DE3737360A1 - Elektronisches thermometer vom vorhersagetyp, insbesondere fuer die verwendung in kliniken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Fieberthermometer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Thermometer werden im klinischen Bereich verwendet, um eine Gleichgewichts- oder Beharrungstemperatur auf der Grundlage eines Bereiches eines zu messenden Körpers vorherzusagen.

Aus der US-PS 46 29 336 ist bereits ein solches elektronisches Thermometer bekannt, dessen wesentliche Merkmale anhand der Fig. 1 im folgenden beschrieben werden.

In dieser Fig. 1 ist ein Blockschaltbild dargestellt, das eine Temperaturmeßeinrichtung 1, eine Betriebseinrichtung 2 mit einem Parameterselektor 16 und eine Anzeigeeinheit 3 aufweist. Die Temperaturmeßeinrichtung 1 enthält einen Meßfühler, beispielsweise einen Thermistor, und dient als Schaltungsanordnung zum Ermitteln der Temperatur eines zu messenden Bereiches in Realzeit. Die Betriebseinrichtung 2 berechnet eine Gleichgewichts- oder Beharrungstemperatur in Abhängigkeit von einem Temperatursignal der Temperaturmeßeinrichtung 1, wenn die vorgegebenen Bedingungen erfüllt sind, und gibt den resultierenden Wert als statistische Vorhersage-Beharrungstemperatur auf die Anzeigeeinheit 3. Diese Beharrungstemperatur wird im folgenden als Vorhersagewert bezeichnet. Bei dem Parameterselektor 16 handelt es sich um eine Schaltungsanordnung, die ein Betriebsergebnis des Vorhersagewertes zurückmeldet, um Koeffizientenparameter auszuwählen, die im folgenden als Parameter bezeichnet werden und die zu einer Funktionsgleichung gehören, welche einen genaueren Vorhersagewert gewährleistet.

In der Fig. 2 ist ein Blockdiagramm dargestellt, welches Details des bekannten elektronischen Thermometers zeigt. Die Temperaturmeßeinrichtung 1 weist einen Sensor 5 auf, beispielsweise einen Thermistor, sowie einen Temperaturerkenner 6. Der Temperaturerkenner 6 erkennt ein elektrisches Signal, das vom Sensor 5 in Abhängigkeit einer Temperatur des zu messenden Bereiches abgegeben wird. In Intervallen gibt er Temperaturdaten 21 und 22, die dem erfaßten elektrischen Signal entsprechen, auf die Betriebseinrichtung 2 ab.

Die Betriebseinrichtung 2 enthält eine Meßregelschaltung 7, eine Zeitmeßschaltung 8, eine Temperaturspeicherschaltung 9, einen Vorhersagewertrechner 10, eine Vorhersagewertanzeigeschaltung 15 und den Parameterselektor 16. Die Meßregeleinrichtung 7 erhält ein Temperaturdatensignal 21 aus dem Temperaturerkenner 6 und zeigt stets die Temperatur des zu messenden Bereiches in Realzeit an. Sie gibt ein Vorhersagebetriebsstartsignal 24 auf die Zeitmeßschaltung 8, wenn die Temperaturdaten den vorgeschriebenen Bedingungen entsprechen. Gleichzeitig hält die Meßregelschaltung 7 die auf den Vorhersagewertrechner 10 gegebenen Betriebsbefehlssignale 23 synchron zu den Temperaturdatensignalen 21, die in zeitlichen Abständen vom Temperaturdetektor 6 abgegeben werden, bis die vorgegebenen Bedingungen erfüllt sind. Die Zeitmeßschaltung 8 beginnt dann mit der Zählzeit, wenn der Temperaturdetektor das Temperatursignal nach dem Einschalten des elektronischen Thermometers und der Energiezuführung ausgibt. Wenn die Zeitmeßschaltung 8 das Vorhersagebetriebsstartsignal 24 aus der Meßregelschaltung 7 erhält, werden die so erhaltenen Zeitdaten zurückgesetzt, und das Zählen der Zeit wird erneut gestartet. Diese Zeitdaten werden auf den Vorhersagewertrechner 10 als Daten 25 der vergangenen Zeit gegeben. Die Temperaturspeicherschaltung 9 ist eine Schaltung, welche für die zeitweise Abspeicherung der Temperaturdaten 22 entsprechend einer Vorgabe vorgesehen ist, wenn die Temperaturdaten 22 aus dem Temperaturdetektor 6 auf die Temperaturspeicherschaltung 9 gegeben werden. Die gespeicherten Daten werden im Bedarfsfall auf den Vorhersagewertrechner 10 gegeben. Der Vorhersagewertrechner 10 ist durch eine Funktionsgleichung programmiert, um einen Vorhersagewert als Funktion der vergangenen Zeit sowie eine Temperatur zu erhalten, wobei verschiedene Parameter herangezogen werden, welche die Berechnung des Vorhersagewertes einer Gleichgewichts- oder Beharrungstemperatur beeinflussen. Im Anfangszustand, d. h., wenn das Betriebsbefehlssignal 23 von der Meßregelschaltung 7 auf den Vorhersagewertrechner 10 zum ersten Mal gegeben wird, werden die Parameter zurückgesetzt und vorgegebene Werte gesetzt. Der Vorhersagewertrechner 10 berechnet einen Vorhersagewert entsprechend der erwähnten Funktionsgleichung, in welche die Parameter gesetzt werden, wobei die Temperaturdaten 26 aus der Temperaturspeicherschaltung 9 und die Daten 25 der vergangenen Zeit aus der Zeitmeßschaltung 8 verwendet werden. Der Vorhersagewertrechner 10 gibt die resultierenden Daten als Vorhersagewertdaten 30 auf die Vorhersagewertanzeigeschaltung 15. Die Vorhersagewertanzeigeschaltung 15 zeigt stets die Vorhersagewertdaten 30 periodisch zum Eingangssignal an. Wenn eine Änderung des Vorhersagewertes als Funktion der Zeit auftritt, beispielsweise, weil er für eine bestimmte Zeit in einen gegebenen Bereich fällt, bestimmt die Vorhersagewertanzeigeschaltung 15, daß das Ergebnis des Vorhersagewertes, der von dem Vorhersagewertrechner 10 errechnet wurde, korrekt ist, d. h., daß die Auswahl der Parameter, welche die Funktionsgleichung bestimmen, korrekt ist, wobei ein Vorhersagewertsignal 33 auf die Anzeigeeinrichtung gegeben wird. Wenn der Vorhersagewert den gegebenen Bereich innerhalb einer bestimmten Zeit übersteigt, wird ein negatives Rückkopplungsregelsignal 32 zusammen mit dem Vorhersagewertsignal 33 auf den Parameterselektor 16 gegeben. Der Parameterselektor 16 erhält das negative Rückkopplungssignal 32 und bringt die Parameter auf den neuesten Stand, welche die Berechnung des Vorhersagewertes beeinflussen. Insbesondere wählt der Parameterselektor 16 Parameter aus, welche die Änderung im Vorhersagewert für die vorgegebene Zeit von verschiedenen vorangestellten Werten verringern. Danach werden die auf den neuesten Stand gebrachten Daten auf den Vorhersagewertrechner 10 als elektrisches Signal 31 gegeben. Der Vorhersagewertrechner 10 empfängt das elektrische Signal 31 und empfängt dann das Betriebsbefehlssignal 23 wieder aus der Meßregelschaltung 7, so daß der Vorhersagewertrechner 10 aus der Zeitmeßschaltung 8 einen Vorhersagewert entsprechend dem Datensignal 25 betreffend die vergangene Zeit und die Temperaturdaten 26 aus der Temperaturspeicherschaltung 9 auf der Grundlage der aufgefrischten Parameter erhält. Ein auf diese Weise errechneter Vorhersagewert wird als Vorhersageinformation 30 wieder ausgegeben und durch die Vorhersagewertanzeigeschaltung 15 angezeigt. Der obige Vorgang wird in der Vorhersagewertanzeigeschaltung 15 wiederholt. Auf diese Weise wird der Vorhersagewert auf der Anzeigeeinheit 3 angezeigt, wobei der Vorhersagewert ständig auf den neuesten Stand gebracht wird.

Die vorstehende Beschreibung wird im folgenden anhand der Kurvendarstellungen der Fig. 3 und 4 erläutert.

In der Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen T (t ) eine tatsächliche Körpertemperatur- Anstiegskurve, die als stetige Kurve dargestellt ist, und zwar auf der Grundlage der Temperaturdaten, die von dem Temperaturdetektor 6 erfaßt und in Intervallen ausgegeben wurden. Die Punkte T (t₀), T (t₁), . . . bis T (t ) stellen die Temperaturen bei vergangenen Zeiten t₀, t₁, . . . usw. dar. Das Bezugssymbol W (t ) bezeichnet eine Linie, die aufgezeichnet ist, um eine stetige Änderung im Vorhersagewert zu zeigen, der auf der Anzeigeeinheit 3 als Funktion der vergangenen Zeit dargestellt ist. Da die Parameter der Funktionsgleichung zum Berechnen des Vorhersagewertes geändert werden und weil der Vorhersagewert korrigiert wird, ist die Linie W (t ) als ganze schnittweise aufgezeichnet. Die Bezugssymbole W (t₀), W (t₁), . . . bezeichnen die korrigierten Vorhersagewerte bei den vergangenen Zeiten t₀, t₁, . . . Außerdem bezeichnet das Bezugssymbol T (t _n ) eine aktuelle Gleichgewichts- oder Beharrungstemperatur bei der vergangenen Zeit T _n .

Im folgenden wird ein Verfahren zur Berechnung eines Vorhersagewertes im Vorhersagewertrechner 10 beschrieben. Der Vorhersagewert W (t ) einer Gleichgewichts- oder Beharrungstemperatur wird durch folgende Gleichung ausgedrückt:

W (t ) = T (t ) + V (t )

V (t ) ist ein sogenannter Korrekturwert als Funktion der vergangenen Zeit t; er wird allein bestimmt durch einen Wert eines Parameters C. Beispielsweise sind in der Fig. 3 mehrere Kurven mit dünnen unterbrochenen Strichen dargestellt, die eine Funktionsgleichung V (t ) repräsentieren, mit der Korrekturwerte erhalten werden, wenn der Wert des Parameters C gleich C₀, C₁, . . . ist. Diese Kurven werden für V (t ) benötigt, um den Änderungen in der Körpertemperaturerhöhungskurve entsprechend den persönlichen Unterschieden oder verschiedenen Meßbedingungen Rechnung zu tragen. Demzufolge kann ein geeigneter Korrekturwert V (t ) dadurch ausgewählt werden, daß der Wert des Parameters C auf den neuesten Stand gebracht wird. Dieser Parameter C wird zu den vergangenen Zeiten t₀, t₁, . . . aufgefrischt; V (t₀), V (t₁), . . . sind die Korrekturwerte, nachdem der Parameter C auf den neuesten Stand gebracht worden ist.

