專利名稱：用于測(cè)量患者的內(nèi)部體溫的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量至少一個(gè)對(duì)象的體溫的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
特別地，本方法和設(shè)備尤其適用于測(cè)量處于或穿過(guò)確定的區(qū)域如機(jī)場(chǎng)中的通過(guò)區(qū)域或醫(yī)院中的房間，或另外的公共區(qū)域的多個(gè)對(duì)象的體溫。另一方面，本方法能夠?qū)μ幱诤涞沫h(huán)境或來(lái)自溫度未知的環(huán)境的許多對(duì)象的溫度進(jìn)行可靠的檢測(cè)。已知，近幾年對(duì)能夠迅速且非創(chuàng)性地測(cè)量多個(gè)對(duì)象的體溫的需要已經(jīng)被認(rèn)為相當(dāng)?shù)刂匾?。?duì)流行病(例如，SARS、禽流感或豬流感)的增長(zhǎng)和普遍的擔(dān)心使得有必要對(duì)經(jīng)過(guò)對(duì)象進(jìn)行更加有效的控制，特別是那些進(jìn)入確定的公司、區(qū)域或地點(diǎn)的對(duì)象。以機(jī)場(chǎng)為例，對(duì)于來(lái)自許多不同國(guó)家的人的非常擁擠的通過(guò)區(qū)域，這些人會(huì)容易地使得傳染病快速擴(kuò)散。在這種情況下，過(guò)去幾年，在機(jī)場(chǎng)進(jìn)行了更加廣泛的控制，特別針對(duì)來(lái)自具有風(fēng)險(xiǎn)的國(guó)家的對(duì)象。然而，很明顯的是在對(duì)于大量的人的經(jīng)過(guò)和通過(guò)區(qū)域中同時(shí)對(duì)對(duì)象的體溫進(jìn)行測(cè)量是非常不切實(shí)際的并會(huì)妨礙機(jī)場(chǎng)中平穩(wěn)和流暢的吞吐量。為此，盡管使用非創(chuàng)性以及足夠迅速的溫度檢測(cè)溫度計(jì)在檢測(cè)具有高的溫度的對(duì)象方面的成就是很明顯的，但是即使使用了上述溫度計(jì)，在防止控制區(qū)域的延時(shí)、排隊(duì)和擁擠方面表現(xiàn)得還是不夠理想。鑒于上面證實(shí)了的問(wèn)題，已經(jīng)進(jìn)行了研究并且提出了包括使用紅外譜的熱成像相機(jī)的方案，上述熱成像相機(jī)可以檢測(cè)來(lái)自受控的確定的區(qū)域的輻射，借助于該輻射的強(qiáng)度，上述熱成像相機(jī)還可以建立受控區(qū)的溫度圖。還可以連續(xù)地或動(dòng)態(tài)地進(jìn)行該檢測(cè)行為以使得能夠?qū)崟r(shí)地對(duì)對(duì)象流的通過(guò)進(jìn)行檢查。換言之，一個(gè)或多個(gè)熱成像相機(jī)對(duì)經(jīng)過(guò)對(duì)象必須穿過(guò)的入口區(qū)進(jìn)行控制；這些相機(jī)使用所接收的輻射的紅外譜來(lái)評(píng)估受控區(qū)域中的溫度梯度。上述熱成像相機(jī)能夠連續(xù)并且非常迅速地控制多個(gè)經(jīng)過(guò)對(duì)象，但是會(huì)受到一些缺點(diǎn)和/或操作限制的影響。首先，已知的熱成像相機(jī)必須要有操作者以識(shí)別發(fā)燒的對(duì)象。目前還不能自動(dòng)進(jìn)行所述判決過(guò)程，即不需要一個(gè)或多個(gè)操作者幫助的情況下，將具有高溫的對(duì)象與具有正常溫度的對(duì)象區(qū)分開(kāi)。通常使用從深色(較低的溫度)到青紅色或白色(較高的溫度)的顏色來(lái)做出溫度分布。在一些應(yīng)用中，可以選擇所確定的對(duì)象特別是所檢測(cè)到的圖像的點(diǎn)，然后使用轉(zhuǎn)換軟件自動(dòng)獲得在該點(diǎn)處測(cè)得的溫度或檢測(cè)區(qū)域內(nèi)部的最高溫度。然而，可能由于對(duì)象正端著一杯咖啡，或正在使用手機(jī)，或正拿著一支點(diǎn)燃的煙，所以檢測(cè)區(qū)域的最高溫度可能未必就是對(duì)象的有效溫度。另一方面，在證實(shí)了所考慮區(qū)域的內(nèi)部的最高溫度的系統(tǒng)中，會(huì)發(fā)生以下情況若干個(gè)對(duì)象呈現(xiàn)出高溫但是系統(tǒng)僅檢測(cè)具有最高溫度的那個(gè)對(duì)象而實(shí)際上忽略其他對(duì)象。應(yīng)當(dāng)注意，使用傳統(tǒng)的非接觸式溫度計(jì)目前不可能對(duì)來(lái)自溫度未知或溫度不可控的溫度區(qū)的對(duì)象的溫度進(jìn)行可靠的檢測(cè)。在這些情況下，要對(duì)所檢測(cè)到的體溫應(yīng)用哪個(gè)校正參數(shù)來(lái)獲得內(nèi)部溫度是未知的(或沒(méi)有在裝置的架構(gòu)即存儲(chǔ)器中實(shí)施)。另外，因?yàn)閷?duì)所檢測(cè)到的溫度的校正越不可靠，目標(biāo)表面的溫度與內(nèi)部表面的溫度的差別就越大(明顯地，外部環(huán)境越冷，差別就越大)，所以位于或來(lái)自于具有低的環(huán)境溫度的區(qū)域的對(duì)象的溫度也能夠在正確地檢測(cè)方面造成問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
在這種情況下，作為本發(fā)明的基礎(chǔ)的技術(shù)目的是克服上面證實(shí)了的缺點(diǎn)。本發(fā)明的第一目的是使得能夠獲得一種方法及設(shè)備，其能夠更加準(zhǔn)確地對(duì)相對(duì)于健康對(duì)象的受發(fā)燒影響的對(duì)象進(jìn)行識(shí)別，并且最終使得該過(guò)程自動(dòng)化。本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過(guò)消除由主要的環(huán)境影響導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差來(lái)進(jìn)行更加精確的測(cè)量。本發(fā)明的另一個(gè)目的是公開(kāi)了一種智能設(shè)備，其具有完全可與目前可商用的熱成像相機(jī)的成本相比以及可能甚至更低的成本，而同時(shí)又保證大幅度地改進(jìn)了的性能。本發(fā)明的又一個(gè)目的是提高內(nèi)部溫度確定的可靠性，即使在存在與其中對(duì)象穩(wěn)定她或他自己的體溫的環(huán)境溫度相關(guān)的潛在的不確定性的情況下，或?qū)ο筇幱谔貏e冷的環(huán)境下，例如在進(jìn)入學(xué)校、醫(yī)院、工廠等公共地點(diǎn)以前。這些以及其他目的是通過(guò)根據(jù)所附權(quán)利要求的、用于確定至少一個(gè)對(duì)象的體溫的方法及相關(guān)設(shè)備來(lái)充分地實(shí)現(xiàn)。第一方面，本發(fā)明涉及一種獲取與期望知道其體溫的對(duì)象(或多個(gè)對(duì)象)的預(yù)定區(qū)域相關(guān)的圖像的方法；然后借助于用于識(shí)別對(duì)象(或多個(gè)對(duì)象)的至少一個(gè)感興趣區(qū)的識(shí)別模塊來(lái)分析該圖像。然后檢測(cè)源于所述感興趣區(qū)的紅外輻射，并且根據(jù)該紅外輻射將對(duì)象的體溫作為所檢測(cè)到的來(lái)自感興趣區(qū)的紅外輻射的函數(shù)來(lái)確定。