专利名称：一种颅内压无创综合检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生物医学工程技术和信息处理技术领域，特别涉及一种颅内压无创综合检测系统。
技术背景 颅内高压是继发性脑损伤的一个主要原因，其程度和持续时间已被证明与存活率、永久性功能障碍的程度有关，特别是当颅内体积-压力曲线达到临界点时，只要颅内体积发生少许变化，颅内压就会急剧增高，加重脑移位与脑疝，发生中枢衰竭危象。因此临床卢页内压(Intracranial Pressure, ICP)监测非常重要,是预防和控制卢页内高压、确定治疗方案的基础，同时也提供了一种客观衡量成功治疗的方法，但由于现有临床颅内压监测方法多是有创监测方法，临床监测费用高，需要专业人员解释临床数据，同时也带来了感染的风险，因此颅内压监测的临床应用受限，没有充分发挥颅内压监护的临床应用价值。因此无创颅内压监测分析方法及设备就提供了一个比较好的选择和临床颅内压监测的有效补充。目前，国内、外虽然有很多颅内压无创监测的专利和文献出现，但还没有美国FDA以及欧洲CE认证的成熟产品，国内有基于单一颅内压无创检测原理的颅内压无创检测装置出现，这种颅内压监测设备采用一体化结构，其颅内压相关信号采集端子与主机箱集成连接在一起，往往需要将整机移动至病床边才能完成对患者的颅内压检测，使用受到床旁空间的限制，故此，这种颅内压检测设备对使用环境有着较为严苛的要求，不仅颅内压无创检测过程的使用和操作不方便，而且在检测过程中患者身体还可能接触到颅内压无创检测装置带有强电的主机箱，存在安全隐患，临床适用性较差。
发明内容针对现有技术存在的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是克服颅内压无创检测设备使用环境的限制；为解决该技术问题，本实用新型提供了一种定量检测精度高、临床适用性和可行性强的颅内压无创综合检测系统。本实用新型是这样实现的一种颅内压无创综合检测系统，包括采集与检测颅内压相关信号的信号采集模块、无线USB HUB模块、颅内压综合检测服务器和输出设备；所述信号采集模块通过USB总线与所述无线USB HUB模块连接；所述颅内压综合检测服务器与所述无线USB HUB模块无线通信连接，所述颅内压综合检测服务器与所述输出设备电连接。进一步地，所述信号采集模块包括血流动力学信号采集功能模块、脑电诱发信号采集功能模块、生物电阻抗信号采集功能模块、生物力学参数采集功能模块、心电信号采集功能模块、无创血压信号采集功能模块、呼吸信号采集功能模块、血氧饱和度信号采集功能模块。具体而言，所述血流动力学信号采集功能模块包括依次电连接的超声波换能探头、超声信号控制单元、宽带放大解调电路、血流动力学信号模数转换电路和血流动力学信号USB接口。具体而言，所述脑电诱发信号采集功能模块包括依次电连接的电位放大电路、脑电诱发信号模数转换电路、脑电诱发信号微处理器、闪光刺激电路和与所述电位放大电路连接的四导联电极以及与所述脑电诱发信号微处理器连接的脑电诱发信号USB接口。具体而言，所述生物阻抗信号采集功能模块包括依次电连接的采集端隔离电路、生物阻抗信号放大调理电路、生物阻抗信号模数转换电路、生物阻抗信号微处理器、激励电流发生电路和激励段隔离电路；还包括两个激励电极、四个采集电极和生物阻抗信号USB接口，其中，两个激励电极与所述激励段隔离电路连接，四个采集电极与所述采集端隔离电路连接，生物阻抗信号USB接口与所述生物阻抗信号微处理器连接。 具体而言，所述心电信号采集功能模块包括依次电连接的心电信号放大电路、心电信号模数转换电路、心电信号微处理器、心电信号USB接口和与所述心电信号放大电路连接的三导联心电电极。具体而言，所述无创血压信号采集功能模块包括依次电连接的血压袖带、袖带压力/脉搏信号检测电路、血压信号放大调理电路、血压信号模数转换电路、血压信号微处理器和血压信号USB接口 ；还包括气泵气阀控制电路，且该气泵气阀控制电路分别与所述血压信号微处理器和所述血压袖带连接。