本書是基于作者在生物醫(yī)學(xué)信號處理領(lǐng)域和虛擬式生物醫(yī)學(xué)儀器研究過程所取得的研究成果，同時借鑒了大量的相關(guān)資料編寫而成的，系統(tǒng)地介紹了目前顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法及其實現(xiàn)。
一本系統(tǒng)闡述顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測理論與方法的書籍。具有較強(qiáng)的實用性，對推進(jìn)顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測儀器的開發(fā)和臨床應(yīng)用具有很好的借鑒意義�？勺鳛樯窠�(jīng)內(nèi)、外科醫(yī)生和生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的教師和研究生的參考書。
顱內(nèi)壓增高是臨床上導(dǎo)致病人病情惡化、預(yù)后不良或死亡的最常見原因之一，因此臨床顱內(nèi)壓的監(jiān)測具有重要意義。目前應(yīng)用較多的方法是顱內(nèi)壓有創(chuàng)檢測方法，但這種方法不可避免地給病人帶來了很多痛苦。雖然近幾年來國內(nèi)外對顱內(nèi)壓的無創(chuàng)檢測方法也多有研究，但只是就某一種方法在顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方面的可行性進(jìn)行探討，能夠應(yīng)用于臨床的專門顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測儀器尚不多見。作者在該領(lǐng)域已經(jīng)作了很多有益的研究，研制成功顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測分析儀，并獲得準(zhǔn)產(chǎn)注冊證，已進(jìn)入醫(yī)院實現(xiàn)臨床使用。這表明作者在這一領(lǐng)域的研究實現(xiàn)了理論和應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合，并成功實現(xiàn)了理論到應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。
由于目前發(fā)展的不同顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法是依據(jù)不同的被測生理參數(shù)與顱內(nèi)壓變化的相關(guān)關(guān)系來實現(xiàn)顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測的，每一種方法都有其受眾面和限制因素，因而不能僅通過一種方法就完全替代顱內(nèi)壓的有創(chuàng)檢測。所以，研究不同的顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法并實現(xiàn)其在臨床中的應(yīng)用具有重要的意義。在此基礎(chǔ)上，如何實現(xiàn)顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法的綜合應(yīng)用是顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法研究的一個發(fā)展方向。
從本書的編排上看，本書對目前主要的顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法從理論和應(yīng)用兩個方面進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，理論上探討方法的可行性及理論基礎(chǔ)，應(yīng)用上研究該方法的儀器實現(xiàn)和臨床應(yīng)用，對于進(jìn)行顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測儀器的研究及推進(jìn)顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測儀器的發(fā)展具有很好的指導(dǎo)意義。同時從本書的內(nèi)容看，本書綜合運用了生物醫(yī)學(xué)、信號處理、電子技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的原理與技術(shù)，是一本多學(xué)科交叉的著作，因而適合多個專業(yè)的研究生、科學(xué)工作者和研究人員及相關(guān)臨床醫(yī)務(wù)人員使用，具有較廣的受眾面。
