零热通量深部组织温度测量系统技术方案

本发明专利技术公开了零热通量深部组织温度测量系统，所述零热通量深部组织温度测量系统经由探针来测量体内温度，所述探针具有被布置成零热通量构造的加热器和热传感器。所述测量系统包括控制机制，所述控制机制基于从所述探针获得的数据来确定加热器温度和皮肤温度并且使用这些温度来计算深部组织温度。所述测量系统包括信号接口电缆，所述信号接口电缆具有连接器，在所述连接器处，探针能够可脱开地连接到所述测量系统。所述电缆和附接的所述连接器是所述系统的可移除和可替换的部分，与所述探针分开。所述测量系统提供输出信号，所述输出信号模仿由其它设备使用的标准输入信号配置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】零热通量深部组织温度测量系统相关专利申请本专利申请包含与下列美国专利申请的主题相关的主题:2009年8月31日提交的美国专利申请12/584，108 ；2010年4月7日提交的美国专利申请12/798，668 ；2010年4月7日提交的美国专利申请12/798，670 ;以及2011年2月16日提交的美国临时专利申请61/463，393。
技术介绍
本主题涉及用于测量深部组织温度(DTT)作为人类或动物的核心体温指示的系统。更具体地讲，本主题涉及零热通量DTT测量系统的构造和操作，所述零热通量DTT测量系统具有用于连接到一次性DTT探针的电缆接口。深部组织温度是对核心温度的间接测量(proxy measure),所述核心温度是身体的质量加权平均温度。希望在许多临床情况下将核心体温保持在正常体温范围内。例如，在围手术周期期间，已表现出维持正常体温以减少许多麻醉和手术的许多不良结果的发生率，包括手术部位感染和出血；因此，有利的是，在手术之前、手术期间和手术之后监控患者的核心体温。当然，为了患者的安全和舒适，并且为了临床医生的便利，非侵入性测量是高度理想的方式。因此，最有利的是，通过置于皮肤上的装置来进行非侵入性DTT测量。借助于零热通量装置的非侵入性DTT测量由Fox和Solman在1971年做过描述(Fox RH>Solman AJ.的一种用于从未受损皮肤表面监测人深部体温的新技术。J.Physiol.(《生理学杂志》)1971年I月:212 (2):第8-10页)。因为该测量依赖于无热通量通过进行测量的皮肤区域，所以该技术称为“零热通量”(ZHF)温度测量。如图1所示，Fox/Solman系统利用ZHF温度测量装置10预测核心体温，该ZHF温度测量装置10包括由隔热层22分开的一对热敏电阻器20。由热敏电阻器20感测的温度的差异控制大致平面构造的加热器24的操作，该加热器24停止或阻止热流过装置10的下表面26所接触的皮肤表面区域。比较器29测量感测到的温度的差异，并且向控制器30提供该差异测量值。只要该差异不为零，就操作加热器24。当感测到的温度之间的差异达到零时，满足零热通量条件，根据需要操作加热器24，以维持条件。下表面26处的热敏电阻器20感测与皮肤表面区域的温度接近(如果不等于皮肤表面区域的温度)的温度，其输出在36处被放大，在38处被提供为系统输出。Togawa用DTT测量装置结构改进了 Fox/Solman测量技术，该DTT测量装置结构引起组织中的多维热流。(Togawa T.的 Non-1nvasive Deep Body Temperature Measurement.(非侵入性深部体温测量)在 Rolfe P 编的 Non-1nvasive Physiological Measurements(非侵入性生理测量)。Vol.1.1979.Academic Press, London, pp.261-277 (《非侵入性生理测量》，1979年第I卷，伦敦学术出版社，第261-277页))。Togawa装置将Fox和Solman型的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，以便实现所需的零热通量条件。