[发明专利]身体核心温度测量

说明书

本发明涉及身体核心温度测量。一种用于测量身体核心温度的设备包括光导。所述光导可以被耦合到耳机。在光导的第一端处安置第一传感器，并且在光导的第二端处安置第二传感器。处理器被耦合到第一传感器和第二传感器。第一传感器感测来自光导的第二端处的红外源的红外辐射，并且第二传感器测量光导的第二端处的光导温度。处理器经由跨一系列光导的周围温度的回归分析通过补偿由于光导的热梯度的红外辐射来确定在光导的第二端处的红外源的温度。

技术领域

本公开涉及身体核心温度测量。

政府资助

本发明是在根据由美国陆军和国防部先进研究项目局(DARPA)授予的合同号W911NF-14-C-0044的政府支持的情况下完成的。美国政府在本发明中具有某些权利。

背景技术

通过鼓膜(耳膜)测温法的身体核心温度的连续或现场测量一般需要对耳道的不受限制的进入，使得鼓膜可以完全地填充温度传感器的视场。在其中耳道被其它部件挡住或对象存在不同的生理结构的情况中，对于温度传感器自身(例如热电堆)来说一直到达耳膜可以是非常具有挑战性的。随着距耳膜的相隔距离增加，感兴趣区域的百分比随着相隔距离的平方减少，从而获得具有高置信度的可靠读数的难度迅速增加。因此存在对光学设计的需要，其允许传感器位于较不深入耳道或者甚至在耳道外面，而仍然允许传感器的视场充分地被鼓膜填充。

附图说明

图1图解被安置到耳朵中并确定身体核心温度的系统和装置的实施例。

图2图解被安置到耳朵中并确定身体核心温度的系统和装置的另一实施例。

图3是图解被安置到耳朵中并确定身体核心温度的系统和装置的特征和操作的框图。

图4是图解被安置到耳朵中并确定身体核心温度的另一系统和装置的特征和操作的框图。

具体实施方式

在以下描述中，参考形成本文的一部分的附图，并且其中通过例证的方式示出可以被实现的具体实施例。以充分的细节描述这些实施例以使得本领域技术人员能够实现本发明，并且应理解的是可以利用其它实施例，并且可以进行结构、电学、和光学改变而不脱离本发明的范围。以下示例实施例的描述因此不被认为是有限的意义，并且本发明的范围由所附的权利要求限定。

如以上指出的，存在对连续的身体核心温度监测的需要。在实施例中，采用可以被耦合到耳道中的耳机(earpiece)的设备来解决该需要。所述设备也可以是单独的独立设备。不论是单独的设备还是被耦合到现有耳机，该设备被配置成被安置并保持在耳朵中。当连同现有耳机(诸如通信设备)使用时，现有耳机可以具有用于将音频声音传导进入和离开耳朵的中空管。然而，现有耳机的中空管和相关联的声音密封耳塞给热电堆传感器留下很少的空间来完全进入耳道中以到达鼓膜。因此，在实施例中，使用了包括光导和可选的透镜的光学系统。光导可以是中空反射管、光纤、或光和/或红外辐射可以穿过其传播的任何其它物质。当采用现有耳机实现时，光导可以被紧挨着且平行于耳机内的中空声管安置。光导对于来自鼓膜的长波红外(LWIR)辐射具有高反射性，并且将LWIR引导至热电堆传感器(或其它检测器)。在实施例中，光导的直径比热电堆自身窄得多，以允许使用具有更高敏感度的大的、标准尺寸(例如，4.6mm直径)热电堆，同时仍然适合于在耳道中在其它部件(声管、耳塞等)旁边。

光波导可以是具有LWIR反射性内部，例如，反射涂层的刚性或韧性管。在实施例中，从热电堆的直径到波导的最终出口直径的波导的直径方面的减少呈现到热电堆传感器的平坦表面(即，直径中的阶跃变化，与将与其末端在热电堆传感器处向外展开或向外渐缩的波导相关联的非阶跃变化直径相对照)。以这种方式，使波导被传感器观察的表面区域最小化，并且热电堆观察以下对象——其中直径从热电堆直径减少到波导管直径的波导的平坦表面、如经由笔直穿过波导的光射线观察的耳膜的小的点、以及呈现耳膜的反射和波导壁的热辐射的混合的波导壁。