CN104665805A - 植入式无线颅内压自动监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植入式无线颅内压自动监测系统：包括专用控制设备和植入式压力传感器组件，所述植入式压力传感器组件部分被植入在被监测者的颅内；所述专用控制设备与所述植入式压力传感器组件通过无线进行通信和数据传输；所述植入式压力传感器组件进一步包括无线传输控制端、与所述无线传输控制端连接的柔性软管和与所述柔性软管连接的植入段，所述植入段端部设有压力传感器，所述压力传感器与所述无线传输控制端通过数据线连接，所述数据线穿设在所述柔性软管和所述植入段内部。本发明能够便捷有效的监测颅内压，采用WIFI、蓝牙或其他非标的无线模式可以一对多，同时监控多个被监测者的颅内压。
Description
技术领域
本发明涉及一种医用器材，具体涉及一种植入式无线颅内压自动监测系统。本发明还涉及一种植入式无线颅内压自动监测方法。
背景技术
颅内压(ICP)是颅骨内的压力并反映由脑组织经受的压力。人体具有多种机制，籍此保持ICP稳定，特别是通过产生和吸收脑脊髓液(CSF)来控制CSF压力。ICP以毫米汞柱(mmHg)测量，并在休息时，对于仰卧的成年人来说正常为7-15mmHg，但在垂直状态变为负(平均-10mmHg)。ICP的变化归因于颅骨中包含的一种或多种成分的体积变化。
脑创伤和其它头部伤害的多数损伤方面中的一种是升高的ICP。ICP的增加(最常见地由于导致颅内血肿或脑水肿的头部创伤)可使脑组织破裂，使脑结构移位，造成脑积水，导致脑疝和限制对大脑的供血。另外，它可能造成反射性心搏徐缓。
升高的ICP减小了脑灌注压(CPP)并且如果不控制则会导致呕吐、头痛、视力模糊或丧失意识。ICP的进一步升高可能导致永久性脑损伤并最终在头骨底部形成致命的出血。在成年人中，升高超过大约20mmHG的ICP被命名为病理性颅内高压(ICH)并被认为是医疗/手术紧急状况。要求监测ICP的特殊情况是脑外伤(TBI)受害者、中风受害者、脑积水患者、经受颅内手术的患者、患有脑瘤、“婴儿惊吓”综合症、肾透析或人造肝脏支持的患者。
ICP也可能降至正常水平以下，尽管增加的颅内压更常见和更严重。这两种情况的症状经常是相同的，导致许多医学专家相信是压力变化而非压力本身导致上述症状。
当前的ICP监测技术一般被分组为侵入式或非侵入式。侵入式组被进一步划分成例如腰椎穿刺之类的软组织技术和颅部侵入技术。后者包括三种不同的方法以监测ICP：室内导管，它是螺纹拧入脑的两侧脑室中的一个内的薄柔性管；蛛网膜下螺钉或螺栓，它仅穿过蛛网膜和大脑皮层之间的空间内的头骨而设置；以及设置在头骨之下的硬膜外腔内的硬膜外传感器。
在非侵入式技术中，被接受的、商业可用的监测ICP方法包括：取头部的CT、MRI或其它图像；解释图像并观察多种特征的变化。该方法需要高水平的技术来解读和评估图像并需要将患者带到成像设备前。在许多情形下，由于患者不够稳定而不能被移动，扫描被延迟或取消。即便在患者稳定后，在运送至相关成像设备期间必须将与患者的多种导管和设备连接考虑在内，其结果是需要额外的人员，成本也随之增加。另外，扫描本身是单一测量——时间上的“快照”，需要这些测量中的至少两个来评估微妙的变化和变动。一连串的扫描可近似连续监测，但实践起来却不经济。
目前其他无创测量方法存在着测量精确度差、方法繁琐等特点而未被广泛应用于临床。因此，目前国内外临床上较为流行的均为有创的方法。
在腰椎穿刺或脊椎穿刺中，临床医生精巧地将细针穿过背部的下部区域进入脊髓液。一旦已渗透脊椎骨空间，可通过附连压力传感器而估计ICP。脊柱和颅骨中的液体的连通使医生响应于CSF压力确定颅骨内的压力。尽管是侵入式的，但腰椎穿刺有时是优选的，因为它是软组织手术而不是颅部手术。一般，非神经临床医生在进行颅部手术时会感到不自在，但能执行腰椎穿刺。这种手术允许短暂地操纵或采样颅内液系统，但经常是痛苦的并多次导致术后影响，并通常增加了患者的不安。另外，这是短期手术并且一般不认为对长期ICP监测有帮助。
