УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАЦИЕНТОВ

Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относиться к устройствам для измерения и регистрации температуры пациентов и может найти применение в медицинских, детских и образовательных учреждениях, при проведении санитарно-эпидемиологических мероприятий, когда необходимо оперативно измерить температуру у большого числа обследуемых лиц.
Уровень техники.
В соответствии с действующими нормативными документами [1], для измерения и регистрации температуры применяют медицинские термометры, которые могут быть цифровыми. Работник, выполняющий эту процедуру, считывает показания термометра визуально, и результат записывает в температурный лист. Недостатками является низкая производительность процесса обследования и риск появления большой погрешности за счет субъективных ошибок персонала, включающих ошибки считывания показаний и ошибки регистрации.
Существуют современные устройства, например система ИНТЕРИН [2], оснащенные компьютерами с соответствующим программным обеспечением в виде базы данных. В них для измерения температуры также используются медицинские термометры, а результат измерения также получают визуальным считыванием. Затем этот результат заносят в компьютер вручную, используя клавиатуру [3]. В этом случае получают несколько большую производительность, но сохраняются все описанные выше источники погрешности.
Существуют устройства, обеспечивающие автоматический режим измерения и регистрации температуры. Это устройства мониторинга, например ТЕРМОХРОН модификации DS1921H-F5 [4]. Они подключаются на достаточно длительный период времени к отдельным пациентам с помощью специальных датчиков температуры, фиксируемых на пациенте, и регистрируют кривую изменения температуры во времени для этого пациента. В этом случае исключается субъективный источник ошибок, но эти устройства не эффективны для массовых обследований, когда необходима быстрая смена пациентов. Для такого применения их производительность не превосходит производительность предыдущих.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является устройство ИНТЕРИН, выполняющее ту же функцию и включающее совокупность признаков, наиболее близкую совокупности признаков предлагаемой полезной модели.
Производительность определяется временем измерения, временем считывания и временем регистрации показаний термометров. Время измерения определяется динамическими характеристиками средства измерения - термометра. Но ограничение производительности за счет этого фактора практически устраняется запараллеливанием процедур измерения за счет одновременного измерения температуры некоторого множества пациентов, что реализуется применением комплекта термометров. При этом среднее время измерения, приходящееся на обслуживание одного пациента, можно получить сколь угодно малым.
Остается ограничение, вызванное тем, что считывание показаний термометра и ввод этих показаний в базу данных осуществляется персоналом вручную. Время выполнения этих операций и определяет производительность процесса обследования.
Помимо погрешности за счет субъективных ошибок персонала существующим устройствам присущ дополнительный источник ошибок, которым является снижение точности измерений, связанное с дрейфом показаний цифровых термометров, вызванным их старением.
Задача предлагаемой полезной модели является повышение производительности и точности обследования за счет исключения указанных недостатков.
Раскрытие полезной модели.
Повышение производительности обеспечивается применением цифровой камеры, позволяющей автоматизировать процедуры считывания и регистрации показаний. При этом также и повышается точность за счет исключения субъективных ошибок персонала.
Дополнительным фактором повышения точности является применением термостата с образцовым термометром, позволяющих проводить контроль погрешности измерений и калибровку рабочих термометров.
Повышение производительности достигается за счет того, что сокращается время измерения и регистрации температуры для одного термометра и повышается эффективность параллельного выполнения операций, так как возможно одновременное измерение температуры у большего числа пациентов или обследуемых. Действительно, пусть общее время измерения и регистрации одним термометром для аналога (Тоа) равно:
Тоа=Ти+Тс+Тп+Тр
где Тоа - общее время измерения и регистрации одним термометром для аналога;
Ти - время измерения температуры пациента;
Тс - время визуального считывания показаний термометра;
Тп - время поиска или ввода реквизитов пациента в документ или базу данных;
Тр - время ввода показаний термометра в документ или базу данных.
Для предлагаемой полезной модели временем считывания показаний термометра и временем ввода показаний термометра можно пренебречь ввиду их малой величины по сравнению с аналогом. Действительно, если время выполнения операций автоматического получения изображения, передачи его в компьютер, распознавания и ввода показаний в базу данных для предлагаемой модели составляет величину порядка единиц миллисекунд, то время выполнения, например, операции визуального считывания показаний термометра для аналога, составляет величину порядка нескольких секунд. Поэтому время измерения и регистрации одним термометром с применением предлагаемой полезной модели (То) можно считать равным:
То=Ти+Тп
где То - общее время измерения и регистрации одним термометром для предлагаемой модели;
Ти, Тп - те же.
Это время уменьшается на величину, времени визуального считывания и ввода показаний термометра вручную, равную Тс+Тр.
