外周温度测量的制作方法
【专利摘要】用于对受试者的外周温度进行非接触、无创确定的系统和方法使用热交换器，以局部调整与所述受试者接合的结构的温度，所述结构例如为支撑所述受试者的受试者支撑物结构或由所述受试者穿戴的物件。热传感器能够用于监测所述受试者的热响应，并用于确定所述外周温度。额外地或备选地，可以确定核心体温。
【专利说明】外周温度测量
[0001]相关申请的交叉应用
[0002]本申请与2007 年 3 月 15 日递交的题为《Methods and Devices for MeasuringCore Body Temperature))的美国专利申请12/531313，以及1971年4月30日递交的题为《Temperature Measurement))的美国专利号3933045相关。所有相关的专利和申请在此通过引用整体并入本申请。
【技术领域】
[0003]本公开涉及用于测量温度，并且具体而言用于测量新生儿的外周温度的方法和装置。
【背景技术】
[0004]测量受试者的温度是公知的。具体地，对于包括对循环问题、灌注、温度调节问题、热/冷应激与感染的评价的诊断目的，核心温度和外周温度是重要度量。
【发明内容】
[0005]因此，本发明的一个或多个实施例的目的是提供一种用于对受试者温度进行非接触、无创确定的测量系统。所述系统包括:接合体，其被配置为在其上支撑受试者；一个或多个传感器，其生成传达与所述受试者的温度相关的测量结果的一个或多个输出信号，其中，一个或多个传感器由所述接合体承载；热交换器，其被配置为与所述接合体和/或所述受试者交换热能；以及一个或多个处理器，其被配置为执行计算机程序模块，所述计算机程序模块包括控制模块和参数确定模块。所述控制模块被配置为控制所述热交换器，以在所述受试者与所述接合体之间的接合点处或附近调整所述接合体的结构温度。所述参数确定模块被配置为基于所述受试者对基于所述一个或多个输出信号的所述结构温度的所述调整的热响应，确定所述受试者的外周温度。
[0006]本发明的一个或多个实施例的另一方面提供对受试者的温度进行非接触、无创确定的方法。所述方法包括:使受试者与接合体接合；生成传达与所述受试者的温度相关的测量结果的一个或多个输出信号；在所述受试者与所述接合体之间的接合点处或附近调整所述接合体的结构温度；并且基于所述受试者对所述结构温度的所述调整的热响应，确定所述受试者的外周温度。
[0007]—个或多个实施例的另一方面提供一种被配置用于对受试者的温度进行非接触、无创确定的系统。所述系统包括用于使受试者与接合体接合的器件；用于生成传达与所述受试者的温度相关的测量结果的一个或多个输出信号的器件；用于在与所述受试者的接合点处或附近调整所述接合体的结构温度的器件；以及用于基于所述受试者对所述结构温度的所述调整的热响应确定所述受试者的外周温度的器件。
【专利附图】
【附图说明】[0008]在参考附图考虑以下描述和权利要求书之后，各实施例的这些和其他目的、特征和特性，以及相关结构元件的操作方法和功能，以及部件的组合和制造的经济性，将变得更加显而易见，全部附图形成说明书的一部分，其中，各附图中相似的附图标记指代对应的部分。然而，应明确理解，附图仅是出于说明和描述的目的，而并不旨在作为任何限制的意义。
[0009]图1示意性地图示了被集成在恒温箱内的温度传感器；
[0010]图2示意性地图示了根据一个或多个实施例的测量系统；
[0011]图3示意性地图示了根据一个或多个实施例的热模型；
[0012]图4A至图4B示意性地图示了根据一个或多个实施例的测量子系统；
[0013]图5示意性地图示了被集成在恒温箱内的受试者支撑物结构中的温度传感器的可配置阵列；
[0014]图6图示了测量受试者的温度的方法。
【具体实施方式】
