(57)【要約】  圧力感知ガイドワイヤまたはカテーテルのための静電容量式圧力センサは、基板と、基板内に形成された第１のアクティブセルと、基板内に形成された第２のアクティブセルとを備え、第１のアクティブセルおよび第２のアクティブセルは電気的に活性であり、外圧を表す電気信号を生成し、圧力センサはさらに、基板内に形成された任意選択のダミーセルを備え、ダミーセルは電気的に不活性であり、外圧を表す電気信号を生成しない。さらに、管腔内圧力感知デバイスおよびシステムが提供される。
2021532926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の体腔内に配置される柔軟な細長い部材と、前記柔軟な細長い部材に結合されたハウジングと、前記ハウジング内に配置された静電容量式圧力センサとを備えた管腔内圧力感知デバイスであって、
前記静電容量式圧力センサは、基板と、第１のアクティブセルと、第２のアクティブセルとを含み、
前記静電容量式圧力センサの前記基板は、前記ハウジングに結合される近位部と、カンチレバー遠位部とを含み、前記カンチレバー遠位部上には、前記ハウジングの開口部を通して外圧にさらされる前記第１および第２のアクティブセルが設けられている、
管腔内圧力感知デバイス。
【請求項２】
前記基板の前記カンチレバー遠位部に配置された集積回路をさらに備え、前記集積回路は、前記第１のアクティブセルおよび前記第２のアクティブセルと連絡している、請求項１に記載の管腔内圧力感知デバイス。
【請求項３】
前記基板の前記近位部に形成された第１および第２のボンドパッドをさらに備え、
前記第１および第２のボンドパッドは前記集積回路と連絡している、請求項２に記載の管腔内圧力感知デバイス。
【請求項４】
測定信号をコンソールに送信するために前記第１および第２のボンドパッドと連絡している第１および第２の導電体をさらに備える、請求項３に記載の管腔内圧力感知デバイス。
【請求項５】
前記集積回路は前記第１のアクティブセルおよび前記第２のアクティブセルと連絡しており、前記集積回路は、前記第１のアクティブセルおよび前記第２のアクティブセルで感知された圧力を表す電気信号を出力する、請求項２から４のいずれか一項に記載の管腔内圧力感知デバイス。
【請求項６】
前記基板の前記近位部上に形成されたダミーセルをさらに備え、前記ダミーセルは、前記外圧を表す電気信号を提供しない、請求項１から５のいずれか一項に記載の管腔内圧力感知デバイス。
【請求項７】
前記ダミーセルは、超音波を用いた流速測定および／または超音波撮像信号を提供する、請求項６に記載の管腔内圧力感知デバイス。
【請求項８】
前記第１のアクティブセル、前記第２のアクティブセル、および前記ダミーセルは前記基板に沿って長手方向に配置される、請求項６または７に記載の管腔内圧力感知デバイス。
【請求項９】
前記集積回路と前記第１のアクティブセルとの重なりの範囲は、前記集積回路と前記第２のアクティブセルとの重なりの範囲とほぼ等しい、請求項１から８のいずれか一項に記載の管腔内圧力感知デバイス。
【請求項１０】
前記第１のアクティブセルおよび前記第２のアクティブセルは前記基板の軸に関して対称に配置される、請求項１から７のいずれか一項に記載の管腔内圧力感知デバイス。
【請求項１１】
前記基板の前記近位部は第１の幅を有し、前記遠位部は、より小さい第２の幅を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の管腔内圧力感知デバイス。
【請求項１２】
前記第１および第２のアクティブセルは、前記基板から膜まで垂直に延びる中央ピラーを含み、前記第１および第２のアクティブセルは前記中央ピラーの周りに環状に形成される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の管腔内圧力感知デバイス。
【請求項１３】
前記柔軟な細長い部材はガイドワイヤまたはカテーテルを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の管腔内圧力感知デバイス。
【請求項１４】
前記集積回路は、前記第１のアクティブセルおよび前記第２のアクティブセルで感知された圧力の比を表す電気信号を出力する、請求項５に記載の管腔内圧力感知デバイス。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の管腔内圧力感知デバイスと、
前記静電容量式圧力センサと連絡するコンソールであって、前記コンソールは、前記外圧を表す前記電気信号に基づいて値を生成し、前記値の視覚的表現をディスプレイに出力する、コンソールと
を備える、圧力感知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は管腔内圧力感知ガイドワイヤおよび／またはカテーテルのための容量式圧力センサに関する。一部の実施形態では、３つの容量性セルを備えた容量式圧力センサが提供される。
【背景技術】
【０００２】
心臓病は非常に深刻な疾患であり、しばしば救命のために緊急手術が必要となる。心臓病の主な原因は血管内のプラークの蓄積であり、最終的に血管の閉塞が引き起こされる。閉塞血管を開放するために利用可能な一般的治療オプションには、バルーン血管形成術、回転式アテローム切除術、および血管内ステントが含まれる。従来、外科医は治療のガイドとして、血管の内腔のシルエットの外形を示す平面画像であるＸ線透視画像に依拠してきた。残念ながら、Ｘ線透視画像では、閉塞の原因となる狭窄の正確な範囲および向きについて大きな不確実性があり、そのため狭窄の正確な位置を特定することは困難である。また、同じ箇所で再狭窄が起こることが知られているが、術後にＸ線を用いて血管内の状態を確認することは難しい。
【０００３】
虚血を引き起こす病変を含む、血管の狭窄の重症度を評価するための現在受け入れられている技術にはＦＦＲ（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ  ｆｌｏｗ  ｒｅｓｅｒｖｅ）が含まれる。ＦＦＲは、近位圧力測定値（狭窄の近位側で取得される）に対する遠位圧力測定値（狭窄の遠位側で取得される）の比率の計算である。ＦＦＲは、狭窄が治療を必要とする程度まで血管内の血流を制限しているか否かを判断することを可能にする狭窄の重症度の指標を提供する。健康な血管のＦＦＲの正常値は１．００である一方、約０．８０未満の値は一般的に有意であると見なされ、治療を必要とする。
【０００４】
血管を評価する別の方法は超音波画像を使用することである。例えば、ＣＭＵＴ（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ  ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ）によって形成された超音波撮像アレイが検討されてきた。しかし、不均一性が生じることから、ＣＭＵＴアレイの製造は困難である。例えば、アレイの中央に配置されているか、アレイの端または角に配置されているかによって膜の挙動は異なる。医療用センサは同一の予測可能な挙動をする必要があるため、このような不均一性は受け入れられない。これらの課題が、血管を評価するための全体的な静電容量センサの実現を妨げている。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の実施形態は管腔内ガイドワイヤおよび／またはカテーテルのための静電容量式圧力センサに関する。例えば、静電容量式圧力センサは血管内ガイドワイヤ内に実装され、患者の血管内の血流の圧力を測定するために使用され得る。静電容量式圧力センサは２つのアクティブセルと１つのダミーセルとを含む。２つのアクティブセルは静電容量式圧力センサの他の構成要素と電気的に連絡し、圧力を測定するために使用される。
【０００６】
ある例示的な側面では管腔内圧力感知デバイスが提供され、管腔内圧力感知デバイスは、
患者の体腔内に配置される柔軟な細長い部材と、
前記柔軟な細長い部材に結合されるハウジングと、前記ハウジング内に配置された静電容量式圧力センサとを備え、
前記静電容量式圧力センサは、基板と、第１のアクティブセルと、第２のアクティブセルとを含み、
前記静電容量式圧力センサの前記基板は、前記ハウジングに結合される近位部と、カンチレバー遠位部とを含み、前記カンチレバー遠位部上には、前記ハウジングの開口部を通して外圧にさらされる前記第１および第２のアクティブセルが設けられる。静電容量式圧力センサは、基板と、基板内に形成された第１のアクティブセルと、基板内に形成された第２のアクティブセルとを備え、第１のアクティブセルおよび第２のアクティブセルは電気的に活性であり、外圧を表す電気信号を生成する。したがって、有利なことに、アクティブセルは、血管の内腔内の流体の圧力測定にあたりアクティブセルの動作（例えば、出力信号）に悪影響を与える可能性のある力の影響を受けない。アクティブセルは管腔内の流体の外圧しか受けない。この点に関して、アクティブセルはハウジングの開口部を通じて管腔内の流体にさらされる。血管内でのカテーテルの操作中（進行中または測定処置中）の管腔内デバイスの変形に伴う力は、ハウジングには関与するが、アクティブセルには関与しない。
【０００７】
一実施形態では、前記管腔内デバイスは前記基板の前記近位部上に形成されたダミーセルをさらに備え、前記ダミーセルは、前記外圧を表す電気信号を提供しない。一側面では、前記第１のアクティブセルと前記第２のアクティブセルとは第１のピッチだけ互いに離間している。一側面では、前記ダミーセルは、第１のアクティブセルおよび第２のアクティブセルの少なくとも１つから、異なる第２のピッチだけ離間している。一側面では、前記第１のアクティブセル、前記第２のアクティブセル、および前記ダミーセルは前記基板に沿って長手方向に配置される。この側面の利点は、測定された圧力パルス間のタイムラグによって血管の脈波伝播速度を測定できることであり、この測定は、血管の屈曲に起因してデバイスに作用する力の影響を受けない。一側面では、第１のアクティブセルおよび第２のアクティブセルは第１の直径を有し、ダミーセルは異なる第２の直径を有する。
【０００８】
一側面では、静電容量式圧力センサは、基板内に配置された集積回路をさらに含み、集積回路は、第１のアクティブセルおよび第２のアクティブセルと連絡している。したがって、有利なことに、集積回路は、管腔内の流体の圧力測定にあたり集積回路およびアクティブセルの動作に悪影響を与える可能性のある力の影響を受けない。アクティブセルおよび集積回路には管腔内の流体の外圧しか関与しない。一側面では、静電容量式圧力センサはさらに、基板内に形成された第１のボンドパッド、および基板内に形成された第２のボンドパッドを含み、第１のボンドパッドおよび第２のボンドパッドは集積回路と連絡している。一側面では、前記第１のアクティブセルおよび前記第２のアクティブセルは基板の軸について対称である。一側面では、基板は、第１の寸法を有する近位部と、より小さい第２の寸法を有する遠位部とを含み、第１のアクティブセルおよび第２のアクティブセルは遠位部に形成される。一側面では、静電容量式圧力センサは、基板の遠位部内に配置された集積回路をさらに含み、集積回路は、第１のアクティブセルおよび第２のアクティブセルと連絡している。