在医学上可接受并例行使用最多的是颅部侵入技术，但颅内压监测技术及其设备至今还并不完善，一台专用控制设备仅能对应一个压力传感器组件(如图1所示)，压力传感器组件的接口端1插设在专用控制设备上(专用控制设备体积通常比较大，图1中未示)，压力传感器组件还包括柔性软管2和一次性植入段3，一次性植入段3的端部内设光学压力传感器4，采用光栅原理测量颅内压力，通过光纤5进行有线数据传输，整体设备成本非常高，且一对一有线连接的方式患者使用不方便，通常仅在重症监护时进行。
因此，长久以来都感到需要一种操作简便的ICP直接测量的设备，能够便捷精准的测量ICP。
中国发明专利200810227952.1公开了一种植入式无线颅内压自动检测系统，包括体内部分和体外部分，所述体外部分通过无线电磁波向体内部分发送指令，体内部分接到指令后，通过压电传感器获取颅内压数据，并将该颅内压数据通过无线电磁波发送给体外部分，达到自动监控的目的。该监测系统由硬件上完全独立的体内部分和体外部分组成，使用时，两部分通过射频通讯，达到自动监测ICP的作用。上述方法采用被动式无源的RF，缺点是体内部分没有电源，不能主动发出信号，体外部分与体内部分的通信需要距离很近，而且必须是一对一的通信。
随着现有无线通信技术的发展，如何将现有的颅内压检测系统进一步改进显得十分必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种植入式无线颅内压自动监测系统和方法，能够便捷有效的监测颅内压。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种植入式无线颅内压自动监测系统：
包括专用控制设备和植入式压力传感器组件，所述植入式压力传感器组件部分被植入在被监测者的颅内；
所述专用控制设备与所述植入式压力传感器组件通过无线进行通信和数据传输；
所述植入式压力传感器组件进一步包括无线传输控制端、与所述无线传输控制端连接的柔性软管和与所述柔性软管连接的植入段，所述植入段端部设有压力传感器，所述压力传感器与所述无线传输控制端通过数据线连接，所述数据线穿设在所述柔性软管和所述植入段内部。
优选地，本发明的植入式无线颅内压自动监测系统，所述无线传输控制端设置于颅外，内部包括控制器和与所述控制器连接的电池和无线传输模块。
优选地，本发明的植入式无线颅内压自动监测系统，所述专用控制设备进一步包括：控制器和分别与所述控制器连接的电源、数据存储器、控制按键、显示器和无线传输模块。
进一步地，本发明的植入式无线颅内压自动监测系统，所述无线传输模块为WIFI、蓝牙、或非标的无线传输模块。
优选地，本发明的植入式无线颅内压自动监测系统，所述专用控制设备为一台，所述植入式压力传感器组件为多个，所述多个植入式压力传感器组件分别植入多个被监测者的颅内。
优选地，本发明的植入式无线颅内压自动监测系统，所述压力传感器为微型高精压力传感器，直径小于2mm。
优选地，本发明的植入式无线颅内压自动监测系统，所述植入式压力传感器组件还包括一个与所述无线传输控制端连接的温度传感器，所述温度传感器设置在所述植入段内。
本发明还公开了一种植入式无线颅内压自动监测方法，包括如下步骤：
(1)专用控制设备开始运行，依次查询植入的各植入式压力传感器组件的无线信号；
(2)植入式压力传感器组件开始运行，检测颅内压力值，向体外发送无线信号；
(3)专用控制设备判断颅内压力值是否正常，如果否则进行报警；
(4)判断监测是否终止，如果是则退出，如果否则返回步骤(1)。
优选地，本发明的植入式无线颅内压自动监测方法，步骤(2)还包括检测颅内温度值。
进一步地，本发明的植入式无线颅内压自动监测方法，步骤(3)所述的专用控制设备判断颅内压力值是否超出正常范围是指专用控制设备根据各植入式压力传感器组件传输的颅内压值依次判断各个被监测者的颅内压值是否超出正常范围。
本发明的植入式无线颅内压自动监测系统和方法有以下优点：
(1)方便、快捷
使用其它(有创)系统进行监测时，必须得在手术室才能进行，而且还需要专门的技术人员进行操作。被监测者需要保持与专用设备的有线连接，行动不便。
而使用本发明，只需最初时做个小手术，将植入式压力传感器组件的植入段植入到颅内，植入式压力传感器组件的控制值端与外部专用控制设备进行无线通信，之后就可以方便、快捷地监测患者的ICP。之后的监测，可以随时随地的进行，不受时间和空间的限制，比如可以随时在家里或病房里监测，而且也不需要专门的技术人员来操作，只需按几个按钮，系统即可自动运行，自行监测。
