BG2970U1 - Устройство за неинвазивно наблюдение на телесна температура и респирация - Google Patents

Abstract

[57] Полезният модел се отнася за устройство за непрекъснато наблюдение на телесната температура на хора, което може да намери приложение в домашни условия за целите на директно или дистанционно непрекъснатото проследяване на основните жизнени показатели при хората и по-специално при заболяване на деца. Устройството позволява бързо и точно измерване на основни биопоказатели като телесна температура и респирация, както и непрекъснато наблюдение на стойностите на биопоказателите по време на лечение на заболяването. Състои се от корпус 1, с монтирана от едната му страна контактна пластина 4, свързана термично с температурен сензор 6 и комуникационен модул 7. В корпуса е мотиран и сензор за движение 11, а устройството се захранва от батерия 9.

Description

Област на техниката

Полезният модел се отнася за устройство за непрекъснато наблюдение на телесната температура на хора, което може да намери приложение в домашни условия за целите на директно или дистанционно непрекъснато проследяване на основните жизнени показатели при хората и по-специално при заболяване на деца. Устройството позволява правилна диагностика, определяне и изпълнение на лечебен план, както и непрекъснато наблюдение на стойностите на биопоказателите по време на лечение на заболяването.

Предшестващо състояние на техниката

Един от най-важните показатели, определящи жизненият статус на човек е температурата, като медицината е приела и сред хората е общоизвестно, че в нормален жизнен статус тя е 37 градуса. Счита се, че температура на човешкото тяло, различна от 3 7 градуса, повишаване или понижаване е свързано с някакъв дисбаланс, промяна в здравословния статус на конкретния човек, те. има съмнения за болестно състояние като грип, дихателни проблеми или друго подобно болестно състояние или вече е болен.

В зависимост от потенциалната причина за нарушение в здравния статус се наблюдават различни състояния, като например продължително поддържане на температура в рамките на 37,3-37,5, както и бързо, за кратко време повишаване на температурата, например над 38,5 градуса. Рязко покачване на температурата се наблюдава най-вече при децата, но често и при други състояния, например по време на възпалителен процес или бременност, при каквито състояния е изключително важно постоянно следене на температурата, при това с висока степен на точност и прецизност.

Медицината изрично е приела, че измерването на температура е коректно, когато се извършва на определени места в човешкото тяло, а именно - в устата, под мишницата или ректално.

За разлика от болничните /амбулаторни/ условия, където се използват професионални устройства, измерване на температура и респирация в домашни условия се извършва със стандартни, конвенционални термометри, например живачни, които не позволяват да се получат точни данни, както и не осигуряват възможност за записване и съхраняване на данните в определен температурен интервал.

Известни са голям брой устройства, предназначени за измерване на температурата на човешкото тяло. Известен е живачен термометър, който се състои от стъклен корпус, с разположена в него температурна скала и единият му, стеснен край е поставено определено количество живак, който при затопляне от човешкото тяло се разширява и показва моментното ниво на човешката температура върху предварително тарирана температурна скала.

Основен недостатък на живачния термометър е зависимост на точността на измерването от начина на притискане на термометъра към тялото, както и сравнително дългият период на измерване, около 3-5 min. Освен това съществува възможност и опасност от лесно счупване на стъклената му част при невнимателно притискане към тялото, респективно произтичащото от това изтичане на измерителния елемент живак, който е отровен и опасен за човешкия организъм.

Друг недостатък на живачния термометър е невъзможността за постоянно и непрекъснато измерване на температурата, която се измерва на интервали и това обстоятелство поражда дискомфорт, особено през нощните периоди. Недостатък на живачния термометър е и невъзможността да се проследява непрекъснато промяната на температурата, което в определени екстремни случаи на заболявания е опасно и за живота, доколкото е възможно внезапно повишаване на температурата между отделните измервания.

Известен е инфрачервен термометър, по същество безконтактен термометър, с който може да се измери точно температурата на човек или животно от разстояние, без пряк контакт с кожата. Устройството работи като излъчва инфрачервен лъч и измерва температурата само чрез насочване и доближаване на термометъра към кожата, без да нарушава съня и спокойствието на болния.

