RU2038575C1

RU2038575C1 - Medical thermometer

Info

Publication number: RU2038575C1
Application number: SU5055700/14A
Authority: RU
Inventors: В.А. Гончаров
Original assignee: Казанский физико-технический институт Казанского научного центра РАН
Priority date: 1992-07-21
Filing date: 1992-07-21
Publication date: 1995-06-27

Abstract

FIELD: medicine; control of intratissue temperature during radio frequency hyperthermia. SUBSTANCE: medical thermometer comprises a flexible temperature probe with a temperature transmitter in the form of a blind capillary filled with a thermometric medium and installed with a provision for moving in a protective envelope, and an indicating unit which comprises a thermometric medium state transmitter connected with the capillary, a capillary receiver connected with the receiver temperature control unit, a computing device connected with the thermometric medium state transmitter, ad a receiver temperature control unit. The capillary has a constant cross section, the thermometric medium is a dielectric fluid while the state transmitter has the form of a transmitter of the fluid entering from the capillary. The capillary receiver is made as two flat parallel plates divided by straight guide gaskets while the part of the capillary accommodated in the receiver is positioned in the gap in the form of a variable-length loop. The protective envelope on the inactive portion of the probe has an additional thermostating envelope. EFFECT: reduced time of thermometer measuring cycle during measurements of temperature distribution in the investigated object. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области термометрии, конкретно к медицинским термометрам для измерения температуры в зоне действия радиочастотного электромагнитного поля, и предназначено, преимущественно, для контроля внутритканевой температуры в сеансах радиочастотной (ВЧ и СВЧ) гипертермии при лечении онкологических заболеваний. The invention relates to the field of thermometry, specifically to medical thermometers for measuring temperature in a radio frequency electromagnetic field, and is intended primarily to control interstitial temperature in radio frequency (HF and microwave) hyperthermia sessions in the treatment of cancer.

Известны медицинские термометры (Б.А.Красюк, О.Г.Семенов, А.Г.Шереметьев, В. А. Шестериков. Световодные датчики. М. Машиностроение, 1990 256 с.), нечувствительные к радиочастотному электромагнитному полю, содержащие гибкий температурный зонд, образованный волоконным световодом и расположенным на его торце датчиком температуры, источник света и блок регистрации. Благодаря температурной зависимости оптических свойств среды, используемой в датчике (например, показателя преломления или спектра флуоресценции), регистрируемые параметры светового излучения, отраженного или переизлученного датчиков (например, интенсивность или величины, характеризующие спектр), однозначно связаны с измеряемой температурой, на чем и основано действие этих термометров. К недостаткам таких устройств следует отнести: сравнительно большой диаметр датчика (1,5-3 мм); нелинейность его передаточной характеристики; конструктивную сложность блока регистрации; невозможность оперативного измерения распределения температур в исследуемом объекте. Known medical thermometers (B. A. Krasyuk, O. G. Semenov, A. G. Sheremetyev, V. A. Shesterikov. Light-guide sensors. M. Mechanical Engineering, 1990, 256 pp.), Insensitive to radio-frequency electromagnetic field, containing a flexible temperature a probe formed by a fiber light guide and a temperature sensor located at its end, a light source and a recording unit. Due to the temperature dependence of the optical properties of the medium used in the sensor (for example, the refractive index or fluorescence spectrum), the recorded parameters of light radiation, reflected or reradiated sensors (for example, the intensity or values characterizing the spectrum) are unambiguously related to the measured temperature, which is based on the effect of these thermometers. The disadvantages of such devices include: the relatively large diameter of the sensor (1.5-3 mm); nonlinearity of its transfer characteristic; design complexity of the registration unit; the impossibility of rapid measurement of the temperature distribution in the studied object.

