RU2621580C1 - Method for non-invasive intracranial pressure measurement - Google Patents
Method for non-invasive intracranial pressure measurement Download PDFInfo
- Publication number
- RU2621580C1 RU2621580C1 RU2016118941A RU2016118941A RU2621580C1 RU 2621580 C1 RU2621580 C1 RU 2621580C1 RU 2016118941 A RU2016118941 A RU 2016118941A RU 2016118941 A RU2016118941 A RU 2016118941A RU 2621580 C1 RU2621580 C1 RU 2621580C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- head
- patient
- intracranial pressure
- frequency range
- icp
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000007917 intracranial administration Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 title 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 17
- 208000003443 Unconsciousness Diseases 0.000 claims description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 24
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 12
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 4
- 238000007428 craniotomy Methods 0.000 description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 208000003906 hydrocephalus Diseases 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 2
- 206010022773 Intracranial pressure increased Diseases 0.000 description 2
- 208000036626 Mental retardation Diseases 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 208000030886 Traumatic Brain injury Diseases 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 2
- 230000002490 cerebral effect Effects 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 201000009941 intracranial hypertension Diseases 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 2
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 2
- 210000001957 retinal vein Anatomy 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000009529 traumatic brain injury Effects 0.000 description 2
- 206010002660 Anoxia Diseases 0.000 description 1
- 241000976983 Anoxia Species 0.000 description 1
- 208000014644 Brain disease Diseases 0.000 description 1
- 206010048962 Brain oedema Diseases 0.000 description 1
- 206010008874 Chronic Fatigue Syndrome Diseases 0.000 description 1
- 208000032274 Encephalopathy Diseases 0.000 description 1
- 208000002877 Epileptic Syndromes Diseases 0.000 description 1
- 206010019233 Headaches Diseases 0.000 description 1
- 208000032843 Hemorrhage Diseases 0.000 description 1
- 208000016988 Hemorrhagic Stroke Diseases 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 206010020772 Hypertension Diseases 0.000 description 1
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 1
- 208000032382 Ischaemic stroke Diseases 0.000 description 1
- 206010033799 Paralysis Diseases 0.000 description 1
- 208000007542 Paresis Diseases 0.000 description 1
- 208000006011 Stroke Diseases 0.000 description 1
- 230000007953 anoxia Effects 0.000 description 1
- 201000007201 aphasia Diseases 0.000 description 1
- 230000008321 arterial blood flow Effects 0.000 description 1
- 230000036770 blood supply Effects 0.000 description 1
- 208000006752 brain edema Diseases 0.000 description 1
- 206010008118 cerebral infarction Diseases 0.000 description 1
- 206010008129 cerebral palsy Diseases 0.000 description 1
- 210000001175 cerebrospinal fluid Anatomy 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013399 early diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000009604 echoencephalography Methods 0.000 description 1
- 230000001815 facial effect Effects 0.000 description 1
- 210000000256 facial nerve Anatomy 0.000 description 1
- 210000002454 frontal bone Anatomy 0.000 description 1
- 231100000869 headache Toxicity 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 208000028867 ischemia Diseases 0.000 description 1
- 230000000302 ischemic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 1
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008111 motor development Effects 0.000 description 1
- 208000029766 myalgic encephalomeyelitis/chronic fatigue syndrome Diseases 0.000 description 1
- 210000001640 nerve ending Anatomy 0.000 description 1
- 230000000926 neurological effect Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 230000001020 rhythmical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 230000000472 traumatic effect Effects 0.000 description 1
- 210000003454 tympanic membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000008320 venous blood flow Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/03—Measuring fluid pressure within the body other than blood pressure, e.g. cerebral pressure ; Measuring pressure in body tissues or organs
Landscapes
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
Изобретение может быть использовано в медицине, а именно в нейрохирургии, нейротравматологии, неврологии и других медицинских областях для неинвазивного определения внутричерепного давления (ВЧД).The invention can be used in medicine, namely in neurosurgery, neurotraumatology, neurology and other medical fields for non-invasive determination of intracranial pressure (ICP).