Този термометър е удобен за използване в спешни случаи, особено при малки деца, които като правило се съпротивляват при измерване на температурата с конвенционален термометър. Измерените данни за температурата от няколко последователни измервания могат да бъдат записани в паметта на

4914 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 08.1/15.08.2018 устройството, като не е предвидена възможност за предаването им на разстояние, например до личния лекар или болнично заведение.

Известна е друга група устройства, които позволяват постоянно следене на температура, но не изпълняват приетите и утвърдени медицински критерии за място на поставяне (ректум, уста или подмишница), поради което измерванията им не могат да се считат за достатъчно достоверни.

Така например от практиката е известно устройство, което може да измерва постоянно няколко биологични показатели, като например сърдечен ритъм, ниво на кислород в кръвта, наблюдение на топлинен комфорт. Недостатък на това устройство е обстоятелството, че мястото му на поставяне не позволява измерване на температурата според медицинските стандарти, доколкото самият производител информира, че устройството практически измерва температурата около тялото, /https://neebomonitor.com/

Известно е контактно устройство за измерване на температура, което подобно на конвенционалния живачен термометър се поставя под мишницата и в резултат на приемането на топлината на тялото измерва моментната температура, /https://infanttech.com/smarttemp/

Недостатъците на този термометър са свързани основно с обстоятелството, че времето за начално измерване на температурата е значително, 10-12 min, както и това, че термометърът е с вградена незареждаема батерия. Когато устройството не се използва, то трябва да се постави в малка кутия с вграден магнит, който контактува с вграден в устройството магнитен контакт и по този начин захранването на термометъра се изключва когато е в кутийката, съответно батерията се запазва от разряд, когато не се използва.

Известна е патентна публикация US 20180128691, в която е описано сензорно устройство за измерване на температура, конфигурирано така, че да определи, че устройството за измерване на температура трябва да влиза или да излиза от един или друг режим и което се състои от захранващ блок, конфигуриран да осигурява захранването, изисквано от устройството за измерване на температурата; електрическа верига, включваща захранващия блок и е свързана електрически към управляващото устройство за захранване. Захранващият кръг включва устройство за детектиране, свързано електрически към захранващия блок и управляващото устройство, а детекторът е конфигуриран така, че да разпознава кога устройството за измерване на температурата се премества от изправено състояние и да позволи на управляващото устройство да определи, че температурното отчитане на устройството трябва да напусне първия режим и да влезе във втори режим.

Известна е патентна публикация WO 2018026471, в която е разкрито сензорно устройство за измерване на телесна температура, състоящо се от корпусна капсула, конфигурирана за вкарване в поне част от ушния канал на потребителя, за да се създаде по същество уплътнен ушен канал. Един чувствителен на температура елемент /сензор/ е фиксиран към ухото на място, в което температурният сензорен елемент е термично свързан към въздуха в запечатания ушен канал, когато ухото за калъфка е поне частично вкарано в ушния канал. Елементът за отчитане на температурата има температурно зависима електрическа характеристика. Температурният сензорен елемент е в електрическа връзка с верига, която е конфигурирана да определя температурата на въздуха в запечатания ушен канал на потребителя в съответствие с температурно зависимите електрически характеристики.

Недостатък на описаното устройство за измерване на телесната температура е индиректното измерване на температурата чрез температурен сензор, чиито показания са обвързани с температурно зависимите му характеристики и температурата на въздуха в уплътнен ушен канал. Такова измерване не се отличава с висока точност и бързина на отчитане на резултатите.

Техническа същност на полезния модел

Предвид изложеното ниво на техниката в областта на измерване на температурата на човешко тяло, задача на полезния модел е създаването на устройство за измерване на основни жизнени показатели като температура и респирация на човешко тяло, при което да осигурява бързо и прецизно измерване на температурата, като измерването може да се извършва продължителен период от време, с възможност за предаване на данните от измерването на разстояние и едновременно с измерването на температурата да измерва респирацията на човешкото тяло.

