CN107072527A - 用于测量对象中的颅内压icp的方法和设备 - Google Patents

用于测量对象中的颅内压icp的方法和设备 Download PDF

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Abstract

根据一方面，提供了一种用于测量对象中的颅内压ICP的方法，所述方法包括：检测自发性视网膜静脉脉动SRVP是否在所述对象的头部的取向改变时在所述对象的眼睛中发生；识别SRVP开始发生或停止发生时所述对象的所述头部的所述取向；并且使用SRVP开始发生或停止发生时所述对象的所述头部的所识别的取向来确定所述对象中的所述ICP。

Description

用于测量对象中的颅内压ICP的方法和设备
技术领域
本发明涉及对象中的颅内压的测量，并且尤其涉及用于测量ICP的无创方法和设备。
背景技术
对象的颅内压(ICP)是人类颅骨内部并且因此在脑组织中的压力。因此，维持稳定的ICP对于保护大脑来说非常重要。在健康人群中，ICP的范围通常在7mmHg至15mmHg之间。颅内高血压，(即，ICP超过20mmHg)可能导致潜在的永久性脑损伤，并可能导致死亡。
升高的ICP是神经外科患者和神经系统患者的常见问题，可能由几种原因引起，例如创伤性脑损伤、动脉瘤、脑肿瘤或中风。升高的ICP是创伤性脑损伤后预后不良的预测因子。
先前患有严重头部损伤、脑内和蛛网膜下腔出血、脑卒中引发的水肿和若干其他情况的对象进行ICP监测。在许多情况下，这些对象接受治疗，其目的是降低ICP或与ICP密切相关的脑灌注压(CPP)。
目前，ICP测量的金标准涉及将连接到外部压力换能器的心室内引流管插入侧脑室中的一个。这种有创测量具有严重的缺点，例如外科医生需要插入引流管，感染的风险(约6-11％并随时间增加)以及对于具有严重脑肿胀的对象难以将导管插入。通过脑实质内探针提供了一种备选但仍为有创的技术。尽管这种技术与较低的感染风险相关联，但是这种测量技术受到零参考的漂移的阻碍，导管一旦就位就无法重新校准零参考。
鉴于ICP监测的强烈的临床兴趣，已经提出了许多无创技术来克服有创ICP测量的缺点：
-计算机断层摄影能够揭示与ICP升高相关的解剖变化。然而，在所有升高的ICP的情况下，都不会发生这种解剖变化。
-经颅多普勒超声检查通过测量颅内血流量的脉动来提供间接的ICP评估。
-超声飞行时间技术测量颅盖或颅内结构的声学特性，假设这些特性由于ICP升高引起的压缩而发生变化。只有相对的变化才能被测量出来，所以这些技术要求常常不可用的基线测量。
-鼓膜置换测量颅内压对声反射的效应。然而，该技术对于临床监测而言不够准确。
-眼科检查能够检测由于阻塞静脉血流引起的眼底变化，如充血和乳头状水肿。然而，这些变化是在ICP升高的早期阶段期间不可见的延迟迹象。
-视神经鞘直径(ONSD)是ICP的另一指标，能够通过超声或磁共振成像(MRI)进行测量。然而，它的准确性受到测量位置的定义的阻碍。
-眼压力学测量通过对眼球施加逐渐增加的压力来测量视网膜静脉流出压力，其大约等于ICP。当视网膜静脉塌陷时，测量ICP作为施加的外部压力与之前测量的眼内压的总和。
-双深度经颅多普勒超声测量颅骨内部和外部(眼睛附近)两者的眼动脉的流动特性。随后，对围绕眼睛的组织施加逐渐增加的压力，直到颅骨内部和外部的流动特性相同。此时，ICP通过外部压力进行近似。
尽管对无创ICP评估进行了大量的研究工作，但是尚未有开发出的方法被大量采用在临床实践中。因此，高度突出的有创测量仍然是ICP测量的金标准。由于与有创手术相关联的风险和缺点，ICP监测在许多临床条件下根本不可用。
上述所有ICP测量技术都涉及高度先进的点测量，这只能由熟练的临床医生进行。因此，有创ICP测量和新的无创ICP测量两者只能在医院执行。这对于可能希望留在家中的从例如中风或创伤性脑损伤恢复的对象进行ICP监测提出了重大的实际问题。此外，目前的技术远远达不到连续监测ICP的理想方案。
因此，仍然需要进行微创且较不复杂的ICP测量，如果需要，它将适合于在医院外的连续ICP监测(例如用于在家中监测ICP)。
发明内容
