IT8225005A1

IT8225005A1 - Termoxetro clinico elettronico

Info

Publication number: IT8225005A1
Application number: IT1982A25005A
Authority: IT
Original assignee: Terumo Corp Terumo Kabushiki Kaicha
Priority date: 1981-12-28
Filing date: 1982-12-28
Publication date: 1984-06-28
Also published as: DE3237009A1; JPS6364732B2; IT8225005A0; DE3237009C2; JPS58113826A; US4537518A; FR2519142B1; GB2113397A; IT1153925B; FR2519142A1; GB2113397B; US4461584A

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"TERMOMETRO CLINICO ELETTRONICO"

RIASSUNTO

Un gruppo di rilevamento della temperatura produce un segnale di uscita commisurato alla temperatura, con il segnale di uscita che serve da base per discriminare una temperatura al disopra di una temperatura di soglia predeterminata, come pure un gradiente di temperatura in salita per un periodo di tempo predeterminato. Quando i mezzi per effettuare l'operazione di discriminazione rilevano entrambe le condizioni, un gruppo di misura della temperatura inizia a misurare la temperatura sulla base di un'entrata proveniente dal gruppo di rilevamento della temperatura. Quando detta misura ha inizio, il gruppo di misura innalza la risoluzione dell'informazione della temperatura proveniente dal gruppo di rilevamento.

La presente invenzione si riferisce ad un termometro clinico elettronico ed in modo particolare si riferisce ad un termometro clinico elettronico che, una volta portato in contatto con la superficie di un corpo vivo, rileva che lo strumento si trova in uno stato che consente di misurare la temperatura corporea. Con il rapido progresso compiuto nella tecnologia dei semiconduttori, sono diventati disponibili termometri clinici elettronici in cui un microcomputer, precisamente un computer montato su un singolo microcircuito integrato, ? racchiuso in un involucro avente pressoch? la stessa dimensione del termometro clinico di vetro tradizionale. Il termometro clinico elettronico di questo tipo misura e d? un'indicazione visiva della temperatura corporea utilizzando come sorgente di alimentazione una batteria, quale una pila a litio e mercurio. Tuttavia, per effetto del grande consumo di energia del microcomputer, i termometri clinici elettronici compatti che si basano su batterie di piccola capacit?, vanno incontro a problemi quali l'intervallo relativamente breve tra i cambi della batteria e la possibilit? di errori di lettura dovuti a batterie esaurite . Alcuni termometri clinici elettronici tradizionali sono muniti di un interruttore azionabile a mano, mentre altri sono progettati in modo che la sorgente di alimentazione viene inserita scio quando si esegue in effetti una misura. I termometri clinici elettronici di quest'ultimo tipo impiegano un interruttore a tocco o interuttore a pressione allo scopo di eliminare l'operazione di commutazione manuale, oppiare usanol'interruttore a tocco o a pressione in combinazione con un interruttore manuale allo scopo di ridurre il consumo di energia interrompendoil flusso della corrente impiegata nella misura, ogni qualvolta il termometro non ? effettivaraente in contatto con il corpo.

Nella disposizione con interruttore a tocco, la pratica comune ? quella di impiegare un elemento di rilevamento o percezione, precisamente un elemento di impedenza variabile, quale un condensatore o una bobina, del tipo che subisce una variazione di impedenza una volta portato vicino a o in contatto con il corpo umano. Poich? il termometro viene usato con una guaina che ricopre la sonda associata all'elemento di rilevamento o percezione, l'effetto di tale disposizione ? per? una diminuzione netta di attendibilit?.

Secondo un altro aspetto, un termometro clinico elettronico munito di un sensore di contatto ad alta impedenza ? atto a rilevare l'inizio della misura, portando il sensore in contatto con il corpo umano. Tuttavia, a motivo di fattori quali una variazione dello spessore della guaina, una variazione dell'intercapedine tra la stessa guaina ed il sensore di contatto, nonch? tra la guaina e la superficie del corpo, sia il sensore variabile di reattanza che il sensore variabile di impedenza non riescono a produrre una variazione sufficiente di impedenza. Per di pi?, la stessa guaina ? elettricamente isolata. Pertanto, una configurazione di sensore del tipo suddetto non sempre garantisce che il contatto con il corpo umano venga rilevato con alto grado di attendibilit?. Inoltre, gli interruttori a tatto o a contatto non riducono di necessit? il consumo di energia ad un grado soddisfacente, per cui permane il problema del rapido consumo della batteria.

Quindi, la presente invenzione ? stata ideata per eliminare ?gli inconvenienti sopra descritti incontrati nei termometri clinici elettronici tradizionali, in particolare nel mezzo di rilevamento atto a rilevare l'inizio della misura della temperatura corporea..

La presente invenzione ha come suo primo scopo quello di realizzare un termometro clinico elettronico in grado di rilevare misura della

l'inizio della?temperatura in modo attendibile, senza rispondere falsamente ad una variazione della temperatura ambiente od altro, usando come criterio una temperatura di soglia cos? come un gradiente di temperatura per un periodo di tempo predeterminato.

Un secondo scopo della presente invenzione ? di realizzare un termometro clinico elettronico di dimensioni e costo ridotti mediante la combinazione del gruppo sensibile al calore del dispositivo atto a rilevare l'inizio della misura, con il gruppo sensibile al calore del termometro clinico elettronico, aumentando con ci? l'attendibilit? complessiva e riducendo il numero delle parti componenti.

Un terzo scopo della presente invenzione ? di realizzare un termometro clinico elettronico che consumi poca energia, in particolare allorch? il termometro stesso ? in condizione di riposo e fino all'inizio della misura.

