Введение

Устройство для измерения температуры тела. Медицинский или клинический термометр – это прибор, используемый для измерения температуры тела человека или животного. Кончик термометра помещают в рот под язык (оральная или сублингвальная температура), под подмышку (аксиллярная температура), в прямую кишку через анус (ректальная температура), в ухо (тимпаническая температура) или на лоб (темпоральная температура).

История

Медицинский термометр возник как инструмент, более уместно называемый водяным термоскопом, созданным Галилео Галилеем примерно в 1592–1593 годах. Он не имел точной шкалы для измерения температуры и мог подвергаться влиянию изменений атмосферного давления. Итальянский врач Санторио Санторио – первый известный человек, применивший измеримую шкалу к термоскопу и описавший это в 1625 году, хотя он, возможно, изобрел её ещё в 1612 году. Его модели были громоздкими, непрактичными и требовали значительного времени для точного измерения температуры пациента оральным способом. Выдающийся голландский математик, астроном и физик Христиан Гюйгенс создал клинический термометр в 1665 году, дополнив его ранней формой шкалы Цельсия, установив точки замерзания и кипения воды. Независимо от Цельсия, лионский физик Жан-Пьер Кристин, бессменный секретарь Академии наук, изящных искусств и литературы Лиона, разработал аналогичную шкалу, в которой 0 соответствовало точке замерзания воды, а 100 – точке кипения. 19 мая 1743 года он опубликовал конструкцию ртутного термометра, "Термометр Лиона", изготовленного мастером Пьером Казати, который использовал эту шкалу. Медицинский термометр применялся голландским химиком и врачом Германом Боерхааве (1668–1738), а также его известными учениками Жераром ван Свитеном (1700–1772) и Антоном де Хаеном (1704–1776). Примерно в то же время его использовал шотландский врач Джордж Мартин (1700–1741). Де Хаен добился значительных успехов в медицине благодаря термометру. Наблюдая за взаимосвязью между изменением температуры тела пациента и физическими симптомами болезни, он пришел к выводу, что запись температуры может предоставить врачу информацию о состоянии здоровья пациента. Однако его предложения не встретили энтузиазма у коллег, и медицинский термометр оставался малоиспользуемым инструментом в медицине.

Классификация по месту

Температуру можно измерять в различных местах тела, поддерживающих относительно стабильную температуру (преимущественно орально, подмышечно, ректально, тимпанически или височно). Нормальная температура незначительно варьируется в зависимости от места измерения; оральное показание 37 °C не соответствует ректальному, височному и т.д. показаниям того же значения. При указании температуры необходимо также указывать место измерения. Если температура указана без уточнения (например, типичная температура тела), обычно подразумевается сублингвальное измерение. Различия между температурой ядра тела и измерениями в разных местах, известные как клиническая погрешность, обсуждаются в статье о нормальной температуре человеческого тела. Измерения подвержены как клинической погрешности, зависящей от места измерения, так и изменчивости между серией измерений (стандартным отклонениям разностей). Например, одно исследование показало, что клиническая погрешность ректальной температуры была выше, чем для температуры, измеренной в ухе с помощью ряда тестируемых термометров, но изменчивость была ниже.

Пероральный

Температуру во рту можно измерять только у пациента, способного надежно удерживать термометр под языком, что обычно исключает маленьких детей или людей без сознания, а также тех, кто страдает от сильного кашля, слабости или рвоты. (Это менее актуально для быстродействующих цифровых термометров, но представляет собой проблему для ртутных термометров, которым требуется несколько минут для стабилизации показаний.) Если пациент предварительно выпил горячую или холодную жидкость, необходимо выждать время, чтобы температура полости рта вернулась к нормальному значению. Типичный диапазон показаний сублингвального термометра при использовании у людей составляет примерно от 35 °C до 42 °C или от 90 °F до 110 °F.

Подмышка

Температуру в подмышечной впадине (аксиллярную температуру) измеряют, плотно прижимая термометр к подмышечной области. Для получения точного результата необходимо удерживать термометр в течение нескольких минут. Аксиллярная температура, увеличенная на 1 °C, является хорошим показателем ректальной температуры у пациентов старше 1 месяца. Точность измерения в подмышечной впадине признанно ниже, чем при ректальном измерении.