4915 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 08.1/15.08.2018

Задачата на полезния модел се решава с устройство за измерване на температура и респирация, включващо корпус, в който е разположен температурен сензорен елемент.

Съгласно полезният модел устройството се състои от корпус, от едната страна на който е разположена контактна пластина, под която плътно е монтирана междинна платка, при което в корпуса са монтирани неподвижно комуникационен модул и захранващ елемент, разположен в подходящо оформено гнездо, като между долната повърхност на междинната платка и комуникационният модул са поместени най-малко четири еластични пластини, а към комуникационния модул е свързан сензор за движение и активност.

За предпочитане е контактната пластина и междинната платка да са изпълнени от материал с еднакъв коефициент на топлопроводност.

Контактната пластина за предпочитане е изпълнена от медицинска стомана с коефициент на топлопроводимост λ > 50 W/(m.K).

Съгласно полезният модел контактната пластина е изпълнена с дебелина от 0,08 до 0,12 mm, за предпочитане 0,1 mm.

Съгласно полезният модел междинната платка е изпълнена по цялата горна повърхност със златно покритие, а долната повърхност на междинната платка е с позлатени сектори само в областта на контакта с еластичните пластини.

Еластичните пластини са изпълнени с профилна форма, като долната част контактува с комуникационния модул, а горната част е оформена аркообразно и контактува с долната повърхност на междинната платка.

Съгласно едно предпочитано изпълнение на устройството захранващият елемент е батерия.

Съгласно едно вариантно изпълнение на устройството захранващият елемент е изпълнен като акумулаторна батерия.

Устройството за измерване на температура и респирация съгласно полезният модел се отличава с компактна по размери конструкция, с удобна за ползване от всички възрасти форма, технологична за производство и сигурна от гледна точка на гарантиране точността на измерваните биологични показатели.

Устройството за домашно неинвазивно непрекъснато наблюдение на основни жизнени показатели дава възможност за проследяване и превантивна реакция при рязко повишаване на телесната температура, опасно забавяне или учестяване на респирацията. Устройството позволява използване при домашно лечение на заболявания, които изискват непрекъснато наблюдение на болния, включително непрекъснато измерване на основни жизнени показатели, например телесна температура, като при необходимост може да предава комбинирани данни за температурата и респирацията, т.е. устройството може да измерва данни и при движение на болния човек. Подходящото разполагане на температурен сензор и на сензор за движение, както и свързването им със захранващ източник и радиопредавателен комуникационен модул позволява правилно отчитане, записване и предаване на данните на разстояние за продължителен период от време.

Устройството за измерване на температура, обект на полезния модел отговаря на изискванията на общоприетия медицински стандарт, като едновременно с това може да измерва с висока степен на прецизност и респирацията.

Устройството позволява да се създаде ефективна връзка между човешко тяло - сензор - устройство, като по този начин се гарантира бързо и точно измерване на температурата и едновременно с това - измерване на респирация, без при това резултатите от измерването да се влияят от външни условия - отдадена или предадена температура от и към другите части на устройството. Устройството може да бъде използвано непрекъснато, в продължение на дни, без да се прекъсват измерванията, включително и при движение на човека, без да променят начина и навиците на живот на даден човек.

Пояснение на приложените фигури

Едно примерно изпълнение на устройство за измерване на температура в домашни условия е представено по-детайлно чрез придружаващите описанието чертежи, където:

фигура 1 представлява общ аксонометричен вид на устройство за измерване на температура съгласно полезният модел;

4916 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 08.1/15.08.2018 фигура 2 - напречен разрез на устройството от фиг. 1;

фигура 3 - частичен напречен разрез на устройството;

фигура 4 - частичен разрез с указание за разпределение на топлинните потоци;

фигура 5 представя препоръчително място на поставяне на устройството, обект на полезния модел.

Примерно изпълнение на полезния модел

По-нататък в описанието е представено едно примерно изпълнение на устройство за измерване на температура и респирация, което е описано по-подробно с позоваване на приложените към описанието чертежи. Тези чертежи показват предпочитано примерно изпълнение на настоящия полезен модел, което не трябва да се тълкува като ограничаващо обхвата на настоящия полезен модел по никакъв начин. Допълнителни варианти, модификации на описаното примерно изпълнение, както и други изпълнения, също са включени в обхвата на приложените претенции. Тези изпълнения са осигурени, така че това разкритие е цялостно и пълно, и напълно предава изобретателска концепция на специалистите в областта.