本领域已知当颅内压(ICP)小于眼内压(IOP)时，在对象的眼睛中发生脉动。脉动出现在视网膜静脉中，其通过眼睛(其经受IOP)和蛛网膜下腔(其经受ICP)两者。这些脉动被称为自发性视网膜静脉脉动(SRVP)，并且被视为(一条或多条)视网膜静脉穿过视神经盘时的其口径的细微变化。SRVP在A.Jacks和N.Miller的“Spontaneous retinal venouspulsation:aetiology and significance”(J Neurol Neurosurg Psychiatry，2003年1月，第74卷，第1期，第7-9页)中有描述。这些脉动是健康个体的常见现象，并且在ICP升高的人群中趋于消失。尽管在ICP升高的情况下静脉脉动不存在的确切生理原因尚不清楚，但是对象眼睛中SRVP的出现是由ICP与IOP之间的平衡来确定的。尤其地，当IOP等于ICP时，SRVP出现或消失(即，当ICP低于IOP时SRVP出现在眼睛中，当ICP大于IOP时SRVP不存在)。
当对象的头部从正常的直立位置倾斜时，颅内空间(其处于ICP)相对于眼睛(其处于IOP)的高度变化引入静水压差。在一定的倾斜角度下，静水压差能够导致IOP等于ICP，这能够通过观察SRVP出现或消失的角度来确定。因此，本发明提供了当对象的头部角度变化时在对象的眼睛中检测SRVP的存在以及SRVP出现或消失的角度(根据头部倾斜的方向适当地)用于确定ICP。
根据第一方面，提供了一种用于测量对象中的颅内压ICP的方法，所述方法包括：检测自发性视网膜静脉脉动SRVP是否在所述对象的头部的取向改变时在所述对象的眼睛中发生；识别SRVP开始发生或停止发生时所述对象的所述头部的取向；并且使用SRVP开始发生或停止发生时所述对象的所述头部的所识别的取向来确定所述对象中的所述ICP。
在一些实施例中，使用所识别的取向来确定所述对象中的所述ICP的步骤包括：使用所识别的取向来确定在预定取向处的所述对象的所述眼睛中的眼内压IOP与所述ICP之间的压力差。
在一些实施例中，使用所识别的取向来确定所述对象中的所述ICP的步骤还包括：根据在所述预定取向处的所述对象的所述眼睛中的所述IOP的测量结果和在所述预定取向处的所确定的压力差来确定所述ICP。
在一些实施例中，所述预定取向是所述对象的所述头部直立的取向。
在一些实施例中，在没有识别出SRVP开始发生或停止发生时的取向的情况下，所述方法还包括以下步骤：提供指示所述ICP超过阈值的输出。
在一些实施例中，所述对象的所述头部的所述取向是所述头部围绕垂直于通过所述对象的所述头部或身体的矢状面的轴线的旋转角度。
在一些实施例中，所述取向是使用被布置为随着所述对象的所述头部移动的传感器来测量的。
在一些实施例中，所述传感器是正被佩戴在所述对象的所述头部上的设备的部分。
在备选实施例中，所述取向是使用被附接到所述对象正坐着或躺着的桌台、床或椅子或所述桌台、床或椅子的部分的传感器来测量的，，并且其中，所述方法还包括以下步骤：在检测是否在所述对象的所述眼睛中发生SRVP的同时改变所述桌台、床或椅子的取向以改变所述对象的所述头部的所述取向。
在一些实施例中，所述传感器是加速度计或陀螺仪。
根据第二方面，提供了一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质具有嵌入在其中的计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为使得当由合适的计算机、处理器或控制单元运行时使所述计算机、处理器或控制单元执行上述方法中的任一项。
根据第三方面，提供了一种用于测量对象中的颅内压ICP的设备，所述设备包括：第一传感器，其用于检测自发性视网膜静脉脉动SRVP是否在所述对象的头部的取向改变时在所述对象的眼睛中发生；第二传感器，其用于测量所述对象的所述头部的取向；以及控制单元，其被配置为根据来自所述第一传感器和所述第二传感器的输出来识别SRVP开始发生或停止发生时所述对象的所述头部的所述取向；并且使用在SRVP开始发生或停止发生时所述对象的所述头部的所识别的取向来确定所述对象中的所述ICP。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为通过以下来使用所识别的取向来确定所述ICP：使用所识别的取向来确定在预定取向处的所述对象的所述眼睛中的眼内压IOP与所述ICP之间的压力差。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为通过以下来使用所述识别的取向来确定所述对象中的所述ICP：根据在所述预定取向处的所述对象的所述眼睛中的所述IOP的测量结果和所述预定取向处的所确定的压力差来确定所述ICP。
在一些实施例中，所述设备还包括用于测量所述对象的所述IOP的传感器或测量装置。
在一些实施例中，所述预定取向是所述对象的所述头部直立的取向。
在一些实施例中，所述控制单元还被配置为在没有识别出SRVP开始发生或停止发生时的取向的情况下提供指示所述ICP超过阈值的输出。