Измерение внутричерепного давления у человека в норме и, особенно, при патологии является важной медико-биологической проблемой, поскольку уровнем ВЧД определяется степень кровоснабжения и васкуляризации головного мозга, что в конечном итоге задает активность церебрального метаболизма. Оценка величины ВЧД как жизненно важного параметра необходима для лечения заболеваний, связанных с гидроцефалией, инсультами, кровоизлияниями, опухолями, отеками мозга при черепно-мозговых травмах и нейроинфекционных заболеваниях.The measurement of intracranial pressure in humans is normal and, especially, in pathology is an important biomedical problem, since the level of ICP determines the degree of blood supply and vascularization of the brain, which ultimately determines the activity of cerebral metabolism. Estimation of ICP as a vital parameter is necessary for the treatment of diseases associated with hydrocephalus, strokes, hemorrhages, tumors, cerebral edema with traumatic brain injury and neuroinfectious diseases.
Высокий уровень ВЧД у детей приводит к энцефалопатиям, задержке психического, интеллектуального, речевого и моторного развития, афазии, ДЦП, эпилептическим синдромам, умственной отсталости (олигофрения) разной степени выраженности, ведет к инвалидизации детей в связи с нервно-психическими нарушениями.A high level of ICP in children leads to encephalopathy, a delay in mental, intellectual, speech and motor development, aphasia, cerebral palsy, epileptic syndromes, mental retardation (oligophrenia) of varying severity, leading to disability of children in connection with neuropsychiatric disorders.
Высокое ВЧД у взрослых приводит к головной боли, церебрастении, депрессии, снижению работоспособности, синдрому хронической усталости, гипертонической болезни, ишемическим и геморрагическим инсультам, инфарктам мозга, параличам и парезам людей зрелого трудоспособного возраста, преждевременному выходу их на инвалидность. Профилактика указанных заболеваний у детей и взрослых зависит от ранней диагностики, текущего контроля значений ВЧД и применения своевременной эффективной терапии.High intracranial pressure in adults leads to headache, cerebration, depression, decreased performance, chronic fatigue syndrome, hypertension, ischemic and hemorrhagic strokes, cerebral infarctions, paralysis and paresis of people of mature working age, and their premature disability. Prevention of these diseases in children and adults depends on early diagnosis, ongoing monitoring of ICP values and the use of timely effective therapy.
Самыми точными методами измерения ВЧД являются методы прямого инвазивного измерения ликворного давления. Это достигается путем его измерения с помощью манометров прямого действия, что требует проникновения в полость черепа или позвоночный канал. Очевидно, что, как и при любых инвазивных процедурах, способ может сопровождаться различными осложнениями, связанными с возможностью повреждения функционально важных областей мозга и кровеносных сосудов и их инфицированием.The most accurate methods for measuring ICP are methods for direct invasive measurement of cerebrospinal fluid pressure. This is achieved by measuring it with direct pressure gauges, which requires penetration into the cranial cavity or spinal canal. It is obvious that, as with any invasive procedures, the method can be accompanied by various complications associated with the possibility of damage to functionally important areas of the brain and blood vessels and their infection.
Для этого в настоящее время используются сложные дорогостоящие аппараты марки «Codman» (США) и «LiquoGuard» (Германия) с одноразовыми датчиками. Показания этих приборов отражают ВЧД в мм рт. ст.For this, complex expensive devices of the Codman brand (USA) and LiquoGuard (Germany) with disposable sensors are currently used. The readings of these instruments reflect intracranial pressure in mmHg. Art.
Инвазивные методы регистрации ВЧД имеют ограниченное применение и абсолютно непригодны для профилактических мониторинговых целей в ходе оздоровительных мероприятий среди широких слоев населения, а также в лечебной и реабилитационной медицине. Поэтому в мире давно ведется поиск и разработка неинвазивных методов оценки ВЧД для широкой практики. Наиболее распространенными среди них являются ультразвуковые методы исследования (УЗИ): нейросонография, эхоэнцефалография. Эти методы хорошо регистрируют границы полостей мозга, отражают выраженность гидроцефалии и дают основание косвенно на основании увеличения объема полостей мозга высказывать предположение о повышении ВЧД. Но методы УЗИ не отражают ранние стадии внутричерепной гипертензии, когда еще нет сдвига границ полостей мозга. И абсолютно не информативны при микрокрании, когда компрессия мозга нарастает вплоть до грубой ишемии и аноксии, а гидроцефалии и изменения границ полостей мозга нет. Методы УЗИ также малоинформативны при опухолях и паразитарных поражениях головного мозга.Invasive methods of ICP registration are of limited use and are absolutely unsuitable for preventive monitoring purposes during recreational activities among the general population, as well as in medical and rehabilitation medicine. Therefore, the world has long been searching for and developing non-invasive methods for evaluating ICP for widespread practice. The most common among them are ultrasonic research methods (ultrasound): neurosonography, echoencephalography. These methods well record the boundaries of brain cavities, reflect the severity of hydrocephalus, and indirectly, based on the increase in the volume of brain cavities, suggest an increase in ICP. But ultrasound methods do not reflect the early stages of intracranial hypertension, when there is still no shift in the boundaries of the brain cavities. And they are absolutely not informative with microcrania, when the compression of the brain increases up to gross ischemia and anoxia, and there are no hydrocephalus and changes in the boundaries of the brain cavities. Ultrasound methods are also uninformative for tumors and parasitic lesions of the brain.
