本發(fā)明涉及一種無線壓力檢測儀，特別是涉及一種可監(jiān)測顱內(nèi)壓(intracranialpressure,icp)的無線壓力檢測儀。

背景技術(shù)：

一般而言，顱內(nèi)壓(intracranialpressure,icp)是因顱骨封閉所產(chǎn)生的壓力，當(dāng)顱內(nèi)出血或是增生腫瘤等情況發(fā)生時，因擠壓到顱內(nèi)的空間，而導(dǎo)致顱內(nèi)壓升高。

在顱內(nèi)壓升高的情況下，可能會壓迫到顱內(nèi)許多重要的大腦部位，諸如腦干或小腦等。因此，對于具有腦部病變、顱骨骨折、腫瘤或出血狀況的病人，有效的監(jiān)測顱內(nèi)壓屬于一門重要的課題。

而在加護(hù)病房或神經(jīng)外科的手術(shù)中，對于顱內(nèi)壓的監(jiān)測更為重要。是因許多導(dǎo)致顱內(nèi)壓升高的原因涉及物理性的創(chuàng)傷，大量內(nèi)出血的結(jié)果會使得顱內(nèi)壓急遽飆升。因此，站在第一線的醫(yī)護(hù)人員往往在這類手術(shù)中，最要緊的事是隨時觀看顱內(nèi)壓力的變化，通過該變化進(jìn)而判斷當(dāng)危急情況發(fā)生時，得以執(zhí)行引流等相關(guān)的減壓措施，防止病患腦部血流停滯、缺氧或是壓迫到顱內(nèi)重要部位等情事發(fā)生。

此外，醫(yī)師執(zhí)刀時的順暢度也會影響到手術(shù)順利的程度。而傳統(tǒng)的顱內(nèi)壓監(jiān)測儀多半使用有線的方式與主機(jī)或熒幕連接，但采用有線的方式，在手術(shù)過程器具移動及人員移動時，容易造成不必要的危險，是當(dāng)前手術(shù)進(jìn)行中伴隨使用的監(jiān)測行為中，需要克服的一大問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)所提及的問題，本發(fā)明提供了一種無線壓力檢測儀，包含一殼體模組、一無線通訊模組、一運(yùn)算電路模組以及一感測模組。

其中，該無線通訊模組設(shè)于該殼體模組內(nèi)，該運(yùn)算電路模組與該無線通訊模組連接，該感測模組則與該運(yùn)算電路模組連接。該感測模組包含一感測導(dǎo)管，該感測導(dǎo)管上設(shè)有一感壓元件，該感壓元件量測該感測導(dǎo)管或與該感壓元件連接的一鼓膜因壓力產(chǎn)生的形變量，再通過一軟板走線傳送給該運(yùn)算電路模組。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本發(fā)明一實(shí)施例外觀示意圖。

