本發(fā)明屬于可穿戴式人體健康監(jiān)測(cè)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種人體核心溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及熱流通道的制備方法。

背景技術(shù)：

1、醫(yī)學(xué)和臨床上所說(shuō)的體溫，一般指代人體的內(nèi)部溫度，即人體核心溫度。人體核心溫度定義為人體胸腔、腹腔和中樞神經(jīng)的溫度，其主要受人體新陳代謝水平、機(jī)體生理狀態(tài)等影響，是人體的四大生命體征之一。一般體表體溫可以側(cè)面反映人體核心體溫，但特殊條件下醫(yī)護(hù)人員并不能簡(jiǎn)單的以體表體溫作為診療依據(jù)。特別是在對(duì)重癥患者的臨床治療中，患者往往病情較危重、病程進(jìn)展快，此時(shí)人體內(nèi)核心溫度變化能夠真實(shí)準(zhǔn)確地反應(yīng)人體生狀態(tài)和心肺功能變化。為此，研究與設(shè)計(jì)人體核心體溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在醫(yī)療健康領(lǐng)域具有很高的實(shí)用價(jià)值。

2、基于熱流原理的間接估測(cè)法主要有三種方式：一是零熱流原理測(cè)溫法。此方法是根據(jù)熱力學(xué)第二定律測(cè)量人體核心溫度，在需要測(cè)量的人體部位進(jìn)行保溫，跟隨人體核心溫度的變化不斷加熱，直至達(dá)到熱平衡狀態(tài)，此時(shí)的溫度即是核心體溫。使用這種方法測(cè)溫時(shí)，由于理論上完全隔熱的材料并不存在，因此需要引入加熱片對(duì)溫度進(jìn)行補(bǔ)償，這使得測(cè)量裝置存在功耗和安全上的不足。第二種是單通道熱流原理測(cè)溫法。這種方法側(cè)重于通過(guò)絕緣良好的傳感器測(cè)量單個(gè)熱流，但需要提前計(jì)算獲得相應(yīng)部位的皮膚和皮下組織的熱阻性，所以測(cè)量結(jié)果受到個(gè)體差異、不同部位間差異和人體組織、血液灌注的影響。第三種是雙通道熱流原理測(cè)溫法。這種方法是在單通道熱流原理的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，使兩種熱流通過(guò)不同熱阻或厚度的材料來(lái)獲得核心體溫，通過(guò)熱板實(shí)驗(yàn)來(lái)用熱阻相近材料模擬人體皮膚，因此可以避免對(duì)傳感器導(dǎo)熱材料和不同人體組織參數(shù)的反復(fù)測(cè)量和調(diào)整。雙通道熱流原理測(cè)溫法需要解決的主要是環(huán)境溫度波動(dòng)造成誤差、皮膚表面熱阻分布不均勻、達(dá)到熱平衡時(shí)間較長(zhǎng)、傳感器體積較大等問(wèn)題。

3、同時(shí)，現(xiàn)有的類(lèi)似設(shè)備大多使用于各類(lèi)手術(shù)室中，這種應(yīng)用情景下設(shè)計(jì)者最先考慮的往往是測(cè)量的準(zhǔn)確度等醫(yī)學(xué)指標(biāo)，而非裝置的舒適性、續(xù)航能力和制造使用成本。因此，隨著醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和臨床醫(yī)療的需要，研究人員也在不斷探索一種體積較小、可持續(xù)測(cè)溫、成本較低、便于醫(yī)護(hù)人員快速識(shí)讀結(jié)果的人體核心溫度測(cè)量設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的小體積、考慮舒適性的體溫測(cè)量裝置不能準(zhǔn)確的得到人體核心溫度的問(wèn)題。

2、一種基于多通道熱流的人體核心溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括基于多通道熱流的核心溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集處理裝置和系統(tǒng)終端；

