CN108095715A - 一种植入式无线无源颅内压力监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植入式无线无源颅内压力监测系统，包括颅内压力监测器，体外检测仪，所述颅内压力监测器植入颅内，包括外壳、压力传感器和电路模块，所述压力传感器为压阻式压力传感器，所述外壳上端和下端设有薄高弹性层，所述电路模块包括无线充电模块、信号发送模块和信号处理模块，所述压力传感器通过长导线与所述电路模块连接，所述颅内压力监测器通过无线信号与所述体外检测仪连接，其优点在于：可以大幅度延长监测设备的工作时间，减少病人使用时发生感染的风险、节约病人在该项医疗服务内容上的费用，改善临床医生对病情判断的准确性、便捷性，提高神经外科工作质量，提高临床学术研究水平。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种植入式无线无源颅内压力监测系统。
背景技术
颅内压，即颅腔内脑脊液的压力，正常为100~150毫米水柱，10~15毫米汞柱，由于存在于蛛网膜下腔和脑池内的脑脊液介于颅腔壁和脑组织之间，并于脑室和脊髓腔内蛛网膜下腔相通，所以脑脊液的静水压就可代表颅内压，通常当颅内压持续超过180毫米水柱的时候，持续时间超过5分钟，临床上称为颅内压增高。颅内压增高可导致一系列的生理功能紊乱和病理改变，表现为头痛恶心、呕吐等症状，因此，及时、准确地监测患者颅内压值，对于临床诊断病情和指导治疗具有非常重要的意义。
大部分神经外科临床单位无条件开展颅内压力直接测定，能开展的单位大部分采用压力探头半开放植入颅腔内的方法，但是这种方法发生感染的风险高，压力探头使用时间短，患者经济负担重。缺少临床工作关键性治疗指标，已经成为临床工作中的两难选择。
中国专利（专利号CN 105832327 A）公开了一种植入式无线无源颅内压监测系统，包括：颅内压力传感器，用于感知颅内压力值，体外贴片式读取器，与颅内压力传感器产生互感耦合，检测仪表，其连接体外贴片式读取器，检测颅内压力传感器的谐振频率，得出颅内压力值，该发明的植入式无线无源颅内压监测系统，无需导线和导管与外部设备连接，避免了发生颅内感染的风险，不会限制患者的正常活动；不需要采用电池为其供电，可实现长时间监测；LC谐振式压力传感器的压力敏感电容为MEMS结构，体积小，成本低；体外贴片式读取器采用柔性PCB印制线圈，其重量轻，厚度薄且弯折性好，不会对患者造成不适感。该发明的问题在于1、需要在颅外贴上体外贴片式读取器，患者很容易在翻转身体时令所述体外贴片式读取器脱落，导致装置无法正常工作；2、颅内压力传感器表面不平整，受到颅内压力分布不一致，容易产生测量误差，而这对于颅内压检测这种对精密度要求高的测量来说是不被允许的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开了一种不需要体外贴片读取器，且对颅内压测量更为精确的植入式无线无源颅内压力监测系统。
为了实现以上技术效果，本发明公开了一种植入式无线无源颅内压力监测系统，包括颅内压力监测器，体外检测仪，所述颅内压力监测器植入颅内，包括外壳、压力传感器和电路模块，所述压力传感器为压阻式压力传感器，所述外壳上下两端设有薄高弹性层，所述电路模块包括无线充电模块、信号发送模块和信号处理模块，所述压力传感器通过长导线与所述电路模块连接，所述颅内压力监测器通过无线信号与所述体外检测仪连接，所述体外检测器在靠近所述颅内压力监测器的位置向所述无线充电模块发送外部射频电场，所述无线充电模块上的传感器无线射频电路线圈上产生感应电压，所述感应电压经整流之后成为所述颅内压力监测器的电源，所述信号发送模块和信号处理模块在电源上电之后开始工作，所述信号处理模块读取所述压阻式压力传感器输出的电阻值，所述电阻值经过信号处理模块进行放大调制之后，由所述信号发送模块发送至所述体外检测仪，所述薄高弹性层可起到集中传递和平均压力的作用，从而减少由于硬面的表面起伏、受力角度不一致对硬质传感器产生的测量影响。
