垂直醫藥領域“創意-發明-轉化”的一站式服務平台

秋風乍起，一天之中溫差巨大。從炎熱的夏季驟然轉入涼爽的初秋，一不留神我們就容易被感冒風寒所擊倒。當我們生病時，我們通常做的第一件事就是用溫度計測量體溫。其實，測量一個人的溫度也是一個完整的臨床檢查的初始部分。

随着科學技術的發展，溫度計的形式也與幾十年前相比發生了很大變化。溫度計的選擇越來越多，從其測量原理到使用範圍，溫度計呈現出愈加細分及個性化的趨勢，人們得以通過檢測體溫這一簡單數據掌握自身健康情況。而故事的一切，始于16世紀。

要講體溫計的發明，離不開溫度計的問世。溫度計是西方近代科學革命的産物。伽利略首先發明了一種利用空氣熱脹冷縮原理的氣體溫度計，其由玻璃圓筒、透明液體及不同密度的重物構成。當溫度改變時，液體的密度會随之改變，使得懸浮的重物上下移動，直到與周圍的液體密度相等。

伽利略發明的溫度計

1654年，伽利略的學生福迪南用酒精代替水柱，并将另一端也封閉起來。三年後，意大利人阿克德米亞選擇以水銀替代了酒精。而我們更熟悉的水銀溫度計則是由華倫海特于1714年發明。

水銀溫度計末端水銀球随測量位有不同形狀和大小，水銀受熱膨脹，升高的度數依受熱程度而定。水銀柱與水銀球連接的上端輕微狹窄，防止水銀倒流至球中，這也是體溫計使用後水銀柱不會自動下降的原因，需快速甩動水銀才會下降至球内。

後來常見的水銀溫度計

但因為水銀的凝固點為零下39度，因此無法測量更低的溫度。以我國内蒙古地區為例，冬日最低溫可低至零下50多度，這種情況下隻能轉而使用酒精溫度計。

水銀溫度計價格低廉，測量準确度高，更重要的是它不怕壞、不怕丢，同時易于清洗和消毒。這些優點使得水銀體溫計在過去幾十年中一直備受青睐，成為家庭和醫院的不二選擇，也成為我們70、80、90後小孩集體記憶中一抹共同的色彩。

搪瓷缸子酸梅湯

而現在，如果你稍有留心就會發現，水銀溫度計正在逐漸消失：能夠買到水銀溫度計的藥房越來越少，而在各大綜合性醫院以及專科醫院中，水銀體溫計也逐步被電子體溫計取代。

原因是多方面的，水銀體溫計的測溫時間較長，易破碎，且最重要的是存在重金屬汞中毒的風險。因此我國從2016年已經開始逐步淘汰水銀溫度計，世界衛生組織也發出倡議2020年全球棄用水銀體溫計。

電子體溫計逐漸占據了更高的市場份額。而紅外線耳溫槍、額溫槍等很多種類的新型測體溫裝置也正被越來越多的應用在日常生活中。那麼面對如此多的選擇，我們應該如何挑選出最适合自己的體溫計呢？今天這篇文章就從以下幾個角度分析這些體溫計的不同，以及在該領域的專利技術改良趨勢。

先我們需要明确的是，任何一種類型的體溫計，所得測量數據都是沒有問題的。但由于不同體溫計對于操作上的要求不同，同時測量部位的體溫也不盡相同，因此會造成所得測量數據之間出現差異的情況。

從原理上來說，水銀體溫計等液體體溫計利用的是液體的熱脹冷縮規律。電子體溫計利用某些物質的物理參數，如電阻、電壓、電流等，與環境溫度之間存在的确定關系，将體溫以數字的形式顯示。其具有讀數方便、不含汞及對人體無害等優點，但其測量精度與所采用的電子元件息息相關。

