CN102300523A - 温度测量系统 - Google Patents

Abstract

用于加热床垫的温度测量系统，所述温度测量系统包括至少三个温度传感器和至少一个转换器模块。至少一个温度传感器适于固定至床垫的加热元件，至少一个温度传感器适于固定至床垫，以及至少一个温度传感器适于固定至位于床垫上的患者。这允许患者和床垫的温度被同时监测并阻止过热。还公开了一种包括温度测量系统的患者保暖系统，以及温度测量系统的使用。

Description

温度测量系统

本发明涉及温度测量系统。

每年都有数百万的患者遭受没有预期到的低体温的影响。手术室在患者到达之前被保持为低温，手术台表面反映了室温。患者没有覆盖物，外科手术的场所是开放的并且常常被输入冷的流体。如果患者在接受全身麻醉和主要区域麻醉的情况下在手术过程中没有保暖，他们就可能遭受没有预期到的低体温。在腹部大手术或整形手术中，没有预期到的低体温的问题是特别突出的，因为这些手术往往涉及将内部器官或患者的组织暴露于低温手术室的大切口。

低体温可以迅速发生。通常，在术前准备中患者开始损失体温，到达手术室时低于正常体温。麻醉剂本身也干扰身体调节温度的能力，某些患者类型也会比别人更容易损失身体热量。因此，患者常被转移以进行低体温状态的恢复。在术后麻醉护理病房中，感冒是患者最常抱怨的问题之一。在术后护理的调查中，温暖作为首要的舒适考虑而疼痛还在其后。保暖毯堆盖在患者身上以缓解低体温的影响，这增加了恢复所花时间的量。

低体温具有许多有害影响，体核温度的相对较小的下降就可导致严重并发症甚至死亡。这些有害影响被妥善地记录，其中包括：

1.外科手术部位感染的增加；

2.血液流失增加；

3.心脏病事件数量的增加(包括心肌缺血及室性心动过速)；以及

4.麻醉过程中使用的药物的持续及改变的效果。

LMA PerfecTemp^TM患者保暖系统已被设计来协助在术前、术中及术后为儿科患者和成人患者保持患者的正常体温。该患者保暖系统重量轻、耐用且易于清洁。由于该系统不采用毯子，所以没有手术入口(surgical access)的问题。此外，该系统为射线半透的，所以不会妨碍X射线，而且该系统是无声的，所以不会使医生分心。

LMA PerfecTemp^TM患者保暖系统包括夹在泡沫层之间的电加热元件以形成加热床垫。在由医生选择的导热的保暖温度下热量被缓和地、导热地以热传递的最有效方法传导至患者。所使用的泡沫类型能够减小压力，帮助防止褥疮(压力减小性能对于体重达500lbs/225kg的患者都是有效的)。

显而易见，对于LMA PerfecTemp^TM患者保暖系统和其它加热床垫患者保暖系统(例如基于加热元件使用水或油来加热患者的床垫)来说，有效工作的床垫温度需要被监测以确保保持正常体温。

本发明提供了适用于加热床垫的安全且准确的温度监测系统。

根据本发明的第一方面，提供了与加热床垫一起使用的温度测量系统，所述加热床垫包括加热元件，所述系统包括至少三个温度传感器和至少一个转换器模块，至少一个温度传感器适于固定至加热元件，至少一个温度传感器适于固定至床垫，并且至少一个温度传感器适于固定至位于床垫上的患者。该系统允许患者和床垫的温度被同时监测，并确保加热元件不会过热。

所有三个温度传感器可连接至单个转换器模块，或可使用多个转换器模块，其中一些温度传感器连接至第一转换器模块，其它温度传感器连接至第二转换器模块。例如，至少一个温度传感器适于固定至加热元件，适于固定至床垫的至少一个温度传感器可与第一转换器模块连接，适于固定至患者的至少一个温度传感器可与第二转换器模块连接。在使用温度传感器和转换器模块的这种布置的实施方式中，第一转换器模块可位于加热床垫内，同时第二转换器模块可与加热床垫分离。

在使用中，固定至加热元件的至少一个温度传感器用作安全传感器。在没有患者的情况下，适于固定至床垫和适于固定至患者的两个温度传感器不提供任何温度反馈信息，所以如果加热元件开启则其可能过热。然而，由于至少一个温度传感器固定至加热元件，所以加热元件本身的温度被监测，可阻止加热元件达到过高温度。

在使用中，固定至床垫的至少一个温度传感器通常位于床垫的外表面上，或位于床垫的表面覆盖物的下表面上但在床垫的表面覆盖物(患者躺在表面覆盖物上)的下方。在本发明的上下文中，“适于固定至床垫”包括适于固定至床垫本身和适于固定至床垫的表面覆盖物。重要的特征是该传感器的位置允许对床垫和患者之间的界面温度进行准确测量。界面传感器通常位于放置最大重量的区域中，例如肩部区域、臀部区域和/或大腿上部区域。

在使用中，固定至患者的至少一个温度传感器将固定至患者的皮肤，并且能够使患者的身体温度得到监测。在本发明的上下文中，患者的身体温度包括患者的体核温度、患者的体表温度、特定器官的温度、以及在手术过程中可能要监测的任何其它重要的温度。

