Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ НЕИНВАЗИВНОГО ЛЕЧЕНИЯ И МОНИТОРИНГА ВНУТРИЧЕРЕПНОГО ДАВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ОБЪЕМА ЧЕРЕПА

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет по бразильской заявке №1020170238792, поданной 6 ноября 2017 г. Раскрытие вышеупомянутой заявки в полном объеме включено в настоящую заявку посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее изобретение описывает способ и систему для неинвазивного лечения и мониторинга изменения объема черепа и устройство для измерения изменения объема черепа. В частности, изобретение содержит обнаружение изменения объема черепа в аналоговом сигнале, обработку данного сигнала и передачу данного сигнала в другое электронное устройство или в облачный сервер. Настоящее изобретение относится к области медицины, биомедицины, неврологии, измерению физической величины и электротехнике.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Большая часть человеческих органов показывает внешнее давление перфузии крови, близкое к атмосферному давлению или ниже. Однако, в центральной нервной системе, которая включает в себя головной мозг и спиной мозг, внешнее давление отличается потому, что она защищена внутричерепной полостью и позвоночным каналом. Такое давлением называется внутричерепным давлением.

[0004] Внутричерепное давление (ВЧД) является одним из важнейших физиологических параметров животных и людей, и его морфология очень важна. Однако, обычные способы определения, мониторинга и лечения внутричерепного давления пользователя являются, в основном, инвазивными способами, тогда как современный уровень техники требует неинвазивных систем, что расширяет область исследований, имеющую отношение к важному неврологическому параметру, который изучается недостаточно вследствие инвазивного способа мониторинга внутричерепного давления.

[0005] Например, общеизвестно, что вариабельность сердечной деятельности и другие сложные параметры могут определять будущее клиническое состояние пациента и наступление фатальных исходов. Для пациентов с неврологическими рисками, анализ соответствия между внутричерепным давлением и артериальным давлением дает информацию о церебральном гомеостазе, которая является решающим обстоятельством в процессе принятия решений относительно выбора наилучшего лечения, подлежащего применению. Однако, на практике, анализ редко используют для получения релевантной информации для больничного персонала.

[0006] В настоящее время, мониторинг физиологических параметров пациентов в палатах интенсивной терапии дает очень большое количество данных для процесса принятия решений, которые, обычно, недостаточно используются больничным персоналом. Инструментальные средства, применяемые в настоящее время, например, протоколы тревожной сигнализации многопараметрических мониторов, которые запускаются, когда физиологические параметры отклоняются от стандартной картины, очевидным образом дезорганизуют работу больше, чем помогают: менее 10% выдаваемых тревожных сигналов в палатах интенсивной терапии являются клинически значимыми. По оценкам, 28% постановок диагноза в палатах интенсивной терапии в США являются ошибочными, 8% из этих ошибок являются фатальными. В педиатрических палатах интенсивной терапии, 19,6% постановок диагноза являются ошибочными, 4,5% приводят к фатальным ошибкам. Следовательно, более 40 тысяч человек умирают ежегодно в палатах интенсивной терапии в США вследствие ошибок постановки диагноза.

[0007] Для оптимизации протоколов лечения, повышения качества жизни пациентов и сокращения ошибок постановки диагноза и больничных расходов необходимо обеспечить более совершенные диагностические инструментальные средства для медицинских специалистов, чтобы доставлять релевантную информацию о критическом состоянии пациента и способствовать процессу принятия решений. Обычные способы мониторинга внутричерепного давления включают в себя проникновение в череп и введение катетера для измерения ВЧД. Данная процедура является инвазивной и включает в себя риски осложнения отека мозга, повреждения паренхимы, внутримозгового кровоизлияния и внутричерепного инфицирования, причем последнее случается наиболее часто. С учетом всех упомянутых недостатков, существует очень серьезная потребность в мониторинге внутричерепного давления неинвазивным способом, который исключал бы осложнения, создаваемые проникновением в череп, так как данный способ раскрывает новые области исследований, относящиеся к упомянутому важному физиологическому параметру, которые почти не разрабатывались из-за инвазивного способа мониторинга. Кроме того, с развитием неинвазивных способов мониторинга, практическая ценность инвазивного способа возрастет вследствие необходимости подтверждения мониторинга абсолютного внутричерепного давления.

[0008] Современное состояние техники дополнительно нуждается в системе для беспроводного мониторинга внутричерепного давления, чтобы способствовать работоспособности системы в разных обстоятельствах.

[0009] Поиск по научной и патентной литературе выделил документы, релевантные в отношении настоящего изобретения, которые описаны ниже:

[0010] Документ WO 2013041973 A2 представляет систему для измерения и мониторинга внутричерепного давления неинвазивным способом, при этом система соединена кабелями для мониторинга внутричерепного давления, что затрудняет приспособление системы к множеству ситуаций, и транспортировка системы может навредить системе.

[0011] Документ CN 106618490 A представляет минимально инвазивную систему для определения температуры и внутричерепного давления пациента с использованием отличающегося способа обработки данных и передачи сигналов беспроводным способом. Минимально инвазивную систему по-прежнему необходимо вводить внутрь организма пациента, что делает ее слишком опасной в некоторых ситуациях или при использовании каждый раз, когда пациент нуждается в этом. Кроме того, система по CN 106618490 A производит большой объем нерелевантных данных, передаваемых в приемник, таким способом, что минимально инвазивная система нуждается в подходящем оборудовании, способном поддерживать большой объем трафика передаваемой информации. Вследствие этого пользователю практически невозможно обращаться с системой.

