專利名稱：基于閃光視覺誘發(fā)電位原理的無創(chuàng)顱內壓監(jiān)測方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生物醫(yī)學電子工程，具體是一種基于閃光視覺誘發(fā)電位原理的無創(chuàng)顱內壓監(jiān)測方法及裝置。
背景技術：
顱內壓是反映腦功能狀態(tài)的一項重要指標。腦功能損傷后均可表現(xiàn)為顱內壓異常。顱內壓增高是臨床急癥，對患者顱內壓狀況的及時、準確掌握是危重病人搶救成功與否的關鍵，而顱內壓監(jiān)測結果就是為準確診斷、積極治療、及療效評價提供直接依據(jù)。
顱內壓監(jiān)測是臨床重癥監(jiān)護的必需技術。然而，傳統(tǒng)的顱內壓檢測的方法為腰穿或開顱測壓，皆為有創(chuàng)性方法。對于某些高顱壓性疾病，腰穿測壓可能出現(xiàn)腦疝危險，因此有禁忌，同時對一些疾病的測壓誤差也較大。開顱測壓雖然誤差較小，但技術要求高，只有腦外科能夠施行，長時間監(jiān)測有并發(fā)感染等危險，同時對腦組織有一定的損傷，且醫(yī)療費用較高。故傳統(tǒng)的有創(chuàng)顱內壓監(jiān)測法，臨床應用很受局限。
國外有基于其它原理的無創(chuàng)性顱壓檢測方法及裝置，如美國PX公司的采用的基于“扁平原理”的顱壓檢測方法及顱壓監(jiān)測儀，但該方法及裝置只適用于囟門尚未閉合的嬰兒，應用范圍非常有限。
為實現(xiàn)無創(chuàng)檢測顱內壓，國內外同行開始了關于利用閃光視覺誘發(fā)電位(FVEP)原理反映顱內壓的研究，但最終由于測量誤差過大、或關鍵技術難點未能攻克、或適用范圍太小，迄今沒有一個滿意的解決方案。
發(fā)明的內容由于神經(jīng)元及其纖維的興奮與傳導需不斷從血循環(huán)得到能源，顱內壓(ICP)升高時引起神經(jīng)元及其纖維缺血缺氧以及代謝障礙，神經(jīng)傳導會發(fā)生阻滯，電信號在腦內的傳導速度減慢。傳導速度與顱內壓有對應關系，根據(jù)閃光視覺誘發(fā)電位原理對人眼發(fā)出標準光刺激，拾取來自頭顱FPZ、FZ、O1、O2的FVEP信號，通過檢測該電信號在腦內的傳導速度從而得知顱內壓值。
根據(jù)上述原理，本發(fā)明所構建了顱內壓與被測信號之間的的數(shù)學函數(shù)關系ICP＝f(Latency) (I)式(I)中ICP為顱內壓值、L為潛伏期(Latency)、ΔL為硬件系統(tǒng)響應延時(為常數(shù))。檢測病人得到Li、同時用有創(chuàng)法(開顱術)測得該病人的真實顱內壓值ICPi，通過n對測量數(shù)據(jù)[(L1-ΔL)、ICP1]；[(L2-ΔL)、ICP2]；[(L3-ΔL)、ICP3]；…；[(Ln-ΔL)、ICPn]后回歸得到函數(shù)關系ICP＝f(L-ΔL)。將該關系式編入分析軟件，由計算機自動推算，并生成相關的特征曲線。
本發(fā)明所要解決的技術問題之一是基于上述原理及式(I)的特征曲線，提供一種無創(chuàng)顱內壓監(jiān)測方法。
本發(fā)明所要解決的技術問題之二是提供一種基于閃光視覺誘發(fā)電位原理的無創(chuàng)顱內壓監(jiān)測裝置。
本發(fā)明解決上述技術問題之一所采用的的技術方案是采用閃光眼罩對人眼發(fā)出標準光刺激信號，經(jīng)視網(wǎng)膜光感受后轉換成電信號→檢測電極拾取電信號經(jīng)放大器處理→輸入計算機→顯示閃光視覺誘發(fā)電位(FVEP)特征曲線→確定III波的波峰潛伏期(IIILatency)→應用顱內壓與III波波峰潛伏期的函數(shù)關系ICP＝f(IIILatency)，在顯示屏上即顯示出FVEP-Latency曲線上III波波峰(負相)點所對應的顱內壓值。
