專利名稱：溫度測量探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測量例如人體部位的目標部位的溫度的設(shè)備、系統(tǒng)及方法。本發(fā)明包含ー種智能探頭，其具有ー組獨特操作特性且經(jīng)配置以物理接觸目標部位且與可實施為手持式裝置或個人計算機的主機裝置通信。
背景技術(shù)：
預(yù)測性溫度計包含出于測量例如人體部位的目標部位的溫度的目的而與所述目標部位物理接觸地放置的探頭尖端。經(jīng)由對探頭尖端在相對于目標部位達到熱平衡之前的溫度上升進行實時分析來預(yù)測(估計)所述目標部位的溫度?？稍跍囟裙烙嬛皩⑺鎏筋^尖端預(yù)先加熱到預(yù)定溫度。預(yù)測性溫度計的制造的變化可能導(dǎo)致關(guān)于估計目標部位的溫度的不準確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于測量例如人體部位的目標部位的溫度的設(shè)備、系統(tǒng)及方法。本發(fā)明包含ー種經(jīng)配置以物理接觸目標部位且與可實施為手持式裝置或個人計算機的主機裝置通信的智能探頭。所述主機裝置(例如個人計算機)可計算、存儲及顯示所述目標部位的準確預(yù)測溫度或在熱平衡時的所測量溫度。所述主機裝置經(jīng)配置以與各自具有獨特且變化的操作特性的多個不同智能溫度探頭中的每ー者介接且按所述每ー者調(diào)適。每ー溫度探頭的ー組獨特操作特性由在每ー相應(yīng)溫度探頭與所述主機裝置之間傳達的包含過程模型的信息來表示。


可參考上文所描述的權(quán)利要求書及下文所描述的圖式來更好地理解本發(fā)明的目標及特征。所述圖式未必按比例繪制，而重點通常放在圖解說明本發(fā)明的原理上。在圖式內(nèi)，在所有各個視圖中相似參考編號用于指示相似部件。相似部件之間的差異可致使那些相似部件各自由不同參考編號指示。不相似部件由不同參考編號指示。圖IA圖解說明手持式且通用串行總線供電的溫度測量探頭裝置及實施為個人計算機的主機裝置的第一實施例。圖IB圖解說明經(jīng)設(shè)計以附接到探頭托架中的溫度測量探頭的第二實施例。圖IC圖解說明經(jīng)設(shè)計以計算及顯示預(yù)測的所測量溫度的溫度測量探頭的第三實施例。
圖2圖解說明圖IA及IB的溫度測量探頭的內(nèi)部。圖3A圖解說明駐存于圖IA及IB的溫度測量探頭內(nèi)的核心電子電路的概念性框圖。圖3B到3E圖解說明駐存于圖IA及IB的溫度測量探頭內(nèi)的任選電路的概念性框圖。圖4A圖解說明熱敏電阻的電阻與熱敏電阻的溫度之間的函數(shù)關(guān)系。圖4B圖解說明熱敏電阻的溫度與時間之間的關(guān)系。圖4C圖解說明表示根據(jù)溫度相關(guān)性信息構(gòu)造的過程的編程腳本470的實施例。圖5圖解說明溫度探頭、主機裝置與電子醫(yī)療記錄系統(tǒng)之間的信息交換。
具體實施例方式圖IA圖解說明手持式且通用串行總線供電的溫度測量探頭裝置110及實施為個人計算機的主機裝置150的第一實施例。也稱作裝置110的溫度測量探頭裝置110包含探頭部分112、手柄部分114、電カ與數(shù)據(jù)連接電纜122及電カ與數(shù)據(jù)連接器124。也稱作探頭主體112的探頭部分112為經(jīng)設(shè)計以與目標位置物理接觸(例如與人體部位接觸)地放置的細長部件。探頭尖端112a優(yōu)選地由溫度敏感材料制成，舉例來說，由包含例如不銹鋼或鋁的金屬合金制成。探頭部分112包含在最遠離裝置110的手柄部分114定位的遠端處的探頭尖端112a。手柄部分114經(jīng)設(shè)計以被握持在裝置110的用戶的手內(nèi)。如所展示，所述手柄部分包含多個ー個或ー個以上視覺指示器116a到116c及多個ー個或ー個以上按鈕118a到118b。在一些實施例中，將視覺指示器116a到116c實施為發(fā)光二極管(LED)。也稱作連接器124的電カ與數(shù)據(jù)連接器124為凸式通用串行總線(USB)連接器。也稱作電纜122的電カ與數(shù)據(jù)連接電纜122提供手柄部分114與連接器124之間的電子通信。在一些實施例中，連接器124經(jīng)設(shè)計以嚙合凹式USB連接器，例如駐存于個人計算機150的機箱152內(nèi)的凹式USB連接器154。在其它實施例中，根據(jù)除USB以外的標準將所述電纜實施為串行或并行總線。裝置110包含在本文中也稱作“路徑”的第一電子電路路徑(電路段)(未展示)，所述第一電子電路路徑具有對目標部位的溫度(稱作目標溫度)敏感且可映射到所述溫度的ー個或ー個以上電特性?？蓪㈦娐仿窂?路徑)實施為電路及/或用以實現(xiàn)本文中所描述的功能的其它技術(shù)的集合。第一電路路徑包含起電阻器的作用的熱敏電阻。熱敏電阻的電阻是熱敏電阻的溫度的函數(shù)，而熱敏電阻的溫度是探頭主體內(nèi)的位置112a處的探頭溫度的函數(shù)。同樣地，探頭溫度本身是目標溫度的函數(shù)。