另一方面，根據(jù)前述方面中的任一方面，在分析圖像的步驟中，識(shí)別了如下的一個(gè)或多個(gè)感興趣區(qū)，特別是選自于對(duì)象的額頭、眼睛、太陽(yáng)穴、頸、耳廓、篩竇(ethmoidsinus)、眼角(canthus)以及睜開(kāi)或閉合的眼瞼(eyelid)的感興趣區(qū)，并且對(duì)來(lái)自可以通過(guò)人工地設(shè)置或通過(guò)裝置自動(dòng)管理的一個(gè)或多個(gè)感興趣區(qū)的紅外輻射進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)前述方面中的任一方面的另一方面，檢測(cè)步驟包括如下的子步驟確定來(lái)自感興趣區(qū)的最強(qiáng)輻射的強(qiáng)度，并將對(duì)象的體溫作為所檢測(cè)到的來(lái)自感興趣區(qū)的最強(qiáng)輻射的函數(shù)來(lái)確定。根據(jù)前述任一方面的另一方面，確定體溫還包括如下的步驟將所檢測(cè)到的溫度作為所接收的紅外輻射的強(qiáng)度的函數(shù)來(lái)計(jì)算以及根據(jù)取決于感興趣區(qū)的校正參數(shù)來(lái)對(duì)確定的溫度進(jìn)行校正。根據(jù)前述方面中的任一方面的另一方面，校正步驟包括根據(jù)感興趣區(qū)以及根據(jù)依賴于感興趣區(qū)的校正參數(shù)執(zhí)行的紅外輻射的來(lái)源來(lái)校正。根據(jù)前述方面中的任一方面的另一方面，根據(jù)環(huán)境溫度來(lái)進(jìn)行校正，特別是在檢測(cè)時(shí)對(duì)象位于的環(huán)境或關(guān)于預(yù)定時(shí)間間隔對(duì)象已經(jīng)位于的環(huán)境，所述時(shí)間間隔在即將檢測(cè)之前會(huì)充分影響以及穩(wěn)定感興趣區(qū)的溫度。根據(jù)前述方面中的任一方面的另一方面，校正步驟包括根據(jù)針對(duì)多個(gè)對(duì)象中的大多數(shù)的先前預(yù)定的預(yù)期溫度的檢測(cè)來(lái)校正。根據(jù)前述方面中的任一方面的又一方面，在識(shí)別要確定溫度的對(duì)象的步驟中，識(shí)別模塊識(shí)別對(duì)象的臉和/或其他身體特性，比較模塊將所讀取的臉和/或另外的相關(guān)身體特性與對(duì)應(yīng)的臉和/或其他預(yù)存儲(chǔ)的身體特性進(jìn)行比較以識(shí)別所述對(duì)象。另一獨(dú)立的方面，本發(fā)明涉及一種熱成像相機(jī)和/或攝影相機(jī)，其被指定來(lái)檢測(cè)與其體溫是感興趣的至少一個(gè)對(duì)象的預(yù)定區(qū)域相關(guān)的圖像，以及用于分析所檢測(cè)到的圖像和識(shí)別所述對(duì)象的至少一個(gè)感興趣區(qū)的識(shí)別模塊。所述方法還包括檢測(cè)源于感興趣區(qū)的紅外輻射的方法，以將對(duì)象的體溫作為所檢測(cè)到的來(lái)自感興趣區(qū)的紅外輻射的函數(shù)來(lái)確定。另一獨(dú)立的方面，公開(kāi)了一種用于根據(jù)對(duì)紅外輻射的檢測(cè)來(lái)對(duì)對(duì)象進(jìn)行分類的方法，其包括以下步驟檢測(cè)源于要分類的對(duì)象的多個(gè)感興趣區(qū)的紅外輻射的強(qiáng)度；將源于對(duì)象的至少一個(gè)感興趣區(qū)的紅外輻射的強(qiáng)度與源于同一對(duì)象的不同感興趣區(qū)的紅外輻射的強(qiáng)度進(jìn)行比較；根據(jù)來(lái)自兩個(gè)感興趣區(qū)的紅外輻射的強(qiáng)度之差或根據(jù)源于兩個(gè)感興趣區(qū)的紅外輻射的強(qiáng)度分布的差異將所述對(duì)象分類在預(yù)定數(shù)目的組中的至少之一。


另外的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)從下文所詳細(xì)描述的方法及設(shè)備的優(yōu)選但非排他的實(shí)施方式中將更加完全地顯現(xiàn)。下面參照通過(guò)非限制性示例提供的附圖來(lái)進(jìn)行描述，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施方式的示意圖；圖2是使用根據(jù)本發(fā)明的熱成像相機(jī)檢測(cè)的圖像的示例的圖； 圖3是非接觸式紅外溫度計(jì)；圖4是可在圖3的溫度計(jì)中使用的波導(dǎo)的示意圖；圖5是與利用圖3中的溫度計(jì)的測(cè)量方法有關(guān)的框圖；以及圖6是圖1中的設(shè)備的可替選實(shí)施方式；圖7、圖8、圖9示出了在患者的各個(gè)測(cè)量條件下的圖3中的溫度計(jì)。
具體實(shí)施例方式參照附圖，I整體上表示用于確定至少一個(gè)對(duì)象S的體溫的設(shè)備。特別地，所述設(shè)備通常被稱為熱成像相機(jī)或熱成像相機(jī)，并且是對(duì)紅外輻射敏感并且能夠獲得熱像或電影的專用電視相機(jī)。換言之，所述裝置能夠獲取至少紅外范圍內(nèi)的圖像并且能夠?qū)椛錅y(cè)量結(jié)果進(jìn)行二維可視化。一般地，當(dāng)對(duì)電磁譜的紅外范圍內(nèi)的輻射進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，使用熱成像相機(jī)進(jìn)行非破壞性和非創(chuàng)性控制，并且所進(jìn)行的測(cè)量與輻射的發(fā)射相關(guān)。
特別地，熱成像相機(jī)能夠借助于對(duì)受檢查的身體所發(fā)射的紅外強(qiáng)度的測(cè)量來(lái)檢測(cè)所分析的人體的溫度。溫度高于絕對(duì)零度的所有物體都會(huì)發(fā)射紅外范圍內(nèi)的輻射，并且借助于普朗克定律，該關(guān)系是數(shù)字地可量化的。一般地，熱圖能夠獨(dú)立于人或物體的在可見(jiàn)范圍內(nèi)的照明對(duì)人或物體的溫度變化和絕對(duì)值進(jìn)行可視化。如通過(guò)斯特藩-波爾茲曼定律清楚地建立的，發(fā)射的輻射量與物體的絕對(duì)溫度的四次方成正比地增大，斯特藩-波爾茲曼定律根據(jù)下式定義了輻射與溫度之間的關(guān)系q= ε σ T4
其中σ是斯特藩-波爾茲曼常量，ε是發(fā)射表面的發(fā)射率(在理論極限O至I之間的變量)，而T是絕對(duì)溫度。從所檢測(cè)的輻射開(kāi)始，從而獲得暴露表面的溫度圖。一般將圖像構(gòu)造在一定數(shù)量的像素和一定數(shù)量的行的矩陣上，并且電子儀器能夠迅速地讀取由每個(gè)單一像素存儲(chǔ)的能量值并且能夠生成觀測(cè)物體的黑色或白色，或偽色的相應(yīng)圖像。如所提及的，熱成像相機(jī)起作用的頻譜范圍是紅外范圍，一般最經(jīng)常使用的并且最適于測(cè)量靠近感興趣的環(huán)境溫度的值的頻帶是遠(yuǎn)紅外頻帶(LW)?？傮w上，熱圖系統(tǒng)或IR由連接到(或包括機(jī)載的)圖像的處理和記錄系統(tǒng)的電視相機(jī)(熱成像相機(jī))I組成。紅外檢測(cè)器具有以下任務(wù)對(duì)撞擊紅外檢測(cè)器的輻射的一致性進(jìn)行識(shí)別以及逐點(diǎn)分析輻射表面以定義熱圖。從結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)來(lái)看，用于計(jì)算至少一個(gè)對(duì)象S的體溫的設(shè)備I包括用于獲取與至少一個(gè)預(yù)定區(qū)域3有關(guān)的圖像的獲取系統(tǒng)2，至少有一個(gè)以及優(yōu)選地有多個(gè)其體溫是感興趣的對(duì)象S位于(或穿過(guò))上述至少一個(gè)預(yù)定區(qū)域3內(nèi)部。