Из неинвазивных способов определения ВЧД, кроме рентгенологических, электроэнцефалографических, ультразвуковых, известны следующие:Of the non-invasive methods for determining intracranial pressure, in addition to radiological, electroencephalographic, ultrasound, the following are known:
- оптоакустические способы, основанные на измерении величины смещения барабанной перепонки;- optoacoustic methods based on measuring the displacement of the eardrum;
- расчетные методы с использованием замеров артериальных и венозных давлений и, в частности, давления в вене сетчатки глаза;- calculation methods using measurements of arterial and venous pressures and, in particular, pressure in the retinal vein;
- способы, основанные на оценке измерений электромагнитного импеданса мозга;- methods based on the assessment of measurements of the electromagnetic impedance of the brain;
- способ, основанный на обработке допплерографического исследования сосудов головного мозга.- a method based on the processing of dopplerographic examination of cerebral vessels.
Однако все вышеперечисленные способы определения ВЧД не позволяют объективно и количественно измерить ВЧД, так как оценивают состояние сосудов, особенности венозного и артериального кровотока и другие характеристики различных органов и частей тела, т.е. основаны на обработке косвенных данных о состоянии головного мозга.However, all of the above methods for determining intracranial pressure do not allow objective and quantitative measurement of intracranial pressure, as they assess the state of blood vessels, especially venous and arterial blood flow and other characteristics of various organs and parts of the body, i.e. based on the processing of indirect data on the state of the brain.
Данные способы, как правило, связаны с математической обработкой большого количества параметров, и их точность зависит от интерпретации различных специалистов. Кроме того, использование данных способов зачастую ограничено состоянием больного. Например, при нахождении больного в коматозном состоянии диагностические процедуры затруднены, а время для оценки жизненно важных параметров ограничено.These methods are usually associated with the mathematical processing of a large number of parameters, and their accuracy depends on the interpretation of various specialists. In addition, the use of these methods is often limited by the condition of the patient. For example, when a patient is in a coma, diagnostic procedures are difficult, and time for assessing vital parameters is limited.
В связи с вышеизложенным в неврологии по-прежнему актуальной остается разработка способов неинвазивного определения внутричерепного давления, позволяющих количественно измерить уровень его повышения.In connection with the foregoing, in neurology, it remains relevant to develop methods for the non-invasive determination of intracranial pressure, allowing quantitative measurement of the level of its increase.
Известен (см. патент РФ №2185091, опубликованный 20.07.2002 г. «Способ неинвазивного определения внутричерепного давления», которое определяют посредством измерения давления в центральной вене сетчатки (ЦВС). У больных без трепанации черепа давление в ЦВС соответствует внутричерепному давлению. У больных с трепанацией черепа используется поправочный коэффициент: при давлении в ЦВС, равном 10-20 мм рт. ст., поправочный коэффициент составляет 0,7; при давлении в ЦВС 21-30 мм рт. ст. и 31-45 мм рт. ст. коэффициент пересчета составляет 0,5 и 0,4 соответственно. Измерив давление в ЦВС в мм рт. ст. и умножив его на соответствующий поправочный коэффициент, получают ВЧД, выраженное в мм рт. ст. у больных с трепанацией черепа. Способ повышает достоверность исследования внутричерепной гипертензии, что дает возможность своевременно установить степень этого состояния и проводить его соответствующую коррекцию, а также позволяет исследовать ВЧД, не прибегая к травматичной и инвазивной манипуляции. Однако этот способ сложен в практической реализации, что ограничивает его применение.Known (see RF patent No. 2185091, published July 20, 2002, “Method for the non-invasive determination of intracranial pressure,” which is determined by measuring pressure in the central retinal vein (CVS). In patients without craniotomy, the pressure in CVS corresponds to intracranial pressure. In patients with craniotomy, the correction factor is used: at a pressure in the CVC of 10-20 mmHg, the correction coefficient is 0.7; at a pressure in the CVC of 21-30 mmHg and 31-45 mmHg. the conversion factor is 0.5 and 0.4, respectively. By increasing the pressure in CVC in mmHg and multiplying it by the corresponding correction factor, an ICP expressed in mmHg is obtained in patients with craniotomy. The method increases the reliability of the study of intracranial hypertension, which makes it possible to establish the extent of this condition and to carry out its appropriate correction, and also allows you to study ICP without resorting to traumatic and invasive manipulation.However, this method is difficult in practical implementation, which limits its application.
