Способ определения изменений внутричерепного давления и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области медицины, а именно предназначено для определения изменений внутричерепного давления. Технический результат - сокращение длительности наинвазивного определения изменений внутричерепного давления, удешевление устройства для его осуществления. Для этого способ определения изменений внутричерепного давления включает установку вкладыша в наружный ушной канал для образования в нем герметичной камеры, давление воздуха в которой изменяют дозированно. Подачу звукового тона производят непрерывно для определения механического натяжения барабанной перепонки, характеризующегося ее акустической податливостью, которую измеряют дважды. Причем мерой изменения величины внутричерепного давления в интервале времени между двумя измерениями является величина, определяемая по формуле где ΔC_1,2 - относительное изменение величины акустической податливости барабанной перепонки в интервале времени между первым и вторым измерениями; C₁(P¹_o), C₂(P²_o) - величины акустической податливости барабанной перепонки в первом и втором измерениях соответственно; P¹_o, P²_o - величины давления воздуха в полости среднего уха пациента в первом и втором измерениях соответственно. Устройство для осуществления способа включает вкладыш для образования в наружном ушном канале герметичной камеры, расположенный во вкладыше акустический зонд, воздушный насос для дозированного изменения давления воздуха в герметичной камере, излучатель звукового тона, измерительный микрофон, блок измерения и управления. Последний через блок накопления данных связан с последовательно включенными блоком определения давления воздуха в полости среднего уха, блоком приведения данных к единой шкале давления и блоком определения относительного изменения величины акустической податливости барабанной перепонки. Корпус вкладыша выполнен эластичным и имеет полость для заполнения сжатым воздухом. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области медицины, а именно предназначено для определения изменений внутричерепного давления.

Известен способ измерения внутричерепного давления и устройство для его осуществления. Способ включает введение датчика давления, гидравлически сообщенного с системами нагнетания воздуха и измерения, при этом нагнетание воздуха в систему измерения давления производят равными дозами в количестве не менее двух и по изменении величины приращения давления судят об искомой величине, причем в качестве датчика используют эластичную камеру в сложенном состоянии (1).

Данный способ осуществляется во время хирургической операции, когда датчик в сложенном состоянии вставляют пациенту под край костного дефекта между мозгом и твердой мозговой оболочкой или между мозговой оболочкой и внутренней пластиной костей черепа, то есть известный способ является инвазивным для пациента.

Наиболее близким к предложенному является способ определения изменений внутричерепного давления, включающий установку вкладыша в наружный ушной канал для образования в нем герметичной камеры, создание в ней давления воздуха с помощью воздушного насоса, подачу звукового тона для воздействия на барабанную перепонку. А устройство включает вкладыш для образования герметичной камеры в наружном ушном канале, расположенный во вкладыше акустический зонд, воздушный насос для создания давления воздуха в герметичной камере, излучатель звукового тона, измерительный микрофон и блок измерения и управления (2).

Недостатки данного способа и устройства - дорогостоящая аппаратура для осуществления способа, необходимость наличия у пациента четко выраженного акустического рефлекса и нормального давления в среднем ухе, а также длительность проведения одного измерения 30-60 мин.

Задачи, которые решаются предложенным изобретением, в сравнении с известными, это - неинвазивное определение изменений внутричерепного давления при существенном сокращении его длительности (менее 2 мин), удешевление устройства для осуществления способа, поскольку входящие в устройство блоки являются доступными.

