Устройства стандартной термометрии
Классическим способом мониторинга температуры тела человека является способ, который заключается в измерении температуры при помощи обычного термометра за временной интервал. Однако данный способ имеет ограниченное применение в системах длительного мониторинга; например, применительно к грудным детям данный способ также имеет ограничения в использовании в силу физиологических особенностей детского организма.
Известен способ измерения температуры тела, заключающийся в том, что измеряют температуру тела пациента, а полученные данные направляют в блок памяти для дальнейшей компьютерной обработки [10]. Недостатками данного способа являются его сложное воспроизведение и малая информативность для реальных клинических условий, так как он не позволяет реализовать большинство диагностических и лечебных стандартов, в которые входит термометрия.
Известно устройство мониторинга температуры, запатентованное ЗАО «Микроэлектронные датчики и устройства» [11]. Конструктивно устройство представляет собой блок мониторинга температуры (включающий устройство энергонезависимой памяти), который размещается на соответствующем участке тела человека. Монитор измеряет температуру через заданные интервалы времени и направляет полученные данные в устройство энергонезависимой памяти, которое подключатся к персональному компьютеру для последующей обработки данных о температуре. Структурная схема устройства мониторинга температуры представлена на рисунке 3.
1 – датчик температуры; 2 – устройство энергонезависимой памяти; 3 – аналого-цифровой преобразователь; 4 – блок обработки данных; 5 – таймер; 6 – блок синхронизации; 7 – узел двусторонней связи; 8 – согласующее устройство
Рисунок 3 – Схема структурная устройства мониторинга температуры
Устройство мониторинга температуры подключают к персональному компьютеру (через USB порт) через согласующее устройство 8. После подключения через узел двухсторонней связи 7 выполняется тестирование устройства мониторинга температуры, контроль состояния элементов питания и вносятся управляющие данные – интервал измерений, продолжительность цикла измерений, начало времени измерения. Продолжительность цикла измерений возможна до 40 суток с интервалом 1 час. Диапазон измерения температуры с точностью до 0,1 °С может быть выбран из интервала от 15 до 45 °С. Устройство мониторинга температуры позволяет сохранять в устройстве энергонезависимой памяти до 1000 измерений. Затем устройство мониторинга температуры отключают от компьютера и устанавливают на соответствующие участки тела человека. По команде блока синхронизации 6 и таймера 5 начинается измерение температуры с заданным интервалом в течение заданного цикла. Данные измерений через аналого-цифровой преобразователь 3 и блок обработки данных 4 передаются в устройство энергонезависимой памяти 2. После окончания цикла измерений устройство мониторинга температуры по команде блока синхронизации 6 переходит в режим «сна» (низкого энергопотребления). Далее, при повторном подключении устройства мониторинга температуры к компьютеру производится считывание данных о температуре из устройства энергонезависимой памяти 2 через блок обработки данных 4, узел двухсторонней связи 7 и согласующее устройство 8. Затем в компьютере данные сохраняются и анализируются.
Основными преимуществами данного устройства являются:
– представление температурных данных практически с любой точки тела человека, что позволяет оперативно проводить сравнительный динамический анализ температуры различных участков тела;
– простота и удобство использования;
– расширение возможностей термометрии.
Недостатком является отсутствие радиосвязи между устройством пациента и приемником, что ограничивает применение устройства вне стационара.
Также известен термомонитор (авторы Блажис А.К., Бланк М.А., Денисова О.А.) [12], который предназначен для точного измерения показателей температуры, их дальнейшей обработки и анализа. Мониторинг температуры пациента может проводиться в течение длительного интервала времени.
Преимущества изобретения заключаются в повышении качества и удобства измерений; снижении стоимости обследований за счет обеспечения многоточечного и длительного мониторирования температуры пациента автономным измерителем. Недостатком устройства являются низкие функциональные возможности и недостаточная точность.
Структурная схема устройства представлена на рисунке 4.
|
1, 2 – термодатчики; 3 – мультиплексор; 4 – аналого-цифровой преобразователь (АЦП); 5 – счетчик кадров; 6 – блок управления; 7 – запоминающее устройство; 8 – ключ; 9 – таймер; 10 – источник питания
Рисунок 4 – Структурная схема термомонитора
Принцип работы устройства заключается в следующем [12]: таймер 9 отсчитывает заданный временной интервал 12, после чего его выходной сигнал открывает ключ 8, который подает питание по линии а на все обесточенные блоки термомонитора. Этот сигнал запускает генератор импульсов в блоке управления 6. На выходах термодатчиков 1, 2 появляются электрические сигналы, пропорциональные температуре пациента в соответствующей точке. Коды с выхода а через мультиплексор 3 последовательно подключают сигналы с выхода термодатчиков 1, 2 к АЦП 4. Выходные коды АЦП 4 по сигналам запись с выхода блока управления 6 записываются в последовательные ячейки запоминающего устройства 7. После окончания опроса всех термодатчиков (кадра) сигнал переполнения счетчика 5 останавливает генератор импульсов в блоке управления 6, увеличивает на единицу счетчик кадров 5 (старшую часть адреса запоминающего устройства) и выключает ключ 8, снимая питание с соответствующих блоков устройства и переводя его в дежурный режим. После очередного сигнала с таймера 9 процесс приема кадра повторяется, но с записью результатов измерений в другие ячейки памяти.