这导致了将ZHF温度测量装置的加热器、热阻以及热传感器堆叠的构造，其可能导致得到基本垂直的装置外形。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，因为目标是为了实现使通过装置的热通量为零，所以热阻越大越好。然而，附加的热阻使质量和尺寸增大，而且还增加达到稳定温度所需的时间。鉴于Fox/Solman装置以及Togawa装置的尺寸、质量和成本,所以无法推广用后即弃的方式。因此，它们在用完之后必须要进行消毒，这样会使它们受到磨损和撕裂以及无法察觉的损坏。这些装置还必须保存好以再次使用。因此，使用这些装置会增加与零热通量DTT测量相关的成本，而且可能在患者之间造成交叉感染的巨大风险。因此，期望在不损害性能的情况下减小零热通量DTT测量装置的尺寸和质量，以便推广用后即弃的方式。在相关的美国专利申请(“相关专利申请”)中描述并示出低成本的、一次性的、零热通量DTT测量装置。根据相关专利申请构造的测量装置被附接到受到皮下组织深部温度感测的人或动物的皮肤。该测量装置由设置于柔性基底表面上的柔性基底和电路构成。所述电路包括:大致平面的加热器，所述大致平面的加热器由导电的铜迹线限定并且环绕所述表面的未受热区域；第一热传感器，所述第一热传感器设置于所述区域内；第二热传感器，所述第二热传感器设置于所述加热器迹线外部；多个接触片，所述多个接触片设置于所述加热器迹线外部；和多条导电迹线，所述多条导电迹线将所述第一热传感器、所述第二热传感器和所述加热器迹线与所述多个接触片连接。柔性基底的各部分折叠在一起，以将第一热传感器和第二热传感器设置成彼此接近。设置于这些部分之间的绝缘层将第一热传感器和第二热传感器分开。所述测量装置针对操作而取向，以便将加热器和第一热传感器定位在绝缘层的一侧，并且将第二热传感器定位在另一侧并紧邻有待测量的皮肤区域。电路在柔性基底表面上的布局会形成薄型的、零热通量DTT测量装置，甚至在各部分折叠在一起时，该装置也是大致平面的。此装置称为“传感器”或“探针”，在下面的说明书中，将此装置称为“探针”，以避免与术语“热传感器”混淆，在说明书中使用术语“热传感器”来表示具有响应于温度变化而变化的电性质的装置。假设一次性的轻质探针的构造和性能方面的提升如相关专利申请中所证明，现在期望创建以下系统机制和过程:响应于由这种探针产生的感测数据，迅速产生准确且可靠的温度测量值。具体地讲，需要使用一次性的轻质测量探针测量体内温度的零热通量深部组织温度(DTT)测量系统，所述测量探针包括设置在零热通量构造中的加热器和热传感器。另外，这种测量系统可以具有为独立操作而定制的构造。也就是说，不包括可以作为多功能患者监测器的输入而被接受的标准信号输出。然而，期望的是，针对多功能患者监测器而限定的符合标准装置或标准输入信号配置的这种输入信号接口将增加这种零热通量DTT测量系统的灵活性和有效性。
技术实现思路
在一方面，本公开涉及零热通量DTT测量系统，其具有适于与一次性探针一起使用的简单、成本低的接口。在另一方面，本公开涉及简单、有效且成本低的用于控制具有低热质量的重量轻的探针的系统控制机制。在又一方面，本公开涉及零热通量DTT测量系统，所述零热通量DTT测量系统具有简单的、成本低的输出信号接口，所述输出信号接口符合用于多功能患者监测器的标准输入信号配置。这些及其它方面体现在具有单个接口的零热通量DTT测量系统中，其中探针可以与系统连接或断开。优选地，用于存储包括热传感器校正系数的系统信息的可编程存储器与加热器和热传感器一起位于探针上。