Пристрій для моніторингу температури тіла біологічних об’єктів

Реферат: Пристрій для моніторингу температури тіла біологічних об'єктів містить два підключені до аналого-цифрового перетворювача термодатчики для вимірювання температури, пристрій сповіщення і програмований мікроконтролер. При цьому термодатчики не синхронізовані один з одним за часом та тактовою частотою аналого-цифрового перетворення. UA 107976 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ МОНІТОРИНГУ ТЕМПЕРАТУРИ ТІЛА БІОЛОГІЧНИХ ОБ'ЄКТІВ UA 107976 U UA 107976 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до медицини та ветеринарії та може бути використана для моніторингу температури тіла людини або тварини у нормі та при різних патологічних змінах, станах та захворюваннях, які супроводжуються локальною або загальною гіпо- або гіпертермією. Точок прикладання моніторингу температури - нескінченна безліч. Немає жодної спеціальності в клінічній медицині, де б не застосовувався динамічний контроль температури. У педіатричній практиці термометрія є одним з важливих показників здоров'я малюка, особливо у дітей новонародженого, грудного та переддошкільного віку. Моніторинг температури тіла відіграє значну роль у диференціальному пошуку та скринінгу пацієнтів, особливо в період епідемій. Моніторинг температури є простою доступною діагностичною процедурою для ефективного контролю перебігу локальних, генералізованих, інфекційних та запальних процесів в організмі, а також контролю відповідної реакції організму на лікувальний вплив. Моніторинг температури тіла протягом тривалого часу дозволяє відстежувати перебіг захворювання у динаміці, ефективність проведеної терапії, а також може використовуватися у науково-дослідних цілях у ході лабораторних, клінічних та інших експериментів. Точність вимірювання середньої температури шкіри зростає зі збільшенням кількості ділянок і частоти вимірювання. Моніторинг температури рекомендований при багатьох захворюваннях внутрішніх органів і систем, у педіатрії, анестезіології, хірургії, інфекційних хворобах, онкологічних захворюваннях, опіках і відмороженнях. Але реаліями сьогоднішнього часу є суттєве підвищення електромагнітного фону сучасного середовища, внаслідок насиченості електромагнітними шумами через розповсюджене використання пацієнтами, відвідувачами та медичним персоналом сучасних мобільних засобів зв'язку та комунікації, бездротових, електронних та дистанційно керованих пристроїв, збільшення загальної комп'ютеризації, велику кількість дротових та Wi-Fi комунікаційних мереж, різноманітність сучасної медичної апаратури, яка використовується з діагностичною, лікувальною та профілактичною метою у медичних установах. Особливо насичені медичною апаратурою реанімаційні, анестезіологічні, діагностичні, кардіологічні, хірургічні та фізіотерапевтичні відділення. Така насиченість електромагнітного фону навколишнього середовища призводить до некоректної роботи, збоїв, затримки та відмови у роботі медичної електронної апаратури, в зв'язку з чим питання її захисту від електромагнітних завад та протидія їм є дуже важливими. Вирішення цієї проблеми можливе декількома шляхами. По-перше, можливе пасивне або активне екранування приладів, але це значно ускладнює схеми пристроїв та суттєво збільшує їх розміри, що призводить до незручності користування. Другий шлях - це екранування приміщення, у якому проводять дослідження, але такий спосіб також не є підручним через обмеження мобільності та свободи пересування пацієнта цим приміщенням. Відомі пристрої для моніторингу температури тіла пацієнта, які автоматично фіксують температуру тіла пацієнта через задані проміжки часу протягом тривалого часу. Відомий спосіб для діагностування клінічного стану пацієнта (патент РФ № 2145483, А61В 5/00, G01К 5/00), який включає вимірювання температури тіла пацієнта в точках, координованих на поверхні тіла, направлення отриманих даних в блок пам'яті для подальшої обробки з метою виявлення патологічних вогнищ всередині тіла пацієнта. При цьому проводять попередній базовий вимір температур точок тіла пацієнта, які порівнюють з поточними значеннями температур, виміряними в тих самих точках і в тій самій послідовності, за даними різниці поточного і базового значень температур будують ізотерми з визначенням координат полюсів цих ізотерм і