在體測取生物活體組織局部代謝率的多點溫度探測裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術的在體測取生物活體組織局部代謝率的多點溫度探測裝置，包括多點溫度探頭、數據采集儀和計算機，多點溫度探頭由薄壁管，焊接于其頂端的圓片，縱向鑲嵌于薄壁管管壁上的溫度傳感器和鑲嵌于圓片上的溫度傳感器組成，圓片圓心處設１枚溫度傳感器，圓片周邊上呈十字形排列４枚溫度傳感器，各溫度傳感器引線由薄壁管伸出連接于數據采集儀，數據采集儀連接計算機，其結構簡單，價格低廉，操作方便，而且精度高、響應速度快。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于在體測取生物活體(包括人體)組織局部代謝率的多點溫度探測裝置，特別涉及一種通過在微細探頭特殊布置多個相對位置精確固定的溫度傳感器來獲取被測部位溫度的空間及時間信息進而得到該局部代謝率的在體測取生物活體組織局部代謝率的多點溫度探測裝置。生物體為實現各種各樣的生命過程而在其體內開展的作功形式主要為1.外部可見的機械功，典型例子如肌肉收縮作功；2.內部器官活動(如呼吸、血液泵送、消化道蠕動等)所消耗的機械功；3.推動神經傳導的電功；4.驅動新細胞的合成，以取代衰老和死亡的細胞等。后三種的最終表現是均耗散為熱能。因此當生物體沒有外部運動時(自然的生命狀態)，全部代謝作用都表現為熱效應，而代謝率就是指在單位體積組織內的產熱率，其大小對于組織狀況、疾病診斷和治療等大量的臨床應用以及研究動物、人體的生理學規律具有重要意義，在刻劃動物個體生長、發育和衰老方面也已經成為一個重要的實驗基礎，例如量熱學數據表明，在動物個體發育過程中，單位體積的產熱率(代謝率)呈現一定規律。生理學家為此定義了一個基礎代謝率，其指“靜息狀態即基礎狀態下動物個體單位體積單位時間的代謝產熱量”(單位為J/m3·s或W/m3)，該參數大小是一項重要的生理指標，在動物包括人體的熱分析中起著重要的作用。測量基礎代謝率的變異，對某些疾病的診斷有重要的意義。例如，甲狀腺機能不足，基礎代謝率將比正常標準低20-40％，而甲狀腺機能亢進，基礎代謝率則比正常標準高25-80％。另外，我們知道，機體發生病變或出現炎癥時，會造成組織代謝過程增強。腫瘤部位也往往由于不成熟細胞糖酵解的亢進及血管豐富和生長迅速而存在異常的熱量產生。代謝產熱的主要功能之一還在于使動物維持一個非常穩定的溫度。總之，由于上述原因，就代謝率測量方法和儀器的研究一直是人們競相探索的目標。由于各組織和器官的活動量不同，組織全身各處的代謝率大小實際上相差懸殊，它們反映了不同的生理學問題，若能針對不同組織和器官在體測出這些部位的代謝率大小，則具有重要的醫學生理學意義。然而目前測取動物代謝率的現狀是通常是將動物置于一封閉空間后，再根據所測得的呼氣和吸氣過程中血液的體積流率及其中氧濃度的變化來推算動物代謝率。該方法測取的動物代謝率是動物個體的總代謝率。顯然，這牽涉到一系列生化分析步驟，且實施起來十分繁瑣，更重要的是，獲得的總代謝率不能代表局部組織的代謝狀況。目前，測量局部組織的代謝率并不成功，一般都是對離體小樣品直接測取熱值或者從氧耗量的局部測值來推斷代謝率。而這又不能代表真實的組織代謝狀態，而且操作起來十分繁瑣、困難，精度很難保證，最主要的是，難以反映局部的代謝狀況。所以，至今尚無能在體測取局部組織代謝率的裝置出現。本專利技術目的在于提供一種在體測取生物活體組織(包括人體)局部組織代謝率Qm*的多點溫度探測裝置，該裝置結構簡單、成本低廉，為微創型，損傷性小，操作方便，僅通過在一微細探頭上特殊設置的多個相對位置精確固定的溫度傳感器(如熱電偶等)來獲取被測部位溫度的空間及時間信息，進而得到該部位綜合代謝率，而且精度高，響應速度快，測溫范圍廣，填補在體測取生物活體組織局部組織代謝率領域中無測取裝置的空白。