CN111657910B - 一种脊柱硬膜外压力监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脊柱硬膜外压力监测装置及方法，所述脊柱硬膜外压力监测装置包括：引流管，所述引流管的管口植入伤口内部，用于对伤口内体液进行引流；体征监测单元，设置在所述引流管上，用于实时采集脊柱硬膜外的体征信号；中央控制单元，与所述体征监测单元单元连接，用于根据所述体征信号进行判断，并生成对应的控制信号；报警单元，与所述中央控制单元连接，用于根据所述控制信号发出报警信息。本发明实现了对脊柱硬膜外压力进行实时的精确测量的效果，提高了监测效率和监测精度。

Description

一种脊柱硬膜外压力监测装置及方法

技术领域

本发明涉及脊柱硬膜压力监测领域，特别是涉及一种脊柱硬膜外压力监测装置及方法。

背景技术

随着颈腰椎疾病成为我国人群的常见疾病，脊柱手术在全国范围内广泛开展，每年约15万台。症状性脊柱硬膜外血肿(symptomatic spinal epidural hematomas,SSEH)是脊柱后路术后最严重的并发症，是术后超急性期(24小时内)二次手术的主要原因，发生率约0.10％–0.24％。即由于术中止血不彻底等原因，造成术后血肿形成，压迫脊柱，产生相应神经功能障碍。SSEH一旦发生，病情凶险，研究表明，从发现神经功能障碍到血肿清除的时间与神经功能恢复之间具有显著相关性，即越早期行血肿清除术，神经功能恢复程度越大。因此即使急诊行血肿清除术，仍可造成永久神经功能损害，严重损害患者的工作和生活自理能力，给个人、家庭、社会带来经济和心理负担。因此，预防症状性脊柱硬膜外血肿是降低脊柱手术后永久神经功能障碍发生率的关键。

研究发现，硬膜外腔与脊液压力呈线性关系。脊柱后路术后，伤口腔隙即与硬膜外腔联通。血肿造成的伤口内压力的升高，很可能是脊液压力升高，脊柱受压缺血，引起神经功能受损的主要原因。从发生机制上看，伤口内压力的升高应早于症状性脊柱硬膜外血肿中神经功能障碍的出现。因此，监测脊柱硬膜外压力是预防症状性脊柱硬膜外血肿发生的有效方式。

现有技术中，对脊柱硬膜外压力的监测，一般是将采集到的压力信号通过有线或者无线的方式传输到至计算机端，一方面采集的压力信号并不全面，导致压力测控并不精准；另一方面，医生需要在计算机端进行数据处理，当医生未在计算机端而压力超过安全值时，医生和护士无法进行必要干预，导致患者脊柱的不可逆损伤。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种脊柱硬膜外压力监测装置及方法，能够对脊柱硬膜外压力进行实时的精确测量，提高了监测效率和监测精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种脊柱硬膜外压力监测装置，所述脊柱硬膜外压力检测装置包括：

引流管，所述引流管的管口植入伤口内部，用于对伤口内体液进行引流；

体征监测单元，设置在所述引流管上，用于实时采集脊柱硬膜外的体征信号；

中央控制单元，与所述体征监测单元单元连接，用于根据所述体征信号进行判断，并生成对应的控制信号；

报警单元，与所述中央控制单元连接，用于根据所述控制信号发出报警信息。

优选地，所述中央控制单元包括：

存储模块，与所述中央控制单元连接，用于存储预先设定的报警临界值；

数据转换模块，与所述体征监测单元连接，用于将采集到的脊柱硬膜外的所述体征信号进行模数转换，得到患者体征情况的数值；

微处理器模块，分别与所述数据转换模块、存储模块及报警单元连接，用于对所述数值与报警临界值进行比较，若超过报警临界值，则产生控制信号并发送至所述报警单元。

优选地，所述中央控制单元还包括：

时钟模块，与所述微处理器模块连接，用于在所述微处理器模块的控制下，记录所述体征信号的采集时刻。

优选地，所述中央控制单元还包括：

放大模块，与所述体征监测单元连接，用于对所述体征信号放大。

优选地，所述中央控制单元还包括：

滤波模块，分别与所述放大模块和所述数据转换模块连接，用于对放大后的体征信号进行滤波。

优选地，所述体征模拟信号包括压力模拟信号和体液流量模拟信号；

所述体征监测单元包括：

压力传感模块，设置在所述引流管的管口处，与所述中央控制单元连接，用于采集脊柱硬膜外压力的压力信号，并发送至所述中央控制单元；

流量计模块，设置在所述引流管内，与所述中央控制单元连接，用于采集所述伤口内体液流量信号，并发送至所述中央控制单元。

优选地，所述压力传感模块为压力传感器；

优选地，所述报警临界值包括第一报警临界值和第二报警临界值；所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号；