Известен (см. патент РФ №2372838, опубликованный 20.11.2009 г. «Способ определения внутричерепного давления по Ефимову А.П.»), заключающийся в регистрации механических колебаний головы пациента в течение 5-10 секунд и преобразовании их в электрический сигнал датчиком, который расположен в области лобной кости пациента, с последующим расчетом отношения энергетической составляющей диапазона частот спектра 3 Гц к спектру частот от 0,5 до 46 Гц и диагностики повышенного ВЧД при величине показателя рассчитанного отношения выше 20%. При этом регистрацию механических колебаний осуществляют при нахождении пациента в положении лежа на боку со свободно фиксированной головой, вертикально закрепленной эластичной лентой. Датчик размещают в середине лобной части головы с ориентацией оси датчика перпендикулярно оси тела пациента.Known (see RF patent No. 2372838, published on November 20, 2009, “Method for determining intracranial pressure according to AP Efimov”), which consists in recording mechanical vibrations of the patient’s head for 5-10 seconds and converting them into an electrical signal with a sensor, which is located in the region of the patient’s frontal bone, with the subsequent calculation of the ratio of the energy component of the frequency range of the 3 Hz spectrum to the frequency spectrum from 0.5 to 46 Hz and the diagnosis of increased ICP when the value of the calculated ratio is above 20%. In this case, the registration of mechanical vibrations is carried out while the patient is lying on his side with a freely fixed head, vertically fixed with an elastic tape. The sensor is placed in the middle of the frontal part of the head with the orientation of the sensor axis perpendicular to the axis of the patient’s body.
Вышеуказанный способ является наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и поэтому выбран в качестве прототипа.The above method is the closest to the claimed method in technical essence and therefore is selected as a prototype.
Недостатком способа является низкая достоверность определения ВЧД из-за размещения вибродатчика на лобной части головы. Наличие на лобной части лобных мышц и большое количество нервных окончаний лицевых нервов, влияющих на их сокращение от различных нервных заболеваний, не связанных с внутричерепным давлением, может приводить к большой погрешности определения ВЧД. К тому же вывешивание головы на штативе в боковом положении совершенно неприемлемо для тяжелых больных в коматозном состоянии, так как они могут находиться на кровати только в положении на спине.The disadvantage of this method is the low reliability of determining ICP due to the placement of the vibration sensor on the frontal part of the head. The presence on the frontal part of the frontal muscles and a large number of nerve endings of the facial nerves, which affect their contraction from various nervous diseases not related to intracranial pressure, can lead to a large error in determining ICP. In addition, hanging the head on a tripod in a lateral position is completely unacceptable for seriously ill patients in a coma, as they can be on the bed only in a supine position.
Решаемой технической задачей является создание способа неинвазивного определения ВЧД с повышенной достоверностью.The technical problem to be solved is the creation of a method for non-invasive determination of ICP with increased reliability.
Достигаемым техническим результатом является уменьшение погрешности измерений за счет размещения вибродатчика на затылочной части головы путем исключения локальных механических (мимических) колебаний лобной части головы от сокращений лобных мышц, которые совпадают по частотному диапазону с колебаниями головы, пропорциональными ВЧД.Achievable technical result is to reduce the measurement error by placing the vibration sensor on the occipital part of the head by eliminating local mechanical (facial) vibrations of the frontal part of the head from contractions of the frontal muscles, which coincide in the frequency range with head vibrations proportional to the ICP.
