无创检测患者颅内压的测量设备及相应方法与流程

1.本发明涉及一种用于无创检测患者颅内压的测量设备。


背景技术：

2.许多神经重症状况可能关系到危及生命的颅内压(icp)升高。颅骨内部容积不变，因此一个或多个隔室容积扩大会导致icp升高。此类隔室包括脑组织(例如，由于出血、肿胀和炎症)、csf空间(例如，由于脑积水和出血)和血管腔隙(例如，由于换气过度或换气不足而引起的变化)。颅内容积与颅内压之间的关系称为颅内顺应性。icp最初升高时可能由所谓的预留空间(csf空间、血管腔隙)来补偿(monro-kellie学说)，而随着容积扩大，icp也呈指数升高。可能导致压力升高的病症包括脑外伤、硬膜外/硬膜下血肿、占位缺血性中风、脑内出血、蛛网膜下腔出血、静脉窦/脑静脉血栓、脑膜炎、脑炎、全脑缺氧以及脑肿瘤、中毒和代谢紊乱等其他病种。
3.为了在严重脑外伤等危急情况下不间断地监测icp，可以从颅顶有创插入测量导管。然而，有创测量过程会让许多患者感到负担沉重，往往因此放弃监测。
4.目前已经提出了基于测量颅骨伸展的无创测量方法。心跳引起的血量波动会导致颅骨伸展，特别是跨越结缔组织闭合的颅缝。由此产生的脑内压力脉动波动约为3-4mmhg，而这又会最低限度上导致颅骨内脉动同步扩张。
5.专利文献wo2013/041973a2提出了一种用于无创测量颅内压的测量设备，包括配置为检测颅骨形变的传感器。传感器与放大器、a/d转换器、处理器、显示器和存储器连接。测量设备可以通过评估传感器信号来确定颅内压，基于传感器信号来确定颅骨形变。
6.专利文献wo2019/087148a1公开了一种类似的测量设备，其中传感器采集的数据经处理后无线发送到接收器。
7.然而，此类测量设备的缺点在于因缺乏解耦而无法排除颈外动脉脉动的显著影响。脉动内压引起的颅骨脉动明显小于动脉脉动，若不区分动脉脉动，颅骨脉动就显得意义不大。上述公布文献提出的应变片布置为在其测量极限下工作。这也意味着颅骨上测量设备不可能设有衬垫，因此，随着时间推移，长时间使用会让患者感到十分不适。


技术实现要素：

8.本发明目的是提供一种用于无创检测颅内压脉动的测量设备，克服了上述缺点，能够简单而可靠地测量静态颅内压等生命数据。
9.为了实现上述目的，本发明提出了一种具有权利要求1所述特征的测量设备。
10.本发明测量设备包括：保持器，可以力配合和/或形状配合方式可拆卸地附接到患者颅骨外侧；至少一个双迭片弯曲传感器，布置在保持器内或保持器上；模拟信号放大器和/或模拟信号滤波器，用于放大和/或滤波双迭片弯曲传感器所提供的测量数据；a/d转换器，用于将模拟测量数据转换为数字数据；计算单元，用于预处理数字数据并基于数字数据计算和/或推导颅内压等生命参数。
11.本发明测量设备的特征在于，很大程度上消除了动脉血管脉动的影响，也就是说实际测得的就是颅内压脉动。除了调节数字数据，计算单元还用来进行校正，并且计算特征曲线参数以及颅内压(icp)等可由此推导出的数值。此外，可以从数字数据推导出收缩期或舒张期特征值或生命参数。可选地，本发明测量设备包括显示器，以便可以输出振幅曲线、测量曲线、确定参数或导出数值或者警告。
12.本发明基础是认识到双迭片弯曲传感器可用来提供特别简单却可靠精确的颅内压脉动测量。本发明的原理是基于附接到头箍或头部接触面的双迭片弯曲传感器由于脉动颅内压(icp)所导致的脉动同步颅内容积扩张而产生偏移。
13.压电型弯曲传感器可以测量因心跳引起的最小颅骨形变或振动。由于传输通路经过了脑组织，心跳时从心脏泵入大脑中的血压逐渐降低。传输功能有时取决于颅内压和相关的自我调节机制，因此动态压降过程可以尤其用来推断颅内压和自我调节状态。
14.优选地，保持器配置为头带或头箍。然而，保持器还可以替代地通过铺设、粘接或用筘帽或绷带夹持弯曲传感器而附接。还可设想，专门地或附加地使用合适的弹性耦合介质，如亲肤性双面胶膜。
15.测量设备包括头带或头箍，其至少部分可柔性抗折，还至少部分可弹性伸展。头带或头箍的张紧力可调。至少一个弯曲传感器是头带或头箍的可柔性弯曲段的一部分，可能直接因颅骨的静态或动态容积扩张或者因其附接的支架(特别是头带)的张紧应力相关变化而静态或动态弯曲。头箍可以应用到患者头部，并且通过张紧设备用恒定张紧力来紧固。
