CN104398251A - 一种颅内压监护系统探头及其校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种颅内压监护系统探头，包括探头触点以及与所述探头触点连接的控制模块，所述控制模块上集成有存储单元，其中，所述控制模块至少用于将所述探头触点获取的零漂值存储至所述存储单元、以及利用所述存储单元存储的零漂值对所述颅内状态监护系统探头进行校准。与现有技术相比，本发明通过在颅内压监护系统探头的控制模块中增设存储单元，通过该存储单元存储颅内压监护系统探头的零漂值，应用时软件会调取该校准值去除误差,此种校准方式在软件的配合下可以实现自动校准，使用方便，无需医生手动记录校准值，即使再换台终端系统也无需再次校准。

Description

一种颅内压监护系统探头及其校准方法

技术领域

本发明属于植入式医疗系统领域，尤其涉及一种颅内压监护系统探头及其校准方法。

背景技术

颅内状态的监护是颅腔手术的术前和术后的重要医学观察步骤，以颅内压的监测为例，常见的判断颅内压是否增高主要是利用以下三种精确的量测方式进行确认：(1)以腰椎穿刺检查得取脑脊液进行分析；（2）拍摄X光片，检视脑回压迹、骨缝分离、颅骨内板变薄、碟鞍扩大等项目；（3）脑部超音波检测。其中，第（1）种方式属于侵入式量测，具有感染及病患适用性的问题，第（2）种属于非侵入式量测，但对于颅高压早期诊断却不一定有效，至于第（3）种的脑部超音波检测，由于其外部由颅骨包覆的关系，对脑内发射的超音波讯号传递经颅骨会大量衰减，导致所探测的回波信号微弱、质量不佳。

近年来，逐渐发展出以颅内压监护仪为代表的新型颅内压监测方式，借助被植入颅内的探头中的压力传感器，可以实现对颅内压的精确化测量，且在一定的时间期限内，可以进行连续的实时监测。因颅内压监护仪的探头会受到不同的压强、温度等环境因素的影响，因此，医护人员在首次使用颅内压监护仪探头时，要先对探头进行校准，目前的做法是将探头插入到生理盐水中，此时会在与探头相联系的监护仪上显示出一个校准值，医护人员根据所述校准值将所述探头调零后将探头插入到病人颅内进行监测，但当更换监护仪时，医护人员需要重新对探头进行校准，这个过程不仅会造成使用上的繁琐，而且容易出现人为误差，从而导致校准误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决上述技术问题的颅内压监护系统探头。

为实现上述目的，本发明一实施方式提供颅内压监护系统探头，包括：

探头触点以及与所述探头触点连接的控制模块，其特征在于，所述控制模块上集成有存储单元，其中，所述控制模块至少用于将所述探头触点获取的零漂值存储至所述存储单元、以及利用所述存储单元存储的零漂值对所述颅内状态监护系统探头进行校准。

作为本发明的进一步改进，所述探头触点包括植入壳体以及设置于所述植入壳体内的感测芯片，所述感测芯片上设有压力传感器和温度传感器，所述存储单元还用于存储所述压力传感器和温度传感器感测到的颅内的压力值和温度值。