Для достижения технического результата в способе неинвазивного определения внутричерепного давления, заключающемся в том, что измеряют механические колебания головы пациента вибродатчиком, преобразуют их в электрический сигнал, выделяют амплитудно-частотный спектр электрического сигнала в диапазоне частот от 0,5 до 46 Гц, в данном диапазоне частот находят общую энергию механических колебаний головы Еобщ и энергию Ε1 колебаний участка спектра частот от 2 до 4 Гц, производят расчет отношения энергии Ε1 к общей энергии сигнала всего диапазона частот Еобщ, новым является то, что измерение механических колебаний осуществляют с затылочной части головы пациента, определяют значение внутричерепного давления по формуле:To achieve a technical result in the method of non-invasive determination of intracranial pressure, which consists in measuring the mechanical vibrations of the patient’s head with a vibration sensor, converting them into an electrical signal, isolating the amplitude-frequency spectrum of the electrical signal in the frequency range from 0.5 to 46 Hz, in this range frequencies find the total energy of the mechanical vibrations of the head E total and energy Ε 1 of the oscillations of the frequency spectrum from 2 to 4 Hz, calculate the ratio of energy Ε 1 to the total signal energy of the entire range it frequencies E total , new is that the measurement of mechanical vibrations is carried out from the occipital part of the patient’s head, the value of intracranial pressure is determined by the formula:
где А=0,2…0,4; В=0,1…0,2 - коэффициенты линейной зависимости, полученные экспериментально-расчетным путем, при этом при А=0,2 В=0,2, а при А=0,4 В=0,1.where A = 0.2 ... 0.4; B = 0.1 ... 0.2 - linear dependence coefficients obtained experimentally by calculation, while at A = 0.2 V = 0.2, and at A = 0.4 V = 0.1.
У детей и пациентов без сознания регистрацию электрического сигнала осуществляют в интервале времени длительностью до 4 с и не менее 10 с у взрослых пациентов, находящихся в сознании. При осуществлении измерения в лежачем положении используют эластичную подставку, которую устанавливают под голову пациента таким образом, чтобы колебания головы не были ограничены.In children and patients unconscious, the electrical signal is recorded in a time interval of up to 4 s and at least 10 s in adult conscious patients. When measuring in a supine position, an elastic stand is used, which is installed under the patient’s head so that the oscillations of the head are not limited.
Измерение механических колебаний осуществляют с затылочной части головы пациента, т.к. там наиболее сильный ритмический сигнал, порождаемый человеческим мозгом, так называемый альфа-ритм. Он обнаруживается как колебания с характерной частотой около 10 Гц, которые при электрическом измерении наиболее заметны в затылочной части головы. Эти измерения позволяет уменьшить погрешность измерений, т.е. повысить достоверность информации.Measurement of mechanical vibrations is carried out from the occipital part of the patient’s head, because there is the strongest rhythmic signal generated by the human brain, the so-called alpha rhythm. It is detected as vibrations with a characteristic frequency of about 10 Hz, which, when measured electrically, are most noticeable in the occipital part of the head. These measurements can reduce the measurement error, i.e. increase the accuracy of the information.
Значение внутричерепного давления определяют по формуле с использованием коэффициентов А и В, которые получены экспериментально-расчетным путем на основе анализа статистических результатов исследований пациентов, что позволяет получить значения ВЧД с наименьшей погрешностью. Для построения зависимости ВЧД от отношения энергий E1 и Еобщ был использован метод наименьших квадратов и выбрано уравнение линейной регрессии, согласно которому была получена наименьшая погрешность измерения ВЧД.The value of intracranial pressure is determined by the formula using the coefficients A and B, which are obtained experimentally by calculation based on the analysis of statistical results of studies of patients, which allows to obtain ICP values with the smallest error. To construct the dependence of the ICP on the ratio of the energies E 1 and E total , the least squares method was used and the linear regression equation was chosen, according to which the smallest measurement error of the ICP was obtained.
Анализ научно-медицинской и патентной информации, отражающий существующий уровень технологий определения неинвазивным методом ВЧД, не выявили идентичных технологий. Таким образом, предлагаемый способ неинвазивного определения ВЧД давления является новым. Взаимосвязь и взаимодействие существенных признаков предлагаемого способа обеспечивают достижение нового медицинского результата в решении поставленной задачи, а именно: определить ВЧД с повышенной достоверностью у пациентов разного возраста с разными диагнозами. Таким образом, предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень.The analysis of scientific, medical and patent information, reflecting the current level of technologies for determining the non-invasive method of ICP, did not reveal identical technologies. Thus, the proposed method for non-invasive determination of ICP pressure is new. The relationship and interaction of the essential features of the proposed method achieve a new medical result in solving the problem, namely: to determine the ICP with increased reliability in patients of different ages with different diagnoses. Thus, the proposed technical solution has an inventive step.
