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Hintergrund der Erfindung
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(a) Bereich der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein elektronisches Fieberthermometer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein solches Thermometer ist aus der
WO 97/03340 A1 bekannt. In ein solches Thermometer für Anwendungen in der Medizin ist eine Analysemethode für Temperaturmesswerte integriert.
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(b) Beschreibung des derzeitigen Standes der Technik
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Derzeit werden verschiedene Verfahren zur Messung der Körpertemperatur angewendet, wobei in Glas eingeschlossenes flüssiges Metall sowie elektronische Thermometer auf Infrarotbasis oder auf Basis von Widerstandsänderung überwiegen. Thermometer auf der Basis von flüssigem Metall sind im allgemeinen Quecksilberthermometer, bei denen ein dünner Quecksilberfaden und ein kleiner Quecksilbervorrat in Glas eingeschmolzen werden, wobei die Längenänderung des Quecksilberfadens als Maß für die Temperatur gilt. Wegen der Giftigkeit des Quecksilbers verschwinden diese Thermometer vom Markt.
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Elektronische Thermometer arbeiten häufig auf Infrarotbasis und werden ins Ohr eingeführt. Sie liefern innerhalb einer Sekunde ein Ergebnis und sind in der Regel mit Speichern versehen, die mehrere Messwerte aufnehmen können. Eine weitere Ausführung sind Widerstandsthermometer, bei denen die Tatsache, dass viele Werkstoffe ihren elektrischen Widerstand bei Temperaturänderungen signifikant ändern, ausgenutzt wird. Diese Thermometer können für die herkömmliche Messung in Körperöffnungen verwendet werden und erreichen eine Genauigkeit von 0.1°C. Sie haben häufig mehrere Bedienungsknöpfe für Ein/Aus bzw. Speicherung oder Messbeginn, etc.
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Die Temperaturanzeige erfolgt bei allen Arten von elektronischen Thermometern im allgemeinen auf einer LCD-Anzeige.
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Bei Widerstandsthermometern erfolgt die Messung durch Abtastung mit einer konstanten Frequenz von ca. 1 Hz. Der Messwert wird angezeigt, wenn der Temperatursensor die Temperatur des Messobjekts angenommen hat. Im menschlichen Körper wird Wärme von den Muskeln erzeugt und vom Blutkreislauf verteilt, weshalb die Körpertemperatur ziemlich konstant ist. In der systolischen Periode wird Blut mit einer konstanten Wiederholrate aus der Herzkammer ausgestoßen und in der diastolischen Periode wieder aufgenommen. Das Blut wird also mit konstanter Frequenz in Schwallen in die Arterien gepumpt und gleichzeitig die im Körper entstehende Wärme transportiert. Derzeit erhältliche elektronische Thermometer arbeiten mit einer festen Abtastfrequenz von 1 Hz. Wärmeenergie wird dauernd von der Haut in der Körperhöhlung, in der die Messung stattfindet, auf den Messsensor übertragen, während Vasokonstriktion an der Kontaktstelle für einen Druckaufbau für den nächsten systolischen und diastolischen Zyklus sorgt. Da der normale Herzrhythmus jedoch eine von 1 Hz abweichende Frequenz hat, ist die Messung nicht synchron zum Herzschlag.
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Da der Messwert als erreicht gilt, wenn innerhalb einer Messperiode von 4 s bis 8 s keine Abweichung von mehr als 0.05°C bzw. 0.1°C auftritt, würde eine Anpassung der Messfrequenz an den Herzrhythmus stabilere Messwerte liefern, da dann immer der gleiche Punkt im Temperaturverlauf gemessen würde. In Tests zeigen elektronische Fieberthermometer regelmäßig eine Abweichung von 0.1°C bis 0.2°C gegenüber Quecksilberthermometern.
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Aus der
WO 97/03340 A1 ist ein elektronisches Fieberthermometer für die Messung der Körpertemperatur in Körperhöhlungen bekannt, das aus einem Temperatursensor und einer Berechnungseinheit zur Verarbeitung der gelieferten Temperatursignale gebildet ist. Der Sensor wird mit einer primären und einer sekundären Abtastfrequenz betrieben, wobei die primäre Frequenz höher als die sekundäre Frequenz ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektronisches Fieberthermometer der eingangs genannten Art zu schaffen, das genauere und zuverlässigere Messungen der Körpertemperatur erlaubt.