16.优选地，弯曲传感器为双迭片压电型弯曲传感器。弯曲传感器可以是具有反平行极性的双迭片弯曲传感器。在此情况下，利用了如下效果：设置有本发明测量设备的颅骨的压力脉动致动态容积偏差导致了本发明测量设备(配置为头带)上的动态张紧应力以及弯曲传感器位置处的动态弯曲。由此，即使颅骨的压力致容积变化极其微弱也能被检测到。
17.双迭片弯曲传感器由围绕中性纤维对称布置的两个传感器层组成。当这种布置沿一个方向弯曲，一个感觉激活的弯曲传感器层伸展，同时另一个感觉激活的弯曲传感器层同等压缩。当这种布置沿另一个方向弯曲，则行为正好相反。由于两个传感器层的反平行极性，这些相反负载的信号符号相同，按大小相加，整体信号增强。另一方面，干扰温度效应或热电效应等同步效应在很大程度上受到抵消，进而得到补偿。
18.除了双迭片压电型弯曲传感器，还可以使用由几对具有交替反平行极性的传感器组成的多迭片弯曲传感器。
19.可以提出，弯曲传感器呈摇杆状布置在可附接到患者颅骨外侧的支架上。本实施例中，弯曲传感器布置在支架上，支架布置在患者颅缝区域中。双迭片压电型弯曲传感器在颅骨容积偏差的作用下可呈摇杆状绕枢转点移动。保持器配置为头带时通过限定的预紧力对弯曲传感器产生弯曲所必需的反作用力(支承力)。
20.替代实施例中，弯曲传感器布置在c形支座两个末段之间的中段上。c形支座放置在患者颅骨上，使得两个末段位于颅缝两侧。颅骨的脉动致容积偏差造成c形支座的两个末段(双腿)沿反向移动，导致弯曲传感器的中段弯曲。弯曲传感器的附接方式保持全无脉动或可忽略不计的脉动通过外动脉或外静脉传递到弯曲传感器。这一点可以通过保证脉动的动脉或静脉与弯曲传感器或其附接物(即头带)全无接触或仅有强阻尼机械接触而实现。为此，本发明测量设备的c形支座允许大动脉等强脉动外部血管易于有效桥接。此外，其他部
位可以利用支架上的凹部来实现这点。利用海绵衬垫，较小因而脉动较微弱的外部血管的影响也能有效地减弱到影响极限以下。通过典型的“动脉曲线形状”和显著较高的振幅，时间信号中可以立即发现与脉动动脉的直接接触或不充分阻尼接触。
21.另一替代实施例提出，用头箍或绑带将c形支座像头带一样绕头部紧固，以便脉动致容积偏差传递为头箍或绑带的张紧应力，这进而导致c形支座双腿对应弯曲，通过弯曲传感器来检测。通过这种头箍，可以将颅骨的最小容积偏差以张紧应力形式传递到传感器支座的c形腿。这也会导致c形臂弯曲，通过弯曲传感器来检测。
22.通过这种头带来产生限定的预紧力。因颅内压脉动导致的颅骨内容积变化会造成压电型弯曲传感器发生弯曲，可以通过本发明测量设备来检测。利用这样获得的测量值，可以监测颅内压脉动及其压力脉动波形，并且可以从压力脉冲波形特征及其特征值计算出颅内压等生命状态变量。c形支座还可以倒置在患者颅骨上，即，使得两个末段远离颅骨延伸。在此情况下，头带也会产生预紧力。双迭片弯曲传感器可以放置在中段任一侧或者对称放置在中段两侧。替代地，本例正如所有其他示例，双迭片弯曲传感器可以放置在中段的中性纤维中。也可能是多个压电型弯曲传感器关于中性纤维对称布置在中段内部。c形支座所附接的颅骨外侧还可以放置有软质的弹性支撑垫片。替代地，垫片可以采取可快速替换的方式附接到头带。
23.优选地，保持器配置为头带时可以具有用于生成并调整作用于患者颅骨的预紧力的预紧力发生器。优选地，预紧力发生器可以包括力传感器或应变传感器。用户可以通过手轮等或替代地通过马达来调整预紧力。为此，预紧力发生器可以包括线性弹力拉伸件，如拉簧。又一实施例中，设置了恒定张紧应力后，该线性弹力拉伸件可以相对于进一步偏移而固定，即锁定。
24.在此背景下，优选地，预紧力发生器具有指示器，用于指示预紧力或用于指示与之相关的张紧力。这样用户可以设置并控制通过头带传递到压电型弯曲传感器的特定预紧力。
25.为了进一步简化本发明测量设备的使用，预紧力发生器可以配置为自动设置预定预紧力。为此,可以提供机电或气动机构。手动或自动控制预紧力可以通过利用集成气垫与气压传感器相结合来调整气动张紧力而实现。
