專利名稱：用于測量核心體溫的方法和設備的制作方法
用于測量核心體溫的方法和設備
本發(fā)明涉及醫(yī)學領域。其尤其應用于測量核心體溫(core body temperature),并且通過特別參考核心體溫來進行描述。然而，本發(fā)明更一 般地應用于測量適用于醫(yī)學診斷、治療監(jiān)測和相關醫(yī)學應用的核心體溫相 關的值。
核心體溫是一種重要的醫(yī)學生命體征。不同于諸如心率或血壓等的其 他生命體征，核心體溫對因心理狀態(tài)或情緒狀態(tài)而產(chǎn)生的變化相對不敏感。 因而，核心體溫可以是醫(yī)學問題的一個良好指標。此外，核心體溫僅僅偏 離典型范圍幾攝氏度的偏移本身可能是危及生命的，從而為監(jiān)測這一至關 重要的生命體征提供了進一步的動機。
遺憾的是，迄今為止，核心體溫比諸如心率或血壓等的其他生命特征 更難以測量。核心體溫被定義為流過心臟的血液的溫度。然而，針對臨床 目的，核心體溫通常被看作是腦部溫度，因為這一值通常接近心臟的核心 溫度，并且，升高的腦部溫度是臨床上嚴重的狀況，在臨床環(huán)境中對其進 行監(jiān)測是有用的。如本文所使用的，核心體溫被認為是對應于腦部溫度。 在直腸溫度是核心體溫的合適替代物的假設下，直腸溫度計有時也用于測 量核心體溫。然而，直腸溫度可能與心臟或腦部的核心體溫充分不同。插 入直腸溫度計對患者而言也是不舒服的，并且，直腸測溫不太適合于幾個 小時、幾天或更久的長期監(jiān)測。
為了精確測量核心體溫，可以使用合適的導管儀器將溫度傳感器插入 腦部血管中。盡管該方法是精確的，但在臨床上是有問題的，因為該方法 是有創(chuàng)的，并且可能會產(chǎn)生不利的副作用，諸如感染、血管凝結等。
還可以通過測量前額溫度來估計核心體溫。這是將手放在患者的前額 上以確定是否發(fā)熱的家庭診斷的基礎。作為對核心體溫的測量，這一技術 充其量是不精確的。通過放置熱電偶、熱敏電阻或其他溫度傳感器與前額 接觸可以獲得更精確的核心體溫估計。然而，由于皮膚和其他中間組織內(nèi)
9外的溫度降，由這種傳感器采集的溫度可能與核心體溫充分不同。這一溫 度降不是恒定的，而是根據(jù)出汗、室溫、皮膚厚度及其他因素而顯著改變。
有時還將核心體溫估計為口腔溫度計的讀數(shù)。然而，同樣由口腔溫度 計提供的口腔溫度可能根據(jù)在患者口腔內(nèi)放置溫度計尖端或其他溫度傳感 器的位置而發(fā)生很大變化。呼吸也可能影響所測量的溫度。更根本的是， 由于放置在口腔的溫度傳感器和腦部之間的很大距離以及大量中間組織， 口腔溫度可能與核心體溫充分不同。
還已知插入耳道以接觸鼓膜(也通俗地稱為耳鼓)的溫度計。鼓膜相 對緊靠腦部并且因而相對準確地反映核心體溫。然而，耳道的形狀因人而 異，并且，在一些情況下，耳道的彎曲可能會妨礙或阻礙接近鼓膜。誤差 的另一可能的來源為耳道中的蠟垢的建立。溫度計與鼓膜的物理接觸還可 能會引起耳部感染，這可能是嚴重的醫(yī)學狀況。經(jīng)由鼓膜的核心體溫測量 同樣不太適合于幾個小時、幾天或更久的長期監(jiān)測。
Abreu的美國公開的申請2004/0059212公開了一種新近開發(fā)的用于測 量核心體溫的技術，該技術克服了這些困難中的一些。Abreu的方法是基于 對到達腦部的導熱通道的識別的，該導熱通道在US 2004/0059212中被稱為 "腦部隧道"，其位于雙眼之間緊靠眼眶或眼窩處。通過在這一"腦部隧道" 的位置處使用接觸測溫法，可以無創(chuàng)地獲得相對準確的核心體溫讀數(shù)。
遺憾的是，所識別出的腦部隧道具有位于眼眶附近的很小的外部橫截 面，這使得核心體溫測量的準確度強烈地依賴于溫度傳感器的準確放置。 僅僅一或兩毫米的偏差都可能會不利地影響核心體溫測量。另外，將溫度 傳感器放置在眼睛附近對患者而言可能不舒服，可能會導致眼睛感染，并 且不太適合于幾個小時、幾天或更久的長期監(jiān)測?；谘劬Φ臏囟葌鞲衅?還可能干擾涉及接近患者的眼睛、鼻子或其他附近的面部區(qū)域的其他診斷 手術。
本發(fā)明提供了克服上述問題及其他問題的新的改進的裝置和方法。
根據(jù)一個方面， 一種核心體溫測量設備包括溫度傳感器；可安裝在 頭部的機械框或機械墊，將其配置為將溫度傳感器與覆蓋位于耳廓附近和 耳道外部的富含動脈血的淺表區(qū)域的皮膚可操作地耦合；以及讀出控制器，將其配置為使用所述溫度傳感器采集溫度測量值并且基于所采集的溫度測 量值輸出核心體溫。
根據(jù)另一方面， 一種核心體溫測量方法包括將溫度傳感器與覆蓋位 于耳廓附近和耳道外部的富含動脈血的淺表區(qū)域的皮膚(STA、 PAA)可操 作地耦合；以及使用所述可操作地耦合的溫度傳感器采集核心體溫測量值。