圖4是本發(fā)明一實(shí)施例機(jī)構(gòu)分解示意圖。

圖5是本發(fā)明一實(shí)施例感測模組內(nèi)部構(gòu)造縱切面示意圖。

圖6是本發(fā)明一實(shí)施例感測模組內(nèi)部構(gòu)造橫切面示意圖。

圖7是本發(fā)明另一實(shí)施例外觀示意圖。

圖8是本發(fā)明另一實(shí)施例機(jī)構(gòu)分解示意圖。

圖9是本發(fā)明另一實(shí)施例感測模組內(nèi)部構(gòu)造縱切面示意圖。

圖10是本發(fā)明另一實(shí)施例感測模組感測區(qū)示意圖。

圖11是本發(fā)明實(shí)施例實(shí)際使用示意圖。

附圖標(biāo)記：

10無線壓力檢測儀；

100無線通訊模組；

200運(yùn)算電路模組；

201微控制器；

201a可程序化增益放大器；

201b模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器；

201c模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換緩沖器；

201d數(shù)字信號處理器；

201e能源管理震蕩器；

201f數(shù)字緩存器；

201g電復(fù)位器；

201h集成電路總線/序列周邊介面；

202電源供應(yīng)器；

203模擬前端電路；

204無線射頻收發(fā)器；

300感測模組；

301感測電路；

302溫度傳感器；

303感測調(diào)節(jié)器；

304感測導(dǎo)管；

305感壓元件；

306軟板走線；

3061通氣孔；

307感壓元件；

3071孔洞；

308傳導(dǎo)膠膜；

309鼓膜；

400殼體模組；

401轉(zhuǎn)接件；

402外殼；

403隔板；

404外蓋；

500連接件模組；

501第一走線；

502第一支撐件；

503第二支撐件；

504第二走線；

505支撐板；

fb覆凸塊；

ic顱內(nèi)；

skn皮膚；

skl顱骨；

θ夾角。

具體實(shí)施方式

為能了解本發(fā)明的技術(shù)特征及實(shí)用功效，并可依照說明書的內(nèi)容來實(shí)施，茲進(jìn)一步以如圖式所示的較佳實(shí)施例，詳細(xì)說明如后：請先參照圖1，圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的電路架構(gòu)圖。如圖1所示，本實(shí)施例無線壓力檢測儀10包含殼體模組400(圖1未示，可先參照圖4或圖8)、無線通訊模組100、運(yùn)算電路模組200以及感測模組300。

其中，無線通訊模組100設(shè)于殼體模組400內(nèi)，本實(shí)施例的無線通訊模組100為線圈，更進(jìn)一步來說是無線射頻線圈；而運(yùn)算電路模組200與該無線通訊模組100連接，感測模組300則與運(yùn)算電路模組200連接。

更進(jìn)一步來說，運(yùn)算電路模組200包含微控制器201、電源供應(yīng)器202、模擬前端電路203、無線射頻收發(fā)器204。其中，無線射頻收發(fā)器204與微控制器201連接，電源供應(yīng)器202則分別與微控制器201及無線射頻收發(fā)器204連接，而模擬前端電路203可包含可程序化增益放大器201a(圖1未示，可參照圖2)，協(xié)助將來自感測模組300的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，且模擬前端電路203分別與微控制器201及感測模組300連接。

本實(shí)施例中，電源供應(yīng)器202主要提供整個運(yùn)算電路模組200及感測模組300電力，其中一種實(shí)施方式是在無線壓力檢測儀10的殼體模組400中容置微型鋰電池等可充電電池提供電源，另一種實(shí)施方式則是通過無線射頻讀取器在與所述無線射頻收發(fā)器204接觸收發(fā)時，通過感應(yīng)的方式直接通過電源供應(yīng)器202提供整個運(yùn)算電路模組200及感測模組300電力，本發(fā)明不以此為限。

此外，在某些實(shí)施樣態(tài)中，模擬前端電路203也可與微控制器201整合，如直接采用具有模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器(analog-to-digitalconverter,adc)功能的微控制器201，該類實(shí)施方式請參照圖2的相關(guān)說明。

請參照圖2，圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。圖2所示的實(shí)施例中，主要著重于如圖1所示的微控制器201及感測模組300之間的實(shí)施方式；即圖2實(shí)施例和圖1實(shí)施例的差別在于，圖2所載的實(shí)施例不具有模擬前端電路203，而是將模擬前端電路203的功能整合于微控制器201中。因此在圖2的實(shí)施例中，微控制器201直接與感測模組300連接。

圖2實(shí)施例所述的微控制器201可進(jìn)一步包含可程序化增益放大器201a(programmablegainamplifier,pga)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器201b(analog-to-digitalconverter,adc)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換緩沖器201c、數(shù)字信號處理器201d(digitalsignalprocessor,dsp)、能源管理震蕩器201e(powermanagementoscillator,pmo)、數(shù)字暫存器201f(digitalregister)、電復(fù)位器201g(power-onreset,por)以及積體電路匯流排/序列周邊介面201h(i²c/spiinterface)。上述元件的連接關(guān)系及其資料或電力傳輸方向是依照圖2中箭頭方向所示。

