CN109663153A - 智能颅内血肿清除及引流系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智能颅内血肿清除及引流系统，信息输入模块，用于采集术前数据，并将采集到的术前数据传输到智能模块；信息检测模块，用于获取实时监测的颅内数据，并将监测的颅内数据传输到智能模块；智能模块，用于接收信息输入模块和信息检测模块的数据，将接收到的数据进行分析和判断，将判断转化为指令信号传输给血肿清除引流模块；血肿清除引流模块，用于接收智能模块的指令，将颅内血肿进行清除引流，将清除引流后的数据反馈于智能模块。本发明有益效果：不仅使其所有的治疗操作都有相应的依据，而且所有的信号检测都是实时的，保证了在颅内血肿治疗过程中患者关键信息的实时监测，使得病患者所有治疗操作都是可控的和精准的。

Description

智能颅内血肿清除及引流系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体来说，涉及一种智能颅内血肿清除及引流系统，适用于颅脑血肿的清除及脑室的引流。

背景技术

脑出血是一种常见多发疾病，发病急，死亡率、致残率高，及时清除颅内血肿，降低颅内压在临床治疗中尤为重要。

治疗脑出血的主要方法有内科保守治疗、开颅清除血肿及微创穿刺清除血肿等，特别是微创穿刺清除颅内血肿方法，近期被RCT临床研究证明是治疗颅内血肿的有效方法，但该方法在临床应用中存在需由医师反复对颅内血肿进行定期抽吸、冲洗、液化及引流，过程时间长并依赖医师个人经验等问题。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种智能颅内血肿清除及引流系统，不仅能够代替人工长时间监测，而且根据患者体征检测结果，制定最优的治疗操作方案，增加了治疗的安全性、规范性及有效性。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种智能颅内血肿清除及引流系统，包括信息输录模块、信息检测模块、智能模块和血肿清除引流模块，其中，

信息输入模块，用于采集术前数据，并将采集到的术前数据传输到智能模块；

信息检测模块，用于获取实时监测的颅内数据，并将监测的颅内数据传输到智能模块；

智能模块，用于接收信息输入模块和信息检测模块的数据，将接收到的数据进行分析和判断，将判断转化为指令信号传输给血肿清除引流模块；

血肿清除引流模块，用于接收智能模块的指令，将颅内血肿进行清除引流，将清除引流后的数据反馈于智能模块。

进一步地，所述信息检测模块包括图像检测模块、信号采集模块和引流物检测模块，其中，

所述图像检测模块，用于检测颅内血肿状况，并判断颅内血肿形态；

所述信号采集模块，用于获取颅内压力信息，并对其压力信息进行监控和实时传输；

引流物检测模块，用于检测引流物成分实时分析、引流物的血液成分含量及再出血的实时监测。

进一步地，所述信号采集模块包括颅内压传感器和信号调理模块，所述颅内压传感器与信号调理模块通信连接，所述信号调理模块，用于将颅内压传感器进行非线性放大处理，并对调理后的信号传输于血肿清除引流模块进行操作。

进一步地，所述引流物检测模块包括光谱检测模块和颜色检测模块，所述光谱检测模块和颜色检测模块分别传输到主控系统，其中，所述光谱检测模块用于检测光谱信息；所述颜色检测模块，用于检测颜色信息。

进一步地，所述智能模块包括云端数据库、智能分析模块、数据处理模块和指令信号传输模块，其中，

所述云端数据库，用于分类存储数据，并实时更新存储数据，

所述智能分析模块，用于将采集到的各种数据与云端数据库中原有数据进行对比和分析；

所述数据处理模块，用于接收颅内数据并实时传输颅内数据；

所述指令信号传输模块，用于传输指令信号。

进一步地，所述信息输入模块包括基本信息模块和病情描述模块，所述基本信息模块，用于录入患者基本信息；所述病情描述模块，用于录入患者病情的基本描述。

进一步地，所述基本信息模块的数据包括但不限于患者姓名、性别、年龄、籍贯和病历号。

进一步地，所述血肿清除引流模块的治疗模式包括但不限于单纯负压抽吸模式、单纯无压引流模式、等压置换引流模式、滴灌置换引流模式和夹闭引流通道注入药液模式。

进一步地，该系统还包括报警模块和供电模块，其中，

所述报警模块，用于对人工干预或信息输录模块、信息检测模块、智能模块和血肿清除引流模块发生故障时提供报警；

所述供电模块，用于对信息输录模块、信息检测模块、智能模块和血肿清除引流模块分别提供直流电压。

本发明的有益效果：

1、不仅使其所有的治疗操作都有相应的依据，而且所有的信号检测都是实时的，从而保证了在颅内血肿治疗过程中患者关键信息的实时监测，使得病患者所有治疗操作都是可控的和精准的；