根據(jù)上述技術方案，本發(fā)明所指的基于閃光視覺誘發(fā)電位原理的無創(chuàng)顱內壓監(jiān)測方法包括以下步驟1.設置刺激人眼的可控脈沖式閃光信號，由其構成誘發(fā)電位的激勵信號；閃光頻率、閃光脈沖寬度、閃光次數(shù)、及光亮度值分別為0.75Hz～1.0Hz、5.33ms～7.33ms、50～60次、20000cd/m2～25000cd/m2；光亮度定量控制，并維持適當?shù)摹⒎€(wěn)定不變的閃光刺激強度，以保證無創(chuàng)顱內壓檢測的適應性和一致性。
2、采用無創(chuàng)性電極拾取來自被測者頭顱FPZ、FZ、O1、O2的閃光視覺誘發(fā)電位FVEP信號。
3、將拾取的FVEP信號通過放大器放大后、經(jīng)A/D轉換為數(shù)字信號輸入計算機，由計算機對FVEP-Latency波形進行動態(tài)聚類疊加、截斷法數(shù)字濾波、以及滑動平移法光順，顯示具有高可信度、高保真度、并易于識別FVEP-Latency特征曲線，將III波的波峰處確定為潛伏期(IIILatency)；4、根據(jù)顱內壓與III波波峰潛伏期的函數(shù)關系(單位IIILatency_ms，ICP_mmH2O)，確定顱內壓值，即(1).根據(jù)公式ICP＝a×IIILatency+b確定急性顱內壓增高，其中a的取值范圍為4.732×(1±5％)，b的取值范圍為-326.17×(1±5％)；或(2).根據(jù)公式ICP＝αEXP(β×IIILatency)確定非急性顱內壓增高及正常顱內壓，其中α的取值范圍為9.3356×(1±5％)，β的取值范圍為0.0199×(1±5％)。
在顯示屏上即顯示出FVEP-Latency曲線上III波波峰(負相)點所對應的顱內壓值。
本發(fā)明解決上述技術問題之二所采用的技術方案是這樣的，即一種基于閃光視覺誘發(fā)電位原理的無創(chuàng)顱內壓監(jiān)測裝置，其特征在于1、包括信號與數(shù)據(jù)處理計算機，該計算機完成顱內神經(jīng)誘發(fā)電位時序信號的檢測采樣、特征曲線的濾波和光順處理、顱內壓計算、檢測單或監(jiān)護記錄單的生成與打印、檢測數(shù)據(jù)文件管理，保證光閃爍觸發(fā)和檢測采樣的精確定時和同步；
2、包括眼罩式閃爍光源及光源材料，該閃爍光源為脈沖式，由計算機觸發(fā)控制，發(fā)光體由發(fā)光二極管陣列構成，并布置于一對眼罩內；3、包括由計算機定量控制光強的光強探測器，；4、包括電極，與超微信號放大器輸入端連接；5、超微信號放大器，它包括兩個多階帶阻濾波器和一個低頻帶通濾波器等電路，用以消除外界無用干擾信號，從中提取所需的超微FVEP信號進行放大，該放大器特定頻段；0Hz～30Hz。
所述超微信號放大器、眼罩式閃爍光源通過控制轉換及調整模塊電路和數(shù)據(jù)采集卡及輸入輸出控制模塊接受計算機的控制。光強探測器及超微信號放大器通過數(shù)據(jù)采集卡及輸入輸出控制模塊向計算機輸入信號。
本發(fā)明所采用的基于FVEP原理的顱內壓監(jiān)測方法，克服了傳統(tǒng)方法有創(chuàng)、操作復雜、適用范圍小等缺點，實現(xiàn)了準確、快速、簡便監(jiān)測顱內壓。與現(xiàn)有的顱內壓檢測產(chǎn)品相比，還增加了顱內分腔壓力檢測、實時監(jiān)護、數(shù)據(jù)回放等功能，避免了有創(chuàng)檢測的危險性和患者痛苦、減少了診斷費用。本發(fā)明具有高穩(wěn)定性超微信號放大電路，光強定量控制及準確的ICP＝f(Latency)函數(shù)關系，裝置采用模塊化、智能化、完全漢化設計，功能豐富、操作簡單、維護容易，還便于功能擴展、產(chǎn)品升級。
本發(fā)明的平均相對測量誤差低于除開顱測壓以外的其它測壓方法。本發(fā)明的一次測壓完成時間約3分鐘，遠少于其它測壓方法


