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Gerät zur tberwachung der Körpertemperatur Die Erfindung betrifft
ein Gerät zur ununterbrochenen und automaischen Überwachung der Körpertemperatur,
insbesondeme von Schwerkranken mit einem elektrischen Temperaturfühler, das selbsttätig
prüft und entscheidet, ob eine Änderung der vom Messinstrument angezeigten Temperatur
physiologisch plausibel ist, ob die Änderung auf eine Gefahrensituation oder nur
auf eine Dislokation oder einen Defekt des Temperaturfühlers hinweist. Durch optische
oder akustische Anzeige-, Melde- oder Alarmmittel werden dann diese verschiedenen
Ursachen bzw. Situationen verständlich angezeigt bzw.
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gemeldet.
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Die für die Erfindung kennzeichnenden Massnahmen und Mittel sind in
den Ansprüchen dargelegt.
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Zur ununterbrochenen Messung und automatischen Überwachung der Körpertemperatur
von Patienten sind elektronische Gemperaturmessgeräte bekannt, bei denen die Temperaturabhängigkeit
des elektrischen Widerstandes eines geeigneten Materials, z.B. von Platin oder von
speziellen Halbleitern benutzt wird, um eine der zu messenden Körpertemperatur proportionale.
elektrische Spannung zu erzeugen. Zur Überwachung besonders gefährdeter Patienten
wird diese der Körpcrtemperatur proportionale elektrische Spannurig bevorzugt einem
in Celsius-Graden geeichten Zeigerinstrument mit Grenzwertfühlern zugeführt. Soll
zum Beispiel beim Absinken der P.ektaltemlperatur auf 36, 5° C und beim Anstieg
der Temperasur auf 380 C ein Warnsignal erzeugt werden, so sind die beiden Grenzwertfühler
auf diese Werte der Skala des Zeigerinstrumentes einzustellen.
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Diese bekannten Geräte zur Überwachung der Körpertemperatur haben
zwei wesentliche Nachteile: Erhöht sich der thermische übergangawiderstand zwischen
Messstelle und Temperaturfühler, z.B. infolge Herausrutschens des Rektalfühlers
aus dem Rektum oder Ablösung des Hauttemperaturfühlers von der Haut, dann kann sich
der Temperaturfühler wegen der im Vergleich zur Körpertemperatur im allgemeinen
sehr viel niedrigeren Umgebungstemperatur so stark abkühlen, dass die am Anzeigeinstrument
mit Hilfe des Grenzwertfühlers eingestellte niedrige Temperatur erreicht und folglich
Alarm ausgelöst wird. Alarm kann ferner ausgelöst werden, wenn die Zu].eitung des
Temperaturfühlers bricht und dadurch eine zu niedrige Fühlertemperatur vorgetäuscht
wird.
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Solche Fehlalarme fuhren jedoch zur gleichen Reaktion der Ärzte während
Operationen oder des Pflegepersonals in der Wachstation wie bei einem echten Alarm,
da sie mangels besonderer Vorkehrungen im allgemeinen nicht zu unterscheiden sind
Die Fehlalarme können daher zu falschen Therapiemassnahmen führen. Es musste daher
bis jetzt einige Zeit und Siehe aufgewandt werden, um zu prüfen, ob der Alarm echt
oder falsch war.
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Solche Fehlalarme haben dann auch zur Folge, dass das Vertrauen in
das Überwachungsgerät verloren geht und die Aufmerksamkeit sinkt, sodass echte Alarme
vom Personal nicht schnell genug beachtet werden oder dass die Alarmeinrichtung
ganz ausser Betrieb gesetzt wird.
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Der zweite wichtige Nachteil bisheriger medizinischer Temperab turüberwachungsgeräte
besteht darin, dass sie einer wichtigen Forderung nicht oder nur unbefriedigend
genügen.
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Bei der Überwachung der Körpertemperatur eines schwerkranken Patienten,
insbesondere unmittelbar nach therapeutischen Massnahmen,
ist es
nämlich wichtig, die Geschwindigkeit der Temperaturänderung zu überwachen. Das heisst,
es soll eine Gefahrensituation, etwa durch hlarmgabe sofort angezeigt werden, wenn
diese ,nderungsgeschwindigkeit einen zulässigen Wert überschreitet. In der Technik
selbsttätiger Regelungen ist zwar die Überwachung von Temperaturänderungsgeschwindigkeiten
bekannt. Bei Geräten zur kontinuierlichen Überwachung der Hörpertemperatur, insbesondere
von Schwerkranken, war eine solche Vervollkommnung jedoch noch nicht als durchführbar
erkannt worden.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gerät zur Überwachung der
Körpertemperatur zu schaffen, das diese Mängel behebt und somit die Überwachung
automatisiert und die diagnostische Aussagekraft vertieft und verbreitert.