当然，在每个位置可使用多于一个的温度传感器，例如两个传感器可被固定至患者使得温度测量系统包括四个温度传感器。在侵入性手术中，一个温度传感器可被固定至患者的皮肤而另一个温度传感器可固定在侵入位置。

由于位于床垫上的患者的重量是变化的(例如5kg的儿童-200kg的成人)，“界面传感器”的校准会是困难的。因此，加热元件温度与患者温度的仔细监测也是必须的。然而，在固定至患者的传感器没有适当放置所以不会提供准确的温度反馈信息的情况下，“界面传感器”是重要的，“界面传感器”确保了床垫不会被允许达到可能损害患者的过高温度。因此，显而易见的是，本发明的温度测量系统的至少三个温度传感器中的每一个均成为使加热床垫能够安全且有效运行的关键因素。

适合用于本发明的温度传感器包括产生电信号的电子温度传感器，例如热电偶、热敏电阻或电阻温度计(也已知为电阻式温度检测器或RTD)，然后电信号被转化为温度读数。

利用非电子技术例如光学温度测量技术来测量温度也是可能的。非电子温度传感器例如光纤传感器也可用于本发明。

光纤传感器能够测量适合患者环境的全部温度范围(例如从15℃至50℃)。此外，光纤传感器能够实现准确的温度测量(例如±0.5℃)以及灵敏的温度分辨率(例如±0.1℃)。适合的光纤传感器包括可从Photon Control Inc.(光子控制公司)获得的Fluotemp传感器范围(Fluotemp range of sensors)。

光纤阵列可用于构建单个光纤传感器。形成单个传感器的光纤阵列与其中每一个都具有单个传感器的多个传感器的区别在于，多个传感器与转换器模块连接的方式。即使多个光纤的信号在与转换器模块连接之前被合并，单连接也代表单个传感器。

适于在本发明中使用的光纤传感器可包括至少一个光纤，以及位于至少一个光纤的远端处的至少一种荧光材料，所述至少一种荧光材料的特征在于当其受激发时发出可检测的光学辐射，所述光学辐射作为至少一种荧光材料的温度的已知函数变化。在使用中，温度测量系统可从光纤的近端向光纤的远端传播光，可选地传播光的脉冲。从光纤的远端向光纤的近端返回的光可包括由至少一种荧光材料发射的光。所发射的光的检测以及与作为至少一种荧光材料的温度函数的所发射光的已知变化进行的比较能够使光纤远端处的温度被测量。

应选择至少一种荧光材料使得至少一种荧光材料的放射光谱中的线强度在感兴趣的温度范围内改变。优选地，这些改变迅速地发生，以保持与可能发生的任何迅速的温度改变同步，并且以良好的信号强度发生，从而能够进行准确的温度测量。因此，对于至少一种荧光材料的慎重选择允许在感兴趣的温度范围内进行迅速且准确的温度测量。例如，使用顶端覆盖有荧光材料的传感器在36℃至41℃的范围内可实现±0.1℃的准确性。

至少一个光纤应为结实的，从而使其不会轻易扭结或变得弯曲。这确保了可检测的光学辐射被传递到至少一个光纤的近端。

射线半透的光纤传感器可与要求保护的温度测量系统和射线半透的加热床垫一起使用，从而确保患者保暖系统和要求保护的温度测量系统都不会妨碍X射线。此外，具有光纤传感器的患者保暖系统和温度测量系统可与射线半透的手术台一起使用，射线半透的手术台例如为Wilson Plus射线透射的Wilson框架。患者保暖系统和要求保护的温度测量系统还可与多个其它手术台一起使用，例如Jackson台、Amsco台和Skytron台。

在本发明的一个实施方式中，可使用电子温度传感器和光学温度传感器的结合。特别地，适于固定至位于床垫上的患者的至少一个温度传感器可以是电子温度传感器，适于固定至加热元件的至少一个温度传感器和适于固定至床垫的至少一个温度传感器可以是光学温度传感器。如果使用射线半透的患者保暖系统例如LMA PerfecTemp^TM，则上述的温度传感器的布置确保了加热床垫保持射线半透。

在使用光纤传感器的实施方式中，转换器模块可以是三通道光电转换模块(或能够转换光信号的任意其它装置，例如分束器)。

至少一个转换器模块可产生要传递的输出信号以对控制床垫加热的装置进行控制。控制装置和至少一个转换器模块可位于同一外壳内，或在包括一个以上转换器模块的实施方式中，转换器模块之一可与控制装置位于同一外壳内，而转换器模块之一可位于其它地方。

通常床垫是电加热的，控制装置通过响应于来自至少一个转换器模块的输出信号调整流过床垫的电流对床垫加热进行控制。然而，可使用加热床垫的可替换的装置，例如使用加热的水流。可选地，输出信号通过电缆或无线方式被数字化地传递至控制装置。

