[發明專利]一種嵌入式顱腦爆炸沖擊波動態監測裝置及方法

有效

• 申請號: 201310495488.5
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN103499410A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 楊策;高潔;蔣建新;杜鵑;王海燕;王正國
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第三軍醫大學第三附屬醫院
• 主分類號: G01L5/14
• 分類號: G01L5/14
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

技術領域

本發明屬于檢測裝置，具體涉及一種嵌入式顱腦爆炸沖擊波動態監測裝置及方法。

背景技術

自從諾貝爾發明炸藥以來，以炸藥為原料的各種武器或簡易爆炸裝置已造成大量人員傷亡。其中爆炸沖擊波是導致傷死、傷殘的關鍵因素。回顧上世紀越南戰爭、海灣戰爭、伊拉克和阿富汗戰爭等軍事沖突，均表明現代戰爭的損傷模式與既往沖突類似，其中顱腦外傷在戰斗損傷中的比例不低于15％。盡管防彈衣的改進大大減少戰爭死亡率，但爆炸沖擊波所致的顱腦損傷更加突出。現代作戰頭盔作為良好的顱腦防護裝備，可減輕低速射擊物如彈片和特定環境中高速射擊物如子彈等損傷，但沖擊波致顱腦損傷仍無法完全防護。與此同時，和平條件下大規模城鎮化建設和地下資源采掘、工程爆破也已成為常態化操作。然而，遺憾的是，目前對于各種因素所致顱腦沖擊波暴露仍停留在傷員發現損傷或神經精神癥狀后才被動就醫，尋求診治。至于傷員發生顱腦損傷過程中究竟遭受怎樣的沖擊波暴露，尤其是肉眼未見破損但已經出現腦功能紊亂的沖擊波暴露傷員，如何實現顱腦沖擊波損傷量化評估迄今尚未引起關注。在戰爭或爆炸事故發生后，醫療機構尚無法獲取顱腦爆炸沖擊傷動態致傷數據，因此，無法對顱腦沖擊傷尤其是低強度、反復沖擊傷傷情與致傷壓力之間做出量效和時效關系的判斷，在顱腦沖擊傷傷情判斷和治療上也難于實現個體化。有鑒于此，在平戰條件下探尋有效防護措施的基礎上，設想研發顱腦附近的“黑匣子”以準確評估傷員遭受沖擊波暴露的強度和頻次，對于客觀評估沖擊波致顱腦損傷傷情、預后，改善神經精神癥狀、促進傷員腦功能康復具有重要診斷學意義。

目前，對沖擊波致顱腦損傷的評估涉及腦功能生理指標變化以及相應的評分方法（如Glasgow評分）。其中生理功能異常主要涉及意識、記憶力、損傷時精神狀態改變和（或）灶性神經受損。傷員的主訴有時較臨床診斷指標異常更為復雜多變，特別是許多傷員臨床影像診斷等并未發現異常，但神經精神癥狀已經出現并持續存在，甚至可能出現自傷或傷人等嚴重后果。究其原因，除過特定場景（如戰場人員死傷）等刺激外，目前認為主要原因極可能是頻繁或一定強度的沖擊波累積性暴露所致的腦功能病變。因此，在傷員出現臨床顱腦病變征象之前，實現動態監測顱腦沖擊波暴露的強度和頻次是平戰條件下顱腦沖擊傷評估和防治的先決條件。既往沖擊波監測主要采用進口裝備，其主要局限性包括：

（1）主要針對準靜態設施和固定動物的爆炸沖擊波監測；

（2）體積偏大，難于隨身攜帶；

（3）抗干擾性能較弱；

（4）監測爆炸沖擊波量程與遭受沖擊傷的存活傷員顱腦沖擊波暴露閾值有較大偏差；

（5）由于受傷個體（平民、作業人員、官兵）遭受顱腦沖擊波損傷時監測設備位置不確定（即是否靠近身體、在身體的相對部位）。

因此，檢測數據會因沖擊波與設備中間介質的不同而有較明顯的數值偏倚，難以客觀反應人體顱腦處遭受的壓力強度。因此，基于以上五方面問題，考慮到戰爭或施工爆破現場的實際，動態監測顱腦沖擊波暴露必須滿足以下條件：

（1）腦防護裝備－頭盔能夠對監測裝置有良好的兼容性，即頭盔能夠容納沖擊波監測裝置；

（2）監測裝置必需體積小巧，便于攜帶或嵌入顱腦防護設備中；

（3）能夠滿足防水、防輻射以及特殊環境（水下、高原）下顱腦沖擊波檢測需求；

（4）能夠承受密閉和開放環境中不同壓力強度的爆炸沖擊波；

（5）結合既往戰場返回官兵的神經精神癥狀，提示目前在頭盔防護條件下，顱腦的低強度、高頻次爆炸沖擊波暴露更為多見。因此，設備重點滿足低強度、高頻次沖擊波監測需求。

基于以上現狀，目前亟待研發一種能夠適應平戰作業（作戰官兵、爆破施工人員、維和人員、煤礦開采掘進人員）的嵌入式顱腦爆炸沖擊波動態監測裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種嵌入式顱腦爆炸沖擊波動態監測裝置及方法，能實現顱腦區沖擊波峰值超壓、正壓作用時間等關鍵致傷參數的動態采集。

本發明所述嵌入式顱腦爆炸沖擊波動態監測裝置，包括信號采集模塊、信號放大模塊、單片機、存儲模塊和供電模塊；

所述信號采集模塊包括多個壓阻式傳感器，用于采集沖擊波產生的壓力信號；

所述信號放大模塊包括多個放大器，所述放大器的數量與壓阻式傳感器的數量相同，多個放大器的輸入端與多個壓阻式傳感器的輸出端一一對應連接，用于將各壓阻式傳感器采集的壓力信號放大；