設(shè)備明顯地包括用于能夠聚焦并獲取圖像的合適的光學(xué)裝置5 ;如以下將更加全面地解釋的，這些裝置5由透鏡或標(biāo)準(zhǔn)類型的攝遠(yuǎn)物鏡構(gòu)成并根據(jù)指定了熱成像相機(jī)的特定應(yīng)用來(lái)選擇。所述設(shè)備還包括僅作為非限制性示例的、可以是扁平矩陣微側(cè)輻射熱計(jì)傳感器、單一矩陣傳感器或點(diǎn)矩陣傳感器的紅外傳感器6。傳感器6可以是非冷卻式的或冷卻式的(一般具有帕爾貼單元或斯特靈泵)?？商孢x地并且仍然是非限制性地，可使用包括具有適于以下具體情況的配置的熱電堆矩陣的傳感器對(duì)圖像進(jìn)行機(jī)械掃描時(shí)的單行(例如，8個(gè)元素)，或矩陣(例如，每列4 X 4、16 X 16或32 X 32行)。在后一種情況(矩陣)下，元素的數(shù)目表示像素分辨率(16行每16列=256像素)。構(gòu)成傳感器的材料影響熱成像相機(jī)的熱敏感度即熱成像相機(jī)可檢測(cè)的最小溫差。顯然，高水平的熱敏感度表示最細(xì)微的溫差，因此熱敏感度值越小，熱成像相機(jī)的測(cè)量分辨率和圖像質(zhì)量就越高。僅作為示例，可使用具有至少80mK的熱敏感度的熱成像相機(jī)。明顯地，本發(fā)明的用于確定體溫的設(shè)備的溫度測(cè)量范圍必須集中在人體的正常溫度范圍內(nèi)即30攝氏度到45攝氏度之間，并且在37攝氏度左右具有最佳性能。由于本發(fā)明的設(shè)備一般被指定為獲取運(yùn)動(dòng)中的對(duì)象的圖像或在任何情況下必須也能夠進(jìn)行該類型的掃描，所以獲取的頻率是關(guān)于使用熱成像相機(jī)的基本參數(shù)。必須以高的頻率來(lái)執(zhí)行對(duì)運(yùn)動(dòng)中的物體的溫度測(cè)量以避免發(fā)生妨礙準(zhǔn)確的溫度測(cè)量的圖像拖尾現(xiàn)象?？傊瑑?yōu)選大于60Hz的獲取頻率。因此，該儀器還包括在獲取了圖像或熱圖之后能夠以適當(dāng)?shù)念l率獲取由紅外傳感器6發(fā)射的電信號(hào)的處理單元7。相同的處理單元7能夠處理所接收的信號(hào)并在存在于所述設(shè)備中(或外部系統(tǒng)如計(jì)算機(jī))的合適的顯示器8上顯示所檢測(cè)的熱圖像。特別地，可以適當(dāng)?shù)剡x擇以期望的精確度與不同溫度聯(lián)系起來(lái)的(偽)顏色用于顯
/Jn ο換言之，可以使用不同的顏色來(lái)對(duì)從30度到43度的溫度變化進(jìn)行可視化，例如，使用針對(duì)最低溫度的較冷色直至針對(duì)較高溫度的較暖色。使用該裝置可以測(cè)量圖像的每個(gè)單一點(diǎn)的溫度；該儀器(或在任何情況下在后處理期間的處理軟件)包括能夠借助斯特藩-波爾茲曼定律來(lái)關(guān)聯(lián)輻射與溫度的模塊9。應(yīng)該注意，該裝置還包括實(shí)像傳感器10，其能夠獲取與包含體溫要被檢測(cè)的對(duì)象的預(yù)定區(qū)域3有關(guān)的實(shí)像。換言之，本發(fā)明的熱成像相機(jī)還包括目前在市場(chǎng)中出現(xiàn)的、能夠獲取可見(jiàn)頻譜(可見(jiàn)光)的圖像的攝影相機(jī)或視頻相機(jī)所使用的一種類型的普通傳感器10。檢測(cè)到的信號(hào)是通過(guò)處理單元7來(lái)獲取的，并且可以以熱像的可替選方式顯示在顯示器8上或以重疊的方式與其一起顯示在顯示器8上。特別地，針對(duì)所檢測(cè)到的每個(gè)紅外圖像，還自動(dòng)記錄真實(shí)的數(shù)字圖像。以這種方式，系統(tǒng)通常提供對(duì)應(yīng)的并且是同一時(shí)期的兩個(gè)圖像?？蛇x地，所述設(shè)備可以包括保證圖像獲取區(qū)域3中的最佳能見(jiàn)度的合適的集成LED或另外的照明系統(tǒng)11。處理單元7有利地能夠借助于合適的識(shí)別模塊12來(lái)分析所獲取的圖像，以識(shí)別對(duì)象S的至少一個(gè)感興趣區(qū)13。具體地，該儀器能夠獲取源于預(yù)定區(qū)域3的圖像并且對(duì)所獲取的圖像進(jìn)行能夠識(shí)別對(duì)象S的感興趣區(qū)13的預(yù)定數(shù)量的計(jì)算。特別地，預(yù)先地有利的是能夠針對(duì)每個(gè)感興趣對(duì)象來(lái)從例如額頭、眼睛、太陽(yáng)穴、頸、耳廓、篩竇、眼角等中識(shí)別一個(gè)或多個(gè)所選擇的區(qū)。應(yīng)當(dāng)注意，可替選地，可以對(duì)具體由傳感器6獲取的紅外圖像(在這種情況下在可見(jiàn)光的譜中的實(shí)像的傳感器10完全是可選的)進(jìn)行識(shí)別操作，或還可以直接對(duì)由第二傳感器10獲取的實(shí)像進(jìn)行識(shí)別。因?yàn)閿z影相機(jī)和視頻相機(jī)甚至是用在業(yè)余水平上的攝影相機(jī)和視頻相機(jī)包括已經(jīng)使用對(duì)象的臉部識(shí)別的現(xiàn)有方法，所以第二種選擇如今在商業(yè)上更加有利識(shí)別。一般地，例如可以使用美國(guó)專利US6940545，US7218759,或US2009/0190803中的一個(gè)或多個(gè)專利的教示；這些教示能夠?qū)D像進(jìn)行分析以識(shí)別感興趣區(qū)。在任何情況下，直接使用熱成像相機(jī)(S卩，沒(méi)有使用在可見(jiàn)范圍內(nèi)捕獲的實(shí)像，而使用熱圖像)執(zhí)行識(shí)別操作能夠利用裝置中已經(jīng)存在的硬件而不需要更多的硬件。識(shí)別方法可以取決于需要并且還可以取決于熱成像相機(jī)的具體應(yīng)用地點(diǎn)而不同。僅作為示例，首先可以將橢圓——臉(通常較溫暖)相對(duì)于背景(溫度通常低于37度的環(huán)境)區(qū)分開(kāi)。另外，可以識(shí)別橢圓內(nèi)部的眼睛的位置，甚至可以識(shí)別眼瞼和/或鼻子的位置。在任何情況下，一旦熱成像方法已經(jīng)識(shí)別出了臉的一些重要部分，則可以使用合理的精確度并且快速地(以及自動(dòng)地)確定能夠從其獲得用于溫度的可靠測(cè)量的紅外輻射的區(qū)域的位置。在發(fā)燒、感冒或流感的情況下，臉的一些部分較熱，并且改變的不僅是溫度而且還有臉上各個(gè)溫度的相對(duì)分布。因此，對(duì)象的臨床表現(xiàn)還可以通過(guò)不(或不僅)檢測(cè)感興趣部分的溫度，而且還檢測(cè)臉的較熱區(qū)域的擴(kuò)展和/或臉的不同部分之間的預(yù)定閾值上下的溫度增量(例如，鼻柱與額頭之間的大于標(biāo)準(zhǔn)值的溫度差)來(lái)確定。明顯地，在這種具體情況下本發(fā)明的興趣在于沒(méi)有太多地識(shí)別對(duì)象的臉而是識(shí)別上述的具體的感興趣區(qū)，這對(duì)后續(xù)的熱分析是最佳的。一旦識(shí)別出具體的感興趣區(qū)13，可對(duì)該感興趣區(qū)進(jìn)行紅外輻射分析。將對(duì)象體溫作為源于感興趣區(qū)的紅外輻射的函數(shù)來(lái)計(jì)算。一般地，具體參考感興趣區(qū)(例如額頭)計(jì)算由源于感興趣區(qū)的最大強(qiáng)度的輻射，然后將體溫作為所檢測(cè)到的最強(qiáng)輻射的函數(shù)來(lái)計(jì)算。