ARTICLE ORIGINAL
© Masson, Paris Ann Fr Anesth Reanim, 1995 ; 14 : 336-339
Mesure de la tempdrature tympanique par thermom tre infrarouges et par thermocouple. Etude comparative Tympanic infrared and thermocouple thermometry. A comparative study N. NATHAN, A. G U I L L A U M E , P. FEISS Departement d'Anesth~sie-Reanimation Chirurgicale, 2 avenue Martin Luther-King, 87042 Limoges Cedex
RI~SUM£ :
terne). Le thermom~tre h infrarouges convient aux mesures rapproch~es requises en salle de surveillance postinterventionnelle ; mais ses limites doivent ~tre connues.
Comparer les temperatures tympaniques mesur~es avec un thermom~tre h infrarouges Core Check 2090 A T M (IVAC) non en contact avec le tympan, avec les temperatures de r~f~rence obtenues avec un thermom~tre thermocouple Mon-A-ThermT M (Mallinckrodt) plac~ en contact du tympan et v~rifier si les differences observ~es d~pendaient de la personne effectuant la mesure. • T y p e d ' i t u d e : Etude prospective comparative ouverte. • P a t i e n t s : Les mesures ont ~t~ effectu~es chez 150 adultes h leur admission en salle de surveillance postinterventionnelle par 10 infirmier(e)s anesth~sistes. • M i t h o d e : Chaque thermom~tre a ~t~ introduit simultan~ment dans un conduit auditif externe. La valeur m~diane et l't~cart entre les extremes des differences de temperature ont ~t~ utilis~s pour d~finir ie biais et la precision des mesures. La fiabilit~ des r~sultats a ~t~ analys~e en fonction de la personne effectuant la mesure et de rexistence de valeurs aberrantes, d~finies par une difference de temperature sup~rieure ~ 0,3 °C. • R $ s u l t a t s : Les temperatures mesur~es ~taient identiques (36,2 ± 0,7°C pour le thermom~tre IVAC v s 36,2 ± 0,8 °C pour le thermom~tre Mallinckrodt. Le biais des mesures ~tait de 0°C et leur precision de 2,5 °C (minimale = - 1 °C, maximale = + 1,5 °C). Des differences de temperature sup~rieures h 0,3°C ont ~t~ obtenues chez 32 patients. Dix-neuf ~taient en hypothermie (temperature < 36,5 °C) d'apr~s un thermom~tre et en normothermie (temp6rature > 36,5 °C) d'apr~s rautre. Parmi ces 19, neuf (= 6 %) avaient un ~cart de mesure de temperature sup~rieur h 0,3 °C. Les differences de temperature n'~taient pas significativement diff~rentes selon les personnes effectuant la mesure. Deux d'entre elles ont cependant ohtenn des differences notables, ou un nombre important de valeurs aberrantes. • Conclusions: Par rapport au thermom~tre h thermocouple, celui h infrarouges a un biais nul mais une faible precision. L'erreur de mesure fait m~connaRre une hypothermie chez 6 % des patients. Cette erreur peut ~tre le fait de la personne effectuant la mesure et/ou des conditions anatomiques (perm~abilit~ du conduit auditif ex-
ABSTRACT : • O b j e c t i v e : To compare tympanic temperatures obtained with an infrared thermometer Core Check 2090AT M (IVAC), non in contact with the tympanic membrane, to values obtained with a thermocouple thermometer MonA-Therm T M (Mallinckrodt) in contact with it, and to assess whether the differences depend on the person measuring the temperature. • S t u d y d e s i g n : Prospective comparative open study • P a t i e n t s : The study included 150 adults in whom the tympanic temperatures were measured at their admission to recovery room by 10 nurse anaesthetists. • Methods : Each thermometer was inserted in the same patient into an external acoustic meatus. The median and range of the temperature differences were used to assess the bias and the accuracy of the measures. Their reliability was analyzed with consideration of the measuring person and the presence of irrelevant values, defined as a temperature difference over 0.3 °C. • R e s u l t s : The temperatures obtained with both devices were similar (36.2 ± 0.7 °C with IVAC thermometer vs 36.2 ± 0.8°C with Mallinckrodt thermometer). The median value of the differences was 0°C, with a range of 2.5 °C (maximum value + 1.5 °C, minimum value : - 1 °C). Nineteen patients could be qualified as hypothermic (temperature < 36.5 °C) with one thermometer and normothermic (temperature > 36.5 °C) with the other. Among them, only 9 (6 %) had temperature differences above 0.3 °C. The temperature differences were not different according to the measuring nurse. Nevertheless two of them obtained major differences or irrelevant figures. • C o n c l u s i o n s : As compared to the thermocouple thermometry, infrared thermometry has no bias but a low precision. The measurement error does not allow the recognition of hypothermia in 6 % of patients. The error may
Requ le 28 novembre 1994, accept6 aprbs r6vision le 31 rnai 1995_
Tirds ~ p a r t
• Objectif:
Mots
cl~s :
Hypothermie; Techniques de mesure: ther-
mom~tre.
