用于測量對象中的顱內(nèi)壓ICP的方法和設(shè)備與流程

本發(fā)明涉及對象中的顱內(nèi)壓的測量，并且尤其涉及用于測量icp的無創(chuàng)方法和設(shè)備。

背景技術(shù)：

對象的顱內(nèi)壓(icp)是人類顱骨內(nèi)部并且因此在腦組織中的壓力。因此，維持穩(wěn)定的icp對于保護(hù)大腦來說非常重要。在健康人群中，icp的范圍通常在7mmhg至15mmhg之間。顱內(nèi)高血壓，(即，icp超過20mmhg)可能導(dǎo)致潛在的永久性腦損傷，并可能導(dǎo)致死亡。

升高的icp是神經(jīng)外科患者和神經(jīng)系統(tǒng)患者的常見問題，可能由幾種原因引起，例如創(chuàng)傷性腦損傷、動脈瘤、腦腫瘤或中風(fēng)。升高的icp是創(chuàng)傷性腦損傷后預(yù)后不良的預(yù)測因子。

先前患有嚴(yán)重頭部損傷、腦內(nèi)和蛛網(wǎng)膜下腔出血、腦卒中引發(fā)的水腫和若干其他情況的對象進(jìn)行icp監(jiān)測。在許多情況下，這些對象接受治療，其目的是降低icp或與icp密切相關(guān)的腦灌注壓(cpp)。

目前，icp測量的金標(biāo)準(zhǔn)涉及將連接到外部壓力換能器的心室內(nèi)引流管插入側(cè)腦室中的一個。這種有創(chuàng)測量具有嚴(yán)重的缺點，例如外科醫(yī)生需要插入引流管，感染的風(fēng)險(約6-11％并隨時間增加)以及對于具有嚴(yán)重腦腫脹的對象難以將導(dǎo)管插入。通過腦實質(zhì)內(nèi)探針提供了一種備選但仍為有創(chuàng)的技術(shù)。盡管這種技術(shù)與較低的感染風(fēng)險相關(guān)聯(lián)，但是這種測量技術(shù)受到零參考的漂移的阻礙，導(dǎo)管一旦就位就無法重新校準(zhǔn)零參考。

鑒于icp監(jiān)測的強(qiáng)烈的臨床興趣，已經(jīng)提出了許多無創(chuàng)技術(shù)來克服有創(chuàng)icp測量的缺點：

-計算機(jī)斷層攝影能夠揭示與icp升高相關(guān)的解剖變化。然而，在所有升高的icp的情況下，都不會發(fā)生這種解剖變化。

-經(jīng)顱多普勒超聲檢查通過測量顱內(nèi)血流量的脈動來提供間接的icp評估。

-超聲飛行時間技術(shù)測量顱蓋或顱內(nèi)結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特性，假設(shè)這些特性由于icp升高引起的壓縮而發(fā)生變化。只有相對的變化才能被測量出來，所以這些技術(shù)要求常常不可用的基線測量。

-鼓膜置換測量顱內(nèi)壓對聲反射的效應(yīng)。然而，該技術(shù)對于臨床監(jiān)測而言不夠準(zhǔn)確。

-眼科檢查能夠檢測由于阻塞靜脈血流引起的眼底變化，如充血和乳頭狀水腫。然而，這些變化是在icp升高的早期階段期間不可見的延遲跡象。

-視神經(jīng)鞘直徑(onsd)是icp的另一指標(biāo)，能夠通過超聲或磁共振成像(mri)進(jìn)行測量。然而，它的準(zhǔn)確性受到測量位置的定義的阻礙。

-眼壓力學(xué)測量通過對眼球施加逐漸增加的壓力來測量視網(wǎng)膜靜脈流出壓力，其大約等于icp。當(dāng)視網(wǎng)膜靜脈塌陷時，測量icp作為施加的外部壓力與之前測量的眼內(nèi)壓的總和。

-雙深度經(jīng)顱多普勒超聲測量顱骨內(nèi)部和外部(眼睛附近)兩者的眼動脈的流動特性。隨后，對圍繞眼睛的組織施加逐漸增加的壓力，直到顱骨內(nèi)部和外部的流動特性相同。此時，icp通過外部壓力進(jìn)行近似。

盡管對無創(chuàng)icp評估進(jìn)行了大量的研究工作，但是尚未有開發(fā)出的方法被大量采用在臨床實踐中。因此，高度突出的有創(chuàng)測量仍然是icp測量的金標(biāo)準(zhǔn)。由于與有創(chuàng)手術(shù)相關(guān)聯(lián)的風(fēng)險和缺點，icp監(jiān)測在許多臨床條件下根本不可用。

上述所有icp測量技術(shù)都涉及高度先進(jìn)的點測量，這只能由熟練的臨床醫(yī)生進(jìn)行。因此，有創(chuàng)icp測量和新的無創(chuàng)icp測量兩者只能在醫(yī)院執(zhí)行。這對于可能希望留在家中的從例如中風(fēng)或創(chuàng)傷性腦損傷恢復(fù)的對象進(jìn)行icp監(jiān)測提出了重大的實際問題。此外，目前的技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到連續(xù)監(jiān)測icp的理想方案。

