【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医疗器械，特别涉及颅内/体内腔室信号监测传感器及其制备方法和系统。
技术介绍
1、对人体腔室内压力、ph和温度等信号，尤其是颅内信号的实时监测在外科手术过程前/中/后都十分钟重要。人体颅内/体内腔室的信号变化，可以反映人体的器官生理机能是否正常，人体的健康状态，手术后的康复情况等，因此，及时、准确地监测患者颅内/体内腔室的压力、ph和温度等信号，对于临床诊断病情和指导治疗具有非常重要的意义。
2、目前，临床上对颅内信号的监测主要依赖于有线传感器，这些有线传感器测量比较准确但是在实时检测过程中始终存在穿过颅内内外的经皮导线，存在病人感染风险，因此在临床上一般利用此种方式连续监测不能超过5天；无线检测的手段如超声多普勒、ct、mri等大型成像设备均为通过检测其他标志物来间接检测颅内信号，但准确度有限。且对于可穿戴/植入式传感器来说，多种信号的串扰也是不可避免的。
3、因此，如何提供一种颅内/体内腔室信号监测多模态传感器，成本低，生物友好，无毒副作用，可以用于长期连续原位准确监测颅内/体内腔室内的压力、温度和ph等信号，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中通过有线传感器监测颅内信号，存在病人感染风险，连续监测时间短，信号串扰等技术问题。
2、为了解决上述问题，本专利技术的第一方面提供了一种颅内/体内腔室信号监测传感器，所述颅内/体内腔室的内部具有一密闭空间，所述传感器包括：传感器基体
3、在第一方面中，所述传感器基体的尺寸为(0.7mm-4mm)×(0.7mm-4mm)×(0.7mm-4mm)；所述填充材料包括可降解聚乳酸、可降解聚羟基脂肪酸酯、可降解聚丁二酸丁二醇酯、可降解聚己内酯、可降解液态金属、气体中的一种；所述封闭腔室的截面呈圆形、多边形或椭圆形结构；相邻两个封闭腔室的中心间距为0.07mm-0.7mm，每一个所述封闭腔室的截面尺寸为0.07mm-0.7mm。
4、在第一方面中，所述柔性可变形材料包括可降解凝胶材料、可降解柔性聚合物材料中的一种。
5、在第一方面中，所述柔性可变形材料为聚乙烯醇/聚(n-异丙基丙烯酰胺)双网络水凝胶。
6、在第一方面中，所述柔性可变形材料为聚乙烯醇/壳聚糖双网络水凝胶。
7、本专利技术的第二方面提供了一种可用于颅内/体内腔室信号监测的超声监测系统，所述颅内/体内腔室的内部具有一密闭空间，所述超声监测系统包括：如权利要求1-3任意一项所述的传感器，所述传感器可拆卸式安装于所述密闭空间的内部；可穿戴外部超声装置，所述可穿戴外部超声装置包括超声探头和处理器，所述超声探头贴附在所述颅内/体内腔室对应的皮肤表层上，所述超声探头向所述传感器发射超声波并接收所述传感器反射的回波信号，所述处理器对所述超声探头接收到的回波信号进行频谱分析并得到所述颅内/体内腔室的监测数据变化情况，所述监测信号为所述密闭空间内的所述压力信号、所述温度信号和所述ph信号中的一种。
8、本专利技术的第三方面提供了一种颅内/体内腔室信号监测的超声多模态监测系统，所述颅内/体内腔室的内部具有一密闭空间，所述超声监测系统包括：上述的传感器，若干个所述传感器相邻分布在所述密闭空间的内部，若干个所述传感器中的柔性可变形材料互不相同，相邻的两个所述传感器之间的距离为1mm至3mm；可穿戴外部超声装置，所述可穿戴外部超声装置包括超声探头和处理器，所述超声探头贴附在所述颅内/体内腔室对应的皮肤表层上，所述超声探头向若干个所述传感器发射超声波并接收若干个所述传感器反射的回波信号，所述处理器对所述超声探头接收到的回波信号进行信号解耦、频谱分析并得到所述颅内/体内腔室的环境信号的变化情况。
9、本专利技术的第四方面提供了一种传感器的制备方法，所述制备方法包括：制备柔性可变形材料；制备具有周期柱结构的柔性超构材料模具，所述周期柱结构由若干个呈周期性排列的空气孔组成；将所述柔性可变形材料倒入所述柔性超构材料模具中，于-20℃循环冷冻解冻、脱模，再将若干个所述空气孔用柔性可变形材料进行密封，得到所述传感器。