当所述数值超过第一报警临界值时，所述中央控制器发出所述第一控制信号；

当所述数值超过第二报警临界值时，所述中央控制器发出所述第二控制信号；

所述报警单元包括：

蜂鸣报警器，与所述中央控制单元连接，用于根据所述第一控制信号发出蜂鸣提醒、根据所述第二控制信号发出蜂鸣报警；

灯光报警器，与所述中央控制单元连接，用于根据所述第一控制信号发出灯光提醒、根据所述第二控制信号发出灯光报警。

优选地，所述监测装置还包括引流袋，所述引流袋设置在所述引流管的另一端管口处，所述引流袋用于贮存所述伤口内体液。

为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

一种脊柱硬膜外压力监测方法，所述监测方法包括：

对伤口内体液进行引流；

实时采集脊柱硬膜外的体征信号；

根据所述体征信号进行判断，并生成对应的控制信号；

根据所述控制信号发出报警信息。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明监测装置包括：引流管，所述引流管的管口植入伤口内部，用于对伤口内体液进行引流；体征监测单元，设置在所述引流管上，用于实时采集脊柱硬膜外的体征信号；中央控制单元，与所述体征监测单元单元连接，用于根据所述体征信号进行判断，并生成对应的控制信号；报警单元，与所述中央控制单元连接，用于根据所述控制信号发出报警信息。。通过上述技术方案能够对脊柱硬膜外压力进行实时的精确测量，及时发现伤口内硬膜表面压力异常情况，提高了监测效率和监测精度。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明脊柱硬膜外压力监测装置的结构连接图。

图2为本发明脊柱硬膜外压力监测装置的整体外观图。

图3为本发明脊柱硬膜外压力监测方法的方法框图。

图4为本发明脊柱硬膜外压力监测方法中所述根据所述体征信号进行判断，并生成对应的控制信号的方法框图。

符号说明：

1-体征监测单元，11-压力传感模块，12-流量计模块，2-中央控制单元，21-数据转换模块，22-放大滤波模块，23-微处理器模块，24-时钟模块，25-存储模块，3-报警单元，31-蜂鸣报警器，32-灯光报警器，4-供电单元，5-数据传输单元，6-显示单元，7-按键单元，8-引流管，9-引流袋，10-传输导线，13-USB接口。

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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种脊柱硬膜外压力监测装置及方法，在脊柱后路手术中，将表面贴附有压力传感器的引流管8植入伤口内硬膜表面，在实现引流功能的基础上，能够实时监测伤口内硬膜表面的压力和引流量，并通过数据转换，实现压力值与引流量的在线监测。当伤口出现异常情况时导致内压升高，达到造成脊柱损伤的压力阈值时，监测设备会发生预警，提醒医师及护士关注，必要时给予干预措施。本发明一种脊柱硬膜外压力监测设备可用于动态监测脊柱硬膜外压力和引流量，能够及时发现伤口内硬膜表面压力异常升高，从而使医生可以早期干预，避免脊柱不可逆损伤。本发明实现了对脊柱硬膜外压力进行实时的精确测量的效果，提高了监测效率和监测精度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明脊柱硬膜外压力监测装置的控制连接图。图2为本发明脊柱硬膜外压力监测装置的整体外观图。