因此，仍然需要進(jìn)行微創(chuàng)且較不復(fù)雜的icp測量，如果需要，它將適合于在醫(yī)院外的連續(xù)icp監(jiān)測(例如用于在家中監(jiān)測icp)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本領(lǐng)域已知當(dāng)顱內(nèi)壓(icp)小于眼內(nèi)壓(iop)時，在對象的眼睛中發(fā)生脈動。脈動出現(xiàn)在視網(wǎng)膜靜脈中，其通過眼睛(其經(jīng)受iop)和蛛網(wǎng)膜下腔(其經(jīng)受icp)兩者。這些脈動被稱為自發(fā)性視網(wǎng)膜靜脈脈動(srvp)，并且被視為(一條或多條)視網(wǎng)膜靜脈穿過視神經(jīng)盤時的其口徑的細(xì)微變化。srvp在a.jacks和n.miller的“spontaneousretinalvenouspulsation:aetiologyandsignificance”(jneurolneurosurgpsychiatry，2003年1月，第74卷，第1期，第7-9頁)中有描述。這些脈動是健康個體的常見現(xiàn)象，并且在icp升高的人群中趨于消失。盡管在icp升高的情況下靜脈脈動不存在的確切生理原因尚不清楚，但是對象眼睛中srvp的出現(xiàn)是由icp與iop之間的平衡來確定的。尤其地，當(dāng)iop等于icp時，srvp出現(xiàn)或消失(即，當(dāng)icp低于iop時srvp出現(xiàn)在眼睛中，當(dāng)icp大于iop時srvp不存在)。

當(dāng)對象的頭部從正常的直立位置傾斜時，顱內(nèi)空間(其處于icp)相對于眼睛(其處于iop)的高度變化引入靜水壓差。在一定的傾斜角度下，靜水壓差能夠?qū)е耰op等于icp，這能夠通過觀察srvp出現(xiàn)或消失的角度來確定。因此，本發(fā)明提供了當(dāng)對象的頭部角度變化時在對象的眼睛中檢測srvp的存在以及srvp出現(xiàn)或消失的角度(根據(jù)頭部傾斜的方向適當(dāng)?shù)?用于確定icp。

根據(jù)第一方面，提供了一種用于測量對象中的顱內(nèi)壓icp的方法，所述方法包括：檢測自發(fā)性視網(wǎng)膜靜脈脈動srvp是否在所述對象的頭部的取向改變時在所述對象的眼睛中發(fā)生；識別srvp開始發(fā)生或停止發(fā)生時所述對象的所述頭部的取向；并且使用srvp開始發(fā)生或停止發(fā)生時所述對象的所述頭部的所識別的取向來確定所述對象中的所述icp。

在一些實施例中，使用所識別的取向來確定所述對象中的所述icp的步驟包括：使用所識別的取向來確定在預(yù)定取向處的所述對象的所述眼睛中的眼內(nèi)壓iop與所述icp之間的壓力差。

在一些實施例中，使用所識別的取向來確定所述對象中的所述icp的步驟還包括：根據(jù)在所述預(yù)定取向處的所述對象的所述眼睛中的所述iop的測量結(jié)果和在所述預(yù)定取向處的所確定的壓力差來確定所述icp。

在一些實施例中，所述預(yù)定取向是所述對象的所述頭部直立的取向。

在一些實施例中，在沒有識別出srvp開始發(fā)生或停止發(fā)生時的取向的情況下，所述方法還包括以下步驟：提供指示所述icp超過閾值的輸出。

在一些實施例中，所述對象的所述頭部的所述取向是所述頭部圍繞垂直于通過所述對象的所述頭部或身體的矢狀面的軸線的旋轉(zhuǎn)角度。

在一些實施例中，所述取向是使用被布置為隨著所述對象的所述頭部移動的傳感器來測量的。

在一些實施例中，所述傳感器是正被佩戴在所述對象的所述頭部上的設(shè)備的部分。

在備選實施例中，所述取向是使用被附接到所述對象正坐著或躺著的桌臺、床或椅子或所述桌臺、床或椅子的部分的傳感器來測量的，，并且其中，所述方法還包括以下步驟：在檢測是否在所述對象的所述眼睛中發(fā)生srvp的同時改變所述桌臺、床或椅子的取向以改變所述對象的所述頭部的所述取向。

在一些實施例中，所述傳感器是加速度計或陀螺儀。

根據(jù)第二方面，提供了一種包括計算機(jī)可讀介質(zhì)的計算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計算機(jī)可讀介質(zhì)具有嵌入在其中的計算機(jī)可讀代碼，所述計算機(jī)可讀代碼被配置為使得當(dāng)由合適的計算機(jī)、處理器或控制單元運行時使所述計算機(jī)、處理器或控制單元執(zhí)行上述方法中的任一項。