: N. Nathan.
MESURE DE LA TEMPI~RATURE TYMPANIQUE
be made by the measuring person and/or related to the anatomy and the patency of the external acoustic meatus. Tympanic infrared thermometry seems to be a convenient method for temperature measurements at short time intervals in the recovery room, provided its limitations are kept in mind. Key words : Tympanic ; Temperature
INTRODUCTION
La prevention et le traitement de l'hypothermie devraient constituer une des priorit6s de la pratique anesth6sique, du fait des risques associ6s au r6chauffement et au frisson (isch6mie myocardique, inconfort pour le patient) et des modifications de la pharmacocindtique des m6dicaments [1]. La mesure de la tempdrature en salle d'op6ration ou en salle de surveillance postinterventionnelle est devenue une nEcessitE, afin d'adapter les proc6dEs de r6chauffement et de d6cider de leur mise en oeuvre. La survenue de frissons durant la pEriode de rEveil est corrdlEe /a la temp6rature centrale [2]. La temp6rature tympanique refl6te la temp6rature de l'hypothalamus, car leur vascularisation est commune. Sa mesure continue permet d'Evaluer la temp6rature centrale [3, 4] et peut Etre r6alis6e h l'aide d'un thermocouple place au contact du tympan. R6cemment a 6t6 introduite la mesure discontinue de la temp6rature tympanique par thermom6tre ~ absorption d'infrarouges, non en contact avec le tympan [5]. Le but de ce travail a Et6 de comparer les temp6ratures tympaniques obtenues par thermom6trie infrarouge et par un thermocouple chez des patients admis en salle de surveillance postinterventionnelle et de v6rifler si cette technique 6tait fiable quand elle 6tait utilisEe par un grand nombre de personnes diff6rentes. MATI=RIEL ET MI~THODE
Le thermom6tre tympanique ~ infrarouges Core Check 2090 A T M (IVAC Corp, La Jolla USA) a 6tE compar6 h un thermom6tre M o n - A - T h e r m T M (Mallinckrodt) 6quip6 d'un thermocouple ~ usage unique, introduit dans le conduit auditif externe et plac6 au contact du tympan. Le thermom6tre h infrarouges se pr6sente comme un otoscope, dont l'extr6mit6 conique, introduite dans le conduit auditif, en regard du tympan, est recouverte d'un film plastique h usage unique. Dix infirmi6r(e)s anesth6sistes travaillant en salle de surveillance postinterventionnelle ont particip6 ?a l'6tude. Chacun(e) a mesur6 la temp6rature tympanique de quinze adultes h leur admission, soit au total 150 patients pour 10 infirmier(e)s, d'une part avec le thermom6tre infrarouge et d'autre part, au mEme m o m e n t et dans l'oreille controlat6rale, avec
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le thermocouple tympanique, soit deux mesures par patient. La distribution normale des valeurs de temp6rature et de la difference des r6sultats obtenus avec les deux thermom~tres ont 6t6 6valude par le test de Kolmogorov-Smirnov. Les tempdratures ont 6t6 compar6es par le test t pour sdries appari6es. Une analyse de variance non param6trique (test de Kruskall-Wallis) a 6t6 utilis6e pour v6rifier si la diff6rence de temp6rature observ6e d6pendait de l'op6rateur. Les rEsultats sont exprim6s en moyenne +_ DS, mEdiane et Ecart entre les extremes, selon la normalit6 de r6partition de la variable 6tudi6e. Une analyse de correlation lin6aire a 6t6 effectu6e entre les diff6rences de temp6rature et la temp6rature mesur6e par les deux thermom~tres. La fiabilitE des mesures a 6t6 analys6e en fonction de l'existence ou non de valeurs de temp6rature aberrantes, ddfinies par une diff6rence de r6sultats entre les deux mesures sup6rieure ~ 0,3 C. Le risque de premi6re esp~ce consenti 6tait de 0,05.
