。なお、ピストン８を形成する材料としては、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）や塩化ビニル等といった生体適合性の樹脂材料が使用されている。
【００３８】
さらに、圧力導入口２６が貫設されている部分についても、同じくシリコーンゲル９が充填されている。このシリコーンゲル９は、第１，第２のダイヤフラム１６，１７の表面側を全体的に覆うばかりでなく、信号ケーブル７と台座５との接続部分にまで及んでいる。
【００３９】
第２のダイヤフラム１７の裏面側の空間は、背圧孔である第２の貫通孔２２を介してセンサアッセンブリよりも基端側にある空洞領域に連通している。ただし、これらの空間内にはシリコーンゲル９は存在しておらず、代わりに空気が存在している。なお、この空気の圧力は基本的に外部の空気圧と等しい。
【００４０】
次に、上記のセンサアッセンブリを備えた本実施形態のカテーテル１によるセンシングについて説明する。
カテーテルチューブ２が挿入されている血管の内部に障害物（血栓や腫瘍など）や狭窄部位がある場合、チューブ２の挿入抵抗が増加し、ピストン８の受圧面８ａに作用する圧力もそれに伴って増加する。このような変化が起きた場合、ピストン摺動空間２７内に充填されているシリコーンゲル９の圧力が増加し、その結果として第１のダイヤフラム１６の裏面側に加わる圧力も増加する。つまり、センサアッセンブリの先端側外部で起こった圧力の変化は、シリコーンゲル９を介して第１のダイヤフラム１６に間接的に伝達されることになる。すると、第１のダイヤフラム１６の歪みが大きくなり、その上にある歪みゲージ１８の抵抗値に変化が生じる。そして、このときセンサチップ６は圧力の変化を電気信号に変換し、その電気信号をボンディングワイヤ２５を介して台座５側に出力する。
【００４１】
ところで、第１のダイヤフラム１６の表面側には、チューブ外部領域の圧力が圧力導入口２６及びシリコーンゲル９を介して伝達されるようになっている。従って、第１のダイヤフラム１６から出力される障害物検出信号からは、血圧の脈動による変動分が除去される。
【００４２】
台座５側に出力された障害物検出信号は、さらに信号ケーブル７を介してチューブ２の基端部の電気回路に入力・処理され、かつ可視化される。よって、オペレータは、その可視化されたデータを判断材料として、進行方向前方の状況、即ち障害物や狭窄の有無等を確実に検知することができる。つまり、オペレータは、上記の場合にワイヤを操作することによって、圧力が減少するような方向にセンサアッセンブリの頭部を向ければよいことになる。
【００４３】
なお、第２のダイヤフラム１７の表面側には、チューブ外部領域の圧力のみが圧力導入口２６及びシリコーンゲル９を介して伝達される。同ダイヤフラム１７の裏面側には、第２の貫通孔２２を介して背圧が作用する。従って、第２のダイヤフラム１７からは、空洞領域の空気圧の変動分が除去される。このようにして補正された血圧検出信号も、信号ケーブル７を介して外部に出力されかつ可視化される。
【００４４】
以下、本実施形態において特徴的な作用効果を列挙する。
（イ）このカテーテル１では、センサチップ６における２つのダイヤフラム１６，１７のうち、一方が障害物検出用に割り当てられ、他方が血圧検出用に割り当てられている。従って、１枚のセンサチップ６を用いて複数種のセンシングを行うことが可能である。この場合、センサチップ６に設けるべきボンディングパッド１９や信号ケーブル７の一部を共通化することができる。具体的にいうと、従来ではボンディングパッド１９が全部で８つ必要であったのに対し（図３（ａ）参照）、本実施形態ではそれが６つで足りる（図３（ｂ）参照）。即ち、ボンディングパッド１９が２つ分省略される。従って、その分だけセンサチップ６が小型になり、実装スペースを小さくすることができる。また、信号ケーブル７が１本で足りることも、省スペース化に対してプラスに作用する。ゆえに、カテーテルチューブ２先端におけるセンサアッセンブリの小径化にも充分に対応することが可能となる。勿論、このようなセンサチップ６を用いた場合、構成の複雑化も避けられ、組み付け作業も比較的簡単になる。
【００４５】
（ロ）このカテーテル１では、センサチップ６は縦長形状であり、かつ自身の長手方向とチューブ軸線方向とが並行になるように配置されている。そのため、カテーテルチューブ２の断面積よりも大きな面積を有するセンサチップ６であっても、確実にチューブ２内に収容することができる。また、第１，第２のダイヤフラム１６，１７をチップ長手方向に並んで配置することにより、センサチップ６の幅を小さくすることができる。以上のこともセンサアッセンブリの小径化に貢献する。
【００４６】
（ハ）同カテーテル１では、感圧部が拡散歪みゲージ１８を備えるダイヤフラム１６，１７である。ゆえに、従来公知の半導体プロセスにより、それらを確実にかつ微細に加工することが可能である。従って、センサチップ６の製造における技術的困難性も小さい。
【００４７】
（ニ）このカテーテル１では、上述のように変動分が除去された正確な障害物検出信号や血圧検出信号を得ることができる。また、圧力障壁１０，１１があることにより、障害物を検出する領域と血圧を検出する領域とにおける互いの圧力の緩衝が防止される。従って、この構成であると、障害物及び血圧の双方についてのセンシング精度が確実に高くなる。
【００４８】
（ホ）このカテーテル１では、ボンディングパッド１９がシリコン基板１５の一端部に集中して配置されている。ゆえに、台座５側との接続が容易になるとともに、省スペース化も図られる。
【００４９】
なお、本発明は上記の実施形態のみに限定されることはなく、例えば次のように変更することが可能である。