根據(jù)第三方面，提供了一種用于測量對象中的顱內(nèi)壓icp的設(shè)備，所述設(shè)備包括：第一傳感器，其用于檢測自發(fā)性視網(wǎng)膜靜脈脈動srvp是否在所述對象的頭部的取向改變時在所述對象的眼睛中發(fā)生；第二傳感器，其用于測量所述對象的所述頭部的取向；以及控制單元，其被配置為根據(jù)來自所述第一傳感器和所述第二傳感器的輸出來識別srvp開始發(fā)生或停止發(fā)生時所述對象的所述頭部的所述取向；并且使用在srvp開始發(fā)生或停止發(fā)生時所述對象的所述頭部的所識別的取向來確定所述對象中的所述icp。

在一些實施例中，所述控制單元被配置為通過以下來使用所識別的取向來確定所述icp：使用所識別的取向來確定在預(yù)定取向處的所述對象的所述眼睛中的眼內(nèi)壓iop與所述icp之間的壓力差。

在一些實施例中，所述控制單元被配置為通過以下來使用所述識別的取向來確定所述對象中的所述icp：根據(jù)在所述預(yù)定取向處的所述對象的所述眼睛中的所述iop的測量結(jié)果和所述預(yù)定取向處的所確定的壓力差來確定所述icp。

在一些實施例中，所述設(shè)備還包括用于測量所述對象的所述iop的傳感器或測量裝置。

在一些實施例中，所述預(yù)定取向是所述對象的所述頭部直立的取向。

在一些實施例中，所述控制單元還被配置為在沒有識別出srvp開始發(fā)生或停止發(fā)生時的取向的情況下提供指示所述icp超過閾值的輸出。

在一些實施例中，所述對象的所述頭部的所述取向是所述頭部圍繞垂直于通過所述對象的所述頭部或身體的矢狀面的軸線的旋轉(zhuǎn)角度。

在一些實施例中，所述設(shè)備被配置為被佩戴在所述對象的所述頭部上。

在備選實施例中，所述第二傳感器被附接到所述對象要坐著或躺著的桌臺、床或椅子或所述桌臺、床或椅子的部分，其中，所述桌臺、床或椅子適于使得所述桌臺、床或椅子的取向能夠被改變以便改變所述對象的所述頭部的所述取向。

在一些實施例中，所述第二傳感器是加速度計、陀螺儀或相機(jī)。

附圖說明

為了更好地理解本發(fā)明，并且為了更清楚地示出如何執(zhí)行本發(fā)明，現(xiàn)在將僅通過范例的方式參考附圖，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于測量icp的設(shè)備的框圖；

圖2圖示了對象的頭部的可能的傾斜角度；

圖3示出了圖示對于三個icp值的對象的頭部的角度與iop與icp之差之間的關(guān)系的曲線、圖示對于三個icp值的對象的頭部的角度與srvp幅度之間的關(guān)系的曲線以及圖示對于三個icp值的對象的頭部的角度與對象的眼睛中的spo2測量結(jié)果的關(guān)系的曲線。

圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的測量icp的方法的流程圖。

圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的處理步驟的示意圖。

圖6示出了表示能夠被測量的頭部的傾斜角度的備選角度。

具體實施方式

如上所述，本發(fā)明提供了通過使頭部傾斜應(yīng)用icp與眼內(nèi)壓(iop)之間的可變靜水壓差來確定顱內(nèi)壓(icp)，這允許自發(fā)性視網(wǎng)膜靜脈脈動(srvp)起始或中止的壓力被發(fā)現(xiàn)。然后使用發(fā)生srvp起始或中止的角度來確定icp。因此，能夠以不引人注意的方式發(fā)現(xiàn)icp，并且能夠例如使用簡單的用戶佩戴或攜帶的設(shè)備(例如一副眼鏡、眼罩、頭戴式設(shè)備、頭盔等)來測量icp。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于測量icp的設(shè)備的框圖。設(shè)備2包括用于測量或檢測對象的眼睛中的srvp的存在的傳感器4和用于測量相對于對象的顱內(nèi)空間的眼內(nèi)空間的高度(或眼內(nèi)空間與顱內(nèi)空間之間的高度差)的傳感器6。該高度差能夠由傳感器6來測量，所述傳感器6測量或估計對象的頭部的取向。在優(yōu)選實施例中，傳感器6用于檢測或測量對象的頭部相對于參考位置的角度。在其他實施例中，傳感器6能夠包括觀察對象的頭部的相機(jī)(在這種情況下，來自相機(jī)的圖像被處理以識別頭部的取向，并且因此識別眼內(nèi)空間與顱內(nèi)空間之間的高度差)。

傳感器4、6向處理測量結(jié)果的控制單元8提供相應(yīng)的測量結(jié)果(以適當(dāng)?shù)男盘柕男问?，以確定對象的icp?？刂茊卧?控制根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備2的操作?？刂茊卧?能夠包括一個或多個處理器、處理單元、多核處理器或處理模塊。

設(shè)備2還包括用于存儲能夠由控制單元8運行以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的計算機(jī)可讀程序代碼的存儲器模塊10。存儲器模塊10還能夠用于存儲在由控制單元8處理之前、期間和之后來自傳感器4、6的測量結(jié)果，以及完成該處理所要求的任何中間產(chǎn)物或其他數(shù)據(jù)。