作为本发明的进一步改进，所述存储单元还用于存储监护病人的病历信息。

作为本发明的进一步改进，所述感测芯片以不受机械应力的方式保持于所述植入壳体内。

作为本发明的进一步改进，所述植入壳体的内壁上还凸设有可与所述感测芯片彼此干涉的定位部。

作为本发明的进一步改进，所述植入壳体上开设有可供所述感测芯片通过的第一槽口，所述定位部限定有第二槽口，所述第二槽口的开口尺寸小于所述第一槽口的开口尺寸。

作为本发明的进一步改进，所述植入壳体一体成型。

作为本发明的进一步改进，所述颅内状态监护系统探头还包括与所述探头触点通过传输导线连接的电连接器，所述探头触点通过所述电连接器与所述控制模块可插拔连接。

作为本发明的进一步改进，所述存储单元为EPROM或EEPROM。

相应地，一种上所述的颅内压监护系统探头的校准方法，包括以下步骤：

判断所述颅内压监护系统探头的工作状态；

若所述颅内压监护系统探头处于校零状态，所述控制模块控制获取此时的零漂值并存储于所述存储单元内；

若所述颅内压监护系统探头处于监测状态，所述控制模块控制获取所述存储单元内存储的零漂值进行校准。

与现有技术相比，本发明通过在颅内压监护系统探头的控制模块中增设存储单元，通过该存储单元存储颅内压监护系统探头的零漂值，应用时软件会调取该校准值去除误差, 此种校准方式在软件的配合下可以实现自动校准，使用方便，无需医生手动记录校准值，即使再换台终端系统也无需再次校准。

附图说明

图1是本发明一实施方式中颅内压监护系统的电路模块示意图；

图2是本发明一实施方式中颅内压监护系统的探头触点立体结构示意图；

图3是本发明一实施方式中颅内压监护系统的探头触点正视图；

图4是本发明一实施方式中颅内压监护系统的探头触点a-a方向的剖面图；

图5是本发明一实施方式中颅内压监护系统的探头触点侧视图；

图6A是现有技术中植入壳体在拔出颅骨时，与颅骨作用的情况图；

图6B是的本发明一实施方式中植入壳体在拔出颅骨时，与颅骨作用的情况图；

图7是本发明一实施方式中第一槽口在与植入壳体的轴心线平行的一平面上的投影图；

图8是本发明又一实施方式中第一槽口在与植入壳体的轴心线平行的一平面上的投影图；

图9是本发明又一实施方式中第一槽口在与植入壳体的轴心线平行的一平面上的投影图；

图10是本发明再一实施方式中第一槽口在与植入壳体的轴心线平行的一平面上的投影图；

图11是本发明一实施方式中在植入壳体上远离植入端的一侧设有异型孔的侧视图；

图12A-12F是本发明一实施方式中在植入壳体上远离植入端的一侧设有异型孔的俯视图；

图13是本发明一实施方式中颅内压监护系统的探头的校准方法步骤图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

如1图所示，本发明提供之颅内压监护系统探头所应用于的颅内压监护系统的一实施方式中，该探头包括探头触点10和控制模块20。探头通过将探头触点10放入病人颅内进行信号感测。颅内压监护系统包括探头，无线收发装置30，以及终端系统40。探头包括探头触点10和控制模块20，其中，探头触点10和控制模块20可通过传输线连接并进行信号传递，探头通过无线收发装置30将探头获取的表征颅内状态的生理数据（压力、温度等数据）无线传输至终端系统40。

如图2至图6B所示，颅内压监护系统用于有创的颅内监护。探头通过将探头触点10放入病人颅内进行信号感测。其中，在本实施方式中，探头触点10包括植入壳体11和布置在该植入壳体11内部的感测芯片18，其中，感测芯片18以不受机械应力的方式保持于植入壳体11中，以保证感测芯片18的传感过程不受外部装置或结构的干扰。

植入壳体11的内壁上还凸设有定位部16，该定位部16与感测芯片18彼此干涉。具体地，感测芯片18通过点胶工艺固定在定位部16上。植入壳体11具有彼此相对的两个端部，其中，定义靠近控制模块20的一端为近端，远离控制模块20的另一端为远端，从近端到远端延伸的方向为轴向，与所述轴向垂直的方向为径向。优选地，植入壳体11由钛合金或不锈钢材质制得，并采用一体成型设计，这样可使探头触点10在颅内插拔过程中不易发生断裂。植入壳体11的远端14优选设计为平滑的圆弧形或圆锥形，以在探头触点10进入病人颅内的过程中起到引导作用，不易损伤颅内组织。