本專利技術的實施方案如下本專利技術提供的在體測取生物活體組織局部代謝率的多點溫度探測裝置，其特征在于，包括多點溫度探頭A、數據采集儀B和計算機C，其中，多點溫度探頭A由薄壁管8，焊接于薄壁管8頂端的圓片9，平行于薄壁管8軸線縱向焊接鑲嵌于薄壁管8管壁上的3-5枚溫度傳感器和焊接鑲嵌于圓片9上的5枚溫度傳感器，5枚溫度傳感器中的溫度傳感器5位于圓片9的圓心處，其余4枚溫度傳感器1、2、3和4呈十字形排列分別位于圓片9的周邊上，各溫度傳感器引線裝入薄壁管8的管中，從薄壁管8底端引出連接于數據采集儀B的輸入端，數據采集儀B的輸出端連接計算機，計算機外接電源；多點溫度探頭A的薄壁管8直徑為1-2mm，長度為20-100mm；所述薄壁管8和其頂端的圓片9的材質為低導熱率的不銹鋼或玻璃；所述溫度傳感器為熱電偶溫度傳感器或電阻溫度傳感器，溫度傳感器之間的距離為0.1-1mm。本專利技術提供的在體測取生物活體組織局部代謝率的多點溫度探測裝置，其優點在于結構簡單、成本低廉，操作方便，僅通過在一微細探頭上特殊設置的多個相對位置精確固定的溫度傳感器(如熱電偶等)便可方便地獲取被測部位溫度的空間及時間信息，進而得到該部位代謝率，而且精度高，響應速度快，測溫范圍廣，填補在體測取生物活體組織局部組織代謝率領域中無測取裝置的空白。其工作原理為組織內具有普遍適用性的熱量平衡關系式為ρc∂&Tgr;∂t=▿·(k▿T)+ωbρbcb(Ta-T)+Qm(x,y,z,t)---(1)]]>其中ρ，c分別為組織的密度、比熱；k為組織熱導率，ρb、cb分別為血液的密度及比熱；ωb為血液灌注率；Ta，T分別是動脈血溫度及組織溫度；上式可進一步表示為ρc∂T∂t=∂∂x(kx∂T∂x)+∂∂y(ky∂T∂y)+∂∂z(kz∂T∂z)+Qm*(x,y,z,t)---(2)]]>其中， 即為待測的局部組織綜合代謝率，以下所指的代謝率均指該值。一般情況下，組織的密度和比熱相對較穩定，因而無須測定，其一般取值為ρ＝1000kg/m3，c＝4200J/kg·℃，而組織熱導率一般取常數k＝0.5W/m·℃，于是，局部代謝率只與待測部位的溫度場(包括其瞬態變化率)相關，所以，只要測得這些信息，則代謝率可由上式確定；據此可建立實用的局部代謝率測量方法，其基本思想為將包含空間信息的多點溫度探針插入組織內，并采集到各測點的溫度數據，則可由式(2)獲得局部綜合代謝率為Qm*(x,y,z,t)=ρc∂T∂t-k∂2T∂x2-k∂2T∂y2-k∂2T∂z2---(3)]]>一般由于所測量的是基礎代謝率，即動物安靜狀態下，代謝率測量公式實際上可簡化為Qm*(x,y,z)=-k∂2T∂x2-k∂2T∂y2-k∂2T∂z2---(4)]]>上述測量中，由于探針的插入所引起的刺激作用，組織溫度需要一定時間才能達到穩定態。本本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在體測取生物活體組織局部代謝率的多點溫度探測裝置，其特征在于，包括多點溫度探頭Ａ、數據采集儀Ｂ和計算機Ｃ，多點溫度探頭Ａ由薄壁管（８），焊接于薄壁管（８）頂端的圓片（９），平行于薄壁管（８）軸線縱向焊接鑲嵌于薄壁管（８）管壁上的３－５枚溫度傳感器和焊接鑲嵌于圓片（９）上的５枚溫度傳感器組成，５枚溫度傳感器中的溫度傳感器（５）位于圓片（９）的圓心處，其余４枚溫度傳感器（１）、（２）、（３）和（４）呈十字形排列分別位于圓片（９）的周邊上，各溫度傳感器引線裝入薄壁管（８）的管中，從薄壁管（８）底端引出連接于數據采集儀Ｂ的輸入端，數據采集儀Ｂ的輸出端連接計算機，計算機外接電源。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉靜，姬妍，
申請(專利權)人：中國科學院低溫技術實驗中心，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]