根據(jù)另一方面， 一種核心體溫測量設備包括溫度傳感器；可安裝在
頭部或頸部的機械框或機械墊，將其配置為將所述溫度傳感器與覆蓋頸動
脈或頸動脈的主動脈分支的皮膚可操作地耦合；以及讀出控制器，將其配 置為使用所述溫度傳感器采集溫度測量值并且基于所采集的溫度測量值輸 出核心體溫。
一個優(yōu)勢在于提供了準確的無創(chuàng)核心體溫測量。
另一優(yōu)勢在于提供了幾個小時、幾天或更久的長期無創(chuàng)核心體溫監(jiān)測。 另一優(yōu)勢在于提供了對患者而言很舒服且不會妨礙患者的視覺的可安
裝在頭部的核心體溫測量裝置。
另一優(yōu)勢在于提供了不會遮掩或阻擋患者的面部的可安裝在頭部的核
心體溫測量裝置。
另一優(yōu)勢在于提供了包括多個溫度傳感器以識別用于采集最準確的核 心體溫的位置的可安裝在頭部的核心體溫測量裝置。
在閱讀和理解以下詳細描述的基礎上，本領域普通技術人員將會意識 到本發(fā)明的更多優(yōu)勢。


圖1示意性地示出了人類頭部的側視圖，去除皮膚和其他外部組織以 展現(xiàn)面部和頭皮右側的動脈，并且進一步指示出用于采集無創(chuàng)核心體溫測 量值的優(yōu)選位置；
圖2示意性地示出了支撐部分轉向的人類頭部的人類頸部的側視圖， 部分地去除皮膚和其他外部組織以展現(xiàn)頸部和頭部右側的動脈，并且進一 步指示出用于采集無創(chuàng)核心體溫測量值的優(yōu)選位置；
圖3示意性地示出了用于核心體溫測量設備的讀出控制器； 圖4示意性地示出了核心體溫測量設備，其包括以眼鏡框的形式的機 械框；圖5示意性地示出了核心體溫測量設備，其包括以具有配置為環(huán)繞左耳廓和右耳廓的延長部的頭后枕的形式的機械框；圖6示意性地示出了核心體溫測量設備，其包括以包括設置在接近的 耳廓周圍但不具有頭帶的耳圈(earloop)的耳機的形式的機械框；圖7示意性地示出了核心體溫測量設備，其包括以圓周頭帶的形式的 機械框；圖8示意性地示出了核心體溫測量設備，其包括以大體半球形的頭帶 的形式的機械框；圖9示意性地示出了核心體溫測量設備，其包括以粘附墊的形式的機 械框；圖IO示意性地示出了核心體溫測量設備，其包括以彈性頸帶的形式的 機械框；圖11示意性地示出了核心體溫測量設備，其包括以半頸帶的形式的機 械框。參考圖1和圖2，耳廓(也被稱為耳翼)是耳朵的外部突出部分，艮P， 位于頭部外側的耳朵的可見部分。本文認識到，位于耳廓附近和耳道外部 的富含動脈血的淺表區(qū)域提供了用于采集核心體溫測量值的良好的部位。 例如，顳淺動脈位于耳廓前面，并且將動脈血從頸外動脈向外朝耳廓前方 的頭皮的表面運送。因此，可以將溫度測量設備與覆蓋位于耳廓前面(即 前方)的顳淺動脈的一部分的皮膚(諸如在圖1和圖2中所指示的區(qū)域STA 處)可操作地耦合。作為另一示例，位于耳廓后方的動脈血管(諸如耳后 動脈)將動脈血從頸外動脈向外朝耳朵后方的頭皮的表面運送。因此，可 以將溫度測量設備與覆蓋在耳廓后面(即后方)向上的動脈的一部分的皮 膚(諸如圖1和圖2所指示的區(qū)域PAA)可操作地耦合。雖然圖1和圖2示出了上述動脈、耳廓的構造以及右耳廓的其他解剖 特征，但是要理解的是，左右對稱是適用的，對于左耳廓而言也存在類似 的核心體溫測量位置。的確，在一些實施例中，從位于左耳廓和右耳廓這 兩者附近的區(qū)域采集核心體溫測量值。參考圖3，描述了用于核心體溫測量設備的適當?shù)淖x出控制器10。讀出控制器10使用溫度傳感器讀取溫度測量值，或者在一些實施例中使用多 個溫度傳感器12讀取溫度測量值，這些溫度傳感器與覆蓋位于耳廓附近和 耳道外部的富含動脈血的淺表區(qū)域的皮膚可操作地耦合。例如，可以將溫度傳感器12與圖1和圖2的區(qū)域STA、圖1和圖2的區(qū)域PPA或這兩者相 耦合，或者與接近左耳廓的相對應的區(qū)域相耦合，或者與以上區(qū)域的某種 組合相耦合。提供多個溫度傳感器12而不是單個溫度傳感器的優(yōu)勢在于，多個溫度 傳感器12可以對皮膚的不同部分進行采樣。區(qū)域STA或區(qū)域PPA的精確 位置可能稍微因人而異，并且可能難以在給定的人體頭部上精確定位。在 用于解決這一問題的適當?shù)姆椒ㄖ校勺x出控制器10讀取多個傳感器，并 且，最大讀數(shù)選擇器14選擇由多個溫度傳感器12采集的最高溫度測量值 作為用于確定核心體溫的溫度讀數(shù)。這一方法依賴于本文所作出的認識， 即測量出的溫度應當在皮膚溫度最接近核心體溫的點處是最高的。較低的 溫度測量值通常反映出因遠離覆蓋富含動脈血的淺表區(qū)域的皮膚的區(qū)域中 的皮膚的較低熱導而產(chǎn)生的熱損失。較低的溫度測量值還可以反映出因溫 度傳感器與皮膚的不良接觸或其他測量誤差而產(chǎn)生的不準確的溫度讀數(shù)。 