傳感器4能夠是用于測量或檢測對象的眼睛中srvp的存在的任何合適的傳感器，并且傳感器4的輸出在某些情況下可以是僅僅指示srvp存在或不存在的信號。在一些實施例中，作為檢測srvp的存在的一部分，傳感器4應(yīng)當(dāng)能夠區(qū)分動脈脈動與靜脈脈動。

一種合適類型的傳感器使用類似見于在脈搏血氧測定(spo2)傳感器中的光學(xué)傳感器技術(shù)。spo2傳感器通過檢測特定波長的光吸收光譜中的脈動變化來測量脈動血流，因為眾所周知，氧合血液具有與脫氧血液不同的光吸收光譜。通過測量兩個不同波長處(例如在紅色(例如660nm)和紅外(例如940nm)波長)的吸收光譜，能夠使用來自spo2傳感器的輸出來計算氧合血液和脫氧血液的相對量以及因此在動脈中氧合的血液的百分比(因為靜脈通常不會脈動)。

為了檢測對象的眼睛中srvp的存在，能夠使用基于反射脈搏血氧測定法的傳感器4，并且傳感器4包括輸出兩個或更多個不同波長的光的一個或多個光源以及能夠測量那些兩個或更多個不同波長的光的一個或多個光傳感器。光(以不會損傷眼睛的強(qiáng)度)照射到對象的眼睛，并且通過(一個或多個)光傳感器測量每個波長的反射光的強(qiáng)度。根據(jù)表示反射光的強(qiáng)度的信號能夠確定基線信號、動脈脈動信號和靜脈脈動信號。應(yīng)當(dāng)理解，在一些實施例中，傳感器4能夠包括用于根據(jù)光信號確定srvp的存在或不存在的適當(dāng)處理電路，但是在其它實施例中，傳感器4能夠?qū)⒃脊鈴?qiáng)度信號輸出到控制單元8，并且控制單元8能夠處理光強(qiáng)度信號以確定srvp的存在或不存在。

在一些實施例中，傳感器4能夠包括用于測量眼睛中的spo2的傳感器和用于測量對象的手指(或其他合適位置)處的spo2的另一脈搏血氧測定傳感器，并且spo2測量結(jié)果被比較。當(dāng)存在srvp時，它們將貢獻(xiàn)于在眼睛中測量的脈動信號，并且由于srvp構(gòu)成脫氧脈動而引起眼睛中的spo2讀數(shù)將低于手指中的spo2讀數(shù)。另一方面，當(dāng)srvp不存在時，只有眼動脈將貢獻(xiàn)于spo2讀數(shù)，因此該spo2讀數(shù)將與來自手指傳感器的讀數(shù)相同。

在一些實施例中，手指處的spo2的測量結(jié)果用于校準(zhǔn)目的。手指(或spo2讀數(shù)反映動脈血氧飽和度的任何其他位置)處的spo2測量結(jié)果提供了spo2動脈的值(如下面的公式(1))。如果不存在srvp，眼睛中的spo2讀數(shù)將與參考測量結(jié)果相同；如果存在srvp，眼睛中的spo2讀數(shù)將低于參考測量結(jié)果。這種關(guān)系的范例如以下的圖3(c)所示，其中，spo2動脈＝98％。

在其他實施例中，傳感器4能夠僅包括用于測量眼睛中的spo2的傳感器，并且通過檢測spo2讀數(shù)的顯著變化來檢測srvp的起始或中止。尤其地，通過根據(jù)隨頭部取向改變的常數(shù)值檢測spo2讀數(shù)的變化來檢測srvp的起始，并且通過檢測spo2讀數(shù)現(xiàn)在是常數(shù)值而在先前在頭部取向變化時變化來檢測srvp的中止。

如golzan等人在“non-invasiveestimationofcerebrospinalfluidpressurewaveformsbymeansofretinalvenouspulsatilityandcentralaorticbloodpressure”(ann.biomed.eng，第40卷，第9期，第1940-1948頁，2012年)中所述，srvp的幅度大致線性地取決于iop和icp之間的差。在本發(fā)明的實施例中，srvp幅度a靜脈被認(rèn)為是靜脈脈動的度量。然后將spo2讀數(shù)計算為脈動動脈血和靜脈血中的spo2的加權(quán)平均值，為

在這個計算中，假定動脈脈動的幅度a動脈以及動脈血(這里98％)和靜脈血的spo2是恒定的。靜脈脈動的幅度是作為角度的函數(shù)而變化的唯一參數(shù)，因此，spo2讀數(shù)將反映如圖3所指示的靜脈脈動。在圖3中能夠觀察到，srvp的起始對應(yīng)于其中眼睛的spo2讀數(shù)達(dá)到反映動脈氧合spo2動脈的恒定值的角度。

在另一實施例中，能夠通過利用在舒張期期間發(fā)生靜脈脈動而在收縮期期間發(fā)生動脈脈動的事實來檢測是否存在srvp。這意味著動脈脈動信號與靜脈脈動信號之間存在大約180度的相位差。在一種方法中，可以將動脈脈動信號與靜脈脈動信號加在一起，并且信號的總和將由主要頻率表征，所述主要頻率恰好是心率的兩倍，這是因為靜脈信號中的峰值與動脈信號中的谷值一致，因此在每次心跳期間創(chuàng)建兩個不同的峰。如果在每次心跳的總和信號中觀察到單個峰值，則該峰值必須與動脈脈沖相關(guān)，并且因此不存在srvp。如果每次心跳觀察到兩個峰值，則一個對應(yīng)于動脈脈沖，而一個對應(yīng)于srvp。

