一种植入式无线无源颅内压监测系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明提供了一种植入式无线无源颅内压监测系统，包括：颅内压力传感器，用于感知颅内压力值，体外贴片式读取器，与颅内压力传感器产生互感耦合，检测仪表，其连接体外贴片式读取器，检测颅内压力传感器的谐振频率，得出颅内压力值。本发明的植入式无线无源颅内压监测系统，无需导线和导管与外部设备连接，避免了发生颅内感染的风险，不会限制患者的正常活动；不需要采用电池为其供电，可实现长时间监测；LC谐振式压力传感器的压力敏感电容为MEMS结构，体积小，成本低；体外贴片式读取器采用柔性PCB印制线圈，其重量轻、厚度薄且弯折性好，不会对患者造成不适感。
【专利说明】
一种植入式无线无源颅内压监测系统
技术领域
[0001]本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种植入式无线无源颅内压监测系统。
【背景技术】
[0002]颅内压是指颅腔内容物对颅腔壁产生的压力，是神经内外科临床诊断和治疗的重要观测指标。正常颅内压范围为70?180mmH20，当颅内压持续超过ISOmmH2O，持续时间大于5min，临床上称为颅内压增高。颅内压增高可导致一系列的生理功能紊乱和病理改变，表现为头痛恶心、呕吐、视乳头水肿等典型表现。严重的颅内压增高还可并发肺水肿、高血压危象等并发症，亦可造成植物神经功能紊乱，并可在短时间内危机生命，是神经内外科疾病引起死亡的主要原因。因此，及时、准确地监测患者颅内压值，对于临床诊断病情和指导治疗具有非常重要的意义。
[0003]颅内压监测方法根据是否将传感器植入颅内，可分为植入式监测法和非植入式监测法两类。其中，非植入式颅内压监测法无须在颅内植入传感器，能够避免因植入式监测对患者造成的创伤，且监测过程中无感染风险，同时具有操作简便和成本较低的优点。目前，非植入式监测法主要有以下6种方式:经颅多普勒法、闪光视觉诱发电位法、鼓膜移位法、前卤测压法、电阻抗等效电路模型法和红外分光检查法。以上非植入式监测方法均通过间接手段将其他物理量转化为压力值，测量原理及监测过程中存在较多的干扰因素，使得测量误差较大，因而目前尚未在临床中取得广泛应用。
[0004]植入式颅内压监测法是指将压力传感器植入颅内，直接测量颅内压值。目前，在临床上取得应用的植入式监测法可分为两大类:脑室法和硬膜外法，根据测量原理可分为:液压式、压阻式、光纤式等。图1展示了 5种现有技术中应用较为广泛的植入式颅内压监测方法及部位，分别为脑室内植入导管U、蛛网膜下植入导管12、硬膜外植入传感器13、硬膜下植入导管14、硬膜下植入螺钉15，现以应用最为广泛的液压式脑室测压法为例，介绍植入式监测法的具体实现方式:该方法是在颅骨钻孔，将导管一端插入脑室，另一端与外部液压传感器连接，从而测得颅内压值。此方法的优点在于检测精确度高，可满足临床颅内压监测指标要求，被视为颅内压监测的“金标准”。但是，该方法以及其他现有植入式颅内压监测设备均为有线式，在持续监测过程中存在诸多不便。
【发明内容】
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]为解决上述问题，本发明提供了一种植入式无线无源颅内压监测系统。
[0007](二)技术方案
[0008]本发明提供了一种植入式无线无源颅内压监测系统，包括:颅内压力传感器21，用于感知颅内压力值，其谐振频率随颅内压力值的变化而变化;体外贴片式读取器31，基于电磁感应耦合原理，与所述颅内压力传感器21产生互感耦合，其阻抗谱在颅内压力传感器的谐振频率处发生变化;检测仪表41，其连接所述体外贴片式读取器31，检测体外贴片式读取器阻抗谱的变化，经过阻抗分析得到颅内压力传感器的谐振频率，得出颅内压力值。
[0009]优选地，所述颅内压力传感器21为LC谐振式压力传感器，其植入颅内，包括:外壳以及外壳内的电感和压力敏感电容，其中，所述电感和压力敏感电容组成LC振荡电路。
[0010]优选地，所述体外贴片式读取器31包括柔性PCB32以及印制在柔性PCB上的线圈33，其中，所述线圈的直径大于LC谐振式压力传感器电感的直径，所述体外贴片式读取器31粘贴在植入颅内压力传感器位置的正上方头皮处，所述线圈33与LC谐振式压力传感器电感位置正对。
