Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung der Temperatur
von Organen, insbesondere beim Menschen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und
eine entsprechende Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden im medizinischen Bereich
zur Messung der Körpertemperatur und der Temperatur von inneren Organen beim
Menschen eingesetzt.
Die Körpertemperatur ist ein wesentliches Indiz für den
Gesundheitszustand eines Patienten. Eine bekannte Messvorrichtung zur Messung der
Körpertemperatur eines Patienten ist ein Quecksilberthermometer, das allerdings
zur Körpertemperaturmessung eine lange Ansprechzeit besitzt. Außerdem
bürgt es bei Zerstörung z. B. durch Herunterfallen durch aufsteigende
Quecksilberdämpfe ein hohes gesundheitliches Risiko.
Deshalb haben sich in den letzten Jahren elektronische Fieberthermometer
auf dem Markt durchgesetzt, bei denen als Messfühler thermische Detektoren,
wie z. B. Messwiderstände oder Thermistoren, verwendet werden. Nachteilig ist
hier aber auch, dass die thermischen Detektoren ein zu großes Messvolumen aufweisen,
das während des Messvorganges bis auf die zumessende Körpertemperatur
erwärmt werden muss. Darum sind die Ansprechzeit dieser Fieberthermometer,
vor allem bei Notfällen, immer noch zu lang ist.
Ein weiterer Nachteil der zuvor genannten Thermometer ist, dass sie
Berührungsthermometer sind, wobei die Messfühler in Kontakt mit der Haut
des Patienten gelangen. Deshalb sind diese Thermometer unhygienisch und müssen
nach dem Gebrauch gereinigt werden.
Aus den zuvor genannten Gründen werden in zunehmendem Maße
berührungslose Infrarot-Thermometer eingesetzt, mit denen die Infrarot-Wärmestrahlung
des Patienten gemessen wird. Dazu ist z. B. aus der DE
20 2005 001 093 U1 ein tragbarer Infrarot-Temperatursensor bekannt, der
ein Kernmodul, einen zylindrischen Körper, eine Abschirmung sowie eine Batterieeinheit
umfasst, wobei das Kernmodul eine Schaltungsplatine mit einem Infrarot-Detektor,
eine Ausgangseinheit sowie einen Schaltungsmechanismus besitzt.
Derartige Infrarot-Thermometer haben aber ebenso wie die zuvor genannten
Thermometer den Nachteil, dass die Körpertemperatur des Patienten nur an einem
Messpunkt gemessen wird und deshalb vergleichende Messungen der Körpertemperatur
an verschiedenen Messpunkten auf der Haut des Patienten nicht zeitgleich durchgeführt
werden können.
Weiterhin ist aus der WO 2004/089206 A1 eine Vorrichtung zur Messung
der Körpertemperatur bekannt, bei der mit Hilfe einer Infrarotkamera eine Aufnahme
von dem zu untersuchenden Patienten auf einem Computer abgespeichert, mittels eines
Computerprogramms ausgewertet und an einem Monitor angezeigt wird. Dabei zeigt die
Aufnahme die sichtbaren Körperoberflächen in verschiedenen Farben, wobei
jede Farbe einen Temperaturwert repräsentiert. So steht die Farbe Schwarz für
Temperaturen kleiner 34°C. Höhere Temperaturen werden beginnend mit blau,
über gelb für Temperaturen größer gleich 37,5°C bis rot
für Temperaturen größer gleich 38°C dargestellt. Von Nachteile
ist aber, dass diese Vorrichtung zur Messung der Körpertemperatur mittels Infrarotkamera
zum einen im Vergleich zu bekannten Thermometern teuer ist und zum anderen relativ
groß und deshalb ortsfest ist. Dadurch wird der Einsatz häutsächlich
auf medizinische Einrichtungen, wie Krankenhäuser und Arztpraxen beschränkt.
Von Nachteil aller zuvor genannten Vorrichtungen ist es, dass die
Temperaturen von Organen nicht ermittelt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsmäßiges
Verfahren zu entwickeln, mit dem die Temperatur von Organen, insbesondere beim Menschen
ermittelt werden kann.
Verfahrensseitig wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst. Im Bezug auf die Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
2 gelöst und zweckmäßig durch die Unteransprüche 3 und 4 ausgestaltet.
Das lösungsgemäße Verfahren zur Messung der Temperatur
von Organen und die entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
beseitigen die genannten Nachteile des Standes der Technik.
Vorteilhaft bei der Anwendung des lösungsgemäßen Verfahrens
und der entsprechenden Vorrichtung ist es, dass die gemessenen elektrischen Messwerte
für die Oberflächentemperaturen der Haut des Menschen durch mathematisch
statistische Methoden und einem Künstlich-neuronalen Netz für die Oberflächentemperatur
ausgewertet und die Temperatur des untersuchten Organs sowie eine statistisch ermittelte
Wahrscheinlichkeit für die Richtigkeit der Temperaturanzeige angezeigt werden.
Dadurch können die Temperaturen der Organe abgeschätzt und daraus Organerkrankungen
erkannt werden.