因而，通過使用多個溫度傳感器12并采用最大讀數(shù)選擇器14以選擇最高 溫度測量值，減輕了這種困難。在一些實施例中，將多個溫度傳感器12設 置為接近左耳廓和右耳廓這兩者。在一些實施例中，將多個溫度傳感器12 設置在耳廓前面和耳廓后面。在一些實施例中，將多個溫度傳感器12設置 在左耳廓和右耳廓這兩者的前面和后面。盡管使用多個傳感器12的方法具 有優(yōu)勢，還預期采用單個溫度傳感器以采集單個溫度測量值，并且省略最 大讀數(shù)選擇器14。由于高水平的淺表動脈血流在覆蓋位于耳廓附近的富含動脈血的淺表 區(qū)域的皮膚的正下方，因此預期所采集的溫度測量值接近核心體溫。然而， 由于皮膚內(nèi)外的熱損失，可以預期所采集的溫度測量值和核心體溫之間的 一些差異。任選地，溫度校正器16針對皮膚內(nèi)外的這一溫度降對所采集的 溫度測量值進行校正以生成測量出的核心體溫。在一些實施例中，該校正 是基于皮膚內(nèi)外的預期溫度降的近似校正。例如，由于皮膚內(nèi)外的熱損失，核心體溫和皮膚溫度之間通常具有大約rc的差。因此，在一些實施例中，溫度校正器16將1°C (或者大約1.8°F)增加至皮膚溫度(例如，最大讀數(shù) 選擇器14所選擇的由多個溫度傳感器12采集的最高溫度測量值)以生成 核心體溫。例如，如果由任意溫度傳感器12采集的最高溫度測量值為 97.3°F，則估計核心體溫為97.3°F+1.8°F=99.1°F。作為另一示例，如果最高 溫度測量值為37.1°C，則估計核心體溫為38.1°C。任選地，溫度校正器16 執(zhí)行對核心溫度讀數(shù)的其他校正或調(diào)整，諸如單位換算(例如，從熱電偶 電壓至攝氏度和/或華氏度)、針對溫度傳感器12的非線性或其他預先確定 的系統(tǒng)誤差的校正等。繼續(xù)參考圖3，任選地，測量設備包括用于采集其他生理參數(shù)的傳感器。 例如，諸如Sp02傳感器或St02傳感器等的血氧傳感器20采集測量值(在Sp02或St02傳感器的情況下通常為基于光學的測量值)，該測量值由脈搏/氧提取器22轉換成血氧水平讀數(shù)和脈搏讀數(shù)?？梢园ú煌膫鞲衅骰蛄?外的傳感器，諸如血壓傳感器。所得到的包括核心體溫以及任選的諸如血氧和脈搏的其他讀數(shù)的信息 由諸如有線連接、所圖示說明的無線發(fā)射器24或接收器等的適當?shù)妮敵雎?徑輸出，該輸出路徑輸出無線數(shù)據(jù)信號26等。核心體溫測量設備任選地包 括其他特征。例如，如果使用有線連接卸載核心體溫數(shù)據(jù)，則該有線連接 可以合并有功率輸入導線以給傳感器12、 20和處理器14、 16、 22提供功 率。可替代地，如果使用所圖示說明的無線發(fā)射器24或接收器從而使得核 心體溫測量設備為無線設備，則適當?shù)匕ò遢d電池28、電力電容器或其 他板載電功率源。如先前所提到的，在一些實施例中，任選的皮膚溫度校正器16采用估 計的皮膚溫度降校正，諸如1°C的溫度降校正。這一方法在計算上是簡明 的，但是由于實際的皮膚溫度降基于諸如水分(例如出汗)、環(huán)境溫度、空 氣對流等的因素而變化，這一方法可能會導致一些誤差。為了調(diào)和這種因 素，在一些實施例中，皮膚溫度校正器16采用基于反饋的更復雜的校正方 法。例如， 一個或多個皮膚溫度傳感器12可以每個都包括以可使用尺蠖驅 動器、MEMS驅動器等調(diào)整的距離間隔開的平行導電板或膜。通過在不同 的板間距下橫跨兩個板采集溫度測量值，可以確定熱流，據(jù)此可以確定皮膚溫度降。將兩個導電板的溫度分別指定為r;和r2，并且將核心體溫指定為r^.，通過下式定義方程組:——=a——T cfr etc(1)，其中，a = Aypcp，、表示導熱系數(shù)，p表示密度，且Cp表示比熱。在適當?shù)淖鴺讼抵?，x表示深度，其中乂=0對應于體內(nèi)在溫度r糾處的點，ix=hs 對應于皮膚表面。方程式(i)的邊界條件包括x^o處的核心體溫r糾(要 被確定)和x^s處(即，皮膚表面處)的測量溫度7;。如果板在溫度^處 與皮膚接觸，則7;=7^以良好地進行近似。在此用&表示離開皮膚的熱流。假設皮膚104可以表示成厚度為hs且導熱系數(shù)為入s的平面，則離開皮膚的熱流^ (即，每單元面積的傳熱率)可以寫成在x二hs處，&=_義血(2)，并且，方程式(1)的解可以近似為:t& V《核l , h 2"' &達到平衡時，方程式(3)簡化為-(3)<義《,(4)，方程式(4)表明，核心體溫r粉,比皮膚溫度高出對應于(/2/義,)^的皮膚內(nèi)外的溫度降。通過使用分離平行導電板或膜的驅動器的反饋控制，可以針對不同的時刻A-",...，W測量各參量T;、 ^和^的值，以產(chǎn)生耦合方程矩陣:i -《'-仏 i -《"iT核心 2a,(5),其中未知參量為r恥、與和i，并且其中(6),