Secondo la presente invenzione i predetti ed altri scopi sono conseguiti con un termometro clinico elettronico, che comprende mezzi di rilevamento della temperatura atti a produrre un segnale in uscita commisurato alla temperatura, mezzi di decisione' atti a discriminare sulla base del segnale di uscita del mezzo di rilevamento della temperatura una temperatura al disopra di una temperatura di soglia predeterminata, nonch? un gradiente di temperatura in salita per un periodo di tempo predeterminato, e mezzi di misura disposti in posizione di avvio della misura mediante un segnale di discriminazione proveniente dai mezzi di decisione per iniziare una misura della temperatura sulla base di un'entrata del mezzo di rilevamento della temperatura. I mezzi di decisione discriminano in primo luogo una temperatura al disopra della temperatura di soglia e quindi discriminano un gradiente di temperatura in salita dalla temperatura discriminata, e comprendono un contatore salita/discesa atto a produrre un segnale di-uscita commisurato ad una temperatura rilevata dai mezzi di rilevamento della temperatura, e un decodificatore atto a produrre un primo segnale di uscita in risposta ad un segnale di entrata dal contatore salita /'discesa indicativo di un conteggio corrispondente ad una temperatura al disopra della temperatura di soglia, il prtmo segnale di?uscita commutando la direzione di conteggio del contatore salita/discesa, in modo che il contatore venga conteggiato in discesa da un valore commisurato alla temperatura entro il periodo di tempo predeterminato, e atto a produrre un secondo segnale di uscita in risposta ad un segnale di entrata dal contatore salita/discesa indicativo di un conteggio corrispondente ad un gradiente di temperatura in salita di una grandezza maggiore di quella di un gradiente di temperatura in salita predeterminato, il secondo segnale ili uscita stabilendo la posizione di avvio della misura. I mezzi di decisione comprendono inoltre mezzi di rimessa a punto per rimettere a punto il valore del conteggio nel contatore salita/discesa quando non viene prodotto il primo segnale di uscita, e quando non viene prodotto il secondo segnale diuscita dopo la produzione del primo segnale di uscita.

Sotto un altro aspetto della presente invenzione un termometro clinico elettronico comprende mezzi di rilevamento della temperatura atti a produrre un segnale di uscita, commisurato alla temperatura, sotto forma di un valore digitale che si conforma ad una di almeno due risoluzioni, una delle quali ? alta e l'altra ? bassa, m?zzi di decisione atti a discriminare sulla base del segnale d'uscita dei mezzi di rilevamento della temperatura, conforme alla risoluzione bassa, una temperatura al disopra di una temperatura di soglia predeterminata, nonch? un gradiente di temperatura in salita per un periodo di tempo predeterminato, mezzi di fissaggio della risoluzione atti a commutare la risoluzione dei mezzi di rilevamento della temperatura da risoluzione bassa ad alta in risposta ad un segnale di discriminazione proveniente dai mezzi di decisione, e mezzi di misura disposti in posizione di avvio della misura mediante un segnale di discriminazione proveniente dai mezzi di decisione per iniziare una misura di temperatura sulla base del valore digitale, conforme alla risoluzione alta, proveniente dai mezzi di rilevamento della temperatura. I mezzi di rilevamento della temperatura comprendono mezzi di conversione da temperatura in frequenza, un contatore atto a conteggiare la frequenza e a produrre un segnale indicativo della stessa, e mezzi di fissaggio della risoluzione responsivi ad un'uscita dei mezzi di decisione per commutare la durata di una operazione di campionatura eseguita dal contatore da una durata breve ad una durata lunga. I mezzi di decisione comprendono un contatore salita/discesa atto a produrre un segnale di uscita commisurato ad una temperatura rilevata dai mezzi di rilevamento della temperatura, ed un decodificatore atto a produrre un primo segnale di uscita in risposta ad un segnale di entrata dal contatore salita/discesa indicativo di un conteggio corrispondente ad una temperatura al disopra della temperatura di soglia, il primo segnale di uscita commutando la direzione di conteggio del contatore salita/discesa, in modo che il contatore subisce un conteggio in discesa entro il periodo di tempo predeterminato per un valore commisurato alla temperatura, e produrre un secondo segnale di uscita in risposta ad un segnale di entrata dal contatore salita/discesa indicativo di un conteggio corrispondente ad un gradiente di temperatura in salita di una grandezza maggiore di quella di un gradiente di temperatura in salita predeterminato, con il secondo segnale di uscita che stabilisce il modo di inizio della misura e che controlla i mezzi di fissaggio della risoluzione. I mezzi di decisione comprendono inoltre mezzi di rimessa a punto atti a rimettere a punto il valore del conteggio nel contatore salita/discesa quando non viene prodotto il primo segnale di uscita e quando non viene prodotto il secondo segnale di uscita dopo la produzione del primo segnale di uscita.

Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione che segue considerata insieme agli annessi disegni, in cui gli elementi di riferimento uguali indicano parti uguali o simili in tutte le figure dei disegni stessi.

Negli annessi disegni:

Fig. 1 ? uno schema a blocchi illustrante una forma di realizzazione di un termometro clinico elettronico secondo la presente invenzione;

fig. 2 ? una vista schematica illustrante in forma semplificata la sorgente di alimentazione del termometro clinico elettronico ed una sezione di controllo per l'insersione della stessa sorgente di alimentazione;

fig. 3 ? un diagramma di ciclo utile per descrivere il controllo effettuato da un CPU disposto in un microcomputer riprodotto in fig. 1;

fig. ? uno schema a blocchi illustrante la costruzione fondamentale di una seconda forma di realizzazione secondo la presente invenzione;

fig. 5 ? uno schema a blocchi illustrante in maggiori part colari la forma di realizzazione di fig. 4;

fig. 6 ? un diagramma di distribuzione utile nella descrizione del funzionamento della disposizione riprodotta in fig. 4; fig. 7 ? uno schema a blocchi illustrante un esempio della costruzione specifica di un dispositivo atto a convertire la resistenza in una frequenza di impulsi;

fig. 8 ? uno schema a blocchi illustrante i particolari di un gruppo di controllo riprodotto in fig. 5; e

figg. 9A e 93 sono diagrammi di ciclo utili nella descrizione del controllo e del funzionamento del CPU quando la sorgente di alimentazione del microcomputer ? inserita.

