專利名稱：液晶溫度計(jì)的制作方法
相關(guān)申請申請人根據(jù)1998年6月26日提出的美國暫時(shí)申請Serial60/090,809，要求優(yōu)先權(quán)。
本發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及體溫計(jì)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及自動(dòng)校正的液晶體溫計(jì)。
本發(fā)明背景膽甾醇型液晶化合物的熱變色性使人們付出了相當(dāng)?shù)呐Γ瑸閷⑵鋺?yīng)用到溫度計(jì)發(fā)明。在現(xiàn)有技術(shù)中所描述的許多液晶溫度計(jì)設(shè)計(jì)用于測量人體溫度；但是，醫(yī)學(xué)界對這些溫度計(jì)的苛求要求已經(jīng)妨礙了這些溫度計(jì)在醫(yī)療應(yīng)用中的大批量生產(chǎn)。醫(yī)療上可接受的基于液晶變色的體溫計(jì)要求滿足與玻璃水銀體溫計(jì)和電子體溫計(jì)在范圍(35-41℃)、分辨率(0.1℃)、準(zhǔn)確度(關(guān)鍵范圍中0.1℃，其他范圍中0.2℃)與穩(wěn)定性方面同樣嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。此外，溫度計(jì)應(yīng)該設(shè)計(jì)成(ⅰ)測量醫(yī)學(xué)界接受的能如實(shí)代表體內(nèi)溫度部位(如直腸、舌下腔或腋窩)的溫度，(ⅱ)易于讀取、清潔和使用之間的復(fù)位，(ⅲ)在測量部位上使用安全而舒適，和(ⅴ)在儲(chǔ)存和銷售期間，當(dāng)經(jīng)受-20-60℃極端溫度時(shí)，其準(zhǔn)確度保持至少五年。溫度計(jì)比其競爭產(chǎn)品具有如較便宜、易于使用、難以破碎、兒童樂于使用并且需要較少(最好沒有)電能等有競爭力的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)然是更為優(yōu)選的。
人們在研制符合這些標(biāo)準(zhǔn)的溫度計(jì)時(shí)遇到了挑戰(zhàn)。前額液晶溫度計(jì)就是一個(gè)很好的例子。因?yàn)樗姆直媛实?±1℃)，因此，它主要用作發(fā)燒的篩查工具，需要接著用玻璃水銀體溫計(jì)和電子體溫計(jì)證實(shí)真實(shí)的體溫。但是，這還不是它唯一的缺點(diǎn)。前額并不是代表體內(nèi)溫度的可靠部位，檢查發(fā)燒有50％以上時(shí)間出現(xiàn)失誤(假陰性)。
這些年來，人們曾研制了各種組合物和結(jié)構(gòu)，尋求改進(jìn)液晶溫度計(jì)的性能。例如，參見Sharpless于1976年8月10日的美國專利3,974,317，“包括惰性添加劑測溫組合物和產(chǎn)品”(下面稱之’317專利)，以參考文獻(xiàn)列于本文?！?17專利描述了含有(a)57.9％膽甾醇油烯基碳酸酯、30.7％膽甾醇氯化物和11.4％膽甾醇基-n-丁氧基苯基碳酸酯和(b)礦物油的液晶體系。使用該組合物，可以輕易地分辨小到0.1℃的溫度差，從而使該組合物非常適用于體溫計(jì)。
但是，對于制造體溫計(jì)來說，這種化學(xué)組成本身并不充分。對裝液晶組合物的熱封基片和透明包膜也有約束。例如，參見Caplan于1977年12月27日的美國專利4,064,872“液晶薄片的溫度測量設(shè)備”(下面稱之’872專利)，以參考文獻(xiàn)列于本文。在這里，它講解了為了制造用于醫(yī)療診斷的溫度計(jì)，由熱封薄片材料和載體基片構(gòu)成的分離薄膜含有的不論在生產(chǎn)還是在儲(chǔ)存過程中會(huì)與液晶進(jìn)行反應(yīng)的組分應(yīng)該是每平方米1毫克以下?！?72專利說明了聚氯乙烯(PVC)和聚偏二氯乙烯(PVCD)涂層層壓薄片用作熱封材料。該專利強(qiáng)調(diào)為包封液晶組合物所選用的材料應(yīng)該具有盡可能低的熱質(zhì)量，其質(zhì)量還應(yīng)與耐用性協(xié)調(diào)一致，以便重復(fù)使用?！?72專利還描述了一種通過將這些組合物以點(diǎn)陣排列，而由這些組合物構(gòu)成體溫計(jì)的方法。
