[发明专利]柔性深部组织温度测量装置

说明书

技术领域

本主题涉及用于评估深部组织温度(DTT)、皮肤下一定距离的人或动物组织的温度的装置。例如，可使用放置在表面组织(例如皮肤)上的一次性温度装置间接测量人体的体心温度。表面组织的温度读作体心温度。

背景技术

Fox和Solman在1971年描述了通过零热通量装置的深部组织温度无创测量(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)：8-10页)。如图1中所示，Fox/Solman系统使用特别设计的测量装置10通过间接方法评估身体体心温度，测量装置10阻止或阻碍热量流过一部分皮肤。装置10的组件容纳在外壳11中。装置10包括安装在热阻22任一侧上的两个热敏电阻器20。热阻22将热敏电阻器保持为间隔分开布置，其中热敏电阻器沿大致垂直于将要测量深部组织温度的人体皮肤区域的线被定位在热阻的不同侧上。加热器24布置在装置10的顶部，高于元件20、22和24。使用中，装置10放置在皮肤区域上。通过搁置在人体上的装置的底部表面26接触该区域，热敏电阻器20测量穿过热阻22的温度差或误差信号。误差信号被用来驱动加热器控制器30，其包含晶体管开关和用于开启和闭合开关的控制电路。控制器30运行以通过引起加热器24仅提供足够的热以平衡热阻22两侧上的温度，从而将误差信号最小化。当热敏电阻器20感测的温度相等时，没有热流过装置，并且通过由放大器36和温度计38组成的温度计电路由下部的热敏电阻器20测量的温度相当于DTT。装置10本质上起到阻碍热量流过热阻22的作用；以相同方式运行的DTT测量装置被称为“零热通量”(“ZHF”)装置。由于加热器24运行以避免沿通过装置的测量路径的热损失，所以通常将其称为“防护加热器”。

Togawa改进了具有DTT测量装置结构的Fox/Solman系统，其说明了皮肤血流量对通过皮肤的热传递的强烈影响(Togawa T.Non-Invasive Deep Body Temperature Measurement.In：Rolfe P(ed)Non-Invasive Physiological Measurements.1979年第1卷,Academic Press，伦敦，261-277页)。如图2所示，该装置在具有圆柱环面构造的厚铝壳中包含阻碍对身体正常的热流的Fox和Solman的ZHF设计，圆柱环面构造也降低或消除了从装置的中心到外围的径向热流。

Fox/Solman和Togawa已示出，对身体正常的热通量对于控制加热器的运行有用，该加热器阻碍热流经热阻。这产生一种堆叠组件的结构，其赋予DTT测量装置基本垂直的外形。由Togawa的盖子增加的热质量提高了Fox/Solman设计的稳定性。热流测量的基本工程技术建议装置中的大热阻使测量更精确，但是其也将降低瞬时响应率。由于目标是穿过装置的零热通量，所以热阻越大越好。然而，额外的热阻增加质量和尺寸，并且也增加达到稳定温度所需的时间。

由于许多原因而期望测量身体体心温度。例如，已示出，围手术期期间将体心温度保持在正常温度范围内降低了手术部位感染的发生率；所以在术前、术中、术后监控患者身体的体心温度是有益的。当然，为了患者的舒适和安全，非常期望无创测量。使用被支撑在皮肤上的测量装置的深部组织温度测量提供了监控身体体心温度的精确和无创的方法。然而，Fox/Solman和Togawa装置的尺寸、质量和成本不能促进一次性使用。因此，每次使用后，必须将其消毒，并且储存以便再次使用。结果，使用这些装置测量深部组织温度可能增加与DTT测量相关的成本，并且可增加患者之间交叉污染的风险。因此，为了促进一次性使用，在不牺牲其性能的情况下，降低DTT测量装置的尺寸和质量是有益的。

发明内容

涉及上述问题而完成的本发明的目的是提供一次性装置，通过该装置能够无创、简单地测量深部组织温度，并最小化劳动、时间长度和成本。

该目的通过这样的一次性温度测量装置实现，该装置由柔性衬底和布置在柔性衬底表面上的电路组成。电路包括具有围绕表面某区域的图案的加热器布线、布置在该区域中的第一热传感器、布置在加热器布线外部的第二热传感器、布置在加热器布线外部的多个电焊盘、以及连接第一和第二热传感器和加热器布线与多个电焊盘的多个导电布线。将柔性衬底的多个部分折叠在一起，从而将第一和第二热传感器接近放置。