3、所述基于多通道熱流的核心溫度傳感器包括：隔熱層(4)、親膚層(5)，以及至少三個(gè)熱流通道；親膚層的一側(cè)設(shè)置至少三個(gè)熱流通道，所述至少三個(gè)熱流通為體積不同的圓柱體，所述熱流通道的內(nèi)部放置兩個(gè)溫度傳感器，分別埋設(shè)在圓柱體的上端面和下端面圓心位置，熱流通道空間內(nèi)部為導(dǎo)熱材料形成的疏松孔洞結(jié)構(gòu)，孔洞內(nèi)為真空；

4、所述隔熱層(4)包裹所述親膚層(5)和所有熱流通道的上表面和側(cè)面；

5、所有的溫度傳感器均與數(shù)據(jù)采集處理裝置電氣連接；

6、所述數(shù)據(jù)采集處理裝置用于接收核心溫度傳感器傳輸?shù)牟杉瘮?shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析得到當(dāng)前人體核心體溫?cái)?shù)據(jù)，或者，當(dāng)前人體核心體溫?cái)?shù)據(jù)及未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的人體核心體溫?cái)?shù)據(jù)；將人體核心體溫?cái)?shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)通信傳輸至系統(tǒng)終端；

7、所述系統(tǒng)終端通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)通信接收數(shù)據(jù)采集處理模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

8、進(jìn)一步地，所述至少三熱流通道的幾何中心在在親膚層的一側(cè)上呈中心對(duì)稱(chēng)設(shè)置。

9、進(jìn)一步地，所述熱流通道的材料為pdms，即聚二甲基硅氧烷。

10、進(jìn)一步地，所述親膚層材料為尼龍。

11、進(jìn)一步地，所述溫度傳感器均為ntc熱敏電阻。

12、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集處理裝置包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和通訊模塊；其中，

13、所述數(shù)據(jù)采集模塊：用于接收所述基于多通道熱流的人體核心溫度傳感器傳輸?shù)臏囟葦?shù)據(jù)，并傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊；

14、所述數(shù)據(jù)處理模塊：用于接收數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)臏囟葦?shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析得到當(dāng)前人體核心體溫?cái)?shù)據(jù)，或者，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析得到當(dāng)前人體核心體溫?cái)?shù)據(jù)并基于預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的人體核心體溫?cái)?shù)據(jù)；將得到的人體核心溫度數(shù)據(jù)傳輸至通訊模塊；

15、所述通訊模塊：用于接收數(shù)據(jù)處理模塊傳輸?shù)念A(yù)測(cè)核心體溫?cái)?shù)據(jù)，并傳輸至系統(tǒng)終端；

16、進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)終端包括數(shù)據(jù)顯示模塊和報(bào)警模塊，其中，

17、所述數(shù)據(jù)顯示模塊用于顯示監(jiān)測(cè)對(duì)象的體溫信息，以及進(jìn)行報(bào)警信息顯示；

18、所述報(bào)警模塊判斷體溫?cái)?shù)據(jù)是否異常，并通過(guò)顯示模塊提示報(bào)警信息。

19、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集處理裝置對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析得到當(dāng)前人體核心體溫?cái)?shù)據(jù)的過(guò)程包括以下步驟：

20、首先對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲數(shù)據(jù)濾除、異常數(shù)據(jù)剔除處理；然后基于處理后的多組數(shù)據(jù)，聯(lián)立計(jì)算當(dāng)前人體核心溫度；聯(lián)立計(jì)算當(dāng)前人體核心溫度的方式如下：

21、

22、其中，t1、t3、t5···t2n-1為每個(gè)熱流通道中鑲嵌在上端面的溫度傳感器獲得的數(shù)據(jù)；t2、t4、t···t2n分別為每個(gè)熱流通道中鑲嵌在下端面的溫度傳感器獲得的數(shù)據(jù)，t1-t2、t3-t4，……，實(shí)際就是上端面的溫度傳感器獲得的數(shù)據(jù)下端面的溫度傳感器獲得的數(shù)據(jù)；tcore為待求的核心溫度，rs為人體組織的熱阻，r1、r2、r3···rn為溫度傳感器內(nèi)部的阻值；tcore0為最終計(jì)算得到的核心溫度，tcore1、tcore2、tcore3···tcoren分別是式(1)兩兩聯(lián)立求出的核心溫度值，δx為溫度補(bǔ)償值；tcore0為最終確定的當(dāng)前人體核心體溫?cái)?shù)據(jù)。