對(duì)對(duì)象的有效的感興趣區(qū)的確定的重要性與提高測(cè)量的準(zhǔn)確度的可能性以及與自動(dòng)地對(duì)對(duì)象的溫度進(jìn)行無(wú)差錯(cuò)計(jì)算的可能性相聯(lián)系。對(duì)識(shí)別要檢測(cè)溫度的區(qū)的識(shí)別能夠避免軟件偏離成計(jì)算并且用信號(hào)通知預(yù)定范圍外的、與不感興趣的熱源(見(jiàn)圖2中的區(qū)4)相聯(lián)系的溫度。例如，考慮對(duì)象所攜帶的熱飲，或發(fā)熱的電子設(shè)備，或甚至簡(jiǎn)單地為香煙，這將會(huì)導(dǎo)致對(duì)關(guān)于預(yù)期檢測(cè)為不感興趣的高溫的檢測(cè)。因此，借助于識(shí)別軟件，對(duì)在其處進(jìn)行測(cè)量的精確區(qū)13的識(shí)別初始地能夠消除上面列舉的問(wèn)題。另外，本發(fā)明的方法還包括校正所檢測(cè)到的溫度以確定有效體溫的步驟。首先，校正步驟將是(或可以是)發(fā)出紅外輻射的感興趣區(qū)的函數(shù)。事實(shí)上清楚的是，來(lái)自額頭而不是來(lái)自頸(頸動(dòng)脈)或太陽(yáng)穴的紅外輻射源可以要求不同的校正參數(shù)。事實(shí)上應(yīng)當(dāng)注意，一般情況下，身體的各個(gè)部分的外部溫度不僅與內(nèi)部溫度不同而且根據(jù)檢測(cè)到的點(diǎn)也大為不同，這是因?yàn)椴煌难汗?yīng)或?qū)諝獾牟煌┞毒兄谏?額頭的溫度通常低于太陽(yáng)穴的溫度，等等)。還應(yīng)當(dāng)注意，可替選地，該校正可以利用校正函數(shù)或甚至利用具有也通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的固定校正數(shù)據(jù)的參數(shù)表來(lái)進(jìn)行。有利地或有必要地，第二校正代之以是要測(cè)量其溫度的對(duì)象位于其中的環(huán)境溫度的函數(shù)。具有相同內(nèi)部溫度的處于低溫環(huán)境中的對(duì)象的體表溫度會(huì)小于具有相同內(nèi)部溫度的處于溫暖環(huán)境的體表溫度。因此，第一校正參數(shù)可以與對(duì)象在檢測(cè)時(shí)所處的環(huán)境的周圍溫度相聯(lián)系，或甚至與對(duì)象以預(yù)定的時(shí)間間隔定位的環(huán)境的周圍溫度(不同于檢測(cè)區(qū)域的溫度)相聯(lián)系，以緊接在檢測(cè)之前大體上影響和穩(wěn)定感興趣溫度。例如，考慮位于氣溫受控區(qū)域的入口處檢測(cè)溫度并且來(lái)自具有不同溫度的區(qū)域的對(duì)象。位于冷溫環(huán)境外部的對(duì)象在他或她的溫度被測(cè)量時(shí)通過(guò)入口進(jìn)入冷溫環(huán)境時(shí)，該對(duì)象將參考外部溫度而非發(fā)生測(cè)量的地點(diǎn)的溫度來(lái)使得他或她的溫度穩(wěn)定。在這種情況下，用作校正參考的周圍溫度可以是外部溫度。另外，校正步驟還可以將針對(duì)該多個(gè)對(duì)象中的大多數(shù)對(duì)象先前預(yù)定的預(yù)期檢測(cè)溫度考慮在內(nèi)。換言之，在不干預(yù)與環(huán)境參數(shù)或檢測(cè)區(qū)13相聯(lián)系的校正的情況下，對(duì)整體上預(yù)期處于良好健康狀態(tài)(體溫約為37° )的多個(gè)對(duì)象進(jìn)行熱檢測(cè)。在這種情況下，對(duì)針對(duì)上述多個(gè)對(duì)象檢測(cè)到的溫度以如下方式進(jìn)行校正假設(shè)37°的值為呈現(xiàn)出從相應(yīng)的感興趣區(qū)發(fā)射相同的熱輻射的大多數(shù)對(duì)象的內(nèi)部溫度，然后將對(duì)相對(duì)于呈現(xiàn)較高溫度的對(duì)像的差異進(jìn)行評(píng)估。換言之，再次假定被檢測(cè)溫度的大多數(shù)對(duì)象具有正常值，因此，如果針對(duì)這些對(duì)象檢測(cè)到的溫度為例如35°，則被校正為37°，并且自動(dòng)地校正所有其他溫度。自然地，預(yù)期對(duì)象的實(shí)際溫度的平均值會(huì)由于外部區(qū)的溫度變化將在一天當(dāng)中反復(fù)并且連續(xù)地變化，因此，校正值可以例如每隔一分鐘通過(guò)計(jì)算上一分鐘，或每五分鐘經(jīng)過(guò)的對(duì)象或每“X”個(gè)對(duì)象的實(shí)際溫度的平均值來(lái)進(jìn)行更新。從這個(gè)意義上講，還可以簡(jiǎn)單地高亮以下對(duì)象在感興趣的身體區(qū)中相對(duì)于在指定的時(shí)間間隔期間已經(jīng)檢測(cè)了全部溫度的對(duì)象的溫度平均值呈現(xiàn)出比確定閾值高的溫度。換言之，代替確定精確體溫來(lái)證實(shí)發(fā)燒的對(duì)象的存在，考慮到被讀取溫度的大多數(shù)對(duì)象不呈現(xiàn)發(fā)燒現(xiàn)象，因此僅用信號(hào)通知相對(duì)溫度較高的那些對(duì)象。明顯地，上述處理是參考與標(biāo)識(shí)的感興趣區(qū)相聯(lián)系的檢測(cè)來(lái)完成的，以使得上述處理是可靠的和可自動(dòng)化的。應(yīng)當(dāng)注意，上述的方法特別適用于具有許多人通行的區(qū)域的溫度檢測(cè)，例如機(jī)場(chǎng)、火車站、港口區(qū)域、工廠、學(xué)校、博物館以及醫(yī)院(在最后一種情況下特別參考訪問(wèn)者)。位于必經(jīng)入口處(例如，旅客進(jìn)入國(guó)家的入口)的一個(gè)或多個(gè)熱成像相機(jī)能夠可靠地測(cè)量多個(gè)對(duì)象的內(nèi)部溫度并且實(shí)時(shí)地用信號(hào)通知可能被發(fā)燒病狀感染的那些旅客。所述裝置還可以與例如由自動(dòng)地阻塞以防止可疑對(duì)象通過(guò)的門或旋轉(zhuǎn)式柵門組成的自動(dòng)入口控制系統(tǒng)相聯(lián)系。在這種情況下，該對(duì)象被送往專門區(qū)域，在該專門區(qū)域中有專門的操作者將使用更傳統(tǒng)的系統(tǒng)仔細(xì)評(píng)估他或她的溫度并且可能會(huì)對(duì)該對(duì)象進(jìn)行醫(yī)學(xué)檢查。如上述的操作，所述設(shè)備能夠消除與不感興趣對(duì)象的高溫相聯(lián)系的假陽(yáng)性，甚至能夠借助于如上所述的校正步驟來(lái)進(jìn)行精確測(cè)量。清楚地，熱成像相機(jī)另外可能應(yīng)用在醫(yī)院或任何公共地點(diǎn)以檢測(cè)訪問(wèn)者和/或通過(guò)的人的溫度。
