СПОСОБ ДЛЯ ИНДИКАЦИИ КРИТИЧЕСКОГО ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК A61B5/00 A61B5/05 

Изобретение относится к медицине, а именно к гигиене и может использоваться для контроля и управления поведением человека в экстремальных условиях высоких или низких температур воздуха.

Известны способ и устройство для оперативного контроля теплового состояния человека, используемые в экстремальных условиях, в частности при полетах космонавтов, когда определяют температуру в заушной области с помощью датчика, и сравнивают ее с критической в той же области. По величине их рассогласования можно судить о критичности теплового состояния организма.

Однако известный метод имеет ряд недостатков, а именно:
- отражается только динамика температуры тела, а надежное выявление критического теплового состояния организма требует информации и о температуре кожи;
- не обеспечивается своевременная информация о достижении критического теплового состояния организма в условиях, когда нет возможности непрерывно наблюдать за показателями измерительного прибора.

Перечисленные недостатки снижают надежность, точность и скорость получения физиологической информации, не позволяя проводить экспресс-диагностику.

Предлагаемое изобретение позволяет устранить указанные недостатки и получить своевременную информацию о возникновении критического теплового состояния организма, надежно диагностировать состояние путем сочетания информации о температуре тела с информацией и представительной температуре кожи.

Цель изобретения - своевременное выявление перегрева или переохлаждения организма в экстремальных условиях и передача информации об этом как человеку, так и заинтерисованным лицам (например в сауне при принятии термических процедур дошкольниками - медицинской сестре).

Поставленная цель достигается тем, что индикацию критического теплового состояния организма осуществляют путем определения заушной температуры, сравнивают ее с критической в той же области и по величине рассогласования определяют критическое состояние организма, при этом температуры определяют также в двух информационных зонах, например, груди и предплечье, сравнивают их с соответствующими критическими температурами и при выходе двух параметров из трех за пределы нормы, определяют критическое состояние организма. Критические температуры выбирают в соответствии с возрастом, микроклиматом и наличием одежды.

Устройство для осуществления способа помимо датчика заушной температуры содержит также два датчика температур информативных зон кожи, блок настройки критических температур и блок вычислений. Выходы всех датчиков температуры соединены с тремя входами блока вычислений с возможностью подачи аналогового сигнала, блок настройки соединен с тремя входами блока вычислений с возможностью формирования исходных данных в зависимости от установленного режима. Первый выход блока вычислений соединен с блоком звуковой сигнализации, а второй - с блоком световой сигнализации.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, на фиг. 2 - схема блока настройки критических температур (выбора режима измерения и флага знака сравнения), на фиг.3 - схема блока вычислений.

На объекте 1 (фиг. 1) устанавливается датчик заушной температуры 2, в также датчик температуры кожи информативной зоны I 3 и датчик температуры кожи информативной зоны II 4, выходы которых соединены с 3-мя входами блока вычислений 5. Блок настройки критических температур 6 соединен с 3-мя входами блока вычислений 5. из которого первый выход связан с блоком звуковой сигнализации 7 и второй выход связан с блоком световой сигнализации 8. Сигналы световой и звуковой сигнализации предназначены для пациента 1 и обслуживающего персонала 9.

Блок настройки критических температур (выбора режимов) фиг.2 обеспечивает выбор трех значений критических температур (для каждого датчика), а также трех флагов знака сравнения (больше-меньше). Значения шести величин на выходе блока настройки основаны на литературных данных (представлены в таблице). Во время работы устройства блок настройки обеспечивает загрузку выбранных (с помощью переключателей режимов) значений переменных величин в блок вычислений.

Блок вычислений (фиг. 3) состоит: из АЦП-1, вход которого соединен с выходом блока 2, а выход АЦП-1 соединен с блоком узла сравнения 1, выход которого связан с входом инвертора 1 с переключателем, работающим от сигнала A1: из АЦП-1, вход которого соединен с выходом блока 3, а выход АЦП-2 соединен с блоком узла сравнения 2, выход которого связан с входом инвертора 2 с переключателем, работающим от сигнала B1; а также из АЦП-3, вход которого соединен с выходом блока 4, а выход АЦП-3 соединен с блоком узла сравнения 3, выход которого связан с входом инвертора 3 с переключателем, работающим от сигнала C1. Выходы инвертора 1, 2 и 3 соединены со входами 1, 2 и 3 сумматора. Выход сумматора соединен с входом узла сравнения, а второй вход узла сравнения соединен с блоком установочной величины ( ε ) (например ε = 2). Выход узла сравнения соединен с входом блока управления (БУ), выход из блока управления соединен с блоками звуковой 7 и световой 8 сигнализации.

Блок звуковой сигнализации 7 (фиг.1 и фиг.3) выполнен на базе звукового излучателя типа "ЗП". При поступлении на него сигнала логической "I" от блока 5 излучает звуковой сигнал.

Блок световой сигнализации 8 (фиг.1 и фиг.3) выполнен на полупроводниковом диоде, который излучает световой сигнал при поступлении уровня логической "I" от блока управления БУ на фиг.3.

На блок вычислений (фиг.3) поступает три аналоговых сигнала от 3-х датчиков температуры, которые затем преобразуются в цифровые сигналы с точностью 0,5% при помощи трех АЦП. Цифровые сигналы поступают на три узла сравнения с критическими температурами, которые вырабатывают сигнал логической единицы, если температура критическая больше температуры датчика. Затем, если установлен фланг инверсии знака сравнения, то происходит инверсия результата сравнения (T_р > T_з). После чего результаты сравнения суммируются.

Блок вычислений периодически производит измерение сигналов от 3-х датчиков 2, 3 и 4 на фиг.1 и вычисление (определение) критического состояния организма.

