用于醫(yī)療探針的插入檢測(cè)器的制造方法
【專利摘要】一種用于監(jiān)視醫(yī)療探針相對(duì)于患者的體腔的位置的插入檢測(cè)器，所述探針包括響應(yīng)于患者機(jī)體的預(yù)定特性的接近傳感器。接近傳感器包括光發(fā)射器和光探測(cè)器。當(dāng)醫(yī)療探針插入體腔中時(shí)，在光發(fā)射器和光探測(cè)器之間的光通量因腔壁的阻礙或患者皮膚的反射而變化。來自接近傳感器的響應(yīng)可用于調(diào)整從體腔測(cè)量的溫度以校正由探針沒有插入或部分插入體腔所導(dǎo)致的誤差。
【專利說明】用于醫(yī)療探針的插入檢測(cè)器
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日是2011年4月5日的中國(guó)專利申請(qǐng)N0.201180027659.0、發(fā)明名稱是“用于醫(yī)療探針的插入檢測(cè)器”的分案申請(qǐng)。
[0002]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0003]本申請(qǐng)基于并要求2010年4月5日提交的在先的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.61/341，715的優(yōu)先權(quán)，在此引入其整個(gè)內(nèi)容作為參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明一般地涉及使用緊密鄰近或者接觸患者的探針的醫(yī)療裝置。更具體地，本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于檢測(cè)插入體腔的探針的裝置。
【背景技術(shù)】
[0005]一般地，體腔醫(yī)療探針可以插入患者的體腔內(nèi)用于測(cè)量生命信號(hào)或者用于提供醫(yī)療。存在許多類型的普通體腔探針，例如醫(yī)療耳溫度計(jì)。普通體腔探針包括功能模塊用于執(zhí)行預(yù)定醫(yī)療測(cè)量或者程序。對(duì)于醫(yī)療耳溫度計(jì)，功能模塊可以是紅外(“IR”)溫度傳感器。
[0006]可以通過熱傳導(dǎo)或者熱輻射測(cè)量特別地諸如人或者動(dòng)物的生物體的物體的溫度。對(duì)于熱傳導(dǎo)，溫度傳感器探針與生物的表面物理接觸。對(duì)于熱輻射，溫度傳感器的探針放在生物的表面附近并且瞄準(zhǔn)感興趣的區(qū)域，例如體腔的開放空間。通過輸出信號(hào)指示物體的表面溫度的合適的傳感器檢測(cè)在中間和遠(yuǎn)紅外譜范圍中的自然產(chǎn)生的電磁輻射。對(duì)于熱傳導(dǎo)和熱輻射測(cè)量方法兩者，溫度傳感器都位于醫(yī)療探針內(nèi)部或者耦合到醫(yī)療探針。
[0007]通過接觸操作的醫(yī)療溫度計(jì)，例如口腔或者直腸，可以使用探針覆層(cover)，例如衛(wèi)生探針覆層。熱能(即，熱量)通過熱傳導(dǎo)穿過所述探針覆層，因此疊加在熱傳感器上的至少部分探針覆層材料應(yīng)該具有高熱能透射。在，例如Kluge的U.S.專利N0.4，159，766中描述了多種用于接觸溫度計(jì)的常規(guī)探針覆層，在此引入其整個(gè)內(nèi)容作為參考。
[0008]通過輻射操作的醫(yī)療溫度計(jì)同樣使用探針覆層，因?yàn)槿源嬖谂c患者的身體接觸的可能性。例如，當(dāng)測(cè)量鼓膜及耳道內(nèi)的周圍的組織的溫度時(shí)，探針被插入耳道體腔并且可以接觸耳道的壁。在插入前，可以在探針上安裝探針覆層以罩住可能與患者的皮膚接觸的部分。這樣的覆層提供防止通過耳垢和其它臟的生物混合物污染的衛(wèi)生保護(hù)，并且包括通過檢測(cè)紅外信號(hào)促進(jìn)精確溫度測(cè)量的特性。這樣的特性包括至少在感興趣的頻譜范圍中探針覆層的前端部分的好的透明度、光線的低的方向畸變、嚴(yán)格的制造容差、在安裝到探針上期間的光學(xué)特性的穩(wěn)定性、長(zhǎng)期保存穩(wěn)定性等等。用于IR溫度計(jì)的探針覆層通過Howe等人的U.S.專利N0.5，088，834和Fraden等人的U.S.專利N0.5，163，418示范，在此引入這兩個(gè)專利的整個(gè)內(nèi)容作為參考。
[0009]探針覆層可以包括一個(gè)或多個(gè)成分，例如聚乙烯、聚丙烯及其共聚物。探針覆層材料還可以擁有在從可見光到遠(yuǎn)紅外的寬頻譜范圍內(nèi)的相對(duì)低的電磁能量吸收。
[0010]圖1是具有旨在插入體腔的探針的醫(yī)療裝置的實(shí)例，示出了本領(lǐng)域已公知的由Kaz股份有限公司制造的 紅外耳溫度計(jì)“Braun4000”模型的透視圖。圖1的實(shí)例包括具有顯示器2的溫度計(jì)體1、電源按鈕3、探針7、探針覆層傳感器開關(guān)8以及探針覆層彈出環(huán)5。在測(cè)量溫度前，可重復(fù)或一次性探針覆層6在方向12上移動(dòng)以安置在探針7上。探針覆層具有裙邊9和溝槽10。當(dāng)安裝到探針7上時(shí)，溝槽10與探針7的一部分的分支11嚙合。在使用期間，此耦合將探針覆層6保持在探針7上。裙邊9致動(dòng)開關(guān)8產(chǎn)生指示探針覆層正確安裝的進(jìn)入內(nèi)部電路的信號(hào)。如果開關(guān)8沒有檢測(cè)到探針覆層，內(nèi)部電路將警示操作者或者使得溫度計(jì)不可操作以防止錯(cuò)誤的讀數(shù)。
