DE2150378C3

DE2150378C3 - Catheter pressure transducer assembly

Info

Publication number: DE2150378C3
Application number: DE19712150378
Authority: DE
Inventors: Thomas Boyd Portland Oreg.; Edwards Miles Lowell Santa Ana Calif.; Hutchins (V.StA.)
Original assignee: American Hospital Supply Corp
Current assignee: American Hospital Supply Corp
Priority date: 1970-10-12
Filing date: 1971-10-08
Publication date: 1976-05-06

Description

Die Erfindung betrifft eine Katheter-Druckwandleranordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art, wobei die Katheter-Druckwandleranordnung in ein Blutgefäß des Körpers einführbar ist. Insbesondere handelt es sich um einen Druckwandler hoher Empfindlichkeit und schnellen Ansprechverhattens, welcher die Form bzw. Spektren von Druckwellen des Bluts für die Analyse von Herzzuständen und für andere Zwecke zu messen und aufzuzeichnen vermag.The invention relates to a catheter pressure transducer assembly of the type specified in the preamble of claim 1, wherein the catheter pressure transducer assembly is insertable into a blood vessel of the body. In particular, it is a pressure transducer high sensitivity and fast response, which determines the shape or spectra of pressure waves of the blood for the analysis of cardiac conditions and for other purposes can measure and record.

Die bisher für diesen Zweck vorgeschlagenen Vorrichtungen (z.B. US-PS 29 06 980) waren nicht genügend ansprechempfindlich und gewährleisteten kein ausreichend schnelles Ansprechverhalten, um medizinischen Anforderungen zu genügen. Ein Grund hierfür lieg«, in der geringen Größe einer Katheterspitze, welche eine Miniaturisierung des Wandlers verlangt. Bei den bekannten Vorrichtungen war die Membranfläche zu klein, um genau auf die kleinen, zu messenden Änderungen des Blutdrucks ansprechen zu können. Der Arzt ist nämlich nicht nur an den Höchst- und Mindestwerten, sondern auch an den Wellenformen interessiert, welche zwischen den Scheiteln und Tälern der Druckschwankungen auftreten. Die bisherigen Katheter-Druckwandler waren für diesen Zweck nicht zuverlässig. The devices previously proposed for this purpose (e.g. US Pat. No. 29 06 980) have not been sufficient sensitive and did not guarantee a sufficiently fast response to medical Requirements to meet. One reason for this lies in the small size of a catheter tip, which miniaturization of the converter is required. In the known devices, the membrane area was too small to respond accurately to the small changes in blood pressure that are being measured. The doctor is interested not only in the maximum and minimum values, but also in the waveforms, which occur between the peaks and valleys of the pressure fluctuations. The previous catheter pressure transducers were not reliable for this purpose.

Weiterhin ist eine Katheter-Druckwandleranordnung mit piezoelektrischen Widerstands-Wandlerelementen bekannt (US-PS 30 88 323 bzw. Zeitschrift »The Review of Scientific-Instruments«, Bd. 31, Nr. 9/1960, S. 987 bis 991), bei der die Wandlerelemente am distalen Ende eines Katheter-Schlauchs in einem eingesetzten Rohrstück als einseitig eingespannte Balken frei schwingend gehaltert sind. Das distale offene Ende ist dann durch einen Stopfen verschlossen. Der Druckfühlerbereich dieser Anordnung wird durch einen Ausschnitt in der Seitenwand am distalen Ende des Katheter-Schlauchs freigelegt, wobei die die Wandleranordnung halternde Hülse ebenfalls einen ausgesparten Bereich aufweist, so daß das zu messende Druckmedium, beispielsweise das Blut in der Vene eines Patienten auf das eingespannte Balken-Wandlerelement einwirken kann. Die Hülse ist von einer dünnen, schlauchartigen Membran umgeben, die so gespannt ist, daß sie im ausgesparten Bereich das Wandlerelement berührt.Furthermore, there is a catheter pressure transducer arrangement with piezoelectric resistance transducer elements known (US-PS 30 88 323 or magazine "The Review of Scientific Instruments", Vol. 31, No. 9/1960, pp. 987 to 991), in which the transducer elements are inserted at the distal end of a catheter tube in a Pipe piece are held swinging freely as a beam clamped on one side. The distal open end is then closed by a plug. The pressure sensor area of this arrangement is defined by a cutout exposed in the sidewall at the distal end of the catheter tube, showing the transducer assembly holding sleeve also has a recessed area has, so that the pressure medium to be measured, for example the blood in a patient's vein the clamped beam transducer element can act. The sleeve is of a thin, tubular shape Surrounding membrane, which is stretched so that it touches the transducer element in the recessed area.