Wenn die Stromversorgung eingeschaltet und die gesamte Schaltungsanordnung der Fig. 6 in Betrieb ist, wandelt der Temperaturdetektor 6 die elektrischen Signale des Sensors 5 in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur in vorgegebenen Zeitabständen in entsprechende Temperaturdaten um, z. B. alle zwei Sekunden, und gibt sie als Temperatursignale 21 und 22 ab. Die Meßregelschaltung 7 zeigt stets das Temperaturdatensignal 21 am Eingang hierzu an und gibt das Vorhersagebetriebsstartsignal 24 und das Betriebsbefehlssignal 23 ab, wenn die Temperaturdaten den vorgegebenen Bedingungen genügen. Im vorliegenden Fall sind die Bedingungen indessen nicht erfüllt, weshalb die Signale nicht ausgegeben werden. Die vorgegebene Bedingung bedeutet beispielsweise, daß zehn Sekunden vergangen sind, seit die Temperatur die 30°C überschritten hat und daß sie mit einer Rate von 0,1°C/sec ansteigt.

Die Zeitmeßschaltung 8 beginnt damit, die vergangene Zeit unmittelbar nach dem Einschalten des Netzschalters zu zählen, während die Temperaturspeicherschaltung 9 die Temperaturdaten immer dann speichert, wenn das Temperaturdatensignal 22 entsprechend der vorgegebenen Regel eingegeben wird. Wenn in diesem Zustand der Sensor in einen zu messenden Bereich eingeführt wird, nimmt der Wert der Temperaturdaten gemäß einer Kurve T (t ) zu, die in der Fig. 8 dargestellt ist. Sofern die Temperaturdaten der vorgeschriebenen Bedingung genügen (zehn Sekunden sind vergangen, seitdem die Temperatur 30°C überschritten hat, und sie steigt mit einer Rate von 0,1°C/sec), beginnt der Vorhersagerechner 10 mit dem Betrieb, nachdem der Parameter C der Funktionsgleichung zum Bereitstellen des Vorhersagewertes dadurch zurückgesetzt worden ist, daß das Betriebsbefehlssignal 23 aus der Meßregelschaltung 7 empfangen wird.

Die Zeitmeßschaltung 8 wird zurückgesetzt, wenn das Vorhersagebetriebsstartsignal 24 eintrifft; sie beginnt erneut mit dem Zählen einer vergangenen Zeit. Im vorliegenden Fall ist die vergangene Zeit gleich t₀. Wenn der Betrieb zur vergangenen Zeit t₀ beginnt, wird der Parameter C so zurückgesetzt, daß er ein Wert einer Funktionsgleichung ist, die einen Vorhersagewert einer Gleichgewichts- oder Beharrungstemperatur bereitstellt, die aus statistischer Sicht einer mittleren Körpertemperaturanstiegskurve entspricht. In diesem Fall beträgt der Wert C₀. Der erwähnte Korrekturwert V (t ), dessen Wert des Parameters C gleich C₀ ist, kann durch eine Kurve dargestellt werden, die durch eine gestrichelte Linie von C=C₀ in Fig. 3 angedeutet ist.

Als Ergebnis der Operation ist der Korrekturwert zu V (t₀) gegeben, wenn der Parameter C gleich C₀ und die Daten der vergangenen Zeit gleich t₀ sind. In diesem Fall wird der Vorhersagewert W (t₀) aus folgenden aktuellen Temperaturdaten erhalten:

W (t₀) = T (t₀) + V (t₀)

Er wird von dem Vorhersagewertrechner 10 als Vorhersagewert 30 abgegeben. Hierauf wird eine Kurve geschrieben, die der Funktion V (t ) entspricht, um einen Korrekturwert zu erhalten, bei dem C=C₁ ist. Synchron mit der Abtastung der Temperatur zu vorgegebenen Zeitintervallen, beispielsweise alle zwei Sekunden, berechnet der Vorhersagewertrechner 10 Vorhersagewerte entsprechend der obigen Gleichung, wobei die entsprechenden Datensignale 25 der vergangenen Zeit und die entsprechenden Temperaturdaten 26 verwendet werden. Die resultierenden Werte werden über die Vorhersagewertanzeigeschaltung 15 auf die Anzeigeeinrichtung 3 gegeben. Somit wird der Wert, welcher der Kurve W (t ) entspricht und der den Vorhersagewert zwischen der vergangenen Zeit t₀ und t₁ in Fig. 4 zeigt, als Zahlenwert angezeigt.

Die Vorhersagewertanzeigeschaltung 15 zeigt stets einen Änderungswert | dW (t )/dt | des Vorhersagewertes als Funktion der Zeit an. Wenn der Änderungswert einen vorgegebenen Wert überschreitet, z. B. a ( | dW (t )/dt | <a) läuft während eines vorgegebenen Zeitabschnitts weiter, gibt die Vorhersagewertanzeigeschaltung 15 ein negatives Rückkopplungsregelsignal 32 ab, so daß ein neuer Parameter C durch den Parameterselektor 16 ausgewählt und als elektrisches Signal 31 auf den Vorhersagewertrechner 10 gegeben wird. Ist die obige Bedingung

( | dW (t ) / dt | < a)

bei der vergangenen Zeit t₁ in der Fig. 4 erfüllt, wird der Parameter C auf einen neuen Wert C₁ aufgefrischt. Somit wird die Funktionsgleichung V (t ) zum Erhalten eines Korrekturwertes durch eine Kurve mit C=C₁ dargestellt. Ein Vorhersagewert W (t₁) bei der vergangenen Zeit t₁ kann dadurch ausgedrückt werden, daß entsprechende Temperaturdaten T (t₁) und ein entsprechender Korrekturwert V (t₁) wie folgt verwendet werden:

W (t₁) = T (t₁) + V (t₁)

Ein Parameter wird auf folgende Weise durch den Parameterselektor 16 ausgewählt. Der Parameterselektor 16 wählt eine geeignete Funktionskurve aus, um einen vom Fall abhängigen Korrekturwert bezüglich einer Körpertemperaturanstiegskurve vorzusehen, d. h.

dW (t )/dt < a oder dW (t )/dt < -a

(a ist eine positive Zahl). Er ändert den Parameter C in eine Richtung, in der dW (t )/dt abnimmt. Beispielsweise wird der Wert C₁ des Parameters C so ausgewählt, daß C₁<C₀ ist, weil

dW (t )/dt < -a

in Fig. 8 ist. In der Praxis ist der Wert C₁ dadurch gegeben, daß ein vorgegebener Wert von dem Wert C₀ abgezogen wird, z. B. C₁=C₀-1. Der Parameter C kann im wesentlichen auf dieselbe Weise vorgegeben werden, wie es oben beschrieben ist. Allgemein gilt

C _n = C _n-1 - 1

wobei n eine ganze Zahl ist. Der vorgegebene Wert ist nicht auf 1 beschränkt, sondern kann im Verlauf der Zeit geändert werden.

Nachdem der Wert des Parameters C bei der vergangenen Zeit t₁ ausgewählt und der Wert C₀ durch den Wert C₁ ersetzt ist, wird die Funktion V (t ) für die Bereitstellung eines Korrekturwertes im Laufe der Zeit geändert, wie es durch die Kurve C=C₁ in Fig. 7 dargestellt ist. Somit wird der Zahlenwert, welcher der Kurve des Vorhersagewertes W (t ) zwischen den vergangenen Zeiten t₁ und t₂ entspricht, auf die Anzeigeeinheit 3 gegeben. Hierauf fährt eine Regelschleife bei negativer Rückkopplung, die durch einen Vorhersagewertrechner 10, eine Vorhersagewertanzeigeschaltung 15 und den Parameterselektor 16 gebildet ist, auf ähnliche Weise fort. Während dieser Zeit wird der Wert des Parameters C auf die Werte C₂, C₃ und C₄ bei den vergangenen Zeiten t₂ bzw. t₃ bzw. t₄ aufgefrischt. Somit werden die Vorhersagewerte W (t ) nacheinander auf die Anzeigeeinheit 3 als Werte ausgegeben, die als eine Kurve in der Fig. 4 gezeichnet sind.

Nachdem der Wert des Parameters C in den Wert C₄ bei der vergangenen Zeit t₄ geändert ist - falls der Änderungsbetrag des Vorhersagewertes W (t ) nach einer vorgegebenen Zeit in einen bestimmten Bereich fällt, d. h., wenn

| dW (t )/dt | < a

ist, wobei a einen vorgegebenen Wert darstellt -, legt die Vorhersagewertanzeigeschaltung 15 fest, daß die Funktionsgleichung V (t ) für die Bereitstellung eines Korrekturwertes für eine Körpertemperaturanstiegskurve, die gerade gemessen wurde, optimal ist und informiert den Benutzer, daß die vorliegende Entscheidung eine optimale Entscheidung ist, durch einen Summer oder dergleichen.

Bei der Fig. 2, die eine herkömmliche Ausführungsform zeigt, wird das Verfahren, mit dem ein Vorhersagewert im Vorhersagewertrechner 10 berechnet wird, in der Vorhersagewertanzeigeschaltung 15 angezeigt. Eine negative Rückkopplung auf den Parameterselektor 16 wird deshalb durchgeführt, um die adaptive Genauigkeit einer Funktionsgleichung zu verbessern, die einer aktuellen Körpertemperaturanstiegskurve entspricht, wobei ein neuer Parameter der auszuübenden Funktionsgleichung ausgewählt wird, der von einer Änderung des Vorhersagewertes abhängt, der ein Arbeitsergebnis ist, und zwar als Funktion der Zeit und indem der resultierende Wert zurückgekoppelt wird, wodurch man einen genauen Vorhersagewert erhält.

Wie sich jedoch aus Fig. 4 ergibt, ist eine bestimmte Zahl von Auffrischungs- Zyklen erforderlich, um einen optimalen Parameter auszuwählen, weil jeder Parameter, der die zu betreibende Funktionsgleichung bestimmt, Schritt für Schritt entsprechend einer vorgegebenen Ordnung ausgewählt und aufeinanderfolgend geändert wird.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß gemäß der herkömmlichen Ausführungsform nur ein Parameter eine durchzuführende Funktionsgleichung bestimmt. Folglich erhält man selbst dann nicht notwendigerweise einen optimalen Wert, wenn die Funktionsgleichung so ausgelegt ist, daß sie ausschließlich für einen zu messenden Körperbereich verwendet wird, beispielsweise den Mund oder die Achselhöhle. Hierdurch wird das Verfahren der Auswahl der Parameter entwertet. Da ferner die Zahl der Funktionsgleichungen, die man durch Auswahl einer bestimmten Zahl von Parametern aus einer vorgegebenen Zahl von Parametern erhält, begrenzt ist, kann Schwankungen der Temperaturkurve, welche durch die persönlichen Unterschiede und durch verschiedene Meßzustände bedingt sind, nicht zufriedenstellend begegnet werden. Damit ergibt sich das Problem einer genauen Messung.

