CS244375B1 - Live tissues and liquids in rest thermal conductivity coefficient measuring method - Google Patents
Live tissues and liquids in rest thermal conductivity coefficient measuring method Download PDFInfo
- Publication number
- CS244375B1 CS244375B1 CS843220A CS322084A CS244375B1 CS 244375 B1 CS244375 B1 CS 244375B1 CS 843220 A CS843220 A CS 843220A CS 322084 A CS322084 A CS 322084A CS 244375 B1 CS244375 B1 CS 244375B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- thermal conductivity
- temperature
- conductivity coefficient
- dependent
- pulse
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title abstract description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 15
- 238000010792 warming Methods 0.000 abstract description 10
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 15
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 9
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 229940124549 vasodilator Drugs 0.000 description 2
- 239000003071 vasodilator agent Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000036770 blood supply Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000011545 laboratory measurement Methods 0.000 description 1
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 description 1
- 210000001872 metatarsal bone Anatomy 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Měření se provádí jediným teplotně závislým odporovým prvkem. Teplotně závislý odporový prvek je vyhříván pulzně a z jeho přechodové odezvy se určí ustálená hodnota jeho oteplení aniž prvek tohoto oteplení dosáhne. Oteplení prvku je veličinou závislou na měřeném koeficientu tepelné vodivosti. Způsobu měření koeficientu tepelné vodivosti se může využít jak ve farmakologii a v medicíně pro měření změn lokálního prokrvení tkáně in vivo, tak i například ve farmaceutickém, potravinářském, chemickém a petrochemickém průmyslu pro měření koeficientu tepelné vodivosti kapalin.The measurement is performed by a single temperature-dependent resistance element. The temperature-dependent resistive element is heated by pulse, and a steady-state value of its warming is determined from its transient response without reaching the warming element. The element temperature is dependent on the measured thermal conductivity coefficient. The method for measuring the thermal conductivity coefficient can be used in both pharmacology and medicine to measure changes in local tissue perfusion in vivo, as well as in the pharmaceutical, food, chemical and petrochemical industries for measuring the thermal conductivity coefficient of liquids.
Description
(54)(54)
Způsob měření koeficientu tepelné vodivosti živných tkání a tekutin v_kliduMethod for measuring the thermal conductivity coefficient of nutrient tissues and fluids in rest
Měření se provádí jediným teplotně závislým odporovým prvkem. Teplotně závislý odporový prvek je vyhříván pulzně a z jeho přechodové odezvy se určí ustálená hodnota jeho oteplení aniž prvek tohoto oteplení dosáhne. Oteplení prvku je veličinou závislou na měřeném koeficientu tepelné vodivosti.The measurement is made with a single temperature-dependent resistance element. The temperature-dependent resistive element is pulse heated, and its transient response determines a steady state value of its warming without reaching the element. The element warming is a quantity dependent on the measured thermal conductivity coefficient.
Způsobu měření koeficientu tepelné vodivosti se může využít jak ve farmakologii a v medicíně pro měření změn lokálního prokrvení tkáně in vivo, tak i například ve farmaceutickém, potravinářském, chemickém a petrochemickém průmyslu pro měření koeficientu tepelné vodivosti kapalin.The method of measuring the thermal conductivity coefficient can be used both in pharmacology and medicine to measure changes in local tissue perfusion in vivo, as well as, for example, in the pharmaceutical, food, chemical and petrochemical industries for measuring the thermal conductivity coefficients of liquids.
244 375244 375
244 375244 375
Vynález se týká způsobu měření koeficientu tepelné vodivosti živých tkání a tekutin v klidu, a to jediným teplotně závislým odporovým prvkem, jehož přechodová odezva se vyhodnocuje·The present invention relates to a method of measuring the thermal conductivity coefficient of living tissues and fluids at rest by a single temperature-dependent resistive element whose transient response is evaluated.
