Устройство для термометрической диагностики клинического состояния пациента

Полезная модель относится к медицине. Устройство для термометрической диагностики содержит два датчика температуры, включенных в противоположные плечи измерительного моста. В одну из диагоналей включен измеритель величины разбаланса моста, а в другую - батарея питания. В устройство введены последовательно соединенные генератор импульсов, одновибратор и транзисторный ключ. Выходы генератора импульсов соединены с входом одновибратора через контакты переключателя, а выход транзисторного ключа соединен с точкой питания измерительного моста. Технический результат: повышение точности и чувствительности измерений.

Полезная модель относится к медицине и предназначена для быстрой диагностики ряда заболеваний, сопровождающихся изменением температуры тех или иных органов.

Известно (см, например, Тепловизионная медицинская аппаратура и практика ее применения. Ленинград, ГОИ, 1985; Алехин А.И., Ляпунов И.С., Ляпунов С.И. и др. Термоскрининг//Альманах клинической медицины, 2006; XII: 5), что изменение температуры тканей при патологических процессах, включая воспаление, обычно предшествует структурным изменениям, которые обнаруживаются при общепринятых методах исследования: рентгенологических, ультразвуковых и др. Это позволяет применять различные термометрические устройства для измерения температуры локальных участков тела и по результатам этих измерений проводить диагностику клинического состояния пациента.

Известно устройство для проведения температурной диагностики (патент РФ на полезную модель 95987 от 10.03.2010 г.) по измерению разности температур в зоне проекции органа с предположительной патологией и в другой зоне с термостабильной областью.

Устройство содержит два датчика температуры, подключенные к мостовой схеме, оснащенной источником питания с индикатором и регистрирующим прибором. Один из датчиков устанавливается на опорный участок, а другой - на исследуемый.

Существенным недостатком известного устройства является то обстоятельство, что терморезисторы (датчики температуры), включенные в измерительный мост, нагреваются от проходящего через них тока питания ветвей (плечей) моста.

Проведенные авторами расчеты показывают, что величина нагрева терморезистора от проходящего через него измерительного тока достигает значения 2,3°С, что значительно снижает точность и чувствительность измерения.

Технический результат полезной модели заключается в повышении точности и чувствительности измерений.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство для термометрической диагностики клинического состояния пациента, содержащее два датчика температуры, включенных в противоположные ветви измерительного моста, в одну из диагоналей которого включен измеритель величины разбаланса моста, а в другую - батарея питания, согласно полезной модели, введены последовательно соединенные генератор импульсов, одновибратор и транзисторный ключ, при этом выходы генератора импульсов соединены с входом одновибратора через контакты переключателя, а выход транзисторного ключа соединен с точкой питания измерительного моста.

Данная совокупность существенных признаков полезной модели обеспечивает повышение точности измерений за счет того, что напряжение на измерительный мост подается через транзисторный ключ только во время измерения, измеряемое миллисекундами, благодаря чему температура датчиков повышается не более чем на тысячную долю °С, что практически не вносит погрешность в результат измерения. С другой стороны, появляется возможность повышения напряжения питания моста, что значительно повышает чувствительность измерительной системы.

Указанная совокупность существенных признаков полезной модели на дату подачи заявки не известна в Российской Федерации и за границей и отвечает требованиям критерия "новизна".

Заявляемая полезная модель может быть реализована промышленным способом с использованием известных технических средств, технологий и материалов и соответствует требованиям критерия "промышленная применимость".

Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема предлагаемого измерительного устройства.

Устройство для термометрической диагностики клинического состояния пациента содержит два датчика 1 и 2 температуры, включенных в противоположные плечи измерительного моста, в одну из диагоналей которого включен измеритель 3 величины разбаланса моста, пропорциональной разности температур датчиков 1 и 2, а в другую - батарея питания 4.

В качестве измерителя 3 величины разбаланса может быть использован цифровой мультиметр в режиме милливольтметра.

Устройство снабжено индикатором наличия напряжения на выводах батареи питания 4 в виде светодиода 5 с ограничительным резистором 6, и потенциометром 7 для балансировки моста, на средний вывод которого (потенциометра) подается напряжение питания моста. Одно плечо мостовой измерительной схемы состоит из части потенциометра 7, резистора 8 и базового датчика температуры в виде терморезистора 1. Второе плечо - из другой части потенциометра 7, резистора 9 и поискового датчика температуры в виде терморезистора 2.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 10 импульсов, одновибратор 11 и транзисторный ключ 12. Выходы генератора 10 импульсов соединены с входом одновибратора 11 через контакты переключателя SA1, а выход транзисторного ключа 12 соединен с точкой питания измерительного моста.

