[发明专利]无创体核温度测量的方法、装置和标定设备及其标定方法

说明书

技术领域

本发明属一种获取人体动态生理参数的方法和装置，具体是一种无创体核温度的测量方法、装置和该装置的标定设备及其标定方法。

背景技术

人体体核温度的动态变异性包含着体温调节系统极为丰富的信息，是重要的生命体征，它可以作为一种中间参数为人体多种疾病的综合诊断提供参考依据。体核温度的连续、动态测量分有创和无创两类方法，有创法给人体带来一定的损伤，对于需要长期连续监测的场合，有创法有很大的不便。无创体温测量方法有热绝缘法、零热流法等。热绝缘法假设体表做绝热处理后，皮肤温度等于体核温度。热绝缘法测试时间长，精度因绝热材料性能的不同而受到很大的限制。零热流法的基本思路是在体表给人体发送热流以补偿体表散热，当热流为零时认为皮肤温度等于体核温度。零热流法需要加热、冷却装置来平衡热流，装置较为复杂。另外还有学者进行了诸如红外法，微波法，超声法，NMR核磁共振法测量体核温度的研究。这些方法都有各自特定的应用条件。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无创体核温度测量的方法、装置和该装置的标定设备及其标定方法，用本发明方法和装置可实现对人体进行长期、连续、动态、个性化的无创体核温度测量，操作简便易行、精确度高，采用本发明标定设备及其标定方法可提高用本发明方法和装置测量人体体核温度的准确性。

本发明体核温度测量的方法包含下述内容：

1、在人体体表设置绝热材料层，绝热材料层内侧与人体体表之间设置体表温度传感器，用于检测人体体表温度(Ts)，在绝热材料层外侧设置环境温度传感器，用于检测环境温度(Te)，并设置用于产生模拟环境温度的电热部件；

2、用模拟电路进行传热过程的分析和计算，包含下述过程：

用电热部件模拟环境升温(ΔTe)，测得此时皮肤温度变化量(ΔTs)，以此获得人体体表组织等效热阻(Rc)与所述绝热材料层等效热阻(Re)的比值作为个性化校正系数(A)，并获得环境温度变化量(ΔTe)与皮肤温度变化量(ΔTs)的比值作为环境温度对皮肤温度影响的环境温度校正系数(α)；

用电子体温计测得人体某一时刻的体核温度值(Tc₀)，同时测得此刻的体表温度值(Ts₀)和环境温度值(Te₀)，作为参考基准点；

完成上述过程后即开始测量估算：测量人体体表温度值(Ts)和环境温度(Te)，根据所述绝热材料层的等效热阻(Re)、热容量(Cs)，和前述获取的个体化校正系数(A)和环境温度正系数(α)，即可用瞬态模拟电路分析法估算人体体核温度(Tc)，在估算中，用个体化校正系数(A)校正人体体表组织等效热阻(Rc)，用环境温度校正系数(α)去除环境温度(Te)对皮肤温度(Ts)的影响，估算中以所述参考基准点的体核温度值(Tc₀)作校准。

本发明无创体核温度测量的装置为：设有可固定在人体上的绑缚带(1)，绑缚带上设置绝热材料层(2)，绝热材料层内部贴着人体体表的部位设有体表温度传感器(3)，绝热材料层外部设有环境温度传感器(4)和用于产生模拟环境温度的电热部件(5)，所述的体表温度传感器和环境温度传感器输出端与信号采集显示装置连接。

下面对本发明方法的原理作一说明，本发明方法采用电路模拟传热过程的分析和计算：参见

图2本发明方法用电路模拟传热过程的稳态导热简化热阻分析图

图3本发明方法所采用的稳态导热时的简化电路模拟图

图4本发明方法所采用的增加瞬态瞬态项导热变化时的简化电路模拟图。

根据上述电路模拟图可分析出：皮肤温度传感器测量人体体表温度值Ts受四种因素影响，即体核温度Tc，环境温度Te，绝热材料物理性质(热阻Re，热容量Cs)和体表组织等效热阻Rc。Tc与上述四因素的简化数学关系，由瞬态导热电路模拟图可推导为(根据基尔霍夫电流定律)：

Tc＝Rc×Cs×dTs/dt+Rc/Re×(Ts-Te)+Ts    (1)

Tc与上述四因素在稳态导热阶段的简化数学关系为：

Tc＝Rc/Re×(Ts-Te)+Ts    (2)