[0012] Документ CN 202458347 U представляет систему для мониторинга внутричерепного давления косвенным способом, при этом документ представляет способ для определения множества физиологических параметров, и обработка множества этих параметров представляет внутричерепное давление пациента. Упомянутая система нуждается в определении множества параметров и не определяет внутричерепное давление непосредственно, поскольку заявитель подчеркивает, что система предназначена для измерения артериального давления, электрокардиограммы, электроэнцефалограммы, биоимпеданса и насыщения кислородом пациента и, после этого, вывода заключения о внутричерепном давлении пациента.

[0013] Документ CN 106361320 A представляет минимально инвазивную систему для мониторинга внутричерепного давления, при этом датчик располагается непосредственно на черепе пациента, нуждаясь в разрезе на голове пациента, что делает систему по данному документу практически непригодной для использования в каждом случае, когда необходимо проконтролировать внутричерепное давление пациента. Данное решение обеспечивает инвазивную процедуру для сбора информации, относящейся к состоянию здоровья пациента.

[0014] Как можно заключить из литературы, не существует документов, предлагающих или планирующих идеи настоящего изобретения, так что решение, предлагаемое в настоящей заявке, характеризуется новизной и изобретательским уровнем по сравнению с современным уровнем техники.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0015] Настоящее изобретение решает технические проблемы современного состояния техники посредством обеспечения системы и способа для неинвазивного лечения и мониторинга внутричерепного давления и устройство для измерения изменения объема черепа. В частности, настоящее изобретение содержит детектирование и прием аналогового сигнала изменения объема черепа пользователя, обработку этого сигнала и передачу обработанного сигнала в предварительно настроенный приемник беспроводным способом. Предлагаемое решение допускает неинвазивное определение деформации черепа пользователя и высокоточный мониторинг внутричерепного давления.

[0016] В одном аспекте, настоящее изобретение предлагает способ для неинвазивного лечения и мониторинга внутричерепного давления, при этом способ включает следующие этапы:

a. детектирование аналоговых сигналов от пользователя посредством детектирующего устройства;

b. прием детектированных аналоговых сигналов приемником, причем каждый из сигналов зависит от внутричерепного давления пользователем;

c. обработка процессором детектированных аналоговых сигналов, с формированием обработанных сигналов; и

d. передача обработанных сигналов посредством передатчика в предварительно настроенный приемник, причем передатчик и предварительно настроенный приемник имеют беспроводную связь.

[0017] Во втором аспекте, настоящее изобретение предлагает систему для неинвазивного лечения и мониторинга внутричерепного давления, при этом система содержит:

a. детектирующее устройство для детектирования аналоговых сигналов изменения объема черепа;

b. приемник, имеющий связь с детектирующим устройством и принимающий аналоговые сигналы, связанные с внутричерепным давлением пользователя;

c. процессор, содержащий, по меньшей мере, инструментальное средство для обработки сигналов, связанных с внутричерепным давлением пользователя, причем процессор имеет связь с приемником; и

d. передатчик, причем передатчик имеет связь с процессором и содержит модуль для беспроводной передачи обработанных сигналов.

[0018] В третьем аспекте, настоящее изобретение предлагает устройство для измерения изменения объема черепа, содержащее:

a. измерительный преобразователь (8) изменения, содержащий детектор изменения, снабженный первым концом, выполненным с возможностью восприятия отклонения, зависящегося от изменения объема черепа, при этом измерительный преобразователь (8) изменения преобразует детектированное изменение в электрический сигнал; и

b. корпус, причем измерительный преобразователь (8) изменения располагается внутри корпуса.

[0019] Приведенные и другие аспекты изобретения будут немедленно оценены специалистом в данной области техники и компаниями, имеющими интерес в сегменте данной продукции, и будут достаточно подробно изложены в последующем описании.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0020] Примеры, приведенные в настоящей заявке, предназначены только для иллюстрации некоторых способов осуществления настоящего изобретения, но без ограничения его объема. На чертежах:

[0021] Фиг. 1 - блок-схема последовательности операций способа согласно варианту осуществления настоящего изобретения для неинвазивного лечения и мониторинга изменения объема черепа, при этом детектированный аналоговый сигнал обрабатывается, чтобы представлять сигналы изменения объема черепа в таких единицах измерения, как вольты.

[0022] Фиг. 2 - блок-схема последовательности операций способа согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения для неинвазивного лечения и мониторинга изменения объема черепа, при этом детектированный аналоговый сигнал дополнительно обрабатывается, чтобы представлять сигналы изменения объема черепа в таких единицах измерения, как микрометры.

[0023] Фиг. 3 - блок-схема последовательности операций способа согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения для неинвазивного лечения и мониторинга изменения объема черепа, при этом множество детектированных аналоговых сигналов обрабатывается, чтобы представлять сигналы изменения объема черепа в таких единицах измерения, как микрометры, и подавлять шумы окружающей среды в аналоговом сигнале, зависящем от ВЧД пользователя.

[0024] Фиг. 4 - схематическое представление одного из вариантов осуществления системы, с представлением работы системы.

[0025] Фиг. 5-7 - покомпонентный вид в перспективе варианта осуществления настоящего изобретения для неинвазивного детектирования и мониторинга изменения объема черепа, где фиг. 7 представляет примерный вид, приведенный на фиг. 5, для более понятного описания варианта осуществления.

[0026] Фиг. 8 - вариант осуществления устройства для измерения изменения объема черепа.

[0027] Фиг. 9-12 - виды варианта осуществления системы для неинвазивного лечения и мониторинга изменения объема черепа.

[0028] Фиг. 13-17 - виды варианта осуществления системы для неинвазивного лечения и мониторинга изменения объема черепа, расположенной в обхват головы пользователя.

[0029] Фиг. 18-20 - виды другого варианта осуществления системы для неинвазивного лечения и мониторинга изменения объема черепа, расположенной в обхват головы пользователя.

