專利名稱：顱內(nèi)壓無創(chuàng)測量方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號測量分析技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種顱內(nèi)壓無創(chuàng)測量方法，同時還涉及一種測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
超聲波技術(shù)作為一種無損檢測手段，廣泛應(yīng)用于生命醫(yī)療，食品分析，質(zhì)量控制，材料科學(xué)領(lǐng)域和地球物理領(lǐng)域等。物體受力會發(fā)生形變，又因物體的質(zhì)量是一定的，所以物體的密度會發(fā)生相應(yīng)的改變。超聲波在物體內(nèi)傳播特性都與物體的材料、密度、硬度、溫度等參數(shù)都有關(guān)系，在只考慮物體密度的情況下，就可以得到物體受力與超聲波的波長與相位的關(guān)系，利用此理論就可以得到顱內(nèi)壓與超聲波波長的關(guān)系。由于其激勵和檢測均是在物體外部進行，因此超聲波檢測是一種無創(chuàng)檢測技術(shù)。本發(fā)明提出一種全新檢測顱內(nèi)壓的方法與裝置，具有廣闊的應(yīng)用前景。 超聲波傳感器和超聲波信號采集卡是顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測的核心裝置。超聲波傳感器是利用壓電效應(yīng)而做成的，其按波型可分為橫波傳感器和縱波傳感器，因為其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，所以超聲波傳感器的頻率從幾萬赫茲到幾兆赫茲不等，且其形狀也會根據(jù)需要而改變。信號采集卡可以直觀將超聲波波形及參數(shù)顯示到計算機上，其頻率一般是對應(yīng)傳感器頻率的20倍以上，這樣才能更精確的采集到信號。為了更好地利用計算機分析數(shù)據(jù)，信號采集卡又必須和計算機相兼容。這對信號采集卡的參數(shù)都有一定的要求。傳統(tǒng)的顱內(nèi)壓檢測都需要在頭顱上打孔，在臨床應(yīng)用中會給患者帶來一定的痛苦，且這樣既對頭顱有損傷又不能反復(fù)進行，其后期的頭顱傷口感染可以直接導(dǎo)致病人死亡，。因此目前的顱內(nèi)壓檢測急需一種無創(chuàng)且可以長時間反復(fù)進行的檢測方法與裝置。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的之一是提供一種顱內(nèi)壓無創(chuàng)測量方法，其傳感器無需深入到測量對象(頭顱)的內(nèi)部，其超聲波對人體是無害的，從而實現(xiàn)了測量對象(頭顱)得無損超聲波檢測；本發(fā)明的目的之二是提供一種用于顱內(nèi)壓無損測量系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
顱內(nèi)壓無創(chuàng)測量方法，包括以下步驟
步驟一采用至少兩個同規(guī)格的超聲波傳感器，將其分別設(shè)置于顱內(nèi)壓正常的頭顱的兩側(cè)太陽穴位置，然后設(shè)定好激勵的超聲波信號參數(shù)，發(fā)出在頭顱中傳播的激勵的超聲波信號，超聲波傳感器所采集的信號經(jīng)處理后傳入計算機，得到正常超聲波幅值與相位基準(zhǔn)信號;
步驟二 將超聲波傳感器分別設(shè)置于待測量頭顱的兩側(cè)太陽穴位置，采用與步驟一相同的激勵的超聲波信號參數(shù)，再次將超聲波傳感器所采集的信號經(jīng)過處理后傳入計算機，當(dāng)顱內(nèi)壓的改變時，在顱內(nèi)傳播的超聲波幅值與相位也會相應(yīng)地變化，通過差值解調(diào)方法得出超聲波幅值與相位的變化，就可以檢測出附加壓力的值，即顱內(nèi)壓；步驟一測得的結(jié)果作為基準(zhǔn)記錄在計算機中，在以后的顱內(nèi)壓測量中，只需要重復(fù)步驟二即可。進一步，所述步驟一至少重復(fù)三次，根據(jù)多次測量的結(jié)果，通過誤差分析技術(shù)，得到最終的正常超聲波幅值與相位基準(zhǔn)信號。本發(fā)明的目的之二是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
顱內(nèi)壓無創(chuàng)測量系統(tǒng)，包括
超聲波發(fā)生器，用于提供在頭顱中傳播的激勵的超聲波信號；
超聲波傳感器，數(shù)量至少為兩個，設(shè)置在待測量頭顱的兩側(cè)太陽穴，用于接收在頭顱中 傳播的超聲波信號；
信號采集卡，用于接收超聲波傳感器輸出的采集信號，并進行處理；
