專利名稱：人體內(nèi)氣體/空氣和其它流體流量的內(nèi)部記錄和用于這種記錄的壓力傳感器的使用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于流入活體內(nèi)或在活體內(nèi)流動或流出活體的流體流量的內(nèi)部記錄方法。
本發(fā)明尤其涉及用于人的呼吸記錄，優(yōu)選是在睡眠時的呼吸記錄方法。
盡管本發(fā)明主要就睡眠時與測量呼吸有關(guān)的進行說明，但本發(fā)明的主要構(gòu)思也可以用在與尿流量和/或尿泄漏、血流量等有關(guān)的測量。
睡眠是周期的，且通常是有規(guī)律地發(fā)生的狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，身體的或思維的活動被減弱。
睡眠帶來不活動，它保持能量，人體的新陳代謝減慢，肌肉放松，呼吸和心的動作減緩，血壓下降。
在這種情況下，新供給的能量被聚集和存儲，因此，睡眠是活著的動物的生存條件。
因此，睡眠的質(zhì)量盡可能好且失調(diào)能被治療是極為重要的。
在這些問題中，氣道中不同類型的障礙可能干擾一個人的睡眠。
所以，這些障礙可能是嚴重的，除了出現(xiàn)純粹的身體睡眠干擾外，它們可能導致氧氣供給的減少和完全停止，從而在短期和長期對心臟、心血管系統(tǒng)和其它組織的功能帶來不良影響。
除了對個人造成上述問題外，一個問題，例如打鼾，也是一個現(xiàn)實的家庭和社會問題，因為打鼾對其它此時需要睡眠的人造成干擾。
由稱之為睡眠呼吸暫停亦即呼吸的暫時中止所提供的病人的睡眠記錄，已經(jīng)形成了記錄吸氣和呼氣的技術(shù)。
方法之一，是把多個溫敏傳感器置于病人的鼻和嘴之間，由此，傳感器受到呼出和吸進的空氣的作用，這如在美國專利US-5,311,875-A所公開的。
由于吸入的空氣溫度和吐出的空氣溫度不同，有可能借助適當?shù)臏y量和記錄設備產(chǎn)生由傳感器發(fā)出的形式為呼吸曲線的信號。
將上述測量與多種其它生理參數(shù)，如ECG、血液中的含氧量、EEG、眼運動，其中尤其是眼運動是對所達到的睡眠深度的良好指示結(jié)合在一起，呼吸也是對病人狀態(tài)進行診斷的一個重要參數(shù)。
目前，已經(jīng)推薦在呼吸道的不同部位使用壓力記錄。
在呼吸道的預定位置上壓力測量值的變化使得在睡眠時障礙位置的定位成為可能。這種類型的壓力記錄是通過稱之為微型傳感器導管實現(xiàn)的，亦即，在很細的塑料管內(nèi)裝有很小的壓力傳感器。
施加在這些傳感器上的直接和間接的壓力所產(chǎn)生的與壓力相關(guān)的信號都傳送到睡眠記錄設備上，并產(chǎn)生壓力曲線，例如在個人計算機的顯示屏上。
由于這種類型的傳感器通?；蚨嗷蛏俚厥艿酵饨鐪囟鹊挠绊懀枰a償對溫度的影響，使溫度的波動對壓力信號的影響最小。
在本技術(shù)領(lǐng)域的已知技術(shù)中，參照美國專利US-4,554,927，它公開了一種基于硅晶體制成的壓阻元件的壓力和溫度傳感器。然而，上述出版物中所公開的裝置并不適合于測量流體流量。該裝置的一個主要方面在于單獨地測量溫度，然而，溫度傳感部分不是壓力傳感部分。
對于在本技術(shù)領(lǐng)域中總的技術(shù)說明，也可以參考國際申請WO93/19669。
與已有技術(shù)對比，本發(fā)明的目的在于利用本身是公知的在壓力傳感器內(nèi)的溫度效應。
本發(fā)明將參考附圖作更詳細的說明。


圖1所示是在呼吸流體的流動通道內(nèi)的內(nèi)壓力/溫度傳感器；圖2表示呼吸與內(nèi)部溫度記錄的潮流氣容積信號；圖3表示用于壓力和流體流量傳感器的惠斯頓電橋。
本發(fā)明是通過放置在氣道的一個或多個位置上的溫敏傳感器，如在圖1中放置于細的柔性管內(nèi)的五個傳感器，利用其溫度靈敏度，來記錄病人的吸氣和呼氣，即呼吸。
基于上述，本發(fā)明涉及用于記錄流入活體內(nèi)、或在其內(nèi)流動或流出的流體流量的方法，該方法的特征在于沿流體流動通道在一個或多個位置上放置一個或多個壓敏傳感器，當測量流動的流體溫度和溫度差時，利用傳感器固有的與溫度有關(guān)的物理特性和電特征進行記錄。
