專利名稱：口腔溫度計(jì)的探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測量溫度的設(shè)備，更具體地涉及醫(yī)學(xué)溫度計(jì)。
背景技術(shù)：
接觸式醫(yī)學(xué)溫度計(jì)是能夠通過與測量目標(biāo)物理接觸的方式測量溫度的設(shè)備。在本領(lǐng)域中已知醫(yī)學(xué)溫度計(jì)超過150年。取決于醫(yī)學(xué)原因和文化傾向，患者的非侵入性溫度通過以下中的一種進(jìn)行測量腋窩(腋下)探頭、口腔探頭、直腸探頭、耳道紅外探頭、耳垂后接觸式探頭、額頭紅外探頭 等。口腔溫度計(jì)的探頭應(yīng)與患者嘴中的舌下組織接觸。解剖學(xué)上可顯示口腔溫度測量的最好位置是嘴中舌下的區(qū)域，其中舌下動(dòng)脈在舌根附近穿過。該區(qū)域具有穩(wěn)定的溫度，因?yàn)樗c外部很好地?zé)崞帘尾⒏拷i動(dòng)脈。圖I說明現(xiàn)有技術(shù)典型的口腔探頭I。其具有伸長的桿2的形狀。溫度傳感器被放置在尖端6內(nèi)。為了衛(wèi)生目的，桿2可由保護(hù)性探頭蓋5覆蓋。在相反側(cè)，桿2由柄3支撐。來自尖端6的溫度相關(guān)信號經(jīng)導(dǎo)線4與溫度計(jì)接通電路(thermometer processingcircuit)(在圖I中未示出)通信。當(dāng)探頭I被插入患者嘴中時(shí)，其可被放置在舌上或舌下。因此，尖端6可以得到與舌下組織良好的熱連接或不可得到與舌下組織良好的熱連接。這很大程度上取決于患者的合作，以便將探頭放置在舌下足夠深處。為了改進(jìn)溫度敏感尖端和舌下囊組織之間的熱連接，提出了以授予Bernd的美國專利號5，176，704為范例的彈性奶嘴探頭和授予Zaragoza等的美國專利號5，013，161所教導(dǎo)的柔性探頭。該探頭具有永久性的彎曲，以促進(jìn)與舌下區(qū)域更好的熱接觸，如由授予Penney等的美國專利號7，036，984所教導(dǎo)的。具有彎曲探頭的另一個(gè)實(shí)施方式由授予Russak等的美國專利號D525，542教導(dǎo)。所有以上的專利被并入本文作為參考。圖2說明由Timex生產(chǎn)的現(xiàn)有技術(shù)溫度計(jì)。其并入彎曲的探頭以便于在舌下直觀放置感測尖端6。這是超過圖I示出的現(xiàn)有技術(shù)探頭的顯著改進(jìn)。圖2的探頭具有被附接至溫度計(jì)外殼延伸部分3的彎曲9。外殼20并入電力供應(yīng)、接通電路、顯示器21并可包含一些開關(guān)，例如電源開關(guān)27。盡管該現(xiàn)有技術(shù)探頭促使尖端6直觀放置在舌下，但其不能解決尖端6和舌下動(dòng)脈區(qū)域之間的緊密熱連接問題。具體地，對于任何接觸式溫度計(jì)和口腔溫度計(jì)而言，速度響應(yīng)是主要問題。當(dāng)較冷的探頭(例如最初在室溫下)被放入患者嘴中時(shí)，其改變口腔組織溫度很大，以致需要充足的時(shí)間重新加熱口腔組織至插入前的溫度水平。通常，該時(shí)間在6秒至I分鐘的范圍內(nèi)。一種最小化較冷探頭引起的熱阻力(thermal drag)的方法是預(yù)熱探頭至基本上接近口腔預(yù)期溫度的溫度。該方法以授予Gregory等的美國專利號5，632，555和授予Weiss的美國專利號6，109，784號為范例。以上的專利被并入本文作為參考。現(xiàn)有技術(shù)口腔探頭具有數(shù)種缺點(diǎn)，諸如探頭和舌根之間差的連接。另一個(gè)限制是經(jīng)驗(yàn)不足的操作者將探頭放置在嘴中錯(cuò)誤的位置。本發(fā)明的目的是減少現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
塑造(sculpture) 口腔溫度探頭的形狀以便于其自引導(dǎo)朝向舌根。探頭主體由兩個(gè)不同的部分組成一桿和彎曲部分。彎曲部分允許探頭在下頜的牙齒附近移動(dòng)并將桿部分放置在舌下，以引導(dǎo)溫度感測尖端朝向舌根。為了加速探頭溫度響應(yīng)，在將探頭插入嘴前，探頭尖端被預(yù)熱至比患者的最低期望溫度低的溫度。


圖I說明具有伸直形狀的現(xiàn)有技術(shù)口腔探頭。圖2說明具有彎曲形狀的現(xiàn)有技術(shù)口腔探頭。圖3顯示具有彎曲部分和伸直部分的口腔探頭。圖4說明被附接至的溫度計(jì)主體的兩部分口腔探頭。 圖5為插入患者舌下囊的兩部分口腔探頭的視圖。圖6顯示桿的三個(gè)橫截面視圖。圖7說明具有溫度傳感器和加熱器的探頭尖端的橫截面視圖。圖8顯示感測外殼的等距視圖。圖9為溫度計(jì)運(yùn)行的計(jì)時(shí)圖。