23、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集處理裝置對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析得到當(dāng)前人體核心體溫?cái)?shù)據(jù)及未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的人體核心體溫?cái)?shù)據(jù)過(guò)程包括以下步驟：

24、首先對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲數(shù)據(jù)濾除、異常數(shù)據(jù)剔除處理；然后基于處理后的多組數(shù)據(jù)，聯(lián)立計(jì)算當(dāng)前人體核心溫度；聯(lián)立計(jì)算當(dāng)前人體核心溫度的方式如下：

25、

26、其中，t1、t3、t5···t2n-1為每個(gè)熱流通道中鑲嵌在上端面的溫度傳感器獲得的數(shù)據(jù)；t2、t4、t···t2n分別為每個(gè)熱流通道中鑲嵌在下端面的溫度傳感器獲得的數(shù)據(jù)，t1-t2、t3-t4，……，實(shí)際就是上端面的溫度傳感器獲得的數(shù)據(jù)下端面的溫度傳感器獲得的數(shù)據(jù)；tcore為待求的核心溫度，rs為人體組織的熱阻，r1、r2、r3···rn為溫度傳感器內(nèi)部的阻值；tcore0為最終計(jì)算得到的核心溫度，tcore1、tcore2、tcore3···tcoren分別是式(1)兩兩聯(lián)立求出的核心溫度值，δx為溫度補(bǔ)償值；tcore0為最終確定的當(dāng)前人體核心體溫；

27、然后基于當(dāng)前及歷史人體核心體溫?cái)?shù)據(jù)確定溫度輸入向量x，溫度輸入向量x中的元素執(zhí)照包括第10min溫度值、第15min溫度值、第20min溫度值、前20min溫度平均值、前20min內(nèi)溫度數(shù)據(jù)的極差；然后送入用于預(yù)測(cè)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)人體核心體溫的grnn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，grnn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型輸出未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)人體核心體溫的溫度平均值。

28、一種熱流通道的制備方法，所述熱流通道為所述的一種基于多通道熱流的人體核心溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的熱流通道，所述熱流通道的制備方法包括以下步驟：

29、步驟101：稱(chēng)取一定量的易溶于水的鹽，按照去離子水:pdms溶劑＝10:1的比例加入離子水，攪拌均勻放入容器中并壓實(shí)，放入烘箱中烘干水分，形成鹽模板一；

30、步驟102：在pdms混合物中加入納米碳粉，攪拌混合均勻，得到pdms納米碳粉混合物；將pdms納米碳粉混合物澆入盛有鹽模板一的容器中，并抽真空，使pdms納米碳粉混合物充滿(mǎn)鹽模板的孔隙，得到鹽模板二；

31、步驟103：將盛有鹽模板二的容器放入烘箱中烘烤，使pdms固化，得到鹽模板三；

32、步驟104：將鹽模板三置于水中，鹽融化后獲得帶有疏松孔洞結(jié)構(gòu)的pdms材料；

33、在制備過(guò)程中在圓柱體的、不同尺寸的模具進(jìn)行，成型后得到熱流通道，然后在上下面挖槽埋設(shè)電阻。

34、有益效果：

35、本發(fā)明屬于一種小型化人體核心溫度的測(cè)量系統(tǒng)，本發(fā)明不僅制造使用成本低，而且佩戴數(shù)值，更為關(guān)鍵的是本發(fā)明可以提高小體積、考慮舒適性的體溫測(cè)量裝置的人體核心溫度監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性。

36、此外本發(fā)明不僅能夠獲得當(dāng)前人體核心體溫?cái)?shù)據(jù)并保證人體核心體溫?cái)?shù)據(jù)的測(cè)量準(zhǔn)確性，還能夠獲得未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的人體核心體溫?cái)?shù)據(jù)，且保證未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的人體核心體溫?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確性。