【０００９】
一側面では、管腔内圧力感知デバイスはさらに、第１の導電体および第２の導電体のみを備え、第１の導電体および第２の導電体は集積回路と連絡しており、静電容量式圧力センサは柔軟な細長い部材の遠位部に結合され、第１の導電体および第２の導電体は、柔軟な細長い部材の遠位部から柔軟な細長い部材の近位部まで延在し、第１の導電体および第２の導電体のうちの少なくとも１つは、柔軟な細長い部材の遠位部における静電容量式圧力センサから、柔軟な細長い部材の近位部におけるコネクタに感知された圧力を表す電気信号を送信する。一側面では、管腔内圧力感知デバイスはさらに、前記基板内に形成された第１のボンドパッドと、基板内に形成された第２のボンドパッドとを備え、前記第１および第２のボンドパッドは前記集積回路と連絡しており、第１の導電体および第２の導電体はそれぞれ第１のボンドパッドおよび第２のボンドパッドと連絡している。一側面では、管腔内圧力感知デバイスはさらに、柔軟な細長い部材に結合されたハウジングを含み、静電容量式圧力センはハウジング内に配置される。一側面では、静電容量式圧力センサの基板は、ハウジングに結合された近位部およびカンチレバー遠位部を含み、第１のアクティブセルおよび第２のアクティブセルはカンチレバー遠位部内に形成される。一側面では、管腔内圧力感知デバイスはさらに、基板のカンチレバー遠位部内に配置された集積回路を含み、集積回路は、第１のアクティブセルおよび第２のアクティブセルと連絡している。一側面では、柔軟な細長い部材はガイドワイヤを含む。一側面では、柔軟な細長い部材はカテーテルを含む。
【００１０】
血管内デバイスのある例示的な実施形態では、ダミーセルは、超音波を用いた流速測定および／または超音波撮像信号を提供するように構成される。そのような構成の利点は、圧力測定条件に関する追加情報が提供されることであり、例えば、圧力センサに対して血管壁がどれだけ離れているかに関する情報、または脈動する血圧に対して血管内の脈動する流速に差があるか否か（これは血管の健康状態の指標である）に関する情報が提供されてもよい。
【００１１】
管腔内デバイスの他の例示的な実施形態では、前記集積回路と前記第１のアクティブセルとの重なりの範囲は、前記集積回路と前記第２のアクティブセルとの重なりの範囲とほぼ等しい。
【００１２】
デバイスの他の例示的な実施形態では、前記第１および第２のアクティブセルは、前記基板から膜まで垂直に延びる中央ピラーを含み、前記第１および第２のアクティブセルは前記中央ピラーの周りに環状に形成される。そのような構成の利点は、アクティブセルの安定性である。
【００１３】
デバイスの他の実施形態では、前記集積回路は、前記第１のアクティブセルおよび前記第２のアクティブセルで感知された圧力の比を表す電気信号を出力する。
【００１４】
ある例示的な側面ではシステムが提供される。システムは、上記実施形態のうちのいずれかに係る管腔内圧力感知デバイスと、前記静電容量式圧力センサと連絡するコンピュータであって、前記コンピュータは、前記外圧を表す前記電気信号に基づいて値を生成し、前記圧力値の視覚的表現をディスプレイに出力する、コンソールとを備える。
【００１５】
本開示のさらなる態様、特徴、および利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
以下、本開示の説明のための実施形態を以下の添付図面とともに説明する。
【図１】図１は、本開示の一実施形態に係る管腔内圧力感知システムの図式的な概略図である。
【図２】図２は、本開示の一実施形態に係る管腔内圧力感知デバイスの図式的な上面図である。
【図３】図３は、本開示の一実施形態に係る静電容量式圧力センサの図式的な斜視図である。
【図４】図４は、本開示の一実施形態に係る管腔内デバイスのハウジング内に配置された静電容量式圧力センサの図式的な上面図である。
【図５】図５は、本開示の一実施形態に係る、切断線５−５に沿って切断された図３の静電容量式圧力センサの図式的な断面図である。
【図６】図６は、本開示の一実施形態に係る、切断線６−６に沿って切断された図４の静電容量式圧力センサを含む管腔内デバイスの遠位部の図式的な断面図である。
【図７】図７は、本開示の一実施形態に係る、切断線７−７に沿って切断された図６の静電容量式圧力センサを含む管腔内デバイスの遠位部の図式的な断面図である。
【図８】図８は、本開示の他の実施形態に係る静電容量式圧力センサの製造中のウェハーの図式的な上面図である。
【図９】図９は、本開示の他の実施形態に係る静電容量式圧力センサの製造中のダイの図式的な上面図である。
【図１０】図１０は、本開示の他の実施形態に係る図９のダイのある領域の図式的な上面図である。
【図１１】図１１は、本開示の他の実施形態に係る図１０のダイのある領域の図式的な上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本開示の原理の理解を容易にするため、図示されている実施形態が参照され、また、それらを説明するために具体的な用語が使用される。しかし、本開示の範囲を限定する意図はないことを理解されたい。記載される本開示の原理の装置、システム、方法、およびさらなる用途へのあらゆる変更および改変は、本開示が関連する分野の当業者が通常考えつくであろうように、完全に考慮され、本開示に含まれる。特に、ある実施形態に関して説明した特徴、構成要素および／または工程は、本開示の他の実施形態に関して説明した特徴、構成要素、および／または工程と組み合わせられ得ることは完全に考慮される。しかしながら、簡潔さのために、このような多数の組み合わせの反復は別々に説明されない。
【００１８】
図１および図２を参照して、本開示の実施形態に係る管腔内デバイス１１０を含むシステム１００の１つまたは複数の構成要素が示されている。図１はシステム１００の図式的かつ概略的な図面である。図２は管腔内デバイス１１０の図式的な上面図である。システム１００は、管腔内デバイス１１０、患者インターフェースモジュール（ＰＩＭ）１１９、コンピュータ１２０、およびディスプレイ１２５を含む。システム１００はまた、管腔内システム、圧力感知システム、診断システム、および／またはそれらの組み合わせと称され得る。一般的に、管腔内デバイス１１０は、解剖学的構造１０２内に配置されている間、解剖学的構造１０２に関連するデータを取得する。場合によっては、管腔内デバイス１１０は、管腔内デバイス１１０が解剖学的構造１０２の管腔１０４内に配置されている間、管腔１０４内の流体の流れの圧力を表すデータを取得する。例えば、管腔内デバイス１１０は血管内の血流の圧力データを取得する。コンピュータ１２０はＰＩＭ１１９を介して圧力データを受け取り、圧力データを処理し、ディスプレイ１２５によって表示される圧力データの視覚的表現を生成する。
【００１９】
管腔内デバイス１１０はガイドワイヤ、カテーテル、および／またはガイドカテーテルであり得る。管腔内デバイス１１０は、場合によっては、圧力感知デバイス、圧力感知ガイドワイヤ、圧力感知カテーテル、診断デバイス、および／またはそれらの組み合わせと称され得る。図２に示される実施形態では、管腔内デバイス１１０はガイドワイヤである。管腔内デバイス１１０は柔軟な細長い部材１１６およびそれに結合された圧力センサ１５０を含む。柔軟な細長い部材１１６は、解剖学的構造１０２の管腔１０４内に配置できるようなサイズ、形状、構造を有するように、かつ／または他の態様でそのように構成された細くて長い柔軟な構造物であり得る。柔軟な細長い部材は、遠位端１１３に隣接する遠位部１１２と、近位端１１５に隣接する近位部１１４とを含む。場合によっては、遠位部は、中点から遠位端１１３までの柔軟な細長い部材１１６の任意の部分を含み、近位部は、中点から近位端１１５までの柔軟な細長い部材１１６の任意の部分を含む。遠位部１１２と近位部１１４との間には中間部が存在する。使用中、遠位部１１２と、中間部の大部分とが解剖学的構造１０２の管腔１０４内に配置され、一方、近位部１１４は患者の体外に配置される。柔軟な細長い部材１１６は長軸ＬＡを含み得る。場合によっては、長軸ＬＡは柔軟な細長い部材１１６の中心長軸であり得る。柔軟な細長い部材１１６の全部または一部が任意の適切な幾何学的断面形状（例えば円形、楕円形、長方形、正方形、楕円形など）または非幾何学的断面形状を有し得る。例えば、柔軟な細長い部材１１６は、柔軟な細長い部材１１６の外径を定める円形の断面形状を有する略円柱状の形状を有し得る。例えば、柔軟な細長い部材１１６の外径は患者の体腔内に配置するのに適した任意の値を有し、約０．５Ｆｒから約１５Ｆｒの間の値、例えば０．５Ｆｒ、１Ｆｒ、１．０５Ｆｒ、１．１０Ｆｒ、１．５Ｆｒ、２Ｆｒ、３．５Ｆｒ、５Ｆｒ、７Ｆｒ、８．２Ｆｒ、９Ｆｒ、および／またはその他の適切なより大きなまたは小さい値を有してもよい。管腔内デバイス１１０を形成する構成要素は、柔軟な細長い部材１１６の直径が非常に小さくなることを可能にするようなサイズ、形状、構造を有し、かつ／または他の態様でそのように構成される。例えば、柔軟な細長い部材１１６の外径は約０．０００７インチ（０．０１７８ｍｍ）から約０．１１８インチ（３．０ｍｍ）の間であり、一部の特定の実施形態は、約０．０１４インチ（０．３５５６ｍｍ）や、約０．０１８インチ（０．４５７２ｍｍ）の外径を有する。。柔軟な細長い部材１１６の全長は任意の長さでよいが、一部の実施形態では、全長は約１３００ｍｍ〜約４０００ｍｍであり、一部の特定の実施形態は１４００ｍｍ、１７５０ｍｍ、１８５０ｍｍ、１９００ｍｍ、および３０００ｍｍの長さを有する。
【００２０】
柔軟な細長い部材１１６は、場合によっては管状の形状を有し得る。管腔内デバイス１１０は、柔軟な細長い部材１１６の長さの全体または一部に沿って延びる１つまたは複数の管腔を含んでもよいし、または含まなくてもよい。管腔内デバイス１１０を形成する１つまたは複数の構成要素が柔軟な細長い部材１１６の１つまたは複数の管腔内に配置されてもよい。柔軟な細長い部材１１６の管腔は、１つまたは複数の他の診断および／または治療器具を収容および／または誘導することを可能にするサイズ、形状、構造を有し、かつ／または他の態様でそのように構成され得る。柔軟な細長い部材１１６が管腔を含む場合、管腔は、管腔内デバイス１１０の断面プロファイルに対して中心にあってもオフセットされていてもよい。管腔内デバイス１１０は、ガイドワイヤを収容するように構成された管腔を含むカテーテルであり得る。診断および／または治療処置の間、医療専門家は通常、まずガイドワイヤを体腔内に挿入し、解剖学的構造内の所望の位置までガイドワイヤを移動させる。ガイドワイヤは、カテーテルなどの１つまたは複数の他の診断および／または治療器具を解剖学的構造内の所望の位置に導入および配置することを容易にする。一部の実施形態では、管腔内デバイス１１０の管腔は柔軟な細長い部材１１６の全長または長さの一部に沿って延在し得る。
【００２１】
