一種光纖顱腦壓監(jiān)護(hù)儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種光纖顱腦壓監(jiān)護(hù)儀，所述監(jiān)護(hù)儀中的光纖壓力傳感器放置于顱腔內(nèi)，在顱內(nèi)壓力的作用下，光纖壓力傳感器敏感膜發(fā)生形變，使得入射激光的反射率發(fā)生變化，該反射光通過多模光纖傳輸?shù)礁缮鏋V光片，僅使1310nm激光進(jìn)入光電探測器，光電探測器將帶有壓力信息的反射光轉(zhuǎn)換為電信號，然后經(jīng)過放大、分析與處理，顯示于數(shù)字儀上，并用記錄儀連續(xù)描記出顱腦內(nèi)部壓力曲線，以便隨時了解顱內(nèi)壓的變化；本發(fā)明的光纖顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀可以對病人的顱內(nèi)壓進(jìn)行最迅速、可觀和準(zhǔn)確的監(jiān)測，并給出顱腦壓變化的全部信息。在神經(jīng)外科、內(nèi)科和兒科等專業(yè)有著廣闊的應(yīng)用。
【專利說明】一種光纖顱腦壓監(jiān)護(hù)儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光電傳感器研究【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于測量顱內(nèi)壓的光纖顱腦壓監(jiān)護(hù)儀，本發(fā)明適用于神經(jīng)外科、內(nèi)科和兒科中的重型顱腦損傷的病人；腦腫瘤和腦血管病術(shù)后的病人；有顱內(nèi)占位性病變和腦水腫可能的病人；有腦出血傾向的病人的顱內(nèi)壓變化過程的精確測量。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上在用的顱內(nèi)壓監(jiān)測主要分為創(chuàng)傷性和無創(chuàng)傷性兩種，創(chuàng)傷性主要有:腰椎穿刺法、腦實質(zhì)內(nèi)監(jiān)測。蛛網(wǎng)膜下腔監(jiān)測、神經(jīng)內(nèi)鏡監(jiān)測等。無創(chuàng)性顱內(nèi)壓監(jiān)測主要有:臨床表現(xiàn)和影像學(xué)檢測、視網(wǎng)膜靜脈壓或動脈壓法、鼓膜移位法、前因測壓、無創(chuàng)腦電阻抗監(jiān)測、近紅外光譜技術(shù)等。腰椎刺穿法是最原始的方法，其缺點是可能發(fā)生神經(jīng)損傷、出血、感染等并發(fā)癥，在病情嚴(yán)重或懷疑顱內(nèi)壓極高時會形成腦疝的危險，同時，該方法所測的壓力不一定能夠真實反映顱內(nèi)壓的變化；腦實質(zhì)內(nèi)監(jiān)測法采用微小顯微鏡或光學(xué)換能器放置在腦實質(zhì)內(nèi)，但是只能反映局部ICP，且傳感器容易脫落移位。蛛網(wǎng)膜下腔監(jiān)測可以通過螺栓傳遞到壓力換能器進(jìn)行測壓，此方法操作簡便，對腦組織無明顯影響。但是感染概率較大，螺栓容易松動、堵塞而影響測量結(jié)果。神經(jīng)內(nèi)鏡監(jiān)測是內(nèi)鏡工作通道中放置微型傳感器，術(shù)中能夠連續(xù)準(zhǔn)確的監(jiān)測顱內(nèi)壓變化，術(shù)后也可以連續(xù)監(jiān)測，當(dāng)顱內(nèi)壓變化明顯時其應(yīng)用有所限制，監(jiān)測效果主要受沖洗、吸引和腦脊液流失等因素影響，當(dāng)前還沒有成熟產(chǎn)品。影像學(xué)監(jiān)測具有客觀、準(zhǔn)確，能定位定性等優(yōu)點，但價格較貴，不能進(jìn)行床旁和連續(xù)監(jiān)測。鼓膜移位法過度暴露于聲音刺激中能引起暫時性音閾改變而影響測量，有腦干和中耳病變的病人，因鐙骨肌反射缺陷不能連續(xù)監(jiān)測，不安靜、不合作及老年人均不宜監(jiān)測。前因測壓主要用于新生兒和嬰兒監(jiān)測 ，該方法不能使用于成年人。近紅外光譜技術(shù)650-1100 _范圍的近紅外線能穿透頭皮、顱骨及腦皮質(zhì)達(dá)2-2.5cm，然后返回到頭皮。在頭皮上放置光源感受器可以測量相關(guān)信息的變化，自1977年Jobsis首次將NIRS用于無創(chuàng)監(jiān)測腦組織血液成分變化以來，NIRS在ICP監(jiān)測方面進(jìn)展較快，以此方法以獲得的監(jiān)測值來計算ICP，敏感性較高，具有良好的應(yīng)用前景，但尚處于研究階段。
[0003]光纖作為新時代的產(chǎn)物，本身具有很多優(yōu)點，正是由于這些優(yōu)點，使其已成為目前最受關(guān)注的顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)的方式之一。布里-珀羅(F-P)光纖傳感器基于多光束干涉，可有效消除光纖由于應(yīng)變、溫度等造成的相位噪聲的影響，具有很高的靈敏度，通常被應(yīng)用于物理量的測量，例如溫度、壓力、震動、位移、應(yīng)力等。
