Способ обнаружения воротного и/или печеночного давления и система для отслеживания портальной гипертензии

Способ обнаружения воротного и/или печеночного давления и система для отслеживания портальной гипертензии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке США №61/530,040, поданной 1 сентября 2011, которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Предложенные способ и устройство в общем относятся к измерению внешнего давления в системах, содержащих несжимаемые текучие среды. В частности, предложенные способ и устройство относятся к отслеживанию кровяного давления и соответствующего ему градиента кровяного давления между воротной и печеночной венами, которые вместе образуют воротнопеченочную венозную систему, с использованием небольшого пассивного датчика, который установлен (имплантирован) только в воротную вену или в печеночную и воротную вены. Датчик может быть имплантирован в воротнопеченочную венозную систему благодаря своим уменьшенным размерам по сравнению с известными датчиками для измерения давления текучей среды, которые являются слишком большими и инвазивными и не позволяют часто и точно отслеживать воротнопеченочные кровяные давления. Имплантированный датчик измеряет кровяное давление в воротной вене и/или измеряет воротнопеченочный венозный градиент давления путем корреляции между кровяным давлением и частотной характеристикой датчика и может быть использован в системе, которая обеспечивает возможность считывания давления посредством внешней обрабатывающей и отображающей системы.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Воротная вена представляет собой кровеносный сосуд в брюшной полости, который отводит обедненную кислородом кровь в печень для очистки. Система кровеносных сосудов, которую называют печеночными венами, переносит очищенную кровь из печени в нижнюю полую вену, по которой кровь возвращается в сердце. Портальная гипертензия происходит, когда в воротной вене наблюдается повышение кровяного давления, которое не является следствием увеличения общего системного кровяного давления в организме пациента. Часто портальную гипертензию определяют по "градиенту портального давления" или по различию в давлениях между воротной веной и печеночными венами, составляющему, например 10 мм рт. ст. или больше. Типичное давление в воротной вене при нормальном физиологическом состоянии человека меньше или равно приблизительно 10 мм рт. ст., а градиент печеночного венозного давления меньше, чем приблизительно 5 мм рт. ст. Повышенное воротное давление приводит к формированию портосистемных коллатералей; самые серьезные из них являются желудочно-пищеводным варикозом. Возникший варикоз представляет собой основной риск для пациента из-за тенденции к разрыву с последующим кровоизлиянием, которое во многих случаях приводит к смерти. В результате портальная гипертензия считается самым тяжелым осложнением цирроза печени и является основной причиной заболеваемости и смертности у пациентов с циррозом.

[0004] Известные способы отслеживания воротного давления обычно включают непрямое измерение воротного венозного давления с доступом в печеночную венозную систему. Один такой способ известен как измерение градиента печеночного венозного давления. Градиент печеночного венозного давления используется для непрямого измерения давления в воротной вене. Указанный способ является минимально инвазивным и включает этапы, согласно которым выполняют катетеризацию печеночной венозной системы посредством доступа в бедренную или яремную вену. Рентгенопрозрачный катетер с баллоном на конце, выполненный с возможностью измерения локального кровяного давления обычно посредством датчика давления, размещают в нижней полой вене или сегменте большой печеночный вены. После размещения указанного катетера в заданном месте измеряют давление для получения свободного печеночного венозного давления (FHVP). Свободное печеночное венозное давление измеряют для количественного определения внешнего давления, приложенного к венозным системам, и для компенсации влияния системного давления. Затем указанный катетер продвигают в небольшую ветвь и полностью блокируют поток (заклинивающее положение, обычно возникающее при надувании баллона) для достижения заклиненного печеночного венозного давления (WHVP). Градиент печеночного венозного давления (HVPG) вычисляется следующим образом: HVPG=WHVP-FHVP. Не смотря на то, что градиент печеночного венозного давления доказал свою высокую эффективность в качестве диагностического и прогностического индикатора, он, тем не менее, ограничен инвазивностью процедуры и необходимостью стандартизации для достижения надежных результатов.