（１）センサチップ６における感圧部は２つに限定されず、３つ以上であってもよい。例えば、図４に示される別例のセンサチップ３１では、３つのダイヤフラム１６，１７，３２がチップ長手方向に沿って一直線上に３つ設けられている。この構成であれば、細長いカテーテルチューブ２内に収容可能であるばかりでなく、第３のダイヤフラム３２を障害物検出や血圧検出以外の物理量のセンシングに割り当てることが可能である。即ち、ダイヤフラム１６，１７，３２毎に異なる物理量を感知させることが可能である。もっとも、第３のダイヤフラム３２を第１のダイヤフラム１６または第２のダイヤフラム１７のバックアップとして使用してもよい。
【００５０】
（２）センサチップ６，３１における感圧部は、拡散歪みゲージ１８を備えるダイヤフラム１６，１７，３２に限定されることはなく、例えば拡散歪みゲージ１８を備えるカンチレバー等でもよい。また、センサチップ６，３１における感知部は、圧力変動を感知しうる感圧部に限定されず、それ以外の物理量（例えば加速度、温度、磁力など）の変動を感知しうるものであってもよい。なお、１枚のセンサチップ６，３１内に形成される感知部は、前記実施形態や別例のように同じ種類のものであってもよく、異なる種類のものであってもよい。
【００５１】
（３）外部接続端子はボンディングパッド１９に限られず、ピン等のようなその他の構造物であってもよい。
（４）圧力障壁１０，１１は、実施形態のようにセンサチップ６，３１や台座５と別体でもよく、またそれらの一部を凸状に形成したもの（即ち一体となったもの）でもよい。また、カテーテルチューブ２の内壁面側を突出させることにより圧力障壁に代えてもよい。
【００５２】
（５）台座５を省略することも可能である。この場合、台座５の容積減少分だけカテーテルチューブ２の小型化を図ることができる。
（６）センサチップ６，３１が収容されるべき容器は、カテーテルチューブ２に限定されることはなく、その他の細長い容器であってもよい。
【００５３】
ここで、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。
（１）カテーテルチューブ内に半導体式物理量センサチップが収容されているカテーテルにおいて、特定の物理量の変動を感知しうる感知部を前記センサチップに複数個設け、そのうちの一部のものを障害物検出用に割り当て、他のものを別の用途に割り当てたことを特徴とするセンサ機能を備えたカテーテル。この構成であると、センサ部分の構造を比較的簡単にでき、かつ小型化にも対応できる。
【００５４】
なお、本明細書中において使用した技術用語を次のように定義する。
「生体適合性がある：血液、体液、リンパ液、その他の生体内物質との反応性が低いことをいう。」
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜５，９〜１１に記載の発明によれば、センサ部分の構造が比較的簡単であって小型化にも対応できる、センサ機能を備えたカテーテルを提供することができる。また、複数種のセンシングを行うことが可能となる。
【００５６】
請求項２に記載の発明によれば、より小型化を図ることができる。
請求項３に記載の発明によれば、よりいっそう小型化を図ることができる。
請求項４に記載の発明によれば、従来公知の半導体プロセスによりそれらを確実にかつ微細に加工することが可能であるため、さらなる小型化及び製造容易化を図ることができる。
【００５７】
請求項５に記載の発明によれば、異なる物理量を検出する領域間での圧力緩衝がなくなるため、確実にセンシング精度の向上を図ることができる。
請求項６〜９に記載の発明によれば、上記の優れたカテーテル等を具現化するうえで好適な半導体式物理量センサチップを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態におけるカテーテル先端に設けられたセンサアッセンブリを示す断面図。
【図２】同じくそのセンサチップ、台座、圧力障壁及びカテーテルチューブの部分破断分解斜視図。
【図３】（ａ）は従来のセンサチップにおける拡散歪みゲージの結線図、（ｂ）は本実施形態のセンサチップにおける拡散歪みゲージの結線図。
【図４】別例１のセンサチップの斜視図。
【符号の説明】
１…カテーテル、２…細長い容器としてのカテーテルチューブ、５…台座、６，３１…半導体式物理量センサチップとしての半導体式圧力センサチップ、８ａ…受圧面、９…圧力伝達媒体としてのシリコーンゲル、１０，１１…圧力隔壁、１５…シリコン基板、１６…感圧部としての第１のダイヤフラム、１７…感圧部としての第２のダイヤフラム、１８…拡散歪みゲージ、２２…背圧孔としての第２の貫通孔、２４…外部接続端子としてのボンディングパッド、２６…圧力導入口、３２…感圧部としての第３のダイヤフラム。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a catheter having a sensor function, and a semiconductor physical quantity sensor chip used in such a catheter and the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A catheter for measuring blood pressure and the like by being inserted into various tubes in a human body, for example, a blood vessel or the like is known. Conventionally, this type of catheter has no means for detecting the situation in front of the catheter tube in the traveling direction, and the operator has to rely only on his / her intuition to operate the tube. Therefore, it takes skill to guide the tip of the catheter tube to a desired site.