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Diese Aufgabe wird durch ein elektronisches Fieberthermometer gemäß den kennzeichnenden Merkmalen im Anspruch 1 gelöst.
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Die primäre Abtastrequenz des Thermometers ist ≥ 2 Hz und wird zwischen Einschalten und Einführen in die Körperhöhlung verwendet und die sekundäre Abtasffrequenz ist ein durch Berechnen erhaltener Näherungswert für die Herzschlagfrequenz.
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Die Berechnung stützt sich dabei auf den reziproken Wert des zeitlichen Abstands zwischen erstem und zweitem Wendepunkt einer Temperatur-/Zeitkurve.
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Vorzugsweise stützt sich die Berechnung auf den reziproken Wert des mittleren zeitlichen Abstands zwischen erstem und n-tem Wendepunkt einer Temperatur-/Zeitkurve, wobei n > 1 ist.
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Die Umschaltung von der primären auf die sekundäre Abtasffrequenz basiert vorzugsweise auf einer Folge von Temperatursignalen einer Periode der primären Abtasffrequenz.
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Die Umschaltung von der primären auf die sekundäre Abtasffrequenz kann erfolgen, wenn ein Temperaturanstieg erkannt wird.
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Zur Berechnung der anzuzeigenden Temperatur wird vorzugsweise ein Vorhersagealgorithmus eingesetzt, um die Messzeit kurz zu halten.
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Das Fieberthermometer verwendet anstelle einer konstanten Abtastrate eine zu Beginn der Messung ermittelte Herzschlagfrequenz und erlaubt so eine Messung, die immer am gleichen Punkt der systolisch/diastolischen Wellen liegt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Blockschaltbild einer ersten bevorzugten Ausführung eines auf den Prinzipien der vorliegenden Erfindung basierenden Fieberthermometers.
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2 ist ein einfaches Flussdiagramm einer ersten bevorzugten Ausführung eines auf den Prinzipien der vorliegenden Erfindung basierenden Fieberthermometers.
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3 ist eine Temperatur-/Zeitkurve einer ersten bevorzugten Ausführung eines auf den Prinzipien der vorliegenden Erfindung basierenden Fieberthermometers.
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4 ist eine Temperatur-/Zeitkurve eines herkömmlichen elektronischen Fieberthermometers.
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5 ist ein Flussdiagramm der Prozedur zur Erfassung der Temperaturspitze bei einer ersten bevorzugten Ausführung eines auf den Prinzipien der vorliegenden Erfindung basierenden Fieberthermometers.
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6 ist ein elektrisches Blockschaltbild einer ersten bevorzugten Ausführung eines auf den Prinzipien der vorliegenden Erfindung basierenden Fieberthermometers.
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7 ist ein erweitertes Flussdiagramm einer ersten bevorzugten Ausführung eines auf den Prinzipien der vorliegenden Erfindung basierenden Fieberthermometers.
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8 ist ein elektrisches Blockschaltbild einer zweiten bevorzugten Ausführung eines auf den Prinzipien der vorliegenden Erfindung basierenden Fieberthermometers.
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9 ist ein erweitertes Flussdiagramm einer zweiten bevorzugten Ausführung eines auf den Prinzipien der vorliegenden Erfindung basierenden Fieberthermometers.
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10 ist ein elektrisches Blockschaltbild einer dritten bevorzugten Ausführung eines auf den Prinzipien der vorliegenden Erfindung basierenden Fieberthermometers.
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11 ist ein erweitertes Flussdiagramm einer dritten bevorzugten Ausführung eines auf den Prinzipien der vorliegenden Erfindung basierenden Fieberthermometers.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführung
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Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es, physiologische Tatsachen in die Konstruktion eines Fieberthermometers einzubeziehen und durch Wahl einer angenommenen Herzschlagfrequenz als Abtastfrequenz genauere und zuverlässigere Temperaturwerte zu erhalten.