Известен термометр для измерения температуры объекта, находящегося под воздействием высокочастотного электромагнитного поля (пат. США N 4785824, А 61 В, 1989), содержащий гибкий (световодный) температурный зонд с люминесцентным датчиком температуры, смонтированным на оптически прозрачном элементе, прикрепленном к концу световода, и соединенный с зондом блок регистрации. A known thermometer for measuring the temperature of an object under the influence of a high-frequency electromagnetic field (US Pat. US N 4785824, A 61 V, 1989), containing a flexible (fiber) temperature probe with a luminescent temperature sensor mounted on an optically transparent element attached to the end of the fiber, and a recording unit connected to the probe.

Действие известного термометра основано на измерении спектральных параметров, характеризующих люминесценцию материала датчика и зависящих от температуры. При измерении внутритканевой температуры зонд вводят (имплантируют) непосредственно в исследуемый орган, нагреваемый высокочастотным электромагнитным полем. The action of the known thermometer is based on the measurement of spectral parameters characterizing the luminescence of the sensor material and depending on temperature. When measuring the interstitial temperature, the probe is inserted (implanted) directly into the organ under investigation heated by a high-frequency electromagnetic field.

Это техническое решение наиболее близко к заявляемому и выбрано в качестве прототипа. This technical solution is closest to the claimed and selected as a prototype.

Известный термометр имеет следующие недостатки. Known thermometer has the following disadvantages.

1. Прибор не позволяет оперативно оценивать распределение темпеpатур в исследуемом органе, так как перемещение зонда, непосредственно введенного в ткань, крайне затруднительно и травматично. Возможное использование дополнительной защитной оболочки (микрокатетера), внутри которой можно было бы свободно перемещать зонд, также не привело бы к существенному сокращению времени, затрачиваемого на оценку распределения температур, что связано с необходимостью ручного перемещения зонда и визуального считывания показаний термометра, соответствующих различным положениям зонда. 1. The device does not allow to quickly evaluate the temperature distribution in the organ under study, since the movement of the probe directly inserted into the tissue is extremely difficult and traumatic. The possible use of an additional protective shell (microcatheter), inside which the probe could be freely moved, would also not lead to a significant reduction in the time taken to estimate the temperature distribution, which is associated with the need to manually move the probe and visually read the thermometer corresponding to different probe positions .

2. Как следует из описания известного термометра, выбранного в качестве прототипа, внешний диаметр его температурного зонда составляет 0,25 мм; в этом случае дополнительная защитная оболочка (необходимая при измерении распределения температур), обладающая достаточной механической прочностью, должна иметь внешний диаметр около 1 мм. Введение такой оболочки в ткань также весьма травматично. 2. As follows from the description of the known thermometer selected as a prototype, the outer diameter of its temperature probe is 0.25 mm; in this case, an additional protective shell (necessary when measuring the temperature distribution), which has sufficient mechanical strength, should have an external diameter of about 1 mm. The introduction of such a shell into the tissue is also very traumatic.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является уменьшение диаметра температурного зонда с целью снижения травматичности при его введении в ткань, и сокращение времени измерительного цикла термометра при измерении распределения температур в исследуемом объекте. The problem to which the invention is directed is to reduce the diameter of the temperature probe in order to reduce the morbidity when it is introduced into the tissue, and to reduce the time of the measuring cycle of the thermometer when measuring the temperature distribution in the studied object.

Решение поставленной задачи заключается в том, что в известном термометре, содержащем гибкий температурный зонд с датчиком температуры и соединенный с ним блок регистрации температурный зонд и датчик температуры выполнены в виде глухого капилляра, заполненного термометрическим телом и размещенного с возможностью перемещения в защитной оболочке, а блок регистрации содержит соединенный с капилляром датчик состояния термометрического тела, блок привода капилляра, приемника капилляра, соединенный с блоком контроля температуры приемника, и вычислительное устройство, соединенное с датчиком состояния термометрического тела, блоком привода капилляра и блоком контроля температуры приемника. The solution to this problem lies in the fact that in the known thermometer containing a flexible temperature probe with a temperature sensor and a temperature probe connected to it, the temperature probe and the temperature sensor are made in the form of a blind capillary filled with a thermometric body and placed with the possibility of movement in a protective shell, and the unit the registration contains a thermometer body sensor connected to the capillary, a capillary drive unit, a capillary receiver, a receiver connected to a temperature control unit a, and a computing device connected to a state sensor of a thermometric body, a capillary drive unit and a receiver temperature control unit.

