CN206365886U - 一种微创颅内压、颅内温度监护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微创颅内压、颅内温度监护系统，属于医疗器械技术领域，包括探头(10)、调零模块(20)、接口模块(30)、放大AD模块(40)、主机单元(50)和无线中继器(60)，实现了持续实时监测患者颅内压和颅内温度变化情况，并能够通过中继站借助无线网路进行颅内压和颅内温度参数的传输。

Description

一种微创颅内压、颅内温度监护系统

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域。

背景技术

由于交通事故、坠落、撞击等外力作用，造成的创伤性颅脑损伤病人人数呈逐年上升的趋势。同时，由于内部疾病、肿瘤所引起的神经外科手术病人越来越多。神经外科手术由于其高风险性，需要对病人进行严格的术后观察。最为方便有效的观测方法是连续监测病人的颅内压和颅内温度。如果颅内压持续升高，会引起一系列并发症，最终导致病人的死亡。因此，医生或护士需要实时了解病人的颅内压情况，并根据颅内压的具体数值采取合理有效的药物治疗或者引流治疗方案。颅内温度是需要观测的另外一个指标。一方面，颅内温度与病人的感染情况密切相关，对颅内温度的监测，可以及早的对可能出现的感染，就行干预治疗。同时，研究表明虽然颅内温度与颅内压的关系尚不明确，但是颅内温度的变化先于颅内压的改是明确的。综上所述，颅内压和颅内温度的微创连续同时测量，在神经外科临床手术中具有重要的价值。

经典的技术采用应变片作为压力传感器，采用热敏电阻作为温度传感器，将二者集成在直径为1mm左右的综合探头，可以完成颅内压和颅内温度的同时测量。但是，由于探头结构设计的问题，导致制作工艺复杂，成品率很低，无法控制产品成本，导致病人无法承受使用探头的治疗费用，无法在临床领域进行推广。第二，由于传感器和探头在结构设计上一致性无法满足临床上的测量精度，因此在使用时必须采用主机对探头就行修正，无法自由的更换新的探头，使用过程较为繁琐。第三，现有的系统不包括无线中继站设备，无法构成多级多用户网络，传输距离较近，满足不了完成监护的需求。第四，由于传感器给出的电信号极其微小，因此作为模拟信号通过导线传输到主机时会受到干扰，影响信号的稳定性。如何提出一套新的探头结构和无线传输系统，是监护系统的关键问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种微创颅内压、颅内温度监护系统，实现了持续实时监测患者颅内压和颅内温度变化情况，并能够通过中继站借助无线网路进行颅内压和颅内温度参数的传输。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种微创颅内压、颅内温度监护系统，包括探头、调零模块、接口模块、放大AD模块、主机单元和无线中继器，探头连接调零模块，调零模块连接接口模块，接口模块连接放大AD模块，放大AD模块连接主机单元，主机单元通过2.4G无线通信网络连接无线中继器；

调零模块包括测温芯片、存储芯片和电桥匹配电阻，探头连接电桥匹配电阻；

接口模块包括T接口、S接口和R接口，所述电桥匹配电阻连接R接口，所述存储芯片连接S接口，所述测温芯片连接T接口；

放大AD模块包括差分运算放大器、MCU1主控制器、第一调试接口和第一协议转换芯片，MCU1主控制器设有第一AD接口、第二AD接口、第一组IO口、第二组IO口和第一串口，所述R接口连接差分运算放大器的输入端，差分运算放大器的输出端连接所述第一AD接口，所述S接口连接所述第一组IO口，所述T接口连接所述第二AD接口，第一调试接口连接所述第二组IO口，第一协议转换芯片连接所述第一串口；

主机单元包括第二协议转换芯片、MCU2主控制器、第二调试接口、显示屏、按键、存储器、第一电源开关、第一电源管理模块和第一无线通讯芯片，MCU2主控制器设有第二串口、第三串口、第三组IO口、第四组IO口、第五组IO口和第六组IO口，所述第一协议转换芯片与第二协议转换芯片连接，第二协议转换芯片还连接所述第二串口，第二调试接口连接所述第三组IO口，显示屏连接所述第四组IO口，按键连接所述第五组IO口，存储器连接所述第六组IO口，无线通讯芯片连接所述第三串口，第一电源开关连接第一电源管理模块，第一电源管理模块为探头、调零模块、接口模块、放大AD模块、第二协议转换芯片、MCU2主控制器、第二调试接口、显示屏、按键、存储器和第一无线通讯芯片供电；