柔軟な細長い部材１１６は異なる材料で形成された任意の適切な複数の構成要素を含む。図２に示されるように、柔軟な細長い部材１１６は、管腔内デバイス１１０に内部構造を提供するコアワイヤ１３６ａ、１３６ｂを含む。コアワイヤ１３６ａ、１３６ｂは、様々な実施形態において、金属または金属合金から形成されてもよい。コアワイヤ１３６ａ、１３６ｂの直径は柔軟な細長い部材の長さに沿って一定であってもよいし、変化してもよい。コアワイヤ１３６ａ、１３６ｂは、柔軟な細長い部材の一部を形成するハイポチューブ１２１内で接着剤、はんだ、および／または他の取り付け機構によって結合され得る。コアワイヤ１３６ａは柔軟な細長い部材１１６の遠位部１１２および／または中央部に沿って延在し、一方、コアワイヤ１３６ｂは近位部に沿って延在する。他の実施形態では、管腔内デバイスは１本のコアワイヤのみを含む。柔軟な細長い部材１１６は、コアワイヤ１３６ａ、１３６ｂを取り囲む１つまたは複数のポリマーまたはプラスチック層および／またはコーティングを含む。柔軟な細長い部材１１６の遠位部はコイル１２３を含み、遠位端１１３に位置するはんだボールにて終端する。
【００２２】
解剖学的構造１０２は、天然のまたは人工の、流体で満たされたまたは包囲された任意の構造を表してもよい。例えば、解剖学的構造１０２は患者の体内にあってもよい。解剖学的構造１０２の管腔１０４内を流体が流れていてもよい。管腔１０４は場合によっては体腔と称され得る。解剖学的構造１０２は導管、例えば血液が管腔１０４内を流れる血管であり得る。このような場合、管腔内デバイス１１０は血管内デバイスと呼ばれ得る。様々な実施形態において、血管は、患者の血管系の動脈または静脈などの血管であり、例えば心臓血管系、末梢血管系、神経血管系、腎血管系、および／または体内の任意の他の適切な解剖学的構造／管腔を含む。解剖学的構造１０２は場合によっては曲がりくねった構造を有し得る。例えば、管腔内デバイス１１０は、肝臓、心臓、腎臓、胆嚢、膵臓、肺、食道を含む臓器；導管；腸；脳、硬膜嚢、脊髄、および末梢神経を含む神経系構造；尿路や、血液内の弁、心室、心臓の他の部分、および／または身体の他のシステムなどの非限定的例を含む任意の数の解剖学的位置および組織タイプを検査するために使用され得る。天然の構造に加えて、管腔内デバイス１１０は、限定はされないが、心臓弁、ステント、シャント、フィルタ、および他の装置などの人工構造を検査するために使用されてもよい。本開示の実施形態は特に、人間の血管系に関連した使用に適する。一部の側面において、本開示は一般的に、医療的な用途でまたはおよび医療的ではない用途で、解剖学的な構造または解剖学的でない構造の管腔において使用され得る。
【００２３】
解剖学的構造１０２の閉塞１０６は一般的に、（例えば患者の健康に有害な態様で）管腔１０４内の流体の流れの制限を引き起こす任意の閉塞または他の構造的構成を表す。例えば、閉塞１０６は管腔１０４を狭め、管腔１０４の断面積、および／または管腔１０４内を流れる流体が利用可能な空間を減少させる。解剖学的構造１０２が血管である場合、閉塞１０６は、限定はされないが、線維、線維脂質（線維脂肪）、壊死性コア、石灰化（高密度カルシウム）、血液、新鮮な血栓、および／または成熟した血栓等のプラーク成分等のプラークの蓄積の結果であり得る。場合によっては、閉塞１０６は血栓、狭窄、および／または病変と称され得る。一般的に、閉塞１０６の組成は、評価される解剖学的構造の種類に依存する。解剖学的構造１０２の健康な部分は均一または対称的なプロファイル（例えば、円形の断面形状を有する円筒形のプロファイル）を有し得る。閉塞１０６は均一または対称的なプロファイルを有さない可能性がある。したがって、閉塞１０６を有する解剖学的構造１０２の患部は非対称な、かつ／または他の態様で不規則なプロファイルを有する。解剖学的構造１０２は図１では１つの閉塞１０６を有するものとして描かれているが、本明細書に記載のデバイス、システム、および方法は、複数の閉塞を有する解剖学的構造に対して同様の用途を有することが理解されよう。
【００２４】
管腔内デバイス１１０は柔軟な細長い部材１１６に結合された圧力センサ１５０を含む。本明細書に記載されるように、圧力センサ１５０は静電容量式圧力センサであり得る。圧力センサ１５０は、遠位端１１３の近位において、柔軟な細長い部材１１６の遠位部１１２に直接または間接的に結合されてもよい。一部の場合では、圧力センサ１５０は、遠位端１１３から１０ｃｍ未満、５未満、または３ｃｍ未満の位置にある。圧力センサ１５０は管腔１０４内の外圧、例えば、管腔１０４内の流体の流れに関連付けられた外圧を感知するように構成される。圧力センサ１５０は外圧を表す電気信号を生成し、導体１４０、１４２を介して生成された電気信号を送信する。導体１４０、１４２は、個別にまたは集合的に、導電体、ワイヤ、ケーブルなどと称され得る。導体１４０、１４２の遠位部は圧力センサ１５０に機械的にかつ／または電気的に結合される。本明細書に記載されるように、場合によっては、柔軟な細長い部材１１６の遠位部１１２に電子回路が結合および／または組み込まれ、例えば、圧力センサ１５０に隣接して、圧力センサから近位の位置に、および／または圧力センサに組み込まれて設けられ得る。電子回路はセンサによって生成された電気信号を処理し、感知された圧力を表す電気信号を出力する。電気信号は、柔軟な細長い部材１１６の遠位部１１２における圧力センサ１５０から近位部１１４に送られる。導体１４０、１４２は、遠位部１１２から近位部１１４まで、柔軟な細長い部材１１６の長さに沿って延びる。導体１４０、１４２は、ＰＩＭ１１９および／またはコンピュータ１２０から圧力センサ１５０に電気信号を運ぶ。圧力センサ１５０に送信される電気信号は圧力センサ１５０を起動および動作させるための電力であってもよいし、かつ／または圧力センサ１５０の動作を制御するための制御信号であってもよい。
【００２５】
一部の実施形態では、管腔内デバイス１１０は２つの導体１４０、１４２しか含まない。場合によっては、２つの導体１４０、１４２はバイファイラケーブルと呼ばれ得る。２つの導体１４０、１４２のみを使用することで、多数の導体を使用する場合と比較して、管腔内デバイス１１０内の導体によって占められるスペースを最小化するという利点がある。２つの導体１４０、１４２のみを使用することによって利用可能になる管腔内デバイス１１０内のスペースは、管腔内デバイス１１０の他の構成要素のために有利に利用され、例えば、管腔内デバイス１１０の外径を変えることなく、一部の構成要素がより大きくされてもよいし、あるいは異なる機能を提供する追加の構成要素が加えられてもよい。他の場合では、管腔内デバイス１１０の外径が小さくされてもよい。他の実施形態では、任意の数の導体（例えば、１〜１０本の導体）が、コネクタ１１７と圧力センサ１５０との間で、柔軟な細長い部材１１６の長さに沿って延在してもよい。導体１４０、１４２の一部またはいくらかの長さがむき出しで、導体１４０、１４２の他の部分が絶縁および／またはシールドされていてもよいことが理解されよう。例えば、他の構成要素との（例えば、はんだ付けによる）機械的および／または電気的相互接続を可能にするために、導体１４０、１４２の遠位端および近位端はむき出しであってもよい。図２の実施形態に示されるように、導体１４０、１４２は、柔軟な細長い部材の長さの１つまたは複数の部分に沿って直線状に延びる一方、他の部分に沿って（例えば、コアワイヤ１３６ａの周り）はらせん状の構成を有してもよい。
【００２６】
電気信号について言及したが、圧力センサ１５０に加わる外圧を表す信号は光信号や無線周波数信号など、任意の適切な信号タイプであり得ることが理解されよう。導体１４０、１４２の代わりに、または導体に加えて、有線または無線の任意の適切な通信経路または通信ラインが管腔内デバイス１１０内に実装され、例えば光ファイバ、光ファイバケーブル、柔軟な細長い部材１１６の遠位部１１２または近位部１１４に組み込まれたおよび／または結合されたアンテナを介する無線通信等が挙げられる。一般的に、圧力センサ１５０は任意の適切な機能デバイスであり、例えば１つまたは複数の電子、光学、または電子光学コンポーネントであり得る。例えば、機能デバイスは圧力センサ、流量センサ（速度および／または体積）、温度センサ、撮像素子、光ファイバ、超音波トランスデューサ、リフレクター、ミラー、プリズム、ＯＣＴ（ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）要素、アブレーション要素、ＲＦ電極、導体、および／またはこれらの組み合わせであり得る。
【００２７】
管腔内デバイス１１０は、柔軟な細長い部材１１６の近位部１１４において、または近位部に隣接してコネクタ１１７を含む。場合によっては、コネクタ１１７は柔軟な細長い部材１１６の近位端１１５の一部を形成する。例えば、図２に示されるように、近位端１１５は、柔軟な細長い部材をコネクタ１１８に対して位置合わせおよび接続するのを容易にするよう成形され得る。他の場合では、コネクタ１１７は、柔軟な細長い部材１１６の近位端１１５から離間している。コネクタ１１７は、管腔内デバイス１１０と他の装置との間の通信を容易にするように構成される。より具体的には、コネクタ１１７は、圧力センサ１５０によって取得されたデータを別のデバイス（例えば、ＰＩＭ１１９および／またはコンピュータ１２０）に通信するのを容易にするように構成される。したがって、一部の実施形態では、コネクタ１１７は、導体１４０、１４２への電気的接続を提供する電気コネクタである。導体１４０の近位部はコネクタ１１７に電気的および／または機械的に結合される。図２に示されるように、例えば、コネクタ１１７は、柔軟な細長い部材１１６を取り囲む１つまたは複数の導電性コネクタセグメント１１１を含む。コネクタセグメント１１１は、金属もしくは合金製のリング、または導電性インクであってもよい。各導体１４０、１４２がそれぞれのコネクタセグメント１１１と直接または間接的に連絡してもよい。例えば、柔軟な細長い部材１１６は、近位部１１４におけるポリマー層内に埋め込まれた導電性リボン１４１を含む。各導体１４０、１４２はそれぞれの導電性リボン１４１と直接連絡し、それぞれの導電性リボン１４１はそれぞれのコネクタセグメント１１１と直接連絡し得る。他の実施形態では、コネクタ１１７は光コネクタおよび／または他の適切な有線または無線通信経路である。一部の場合では、コネクタ１１７は、直接または間接的に他のデバイスへの物理的接続を提供するように構成される。他の場合では、コネクタ１１７は、管腔内デバイス１１０と他のデバイスとの間の無線通信を容易にするように構成される。他の場合では、コネクタ１１７は、他のデバイスへの物理的および無線的接続の両方を容易にする。場合によっては、コネクタ１１７は、柔軟な細長い部材１１６に固定された別個の構成要素である。他の場合では、コネクタ１１７は柔軟な細長い部材１１６の一部として一体的に形成される。
【００２８】