目標溫度是通常為人體部位的目標部位位置(參見圖2)處的溫度。在其它實施例中，采用其它溫度敏感組件，例如熱電堆。第一電路路徑包含經(jīng)配置以存儲也稱作溫度相關(guān)性數(shù)據(jù)的溫度相關(guān)性信息的存儲器。溫度相關(guān)性信息表示在某一時間點第一電路路徑的電特性與探頭溫度及目標溫度之間的相關(guān)性。電路測量數(shù)據(jù)表示第一電路的關(guān)于時間所測量的電特性。電路測量數(shù)據(jù)通常測量在持續(xù)時間為大約5分鐘或更少的時間周期內(nèi)的電特性。在一些實施例中，電路測量數(shù)據(jù)測量第一電路路徑的熱敏電阻隨時間的電阻。任選地，除溫度相關(guān)性數(shù)據(jù)以外，所述存儲器還可存儲電路測量數(shù)據(jù)的ー個或ー個以上實例。
第一電路路徑包含經(jīng)配置以用于將信息(數(shù)據(jù))傳達給駐存于裝置110外部的第ニ電路路徑(電路段)的至少ー個或ー個以上通信節(jié)點(未展示)。在所展示的實施例中，所述通信節(jié)點(未展示)電連接第一電路路徑與電纜122。因此，經(jīng)由通信節(jié)點、電纜122及USB連接器124將存儲于第一電路路徑的存儲器中的信息傳達給駐存于裝置110外部的第二電路路徑。在所展示的實施例中，第二電路路徑(未展示)駐存于個人計算機150內(nèi)，且通過凸式USB連接器124及凹式USB連接器154將存儲于第一電路路徑的存儲器中的信息進ー步傳達給第二電路路徑。第二電路路徑經(jīng)配置以接收從裝置110的第一電路路徑傳達的溫度相關(guān)性信息。第二電路路徑還經(jīng)配置以測量及/或接收第一電路路徑的電特性(電路測量數(shù)據(jù))以便在采用溫度相關(guān)性數(shù)據(jù)的同時執(zhí)行對目標溫度的估計。在一些實施例中，溫度相關(guān)性信息包含使電特性與目標溫度相關(guān)的過程模型的定義。所述過程模型將每ー特定裝置110關(guān)于其特定設(shè)計及其特定制造的特性作為考慮因 素。這些特性包含裝置110的電與熱特性。裝置110的每ー特定制造與制造特定因素相關(guān)聯(lián)，舉例來說，裝置110內(nèi)所使用的接合粘合剤/環(huán)氧樹脂的量可能顯著影響正由設(shè)備感測的溫度改變的速率。在一些實施例中，所述探頭包含位于探頭尖端112a內(nèi)的也稱作探頭加熱器的加熱器(參見圖2)。所述探頭加熱器經(jīng)設(shè)計以產(chǎn)生熱量以便使探頭溫度升高到預(yù)定溫度值。所述預(yù)定溫度值經(jīng)選擇以等于小于預(yù)期目標溫度值的溫度值。關(guān)于為人體部位的目標，將預(yù)期目標溫度等于或大于98華氏度。在一些實施例中，當探頭溫度達到預(yù)定值時，視覺指示器116a激活以指示裝置110的就緒狀態(tài)。當激活時，視覺指示器116a到116c投射預(yù)定色彩(舉例來說，緑色)的光以指示所述探頭經(jīng)完全加熱到預(yù)定溫度且所述裝置準備好用于估計目標部位的目標溫度。因此，視覺指示器116a到116c中的一者可經(jīng)指派以用作探頭加熱完成指不器。在典型的使用中，與目標部位物理接觸地放置探頭尖端112a且來自目標部位的熱量流動到探頭尖端112a中。隨著所述熱量流動，探頭溫度隨時間増加。溫度測量過程隨時間以預(yù)定頻率輸入(取樣)探頭溫度且在熱平衡發(fā)生之前以算法確定估計目標溫度。估計目標溫度也稱作預(yù)測目標溫度。將溫度測量過程實施為駐存于電子電路內(nèi)的數(shù)字邏輯，所述電子電路駐存于裝置110內(nèi)或主機150內(nèi)。在一些實施例中，將所述數(shù)字邏輯實施為存儲于存儲器中且引導(dǎo)處理器(CPU) 314 (參見圖3A)的操作的軟件。確定預(yù)測目標溫度所需的時間量通常少于I分鐘。達到熱平衡所需的時間量通常為約5分鐘。在確定預(yù)測目標溫度時，探頭溫度取樣的頻率為至少每秒I個樣本。在裝置110確定預(yù)測目標溫度之后，如果探頭保持與目標部位物理接觸，那么探頭溫度將即刻繼續(xù)升高直到達到熱平衡為止。在達到熱平衡之后，探頭溫度的值即刻近似目標溫度的值。在熱平衡時探頭溫度的值也稱作目標部位的手動完成或監(jiān)視完成溫度。溫度測量過程包含電路測量數(shù)據(jù)采集部分及溫度預(yù)測部分。獲得并接著處理電路測量數(shù)據(jù)以在達到熱平衡之前確定目標部位230的估計(預(yù)測)溫度。在一些實施例中，裝置110激活視覺指示器116a到116c以投射任選地為特定色彩(舉例來說，藍色)的光以指示溫度測量過程的數(shù)據(jù)采集部分完成。因此，視覺指示器116a到116c中的一者可經(jīng)指派以用作數(shù)據(jù)采集完成指示器。同樣地，針對探測裝置110在無主機裝置150的輔助的情況下執(zhí)行溫度預(yù)測的實施例(參見圖1C)，另ー視覺指示器116a到116c經(jīng)激活以指示溫度預(yù)測部分完成。