Wie oben angegeben, sind die Vorteile, die sich mittels einer Vorhersage ergeben, bei den bekannten elektronischen Klinikthermometern, die auf dem Prinzip des Vorhersagebetriebes beruhen, nicht hinreichend genutzt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Thermometer zu schaffen, das einen Vorhersagewert für eine optimale Gleichgewichtstemperatur innerhalb kurzer Zeit mit hoher Genauigkeit errechnen kann.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß ein erster Parameter für die Bestimmung einer Y-Koordinate einer Körpertemperaturvorhersagekurve, ein zweiter Parameter für die Bestimmung einer X-Koordinate der Kurve sowie ein dritter Parameter für die Bestimmung der Form dieser Kurve verwendet werden. Man erhält eine optimale Gleichgewichts- oder Beharrungstemperatur, indem ein zuvor errechneter Parameter als einer von drei Parametern für die Festlegung der Körpertemperaturvorhersagekurve und gerade errechnete Parameter als die verbleibenden beiden Parameter verwendet werden.

Bekannte Ausführungen sowie Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild, das eine prinzipielle Anordnung eines bekannten elektronischen Thermometers zeigt, das in Kliniken verwendet wird und auf dem Vorhersageverfahren beruht,

Fig. 2 ein Blockschaltbild, das eine mehr ins einzelne gehende Anordnung eines Thermometers gemäß Fig. 1 zeigt,

Fig. 3 eine Kurvendarstellung, welche eine Änderung des Korrekturwertes als Funktion der Zeit bei einem bekannten elektronischen Thermometer nach dem Vorhersageprinzip zeigt,

Fig. 4 eine Kurvendarstellung, welche eine Änderung der aktuellen Körpertemperaturanstiegskurve und des Vorhersagewertes bei einem bekannten elektronischen Thermometer vom Vorhersagetyp zeigt,

Fig. 5 eine Kurvendarstellung, welche verschiedene Körpertemperaturanstiegskurven zeigt, die auf Unterschiede in den Meßbedingungen beruhen,

Fig. 6 eine Kurvendarstellung, welche verschiedene Körpertemperaturvorhersagekurven zeigt, wenn ein Gradientenparameter C auf den neuesten Stand gebracht wird,

Fig. 7 eine Kurvendarstellung, welche eine Änderung der Körpertemperaturvorhersagekurve zeigt, wenn ein Startpunktparameter B auf den neuesten Stand gebracht wird,

Fig. 8 eine Kurvendarstellung, die eine Änderung der Körpertemperaturanstiegsvorhersagekurve zeigt, wenn ein Endpunktparameter A auf den neuesten Stand gebracht wird,

Fig. 9 eine Kurvendarstellung, die eine Änderung der Körpertemperaturvorhersagekurve zeigt, wenn drei Arten von Parametern aufeinanderfolgend auf den neuesten Stand gebracht werden, um eine optimale Kurve zu erhalten,

Fig. 10 eine Darstellung, welche Schritte der Arbeitsparameter gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 11 eine Kurvendarstellung, welche den Abtastvorgang einer Körpertemperaturanstiegskurve zeigt,

Fig. 12 eine Kurvendarstellung, die einen Zustand zeigt, bei dem ein Temperaturgradient K aus einer Körpertemperaturanstiegskurve erhalten wird,

Fig. 13 eine Kurvendarstellung, die einen Zustand zeigt, bei dem die Anfangswerte der Parameter gesetzt werden, die eine Körpertemperaturanstiegskurve verwenden,

Fig. 14 eine Kurvendarstellung, die das Verhältnis zwischen einer Körpertemperaturanstiegskurve und einer errechneten Körpertemperaturvorhersagekurve zeigt,

Fig. 15 eine Kurvendarstellung, die einen Vorgang zeigt, bei dem eine Körpertemperaturvorhersagekurve dadurch geändert wird, daß die Parameter A und B aufgrund von Berechnungen geändert werden,

Fig. 16 eine Kurvendarstellung, die einen Vorgang zeigt, bei dem die Körpertemperaturvorhersagekurve dadurch geändert wird, daß die Parameter A und B aufgrund von Berechnungen geändert werden,

Fig. 17 ein Blockschaltbild, das eine Prinzipanordnung des erfindungsgemäßen elektronischen Thermometers vom Vorhersagetyp zeigt,

Fig. 18 ein Blockschaltbild, das eine mehr ins einzelne gehende Anordnung des Thermometers gemäß Fig. 17 zeigt,

Fig. 19 ein Flußdiagramm, welches eine Funktion des erfindungsgemäßen Themometers darstellt,

Fig. 20 eine Kurvendarstellung, die eine Änderung der aktuellen Körpertemperaturanstiegskurve sowie den Vorhersagewert als Funktion der Zeit gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

Ein Verfahren zum Berechnen einer Funktionsgleichung für die Bereitstellung eines Vorhersagewertes einer Körpertemperatur und Parametern der Funktionsgleichung sowie ein Verfahren zum Berechnen eines Vorhersagewertes einer Körpertemperatur entsprechend der Erfindung werden im folgenden beschrieben.

Die Fig. 5 ist eine Kurvendarstellung, die eine Körpertemperaturanstiegskurve zeigt, d. h., es wird eine Änderung der Temperatur dargestellt, die vom Beginn der Messung bis zu einem Zustand der Gleichgewichts- oder Beharrungstemperatur als Funktion der Zeit beobachtet wird. Wie oben bereits beschrieben, wird die Körpertemperaturanstiegskurve auf verschiedene Weise geändert, wie es durch T _1(s) bis T _4(s) in Abhängigkeit von persönlichen Unterschieden und von zu messenden Körperteilen sowie von physikalischen Charakteristiken (in erster Linie Wärmekapazität) eines Sensors angezeigt ist. Die Körpertemperaturkurven besitzen offensichtlich keine Regelmäßigkeit. Eine repräsentative Körpertemperaturanstiegskurve T _0(s), die durch Sammeln von Daten, ihr exaktes Reproduzieren, ihr statistisches Analysieren und durch Errechnen eines Mittelwertes aller Daten erhalten wird, kann durch folgende Funktionsgleichung (1) angenähert werden:

U _(s) = A - C / (S + B ) (1)

Die Funktionsgleichung (1) ist diejenige für die Bereitstellung eines Vorhersagewertes für eine Körpertemperatur gemäß der Erfindung. Demzufolge wird die Funktionsgleichung (1) nicht theoretisch aus den Ergebnissen eingeführt, die man durch Analysieren eines Vorgangs der Temperaturerhöhung erhält, sondern sie ist eine induktive Gleichung, die empirisch aus den Daten gewonnen wird, welche durch tatsächliches Messen der Temperaturen zahlreicher Menschen unter verschiedenen Bedingungen gesammelt werden. In der Funktionsgleichung (1) ist U _(s) ein Vorhersagewert der Körpertemperatur, S eine vergangene Meßzeit (in Sekunden), während A, B und C Parameter sind, die es ermöglichen, daß die Funktionsgleichung (1) flexibel auf die Unterschiede der Meßbedingungen und der thermischen Eigenschaften eines Organismus reagiert. Charakteristiken der Parameter werden im folgenden beschrieben.

Die Elemente (i), (ii) und (iii) sollen einen Körpertemperaturanstieg (Anstiegskurve) wie folgt ändern:

(i) Die thermischen Eigenschaften eines Organismus (ein Faktor einer Änderung des Temperaturgradienten)

Dieser Faktor enthält eine Wärmekapazität an einem zu messenden örtlichen Bereich, eine thermische Leitfähigkeit der Oberfläche des zu messenden Bereiches, eine Blutflußrate unter der Haut und dergleichen sowie Änderungen des Gradienten der Anstiegskurve. Beispielsweise kann eine Anstiegskurve einer schlanken jungen Person durch eine steile Kurve gegeben sein, wie sie durch T _1(s) in Fig. 5 angedeutet ist.

(ii) Die thermische Gleichgewichts- oder Beharrungskörpertemperatur (ein Faktor einer Änderung im Endwert)

Dieser Faktor ändert einen Endpunkt der Anstiegskurve, welcher der zu messenden Körpertemperatur entspricht.

(iii) Die Umgebungstemperatur (ein Faktor einer Änderung in einem Startpunkt)

Um eine thermische Gleichgewichts- oder Beharrungskörpertemperatur zu messen, d. h. eine Körpertemperatur einige Zentimeter unter der Haut, muß ein zu messender Bereich vor der Umgebungstemperatur geschützt werden, während ein Wärmegradient zwischen dem zu messenden Bereich und dem Bereich unter der Haut sehr klein sein muß, indem Wärme durch den Blutfluß zugeführt wird. Die Temperatur des zu messenden Bereiches ist dann, wenn dieser Bereich abgedeckt ist (im allgemeinen gegenüber der Umgebungstemperatur), eine wichtige Anfangsbedingung, die den Startpunkt der Anstiegskurve ändert.

Wenn beispielsweise eine Körpertemperatur bei Kälte im Freien gemessen wird, wird der Startpunkt in eine Position gebracht, die einer niedrigeren Temperatur niedrigerer Richtung entspricht, wie es durch T _4(s) in Fig. 5 angedeutet ist.

A entspricht dem Element (ii) (einem Endpunktparameter). B entspricht dem Element (iii) (einem Startpunktparameter). C entspricht dem Element (iii) (einem Gradientenparameter). Die Fig. 6 bis 8 zeigen charakteristische Kurven, welche Änderungen in den Vorhersagekurven darstellen, die auf der Funktionsgleichung (1) beruhen, welche diese Parameter verwendet.

Die Fig. 6 stellt verschiedene Vorhersagekurven dar, wenn nur der Gradientenparameter C auf die Werte C₁ bis C₄ aufgefrischt wird. Die Fig. 7 zeigt verschiedene Vorhersagekurven, wenn nur der Startpunktparameter B auf die neuen Werte B₁ bis B₄ gebracht wird. Die Fig. 8 zeigt verschiedene Vorhersagekurven, wenn nur der Endpunktparameter auf die Werte A₁ bis A₄ aufgefrischt wird.

In der Fig. 9 sind Vorhersagekurven dargestellt, die dadurch erhalten wurden, daß die drei Parameter A, B und C auf den neuesten Stand gebracht wurden. Das Bezugssymbol T _4(s) bezeichnet eine der Temperaturanstiegskurven, die in Fig. 5 gezeigt wird. Die Fig. 9 zeigt außerdem einen Zustand, in dem die Vorhersagekurve P _(s) , die aus der Anstiegskurve T _4(s) errechnet wurde, ständig korrigiert wird.

Im einzelnen wird der Gradientenparameter C einer Vorhersagebetriebskurve U _(s) , die aus den ersten Meßdaten der Anstiegskurve T _4(s) errechnet wurde, auf den neuesten Stand gebracht, indem die zweiten und die darauffolgenden Meßdaten verwendet werden, wodurch eine Vorhersagekurve U _C(s) erhalten wird. Eine Vorhersagekurve U _B(s) kann man erhalten, indem der Startpunktparameter B aufgefrischt wird. Folglich kann man eine Vorhersagekurve U _A(s) erhalten, wenn man den Endpunktparameter A auf den neuesten Stand bringt.