分析主機，用于對信號采集卡處理后的信號進行分析處理，根據(jù)正常超聲波幅值與相位信號，通過差值解調(diào)方法得出超聲波幅值與相位的變化，檢測出附加壓力的值，即顱內(nèi)壓。進一步，超聲波發(fā)生器與超聲波傳感器制成一體，即超聲波傳感器具有發(fā)射超聲波信號和接收超聲波信號的功能。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明提供一種應(yīng)顱內(nèi)壓無創(chuàng)測量方法與裝置，該裝置所激勵的超聲波可以在檢測對象(頭顱)的內(nèi)部傳播，其傳感器無需深入到測量對象(頭顱)的內(nèi)部，其超聲波對人體是無害的，從而實現(xiàn)了測量對象(頭顱)得無損超聲波檢測，克服現(xiàn)有檢測裝置不能對測量對象(頭顱)進行無創(chuàng)檢測的缺點。本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書來實現(xiàn)和獲得。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述，其中
圖I為本發(fā)明實施例提供的顱內(nèi)壓無創(chuàng)測量的裝置示意 圖2為本發(fā)明實施例提供的力作用于物體示意 圖3為本發(fā)明實施例提供的檢測對象(頭顱)受附加力為F情況下超聲波的傳播波形分布示意 圖4為本發(fā)明實施例提供的檢測對象(頭顱)受附加力(F+AF)作用下超聲波傳播波形分布示意圖。圖5為本發(fā)明實施例提供的利用COMSOL模擬檢測對象受附加力為F情況下超聲波的聲壓分布示意 圖6為本發(fā)明實施例提供的利用COMSOL模擬檢測對象受附加力為(F+AF)作用下超聲波傳播的聲壓分布圖示意圖。圖7為本發(fā)明實施例提供的實測檢測到超聲波的幅值與物體受力的關(guān)系圖。
圖8為本發(fā)明實施例提供的實測檢測到超聲波的位相與物體受力的關(guān)系圖。
具體實施例方式以下將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護范圍。圖I為本發(fā)明實施例提供的顱內(nèi)壓無創(chuàng)測量的裝置示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的力作用于物體示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的檢測對象(頭顱)受附加力為F情況下超聲波在傳播波形分布圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的檢測對象(頭顱)受附加力(F+AF)作用下超聲波傳播波形分布圖。圖5為本發(fā)明實施例提供的利用COMSOL模擬檢測對象受附加力為F情況下超聲波的聲壓分布示意圖；圖6為本發(fā)明實施例提供的利用COMSOL模擬檢測對象受附加力為(F+AF)作用下超聲波傳播的聲壓分布圖示意圖。 本發(fā)明提供的一種顱內(nèi)壓無創(chuàng)測量方法，具體實施包括以下步驟
步驟一采用兩個同規(guī)格的超聲波傳感器，將其分別設(shè)置于顱內(nèi)壓正常的頭顱的兩側(cè)太陽穴位置，然后設(shè)定好激勵的超聲波信號參數(shù)，發(fā)出在頭顱中傳播的激勵的超聲波信號，超聲波傳感器所采集的信號經(jīng)處理后傳入計算機，得到正常超聲波幅值與相位基準(zhǔn)信號；步驟二 將超聲波傳感器分別設(shè)置于待測量頭顱的兩側(cè)太陽穴位置，采用與步驟一相同的激勵的超聲波信號參數(shù)，再次將超聲波傳感器所采集的信號經(jīng)過處理后傳入計算機，當(dāng)顱內(nèi)壓的改變時，在顱內(nèi)傳播的超聲波幅值與相位也會相應(yīng)地變化，通過差值解調(diào)方法得出超聲波幅值與相位的變化，就可以檢測出附加壓力的值，即顱內(nèi)壓；
步驟一測得的結(jié)果作為基準(zhǔn)記錄在計算機中，在以后的顱內(nèi)壓測量中，只需要重復(fù)步驟二即可。本方法中，將傳感器放在對象(頭顱的太陽穴位置)，更有利于超聲波信號的傳播。將接收超聲波傳感器所檢測到的正常測量對象(頭顱)的內(nèi)壓記錄下來作為基準(zhǔn)，再將檢測到的異常測量對象(頭顱)的內(nèi)壓與其正常測量對象(頭顱)的內(nèi)壓進行差值解調(diào)對比得出差值超聲波信號，從而反映出測量對象(頭顱)的內(nèi)壓，將采集到的多組超聲波信號進行差值解調(diào)，就可以得出測量對象(頭顱)的某一內(nèi)壓值所對應(yīng)的唯一超聲波信號，反過來此超聲波信號也唯一反映此測量對象(頭顱)的內(nèi)壓值。根據(jù)上述方法的設(shè)計思想，本發(fā)明的顱內(nèi)壓無創(chuàng)測量系統(tǒng)，包括
(1)超聲波發(fā)生器，用于提供在頭顱中傳播的激勵的超聲波信號；
(2)超聲波傳感器，數(shù)量至少為兩個，設(shè)置在待測量頭顱的兩側(cè)太陽穴，用于接收在頭顱中傳播的超聲波信號；
(3)信號采集卡，用于接收超聲波傳感器輸出的采集信號，并進行處理；