[0030] Фиг. 21 - циркуляция цереброспинальной жидкости в центральной нервной системе.

[0031] Фиг. 22 - график кривой Лэндфитта, где ось Y представляет внутричерепное давление, и ось X представляет внутричерепной объем.

[0032] Фиг. 23 - график изменения внутричерепного давления во времени, где верхняя кривая представляет удовлетворительный гомеостаз, и нижняя кривая представляет неудовлетворительный гомеостаз.

[0033] Фиг. 24 - график кривой A Лундберга, плато, на котором показано изменение внутричерепного давления во времени.

[0034] Фиг. 25 - график кривой B Лундберга, импульсы, на котором показано изменение внутричерепного давления во времени.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0035] Внутричерепное давление обычно имеет значение ниже 10-15 мм рт. ст.у взрослых, и внутричерепное содержимое защищено черепом, являющимся жесткой структурой с внутренним объемом 1400-1700 мл. В нормальных условиях, внутричерепное содержимое содержит по объему: мозговую паренхиму от 80% до 85%, цереброспинальную жидкость от 5% до 10%, кровь от 8% до 12%.

[0036] Цереброспинальная жидкость является бесцветной жидкостью на водной основе, с небольшими количествами белка, калия, глюкозы и хлорида натрия, которая занимает субарахноидальное пространство и полости желудочков, при этом цереброспинальная жидкость выполняет, в основном, функцию защиты центральной нервной системы и распределения давления по принципу Паскаля, и одинаково распределена по всем точка черепа, указанным на фиг. 21, где стрелки показывают направление, в котором протекает жидкость. Таким образом, цереброспинальная жидкость действует как амортизирующая система центральной нервной системы, поскольку центральная нервная система погружена в жидкость, что снижает риск травматизма головного мозга, возникающий при непосредственном контакте с черепом. Если мозговая паренхима или кровеносные сосуды увеличиваются в объеме, то жидкость отводится, и внутричерепное давление снижается до некоторого предела, чтобы регулировать объем в черепе.

[0037] С неврологической точки зрения, одним из наиболее важных аспектов для внутричерепной полости является то, что полость полностью замкнута, что не допускает значительного изменения объема, однако, изменение достаточно для обнаружения с использованием способа, системы и устройства, предлагаемых настоящим изобретением. Увеличение объема любой составляющей передается на другие составляющие, приводя к повышению внутричерепного давления, как показано на фиг. 22, где ось X представляет объем, и ось Y представляет ВЧД. Опухоли, гематомы и другие внутричерепные объемно-расширительные процессы сжимают не только пораженные зоны, но и все структуры во внутричерепной полости.

[0038] Нормальная кривая ВЧД представлена на фиг. 23, она представляет собой видоизмененный артериальный пульс и состоит из 3 характерных пиков. Пик P1 называется первой основной сфигмографической волной и вызывается артериальным давлением, передаваемым из хориоидного сплетения. Пик P2 называется второй дополнительной сфигмографической волной, которая изменяется в зависимости от церебрального гомеостаза, и является отзвуком P1. Пик P3 называется дикротической волной и предшествует закрытию аортального клапана.

[0039] Если мониторинг внутричерепного давления регистрируют по времени, то могут ясно различаться некоторые волновые кривые. Волны Лундберга можно разделить на 3 типа. Как видно на фиг. 24, кривые A, плато, всегда представляют патологические повышения внутричерепного давления в пределах диапазона 100 мм рт. ст.в течение 2-20 минут, с резким падением до исходного уровня, возможно, отражающим расширение сосудов головного мозга, и интерпретируются как угрожающие сигналы декомпенсации внутричерепного давления. Как видно на фиг. 25, кривая B, импульсы, появляются 0,5-2 раз в минуту, с амплитудой до 50 мм рт. ст., отражая влияние дыхательного цикла на внутричерепное давление. Данные сигналы наблюдаются у нормальных индивидов, но указывают на внутричерепную патологию, когда амплитуда превышает 10 мм рт. ст.Кривые A и B являются сигналами тревоги возможного нарушения гомеостаза. Кривая C возникает 4-8 раз в минуту и относится к кривым артериального давления Трауба-Геринга-Майера.

[0040] Мониторинг внутричерепного давления может измерять давление и предоставлять важную информацию о внутричерепной динамике и гомеостазе мозга посредством анализа формы его колебания. Анализ внутричерепного давления предоставляет информацию, которая идентифицирует пользователей с низким потенциалом адаптивности (низкими показателями гомеостаза), которые чувствительны к повышению внутричерепного давления и повышению церебрального перфузионного давления.

[0041] Таким образом, в одном аспекте, настоящее изобретение предлагает способ неинвазивного лечения и мониторинга внутричерепного давления, при этом способ содержит следующие этапы:

a. детектирование аналоговых сигналов от пользователя посредством детектирующего устройства;

b. прием детектированных аналоговых сигналов приемником, причем каждый из сигналов зависит от внутричерепного давления пользователем;

c. обработка процессором детектированных аналоговых сигналов с формированием обработанных сигналов; и

d. передача обработанных сигналов посредством передатчика в предварительно настроенный приемник, причем передатчик и предварительно настроенный приемник имеют беспроводную связь.

[0042] Термин пользователь в настоящем изобретении относится к человеку или животному, на котором система способна детектировать изменение объема черепа.