Selbst wenn die Vorhersagekurve U _(s) , die versuchsweise aus den ersten Meßdaten gewonnen wurde, sehr verschieden von der tatsächlichen Körpertemperaturanstiegskurve T _4(s) ist, kann die Vorhersagekurve U _A(s) , die der tatsächlichen Körpertemperaturkurve sehr ähnlich ist, durch Auffrischen der drei Parameter A, B und C entsprechend der zweiten und der darauffolgenden Meßdaten-Messung erhalten werden.

Um das Verständnis der Wirkungsweise der Erfindung zu erleichtern, zeigt die Fig. 9 eine Änderung der Vorhersagekurve, wenn die Parameter einer nach dem anderen aufgefrischt und optimiert werden. In der Praxis wird die Vorhersagekurve dadurch berechnet, daß ein System verwendet wird, bei dem mehrere Parameter gleichzeitig aufgefrischt werden. Die Grundabläufe sind indessen dieselben wie oben beschrieben. Die Funktionsgleichungen und Parameter gemäß der Erfindung wurden bereits beschrieben. Ein Verfahren für den Vorhersagebetrieb und die Berechnungsparameter, die auf einer tatsächlichen Körpertemperaturmessung beruhen, werden im folgenden erläutert.

Die Fig. 10 zeigt jeden Schritt des Vorhersagebetriebes. Die Bezugssymbole SP₀ bis SP₅ bezeichnen die jeweiligen Schritte der Berechnungsparameter. Die Parameter sind bei jedem Schritt dargestellt, in dem die Parameter, die durch ausgezogene Buchstaben dargestellt werden, bei jedem Schritt aufgefrischte Parameter sind. Die Parameter, die durch gestrichelte Buchstaben dargestellt werden, sind diejenigen Parameter, die errechnet wurden und die verwendet werden, ohne auf den neuesten Stand gebracht worden zu sein.

Jeder der in der Fig. 10 gezeigten Schritte wird später noch im einzelnen beschrieben. Das Prinzip besteht darin, daß die Parameter A, B und C als Näherungswerte A₀, B₀ und C₀ berechnet werden, wobei die ersten Meßdaten beim Schritt SP₀ verwendet werden, wenn der Parameterberechnungsbetrieb beginnt. Beim nächsten Schritt SP₁ werden neue Parameter A₁ und B₁ berechnet, wobei die Daten der nächsten Messung verwendet und der Wert C₀, der im Schritt SP₀ errechnet wurde, zugeführt werden. Hierauf werden im Schritt SP₂ die neuen Parameter A₂ und C₁ errechnet, indem der Wert B₁ zugeführt wird, der im Schritt SP₁ errechnet wurde.

Nachdem diese Operation in den Schritten SP₃ und SP₄ in derselben Weise wie oben beschrieben durchgeführt ist, werden im Schritt SP₅ neue Parameter B₃ undC₃ errechnet, indem ein Wert A₄, der im Schritt SP₄ errechnet wurde, auf den Parameter A angewandt wird. Hierbei wird der Vorhersagewert U _(se) einer Körpertemperatur nach einer bestimmten Zeit S _e errechnet, indem die drei Parameter A₄, B₃ und C₃ verwendet werden. In den Schritten SP₁ bis SP₄ werden die beiden Arten von Parametern, die den Parameter A enthalten, alternativ berechnet. Der Grund, weshalb dieses Verfahren angewandt wird, besteht darin, daß dann, wenn die drei Arten von Parametern gleichzeitig auf den neuesten Stand gebracht werden, ein Vorhersagewert (der Anzeigewert einer Körpertemperatur) stark durch eine Veränderung der Meßdaten beeinflußt und folglich stark verändert wird. Demgemäß werden nach der Erfindung nur zwei Arten von Parametern, einschließlich des Parameters A, der den größten Einfluß auf den Vorhersagewert ausübt, auf den neuesten Stand gebracht, während der verbleibende Parameter der vorhergehende Parameter ist, wodurch eine exzessive Abweichung des Anzeigewertes der Körpertemperatur verhindert wird.

Die Inhalte der Meßdaten, die bei jedem Schritt gespeichert werden, sowie ein Temperaturgradient K, der auf der Grundlage der gespeicherten Meßdaten errechnet wird, werden vor der Beschreibung jedes Schrittes beschrieben.

Die Fig. 11 zeigt eine Kurvendarstellung, in der eine Körpertemperaturanstiegskurve T _s innerhalb der Abtastzeit S _n abgetastet wird, um die Temperaturdaten T _n zu erhalten. Die Inhalte der Temperaturdaten sind in der Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1

In der Tabelle 1 bezeichnen die Bezugssymbole M _a bis M _c drei Speicherbereiche, die sich in einer Temperaturspeicherschaltung befinden, welche später noch beschrieben wird. T _a bis T _c sind die Daten, die in den Speicherbereichen M _a bis M _c gespeichert werden sollen. T _a sind die Temperaturdaten, die gerade zur Zeit S _a abgetastet werden. T _b bezeichnet die Temperaturdaten, die zur unmittelbar vorhergehenden Zeit S _b abgetastet werden; und T _c sind die Daten, die zur Zeit S _c abgetastet werden, d. h. zwei Messungen vor der aktuellen Messung. Falls die Abtastzeit S₃, die in der Fig. 15 dargestellt ist, dem Schritt SP₀ entspricht, sind S _a =S₃, S _b =S₂ und S _c =S₁, und somit werden die Daten T _a im Speicherbereich M _a zu Temperaturdaten T₃, die Daten T _b im Speicherbereich M _b zu Temperaturdaten T₂ und die Daten T _c im Speicherbereich M _c zu Temperaturdaten T₁. Beim Schritt SP₁, zur Abtastzeit S₄, werden alle Temperaturdaten zum nächsten Schritt verschoben, weil S _a =S₄, S _b =S₃ und S _c = S₂ ist, so daß die Daten T _a zu Temperaturdaten T₄, die Daten T _b zu Temperaturdaten T₃ und die Daten T _c zu Temperaturdaten T₂ werden. Hierauf werden bei jedem Schritt die Temperaturdaten nacheinander verschoben und als Daten T _a bis T _c gespeichert. Eine Kombination der drei Daten T _a bis T _c wird verwendet, um die neuen Parameter in jedem Schritt zu errechnen.

Ein Verfahren für die Berechnung des Temperaturgradienten K als Grundlage für die Parameterberechnung, bei dem die drei Daten T _a , T _b und T _c verwendet werden, wird im folgenden beschrieben.

Eine Tangente K₀=dT _(s) /dS (s=Sb) der Körpertemperaturanstiegskurve T _(s) , die in der Fig. 12 zur Zeit S _b dargestellt ist, welche einen Zwischenpunkt zwischen den Abtastzeiten S _a und S _c bedeutet, ist die einzige, die wirklich erhalten werden muß, wobei die Temperaturdaten T _a bis T _c verwendet werden, die den Abtastzeiten S _a bis S _c entsprechen. Da jedoch die Tangente K₀ nicht direkt von den drei Temperaturdaten T _a , T _b und T _c ableitbar ist, wird ein angenäherter Wert

K = Δ T / Δ S (Δ T=T _a -T _c und Δ S=S _a -S _c )

des Temperaturgradienten errechnet sowie K=K₀. Wie sich aus der Fig. 12 ergibt, kann ein Fehler in der obigen Näherung in der Praxis vernachlässigt werden.

Die Berechnung der Parameter und der Vorhersagevorgang werden nun für jeden in der Fig. 10 gezeigten Schritt beschrieben.

[Schritt SP₀]

Wie in der Fig. 10 gezeigt, werden bei diesem Schritt die ersten Parameter A₀, B₀ und C₀ als vorläufige Werte berechnet. Wenn die Parameterberechnung beginnt, werden gleichzeitig Gleichungen (2) aus den Temperaturdaten gebildet, die in den Speicherbereichen M _a , M _b und M _c als T _a =T₃, T _b = T₂ und T _c =T₁ abgespeichert sind, wie es die Tabelle 1 zeigt, sowie aus den Abtastzeiten S _a , S _b und S _c , wie es die Fig. 13 zeigt, und zwar auf folgende Weise:

A₀ = T _a + A _s (2a)

dU _(s) /dS _(Sb) = K (2b)  (2)

U _(Sa) = T _a (2c)

In der Gleichung (2) ist A eine Konstante, die statistisch aus einer repräsentativen Körpertemperaturanstiegskurve erhalten wurde. Der Anfangswert A₀ des Endpunktparameters ist als vorläufiger Wert gegeben, der durch Addieren der Konstanten A _s zu den Temperaturdaten T _a bei der Abtastzeit S _a gewonnen wurde. Die Gleichung (2b) wird so aufgestellt, daß ein Gradient einer Tangente der Funktionsgleichung (1) bei der Abtastzeit S _b beim unmittelbar vorangegangenen Schritt gleich dem Temperaturgradienten K ist. Die Gleichung (2c) ist in der Weise gebildet, daß ein Wert der Funktionsgleichung (1) bei der Abtastzeit S _a beim laufenden Schritt so festgelegt wird, daß er gleich T _a ist. Die Einsetzung von

U _(s) = A - C / (S _a +B )

aus Gleichung (1) in die linke Seite der Gleichung (2b) der Simultangleichungen (2) sowie von

U _(Sa) = A - C / (S _a +B )

in die linke Seite der Gleichung (2c) und ihre Auflösung führt zu folgenden Anfangsparametern:

A₀ = T _a + A _s (3a)

B₀ = A _s /K + S _b (3b)

C₀ = A _s ²/K (3c)

[Schritt SP₁]

Aus der Fig. 10 ergibt sich, daß die ersten Parameter A undB berechnet werden. Wenn die Abtastzeit um einen Schritt nach dem unmittelbar vorangegangenen Schritt SP₀ verstrichen ist, werden die Temperaturdaten, die in den Speicherbereichen M _a , M _b und M _c gespeichert sind, als T _a = T₄, T _b =T₃ und T _c =T₂ aufgefrischt. Hieraus folgt, daß ein neuer Wert des Temperaturgradienten K auf der Basis der neuen Temperaturdaten errechnet wird, während die Simultangleichungen (4) wie folgt gebildet werden:

dU _(s) /dS _(Sb) = K (4b) (4) U _(Sa) = T _a (4c)

Die Gleichungen (4b) und (4c) entsprechen jeweils den Gleichungen (2b) und (2c) im Schritt SP₀. Somit können neue Parameter in der gleichen Weise wie im Schritt SP₀ errechnet werden, d. h., indem

U _(s) = A - C / (S+B ) und U _(Sa) = A - C / (S _a +B )

in der linken Seite der Gleichungen (4b) und (4c) eingesetzt werden, wobei der Wert des Parameters C gleich C₀ sein kann, der in dem gerade vorangegangenen Schritt errechnet wurde. Indem die Gleichungen aufgelöst werden, ergibt sich folgendes:

A₁ = T _a + C₀ / (S _a +B₁) (5a)

B₁ = C₀ / K - S _b (5b)

Hiernach wird ein Vorhersagewert U _(Se) der Körpertemperatur nach einer vorgegebenen Zeit S _e , welche die besagte Vorhersagezeit ist, entsprechend der folgenden Gleichung berechnet, die durch Anwendung der neu errechneten Parameter A₁ und B₁ sowie des Parameters C₀, der im vorangegangenen Schritt errechnet wurde, zur Funktionsgleichung (1) führt.