[0015]如本文中使用的，量词“一”、“一个”和“所述”包括复数指代，除非上下文清楚地另行指出。如本文中使用的，两个或更多部分或部件被“耦合”的陈述应意指所述部分被直接或间接地(即，通过一个或多个中间部分或部件)结合在一起或一起运行，只要发生链接。如本文中使用的，“直接耦合”意指两个元件彼此直接接触。如本文中使用的，“固定耦合”或“固定”意指两个部件被耦合以作为一体移动，同时维持相对于彼此的恒定取向。
[0016]如本文中使用的，词语“单体”意指部件被创建为单件或单元。亦即，包括分开创建并之后耦合在一起作为单元的件不是“整体”部件或主体。如本文中采用的，两个或更多部分或部件相互“接合”的陈述应意指所述部分直接地或通过一个或多个中间部分或部件相互施力。如本文中采用的，术语“数目`”`应意指一或大于一的整数(即，多个)。
[0017]本文中使用的方向性短语，例如但不限于，顶、底、左、右、上、下、前、后、以及它们的衍生词，涉及附图中所示的元件的取向，并且在权利要求中并非限制性的，除非在权利要求中明确记载。
[0018]图1示意性地图示了被集成在恒温箱15内的受试者支撑物结构16中的传感器
17。接合体14被配置为与受试者106(例如新生儿和/或婴儿)接合。在一些实施例中，接合体14可以被实施为被配置为将受试者106支撑于其上的受试者支撑物结构16。受试者支撑物结构16可以为褥、垫、毯、和/或适合支撑受试者106 (例如新生儿和/或婴儿)的其他结构。在一些实施例中，接合体14可以为被配置为由受试者106穿戴的一件衣服。传感器17可以经由传感器接口 19被耦合到测量系统。接合体14 (例如，受试者支撑物结构16)可以被配置为承载一个或多个传感器，例如传感器17。恒温箱15可以包括手动取放窗18。
[0019]测量受试者的核心体温和/或外周温度在许多临床状况中都可能是重要的，所述临床状况包括但不限于新生儿重症监护室(ICU)中的新生儿。粘附性温度传感器当被使用时可能损伤皮肤并造成压力和/或疼痛。另外，看到婴儿被传感器和/或电线覆盖可能会令父母或其他看护者不安。将传感器17集成在接合体14、受试者支撑物结构16、和/或恒温箱15内可以提供对受试者106的温度的非接触、无创确定。“非接触”在本公开的语境中是指避免使用粘合剂和/或避免直接与皮肤接触。预见到允许传感器17测量受试者106的温度的接合体14的其他实施方式。本文中做出的对受试者支撑物结构16的引用并不旨在限制范围。相反，受试者支撑物结构16被引用作为接合体14的示范性实施例。尽管传感器17被描绘并被指代一个传感器，但本公开不限于一个传感器。传感器17可以包括一个或多个传感器，以及不同类型和功能的多传感器。
[0020]受试者106可以被置于恒温箱15内部，例如被置于受试者支撑物结构16上，以实现温度测量。传感器17可以用于测量受试者106的核心体温。受试者支撑物结构16可以使受试者106与环境热绝缘，使得在受试者106与受试者支撑物结构16之间的接合点处或附近进行的温度测量可以(逐渐地)接近受试者106的核心体温。在这里起作用的热原理已知为零热通量原理，其可以，例如在通过引用并入本申请的一个或多个相关申请中得以描述。因此，并且由于相同原因，获得对外周温度(和或核心体温与外周温度之间的差)的非接触、无创确定是成问题的:受试者支撑物结构提供对皮肤的热绝缘；因此皮肤不可以被环境冷却，并且所测量的皮肤温度可能不代表正常会被认为是外周温度的温度。“测量”在本公开的语境中是指基于由一个或多个传感器生成的输出的测量、估计和/或近似的任意组合。
[0021]图2示意性地图示了根据一个或多个实施例的测量系统10。测量系统10可以用于测量受试者106 (图2中未示出)的温度。测量系统10可以包括测量子系统20、一个或多个处理器110、用户接口 120、电子存储器130和/或其他构成部件中的一个或多个。图2中还图示了测量系统10的用户108。
