人體核心溫度是一項(xiàng)重要的人體生理參數(shù),與人類的新陳代謝具有密不可分的關(guān)系。目前核心溫度的檢測(cè)主要包括血液溫度、膀胱溫度等幾種有創(chuàng)方式以及直腸溫度、鼓膜溫度、舌下溫度、檢測(cè)等幾種無創(chuàng)方式。有創(chuàng)檢測(cè)方式會(huì)給被測(cè)者帶來一定創(chuàng)傷,無創(chuàng)檢測(cè)方式存在非連續(xù)檢測(cè)、準(zhǔn)確度不高等問題。首先,本文基于單通道熱流原理,設(shè)計(jì)了用于核心溫度無創(chuàng)檢測(cè)的單通道熱流傳感器,并基于COMSOL平臺(tái)建立了有限元模型,針對(duì)環(huán)境溫度、人體組織特性、結(jié)構(gòu)幾何尺寸以及材料熱物性等參數(shù)對(duì)傳感器測(cè)量精度的影響進(jìn)行了仿真分析。接著,論文設(shè)計(jì)了溫度傳感器測(cè)量接口系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換、核心溫度的估算及顯示。為了驗(yàn)證上述測(cè)量系統(tǒng)的有效性,進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)探究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在35℃～41℃范圍內(nèi),核心溫度估算值誤差均在±0.1℃內(nèi)。最后,為驗(yàn)證本系統(tǒng)人體核心溫度實(shí)際測(cè)量的有效性,與高精度耳溫槍測(cè)得的鼓膜溫度進(jìn)行對(duì)比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:1)采集22名實(shí)驗(yàn)對(duì)象,每組測(cè)量時(shí)間1小時(shí),兩種方法的測(cè)量結(jié)果無顯著性差異;2)采集2名實(shí)驗(yàn)對(duì)象,每組測(cè)量時(shí)間24小時(shí),觀察核心溫度晝夜變化的生物節(jié)律,兩種測(cè)量結(jié)果變化趨勢(shì)具有高度的相關(guān)性及一致性。上述測(cè)量系統(tǒng)較好地解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的非連續(xù)檢測(cè)、準(zhǔn)確度不高等問題。本文研究的成果為高精度、便攜式、小型化的核心溫度無創(chuàng)連續(xù)檢測(cè)系統(tǒng)的研究奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH776
【部分圖文】：

圖１－２膠囊式腸胃道測(cè)溫系統(tǒng)示意圖??１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｇａｓｔｒｏｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ｓｙｓｔｅｍ．??共振測(cè)溫法??信號(hào)與溫度具有一定的關(guān)系，如果測(cè)出了變化的磁共振信號(hào)，便組織溫度的變化，這就是磁共振測(cè)溫法的原理。磁共振信號(hào)包含的漂移（ＰＲＦ）、分子擴(kuò)散系數(shù)Ｄ以及縱向弛豫時(shí)間Ｔ１。相應(yīng)本方法。目前，測(cè)分子擴(kuò)散系數(shù)Ｄ的方法已經(jīng)很少用到了，測(cè)漂移（ＰＲＦ）法在低場(chǎng)ＭＲＩ中應(yīng)用比較困難，比較常用的方法時(shí)間Ｔｌ。ＭＯ－Ｔ１方法利用平衡磁化強(qiáng)度ＭＯ與溫度的關(guān)系增強(qiáng)了感度，該方法被較多地應(yīng)用Ｉ１３！。相關(guān)學(xué)者研究表明測(cè)量精度但是，整個(gè)測(cè)溫裝置非常復(fù)雜，價(jià)格高昂。??

２．３．導(dǎo)熱微分方程??在一個(gè)三維體系中，僅以導(dǎo)熱方式進(jìn)行傳熱，在任意一點(diǎn)ｐ處，取一矩形六??面微元體，各邊長(zhǎng)為Ａｊｃ，?Ａ少，Ａｚ，如圖２－２所示：??ＡＶ?＝?ＡｘＡｙＡｚ?（２－５）??ｔ‘ＡＶ??＾?Ｌｈ?？?Ｖ??ｑ＇?＞?ｉ?＾人．、，??，ｔ?／—丨—ｌｘ??１Ｚ．?，?ｔ??ｏ??ｘ??圖２－２直角坐標(biāo)系中微元體導(dǎo)熱示意圖??Ｆｉｇ．?２－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｅａｔ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍｉｃｒｏｅｌｅｍｅｎｔ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ??ｓｙｓｔｅｍ．??設(shè)：①義是固體的導(dǎo)熱系數(shù)，ｐ是固體的密度，ｃ是固體的比熱（各參數(shù)各??向同性，均為常數(shù)）；②傳熱體系中沒有熱源。那么，對(duì)于三維不穩(wěn)定導(dǎo)熱體系，??１１??

?３．１．２單通道熱流傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)??根據(jù)２．４節(jié)單通道熱流的基本原理設(shè)計(jì)了單通道熱流傳感器結(jié)構(gòu)，采用圓柱??體對(duì)稱結(jié)構(gòu)，主要包括外層隔熱罩和內(nèi)部傳熱體，圖３－２是單通道熱流傳感器結(jié)??構(gòu)的剖面圖。??…．……７士丨祕(mì)項(xiàng)??傳熱休／?／??／Ｒ］＾?：?：?：?：／：：：??■?ｆ??熱敏電阻知線??圖３－２單通道熱流傳感器結(jié)構(gòu)剖面圖??Ｆｉｇ．?３－２?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｓｉｎｇｌｅ?ｈｅａｔ?ｆｌｕｘ?ｓｅｎｓｏｒ．??由于傳熱體與人體皮膚直接接觸，所以傳熱體材料不僅要滿足基本的性能要??求，還要兼顧舒適度和安全性。傳熱體內(nèi)部嵌入熱敏電阻Ｒ１與Ｒ２，熱敏電阻??Ｒ１用于測(cè)量皮膚表面的溫度，熱敏電阻Ｒ２用于測(cè)量傳熱體內(nèi)部與Ｒ１相隔一定??距離處的溫度。設(shè)計(jì)隔熱覃的目的是減弱環(huán)境溫度波動(dòng)對(duì)傳熱體內(nèi)部熱穩(wěn)態(tài)的干??１９??
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