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一种多用户多参数颅内压监测实现方法与流程

时间:2022-02-17 阅读: 作者:专利查询

一种多用户多参数颅内压监测实现方法与流程

1.本发明涉及诊疗辅助设备技术领域,具体为一种多用户多参数颅内压监测实现方法。


背景技术:

2.颅内压icp、脑灌注压cpp和颅内温度ict等参数都是神经外科临床和科研的重要观察指标,正常人颅内压保持在5.0-15.0mmhg,在病理状态下当颅内压超过15mm hg即属于颅内压增高,颅内压增高会引起头痛、呕吐、眼底病变、抽搐、外周神经麻痹、意识障碍、瞳孔变化、肺水肿、血压心率呼吸等生命体征的急剧变化;正常成人脑灌注压cpp:60mmhg(50-70mm hg),另外颅温ict的升高与颅内压icp的升高息息相关,颅温ict每升高一摄氏度,颅内压icp升高5.5%,而且颅温ict改变早于颅内压icp变动,通过监测颅温ict可以提前预知病人病情。
3.现在技术中,常用的颅内压监测系统要么无法监测多个参数,要么无法同时监测多个患者,给医院和医生造成了诸多精力和成本上的负担,为此,我们提出一种多用户多参数颅内压监测实现方法,可以一台设备实现同步监测多个参数,也可以实现多个病人的上述参数的实时动态监测。


技术实现要素:

4.本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷,提供一种多用户多参数颅内压监测实现方法,通过搭建多参数颅内压监测系统,构建通信网络,实现了同时监测有创动脉压ibp、平均动脉压map、颅内压icp和颅内温度ict,且通过算法实现脑灌注压cpp的实时监测,既实现了五种参数的动态监测,又实现了多个病人的上述参数的实时动态监测,可以有效解决背景技术中的问题。
5.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种多用户多参数颅内压监测实现方法,包括以下步骤:
6.s1、搭建多用户多参数颅内压监测系统,多用户多参数颅内压监测系统包括颅内压探头、独立监护主机单元和通信网络,颅内压探头内部集成颅内压传感器和温度传感器,颅内压探头通过通信网络与独立监护主机单元进行数据传输,多用户多参数颅内压监测系统配置多用户监护软件;
7.s2、搭建通信网络,颅内压探头和独立监护主机单元内部都设置有通信芯片,颅内压探头和独立监护主机单元构成通信网络;
8.s3、独立监护主机单元通过通信网络收集颅内压探头传输的数据,数据处理后显示出来;
9.s4、多个颅内压探头加入网络,并入多用户多参数颅内压监测系统。
10.进一步的,颅内压探头内部设置有颅内压传感器、电桥匹配单元、信号采集单元和传输数据的数据传输和通信单元,信号采集单元包括前向的传感器数据采集模块、中间的
mcu控制器信号处理模块和后向的数字和模拟信号通信模块。
11.进一步的,颅内压传感器为采用经典惠斯通电桥的半桥结构的微型压力传感器,与外部电阻网络构成惠斯通全桥,传感器数据采集模块从压力传感器同时获取到压力电压信号和温度电压信号,利用高精度运放对压力电压信号进行差分放大处理,同时运用运放与传感器构成的反馈电路产生恒电流源为传感器供电,并获取到传感器工作状态下的温度电压信号;数字和模拟信号通信模块采用模拟电流4ma-20ma传输和基于rs485协议的数字通信两种长距离传输方法传送实时的补偿后的压力数据。
12.进一步的,mcu控制器信号处理模块包括muc控制器中心、ad转换器和da转换器,muc控制器中心分别与ad转换器和da转换器连接,其中,ad转换器有三个寄存器,分别是ad结果高地位寄存器(adresh/adresl)、ad控制器0(adcon0)、ad控制器1(adcon1),adcon0寄存器控制ad模块的操作,adcon1寄存器设置端口引脚的功能,而adresh/adresl则存放ad转换后的10位结果,ad采样后的滤波方法采用的是中值滤波的方法,即连续采集n个数据,进行排列,去掉最大与最小,中间值取平均的,得出的平均值则为滤波后的值;da转换器由电压调整器、数模转换器和电流放大器组成,由电流环路供电,16位数字信号串行输入,4ma~20ma电流输出。
13.进一步的,微型压力传感器包含两个压敏电阻r3、r4,当微型压力传感器受压时,压敏电阻r3阻值增大,r4阻值减小,惠斯通电桥平衡条件不成立,a点与b点之间产生差分电压;电桥匹配单元外部半桥电路中,r5、r6、r7并联后再与滑动变阻器r1串联,等效于惠斯通电桥的半桥电路中的可调变阻器r1、r8、r9、r10并联后再与滑动变阻器r2串联,等效于惠斯通电桥的半桥电路中的可调变阻器r2,p2中编号1、2、3、4、5对应五个独立的焊盘,将颅内压探头中微型压力传感器焊盘使用三根漆包线引出后,再把漆包线焊接在p2焊盘2、3、4上,完成惠斯通电桥的匹配;将探头中微型温度传感器焊盘使用两根漆包线引出后,再把漆包线焊接在p2焊盘1、5上,prein+、prein-等效于a点和b点,tempr+、tempr-连接后续分压电路,用于温度信号采集。
14.进一步的,多用户多参数颅内压监测系统还包括单独设置的有创动脉压力传感器,有创动脉压力传感器与独立监护主机单元电连接,通过有创动脉压力传感器采集有创动脉压ibp。
15.进一步的,独立监护主机单元根据有创动脉压ibp计算出平均动脉压map和脑灌注压cpp,有创动脉压ibp包括有创收缩压和有创舒张压,平均动脉压map为有创收缩压和有创舒张压的平均值,脑灌注压cpp=平均动脉压map-颅内压icp。
16.进一步的,数据显示方式包括波形图和数值显示。
17.与现有技术相比,本发明的有益效果是:本多用户多参数颅内压监测实现方法,具有以下好处:
18.1.本发明可实现对病人颅内压icp、脑灌注压cpp、平均动脉血压map、颅内温度ict等多参数的动态实时监测,同时也可以实现多个病人的上述参数的实时动态监测。
19.2.利用通信网络构成一套完整的多用户监测系统,能够同时进行多个病人的颅内压实时监测,进行实时报警,及时提醒护理人员,并能够进行数据保存,便于进行后期统计分析和医学研究。
20.3.本发明组网方便快速,使用中安全可靠,既节省了医院的投入成本,有减轻了护
理人员的工作量。
附图说明
21.图1为本发明一种多用户多参数颅内压监测实现方法的流程图;
22.图2为本发明中信号采集单元的电路系统框图;
23.图3为本发明中一个实施例的惠斯通电桥的电路图;
24.图4为本发明中电桥匹配单元的电路图。
25.图中:1探头端、2探头管体、接口端3。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
27.请参阅图1-4,本实施例提供一种技术方案:如图1所示,一种多用户多参数颅内压监测实现方法,包括以下步骤:
28.s1、搭建多用户多参数颅内压监测系统,多用户多参数颅内压监测系统包括颅内压探头、独立监护主机单元和通信网络,颅内压探头内部集成颅内压传感器和温度传感器,颅内压探头通过通信网络与独立监护主机单元进行数据传输,多用户多参数颅内压监测系统配置多用户监护软件;