在一些实施例中，所述对象的所述头部的所述取向是所述头部围绕垂直于通过所述对象的所述头部或身体的矢状面的轴线的旋转角度。
在一些实施例中，所述设备被配置为被佩戴在所述对象的所述头部上。
在备选实施例中，所述第二传感器被附接到所述对象要坐着或躺着的桌台、床或椅子或所述桌台、床或椅子的部分，其中，所述桌台、床或椅子适于使得所述桌台、床或椅子的取向能够被改变以便改变所述对象的所述头部的所述取向。
在一些实施例中，所述第二传感器是加速度计、陀螺仪或相机。
附图说明
为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地示出如何执行本发明，现在将仅通过范例的方式参考附图，在附图中：
图1是根据本发明的实施例的用于测量ICP的设备的框图；
图2图示了对象的头部的可能的倾斜角度；
图3示出了图示对于三个ICP值的对象的头部的角度与IOP与ICP之差之间的关系的曲线、图示对于三个ICP值的对象的头部的角度与SRVP幅度之间的关系的曲线以及图示对于三个ICP值的对象的头部的角度与对象的眼睛中的SpO2测量结果的关系的曲线。
图4是图示根据本发明的实施例的测量ICP的方法的流程图。
图5是图示根据本发明的实施例的处理步骤的示意图。
图6示出了表示能够被测量的头部的倾斜角度的备选角度。
具体实施方式
如上所述，本发明提供了通过使头部倾斜应用ICP与眼内压(IOP)之间的可变静水压差来确定颅内压(ICP)，这允许自发性视网膜静脉脉动(SRVP)起始或中止的压力被发现。然后使用发生SRVP起始或中止的角度来确定ICP。因此，能够以不引人注意的方式发现ICP，并且能够例如使用简单的用户佩戴或携带的设备(例如一副眼镜、眼罩、头戴式设备、头盔等)来测量ICP。
图1示出了根据本发明的实施例的用于测量ICP的设备的框图。设备2包括用于测量或检测对象的眼睛中的SRVP的存在的传感器4和用于测量相对于对象的颅内空间的眼内空间的高度(或眼内空间与颅内空间之间的高度差)的传感器6。该高度差能够由传感器6来测量，所述传感器6测量或估计对象的头部的取向。在优选实施例中，传感器6用于检测或测量对象的头部相对于参考位置的角度。在其他实施例中，传感器6能够包括观察对象的头部的相机(在这种情况下，来自相机的图像被处理以识别头部的取向，并且因此识别眼内空间与颅内空间之间的高度差)。
传感器4、6向处理测量结果的控制单元8提供相应的测量结果(以适当的信号的形式)，以确定对象的ICP。控制单元8控制根据本发明的设备2的操作。控制单元8能够包括一个或多个处理器、处理单元、多核处理器或处理模块。
设备2还包括用于存储能够由控制单元8运行以执行根据本发明的方法的计算机可读程序代码的存储器模块10。存储器模块10还能够用于存储在由控制单元8处理之前、期间和之后来自传感器4、6的测量结果，以及完成该处理所要求的任何中间产物或其他数据。
传感器4能够是用于测量或检测对象的眼睛中SRVP的存在的任何合适的传感器，并且传感器4的输出在某些情况下可以是仅仅指示SRVP存在或不存在的信号。在一些实施例中，作为检测SRVP的存在的一部分，传感器4应当能够区分动脉脉动与静脉脉动。
一种合适类型的传感器使用类似见于在脉搏血氧测定(SpO2)传感器中的光学传感器技术。SpO2传感器通过检测特定波长的光吸收光谱中的脉动变化来测量脉动血流，因为众所周知，氧合血液具有与脱氧血液不同的光吸收光谱。通过测量两个不同波长处(例如在红色(例如660nm)和红外(例如940nm)波长)的吸收光谱，能够使用来自SpO2传感器的输出来计算氧合血液和脱氧血液的相对量以及因此在动脉中氧合的血液的百分比(因为静脉通常不会脉动)。
为了检测对象的眼睛中SRVP的存在，能够使用基于反射脉搏血氧测定法的传感器4，并且传感器4包括输出两个或更多个不同波长的光的一个或多个光源以及能够测量那些两个或更多个不同波长的光的一个或多个光传感器。光(以不会损伤眼睛的强度)照射到对象的眼睛，并且通过(一个或多个)光传感器测量每个波长的反射光的强度。根据表示反射光的强度的信号能够确定基线信号、动脉脉动信号和静脉脉动信号。应当理解，在一些实施例中，传感器4能够包括用于根据光信号确定SRVP的存在或不存在的适当处理电路，但是在其它实施例中，传感器4能够将原始光强度信号输出到控制单元8，并且控制单元8能够处理光强度信号以确定SRVP的存在或不存在。
