本發(fā)明涉及一種用于測量至少一個生理參數的裝置和方法。本發(fā)明特別適用于測量從患者體內抽取的生理液體的壓力。特別地，本發(fā)明涉及一種用于測量與中樞神經系統(tǒng)接觸的生理液體的壓力的裝置和方法。更具體地說，本發(fā)明測量例如通過腰椎穿刺抽取的腦脊液(csf)的壓力。顱內壓力對應于存在于充滿中樞神經系統(tǒng)的顱骨內的csf的壓力。quincke在1891年描述了通過腰椎穿刺進入csf。通過腰椎穿刺測量的csf壓力也是顱內壓力的測量結果[lenfeldt?n,koskinenlo,bergenheim?at,malm?j,eklund?a.csf?pressure?assessed?bylumbar?puncture?agrees?with?intracranial?pressure.neurology.2007；vol.68,no?2,pp.155-158]。通過腰椎穿刺測量顱內壓力標志著神經學在理解(尤其是識別)威脅中樞神經系統(tǒng)的顱內高壓方面的重要進展?？梢造o態(tài)地或動態(tài)地測量csf壓力。靜態(tài)或流體靜力學方法包括測量繼發(fā)于心臟和呼吸周期振蕩的csf的穩(wěn)態(tài)壓力和脈動性，而動態(tài)或流體動力學方法包括向顱內流體系統(tǒng)施加已知的應力，稱為灌注測試，并分析該系統(tǒng)對該應力的響應[czosnyka?m,pickardjd.monitoring?and?interpretation?of?intracranial?pressure.journal?ofneurology,neurosurgery&psychiatry,2004,vol.75,no?6,pp.813-821]。流體靜力學方法使得可以測量顱骨內的流體壓力，并且識別正常壓力和被稱為顱內高壓的增加的壓力。這可以表現為頭痛、惡心或嘔吐、認知障礙和甚至在最嚴重的情況下是昏迷。顱內高壓綜合征的原因可以是多種：擴張病理，例如腫瘤、腦內血腫或腦積水，以及由血栓性靜脈炎引起的靜脈引流系統(tǒng)的阻塞等。還有顱內高壓的所謂的“繼發(fā)性”原因，例如內分泌病(艾迪生病、庫興氏病、甲狀腺功能減退、甲狀旁腺功能亢進)、在藥物攝入期間改變蛛網膜絨毛結構的維生素a缺乏(激素、抗生素、鋰或西咪替丁)和各種其它病理(睡眠呼吸暫停綜合征、慢性腎衰竭、缺鐵性貧血)?？梢酝ㄟ^使用由腰椎穿刺提供的通路將生理血清注射到csf中來實現流體動力學方法。這種生理血清的注射對顱內流體系統(tǒng)施加應力。灌注測試之后的顱內系統(tǒng)的響應允許提取各種相關的測量結果，包括顱骨內csf流動的測量結果。增加的流動阻力是臨床實踐中的重要參數，因為它使得可以證明指示腦積水的csf循環(huán)的客觀改變。

背景技術：

1、在20世紀30年代，henri?claude教授開發(fā)了一種壓力計，其包括直接連接到腰椎穿刺針的柔性管。claude壓力計的理念是將腦脊液直接與壓力計的測量區(qū)域接觸。claude的壓力計現在由于健康原因而被禁止。此外，claude的壓力計不能測量顱內壓力的脈動性。

2、目前市場上沒有簡單可靠的裝置來通過測量csf的壓力來量化顱內壓力。因此，在2022年，從業(yè)者仍然通過測量水柱來測量腦脊液壓力，如1891年quincke所述。為此，從業(yè)者使用女裁縫(seamstress)的卷尺，該卷尺沿著一次性使用的無菌柔性管手動放置。在實踐中，柔性管連接到腰椎穿刺針。盡管這種基本的方法足以近似地測量穩(wěn)態(tài)流體靜力學顱內壓力，但是它不能精確測量顱內壓力的平均值和脈動性，也不能記錄信號或執(zhí)行流體動力學的探查。

3、然而，存在更復雜的方案，其特別地使用壓電傳感器。壓電傳感器將液體壓力轉換為電信號；然后，電信號必須被放大和數字化以便由特定軟件處理。實際上，壓電傳感器的敏感單元直接與csf接觸，以便使用流體靜力學或流體動力學的方法測量其壓力。

