專利名稱：無創(chuàng)顱內(nèi)壓分析儀和無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種顱內(nèi)壓的無創(chuàng)測量設(shè)備和系統(tǒng)，主要用于神經(jīng)內(nèi)科、神經(jīng)外科、重癥監(jiān)護室(ICU)中的顱內(nèi)壓的無創(chuàng)分析、測量。
背景技術(shù)：
顱內(nèi)壓(ICP)的無創(chuàng)測量及動態(tài)監(jiān)測在臨床中有著極其重要的作用，目前的無創(chuàng)測量設(shè)備主要是基于閃光視覺誘發(fā)電位法和經(jīng)顱多普勒法(TCD)等。由于閃光視覺誘發(fā)信號非常弱(0.3 20 μ V)，極易淹沒在腦電信號和其他外界信號之中(腦電信號為30 100 μ V)，需要多次測量求取平均值，多次閃光刺激給病人帶來疲勞和不適，也易于引入爆發(fā)性偽跡，尤其是對于重癥病人該方法的適應(yīng)范圍受到一定限制。且基于閃光視覺誘發(fā)電位法通常假設(shè)顱內(nèi)壓信號與該閃光視覺誘發(fā)電位之間存在固定的函數(shù)關(guān)系，但顱內(nèi)壓信號與該閃光視覺誘發(fā)電位之間的函數(shù)關(guān)系非常復(fù)雜，尤其是涉及不同的生理病理特征時更是如此，因此其測量的準確性很難保證。另外，該方法測得的是顱內(nèi)壓的平均值，無法反應(yīng)顱內(nèi)壓的波動信息，無法滿足動態(tài)連續(xù)監(jiān)測的要求，而顱內(nèi)壓的動態(tài)波型中含有很多有價值的重要信息。目前較為常用的經(jīng)顱多普勒法主要是基于“黑匣子”理論對樣本病人的樣本數(shù)據(jù)進行分析并建立顱內(nèi)壓與動脈血壓(ΑΒΡ)、血流之間的函數(shù)關(guān)系(相當于本實用新型所述的樣本模型)，實際測量時將被測病人的ABP值輸入后得出其ICP曲線。但是，由于該方法是根據(jù)樣本病人的數(shù)據(jù)來建立固定的函數(shù)關(guān)系，而并未考慮具體被測病人的個體差異情況，不能根據(jù)實際情況進行調(diào)整以選擇最佳的函數(shù)關(guān)系，實際上目前沒有哪一種函數(shù)可以準確的反應(yīng)三者之間的函數(shù)關(guān)系，因此，其對于不同病人、不同病癥的適用性較差，不能滿足實際應(yīng)用中的要求，另外，其函數(shù)關(guān)系建立之后只能通過測量固定的幾組數(shù)據(jù)來估算無創(chuàng)顱內(nèi)壓，而無法根據(jù)實際需要增加或減少測量數(shù)據(jù)的項數(shù)，基于該方法的設(shè)備升級、改造比較困難。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型的目的在于提供一種無創(chuàng)顱內(nèi)壓分析儀和無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)，能夠根據(jù)被測病人的個體差異來選擇最優(yōu)的樣本模型，能夠有效提高無創(chuàng)顱內(nèi)壓預(yù)測的準確性，并且，由于樣本模型都是事先算好，不會增加系統(tǒng)計算量，本實用新型測量速度快，適用性強，適用范圍廣，還能具有良好的后向兼容性，并能夠較容易地根據(jù)實際需要完成對設(shè)備的軟件升級、改造。本實用新型的技術(shù)方案是:—種無創(chuàng)顱內(nèi)壓分析儀，包括數(shù)據(jù)輸入模塊、建模模塊、運算處理模塊和輸出模塊。所述建模模塊可以包括初始樣本數(shù)據(jù)庫子模塊、數(shù)據(jù)訓(xùn)練子模塊和樣本模型存儲子模塊，所述初始樣本數(shù)據(jù)庫子模塊包括多個樣本數(shù)據(jù)單元，每個所述樣本數(shù)據(jù)單元中存儲有相應(yīng)樣本病人的全部或部分所述樣本數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)訓(xùn)練子模塊包括數(shù)據(jù)挖掘單元、樣本數(shù)據(jù)時間序列模型單元、樣本數(shù)據(jù)不相似度矩陣單元、樣本數(shù)據(jù)血流動力學(xué)參數(shù)提取單元和樣本數(shù)據(jù)映射關(guān)系單元。上述任意一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述運算處理模塊包括測量數(shù)據(jù)分析處理子模塊和無創(chuàng)顱內(nèi)壓計算子模塊，其中，所述測量數(shù)據(jù)分析處理子模塊包括被測病人時間序列模型單元、被測病人血流動力學(xué)參數(shù)提取單元、映射關(guān)系分析單元和樣本模型選擇單元。上述任意一項技術(shù)方案中，所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓分析儀還包括系統(tǒng)主機控制模塊、信號采集控制模塊以及用于為所述數(shù)據(jù)輸入模塊采集數(shù)據(jù)的信號采集模塊。所述信號采集模塊包括血壓信息采集單元和血流信息采集單元，所述血壓信息采集單元包括通過無創(chuàng)測量法根據(jù)橈動脈脈搏信息測量包括逐跳連續(xù)血壓信號的平均外周動脈血壓采集子單元，所述血流信息采集單元包括腦血流速度采集子單元、腦血流方向采集子單元、腦血流量采集子單元和/或腦血管阻力采集子單元。所述腦血流速度采集子單元包括能夠通過經(jīng)顱多普勒(T⑶)法測量搏動指數(shù)、阻力指數(shù)、收縮期峰值血流速度和/或舒張期末血流速度的腦血流速度采集子子單元，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集子模塊還包括能夠采集下列信息中的一種、幾種或全部的信息采集單元:腦灌注壓、二氧化碳分壓、氧分壓以及其他被認為會對測量結(jié)果帶來影響的數(shù)據(jù)。