Vorteilhaft bei der Anwendung der lösungsgemäßen entsprechenden
Vorrichtung ist es, dass die Erfassungseinheit für Infrarotstrahlen eine elektrisch
mit mindestens einer Temperaturmesseinheit verbundene Auswerteelektronik aufweist.
Dabei verfügt die Auswerteelektronik über mathematisch statistische Methoden
und Künstlich-neuronale Netze, die zur Ermittlung der Temperaturen der Organe
aus diesen Oberflächentemperaturen dient. Außerdem ist jede Temperaturmesseinheit
aus einem Anschlussstecker, einem Infrarotsensor, einem Lichtleitkabel und einer
außenliegende Sammellinse besteht und die Auswerteelektronik über die
Anschlüsse mit den Anschlusssteckern verbunden. Dadurch ist die Vorrichtung
handlich, im Aufbau einfach und kostengünstig.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert werden. Dazu zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht gemäß
der Figur aus einem Gehäuse 1 mit einer Auswerteelektronik
2 und aus mehreren Temperaturmesseinheiten 3. Dabei sind in die
Vorderseite des Gehäuses 1 eine Anzeige 4, ein Ein/Aus-Schalter
5 und drei Anschlüsse 6 für drei Temperaturmesseinheiten
3 integriert.
Jede Temperaturmesseinheit 3 besteht aus einem Lichtleitkabel
7, dass einerseits einen Anschlussstecker 8 mit einem Infrarotsensor
9 und andererseits eine außenliegende Sammellinse 10 aufweist.
Auf einer Seitenfläche des Gehäuses 1 befindet
sich eine Computerschnittstelle 11. Die von dem Gehäuse
1 ummantelte Auswerteelektronik 2 ist über den Ein/Aus-Schalter
3 bedienbar. Eingangsseitig ist die Auswerteelektronik 2 über
die Anschlüsse 6, den Anschlusssteckern 8, den Infrarotsensoren
9 sowie die ausgangsseitig mit Anzeige 2 elektrisch verbunden.
Die Auswerteeinheit 2 dient der Umrechnung der Infrarotmesswerte in Oberflächentemperaturen
sowie der Speicherung und der Auswertung dieser gemessenen Temperaturen. Dabei werden
zur Auswertung der Oberflächentemperaturen mittels mathematisch statistischer
Methoden und Künstlich-neuronaler Netze aus diesen Oberflächentemperaturen
die Temperaturen der inneren Organe ermittelt. Dazu sind im Vorfeld auf einem in
der Figur nicht dargestellten Computer die Parameter der mathematisch statistischen
Methoden rechnerisch sowie die Gewichte der Künstlich-neuronalen Netze mittels
einer Trainingsphase aus Versuchsdaten zu ermitteln und über die Computerschnittstelle
11 auf die Auswerteelektronik 2 zu übertragen.
Die Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll nun
nachstehend erläutert werden. Dabei wird von einer in der Figur dargestellten
zusammengebauten Vorrichtung ausgegangen, auf dessen Auswerteelektronik
2 die Parameter der mathematisch statistischen Methoden sowie die Gewichte
der Künstlich-neuronalen Netze übertragen sind. Der Ein/Aus-Schalter
5 der Vorrichtung befindet sich in der Stellung „Aus".
Zur Durchführung der Messung der Oberflächentemperaturen
bei einem in der Figur nicht dargestellten Patienten werden die Infrarotsensoren
9 mit ihren jeweiligen Sammellinsen 10 auf ein zu untersuchendes
Gewebe 12 aufgelegt. Anschließend wird die Vorrichtung über den
Ein/Aus-Schalter 5 eingeschaltet und die jeweilige Infrarotstrahlung des
durch die Sammellinsen 10 abgedeckten Gewebes 12 durch das entsprechende
Lichtleitkabel 7 auf den zugehörigen Infrarotsensoren 9 geleitet.
Die Infrarotsensoren 9 erfassen die Infrarotstrahlungen des jeweiligen
Gewebes 12 eingangsseitig und geben ausgangsseitig jeweils einen elektrischen
Messwert für die Oberflächentemperaturen aus.
Diese durch die Infrarotsensoren 9 ermittelten elektrischen
Messwerte für die Oberflächentemperaturen jeder Temperaturmesseinheit
3 werden elektrisch über die Anschlussstecker 8 und die Anschlüsse
6 auf die Auswerteelektronik 2 übertragen.
In der Auswerteelektronik 2 werden durch die mathematisch
statistischen Methoden und dem Künstlich-neuronalen Netz die gemessenen elektrischen
Messwerte für die Oberflächentemperatur ausgewertet.
Im Ergebnis werden dann an der Anzeige 4 die Temperatur des
untersuchten Organs sowie eine statistisch ermittelte Wahrscheinlichkeit für
die Richtigkeit der Temperaturanzeige angezeigt.
- 1
- Gehäuse
- 2
- Auswerteelektronik
- 3
- Temperaturmesseinheit
- 4
- Anzeige
- 5
- Ein/Aus-Schalter
- 6
- Anschluss
- 7
- Lichtleitkabel
- 8
- Anschlussstecker
- 9
- Infrarotsensor
- 10
- Sammellinse
- 11
- Computerschnittstelle
- 12
- Gewebe