Bei der Druckwandleranordnung gemäß der US-PS 30 88 323 liegen die Kanten der Seitenwände des Rohres wesentlich oberhalb der Grund- oder Auflagefläche des Balkenelementes und können daher keine Abstützung für die Membran in der Ebene der Außenfläche dieses Elementes darstellen. Dadurch legt sich an dem ausgesparten Bereich die Membran an die Kanten des Rohres an, so daß das Balkenelement dadurch bereits in Richtung nach oben vorgespannt wird, wodurch ein erheblicher Druck-Meßfehler entsteht. Darüber hinaus weist die bekannte Anordnung den weiteren Nachteil auf, daß Betriebsspannungen in der GrößenordnungIn the pressure transducer arrangement according to US Pat. No. 3,088,323, the edges of the side walls of the tube are located significantly above the base or support surface of the beam element and therefore cannot support it represent for the membrane in the plane of the outer surface of this element. This settles on the recessed area the membrane to the edges of the pipe, so that the beam element is thereby already is biased in the upward direction, resulting in a significant pressure measurement error. Furthermore the known arrangement has the further disadvantage that operating voltages of the order of magnitude

von 5 Volt benutzt werden müssen, um das Ansprechverhaltun und die Empfindlichkeit dieser Anordnung auf ein notwendiges Maß zu erhöhen. Spannungen dieser Größenordnung sind jedoch vom medizinischen Gesichtspunkt her für Messungen in der Blutbahn des menschlichen Körpers, insbesondere in herznahen Blutgefäßen trotz der Einkapselung der Meßinstrumente unerwünschtof 5 volts must be used to maintain the response and to increase the sensitivity of this arrangement to the necessary extent. Tensions of this However, from the medical point of view, these are of the order of magnitude for measurements in the bloodstream of the human body, especially in blood vessels close to the heart, despite the encapsulation of the measuring instruments undesirable

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Katheter-Druckwandleranordnung zu schaffen, die Blutdruck-Schwankungen bzw. Formen und Verlauf von Bilutdruckwellen fehlerfrei mißt, dabei das Ansprechverhalten empfindlicher und schneller ist. Der Druckwandler soll vergleichsweise große, dem Blutdruck ausgesetzte Membranflächen besitzen, hinsichtlich Schwankungen der Temperatur und des Atmosphäre ndrucks kompensiert sein und zu dem vergleichsweise einfache und kosteni>parende Konstruktion besitzen, so daß er als wegwerfbares Gerät verwendet werden kann. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Mittel gelöstIt is therefore the object of the present invention to provide a catheter pressure transducer arrangement, measures the blood pressure fluctuations or the forms and course of bilut pressure waves without errors, with the response behavior is more sensitive and faster. The pressure transducer should be comparatively large, the blood pressure Have exposed membrane surfaces with regard to fluctuations in temperature and atmosphere The pressure must be compensated and, in addition, a comparatively simple and cost-saving construction so that it can be used as a disposable device. This task is carried out by the im characterizing part of claim 1 mentioned means solved

