无创检测患者颅内压的测量设备及相应方法技术

本发明专利技术公开了一种用于无创检测患者颅内压脉动的测量设备，包括：保持器，以力配合和/或形状配合方式可拆卸地附接到患者颅骨外侧；至少一个双迭片弯曲传感器，布置在保持器内或保持器上；模拟信号放大器，用于放大双迭片弯曲传感器所提供的测量数据；A/D转换器，用于将模拟测量数据转换为数字数据；计算单元，用于预处理数据并基于数字数据计算颅内压等生命参数。本发明专利技术还公开了一种用于无创检测颅内压脉动的相关方法。脉动的相关方法。脉动的相关方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无创检测患者颅内压的测量设备及相应方法


[0001]本专利技术涉及一种用于无创检测患者颅内压的测量设备。

技术介绍

[0002]许多神经重症状况可能关系到危及生命的颅内压(ICP)升高。颅骨内部容积不变，因此一个或多个隔室容积扩大会导致ICP升高。此类隔室包括脑组织(例如，由于出血、肿胀和炎症)、CSF空间(例如，由于脑积水和出血)和血管腔隙(例如，由于换气过度或换气不足而引起的变化)。颅内容积与颅内压之间的关系称为颅内顺应性。ICP最初升高时可能由所谓的预留空间(CSF空间、血管腔隙)来补偿(Monro
‑
Kellie学说)，而随着容积扩大，ICP也呈指数升高。可能导致压力升高的病症包括脑外伤、硬膜外/硬膜下血肿、占位缺血性中风、脑内出血、蛛网膜下腔出血、静脉窦/脑静脉血栓、脑膜炎、脑炎、全脑缺氧以及脑肿瘤、中毒和代谢紊乱等其他病种。
[0003]为了在严重脑外伤等危急情况下不间断地监测ICP，可以从颅顶有创插入测量导管。然而，有创测量过程会让许多患者感到负担沉重，往往因此放弃监测。
[0004]目前已经提出了基于测量颅骨伸展的无创测量方法。心跳引起的血量波动会导致颅骨伸展，特别是跨越结缔组织闭合的颅缝。由此产生的脑内压力脉动波动约为3
‑
4mmHg，而这又会最低限度上导致颅骨内脉动同步扩张。
[0005]专利文献WO2013/041973A2提出了一种用于无创测量颅内压的测量设备，包括配置为检测颅骨形变的传感器。传感器与放大器、A/D转换器、处理器、显示器和存储器连接。测量设备可以通过评估传感器信号来确定颅内压，基于传感器信号来确定颅骨形变。
[0006]专利文献WO2019/087148A1公开了一种类似的测量设备，其中传感器采集的数据经处理后无线发送到接收器。
[0007]然而，此类测量设备的缺点在于因缺乏解耦而无法排除颈外动脉脉动的显著影响。脉动内压引起的颅骨脉动明显小于动脉脉动，若不区分动脉脉动，颅骨脉动就显得意义不大。上述公布文献提出的应变片布置为在其测量极限下工作。这也意味着颅骨上测量设备不可能设有衬垫，因此，随着时间推移，长时间使用会让患者感到十分不适。