能夠用于檢測srvp的存在或不存在的另一類型的傳感器4是與視頻處理軟件一起使用的基底相機(jī)，其能夠自動地看到靜脈脈動(例如由moret等人在“visualizationoffundusvesselpulsationusingprincipalcomponentanalysis”(iovs，第52卷，第8期，第5457-5464頁，2011年)所描述的。

如上所述，在優(yōu)選實施例中，傳感器6用于檢測或測量對象的頭部的取向(例如，角度)，并且能夠是任何合適的傳感器，所述傳感器輸出能夠用于提供對象的(一只或兩只)眼睛的高度或眼內(nèi)空間相對于其顱內(nèi)空間的高度的指示。對象的頭部的角度(也稱為傾斜角度)是頭部圍繞垂直于通過對象的頭部或身體的矢狀面的軸線的旋轉(zhuǎn)角度(其中，矢狀面被賦予其在解剖學(xué)上的通常意義)。能夠從任何合適的參考點(例如垂直軸線(例如平行于重力作用的方向)或水平平面(在地球參考系中定義的垂直和水平))測量角度。用于測量取向的合適的傳感器包括觀察對象的頭部的陀螺儀、加速度計或相機(jī)。

圖2圖示了能夠由傳感器6測量并且能夠表示對象的頭部的傾斜角度的示例性角度α。在該范例中，測量在垂直于地球參考系中的垂直方向的平面20(平面20也稱為水平面20)與穿過對象的頭部的橫向平面22(橫向平面被賦予在解剖學(xué)中通常的意義)之間的角度α并且角度α表示對象的頭部圍繞垂直于通過對象的身體的矢狀面的軸線的旋轉(zhuǎn)(但是可以理解，旋轉(zhuǎn)軸線不需要通過對象的頭部或身體，如圖2所示)。圖2以相對于水平面20的三個不同的角度α＝-30°，α＝0°和α＝30°圖示了對象的頭部，。當(dāng)α＝0°時，對象的頭部被稱為“直立”，在該圖中，負(fù)角度表示對象的頭部從直立位置向前傾斜，而正角度表示對象的頭部從直立位置向后傾斜。如上所述，能夠備選地相對于豎直軸線(如下面的圖6所示)或任何其他期望的參考軸線來測量旋轉(zhuǎn)角度。

應(yīng)當(dāng)理解，對象的頭部的角度能夠通過對象相對于其身體的其余部分移動其頭部(即，通過頸部的屈曲或伸展)或者通過對象上部或整個身體傾斜而相對于地球參考系變化。尤其地，在一些實施例中，對象能夠坐在或躺在桌臺、床或椅子上，所述桌臺、床或椅子能夠手動地或自動地移動一定范圍的角度以傾斜對象并且使得icp能夠被測量。在這些實施例中，傳感器6能夠與桌臺、床、椅子或傾斜機(jī)構(gòu)集成，或者是當(dāng)對象坐在或躺在桌臺、床或椅子上時由對象佩戴或攜帶的設(shè)備的一部分。在這些實施例中，應(yīng)當(dāng)理解，對象的頭部的傾斜角度將與桌臺、床或椅子的傾斜角度相同。

在一些實施例中，取向傳感器6是陀螺儀，當(dāng)設(shè)備2在使用時(例如通過并入到一副眼鏡或者是傾斜臺或床的一部分)，所述陀螺儀相對于對象的頭部保持固定的關(guān)系，使得能夠根據(jù)陀螺儀的輸出來確定對象的頭部的角度(以及相對于在地球參考系中固定的平面的角度)的變化。

角度傳感器6的另一合適類型是加速度計，當(dāng)設(shè)備2使用時，所述加速度計相對于對象的頭部保持固定關(guān)系。當(dāng)對象頭部存在很少運動(或加速度)或不存在的運動(或加速度)時，加速度計的輸出將代表重力作用的方向，并且能夠根據(jù)加速度計測量結(jié)果來確定對象的頭部相對于在地球參考系中固定平面的角度。加速度計6可以是測量一維、二維或三維加速度的一維、二維或三維加速度計。加速度計6能夠根據(jù)任何期望的操作或采樣頻率進(jìn)行操作，以測量加速度，例如50hz。

如上所述，提供傳感器6以便測量對象的眼內(nèi)空間相對于顱內(nèi)空間的高度。由于當(dāng)頭部處于直立位置(取決于對象的解剖結(jié)構(gòu))時眼內(nèi)空間和顱內(nèi)空間不一定處于相同的高度，因此有必要考慮該初始高度差以便能夠計算眼內(nèi)空間和顱內(nèi)空間的相對高度。能夠通過測量或觀察通過眼內(nèi)空間的中心顱內(nèi)空間的中心的平面與水平面之間的角度α0來確定該初始高度差。α0如圖2所示。