2、不仅能够代替人工长时间监测，而且根据患者体征检测结果，制定最优的治疗操作方案，增加了治疗的安全性、规范性及有效性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述的智能颅内血肿清除及引流系统的示意图；

图2是根据本发明实施例所述的血肿清除引流模块的示意图之一；

图3是根据本发明实施例所述的信号采集模块的示意图；

图4是根据本发明实施例所述的引流物检测模块的示意图；

图5根据本发明实施例所述的血肿清除引流模块的示意图之二；

图6根据本发明实施例所述的面板结构的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，根据本发明实施例所述的一种智能颅内血肿清除及引流系统，包括信息输录模块、信息检测模块、智能模块和血肿清除引流模块，其中，

信息输入模块，用于采集术前数据，并将采集到的术前数据传输到智能模块；

具体地，信息输入模块具有患者手术治疗前信息（如病情、CT片、检验结果等）输入并上传至云端数据库以及检索，对比功能，供智能模块调用。

信息检测模块，用于获取实时监测的颅内数据，并将监测的颅内数据传输到智能模块；

智能模块，用于接收信息输入模块和信息检测模块的数据，将接收到的数据进行分析和判断，将判断转化为指令信号传输给血肿清除引流模块；

血肿清除引流模块，用于接收智能模块的指令，将颅内血肿进行清除引流，将清除引流后的数据反馈于智能模块。

在本发明的一个具体实施例中，所述信息检测模块包括图像检测模块、信号采集模块和引流物检测模块，其中，

所述图像检测模块，用于检测颅内血肿状况，并判断颅内血肿形态；

具体的，此图像检测模块可选用内窥镜系统，此内窥镜系统由内窥镜、摄象机及图象存储、照明光源和图象数据传输装置组成；内窥镜外壳封装采用不锈钢硬直管，此内窥镜选用超细脑室内窥镜，其中，内部传光结构为内外两层传光介质，所述的内部传光介质采用大于3万象素的传象光纤，主要用于图像像元的传导；所述的外部传光介质为柔性单股玻璃光纤，包裹于内部传像光纤之上，用于传到照明光源，内窥镜通过连接线缆接入该智能颅内血肿清除及引流系统进行图像的显示，此内窥镜系统具有照明、图象实时观察、存储及传输的功能，用于颅内血肿的观察，内窥镜系统主要实现血肿状态的观察，以便为智能系统智能计算出相应的治疗方案提供依据。

所述信号采集模块，用于获取颅内压力信息，并对其压力信息进行监控和实时传输；

引流物检测模块，用于检测引流物成分实时分析、引流物的血液成分含量及再出血的实时监测。

具体的，上述再出血包含微量出血，引流物检测模块具有实时监测引流物血液含量，实时发现颅内微量新鲜出血或再出血的功能，在线检测颅内引流物中对治疗起指导意义标记物的功能。

在本发明的一个具体实施例中，所述信号采集模块包括颅内压传感器和信号调理模块，所述颅内压传感器与信号调理模块通信连接，所述信号调理模块，用于将颅内压传感器进行非线性放大处理，并对调理后的信号传输于血肿清除引流模块进行操作。

具体的，如图3所示，此信号采集模块为颅内压信号采集装置，此颅内压信号采集装置包括颅内压传感器、连接线缆和PGA信号调理模块，此颅内压传感器为微型植入式颅内压传感器，颅内压信号采集装置采用微型压阻式感应晶元（如P162）和存储芯片EEPROM组成，微型压阻式感应晶元采用半桥电路输出，通过封装处理，外径管壳不大于1.8mm；然后通过连接线缆接入到PGA信号调理模块，所述的PGA信号调理模块采用可编程逻辑放大器（如PGA309）将颅内压传感器补全全桥电路后输出的差压信号进行非线性放大处理，并连接传感器模块的存储芯片EEPROM，将标定后的传感器参数信息写入该芯片，最后经过调理后的信号接入到智能脑室血肿清除引流系统进行A/D转换、滤波、显示等操作；颅内压信号采集装置主要实现对颅内压力信号的监控，为后续血肿清除引流速度的改变提供依据。

在本发明的一个具体实施例中，所述引流物检测模块包括光谱检测模块和颜色检测模块，所述光谱检测模块和颜色检测模块分别传输到主控系统，其中，所述光谱检测模块用于检测光谱信息；所述颜色检测模块，用于检测颜色信息。