[0004]目前，科學(xué)家們正在研究將光纖傳感器應(yīng)用于醫(yī)療方面，美國加州圣地亞哥Camino實驗室開發(fā)的MPM-1型多參數(shù)顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀，該產(chǎn)品上市以來，目前已經(jīng)已獲得了眾多客戶的廣泛認(rèn)可，MPM-1型頡內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀是Camino系列中最先進(jìn)的型號，能夠完全符合臨床需求。加拿大FISO技術(shù)研究所研制的微小型125mm全玻璃F-P壓力傳感器主要由易彎曲的硅膜和毛細(xì)管構(gòu)成，該傳感器具有高的穩(wěn)定性和敏感性，通過實驗測試，可獲得~2nm/kPa (即3nm/mmHg)敏感性。國內(nèi)現(xiàn)在還沒有光纖盧頁內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀產(chǎn)品,各大醫(yī)院使用的基本都是以上兩家的光纖顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀，但是該產(chǎn)品價格昂貴，使用時間短、病人難以承受。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服傳統(tǒng)顱內(nèi)壓測量法的不足，同時降低病人的醫(yī)療費用，本發(fā)明提供了一種光纖顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀，本發(fā)明的監(jiān)護(hù)儀不僅可以對顱內(nèi)壓進(jìn)行監(jiān)測，而且可以給出壓力變化的連續(xù)曲線，具有操作簡單、抗電磁干擾能力強、費用低等優(yōu)點。
[0006]本發(fā)明的一種光纖顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀中的用于感應(yīng)顱腔壓力的光纖傳感器置于顱腔內(nèi)，光纖傳感器與多模光纖連接；多模光纖中的一根與波長為1310nm的LED光源連接，LED光源的另一端與LED驅(qū)動連接；多模光纖中的另外兩根光纖分別與兩個光電探測器連接，兩個光電探測器的輸出端分別與預(yù)放模塊的兩個輸入端連接，預(yù)放模塊的兩個輸出端分別與信號采集處理模塊的輸入端連接，信號采集處理模塊的輸出端與顯示模塊連接。
[0007]所述的光纖傳感器由敏感膜和保護(hù)殼體組成。
[0008]所述的光纖傳感器中的敏感膜由金屬銅或者硅制成；殼體由不銹鋼材料或者陶瓷材料制成。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:該光纖顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀可動態(tài)準(zhǔn)確的對顱內(nèi)壓進(jìn)行測量，有效的提高顱內(nèi)壓測量范圍和線性度，具有抗電磁干擾、耐腐蝕、電絕緣性好、光路有可繞曲性、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕等一系列獨特的優(yōu)勢。同時，該光纖顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀傳感頭的價格只有國外進(jìn)口產(chǎn)品的一半，而且使用非常方便。
[0010]本發(fā)明光纖顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀對于疾病的早期診斷、指導(dǎo)治療、判斷預(yù)后、提高療效等方面有較大的幫助，也可以彌補腰椎穿刺法的不足。本發(fā)明適用于神經(jīng)外科、內(nèi)科和兒科等醫(yī)療專業(yè)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的光纖顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀的結(jié)構(gòu)框圖；
圖中:1.腦室2.光纖傳感器3.多模光纖4.多模光纖5.多模光纖6.光電探測器7.光電探測器8.LED光源9.LED驅(qū)動10.預(yù)放模塊11.信號采集處理模塊12.顯示模塊。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0013]本發(fā)明的用于顱內(nèi)壓測量的光纖顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀包括LED光源、LED驅(qū)動、光纖傳感器、多模光纖、光電探測器、預(yù)放模塊、記錄及處理模塊，顯示模塊。其中，光纖傳感器的一端置于顱腔內(nèi)，用于感應(yīng)顱腔壓力，光纖傳感器另一端分別與多模光纖的一端連接，其中一根多模光纖用于輸入LED光,多模光纖另一端與LED光源的輸出端連接,LED光源的另一端與LED驅(qū)動連接。另外兩根多模光纖的一端分別與兩個光電探測器的一端連接，光電探測器的另一端與預(yù)放模塊的一端連接，預(yù)放模塊的另一端與信號采集與處理模塊的一端連接，信號采集 與處理模塊的另一端與顯示模塊連接。
