一种利用充气球囊导管自动监测颅内压的方法和装置
阅读说明：本技术 一种利用充气球囊导管自动监测颅内压的方法和装置 (Method and device for automatically monitoring intracranial pressure by utilizing inflatable balloon catheter ) 是由 沈傲杰 托德.维罗尼 塞缪尔.莫斯曼 赖知强 于 2019-10-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种利用充气球囊导管自动监测颅内压的方法和装置,包括外壳总成、适配器电缆、连接器组件和注射泵总成,所述外壳总成内固定安装有电路板,所述电路板上集成安装有微处理器,所述外壳总成底部的内侧壁上固定安装有电磁阀一和压力传感器一,所述微处理器通过电线分别与电磁阀一和压力传感器一连接,所述注射泵总成包括步进电机、支架、滚珠丝杠和注射器,所述注射器固定安装在支架一端的顶部,所述步进电机通过螺栓安装在支架另一端的顶部,该利用充气球囊导管自动监测颅内压的方法和装置设计合理,能够实现监测准确性的同时,有效的预防患者感染,提高安全性。(The invention discloses a method and a device for automatically monitoring intracranial pressure by utilizing an inflatable balloon catheter, which comprises a shell assembly, an adapter cable, a connector component and an injection pump assembly, wherein a circuit board is fixedly arranged in the shell assembly, a microprocessor is integrally arranged on the circuit board, a first electromagnetic valve and a first pressure sensor are fixedly arranged on the inner side wall of the bottom of the shell assembly, the microprocessor is respectively connected with the first electromagnetic valve and the first pressure sensor through electric wires, the injection pump assembly comprises a stepping motor, a support, a ball screw and an injector, the injector is fixedly arranged at the top of one end of the support, the stepping motor is arranged at the top of the other end of the support through bolts, the method and the device for automatically monitoring the intracranial pressure by utilizing the inflatable balloon catheter are reasonable in design, can realize monitoring accuracy and effectively prevent infection of a patient, the safety is improved.)
技术领域
本发明是一种利用充气球囊导管自动监测颅内压的方法和装置，属于颅内压监测技术领域。
背景技术
颅内压监测是监测颅腔内容物对颅腔壁的压力，通过分析病人颅内压的变化，可以帮助判断患者的伤情脑水肿等情况，但是，现有的气动式颅内压监测的方法和装置，需要要求用户手动向球囊导管中注入气体，而使用光纤传输技术或电压力传感技术等，如果患者需要进行核磁共振（MRI）检查，需将探头从患者体内取出，因为探头部分带有金属或者电路，且探头在断开后，需要将探头取出，重新操作调零，以保证监测数据准确性，非常不方便，并且脑脊液的引流是，不能同时实现实时自动颅内压（ICP）监测，为此，本发明提出一种利用充气球囊导管自动监测颅内压的方法和装置。