29.s2、搭建通信网络,颅内压探头和独立监护主机单元内部都设置有通信芯片,颅内压探头和独立监护主机单元构成通信网络,省去了数据线,扩展了监测范围,节省了病房内的空间占用;
30.s3、独立监护主机单元通过通信网络收集颅内压探头传输的数据,数据处理后显示出来,颅内压探头将颅内压的采集电路和脑温的采集电路集中在一起,同时监测患者的颅内压icp和颅温ict;
31.s4、多个颅内压探头加入网络,并入多用户多参数颅内压监测系统,系统可以同时监测多个病人。
32.其中,如图2所示,颅内压探头内部设置颅内压传感器、电桥匹配单元、信号采集单元和传输数据的数据传输和通信单元,信号采集单元包括前向的传感器数据采集模块、中间的mcu控制器信号处理模块和后向的数字和模拟信号通信模块,颅内压探头可同时采集颅内压icp和颅温ict数据。
33.如图2所示,信号采集单元包括前向的传感器数据采集模块、中间的mcu控制器信号处理模块和后向的数字和模拟信号通信模块。
34.颅内压传感器为采用经典惠斯通电桥的半桥结构的微型压力传感器,与外部电阻网络构成惠斯通全桥,传感器数据采集模块从压力传感器同时获取到压力电压信号和温度电压信号,利用高精度运放对压力电压信号进行差分放大处理,同时运用运放与传感器构成的反馈电路产生恒电流源为传感器供电,并获取到传感器工作状态下的温度电压信号;数字和模拟信号通信模块采用模拟电流4ma-20ma传输和基于rs485协议的数字通信两种长
距离传输方法传送实时的补偿后的压力数据。
35.如图3-4所示微型压力传感器包含两个压敏电阻r3、r4,当微型压力传感器受压时,压敏电阻r3阻值增大,r4阻值减小,惠斯通电桥平衡条件不成立,a点与b点之间产生差分电压;电桥匹配单元外部半桥电路中,r5、r6、r7并联后再与滑动变阻器r1串联,等效于惠斯通电桥的半桥电路中的可调变阻器r1、r8、r9、r10并联后再与滑动变阻器r2串联,等效于惠斯通电桥的半桥电路中的可调变阻器r2,p2中编号1、2、3、4、5对应五个独立的焊盘,将颅内压探头中微型压力传感器焊盘使用三根漆包线引出后,再把漆包线焊接在p2焊盘2、3、4上,完成惠斯通电桥的匹配;将探头中微型温度传感器焊盘使用两根漆包线引出后,再把漆包线焊接在p2焊盘1、5上,prein+、prein-等效于a点和b点,tempr+、tempr-连接后续分压电路,用于温度信号采集。
36.ad转换器有三个寄存器,分别是ad结果高地位寄存器(adresh/adresl)、ad控制器0(adcon0)、ad控制器1(adcon1),adcon0寄存器控制ad模块的操作,adcon1寄存器设置端口引脚的功能,而adresh/adresl则存放ad转换后的10位结果,ad采样后的滤波方法采用的是中值滤波的方法,即连续采集n个数据,进行排列,去掉最大与最小,中间值取平均的,得出的平均值则为滤波后的值。
37.da转换器采用行业中常用的ad421典型应用电路,ad421电路主要由电压调整器、数模转换器和电流放大器组成,由电流环路供电,16位数字信号串行输入,4ma~20ma电流输出,可实现远距离的传送,并且与外部场效应管一起可以提供+5v、+3v或+3.3v的稳定电压给自身以及系统其他器件,除外还能输出1.25v和2.5v的精准电压输出;电路中,lv端不同接法可以改变电压调整器的增益,lv端接0.01μf的电容再接vcc即可使得vcc为3.3v,做为系统的电源;三根数字接口线clock、latch和data与mcu直接连接,mcu通过软件把前向模块采集而来的压力电压信号传给ad421后,转换成模拟电流信号从loop_rtn输出。
38.数据显示方式包括波形图和数值显示,多种显示方式可切换,优选波形图和数值同时显示,既直观又准确,减少视觉失误导致的医疗风险。
39.作为一个实施例,多用户多参数颅内压监测系统还包括单独设置的有创动脉压力传感器,有创动脉压力传感器与独立监护主机单元电连接,通过有创动脉压力传感器采集有创动脉压ibp;独立监护主机单元根据有创动脉压ibp计算出平均动脉压map和脑灌注压cpp,有创动脉压ibp包括有创收缩压和有创舒张压,平均动脉压map为有创收缩压和有创舒张压的平均值,脑灌注压cpp=平均动脉压map-颅内压icp。
40.使用时,先搭建多用户多参数颅内压监测系统和通信网络,然后将颅内压探头采用螺栓型或隧道型埋藏方式植入患者脑部,颅内压探头采集颅内压和颅温信号,电信号经过信号采集单元中mcu处理为数据后通过通信网络传输至独立监护主机单元,单独设置的有创动脉压力传感器监测有创动脉压ibp,通过有创动脉压ibp计算出平均动脉压map,再通过平均动脉压map-颅内压icp计算出脑灌注压cpp,并由交互模块以多种形式显示出来,实现了同时监测有创动脉压ibp、平均动脉压map、颅内压icp、颅内温度ict和脑灌注压cpp五种参数,实现了多参数的实时监测。同时,随着新用户加入多用户多参数颅内压监测系统,独立监护主机实现了监测多用户的颅内压强和温度数据,一台独立监护主机可监护最多10个患者。
41.其中,mcu2优选用stm32f746或pga309。
42.本发明将颅内压icp的采集数据线和脑温ict的采集线合并成一个采集探头,可同时采集颅内压icp数据和脑温ict数据,根据测得的有创动脉压ibp计算出平均动脉压map,再通过平均动脉压map-颅内压icp计算出脑灌注压cpp,实现了同时监测有创动脉压ibp、平均动脉压map、颅内压icp、颅内温度ict和脑灌注压cpp五种参数;本发明组网方便快速,使用中安全可靠,既节省了医院的投入成本,有减轻了护理人员的工作量。
43.以上仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。