[0043] Этап детектирования аналоговых сигналов от пользователя содержит детектирование изменения объема черепа и/или деформации черепа, при этом его изменение вызывает отклонение штифта, и упомянутое отклонение бывает положительным или отрицательным, причем, поскольку измерительный преобразователь (8) изменения соединен со штифтом, штифт деформирует измерительный преобразователь (8) изменения, и измерительный преобразователь (8) изменения формирует дифференциальный сигнал напряжения, связанный с внутричерепным давлением пользователя. Данный дифференциальный сигнал напряжения принимается приемником, и начинается обработка сигнала.

[0044] В варианте осуществления, детектированные сигналы из измерительный преобразователя (8) изменения направляются в приемник, который осуществляется передачу в процессор.

[0045] Этап приема детектированного аналогового сигнала приемником содержит возможность воспринимать любой аналоговый сигнал, посылаемый детектирующим устройством, без ограничения, любым способом, выполняемым детектирующим устройством. На данном этапе, детектированные аналоговые сигналы проходят через электронную схему, которая может формировать информацию в электронном виде, допускающую считывание процессором. В варианте осуществления, принимаемый аналоговый сигнал детектируется датчиком давления, механическим датчиком, индуктивным датчиком, жидкокристаллическим датчиком, лазерным датчиком, тензодатчиком, оптическим датчиком или их сочетанием.

[0046] В другом варианте осуществления, приемник содержит возможность приема множества аналоговых сигналов, при этом приемник может принимать сигналы посредством последовательной связи или параллельной связи. В варианте осуществления, множество аналоговых сигналов может быть, без ограничения, сигналами, относящимися к температуре, давлению окружающей среды, влажности, ориентации, угловой скорости, ускорения, магнитному полю и геолокации.

[0047] Этап обработки, выполняемый процессором, ограничивает тип процессора и инструментальные средства, которые требуются на этапе обработки. Процессор содержит, по меньшей мере, одно инструментальное средство для обработки упомянутых аналоговых сигналов, при этом инструментальные средства описаны ниже.

[0048] Инструментальное средство для преобразования детектированных аналоговых сигналов в цифровые сигналы, связанные с внутричерепным давлением пользователя, без потери эффективности мониторинга внутричерепного давления. В варианте осуществления, данное инструментальное средство является аналого-цифровым преобразователем.

[0049] В варианте осуществления, процессор использует одно из его инструментальных средств для обработки сигналов, связанных с внутричерепным давлением пользователя, чтобы преобразовать детектированные сигналы в цифровые сигналы, и усиливает данные сигналы с использованием других инструментальных средств, чтобы получить обработанный сигнал для беспроводной передачи передатчиком подобно тому, как на фиг. 1 показано преобразование перед этапом дополнительной другими инструментальными средствами.

[0050] Инструментальное средство для фильтрации цифровых сигналов для передачи передатчиком, при этом упомянутая фильтрация выполняется программно-аппаратным обеспечением, чтобы фильтровать наиболее релевантную информацию из цифровых сигналов. В варианте осуществления, данное инструментальное средство является фильтром, при этом фильтр выполняет фильтрацию цифровых сигналов для передачи передатчиком.

[0051] В варианте осуществления, фильтрация выполняет сортировку на основании событий по протоколу инструментального средства, основанному на событиях, при этом программно-аппаратное обеспечение идентифицирует изменение наиболее релевантной информации цифровых сигналов и передает обработанные сигналы.

[0052] В одном примерном варианте осуществления, аналоговые сигналы из детектирующего устройства преобразуются в цифровые сигналы посредством аналого-цифрового преобразователя, например, с 32-разрядным разрешением. После того как детектирующее устройство правильно размещено на пациенте, изменения данных измерений ожидаются только в поднаборе битов (например, 12 младших значащих битов). Для улучшения беспроводной связи, программно-аппаратное обеспечение предназначено для передачи наиболее релевантной информации (т.е. поднабора младших значащих бит), с отфильтровыванием менее релевантной информации (например, остающихся более значащих битов).

[0053] Во время первоначальной настройки устройства, программно-аппаратное обеспечение анализирует весь цифровой сигнал, чтобы идентифицировать инициирующие события. Обнаружение правильного размещения детектирующего устройства на пациенте является одним примерным событием. Во время первоначальной настройки устройства, детектирующее устройство перемещают, и цифровые сигналы будут претерпевать значительные амплитудные изменения; а после того, как детектирующее устройство правильно размещено на пациенте, цифровой сигнал будут претерпевать значительно меньшие амплитудные изменения, особенно, в старших значащих битах цифровых сигналов. Посредством сравнения старших значащих битов цифровых сигналов с предварительно заданным порогом, программно-аппаратное обеспечение может идентифицировать, когда детектирующее устройство правильно размещено на пациенте. То есть, детектирующее устройство считается правильно размещенным на пациенте, когда изменения амплитуды старших значащих битов становятся меньше, чем предварительно заданный порог. Дополнительно или в качестве альтернативы, детектирующее устройство может использовать входной сигнал из встроенного датчика движения (например, акселерометра), чтобы определять, когда детектирующее устройство правильно размещено на пациенте.

[0054] После обнаружения правильного размещения детектирующего устройства на пациенте, программно-аппаратное обеспечение может сначала передать весь измеренный сигнал (т.е. все 32 бита) в приемник и впоследствии передавать только поднабор битов (т.е. 12 младших значащих битов) в приемник до обнаружения другого инициирующего события (например, снятия детектирующего устройства). Приемник в свою очередь может восстанавливать полную шкалу данных, без потери информации. Таким образом, передается меньше данных, и улучшается беспроводная связь между передатчиком и приемником. В настоящем раскрытии предполагаются другие типы сортировки и фильтрации данных измерения.