管腔内デバイス１１０は、圧力センサ１５０が内蔵されているハウジング１３０を含む。ハウジング１３０は場合によってはセンサハウジングと称され得る。ハウジング１３０は、圧力センサ１５０を解剖学的構造１０２の管腔１０４内の流体にさらす開口部１３２を含む。ハウジング１３０は柔軟な細長い部材１１６に結合される。例えば、ハウジング１３０は、遠位端１１３の近位において、柔軟な細長い部材１１６の遠位部１１２に直接または間接的に結合されてもよい。一部の場合では、ハウジングは遠位先端１０５から１０ｃｍ未満、５未満、または３ｃｍ未満の位置にある。ハウジング１３０は、金属、合金、プラスチック、および／またはポリマーなどの任意の適切な材料で形成された構造体であり得る。場合によっては、ハウジングは、柔軟な細長い部材１１６に固定された別個の構成要素である。他の場合では、ハウジングは、柔軟な細長い部材１１６の一部として一体的に形成される。ハウジング１３０は、圧力センサ１５０等の１つまたは複数の構成要素が内蔵された管腔を含む管状構造を有し得る。
【００２９】
システム１００は、管腔内デバイス１１０に着脱可能に結合されたコネクタ１１８を含む。例えば、コネクタ１１８は、圧力感知処置の開始時に柔軟な細長い部材１１６の近位部１１４にてコネクタ１１７に機械的および／または電気的に接続され、処置の終了時に取り外されてもよい。コネクタ１１８は、管腔内デバイス１１０（例えば、導体１４０、１４２およびコネクタ１１７を介して圧力センサ１５０）と別のデバイス（例えば、ＰＩＭ１１９およびコンピュータ１２０）との間のデータ通信を容易にし得る。例えば、コネクタ１１８はＰＩＭ１１９と直接連絡してもよい。したがって、一部の実施形態では、コネクタ１１７は、管腔内デバイス１１０のコネクタ１１７への電気的接続を提供する電気コネクタである。他の実施形態では、コネクタ１１８は光コネクタおよび／または他の適切な有線または無線通信経路である。一部の場合では、コネクタ１１８は、直接または間接的に他のデバイスへの物理的接続を提供するように構成される。
【００３０】
システム１００のＰＩＭ１１９は、圧力センサ１５０およびコンピュータ１２０との間でやり取りされる信号に関連する電子回路を含む。この点で、ＰＩＭ１１９は、管腔内デバイス１１０およびコンピュータ１２０に通信可能な態様で結合されている。例えば、ＰＩＭ１１９は、圧力センサ１５０から受信した電気信号の処理を実行する。ＰＩＭ１１９は、ＰＩＭ自身および／またはコンピュータ１２０から圧力センサ１５０に電力および／または制御信号を送る。ＰＩＭ１１９は場合によっては、圧力センサ１５０とコンピュータ１２０との間でやり取りされる信号に関連するハードウェアおよび／またはソフトウェアを実装するために１つまたは複数のプロセッサおよびメモリを含み得る。場合によっては、システム１００はＰＩＭ１１９を含まず、管腔内デバイス１１０がＰＩＭ１１９を用いることなくコンピュータ１２０と通信する。
【００３１】
コンピュータ１２０は、ＰＩＭ１１９および／または管腔内デバイス１１０（例えば、圧力センサ１５０、ならびに／または圧力センサ１５０および／もしくは柔軟な細長い部材１１６に組み込まれた電子回路）に通信可能な態様で結合される。コンピュータ１２０は、一般的に、圧力センサ１５０から得られたデータを処理および分析すること、および／または圧力センサ１５０の動作を制御することに適した任意の１つまたは複数のコンピューティングデバイスを表す。コンピュータ１２０は、任意の適切なメモリ１２４と通信する１つまたは複数のプロセッサ１２２を含む。メモリ１２４は、場合によっては非一時的コンピュータ可読記憶媒体と称され得る。本開示のデータ取得、データ処理、器具制御、および／または他の処理もしくは制御態様に関連するステップは、メモリ１２４に保存されてプロセッサ１２２によって実行される対応する命令を使用してコンピュータ１２０によって実施され得ることを理解されたい。場合によっては、コンピュータ１２０はコンソールデバイスである。場合によっては、コンピュータ１２０はポータブル（例えば、手持ち、台車など）である。
【００３２】
一般的に、コンピュータ１２０は、解剖学的構造１０２の管腔１０４内の感知された圧力を表す圧力センサ１５０からの電気信号を受信するように構成される。コンピュータ１２０は電気信号を処理して圧力値を生成する。圧力値は管腔１０４内の感知された圧力であり得る。場合によっては、圧力値は、感知された圧力に基づいてコンピュータ１２０によって計算される圧力比、例えばＦＦＲ（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ  ｆｌｏｗ  ｒｅｓｅｒｖｅ）値、ｉＦＲ（ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ  ｗａｖｅ−ｆｒｅｅ  ｒａｔｉｏ）値、Ｐｄ／Ｐａ（ｄｉｓｔａｌ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ／ａｏｒｔｉｃ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）値、および／または他の圧力比の値等のであり得る。コンピュータ１２０は別の圧力センサ、例えば大動脈圧センサ、圧力感知ガイドワイヤ、または圧力感知カテーテルなどと通信してもよい。コンピュータ１２０は、圧力センサ１５０からの感知された圧力および他の圧力センサからの感知された圧力に基づいて圧力比を計算する。コンピュータ１２０は、圧力値に基づいて視覚的表現を生成し、生成された視覚的表現をディスプレイ１２５に出力する。視覚的表現は数値、記号、プロット、グラフ、チャート、画像、並びに／または感知された圧力および／もしくは計算された圧力比の他の適切なグラフィック表現を含む。ディスプレイ１２５は任意の適切なモニタ（例えば、スタンドアロンデバイス）であってもよいし、またはコンピュータ１２０のハウジングに組み込まれていてもよい。
【００３３】
次に図３および図４を参照して、本開示の実施形態に係る圧力センサ１５０が示されている。図３は圧力センサ１５０の図式的な斜視図である。例えば、図３は、圧力センサ１５０の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である（例えば、製造中に圧力センサ１５０がダイシングされた後）。図４は、ハウジング１３０内に配置された圧力センサ１５０の図式的な上面図である。図示の実施形態の圧力センサ１５０は静電容量式圧力センサである。圧力センサ１５０は、基板１５１内に形成された３つの容量性セル、すなわち２つのアクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよびダミーセル１６４を含む。アクティブセル１６０ａ、１６０ｂは電気的に活性であり、解剖学的構造１０２の管腔１０４内の流体によって圧力センサ１５０に加わる外圧を表す電気信号を生成する。ダミーセル１６４は電気的に不活性であり、外圧を表す電気信号を生成しない。ある例示的な実施形態では、各圧力センサ１５０は、２つのアクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよびダミーセル１６４の３つの容量性セルのみを含む。一部の実施形態では、圧力センサ１５０はＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）圧力センサと称され得る。これに関して、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂ、ダミーセル１６４、および集積回路２００などの圧力センサ１５０の構成要素は半導体プロセス（例えば、ＣＭＵＴ（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ  ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）を製造するためのプロセスと同様なプロセス）に従って形成され得る。アクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよびダミーセル１６４は同じプロセスに従って形成された構造的に類似または同一の容量性セルである。アクティブセル１６０ａ、１６０ｂは、圧力センサ１５０の他の構成要素（例えば、基板１５１内においてアクティブセル１６０ａの下方に配置された集積回路２００）に電気接続される、かつ／または他の態様で連絡するという点でダミーセル１６４とは異なり、圧力センサ１５０はダミーセル１６４との電気接続は含まない。他の実施形態では、ダミーセル１６４は電気的に活性で、電気接続されており、電気信号を生成する。そのような実施形態では、ダミーセル１６４は圧力感知、流量感知（速度および／または体積）、温度感知、超音波変換（例えば、超音波エネルギーを放射し、かつ／または解剖学的構造から反射された超音波エコーを受信する（例えば、超音波撮像のために））、および／または他の適切な用途のために使用され得る。
【００３４】
アクティブセル１６０ａ、１６０ｂは、直径であり得る寸法１９６を含む。一部の実施形態では、寸法１９６は約１００μｍ〜約１７０μｍ、約１２０μｍ〜約１５０μｍ、および／または約１３０μｍ〜１４０μｍであり、例えば１３０μｍ、１３３μｍ、１３５μｍ、１３７μｍ、１４０μｍ、および／またはより大きいもしくは小さい他の適切な値であり得る。アクティブセル１６０ａ、１６０ｂの寸法１９６は互いに等しくてもよい。一般的に、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂの構造は同一であり、よって外圧の影響下でのアクティブセル１６０ａ、１６０ｂの挙動は同一である。他の実施形態では、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂのサイズ、形状、および／または他の構造的側面は互いに異なる。アクティブセル１６０ａ、１６０ｂの寸法１９６はダミーセル１６４の対応する寸法１９７（例えば直径）とは異なっていてもよい。例えば、ダミーセル１６４の寸法１９７はアクティブセル１６０ａ、１６０ｂの寸法１９６よりも小さくてもよい。一部の実施形態では、寸法１９７は約１００μｍ〜約１７０μｍ、約１２０μｍ〜約１５０μｍ、および／または約１３０μｍ〜１４０μｍであり、例えば１２７μｍ、１３０μｍ、１３３μｍ、１３５μｍ、１３７μｍ、および／またはより大きいもしくは小さい他の適切な値であり得る。他の実施形態では、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂの寸法１９６はダミーセル１６４の寸法１９７に等しい。
【００３５】
基板１５１は、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂ、ダミーセル１６４、およびボンドパッド１７０、１７２がその上に形成される表面１５３と、反対側の表面１５５とを含む。図４に示されるように、圧力センサ１５０は、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよびダミーセル１６４がハウジング１３０の開口部１３２と向かい合うように、ハウジング１３０内に配置される。例えば、基板１５１の表面１５３は開口部１３２に面している。このようにすることで、圧力センサ１５０（例えば、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂ）は管腔１０４内の流体の流れの外圧にさらされる。導体１４０、１４２の遠位端とボンドパッド１７０、１７２との間のはんだ付けされた接続部を覆うために、ハウジング１３０内、圧力センサ１５０の近位部１５４の上に接着剤および／またはポッティング材料１７１が配置されてもよい。