розраховують глибину залягання патологічного вогнища в тілі пацієнта. Відомий спосіб моніторингу температури тіла людини та пристрій для його виконання (патент РФ № 2344750, А61В 5/00, G01К 5/00). Пристрій містить датчик температури і мікроконтролер, який складається з пристрою енергонезалежної пам'яті, вузла двосторонього зв'язку, блока синхронізації, таймера. Пристрій вимірює температуру через задані інтервали часу і передає отримані дані в енергонезалежну пам'ять мікроконтролера. Відомий пристрій контролю зміни температури тіла (патент України № 10838 U, А61В 10/00, Н05В 1/02), який містить набір датчиків для вимірювання температури, що підключені до аналого-цифрового перетворювача, пристрій сповіщення і програмований мікроконтролер. Загальним недоліком відомих пристроїв та способів моніторингу температури тіла біологічних об'єктів є той факт, що у ході вимірювання температури тіла досить часто виникають некоректні точки - "піки" показань температури, які обумовлені електромагнітними завадами, електромагнітними "шумами" сучасного середовища, які негативно впливають як на роботу 1 UA 107976 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пристрою, так і на достовірність результатів моніторингу температури. У відомих пристроях відсутні системи захисту від електромагнітних перешкод. Як прототип за сукупністю ознак вибрано останній з наведених аналогів. В основу корисної моделі поставлено задачу розробки пристрою для моніторингу температури тіла біологічних об'єктів з підвищеною захищеністю від шумових електромагнітних завад. Вирішення поставленої задачі забезпечується тим, що у пристрою для моніторингу температури тіла біологічних об'єктів, який містить два підключені до аналого-цифрового перетворювача термодатчики для вимірювання температури, пристрій сповіщення і програмований мікроконтролер, згідно з корисною моделлю, термодатчики не синхронізовані один з одним за часом та тактовою частотою аналого-цифрового перетворення. Використання термодатчиків, не синхронізованих один з одним за часом та тактовою частотою аналого-цифрового перетворення сигналу температури, запобігає одночасному впливу електромагнітної завади на процеси обчислення результату вимірювання температури, що обумовлено природою електромагнітних завад, які при великій миттєвій потужності мають малу часову тривалість і часовий зсув процесів аналого-цифрового перетворення в обох термодатчиках виключає одночасний вплив на обидва процеси перетворення. На кресленні наведено блок-схему пристрою для моніторингу температури тіла біологічних об'єктів, де 1 - термодатчик, 2 - пристрій сповіщення при нестандартній ситуації, 3 мікроконтролер, який складається з пристрою енергонезалежної пам'яті 4, вузла двостороннього зв'язку 5, блока синхронізації 6, таймера 7 і другого термодатчика 8. Пристрій для моніторингу температури тіла біологічних об'єктів містить термодатчик 1, пристрій сповіщення при нестандартній ситуації 2, і мікроконтролер 3, який складається з пристрою енергонезалежної пам'яті 4, призначеного для зберігання значень виміряної температури і даних про задані (керуючі) установки, вузол двосторонього зв'язку 5 з персональним комп'ютером, блок синхронізації 6, таймер 7 для встановлення часових інтервалів між вимірами і тривалості циклу вимірювань, другий термодатчик 8, не синхронізований з першим датчиком 1 за часом і тактовою частотою аналого-цифрового перетворення. Робота пристрою здійснюється наступним чином. Пристрій для моніторингу температури тіла біологічних об'єктів підключають до персонального комп'ютера (наприклад, через USB порт), виконують його тестування, проводять контроль стану елементів живлення і вносять керуючі дані - інтервал вимірювань, тривалість циклу вимірювань, початок часу вимірювання, поточну дату та час, температуру порогу сповіщення максимального допустимого підвищення температури, після чого пристрій відключають від комп'ютера. Ділянку шкіри підготовлюють для установки пристрою: видаляють волосся та обезжирюють. Пристрій прикладають до відповідної ділянки шкіри та фіксують. Згідно з заданою програмою мікроконтролер 3 проводить вимірювання температури двома термодатчиками 1 та 8, визначає достовірність вимірювання температури з заданою точністю шляхом порівняння сигналів датчиків і записує достовірний результат виміру