(2)精确
采用微型高精压力传感器进行压力检测，采用无线数字信号进行数据传输，准确性高。
(3)适用性高
由于采用无线方式与外部专用控制设备通信，被监测者可以在很大范围内活动，可适用长时间持续的监测。
(4)监测效率高
灵活采用WIFI、蓝牙和非标等无线方式实现一个专用控制设备与多个植入式压力传感器组件进行通信，可以实现一台监测设备监控多个被监测者，大大提高监测的效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是现有的植入式无线颅内压自动监测系统压力传感器组件结构图；
图2是本发明的植入式无线颅内压自动监测系统压力传感器组件结构图；
图3是本发明的植入式无线颅内压自动监测系统一对一实施例示意图
图4是本发明的植入式无线颅内压自动监测系统一对多实施例示意图；
图5是本发明的专用控制设备电路结构图；
图6是本发明的植入式压力传感器组件电路结构图；
图7是本发明的植入式无线颅内压自动监测方法流程图。
其中附图标记为：1、接口端；2、柔性软管；3、植入段；4、光学压力传感器；5、光纤；6、无线传输控制端；7、植入段；8、数据线；9、压力传感器；10、柔性软管。
具体实施方式
实施例一
如图3所示，本发明的植入式无线颅内压自动监测系统，包括一个专用控制设备和一个以上的植入式压力传感器组件，所述植入式压力传感器组件部分被植入在被监测者的颅内，所述专用控制设备与所述植入式压力传感器组件通过无线进行通信和数据传输。
如图2所示，所述植入式压力传感器组件进一步包括无线传输控制端6、与所述无线传输控制端6连接的柔性软管10和与所述柔性软管10连接的植入段7，所述植入段7端部设有压力传感器9，所述压力传感器9与所述无线传输控制端6通过数据线8连接，所述数据线8穿设在所述柔性软管10和所述植入段7内部。
如图5所示，本发明的植入式无线颅内压自动监测系统，所述无线传输控制端设置于颅外，内部包括控制器和与所述控制器连接的电池和无线传输模块。
如图6所示，本发明的植入式无线颅内压自动监测系统，所述专用控制设备进一步包括：控制器和分别与所述控制器连接的电源、数据存储器、控制按键、显示器和无线传输模块。
图5和图6中所述无线传输模块为WIFI、蓝牙、或非标的无线传输模块。
优选地，本发明的植入式无线颅内压自动监测系统，所述压力传感器为微型高精压力传感器，直径小于2mm。
优选地，本发明的植入式无线颅内压自动监测系统，所述植入式压力传感器组件还包括一个与所述无线传输控制端连接的温度传感器(未做图示)，所述温度传感器设置在所述植入段内。
实施例二
与实施例一的不同之处仅在于，本发明的植入式无线颅内压自动监测系统，所述专用控制设备为一台，所述植入式压力传感器组件可以为多个，所述多个植入式压力传感器组件分别植入多个被监测者的颅内。
如图7所示，本发明还公开了一种植入式无线颅内压自动监测方法，包括如下步骤：
(1)专用控制设备开始运行，依次查询植入的各植入式压力传感器组件的无线信号；
(2)植入式压力传感器组件开始运行，检测颅内压力值，向体外发送无线信号；
(3)专用控制设备判断颅内压力值是否正常，如果否则进行报警；
(4)判断监测是否终止，如果是则退出，如果否则返回步骤(1)。
优选地，本发明的植入式无线颅内压自动监测方法，步骤(2)还包括检测颅内温度值，步骤(3)所述的专用控制设备判断颅内压力值是否超出正常范围是指专用控制设备根据各植入式压力传感器组件传输的颅内压值依次判断各个被监测者的颅内压值是否超出正常范围。
本发明的植入式无线压力传感器组件与图1所示的现有产品相比较，虽然形状类似，但有如下显著区别：
(1)本发明的传感器为微型压力传感器，现有产品为光学压力传感器，测量原理不同，本发明测量结果为数字信号用数据线传输，较现有产品用光纤传输的模拟信号，灵敏度和精度更高。
(2)本发明的植入式无线压力传感器组件整体体积小，柔性软管的长度很短，无线传输控制端用无线通信，不需要插在专用控制设备上，被监测者可以在很大范围内活动。
(3)本发明的植入式无线压力传感器组件与专用控制设备通过多种无线方式，可以多对一连接。