[0005] Другие непрямые способы включают, например, измерение варикозного давления, при котором используют способы пищеводно-желудочного доступа для продвижения надувного катетера с раздуваемым баллончиком на конце в брюшную полость пациента по пищеводу и желудку и размещения баллона рядом с желудочно-пищеводным варикозным узлом. Внутриварикозное кровяное давление вычисляют из измеренного усилие наполнения, необходимого для приложения к стенке варикозного узла. В целом, измерение воротного венозного давления непрямым способом является менее точным, и в то же время по-прежнему остается инвазивным и вызывает у пациента ощущение дискомфорта.

[0006] В прошлом предпринимались попытки непосредственного измерения давления в воротной вене. Один такой способ включает этапы, согласно которым осуществляют пунктирующую катетеризацию, причем радиолог получает доступ к воротным и/или печеночным венозным системам с использованием флюороскопического отслеживания направления путем пунктирования ткани системы иглой или катетером с наружной стороны системы. С использованием пунктирующей катетеризации доступ к воротной вене может быть осуществлен посредством чреспеченочной пункции или способом внутриреберного или подгрудинного доступа, согласно которому иглу или катетер вставляют в тело пациента в области 12-го позвонка между ребрами и пунктируют в воротную вену. Доступ к печеночной венозной системе может быть осуществлен трансюгулярным способом, согласно которому иглу или катетер вставляют в яремную вену и продвигают в печеночную вену вдоль полой вены. К воротной вене также может быть получен доступ из печеночной венозной системы с использованием внутрипеченочной пункции из печеночной венозной в воротную венозную систему. Таким образом, для отслеживания градиента воротного давления необходимо выполнить две отдельные пункции (для воротной вены и для печеночной вены). Врачи отказываются выполнять частые непосредственные измерения давления в воротной вене из-за инвазивности процедуры, и в результате указанный способ клинически не практикуется.

[0007] Таким образом, имеется острая клиническая необходимость в системе для отслеживания давления, которая обеспечивает точность измерений воротного и/или печеночного кровяного давления с одновременным обеспечением возможности отслеживания врачом указанных давлений неинвазивным способом.

[0008] Известные устройства включают активные электронные устройства, датчики и средства управления, для которых требуется электропитание или соединение с внешними устройствами, и которые увеличивают размер известных устройств, таким образом ограничивая их использование в воротнопеченочной венозной системе. Кроме того, известные устройства основаны на компонентах, например, датчиках и/или мембранах, которые являются большими, и/или необходимо использовать множество датчиков/мембран для поддерживания их функциональности, частью из-за их тенденции к повреждению.

[0009] Таким образом, имеется необходимость в системе для измерения давления, которая имеет небольшой размер, является чувствительной в использовании и не требует избыточности, или дублирования. Кроме того, имеется необходимость в системе датчиков, которой можно управлять без использования проводов или кабелей для передачи результатов измерения давления, действующего на датчик, к внешнему устройству. Система для измерения давления должна быть миниатюрной, пассивной, имплантируемой и беспроводной для обеспечения неинвазивного и частого отслеживания воротного венозного давления.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0010] В настоящем изобретении предложены способ и устройство для измерения воротного и/или печеночного давлений. Предложенное устройство представляет собой чувствительное устройство, которое является миниатюрным, пассивным, имплантируемым и беспроводным и обеспечивает неинвазивное и частое отслеживание воротного венозного давления. Чувствительное устройство является миниатюрным для обеспечения безопасной имплантации в целевые сосуды.

Согласно одному варианту реализации конструкция чувствительного устройства содержит одиночный блок датчика, содержащий чувствительную мембрану, толщина которой больше, чем по меньшей мере 1 мкм, а общий размер чувствительного устройства находится в диапазоне 0,1-1 мм по ширине (w), 0,1-1 мм в глубину (d) и 0,1-0,75 мм по высоте (h). Общий объем чувствительного устройства предпочтительно не превышает 0,3 мм³. Другие варианты реализации чувствительного устройства имеют объемы, которые находятся в диапазонах, например, 0,005-0,008 мм³, 0,01-0,09 мм³ или 0,1-0,3 мм³. Устройство является пассивным и позволяет лечащему врачу отслеживать давление у пациента с любой предпочтительной или необходимой частотой. Настоящее изобретение пригодно для опроса внешних условий в системах, которые содержат несжимаемую текучую среду, в частности, при измерении воротного и/или печеночного давлений.