Третий выход генератора 10 импульсов соединен с входом генератора 13 пачек импульсов звуковой частоты.

Измеритель 3 величины разбаланса моста с индикатором (цифровым дисплеем) может быть оснащен блоком 14 памяти и блоком 15 статистической обработки результатов измерений.

Устройство для термометрической диагностики клинического состояния пациента работает следующим образом.

При включении устройства (например, в положении переключателя SA1 «Баланс») запускается генератор 10, выдающий импульсы длительностью 1,2 с и такой же паузой между ними. Передним фронтом этих импульсов запускается одновибратор 11 с длительностью импульса, равной, например, 1 мс. Одновибратор 11 открывает транзисторный ключ 12 на время, равное длительности этого импульса, а ключ, соответственно, на это время подает питание на измерительный мост.(В течение 1 мс может производиться несколько сот или тысяч измерений искомой разности температур - в зависимости от примененного измерителя, причем измеритель снабжен блоком статистической обработки результатов измерений, усредняющим результаты этих измерений и хранящим в блоке памяти минимальные и максимальные значения измерений, - так называемые "выбросы", - причем их значения отображаются на экране).

После проведения балансировки моста с помощью потенциометра 7, переключатель SA1 переводят в положение «Измерение», при этом продолжает работать генератор 10 импульсов, но после каждого 3-го импульса он останавливается встроенным в генератор 10 счетчиком с коэффициентом пересчета 3. Тем самым устройство в автоматическом режиме производит цикл из 3-х последовательных измерений разности температур датчиков в одной исследуемой паре точек.

Затем этот же счетчик после каждого цикла из 3-х измерений включает генератор 13 пачек импульсов звуковой частоты, связанный с электроакустическим преобразователем-динамиком (на чертеже не показано), сигнализирующим об окончании цикла измерения.

Из трех последовательных измерений, общая длительность которых составляет около 7,2 секунды, в блок 14 памяти записываются усредненные значения с фиксацией минимальных и максимальных значений.

Так как длительность единичного измерения выбрана равной около 1,2 секунды, то исследователь может оперативно по показаниям на дисплее делать предварительные выводы.

В режиме балансировки моста импульсы одновибратора могут подаваться на одновибратор столько времени, сколько необходимо. С целью обеспечения линейности показаний индикатора и соответствующей измеряемой разности температур выбрана симметричная схема моста.

В отличие от прототипа питание измерительного моста подается только во время измерения (и во время балансировки моста, при необходимости ее проведения), причем это время ограничено, например, одной миллисекундой.

Данное техническое решение позволяет решить сразу две задачи.

Во-первых, за столь короткое время разогрев терморезистора за счет проходящего через него тока настолько мал, что практически не вносит погрешность в результат измерения (расчет показывает, что, например, для терморезистора СТ1-18, масса которого равна 0,57 мг, а величина проходящего через него тока равна 230 микроампер за 1 миллисекунду, температура его повысится всего на несколько десятитысячных долей градуса Цельсия).

Во-вторых, можно повысить напряжение питания моста, и, тем самым, значительно повысить чувствительность измерительной системы (в нашем случае достигнута чувствительность в 0,005°С).

Таким образом, преимуществами предлагаемого устройства являются:

повышение точности измерения и, следовательно, надежности диагностического заключения;

- повышение чувствительности измерения, позволяющее облегчить обнаружение патологии на самых ранних стадиях;

- повышение оперативности исследования (время единичного исследования составляет несколько секунд);

обеспечение возможности мониторинга лечения и наблюдения патологического процесса в динамике.

Устройство для термометрической диагностики клинического состояния пациента, содержащее два датчика температуры, включенных в противоположные плечи измерительного моста, в одну из диагоналей которого включен измеритель величины разбаланса моста, а в другую - батарея питания, отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные генератор импульсов, одновибратор и транзисторный ключ, при этом выходы генератора импульсов соединены с входом одновибратора через контакты переключателя, а выход транзисторного ключа соединен с точкой питания измерительного моста.