其中電復(fù)位器201g設(shè)于微控制器201中，其位置并不加以限定，僅依照半導(dǎo)體制程上的差異設(shè)置?？沙绦蚧鲆娣糯笃?01a可與感測模組300連接，而模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器201b與可程序化增益放大器201a連接，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換緩沖器201c則與該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接。

數(shù)字信號處理器201d與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器201b連接，能源管理震蕩器201e則與數(shù)字信號處理器201d及電源供應(yīng)器202連接(詳見圖1)，最后數(shù)字暫存器201f也與數(shù)字信號處理器201d連接。經(jīng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后的資料，則通過與數(shù)字信號處理器201d連接的積體電路匯流排/序列周邊介面201h傳輸，所述積體電路匯流排/序列周邊介面201h分別與無線射頻收發(fā)器204(可參照圖1)及數(shù)字信號處理器201d連接。

其中，可程序化增益放大器201a可接受來自感測模組300的訊息，更進(jìn)一步來說，由于感測模組300多半發(fā)出的訊息是用于偵測外界的物理信號，如將溫度或壓力等數(shù)值轉(zhuǎn)換成電壓，屬于模擬信號。因此需通過可程序化增益放大器201a將有系統(tǒng)的將各種模擬信號放大后，再傳給模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器201b轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。

圖2的實(shí)施例中，感測模組300包含感測電路301、溫度感測器302、感測調(diào)節(jié)器303。其中感測電路301與溫度感測器302個別與可程序化增益放大器201a連接，而感測調(diào)節(jié)器303則與感測電路301連接。在此實(shí)施例中，感測電路301可以是任何一種傳感器的回路，舉以本發(fā)明的概念即為壓力感測電路，而感測調(diào)節(jié)器303可有效調(diào)節(jié)感測電路301的感測靈敏度等參數(shù)，本發(fā)明不以此為限。

此外，本實(shí)施例也多提供了溫度感測器302，除了監(jiān)測壓力的同時能一并偵測溫度，諸如受試者的體溫等等，本發(fā)明也不以此為限。

接著請同時參照圖3及圖4，圖3是本發(fā)明一實(shí)施例外觀示意圖；圖4是本發(fā)明一實(shí)施例機(jī)構(gòu)分解示意圖。如圖3所示，本實(shí)施例無線壓力檢測儀10的外觀可見得由殼體模組400中的轉(zhuǎn)接件401、外殼402、外蓋404以及感測模組300的感測導(dǎo)管304所共構(gòu)組成。

而圖4所示為將無線壓力檢測儀10拆開后各零件組成的狀態(tài)，其中無線壓力檢測儀10主要包含殼體模組400、無線通訊模組100、運(yùn)算電路模組200以及感測模組300。其中，感測模組300包含所述的感測導(dǎo)管304，感測導(dǎo)管上(或其中)設(shè)有感壓元件305。本實(shí)施例中，感壓元件305可量測感測導(dǎo)管因壓力產(chǎn)生的形變量，再經(jīng)由軟板走線306(圖4未示，可先參照圖11)傳送給運(yùn)算電路模組200。

本實(shí)施例中，殼體模組400包含轉(zhuǎn)接件401、外殼402、隔板403以及外蓋404。本實(shí)施例的機(jī)構(gòu)連接樣態(tài)為轉(zhuǎn)接件401與感測導(dǎo)管304連接，其連接方式可以是旋接等方式，而外殼402則與轉(zhuǎn)接件401連接。在其他實(shí)施樣態(tài)中，感測導(dǎo)管304、轉(zhuǎn)接件401及外殼402也可為一體成形的構(gòu)造，本發(fā)明不以此為限。