本實用新型還提供了一種無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)，包括用于顱內(nèi)壓樣本建模和無創(chuàng)顱內(nèi)壓運算的系統(tǒng)主機和用于采集無創(chuàng)顱內(nèi)壓基礎(chǔ)檢測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置，并設(shè)有或不設(shè)有用于采集輔助數(shù)據(jù)的輔助數(shù)據(jù)檢測裝置，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置與所述系統(tǒng)主機通信連接，所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置與所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置通信連接或者與所述系統(tǒng)主機通信連接，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置設(shè)有血流超聲探頭，并且設(shè)有或不設(shè)有血壓傳感器，所述系統(tǒng)主機包括用于依據(jù)樣本數(shù)據(jù)生成多個樣本模型的建模模塊和用于根據(jù)所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置采集的被測病人基礎(chǔ)數(shù)據(jù)或者根據(jù)所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置采集的被測病人基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置采集的被測病人輔助數(shù)據(jù)選擇樣本模型并計算出被測病人的無創(chuàng)顱內(nèi)壓的運算處理模塊。所述系統(tǒng)主機和所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置可以為一體式或分體式的，所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)相應(yīng)的可以為臺式機、筆記本式或嵌入式小型化便攜機。本實用新型的有益效果是:由于以多組樣本病人的樣本數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和數(shù)據(jù)訓(xùn)練建立樣本模型，通過數(shù)據(jù)挖掘能夠有效消除多組樣本數(shù)據(jù)中的無效數(shù)據(jù)的負面影響，減少了計算量，降低了設(shè)備負載，提高了測量精度和測量速度，而數(shù)據(jù)訓(xùn)練將大量的系統(tǒng)計算集中于樣本模型建立的過程中，使得在實際測量過程中所需要的計算量有了極大的降低，進一步提高了測量速度，實用性強；由于建立了多個樣本模型，并且在實際測量過程中選擇了最優(yōu)的樣本模型進行無創(chuàng)顱內(nèi)壓的預(yù)測，避免了所有被測病人均采用同樣的函數(shù)關(guān)系進行無創(chuàng)顱內(nèi)壓預(yù)測的局限性，尤其是對于不同地理區(qū)域的病人而言，可以選擇與被測病人的特征最相近的樣本病人提取樣本數(shù)據(jù)來建立樣本模型，有效提高了樣本模型與被測病人的相似度，提高了測量的準確性；由于通過數(shù)據(jù)訓(xùn)練來建立多個樣本模型，因此還具有良好的后向兼容性，可以根據(jù)實際需要選擇數(shù)據(jù)訓(xùn)練過程中所使用的樣本數(shù)據(jù)的項數(shù)多少，例如可以考慮病人在測量過程中的二氧化碳分壓等的影響，其測量的準確性會隨項數(shù)的增加更加準確，并且充分考慮了不同病人的個體性差異和群體性差異，有效提高了樣本數(shù)據(jù)庫與被測病人的匹配度，提高了測量的準確性，并且，本實用新型適用于不同病種、不同生理特點的病人，還可以通過增加適當?shù)臄?shù)據(jù)(如樣本病人的國別、人種等信息)來擴大樣本模型的適用群體，其適用的范圍更廣。

圖1是本實用新型的無創(chuàng)顱內(nèi)壓分析儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)的一種實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型的無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)的信號采集電路示意圖；圖4是本實用新型的無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)的一種實施例的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型的無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)的一種實施例的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；圖6是本實用新型的無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)的一種實施例的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了更好地解釋本實用新型，以便更好理解，
以下結(jié)合附圖通過具體實施方式