在撰寫本書的過程中，作者得到了大量的幫助，也參閱和引用了大量的文獻(xiàn)資料，有些文獻(xiàn)雖對顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法進(jìn)行了有益的探討，但本書沒能一一列出，敬請諒解。在此，誠摯地感謝所有給予過幫助的人們，同時也感謝所有從事顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法研究的工作者，正是他們給我提供了很多可供借鑒的資料。
感謝重慶市科學(xué)技術(shù)委員會項目和中國博士后科學(xué)基金的資助，作者才能一直堅持顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法的研究。
由于顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法尚在進(jìn)一步的研究中，同時由于作者水平有限，書中難免有不妥之處，敬請廣大讀者不吝賜教指正。
季忠，男，江蘇通州人，2003年畢業(yè)于重慶大學(xué)，獲工學(xué)博士學(xué)位，2007－2008年在英國曼徹斯特大學(xué)做訪問學(xué)者�，F(xiàn)為重慶大學(xué)生物工程學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師，主，要從事生物醫(yī)學(xué)信號處理以及醫(yī)學(xué)檢測和監(jiān)護(hù)儀器的研究與開發(fā)。在國內(nèi)外期刊和會議上發(fā)表論文近50篇，出版專著1部，申請／獲得國家專利3項。獲國家科技進(jìn)步獎2等獎1項，省部級1等獎1項。
第1章 緒論
1.1 顱內(nèi)壓及其增高機(jī)理
1.1.1 顱內(nèi)壓
1.1.2 顱內(nèi)壓增高機(jī)理
1.1.3 顱內(nèi)壓增高的影響因素
1.2 顱內(nèi)壓檢測方法綜述
1.2.1 顱內(nèi)壓有創(chuàng)檢測方法
1.2.2 顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法
1.3 顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法研究的目的和意義
本章參考文獻(xiàn)
第2章 基于閃光視覺誘發(fā)電位的顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法
2.1 閃光視覺誘發(fā)電位的電生理基礎(chǔ)
2.1.1 神經(jīng)元和突觸
2.1.2 視覺誘發(fā)電位的臨床解剖生理基礎(chǔ)
2.1.3 顱內(nèi)壓增高對視覺誘發(fā)電位影響的臨床表現(xiàn)
2.2 視覺誘發(fā)電位測量方法
2.2.1 基于疊加平均技術(shù)的視覺誘發(fā)電位測量
2.2.2 基于譜分析的視覺誘發(fā)電位測量
2.2.3 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的視覺誘發(fā)電位測量
2.2.4 基于小波變換的視覺誘發(fā)電位測量
2.2.5 基于獨立分量分析方法的視覺誘發(fā)電位測量
2.2.6 基于濾波法的視覺誘發(fā)電位測量
2.2.7 閃光視覺誘發(fā)電位信號少次提取方法的實現(xiàn)
2.3 基于FVEP的顱內(nèi)壓無創(chuàng)綜合檢測分析儀器系統(tǒng)研究
2.3.1 儀器系統(tǒng)的組成
2.3.2 儀器系統(tǒng)的功能
2.3.3 儀器系統(tǒng)的臨床應(yīng)用
本章參考文獻(xiàn)
第3章 基于TCD的顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法
3.1 TCD的原理
3.1.1 超聲波及其傳播
3.1.2 超聲換能器
3.1.3 多普勒效應(yīng)
3.1.4 超聲波測血流模型
3.1.5 TCD診斷儀的組成
3.2 TCD的重要參數(shù)
3.2.1 深度
3.2.2 血流變化
3.2.3 脈動參數(shù)
3.2.4 血流頻譜形態(tài)
3.3 顱內(nèi)壓增高與TCD血流動力學(xué)參數(shù)變化的關(guān)系
3.3.1 顱內(nèi)壓增高時的TCD血流動力學(xué)參數(shù)及其頻譜變化規(guī)律
3.3.2 TCD血流動力學(xué)參數(shù)與顱內(nèi)壓增高的相關(guān)性研究
3.4 基于TCD的顱內(nèi)壓力變化連續(xù)監(jiān)護(hù)
3.5 TCD檢測顱內(nèi)壓的臨床應(yīng)用
3.5.1 顱內(nèi)壓增高的TCD診斷標(biāo)準(zhǔn)
3.5.2 關(guān)于TCD應(yīng)用于顱內(nèi)壓測量的建議
