DE69119184T2

DE69119184T2 - Elektronisches Medizinalthermometer

Info

Publication number: DE69119184T2
Application number: DE1991619184
Authority: DE
Inventors: Makoto Ikeda; Yutaka Muramoto; Makoto Toriumi
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1990-10-24
Filing date: 1991-10-21
Publication date: 1996-10-10
Anticipated expiration: 2011-10-22
Also published as: JPH07119656B2; DE69119184D1; AU659809B2; JPH04160327A; EP0482562A3; AU8671291A; EP0482562B1; EP0482562A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung:

Diese Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches klinisches Thermometer und insbesondere auf ein elektronisches klinisches Thermometer des Vorhersagetyps.

Beschreibung des Standes der Technik:

Gemäß dem Stand der Technik sagt ein elektronisches klinisches Thermometer des Vorhersagetyps eine Gleichgewichtstemperatur mittels einer vorgeschriebenen vorhersagenden mathematischen Gleichung und einer Bedingung, die erfüllt sein sollte, damit eine Vorhersage gültig ist, vorher. Wenn mit t die Zeit bezeichnet ist und T eine erfaßte Temperatur bedeutet, dann ist eine vorhergesagte Gleichgewichtstemperatur Y zu einer Zeit t durch die folgende Gleichung gegeben:
Y(t) = T(t) + U(t) ... (1)
wobei U eine Tendenz für Vorhersage bedeutet.
Wie in der am 6. Mai 1988 eingereichten EP-A-290 352 beschrieben ist, kann angenommen werden, daß dieser Tendenzwert proportional zu der Zeit als der ersten Annäherung bezüglich einer gewissen Änderungsrate in der Temperatur ist. Wenn die Beziehung zwischen der Tendenz und der Zeit bezüglich verschiedener Änderungsraten in der Temperatur erhaltbar ist, kann er wie folgt ausgedrückt werden:
U(t) = An T + Bn ... (2)
(n = 1, N N : die Anzahl der erhaltenen dT/dt)
Da die Neigung (An) und der Abschnitt (Bn) in Gleichung (3) durch eine lineare Beziehung bezüglich der Änderungsraten in der Temperatur aufgrund einer Anzahl von Versuchen beim Messen der Körpertemperatur dargestellt werden können, sind An und Bn wie folgt gegeben:
An = a(dT/dt) + c ... (3)
Bn = b(dT/dt) + d ... (4)
Mittels der Gleichungen (2), (3) und (4) wird dann die folgende Gleichung erhalten:
U(t) = (at + b)dT/dt + ct + d ... (5)
mit a = 0,04321
b = 0,38085
c = -0,0014 und
d = 0,17734.
Die Bedingung, die für eine gültige Vorhersage gelten sollte, lautet wie folgt:
dT/dt = 0,30/20 (ºC(sec) ... (6)
Das heißt, wenn die Änderungsrate in der erfaßten bzw. gemessenen Temperatur bezüglich der Zeit einen vorbestimmten Wert erreicht, insbesondere, wenn die oben erwähnte Bedingung während einer Temperaturerfassung realisiert ist, ertönt ein in das elektronische klinische Thermometer eingebauter Summer, um die die Temperaturmessung vornehmende Person von der Tatsache zu unterrichten, daß die Temperaturmessung abgeschlossen ist.
Obwohl eine genaue Vorhersage unter festen Bedingungen in dem Beispiel des oben beschriebenen Standes der Technik gemacht werden kann, wird eine Änderung in den Umständen, unter denen das Thermometer während einer Temperaturerfassung verwendet wird, nicht berücksichtigt. Folglich kann eine genaue vorhergesagte Temperatur nicht erhalten werden, falls sich die Umstände des Gebrauches verändern.
