用于确定患者体温的设备、系统及方法技术方案

公开了一种用于基于皮肤温度和传感器环境空气温度确定患者体温的无线可穿戴传感器设备、方法及非暂时性计算机可读介质。方法及非暂时性计算机可读介质。方法及非暂时性计算机可读介质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定患者体温的设备、系统及方法


[0001]本申请涉及一种用于基于测量身体皮肤表面处的第一温度和来自传感器环境空气的第二温度的可穿戴传感器确定患者体温的设备、系统及方法。

技术介绍

[0002]核心温度是在诸如腹腔、胸腔及颅腔的身体的深部组织处测量的温度。由大脑的下丘脑吸热调节核心温度。用于测量核心温度的黄金标准是肺动脉或食道导管。然而，口腔温度计通常适用于在临床环境中测量患者体温，并且需要正确放置在舌下袋中，同时保持嘴巴闭合。口腔温度测量的缺点是口腔温度测量是核心温度的近似值，并且在口腔部位处测量温度可能会受到其他外部因素(包括例如喝热/冷饮料、饮食及吸烟)的影响。腋窝位置，俗称腋窝，是另一种流行的选择，特别是对于儿科患者，其温度比患者的核心体温要低。此外，腋窝温度测量不可靠，因为它对腋下尖端的正确放置、在温度测量过程中手臂与身体的正确闭合以及汗水和头发的存在(如果是成年人)敏感。同时，由于不方便和依从性，直肠温度是最不受欢迎的选择，并且直肠温度比核心身体的温度高。在上述所有直接模式患者温度测量选择中，输出温度是来自单个温度计或传感器探针耦合到的测量位置的未经调整的直接温度测量。传统的患者温度测量方法具有与固有位置相关的可变性、环境影响及便利/实用方面相关的独特限制，并且不适用于连续不间断的患者监测。因此，新型低功率无线可穿戴传感器可以缓解上述问题，并在不打扰患者或用户的情况下方便地提供连续的温度测量。
[0003]在一种情况下，单个温度传感器，例如嵌入可穿戴传感器中的热敏电阻器，应用在患者的身体任何部位的皮肤表面上，可以通过根据电阻特性的热敏电阻系数或考虑传感器的热特性的额外算法调整将测得电阻直接未调整的转换成温度来提供局部皮肤温度(SkinTemp)的测量。使用单个热敏电阻器在体表处测量的SkinTemp是变温的，即受局部血液灌注和外部环境的影响很大。因此，SkinTemp可能会因外部因素(例如覆盖测量部位的衣服和用户的周围环境的环境变化等因素)的影响而表现出大的波动。因此，可穿戴传感器的SkinTemp可能对医院中的临床患者监测和患者干预不太有用。SkinTemp和传统的患者测量方法的此局限性使得需要一种能够连续测量准确的患者体温而不受手动测量误差和环境影响的可穿戴传感器。因此，强烈需要克服上述问题的解决方案。本申请针对此需求，提出了一种除了测量SkinTemp外还测量传感器环境空气温度的可穿戴传感器，以及一种通过消除传感器环境空气温度(AmbTemp)的影响来调整SkinTemp以产生体温(参见后文称作为BodyTemp)(与标准的患者温度相当)的算法。