[0011]优选地，所述检测仪表41通过导线连接体外贴片式读取器的线圈33。
[0012]优选地所述LC谐振式压力传感器的外壳为两段式结构，包括:大径部分22和小径部分23;其中，LC谐振式压力传感器的电感放置于大径部分22，其压力敏感电容放置于小径部分23，大径部分22置于颅骨范围内，小径部分23置于脑室，小径部分的直径小于大径部分的直径。
[0013]优选地，在小径部分的放置压力敏感电容处具有一矩形窗口，以便压力敏感电容与颅内环境连通，感测颅内压力。
[0014]优选地，所述外壳采用聚四氟乙烯材料。
[0015]优选地，所述大径部分22和小径部分23通过内外螺纹连接;和/或在压力敏感电容与矩形窗口之间的接缝处、以及大径部分22与小径部分23之间的接缝处，涂以环氧胶黏剂粘接密封。
[0016]优选地，所述压力敏感电容为MEMS结构，其采用MEMS工艺加工而成。
[0017]优选地，所述检测仪表41具有显示屏，实时显示颅内压力值。
[0018](三)有益效果
[0019]从上述技术方案可以看出，本发明的一种植入式无线无源颅内压监测系统具有以下有益效果:
[0020](I)压力传感器植入颅内，无需导线和导管与外部设备连接，避免了监测过程中发生颅内感染的风险，同时不会因导线和导管的存在而限制患者的正常活动；
[0021](2)颅内压力传感器不需要采用电池等任何形式的电源为其供电，故可实现长时间监测，且工作过程中发热量极小，不会对患者造成不适感；
[0022](3)LC谐振式压力传感器的压力敏感电容为MEMS结构，其采用MEMS工艺加工而成，颅内压力传感器体积小，可满足临床对植入传感器的尺寸要求，且成本低，便于在临床中推广使用；
[0023](4)体外贴片式读取器采用柔性PCB印制线圈，其重量轻、厚度薄且弯折性好，粘贴在患者头皮处，不会对患者造成不适感。
【附图说明】
[0024]图1是现有技术中应用较为广泛的植入式颅内压监测方法及部位示意图；
[0025]图2是本发明实施例植入式无线无源颅内压监测系统的结构示意图；
[0026]图3是本发明实施例植入式无线无源颅内压监测系统的工作原理图；
[0027]图4(a)、图4(b)、图4(c)分别是本发明实施例的外壳的主视图、左视图和3D效果图；
[0028]图5是本发明实施例体外贴片式读取器结构示意图。
[0029]【符号说明】
[0030]11-脑室内植入导管；12-蛛网膜下植入导管；13-硬膜外植入传感器;14-硬膜下植入导管；15-硬膜下植入螺钉；
[0031 ] 21-颅内压力传感器;22-大径部分;23-小径部分；
[0032]31-体外贴片式读取器;32-柔性PCB; 33-线圈；
[0033]41-检测仪表；
[0034]Rs-内阻;Ls-电感;Cs-压力敏感电容;Lr-线圈电感。
【具体实施方式】
[0035]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0036]如图2所示，本发明实施例提供了一种植入式无线无源颅内压监测系统，可以实现长时间的颅内压监测，其包括:
[0037]颅内压力传感器21，用于感知颅内压力值，其谐振频率随颅内压力值的变化而变化；
[0038]体外贴片式读取器31，基于电磁感应耦合原理，与所述颅内压力传感器21产生互感耦合，其阻抗谱在颅内压力传感器的谐振频率处发生变化；
[0039]检测仪表41，其连接体外贴片式读取器31，并检测体外贴片式读取器阻抗谱的变化，经过阻抗分析得到颅内压力传感器的谐振频率，并推导出颅内压力值。
[0040]以下对本申请植入式无线无源颅内压监测系统的各个组成部分的结构和工作原理进行详细说明。
[0041 ]烦内压力传感器21为LC谐振式压力传感器，其包括:外壳以及外壳内的电感和压力敏感电容，电感和压力敏感电容组成LC振荡电路，颅内压力传感器21植入颅内，其压力敏感电容的电容值可随颅内压力值的改变而改变，电容值的改变引起LC谐振式压力传感器LC振荡电路的谐振频率发生改变。如图3所示，电感Ls和压力敏感电容Cs组成LC振荡电路，Rs为该LC振荡电路的内阻。