Поставленная задача решается тем, что в способе определения изменений внутричерепного давления, включающем установку вкладыша в наружный ушной канал для образования в нем герметичной камеры, создание давления воздуха в ней с помощью воздушного насоса, подачу звукового тона для воздействия на барабанную перепонку, давление воздуха в герметичной камере дозированно изменяют, а подачу звукового тона производят непрерывно для определения механического натяжения барабанной перепонки, характеризующегося ее акустической податливостью, которую измеряют дважды, причем мерой изменения величины внутричерепного давления в интервале времени между двумя измерениями является относительное изменение величины акустической податливости барабанной перепонки в указанном интервале времени, определяемое по формуле где Δ C_1,2 - относительное изменение величины акустической податливости барабанной перепонки в интервале времени между первым и вторым измерениями, C₁(P₀¹), C₂(P₀²) - величины акустической податливости барабанной перепонки в первом и втором измерениях соответственно, P₀¹, P₀² - величины давления воздуха в полости среднего уха пациента в первом и втором измерениях соответственно.

Устройство для осуществления способа, включающее вкладыш для образования в наружном ушном канале герметичной камеры, расположенный во вкладыше акустический зонд, связанный с воздушным насосом для создания воздуха в герметичной камере, излучателем звукового тона, измерительным микрофоном, и блок измерения и управления, снабжено последовательно связанными между собой блоком накопления данных, блоком определения давления воздуха в среднем ухе, блоком приведения данных к единой шкале давления и блоком определения относительно изменения величины акустической податливости барабанной перепонки, причем блок накопления данных связан с блоком измерения и управления, а корпус вкладыша выполнен эластичным и имеет полость для заполнения сжатым воздухом.

На фиг. 1 - схема устройства для осуществления способа определения изменений внутричерепного давления.

На фиг. 2 - схема, поясняющая влияние внутричерепного давления спинно-мозговой жидкости на микромеханику среднего уха.

Устройство для осуществления способа содержит (фиг. 1) вкладыш 1, корпус которого выполнен эластичным и имеет полость 2 для наполнения сжатым воздухом. В корпус вкладыша 1 помещен акустический зонд 3. Акустический зонд 3 связан с излучателем звукового тона 4, воздушным насосом 5 и измерительным микрофоном 6, которые связаны с блоком 7 измерения и управления, блок 7, в свою очередь, связан с последовательно соединенным между собой блоком 8 накопления данных, блоком 9 определения давления воздуха в среднем ухе, блоком 10 приведения данных к единой шкале давления и блоком 11 определения относительного изменения величины акустической податливости барабанной перепонки.

Улитковый водопровод 12 (фиг. 2), связывающий субарахнолидальное пространство задней черепной ямки 12 с барабанной лестницей 14, является основным каналом передачи внутричерепного давления (ВЧД) спинно-мозговой жидкости 15 в перилимфу внутреннего уха 16. Изменение ВЧД (увеличение или уменьшение) передается через улитковый водопровод 12 в перилимфу внутреннего уха 16, затем на основание стремечка 17 и далее по цепи слуховых косточек 18 на барабанную перепонку 19. При этом происходит изменение механического натяжения барабанной перепонки 19, которое, будучи зарегистрировано как относительное изменение акустической податливости барабанной перепонки 19, служит в заявляемом способе мерой изменения величины ВЧД. Наружный ушной канал - 20, полость среднего уха - 21.

Способ определения изменений внутричерепного давления с помощью предложенного устройства осуществляют следующим образом.

В наружный ушной канал 20 пациента вводят вкладыш 1, имеющий эластичный корпус. После чего в полость 2 вкладыша 1 подают сжатый воздух. При этом корпус вкладыша раздувается, обеспечивая надежную обтурацию части наружного ушного канала 20 с образованием герметичной камеры. Акустический зонд 3, помещенный внутрь вкладыша 1, излучатель непрерывного звукового тона 4, измерительный микрофон 6, воздушный насос 5 и блок 7 измерения и управления обеспечивают измерение тимпанограммы T(p) - зависимости акустической податливости образованной герметичной камеры от давления воздуха в ней при дозированном изменении указанного давления по отношению к атмосферному в диапазоне от p_min до p_max с шагом изменения давления Δp. При этом дозированное изменение давления воздуха в образованной герметичной камере осуществляют с помощью воздушного насоса 5. Звуковой тон частоты f при фиксированном уровне звукового давления S в образованной герметичной камере создают посредством излучателя непрерывного звукового тона 4, измерение уровня звукового давления в образованной герметичной камере выполняют с помощью измерительного микрофона 6, запись тимпанограммы T(p) производят посредством блока 7 измерения и управления. Процедура измерения тимпанограммы проводится согласно правилам, принятым в аудиологической практике (предварительный отоскопический осмотр наружного ушного канала пациента, параметры: p_min = 300 мм водного столба, p_min = +200 мм водного столба, Δp = 5 мм водного столба, f = 226 Гц, S = 85 Дб УЗД).