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Wie aus dem in 1 gezeigten Basisblockschaltbild einer ersten bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung hervorgeht, besteht das Thermometer in der Hauptsache aus einer temperaturerfassenden Einheit (11) mit einem Temperatursensor (12), einem Analog-Digitalwandler (AD-Wandler) bzw. einem Widerstands-Frequenzwandler (RF-Wandler) (13), einer Auswerteschaltung (14) für die Temperatursignale und zur Ermittlung der geschätzten Herzschlagfrequenz, einer LCD-Anzeige (15) zur Anzeige der Messwerte bzw. der Herzschlagfrequenz, einem Summer (16) zur Anzeige, dass der Messwert erreicht wurde, und einem Ein-/Ausschalter (17) für das Gerät.
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Der Temperatursensor (12), AD- bzw. RF-Wandler (13), die Auswerteschaltung (14) und die LCD-Anzeige sind hintereinander geschaltet. Summer (16) und Ein-/Ausschalter (17) sind mit der Auswerteschaltung (14) verbunden. Der Temperatursensor (12) ist ein Thermistor oder ein Wärmefühler.
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Zum Gebrauch kann der Temperatursensor in Achselhöhle, Mund oder Rektum geführt werden. Durch Betätigung des Ein-/Ausschalters (17) wird die Messung gestartet. Das analoge Signal vom Temperatursensor (12) wird vom AD- bzw. RF-Wandler (13) in ein digitales Signal verwandelt und an die Auswerteschaltung (14) weitergeleitet, die es für die Anzeige (15) aufbereitet und über den Summer (16) mitteilt, dass der Messwert erreicht wurde.
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Um eine zuverlässigere und genauere Messung zu ermöglichen, hat die Auswerteschaltung (14) zwei verschiedene Modi, die weiter unten beschrieben werden, wobei die Abtastrate auf einer Abschätzung der Herzschlagfrequenz basiert.
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3 ist ein Diagramm, bei dem die angezeigte Temperatur über die Messzeit und die Abtasffrequenz dargestellt sind. Die erste (primäre) Abtastfrequenz ist dabei 10 Hz und wird für die ersten n Sekunden angewandt. Je höher die erste Abtastrate, desto schneller erfolgt eine Reaktion auf die geänderte Temperatur, was die Messzeit verkürzt. Die von der Auswerteschaltung (14) ermittelte Temperatur und die auf der Anzeige (15) angezeigte Temperatur liegen außerhalb des Bereichs der Umgebungstemperatur (21) zeigt den Temperaturverlauf mit Berücksichtigung der systolisch/diastolischen Welligkeit, während (22) die äußere Hüllkurve des Temperaturverlaufs und damit die Körpertemperatur darstellt.
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Das Flussdiagramm in 2 zeigt die wichtigsten Schritte des Messverfahrens.
201 Betätigung des Ein-/Ausschalters (17), um die Messung zu beginnen.
202 Initialisierung des Thermometers durch die Auswerteschaltung (14).
203 Bestimmung der Umgebungstemperatur. Der Temperatursensor (12) liefert ein Signal an den AD- bzw. RF-Wandler (13), das an die Auswerteschaltung (14) weitergeleitet wird.
204 Die Auswerteschaltung (14) prüft, ob ein Temperaturanstieg stattgefunden hat. Falls ”ja”, wird auf die zweite Abtasffrequenz umgeschaltet, falls ”nein”, bleibt die erste Abtasffrequenz aktiv, bis sich das Gerät von selbst abschaltet.
205 Messung wird mit zweiter Abtastrate durchgeführt.
206 Thermisches Gleichgewicht erreicht? Sobald die Temperaturdifferenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Messwerten bei der zweiten Abtastrate einen vorbestimmten Wert (z. B. 0.1°C) nicht überschreitet, wird angenommen, dass das thermische Gleichgewicht erreicht ist und der endgültige Messwert erreicht wurde. Andernfalls wird die Messung mit der zweiten Abtastrate wiederholt, bis das thermische Gleichgewicht erreicht ist.
207 Da das thermische Gleichgewicht erreicht ist, wird der Messwert angezeigt und das Gerät abgeschaltet.
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Medizinischen Statistiken zufolge liegt die durchschnittliche Herzschlagfrequenz bei gesunden Erwachsenen bei 1.2 Hz. Nach Erkennen eines Temperaturanstiegs wird die zweite Abtastrate deshalb auf 1.2 Hz gesetzt, so dass die Messung in Phase mit dem Herzschlag erfolgt.