如图1和图2所示，本发明脊柱硬膜外压力监测装置包括：体征监测单元1,、中央控制单元2、报警单元3、供电单元4、数据传输单元5、显示单元6、按键单元7，引流管8。

其中，所述引流管8的管口植入伤口内部，用于对伤口内体液进行引流。

作为一种可选地实施方式，所述引流管8的另一端管口还连接有引流袋9，所述引流袋9用于贮存所述伤口内体液。

优选地，所述引流管8及引流袋9均由医用级聚氨酯材料制备而成。

所述体征监测单元1，设置在所述引流管8上，用于实时采集脊柱硬膜外的体征模拟信号。

具体的，所述体征监测单元1具体包括：

压力传感模块11，设置在所述引流管8的管口处，与所述中央控制单元2连接，用于采集脊柱硬膜外压力的压力模拟信号，并发送至所述中央控制单元2。

作为一种优选地实施方式，所述压力传感模块11为压力传感器，所述压力传感器在所述引流管8的管口设置N个，其中N大于1。

优选地，所述引流管8的管口为矩形或者圆形，根据患者的伤口类型选择合适的管口进行植入，对于矩形管口，所述压力传感器根据管内压力梯度进行设置，所述压力传感器设置在矩形管口的四周平面；对于圆形管口，所述压力传感器设置在植入伤口的部分引流管8不易弯曲的位置，防止因管体弯曲带来的压力误差。

流量计模块12，设置在所述引流管8内，与所述中央控制单元2连接，用于采集所述伤口内体液流量模拟信号，并发送至所述中央控制单元2。

作为一种可选的实施方式，所述流量计模块12为流量计。

其中，压力传感器分为电容式以及电阻式，电容式传感器可采用结合电感线圈，在电路中形成电磁震震荡，通过震荡频率不同以获得容差，进而确定外部压力。电阻式传感器的外部呈现柔性，能够在液体中变形，压迫其内部电阻物质，实现阻值的变化。由于电阻薄膜压力传感器体积小，电子电路简单。压力传感单元的传输导线10粘覆于引流管8外壁，可以通过引流管8引出，连接到中央控制单元2单元。由于压力传感器需植入人体，在手术后植入体内之前，应先进行消毒处理。压力可沿引流管8布置多个，实现压力精确测控。

优选地，压力传感器也可以通过无线信号传输，比如基于叉指电容和平面螺旋电感的LC压力传感器，避免传输导线10的使用；其中流量计用于监测体液在一段时间内的流量，由于伤口内部残渣的存留，会导致压力增大而流量减小，通过流量计的检测数据在所述显示单元6上显示，可辅助压力监测。

所述中央控制单元2，分别与所述体征监测单元1单元和所述报警单元3连接，用于根据体征信号进行判断，并生成对应的控制信号。

具体的，所述中央控制单元2包括：

数据转换模块21，与所述体征监测单元1连接，用于将采集到的脊柱硬膜外的所述体征信号进行模数转换，得到患者体征情况的数值。

具体的，数据转换模块21为A/D转换器。

放大滤波模块22，分别与所述体征监测单元1和所述数据转换模块21连接，用于接收所述体征信号，并对所述体征信号进行放大和滤波。

微处理器模块23，与所述数据转换模块21连接，用于对所述数值与报警临界值进行比较，若超过报警临界值，则发出控制信号。

优选地，微处理器模块23用于处理数据转换模块21所得到的数字数据及数据存储，并与上位机通讯，采集数据文件导出和参数配置下发，以及当前状态显示和提醒等。微处理器模块23用于对压力传感器的阻值进行分析，采样，并获取实时压力数值。

时钟模块24，与所述微处理器模块23连接，用于对实时得到的所述体征数字信号进行当前时刻的记录。

具体的，时钟模块24为时钟电路，用做于时间记录，作为检测记录检测时间标签，记录监测内压力的时间信息，可以用记录压力传感单位在某压力值的时长。

优选地，所述中央控制单元还包括：存储模块，与所述中央控制单元连接，用于存储预先设定的报警临界值。

优选地，所述报警临界值包括第一报警临界值和第二报警临界值；所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号。