[0055] В другом варианте осуществления, фильтрация выполняет динамическую сортировку по динамическому протоколу инструментального средства, при этом программно-аппаратное обеспечение отсортировывает наиболее релевантную информацию и наименее релевантную информацию из цифровых сигналов и передает обработанные сигналы. В другом варианте осуществления, фильтрация выполняет комбинированный протокол инструментального средства, при этом комбинированный протокол содержит, по меньшей мере, сочетание ранее упомянутых протоколов.

[0056] Инструментальное средство для преобразования цифровых сигналов в цифровые сигналы изменения объема, при этом единицами измерения обработанных сигналов являются метр или его модификации, например, микрометры, сантиметры, нанометры и т.д. В варианте осуществления, инструментальное средство является преобразователем, при этом преобразователь преобразует цифровые сигналы в цифровые сигналы изменения объема в микрометровом диапазоне.

[0057] В варианте осуществления, детектированные аналоговые сигналы преобразуются в цифровые сигналы, а затем преобразуются инструментальным средством преобразования цифровых сигналов в цифровые сигналы изменения объема, при этом обработанные сигналы содержат, по меньшей мере, результат измерения, описывающий смещение в результате изменения объема черепа, как показано на фиг. 2.

[0058] Инструментальное средство для модуляции цифровых сигналов, цифровых сигналов изменения объема или аналоговых сигналов для передачи передатчиком. В варианте осуществления имеются разные инструментальные средства модуляции для каждого из разнотипных сигналов. В другом варианте осуществления, данное инструментальное средство является блоком модуляции, при этом блок модуляции модулирует, по меньшей мере, один из разнотипных сигналов.

[0059] В дополнительном варианте осуществления, процессор модулирует упомянутые цифровые сигналы для передачи передатчиком, при этом в модулированных сигналах содержатся обработанные сигналы, которые должны приниматься предварительно настроенным приемником.

[0060] В другом варианте осуществления, процессор модулирует принятые аналоговые сигналы для передачи передатчиком, при этом в модулированных сигналах содержатся обработанные сигналы, которые должны приниматься предварительно настроенным приемником.

[0061] Модуляция цифрового сигнала содержит, по меньшей мере, модификацию поступающего цифрового сигнала для передачи цифрового сигнала, чтобы делать возможной беспроводную связь передатчика с каналом связи, например, приемником, предварительно настроенным приемником, сетью, содержащей полосовой фильтр, и т.п.

[0062] Модуляция аналогового сигнала состоит из, по меньшей мере, модификации поступающего аналогового сигнала для передачи аналогового сигнала с отличающейся частотой, фазой, амплитудой, квадратурой или углом, чтобы делать возможной беспроводную связь передатчика с каналом связи.

[0063] Инструментальное средство для корректирующего сигнала, при этом процессор детектирует сигналы, представляемые, по меньшей мере, одним датчиком коррекции. В варианте осуществления, после детектирования сигналов, представляемых, по меньшей мере, одним датчиком коррекции, процессор обрабатывает корректирующий сигнал и регулирует цифровые сигналы, исходящие из детектирующего устройства, для формирования скорректированного цифрового сигнала, связанного с внутричерепным давлением пользователя, как показано на фиг. 3. В варианте осуществления, данное инструментальное средство является блок коррекции для детектирования корректирующего сигнала.

[0064] Датчик коррекции является любым устройством, способным детектировать сигналы, которые связаны с физиологическими параметрами пользователя, при этом сигналы могут создавать помехи измерению внутричерепного давления, или детектировать сигналы, которые связаны с функционированием детектирующего устройства. В варианте осуществления, датчик коррекции является датчиком внешних условий, при этом датчик внешних условий содержит, по меньшей мере, датчик температуры или барометр, или гигрометр.

[0065] В другом варианте осуществления, датчик коррекции является датчиком движения, при этом датчик движения содержит, по меньшей мере, гироскоп или акселерометр, или магнетометр. В другом варианте осуществления, датчик коррекции является глобальной системой местоопределения для геолокации. В другом варианте осуществления, датчик коррекции является, по меньшей мере, датчиком движения, датчиком внешних условий, глобальной системой местоопределения или их сочетанием.

[0066] В варианте осуществления, сигналы, детектируемые, по меньшей мере, одним датчиком коррекции, при обработке инструментальным средством для корректирующего сигнала, устраняют шумы и помехи сигнала, детектируемого детектирующим устройством, например, когда пользователь изменяет исходное положение, в котором начался мониторинг, при инструментальное средство для корректирующего сигнала использует сигналы, детектируемые, по меньшей мере, одним датчиком коррекции, чтобы устранять шумы и помеха, которые может вызвать упомянутое изменение.

[0067] На этапе передачи обработанных сигналов передатчиком в предварительно настроенный приемник, обработанный сигнал пересылается из передатчика в предварительно настроенный приемник при посредстве сигналов, содержащих информацию относительно внутричерепного давления пользователя. В варианте осуществления, беспроводная связь между передатчиком и предварительно настроенным приемником является беспроводной связью ближнего радиуса действия. В другом варианте осуществления, беспроводная связь между передатчиком и предварительно настроенным приемником является радиочастотным определением. В другом варианте осуществления, передатчик связывается с предварительно настроенным приемником по протоколу стандарта Bluetooth®.

[0068] В варианте осуществления, настоящий способ выполняет все этапы детектирования аналоговых сигналов, приема, обработки и передачи этих сигналов в реальном времени, при этом упомянутые этапы выполняются непрерывно.

[0069] Во втором аспекте, настоящее изобретение предлагает систему для неинвазивного лечения и мониторинга внутричерепного давления, при этом система содержит:

a. детектирующее устройство для детектирования аналоговых сигналов изменения объема черепа;

b. приемник, имеющий связь с детектирующим устройством и принимающий аналоговые сигналы, связанные с внутричерепным давлением пользователя;

c. процессор, содержащий, по меньшей мере, инструментальное средство для обработки сигналов, связанных с внутричерепным давлением пользователя, причем процессор имеет связь с приемником; и

d. передатчик, причем передатчик имеет связь с процессором и содержит модуль для беспроводной передачи обработанных сигналов.

