Измерение температуры тела с помощью сенсорной платформы для медицинских приложений

Датчик температуры MAX30205 от Maxim Integrated используется в решениях для клинического контроля температуры. Сенсорная платформа для медицинских приложений MAXREFDES100# Health Sensor Platform позволяет производить оценку измерений температуры в составе полной системы мониторинга клинических пациентов. В данной статье описывается процесс сбора данных о температуре с помощью графического интерфейса Health Sensor Platform.
594
В избранное

Датчик температуры MAX30205 от Maxim Integrated используется в решениях для клинического контроля температуры. Сенсорная платформа для медицинских приложений MAXREFDES100# Health Sensor Platform позволяет производить оценку измерений температуры в составе полной системы мониторинга клинических пациентов. В данной статье описывается процесс сбора данных о температуре с помощью графического интерфейса Health Sensor Platform.

Измерение температуры тела предоставляет лечащим врачам ценную информацию о пациентах. Датчик температуры MAX30205 производства компании Maxim Integrated, входящий в состав сенсорной платформы для медицинских приложений MAXREFDES100#, позволяет выполнять простые измерения температуры тела. Давайте подробней рассмотрим датчик MAX30205 в составе платформы и оценим функциональность измерения температуры.

Общие сведения

Температура — это физическая величина, определяющая количество тепловой энергии в веществе, или, проще говоря, мера нагретости тела. Для врача или лица, осуществляющего уход за больным, температура тела пациента дает ценную информацию, поскольку люди являются теплокровными существами, способными поддерживать гомеостаз, или тепловое равновесие, независимо от окружающей среды.

Наличие высокой температуры тела или лихорадки может указывать на иммунный ответ на попадание инородной субстанции, например, бактерий, в тело человека. Чтобы компенсировать такое повышение внутренней температуры тела, кровеносные сосуды расширяются, рассеивая избыточное тепло. Другим способом компенсировать повышение температуры тела является потоотделение. Испарение влаги охлаждает кожу по мере выделения телом тепла. Низкая температура тела может указывать на экстремальное воздействие окружающей среды, например, на сильное переохлаждение, а также на шок или отравление алкоголем. Когда тело не может вырабатывать достаточно тепла для поддержания гомеостаза относительно температуры наружного воздуха, кровеносные сосуды сужаются для сохранения тепла. Сужение сосудов происходит неравномерно и в первую очередь влияет на конечности тела. Это приводит к уменьшению потока крови к конечностям и концентрированию тепла в центре тела, где находится большинство жизненно важных органов.

Поскольку температура тела является мерой внутренней тепловой энергии, наиболее точные измерения включают инвазивные методы, такие как введение датчика температуры в пищевод или мочевыводящие пути. Однако применение таких методов оказывается не всегда желательным и осуществимым, поэтому для оценки внутренней температуры тела используются периферийные методы. Такие методы измерений как через прямую кишку, ухо, лоб, подмышку и рот позволяют получить достоверные данные. Средняя температура тела составляет приблизительно 36,6°С, но поскольку существует множество способов измерения температуры вне тела, значения температуры, полученные в различных точках тела, могут сильно различаться. Это означает, что существует целый диапазон температур, при которых организм можно считать здоровым. Температуру немного выше или ниже 36,6°С также можно считать нормальной.

Самый простой метод измерения температуры — это непосредственно на коже. Для измерения внешней температуры можно использовать датчик температуры MAX30205 на платформе Maxim MAXREFDES100# Health Sensor Platform (HSP). Кожа состоит из 3 слоев — эпидермиса, дермы и подкожного слоя (рисунок 1). На базовом уровне эпидермис можно рассматривать как барьер для тела от внешнего мира. Средний слой, - дерма, - состоит из таких органов, регулирующих температуру, как кровеносные сосуды, потовые железы, сальные железы и мышцы, поднимающие волосы. Кровеносные сосуды сужаются для сохранения тепла и расширяются для его рассеивания. Потовые железы охлаждают кожу, сальные железы предотвращают обезвоживание кожи, а мышцы, поднимающие волосы, сокращаются, чтобы сохранить тепло. Нижний основной слой, - подкожная ткань, - состоит преимущественно из кровеносных сосудов.

Три слоя кожи

Рис. 1. Три слоя кожи

Кровь распространяет тепло по всему телу, однако существует множество факторов, которые могут мешать и искажать показания, как показано на рис. 2.

Материалы, которые препятствуют снятию показаний температуры или искажают данные 

Рис. 2. Материалы, которые препятствуют снятию показаний температуры или искажают данные 

Настройка оборудования

Датчик MAX30205 не требует никаких дополнительных настроек. Устройство готово к работе сразу при включении платформы HSP. Данный датчик реагирует на изменения температуры. В целях оценки HSP датчик MAX30205 сообщает только об измерениях температуры. Пользователь самостоятельно определяет конечный вариант использования и среду тестирования.