[0011]當(dāng)使用醫(yī)療探針時(shí)，無論有或者沒有探針覆層，都期望探針緊密鄰近患者身體表面檢測(cè)或者探針插入如耳道的體腔檢測(cè)。已知技術(shù)的缺點(diǎn)是沒有醫(yī)療溫度計(jì)具有檢測(cè)探針相對(duì)于耳道的位置的能力。因此，存在對(duì)提供這樣的鄰近測(cè)量的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的實(shí)施例一般地涉及用于醫(yī)療探針(例如，溫度計(jì))到生物的表面的接近(proximity)檢測(cè)的裝置和方法。實(shí)施例應(yīng)該通過考慮檢測(cè)的接近在存在或不存在探針覆層的情況下提供精確測(cè)量。
[0013]因此，如從前述描述所表明的，本發(fā)明的實(shí)施例包括下面中的一個(gè)或多個(gè):用于檢測(cè)探針覆層在探針上的安裝的方法或裝置；用于檢測(cè)醫(yī)療探針和患者體表之間的接近的方法和裝置；或者檢測(cè)醫(yī)療探針插入到患者的體腔中的方法或者裝置。
[0014]本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供一種用于插入到患者的體腔中的醫(yī)療探針，以便所述探針包括探針體，具有橫向限定縱軸并且包圍內(nèi)部空間的側(cè)壁，所述側(cè)壁具有近端和遠(yuǎn)端?？蛇x地，所述遠(yuǎn)端相對(duì)于所述側(cè)壁的所述近端漸縮(tapered)。所述醫(yī)療探針還包括傳感器，其耦 合到所述探針以提供與所述患者的所述體腔的條件有關(guān)的信號(hào)，以及接近傳感器，耦合到所述探針，所述接近傳感器被配置為提供指示所述探針插入到所述體腔中的信號(hào)。在一些實(shí)施例中，所述傳感器可以包括功能傳感器或者溫度傳感器，和/或所述側(cè)壁可以具有用于插入耳道的伸長(zhǎng)的外形。
[0015]可選地，可以設(shè)計(jì)醫(yī)療探針以便所述接近傳感器包括光學(xué)發(fā)射器和光學(xué)接收器，其被設(shè)置為當(dāng)所述醫(yī)療探針被設(shè)置以插入到所述體腔中時(shí)，所述光學(xué)發(fā)射器被設(shè)置為向所述體腔的開口(包括其邊緣)發(fā)射光學(xué)信號(hào)并且所述光學(xué)接收器被設(shè)置為從所述光學(xué)發(fā)射器接收所述光學(xué)信號(hào)。所述光學(xué)發(fā)射器被設(shè)置為向所述體腔的開口的第一位置發(fā)射，以及所述光學(xué)接收器被設(shè)置以接收來自所述體腔的開口的第二位置的光學(xué)信號(hào)。
[0016]如這里所使用的，對(duì)于至少與接近傳感器相關(guān)的信號(hào)，傳向或者來自所述體腔的信號(hào)可以包括傳向或者來自患者的鄰近所述體腔的部分的信號(hào)，包括腔的壁部分和/或邊緣部分。
[0017]可選地，發(fā)射器具有第一光學(xué)軸，并且光學(xué)接收器具有第二光學(xué)軸。
[0018]在另一個(gè)實(shí)施例中，接近傳感器還包括設(shè)置在所述內(nèi)部空間中的接收光導(dǎo)，所述接收光導(dǎo)具有耦合到并伸出穿過所述側(cè)壁的所述遠(yuǎn)端的第一端部以及與所述光學(xué)接收器耦合的第二端部。可選地，所述接收光導(dǎo)以背離所述側(cè)壁的所述近端的角度伸出穿過所述側(cè)壁的所述遠(yuǎn)端。
[0019]在另一個(gè)實(shí)施例中，接近傳感器還包括設(shè)置在所述內(nèi)部空間中的發(fā)射光導(dǎo)，所述發(fā)射光導(dǎo)具有耦合到并伸出穿過所述側(cè)壁的所述遠(yuǎn)端的第一端部以及耦合到所述光學(xué)發(fā)射器的第二端部?？蛇x地，所述發(fā)射光導(dǎo)以背離所述側(cè)壁的所述近端的角度伸出穿過所述側(cè)壁的所述遠(yuǎn)端。
[0020]可選地，所述接近傳感器可以包括伸出穿過所述側(cè)壁的半透明光耦合器，所述光耦合器包括:第一側(cè)，設(shè)置在所述內(nèi)部空間中，所述第一側(cè)光耦合到光發(fā)射器和光檢測(cè)器；并且所述光耦合器還包括第二側(cè)，設(shè)置在所述內(nèi)部空間的外側(cè)，其中所述第二側(cè)伸出穿過所述探針的所述壁。
[0021]在一些實(shí)施例中，醫(yī)療探針還包括:電子電路，耦合到所述傳感器并且耦合到所述接近傳感器，所述電子電路包括:處理器以及耦合到所述處理器的存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器儲(chǔ)存軟件，以便所述軟件，當(dāng)通過所述處理器執(zhí)行時(shí)，被配置為執(zhí)行算法以處理來自所述傳感器和所述接近傳感器的信號(hào)。所述電子電路還包括耦合到所述處理器的輸出裝置，所述輸出裝置被配置為輸出算法的結(jié)果。
[0022]醫(yī)療探針還包括:環(huán)境溫度傳感器，電耦合到所述電子電路并且位于所述內(nèi)部空間的外部，以便所述軟件，當(dāng)通過所述處理器執(zhí)行時(shí)，還被配置為執(zhí)行算法以處理來自所述傳感器、所述接近傳感器和所述環(huán)境溫度傳感器的信號(hào)。