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Die #o gestellten Ziele werden mit Hilfe der in den Ansprüchen gekennzeichneten
Massnahmen erreicht. Vor allem wird erfindungsgemäss das Gerät mit elektronischen
Mitteln ausgestattet, die die Geschwindigkeit der Änderung der von der aufgenommenen
Temperatur abhängigen. elektrischen Signal spannung automatisch messen und bei Überschreiten
wenigstens einer bestimmten eingestellten Anderungsgeschwindigkeit der Temperatur
geeignete Signale zur Be-Lätigung von nachgeschalteten Anzeige-, elde- oder Alarmeinrichtungen
liefern, wobei verschiedenartige Verläufe und damit deren Ursachen diskriminiert
werden.
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Die Erfindung wlr anhand des Schaltbildes Figur 1 und eines Kurvendiagramms
Figur 2 näher beschrieben, welche einen möglichen zeitlichen Temperaturverlauf und
signifikante Temperatursituationen zeigt, die das Gerät aufgabenmässig erfasst.
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Das erfindungsgemässe Temperaturüberwachungsgerät umfasst als wesentlichen
Eingangsteil den Temperaturfühler 1, der für kutane, orale oder rektale Applikation
in bekannter Weise ausgebildet sein kann, und dessen besonderes temperatur-empfindliches
Element Teil einer Nessbrückenschaltung sein kann, die zusammen mit einer geeigneten
Verstärkerschaltung einen an sich bekannten elektronischen Messverstärker 2 bildet.
An dessen Ausgang 20 wird eine Signalspannung U1 für die weitere Verwendung im erfindungsgemässen
Schaltungsteil zur Verfügung gestellt, die proportional der Temperatur des Fühlers
1 ist. Diese Signalspannung U1, deren möglicher zeitlicher Verlauf in Figur 2 dargestellt
ist, wird einem Integrierglied 3 zugeführt, dessen Zeitkonstante 1 gegenüber der
Zeitkonstante des Temperaturfühlers und der Zeitkonstante des Messverstärkers 2
gross ist. In ihm wird die Signalspannung U1 laufend integriert und gemittelt, sodass
es an seinem Ausgang eine Spannung U2 liefert, die wie in Figur 2 dargestellt, wegen
der grossen Zeitkonstante abrupte Schwankungen von U1 und damit der Temperatur nur
mit einer grossen zeitlichen Verzögerung mitnacht und geglättet ist. Diese geglättete,
anschliessend zum Vergitch dienende Vergleichaspannung U2 wird dem einen Eingang
eines nachgeschalteten Subtrahierers 4 zugeleitet, dessen anderer Eingang unmittelbar
am Ausgang 20 des Messverstärkers 2 liegt, und somit mit der temperaturproportionalen
Signalspannung U1 beaufschlagt wird. Der Subtrahierer 4 bildet die zeitabhängige
Differenz L>u (t) = U2 - U1 zwischen der Vergleichsspannung und der ursprünglichen
Signalspannung und führt diese dem einen Eingang eines Komparators 5 zu, dessen
anderer Eingang über einen Potentiometer 6 eine einstellbare Schwellenspannung erhält,
sodass am Ausgang 19 des Komparators ein Potential oder ein Spannungsimpuls für
die weitere Betätigung von Signal- und lieldeeinrichtungen zur Verfügung steht,
je nachdem, ob die am Potentiometer 6 eingestellte Schwellenwertspannung fEU6 von
der Spannungsdifferenz SU (t) überschritten wird oder nicht. Die Zeitkonstante #1
und d.er Schwellenwert #U6 werden so gewählt, dass nur dann ein Steuerimpuls
am
Ausgang des Komparators 5 entsteht, wenn es sich um eine sehr starke rasche Änderung
der Spannung U1 handelt, die auf eine Dislokation oder einen Defekt des Temperaturfühlers
1 hinweist. Bei einer einfacheren Ausführungsform des erfindungsgemässen Gerätes
kann dann der signifikante Spannungswert oder Spannungsimpuls L5 für die Betätigung
irgendeines Anzeige-, Melde- oder Alarmgerätes 16 benutzt werden.
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Bei der demgegenüber fortgeschrittenen erfindungsgemässen Ausbildung
des Temperaturüberwachungsgerätes wird das am Ausgang des Komparators 5 bei Überschreiten
eines bestimmten Wertes der Temperaturänderung entstehende Potential B5 sowohl zur
Steuerung bzw. zum Anstoss oder Start eines Zeitgebers 8 als auch eines Speichers
7 benutzt, deren Steuereingänge folglich mit dem Ausgang des Komparators 5 verbunden
sind, während der zweite Eingang des Speichers 7 mit den Ausgang des Messverstärkers
2 in Verbindung steht. Wenn daher nach dem Zeitpunkt t1 (siehe Figur 2) die Temperatur
plötzlich um einen bestimmten Wert sinkt und demzufolge auch die Spannung U1 bis
zu einem niedrigereren Wert zum Zeitpunkt t2, dann speichert nach dem Anstoss durch
den Spannungsimpuls L5 der Speicher 7 den zu diesem Zeitpunkt t2 (siehe Figur 2)
erreichten Signal spannungswert U1 (t2). Am Ausgang des Speichers 7 ist ein Subtrahierglied
9 mit seinem einen Eingang angeschlossen, während sein anderer Eingang direkt von
dem Iiessverstärker 2 mit dem jeweils vorliegenden Signalspannungswert U1 (t) beaufschlagt
wird. Dem Subtrahierer 9 folgen ein zweiter Komparator 10 und ein an dessen Ausgang
12 angeschlossenes Anzeige-, Melde- oder Alarmgerät 18 nach, wobei der Schwellenwert
#U11 für den Komparator 10 an einem Potentiometer 11 eingestellt wird. Der Komparator
10 hat ausserdem einen Steuereingang über den er mit dem Zeitgeber 8 in Verbindung
steht, sodass bei Ablauf eines am Zeitgeber 8 einzustellenden und durch den Impuls
zum Zeitpunkt t2 angestossenen Zeitintervalls tjt = t3 - t2 der Komparator 10 die
im Subtrahierer 9 gebildete Differenz' zwischen dem gespeicherten Spannungswert
U1 (t2)
und dem augenblicklich vorliegenden Spannungswert U1 (t3)
mit dem am Potentiometer 11 eingestellten Schwellenwert #U11 vergleicht. Wird mit
dieser Differenz der Schwellenwert überschritten, so wird am Signalausgang 12 des
Komparators 10 ein Spannung impuls L10 erzeugt, der die zugeordnete Anzeige-, Melde-
oder Alarmeinrichtung 18 betätigt.