而隔板403則設(shè)于外殼402內(nèi)，且隔板403可將無線通訊模組100與運(yùn)算電路模組200隔開。本實(shí)施例中，無線通訊模組100為線圈，更進(jìn)一步來說是無線射頻線圈，然實(shí)際上僅是要任何具有數(shù)字資料無線傳輸功能的裝置或元件皆可做為無線通訊模組100，本發(fā)明不加以限制。

此外，本實(shí)施例的運(yùn)算電路模組200主要是由中間開有圓孔的圓形印刷電路板組成，其上的電子電路元件實(shí)施樣態(tài)可參照前述圖1及圖2的相關(guān)說明以及可能的實(shí)施樣態(tài)，此處不多加贅述。

最后，外蓋404與外殼402連接，可有效將前述無線通訊模組100及運(yùn)算電路模組200包覆于無線壓力檢測儀10之內(nèi)。此外，為有效支撐殼體模組400中的元件及結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例的殼體模組400更包含連接件模組500。

所述連接件模組500包含第一走線501、第一支撐件502、第二支撐件503、第二走線504以及支撐板505。其中第一走線501與運(yùn)算電路模組200連接，第一支撐件502與隔板403連接，第二支撐件503與第一支撐件502連接，而第二走線504則穿過第二支撐件503與第一走線501連接。支撐板505與第二走線504連接，且支撐板505與無線通訊模組200連接。

所述連接件模組500可依據(jù)用戶需求選用，主要需具備電力傳輸及通訊的功能。以本實(shí)施例而言，第一走線501及第二走線504主要為金屬走線，可有效連接運(yùn)算電路模組200以及無線通訊模組100；而第一支撐件502、第二支撐件503及支撐板505為機(jī)構(gòu)上的支撐功能，用來支撐及絕緣運(yùn)算電路模組200、第一走線501、第二走線504及無線通訊模組100，協(xié)助所有內(nèi)部模組間的溝通及電力傳輸。

接著請同時參照圖11及圖6，圖11是本發(fā)明一實(shí)施例感測模組內(nèi)部構(gòu)造縱切面示意圖；圖6是本發(fā)明一實(shí)施例感測模組內(nèi)部構(gòu)造橫切面示意圖。如圖11所示，本實(shí)施例中的感測導(dǎo)管304為鈦合金圓管，更進(jìn)一步說，所述鈦合金圓管為封閉圓管，其直徑為2毫米，壁厚0.25毫米，內(nèi)部空腔半徑為0.75毫米，本實(shí)施例采用此數(shù)值是為使感測導(dǎo)管304可產(chǎn)生些微形變而設(shè)置。此外，未使感測導(dǎo)管304可與欲感測部位的壓力做出區(qū)隔，該感測導(dǎo)管304須為封閉狀態(tài)，且將其內(nèi)部的大氣壓力控制在常壓的情況下。

本實(shí)施例中，感壓元件305可為半導(dǎo)體應(yīng)變片(semiconductorstraingauge)，貼附或鑲嵌于感測導(dǎo)管304上，其實(shí)施方式可如圖6的夾角θ所示。本實(shí)施例中，夾角θ兩側(cè)的虛線箭頭為管內(nèi)的半徑，且夾角θ的度數(shù)為40°，可有效偵測感測導(dǎo)管304的徑向與環(huán)向的形變，并將形變的資料通過全橋電路轉(zhuǎn)換為電壓。此外，本實(shí)施例中，軟板走線306可通過覆凸塊(flipbump)(圖11中符號覆凸塊fb虛線方框處)的方式與貼于感測導(dǎo)管304上的感壓元件305連接，借以傳送感壓元件305所產(chǎn)生的電壓信號給予運(yùn)算電路模組200。

所述感壓元件305或感測導(dǎo)管304的長度、形狀或材質(zhì)可由使用者依據(jù)欲偵測壓力的部位或組織自行調(diào)整，本實(shí)施例僅舉以最佳實(shí)施方式，實(shí)際上本發(fā)明并不以此為限。使用者也可以依照需要在感測導(dǎo)管304的外層甚至是整個殼體模組400的外層鍍上一層抗菌金屬鍍膜，防止與組織接觸的部分發(fā)生感染等事情。

