[发明专利]用于控制温度的系统和方法

说明书

本发明涉及一种用于控制温度的系统(100)，所述系统(100)包括：温度传感器模块(10)，其被配置为测量温度值；微控制器模块(20)，其被耦合到所述温度传感器模块(10)并且被配置为基于测得的温度值通过分离的顺序代码步骤来生成AC加热脉冲信号；耦合模块(30)，其被耦合到所述微控制器模块(20)并且被配置为使用针对DC信号分量基本上为零的传递函数来将所生成的AC加热脉冲信号转换为经转换的AC加热脉冲信号；以及加热模块(40)，其被耦合到所述耦合模块(30)并且被配置为根据经转换的AC加热脉冲信号来生成热。

技术领域

本发明涉及用于皮肤加热的小型化控制器的领域。具体而言，本发明涉及用于控制温度的系统和方法。

背景技术

神经肌肉疾病、COPD和肥胖的换气过度患者常常存在慢性呼吸衰竭的问题。所述患者需要在家对他们的呼吸衰竭进行定期处理。低氧性患者通常在没有通气机支持的情况下通过氧气冶疗进行处置，而通过利用环境空气的无创通气进行的处置帮助将高碳酸血患者的高二氧化碳血气水平带回到可接受的水平。在夜间NIV期间通气的效率通过测量动脉氧气和二氧化碳水平中的基线和趋势来检查。

在家使用经皮的CO₂传感器而不是动脉血气体分析。动脉血气体分析被广泛使用，但是需要由专业人员取得的样本，是疼痛的并且可能具有并发症。经皮的CO₂传感器被接受用于住所护理并且也在医院中用于CO₂监测。

为了根据所测量的-皮肤的-CO₂分压导出经皮的CO₂，必须考虑传感器温度与37℃的动脉血温度之间的差。此外，从测量值减去偏移以补偿在某种程度上随着皮肤温度变化的皮肤新陈代谢。

皮肤的动脉血化对于经皮的血气测量结果获得反映动脉CO₂气体水平的经皮值是必要的。现有技术基于通过加热传感器表面下面的皮肤造成的动脉血化。在当前可用的经皮系统中，针对稳定的动脉血化的最小传感器温度是42℃并且所要求的加热功率是最大～500mW，其主要需要补偿血流的冷却效应。

防止皮肤烧伤是皮肤加热中的主要关心问题。由于加热器是DC耦合的，因而例如驱动电路或软件错误中的电子故障可能导致不可控制的加热器电流。为了保护这样的情况下，大量的硬件被添加到主温度控制回路。

化学光学传感器材料可以经皮地被应用以测量CO₂。化学光学传感器可以包括以下项：在光学透明载体材料上，沉积两层“类似硅橡胶的”气体渗透材料。第一层(感测层)包括作为化学缓冲材料的两种荧光染料的混合物；即，具有长荧光寿命的参考染料以及具有短寿命的pH灵敏的指示剂染料。第二层(膜)包括光反射材料(TiO₂)颗粒并且防止离子传输到感测层和从感测层传输。CO₂气体扩散通过所述膜到第一层中并且改变pH，其改变来自指示剂染料的荧光。通过双寿命参考技术，有效地测量对调制光激发的时间响应，计算百分比CO₂气体。初看起来，这些传感器斑点的性质针对国内市场的一次性经皮传感器设备的设计看起来在以下方面具有明显的优点：动态范围、预校准、针对偏离温度的补偿、稳定性和成本效益。

皮肤加热和接触液体对于实现足够并且稳定的皮肤动脉血化是必要的。出于该目的，必须在40～45℃之间的范围中准确地控制传感器温度。在理想情况下，预见的夜间经皮CO₂监测系统是可穿戴的、优选地无绳的并且具有小的形状因子。

发明内容

可以存在对改进用于皮肤加热的小型化的、固有地安全的控制器以及用于控制温度的设备和方法的需要。

通过所述独立权利要求的主题满足这样的需要。根据从属权利要求和以下说明，其他示范性实施例是显而易见的。