[发明专利]用于确定体核温度的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于确定生物的体核温度的装置和方法。

背景技术

在测量物体、尤其是人体的内部温度时特别感兴趣的是体核温度。应用领域是监视重症监护病房中的成人、儿童和新生儿的医学技术，以及普通人员保护和消防队人力中的安全技术。

由DE 10 2005 004 933 B3已知一种上述类型的装置。在该已知的装置中，用第一温度传感器测量皮肤表面的温度，并且通过热绝缘装置与第一温度传感器间隔开布置的第二温度传感器检测接近周围环境的温度。在考虑生物组织的传热系数和绝缘装置的传热系数的情况下，可以根据测得的温度计算生物的体核温度。理想的计算公式基于以下假设：从皮肤表面向温度测量装置输出的热流完全由第一温度传感器传到第二温度传感器。

通过将皮肤温度与从这两个温度之差得出的热流相组合，体核温度T_核于是被计算为：

T_核＝                                               

此处，T₁表示第一温度传感器的近体温度并且T₂表示第二温度传感器的远体温度。因子k_s是温度传感器之间的绝缘体的传热系数并且kg是体核与近体的第一温度传感器之间的人体组织的传热系数。在此在该公式中，第一和第二温度传感器的两个温度彼此线性结合。

在实际系统中，附加地出现损耗热流，该损耗热流输出到温度测量装置的传感器外壳处。为了考虑该损耗热流而设置边缘温度传感器，该边缘温度传感器布置在传感器外壳的外壁区域中并且检测传感器外壳在向周围环境过渡处的边缘温度。对损耗热流的考虑在计算公式中导致取决于测得的边缘温度的补偿项。此情况下的缺点在于，边缘温度传感器仅能在局部检测边缘温度并且来自周围环境的影响可能会使测量失真。该问题由于与时间相关的、导致与时间相关的校正的周围环境影响而变得更加严重。

发明内容

本发明所基于的任务在于，在上述类型的温度测量装置的情况下说明一种改进的装置以及一种相应的用于测量值校正的方法。

从权利要求1的特征得到该装置的解决方案。

通过权利要求3的特征来描述根据本发明的方法。

根据本发明规定，将用于检测损耗热流的温度传感器布置在绝缘体内，从而温度传感器位于主热流的区域中。由此减少周围环境对用该附加的温度传感器测量的温度测量值的影响。

根据本发明的温度测量装置由用于在近体位置中测量温度T1的第一温度传感器、用于在接近周围环境的位置中测量温度T3的第三温度传感器、以及位于第一与第三温度传感器之间的用于检测绝缘体内的温度T2的第二温度传感器构成。

对用于计算体核温度的补偿项的确定基于如下考虑：第一温度传感器与第二温度传感器之间的区域可被视为第一双重温度传感器，并且第二温度传感器与第三温度传感器之间的区域是第二双重温度传感器。在此情况下的前提条件为：第二温度传感器位于主热流的区域中。主热流从身体组织经由第一温度传感器进入绝缘体中去往第二温度传感器并且经由绝缘体去往第三温度传感器。此外还假设：第一双重温度传感器和第二双重温度传感器的侧面损耗热流Q4和Q5彼此之间具有固定的比值，其中不需要绝对的损耗热流。

对于第一和第二双重温度传感器，在假设侧面损耗热流具有恒定比值Q5/Q4 =α的情况下可以给出以下关系式：

（T_核-T₁）         （2）

在此，k_t是第二与第三温度传感器之间的绝缘体的传热系数。

在该等式中，可以消除未知的Q4并且于是可以如下求解等式（2）中的T_核：

T_核＝

在此，体核温度T_核是三个测得的温度T1、T2和T3以及恒定的因子k_s、k_g、k_t和α的函数。

温度传感器之间的绝缘体可以由不同的材料构成，但是也可以由均匀的块制成，其中所述块具有用于温度传感器的容纳孔。

用测量装置来执行用于确定生物的体核温度的方法，该测量装置具有位于绝缘体两侧的、用于检测近体温度T1和远体温度T3的温度传感器以及位于绝缘体内的用于检测温度T2的温度传感器，其中主热流从身体组织进入绝缘体并且从近体的温度传感器去往远体的温度传感器，并且在温度传感器之间存在绝缘体的侧面热流Q4、Q5。