[发明专利]使用微波辐射无创性地测定深层组织温度的装置和方法

说明书

提供了用于测量目标组织温度的装置。传感器天线可以包括外侧和接触侧。传感器天线测量孔径可以布置在接触侧。传感器天线测量孔径可以配置为产生第一信号。皮肤温度传感器可以布置在接触侧，并且配置为产生第二信号。辐射计可以配置为接收第一信号和第二信号。

确定组织温度对于许多疾病的诊断和治疗是理想的。传统的诊断和治疗方法利用有创的组织测量方法，所述方法显著增加了风险和恢复，以及成本。因此，需要无创的测量温度的方法。然而，即使采用无创的方法，也很难确定特定位置或深度的温度。

特别是，大脑温度是重要生命功能中断的重要指标。然而，在很大程度上，大脑温度是无法获得的，因此大脑温度不易测量。此外，人的硬脑膜外温度低于大脑中心的温度。此外，大脑表面的温度与大脑中心的温度不同。因此，即使是在大脑表面进行有创的测量，也不能得到大脑核心的温度。

因此，希望以无创的方式，提供用于在指定深度或位置确定组织温度的装置、系统和方法。

发明内容

本文公开了用于无创性地确定组织温度的系统、装置和方法。

在实施例中，本发明可以是用于测量目标组织温度的装置，所述装置包括具有外侧和接触侧的传感器天线。在进一步的实施例中，装置包括布置在接触侧的传感器天线测量孔径，其中传感器天线测量孔径配置为产生第一信号。本发明还可以包括布置在接触侧的皮肤温度传感器，其中皮肤温度传感器配置为产生第二信号。在实施例中，装置包括配置成接收第一信号和第二信号的辐射计，所述辐射计与传感器天线、传感器天线测量孔径和皮肤温度传感器进行电通信。目标组织温度可以通过等式T_目标＝T_皮肤+(T_平均－T_皮肤)*c来计算，其中T_目标是目标组织温度，T_皮肤是患者的皮肤温度，T平均是平均温度，c是常数。

在进一步的实施例中，装置可以包括布置在传感器天线和辐射计之间的远程开关模块。此外，在实施例中，常数可以基于预先存在的数据集通过实验来确定。在更进一步的实施例中，平均温度是加权平均温度。在这样的实施例中，加权平均温度可以与从患者皮肤到目标组织的T_d*A*e^(-d/c1)的总和成比例，其中d是组织的可变深度，T_d是深度d处的温度，A是常数，c1是常数。因此，可以从任何特定深度计算对加权平均温度(辐射计温度)的分数贡献。

在一个实施例中，装置还可以包括隔离器、低噪声放大器、带通滤波器、微波检测器、视频放大器、同步检测器和/或低通滤波器。

在实施例中，本发明是测量目标组织温度的方法，所述方法包括在患者皮肤放置传感器天线，其中传感器天线具有传感器天线测量孔径和皮肤温度传感器。在实施例中，方法还可以包括通过传感器天线检测来自组织的测量体积的多个微波发射，其中组织的测量体积包括多个组织层。方法还可以包括通过皮肤温度传感器检测患者的皮肤温度。此外，方法可以包括计算组织的测量体积的平均温度；并通过公式T_目标＝T_皮肤+(T_平均－T_皮肤)*c计算目标组织温度，其中T_目标为目标组织温度，T_皮肤为患者的皮肤温度，T_平均为平均温度，c为常数。

在一个实施例中，常数可以基于预先存在的数据集通过实验来确定。在另一个实施例中，平均温度可以是加权平均温度，所述加权平均温度通过基于多个组织层中每个组织层的衰减水平，对平均温度进行加权来计算。在一个实施例中，粘合剂可以布置在传感器天线。

附图说明

图1图示了肌肉电导率与频率的折线图。

图2图示了活猪从表面到脑组织内的深度的温度与深度的折线图。

图3图示了功率损耗密度曲线图。

图4图示了具有辐射计的本发明实施例的框图。