在植入壳体11上连接远端14到近端15的侧壁上设有第一槽口12，第一槽口12可供感测芯片18通过，其中，第一槽口12的底部123与侧边沿124之间圆弧过渡。这里，需要说明的是，本发明中所提到的“第一槽口12的底部”是指在第一槽口12的侧视方向上，定义该第一槽口12最大深度的部分槽缘，而“侧边沿”则相应指第一槽口12的侧视方向上与第一槽口12的底部连接且弯折延伸的部分槽缘。当然，在一些实施方式中，第一槽口12的底部可能被构造为弧形而使得第一槽口的最大深度仅能够在某一点处取得，在这些实施方式中，第一槽口12的底部还应当被理解为包括自该取得最大深度的点处向两侧延伸至合理的范围，并且，通常地，所述“合理的范围”以第一槽口12的槽缘123的侧视投影开始呈相对更为显著地远离植入壳体11的轴心线投影为限。这里，需要理解的是，第一槽口12的“槽底”和“侧边沿”并非代表这两者在结构或功能上的区分或不同，而仅仅是为了定义的方便；在一些实施方式中，第一槽口12的槽底和侧边沿可以大致整体地由平滑圆弧构建，这种实施方式也应当被视为属于本发明的保护范围之内。

参图6A，在现有的技术中，由于植入壳体11a上的槽底123a与侧边沿124a之间并未由圆弧平滑连接，故在拔离颅腔时，该“连接处”会卡在颅骨（或其它组织）上，影响手术效果。对比图6B所示的上述实施方式提供的植入壳体11，两部分槽缘123和124的连接处圆弧平滑过渡，故在植入壳体11拔离时，该连接处起导引作用，从而确保植入壳体11不会卡在颅骨（或其它组织）上。

在本实施方式中，第一槽口12的槽深小于0.4mm，且更加优选地为0.15mm。由此，配合上述的第一槽口12特殊设置的构造，可以更佳地避免植入壳体11与颅内组织或颅骨的刮蹭。

第一槽口12在与植入壳体11的轴心线平行的任意平面上的投影中不包括彼此相接的直线投影边，进一步地，第一槽口在与植入壳体11的轴心线平行的任意平面上的投影中不包括直线投影边。第一槽口12被如此构造以使其在与植入壳体11的轴心线平行的一平面上的投影为轴对称的凸弧形，这里，需要说明的是，本申请各实施方式中所提到的“凸弧形”是指这样的一种封闭图形，若顺序连接该封闭图形上任意个点所构成图形为一凸多边形，则定义该封闭图形为凸弧形。

以下示范性地给出一些更加具体的实施方式，来对本发明第一槽口12的构造做进一步的说明：

参图7所示，在本发明一实施方式中，第一槽口12在与植入壳体11的轴心线平行的一平面上的投影可以为圆角矩形。

参图8所示，在本发明又一实施方式中，第一槽口12在与植入壳体11的轴心线平行的一平面上的投影包括两条直线投影边121以及分别连接两条直线投影边的两条圆弧投影边122。

参图9所示，在本发明又一实施方式中，第一槽口12在与植入壳体11的轴心线平行的一平面上的投影的两条直线投影边121与两条圆弧投影边122也可分别相切。

参图10所示，在本发明再一实施方式中，第一槽口12在与植入壳体11的轴心线平行的一平面上的投影为椭圆形，第一槽口12的边缘上任意处的曲率不为零，即第一槽口12的边缘没有直线缘的存在，由于多个直线缘的交接处可能会形成夹角，极大可能地会在探头触点10的插拔过程中刮蹭到头骨等，而通过避免在探头触点10中设置直线缘，可以防止上述夹角的形成，从而避免影响手术效果。 

以上几种第一槽口12边缘的设计都可以避免探头触点10在插拔过程中刮蹭到头骨。

作为优选的实施方式，上述的定位部16凸设于植入壳体11的内壁上，并限定有第二槽口13，该第二槽口13的开口尺寸小于第一槽口12的开口尺寸。具体地。在第一槽口12处向植入壳体11内部看去的视角上，定位部16以一圈台阶状凸设在植入壳体11的内壁上，感测芯片18通过点胶工艺架设并固定于该定位部16上。