具体而言，所述呼吸信号采集功能模块包括依次电连接的压力传感器、放大/检波电路、呼吸信号模数转换电路、呼吸信号微处理器和呼吸信号USB接口。具体而言，所述血氧饱和度信号采集功能模块包括依次电连接的红外光电传感器、血氧饱和度信号放大调理电路、血氧饱和度信号模数转换电路、血氧饱和度信号微处理器、血氧饱和度信号USB接口 ；还包括光源驱动电路，且该光源驱动电路分别与所述红外光电传感器和所述血氧饱和度信号微处理器连接。与现有技术相比，本实用新型的有益效果为由于系统中使用了无线USB HUB模块，使得各信号采集模块能够将采集的数据通过无线USB HUB模块无线传输到颅内压综合检测服务器，既避免了人体与颅内压无创综合检测服务器之间的电气接触，实现人机电气安全隔离，又能够在不移动颅内压综合检测服务器的前提下对患者进行颅内压无创检测，避免了具体应用环境中的空间限制，提高了颅内压无创综合检测系统的临床适用性。
图I为本实用新型的原理结构示意框图。图2为本实用新型的具体结构示意框图。图3为本实用新型功能实现流程示意框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明如图I所示，一种颅内压无创综合检测系统，包括采集与检测颅内压相关信号的信号采集模块、无线USB HUB模块、颅内压综合检测服务器和输出设备；所述信号采集模块通过USB总线与所述无线USB HUB模块连接；所述颅内压综合检测服务器与所述无线USB HUB模块无线通信连接，所述颅内压综合检测服务器与所述输出设备电连接。进一步地，所述信号采集模块包括血流动力学信号采集功能模块、脑电诱发信号采集功能模块、生物电阻抗信号采集功能模块、生物力学参数采集功能模块、心电信号采集功能模块、无创血压信号采集功能模块、呼吸信号采集功能模块、血氧饱和度信号采集功能模块。这些信号采集模块均可以通过市购或者自主研发获得，具有结构简单、成本低廉的特点；这也使得 本实用新型的颅内压无创综合检测系统与现有的一体式颅内压检测设备相比硬件成本相当，可见本实用新型的颅内压无创综合检测系统具有较强的工业实用性。下面逐一介绍上述各个信号采集模块的具体构成结构。如图2所示，所述血流动力学信号采集功能模块包括依次电连接的超声波换能探头、超声信号控制单元、宽带放大解调电路、血流动力学信号模数转换电路和血流动力学信号USB接口。超声信号控制单元能够控制超声换能探头产生2MHz的超声波脉冲信号，作用于人体头部的大脑中动脉，并利用超声换能探头接收血管的回波信号，通过超声信号控制单元和宽带放大解调电路处理后得到血流动力学参数变化信号；血流动力学参数变化信号通过血流学动力学信号模数转换电路换成数字量，再通过血流动力学信号USB接口将数据传输到所述无线USB HUB模块。所述脑电诱发信号采集功能模块包括依次电连接的电位放大电路、脑电诱发信号模数转换电路、脑电诱发信号微处理器、闪光刺激电路和与所述电位放大电路连接的四导联电极以及与所述脑电诱发信号微处理器连接的脑电诱发信号USB接口。闪光刺激电路中的闪烁光源可采用LED阵列实现，闪烁光源根据采集脑电诱发信号的微处理器控制实现闪烁功能，利用闪烁光刺激人眼视觉系统；四导联电极分别设置在人体头部眉间和额头发际处和人体头部枕骨的左右侧位置，人体头部眉间和额头发际处的电极作为地电位和参考点位；人体头部枕骨的左右侧位置的电极作为采样电极，采集脑电诱发电位信号；脑电诱发信号经过可放大10000倍的脑电诱发信号放大调理电路后，通过脑电诱发信号模数转换电路转换成数字量，再通过脑电诱发信号USB接口将数据传输到所述无线USB HUB模块。所述生物阻抗信号采集功能模块包括依次电连接的采集端隔离电路、生物阻抗信号放大调理电路、生物阻抗信号模数转换电路、生物阻抗信号微处理器、激励电流发生电路和激励段隔离电路；还包括两个激励电极、四个采集电极和生物阻抗信号USB接口，其中，两个激励电极与所述激励段隔离电路连接，四个采集电极与所述采集端隔离电路连接，生物阻抗信号USB接口与所述生物阻抗信号微处理器连接。两个激励电极用于分别设置在人体头部枕骨凸隆上方I. 5^2. 5cm处和眉心上方