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种利用充气球囊导管自动监测颅内压的方法和装置，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明设计合理，能够实现监测准确性的同时，有效的预防患者感染，提高安全性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用充气球囊导管自动监测颅内压的装置，包括外壳总成、适配器电缆、连接器组件和注射泵总成，所述外壳总成内固定安装有电路板，所述电路板上集成安装有微处理器，所述外壳总成底部的内侧壁上固定安装有电磁阀一和压力传感器一，所述微处理器通过电线分别与电磁阀一和压力传感器一连接，所述注射泵总成包括步进电机、支架、滚珠丝杠和注射器，所述微处理器通过电线与步进电机连接，所述注射器固定安装在支架一端的顶部，所述步进电机通过螺栓安装在支架另一端的顶部，所述滚珠丝杠固定安装在支架上处于步进电机与注射器之间的位置处，所述步进电机的输出轴与滚珠丝杠的螺杆固定连接，所述注射器的柱塞与滚珠丝杠的螺母连接，所述支架通过螺栓安装在外壳总成的内侧壁上，所述注射器靠近输出口的一端通过管道与电磁阀一连接，所述压力传感器一上设置有2个软管接头，所述注射器的输出口通过软管与其中一个软管接头连接，所述适配器电缆包括电缆外护套和中空导管，所述中空导管设置在电缆外护套内，所述电缆外护套内还安装有驱动电线，所述驱动电线的数量为2对，所述压力传感器一上的另一个软管接头与中空导管的一端连接，所述连接器组件包括连接器外壳和导管连接器，所述导管连接器固定安装在连接器外壳的底部，所述连接器外壳内固定安装有电磁阀二和压力传感器二，所述微处理器通过两对驱动电线分别与电磁阀二和压力传感器二连接，所述压力传感器二上设置有2个软管接头，所述中空导管的另一端与其中一个软管接头连接，另一个所述软管接头与导管连接器连接，所述外壳总成内固定安装有电池，所述电池与微处理器电性连接，所述外壳总成的前侧固定安装有触摸显示屏，所述外壳总成的底部连接有监护仪连接电缆，所述微处理器与监护仪连接电缆电性连接，此利用充气球囊导管自动监测颅内压的方法步骤如下：
步骤一：设备连接；将监护仪连接电缆与外部监护仪连接，将导管连接器与球囊导管连接；
步骤二：注射器排气；通过触摸显示屏操作注射器排气，微处理器接收信号后控制电磁阀一打开，电磁阀二关闭，使注射器连通大气，并控制步进电机通过滚珠丝杠带动注射器的柱塞向前移动，向大气排气，注射器的柱塞移动到最前端后，关闭电磁阀一，使注射器断开与大气的连通；
步骤三：球囊导管排气;通过触摸显示屏操作球囊导管排气，微处理器接收信号后控制电磁阀一关闭，使注射器断开与大气的连通，控制电磁阀二开启，使球囊导管和中空导管的气路打开, 注射器的柱塞向后端移动，直到达到球囊导管预定的排气量，电磁阀二关闭，使球囊导管和中空导管的气路关闭；
步骤四：注射器充气；打开电磁阀一，使注射器与大气连通，微处理器控制步进电机通过滚珠丝杠带动注射器的柱塞继续向后端移动，注射器内吸入定量的气体；
步骤五：气体注入；关闭电磁阀一，断开与大气的连通，打开电磁阀二，微处理器控制步进电机通过滚珠丝杠带动注射器的柱塞向前移动，将已知体积的气体通过中空导管注入球囊导管；
步骤六：压力监测；关闭电磁阀二，以隔绝注射器与球囊导管和压力传感器二的连通，关闭电磁阀一,断开与大气连接，球囊内充满一定体积的气体，压力传感器二能够检测到球囊导管内的气压，根据波义耳定律(P1V1=P2V2)，球囊内的压力等于周围流体介质环境中的压力，由此计算得到颅内压值，达到监测颅内压的目的。
一实施例中：所述监护仪连接电缆用于连接外部监护仪。
一实施例中：所述驱动电线的数量可根据需要设置。
一实施例中：所述导管连接器用于连接球囊导管。
一实施例中：所述中空导管的内径小于Ø0.020。
采用上述技术方案后，一方面，无论病人或压力传感器的位置如何，脑脊液的引流时，都能够同时实现实时自动颅内压（ICP）监测，校准和任何随后的重新校准（归零）能够在不移除球囊导管的情况下进行，从而有助于预防患者感染，安全性高，并且能够自动控制的充/排气系统，能够准确的注入/排出定量体积的气体，满足测量的准确性，触摸显示屏能够显示数值以及波形图，一定周期的波形图可以对患者的病情做回顾以及预测，如果患者需要进行核磁共振（MRI）检查，不用将植入患者体内的球囊导管取出，因为本技术的电路和传感器部件在适配器电缆端，在断开连接的情况下，球囊导管部分并不含金属或者电路；
另一方面，此利用充气球囊导管自动监测颅内压的装置能够连接监护仪使用，也能够脱离监护仪独立使用，并且内部内设置了电池，能够在一定时间间隔内使用电池供电，为在途病人提供颅内压监测；
此外，此利用充气球囊导管自动监测颅内压的装置通过内径不超过Ø0.020的中空导管，提供球囊导管和注射泵总成之间的气动连接，以便尽量减少中空导管充气周期内填充或排出中空导管所需的气体体积，避免影响监测的精度。
附图说明
图1为本发明一种利用充气球囊导管自动监测颅内压的装置的结构示意图；
图2为本发明一种利用充气球囊导管自动监测颅内压的装置的正视图；
图3为本发明一种利用充气球囊导管自动监测颅内压的装置的外壳总成剖面示意图；
图4为本发明一种利用充气球囊导管自动监测颅内压的装置的连接器组件剖面示意图；
图5为本发明一种利用充气球囊导管自动监测颅内压的装置的注射泵总成结构示意图；
图6为本发明一种利用充气球囊导管自动监测颅内压的装置的适配器电缆横切面示意图；
图7为本发明一种利用充气球囊导管自动监测颅内压的装置的微处理器接线示意图；
图8为本发明一种利用充气球囊导管自动监测颅内压的方法的步骤流程示意图；
图中：1-外壳总成、2-适配器电缆、3-连接器组件、4-注射泵总成、5-微处理器、6-压力传感器一、7-压力传感器二、8-触摸显示屏、9-电磁阀一、10-电磁阀二、11-步进电机、12-电池、13-电路板、14-连接器外壳、15-导管连接器、16-支架、17-注射器、18-滚珠丝杠、19-驱动电线、20-中空导管、21-电缆外护套、22-监护仪连接电缆。
