一種植入式無線顱內(nèi)壓自動監(jiān)測方法

專利名稱：一種植入式無線顱內(nèi)壓自動監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顱內(nèi)壓測量系統(tǒng)方法，特別涉及一種植入式無線顱內(nèi)壓自動監(jiān)測 方法。
背景技術(shù)：
ICP(intracra-nial pressure (ICP)(顱內(nèi)壓))增高是顱內(nèi)疾病或顱內(nèi)繼發(fā)性病 變的一種反映，如不能及時發(fā)現(xiàn)ICP增高并采取有效的治療措施，則可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果，甚 至危及生命。在臨床工作中，單純依靠觀察神經(jīng)系統(tǒng)癥狀或CT、MRI影像學(xué)資料判斷ICP是 否增高，很難說明ICP的實際水平，故采用持續(xù)的ICP監(jiān)測作為“早期報警系統(tǒng)”，有利于早 期發(fā)現(xiàn)和及時處理ICP增高和顱內(nèi)疾病，并提高療效。根據(jù)ICP的客觀數(shù)據(jù)，可以指導(dǎo)臨床 治療、預(yù)測預(yù)后，這是提高重型顱腦損傷及其他相關(guān)患者的治愈率和降低死亡率的重要措 施。ICP的動態(tài)監(jiān)測，對于腦疾病患者來說極為重要，目前臨床上ICP監(jiān)護(hù)的方法可分 為有創(chuàng)和無創(chuàng)兩大類。但無創(chuàng)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(yīng)用于臨床。因此，目前國內(nèi)外臨床上較為流行的均為有創(chuàng)的方法。顱內(nèi)壓監(jiān)測技術(shù)及其 設(shè)備至今還并不完善，存在監(jiān)測結(jié)果不夠精確、容易感染等問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明提出一種新的顱內(nèi)壓監(jiān)測方法，該方法由 硬件上完全獨立的體內(nèi)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(nèi)部分提 供能量和發(fā)送指令，體內(nèi)部分通過壓力傳感器獲取顱內(nèi)壓數(shù)據(jù)，并將該顱內(nèi)壓數(shù)據(jù)通過無 線電磁波發(fā)送給體外部分，達(dá)到自動監(jiān)測ICP的目的。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的一種植入式無線顱內(nèi)壓自動監(jiān)測方法，包括以 下步驟(1)體外部分通過無線電磁波向體內(nèi)部分提供能量。(2)體內(nèi)部分接收能量，開始運行。(3)體外部分通過電磁波向體內(nèi)部分發(fā)送指令。(4)體內(nèi)部分接到指令后，獲取顱內(nèi)壓力絕對值，經(jīng)編碼后，通過無線電磁波發(fā)送 給體外部分。(5)體外部分接收數(shù)據(jù)，并解碼，經(jīng)處理后獲取顱內(nèi)壓數(shù)據(jù)。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(dāng)前大氣壓值(實際應(yīng)用中，可采用測 量相對1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的差值)，并通過第一儀表放大器電路和第一參考電壓芯片電路送 入第一單片機。(52)通過射頻電路芯片和體外部分的天線線圈接收體內(nèi)部分發(fā)送的數(shù)據(jù)，并通過 射頻電路芯片送入第一單片機。
(53)第一單片機將接收的數(shù)據(jù)及當(dāng)前大氣壓值進(jìn)行如下處理顱內(nèi)壓=顱內(nèi)壓 力絕對值-當(dāng)前大氣壓值(顱內(nèi)壓=體內(nèi)傳感器讀數(shù)-體外傳感器讀數(shù))，最終獲取顱內(nèi)壓 數(shù)據(jù)。(實際應(yīng)用中，顱內(nèi)壓力絕對值也可采用測量相對1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的差值。)臨床上所謂顱內(nèi)壓，是指顱內(nèi)壓力絕對值與當(dāng)前大氣壓的差值，即將體內(nèi)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(nèi)壓力絕對值，減去當(dāng)前大氣壓值)， 即為臨床所需要的顱內(nèi)壓。其中，體外部分控制體內(nèi)部分按設(shè)定時間間隔自動、連續(xù)監(jiān)測顱內(nèi)壓。所述步驟(4)包括以下子步驟(41)體內(nèi)部分的第二壓力傳感器測量獲得顱內(nèi)壓力絕對值信號(實際應(yīng)用中，可 采用測量相對1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的差值)；(42)體內(nèi)部分的第二儀表放大器電路和第二參考電壓芯片電路對該信號進(jìn)行濾 波、放大等處理，并送入第二單片機中；(43)第二單片機將經(jīng)調(diào)理后的顱內(nèi)壓力絕對值信號(實際應(yīng)用中，可對其相對1 個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的差值)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換及編碼；最后該顱內(nèi)壓力絕對值(實際應(yīng)用中，可對其 相對1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的差值)數(shù)據(jù)通過負(fù)載調(diào)制電路發(fā)送到體外部分。