Интегральные параметры состояния (например, объем, давление и т.д.) термометрического тела, заполняющего подвижный капилляр, частично расположенный в буферной емкости (приемнике) при известной температуре, и частично в оболочке, помещенной в среду с произвольным распределением температур, однозначно связаны с температурой в той точке, где в данный момент находится свободный (перемещаемый) конец капилляра, что позволяет, регистрируя какой-либо из этих интегральных параметров как функцию координаты конца капилляра, получать полную информацию о распределении температур вдоль оболочки. The integral state parameters (for example, volume, pressure, etc.) of the thermometric body filling the movable capillary, partially located in the buffer tank (receiver) at a known temperature, and partially in the shell placed in a medium with an arbitrary temperature distribution, are uniquely associated with temperature at the point where the free (movable) end of the capillary is currently located, which allows, by registering any of these integral parameters as a function of the coordinate of the end of the capillary, to obtain complete information tion on the distribution of temperatures along the shell.

Предложенное техническое решение дает возможность существенно уменьшить диаметр температурного зонда, так как зонд содержит единственный капилляр, внешний диаметр которого, как правило, не превышает 0,1-0,03 мм; при этом минимально допустимый внешний диаметр защитной оболочки (ее участка, помещаемого в исследуемую среду) зависит от прочности применяемого материала оболочки и может быть доведен до 0,5-0,2 мм и менее. The proposed technical solution makes it possible to significantly reduce the diameter of the temperature probe, since the probe contains a single capillary, the outer diameter of which, as a rule, does not exceed 0.1-0.03 mm; the minimum permissible outer diameter of the protective shell (its portion placed in the test medium) depends on the strength of the applied shell material and can be brought to 0.5-0.2 mm or less.

Поскольку время установления равновесного значения локальной температуры для капилляров диаметром порядка сотых долей миллиметра (при контакте с воздухом при атмосферном давлении) исчисляется сотыми долями секунды, а постоянную времени датчика состояния термометрического тела выбирают того же порядка величины или менее, предложенное техническое решение позволяет сократить время измерительного цикла термометра при измерении распределения температур. Наличие механического привода капилляра и быстродействующего вычислительного устройства приводит к дополнительному сокращению времени измерительного цикла. Since the time to establish the equilibrium value of the local temperature for capillaries with a diameter of the order of hundredths of a millimeter (when in contact with air at atmospheric pressure) is calculated in hundredths of a second, and the time constant of the state sensor of the thermometric body is chosen of the same order of magnitude or less, the proposed technical solution allows to reduce the measurement time thermometer cycle when measuring temperature distribution. The presence of a mechanical capillary drive and a high-speed computing device leads to an additional reduction in the measurement cycle time.

Использование жидкости в качестве термометрического тела, и датчика объема этой жидкости в качестве датчика состояния термометрического тела обеспечивает высокое быстродействие системы "капилляр датчик состояния" (по сравнению, например, с вариантом, когда капилляр заполнен газом, давление которого перемещает столб жидкости в датчике), а также аддитивность и линейность вкладов локальных температур в регистрируемый параметр (объем жидкости, поступающей в датчик из капилляра), что приводит к упрощению алгоритма вычисления распределения температур и конструкции вычислительного устройства. Используемая жидкость является диэлектрической (имеет малые диэлектрические потери в диапазоне высоких и сверхвысоких частот), что практически устраняет погрешность, связанную с непосредственным нагревом термометрического тела радиочастотным электромагнитным полем. В качестве термометрических жидкостей могут быть использованы, например, жидкие углеводороды или их смеси. The use of a liquid as a thermometric body, and a volume sensor of this liquid as a state sensor of a thermometric body ensures high performance of the capillary state sensor system (compared, for example, to the case when the capillary is filled with gas, the pressure of which moves the liquid column in the sensor), as well as the additivity and linearity of the local temperature contributions to the recorded parameter (the volume of fluid entering the sensor from the capillary), which simplifies the distribution calculation algorithm temperatures and design of the computing device. The fluid used is dielectric (it has small dielectric losses in the high and ultra-high frequency range), which practically eliminates the error associated with the direct heating of a thermometric body by a radio-frequency electromagnetic field. As thermometric liquids, for example, liquid hydrocarbons or mixtures thereof can be used.