在一些实施例中，传感器4能够包括用于测量眼睛中的SpO2的传感器和用于测量对象的手指(或其他合适位置)处的SpO2的另一脉搏血氧测定传感器，并且SpO2测量结果被比较。当存在SRVP时，它们将贡献于在眼睛中测量的脉动信号，并且由于SRVP构成脱氧脉动而引起眼睛中的SpO2读数将低于手指中的SpO2读数。另一方面，当SRVP不存在时，只有眼动脉将贡献于SpO2读数，因此该SpO2读数将与来自手指传感器的读数相同。
在一些实施例中，手指处的SpO2的测量结果用于校准目的。手指(或SpO2读数反映动脉血氧饱和度的任何其他位置)处的SpO2测量结果提供了SpO2动脉的值(如下面的公式(1))。如果不存在SRVP，眼睛中的SpO2读数将与参考测量结果相同；如果存在SRVP，眼睛中的SpO2读数将低于参考测量结果。这种关系的范例如以下的图3(c)所示，其中，SpO2动脉＝98％。
在其他实施例中，传感器4能够仅包括用于测量眼睛中的SpO2的传感器，并且通过检测SpO2读数的显著变化来检测SRVP的起始或中止。尤其地，通过根据随头部取向改变的常数值检测SpO2读数的变化来检测SRVP的起始，并且通过检测SpO2读数现在是常数值而在先前在头部取向变化时变化来检测SRVP的中止。
如Golzan等人在“Non-invasive estimation of cerebrospinal fluidpressure waveforms by means of retinal venous pulsatility and central aorticblood pressure”(Ann.Biomed.Eng，第40卷，第9期，第1940-1948页，2012年)中所述，SRVP的幅度大致线性地取决于IOP和ICP之间的差。在本发明的实施例中，SRVP幅度A静脉被认为是静脉脉动的度量。然后将SpO2读数计算为脉动动脉血和静脉血中的SpO2的加权平均值，为
在这个计算中，假定动脉脉动的幅度A动脉以及动脉血(这里98％)和静脉血的SpO2是恒定的。静脉脉动的幅度是作为角度的函数而变化的唯一参数，因此，SpO2读数将反映如图3所指示的静脉脉动。在图3中能够观察到，SRVP的起始对应于其中眼睛的SpO2读数达到反映动脉氧合SpO2动脉的恒定值的角度。
在另一实施例中，能够通过利用在舒张期期间发生静脉脉动而在收缩期期间发生动脉脉动的事实来检测是否存在SRVP。这意味着动脉脉动信号与静脉脉动信号之间存在大约180度的相位差。在一种方法中，可以将动脉脉动信号与静脉脉动信号加在一起，并且信号的总和将由主要频率表征，所述主要频率恰好是心率的两倍，这是因为静脉信号中的峰值与动脉信号中的谷值一致，因此在每次心跳期间创建两个不同的峰。如果在每次心跳的总和信号中观察到单个峰值，则该峰值必须与动脉脉冲相关，并且因此不存在SRVP。如果每次心跳观察到两个峰值，则一个对应于动脉脉冲，而一个对应于SRVP。
能够用于检测SRVP的存在或不存在的另一类型的传感器4是与视频处理软件一起使用的基底相机，其能够自动地看到静脉脉动(例如由Moret等人在“Visualization offundus vessel pulsation using principal component analysis”(IOVS，第52卷，第8期，第5457-5464页，2011年)所描述的。
如上所述，在优选实施例中，传感器6用于检测或测量对象的头部的取向(例如，角度)，并且能够是任何合适的传感器，所述传感器输出能够用于提供对象的(一只或两只)眼睛的高度或眼内空间相对于其颅内空间的高度的指示。对象的头部的角度(也称为倾斜角度)是头部围绕垂直于通过对象的头部或身体的矢状面的轴线的旋转角度(其中，矢状面被赋予其在解剖学上的通常意义)。能够从任何合适的参考点(例如垂直轴线(例如平行于重力作用的方向)或水平平面(在地球参考系中定义的垂直和水平))测量角度。用于测量取向的合适的传感器包括观察对象的头部的陀螺仪、加速度计或相机。
图2图示了能够由传感器6测量并且能够表示对象的头部的倾斜角度的示例性角度α。在该范例中，测量在垂直于地球参考系中的垂直方向的平面20(平面20也称为水平面20)与穿过对象的头部的横向平面22(横向平面被赋予在解剖学中通常的意义)之间的角度α并且角度α表示对象的头部围绕垂直于通过对象的身体的矢状面的轴线的旋转(但是可以理解，旋转轴线不需要通过对象的头部或身体，如图2所示)。图2以相对于水平面20的三个不同的角度α＝-30°，α＝0°和α＝30°图示了对象的头部，。当α＝0°时，对象的头部被称为“直立”，在该图中，负角度表示对象的头部从直立位置向前倾斜，而正角度表示对象的头部从直立位置向后倾斜。如上所述，能够备选地相对于竖直轴线(如下面的图6所示)或任何其他期望的参考轴线来测量旋转角度。