当所述数值超过第一报警临界值时，所述中央控制器发出所述第一控制信号。

当所述数值超过第一报警临界值时，所述中央控制器发出所述第二控制信号。

所述报警单元3具体包括：

蜂鸣报警器31，与所述中央控制单元2连接，用于根据所述第一控制信号发出蜂鸣提醒、根据所述第二控制信号发出蜂鸣报警。

灯光报警器32，与所述中央控制单元2连接，用于根据所述第一控制信号发出灯光提醒、根据所述第二控制信号发出灯光报警。

具体的，所述蜂鸣报警器31为蜂鸣器，通过不同频率的报警用于提醒压力值的大小；所述灯光报警器32为LED灯泡，通过不同频率的闪烁用于提醒压力值的大小。

优选地，所述第一报警临界值具体包括：压力测量值为8mmHg或流量计监测体液降低流量为30％。

优选地，所述第二报警临界值具体包括：压力测量值为13.3mmHg或流量计监测体液降低流量为50％。

具体的，蜂鸣提醒的具体方式为蜂鸣器低频振动，用于提醒患者进行服药；蜂鸣报警的具体方式为蜂鸣器高频振动，用于提醒患者在医生的指导下进行及时治疗。

优选地，本发明脊柱硬膜外压力监测装置还包括：显示单元6、按键单元7、供电单元4、数据传输单元5。

其中，所述显示单元6与所述微处理器模块23连接，所述显示单元6具体为LCD液晶触摸显示屏，用于显示所述压力传感器检测到的动态数据，由于是触摸显示屏，可以通过触屏操作压力阈值设置、定时设置、压力数值统计分析等功能。

所述按键单元7与所述微处理器模块23连接，用于进行装置的开机和关机，长按按键进入开关机状态。

所述数据传输模块与所述微处理器模块23连接，用于将微处理器模块23处理后的压力数值传输到上位机软件系统，医生通过上位机软件系统，可以获取实时压力数值，可以对病人的症状进行进一步的分析。同时可以通过数据传输模块将主控单元操作系统固件进行刷新。

作为一种可选的实施方式，本发明提供的监测装置还包括USB接口13，所述数据传输模块与所述微处理器模块23通过USB接口13进行通信。

所述供电单元4与所述微处理器模块23连接，用于对本发明提供的监测装置进行供电。

具体的，所述供电单元4为锂电池充电电路，所述锂电池充电电路，采用锂电池，体积小，容量大，可以通过USB接口13进行方便充电。

本发明临床使用方法具体为：

(1)医生通过LCD液晶触摸显示屏设定好患者脊柱硬膜外的压力阈值及流量计的平均流量；

(2)患者携带脊柱硬膜外压力监测设备后，当患者脊柱硬膜外压力高于正常压力阈值8mmHg时或流量计监测体液流量降低30％，LED灯泡慢节奏闪烁，蜂鸣器低频报警，患者应在医生的指导下口服降压药；当患者伤口内压高于正常压力阈值13.3mmHg时或流量计监测体液流量降低50％，LED灯泡快节奏闪烁，蜂鸣器高频报警，患者应在医生的指导下注射降压药或开展二次手术，避免出现血肿等情况。其中压力阈值的设定可根据患者的实际身体状况动态调整。

(3)当携带脊柱硬膜外压力监测设备监测时间到达一定时长后，医生通过USB接口13将微处理器中储存的内压力值数据、流量值及时长数据拷出，进行分析，分析内容包括患者在不同压力值下的累积时长，重点分析超出设定压力值的累积时长，用于分析患者的康复情况。

此外，本发明还提供一种脊柱硬膜外压力监测方法，可提高监测的效率和监测精度。

如图3所示，本发明脊柱硬膜外压力监测方法具体包括：

步骤100：对伤口内体液进行引流。

步骤200：实时采集脊柱硬膜外的体征信号。

步骤300：根据所述体征信号进行判断，并生成对应的控制信号。

步骤400：根据所述控制信号发出报警信息。

如图4所示，所述根据所述体征信号进行判断，并生成对应的控制信号具体包括：

步骤301：对所述体征信号进行放大和滤波。

步骤302：将放大和滤波后的所述体征信号进行模数转换，得到患者体征情况的数值。

步骤303：对所述数值与报警临界值进行比较，若超过报警临界值，则产生控制信号并发送至所述报警单元。

本发明的监测装置安放在患者病床周围，可实现患者脊柱硬膜外压力的自动监测，无需医生或者护士到患者病床进行人工监测，节省工作量，提高了脊柱硬膜外压力监测的工作效率。

本发明可实现脊柱硬膜外压力和伤口体液流量的实时监测分析，智能化监测压力是否超过安全阈值。

本发明采用引流管中安装体征监测单元的方式，将体征监测单元监测到的体征参数直接传输到中央控制单元，节省了数据传输路径的长距离布设和维护。

本发明的监测装置中引流管植入患者伤口内，对压力传感单元进行精准布控，达到了对压力进行精确测量的效果。

本发明根据体征模拟信号得到体征数字信号，并对所述体征数字信号进行判断，当所述体征数字信号符合报警条件时，发出控制信号，从而进行报警。且中央控制单元处理后的压力数值传输到上位机软件系统，医生通过上位机软件系统，可以获取实时压力数值，可以对病人的症状进行进一步的分析。提高了处理数据资源的效率，提高了对脊柱硬膜外压力监测的智能化和自动化。