同樣地，在于熱平衡時測量溫度的情況下，另ー視覺指示器116a到116c經(jīng)激活以指示在熱平衡時的溫度測量完成。因此，視覺指示器116a到116c中的一者可經(jīng)指派以用作熱平衡完成指示器。在一些情形中，在確定預(yù)測目標溫度時，裝置110經(jīng)由連接電纜122電連接到主機150。在此使用情形中，主機150從裝置110接收溫度相關(guān)性信息且接收與預(yù)測目標溫度相關(guān)聯(lián)的電路測量數(shù)據(jù)。主機150結(jié)合溫度相關(guān)性信息處理電路測量數(shù)據(jù)以便確定預(yù)測目標溫度。經(jīng)由也稱作用戶接ロ 156或顯示器156的用戶接ロ顯示監(jiān)視器156顯示預(yù)測目標溫 度。在其它使用實施例中，用通過連接122接收的電カ給裝置110充電且將其與主機150拆開并與目標部位物理接觸地放置。在獲得充足電路測量數(shù)據(jù)以確定預(yù)測及/或熱平衡溫度之后，即刻將裝置110附接到主機150并將電路測量數(shù)據(jù)及溫度相關(guān)性傳達給主機150以用于確定及顯示預(yù)測及/或熱平衡溫度。在以上實施例中，裝置110包含使得所述裝置能夠經(jīng)由連接電纜122與主機150通信的有線線路(有線)通信節(jié)點(參見圖3A到3C)。在其它實施例中，裝置110代替地包含經(jīng)由無線通信信道與主機150通信的無線通信節(jié)點。圖IB圖解說明經(jīng)設(shè)計以附接到探頭托架154中的溫度測量探頭裝置110的第二實施例。如所展示，探頭托架154經(jīng)由通信電纜158電連接到個人計算機150。裝置IlOb包含經(jīng)設(shè)計以插入到探頭托架154的上部側(cè)中的連接器126。在被插入之后，裝置110即刻電附接到探頭托架154以經(jīng)由由探頭托架154及通信電纜158建立的通信信道在主機150與裝置IlOb之間傳送電カ及數(shù)據(jù)。駐存于裝置112內(nèi)的數(shù)字邏輯檢測到探頭托架154的附接及與探頭托架154的拆開。在一些實施例中，在將裝置IlOb與探頭托架154拆開之后，裝置IlOb可即刻起始加熱器及/或溫度預(yù)測算法的執(zhí)行，此與任何按鈕118a到118b的按壓分離。在將裝置IlOb附接到探頭托架154之后，裝置IlOb即刻經(jīng)由探頭托架154將任何電路測量數(shù)據(jù)及溫度相關(guān)性信息傳達給主機150。圖IC圖解說明經(jīng)設(shè)計以計算及顯示預(yù)測的所測量溫度的溫度測量探頭IlOc的第三實施例110c。如所展示，裝置IlOc的手柄部分包含小顯示屏幕130。顯示屏幕130經(jīng)設(shè)計以顯示由裝置IlOc確定的預(yù)測或熱平衡溫度。裝置IlOc的此實施例獲得電路測量數(shù)據(jù)并使用溫度相關(guān)性信息進ー步確定預(yù)測或熱平衡溫度。在其它實施例中，將主機裝置150實施為基于便攜式個人計算機的裝置，例如手攜式計算機(膝上型計算機)，或者實施為手持式計算裝置。在又一些實施例中，將主機裝置150實施為定制溫度估計裝置，像展示為上文所提及且也稱作‘475專利的美國專利7，255，475的圖I的手持式設(shè)備(圖參考編號10)的裝置一祥。如‘475專利中所展示，探頭經(jīng)配置以建立到溫度估計設(shè)備(裝置)的物理連接。不同于‘475專利中所展示的探頭，本文中所描述的發(fā)明的探頭經(jīng)由通用串行總線連接而連接到手持式設(shè)備。像‘475專利的探頭一樣，可將本文中所描述的發(fā)明的探頭實施為可拆卸地附接到主機150，而不管主機150如何實施。圖2圖解說明圖1A、1B及IC的遠端溫度測量探頭的內(nèi)部視圖。如所展示，溫度測量探頭的遠端(尖端)112a的內(nèi)部包含各自鄰近于探頭尖端112a的內(nèi)側(cè)壁安置的熱敏電阻210及加熱器220。熱敏電阻210起電阻器的作用且經(jīng)由電路段212a輸入電流并經(jīng)由電路段212b輸出電流。熱敏電阻的電阻是熱敏電阻的溫度的函數(shù)，且熱敏電阻的溫度是目標部位位置230處的目標溫度的函數(shù)。目標部位位置230通常為人體部位的組織的集合。加熱器220經(jīng)由電路段222a輸入電流并經(jīng)由電路段222b輸出電流。穿過加熱器220的電流產(chǎn)生熱量且提升探頭尖端112a的溫度。加熱器220操作直到熱敏電阻210指示熱敏電阻210的溫度已達到預(yù)定目標溫度為止。圖3A圖解說明駐存于圖IA到IC及2的溫度測量探頭112內(nèi)的核心電子電路的 概念性框圖。如所展示，也稱作處理器314的中央處理單元(CPU) 314附接到系統(tǒng)總線312。所述系統(tǒng)總線使得CPU 314能夠與也附接到系統(tǒng)總線312的其它組件介接。這些其它組件包含開關(guān)接口 316、視聽接口 318、電力接口 320、通信接口 322、存儲器324、加熱器接口326、模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器328及熱敏電阻接口 330。