应当理解，对象的头部的角度能够通过对象相对于其身体的其余部分移动其头部(即，通过颈部的屈曲或伸展)或者通过对象上部或整个身体倾斜而相对于地球参考系变化。尤其地，在一些实施例中，对象能够坐在或躺在桌台、床或椅子上，所述桌台、床或椅子能够手动地或自动地移动一定范围的角度以倾斜对象并且使得ICP能够被测量。在这些实施例中，传感器6能够与桌台、床、椅子或倾斜机构集成，或者是当对象坐在或躺在桌台、床或椅子上时由对象佩戴或携带的设备的一部分。在这些实施例中，应当理解，对象的头部的倾斜角度将与桌台、床或椅子的倾斜角度相同。
在一些实施例中，取向传感器6是陀螺仪，当设备2在使用时(例如通过并入到一副眼镜或者是倾斜台或床的一部分)，所述陀螺仪相对于对象的头部保持固定的关系，使得能够根据陀螺仪的输出来确定对象的头部的角度(以及相对于在地球参考系中固定的平面的角度)的变化。
角度传感器6的另一合适类型是加速度计，当设备2使用时，所述加速度计相对于对象的头部保持固定关系。当对象头部存在很少运动(或加速度)或不存在的运动(或加速度)时，加速度计的输出将代表重力作用的方向，并且能够根据加速度计测量结果来确定对象的头部相对于在地球参考系中固定平面的角度。加速度计6可以是测量一维、二维或三维加速度的一维、二维或三维加速度计。加速度计6能够根据任何期望的操作或采样频率进行操作，以测量加速度，例如50Hz。
如上所述，提供传感器6以便测量对象的眼内空间相对于颅内空间的高度。由于当头部处于直立位置(取决于对象的解剖结构)时眼内空间和颅内空间不一定处于相同的高度，因此有必要考虑该初始高度差以便能够计算眼内空间和颅内空间的相对高度。能够通过测量或观察通过眼内空间的中心颅内空间的中心的平面与水平面之间的角度α0来确定该初始高度差。α0如图2所示。
眼内空间与颅内空间之间的高度差能够使用以下方法来计算：
Δh＝Lsin(α–α0) (2)
其中，L是眼内空间与颅内空间之间的距离(其由对象的解剖结构决定)。
在一些实施例中，能够通过观察对象来测量L和/或α0，但在其他实施例中，L和/或α0的值可以是固定值(例如，对于L为6cm，对于α0为25°)或从基于人群的统计确定的值。
在本发明的一些实施例中，设备2还包括用于测量对象的IOP的传感器或测量装置12。该传感器12用于测量对象的IOP，并将IOP测量结果提供给控制单元8，以用于根据本发明确定对象的ICP。在设备2不包括传感器12的实施例中，控制单元8能够被配置为从外部源获得IOP测量结果，例如单独的IOP测量装置或具有存储在其中的合适的IOP测量结果的计算机，或者IOP测量能够由设备2的用户手动输入到设备2中(例如，由对象自己或由医学护理提供者)。IOP测量装置(不管是设备2的一部分还是与设备2分开)能够是Goldmann眼压计，或者更优选地(鉴于使ICP测量尽可能是非干扰和无创的目的)，不要求与眼睛进行物理接触的眼压计，例如使用吹气或空气脉冲测量IOP的眼压计。在一些实施例中，能够使用被放置在对象的眼睛上的隐形眼镜来测量IOP。合适的隐形眼镜包括Sensimed(www.sensimed.ch/en/sensimed-triggerfish/sensimed-triggerfish.html)。
在图1中图示的本发明的实施例中，设备2包括收集和处理SRVP的测量结果和头部的取向的单个单元。该设备2能够由对象佩戴或携带(并且能够是例如一副眼镜，眼罩，头戴式设备，头盔等)，或者该设备2也能够被集成到另一装置中，例如床、椅子或桌台。在备选实施例中，对测量结果的处理能够在远离传感器4、6的控制单元中执行(例如在佩戴在对象的身体的不同部位上的单元中，在基本单元或能够位于对象的家中的计算机中，或位于医学护理服务提供者的场所中的远程服务器)，在这种情况下，设备2将包括要由对象佩戴的传感器单元(类似于图1中所示的传感器单元)，并且其包括用于将测量结果发射到远程单元中的控制单元的合适的发射器、收发器或通信电路。在任一实施例中，设备2能够是ICP监测系统的一部分，所述ICP监测系统的一部分包括显示器或其他视觉指示器(其本身能够是设备2的一部分或与设备2分开)，所述显示器或其他视觉指示器能够用于向对象或临床医生指示所确定的ICP。
在实际的实施方式中，设备2可以包括除了图1所示和上面描述的那些以外的其他或另外的部件，诸如允许对象激活和/或操作设备2的用户接口，以及用于为设备2供电的电源，例如电池。用户接口可以包括允许用户(例如，对象)交互和控制设备2的一个或多个部件。作为范例，一个或多个用户接口部件能够包括开关、用于激活和停用设备2和/或测量过程的按钮或其他控制器件。用户接口部件还能够或者备选地包括显示器或其他视觉指示器，以用于向对象提供关于设备2的操作的信息，包括显示所测量的ICP。