[0070] В варианте осуществления, система дополнительно содержит, по меньшей мере, один предварительно настроенный приемник. Предварительно настроенный приемник является любым приемником, который имеет связь с передатчиком, при этом предварительно настроенный приемник настроен на осуществление связи с, по меньшей мере, одним электронным устройством, чтобы вводить принятые обработанные сигналы в электронное устройство для дальнейшей обработки обработанного сигнала и передачи упомянутого сигнала в облачный сервис.

[0071] Система дополнительно содержит головную часть для размещения, по меньшей мере, одного устройства в обхват головы пользователя. В варианте осуществления, головная часть является узкой пластиной для размещения, по меньшей мере, устройства в обхват головы пользователя, содержащая крепежную деталь, при этом крепежная деталь подгоняет узкую пластину к голове пользователя. В дополнительном варианте осуществления, узкая пластина является гибкой и размещается в обхват головы пользователя.

[0072] В варианте осуществления, детектирующее устройство является устройством для измерения изменения объема черепа.

[0073] В третьем аспекте, настоящее изобретение предлагает устройство для измерения изменения объема черепа, содержащее:

a. измерительный преобразователь (8) изменения, содержащий детектор изменения, снабженный первым концом, выполненным с возможностью восприятия отклонения, зависящегося от изменения объема черепа, при этом измерительный преобразователь (8) изменения преобразует детектированное изменение в электрический сигнал; и

b. корпус, причем измерительный преобразователь (8) изменения располагается внутри корпуса.

[0074] Детектор изменения является любым объектом, способным передавать энергию, определяемую в результате изменения объема черепа, в измерительный преобразователь (8) изменения. В варианте осуществления, детектор изменения содержит штифт, при этом упомянутый штифт присоединен к измерительному преобразователю (8) изменения, причем штифт определяет изменение и создает деформацию упомянутого измерительного преобразователя (8) изменения для преобразования в электрический сигнал.

[0075] В варианте осуществления, измерительный преобразователь (8) изменения содержит электрическую схему, соединенную с гибким материалом, при этом деформация гибкого материала детектируется электрической схемой.

[0076] Корпус является любым материалом или набором материалов, конструктивно расположенных так, чтобы защищать измерительный преобразователь (8) изменения и способных вмещать упомянутый измерительный преобразователь (8) изменения. В варианте осуществления, корпус содержит, по меньшей мере, одну ограждающую часть вокруг детектора изменения, при этом ограждающая часть защищает детектор изменения от ненужных перемещений.

[0077] В дополнительном варианте осуществления, ограждающая часть располагается вокруг детектора изменения, при этом ограждающая часть блокирует перемещение детектора изменения, когда устройство поворачивают, и ограничивает максимальную деформацию, которую может достигать измерительный преобразователь (8) изменения.

[0078] Ограждающая часть является любым материалом внутри корпуса, который предотвращает ошибочное перемещение измерительного преобразователя (8) изменения и обеспечивает защиту от непосредственного ударного воздействия.

[0079] В варианте осуществления, корпус содержит переключатель (5), ограничивающее ограждение (6) и фиксирующее устройство (7), при этом фиксирующее устройство (7) выполняет фиксацию штифта, когда выключается питание, для защиты устройства, и, когда питание выключено, ограничивающее ограждение (6) ограничивает деформацию измерительного преобразователя (8) изменения.

Пример:

[0080] Примеры, приведенные в настоящей заявке, предназначены только для иллюстрации одного из нескольких способов применения настоящего изобретения, но без ограничения его объема.

[0081] Система для мониторинга и лечения внутричерепного давления является неинвазивной и создана с целью обеспечения простоты и удобства применения, прочности и эффективности. Система содержит: архитектуру с низким потреблением энергии, дефибрилляционную защиту, встроенную изоляцию пациента, внешнюю биосенсорную схему для неинвазивного измерительного преобразователя (8) изменения, трехцветный (RGB) светодиод с перестраиваемой конфигурацией, управление питанием с низким потреблением энергии, батарею с длительным сроком службы, с ионно-литиевой батареей и использованием внутренней батареи (9) и внешней батареи (15), внутренние устройства контроля неисправностей, аппаратное обеспечение в соответствии с передовым стандартом шифрования на базе встроенного процессора Arm Cortex-M4f, содержащее процессор цифровых сигналов, инструментальные средства с одним потоком инструкций и несколькими потоками данных для обработки сигналов, связанных с внутричерепным давлением пользователя, например:

[0082] Аналого-цифровой преобразователь, имеющий архитектуру, обеспечивающую высокую точность и разрешение, с дифференциальным входом, автоматической регулировкой усиления, автоматическим вводом коррекций, невысокими температурой нагрева, уходом нуля и изменением усиления.

[0083] Блок коррекции, содержащий внутренний датчик температуры, датчики внешних условий, например, датчик температуры, датчик влажности, датчик давления, датчики движения, например, акселерометр, гироскоп, магнетометр, датчик системы местоопределения для геолокации.

[0084] Команды для обработки цифровых сигналов, модуль для выполнения операций с плавающей запятой (FPU), однотактовое умножение и накопление, аппаратное деление для энергосберегающего процесса выполнения операций со сложными вычислениями.

[0085] Программно-аппаратное обеспечение, которое выполняет все функции, защищенные оборудованием. С учетом низкоэнергетического профиля, программно-аппаратное обеспечение обеспечивает в полном объеме принцип действия с эффективными энергозатратами. Все подключения оптимизированы для потребления меньшей энергии. Энергонезависимая память аппаратного обеспечения содержит всю информацию, необходимую для автоматического сопряжения устройства.