但是，采用’317和’872專利所說明方法制成的溫度計(jì)有嚴(yán)重的技術(shù)缺陷。其中一個(gè)缺陷涉及可讀性。各個(gè)點(diǎn)尺寸小(直徑1毫米)和綠色流體態(tài)與灰色焦點(diǎn)圓錐態(tài)之間的反差小，使得難以讀取溫度計(jì)，特別是對那些不熟悉讀取溫度計(jì)的人或是試圖在低強(qiáng)度光線下讀取溫度計(jì)的人來說尤其如此。由于這一不足之處，采用上述專利說明方法制成的體溫計(jì)僅經(jīng)歷過有限的大量生產(chǎn)。
液晶溫度計(jì)的另一缺點(diǎn)涉及信號時(shí)間相對短(復(fù)位開始之前，15-20秒)。當(dāng)將液晶溫度計(jì)在其轉(zhuǎn)變范圍內(nèi)從一個(gè)環(huán)境中取出轉(zhuǎn)到較低溫度時(shí)，信號迅速減弱，以致難以獲得第一個(gè)環(huán)境的準(zhǔn)確溫度測量值。這是由兩個(gè)原因造成的。第一，與所有的溫度計(jì)類似，由液晶制成的溫度計(jì)都具有較低的熱質(zhì)量，并且冷卻迅速。第二，幾乎所有的液晶組合物反應(yīng)時(shí)間常數(shù)都小于1秒，因此顯示記憶過短。
一種涉及保留信號問題的溫度計(jì)結(jié)構(gòu)已經(jīng)完成。參見美國專利5,676,465，“液晶體溫計(jì)”，由Witonsky和Scarantino(本文同一發(fā)明人)在1997年10月4日提出，由目前的代理人代理，該專利以參考文獻(xiàn)列于本文(以后稱作‘465專利)?！?65專利公開了在穴或空腔里裝有液晶組合物的溫度計(jì)，該溫度計(jì)有一個(gè)穹頂?shù)牡怪媒Y(jié)構(gòu)和有約5-50％空腔體積的氣泡。采用這一結(jié)構(gòu)，溫度計(jì)可以無限期地保持信號，同時(shí)也能通過向裝有液晶的溫度計(jì)區(qū)域施加壓力而使其完全轉(zhuǎn)換。‘465專利的倒置穹頂結(jié)構(gòu)還增強(qiáng)了兩種狀態(tài)--液晶和焦點(diǎn)圓錐--之間的反差，這對溫度測量很有用。讓具有常規(guī)結(jié)構(gòu)的溫度計(jì)經(jīng)受到高溫，可以使溫度計(jì)穴完成倒置。
使用‘465專利的溫度計(jì)，一旦讀取過，醫(yī)生就應(yīng)該清除溫度計(jì)，用他或她的手指擦傳感器點(diǎn)，就可機(jī)械地抹去溫度計(jì)的信號，或者等待約一分鐘的時(shí)間。隨溫度轉(zhuǎn)變到低于患者皮膚的溫度，這就會(huì)引起那些清楚的傳感器(黑色背景)發(fā)生變化，使它們返回到著色的液晶狀態(tài)。這一設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)在于護(hù)士或醫(yī)護(hù)理人員不能在一天的時(shí)間里連續(xù)監(jiān)測溫度。由于溫度計(jì)是“峰值讀取”的，當(dāng)溫度計(jì)放置與保留在病人身上時(shí)，稍后時(shí)間獲得的溫度信息可能不會(huì)如實(shí)地代表病人的實(shí)時(shí)溫度。記錄時(shí)獲得的溫度信息可能是幾小時(shí)前的。因此，除非使清除的溫度計(jì)達(dá)到熱平衡，即可能需要附加幾分鐘等待的過程，否則適當(dāng)?shù)慕槿雱?dòng)作也不會(huì)得知。
正如可能意識到的，一些在醫(yī)用測溫領(lǐng)域的研究人員繼續(xù)設(shè)法研究設(shè)計(jì)新的溫度計(jì)，這種溫度計(jì)可滿足醫(yī)療界所提出的挑戰(zhàn)性標(biāo)準(zhǔn)。特別地，一種可彎曲的，并且可舒適地用在能準(zhǔn)確反映體內(nèi)溫度的體表液晶溫度計(jì)是有利的。一種能連續(xù)準(zhǔn)確測量體溫，不需清除已有信號的液晶溫度計(jì)也是有利的。本發(fā)明提供了這些以及其他一些優(yōu)點(diǎn)。
附圖的簡要說明為了更好地理解本發(fā)明，結(jié)合附圖一起說明一個(gè)示范性實(shí)施方案，其中

圖1A表示部分本發(fā)明溫度計(jì)的剖開橫截面圖，這部分溫度計(jì)包括例如傳感點(diǎn)、裝有液晶組合物的穴；圖1B表示帶有生產(chǎn)后粘合劑的圖1A傳感點(diǎn)的橫截面圖，溫度計(jì)的底部有醫(yī)用膠帶；圖2表示本發(fā)明溫度計(jì)沿著圖3A的線2-2的橫截面圖；圖3A-3B表示本發(fā)明溫度計(jì)的俯視圖，其上有攝氏溫度(圖3A)和華氏溫度(圖3B)的溫度標(biāo)度；圖4A-4B表示了本發(fā)明溫度計(jì)的另一個(gè)俯視圖，其上有攝氏溫度(圖4A)和華氏溫度(圖4B)的溫度標(biāo)度和其他內(nèi)容；圖5表示部分封裝臺的橫截面圖。