По отношение на чертежите, размерите на отделните елементи и техните съотношения е възможно да бъдат намалявани или увеличавани за целите на яснота и удобство при възприемане на заложената от изобретателите концепция. Посочените размери са илюстративни и не ограничават по никакъв начин изготвянето на устройство с размери, близки до показаните. В описанието и чертежите са използвани едни и същи референтни означения за означаване на еднакви или подобни елементи и възли.

Устройството за измерване на температура, обект на полезния модел се състои от корпус 1, за предпочитане изпълнен като съставен от горна 2 и долна 3 части, като централно в горната част 2 е закрепена неподвижно контактна пластина 4. Споменатата контактна пластина 4 е подходящо да бъде изпълнена от материал с висок коефициент на топлопроводност, например медицинска стомана, с дебелина от 0,08 до 0,12, за предпочитане 0,1 щщ. Съгласно едно предпочитано изпълнение контактната пластина 4 е с допълнително златно покритие, като за предпочитане е оформена с обемна, например П-образна форма.

Към долната повърхност на хоризонтално ориентираната част на контактната пластина 4 е закрепена междинна платка 5 с плоска, равнинна форма, при което към долната й повърхност е монтиран температурен сензор 6. Към горната част 2 на корпуса 1 е монтирана неподвижно комуникационен модул 7, като между долната повърхност на междинната платка 5 и горната повърхност на комуникационния модул 7 са разположени най-малко четири профилно оформени еластични пластини 8, чиято горна част е изпълнена с дъгообразна контактна повърхност, контактуваща към долната повърхност на междинната платка 5.

Съгласно едно предпочитано изпълнение на устройството, междинната пластина 5 е изпълнена със секторно златно покритие, като броят на секторите със златно покритие съответства на броя на еластичните пластини 8.

Комуникационният модул 7 е свързан със захранващ елемент 9, разположен в специално оформено гнездо 10, разположено в обема на корпуса 1. За предпочитане, захранващият елемент може да бъде изпълнен като батерия, акумулаторна батерия, фотоволтаични клетки или други подобни. В това изпълнение, на устройството за измерване на температура като пример за захранващ елемент е използвана батерия 9.

В корпуса 1 е разположен и сензор за движение 11, който е свързан с комуникационния модул 7. Сензорът за движение lie предназначен да отчита движение и активност на човешкото тяло, като по време на измерване сензора за движение 11 измерва разширяването и свиването на гръдния кош и по този начин се измерва и предава точна информация за респирацията на човешкото тяло в болестно състояние.

В случай, че сензорът за движение 11 спре да отчита движение и сензора за температура 6 отчете стойности под 34 градуса, те предават информация към комуникационния модул 7, който преминава в режим - заспиване и консумацията на устройството пада практически до 0. В случай, че сензорът за движение 11 се активира устройството отново преминава в режим на работа за следващо измерване.

Както вече беше посочено, устройството, обект на полезния модел може да се използва непрекъс4917 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 08.1/15.08.2018 нато, включително докато човек се движи. В тази връзка, за да се запази точността на измерването е необходимо да се намали до минимум въздействието на други, странични фактори, които могат да променят показанията на термометъра като външна среда или температура на другите основни елементи на устройството. За да бъде максимално отделен температурният сензор от другите основни компоненти на устройството са предвидени описаните вече връзки между контактната пластина 4, междинната пластина 5 и температурният сензор 6, което се благоприятства чрез използването на позлатени метални пластини, които контактуват със сензора с малка по размери позлатена контактна площ от 0,008 до 0,012 mm².

