[发明专利]预测热流传感器的稳定温度的方法

说明书

本发明描述了一种借助于包括多个热敏电阻(S1、S2、S1A、S2A、S1B、S2B)的热流传感器(1)来预测对象(8)的稳定温度(T_∞)的方法，所述方法包括以下步骤：将热流传感器(1)的温度演变表达为由时间常数(τ)和传感器特征标量值(m)表征的广延指数公式；接收由热敏电阻(S1、S2、S1A、S2A、S1B、S2B)收集的温度测量值(T1、T2、T3、T4)；基于所述温度测量值(T1、T2、T3、T4)来估计时间常数(τ)；并且基于所估计的时间常数(τ)来推断将来的稳定温度(T_∞)。本发明还描述了热流传感器(1)和温度感测布置(9)。

技术领域

本发明涉及一种预测热流传感器的稳定温度的方法。本发明还涉及一种热流传感器和一种温度感测布置。

背景技术

在健康人体中，核心体温通常通过体温调节而保持在36.5–37.5℃的恒定水平附近。核心体温可以在这个基本恒定的水平附近稍微波动。但是，在某些情况下，例如在冷的手术室的手术流程期间，患者的核心体温可能会显著降低。同样，一些疾病伴随有核心体温的升高。无论如何，识别患者核心体温过低(低体温症)或过高(高体温症)的紧急情况至关重要。出于该原因，必须连续监测患者的体温。通常使用温度计探头(如食管、直肠和尿道探头)来进行此。这些探测器的缺点是它们具有侵入性，并且不总是能够提供可靠的结果。一种较不突兀的方法是基于主动热流传感器来测量从患者向外的方向上的局部热通量密度。主动热流传感器使用热源和温度传感器来基于零热通量情况估算核心体温。然而，这种类型的温度传感器需要加热元件和针对加热元件的控制器，相对昂贵，并且需要始终能够操作加热元件的电源。例如，在WO 2008/078271A1中描述了这样的温度传感器。

另一种非侵入式温度测量是通过被动热流传感器来实现的，该传感器利用一个或多个热敏电阻对之间的热流量来测量患者或对象的温度。一个对中的第一“内部”热敏电阻被定位为在传感器的一侧接近患者的皮肤，并且该对中的第二“外部”热敏电阻被定位于传感器的另一侧并且被传感器材料(例如合成材料)与内部热敏电阻分开。传感器在合适的位置(例如在颈动脉上的皮肤上)被施加到患者。由于传感器最初被假定为比患者更冷，因此传感器测量向外方向的热通量，即从内部热敏电阻到外部热敏电阻。传感器将从其初始温度逐渐升高，直到内部热敏电阻达到与患者相同的温度。此时，内部热敏电阻的温度可以假定为与患者的核心体温相匹配。

“单热流”被动传感器使用一个这样的热敏电阻对。“双热流”传感器使用两个这样的热敏电阻对，利用不同的材料和/或不同的材料厚度来分隔热敏电阻对的内部热敏电阻和外部热敏电阻。在每种情况下，关于传感器的材料特性(例如，热导率或其倒数，热阻率)的知识与来自热敏电阻对的温度测量值允许以某种精度确定对象的温度。热流传感器具有相对经济的优点，并且可以实现为用于在医院环境中使用的一次性产品。此外，热流传感器需要很小的功率来操作。然而，被动单热流传感器需要一定的放置专业知识和/或对传感器下面的区域进行特定假设。不正确的放置可能会导致误导性的核心体温估计。

与使用被动热流传感器有关的另一个潜在的缺点是加热到整个传感器的温度基本上均匀的点(即“稳定温度”)需要相对较长的时间。传感器的加热时间在一定程度上取决于与皮肤接触的表面区域。加热时间还取决于传感器的厚度和/或传感器材料。例如，热敏电阻对的热敏电阻之间的层越厚，传感器加热所需的时间就越长。这尤其适用于双热流传感器类型，其中热敏电阻对中的一个热敏电阻对被分隔开较大的层厚度。双热流传感器的加热时间可以是相当的单个热流传感器的两倍。在某些情况下，如紧急情况或需要及时核心体温读数的任何情况下，热流传感器的长时间加热时间可能是不可接受的或有问题的。

例如，在某些情况下，快速确定患者的核心体温可能非常重要，特别是在患者已经低温的情况下(在针对事故入院到和急救室时可能是这种情况)，或冷的手术室中的手术期间中患者处于体温过低风险中。在这种情况下，长的加热时间是不可接受的，因为可能需要基于对患者热状况的准确了解来做出关键决定。

因此，本发明的目的是提供一种确定患者的核心体温的改进方式。

发明内容