CC BY
6РАЗРАБОТКА И ОПЫТНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПРИБОРА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ КОНЕЧНОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ЛЕЧЕНИИ ХЛАДОТРАВМ
Никоненко Владимир Афанасьевич
кандидат технических наук, генеральный директор АО НПП «Эталон»
Кропачев Денис Юрьевич начальник СКПБ АО НПП «Эталон» Иванов Василий Алексеевич доктор технических наук, старший научный сотрудник ФГБУН Институт физико-технических проблем Севера СО РАН
имени В.П. Ларионова, Якутск Большев Константин Николаевич кандидат технических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт физико-технических проблем Севера СО РАН
имени В.П. Ларионова, Якутск Андреев Александр Семенович аспирант, ведущий инженер. ФГБУН Институт физико-технических проблем Севера СО РАН
имени В.П. Ларионова, Якутск Алексеев Рево Захарович доктор медицинских наук, профессор.
Медицинский институт ФГАОУ ВПО Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова, Якутск
DEVELOPMENT AND PILOT OPERATION OF A DEVICE FOR TEMPERATURE CONTROL LIMB MAN FOR TREATMENT OF BURN INJURIES FROM THE COLD
Nikonenko Vladimir Afanasyevich, Candidate of Technical Sciences, General director of JSC NPP Etalon
Kropachev Denis Yuryevich, chief of SKPB JSC NPP Etalon
Ivanov Vasily Alekseevich, Doctor of Engineering, senior research associateFGBUN Institute of physics and technology problems of the North of the Siberian Branch of the Russian Academy of Science of V.P. Larionov, Yakutsk
Bolshev Konstantin Nikolaevich, Candidate of Technical Sciences, senior research associate, FGBUN Institute of physics and technology problems of the North of the Siberian Branch of the Russian Academy of Science of V.P. Larionov, Yakutsk
Andreyev Alexander Semenovich, graduate student, leading engineer. FGBUN Institute of physics and technology problems of the North of the Siberian Branch of the Russian Academy of Science of V.P. Larionov, Yakutsk
Alekseev Revo Zakharovich, doctor of medical sciences, professor. Medical institute FGAOU VPO North-Eastern federal university of M. K. Ammosov, Yakutsk
АННОТАЦИЯ
В настоящей работе авторами исследованы теоретические и практические аспекты разработки и контроля температуры конечностей человека при лечении хладотравм. В работе используется цифровые датчики температуры DS18B20, согласованные с портативным контроллером цифровых датчиков.
ABSTRACT
In this paper the theoretical and practical aspects of the development and control of the temperature in the treatment of human limbs hladotravm. We use digital temperature sensor DS18B20, agreed with the portable controller of digital sensors.
Ключевые слова: цифровой датчик температуры, портативный контроллер, измерение низких температур, ожоговая травма.
Keywords: digital temperature sensor, portable controller, measurement of low temperatures, burn injury.
Проблемы, связанные с лечением хладотравм челове- конечность максимально теплоизолируют и применяют ка в суровых климатических условиях Республики Саха различные средства для ускорения кровообращения. При (Якутия), когда температура зимой падает до -60°C, имеют этом важное значение, имеет постоянный контроль тем-неоспоримую актуальность. пературы объекта, а именно крайних точек конечности.
В год в ожоговое отделение г. Якутска поступают около Такой контроль подразумевает использование надежно-200 пострадавших с хладотравмами, из них сразу с улицы го и точного измерительного оборудования. Также изме-в больницу привозят около 5 - 7 человек. В остальных слу- рение температуры травмированных тканей важно для чаях человека сначала заносят домой, тормошат, растира- постановки точного диагноза и определения степени об-ют руки, повреждая сосуды, и только потом обращаются к морожения, в зависимости от которого выбирается спо-врачам [1]. При серьезном обморожении конечностей для соб оказания первой медицинской и врачебной помощи, максимально возможного восстановления необходимо который является решающим в лечении и определяющим соблюдать условие медленного и постепенного отогрева- исход лечения.
ния отмороженных тканей за счет естественного тепло- Термография является ценным методом определения обмена кровообращением. Для этого травмированную эффективности того или иного метода лечения. Привле-
кательной стороной этого метода обследования больных является его абсолютная безвредность, возможность многократных, повторных, динамических исследований и относительная простота в интерпретации полученных результатов. В частности, детальное изучение температурных изменений в тканях охлажденного сегмента, дает возможность диагностировать наличия оледенений тканей. Для того, чтобы доказать наличия оледенения тканей, необходимо определить наличия минусовой температуры в тканях [2].
В частности, детальное изучение температурных изменений в тканях охлажденного сегмента, дает возможность диагностировать наличия оледенений тканей.
Споры на эту тему начались с 1966 г, когда появилась статья Г.А. Бежаева «О хрупкости отмороженных тканей». Для того, чтобы доказать наличия оледенения тканей, необходимо определить наличия минусовой температуры в тканях. Для решения этой задачи необходимо:
- измерительный прибор с возможность измерения температуры от -50 до +100 градусов;
- термодатчики.
