DE2453013C2 - Medizinisches Gerät zur automatischen Überwachung der Temperatur des menschlichen Körpers - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß eine durch das Alarmsignal triggerbare Ergänzungsschaltung zur Erfassung der Änderungsgeschwindigkeit der Signalspannung (U\) vorhanden ist die

— einen Zeitgeber (8) zur Festlegung einer Zeitspannung (/It) ab dem Zeitpunkt des Auftretens des Alarmsignals (L5),

— einen Speicher (7) zur Übernahme des Momentanwerts der Signalspannung (Ui) zum Zeitpunkt des Auftretens des Alarmsignals (La) und

— eine Bewertungsschaltung (9, 10) umfaßt, die den Unterschied (AT) der Signalspannungswerte zum Zeitpunkt des Auftretens des Alarmsignals und nach Ablauf der vom Zeitgeber (8) festgelegten Zeitspannung (/It) festgestellt und bei Überschreiten eines bestimmten einstellbaren, bei lebenden Menschen nicht vorkommenden, jedoch bei Artefakten wie Dislokation oder Defekt des Temperaturfühlers (1) möglichen Wert der Änderungsgeschwindigkeit (ATIAt) der Signalspannung (U\) Warnsignalimpulse (L₁₀, Li 3) abgibt.

2. Medizinisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertungsschaltung (9,13) mit einem Potentiometer (14) zur Einstellung einer Ansprechschwelle versehen ist und daß bei Überschreiten eines einstellbaren Werts einer höheren Änderungsgeschwindigkeit der Signalspannung (U]) die Bewertungsschaltung anspricht und über eine weitere Meldeeinrichtung (17) einen Hinweis (Ln) auf eine beim Menschen gerade noch vorkommende Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur auslöst.

3. Medizinisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Bewertungsschaltung (9, 10) mit einem weiteren Potentiometer (11) zur Einstellung einer höheren Ansprechschwelle für die Änderungsgeschwindigkeit der Signalspannung (U\) vorhanden ist und daß bei Überschreiten dieser Ansprechschwelle eine weitere Meldeeinrichtung (18) einen Hinweis CL₁₀) auf eine wahrscheinliche Dislokation oder Beschädigung des Temperaturfühlers (1) auslöst.

4. Medizinisches Gerät nach Anspruch 3, dadurch v> gekennzeichnet, daß beim Vorliegen der höheren Änderungsgeschwindigkeit der Signalspannung (U \) an der weiteren Meldeeinrichtung (18) über eine Verriegelungseinrichtung (23) der Hinweis (Ln) auf die gerade noch vorkommende Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur Abschaltbar ist

5. Medizinisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Ausgangssignale der Bewertungsschaltungen {10, 13) als Steuersignale an den Eingang eines Rechners mit Sichtgerät aufschaltbar sind

Die Erfindung betrifft ein Gerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zur ununterbrochenen und automatischen Überwachung der Körpertemperatur (insbesondere von Schwerkranken), das selbsttätig prüft und entscheidet ob Änderungen der vom elektrischen Temperaturfühler gemessenen Temperaturwerte physiologisch plausibel sind, ob die Änderungen auf Gefahrensituationen für die zu überwachende Person oder auf eine Dislokation oder einen Defekt des Temperaturfühlers hinweisen. Durch optische oder akustische Anzeige-, Melde- oder Alarmmittel werden die verschiedenen Ursachen bzw. Situationen verständlich angezeigt bzw. gemeldet

Zur ununterbrochenen Messung und automatischen Überwachung der Körpertemperatur von Patienten sind elektronische Temperaturmeßgeräte 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. Bei der Patientenüberwachung wird das der Körpertemperatur proportionale elektrische Signal einem Meß- und Anzeigegerät mit Grenzwerteinrichtung zugeführt. Überschreitet die vom Temperaturfühler gemessene Temperatur den an der Einstelleinrichtung für den oberen Temperaturgrenzwert eingestellten oberen Grenzwert oder unterschreitet sie den an der Einstelleinrichtung für den unteren Temperaturgrenzwert eingeteilten unteren Grenzwert, so wird vom Meß- und Anzeigegerät automatisch Alarm ausgelöst.