具体的，所述的光谱检测模块采用光谱仪进行检测；其中，光谱范围：350nm-1000nm，在25μm下分辨率约15nm，光谱采样间隔约0.35nm，光源采用卤钨灯光源波长：360-2400 nm；所述的颜色检测模块采用TCS34725模块，其工作原理是：照明LED发光，照射到被测物体后，返回光经过滤镜检测RGB的比例值，根据RGB的比例值识别出颜色。

如图4所示，引流物检测模块具体包括光谱仪USB2000、钨光灯、传光光纤、LED光源、颜色检测模块和数据连接线等，钨光灯发射360-2400 nm波长的光，通过光纤照射到积液袋里的引流析出物，然后通过反射光纤，传导到光谱仪USB2000，最后通过数据线将光谱信息传输给主控系统，进行解析；另一端LED光源照射积液袋引流物，然后透射光照到颜色检测模块，染色检测将检测到的颜色信息通过数据线传输到主控系统。

在本发明的一个具体实施例中，所述智能模块包括云端数据库、智能分析模块、数据处理模块和指令信号传输模块，其中，

所述云端数据库，用于分类存储数据，并实时更新存储数据，

所述智能分析模块，用于将采集到的各种数据与云端数据库中原有数据进行对比和分析；

所述数据处理模块，用于接收颅内数据并实时传输颅内数据；

所述指令信号传输模块，用于传输指令信号。

具体地，智能模块包括智能分析模块、云端数据库、数据处理模块和指令信号发出装置，数据处理模块为数据接收及传输装置，主要工作模式：将接收到的数据实时传输到云端数据库并分类储存，智能分析模块采用上传的数据与云端数据库原有数据进行比对和分析，得出判断并转化为指令信号发送给相应的系统，控制相应系统按指令工作；

智能模块具有通过对图像检测模块、信号采集模块及信息输入模块的数据分别与云端数据库进行对比分析后给出治疗模式的功能；具有在清除血肿治疗过程中依据信息检测模块给出的信息由智能模块判断患者颅内变化（如血肿是否变小，是否有微量新鲜出血或再出血，颅内压的变化等情况）给出相应的后继治疗操作，直至血肿清除达到预期效果的功能；具有判断需要人工干预或发生系统故障时发出报警的功能；

智能模块通过智能分析模块对上述数据与设置在云端数据库进行对比、分析后给出治疗模式，供医师选择；治疗模式选定后系统根据颅内压状况开始颅内血肿的首次智能清除。

在本发明的一个具体实施例中，所述信息输入模块包括基本信息模块和病情描述模块，所述基本信息模块，用于录入患者基本信息；所述病情描述模块，用于录入患者病情的基本描述。

具体地，包括基本信息模块和病情描述模块，其中，基本信息模块的信息采用标准输入模式，方便医生在血肿清除手术前输入患者姓名、性别、年龄、籍贯、病历号等基本信息；病情描述模块是医生在录入病人基本信息之后，填写病情的基本描述，为后续在云端数据库里深度学习和进行对比后智能模块给出治疗模式提供更多的依据。

在本发明的一个具体实施例中，所述血肿清除引流模块的治疗模式包括但不限于单纯负压抽吸模式、单纯无压引流模式、等压置换引流模式、滴灌置换引流模式和夹闭引流通道注入药液模式。

具体地，血肿清除引流模块具备独立的进液通道、引流通道及给药通道；具有单纯负压抽吸模式、单纯无压引流模式、进液通道定量进液同时引流通道等量抽吸的等压置换引流模式、进液通道滴灌进液引流同时引流通道等量引流的滴灌置换引流模式及夹闭引流通道注入药液模式，并通过智能模块给出的信号选择上述治疗模式对颅内血肿进行清除；具有工作参数实时上传给智能模块和实时接受智能模块信号的功能；

更具体地，具有独立的进液通道、引流通道、给药通道，给药装置、数据收集及传输系统、电机及电机控制器、蠕动泵、夹管阀及主控系统组成；主要应用模式是：主控系统（如Smart210）根据智能模块给出的信号发出控制指令到电机控制器，电机控制器则控制蠕动泵或给药装置的运行及控制夹管阀的通断，其中要求引流、进液及给药的最小体积精度不大于0.1mL，最小引流速度不大于1mL/min，最大引流速度不小于5mL/min，每次引流和进液的液体体积误差不超过2%；

上述给药装置由高精度注射泵来实现，所述的高精度注射泵在给药模式下最小给药量不大于0.5mL，最大不小于10mL，推注的最小进液速度不大于0.1mL/min，最大进液速度不小于2mL/min，每次推注的体积误差不超过2%。