Рис. 1. Цифровой датчик температуры DS18B20 Основные характеристики DS18B20
- больные в дореактивном периоде.
В 1972 году изготовлен термометр с датчиком на конце инъекционной иглы. В последнее время имеем возможность определить температуры в тканях и проводить мониторинг повышения температуры.
С этой целью, всем больным, поступившим в дореак-тивном периоде проводилось измерение поверхностной температуры на ногтевых фалангах всех пальцев отмороженных конечностей.
Целью нашей разработки является, непрерывная периодическая регистрация температуры кончиков пальцев человека в течение определенного промежутка времени, которая позволит медикам оценить эффективность тех или иных методик, применяемых при лечении подобных травм. Так как больной при этом должен иметь возможность передвигаться, то прибор должен быть автономен и небольших размеров.
В качестве чувствительных элементов были выбраны цифровые датчики температуры 0818Б20 (рис.1), а также ПКЦД-1/100 (рис.2).
Диапазон измерений от -55°C до +125°C. Точность измерений 0.5°C. Каждый DS18B20 имеет уникальный 64-битный последовательный код, который позволяет, общаться с множеством датчиков DS18B20 установленных на одной шине. Такой принцип позволяет использовать один микропроцессор, чтобы контролировать множество датчиков DS18B20, распределенных по большому участку. Программируемое разрешение от 9 до 12-бит, которое может сохраняться в EEPROM памяти прибора. В дополнение, DS18B20 может питаться напряжением линии данных ("parasite power"), при отсутствии внешнего источника напряжения [3].
В качестве логгера, записывающего показания чувствительных элементов нами используется портативный контроллер цифровых датчиков ПКЦД-1/100 (далее контроллер) предназначен для считывания результатов измерения с цифровых датчиков температуры. По функциям, назначению и области применения прибор аналогичен ПКЦД-1/16, но имеет ряд преимуществ и усовершенствований. Встроенные алгоритмы измерения емкости
линии связи позволяют устойчиво считывать измерения с датчиков на расстоянии 100 и более метров, при емкости линии до 15000пФ. - Контроллер поддерживает до 100 датчиков в сети, с интервалом опроса от 10 секунд до 1 часа. Связь с ПК осуществляется через порт USB, при подключении к USB контроллер может работать без элемента питания. Емкость энергонезависимой памяти - 64кБ. ПКЦД-1/100 может работать в режиме логгера, т.е. автоматически сохранять данные в энергонезависимой памяти с заданной периодичностью, ресурс автономной работы в режиме логгера составляет около 20 суток (изменяется в зависимости от емкости аккумулятора и окружающей температуры) [4].
Опытный образец прибора был создан совместно с ОАО НПП «Эталон» и с его применением была выполнена опытная эксплуатация в ходе, которой получены первые результаты. В качестве объекта выступал пациент ожоговой терапии Республиканской больницы №2 с обморожением конечностей, уже получивший первую помощь. Датчики устанавливались на кончиках пальцев правой руки
человека, затем на пальцах левой руки. Интервал опроса декабря 2015 года с 11:00 до 14:00. Схема установки пред-датчиков был установлен на 60 секунд. Дата испытания - 2 ставлена на (рис. 2).
Рис.2 Схема установки датчиков на руке обмороженного человека.
Данные, полученные в ходе опытной эксплуатации от ожоговом отделении) 02.12.2015 (данные пациента уже получившего лечение в
t,C
33
31
29
21
25
гз
г rf
Бремя
10:19:12 10:45:00 11:10:45 11:45:30 12:14:24 12:43:12 13:12:00 13:40:43 14:09:36
Большой палец, указательный палец, средний палец, безымянный палец, мизинец
Рис. 3. Данные, полученные в ходе опытной эксплуатации.
Выводы
1.Созданный совместно с ОАО НПП «Эталон» прибор для контроля температуры человека, важен для диагностирования и установления степени обморожения. Также данный прибор позволяет контролировать действие различных препаратов, примененных к пациенту.
2. Температурный контроль позволяет диагностировать не только обморожения, но и такие заболевания, как сахарный диабет, мастопатия, аденома.
3. В перспективе, на основе доработанной и модифицированной версии данного прибора необходимо разработать единую методику для диагностирования хладотравм, которая будет применяться повсеместно.
Список литературы:
1.Алексеев Р.З. Замерзших нужно везти не в морг, а в больницу»// http://nvpress.ru/society/8484
2.Алексеев Р.З. Алексеев Ю.Р. Семенова С.В Отморожение с оледенением тканей// https://interactive-plus.ru/e-articles/131/Action131-8123.pdf
3.DS18B20 русское описание работы с датчиком температуры// http://labkit.ru/userfiles/file/documentation/Sensor/ DS18B20_RU.pdf
4.ОАО НПП «ЭТАЛОН» - разработчик и изготовитель.- Портативные контроллеры цифровых датчиков ПКЦД-1/100// http://www.omsketalon.ru/0922_podv/1-100. pdf