[0003]
Therefore, it has been conventionally proposed to provide not only a blood pressure sensor but also a sensor mechanism for sensing an obstacle at the tip of the catheter tube and operate the catheter tube based on the sensing result. Hereinafter, an example of the configuration will be described.
[0004]
The distal end portion of the catheter tube is divided into two, a first chamber and a second chamber, by a pressure partition. The semiconductor type pressure sensor chip is accommodated in the first chamber located on the distal end side in a state facing the tube distal direction. Then, the first chamber is filled with a pressure transmitting medium such as silicone gel, and the inlet is sealed with a piston. On the other hand, the one on which the semiconductor type pressure sensor chip is mounted on the pedestal is accommodated in the second chamber located on the base end side, and is filled with the pressure transmitting medium. The sensor chip faces the pressure inlet on the outer periphery of the tube. Note that both sensor chips are provided with bonding pads, respectively, and a signal cable is bonded to them.
[0005]
With the above configuration, the first chamber side functions as an obstacle sensor, and the second chamber side functions as a blood pressure sensor. Each sensor signal is separately output to the outside via each signal cable.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the sensor chip for obstacle detection is installed separately from the sensor chip for blood pressure measurement as in the conventional catheter, the following problem occurs.
[0007]
Since a signal cable must be bonded for each sensor chip, a large mounting space is required, and two signal cables are required. Therefore, it is difficult to reduce the diameter of the sensor portion at the distal end of the catheter tube. Also, if the sensor chip is to be assembled separately, the configuration is naturally complicated, and the assembling work is also troublesome.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a catheter having a sensor function that has a relatively simple structure of a sensor portion and can be reduced in size.
[0009]
Another object of the present invention is to provide a semiconductor-type physical quantity sensor chip suitable for realizing the above-described excellent catheter and the like.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the inventions according to claims 1 to 5, a semiconductor pressure sensor chip and a pressure transmission medium are accommodated in a catheter tube having a pressure receiving surface at a distal end, and act on the pressure receiving surface. a catheter that is configured so that pressure is transmitted to the semiconductor pressure sensor chip via the pressure transmission medium, multiple set of pressure-sensitive portion which can senses the pressure fluctuations in the semiconductor pressure sensor chip, A part of the plurality of pressure sensing units is a pressure sensing unit that senses a pressure change acting on the pressure receiving surface via the pressure transmission medium, and a pressure sensing unit that senses the pressure variation acting on the pressure receiving surface . some or all of the pressure-sensitive part in different other pressure sensing section is a pressure section, the sensor function is characterized in that the pressure sensing portion that senses a change in pressure exerted directly from the catheter tube outer The example was catheter and the gist thereof.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the semiconductor pressure sensor chip has a vertically long shape, and is arranged such that its longitudinal direction and the tube axis direction are parallel to each other.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the plurality of pressure-sensitive portions are arranged side by side in the chip longitudinal direction.
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, each of the plurality of pressure-sensitive portions is a diaphragm including a strain gauge.
[0013]
According to the ninth aspect of the present invention, the semiconductor pressure sensor chip and the pressure transmitting medium are accommodated in a catheter tube having a pressure receiving surface at a distal end, and the pressure acting on the pressure receiving surface is applied to the semiconductor via the pressure transmitting medium. In a catheter configured to be transmitted to a pressure sensor chip, the strain gauge is provided, and a plurality of diaphragms capable of sensing pressure fluctuations are provided on the semiconductor pressure sensor chip, and a part of the diaphragm is provided. allocated for detecting the pressure acting on the pressure receiving surface, assigned to others for another purpose, wherein the plurality of diaphragms, includes a first diaphragm and the second diaphragm, the semiconductor pressure sensor placing said second diaphragm to the first diaphragm to and to the tube proximal region disposed on the tube distal region of the chip Rutotomoni, the semiconductor pressure sensor chip is mounted on the upper surface of the base of the vertically long shape with a back pressure hole, the tube outside through the pressure introducing port by penetrated the pressure opening at the periphery of said catheter tube the pressure in the region can be transmitted to the surface side of the first diaphragm and the second diaphragm, only the back surface side of the through the back pressure hole second diaphragm in order to enable transmitting the pressure of the tube inner region A pressure partition is provided in a gap between the lower surface of the pedestal and the inner wall surface of the catheter tube.