正如在前面所說明的，本發(fā)明也涉及本身是公知的壓敏傳感器的用途，以便測量流入活體內(nèi)或在活體內(nèi)流動、或流出活體的流體的溫度和溫度差。
如上所說明的，測量也可以在尿道、血管或其它管腔內(nèi)進行，但本發(fā)明將詳細說明與一個人的呼吸記錄特別是在睡眠時的呼吸記錄有關(guān)的具體應用。
圖2所示為一個人在睡眠時的呼吸記錄，并產(chǎn)生呼氣和吸氣的潮流氣容積信號和內(nèi)部溫度記錄。
為了記錄病人的呼吸，如上所述的溫敏傳感器可以按壓力傳感器安裝在一個微型頭部傳感器導管內(nèi)的相同方法，放置在例如一根細的塑料管內(nèi)，如圖1所示。
呼吸記錄基于這樣一個事實，即吸入空氣的溫度低于呼出空氣的溫度，每個時間單位的空氣量也對溫度的變化過程有影響，由此能夠獲得病人的呼吸記錄。
這些溫度記錄可以藉助稱之為溫敏電阻、半導體元件、熱電偶等的溫度傳感電阻獲得。
由此，本發(fā)明旨在利用壓力傳感器中固有的依賴于溫度變化的材料的物理特性和電特性。這就有可能通過適當?shù)倪B接方式和合適的傳感器電路用一個且同一個傳感器以一定的方式實際上是彼此獨立地測量壓力和溫度。究竟如何進行，下面將參照圖3詳細說明。
其它壓力的記錄，例如，由打鼾聲和心臟(跳動)的聲音所產(chǎn)生的聲壓也包括在這些壓力和溫度記錄內(nèi)，此外，還可以測量內(nèi)部的體溫。
如上所述的在體內(nèi)而不是在體外能記錄這些參數(shù)的優(yōu)點主要是病人不會有懸掛在體上的傳感器的不舒服感以及由于外界作用這些傳感器會挪位或被搞亂的危險。因此，能夠分辨通過鼻和嘴呼吸間的差異，它們在評估情況時將是最明顯的。最后但不是最不重要的一點，所獲得的信號更加清楚，這使診斷更準確。
壓力傳感器市場上是可得到的，其形式為微型頭部壓力導管。這些微型頭部壓力導管可任意地補償溫度，但不是必須補償。
通常，硅制的壓力傳感器與非擴散的電阻一起使用，這些電阻器通常按稱之為惠斯頓電橋連接成本身已知類型的全橋或半橋。這種類型的電橋連接如圖3所示。
圖3中，R表示壓力傳感器電阻，Rcomp為溫度補償電阻，Ro為零位調(diào)節(jié)電阻。
字母I表示傳感器的激發(fā)電流。
惠斯頓傳感器電橋的連接可以與四個傳感器有效電阻或兩個傳感器有效電阻和兩個無源電阻一起工作。
在一個優(yōu)選的實施例中，當電流/電壓施加到端點C和D上時，壓力信號可以通過端A和B獲得，流體流量信號可以通過端點C和D獲得(圖2)。然而，如果采用其它可能的方式，也不超出本發(fā)明的范圍。
此外，溫度效應是一種已知的物理效應，使用的電阻溫度系數(shù)約為0.2％/℃，這個值對于其原理不是絕對重要的。
上述效應具有非常高的穩(wěn)定性，它意指為了獲得有用的信號和主要是記錄呼吸，但也能記錄其它形式的氣體和液體流量是非常優(yōu)越的。
權(quán)利要求
1.一種用于記錄流入活體、或在活體內(nèi)流動或流出活體的流體流量的方法，其特征在于一個或多個傳感器沿流體流動通道放置于一個或多個位置上，利用一個或多個傳感器固有的壓力和/或與溫度有關(guān)的物理性能和電性能通過測量流動流體中的溫度和溫差進行記錄。
2.壓力傳感器的用途，用于借助于傳感器的溫度特性通過內(nèi)部測量流體中的溫度和溫度差來記錄流入活體或在活體內(nèi)流動或流出活體的流體流量。
3.按照權(quán)利要求2所述的壓力傳感器的用途，用于記錄呼吸，特別是人的呼吸。
全文摘要
一種用于內(nèi)部記錄流入或在其內(nèi)流動或流出活體的流體流量的方法,其中,一個或多個傳感器沿流體流道置于一個或幾個位置上,當測量流動流體中的溫度或溫差時利用一個或多個傳感器固有的與壓力有關(guān)的和/或與溫度有關(guān)的物理的和電的性能進行記錄。
文檔編號A61B5/08GK1169664SQ95196797
公開日1998年1月7日 申請日期1995年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月14日
發(fā)明者B·G·耶索 申請人:卡姆特克公司