眼內(nèi)空間與顱內(nèi)空間之間的高度差能夠使用以下方法來計算：

δh＝lsin(α–α0)(2)

其中，l是眼內(nèi)空間與顱內(nèi)空間之間的距離(其由對象的解剖結(jié)構(gòu)決定)。

在一些實施例中，能夠通過觀察對象來測量l和/或α0，但在其他實施例中，l和/或α0的值可以是固定值(例如，對于l為6cm，對于α0為25°)或從基于人群的統(tǒng)計確定的值。

在本發(fā)明的一些實施例中，設(shè)備2還包括用于測量對象的iop的傳感器或測量裝置12。該傳感器12用于測量對象的iop，并將iop測量結(jié)果提供給控制單元8，以用于根據(jù)本發(fā)明確定對象的icp。在設(shè)備2不包括傳感器12的實施例中，控制單元8能夠被配置為從外部源獲得iop測量結(jié)果，例如單獨的iop測量裝置或具有存儲在其中的合適的iop測量結(jié)果的計算機(jī)，或者iop測量能夠由設(shè)備2的用戶手動輸入到設(shè)備2中(例如，由對象自己或由醫(yī)學(xué)護(hù)理提供者)。iop測量裝置(不管是設(shè)備2的一部分還是與設(shè)備2分開)能夠是goldmann眼壓計，或者更優(yōu)選地(鑒于使icp測量盡可能是非干擾和無創(chuàng)的目的)，不要求與眼睛進(jìn)行物理接觸的眼壓計，例如使用吹氣或空氣脈沖測量iop的眼壓計。在一些實施例中，能夠使用被放置在對象的眼睛上的隱形眼鏡來測量iop。合適的隱形眼鏡包括sensimed(www.sensimed.ch/en/sensimed-triggerfish/sensimed-triggerfish.html)。

在圖1中圖示的本發(fā)明的實施例中，設(shè)備2包括收集和處理srvp的測量結(jié)果和頭部的取向的單個單元。該設(shè)備2能夠由對象佩戴或攜帶(并且能夠是例如一副眼鏡，眼罩，頭戴式設(shè)備，頭盔等)，或者該設(shè)備2也能夠被集成到另一裝置中，例如床、椅子或桌臺。在備選實施例中，對測量結(jié)果的處理能夠在遠(yuǎn)離傳感器4、6的控制單元中執(zhí)行(例如在佩戴在對象的身體的不同部位上的單元中，在基本單元或能夠位于對象的家中的計算機(jī)中，或位于醫(yī)學(xué)護(hù)理服務(wù)提供者的場所中的遠(yuǎn)程服務(wù)器)，在這種情況下，設(shè)備2將包括要由對象佩戴的傳感器單元(類似于圖1中所示的傳感器單元)，并且其包括用于將測量結(jié)果發(fā)射到遠(yuǎn)程單元中的控制單元的合適的發(fā)射器、收發(fā)器或通信電路。在任一實施例中，設(shè)備2能夠是icp監(jiān)測系統(tǒng)的一部分，所述icp監(jiān)測系統(tǒng)的一部分包括顯示器或其他視覺指示器(其本身能夠是設(shè)備2的一部分或與設(shè)備2分開)，所述顯示器或其他視覺指示器能夠用于向?qū)ο蠡蚺R床醫(yī)生指示所確定的icp。

在實際的實施方式中，設(shè)備2可以包括除了圖1所示和上面描述的那些以外的其他或另外的部件，諸如允許對象激活和/或操作設(shè)備2的用戶接口，以及用于為設(shè)備2供電的電源，例如電池。用戶接口可以包括允許用戶(例如，對象)交互和控制設(shè)備2的一個或多個部件。作為范例，一個或多個用戶接口部件能夠包括開關(guān)、用于激活和停用設(shè)備2和/或測量過程的按鈕或其他控制器件。用戶接口部件還能夠或者備選地包括顯示器或其他視覺指示器，以用于向?qū)ο筇峁╆P(guān)于設(shè)備2的操作的信息，包括顯示所測量的icp。

圖3示出了幾條曲線，圖示了對于三個不同的icp值，頭部取向或角度如何與iop和icp之差相關(guān)(圖3(a))，對象的眼睛中的srvp的幅度(圖3(b))和對象的眼睛中的spo2讀數(shù)(圖3(c))。對于圖3中的曲線，假設(shè)iop為15mmhg，k值(見下文)為6mmhg，α0為20°。x軸上示出的角度為α。

圖3(a)圖示了對于三個不同的icp值：icp＝10mmhg(由虛線表示)，18mmhg(由點線表示)和20mmhg(由點劃線表示)，對象的角度α與iop與icp之差(δp)之間的關(guān)系。當(dāng)δp大于0(即，iop大于icp)時，如圖3(b)所示，srvp將存在于對象的眼睛中(能由傳感器4檢測到，如圖3(c)所示)。當(dāng)δp小于0(即，iop小于icp)時，srvp將不會存在于對象的眼睛中(因此傳感器4將不會檢測到srvp)。