в пристрій енергонезалежної пам'яті 4. При цьому згідно з заданою програмою в випадку недостовірності результату мікроконтролер 3 проводить вимірювання повторно, у випадку недостовірності декількох (як правило більше 5-10) послідовних вимірювань за допомогою пристрою сповіщення при нестандартній ситуації 2 подає сигнал, що свідчить про несправність пристрою, або у випадку перевищення встановленого порога температури біологічних об'єктів подає інший сигнал сповіщення. Механізм сповіщення та сигналізації на підвищення температури 2 у реальному режимі часу дає можливість оперативно реагувати (прийом лікарських препаратів з антипіретичною дією) на підвищення температури. У більшості випадків для дорослої людини рекомендується починати прийом антипіретиків (жарознижуючих препаратів) при температурі тіла вище 38,5 °C, для вагітних жінок та дітей цей рівень сягає 38 °C, при деяких станах та захворюваннях - 37,5 °C. Пристрій для моніторингу температури тіла біологічних об'єктів дозволяє проводити вимірювання температури тіла з точністю до 0,1 °C через заданий проміжок часу. В процесі вимірювання температури вимірюються показники температури з обох датчиків та аналізуються. Якщо різниця між значеннями показань датчиків менше (довірчого інтервалу) порогу у 0,2 °C то показання зовнішнього термометра вважаються коректними (достовірними). Якщо різниця між значеннями зовнішнього та внутрішнього датчиків більш 0,2 °C, то значення температури вважаються некоректними та цикл вимірювань повторюється. Цей алгоритм 2 UA 107976 U 5 10 15 20 25 безперервно повторюється до отримання показань з різницею менш 0,2 °C 5-10 разів. Якщо протягом встановленої кількості циклів вимірювання такі показники не отримані, то подається звукове сповіщення та пристрій зупиняє роботу. Після закінчення моніторування температури пристрій знімають, підключають до персонального комп'ютера та за допомогою спеціальної програми проводять обробку отриманих даних з представленням у графічному вигляді, де відображені дата та час вимірювання температури і значення температури з точністю до 0,1 °C. Можливе одночасне застосування декілька пристроїв для моніторингу температури на різних анатомічних ділянках тіла. Можливе також застосування цього пристрою окремо та у сукупності з іншими приладами та датчиками моніторингу життєвих функцій та показників діяльності організму (пульс, артеріальний тиск, сатурація, частота дихання та інші). Відповідно до поставлених задач можливе використання від одного до декількох пристроїв, їх робота не заважає один одному. Моніторування температури тіла за допомогою запропонованого пристрою є зручним та безпечним, простим для відтворення, комфортно переноситься пацієнтом, дає можливість ефективно проводити моніторинг температури тіла. Пристрій не є конкурентним та синергічним до діагностичного або лікувального процесу. У ході роботи пристрою для моніторингу температури тіла біологічних об'єктів можливо проводити діагностичні або лікувальні процедури, маніпуляції або операції, проводити інший діагностичний, лікувальний або профілактичний вплив на організм людини або тварини. Використання пристрою для моніторингу температури тіла біологічних об'єктів було апробовано на базі хірургічного відділення та відділення гнійної хірургії Військово-медичного клінічного Центру Північного регіону МО України, на клінічних базах кафедри ендоскопії та хірургії Харківський медичний академії післядипломної освіти МОЗ України (запропонованим пристроєм для моніторингу температури тіла біологічних об'єктів був проведений моніторинг температури тіла у 92 пацієнтів з отриманням достовірних результатів моніторингу температури тіла). Отримані позитивні результати дають підстави рекомендувати застосування пристрою для моніторингу температури тіла біологічних об'єктів в наукову та практичну медичну практику. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 Пристрій для моніторингу температури тіла біологічних об'єктів, який містить два підключені до аналого-цифрового перетворювача термодатчики для вимірювання температури, пристрій сповіщення і програмований мікроконтролер, який відрізняється тим, що термодатчики не синхронізовані один з одним за часом та тактовою частотою аналого-цифрового перетворення. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3