图3示出了几条曲线，图示了对于三个不同的ICP值，头部取向或角度如何与IOP和ICP之差相关(图3(a))，对象的眼睛中的SRVP的幅度(图3(b))和对象的眼睛中的SpO2读数(图3(c))。对于图3中的曲线，假设IOP为15mmHg，K值(见下文)为6mmHG，α0为20°。x轴上示出的角度为α。
图3(a)图示了对于三个不同的ICP值：ICP＝10mmHg(由虚线表示)，18mmHg(由点线表示)和20mmHg(由点划线表示)，对象的角度α与IOP与ICP之差(ΔP)之间的关系。当ΔP大于0(即，IOP大于ICP)时，如图3(b)所示，SRVP将存在于对象的眼睛中(能由传感器4检测到，如图3(c)所示)。当ΔP小于0(即，IOP小于ICP)时，SRVP将不会存在于对象的眼睛中(因此传感器4将不会检测到SRVP)。
基于15mmHg的IOP，10mmHg的ICP，SRVP出现的角度α(“起始角”，指代为αSRVP)为49°。在小于49°的角度，存在SRVP(如图3(b)中的非零SRVP幅度所示))，并且能够通过观察眼睛的SpO2测量结果来检测(如图3(c)所示)。在超过49°的角度，SRVP不存在(由图3(b)中的零幅度指示，眼睛SpO2测量结果达到最大值(98％)。
在ICP为18mmHg的第二范例中，SRVP出现的角度α(“起始角”，αSRVP)为-37°。在小于-37°的角度，存在SRVP，并且在大于-37°的角度，SRVP不存在。
在ICP为20mmHg的第三范例中，对于通过倾斜头部引起的静水压力变化以允许SRVP出现，ICP相对于IOP过高。因此，不存在SRVP出现的角度α。
图4是图示根据本发明的实施例的测量ICP的方法的流程图。在第一步骤101中，使用SRVP传感器4来检测SRVP是否在对象的眼睛中发生。SRVP传感器4用于在对象的头部的取向改变(由于头部围绕垂直于通过对象的身体的矢状面的轴线的旋转而引起的取向改变)时检测SRVP的存在。应当理解，对象可以在其头部处于任何可能的角度(例如0°,+90°,-90°或之间或之外的任何角度)开始该方法。
在对象头部的取向改变时，SRVP传感器4可以在特定点或时间检测到SRVP不再存在(或者SRVP现在存在，而先前它们不存在，取决于对象的头部的旋转方向)。在步骤103中，SRVP传感器4检测到SRVP不再存在(或者现在存在SRVP，而先前它们不存在)的对象的头部的取向由取向传感器6来确定。
应当理解，步骤101和103能够以几种方式来执行。在一个实施方式中，SRVP传感器4和取向传感器6两者连续地(或根据其测量频率周期性地)测量它们各自的特性(即，SRVP的存在和头部的取向)，并且这些测量结果能够被实时地或稍后处理以识别SRVP何时出现/消失(适当时)以及当时的头部取向。在备选实施方式中，能够实时地处理SRVP传感器4的输出，以识别SRVP何时出现/消失，并且当发生时激活取向传感器6以测量头部的取向。
一旦确定SRVP出现或消失的取向(取决于头部的旋转方向)，则该方法移动到步骤105，其中，使用所识别的取向来确定ICP。在下文中，SRVP出现或消失的取向/角度被指代为αSRVP。下面参考图5来描述用于使用角度αSRVP确定ICP的示例性技术，图5是图示根据本发明的实施例的处理步骤的示意图。处理块30对应于图4中的步骤103。
如上所述，改变对象的头部的倾斜角度会影响ICP与IOP之间的静水压差。静水压差的变化可能意味着在对象的头部的某一角度IOP将等于ICP，其将由对象眼睛中的SRVP出现或消失的角度αSRVP指示。因此，在αSRVP处，IOP＝ICP。
IOP与ICP之间的标称压差，即头部直立时的压力差(角度α为0°)，(其指代为ΔP0)，能够根据角度αSRVP来直接确定。
在角度α处，IOP与ICP之间的压差由下式给出：
IOP–ICP≈K[sin(α–α0)+sin(α0)]+ΔP0 (3)
其中，K仅由对象的头部的解剖结构决定。Ksin(αSRVP)表示颅内空间与眼内空间之间的静水压差。这仅由两个空间之间的高度差(由上述公式(2)给出)确定，并且K是压力差的幅度，并且由两个空间的中心之间的距离(L)乘以每单位距离的静水压力(其由ρg给出，其中，ρ表示介质的密度，例如等于水的密度，1000kg/m3，g表示重力加速度，例如9.81m/s2))来确定。K的值仅取决于对象的解剖结构(并且能够是根据合适的对象群体的统计分析导出的值)。