應(yīng)該理解，這些附圖的目的用于說明本發(fā)明的概念，而不是用來劃定范圍的。
本發(fā)明概要簡要地說，本發(fā)明包含柔性的，能夠自動(dòng)校正的液晶溫度計(jì)。申請人已經(jīng)公開了一種溫度計(jì)結(jié)構(gòu)，它不需要在獲得實(shí)時(shí)溫度之前清除信號。令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征，使傳感器表面積與基片厚度的比率最大，可使溫度計(jì)具有出乎意料的良好結(jié)果。該溫度計(jì)可連續(xù)測量溫度，并實(shí)時(shí)地自動(dòng)校正發(fā)出的溫度信號。由于是柔性的，該溫度計(jì)可以應(yīng)用到與體內(nèi)溫度有固定關(guān)系的身體部位，優(yōu)選的是腋窩。在一個(gè)實(shí)施方案中，溫度計(jì)傳感器點(diǎn)的直徑約1.2-1.3毫米、深約0.17-0.18毫米。傳感器點(diǎn)安置在相對薄的基片中，即厚度為約0.25毫米的基片中。本發(fā)明還涉及通過將溫度計(jì)應(yīng)用到與病人的體內(nèi)溫度有固定關(guān)系的身體部位(如腋窩)來連續(xù)測量病人體溫的方法。
本發(fā)明的詳細(xì)說明本發(fā)明涉及適合醫(yī)用的自動(dòng)校正液晶溫度計(jì)，它能產(chǎn)生體內(nèi)溫度的實(shí)時(shí)信號。該溫度計(jì)包括有第一個(gè)面和第二個(gè)面的雙面柔性基片。第一個(gè)面有幾個(gè)放有液晶組合物的穴，以界定幾個(gè)傳感器點(diǎn)。在第一個(gè)面上有覆蓋層，在基片的第二個(gè)面上放了壓敏粘合劑。使傳感器點(diǎn)表面積與基片厚度比最大，例如，傳感器點(diǎn)的直徑優(yōu)選地是基片厚度的約五倍。具有這些結(jié)構(gòu)特征的溫度計(jì)，可獲得出乎意料的良好結(jié)果，它能產(chǎn)生連續(xù)的和自動(dòng)校正的溫度測量信號。
參看圖1A，該圖表示部分本發(fā)明溫度計(jì)的剖開橫截面圖，它包括例如傳感器點(diǎn)、裝滿液晶組合物的穴。溫度計(jì)將包括多個(gè)這樣的點(diǎn)，優(yōu)選地如圖3A-4B所示的矩陣排成。載體層或柔性基片1有第一個(gè)面7和第二個(gè)面8。模壓基體，使其形成凹陷處或穴2，其中放有液晶組合物3。然后用透明覆蓋層4封住模壓穴或凹陷處2，在未模壓的區(qū)域5上，即在沒有穴的基片區(qū)域上，將覆蓋層4熱封在基體1上。優(yōu)選地，當(dāng)組合物放在槽中時(shí)，該組合物占據(jù)了穴容積的約50-90％。圖1A中表示了該組合物占據(jù)了100％的穴，當(dāng)氦注入穴中，以取代穴中的空氣時(shí)，氦滲透通過覆蓋層(下面將進(jìn)一步描述)?？稍诨?的下面8上進(jìn)行圖3A、3B、4A和4B中表示的印刷(下面將進(jìn)一步描述)。另外，可在溫度計(jì)區(qū)域(參見圖2、3A-4B)中基片1的下面涂一層黑色顏料(未繪出)，以使液晶組合物的顏色更易看清楚。這種背面印刷可防止液晶與油墨可能發(fā)生的不利反應(yīng)。
與以前的溫度計(jì)不同，這種溫度計(jì)有一層壓敏粘合劑10直接涂到載體層的下面8上。合適這種應(yīng)用的壓敏粘合劑在接觸人體皮膚時(shí)應(yīng)該是舒適的、對皮膚有足夠的粘著性、低變應(yīng)原性的、不含任何天然膠乳、并且設(shè)計(jì)成可與人體皮膚保持持久接觸。具有這些特性的粘合劑包括3M的9879和1522、Avery Dennison的MED 600和Flexcon的DermaFLEXTT200 H-575 84 D/F PFT。有利地在溫度計(jì)的其他部分生產(chǎn)之后，例如在生產(chǎn)后步驟中涂該粘合劑層10。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在溫度計(jì)和所測量溫度的人體皮膚之間的粘附性有改進(jìn)。這種改進(jìn)是由多種因素造成的，其中包括所使用的粘合劑、與以前設(shè)備相比的溫度計(jì)的較大表面積、以及更薄的結(jié)構(gòu)(這使得溫度計(jì)不太可能從皮膚上脫落)。圖1B表示了圖1A傳感器的橫截面圖，帶有生產(chǎn)后粘合劑和貼到溫度計(jì)下面的醫(yī)用膠帶。