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Da die Herzschlagfrequenz jedoch nicht bei allen Menschen gleich ist, kann nach Erkennen eines Temperaturanstiegs nicht für alle die zweite (sekundäre) Abtastrate auf 1.2 Hz gesetzt werden, sondern es kann auch eine zweite Abtastrate mit wesentlich höherer Frequenz, z. B. 3 Hz gewählt werden, um jeden Extremwert der Temperaturkurve zu erfassen.
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4 kann hier zum Verständnis herangezogen werden.
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5 zeigt, wie die Prüfung der Temperatur-/Zeitkurve auf einen Extremwert abläuft. Die wichtigsten Schritte dabei sind:
A Start der Prüfung auf Extremwert
B Auswerteschaltung (14) berechnet den Wert nach einer Formel,
wobei Tn die zum Zeitpunkt n gemessene Temperatur T und T(n – 1) die zum Zeitpunkt n – 1 gemessene Temperatur ist. Wenn P(n – 1) > 0 und Pn = 0 ist, dann wurde ein Extremwert gefunden, der von der Auswerteschaltung (14) übernommen wird. Gleichzeitig kann auch Schritt 503 zur Ermittlung eines Extremwerts herangezogen werden.
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CP(n – 1) > 0 und P(n – 1)×Pn. Wenn die Bedingung erfüllt ist, wurde ein Extremwert gefunden.
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D Tn ist ein Extremwert.
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Die obige Methode erlaubt es den Extremwert zu ermitteln, so dass bei jeder Welle dieser als Messwert verwendet werden kann und eine schnelle Konvergenz der Messung stattfindet.
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Darüber hinaus kann der zeitliche Abstand zwischen zwei Extremwerten bzw. zwei Wendepunkten der Kurve als Maß für die Herzschlagfrequenz genommen werden.
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Falls das thermische Gleichgewicht erreicht wurde, werden nach Schritt 206 die Schritte 207 und 208 ausgeführt.
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Andernfalls wird immer die höhere Abtasffrequenz verwendet und das thermische Gleichgewicht wird dadurch erkannt, dass sich der Messwert nicht um mehr als einen kleinen vorherbestimmten Betrag ändert.
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In diesem Zustand verläuft die Temperatur-/Zeitkurve ziemlich glatt, da Messfrequenz und Herzschlag in Phase sind. Sind sie nicht in Phase, so schwankt die Kurve im Bereich der Welligkeit.
207 Die Auswerteschaltung (14) sendet den errechneten Temperaturwert und die Herzschlagfrequenz zur LCD-Anzeige (15).
208 Die Auswerteschaltung (14) sendet ein Signal zum Summer (16), um anzukündigen, dass der Messwert stabil ist.
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Im Obigen ist im Wesentlichen die prinzipielle Funktionsweise eines Fieberthermometers im Einklang mit der vorliegenden Erfindung beschrieben. Im Folgenden wird die Realisierung verdeutlicht.
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Wie aus 6 hervorgeht, besteht das elektronische Fieberthermometer entsprechend der vorliegenden Erfindung hauptsächlich aus einer Auswerteeinheit (600), einem Schalter (601), einem Temperatursensor (602), einer LCD-Anzeige (603) und einem Summer (604). Zu der Auswerteeinheit (600) gehören ein Oszillator (OSC) (605), ein Zeitgeber (606), ein Abtastratenberechner (607), eine Abtastüberwachung (608), ein RF-Wandler bzw. ein AD-Wandler (RFC oder ADC) (609), ein Rohmesswertespeicher (610), ein Messwertspeicher (611), eine Datenvergleichseinheit (612), ein Maximumspeicher (613), ein HEX2BCD-Wandler (614), ein Anzeigetreiber (615) und ein akustischer Treiber (616).
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OSC (605), Abtastratenberechner (607), Abtastüberwachung (608), RFC bzw. ADC (609), Rohmesswertespeicher (610), Datenvergleichseinheit (612) und Zeitgeber (606) sind in Reihe hintereinander geschaltet. Gleichzeitig ist der Zeitgeber (606) mit dem Abtastratenberechner (607), der Abtastratenüberwachung (608), dem Rohmesswertespeicher (610), dem Messwertspeicher (611), dem Maximumspeicher (613) und dem akustischen Treiber (616) verbunden. Der Messwertspeicher (611) und der Maximumspeicher (613) sind zusätzlich mit der Datenvergleichseinheit (612) verbunden. Der Rohmesswertespeicher (610) ist auch separat mit dem Messwertspeicher (611) und dem Maximumspeicher (613) verbunden. Der Schalter (601) ist mit dem OSC (605) und der Temperatursensor (602) mit dem RFC bzw. ADC (609) verbunden. Miteinander verbunden sind Datenvergleichseinheit (612), HEX2BCD-Wandler (614), Anzeigetreiber (615) und LCD-Anzeige (603). Der akustische Treiber (616) ist mit dem Summer (604) verbunden.