[0011] Одна задача настоящего изобретения состоит в создании чувствительного устройства для измерения внешнего давления текучей среды в системе, содержащей несжимаемую текучую среду, например, жидкость. Чувствительное устройство может быть бескорпусным вибрационным датчиком или может быть вибрационным датчиком, размещенным в полости с нижней пленкой или без нижней пленки, уплотняющей корпус. Согласно одному варианту реализации чувствительное устройство содержит вибрационный датчик, имеющий чувствительную мембрану, причем указанная чувствительная мембрана имеет резонансную частоту, чувствительную к условиям внешнего давления текучей среды. Чувствительная мембрана имеет толщину в диапазоне 1-200 мкм и образует одну сторону камеры. Камера ограничена чувствительной мембраной и стенками, которые по существу перпендикулярны чувствительной мембране. Камера может быть заполнена газом по заданным давлением. Камера уплотнена со связывающим слоем с использованием анодной термокомпрессии. Связывающий слой может представлять собой средство для соединения вибрационного датчика с фиксирующим устройством. Кроме того, чувствительное устройство, содержащее бескорпусной вибрационный датчик, может представлять собой герметично запечатанный полностью или частично нетвердый компонент любой формы, имеющий чувствительную мембрану и камеру. Согласно другому варианту реализации вибрационный датчик может быть акустически активным твердым телом, т.е., чувствительной мембраной без камеры. В любом случае вибрационный датчик является биологически совместимым, т.е., по существу не реагирующим со средой внутри тела пациента.

[0012] Согласно другому варианту реализации вибрационный датчик может быть расположен в полости, ограниченной корпусом. Согласно данному варианту реализации закрывающая пластина закрывает полость корпуса таким образом, что связывающий слой обращен к закрывающей пластине. Опорная пластина образует основание для корпуса. Опорная пластина может содержать отверстие, открывающее чувствительную мембрану вибрационного датчика действию физиологической среды, которую необходимо измерять. Согласно одному аспекту реализации корпус дополнительно содержит нижнюю пленку. Нижняя пленка может быть полупроницаемой или непроницаемой для окружающих текучих сред и/или тканей и может охватывать несжимаемую текучую среду.

[0013] Настоящее изобретение также относится к способу измерения воротного и/или печеночного давления, согласно которому чувствительное устройство имплантировано в одну или обе из воротной и печеночной вен, причем каждое устройство имеет резонансную частотную характеристику, которая зависит от внешнего давления, при этом каждое устройство имеет заданную неперекрывающуюся резонансную частотную характеристику, которая зависит от давления, причем указанный способ включает этапы, согласно которым:

воздействуют на имплантированное устройство ультразвуковыми колебаниями,

принимают колебания, сгенерированные каждым чувствительным устройством в ответ на указанные ультразвуковые колебания, причем каждое принятое колебание имеет частоту колебаний,

определяют резонансную частотную характеристику каждого устройства из каждой принятой частоты колебаний,

определяют внешнее давление, окружающее каждое чувствительное устройство, из частотной характеристики каждого чувствительного устройства

и при некоторых обстоятельствах определяют градиент давления между каждым чувствительным устройством.

Если два датчика находятся в непосредственной близости друг к другу, предложенный способ дополнительно включает этап, согласно которому различают частотные характеристики каждого датчика.

[0014] Согласно одному варианту реализации чувствительное устройство может быть имплантировано в воротную вену и таким образом обеспечивать комбинацию измерений гемостатического и интраабдоминального давлений. Согласно другому варианту реализации чувствительное устройство может быть имплантировано в каждую из печеночной и воротной венозных систем. Имплантация в воротную вену может быть выполнена путем чреспеченочной пункции или с использованием внутриреберного или подгрудинного доступа, в то время как имплантация в печеночную вену может быть выполнена путем трансюгулярного доступа. Таким образом, система может предоставлять информацию о градиенте давления между печеночной и венозной системами. Согласно данному варианту реализации система в одной и той же процедуре обеспечивает возможность измерения как воротнопеченочного градиента давления, так и воротного венозного давления. Имплантация датчика также может включать этапы, согласно которым фиксируют датчик в физиологической ткани или органе или соединяют датчик с каркасом и имплантируют указанный каркас.

