顱內(nèi)壓的檢測(cè)系統(tǒng)及顱內(nèi)壓檢測(cè)裝置的植入方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種顱內(nèi)壓的檢測(cè)系統(tǒng)及顱內(nèi)壓檢測(cè)裝置的植入方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在航天微重力環(huán)境下，對(duì)航天員進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)或航天生理學(xué)實(shí)驗(yàn)，需要對(duì)顱內(nèi)壓進(jìn)行檢測(cè)。在地面生物模擬實(shí)驗(yàn)中，也往往需要對(duì)大鼠等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行長期、連續(xù)的顱內(nèi)壓檢測(cè)，以獲取較為完整的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、進(jìn)行相關(guān)研究。
[0003]盧頁內(nèi)壓(IntracranialPressure)是指煩內(nèi)容物(腦組織、腦血流及腦脊液)對(duì)顱腔壁產(chǎn)生的壓力，即顱內(nèi)與大氣環(huán)境間的相對(duì)壓力，目前多以腦脊液壓力為代表。對(duì)顱內(nèi)壓的檢測(cè)主要有兩類技術(shù)手段:有創(chuàng)性顱內(nèi)壓檢測(cè)與無創(chuàng)性顱內(nèi)壓檢測(cè)。
[0004]有創(chuàng)性顱內(nèi)壓檢測(cè)指通過有創(chuàng)手術(shù)(如額部導(dǎo)管穿刺、腰椎穿刺等)將壓力傳感設(shè)備置于腦室內(nèi)、腦實(shí)質(zhì)內(nèi)、硬膜下、硬膜外、蛛網(wǎng)膜下腔或腰椎內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)，或通過穿刺對(duì)腦脊液引流進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)顱內(nèi)壓值的獲取?，F(xiàn)有的有創(chuàng)性顱內(nèi)壓檢測(cè)技術(shù)，一般為臨床使用的單次或短期檢測(cè)技術(shù)，其檢測(cè)設(shè)備核心是有線壓力傳感器。傳感器置入顱內(nèi)，對(duì)顱內(nèi)壓受試者的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度有較嚴(yán)格的要求；傳感器導(dǎo)線的存在，嚴(yán)重限制了受試者的活動(dòng)范圍；同時(shí)因傳感器置入或腦脊液引流伴隨著有創(chuàng)性手術(shù)，檢測(cè)過程中存在并發(fā)感染、穿刺出血等風(fēng)險(xiǎn)。在航天微重力環(huán)境下，有創(chuàng)性顱內(nèi)壓檢測(cè)需要進(jìn)行開顱手術(shù)且嚴(yán)重限制航天員活動(dòng)，因此并不適用；地面生物模擬實(shí)驗(yàn)方面，由于大鼠等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體積小、實(shí)驗(yàn)過程不會(huì)完全配合，有創(chuàng)性顱內(nèi)壓檢測(cè)只能在其麻醉狀態(tài)下進(jìn)行短期檢測(cè)，無法滿足連續(xù)性檢測(cè)需求。
[0005]無創(chuàng)性顱內(nèi)壓檢測(cè)技術(shù)主要包括影像學(xué)檢查、視神經(jīng)鞘直徑檢測(cè)、視網(wǎng)膜靜脈壓或動(dòng)脈壓檢測(cè)、經(jīng)顱多普勒超聲檢測(cè)、閃光視覺誘發(fā)電位檢測(cè)、鼓膜移位法檢測(cè)、前鹵測(cè)壓法檢測(cè)、生物電阻抗檢測(cè)、近紅外光譜檢測(cè)等手段。無創(chuàng)性顱內(nèi)壓檢測(cè)均屬于間接性顱內(nèi)壓檢測(cè)，不同檢測(cè)方式基于不同的檢測(cè)原理進(jìn)行，故不同檢測(cè)方式間適應(yīng)性、準(zhǔn)確性差距較大。如視神經(jīng)鞘直徑檢測(cè)法通過對(duì)視神經(jīng)鞘直徑的影像學(xué)檢測(cè)，進(jìn)而定性地推斷顱內(nèi)壓的變化，難以獲取準(zhǔn)確的顱內(nèi)壓值；視網(wǎng)膜靜脈壓或動(dòng)脈壓檢測(cè)，通過視網(wǎng)膜靜脈/動(dòng)脈壓的變化間接、定性地推測(cè)顱內(nèi)壓變化，其準(zhǔn)確性一般也較差；閃光視覺誘發(fā)電位法檢測(cè)，通過眼部接受閃光刺激到大腦皮層接收到響應(yīng)信號(hào)的時(shí)間，從而推導(dǎo)視神經(jīng)的活動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而推導(dǎo)顱內(nèi)壓的大小；鼓膜移位法對(duì)被測(cè)者年齡有一定要求。此外，無創(chuàng)性顱內(nèi)壓檢測(cè)設(shè)備一般體積較大且針對(duì)人體進(jìn)行設(shè)計(jì)，在航天環(huán)境及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中并不適用。