具体实施方式
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。
请参阅图1至图8，本发明提供一种利用充气球囊导管自动监测颅内压的装置，包括外壳总成1、适配器电缆2、连接器组件3和注射泵总成4，所述外壳总成1内固定安装有电路板13，所述电路板13上集成安装有微处理器5，所述外壳总成1底部的内侧壁上固定安装有电磁阀一9和压力传感器一6，所述微处理器5通过电线分别与电磁阀一9和压力传感器一6连接，所述注射泵总成4包括步进电机11、支架16、滚珠丝杠18和注射器17，所述微处理器5通过电线与步进电机11连接，所述注射器17固定安装在支架16一端的顶部，所述步进电机11通过螺栓安装在支架16另一端的顶部，所述滚珠丝杠18固定安装在支架16上处于步进电机11与注射器17之间的位置处，所述步进电机11的输出轴与滚珠丝杠18的螺杆固定连接，所述注射器17的柱塞与滚珠丝杠18的螺母连接，所述支架16通过螺栓安装在外壳总成1的内侧壁上，所述注射器17靠近输出口的一端通过管道与电磁阀一9连接，所述压力传感器一6上设置有2个软管接头，所述注射器17的输出口通过软管与其中一个软管接头连接，所述适配器电缆2包括电缆外护套21和中空导管20，所述中空导管20设置在电缆外护套21内，所述电缆外护套21内还安装有驱动电线19，所述驱动电线19的数量为2对，所述压力传感器一6上的另一个软管接头与中空导管20的一端连接，所述连接器组件3包括连接器外壳14和导管连接器15，所述导管连接器15固定安装在连接器外壳14的底部，所述连接器外壳14内固定安装有电磁阀二10和压力传感器二7，所述微处理器5通过两对驱动电线19分别与电磁阀二10和压力传感器二7连接，所述压力传感器二7上设置有2个软管接头，所述中空导管20的另一端与其中一个软管接头连接，另一个所述软管接头与导管连接器15连接，所述外壳总成1内固定安装有电池12，所述电池12与微处理器5电性连接，所述外壳总成1的前侧固定安装有触摸显示屏8，所述外壳总成1的底部连接有监护仪连接电缆22，所述微处理器5与监护仪连接电缆22电性连接，此利用充气球囊导管自动监测颅内压的方法步骤如下：
步骤一：设备连接；将监护仪连接电缆22与外部监护仪连接，将导管连接器15与球囊导管连接；
步骤二：注射器排气；通过触摸显示屏8操作注射器排气，微处理器5接收信号后控制电磁阀一9打开，电磁阀二10关闭，使注射器17连通大气，并控制步进电机11通过滚珠丝杠18带动注射器17的柱塞向前移动，向大气排气，注射器17的柱塞移动到最前端后，关闭电磁阀一9，使注射器17断开与大气的连通；
步骤三：球囊导管排气;通过触摸显示屏8操作球囊导管排气，微处理器5接收信号后控制电磁阀一9关闭，使注射器17断开与大气的连通，控制电磁阀二10开启，使球囊导管和中空导管20的气路打开, 注射器17的柱塞向后端移动，直到达到球囊导管预定的排气量，电磁阀二10关闭，使球囊导管和中空导管20的气路关闭；
步骤四：注射器充气；打开电磁阀一9，使注射器17与大气连通，微处理器5控制步进电机11通过滚珠丝杠18带动注射器17的柱塞继续向后端移动，注射器17内吸入定量的气体；
步骤五：气体注入；关闭电磁阀一9，断开与大气的连通，打开电磁阀二10，微处理器5控制步进电机11通过滚珠丝杠18带动注射器17的柱塞向前移动，将已知体积的气体通过中空导管20注入球囊导管；
步骤六：压力监测；关闭电磁阀二10，以隔绝注射器17与球囊导管和压力传感器二7的连通，关闭电磁阀一9,断开与大气连接，球囊内充满一定体积的气体，压力传感器二7能够检测到球囊导管内的气压，根据波义耳定律(P1V1=P2V2)，球囊内的压力等于周围流体介质环境中的压力，由此计算得到颅内压值，达到监测颅内压的目的。
本实施例中，所述监护仪连接电缆22用于连接外部监护仪。
进一步的，所述驱动电线19的数量可根据需要设置。
采用上述技术方案后，一方面，无论病人或压力传感器的位置如何，脑脊液的引流时，都能够同时实现实时自动颅内压（ICP）监测，校准和任何随后的重新校准（归零）能够在不移除球囊导管的情况下进行，从而有助于预防患者感染，安全性高，并且能够自动控制的充/排气系统，能够准确的注入/排出定量体积的气体，满足测量的准确性，触摸显示屏8能够显示数值以及波形图，一定周期的波形图可以对患者的病情做回顾以及预测，如果患者需要进行核磁共振（MRI）检查，不用将植入患者体内的球囊导管取出，因为本技术的电路和传感器部件在适配器电缆2端，在断开连接的情况下，球囊导管部分并不含金属或者电路，另一方面，此利用充气球囊导管自动监测颅内压的装置能够连接监护仪使用，也能够脱离监护仪独立使用，并且内部设置了电池12，能够在一定时间间隔内使用电池12供电，为在途病人提供颅内压监测。
优选的，所述导管连接器15用于连接球囊导管。
所述中空导管20的内径小于Ø0.020
此外，此利用充气球囊导管自动监测颅内压的装置通过内径不超过Ø0.020的中空导管20，提供球囊导管和注射泵总成4之间的气动连接，以便尽量减少中空导管20充气周期内填充或排出中空导管20所需的气体体积，避免影响监测的精度。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。