[0015] Согласно другому варианту реализации чувствительное устройство может быть имплантировано в каждую из печеночной и воротной венозных систем. Например, имплантация в воротную вену может быть выполнена путем трансюгулярного доступа с последующим пересечением трансюгулярного внутрипеченочного портосистемного шунта (TIPS) для доступа к воротной системе. Согласно данному варианту реализации измеренный градиент воротнопеченочного давления может предоставить врачу возможность использования неинвазивного способа отслеживания раскрытого состояния трансюгулярного внутрипеченочного портосистемного шунта.

[0016] Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в создании способа измерения давления в воротной вене с использованием имплантированного и зафиксированного в воротной вене чувствительного устройства, причем указанный способ включает этапы, согласно которым:

прикладывают к датчику низкочастотные и высокочастотные акустические волны,

принимают ответные частотные сигналы, возбужденные в датчике указанными низкочастотными и высокочастотными акустическими волнами и

обрабатывают принятые частотные сигналы как акустические данные для определения частотной характеристики, например, резонансной частоты, вибрационного датчика, и таким образом определения внешнего давления текучей среды, в которой расположен указанный датчик.

[0017] Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в создании способа обнаружения и/или отслеживания портальной гипертензии, согласно которому имплантированное чувствительное устройство имеет частотную характеристику, которая зависит от условий внешнего давления, и по меньшей мере одну частотную характеристику, реагирующую на данное давление, причем указанный способ включает этапы, согласно которым:

передают низкочастотные акустические волны посредством низкочастотного акустического передатчика,

передают высокочастотные акустические волны посредством высокочастотного акустического передатчика,

принимают отраженные высокочастотные акустические волны посредством высокочастотного акустического приемника и

определяют градиент давления, причем повышенный градиент давления указывает на состояние активной портальной гипертензии и необходимость лечения. При нормальном физиологическом состоянии организма пациента градиент между воротным и печеночным венозными давлениями меньше, чем примерно 10 мм рт. ст.. Портальную гипертензию обычно диагностируют при градиенте давления, составляющем 10 мм рт. ст. или больше. Указанный способ дополнительно включает тапы, согласно которым принимают, обрабатывают и отображают принятые высокочастотные акустические волны в форме акустических данных.

[0018] Другая задача настоящего изобретения состоит в создании способа измерения внешнего давления текучей среды в обследуемой системе на основании чувствительного устройства, расположенного в обследуемой системе, причем указанное чувствительное устройство содержит вибрационный датчик с чувствительной мембраной, которая имеет резонансную частотную характеристику, зависящую от условий внешнего давления, и по меньшей мере одну частотную характеристику, зависящую от данного давления, при этом указанный способ включает этапы, согласно которым:

воздействуют на датчик низкочастотными и высокочастотными акустическими волнами для возбуждения акустических резонансов или колебаний в датчике,

обнаруживают указанные акустические резонансы как отраженные сигналы, принятые отдатчика, и

обрабатывают указанные обнаруженные акустические резонансы для определения внешнего давления текучей среды.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0019] На фиг. 1 показано устройство согласно настоящему изобретению для измерения воротного венозного давления.

[0020] На фиг. 2, 2A и 2B показан датчик согласно настоящему изобретению для измерения воротного венозного давления.

[0021] На фиг. 3 показана система согласно настоящему изобретению для измерения, интерпретирования и отображения воротного венозного давления.

[0022] На фиг. 4 показано изготовление пассивного датчика согласно настоящему изобретению.

[0023] На фиг. 5A-5C показаны различные варианты реализации фиксирующего устройства для пассивного датчика согласно настоящему изобретению.