为了防止颅内组织进入探头触点10，最终要在第一槽口12处设置密封感测芯片18的硅胶覆层。感测芯片18上设有可感测颅内压力值的压力传感器（未图示）以及可感测颅内温度值的温度传感器（未图示）。需要说明的是，感测芯片18在第一槽口12处虽被硅胶覆层密封在植入壳体11内，但是感测芯片18上的压力传感器和温度传感器依然可以透过硅胶覆层感测到颅内的压力值和温度值。具体地，压力传感器和温度传感器设置在感测芯片18的上表面，即朝向硅胶的表面，压力传感器和温度传感器将感测到的颅内压力和颅内温度转换为电信号并通过传输线（未图示）传递给控制模块20。

如图2所示，越靠近第一槽口12轴向上的两端，定位部16的宽度越收窄，直至在第一槽口12的两端中心点处消失。这样设计是为了芯片18引线的方便。具体地，由于定位部16只是存在于植入壳体11的内壁上并限定第二槽口13，且定位部16越靠近第一槽口12轴向上的两端，其宽度也越收窄，即感测芯片18与定位部16固定后，感测芯片18与植入壳体11内壁轴向上的两端存在缝隙以供传输线穿过，故，与压力传感器和温度传感器连接的传输线可从芯片18上表面引出，经过第一槽口12远端的缝隙处弯向芯片18的下表面，再经第一槽口12近端的缝隙处引出。

植入壳体11的近端15上设有出线孔17，该出线孔17从植入壳体11的近端15一直向内延伸到定位部16处并与第一槽口12近端的缝隙连通，优选地，该出线孔17为圆形，当然，在本发明的其他实施例中，可根据实际需要设计成其它适合的形状。从第一槽口12近端的缝隙引出的传输线可以经过出线孔17引出植入壳体11。优选地，为了保护和规整多根传输线，需要在传输线的外面包裹尼龙套管（未图示），传输线在出线孔内先行用尼龙套管包裹成一根传输线并与控制模块相连。优选地，尼龙套管与植入壳体11的近端15设置有胶以将两者粘合，以较佳地固定传输线及密封出线孔17。另外，由于定位部16的存在，如果在使用中尼龙套管向出线孔17内运动，尼龙套管只会与定位部16产生干涉，而不会接触到芯片18，避免对芯片18造成损伤或影响，这样的设计对芯片18起到了保护作用。

参图11，在植入壳体11上远离植入端的一侧开设异型孔19。这里所说的“植入端”是指在将植入壳体11植入颅腔中时，首先配合进颅腔的一端侧，本实施方式中，对应地，即异型孔19被设置为邻近出线孔17。这样设计的好处在于：在植入壳体11与传输线用胶或其它粘结材料进行连接时，胶或其它粘结材料中的部分会固化并固定成型于该异型孔19处，并在植入壳体11轴心线的方向与异型孔19相互卡持，进而增加植入壳体11和传输线的连接强度。

异型孔19的形状可以根据设计需要被设置为多种，在植入壳体11的俯视方向上：异型孔19可以被设置为圆形（图12A）、椭圆形（图12B、12C）、倒钩形（图12D、12E）、以及T形钩形（图12F）。尤其地，在图12D-12F所示出的实施例中，异型孔19中的胶或其它粘结材料成型后，会形成可与异型孔19卡持的倒钩，提供较佳的保持力。

在本实施方式中，控制模块20包括：输入接口（未图示）, 接口电路（未图示）, 输出接口（未图示）和存储单元（未图示）。探头触点10通过传输线（未图示）与控制模块20的输入接口连接, 优选地，探头触点10与控制模块20输入接口的连接方式是通过传输线直接连接。当然，在本发明的其他实施方式中，探头触点10与控制模块20输入接口的连接方式也可以通过电连接器（未图示）连接，探头触点10通过电连接器与控制模块20实现可插拔连接。这样设计的好处在于：每次使用完探头，只更换探头触点10，而将控制模块20保留，下次使用时，将一个新的探头触点直接与控制模块20的连接器插接即可，可节约成本。