在粘合劑層10之后，可以貼白色聚丙烯(PP)薄膜12，優(yōu)選地約10毫米。然后往PP薄膜12上貼醫(yī)用帶14。醫(yī)用帶14可以由3M醫(yī)用帶構(gòu)成，3M醫(yī)用帶有第一層粘合劑14a(厚度～0.04毫米)、載體層14b(厚度～0.08毫米)和第二粘合劑層14c(厚度～0.04毫米)。帶醫(yī)用帶的溫度計(jì)可放在醫(yī)用帶分離襯墊16(厚度～0.11毫米)上；襯墊16可有一個(gè)薄片，其上粘附多個(gè)溫度計(jì)。然后，護(hù)士或其他醫(yī)務(wù)人員可以從襯墊16上取下溫度計(jì)，在病人的皮膚上貼第一粘合劑層14a。
基層或載體層1應(yīng)該滿足許多在這類溫度計(jì)中起作用的特性。含有載體層1的塑料薄膜或?qū)訅浩瑧?yīng)該是透明的，以使背面能夠印成黑色；它應(yīng)該是可模壓達(dá)到深約0.2毫米而不破裂；它應(yīng)該對液晶呈惰性，并且不含有在其加工時(shí)留下的可能會(huì)遷移到液晶或污染液晶的任何殘余低分子物質(zhì)；它應(yīng)該對其他薄的透明惰性塑料薄膜是可熱封的。滿足這些條件的優(yōu)選材料是KODARPETG共聚酯6763材料，它是聚對苯二甲酸乙二醇酯(“PETG”)的透明無定形聚合物，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度為81℃。KODAR是Eastman Kodak公司的注冊商標(biāo)。
上覆蓋層4也應(yīng)該是對液晶呈惰性、透明、與PETG可熱封，并且不合有在加工或接下來的儲(chǔ)存過程中可能遷移到液晶組合物中的任何低分子量組分。有幾種材料滿足這些條件，其中包括PETG 6763的薄片、聚偏二氯乙烯(“PVDC”)涂層聚酯(如DuPont的M44薄膜，其中用含水浮液涂PVDC涂層)，和涂無定形聚酯的聚酯薄膜。通常，因?yàn)猷彵蕉姿峋埘ケ旧聿蝗菀妆粺岱?，所以使用能夠與這些聚酯熱封的聚合物涂該覆蓋層。優(yōu)選地，從水性乳液沉積出可熱封組分，例如PVDC。
現(xiàn)在參見圖2，它表示沿圖3A線2-2的本發(fā)明溫度計(jì)的橫截面圖。圖3A和3B表示兩個(gè)溫度計(jì)實(shí)施方案的俯視圖，圖3A表示攝氏溫度的溫度標(biāo)度，圖3B表示華氏溫度的溫度標(biāo)度。圖4A和4B表示兩個(gè)溫度計(jì)實(shí)施方案的另一俯視圖，圖4A表示攝氏溫度的溫度標(biāo)度，圖4B表示華氏溫度的溫度標(biāo)度。在圖4A和圖4B中，傳感器穴由十字線代表，盡管它們通常是基本圓形或圓柱形。
對于本發(fā)明的溫度計(jì)，令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，通過使傳感器表面積與基片厚度的比最大，可得到自動(dòng)校正的溫度計(jì)。增加傳感器表面積和減少基片厚度的作用在于增強(qiáng)了機(jī)械干擾，引起亞穩(wěn)定傳感器迅速變換。具有這里所描述的結(jié)構(gòu)特征組合，溫度計(jì)的性能發(fā)生了變化，以致它能準(zhǔn)確地跟蹤并系統(tǒng)地校正表面溫度(與峰值讀取的溫度計(jì)相反)。溫度計(jì)總體結(jié)構(gòu)不如以前的溫度計(jì)堅(jiān)硬，并為更薄、表面積更大。該溫度計(jì)各個(gè)傳感器對微小機(jī)械擾動(dòng)比以前溫度計(jì)傳感器更敏感。例如，當(dāng)本發(fā)明溫度計(jì)放在腋窩下時(shí)，身體的輕微移動(dòng)會(huì)刺激這些以前已經(jīng)變色的傳感器，但這些傳感器具有比體表更高的轉(zhuǎn)化溫度，因此自然地返回到液晶狀態(tài)。當(dāng)手臂抬高以讀取溫度計(jì)時(shí)，暴露在較涼的空氣下也不會(huì)改變讀數(shù)。這導(dǎo)致溫度計(jì)的溫度讀數(shù)連續(xù)且自動(dòng)校正。這些溫度計(jì)的準(zhǔn)確度是約±0.2°F或約±0.1℃。
現(xiàn)在參考圖1、2、3A-3B和4A-4B描述本發(fā)明溫度計(jì)的優(yōu)選尺寸。穴6(圖1A和2)的直徑優(yōu)選地是約1.25-1.3毫米。這比過去的溫度計(jì)有所增加，過去的溫度計(jì)的穴直徑為約0.75毫米。井D(圖1B)的深度優(yōu)選地是約0.17-0.18毫米，這也比以前的溫度計(jì)有所增加，過去的溫度計(jì)的井深約0.10毫米。過去的溫度計(jì)的厚度為約0.31毫米相反，該基片T(圖1A)的厚度為約0.25毫米。因此，穴的直徑(1.25毫米)優(yōu)選地是基片厚度(0.25毫米)的五倍或更多；換句話說，基片厚度是穴直徑的約20％或更少?；穸仁茄ㄉ畹募s1.4-1.5倍；或者換句話說，穴深是基片厚度的約70％。典型地，溫度計(jì)的寬9(圖3B)為約32毫米或者約1.25-1.275英寸。