【００３６】
図示の実施形態では、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよびダミーセル１６４は圧力センサ１５０および／または基板１５１に沿って長手方向に配置されている。例えば、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよびダミーセル１６４は、圧力センサ１５０のある寸法１８０（例えば長さ）に沿って、かつ／または長軸ＬＡに沿って、互いに隣接または近接するように基板１５１内に配置される。アクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよびダミーセル１６４は一列に配置されてもよい。例えば、長軸ＬＡが圧力センサ１５０の中心長軸である場合、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよびダミーセル１６４の中点は中心長軸に沿って配置される。他の実施形態では、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよびダミーセル１６４は異なる構成で配置される。例えば、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよびダミーセル１６４のうちの１つまたは複数が横方向に並んで、かつ／または互いにまたは中心長軸から横方向にずれて配置される。
【００３７】
圧力センサ１５０および／または基板１５１は遠位部１５２と近位部１５４とを含む。アクティブセル１６０ａ、１６０ｂは遠位部１５２に形成されてもよい。ボンドパッド１７０、１７２は、近位部１５４の基板１５１内に形成されてもよい。ボンドパッド１７０、１７２は、圧力センサ１５０および／または基板１５１に沿って長手方向に延びる。ボンドパッド１７０、１７２は、図示の実施形態では、長軸ＬＡに対して垂直な方向（例えば、圧力センサ１５０および／または基板１５１の横方向の次元）において横に並んで配置されている。異なる実施形態ではボンドパッド１７０、１７２の異なる構成が考えられる。ボンドパッド１７０、１７２は、基板１５１内に形成された導電性トレースまたは他の導電性信号経路の結果として、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂと直接または間接的に連絡する導電性材料を含む。例えば、ボンドパッド１７０、１７２は集積回路２００と連絡し得る。導体１４０、１４２の遠位端はそれぞれボンドパッド１７０、１７２に機械的および／または電気的に結合され、それにより、導体１４０、１４２とアクティブセル１６０ａ、１６０ｂとの間の電気通信が確立される。例えば、導体１４０、１４２の遠位端はそれぞれボンドパッド１７０、１７２にはんだ付けされ、それにより、導体１４０、１４２とボンドパッド１７２とが機械的に結合され、両者間の連絡が確立される。ボンドパッド１７０、１７２の寸法（例えば、長さおよび幅）は、導体１４０、１４２およびはんだのためのスペースを提供する。ダミーセル１６４は、少なくとも部分的に近位部１５４に、および／または遠位部１５２と近位部１５４との間の中間部に配置され得る。
【００３８】
基板１５１は、圧力センサ１５０が管腔内デバイス１１０内に実装可能であるような任意の適切なサイズおよび形状を有するように形成される。これに関して、基板１５１は、ハウジング１３０内に配置できるような、管腔内デバイス１１０に結合できるような、かつ／または解剖学的構造１０２の管腔１０４内に配置できるようなサイズ、形状、構造を有するように、および／または他の態様でそのように構成される。図示の実施形態では、圧力センサ１５０および／または基板１５１はボトル状に形成され、遠位部１５２はボトルのネック部に相当し、近位部１５４はボトルのボディ部に相当し、遠位部１５２と近位部１５４との間の遷移部１９４はボトルの肩部に相当する。他の実施形態では、圧力センサ１５０は任意の適切な幾何学的または非幾何学的形状に形成される。基板１５１はシリコン（Ｓｉ）基板またはゲルマニウム（Ｇｅ）基板などの任意の適切な半導体材料であり得る。一部の実施形態では、基板１５１は炭化ケイ素（ＳｉＣ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、シリコンゲルマニウム炭化物（ＳｉＧｅＣ）などの化合物半導体を含み得る。一部の実装形態では、基板１５１はＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり得る。
【００３９】
図３に示されるように、圧力センサ１５０の基板１５１は寸法１８０を含み、これは基板１５１の長さであり得る。一部の実施形態では、寸法１８０は約５００μｍ〜約１０００μｍ、約７００μｍ〜約８００μｍ、および／または約７２５μｍ〜７７５μｍであり、例えば７００μｍ、７２５μｍ、７４０μｍ、７５０μｍ、７６０μｍ、７７５μｍ、８００μｍ、および／またはより大きいもしくは小さい他の適切な値であり得る。基板１５１は寸法１９８を含み、これは基板１５１の厚さまたは深さであり得る。一部の実施形態では、寸法１９８は約５０μｍ〜約１００μｍ、約６０μｍ〜約８０μｍ、および／または約６５μｍ〜７５μｍであり、例えば６０μｍ、６５μｍ、６８μｍ、７０μｍ、７２μｍ、７５μｍ、８０μｍ、および／またはより大きいもしくは小さい他の適切な値であり得る。寸法１９８は基板１５１の全長に沿って一定でもよいし、あるいは緩やかにまたは急激に変化してもよい（例えば、遠位部１５２、近位部１５４、および／または遷移部１９４で異なる寸法１９８）。
【００４０】
基板１５１の遠位部１５２は寸法１９０を含み、これは遠位部１５２の幅であり得る。一部の実施形態では、寸法１９０は約１２０μｍ〜約２００μｍ、約１４０μｍ〜約１８０μｍ、および／または約１５５μｍ〜１６５μｍであり、例えば１５０μｍ、１５５μｍ、１５８μｍ、１６０μｍ、１６２μｍ、１６５μｍ、１７０μｍ、および／またはより大きいもしくは小さい他の適切な値であり得る。基板１５１の近位部１５４は寸法１９２を含み、これは近位部１５４の幅であり得る。一部の実施形態では、寸法１９２は約１５０μｍ〜約２５０μｍ、約１７５μｍ〜約２２５μｍ、および／または約１９０μｍ〜２１０μｍであり、例えば１９０μｍ、１９５μｍ、１９８μｍ、２００μｍ、２０２μｍ、２０５μｍ、２１０μｍ、および／またはより大きいもしくは小さい他の適切な値であり得る。一部の実施形態では、遠位部１５２の寸法１９０は近位部１５４の対応する寸法１９２よりも小さい。例えば、近位部１５４は遠位部１５２よりも広い幅を有する。遷移部１９４は、近位部１５４のより大きな寸法１９２から遠位部１５２のより小さな寸法１９０に遷移する。図示の実施形態では遷移部１９４は直線状である。他の実施形態では遷移部１９４は曲線状であってもよい。
【００４１】
基板１５１の遠位部１５２は寸法１８２を含み、これは遠位部１５２の長さであり得る。一部の実施形態では、寸法１８２は約２５０μｍ〜約３５０μｍ、および／または約３７５μｍ〜約４２５μｍであり、例えば２９０μｍ、３００μｍ、３０２μｍ、３１０μｍ、および／またはより大きいもしくは小さい他の適切な値であり得る。基板１５１の近位部１５４は寸法１８４を含み、これは近位部１５４の長さであり得る。一部の実施形態では、寸法１８４は約３４０μｍ〜約４００μｍ、および／または約３５０μｍ〜約３９０μｍであり、例えば３６０μｍ、３７０μｍ、３７３μｍ、３８０μｍ、および／またはより大きいもしくは小さい他の適切な値であり得る。基板１５１の遷移部１９４は寸法１８６を含み、これは遷移部１９４の長さであり得る。一部の実施形態では、寸法１８６は約２５μｍ〜約１００μｍ、および／または約６０μｍ〜約９０μｍであり、例えば７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、および／またはより大きいもしくは小さい他の適切な値であり得る。
【００４２】
次に図５を参照して、本開示の実施形態に係る、図３の切断線５−５に沿って切断された圧力センサ１５０の図式的な断面図が示されている。圧力センサ１５０は、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂに電気的に結合された集積回路２００を含む。アクティブセル１６０ａは、基板１５１内に形成されたキャビティ１６１上に配置された膜１６８を含む。キャビティは約３００ｎｍ〜約４００ｎｍ、例えば３２５ｎｍ、３５０ｎｍ、３７５ｎｍ、および／またはより大きいもしくは小さい他の適切な値の寸法１６３（例えば、高さ）を有し得る。ある例示的な実施形態では、寸法１６３の公差は±２５ｎｍであり得る。アクティブセル１６０ａのみが図５に示されているが、アクティブセル１６０ｂも同一の構造および機能を有し得ることを理解されたい。
【００４３】
アクティブセル１６０ａ、１６０ｂの基本原理は、膜１６８および（キャビティ１６１の底部１６５において）基板１５１内に設けられた電極間の平行板コンデンサである。底部１６５の電極は固定されている一方、膜１６８および／または膜１６８内の電極は圧力センサ１５０に加わる外圧に応答して動く。アクティブセル１６０ａ、１６０ｂは、膜１６８の動きに起因する静電容量の変化を表す電気信号を送信する。集積回路２００は、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂによって出力された電気信号を受信する。集積回路２００、ＰＩＭ１１９、および／またはコンピュータ１２０は、電気信号を使用して、解剖学的構造１０２の管腔１０４内の流体の流れの圧力を測定する。ある例示的な実施形態では、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂは、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂによって測定されたそれぞれの静電容量が足し合わせられるように（例えば、Ｃ１＋Ｃ２）、互いに並列に電気接続される。他の実施形態では、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂは直列接続されてもよいし、互いに接続されなくてもよい。ダミーセル１６４は集積回路２００に電気的に結合されておらず、感知された圧力を表す電気信号を送信しない。アクティブセル１６０ａ、１６０ｂの寸法１９６は、一部の実施形態では膜１６８の寸法（例えば、直径）であり得る。一部の実施形態では、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよびダミーセル１６４は環状の容量性セルである。例えば、図３に示されるように、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよびダミーセル１６４は、キャビティ１６１内に位置するピラー／柱１６６を含む。例えば、ピラー１６６はキャビティ１６１の中心に位置し得る。ピラー１６６は基板１５１から垂直に延び、キャビティ１６１の底部１６５を形成する（図５）。例えば、ピラー１６６の結果として、キャビティ１６１は環状の形状を有する。ピラー１６６は膜１６８と接触し、膜１６８が、キャビティ１６１の底部を形成する基板１５１に接触するのを防いでもよい。他の実施形態では、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよびダミーセル１６４は円形または円筒状の容量性セルである。例えば、キャビティ１６１は、円形の断面形状を有する円筒形である。アクティブセル１６０ａ、１６０ｂは、崩壊／接触モードまたは従来の非崩壊モードで動作する。圧力センサ１５０は、２０１８年８月９日に出願された欧州特許出願ＥＰ１８１８８１８５．５、「Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  ｗｉｔｈ  Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｅｎｓｏｒ」に記載されているものと同様の機能を含んでもよい。