[0014]
The invention according to claim 6, a semiconductor type physical quantity sensor chip used in a state of being accommodated in an elongated vessel, multiple setting a sensing unit capable of sensing a variation in the predetermined physical quantity to the substrate of the elongated shape An external connection terminal is arranged at one end of the substrate, and a part of the plurality of sensing units is a sensing unit for sensing a first pressure change, and a sensing unit for sensing the pressure change. A semiconductor physical quantity sensor chip characterized in that some or all of the sensing units in the different sensing units are sensing units for sensing a second pressure variation of a type different from the first pressure variation. This is the gist.
[0015]
In the invention described in claim 7, in claim 6, the plurality of sensing units are arranged side by side in the chip longitudinal direction.
[0016]
In the invention described in claim 8 , in claim 6 or 7 , each of the plurality of sensing units is a diaphragm provided with a strain gauge.
Hereinafter, the “action” of the present invention will be described.
[0017]
First, the operation of the present invention will be described. In the present invention, when there is an obstacle or a stenosis site inside the tube into which the catheter tube is inserted, the insertion resistance of the tube increases, and the pressure acting on the pressure receiving surface also increases accordingly. Such pressure fluctuations first spread to the pressure transmitting medium, and finally spread to some of the plurality of pressure-sensitive portions. That is, the fluctuation of the pressure is transmitted to the specific pressure sensing unit via the pressure transmission medium. The sensor chip converts the pressure fluctuation into an electric signal, and outputs the electric signal to the outside via a wiring such as a signal cable. Therefore, the operator can reliably detect a situation ahead in the traveling direction using the output result as a judgment material. For this reason, it is possible to reliably guide the distal end of the catheter tube to a desired site in the tube.
[0018]
Further, of the plurality of pressure sensing portions of the semiconductor type pressure sensor chip, some or all of the pressure sensing portions in another pressure sensing portion different from the pressure sensing portion sensing the pressure variation acting on the pressure receiving surface are subjected to blood pressure variation. Pressure sensing part that senses The semiconductor type pressure sensor chip converts the pressure fluctuation into an electric signal, and outputs the electric signal to the outside via the same wiring.
[0019]
Therefore, according to the semiconductor pressure sensor chip, a plurality of types of sensing including blood pressure fluctuation can be performed, and further, external connection terminals and a part of wiring to be provided in the semiconductor pressure sensor chip can be shared. As a result, the mounting space can be reduced by the omitted structure. Of course, if only one semiconductor pressure sensor chip is required, the configuration is not complicated, and the assembling work is relatively simple.
[0020]
According to the second aspect of the present invention, even a sensor chip having an area larger than the cross-sectional area of the catheter tube can be reliably accommodated in the catheter tube. Therefore, it is possible to sufficiently cope with a reduction in the diameter of the sensor portion at the distal end of the catheter tube.
[0021]
According to the third aspect of the present invention, the sensor chip width can be reduced by arranging the plurality of pressure-sensitive portions in the chip longitudinal direction. Therefore, it is convenient to reduce the diameter of the sensor portion.
[0022]
According to the fourth aspect of the present invention, since the pressure-sensitive portion is a diaphragm having a strain gauge, it is possible to reliably and finely process them by a conventionally known semiconductor process.
[0023]
According to the fifth aspect of the present invention, the pressure acting on the pressure receiving surface is transmitted to the back surface of the first diaphragm, and the pressure in the tube outer region is transmitted to the front surface of the first diaphragm via the pressure inlet. I do. Therefore, the fluctuation due to the pulsation is removed from the sensor signal output from the first diaphragm, and a corrected and more accurate obstacle detection signal can be obtained. Further, the pressure in the tube outside area is transmitted to the front side of the second diaphragm through the pressure inlet, and the back pressure in the tube inside area is transmitted to the back side of the second diaphragm through the back pressure hole. Therefore, the sensor signal output from the second diaphragm becomes a corrected and more accurate pipe pressure detection signal. Further, by providing the pressure barrier, the mutual pressure in the region where the obstacle is detected and the region where the pipe pressure is detected are not buffered. That is, with this configuration, the sensing accuracy is reliably increased.
[0024]
According to the invention as set forth in claims 6 to 9, since the substrate constituting the sensor chip is vertically long, it can be accommodated in an elongated container having a cross-sectional area smaller than its own. It becomes possible. Further, when there are a plurality of such sensing units, it is possible to allocate the sensing units so as to sense different physical quantities. Note that it is of course possible to assign a plurality of sensing units to sense the same physical quantity. Further, when the external connection terminals are arranged at one end of the substrate, connection is facilitated and space is saved.
[0025]
According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to sense a change in one or more physical quantities including a change in pressure using one sensor chip.