例如，熱成像相機(jī)可以定位在具有危篤狀態(tài)的患者的科室的入口處，以能夠選擇性地禁止發(fā)燒的訪問(wèn)者進(jìn)入。在本發(fā)明的另外的有利的方面中，盡管是次要的，但可以包括識(shí)別對(duì)確定的對(duì)象的臉部特征和/或另外的身體特征進(jìn)行識(shí)別的步驟，以通過(guò)與臉部特征和/或其他對(duì)應(yīng)以及預(yù)存儲(chǔ)的身體特征進(jìn)行比較來(lái)識(shí)別該對(duì)象。以這種方式，不僅可以檢測(cè)確定的溫度，而且還可以將該確定的溫度與標(biāo)識(shí)的具體對(duì)象/患者相關(guān)聯(lián)。本方法的可能的應(yīng)用在醫(yī)院或衛(wèi)生保健機(jī)構(gòu)會(huì)是極為有利的。事實(shí)上，可以記憶臉或在任何情況記憶確定的患者/對(duì)象的標(biāo)識(shí)參數(shù)，之后可以借助于熱成像相機(jī)來(lái)識(shí)別和/或標(biāo)識(shí)上述確定的患者/對(duì)象?；祭?，可以識(shí)別出正常地呈現(xiàn)出比正常值Y高或低的溫度并且沒(méi)有受任何病狀感染的工人或?qū)W生，并且在關(guān)于他或她的溫度差是正常的情況下，可以自動(dòng)地允許他們通過(guò)而不需要每次都強(qiáng)制他們?nèi)ソ?jīng)受醫(yī)學(xué)檢查。定位在醫(yī)院房間內(nèi)的熱成像相機(jī)不僅能夠檢測(cè)對(duì)象的溫度，而且還能夠識(shí)別例如他或她的臉，從而識(shí)別患者并且自動(dòng)地記憶他或她的溫度?；颊呷绻撗b置被定位在床處，則能夠連續(xù)地監(jiān)測(cè)患者的溫度。在這些情況下，當(dāng)出現(xiàn)發(fā)燒時(shí)即當(dāng)體溫超過(guò)了確定的控制閾值時(shí)，該裝置能夠自動(dòng)發(fā)出報(bào)警以用信號(hào)通知發(fā)燒的患者?；颊叽碎撝颠€可以是低的溫度，例如在患者去世的情況下。該系統(tǒng)還可以與安保人員所使用的傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)如使用金屬探測(cè)器、X光傳感器的控制系統(tǒng)或機(jī)場(chǎng)、法庭等中的等效系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。在這些情況下，呈現(xiàn)出“可疑”溫度的對(duì)象發(fā)布相關(guān)的警報(bào)信號(hào)并且被送往醫(yī)護(hù)人員能夠執(zhí)行必要的醫(yī)學(xué)檢查的專門區(qū)域。在相對(duì)于所描述的一個(gè)實(shí)施方式較簡(jiǎn)單的可替選實(shí)施方式中，實(shí)現(xiàn)了活節(jié)式結(jié)構(gòu)201，或甚至其中一個(gè)結(jié)構(gòu)由包括要求每個(gè)對(duì)象必須靠近的單個(gè)固定面板202 (基本上固定)組成。在面板202前面的預(yù)定距離(大約50cm)處直接觀察面板，接收來(lái)自對(duì)象的感興趣區(qū)(例如但非限制性地，額頭)的紅外輻射，并且根據(jù)該輻射對(duì)體溫進(jìn)行計(jì)算。特別地，可以通過(guò)該裝置用信號(hào)通知正確的距離以使用信號(hào)發(fā)射裝置203 (例如，蜂鳴麥克風(fēng)或一個(gè)或多個(gè)LED205)來(lái)檢測(cè)溫度200 ;例如，可以使用發(fā)光裝置和/或超聲波裝置206來(lái)證實(shí)所述對(duì)象是否已經(jīng)到達(dá)針對(duì)要進(jìn)行的測(cè)量的最佳位置。當(dāng)對(duì)象處于正確的距離時(shí)，安裝在面板202上的紅外傳感器207檢測(cè)來(lái)自該對(duì)象的輻射，然后控制單元208根據(jù)所檢測(cè)到的輻射和環(huán)境溫度來(lái)計(jì)算體溫。換言之，可以通過(guò)基于在存儲(chǔ)器209中的環(huán)境溫度或所檢測(cè)到的溫度來(lái)校正從額頭(或其他感興趣區(qū))檢測(cè)到的溫度以獲得實(shí)際的內(nèi)部溫度。在上面某個(gè)閾值(例如，可疑的發(fā)燒)的溫度的情況下，發(fā)出警報(bào)(例如，聲音警報(bào)，視覺(jué)警報(bào)；裝置204、205)。另外，可以將所檢測(cè)到的溫度顯示在顯示器211上。值得注意的是，在這種情況下為了保證傳感器207的正確指點(diǎn)即僅識(shí)別并收集來(lái)自患者的感興趣區(qū)(目標(biāo)區(qū)域)的紅外輻射，例如，可以實(shí)現(xiàn)由反射性材料(可選地為鏡性材料)制成的面板裝置202的前表面的至少一部分，使得用戶當(dāng)靠近時(shí)可以看見(jiàn)他或她自己的臉或至少所反射的目標(biāo)區(qū)域。在前表面上可以有參考標(biāo)記210，例如，對(duì)用戶是可見(jiàn)的光信號(hào)或繪制或報(bào)告的記號(hào)或標(biāo)記，這對(duì)將所述參考標(biāo)記重疊在目標(biāo)區(qū)域上(即，通過(guò)靠近用戶來(lái)將參考標(biāo)記放置在目標(biāo)區(qū)域上)的用戶是可見(jiàn)的。在這種情況下，該對(duì)象必須移動(dòng)以將標(biāo)志210放置在例如他或她自己的反射圖像的額頭或其他重要目標(biāo)區(qū)域的中心。應(yīng)當(dāng)注意，設(shè)備200可以完全獨(dú)立并且不同于熱成像相機(jī)I。可替選地，所述設(shè)備可以與已經(jīng)存在的其他設(shè)備如在機(jī)場(chǎng)、法庭等中的金屬檢測(cè)器相關(guān)聯(lián)，即使在對(duì)象未停止而只是減速通過(guò)確定的位置也可以執(zhí)行測(cè)量，當(dāng)所述對(duì)象處于正確的距離時(shí)，所述系統(tǒng)能夠自動(dòng)計(jì)算作為參考區(qū)的區(qū)的溫度，或根據(jù)該距離自動(dòng)調(diào)整距離(在這種情況下，沒(méi)到達(dá)到最優(yōu)距離，例如為小孩的情況)。如果必要的話，可以使用拋物面波導(dǎo)向傳感器傳送紅外輻射，這能夠減小傳感器的視場(chǎng)并且可以使得測(cè)量更加準(zhǔn)確。在本發(fā)明的另外方面中，公開(kāi)了用于能夠使用如下實(shí)現(xiàn)的溫度計(jì)來(lái)測(cè)量溫度的方法。參照?qǐng)D3，整體上示出了根據(jù)本發(fā)明的另一方面的紅外溫度計(jì)100。傳統(tǒng)地，紅外溫度計(jì)包括限定了針對(duì)用戶的手持區(qū)或把柄103的主容納本體102。把柄103可以承載傳統(tǒng)的命令裝置104例如鍵盤等，以及用于溫度讀數(shù)和/或其他數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)顯示器105。紅外輻射的傳感器裝置106位于主體的末端，裝置106包括紅外輻射強(qiáng)度傳感器107的傳感機(jī)構(gòu)和至少與該傳感機(jī)構(gòu)可操作地相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)波件108以有利地將由要測(cè)量熱水平的身體的區(qū)或目標(biāo)區(qū)域109發(fā)射的輻射傳送到該傳感機(jī)構(gòu)。更加詳細(xì)(圖4 )地，波導(dǎo)108展現(xiàn)出面向要檢測(cè)溫度的身體的第一端108a，和面向傳感機(jī)構(gòu)107的第二端108b。如可以從附圖中所發(fā)現(xiàn)的，波導(dǎo)被構(gòu)造為包括反射性的內(nèi)表面110的管狀體，所述內(nèi)表面在管狀體內(nèi)沿著光通信的方向限定了能夠設(shè)置彼此相對(duì)的第一開(kāi)口 111和第二開(kāi)口 112的通道。波導(dǎo)的內(nèi)表面110沿著靠近第二開(kāi)口 112的方向具有朝向第二開(kāi)口 112的方向呈現(xiàn)出會(huì)聚的進(jìn)展，即，該內(nèi)表面展現(xiàn)出隨著其從波導(dǎo)108的第一開(kāi)口朝著傳感機(jī)構(gòu)107大體上所處的第二開(kāi)口前進(jìn)而逐漸減小的內(nèi)部直徑。更加精確地，根據(jù)本發(fā)明，值得注意的是當(dāng)靠近管狀體的第二開(kāi)口 112時(shí)，波導(dǎo)108的會(huì)聚逐漸更加明顯。換言之，本發(fā)明的波導(dǎo)可以展現(xiàn)出沿著軸向彼此連接的兩個(gè)或更多個(gè)管道，在每個(gè)管道中展現(xiàn)出相應(yīng)的恒定的會(huì)聚并且這種會(huì)聚在沿著朝向限定波導(dǎo)的管狀體的第二開(kāi)口 112的方向從一個(gè)管道到隨后的管道逐漸更加明顯。在實(shí)踐中，在上述情況下，至少波導(dǎo)的會(huì)聚部分會(huì)表現(xiàn)為具有隨著靠近第二開(kāi)口112而逐漸更加明顯的錐度的一連串截圓錐表面。