Come illustrato in fig. 1, in questa forma di realizzazione dell'invenzione il termometro clinico elettronico include un termistore 1, la cui impedenza cambia con la temperatura, un convertitore 2 da analogico in digitale atto a convertire il cambio di impedenza in una quantit? digitale, una sbarra di dati 3, ed un microcomputer 7 collegato a mezzo della sbarra di dati 3 al convertitore 2 da analogico in digitale. Attraverso la linea 4 il microcomputer 7 invia un segnale al convertitore 2 da analogico in digitale atto a fissare la risoluzione (esattezza o precisione) del convertitore, nonch? un segnale attraverso la linea 5 che istruisce una conversione da analogico in digitale invia al microcomputer 7 un segnale indicante la fine di una conversione da analogico in digitale. Inoltre, il microcomputer 7 riceve sulla linea 8 un segnale di interruzione, con il segnale che per esempio arriva ogni quattro secondi.

H termometro clinico elettronico vero e proprio rappresentato in fig. 2 ? posto in azione da una batteria, quale una pila al litio e mercurio che costituisce lina sorgente di alimentazione 12. La sorgente di alimentazione 12 viene collegata ad un carico solo quando il termometro clinico elettronico esegue una misura della temperatura.

Quando il termometro ? riposto nel suo astuccio l4, la sorgente di alimentazione 12 ? completamente esclusa dal carico, quale per esempio un dispositivo per il rilevamento dell'inizio di una misura, il microcomputer e cos? via. A tale scopo un magnete permenente l6 ? fissato all'astuccio 14, mentre la parte interna del termometro clinico elettronico ? provvista di un interruttore a pettine o a linguetta, avente un contatto normalmente aperto 18, in un punto in cui subir? l'azione del campo proveniente dal magnete l6 ogni qualvolta lo stesso termometro 10 viene posto nell'astuccio l4. Le connessioni del circuito sono tali che il contatto 18 controlla le connessioni tra la sorgente di alimentazione 12 e l'intero carico. Quindi, allorch? il termometro clinico elettronico 10 ? riposto nel suo astuccio l4, non si ha assolutamente nessun consumo di energia; una volta estratto, il carico viene alimentato di energia a seconda'dell'esigenza delle condizioni.

Si fa ora riferimento a fig. 3 per descrivere il controllo effettuato dal microcomputer 7.?Nella discussione che segue si assumera un gradiente di temperatura non inferiore a 0,3C C/4 sec. per un periodo di campionatura di quattro secondi ed una soglia di temperatura,di 30?C.

Quando il termometro elettronico 10 viene estratto dall'astucci? l4, si ha il collegamento automatico della sorgente di alimentazione 12 al carico, dando con ci? avviamento alla sequenza di controllo e dando inizio al sistema (fasi SI e S2). Poich? una bandiera (un hit logico "l") verr? stabilita in seguito alla prima identificazione di una misura di temperatura di 30?C o pi?, lo "0" logico viene fissato in anticipo in una parte (a cui nel seguito si d? la denominazione di FLG) di un registro allo interno di un RAM (memoria con accesso a caso) situata nel CPU del microcomputer (fase S3).

Con una misura preliminare della temperatura eseguita per rivelare l'arrivo alle condizioni per l'avviamento della misura, ? necessario un lungo periodo di tempo per la conversione da analogico in digitale. In altre parole, non ? necessario per una misura preliminare misurare la temperatura in modo preciso attraverso una risoluzione alta che richiede un forte consumo di potenza. Non ? inoltre necessario eseguire la misura in modo continuo. Di conseguenza, come rappresentato nella fase S4 del diagramma di ciclo, il microcomputer 7 invia un segnale logico "0" sulla linea 4 al convertitore 2 da analogico in digitale per fissare la propria risoluzione in modo tale che una misura preliminare di scarsa precisione ed una durata "breve di campionatura venga eseguita ad intermittenza, per esempio, ad ogni quattro secondi. Successivamente, nella fase S5, il microcomputer arresta il CPU ed entra in uno stato di fermo fino all'interruzione successiva.

Il CPU avvia la routine di controllo per la misura di temperatura in risposta ad un'entrata in interruzione che attraverso la linea 8 arriva, per esempio, ogni quattro secondi. In seguito all'arrivo del segnale di interruzione il microcomputer applica anzitutto il segnale di comando per la conversione da analogico in digitale attraverso la linea 5 al convertitore 2 da analogico in digitale (fase Si). Nella fase S2 il microcomputer determina se il segnale di fine della conversione da analogico in digitale ? stato emesso dal convertitore 2 da analogico in digitale, in caso affermativo passando alla fase S3. In caso negativo siripete la fase S2 fino a quando la decisione nella stessa fase S2 risulta affermativa. Nella fase S3 la temperatura del corpo misurata e convertita in dati di tenqperatura digitali dal convertitore 2 da analogico in digitale viene letta dal convertitore 2 mediante il CPU attraverso la sbarra di dati 3 e viene registrata in un registro RI situato nella^emoria con accesso a caso summenzionata. La fase S4 richiede una decisione per sapere se i dati di temperatura letti dalla fase S3 sono indicativi di una temperatura superiore a 30?C. In caso negativo il controllo devia alla fase S5, in cui il FLG ? fissato a "0" logico. In altre parole, questa ? una fase preparatoria per fare della voce successiva dei dati di temperatura memorizzati nel registro RI la prima voce di dati dicativi'di una temperatura di 30?C e pi?. Nella fase S6 il CP di ferma in attesa dell'interruzione successiva.