Dosud užívané způsoby měření koeficientu tepelné vodivosti pomocí teplotně závislých prvků využívají dvou nebo více prvků v můstkovém zapojení, z nichž jeden,resp. jedna část,je vyhříván nad teplotu měřeného prostředí, druhý,resp. druhá část, provádí kompenzaci vlastní teploty měřeného prostředí. Pokud se k měření využívá jednoho prvku, musí být měření prováděno při známé teplotě měřeného prostředí a tato teplotě musí být udržována konstantní. Použiti prvků v můstkovém zapojení vyžaduje jejich výběr podle shodnosti statických i dynamických vlastností. Protože prvky pracují v ustáleném stavu, může být měření zkresleno jednak přestupem tepla konvekcí vlivem termocirkulace, vyvolané ohřevem prostředí v místě měření, při měření v tekutinách, jednak reakcí organismu na přivedené teplo při měření v tkáni. Laboratorní měřicí metody vyžadují navíc definované uspořádání geometrie měřicího prvku i měřeného prostředí a jsou časově náročné.The methods used to measure the thermal conductivity coefficient by means of temperature-dependent elements hitherto utilize two or more jumper elements, one of which, respectively, is used. one part is heated above the temperature of the measured environment, the other, respectively. second part, it compensates the actual temperature of the measured environment. If a single element is used for the measurement, the measurement must be carried out at a known temperature of the measured environment and this temperature must be kept constant. The use of elements in a bridge connection requires their selection according to the identity of the static and dynamic properties. Since the elements operate at a steady state, the measurement can be distorted either by heat transfer by convection due to thermocirculation induced by the heating of the environment at the measurement site, when measured in fluids, or by the body's response to the heat input when measured in tissue. In addition, laboratory measurement methods require a defined arrangement of the measuring element geometry and the measured environment and are time-consuming.
Výše uvedené nevýhody jsou odstraněny způsobem měření koeficientu tepelné vodivosti živých tkání a tekutin v klidu podle vynálezu. Podstata měření spočívá v tom, že se do měřeného prostředí umísti teplotně závislý odporový prvek, například termistor nebo tenkovrstvý kovový odpor, který se ohřívá impulzem přiváděné elektrické energie. Během trvání tohoto impulzu se měří průběh přechodové odezvy prvku, například jako průběh napětí v čase nebo odvozeně jako průběh teploty prvku v čase. Doba trvání impulzu přiváděné elektrické energie je 1.10“^s až 6.1O2s a rozsah oteplení teplotně závislého odporového prvku je 0,01 K až 50 K. Impulz přiváděné elektrické energie je ukončen dříve, než otepleníThe above disadvantages are overcome by the method of measuring the thermal conductivity coefficient of living tissues and resting fluids according to the invention. The essence of the measurement is that a temperature-dependent resistive element, for example a thermistor or a thin-film metal resistor, is placed in the environment to be measured, which is heated by the pulse of the supplied electrical energy. During the duration of this pulse, the course of the transient response of the element is measured, for example, as a waveform of voltage over time or inferred as a waveform of the element temperature over time. The pulse duration of the power supply is 1.10 "^ s to 6.1O 2 s and the temperature-dependent resistance element temperature range is 0.01 K to 50 K. The power supply pulse is terminated before the warming
244 375 teplotně závislého odporového prvku dosáhne ustálené hodnoty.244 375 the temperature-dependent resistance element reaches a steady state value.
Hlavní výhody způsobu měření podle vynálezu spočívají v tom, že do měřeného prostředí se umístí jediný teplotně závislý odporový prvek, jehož vyhřívání se ukončí dříve, než oteplení prvku dosáhne ustálené hodnoty. Tím je omezeno množství tepla přivedeného do místa měření. Při měření v tkáni se tak předejde reakci organismu, při měření v tekutině zůstane měřené prostředí v klidu a výsledek není ovlivněn přestupem tepla konvekcí. Vyhodnocením přechodové odezvy prvku se určí jednak oteplení prvku jako veličina závislá na koeficientu tepelné vodivosti měřeného prostředí, jednak vlastní teplota měřeného prostředí. Tato teplota nemusí být předem známa ani stabilizována. Měření může být prováděno periodicky, takže je možné sledování časových závislostí i vzájemných souvislostí koeficientu tepelné vodivosti a teploty. K měření je nutné znát jen statické parametry teplotně závislého odporového prvku, výběr není nutný.The main advantages of the method of measurement according to the invention are that a single temperature-dependent resistive element is placed in the environment to be measured, the heating of which is terminated before the element warms up to a stable value. This limits the amount of heat supplied to the measuring point. Measurement in tissue thus avoids the reaction of the organism, when measuring in a fluid, the measured environment remains at rest and the result is not affected by convection heat transfer. By evaluating the transient response of the element, the warming of the element is determined as a quantity dependent on the coefficient of thermal conductivity of the measured environment and also the actual temperature of the measured environment. This temperature need not be known or stabilized beforehand. The measurement can be carried out periodically so that it is possible to monitor the time dependence and the interdependence of the thermal conductivity coefficient and the temperature. Only the static parameters of the temperature-dependent resistive element need to be known, no selection is necessary.
