[发明专利]深部组织温度探测器结构

说明书

优先权

本申请要求在2009年4月15日提交的美国临时专利申请61/212,749的优先权。

技术领域

本发明主题涉及温度探测器——一种放置在受试者的皮肤上测量温度的装置。更具体地，本主题与深部组织温度(DTT)探测器有关。深部组织温度测量是对人体的体心温度的无创确定，其中探测器位于代表体心(body core)的深部组织的区域上。探测器将该区域的温度读作体心温度。

背景技术

Fox和Solman在1971年描述了一种用于无创测量深部组织温度的系统(Fox RH，Solman AJ.“A new technique for monitoring the deep body temperature in man from the intact skin surface，”J.Physiol，1971年1月：212(2)：第8-10页)。在图1中图示说明的系统通过间接手段使用特别设计的探测器估计体心温度，该特别设计的探测器被放置在受试者的皮肤上以停止或者阻挡通过皮肤部分的热流。探测器10的部件被容纳在外壳11中。Fox/Solman探测器10包括安装在热阻22的两侧上的两个热敏电阻20，热阻22可以由能够支撑热敏电阻20的绝缘材料层组成。探测器10还包括设置在探测器10的顶部的加热器24，在元件20、22和24之上。在使用中，探测器10被放置在深部组织温度要被测量的皮肤区域上。通过搁置在人体上的探测器的底部表面26与皮肤接触，热敏电阻20测量热阻22两侧的温度差或者误差信号。误差信号被用来驱动加热器控制器30，其进而运行以通过引起加热器24提供正好足够的热量来均衡热阻22两侧的温度而将误差信号最小化。当热敏电阻20感测的温度相等时，没有热流通过探测器，并且由下部热敏电阻20通过温度计电路测量的温度等于DTT，温度计电路由放大器36和温度计38组成。探测器10实际上用作阻挡热流通过热阻22的隔热体；以相同方式运行的DTT探测器被称作“零热通量”(“ZHF”)探测器。由于加热器24运行以防止沿测量路径通过探测器的热损失，它经常被称作“防护加热器”。

Togawa使用解决了通过皮肤的皮肤血流的强烈多维热传递的问题的DTT探测器结构改进了Fox/Solman的设计。(Togawa T.Non-Invasive Deep Body Temperature Measurement，Rolfe P(ed)Non-Invasive Physiological Measurements，1979年第1卷，学术出版社，伦敦，第261-277页)。图2中图示说明的探测器将阻挡垂直于人体的热流的ZHF探测器设计40封入具有盘状结构的厚铝壳42中，其也减少或者消除从探测器中心到边缘的径向热流。

Fox/Solman和Togawa均使用垂直于人体(和放置探测器的皮肤)的热通量来控制阻挡热流通过热阻的加热器的操作。这产生堆叠探测器部件的结构，这使探测器具有基本竖直的轮廓。Togawa的探测器设计增加的热质量还改进了Fox/Solman设计的稳定性。热通量测量的基本工程表明探测器中大的热阻使测量更准确，但也减慢了瞬态响应速度。由于目标是零热通量通过测量仪表，因此热阻越大越好。然而，额外的热阻增加了质量和大小。

已经显示在手术期间将体心温度保持在正常范围内减少了手术部位感染的发生率，并且对于在手术之前、手术期间和手术之后监测病人体心温度是有利的。当然，对于病人的舒适性和安全性而言，都非常期望无创测量。使用支撑在皮肤上的探测器的深部组织温度测量为监测体心温度提供了精确且无创的手段。然而，Fox/Solman和Togawa探测器的大小和质量没有促进一次性使用。因此，它们在每次使用后必须消毒，并且储存以再次使用。因此，使用这些探测器测量深部组织温度可能提高与DTT测量相关的成本，并且可能增加病人之间交叉感染的风险。因此，有用的是在不牺牲DTT探测器的性能的情况下减小其大小和质量，以便促进一次性使用。

发明内容

使用支撑探测器的元件的由柔性基底组成的组件组成一次性使用的零热通量深部组织温度探测器。一个支撑组件实施例包括具有多区加热器的层、热传感器和设置在其上的热阻。加热器具有由开口限定的多个区，该开口穿过层形成在区之间，以增强探测器的柔性。另一个支撑组件包括多个层，该多个层支撑覆盖防护加热器、中心热传感器和至少从中心热传感器径向偏移的热传感器。

附图说明

图1是包括ZHF深部组织温度探测器的第一现有技术深部组织温度测量系统的示意性方框图。