對本實用新型進行更詳細地描述。參見圖1，本實用新型提供了一種無創(chuàng)顱內(nèi)壓分析儀，包括下列各個模塊:用于輸入樣本病人的樣本數(shù)據(jù)和被測病人的測量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入模塊、用于對所述數(shù)據(jù)輸入模塊所輸入的樣本數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)訓(xùn)練并生成樣本模型的建模模塊、用于根據(jù)所述建模模塊所生成的樣本模型和所述數(shù)據(jù)輸入模塊所輸入的被測病人的測量數(shù)據(jù)計算被測病人的無創(chuàng)顱內(nèi)壓的運算處理模塊，以及用于將包括所述運算處理模塊預(yù)測得出的無創(chuàng)顱內(nèi)壓在內(nèi)的各種數(shù)據(jù)輸出的輸出模塊。所述數(shù)據(jù)輸入模塊可以采用現(xiàn)有各種適宜的數(shù)據(jù)采集裝置或數(shù)據(jù)采集電路，所述建模模塊可以采用現(xiàn)有設(shè)有存儲器的各種適宜的微處理器或其他運算電路，通過存入各種適宜的預(yù)存數(shù)據(jù)以及預(yù)存建模軟件實現(xiàn)其建模功能，所述運算處理模塊可以采用現(xiàn)有各種適宜的微處理器或其他運算電路，所述輸出模塊可以采用現(xiàn)有各種適宜的顯示器、打印機及存儲設(shè)備或裝置，還可以采用各種適宜的用于向外部輸出數(shù)據(jù)的輸出電路，上述電路和裝置的選擇可以根據(jù)本說明書的指導(dǎo)依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進行，以保證所選擇的電路或裝置具備相應(yīng)的運算和處理能力，但鑒于目前電子信息技術(shù)的發(fā)展水平，許多常見的微處理裝置均可以達到本實用新型的要求。優(yōu)選地，所述樣本數(shù)據(jù)包括作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的測量數(shù)據(jù)和顱內(nèi)壓ICP，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括動脈血壓ABP和腦血流信息，所述腦血流信息包括腦血流速度CBFV，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括有創(chuàng)測量數(shù)據(jù)和/或無創(chuàng)測量數(shù)據(jù)，測得方式包括無創(chuàng)和有創(chuàng)測量法，優(yōu)選為所述樣本數(shù)據(jù)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與所述被測病人的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采用相同的測量方式，以提高測量準確度，優(yōu)選為無創(chuàng)測量方式，而作為樣本數(shù)據(jù)的所述樣本病人的顱內(nèi)壓優(yōu)選采用有創(chuàng)測量法，以提高被測病人的無創(chuàng)顱內(nèi)壓的測量準確度。所述建模模塊可以包括:用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)輸入模塊所輸入的樣本數(shù)據(jù)建立初始樣本數(shù)據(jù)庫的初始樣本數(shù)據(jù)庫子模塊、用于對所述初始樣本數(shù)據(jù)庫子模塊進行數(shù)據(jù)訓(xùn)練并生成所述樣本模型的數(shù)據(jù)訓(xùn)練子模塊以及用于存儲所述數(shù)據(jù)訓(xùn)練子模塊所生成的樣本模型的樣本模型存儲子模塊。所述初始樣本數(shù)據(jù)庫子模塊包括多個樣本數(shù)據(jù)單元，每個所述樣本數(shù)據(jù)單元中存儲有相應(yīng)樣本病人的全部或部分所述樣本數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)訓(xùn)練子模塊包括:用于從所述初始樣本數(shù)據(jù)庫子模塊中所存儲的樣本數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘并生成含有所述樣本數(shù)據(jù)中的顱內(nèi)壓信息的樣本數(shù)據(jù)輸出時間序列(OTS)和含有所述樣本數(shù)據(jù)中對應(yīng)的血壓和血流信息(優(yōu)選為ABP和CBFV信息)的樣本數(shù)據(jù)輸入時間序列(ITS)的數(shù)據(jù)挖掘單元、用于根據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)輸出時間序列與所述樣本數(shù)據(jù)輸入時間序列的對應(yīng)關(guān)系為每個所述樣本數(shù)據(jù)建立{ITS，0TS}對的樣本數(shù)據(jù)時間序列模型單元、用于根據(jù)樣本數(shù)據(jù)的各所述{ITS，0TS}對計算得到樣本數(shù)據(jù)的各所述{ITS，0TS}對之間的樣本數(shù)據(jù)的不相似度矩陣的樣本數(shù)據(jù)不相似度矩陣單元、用于提取樣本數(shù)據(jù)的血流動力學(xué)參數(shù)的樣本數(shù)據(jù)血流動力學(xué)參數(shù)提取單元以及用于建立所述樣本數(shù)據(jù)不相似度矩陣與所述樣本數(shù)據(jù)血流動力學(xué)參數(shù)間的映射關(guān)系的樣本數(shù)據(jù)映射關(guān)系單元。所述{ITS，0TS}對優(yōu)選為位于同一時間點的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與顱內(nèi)壓的對應(yīng)關(guān)系，所述血流動力學(xué)參數(shù)優(yōu)選為取自所述樣本數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)即輸入時間序列ITS，所述OTS指顱內(nèi)壓即輸出時間序列。所述血流動力學(xué)參數(shù)可以采用慢波動態(tài)法、波形分析法或其他方法進行提取，優(yōu)選為采用慢波動態(tài)法進行提取。