Durch die erfindungsgemäße Druckwandleranordnung wird eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit und Ansprechschnelligkeit bei sehr präzisen Meßergebnissen erzielt, dadurch, daß der Berührungskontakt zwischen flexiblem Teil der Membran und dem Druckwandlerelement großflächig ist, wobei gleichzeitig eine Spannung dieser Membran unmittelbar in der Ebene der Wandlerelemente auftritt, so daß keine Vorspannung auf diese Wandlerelemente ausgeübt wird. Darüber hinaus wird der Meßwandler mit Spannungen von 40 mV betrieben, die mit Sicherheit keine Gefährdung des menschlichen Körpers verursachen. Diese geringen Betriebsspannungen sind nur dadurch möglich, weil die Empfindlichkeit der Druckwandlerelemente durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wesentlich erhöht worden istThe pressure transducer arrangement according to the invention results in a substantial increase in sensitivity and quick response achieved with very precise measurement results, in that the physical contact between the flexible part of the membrane and the Pressure transducer element is large, at the same time a tension of this membrane directly in the Level of the transducer elements occurs so that no bias is exerted on these transducer elements. In addition, the transducer is supplied with voltages operated by 40 mV, which certainly do not cause any harm to the human body. These minor ones Operating voltages are only possible because of the sensitivity of the pressure transducer elements has been increased significantly by the measures according to the invention

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet Bei der Ausführungsform nach Anspruch 7 wird infolge der Brückenschaltung eine Temperaturstabilisierung erreicht. Die Anordnung nach Anspruch 3 bewirkt, daß die äußeren Druckschwankungen auf die empfindlichen Elemente übertragen und gleichzeitig eine Abdichtung gegen einen Bluteintritt hergestellt wird.Advantageous further developments of the invention are characterized in the subclaims. In the embodiment according to claim 7, a temperature stabilization is achieved as a result of the bridge circuit. the Arrangement according to claim 3 causes the external pressure fluctuations on the sensitive elements transferred and at the same time a seal against blood entry is made.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtIn the following, preferred exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to a drawing. In the drawing shows

F i g. 1 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Längsschnitt durch eine Katheterspitzeii-Druckwandleranordnung mit den Merkmalen der Erfindung, mit teilweise in Seitenansicht dargestellten Teilen,F i g. 1 shows a longitudinal section, on an enlarged scale, through a catheter tip / pressure transducer arrangement with the features of the invention, with parts partially shown in side view,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1,F i g. 2 shows a section along line 2-2 in FIG. 1,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 1,F i g. 3 shows a section along the line 3-3 in FIG. 1,

F i g. 4 eine perspektivische Darstellung eines Tragglieds für den Druckwandler,F i g. 4 is a perspective view of a support member for the pressure transducer;

F i g. 5 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 4,F i g. 5 shows a section along the line 5-5 in FIG. 5, on an enlarged scale. 4,

F i g. 6 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt längs der Linie 6-6 in F i g. 4,F i g. 6 is a section along line 6-6 in FIG. 6, on an enlarged scale. 4,

F i g. 7 eine F i g. 1 ähnelnde Ansicht einer abgewandelten Ausführungsiorm der Erfindung, in welcher gewisse Teile weggelassen sind,F i g. 7 a fig. 1 similar view of a modified embodiment of the invention, in which certain Parts are left out,

F i g. 8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 in F i g. 7 und F i g. 9 ein Schaltbild der Druckwandlerelemente.F i g. 8 shows a section along line 8-8 in FIG. 7 and FIG. 9 is a circuit diagram of the pressure transducer elements.

Die Katheterspitzen-Druckwandleranordnung weist pinen Katheter-Schlauch 10 auf, der aus einem Kunststoff-Strangpreßprofil besteht und mehrere Durchgänge 11, 12 und 13 aufweist von denen Durchgang 11 offen ist während die Durchgänge 12 und 13 am in die Körperhöhle einzuführenden bzw. distalen Ende desThe catheter tip pressure transducer assembly has pin catheter tubing 10 made from an extruded plastic profile consists and has several passages 11, 12 and 13 of which passage 11 is open while the passages 12 and 13 on into the Body cavity to be introduced or distal end of the

Schlauches durch Stopfen 14 bzw. 15 verschlossen sind. Eine in der Schlauchwandung vorgesehene öffnung 16 kommuniziert mit dem Durchgang 12 und bildet einen Zulaß, um je nach Fall Blutproben entnehmen oder Substanzen in den Blutstrom injizieren zu können.Hose are closed by plugs 14 and 15, respectively. An opening 16 provided in the hose wall communicates with the passage 12 and forms an admission to take blood samples or, as the case may be Injecting substances into the bloodstream.