According to the eighth aspect of the present invention, if a plurality of sensing units are arranged side by side in the chip longitudinal direction, it is possible to avoid an increase in the width of the sensor chip.
[0026]
According to the ninth aspect of the present invention, since the sensing unit is a diaphragm having a strain gauge, it is possible to reliably and finely process them by a conventionally known semiconductor process.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a vascular catheter 1 will be described in detail with reference to FIGS.
[0028]
This vascular catheter 1 is composed of a catheter tube 2 inserted into a blood vessel and operating means provided at a proximal end of the tube 2 for operating the catheter outside the body. The operating means includes, for example, a plurality of wires inserted into the tube 2 and a wire operating unit for operating the wires. At the base end of the tube 2, there is provided an air compressor or the like for sending air to an expansion balloon provided near the distal end of the tube 2. An air supply pipe is connected to the compressor. This air supply pipe is inserted into the tube 2, and a balloon is connected to the distal end thereof. Then, when air is supplied to the balloon, the stenotic blood vessel is expanded from the inner surface side by the action of the inflated balloon.
[0029]
In the catheter 1 of the present embodiment, within the catheter tube 2, the sensor assembly having an obstacle sensor unit 3 and the blood-pressure sensor portion 4 is accommodated. Hereinafter, the sensor assembly will be described in detail.
[0030]
The sensor assembly includes a pedestal 5, a semiconductor type pressure sensor chip 6, a signal cable 7, a piston 8, a pressure transmission medium 9, pressure barriers 10, 11, and the like.
FIG. 2 shows a semiconductor pressure sensor chip 6 as a semiconductor physical quantity sensor chip used in the present embodiment. The sensor chip 6 has a vertically long rectangular shape, and is housed in the catheter tube 2 in a state where the sensor chip 6 is mounted on the pedestal 5 also having a vertically long rectangular shape.
[0031]
A first diaphragm 16 and a second diaphragm 17 as a plurality of pressure sensing portions for sensing pressure fluctuation are formed on a silicon substrate 15 constituting the sensor chip 6 by etching. Four diffusion strain gauges 18 are formed on each of the diaphragms 16 and 17 on the surface (that is, the unetched surface) side of the silicon substrate 15. If the side having the short side is defined as an end of the silicon substrate 15, six bonding pads 19 as external connection terminals are arranged on one end at one end. Each bonding pad 19 and the diffusion strain gauge 18 are connected via a wiring pattern (not shown). FIG. 3B schematically shows the connection.
[0032]
Here, the size of the short side of the silicon substrate 15 and the pedestal 5 is smaller than the inside diameter of the tube 2, and the size of the long side is at least larger than the inside diameter of the tube 2. Therefore, the pedestal 5 with the silicon substrate 15 mounted thereon can be inserted into the elongated tube 2. At this time, the end of the silicon substrate 15 on the side where the bonding pad 19 is formed is disposed on the base end side of the tube 2, and the end on the other side is disposed on the distal end side of the tube 2. That is, the longitudinal direction of the sensor chip 6 and the tube axis direction are in a parallel relationship. Therefore, the sensor chip 6 faces in a direction perpendicular to the tube axis direction, that is, in the tube outer peripheral direction. At this time, the first diaphragm 16 is on the distal end side of the tube, and the second diaphragm 17 is on the proximal end side of the tube.
[0033]
As shown in FIGS. 1 and 2, the pedestal 5 in the present embodiment is made of silicon, and a chip mounting recess 20 to which the sensor chip 6 is to be joined is formed in the center of the upper surface. A first through-hole 21 and a second through-hole 22 are formed through the chip mounting recess 20. The first through hole 21 is located immediately below the back surface of the first diaphragm 16, and the second through hole 22 is located immediately below the back surface of the second diaphragm 17. In the present embodiment, the second through holes 22 function as so-called back pressure holes.
[0034]
As shown in FIG. 2, a wiring pattern 23 is formed at the base end of the upper surface of the pedestal 5, and a bonding pad 24 is formed at one end thereof. The bonding pads 24 on the pedestal 5 side and the bonding pads 19 on the sensor chip 6 side are electrically connected via bonding wires 25. The other ends of the wiring pattern 23 are soldered with respective leads of the signal cable 7 as wiring. In the present embodiment, there is only one signal cable 7, and the signal cable 7 passes through the tube 2 and reaches the base end thereof.
[0035]
A substantially semicircular pressure barrier 10 is provided on the tip side of the sensor chip 6. A substantially semicircular pressure partition 11 is also provided at the center of the back surface of the pedestal 5. These pressure barriers 10 and 11 close the gaps between the pedestal 5 and the sensor chip 6 and the inner wall surface of the tube 2, thereby dividing the inside of the tube 2 into two.
[0036]
As shown in FIG. 1, two pressure introduction ports 26 are formed in the outer peripheral portion of the catheter tube 2 for introducing the pressure in the outer region of the tube into the inner region. These pressure inlets 26 are located just above the surfaces of the respective diaphragms 16 and 17.
