一種植入式無線顱內壓自動監測方法

2023-07-07 19:25:01 2

專利名稱：一種植入式無線顱內壓自動監測方法
技術領域：
本發明涉及一種顱內壓測量系統方法，特別涉及一種植入式無線顱內壓自動監測 方法。
背景技術：
ICP(intracra-nial pressure (ICP)(顱內壓))增高是顱內疾病或顱內繼發性病 變的一種反映，如不能及時發現ICP增高並採取有效的治療措施，則可能導致嚴重後果，甚 至危及生命。在臨床工作中，單純依靠觀察神經系統症狀或CT、MRI影像學資料判斷ICP是 否增高，很難說明ICP的實際水平，故採用持續的ICP監測作為「早期報警系統」，有利於早 期發現和及時處理ICP增高和顱內疾病，並提高療效。根據ICP的客觀數據，可以指導臨床 治療、預測預後，這是提高重型顱腦損傷及其他相關患者的治癒率和降低死亡率的重要措 施。ICP的動態監測，對於腦疾病患者來說極為重要，目前臨床上ICP監護的方法可分 為有創和無創兩大類。但無創測量方法存在著測量精確度差、方法繁瑣等特點而未被廣泛 應用於臨床。因此，目前國內外臨床上較為流行的均為有創的方法。顱內壓監測技術及其 設備至今還並不完善，存在監測結果不夠精確、容易感染等問題。

發明內容
為了克服上述現有技術的缺點，本發明提出一種新的顱內壓監測方法，該方法由 硬體上完全獨立的體內部分和體外部分組成。所述體外部分通過無線電磁波向體內部分提 供能量和發送指令，體內部分通過壓力傳感器獲取顱內壓數據，並將該顱內壓數據通過無 線電磁波發送給體外部分，達到自動監測ICP的目的。為了達到上述目的，本發明提供的一種植入式無線顱內壓自動監測方法，包括以 下步驟(1)體外部分通過無線電磁波向體內部分提供能量。(2)體內部分接收能量，開始運行。(3)體外部分通過電磁波向體內部分發送指令。(4)體內部分接到指令後，獲取顱內壓力絕對值，經編碼後，通過無線電磁波發送 給體外部分。(5)體外部分接收數據，並解碼，經處理後獲取顱內壓數據。所述步驟(5)包括以下子步驟(51)體外部分的第一壓力傳感器測量得到當前大氣壓值(實際應用中，可採用測 量相對1個標準大氣壓的差值)，並通過第一儀表放大器電路和第一參考電壓晶片電路送 入第一單片機。(52)通過射頻電路晶片和體外部分的天線線圈接收體內部分發送的數據，並通過 射頻電路晶片送入第一單片機。
(53)第一單片機將接收的數據及當前大氣壓值進行如下處理顱內壓=顱內壓 力絕對值-當前大氣壓值(顱內壓=體內傳感器讀數-體外傳感器讀數)，最終獲取顱內壓 數據。(實際應用中，顱內壓力絕對值也可採用測量相對1個標準大氣壓的差值。)臨床上所謂顱內壓，是指顱內壓力絕對值與當前大氣壓的差值，即將體內傳感器 測量得到的值，減去體外傳感器測量得到的值(將顱內壓力絕對值，減去當前大氣壓值)， 即為臨床所需要的顱內壓。其中，體外部分控制體內部分按設定時間間隔自動、連續監測顱內壓。所述步驟(4)包括以下子步驟(41)體內部分的第二壓力傳感器測量獲得顱內壓力絕對值信號(實際應用中，可 採用測量相對1個標準大氣壓的差值)；(42)體內部分的第二儀表放大器電路和第二參考電壓晶片電路對該信號進行濾 波、放大等處理，並送入第二單片機中；(43)第二單片機將經調理後的顱內壓力絕對值信號(實際應用中，可對其相對1 個標準大氣壓的差值)進行A/D轉換及編碼；最後該顱內壓力絕對值(實際應用中，可對其 相對1個標準大氣壓的差值)數據通過負載調製電路發送到體外部分。所述體外部分還包括數據存儲和串口、電平轉換晶片電路；數據存儲器可以保存 一定時間內的測量數據；串口將測量數據傳送到其他設備；所述電平轉換晶片電路，用於 實現單片機與串口 RS232的電平轉換。體外部分可以實時顯示、記錄測量結果；測量結果數據也可以通過串口 RS232傳 輸到其他設備進行顯示、分析和記錄。本發明的顱內壓檢測方法有以下優點(1)方便、快捷使用其它(有創)方法進行監測時，必須得在手術室才能進行，而且還需要專門的 技術人員進行操作。還有，測量一次，就得穿刺一次，而且還得不停的關注創口情況，比較麻 煩。而使用該方法，只需最初時做個小手術，將「體內系統」植入到顱內，之後就可以方 便、快捷地監測患者的ICP。之後的監測，可以隨時隨地的進行，不受時間和空間的限制，比 如可以隨時在家裡或病房裡監測，而且也不需要專門的技術人員來操作，只需按幾個按鈕， 系統即可自動運行，自行監測。