并且
"^(" (7)。
在此假設在采集這組測量值的時間間隔仏,...，W期間，r銜,、&和《是時
間相關的?？梢杂蓽囟刃Ｕ?6使用最小二乘法最小化(least squares minimisation, LSM)程序或其他適當?shù)鸟詈戏匠糖蠼獬绦騺斫夥匠探M(5)，
以提供核心溫度r糾并且還提供通過皮膚表面的熱流&。適當?shù)剡x擇取樣
時刻ti,從而確保方程組(5)良好地達到條件。
作為又一方法，溫度校正器16可以進行基于諸如環(huán)境溫度(適當?shù)厥?用不與皮膚接觸或接近皮膚的溫度傳感器進行采集)、皮膚薄層電阻或電導 率(可使用驅動小電流的第一電極對和測量由驅動電流生成的電壓的第二 電極對進行測量)等的生理測量所確定的皮膚溫度降校正。查找表或經(jīng)驗 公式適當?shù)厥蛊つw溫度降校正與測量出的環(huán)境溫度、皮膚薄層電阻或其他 參數(shù)相關。
通常，核心體溫測量設備包括 一個或多個溫度傳感器12;讀出控制 器10;以及可安裝在頭部的機械框，將其配置為將一個或多個溫度傳感器 12與覆蓋位于耳廓附近和耳道外部的富含動脈血的淺表區(qū)域的皮膚可操作 地耦合。讀出控制器10可以安裝在可安裝在頭部的機械框上，或者可以設 置為遠離機械框并且經(jīng)由無線或有線鏈路與溫度傳感器12連接。
參考圖4-9，闡述了若干個可安裝在頭部的機械框作為說明性示例。 圖4示意性地示出了核心體溫測量設備40，其包括以眼鏡框42的形式 的機械框。眼鏡框42可以包含用于矯正視力的規(guī)定的鏡片，或者可以包含 非矯正性鏡片，或者可以根本不具有鏡片。第一組溫度傳感器12f安裝在眼 鏡框的左彎部和右彎部附近，并且與覆蓋左耳廓和右耳廓前面的左顳淺動 脈和右顳淺動脈的一部分的皮膚可操作地耦合。第二組溫度傳感器12b安 裝在左耳件(earpiece)和右耳件附近，并且與覆蓋在左耳廓和右耳廓后面
16向上的左動脈和右動脈的一部分的皮膚可操作地耦合。溫度傳感器12f、 12b
安裝在支架44上，每個支架都包括彈簧偏置46，其將支架耦合至眼鏡框， 并且將所支撐的溫度傳感器壓在覆蓋富含動脈血的目標淺表區(qū)域的皮膚 上。
如所圖示說明的，讀出控制器適當?shù)赜稍O置在眼鏡框42上的微芯片48 體現(xiàn)。有線連接50給微芯片48和傳感器12f、 12b提供功率，并且提供用 于卸載所采集的核心體溫測量值以及任選的血氧或其他測量值的通道。有 線連接50的優(yōu)勢在于，核心體溫測量設備40無需板載電池或其他板載電 源，這使得核心體溫測量設備40重量很輕。盡管圖示說明了四組溫度傳感 器12f、 12b (每個耳廓的前方和后方各一組溫度傳感器)，但預期具有更少 組溫度傳感器。例如，可以省略后方的溫度傳感器12b，或者可以只在左側 上或只在右側上將溫度傳感器與覆蓋富含動脈血的淺表區(qū)域耦合。此外， 任選地省略微芯片48，并且，直接經(jīng)由有線連接50將溫度傳感器12f、 12b 的讀數(shù)卸載至未安裝在眼鏡框42上的讀出處理器。
圖5示意性地示出了核心體溫測量設備60，其包括以具有配置為環(huán)繞 左耳廓和右耳廓的延長部64 (在圖5中只有右側延長部64是可見的)的頭 后枕62的形式的機械框。將一個或多個溫度傳感器安裝在設置在一個或兩 個延伸部64上的一個或多個支架66上。在所圖示說明的實施例中，支架 66被定位在位于左耳廓和右耳廓前面的延長部64處的端部，并且將溫度傳 感器與覆蓋左顳淺動脈和右顳淺動脈的一部分的皮膚耦合。另外或者可替 代地，可以將支架(未示出)布置在延長部64上以將溫度傳感器與覆蓋在 耳廓后面向上的動脈的一部分的皮膚耦合。任選地，限定出讀出控制器10 的微芯片68被設置在頭后枕62上或頭后枕62中，并且經(jīng)由在延長部64 的內(nèi)部延伸或沿延長部64延伸的電線(未示出)與支架66上的溫度傳感 器可操作地連接。
圖6示意性地示出了核心體溫測量設備70，其包括以包括設置在接近 的耳廓周圍但不具有頭帶的耳圈(earloop) 72的耳機的形式的機械框。所 圖示說明的實施例包括第一溫度傳感器支架74和第二溫度傳感器支架76， 第一溫度傳感器支架74設置在右耳廓前面，并且將一個或多個溫度傳感器 與覆蓋右顳淺動脈的一部分的皮膚耦合，而第二溫度傳感器支架76設置在右耳廓后面，并且將一個或多個傳感器與覆蓋在右耳廓后面向上的動脈的 一部分的皮膚耦合。圖6示出了包括所圖示說明的設置在右耳廓周圍的耳 圈72的核心體溫測量設備70;然而，耳圈可以改為設置在左耳廓周圍，或 者耳圈可以設置在左耳廓和右耳廓中的每個的周圍。所圖示說明的核心體