圖1閃光刺激、及FVEP信號拾取位置示意圖；圖2FVEP-Latency典型波形圖；圖3數(shù)字信號處理模塊流程圖；圖4截斷法數(shù)字濾波示意；
圖5硬件系統(tǒng)構成框圖；圖6FVEP信號放大、模數(shù)轉換框圖；圖7～9閃光眼罩結構示意圖；圖10眼罩內電路圖；圖11～15 VL-C590型光亮度探頭結構示意圖；圖16轉換開關模塊電路圖；圖17前置放大、中置放大電路；圖18第一級函數(shù)陷波器；圖19隔離微信號放大器；圖20低通濾波電路；圖21控制轉換及調整模塊(9)的結構框圖；圖22非急性顱內增高實施例ICP＝f(Latency)函數(shù)關系圖；圖23急性顱內增高實施例ICP＝f(Latency)函數(shù)關系圖；圖24非急性顱內壓增高實施例有創(chuàng)與無創(chuàng)數(shù)據(jù)表；圖25急性顱內壓增高實施例有創(chuàng)與無創(chuàng)數(shù)據(jù)表。
具體實施例方式
本發(fā)明的上述方法及裝置，可以通過具體附圖給出的實施例進一步說明。
根據(jù)本發(fā)明，方法的步驟包括1、閃光眼罩對人眼發(fā)出標準光刺激信號，經(jīng)視網(wǎng)膜光感受器轉換成電信號眼罩內的光源為脈沖式，由計算機觸發(fā)控制，構成了誘發(fā)電位的激勵信號。閃光頻率、閃光脈沖寬度、閃光次數(shù)、及光亮度采用最優(yōu)組合值1.0Hz、5.997ms、60次、22000cd/m2。
所述光亮度需定量控制，并維持適當?shù)摹⒎€(wěn)定不變的閃光刺激強度，才能夠保證無創(chuàng)顱內壓檢測的適應性和一致性。
該光源的特點是(1)采用速率快的光電轉換，無滯后效應；(2)采用黃色光源，褪彰性好，不易誘發(fā)視網(wǎng)膜延遲電位——該電位對本檢測系統(tǒng)為干擾信號；(3)低電壓、小電流驅動發(fā)光，使用壽命長；(4)發(fā)射光束為平行光、且亮度均勻、瞳孔為大視野受光，眼球轉動對測量影響很??；(5)光強適中——既超過產(chǎn)生FVEP所需要的閾值、又不致產(chǎn)生視網(wǎng)膜延遲電位等干擾；(6)閃光眼罩發(fā)光亮度可自檢、并可隨時調整到所需數(shù)值，從而能夠避免光衰所導致的光刺激偏差及顱內壓測量誤差。
1、采用觸阻抗小、無創(chuàng)性的葵花狀電極拾取來自FPZ、FZ、O1、O2的FVEP信號。其中無創(chuàng)性的葵花狀電極專利號ZL 00 2 44894.7公開的技術結構3、FVEP信號通過放大器(10～17)放大、再經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡(6)轉換為數(shù)字信號輸入計算機，見圖2。
(1)計算機對FVEP-Latency特征曲線進行數(shù)學處理后顯示，見圖2、圖3。
計算機對FVEP-Latency波形進行動態(tài)聚類疊加、截斷法數(shù)字濾波、以及滑動平移法光順，使其具有高可信度、高保真度、并易于識別。
①動態(tài)聚類疊加就是對N次(50～60)檢測采樣曲線進行疊加并平均，再經(jīng)聚類分析后剔除n個(N*10％)奇異樣本，以使最終的FVEP-Latency特征曲線具有高的可信度，所述“N次”代表“閃光次數(shù)”；②截斷法數(shù)字濾波包括低通數(shù)字濾波、工頻截頻濾波、肌電截頻濾波，其特征在于采用了截斷法——消除數(shù)字濾波的“端點效應”，使FVEP-Latency特征曲線失真極?。唤財喾ㄈ鐖D4所示，設欲取用的FVEP-Latency特征曲線長度為L(從時刻t2～時刻t3)，則事先提取長度為2L(從時刻t1～時刻t4)的區(qū)段進行數(shù)字濾波處理，然后掐頭1/2L(從時刻t1～時刻t2)去尾1/2L(從時刻t3～時刻t4)，最終只取用所需的中間段L(從時刻t2～時刻t3)。