4、一般而言，由壓電傳感器的敏感單元測量的csf壓力是每單位面積兩個力(由流體傳輸的壓力以及與流體的質量的運動相關聯(lián)的壓力)的總和。具體地，該質量直接經受加速或由于重力而經受加速。壓電傳感器實際上測量由csf傳輸的壓力，而且測量液體質量的加速度，該加速度構成偽影并損害csf壓力信號的質量。因此，液體壓力傳感器測量與執(zhí)行壓力測量所在的醫(yī)療環(huán)境相關的所有物理加速度。例如，醫(yī)療設備的振動將在由壓力傳感器測量的信號中生成偽影，對患者的床的撞擊等也會產生偽影。這種振動和其它偽影干擾了精密測量，例如顱內壓力的脈動性。

5、被稱為的系統(tǒng)由劍橋大學(英國)開發(fā)以實現顱內多模態(tài)監(jiān)測。該軟件尤其允許測量csf壓力，以便進行顱內壓力的靜態(tài)和動態(tài)分析。icm+系統(tǒng)使得能夠在患者的床邊可靠地測量顱內壓力。然而，這是為臨床研究設計的軟件，并且對于患者床邊的大多數從業(yè)者而言，不太容易使用。特別地，沒有為系統(tǒng)設計特定的傳感器。

6、文獻us4858619描述了一種測量csf壓力變化同時允許引流csf的系統(tǒng)。該系統(tǒng)允許遠程測量csf壓力，無論穿刺位置是腰椎還是顱骨。在該文獻中，壓力傳感器將其測量的液體壓力轉換成電信號。為此，將壓力傳感器的敏感單元放置在測量室中，該測量室首先被排空空氣并通過清除填充有生理血清。然后csf與填充有生理血清的測量室流體連通。一方面，敏感單元測量影響壓力傳感器的物理加速度偽影以及生理液體的質量的加速度，另一方面，該系統(tǒng)不允許使用流體動力學方法測量csf壓力脈動性。

7、文獻cn105641758描述了另一種csf引流系統(tǒng)，其中流體直接從患者的顱骨抽取。管將在其中布置有浮子的垂直定向的球管的第一下端處抽取的csf排出。球管具有連接到導管的第二上端，該導管配備有壓力傳感器。導管填充有氣體。浮子因此構成膜，目的是將位于浮子下方的csf與位于浮子上方和導管中的氣體間隔開。該系統(tǒng)的目的是防止液體與壓力傳感器接觸，可以不需要對該壓力傳感器消毒。因此，系統(tǒng)通過包含在導管中的氣體來測量csf的壓力。當csf壓力增加到超過特定閾值時，電磁閥允許csf排入收集袋。然而，csf壓力變化的監(jiān)測是不可靠的。具體而言，即使氣體不與csf直接接觸，也通過測量包含在導管中的氣體的壓力來測量csf壓力變化。此外，將氣體與csf間隔開的浮子可能通過衰減csf壓力的變化以及通過在管道或球管運動的情況下浮子可能經受的加速度而干擾測量。

8、本發(fā)明的目的是克服所有或部分上述缺點。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種可靠的和成本有效的方案，用于測量至少一個生理參數(例如，通過腰椎穿刺的csf壓力)。

2、本發(fā)明的目的是可靠地測量患者床邊的至少一個生理參數。

3、特別地，本發(fā)明旨在提供一種用于可靠地測量csf壓力隨時間的變化的技術方案。

4、本發(fā)明的目的尤其在于可靠地測量csf的穩(wěn)態(tài)壓力或脈動壓力。

5、為此，本發(fā)明的第一方面涉及一種用于測量至少一個生理參數的測量裝置。該測量裝置包括在第一端和與第一端相對的第二端之間縱向延伸的殼體。殼體包括三個部分：

6、測量室，其布置在所述殼體中，所述測量室具有填充有氣體的內部體積；

7、敏感單元，其使得能夠測量至少第一生理參數，所述敏感單元被布置為與所述測量室的所述內部體積中包含的所述氣體接觸；以及

8、入口，其用于將患者的生理液體吸入到所述測量室中；所述入口被布置成使得所述生理液體與所述氣體接觸，并且該體積的氣體介于所述敏感單元與所述患者的所述生理液體之間。

9、根據本發(fā)明，測量室使得能夠生成兩個界面：第一界面，其位于包含在所述內部體積中的所述氣體與通過所述入口進入的所述患者的所述生理液體之間；以及第二界面，其位于包含在所述測量室中的所述氣體與所述敏感單元之間。

10、根據本發(fā)明的測量裝置使得可以進行液體生理參數(例如csf壓力)的可靠測量。實際上，在流體中，根據帕斯卡原理，在一個點處的壓力變化被完全傳輸到該流體的所有點。因此，生理液體的壓力變化通過氣泡被傳輸到傳感器的敏感單元，其對應于“液壓氣動傳輸界面”或液體/氣體界面。