區(qū)域F(圖2)的大小(這里裝有傳感器點(diǎn))和傳感器的數(shù)量取決于使用攝氏溫標(biāo)還是使用華氏溫標(biāo)。通常，區(qū)域F可以是約14-15毫米長，穴的行與列分隔排列，其中心與中心之間的間距18是約1.7-1.8毫米(圖2、圖3A)。更特別地，當(dāng)使用攝氏溫標(biāo)時(shí)(圖3A)，區(qū)域?qū)?Fwc)為約22毫米，區(qū)域高(Fhc)為約8毫米。當(dāng)使用華氏溫標(biāo)時(shí)(圖3B)，區(qū)域?qū)?Fwf)約為12毫米，區(qū)域高(Fhf)為約24毫米。攝氏溫標(biāo)(圖3A和4A)為35.0-41.9攝氏度。華氏溫標(biāo)(圖3B和4B)為94-104.8華氏度。通過包含有適當(dāng)液晶組合物的另外的傳感器，可將兩端的刻度擴(kuò)展，用于不尋常的情況，例如溫度過低的情況。
每行穴代表溫度一度的變化。這列穴頂端的數(shù)字表示列與列之間度數(shù)變化為0.1。因此，圖3A表示溫度讀數(shù)為36.4攝氏度，圖3B表示溫度讀數(shù)為98.6華氏度。為便于讀取，印刷的文字高為約1.14毫米。如可看到的那樣，華氏溫度計(jì)上有55個(gè)傳感器點(diǎn)，攝氏溫度計(jì)上有70個(gè)傳感器點(diǎn)。在圖4A和圖4B中還能看到，溫度計(jì)可具有美觀的形狀，例如心形，它的上面印有兒童喜愛的符號或圖案。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這些設(shè)計(jì)是很有用的，特別是為幼兒量體溫時(shí)更是如此，因?yàn)樗鼈兛梢詼p少將溫度計(jì)貼到皮膚上時(shí)兒童所產(chǎn)生的抗拒情況。
該溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)具有許多優(yōu)點(diǎn)。如上所述，它可以實(shí)時(shí)測量體內(nèi)溫度。另外，改進(jìn)了該溫度計(jì)與皮膚的粘著。該溫度計(jì)比過去的溫度計(jì)易于讀取，由于傳感器點(diǎn)表面積更大，不用從病人皮膚上取走溫度計(jì)就能獲得讀數(shù)。例如，護(hù)士或其他醫(yī)務(wù)人員可在一天的早些時(shí)候?qū)囟扔?jì)放在病人的皮膚上，然后一整天連續(xù)地監(jiān)測溫度，獲得實(shí)時(shí)測量值，不需重置溫度計(jì)或把它從病人身體上取走。更薄的結(jié)構(gòu)使溫度計(jì)用到身體上時(shí)更舒適，還不可能脫落。該溫度計(jì)可用于病人，并留在適當(dāng)?shù)奈恢脦仔r(shí)直到48小時(shí)。在測量溫度時(shí)很少干擾病人。由于傳感器點(diǎn)的表面積增加、基片更薄，因而響應(yīng)時(shí)間更短。
可以用’317專利描述的液晶組合物作為填滿傳感器穴2(圖1A)的組合物3。另外，人們已發(fā)現(xiàn)，在液晶組合物中使用抗氧化劑，優(yōu)選地是少量(～500ppm)2,6-雙(1,1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚(BHT)，對提高液晶組合物的穩(wěn)定性是有利的。
可以與液晶體系聯(lián)系起來使用術(shù)語第一種和第二種顏色時(shí)，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)意識到是指可感覺到的顏色。在低于其轉(zhuǎn)化溫度或透明點(diǎn)時(shí)，液晶本身是閃光的，或在黑色背景襯托下呈綠色。在透明點(diǎn)之上時(shí)，液晶有點(diǎn)半透明，在黑色背景的襯托下呈灰色。使用加了改變體系顏色響應(yīng)的染料或其他物質(zhì)的液晶體系是在本發(fā)明范圍內(nèi)。
本發(fā)明溫度計(jì)可重復(fù)使用。在醫(yī)院環(huán)境中，它作為一次性使用品，更易被人們所接受，例如，它可用于一個(gè)病人，連續(xù)測量其體溫，然后棄去不再用于另一病人。在一個(gè)實(shí)施方案中，為保證無菌狀態(tài)，溫度計(jì)可密封在一種能打開的袋子中。