Das Obige soll in größeren Einzelheiten beschrieben werden. Eine in Figur 9(a) gezeigte Kurve, die eine Änderung in einer Vorhersagevariablen (X) mit der Zeit anzeigt, wird als ein Beispiel betrachtet. Gemäß Figur 9(a) nähert sich die Vorhersagevariable (X) graduell einem Gleichgewichtswert (Xe) mit dem Ablauf der Zeit. Daher nähert sich die Änderungsrate in der Vorhersagevariablen mit der Zeit (insbesondere dX/dt) einem Wert "0", wenn sich die Variable (X) dem Gleichgewichtswert (Xe) annähert. Beispielsweise nimmt dX/dt einen positiven Wert an und verringert sich monoton von der Zeit t&sub3; zur Zeit t&sub4;. Wenn jedoch dX/dt von der Zeit t&sub1; zur Zeit t&sub2; betrachtet wird, wie dies in Figur 9(b) gezeigt ist, so nimmt dX/dt einen positiven Wert an und wächst monoton von der Zeit t&sub1; zur Zeit t', und X erzielt seinen Maximalwert zur Zeit t'. Weiterhin nimmt dX/dt einen negativen Wert an und vermindert sich monoton von der Zeit t' zur Zeit t", und X erzielt seinen Mindestwert zur Zeit t". Von der Zeit t" zur Zeit t&sub2; nimmt dX/dt einen positiven Wert an und wächst monoton.
Es sei angenommen, daß die vorhergehenden Variable (X) auf eine vorhergesagte Temperatur (Tp) angewandt wird. Wenn die Lage der Spitze der Sonde an dem Ende des elektronischen klinischen Thermometers sich infolge einer Änderung in der Weise, in der das Thermometer beispielsweise in der Achselhöhle eines Subjekts gehalten wird, verschieben sollte, dann vermindert sich die Änderungsrate in der erfaßten Temperatur mit der Zeit (das heißt, dT/dt) zu diesem Zeitpunkt plötzlich, und ein Zustand entsprechend dem in Figur 9 gezeigten Zeitbereich tl - t&sub2; tritt auf. Mit anderen Worten, die durch Gleichung (6) ausgedrückte Bedingung für eine gültige Vorhersage scheint erfüllt, und ein Wert, der viel niedriger als die Gleichgewichtstemperatur ist, die ursprünglich erreicht werden sollte, wird als die vorausgesagte Temperatur angesehen. Somit liegt eine Minderung in der Genauigkeit der Vorhersage vor.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist demgemäß eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektronisches klinisches Thermometer vorzusehen, bei dem die Vorhersagegenauigkeit beibehalten ist, selbst wenn eine Änderung in dem Zustand des Gebrauches während einer Temperaturmessung oder -erfassung vorliegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die obige Aufgabe gelöst durch Vorsehen eines elektronischen klinischen Thermometers zum Messen der Körpertemperatur eines Bereiches, dessen Temperatur gemessen werden soll, mit einer Temperaturerfassungseinrichtung zum Messen der Temperatur des Bereiches zu einem vorbestimmten Zeitintervall, einer Speichereinrichtung zum Speichern der Körpertemperatur, einer Vorhersageeinrichtung zum Vorhersagen einer vorgesagten Gleichgewichtstemperatur aufgrund der durch die Temperaturerfassungseinrichtung gemessenen Körpertemperatur, einer Zeiterfassungseinrichtung zum Erfassen einer Zeit, zu der eine Änderungsrate in der Körpertemperatur mit der Zeit eines vorbestimmten Wert erreicht, einer Recheneinrichtung zum Berechnen einer zeitweisen Fluktuation in der vorhergesagten Gleichgewichtstemperatur innerhalb eines vorbestimmten Zeitbereiches, in welchem die durch die Zeiterfassungseinrichtung erfaßte Zeit als ein Bezugsmaß dient, einer Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der zeitweisen Fluktuation in der vorhergesagten Gleichgewichtstemperatur, berechnet durch die Recheneinrichtung, mit einem vorbestimmten Vergleichswert und einer Anzeigesteuereinrichtung, die aufgrund der durch die Vergleichseinrichtung durchgeführten Vergleichsergebnisse dazu dient, die vorhergesagte Gleichgewichtstemperatur anzuzeigen, die zu der Zeit erhalten ist, die durch die Zeiterfassungseinrichtung erfaßt ist, und die