Богданова Т.М., Бакуткин В.В., Лобанов В.В., Спирин В.Ф.

Саратовский государственный технический университет им. Ю.А.Гагарина

ГБОУ ВПО Саратовский государственный медицинский университет им. В. И. Разумовского Минздравсоцразвития РФ

ФБУН Саратовский НИИ СГ Роспотребнадзора

Биофизические аспекты исследования контактной температуры тела человека.

Измерение температуры тела является одной из старейших манипуляций в медицине. Несмотря на это методика остается неизменной, имеет много недостатков, ртутно-стеклянные термометры не обеспечивают достаточной точности измерений, при их повреждении происходит токсическое заражение ртутью. В 2007 году производство содержащих ртуть приборов было запрещено на всей территории Европейского союза. Температура тела имеет большое значение в диагностике многих заболеваний. В современных условиях необходимо создание дистанционных телемедицинских систем мониторинга температуры тела с использованием современных технологий. При разработке устройств для использования в медицине основными требованиями является высокая точность измерений, возможность мониторинга температуры с заданными интервалами времени, использование автоматизированных систем анализа результатов [7].

Цель работы: создание нового медицинского биофизического устройства для мониторинга температуры тела человека.

Для выполнения данной цели авторами был разработан быстродействующий термометр с беспроводным каналом передачи данных, реализующий способ измерения температуры по интегральным значениям, обладающий повышенным ресурсом продолжительности работы (100 часов) с временем измерения 1-2с и погрешностью не более ±0,1°С, который может использоваться в медицинских системах мониторинга параметров человеческого организма [2].

Решение задачи дистанционного мониторинга температуры достигнуто использованием в системе нового устройства в виде портативного автономного измерительно-передающего модуля, который является быстродействующих цифровым датчиком температуры со встроенным беспроводным модулем передачи данных стандарта Wi-Fi, сервера консолидации данных (компьютер), оборудованного беспроводным Wi-Fi интерфейсом со специализированным программным обеспечением для сбора, хранения и отображения накопленных данных мониторинга, Wi-Fi роутера, обеспечивающего беспроводной обмен данными. Мониторинг температуры тела человека возможен в условиях нахождения его в лечебно-профилактических учреждениях, и других объектах, оснащенных средствами беспроводной передачи данных стандарта Wi-FI, для составления диагностического графика, а также автоматизированного анализа и оценки динамики изменения температуры тела.

Рис. 1. Структурная схема комплекса

Структурная схема комплекса представлена рис. 1. Компонентный состав системы структура ее построения обеспечивает мониторинг температуры у большого количества пациентов, с возможностью анализа, хранения, передачи данных по беспроводным каналам связи.

Система работает следующим образом: портативный измерительно-передающий модуль (рис. 2 и 3) выполняет периодический замер температуры тела человека, через датчик измерения температуры не менее 1 раза в 15 минут. Датчик измерения температуры, параметры которого инициализируются микропроцессорным модулем управления

Рис. 2. Функциональная схема измерительно-передающего модуля	Рис. 3. Внешний вид измерительно-передающего модуля

(далее ММУ), по команде ММУ осуществляет измерение температуры тела человека и передаёт результат в ММУ. Модуль беспроводной передачи данных стандарта Wi-Fi, параметры которого инициализируются ММУ, по команде ММУ осуществляет передачу результатов измерения температуры по беспроводной сети стандарта Wi-Fi на сервер консолидации данных, через Wi-Fi роутер. Специализированное программное обеспечение позволит сохранять данные мониторинга в информационную базу данных, осуществлять ретроспективный анализ, проводить оперативный анализ температурных кривых (рис. 4), поддерживает функции для регистрации и аутентификации пользователей в системе в соответствии с личными профилями (рис. 5.).

Рис. 2. Пример температурных кривых и аппроксимации различными сплайнами

В отличие от различного рода проводных и автономных измерителей температуры, система имеет несколько отличительных преимуществ: возможность осуществления длительного автоматизированного дистанционного мониторинга температуры объекта без участия медицинского персонала (что исключает влияние человеческого фактора на регистрацию результатов измерений); возможность одновременного контроля температуры нескольких пациентов (не менее 100 одновременно, верхняя граница количества объектов для мониторинга определяется емкостью Wi-Fi сети и техническими ресурсами оборудования).

Рис. 2.Интерфейс для задания профилей пользователей системы

Измерительно-передающий модуль выполнен со встроенным внешним дисплеем, который позволяет осуществлять одновременный визуальный контроль текущего состояния температуры пациенту. Обеспечивает беспрепятственное длительное нахождение измерительно-передающего модуля на теле человека без ограничения двигательных функций руки и необходимости удерживания прибора. В дополнение к мониторингу температуры тела человека данная система позволяет постоянно иметь пациенту при себе «тревожную кнопку» и при необходимости посылать сигналы на терминал обработки данных.

Таким образом, использование быстродействующих цифровых датчиков температуры с беспроводным каналом передачи данных в системах мониторинга физиологических параметров человеческого организма позволит расширить возможности таких систем и применить их для определения функционального состояния внутренних органов и систем, а также позволит разработать профилактические мероприятия во всех сферах практической медицины.

Список литературы

1 Адо А.Д. Лихорадка /А.Д. Адо, Ю.С. Свердлов// Патологическая физиология /под ред. А.Д. Адо. М.: Триада-Х, 2000. - 574 с.

2. Долгова, И.А. Об одном алгоритме измерения температуры / И.А. Долгова, Э.К. Шахов // Мехатроника, автоматизация, управление. № 8. М: Новые технологии, 2007.- С. 20 – 24.

3. Краснопольская К.В., Горская О.С., Кабанова Д.И., Крстич Е.В. Роль гестагенов в лечении бесплодия и невынашивания беременности. //Акушерство и гинекология. / №2. – 2012. – с.21-23.

4. Рациональная фармакотерапия детских заболеваний: руководство для практикующих врачей /под ред. А.А. Баранова, Н.Н. Володина, Г.А. Самсыгиной и др. М.: Литтерра, 2007. - Т. 1. — 1163 с.

5. Шабалов Н.П. Лихорадка и гипертермия у детей /Н.П. Шабанов// Детские болезни /Н.П. Шабалов. СПб.: Питер, 2006. — 832 с.

6. El-Radhi A.S. Thermometry in pediatrics practice /A.S. El-Radhi, W. Barry// Arch. Dis. Child. 2006. - Vol. 91. - P. 351-356.

7. Nakamura K, Morrison SF: A thermosensory pathway that controls body temperature. Nat Neurosci 2008; 11:62–71