Способ реализуется устройством, представленным на фиг. 1, 2, 3.The method is implemented by the device shown in FIG. 1, 2, 3.
На фигуре 1 представлен способ неинвазивного определения ВЧД пациента, находящегося в сидячем положении. Вибродатчик 1 располагается на затылочной части головы и фиксируется в таком положении, например, с помощью эластичной ленты 3. Электрический сигнал с датчика, пропорциональный колебаниям головы человека, записывается в микропроцессорный блок регистрации и управления 2, в котором он преобразуется и выдается на цифровом индикаторе прибора в значения давления в мм рт. ст.The figure 1 presents a method of non-invasive determination of ICP of a patient in a sitting position. The
На фигуре 2 представлен способ неинвазивного определения ВЧД пациента, находящегося в лежачем положении. Вибродатчик 1 располагается в эластичной опоре 4 подставки 5 таким образом, чтобы затылочная часть головы располагалась на вибродатчике 1. Это позволяет определить ВЧД, когда пациент находится в бессознательном состоянии.The figure 2 presents a method of non-invasive determination of ICP of a patient in a supine position. The
На фигуре 3 представлена подставка 5, в которой вибродатчик 1 закреплен в эластичной опоре 4.The figure 3 presents the
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Для контроля ВЧД в сидячем положении (фиг. 1) пациента усаживают на стул со спинкой, позволяющей сохранить вертикальное положение позвоночника, который должен быть без напряжения, и закрепляют вибродатчик 1 на затылок пациента с помощью резинового кольца или эластичной ленты 3. Для проведения контроля ВЧД лежачих больных (фиг. 2), необходимо под голову пациента установить специальную подставку 5 (фиг. 3), предварительно установив в эластичной опоре подставки вибродатчик 1, взаимодействующий с затылочной частью головы. Такое положение пациента позволяет определить ВЧД, когда он находится в бессознательном положении. Затем измеряют механические колебания головы пациента вибродатчиком 1 и преобразуют их в электрический сигнал, регистрацию которого осуществляют у детей и пациентов без сознания в интервале времени длительностью до 4 с и не менее 10 с у взрослых пациентов, находящихся в сознании. Определяют общую энергию (Еобщ) механических колебаний в диапазоне частот от 0,5 до 46 Гц путем получения амплитудно-частотного спектра колебаний головы, из которого выделяют участок спектра частот от 2 до 4 Гц, соответствующий участку, наиболее интенсивно реагирующему на изменение ВЧД, находят отношение энергии колебаний E1 составляющей сигнала в выделенном участке спектра к общей энергии сигнала всего диапазона частот и определяют ВЧД из соотношения:The proposed method is as follows. To control the ICP in a sitting position (Fig. 1), the patient is seated on a chair with a back that allows you to maintain the vertical position of the spine, which should be free of stress, and the
где А=0,2…0,4; В=0,1…0,2 - коэффициенты линейной зависимости, полученные экспериментально-расчетным путем, при этом при А=0,2 В=0,2, а при А=0,4 В=0,1;where A = 0.2 ... 0.4; B = 0.1 ... 0.2 - linear dependence coefficients obtained experimentally by calculation, while at A = 0.2 V = 0.2, and at A = 0.4 V = 0.1;
E1 - энергия колебаний участка спектра частот от 2 до 4 Гц, наиболее интенсивно реагирующих на изменение ВЧД;E 1 - the vibrational energy of the frequency spectrum from 2 to 4 Hz, most intensively responding to changes in ICP;
Еобщ - общая энергия колебаний всего диапазона частот измерений от 0,5 до 46 Гц.E total - the total vibrational energy of the entire range of measurement frequencies from 0.5 to 46 Hz.