При любом выборе термометрического тела и датчика состояния алгоритм вычислений и конструкция вычислительного устройства оказываются наиболее простыми, если капилляр имеет постоянное поперечное сечение (является однородным). With any choice of a thermometric body and a state sensor, the calculation algorithm and the design of the computing device turn out to be the simplest if the capillary has a constant cross-section (is homogeneous).

Для устранения погрешности, связанной с изменениями регистрируемого параметра термометрического тела, вызванными изгибом участка капилляра, находящегося в приемнике, последний в конкретном варианте конструкции термометра выполнен в виде двух плоских параллельных пластин, разделенных прямолинейными параллельными прокладками-направляющими, причем находящийся в приемнике участок капилляра расположен в зазоре между пластинами в виде петли переменной длины, криволинейная часть которой имеет постоянные геометрические параметры (длину и локальную кривизну). To eliminate the error associated with changes in the recorded parameter of the thermometric body caused by the bending of the capillary portion located in the receiver, the latter in a specific design of the thermometer is made in the form of two flat parallel plates separated by rectilinear parallel gaskets-guides, and the portion of the capillary located in the receiver is located in the gap between the plates in the form of a loop of variable length, the curvilinear part of which has constant geometric parameters (length and local curvature).

Для ослабления влияния температуры окружающей среды защитная оболочка, за исключением ее оконечной части, вводимой в исследуемый объект, снабжена дополнительной термостатирующей оболочкой, причем последняя может быть выполнена как пассивной (например, в виде толстостенной трубки из пористого пластика), так и активной (например, в виде термостатирующей рубашки с циркулирующим теплоносителем). Оконечная (рабочая) часть защитной оболочки выполнена съемной и имеет минимально возможную толщину стенки, определяемую прочностью материала оболочки. To weaken the influence of ambient temperature, the protective shell, with the exception of its end part introduced into the object under study, is equipped with an additional thermostatic shell, the latter can be made either passive (for example, in the form of a thick-walled tube made of porous plastic), or active (for example, in the form of a thermostatic jacket with a circulating coolant). The end (working) part of the protective shell is removable and has the minimum possible wall thickness, determined by the strength of the shell material.

Предложенный термометр может быть использован, в частности, как элемент системы для измерения двух- и трехмерного распределения температур, которая может содержать несколько температурных зондов и общий многоканальный блок регистрации. Возможность получать оценку объемного распределения температур в объекте особенно важна для медицинских приложений предложенного технического решения. The proposed thermometer can be used, in particular, as an element of a system for measuring two- and three-dimensional temperature distribution, which may contain several temperature probes and a common multi-channel recording unit. The ability to obtain an estimate of the volumetric temperature distribution in an object is especially important for medical applications of the proposed technical solution.

На фигуре приведена общая схема термометра. The figure shows a general diagram of a thermometer.