可替選地，代替兩個(gè)或優(yōu)選地代替多個(gè)逐漸增大的連續(xù)會(huì)聚管道，可以將波導(dǎo)設(shè)置為內(nèi)表面是彎曲的，并且以越來(lái)越顯著的方式從第一開(kāi)口朝向第二開(kāi)口逐漸而一直會(huì)聚。在任何情況下，本發(fā)明的波導(dǎo)通過(guò)如下的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)給出假設(shè)朝向第二開(kāi)口的靠近相同軸行進(jìn)，直徑從第一開(kāi)口到第二開(kāi)口減小的程度逐漸變大。例如在附圖中示出的波導(dǎo)中，其中示出了波導(dǎo)的縱向截面，波導(dǎo)的內(nèi)表面是通過(guò)弧線113、114來(lái)限定的，并且優(yōu)選地，通過(guò)具有與波導(dǎo)的對(duì)稱縱軸重合的軸并且具有面向第一開(kāi)口 111的凹度的錐形弧來(lái)限定?？梢钥闯?，拋物弧的會(huì)聚隨著朝向第二開(kāi)口 112行進(jìn)而逐漸變大。內(nèi)表面110具有鏡面特征以能夠反射入射到其上的輻射。在可能的實(shí)施方式之一中，波導(dǎo)在第一開(kāi)口處可以優(yōu)選地并有利地不展現(xiàn)出如通常設(shè)置在針對(duì)這些用途的傳統(tǒng)波導(dǎo)上的那些保護(hù)罩的任何保護(hù)罩，因此，必須經(jīng)受用戶的定期清潔以保證所要求的性能。應(yīng)當(dāng)注意，保護(hù)罩的可能的缺失是極為有利的，因?yàn)檫@防止了進(jìn)入波導(dǎo)的輻射信號(hào)的任何無(wú)用損耗。在拋物形波導(dǎo)的情況下，可以將傳感器大致設(shè)置在拋物面的焦點(diǎn)處，使得有效收集特別是源于與波導(dǎo)的縱軸平行的方向或相對(duì)于所述縱軸略微傾斜的方向的輻射。應(yīng)當(dāng)注意，除了所給出的波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)外，波導(dǎo)以及與波導(dǎo)可操作地相關(guān)聯(lián)的傳感機(jī)構(gòu)通常被容置在由金屬(優(yōu)選地，為銅或具體在圖4中可見(jiàn)的鋅基壓鑄合金)構(gòu)成的輔助管狀體120內(nèi)。還值得注意的是，本發(fā)明的紅外溫度計(jì)除了具有上述的部件外還包括以下處理單元(未示出)能夠處理從紅外輻射傳感機(jī)構(gòu)輸出的信號(hào)，并且借助于適當(dāng)?shù)乃惴▉?lái)生成被傳輸至顯示器或借助于其他觀察系統(tǒng)通過(guò)例如投影向用戶顯示的熱讀數(shù)，比如在與申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/IT98/00379具有相同的申請(qǐng)名稱的申請(qǐng)中所描述的可視系統(tǒng)。本發(fā)明的紅外溫度計(jì)還可以設(shè)置有與容納本體可操作地相關(guān)聯(lián)并且與處理單元協(xié)作的控制裝置；這些控制裝置適于確定距檢測(cè)區(qū)域預(yù)定距離D處的傳感機(jī)構(gòu)107的正確定位條件，該正確的定位距離被認(rèn)為對(duì)于執(zhí)行精確讀取以及對(duì)于排除感興趣區(qū)而定界讀取區(qū)域而言是最優(yōu)的。清楚地，除了對(duì)本發(fā)明的波導(dǎo)所述的上述特殊成型之外，在傳感機(jī)構(gòu)與檢測(cè)表面之間的適當(dāng)距離D處的正確定位有助于獲得極精確的熱讀數(shù)。在實(shí)現(xiàn)水平上，控制裝置可以由各種可單獨(dú)使用的技術(shù)方案或與另一種技術(shù)方案組合的技術(shù)方案來(lái)構(gòu)成。特別地，可以包括使用發(fā)光器或點(diǎn)光源121 (見(jiàn)圖1)。特別地，可以包括兩束或更多束可見(jiàn)光線，其優(yōu)選地為彼此不共面并是會(huì)聚的。更加詳細(xì)地，包括發(fā)光非共面光線朝向目標(biāo)區(qū)域的一個(gè)點(diǎn)會(huì)聚以當(dāng)傳感機(jī)構(gòu)被定位在距檢測(cè)區(qū)域正確距離D處時(shí)來(lái)確定圖形(例如，斑點(diǎn)或其他)。可替選地，可使由于發(fā)光器構(gòu)成的控制裝置，發(fā)光器的光束被預(yù)定為在讀取表面入射并且在其上反射，以生成可由檢測(cè)機(jī)構(gòu)感知的返回信號(hào)，該檢測(cè)機(jī)構(gòu)能夠計(jì)算入射光線與反射光線之間的傾角。特別地，可以包括一個(gè)或多個(gè)入射一反射光線的讀取機(jī)構(gòu)，其位于相互對(duì)稱的相對(duì)位置并且與處理單元協(xié)作以計(jì)算反射光線的傾角，從而能夠根據(jù)該傾角推導(dǎo)出傳感機(jī)構(gòu)距檢測(cè)表面的實(shí)際距離。當(dāng)距離與正確的定位距離D對(duì)應(yīng)時(shí)，可以包括用于向用戶用信號(hào)通知達(dá)到該條件
的光學(xué)/聲學(xué)裝置。再次作為上述兩個(gè)方案的可替選的或與其同時(shí)存在的方案，該控制裝置可以包括以如下方式操作的光束生成器當(dāng)傳感機(jī)構(gòu)107處于正確的定位距離D時(shí)使主圖形聚焦。應(yīng)當(dāng)注意，可以包括使用例如液晶類型的矩陣光學(xué)選擇器，其能夠改變可聚焦在檢測(cè)表面上的主圖形的形狀。更加詳細(xì)地，通過(guò)優(yōu)選地能夠根據(jù)所檢測(cè)到的溫度來(lái)改變主圖形的形狀的中央處理單元來(lái)管理矩陣光學(xué)選擇器。應(yīng)當(dāng)注意，副光束可以與主光束結(jié)合，其中副光束還可以使用可由CPU管理的優(yōu)選地為液晶類型的矩陣光學(xué)選擇器來(lái)改變。還可以控制副光束使得當(dāng)傳感機(jī)構(gòu)位于距檢測(cè)表面正確距離D處時(shí)形成副圖形。副圖形還可以直接聚焦在檢測(cè)表面上并且可以由第一圖形構(gòu)成和/或可以定界讀取區(qū)域，根據(jù)該讀取區(qū)域合理地假設(shè)傳感機(jī)構(gòu)正在讀取輻射因此正在收集熱信息。作為另一個(gè)變型，還可以與上述的三個(gè)方案相結(jié)合，控制裝置最后可以包括對(duì)在檢測(cè)表面上的反射之后的返回信號(hào)進(jìn)行確定的入射波動(dòng)信號(hào)發(fā)射器(聲的和/或電磁的)。中央處理單元通過(guò)計(jì)算兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間差來(lái)協(xié)調(diào)波動(dòng)信號(hào)的發(fā)射和接收。