У пациента производят измерение двух тимпанограмм T₁(p) и T(p) с интервалом времени Δt между измерениями 1-й и 2-й тимпанограммы. Из блока измерения и управления записанные тимпанограммы T₁(p) и T₂(p) поступают в блок 8 накопления данных, в котором происходит их хранение. Из блока 8 тимпанограммы T₁(p) и T₂(p) поступают в блок 9 определения давления воздуха p₀ в полости среднего уха 21, а затем в блок 10 приведения тимпанограмм T₁(p) и T₂(p) к единой шкале давления p. Из блока 10 приведенные к единому давлению p^* тимпанограммы T₁(p^*) и T₂(p^*) поступают в блок 11 определения относительного изменения величины акустической податливости барабанной перепонки ΔC_1,2 в интервале времени между измерениями 1-й и 2-й тимпанограммы, определяемой согласно формуле: где C₁(P₀¹), C₂(P₀²) - величины акустической податливости барабанной перепонки в первом и втором измерениях соответственно, P₀¹, P₀²) - величины давления воздуха в полости среднего уха пациента в первом и втором измерениях соответственно. Причем в приближении прямой пропорциональной зависимости между изменением величины ВЧД и относительным изменением величины акустической податливости барабанной перепонки, значению параметра Δ C_1,2 = -0,1 относительных единиц соответствует изменение ВЧД приблизительно на - 50 мм водного столба.

Блок и устройства могут быть реализованы следующим образом. Блок 7 обеспечивает запись типанограммы в форме цифрового или аналогового электрического сигнала, и в совокупности с блоками 4, 5 и 6 представляет собой измеритель акустической податливости или акустический импедансометр.

Блок 8 обеспечивает хранение записанной тимпанограммы в виде электрического сигнала, представленного в цифровой или аналоговой форме, и может быть реализован в виде цифрового оперативного запоминающего устройства или аналогового запоминающего устройства соответственно.

Давление в полости среднего уха p₀ определяется как давление в наружном ушном канале, при котором тимпанограмма достигает максимального значения (по определению, например "Essentials of Audiology", Gelfand SA, Thieme, Ny-Stuttgard, 1997, с. 228). Поэтому блок давления в полости среднего уха может быть выполнен как цифровое устройство определения номера элемента массива, имеющего максимальное значение, или детектор пикового значения аналогового сигнала при цифровой или аналоговой форме представления тимпанограммы соответственно.

Процедура приведения тимпанограмм к единой шкале давления в терминах тимпанометрии означает сдвиг каждой тимпанограммы по оси давления на величину давления в полости среднего уха. Указанное действие осуществляется блоком 10, который может быть реализован как регистр сдвига при цифровой форме представления тимпанограмм или как аналоговое вычитающее устройство при аналоговой форме представления.

Блок 11 может быть выполнен как цифровое вычислительное устройство, реализующее функцию преобразования согласно формуле, приведенной выше. При представлении тимпанограмм в форме аналогового электрического сигнала блок 11 может быть осуществлен в виде комбинации аналогового вычитающего устройства и аналогового делителя.