RESULTATS
Les temp6ratures obtenues par chacune des deux m6thodes ont suivi une r6partition normale, au contraire des diff6rences de temp6rature. Les temp6ratures obtenues par les thermom~tres I V A C et Mallinckrodt n'ont pas 6t6 significativement diff6rentes : 36,2_+ 0,7 °C (IVAC) v s 36,2_+ 0,8 °C (Mallinckrodt), valeurs extremes 34,3 et 38,5°C. La m6diane des Ecarts de temperature a 6t6 6gale O °C avec un 6cart entre les extremes de 2,5 °C et des valeurs maximales de + 1,5 °C et minimales de - 1 , 0 °C. Les diff6rences de temp6rature n'Etaient pas corr616es avec les temp6ratures obtenues avec le thermom&re IVAC, mais avec celles obtenues avec le thermom~tre Mallinckrodt (P = 0,001 ; r = - 0 , 4 0 ) (fig. 1).
40 r = -0,4q~l P < 0,000~
36
°
"
*o ~ o9 * 0
6
0:
°o°
°i 8
o
o i
o o ° 34 -1,5
-1
-Or5
0
l / 0,5
o 1
1,5
Fig. 1. -- Evolution des diff6rences de temp6ratures obtenues avec les deux therrnom~tres en fonction de la tempdrature obtenue avec le thermorn~treMallinckrodt (°C).
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N. NATHAN ET COLL.
Tableau I. - - Influence de I'op~rateur sur la difference de temperature entre les deux appareils de mesure
Diff6rences de temp6rature (°C) Op6rateur (num6ro)
valeurs m6dianes
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Total
-0,1 0,0 0,0 0,0 -0,2 -0,2 -0,1 -0,1 +0,1 0,0 0,0
valeurs extremes -0,5 -0,7 -0,4 -0,6 -0,6 -0,6 -1,0 -0,3 -0,1 -1,0 -1,0
percentiles 25 e - 75 e +0,8 +0,1 +0,2 +0,5 +0,3 +0,3 +0,7 +0,2 +0,3 +1,5 +1,5
Trente-deux patients ont eu des 6carts de mesure sup6rieurs h 0,3 °C et ces valeurs ont donc 6t6 consid6r6es comme aberrantes. En prenant 36,5 °C comme valeur d61imitant l'hypothermie de la normothermie, 19 patients ont 6t6 class6s comme 6tant en hypothermies avec un thermom6tre et en normothermie avec l'autre. Parmi ces 19 patients, 9 (6 %) ont donn6 lieu a des mesures jug6es aberrantes, du fait d'un 6cart sup6rieur ~ 0,3 °C. La r6partition des valeurs aberrantes en fonction des personnes effectuant la mesure est donn6e dans le tableau I e t en fonction de la temp6rature dans le tableau II. Les diff6rences des temp6ratures mesur6es par les deux techniques n'6taient pas significativement diff6rentes selon les op6rateurs. Tableau II. - - Nombre de patients avec mesure d'une temparature aberrante (= difference entre deux mesures > h 0,3 °C) en fonction du thermom~tre
Temp6rature (°C)
< 35
> 35 < 36
_>36 < 37,5
_>37,5
Th. IVAC Th. Mallinckrodt
0/10 2/12
14/43 8/30
18/92 22/102
0/5 0/6
DISCUSSION
Le thermom~tre ~a infrarouges mesure l'energie thermique 6mise par la membrane tympanique sous forme de radiations infrarouges. L'extr6mit6 du thermom~tre peut etre compar6e ~ un t61escope qui est focalis6 sur le tympan et qui recueille un 6chantillon du rayonnement infrarouge 6mis. Le d6tecteur infrarouges du thermom6tre produit un signal 61ectrique proportionnel h la puissance quatre de la temp6rature tympanique. En effet, lorsque deux objets sont en contact optique, le transfert de chaleur entre
-0,3 -0,1 -0,3 -0,1 -0,3 -0,4 -0,4 -0,2 0,0 -0,2 -0,2
+0,2 +0,1 +0,1 +0,2 +0,2 +0,0 +0,3 +0,1 +0,2 +0,2 +0,2
Nombre de patients avec valeurs aberrantes > 0,3 < 0,6°C
4 2 3 4 4 4 7 0 0 4 32
> 0,6°C
1 1 0 1 1 1 3 0 0 2 10
e u x s'exprime par l'6quation Q1,2 = K (T14 - T24) o ~
