Времева линия на създадените термометри в медицинската наука

От 1610г.

Термометърът е неизменен спътник в отчитането на телесната температура при болестни състояния. Днес съществуват различни видове, но до 16-17 в. не е имало уред, с който лекарите да проверят дали температурата на болния е застрашаващо висока или не.

Дори след изобретяването на първите устройства тяхното развитие и усъвършенстване изминава дълъг път, приносът на много хора е записан в историята, докато в нашето съвремие имаме възможност да използваме малък, точен и евтин инструмент, наречен клиничен термометър.

Най-ранни уреди, измерващи температура

Най-ранните инструменти за измерване на температура са изобретени през 16 и 17 в. В началото тяхната задача е да "измерят" промените в осезаемата топлина още преди концепцията за температура да бъде формулирана. Уредите представляват стъклени тръби с отворен край, който е потопен в съд с вода, а в стъклената тръба навлиза въздух. Всъщност тези първи изобретения се наричат термоскопи и просто отчитат промените в температурата, а не я измерват наистина. Един от създалите ги пионери е Галилео Галилей, който по примера на древногръцкия философ Филон поставил стъклена тръба в колба с течност. През 1610 г. той внася нововъведение, като вместо вода използва вино. Термоскопът е уред, при който липсва температурна скала. Също така поставен в условията на различна надморска височина, става ясно, че променящото се атмосферно налягане оказва влияние върху нивото в тръбата. След него се появява т.нар. Галилеев термометър, който вече разполага с подобна скала.

Първото изображение на термоскоп, показващ скала и поради тази причина може да се нарече термометър, е на Робърт Флуд от 1638 г. А първият, който се опитва да измери човешката температура с термоскоп, е Санторио Санторио през 1612 г. Той калибрира стъклената тръба, в нейния край има затворен накрайник, подобен на крушка, който се поставя в устата. Другият край на тръбата се топи в течност. Въздухът в тръбата се разширява заради оралната температура и течността напуска тръбата. След като болният махне от устата си "крушката", въздухът се охлажда и това кара течността постепенно да се покачва в калибрираната тръба.

През 1654 г. Фердинанд II, велик херцог на Тоскана, изработва първия термометър, при който разширяването и свиването на течността в него не зависи от барометричното налягане. В онези години не е била налице стандартна скала, която да служи като отправна точка при измерването на температурата. По-късно, през 1665 г., Кристиан Хюйгенс предлага като отправни точки да се вземат точката на кипене на водата и точката на топене на леда. Учените не били докрай убедени как ще се проявяват тези параметри на различни географски ширини и не ги прилагали често.

Всички най-ранни инструменти за измерване на температурата не се славели с голяма точност, но началото било поставено.

Фаренхайт и неговата температурна скала

Постепенно започва да се заражда силен интерес от момента на появата на първите термоскопи и термометри. Те се превръщат в търсена и популярна търговска стока в Европа. Именно с това се занимавал Даниел Габриел Фаренхайт - той произвеждал висококачествени живачни термометри, създадени от него още през 1714 г. През 1724 г. немският физик и инженер, роден в Гданск, днешна Полша, създава прословутата си температурна скала. Тя е първата стандартизирана и използвана в целия свят. Фаренхайт калибрира нулевата точка към температурата на замръзване на базата на разтвор от равни части вода, морска сол и лед. Известно е, че солената вода е с по-ниска точка на замръзване от обикновената вода и физикът избира произволно тази точка да е 30 градуса по Фаренхайт. За точката на кипене на водата определя 212 градуса по Фаренхайт. По-късно коригира стойността на точката на замръзване на 32 градуса по Фаренхайт и така получава 180 градуса разлика между двете състояния. Също така 96 градуса по Фаренхайт (три пъти по 32 градуса) е човешката температура, калибрирана чрез измерването й с термометър под мишницата.

Тази температурна скала не лежи на никакви научни доводи и поради тази причина не се използва масово след въвеждането на метричната скала (за разстояние, маса, електричество, обем и др.) по време на Френската революция. Все още се прилага за ненаучни цели в САЩ и малко на брой страни.

Целзий и създадената от него температурна скала

Андерс Целзий (1701-1744 г.) е първият, който извършва и прави достояние на обществото базирани на научни данни експерименти, вследствие на което създава известната международна температурна скала.

Целзий е шведски учен, обучен астроном. След като завършва образованието си е назначен в родния си град Упсала като професор по астрономия и взима участие в метеорологични проучвания. В своята работа той се занимава с провеждане на опити, при които проверява доколко точката на замръзване зависи или не от атмосферното налягане и географската ширина. Също така създава правило за определяне точката на кипене в случаите, когато барометричното налягане се отклонява от стандартното, както и определя зависимостта на кипящата вода от атмосферното налягане.