如图2所示，上述给药装置主要用于打液化剂和止血剂两种药剂，液化剂、止血剂、生理盐水为三种进液液体，三种液体通过三选一的阀门进到灌注泵，同时生理盐水与灌注泵之间通过二选一阀门，进入灌注流量传感器，然后进入患者头颅；引流液体则首先通过引流流量传感器，然后进入二选一阀门进入负压引流泵和自然引流瓶，最后全部汇集到积液袋；其中，颅内压传感器（颅内压监控）植入患者头颅实时监控颅内生理参数，流量传感器（流量监测）则实时监控引流进液量和出液量，最终积液袋也通过光谱检测（光谱分析和颜色检测）来判断当前血肿状态，实时控制泵和夹管阀（泵控制和阀门控制）来调整治疗操作。

如图5所示，血肿清除引流模块包括清除引流部分和双路打药模块，首先是主控系统基于嵌入式linux系统采用Smart210进行整体系统的数据分析，通过HDMI数据线连接屏幕进行显示，以及相应的控制，主控系统通过RS232连接电机控制器，传输电机的控制指令和夹管阀的控制指令给4个步进电机驱动器，其中两个步进电机驱动器连接引流蠕动泵和进液泵，另外两个步进电机驱动器则连接双路给药装置的注射泵；

如图6所示，上半部分为引流路径，下半部分为进液管道，生理盐水通过进液泵连接到头颅，可以实现滴灌/置换等操作，然后出液管道连接出液泵和自然引流瓶，实现负压引流和自然引流等操作；最下面则是双路打药注射泵示意图，采用标准规格注射器，医生在注射器里装满药液后安装到相应的注射泵位置，为打药做准备操作。

在本发明的一个具体实施例中，该系统还包括报警模块和供电模块，其中，

所述报警模块，用于对人工干预或信息输录模块、信息检测模块、智能模块和血肿清除引流模块发生故障时提供报警；

所述供电模块，用于对信息输录模块、信息检测模块、智能模块和血肿清除引流模块分别提供直流电压。

具体地，报警模块具有治疗过程中需人工干预或系统发生故障时提示报警功能；报警模块包括声光报警器和报警关闭装置，主要用于在治疗过程中病人生理参数出现非可控变化时，进行报警，提醒医生进行人为干预；

供电模块具有为信息输录模块、信息检测模块、智能模块和血肿清除引流模块提供直流电的功能，并具备在外部交流电发生意外掉电的情况下，独立为信息输录模块、信息检测模块、智能模块和血肿清除引流模块提供不小于6小时直流供电的功能，保证信息输录模块、信息检测模块、智能模块和血肿清除引流模块在无外电的情况下继续正常故障；供电模块中供电电源电路包括变压器和线性稳压管；交流电经过变压器和整流滤波转换为直流电，然后分别经过线性稳压管为信息输录模块、信息检测模块、智能模块和血肿清除引流模块提供所需的直流电压。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。

在具体使用时，根据本发明所述的智能颅内血肿清除及引流系统，完成穿刺后，通过图像检测模块观察颅内血肿状况，判断血肿形态，并由信号采集模块获取颅内压力信息，通过血肿形态和颅内压以及患者的病情信息由智能模块给出治疗模式，供医师选择，工作模式选定后该系统根据颅内压状况开始颅内血肿的首次智能清除，当颅内压降至设定值后首次清除完成，随后按治疗模式进行置换引流╱或滴灌引流╱或夹闭注入血肿液化剂等操作，在此过程中系统依据图像检测模块、信号采集模块和引流物检测模块给出的信息由智能系统判断患者颅内变化（如血肿是否变小，是否有微量新鲜出血或再出血，颅内压的变化等情况）给出相应的后继治疗操作步奏，其中，患者颅内变化具体包括如血肿是否变小、是否有微量新鲜出血或再出血和颅内压的变化等情况，直至血肿清除达到预先设置的效果。

具体的工作方式：

1、通过内窥镜系统观察穿刺后颅内血肿状况，判断血肿形态等信息，工作方式有自动或手动两种模式，自动模式由内窥镜摄像系统自动将图像传送到智能模块，由智能模块判断血肿形态等信息，手动模式由医师观察图像并做出判断，再将图像及判断结论等信息输到智能模块；通过颅内压信号采集装置获取颅内压力信息，对压力信号进行处理，进行波形的显示，将颅内压力信息实时传送到智能系统；通过信息输入模块将患者的病情信息传送到智能模块；