无线中继器包括天线、第二无线通信芯片、第二电源管理模块和第二电源开关，天线连接第二无线通信芯片，第二电源开关连接第二电源管理模块，第二电源管理模块为天线和第二无线通信芯片供电。

所述测温芯片的型号为DS2438；所述存储芯片的型号为AT49F512。

所述T接口、S接口和R接口均为一组短路子。

所述差分运算放大器的型号为AD623；所述MCU1主控制器和所述MCU2主控制器均为ARM9控制器；所述第一调试接口和所述第二调试接口均为接线端子；所述第一协议转换芯片和所述第一协议转换芯片的型号均为MAX485；所述第一电源管理模块和所述第二电源管理模块的型号均为BQ24030；所述第一无线通信芯片和所述第二无线通信芯片的型号均为2.4G无线通信模块CC2592。

所述探头包括外壳、热敏电阻、压力传感器、导管、接头、以及导线，导线包括5根具有屏蔽层的传输线，导线与接头通过焊接进行连接，接头通过传输线与调零模块上的匹配电阻连接并进行信号传递，所述5根具有屏蔽层的传输线中的2根传输线与热敏电阻连接并进行信号传输，所述5根具有屏蔽层的传输线中的另外3根传输线与压力传感器连接并进行信号传输，压力传感器和热敏电阻均粘接在外壳中，表面涂抹硅胶进行密封，导管通过胶水与外壳粘接在一起。

还包括引流管，引流管一端由堵头封闭并形成封闭端、另一端为开口端，引流管内设探头腔体、引导针腔体和引流腔体，引流腔体的伸出引流管开口端外的端部设置转接口，所述探头腔体内放置所述探头，在探头腔体对应探头的外壳设置开孔，压力传感器从开口伸出引流管外并用于接触脑组织以获得压力，引导针腔体内放置引导针。

本实用新型所述的一种微创颅内压、颅内温度监护系统，实现了持续实时监测患者颅内压和颅内温度变化情况，并能够通过中继站借助无线网路进行颅内压和颅内温度参数的传输；本实用新型将探头测量的颅内压、颅内温度数据通过无线中继器传输到无线网络，实现远程、多机传输，为利用Internet网络建立远程数据访问提供了实现方案；本实用新型可以存储探头的参数，通过接口模块实现探头在使用过程中的热插拔，大大降低使用时的复杂度；本实用新型可以测量探头使用时的环境温度，可以据此提供温漂的校正方法，使得探头具有较高的测量精度和稳定性；本实用新型在探头前端将模拟数据转换为数字信号，从而在传输过程中有效的克服干扰，获得的信号具有很高的稳定性；本实用新型进一步改进了探头设计方案，提出了新的结构，使得探头的一致性得到提高，提高了生产效率和探头的质量。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的调零模块和接口模块的结构示意图；

图3是本实用新型的放大AD模块的结构示意图；

图4是本实用新型的主机单元的结构示意图；

图5是本实用新型的无线中继器结构示意图；

图6是本实用新型的实施例一中探头的结构示意图；

图7是本实用新型的实施例二中探头的结构示意图；

图8是一种微创颅内压、颅内温度监护系统的探头调零方法步骤图。

具体实施方式

实施例一：

如图1-6所示的一种微创颅内压、颅内温度监护系统，包括探头10、调零模块20、接口模块30、放大AD模块40、主机单元50和无线中继器60，探头10连接调零模块20，调零模块20连接接口模块30，接口模块30连接放大AD模块40，放大AD模块40连接主机单元50，主机单元50通过2.4G无线通信网络连接无线中继器60；