Всъщност шведският учен поставя точката на кипене да е при 0 градуса, а точката на замръзване - при 100 градуса в първоначалната си скала през 1742 г. "Обръщането" на температурната скала става година след това, когато Жан-Пиер Кристен предлага 0 градуса като точка на замръзване и 100 градуса като точка на кипене на водата. Някои смятат, че това е дело на Карол Линей. Независимо от това шведският учен е признат в целия свят благодарение на големия си принос чрез добре подготвените и извършени експерименти и използването на фиксирани точки за калибриране. През 1948 г. Международна конференция по мерки и теглилки приема официалната скала за температура в по-голямата част от света да е градус по Целзий.

Скалата на Келвин

Уилям Томсън - лорд Келвин, бил на мнение, че отвъд скалата на Целзий съществува много по-голям температурен диапазон. При изследвания върху топлината той определя нивото, при което молекулите достигат своя максимум на движение през 1848 г в Шотландия. Това е абсолютната нула - най-ниската възможна температура, която може да бъде открита. 0 по скалата на Келвин е -273,16 градуса по Целзий и -459,67 градуса по Фаренхайт. Скалата на Келвин не се използва в клиничната медицина.

Термодвойките на Зеебек

Немско-естонският учен Томас Зеебек стои в основата на термоелектричеството и неговото откритие провокира появата на термодвойки за контактно измерване на температурата.

Той проучвал магнитното влияние на електрическия ток в Берлинската академия на науките, когато през 1821 г. разбира, че два различни метала, образуващи затворена верига, проявяват магнитни свойства в случаите, когато е налице разлика в температурата между двете точки на контакт.

С течение на годините откритието на Зеебек служи за създаването на специализирани устройства за измерване на топлина, които са способни да "хванат" няколко градуса над абсолютната нула до повече от 1600 градуса по Целзий. Въпреки че повечето техни приложения нямат общо с човешкото тяло, има устройства, които се използват за наблюдение на пациенти в критично състояние, съдържащи термодвойки. Последните са прикрепени към кожата и осигуряват непрекъснати измервания във времето. Отделно термодвойки и термистори се прилагат в запечатани катетри за проследяване на вътрешна телесна температура.

Поява на по-сполучливи термометри с медицинска насоченост

Повечето от ранните термометри не били особено точни и често били прекалено големи и неудобни за ползване. До 1860 г. термометърът все повече се налага като инструмент за измерване на телесната температура и се осъзнава значението на нейните показатели при физиологичното състояние на болните. Появяват се и първите наблюдения, че често температурата се влияе от приема на храни и напитки, от извършването на упражнения, от външните фактори и др. Все пак се отчита, че в много ситуации температурата е по-подходящ клиничен показател от пулса, който е подвластен на възбудата или нервната дейност.

Много имена се свързват с появата на клиничния термометър, но уредът, създаден от британския лекар Томас Олбът (1836-1925 г.), се смята за първото функционално устройство, достъпно в търговската мрежа. Олбът практикува в Лийдс и там оформя малкия 15-сантиметров живачен термометър. Първоначално започва да се произвежда от местната компания "Харви енд Рейнолдс" ("Harvey and Reynolds") през 1867 г., а след това от лондонската "Такъри" ("Thackeray").

Измерването на температурата на тялото ставало за по-малко минути - 5-10, в сравнение с предишните уреди, с които трябвало да се чака поне 20 мин. В началото се използвала скалата на Фаренхайт, но по-късно в клиничните термометри се прилагала скалата на Целзий.

Съвременно поколение термометри

С течение на времето уредите за измерване на телесната температура се развиват и усъвършенстват. Стремежът е да стават по-точни, по-бързи, по-лесни и безопасни за употреба.

През 1964 г. се появява първото безконтактно устройство за измерване на телесната температура във вътрешния канал на ухото. Технологията на базата на инфрачервеното лъчение е военна разработка още от 30-те и 40-те години на 20 в. След това навлиза в областта на медицината и индустрията. И така през 1964 г. д-р Теодор Бенцингер я прилага при създаването на радиометрично устройство за мерене на температурата на вътрешното ухо. Едва след 1990 г. започва масовото производство и използване на т.нар. тимпаничен (ушен) термометър в САЩ, Япония и Европа.

През 1984 г. е проектиран електронният термометър от финландски дизайнер на медицинско оборудване. Днес има богат избор от термометри, чрез които може да се измери температурата на тялото в домашни или клинични условия. Съществуват вече термометър за чело, за темпорално измерване на температурата, термометър за уста и др.

Статията е част от историята на:

• История на медицинския термометър