[0086] В варианте осуществления, программно-аппаратное обеспечение фильтрует упомянутые цифровые сигналы, при этом фильтрация использует протокол инструментального средства, основанный на событиях, причем программно-аппаратное обеспечение содержит детектор изменения наиболее релевантной информации цифровых сигналов. Посредством детектора изменения программно-аппаратное обеспечение фильтрует сигналы, исходя из изменения наиболее релевантной информации.

[0087] В другом варианте осуществления, программно-аппаратное обеспечение фильтрует упомянутые цифровые сигналы, при этом фильтрация использует динамический протокол инструментального средства, причем программно-аппаратное обеспечение содержит сортирующее устройство, которое отсортировывает наиболее релевантную информацию и наименее релевантную информацию их цифровых сигналов.

[0088] В другом варианте осуществления, программно-аппаратное обеспечение фильтрует упомянутые цифровые сигналы, при этом фильтрация использует сочетание вышеупомянутых протоколов. В дополнительном варианте осуществления, процессор преобразует цифровые сигналы в цифровые сигналы изменения объема, причем цифровые сигналы изменения объема измеряются в микрометровом диапазоне.

[0089] Система получает питание от батареи с длительным сроком службы, с ионно-литиевой батареей и использованием внутренней батареи (9) и внешней батареи (15), при этом внешняя батарея (15) является первичным источником питания для системы и перезаряжает упомянутую внутреннюю батарею (9), и, когда внешняя батарея перезаряжается по USB-шине с указателем заряда, внутренняя батарея (9) используется как вторичный источник питания системы.

[0090] Для передачи данных, система дополнительно содержит: возможность беспроводного подключения посредством антенны (13) беспроводной связи, Bluetooth(5.0, внутрисхемную метку беспроводной связи ближнего радиуса действия, предварительно настроенный приемник, защищенное аутентифицированное сопряжение между двумя предварительно настроенными устройствами, центральный процессор, высокую пропускную способность, рекламные расширения, режим энергосбережения Bluetooth (BLE), разъем u.fl для внешней всенаправленной антенны.

[0091] В варианте осуществления, система обладает высоким приоритетом на этапах приема, обработки и передачи сигналов в предварительно настроенный приемник, соединенного с центральным процессором. Передача данных осуществляется динамически, в реальном времени, без потерь релевантных данных и с шифрованием данных для предотвращения перехвата собираемых сигналов.

[0092] Обновление программно-аппаратного обеспечения выполняется посредством приложения по беспроводной связи. Система первоначально конфигурируется с загрузчиком, допускающим сопровождение и ремонт программно-аппаратного обеспечения.

[0093] Предварительно настроенный приемник выполняет функцию восстановления аналогового сигнала, зависящего от внутричерепного давления и принятого предварительно настроенным приемником, и подачи этого сигнала в монитор, приложение или центральный процессор.

[0094] В варианте осуществления, система содержит базу данных с правилами, функциями и предварительно описанными способами, реализуемыми для облегчения доступа к считыванию и вводу новой конфигурации инструментальных средств. Инструментальные средства, например, аналого-цифровой преобразователь с последовательным периферийным интерфейсом связи, содержат разнообразные группы конфигураций фильтров, частот дискретизации, автоматической регулировки усиления и автоматического ввода коррекций. Данные инструментальные средства могут вызываться в режиме считывания и выполнять обработку в режиме записи, что допускает дистанционную динамическую настройку конфигурации.

[0095] Для дополнительного объяснения варианта осуществления, устройство показано на фиг. 5. В варианте осуществления, корпус содержит верхнюю защитную деталь (1), соединенную с нижним основанием (3), чтобы заключать компоненты и защищать их, при этом нижнее основание контактирует с кожей пользователя, при использовании устройства.

[0096] В данном варианте осуществления, процессор, содержащий инструментальные средства для обработки сигналов является схемной платой (2) основного датчика и имеет связь с измерительным преобразователем (8) изменения, при этом один из вспомогательных винтов (10) действует как детектор изменения устройства. Измерительный преобразователь (8) изменения консольно закреплен на основании (4), при этом данное основание содержит схемную плату, по меньшей мере, одного датчика коррекции, расположенного на основании (4), действующую как блок коррекции, присоединенный вспомогательными винтами (10) к корпусу, принимает аналоговые сигналы из датчиков коррекции и имеет связь со схемной платой (2) основного датчика, чтобы с большей точностью обрабатывать внутричерепное давление, или чтобы передавать принятые аналоговые сигналы из, по меньшей мере, одного датчика коррекции.

[0097] В варианте осуществления, фиксирующее устройство снабжено первым концом, содержащим пусковой элемент (7.1), и вторым концом, противоположным первому концу и содержащим отверстие (7.2), при этом отверстие (7.2) выполнено с возможностью сопряжения с детектором изменения. В варианте осуществления, отверстие (7.2) сопрягается со штифтом, при этом штифт имеет зазор для сопряжения с отверстием (7.2) между двумя приподнятыми выступами около него, чтобы блокировать перемещение, перпендикулярное сопряжению отверстия (7.2) и штифта. В варианте осуществления, отверстие (7.2) сопрягается со штифтом, при этом штифт имеет зазор для сопряжения с отверстием (7.2) над приподнятым выступом, чтобы блокировать перемещение штифта, способное деформировать измерительный преобразователь (8) изменения. В варианте осуществления, отверстие (7.2) сопрягается со штифтом, при этом штифт и отверстие имеют круговые периметры, но данный штифт имеет диаметр больше диаметра отверстия (7.2) и, при сопряжении, трение создает помеху перемещению, перпендикулярному сопряжению отверстия (7.2) и штифта.