这些及其它方面体现在实现控制机制的零热通量DTT测量系统中，所述控制机制检查系统和探针之间的信号导通，验证探针操作，确定皮肤温度和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种零热通量温度测量系统（40），所述零热通量测量系统用于使用探针（44）测量深部组织温度，所述探针具有第一柔性基底层和第二柔性基底层（103、105），所述第一柔性基底层和所述第二柔性基底层之间夹有绝热材料层（102）和具有电接触片（171）的突出部（108），其中加热器（126）和第一热传感器（140）设置在所述第一基底层上，第二热传感器（142）和可编程存储器（170）设置在所述第二基底层上，所述系统包括：控制器（42），所述控制器具有信号连接器插口（52）和仿真器（227）；探针信号接口电缆（46），所述探针信号接口电缆具有第一端部和第二端部；第一连接器（48），所述第一连接器被附接到所述探针信号接口电缆（46）的所述第一端部，以用于可分离地连接到所述突出部（108）；和第二连接器（50），所述第二连接器被附接到所述探针信号接口电缆（46）的所述第二端部，以用于被插入所述控制器中的所述信号连接器插口（52）中或从所述信号连接器插口（52）中移除；其中，所述探针信号接口电缆、所述第一连接器和所述第二连接器是与所述探针分开的单个集成元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.10 US 61/518,766;2011.11.17 US 13/373,5291.一种零热通量温度测量系统(40)，所述零热通量测量系统用于使用探针(44)测量深部组织温度，所述探针具有第一柔性基底层和第二柔性基底层(103、105)，所述第一柔性基底层和所述第二柔性基底层之间夹有绝热材料层(102)和具有电接触片(171)的突出部(108)，其中加热器(126)和第一热传感器(140)设置在所述第一基底层上，第二热传感器(142)和可编程存储器(170)设置在所述第二基底层上，所述系统包括: 控制器(42 )，所述控制器具有信号连接器插口( 52 )和仿真器(227 ); 探针信号接口电缆(46)，所述探针信号接口电缆具有第一端部和第二端部； 第一连接器(48)，所述第一连接器被附接到所述探针信号接口电缆(46)的所述第一端部，以用于可分离地连接到所述突出部(108);和 第二连接器(50)，所述第二连接器被附接到所述探针信号接口电缆(46)的所述第二端部，以用于被插入所述控制器中的所述信号连接器插口(52)中或从所述信号连接器插口(52)中移除； 其中，所述探针信号接口电缆、所述第一连接器和所述第二连接器是与所述探针分开的单个集成元件。2.根据权利要求1所述的零热通量温度测量系统，包括加热器开关(216)，所述加热器开关通过所述探针信号接口电缆可操作地将脉宽调制驱动信号(219)切换至所述加热器。3.根据权利要求1所述的零热通量温度测量系统，其中所述控制器包括探针控制逻辑(208)，并且所述零热通量温度测量系统还包括信息开关(222)，所述信息开关具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，所述信息开关可操作地将来自所述探针信号接口电缆的热敏电阻器信号连接到所述探针控制逻辑，在所述第二状态下，所述信息开关可操作地将来自所述探针信号接口电·缆的可编程存储器信息连接到所述控制逻辑。4.根据权利要求3所述的零热通量温度测量系统，包括加热器开关(216)，所述加热器开关通过所述探针信号接口电缆可操作地将脉宽调制驱动信号(219)切换至所述加热器。5.根据权利要求4所述的零热通量温度测量系统，其中所述信息开关装置的所述第一状态通过所述探针信号接口电缆来阻止可编程存储器信号的传送，并且所述信息开关装置的所述第二状态能够通过所述探信号接口电缆进行可编程存储器装置信号的传送。6.根据权利要求5所述的零热通量温度测量系统，还包括仿真单元(227)和仿真输出电缆(55)，所述仿真单元具有仿真输出插口(54)，所述仿真输出电缆被连接到所述仿真输出插口。7.根据权利要求6所述的零热通量温度测量系统，其中所述仿真输出单元仿真YS1-400热敏电阻器。8.