U _(Se) = A₁ - C₀ / (S _e +B₁)

Die Fig. 14 zeigt eine Kurvendarstellung, die das Verständnis der Simultangleichungen (4) erleichtert, worin die Parameter A₁ und B₁ so berechnet werden, daß die Vorhersagekurve U _(s) , die man durch die Gleichung (4) erhält, einen Wert besitzt, der gleich dem Temperaturgradienten K zur Abtastzeit S _b ist und die aktuellen Temperaturdaten T _a einschließt.

Die Fig. 15 zeigt ein Verfahren, bei dem man verschiedene Vorhersagekurven erhält, indem die Parameter A und B aufgefrischt werden. Hierin stellen U′ _(s) und U _(s) die Vorhersagekurven dar, die in den Schritten SP₀ bzw. SP₁ erhalten wurden.

Die Vorhersagekurve U′ _(s) wird in die X-Richtung durch Δ B umgesetzt, wobei der Parameter B aufgefrischt wird. Sie wird ferner in dieY-Richtung durch Δ A übersetzt, wobei der Parameter A auf den neuesten Stand gebracht wird und hierdurch eine weitere Vorhersagekurve U _(s) gebildet wird.

[Schritt SP₂]

Aus der Fig. 10 ergibt sich, daß in diesem Schritt die Parameter A und C berechnet werden. Wenn die Abtastzeit um einen Schritt seit dem vorangegangenen Schritt SP₁ verstrichen ist, werden die Temperaturdaten, die in den Speicherbereichen M _a , M _b und M _c gespeichert sind, als T _a =T₅, T _b =T₄ und T _c =T₃ auf den neuesten Stand gebracht, wie es in der Tabelle 1 dargestellt ist. Ein neuer Wert des Temperaturgradienten wird auf der Grundlage der neuen Temperaturdaten berechnet, während die Simultangleichungen (4) auf die gleiche Weise wie im Schritt SP₁ gebildet werden:

dU _(s) /dS (s=S _b ) = K (4b) (4) U _(Sa) = T _a (4c)

Die neuen Parameter werden berechnet, indem

U _(s) = A - C / (S+B ) und U _(sa) = A - C / (S _a +B )

auf der jeweils linken Seite der Gleichungen (4b) bzw. (4c) eingesetzt werden. Der Wert des Parameters B entspricht hierbei dem Wert B₁, der beim vorangegangenen Schritt errechnet wurde. Die Auflösung der resultierenden Gleichungen ergibt:

A₂ = T _a + C₁ / (S _a +B₁) (6a)

C₁ = (S _b +B₁)²K (6c)

Hierauf wird der Vorhersagewert U _(Se) der Temperatur nach einer vorgegebenen Zeit entsprechend der folgenden Gleichung erhalten, indem die neu errechneten Parameter A₂ und C₁ angewendet werden, die auf der Funktionsgleichung (1) beruhen, sowie durch Anwendung des Parameters B₁, der im vorangegangenen Schritt errechnet wurde.

U _(Se) = A₂ - C₁ / (S _e +B₁)

Die Fig. 16 zeigt ein Verfahren, bei dem verschiedene Kurven erhalten werden, indem die errechneten Parameter A und C auf den neuesten Stand gebracht werden, wobei U′ _(s) und U _(s) die Vorhersagekurven darstellen, die in den Schritten SP₁ bzw. SP₂ erhalten werden. Die Kurvenform der Vorhersagekurve U′ _(s) wird dadurch geändert, daß der Parameter C aufgefrischt wird und durch Auffrischen des Parameters A in die Y-Richtung umgesetzt wird, wobei man die weitere neue Vorhersagekurve U _(s) erhält.

[Schritt SP₃]

Das Verfahren im Schritt SP₃ läuft ebenso ab wie im Schritt SP₁.

[Schritt SP₄]

Das Verfahren im Schritt SP₄ ist dasselbe wie das des Schrittes SP₂. Die Vorgänge bei den Schritten SP₁ und SP₂ werden für eine bestimmte Zeitdauer wiederholt.

[Schritt SP₅]

Wie die Fig. 10 zeigt, ist der Schritt SP₅ ein Schritt für die Berechnung der Parameter B und C, wobei bezüglich der Vorhersagekurve U _(s) eine letzte Feineinstellung durchgeführt wird, die korrigiert wurde, damit sie im wesentlichen mit der Körpertemperaturanstiegskurve T _(s) zusammenfällt, und zwar indem die Berechnungen der Parameter A und B sowie A und C in den vorangegangenen Schritten SP₁ bis SP₄ wiederholt wurden.

In diesem Schritt werden die folgenden Simultangleichungen (7) eingesetzt:

dU _(s) /dS (s=S _b ) (7b) (7) U _(Sb) = T _b (7c)

Die Gleichung (7b) entspricht den Gleichungen (2b) und (4b) in den Simultangleichungen (2) und (4). Die Gleichung (7c) ist jedoch bei diesem Schritt einmalig. Angesichts der Tatsache, daß die Vorhersagekurve, wie oben beschrieben, im wesentlichen mit der Körpertemperaturanstiegskurve zusammenfällt, werden die Parameter B₃ und C₃ so berechnet, daß die Vorhersagekurve einen Gradienten besitzt, der gleich dem Temperaturgradienten K zur Abtastzeit S _b ist und die Temperaturdaten T _b einschließt, wodurch die Vorhersagekurve genauer an die Körpertemperaturanstiegskurve angenähert wird. Die folgenden neuen Parameter werden durch Einsetzen von

U _(s) = A - C / (S+B ) und U _(Sb) = A - C / (S _b +B )

in die linke Seite der Gleichungen (7b) bzw. (7c) errechnet, wobei der Wert des Parameters A gleich dem Wert A₄ ist, der im vorangegangenen Schritt errechnet wurde. Die Auflösung der Gleichungen ergibt:

B₃ = (A₄-T _b ) / K - S _b (8b)

C₃ = (A₄-T _b )²/K (8c)

Im Anschluß hieran wird der endgültige Vorhersagewert U _(Se) der Körpertemperatur entsprechend der Funktionsgleichung (1) berechnet, wobei die Parameter B₃ und C₃ erneut im Schritt SP₅ und der Parameter A₄ im vorangegangenen Schritt als die endgültigen Parameter A _e , B _e und C _e wie folgt berechnet werden:

U _(Se) = A _e - C _e / (S _e +B _e )

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im folgenden beschrieben. Dieselben Bezugszahlen wie in Fig. 2 bezeichnen die entsprechenden Komponenten in den Fig. 17 und 18.

In der Fig. 17 ist ein Blockschaltbild dargestellt, das eine prinzipielle Anordnung eines erfindungsgemäßen elektronischen Klinikthermometers nach dem Vorhersageprinzip zeigt. Eine Temperaturerkennungseinrichtung 1 erkennt eine Temperatur eines zu messenden Bereiches und gibt in zeitlichen Intervallen die sich ergebenden Werte als elektrische Signale ab. Die Temperaturerkennungseinrichtung 1 ist mit einer Betriebseinrichtung 2 verbunden. Die Betriebseinrichtung 2 weist eine Parameterbetriebseinrichtung 4 auf und errechnet einen Vorhersagewert einer Gleichgewichtstemperatur, der auf den Temperaturdaten beruht, die von der Temperaturerkennungseinrichtung 1 kommen. Der sich ergebende Wert wird als elektrisches Signal auf eine Anzeigeeinrichtung 3 gegeben. Die Parameterberechnungseinrichtung 4 ist eine Einrichtung für die Berechnung der Parameter einer Funktionsgleichung für die Bereitstellung eines Vorhersagewertes. Die Anzeigeeinrichtung 3 ist eine Einrichtung für die Umwandlung des Vorhersagewerteingangssignals der Betriebseinrichtung 2, das als elektrisches Signal vorliegt, in einen numerischen Wert einer Körpertemperatur, die dem Vorhersagewert entspricht, wobei der resultierende Wert angezeigt wird.

Die Fig. 18 stellt ein Blockschaltbild dar, das eine ins einzelne gehende Anordnung eines erfindungsgemäßen elektronischen Klinikthermometers vom Vorhersagetyp zeigt. Die Temperaturerkennungseinrichtung 1 wird durch einen Sensor 5, beispielsweise einen Thermistor, und durch einen Temperaturerkenner 6 gebildet. In der Temperaturerkennungsschaltung 1 werden die Temperatursignale vom Sensor 5 in Abhängigkeit von Körpertemperaturen in zeitlichen Abständen auf die Betriebseinrichtung 2 als Temperaturdatensignale 21 und 22 ausgegeben, die den Temperaturdaten T _a bis T _c entsprechen, die vom Temperaturerkenner 6 erkannt werden.

Die Betriebseinrichtung 2 enthält eine Meßregelschaltung 7, eine Zeitmeßschaltung 8, eine Temperaturspeicherschaltung 9, die Parameterberechnungsschaltung 4 und einen Vorhersagewertrechner 10. Wenn die Meßregelschaltung 7 das Temperaturdatensignal 21 aus dem Temperaturerkenner 6 erhält und dieselben Betriebsstartbedingungen wie bei dem bekannten Beispiel vorliegen, d. h., es sind zehn Sekunden verstrichen, seitdem 30°C oder mehr oder 0,1°C/sec oder mehr erkannt wurden, werden die Betriebsbefehlssignale 23 in zeitlichem Abstand auf die Parameterberechnungseinrichtung 4 gegeben, und zwar synchron zu den Ausgaben der Temperaturdatensignale 21 aus dem Temperaturerkenner 6 nach einem bestimmten Betrieb. Wenn die Parameterberechnungseinrichtung 4 die Signale aus der Meßregelschaltung 7 erhält, errechnet die Parameterberechnungseinrichtung 4 mehrere Parameter A, B und C einer Funktionsgleichung, um einen Vorhersagewert für eine Gleichgewichtstemperatur in Abhängigkeit von Signalen bereitzustellen, die aus der Zeitmeßschaltung 8 und aus der Temperaturspeicherschaltung 9 entsprechend der vorgegebenen Betriebsweise kommen. Hierbei werden ein B · A-Signal 34, ein C · A-Signal 35 und ein B · C-Signal 36 (die im folgenden ganz allgemein als Parametersignale bezeichnet werden) auf den Vorhersagewertrechner 10 gegeben.