调零模块20包括测温芯片23、存储芯片22和电桥匹配电阻21，探头10连接电桥匹配电阻21；

接口模块30包括T接口33、S接口32和R接口31，所述电桥匹配电阻21连接R接口31，所述存储芯片22连接S接口32，所述测温芯片23连接T接口33；

放大AD模块40包括差分运算放大器41、MCU1主控制器42、第一调试接口421和第一协议转换芯片43，MCU1主控制器42设有第一AD接口、第二AD接口、第一组IO口、第二组IO口和第一串口，所述R接口31连接差分运算放大器41的输入端，差分运算放大器41的输出端连接所述第一AD接口，所述S接口32连接所述第一组IO口，所述T接口33连接所述第二AD接口，第一调试接口421连接所述第二组IO口，第一协议转换芯片43连接所述第一串口；

主机单元50包括第二协议转换芯片51、MCU2主控制器52、第二调试接口521、显示屏523、按键524、存储器525、第一电源开关5221、第一电源管理模块522和第一无线通讯芯片53，MCU2主控制器52设有第二串口、第三串口、第三组IO口、第四组IO口、第五组IO口和第六组IO口，所述第一协议转换芯片43与第二协议转换芯片51连接，第二协议转换芯片51还连接所述第二串口，第二调试接口521连接所述第三组IO口，显示屏523连接所述第四组IO口，按键524连接所述第五组IO口，存储器525连接所述第六组IO口，无线通讯芯片连接所述第三串口，第一电源开关5221连接第一电源管理模块522，第一电源管理模块522为探头10、调零模块20、接口模块30、放大AD模块40、第二协议转换芯片51、MCU2主控制器52、第二调试接口521、显示屏523、按键524、存储器525和第一无线通讯芯片53供电；

无线中继器60包括天线61、第二无线通信芯片62、第二电源管理模块63和第二电源开关64，天线61连接第二无线通信芯片62，第二电源开关64连接第二电源管理模块63，第二电源管理模块63为天线61和第二无线通信芯片62供电。

所述测温芯片23的型号为DS2438；所述存储芯片22的型号为AT49F512。

所述T接口33、S接口32和R接口31均为一组短路子。

所述差分运算放大器41的型号为AD623；所述MCU1主控制器42和所述MCU2主控制器52均为ARM9控制器；所述第一调试接口421和所述第二调试接口521均为接线端子；所述第一协议转换芯片43和所述第一协议转换芯片43的型号均为MAX485；所述第一电源管理模块522和所述第二电源管理模块63的型号均为BQ24030；所述第一无线通信芯片和所述第二无线通信芯片62的型号均为2.4G无线通信模块CC2592。

所述探头10包括外壳11、热敏电阻12、压力传感器13、导管14、接头15、以及导线16，导线16包括5根具有屏蔽层的传输线，导线16与接头15通过焊接进行连接，接头15通过传输线与调零模块20上的匹配电阻21连接并进行信号传递，所述5根具有屏蔽层的传输线中的2根传输线与热敏电阻12连接并进行信号传输，所述5根具有屏蔽层的传输线中的另外3根传输线与压力传感器13连接并进行信号传输，压力传感器13和热敏电阻12均粘接在外壳11中，表面涂抹硅胶进行密封，导管14通过胶水与外壳11粘接在一起。

实施例二：

如图1-7所示的一种微创颅内压、颅内温度监护系统，与实施例一的不同之处在于：还包括引流管10B0，引流管10B0一端由堵头10B2封闭并形成封闭端、另一端为开口端，引流管10B0内设探头腔体10B1、引导针腔体10B3和引流腔体10B4，引流腔体10B4的伸出引流管10B0开口端外的端部设置转接口10B6，所述探头腔体10B1内放置所述探头10，在探头腔体10B1对应探头10的外壳设置开孔，压力传感器13从开口伸出引流管10B0外并用于接触脑组织以获得压力，引导针腔体10B3内放置引导针。

实施例三：

一种微创颅内压、颅内温度监护系统的探头调零方法，是在实施例一或实施例二所述的一种微创颅内压、颅内温度监护系统的基础上实现的，其包括如下步骤：

步骤1：建立测试环境：首先将探头10安装在压力计上，通过压力计对探头10施加一个固定的压力值，然后将探头10所在的环境温度调节为25度室温；最后调节电桥匹配电阻21，电桥匹配电阻21将探头10采集到的压力信号发送给MCU1主控制器42，MCU1主控制器42将探头10在所述测试环境下所采集到的压力信号作为探头10的参数，并将所述探头10的参数写入存储芯片22；