[0023]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可以設(shè)計(jì)醫(yī)療探針以便至少一個(gè)所述發(fā)射光導(dǎo)和接收光導(dǎo)包括塑料光纖。可選地，所述發(fā)射光導(dǎo)和接收光導(dǎo)中的至少一個(gè)包括玻璃棒或聚碳酸酯棒?？蛇x地，所述發(fā)射光導(dǎo)和接收光導(dǎo)中的至少一個(gè)包括用涂層材料涂敷的棒，其中所述涂層材料的折射率低于所述棒的折射率?？蛇x地，所述發(fā)射光導(dǎo)和接收光導(dǎo)中的至少一個(gè)的所述第一端部包括透鏡化(lensing)球狀物(bulb)?？蛇x地，光阻擋物被設(shè)置在所述內(nèi)部空間中在所述光發(fā)射器和光接收器之間?？蛇x地，所述光接收器設(shè)置在所述內(nèi)部空間中。
[0024]在一個(gè)或多個(gè)本發(fā)明的實(shí)施例中，所述接近傳感器通過使用超聲信號(hào)操作。
[0025]本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供一種用于檢測(cè)醫(yī)療探針插入到患者的體腔中的方法，包括如下步驟:從發(fā)射器向所述體腔`的邊緣部分發(fā)射信號(hào)；在接收器處接收來自所述體腔的邊緣部分的返回信號(hào)；以及監(jiān)視所述返回信號(hào)的通量的強(qiáng)度的下降，以便當(dāng)所述醫(yī)療探針插入到所述體腔中時(shí)，從所述發(fā)射器到所述接收器的路徑至少部分地被阻擋，以便當(dāng)所述醫(yī)療探針插入到所述體腔中時(shí)，所述返回信號(hào)的通量降低。
[0026]在用于檢測(cè)醫(yī)療探針的插入的方法的另一個(gè)實(shí)施例中，具有縱軸的所述醫(yī)療探針沿所述縱軸插入患者的體腔中，所述方法包括如下步驟:沿基本上垂直于所述縱軸的第一方向發(fā)射信號(hào)；從第二方向接收返回信號(hào)，所述第二方向基本上平行于所述第一方向；以及監(jiān)視所述返回信號(hào)的通量的強(qiáng)度增加，以便當(dāng)所述醫(yī)療探針插入所述體腔中時(shí)，所述返回信號(hào)的所述通量的強(qiáng)度增加到預(yù)定閾值以上。
[0027]在顯示生物的體腔溫度的方法的另一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括如下步驟:通過使用溫度傳感器測(cè)量所述腔的基礎(chǔ)溫度；測(cè)量所述溫度傳感器對(duì)所述體腔的接近；測(cè)量鄰近所述溫度傳感器的區(qū)域中的環(huán)境溫度；根據(jù)所述基礎(chǔ)溫度、所述接近和所述環(huán)境溫度的預(yù)定函數(shù)，計(jì)算所述體腔的計(jì)算溫度；以及顯示所述計(jì)算溫度。
[0028]可選地，所述方法還包括檢測(cè)探針覆層的存在并相應(yīng)調(diào)整計(jì)算溫度。
[0029]根據(jù)說明書將部分地發(fā)現(xiàn)并且明白本發(fā)明的其它目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明包括將以下文闡述的結(jié)構(gòu)示例的結(jié)構(gòu)特征、元件組合以及部件安排，以及構(gòu)建方法并且實(shí)施這里討論的配件，并且權(quán)利要求將說明本發(fā)明的范圍?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0030]在考慮到下面的其特定實(shí)施例的詳細(xì)描述之后特別是當(dāng)聯(lián)系附圖時(shí)將明白本發(fā)明的上述和其它目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中利用在不同圖中的類似的參考標(biāo)號(hào)描述類似的部件，并且其中:
[0031]圖1示出了技術(shù)上公知的耳溫度計(jì)的透視圖；
[0032]圖2根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出了當(dāng)探針沒有插入到體腔中時(shí)的具有光學(xué)鄰近傳感器的探針的截面圖；
[0033]圖3根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出了當(dāng)探針插入到體腔中時(shí)的具有鄰近傳感器的探針的截面圖；
[0034]圖4根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出了具有光傳導(dǎo)棒的探針的截面圖；
[0035]圖5根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出了具有兩個(gè)光傳導(dǎo)棒的探針的截面圖；
[0036]圖6根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出了探針覆層壁位于遠(yuǎn)離耳道皮膚的截面圖；