26.可选地，头带可以在至少部分长度上具有衬垫。衬垫也可以由几个分离的加垫支撑点组成。衬垫位于配置为头带的保持器内部。衬垫可以包括弹性海绵或粘弹性记忆海绵。头带或头箍可以完全接触，也可以只在限定的接触区或接触点接触，以尽量减少外周血管和肌肉活动等脉动软组织的干扰，或避免接触伤口。
27.还可提出，本发明测量设备具有一个或多个结构声传感器和/或一个或多个加速度传感器、一个或多个位置传感器和/或一个或多个脉动传感器和/或一个或多个血压传感器和/或温度传感器，并且计算单元配置为通过至少一个上述传感器来检测外部干扰影响。检测到此类外部干扰影响之后可以通过计算消除，从而不会对颅内压的测量产生负面影响。
28.优选地，可以从配置为头带的支座上移除并替换弯曲传感器。头带或头箍的优选传感器位置处设置有凹部和/或固位夹等固位器来紧固传感器，从而可建立形状配合和/或力配合。然而，弯曲传感器还可以粘接和/或螺接到头带或头箍。头带消毒后可以供其他患
者重复利用。头带也可能具有不同的弯曲传感器附接位置。也可能是几个弯曲传感器附接到头带。
29.本发明测量设备的一个实施例提出，双迭片弯曲传感器和模拟信号放大器集成为单个部件。可选地，以下组件也可以集成为单个部件：a/d转换器、发送器、无线数据传输收发器、电池和可充电电池。这会减少组件数，测量设备仅需要很小的安装空间。
30.还可提出，测量设备包括连接到a/d转换器或计算单元的数据记录仪。数据记录仪存储弯曲传感器的测量值和/或由此推导出的数据，如颅内压。因而，数据记录仪中存储的数据也可以稍后进行评估。由此，本发明测量设备也可以设计为移动设备。
31.保持器配置为头带时可以包括蓄能器，优选地包括电池或可充电电池，从而能够作为移动设备而使用。
32.如果压电型弯曲传感器和/或模拟信号放大器和/或a/d转换器连接到发送器或无线数据传输收发器，则可获得更多可能应用。在此情况下，传感器收集的数据可以传输到接收器，优选地在放大后或转换为数字数据后传输。在无线数据传输的情况下，保持器配置为头带时无需任何有线连接，简化并方便操作。
33.本发明测量设备的变型方案提出，头带上布置有几个压电型弯曲传感器。这样就能在几个点处测量颅内压脉动以及颅内压。
34.此外，本发明还涉及一种利用具有权利要求17中特征所述类型的测量设备来无创检测患者颅内压脉动的方法。本发明方法包括以下步骤：将具有至少一个双迭片弯曲传感器的头带形式的保持器以力配合和/或形状配合方式附接到患者颅骨外侧；通过至少一个弯曲传感器动态记录因人体心跳导致的颅骨形变和/或振动；基于通过弯曲传感器探测的颅骨形变和/或振动，并且基于测得的脉动曲线，计算特征曲线参数；推导生命状态变量，如颅内压(icp)。
35.上述方法还可以包括以下步骤：对特征参数进行数字化、信号预处理和确定。
36.本发明方法中，优选地，利用动态记录的颅骨形变和/或振动来测量心脏脉动激励带来的“压力响应功能”，从中计算颅内压以及与各种生命状态变量相关的其他参数。例如，该过程可用于以下疾病或病症：头部创伤、血管痉挛、梗死、梗塞、栓塞、再灌注、血管重建、紧张性头痛、偏头痛、颈动脉狭窄栓子检测、痴呆症、脑积水、脑肿瘤、镰状细胞贫血、血管畸形、脑膜炎、脑炎、昏迷、心力衰竭、主动脉狭窄、主动脉反流、主动脉瓣成形、颈动脉血运重建，主动脉夹层、心肺分流、麻醉、换气过度、儿茶酚胺、容积管理、血液滤过、血液透析、肺动脉高压、肾功能不全、血液透析和腹膜透析。
37.本发明方法的变型方案提出，利用布置在颅底前方的两个以上弯曲传感器来检测因颅内压脉动和/或其作用引起的颅偏脉动。
38.替代地或附加地，可以利用位于颅底枕骨的两个以上弯曲传感器来检测颅内压。
39.优选地，本发明方法不间断地进行，同时按照固定间隔记录或推导生命参数和颅内压。这样也能对患者进行长期监测。
40.本发明方法中，至少一个弯曲传感器可以通过铺设、粘接或夹持而附接到颅骨。优选地，为此使用了配置为头带的保持器。
41.也可能是至少一个弯曲传感器作为外骨骼或头盔的嵌件连接到颅骨。这保证了一个或多个传感器的均匀接触压力。