開關(guān)接口 316經(jīng)設(shè)計以檢測并傳達與裝置110相關(guān)聯(lián)的事件。舉例來說，開關(guān)接口 316檢測與至少一個按鈕118a到118b相關(guān)聯(lián)的按鈕按壓事件。此外，開關(guān)接口 316檢測裝置110與托架154之間的附接或拆開事件。裝置110可經(jīng)配置以在按壓按鈕118a到118b之后或在將所述裝置與托架154拆開之后即刻采取行動，例如起始加熱器220的操作或起始溫度預(yù)測算法的執(zhí)行。裝置110的充電的起始在將所述裝置附接到托架154之后即刻發(fā)生。視聽接口 318經(jīng)設(shè)計以與裝置110的用戶通信。舉例來說，如果起始加熱器220的操作，那么將視覺及/或音頻指示傳達給用戶。在一些實施例中，發(fā)光二極管116a到116c發(fā)射光以指示加熱器220的操作。任選地，發(fā)射可聽聲音以指示加熱器220的操作。同樣地，將視覺及/或音頻指示傳達給用戶以指示裝置110達到目標溫度、加熱器220操作的終止、預(yù)測溫度的確定及/或熱平衡溫度的確定。通信接口 322使得能夠在裝置110與主機150之間傳達信息。所述傳達可經(jīng)由連接電纜122、經(jīng)由托架154(如果適用)或經(jīng)由無線通信信道(如果適用)進行。所傳達的信息包含溫度相關(guān)性信息及電路測量數(shù)據(jù)。所述通信接口充當通往通信節(jié)點的接口。在一些實施例中，所述通信節(jié)點經(jīng)實施以經(jīng)由有線線路通信信道進行通信，例如借助通用串行總線(USB)技術(shù)來實施。在其它實施例中，所述通信節(jié)點經(jīng)實施以經(jīng)由無線通信信道進行通信且經(jīng)由根據(jù)(舉例來說)IEEE802. 11、IEEE 802. 15或Zigbee 802. 15. 4通信標準設(shè)計的無線通信技術(shù)來實施。存儲器324存儲溫度相關(guān)性信息及電路測量數(shù)據(jù)連同軟件。所述軟件包含控制裝置110的操作的CPU指令及數(shù)據(jù)。所述軟件引導(dǎo)CPU 314將命令發(fā)送到附接到系統(tǒng)總線312的其它組件并從所述其它組件接收狀態(tài)信息。電力接口 320將電力供應(yīng)到裝置110?？山?jīng)由連接電纜122、經(jīng)由托架154(如果適用)或經(jīng)由電容器(未展示)供應(yīng)電力。包含電容器的實施例使得能夠在經(jīng)由連接電纜122附接到主機150或經(jīng)由托架154附接到主機時給所述電容器充電。所述電容器使得裝置110能夠在與主機150及托架154 (如果適用)拆開時被供電。加熱器接口 326使得CPU 314能夠控制加熱器220的操作。在一些實施例中，力口熱器接口 326經(jīng)啟用而作為單芯片微計算機內(nèi)的端口。CPU 314將命令寫入到端口寄存器中，所述端口寄存器弓I導(dǎo)加熱器接口電路將電流供應(yīng)到加熱器220。加熱器220產(chǎn)生熱量以便提升探頭122的溫度直到其達到預(yù)定溫度為止。熱敏電阻接口 330使得CPU 314能夠控制熱敏電阻210的操作。在一些實施例中，熱敏電阻接口 330經(jīng)啟用而作為單芯片微計算機內(nèi)的端口。CPU 314將命令寫入到端口寄存器中，所述端口寄存器引導(dǎo)熱敏電阻接口電路將 固定電流供應(yīng)到熱敏電阻210或跨越熱敏電阻210供應(yīng)固定電壓。在一些實施例中，熱敏電阻接口 330將固定電流供應(yīng)到熱敏電阻210。在與熱敏電阻接口 330互操作時，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器328用于測量跨越熱敏電阻210的差分電壓。使用流過熱敏電阻210的電流量結(jié)合所測量差分電壓來確定熱敏電阻210在一時間點的電阻(電阻=電壓/電流)。在其它實施例中，熱敏電阻跨越熱敏電阻210施加固定電壓以便測量穿過熱敏電阻210的電流。流過熱敏電阻210的所測量電流量結(jié)合所述固定電壓指示熱敏電阻210在一時間點的電阻。本發(fā)明的一些實施例并不包含所有前述組件。圖3B到3E圖解說明溫度測量探頭裝置110的電力與通信電路的實施例的概念性框圖。圖3B圖解說明經(jīng)由通用串行總線(USB)接口 340供電的裝置110的實施例。USB接口 340包含駐存于裝置110內(nèi)且可經(jīng)由USB連接電纜122電附接到主機150的電子電路。也稱作USB硬件340的USB接口 340經(jīng)設(shè)計以在經(jīng)由USB連接電纜122電附接到主機150時在裝置110與主機150之間傳送電力及數(shù)據(jù)。電力經(jīng)由連接電纜122從主機150傳送到USB接口組件340。