在体测取生物活体组织局部代谢率的多点温度探测装置制造方法及图纸

本发明专利技术的在体测取生物活体组织局部代谢率的多点温度探测装置，包括多点温度探头、数据采集仪和计算机，多点温度探头由薄壁管，焊接于其顶端的圆片，纵向镶嵌于薄壁管管壁上的温度传感器和镶嵌于圆片上的温度传感器组成，圆片圆心处设１枚温度传感器，圆片周边上呈十字形排列４枚温度传感器，各温度传感器引线由薄壁管伸出连接于数据采集仪，数据采集仪连接计算机，其结构简单，价格低廉，操作方便，而且精度高、响应速度快。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在体测取生物活体(包括人体)组织局部代谢率的多点温度探测装置，特别涉及一种通过在微细探头特殊布置多个相对位置精确固定的温度传感器来获取被测部位温度的空间及时间信息进而得到该局部代谢率的在体测取生物活体组织局部代谢率的多点温度探测装置。生物体为实现各种各样的生命过程而在其体内开展的作功形式主要为1.外部可见的机械功，典型例子如肌肉收缩作功；2.内部器官活动(如呼吸、血液泵送、消化道蠕动等)所消耗的机械功；3.推动神经传导的电功；4.驱动新细胞的合成，以取代衰老和死亡的细胞等。后三种的最终表现是均耗散为热能。因此当生物体没有外部运动时(自然的生命状态)，全部代谢作用都表现为热效应，而代谢率就是指在单位体积组织内的产热率，其大小对于组织状况、疾病诊断和治疗等大量的临床应用以及研究动物、人体的生理学规律具有重要意义，在刻划动物个体生长、发育和衰老方面也已经成为一个重要的实验基础，例如量热学数据表明，在动物个体发育过程中，单位体积的产热率(代谢率)呈现一定规律。生理学家为此定义了一个基础代谢率，其指“静息状态即基础状态下动物个体单位体积单位时间的代谢产热量”(单位为J/m3·s或W/m3)，该参数大小是一项重要的生理指标，在动物包括人体的热分析中起着重要的作用。测量基础代谢率的变异，对某些疾病的诊断有重要的意义。例如，甲状腺机能不足，基础代谢率将比正常标准低20-40％，而甲状腺机能亢进，基础代谢率则比正常标准高25-80％。另外，我们知道，机体发生病变或出现炎症时，会造成组织代谢过程增强。肿瘤部位也往往由于不成熟细胞糖酵解的亢进及血管丰富和生长迅速而存在异常的热量产生。代谢产热的主要功能之一还在于使动物维持一个非常稳定的温度。总之，由于上述原因，就代谢率测量方法和仪器的研究一直是人们竞相探索的目标。由于各组织和器官的活动量不同，组织全身各处的代谢率大小实际上相差悬殊，它们反映了不同的生理学问题，若能针对不同组织和器官在体测出这些部位的代谢率大小，则具有重要的医学生理学意义。然而目前测取动物代谢率的现状是通常是将动物置于一封闭空间后，再根据所测得的呼气和吸气过程中血液的体积流率及其中氧浓度的变化来推算动物代谢率。该方法测取的动物代谢率是动物个体的总代谢率。显然，这牵涉到一系列生化分析步骤，且实施起来十分繁琐，更重要的是，获得的总代谢率不能代表局部组织的代谢状况。目前，测量局部组织的代谢率并不成功，一般都是对离体小样品直接测取热值或者从氧耗量的局部测值来推断代谢率。而这又不能代表真实的组织代谢状态，而且操作起来十分繁琐、困难，精度很难保证，最主要的是，难以反映局部的代谢状况。所以，至今尚无能在体测取局部组织代谢率的装置出现。本专利技术目的在于提供一种在体测取生物活体组织(包括人体)局部组织代谢率Qm*的多点温度探测装置，该装置结构简单、成本低廉，为微创型，损伤性小，操作方便，仅通过在一微细探头上特殊设置的多个相对位置精确固定的温度传感器(如热电偶等)来获取被测部位温度的空间及时间信息，进而得到该部位综合代谢率，而且精度高，响应速度快，测温范围广，填补在体测取生物活体组织局部组织代谢率领域中无测取装置的空白。