③滑動平移法光順對FVEP-Latency特征曲線光順處理后，可使波形易于識別及便于III波的波峰定位。
(2)移動光標至III波的波峰處以確定其潛伏期(IIILatency)，見圖2。
(3)應用顱內壓與III波波峰潛伏期的函數(shù)關系式①、或式②，計算機自動推算出顱內壓值。
式①ICP＝a*IIILatency+b急性顱內壓增高適用；公式①根據(jù)急性顱內壓增高患者的III波波峰潛伏期值與開顱測壓值經(jīng)數(shù)學回歸得到，。
式②ICP＝α*EXP(β*IIILatency)非急性顱內壓增高及正常顱內壓適用。
公式②根據(jù)非急性顱內壓增高患者及正常人的III波波峰潛伏期值與開顱測壓值經(jīng)數(shù)學回歸得到。
注a、b、α、β均為常數(shù)，HILatency單位ms，ICP單位mmH2O。a、b、α、β的較佳取值如下①公式ICP＝4.7432IIILatency-326.17急性顱內壓增高適用；②公式ICP＝9.3356EXP(0.0199IIILatency)非急性顱內壓增高及正常顱內壓適用。
4、顯示屏上即顯示出FVEP-Latency曲線上III波波峰(負相)點所對應的顱內壓值。見圖2。
參見圖22、23，及附表1、2，通過48例非急性顱內壓增高檢測數(shù)據(jù)及56例急性顱內壓增高檢測數(shù)據(jù)，舉例說明ICP＝f(Latency)函數(shù)關系的獲得，其誤差在臨床允許的范圍內。實際上，本發(fā)明的給出的函數(shù)關系是經(jīng)過上千例實測數(shù)據(jù)回歸獲得的。
本發(fā)明裝置的實施例中，主要由以下部件構成(1)信號與數(shù)據(jù)處理計算機。該計算機完成顱內神經(jīng)誘發(fā)電位時序信號的檢測采樣、特征曲線的濾波和光順處理、顱內壓計算、檢測單或監(jiān)護記錄單的生成與打印、檢測數(shù)據(jù)文件管理。相應的控制軟件在MS-DOS操作系統(tǒng)下運行，以保證光閃爍觸發(fā)和檢測采樣的精確定時和同步。
(2)閃爍光源。該閃爍光源為脈沖式，由計算機觸發(fā)控制。發(fā)光體(20)由發(fā)光二極管陣列構成，并布置于一對MK11型眼罩(21)之中，以便于臨床使用，見圖7～9。所述MK11型眼罩(21)由蘇州半導體總廠生產(chǎn)。其參數(shù)為①光源材料發(fā)光二極管(LED)，亮度9000cd/m2±5％、波長590±5nm(黃光)發(fā)射角15°、(恒壓源VF＝2.0V)正向電流21.5mA±7％；②排列方式在a＝29.8mm、b＝25.0mm的橢圓面積內點陣式密布，見圖8；其電路由穩(wěn)壓集成器SCA015與發(fā)光二極管LED構成，見圖10；(3)光強探測器。本實施例中，采用VL-C590型高精度光亮度檢測探頭，該探頭由杭州遠方公司生產(chǎn)。參見圖11～15。
VL-C590型光亮度探頭由光探頭(22)和遮光筒(23)構成，其中遮光筒(23)套在閃光眼罩(21)的發(fā)光體(20)上。適用于測量λ＝590±5nm發(fā)光二極管點陣(眼罩式外形)的光亮度。亮度探頭將輸入的光亮度信號轉換為相應比例的直流電壓信號，輸出至數(shù)據(jù)采集卡(6)轉換成數(shù)字信號再輸入計算機，再由計算機根據(jù)事先編入軟件的亮度要求自動控制閃光眼罩發(fā)光體(20)的閃光亮度。
VL-C590型光亮度探頭主要參數(shù)和性能指標①探頭測量量程67500cd/m2、最大允許輸入100000cd/m2；②探頭額定輸出范圍DC 0V～5V；③探頭變比系數(shù)K＝13500cd/m2/V；④線性0.5％；⑤零位±0.1％量程；⑥準確度一級；⑦探頭輸出阻抗1kΩ；⑧工作條件a.工作電源±12V～15V；b.環(huán)境溫度0℃～40℃；c.環(huán)境濕度55±15R.H.