优选的，所述压阻式压力传感器为聚合物厚膜装置，所述聚合物厚膜装置包括迹线头、上薄膜、下薄膜、顶部衬底、底部衬底和传感器器壁，所述迹线头设置于所述聚合物厚膜装置的一端，所述上薄膜上制有第一交叉指状物和第二交叉指状物，所述第一交叉指状物和第二交叉指状物底部分别引出有迹线，所述迹线连接所述迹线头，所述下薄膜上涂有压阻油墨，所述上薄膜附在所述顶部衬底上，所述下薄膜附在所述底部衬底上，所述传感器器壁沿着所述顶部衬底和底部衬底的边缘制于所述顶部衬底和底部衬底之间，所述压阻式压力传感器的表面在受力之后凹陷变形，所述压阻墨水使所述第一交叉指状物和第二交叉指状物之间短路，所述第一交叉指状物和第二交叉指状物之间的电阻大小与所述压阻式压力传感器表面受到的力的大小成反比。
优选的，所述上薄膜和下薄膜为柔性聚合物材料制成，所述顶部衬底为超薄刚性材料制成。
优选的，所述聚合物厚膜装置为圆片状，所述传感器器壁为压敏粘合剂。
优选的，所述迹线头和迹线由银聚合物厚膜油墨丝网印刷制成。
优选的，所述颅内压力监测器的外壳采用硅胶封装。
优选的，所述薄高弹性层为PDMS高分子层，所述PDMS高分子层为聚二甲基硅氧烷，成本低，使用简单，同所述颅内压力监测器的外壳上的硅胶之间具有良好的粘附性，而且具有良好的化学惰性。
优选的，所述电路模块制于柔性电路板上，信号发送模块为RFID射频标签应答器，包括微芯片、传感器端口和天线，所述传感器端口通过所述长导线连接所述迹线头。
优选的，所述柔性聚合物材料为PET，所述PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯具有良好的电绝缘性、耐蠕变、耐抗疲劳性，尺寸稳定性好，是理想的上薄膜和下薄膜制作材料。
优选的，所述体外检测仪为智能移动终端设备，所述智能终端设备包括智能手机应用程序和置入NFC的智能手机，提升了设备的便携性。
优选的，所述体外检测仪为智能移动终端设备，所述智能终端设备包括基于平板电脑的应用软件和平板电脑，提升了设备的便携性。
本发明的好处在于：1、可以大幅延长监测设备的工作时间，减少病人使用时发生感染的风险，节约病人在该项医疗服务内容上的费用；2、改善临床医生对病情判断的准确性、提升监测病人颅内压的便捷性；3、提高神经外科工作质量，提高临床学术研究水平；4、颅内压力监测器完全植入患者颅内，无需导线或导管与体外检测仪连接，降低了监测过程中发生颅内感染的风险；5、所述内压力监测器的外壳表面制有PDMS高分子层，可以减少由于压力分布不一致产生的误差。
附图说明
图1为所述一种植入式无线无源颅内压力监测系统的使用示意图；
图2为所述压力传感器内部结构爆炸图；
图3为所述压力传感器的侧视图；
1.1、头皮；1.2、颅骨；1.3、硬脑膜；2.1、电路模块；2.2、长导线；2.3、压力传感器；2.31、上薄膜；2.32、第一交叉指状物；2.33、第二交叉指状物；2.34、传感器器壁；2.35、下薄膜；2.36、迹线头；2.371、上衬底；2.372、下衬底；2.38、PDMS高分子层；2.39、迹线；2.310、压力敏感区域；3、体外检测仪；4、外壳。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供了一种植入式无线无源颅内压力监测系统，可以达到长时间监测颅内压力的效果，且对患者的起居无影响。