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7 zeigt das Flussdiagramm des elektronischen Fieberthermometers.
701 Start
Betätigen des Schalters (601) startet den OSC (605), der die Basisfrequenz für das ganze Gerät liefert.
702 Initialisierung
Setzen der Startparameter. Messwertspeicher (611) und Maximumspeicher (613) können auf null oder einen anderen Wert voreingestellt werden.
703 Messung der Umgebungstemperatur und Anzeige des Wertes
Der Wert wird in Messwertspeicher (611) und Maximumspeicher (613) abgelegt und auf der LCD-Anzeige (603) angezeigt.
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Der OSC (605) treibt den Zeitgeber (606), der verschiedene Frequenzen und Steuersignale liefert.
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Der Abtastratenberechner (607) steuert die Abtastung über die Abtastratenüberwachung (608) und gibt den Befehl zum Start der Abtastungen. Er überwacht die Aktivität des RFC bzw. ADC (609) beim Erfassen der Signale des Temperatursensors (602) und bei ihrer Weitergabe an den Rohmesswertespeicher (610) zur folgenden Berechnung.
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Das Ergebnis der Berechnung wird im Messwertspeicher (611) abgelegt und von der Datenvergleichseinheit (612) mit dem Wert im Maximumspeicher (613) verglichen. Falls der neue Wert größer ist als der ursprünglich gespeicherte, so überschreibt er diesen im Maximumspeicher (613) und gibt ihn gleichzeitig an das Temperaturvorhersagemodul. Bei der ersten Messung ist diese Bedingung immer erfüllt.
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Zur Anzeige wird der Wert vom HEX2BCD-Wandler (614) in einen binär codierten Dezimalwert umgewandelt und über den Anzeigetreiber (615) auf der LCD-Anzeige (603) angezeigt.
704 Messung mit erster Abtastrate und Anzeige des Ergebnisses
Durchführen der nächsten Messung mit der ersten Abtastrate. Falls das Ergebnis größer ist als das vorhergehende, wird es im Maximumspeicher (613) abgelegt und auf der LCD-Anzeige (603) angezeigt. Die erste Abtastrate ist hier mindestens 2 Hz, besser jedoch oberhalb von 10 Hz, um den Startpunkt der Körpertemperaturmessung möglichst präzise festzulegen.
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Der Zeitgeber (606) bestimmt den Beginn der nächsten Messung.
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Der Abtastratenberechner (607) bestimmt die Abtastzeit entsprechend der ersten Abtastrate durch die Abtastratenüberwachung (608) und steuert RFC bzw. ADC (609), um vom Temperatursensor (602) gelieferte Werte nach Umwandlung in digitale Werte im Rohmesswertespeicher (610) abzulegen.
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Der obige Wert wird von der Datenvergleichseinheit (612) mit dem bereits im Maximumspeicher (613) befindlichen Wert verglichen und überschreibt diesen, falls er selbst größer ist.
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Bevor der berechnete Wert im Messwertspeicher (611) abgelegt wird, wird er von der Datenvergleichseinheit (612) daraufhin überprüft, ob er sich vom aktuellen Wert im Messwertspeicher (611) um mehrmals einen bestimmten Betrag von z. B. 0.2°C, die Umschaltschwelle, unterscheidet, um in diesem Fall das Thermometer über den Zeitgeber (606) auf die zweite Abtastfrequenz umzuschalten.
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Zur Anzeige wird der Wert vom HEX2BCD-Wandler (614) in einen binär codierten Dezimalwert umgewandelt und über den Anzeigetreiber (615) auf der LCD-Anzeige (603) angezeigt. Gleichzeitig wird der Temperaturstabilitätszähler im Zeitgeber (606) auf null gesetzt.