一种深部组织温度测量系统(40)，包括: 零热通量测量探针(44)，所述零热通量测量探针具有加热器(126)、可操作地感测加热器温度的第一热传感器(140)、可操作地感测皮肤温度的第二热传感器(142)、可编程存储器(170)、和连接器接口(52)； 处理单元(42)，所述处理单元具有探针信号连接器和仿真器插口(52、54)； 探针信号接口电缆(46)，所述探针信号接口电缆具有第一端部和第二端部； 连接器(48)，所述连接器被附接到所述探针信号接口电缆(46)的所述第一端部，可被连接到探针连接器接口(108)以及可被从所述探针连接器接口(108)移除；连接器(50)，所述连接器被附接到所述探针信号接口电缆(46)的所述第二端部，以用于被插入到所述探针信号连接器插口(52)中以及被从所述探针信号连接器插口(52)移除； 其中所述探针信号接口电缆、所述第一连接器和所述第二连接器是与所述探针分开的单个集成元件；和 热敏电阻器仿真器(227 )，所述热敏电阻器仿真器可操作地在所述仿真器输出插口处提供仿真输出信号。9.根据权利要求8所述的深部组织温度测量系统，还包括加热器开关(216)，所述加热器开关通过所述探针信号接口电缆可操作地将加热器驱动信号(219)切换至所述加热器(126)。10.根据权利要求8所述的深部组织温度测量系统，其中所述处理单元包括控制器(200)，并且所述深部组织温度测量系统还包括信息开关(222)，所述信息开关具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，所述信息开关可操作地将来自所述探针信息接口电缆(46)的热敏电阻器信号连接到所述控制器，在所述第二状态下，所述信息开关可操作地将来自所述探针信号接口电缆(46)的可编程存储器信息连接到所述控制器并且将来自所述控制器的信息连接到所述可编程存储器(170)。11.根据权利要求10所述的深部组织温度测量系统，包括加热器开关(216)，所述加热器开关通过所述探针信号接口电缆(46)可操作地将脉宽调制驱动信号(219)切换至所述加热器(126)。12.根据权利要求9所述的深部组织温度测量系统，其中所述信息开关装置的所述第一状态通过所述探针信号接口电缆来阻止可编程存储器信号的传送，并且所述信息开关装置的所述第二状态能够通过所述信号接口电缆进行可编程存储器信号的传送。13.根据权利要求8所述的深部组织温度测量系统，还包括仿真输出电缆(55)，所述仿真输出电缆被连接到所述仿真输出插口(54)。14.根据权利要求13所述的深部组织温度测量系统，其中所述热敏电阻器仿真器仿真YS1-400热敏电阻器。15.一种由零热通量深部组织温度测量控制器使用零通量温度测量探针(44)执行的测量深部组织温度的方法，所述零热通量温度测量探针具有设置在第一基底层(103)上的加热器(126)和第一热传感器(140)以及设置在第二基底层(105)上的第二热传感器(142)可编程存储器(170)，通过所述零热通量深部组织温度测量控制器执行以下步骤: 将信息开关(222)设置为第一状态； 通过所述第一状态下的所述信息开关，从所述可编程存储器读取(265)热敏电阻器校正信息； 将所述信息开关设置为第二状态； 接着通过以下的控制循环来控制所述探针: 通过所述第二状态下的所述信息开关，分别从所述第一热传感器和所述第二热传感器读取加热器温度信号和皮肤温度信号； 通过将所述加热器温度信号和所述皮肤温度信号与所述热敏电阻器校正信息组合来产生加热器温度值和皮肤温度值；基于所述加热器温度值和所述皮肤温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·T·比贝里奇，菲利普·G·迪翁，加里·L·汉森，戴维·R·帕尔乔克，蒂莫西·J·帕拉察尔，瑞恩·J·斯塔布，艾伯特·P·范杜伦，埃莱西亚·怀特，艾伦·H·齐埃迈尔，
申请(专利权)人：阿瑞赞特医疗保健公司，
类型：
国别省市：