I.5^2. 52cm处；激励电流发生电路用于产生刺激电流并通过两个激励电极作用于人体头部，刺激电流通常为20KHC 50KHz、幅值<4mA的微弱电流；四个采集电极用于分别设置在人体头部两眉的上方以及枕骨的左右侧位置，以采集刺激电流作用于人体头部后的电压信号；生物阻抗信号放大调理电路将四个采集电极采集的电压信号放大后转换处理为脑阻抗信号，并通过生物阻抗信号模数转换电路转换成数字量，再通过生物阻抗信号USB接口传输到所述无线USB HUB模块。所述心电信号采集功能模块包括依次电连接的心电信号放大电路、心电信号模数转换电路、心电信号微处理器、心电信号USB接口和与所述心电信号放大电路连接的三导联心电电极。该心电信号采集功能模块的电路构成与市面上心电信号检测仪信号采集部分的电路结构基本相同，属于技术成熟的电路结构。所述无创血压信号采集功能模块包括依次电连接的血压袖带、袖带压力/脉搏信号检测电路、血压信号放大调理电路、血压信号模数转换电路、血压信号微处理器和血压信号USB接口 ；还包括气泵气阀控制电路，且该气泵气阀控制电路分别与所述血压信号微处理器和所述血压袖带连接。血压信号微 处理器通过气泵气阀控制电路控制血压袖带采集血压信号，血压信号通过血压信号放大调理电路进行放大，再由血压信号模数转换电路转换成数字量，并进过血压信号微处理器处理，最后通过血压信号USB接口传输到所述无线USB HUB模块。所述呼吸信号采集功能模块包括依次电连接的压力传感器、放大/检波电路、呼吸信号模数转换电路、呼吸信号微处理器和呼吸信号USB接口。通过压力传感器采集由呼吸信号引起的压力变化，通过放大/检波电路进行处理，再通过呼吸信号模数转换电路将其转换成数字量，并进过呼吸信号微处理器处理，最后通过呼吸信号USB接口传输到所述无线USB HUB模块。所述血氧饱和度信号采集功能模块包括依次电连接的红外光电传感器、血氧饱和度信号放大调理电路、血氧饱和度信号模数转换电路、血氧饱和度信号微处理器、血氧饱和度信号USB接口 ；还包括光源驱动电路，且该光源驱动电路分别与所述红外光电传感器和所述血氧饱和度信号微处理器连接。血氧饱和度信号微处理器通过光源驱动电路控制红外光电传感器发光，血氧饱和度信号经过血氧饱和度放大调理电路后，由血氧饱和度模数转换电路转换成数字量，再通过血氧饱和度USB接口将数据传输到所述USB HUB模块。如图3所示，采用上述各功能模块采集到患者的颅内压相关信号后，通过无线USBHUB模块的超宽带无线技术把数据传输到颅内压综合检测服务器。颅内压综合检测服务器中预置有颅内压无创综合检测分析专用软件，可对由无线USB HUB模块接收的数据进行处理和分析，最终得到颅内压无创检测波形和定量值，可通过不同的输出设备输出，如显示器、打印机或远程终端输出。上述颅内压无创综合检测分析专用软件，其处理功能可以利用Visual C++6. O等编程语言实现，编程得到的处理功能软件在Windows操作装置平台上运行工作，以适应不同的客户需要。颅内压无创综合检测系统的功能处理软件中，可以专门针对上述采集的这些颅内压相关信号构建一个数据记录模块，实现对这些颅内压相关信号的记录和统一管理；同时，可以专门针对颅内压动态变化过程波形的显示构建一个颅内压检测结果显示界面模块，实现对检测得到的颅内压动态变化过程波形以及相关信号参数进行显示。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种颅内压无创综合检测系统，其特征在于包括采集与检测颅内压相关信号的信号采集模块、无线USB HUB模块、颅内压综合检测服务器和输出设备； 所述信号采集模块通过USB总线与所述无线USB HUB模块连接； 所述颅内压综合检测服务器与所述无线USB HUB模块无线通信连接，所述颅内压综合检测服务器与所述输出设备电连接。