Diese bekannten Geräte zur Überwachung der Körpertemperatur haben zwei wesentliche Nachteile:

Erhöht sich der thermische Übergangswiderstand zwischen Meßstelle und Temperaturfühler, z. B. infolge Herausrutschens des Rektalfühlers aus dem Rektum oder Ablösung des Hauttemperaturfühlers von der Haut, kühlt sich der Temperaturfühler wegen der im Vergleich zur Körpertemperatur im allgemeinen sehr viel niedrigeren Umgebungstemperatur so stark ab, daß die am Anzeigeinstrument mit Hilfe des Grenzwertstellers eingestellte niedrige Temperatur erreicht und folglich Alarm ausgelöst wird. Alarm kann ferner ausgelöst werden, wenn die Zuleitung des Temperaturfühlers bricht und dadurch eine zu niedrige Fühlertemperatur vorgetäuscht wird.

Solche Fehlalarme führen 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 von echten Alarmen nicht zu unterscheiden sind. Die Fehlalarme können daher zu falschen Therapiemaßnahmen führen. Es mußte daher bis jetzt einige Zeit und Mühe aufgewandt werden, um zu prüfen, ob der Alarm echt oder falsch war.

Solche Fehlalarme haben auch zur Folge, daß das Vertrauen in das Überwachungsgerät verlorengeht und die Aufmerksamkeit sinkt, so daß echte Alarme vom Personal nicht genügend beachtet werden oder daß die Alarmeinrichtung außer Betrieb gesetzt wird

Der zweite bedeutende Nachteil bisheriger medizinischer Temperaturüberwachungsgeräte besteht darin, daß sie einer wichtigen Forderung nicht oder nur unbefriedigend genügen.

Bei der Überwachung der Körpertemperatur eines schwerkranken Patienten, insbesondere unmittelbar nach therapeutischen Maßnahmen ist es wichtig, die Geschwindigkeit der Temperaturänderung zu überwachen. Das heißt, es soil eine Gefahrensituation, etwa durch Alarmgabe sofort angezeigt werden, wenn diese Änderungsgeschwindigkeit einen zulässigen Wert überschreitet

Aus der DE-AS 12 34 588 ist eine Schaltungsanordnung zur Feuerschutzüberwachung bekannt welche die Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur eines Ortes überwacht In der genannten Schrift ist auch die Möglichkeit erwähnt, zusätzlich zur betriebsmäßigen Brandwarnung durch einen Strom- bzw. Spannungssprung eine Störalarmmeldung auszulösen. Die Störalarmmeldung wird ausgelöst durch sprunghafte Änderung eines elektrischen Signals infolge Kurzschluß bzw. Unterbrechung elektrischer Leitungen. Eine rasche Änderung des elektrischen Signals vermag die Störalarmmeldung nicht auszulösen, solange die Änderung einen zeitlich stetigen Verlauf aufweist Mit dieser bekannten Anordnung kann nur eine einzige Störalarmmeldung ausgelöst werden; eine Vorwarnung auf einen möglichen Störalarm kann nicht signalisiert werden.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zur Überwachung der Körpertemperatur zu schaffen, das einen möglichen Störalarm signalisieren kann, die Überwachung automatisiert und die Meßsicherheit erhöht.

Diese Aufgabe wird mit Hilfe der im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Maßnahmen erreicht.

Das Überwachungsgerät ist mit elektronischen Mitteln ausgestattet, die die der Änderungsgeschwindigkeit der gemessenen Temperatur proportionale elektrische Signalspannung automatisch erfassen und bei Überschreiten wenigstens einer bestimmten einstellbaren Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur geeignete Steuersignale zur Betätigung von nachgeschalteten Anzeige-, Melde- oder Alarmeinrichtungen liefern, wobei verschiedenartige Verläufe der Temperaturänderung und deren Ursachen diskriminiert werden.

Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform eines Temperaturüberwachungsgerätes und

F i g. 2 mögliche Verläufe der Signalspannungen U\ und Ui über der Zeit.

Das erfindungsgemäße Temperaturüberwachungsgerät umfaßt als wesentliches Teil den Temperaturfühler 1, der für kutane, orale oder rektale Applikationen in bekannter Weise ausgebildet sein kann, dessen temperaturempfindliches Element Teil einer Meßbrückenschaltung sein kann, die zusammen mit einer geeigneten Verstärkerschaltung einen bekannten elektronischen Meßverstärker 2 bildet. An dessen Ausgang 20 steht eine Signalspannung U\ für die Verarbeitung im erfindungsgemäßen Schaltungsteil zur Verfügung, die proportional der Temperatur des Fühlers 1 ist. Die Signalspannung Ui, deren möglicher zeitlicher Verlauf in F i g. 2 dargestellt ist, wird einem Integrierglied 3 zugeführt, dessen Zeilkonstante groß gegenüber der Zeitkonstante des Temperaturfühlers und der Zeitkonstante des Meßverstärkers 2 ist Im Integrierglied 3 wird die Signalspannung U\ integriert; es liefert an seinem Ausgang eine Spannung Ui, die, wie in F i g. 2 gestrichelt dargestellt, wegen der großen Zeitkonstante abrupten Schwankungen von Ui und damit der Temperatur nur mit großer zeitlicher Verzögerung folgt Die Ausgangsspannung Ui des Integriergliedes 3 wird dem einen Eingang eines nachgeschalteten Subtrahierers 4 zugeleitet, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang 20 des Meßverstärkers 2 verbunden ist und somit mit der tempera-