步骤2：将探头10放入病人的颅内，探头10采集颅内压力信号，并将颅内压力信号通过电桥匹配电阻21进行匹配，转换成压力电信号；探头10测量颅内的温度信号并将温度信号转换成温度电信号；测温芯片23将环境温度电信号发送给放大AD模块40；

步骤3：电桥匹配电阻21将压力电信号通过接口模块30发送给放大AD模块40；

步骤4：放大AD模块40中的差分运算放大器41接收电桥匹配电阻21发送过来的压力、温度电信号，差分运算放大器41对压力电信号和温度电信号进行放大处理，并将处理好的压力电信号和温度电信号发送给MCU1主控制器42，MCU1主控制器42接收差分运算放大器41发送过来的压力电信号和温度电信号、测温芯片23发送过来的环境温度电信号和存储芯片22发送过来的探头10的参数，并进行数据处理，生成颅压和颅脑温度数据；

步骤5：MCU1主控制器42将颅压数据通过第一协议转换芯片43发送给第二协议转换芯片51，第一协议转换芯片43和第二协议转换芯片51之间通过串口连接；

步骤6：第二协议转换芯片51将颅压数据发送给MCU2主控制器52，MCU1主控制器52将颅压数据显示在显示屏523上；

步骤7：用户通过显示屏523查看颅压和颅内温度数据，并通过按键524对颅压和颅内温度数据进行调零处理；

步骤8：MCU2主控制器52将用户通过按键524输入的调零数据进行存储，并等待用户确认后，进入正常工作状态；

步骤9：在MCU2主控制器52进入正常工作状态时，MCU2主控制器52将颅压数据显示在显示屏523上并同时通过第一无线通信模块53将颅压和颅内温度数据发送给无线中继器60；

步骤10：无线中继器60通过天线61接收第一无线通信模块53发送来的颅压和颅内温度数据，并将颅压和颅内温度数据再次通过天线60发送到无线网络中，用户可以通过电脑终端或者手机APP终端从无线网络中查询的颅压和颅内温度数据。

本实用新型所述的一种微创颅内压、颅内温度监护系统，实现了持续实时监测患者颅内压和颅内温度变化情况，并能够通过中继站借助无线网路进行颅内压和颅内温度参数的传输；本实用新型将探头测量的颅内压、颅内温度数据通过无线中继器传输到无线网络，实现远程、多机传输，为利用Internet网络建立远程数据访问提供了实现方案；本实用新型可以存储探头的参数，通过接口模块实现探头在使用过程中的热插拔，大大降低使用时的复杂度；本实用新型可以测量探头使用时的环境温度，可以据此提供温漂的校正方法，使得探头具有较高的测量精度和稳定性；本实用新型在探头前端将模拟数据转换为数字信号，从而在传输过程中有效的克服干扰，获得的信号具有很高的稳定性；本实用新型进一步改进了探头设计方案，提出了新的结构，使得探头的一致性得到提高，提高了生产效率和探头的质量。

Claims (6)

1.一种微创颅内压、颅内温度监护系统，其特征在于：包括探头(10)、调零模块(20)、接口模块(30)、放大AD模块(40)、主机单元(50)和无线中继器(60)，探头(10)连接调零模块(20)，调零模块(20)连接接口模块(30)，接口模块(30)连接放大AD模块(40)，放大AD模块(40)连接主机单元(50)，主机单元(50)通过2.4G无线通信网络连接无线中继器(60)；

调零模块(20)包括测温芯片(23)、存储芯片(22)和电桥匹配电阻(21)，探头(10)连接电桥匹配电阻(21)；

接口模块(30)包括T接口(33)、S接口(32)和R接口(31)，所述电桥匹配电阻(21)连接R接口(31)，所述存储芯片(22)连接S接口(32)，所述测温芯片(23)连接T接口(33)；

放大AD模块(40)包括差分运算放大器(41)、MCU1主控制器(42)、第一调试接口(421)和第一协议转换芯片(43)，MCU1主控制器(42)设有第一AD接口、第二AD接口、第一组IO口、第二组IO口和第一串口，所述R接口(31)连接差分运算放大器(41)的输入端，差分运算放大器(41)的输出端连接所述第一AD接口，所述S接口(32)连接所述第一组IO口，所述T接口(33)连接所述第二AD接口，第一调试接口(421)连接所述第二组IO口，第一协议转换芯片(43)连接所述第一串口；