Temperaturmessung zu steuern, die durch die Temperaturerfassungseinrichtung durchgeführt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, die in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist, wird der Moment oder Zeitpunkt zu dem die Änderungsrate in der gemessenen Temperatur mit der Zeit den vorbestimmten Wert erreicht, als eine Gelegenheit genommen, um die zeitweise Fluktuation der vorhergesagten Gleichgewichtstemperatur innerhalb eines festen Bezugszeitbereiches zu prüfen. Wenn die vorhergesagte Gleichgewichtstemperatur als stabilisiert gefunden wird, wird die Temperaturerfassung abgeschlossen. Wenn die vorhergesagte Gleichgewichtstemperatur nicht stabilisiert ist, wird die Temperaturerfassung fortgesetzt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wie oben beschrieben ist, der Prozeß, durch den eine erlaubte Bedingung für eine gültige Vorhersage realisiert wird, untersucht, wobei eine vorbestimmte Zeitdauer ab dem Moment oder Zeitpunkt zurückgeblickt wird, zu dem die Bedingung realisiert war, und das Untersuchungsergebnis wird angewandt, wenn die Gültigkeit der Vorhersage bewertet wird. Als ein Ergebnis kann eine hochgenaue Temperaturvorhersage durchgeführt werden, selbst wenn sich die Umstände, unter denen das Thermometer verwendet wird, sich während der Temperaturerfassung verändern.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, in welchen ähnliche Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Teile in den Figuren hiervon bezeichnen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die begleitenden Zeichnungen, die in die Offenbarung aufgenommen sind und einen Teil hiervon bilden, stellen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.
Figur 1 ist eine Außenansicht, die ein elektronisches klinisches Thermometer zeigt, das ein typisches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist,
Figur 2 ist ein Blockdiagramm, das in Einzelheiten den Aufbau der Haupteinheit des elektronischen klinischen Thermometers veranschaulicht,
Figur 3 ist ein Flußdiagramm, das eine Temperaturvorhersageprozedur veranschaulicht,
Figur 4 ist ein Diagramm, das den Grad der Stabilität einer vorhergesagten Temperatur veranschaulicht,
Figur 5 ist ein Diagramm, das einen Bereich veranschaulicht, über dem der Grad der Stabilität der vorhergesagten Temperatur beurteilt wird,
Figur 6 ist ein Diagramm, das eine Regressionslinie in einem Fall veranschaulicht, in welchem die erfaßte Temperatur stabil ist,
Figur 7 ist ein Diagramm, das eine Regressionslinie in einem Fall veranschaulicht, in welchem die erfaßte Temperatur nicht stabil ist,
Figur 8 ist ein Diagramm, das eine andere Definition des Grades an Stabilität veran schaulicht, und
Figuren 9(a) und 9(b) sind Diagramme, die eine zeitweise Änderung in einer Vorhersagevariablen gemäß einem Beispiel des Standes der Technik veranschaulichen.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nunmehr in Einzelheiten gemäß den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Figur 1 ist eine Außenansicht eines elektronischen klinischen Thermometers 1, das ein typisches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In Figur 1 bezeichnen ein Bezugszeichen 2 eine LCD-Temperaturanzeigeeinheit (LCD = Flüssigkristallvorrichtung), 4 eine Haupteinheit, die einen Vorhersageblock 3, eine Temperaturmeßschaltung 11 und einen Summer 12 aufnimmt, 5 eine Sonde und 51 eine Temperatursensoreinheit. Wie in Figur 2 gezeigt ist, wird der Vorhersageblock 3 durch eine Dateneinleseeinheit 6, einen Speicher 7, einen Controller 8, einen Prozes sor 9, eine Entscheidungseinheit 10 und einen Taktgeber 13 gebildet.