is turproportionalen Signalspannung U\ beaufschlagt wird. Der Subtrahierer 4 bildet die zeitabhängige Differenz AU(t) = Ui- U\ zwischen der Spannung Ui und der Signalspannung U_x und führt diese dem einen Eingang einer Bewertungsschaltung 5 zu, deren zweitem Eingang über ein Potentiometer 6 eine einstellbare Schwellenspannung zugeführt wird, so daß am Ausgang 19 der Bewertungsschaltung 5 ein Alarmsignal Ls für die Betätigung von Signal- und Meldeeinrichtungen zur Verfügung steht, je nachdem, ob die am Potentiometer 6 eingestellte Schwellenwertspannung AUb von der Spannungsdifferenz AU(t) überschritten wird oder nicht Die Zeitkonstante T\ und der Schwellenwert AU₆ sind so gewählt, daß nur dann ein Steuerimpuls am Ausgang der Bewertungsschaltung 5 entsteht, wenn große Änderungen der Temperatur des Temperaturfühlers 1 und damit der Spannung U\ ermittelt werden.

Bei dem hier beschriebenen Temperaturüberwachungsgerät wird das am Ausgang der Bewertungsschaltung 5 bei Überschreiten eines bestimmten Wertes der Geschwindigkeit der Temperaturänderung entstehende Signal L% sowohl zur Steuerung bzw. zum Start eines Zeitgebers 8 als auch eines Speichers 7 benutzt, deren Steuereingänge mit dem Ausgang der Bewertungsschaltung 5 verbunden sind, während der zweite Eingang des Speichers 7 mit dem Ausgang des Meßverstärkers 2 in Verbindung steht. Wenn daher ab dem Zeitpunkt fi (siehe F i g. 2) bis zum Zeitpunkt h die Temperatur plötzlich um einen bestimmten Wert absinkt und demzufolge die Spannung LA auf einen niedrigeren Wert abfällt, speichert nach dem Anstoß durch den Spannungsimpuls L·, der Speicher 7 den zu dem Zeitpunkt ti (siehe F i g. 2) erreichten Signalspannungswert U\ (ti). Am Ausgang des Speichers 7 ist ein Subtrahierglied 9 mit seinem einen Eingang angeschlossen, während sein zweiter Eingang von dem Meßverstärker 2 mit dem jeweils vorliegenden Signalspannungswert U\ (t) beaufschlagt wird. Dem Subtrahierer 9 folgen eine weitere Bewertungsschaltung 10 und ein an deren Ausgang 12 angeschlossenes Anzeige-, Melde- oder Alarmgerät 18 nach, wobei der Schwellenwert AUw für die Bewertungsschaltung 10 an einem Potentiometer 11 einstellbar ist. Die Bewertungsschaltung 10 hat einen Steuercingang 10a, über den sie mit dem Zeitgeber 8 in Verbindung steht, so daß bei Ablauf eines am Zeitgeber 8

bo einzustellenden und durch den Impuls zum Zeitpunkt ti angestoßenen Zeitintervalls At = h — f2 die Bewertungsschaltung 10 die im Subtrahierer 9 gebildete Differenz zwischen dem gespeicherten Spannungswert U\ (ti) und dem augenblicklich vorliegenden Spannungswert U] (ti) mit dem am Potentiometer 11 eingestellten Schwellenwert AU\ \ vergleicht. Überschreitet die Differenz U] (ti) — U] (I2) den Schwellenwert, so wird am Signalausgang 12 der Bewertungsschaltung 10 ein Span-

nungsimpuls Lio erzeugt, der die zugeordnete Anzeige-, Melde- oder Alarmeinrichtung 18 betätigt.