溫測量設備70是無線設備，并且因此包括具有板載電池28或其他板載電 源的讀出控制器10 (圖3)以及安裝在耳圈72上的無線發(fā)射器24或接收 器。 一些適當?shù)陌遢d功率設備和發(fā)射器是已知的，并且用于有時體現(xiàn)為耳 圈的現(xiàn)有無線藍牙耳機。
圖7示意性地示出了核心體溫測量設備80，其包括以具有用于一個或 多個溫度傳感器的一個或多個支架的圓周頭帶82的形式的機械框，所述一 個或多個溫度傳感器設置在圓周頭帶上并接近一個或兩個耳廓，并且接觸 覆蓋位于所接近的一個或兩個耳廓附近的一個或多個富含動脈血的淺表區(qū) 域的皮膚。在所圖示說明的實施例中，前支架84設置在右耳廓前面，并且 將一個或多個溫度傳感器與覆蓋右顳淺動脈的一部分的皮膚耦合，而后溫 度傳感器支架86設置在右耳廓后面，并且將一個或多個溫度傳感器與覆蓋 在右耳廓后面向上的動脈的一部分的皮膚耦合。任選地，還接近左耳廓提 供相對應的用于溫度傳感器的支架。在一些實施例中，僅僅包括兩個支架 84、 86之一。所圖示說明的核心體溫測量設備80包括用于卸載核心體溫測 量值和任選的其他測量值并且用于給設備80提供電功率的有線連接88。所 圖示說明的讀出控制器90被設置在下巴下方在圓周頭帶80上，在該處讀 出控制器90容易地與有線連接88連接，并且，讀出控制器90經(jīng)由在圓周 頭帶82的一部分中延伸或者沿著圓周頭帶82的一部分延伸的電線與支架 84、 86上的溫度傳感器連接。在其他實施例中，可以將讀出控制器設置在 頭帶82上的別處，諸如在頭部的頂部處，或者可以設置為遠離圓周頭帶82 并且經(jīng)由有線連接88與溫度傳感器連接。
圖8示意性地示出了核心體溫測量設備100，其包括以大體半球形的頭 帶102的形式的機械框，該頭帶具有帶有溫度傳感器支架104的端部，該 溫度傳感器支架設置在右耳廓前面，并且將一個或多個溫度傳感器與覆蓋 右顳淺動脈的一部分的皮膚耦合。盡管未示出，可以將第二支架或可替代 的支架設置在右耳廓后方以將一個或多個溫度傳感器與覆蓋在右耳廓后面向上的動脈的一部分的皮膚耦合。在圖8的右輪廓視圖中同樣未示出任選 的接近左耳廓的相對應的一個或多個溫度傳感器支架。讀出控制器適當?shù)?br> 安裝在半球形頭帶102的頂部(在圖8的透視圖中未示出)上，并且任選 地包括無線發(fā)射器24或接收器。
圖9示意性地示出了核心體溫測量設備110，其包括以粘附墊112的形 式的機械框，該粘附墊被粘附以接觸覆蓋右顳淺動脈的一部分的皮膚。一 個或多個溫度傳感器適當?shù)卦O置在粘附墊112上或粘附墊112下或粘附墊 112中，并與皮膚熱連通。在所圖示說明的實施例中，剛性圓盤114包含一 個或多個溫度傳感器以及適當?shù)嘏c圖3的讀出控制器10相符的讀出控制 器。任選地，可以將另外的或可替代的粘附墊設置在右耳廓后方以將一個 或多個溫度傳感器與覆蓋在右耳廓后面向上的動脈的一部分的皮膚耦合。 在圖9的右輪廓視圖中同樣未示出任選的耦合接近左耳廓的一個或多個溫 度傳感器的相對應的一個或多個粘附墊。
在圖4-9中圖示說明的機械框只是示例?？梢允褂闷渌惭b在頭部的機 械框，將其配置為將一個或多個溫度傳感器與覆蓋位于耳廓附近和耳道外 部的富含動脈血的淺表區(qū)域的皮膚可操作地耦合。此外，要意識到，可以 以除通過使用可安裝在頭部的機械框之外的其他方式實踐本文所公開的核 心體溫測量方法。例如，手持式溫度傳感器12可以由醫(yī)師、護士或其他人 握持并且手動地與覆蓋位于耳廓附近和耳道外部的富含動脈血的淺表區(qū)域 的患者皮膚STA、 PAA耦合，并且使用可操作地耦合的溫度傳感器采集核 心體溫測量值。
返回參考圖2，由于流動的動脈血的溫度與核心體溫的緊密接近性，覆 蓋位于耳廓附近和耳道外部的富含動脈血的淺表區(qū)域STA、 PAA的皮膚在 本文中被識別為測量核心體溫的有效位置。例如，區(qū)域STA覆蓋顳淺動脈 的一部分，同時區(qū)域PAA覆蓋在耳廓后面向上的動脈的一部分。這些動脈 都是頸動脈的主要分支。更一般地，溫度傳感器可以與覆蓋頸動脈或頸動 脈的主動脈分支的皮膚耦合。例如，在頸部上的區(qū)域CAR處，頸動脈相對 接近表面。區(qū)域CAR是眾所周知的用于采集脈搏測量值的適當位置，例如 通過將手指按壓在區(qū)域CAR上以感覺流過頸動脈的脈搏。高容量的血液流 過頸部中的頸動脈，并且這一血液從心臟流出并且因此處于接近核心體溫
19的溫度。因此，本文預期將一個或多個溫度傳感器12放置在區(qū)域CAR處
或者沿著頸動脈或其接近表面的主動脈分支的其他位置處。