數(shù)據(jù)經(jīng)由USB接口組件340并經(jīng)由USB連接電纜122從裝置110傳送至IJ主機150，且經(jīng)由相同電路徑從主機150傳送到裝置110。圖3C圖解說明圖3B的進一步包含電容器346的實施例。電容器346使得裝置110能夠在與主機裝置150電拆開時操作。經(jīng)由USB接口 340供應(yīng)的電力用于將電荷供應(yīng)到電容器346。在將充足電荷供應(yīng)到電容器346之后，即刻經(jīng)由將USB連接電纜122與主機裝置150拆開而將裝置110與主機裝置150拆開。接著探頭裝置150的用戶自由地使裝置110移動而更遠離主機裝置150以便使裝置110與同人類目標相關(guān)聯(lián)的目標部位物理接觸。存儲于電容器346內(nèi)的電荷使得裝置110能夠執(zhí)行加熱且至少在與目標組位置的物理接觸期間搜集電路測量數(shù)據(jù)。裝置110可進一步執(zhí)行預(yù)測溫度或熱平衡溫度確定。在一些使用情形中，裝置110可在將探頭裝置重新附接到主機裝置150之前獲得同與一個目標或與多個目標的多個物理接觸相關(guān)聯(lián)的多組電路測量數(shù)據(jù)。將電路測量數(shù)據(jù)結(jié)合溫度相關(guān)性數(shù)據(jù)傳送到主機裝置以用于存儲并處理成一個或一個以上溫度值。那些溫度值可為預(yù)測的及/或在熱平衡時的溫度。圖3D圖解說明圖3C的進一步包含無線通信節(jié)點350的實施例。無線通信節(jié)點350使得裝置110能夠在不經(jīng)由連接電纜122電附接到主機裝置的情況下與主機裝置150通信。電容器346經(jīng)由電力接口 320將電力供應(yīng)到無線通信節(jié)點350。在一些實施例中，無線通信節(jié)點350根據(jù)IEEE 802. IUIEEE 802. 15及Zigbee 802. 15. 4通信標準與主機裝置150建立無線通信信道。圖3E圖解說明包含電池348及無線通信節(jié)點的裝置110的實施例。像圖3C到3D的先前所描述實施例一樣，電池使得裝置110能夠以便攜式方式使用。不同于先前所描述實施例，此實施例未必需要USB接口 340來從另一裝置接收電力?？山o所述電池預(yù)充電并將其插入到裝置110中。此特征使得裝置110能夠不借助與另一裝置(例如主機裝置150)的電纜連接(例如USB電纜122連接)便具有電力。圖4A圖解說明熱敏電阻210的實施例的電阻414與熱敏電阻210的溫度412之間的函數(shù)關(guān)系410。電阻414以歐姆為單位來測量且溫度以(舉例來說)華氏度為單位來測量。將熱敏電阻210分類為根據(jù)負溫度系數(shù)操作，此意味著熱敏電阻210的電阻414依據(jù)其溫度412的上升而降低。換句話說，熱敏電阻的溫度412越高，其電阻414就越低，且 熱敏電阻的溫度412越低，其電阻414就越高。在熱敏電阻210的其它實施例中，熱敏電阻210可根據(jù)不同于與所展示的關(guān)系410相關(guān)聯(lián)的熱敏電阻210的實施例的溫度系數(shù)的溫度系數(shù)操作。根據(jù)不同溫度系數(shù)操作將導(dǎo)致其它熱敏電阻的溫度412與其電阻414之間的不同函數(shù)關(guān)系。此溫度系數(shù)可等于負值(低于0. 0)或在一些情況下等于正值(高于0. 0)。圖4B圖解說明熱敏電阻210的溫度412與時間416之間的關(guān)系420。如所展示，探頭尖端112a與具有高于探頭尖端112a的溫度的溫度的目標部位230的物理嚙合致使熱量從目標部位230傳送到探頭尖端112a且致使在時間周期424內(nèi)增加到探頭尖端112a的溫度412及探頭尖端112a內(nèi)的熱敏電阻220的溫度412。探頭尖端112a的溫度及熱敏電阻210的溫度412最終上升到略低于或等于目標部位230的溫度的平衡溫度值428。如所展示，熱敏電阻溫度412在時間416a等于較低溫度值422且接著在稱作動態(tài)上升時間周期424的時間周期424期間實質(zhì)上上升。動態(tài)上升時間周期424包含各自分別與熱敏電阻的溫度值412a到412e相關(guān)聯(lián)的時刻(時間點)416a到416e。動態(tài)上升時間周期424最終在達到在時間416f發(fā)生的熱平衡溫度428之后即刻終止。組合圖4A到4B中的每一者中所圖解說明的關(guān)系，顯而易見，在與目標230物理接觸地放置探頭尖端112a時，熱敏電阻220的電阻值在動態(tài)溫度上升時間周期424期間實質(zhì)上降低。將熱敏電阻220在一時間周期內(nèi)的電阻值之間的關(guān)系記錄于電路測量數(shù)據(jù)內(nèi)。所述電路測量數(shù)據(jù)表示第一電路路徑的電特性的測量，其包含及/或指示依據(jù)時間416且在包含動態(tài)上升時間424的至少一部分的時間周期內(nèi)熱敏電阻220的電阻值414。溫度相關(guān)性信息用于執(zhí)行輸入由電路測量數(shù)據(jù)提供的信息以便確定目標部位230的估計(預(yù)測)溫度值的過程。溫度相關(guān)性信息提供熱敏電阻的電阻到熱敏電阻的溫度的映射，如圖4A中所展示。結(jié)合電路測量數(shù)據(jù)(熱敏電阻的電阻對時間數(shù)據(jù))，確定熱敏電阻的溫度對時間的關(guān)系，如圖4B中所展示。溫度相關(guān)性信息進一步包含將熱敏電阻溫度對時間映射到熱平衡時的預(yù)測(估計)熱敏電阻溫度的信息，且進一步包含將熱平衡時的預(yù)測熱敏電阻溫度映射到熱平衡時的探頭溫度的信息，且進一步包含將熱平衡時的探頭溫度映射到目標溫度的信息。