如图1所示，在本实施方式中，无线收发装置30包括：输入接口31、运算放大器32、反馈模块321、A/D转换器33、控制器34、无线模组35、输出接口（未图示）、天线36、电源管理器37、电源开关371、电源372、调试接口38、以及信号指示模块39，其中，反馈模块321连接在控制器34和运算放大器32之间，调试接口38与控制器34连接，信号指示模块39与无线模组35连接，无线收发装置30的用于将探头获取的表征颅内状态的生理数据（压力、温度等数据）无线传输至终端系统40。

控制模块20通过无线收发装置30与终端系统40进行通信。其中，控制模块20上集成有存储单元，以储存探头触点10获取的零漂值，控制模块20还可利用该存储单元内存储的零漂值对颅内压监护系统探头进行校准。优选地，该存储单元还可用于存储压力传感器和温度传感器感测到的颅内的压力值和温度值以及监护病人的病历信息，从而使得所述压力值、温度值及病人的病历信息具有可追溯性。示范性地，存储单元为EPROM或EEPROM。

如图11所示，在探头第一次使用时，还需对探头进行校准操作，该校准方法包括以下步骤：

S1、判断颅内压监护系统探头的工作状态。

S2、若颅内压监护系统探头处于校零状态，控制模块20控制获取此时的零漂值并存储于存储单元内。

具体的操作中，例如将探头触点10放入参数已知的标准溶液中，并通过颅内压监护系统软件读取测试值, 经过软件分析计算，确认误差得到此时零漂值。所述的标准溶液可以为生理盐水。

S3、若颅内压监护系统探头处于监测状态，控制模块控制获取存储单元内存储的零漂值进行校准。

控制模块20中的存储单元存储有在预先的校零过程中得到的零漂值，在正常应用时，控制模块20可以调取该零漂值去除检测误差, 此种校准方式在软件的配合下可以实现自动校准，使用方便，无需医生手动记录零漂值，即使在终端系统被更换的情况下也无需再次校准。

具体的监测过程中，探头经过校准后，将探头触点10放入病人的颅脑内，其通过感测芯片18上的压力传感器和温度传感器感测病人颅内的压力值和温度值并将感测到的压力值和温度值转换成电信号, 电信号通过传输线传输到探头控制模块20的输入接口, 并经过接口电路匹配, 转换后输出到控制模块20的输出接口。控制模块20的输出接口再与无线收发装置30连接,具体地，控制模块20的输出接口与无线收发装置30输入接口31相连, 无线收发装置30的输入接口31接收经过控制模块20匹配后的电信号, 并对其滤波处理后传输至运算放大器32，运算放大器32和反馈模块321一起完成对电信号的放大调节, 使得电信号达到一定的增益；接着，A/D转换器33对经过放大后的电信号进行采样处理, 转换成数字信号；控制器34读取A/D转换器转换后的数字信号,并分析计算后得到对应的压力值和温度值；同时，控制器34控制无线收发装置30与终端系统40实现无线通信。这里的终端系统40可以例如是监护仪、智能手机、PAD等，无线收发装置30例如通过蓝牙协议或wifi协议等将压力值和温度值发送给终端系统40，同时，也可以接收来自终端系统40的指令或数据。

无线收发装置30通过移动电源进行供电, 优选地，这里所说的移动电源可以是化学电池或蓄电池，电源管理模块37用于检测电池的剩余电量, 并具有电源功率异常告警和充电管理等功能。电源开关371用于控制电源372的打开和关闭。无线模组35连接信号指示模块39, 例如指示灯, 液晶显示屏等。信号指示模块35用于显示无线数据传输和无线收发装置30的工作状态以便使用者能实时了解设备的工作情况。