具體實(shí)施例方式在圖3中說明口腔接觸式溫度計(jì)的新型和改進(jìn)的探頭。其包括兩個(gè)不同的部分為彎管9的彎曲部分和為桿8的伸直部分。兩部分以平滑和連續(xù)的方式連接在一起，彎管9的彎曲軸14和桿8的伸直軸15以從90°至135°范圍內(nèi)的連接角相互放置。桿8在其遠(yuǎn)端帶有尖端6，尖端6并入溫度傳感器等。在一個(gè)實(shí)施方式中，彎管9的近端終止于柄3，柄3可被連接至導(dǎo)線4，其目的是從尖端6傳送信號至外部數(shù)據(jù)獲得設(shè)備，諸如接通電路。可選地，彎管9可經(jīng)頸部16被附接至溫度計(jì)17的主體，如圖4所示。這種溫度計(jì)可包括很多附加部件，如電力供應(yīng)、信號接通電路、控制開關(guān)和輸出設(shè)備，例如顯示患者溫度值的顯示器18。彎曲軸14的典型半徑R在10和25mm之間的范圍。選擇該半徑以適應(yīng)人牙齒和下頜的大小。在一些設(shè)計(jì)中，可能期望使半徑R可變化，即制造在被手工彎曲以增加或減少半徑R后能夠保持其形狀的易彎材料的彎管9。當(dāng)半徑R改變時(shí)，連接角a也將改變。選擇桿8的長度，以確保當(dāng)被放置在嘴中舌13下時(shí)(見圖5)，尖端6將接觸緊密接近患者12的舌下動(dòng)脈50的舌下表面10。彎管9包覆環(huán)繞牙齒11并迫使桿8滑到舌13下。為了最實(shí)用的目的，桿長度應(yīng)在10和30mm之間。由于彎曲部分和伸直部分的結(jié)合，尖端6被自動(dòng)正確放置在舌下，以實(shí)現(xiàn)與舌下動(dòng)脈組織的緊密熱連接。任何其他(錯(cuò)誤的)探頭放置，諸如在舌上，是不舒服的并將需要患者額外的努力，其通常在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中不是如此。探頭的兩部分，彎管9和桿8，應(yīng)由具有低導(dǎo)熱率和容易清潔的材料制成。一種材料的例子為ABS樹脂。探頭的橫截面輪廓可具有任何實(shí)用的形狀——圓的、橢圓的、長方形的等。這在圖6中針對桿8的圓的(X)、橢圓的(y)和長方形的(z)橫截面說明。同樣的考慮可應(yīng)用于彎管9的橫截面。如以上所指出的，尖端6包括溫度傳感器。這種傳感器的例子為熱變阻器(thermistor)、熱電偶接點(diǎn)、電阻式溫度裝置(RTD)和半導(dǎo)體p_n結(jié)。尖端6的外殼25 (圖7)由具有高導(dǎo)熱率的材料制成，優(yōu)選金屬，諸如鋁、銅或黃銅。殼25的厚度在O. Imm和O. 5mm之間。在圖8中說明金屬殼的等距視圖。殼25的外側(cè)29意欲接觸患者的舌下組織，并因此優(yōu)選應(yīng)被給予保護(hù)性涂層，例如陽極處理或鍍金。任何鍍敷或涂層必須薄(〈5微米)。如果需要，現(xiàn)有技術(shù)中已知的常規(guī)設(shè)計(jì)的探頭蓋可被放置在桿8上或整個(gè)探頭上。圖6說明除了溫度傳感器28以外，尖端6還包括加熱元件26。可需要加熱元件，以縮短尖端6的響應(yīng)時(shí)間，如以下所解釋的。溫度傳感器28、加熱元件26 (如果存在的話)和殼25必須處于緊密相互熱連接中。這可通過可以是導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂或焊料的保持介質(zhì)23完成。介質(zhì)23保持這些組件在一起并提供熱連接。外部電路(未示出)至尖端6內(nèi)的組件的電連接由一組導(dǎo)體27提供，例如在聚酰亞胺基底上制造的柔性電路板。優(yōu)選尖端6的 內(nèi)部空間24應(yīng)不含任何其他材料(空氣可能例外)，因此溫度傳感器28和放置在尖端6外的其他組件之間的熱連接將被最小化，并且尖端的總熱質(zhì)將對于溫度變化的快速響應(yīng)足夠低。加熱兀件26應(yīng)以規(guī)定的方式被打開/關(guān)閉。同樣，由溫度傳感器28產(chǎn)生的信號應(yīng)以具體的與加熱器26操作的計(jì)時(shí)關(guān)系被接通。圖9為溫度-時(shí)間圖，其說明在溫度計(jì)操作期間，對于當(dāng)測量前的探頭溫度ta明顯地低于最小預(yù)期患者溫度tp_min時(shí)的情況，尖端6的不同溫度之間的優(yōu)選關(guān)系。首先，尖端6具有起始溫度ta，其可為室溫，例如20°C。在舌根處舌下囊中的實(shí)際患者口腔溫度為tp，例如39. 4°C?；颊呖谇恢黧w位置的最低預(yù)期溫度為 Vniin，例如 34 °C。