Tornando alla fase S4, si supponga a questo punto di trovare che i dati di temperatura indicano una temperatura di 30?C o pi?, nel qual caso il controllo si porta alla fase , in cui si discrimina se il FLG ? "0" logico. Se lo ?,il sistema si porta alla fase S8, che determina la registrazione dei dati di temperatura letti dal convertitore in un registro R2. A questo punto il processo si sposta alla fase S9, in cui il FLG ? fissato a "1" logico, e quindi alla fase SL0, in cui la sequenza si arresta in attesa dell'interruzione successiva. Con l'arrivo dell'interruzione successiva il procedimento segue le fasi da SI a Sl? peryla lettura dei dati di temperatura. Una volta raggiunta la fase S7, la decisione sar? in questo caso negativa, in quanto il FLG sar? stato fissato a "1" logico grazie alla fase di processo S9 iniziata dall'interruzione precedente. 11 processo si porta alla fase SL1.

La fase d? decisione SII richiede che gli ultimi dati di temperatura/egistrati siano confrontati con i dati di temperatura correnti registrati dall'ultima interruzione, e precisamente che la operazione aritmetica R1-R2 (contenuto del registro RI meno il contenuto del registro R2) venga eseguita per determinare il gradiente di temperatura. Si intende che questa determinazione del gradiente di temperatura avviene ogni quattro,secondi, in quanto questo rappresenta l'intervallo tra i segnali di interruzione.

Se si trova che nella fase viene mantenuta la condizione R1-R2-? 0,3?C, ci? significa che il termometro clinico si trova in condizione di eseguire una misura di temperatura attendibile. Il microcomputer 7 invia pertanto un segnale "1" logico al convertitore 2 da analogico in digitale sulla linea 4 per innalzare la risoluzione del convertitore (fase S12). In altre parole, il convertitore 2 ? fissato per campionare la temperatura in un periodo di tempo pi? lungo. Il sistema devia quindi alla fase S13, che impone al CPU di eseguire una misura effettiva della temperatura del corpo. Pertanto, quando questa fase viene raggiunta, si ha la inibizione dell'interruzione di quattro secondi. Se la decisione resa nella fase SII ? negativa, indicando che il gradiente di temperatura nell'intervallo di tempo predeterminato ? inferiore a 0,3?C, il processo si sposta alla fase Sl^, che impone al CPU di fissare il FGL a "0" logico. Il sistema si porta quindi al blocco o fase S15, in cui si ha l'arresto della sequenza fino alla interruzione successiva.

La presente invenzione pu? essere inoltre realizzata mediante logica cablata, come illustrato nella forma di realizzazione di fig. 1+. In questo caso il termometro clinico elettronico comprende un gruppo di rilevamento o percezione della temperatura 40, che consiste di un elemento, come un termistore, che produce una variazione di resistenza con la temperatura, un gruppo di conversione h2 atto a convertire la frequenza di oscillazione di un oscillatore in una quantit? digitale proporzionale alla resistenza del gruppo di rilevamento o percezione .40, un gruppo di decisione 44 atto a decidere, sulla base dei dati in uscita dal gruppo di conversione .42, se il termometro si trova nella condizione di avviare una misura, ed un gruppo di misura 46 che inizia ad eseguire una misura della temperatura solo quando il gruppo di decisione 44 lo ha fornito di un segnale indicante che ? stata ottenuta la condizione di avviamento. Quando il gruppo di decisione 44 fornisce detto-segnale, il gruppo di misura 46 invia un segnale di controllo al-gruppo di conversione 42, come indicato dalla linea spezzata, stabilendo con ci? una durata di campionatura di grandezza estesa per innalzare la risoluzione del convertitore.

Con riferimento a figg. 5 e6 si descriveranno ora in maggiori particolari la costruzione ed il funzionamento della presente forma di realizzazione.

Come rappresentato in fig. 1, un termistore 101 per la misura della temperatura del corpo ? collegato ad un circuito 102 ( a cui si d? nel seguito la denominazione di circuito di conversione) per convertire la resistenza in una frequenza di impilisi. Il circuito di conversione 102 riceve un segnale orologio di riferimento 106 ed un segnale di comando di conversione 104 da un gruppo di controllo 127. Quando il segnale di comando 104 proveniente dal gruppo di controllo 127 si porta ad un valore di "l" logico, costituendo con ci? un segnale di avviamento, il circuito di conversione 102 d? inizio all'operazione di conversione. Il segnale 104 ? mandato a "O" logico da un segnale 105 di fine di conversione che il circuito di conversione 102 invia al gruppo di controllo 127, ponendo fine all'operazione di conversione.

Il circuito di conversione 102 pu? includere un oscillatore (OSV), la cui frequenza di oscillazione varia con,la resistenza del termistore 101, ed un circuito di controllo per controllare l'oscillazione, ed ? atto ad inviare impulsi che l'osdillatore produce durante un intervallo di tempo fisso (precisamente il tempo di conversione del circuito di conversione). Come verr? descritto nel seguito, questi impilisi costituiscono l'uscita del circuito di conversione 102.