ίο Der Durchgang 13 steht für das Aufblasen eines Ballons zur Verfügung, wenn am Katheter ein Ballon vorgesehen sein soll. In einen der Durchgänge ist eine aus biegsamem Draht bestehende Sonde 17 einführbar, welche die Führung des Katheters in eine Verzweigung des Blutgefäßes erleichtert. Gewünschtenfalls können noch weitere Durchgänge vorgesehen sein.ίο The passage 13 stands for the inflation of a balloon available if a balloon is to be provided on the catheter. One of the passages is off Flexible wire existing probe 17 insertable, which guides the catheter into a junction of the blood vessel relieved. If desired, further passages can be provided.

Ein steifes Tragglied 20 dient zur Aufnahme von zwei Druckwandler-Elementen 21, 22 und zur Halterung derselben innerhalb einer aus flexiblem Gummi bestehenden Hülle 25. Das Tragglied 20 besteht aus einem Kunstsioff-Gußteil, während die Hülle 25 aus dem gleichen Werkstoff besteht wie die üblicherweise an Kathetern vorgesehenen Ballons. Die Hülle ist eine zylindrische Manschette mit geschlossenem distalern Ende, so daß sie das Tragglied 20 und die darin angeordneten Wandler-Elemente 21, 22 umhüllt und abdichtet. A rigid support member 20 is used to accommodate two pressure transducer elements 21, 22 and to hold them the same within a sleeve 25 made of flexible rubber. The support member 20 consists of a Kunstsioff casting, while the shell 25 is made of the same material as that usually balloons provided on catheters. The sheath is a cylindrical cuff with a closed distal cuff End, so that it envelops and seals the support member 20 and the transducer elements 21, 22 arranged therein.

Das Tragglied 20 weist einen dünneren, rohrförmigen Schaft 30 und ein geschlossenes, halbkugeliges distales Ende 31 auf. Diese beiden Endabschnitte sind durch zwei einander gegenüberliegende Wandteile 32 miteinander verbunden, deren Außenflächen zylindrische Krümmung besitzen. Zwischen den seitlichen Wandteilen 32 erstreckt sich ein innerer Steg 33, der einstückig mit den Wandteilen 32 ausgebildet ist und mit ihnen einen l-trägerartigen Querschnitt festlegt. An den Schaft 30 schließt sich ein zylindrischer Endabschnitt 34 an.The support member 20 has a thinner, tubular shaft 30 and a closed, hemispherical distal End of 31 on. These two end sections are formed by two opposing wall parts 32 connected to one another, the outer surfaces of which have cylindrical curvature. Between the side Wall parts 32 extends an inner web 33 which is formed in one piece with the wall parts 32 and with them defines an L-beam-like cross-section. A cylindrical end section connects to the shaft 30 34 at.

Der zylindrische Endabschnitt 34 und das distale Ende 31 sind mit zwei flachen Auflagen bzw. LeistenThe cylindrical end portion 34 and the distal end 31 are provided with two flat supports or ridges

40 41 zum Auflegen der Endabschnitte der Druckwandler-Elemente 21,22 versehen. Diese Leisten befinden sich mit Abstand über und unter dem zentralen Steg 33, so daß sie einen Abstand zwischen den Druckwandler-Elementen 20, 21 und dem Steg 33 festlegen. Die Druckwandler-Elemente 20, 21 sind schmäler als der Abstand zwischen den seitlichen Wandteilen 32 beträgt und legen somit gemäß F i g. 3 Zwischenräume 42 zwischen ihren Seitenkanten und den Wandteilen 32 des Tragglieds 20 fest Infolgedessen sind die Druckwandler-Elemente 20, 21 in länglichen Ausnehmungen montiert, welche gemäß F i g. 4 durch den Steg 33 und die seitlichen Wandteile 32 gebildet werden.40 41 for placing the end sections of the pressure transducer elements 21,22. These bars are located at a distance above and below the central web 33 so that there is a distance between the pressure transducer elements 20, 21 and the web 33. The pressure transducer elements 20, 21 are narrower than the distance between the side wall parts 32 is and thus place according to FIG. 3 spaces 42 between their side edges and the wall parts 32 of the support member 20 fixed. As a result, the pressure transducer elements 20, 21 mounted in elongated recesses, which according to FIG. 4 through the web 33 and the side wall parts 32 are formed.