基于15mmhg的iop，10mmhg的icp，srvp出現(xiàn)的角度α(“起始角”，指代為αsrvp)為49°。在小于49°的角度，存在srvp(如圖3(b)中的非零srvp幅度所示))，并且能夠通過觀察眼睛的spo2測量結(jié)果來檢測(如圖3(c)所示)。在超過49°的角度，srvp不存在(由圖3(b)中的零幅度指示，眼睛spo2測量結(jié)果達(dá)到最大值(98％)。

在icp為18mmhg的第二范例中，srvp出現(xiàn)的角度α(“起始角”，αsrvp)為-37°。在小于-37°的角度，存在srvp，并且在大于-37°的角度，srvp不存在。

在icp為20mmhg的第三范例中，對于通過傾斜頭部引起的靜水壓力變化以允許srvp出現(xiàn)，icp相對于iop過高。因此，不存在srvp出現(xiàn)的角度α。

圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的測量icp的方法的流程圖。在第一步驟101中，使用srvp傳感器4來檢測srvp是否在對象的眼睛中發(fā)生。srvp傳感器4用于在對象的頭部的取向改變(由于頭部圍繞垂直于通過對象的身體的矢狀面的軸線的旋轉(zhuǎn)而引起的取向改變)時檢測srvp的存在。應(yīng)當(dāng)理解，對象可以在其頭部處于任何可能的角度(例如0°,+90°,-90°或之間或之外的任何角度)開始該方法。

在對象頭部的取向改變時，srvp傳感器4可以在特定點或時間檢測到srvp不再存在(或者srvp現(xiàn)在存在，而先前它們不存在，取決于對象的頭部的旋轉(zhuǎn)方向)。在步驟103中，srvp傳感器4檢測到srvp不再存在(或者現(xiàn)在存在srvp，而先前它們不存在)的對象的頭部的取向由取向傳感器6來確定。

應(yīng)當(dāng)理解，步驟101和103能夠以幾種方式來執(zhí)行。在一個實施方式中，srvp傳感器4和取向傳感器6兩者連續(xù)地(或根據(jù)其測量頻率周期性地)測量它們各自的特性(即，srvp的存在和頭部的取向)，并且這些測量結(jié)果能夠被實時地或稍后處理以識別srvp何時出現(xiàn)/消失(適當(dāng)時)以及當(dāng)時的頭部取向。在備選實施方式中，能夠?qū)崟r地處理srvp傳感器4的輸出，以識別srvp何時出現(xiàn)/消失，并且當(dāng)發(fā)生時激活取向傳感器6以測量頭部的取向。

一旦確定srvp出現(xiàn)或消失的取向(取決于頭部的旋轉(zhuǎn)方向)，則該方法移動到步驟105，其中，使用所識別的取向來確定icp。在下文中，srvp出現(xiàn)或消失的取向/角度被指代為αsrvp。下面參考圖5來描述用于使用角度αsrvp確定icp的示例性技術(shù)，圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的處理步驟的示意圖。處理塊30對應(yīng)于圖4中的步驟103。

如上所述，改變對象的頭部的傾斜角度會影響icp與iop之間的靜水壓差。靜水壓差的變化可能意味著在對象的頭部的某一角度iop將等于icp，其將由對象眼睛中的srvp出現(xiàn)或消失的角度αsrvp指示。因此，在αsrvp處，iop＝icp。

iop與icp之間的標(biāo)稱壓差，即頭部直立時的壓力差(角度α為0°)，(其指代為δp0)，能夠根據(jù)角度αsrvp來直接確定。

在角度α處，iop與icp之間的壓差由下式給出：

iop–icp≈k[sin(α–α0)+sin(α0)]+δp0(3)

其中，k僅由對象的頭部的解剖結(jié)構(gòu)決定。ksin(αsrvp)表示顱內(nèi)空間與眼內(nèi)空間之間的靜水壓差。這僅由兩個空間之間的高度差(由上述公式(2)給出)確定，并且k是壓力差的幅度，并且由兩個空間的中心之間的距離(l)乘以每單位距離的靜水壓力(其由ρg給出，其中，ρ表示介質(zhì)的密度，例如等于水的密度，1000kg/m³，g表示重力加速度，例如9.81m/s²))來確定。k的值僅取決于對象的解剖結(jié)構(gòu)(并且能夠是根據(jù)合適的對象群體的統(tǒng)計分析導(dǎo)出的值)。

在角度αsrvp處，壓力差為0，因此能夠根據(jù)下式在處理塊32中計算δp0：

δp0＝–k[sin(αsrvp–α0)+sin(α0)](4)

一旦導(dǎo)出了δp0，就能夠確定對象的icp(處理框34)。這要求對對象的iop的標(biāo)稱測量結(jié)果，即當(dāng)頭部處于標(biāo)稱位置(即，角度α為0°)時iop的測量結(jié)果。該測量結(jié)果指代為iop0并且由iop傳感器12提供。優(yōu)選地，在確定icp的時間周圍獲得測量結(jié)果iop0，這是因為iop能夠在一天內(nèi)變化大約3-6mmhg。如上所述，iop傳感器12能夠基于goldmann眼壓計、內(nèi)置于隱形眼鏡的傳感器或其他可用技術(shù)。