圖4C圖解說明表示根據(jù)溫度相關(guān)性信息構(gòu)造的也稱作過程模型的過程的編程腳本470的實施例。腳本470為定義用于處理電路測量數(shù)據(jù)的過程的數(shù)字邏輯的集合。腳本470表達為像計算機編程語言的指令一樣的一組指令且經(jīng)設(shè)計以至少部分地運用電路測量數(shù)據(jù)與目標部位230的估計(預(yù)測)溫度之間的關(guān)系。電路測量數(shù)據(jù)與在其內(nèi)收集所述電路測量數(shù)據(jù)的時間周期內(nèi)的特定時間點相關(guān)聯(lián)。在時間周期424之前起始且在時間周期424之后終止電路測量數(shù)據(jù)收集。如所展示，腳本470的此實施例采用像C編程語言的語法一樣的語法。腳本470定義命名為Temp_predict_procedure ()472的過程,所述過程存儲于裝置110的實施例的存儲器324中。此過程用于確定與裝置110的所述實施例物理接觸的目標部位230的估計(預(yù)測)溫度。所述過程存取由裝置110在其與目標部位230物理接觸時收集的電路測量數(shù)據(jù)。在一些實施例中，經(jīng)由函數(shù)調(diào)用(例如在此腳本470中所采用的cmcLtempO函數(shù)調(diào)用478)庫來存取電路測量數(shù)據(jù)。如所展示，此過程定義并設(shè)定(8)個腳本變量的初始值。在這些腳本變量中，(4) 個變量474a到474d用作在所述過程內(nèi)運用以確定Temp_prediCt變量的值的數(shù)學表達式480內(nèi)的常數(shù)數(shù)值系數(shù)值。過程470通過返回Temp_predict_variable 482而返回(輸出)預(yù)測(估計)溫度。在這些腳本變量中，(3)個變量476b到476d用作各自作為參數(shù)傳遞到cmd_temp ()函數(shù)478a到478c的值。cmd_temp ()函數(shù)478a到478c從與作為參數(shù)傳遞到其的時間值(476b到476d)相關(guān)聯(lián)的電路測量數(shù)據(jù)(CMD)提取溫度值。時間參數(shù)為在其內(nèi)發(fā)生電路測量數(shù)據(jù)收集的時間周期內(nèi)的偏移(以秒為單位)。舉例來說，cmd_temp (I. 75)返回在時間上在起始電路測量數(shù)據(jù)收集時間周期之后
I.75秒發(fā)生的時間點的溫度值。另一函數(shù)cmd_time(溫度值)(此處未展示)返回在電路測量數(shù)據(jù)收集時間周期內(nèi)測量的溫度值的第一次發(fā)生的時間且如果適用那么返回下一發(fā)生的時間。腳本的其它實施例可獲得并處理在不同于電路測量數(shù)據(jù)(CMD)的時間點的額外溫度值。此外，腳本的其它實施例可采用其它C編程構(gòu)造(例如IF、ELSE及ELSE IF語句)以基于從CMD檢索的值更有條件地處理電路測量數(shù)據(jù)(CMD)。注意，腳本變量的值基于與腳本過程470相關(guān)聯(lián)且存儲腳本過程470的特定裝置110的已知設(shè)計及制造特性而將熱敏電阻的溫度與目標部位230的估計溫度之間的差作為
考慮因素。此方法的優(yōu)點是每一單獨設(shè)計及制造的裝置110均可存儲并將其自己的定制腳本傳達給主機裝置150。每一定制腳本反映每一探測裝置110的設(shè)計及制造特質(zhì)。如果與特定裝置110相關(guān)聯(lián)地開發(fā)更新及/或更有效的腳本，那么可將所述更新的腳本存儲到所述特定裝置110上且稍后由主機裝置150運用(執(zhí)行)所述腳本以便快速且準確地預(yù)測與裝置110物理接觸的目標部位230的溫度。根據(jù)本發(fā)明，經(jīng)由腳本的使用，溫度預(yù)測不再限制于任何一個過程或與此過程相關(guān)聯(lián)的數(shù)學模型的運用?？舍槍ν谎b置110開發(fā)及運用完全不同的過程及/或數(shù)學模型或者針對一組不同探頭裝置110中的每一者定制每一過程及/或數(shù)學模型。舉例來說，可針對特定制造的裝置110或針對類似設(shè)計的探頭裝置的類別隨時間升級及細化溫度估計過程，且使溫度估計過程針對不同設(shè)計的探頭裝置110變化。