(4)電極。本實施例中，電極采用SEF-1型葵花狀電極，參見專利ZL 00 244894.7，為FVEP信號的拾取器。電極也可選用針狀電極。
(5)放大器。該放大器是為實現(xiàn)特定頻段的超微FVEP信號的正常放大而專門設計的，它由(10)開關轉換電路，(11)輸入級保護電路，(12)前置放大器，(13)中置放大器，(15)隔離放大器，兩個函數(shù)陷波器(14)、(17)及一個低頻帶通濾波器(16)電路優(yōu)化組合而成的，見圖6。
其特征在于開關轉換電路(10)由光繼電器組成接收信號電路；前置放大器(12)由微信號差分放大器構成；中置放大器(13)由微信號放大器構成；函數(shù)陷波器(14)、(17)由有源函數(shù)型帶阻放大電路構成；隔離放大器(15)由一個輸出、輸入、電源三端隔離的放大器構成；低頻帶通濾波器(16)由五階橢圓低通有源濾波電路構成。FVEP信號經(jīng)開關轉換電路(10)分別由兩條信號線通過前置放大器(12)的輸入端與前置放大器連接，再通過輸出端與中置放大器(13)的輸入端連接，再通過中置放大器的輸出端與第一級函數(shù)型帶阻濾波器(14)的輸入端連接，再通過第一級函數(shù)型帶阻濾波器的輸出端與隔離放大器(15)的輸入端連接，再通過隔離放大器的輸出端與低頻帶通濾波器(16)的輸入端連接，再通過低頻帶通濾波器的輸出端與第二級函數(shù)型帶阻濾波器(17)的輸入端連接，最后再通過第二級函數(shù)型帶阻濾波器的輸出端輸出至數(shù)據(jù)卡(6)，見圖6。
其主要技術指標放大倍數(shù)≥2.8×105；信號輸入范圍0.01μV～10.00μV；信號頻率范圍0Hz～30Hz；共模抑制比≥60dB；幅頻特性在10Hz～30Hz范圍內輸出信號變化幅度不超過1V；阻帶特性50Hz時，輸出電壓不大于0.08V(無輸入信號)。
放大器結構中，由于各單元電路采用了上述連接方式，可抑制消除外界無用干擾信號，從輸入信號的特定頻段中提取出所需檢測的FVEP信號，見圖6。
放大器工作流程如圖6所示FVEP信號由電極輸入轉換開關模塊(10)進入輸入級保護電路(11)后，依次通過前置放大器(12)中置放大器(13)的全頻段信號處理后，進入第一級有源函數(shù)型帶阻濾波器(14)進行干擾頻段信號的濾波處理，再由隔離微信號放大器(15)隔離后進入大信號處理階段。再經(jīng)低頻帶通濾波器(16)和第二級有源函數(shù)型帶阻濾波器(17)提取FVEP信號所在頻段的有效信號，輸入數(shù)據(jù)采集卡(6)再提供給計算機進行運算分析并將結果顯示、記錄。
在具體實施例中①參見圖16圖中電路由光繼電器U8，U9，U10，U18組成信號開關轉換通道，由緩沖驅動器U13及電阻R3，R48-R51組成控制電路，由電容C43，C44，電阻R52-R56組成衰耗輸入電路，微信號通過葵花電極拾取進入高靈敏度微信號放大器的通道轉換模塊(10)。其特征在于，所述電路輸入端接收來自Fpz、Fz、O1、O2四點的FVEP信號(參見附圖6)，轉換開關模塊由無感的低阻抗高速光繼電器組成開關陣列，實時傳輸被測信號。
②參見圖17圖中電路由電容C33-C36，電阻R42，R43組成輸入級濾波及自激消除電路，可通過關斷信號通路來控制消除電路的自激。由雙端差分輸入放大集成電路U7，電阻R41，電容C31，C32組成高靈敏度、高增益的前置輸入級，由集成電路U6A，U6B，電容C2，C27-C30，電阻R36組成中置放大電路。由其構成低噪聲、低漂移的三運放放大系統(tǒng)，極大的提高了系統(tǒng)檢測弱信號的能力，同時也提高了雙通道之間的平衡度，降低了外界干擾信號對前置放大級的干擾。
③參見圖18圖中的第一函數(shù)陷波器由集成電路U1A，U1B，電阻R4，R19，R22，R25-R29，R32，R33，電位器W6-W8，電容C1，C11-C13，C15，C16，C19，C20，C23組成，并利用中置放大器和第一級函數(shù)陷波器組成一級組合電路，此種組合有效的將被測信號和與被測信號同樣大小的人體本體干擾信號一起放大后進入第一級函數(shù)陷波器，使后者更有效的針對干擾信號進行抑制處理，函數(shù)陷波器的變形電路結構有較好的通阻帶特性。用于抑制無用的干擾信號和電源雜波的干擾。