Da fig. 7 ? possibile comprendere la costruzione ed il funzionamento del circuito di conversione 102. Il circuito di controllo ? munito di un temporizzatore programmabile che, in risposta al segnale di avviamento 104, fornisce all'oscillatore OSO un comando di conversione di una durata predeterminata Tl. In seguito alla ricezione del segnale,l'oscillatore OSO produce un certo numero di impulsi corrispondenti alla lungehzza del tempo Tl. Il circuito'di controllo produce il segnale di fine conversione 105 quando ? trascorso il tempo di conversione Tl. E' da tener presente che, quando il circuito di controllo riceve un segnale di inizio della misura 125, da descriversi nel seguito, il temporizzatore programmabile viene fissato ad un valore che stabilisce un tempo di conversione pi? lungo di Tl. Queste misure del tempo sono prodotte sulla base del segnale orologio di riferiment 106.

Tornando a fig. 5) gli impulsi summenzionati prodotti dal . circuito di conversione 102 escono in forma di un segnale di uscita di impulsi di dati 103. Questi impulsi costituiscono la entrata orologio (CLK) ad un contatore 107. Il contatore 107 ? del tipo a conteggio reversibile ed ha un terminale di salita e discesa (U/D) atto a decidere la direzione di conteggio. Quando un "1" logico compare in corrispondenza del terminale U/D, il contatore 107 conteggia in salita la sua entrata orologio. Uno "0" logico in corrispondenza del terminale U/D determina il conteggio in discesa dell'entrata orologio. R_sta ad indicare il terminale di rimessa a punto del contatore 107. L'uscita di dati 108 del contatore 107 ? applicata come entrata di dati ad un decodificatore 112. Il decodificatore 112 ? atto a produrre una uscita di "l" logico sul proprio terminale di uscita TI in seguito alla ricezione dal contatore 107 di un'entrata di dati equivalente a 100 impulsi, cosa questa che si verifica allorch? il termistore 101 rileva una temperatura di 30?C. Un segnale compare sul terminale di uscita T2 del decodificatore 112 quando uno "0" logico viene applicato al terminale U/D del contatore 107 e lo stesso contatore conteggia alla rovescia al valore di -3, applicando questo dato al decodificatore 112. Il numero 113 indica il segnale in uscita ottenuto dal terminale Tl. Questo segnale viene applicato ad una porta AND 114l?, la cui altra entrata ? un segnale di controllo della decodificazione 129 proveniente dal gruppo di controllo 127. Quando il termistore 101 rileva una temperatura di 30?C o pi?, determinando la comparsa di una uscita sul terminale Tl del decodificatore 112, e quando il segnale d? controllo della decodificazione 129 ? un "1" logico, il segnale in uscita 117 di un divisore per 2 della frequenza 116 si porta al valore di "1" logico. Questo segnale viene applicato all'entrata di dati di un flip-flop 119 di tipo D. L'entrata orologio al flip-flop 119 ? un impulso di lettura 122 prodotto dal gruppo di controllo 127 in sincronismo con il fronte posteriore del segnale di comando di conversione 104 affinch? la entrata di dati possa essere memorizzata nel flip-flop 119. Con l'entrata di dati al flip-flop 119 che ? un "1" logico, la sua uscita Q, e precisamente un segnale di controllo in salita e discesa 120, si porta al valore di "0" logico. Il contatore 112, che rieeve l'uscita Q nel suo terminale U/D, ? commutato dal modo di conteggio in salita al modo di conteggio in discesa ed inizia il conteggio alla rovescia degli impulsi 103. Inoltre, un segnale di rimessa a punto del contatore 111 ? abilitato da una porta AND 109 e non lasciato passare. Quindi, l'entrata di impulsi di dati 103 al contatore 107, risultante dal segnale di comando di conversione successivo 104, contegger? alla rivescia il contatore dal valore dell'operazione precedente di conteggio in salita.

Il valore finale risultante dall'operazione di conteggio alla rovescia sar? zero quando la temperatura misurata in precedenza e la temperatura appena misurata sono uguali. Quando per? questa ultima ? pi? alta, il contatore l07 viene conteggiato alla rovescia al di l? di zero ad un valore negativo. Quando qu?sto conteggio ha per esempio un valore di -3 (corrispondente ad una temperatura di 0,3?C) oppure un valore maggiormente negativo, dal terminale ??2 del decodificatore 112 esce un impulso in uscita 123, il quale entra in un flip-flop 124 che risponde producendo un segnale 125 indicante che pu? iniziare una misura attendibile. Questo segnale viene applicato al circuito di conversione 102, ponendo il medesimo in un modo di misura della temperatura del corpo ed aumentandone la precisione. Il segnale 125 ? applicato inoltre al terminale di riav iamento del microcomputer. Una porta AND 133 assume la funzione AND tra questo segnale ed un segnale di richiesta di interruzione 134 generato ogni secondo, per cui il microcomputer 131 ? avviato ogni secondo dal proprio indirizzo di avviamento dell'interruzione.

Un segnale di avviamento della misura 130 proveniente dal microcomputer 131 funziona da comando di campionatura. Quando il segnale entra nel gruppo di controllo 127, quest'ultimo produce il segnale di comandodi conversione 104, per cui il valore corrispondente alla temperatura misurata dal termistore 101 compare come dato in uscita 108 dal contatore 107. Questo valore viene quindi letto, eseguita una operazione sullo stesso, elaborato e rappresentato visivamente dal microcomputer 131. Alla fine della misura della temperatura del corpo il microcomputer 131 invia un segnale di fine misura .128 al gruppo di controllo 127 per stabilire d? nuovo un modo di premisura per rilevare l'avviamento di una misura. Il microcomputer 131 torna ad entrare in uno stato a questo punto di riposo per ridurre il consumo di potenza.