[0042]优选地，LC谐振式压力传感器的压力敏感电容为MEMS结构，其采用MEMS工艺加工而成，颅内压力传感器21体积小，可满足临床对植入传感器的尺寸要求，且成本低，便于在临床中推广使用。
[0043 ]如图5所示，体外贴片式读取器31包括柔性PCB3 2以及印制在柔性PCB上的线圈33，线圈直径大于LC谐振式压力传感器电感的直径，体外贴片式读取器31粘贴在植入颅内压力传感器位置的正上方头皮处，使其线圈33与LC谐振式压力传感器电感位置正对，线圈33与LC谐振式压力传感器电感产生互感耦合，使得线圈的阻抗谱在LC谐振式压力传感器LC振荡电路的谐振频率处产生变化，线圈的阻抗相角出现凹陷。如图3所示，体外贴片式读取器线圈电感Lr与检测仪表电性连接。
[0044]体外贴片式读取器31采用柔性PCB32印制线圈33，其重量轻、厚度薄且弯折性好，粘贴在患者头皮处，不会对患者造成不适感。
[0045]检测仪表41通过导线连接体外贴片式读取器的线圈，其测得体外贴片式读取器线圈的阻抗变化，经阻抗分析得到LC谐振式压力传感器LC振荡电路的谐振频率，从而计算出与之对应的颅内压力值。
[0046]优选地，检测仪表41可以具有显示屏，将计算出的颅内压值实时显示出来，以方便医护人员直观获取测量结果。
[0047]本发明实施例的植入式无线无源颅内压监测系统，压力传感器植入颅内，无需导线和导管与外部设备连接，避免了监测过程中发生颅内感染的风险，同时不会因导线和导管的存在而限制患者的正常活动。颅内压力传感器不需要采用电池等任何形式的电源为其供电，故可实现长时间监测，且工作过程中发热量极小，不会对患者造成不适感。
[0048]在本发明的另一实施例中，如图4(a)、图4(b)、图4(c)所示，LC谐振式压力传感器的外壳为两段式结构，包括大径部分22和小径部分23，LC谐振式压力传感器的电感放置于大径部分22，其压力敏感电容放置于小径部分23。
[0049]大径部分22置于颅骨范围内，即头皮和硬膜之间，其直径优选为12mm，高度优选小于或等于10_，以便大径部分22完全置于颅骨范围内，其壁厚应尽量小，以减小对电感耦合的影响。
[0050]小径部分23置于脑室，即穿破软膜，植入脑组织，其直径小于大径部分直径，优选为5?10mm，高度优选为50?60mm，以便将压力敏感电容置于感测压力最佳的深度，在放置压力敏感电容处开一矩形窗口，以便压力敏感电容与颅内环境连通感测颅内压力。
[0051]优选地，LC谐振式压力传感器外壳的大径部分22和小径部分23通过内外螺纹连接;在压力敏感电容与矩形窗口之间的接缝处和大径部分22与小径部分23之间的接缝处，均涂以环氧胶黏剂粘接密封;外壳采用聚四氟乙烯材料，其具有良好的生物兼容性和极低的摩擦系数，利于将传感器植入颅内，且不会与脑组织产生排异反应。
[0052]本发明的植入式无线无源颅内压监测系统，其具体使用方法包括以下步骤:
[0053]步骤A:在颅骨顶部合适位置处钻孔，其直径为12mm，将颅内压力传感器21植入颅内，植入过程中需保证将LC谐振式压力传感器外壳的大径部分22置于颅骨范围内，即头皮和硬膜之间，将LC谐振式压力传感器外壳的小径部分23置于脑室，即穿破软膜，植入脑组织，传感器植入完成后，将头皮缝合；
[0054]步骤B:在植入颅内压力传感器位置的正上方头皮处，粘贴体外贴片式读取器31;
[0055]步骤C:当需要监测患者颅内压时，医护人员将体外贴片式读取器31连接到检测仪表41，检测仪表41即可实时显示颅内压值。监测完成后，医护人员将体外贴片式读取器31与检测仪表41断开即可。进行后续的颅内压监测时，只需要重复步骤三，即直接将体外贴片式读取器31连接到检测仪表41进行检测即可。
[0056]需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和步骤的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状和步骤，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如:
[0057](I)本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值；
[0058](2)实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围；
[0059](3)上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
[0060]综上所述，本发明的植入式无线无源颅内压监测系统，压力传感器植入颅内，无需导线和导管与外部设备连接，避免了监测过程中发生颅内感染的风险，同时不会因导线和导管的存在而限制患者的正常活动;颅内压力传感器不需要采用电池等任何形式的电源为其供电，故可实现长时间监测，且工作过程中发热量极小，不会对患者造成不适感;LC谐振式压力传感器的压力敏感电容为MEMS结构，其采用MEMS工艺加工而成，颅内压力传感器体积小，可满足临床对植入传感器的尺寸要求，且成本低，便于在临床中推广使用;体外贴片式读取器采用柔性PCB印制线圈，其重量轻、厚度薄且弯折性好，粘贴在患者头皮处，不会对患者造成不适感。
[0061]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种植入式无线无源颅内压监测系统，其特征在于，包括: 颅内压力传感器(21)，用于感知颅内压力值，其谐振频率随颅内压力值的变化而变化； 体外贴片式读取器(31)，基于电磁感应耦合原理，与所述颅内压力传感器(21)产生互感耦合，其阻抗谱在颅内压力传感器的谐振频率处发生变化； 检测仪表(41)，其连接所述体外贴片式读取器(31)，检测体外贴片式读取器阻抗谱的变化，经过阻抗分析得到颅内压力传感器的谐振频率，得出颅内压力值。2.如权利要求1所述的植入式无线无源颅内压监测系统，其特征在于，所述颅内压力传感器(21)为LC谐振式压力传感器，其植入颅内，包括:外壳以及外壳内的电感和压力敏感电容，其中，所述电感和压力敏感电容组成LC振荡电路。3.如权利要求2所述的植入式无线无源颅内压监测系统，其特征在于，所述体外贴片式读取器(31)包括柔性PCB(32)以及印制在柔性PCB上的线圈(33)，其中， 所述线圈的直径大于LC谐振式压力传感器电感的直径，所述体外贴片式读取器(31)粘贴在植入颅内压力传感器位置的正上方头皮处，所述线圈(33)与LC谐振式压力传感器电感位置正对。4.如权利要求3所述的植入式无线无源颅内压监测系统，其特征在于，所述检测仪表(41)通过导线连接体外贴片式读取器的线圈(33)。5.如权利要求2所述的植入式无线无源颅内压监测系统，其特征在于，所述LC谐振式压力传感器的外壳为两段式结构，包括:大径部分(22)和小径部分(23);其中， LC谐振式压力传感器的电感放置于大径部分(22)，其压力敏感电容放置于小径部分(23)，大径部分(22)置于颅骨范围内，小径部分(23)置于脑室，小径部分的直径小于大径部分的直径。6.如权利要求5所述的植入式无线无源颅内压监测系统，其特征在于，在小径部分的放置压力敏感电容处具有一矩形窗口，以便压力敏感电容与颅内环境连通，感测颅内压力。7.如权利要求6所述的植入式无线无源颅内压监测系统，其特征在于，所述外壳采用聚四氟乙稀材料。8.如权利要求7所述的植入式无线无源颅内压监测系统，其特征在于，所述大径部分(22)和小径部分(23)通过内外螺纹连接;和/或在压力敏感电容与矩形窗口之间的接缝处、以及大径部分(22)与小径部分(23)之间的接缝处，涂以环氧胶黏剂粘接密封。9.如权利要求2所述的植入式无线无源颅内压监测系统，其特征在于，所述压力敏感电容为MEMS结构，其采用MEMS工艺加工而成。10.如权利要求4所述的植入式无线无源颅内压监测系统，其特征在于，所述检测仪表(41)具有显示屏，实时显示颅内压力值。
【文档编号】A61B5/03GK105832327SQ201610307939
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】王军波, 魏秋旭, 赵明, 陈德勇, 陈健
【申请人】中国科学院电子学研究所, 中国科学院大学, 中国人民解放军总医院第附属医院, 中国人民解放军总医院第一附属医院