【００４４】
図３に示されるように、圧力センサ１５０は、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂと集積回路２００との間の電気信号のための通信経路を提供するビア１７４を含む。集積回路２００は場合によっては電子回路と称され得る。集積回路２００は、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂによって出力された電気信号を処理するように構成された任意の適切な電子部品を含み得る。例えば、集積回路２００は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）であり得る。また、集積回路２００はアクティブセル１６０ａ、１６０ｂに電気信号（例えば、電力および／または制御信号）を提供するように構成されてもよい。
【００４５】
集積回路２００は導体１４０、１４２と直接または間接的に接続されている。例えば、集積回路２００はボンドパッド１７０、１７２、導電性トレース、および／または基板１５１に形成された他の導電性信号経路を介して導体１４０、１４２に電気的に結合される。この点において、ボンドパッド１７０、１７２は集積回路２００に電気的に結合される。集積回路２００は導体１４０、１４２のうちの少なくとも１つを介して電気信号を送信する。集積回路２００はアクティブセル１６０、１６０ｂで感知された圧力を表す電気信号を出力するように構成される。ある例示的な実施形態では、集積回路２００は交流（ＡＣ）信号を出力する。この点に関して、導体１４０、１４２の一方は電気的グランド（例えば、０Ｖ）にあり、他方の導体がアクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよび／または集積回路２００に電力を供給する電気信号を運んでもよい（任意の適切な電圧、例えば２．５Ｖ、３．０Ｖ、および／またはより大きいもしくは小さい他の値）。電源電圧はＰＩＭ１１９および／またはコンピュータ１２０によって圧力センサ１５０に送られてもよい。ある例示的な実施形態では、集積回路２００は一般的に、１／ＲＣに比例する発振周波数ｆを有するＲＣ発振器としてふるまい得る。発振周波数は場合によっては出力周波数と称され得る。発振周波数は２つのアクティブセル１６０ａ、１６０ｂのキャパシタンスに基づく。アクティブセル１６０ａ、１６０ｂが電気的に並列接続されている場合、集積回路２００によって出力される電気信号は発振周波数
【数１】
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を有する。外圧がアクティブセル１６０ａ、１６０ｂに加わり、膜１６１がキャビティ１６１の底部１６５に向かって歪むと、キャパシタンスが増加し、振動周波数が減少する。アクティブセル１６０ａ、１６０ｂにかかる圧力がより小さいとき、または圧力が加わらないとき、膜１６１は底部１６５から離れ、結果としてキャパシタンスが減少し、振動周波数は増加する。集積回路２００によって出力される電気信号の振動は、導体１４０、１４２のうちの１つによって運ばれる電源電圧（例えば、２．５Ｖ、３Ｖ）の上に加えて提供される。導体１４０および／または１４２は、感知された圧力を表す電気信号を、柔軟な細長い部材１１６の遠位部１１２における静電容量式圧力センサ１５０から、柔軟な細長い部材１１６の近位部１１４におけるコネクタ１１７に送る。コネクタ１１７と連絡するＰＩＭ１１９および／またはコンピュータ１２０は、集積回路２００の出力に由来する、導体１４０、１４２のうちの１つによって運ばれた電気信号内の周波数を検出する。例えば、ボンドパッド１７０、１７２における振動周波数が、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂで感知された圧力を表す。ＰＩＭ１１９および／またはコンピュータ１２０は、導体１４０、１４２によって運ばれた電気信号に基づいてアクティブセル１６０ａ、１６０ｂで感知された圧力を決定する。例えば、コンピュータ１２０は、発振周波数と感知された圧力との間の関係を表す検量線を利用する。場合によっては、検量線は負の傾きを有する概して滑らかな曲線である。すなわち、発振周波数が低いほど感知された圧力は高くなる。同様に、発振周波数が高いほど感知された圧力は低くなる。コンピュータ１２０は、集積回路２００によって出力された電気信号に基づいて感知された圧力を決定するために、発振周波数と感知された圧力との間の任意の適切な数学的関係および／または関数を利用する。
【００４６】
集積回路２００は基板１５１内に配置される。例えば、集積回路２００は基板１５１の遠位部１５２に設けられてもよい。図示の実施形態では、集積回路２００は基板１５１によって完全に囲まれている。他の実施形態では、集積回路２００は基板１５１の表面１５３または表面１５５に配置されてもよい。例えば、集積回路２００の表面が表面１５３または表面１５５と連続的に広がっていてもよい。圧力センサ１５０は１つの集積回路２００のみを含み、集積回路は、アクティブセル１６０ａおよび／またはアクティブセル１６０ｂの下方にて基板１５１内に配置され得る。ある例示的な実施形態では、集積回路２００は、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂのそれぞれ、およびアクティブセル１６０ａ、１６０ｂ間の領域の下方に部分的に配置されるようなサイズおよび形状を有する。集積回路２００は、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂの下方に対称的に配置されてもよい。この点に関して、集積回路２００は、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂ間の中点と同じ位置に配置される中点を有する。例えば、図４および図６に示されるように、集積回路２００の近位部および遠位部は、アクティブセル１６０、１６０ｂと等しく長手方向に重なり合ってもよい。例えば、図４に示される向きにおいて、集積回路２００の上端および下端は、基板１５１の遠位部１５２の上端および下端から等しい間隔に配置されてもよい。集積回路２００は任意の適切な幾何学的または非幾何学的形状であり得る。例えば、集積回路２００は直方体であってもよい。一部の実施形態では、圧力センサ１５０は２つ以上の集積回路２００を含む。一部の実施形態では、圧力センサ１５０は、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂのうちの少なくとも１つに横方向または縦方向に隣接している。
【００４７】
集積回路２００は寸法２０３（例えば、集積回路２００の幅）を含む。一部の実施形態では、寸法２０３は約５０μｍ〜約６０μｍであり、例えば５３μｍ、５５μｍ、５７μｍ、および／またはより大きいもしくは小さい他の適切な値であり得る。一部の実施形態では、集積回路２０３の寸法２０３はアクティブセル１６０ａの寸法１９６より小さくてもよい。この点に関して、アクティブセル１６０の寸法１９６は、キャビティ１６１の幅または直径であり得る。集積回路２００は寸法２０５（例えば、集積回路２００の高さ）を含む。一部の実施形態では、寸法２０５は約５μｍ〜約２５μｍ、および／または約１０μｍ〜約２０μｍであり、例えば１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、および／またはより大きいもしくは小さい他の適切な値であり得る。ある例示的な実施形態では、集積回路２０３の寸法２０５はキャビティ１６１の寸法１６３より大きい。集積回路２００の寸法２０７（図６）（例えば、長軸ＬＡ沿いの長さ）は約１３０μｍ〜約１６０μｍ、および／または約１４０μｍ〜約１４５μｍであり、例えば１４１μｍ、１４３μｍ、１４４μｍ、１４５μｍ、および／またはより大きいもしくは小さい他の適切な値であり得る。
【００４８】
再び図３を参照すると、基板１５１は、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂを取り囲むエッチングホール１７３を含む。これらはアクティブセル１６０ａ、１６０ｂを形成するために使用される半導体プロセスから生じたものである。エッチングホール１７３は、図５に示されるキャビティ１６１を作成する犠牲層エッチングプロセスで使用される。犠牲層エッチングの後、膜１６８は支えなくぶら下がった状態になり、縁の部分でのみ支持される。次のステップは、エッチングホール１７３を閉じてキャビティ１６１を密封するプラグ層の堆積である。圧力を測定可能なアクティブセル１６０ａ、１６０ｂを作成するには、キャビティ１６１を空にする必要がある。ある例示的な実施形態ではダミーセル１６４は圧力を測定するために使用されないので、ダミーセル１６４のキャビティを空にする必要はない。ダミーセル１６４からエッチングホール１７３を省くことにはいくつかの理由が存在し得る。膜１６８が緩むリスクがわずかにある。ダミーセル１６４のキャビティを開けるといくつかの問題が生じる可能性があり、例えば、臨床処置中に支えなく吊り下がっている膜が破れた／破損した場合、生体内で血管に粒子が放出されるおそれがある。アクティブセル１６０ａ、１６０ｂは他の構成要素と電気的に連絡しているので、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂの膜１６８の破損は、圧力センサ１５０によって出力される電気信号を介して電気的に検出する。アクティブセル１６０ａ、１６０ｂとは異なり、ダミーセル１６４は他の構成要素と電気的に連絡していないので、ダミーセル１６４の膜１６８の破損は電気的に検出することができない。ダミーセル１６４の膜１６８が支えなく吊り下がっていない方がより安全であり得る。エッチングホール１７３を省くことにより、検出不可能な、または検出が難しい粒子の生体内放出を好適に防ぐ。ある例示的な側面において、発明者らは、ダミーセル１６４のキャビティが空にされていない場合、産出量が好適に増加することを見出した。堆積、リソグラフィ、およびエッチングに対する主な近接効果はエッチングホール１７３の存在とは無関係であるため、ダミーセル１６４についてはエッチングホール１７３を省ける。一部の実施形態では、ダミーセル１６４のキャビティは空にされ、ダミーセル１６４はエッチングホール１７３を含む。