以下再具体以监护仪作为终端系统40举例说明颅内压监护系统的工作方式：监护仪内的无线收发模块和颅内压无线收发装置30可建立无线连接（即无线通信），监护仪内的处理器通过无线收发模块可以收到颅内压无线收发装置30发送的压力值和温度值, 监护仪的处理器对这些测量值进行数据处理后在显示器上绘制出实时曲线；同时处理器将压力值和温度值写入到监护仪的存储单元,便于数据的查询、追溯和统计。监护仪的按建输入模块可以对监护仪进行数据、指令等操作的输入；另外，在监护仪和颅内压无线收发装置30建立无线连接时也可以对其进行数据和指令的操作, 例如自动校准等。监护仪内的电源接口可以连接110v或220v的电网, 该电源接口集成有过压过流保护功能。监护仪的输出接口电路提供各种通用接口便于用户连接访问仪器, 如串口、并口、USB口等。

另外，当智能手机或PAD作为终端系统40通过无线通讯与颅内压监护系统的无线收发装置30建立一对一连接时，医生也可以通过APP软件查看测量数据，实现手机与颅内压无线收发装置30的无线互联，在线实时了解每位患者的病情，同时收集各个病房内病人参数的实时变化，使医生在值班室就可获得每位病人的身体状况，并能够在病人病危时自动提醒医生。 

在此值得一提的是，本发明中的颅内压监护系统探头还可通过监护仪的无线收发装置与护士站的中央监控系统（未图示）建立无线互联，中央监控系统提供集中监控功能，设有显示器（未图示），网络服务器（未图示），无线信号收发器（未图示），报警装置（未图示），中央监控系统的网络服务器通过无线信号收发器和各监护仪内的无线收发装置建立无线连接，也可以直接与无线收发装置30建立无线连接，实时获取测量数据，并在显示器上显示测量数据，中央监控系统可自动分析各监护仪监测病人颅内的压力和温度异常情况，异常或突发情况下触发报警装置以便医护人员能够及时有效的采取相对应的救治措施。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种颅内压监护系统探头，包括探头触点以及与所述探头触点连接的控制模块，其特征在于，所述控制模块上集成有存储单元，其中，所述控制模块至少用于将所述探头触点获取的零漂值存储至所述存储单元、以及利用所述存储单元存储的零漂值对所述颅内状态监护系统探头进行校准。

2.根据权利要求1所述的颅内压监护系统探头，其特征在于，所述探头触点包括植入壳体以及设置于所述植入壳体内的感测芯片，所述感测芯片上设有压力传感器和温度传感器，所述存储单元还用于存储所述压力传感器和温度传感器感测到的颅内的压力值和温度值。

3.根据权利要求2所述的颅内压监护系统探头，其特征在于，所述存储单元还用于存储监护病人的病历信息。

4.根据权利要求2所述的颅内压监护系统探头，其特征在于，所述感测芯片以不受机械应力的方式保持于所述植入壳体内。

5.根据权利要求4所述的颅内压监护系统探头，其特征在于，所述植入壳体的内壁上还凸设有可与所述感测芯片彼此干涉的定位部。

6.根据权利要求5所述的颅内压监护系统探头，其特征在于，所述植入壳体上开设有可供所述感测芯片通过的第一槽口，所述定位部限定有第二槽口，所述第二槽口的开口尺寸小于所述第一槽口的开口尺寸。

7.根据权利要求2所述的颅内压监护系统探头，其特征在于，所述植入壳体一体成型。

8.根据权利要求1所述的颅内压监护系统探头，其特征在于，所述颅内状态监护系统探头还包括与所述探头触点通过传输导线连接的电连接器，所述探头触点通过所述电连接器与所述控制模块可插拔连接。

9.根据权利要求1所述的颅内压监护系统探头，其特征在于，所述存储单元为EPROM或EEPROM。

10.一种如权利要求1所述的颅内压监护系统探头的校准方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

判断所述颅内压监护系统探头的工作状态；

若所述颅内压监护系统探头处于校零状态，所述控制模块控制获取此时的零漂值并存储于所述存储单元内；

若所述颅内压监护系统探头处于监测状态，所述控制模块控制获取所述存储单元内存储的零漂值进行校准。