Un conjunto de sensor y alambre guía que está adaptado para mediciones intravasculares en un cuerpo vivo y que comprende un sensor (23) y un alambre (22) de núcleo,

caracterizado porque

el sensor está físicamente dividido en una parte (24, 31) sensible a la presión, que comprende un primer chip (26, 33) y una parte electrónica (25, 32) que comprende un segundo chip (28, 38); estando dispuesto dicho primer chip (26) en el alambre (22) de núcleo, en el extremo distal del alambre guía y provisto de al menos un dispositivo (27) sensible a la presión y al menos un elemento piezoeléctrico, piezoresistivo o piezocapacitivo; conteniendo dicho segundo chip (28) solamente elementos que son insensibles a la presión y estando provisto de al menos un circuito eléctrico; y porque

la parte (24) sensible a la presión y la parte electrónica (25) están espacialmente separadas entre sí y están eléctricamente conectadas entre sí con al menos un conductor eléctrico

Conjunto de sensor y alambre guía.

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a conjuntos de sensor y alambre guía, en los cuales está montado un sensor en el extremo distal de un alambre guía para mediciones intravasculares de las variables fisiológicas en un cuerpo vivo, y en particular al diseño y disposición del sensor.

Antecedentes de la invención

Se conocen conjuntos de sensor y alambre guía en los cuales hay montado un sensor en el extremo distal de un alambre guía. En la patente de EE.UU. nº Re. 35.648, que está cedida al presente cesionario, se divulga un ejemplo de tal conjunto de sensor y alambre guía, donde una guía de sensor comprende un elemento de sensor, una unidad electrónica, un cable transmisor de señales que conecta el elemento de sensor con la unidad electrónica, un tubo flexible que tiene dispuestos dentro de él el cable y el elemento de sensor, un alambre metálico sólido (denominado también un alambre de núcleo) y una bobina unida al extremo distal del alambre sólido. El elemento de sensor comprende un dispositivo sensible a la presión, por ejemplo una membrana, con elementos piezoresistivos conectados en una disposición de tipo puente de Wheatstone montada sobre él. Se puede encontrar también un ejemplo de disposición de circuito eléctrico en la patente de EE.UU. nº 6.343.514 del presente solicitante. Como alternativa, el dispositivo sensible a la presión puede estar también en forma de una estructura resonante, como se divulga en las patentes de EE.UU. n^os 6.182.513 y 6.461.301 del presente solicitante. En lugar de utilizar cables para conectar un elemento de sensor a una unidad electrónica, se pueden emplear otras formas de recibir señales de los sensores. Las patentes de EE.UU. n^os 6.615.067 y 6.692.446, que están cedidas al presente cesionario, divulgan sistemas de sensor para la transmisión de señales a través de los tejidos corporales y la biotelemetría pasiva, respectivamente.

En la técnica anterior citada se ilustran muchos tipos diferentes de sensores, y muchos están basados en el efecto piezoresistivo en el que el cambio de resistencia eléctrica de un material es debido al esfuerzo mecánico aplicado. El efecto piezoresistivo difiere del efecto piezoeléctrico. A diferencia del efecto piezoeléctrico, el efecto piezoresistivo origina solamente cambios en la resistencia, no produce cargas eléctricas. Las piezoresistencias son resistencias hechas de material piezoresistivo y se utilizan normalmente para medir el esfuerzo mecánico. Son la forma más sencilla de dispositivos piezoresistivos.

Como se reconoce en los documentos US 6.112.598 y 6.167.763, que también están cedidos al presente cesionario, un problema potencial de esta clase de sensor montado sobre alambre guía es que ocurren los denominados artefactos de doblez. Un artefacto de doblez es un cambio en la señal de salida del sensor que es inducido por un doblez del alambre guía, en lugar de ser inducido por un cambio del entorno físico que rodea al sensor. Para un conjunto de sensor y alambre guía como el divulgado en el documento Re. 35.648, esto significa que, cuando el alambre guía está doblado, este doblez del alambre guía impone un esfuerzo en el elemento de sensor, que por ello se flexiona o se estira (o se contrae). La flexión del elemento de sensor es transferida entonces a una deformación del dispositivo sensible a la presión; y, de acuerdo con principios muy conocidos, la salida del puente de Wheatstone quedará así afectada por el doblez del alambre guía.

De acuerdo con los documentos US 6.112.598 y 6.167.763, una solución a este problema es montar el elemento de sensor en forma de voladizo, de manera que el extremo sensible a la presión del elemento de sensor no entre en contacto con ninguna estructura distinta de su montura. Estas dos patentes divulgan varios modos de realización con distintas maneras de montar el elemento de sensor, de forma que las fuerzas del doblez no se ejerzan sobre el extremo sensible a la presión del elemento de sensor. Una característica común de estos modos de realización es que un chip alargado y esencialmente rectangular de sensor está montado en un rebaje del alambre de núcleo, de tal manera que el extremo proximal del chip está unido al alambre de núcleo, mientras que el extremo distal del chip de sensor sobresale en el rebaje, de forma que se proporciona una holgura por debajo de la parte distal del chip, donde se dispone el dispositivo sensible a la presión (por ejemplo, una membrana).

En la solicitud de EE.UU. 10/611.661, que está cedida al presente cesionario, se presenta una solución principalmente diferente. Hay ahí un diseño del propio elemento de sensor (en lugar de la disposición de montaje y el diseño del alambre de núcleo) que proporciona la resistencia contra artefactos de doblez. De acuerdo con el documento 10/611.661, un elemento de sensor comprende una base de montaje, que proporciona el deseado montaje en voladizo del elemento de sensor.