電子體溫計

耳溫槍和額溫槍主要依靠傳感器接收人體的紅外線來判斷體溫。耳溫槍的工作原理是使用熱電堆傳感器，主要是紅外線傳感器，檢測人體耳膜的遠紅外6-15μm的輻射強度。該輻射強度與熱電堆本身的溫度有關，因此需要通過計算輻射強度與所使用熱電堆本身溫度間的關系來得到被測物的溫度。額溫槍與耳溫槍原理相同，但由于量測部位不同，故而其輻射率與口溫補償值不同。

在理想狀态下，耳溫槍和額溫槍的測量結果應該是準确的，但在實際使用過程中，許多消費者反映自己得到的測量結果并不準确，或者不具有重複性。這讓許多人對耳溫槍和額溫槍的測量準确度産生了懷疑。

實際上，這兩種測量方式本身的精度并沒有問題，但是由于會受到室溫、皮膚幹燥程度等的影響，它們對操作者有一定的技術要求，且所得測量結果準确程度會随測量次數的增加而呈現下降趨勢。例如耳溫槍本身會影響耳道的溫度，如果短時間内多次反複測量，會對測量結果的準确性造成影響。

耳溫槍與額溫槍

依據體溫計種類的不同，國家推薦性标準中的最大允許誤差值也有所不同。

體溫計允許誤差值

不同的溫度計的最佳測量部位不同，可以說近幾年興起的耳溫槍及額溫槍正是由于其改變了傳統的口腔舌頭、腋下及肛門直腸等測量部位，改為耳朵、額頭等更為方便的部位，才引起購買熱潮。

許多新晉父母意外地發現給寶寶測量體溫遠比他們想象中困難得多。由于嬰幼兒大腦對于溫度還無法做到很好的控制，很容易産生高熱。如果忽視嬰兒身體的發熱症狀，可能導緻嬰兒出現高熱驚厥。所以能夠準确的測量孩子體溫也是育兒中很重要的一點。

然而孩子就像是氣球，對一切針狀甚至棒狀物品都充滿了抵觸情緒。同時，電子體溫計置于舌下測量時，孩子有時會不由自主咬到探頭部分，損傷電子元件，進而造成讀數不準确的情況。在這種情況下，耳溫槍和額溫槍就成了更好的選擇。

水銀溫度計盡量不要給小孩兒用

耳溫槍測量的是耳鼓膜溫度，分為可接觸式和非接觸式兩種。接觸式耳溫計測量耳内溫度，每次使用都需戴上耳套，當耳套破裂時需要及時更換。額溫槍若遭到重摔或碰撞極易損壞，同時雖然其測量速度極快但準确性較差，因此更适合人群中快速篩查出異常體溫個體，或快速判斷孩子是否發燒。

需要注意的是耳溫槍插入過淺或存在耳垢都會造成一定誤差。測量時向外拉直耳廓，對準骨膜，堵住外耳道，這樣封閉式測量的體溫才準确。這也是專家建議6個月以下的嬰兒避免采用耳溫槍測量體溫的原因，因為嬰兒們的耳道較短且身體皮膚嬌嫩，有可能被耳溫槍頭誤傷。

日本歐姆龍和德國博朗

這裡選擇大家熟悉的兩個家用健康器械品牌日本歐姆龍和德國博朗進行專利技術分析。

紅外線體溫計的重要問題之一，是在将探頭插入耳孔時，熱從耳孔等發出，經探頭、導波管等傳至紅外線傳感器，紅外線傳感器的輸出不穩定。不能忽視從外殼傳到紅外線傳感器的、周圍環境的熱的不良影響。其它問題包括塵埃等進入到導波管内，降低測定精度。

CN1615793A是歐姆龍所推出的第一款紅外線溫度計。該基本結構盡可能減少了從外部，即耳孔等測量部位，傳到導波管的熱給紅外線傳感器帶來的影響，同時盡量減少環境溫度變化帶來的不利影響，以提高測定溫度準确度。

具體設計包括将導波管的内端與紅外線傳感器的紅外線入射面相接觸，以阻斷從導波管向紅外線傳感器傳熱的狀态支撐着的形式。由于紅外線傳感器以阻斷從導波管傳熱的狀态保持着，所以即使熱從目标傳到了導波管，也能阻止熱從導波管傳到紅外線傳感器。這樣一來，紅外線傳感器就保持在熱穩定狀态下。