Температурный зонд выполнен в виде гибкого сухого капилляра 1 (например, стеклянного или кварцевого капилляра, имеющего внешний диаметр 0,03-0,1 мм и длину порядка 1 м), заполненного термометрическим телом (например, диэлектрической жидкостью), и свободно размещенного в глухой защитной оболочке 2, которая в конкретных вариантах конструкции снабжена дополнительной термостатирующей оболочкой 3. Блок регистрации 4 содержит соединенный с капилляром 1 датчик 5 состояния термометрического тела (например, емкостный датчик количества жидкости, поступающей из капилляра 1), блок 6 привода капилляра 1 (например, шаговый двигатель с фрикционным роликом и устройством управления), приемник 7 капилляра 1, в конкретном варианте конструкции выполненный в виде двух плоских параллельных пластин (на фигуре они расположены в плоскости рисунка, а их контур совпадает с контуром приемника 7), разделенных прокладками-направляющими (выделены косой штриховкой), в котором (приемнике) в виде петли 8 расположена часть капилляра 1, блок 9 контроля температуры приемника 7 и вычислительное устройство 10, соединенное с датчиком 5 и блоками 6 и 9. Вычислительное устройство 10 в конкретных вариантах исполнения представляет собой аналоговый или цифровой вычислитель с фиксированной программой, либо универсальный микрокомпьютер. Капилляр 1 изображен на фигуре в двух произвольных положениях (сплошной и штриховой линиями). The temperature probe is made in the form of a flexible dry capillary 1 (for example, a glass or quartz capillary having an external diameter of 0.03-0.1 mm and a length of the order of 1 m), filled with a thermometric body (for example, a dielectric fluid), and freely placed in a blank a protective shell 2, which in certain design variants is equipped with an additional thermostatic shell 3. The registration unit 4 contains a sensor 5 for the state of the thermometric body connected to the capillary 1 (for example, a capacitive sensor for the amount of liquid arising from capillary 1), capillary drive unit 6 (for example, a stepper motor with a friction roller and control device), capillary 1 receiver 7, in a particular embodiment, made in the form of two flat parallel plates (in the figure they are located in the plane of the figure, and their contour coincides with the contour of the receiver 7), separated by gaskets-guides (highlighted by oblique hatching), in which (the receiver) in the form of a loop 8 is located part of the capillary 1, the temperature control unit 9 of the receiver 7 and the computing device 10 connected with a sensor 5 and blocks 6 and 9. Computing device 10 in specific versions is an analog or digital computer with a fixed program, or a universal microcomputer. Capillary 1 is depicted in the figure in two arbitrary positions (solid and dashed lines).

Термометр работает следующим образом. The thermometer works as follows.

В исходном состоянии участок капилляра 1, находящийся в приемнике 7, имеет максимальную длину, и капилляр 1 целиком расположен в пределах термостатирующей оболочки 3 и блока регистрации 4. Рабочая (оконечная) часть защитной оболочки 2 отсоединена. Перед началом измерений рабочую часть оболочки 2 вводят в исследуемый объект. При измерении внутритканевой температуры введение может осуществляться, например, с помощью жесткого металлического стержня, который затем удаляют. К помещенной в исследуемый объект рабочей части оболочки 2 присоединяют остальную ее часть. In the initial state, the portion of the capillary 1 located in the receiver 7 has a maximum length, and the capillary 1 is entirely located within the thermostatic shell 3 and the registration unit 4. The working (terminal) part of the protective shell 2 is disconnected. Before starting the measurement, the working part of the shell 2 is introduced into the object under study. When measuring interstitial temperature, the introduction can be carried out, for example, using a rigid metal rod, which is then removed. The rest of the shell is attached to the working part of the shell 2 placed in the studied object.

По команде, поступившей из вычислительного устройства 10, блок привода 6 начинает перемещать капилляр 1 вдоль оболочки 2 (в конкретных вариантах исполнения прибора подача капилляра 1 может осуществляться непрерывно (с постоянной скоростью), либо дискретно (по шагам). By the command received from the computing device 10, the drive unit 6 begins to move the capillary 1 along the shell 2 (in specific embodiments of the device, the supply of the capillary 1 can be carried out continuously (at a constant speed), or discretely (in steps).