En la solicitud de EE.UU. 10/622.136, que está cedida al presente cesionario, se divulga otro diseño de elemento de sensor, donde el elemento de sensor está provisto de un rebaje que actúa como una bisagra o articulación, que constituye una frontera entre una primera parte final y una segunda parte final del elemento de sensor. Este rebaje impide que las deformaciones de la segunda parte final sean transferidas a la primera parte final, donde está dispuesto el dispositivo sensible a la presión (por ejemplo, una membrana).

Aunque en la práctica un conjunto de sensor y alambre guía provisto de un chip de sensor, diseñado y montado de acuerdo con las enseñanzas de los documentos US 6.112.598 y 6.167.763, ha demostrado que funciona bien, el diseño de un conjunto y alambre guía puede ser mejorado, cuanto menos desde el punto de vista de la fabricación.

El documento EP 1498068 describe un conjunto de sensor y alambre guía en el cual un rebaje separa parcialmente una parte de montaje de una parte sensible a la presión del sensor.

El artículo de IEEE en 1999, titulado "A multilink active catheter with polyimide-based integrated CMOS interface circuits" ("Un catéter activo de enlace múltiple con circuitos integrados de interfaz de CMOS basados en poli-imida"), de Ki-Tae Park, describe un catéter activo con chips que están conectados en serie entre sí, por medio de hilos de conexión flexibles. Este artículo ha sido publicado en la publicación "Journal of Microelectromechanical Systems", vol. 8, nº 4, diciembre de 1999; páginas 349-357.

Como se ha mencionado anteriormente, el elemento de sensor de acuerdo con la técnica anterior comprende un chip alargado, esencialmente rectangular, con una membrana hecha de polisilicio dispuesta en él. Para conseguir la resistencia deseada contra los artefactos de doblez, este chip puede ser diseñado y montado de diversas maneras. Una característica común de los diseños conocidos es que el chip, que incluye la membrana sensible a la presión y la circuitería eléctrica, se proporciona como una sola unidad. El elemento de sensor tiene por ello una forma largada, con una longitud del orden de 1 milímetro. Como se puede haber apreciado ya por la descripción anterior, un chip de sensor más corto sería menos sensible a los artefactos de doblez. Sin embargo, para reducir simplemente la longitud del chip, se encuentran diversas dificultades, cuanto menos en el proceso de fabricación.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un diseño nuevo y mejorado para una disposición de sensor de manera que, cuando el sensor está montado en un conjunto de sensor y alambre guía, el conjunto de sensor y alambre guía tendrá las mismas o mejores características con respecto a la resistencia contra artefactos de doblez. Preferiblemente, el conjunto de sensor y alambre guía, así como el chip de sensor, deberían al mismo tiempo ser más fáciles y por ello más económicos de fabricar.

Otro objeto de la invención es proporcionar un diseño de sensor que facilite la integración de circuitería electrónica más compleja en el sensor. Con un circuito electrónico más sofisticado, el cual incluya, por ejemplo, componentes para el acondicionamiento y proceso de las señales, se pueden conseguir características mejoradas en la señal y un rendimiento del sensor más fiable.

Un objeto adicional de la invención es facilitar la incorporación de dispositivos sensibles a la presión más delicados, tales como estructuras resonantes, en el sensor.

Sumario de la invención

Estos objetos...

1. Un conjunto de sensor y alambre guía que está adaptado para mediciones intravasculares en un cuerpo vivo y que comprende un sensor (23) y un alambre (22) de núcleo, caracterizado porque

el sensor está físicamente dividido en una parte (24, 31) sensible a la presión, que comprende un primer chip (26, 33) y una parte electrónica (25, 32) que comprende un segundo chip (28, 38); estando dispuesto dicho primer chip (26) en el alambre (22) de núcleo, en el extremo distal del alambre guía y provisto de al menos un dispositivo (27) sensible a la presión y al menos un elemento piezoeléctrico, piezoresistivo o piezocapacitivo; conteniendo dicho segundo chip (28) solamente elementos que son insensibles a la presión y estando provisto de al menos un circuito eléctrico; y porque

la parte (24) sensible a la presión y la parte electrónica (25) están espacialmente separadas entre sí y están eléctricamente conectadas entre sí con al menos un conductor eléctrico.

2. Un conjunto (21) de sensor y alambre guía según la reivindicación 1, en el que el dispositivo (24) sensible a la presión es una membrana (27) que cubre un rebaje dispuesto en dicho primer chip (26).

3. Un conjunto (21) de sensor y alambre guía según la reivindicación 1, en el que el dispositivo (27) sensible a la presión comprende una estructura vibradora.

4. Un conjunto (21) de sensor y alambre guía según la reivindicación 1, en el que la parte electrónica (25) comprende al menos un circuito integrado.

5. Un conjunto (21) de sensor y alambre guía según la reivindicación 1, en el que la parte (24) sensible a la presión y la parte electrónica (25) están unidas a una placa aislante flexible (60), y donde hay dispuestas una o más líneas (62) de conexión eléctrica en la placa, para conectar eléctricamente las dos partes (24) y (25) entre sí, estando a su vez la placa (60) unida al alambre (22) de núcleo.

6. Un conjunto (21) de sensor y alambre guía según la reivindicación 6, en el que la parte electrónica (25) está dispuesta en el extremo proximal del conjunto (21) de sensor y alambre guía.

7. Un conjunto (21) de sensor y alambre guía según la reivindicación 6, en el que la parte electrónica (25) está dispuesta en una unidad externa fuera del cuerpo vivo.

8. Un conjunto de sensor y alambre guía según la reivindicación 1, en el que dicha parte (24) sensible a la presión y la parte electrónica (25) de un sensor, están dispuestas en rebajes independientes en dicho alambre (22) de núcleo.