在第一時(shí)刻30處，溫度計(jì)被打開，并且電子控制電路開始對加熱器26供應(yīng)電力，以升高其溫度至預(yù)定的預(yù)熱溫度tH水平。該加熱器的設(shè)定溫度tH接近并優(yōu)選低于最低預(yù)期的患者溫度tp_min=34°C。例如，我們可選擇tH=33°C。為了最實(shí)用的目的，這兩個(gè)溫度之間的偏差」應(yīng)為O. 5-2. (TC。當(dāng)在第二時(shí)刻31處，溫度傳感器28到達(dá)預(yù)熱溫度設(shè)定tH時(shí)，該尖端6的溫度通過電子電路的反饋控制回路穩(wěn)定和維持，用于在需要時(shí)將探頭放入患者嘴中。操作者將探頭放入患者嘴中，以便探頭的尖端6在第三時(shí)刻32處壓向舌根。這快速升高傳感器28的溫度在tH水平以上。當(dāng)其值35在第四時(shí)刻33處達(dá)到預(yù)定的閾值時(shí)，該溫度“跳升(jump)”由電子電路檢測到。注意，跳升閾值(tH+δ )應(yīng)小于或等于最低可能
的口 fe溫度tp-min。在第四時(shí)刻33處，加熱器26的電力被關(guān)閉，并且使尖端6的溫度變化成實(shí)際患者溫度tp，當(dāng)尖端溫度具有終值36時(shí)，在第五時(shí)刻34處達(dá)到溫度tp。在該第五時(shí)刻34處，尖端6和舌下表面10處于熱平衡，測量結(jié)束并且終值36溫度或其等同信號被送至輸出元件18，例如顯示器。因?yàn)榕c初始溫度&相比，溫度tH更接近最終溫度％，所以測量時(shí)間(在時(shí)刻32和時(shí)刻34之間)急劇減少。實(shí)驗(yàn)顯示該時(shí)間在Is和3s之間。本發(fā)明的一個(gè)重要?jiǎng)?chuàng)新是通過“跳升”控制供應(yīng)至加熱器的電力，所述“跳升”是由溫度傳感器傳達(dá)的信號。該創(chuàng)新允許自動(dòng)檢測嘴中的探頭放置并因此排除手工控制溫度測定周期(temperature taking cycle)的需要。
在當(dāng)初始溫度ta已經(jīng)加熱的情況下，即，其等于或高于加熱器設(shè)定溫度tH，則絕不打開加熱器，并且尖端6允許與患者tp溫度平衡，正如現(xiàn)有技術(shù)中已知的常規(guī)平衡溫度計(jì)。為了校正溫度測量中的一些不準(zhǔn)確性，預(yù)定偏差可被加到被計(jì)算的口腔溫度上。這種偏差可以是常數(shù)或取決于患者溫度和/或周圍溫度。在其他實(shí)施方式中，不使用加熱器26并且不進(jìn)行探頭預(yù)熱。隨后，接受更慢的測量時(shí)間或其可通過一些其他方法被縮短，諸如本領(lǐng)域已知的幾種預(yù)測算法之一。預(yù)測算法根據(jù)溫度傳感器的溫度變化速率預(yù)測或預(yù)見患者溫度。但是，即使不加熱或預(yù)測，由于尖端和患者舌根處之間更一致和可靠的連接，作為本發(fā)明主題的探頭將仍然提供更精確的測量。已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但本發(fā)明比列舉的具體形式更大并不意欲 限于其。本發(fā)明意欲覆蓋這些可選項(xiàng)、更改和等同物，如可被包括在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.插入患者的嘴中以測量患者溫度的溫度計(jì)探頭，其包括 沿伸直軸放置的桿，該桿具有近端和遠(yuǎn)端，并具有基本上伸直的形狀； 尖端，所述尖端被附接至所述桿的遠(yuǎn)端，并包括響應(yīng)溫度并熱連接至所述尖端的傳感器； 彎管，其沿彎曲軸放置并被附接至所述桿的所述近端，其中所述伸直軸和所述彎曲軸的附接部分形成連接角。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度計(jì)探頭，其中所述尖端包括被熱連接至所述傳感器的加熱元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度計(jì)探頭，其中所述彎管具有范圍從IOmm至25mm的曲率 半徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度計(jì)探頭，其中所述尖端包括由金屬制成的外殼。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度計(jì)探頭，其中所述桿和所述彎管是由具有低于金屬的導(dǎo)熱率的材料制成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度計(jì)探頭，其中所述加熱元件由電力提供，以促使所述加熱器的溫度達(dá)到設(shè)定溫度，所述設(shè)定溫度具有等于或低于預(yù)期的所述患者最低口腔溫度預(yù)定偏差的值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫度計(jì)探頭，其中每當(dāng)由所述溫度傳感器測量的溫度超過所述設(shè)定溫度預(yù)定的閾值時(shí)，所述電力被切斷。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度計(jì)探頭，其中從所述傳感器測量的溫度變化速率預(yù)期所述患者的溫度。