[0037]
A silicone gel 9 as a pressure transmitting medium is filled in a piston sliding space 27 partitioned on the distal end side of the tube 2 by the pressure barriers 10 and 11. The silicone gel 9 extends to the back side of the first diaphragm 16 via the first through hole 21. The opening 2a of the catheter tube 2 is sealed by a piston 8 as a closing member. Therefore, in this embodiment, the outer surface of the piston 8 plays a role as the pressure receiving surface 8a. As a material for forming the piston 8, a biocompatible resin material such as PTFE (polytetrafluoroethylene) or vinyl chloride is used.
[0038]
Further, the portion where the pressure inlet 26 is provided is also filled with the silicone gel 9. The silicone gel 9 not only covers the entire surface side of the first and second diaphragms 16 and 17 but also extends to a connection portion between the signal cable 7 and the pedestal 5.
[0039]
The space on the back surface side of the second diaphragm 17 communicates with the cavity region on the base end side of the sensor assembly via the second through hole 22 which is a back pressure hole. However, the silicone gel 9 does not exist in these spaces, and air exists instead. The air pressure is basically equal to the external air pressure.
[0040]
Next, sensing by the catheter 1 of the present embodiment having the above-described sensor assembly will be described.
When there is an obstruction (thrombus, tumor, etc.) or a stenosis site inside the blood vessel into which the catheter tube 2 is inserted, the insertion resistance of the tube 2 increases, and the pressure acting on the pressure receiving surface 8a of the piston 8 increases accordingly. To increase. When such a change occurs, the pressure of the silicone gel 9 filled in the piston sliding space 27 increases, and as a result, the pressure applied to the back side of the first diaphragm 16 also increases. That is, a change in pressure occurring outside the distal end of the sensor assembly is indirectly transmitted to the first diaphragm 16 via the silicone gel 9. Then, the strain of the first diaphragm 16 increases, and the resistance value of the strain gauge 18 on the first diaphragm 16 changes. At this time, the sensor chip 6 converts the change in pressure into an electric signal, and outputs the electric signal to the pedestal 5 via the bonding wire 25.
[0041]
By the way, the pressure in the outer region of the tube is transmitted to the front side of the first diaphragm 16 through the pressure inlet 26 and the silicone gel 9. Therefore, from the obstacle detection signal output from the first diaphragm 16, the fluctuation due to the pulsation of the blood pressure is removed.
[0042]
The obstacle detection signal output to the pedestal 5 is further input to and processed by an electric circuit at the base end of the tube 2 via the signal cable 7 and is visualized. Therefore, the operator can reliably detect the situation ahead in the traveling direction, that is, the presence or absence of an obstacle or a stenosis, using the visualized data as a judgment material. That is, by operating the wire in the above case, the operator may turn the head of the sensor assembly in such a direction as to decrease the pressure.
[0043]
In addition, only the pressure in the outer region of the tube is transmitted to the front surface side of the second diaphragm 17 via the pressure inlet 26 and the silicone gel 9. Back pressure acts on the back surface of the diaphragm 17 via the second through hole 22. Therefore, the fluctuation of the air pressure in the cavity region is removed from the second diaphragm 17. The blood pressure detection signal corrected in this way is output to the outside via the signal cable 7 and is visualized.
[0044]
Hereinafter, the characteristic effects of the present embodiment will be listed.
(A) In this catheter 1, one of the two diaphragms 16 and 17 in the sensor chip 6 is assigned for detecting an obstacle, and the other is assigned for detecting blood pressure. Therefore, it is possible to perform a plurality of types of sensing using one sensor chip 6. In this case, the bonding pads 19 to be provided on the sensor chip 6 and a part of the signal cable 7 can be shared. More specifically, while a total of eight bonding pads 19 were conventionally required (see FIG. 3A), six bonding pads 19 are sufficient in the present embodiment (see FIG. 3B). . That is, two bonding pads 19 are omitted. Therefore, the sensor chip 6 is reduced in size correspondingly, and the mounting space can be reduced. Further, the fact that only one signal cable 7 is sufficient has a positive effect on space saving. Therefore, it is possible to sufficiently cope with a reduction in the diameter of the sensor assembly at the distal end of the catheter tube 2. Of course, when such a sensor chip 6 is used, complication of the configuration can be avoided, and the assembling operation is relatively simple.
[0045]
(B) In this catheter 1, the sensor chip 6 has a vertically long shape, and is arranged so that its longitudinal direction is parallel to the tube axis direction. Therefore, even if the sensor chip 6 has an area larger than the cross-sectional area of the catheter tube 2, it can be reliably accommodated in the tube 2. Also, by arranging the first and second diaphragms 16 and 17 in the chip longitudinal direction, the width of the sensor chip 6 can be reduced. The above also contributes to reducing the diameter of the sensor assembly.