Der Vorhersagewertrechner 10 empfängt die Parametersignale 34, 35 und 36 und gibt dann entsprechend vorgegebenen Verfahren resultierende Werte auf die Anzeigeeinrichtung 3. Es ist zu beachten, daß die Einzelheiten der Anordnungen und der Betriebsweisen im Hinblick auf die Temperaturerkennungseinrichtung 1, die Meßregelschaltung 7, die Zeitmeßschaltung 8 und die Temperaturspeicherschaltung 9 dieselben sind wie in dem bekannten Beispiel.

Somit wird bei der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung die Parameterberechnungseinrichtung 4 anstelle der Vorhersagewertanzeigeschaltung 15 und des Parameterselektors 16 vorgesehen, welche die Betriebseinrichtung 2 bilden, so daß die Signale in eine Richtung von der Parameterberechnungseinrichtung 4 auf den Vorhersagewertrechner 10 fließen. Dies unterscheidet sich von dem negativen Rückkopplungsprozeß, der von dem Vorhersagewertrechner 10, der Vorhersagewertanzeigeschaltung 15 und dem Parameterselektor 16 durchgeführt wird. Im folgenden wird der Vorgang der Berechnung einesVorhersagewertes beschrieben, wobei die genaue Anordnung und der Betrieb der Parameterberechnungseinrichtung 4 im wesentlichen unter Bezugnahme auf ein Flußdiagramm in Fig. 19 und auf eine Kurve in der Fig. 20 erläutert werden.

In der Fig. 18 wird die Parameterberechnungseinrichtung 4 von einer Berechnungszustandsbefehlsschaltung 11, einem B · A-Rechner 12, einem C · A-Rechner 13 und einem B · C-Rechner 14 gebildet. Wenn der B · A- Rechner 12, der C · A-Rechner 13 und der B · C-Rechner 14 ein B · A- Berechnungssignal 27, ein C · A-Berechnungssignal 28 bzw. ein B · C- Berechnungssignal 29 erhalten (im folgenden allgemein als Parameterberechnungssignale bezeichnet), errechnen sie die drei Parameter A, B und C der Funktionsgleichung, um einen Vorhersagewert bereitzustellen. Beispielsweise werden die Parameter A und B dadurch berechnet, daß der B · A-Rechner entsprechend den Schritten SP₁ bis SP₃, die in der Fig. 10 dargestellt sind, betrieben wird.

Die Berechnungszustandsbefehlsschaltung 11 empfängt Zeitdatensignale 25 (S _a bis S _c ), welche die vergangene Zeit angeben, sowie die Temperaturdatensignale 21 (T _a bis T _c ) aus der Zeitmeßschaltung 8 und der Temperaturspeicherschaltung 9, und zwar jedesmal dann, wenn das Betriebsbefehlssignal 23 aus der Meßregelschaltung 7 zugeführt wird. Jedesmal, wenn die Berechnungszustandsbefehlsschaltung 11 die erwähnten Signale und Daten erhält, gibt sie Parameterberechnungssignale 27, 28 und 29, welche die Daten über die vergangene Zeit und die Temperaturdaten enthalten, auf die drei Parameterrechner 12, 13 und 14 entsprechend einer Vorschrift ab, die später noch beschrieben wird. Die Parameterberechnungssignale 27, 28 und 29 werden repräsentiert, beispielsweise ein B · A-Berechnungssignal 27 durch den B · A-Rechner 12. Jedesmal, wenn die Parameterrechner 12, 13 und 14 die Parameterberechnungssignale 27, 28 und 29 erhalten, berechnen sie bestimmte Parameterdaten und geben sie als Parametersignale 34, 35 und 36 auf den Vorhersagewertrechner 10. Der Vorhersagewertrechner 10 bringt nur diejenigen Parameter A, B und C auf den neuesten Stand, die den Eingangsparametersignalen entsprechen, berechnet einen Vorhersagewert entsprechend einer Funktionsgleichung, die durch die aufgefrischten Parameter bestimmt wird, und gibt den Vorhersagewert auf die Anzeigeeinheit 3.

Es wird ein Ablauf beschrieben, bei dem der Schritt für die Abtastzeit S zwei Sekunden benötigt und eine Vorhersagezeit S _e bei einem tatsächlichen Klinikthermometer auf 300 Sekunden festgesetzt wird.

Bei einem realen klinischen Thermometer wird der Wert der Vorhersagezeit auf 300 Sekunden festgelegt, d. h. auf fünf Minuten, weil angenommen wird, daß eine Gleichgewichtstemperatur im Mund innerhalb von fünf Minuten nach der Temperaturerkennung vorliegt. In der Achselhöhle und im Rektum können die Gleichgewichtstemperaturen nach entsprechenden Werten der Vorhersagezeit erkannt werden. Beispielsweise beträgt der Wert in der Achselhöhle zehn Minuten, weshalb folglich die vergangene Zeit S 600 Sekunden beträgt.

Jedesmal wenn die Berechnungszustandsbefehlsschaltung 11 ein Signal aus der Meßregelschaltung 7 empfängt, erhält sie die Daten der vergangenen Zeit S sowie die korrespondierenden Temperaturdaten T _a , T _b und T _c aus der Zeitmeßschaltung 8 und der Temperaturspeicherschaltung 9. In diesem Fall sind die Daten T _a , T _b und T _c die Temperaturdaten, die zeitweise in den drei Speicherbereichen M _a , M _b und M _c gespeichert werden, welche die Temperaturspeicherschaltung 9 bilden, wie es in der Tabelle 1 dargestellt ist.

Da die Abtastzeit der erwähnten Temperaturerkennung zwei Sekunden beträgt, sind die vergangenen Zeiten S _b und S _c diejenigen Werte, die zwei bzw. vier Sekunden vor dem aktuellen Wert S _a vorlagen. Wenn die Berechnungszustandsbefehlsschaltung 11 das erste Betriebsbefehlssignal 23 aus der Meßregelschaltung 7, nachdem der Netzschalter eingeschaltet wurde, empfängt, wird der Vorgang bei [Schritt SP₀] durchgeführt, und die Berechnungszustandsbefehlsschaltung 11 setzt die Parameter A, B und C zurück, wobei sie diese als Anfangswerte ausgibt, wie oben bereits beschrieben wurde.

A₀ = T _a + A _s (3a)

B₀ = A _s /K + S _b (3b)

C₀ = A _s ²/K (3c)

Hierauf wird, wie bereits erwähnt, jeder Wert der Parameter als vorübergehender Wert verarbeitet. In diesem Zustand gibt die Berechnungszustandsbefehlsschaltung 11 kein Parameterberechnungssignal auf die Parameterrechner, d. h. den B · A-Rechner 12, den C · A-Rechner 13 und den B · C-Rechner 14, so daß ein Vorhersagewert nicht berechnet wird. Nach zwei Sekunden, wenn das Betriebsbefehlssignal 23 aus der Meßkontrollschaltung 7 ausgegeben wird, wird der Vorgang im [Schritt SP₁] durchgeführt, und die Berechnungszustandsbefehlsschaltung 11 empfängt das Betriebsbefehlssignal 23 sowie die Daten S der vergangenen Zeit und die entsprechenden Temperaturdaten T _a , T _b und T _c aus der Zeitmeßschaltung 8 bzw. aus der Temperaturspeicherschaltung 9. Jeder Datenwert S sowie T _a , T _b und T _c wird auf den gerade neuesten Stand gebracht. Die Berechnungszustandsbefehlsschaltung 11 gibt die B · A-Berechnungssignale 27 einschließlich der Daten S über die vergangene Zeit und der Temperaturdaten T _a , T _b und T _c ab, während der B · A-Rechner 12 diese empfängt, um einen Parameter B₁ gemäß der folgenden Gleichung zu berechnen:

worin C₀ ein Wert ist, der im vorausgegangenen Schritt erhalten wurde und als Anfangswert dient. Somit wird der Parameter A₁ nach der folgenden Gleichung berechnet:

A₁ = T _a + C₀ / (S _a +B₁) (5b)

Die Parameter B₁ und A₁, die nach den Gleichungen (5a) und (5b) berechnet wurden, werden als B · A-Signal 34 abgegeben.

Der Vorhersagewertrechner 10 frischt einen Wert eines Parameters entsprechend einem Eingangssignal auf und bestimmt die Funktionsgleichung (1) für die Bereitstellung eines Vorhersagewertes, wobei ein Vorhersagewert U gemäß folgender Gleichung berechnet wird:

U _(Se) = A₁ - C₀ / (300+B₁) (1a)

Dies ist ein Wert, den man durch Einsetzen der Parameter A, B und C in die Funktionsgleichung (1) erhält, wobei die Vorhersagezeit S _e der vergangenen Zeit S zu 300 Sekunden angenommen wird. Hierauf wird der Vorhersagewert U _(Se) , der über die Gleichung (1a) berechnet wird, auf eine Anzeigeeinrichtung 3 als Vorhersagewert 33 gegeben. Auf diese Weise wird ein entsprechender Zahlenwert angezeigt. Wenn ein Signal aus der Meßregelschaltung 7 wieder in die Berechnungszustandsbefehlsschaltung 11 gegeben wird, wird der Vorgang bei [Schritt SP₂] durchgeführt, und die Berechnungszustandsbefehlsschaltung 11 gibt das C · A-Berechnungssignal 28 auf den C · A-Rechner 13. Der C · A-Rechner 13 berechnet die entsprechenden Parameter C₁ und A₂ entsprechend folgender Gleichung:

C₁ = K × (S _b + B₁)² (6c)

Der Wert des Parameters A₂ kann entsprechend diesem Ergebnis wie folgt gegeben sein:

A₂ = T _a + C₁ / (S _a +B₁) (6a)

In den Gleichungen (6a) und (6c) ist der Wert des Parameters B₁ derjenige, den man erhält, wenn der Parameter B · A im vorangegangenen Schritt berechnet wird. Die Werte der Parameter C₁ und A₂, die man gemäß den Gleichungen (6a) und (6c) erhält, werden als C · A-Signal 35 ausgegeben. Hierauf werden in dem Vorhersagewertrechner 10 die Werte der Parameter C und A entsprechend dem C · A-Signal 35 auf den neuesten Stand gebracht, wodurch die Funktionsgleichung (1) bestimmt ist und wobei der Vorhersagewert U _(Se) entsprechend der Gleichung (1b) berechnet und der resultierende Wert auf die Anzeigeeinrichtung 3 als Vorhersagewertsignal 33 gegeben wird.

