[发明专利]具有热传感器校正的零热通量深部组织温度测量装置

说明书

相关专利申请

本申请含有与以下美国专利申请相关的材料：2009年8月31日提交的美国专利申请12/584,108。

背景技术

本主题涉及一种在估计深部组织温度（DTT）时用来指示人类或动物的核心体温的装置。更具体地讲，本主题涉及提供有热传感器校正的零热通量DTT测量装置的构造。

深部组织温度测量是对占据人体体腔和动物体腔的器官的温度（核心体温）进行的测量。出于许多原因，期望进行DTT测量。例如，已表明，在围手术期间将核心体温维持在正常体温范围内可降低手术部位感染的发生率，因此，在手术之前、手术期间，以及手术之后监测患者的核心体温较为有利。当然，为了患者的安全和舒适，以及临床医生的方便，非常期望进行非侵入性测量。因此，最有利的是，通过置于皮肤上的装置来进行来非侵入性DTT测量。

使用零热通量装置进行的非侵入性DTT测量由Fox和Solman在1971年（Fox RH，Solman AJ。的A new technique for monitoring the deep body temperature in man from the intact skin surface J.Physiol.Jan1971:212(2):pp8-10（用于通过接触皮肤表面来监测人体深部体温的新技术，《生理学期刊》，1971年1月，第212(2)期，第8-10页））进行描述。图1所示的Fox/Solman系统使用温度测量装置10来估计核心体温，该温度测量装置具有基本上为平面构造的受控加热器，用于阻止或阻碍穿过皮肤的一部分的热流。由于该测量取决于没有热通量穿过进行测量的皮肤区域，因此，此项技术称为“零热通量”（ZHF）测量。Togawa用DTT测量装置结构改进了Fox/Solman技术，该DTT测量装置结构引起组织中的多维热流。（Togawa T.的Non-Invasive Deep Body Temperature Measurement。（非侵入性深部体温测量）源于：Rolfe P编辑的Non-Invasive Physiological Measurements Vol.1.1979.Academic Press,London,pp.261-277（《非侵入性生理测量》，1979年第1卷，伦敦学术出版社，第261-277页））。图2所示的Togawa装置将Fox和Solman的ZHF设计密封在厚的铝外壳中，所述铝外壳具有圆柱形环带构造，用于减少或消除从装置中心到周边的径向热流。

Fox/Solman装置以及Togawa装置利用身体的正常热通量来控制加热器的操作，从而通过热阻来阻碍源于皮肤的热流，以便实现所需的ZHF条件。这会形成将ZHF温度测量装置的加热器、热阻以及热传感器堆叠的构造，从而可形成基本上垂直的轮廓。由Togawa的上盖添加的热质量改进了Fox/Solman设计的稳定性，并且使得深部组织温度的测量更为精确。就这一点而言，由于目标是穿过装置的零热通量，因此，热阻越大越好。然而，额外的热阻会增加质量和体积，并且还增加达到稳定温度所需的时间。

Fox/Solman装置以及Togawa装置的尺寸、质量以及成本并不有助于用后即弃。因此，它们在使用后必须要进行消毒，这样会使它们受到磨损和撕裂以及无法察觉的损坏。这些装置还必须要储存，以便再次使用。因此，使用这些装置会增加与零热通量DTT测量相关的成本，并且可能造成患者之间的交叉污染的巨大风险。因此，期望在不损害性能的情况下减少零热通量DTT测量装置的尺寸和质量，以便有助于在单次使用后即丢弃。

一种低成本的一次性零热通量DTT测量装置在优先权申请中有所描述和主张，并在图3和图4中示出。该装置由柔性基底以及设置于柔性基底上的电路构成。所述电路包括：基本上为平面的加热器，所述加热器由导电的铜迹线限定，并且环绕表面上的未受热区域；设置于所述区域中的第一热传感器；设置于加热器迹线（heater trace）外部的第二热传感器；设置于加热器迹线外部的多个电衬垫（electrical pad）；以及将第一和第二热传感器以及加热器迹线与多个电衬垫连接的多条导电迹线。柔性基底的各部分折叠在一起，以将第一和第二热传感器放置成接近彼此。设置于这些部分之间的绝缘层将第一和第二热传感器分开。所述装置针对操作进行取向，以便将加热器和第一热传感器定位在绝缘层的一侧上，并且将第二热传感器定位在另一侧上并紧靠将要进行测量的皮肤区域。如图4所示，电路在柔性基底表面上的布局提供薄型的零热通量DTT测量装置，该装置基本上为平面，甚至在各部分折叠在一起时也是如此。