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Title
Innovative non-invasive body core temperature thermometry - Comparison, limitations and feasibility / eingereicht von Reinhard Josef Siegfried Holzmair
AuthorHolzmair, Reinhard Josef Siegfried
Thesis advisorKimberger, Oliver
Published2019
Description62 Blatt : Illustrationen
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diplomarb., 2019
Date of SubmissionJanuary 2019
LanguageEnglish
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Kerntemperatur / Temperaturmessung / Nichtinvasiv
Keywords (EN)Body core temperature / non-invasive / thermometry
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Abstract (German)

Einleitung: Perioperative Hypothermie und deren Komplikationen, sowie Temperatur-Management geraten immer mehr in den allgemeinen Fokus der Anästhesie und Intensivmedizin. Genaue Messungen der Körperkerntemperatur sind dafür von Nöten. Kerntemperatur kann derzeit entweder invasiv, aber dafür präzise und kontinuierlich gemessen werden, oder nicht-invasiv und dafür meist unpräzise und nicht kontinuierlich.

Neue Thermometer sind auf den Markt gekommen, die den Anspruch erheben, Kerntemperatur nichtinvasiv, kontinuierlich und präzise mittels Wärmeflusssensorik messen zu können. Das SpotOn-Thermometer (3M, St. Paul, MN, USA) nutzt Zero-Heat-Flux-Technologie, das TcoreTM (Drägerwerk AG & Co. KGaA; Lübeck, Germany) nutzt Double-Sensor-Heat-Flux-Technologie. Bereits veröffentlichte Studien zeigten, dass beide Thermometer unter Standardbedingungen adäquate Ergebnisse liefern. Ob jedoch die Umgebungstemperaturen die Messungen beeinträchtigen, soll in dieser Studie erörtert werden. Hier wurden die Thermometer unter verschiedenen Umgebungs- und verschiedenen simulierten Kerntemperaturen getestet.

Methodik: Ein Patientenkopf-Modell wurde konstruiert, bestehend aus einem Erlenmeyer-Kolben, der mit warmem Wasser perfundiert wurde, und einer isolierenden Schicht auf der Oberfläche, die den Thermoeigenschaften der menschlichen Stirnhaut entspricht. Anschließend wurde die Kerntemperatur langsam von 42C auf 32C gesenkt. Die Messungen wurden für jedes Thermometer und für jede der folgenden Umgebungstemperaturen: 16C, 20C, 25C, 30C, 35C, und 40C dreimal wiederholt. Messungen erfolgten alle zwei Minuten. Die Ergebnisse wurden mittels Bland-Altman-Analyse statistisch ausgewertet. Eine Abweichung von bis zu +/-0,5C wurde vorweg als akzeptabel angesehen.

Ergebnisse: Insgesamt wurden 3523 Datenpaare erhoben. Die mittlere Abweichung für das SpotOn-Thermometer betrug -0,29C; die Standardabweichung betrug -0.82 bis 0.24C. Die Mittlere Abweichung für das TcoreTM-Thermometer betrug -2.1C; die Standardabweichung betrug -6.8 bis 2.7C

Zusammenfassung: Die Ergebnisse des TcoreTM-Thermometers liegen weit über den vorher vereinbarten akzeptablen Limits und sind stark abhängig von der Umgebungstemperatur. Das SpotOn-Thermometer zeigt hingegen akzeptable Ergebnisse.

Abstract (English)

Introduction: Despite increased general awareness in anaesthesiology regarding perioperative temperature management, accidental hypothermia is still not an uncommon occurrence and therefore needs to be detected. Core temperature can either be measured precisely and continuously but with invasive methods, or non-invasively but not very precisely and not continuously.

New thermometers have been developed, which claim to measure core temperature non-invasively, continuously and precisely, using zero-heat-flux technology (SpotOn, 3M, St. Paul, MN, USA) or double-sensor heat flux technology (TcoreTM, Drägerwerk AG & Co. KGaA; Lübeck, Germany). Previous studies have shown that these thermometers perform adequately in standard situations. However, this technique might be inherently sensitive to environmental temperatures. In this study, the thermometers are tested on a patient head dummy with core temperatures ranging from hypothermia (32.0C) to fever (42.0C) and a wide range of ambient temperatures

Methods: A dummy of a patients head was constructed with a high-flow water perfused laboratory glass shell and a simulated skin on top of the glass with comparable thermal properties to human forehead tissue, on which the thermometers were placed. Subsequently the core temperature was decreased slowly from 42.0C to 32.0C three times for each of the following ambient temperatures: 16C, 20C, 25C, 30C, 35C and 40C. Measurements were performed every 2 minutes with one thermometer at a time. Analysis of accuracy and precision was performed via Bland-Altman analysis, an accuracy of +/- 0.5C was defined a priori as clinically acceptable.

Results: Overall 3523 data pairs were obtained and analysed. Mean bias for the SpotOn-Sensor was -0.29C; the limits of agreement were -0.82 to 0.24C. Mean bias for the TcoreTM-Sensor was -2.1C; the limits of agreement were -6.8 to 2.7C

Conclusion: The results of the TcoreTM show limits of agreement well beyond the a priori acceptable limits of agreement of +/- 0.5C and a heavy dependency on the ambient temperatures. Whereas the SpotOn-Sensor provided adequate accuracy and only a slight tendency towards decreased accuracy under higher ambient temperatures.