通过声学换能器对卢内压的无创确定制造技术

提供了一种根据采用无创或微创技术测量得到的参数确定ＩＣＰ的系统和方法，其中根据一个或多个可变输入采用非线性相关确定ＩＣＰ。第一可变输入与颅侧血管和／或血流的一个或多个特性相关，例如由对颅侧血管聚焦的声学换能器得到的声学后向散射、颅侧血管血液流速等。其它变量，例如动脉血压（ＡＢＰ）也用于与第一可变输入相结合，所述第一可变输入与颅血管的一个或多个特性相关，例如大脑中动脉（ＭＣＡ）的流速，以使用非线性关系导出ＩＣＰ。本发明专利技术也提供了一种根据目标区域的声学特性定位目标区域和对该区域进行声学扫描的方法和系统，所述方法和系统根据声学特征识别感兴趣的目标区域，自动将声源和／或检测器聚焦在希望的目标区域内。本发明专利技术也描述了声学换能器组件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过声学换能器 对烦内压的无创确定关于优先权申请本申请要求了 2003年6月3日提交的美国临时申请NO. 60/475803 和2003年10月1日提交的美国临时申请NO. 60/508836的优先权。本专利技术的
一方面，本专利技术涉及一种根据可使用无创或微创技术测量的可变生 理参数确定颅内压(ICP)的方法和系统。另一方面，本专利技术涉及一种用 于采集(acquire)和处理声学数据以无创地导出准确的ICP测定值 (determination)的方法和系统。又一方面，本专利技术提供一种方法和系统， 其根据目标区域的声学特性定位目标区域和对区域进行声学扫描，根据 其声学特性在感兴趣区域识别目标部位，自动地将声源和/或检测器聚焦 在目标部位。还提供了用于本专利技术的方法和系统中的声学换能器组件、 阵列和声源/检测器的组合。
技术介绍
超声成像是一种无创的、诊断性的成像模式，其提供了与生理结构 的组织特性和空间位置相关的信息。在医学成4象领域，超声可用于各种 模式中，以生成患者体内对象或结构的图像。在传输模式下，超声发射 器设置在对象一侧，声音通过对象传输到超声接收器。可以产生一种图 像，其中每个图像象素的亮度是到达接收器的超声幅度的函数(衰减模 式)，或每个象素的亮度是声波到达接收器所需时间的函数(飞行时间模 式)。可选择地，如果接收器像设置在与发射器相同的对象的一侧，产可 以生一种图像，其中象素亮度是反射的超声(反射或后向散射或回波模 式)幅度的函数。在多普勒操作模式下，通过测量由组织(或对象)反 射回接收器的超声的相移对组织(或对象)进行成像。用于医学应用的超声换能器由一个或多个由电极激励的压电元件构 成。例如，这种压电元件可由锆钛酸铅(PZT)、聚偏氟乙稀(PVDF)、 PZT 陶瓷/聚合物复合物等构成。电极连接到电压源上，施加电压波形时，压电元件以与施加的电压波形相对应的频率改变大小。当施加电压波形时， 压电元件向介质发出超声波，在该介质中压电元件以由激励波形约束的 频率耦合，反之，当超声波接击压电元件时，该元件在它的电极间产生 相应的电压.本领域中已知的超声换能器的结构是数不胜数的.当用于成像时，超声换能器设置有几个压电元件，其以阵列形式设 置并由不同电压驱动。通过控制施加电压的相位和幅度，超声波组合生 成沿着需要的波束方向并沿着该波束在选定点聚焦的净超声波.通过控 制施加电压的相位和幅度，波束的焦点能够在平面内移动以扫描对象。 本领域中有许多这样的超声成像设备是公知的。多普勒超声在医学领域中已应用了许多年.多普勒超声技术测量反 射声波的频移(多普勒效应)，该频移表示了反射物的速度.多普勒超声 长期的应用包括在阵痛和分娩时监视胎儿心率，评价颈动脉血流.在近20年，多普勒超声的应用有了相当大的扩展，现在，多普勒超声应用于 许多医学领域中，包括心脏病学、神经学、放射学、产科学、儿科学和 外科学。现如今，多普勒技术允许检测颅内动脉血流。经颅多普勒(TCD: Transcranial Doppler )技术要求对骨头较薄的 賴骨区域施加超声.多普勒信号的频率也进行了调整，使用脉冲超声波 而不是连续超声波增强超声波通过颅骨传输的能力。脑动脉、颈内动脉、度设置进行采样。在这种颅骨中最常见的窗口位于眶(眼睛的)内，并 在颠和枕骨下区域内。TCD超声扫描术提供了一种易于使用、无创、无辐射和费用较低的 方法以用时间分辨率评价脑内血液动力学，并提供了对脑灌注变化的可 靠检测.