10、在第四方面中，所述制备柔性可变形材料包括：将10ml 4wt％的羧甲基壳聚糖水溶液与10ml 20wt％的聚乙烯醇于90℃溶解于去离子水中，待完全溶解后加入1.5ml 4wt％的六水合氯化铝溶液，然后通过磁力搅拌混合均匀、脱泡后，得到所述柔性可变形材料。
11、本专利技术的第五方面提供了一种传感器的制备方法，所述制备方法包括：制备柔性可变形材料；将所述柔性可变形材料倒入无结构的长方体模具中进行固化后，使用激光减材工艺，在所述柔性可变形材料中刻蚀出若干个呈周期性排列的空气孔，再将若干个所述空气孔用柔性可变形材料进行密封，得到所述传感器。
12、有益效果：本专利技术提出了一种颅内/体内腔室信号监测传感器，包括传感器基体、若干个封闭腔室和若干份填充材料，传感器基体由柔性可变形材料制备而成，每一个封闭腔室均沿传感器基体的高度方向开设在传感器基体的内部，若干个封闭腔室呈n层×n列的周期性排列，一个封闭腔室内部填充有一份填充材料，填充材料的材料声速与柔性可变形材料的材料声速互不相同，且填充材料的材料声速大于或等于两倍的柔性可变形材料的材料声速，或者柔性可变形材料的材料声速大于或等于两倍的填充材料的材料声速，也即填充材料和柔性可变形材料中材料声速大者的材料声速是材料声速小者的材料声速的至少2倍，将传感器基体可拆卸式设置于颅内/体内腔室内部的密闭空间的内部，使得整个传感器位于密闭空间的内部，并可在超声波条件下进行传感，利用2种材料声速不同的材料并基于周期性结构得到基于超构材料的柔性传感器，配合可穿戴外部超声装置，即可实现对体内腔室环境信号的监测，在实际操作过程中，通过可穿戴外部超声装置向传感器发射特定频谱范围内的超声波，使得超声波沿发射方向依次经过每一层或每一列封闭腔室内部的填充材料，产生布拉格散射，并反射特定频率的超声回波信号，通过可穿戴外部超声装置接收回波信号；当密闭腔室的环境信号发生变化时，传感器也随之发生形变，使得反射的回波信号的频率范围发生变化，通过检测超声回波本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种颅内/体内腔室信号监测传感器，所述颅内/体内腔室的内部具有一密闭空间，其特征在于，所述传感器包括：
2.根据权利要求1所述颅内/体内腔室信号监测传感器，其特征在于：
3.根据权利要求2所述颅内/体内腔室信号监测传感器，其特征在于：
4.根据权利要求2所述颅内/体内腔室信号监测传感器，其特征在于：
5.根据权利要求2所述颅内/体内腔室信号监测传感器，其特征在于：
6.一种可用于颅内/体内腔室信号监测的超声监测系统，所述颅内/体内腔室的内部具有一密闭空间，其特征在于，所述超声监测系统包括：
7.一种颅内/体内腔室信号监测的超声多模态监测系统，所述颅内/体内腔室的内部具有一密闭空间，其特征在于，所述超声监测系统包括：
8.一种如权利要求1所述的传感器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述制备柔性可变形材料包括：
10.一种如权利要求1所述的传感器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
【技术特征摘要】
1.一种颅内/体内腔室信号监测传感器，所述颅内/体内腔室的内部具有一密闭空间，其特征在于，所述传感器包括：
2.根据权利要求1所述颅内/体内腔室信号监测传感器，其特征在于：
3.根据权利要求2所述颅内/体内腔室信号监测传感器，其特征在于：
4.根据权利要求2所述颅内/体内腔室信号监测传感器，其特征在于：
5.根据权利要求2所述颅内/体内腔室信号监测传感器，其特征在于：
6.一种可用于颅内/体内腔室信号监测的超声监测系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：臧剑锋，唐瀚川，杨月莹，黄逸舟，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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