传感器监测装置可用于监测一个或多个传感器是否从转换器模块断开连接。如果一个或多个传感器从转换器模块断开连接，则传感器监测装置可启动音频警报或可视警报，和/或控制装置可关闭加热元件。例如，如果床垫是电加热的并且传感器监测装置检测到一个或多个传感器从转换器模块断开连接，则控制装置可切断向加热元件的电流供应。

系统还可包括适合记录和/或显示温度信息的装置，该装置可与控制装置集成或形成独立装置。

本发明的温度传感器可以是一次性的、或可重复使用的、或可使用一次性的传感器与可重复使用的传感器的组合。特别地，适于固定至位于床垫上的患者的至少一个温度传感器可以是一次性的，因为该温度传感器与患者直接接触，而适于固定至加热元件的至少一个温度传感器和适于固定至床垫的至少一个温度传感器不与患者直接接触。

在医疗应用中使用一次性温度传感器允许新的、无菌的传感器用于每个患者。在这种情况下，一次性的传感器应该是廉价的且能够容易地与转换器模块连接和从转换器模块断开连接。可替换地，如果温度传感器是孤立的，从而其无需被消毒，则可在医疗应用中使用可重复使用的温度传感器，或者如果温度传感器不能被孤立，则可重复使用的温度传感器应在使用之间进行消毒。在这种情况下，可重复使用的传感器应易于消毒且能够易于与转换器模块连接或从转换器模块断开连接。

温度传感器可包括用于将温度传感器的远端固定在期望位置的装置。用于将温度传感器的远端固定的装置可根据期望位置的性质来变化，即，用于将温度传感器的远端固定至加热元件的装置可与用于将温度传感器的远端固定至床垫的装置不同，并且可与用于将温度传感器的远端固定至患者的装置不同。但是，用于将温度传感器的远端固定在期望位置的装置可包括粘合剂，例如用于固定的装置可以是粘性衬垫。粘性衬垫可被设计为确保粘合剂不会使传感器绝热并且不会扭曲传感器的信号。包括低变应原粘合剂的粘性衬垫尤其适合医疗应用。

本发明的温度传感器原则上倾向于非侵入使用，然而，本领域技术人员可容易地设计出将温度传感器的远端固定在侵入位置的装置。例如，侵入无菌探针可作为将温度传感器的远端固定和嵌入在侵入位置的通道。与侵入无菌探针相关的任何隔热效应都可被计算出并且被补偿，从而确保在侵入位置的准确的温度读数。在侵入位置的温度测量系统的使用可以更好地使患者的体核温度得到监测。

Claims (18)

1.与加热床垫一起使用的温度测量系统，所述加热床垫包括加热元件，所述温度测量系统包括至少三个温度传感器和至少一个转换器模块，所述温度传感器中至少一个适于固定至所述加热元件，所述温度传感器中至少一个适于固定至所述床垫，以及所述温度传感器中至少一个适于固定至位于所述床垫上的患者。

2.如权利要求1所述的温度测量系统，其中，所述至少一个转换器模块产生输出信号，所述输出信号被传送到对所述床垫的加热进行控制的控制装置。

3.如权利要求1或2所述的温度测量系统，其中，所述温度测量系统包括传感器监测装置，以监测所述传感器中的一个或多个是否从所述至少一个转换器模块断开连接。

4.如权利要求3所述的温度测量系统，其中，如果所述传感器监测装置检测到所述传感器中的一个或多个已从所述至少一个转换器模块断开连接，则启动音频警报或可视警报。

5.如权利要求3或4所述的温度测量系统，其中，如果所述传感器监测装置检测到所述传感器中的一个或多个已从所述至少一个转换器模块断开连接，则所述控制装置关闭所述加热元件。

6.如前述权利要求中任一项所述的温度测量系统，其中，所述温度测量系统包括适合记录和/或显示温度信息的装置。

7.如前述权利要求中任一项所述的温度测量系统，其中，所述温度传感器选自热电偶、热敏电阻、电阻温度计、光纤传感器及其任意组合。

8.如权利要求7所述的温度测量系统，其中，所述温度传感器为多个光纤传感器，每个所述光纤传感器包括至少一个光纤，以及位于所述至少一个光纤的远端的至少一种荧光材料，所述至少一种荧光材料的特征在于当其受激发时发出可检测的光学辐射，所述可检测的光学辐射作为所述至少一种荧光材料的温度的已知函数变化。

9.如前述权利要求中任一项所述的温度测量系统，其中，所述温度传感器中至少一个为一次性的。

10.如前述权利要求中任一项所述的温度测量系统，其中，所述温度传感器中至少一个为可重复使用的。

11.如前述权利要求中任一项所述的温度测量系统，其中，所述温度传感器包括用于将所述温度传感器的远端固定在期望位置的装置。

12.如权利要求11所述温度测量系统，其中，所述用于固定的装置中的至少一个包括粘合剂。

13.如权利要求12所述温度测量系统，其中，所述用于固定的装置中的至少一个为粘性衬垫。

14.一种患者保暖系统，包括根据前述权利要求中任一项所述的温度测量系统。

15.根据权利要求1-13中任一项所述的温度测量系统的使用。

16.基本如本文所述的温度测量系统。

17.基本如本文所述的光纤传感器。

18.基本如本文所述的患者保暖系统。