[发明专利]一种用于人体微创型压力与温度在体实时监测集成系统

说明书

本发明涉及生物医疗技术领域，特指一种用于人体颅内、肾脏、心血管、骨髓、膀胱等器官和部位压力与温度微创型在体实时监测系统，包括柔性光纤F‑P压力与温度复合传感探针、集成解调模块(包括光源、传感信号解调单元、耦合器)、传输光纤、数据采集单元、无线传输模块与计算机等。通过传输光纤将光源导入人体待测部位的光纤F‑P复合传感探针中，同时将传感探针探测到的F‑P复合腔干涉信号光传输回解调单元，通过对该干涉信号光进行解调获得待测压力和温度。本发明系统可有效实现人体内器官和局部压力与温度的同时在线监测，以便对病人进行有针对性的治疗和处理，传感探针尺寸小、创伤小、生物相容性好，系统测量精度高，易于与移动物联网技术融合。

技术领域

本发明涉及生物医疗技术领域，特指一种用于人体微创型压力与温度在体实时监测集成系统。

背景技术

光纤传感器作为一种新型的传感器件，具有传统传感器无法比拟的优势，如：测量精度高、测量动态范围大、响应速度快、不受电磁干扰、防爆防燃、防腐蚀、易于远距离测量和复用、尺寸小、结构简单、机械强度高等。早期的光纤主要应用于通讯领域，后随着光纤传感技术的发展，光纤光栅传感器、光纤陀螺传感器、光纤法布里-珀罗传感器等逐渐在化工、桥梁、航空、军事等得到广泛的应用，而由特殊材料制成的光纤传感器也在生物医学传感中得到应用，如光纤测氧计、光纤血流计、光纤体温计等。

在临床医学治疗和微创手术过程中，对体内心血管、颅内、脊柱、骨髓、膀胱、肾脏等器官和部位的压力和温度测量具有十分重要的意义。例如颅内压是神经外科临床和科研的重要观测指标。颅腔容纳着脑组织、脑脊液和血液三种内容物，使颅内保持一定的压力，称为颅内压(intracranial pressure,ICP)。颅内压增高(increased intracranialpressure)是神经外科常见临床病理综合征，是颅脑损伤、脑肿瘤、脑出血、脑积水和颅内炎症等所共有征象，颅内压增高会引发脑疝危象，可使病人因呼吸循环衰竭而死亡，因此对颅内压增高及时诊断和正确处理，十分重要；心包穿刺具有穿刺失败和穿孔的高风险。如果可以为心脏病专家提供心包压力频率信号，这样可以更安全地行心包穿刺，并为某些心脏病患者提供重要的治疗方法；肾结石激光微创治疗过程中，由于激光对结石部位进行碎石时会产生较高温度，需要用冷却水进行冲洗冷却，而水压过高又会导致损坏肾脏，因此对激光碎石过程中压力和温度的同时监测可确保相应脏器无损伤。

目前，生物微压传感器已有相关的研究和应用，如公开号为CN103040456A，公开日为2013年04月17日，公开了一种半桥芯片植入式颅压传感器，采用电类敏感芯片，实现颅压监测，但存在以下问题：1)需要将芯片植入颅内，难以实现微创监测；2)所用芯片为电类芯片，若发生漏电等问题会损坏脑内神经单元，导致医疗事故。加拿大FISO公司提出了各类用于人体压力监测的全光纤型F-P压力传感器，可以避免电类芯片带来的问题，但其制作工艺难度较大，同时只能实现人体内压力单值监测，无法测量同时实现温度监测。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种用于人体微创型压力与温度在体实时监测集成系统，实现人体体内心血管、颅内、脊柱、骨髓、膀胱、肾脏等器官和部位压力与温度的同时在线监测，使医护人员及时了解情况，以便对病人进行及时的治疗和处理，其具有测量准确，传感探针结构简单、尺寸小、创伤小、相容性好，同时采用全光型探测不会损害神经单元。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于人体微创型压力与温度在体实时监测集成系统，包括计算机、无线传输模块、数据采集单元、集成解调模块、传输光纤与柔性光纤F-P压力与温度复合传感探针，柔性光纤F-P压力与温度复合传感探针通过传输光纤与集成解调模块对应连接，集成解调模块通过通讯接口与数据采集单元对应连接，数据采集单元与无线传输模块对应连接，无线传输模块与计算机对应设置。

进一步而言，系统通过传输光纤将光源导入人体待测部位的柔性光纤F-P复合传感探针中，同时将传感探针探测到的F-P复合腔干涉信号光传输回解调单元，通过对该干涉信号光进行解调获得待测压力和温度。