本文選題：腦出血　切入點：顱內(nèi)壓　出處：《第三軍醫(yī)大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：在神經(jīng)外科和相關(guān)領(lǐng)域，顱內(nèi)壓（Intracranial Pressure， ICP）監(jiān)測是一個重要的檢查手段。顱內(nèi)壓監(jiān)測分為有創(chuàng)和無創(chuàng)兩類方法。有創(chuàng)檢測有出現(xiàn)感染、出血等并發(fā)癥的危險，另外微型傳感器帶來的零點漂移也不容忽視。目前的無創(chuàng)ICP監(jiān)測方法有CTMRI等影像學(xué)檢查方法、視神經(jīng)鞘直徑法、視神經(jīng)乳頭水腫法、經(jīng)顱多普勒超聲法等。但目前的無創(chuàng)ICP監(jiān)測方法在臨床應(yīng)用中仍存在以下問題：（1）個體差異大，不夠準(zhǔn)確，適應(yīng)場合少等。（2）接觸式測量需要在病人頭部安放一定數(shù)量的電極，不僅臨床使用不方便，而且增加了病人的不舒適感。（3）個性化、老齡化等特殊人群，自然狀態(tài)下進行健康狀態(tài)監(jiān)測的需要。臨床上迫切需要一種既能夠克服ICP接觸式無創(chuàng)監(jiān)護存在的局限性，又能實現(xiàn)無創(chuàng)非接觸實時監(jiān)測，不受場地限制的ICP監(jiān)測手段。 磁感應(yīng)相移技術(shù)（Magnetic Induction Phase Shift，MIPS）在生物信號檢測方面體現(xiàn)出巨大的潛在優(yōu)勢。MIPS技術(shù)是采用一定工作頻率范圍的激勵磁場作用于生物組織，由于電磁感應(yīng)的作用，使激勵磁場與感應(yīng)磁場之間產(chǎn)生相位移，該相位移與生物組織的生理病理狀態(tài)和組織的含水量相關(guān)，可以反映出顱內(nèi)壓變化、心肺活動等，從而獲得更為豐富的大腦和心肺等生物組織的生理病理信息。 第一部分： （1）新傳感器的研究。為了提高系統(tǒng)的靈敏度，傳感器采用了阿基米德螺線的形式繞制并采用了差分抵消的方法。相對于傳統(tǒng)雙線圈傳感器，不但大大抵消了激勵磁場的影響，而且提高了系統(tǒng)感應(yīng)信號的靈敏度。 （2）檢測系統(tǒng)的組成。該MIPS測量實驗系統(tǒng)，主要包括：激勵源（信號源）、適合動物實驗的線圈傳感器、前置硬件放大濾波模塊、PCI-5124采集卡、個人電腦、基于Labview編寫的軟件鑒相程序和顯示模塊。 （3）系統(tǒng)性能的評估。系統(tǒng)穩(wěn)定性測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)在激勵信號為7.7MHz，幅值5Vpp時，信號采樣率為100MHz，F(xiàn)FT點數(shù)為40萬個，采集卡放大倍數(shù)為100倍的情況下，30min運行時間漂移量僅為0.370.00522°。然后進行了仿真研究和鹽水模擬實驗。鹽水模擬實驗的結(jié)果表明本系統(tǒng)的最敏感頻點在7.7MHz。在軸向方向上，距離傳感器的幾何中心5mm處MIPS靈敏度最高，獲取一個MIPS數(shù)據(jù)所需要的時間為0.057s，大大高于前期硬件鑒相系統(tǒng)的速度（3～7s）。仿真研究結(jié)果表明，水平距離靠近傳感器內(nèi)圈5mm處附近磁場強度最高�；谏鲜鲅芯�，該系統(tǒng)能夠更好的幫助研究者進行腦出血、ICP和MIPS的關(guān)系的實驗研究。 第二部分: （1）理論關(guān)系的研究。研究者基于大腦電導(dǎo)率分布規(guī)律建立了一個簡單的大腦電導(dǎo)率三層球模型。推導(dǎo)出MIPS和ICP之間的指數(shù)函數(shù)關(guān)系式，P P0eKA，這種關(guān)系式主要針對ICP上升的第一階段，也就是腦脊液調(diào)節(jié)發(fā)揮主導(dǎo)調(diào)節(jié)能力的階段的MIPS和ICP的關(guān)系式。 （2）腦出血、ICP和MIPS的關(guān)系研究。選取新西蘭大白兔38只，根據(jù)實驗的需要，分為實驗組28只,對照組10只，然后用烏拉坦(25%,5ml/kg)通過耳緣靜脈進行麻醉。然后用立體定位方法在實驗組建立急性腦出血導(dǎo)致的顱內(nèi)壓增高動物模型。3mL自體動脈血以0.33mL/min的速度注射進實驗組家兔的大腦。使用Camino MPM-1顱內(nèi)壓監(jiān)護儀采集ICP的標(biāo)準(zhǔn)信號；使用上述MIPS快速軟件鑒相測量實驗系統(tǒng)采集MIPS信號。本實驗利用小波變換的方法對MIPS原始信號進行預(yù)處理。然后對ICP和MIPS信號進行2Hz的重采樣，得到兩個分別為19個點的離散變量。從實驗結(jié)果來看，當(dāng)注血量為1mL的時候，MIPS的平均值下降約0.77065±0.3533090；注射第二個1mL的時候，MIPS下降0.69082±0.3710770；注射第三個1mL的時候，MIPS下降0.57636±0.2250520。