參考圖10和圖11，圖示說明了用于定位溫度傳感器的兩個說明性的可 安裝在頸部的機械框。圖11示出了核心體溫測量設備120，其包括以彈性 頸帶122的形式的機械框，該彈性頸帶圍繞頸部延伸以在頸部右側的區(qū)域 CAR處支撐溫度傳感器支架124。盡管在圖10中不可見，但這種溫度傳感 器支架還可以設置在頸部的左側。所圖示說明的彈性頸帶122包括Vdco 緊固件126或其他緊固件，以使得頸帶122能夠緊貼地圍繞頸部系住，從 而將溫度傳感器支架124適度地壓在區(qū)域CAR上。為了使患者舒適，緊固 件126有利地位于頸部的后面。盡管未示出，核心體溫測量設備120適當 地包括諸如圖3的控制器10的控制器，例如嵌入在頸帶122中或安裝在頸 帶122外部上。
圖11示出了另一說明性的核心體溫測量設備130，其包括以彈性半頸 帶132的形式的機械框，該彈性半頸帶圍繞頸部的后面延伸并且在區(qū)域 CAR處端接于左端部和右端部(只圖示說明了左端部)，以在頸部右側(和 /或任選地左側)上的區(qū)域CAR處支撐溫度傳感器支架134。半頸帶132優(yōu) 選地具有半剛性形式的或內(nèi)置的彈簧(未示出)，以將半頸帶132緊貼地偏 置并保持為圍繞頸部，從而適度地將溫度傳感器支架134壓在區(qū)域CAR上。 盡管未示出，核心體溫測量設備130適當?shù)匕ㄖT如圖3的控制器10的控 制器，例如嵌入在半頸帶132中或者安裝在半頸帶132外部上。
在圖10和圖11中圖示說明的可安裝在頸部的支架只是示例，并且也 可以使用配置為將一個或多個溫度傳感器與覆蓋頸部中的頸動脈的一部分 的皮膚可操作地耦合的其他可安裝在頸部的機械框。例如，在其他實施例 中，將與圖9的粘附墊112類似的墊附在區(qū)域CAR處以將一個或多個溫度 傳感器耦合至區(qū)域CAR。
已參考優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明。在閱讀和理解先前的詳細描述的基 礎上，其他人員可以進行修改和改變。本發(fā)明意在被解釋為包括所有這種 修改和改變，只要它們落入所附權利要求書及其等價物的范圍內(nèi)。
權利要求
1、一種核心體溫測量設備，包括溫度傳感器(12、12f、12b)；可安裝在頭部的機械框或機械墊(42、62、64、72、82、102、112)，將其配置為將所述溫度傳感器與覆蓋位于耳廓附近和耳道外部的富含動脈血的淺表區(qū)域(STA、PAA)的皮膚可操作地耦合；以及讀出控制器(10、48、68、90)，將其配置為使用所述溫度傳感器采集溫度測量值并且基于所采集的溫度測量值輸出核心體溫。
2、 如權利要求1所述的核心體溫測量設備，其中，所述溫度傳感器包 括多個溫度傳感器(12、 12f、 12b)，將每個溫度傳感器配置為與覆蓋位 于所述耳廓附近和所述耳道外部的富含動脈血的淺表區(qū)域(STA、 PAA)的 皮膚的不同部分可操作地耦合，并且將所述讀出控制器(10、 48、 68、 90)配置為使用所述多個溫度傳感器采集溫度測量值并且基于所述溫度測量值 輸出核心體溫。
3、 如權利要求1所述的核心體溫測量設備，其中，所述可安裝在頭部 的機械框包括眼鏡框(42)，其具有大體越過相應的左耳廓和右耳廓的左彎部和右彎 部，并且每個彎部都端接在耳件中，將所述溫度傳感器(12f、 12b)設置在 下列中的至少一項處或其附近-所述左彎部，并且與覆蓋左耳廓前面的顳淺動脈的一部分的皮膚可操作地耦合；所述右彎部，并且與覆蓋右耳廓前面的顳淺動脈的一部分的皮膚 (STA)可操作地耦合；所述左耳件，并且與覆蓋在左耳廓后面向上的動脈的一部分的皮膚 可操作地耦合，以及所述右耳件，并且與覆蓋在右耳廓后面向上的動脈的一部分的皮膚 (PAA)可操作地耦合。
4、 如權利要求3所述的核心體溫測量設備，其中，所述可安裝在頭部的機械框(42)還包括用于所述溫度傳感器(12f、 12b)的支架(44);以及彈簧偏置(46)，其將所述支架耦合至所述眼鏡框，所述彈簧偏置將所述溫度傳感器壓在覆蓋位于所述耳廓附近和所述耳道外部的富含動脈血的淺表區(qū)域(STA、 PAA)的皮膚上。
5、 如權利要求1所述的核心體溫測量設備，其中，所述可安裝在頭部 的機械框包括 頭后枕(62)，其具有配置為環(huán)繞左耳廓和右耳廓的延長部(64)，所 述溫度傳感器(12)設置在一個或兩個延長部上，并與覆蓋位于所述延長 部所環(huán)繞的耳廓附近的富含動脈血的淺表區(qū)域(STA)的皮膚熱連通。
6、 如權利要求5所述的核心體溫測量設備，其中，所述讀出控制器(68) 設置在所述枕(62)上或所述枕中。
7、 如權利要求1所述的核心體溫測量設備，其中，所述可安裝在頭部 的機械框包括耳機，其包括設置在接近的耳廓周圍但不具有頭帶的耳圈(72)，所述 溫度傳感器(12)設置在所述耳圈上，并與覆蓋位于所述耳圈所圍繞的所 述接近的耳廓附近的富含動脈血的淺表區(qū)域(STA、 PAA)的皮膚熱連通。