42.本发明还包括适用于以下功能的计算机程序：
[0043]-检测各个脉动过程(脉动曲线)的发动(开始和结束)；
[0044]-检测干扰信号(来自咳嗽、讲话、移动等)；
[0045]-鉴别不可评估的轨迹(例如，由于干扰)；
[0046]-利用有监督(例如，训练神经网络)和/或无监督(例如，集群分析)机器学习程序(人工智能)来评估曲线轨迹；
[0047]-检测其他生命体征(呼吸、血压、情绪等)；
[0048]-校正或过滤信号漂移叠加(例如，由呼吸引起)；
[0049]-从各个脉动曲线中确定峰值、谷值和拐点等曲线特征的数量、位置和幅度；
[0050]-确定描述曲线走向的特征参数；
[0051]-确定曲线特征的统计数据(均值、分布、离散度和趋势)；
[0052]-确定漂移校正后的脉动曲线或其指定区段(特别是收缩期和舒张期区间)的曲线面积；
[0053]-确定参数时区分收缩期曲线区段和舒张期曲线区段；
[0054]-形成从曲线或各个曲线区段确定的两个以上参数之间的任意关系，
[0055]
例如：p2/p1，p2/p1/a
total
，|p12-p32|/p1/p3，|p12-p32|/a
total
，a
sys
/a
dia
；
[0056]-建立至少一个参数之间的各种关系和/或这些参数与其他医疗指标(血压、脉动、血液值、体温等)和患者参数(年龄、性别、体重、身高、籍贯、颅骨几何形状、运动能力等)的关系；
[0057]-根据几个脉动曲线的评估对这些量值进行均值和统计评估(分布函数参数)；
[0058]-各个参数及其相互关系的趋势曲线；
[0059]-推导诊断变量，如颅内压(icp)、脑血流量(cbf)、脑灌注压(cpp)、脑血管阻力(cvr)、动脉压/平均动脉压(ap/map)、脉动指数(pi)、阻力指数(ri)、收缩压/舒张压(s/dp)、收缩压/舒张压时间指数(spti/dpti)；
[0060]-推导自我调节紊乱或异常；
[0061]-从以上参数和关系中推导典型疾病特征；
[0062]-推导传染病；
[0063]-通过其他生命参数、运动表现、药物摄入、工作压力和精神疾病，推导与各种健康状况或疾病、身体和精神压力状态、放松状态和外部影响的对应关系。
[0064]
由于信号质量极高，特别是可以自行评估舒张压曲线区间，并且可以对整个应用领域进行推导。
[0065]
利用本发明测量设备，可以从舒张期压力曲线区间获得清晰的曲线特征，这有别于例如经颅多普勒(transcranial doppler)等其他方法，而通过经颅多普勒获得的例如是舒张期流速曲线。这些曲线特征包含了关于病变、疾病等影响的重要信息，可能归因于微循环障碍、组织阻力增大、颅内压升高、慢性炎症、动脉硬化、糖尿病、o2或co2交换不足、低血压或低血容量。因而，无需经历有创过程就能尽早发现这些方面的病理性病变，很容易监测进行性病变。此外，可以更容易评估这些方面的治疗效果，从而更具针对性地指导疗法。
附图说明
[0066]
下面参照附图结合实施例对本发明予以阐述。图中：
[0067]
图1示意性示出了颅内压随时间变化的正常过程和病理过程；
[0068]
图2示意性示出了本发明测量设备的基本组件；
[0069]
图3示意性示出了保持器配置为套件的另一实施例；
[0070]
图4示意性示出了保持器具有几个弯曲传感器的实施例；
[0071]
图5示意性示出了保持器具有多个弯曲传感器的又一实施例；
[0072]
图6示意性示出了保持器配置为套件的俯视图；
[0073]
图7示意性示出了保持器配置为套件的又一实施例的俯视图；
[0074]
图8示意性示出了类似图6中套件的实施例；
[0075]
图9示意性示出了头箍具有可伸带的实施例；
[0076]
图10示意性示出了头箍具有可伸弹力带的实施例；
[0077]
图11示意性示出了头箍的另一实施例；
[0078]
图12示意性示出了不带头箍或绑带的测量设备；
[0079]
图13示意性示出了带有头箍的测量设备；
[0080]
图14a至图14e示意性示出了不同版本的c形支座；
[0081]
图15示意性示出了放置在颅骨上的弯曲传感器的剖视图；