[0022]测量子系统20可以包括接合体14 (例如受试者支撑物结构16)、传感器17、热交换器11和/或其他部件中的一个或多个。受试者支撑物结构16被配置为在其上支撑受试者106 (图2中未示出)。传感器17被配置为生成传达与受试者106的温度相关的测量结果的输出信号。传感器1 7可以由受试者支撑物结构16承载。通过局部改变受试者106与例如受试者支撑物结构16之间的接合点处或附近的温度，可以激发受试者106的热响应。可以通测量子系统20测量该热响应。该测量结果可以是用于确定受试者106的外周温度和/或对诊断目的有用的其他温度参数的基础。例如，所述外周温度(或基于其的参数)可以用于评价血管收缩和/或灌注的状态。
[0023]热交换器11被配置为，例如通过在与受试者106 (图2中未示出)的接合点处或附近(局部)调整例如受试者支撑物结构的结构温度，与接合体14 (例如，受试者支撑物结构16)交换热能。例如，热交换器11可以包括冷却部件。传感器17可以被配置为生成传达与由受试者106施加在传感器17上的(重力)压力相关的测量结果的一个或多个输出信号。受试者支撑物结构16可以具有适于屏蔽传感器17免受热交换器11的热活动的直接和/或即时影响的热属性。为了恰当地建立受试者106对由热交换器11对结构温度进行的调整的热响应，受试者支撑物结构16的热阻可能需要被设计为(显著)大于受试者106的皮肤(又称身体外围)与传感器17之间的材料的热阻。
[0024]返回图2的测量系统10，测量系统10可以包括电子存储器13，电子存储器13包括以电子方式存储信息的电子存储介质。电子存储器13的电子存储介质包括以下一者或两者:与测量系统10整体(即，基本上不可移除)提供的系统存储器，和/或经由例如端口(例如USB端口、火线端口等)或驱动器(例如，磁盘驱动器等)可移除地连接到测量系统10的可移除存储器。电子存储器130可以包括以下中的一种或多种:光学可读存储介质(例如光盘等)、磁可读存储介质(例如磁带、磁硬盘、软盘驱动器等)、基于电荷的存储介质(例如EEPROM、RAM等)、固态存储介质(例如闪存驱动器等)和/或其他电子可读存储介质。电子存储器130存储软件算法、由处理器110确定的信息、经由用户接口 120接收的信息和/或使得测量系统10能够正常运行的其他信息。例如，电子存储器130可以记录或存储源于由(如本文其他地方讨论的)一个或多个传感器测量的输出信号的一个或多个参数，和/或其他信息。电子存储器130可以为测量系统10内的独立部件，或电子存储器130可以与测量系统10的一个或多个其他部件(例如处理器110)整体提供。
[0025] 测量系统10可以包括用户接口 120，用户接口 120被配置为提供测量系统10与用户(例如用户108、看护者、治疗决策者等)之间的接口，用户能通过所述接口向测量系统10提供信息并从测量系统10接收信息。这使得统称作“信息”的数据、结果和/或指令以及任意其他可通信项目能够在用户与测量系统10之间通信。适合被包括在用户接口 120中的接口设备的范例包括小键盘、按钮、开关、键盘、旋钮、操作杆、显示屏、触摸屏、扬声器、麦克风、指示灯、声音警报以及打印机。信息，例如以声音信号、视觉信号、触觉信号和/或其他感觉信号的形式，由用户接口 120提供给受试者106。
[0026]通过非限制性举例的方式，在特定实施例中，用户接口 120包括能够发光的辐射源。所述辐射源包括以下中的一种或多种:LED、灯泡、显示屏和/或其他源。用户接口 120可以控制所述辐射源，以如下方式发光，即向受试者106传达与例如受试者106突破预定温度阈值相关的信息。