歐姆龍的第一款紅外線溫度計

CN107209065B中是一種内部溫度測定裝置和溫差測定模塊。内部溫度測定裝置具有微機電系統(MEMS)器件，該MEMS器件配置于基材上。該專利是針對溫度傳感器模式運算進行改良的技術。其将具有熱電堆的MEMS芯片用于溫差的測定，大幅減小用于測定深部體溫模塊的熱電阻和熱容量，因此能夠以響應性良好的形式測定深部體溫。同時其采用不易受到來自測量者以外人員的熱流影響的内部溫度測定裝置和溫差測定模塊。

内部溫度測定裝置和溫差測定模塊

CN1389713A中的紅外線體溫計利用側頭部分安裝的多個溫度傳感器來推斷體溫計主體和環境溫度狀态，進行适合各種溫度狀态的處理。以輔助溫度傳感器測定熱環境不同部位的溫度，計算這些部位間的熱時間常數，因此準确推斷溫度及主體以及所檢測環境的溫度狀态。

利用多個傳感器檢測環境的溫度狀态

博朗旗下專利CN1287267A中是一種适用于在溫度上穩定的紅外線傳感器和一種使用這種适用于在溫度上穩定的紅外線傳感器的紅外線溫度計。該傳感器的殼具有良好的導熱性能并且與導熱元件相接，同時具有多個紅外線傳感器元件安排成矩陣樣。同時傳感器被直接安排在探頭的前端，可以調節到所要求的溫度。所以在把探頭放進耳道中時，耳道中的熱平衡實際上不受幹擾，這就避免了測量誤差。

博朗旗下帶有紅外傳感器矩陣、能避免誤差的紅外線溫度計

電子體溫計的使用測量部位仍然是口腔舌頭、腋下、肛門直腸。從醫學角度來說，肛門直腸溫度最為穩定和準确，但測量操作時對溫度計插入深度有較高要求，因此一般需要在醫院進行。其次較為準确的是口腔溫度，這也是目前應用較為廣泛的測量方式。多要求測量者将體溫計放于舌下并緊閉嘴唇。腋下測量方式最為方便快捷，但是準确度一般，有汗液或測量者姿勢不正确都會影響實際測量的效果。

歐姆龍在CN101952700A中針對電子體溫計插入腋下或舌下的探頭部位進行了技術改良，針對現有探頭在與人體以外的東西接觸或探頭與手或手指等接觸的情況下會發生誤檢的情況，提出能夠高精度地檢測出測溫部分與被測定部位之間的接觸狀态的電子體溫計。簡而言之就是在探頭部共安裝兩個傳感器，從而判定探頭接觸是否良好并提高精度。

利用探頭兩個傳感器判斷接觸是否良好

答案是肯定的。科技的發展沒有上限，現在也不斷有發明者針對體溫計進行不斷的改良，力求得到更輕便攜帶、操作簡易且測量結果準确的新型體溫計。

例如CN206518547U中提出一種可穿戴智能體溫檢測器，其采用醫療級矽膠材質，為水滴形弧面殼體結構，能夠根據服裝尺寸更換檢測探頭，利用手機終端，實現使用者全天候檢測體溫。

水滴型穿戴智能體溫檢測器

CN203139143U針對嬰幼兒使用提出了一種安撫奶嘴式小兒測溫計，将溫度傳感器放入傳統的安撫奶嘴的膠頭奶嘴結構中，采用口含方式測量嬰兒體溫，且采用锂電池供電，方便更換電池。

安撫奶嘴式小兒測溫計

有數據顯示含汞體溫計從中國醫療市場消失後，将出現高達數億元的電子替代品生存空間。而新型體溫計的發展趨勢必然是向着高精度、高可靠性和長壽命的方向發展。對于消費者來說，這意味着我們很快就能在市場上看到更加輕便、價錢合理且值得信賴的新型體溫計。

責任編輯：Dr發明家服務平台

垂直醫藥領域“創意-發明-轉化”的一站式服務平台