[0046]
(C) In the catheter 1, the pressure-sensitive portions are the diaphragms 16 and 17 having the diffusion strain gauge 18. Therefore, they can be reliably and finely processed by a conventionally known semiconductor process. Therefore, technical difficulty in manufacturing the sensor chip 6 is also small.
[0047]
(D) With this catheter 1, it is possible to obtain an accurate obstacle detection signal and blood pressure detection signal from which fluctuations have been removed as described above. Further, the presence of the pressure barriers 10 and 11 prevents buffering of the pressure in the region where the obstacle is detected and the region where the blood pressure is detected. Therefore, with this configuration, the sensing accuracy for both the obstacle and the blood pressure is reliably increased.
[0048]
(E) In this catheter 1, the bonding pads 19 are concentrated on one end of the silicon substrate 15. Therefore, connection with the pedestal 5 side becomes easy and space saving is achieved.
[0049]
Note that the present invention is not limited to only the above-described embodiment, and can be modified as follows, for example.
(1) The number of pressure-sensitive portions in the sensor chip 6 is not limited to two, and may be three or more. For example, in another example of the sensor chip 31 shown in FIG. 4, three diaphragms 16, 17, and 32 are provided in a straight line along the chip longitudinal direction. With this configuration, not only can it be accommodated in the elongated catheter tube 2, but also the third diaphragm 32 can be assigned to sensing physical quantities other than obstacle detection and blood pressure detection. That is, it is possible to sense different physical quantities for each of the diaphragms 16, 17, and 32. However, the third diaphragm 32 may be used as a backup for the first diaphragm 16 or the second diaphragm 17.
[0050]
(2) The pressure-sensitive portions in the sensor chips 6 and 31 are not limited to the diaphragms 16, 17 and 32 having the diffusion strain gauge 18, but may be, for example, a cantilever having the diffusion strain gauge 18. Further, the sensing units in the sensor chips 6 and 31 are not limited to pressure-sensitive units that can sense pressure fluctuations, and may be those that can sense fluctuations in other physical quantities (eg, acceleration, temperature, magnetic force, etc.). Good. Note that the sensing units formed in one sensor chip 6, 31 may be of the same type as in the above embodiment or another example, or may be of a different type.
[0051]
(3) The external connection terminal is not limited to the bonding pad 19, but may be another structure such as a pin.
(4) The pressure barriers 10 and 11 may be separate from the sensor chips 6 and 31 and the pedestal 5 as in the embodiment, or may be a part of them formed in a convex shape (that is, an integral one). Good. The pressure barrier may be replaced by projecting the inner wall surface side of the catheter tube 2.
[0052]
(5) The pedestal 5 can be omitted. In this case, the size of the catheter tube 2 can be reduced by an amount corresponding to the reduction in the volume of the pedestal 5.
(6) The container in which the sensor chips 6 and 31 are to be accommodated is not limited to the catheter tube 2, but may be another elongated container.
[0053]
Here, in addition to the technical ideas described in the claims, technical ideas grasped by the above-described embodiments are listed below together with their effects.
(1) In a catheter in which a semiconductor-type physical quantity sensor chip is housed in a catheter tube, a plurality of sensing units capable of sensing a change in a specific physical quantity are provided on the sensor chip, and a part of them is detected as an obstacle. A catheter with a sensor function, characterized in that the catheter is allocated for use and another is allocated for another use. With this configuration, the structure of the sensor portion can be relatively simplified, and the size can be reduced.
[0054]
The technical terms used in this specification are defined as follows.
"Biocompatible: low reactivity with blood, body fluids, lymph, and other biological materials."
[0055]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first to fifth and ninth to eleventh aspects of the present invention, a catheter having a sensor function that has a relatively simple structure of a sensor portion and can be reduced in size is provided. can do. Further, it becomes possible to perform a plurality of types of sensing.
[0056]
According to the second aspect of the present invention, further downsizing can be achieved.
According to the third aspect of the present invention, further downsizing can be achieved.
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to reliably and finely process them by a conventionally known semiconductor process, so that further miniaturization and easier manufacturing can be achieved.
[0057]
According to the fifth aspect of the present invention, since there is no pressure buffer between the regions where different physical quantities are detected, it is possible to surely improve the sensing accuracy.
According to the inventions set forth in claims 6 to 9, it is possible to provide a semiconductor-type physical quantity sensor chip suitable for realizing the above-described excellent catheter and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a sensor assembly provided at a distal end of a catheter according to an embodiment.
FIG. 2 is a partially exploded perspective view of the sensor chip, the pedestal, the pressure barrier, and the catheter tube.
3A is a connection diagram of a diffusion strain gauge in a conventional sensor chip, and FIG. 3B is a connection diagram of a diffusion strain gauge in a sensor chip of the present embodiment.