Графический пользовательский интерфейс

Вкладка Home

Вкладка Home (рис. 3) отображает блок-схему элементов платформы HSP. Здесь также содержатся ссылки для перехода на другие вкладки. Блок MAX30205, выделенный красным цветом, содержит ссылку на вкладку Temperature для настройки параметров MAX30205. В разделе Quick Start ссылка Temperature, также выделенная красным цветом, ведет напрямую на вкладку Temperature и устанавливает для MAX30205 конфигурацию по умолчанию.

Вкладка Home и навигационные ссылки

Рис. 3. Вкладка Home и навигационные ссылки

Вкладка Temperature

На вкладке Temperature (рис. 4) расположены элементы управления двумя датчиками температуры MAX30205 наверхней и нижней сторонах платформы HSP (рис. 5 и 6). Для использования датчика в основном и стандартном режимах достаточно выставить необходимые настройки в разделе Settings, выделенном красным.

 Вкладка Temperature

Рис. 4. Вкладка Temperature

Верхняя часть платы MAXREFDES100# HSP Нижняя часть платы MAXREFDES100# HSP 
Рис. 5. Верхняя часть платы MAXREFDES100# HSP Рис. 6. Нижняя часть платы MAXREFDES100# HSP 

Выполнение измерений

Как показано на рис. 7, показания температуры тела на коже могут быть ниже ожидаемых по таким причинам как:

  • влияние окружающей среды;
  • различие в температуре самого датчика;
  • путь прохождения измерительного сигнала от крови к датчику.

Различия в показаниях температуры 

Рис. 7. Различия в показаниях температуры 

Требуемые материалы

Для измерения температуры с помощью платформы Health Sensor Platform потребуется следующее оборудование:

  • плата MAXREFDES100#;
  • ПК с графическим интерфейсом платформы HSP.

Процедура измерения температуры

  1. Подключите HSP к ноутбуку, как показано в руководстве по быстрому запуску MAXREFDES100# HSP.
  2. Измените настройки интерфейса на нужные на вкладке Temperature или кликните на ссылку Temperature в разделе быстрого запуска на вкладке Home, чтобы начать сбор данных с настройками по умолчанию.

По умолчанию температура указывается в градусах Цельсия. Однако это можно изменить с помощью ползунка слева на вкладке Settings. Также по умолчанию для частоты обновления установлено самое высокое значение 10 с, что означает, что значение обновляется каждые 10 секунд. Чтобы обновить данные принудительно, нажмите кнопку Read All Registers («Считать данные со всех регистров»).

  1. При включении HSP показания температуры снимаются автоматически. Нет необходимости запускать или останавливать блоки контроля.
  2. Чтобы имитировать повышение температуры, просто поместите одну из сторон датчика на кожу в районе повышенной концентрации тепла (например, в подмышечную впадину, на лоб, между двумя ладонями). Показания температуры должны увеличиться.
  3. Для имитации снижения температуры установите платформу HSP на стол, чтобы теплота с датчиков начала рассеиваться, или направьте на платформу струю холодного воздуха для более быстрого охлаждения. Показания температуры должны снизиться.

Исходник: www.maximintegrated.com

Производитель: Maxim Integrated
Наименование
Производитель
Описание Корпус/
Изображение
Цена, руб. Наличие
MAX30205MTA+
MAX30205MTA+
Maxim Integrated
Арт.: 1938925 ИНФО PDF RD RND
Поиск
предложений
Температурные датчики для монтажа на плате Accuracy Temp Sensor, 0.1DEG C, TDFN-8
MAX30205MTA+
-
Поиск
предложений
MAXREFDES100#
MAXREFDES100#
Maxim Integrated
Арт.: 2210811 ИНФО PDF AN RD
Поиск
предложений
Оценочная платформа MAXREFDES100#.
MAXREFDES100#
-
Поиск
предложений
MAXREFDES100HDK#
MAXREFDES100HDK#
Maxim Integrated
Арт.: 2210812 ИНФО PDF AN RD
Поиск
предложений
PROGRAMMING BOARD FOR MAXREFDES100#
MAXREFDES100HDK#
-
Поиск
предложений
MAX30205EVSYS#
MAX30205EVSYS#
Maxim Integrated
Арт.: 2259825 ИНФО PDF RD
Поиск
предложений
EVAL BOARD, TEMPERATURE SENSOR
MAX30205EVSYS#
-
Поиск
предложений

Сравнение позиций

  • ()