Tornando allo stato del contatore 107, un conteggio di valore inferiore a -3 (ossia -2, -1, 0, 1 ...) non indurr? il decodificatore 112 a produrre l'impulso 123. Pertanto, il flip-flop 124 non cambier? di stato ejnon si avr? la comparsa del segnale 125. Poich? all'avviamento dell'operazione di conteggio alla rovescia il divisore di frequenza per due 116 ? in fase di ricezione dell'uscita decodificata 115, l'uscita del divisore di frequenza torna a questo punto a cambiare di stato e di conseguenza anche il flip-flop 119- L'alto livello risultante del segnale 120 pone il contatore 107 nel modo di conteggio in salita e con l'arrivo del segnale 111 nello stato di rimessa a punto. Ci? torna a stabilire le condizioni per il rivelamento di una temperatura di 30?C o pi?.

In fig. 8 ? rappresentata la costruzione del gruppo di controllo 127. Il riferimento numerico 200 indica un circuito di rimessa a punto della inserzione di potenza atto a produrre il segnale di punto

rimessaa punto 132 quandosi introduce potenza nel termometro clinico elettronico 10 della presente forma di realizzazione della sorgente di alimentazione 12. Oltre ad essere inviato al microcomputer, il segnale 132 funziona, per la rimessa a punto della logica nel gruppo di controllo 127. Un circuito temporizzatore^. oscillatore 202 invia l'orologio di riferimento 106 al circuito di conversione 102, con l'orologio 106 che ? inoltre usato come orologio di controllo per la logica nel gruppo di controllo 127- A titolo di esempio, l'orologio 106 ? usato mediante un circuito di sincronizzazione 204, comprendente una pluralit? di flip-flop, per produrre gli impulsi 111 sincronizzati all'orologio 106 in corrispondenza del^ronte anterioredel suo segnale in entrata, ed ? usato come orologio di conteggio del temporizzatore mediante un circuito contatore 206 per produrre il segnale di controllo del decodificatore 129. Il circuito oscillatore 202 produce inoltre un orologio 208. Ci? serve come orologio di temporizzazione della premisura, fissato ad un periodo di quattro secondi, utilizzabile nell'operazione di premisura summenzionata di bassa precisione. I periodi degli orologi 106 e 208 possono essere fissati liberamente dal microcomputer 131. Un flip-flop di premisura 210 ? innescato dal fronte anteriore dell'orologio 208 e produce il segnale di avviamento della misura 104 prima dell'arrivo del segnale di porta di rivelamento dello avviamento 125 tramite una porta 212, L'altra entrata alla porta OR 212 ? il segnale di avviamento alla misura 130 che manda il segnale 104, che viene prodotto dopo la produzione del segnale 125, a "l" logico. E' prevista una porta OR 214 affinch? il segnale di ripristino o rimessa a plinto 111 dei contatori 107 e 206 possa essere formato in sincronismo con il segnale di comando 104, oppure il segnale di ripristino ofimessa a punto.126 proveniente dal microcomputer 131. Il segnale di fine di conversione 105 attiva il circuito di sincronizzazione 204, il quale risponde producendo l?impulso di lettura 122 e attraverso una porta OR 216 rimettendo a punto i flip flop corrispondenti 210 e 222. I segnali di ripristino o rimessa a punto 121 e 126 sono prodotti da una porta OR 220 in risposta al segnale di ripristino della potenza inserita 132 o il segnale di fine della misura 128 proveniente dal microcomputer 131.

Il circuito rappresentato in fig. 5 viene costruito utilizzando la tecnologia dei C-MOS (semiconduttori ad ossido di metallo di tipo C).Al momento in cui si introduce potenza nei circuiti si ha la produzione del segnale di ripristino dei contatori 111 e dei segnali di ripristino dei flip-flop 121 e 126 per la rimessa a punto del contatore e dei flip-flop. D'altra parte, il microcomputer 131 riceve un segnale di ripristino 132 di iniziazione, in seguito al quale il microcomputer viene posto in stato di riposo per eliminare il consumo di potenza.

Si fa ora riferimento a ligg. 9A e 93 per descrivere il controllo del microcomputer 131 quando viene introdotta la potenza.

Facendo prima riferimento a fig. 9A, quando la potenza viene introdotta il segnale di avviamento alla misura 130 ? regolato adun "basso livello. Si ft-ssa poi ad un basso livello il segnale di fine misura 128 e'si liberano i registri, stabilendo uno stato di arresto?in attesa di un'interruzione.

In fig. 9B il micr?computer 131 e stato avviato dal segnale di avviamento all'interruzione 134 generato ogni secondo e produce il segnale di avviamento alla misura 130. A partire da questo punto viene regolato il temporizzatore ed il microcomputer attende la fine di una conversione da analogico in digitale, ossia la conversione dell'informazione di temperatura in dati digitali. Una volta trascorso il tempo segnato dal temporizzatore, viene letta l'uscita di dati 108 sulla sbarra di dati, sulla "base dei dati vengono effettuati i calcoli e l'elaborazione, viene data una rappresentazione visiva della temperatura prevista, e cos? via. Quando ha termine la misura della temperatura del corpo, si ha la produzione del segnale di fine misura 128 e l'arresto del CPU. Il CPU entra nello stato di arresto sia dopo la esecuzione dei calcoli prescritti che nei casi in cui no.n ha avuto termine la misura della temperatura.

Per una pi? completa comprensione delle azioni dell'invenzione, si descriver? in maggiori particolari il funzionamento della forma di realizzazione rappresentata in fig. 5 con riferimento al diagramma dei tempi di fig. 6.