FIG. 4 is a perspective view of a sensor chip of another example 1.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... catheter, 2 ... catheter tube as an elongated container, 5 ... pedestal, 6, 31 ... semiconductor type pressure sensor chip as semiconductor type physical quantity sensor chip, 8a ... pressure receiving surface, 9 ... silicone gel as pressure transmission medium, 10 , 11 pressure barrier, 15 silicon substrate, 16 first diaphragm as pressure sensitive part, 17 second diaphragm as pressure sensitive part, 18 diffusion strain gauge, 22 second pressure as back pressure hole 24, a bonding pad as an external connection terminal; 26, a pressure inlet; 32, a third diaphragm as a pressure-sensitive portion.

Claims

A semiconductor pressure sensor chip and a pressure transmitting medium are accommodated in a catheter tube having a pressure receiving surface at a distal end, and pressure acting on the pressure receiving surface is transmitted to the semiconductor pressure sensor chip via the pressure transmitting medium. In the catheter configured in,
Only multiple set of pressure-sensitive portion which can senses the pressure fluctuations in the semiconductor pressure sensor chip, a portion of the pressure-sensitive portion of the pressure-sensitive portion of the plurality of acts on the pressure receiving surface through the pressure transmission medium A pressure-sensitive part that senses pressure fluctuations, and a part or all of the pressure-sensitive parts in another pressure-sensitive part different from the pressure-sensitive part that senses pressure fluctuations acting on the pressure-receiving surface, directly acting from outside the catheter tube. A catheter having a sensor function, characterized in that the catheter has a pressure-sensitive portion for detecting a change in pressure to be applied .

The catheter having a sensor function according to claim 1, wherein the semiconductor pressure sensor chip has a vertically long shape, and is arranged so that a longitudinal direction of the semiconductor pressure sensor chip is parallel to a tube axis direction.

The catheter having a sensor function according to claim 1 or 2, wherein the plurality of pressure-sensitive portions are arranged side by side in a chip longitudinal direction.

The catheter having a sensor function according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the plurality of pressure sensing units is a diaphragm including a strain gauge.

In the semiconductor type pressure sensor chip, a first diaphragm is disposed in a tube distal side region and a second diaphragm is disposed in a tube proximal side region, and the semiconductor type pressure sensor chip is formed into a vertically long shape having a back pressure hole. It is mounted on the upper surface of the pedestal, and a pressure introduction port is provided in the outer peripheral portion of the catheter tube, so that the pressure in the outer region of the tube can be transmitted to the front side of both diaphragms through the pressure introduction port, A pressure partition is provided in a gap between a lower surface of the pedestal and an inner wall surface of the catheter tube so that pressure in the tube inner region can be transmitted only to the back surface side of the second diaphragm via the second diaphragm. A catheter having the sensor function according to 4.

A semiconductor type physical quantity sensor chip used in a state of being accommodated in an elongated vessel, the sensing unit may sense the variation of the predetermined physical quantity to the substrate of the elongated shape only multiple set, and to one end of said substrate An external connection terminal is arranged , a part of the plurality of sensing units is a sensing unit for sensing a first pressure change, and a part of another sensing unit different from the sensing unit for sensing the pressure change. Alternatively, all of the sensing units are sensing units that sense a second pressure change different from the first pressure change .

The semiconductor physical quantity sensor chip according to claim 6, wherein the plurality of sensing units are arranged side by side in a chip longitudinal direction .

The semiconductor physical quantity sensor chip according to claim 6 , wherein each of the plurality of sensing units is a diaphragm including a strain gauge .

  A semiconductor type pressure sensor chip and a pressure transmitting medium are accommodated in a catheter tube having a pressure receiving surface at a distal end, and pressure acting on the pressure receiving surface is transmitted to the semiconductor type pressure sensor chip via the pressure transmitting medium. In the catheter configured in,
  A plurality of diaphragms having a strain gauge and capable of sensing pressure fluctuations are provided on the semiconductor-type pressure sensor chip, and some of them are allocated for detecting pressure acting on the pressure-receiving surface, and others are separately provided. Assigned to the use of
  The plurality of diaphragms include a first diaphragm and a second diaphragm, and the first diaphragm is disposed in a tube distal side region of the semiconductor type pressure sensor chip and in a tube proximal side region. Along with disposing the second diaphragm, the semiconductor pressure sensor chip is mounted on the upper surface of a vertically long pedestal having a back pressure hole, and the pressure is increased by penetrating a pressure inlet into the outer peripheral portion of the catheter tube. The pressure in the tube outer region can be transmitted to the front side of the first diaphragm and the second diaphragm through the inlet, and only the back side of the second diaphragm can be transmitted through the back pressure hole. A pressure partition is provided in a gap between the lower surface of the pedestal and the inner wall surface of the catheter tube so that pressure can be transmitted. Catheter with a sensor function.

The catheter having a sensor function according to claim 9, wherein the semiconductor type pressure sensor chip has a vertically long shape, and is arranged such that a longitudinal direction of the semiconductor pressure sensor chip is parallel to a tube axis direction.

The catheter having a sensor function according to claim 9 or 10, wherein the plurality of diaphragms are arranged side by side in a chip longitudinal direction.