所述一种植入式无线无源颅内压力监测系统，包括颅内压力监测器和体外检测仪3，所述颅内压力监测器包括电路模块2.1、长导线2.2、压力传感器2.3，在本实施例中，所述电路模块为直径35mm的圆形扁片，所述电路模块2.1置于颅骨1.2和头皮1.1之间，所述压力传感器2.3置于所述颅骨1.2与硬脑膜1.3之间，所述长导线2.2穿过所述颅骨1.2将所述压力传感器2.3和电路模块2.1连接在一起，所述体外检测仪3置于人体外部，具体操作方式为在患者接受手术治疗之后，通过所述体外检测仪3对所述压力传感器2.3校零，输入患者信息，在手术区域骨窗边缘、硬脑膜1.3外部与颅骨1.2的间隙中放置所述压力传感器2.3，在所述头皮1.1和颅骨1.2的间隙中置入电路模块2.1，所述压力传感器2.3引出长导线2.2，所述长导线2.2穿过所述颅骨1.2上的开孔与所述电路模块2.1连接，头皮1.1缝合后，所述颅内压力监测器即完全植入人体内。
如图3所示，所述压力传感器2.3的上、下两端外壳4外侧制有薄高弹性层，所述薄高弹性层为PDMS高分子层2.38，所述PDMS高分子层2.38可起到集中传递和平均压力的作用，从而减少由于硬面的表面起伏、受力角度不一致对硬质传感器产生的测量影响，在本实施例中，所述PDMS高分子层的厚度为0.30mm。
所述电路模块2.1包括无线充电模块、信号发送模块和信号处理模块，所述颅内压力监测器通过无线信号与所述体外检测仪3连接，所述体外检测器3在靠近所述颅内压力监测器的位置向所述无线充电模块发送外部射频电场，所述无线充电模块上的传感器无线射频电路线圈上产生感应电压，所述感应电压经整流之后成为所述颅内压力监测器的电源，所述信号发送模块和信号处理模块在电源上电之后开始工作，所述信号处理模块读取所述压力传感器2.3输出的电阻值，所述电阻值经过信号处理模块进行放大调制之后，由所述信号发送模块发送至所述体外检测仪3。
如图2和图3所示，所述压力传感器2.3为压阻式压力传感器，所述压阻式压力传感器为聚合物厚膜装置，所述聚合物厚膜装置包括迹线头2.36、上薄膜2.31、下薄膜2.35、顶部衬底2.371、底部衬底2.372和传感器器壁2.34，所述迹线头2.36设置于所述聚合物厚膜装置的一端，在本实施例中，所述上薄膜2.31上制有压力敏感区域2.310，所述压力敏感区域2.310的大小为5.08平方毫米，所述第一交叉指状物2.32和第二交叉指状物2.33位于所述压力敏感区域2.310上方并紧贴压力敏感区域2.310，所述第一交叉指状物2.32和第二交叉指状物2.33底部分别引出有迹线2.39，所述迹线2.39连接所述迹线头2.36，所述下薄膜2.35上涂有压阻油墨，所述上薄膜2.31附在所述顶部衬底2.371上，所述下薄膜2.35附在所述底部衬底2.372上，所述传感器器壁2.34沿着所述顶部衬底2.371和底部衬底2.372的边缘制于所述顶部衬底2.371和底部衬底23.72之间，所述压阻式压力传感器的表面在受力之后凹陷变形，所述压阻墨水使所述第一交叉指状物2.32和第二交叉指状物2.33之间短路，所述第一交叉指状物2.32和第二交叉指状物2.33之间的电阻大小与所述压阻式压力传感器表面受到的力的大小成反比。
所述上薄膜2.31和下薄膜2.35为柔性聚合物材料制成，所述顶部衬底2.371为超薄刚性材料制成，在本实施例中所述超薄刚性材料为聚碳酸酯，在本发明的另一实施例中，所述超薄刚性材料为薄金属。
在本实施例中，所述聚合物厚膜装置为圆片状，直径为6mm，所述传感器器壁2.34为压敏粘合剂。