此外，主機裝置150將能夠針對在主機裝置150的商業(yè)發(fā)布之后設(shè)計及/或制造的裝置110執(zhí)行溫度估計。圖5圖解說明溫度探頭110、主機裝置150與電子醫(yī)療記錄(EMR)系統(tǒng)500之間的信息交換。所述EMR系統(tǒng)包含在一些實施例中實施為數(shù)據(jù)庫502的信息(數(shù)據(jù))存儲庫502。將由裝置110執(zhí)行的溫度測量傳達給EMR系統(tǒng)500并存儲到EMR系統(tǒng)500中。主機裝置150經(jīng)設(shè)計以使患者及測量信息的時間與由裝置110執(zhí)行的溫度測量相關(guān)聯(lián)。在一些實施例中，探頭裝置執(zhí)行電路測量數(shù)據(jù)收集及溫度預(yù)測兩者，將此兩者從裝置 110傳達給主機裝置150。在其它實施例中，裝置110執(zhí)行從裝置110傳達給主機裝置150的電路測量數(shù)據(jù)收集。
權(quán)利要求
1.一種溫度測量探頭，其包括 探頭主體；及 第一路徑，其包含通信節(jié)點且具有對所述探頭主體內(nèi)的一位置處的探頭溫度敏感的電特性，所述第一路徑產(chǎn)生電路測量數(shù)據(jù)且包含經(jīng)配置以存儲溫度相關(guān)性信息的存儲器，且 其中所述通信節(jié)點經(jīng)配置以用于與第二路徑通信，所述第二路徑經(jīng)配置以從所述第一路徑接收所述溫度相關(guān)性信息及所述電路測量數(shù)據(jù)以估計所述探頭溫度及目標溫度，且 其中所述溫度相關(guān)性信息包含使所述電路測量數(shù)據(jù)與所述探頭溫度及所述目標溫度相關(guān)的過程模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探頭，其中所述第一路徑包含熱敏電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探頭，其中所述第一路徑包含熱電堆。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探頭，其中所述過程模型表示為一組計算機編程語言指令。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探頭，其中所述第一路徑的所述通信節(jié)點經(jīng)由無線通信信道將信息傳達給所述第二路徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探頭，其中所述第一路徑的所述通信節(jié)點經(jīng)由有線通信信道將信息傳達給所述第二路徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的探頭，其中所述有線通信信道為通用串行總線，且其中所述通信節(jié)點電連接到第一通用串行總線連接器，且其中所述第一通用串行總線連接器經(jīng)配置以電連接到第二通用串行總線連接器，所述第二通用串行總線連接器電連接到所述第二路徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探頭，其中所述第二路徑為溫度估計裝置的一部分，且其中所述探頭經(jīng)配置以建立到所述溫度估計裝置的物理連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的探頭，其中所述物理連接建立所述探頭與所述裝置之間的通信連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探頭，其中所述第二路徑為溫度估計裝置的一部分，且其中所述探頭經(jīng)配置以在無需所述探頭與溫度估計裝置之間的物理連接的情況下建立所述探頭與所述裝置之間的通信連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的探頭，其中所述溫度估計裝置至少部分地實施為在計算機內(nèi)執(zhí)行的軟件。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的探頭，其中所述溫度估計裝置為手持式裝置的一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的探頭，其中第一目標溫度是針對具有第一組電與熱特性及第一過程模型的第一探頭而估計，其中所述第一探頭具有到所述溫度估計裝置的第一通信連接，且其中第二目標溫度是針對具有第二組電與熱特性及第二過程模型的第二探頭而估計，其中所述第二溫度探頭具有到所述溫度估計裝置的第二通信連接，且其中所述第一及第二組具有至少一個不同的電特性、熱特性及/或過程模型。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探頭，其中所述探頭經(jīng)配置以在不存在到所述第二路徑的物理連接的情況下存儲電荷。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的溫度探頭，其中所述探頭經(jīng)配置以在不存在到所述第二路徑的物理連接時將所述電路測量數(shù)據(jù)存儲到所述存儲器中。