U _(Se) = A₂ - C₁ / (300+B₁) (1b)

In diesem Fall wird der Vorhersagewert, der angezeigt wurde, aufgefrischt. Nach zwei Sekunden wird das Betriebsbefehlssignal 23 wieder aus der Meßregelschaltung 7 gegeben und der Vorgang gemäß [Schritt SP₃] durchgeführt. Somit wird derselbe Vorgang wie beim zweiten Schritt wiederholt, d. h. vier Sekunden vor der aktuellen Zeit. Wenn das Betriebsbefehlssignal 23 in die Berechnungszustandsbefehlsschaltung 11 eingegeben wird, gibt die Berechnungszustandsbefehlsschaltung 11 das B · A-Berechnungssignal 27 ab, das die Daten der vergangenen Zeit und die Temperaturdaten enthält, berechnet die Parameter B₂ und A₃ und gibt dann das B · A-Signal 34, das hierzu entspricht, auf den Vorhersagewertrechner 10. Im Vorhersagewertrechner 10 werden die Daten der Parameter entsprechend dem B · A-Signal 34 aufgefrischt, um die Funktionsgleichung (1) zu bestimmen, wobei der Vorhersagewert U _(Se) berechnet und der Wert auf die Anzeigeeinrichtung 3 als Vorhersagewertsignal 33 gegeben wird. Der B · A- Rechner 12 und der C · A-Rechner 13 werden alternativ betrieben, bis die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, so daß die Parameter B und A sowie C und A wiederholt berechnet werden. Obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel die vorgegebene Bedingung das Vergehen eines bestimmten Zeitabschnittes bedeutet, kann sie beispielsweise der Zahl der Betriebszyklen des B · A-Rechners 12 und des C · A-Rechners 13 entsprechen. Nachdem die Bedingung erfüllt ist, wenn die Berechnungszustandsbefehlsschaltung 11 ein Signal vom Meßregelsignal 7 erhält, wird der Vorgang beim [Schritt SP₅] durchgeführt, und die Berechnungszustandbefehlsschaltung 11 gibt das B ·C-Berechnungssignal 29, das die Daten der vergangenen Zeit und die Temperaturdaten enthält, auf den B · C-Rechner 14. Der B · C- Rechner 14 empfängt das Berechnungssignal 29, berechnet die Werte der Parameter B₃ und C₃ gemäß der folgenden Gleichungen und gibt diese auf den Vorhersagewertrechner 10.

B₃ = (A₄-T _b ) / K - S _b (8b)

C₃ = (A₄-T _b )²/K (8c)

worin der Parameter A₄ derjenige Wert ist, der berechnet wurde, als der Parameter B · A oder C · A im vorangegangenen Schritt berechnet wurde.

Der Vorhersagewertrechner 10 empfängt das B · C-Signal 36, das den Parametern B₃ und C₃ entspricht, bestimmt die Funktion (1) auf dieselbe Weise wie oben beschrieben, berechnet den Vorhersagewert U _(Se) und gibt den resultierenden Wert auf die Anzeigeeinheit 3. Gleichzeitig wird ein Summer oder dergleichen betätigt um anzuzeigen, daß der angezeigte Wert der endgültige Vorhersagewert ist.

Der gerade beschriebene Vorgang wird im folgenden zusammengefaßt. Wenn die vorgegebene Bedingung (10 Sekunden sind vergangen, seitdem 30°C oder mehr oder 0,1°C/sec oder mehr erkannt wurden) erfüllt ist und der Vorgang beginnt, werden die Werte der Parameter A, B und C auf die Anfangswerte zurückgesetzt. Sodann werden die Parameter B und A sowie die Parameter C und A berechnet. Dieser Vorgang wird in den folgenden Schritten wiederholt, wobei der Vorhersagewert jedesmal aufgefrischt wird. Diese aufgefrischten Werte werden nacheinander angezeigt. Die Werte der Parameter B _e und C _e werden nach der vorgegebenen Zeitspanne berechnet, und der letzte Vorhersagewert U _(Se) wird angezeigt, während der Summer ein Geräusch abgibt.

In der Fig. 20 sind charakteristische Kurven dargestellt, die mehrere Vorgänge entsprechend der Methode der Berechnung des Vorhersagewertes vom Beginn der Temperaturerkennung bis zur Anzeige des endgültigen Vorhersagewertes zeigen. Die Werte 0, 2, 4, . . . in der Fig. 20, die vergangene Zeiten S entlang der Abszisse darstellen, werden von der Temperaturerkennungseinrichtung 1 erkannt. Jeder Wert stellt eine Zeit dar, zu der die Temperaturdaten ausgegeben werden, wobei jeder Wert mit einer Zeitgabe synchron läuft, wenn die Berechnungszustandsbefehlsschaltung 11 ein Signal auf jeden der Parameter-Rechner 12, 13 und 14 gibt. Die vergangene Zeit ist nicht eine Zeit, die vom Beginn der Temperaturerfassung an gezählt wird, sondern eine Zeit, die dadurch gezählt wird, daß die Erkennungsstartzeit in der Betriebseinrichtung 2 auf null Sekunden gesetzt wird. Folglich bezeichnen die Bezugssymbole T ₍₀₎, T ₍₂₎, . . . aktuelle Temperaturen, wenn die vergangenen Zeiten S 0, 2, . . . sind. Sie werden als durchgehende Kurven T _(s) aufgezeichnet. Das Bezugssymbol T ₍₃₀₀₎ bezeichnet eine Gleichgewichtstemperatur, die 300 Sekunden nach der Erkennung der Temperatur im Mund festgestellt wird. Die Bezugssymbole U ₍₀₎, U ₍₂₎, . . . bezeichnen Vorhersagewerte, die berechnet werden, wenn die Werte der vergangenen Zeiten S gleich 0, 2, . . . sind. Änderungen des Wertes im Verlaufe der Zeit werden durch U _(s) dargestellt. Außerdem werden die Funktionen für die Bereitstellung der Vorhersagewerte U ₍₀₎ bis U ₍₁₀₎ jeweils durch die Kurven U _ABC bis U _BC verdeutlicht, die durch gestrichelte Linien dargestellt sind. Somit entsprechen die auf der Grundlage der Funktionsgleichung (1) errechneten Werte bei der verflossenen Zeit S nach 300 Sekunden den Vorhersagewerten U ₍₀₎ bis U ₍₁₀₎, ganz wie bei der Gleichgewichtstemperatur.

Wenn der Netzschalter eingeschaltet wird und die Erkennung der Temperatur beginnt, steigt die Temperatur an, während die Temperaturwerte als Kurve T _(s) aufgezeichnet werden. Hierauf wird dann, wenn die vorgegebene Bedingung (daß zehn Sekunden verstrichen sind, seitdem 30°C oder mehr oder 0,1°C/sec oder mehr erkannt worden sind) zur Zeit S gleich null erfüllt ist, das Betriebsbefehlssignal 23 von der Meßregelschaltung 7 abgegeben, wobei dei Parameter A, B und C auf die Anfangswerte zurückgesetzt werden. Obwohl der Vorhersagewert in der Praxis zu dieser Zeit nicht berechnet wird, wird ein Vorhersagewert der Einfachheit halber errechnet und als U ₍₀₎ angezeigt. Nach zwei Sekunden, wenn ein Signal eingegeben wird, werden die Werte der Parameter B und A berechnet und eine Funktionsgleichung bestimmt, um die Kurve U _BA darzustellen. Auf diese Weise wird der Vorhersagewert U ₍₂₎ berechnet. Vier Sekunden nach dem Start werden die Werte der Parameter C und A auf dieselbe Weise wie oben beschrieben berechnet, und es wird eine Funktionsgleichung für die Aufzeichnung der Kurve U _CA festgelegt, wobei man den Vorhersagewert U ₍₄₎ erhält. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis eine bestimmte Zeit vergangen ist. Es sei angenommen, daß diese Bedingung nach zehn Sekunden erfüllt ist. Die Werte der Parameter B und C werden berechnet, und eine Funktionsgleichung für die Bereitstellung der Kurve U _BC wird bestimmt, wodurch man den endgültigen Vorhersagewert U ₍₁₀₎ erhält.

Die Fig. 19 stellt ein Flußdiagramm dar, welches im einzelnen die Funktionsweise des im Blockschaltbild der Fig. 17 gezeigten Thermometers wiedergibt. In den Schritten 100 bis 108 werden in der Hauptsache die Vorgänge der Temperaturerkennung und der Fehlererkennung gezeigt. Bei den Fehlererkennungsschritten wird erkannt, ob die Temperatur ordnungsgemäß bemessen wurde oder nicht, wobei ein Zustand des Temperaturanstiegs stets angezeigt wird. Wenn festgestellt wird, daß die Messung inkorrekt war, so wird die Determination informiert und die weitere Durchführung gestoppt. Da dieser Vorgang nicht in unmittelbarem Zusammenhang zur vorliegenden Erfindung steht, wird auf seine ausführliche Beschreibung verzichtet. Die Abzweigungsschritte unterhalb des Entscheidungsschrittes 109 werden nach den Betriebsarten M klassifiziert, die durch die Zahlenwerte 1 bis 5 dargestellt werden. Jede Betriebsart wird durch einen Zustand bestimmt, wenn ein Vorhersagewert berechnet wird, so daß der Fluß zu einer Abzweigung fortschreitet, der einem Zahlenwert der Betriebsart M im Entscheidungsschritt 109 entspricht. In der Abzweigung, die der Betriebsart 1 entspricht, wird eine Bedingung angezeigt, bei der die Parameter einer Funktionsgleichung berechnet werden oder auch nicht, während ein Anfangswert jedes Parameters nach dem Start des Vorgangs vorgesehen ist. In den Abzweigungen, die den Betriebsarten 2 bis 4 entsprechen, werden die Parameter berechnet. In der Abzweigung, die der Betriebsart 5 entspricht, wird der erwähnte Fehler oder dergleichen angezeigt und der Vorgang gestoppt. Bei den Schritten 123 bis 127 erhält man einen Vorhersagewert entsprechend den errechneten Parametern; der Vorgang bezüglich der Anzeige wird durchgeführt und der Summer betätigt.

Der Netzschalter wird beim Schritt 100 eingeschaltet, und dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis die vorgegebenen Bedingungen, die in der Fig. 17 dargestellt sind, erfüllt sind. In diesem Fall können die vorgegebenen Bedingungen solche sein, wie sie bei dem bekannten Beispiel vorliegen. Um jedoch die Genauigkeit zu verbessern und die Rechenzeit zu verkürzen, werden die Bedingungen wie folgt festgelegt:

• (i) Die abgelaufene Zeit S beträgt vier Sekunden oder mehr.
• (ii) Die Temperaturdaten T₀ sind 34°C oder mehr.
• (iii) Der Temperaturgradient K fällt innerhalb des Bereiches von 0,02 bis 0,06°C.

Die Bedingung (i) wird festgelegt, weil die Zeit, die erforderlich ist, um alle Temperaturdaten T₀, T₂ und T₄ im Schritt 104 zu speichern, vier Sekunden nach dem Einschalten beträgt.