Ректальный

Измерение температуры ректальным термометром, особенно если его проводит не сам пациент, следует облегчать с использованием лубриканта на водной основе для личного применения. Хотя ректальная температура является наиболее точной, этот метод может восприниматься как неприятный или смущающий; в 1966 году журнал Time отметил: «Для многих введение ректального термометра остается унизительной процедурой». Кроме того, при неправильной технике измерения ректальная температура может быть дискомфортной и в некоторых случаях болезненной для пациента. Измерение ректальной температуры считается предпочтительным методом для младенцев.

Ухо

Ушной термометр был изобретен доктором Теодором Г. Бензингером в 1964 году. В то время он искал способ измерения температуры, максимально приближенного к температуре мозга, поскольку гипоталамус, расположенный в основании мозга, регулирует основную температуру тела. Ему удалось это сделать, используя кровеносные сосуды барабанной перепонки ушного канала, которые имеют общую связь с гипоталамусом. До изобретения ушного термометра, быстрое и удобное измерение температуры можно было осуществить только орально, ректально или в подмышечной впадине. Ранее, для точного измерения температуры мозга, врачам требовалось прикреплять электроды непосредственно к гипоталамусу пациента.

Темпоральная артерия

Термометры для измерения температуры височной артерии, основанные на инфракрасном принципе, становятся все более распространенными в клинической практике благодаря простоте использования и минимальной инвазивности. Однако из-за вариабельности методики и влияния внешних факторов измерения с помощью термометров височной артерии могут страдать от недостаточной прецизионности и, в меньшей степени, точности. Показано, что у этих термометров относительно низкая чувствительность – около 60–70%, но очень высокая специфичность – 97–100% при выявлении лихорадки и гипотермии. В связи с этим не рекомендуется использовать их в отделениях неотложной помощи, таких как отделения интенсивной терапии, или у пациентов, у которых есть подозрение на нарушение терморегуляции. Имеются данные, подтверждающие более высокую точность и прецизионность измерений у детей.

Термометр из пластиковых полос

Термометр прикладывается ко лбу пациента. Обычно это полоска, покрытая различными чувствительными к температуре метками, использующая пластиковый термометр или аналогичную технологию; при определенной температуре метки (цифры, обозначающие температуру) в одной области достигают температуры, при которой становятся видимыми. Этот тип термометра может указывать на наличие лихорадки, но не считается достаточно точным.

Наполненные жидкостью

Традиционный термометр представляет собой стеклянную трубку с колбой на одном конце, содержащую жидкость, которая расширяется равномерно с повышением температуры. Сама трубка узкая (капиллярная) и имеет калибровочные отметки вдоль нее. В качестве жидкости часто используется ртуть, но в спиртовых термометрах применяют окрашенный спирт. В медицине часто используют максимальный термометр, который показывает максимальную достигнутую температуру даже после извлечения из тела. Для измерения температуры колбу помещают в место измерения и оставляют на достаточное время для установления теплового равновесия – обычно пять минут во рту и десять минут под мышкой. Максимальное показание достигается за счет сужения в горлышке, расположенном рядом с колбой. При повышении температуры колбы жидкость расширяется и поднимается по трубке, проходя через сужение. При понижении температуры столбик жидкости обрывается в сужении и не может вернуться в колбу, оставаясь неподвижным в трубке. После снятия показаний термометр необходимо вернуть в исходное состояние, резко встряхивая его, чтобы жидкость прошла обратно через сужение.

Ртуть

Ртутные стеклянные термометры долгое время считались самыми точными жидкостными термометрами. Однако ртуть – это токсичный тяжелый металл, и ее использование в клинических термометрах допускалось только при условии защиты от повреждения трубки. Трубка должна быть очень узкой, чтобы минимизировать количество ртути в ней – температура трубки не контролируется, поэтому в ней должно содержаться значительно меньше ртути, чем в резервуаре, чтобы минимизировать влияние температуры трубки – и это затрудняет считывание показаний, так как узкий ртутный столбик плохо виден. С цветной жидкостью видимость лучше. Многие штаты приняли решение о запрете использования и продажи ртутных термометров из-за риска при обращении с ними и при разливе, а также из-за потенциальной возможности отравления ртутью; энергичное раскачивание, необходимое для "сброса" максимального ртутного термометра, может легко привести к его случайному разбитию и высвобождению ядовитых паров ртути. Ртутные термометры в значительной степени заменены электронными цифровыми термометрами или, реже, термометрами, использующими жидкости, отличные от ртути (например, галинстан, окрашенные спирты и жидкокристаллические материалы, чувствительные к температуре).