Das in Figur 3 gezeigte Flußdiagramm wird verwendet, um eine Prozedur für eine Temperaturvorhersage zu beschreiben, die durch das elektronische klinische Thermometer ausgeführt wird, das den oben beschriebenen Aufbau hat.
Die Grundannäherung dieses Ausführungsbeispiels liegt darin, die Stabilität der vorhergesagten Temperatur aus einer Änderung in der vorhergesagten Temperatur mit der Zeit während der Erfassung der Temperatur zu untersuchen. Demgemäß soll Tp die vorhergesagte Temperatur bedeuten. In diesem Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß Gleichung (3) die Bedingung ist, die vorliegen muß, um die Gültigkeit einer Vorhersage zu realisieren. Weiterhin wird, wie in Figur 4 veranschaulicht ist, der Grad (K) der Stabilität der vorhergesagten Temperatur als der Wert der Neigung einer Regressionslinie definiert, die mittels der Methode der kleinsten Quadrate in einem geschlossenen Intervall [tS, tE] einer Kurve Tp(t) erhalten wird, die eine Änderung in der vorhergesagten Temperatur (Tp) mit der Zeit darstellt.
Wenn eine Temperaturerfassung oder -messung in einem Schritt S10 des Flußdiagrammes beginnt, nimmt die Meßschaltung 11 zuerst Daten von der Temperatursensoreinheit 51 abhängig von einer Steuerung durch den Controller 8 in einem sehr kleinen Zeitintervall (Δt) in einem Schritt S15 an. Sodann liest in einem Schritt S20 der Vorhersageblock 3 in den angenommenen Daten in Echtzeit durch die Dateneinleseeinheit 6, wandelt die Daten in eine Temperatur (erfaßte Temperatur T) mittels des Prozessors 9 um, speichert diese Temperatur im Speicher 7 und führt eine Temperaturvorhersage aus, um die vorhergesagte Temperatur (Tp) zu erhalten. Die so erhaltene vorhergesagte Temperatur (Tp) wird in dem Speicher 7 in einem Schritt S25 gespeichert. Die Änderungsrate (ΔT/Δt) in der erfaßten Temperatur wird dann in einem Schritt S30 erhalten.
Hieran schließt sich Schritt S35 an, in welchem die Entscheidungseinheit 10 prüft, ob die Änderungsrate (ΔT/Δt) in der erfaßten Temperatur die Bedingung erfüllt, die vorliegen muß, um die Gültigkeit einer Vorhersage zu realisieren. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, schreitet das Programm zu Schritt S40 fort. Wenn die Bedingung nicht erfüllt ist, schreitet das Programm zu Schritt S55 fort, wo die vorhergesagte Temperatur (Tp), die zu dieser Zeit vorherrscht, auf der LCD-Temperaturanzeigeeinheit 2 angezeigt wird. Es wird dann in Schritt S60 entschieden, eine Temperaturerfassung fortzusetzen, nach welcher das Programm zu Schritt S15 zurückkehrt
In Schritt S40 wird nach dem Prozessor 40 gerufen, um den Grad (K) der Stabilität der vorhergesagten Temperatur (Tp) zu berechnen. In diesem Ausführungsbeispiel ist, wie in Figur 5 veranschaulicht ist, eine Zeitdauer, die angewandt wird, um den Grad der Stabilität zu beurteilen, diejenige, die sich zwanzig Sekunden zurück von dem Zeitpunkt oder Moment (t&sub0;) erstreckt, zu der die Bedingung zum Realisieren der Gültigkeit einer Vorhersage erfüllt ist. Das heißt, der Grad (K) der Stabilität wird aus dem geschlossenen Intervall [t&sub0;-20 (sec), t&sub0;] der vorhergesagten Temperaturkurve (Tp (t)) erhalten. Wenn die Änderung in der erfaßten Temperatur (T) mit der Zeit einen idealen Übergang macht, ohne von der Außenseite beeinflußt zu sein, dann besitzt der Grad (K) der Stabilität einen Wert, der sich "0" annähert, und die Regressionslinie kommt, wie in Figur 6 gezeigt ist, nahe dazu, parallel mit der Zeitachse zu sein. Wenn andererseits ein externer Einfluß vorhanden ist, wird die Bedingung zum Realisieren der Gültigkeit einer Vorhersage lediglich zeitweise erfüllt, und der Grad der Stabilität (K) nimmt einen von "0" entfernten Wert an. Als ein Ergebnis weist die Regressionslinie eine große Neigung auf, wie dies in Figur 7 gezeigt ist.
