CN109009064A - 一种颅内压无创监测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种颅内压无创监测装置，包括依顺次连接的近红外血氧饱和检测探头、血氧AD转换模块、微处理器和显示屏，以及依顺次连接的血压检测装置、血压AD转换模块和微处理器；近红外血氧饱和检测探头将检测到的血氧饱和度信号经模数转换后传输至微处理器，血压检测装置将检测到的平均动脉压信号经模数转换后传输至微处理器，微处理器进行数据处理，并将数据处理后的结果显示至显示屏上。利用近红外光谱获取脑血氧饱和度，并结合平均动脉压对颅内压进行实时监测，准确测量出颅内压的数值。
Description
技术领域
本发明涉及生物医学工程技术领域，具体涉及颅内压无创监测装置及方法。
背景技术
颅内高压室继发性脑损伤的一个主要原因，其程度和持续时间已被证明与存活率、永久性功能障碍的程度有关，特别是当颅内体积-压力曲线达到临界点时，只要颅内体积发生少许变化，颅内压就会急剧增高，加重脑移位与脑疝，发生中枢衰竭危象，因此临床颅内压监测非常重要。
专利号为CN101627905的一种颅内压无创综合监测分析方法与装置中，公开了通过闪光视觉诱发电位测量和经颅多普监测子系统获取生理和生物力学参数，由颅内压无创综合监测数学模型及软件对参数进行无缝融合和处理分析，得到颅内压的无创定量检测值和动态变化过程。闪光视觉诱发电位能够较准确、无创的监测颅内压，但目前上存在以下不足：(1)闪光视觉诱发电位主要通过N2波潜伏期的长短来计算颅内压值，但操作者选择N2波潜伏期的准确程度直接影响测量结果,而目前对N2波潜伏期的选择还没有统一的科学标准；(2)目前闪光视觉诱发电位的参数方程是基于脑积水患者建立起来的，但不同的疾病，如颅内感染、脑水肿、脑挫裂伤、脑积水和脑肿瘤等对神经传导速度的影响是否一致尚不可知；(3)年龄对神经传导速度也有影响，60岁以上患者随着年龄的增高潜伏期会延长，也不适用于监测儿童颅内压增高患者。
并且，基于不同的检测原理，如多普勒超声、鼓膜移位、视觉神经直径、眼底检查、计算机断层扫描核磁共振成像等颅内压的无创监测方法均无法持续执行。
近红外光谱技术是近几十年来发展迅速的一种检测技术，它可以测量局部组织氧饱和度，并能连续的实时监测。近红外光穿透人体组织的过程中不断地被组织中的脱氧血红蛋白、氧合血红蛋白所吸收而衰减。光的吸收遵循Beer-Lambert定律，近红外光的吸收主要与Hb、HbO2有关，其吸收峰分别在760nm和850nm，两者的相对变化反映了血氧含量的大小，用两种不同波长的入射光照射脑组织，再根据接收到的两种波长的部分散射光的不同强度，可直接计算出组织中的Hb和HbO2浓度，并推导出脑血氧饱和度RSO2。脑组织血氧饱和度RSO2正常值为50-90％，小于50％提示异常，小于40％将出现严重脑组织缺氧性损害，影响RSO2的因素主要受脑灌注量和脑代谢的影响。ICP的升高会引起脑灌注压的降低,现有技术中虽然提出了脑氧饱和度和ICP之间存在显著负相关关系，但却没有根据测量脑氧饱和度得出颅内压的准确数据,也没有设计出一款根据测量脑氧饱和度得出颅内压的检测/监测装置。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种颅内压无创监测装置及方法，利用近红外光谱获取脑血氧饱和度，并结合平均动脉压对颅内压进行实时监测。
本发明提供的一种颅内压无创监测装置，包括依顺次连接的近红外血氧饱和检测探头、血氧AD转换模块、微处理器和显示屏，以及依顺次连接的血压检测装置、血压AD转换模块和微处理器；近红外血氧饱和检测探头将检测到的血氧饱和度信号经模数转换后传输至微处理器，血压检测装置将检测到的平均动脉压信号经模数转换后传输至微处理器，微处理器进行数据处理，并将数据处理后的结果显示至显示屏上。
进一步的，所述近红外血氧饱和检测探头上的光源可发出两种不同波长近红外光,距离光源一侧的两个光检测元件用于接受返回的近红外光。两个光检测元件分别为浅层组织光检测元件和深层组织光检测元件，浅层组织光检测元件与发光元件之间的距离小于深层组织光检测元件与发光元件之间的距离。