④參見圖19圖中電路由隔離放大集成電路U5，電阻R11，R44-R47，電容C24，C25，C37-C42組成隔離放大電路，由U14光電隔離器，線圈T2，電阻R59，R60，電容C47-C49組成電源供給及檢測電路。由其實現(xiàn)隔離微信號放大級和采樣級的電氣隔離，以達到系統(tǒng)的安全性。并向前、后級提供高品質的工作電源。
⑤參見圖20圖中電路由放大集成電路U2，U3，U4，電阻R2，R6，R8-R12，R14-R18，R20，R21，R23，R24，R61，R62，R65，電容C1-C3，C5，C6，C17，C18，C21，C22，C50，C55，C60，C61組成五階橢圓函數(shù)低通有源濾波電路，低頻帶通濾波器其特征在于，通過低頻帶通濾波器可提取特定頻段FVEP信號。特定頻段為0Hz～30Hz。
⑥第二級函數(shù)陷波器的結構與第一級函數(shù)陷波器的結構相同，但有關元器件的取值存在不同。
第二級函數(shù)陷波器，采用的是單一頻率阻帶濾波電路(50Hz)。用于消除來自于計算機系統(tǒng)的工頻干擾。
整個放大系統(tǒng)采用模塊優(yōu)化布置，加裝多種屏蔽，隔離各種干擾源。放大器具有優(yōu)良的抗干擾能力和弱信號高保真放大能力，具有很高的穩(wěn)定性、可靠性。
(6)數(shù)據(jù)采集卡及輸入輸出控制。見圖5、6數(shù)據(jù)采集卡及輸入輸出控制電路由高速高精度16位A/D構成，負責將放大和濾波處理后的FVEP信號轉換為數(shù)字信號，以便于計算機的處理。還可產(chǎn)生標準的信號源用于整個系統(tǒng)的自測及自動調整。
(7)打印機。略。
(8)顯示器。略。
(9)控制轉換及調整模塊。見圖21圖中電路由LED驅動器(MK10A)U30，U31，光繼電器U32，U33，數(shù)字電位器U34，U35組成。由其實現(xiàn)在計算機控制下由光繼電器產(chǎn)生脈沖控制信號用于眼罩的閃爍發(fā)光，并利用LED驅動器(MK10A)和數(shù)字電位器對眼罩的發(fā)光強度進行自動調整。
根據(jù)樣機在重慶醫(yī)科大學第二醫(yī)院臨床試驗證明，所作的急性顱內壓增高29例，非急性顱內壓增高22例驗證試驗中，有創(chuàng)與無創(chuàng)顱內壓檢測值相關、一致，平均相對誤差低于11.1％，在臨床允許的范圍之內，證明兩者具有可互換性，本發(fā)明顱內監(jiān)測儀臨床應用有效。
權利要求
1.一種基于閃光視覺誘發(fā)電位原理的無創(chuàng)顱內壓監(jiān)測方法，包括以下步驟(1)、設置刺激人眼的可控脈沖式閃光信號，由其構成誘發(fā)電位的激勵信號；閃光頻率、閃光脈沖寬度、閃光次數(shù)、及光亮度值分別為0.75Hz～1.0Hz、5.33ms～7.33ms、50～60次、20000cd/m2～25000cd/m2；光亮度定量控制，并維持適當?shù)?、穩(wěn)定不變的閃光刺激強度，以保證無創(chuàng)顱內壓檢測的適應性和一致性。(2)、采用無創(chuàng)性電極拾取來自被測者頭顱FPZ、FZ、O1、O2的閃光視覺誘發(fā)電位FVEP信號。(3)、將拾取的FVEP信號通過放大器放大后、經(jīng)A/D轉換為數(shù)字信號輸入計算機，由計算機對FVEP-Latency波形進行動態(tài)聚類疊加、截斷法數(shù)字濾波、以及滑動平移法光順，顯示具有高可信度、高保真度、并易于識別FVEP-Latency特征曲線，并確定III波的波峰處的潛伏期(IIILatency)值；(4)、根據(jù)顱內壓與III波波峰潛伏期的函數(shù)關系(單位IIILatency_ms，ICP_mmH2O)，確定顱內壓值，即①.根據(jù)公式ICP＝a×IIILatency+b確定急性顱內壓增高患者的顱內壓，其中a的取值范圍為4.732×(1±5％)，b的取值范圍為-326.17×(1±5％)；或②.根據(jù)公式ICP＝αEXP(β×IIILatency)確定非急性顱內壓增高患者及正常人的顱內壓，其中α的取值范圍為9.3356×(1±5％)，β的取值范圍為0.0199×(1±5％)。在顯示屏上即顯示出FVEP-Latency曲線上III波波峰(負相)點所對應的顱內壓值。