Sodann vergleicht in einem Schritt S45 die Ent scheidungseinheit 10 den Wert der Stabilität (K) mit einem vorherbestimmten Bezugswert (KA) . Wenn das Ergebnis so ist, daß der Wert der Stabilität (K) kleiner als der Bezugswert (KA) ist, so schreitet das Programm zu Schritt S50 fort, wo angenommen wird, daß die vorhergesagte Temperatur ausreichend genau ist, und der Summer 12 ertönt, um den Benutzer von der Tatsache zu informieren, daß die Temperaturerfassung abgeschlossen ist. Die vorhergesagte Temperatur (Tp) wird auf der LCD-Temperaturanzeigeeinheit 2 in Schritt S55 angezeigt, nach welchem in Schritt S60 entschieden wird, die Temperaturerfassung anzuhalten. Wenn der Wert der Stabilität (K) größer als der Bezugswert (KA) gefunden wird, dann schreitet jedoch das Programm von Schritt S45 zu Schritt S55 fort, wo die vorhergesagte Temperatur (Tp) , die zu dieser Zeit vorherrscht, auf der LCD-Temperaturanzeigeeinheit 2 angezeigt wird. Es wird dann in Schritt S60 entschieden, eine Temperaturerfassung fortzusetzen, nach welcher das Programm zu Schritt S15 zurückkehrt Die Temperaturerfassung wird bei Schritt S15 fortgesetzt, bis der Wert der Stabilität (K) ausreichend klein wird.
In diesem Ausführungsbeispiel wird KA ≤ 0,04 (ºC)/20 sec als der Bezugswert (KA) verwendet.
Somit wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Prozeß, durch den eine erlaubte Bedingung für eine gültige Vorhersage realisiert wird, untersucht, indem eine vorbestimmte Zeitdauer ab dem Zeitpunkt zurückgeblickt wird, zu dem die Bedingung erfüllt war. Dies macht es möglich, eine hochgenaue vorhergesagte Temperatur zu erhalten, die nicht für Auswirkungen einer zeitweisen Änderung in der erfaßten Temperatur empfänglich ist.
Lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist oben beschrieben. Beispielsweise wird der Grad (K) der Stabilität der vorhergesagten Temperatur als der Wert der Neigung der Regressionslinie definiert, die mittels der Methode der kleinsten Quadrate in dem geschlossenen Intervall [tS, tE] der Kurve Tp(t) erhalten ist, die eine Änderung in der vorhergesagten Temperatur (Tp) mit der Zeit darstellt. Dies legt jedoch nicht eine Beschränkung auf die vorliegende Erfindung. Beispielsweise ist es möglich, als den Grad (K) der Stabilität einen Abschnitt der vorgenannten Regressionslinie oder, wie in Figur 8 veranschaulicht ist, die Differenz zwischen den Höchstund Mindestwerten der vorhergesagten Temperatur (Tp) in dem geschlossenen Intervall [a&sub0;, b&sub0;], die Differenz zwischen dem Mittelwert der vorhergesagten Temperatur (Tp) und dem Maximalwert oder Mindestwert in dem geschlossenen Intervall [a&sub0;, b&sub0;] oder einen Wert, der durch Integrieren der vorhergesagten Temperaturkurve (Tp) bezüglich des geschlossenen Intervalles [ai, bi] (i = 1, 2 in Figur 8) erhalten ist, zu verwenden.
Da offenbar weit verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, ist es zu verstehen, daß die Erfindung nicht auf die spezifischen Ausführungsbeispiele hiervon, mit Ausnahme wie in den beigefügten Patentansprüchen definiert, beschränkt ist.