上述任意一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述運算處理模塊包括用于對所述數(shù)據(jù)輸入模塊所輸入的被測病人的無創(chuàng)測量數(shù)據(jù)進行分析處理的測量數(shù)據(jù)分析處理子模塊和用于通過所述數(shù)據(jù)訓(xùn)練子模塊所生成的相應(yīng)的樣本模型根據(jù)所述數(shù)據(jù)輸入模塊所輸入的被測病人的無創(chuàng)測量數(shù)據(jù)和/或經(jīng)所述測量數(shù)據(jù)分析處理子模塊分析處理后的分析數(shù)據(jù)計算得出所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓的無創(chuàng)顱內(nèi)壓計算子模塊，其中，所述無創(chuàng)測量數(shù)據(jù)分析處理子模塊包括:用于建立被測病人的無創(chuàng)測量數(shù)據(jù)的輸入時間序列的被測病人時間序列模型單元、用于提取被測病人的無創(chuàng)測量數(shù)據(jù)的血流動力學(xué)參數(shù)的被測病人血流動力學(xué)參數(shù)提取單元、用于根據(jù)所述被測病人血流動力學(xué)參數(shù)提取單元所提取的被測病人的血流動力學(xué)參數(shù)和所述樣本數(shù)據(jù)映射關(guān)系單元中的所述樣本數(shù)據(jù)不相似度矩陣與所述樣本數(shù)據(jù)血流動力學(xué)參數(shù)間的映射關(guān)系計算出與所述被測病人的血流動力學(xué)參數(shù)的不相似度最小的所述樣本數(shù)據(jù)不相似度矩陣的映射關(guān)系分析單元以及用于根據(jù)所述映射關(guān)系分析單元所計算出的與所述被測病人的血流動力學(xué)參數(shù)不相似度最小的所述樣本數(shù)據(jù)不相似度矩陣來為所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓計算子模塊選擇作為計算依據(jù)的樣本模型的樣本模型選擇單元。上述任意一項技術(shù)方案中，所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓分析儀還包括系統(tǒng)主機控制模塊、信號采集控制模塊以及用于為所述數(shù)據(jù)輸入模塊采集數(shù)據(jù)的信號采集模塊，所述信號采集模塊包括血壓信息采集單元和血流信息采集單元，所述血壓信息采集單元包括通過無創(chuàng)測量法根據(jù)橈動脈脈搏信息測量包括逐跳連續(xù)血壓信號的平均外周動脈血壓采集子單元，所述血流信息采集單元包括腦血流速度采集子單元、腦血流方向采集子單元、腦血流量采集子單元和/或腦血管阻力采集子單元。所述腦血流速度采集子單元包括能夠通過經(jīng)顱多普勒法測量搏動指數(shù)、阻力指數(shù)、收縮期峰值血流速度和/或舒張期末血流速度的腦血流速度采集子子單元，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集子模塊還包括能夠采集下列信息中的一種、幾種或全部的信息采集單元:腦灌注壓、二氧化碳分壓、氧分壓、測量過程中病人的呼吸信息、病人生活的地理區(qū)域、病人的生理情況、病人的體質(zhì)、病人的年齡、病人的性別、病人的病癥以及其他被認為會對測量結(jié)果帶來影響的數(shù)據(jù)。所述樣本數(shù)據(jù)可以包括多種病人的樣本數(shù)據(jù)，優(yōu)選為，所述多種病人至少包括腦損傷病人和/或腦積水病人，每個所述樣本數(shù)據(jù)的記錄時間優(yōu)選為20分鐘，優(yōu)選為每個所述樣本數(shù)據(jù)包括多個120心跳長度的小片段，所述樣本數(shù)據(jù)優(yōu)選為精選的、無偽跡的數(shù)據(jù)。由于不同國家的病人的生理情況會有不同，進行測量時需要選擇相對應(yīng)的樣本數(shù)據(jù)庫以提高測量的準確性，因此，以此對樣本數(shù)據(jù)庫進行劃分是很有必要的，而現(xiàn)有技術(shù)下的設(shè)備通常忽略了這一點，通常采用同樣的函數(shù)關(guān)系進行無創(chuàng)顱內(nèi)壓的預(yù)測，其準確性值得商榷。為了克服上述問題，本實用新型根據(jù)不同的樣本病人建立多個樣本模型，例如，對于中國人，使用獨立的樣本數(shù)據(jù)庫，而對于西方人，使用另外的樣本數(shù)據(jù)庫，以保證測量的準確性。實際應(yīng)用時，可以對于銷往不同國家的設(shè)備，在出廠時采用相應(yīng)的樣本數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)訓(xùn)練，以盡可能的適應(yīng)其所應(yīng)用區(qū)域的人群特征?；蛘?，可以在同一設(shè)備中設(shè)置所有可能人群的樣本數(shù)據(jù)庫并以此進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)訓(xùn)練，以使其適用于各種人群。為了降低數(shù)據(jù)訓(xùn)練時的計算量，通常對于不同的樣本數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)訓(xùn)練單獨進行，而為了提高測量的準確性，則采用多種不同的樣本數(shù)據(jù)庫交叉進行數(shù)據(jù)訓(xùn)練的方式，而在實際測量時可以預(yù)先判斷被測病人所屬的地理區(qū)域，也可以將地理區(qū)域信息作為非必要信息不首先進行被測病人所屬地理區(qū)域的判斷。本實用新型的無創(chuàng)顱內(nèi)壓分析儀采用誤差最小的經(jīng)過數(shù)據(jù)訓(xùn)練的樣本模型為基礎(chǔ)來預(yù)測無創(chuàng)顱內(nèi)壓，是一款準確性更高、測量速度更快、實用性更強、適用范圍更廣的無創(chuàng)顱內(nèi)壓分析儀。