接著請同時參照圖7～圖10，圖7是本發(fā)明另一實(shí)施例外觀示意圖；圖8是本發(fā)明另一實(shí)施例機(jī)構(gòu)分解示意圖；圖9是本發(fā)明另一實(shí)施例感測模組內(nèi)部構(gòu)造縱切面示意圖；圖10是本發(fā)明另一實(shí)施例感測模組感測區(qū)示意圖。

如圖7及圖8所示，該實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)大體上與圖3及圖4所示的結(jié)構(gòu)及相關(guān)說明相同，差異主要在于感壓元件307的設(shè)置方式及其感壓原理。

如圖9及4(d)所示，感壓元件307是設(shè)置于感測導(dǎo)管304的內(nèi)部底面，該感壓元件307量測與之連接的鼓膜309因壓力產(chǎn)生的形變量，再經(jīng)由軟板走線306傳送給運(yùn)算電路模組200。感壓元件307可經(jīng)硅穿孔(throughsiliconvia,tsv)后以三維積體電路(3dic)封裝的方式與軟板走線306連接，因此圖10所示的結(jié)構(gòu)中包含孔洞3071的形成。

而與圖3～3(d)所載實(shí)施例相同，本實(shí)施例感測導(dǎo)管304內(nèi)也須將大氣壓力保持于常壓，特別是與鼓膜309接觸的部份，因此軟板走線306上設(shè)有通氣孔3061，協(xié)助鼓膜309的內(nèi)面保持常壓狀態(tài)。此外，由于如鼓膜309直接面對外界壓力，恐有破損之虞，因此在部分實(shí)施方式中，鼓膜309外更設(shè)有傳導(dǎo)膠膜308。

傳導(dǎo)膠膜308所扮演的角色在于防止鼓膜309破損以及確實(shí)的將外界造成的壓力傳遞到鼓膜309上，因此傳導(dǎo)膠膜308本身須以不容易形變的材質(zhì)為主，本發(fā)明不以此為限。當(dāng)然，在其他實(shí)施方式中，感壓元件307也可設(shè)置為同時感應(yīng)鼓膜309及部分感測導(dǎo)管304管壁的形變量輔助決策，本發(fā)明不以此為限。

除上述兩種實(shí)施例外，在某些實(shí)施例中，感測導(dǎo)管304也可采用伸縮管的機(jī)構(gòu)方式，手動或配合微型馬達(dá)以螺旋升降的方式調(diào)整其感測深度，因此，為確保感測導(dǎo)管304內(nèi)為常壓狀態(tài)，殼體模組400上任意與感測導(dǎo)管304相通的零件更可設(shè)有一壓力調(diào)整閥，將感測導(dǎo)管304的內(nèi)部空間控制在常壓的狀態(tài)下。

此外，在另一些實(shí)施方式中更可以在感測導(dǎo)管304中植入溫度傳感器，是因考慮到微型管狀物會因溫度變化產(chǎn)生熱脹冷縮的形變，因此非物理壓力產(chǎn)生的管壁形變必須同時考慮進(jìn)去，才能測得實(shí)際因外界物理壓力產(chǎn)生的形變量為何，而非因熱脹冷縮產(chǎn)生的形變。

最后請參照圖11，圖11是本發(fā)明實(shí)施例實(shí)際使用示意圖。如圖11所示，本實(shí)施例的無線壓力檢測儀10可用來偵測顱內(nèi)壓，因此感測模組300須穿過皮膚skn、顱骨skl到達(dá)顱內(nèi)ic的欲偵測部位。此外，在部分實(shí)施方式中，殼體模組400可設(shè)計(jì)為具有螺紋等表面結(jié)構(gòu)，以嚙咬、卡扣或螺旋旋合等方式使殼體模組400與顱骨skl的開口結(jié)合，防止脫落。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明申請專利范圍及說明內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。