[发明专利]用于监测脑积水和脑水肿的装置及其监测方法

权利要求书

1.用于监测脑积水和脑水肿的装置，其特征在于：所述装置包括有信号编码发生器、发射电极、接收电极、信号处理数字转换器、正交调节器、检测器、参数评估器、阻抗分析仪和评估仪，

信号编码发生器，用于生成电磁波，并记录电磁波的初振幅 和初相位；

发射电极，向人脑发射信号编码发生产生的电磁波；

接收电极，接收通过人脑的发射电极所发出的电磁波；

信号处理数字转换器，对接收电极接收到的电磁波进行放大和滤波处理，再将模拟信号转换为数字信号；

正交调节器，对信号处理数字转换器处理过的电信号正交化处理，获得同向信号和正交信号；

检测器，检测电磁波的同向信号和正交信号；

参数评估器，计算相对衰减系数、相对相移、传播时间差和复波值K；

阻抗分析仪，根据信号处理数字转换器处理后得到的电信号，测量复阻抗Z和电容；

评估仪，根据参数评估器和阻抗分析仪得到的参数进行脑积水和脑水肿评估。

2.如权利要求1所述的用于监测脑积水和脑水肿的装置，其特征在于：参数评估器通过以下公式对衰减系数进行计算

式中为传播距离，为接收到的电磁波的虚波，为发射的电磁波的虚波，为电磁波角频率。

3.如权利要求1所述的用于监测脑积水和脑水肿的装置，其特征在于：参数评估器通过以下公式对相对相移进行计算

式中为传播距离，为接收到的电磁波的相位，为发射的电磁波的相位，为电磁波角频率。

4.如1、2或3所述的用于监测脑积水和脑水肿的装置，其特征在于：参数评估器通过以下公式对传播时间差进行计算

式中，为接收到的电磁波的传播速度，为发射的电磁波的传播速度。

5.如权利要求1所述的用于监测脑积水和脑水肿的装置，其特征在于：所述信号编码发生器所产生的电磁波包括有连续单频波、多频率宽带脉冲和规定频率和波型的编码波。

6.利用权利要求1-5任意一项所述装置监测脑积水和脑水脑肿的方法，其特征在于，具体监测步骤如下：

1）将发射电极和接收电极侵入颅骨皮肤下方；

2）发射电极发射信号编码发生器产生的电磁波，接收电极接收通过颅骨后的电磁波，并记录电磁波的初振幅和初相位；

3）对电磁波进行放大和滤波处理，并转换为数字信号；

4）对步骤3）中得到的数字信号正交化处理，得到同向信号和正交信号；

5）检测电磁波的同向信号和正交信号；

6）根据步骤2）中的初振幅和初相位值和步骤5）中检测到的电磁波的同向信号和正交信号，计算相对衰减系数、相对相移、传播时间差和复波值K；

7) 测量步骤3）中所得到的数字信号的复阻抗Z和电容；

8）估计脑积水和脑水肿。

7.如权利要求6所述的用于监测脑积水和脑水肿的监测方法，其特征在于，步骤6）中所述相对衰减系数的计算方法为：通过以下公式对衰减系数进行计算

式中为传播距离，为接收到的电磁波的虚波，为发射的电磁波的虚波，为电磁波角频率。

8.如权利要求7所述的用于监测脑积水和脑水肿的监测方法，其特征在于，步骤6）中所述相对相移的计算方法为：通过以下公式对相对相移进行计算

式中为传播距离，为接收到的电磁波的相位，为发射的电磁波的相位，为电磁波角频率。

9.如权利要求8所述的用于监测脑积水和脑水肿的监测方法，其特征在于，步骤6）中所述复波值K的计算方法为：通过公式k = k_r+jk_I计算复波值，式中k_r为电磁波的实数部分，k_I为电磁波的虚拟部分，

其中,   ,式中为发射幅值。

10.如权利要求9所述的用于监测脑积水和脑水肿的监测方法，其特征在于，步骤6）中所述传播时间差的计算方法为：通过公式对传播时间差进行计算，

式中 为接收到的电磁波的传播速度，为发射的电磁波的传播速度。