技术实现思路

[0008]本专利技术目的是提供一种用于无创检测颅内压脉动的测量设备，克服了上述缺点，能够简单而可靠地测量静态颅内压等生命数据。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术提出了一种具有权利要求1所述特征的测量设备。
[0010]本专利技术测量设备包括：保持器，可以力配合和/或形状配合方式可拆卸地附接到患者颅骨外侧；至少一个双迭片弯曲传感器，布置在保持器内或保持器上；模拟信号放大器和/或模拟信号滤波器，用于放大和/或滤波双迭片弯曲传感器所提供的测量数据；A/D转换器，用于将模拟测量数据转换为数字数据；计算单元，用于预处理数字数据并基于数字数据计算和/或推导颅内压等生命参数。
[0011]本专利技术测量设备的特征在于，很大程度上消除了动脉血管脉动的影响，也就是说实际测得的就是颅内压脉动。除了调节数字数据，计算单元还用来进行校正，并且计算特征曲线参数以及颅内压(ICP)等可由此推导出的数值。此外，可以从数字数据推导出收缩期或舒张期特征值或生命参数。可选地，本专利技术测量设备包括显示器，以便可以输出振幅曲线、测量曲线、确定参数或导出数值或者警告。
[0012]本专利技术基础是认识到双迭片弯曲传感器可用来提供特别简单却可靠精确的颅内压脉动测量。本专利技术的原理是基于附接到头箍或头部接触面的双迭片弯曲传感器由于脉动颅内压(ICP)所导致的脉动同步颅内容积扩张而产生偏移。
[0013]压电型弯曲传感器可以测量因心跳引起的最小颅骨形变或振动。由于传输通路经过了脑组织，心跳时从心脏泵入大脑中的血压逐渐降低。传输功能有时取决于颅内压和相关的自我调节机制，因此动态压降过程可以尤其用来推断颅内压和自我调节状态。
[0014]优选地，保持器配置为头带或头箍。然而，保持器还可以替代地通过铺设、粘接或用筘帽或绷带夹持弯曲传感器而附接。还可设想，专门地或附加地使用合适的弹性耦合介质，如亲肤性双面胶膜。
[0015]测量设备包括头带或头箍，其至少部分可柔性抗折，还至少部分可弹性伸展。头带或头箍的张紧力可调。至少一个弯曲传感器是头带或头箍的可柔性弯曲段的一部分，可能直接因颅骨的静态或动态容积扩张或者因其附接的支架(特别是头带)的张紧应力相关变化而静态或动态弯曲。头箍可以应用到患者头部，并且通过张紧设备用恒定张紧力来紧固。
[0016]优选地，弯曲传感器为双迭片压电型弯曲传感器。弯曲传感器可以是具有反平行极性的双迭片弯曲传感器。在此情况下，利用了如下效果：设置有本专利技术测量设备的颅骨的压力脉动致动态容积偏差导致了本专利技术测量设备(配置为头带)上的动态张紧应力以及弯曲传感器位置处的动态弯曲。由此，即使颅骨的压力致容积变化极其微弱也能被检测到。
[0017]双迭片弯曲传感器由围绕中性纤维对称布置的两个传感器层组成。当这种布置沿一个方向弯曲，一个感觉激活的弯曲传感器层伸展，同时另一个感觉激活的弯曲传感器层同等压缩。当这种布置沿另一个方向弯曲，则行为正好相反。由于两个传感器层的反平行极性，这些相反负载的信号符号相同，按大小相加，整体信号增强。另一方面，干扰温度效应或热电效应等同步效应在很大程度上受到抵消，进而得到补偿。
[0018]除了双迭片压电型弯曲传感器，还可以使用由几对具有交替反平行极性的传感器组成的多迭片弯曲传感器。
[0019]可以提出，弯曲传感器呈摇杆状布置在可附接到患者颅骨外侧的支架上。本实施例中，弯曲传感器布置在支架上，支架布置在患者颅缝区域中。双迭片压电型弯曲传感器在颅骨容积偏差的作用下可呈摇杆状绕枢转点移动。保持器配置为头带时通过限定的预紧力对弯曲传感器产生弯曲所必需的反作用力(支承力)。
[0020]替代实施例中，弯曲传感器布置在C形支座两个末段之间的中段上。C形支座放置在患者颅骨上，使得两个末段位于颅缝两侧。颅骨的脉动致容积偏差造成C形支座的两个末段(双腿)沿反向移动，导致弯曲传感器的中段弯曲。弯曲传感器的附接方式保持全无脉动或可忽略不计的脉动通过外动脉或外静脉传递到弯曲传感器。这一点可以通过保证脉动的动脉或静脉与弯曲传感器或其附接物(即头带)全无接触或仅有强阻尼机械接触而实现。为此，本专利技术测量设备的C形支座允许大动脉等强脉动外部血管易于有效桥接。此外，其他部
位可以利用支架上的凹部来实现这点。利用海绵衬垫，较小因而脉动较微弱的外部血管的影响也能有效地减弱到影响极限以下。通过典型的“动脉曲线形状”和显著较高的振幅，时间信号中可以立即发现与脉动动脉的直接接触或不充分阻尼接触。
[0021]另一替代实施例提出，用头箍或绑带将C形支座像头带一样绕头部紧固，以便脉动致容积偏差传递为头箍或绑带的张紧应力，这进而导致C形支座双腿对应弯曲，通过弯曲传感器来检测。通过这种头箍，可以将颅骨的最小容积偏差以张紧应力形式传递到传感器支座的C形腿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于无创检测患者颅内压脉动的测量设备，包括：保持器，以力配合和/或形状配合方式可拆卸地附接到患者颅骨外侧；至少一个双迭片弯曲传感器，布置在所述保持器内或所述保持器上；模拟信号放大器，用于放大所述双迭片弯曲传感器所提供的测量数据；A/D转换器，用于将模拟测量数据转换为数字数据；计算单元，用于预处理数据并基于所述数字数据计算颅内压脉动曲线中与生命状态变量相关的参数。2.根据权利要求1所述的测量设备，其中，所述保持器形成为头带或头箍，且/或具有用于显示测量曲线、算得参数和关联时程的显示器。3.根据权利要求1或2所述的测量设备，其中，所述双迭片弯曲传感器是双迭片压电型弯曲传感器。4.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述弯曲传感器呈摇杆状布置在能附接到所述患者颅骨外侧的支架上。5.根据权利要求1到3中任一项所述的测量设备，其中，所述弯曲传感器布置在C形支座在两个末段之间的中段处。6.根据权利要求2到5中任一项所述的测量设备，其中，所述保持器配置为头带时具有用于生成并调整作用于所述患者颅骨的预紧力发生器，其优选地具有力传感器或应变传感器。7.根据权利要求6所述的测量设备，其中，所述预紧力发生器包括用于预紧力或其关联电压的指示器。8.根据权利要求6或7所述的测量设备，其中，所述预紧力发生器配置为自动设置预定预紧力，并优选地包括机电或气动机构。9.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述头带在至少部分长度上具有垫片。10.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述测量设备包括以下一个或多个传感器：结构声传感器、加速度传感器、位置传感器、外置脉动传感器、外置血压传感器和温度传感器，其中，所述计算单元配置为检测至少一个所述传感器探测到的外部干扰影响或情况并在必要时纠正干扰影响。11.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述保持器形成为头带时能从中移除和替换所述弯曲传感器。12.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述测量设备包括连接到所述A/D转换器或所述计算单元的数据记录仪。13.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述保持器配置为头带时包括蓄能器，优选地包括电池或可充电电池。14.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述压电型弯曲传感器和/或所述模拟信号放大器和/或所述A/D转换器连接到发送器或无线数据传输收发器。15.根据前...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷诺，
申请(专利权)人：尹迪泰特有限责任公司，
类型：发明
国别省市：