Il segnale di comando della conversione 104, precisamente un impulso avente una durata (per esempio 50 millisecondi) equivalente al tempo di conversione viene?inviato ogni quattro secondi al circuito di conversione 102 dal circuito di controllo 127. In seguito alla ricezione del comando di conversione il circuito di conversione 102 produce il segnale di uscita ad impulsi di dati 103. L'impulso di lettura 122 viene prodotto alla fine di ogni impulso di 50 millisecondi del segnale di comando di conversione 104. Si supponga a questo punto che il contatore 107 abbia cominciato a conteggiare gli impilisi 103 man mano che gli stessi sono prodotti dal circuito di conversione in risposta al segnale di comando 104. Se il conteggio non ? superiore a 100 (indicando che la temperatura non ha raggiunto la soglia di 30?C), allora non si ha la comparsa dell'uscita decodificata 113. Ne deriva la inattivit? dei circuiti provenienti dal divisore di frequenza 116. Quando arriva il secondo impulso del segnale di comando 104, il contatore 107 torna di nuovo a conteggiare e inquesto caso conteggia fino ad un numero maggiore di 100, punto in cui si Ka la comparsa di un "l" logico sul terminale di uscita TI del decodificatore 112, che al tempo stesso manda ad un "1" logico il segnale di uscita 117 del divisore di frequenza 116. L'impulso di lettura 122 viene prodotto in risposta al segnale di fine conversione 105 proveniente dal circuito di conversione 102 ed induce il flip-flop 119 di tipo di dati ad immagazzinare liuscita 117 del divisore di frequenza, con l'uscita Q del flip-flop, e precisamente il segnale 120, che si porta a "0" logico. Pertanto, il contatore 107 viene commutato dal modo di conteggio in salita a quello di conteggio in discesa ed ? conteggiato in discesa dalla serie successiva di impulsi di dati 103 prodotti dal circuito di conversione 102 in risposta al segnale di comando di conversione 104 successivo. Nel corso della fase di conteggio alla rovescia il valore del conteggio oltrepassa il segno 100, plinto in cui un ?1" logico torna a comparire nel terminale eli uscita TI del decodificatore 112. Questo "1" logico ? memorizzato nel flip-flop 119 dall'impulso di lettura 122 e manda ad un Vi" logico il segnale di controllo di. salita e discesa 120. Quando compare il s?gnale 111 ("l" logico) dirimessa a punto del contatore, la porta AND 119 invia un impulso, in quanto il segnale 120 ? a.questo punto alto, applicando con ci? un impulso di rimessa,a pianto ai terminali di ripristino R del contatore 107 e del divisore per due di frequenza 116. Il contatore 107 non ha registrato per? nessuna variazione di temperatura. Quindi, allorch? la differenza tra la precedente misura della temperatura e quell'ultima ? zero, il segnale di rimessa a punto non cambia lo stato del contatore 107, in quanto il suo contenuto sar? gi? zero,.per il fatto che le operazioni di conteggio in salita e di conteggio?in discesa'si saranno annullate tra loro. Si deve comunque fare presente che il contatore 107 risulter? liberato a zero se avr? conteggiato fino ad un numero negativo inferiore a -3 (precisamente -2 p -l). Il divisore di frequenza 116 si trova nello stato di rimessa a punto.

A questo punto il contatore 7 comincia a conteggiare in salita gli impulsi 103 prodotti in risposta al segnale di comando di conversione 104 successivo. Si supponga che il conteggio oltrepassi 100. Il valore "l" logico sul terminale di uscita TI del decodificatore viene memorizzato nel flip-flop 119 mediante 1'impulso di lettura 122, per cui il segnale di controllo di salita e di discesa 120.? fissato a VO" logico. Quando arriva il segnale di comando di conversione 104 successivo, il contatore 107 ? conteggiato in discesa dagli impulsi di dati 103 e, una volta oltrepassati il segno 100, il terminale TI del decodificatore si porta a "1" logico. Questo "l" logico manda .l'uscita 117 del divisore di frequenza a "l"'logico. In questo caso per? si supporr? che una variazione notevole di temperatura sia stata misurata dal termistore, per cui il contatore 107, che sta eseguendo l'operazione di conteggio alla rovescia, conteggia alla rovescia fino a -3 prima che venga prodotto l'impulso di lettura 122 successivo. A questo punto, grazie alle condizioni fissate, il decodificatore 112 produce un segnale di "l" logico, precisamente il segnale 123, al suo terminale di uscita .T2. Questo segnale ? applicato al terminale di entrata orologio CLK del flip-flop 124 di tipo D ed induce il flip-flop 124 a memorizzare la sua entrata di dati, mandando la sua uscita Q a "l" logico. Questo segnale di uscita, precisamente il segnale di abilitazione al rivelamento dell'avviamento 125, ? applicato al terminale di riavviamento del microcomputer 131 e costituisce un segnale di riaw iamento, avviando con ci? il microcomputer a partire da un indirizzo predeterminato.

La presente invenzione che ha la costruzione ed il funzionamento come qui descritto in precedenza, presenta un certo numero di azioni e di effetti che verranno ora esposti.

Anzitutto, come soglia viene stabilita una temperatura specifica, e l'avviamento di una misura della temperatura effettiva del corpo ? controllato sulla base del rilevamento di un determinato rialzo della temperatura, precisamente un gradiente di temperatura, al disopra della soglia in un periodo di tempo predeterminato. Quindi, il termometro clinico elettronico della presente invenzione non fa affidamento sul rivelamento di una variazione di impedenza per controllare l?avviamento della misura a differenza dei termometri clinici elettronici tradizionali ed ? pertanto menosuscettibile a disturbi esterni quando si effettua tale rivelamento.

Inoltre, secondo la presente invenzione, i dati della temperatura al momento di una misura effettiva possono essere ottenuti da un gruppo di rilevamento o percezione della temperatura in combinazione con un gruppo che produce dati di temperatura indicativi dell'avviamento della misura. Ci? consente una riduzione del numero di parti componenti, contribuisce a realizzare un termometro pi? piccolo ed agisce per aumentare la precisione di entrambi i gruppi. Inoltre, poich? ? possibile ridurre al minimo il consumo di potenza per la premisura fino al momento in cui viene avvertito l'inizio della misura, il tempo di collegamento della sorgente di alimentazione al carico ? limitato essenzialmente al tempo di una misura effettiva della temperatura del corpo. Ci? consente con il massimo vantaggio lo sfruttamento di una singola sorgente di alimentazione.