清楚地，該時(shí)間差與溫度計(jì)(因此為發(fā)射器)距要檢測(cè)熱水平的身體的表面之間的距離成比例。以這種方式，可以知道當(dāng)傳感機(jī)構(gòu)距檢測(cè)表面的正確距離D時(shí)，CPU通過(guò)信號(hào)發(fā)射裝置(例如光裝置或聲裝置)用信號(hào)向用戶通知該情況。紅外溫度計(jì)容納本體優(yōu)選地展現(xiàn)出為細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)并且包括檢測(cè)部分，因此用于向傳感機(jī)構(gòu)傳遞紅外輻射的裝置被設(shè)置在容納本體的第一端102a處。在描述了上面常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)后，現(xiàn)在接著描述根據(jù)本發(fā)明的波導(dǎo)和紅外溫度計(jì)的總體功能操作。借助于波導(dǎo)的內(nèi)表面的以下形狀隨著靠近傳感機(jī)構(gòu)，逐漸地并且一直更大程度地會(huì)聚，基本上獲得以下效果定向?yàn)榕c波導(dǎo)的縱軸平行或相對(duì)于該縱軸略微傾斜的輻射獨(dú)立于其與波導(dǎo)自身的內(nèi)表面接觸的區(qū)通過(guò)波導(dǎo)來(lái)傳遞并且基本上會(huì)聚于傳感機(jī)構(gòu)。來(lái)自患者的不感興趣區(qū)的并且具有可能弄錯(cuò)熱讀數(shù)的過(guò)度傾角的光線在多次反射之后(實(shí)際上，對(duì)于每一次反射，相對(duì)于波導(dǎo)的軸光線的傾角都會(huì)有所增大直至超過(guò)90° )可以朝著波導(dǎo)的入口被發(fā)送回，以這種方式，將在波導(dǎo)的輸入口處具有大于amax的角度的紅外輻射被反射到裝置外部?？傊柚诓▽?dǎo)的內(nèi)表面的構(gòu)造，具有相對(duì)于波導(dǎo)的縱軸的較大傾角的光線不能到達(dá)波導(dǎo)的第二開(kāi)口 ；能夠到達(dá)第二開(kāi)口的光線僅是小傾角光線(將撞擊傳感機(jī)構(gòu)的光線)或是根據(jù)傾角將在傳感機(jī)構(gòu)的容納本體的內(nèi)壁或外壁上分解的光線。然而，清楚的是借助于給出的波導(dǎo)的配置以及檢測(cè)部分，獲得了用于檢測(cè)要測(cè)量的身體表面的輻射的有效目標(biāo)區(qū)域的大幅度的減小以及更重要的是對(duì)所述有效目標(biāo)區(qū)域的精確限定；事實(shí)上，波導(dǎo)對(duì)來(lái)自相對(duì)于波導(dǎo)的縱軸過(guò)分傾斜方向的輻射施加了一種光濾波。除了執(zhí)行屏蔽過(guò)分傾斜的光線之外，波導(dǎo)還接著更好地基本上聚焦來(lái)自感興趣讀取區(qū)域的大部分光線，整體上獲得如下的信號(hào)其充分能夠進(jìn)行熱讀取而不具有源于非感興趣區(qū)的輻射和過(guò)分降低的信號(hào)/噪聲比。鑒于上述內(nèi)容，圖3中的溫度計(jì)(還有圖1中的熱成像相機(jī))特別適于根據(jù)在圖5中示意性示出的方法來(lái)測(cè)量溫度。所述方法首先包括如下步驟將非接觸式紅外溫度計(jì)10人工地定位在距要測(cè)量其內(nèi)部溫度的患者/對(duì)象的目標(biāo)區(qū)域109的預(yù)定距離D處。特別地，溫度計(jì)是例如直接由操作者在把握部分103處手持的?？商孢x地，并仍然使用非接觸技術(shù)，可以將溫度計(jì)定位固定在測(cè)量區(qū)處并要求患者/對(duì)象靠近該區(qū)，使得仍不需要接觸，溫度計(jì)基本上根據(jù)圖5中的圖表就能夠檢測(cè)溫度。例如，可以將圖1中的熱成像相機(jī)固定在支撐物上，對(duì)象S靠近所述相機(jī)(在所有情況下都不需要與溫度計(jì)接觸)。例如見(jiàn)圖6。如上面提及的，溫度計(jì)是與患者非接觸的，即不僅紅外傳感器107位于距要測(cè)量其溫度的區(qū)域的預(yù)定距離處，而且所述儀器的任何部分在測(cè)量步驟期間不與患者/對(duì)象接觸。下面將參考關(guān)于人工使用的溫度計(jì)的具體實(shí)施方式
，然而并不意在將其用途僅限制于這種情況。操作者沿著要讀取其溫度的目標(biāo)區(qū)域109的方向定位溫度計(jì)，特別是以如下的方式定位使得來(lái)自目標(biāo)區(qū)域的紅外輻射可進(jìn)入波導(dǎo)108并被傳遞至紅外傳感器107本身。一旦確定了距目標(biāo)區(qū)域的正確距離D(應(yīng)當(dāng)注意，可以通過(guò)使用例如為非共面會(huì)聚光線的光學(xué)方法的示例來(lái)確定所述距離，而且使用例如超聲波或其他上述方法來(lái)計(jì)算由目標(biāo)區(qū)域反射的信號(hào)的發(fā)送與接收之間的時(shí)間)，則紅外溫度計(jì)被激活以測(cè)量患者/對(duì)象的內(nèi)部溫度。在這種情況下，也可以使用固定的溫度計(jì)以及靠近溫度計(jì)的傳感器的對(duì)象來(lái)獲得正確的(相對(duì)的)距離D?？商孢x地，如果距離的測(cè)量系統(tǒng)能夠確定距離，則溫度計(jì)能夠考慮對(duì)象所位于的距離而確定正確溫度，而無(wú)論距離可能是多少(明顯地在可容許距離的下限和上限之間)?？梢宰詣?dòng)地而不是人工地指點(diǎn)目標(biāo)區(qū)域，即，溫度計(jì)/熱成像相機(jī)通過(guò)僅檢測(cè)(或考慮)來(lái)自所述區(qū)域的指定的紅外輻射就能夠識(shí)別具體的目標(biāo)區(qū)域。應(yīng)當(dāng)注意，紅外溫度計(jì)的激活通常(即使未必)將是人工的，并且將通過(guò)按壓例如存在于溫度計(jì)的把握部分103上的按鈕122來(lái)觸發(fā)。然而，在特別情況下，或在使用更多演進(jìn)的儀器的情況下，可以自動(dòng)完成溫度測(cè)量的激活，并且在達(dá)到正確距離時(shí)可選地發(fā)生所述激活。再換言之，一旦確定了溫度計(jì)的正確定位距離D，則控制單元自動(dòng)啟動(dòng)紅外信號(hào)的讀取。一旦激活了溫度調(diào)節(jié)裝置，則針對(duì)預(yù)定的時(shí)間間隔讀取來(lái)自患者的目標(biāo)區(qū)域109的紅外輻射；所檢測(cè)到的紅外輻射的強(qiáng)度使得可以計(jì)算目標(biāo)區(qū)域的溫度或等價(jià)地計(jì)算患者的內(nèi)部溫度。有利地使用的目標(biāo)區(qū)域109從如下組中選擇，該組包括對(duì)象的篩竇、眼角或眼瞼。特別地，在目標(biāo)區(qū)域是眼瞼的情況下，選擇上眼瞼并且所述方法包括一般在完成讀取之前要求患者閉合至少一只眼睛使得能夠讀取所閉合的上眼瞼的溫度。明顯地，當(dāng)眼睛睜開(kāi)時(shí)上眼瞼是受保護(hù)的并還與眼球相接觸，基于該原因上眼瞼不易經(jīng)歷外部溫度的變化并且參考患者的內(nèi)部溫度更易于穩(wěn)定?？商孢x地，目標(biāo)區(qū)域可以是在篩竇處的皮膚區(qū)，即位于每只眼睛和鼻柱之間的身體的部分。該身體部分通過(guò)內(nèi)部頸動(dòng)脈被更多地供應(yīng)了血液，因此不易經(jīng)歷環(huán)境溫度的變化；因此其具有與內(nèi)部溫度更接近的溫度并相對(duì)于人體的其他部分更穩(wěn)定。