主机单元(50)包括第二协议转换芯片(51)、MCU2主控制器(52)、第二调试接口(521)、显示屏(523)、按键(524)、存储器(525)、第一电源开关(5221)、第一电源管理模块(522)和第一无线通讯芯片(53)，MCU2主控制器(52)设有第二串口、第三串口、第三组IO口、第四组IO口、第五组IO口和第六组IO口，所述第一协议转换芯片(43)与第二协议转换芯片(51)连接，第二协议转换芯片(51)还连接所述第二串口，第二调试接口(521)连接所述第三组IO口，显示屏(523)连接所述第四组IO口，按键(524)连接所述第五组IO口，存储器(525)连接所述第六组IO口，无线通讯芯片连接所述第三串口，第一电源开关(5221)连接第一电源管理模块(522)，第一电源管理模块(522)为探头(10)、调零模块(20)、接口模块(30)、放大AD模块(40)、第二协议转换芯片(51)、MCU2主控制器(52)、第二调试接口(521)、显示屏(523)、按键(524)、存储器(525)和第一无线通讯芯片(53)供电；

无线中继器(60)包括天线(61)、第二无线通信芯片(62)、第二电源管理模块(63)和第二电源开关(64)，天线(61)连接第二无线通信芯片(62)，第二电源开关(64)连接第二电源管理模块(63)，第二电源管理模块(63)为天线(61)和第二无线通信芯片(62)供电。

2.如权利要求1所述的一种微创颅内压、颅内温度监护系统，其特征在于：所述测温芯片(23)的型号为DS2438；所述存储芯片(22)的型号为AT49F512。

3.如权利要求1所述的一种微创颅内压、颅内温度监护系统，其特征在于：所述T接口(33)、S接口(32)和R接口(31)均为一组短路子。

4.如权利要求1所述的一种微创颅内压、颅内温度监护系统，其特征在于：所述差分运算放大器(41)的型号为AD623；所述MCU1主控制器(42)和所述MCU2主控制器(52)均为ARM9控制器；所述第一调试接口(421)和所述第二调试接口(521)均为接线端子；所述第一协议转换芯片(43)和所述第一协议转换芯片(43)的型号均为MAX485；所述第一电源管理模块(522)和所述第二电源管理模块(63)的型号均为BQ24030；所述第一无线通信芯片和所述第二无线通信芯片(62)的型号均为2.4G无线通信模块CC2592。

5.如权利要求1所述的一种微创颅内压、颅内温度监护系统，其特征在于：所述探头(10)包括外壳(11)、热敏电阻(12)、压力传感器(13)、导管(14)、接头(15)、以及导线(16)，导线(16)包括5根具有屏蔽层的传输线，导线(16)与接头(15)通过焊接进行连接，接头(15)通过传输线与调零模块(20)上的匹配电阻(21)连接并进行信号传递，所述5根具有屏蔽层的传输线中的2根传输线与热敏电阻(12)连接并进行信号传输，所述5根具有屏蔽层的传输线中的另外3根传输线与压力传感器(13)连接并进行信号传输，压力传感器(13)和热敏电阻(12)均粘接在外壳(11)中，表面涂抹硅胶进行密封，导管(14)通过胶水与外壳(11)粘接在一起。

6.如权利要求5所述的一种微创颅内压、颅内温度监护系统，其特征在于：还包括引流管(10B0)，引流管(10B0)一端由堵头(10B2)封闭并形成封闭端、另一端为开口端，引流管(10B0)内设探头腔体(10B1)、引导针腔体(10B3)和引流腔体(10B4)，引流腔体(10B4)的伸出引流管(10B0)开口端外的端部设置转接口(10B6)，所述探头腔体(10B1)内放置所述探头(10)，在探头腔体(10B1)对应探头(10)的外壳设置开孔，压力传感器(13)从开口伸出引流管(10B0)外并用于接触脑组织以获得压力，引导针腔体(10B3)内放置引导针。