[其他]測量表面和腔體內壁溫場的方法和裝置

無效

• 申請號: 85100725
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100725A
• 公開（公告）日: 1986-08-20
• 發明（設計）人: 張開遜
• 申請（專利權）人: 張開遜
• 主分類號: G01K1/16
• 分類號: G01K1/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于溫度測量技術領域，屬于與生物醫學工程密切相關的溫度測量方法和裝置。

目前測量物體表面溫場采用三種方法：第一種利用接觸測溫傳感器將溫度轉換成電訊號逐點測量達到熱平衡的溫度，第二種利用熱象儀測量輻射隨溫度的變化，第三種利用液晶色彩隨溫度的變化判斷相應的溫度。第一種方法所需測量時間太長，難以取得實時溫場分布信息，各測點接觸方式的差異也會引起誤差。第二種方法常常由于不能精確測定被測面的輻射系數而產生測溫誤差，且裝置昂貴。第三種方法精度低，難以定量。此外，以上三種方法都難以測量腔體內壁的溫場分布。目前工程技術和醫學臨床提出了越來越多的課題，要求精確而快速地測量物體不規則形狀表面和腔體內壁的溫場分布。例如，醫學臨床和病理研究已經證實多種腫瘤及其他疾病都伴有病灶部位溫場分布的變化，提出過多種方案來測量這種溫度場的變化，希望據此做為輔助診斷腫瘤或其他疾患的手段。采用以上手段的方案如US4310003、US4190058、US4173970、GB1492803、SU731630、NL7904034等。

本發明目的在于提出一種方法并據此建造一種裝置，可以快速、準確、實時測量不規則形狀物體表面和腔體內壁的溫場分布，例如測量異型構件內外表面溫場，測量腫瘤及其他可能引起人體組織溫度變化的疾病病灶部位的溫場等，為工藝研究、產品質量監測和醫學臨床提供一種有效的手段。

圖1????根據本發明測量受熱后正在冷卻的介質異形表面溫場分布示意圖。1-異形介質，2-充氣單向膨脹與異形介質表面密合接觸的囊，3-分布在囊壁上的接觸測溫傳感器陣列，4-囊不膨脹變形的后壁，5-充氣通道，6-測溫傳感器陣列引線束。

圖2????根據本發明制造的測量裝置框圖。1-具有接觸測溫傳感器陣列的囊，2-放氣閥，3-氣源，4-氣壓表，5-溫場巡測系統，6-溫場分布及相關信息處理系統，7-顯示系統和打印機。

圖3????根據本發明測量人體食道下段及賁門粘膜溫場分布示意圖。1-食管壁粘膜，2-食道，3-胃，4-充氣膨脹與食道下段和賁門粘膜密合接觸的囊，5-分布在囊壁上的p-n結溫度傳感器陣列，6-充氣管，7-放氣閥，8-打氣球，9-氣壓表，10-p-n結溫度傳感器陣列導線束，11-X射線透視定位標志，12-附著在囊上的底托，13-囊外壁上的潤滑劑。

采用附著在柔軟、有彈性、可以膨脹收縮的囊壁上的接觸測溫傳感器陣列測溫，陣列中傳感器的數目多于一個，按一定的空間位置分布。使這個柔軟、有彈性、可以膨脹收縮的囊充以高于一個大氣壓的靜止氣體，囊外臂與被測溫對象的外表面或腔體內壁接觸，通過附著在囊壁上的接觸測溫傳感器陣列中的傳感器單元測得相應部位溫度。由于囊內靜止氣體壓強處處相等，柔軟的囊壁不能傳遞剪切力，因而附著在囊壁上的每一個接觸測溫傳感器都與被測溫對象表面等壓強接觸。由于柔軟、有彈性、可以膨脹收縮的囊充氣后可以發生隨意形變與具有不規則形狀的物體表面或不規則形狀的腔體內表面密合接觸，使傳感器陣列能夠復蓋所需要的測量區，同時消除因各點接觸壓強不同而產生的測量誤差。由于傳感器陣列同時與被測溫對象表面等壓強接觸，可以同時達到熱平衡狀態，獲得同一時刻的溫場分布。囊內所充靜止氣體的壓力可以連續調節，并可保持壓力，與之相聯的氣壓表指示囊內氣體的靜止壓強。測量外表面溫場分布時，采用沿被測面方向半空間膨脹的充氣囊，囊聯結在一個不膨脹的底盤上，底盤上開孔聯接充氣管道和通過接觸測溫傳感器陣列引線，如圖1所示。測量腔體內表面溫場分布時，采用可以沿各方向膨脹的充氣囊，囊的上方聯結充氣管道，充氣管道同時通過傳感器陣列的引線，囊的下方有一個凹陷或凸起的底托，利用一個輔助的桿或管端部觸及底托將囊送入待測空間位置。測量被物體包復的空腔內壁溫場時，由于看不到傳感器陣列的位置，在囊壁上有X光透視定位標志（由一定形狀的金屬或非金屬物體構成），通過輔助的X光源和顯示系統確定傳感器陣列的空間位置。待測腔體的出入口很小時，先通過與囊相聯的放氣閥排除囊中氣體，用輔助桿或管觸及底托將囊送入，達到預定位置后再充氣使囊膨脹與被測面接觸。測量表面或腔體的囊都具有氣源、放氣閥和測量指示囊內壓力的壓力表。囊可由橡膠、硅橡膠或乳膠構成。

為了提高測量精度，附著在囊壁上的接觸測溫傳感器陣列可采用p-n結溫度傳感器、晶體管溫度傳感器、集成溫度傳感器或肖特基二極管溫度傳感器。