參見圖2至圖6，本實用新型還提供了一種無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)，包括用于顱內(nèi)壓樣本建模和無創(chuàng)顱內(nèi)壓運算的系統(tǒng)主機和用于采集無創(chuàng)顱內(nèi)壓基礎(chǔ)檢測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置，并設(shè)有或不設(shè)有用于采集輔助數(shù)據(jù)的輔助數(shù)據(jù)檢測裝置，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置與所述系統(tǒng)主機通信連接，所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置與所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置通信連接或者與所述系統(tǒng)主機通信連接，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置設(shè)有血流超聲探頭，并且設(shè)有或不設(shè)有逐跳連續(xù)血壓傳感器，所述系統(tǒng)主機包括用于依據(jù)樣本數(shù)據(jù)生成多個樣本模型的建模模塊和用于根據(jù)所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置采集的被測病人基礎(chǔ)數(shù)據(jù)或者根據(jù)所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置采集的被測病人基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置采集的被測病人輔助數(shù)據(jù)選擇樣本模型并計算出被測病人的無創(chuàng)顱內(nèi)壓的運算處理模塊。所述系統(tǒng)主機和所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置可以采用下列任一一種結(jié)構(gòu)或構(gòu)造:(I)所述系統(tǒng)主機和所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置為一體式的，所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)為嵌入式小型化便攜機，所述系統(tǒng)主機為包括ARM微處理器的ARM架構(gòu)便攜主機，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置包括信號采集控制電路、FPGA電路和血流超聲探頭，所述信號采集控制電路和FPGA電路構(gòu)成的信號采集器嵌入所述系統(tǒng)主機中或構(gòu)成所述系統(tǒng)主機，所述血流超聲探頭與所述信號采集器或所述系統(tǒng)主機相連，當設(shè)有所述逐跳連續(xù)血壓傳感器時，所述血壓傳感器與所述信號采集器或所述系統(tǒng)主機相連，當設(shè)有所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置時，所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置與所述信號采集器或所述系統(tǒng)主機相連；(2)所述系統(tǒng)主機和所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置為分體式的，所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)為臺式機或筆記本電腦，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置外置于所述系統(tǒng)主機，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置包括FPGA電路、血流超聲探頭和作為信號采集控制電路的ARM微處理器或DSP微處理器，所述信號采集控制電路和FPGA電路構(gòu)成的信號采集器與所述系統(tǒng)主機相連，所述血流超聲探頭與所述信號采集器相連，當設(shè)有所述血壓傳感器時，所述血壓傳感器與所述系統(tǒng)主機或所述信號采集器相連，當設(shè)有所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置時，所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置與所述信號采集器或所述系統(tǒng)主機相連。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)主機可以采用Linux操作系統(tǒng)和Mini⑶I圖形庫，以提高其性能。所述系統(tǒng)主機也可以采用windows操作系統(tǒng)。所述ARM微處理器優(yōu)選為ARM9/ARM11系列微處理器或包含了該ARM微處理器和DSP功能的SOC (system-on-chip)芯片，優(yōu)選為ARM9系列微處理器，所述ARM9系列微處理器優(yōu)選為 32 位 ARM CPUS 3C2440/9263。所述血流信號和所述血壓信號均可以采用現(xiàn)有技術(shù)下的相關(guān)設(shè)備進行測量，例如可以采用經(jīng)顱多普勒超聲測量血流信號，可以采用1.5MHz、2MHz、4MHz的超聲探頭，如可以采用自動監(jiān)護探頭系統(tǒng)，其可以自動搜尋獲取腦動脈的最佳血流信號，便于操作，且能提高測量結(jié)果的精度，并且可以在探頭出現(xiàn)輕度位移時自動復(fù)位，佩戴輕松舒適，比較適合在本實用新型的無創(chuàng)顱內(nèi)壓分析儀上使用。