Měření koeficientu tepelné vodivosti podle vynálezu probíhá tak, že podle změřené hodnoty odporu R teplotně závislého odporového prvku je určen vyhřívací proud I pro zvolený příkon P v okamžiku připojení vyhřívacího proudu. Tímto vyhřívacím proudem je prvek po zvolenou dobu ohříván a zaznamenávají se hodnoty průběhu jeho přechodové odezvy. Příkon P se volí podle typu použitého teplotně závislého odporového prvku a doba ohřevu se volí podle rychlosti jeho přechodové odezvy. Po ukončení ohřevu se vypočte počáteční teplota prvku^a tím vlastní teplota měřeného prostředí a metodou regrese oteplení prvku, z něho pák koeficient tepelné vodivosti měřeného prostředí. Po ochladnutí prvku na teplotu měřeného prostředí se může měření opakovat.The measurement of the thermal conductivity coefficient according to the invention is carried out in such a way that, according to the measured resistance value R of the temperature-dependent resistance element, the heating current I is determined for the selected power input P at the time of heating current connection. With this heating current, the element is heated for a selected period of time and the transient response values are recorded. The power input P is selected according to the type of temperature-dependent resistance element used and the heating time is selected according to the rate of its transient response. After the heating is finished, the initial temperature of the element is calculated and thus the temperature of the measured medium itself and by the method of regression of warming of the element, from which the coefficient of thermal conductivity of the measured medium. After the element has cooled to the temperature of the measured environment, the measurement can be repeated.
Následující příklady uvedený vynález pouze ilustrují, ale neomezují. Uvedeného způsobu lze využít k měření změn lokálního prokrvení tkáně in vivo ve farmakologii a v medicíně, a to i v tkáních situovaných hluboko pod povrchem organismu. Uvedeného způsobu lze rovněž využít k měření koeficientu tepelné vodivosti tekutin v klidu například kapalin s obsahem sedimentujících látek, emulzí a vodných roztoků a to například v chemickém, petrochemickém, farmaceutickém a potravinářském průmyslu.The following examples illustrate the invention but do not limit it. The method can be used to measure changes in local blood supply to tissue in vivo in pharmacology and medicine, even in tissues located far below the body surface. The method can also be used to measure the coefficient of thermal conductivity of quiescent liquids, for example, liquids containing sedimentants, emulsions and aqueous solutions, for example in the chemical, petrochemical, pharmaceutical and food industries.
Příklad 1 244 375Example 1 244 375
Měření koeficientu tepelné vodivosti roztoku metanolu ve vodě. Jako teplotně závislý odporový prvek použit miniaturní perličkový termistor, vyhřívání termistoru konstantním proudem, vyhřívací pří kon v okamžiku připojení vyhřívacího proudu 12,5 mW, doba ohřevuMeasurement of thermal conductivity coefficient of methanol in water. Miniature bead thermistor, thermistor heating with constant current, heating power at the moment of heating current connection 12,5 mW, heating time
4,2 s. Z napětí na termistoru v okamžicích t = 0? 1,8·, 2,4*1 3,0; 3,6? 4,2 s vypočteno jeho oteplení metodou lineární regrese modifikované pro exponenciální průběh a měřený koeficient tepelné vodivosti. Hodnoty oteplení ΔΤ a koeficientu tepelné vodivosti A jsou pro různé váhové koncentrace Q metanolu ve vodě, změřené za uvedených podmínek, uvedeny v následující tabulce.4.2 s. From the voltage on the thermistor at times t = 0? 1.8 ·, 2.4 * 1 3.0; 3,6? 4.2 s calculated by its linear regression warming modified for exponential waveform and measured thermal conductivity coefficient. The values of warming ΔΤ and the thermal conductivity coefficient A are given in the following table for the various weight concentrations Q of methanol in water, measured under the above conditions.
Příklad 2Example 2
Měření koeficientu tepelné vodivosti tkáně in vivo.Measurement of tissue thermal conductivity coefficient in vivo.