Die Druckwandler-Elemente 21,22 werden unter der Elastizität der sie umhüllenden Gummi-Hülle 25 in ihrer auf den Leisten W bzw. 41 aufliegenden Lage gehalten; wahlweise können sie aber auch an den Leisten 40,The pressure transducer elements 21, 22 are held in their position resting on the strips W or 41 under the elasticity of the rubber sheath 25 surrounding them; but optionally they can also be attached to the strips 40,

41 angeklebt sein. Die Druckwandler-Elemente 21, 22 werden mithin durch ihre Enden auf den Leisten 40, 41 in Form einfacher Träger bzw. Balken gehaltert, welche einer einwärts gerichteten Durchbiegung unterworfen sind, wenn die Hülle 25 von äußerem Fluidumdruck beaufschlagt wird. Die effektive Membranfläche jedes dieser dem Fluidumdruck ausgesetzten Druck-41 must be glued on. The pressure transducer elements 21, 22 are consequently on the strips 40, 41 through their ends held in the form of simple beams or beams, which are subject to an inward deflection when the shell 25 is acted upon by external fluid pressure. The effective membrane area each of these pressures exposed to fluid pressure

wandler-Elemente 21, 22 entspricht dabei der Breite des betreffenden Elements multipliziert mit dem Abstand zwischen den Leisten 40, 41. Hierdurch wird eine große Membranfläche geschaffen, die schnelles und ge-converter elements 21, 22 corresponds to the width of the element in question multiplied by the distance between the strips 40, 41. This creates a large membrane surface that is quick and easy

naues Ansprechen auf geringste Änderungen des äußeren Fluidumdrucks gewährleistet.precise response to the slightest changes in the external fluid pressure is guaranteed.

Im Ende 31 und im Endabschnitt 34 vorgesehene Quernuten 45 bilden Verdrahtungsdurchgänge, die mit einer im rohrförmigen Schaft 30 ausgebildeten Öffnung 46 kommunizieren und zur Herstellung von Leitungs-Anschlüssen 37 mit den Druckwandler-Elementen 21, 22 dienen. Die Öffnung 46 kommuniziert mit dem nicht verschlossenen Durchgang 11, über welchen die Leitungen 47 zum zugewandten bzw. proximalen Ende des Katheter-Schlauches 10 geführt sind. Außerdem leiten der Durchgang 11 und die Öffnung 46 Atmosphärendruck zu den Innenflächen der Druckwandler-Elemente 2t, 22, so daß alle Blutdruckmessungen auf Atmosphärendruck bezogen sind.In the end 31 and in the end portion 34 provided transverse grooves 45 form wiring passages that with communicate with an opening 46 formed in the tubular shaft 30 and to produce line connections 37 with the pressure transducer elements 21, 22 serve. The opening 46 communicates with the non-closed passage 11, via which the lines 47 to the facing or proximal end of the Catheter tube 10 are guided. In addition, passage 11 and port 46 convey atmospheric pressure to the interior surfaces of the pressure transducer elements 2t, 22 so that all blood pressure measurements are related to atmospheric pressure.