使用TCD超声扫描术，对各种生理学和药理学问题的脑血管反 应能够瞬时地被评价，并且能够经常地安全地重复进行各种脑循环测试。 能够容易地跟踪、记录和分析脑灌注随着时间的快速改变.颅内压正常情况下，健康的哺乳动物，尤其是人，通常具有恒定的颅内体 积，并且因此通常具有恒定的颅内压，各种状况使颅内体积发生改变， 因此使颅内压发生改变。颅内压增高可产生这样的情况颅内压升高到 高于正常值并接近或甚至等于平均动脉压，导致流向脑的血流减少.颅 内压升高不仅减少了流向脑的血流，而且也影响了脑内细胞的正常新陈代谢。在某些情况下，颅内压升高可使脑被机械性压缩，以致于形成疝。 颅内压升高最常见的原因是头部外伤.其它颅内压升高的原因包括 摆体综合症、硬脑膜外血肺、硬脑膜下血肺、脑出血、脑膜炎、大脑炎、铅中毒、Reye，s综合症，维生素A过多症，糖尿病性稱酸中毒、水中毒、 脑肿瘤、颅腔内其它物质或血块、脑脓肿(brain abcesses)，中风、ADEM (急性弥散性脑脊後炎)，新陈代谢紊乱、脑积水、硬膜窦和血M脉炎. 颅内压的改变，尤其是颅内压升高是非常危险的，并可能危及生命。它 们需要立即治疗并连续监测.传统的颅内压监视装置包括硬脑膜外导管；蛛网膜下螺栓/螺钉； 脑室造口导管和光纤导管。所有这些方法和系统都是有创的。例如，可 以在颅手术期间插入硬脑膜外导管.该硬脑膜外导管具有较低的感染风 险，并且不要求换能器随着头部移动调整，但检测准确性通过硬脑膜减 小，并且它不能引流CSF。蛛网膜下螺栓/螺钉技术要求对脑的最小穿透 性，它感染风险较低，并且提供了直接的压力测量，但它的确要求穿透 完整的颅骨并且仅能微弱地引流CSF。脑室造口导管技术提供了 CSF引 流和采样，并且它提供了对颅内压的直接测量，但感染风险、沿管道的 颅内出血和水肿明显，并且它要求换能器随着头部运动重新定位。最后， 光纤导管技术是多面的，因为该导管可放置在脑室内和放置在蛛网膜下 隙或脑组织内，并且它不需要随着头部运动调整换能器，但它需要独立 的监视系统。这些传统的技术需要有创操作，并且没有一种技术适合于规律地长 期检测颅内压。而且，这些操作只能在配备合格的神经外科医生的医院 进行。另夕卜，上面这些传统方法只能局部地测量ICP，并且假设该局部ICP 反映了整个脑的ICP。已经开发了各种用于测量颅内压力的间接和/或无创的方法和系统， 其中的几种方法涉及超声技术.例如，Ragauskas等的美国专利US5951477公开了一种使用超声多 普勒装置无创测量颅内压的设备，该多普勒装置检测颅内和颅外眼动脉 部分的血流速度。被监测血流的眼睛受到了小的压力，这足以使眼动脉 的颅内和颅外部分的血流测量值均衡。产生这种均衡的压力被揭示为对 颅内压的一种可接受的指示。在实践中，受压腔室被眼睛周缘密封，并 且腔室内的压力被控制以使眼动脉的颅内和颅外部分的血流速度均衡，Ragauskas等的美国专利US5388583公开了一种无创超声技术，其 用于导出颅内介质某些区域的特征的时间相关性。对声脉冲传输时间进 行精确的测量和处理以提取可变部分，所述可变部分指示例如由于基底 动脉或脑室的心脏脉动或脑组织压力的变化，以及基底动脉和脑室的横 截面改变引起的搏动.也描述了频率和相位检测技术。Bonnefous的美国专利US5411028公开了一种用于测量各种血流和 血管参数的超声回波图，所述参数提供了用于计算与动脉的弹性或顺应 性及其内部压力相关的测定值的信息.Mick的美国专利US5117835 >&开了一种通过测量颅骨的固有频率和 频率响应频谦无创测量颅内压改变的装置和方法，颅骨的固有频率和频 率响应频详的变化通过施加机械本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种根据至少两个可变输入确定一个对象的ＩＣＰ的方法，包括：从所述对象的颅内血管的目标部位采集声学数据，并使用该声学数据或由该声学数据导出的测量值作为第一可变输入；采集动脉血压（ＡＢＰ）数据作为第二可变输入；并且使用非线性关系使第一和第二可变输入与ＩＣＰ相关。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮埃尔穆拉德，布兰特莫尔，米歇尔克里奥特，罗伯特CA弗雷德里克森，利R汤普森，J西瓦尔，
申请(专利权)人：阿利兹菲西奥尼克斯有限公司，华盛顿州大学，
类型：发明
国别省市：US[美国]