(2)精確據分析，ICP的監測在腦室內進行時，精度比較高，而該系統可以根據實際需要，將 傳感器植入到腦室內進行監測。還有，隨著傳感器技術的不斷提高，可以找到穩定可靠的傳 感器，其不易受顱內環境因素的影響，這樣其壓電轉換精度可以得到較好的保證。而在電信 號的傳輸和處理方面，均可以達到較高的精度。(3)安全、可靠有效、少感染在使用其他(有創)方法監測患者的ICP時，都會使患者頭顱的某些部位與外界 通聯，這樣，不僅容易引起顱內感染，而且還容易受到非顱內因素的影響，比如躁動引起傳 感器的移動，或是會引起連接線的扭曲或折斷，造成測量的不準確甚至其他嚴重事故等等。而該方法，將體內部分隱埋在顱內，與外界的通訊採用無線方式，這樣就不僅可以減少感染，還能減少因其他因素造成的傳感器移位等等不利因素。由於植入手術屬於微創， 對身體造成的影響也比較小。(4)適用性高該方法可以根據需要，將傳感器植入到相應的部位，如腦室內、腦實質中、蛛網膜 下或者硬腦膜下(或外)等地方。由於不與外界通聯，可適用長時間持續的監測。具體事 宜可以根據實際情況而定。


圖1是本發明的植入式無線顱內壓自動監測方法框架圖；圖2是本發明的植入式無線顱內壓自動監測方法體外部分結構圖；圖3是本發明的植入式無線顱內壓自動監測方法體內部分結構圖；圖4是本發明的植入式無線顱內壓自動監測方法使用流程圖。
具體實施例方式本實施例提供的顱內壓檢測方法，由硬體上完全獨立的體內部分和體外部分組 成，如圖1所示。該方法的體外部分可以控制體內部分按設定時間間隔自動、連續監測顱內 壓。體外部分可以實時顯示、記錄測量結果；測量結果數據也可以通過輸出接口傳輸到其他 設備進行顯示、分析和記錄。如圖2所示，體外部分包括電源、穩壓晶片(MAX8881)電路，單片機PIC，射頻電 路晶片(MLX90121)電路、天線線圈，顯示及控制界面，數據存儲器，串口 RS232、電平轉換 晶片(MAX3226)電路，壓力傳感器、儀表放大器(MAX4194)電路、參考電壓晶片(MAX6120) 電路；電源及穩壓晶片(MAX8881)電路為全系統供電，所述壓力傳感器、儀表放大器 (MAX4194)電路和參考電壓晶片(MAX6120)電路測量當前大氣壓值相對1個標準大氣壓 的差值，用於之後的顱內壓數據處理，單片機PIC控制並通過射頻晶片發送13. 56MHz的電 磁波，向體內部分傳送能量和控制指令；在測量期間，體外部分接收體內部分發送的測量數 據，該數據信號送入單片機PIC，經解碼處理後，得到顱內壓數據，通過顯示器顯示，存儲在 存儲器中，還可通過串口 RS232輸出。所述電平轉換晶片(MAX3226)電路，用於實現單片機 PIC與串口 RS232的電平轉換。如圖3所示，體內部分包括天線線圈、整流濾波電路、穩壓晶片(MAX8881)電路， 負載調製電路(AN7002L型mos管及相應電阻電容)，單片機PIC，壓力傳感器EPI-41、儀表 放大器(MAX4194)電路、參考電壓晶片(MAX6120)電路；當體內部分的天線線圈接收到無線 電磁波後，通過整流濾波電路及穩壓晶片(MAX8881)電路的處理，為體內部分各電路單元 提供所需電壓；壓力傳感器EPI-41感知顱內壓信號，所述儀表放大器(MAX4194)電路及參 考電壓晶片(MAX6120)電路對該信號進行濾波、放大等處理，並送入單片機PIC中；所述單 片機PIC將經調理後的顱內壓信號進行A/D轉換及編碼；最後該顱內壓測量數據通過負載 調製方式發送到體外部分。體外部分還包括數據存儲器和串口 RS232、電平轉換晶片(MAX3226)電路；數據存 儲器可以保存一定時間內的測量數據；RS232可以將測量數據傳送到其他設備。所述電平 轉換晶片(MAX3226)電路，用於實現單片機PIC與串口 RS232的電平轉換。