所述體外部分還包括數(shù)據(jù)存儲和串口、電平轉(zhuǎn)換芯片電路；數(shù)據(jù)存儲器可以保存 一定時間內(nèi)的測量數(shù)據(jù)；串口將測量數(shù)據(jù)傳送到其他設(shè)備；所述電平轉(zhuǎn)換芯片電路，用于 實現(xiàn)單片機與串口 RS232的電平轉(zhuǎn)換。體外部分可以實時顯示、記錄測量結(jié)果；測量結(jié)果數(shù)據(jù)也可以通過串口 RS232傳 輸?shù)狡渌O(shè)備進(jìn)行顯示、分析和記錄。本發(fā)明的顱內(nèi)壓檢測方法有以下優(yōu)點(1)方便、快捷使用其它(有創(chuàng))方法進(jìn)行監(jiān)測時，必須得在手術(shù)室才能進(jìn)行，而且還需要專門的 技術(shù)人員進(jìn)行操作。還有，測量一次，就得穿刺一次，而且還得不停的關(guān)注創(chuàng)口情況，比較麻 煩。而使用該方法，只需最初時做個小手術(shù)，將“體內(nèi)系統(tǒng)”植入到顱內(nèi)，之后就可以方 便、快捷地監(jiān)測患者的ICP。之后的監(jiān)測，可以隨時隨地的進(jìn)行，不受時間和空間的限制，比 如可以隨時在家里或病房里監(jiān)測，而且也不需要專門的技術(shù)人員來操作，只需按幾個按鈕， 系統(tǒng)即可自動運行，自行監(jiān)測。(2)精確據(jù)分析，ICP的監(jiān)測在腦室內(nèi)進(jìn)行時，精度比較高，而該系統(tǒng)可以根據(jù)實際需要，將 傳感器植入到腦室內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測。還有，隨著傳感器技術(shù)的不斷提高，可以找到穩(wěn)定可靠的傳 感器，其不易受顱內(nèi)環(huán)境因素的影響，這樣其壓電轉(zhuǎn)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(dá)到較高的精度。(3)安全、可靠有效、少感染在使用其他(有創(chuàng))方法監(jiān)測患者的ICP時，都會使患者頭顱的某些部位與外界 通聯(lián)，這樣，不僅容易引起顱內(nèi)感染，而且還容易受到非顱內(nèi)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(zhǔn)確甚至其他嚴(yán)重事故等等。而該方法，將體內(nèi)部分隱埋在顱內(nèi)，與外界的通訊采用無線方式，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。由于植入手術(shù)屬于微創(chuàng)， 對身體造成的影響也比較小。(4)適用性高該方法可以根據(jù)需要，將傳感器植入到相應(yīng)的部位，如腦室內(nèi)、腦實質(zhì)中、蛛網(wǎng)膜 下或者硬腦膜下(或外)等地方。由于不與外界通聯(lián)，可適用長時間持續(xù)的監(jiān)測。具體事 宜可以根據(jù)實際情況而定。


圖1是本發(fā)明的植入式無線顱內(nèi)壓自動監(jiān)測方法框架圖；圖2是本發(fā)明的植入式無線顱內(nèi)壓自動監(jiān)測方法體外部分結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明的植入式無線顱內(nèi)壓自動監(jiān)測方法體內(nèi)部分結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明的植入式無線顱內(nèi)壓自動監(jiān)測方法使用流程圖。
具體實施例方式本實施例提供的顱內(nèi)壓檢測方法，由硬件上完全獨立的體內(nèi)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(nèi)部分按設(shè)定時間間隔自動、連續(xù)監(jiān)測顱內(nèi) 壓。體外部分可以實時顯示、記錄測量結(jié)果；測量結(jié)果數(shù)據(jù)也可以通過輸出接口傳輸?shù)狡渌?設(shè)備進(jìn)行顯示、分析和記錄。如圖2所示，體外部分包括電源、穩(wěn)壓芯片(MAX8881)電路，單片機PIC，射頻電 路芯片(MLX90121)電路、天線線圈，顯示及控制界面，數(shù)據(jù)存儲器，串口 RS232、電平轉(zhuǎn)換 芯片(MAX3226)電路，壓力傳感器、儀表放大器(MAX4194)電路、參考電壓芯片(MAX6120) 電路；電源及穩(wěn)壓芯片(MAX8881)電路為全系統(tǒng)供電，所述壓力傳感器、儀表放大器 (MAX4194)電路和參考電壓芯片(MAX6120)電路測量當(dāng)前大氣壓值相對1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 的差值，用于之后的顱內(nèi)壓數(shù)據(jù)處理，單片機PIC控制并通過射頻芯片發(fā)送13. 56MHz的電 磁波，向體內(nèi)部分傳送能量和控制指令；在測量期間，體外部分接收體內(nèi)部分發(fā)送的測量數(shù) 據(jù)，該數(shù)據(jù)信號送入單片機PIC，經(jīng)解碼處理后，得到顱內(nèi)壓數(shù)據(jù)，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(zhuǎn)換芯片(MAX3226)電路，用于實現(xiàn)單片機 PIC與串口 RS232的電平轉(zhuǎn)換。如圖3所示，體內(nèi)部分包括天線線圈、整流濾波電路、穩(wěn)壓芯片(MAX8881)電路， 負(fù)載調(diào)制電路(AN7002L型mos管及相應(yīng)電阻電容)，單片機PIC，壓力傳感器EPI-41、儀表 放大器(MAX4194)電路、參考電壓芯片(MAX6120)電路；當(dāng)體內(nèi)部分的天線線圈接收到無線 電磁波后，通過整流濾波電路及穩(wěn)壓芯片(MAX8881)電路的處理，為體內(nèi)部分各電路單元 提供所需電壓；壓力傳感器EPI-41感知顱內(nèi)壓信號，所述儀表放大器(MAX4194)電路及參 考電壓芯片(MAX6120)電路對該信號進(jìn)行濾波、放大等處理，并送入單片機PIC中；所述單 片機PIC將經(jīng)調(diào)理后的顱內(nèi)壓信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換及編碼；最后該顱內(nèi)壓測量數(shù)據(jù)通過負(fù)載 調(diào)制方式發(fā)送到體外部分。體外部分還包括數(shù)據(jù)存儲器和串口 RS232、電平轉(zhuǎn)換芯片(MAX3226)電路；數(shù)據(jù)存 儲器可以保存一定時間內(nèi)的測量數(shù)據(jù)；RS232可以將測量數(shù)據(jù)傳送到其他設(shè)備。所述電平 轉(zhuǎn)換芯片(MAX3226)電路，用于實現(xiàn)單片機PIC與串口 RS232的電平轉(zhuǎn)換。
使用時，包括以下兩部分1、植入“體內(nèi)部分”首先要做個小手術(shù)，植入“體內(nèi)部分”，或者在做其它手術(shù)時順便完成。根據(jù)具體情 況，可將壓電傳感器置于腦室內(nèi)、腦實質(zhì)中、蛛網(wǎng)膜下或者硬腦膜下(或外)，與其連接的體 內(nèi)部分電路模塊，植于頭皮層下。此屬微創(chuàng)手術(shù)，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(nèi)的天線線圈相對應(yīng)位置，然后 只需打開體外部分的電源開關(guān)和開始按鈕，均可隨時隨地的接收來自體內(nèi)植入體的測量信 號，從而自動連續(xù)、重復(fù)監(jiān)測患者的ICP，直到關(guān)閉體外部分的電源。測量結(jié)果在體外部分的顯示屏上實時顯示，測量數(shù)據(jù)在體外部分的存儲器內(nèi)自動 記錄，測量數(shù)據(jù)也可以通過數(shù)據(jù)輸出接口傳送到其他設(shè)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(nèi)部分提供能量。(2)體內(nèi)部分接收能量，開始運行。 (3)體外部分通過電磁波向體內(nèi)部分發(fā)送指令。(4)體內(nèi)部分接到指令后，獲取顱內(nèi)壓力絕對值相對1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的差值，經(jīng)編 碼后，通過無線電磁波發(fā)送給體外部分，包括以下子步驟(41)體內(nèi)部分的第二壓力傳感器感知顱內(nèi)壓力絕對值信號相對1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 的差值；(42)體內(nèi)部分的第二儀表放大器電路和第二參考電壓芯片電路對該信號進(jìn)行濾 波、放大等處理，并送入第二單片機中；(43)第二單片機將經(jīng)調(diào)理后的顱內(nèi)壓力絕對值信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換及編碼；最后該 顱內(nèi)壓力絕對值相對1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的差值數(shù)據(jù)通過負(fù)載調(diào)制電路發(fā)送到體外部分。(5)體外部分接收數(shù)據(jù)，并解碼，經(jīng)處理后獲取顱內(nèi)壓數(shù)據(jù)，包括以下子步驟(51)體外部分的第一壓力傳感器測量當(dāng)前大氣壓值相對1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的差值， 并通過第一儀表放大器電路和第一參考電壓芯片電路送入第一單片機。(52)通過體外部分的射頻電路芯片和天線線圈接收體內(nèi)部分發(fā)送的數(shù)據(jù)，并通過 射頻電路芯片送入第一單片機。(53)第一單片機將接收的數(shù)據(jù)及當(dāng)前大氣壓值進(jìn)行如下處理顱內(nèi)壓=顱內(nèi)壓力絕對值-當(dāng)前大氣壓值，最終獲取顱內(nèi)壓數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
一種植入式無線顱內(nèi)壓自動監(jiān)測方法，所述監(jiān)測方法使用的監(jiān)測系統(tǒng)是由硬件上完全獨立的體內(nèi)部分和體外部分組成的，使用時，兩部分通過射頻通訊，達(dá)到自動監(jiān)測顱內(nèi)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(nèi)部分提供能量；(2)體內(nèi)部分接收能量，開始運行；(3)體外部分通過電磁波向體內(nèi)部分發(fā)送指令；(4)體內(nèi)部分接到指令后，獲取顱內(nèi)壓力絕對值，經(jīng)編碼后，通過無線電磁波發(fā)送給體外部分；(5)體外部分接收數(shù)據(jù)，并解碼，經(jīng)處理后獲取顱內(nèi)壓數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測方法，其特征在于，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(dāng)前大氣壓值相對1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的差值， 并通過第一儀表放大器電路和第一參考電壓芯片電路送入第一單片機；(52)通過射頻電路芯片和體外部分的天線線圈接收體內(nèi)部分發(fā)送的數(shù)據(jù)，并通過射頻 電路芯片送入第一單片機；(53)第一單片機將接收到的顱內(nèi)壓力絕對值相對1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的差值減去當(dāng)前大 氣壓值相對1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的差值，最終獲取顱內(nèi)壓數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的監(jiān)測方法，其特征在于，所述的體外部分控制體內(nèi)部分按 設(shè)定時間間隔自動、連續(xù)監(jiān)測顱內(nèi)壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟(4)包括以下子步驟(41)體內(nèi)部分的第二壓力傳感器感知顱內(nèi)壓力絕對值信號相對1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的差值；(42)體內(nèi)部分的第二儀表放大器電路和第二參考電壓芯片電路對該信號進(jìn)行濾波、放 大處理，并送入第二單片機中；(43)第二單片機將經(jīng)調(diào)理后的顱內(nèi)壓力絕對值信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換及編碼；最后該顱內(nèi) 壓力絕對值相對1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的差值數(shù)據(jù)通過負(fù)載調(diào)制電路發(fā)送到體外部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測方法，其特征在于，所述的體外部分還包括數(shù)據(jù)存儲和 串口、電平轉(zhuǎn)換芯片電路；數(shù)據(jù)存儲器可以保存一定時間內(nèi)的測量數(shù)據(jù)；串口將測量數(shù)據(jù) 傳送到其他設(shè)備；所述電平轉(zhuǎn)換芯片電路，用于實現(xiàn)單片機與串口的電平轉(zhuǎn)換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測方法，其特征在于，所述的體外部分可以實時顯示、記錄 測量結(jié)果；測量結(jié)果數(shù)據(jù)也可以通過串口傳輸?shù)狡渌O(shè)備進(jìn)行顯示、分析和記錄。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種植入式無線顱內(nèi)壓自動監(jiān)測方法，所述監(jiān)測方法使用的是由完全獨立的體內(nèi)部分和體外部分組成的監(jiān)測系統(tǒng)，使用時，兩部分通過射頻通訊，達(dá)到自動監(jiān)測顱內(nèi)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(nèi)部分提供能量；(2)體內(nèi)部分接收能量，開始運行；(3)體外部分通過電磁波向體內(nèi)部分發(fā)送指令；(4)體內(nèi)部分接到指令后，獲取顱內(nèi)壓數(shù)據(jù)，經(jīng)編碼后，通過無線電磁波發(fā)送給體外部分；(5)體外部分接收數(shù)據(jù)，并解碼，經(jīng)處理后獲取顱內(nèi)壓數(shù)據(jù)。本發(fā)明的自動監(jiān)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(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者李平, 陳昭祥 申請人:北京奧麥特科技有限公司