Beim Anbringen des Tragglieds 20 am Katheter-Schlauch 10 werden die die Durchgänge 11, 12 und 13 voneinander trennenden Innenwände so weit vom Ende des Schlauches aus entfernt, daß der zylindrische Schaft 30 eingeführt und im Schlauch verklebt werden kann, wobei das distale Ende des Schlauches gemäß F i g. 1 an einer am Ende des zylindrischen Endabschnitts 34 ausgebildeten Schulter 48 anstößt. Hierauf wird die Hülle 25 über das Tragglied 20 und die Druckwandler-Elemente 21, 22 gezogen und wird das proxi- male Ende der Hülle mittels einer über dem Schaft 30 liegenden Schnurabbindung 49 am Schlauch 10 festgelegt und abgedichtet Die Schnurabbindung 49 wird innerhalb der Dicke der Schulter 48 gehalten, so daß an der Katheter-Außenfläche ein glatter Übergang vom Schlauch 10 zur Hülle 25 gewährleistet wird.When the support member 20 is attached to the catheter tube 10, the passages 11, 12 and 13 become separating inner walls so far from the end of the hose that the cylindrical Shaft 30 can be introduced and glued in the tube, the distal end of the tube according to FIG F i g. 1 abuts a shoulder 48 formed at the end of the cylindrical end section 34. On that the sheath 25 is pulled over the support member 20 and the pressure transducer elements 21, 22 and the proximal male end of the sheath fixed and sealed by means of a cord tie 49 lying above the shaft 30 on the hose 10. The cord tie 49 is held within the thickness of the shoulder 48 so that on a smooth transition from the tube 10 to the sheath 25 is guaranteed for the outer surface of the catheter.

Im Gebrauch drückt der Fluidumdruck des die Hülle 25 umgegenden Bluts erstere gegen die Außenflächen der Druckwandler-Elemente 21, 22, während deren Innenflächen dem Atmosphärendruck ausgesetzt sind. Die Hülle 25 gewährleistet somit eine flexible Kapselung für die Wandler-Elemente.In use, the fluid pressure pushes the envelope 25 surrounding blood, the former against the outer surfaces of the pressure transducer elements 21, 22, while the inner surfaces of which are exposed to atmospheric pressure. The sheath 25 thus ensures flexible encapsulation for the transducer elements.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 7 sind die Auflagen bzw. Leisten 41 zur Unterstützung der distalen Enden der Druckwandler-Elemente 21a, 22a am halbkugeligen Ende 31 des Tragglieds 20a weggelassen. Die proximalen Enden der Elemente sind an den am zylindrischen Endabschnitt 34 vorgesehenen Leisten 40 angeklebt, so daß sich ihre distalen Enden in Abhängigkeit vom äußeren Fluidumdruck als frei tragende Trä- ger bzw. Balken durchbiegen können.In the embodiment according to FIG. 7 are the supports or strips 41 to support the distal Ends of the pressure transducer elements 21a, 22a at the hemispherical end 31 of the support member 20a are omitted. the proximal ends of the elements are glued to the strips 40 provided on the cylindrical end section 34, so that their distal ends, depending on the external fluid pressure, act as cantilevered trays. ger or beam can bend.

Das gleiche Ergebnis läßt sich erreichen, wenn die Druckwandler-Elemente einfach zu kurz ausgebildet werden, um die Leisten 41 am Ende 31 zu erreichen. In diesem Fall kann das Tragglied 20a gemäß F i g. 7 mit dem Tragglied 20 gemäß F i g. 4 identisch sein. Der Katheter-Schlauch 10 und die Hülle 25 sind in F i g. 7 nicht dargestellt, da sie den betreffenden Teilen gemäß" F i g. 1 entsprechen.The same result can be achieved if the pressure transducer elements are simply made too short to reach the ledges 41 at the end 31. In this case, the support member 20a according to FIG. 7 with the support member 20 according to FIG. 4 be identical. The catheter tube 10 and the sheath 25 are shown in FIG. 7th not shown, since they correspond to the relevant parts according to FIG. 1.