11、此外，根據本發(fā)明的裝置使得可以減少由于傳感器的振動而引起的偽影。

12、在本發(fā)明的第一方面的實施例中，測量室可以具有非零且小于等于1ml的內部體積，特別地，內部體積必須嚴格地小于1ml，優(yōu)選地小于0.7ml。測量室的內部體積因此可以包含一定體積的氣體，使得可以控制生理液體的壓力的脈動性的衰減。這使得脈動性的衰減在臨床實踐中是可接受的。

13、在實施例中，包含在測量室的內部體積中的氣體可以對應于大氣。具體而言，由于制造測量裝置的方法，例如通過塑料注射成型，不是在真空下進行，因此，測量室自然填充有大氣。

14、在本發(fā)明的第一方面的實施例中，測量室可以具有在0.2ml和0.5ml之間的內部體積。

15、在本發(fā)明的第一方面的實施例中，敏感單元可以是壓力傳感器的壓電單元。液體/氣體界面還使得可以衰減壓力傳感器所經受的物理加速度。這提高了測量結果的可靠性。

16、在本發(fā)明的第一方面的實施例中，殼體可以包括密封膜，密封膜介于敏感單元與測量室的內部體積之間，密封膜保護敏感單元。傳感器的敏感單元可以是例如壓力傳感器的壓電單元。密封膜使得可以將csf(更一般地為患者的生物組織)與壓電敏感單元可能包括的高毒性的電子元件隔離。

17、在本發(fā)明的第一方面的實施例中，測量室的內部體積可以是圓柱形的。圓柱形使得當生理液體進入測量室時形成液體/氣體界面。

18、在本發(fā)明的第一方面的實施例中，測量裝置可以包括布置在殼體的入口處的連接器，該連接器將測量室密封地連接到用于連接到患者的生理液體的連接裝置。生理液體連接裝置可以是腰椎穿刺針。優(yōu)選地，腰椎穿刺針直接連接到測量裝置的連接器。

19、在本發(fā)明的第一方面的實施例中，入口可以是可打開和可關閉的，以控制生理液體進入測量室。

20、在本發(fā)明的第一方面的實施例中，測量裝置可以包括用于將第一生理參數的測量結果傳輸到遠程數字終端的傳輸裝置。

21、在本發(fā)明的第一方面的實施例中，敏感單元可以布置在殼體的第一端，而入口布置在殼體的第二端。

22、本發(fā)明的第二方面涉及一種用于測量患者的至少一個生理參數的測量方法。根據本發(fā)明，該方法包括：

23、將測量室連接到患者的生理液體的連接步驟，所述測量室填充有氣體并且包括使得能夠測量至少一個生理參數的敏感單元；

24、在存在于所述測量室中的所述氣體與來自所述患者的所述生理液體之間生成第一界面的生成步驟，所述氣體介于所述生理液體與所述敏感單元之間，以在所述氣體與所述敏感單元之間形成第二界面；以及

25、測量至少第一生理參數的測量步驟，由所述敏感單元通過介于所述生理液體與所述敏感單元之間的所述氣體來執(zhí)行所述測量。

26、測量方法遵循與測量裝置相同的技術原理；這使得可以生成液體/氣體界面，生理液體在該界面處與包含在測量室中的氣體接觸。生理液體然后將csf的壓力傳輸到氣體，氣體本身將該壓力傳輸到測量傳感器的敏感單元。

27、在本發(fā)明的第二方面的實施例中，介于敏感單元和患者的生理液體之間的氣體的體積可以是非零并且小于等于1ml，特別地，所述氣體的體積可以嚴格地小于1ml，優(yōu)選地，所述氣體的體積可以小于0.7ml。介于敏感單元和患者的生理液體之間的氣體的該體積使得可以控制生理液體的壓力的脈動性的衰減。這使得脈動性的衰減在臨床實踐中是可接受的。

28、在本發(fā)明第二方面的實施例中，測量室可以連接到用于采樣生理液體的裝置，該生理液體可以包括患者的腦脊液。特別地，連接裝置可以包括腰椎穿刺針。優(yōu)選地，腰椎穿刺針直接連接到測量室。

29、在本發(fā)明的第二方面的實施例中，第一生理參數可以對應于患者的生理液體的穩(wěn)態(tài)壓力或動態(tài)壓力。

30、在本發(fā)明的第二方面的實施例中，測量方法可以包括通過測量第一生理參數來確定至少第二生理參數的確定步驟。