Параллельное выполнение операций измерения температуры несколькими термометрами возможно, если время измерения температуры больше суммарного времени выполнения остальных операций. При этом критерием, ограничивающем производительность, является условие отсутствия очереди на обслуживание. В нашем случае количество одновременно обслуживаемых пациентов при отсутствии очереди не должно быть больше величин:
Noa=Ти/(Тс+Тп+Тр)
No=Ти/Тп
где Noa - количество одновременно обслуживаемых пациентов для аналога;
No - количество одновременно обслуживаемых пациентов для предлагаемой полезной модели.
Повышение производительности определяется величиной: K=No/Noa=l+(Тс+Тр)/Тп
где К - коэффициент повышения производительности.
Как следует из полученного выражения, этот коэффициент больше единицы, что означает увеличение производительности.
Различные дестабилизирующие факторы, такие, как изменение внешних условий, изменение напряжений питания, дрейф параметров и старение элементов снижают точность измерения цифровых термометров. Этот недостаток устраняется тем, что в устройстве применен термостат, снабженный образцовым термометром. В термостат может быть установлен один из рабочих термометров таким образом, чтобы его чувствительный элемент находился при той же температуре, что и чувствительный элемент образцового термометра. Для проведения калибровки рабочего термометра измеряют этим термометром температуру в термостате. После этого, по штатной процедуре применения предлагаемой полезной модели, автоматически считывают показания этого рабочего термометра, но при этом базе данных выбирают вместо реквизитов пациента калибровочную запись для этого рабочего термометра и заносят в нее показания образцового термометра. В этой процедуре программа определяет разницу между показаниями рабочего и образцового термометров, как поправку для данного рабочего термометра, которая будет учитываться при регистрации измерений, сделанных этим термометром. При современном метрологическом уровне медицинских цифровых термометров широкого применения такую калибровку для термометра достаточно проводить 1-2 раза в месяц.
Такая автоматическая система калибровки обеспечивает также и контроль качества рабочих термометров по величине поправки. Превышение этой поправкой определенного, заранее установленного порога, служит критерием непригодности данного термометра для дальнейшей эксплуатации. Этим обеспечивается сохранение точности измерений в процессе эксплуатации.
Краткое описание чертежей.
На фигуре приведена функциональная схема предлагаемого устройства.
Осуществление полезной модели.
Предлагаемая полезная модель содержит набор рабочих цифровых медицинских термометров 1-5, компьютер 6, цифровую камеру 7, термостат 8, образцовый термометр 9 и штатив 10 для установки рабочих термометров и их подачи в поле зрения цифровой камеры.
Цифровая камера 7 соединена с компьютером 6 и расположена так, что в ее поле зрения может устанавливаться один из рабочих термометров, например 5. Для поочередной подачи рабочих термометров в поле зрения камеры они устанавливаются в специальный штатив 10, обеспечивающий их перемещение в поле зрения камеры, например, с помощью шагового двигателя. В термостате 8 устанавливают образцовый термометр 9, и в нем может быть одновременно установлен один из рабочих термометров, например, номер 4.
Устройство работает следующим образом. Термометрами из комплекта рабочих термометров 1-3 измеряют температуру нескольких пациентов. Термометр 5, для которого уже завершена процедура измерения температуры, устанавливают в штатив 10, подающий его в поле зрения цифровой камеры 7, а в базу данных компьютера 6 заносят, или в базе данных выбирают запись, относящуюся к данному пациенту, после чего изображение цифрового индикатора термометра центрируется, фильтруется, производится нормирование видеосигнала, который автоматически вводится к компьютер 6, сигнал распознается, например, определением положения вектора для предъявляемой цифры в семимерном пространстве координат признаков сегментов этой цифры, и результат измерения заносится в выбранную запись базы данных. Термометр передают следующему пациенту.
Для автоматической идентификации рабочих термометров применяют сигнатуру, учитывающую разницу одноименных статистических и спектральных характеристик видеосигнала от изображения цифр данного термометра.
Для калибровки конкретного рабочего термометра, например термометра 4, его устанавливают в термостат, а после завершения процедуры измерения температуры термостата этим термометром, его переносят в поле зрения цифровой камеры 7. Далее, в соответствии с описанной процедурой, автоматически считываются и распознаются показания этого термометра. При этом в базе данных выбирают калибровочную запись для этого рабочего термометра и заносят в нее показание образцового термометра, по которому автоматически вычисляется поправка для данного рабочего термометра, которая учитывается во время следующих измерений, сделанных этим термометром.
Приведенный пример осуществления изобретения обосновывает возможность практической реализации предлагаемого технического решения, обеспечивающей заявленное функциональное назначение и достижение заявленного технического результата.
Ссылки на литературу.
1. Справочник фельдшера /под ред. Елисеева Ю.Ю. - М.: Эксмо, 2007, - 1020 с.
2. Руководство по работе с системой ИНТЕРИН. http://brain.interin.ru/Interin/GuideHTML_/Start htm
3. Структура рабочего стола постовой медсестры http://brain.interin.ru/Interin/GuideHTML_/Table_sister.htm
4. Температурный мониторинг, www.elin.ru/Thermochron/.