【００４９】
次に図６および図７を参照して、管腔内デバイス１１０の遠位部１１２が示されている。図６は、図４の切断線６−６沿いに取られた図式的な断面図である。図７は、図６の切断線７−７沿いに取られた図式的な断面図である。図６および図７はハウジング１３０内に配置された圧力センサ１５０を示す。ハウジング１３０は、ハウジング１３０内に配置されたマウント１３４を含む。マウント１３４は場合によってはセンサマウントと称され得る。マウント１３４は、管腔内デバイス１１０の他の構成要素（例えば、圧力センサ１５０）を支持するように、かつ／または他の構成要素との結合点となるように構成された任意の適切な構造を有する。マウント１３４は、金属、合金、プラスチック、および／またはポリマーなどの任意の適切な材料で形成された構造体であり得る。マウント１３４は、例えば接着剤１３７を使用してハウジング１３０に機械的に結合され得る。コアワイヤ１３６は、ハウジング１３０および／またはマウント１３４を通って長手方向に延びていてもよい。例えば、ハウジング１３０および／またはマウント１３４は、コアワイヤ１３６を少なくとも部分的に取り囲む。コアワイヤ１３５は、例えば接着剤１３７を使用してマウント１３４および／またはハウジング１３０に機械的に結合され得る。
【００５０】
圧力センサ１５０の近位部１５４はマウント１３４に結合されてもよい。一般的に、近位部１５４は、マウント１３４および／またはマウント１３４を収容するハウジング１３０に直接または間接的に結合される。一般的に、構成要素間の機械的結合、取り付け、接続、および／または固定には、直接固定の他、結合された構成要素間に１つまたは複数の他の構成要素が配置される間接的な固定が含まれ得る。例えば、構成要素は接着剤、機械的な固定具、溶接、および／または他の適切な取り付け手段を使用して互いに機械的に結合され得る。ダミーセル１６４の大部分が近位部１５４内に配置されてもよい。図６は、近位部１５４において（例えば、ボンドパッド１７０において）圧力センサ１５０に電気的および／または機械的に結合された導体１４０を示す。
【００５１】
圧力センサ１５０の遠位部１５２はカンチレバー（一端のみが固定された状態）であり、圧力センサ１５０とマウント１３４との間にギャップ１３８が存在する。カンチレバーであるため、管腔内デバイス１１０が解剖学的構造１０２内を進ことによって管腔内デバイス１１０、ハウジング１３０、および／またはマウント１３４に加わる力から遠位部１５２が好適に隔離される（例えば、曲がりくねった血管構造で屈曲することによって、または閉塞１０６を横断する際に組織と接触することによって引き起こされる管腔内デバイス１１０、ハウジング１３０、および／またはマウント１３４の変形）。遠位部１５２はさらに、管腔内デバイス１１０の組み立て中に（例えば、近位部１５４がマウント１３４に結合される際に）圧力センサ１５０が受ける力から好適に隔離される。図示の実施形態では、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよび集積回路２００はカンチレバー遠位部１５２内に配置されている。したがって、有利なことに、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよび集積回路２００は、管腔１０４内の圧力を測定する上でアクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよび集積回路２００の動作（例えば、出力信号）に悪影響を与える可能性のある力の影響を受けない。アクティブセル１６０ａ、１６０ｂは管腔１０４内の流体の外圧しか受けない。この点に関して、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂはハウジング１３０の開口部１３２を通じて管腔１０４内の流体にさらされる。ダミーセル１６４は管腔内デバイス１１０、ハウジング１３０、および／またはマウント１３４の変形に関連する力を受けるが、ダミーセルは電気的に不活性であり、圧力測定に関与しない。
【００５２】
次に図８および図９を参照して、圧力センサ１５０の製造中の構造が示されている。図８は、本開示の実施形態に係るウェハー３００の図式的な上面図を示す。図９は、本開示の実施形態に係るダイ３１０の図式的な上面図を示す。例示的なダイ３１０が図８のウェハー３００内に指し示されている。ウェハー３００は半導体材料の薄いスライスである。この点に関して、圧力センサ１５０の基板１５１はウェハー３００の一部分である。ウェハー３００は任意の適切な直径、例えば６インチ、８インチ、１２インチ、および／またはより大きいまたは小さい他の適切な値を有する。ウェハー３００は任意の適切な数のダイ３１０を含む。例えば、図示の実施形態では、ウェハー３００は５６個のダイ３１０を含む。ある例示的な実施形態では、約１０００個の圧力センサ１５０が各ダイ３１０上に製造される。
【００５３】
次に図１０および図１１を参照して、１つまたは複数の圧力センサ１５０（例えば、圧力センサ１５０ａ、１５０ｂ、および／または１５０ｃ）を含むダイ３１０の一部の図式的な上面図が示されている。図１０は、図９に示されるダイ３１０のある例示的な領域を示す。図１１は、図１０に示されるダイ３１０の例示的な領域を示す。図１０および図１１は、境界３１２に沿った圧力センサ１５０のダイシング前の製造段階での複数の圧力センサ１５０を示す。ある例示的な実施形態では、製造プロセスは、基板１５１のサイズおよび形状を定めて圧力センサ１５０をダイシングするために、境界３１２に沿ったＤＲＩＥ（ｄｅｅｐ  ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｉｏｎ  ｅｔｃｈｉｎｇ）を行うことを含む。様々な実施形態において、他の適切なエッチング、ダイシング、研削、薄化、研磨、および／または切断技術を利用できる。本明細書に記載されるように、各圧力センサ１５０はアクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよびボンドパッド１７０、１７２を含む。
【００５４】
図１０および図１１に示されるように、各ダイ３１０は好適には、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよびダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄを含む容量性セルの密な配置を含む。アクティブセル１６０ａ、１６０ｂおよびダミーセル１６４ａは、圧力センサ１５０の境界３１２の内側にてダイ３１０内に形成される。ダミーセル１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄは境界３１２の外側にてダイ３１０内に形成される。ダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄの直径は互いに同じであっても異なっていてもよい。ダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｄの直径は互いに等しくてもよい。図示の実施形態では、ダミーセル１６４ｃの直径はダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｄの直径よりも小さい。ダミーセル１６４ｃがより小さい直径を有することで、ダミーセル１６４ｃを互いに、およびアクティブセル１６０ａ、１６０ｂにより近く配置できるという利点がある。ダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄは、通常、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂと同様の寸法を有するが、より最適なレイアウトを提供するためにダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄの寸法が異なっていてもよい。ダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄは通常、可能な限りアクティブセル１６０ａ、１６０ｂに類似している。ＤＲＩＥの境界３１２の存在は、ダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄのうちの１つまたは複数がアクティブセル１６０ａ、１６０ｂと同一の寸法を有することを妨げる。ある例示的な実施形態では、直径は、ダミーセル１６４ｃについての９０μｍから、ダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、および／または１６４ｄについての１３３μｍまで異なり得る。
【００５５】
この点に関して、ダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄはアクティブセル１６０ａ、１６０ｂを取り囲んでいる。ダミーセル１６４ｃは、ダイ３１０内のアクティブセル１６０ａ、１６０ｂの各ペアの上下に配置される。ダミーセル１６４ａはアクティブセル１６０ａ、１６０ｂの左側に配置される。ダミーセル１６４ｂはアクティブセル１６０ａ、１６０ｂの右側に配置される。ダミーセル１６４ｄはアクティブセル１６０ａ、１６０ｂに対して斜めに配置される。上下、左右、斜めなどの方向の記載は、図１０の構成要素の向きおよび配置を参照して使用される。向きや配置が異なる場合、異なる方向の記載が使用され得ることが理解されよう。ダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄは、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂの周りにグリッド状のパターンで配置されてもよい。ダミーセル１６４ｄは、ダイ３１０内の縦方向に離間された２つの圧力センサの間（例えば、図１０の圧力センサ１５０ａと圧力センサ１５０ｂとの間）に配置される。ダミーセル１６４ｂは、ダイ３１０内の横方向に離間された２つの圧力センサの間（例えば、圧力センサ１５０ａと、図１０の圧力センサ１５０ａの左右の圧力センサとの間）に配置される。
【００５６】