[0037]圖7根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出了探針覆層壓貼耳道壁的影響的截面圖；
[0038]圖8根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出了光檢測(cè)器處的光通量的時(shí)序圖；
[0039]圖9根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出了具有單模式光管的探針的截面圖；
[0040]圖10根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出了具有雙模式光管的探針的截面圖；以及
[0041]圖11根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出了 IR溫度計(jì)的簡(jiǎn)化框圖。
【具體實(shí)施方式】
·[0042]本發(fā)明的實(shí)施例通過向與功能模塊耦合的醫(yī)療探針添加接近傳感器達(dá)到它們的目的。一種功能模塊的實(shí)例是溫度傳感器(即，溫度計(jì))。接近傳感器可以是光發(fā)射器和光檢測(cè)器的組合。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)探針位于患者體腔附近但是在其外部時(shí)，光發(fā)射器和光檢測(cè)器互相光學(xué)耦合。然而，當(dāng)探針插入如耳道的體腔中時(shí)，光學(xué)耦合被修改并且通過光檢測(cè)器感測(cè)。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)探針位于患者體腔附近但是在其外部時(shí)，光發(fā)射器和光檢測(cè)器基本上沒有互相光學(xué)耦合。然而，當(dāng)探針插入如耳道的體腔中時(shí)，光學(xué)耦合被修改并且通過光檢測(cè)器感測(cè)。
[0043]可以通過醫(yī)療裝置中的微控制器執(zhí)行的計(jì)算算法使用從接近傳感器輸出的信號(hào)，例如通過調(diào)整基于通過溫度傳感器、接近傳感器提供的測(cè)量以及可選的環(huán)境空氣溫度而讀取的計(jì)算和顯示的溫度。例如，因?yàn)楫?dāng)從耳道的內(nèi)部或者外部測(cè)量時(shí)IR信號(hào)顯示溫度不同，所以發(fā)送給用戶顯示器的溫度可以被調(diào)整以考慮當(dāng)通過接近傳感器感測(cè)時(shí)的不同測(cè)量位置?？蛇x的，操作者會(huì)受到關(guān)于非正確的探針位置的警告(例如，當(dāng)在耳道外部時(shí))或者溫度測(cè)量和顯示過程被禁止(disable)直到醫(yī)療探針在期望的位置(例如，耳道內(nèi)部)。這樣的警告顯示可以包括光(例如，紅色LED)、IXD面板上的圖標(biāo)、聲音信號(hào)(例如，嘟嘟或者嗡嗡)、振動(dòng)或者其任意組合。
[0044]—些探針旨在使用可重復(fù)使用的或者一次性的探針覆層用于插入體腔。用于醫(yī)療探針的探針覆層是在儀器和患者之間形成阻擋物的衛(wèi)生外殼。例如，探針覆層可以耦合到適合在人或者動(dòng)物的耳道內(nèi)測(cè)量溫度的IR溫度計(jì)。使用類似覆層用于人或者動(dòng)物的任意其它體腔或者皮膚表面。[0045]一般地，用于紅外溫度計(jì)探針覆層的材料選自在3 μ m到15 μ m的中或者遠(yuǎn)紅外范圍具有很好的透明度的聚合物。相同的材料還具有在1 μ m波長(zhǎng)附近和以下的即在可見光和僅紅外光譜范圍內(nèi)的光透過率范圍(約20%到約90%)。聚合物的實(shí)例是聚乙烯、聚丙烯及這樣的共聚物。因此，在寬頻譜范圍內(nèi)的光，安裝的探針覆層存在很少的衰減。
[0046]圖2示出了通過探針覆層6包裹的探針7的截面圖。探針7內(nèi)部是空的，即，其具有內(nèi)部空間。穿過探針7的中心形成縱軸24。探針7具有遠(yuǎn)端52和近端53。在近端53處，存在包括光發(fā)射器19和光檢測(cè)器21的接近傳感器。優(yōu)選發(fā)射器和檢測(cè)器在近紅外光范圍內(nèi)操作。
[0047]圖2示出了準(zhǔn)備插入體腔35，具體地耳道的探針7。通過發(fā)射器19發(fā)射的光束36沿著指向體腔35的邊緣部分的區(qū)域37及隨后的區(qū)域38的方向擴(kuò)散。光束4從區(qū)域37發(fā)射向區(qū)域38并且隨后作為光束39朝向光檢測(cè)器39反射。只要探針覆層6對(duì)接近傳感器所使用的光基本透明，那么發(fā)射器19和檢測(cè)器21位于裙邊9的后面而沒有基本上損失光強(qiáng)度。當(dāng)探針覆層6位于探針7之上時(shí)，探針7遠(yuǎn)離體腔35，通過檢測(cè)器21檢測(cè)光水平被測(cè)量并且儲(chǔ)存在可連接到檢測(cè)器21的電子電路(隨后描述)中作為參考。在探針7的插入期間，通過檢測(cè)器21檢測(cè)的光的強(qiáng)度將與參考水平比較。當(dāng)探針7插入體腔35中時(shí)，其基本上阻止(blocks)反射4因此很少的光到達(dá)區(qū)域38。在圖3中示出反射4的阻止。作為 結(jié)果，修改了光束39的強(qiáng)度，即光明顯減少。更低的光強(qiáng)度被檢測(cè)器21檢測(cè)并且發(fā)射到將其與存儲(chǔ)的參考相比較的電子電路。電路將光減少解釋為探針插入到耳道中的指示。