Температуру Т_о приемника 7 измеряют с помощью блока 9 контроля температуры; в конкретных вариантах исполнения температуру приемника 7 с помощью блока 9 поддерживают постоянной. В том и другом случае информация об этой температуре поступает в вычислительное устройство 10.The temperature T _{o of the} receiver 7 is measured using a temperature control unit 9; in specific embodiments, the temperature of the receiver 7 by means of block 9 is kept constant. In either case, information about this temperature enters the computing device 10.

Таким образом, одна часть капилляра 1 находится в неизвестном поле температур Т(х), где х криволинейная координата, отсчитываемая вдоль оболочки 2, а другая (дополнительная) его часть в приемнике 7 при известной температуре Т_о, и при движении капилляра соотношение между этими частями изменяется.Thus, one part of capillary 1 is in an unknown temperature field T (x), where x is the curvilinear coordinate measured along the shell 2, and the other (additional) part in receiver 7 at a known temperature T _o , and when the capillary moves, the ratio between these parts changing.

При этом информация о параметре F(х) термометрического тела, регистрируемом датчиком 5 в функции координаты х перемещаемого конца капилляра 1, также поступает в вычислительное устройство 10. По функции F(х) и значению температуры Т_о вычислительное устройство 10 восстанавливает зависимость Т(х) и передает информацию о ней на индикатор или в какое-либо внешнее устройство.In this case, information about the parameter F (x) of the thermometric body recorded by the sensor 5 as a function of the coordinate x of the moved end of the capillary 1 also enters the computing device 10. Using the function F (x) and the temperature value T _{о, the} computing device 10 restores the dependence T (x ) and transmits information about it to the indicator or to some external device.

По достижении рабочим концом капилляра 1 крайнего (левого по фигуре) положения вычислительное устройство 10 подает команду реверса на блок привода 6, который возвращает капилляр 1 в исходное положение, на чем измерительный цикл заканчивается. По следующей команде вычислительного устройства 10 начинается новый измерительный цикл. Регистрация параметра F(х) в других версиях алгоритма работы термометра может происходить при движении капилляра 1 в обратном направлении или в обоих направлениях. Upon reaching the working end of the capillary 1 of the extreme (left in the figure) position, the computing device 10 sends a reverse command to the drive unit 6, which returns the capillary 1 to its original position, where the measurement cycle ends. According to the next command of computing device 10, a new measuring cycle begins. The registration of the parameter F (x) in other versions of the algorithm of the thermometer can occur when the capillary 1 moves in the opposite direction or in both directions.

В конкретном варианте термометра, когда в качестве термометрического тела использована жидкость, а датчик 5 регистрирует объем ΔV этой жидкости, поступившей в него из капилляра 1, указанный объем ΔV связан с распределением температур Т(х) вдоль оболочки 2 и температурой Т_о приемника 7 следующим соотношением:
ΔV(x) α S(x′)[T(x-x′)-T_o]dx′ где х координата рабочего (перемещаемого) конца капилляра 1, отсчитываемая вдоль оболочки 2 от входа датчика 5 в направлении рабочего конца оболочки 2, х' координата, отсчитываемая от рабочего конца капилляра 1 в обратном направлении, α коэффициент объемного расширения термометрической жидкости, S(x') площадь поперечного сечения капилляра.In a specific embodiment of the thermometer, when a liquid is used as a thermometric body, and the sensor 5 registers the volume ΔV of this liquid entering it from the capillary 1, the indicated volume ΔV is associated with the temperature distribution T (x) along the shell 2 and the temperature T _{о of the} receiver 7 as follows ratio:
ΔV (x) α S (x ′) [T (xx ′) - T _o ] dx ′ where x is the coordinate of the working (moving) end of the capillary 1, counted along the shell 2 from the input of the sensor 5 in the direction of the working end of the shell 2, x 'is the coordinate counted from the working the end of the capillary 1 in the opposite direction, α is the coefficient of volume expansion of the thermometric liquid, S (x ') is the cross-sectional area of the capillary.