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Falls der gemessene Wert kleiner ist als der Wert im Maximumspeicher (613), erfolgt keine Reaktion.
705 Prüfung auf Temperaturanstieg
Falls sich die gemessene Temperatur um mehr als die Umschaltschwelle vom vorherigen Wert unterscheidet, geht die Prozedur mit Schritt ”707” weiter. Im anderen Fall erfolgt in Schritt ”706” eine Prüfung, ob eine vorbestimmte Wartezeit überschritten wurde. Falls ”ja” erfolgt ein Sprung zu Schritt ”710” und das Gerät schaltet sich ab, falls ”nein” erfolgt Rückkehr zu Schritt ”704”.
707 Messung mit zweiter Abtastrate und Anzeige des Ergebnisses
Die eigentliche Körpertemperaturmessung hat begonnen und es wird nun eine zweite (höhere) Abtastrate verwendet, um eine Synchronisierung von Messung und Herzschlag zu erreichen.
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Die Datenvergleichseinheit wertet dazu eine Temperatur-/Zeitkurve aus:
wobei Tn die Temperatur zum Zeitpunkt tn und T(n – 1) die Temperatur zum Zeitpunkt t(n – 1) ist. Wenn P(n – 1) = 0 und Pn = 0 oder P(n – 1) > 0 und P(n – 1)×P n < 0 ist, wurde ein Extremwert gefunden und der Zeitgeber (606) kann die zweite Abtastfrequenz entsprechend dem Abstand zwischen zwei Extremwerten bestimmen.
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Falls Pn > Umschaltschwelle, schaltet der Zeitgeber (606) auf die zweite Abtastfrequenz um. Der Meßvorgang selbst verläuft gleich wie die Messung mit der ersten Abtastfrequenz.
708 Prüfung auf thermisches Gleichgewicht Falls für eine gewisse Zeit von z. B. 4 s, 8 s oder 16 s kein kontinuierlicher Anstieg des Messwerts erfolgt, wurde thermisches Gleichgewicht erreicht.
709 Der Gleichgewichtswert wird angezeigt und durch ein akustisches Signal als solcher kenntlich gemacht.
710 Selbstabschaltung
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Nach einer vorbestimmten Zeit schaltet sich das Gerät ab. 8 ist das Blockschaltbild einer zweiten bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung. Die Grundstruktur ist ähnlich wie die der ersten bevorzugten Ausführung, es werden jedoch der erste und der zweite Wendepunkt der Temperatur-/Zeitkurve ermittelt und die zeitliche Differenz wird für die Bestimmung der Abtasffrequenz für die Temperaturmessung herangezogen. Nach dem Start wählt die Abtastratenüberwachung eine hohe Abtasffrequenz. Der erste Temperaturwert, die Umgebungstemperatur, wird im Maximumspeicher abgelegt. Der nächste Messwert wird mit dem Wert im Maximumspeicher verglichen, um festzustellen, ob eine große Änderung stattgefunden hat. Falls nein, wird der neue Wert im Maximumspeicher abgelegt und der Anstiegspuffer 1 auf Null gesetzt. Dies bedeutet, dass bei einem großen Anstieg des Messwerts gleichzeitig ein Wert in den Anstiegspuffer 1 geschickt wird.
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Nach Abtastung bei steigender Temperatur werden die Werte im Messwertspeicher mit den neuen Werten überschrieben, der Inhalt von Puffer 1 wird an Puffer 2 weitergereicht und der Inhalt des Datenvergleichspuffers wird in Puffer 1 übernommen. Gleichzeitig wird die Differenz zwischen letztem und vorletztem Anstieg aus dem Anstiegsvergleicher abgerufen und in Anstiegspuffer 1 und Anstiegspuffer 2 abgelegt. Der Abtastzeitenrechner vergleicht die Anstiegsunterschiede bei fortlaufender Abtastung und ermittelt den ersten und den zweiten Wendepunkt des Anstiegs. Gleichzeitig wird das Zeitintervall ermittelt und an die Abtastüberwachung weitergeleitet, um die Abtastung mit dem Puls zu synchronisieren.
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Der Beginn des Temperaturanstiegs wird durch Verwendung einer hohen Abtastrate ermittelt, erster und n-ter Wendepunkt der Temperatur-/Zeitkurve werden ermittelt und ihr durchschnittlicher zeitlicher Abstand zur Festlegung der Abtastrate für die Messung der Körpertemperatur herangezogen.