[0082]
图16示意性示出了放置在颅骨上的弯曲传感器的截面图；
[0083]
图17示意性示出了放置在颅骨上的弯曲传感器的俯视图；
[0084]
图18示意性示出了图17所示保持器的右视图；
[0085]
图19示意性示出了图17所示保持器的左视图。
具体实施方式
[0086]
图1左边部分定性示出了颅内压的正常过程，图1右边部分示出了颅内压的病理过程。横轴上绘出时间，而纵轴上绘出传感器探测到的电压。可以基于电压-时间信号的波形来确定颅内压。就此而言，特征值例如包括上升商(u1-u0)/t0，即每心动周期的峰值数，通常可为3到6。进行评估也可以是基于通过心电图并行记录的至少一个脉动信号和qrs分量各自突出点之间的距离，或是基于在头部、颈部、手臂或手指处采集的外动脉脉动信号。为了评估，还可以与患者的脉搏率或呼吸率进行关联或校正。
[0087]
通过连续记录，颅内压(icp)显示为多峰值脉冲同步周期过程：第一个峰值p是由主动脉压力波动引起；第二个峰值t是由脑动脉充血引起，取决于颅内顺应性；第三个峰值或甚至几个其他峰值均与舒张期引发脉动有关，例如，主动脉瓣闭合。
[0088]
随着icp升高，t相对于p以及总脉压幅度也有所增高，因此曲线形状变得越来越接近金字塔形。因此，可能从动态过程中推论出静态颅内压升高。
[0089]
通过检测因约3-4mmhg的颅内压脉动所导致的脉动同步颅内容积扩张引起附接到头箍、头带或头部支撑面的双迭片压电型弯曲传感器偏移，可以从脉动波形间接确定静态颅内压(icp)均值。为了提高该过程的准确性，可以引入绝对血压值。
[0090]
参照图2，阐述测量设备的基本组件或测量过程的步骤。保持器2附接到人体头部1，并且配置为头带或头箍。压电型弯曲传感器3位于可拆卸地布置在人体头部1外侧的头带
上。蓄能器以蓄能件4的形式与弯曲传感器3相关联。此外，测量设备包括模拟信号放大器5与模拟滤波器，其后接将模拟信号转换为数字数据的a/d转换器6。在滤波器7中对数字数据进行滤波、平滑和缩减。测量设备进一步包括用于传输信号或数据的接口8。信号或数据可以传输到例如外部设备、计算单元或评价单元。数据用于确定存储在特征值存储器9中的特征值。评估单元10评估数据或特征值。显示器11用于输出测量数据以及其他信息，包括记录的测量值、信号、特征值、评估或警告。结构声传感器12也附接到保持器2，检测干扰信号。这样就能消除外部信号源带来的干扰信号。测量设备还包括预紧力发生器13。通过预紧力发生器13可以生成施加到弯曲传感器3的限定预紧力。
[0091]
图3示出了配置为套件的保持器2除了图2所示的组件还具有另外两个弯曲传感器14、15的实施例。布置在头部的弯曲传感器3还包含图2所示的组件，如蓄能器、模拟信号放大器、a/d转换器等。
[0092]
图4和图5进一步示出了保持器均有多个弯曲传感器的实施例，通过施加作用于弯曲传感器的预紧力而将其暂时固定到患者颅骨。
[0093]
图6示出了保持器配置为头箍16并附接到颅骨的示意性俯视图。头箍16内侧具有几个间隔的垫片17，每个垫片均与颅骨形成接触面。相邻的垫片17之间可能具有间隔，或替代地，可以用海绵填充间隔。弯曲传感器布置在头箍16外侧。头箍16还包括预紧力发生器13以及形成为弹力带的伸长件18。伸长限制器19对伸长进行限制。头箍16还包括用于固定头箍16自由端的钩环搭扣20。
[0094]
替代实施例中，头箍内部可以设置有粘弹性记忆海绵，其具有在高速加载下变硬的性质，尤其是在高速冲击的情况下变硬。
[0095]
图7示出了保持器配置为头箍21的又一实施例。头箍21由弹性材料制成，即由可伸缩材料制成。根据前述实施例，头箍21具有钩环搭扣20和伸长限制器19。头箍21的内侧存在粘弹性记忆海绵22作为垫片。总共四个弯曲传感器3环绕外围分布在头箍21外侧。每个弯曲传感器3均安装在柔性垫片23上。此外，结构声传感器12布置在头箍21外侧。
[0096]
图8示出了类似图6所示头箍16的实施例。除了形成接触面的垫片17以及弯曲传感器3，头箍还具有可通过手动泵25充气的气垫24。