Claims

1. Elektronisch klinisches Thermometer zum Messen der Körpertemperatur eines Bereiches, dessen Temperatur zu messen ist, mit:

einer Temperaturdetektoreinrichtung zum Messen der Körpertemperatur des Bereiches zu einem vorbestimmten Zeitintervall,

einer Speichereinrichtung zum Speichern der Körpertemperatur,

einer Vorhersageeinrichtung zum Vorhersagen einer vorhergesagten Gleichgewichtstemperatur aufgrund der Körpertemperatur, die durch die Temperaturdetektoreinrichtung gemessen ist,

einer Zeitdetektoreinrichtung zum Erfassen einer Zeit, zu der eine Änderungsrate in der Körpertemperatur mit der Zeit einen vorbestimmten Wert erreicht,

gekennzeichnet durch

eine Recheneinrichtung, die eine zeitweise Fluktuation in der vorhergesagten Gleichgewichtstemperatur innerhalb eines vorbestimmten Zeitbereiches berechnet, in welchem die durch die Zeitdetektoreinrichtung erfaßte Zeit als ein Bezugsrnaß dient,

eine Vergleichseinrichtung, die die zeitweise Fluktuation in der durch die Recheneinrichtung berechneten vorhergesagten Gleichgewichtstemperatur mit einem vorbestimmten Vergleichswert vergleicht, und

eine Anzeigesteuereinrichtung, die aufgrund der Ergebnisse des durch die Vergleichseinrichtung durchgeführten Vergleiches die vorhergesagte Gleichgewichtstemperatur anzeigt, die zu der Zeit erhalten ist, die durch die Zeiterfassungseinrichtung erfaßt ist, und die die durch die Temperaturdetektoreinrichtung durchgeführte Temperaturmessung steuert.

2. Thermometer nach Anspruch 1, bei dem die Recheneinrichtung eine Regressionslinie aus einer Fluktuation in der vorhergesagten Gleichgewichtsternperatur mit der Zeit innerhalb eines vorbestimmten Zeitbereiches erhält und die Neigung der Regressionslinie als einen Index der Fluktuation in der vorhergesagten Gleichgewichtstemperatur mit der Zeit verwendet.

3. Thermometer nach Anspruch 1, bei dem die Recheneinrichtung eine Regressionslinie aus einer Fluktuation in der vorhergesagten Gleichgewichtstemperatur mit der Zeit innerhalb eines vorbestimmten Zeitbereiches erhält und einen Abschnitt der Regressionslinie als einen Index der Fluktuation in der vorhergesagten Gleichgewichtsternperatur mit der Zeit verwendet.

4. Thermometer nach Anspruch 1, bei dem die Recheneinrichtung die Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimaiwert der vorhergesagten Gleichgewichtstemperatur, die Differenz zwischen dem Mittelwert der vorhergesagten Gleichgewichtstemperatur und dem Maximalwert oder die Differenz zwischen dem Mittelwert der vorhergesagten Gleichgewichtstemperatur und dem Minimalwert innerhalb des vorbestimmten Zeitbereiches erhält und einen dieser Werte als einen Index der Fluktuation in der vorhergesagten Gleichgewichtstemperatur mit der Zeit verwendet.

5. Thermometer nach Anspruch 1, bei dem die Recheneinrichtung einen Wert berechnet, der das Ergebnis des Integrierens bezüglich eines vorbestimmten geschlossenen Intervalles einer Kurve ist, die eine Änderung in dem vorgesagten Gleichgewichtswert mit der Zeit anzeigt, die aus einer Änderung in der vorhergesagten Gleichgewichtstemperatur mit der Zeit innerhalb des vorbestimmten Zeitbereiches erhalten ist, und diesen berechneten Wert als einen Index der Fluktuation in der vorhergesagten Gleichgewichtstemperatur mit der Zeit verwendet.