[0027]应理解，本文中也预见其他有线或无线通信技术作为用户接口 120。例如，在一个实施例中，用户接口 120与由电子存储器130提供的可移除存储器接口集成。在该范例中，从可移除存储器(例如智能卡、闪存驱动器、可移除盘等)向测量系统10中载入信息，这使得(一个或多个)用户能够定制测量系统10的实施方式。适于与测量系统10 —起使用作为用户接口 120的其他示范性输入设备和技术包括，但不限于，RS-232端口、RF链路、IR链路、调整解调器(电话、线缆、以太网、因特网或其他)。简言之，预见到任何用于与测量系统10通信信息的技术作为用户接口 120。
[0028]处理器110被配置为在测量系统10中提供信息处理功能。如此，处理器110包括数字处理器、模拟处理器、设计为处理信息的数字电路、设计为处理信息的模拟电路、状态机和/或用于以电子方式处理信息的其他机构中的一种或多种。尽管处理器110在图2中被示为单一实体，但这仅出于说明性目的。在一些实施方式中，处理器110包括多个处理单
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[0029]如在图2中所示，处理器110被配置为执行一个或多个计算机程序模块。所述一个或多个计算机程序模块包括以下中的一个或多个:控制模块111、参数确定模块112、评估模块113、测量模块114和/或其他模块。处理器110可以被配置为通过软件；硬件；固件；软件、硬件和/或固件的特定组合；和/或用于在处理器110上配置处理能力的其他机构，执行模块111、112、113和/或114。
[0030]应认识到，尽管模块111、112、113和114在图2中被图示为共同位于单一处理单元内，在其中处理器110包括多个处理单元的实施例中，模块111、112、113和/或114中的一个或多个可以与其他模块远离地定位。对由下文描述的不同模块111、112、113和/或114提供的功能的描述出于说明性目的，而不旨在为限制性的，因为模块111、112、113和/或114中的任一个可以提供以所描述的更多或更少的功能。例如，可以去除模块111、112、113和/或114中的一个或多个，并且其功能中的一些或全部可以由模块111、112、113和/或114中其他的模块提供。注意，处理器110可以被配置为执行可以执行下文中归属于模块111、112、113和/或114中之一的功能中的一些或全部的一个或多个额外的模块。
[0031]测量模块114被配置为控制测量子系统20在提供受试者106的温度测量结果中的操作。测量模块114可以直接控制处理器110的其他模块的操作。测量子系统20可以无需激活热交换器11而运行。在该情况中，经由传感器17的温度测量由于通过例如受试者支撑物结构16对传感器17的热绝缘，而可以逐渐接近受试者106的核心体温。或者，和/或交替地，测量子系统20可以在(例如通过如下文所述的控制模块111)激活热交换器11的同时运行。在该情况中，在受试者106与受试者支撑物结构16之间的接合点处或附近对结构温度的调整可以激发受试者106的(局部)热响应。传感器17可以被用于测量受试者106的所述热响应，例如热改变的量、热改变的速率，和/或两者。
[0032]通过图示的方式，图3示意性地图示了根据一个或多个实施例的，在热交换器11作为冷却部件的运行期间的热模型30。热交换器的温度为Tm卩。核心32体温为Ts心。(受试者106的)皮肤12的外周温度为Tp，如由传感器17测量的。受试者支撑物结构16将皮肤12与热交换器11分开。热模型30遵循以下(静态)热方程:
[0033]
【权利要求】