9.通過具有探頭的溫度計(jì)測量患者溫度的方法，所述探頭帶有響應(yīng)溫度并產(chǎn)生信號的傳感器，所述方法包括以下步驟 -熱附接所述傳感器至金屬殼和加熱器； -用電力供應(yīng)所述加熱器，以促使所述加熱器溫度達(dá)到預(yù)定的設(shè)定點(diǎn)； -使所述加熱器的溫度穩(wěn)定在所述設(shè)定點(diǎn)附近； -檢測所述信號與所述設(shè)定點(diǎn)的偏差； -在檢測所述偏差的時(shí)刻切斷所述加熱器的電力； -檢測所述信號中穩(wěn)定的時(shí)刻； -在所述穩(wěn)定的時(shí)刻測量所述信號的值， -在所述穩(wěn)定的時(shí)刻，根據(jù)所述信號計(jì)算所述患者溫度，和 -發(fā)送所述患者溫度的信息至輸出設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測量口腔溫度的方法，其中所述設(shè)定點(diǎn)低于所述患者的最低預(yù)期口腔溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測量口腔溫度的方法，進(jìn)一步包括在供應(yīng)電力至所述加熱器前比較所述信號的值與所述設(shè)定點(diǎn)的步驟。
12.測量患者舌下溫度的醫(yī)學(xué)溫度計(jì)，其包括適于放置入患者嘴中的外殼、電子電路、輸出設(shè)備和探頭，其中所述探頭是彎曲部分和伸直部分的結(jié)合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的醫(yī)學(xué)溫度計(jì)，其中所述彎曲部分鄰近所述外殼并且所述伸直部分帶有尖端，所述尖端包括金屬殼和處于相互熱連接中的溫度傳感器，其中所述傳感器能夠產(chǎn)生代表溫度的信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的醫(yī)學(xué)溫度計(jì)，其中所述尖端進(jìn)一步包括被熱連接至所述溫度傳感器并能夠從所述電子電路接收電力的加熱器。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的醫(yī)學(xué)溫度計(jì)，其中所述電子電路通過利用代表溫度的信號變化速率計(jì)算溫度。
16.根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫度計(jì)探頭，其中所述外殼具有以基本上直角穿過所述伸直軸的外側(cè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的醫(yī)學(xué)溫度計(jì)，其中所述金屬殼與所述伸直部分熱分離。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的醫(yī)學(xué)溫度計(jì)，進(jìn)一步包括用于包覆所述伸直部分和所述彎曲部分的至少一部分的探頭蓋，其中所述探頭蓋由聚合物膜制成。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的醫(yī)學(xué)溫度計(jì)，其中所述電子電路通過用所述信號的值和所述患者周圍空氣的溫度調(diào)整所述患者的溫度，來計(jì)算所述患者的溫度。
全文摘要
本發(fā)明的題目是“口腔溫度計(jì)的探頭”。塑造口腔溫度探頭的形狀以便于其自引導(dǎo)朝向舌根。探頭主體由兩部分組成——桿和彎曲的彎管。該桿帶有接觸式溫度感測尖端。該彎管允許探頭在下頜的牙齒附近移動(dòng)并將桿放置在舌下，以引導(dǎo)溫度感測尖端朝向舌根。為了加速探頭溫度響應(yīng)，在將探頭插入嘴中之前，探頭尖端被預(yù)熱至比患者的最低期望溫度更低的溫度。
文檔編號A61B5/01GK102846313SQ20121022485
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者F·雅各布 申請人:弗拉登公司