所述迹线头2.36和迹线2.39由银聚合物厚膜油墨丝网印刷制成，在本发明的另一实施例中，所述迹线头2.36和迹线2.39由镀金铜制成。
所述颅内压力监测器的外壳4采用硅胶封装。
所述薄高弹性层2.38为PDMS高分子层，所述PDMS高分子层为聚二甲基硅氧烷，成本低，使用简单，同所述颅内压力监测器的外壳4上的硅胶之间具有良好的粘附性，而且具有良好的化学惰性。
所述电路模块2.1制于柔性电路板上，信号发送模块为RFID射频标签应答器，包括微芯片、传感器端口和天线，所述传感器端口通过所述长导线连接所述迹线头。
所述柔性聚合物材料为PET，所述PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯具有良好的电绝缘性、耐蠕变、耐抗疲劳性，尺寸稳定性好，是理想的上薄膜2.31和下薄膜2.32制作材料。
在本发明的另一实施例中，所述柔性聚合物材料为聚酰亚胺。
所述体外检测仪3为智能移动终端设备，所述智能终端设备包括智能手机应用程序和置入NFC的智能手机，提升了设备的便携性。
在本发明的另一实施例中，所述体外检测仪3为智能移动终端设备，所述智能终端设备包括基于平板电脑的应用软件和平板电脑，提升了设备的便携性。
Claims (10)
1.一种植入式无线无源颅内压力监测系统，其特征在于：包括颅内压力监测器，体外检测仪，所述颅内压力监测器植入颅内，包括外壳、压力传感器和电路模块，所述压力传感器为压阻式压力传感器，所述外壳上端和下端设有薄高弹性层，所述电路模块包括无线充电模块、信号发送模块和信号处理模块，所述压力传感器通过长导线与所述电路模块连接，所述颅内压力监测器通过无线信号与所述体外检测仪连接。
2.如权利要求1所述的一种植入式无线无源颅内压力监测系统，其特征在于：所述压阻式压力传感器为聚合物厚膜装置，所述聚合物厚膜装置包括迹线头、上薄膜、下薄膜、顶部衬底、底部衬底和传感器器壁，所述迹线头设置于所述聚合物厚膜装置的一端，所述上薄膜上制有第一交叉指状物和第二交叉指状物，所述第一交叉指状物和第二交叉指状物底部分别引出有迹线，所述迹线连接所述迹线头，所述下薄膜上涂有压阻油墨，所述上薄膜附在所述顶部衬底上，所述下薄膜附在所述底部衬底上，所述传感器器壁沿着所述顶部衬底和底部衬底的边缘制于所述顶部衬底和底部衬底之间。
3.如权利要求2所述的一种植入式无线无源颅内压力监测系统，其特征在于：所述上薄膜和下薄膜为柔性聚合物材料制成，所述顶部衬底为超薄刚性材料制成。
4.如权利要求2所述的一种植入式无线无源颅内压力监测系统，其特征在于：所述聚合物厚膜装置为圆片状，所述传感器器壁为压敏粘合剂。
5.如权利要求2所述的一种植入式无线无源颅内压力监测系统，其特征在于：所述迹线头和迹线由银聚合物厚膜油墨丝网印刷制成。
6.如权利要求1所述的一种植入式无线无源颅内压力监测系统，其特征在于：所述颅内压力监测器的外壳采用硅胶封装。
7.如权利要求6所述的一种植入式无线无源颅内压力监测系统，其特征在于：所述薄高弹性层为PDMS高分子层。
8.如权利要求2所述的一种植入式无线无源颅内压力监测系统，其特征在于：所述电路模块制于柔性电路板上，信号发送模块为RFID射频标签应答器，包括微芯片、传感器端口和天线，所述传感器端口通过所述导线连接所述迹线头。
9.如权利要求3所述的一种植入式无线无源颅内压力监测系统，其特征在于：所述柔性聚合物材料为PET。
10.如权利要求8所述的一种植入式无线无源颅内压力监测系统，其特征在于：所述体外检测仪为智能移动终端设备。
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