在角度αSRVP处，压力差为0，因此能够根据下式在处理块32中计算ΔP0：
ΔP0＝–K[sin(αSRVP–α0)+sin(α0)] (4)
一旦导出了ΔP0，就能够确定对象的ICP(处理框34)。这要求对对象的IOP的标称测量结果，即当头部处于标称位置(即，角度α为0°)时IOP的测量结果。该测量结果指代为IOP0并且由IOP传感器12提供。优选地，在确定ICP的时间周围获得测量结果IOP0，这是因为IOP能够在一天内变化大约3-6mmHg。如上所述，IOP传感器12能够基于Goldmann眼压计、内置于隐形眼镜的传感器或其他可用技术。
使用IOP测量结果，ICP在块34中根据下式来确定：
ICP＝IOP–ΔP0 (5)
查看上述ΔP0的计算的另一方式是将其分为两个阶段。在第一阶段或步骤中，使用上述公式(2)根据角度αSRVP确定眼内空间与颅内空间之间的高度差。然后使用用于静水压力的标准公式根据αSRVP的高度差来确定静水压差ΔP0：
ΔP0＝ρgΔh (6)
(使得K＝Lρg)。ρ和g两者都是已知的常数，表示介质的密度(例如等于水的密度，1000kg/m3)，重力加速度(地球上为9.81m/s2)。
如上所述，图2图示了测量头部的角度的一种可能方法。测量头部角度的备选方法如图6所示。图6图示了能够由传感器6测量并且能够表示对象的头部的倾斜角度的示例性角度β。在该范例中，角度β是在与地球参考系中的垂直方向平行的垂直轴40和穿过对象的头部的冠状面42(冠状面被赋予在解剖学中通常的意义)之间测量的，并且角度β表示对象的头部围绕垂直于通过对象的身体的矢状面的轴线的旋转。图6图示了在相对于水平面20的三个不同角度β＝-30°，β＝0°和β＝30°下的对象的头部。当β＝0°时，对象的头部被称为“直立”，在该图中，负角度表示对象的头部从直立位置向前倾斜，而正角度表示对象的头部从直立位置向后倾斜。角度β能够用于以与上述公式(3)(6)中的角度α类似的方式计算ICP。当如图6所示测量头部取向时，也使用用于确定头部处于图2中直立位置时的眼内空间与颅内空间之间的初始高度差的角度α0。
根据上面提供的方法可以理解，能够检测的ICP的范围受到对象中颅内空间与眼内空间之间可能的最大高度差(例如颅内空间在眼内空间正下方到颅内空间在眼内空间正上方时的高度变化)的限制。如果ICP与IOP之差大于为能够通过改变头部的角度(包括当ICP高于或低于IOP时)来补偿的量，那么改变头部的角度将不会导致IOP在任何角度上等于ICP，这将意味着在对象眼中不存在SRVP起始或中止的角度。因此，当ICP比IOP大的压力大于能够通过倾斜头部补偿的压力时，SRVP不能在任何倾斜角度被检测到。同样地，当ICP比IOP小的压力大于能够通过倾斜头部补偿的压力时，SRVP将在所有倾斜角度被检测到。在这种情况下，上述方法将不能提供ICP的值。然而，在评估头部的可能倾斜角度(能够通过评估由取向传感器6测量的角度范围来确定)之后检测SRVP的起始或中止的情况下，该方法能够提供指示ICP超过一定阈值的输出。例如，如果SRVP不以任何角度存在，则能够指示ICP超过IOP+K(1–sin(α0))，并且如果SRVP以所有角度存在，则能够指示ICP在IOP–K(1+sin(α0))以下。尽管不如ICP本身的测量结果那样有用，但是该信息仍然有用。尤其地，来自ICP比IOP大一定量的方法的指示能够为医学护理专业人员提供ICP升高的指示，因此医学护理专业人员能够决定是否要使用更为有创的传统方法来确定ICP。因此，在一些实施例中，上述设备和方法能够用于患者分层以用于测量ICP的额外的、更具干扰性的方法(即，如果ICP显著超出某一水平，则仅执行干扰性的ICP测量)。
尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是图示性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。
本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。尽管某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起或作为其他硬件的部分供应的光学存储介质或固态介质，但是也可以被以其他形式分布，例如经由互联网或其他有线或无线的电信系统。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种用于测量对象中的颅内压ICP的方法，所述方法包括：