Вычислительное устройство 10 восстанавливает зависимость Т(х), производя численное решение интегрального уравнения (1). Распределение поперечного сечения S(x') постоянно для каждого конкретного капилляра. При налаживании прибора его определяют экспериментально (например, регистрируя величину ΔV(x) для зонда, целиком погруженного в жидкостный термостат), и заносят в долговременную память вычислительного устройства 10. The computing device 10 restores the dependence T (x), producing a numerical solution of the integral equation (1). The cross-sectional distribution S (x ') is constant for each particular capillary. When setting up the device, it is determined experimentally (for example, by recording the value of ΔV (x) for a probe completely immersed in a liquid thermostat) and stored in the long-term memory of computing device 10.

В конкретном исполнении термометра, когда капилляр 1 выполнен однородным, т.е. S(x ') S const, соотношение (1) принимает вид
d[ΔV(x)]/dx=αS[T(x) T_o] (2) и восстановление зависимости Т(х) сводится к численному дифференцированию регистрируемой функции ΔV(x), производимому устройством 10. В частности, если подачу капилляра 1 осуществляют с постоянной скоростью, то дифференцирование по координате х может быть заменено дифференцированием по времени например, в аналоговом варианте, с помощью дифференциатора на операционном усилителе. Данный вариант термометра требует наименьших аппаратурных затрат, но при этом предъявляются повышенные требования к технологическому допуску на площадь поперечного сечения капилляра 1.In a specific embodiment of the thermometer, when the capillary 1 is uniform, i.e. S (x ') S const, relation (1) takes the form
d [ΔV (x)] / dx = αS [T (x) T _o ] (2) and the restoration of the dependence T (x) is reduced to the numerical differentiation of the recorded function ΔV (x) produced by device 10. In particular, if the capillary is supplied 1 is carried out at a constant speed, the differentiation in the x coordinate can be replaced by differentiation in time, for example, in the analogue version, using a differentiator on an operational amplifier. This version of the thermometer requires the least hardware costs, but at the same time there are increased requirements for technological tolerance on the cross-sectional area of capillary 1.

Дополнительная термостатирующая оболочка 3 ослабляет влияние изменений температуры окружающей среды на показания термометра. Применение активной оболочки 3 с циркулирующим теплоносителем наиболее эффективно, но не является обязательным, так как для нормальной работы термометра достаточно лишь исключить быстрые изменения средней температуры промежуточного участка защитной оболочки 2, что достигается и применением пассивной (теплоизолирующей) оболочки 3. При этом изменения регистрируемого параметра термометрического тела, вызываемые перемещением конца капилляра в исследуемом поле температур ("полезный сигнал"), должны настолько превышать изменения этого параметра, связанные с нестационарностью поля температур в исследуемом объекте и окружающей среде ("сигнал помехи"), чтобы погрешность измерения локальной температуры не превышала заданной величины. Additional thermostatic casing 3 reduces the effect of changes in ambient temperature on the thermometer. The use of an active shell 3 with a circulating coolant is most effective, but is not necessary, since for the normal operation of the thermometer it is enough to exclude rapid changes in the average temperature of the intermediate section of the protective shell 2, which is also achieved by using a passive (heat-insulating) shell 3. In this case, changes in the recorded parameter thermometric bodies caused by the movement of the end of the capillary in the studied temperature field ("useful signal") should so exceed the changes in this pair a meter associated with the non-stationary temperature field in the object under study and the environment ("interference signal") so that the error in measuring the local temperature does not exceed a predetermined value.