2.一種基于閃光視覺誘發(fā)電位原理的無創(chuàng)顱內壓監(jiān)測裝置，其特征在于(1)、包括信號與數(shù)據(jù)處理計算機，該計算機完成顱內神經(jīng)誘發(fā)電位時序信號的檢測采樣、特征曲線的濾波和光順處理、顱內壓計算、檢測單或監(jiān)護記錄單的生成與打印、檢測數(shù)據(jù)文件管理，保證光閃爍觸發(fā)和檢測采樣的精確定時和同步；(2)、包括眼罩式閃爍光源及光源材料，該閃爍光源為脈沖式，由計算機觸發(fā)控制，發(fā)光體由發(fā)光二極管陣列構成，并布置于一對眼罩內；(3)、包括光強探測器；(4)、包括無創(chuàng)性電極，與超微信號放大器輸入端連接；(5)、超微信號放大器，它包括兩個多階帶阻濾波器和一個低頻帶通濾波器等電路，用以消除外界無用干擾信號，從中提取所需的超微FVEP信號進行放大，該放大器特定頻段0Hz～30Hz。所述超微信號放大器、眼罩式閃爍光源通過控制轉換及調整模塊電路和數(shù)據(jù)采集卡及I/O控制電路接受計算機的控制。光強探測器及超微信號放大器通過數(shù)據(jù)采集卡及I/O控制電路向計算機輸入信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于閃光視覺誘發(fā)電位原理的無創(chuàng)顱內壓監(jiān)測方法，其特征在于采用觸阻抗小、無創(chuàng)性的葵花狀電極拾取來自FPZ、FZ、O1、O2的FVEP信號。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于閃光視覺誘發(fā)電位原理的無創(chuàng)顱內壓監(jiān)測方法，其特征在于對FVEP-Latency波形進行動態(tài)聚類疊加、截斷法數(shù)字濾波、滑動平移法光順處理，其中①動態(tài)聚類疊加對N次(50～60)檢測采樣曲線進行疊加并平均，再經(jīng)聚類分析后剔除n個(N*10％)奇異樣本，所述“N次”代表“閃光次數(shù)”；②截斷法數(shù)字濾波包括低通數(shù)字濾波、工頻截頻濾波、肌電截頻濾波，其中截斷法為設欲取用的FVEP-Latency特征曲線長度為L(從時刻t2～時刻t3)，則事先提取長度為2L(從時刻t1～時刻t4)的區(qū)段進行數(shù)字濾波處理，然后掐頭1/2L(從時刻t1～時刻t2)去尾1/2L(從時刻t3～時刻t4)，最終只取用所需的中間段L(從時刻t2～時刻t3)；③滑動平移法光順。
5.根據(jù)權利要求2所述的基于閃光視覺誘發(fā)電位原理的無創(chuàng)顱內壓監(jiān)測裝置，其特征在于閃爍光源為脈沖式，其發(fā)光體由發(fā)光二極管陣列構成，并布置于一對眼罩之中；其中光源材料發(fā)光二極管，亮度9000cd/m2±5％、波長590±5nm(黃光)發(fā)射角15°、(恒壓源VF＝2.0V)正向電流21.5mA±7％；排列方式在a＝29.8mm、b＝25.0mm的橢圓面積內點陣式密布，其電路由穩(wěn)壓集成器SCA015與發(fā)光二極管LED構成。