进一步的，显示屏还用于显示红外血氧饱和检测探头检测到的血氧饱和度，以及显示血压检测装置检测到的平均动脉压。
进一步的，还包括通信模块，所述通信模块与微处理器相连接，所述通信模块将检测到的血氧饱和度、平均动脉压以及计算得到的颅内压发送至医院管理系统。
一种颅内压无创监测方法，包括以下步骤：
S1、使用近红外血氧饱和检测探头获取脑血氧饱和度RSO2；
S2、使用血压检测装置获取平均动脉压MAP；
S3、利用脑血氧饱和度RSO2、平均动脉压MAP与颅内压ICP变化之间的函数关系，得到颅内压ICP检测值。
进一步的，还包括以下步骤：S4、利用近红外血氧饱和检测探头和血压检测装置进行持续监测，从而连续得到颅内压的监测值和动态变化过程。
进一步的，脑血氧饱和度RSO2、平均动脉压MAP与颅内压ICP变化之间的函数关系为：ICP＝(MAP-1.367×RSO2)mmHg。
由上述技术方案可知，本发明的有益效果：
本发明提供颅内压无创监测装置及方法，近红外血氧饱和检测探头将检测到的血氧饱和度信号经模数转换后传输至微处理器，血压检测装置将检测到的平均动脉压信号经模数转换后传输至微处理器，微处理器进行数据处理，并将数据处理后的结果显示至显示屏上。利用近红外光谱获取脑血氧饱和度，并结合平均动脉压对颅内压进行实时监测，准确测量出颅内压的数值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明一种颅内压无创监测装置的结构框图。
图2为本发明一种颅内压无创监测装置的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
请参阅图1，本实施例提供的一种颅内压无创监测装置，包括依顺次连接的血氧饱和检测装置、血氧AD转换模块、微处理器和显示屏，以及依顺次连接的血压检测装置、血压AD转换模块和微处理器；血氧饱和检测装置和检测探头将检测到的血氧饱和度信号经模数转换后传输至微处理器，血压检测装置将检测到的平均动脉压信号经模数转换后传输至微处理器，微处理器进行数据处理，并将数据处理后的结果显示至显示屏上。微处理器进行数据处理的公式为：
ICP＝(MAP-1.367×RSO2)mmHg
其中，RSO2为脑血氧饱和度为、MAP为平均动脉压，ICP为颅内压。
血氧饱和检测装置为近红外血氧饱和检测探头。所述近红外血氧饱和检测探头上的光源可发出两种不同波长近红外光,距离光源一侧的两个光检测元件用于接受返回的近红外光。两个光检测元件分别为浅层组织光检测元件和深层组织光检测元件，浅层组织光检测元件与发光元件之间的距离小于深层组织光检测元件与发光元件之间的距离。发光元件发射两种不同波长的红外光，通过被检组织的散射，位于发光元件同侧的浅层组织光检测元件和深层组织光元件分别接收被检组织浅层和深层的漫射光，被A/D转换后的数据经微处理器计算得到脑血氧饱和度。还包括电源模块，电源模块为近红外血氧饱和检测探头、血压检测装置、微处理器和显示屏提供电源。
请参阅图2，一种颅内压无创监测方法，包括以下步骤：
S1、使用近红外血氧饱和检测探头获取脑血氧饱和度RSO2；
S2、使用血压检测装置获取平均动脉压MAP；
S3、利用脑血氧饱和度RSO2、平均动脉压MAP与颅内压ICP变化之间的函数关系，得到颅内压ICP检测值；
S4、每隔1小时利用近红外血氧饱和检测探头得到一次血氧饱和度RSO2，以及利用血压检测装置获取一次平均动脉压MAP，并计算得到颅内压ICP值，从而连续得到颅内压的监测值和动态变化过程。
本发明利用临床所测数据，进行36小时连续的监测，监测方法及仪器：
(1)有创颅内压ICP监测(对照组)：于病灶对侧额顶部交界处钻孔将ICP光纤探头经钻孔处全部放入硬膜与颅骨之间，距钻孔边缘1cm，数值从与ICP光纤探头相连的ICP监护仪的液晶显示屏上读取。
(2)脑血氧饱和度RSO2监测：使用近红外血氧饱和检测探头置于同侧前额眉弓与发际之间，近红外血氧饱和检测探头与RSO2监测仪的液晶显示屏相连接，通过液晶显示屏读取数据。