使用iop測量結(jié)果，icp在塊34中根據(jù)下式來確定：

icp＝iop–δp0(5)

查看上述δp0的計算的另一方式是將其分為兩個階段。在第一階段或步驟中，使用上述公式(2)根據(jù)角度αsrvp確定眼內(nèi)空間與顱內(nèi)空間之間的高度差。然后使用用于靜水壓力的標(biāo)準(zhǔn)公式根據(jù)αsrvp的高度差來確定靜水壓差δp0：

δp0＝ρgδh(6)

(使得k＝lρg)。ρ和g兩者都是已知的常數(shù)，表示介質(zhì)的密度(例如等于水的密度，1000kg/m³)，重力加速度(地球上為9.81m/s²)。

如上所述，圖2圖示了測量頭部的角度的一種可能方法。測量頭部角度的備選方法如圖6所示。圖6圖示了能夠由傳感器6測量并且能夠表示對象的頭部的傾斜角度的示例性角度β。在該范例中，角度β是在與地球參考系中的垂直方向平行的垂直軸40和穿過對象的頭部的冠狀面42(冠狀面被賦予在解剖學(xué)中通常的意義)之間測量的，并且角度β表示對象的頭部圍繞垂直于通過對象的身體的矢狀面的軸線的旋轉(zhuǎn)。圖6圖示了在相對于水平面20的三個不同角度β＝-30°，β＝0°和β＝30°下的對象的頭部。當(dāng)β＝0°時，對象的頭部被稱為“直立”，在該圖中，負(fù)角度表示對象的頭部從直立位置向前傾斜，而正角度表示對象的頭部從直立位置向后傾斜。角度β能夠用于以與上述公式(3)(6)中的角度α類似的方式計算icp。當(dāng)如圖6所示測量頭部取向時，也使用用于確定頭部處于圖2中直立位置時的眼內(nèi)空間與顱內(nèi)空間之間的初始高度差的角度α0。

根據(jù)上面提供的方法可以理解，能夠檢測的icp的范圍受到對象中顱內(nèi)空間與眼內(nèi)空間之間可能的最大高度差(例如顱內(nèi)空間在眼內(nèi)空間正下方到顱內(nèi)空間在眼內(nèi)空間正上方時的高度變化)的限制。如果icp與iop之差大于為能夠通過改變頭部的角度(包括當(dāng)icp高于或低于iop時)來補償?shù)牧浚敲锤淖冾^部的角度將不會導(dǎo)致iop在任何角度上等于icp，這將意味著在對象眼中不存在srvp起始或中止的角度。因此，當(dāng)icp比iop大的壓力大于能夠通過傾斜頭部補償?shù)膲毫r，srvp不能在任何傾斜角度被檢測到。同樣地，當(dāng)icp比iop小的壓力大于能夠通過傾斜頭部補償?shù)膲毫r，srvp將在所有傾斜角度被檢測到。在這種情況下，上述方法將不能提供icp的值。然而，在評估頭部的可能傾斜角度(能夠通過評估由取向傳感器6測量的角度范圍來確定)之后檢測srvp的起始或中止的情況下，該方法能夠提供指示icp超過一定閾值的輸出。例如，如果srvp不以任何角度存在，則能夠指示icp超過iop+k(1–sin(α0))，并且如果srvp以所有角度存在，則能夠指示icp在iop–k(1+sin(α0))以下。盡管不如icp本身的測量結(jié)果那樣有用，但是該信息仍然有用。尤其地，來自icp比iop大一定量的方法的指示能夠為醫(yī)學(xué)護(hù)理專業(yè)人員提供icp升高的指示，因此醫(yī)學(xué)護(hù)理專業(yè)人員能夠決定是否要使用更為有創(chuàng)的傳統(tǒng)方法來確定icp。因此，在一些實施例中，上述設(shè)備和方法能夠用于患者分層以用于測量icp的額外的、更具干擾性的方法(即，如果icp顯著超出某一水平，則僅執(zhí)行干擾性的icp測量)。

盡管已經(jīng)在附圖和前面的描述中詳細(xì)圖示和描述了本發(fā)明，但是這樣的圖示和描述應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是圖示性或示范性的，而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實施例。

本領(lǐng)域技術(shù)人員通過研究附圖、公開內(nèi)容以及權(quán)利要求，在實踐請求保護(hù)的發(fā)明時能夠理解并實現(xiàn)對所公開的實施例的變型。在權(quán)利要求中，“包括”一詞不排除其他元件或步驟，并且詞語“一”或“一個”不排除多個。單個處理器或其他單元可以實現(xiàn)在權(quán)利要求中記載的若干項的功能。盡管某些措施被記載在互不相同的從屬權(quán)利要求中，但是這并不指示不能有利地使用這些措施的組合。計算機(jī)程序可以被存儲/分布在合適的介質(zhì)上，例如與其他硬件一起或作為其他硬件的部分供應(yīng)的光學(xué)存儲介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但是也可以被以其他形式分布，例如經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)或其他有線或無線的電信系統(tǒng)。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)被解釋為對范圍的限制。