2.如权利要求I所述的颅内压无创综合检测系统，其特征在于所述信号采集模块包括血流动力学信号采集功能模块、脑电诱发信号采集功能模块、生物电阻抗信号采集功能模块、生物力学参数采集功能模块、心电信号采集功能模块、无创血压信号采集功能模块、呼吸信号采集功能模块、血氧饱和度信号采集功能模块。
3.如权利要求2所述的颅内压无创综合检测系统，其特征在于所述血流动力学信号采集功能模块包括依次电连接的超声波换能探头、超声信号控制单元、宽带放大解调电路、血流动力学信号模数转换电路和血流动力学信号USB接口。
4.如权利要求2所述的颅内压无创综合检测系统，其特征在于所述脑电诱发信号采集功能模块包括依次电连接的电位放大电路、脑电诱发信号模数转换电路、脑电诱发信号微处理器、闪光刺激电路和与所述电位放大电路连接的四导联电极以及与所述脑电诱发信号微处理器连接的脑电诱发信号USB接口。
5.如权利要求2所述的颅内压无创综合检测系统，其特征在于所述生物阻抗信号采集功能模块包括依次电连接的采集端隔离电路、生物阻抗信号放大调理电路、生物阻抗信号模数转换电路、生物阻抗信号微处理器、激励电流发生电路和激励段隔离电路； 还包括两个激励电极、四个采集电极和生物阻抗信号USB接口，其中，两个激励电极与所述激励段隔离电路连接，四个采集电极与所述采集端隔离电路连接，生物阻抗信号USB接口与所述生物阻抗信号微处理器连接。
6.如权利要求2所述的颅内压无创综合检测系统，其特征在于所述心电信号采集功能模块包括依次电连接的心电信号放大电路、心电信号模数转换电路、心电信号微处理器、心电信号USB接口和与所述心电信号放大电路连接的三导联心电电极。
7.如权利要求2所述的颅内压无创综合检测系统，其特征在于所述无创血压信号采集功能模块包括依次电连接的血压袖带、袖带压力/脉搏信号检测电路、血压信号放大调理电路、血压信号模数转换电路、血压信号微处理器和血压信号USB接口； 还包括气泵气阀控制电路，且该气泵气阀控制电路分别与所述血压信号微处理器和所述血压袖带连接。
8.如权利要求2所述的颅内压无创综合检测系统，其特征在于所述呼吸信号采集功能模块包括依次电连接的压力传感器、放大/检波电路、呼吸信号模数转换电路、呼吸信号微处理器和呼吸信号USB接口。
9.如权利要求2所述的颅内压无创综合检测系统，其特征在于所述血氧饱和度信号采集功能模块包括依次电连接的红外光电传感器、血氧饱和度信号放大调理电路、血氧饱和度信号模数转换电路、血氧饱和度信号微处理器、血氧饱和度信号USB接口； 还包括光源驱动电路，且该光源驱动电路分别与所述红外光电传感器和所述血氧饱和度信号微处理器连接。
专利摘要本实用新型提供了一种颅内压无创综合检测系统，该系统包括采集与检测颅内压相关信号的信号采集模块、无线USBHUB模块、颅内压综合检测服务器和输出设备；信号采集模块通过USB总线与无线USBHUB模块连接；颅内压综合检测服务器与无线USBHUB通过无线通信连接，颅内压综合检测服务器与输出设备电连接；各信号采集模块采集的数据通过无线USBHUB模块无线传输到颅内压综合检测服务器，既避免了人体与颅内压无创综合检测服务器的电气接触，实现了人机电气安全隔离，又能够在不移动颅内压综合检测服务器的前提下对患者进行颅内压无创检测，避免了具体应用环境中的空间限制，提高了颅内压无创综合检测系统的临床适用性。
文档编号A61B5/03GK202458347SQ201220125538
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者季忠 申请人:季忠, 重庆中力医疗器械有限公司