下面描述本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案。
優(yōu)選的基片是厚度0.13毫米的KODARPETG共聚酯。該材料一面印成黑色。黑色背景吸收了不被液晶反射的光的組分。取決于要求的是攝氏溫標(biāo)還是華氏溫標(biāo)，印刷層壓薄片模壓成約55或70個(gè)圓柱狀穴。每個(gè)穴直徑為1.25毫米，深為0.18毫米。其次，按照’317說明，約30-50微克的55或70種不同液晶組合物(取決于穴的數(shù)量)放在每個(gè)槽中。填充步驟之后，厚度0.013毫米的以DuPont的M44,PVDC涂敷的聚酯的覆蓋薄膜，跨過封裝液晶傳感器的模壓區(qū)域之間的平臺區(qū)域熱封到PETG上。具有如圖3A-3B所示形狀的各個(gè)溫度計(jì)可用鋼沖模從一卷上剪下。
可用適合的微量裝填設(shè)備進(jìn)行填充步驟。本文引用的美國專利3,810,779公開了合適的填充系統(tǒng)。該填充系統(tǒng)通過重力加料進(jìn)行操作?？紤]到液晶化學(xué)制品的高粘度，對化學(xué)制品貯存容器加壓的’779系統(tǒng)改進(jìn)方案是優(yōu)選的。1-3磅/平方英寸(約50-150乇)是足夠的。壓力控制得越精確，裝填過程由貯存容器中化學(xué)制品的量的影響就越小。在一個(gè)實(shí)施方案中，貯存容器包括皮下注射器，它的活塞已被取走，往其注射器施用在控制壓力下的空氣源。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員認(rèn)識到，為了使施加到注射器體的壓力保持在預(yù)定的壓力范圍內(nèi)，應(yīng)該使用質(zhì)量良好的壓力調(diào)節(jié)器，如靈敏度為+5乇、漂移小于5乇的壓力調(diào)節(jié)器。在化學(xué)制品是液晶組合物的情況下，加熱既不是必需的也不是優(yōu)選的，因?yàn)殚L期接觸高溫將降低化學(xué)制品的品質(zhì)。
當(dāng)用作口腔或腋窩測量溫度的體溫計(jì)時(shí)，’317專利的液晶組合物可以經(jīng)受的溫度為約35-41℃。當(dāng)從熱源地點(diǎn)取出時(shí)，溫度計(jì)通常被拿到約20℃室溫中。因蒸發(fā)冷卻而增強(qiáng)了這種熱沖擊，溫差增加高達(dá)5℃。在這些情況下，從焦點(diǎn)圓錐狀到液晶狀的迅速反轉(zhuǎn)花約20秒。
可利用這一現(xiàn)象進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測體溫。37℃作為“正常”體溫，甚至在發(fā)燒時(shí)體溫波動(dòng)很少有4℃。當(dāng)本發(fā)明的體溫計(jì)用到適當(dāng)?shù)娜梭w部位測量體溫時(shí)，它會(huì)讀取實(shí)時(shí)體溫，并且根據(jù)體溫變化自動(dòng)調(diào)整。與基于’317專利的以前溫度計(jì)不同，它不需要人工調(diào)整，例如通過加壓，使溫度從峰值溫度回復(fù)到熱源的實(shí)時(shí)溫度。
溫度計(jì)可在腋窩處使用。對兒童來說，在腋窩處使用是非常有利的，盡管對新生兒來說還可應(yīng)用到在肝臟上的腹部，或被認(rèn)為是接近體內(nèi)溫度的其他身體部位。護(hù)理病人的護(hù)士可以把溫度計(jì)放在病人身上，然后在原位任何時(shí)間讀取溫度信號，以獲得準(zhǔn)確的體內(nèi)溫度測量值。為了得到準(zhǔn)確的測量值，溫度計(jì)不必從病人身體上取下，也不必清除以前的信號。
通常，制備溫度計(jì)的程序如下將一種制得的含有PETG的薄片送到溫度計(jì)生產(chǎn)線的模壓臺，其PETG下面印有溫度計(jì)刻度，并用保護(hù)性聚丙烯薄膜覆蓋。模壓后，薄片移動(dòng)到填充臺，在那里液晶組合物裝入模壓好的穴中。之后，將薄片送到熱封輥隙，在那里薄片與覆蓋層融合，其覆蓋層則被熱封到薄片上。溫度計(jì)薄片離開輥隙，覆蓋層在該區(qū)域與薄片粘合，從而將液晶組合物密封在穴中。然后密封的溫度計(jì)結(jié)構(gòu)經(jīng)冷卻，接著沖切成所要求的形狀。對于速度約6厘米/秒的生產(chǎn)線來說，加熱輥表面溫度約134℃，足以完成密封。