Способ осуществляют следующим образом. Заушный датчик 2 на фиг. 1 устанавливается в подушной ямке и прикрывается мочкой уха, что обеспечивает создание температуры, отличающейся от ректальной температуры около 1^oC. Коэффициент корреляции между температурами ректальной и заушной равен 0,7. Датчик закрывается термоизоляционной прокладкой, которая должна обеспечить термоизоляцию не менее 1,7 кло. С этой целью может быть использован датчик заушной температуры, разработанный в Институте биофизики (1). Датчики температуры кожи 3 и 4 (фиг. 1) устанавливаются на информационных зонах I и II (например на груди и предплечьи). С этой целью может быть установлен любой датчик температуры кожи. В соответствии с условиями (возрастом, микроклиматом и наличием одежды) устанавливается при помощи кнопок микропереключателя блок настройки критических температур 6. Необходимый режим работы (см. таблицу). При этом блок настройки загружает исходные данные в блок вычислений (например в соответствии с 1-й строкой из таблицы).

При наличии 2-х логических единиц (два параметра из трех за пределами нормы), вырабатывается сигнал тревоги (логическая единица, усиленная по току буферным усилителем), который включает блоки звуковой 7 и световой сигнализации 8.

Пример 1. На Колю М. 6 лет, находящегося в сауне, одевается датчик заушной температуры и 2 датчика температуры кожи в 2 информационные зоны (на грудь и предплечье). Критическая температура устанавливается согласно режиму 4 таблицы, для датчика температуры тела 37,0^oC, а для датчиков температуры кожи - 44^oC. ребенок информируется, что при появлении звукового и светового сигналов он должен покинуть термокамеру сауны. Ребенок находится в термокамере вместе с 4-5 детьми до появления сигнала перегрева организма. Звуковой сигнал - сигнал тревоги, который слышат дети и медсестра, а световой сигнал - сигнал индивидуального перегрева, который позволяет медицинской сестре выявить конкретного ребенка и вывести его из термокамеры.

Список литературы
1. Кузнец Е.И., Михайлова Л.И., Утехин Б.А. и др. Заушная температура - как один из основных показателей оперативного контроля теплового состояния человека. Сб. научн. трудов "Теория и практика совершенствования индивидуальной защиты работающих в неблагоприятных условиях. Медико-технические проблемы индивидуальной защиты человека". М., 1989, с.5.

2. Ажаев А.Н., Логунов А.Д., Кошелева О.С. К вопросу определения температуры тела человека. Гигиена и санитария, N7, 1974, с. 61-63.

3. Гуменер П. И., Сухарева Л.М., Дружинин П.В. Гигиеническое регламентирование эрготермического воздействия на органы подростков на основе биоуправления обогрева. Гигиена и санитария, N3, 1996, с.24-27.

4. Сухарева Л.М. Влияние переноса тяжести на организм подростков 15-17 лет в условиях высоких температур. Автореф.дис.канд.мед.наук. М., 1969, 21 с.

5. Гуменер П. И., Кайсина О.В., Надежина Л.Г., Шумакова Т.В. Индивидуальное дозирование оздоровительного действия сауны на дошкольников. Гигиена и санитария, N5, 1994, с.32-35.

6. Гуменер П.И., Моисеев Ю.Е., Туровец Г.Л., Надежина Л.Г. Гигиеническое регламентирование температурных параметров воздействия сауны на дошкольников на основе характеристик регулирования физиологических функций. Гигиена и санитария, N11, 1993, с.41-43.

7. Физиолого-гигиенические требования к изолирующим средствам индивидуальной защиты. -Методические указания. 1980. Под ред. Кощеева В.С., Четвериковой З.С.

8. Тереньтьева Г.В. Гигиенические основы обеспечения теплового комфорта детей дошкольного возраста. Автореф.дис.д.м.н. М., 1983, 43 с.

Изобретение используется в медицине, а именно в гигиене для контроля и управления поведением человека в экстремальных условиях высоких и низких температур воздуха. Индикацию проводят при определении температуры в заушной области и двух информационных зонах, например груди и предплечьи, сравнении с соответствующими критическими температурами. При выходе двух параметров из трех за пределы нормы определяют критическое состояние организма. Критические температуры выбирают в соответствии с возрастом, микроклиматом и наличием одежды. Устройство содержит датчик заушной температуры и два датчика информативных зон кожи, блок настройки критических температур и блок вычислений, соединенный с датчиками. Имеются также блоки звуковой и световой сигнализации. Изобретение позволяет за счет дополнительной информации о температуре кожи надежно выявить критическое тепловое состояние организма. 2 с.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Способ индикации критического теплового состояния организма путем определения температуры в заушной области, сравнения ее с критической температурой в той же области и определения по величине рассогласования критического состояния организма, отличающийся тем, что температуры определяют также в двух информационных зонах, например груди и предплечья, сравнивают их с соответствующими критическими температурами и при выходе двух параметров из трех за пределы нормы определяют критическое состояние организма, при этом критические температуры выбирают в соответствии с возрастом, микроклиматом и наличием одежды. 2. Устройство для индикации критического теплового состояния организма, содержащее датчик заушной температуры, отличающееся тем, что оно содержит также два датчика температуры информационных зон кожи, блок настройки критических температур и блок вычислений, при этом выходы всех датчиков температуры соединены с тремя входами блока вычислений с возможностью подачи аналогового сигнала, а блок настройки соединен с тремя входами блока вычислений с возможностью формирования исходных данных в зависимости от установленного режима, при этом первый выход блока вычислений соединен с блоком звуковой сигнализации, а второй - с блоком световой сигнализации.