最后，還可以使用眼角，S間艮睛最接近鼻柱的部分(小的凹進(jìn)還被稱為內(nèi)部眼角，其形成于眼瞼之間并部分地被小的紅色凸起“肉阜淚腺(caruncula lachrymal is)”占有)；所述眼角表現(xiàn)出其本身具有充分穩(wěn)定的溫度，并且是接近于內(nèi)部體溫的溫度以能夠進(jìn)行更加可靠的測(cè)量，特別是在寒冷的外部環(huán)境或溫度未知或不穩(wěn)定的條件下。最后，在激活溫度計(jì)時(shí)，使用定時(shí)器借助于倒計(jì)時(shí)來(lái)確定針對(duì)所提及的預(yù)定時(shí)間間隔的紅外輻射的讀數(shù)。換言之，一旦激活了溫度計(jì)，接收源自于目標(biāo)區(qū)域109的輻射的紅外傳感器向控制單元傳輸所接收的強(qiáng)度，所述控制單元啟動(dòng)計(jì)算患者的內(nèi)部體溫。直到當(dāng)預(yù)定的時(shí)間間隔已結(jié)束時(shí)，接收并處理紅外輻射的量。在所述間隔之后進(jìn)一步接收的輻射被認(rèn)為不是出于計(jì)算的目的。本發(fā)明提供了重要的優(yōu)點(diǎn)。然后所檢測(cè)到的溫度被顯示在通常為背光式的顯示器105上。背光的顏色和/或強(qiáng)度可以是所進(jìn)行的測(cè)量的類型的函數(shù)，例如背光可以在測(cè)量物體的溫度的情況下具有第一顏色，在測(cè)量患者/對(duì)象的溫度的情況下具有不同于第一顏色的第二顏色。明顯地，所述顏色可以是與不同情況下的測(cè)量相關(guān)的兩種或更多種用于物體的一種顏色，用于動(dòng)物(不是人)的第二顏色，用于人的第三顏色，用于顯示錯(cuò)誤情況或需要重復(fù)讀取的又一種顏色?？梢愿鶕?jù)針對(duì)測(cè)量所按壓的按鈕(特別是針對(duì)測(cè)量非生命物體的第一按鈕，針對(duì)患者/對(duì)象的第二按鈕，針對(duì)另外用途的第三按鈕)或根據(jù)所檢測(cè)到的溫度水平來(lái)確定不同顏色。清楚地，上述內(nèi)容可以等價(jià)地應(yīng)用于由處理單元7命令的熱成像相機(jī)的顯示器8，以及任何可能的補(bǔ)充顯示器或所檢測(cè)到的溫度的其他類型的視覺(jué)化，例如在額頭或身體或物體的其他區(qū)域上的投影。識(shí)別具體的目標(biāo)區(qū)域使得能夠使用非接觸式溫度計(jì)進(jìn)行溫度的距離測(cè)量，所述非接觸式溫度計(jì)呈現(xiàn)出即使在糟糕的環(huán)境條件下也保持更穩(wěn)定的溫度的特性，從而改進(jìn)了內(nèi)部溫度的讀取并大幅度地增大了已知溫度計(jì)的工作范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量溫度的方法，包括以下步驟當(dāng)期望知道患者的內(nèi)部體溫時(shí)，將非接觸式紅外溫度計(jì)定位在距對(duì)象的目標(biāo)區(qū)域的預(yù)定距離處；指向所述目標(biāo)區(qū)域，使得所述溫度計(jì)的紅外輻射傳感器能夠接收來(lái)自所述目標(biāo)區(qū)域的紅外輻射；激活所述非接觸式紅外溫度計(jì)以測(cè)量所述患者的內(nèi)部溫度；使用所述非接觸式紅外溫度計(jì)并且針對(duì)確定的時(shí)間間隔，檢測(cè)至少來(lái)自所述對(duì)象的所述目標(biāo)區(qū)域的紅外輻射的強(qiáng)度；其特征在于所述目標(biāo)區(qū)域是人類患者或動(dòng)物的身體的表面，所述表面選自于包括篩竇、眼角或閉合的眼瞼的組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括對(duì)作為所檢測(cè)到的紅外輻射的強(qiáng)度的函數(shù)的所述目標(biāo)區(qū)域的溫度進(jìn)行校正以確定所述內(nèi)部溫度的步驟。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，包括在定位、指向、激活和檢測(cè)所有這些步驟期間人工地支撐所述溫度計(jì)的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述將所述溫度計(jì)定位在預(yù)定距離處的步驟通過(guò)使所述對(duì)象靠近/遠(yuǎn)離固定位置處的溫度計(jì)和/或使所述溫度計(jì)靠近/ 遠(yuǎn)離所述對(duì)象直至達(dá)到所述預(yù)定距離來(lái)進(jìn)行。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，包括閉合至少一只眼睛并且檢測(cè)來(lái)自閉合的上眼瞼的紅外輻射的強(qiáng)度的步驟，所述目標(biāo)區(qū)域特別是所述上眼瞼。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，包括測(cè)量環(huán)境溫度的步驟以及根據(jù)所測(cè)得的環(huán)境溫度來(lái)校正所述目標(biāo)區(qū)域的溫度或所述內(nèi)部溫度的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，包括對(duì)用于校正所述目標(biāo)區(qū)域的溫度或所述內(nèi)部溫度的所述環(huán)境溫度的穩(wěn)定性/正確性進(jìn)行控制的步驟。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，激活所述非接觸式紅外溫度計(jì)的步驟是通過(guò)按壓位于所述溫度計(jì)上的至少一個(gè)按鈕來(lái)人工地激活所述溫度計(jì)的步驟。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，在已激活所述紅外溫度計(jì)之后，定時(shí)器開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，針對(duì)在所述倒計(jì)時(shí)期間并直至所述倒計(jì)時(shí)結(jié)束的預(yù)定時(shí)間來(lái)實(shí)施對(duì)輻射的檢測(cè)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述非接觸式紅外溫度計(jì)由電視相機(jī)來(lái)限定，所述指向所述目標(biāo)區(qū)域的步驟包括以下子步驟獲取來(lái)自預(yù)定區(qū)域的圖像， 對(duì)所述目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行識(shí)別，為了確定所述溫度的目的而考慮僅來(lái)自所述目標(biāo)區(qū)域的紅外輻射。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于確定患者或?qū)ο蟮捏w溫的方法，其中，將非接觸式紅外溫度計(jì)人工地定位成指向目標(biāo)區(qū)域，并通過(guò)激活溫度計(jì)，使得其測(cè)量患者的內(nèi)部溫度，并借助溫度計(jì)并且針對(duì)預(yù)定時(shí)間間隔讀取從目標(biāo)區(qū)域到來(lái)的紅外輻射的強(qiáng)度。目標(biāo)區(qū)域是選自于包括篩竇、眼角、睜開(kāi)的眼瞼或閉合的眼瞼的身體部位組的人類或動(dòng)物患者的身體表面。
文檔編號(hào)G01J5/02GK103026192SQ201180033910
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
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