Die Druckwandler-Elemente 21, 22, 21a, 22a sind vorzugsweise piezoresistive bzw. piezoelektrische Vorrichtungen und können von beliebiger bekannter Art sein, wie sie üblicherweise für mechanische Spannungsmesser, Plattenspieler-Tonabnehmer und für andere Zwecke verwendet werden. Beispielsweise kann jedes Element einen auf einer isolierenden Grundschicht 61 angeordneten Silizium-Kristall 60 aufweisen oder ausThe pressure transducer elements 21, 22, 21a, 22a are preferably piezoresistive or piezoelectric devices and can be of any known type as they are commonly used for mechanical tension meters, turntable cartridges, and others Purposes. For example, each element may be one on top of an insulating base layer 61 arranged silicon crystal 60 have or from einer dünnen P-Typ-Silizium-Schicht 60 bestehen, die epitaxial auf einer dickeren N-Typ-Silizium-Schicht 61 angeordnet ist, wobei die beiden Schichten eine Diode bilden, bei welcher die N-Typ-Schicht als isolierende Grundschicht wirkt Herstellung und Eigenschaften solcher Elemente sind bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden. Es kann auch ein dreilagiges Druckwandler-Element angewandt werden, das zwei Schichten 60 zu beiden Seiten einer Grundschicht 61 aufweista thin P-type silicon layer 60, which is epitaxially arranged on a thicker N-type silicon layer 61, the two layers being a diode in which the N-type layer acts as an insulating base layer. The manufacture and properties of such elements are known and therefore do not need to be to be explained in more detail. A three-layer pressure transducer element can also be used which has two Has layers 60 on both sides of a base layer 61

Obgleich nur ein Element 21 oder 22 bzw. 21a oder :22a erforderlich ist wird durch Verwendung zweier Druckwandler-Elemente, deren Oberflächen gemäß F i g. 1 und 7 entgegengesetzt zueinander angeordnet sind, die Ansprechempfindlichkeit verdoppelt und eine Temperaturkompensation erreicht Die verschiedenartigen Metalle 60, 61 wirken als Bimetall-Thermostat wenn sie einer Temperaturänderung ausgesetzt sind, Diese Wirkung wird neutralisiert wenn die Schicht 60 bei den Elementen 21 und 21a an der Außenseite und bei den Elementen 22 und 22a an der Innenseite angeordnet wird und die beiden Elemente auf die beispielsweise in F i g. 9 dargestellten Weise in zwei Zweige einer Brückenschaltung eingeschaltet sind.Although only one element 21 or 22 or 21a or: 22a is required by using two Pressure transducer elements, the surfaces of which according to FIG. 1 and 7 are arranged opposite one another are, the response sensitivity is doubled and a temperature compensation is achieved. The different types of metals 60, 61 act as a bimetal thermostat when exposed to a change in temperature, this effect is neutralized when the layer 60 in the case of the elements 21 and 21a on the outside and in the case of the elements 22 and 22a on the inside and the two elements on the, for example, in FIG. 9 are switched on in two branches of a bridge circuit.

Die Brückenspannung wird von einer Batterie 65 geliefert und das Anzeigeinstrument 67 der Brücke, das auch ein registrierendes Meßgerät 67 sein kann, ist zwischen den Abgriff 68 eines über die Batterie 65 geschalteten Potentiometers 66 und eine Verbindung 69 zwischen den Elementen 21 und 22 eingeschaltet. Der gleiche Schaltkreis wird für die Wandler-Elemente 21a, 22a gemäß F i g. 7 verwendet Die vorstehend beschriebene zwangläufige Temperaturkompensation ermöglicht einen Abgleich der Brückenschaltung bei Umgebungstemperatur, ohne daß der Abgleich durch die Änderung auf Körpertemperatur, wenn der Katheter in ein Blutgefäß eingeführt wird, beeinträchtigt wird.The bridge voltage is supplied by a battery 65 and the display instrument 67 of the bridge, the can also be a recording measuring device 67 is connected between the tap 68 of a potentiometer 66 connected via the battery 65 and a connection 69 between the elements 21 and 22. The same circuit is used for the transducer elements 21a, 22a according to FIG. 7 used The mandatory temperature compensation described above enables an adjustment of the bridge circuit at ambient temperature without the adjustment due to the change body temperature when the catheter is inserted into a blood vessel.