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9 zeigt das entsprechende Flussdiagramm.
901 Start
Nach Betätigung des Schalters (801) startet der Oszillator (802), der in Zusammenarbeit mit dem Zeitgeber (803) das ganze Gerät mit den nötigen Betriebsfrequenzen und Takten versorgt.
902 Initialisierung.
Setzen der Anfangswerte in allen betroffenen Systemteilen.
903 Messung und Anzeige der Umgebungstemperatur
Messung der Umgebungstemperatur und Ablage des Messwerts in Anfangswertspeicher und Maximumspeicher, Aufbereitung der Werte für die Anzeige auf der LCD-Anzeige.
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Der Abtastratenberechner (804) bestimmt in Zusammenarbeit mit der Abtastratenüberwachung (805) die Abtastzeiten an Hand von vorbestimmten Frequenzen, startet die erste Messung und überwacht den RFC bzw. ADC (806) bei der Übertragung der Messwerte vom Temperatursensor (807) zum Puffer (808). Nach Umwandlung in einen digitalen Messwert wird er im Anfangswertpuffer (809) abgelegt und vom Vergleicher (810) mit dem Wert im Maximumspeicher (811) verglichen. Falls er größer ist als der dort gespeicherte Wert, überschreibt er diesen.
904 Messung mit der primären Abtasffrequenz und Anzeige des Ergebnisses.
Die Messung erfolgt mit der primären Abtasffrequenz von mindestens 2 Hz, besser jedoch mehr als 10 Hz, um den Beginn des Anstiegs möglichst genau zu erfassen. Das Ergebnis wird im Maximumspeicher abgelegt, falls es größer als der vorhergehende Wert ist und angezeigt. Es wird außerdem in den Puffern (817) und (818) abgelegt und der Stabilitätszähler wird um 1 inkrementiert.
905 Prüfung auf starken Anstieg des Messwerts
Falls der Messwert den vorhergehenden nicht um mehr als einen bestimmten Betrag überschreitet, wird geprüft, ob eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist (906), was zur Abschaltung des Geräts führt, bzw. Rückkehr zu Schritt 904. Andernfalls hat die eigentliche Körpertemperaturmessung begonnen
907 Messung mit der primären Abtastrequenz und Anzeige des Ergebnisses.
Im vorhergehenden Schritt wurde festgestellt, dass die eigentliche Körpertemperaturmessung begonnen hat. Es müssen nun die Wendepunkte der Temperatur-/Zeitkurve ermittelt werden. Mit Hilfe des Zeitgebers (803) wird dazu der Beginn der nächsten Messung bei nicht geänderter Abtasffrequenz bestimmt und der Messwert im Puffer (808) abgelegt. Der Vergleicher (810) vergleicht ihn mit dem Wert im Maximumspeicher (811). Falls er größer ist als dieser, wird er als neuer Wert in den Maximumspeicher (811) eingetragen und von der Anzeige angezeigt. Andernfalls wird der Stabilitätszähler um 1 inkrementiert und es erfolgt keine Anzeige.
Gleichzeitig wird der Messwert im Puffer (117) abgelegt und der Stabilitätszähler im Zeitgeber (803) auf null gesetzt. Der Puffer (819) im Anstiegsberechnungspuffer berechnet die Differenz zwischen Puffer (817) und Puffer (818) und legt sie im Anstiegspuffer (820) ab. Danach wird der Inhalt von Puffer (817) in den Puffer (818) übernommen.
908 Abschätzung des Abstands zwischen zwei Wendepunkten als Grundlage für die Bestimmung der zweiten Abtastrate
Mit fortschreitender Messung wird die wellenförmige Schwankung der Temperatur, die durch den wellenförmigen Fluss des Blutes erfolgt, immer deutlicher. Der Abstand zwischen zwei Wendepunkten entspricht dem Pulsschlag. Die Ermittlung des Abstands erfolgt durch Vergleich des Inhalts von Anstiegspuffer (820) und Anstiegspuffer (821) durch den Vergleicher (822). Der erste Wendepunkt wurde gefunden, wenn der Anstieg von Abnahme zu Zunahme wechselt, der zweite bei einem Wechsel von Zunahme zu Abnahme.