[0097]
所述实施例均示出了沿患者颅骨整个外围延伸的闭合头箍。然而，头箍也可以仅沿一部分颅骨外围延伸和夹持。为此，头箍可以由柔性材料、可弯曲材料或弹簧弹性材料制成。
[0098]
图9示出了头箍具有绕整个颅骨外围延伸的可伸弹力带27的实施例。弹力带27外侧具有多个弯曲传感器3，它们通过带有垫片的柔性弯曲件28附接到患者颅骨。弹力带27还具有伸长限制器19。
[0099]
修改实施例中，不可伸的拉紧带可以代替可伸的弹力带使用。在此情况下，需要较短的可伸件用一定预紧力将头箍附接到颅骨。
[0100]
图10示出了头箍29具有可伸弹力带27和多个弯曲传感器3的实施例，其中每个弯曲传感器均布置在c形支座30外侧。c形支座30包括中段和两个自中段垂直延伸出的末段。c形支座30的末段面向颅骨。c形支座30可柔性抗折(可弯曲)，并沿周向布置在患者颅骨上以覆盖颅缝。可以通过弯曲传感器3检测颅骨因脉动的伸长。
[0101]
图11示出了类似图10所示实施例的头箍31的实施例。总共四个c形支座30布置在
头箍31上，其末段背离颅骨通道。弯曲传感器3位于各c形支座30外侧。
[0102]
图12示出了测量设备中保持器配置为柔性弯曲件32的实施例。弯曲传感器3布置在柔性弯曲件32外侧。颅骨外围存在总共四个这种弯曲传感器3。柔性弯曲件32粘接到颅骨，本实施例中，无需套件或绑带。
[0103]
图13示出了具有头箍33、c形支座30和压电型弯曲传感器3的测量设备。头箍33内侧存在由海绵制成的垫片34。在压电型弯曲传感器的相对侧存在利用调节螺丝35生成预紧力的预紧力发生器13。预紧力发生器13包括用于指示预紧力的指示器36。
[0104]
图14a到图14e示出了c形支座的各个实施例。
[0105]
从图14a中可知，c形支座30以其末段布置于患者颅骨的外表面37上。弯曲传感器3位于跨越颅缝38设置的c形支座30内侧。绑带39用于将c形支座30固定到位。绑带39可以呈刚性、柔性、易弯性或易伸性。
[0106]
图14b是类似图14a的视图，其中弹性软垫片40布置在颅骨外表面37与c形支座30之间。
[0107]
图14c是类似图14b的视图，其中弯曲传感器3位于c形支座30外侧。
[0108]
图14d示出了c形支座30以其中段搁置于颅骨外表面37上的实施例。由此，c形支座30的末段自颅骨外表面37突起。弯曲传感器3位于由绑带39保持的c形支座30外侧。可选地，弹性软垫片可以布置在颅骨外表面37与c形支座30之间。
[0109]
图14e示出了弯曲传感器3集成到支座30中的实施例。该弯曲传感器位于支座30中段内部，支座30可附接到患者颅骨外表面37的任意位置，但在此过程中要将动脉桥接起来。垫片34位于颅骨与呈角度的末段之间，并且可以由附接到c形支座末段任一侧的绑带或条带39来引入预紧力。
[0110]
图15为示意性示出了放置在颅骨外表面37的双迭片压电型弯曲传感器3的剖视图。绑带39用于生成预紧力。弯曲传感器3的一端放置在颅缝上，例如可以是冠状缝、矢状缝或人字缝。
[0111]
图16为示出了双迭片压电型弯曲传感器3的剖视图，其下侧居中的外弯凸起42搁置在刚性支架41上。支架41覆盖颅缝。由绑带39生成作用于弯曲传感器3的预应力。凸起42呈摇杆状支撑弯曲传感器3，颅骨容积变化可以通过绑带传递到传感器，使得传感器弯曲并检测到变化。
[0112]
图17为示出了布置在颅骨上的保持器的俯视图。图18示出了图17所示保持器具有c形支座的右侧，图19示出了图17所示保持器具有锁定机构的左侧，利用锁定机构可以生成预紧力。
[0113]
从图17到图19中可知，保持器的c形支座30以其末段布置于患者颅骨外侧。双迭片弯曲传感器位于c形支座内部，关于该支座中段的中性纤维对称，而该支座附接到颅骨以桥接颈外动脉。绑带用于将颅内压脉动引起的颅骨容积偏差传递到c形支座的弯曲处。这种保持器的绑带在牵引方向上呈刚性，在弯曲方向上呈柔性，在朝向颅骨方向上加垫。在相对的左侧是用于调整预紧力的锁定机构以及用于指示预紧力的指示器。锁定机构也呈c形，桥接颈外动脉以避免其带来的干扰。