例如，可以采用無創(chuàng)血壓測量儀測量血壓信號，可以采用從多個部位測量的血壓信號，優(yōu)選為在腕部測量，較優(yōu)地，所述血壓信號采集模塊還可以測量、記錄、輸出逐跳連續(xù)血壓信號，如可以采用日本Colin、荷蘭Finapress等相應(yīng)型號的無創(chuàng)血壓測量儀。所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓還可以與所述的測量數(shù)據(jù)對比輸出，例如可以同時顯示血流的多普勒信號、逐跳連續(xù)無創(chuàng)血壓和ICP曲線，從而方便地對病人的多個腦功能參數(shù)進行對比研究。所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓分析系統(tǒng)還可以外接來自腦電圖儀或多參數(shù)監(jiān)護儀的其他生理信號，例如通過接入腦電信號或血氧信號，把無創(chuàng)顱內(nèi)壓與外接的其他生理信號進行對比研究。所述FPGA電路可以包括信號采集電路，所述信號采集電路可以設(shè)有信號發(fā)射電路和電平轉(zhuǎn)換電路，所述信號發(fā)射電路和電平轉(zhuǎn)換電路之間可以順序連接有發(fā)射信號放大電路、乘法器、濾波放大電路和AD采樣，所述發(fā)射信號放大器連接有向外發(fā)射超聲波信號的發(fā)射探頭，所述乘法器連接有用于接收回波信號的信號接收電路，優(yōu)選為，所述信號發(fā)射電路與所述發(fā)射信號放大電路之間和/或所述濾波放大電路與所述AD采樣之間還分別設(shè)有電壓跟隨器。所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)還可以包括供電的電源及DC/DC轉(zhuǎn)換器，所述電源通過DC/DC轉(zhuǎn)換器分別與所述FPGA電路、ARM微處理器和/或系統(tǒng)主機連接，所述FPGA電路、ARM微處理器和/或系統(tǒng)主機還連接有IXD，所述FPGA電路與ARM微處理器之間還設(shè)有用于將二者相連的GP10、IXD總線和系統(tǒng)總線，所述ARM微處理器還通過USB接口和/或串口連接有鼠標、鍵盤，也可以通過USB接口與其他電腦主機相連接，以便將需要的數(shù)據(jù)輸入。通常，所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)可以包括下列三種架構(gòu)設(shè)置:架構(gòu)一、所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)為基于x86架構(gòu)的臺式機或筆記本電腦，所述信號采集器外置于所述系統(tǒng)主機，所述信號采集器包括ARM微處理器，所述血流超聲探頭、血壓傳感器以及所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置均與所述信號采集器相連并在所述ARM微處理器的控制下為所述FPGA電路提供其所采集的信息，以通過所述信號采集器同時完成血壓信號和血流信號的采集，所述信號采集器優(yōu)選為選用USB與系統(tǒng)主機通訊(參見圖4)；架構(gòu)二、所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)為基于x86架構(gòu)的臺式機或筆記本電腦，所述信號采集器外置于所述系統(tǒng)主機，所述信號采集器包括所述ARM微處理器，所述血流超聲探頭與所述信號采集器相連并在所述ARM微處理器的控制下為所述FPGA電路提供其所采集的血流信息，包括逐跳連續(xù)血壓測量儀在內(nèi)的所述血壓傳感器以及所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置均與所述系統(tǒng)主機相連，所述信號采集器優(yōu)選為選用USB與系統(tǒng)主機通訊，該種設(shè)置使得血壓信號及其他生理信號均可以采用專用的儀器來采集，并直接輸入至系統(tǒng)主機，如采用逐跳連續(xù)血壓信號測量儀測血壓，操作更方便，且可以根據(jù)實際需要配置，本實用新型的使用范圍也更廣(參見圖5)；架構(gòu)三、所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)為嵌入式小型化便攜機，所述系統(tǒng)主機為包括所述ARM微處理器的所述ARM架構(gòu)便攜主機，所述血流超聲探頭、血壓傳感器以及所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置均與所述信號采集器相連并在所述ARM微處理器的控制下為所述系統(tǒng)主機提供其所采集的信息，其信號采集器集成于所述系統(tǒng)主機中，可以用于采集、處理、存儲和顯示所采集的信號，包括血流信號、血壓信號及其他生理信號等各種所需要的信號，體積小，攜帶方便，適合于多種場合(參見圖6)。本實用新型利用高性能的FPGA電路作為采集信號的數(shù)據(jù)處理核心，并結(jié)合ARM微處理器為控制中心，實現(xiàn)了一款性能卓越、功能豐富的新型顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)。將本實用新型的所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)制備成檢測儀，可以用作本實用新型的所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓分析儀，即作為本實用新型所述的無創(chuàng)顱內(nèi)壓分析儀的一種實施例，所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓分析儀的技術(shù)方案可以為:包括無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)，所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)采用本實用新型所保護的無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)中的任意一項技術(shù)方案。由此，使得在這種實施例下，所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓分析儀具有了所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)的全部功能。