[0006]由于有創(chuàng)性顱內(nèi)壓檢測(cè)與無創(chuàng)性顱內(nèi)壓檢測(cè)的上述缺陷，現(xiàn)有顱內(nèi)壓檢測(cè)技術(shù)難以應(yīng)用于航天微重力環(huán)境，也難以在地面生物實(shí)驗(yàn)長期顱內(nèi)壓檢測(cè)中加以應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種顱內(nèi)壓檢測(cè)裝置的植入方法及顱內(nèi)壓的檢測(cè)系統(tǒng)，其能夠?qū)教煳⒅亓Νh(huán)境下的宇航員或地面實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行連續(xù)性顱內(nèi)壓檢測(cè)。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0009]—種顱內(nèi)壓的檢測(cè)系統(tǒng)，包括上位機(jī)和下位機(jī)；
[0010]所述上位機(jī)包括:第一微控制器、大氣壓力傳感器和第一無線通信模塊；
[0011]所述第一微控制器分別與所述大氣壓力傳感器和所述第一無線通信模塊電連接;
[0012]所述大氣壓力傳感器實(shí)時(shí)采集大氣壓力值并將其發(fā)送至所述第一微控制器；
[0013]所述下位機(jī)包括:第二微控制器、顱內(nèi)壓力檢測(cè)裝置和第二無線通信模塊；所述顱內(nèi)壓力檢測(cè)裝置包括引流器，壓力傳感器和電路板；
[0014]所述引流器用以對(duì)目標(biāo)對(duì)象的顱內(nèi)的硬膜下或硬膜外腦脊液進(jìn)行引流，所述壓力傳感器設(shè)置于所述引流器內(nèi)，用以檢測(cè)所述植入對(duì)象的顱內(nèi)的絕對(duì)壓力值，所述電路板與所述壓力傳感器電連接，所述第二微控制器與所述電路板通信連接并與所述第二無線通信模塊電連接，所述第二無線通信模塊和所述第一無線通信模塊無線通信連接；
[0015]所述壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)顱內(nèi)的絕對(duì)壓力值，并將其通過所述電路板發(fā)送至所述第二微控制器，所述第二微控制器將接收到的顱內(nèi)的絕對(duì)壓力值通過所述第二無線通信模塊發(fā)出，所述第一無線通信模塊接收所述第二無線通信模塊發(fā)出的顱內(nèi)的絕對(duì)壓力值，并將其發(fā)送至所述第一微控制器，所述第一微控制器將接收到的顱內(nèi)的絕對(duì)壓力值和大氣壓力值進(jìn)行對(duì)比，并得出對(duì)比結(jié)果。
[0016]較優(yōu)地，所述電路板為柔性材料，并且其表面包覆生物相容材料。
[0017]較優(yōu)地，所述上位機(jī)還包括外部終端；
[0018]所述第一微控制器包括串口通信模塊，所述外部終端與所述串口通信模塊電連接;
[0019]所述第一微控制器通過所述串口通信模塊將顱內(nèi)的絕對(duì)壓力值、大氣壓力值以及對(duì)比結(jié)果發(fā)送至所述外部終端，并通過所述外部終端顯示。
[0020]較優(yōu)地，所述上位機(jī)還包括存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器與所述第一微控制器電連接，所述第一微控制器將顱內(nèi)的絕對(duì)壓力值、大氣壓力值以及對(duì)比結(jié)果發(fā)送至所述存儲(chǔ)器儲(chǔ)存。
[0021]—種顱內(nèi)壓檢測(cè)裝置的植入方法，所述顱內(nèi)壓檢測(cè)裝置為以上任意技術(shù)特征的顱內(nèi)壓檢測(cè)系統(tǒng)中的所述顱內(nèi)壓檢測(cè)裝置；
[0022]包括步驟:
[0023]S100、麻醉目標(biāo)對(duì)象后切開植入處皮膚，并對(duì)植入處皮膚進(jìn)行鈍性分離；
[0024]S200、對(duì)顱骨進(jìn)行鉆通孔，將引流器沿通孔插入顱內(nèi)，使引流器的入口端位于硬膜下或硬膜外，并將引流器固定在顱骨上；
[0025]S300、將壓力傳感器設(shè)置在引流器的出口端，并將壓力傳感器和引流器之間進(jìn)行密封；
[0026]S400、將壓力傳感器和電路板連接在一起，并將電路板固定在顱骨上。
[0027]較優(yōu)地，S200中包括步驟:
[0028]S210、在暴露的顱骨表面覆蓋骨水泥，并通過骨水泥將弓I流器固定在顱骨上。
[0029]較優(yōu)地，S210中包括步驟:
[0030]S211、在暴露的顱骨表面鉆盲孔，并在盲孔中旋入螺釘，使螺釘與引流器的頂部平齊；
[0031]S212、在暴露的顱骨表面覆蓋骨水泥，使骨水泥與螺釘和引流器的頂部平齊。
[0032]較優(yōu)地，S400中包括步驟:
[0033]S410、將電路板通過螺釘固定在骨水泥上。
[0034]較優(yōu)地，S300中包括步驟:
[0035]S310、將醫(yī)用嵌縫材料涂覆在引流器外部，并通過醫(yī)用嵌縫材料將壓力傳感器和引流器之間密封。
[0036]較優(yōu)地，電路板為柔性材料，并且其表面包覆生物相容材料；
[0037]S400中包括步驟:
[0038]S410、通過螺釘將電路板直接固定在顱骨上；
[0039]S400后包括步驟:
[0040]S500、復(fù)位顱部皮膚并縫合。
[0041]采用上述技術(shù)方案，使本發(fā)明能夠?qū)教煳⒅亓Νh(huán)境下的宇航員或地面實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行連續(xù)性顱內(nèi)壓檢測(cè)，從而填補(bǔ)了該領(lǐng)域的空白。
【附圖說明】
[0042]圖1為實(shí)施例一中的顱內(nèi)壓的檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖2為實(shí)施例二中的顱內(nèi)壓檢測(cè)裝置的植入方法的流程示意圖；
[0044]圖3為實(shí)施例二中的大鼠的顱內(nèi)壓檢測(cè)裝置的植入示意圖；
[0045]其中:1上位機(jī)；11第一微控制器；111串口通信模塊；12大氣壓力傳感器；13第一無線通信模塊；14存儲(chǔ)器；2下位機(jī)；21第二微控制器；22顱內(nèi)壓檢測(cè)裝置；221引流器；222壓力傳感器；223電路板；23第二無線通信模塊；3供電電源；31穩(wěn)壓芯片；4顱骨；5骨水泥；6醫(yī)用嵌縫材料；7M2內(nèi)六角圓柱頭螺釘。
【具體實(shí)施方式】
[0046]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的顱內(nèi)壓檢測(cè)裝置的植入方法及顱內(nèi)壓的檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0047]實(shí)施例一
[0048]如圖1所示，一種顱內(nèi)壓的檢測(cè)系統(tǒng)，包括上位機(jī)1和下位機(jī)2 ；上位機(jī)1包括:第一微控制器11、大氣壓力傳感器12和第一無線通信模塊13 ;第一微控制器11分別與大氣壓力傳感器12和第一無線通信模塊13電連接；大氣壓力傳感器12實(shí)時(shí)采集大氣壓力值并將其發(fā)送至第一微控制器11 ;
[0049]下位機(jī)2包括:第二微控制器21、顱內(nèi)壓力檢測(cè)裝置22和第二無線通信模塊23 ;顱內(nèi)壓力檢測(cè)裝置22包括引流器221，壓力傳感器222和電路板223 ;引流器221用以對(duì)目標(biāo)對(duì)象的顱內(nèi)的硬膜下或硬膜外腦脊液進(jìn)行引流，壓力傳感器222設(shè)置于引流器221內(nèi)，用以檢測(cè)植入對(duì)象的顱內(nèi)的絕對(duì)壓力值，電路板223與壓力傳感器222電連接，第二微控制器21與電路板223通信連接并與第二無線通信模塊23電連接，第二無線通信模塊23和第一無線通信模塊12無線通信連接；壓力傳感器222實(shí)時(shí)檢測(cè)顱內(nèi)的絕對(duì)壓力值，并將其通過電路板223發(fā)送至第二微控制器21，第二微控制器21將接收到的顱內(nèi)的絕對(duì)壓力值通過第二無線通信模塊23發(fā)出，第一無線通信模塊13接收第二無線通信模塊23發(fā)出的顱內(nèi)的絕對(duì)壓力值，并將其發(fā)送至第一微控制器11，第一微控制器11將接收到的顱內(nèi)的絕對(duì)壓力值和大氣壓力值進(jìn)行對(duì)比，并得出對(duì)比結(jié)果(例如將顱內(nèi)的絕對(duì)壓力值和大氣壓力值做差，檢測(cè)出顱內(nèi)壓)。其中，第二微控制器21和第二無線通信模塊23可以直接集成到電路板223上。
[0050]其中，第一微控制器11和第二微控制器21可以采用基于CorteX-M3內(nèi)核的中小容量微控制器但并不限于此，也可以是能夠?qū)崿F(xiàn)功能的其他微控制器。第一無線通信模塊13和第二無線通信模塊23可以采用射頻、藍(lán)牙、zigbee或其他無線通信模塊。由于壓力傳感器222需要植入目標(biāo)對(duì)象的顱骨內(nèi)，本實(shí)施例中的壓力傳感器222采用意法半導(dǎo)體(ST)生產(chǎn)的型號(hào)為LPS22HB或LPS25HB的壓力傳感器，其具有高精度防塵、防水超小型的優(yōu)點(diǎn)。
[0051]需要說明的是，第一微控制器11和第二微控制器21均通過穩(wěn)壓芯片與31供電電源3電連接，以保證供電的穩(wěn)定性，穩(wěn)壓芯片31可以采用Advanced Monolithic Systems等公司生產(chǎn)的穩(wěn)壓芯片或其他非標(biāo)穩(wěn)壓裝置。
[0052]通過采用以上技術(shù)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)航天微重力環(huán)境下的宇航員或地面實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行顱內(nèi)壓檢測(cè)，并且檢測(cè)具有