Например, для описанного выше варианта термометра с однородным капилляром, заполненным жидкостью, скорость dx/dt подачи капилляра 1 и скорость

/∂t изменения его средней температура

, связанного с нестационарностью температурного поля объекта и окружающей среды, должны удовлетворять соотношению
δT(dx/dt)≥ L(

/∂t) где δТ допустимая погрешность измерения локальной температуры; Т, L общая длина капилляра 1. Дополнительная оболочка 3 снижает величину

/∂t, а тем самым и минимально допустимую скорость подачи капилляра 1. Так как скорость подачи ограничена быстродействием системы "капилляр 1 датчик 5", применение дополнительной оболочки может оказаться необходимым для выполнения приведенного выше соотношения.For example, for the above-described variant of a thermometer with a uniform capillary filled with liquid, the feed rate dx / dt of capillary 1 and the speed

/ ∂t changes its average temperature

associated with the non-stationary temperature field of the object and the environment must satisfy the relation
δT (dx / dt) ≥ L (

/ ∂t) where δТ is the permissible error of measuring the local temperature; T, L the total length of the capillary 1. The additional shell 3 reduces the value

/ ∂t, and thereby the minimum allowable feed rate of capillary 1. Since the feed rate is limited by the speed of the system “capillary 1 sensor 5", the use of an additional shell may be necessary to fulfill the above ratio.

Приемник 7 капилляра 1, конструкция которого схематически представлена на фигуре, обеспечивает постоянство геометрических параметров криволинейной части петли 8 капилляра 1, находящейся в приемнике 7, при движении рабочего конца капилляра 1, и, следовательно, постоянство вклада от этой деформированной части капилляра в значения параметра, регистрируемого датчиком 5. Погрешность же, связанная с деформацией капилляра в пределах зонда, незначительна, так как радиус изгиба капилляра в этом случае ограничен жесткостью оболочек 2 и 3 и достаточно велик. The receiver 7 of the capillary 1, the design of which is schematically shown in the figure, ensures that the geometric parameters of the curved part of the loop 8 of the capillary 1 located in the receiver 7 are constant when the working end of the capillary 1 moves, and, therefore, the contribution from this deformed part of the capillary to the parameter is constant, recorded by the sensor 5. The error associated with the deformation of the capillary within the probe is insignificant, since the bending radius of the capillary in this case is limited by the rigidity of the shells 2 and 3 and is sufficient great.

Таким образом, предложенное техническое решение приводит к уменьшению диаметра температурного зонда и, следовательно, к снижению травматичности при введении зонда в ткань, а также к сокращению времени измерительного цикла термометра при измерении распределения температур в объекте, что, в частности, отвечает требованиям, предъявляемым к приборам для температурного контроля в терапевтической ВЧ и СВЧ гипертермии. Thus, the proposed technical solution leads to a decrease in the diameter of the temperature probe and, consequently, to a reduction in the morbidity during the introduction of the probe into the tissue, as well as to a reduction in the measuring cycle time of the thermometer when measuring the temperature distribution in the object, which, in particular, meets the requirements for devices for temperature control in therapeutic RF and microwave hyperthermia.

Claims

1. MEDICAL THERMOMETER, comprising a flexible temperature probe with a temperature sensor and a recording unit connected to it, characterized in that the temperature probe and temperature sensor are made in the form of a blind capillary filled with a thermometric body and placed with the possibility of movement in a protective shell, and the registration unit contains thermometer body sensor connected to the capillary, capillary drive unit, capillary receiver connected to the receiver temperature control unit, and computing device a connected state with thermometric sensor body, the capillary driving unit and receiver unit of temperature control.

2. The thermometer according to claim 1, characterized in that the thermometric body is a dielectric fluid, and the state sensor of the thermometric body is made in the form of a sensor for the amount of fluid received from the capillary.

3. The thermometer according to claim 1, characterized in that the capillary is made with a constant cross section.

4. The thermometer according to claim 1, characterized in that the capillary receiver is made in the form of two flat parallel plates separated by rectilinear parallel gaskets-guides, and the part of the capillary located in the receiver is located in the gap between the plates in the form of a loop of variable length, while the curved part hinges are made with constant geometric parameters.

5. The thermometer according to claim 1, characterized in that the protective shell on the non-working portion of the probe is equipped with an additional thermostatic shell.