[0048]圖4示出了光學(xué)接近傳感器的另一個(gè)實(shí)施例。其包括位于探針7內(nèi)部空間14中并且稱合到光檢測(cè)器21的光傳輸?shù)谝话?7。棒12用作光導(dǎo)，提供到光檢測(cè)器21提供低光學(xué)損失。探針7的遠(yuǎn)端部分20包括通過導(dǎo)體16連接到外部電路的IR傳感器15。第一棒17的遠(yuǎn)端包括伸出穿過探針壁26的第一球狀物18。球狀物接收從耳道區(qū)域38反射的光。棒17的近端光學(xué)耦合到光檢測(cè)器21。此實(shí)施例具有更好的噪音免疫，因?yàn)榈谝磺驙钗?8和皮膚區(qū)域38之間的更加接近。
[0049]第一棒17由在接近傳感器使用的波長(zhǎng)中具有高透光性的材料制成。這樣的材料的實(shí)例是玻璃或者聚碳酸酯。
[0050]如圖5所示，當(dāng)光學(xué)接近傳感器的發(fā)射部分同樣向探針7的遠(yuǎn)端部分20移動(dòng)時(shí)獲得了噪聲降低和靈敏度的進(jìn)一步改善。在探針7的內(nèi)部設(shè)置光傳輸?shù)诙?0。棒40還用作光導(dǎo)?？蛇x地，撓性塑料光纖管而不是棒40提供光導(dǎo)功能。棒40的端部具有伸出穿過探針壁的第二球狀物41。注意，球狀物41和球狀物18被成形以傾向于分別最小化到/從區(qū)域37和38發(fā)送或者接收的光通量。換句話說，球狀物41和球狀物18具有透鏡化(lensing)特性。為了最小化棒17和40之間的光耦合，在其間安置光阻擋物42。阻擋物42是不透明層，如金屬、塑料或紙。為了減少光損耗，棒17和40可以用具有折射率低于棒材料的折射率的材料涂敷。例如，如果由硼硅酸鹽玻璃制造棒，那么涂層可以是熔融石英。然而，沒有涂層被施加在球狀物18和41上。球狀物應(yīng)該具有平滑的輕微凸起的表面。棒40與球狀物41的連接以及棒17與球狀物18的連接不限于圖中示出的形狀，只要可以被成形為減少光損耗。
[0051]圖6示出了與探針覆層壁22接觸的第一球狀物18。注意，光束32穿過探針覆層壁22并且在接觸23的點(diǎn)處進(jìn)入第一球狀物18并且還沿著棒17作為光束33傳播。圖7示出了當(dāng)探針7插入耳道時(shí)，耳道壁30阻礙入口接觸23并且光束32或者消失或者變的很尋層。
[0052]圖8示出了光通量標(biāo)識(shí)，顯示當(dāng)探針插入或者從耳道移動(dòng)時(shí)檢測(cè)器21處的光強(qiáng)度隨時(shí)間的變化。在探針覆層被安裝前以及探針遠(yuǎn)離患者皮膚，被檢測(cè)的光很少。探針覆層的安裝在發(fā)射器19和檢測(cè)器21之間提供了弱但是可檢測(cè)的引起光強(qiáng)度輕微增加的耦合。電子電路可以用此現(xiàn)象作為探針覆層安裝的顯示。當(dāng)探針被帶到耳道入口附近時(shí)，從皮膚反射的光更多并且當(dāng)探針頭在入口處時(shí)達(dá)到最大。這是探針剛好位于耳道的開口處的顯示并且光放大可以被電子電路用作探針位于耳道的入口處的顯示。當(dāng)探針插入到耳道中時(shí)，耳道壁的光學(xué)阻礙導(dǎo)致光強(qiáng)度下降到極低的水平。這是探針插入的顯示。當(dāng)探針被移動(dòng)并且恰好經(jīng)過耳道的入口的附近時(shí)，光的量級(jí)在此跳躍到最高水平并且當(dāng)探針從體遠(yuǎn)離時(shí)，光再次下降到低水平。此光強(qiáng)度的調(diào)制序列被電子電路解釋為探針相對(duì)于體腔的各種位置。
[0053]應(yīng)該很清楚地明白，可以有更多種的光學(xué)設(shè)置用于控制探針和體腔之間的接近。圖9示出了一個(gè)實(shí)踐實(shí)施例，其中被檢測(cè)的光位于電路板60上，其被安裝在探針7的空的空間14中。光檢測(cè)器21通過由如玻璃或者聚碳酸酯的透明材料制成的短(2-5_)光導(dǎo)61耦合到探針7的外部。與上述實(shí)施例一樣，光導(dǎo)61處的光強(qiáng)度依賴于其對(duì)耳道壁30的接近。如圖9所示，當(dāng)壁30壓貼光導(dǎo)61時(shí)，光被部分地或者完全地暗淡。此光導(dǎo)61稱為“單?！惫鈱?dǎo)，因?yàn)槠湟砸粋€(gè)模式操作-接收來自發(fā)射器19的入射光。
[0054]圖10示出了“雙?！蹦Ｊ焦鈱?dǎo)(光耦合器)43，其中光發(fā)射器19和光檢測(cè)器21兩者都位于電路板60上的相互鄰接位置中。它們?cè)诠夥Q合器62的第一側(cè)55處光稱合到光率禹合器62,而光f禹合器62的第二側(cè)56伸出穿過探針壁26。此光f禹合器62為光的射出和進(jìn)入工作。明顯地，當(dāng)探針7遠(yuǎn)離患者皮膚時(shí)，在光發(fā)射器19和光檢測(cè)器21之間存在基線光耦合并且此基線將被存儲(chǔ)在電子電路中用于將來參考。雙模光導(dǎo)62中的光調(diào)制不同于單模光調(diào)制。具體地，對(duì)于雙模光導(dǎo)(光耦合器)，當(dāng)探針7插入耳道中時(shí)，光強(qiáng)度變得最強(qiáng)，當(dāng)探針在耳道入口處時(shí)其處于中間值并且當(dāng)探針7從患者移走時(shí)，下降到鄰近基線(預(yù)先存儲(chǔ)在電子電路中)。