1.一种用于对受试者的温度进行非接触、无创确定的测量系统，包括: 接合体(14)，其被配置为与受试者接合； 一个或多个传感器(17)，其生成传达与所述受试者的温度相关的测量结果的一个或多个输出信号，其中，所述一个或多个传感器由所述接合体承载； 热交换器(11)，其被配置为与所述接合体和/或所述受试者交换热能；以及 一个或多个处理器(110)，其被配置为执行计算机程序模块，所述计算机程序模块包括: 控制模块(111 )，其被配置为控制所述热交换器，以在所述受试者与所述接合体之间的接合点处或附近调整所述接合体的结构温度；以及 参数确定模块(112)，其被配置为基于所述受试者对基于所述一个或多个输出信号的所述结构温度的所述调整的热响应，确定所述受试者的外周温度。
2.如权利要求1所述的测量系统，其中，所述接合体被配置为在其上支撑所述受试者。
3.如权利要求1所述的测量系统，其中，所述接合体被配置为由所述受试者穿戴。
4.如权利要求1所述的测量系统，其中，所述热交换器包括冷却部件(41)。
5.如权利要求1所述的测量系统，其中，所述热交换器包括加热部件(45)。
6.如权利要求1所述的测量系统，其中，所述控制模块被配置为控制所述热交换器，以基于所述热响应，在所述接合点处或附近，调整所述结构温度，使得所述调整对应于适于评价所述受试者的灌注的预定 热条件。
7.如权利要求1所述的测量系统，其中，所述控制模块被配置为控制所述热交换器，以基于所述热响应，在所述接合点处或附近，调整所述结构温度，使得所述调整对应于适于评估所述受试者的体温调节响应的预定热条件。
8.如权利要求1所述的测量系统，包括以网格形式被布置的多个传感器，其中，所述参数确定模块被配置为针对所述多个传感器中的至少一个传感器确定外周温度，并且针对所述多个传感器中的至少一个传感器确定核心体温。
9.一种对受试者的温度进行非接触、无创确定的方法，所述方法包括: 使受试者与接合体接合； 生成传达与所述受试者的温度相关的测量结果的一个或多个输出信号； 在所述受试者与所述接合体之间的接合点处或附近调整所述接合体的结构温度；并且 基于所述受试者对所述结构温度的所述调整的热响应，确定所述受试者的外周温度。
10.如权利要求9所述的方法，所述接合体被配置为在其上支撑所述受试者。
11.如权利要求9所述的方法，所述接合体被配置为由所述受试者穿戴。
12.如权利要求9所述的方法，其中，调整结构温度包括在所述受试者与受试者支撑物结构之间的接合点处或附近冷却所述结构温度。
13.如权利要求9所述的方法，其中，调整结构温度包括在所述受试者与所述受试者支撑物结构之间的接合点处或附近加热所述结构温度。
14.一种被配置用于对受试者的温度进行非接触、无创确定的系统，所述系统包括: 用于接合受试者的器件(14); 用于生成传达与所述受试者的温度相关的测量结果的一个或多个输出信号的器件(17)；用于在与所述受试者的接合点处或附近调整用于接合所述受试者的所述器件的结构温度的器件(11);以及 用于基于所述受试者对所述结构温度的所述调整的热响应确定外周温度的器件(112)。
15.如权利要求14所述的系统，其中，用于接合受试者的所述器件被配置为在其上支撑所述受试者。
16.如权利要求14所述的系统，其中，用于接合受试者的所述器件被配置为由所述受试者穿戴。
17.如权利要求14所述的系统，其中，用于调整结构温度的所述器件包括用于在所述受试者与用于接合所述受试者的所述器件之间的接合点处或附近冷却所述结构温度的器件(41)。
18.如权利要求14所述的系统，其中，用于调整结构温度的所述器件包括用于在所述受试者与用于接合所述受试者的所述器件之间的接合点处或附近加热所述结构温度的器件(45)。
【文档编号】G01K7/42GK103596490SQ201280028873
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年6月14日 优先权日:2011年6月15日
【发明者】A·法齐, M·谢莱肯斯 申请人:皇家飞利浦有限公司