[發明專利]無創式顱內壓測量方法及測量儀

有效

• 申請號: 201210161491.9
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102813513A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 李卓東;王小波;畢文偉
• 申請（專利權）人: 李卓東
• 主分類號: A61B5/03
• 分類號: A61B5/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種無創式顱內壓測量方法，其特征在于，它包括以下實施步驟：

第一步：使患者頭部前額骨處與一個受控振動發生裝置接觸，由振動源驅動該裝置產生足已覆蓋病人頭部的恒定幅度的共振和頻率的振動信號；

第二步：使患者額骨對側的枕骨處與振動信號接收傳感器接觸，信號接收傳感器接收經顱骨傳導過來的振動信號并轉為電信號傳輸給無創式顱內壓測量儀器；

第三步：由無創式顱內壓測量儀器，將振動源振動信號和上述傳感器接收的反饋的信號，用分析檢測算法進行處理，繪出振動信號經過顱骨的頻率響應曲線，提取出病人頭部的共振頻率；

所述的分析檢測算法是：無創式顱內壓測量儀器先將兩路輸入信號進行六階小波濾波，然后再將輸入的兩路信號進行快速傅里葉變換，將變換的結果對應相除從而得到顱骨的頻域響應曲線；在此頻譜中且在輸入信號的頻率范圍之內，找到頻譜的最大值，此值即為顱骨的共振頻率；

第四步：再通過顱骨的共振頻率和顱內壓的一一對應關系，得出顱內壓的測量值；

第五步：在上位機軟件界面和液晶顯示屏上顯示出病人此時顱內壓的測量參數。

2.一種用于權利要求1所述方法的無創式顱內壓測量儀器，其特征在于，它由ARM處理器、掃頻電路、功率放大電路、受控振動源、傳感器系統、低噪聲放大電路、數據采集和轉換電路、數字信號處理單元和顯示單元電聯接構成；其中：

（1）掃頻電路是將ARM核心產生的信號序列在掃描頻率寬度為0-1kHz的范圍內調諧出穩定連續的掃頻信號/高斯白噪聲信號，用于控制振動頻率；該掃頻電路采用數字頻率合成法，包括D/A轉換單元和模擬平滑濾波器兩部分；合成的數字序列先經過D/A器件形成連續波形，再經過低通濾波器平滑波形；具有10Msps*10bits的轉換速率；

（2）功率放大電路是將掃頻信號或者高斯白噪聲信號進行功率放大，使其足以驅動受控振動源；該功率放大電路采用可變電阻增益方式，功率放大范圍1-10倍，可調整到具有最佳響應或病人身體適宜的功率；

（3）受控振動源是將電信號波形轉化成作用于病人前額處的振動作用力；

（4）傳感器系統是將顱骨傳來的振動信號轉為電信號，并由低通濾波電路對接收到的電信號濾除高頻噪聲；傳感電路包括前端檢測帶寬大于20kHz的高靈敏度加速度傳感器，可準確測出枕骨受力，以及后端截止頻率為2.5kHz的模擬低通濾波器用于濾除帶外噪聲，并作為采樣電路的抗混疊濾波器；

（5）低噪聲放大電路是對濾波輸出的信號進行合適的抗噪線性放大供后端分析識別；它采用了能夠低噪放大和高頻退耦的低噪聲放大器，該類放大器可直接應用于低頻信號放大并能夠有效消除波紋、脈沖和高頻噪聲；

（6）數據采集和轉換電路用于實時采集傳感電路傳來的接收信號，同時采集驅動受控振動源的功率輸出信號；該信號采集系統在ARM芯片的控制下以2.5倍于信號帶寬的速率同時使用兩路A/D轉換器對掃頻部分功率放大電路的輸出信號和傳感電路接收并去噪的信號進行采樣，以采樣率固定為2511Hz，精度為24位；

（7）數字信號處理單元用于對信號分別進行小波濾波，和快速傅里葉變換，算法求解出顱骨的振動響應函數，完成對共振特征頻率的識別和檢測；該數字信號處理單元考慮到計算的時延和結果的分辨率，采用高性能DSP分別對采集到的接收數字信號和基準數字信號進行6階的小波濾波和1024點FFT快速傅里葉變換；

（8）ARM處理器作為控制系統核心，以本地脈沖實現原始掃頻信號編碼序列的產生，同時控制A/D和D/A采集和轉換過程，并對整個信號鏈路的產生、調諧、采集和處理過程進行協調和分配；它依據計算結果調諧出頻率范圍為0-1kHz的序列脈沖信號，作為原始數字信號輸入給DAC，DAC將數字信號轉換為模擬信號輸出；

（9）液晶屏顯示單元將數據以簡明的數碼顯示出來，并提供觸屏操作。

3.如權利要求2所述的無創式顱內壓測量儀器，其特征在于，它還可包括網絡模塊，通過網絡模塊無線通信，將數據上傳至具有提醒和待機功能的遠程/近程聯網設備。