8、 如權利要求l所述的核心體溫測量設備，其中，所述可安裝在頭部 的機械框包括圓周頭帶(82)，所述溫度傳感器(12)設置在所述圓周頭帶上并接近 耳廓，并且與覆蓋位于所接近的耳廓附近的富含動脈血的淺表區(qū)域(STA、 PAA)的皮膚熱連通。
9、 如權利要求1所述的核心體溫測量設備，其中，所述可安裝在頭部的機械框包括大體半球形的頭帶(102)，其具有設置為接近耳廓的端部，所述溫度 傳感器(12)設置在所述端部上并接近所述耳廓，并且與覆蓋位于所接近的耳廓附近的富含動脈血的淺表區(qū)域的皮膚(STA)熱連通。
10、 如權利要求1所述的核心體溫測量設備，其中，所述可安裝在頭部的機械框或機械墊包括粘附墊(112)，其被粘附至覆蓋位于接近的耳廓附近的富含動脈血的 淺表區(qū)域的皮膚(STA)，所述溫度傳感器(12)設置在所述粘附墊上或所 述粘附墊下或所述粘附墊中，并與所述皮膚熱連通。
11、 如權利要求1所述的核心體溫測量設備，還包括血氧傳感器(20)，還將所述可安裝在頭部的機械框或機械墊(42、 62、 64、 72、 82、 102、 112)配置為將所述血氧傳感器與覆蓋位于耳廓附近和 耳道外部的富含動脈血的淺表區(qū)域可操作地耦合，還將所述讀出控制器 (10、 48、 68、 90)配置為使用所述血氧傳感器采集血氧測量值。
12、 如權利要求1所述的核心體溫測量設備，其中，所述溫度傳感器 包括溫度傳感器(12、 12f)，其與覆蓋顳淺動脈的一部分的皮膚(STA)可 操作地耦合。
13、 如權利要求1所述的核心體溫測量設備，其中，所述溫度傳感器 包括溫度傳感器(12、 12b)，其與覆蓋在耳廓后面向上的動脈的一部分的 皮膚(STA)可操作地耦合。
14、 如權利要求1所述的核心體溫測量設備，其中，所述溫度傳感器 包括前溫度傳感器(12、 12f)，其與覆蓋位于選定的耳廓前面的顳淺動脈的一部分的皮膚(STA)可操作地耦合；以及后溫度傳感器(12、 12b)，其與覆蓋在所述選定的耳廓后面向上的動 脈的一部分的皮膚(PAA)可操作地耦合。
15、 如權利要求1所述的核心體溫測量設備，其中，所述讀出控制器 (10、 48、 68、 90)包括溫度校正器(16)，將其配置為至少針對皮膚內(nèi)外的溫度降對使用所述 溫度傳感器(12、 12f、 12b)采集的所述溫度測量值進行校正，以生成所述 核心體溫。
16、 如權利要求1所述的核心體溫測量設備，其中，將所述讀出控制 器(10、 48、 68、 90)設置在所述可安裝在頭部的機械框或機械墊(42、 62、 64、 72、 82、 102、 112)上或所述機械框或機械墊中。
17、 如權利要求16所述的核心體溫測量設備，還包括電功率源(28)，將其設置在所述可安裝在頭部的機械框或機械墊(42、 62、 64、 72、 82、 102、 112)上或所述機械框或機械墊中；以及無線發(fā)射器(24)或接收器，將其設置在所述可安裝在頭部的機械框 或機械墊上或所述機械框或機械墊中，并且配置為無線地輸出所述核心體 溫離開所述機械框或機械墊。
18、 一種核心體溫測量方法，包括將溫度傳感器(12、 12f、 12b)與覆蓋位于耳廓附近和耳道外部的富含 動脈血的淺表區(qū)域的皮膚(STA、 PAA)可操作地耦合；以及 使用所述可操作地耦合的溫度傳感器采集核心體溫測量值。
19、 如權利要求18所述的核心體溫測量方法，其中，所述可操作耦合 包括將溫度傳感器(12、 12f、 12b)與覆蓋顳淺動脈的一部分的皮膚(STA) 可操作地耦合。
20、 如權利要求18所述的核心體溫測量方法，其中，所述可操作耦合包括將溫度傳感器(12、 12f、 12b)與覆蓋在耳廓后面向上的動脈的一部分 的皮膚(PAA)可操作地耦合。
21、 如權利要求18所述的核心體溫測量方法，其中，所述可操作耦合 包括將多個溫度傳感器(12、 12f、 12b)與覆蓋位于耳廓附近的富含動脈血 的淺表區(qū)域的皮膚(STA、 PAA)可操作地耦合，并且，所述采集核心體溫 測量值包括使用多個間隔開的所述溫度傳感器采集多個溫度測量值；以及 從所采集的多個溫度測量值中的所述最高溫度測量值推導出所述核心 體溫測量。
22、 如權利要求18所述的核心體溫測量方法，其中，所述采集核心體 溫測量值包括使用所述可操作地耦合的溫度傳感器(12、 12f、 12b)采集溫度測量值；以及調(diào)整所采集的溫度測量值以說明所述皮膚中的熱損失，從而生成所述 核心體溫測量值。
23、 如權利要求18所述的核心體溫測量設備，其中，所述將溫度傳感 器(12、 12f、 12b)與覆蓋位于耳廓后面和耳道外部的富含動脈血的淺表區(qū) 域的皮膚(STA、 PAA)可操作地耦合包括將所述溫度傳感器設置在可安裝在頭部的機械框(42、 62、 64、 72、 82、 102)上；以及將所述可安裝在頭部的機械框設置在頭部上。