(3)平均动脉压MAP：使用血压臂带对血压进行连续监测，计算出平均动脉压并进行读取。
病历1、男性，年龄39岁，颅内肿瘤术后。
结果：将该名患者术后36小时的颅内压ICP均值、脑血氧饱和度RSO2均值、平均动脉压MAP均值进行分析，结果见下表：
从上表可以看出通过本方法探测的颅内压与有创方法探测到的颅内压差异度在正负5％之内，差异并不显著，属于正常误差范围。由此可见通过本方案一种颅内压无创监测装置以及颅内压无创监测装置方法，能够对颅内压进行实时监测。
病历2、女性，年龄55岁，颅脑损伤术后。
结果：将该名患者术后36小时的颅内压ICP均值、脑血氧饱和度RSO2均值、平均动脉压MAP均值进行分析，结果见下表：
从上表可以看出通过本方法探测的颅内压与有创方法探测到的颅内压差异度在正负5％之内，差异并不显著，属于正常误差范围。由此可见通过本方案一种颅内压无创监测装置以及颅内压无创监测装置方法，能够对颅内压进行实时监测。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (7)
1.一种颅内压无创监测装置，其特征在于：包括依顺次连接的近红外血氧饱和检测探头、血氧AD转换模块、微处理器和显示屏，以及依顺次连接的血压检测装置、血压AD转换模块和微处理器；所述近红外血氧饱和检测探头将检测到的血氧饱和度信号经模数转换后传输至微处理器，所述血压检测装置将检测到的平均动脉压信号经模数转换后传输至微处理器，所述微处理器进行数据处理，并将数据处理后的结果显示至显示屏上。
2.根据权利要求1所述的一种颅内压无创监测装置，其特征在于：所述近红外血氧饱和检测探头上的光源可发出两种不同波长近红外光,距离光源一侧的两个光检测元件用于接受返回的近红外光。两个光检测元件分别为浅层组织光检测元件和深层组织光检测元件，浅层组织光检测元件与发光元件之间的距离小于深层组织光检测元件与发光元件之间的距离。
3.根据权利要求1所述的一种颅内压无创监测装置，其特征在于：所述显示屏还用于显示红外血氧饱和检测探头检测到的血氧饱和度，以及显示血压检测装置检测到的平均动脉压。
4.根据权利要求1所述的一种颅内压无创监测装置，其特征在于：还包括通信模块，所述通信模块与微处理器相连接，所述通信模块将检测到的血氧饱和度、平均动脉压以及计算得到的颅内压发送至医院管理系统。
5.根据权利要求1所述的一种颅内压无创监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、使用近红外血氧饱和检测探头获取脑血氧饱和度RSO2；
S2、使用血压检测装置获取平均动脉压MAP；
S3、利用脑血氧饱和度RSO2、平均动脉压MAP与颅内压ICP变化之间的函数关系，得到颅内压ICP检测值。
6.根据权利要求5所述的一种颅内压无创监测方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S4、利用近红外血氧饱和检测探头和血压检测装置进行持续监测，从而连续得到颅内压的监测值和动态变化过程。
7.根据权利要求5所述的一种颅内压无创监测方法，其特征在于，所述脑血氧饱和度RSO2、平均动脉压MAP与颅内压ICP变化之间的函数关系为：ICP＝(MAP-1.367×RSO2)mmHg。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wu Xi Inventor after: Peng Yi Inventor after: He Peiyao Inventor before: Wu Xi Inventor before: San Ji Shu Inventor before: Tan Binbin Inventor before: Peng Yi Inventor before: He Peiyao |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information |