[0014]該光纖顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀是利用石英光纖和帶有敏感膜的光纖傳感器作為傳感元件，然后將該光纖傳感器放置于顱腔內(nèi)，敏感膜在顱內(nèi)壓力的作用下發(fā)生形變，從而產(chǎn)生撓度，使得照射在敏感膜內(nèi)表面的反射光信號發(fā)生變化，該攜帶壓力信息的反射光接收通過光纖傳輸?shù)焦怆娞綔y器，再經(jīng)過預(yù)放、信號采集與處理模塊，最終給出顱內(nèi)壓力值。
[0015]本發(fā)明解決的技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:采用多模光纖作為光傳輸元件，多模光纖的一端與傳感頭連接作為光纖傳感器，然后將光纖傳感器置于顱腔內(nèi)，在顱內(nèi)壓力的作用下，敏感膜發(fā)生形變產(chǎn)生撓度，使得敏感膜表面的反射光功率發(fā)生變化，兩根多模光纖的一端與光電探測器連接，光電探測器將反射光信號轉(zhuǎn)化為電信號，再經(jīng)過預(yù)放、信號采集與處理模塊，顯示出顱內(nèi)壓力的變化過程。
[0016]如圖1所示，腦室I與測量顱壓力變化過程的光纖傳感器2的一端連接，光纖傳感器2的另一端分別與傳輸LED光的多模光纖3、多模光纖4和多模光纖5連接的一端連接，多模光纖3和多模光纖4用于傳輸傳感頭敏感膜產(chǎn)生的反射光,多模光纖5用于傳輸LED光到敏感膜內(nèi)表面，多模光纖3和多模光纖4的另一端分別光電探測器6和光電探測器7的一端連接，光電探測器6和光電探測器7用于將反射光轉(zhuǎn)換為電信號，從而方便后續(xù)信號處理與分析，光電探測器6和光電探測器7的另一端與對反射光信號進(jìn)行放大的預(yù)放模塊10的一端連接，預(yù)放模塊10的另一端與信號采集與處理模塊11的一端連接，采集與處理模塊11用于將電信號進(jìn)行采集、分析、計算，給出顱腦壓力值，信號采集與處理模塊11的另一端與顯示模塊12連接。
[0017]本發(fā)明的用于顱腦內(nèi)部壓力的精確測量，彌補了腰椎穿刺法、腦實質(zhì)內(nèi)監(jiān)測。蛛網(wǎng)膜下腔監(jiān)測、神經(jīng)內(nèi)鏡監(jiān)測的不足，能夠用于腦實質(zhì)內(nèi)、腦室內(nèi)、硬膜下等不同部位的持續(xù)顱內(nèi)壓實時監(jiān)測，并可以根據(jù)使用者的設(shè)置對顱內(nèi)壓的升高給予報警提示，以便盡早的治療干預(yù)。適用于顱腦損傷，尤其是重型顱腦損傷的病人、腦腫瘤和腦血管病術(shù)后的病人、有顱內(nèi)占位性病變和腦水腫可能的病人、有腦出血傾向的病人。
[0018]本發(fā)明采用多模光纖作為傳輸反射光信號，可有效消除光纖由于應(yīng)變、溫度等造成的相位噪聲的影響，具有很高的靈敏度。
[0019]本發(fā)明采用銅模或者硅膜作為敏感膜，不僅提高了系統(tǒng)的靈敏度，而且還大大降低了傳感頭的體積，降低了病人顱腦開孔的尺寸。
[0020]采用兩根多模光纖接收敏感膜內(nèi)表面的反射光，其作用是提高反射光接收效率，降低測量誤差。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀，其特征在于:所述的監(jiān)護(hù)儀中的用于感應(yīng)顱腔壓力的光纖傳感器置于頡腔內(nèi)，光纖傳感器與多模光纖連接；多模光纖中的一根與波長為1310nm的LED光源連接，LED光源的另一端與LED驅(qū)動連接；多模光纖中的另外兩根光纖(3、4)分別與兩個光電探測器(6、8)連接，兩個光電探測器的輸出端分別與預(yù)放模塊的兩個輸入端連接，預(yù)放模塊的兩個輸出端分別與信號采集處理模塊的輸入端連接，信號采集處理模塊的輸出端與顯示模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀，其特征在于:所述的光纖傳感器由敏感膜和保護(hù)殼體組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀，其特征在于:所述的光纖傳感器中的敏感膜由金屬銅 或者硅制成；殼體由不銹鋼材料或者陶瓷材料制成。
【文檔編號】A61B5/03GK103829936SQ201410099161
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】周維軍, 王榮波, 陶世興, 溫偉峰, 李建中, 劉壽先, 田建華, 孫文遂 申請人:中國工程物理研究院流體物理研究所