Галлий

Одна компания продает термометр такого типа, позиционируя его как "первый аналоговый термометр, не содержащий ртути", поскольку в нем вместо ртути используется жидкий металл галлий. Галлий считается нетоксичным, и его утилизация не представляет экологической опасности. Как и ртуть, галлий остается жидким при температуре тела (температура плавления 29,7 °C), однако, по заявлению производителя, фактически используется сплав галлия, индия и олова, что обеспечивает более низкую температуру плавления.

Термометры с переходом фазы (пунктная матрица)

Для измерения температуры используются образцы инертных химических веществ, которые плавятся при последовательно возрастающих температурах от 35,5 °C до 40,5 °C с шагом 0,1 °C. Они нанесены в виде небольших точек в матрице на тонкую пластиковую лопатку, защищенную прозрачной крышкой. Лопатку помещают под язык пациенту. Через некоторое время лопатку извлекают, и можно увидеть, какие точки расплавились, а какие нет: температуру определяют как температуру плавления последней расплавленной точки. Это недорогие одноразовые устройства, не требующие стерилизации для повторного использования.

Жидкий кристалл

В жидкокристаллическом термометре в пластиковой полосе содержатся теплочувствительные (термохромические) жидкие кристаллы, изменяющие цвет в зависимости от температуры.

Контактная информация

Некоторые электронные термометры могут работать по принципу контакта (электронный датчик помещается в место измерения температуры и удерживается там до достижения равновесия). Как правило, они достигают равновесия быстрее, чем ртутные термометры; термометр может издавать звуковой сигнал по достижении равновесия, либо время, необходимое для этого, может быть указано в документации производителя.

Удаленное управление

Другие электронные термометры работают по принципу дистанционного измерения: инфракрасный датчик реагирует на спектр излучения, испускаемого объектом. Хотя они не находятся в непосредственном контакте с измеряемой областью, они могут соприкасаться с частью тела (например, термометр для измерения температуры барабанной перепонки без контакта вводится в слуховой проход). Для предотвращения риска перекрестного инфицирования пациентов в клиниках и больницах используются одноразовые чехлы для датчиков и одноразовые клинические термометры всех видов.

Точность

Согласно исследованию 2001 года, электронные термометры, представленные на рынке, значительно занижают высокие температуры и завышают низкие температуры. Исследователи заключили, что "современное поколение электронных цифровых клинических термометров в целом может быть недостаточно точным и надежным для замены традиционных стеклянных/ртутных термометров".

Базальный термометр

Базальный термометр – это термометр, используемый для измерения базальной (исходной) температуры тела, то есть температуры, измеренной сразу после пробуждения. На базальную температуру тела факторы окружающей среды, такие как физические упражнения и прием пищи, оказывают гораздо меньшее влияние, чем на дневную температуру. Это позволяет выявлять даже незначительные изменения температуры тела.

Стеклянные оральные термометры обычно имеют деления через каждые 0,1 °C или 0,2 °F. Базальная температура достаточно стабильна, чтобы требовать точности не менее 0,05 °C или 0,1 °F, поэтому специальные стеклянные базальные термометры отличаются от обычных стеклянных оральных термометров. Цифровые термометры с достаточным разрешением (0,05 °C или 0,1 °F вполне достаточно) могут быть пригодны для контроля базальной температуры тела; необходимо проверять технические характеристики, чтобы убедиться в абсолютной точности, а термометры (как и большинство цифровых приборов) следует калибровать через определенные интервалы времени. Если требуется отслеживать только изменения базальной температуры, абсолютная точность не так важна, если показания не имеют значительных колебаний (например, если фактическая температура колеблется от 37,00 °C до 37,28 °C, термометр, который неточно, но последовательно показывает изменение от 37,17 °C до 37,45 °C, будет правильно отображать величину этого изменения). Некоторые цифровые термометры продаются как "базальные термометры" и оснащены дополнительными функциями, такими как увеличенный дисплей, расширенные функции памяти или звуковой сигнал, подтверждающий правильное положение термометра.

Умные и носимые термометры

Умный термометр способен передавать свои показания для сбора, хранения и анализа данных. Носимые термометры могут обеспечивать непрерывное измерение, однако измерение внутренней температуры тела таким способом затруднено.