[0024] На фиг. 6A-6B показаны аспекты различных вариантов реализации устройства для имплантации пассивного датчика согласно настоящему изобретению.

[0025] На фиг. 7 показаны примеры графиков резонансных частот сигналов, принятых от датчика, в форме функций внешнего давления в ответ на возбуждение на трех различных частотах, в зависимости от колебаний давления вокруг среднего значения измеряемого давления.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0026] Способ и устройство согласно настоящему изобретению в целом относятся к измерению внешнего давления в системе, содержащей несжимаемую текучую среду. Термин "несжимаемая текучая среда", используемый в настоящей заявке, обычно относится к существующим в непаровой форме несжимаемым текучим средам, таким как жидкости, суспензии и гели. В частности, предложенные способ и устройство относятся к устройствам, которые имплантированы в тело пациента, для отслеживания печеночного и/или воротного венозного давления. Миниатюрный размер устройства по сравнению с известными традиционными устройствами для измерения внешнего давления текучей среды и относительно низкая инвазивность предложенных устройства и способа, в частности, хорошо подходящих для случаев медицинского и физиологического применения, включая, помимо прочего измерение: i) давлений в кровеносных сосудах, артериях, венах, таких, например, портальная гипертензия; ii) давления цереброспинальной жидкости в желудочках мозга; iii) интраабдоминальных давлений, таких как давления в мочевыводящих путях, мочевом пузыре, почке и желчных протоках; и т.п.. Способ может быть применен для лечения любого заболевания или болезненного состояния, охватывающего физиологические системы, в которых протекают текучие среды, т.е., несжимаемые текучие среды, например, жидкости.

[0027] Настоящее изобретение описано ниже и показано на сопроводительных чертежах. Чертежи приведены для улучшенного понимания настоящего изобретения и схематично показывают конкретные варианты реализации и подробности настоящего изобретения. Специалисту понятно, что другие подобные примеры одинаково попадают в объем защиты настоящего изобретения. Чертежи не предназначены для ограничения объема защиты настоящего изобретения, который определен в пунктах приложенной формулы.

[0028] На фиг. 1 показана система устройства датчика настоящего изобретения. Чувствительное устройство 100 измеряет внешнее давление имплантированного чувствительного устройства. Чувствительное устройство 100 облучают высокочастотными акустическими волнами 101 и низкочастотным акустическим волнами 102, сгенерированными высокочастотным передатчиком 103 и низкочастотным передатчиком 104 соответственно. Высокочастотный передатчик 103 и низкочастотный передатчик 104 могут содержать любой преобразователь, подходящий для управляемой генерации акустических энергетических лучей (таких, как помимо прочего звуковые или сверхзвуковые лучи), как известно в уровне техники. Обычно такие преобразователи называют тактильными преобразователями, которые выполнены с возможностью преобразования электрического сигнала, например, в колебания, которые можно ощущать или использовать для работы. Указанные преобразователи обеспечивают область охвата, имеющую глубину проникновения, составляющую 4-16 см, и диаметр пятна луча, составляющий 3 см, которая представляет собой, например, эллипсоид измерения. Указанные преобразователи могут быть выполнены с использованием подходящих пьезоэлектрических преобразователей, но также могут быть использованы другие известные преобразователи, такие как помимо прочего емкостные преобразователи, широкополосные емкостные преобразователи, составные пьезоэлектрические преобразователи, электромагнитные преобразователи, массивы преобразователей различных типов и различные подходящие комбинации таких преобразователей, с конфигурированных для генерирования лучей, имеющих различные частоты и/или формы. Например, могут быть использованы акустические передатчики, изготовленные компанией Vemco, РСВ Piezoelectronics и Hardy Instruments. Акустические волны 101, 102 могут быть направлены на чувствительное устройство 100, генерирующее модулированные акустические волны 105, которые обнаруживаются высокочастотной приемной частью 106. Последующая обработка волн 105 обеспечивает возможность вычисления внешнего давления в устройстве 100.