技术实现思路

[0004]公开了一种确定患者体温的方法。在实施例中，该方法包括：通过第一传感器测量患者身体的皮肤表面处的第一温度值；通过第二传感器测量第一传感器处或第一传感器附近的传感器环境空气温度的第二温度值；确定患者身体上的皮肤表面处的热交换；通过使
用第一温度值、第二温度值及热交换确定患者体温；并输出患者体温。
[0005]公开了一种用于温度监测的无线可穿戴传感器设备。在实施例中，无线可穿戴传感器设备包括：测量患者身体上的皮肤表面处的第一温度值的第一传感器；测量第一传感器处或第一传感器附近的传感器环境空气温度的第二温度值的第二传感器；包括存储器和处理器的计算设备，其中，计算机设备接收第一温度值和第二温度值并且通过处理器执行存储在存储器中的应用程序以确定患者体温；以及显示患者体温的显示设备。
[0006]公开了一种存储可执行指令的非暂时性计算机可读介质，可执行指令响应于执行，使无线可穿戴传感器设备的计算设备执行操作。在实施例中，非暂时性计算机可读介质存储有可执行指令，响应于执行，可执行指令使无线可穿戴传感器设备的计算设备执行包括以下的操作：通过第一传感器测量患者身体上的皮肤表面处的第一温度值；通过第二传感器测量在第一传感器处的传感器环境空气温度的第二温度值；确定患者身体上的皮肤表面处的热交换；通过使用第一温度值、第二温度值及热交换确定患者体温；并输出患者体温。
附图说明
[0007]附图说明了本专利技术的几个实施例，并且与描述一起用于解释本专利技术的原理。本领域的普通技术人员容易认识到，附图中所示的实施例仅是示例性的，并不旨在限制本申请的范围。
[0008]图1示出了根据实施例的用于健康监测的无线可穿戴传感器设备。
[0009]图2示出了用于确定患者体温的流程图。
[0010]图3示出了患者体温预测算法的流程图。
[0011]图4a示出了描绘紧接在粘合剂传感器应用之后从一组参与者记录的SkinTemp时间曲线的图。
[0012]图4b示出了描绘作为其变化率的连续SkinTemp值的差异的图。
[0013]图5a示出了描绘BodyTemp输出与来自相同样本记录的SkinTemp和AmbTemp一起绘制以用于比较的图。
[0014]图5b示出了描绘BodyTemp输出与来自相同样本记录的SkinTemp、AmbTemp及参考口腔温度计温度(OralTemp)一起绘制以用于比较的图。
[0015]图6示出了计算设备的框图。
具体实施方式
[0016]本文公开了要求保护的结构和方法的详细实施例；然而，可以理解的是，所公开的实施例仅仅是对可以以各种形式体现的要求保护的结构和方法的说明。然而，本专利技术可以以许多不同的形式体现并且不应被解释作为限于本文阐述的示例性实施例。在描述中，可以省略本领域的技术人员公知的特征和技术的细节以避免不必要地混淆所呈现的实施例。
[0017]说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的引用，表示所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例可以不一定包括特定的特征、结构或特性。此外，此类短语不一定指相同的实施例。进一步地，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确地描述，认为在本领域的技术人员的知识范围内影响与其他的
实施例相关或结合的此类特征、结构或特性。
[0018]患者体温预测源于人类体温调节机制的生理学，其平衡内部代谢产热与通过血液灌注、辐射、传导及对流过程从身体表面损失的外部热量。人类体温调节系统试图消除用于正常操作环境条件下大气中变化的波动，例如环境温度在61
°
F至104
°
F之间，并保持内部核心温度恒定。因此，环境温度与核心温度的变化或患者体温之间的关系对于环境条件的正常范围可以保持恒定。
[0019]上述生理关系可以被构建成如下给出的数学模型。
[0020]qc(T
b
‑
T
s
)＝hA(T
s
‑
T
a
)
ꢀꢀꢀ
(1)
[0021]其中，T
b
是BodyTemp；T
s
是SkinTemp；T
a
是AmbTemp；q是血流率；c是血液的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种确定患者体温的方法，包括：通过第一传感器测量患者身体的皮肤表面处的第一温度值；通过第二传感器测量所述第一传感器处的传感器环境空气温度的第二温度值；使用所述第一温度值和所述第二温度值确定在所述患者身体上所述皮肤表面处的核心体热交换；通过使用所述核心体热交换来确定所述患者体温；控制所述核心体热交换的绝对幅度水平；并且输出患者体温。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：通过使用自适应滤波器从所述皮肤温度值中消除环境温度波动。3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过从所述皮肤温度值中减去环境过滤器输出来确定所述身体上的所述皮肤表面处的所述核心体热交换。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制所述核心体热交换的所述绝对幅度水平值包括减去所述核心体热交换的AC偏移并添加将所述核心体热交换的时变趋势变化变换到与标准患者温度测量相当的绝对量度的DC校准值。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述核心体热交换包括以下至少一项：在所述第一校准的情况下，所述AC偏移是所述温度传感器稳定期间的所述核心体热交换的值，或在重新校准的情况下，所述AC偏移是重新校准请求时的所述核心体热交换的值。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：使用初始值初始化稳定时间标志(ts_flag)和校准标志(cal_flag)。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述稳定时间标志和所述校准标志的所述初始值为零。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一温度值f(n)和参考第二温度值d(n)的输入值通过自适应滤波器以产生自适应滤波器输出y(n)。9.根据权利要求8所述的方法，其中，通过根据e(n)＝d(n)
‑
y(n)最小化误差更新滤波器系数：，其中，所述d(n)是所述第二温度值的期望参考输入值，并且其中，所述y(n)是所述自适应滤波器输出。10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述皮肤体表与核心身体之间的所述核心体热交换T_x是根据T_x(n)＝f(n)
‑
y(n)从所述第一温度值中通过减去所述自适应滤波器输出来确定的，其中，所述f(n)是所述第一温度值，并且其中，所述y(n)是所述自适应滤波器输出。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述患者体温输出用唯一的数字代码无效，直到稳定标志(ts_flag)和所述校准标志(cal_flag)开始或从0变为1。12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述患者体温输出与输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：南达库马尔，
申请(专利权)人：维塔尔康奈克特公司，
类型：发明
国别省市：