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Das Entstehen eines Signalimpulspegels L10 am Signalausgang 12 bedeutet
also, dass der Differenzquobient # fit, der die zwischen den Zeitpunkten t2 und
t3 erreichte Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur darstellt, einen bestimmten
Wert überschritten hat. Dabei ist dieser Alarmwert durch die Einstellung der Zeitdifferenz
am Zeitgeber 8 und des Schwellenwertes am Poteitiometer 11 bestimmt. Wird nun ein
derart vorbestimmter kritischer Wert der Temperaturänderungsgeschwindigkeit eingestellt,
der einerseits bei lebenden Plenschen nicht vorkommt, andererseits aber typisch
für eine Dislokation oder einen Defekt des Fühlers 1 ist, dann signalisiert das
Potential L10, dass der Temperaturfühler und seine Lage geprüft werden müssen.
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Erfindungsgemäss ist zur Diskrimination eines anderen Temperaturverlaufsparallel
zum Komparator 10 und dem nachfolgenden Alarmteil 18 ein zweiter Komparator 13 mit
seinem Anzeige-, Melde- und Alarm teil 17 geschaltet, der ebenfalls von dem Zeitgeber
8 gesteuert und von der am Ausgang des Subtrahierers 9 stehenden Differenzspannung
U9 beaufschlagt wird und ein eigenes Potentiometer 14 hat, mit dem eill anderer,
im Vergleich zum Schwellenwert am Potentiometer 11 vorzugsweise niedriger Schwellenwert
f>U14 für diese Spannungsdifferenz einstellbar ist. Dieser wird z.B. derart eingestellt,
dass für das unveränderte Zeitintervall ein physiologisch möglicher aber Gefahr
anzeigender Wert der Temperaturdifferenz angezeigt wird.
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Der am Ausgang des Komparators 13 gelieferte Spannungsimpuls L13 kann
dannz.B. dazu benutzt werden, um in der Meldeeinrichtung 17 ein Signal zu erzeugen,
das z.B. "Temperaturänderung beobachten" bedeutet
Ähnlich können
weitere Komparatoreinrichtungen an die Ausgänge des Zeitgebers 8und des Subtrahierers
9 angeschlossen sein, um andere signifikante Temperaturänderungswerte zu erfassen
und entsprechende Warnungssignale zu erzeugen.
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Die verschiedenen Alarme können durch irgendwelche Melde-, Anzeige-
oder Alarmmittel wie verschiedenfarbige Lampen, Leuchtschriften oder bei Verwendung
eines Computers durch Erzeugung von Texten auf Bildschirmen unterschieden werden.
Der Computer soll jedoch nur den Text liefern und nicht eine Beurteilung, um welchen
Alarmfall es sich handelt.
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Im übrigen ist im allgemeinen das erfindungsgemässe Gerät auch mit
dem üblichen Temperaturanzeigeinstrument mit Grenzwerteinstellung ausgestattet,
sodass alle die verschiedenen medizinisch signifikanten oder für die Sicherung der
Funktionsbereitschaft wichtigen Temperaturkriterien erfasst werden. So würde das
Ansprechen des Melders 16 die Warnung bedeuten "es treten grosse Temperaturänderungen
auf!" (Vorwarnung), das Ansprechen des Melder 17 11es treten schnelle, grosse i'emperaturänderu-ngen
auf" (Warnung) und schliesslich das Ansprechen des Melders 18 "die Temperaturänderungen
sind zu schnell, d.h. Fühler muss geprüft werden!". Diese Differenzierung vermeidet
einerseits unnötige Aufregung beim medizinischen Personal und gewährleistet andererseits
auch, dass therapeutische Gegenmassnahmen rechtzeitig getroffen werden und die Funktionsbereitschaft
des Temperaturfühlers ständig kontrolliert ist, sodass bei einer Dislokation oder
einem Defekt die Ursachen schnell behoben und die Messbereitschaft wieder hergestellt
werden kann.