Пример 1. Пациентка Б., 12 лет, госпитализирована с признаками повышения ВЧД вследствие нарушения функционирования шунтирующей системы, установленной ранее (гипертензивная гидроцефалия). При офтальмоскопическом обследовании установлен застой дисков зрительных нервов. При компьютерной томографии (КТ) обнаружено смещение шунта. С каждого уха пациентки были сняты две тимпанограммы - первая непосредственно перед операцией (ревизия дренажной системы), вторая на 2-й день после нее. Для оценки эффективности оперативного вмешательства и изучения динамики ВЧД с помощью предложенного устройства были определены параметры ΔC_1,2 для правого и левого уха. Для правого уха величина параметра ΔC_1,2 составила -0,2±0,03 отн. ед., для левого уха - 0,15±0,02 отн. ед. На основании чего был сделан вывод о существенном (≈100 мм в ст. ) снижении ВЧД, подтвержденный позднее данными повторных офтальмоскопии и КТ. С целью контроля за состоянием шунтирующей системы пациентке рекомендовано проведение периодических замеров ΔC_1,2.

Пример 2. Пациентка Ш., 11 лет., госпитализирована с признаками повышения ВЧД вследствие нарушения функционирования шунтирующей системы, установленной ранее (гипертензивная гидроцефалия). При офтальмоскопическом обследовании установлено снижение зрительных функций, обусловленное нисходящей атрофией зрительных нервов. При КТ - нарастание вентрикуломегании, субарахноидальные пространства не прослеживаются. С каждого уха пациентки были сняты две тимпанограммы - первая непосредственно перед операцией (ревизия дренажной системы), вторая на 2-й день после нее. Для оценки эффективности оперативного вмешательства и изучения динамики ВЧД с помощью предложенного устройства были определены параметры ΔC_1,2 для правого и левого уха. Для правого уха величина параметра ΔC_1,2 составила -0,07±0,02 отн. ед. для левого уха -0,1±0,02 отн. ед. На основании чего был сделан вывод об умеренном (≈50 мм в ст.) снижении ВЧД, подтвержденный позднее данными повторной КТ. При выписке пациентке рекомендовано проведение периодических замеров ΔC_1,2 для контроля за состоянием дренажной системы.

Таким образом, предложенный способ и устройство для его осуществления позволяет производить неинвазивное определение изменений ВЧД при значительном сокращении материальных затрат и времени.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР N 1022698, A 61 B 5/03, 1983.

2. Патент США N 4841986, A 61 B 5/12, 1989.

Формула изобретения

1. Способ определения изменений внутричерепного давления, включающий установку вкладыша в наружный ушной канал для образования в нем герметичной камеры, создание в ней давления воздуха с помощью воздушного насоса, подачу звукового тона, отличающийся тем, что давление воздуха в камере изменяют дозировано, подачу звукового тона производят непрерывно, регистрируют две тимпанограммы с интервалом времени между измерениями, находят относительное изменение величины акустической податливости барабанной перепонки по формуле
где Δ C_1,2 - относительное изменение величины акустической податливости барабанной перепонки в интервале времени между первым и вторым измерениями;
C₁(P₀¹), C₂(P₀²) - величины акустической податливости барабанной перепонки в первом и втором измерениях соответственно;
P₀¹, P₀² - величины давления воздуха в полости среднего уха пациента в первом и втором измерениях соответственно,
а значение величины Δ C_1,2 является мерой изменения величины внутричерепного давления.

2. Устройство для определения изменений внутричерепного давления, включающее вкладыш для образования в наружном ушном канале герметичной камеры, расположенный во вкладыше акустический зонд, связанный с воздушным насосом для создания давления воздуха в герметичной камере, излучателем звукового тона, измерительным микрофоном, и блок измерения и управления, отличающееся тем, что устройство снабжено последовательно связанными между собой блоком накопления данных, блоком определения давления воздуха в полости среднего уха, блоком приведения данных к единой шкале давления и блоком определения относительного измерения величины акустической податливости барабанной перепонки, причем блок накопления данных связан с блоком измерения и управления, а корпус вкладыша выполнен эластичным и имеет полость для заполнения сжатым воздухом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2