6.根據(jù)權利要求2所述的基于閃光視覺誘發(fā)電位原理的無創(chuàng)顱內壓監(jiān)測裝置，其特征在于放大器由開關轉換電路(10)，輸入級保護電路(11)，前置放大器(12)，中置放大器(13)，隔離放大器(15)，兩個函數(shù)陷波器(14)、(17)及一個低頻帶通濾波器(16)電路組合而成的，其中開關轉換電路(10)由光繼電器組成接收信號電路；前置放大器(12)由微信號差分放大器構成；中置放大器(13)由微信號放大器構成；函數(shù)陷波器(14)、(17)由有源函數(shù)型帶阻放大電路構成；隔離放大器(15)由一個輸出、輸入、電源三端隔離的放大器構成；低頻帶通濾波器(16)由五階橢圓低通有源濾波電路構成；FVEP信號經(jīng)開關轉換電路(10)分別由兩條信號線通過前置放大器(12)的輸入端與前置放大器連接，再通過輸出端與中置放大器(13)的輸入端連接，再通過中置放大器的輸出端與第一級函數(shù)型帶阻濾波器(14)的輸入端連接，再通過第一級函數(shù)型帶阻濾波器的輸出端與隔離放大器(15)的輸入端連接，再通過隔離放大器的輸出端與低頻帶通濾波器(16)的輸入端連接，再通過低頻帶通濾波器的輸出端與第二級函數(shù)型帶阻濾波器(17)的輸入端連接，最后再通過第二級函數(shù)型帶阻濾波器的輸出端輸出至高精度A/D轉換及信號發(fā)生器(6)；該電路的放大倍數(shù)≥2.8×105；信號輸入范圍0.01μV～10.00μV；信號頻率范圍0Hz～30Hz；共模抑制比≥60dB；幅頻特性在10Hz～30Hz范圍內輸出信號變化幅度不超過1V；阻帶特性50Hz時，輸出電壓不大于0.08V(無輸入信號)。
7.根據(jù)權利要求2、6所述的基于閃光視覺誘發(fā)電位原理的無創(chuàng)顱內壓監(jiān)測裝置，其特征在于由電容(C33-C36)，電阻(R42，R43)組成輸入級濾波及自激消除電路，由雙端差分輸入放大集成電路(U7)，電阻(R41)，電容(C31，C32)組成高靈敏度、高增益的前置輸入級，由集成電路(U6A，U6B)，電容(C2，C27-C30)，電阻(R36)組成中置放大電路。
8.根據(jù)權利要求2、6所述的基于閃光視覺誘發(fā)電位原理的無創(chuàng)顱內壓監(jiān)測裝置，其特征在于函數(shù)陷波器由集成電路(U1A，U1B)，電阻(R4，R19，R22，R25-R29，R32，R33)，電位器(W6-W8)，電容(C1，C11-C13，C15，C16，C19，C20，C23)組成。
9.根據(jù)權利要求2、6所述的基于閃光視覺誘發(fā)電位原理的無創(chuàng)顱內壓監(jiān)測裝置，其特征在于由放大集成電路(U2，U3，U4)，電阻(R2，R6，R8-R12，R14-R18，R20，R21，R23，R24，R61，R62，R65)，電容(C1-C3，C5，C6，C17，C18，C21，C22，C50，C55，C60，C61)組成五階橢圓函數(shù)低通有源濾波電路，通過低頻帶通濾波器提取特定頻段FVEP信號，特定頻段為0Hz～30Hz。
全文摘要
本發(fā)明涉及的一種基于閃光視覺誘發(fā)電位原理的無創(chuàng)顱內壓監(jiān)測方法，采用閃光眼罩對人眼發(fā)出標準光刺激信號，經(jīng)視網(wǎng)膜光感受后轉換成電信號→檢測電極拾取電信號經(jīng)放大器處理→輸入計算機→顯示閃光視覺誘發(fā)電位(FVEP)特征曲線→確定III波的波峰潛伏期(IIILatency)→應用顱內壓與III波波峰潛伏期的函數(shù)關系ICP＝f(IIILatency)，在顯示屏上即顯示出FVEP－Latency曲線上III波波峰(負相)點所對應的顱內壓值。所述裝置包括眼罩式閃爍光源、光強探測器；電極；超微信號放大器。本方法實現(xiàn)了準確、快速、簡便監(jiān)測顱內壓。裝置臨床驗證應用有效。
文檔編號A61B5/03GK1404793SQ0213360
公開日2003年3月26日 申請日期2002年8月13日 優(yōu)先權日2002年8月13日
發(fā)明者朱光輝, 楊凱, 丁玉成, 董為偉, 張建國, 周冀英 申請人:重慶海威康醫(yī)療儀器有限公司