Изключително малката контактна площ на свързване намалява до незначително охлаждането на температурния сензор 6 по време на измерването, като в същото време използвайки високата електропроводимост на златото предава информация към комуникационния модул на устройството, без при това да се повлиява предаването на измерването към температурния сензор, например да се прехвърля или приема топлина към температурния сензор 6. Описаното подходящо съчетаване на разполагане на контактните елементи, температурният сензор 6 и комуникационният модул 7 позволява измерването и отчитането на температурата на човешкото тяло върху дисплей, непоказан на фигурите, да се извършва за време, по-малко от 1 min, което е значително техническо предимство спрямо известните устройства, заедно с това, че устройството измерва едновременно с температурата и респирацията на болния.

Както вече имахме възможност да изложим, в описаното предпочитано изпълнение на устройството контактната пластина 4 е изпълнена от тънка по размер (дебелина 0,01 mm) медицинска стомана, която е с относително ниска топлопроводност в сравнение с цветни метали като злато, мед и месинг, които също са били обект на изследване за реализация на пластинката. Избраният материал на пластината и нейната форма и дебелина са така подбрани, че топлината от човешкото тяло лесно да може да премине през тънката пластина и голямата площ между пластинката и платката на сензора, показано на фиг. 4 - с червените стрелки. Същевременно контактната пластинка „изстива“ към тялото на устройството в много по-малка степен, което е онагледено чрез представеното със сини на цвят стрелки. Едновременното измерване на температурата и респирацията е от голямо значение при определени заболявания, като например такива на горните дихателни пътища, възпаление на бял дроб, като по този начин се създават условия и възможности за бърза и точна диагноза, съответно възможност за непрекъснато наблюдение на болния по време на вече назначен лечебен план.

Устройството се поставя под мишницата, контактната пластина приема топлината от тялото, загрява се и предава степента на затопляне от контактната пластина, през междинната платка, а оттам към сензора за топлина 6, /фиг. 4 - син цвят/, закрепен неподвижно към междинната платка 5.

Информацията за степента на затопляне, измерена от температурния сензор 6 се предава към комуникационния модул 7. Малката контактна площ на пластините с междинната платка 5 влияе ограничително по отношение изстиването на сензора 6, което е основен фактор и благоприятства по-бързо достигане на измерваната температура.

Визуализацията на измерените данни за телесна температура, както и за респирация се извършва на дисплея на комуникационно устройство, телефон или таблет, свързано безжично с устройството за измерване на телесна температура. Устройството е конфигурирано така, че измерените данни могат да бъдат предоставени директно чрез известни безжични технологични методи до медицинско лице, което да определи и препоръча лечебен план, както и да наблюдава непрекъснато резултатите от измерванията, респективно при необходимост да внася корекция в лечебния план.

Claims (8)

Претенции

1. Устройство за измерване на температура и респирация, включващо корпус, в който е разположен температурен сензорен елемент, характеризиращо се с това, че корпусът (1) е с плоска форма, от едната страна на който е разположена контактна пластина (4) с дебелина от 0,08 до 0,12 mm, под която плътно е разположена междинна платка (5), при което в корпуса са монтирани неподвижно комуникационен модул (7) и захранващ елемент (9), разположен в оформено гнездо (10), като между долната повърхност на междинната платка (5) и комуникационният модул (7) са поместени най-малко четири еластични

4918 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 08.1/15.08.2018 пластини (8), а към комуникационния модул (7) е свързан сензор за движение (11).

2. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че контактната пластина (4) и междинната платка (5) са изпълнени от материал с еднакъв коефициент на топлопроводност.

3. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че контактната пластина (4) е изпълнена от медицинска стомана с коефициент на топлопроводимост λ > 50 W/(m.K).

4. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че контактната пластина е изпълнена с дебелина 0,1 mm.

5. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че междинната платка (5) е изпълнена по цялата горна повърхност със златно покритие, а долната повърхност на междинната платка (5) е с позлатени сектори само в областта на контакта с еластичните пластини (8).

6. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че еластичните пластини (8) са изпълнени с профилна форма, като долната част контактува с комуникационния модул (7), а горната част е оформена аркообразно и контактува с долната повърхност на междинната платка (5).

7. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че захранващият елемент (9) е батерия.

8. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че захранващият елемент (9) е изпълнен като акумулаторна батерия.