Das Vorliegen eines Hinweises Lm am Signalausgang 12 bedeutet, daß der Differenzquotient ΔΤίΔι, der die zwischen den Zeitpunkten i₂ und h erreichte Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur darstellt, einen bestimmten Wert überschritten hat. Dieser Alarmwert ist durch die Einstellung der Zeitdifferenz am Zeitgeber 8 und des Schwellenwertes am Potentiometer 11 bestimmt. Wird nun ein derart vorbestimmter kritischer Wert der Temperaturänderungsgeschwindigkeit eingestellt, der einerseits bei lebenden Menschen nicht vorkommt, andererseits aber typisch für eine Dislokation oder einen Defekt des Fühlers 1 ist, dann signalisiert das Signal Li₀, daß der Temperaturfühler und seine Lage geprüft werden müssen.

Zur Diskrimination eines anderen Temperaturverlaufs ist parallel zur Bewertungsschaltung 10 und dem nachfolgenden Alarmteil 18 eine zweite Bewertungsschaltung 13 mit zugehörigem Anzeige-, Melde- oder Alarmteil 17 geschaltet, die ebenfalls von dem Zeitgeber

8 gesteuert und von der am Ausgang des Subtrahierers

9 anstehenden Differenzspannung beaufschlagt wird und ein eigenes Potentiometer 14 hat, mit dem ein anderer, im Vergleich zum Schwellenwert am Potentiometer 11 vorzugsweise niedriger Schwellenwert ΔUh als Spannungsdifferenz einstellbar ist. Dieser wird z. B. derart eingestellt, daß für das Zeitintervall Δί ein physiologisch möglicher, aber Gefahr anzeigender Wert der Temperaturdifferenz ermittelt wird. Der am Ausgang der Bewertungsschaltung 13 gelieferte Spannungsimpuls Ln kann dann z. B. dazu benutzt werden, um in der Meldeeinrichtung 17 ein Signal zu erzeugen, das z. B. »Temperaturänderung beobachten« bedeutet

Ähnlich können weitere Bewertungsschaltungen an die Ausgänge des Zeitgebers 8 und des Subtrahierers 9 angeschlossen sein, um andere signifikante Temperaturänderungswerte zu erfassen und entsprechende Warnungssignale zu erzeugen.

Die verschiedenen Alarme können durch irgendwelehe Melde-, Anzeige- oder Alarmmittel wie verschiedenartige Lampen, Leuchtschriften oder bei Verwendung eines Rechners mit Sichtgerät durch Erzeugung von Texten auf dem Bildschirm des Sichtgerätes dargestellt werden. Der Rechner soll jedoch nur den Text liefern, seinem Eingang werden die Ausgangssignale der Bewertungsschaltungen (5,10,13) als Steuersignale zugeführt. Die Unterscheidung bezüglich der unterschiedlichen Alarmfälle erfolgt im Meß- und Anzeigegerät zur Messung der Körpertemperatur.

Im allgemeinen ist das erfindungsgemäße Gerät mit dem üblichen Temperaturanzeigeinstrument mit Grenzwerteinrichtung ausgestattet, so daß die verschiedenen, medizinisch signifikanten oder für die Sicherung der Funktionsbereitschaft wichtigen Temperaturkriterien erfaßt werden. So würde das Ansprechen des Melders 16 die Warnung bedeuten, z. B. »es treten große Temperaturänderungen auf!« (Vorwarnung), das Ansprechen des Melders 17 »es treten schnelle, große Temperaturänderungen auf« (Warnung) und schließlich das Ansprechen des Melders 18 »die Temperaturänderungen sind zu schnell, d.h. der Fühler muß geprüft werden!«. Diese Differenzierung vermeidet einerseits unnötige Aufregung beim medizinischen Personal und gewährleistet andererseits, daß therapeutische Gegenmaßnahmen rechtzeitig getroffen werden und die Funktionsbereitschaft des Temperaturfühlers ständig kontrolliert ist. so daß bei einer Dislokation oder einem Defekt die Ursache schnell behoben und die Meßbereitschaft wieder hergestellt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Medizinisches Gerät zur automatischen Überwachung der Temperatur des menschlichen Körpers, insbesondere bei Schwerkranken, mit

— einem Temperaturfühler zur Umwandlung der aufgenommenen Temperaturwerte in ihnen proportionale elektrische Signalspannungswerte,

— einem elektrischen Meßverstärker für diese Signalspannung und mit

— einer elektronischen Schallung, die bei raschen Änderungen der Signalspannung ein Alarmsignal zur Auslösung eines akustischen Alarmgebers, zur Erregung einer Anzeige oder einer sonstigen Meldung abgibt,