本章參考文獻(xiàn)
第4章 基于近紅外光譜信號分析的顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法
4.1 近紅外光譜
4.1.1 紅外光區(qū)
4.1.2 近紅外振動光譜
4.1.3 近紅外光譜的特點
4.2 近紅外光譜分析技術(shù)
4.2.1 近紅外光譜分析的基本原理
4.2.2 近紅外光譜的定量分析與定性分析
4.2.3 近紅外光譜的回歸分析技術(shù)
4.2.4 近紅外光譜的主成分分析技術(shù)
4.2.5 近紅外光譜的偏最小二乘回歸分析技術(shù)
4.2.6 近紅外光譜的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)
4.3 基于近紅外光譜的顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法的實現(xiàn)
本章參考文獻(xiàn)
第5章 基于生物電阻抗技術(shù)的顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法
5.1 基本原理
5.1.1 Cole-Cole理論
5.1.2 頻散理論
5.2 阻抗測量技術(shù)
5.2.1 測量方法介紹
5.2.2 激勵源
5.2.3 電極
5.2.4 阻抗信息的提取
5.2.5 阻抗參數(shù)的計算
5.3 基于生物電阻抗法的顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法的實現(xiàn)
5.3.1 原理
5.3.2 腦阻抗測量中的注意事項
本章參考文獻(xiàn)
第6章 顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測實現(xiàn)的其他方法
6.1 臨床表現(xiàn)及影像學(xué)檢查方法
6.2 視網(wǎng)膜靜脈壓或動脈壓方法
6.3 鼓膜移位方法
6.4 前囟測壓方法
6.5 眼內(nèi)壓方法
6.6 數(shù)學(xué)模型方法
6.7 微創(chuàng)應(yīng)變電測方法
6.8 顱內(nèi)壓無創(chuàng)檢測方法的發(fā)展方向
本章參考文獻(xiàn)
近年來發(fā)展起來的小波去噪技術(shù)、獨立分量分析方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及自適應(yīng)濾波器等，為視覺誘發(fā)電位的提取提供了多種可供選擇的方案，但是由于視覺誘發(fā)電位提取中的實際情況，這些方法也存在一定的局限性。
2.2.2基于譜分析的視覺誘發(fā)電位測量
20世紀(jì)70年代和80年代間采用較多的方法是以各種濾波法結(jié)合自發(fā)腦電（EEG）的AR或ARMA模型，然后通過濾波等手段提取誘發(fā)電位信號。文獻(xiàn)[23]、[24]介紹了“.AR模型”、“ARMA模型”、“Prony擴(kuò)展諧波分解法”等在各類生物醫(yī)學(xué)信號處理中的應(yīng)用，涉及自發(fā)腦電、誘發(fā)腦電、心電及心律變異、胃電、肌電等，處理的目的是為了更好地提取信號相應(yīng)的特征，并由此判斷與這些信號相關(guān)聯(lián)的器官或組織的正常與異常，從而實現(xiàn)臨床上的有效應(yīng)用。文獻(xiàn)[25]采集了正常人的視覺誘發(fā)電位（VEP）與聽覺誘發(fā)電位（AEP）信號，然后用一帶寬為0.1～30Hz的帶通濾波器加以預(yù)處理，采樣率為128Hz，采用了10階Prony諧波分解。
目前，高階累量已經(jīng)在非生物醫(yī)學(xué)信號處理領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，高階累量與高階累量譜在生物醫(yī)學(xué)信號中的應(yīng)用也逐漸增多。文獻(xiàn)[26]報道了將累量譜用于VEP的情況，其工作實質(zhì)是研究在累量譜域上對于VEP信號的檢測問題。
在沒有或缺乏信號統(tǒng)計知識的情況下，可以采用自適應(yīng)濾波的方法，或者在對信號和噪聲的相關(guān)函數(shù)和功率譜作出估計后，采用后驗維納濾波方法。自適應(yīng)濾波可以根據(jù)對信號估計的誤差按一定的要求，通過一定的算法自動逐步調(diào)節(jié)濾波器系數(shù)，使處理結(jié)果逐步趨于最優(yōu)，且計算量少、速度快，因而既有利于實時處理，又可跟蹤信號統(tǒng)計特性隨時間而變化的情況，因而自20世紀(jì)80年代中后期開始應(yīng)用于誘發(fā)電位的提取，并隨著實踐不斷發(fā)展。
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