[0055]為了減少來自環(huán)境照射的可能干擾和降低功率消耗，優(yōu)選光發(fā)射器19以脈沖模式使用。然后，從檢測(cè)器21的輸出應(yīng)該被選通(gated)以去除d.c.分量。這些功能通過電子電路執(zhí)行并且是本領(lǐng)域公知的常規(guī)特性。
[0056]不管實(shí)際實(shí)施例，一般地通過三個(gè)外部因子調(diào)制光強(qiáng)度:探針覆層的安裝、接近耳道以及插入耳道中。明顯地，上述實(shí)施例的接近傳感器不是檢測(cè)探針插入耳道的僅有的可能方法。接近傳感器的其它實(shí)施例可以通過使用探針和耳道壁之間的電容、超聲和其它耦合的物理效應(yīng)設(shè)計(jì)。因?yàn)楫?dāng)探針被插入耳道時(shí)耦合改變，接近傳感器響應(yīng)于對(duì)應(yīng)信號(hào)的改變。
[0057]接近傳感器產(chǎn)生電子電路使用的用于修改醫(yī)療裝置的操作的信號(hào)。圖11示出了具有探針7、電子電路49和作為顯示器的輸出裝置2的IR耳溫度計(jì)的簡(jiǎn)化框圖。探針7并入有用于測(cè)量原始患者溫度的IR傳感器15、接近傳感器44和探針安裝傳感器45。原始患者溫度可以用作進(jìn)一步計(jì)算的基礎(chǔ)溫度。這些部件通過各自的導(dǎo)體46、47和48耦合到電子電路49。還存在環(huán)境溫度傳感器50,通過導(dǎo)體51發(fā)送其輸出信號(hào)到電路49。環(huán)境傳感器50位于探針7的外部。電路49根據(jù)預(yù)編程的算法處理所有信號(hào)并且向顯示器2發(fā)送計(jì)算的溫度數(shù)值。通過電路49從接收自IR傳感器15和探針安裝傳感器45計(jì)算初始溫度TB(為了修正探針覆層IR透射因子)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員已公知信號(hào)處理和溫度算法。
[0058]如果來自接近傳感器44的信號(hào)指示并入有IR傳感器15的探針7的尖端位于耳道內(nèi)，計(jì)算的溫度TB被送到顯示器2。然而，如果來自接近傳感器44的信號(hào)指示探針7的尖端位于耳道的入口，初始溫度TB表示外部皮膚而不是耳道內(nèi)部并且因此應(yīng)該調(diào)整以補(bǔ)償環(huán)境溫度的冷卻效應(yīng)。在耳道內(nèi)可以忽略冷卻效應(yīng)但是在耳道入口其具有實(shí)質(zhì)影響。通過使用其信號(hào)允許電路49計(jì)算環(huán)境溫度Ta的環(huán)境傳感器50監(jiān)視環(huán)境溫度。可以根據(jù)下式計(jì)算調(diào)整的溫度Td:
[0059]Td=TB+k (TB-Ta), (1)
[0060]其中k是常數(shù)，具有0.017的典型值。然而，k的實(shí)際值應(yīng)該是對(duì)每個(gè)實(shí)際設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)確定的值。調(diào)整的溫度Td被發(fā)送到顯示器2。
[0061]在另一個(gè)實(shí)施例中，如果探針7沒有正確位于耳道內(nèi)部，來自接近傳感器44的信號(hào)可以用于產(chǎn)生對(duì)操 作者的警告報(bào)警(通過顯示器2或者通過任意其它視覺或聲音人接口)。
[0062]雖然參考其優(yōu)選實(shí)施例具體示出并且描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)對(duì)這里描述的公開的實(shí)施例進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)的改變。因此，本發(fā)明僅受權(quán)利要求的范圍及其等價(jià)物限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于插入到患者的體腔中的醫(yī)療探針，包括:探針體，具有橫向限定縱軸并且包圍內(nèi)部空間的側(cè)壁，所述側(cè)壁具有近端和遠(yuǎn)端；傳感器，耦合到所述探針以提供與所述患者的所述體腔的條件有關(guān)的信號(hào)；接近傳感器，耦合到所述探針，所述接近傳感器被配置為利用光學(xué)信號(hào)確定所述探針接近所述體腔或所述探針插入到所述體腔中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的醫(yī)療探針，其中所述接近傳感器包括光學(xué)發(fā)射器和光學(xué)接收器，所述光學(xué)發(fā)射器和光學(xué)接收器利用光學(xué)信號(hào)并被設(shè)置為當(dāng)所述醫(yī)療探針被設(shè)置以插入到所述體腔中時(shí)，所述光學(xué)發(fā)射器被設(shè)置為向所述體腔的開口發(fā)射光學(xué)信號(hào)，并且所述光學(xué)接收器被設(shè)置為接收來自所述光學(xué)發(fā)射器的所述光學(xué)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的醫(yī)療探針，其中所述光學(xué)發(fā)射器被設(shè)置為向鄰近所述體腔的第一位置發(fā)射，以及所述光學(xué)接收器被設(shè)置為接收來自鄰近所述體腔的第二位置的