Secondo la presente invenzione non ? necessario inoltre prevedere un foro o una tacca per azionare l'interruttore della sor

Claims

RIVENDICAZIONI

l) Termometro clinico elettronico, comprendente mezzi di rilevamento della temperatura atti a produrre un segnale di uscita commisurato alla temperatura; mezzi di decisione atti a discriminare, sulla base del segnale di uscita di detti mezzi di rilevamento della temperatura, una temperatura al disopradi una temperatura di soglia predeterminata, nonch? un gradiente di temperatura in salita per un periodo di tempo predeterminato; e mezzi di misura posti in posizione di avvio della misura da un segnale di discriminazione proveniente da detti mezzi di decisione per iniziare una misura di temperatura .sulla base di un?entrata d detti mezzi di rilevamento della temperatura.
2) Termometro clinico elettronico come in l), in cui detti mezzi di decisione discriminano prima una temperatura al disopra della temperatura di soglia e quindi discriminano un gradiente di temperatura in salita da detta temperatura discriminata.
3) Termometro clinico elettronico come in 2), in cui detti mezzi di decisione comprendono un contatore salita/discesa atto a produrre un segnale di uscita commisurato ad una temperatura rilevata da detti mezzi di rilevamento della temperatura, e un decodificatore atto a produrre un primo segnale di uscita in risposta ad un segnale di entrata da detto contatore salita/ discesa indicativo di un conteggio corrispondente ad una temperatura al disopra della temperatura di soglia, detto primo segnale di uscita commutando la direzione'di cont?ggio di detto contatore salita/discesa, in modo che detto contatore venga conteggiato in discesa da un valore commisurato alla temperatura in detto periodo di tempo predeterminato, e atto a produrre un secondo segnale di uscita in risposta ad un segnale di entrata da detto contatore salita/discesa indicativo di un conteggio corrispondente ad un gradiente di temperatura in salita di una grandezza maggiore di quella di un gradiente di temperatura in salita predeterminato, detto secondo segnale di uscita stabilendo la posizione di avvio della misura.
4) Termometro clinico elettronico come in 3), in cui detti mezzi di decisione comprendono inoltre mezzi di rimessa a punto atti a rimettere a punto il valore del conteggio in detto contatore salita/discesa quando non viene prodotto detto primo segnale di uscita e quando detto secondo segnale di uscita non viene prodotto dopo la produzione di detto primo segnale di uscita.
5) Termometro clinico elettronico comprendente, mezzi di rilevamento della temperatura atti a produrre un segnale di uscita commisurato alla temperatura, sotto forma di un valore digitale che si conforma ad una di almeno due risoluzioni, una delle quali ? alta e l'altra ? "bassa; mezzi di decisione atti a discriminare, sulla "base del segnale di uscita di detti mezzi di rilevamento della temperatura conforme alla-risoluzione bassa, una temperatura al disopra di una temperatura di soglia predeterminata, nonch? un gradiente di temperatura in salita in un periodo di tempo predeterminato; mezzi atti a fissare la risoluzione per commutare la risoluzione di detti mezzi di rilevamento della temperatura da risoluzione bassa a risoluzione alta in risposta ad un segnale di discriminazione proveniente da detti mezzi di decisione; e mezzi di misura posti in posizione di avvio della misura da un segnale di discriminazione proveniente da detti mezzi di decisione per iniziare una misura della temperatura sulla base del valore digitale, conforme alla risoluzione alta, proveniente da detti mezzi di rilevamento della temperatura.
6) Termometro clinico elettronico come in 5), in cui detti mezzi di rilevamento della temperatura comprendono mezzi di conversione da temperatura in frequenza, un contatore atto a conteggiare la frequenza e a.produrre un segnale indicativo della stessa, e mezzi di fissaggio della risoluzione responsivi ad un'uscita da detti mezzi di decisione per commutare la -durata di un'operazione di campionatura eseguita da detto contatore da una durata breve ad una durata lunga.
7) Termometro clinico elettronico come in 6), in cui detti mezzi di decisione comprendono un contatore salita/discesa atto a produrre un segnale di uscita commisurato ad una temperatura rilevata da letti mezzi di rilevamento della temperatura, ed un decodificato atto a produrre un primo segnale di uscita in risposta ad un segnale di entrata da detto contatore salita/discesa indicativo di un conteggio corrispondente ad una temperatura al disopra della temperatura di soglia, detto primo segnale di uscita commutando la direzione di conteggio di detto'contatore salita/ discesa in modo che detto contatore venga conteggiato in discesa entro detto periodo di tempo predeterminato da un valore commisurato alla temperatura, e atto a produrre un secondo segnale di uscita in risposta ad un segnale di entrata proveniente da detto contatore salita/discesa indicativo di un conteggio corrispondente ad un gradiente di temperatura in salita di grandezza maggiore di quella di un gradiente di temperatura in salita predeterminato, detto secondo segnale di uscita stabilendo la posizione di avvio della misura e controllando detti mezzi di fissaggio della risoluzione.
8) Termometro clinico elettronico- come in 7), in cui detti mezzi di decisione comprendono inoltre mezzi di rimessa a punto atti a rimettere a.punto il valore del conteggio in detto contatore.salita/discesa quando non viene prodotto detto primo segnale di uscita e quando detto secondo segnale di uscita non viene prodotto dopo la produzione di detto primo segnale di uscita.