權(quán)利要求1.一種無創(chuàng)頡內(nèi)壓分析儀，其特征在于包括下列各個模塊:用于輸入樣本病人的樣本數(shù)據(jù)和被測病人的測量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入模塊、用于根據(jù)樣本模型和所述數(shù)據(jù)輸入模塊所輸入的被測病人的測量數(shù)據(jù)計算被測病人的無創(chuàng)顱內(nèi)壓的運算處理模塊以及用于進行各種數(shù)據(jù)輸出的輸出模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無創(chuàng)顱內(nèi)壓分析儀，其特征在于還包括系統(tǒng)主機控制模塊、信號采集控制模塊以及用于為所述數(shù)據(jù)輸入模塊采集數(shù)據(jù)的信號采集模塊，所述信號采集模塊包括血壓信息采集單元和血流信息采集單元，所述血壓信息采集單元包括通過無創(chuàng)測量法根據(jù)橈動脈脈搏信息測量包括逐跳連續(xù)血壓信號的平均外周動脈血壓采集子單元，所述血流信息采集單元包括腦血流速度采集子單元、腦血流方向采集子單元、腦血流量采集子單元和/或腦血管阻力采集子單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無創(chuàng)顱內(nèi)壓分析儀，其特征在于所述腦血流速度采集子單元包括能夠通過經(jīng)顱多普勒法測量搏動指數(shù)、阻力指數(shù)、收縮期峰值血流速度和/或舒張期末血流速度的腦血流速度采集子子單元，所述信號采集模塊還包括能夠采集下列信息中的一種、幾種或全部的信息采集單元:腦灌注壓、二氧化碳分壓、氧分壓。
4.一種無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)，包括用于顱內(nèi)壓樣本建模和無創(chuàng)顱內(nèi)壓運算的系統(tǒng)主機和用于采集無創(chuàng)顱內(nèi)壓基礎(chǔ)檢測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置，并設(shè)有或不設(shè)有用于采集輔助數(shù)據(jù)的輔助數(shù)據(jù)檢測裝置，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置與所述系統(tǒng)主機通信連接，所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置與所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置通信連接或者與所述系統(tǒng)主機通信連接，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置設(shè)有血流超聲探頭，并且設(shè)有或不設(shè)有逐跳連續(xù)血壓測量傳感器，所述系統(tǒng)主機包括用于依據(jù)樣本數(shù)據(jù)生成多個樣本模型的建模模塊和用于根據(jù)所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置采集的被測病人基礎(chǔ)數(shù)據(jù)或者根據(jù)所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置采集的被測病人基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置采集的被測病人輔助數(shù)據(jù)選擇樣本模型并計算出被測病人的無創(chuàng)顱內(nèi)壓的運算處理模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)主機和所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置采用下列任意一種結(jié)構(gòu)或構(gòu)造: (1)所述系統(tǒng)主機和所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置為一體式的，所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)為嵌入式小型化便攜機，所述系統(tǒng)主機為包括ARM微處理器的ARM架構(gòu)便攜主機，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置包括信號采集控制電路、FPGA電路和血流超聲探頭，所述信號采集控制電路和FPGA電路構(gòu)成的信號采集器嵌入所述系統(tǒng)主機中或構(gòu)成所述系統(tǒng)主機，所述血流超聲探頭與所述信號采集器或所述系統(tǒng)主機相連，當設(shè)有所述逐跳連續(xù)血壓傳感器時，所述血壓傳感器與所述信號采集器或所述系統(tǒng)主機相連，當設(shè)有所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置時，所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置與所述信號采集器或所述系統(tǒng)主機相連； (2)所述系統(tǒng)主機和所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置為分體式的，所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)為基于x86架構(gòu)的臺式機或筆記本電腦，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置外置于所述系統(tǒng)主機，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號采集裝置包括FPGA電路、血流超聲探頭和作為信號采集控制電路的基于ARM架構(gòu)的微處理器 ,所述信號米集控制電路、FPGA電路和微處理器構(gòu)成的信號米集器與所述系統(tǒng)主機相連，所述血流超聲探頭與所述信號采集器相連，當設(shè)有所述逐跳連續(xù)血壓測量傳感器時，所述血壓傳感器與所述系統(tǒng)主機或所述信號采集器相連，當設(shè)有所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置時，所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置與所述信號采集器或所述系統(tǒng)主機相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)，其特征在于所述FPGA電路包括信號采集電路，所述信號采集電路設(shè)有信號發(fā)射電路和電平轉(zhuǎn)換電路，所述信號發(fā)射電路和電平轉(zhuǎn)換電路之間順序連接有發(fā)射信號放大電路、乘法器、濾波放大電路和AD采樣，所述發(fā)射信號放大器連接有向外發(fā)射超聲波信號的發(fā)射探頭，所述乘法器連接有用于接收回波信號的信號接收電路，所述信號發(fā)射電路與所述發(fā)射信號放大電路之間和/或所述濾波放大電路與所述AD采樣之間還分別設(shè)有電壓跟隨器，所述ARM微處理器為基于ARM9/ARM11系列微處理器或集成了 ARM微處理器和DSP功能的SOC芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)，其特征在于還包括供電的電源及DC/DC轉(zhuǎn)換器，所述電源通過DC/DC轉(zhuǎn)換器分別與所述FPGA電路、ARM微處理器和/或系統(tǒng)主機連接，所述FPGA電路、ARM微處理器和/或系統(tǒng)主機還連接有IXD，所述FPGA電路與ARM/DSP微處理器之間還設(shè)有用于將二者相連的GP10、IXD總線和系統(tǒng)總線，所述ARM微處理器還通過USB接口和/或串口連接有鼠標、鍵盤，所述ARM9系列微處理器為32位ARM CPUS3C2440/9263，所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)包括下列三種架構(gòu)設(shè)置:架構(gòu)一、所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)為臺式機或筆記本電腦，所述信號采集器外置于所述系統(tǒng)主機，所述信號采集器包括ARM微處理器，所述血流超聲探頭、逐跳連續(xù)血壓傳感器以及所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置均與所述信號采集器相連并在所述ARM微處理器的控制下為所述FPGA電路提供其所采集的信息；架構(gòu)二、所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)為臺式機或筆記本電腦，所述信號采集器外置于所述系統(tǒng)主機，所述信號采集器包括所述ARM微處理器，所述血流超聲探頭與所述信號采集器相連并在所述ARM微處理器的控制下為所述FPGA電路提供其所采集的血流信息，包括逐跳連續(xù)血壓測量儀在內(nèi)的所述血壓傳感器以及所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置均與所述系統(tǒng)主機相連；架構(gòu)三、所述無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)為筆記本式或嵌入式小型化便攜機，所述系統(tǒng)主機為包括所述ARM微處理器的所述ARM架構(gòu)便攜主機，所述血流超聲探頭、逐跳連續(xù)血壓傳感器以及所述輔助數(shù)據(jù)檢測裝置均與所述信號采集器相連并在所述ARM微處理器的控制下為所述系統(tǒng)主機提供其所采集的信息。
專利摘要本實用新型涉及一種無創(chuàng)顱內(nèi)壓分析儀和無創(chuàng)顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)，所述分析儀包括用于輸入樣本病人的樣本數(shù)據(jù)和被測病人的測量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入模塊、用于對所述數(shù)據(jù)輸入模塊所輸入的樣本數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)訓(xùn)練并生成樣本模型的建模模塊、用于根據(jù)所述建模模塊所生成的樣本模型和所述數(shù)據(jù)輸入模塊所輸入的被測病人的測量數(shù)據(jù)計算被測病人的無創(chuàng)顱內(nèi)壓的運算處理模塊以及用于進行各種數(shù)據(jù)輸出的輸出模塊，本實用新型的分析儀和檢測系統(tǒng)能夠根據(jù)被測病人的個體差異來選擇最優(yōu)的樣本模型，能夠減少計算量、降低設(shè)備負載、提高測量準確度和速度，實用性強，適用范圍廣，還具有很好的后向兼容性，可以很容易的對設(shè)備進行升級、改造。
文檔編號A61B5/021GK202950650SQ20122045771
公開日2013年5月29日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者焦文華 申請人:焦文華