Работоспособность способа проверена и подтверждена протоколом клинических испытаний, которые проводились на базе Городской клинической больницы №39 г. Н.Новгорода, где проводятся прямые измерения ВЧД у тяжелых больных с нейрохирургической патологией головного мозга, преимущественно у больных с тяжелой черепно-мозговой травмой. Испытания проводились с использованием опытного образца портативного микропроцессорного прибора «Вибронейрон», разработанного и изготовленного в ООО «ГлобалТест». В результате испытаний было отмечено, что реакция прибора на колебательные движения головы пациента различна при установке вибродатчика в различные места головы. При установке датчика в область большого затылочного отверстия была отмечена наименьшая погрешность изменения ВЧД с помощью прибора «Вибронейрон» (www.vibroneuron.com).The efficiency of the method was tested and confirmed by the protocol of clinical trials, which were carried out on the basis of the City Clinical Hospital No. 39 of N. Novgorod, where direct ICP measurements are performed in severe patients with neurosurgical brain pathology, mainly in patients with severe traumatic brain injury. The tests were carried out using a prototype of a portable microprocessor device "Vibroneuron", developed and manufactured by LLC GlobalTest. As a result of the tests, it was noted that the response of the device to the oscillatory movements of the patient’s head is different when the vibration sensor is installed in different places of the head. When installing the sensor in the area of the large occipital foramen, the smallest error in the ICP change was noted using the Vibroneuron device (www.vibroneuron.com).
Натурные экспериментальные исследования позволили оценить погрешность измерения ВЧД в пределах ±10%. Проводились наблюдения за пациентами, у которых измеряли ВЧД прямым (инвазивным) методом и пятикратные измерения неинвазивным способом. Полученные результаты подтвердили линейную зависимость показаний прибора «Вибронейрон» от значений ВЧД, измеренных прямым способом. Процедура неинвазивна, безболезненна, безвредна и может многократно повторяться, так как в ней в контакте с пациентом используется только вибродатчик, имеющий защитный резонансный чехол и встроенный кабель соединения с микропроцессорным блоком регистрации и управления.Full-scale experimental studies have made it possible to estimate the error in the measurement of ICP within ± 10%. Observations were made of patients in whom intracranial pressure was measured by the direct (invasive) method and five-time measurements by the non-invasive method. The obtained results confirmed the linear dependence of the readings of the Vibroneuron instrument on the ICP values measured directly. The procedure is non-invasive, painless, harmless and can be repeated many times, since in it, in contact with the patient, only a vibration sensor is used, which has a protective resonant cover and an integrated cable for connecting to the microprocessor recording and control unit.
В настоящее время прибор «Вибронейрон» проходит официальную регистрацию в Минздраве РФ.Currently, the Vibroneuron device is undergoing official registration with the Russian Ministry of Health.
Техническим результатом предлагаемого способа является обеспечение возможности объективного контроля ВЧД неинвазивным путем.The technical result of the proposed method is to provide the possibility of objective control of ICP in a non-invasive way.
Способ может широко использоваться не только в нейрохирургической и в неврологической практике, но и в бытовых условиях.The method can be widely used not only in neurosurgical and neurological practice, but also in domestic conditions.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016118941A RU2621580C1 (en) | 2016-05-13 | 2016-05-13 | Method for non-invasive intracranial pressure measurement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016118941A RU2621580C1 (en) | 2016-05-13 | 2016-05-13 | Method for non-invasive intracranial pressure measurement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2621580C1 true RU2621580C1 (en) | 2017-06-06 |
Family
ID=59032466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016118941A RU2621580C1 (en) | 2016-05-13 | 2016-05-13 | Method for non-invasive intracranial pressure measurement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2621580C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU193608U1 (en) * | 2019-04-01 | 2019-11-06 | Дмитрий Васильевич Белик | A device for low-intensity mechanical impulses on glial cells of the brain for the treatment of neurological diseases with control of ganglion pulsations |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2372838C1 (en) * | 2008-04-22 | 2009-11-20 | Анатолий Петрович Ефимов | Method of determining intracranial pressure according to efimov al |
| US20130289422A1 (en) * | 2007-08-02 | 2013-10-31 | Icpcheck, Inc. | Non-invasive intracranial pressure sensor |