光學(xué)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的醫(yī)療探針，其中所述接近傳感器還包括設(shè)置在所述內(nèi)部空間中的接收光導(dǎo)，所述接收光導(dǎo)具有耦合到并且伸出穿過所述側(cè)壁的所述遠(yuǎn)端的第一端部以及耦合到所述光學(xué)接收器的第二端部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的醫(yī)療探針，其中所述接收光導(dǎo)以背離所述側(cè)壁的所述近端的角度伸出穿過所述側(cè)壁的所述遠(yuǎn)端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的醫(yī)療探針，其中所述接近傳感器還包括設(shè)置在所述內(nèi)部空間中的發(fā)射光導(dǎo)，所述發(fā)射光導(dǎo)具有耦合到并且伸出穿過所述側(cè)壁的所述遠(yuǎn)端的第一端部以及耦合到所述光學(xué)發(fā)射器的第二端部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的醫(yī)療探針，其中所述發(fā)射光導(dǎo)以背離所述側(cè)壁的所述近端的角度伸出穿過所述側(cè)壁的所述遠(yuǎn)端。`
8.根據(jù)權(quán)利要求1的醫(yī)療探針，其中所述傳感器包括溫度傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的醫(yī)療探針，其中所述接近傳感器包括伸出穿過所述側(cè)壁的半透明光耦合器，所述光耦合器包括:第一側(cè)，設(shè)置在所述內(nèi)部空間內(nèi)，所述第一側(cè)光耦合到光發(fā)射器和光檢測(cè)器；以及第二側(cè)，設(shè)置在所述內(nèi)部空間的外部，其中所述第二側(cè)伸出穿過所述探針的所述壁。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的醫(yī)療探針，還包括:電子電路，耦合到所述傳感器并且耦合到所述接近傳感器，所述電子電路包括:處理器；以及存儲(chǔ)器，耦合到所述處理器，所述存儲(chǔ)器儲(chǔ)存軟件，其中所述軟件，當(dāng)通過所述處理器執(zhí)行時(shí)，被配置為執(zhí)行算法以處理來自所述傳感器和所述接近傳感器的信號(hào)；以及輸出裝置，耦合到所述處理器，所述輸出裝置被配置為輸出所述算法的結(jié)果。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的醫(yī)療探針，還包括:環(huán)境溫度傳感器，電耦合到所述電子電路并位于所述內(nèi)部空間的外部，其中所述軟件，當(dāng)通過所述處理器執(zhí)行時(shí)，還被配置為執(zhí)行算法以處理來自所述傳感器、所述接近傳感器和所述環(huán)境溫度傳感器的信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2的醫(yī)療探針，其中所述接近傳感器包括:光發(fā)射器，具有第一光軸；以及光檢測(cè)器，具有第二光軸。
13.根據(jù)權(quán)利要求6的醫(yī)療探針，其中所述發(fā)射光導(dǎo)和接收光導(dǎo)中的至少一個(gè)包括塑料光纖、玻璃棒或聚碳酸酯棒。
14.根據(jù)權(quán)利要求6的醫(yī)療探針，其中所述發(fā)射光導(dǎo)和接收光導(dǎo)中的至少一個(gè)包括用涂層材料涂敷的棒，其中所述涂層材料的折射率低于所述棒的折射率。
15.根據(jù)權(quán)利要求6的醫(yī)療探針，其中所述發(fā)射光導(dǎo)和接收光導(dǎo)中的至少一個(gè)的所述第一端部包括透鏡化球狀物。
16.根據(jù)權(quán)利要求6的醫(yī)療探針，還包括設(shè)置在所述內(nèi)部空間中的在所述光發(fā)射器和光接收器之間的光阻擋物，以及所述光接收器設(shè)置在所述內(nèi)部空間內(nèi)。
17.一種用于插入到患者的體腔中的醫(yī)療探針，包括:彎曲探針體，包括:側(cè)壁，橫向限定縱軸并且包圍內(nèi)部空間，所述側(cè)壁具有近端和遠(yuǎn)端；以及圓周凸緣部分，耦合到所述側(cè)壁的所述近端，所述凸緣部分具有基本垂直于所述縱軸并且面對(duì)所述遠(yuǎn)端的表面；光學(xué)發(fā)射器，耦合到所述凸緣部分上的第一位置，所述光學(xué)發(fā)射器被取向?yàn)橄蛩鰝?cè)壁的所述遠(yuǎn)端發(fā)射光學(xué)信號(hào)；光學(xué)接收器，耦合到所述凸緣部分上的第二位置，所述光學(xué)接收器被取向?yàn)榻邮諄碜运鰝?cè)壁的所述遠(yuǎn)端的光學(xué)信號(hào)；溫度傳感器，耦合到所 述探針的所述遠(yuǎn)端以提供與所述患者的所述體腔的溫度有關(guān)的信號(hào)，所述溫度傳感器被取向?yàn)檠厮隹v軸感測(cè)所述溫度。