使用時，包括以下兩部分1、植入「體內部分」首先要做個小手術，植入「體內部分」，或者在做其它手術時順便完成。根據具體情 況，可將壓電傳感器置於腦室內、腦實質中、蛛網膜下或者硬腦膜下(或外)，與其連接的體 內部分電路模塊，植於頭皮層下。此屬微創手術，對身體影響不大。2、測量 ICP測量時，需要先將體外天線線圈放置在與植入體內的天線線圈相對應位置，然後 只需打開體外部分的電源開關和開始按鈕，均可隨時隨地的接收來自體內植入體的測量信 號，從而自動連續、重複監測患者的ICP，直到關閉體外部分的電源。測量結果在體外部分的顯示屏上實時顯示，測量數據在體外部分的存儲器內自動 記錄，測量數據也可以通過數據輸出接口傳送到其他設備。如圖4所示，具體步驟如下(1)體外部分通過無線電磁波向體內部分提供能量。(2)體內部分接收能量，開始運行。 (3)體外部分通過電磁波向體內部分發送指令。(4)體內部分接到指令後，獲取顱內壓力絕對值相對1個標準大氣壓的差值，經編 碼後，通過無線電磁波發送給體外部分，包括以下子步驟(41)體內部分的第二壓力傳感器感知顱內壓力絕對值信號相對1個標準大氣壓 的差值；(42)體內部分的第二儀表放大器電路和第二參考電壓晶片電路對該信號進行濾 波、放大等處理，並送入第二單片機中；(43)第二單片機將經調理後的顱內壓力絕對值信號進行A/D轉換及編碼；最後該 顱內壓力絕對值相對1個標準大氣壓的差值數據通過負載調製電路發送到體外部分。(5)體外部分接收數據，並解碼，經處理後獲取顱內壓數據，包括以下子步驟(51)體外部分的第一壓力傳感器測量當前大氣壓值相對1個標準大氣壓的差值， 並通過第一儀表放大器電路和第一參考電壓晶片電路送入第一單片機。(52)通過體外部分的射頻電路晶片和天線線圈接收體內部分發送的數據，並通過 射頻電路晶片送入第一單片機。(53)第一單片機將接收的數據及當前大氣壓值進行如下處理顱內壓=顱內壓力絕對值-當前大氣壓值，最終獲取顱內壓數據。
權利要求
一種植入式無線顱內壓自動監測方法，所述監測方法使用的監測系統是由硬體上完全獨立的體內部分和體外部分組成的，使用時，兩部分通過射頻通訊，達到自動監測顱內壓的目的，該方法包括以下步驟(1)體外部分通過無線電磁波向體內部分提供能量；(2)體內部分接收能量，開始運行；(3)體外部分通過電磁波向體內部分發送指令；(4)體內部分接到指令後，獲取顱內壓力絕對值，經編碼後，通過無線電磁波發送給體外部分；(5)體外部分接收數據，並解碼，經處理後獲取顱內壓數據。
2.根據權利要求1所述的監測方法，其特徵在於，所述步驟(5)包括以下子步驟(51)體外部分的第一壓力傳感器測量得到當前大氣壓值相對1個標準大氣壓的差值， 並通過第一儀表放大器電路和第一參考電壓晶片電路送入第一單片機；(52)通過射頻電路晶片和體外部分的天線線圈接收體內部分發送的數據，並通過射頻 電路晶片送入第一單片機；(53)第一單片機將接收到的顱內壓力絕對值相對1個標準大氣壓的差值減去當前大 氣壓值相對1個標準大氣壓的差值，最終獲取顱內壓數據。
3.根據權利要求1或2所述的監測方法，其特徵在於，所述的體外部分控制體內部分按 設定時間間隔自動、連續監測顱內壓。
4.根據權利要求1所述的監測方法，其特徵在於，所述步驟(4)包括以下子步驟(41)體內部分的第二壓力傳感器感知顱內壓力絕對值信號相對1個標準大氣壓的差值；(42)體內部分的第二儀表放大器電路和第二參考電壓晶片電路對該信號進行濾波、放 大處理，並送入第二單片機中；(43)第二單片機將經調理後的顱內壓力絕對值信號進行A/D轉換及編碼；最後該顱內 壓力絕對值相對1個標準大氣壓的差值數據通過負載調製電路發送到體外部分。
5.根據權利要求1所述的監測方法，其特徵在於，所述的體外部分還包括數據存儲和 串口、電平轉換晶片電路；數據存儲器可以保存一定時間內的測量數據；串口將測量數據 傳送到其他設備；所述電平轉換晶片電路，用於實現單片機與串口的電平轉換。
6.根據權利要求1所述的監測方法，其特徵在於，所述的體外部分可以實時顯示、記錄 測量結果；測量結果數據也可以通過串口傳輸到其他設備進行顯示、分析和記錄。
全文摘要
本發明涉及一種植入式無線顱內壓自動監測方法，所述監測方法使用的是由完全獨立的體內部分和體外部分組成的監測系統，使用時，兩部分通過射頻通訊，達到自動監測顱內壓的目的。包括以下步驟(1)體外部分通過無線電磁波向體內部分提供能量；(2)體內部分接收能量，開始運行；(3)體外部分通過電磁波向體內部分發送指令；(4)體內部分接到指令後，獲取顱內壓數據，經編碼後，通過無線電磁波發送給體外部分；(5)體外部分接收數據，並解碼，經處理後獲取顱內壓數據。本發明的自動監測方法更加方便、快捷、精確、安全、可靠有效、少感染、適用性高。
文檔編號A61B5/03GK101849822SQ200910081300
公開日2010年10月6日 申請日期2009年4月1日 優先權日2009年4月1日
發明者李平, 陳昭祥 申請人:北京奧麥特科技有限公司