Jako teplotně závislý odporový prvek použit miniaturní perličkový termistor, vyhřívání termistoru konstantním proudem, vyhřívací pří kon v okamžiku připojení vyhřívacího proudu 12,5 mW, doba ohřevuMiniature bead thermistor, thermistor heating with constant current, heating power at the moment of heating current connection 12,5 mW, heating time
4,2 s. Z napětí na termistoru v okamžicích t = 0·, 1,8; 2,4; 3,0; 3,6; 4,2 s vypočteno jeho oteplení metodou lineární regrese modifikované pro exponenciální průběh a měřený koeficient tepelné vodivosti. Měření prováděna v intervalech pěti minut na anestezováném králíkovi. Termistor zaveden dutinou injekční jehly přibližně do středu metatarzu pravé zadní končetiny. Do organismu vpravován intravenozně infuzní pumpou střídavě fyziologický roztok a injekční roztok vazodilatačního preparátu. Koeficient tepelné vodivosti během infuse fyziologického roztoku A= 0,464 - 0,012 W/mK během infuse roztoku vazodilatačního preparátu λ=0,528-0,008 W/mK4.2 s. From the voltage on the thermistor at times t = 0 ·, 1.8; 2.4; 3.0; 3.6; 4.2 s calculated by its linear regression warming modified for exponential waveform and measured thermal conductivity coefficient. Measurements were performed at five minute intervals on an anesthetized rabbit. A thermistor inserted through the cavity of the injection needle approximately to the center of the metatarsal right hind limb. Into the body intravenously infusion pump alternately physiological saline and solution for injection of vasodilator. Thermal conductivity coefficient during saline infusion A = 0.464 - 0.012 W / mK during vasodilator solution infusion λ = 0.528-0.008 W / mK
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS843220A CS244375B1 (en) | 1984-04-28 | 1984-04-28 | Live tissues and liquids in rest thermal conductivity coefficient measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS843220A CS244375B1 (en) | 1984-04-28 | 1984-04-28 | Live tissues and liquids in rest thermal conductivity coefficient measuring method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS322084A1 CS322084A1 (en) | 1985-09-17 |
| CS244375B1 true CS244375B1 (en) | 1986-07-17 |
Family
ID=5371656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS843220A CS244375B1 (en) | 1984-04-28 | 1984-04-28 | Live tissues and liquids in rest thermal conductivity coefficient measuring method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS244375B1 (en) |
-
1984
- 1984-04-28 CS CS843220A patent/CS244375B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS322084A1 (en) | 1985-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5195976A (en) | Intravenous fluid temperature regulation method and apparatus | |
| Fusco et al. | Interaction of central and peripheral factors in physiological temperature regulation | |
| Waterman et al. | Response of human tumor blood flow to local hyperthermia | |
| Weathers et al. | Physiological thermoregulation in turtles | |
| CN101112306A (en) | Method and device for measuring temperature of non-invasive core, calibration equipment and calibration method thereof | |
| KR20040015245A (en) | System for quantifying edema | |
| CA2075823A1 (en) | Intravenous fluid temperature regulation method and apparatus | |
| Schubert et al. | Myocardial PO2 distribution: relationship to coronary autoregulation | |
| US2982132A (en) | Calorimetric method and apparatus for continuous recording of heat exchange between bodies | |
| Valvano et al. | Analysis of the Weinbaum-Jiji model of blood flow in the Canine Kidney cortex for self-heated thermistors | |
| Afonso | A thermodilution flowmeter | |
| Popovic et al. | Cardiovascular responses in prolonged hypothermia | |
| EP1034737B1 (en) | Injection channel for a blood vessel catheter | |
| CS244375B1 (en) | Live tissues and liquids in rest thermal conductivity coefficient measuring method | |
| Grayson et al. | Internal calorimetry--assessment of myocardial blood flow and heat production | |
| McCaffrey et al. | A thermal method for the determination of tissue blood flow | |
| Johnson et al. | Blood perfusion measurements by the analysis of the heated thermocouple probe’s temperature transients | |
| Stoner | Inhibition of thermoregulatory non-shivering thermo-genesis by trauma in cold-acclimated rats | |
| Mohammed et al. | Thermal indicator sampling and injection sites for cardiac output | |
| Adams et al. | Proposed methods for the measurement of regional renal blood flow using heat transfer analysis | |
| Delhomme et al. | Thermal diffusion probes for tissue blood flow measurements | |
| JPH04170934A (en) | Biosurface blood flow meter and blood flow rate measuring method | |
| Newland et al. | Accuracy of temperature measurement in the cardiopulmonary bypass circuit | |
| Li et al. | Smart catheter flow sensor for continuous regional cerebral blood flow monitoring | |
| Carter et al. | An assessment of a non-invasive technique for measuring deep body temperature |