18.一種用于檢測(cè)醫(yī)療探針插入到患者的體腔中的方法，包括如下步驟:從發(fā)射器向所述體腔發(fā)射光學(xué)信號(hào)；在接收器處接收自一方向來自所述體腔的返回信號(hào)；以及監(jiān)視所述返回信號(hào)的通量的強(qiáng)度改變，其中當(dāng)所述醫(yī)療探針插入到所述體腔中時(shí)，從所述發(fā)射器到所述接收器的路徑至少部分地被阻擋，以便當(dāng)所述醫(yī)療探針插入到所述體腔中時(shí)，所述返回信號(hào)的通量改變。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中:接收自一方向來自所述體腔的第二位置的所述返回信號(hào)，其中所述第二位置沿跨所述體腔的開口的路徑反射耦合到所述第一位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述發(fā)射信號(hào)包括脈沖。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，還包括:如果所述醫(yī)療探針沒有正確地位于所述耳道的內(nèi)部則產(chǎn)生警告報(bào)警的步驟。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，還包括:檢測(cè)探針覆層的存在的步驟，其中所述預(yù)定函數(shù)還包括所述探針覆層的存在的函數(shù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，還包括:使用溫度傳感器測(cè)量所述體腔的基礎(chǔ)溫度；測(cè)量鄰近所述溫度傳感器的區(qū)域中的環(huán)境溫度；利用所述基礎(chǔ)溫度和所述環(huán)境溫度以產(chǎn)生計(jì)算溫度；以及顯示所述計(jì)算溫度。
24.根據(jù)權(quán)利要求17的醫(yī)療探針，其中所述光學(xué)發(fā)射器和所述光學(xué)接收器位于所述凸緣部分的相對(duì)側(cè)上，以便當(dāng)所述醫(yī)療探針被設(shè)置以插入到所述體腔中時(shí)，所述光學(xué)發(fā)射器被設(shè)置為向所述體腔的開口發(fā)射光學(xué)信號(hào)，并且所述光學(xué)接收器被設(shè)置為接收來自所述光學(xué)發(fā)射器的所述光學(xué)信號(hào)的一部分。
25.一種用于插入到患者的體腔中的醫(yī)療探針，包括:探針體，具有側(cè)壁和圓周凸緣部分，所述側(cè)壁橫向限定縱軸并且包圍內(nèi)部空間，所述側(cè)壁具有近端和遠(yuǎn)端，所述圓周凸緣部分位于所述探針體的近端；溫度傳感器，耦合到所述探針以提供與所述患者的所述體腔的溫度有關(guān)的信號(hào)；接近傳感器，耦合到所述探針并被配置為提供指示所述探針接近所述體腔或所述探針插入到所述體腔中的信號(hào)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的醫(yī)療探針，其中所述接近傳感器還包括超聲發(fā)射器和超聲接收器，所述超聲發(fā)射器被設(shè)置為向鄰近所述體腔的第一位置發(fā)射超聲信號(hào)，以及所述超聲接收器被設(shè)置為接收從鄰近所述體腔的第二位置反射的超聲信號(hào)。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的醫(yī)療探針，還包括:電子電路，耦合到所述傳感器并且耦合到所述接近傳感器，所述電子電路包括:處理器；以及存儲(chǔ)器，耦合到所述處理器，所述存儲(chǔ)器儲(chǔ)存軟件，其中所述軟件，當(dāng)通過所述處理器執(zhí)行時(shí)，被配置為執(zhí)行算法以處理來自所述傳感器和所述接近傳感器的信號(hào)從而計(jì)算與所述體腔有關(guān)的溫度；以及輸出裝置，耦合到所述處理器， 所述輸出裝置被配置為輸出所述算法的結(jié)果。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的醫(yī)療探針，還包括:環(huán)境溫度傳感器，電耦合到所述電子電路并位于所述內(nèi)部空間的外部，其中所述軟件，當(dāng)通過所述處理器執(zhí)行時(shí)，還被配置為執(zhí)行算法以處理來自所述傳感器、所述接近傳感器和所述環(huán)境溫度傳感器的信號(hào)以針對(duì)環(huán)境條件調(diào)整計(jì)算溫度。
29.根據(jù)權(quán)利要求25的醫(yī)療探針，其中所述接近傳感器還包括超聲發(fā)射器和超聲接收器，所述超聲發(fā)射器被設(shè)置為向鄰近所述體腔的第一位置發(fā)射超聲信號(hào)，以及所述超聲接收器被設(shè)置為接收從第二位置反射的超聲信號(hào)，其中所述第二位置沿跨所述體腔的開口的路徑反射耦合到所述第一位置。
30.根據(jù)權(quán)利要求28的醫(yī)療探針，其中所述軟件，當(dāng)通過所述處理器執(zhí)行時(shí)，還被配置為如果所述醫(yī)療探針沒有正確地位于所述體腔的內(nèi)部則產(chǎn)生警告報(bào)警。
31.根據(jù)權(quán)利要求25的醫(yī)療探針，還包括探針覆層檢測(cè)器。
【文檔編號(hào)】A61B5/01GK103654740SQ201310715057
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2011年4月5日 優(yōu)先權(quán)日:2010年4月5日
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