Способ для индикации критического теплового состояния организма и устройство для его осуществления

 

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.

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.

Формула изобретения

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.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4