2、智能模块通过智能分析模块对设置在云端数据库进行对比后给出治疗模式，供医师选择；

3、治疗模式选定后血肿清除引流模块根据颅内压状况开始颅内血肿的首次智能清除，当颅内压降至设定值后首次清除完成，随后按治疗模式进行置换引流╱或滴灌引流╱或夹闭注入血肿液化剂等操作；

4、在此过程中该系统依据引流物检测模块、颅内压信号采集装置及内窥镜系统给出的信息由智能模块判断患者颅内变化（如血肿是否变小，是否有微量新鲜出血或再出血，颅内压的变化等情况）给出相应的后继治疗操作步奏，直至血肿清除达到预先设置的效果；

5、当智能模块判断治疗需要人工干预或发生系统故障时由报警模块发出报警；

6、供电模块为颅内压信号采集装置、内窥镜系统、信息输入模块、引流物检测模块、血肿清除引流模块、智能模块、报警模块提供所需的直流电压。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本系统安全有效，将血肿清除治疗过程精准化和智能化，减少医生因为操作不当等人为因素引起的医疗事故；本系统只需将各个信号检测模块接入患者，即可根据当前病人的状态信号，精准的给出后续治疗，并在治疗过程中对病人实时监控，及时的调整治疗模式，这便形成闭环的治疗系统，实现了对脑室血肿的长期监测和自动治疗的功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能颅内血肿清除及引流系统，其特征在于，包括信息输录模块、信息检测模块、智能模块和血肿清除引流模块，其中，

信息输入模块，用于采集术前数据，并将采集到的术前数据传输到智能模块；

信息检测模块，用于获取实时监测的颅内数据，并将监测的颅内数据传输到智能模块；

智能模块，用于接收信息输入模块和信息检测模块的数据，将接收到的数据进行分析和判断，将判断转化为指令信号传输给血肿清除引流模块；

血肿清除引流模块，用于接收智能模块的指令，将颅内血肿进行清除引流，将清除引流后的数据反馈于智能模块。

2.根据权利要求1所述的智能颅内血肿清除及引流系统，其特征在于，所述信息检测模块包括图像检测模块、信号采集模块和引流物检测模块，其中，

所述图像检测模块，用于检测颅内血肿状况，并判断颅内血肿形态；

所述信号采集模块，用于获取颅内压力信息，并对其压力信息进行监控和实时传输；

引流物检测模块，用于检测引流物成分实时分析、引流物的血液成分含量及再出血的实时监测。

3.根据权利要求2所述的智能颅内血肿清除及引流系统，其特征在于，所述信号采集模块包括颅内压传感器和信号调理模块，所述颅内压传感器与信号调理模块通信连接，所述信号调理模块，用于将颅内压传感器进行非线性放大处理，并对调理后的信号传输于血肿清除引流模块进行操作。

4.根据权利要求2所述的智能颅内血肿清除及引流系统，其特征在于，所述引流物检测模块包括光谱检测模块和颜色检测模块，所述光谱检测模块和颜色检测模块分别传输到主控系统，其中，所述光谱检测模块用于检测光谱信息；所述颜色检测模块，用于检测颜色信息。

5.根据权利要求1所述的智能颅内血肿清除及引流系统，其特征在于，所述智能模块包括云端数据库、智能分析模块、数据处理模块和指令信号传输模块，其中，

所述云端数据库，用于分类存储数据，并实时更新存储数据，

所述智能分析模块，用于将采集到的各种数据与云端数据库中原有数据进行对比和分析；

所述数据处理模块，用于接收颅内数据并实时传输颅内数据；

所述指令信号传输模块，用于传输指令信号。

6.根据权利要求1所述的智能颅内血肿清除及引流系统，其特征在于，所述信息输入模块包括基本信息模块和病情描述模块，所述基本信息模块，用于录入患者基本信息；所述病情描述模块，用于录入患者病情的基本描述。

7.根据权利要求6所述的智能颅内血肿清除及引流系统，其特征在于，所述基本信息模块的数据包括但不限于患者姓名、性别、年龄、籍贯和病历号。

8.根据权利要求1所述的智能颅内血肿清除及引流系统，其特征在于，所述血肿清除引流模块的治疗模式包括但不限于单纯负压抽吸模式、单纯无压引流模式、等压置换引流模式、滴灌置换引流模式和夹闭引流通道注入药液模式。

9.根据权利要求1-8任一项所述的智能颅内血肿清除及引流系统，其特征在于，该系统还包括报警模块和供电模块，其中，

所述报警模块，用于对人工干预或信息输录模块、信息检测模块、智能模块和血肿清除引流模块发生故障时提供报警；

所述供电模块，用于对信息输录模块、信息检测模块、智能模块和血肿清除引流模块分别提供直流电压。