MIPS隨著注血體積增大而下降的趨勢在減緩。本研究小組前期工作研究結(jié)果表明MIPS和注血體積成很好的線性關(guān)系，但在本實驗中，MIPS卻體現(xiàn)出前期下降快，中后期這種下降趨勢在減緩的結(jié)果。研究者認(rèn)為MIPS的變化不光體現(xiàn)了腦出血的體積變化，而且體現(xiàn)了大腦代償液體的變化流動。MIPS的變化包含了腦血液和腦脊液的綜合作用。所以MIPS和腦出血的關(guān)系并不是嚴(yán)格成線性變化的。對于對照組來說，在540s內(nèi)，對照組MIPS均值從0°變化到0.00036°±0.013806°，基本不變。由于腦血液相對于腦脊液較小的電導(dǎo)率和極少量的出血體積，所以MIPS變化很小，基本不變。實驗組的ICP均值隨著注血體積的增大，上升趨勢越來越快，成指數(shù)型增高趨勢。這與文獻基礎(chǔ)理論一致。隨著顱內(nèi)容物的增加，在顱內(nèi)壓增高的前期，由于腦脊液發(fā)揮了主要的代償作用，ICP增高很緩慢；隨著顱內(nèi)容物的進一步增加，腦脊液的主要調(diào)節(jié)功能被腦血液調(diào)節(jié)功能所取代，但是調(diào)節(jié)能力下降了，ICP開始增高。到了第三個階段，腦脊液和腦血液的調(diào)節(jié)能力很快喪失，腦組織又是不可壓縮的，ICP上升趨勢越來越快。對照組ICP均值從12.6±2.716207mmHg變化到14.7±3.056868mmHg，僅有非常緩慢的增高趨勢。相比實驗組ICP增高的巨大差異，可以認(rèn)為基本不變。 （3）ICP和MIPS的早期敏感性研究。為了研究MIPS的前期敏感性，研究者對實驗組和對照組實驗家兔的ICP和MIPS數(shù)據(jù)做了獨立樣本t檢驗。結(jié)果表明，在180s時，也就是實驗組注血1mL的時候，對照組和實驗組的ICP開始出現(xiàn)顯著性差異。對于新西蘭大白兔來說，統(tǒng)計分析的結(jié)果表明，，腦脊液的調(diào)節(jié)能力有1mL左右。實驗組在30s時開始，對照組和實驗組的MIPS有顯著性差異。這些結(jié)果表明，顱內(nèi)壓增高的前期，MIPS比ICP有更高的敏感性。 （4）ICP和MIPS的相關(guān)性研究。研究者對分別對28只實驗組家兔的19個點的ICP和MIPS數(shù)據(jù)分別做相關(guān)性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這28只家兔的ICP和MIPS，t值均小于檢驗水平0.05，相關(guān)系數(shù)為-0.71485至-0.98067之間。證明ICP和MIPS負(fù)相關(guān)。 （5）MIPS和ICP的非線性回歸分析。通過非線性回歸分析，發(fā)現(xiàn)MIPS和ICP的關(guān)系為P9.404e-0.91。根據(jù)MIPS和ICP的理論推導(dǎo)結(jié)果,該公式表示家兔未出血情況下正常顱內(nèi)壓為約9.404mmHg，家兔ICP隨著MIPS呈指數(shù)形式增加。該增加規(guī)律一方面受出血量決定，另一方面由顱內(nèi)的整體電導(dǎo)率變化決定。統(tǒng)計分析結(jié)果證明在顱內(nèi)壓增高的前期，MIPS的變化能夠通過指數(shù)函數(shù)的形式反映ICP的變化。 結(jié)論 相比于前期MIPS測量實驗系統(tǒng)，本文建立的快速軟件鑒相MIPS測量實驗系統(tǒng)鑒相速度快，獲取一個MIPS所需時間僅在0.057s，結(jié)合利用阿基米德螺線和差分組合形式制作的傳感器靈敏度高。實驗結(jié)果表明，MIPS的變化和腦出血的變化并不是成嚴(yán)格線性關(guān)系。對于新西蘭大白兔來說，腦脊液的調(diào)節(jié)能力大約在1mL左右，在顱內(nèi)壓增高的前期，MIPS比ICP有著更高的敏感性。這表明MIPS技術(shù)能夠幫助臨床上比ICP監(jiān)測手段更加提早發(fā)現(xiàn)腦部的病生理變化，為臨床提供早期預(yù)警，幫助臨床醫(yī)生提高早期診斷和治療水平。MIPS和ICP有很好的負(fù)相關(guān)性，通過非線性回歸分析表明，兩者關(guān)系式近似為P=9.404e-0.91Δθ，統(tǒng)計分析結(jié)果證明在顱內(nèi)壓增高的前期，MIPS的變化能夠通過指數(shù)函數(shù)的形式反映ICP的變化。總體來說，MIPS提供了一種顱內(nèi)壓無創(chuàng)新的監(jiān)測手段，尤其在前期階段，有著無可比擬的優(yōu)越性。除腦出血外其他因素導(dǎo)致的顱內(nèi)壓增高，MIPS和ICP的關(guān)系仍然需要進一步研究。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：第三軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R743.34

【參考文獻】

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本文編號：1670573