本专利技术的实施方案如下本专利技术提供的在体测取生物活体组织局部代谢率的多点温度探测装置，其特征在于，包括多点温度探头A、数据采集仪B和计算机C，其中，多点温度探头A由薄壁管8，焊接于薄壁管8顶端的圆片9，平行于薄壁管8轴线纵向焊接镶嵌于薄壁管8管壁上的3-5枚温度传感器和焊接镶嵌于圆片9上的5枚温度传感器，5枚温度传感器中的温度传感器5位于圆片9的圆心处，其余4枚温度传感器1、2、3和4呈十字形排列分别位于圆片9的周边上，各温度传感器引线装入薄壁管8的管中，从薄壁管8底端引出连接于数据采集仪B的输入端，数据采集仪B的输出端连接计算机，计算机外接电源；多点温度探头A的薄壁管8直径为1-2mm，长度为20-100mm；所述薄壁管8和其顶端的圆片9的材质为低导热率的不锈钢或玻璃；所述温度传感器为热电偶温度传感器或电阻温度传感器，温度传感器之间的距离为0.1-1mm。本专利技术提供的在体测取生物活体组织局部代谢率的多点温度探测装置，其优点在于结构简单、成本低廉，操作方便，仅通过在一微细探头上特殊设置的多个相对位置精确固定的温度传感器(如热电偶等)便可方便地获取被测部位温度的空间及时间信息，进而得到该部位代谢率，而且精度高，响应速度快，测温范围广，填补在体测取生物活体组织局部组织代谢率领域中无测取装置的空白。其工作原理为组织内具有普遍适用性的热量平衡关系式为ρc∂&Tgr;∂t=▿·(k▿T)+ωbρbcb(Ta-T)+Qm(x,y,z,t)---(1)]]>其中ρ，c分别为组织的密度、比热；k为组织热导率，ρb、cb分别为血液的密度及比热；ωb为血液灌注率；Ta，T分别是动脉血温度及组织温度；上式可进一步表示为ρc∂T∂t=∂∂x(kx∂T∂x)+∂∂y(ky∂T∂y)+∂∂z(kz∂T∂z)+Qm*(x,y,z,t)---(2)]]>其中， 即为待测的局部组织综合代谢率，以下所指的代谢率均指该值。一般情况下，组织的密度和比热相对较稳定，因而无须测定，其一般取值为ρ＝1000kg/m3，c＝4200J/kg·℃，而组织热导率一般取常数k＝0.5W/m·℃，于是，局部代谢率只与待测部位的温度场(包括其瞬态变化率)相关，所以，只要测得这些信息，则代谢率可由上式确定；据此可建立实用的局部代谢率测量方法，其基本思想为将包含空间信息的多点温度探针插入组织内，并采集到各测点的温度数据，则可由式(2)获得局部综合代谢率为Qm*(x,y,z,t)=ρc∂T∂t-k∂2T∂x2-k∂2T∂y2-k∂2T∂z2---(3)]]>一般由于所测量的是基础代谢率，即动物安静状态下，代谢率测量公式实际上可简化为Qm*(x,y,z)=-k∂2T∂x2-k∂2T∂y2-k∂2T∂z2---(4)]]>上述测量中，由于探针的插入所引起的刺激作用，组织温度需要一定时间才能达到稳定态。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在体测取生物活体组织局部代谢率的多点温度探测装置，其特征在于，包括多点温度探头Ａ、数据采集仪Ｂ和计算机Ｃ，多点温度探头Ａ由薄壁管（８），焊接于薄壁管（８）顶端的圆片（９），平行于薄壁管（８）轴线纵向焊接镶嵌于薄壁管（８）管壁上的３－５枚温度传感器和焊接镶嵌于圆片（９）上的５枚温度传感器组成，５枚温度传感器中的温度传感器（５）位于圆片（９）的圆心处，其余４枚温度传感器（１）、（２）、（３）和（４）呈十字形排列分别位于圆片（９）的周边上，各温度传感器引线装入薄壁管（８）的管中，从薄壁管（８）底端引出连接于数据采集仪Ｂ的输入端，数据采集仪Ｂ的输出端连接计算机，计算机外接电源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘静，姬妍，
申请(专利权)人：中国科学院低温技术实验中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]