盡管氦比空氣輕，還是令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，通過將氦氣流導(dǎo)入用于將覆蓋層熱封到基片的輥隙中，可以向溫度計(jì)穴中加入氦。將覆蓋層密封到基片的常規(guī)方法是將具有以化學(xué)制品裝滿的穴的模壓基片和覆蓋層通過一對輥隙，其中一個(gè)輥是加熱的。
現(xiàn)在參看圖5，有穴(未繪出)已經(jīng)添加了液晶組合物(未繪出)的模壓薄片51，穿過由加熱輥53和壓力輥54構(gòu)成的輥隙52。溫度計(jì)在薄片上排列，以致其較長尺寸的邊平行于輥的旋轉(zhuǎn)軸。聚酯和PVDC層壓薄片覆蓋層55繞著部分加熱輥53穿過引導(dǎo)輥56，進(jìn)入輥隙52。含有PETG的薄片51，通過覆蓋層55的PVDC層熔化而密封到覆蓋層55。覆蓋層55進(jìn)入輥隙52，覆蓋層層壓薄片55的PVDC面與薄片51的PETG層并列。由于熱封溫度是約134℃，覆蓋層層壓薄片的聚酯層不會(huì)被加熱輥53熔化。然后密封的薄片62穿過冷卻輥(未繪出)，它在溫度計(jì)繞進(jìn)輥里之前冷卻溫度計(jì)，密封薄片轉(zhuǎn)移到?jīng)_孔模臺(未繪出)，進(jìn)行粘合劑轉(zhuǎn)移，并由薄片上沖出單個(gè)溫度計(jì)。冷卻輥受到驅(qū)動(dòng)，拉著薄片51和覆蓋層55穿過輥隙52。壓力輥施加的壓力不能大到壓碎穴。通常，在用于使壓力輥對著加熱輥的活塞上施加的壓力約50磅氣壓是足夠的。
在往穴加入氦的情況下，氦氣源57的氦氣流65進(jìn)入噴嘴58，噴嘴58引導(dǎo)著氦流65直接進(jìn)入輥隙52中。在這樣操作過程中，氦氣將空氣從穴里沖出(未繪出)，并充滿了槽。氦氣從槽擴(kuò)散出來需約20-30分鐘。因此，盡管穴最初充填約50-90％，在氦處理之后，其中不會(huì)再有任何殘存空氣穴(參見圖1A)。這樣就沖出了單個(gè)溫度計(jì)。
應(yīng)該理解，這里描述的實(shí)施方案只是舉例性的，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不違反本發(fā)明精神和范圍的情況下，進(jìn)行改動(dòng)和修改。所有這些改動(dòng)和修改都包括在所附的權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種適用于測量病人體溫的醫(yī)用液晶溫度計(jì)，該溫度計(jì)包括具有一定厚度、第一個(gè)面和第二個(gè)面的雙面柔性基片，第一個(gè)面有至少一個(gè)在其中形成的穴；在該至少一個(gè)穴中裝有一種液晶組合物，并且占據(jù)了至少約50％穴體積，其中液晶組合物在室溫下產(chǎn)生第一種有色狀態(tài)，在待測量病人身體一個(gè)部位的溫度時(shí)產(chǎn)生第二種有色狀態(tài)；覆蓋層密封在第一個(gè)面上，形成在該至少一個(gè)穴中裝有液晶組合物的密閉空間，以界定至少一個(gè)傳感器點(diǎn)，其中傳感器點(diǎn)的表面積與基體的厚度相比足夠大，以致當(dāng)基片的第二個(gè)面貼到身體的一個(gè)部位時(shí)，該至少一個(gè)傳感器點(diǎn)會(huì)自動(dòng)反應(yīng)該部位的溫度變化。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度計(jì)，該溫度計(jì)還包括在基片第二個(gè)面上的壓敏粘合劑。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度計(jì)，其中該至少一個(gè)穴的直徑為基片厚度約5倍。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫度計(jì)，其中基片的厚度為約0.25毫米或更小，并且該至少一個(gè)穴的直徑為至少約1.25毫米。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度計(jì)，其中穴的深度為基片厚度的約70％。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度計(jì)，其中穴的深度為約0.17毫米或更大，基片的厚度為約0.25毫米或更小。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度計(jì)，其中基片的第一個(gè)面中有多個(gè)穴，并排列成矩陣，多個(gè)穴中每一個(gè)穴里都裝有液晶組合物，多個(gè)穴中每一個(gè)穴上面封有覆蓋層，界定排成矩陣的多個(gè)傳感器布點(diǎn)。