-检测自发性视网膜静脉脉动SRVP是否在所述对象的头部的取向改变时在所述对象的眼睛中发生；
-识别SRVP开始发生或停止发生时所述对象的所述头部的所述取向；并且
-使用SRVP开始发生或停止发生时所述对象的所述头部的所识别的取向来确定所述对象中的所述ICP。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用所识别的取向来确定所述对象中的所述ICP的步骤包括：使用所识别的取向来确定在预定取向处的所述对象的所述眼睛中的眼内压IOP和所述ICP之间的压力差。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，使用所识别的取向来确定所述对象中的所述ICP的步骤还包括：
-根据在所述预定取向处的所述对象的所述眼睛中的所述IOP的测量结果和在所述预定取向处的所确定的压力差来确定所述ICP。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，在没有识别出SRVP开始发生或停止发生时的取向的情况下，所述方法还包括以下步骤：
-提供指示所述ICP超过阈值的输出。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中，所述对象的所述头部的所述取向是所述头部围绕垂直于通过所述对象的所述头部或身体的矢状面的轴线的旋转角度。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其中，所述取向是使用被布置为随着所述对象的所述头部移动的传感器来测量的。
7.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其中，所述取向是使用被附接到所述对象正坐着或躺着的桌台、床或椅子或所述桌台、床或椅子的部分的传感器来测量的，并且其中，所述方法还包括以下步骤：
在检测是否在所述对象的所述眼睛中发生SRVP的同时改变所述桌台、床或椅子的取向以改变所述对象的所述头部的所述取向。
8.一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质具有嵌入在其中的计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为使得当由合适的计算机、处理器或控制单元运行时使所述计算机、处理器或控制单元执行根据权利要求1-7中的任一项所述的方法。
9.一种用于测量对象中的颅内压ICP的设备，所述设备包括：
-第一传感器，其用于检测自发性视网膜静脉脉动SRVP是否在所述对象的头部的取向改变时在所述对象的眼睛中发生；
-第二传感器，其用于测量所述对象的所述头部的所述取向；以及
-控制单元，其被配置为：
根据来自所述第一传感器和所述第二传感器的输出来识别SRVP开始发生或停止发生时所述对象的所述头部的所述取向；并且
-使用SRVP开始发生或停止发生时所述对象的所述头部的所识别的取向来确定所述对象中的所述ICP。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述控制单元被配置为通过以下来使用所识别的取向来确定所述ICP：使用所识别的取向来确定在预定取向处的所述对象的所述眼睛中的眼内压IOP与所述ICP之间的压力差。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述控制单元被配置为通过以下来使用所述识别的取向来确定所述对象中的所述ICP：根据在所述预定取向处的所述对象的所述眼睛中的所述IOP的测量结果和在所述预定取向处的所确定的压力差来确定所述ICP。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述设备还包括用于测量所述对象的所述IOP的传感器或测量装置。
13.根据权利要求9-12中的任一项所述的设备，其中，所述设备被配置为被佩戴在所述对象的所述头部上。
14.根据权利要求9-12中的任一项所述的设备，其中，所述第二传感器被附接到所述对象要坐着或躺着的桌台、床或椅子或所述桌台、床或椅子的部分，其中，所述桌台、床或椅子适于使得所述桌台、床或椅子的取向能够被改变以便改变所述对象的所述头部的所述取向。
15.根据权利要求9-14中的任一项所述的设备，其中，所述第二传感器是加速度计、陀螺仪或相机。
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