(4)分析主機，用于對信號采集卡處理后的信號進行分析處理，根據(jù)正常超聲波幅值與相位信號，通過差值解調(diào)方法得出超聲波幅值與相位的變化，檢測出附加壓力的值，即顱內(nèi)壓。本實施例中，超聲波發(fā)生器與超聲波傳感器制成一體，即超聲波傳感器具有發(fā)射超聲波信號和接收超聲波信號的功能。本發(fā)明具體實施方式
是在超聲波傳播理論基礎(chǔ)上而搭建起來的裝置，其理論為測量對象(頭顱)受附加力時物體會發(fā)生形變，從而改變物體的密度，那么超聲波傳播特性也會相應(yīng)地改變，利用差值解調(diào)法可以得到附加力(即顱內(nèi)壓)，其裝置是由兩個同型號的超聲波傳感器(即可接收又可發(fā)射)和信號采集卡為主體而構(gòu)成的，其傳感器分別在測量對象(頭顱)相對的兩側(cè)，其激勵的超聲波信號參數(shù)將其固定不變，其附加壓力在測量對象(頭顱)的正上方。信號采集卡的頻率一般是對應(yīng)傳感器頻率的20倍以上，這樣才能更精確的采集到信號。為了更好地利用計算機分析數(shù)據(jù)，信號采集卡必須和計算機相兼容。圖I為本發(fā)明實施例所提供顱內(nèi)壓無創(chuàng)測量的裝置示意圖，其解調(diào)方法為為本發(fā)明實施例所提的差值解調(diào)方法，其檢測裝置在物體外部固定即可。圖2為物體受力與超聲波傳播特性關(guān)系的示意圖，利用差值解調(diào)方法檢測出測量對象(頭顱)所受的附加力，原理詳細描述如下
圖2中,平面諧波的波函數(shù)
權(quán)利要求
1.顱內(nèi)壓無創(chuàng)測量方法，其特征在于所述方法包括以下步驟 步驟一采用至少兩個同規(guī)格的超聲波傳感器，將其分別設(shè)置于顱內(nèi)壓正常的頭顱的兩側(cè)太陽穴位置，然后設(shè)定好激勵的超聲波信號參數(shù)，發(fā)出在頭顱中傳播的激勵的超聲波信號，超聲波傳感器所采集的信號經(jīng)處理后傳入計算機，得到正常超聲波幅值與相位基準(zhǔn)信號; 步驟二 將超聲波傳感器分別設(shè)置于待測量頭顱的兩側(cè)太陽穴位置，采用與步驟一相同的激勵的超聲波信號參數(shù)，再次將超聲波傳感器所采集的信號經(jīng)過處理后傳入計算機，當(dāng)顱內(nèi)壓的改變時，在顱內(nèi)傳播的超聲波幅值與相位也會相應(yīng)地變化，通過差值解調(diào)方法得出超聲波幅值與相位的變化，就可以檢測出附加壓力的值，即顱內(nèi)壓； 步驟一測得的結(jié)果作為基準(zhǔn)記錄在計算機中，在以后的顱內(nèi)壓測量中，只需要重復(fù)步驟二即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顱內(nèi)壓無創(chuàng)測量方法，其特征在于所述步驟一至少重復(fù)三次，根據(jù)多次測量的結(jié)果，通過誤差分析技術(shù)，得到最終的正常超聲波幅值與相位基準(zhǔn)信號。
3.顱內(nèi)壓無創(chuàng)測量系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括 超聲波發(fā)生器，用于提供在頭顱中傳播的激勵的超聲波信號； 超聲波傳感器，數(shù)量至少為兩個，設(shè)置在待測量頭顱的兩側(cè)太陽穴，用于接收在頭顱中傳播的超聲波信號； 信號采集卡，用于接收超聲波傳感器輸出的采集信號，并進行處理； 分析主機，用于對信號采集卡處理后的信號進行分析處理，根據(jù)正常超聲波幅值與相位信號，通過差值解調(diào)方法得出超聲波幅值與相位的變化，檢測出附加壓力的值，即顱內(nèi)壓。
4.如權(quán)利要求3所述的顱內(nèi)壓無創(chuàng)測量系統(tǒng)，其特征在于所述超聲波發(fā)生器與超聲波傳感器制成一體，即超聲波傳感器具有發(fā)射超聲波信號和接收超聲波信號的功能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種顱內(nèi)壓無創(chuàng)測量方法，包括以下步驟步驟一采用至少兩個同規(guī)格的超聲波傳感器，得到正常超聲波幅值與相位基準(zhǔn)信號；步驟二將超聲波傳感器分別設(shè)置于待測量頭顱的兩側(cè)太陽穴位置，采用與步驟一相同的激勵的超聲波信號參數(shù)，再次將超聲波傳感器所采集的信號經(jīng)過處理后傳入計算機，通過差值解調(diào)方法就可以檢測出附加壓力的值，即顱內(nèi)壓；另外，本發(fā)明還公開了一種用于顱內(nèi)壓無創(chuàng)測量的系統(tǒng)，采用本發(fā)明，傳感器無需深入到測量對象(頭顱)的內(nèi)部，其超聲波對人體是無害的，從而實現(xiàn)了測量對象(頭顱)得無損超聲波檢測，克服現(xiàn)有檢測裝置不能對測量對象(頭顱)進行無創(chuàng)檢測的缺點。
文檔編號A61B8/00GK102670252SQ20121017600
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者何為, 吳軍, 朱瀲 申請人:重慶朗普科技有限公司