[0114]
通过选择性将绑带或衬垫机械耦合到一条或多条动脉(例如，颈动脉)，该布置也可以用于测量血压脉动，从而测量头部血压。在这种配置中，外部血压脉动信号显著强于颅
内脉动引起的颅骨偏移信号。可以通过将头箍(即绑带)旋转90度以使得颈动脉位于绑带承载面之下来实现这种“瞬时”耦合。然而，还可以无需旋转而通过在锁定机构和/或c形支架下方插入海绵来实现这种耦合。有利地，形成为绑带的头箍在c形支座和/或锁定机构的位置处包含可逆地耦合到颈动脉的耦合件。也可以通过例如螺纹或类似于快动开关的折合式耦合机制来实现。可以利用现有锁定机构调节耦合力，优选地，将其调节到系统标定值。
[0115]
上述测量设备的特征和相关方法可以采取任何方式组合。
[0116]
附图标记
[0117]
1头部
[0118]
2保持器
[0119]
3弯曲传感器
[0120]
4蓄能件
[0121]
5模拟信号放大器
[0122]
6a/d转换器
[0123]
7滤波器
[0124]
8接口
[0125]
9特征值存储器
[0126]
10评估单元
[0127]
11显示器
[0128]
12结构声传感器
[0129]
13预紧力发生器
[0130]
14弯曲传感器
[0131]
15弯曲传感器
[0132]
16头箍
[0133]
17垫片
[0134]
18伸长件
[0135]
19伸长限制器
[0136]
20钩环搭扣
[0137]
21头箍
[0138]
22记忆海绵
[0139]
23柔性垫片
[0140]
24气垫
[0141]
25泵
[0142]
26头箍
[0143]
27弹力带
[0144]
28柔性弯曲件
[0145]
29头箍
[0146]
30c形支座
[0147]
31头箍
[0148]
32柔性弯曲件
[0149]
33头箍
[0150]
34垫片
[0151]
35调节螺丝
[0152]
36显示器
[0153]
37外表面
[0154]
38颅缝
[0155]
39绑带
[0156]
40垫片
[0157]
41支架
[0158]
42凸起。

技术特征：
1.一种用于无创检测患者颅内压脉动的测量设备，包括：保持器，以力配合和/或形状配合方式可拆卸地附接到患者颅骨外侧；至少一个双迭片弯曲传感器，布置在所述保持器内或所述保持器上；模拟信号放大器，用于放大所述双迭片弯曲传感器所提供的测量数据；a/d转换器，用于将模拟测量数据转换为数字数据；计算单元，用于预处理数据并基于所述数字数据计算颅内压脉动曲线中与生命状态变量相关的参数。2.根据权利要求1所述的测量设备，其中，所述保持器形成为头带或头箍，且/或具有用于显示测量曲线、算得参数和关联时程的显示器。3.根据权利要求1或2所述的测量设备，其中，所述双迭片弯曲传感器是双迭片压电型弯曲传感器。4.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述弯曲传感器呈摇杆状布置在能附接到所述患者颅骨外侧的支架上。5.根据权利要求1到3中任一项所述的测量设备，其中，所述弯曲传感器布置在c形支座在两个末段之间的中段处。6.根据权利要求2到5中任一项所述的测量设备，其中，所述保持器配置为头带时具有用于生成并调整作用于所述患者颅骨的预紧力发生器，其优选地具有力传感器或应变传感器。7.根据权利要求6所述的测量设备，其中，所述预紧力发生器包括用于预紧力或其关联电压的指示器。8.根据权利要求6或7所述的测量设备，其中，所述预紧力发生器配置为自动设置预定预紧力，并优选地包括机电或气动机构。9.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述头带在至少部分长度上具有垫片。10.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述测量设备包括以下一个或多个传感器：结构声传感器、加速度传感器、位置传感器、外置脉动传感器、外置血压传感器和温度传感器，其中，所述计算单元配置为检测至少一个所述传感器探测到的外部干扰影响或情况并在必要时纠正干扰影响。