24、 一 核心體溫測量設備，包括 溫度傳感器(12、 12f、 12b);可安裝在頭部或頸部的機械框或機械墊(42、 62、 64、 72、 82、 102、 112、 122、 132)，將其配置為將所述溫度傳感器與覆蓋頸動脈或頸動脈的 主動脈分支的皮膚可操作地耦合；以及讀出控制器(10、 48、 68、 90)，將其配置為使用所述溫度傳感器采集 溫度測量值并且基于所采集的溫度測量值輸出核心體溫。
25、 如權利要求24所述的核心體溫測量設備，其中，所述溫度傳感器 包括多個溫度傳感器(12、 12f、 12b)，將每個溫度傳感器配置為與覆蓋 頸動脈或頸動脈的主動脈分支的所述皮膚的不同部分可操作地耦合，并且 將所述讀出控制器(10、 48、 68、 90)配置為使用所述多個溫度傳感器采 集溫度測量值并且基于所述溫度測量值輸出核心體溫。
26、 如權利要求24所述的核心體溫測量設備，其中，所述皮膚覆蓋位 于耳廓附近和耳道外部的富含動脈血的淺表區(qū)域(STA、 PAA)，并且，所 述可安裝在頭部或頸部的機械框是從包括下列的組中選擇的可安裝在頭部 的框眼鏡框(42)，其具有大體越過相應的左耳廓和右耳廓的左彎部和右彎 部，并且每個彎部都端接在耳件中，將所述溫度傳感器(12f、 12b)設置在 彎部和耳件中的至少一項處或其附近；頭后枕(62)，其具有配置為環(huán)繞左耳廓和右耳廓的延長部(64)，所 述溫度傳感器(12)設置在一個或兩個延長部上，并與覆蓋位于所述延長 部所環(huán)繞的耳廓附近的富含動脈血的淺表區(qū)域(STA)的皮膚熱連通；耳機，其包括設置在接近的耳廓周圍但不具有頭帶的耳圈(72)，所述 溫度傳感器(12)設置在所述耳圈上，并與覆蓋位于所述耳圈所圍繞的所 述接近的耳廓附近的富含動脈血的淺表區(qū)域(STA、 PAA)的皮膚熱連通；圓周頭帶(82)，所述溫度傳感器(12)設置在所述圓周頭帶上并接近 耳廓，并且與覆蓋位于所接近的耳廓附近的富含動脈血的淺表區(qū)域(STA、 PAA)的皮膚熱連通；以及大體半球形的頭帶(102)，其具有設置為接近耳廓的端部，所述溫度 傳感器(12)設置在所述端部上并接近所述耳廓，并且與覆蓋位于所接近的耳廓附近的富含動脈血的淺表區(qū)域的皮膚(STA)熱連通。
27、 如權利要求24所述的核心體溫測量設備，其中，所述皮膚覆蓋頸 動脈的一部分所經(jīng)過的頸部區(qū)域(CAR)，并且，所述可安裝在頭部或頸部 的機械框是配置為圍繞頸部系住的彈性頸帶(122)，將所述溫度傳感器(124)與所述彈性頸帶設置在一起并且被所述彈性頸帶壓在頸動脈的一部 分所經(jīng)過的所述頸部區(qū)域(CAR)上。
28、 如權利要求24所述的核心體溫測量設備，其中，所述皮膚覆蓋頸 動脈的一部分所經(jīng)過的頸部區(qū)域(CAR)，并且，所述可安裝在頭部或頸部 的機械框是配置為圍繞頸部的后面纏住的半頸帶(132)，將所述溫度傳感 器(124)設置在所述半頸帶的一個或兩個端部處并且被所述半頸帶壓在頸 動脈的一部分所經(jīng)過的所述頸部區(qū)域(CAR)上。
29、 如權利要求24所述的核心體溫測量設備，其中，所述皮膚覆蓋頸 動脈的一部分所經(jīng)過的頸部區(qū)域(CAR),并且，所述可安裝在頭部或頸部 的機械框是將所述溫度傳感器(124、 134)定位為抵靠頸動脈的一部分所 經(jīng)過的所述頸部區(qū)域(CAR)的可安裝在頸部的框(122、 132)。
30、 如權利要求24所述的核心體溫測量設備，其中，所述讀出控制器 (10、 48、 68、 90)包括溫度校正器(16)，將其配置為至少針對皮膚內(nèi)外的溫度降對使用所述 溫度傳感器(12、 12f、 12b)采集的所述溫度測量值進行校正，以生成所述 核心體溫。
全文摘要
一種核心體溫測量設備包括溫度傳感器(12、12f、12b)；可安裝在頭部的機械框或機械墊(42、62、64、72、82、102、112)，將其配置為將所述溫度傳感器與覆蓋位于耳廓附近和耳道外部的富含動脈血的淺表區(qū)域(STA、PAA)的皮膚可操作地耦合；以及讀出控制器(10、48、68、90)，將其配置為使用所述溫度傳感器采集溫度測量值并且基于所采集的溫度測量值輸出核心體溫。
文檔編號G01K13/00GK101636647SQ200880008213
公開日2010年1月27日 申請日期2008年2月15日 優(yōu)先權日2007年3月15日
發(fā)明者A·V·帕迪 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司