ダイ３１０内の容量性セルの密な配置は、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂにおける均一性を保証するという利点を提供する。例えば、互いに比較して、圧力センサ１５０ａのアクティブセル１６０ａおよびアクティブセル１６０ｂは、解剖学的構造１０２の管腔１０４内の流体の外圧に対して同様のまたは同一の応答を示す。同様に、圧力センサ１５０ａのアクティブセル１６０ａ、１６０ｂ並びに圧力センサ１５０ｂ、１５０ｃのアクティブセルは、管腔１０４内の流体の外圧に対して同様のまたは同一の応答を示す。また、圧力センサ１５０のアクティブセル１６０ａ、１６０ｂと、異なるダイ３１０および／または異なるウェハー３００上に作成された圧力センサのアクティブセルも、管腔１０４内の流体の外圧に対して同様のまたは同一の応答を示す。さらに、圧力センサ１５０のアクティブセル１６０ａ、１６０ｂ、並びに異なるバッチで（例えば、異なる時間に、異なるウェハー３００上に）製造された圧力センサのアクティブセルは、管腔１０４内の流体の外圧に対して同様のまたは同一の応答を示す。結果として、感知される圧力は、同じバッチ内の全てのアクティブセル１６０ａ、１６０ｂにわたって、および異なるバッチにわたって一貫したものになる。
【００５７】
静電容量式圧力センサを製造する際の課題の１つは、ＭＥＭＳバッチごとに同じセンサ感度での製造方法の再現性である。ＣＭＵＴアレイの端に位置する容量性セルの膜は不均一性を有することが良く知られており、処理の不均一性のために端部と角部の膜は異なる機械的特性を有する。本開示は、有利なことに、ウェハー３００および／またはダイ３１０内において容量性セルの空間的にコンパクトな分布を提供することによってこの課題に対処する。この密な配置は、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂの間および周囲にダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄを含めることによって実現される。例えば、ダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄの分布は、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂを均等に取り囲む。この配置は、処理の不均一性が生じるダイ３１０および／またはウェハー３００の端部または角部にアクティブセル１６０ａ、１６０ｂが配置される可能性を排除する。処理の不均一性が生じるとしても、電気的に不活性で圧力測定に関与しないダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄでしか生じない。ダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄは、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂの均一な周囲を提供し、近接効果と呼ばれる、製造プロセスにおける堆積工程、リソグラフィ工程、およびエッチング工程中のアクティブセル１６０ａ、１６０ｂの不均一な挙動を防止する。ダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄは処理の均一性を好適に改善するために提供される。この点に関して、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂは常に、少なくとも１つのダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄの分、ダイ３１０および／またはウェハー３００の角または端から離間される。図３に示されるように、例えば、ダイシングされた圧力センサ１５０上のダミーセル１６４ａの存在は、ウェハー３００および／またはダイ３１０内の好適に密な容量性セルの配置を示している。
【００５８】
アクティブセル１６０ａ、１６０ｂはまた、ダイ３１０内の密な容量性セルの配置において対称的な環境で配置される。この点に関して、軸３１４および軸３１６が図１１に示されており、これらは対称軸と称され得る。この点に関して、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂは軸３１４および／または軸３１６に関して対称であり得る。軸３１４は横軸またはｘ軸である。軸３１６は縦軸またはｙ軸である。アクティブセル１６０ａ、１６０ｂはまた、左側のダミーセル１６４ａおよび右側のダミーセル１６４ｂに関して（例えば、軸３１４に沿って）対称的に配置される。この点に関して、ダミーセル１６４ａから最も近いアクティブセル１６０ａまでの間隔は、ダミーセル１６４ｂから最も近いアクティブセル１６０ｂまでの間隔と同じピッチ２２０である。様々な実施形態において、ピッチ３２０は任意の適切な値であり得る。一部の実施形態では、ピッチ３２０は約３０μｍ〜約７０μｍ、約４０μｍ〜約６０μｍ、および／または約５０μｍ〜約５５μｍであり、例えば４８μｍ、５０μｍ、５１μｍ、５２μｍ、５３μｍ、５４μｍ、５５μｍ、５７μｍ、および／またはより大きいもしくは小さい他の適切な値であり得る。
【００５９】
アクティブセル１６０ａ、１６０ｂはまた、上下のダミーセル１６４ｃに関して（例えば、軸３１６に沿って）対称的に配置される。この点に関して、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂに最も近い上方の（図１０の圧力センサ１５０の上端３３０に隣接および／または近接する）ダミーセル１６４ｃ、および、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂに最も近い下端の（図１０の圧力センサ１５０の下辺３３２に隣接および／または近接する）ダミーセル１６０ｃは、同じピッチ２２４だけ離間されている。様々な実施形態において、ピッチ３２４は任意の適切な値であり得る。一部の実施形態では、ピッチ３２４は約２０μｍ〜約６０μｍ、約３０μｍ〜約５０μｍ、および／または約４２μｍ〜約４６μｍであり、例えば４０μｍ、４２μｍ、４３μｍ、４４μｍ、４５μｍ、４６μｍ、４８μｍ、および／またはより大きいもしくは小さい他の適切な値であり得る。
【００６０】
アクティブセル１６０ａ、１６０ｂが対称的な環境で製造されることにより、処理の不均一性をさらに防止できる。アクティブセル１６０ａおよびアクティブセル１６０ｂはともに、それぞれの近傍において同じ製造工程に供される（例えば、同じ距離だけ離れて）。その結果、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂは、解剖学的構造１０２の管腔１０４内の流体の外圧に対して均一な応答を示す。アクティブセル１６０ａ、１６０ｂはまた、圧力センサ１５０の上端３３０および下端３３２から等間隔に配置されている。
【００６１】
リソグラフィプロセス、堆積プロセス、およびエッチングプロセスは、プロセスの不均一性や近接効果という問題を伴うことが良く知られている。したがって、アクティブセル１６０ａ、１６０ｂの正確な周囲が重要となる。薄膜１６８も、これらのプロセスのばらつきによる影響を受けやすい。ダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄはＭＥＭＳプロセスを可能な限り均一にするので、２つのアクティブセル１６０ａ、１６０ｂは圧力センサ１５０内で同じ挙動を示し、さらには異なるダイや異なるウェハーでも同じ挙動を示す。したがって、ダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄは均一性を目的として提供される。図１０および図１１に示されるように、ダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄのレイアウトは対称的であり、例えば、ダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄの周囲は軸３１４、３１６に沿って対称である。結果として、全てのアクティブセル１６０ａ、１６０ｂが同じ周囲を有することになり、リソグラフィプロセス、堆積プロセス、およびエッチングプロセスは可能な限り均一になる。
【００６２】
アクティブセル１６０ａ、１６０ｂは互いにピッチ３２２だけ間隔を置いて配置される。様々な実施形態において、ピッチ３２２は任意の適切な値であり得る。一部の実施形態では、ピッチ３２２は約１０μｍ〜約４０μｍ、約１５μｍ〜約３５μｍ、および／または約２２μｍ〜約２６μｍであり、例えば２０μｍ、２２μｍ、２３μｍ、２４μｍ、２５μｍ、２６μｍ、２８μｍ、および／またはより大きいもしくは小さい他の適切な値であり得る。ピッチ３２０（ダミーセル１６４ａ、１６４ｂと、そのダミーセルに最も近いアクティブセル１６０ａ、１６０ｂとの間のピッチ）はピッチ３２２（アクティブセル間のピッチ）よりも大きい。この点に関して、ダイ３１０内の容量性セルの空間的にコンパクトな分布は、境界３１２に沿ったＤＲＩＥのためのスペースを考慮に入れている。すなわち、より大きなピッチ３２０は、境界３１２に沿ったＤＲＩＥレーンの幅を許容する（例えば、アクティブセル１６０ｂと、アクティブセル１６０ａの右側のダミーセル１６４ｂとの間）。対称性を維持するために、アクティブセル１６０ａと、アクティブセル１６０ａの左側のダミーセル１６４ａとの間にもより大きなピッチ３２０が提供される。したがって、密な配置を実現するためにアクティブセル１６０ａ、１６０ｂの近くにダミーセル１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄを配置することができ、同時に、圧力センサ１５０のサイズおよび形状を定めるための、および境界３１２に沿ってＤＲＩＥにより圧力センサ１５０をダイシングするためのスペースを残せる。ピッチ３２０、３２２、３２４は場合によっては距離と称され得る。
【００６３】
本明細書に記載の１つまたは複数の寸法は、±１０μｍ、±５μｍ、±３μｍ、±２μｍ、±１μｍ、および／またはより大きいまたは小さい他の適切な値の公差内で正確であり得る。本明細書に記載の１つまたは複数の寸法の公差は、場合によっては±３σであり得る。
【００６４】
当業者は、上述した装置、システム、および方法は様々に変更され得ることを認識するであろう。したがって、当業者は、本開示が包含する実施形態は、上記の具体的な実施形態の例に限定されないことを理解するであろう。説明のための実施形態が図示および記載されているが、上記の開示内容は様々な改変、変更、および置換を考慮に入れるものである。このような変更は、本開示の範囲から逸脱することなく上記になされ得ることが理解される。したがって、添付の特許請求の範囲は、本開示に従って広範に解釈されることが妥当である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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