本发明通过蜂鸣报警器和灯光报警器的配合工作，提高了在人员嘈杂的病房等复杂环境下，装置的报警能力。当患者脊柱硬膜外压力高于正常压力阈值8mmHg时或流量计监测体液流量降低30％，LED灯泡慢节奏闪烁，蜂鸣器低频报警；当患者伤口内压高于正常压力阈值13.3mmHg时或流量计监测体液流量降低50％，LED灯泡快节奏闪烁，蜂鸣器10高频报警。其中压力阈值的设定可根据患者的实际身体状况动态调整。

相对于现有技术，本发明一种脊柱硬膜外压力监测方法与上述一种脊柱硬膜外压力监测装置的有益效果相同，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种脊柱硬膜外压力监测装置，其特征在于，所述脊柱硬膜外压力检测装置包括：

引流管，所述引流管的管口植入伤口内部，用于对伤口内体液进行引流；

体征监测单元，设置在所述引流管上，用于实时采集脊柱硬膜外的体征模拟信号；所述体征模拟信号包括压力模拟信号和体液流量模拟信号；

所述体征监测单元包括：

压力传感模块，设置在所述引流管的管口处，与中央控制单元连接，用于采集脊柱硬膜外压力的压力信号，并发送至所述中央控制单元；所述压力传感模块为压力传感器，所述压力传感器在所述引流管的管口设置N个，其中N大于1；

所述引流管的管口为矩形或者圆形，根据患者的伤口类型选择合适的管口进行植入，对于矩形管口，所述压力传感器根据管内压力梯度进行设置，所述压力传感器设置在矩形管口的四周平面；对于圆形管口，所述压力传感器设置在植入伤口的部分引流管不易弯曲的位置，防止因管体弯曲带来的压力误差；

流量计模块，设置在所述引流管内，与所述中央控制单元连接，用于采集所述伤口内体液流量信号，并发送至所述中央控制单元；

中央控制单元，与所述体征监测单元单元连接，用于根据所述体征模拟信号进行判断，并生成对应的控制信号；

报警单元，与所述中央控制单元连接，用于根据所述控制信号发出报警信息。

2.根据权利要求1所述的脊柱硬膜外压力监测装置，其特征在于，所述中央控制单元包括：

存储模块，与所述中央控制单元连接，用于存储预先设定的报警临界值；

数据转换模块，与所述体征监测单元连接，用于将采集到的脊柱硬膜外的所述体征模拟信号进行模数转换，得到患者体征情况的数值；

微处理器模块，分别与所述数据转换模块、存储模块及报警单元连接，用于对所述数值与报警临界值进行比较，若超过报警临界值，则产生控制信号并发送至所述报警单元。

3.根据权利要求2所述的脊柱硬膜外压力监测装置，其特征在于，所述中央控制单元还包括：

时钟模块，与所述微处理器模块连接，用于在所述微处理器模块的控制下，记录所述体征模拟信号的采集时刻。

4.根据权利要求2所述的脊柱硬膜外压力监测装置，其特征在于，所述中央控制单元还包括：

放大滤波模块，与所述体征监测单元连接，用于对所述体征模拟信号进行放大滤波。

5.根据权利要求2所述的脊柱硬膜外压力监测装置，其特征在于，所述报警临界值包括第一报警临界值和第二报警临界值；所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号；

当所述数值超过第一报警临界值时，所述中央控制单元发出所述第一控制信号；

当所述数值超过第二报警临界值时，所述中央控制单元发出所述第二控制信号；

所述报警单元包括：

蜂鸣报警器，与所述中央控制单元连接，用于根据所述第一控制信号发出蜂鸣提醒、根据所述第二控制信号发出蜂鸣报警；

灯光报警器，与所述中央控制单元连接，用于根据所述第一控制信号发出灯光提醒、根据所述第二控制信号发出灯光报警。

6.根据权利要求1所述的脊柱硬膜外压力监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括引流袋，所述引流袋设置在所述引流管的另一端管口处，所述引流袋用于贮存所述伤口内体液。

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