8．根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度計(jì)，該溫度計(jì)還包括在壓敏粘合劑上面涂的一層聚丙烯。
9．根據(jù)權(quán)利要求8所述的溫度計(jì)，該溫度計(jì)還包括在聚丙烯層上面貼的雙面醫(yī)用帶，以及貼到醫(yī)用帶上的醫(yī)用帶分離襯墊。
10．一種適用于測量病人體溫的醫(yī)用液晶溫度計(jì)，該溫度計(jì)包括具有一定厚度、第一個(gè)面和第二個(gè)面的雙面柔性基片，第一個(gè)面有多個(gè)在其中形成的穴，并排列成矩陣；多種液晶組合物，多個(gè)穴中的每個(gè)穴都裝有多種液晶組合物中的一種組合物，并且占據(jù)多個(gè)穴中每個(gè)穴體積的至少約50％，其中每一種液晶組合物在室溫下產(chǎn)生第一種有色狀態(tài)，在待測的溫度時(shí)產(chǎn)生第二種有色狀態(tài)；密封在第一個(gè)面的覆蓋層，形成在多個(gè)穴中裝有多種液晶組合物的密閉空間，以界定多個(gè)傳感器布點(diǎn)；和在基片的第二個(gè)面上有壓敏粘合劑；其中基片的厚度足夠小，以致基片的第二個(gè)面粘著到代表體內(nèi)溫度的病人身體的一個(gè)部位上，多個(gè)傳感器點(diǎn)的各個(gè)點(diǎn)的表面積與基片的厚度相比足夠大，一個(gè)或多個(gè)傳感器點(diǎn)會(huì)自動(dòng)反應(yīng)病人身體的溫度變化，以致可以進(jìn)行體溫的連續(xù)測量。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的溫度計(jì)，其中人體部位包括病人的腋窩，并且使基片保持其上至多48小時(shí)。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的溫度計(jì)，其中基片厚度為多個(gè)穴中每一個(gè)穴直徑的約20％或更小，各個(gè)穴的深度是基片厚度的約70％或更大。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的溫度計(jì)，其中(a)基片的厚度為約0.25毫米和(b)多個(gè)穴中每一個(gè)穴的深度為約0.17-0.18毫米，直徑為約1.2-1.3毫米。
14．根據(jù)權(quán)利要求10所述的溫度計(jì)，其中多個(gè)穴提供的測量范圍是35.0-41.9攝氏度，分辨率為0.1攝氏度。
15．根據(jù)權(quán)利要求10所述的溫度計(jì)，其中多個(gè)穴提供的測量范圍是94.0-104.8華氏度，分辨率為0.2華氏度。
16．一種連續(xù)測量病人體溫的方法，該方法包括提供權(quán)利要求1所述的溫度計(jì)；將溫度計(jì)放在與病人體溫有固定關(guān)系的身體部位；把溫度計(jì)留在身體部位適當(dāng)位置達(dá)至多48小時(shí)；通過觀察至少一個(gè)傳感器點(diǎn)對身體部位溫度變化的響應(yīng)，監(jiān)測病人的溫度。
17．根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中身體部位包括腋窩。
全文摘要
公開了一種能夠產(chǎn)生實(shí)時(shí)體溫信號的自動(dòng)校正溫度的溫度計(jì)。該溫度計(jì)包括有第一個(gè)面(7)和第二個(gè)面(8)的雙面柔性基片(1)。第一個(gè)面有多個(gè)穴(2)和在這些穴中有液晶組合物(3),以界定多個(gè)傳感器布點(diǎn)。覆蓋層(4)置于第一個(gè)面(7)上,壓敏粘合劑(10)置于基片(1)第二個(gè)面(8)上。使用本發(fā)明結(jié)構(gòu)特征,可使傳感器表面積與基片厚度的比最大,從而提供一種具有預(yù)料不到的良好結(jié)果的溫度計(jì),其中能夠產(chǎn)生隨體溫變化可自動(dòng)校正的連續(xù)溫度測量。
文檔編號G01K11/12GK1314994SQ99810098
公開日2001年9月26日 申請日期1999年6月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月26日
發(fā)明者R·J·維通斯基, J·W·斯卡蘭蒂諾 申請人:醫(yī)療指示器公司