Wenn alle Bedingungen (i) bis (iii) erfüllt sind und die Meßregelschaltung 7 ein Signal auf die Berechnungszustandsbefehlsschaltung 11 abgibt, bewegt sich der Fluß auf Schritt 111 zu, in dem ein Wert einer Konstanten A₁ ausgelesen wird. Die Anfangswerte der Parameter A, B und C für die Funktionsgleichung (1) werden errechnet. Im Schritt 113 wird die Betriebsart M auf 2 gesetzt, wobei die Vorbereitung für die Abgabe eines Signals zum B · A-Rechner 12 durchgeführt wird. Die Meßregelschaltung 7 gibt ein Signal auf die Zeitmeßschaltung 8. Im Schritt 114 wird die vergangene Zeit S mit S=0 zurückgesetzt, und die Zeitmeßschaltung 8 beginnt erneut mit der Messung der Zeit. Wenn die Meßregelschaltung 7 aufeinanderfolgende Ausgangssignale abgibt, führt die Berechnungszustandsbefehlsschaltung 11 dem B · A-Rechner 12 ein Signal zu, wobei die Werte der Parameter B und A in den Schritten 115 und 116 berechnet werden. Nachdem die Betriebsart M auf 3 gesetzt und die Vorbereitung für die Berechnung der Parameter C und A im Schritt 117 durchgeführt ist, wird der Schritt 123 mittels des Vorhersagewertrechners 10 ausgeführt und ein Vorhersagewert U berechnet. Der Vorhersagewert U wird auf der Anzeigeeinheit 3 während des Anzeigeverarbeitungsschrittes 127 angezeigt, indem die Anzeigemarkierung F 1 im Schritt 124 auf eine logische "1" gesetzt wird. Im Schritt 125 wird erkannt, ob die Bedingung zum Anhalten der Berechnung der Parameter erfüllt ist oder nicht. Im vorliegenden Fall wird die Bedingung wie folgt festgelegt:

• (iv) Die abgelaufene Zeit S beträgt zehn Sekunden oder mehr.

Im Entscheidungsschritt 126 wird ein Summer so eingestellt, daß er ein Geräusch erzeugt, wenn die Bedingung erfüllt ist, wobei ein endgültiger Vorhersagewert angezeigt wird, während die Determination durch den Summer informiert wird.

Außerdem wird im Entscheidungsschritt 120 S₁ auf acht Sekunden festgelegt, um die Bedingung wie folgt zu bestimmen:

• (v) Die verstrichene Zeit S beträgt acht Sekunden oder mehr.

Die vorstehende Bedingung wird so festgelegt, daß die Berechnungen der Parameter B und A sowie C und A zweimal alternativ wiederholt werden. Die Parameter B und C werden einmal als Endwerte berechnet, und der Vorgang der Berechnung der Parameter A, B und C ist beendet.

Nachdem die Parameter B und A in den Schritten 115 und 116 berechnet worden und eine Reihe von Operationen bis zum Schritt 124 beendet worden sind, wird dann, wenn die obige Bedingung im Entscheidungsschritt 25 nicht erfüllt wird, die Anzeige in der Anzeigeeinrichtung 3 im Schritt 127 durchgeführt, worauf der Fluß zu Schritt 101 zurückkehrt. Der Fluß schreitet auf Schritt 109 zu, wobei die obigen Vorgänge wiederholt werden. Anschließend werden die Schritte 118 und 119 nacheinander ausgeführt, wenn die Berechnungszustandsbefehlsschaltung 11 ein Signal auf den C · A- Rechner 13 aufgrund eines Eingangssignals von der Meßregelschaltung 7 gibt. Da die gerade vergangene Zeit S vier (Sekunden) beträgt, bestimmt der Schritt 120, daß die Bedingung (v) nicht erfüllt ist. Der Fluß wendet sich nun dem nächsten Schritt 122 zu, um die Betriebsart M auf 2 zu setzen; sodann wendet er sich wieder den Schritten 115 und 116 zum Berechnen der Parameter B und A zu. Anschließend wird der Vorgang der Parameterberechnung auf dieselbe Weise wie oben beschrieben durchgeführt, und die Parameter C und A werden in den Schritten 118 und 119 berechnet, wenn die vergangene Zeit acht Sekunden beträgt. Da die Bedingung (v) im Entscheidungsschritt 120 erfüllt wird, wendet sich der Fluß dem Schritt 121 zu, in dem die Betriebsart M auf 4 gesetzt wird. Wenn die vergangene Zeit S zehn Sekunden beträgt und der Fluß von dem Entscheidungsschritt 109 auf den Schritt 128 übergeht, werden die Werte der Parameter B und C berechnet, und der Fluß wendet sich den Schritten 129, 123 und 124 in der angegebenen Reihenfolge zu. Da die Bedingung (iv) im Entscheidungsschritt 125 erfüllt ist, wird im Schritt 126 eine Summer-Fehlanzeige F 2 auf eine logische "1" gesetzt. Während des Schrittes 127 wird ein Vorhersagewert angezeigt und zur gleichen Zeit der Summer betätigt, wobei alle Schritte beendet werden. Obwohl die Bedingungen (iv) und (v), wie beschrieben, in den Schritten 125 und 120 gesetzt werden, kann die Methode der Parameterberechnung durch Setzen dieser Bedingungen geändert werden, was anhand eines Beispiels erläutert wird. In den Schritten 125 und 120 werden die Bedingungen jeweils wie folgt geändert:

• (vi) Die verstrichene Zeit S beträgt 14 Sekunden oder mehr.
• (vii) Die verstrichene Zeit S beträgt 12 Sekunden oder mehr.

Indem die Bedingungen (vi) und (vii) in dieser Weise verändert werden, wird eine Berechnung der Parameter B und A in der Betriebsart 2 und eine Berechnung der Parameter C und A in der Betriebsart 3 dreimal alternativ wiederholt. Schließlich werden die Parameter B und C im Schritt 125 berechnet. Auf ähnliche Weise läuft der Vorgang ab, wenn die Bedingungen in den Schritten 125 und 120 wie folgt gesetzt werden:

• (viii) Die verstrichene Zeit S beträgt 18 Sekunden oder mehr.
• (ix) Die verstrichene Zeit S beträgt vier Sekunden oder mehr.

Die Berechnungen in den Betriebsarten 2, 3 und 4 werden nacheinander ausgeführt, wobei sie einen Zyklus bilden. Dieser Zyklus wird dreimal wiederholt. Die Betriebsart M wird im Schritt 129 auf 2 gesetzt, um der Situation zu genügen, bei welcher die obige Situation realisiert wird.

Obwohl in den beiden oben beschriebenen Fällen die optimale Genauigkeit eines Vorhersagewertes bezüglich einer Gleichgewichtstemperatur verbessert werden kann, ist verhältnismäßig viel Zeit erforderlich, um alle Berechnungen dieser Parameter durchzuführen und einen endgültigen Vorhersagewert anzuzeigen. Die Bedingungen (vi) und (v), die in dem Ausführungsbeispiel gezeigt sind, erfüllen sowohl die Bedingung der Vorhersagegenauigkeit als auch die der Vorhersagezeit.

Claims (6)

1. Elektronisches Thermometer vom Vorhersagetyp, insbesondere für die Verwendung in Kliniken, mit einer Temperaturerkennungseinrichtung, welche die Temperatur eines zu messenden Körperteils erfaßt; mit einer Betriebseinrichtung, welche eine Gleichgewichts- oder Beharrungstemperatur entsprechend einer vorgegebenen Funktionsgleichung erzeugt, die auf der Temperatur beruht, welche von der Temperaturerkennungseinrichtung erfaßt wurde und mit einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen eines von der Betriebseinrichtung errechneten Wertes, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß die Betriebseinrichtung eine Temperaturspeichereinrichtung enthält, in der wenigstens zeitweise mehrere Temperaturdaten gespeichert werden können, die von der Temperaturerkennungseinrichtung erfaßt worden sind;
• b) daß eine Zeitmeßeinrichtung zum Messen der verstrichenen Zeit seit der Temperaturerkennung und zum Ausgeben von Daten über die vergangene Zeit vorgesehen ist;
• c) daß eine Parameterberechnungseinrichtung für den Empfang der verschiedenen Temperaturdaten und der Daten betreffend die verstrichene Zeit vorgesehen ist, die die Parameter der Funktionsgleichung berechnet; und
• d) daß ein Vorhersagewert-Rechner vorgesehen ist, der eine Gleichgewichts- oder Beharrungstemperatur entsprechend der Funktionsgleichung berechnet, wobei Parameter verwendet werden, die durch die Parameterberechnungseinrichtung auf den neuesten Stand gebracht worden sind.

2. Elektronisches Thermometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsgleichung lautet, worin U ein Vorhersagewert der Körpertemperatur ist, der entsprechend der Funktionsgleichung berechnet wurde, S die vergangene Zeit bedeutet, A ein Endpunktparameter für das parallele Schieben einer vorhersagemäßig erzeugten Körpertemperaturkurve ist, welche durch die Funktionsgleichung in Richtung der Y-Achse aufgezeichnet wird, wobei diese Richtung diejenige Richtung bedeutet, in welcher die Temperatur sich erhöht oder vermindert, B ein Startpunktparameter für das parallele Verschieben der vorhersagemäßig erzeugten Körpertemperaturkurve auf der X-Achse ist, wobei die Richtung der X-Achse die zu- und abnehmende Zeit anzeigt, und C ein Gradientenparameter zum Ändern der Kurvenform der vorhersagemäßig betriebenen Körpertemperatur in Richtung der X- oder Y-Achse ist.

3. Elektronisches Thermometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameterberechnungseinrichtung drei Parameterrechner zum Berechnen der drei Parameter A, B und C enthält, wobei zwei der drei Parameter kombiniert werden, und daß eine Berechnungszustandsbefehlsschaltung vorgesehen ist, welche die Durchführungsbefehlssignale auf die drei Parameterrechner entsprechend einer vorgegebenen Reihenfolge gibt.

4. Elektronisches Thermometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorhersagewert-Rechner die Gleichgewichts- oder Beharrungstemperatur gemäß der Funktionsgleichung berechnet, indem zwei neue Parameter zugeführt werden, die gerade von der Parameterberechnungseinrichtung berechnet wurden, und ein verbleibender Parameter, der durch die Parameterberechnungseinrichtung in einem unmittelbar vorangegangenen Schritt berechnet wurde.

5. Elektronisches Thermometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungsschritt eine Meßregelschaltung aufweist, welche die Temperaturen fortlaufend anzeigt, die intermittierend von der Temperaturerkennungseinrichtung zugeführt werden, und welche den Betrieb der Zeitmeßschaltung und der Parameterberechnungseinrichtung regelt, wobei die Meßregelschaltung ein Vorhersagebetriebsstartsignal auf die Zeitmeßschaltung gibt, indem eine Vorhersagebetriebsstartbedingung gemäß einer Bedingung bestimmt wird, welche durch die Temperaturdaten festgelegt ist, und wobei das Betriebsbefehlssignal auf die Parameterberechnungseinrichtung gegeben wird, und zwar gleichzeitig mit einem Abtastvorgang der Temperaturerkennungseinrichtung.

6. Elektronisches Thermometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorhersagebetriebsstartbedingung durch Daten der nach der Inbetriebnahme vergangenen Zeit der Temperatur und des Temperaturgradienten bestimmt wird.