909 Messung mit der sekundären Abtasffrequenz und Anzeige des Ergebnisses.
Die sekundäre Abtastrate ergibt sich aus dem reziproken Wert des im vorigen Schritt ermittelten Abstands zwischen zwei Wendepunkten. Ist der so ermittelte Messwert größer als der Wert im Maximumspeicher (811), so überschreibt er diesen, die Anzeige wird aktiviert und der Stabilitätszähler auf null gesetzt. Ist er kleiner, so wird nur der Stabilitätszähler um 1 inkrementiert.
910 Prüfung auf thermisches Gleichgewicht.
Falls während eines vorbestimmten Zeitraumes der Messwert nicht mehr steigt, so wurde thermisches Gleichgewicht erreicht.
911 Optische und akustische Anzeige.
Die LCD-Anzeige zeigt den Messwert und der Summer verkündet, dass der Endwert der Messung erreicht wurde.
912 Abschaltung
Nachdem der Messwert für eine bestimmte Zeit angezeigt wurde, wird die Anzeige abgeschaltet.
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10 zeigt das Blockschaltbild einer dritten Ausführung der Erfindung und 11 zeigt das dazugehörige Flussdiagramm.
121 Start
Durch Betätigung des Schalters (101) wird der Oszillator (102) gestartet. Er versorgt das ganze Gerät mit den nötigen Frequenzen.
122 Initialisierung
Setzen der Anfangsparameter.
123 Messung der Umgebungstemperatur und Anzeige des Messwerts
Der Messwert wird im Anfangswertpuffer (109) abgelegt und an das Temperaturvorhersagemodul (117) weitergeleitet. Danach wird er vom Vergleicher (110) mit dem Wert im Maximumspeicher (111) verglichen, den er überschreibt, falls er größer ist als der ursprüngliche Wert und zum Schluss nach entsprechender Aufbereitung auf der LCD-Anzeige ausgegeben.
124 Messung mit erster Abtastfrequenz und Anzeige. Auch hier liegt die erste Abtastfrequenz bei mehr als 2 Hz und besser noch oberhalb von 10 Hz. Der Messwert wird angezeigt und in den Maximumspeicher (111) übernommen, falls er größer ist als der dort bereits gespeicherte Wert.
125 Prüfung auf starken Anstieg des Messwerts Falls der Messwert den vorhergehenden nicht um mehr als einen bestimmten Betrag überschreitet, wird geprüft, ob eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist (126), was zur Abschaltung des Geräts führt, bzw. Rückkehr zu Schritt 124. Andernfalls hat die eigentliche Körpertemperaturmessung begonnen.
126 Prüfung, ob echte Messung stattfindet
Falls das Thermometer nach dem Einschalten nicht mit dem Körper in Kontakt gebracht wurde, findet kein Temperaturanstieg statt und das Gerät schaltet sich nach einer vorbestimmten Anzahl von Messzyklen ab.
127 Messung mit der sekundären Abtastfrequenz und Anzeige des Ergebnisses.
Nachdem durch einen deutlichen Temperaturanstieg festgestellt wurde, dass die eigentliche Temperaturmessung begonnen hat, soll um Strom zu sparen und um eine Synchronisierung mit der Pulsfrequenz zu erreichen auf eine sekundäre, der Pulsfrequenz entsprechende Abtastrate umgeschaltet werden.
128 Messwertvorhersage
Der zuletzt gemessene Wert und einige spezielle zuvor in Schritt 127 gemessene Werte werden als Eingabe für einen Vorhersagealgorithmus verwendet, um den tatsächlichen Messwert vorherzusagen. Es wird auch hier auf eine Synchronisation der Abtastung mit dem Pulsschlag hingearbeitet.
129 Ist der ermittelte Vorhersagealgorithmus vernünftig?
Das Vorhersagemodul (117) prüft den Vorhersagealgorithmus auf Verwendbarkeit und veranlasst ein akustisches Signal vom Summer.
130 Anzeige des Messwerts und Abgabe eines akustischen Signals
Die LCD-Anzeige zeigt den höchsten erreichten Messwert und der Summer gibt ein akustisches Signal.
131 Abschaltung
Nach einer vorbestimmten Zeit schaltet sich das Gerät automatisch ab.