[0098] В варианте осуществления, ограничивающее ограждение (6) располагается противоположно первому концу детектора изменения, и ограничивающее ограждение (6) содержит ограничивающий элемент (6.1). В дополнительном варианте осуществления, корпус содержит промежуток безопасности между ограничивающим ограждением (6) и измерительным преобразователем (8) изменения, при этом промежуток безопасности обеспечивает безопасную деформацию измерительного преобразователя (8) изменения.

[0099] В варианте осуществления, переключатель (5) содержит отверстие (5.1) пускового элемента, сформированное с возможностью сопряжения с пусковым элементом (7.1), при этом пусковой элемент (7.1) располагается внутри отверстия (5.1) пускового элемента, и упомянутый переключатель (5) имеет смещение, ограниченное ограничивающим элементом (6.1).

[0100] Внутренняя батарея (9) находится внутри корпуса. Винты (11) закрепляют систему, чтобы обеспечить присоединение каждого компонента, и опорная часть (12) находится над схемной платой, по меньшей мере, одного датчика коррекции, расположенного на основании (4). Беспроводная антенна (13) действует как передатчик системы, располагается внутри корпуса, имеет связь со схемной платой (2) основного датчика и передает обработанные сигналы в предварительно настроенный приемник.

[0101] Внешняя защитная деталь (14) закрывает верхнюю защитную деталь (1) для защиты совместно с верхней защитной деталью (1) внешней батареи (15), присоединенной к верхней защитной детали (1). Пружина (16), соединенная с сопряженными закрывающими деталями (19), и в сочетании с соединительными закрывающими деталями (17), способна закреплять и откреплять внешнюю батарею (15) на корпусе. Соединители (18) батареи, закрепленные на схемной плате (2) основного датчика, обеспечивают связь внешней батареи (9) со схемной платой (2) основного датчик. Нижняя защитная деталь (20), расположенная между схемной платой (2) основного датчика и верхней защитной деталь (1), защищает схемную плату (2) основного датчика от непосредственного ударного воздействия.

[0102] В другом примерном варианте осуществления, способ выполняется, как показано на фиг. 1, изменение объема черепа пользователя вызывает отклонение штифта детектирующего устройства. Штифт передает отклонение, чтобы деформировать измерительный преобразователь изменения, формирующий дифференциальный сигнал напряжения, связанный с внутричерепным давлением пользователя.

[0103] Данный сигнал является аналоговым и принимается приемником, и затем направляется в процессор для преобразования аналогового сигнала в цифровой сигнал. В этом примере, процессор использует инструментальное средство АЦП для данного преобразования. Цифровой сигнал модулируется для формирования обработанного сигнала, готового для передачи передатчиком. Передатчик передает обработанный сигнал беспроводным способом в предварительно настроенный приемник.

[0104] В другом примерном варианте осуществления, способ выполняется, как показано на фиг. 2, изменение объема черепа пользователя вызывает отклонение штифта детектирующего устройства. Штифт передает отклонение, чтобы деформировать измерительный преобразователь изменения, формирующий дифференциальный сигнал напряжения, связанный с внутричерепным давлением пользователя.

[0105] Данный сигнал является аналоговым и принимается приемником, и затем направляется в процессор для преобразования аналогового сигнала в цифровой сигнал и для усиления упомянутого цифрового сигнала. В этом примере, процессор использует инструментальное средство АЦП для данного преобразования. Затем процессор выполняет другое инструментальное средство, чтобы преобразовать цифровые сигналы в цифровые сигналы изменения объема в микрометровом диапазоне. Цифровые сигналы изменения объема модулируются для передачи передатчиком. Затем передатчик передает цифровые сигналы изменения объема беспроводным способом в предварительно настроенный приемник.

[0106] В другом примерном варианте осуществления, способ выполняется, как показано на фиг. 3. Изменение объема черепа пользователя вызывает отклонение штифта детектирующего устройства. Штифт передает отклонение, чтобы деформировать измерительный преобразователь изменения, формирующий дифференциальный сигнал напряжения, связанный с внутричерепным давлением пользователя.

[0107] Параллельно с детектированием изменения объема черепа, множество датчиков внешних условий и инерциальный датчик регистрируют давление, влажность, температуру, ускорение, геолокацию и магнитное поле и передают данные сигналы в процессор.

[0108] Дифференциальный сигнал напряжения является аналоговым и принимается приемником, затем направляется в процессор для преобразования аналогового сигнала в цифровой сигнал и для усиления упомянутого цифрового сигнала. Процессор дополнительно обрабатывает цифровой сигнал с использованием инструментального средства преобразователя для преобразования цифровых сигналов в цифровой сигнал изменения объема в микрометровом диапазоне. Затем инструментальное средство блока коррекции процессора обрабатывает цифровой сигнал изменения объема и сигналы, зарегистрированные множеством датчиков внешних условий и инерциальным датчиком, с формированием корректирующего сигнала, который устраняет шумы, вызванные перемещением пользователя или другой декомпенсацией мониторинга пользователя, например, перемещением пользователя с солнечного места на место под крышей, при этом обработка сигналов обнаруживает изменение температуры, влияющей на физическое изменение, которое может быть вызвано этим изменением температуры. Корректирующий сигнал модулируется для передачи передатчиком. Затем передатчик передает корректирующий сигнал беспроводным способом в предварительно настроенный приемник.

[0109] Специалисты в данной области техники оценят информацию, предложенную в настоящей заявке, и смогут воспроизвести изобретение предложенным образом и в других вариантах, не выходящих из объема прилагаемой формулы изобретения.