11.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述保持器形成为头带时能从中移除和替换所述弯曲传感器。12.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述测量设备包括连接到所述a/d转换器或所述计算单元的数据记录仪。13.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述保持器配置为头带时包括蓄能器，优选地包括电池或可充电电池。14.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述压电型弯曲传感器和/或所述模拟信号放大器和/或所述a/d转换器连接到发送器或无线数据传输收发器。15.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述双迭片弯曲传感器、所述模拟信号放大器、所述a/d转换器和/或若有的所述发送器和/或若有的所述无线数据传输收发器和/或若有的所述电池或可充电电池集成为单个部件。
16.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述头带上布置有多个压电型弯曲传感器。17.一种利用如权利要求1到16中任一项所述的测量设备来无创检测患者颅内压脉动的方法，包括以下步骤：将包括所述至少一个双迭片弯曲传感器的所述保持器以力配合和/或形状配合方式附接到患者颅骨外侧；通过所述至少一个弯曲传感器动态记录因人体心跳导致的颅骨形变和/或振动；基于通过所述弯曲传感器记录的所述颅骨形变和/或振动，并且基于测得的血压和/或脉动曲线，计算测量特征曲线参数；从所述特征曲线参数推导出生命状态或诊断变量，如颅内压(icp)、脑血流量(cbf)、脑灌注压(cpp)、脑血管阻力(cvr)、动脉压/平均动脉压(ap/map)、脉动指数(pi)、阻力指数(ri)、收缩压/舒张压(s/dp)、收缩压/舒张压时间指数(spti/dpti)。18.根据权利要求17所述的方法，其中，显示所述特征曲线参数和/或由此推导出的生命状态变量的时程。19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，使用配置为头带或头箍的保持器。20.根据权利要求17到19中任一项所述的方法，其中，基于所动态记录的形变和/或振动，将评估参数与各种神经科、心脏科、重症科、肺科和肾科生命状态相关。21.根据权利要求17到20中任一项所述的方法，其中，基于所动态记录的形变和/或振动和由此推导出的曲线参数，监测因脑供血不足和脑供氧不足等收缩障碍以及因脑灌注不足和脑供氧不足等舒张障碍导致的病理性和/或进行性病变。22.根据权利要求17到21中任一项所述的方法，其中，利用位于颅底前方的两个以上弯曲传感器进行感测。23.根据权利要求17到22中任一项所述的方法，其中，利用位于颅底枕骨的两个以上弯曲传感器进行感测。24.根据权利要求17到23中任一项所述的方法，其中，不间断地进行感测，其中，按照固定时间间隔记录颅内压。25.根据权利要求17到24中任一项所述的方法，其中，所述至少一个弯曲传感器通过铺设、粘接或夹持附接到颅骨。26.根据权利要求17到25中任一项所述的方法，其中，所述至少一个弯曲传感器作为外骨骼或头盔的嵌件连接到颅骨。

技术总结
本发明公开了一种用于无创检测患者颅内压脉动的测量设备，包括：保持器，以力配合和/或形状配合方式可拆卸地附接到患者颅骨外侧；至少一个双迭片弯曲传感器，布置在保持器内或保持器上；模拟信号放大器，用于放大双迭片弯曲传感器所提供的测量数据；A/D转换器，用于将模拟测量数据转换为数字数据；计算单元，用于预处理数据并基于数字数据计算颅内压等生命参数。本发明还公开了一种用于无创检测颅内压脉动的相关方法。脉动的相关方法。脉动的相关方法。


技术研发人员：雷诺
受保护的技术使用者：尹迪泰特有限责任公司
技术研发日：2021.12.16
技术公布日：2023/8/16