Gemäß F i g. 1 biegt der von außen einwirkende Fluidumdruck die Druckwandler-Elemente 21, 22 nach innen, wobei die Schicht 60 auf dem Element 21 verkürzt bzw. zusammengedrückt und die Schicht 60 auf dem Element 22 gestreckt wird. Diese entgegengesetzten mechanischen Verformungen erzeugen entgegengesetzte Änderungen des elektrischen Widerstands, die in der Brückenschaltung, wie durch das Meßgerät 67 angedeutet summiert werden. Gemäß F i g. 7 hat die Einwärtsbiegung der Wandler-Elemente 21a, 22a eine Streckung der auf dem Element 21a befindlichen Schicht 60 und eine Zusammendrückung der auf dem Element 22a vorgesehenen Schicht 60 zur Folge, wobei die resultierenden, durch das Meßgerät 67 angezeigten Widersundsänderungen additiv sind Die Änderungen des elektrischen Widerstands in der Brückenschaltung liefern auf dem Meßgerät 67 augenblicklich die jeweiligen Blutdruckwerte.According to FIG. 1, the fluid pressure acting from the outside bends the pressure transducer elements 21, 22 inside, with the layer 60 shortened or compressed on the element 21 and the layer 60 on the element 22 is stretched. These opposing mechanical deformations produce opposing changes in electrical resistance that are summed up in the bridge circuit, as indicated by the measuring device 67. According to FIG. 7 has the Inward bending of the transducer elements 21a, 22a an extension of the elements located on the element 21a Layer 60 and compression of layer 60 provided on element 22a result, wherein the resulting displayed by the meter 67 The changes in the electrical resistance in the bridge circuit are additive instantly deliver the respective blood pressure values to the measuring device 67.

Gemäß den F i g. 3.7 und 8 befinden sich die Kanter der Wandteile 32 der Tragglieder 20 und 20a in den Ebenen der Außenflächen der Druckwandler-Elemente 21,22 und 21a und 22a, so daß sie die Hülle 25 in Berührung mit den Außenflächen der Elemente halten, ohne daß letztere durch die Hülle durchgebogen bzw. ausgelenkt werden.According to FIGS. 3.7 and 8 are the canters of the wall parts 32 of the support members 20 and 20a in the planes of the outer surfaces of the pressure transducer elements 21,22 and 21a and 22a so that they keep the shell 25 in contact with the outer surfaces of the elements without that the latter are bent or deflected by the shell.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claims: 21,378

1. Catheter pressure transducer arrangement for attachment to the distal end of a flexible catheter tube with a rigid front end piece, which merges at the proximal end into a substantially tubular shaft connected to the end of the catheter tube in the outer contour, in which at least one piezoelectric transducer element designed as a beam is held which can be subjected to pressure via a recess in the shaft wall covered by a flexible membrane on the outside, characterized in that the shaft merges into a cylindrical section (30) with a smaller diameter, which is sealed into the distal end of the catheter tube ( 10) is used that the shaft consists essentially of two at least at the distal end facing the end piece (31) and at the proximal end facing the cylindrical section (30) connected to each other, at a distance from each other facing wall parts (32), which the tubular outer contour f Establish that the space defined by the distance between the side wall parts (32) and extending over the largest part of the shaft length at its opposing openings through a bar-like transducer element held in a recess (40, 41) at the distal and / or proximal end of the shaft (21, 22; 21a, 22a) is covered, leaving a lateral distance (42) to the side wall parts, which is used for unhindered free oscillation, and that the front release piece (31) and the adjoining shaft are covered by the flexible membrane in the form of a cover (25), which is in the area the openings rests on the transducer elements (21, 22; 21 % 22a) and is supported by the edges of the side wall parts (32) opposite the longitudinal edges of the transducer elements.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the side wall parts (32) by a inner web (33) lying between the transducer elements are connected to one another.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the transducer elements through the enveloping membrane are held in the recesses (40, 41).

4. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the membrane is designed as a preformed cuff closed on one side, the open end of which at least a part of the end region of the catheter tube covering the offset cylindrical section (30) (IQ) overlaps and on the outside by means of Cord wrapping (49) or the like. Is fixed and sealed.

5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least Atmospheric pressure via a divided sub-area (11) inside the catheter tube (10) can be introduced into the space of the shaft enclosed by the membrane (25).

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that that the connecting wires from the transducer elements to an evaluation and registration unit are guided in the divided sub-area (11) of the catheter tube (10).

7. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the transducer elements in a manner known per se as variable resistance branches in a balanced Bridge circuit lie and that the surfaces of the transducer elements are opposite to each other are arranged.