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的探頭，其中所述探頭包含數(shù)據(jù)采集完成指示器。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探頭，其中所述探頭包含加熱元件、用以激活所述加熱元件的機構(gòu)及指示所述探頭溫度何時達到預(yù)定溫度值的指示器。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探頭，其中所述探頭包含熱平衡完成指示器。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探頭，其中所述第一路徑在所述溫度探頭與目標物理接觸地定位時執(zhí)行所述電路測量數(shù)據(jù)的采集及存儲，且其中所述第二路徑處理從所述探頭接收的所述電路測量數(shù)據(jù)以估計所述目標溫度。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探頭，其中所述目標溫度近似人體部位的溫度。
21.根據(jù)權(quán)利要求6所述的探頭，其中所述有線通信信道為串行總線。
22.一種溫度估計裝置，其包括 第二路徑，其包含經(jīng)配置以用于估計目標人體部位的目標溫度的處理組件；且其中 所述第二路徑包含經(jīng)配置以與溫度探頭的第一路徑通信的通信節(jié)點；且其中 所述第一路徑與所述溫度估計裝置分離地定位且傳達電路測量數(shù)據(jù)及溫度相關(guān)性信息；且其中 所述處理組件處理從所述第一路徑接收的所述電路測量數(shù)據(jù)及所述溫度相關(guān)性信息以估計所述目標溫度。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的溫度估計裝置，其中所述通信節(jié)點包含經(jīng)配置以建立到所述第一路徑內(nèi)的第一通用串行總線連接器的電連接的第二通用串行總線連接器，所述電連接可在所述第一與第二通用串行總線連接器之間拆開及重新附接。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的溫度估計裝置，其中所述第二路徑的所述通信節(jié)點在提供到所述第一路徑的通信的無線通信信道內(nèi)發(fā)揮作用。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的溫度估計裝置，其中所述溫度探頭可拆卸地附接到所述溫度估計裝置及從所述溫度估計裝置可拆卸地附接。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的溫度估計裝置，其中第一目標溫度是針對具有第一組電與熱特性及第一過程模型的第一溫度探頭而估計，其中所述第一探頭具有與所述溫度估計裝置的第一通信連接，且其中第二目標溫度是針對具有第二組相關(guān)聯(lián)電與熱特性及第二過程模型的第二溫度探頭而估計，其中所述第二溫度探頭具有與所述溫度估計裝置的第二通信連接，且其中所述第一及第二組具有至少一個不同的電特性、熱特性及/或過程模型。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的溫度估計裝置，其中所述第二路徑至少部分地實施為在計算機內(nèi)執(zhí)行的軟件。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的溫度估計裝置，其中所述第二路徑為手持式裝置的一部分。
29.根據(jù)權(quán)利要求22所述的溫度估計裝置，其中所述過程模型的定義由一組計算機編程語目指令表不。
30.根據(jù)權(quán)利要求22所述的溫度估計裝置，其中所述第二路徑進一步從所述第一路徑采集第二組電路測量數(shù)據(jù)以估計所述目標溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對例如人體部位的目標部位進行溫度測量的設(shè)備、系統(tǒng)及方法。本發(fā)明包含一種經(jīng)配置以物理接觸目標部位且與可實施為手持式裝置或個人計算機的主機裝置通信的智能溫度探頭。所述主機裝置可針對各自具有獨特且變化的操作特性的多個不同智能溫度探頭中的每一者計算、存儲及顯示所述目標部位的準確預(yù)測溫度或在熱平衡時的實際溫度。每一溫度探頭的一組獨特操作特性由在每一相應(yīng)溫度探頭與所述主機裝置之間傳達的信息來表示。
文檔編號A61B5/01GK102770064SQ201080064279
公開日2012年11月7日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者克萊格·M·邁耶森, 安東尼·P·瓦格納, 戴維·E·奎因, 斯科特·A·馬丁, 約翰·A·萊恩, 馬修·D·馬林, 馬修·J·金斯利 申請人:韋爾奇阿林公司