[0029] Согласно одному аспекту настоящее изобретение относится к имплантируемому чувствительному устройству, содержащему миниатюрное чувствительное устройство для измерения внешнего давления текучей среды. Чувствительное устройство содержит вибрационный датчик, имеющий чувствительную мембрану, выполненную с возможностью частотного реагирования на условия внешнего давления. Чувствительная мембрана вибрационного датчика образует одну сторону камеры, в которой размещен сжимаемый газ с заданным давлением. Камера дополнительно ограничена по меньшей мере одной стенкой, которая предпочтительно по существу перпендикулярна чувствительной мембране. Согласно одному варианту реализации вибрационный датчик выполнен из кремния, но также могут быть использованы другие подходящие материалы, например, металл, стекло Руrех® или другое стекло, нитрид бора или тому подобные материалы. Неограничивающие примеры металлов включают, например, титан, золото, нержавеющую сталь, платину, тантал или любой подходящий металл, сплав, сплав с памятью формы, такой как нитинол®. Камера может быть уплотнена связывающим слоем, формирующим сторону камеры, противоположную чувствительной мембране. Если вибрационный датчик содержит связывающий слой для уплотнения камеры, указанный связывающий слой также может быть использован для соединения с фиксирующим средством. Согласно одному варианту реализации связывающий слой обеспечивает герметичное уплотнение камеры, расположенной в вибрационном датчике. Связывающий слой может содержать стекло Руrех®, обычное стекло, кремний или другие подходящие материалы.

[0030] Обычно вибрационный датчик изготовляют путем травления соответствующей формы и материалов из пластины материала большего размера. Например, большая пластина материала может быть покрыта маской, которая задает форму множества необходимых вибрационных датчиков; затем указанную большую пластину подвергают травлению, которое может быть, например, химическим травлением или физическим травлением. Маска защищает области пластины, которые не должны быть удалены во время процесса травления, для изготовления заданной формы. Например, множество вибрационных датчиков могут быть сформированы, если маска, имеющая множество точно измеренных вырезов, покрывает большую пластину материала во время процесса травления, длящегося до тех пор, пока камеры заданной формы не будут изготовлены на большой пластине до глубины, которая по существу равна вырезу в маске. Глубиной камеры можно управлять путем использования различных факторов, например, в случае использования химического травления: интенсивности, длительности и количества химической обработки. Затем каждый вибрационный датчик может быть отрезан от большой пластины путем выполнения разреза между последовательными камерами таким образом, что количество материала, остающегося с каждой стороны камеры, является достаточным для образования имеющих заданную толщину стенок, ограничивающих камеру в вибрационном датчике. Количество материала, оставшегося между нижней поверхностью камеры и нижней частью большой пластины, является достаточным для формирования имеющей заданную толщину чувствительной мембраны. Любой материал, который требует соединения, может быть соединен, например, пайкой или сваркой.

[0031] Как указано выше, вибрационный датчик дополнительно может содержать связывающий слой, например, из стекла Рyrех® или другого подходящего материала, для герметичного уплотнения вибрационного датчика предпочтительно путем соединения связывающего слоя со стенками камеры таким образом, что связывающий слой и чувствительная мембрана по существу являются параллельными. Согласно одному варианту реализации связывающий слой и чувствительная мембрана образуют противоположные стенки камеры вибрационного датчика. Связывающий слой может сформировать поверхность для соединения с анкерами или другими компонентами.

[0032] На фиг. 2 показан разрез чувствительного устройства 200 согласно одному варианту реализации. Согласно данному варианту реализации чувствительное устройство 200 по существу представляет собой кубический вибрационный датчик 201. Кроме того, чувствительное устройство 200, показанное на фиг. 2, содержит чувствительную мембрану 209 и камеру 210, которая уплотнена связывающим слоем 211, как описано выше. Чувствительная мембрана 209 имеет увеличенную толщину по сравнению с другими вибрационными датчиками давления текучей среды с дистанционным управлением. Чувствительная мембрана 209 имеет толщину в диапазоне 1-200 мкм. Согласно некоторым неограничивающим вариантам реализации указанная толщина составляет 1,5 мкм, 2 мкм, 2,5 мкм и 5 мкм. Чувствительное устройство 200 согласно настоящему изобретению сохраняет свою точность измерения несмотря на сравнительно утолщенную чувствительную мембрану 209. Использование одиночного датчика (по сравнению с множеством используемых в уровне техники подобных управляемых дистанционным способом вибрационных датчиков) позволяет уменьшить габаритный размер чувствительного устройства 200 по сравнению с известными подобными устройствами и создать чувствительное устройство 200, пригодное для использования в воротно-печеночной венозной системе.

[0033] Вибрационный датчик 201 имеет высоту h, ширину w и глубину d. Согласно одному варианту реализации вибрационный датчик 201 имеет следующие размеры: 0,3 мм (h) × 0,5 мм (w) × 0,5 мм (d). Ширина и глубина вибрационного датчика могут быть равными, в результате чего обеспечивается его по существу кубическая конструкция. Однако, размеры вибрационного датчика 201 может иметь любые размеры, которые не превышают максимальный объем, составляющий примерно 0,3 мм³, предпочтительно равный или меньше чем 0,125 мм³. Минимальный объем вибрационного датчика 201 составляет примерно 0,008 мм³. Согласно различным дополнительным вариантам реализации объем вибрационного датчика 201 находится диапазонах (в мм³), например, 0,005-0,008, 0,01-0,09 или 0,1-0,3, в зависимости от конкретного случая применения. Вибрационный датчик 201 может быть твердым или может быть герметично запечатанным по существу нетвердым компонентом любой формы, который содержит чувствительную мембрану 209 и камеру 210, как показано на фиг. 2. Чувствительная мембрана 209 в показанном на чертеже примере является стороной камеры 210 вибрационного датчика 201. Глубина камеры 210 ограничена высотой (h) стенок 203 вибрационного датчика 201. Чувствительная мембрана 209 может иметь толщину (f), составляющую примерно 2 мкм, но в целом толщина (t) чувствительной мембраны 209 больше 1 мкм и меньше или равна 200 мкм. Толщина (t) измеряется вдоль высоты (h), как показано на фиг. 2.

[0034] Вибрационный датчик 201 может иметь вырезанную прямоугольную общую форму, показанную на фиг. 2, или одну или большее количество других подходящих форм, включая помимо прочего сферическую, пирамидальную, трапецоидную или другую симметричную или асимметричную форму. Согласно одному варианту реализации вибрационный датчик 201 содержит кремний. Согласно другому варианту реализации вибрационный датчик 201 содержит титан или другой акустически активный материал. Согласно другим вариантам реализации вибрационный датчик 201 содержит каучук, полимер и/или керамический материал. Согласно другому варианту реализации вибрационный датчик 201 может содержать любой подходящий материал, выполненный с возможностью возбуждения акустической стимуляцией. Используемый в настоящей заявке термин "кремний" относится к кварцу и силикатам, стеклу, цементу и керамике; он также относится к классу кремнийорганических пластиков, для которых он является составным элементом, включая различные синтетические пластиковые и резиновые вещества, выполненные, например, из кремния, кислорода, углерода и водорода.

[0035] Согласно другим вариантам реализации чувствительного устройства 200, показанным на фиг. 2A и 2B, вибрационный датчик расположен в полости 208, ограниченной корпусом 202. Корпус 202 охватывает стороны вибрационного датчика 201, кроме чувствительной мембраны (209 на фиг. 2 и 2B, не обозначена на фиг. 2A) или ее части, причем связывающий слой 211 обращен к закрывающей пластине 204, которая механически соединена с одной стороной корпуса и служит в качестве поверхности для соединения с фиксирующим средством согласно некоторым вариантам реализации. Согласно одному аспекту одного варианта реализации, как показано на фиг. 2A, закрывающая пластина 204 может иметь заливочное отверстие 205. Заливочное отверстие 205 может быть использовано для заполнения полости 208 несжимаемой текучей средой. Как показано на фиг. 2A и 2B, корпус 202 расположен на опорной пластине 206, которая является основанием для корпуса 202 и удерживает вибрационный датчик 201 внутри полости 208. Опорная пластина 206 может иметь отверстие 212, как показано на фиг. 2В, которое открывает чувствительную мембрану 209 для акустического воздействия и таким образом обеспечивает возможность прохождения колебаний к вибрационному датчику 201 и возвращения колебаний от вибрационного датчика 201.

[0036] Согласно конкретному варианту реализации, показанному в разрезе на фиг. 2B, вибрационный датчик 201 расположен в полости 208 корпуса 202, причем отверстие 212 в опорной пластине 206 открывает всю чувствительную мембрану 209 вибрационного датчика 201 или ее часть для акустически прозрачной нижней пленки 207. Нижняя пленка 207 предназначена для передачи акустических волн, гидростатического и гидродинамического давлений от окружающей среды. В зависимости от выбора материала, используемого для нижней пленки 207, она также может действовать в качестве защиты датчика. Если нижняя пленка 207 содержит полупроницаемый материал, она защищает вибрационный датчик от прямого контакта с тканями тела пациента или другим твердым физиологическим веществом. Если нижняя пленка 207 содержит непроницаемый материал, она может полностью защищать вибрационный датчик от всех физиологических текучих сред и/или материалов. Согласно варианту реализации, в котором нижняя пленка 207 является непроницаемой для всех текучих сред и твердых частиц, заливочное отверстие (не показано на фиг. 2B) может быть использовано для заполнения полости 208 несжимаемой текучей средой. Нижняя пленка 207 содержит любые подходящие биоинертные материалы или их комбинации, включая помимо прочего титан, золото, нержавеющую сталь, платину, тантал или любой подходящий металл, сплав, сплав с памятью формы, такой как нитинол®, кремний, стекло, кварц, керамический материал, составной материал, металлический или неметаллический нитрид, нитрид бора, карбид, окись металла, окись неметаллических материалов, материал на основе полимера, гель и их комбинации. Альтернативно, нижняя пленка 207 может содержать титан согласно одному варианту реализации, например, диффузионно-соединенный титанов сорта I. Согласно различным вариантам реализации нижняя пленка 207 по существу может уплотнять вибрационный датчик 201 в полости 208, например, если указанная нижняя пленка 207 содержит по существу непористый материал, или указанная нижняя пленка 207 может быть пористой в различной степени и может открывать вибрационный датчик 201 для контакта с физиологическими текучими средами и/или тканями. Согласно варианту реализации, показанному на фиг. 2А, описанному выше, нижняя пленка 207 отсутствует в опорной пластине 206. Согласно данному варианту реализации вибрационный датчик 201 может быть полностью открыт для контакта с внешней окружающей средой посредством отверстия 212.

[0037] Каждый элемент из таких, как закрывающая пластина 204, корпус 202 и опорная пластина 206, может содержать любые подходящие биоинертные материалы или их комбинации, включая помимо прочего титан, золото, нержавеющую сталь, платину, тантал или любой подходящий металл, сплав, сплав с памятью формы, такой как нитинол®, кремний, стекло, кварц, керамический материал, композиционный материал, нитрид металлического или неметаллического материалов, нитрид бора, карбид, оксид металла, оксид неметаллического материала, материал на основе полимера, гель и их комбинации. Согласно другому варианту реализации опорная пластина 206 может содержать материал пирекс®. Согласно одному варианту реализации опорная пластина 206, корпус 202 и закрывающая пластина 204 содержат титан, например, титан сорта I. Указанные компоненты могут быть сформированы и собраны из отдельных частей или могут быть выполнены в форме единого элемента или комбинированных элементов для функционирования в описанном выше качестве.

[0038] Согласно варианту реализации, показанному на фиг. 2B, вибрационный датчик 201, размещенный в полости 208, может быть окружен физиологической текучей средой, например, кровотоком, который входит в полость 208 сквозь пористую или отсутствующую нижнюю пленку 207. Согласно другому варианту реализации вибрационный датчик 201 может быть окружен несжимаемой текучей средой, которая изолирована в полости 208 по существу твердой или непроницаемой нижней пленкой 207 после введения указанной несжимаемой текучей среды в полость 208 посредством заливочного отверстия 205. По