| US20140100475A1 (en) * | 2007-02-15 | 2014-04-10 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinoi | Non-invasive, bedside intra-cranial pressure and brain shift/herniation monitoring unit utilizing early on-set auditory evoked responses |
| RU2570545C1 (en) * | 2014-09-05 | 2015-12-10 | Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии Департамента здравоохранения города Москвы | Diagnostic technique for intracranial hypertension in children |
| RU2571328C2 (en) * | 2010-10-08 | 2015-12-20 | Хэдсенс Медикал Лтд. | System and method for intracranial pressure measurement |
-
2016
- 2016-05-13 RU RU2016118941A patent/RU2621580C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140100475A1 (en) * | 2007-02-15 | 2014-04-10 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinoi | Non-invasive, bedside intra-cranial pressure and brain shift/herniation monitoring unit utilizing early on-set auditory evoked responses |
| US20130289422A1 (en) * | 2007-08-02 | 2013-10-31 | Icpcheck, Inc. | Non-invasive intracranial pressure sensor |
| RU2372838C1 (en) * | 2008-04-22 | 2009-11-20 | Анатолий Петрович Ефимов | Method of determining intracranial pressure according to efimov al |
| RU2571328C2 (en) * | 2010-10-08 | 2015-12-20 | Хэдсенс Медикал Лтд. | System and method for intracranial pressure measurement |
| RU2570545C1 (en) * | 2014-09-05 | 2015-12-10 | Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии Департамента здравоохранения города Москвы | Diagnostic technique for intracranial hypertension in children |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| CHEN W. et al. Predictability of intracranial pressure level in traumatic brain injury: features extraction, statistical analysis and machine learning-based evaluation. Int J Data Min Bioinform. 2013;8(4):480-94. * |
| НУРПЕИСОВ А.З. и др. Мониторинг внутричерепного давления. Жуонал гнйрохирургия и неврология Казахстана. 2011, 2 (23), с. 48-52. * |
| НУРПЕИСОВ А.З. и др. Мониторинг внутричерепного давления. Жуонал гнйрохирургия и неврология Казахстана. 2011, 2 (23), с. 48-52. CHEN W. et al. Predictability of intracranial pressure level in traumatic brain injury: features extraction, statistical analysis and machine learning-based evaluation. Int J Data Min Bioinform. 2013;8(4):480-94. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU193608U1 (en) * | 2019-04-01 | 2019-11-06 | Дмитрий Васильевич Белик | A device for low-intensity mechanical impulses on glial cells of the brain for the treatment of neurological diseases with control of ganglion pulsations |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2505137B1 (en) | Non-invasive intracranial monitor | |
| Czosnyka et al. | Monitoring and interpretation of intracranial pressure | |
| JP4635118B2 (en) | Non-invasive physiological evaluation system and method | |
| Padayachy | Non-invasive intracranial pressure assessment | |
| WO2010041204A2 (en) | Measurement of cerebral hemodynamic parameters | |
| Willingham et al. | Measuring reactive hyperemia in the lower limb using near-infrared spectroscopy | |
| JP6974308B2 (en) | Devices and methods for detecting at least one increase in brain swelling and migration | |
| Koskinen et al. | Can intracranial pressure be measured non-invasively bedside using a two-depth Doppler-technique? | |
| Ertl et al. | Normal age-and sex-related values of the optic nerve sheath diameter and its dependency on position and positive end-expiratory pressure | |
| Michaeli et al. | Tissue resonance analysis: a novel method for noninvasive monitoring of intracranial pressure | |
| Sadeghi et al. | The shear modulus of lower-leg muscles correlates to intramuscular pressure | |
| Simmonds et al. | Measures of pain and physical function in patients with low back pain | |
| Zhou et al. | Clinical validation of a wearable ultrasound sensor of blood pressure | |
| RU2621580C1 (en) | Method for non-invasive intracranial pressure measurement | |
| CN118216896A (en) | Information processing method, equipment and application for intracranial pressure monitoring | |
| Félix et al. | Non-Invasive Intracranial Pressure Monitoring and Its Applicability in Spaceflight | |
| RU2372838C1 (en) | Method of determining intracranial pressure according to efimov al | |
| RU2329760C2 (en) | Method of intracranial pressure measurement | |
| RU2219830C2 (en) | Method for evaluating craniosacral rhythm for predicting scoliosis in children | |
| TWI551268B (en) | Portable apparatus for quantifying joint accessory movement | |
| Januleviciene et al. | Instruments to measure and visualize geometrical and functional parameters related to the fluid dynamics of cerebrospinal fluid in the eye | |
| RU2651900C1 (en) | Method of non-contact measurement of biological rhythms accompanied by mechanical movements of human body surface | |
| RU164765U1 (en) | DIAGNOSTIC METHOD FOR SURFACE PAIN SENSITIVITY | |
| Xie et al. | Techniques in Measuring Intraocular and Intracranial Pressure Gradients | |
| RU2260374C1 (en) | Method and device for detecting and localizing human or animal pathological process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180514 |