此外，本发明的植入式无线颅内压自动监测系统和方法还有以下优点：
(1)方便、快捷
使用其它(有创)系统进行监测时，必须得在手术室才能进行，而且还需要专门的技术人员进行操作。被监测者需要保持与专用设备的有线连接，行动不便。
而使用本发明，只需最初时做个小手术，将植入式压力传感器组件的植入段植入到颅内，植入式压力传感器组件的控制值端与外部专用控制设备进行无线通信，之后就可以方便、快捷地监测患者的ICP。之后的监测，可以随时随地的进行，不受时间和空间的限制，比如可以随时在家里或病房里监测，而且也不需要专门的技术人员来操作，只需按几个按钮，系统即可自动运行，自行监测。
(2)精确
采用微型高精压力传感器进行压力检测，采用无线数字信号进行数据传输，准确性高。
(3)适用性高
由于采用无线方式与外部专用控制设备通信，被监测者可以在很大范围内活动，可适用长时间持续的监测。
(4)监测效率高
灵活采用WIFI、蓝牙和非标等无线方式实现一个专用控制设备与多个植入式压力传感器组件进行通信，可以实现一台监测设备监控多个被监测者，大大提高监测的效率。
以上所述为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对本领域的技术人员来说，可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和范围内，所做的任何修改和等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种植入式无线颅内压自动监测系统，其特征在于：
包括专用控制设备和植入式压力传感器组件，所述植入式压力传感器组件部分被植入在被监测者的颅内；
所述专用控制设备与所述植入式压力传感器组件通过无线进行通信和数据传输；
所述植入式压力传感器组件进一步包括无线传输控制端、与所述无线传输控制端连接的柔性软管和与所述柔性软管连接的植入段，所述植入段端部设有压力传感器，所述压力传感器与所述无线传输控制端通过数据线连接，所述数据线穿设在所述柔性软管和所述植入段内部。
2.如权利要求1所述的植入式无线颅内压自动监测系统，其特征在于，所述无线传输控制端设置于颅外，内部包括控制器和与所述控制器连接的电池和无线传输模块。
3.如权利要求1所述的植入式无线颅内压自动监测系统，其特征在于，所述专用控制设备进一步包括：控制器和分别与所述控制器连接的电源、数据存储器、控制按键、显示器和无线传输模块。
4.如权利要求2和权利要求3所述的植入式无线颅内压自动监测系统，其特征在于，所述无线传输模块为WIFI、蓝牙、或非标的无线传输模块。
5.如权利要求1所述的植入式无线颅内压自动监测系统，其特征在于，所述专用控制设备为一台，所述植入式压力传感器组件为多个，所述多个植入式压力传感器组件分别植入多个被监测者的颅内。
6.如权利要求1所述的植入式无线颅内压自动监测系统，其特征在于，所述压力传感器为微型高精压力传感器，直径小于2mm。
7.如权利要求1所述的植入式无线颅内压自动监测系统，其特征在于，所述植入式压力传感器组件还包括一个与所述无线传输控制端连接的温度传感器，所述温度传感器设置在所述植入段内。
8.一种植入式无线颅内压自动监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)专用控制设备开始运行，依次查询各植入式压力传感器组件的无线信号；
(2)植入式压力传感器组件开始运行，检测颅内压力值，向体外发送无线信号；
(3)专用控制设备判断颅内压力值是否正常，如果否则进行报警；
(4)判断监测是否终止，如果是则退出，如果否则返回步骤(1)。
9.如权利要求8所述的植入式无线颅内压自动监测方法，其特征在于，步骤(2)还包括检测颅内温度值。
10.如权利要求8所述的植入式无线颅内压自动监测方法，其特征在于，步骤(3)所述的专用控制设备判断颅内压力值是否超出正常范围是指专用控制设备根据各植入式压力传感器组件传输的颅内压值依次判断各个被监测者的颅内压值是否超出正常范围。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |