Maximal framgång för minimal trycksensor

En av de få svenska mikromekaniska sensorerna som tillverkats i nån större omfattning är Radi Medicals blodtryckssensor. Den används för att avgöra om en hjärtpatient har en förträngning i kranskärlet och lanseras snart i en förbättrad modell.

- Det är världens minsta trycksensor, säger Edvard Kälvesten på KTH som utvecklat den nya versionen av sensorn.

Själva chipset är 0,15 mm brett, 0,1 mm tjockt och 1,3 mm lång. Visserligen brukar mikromekaniska sensorer vara små men att göra den så liten var inget självändamål. Det var Radi Medicals tillämpning som krävde de så små dimensionerna.

Den mikromekaniska sensorn sitter längst fram på spetsen av den tunna sond som förs in till hjärtats kranskärl. Diametern på sonden är inte mer än med 0,36 mm.

Själva sensorn består av ett tunt membran med fyra trådtöjningsgivare i en Wheatstonebrygga som känner av när ett ökande tryck får ytan att bukta inåt.

- Membranet är tillverkat med så kallad offerskiktsetsning, förklarar Edvard Kälvesten.

Metoden går ut på att först belägga kiselytan med ett offerskikt som har samma form som det önskade membranet. Ovanpå det deponeras ett skikt av polykisel med någon mikrometers tjocklek. Sedan etsas offerskiftet bort.

För att få en trycksensor förseglas hålrummet under membranet genom att kanalerna fylls igen. Förseglingen görs i vakuum vilket medför att membranet i normaltillståndet kommer att vara utsatt för en atmosfärs tryck.

- Genom att det inte är någon luft i hålrummet slipper man de temperaturproblem som luft skulle ha skapat.

Sensorn kan mäta blodtryck från -30 upp till 300 mmHg relativt atmosfärstryck. Det senare motsvara cirka 0,4 atmosfärers tryck.

- Men sensorn klarar upp till en 4 - 5 atmosfärers tryck, säger Edvard Kälvesten.

Kvoten avgör

För att mäta hur stor förträngning i hjärtat är jämförs blodtrycket i kranskärlet med det i aortan. Om kvoten understiger 0,75 kan läkaren med säkerhet säga att det finns en förträngning som behöver åtgärdas.

Sensorn leds in till hjärtat inuti en kateter som sticks in i ljumsken.

- Med den nya versionen av sensorn, som är CE-märkt och just börjat säljas, kan ballongkatetern som används för att förstora kranskärlet föras in utan att sensorn behöver tas ut, förklarar Lars Tenerz på Uppsalaföretaget Radi Medical.

Den äldre versionen som utvecklades på Uppsala Universitet 1985 och som sålts sedan 1991 är baserad på en mikromekanisk sensor placerad längst ut på en optofiber. Problemet med den var att optokontakten inte kunde göras tillräckligt liten för att läkaren skulle kunna trä på ballongkatetern över kontakten.

I den nya versionen är sensorn elektrisk och kontakten kan därför göras mycket liten.

- Vi räknar med att sälja åtminstone 30 000 sensorer nästa år, säger en nöjd Lars Tenerz.

Själva sensordelen kostar cirka 3 500 kronor och den återanvänds inte eftersom den är svår att rengöra.

Blodtrycket i aortan mäts dock med en konventionell tryckgivare.

PH