Q1,2 est le transfert net de chaleur, TI et T 2 les temp6ratures des deux objets en degr6s Kelvin et K la constante de Stefan Boltzman (5,67 x1012 W/ cm2/K4). L'int6r6t de ce type de thermombtre r6side dans l'absence de contact entre le capteur et le tympan et dans la rapidit6 de la mesure (3 secondes). Cependant, la loi de Stefan Boltzman n'est valide que pour un corps noir, c'est-h-dire un 6metteur d'infrarouges parfait [6]. La surface du tympan ne se comporte pas comme un corps noir et des facteurs de correction sont n6cessaires pour que la mesure soit repr6sentative de la temp6rature centrale. Le facteur de correction introduit par chaque fabricant est fixe, quelle que soit la temp6rature mesur6e, et calcul6 en fonction des diff6rences de temp6ratures observ6es par rapport h la temp6rature de r6f6rence, c'est-ta-dire celle du sang art6riel pulmonaire. Les fabricants de ce type de thermom6tre ont introduit des facteurs de correction qui diff6rent d'un appareil ~ l'autre, aussi les r6sultats pr6sent6s ici ne peuvent pas etre extrapoles ?a d'autres mod61es. L'analyse des r6sultats montre de faibles diff6rences entre les deux techniques de mesure. La distribution des differences de temp6rature ne suivant pas une loi normale, il n'a pas 6t6 possible d'estimer le biais et la pr6cision des mesures par le calcul de la valeur moyenne et la d6viation standard de la diff6rence [7]. Scion BLAND et ALTMAN, le biais doit alors etre assimil6 h la valeur m6diane de la diff6rence et la pr6cision/~ l'6cart entre les extremes. En raison du faible biais constat6, les deux types de capteurs peuvent etre utilis6s pour mesurer la temp6rature centrale. La pr6cision peut cependant etre consid6r6e comme faible dans un certain nombre de cas, ob des 6carts de temp6rature de - 1 h + 1,5 °C ont 6t6 observ6s entre les deux m6thodes. Un nombre 61ev6 de patients (20,7 %) ont aussi pr6-
MESURE DE LA TEMPI~RATURETYMPANIQUE
sent6 un 6cart 61ev6 de temp6rature entre les deux mesures. Cependant, chez seulement neuf d'entre eux (6 %), ces erreurs de temp6rature pouvaient conduire h une erreur de jugement sur l'existence d'une hypothermie. Compte tenu de la m6thodologie employ6e, il n'est pas possible de rapporter ces 6carts au type d'appareil, h l'utilisateur ou aux conditions locales du conduit auditif externe (perm6abilit6 notamment). D ' u n point de vue statistique ce biais ne d6pend pas des personnes effectuant la mesure. Cependant, deux d'entre elles (n ° 7 et n ° 10) ont obtenu des 6carts de temp6rature nombreux ou particuli6rement 61ev6s et pourraient donc 6tre mises en cause dans le d6faut de pr6cision de la mesure. De plus, le biais et la pr6cision des mesures doivent ~tre 6valu6s dans des conditions de temp6rature plus extremes, car les patients arrivant en salle de surveillance postinterventionnelle n'ont pas eu de temp6ratures inf6rieures ?a 34,3 °C ou sup6rieures h 38,5 °C. Au total, le thermom~tre ~ infrarouges permet de mesurer la temp6rature centrale rapidement et avec un faible biais. Cette technique simple et d6pourvue de risques est particuli~rement
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adaptde aux mesures rapprochdes de temp6rature en salle de surveillance postinterventionnelle ou de r6animation. Elle pourrait ~tre 6galement appliqu6e l'enfant. REFERENCES 1. LIENHART A. Le frisson postop6ratoire. Pr6vention et traitement. In : S F A R 6d. Conf6rences d'Actualisation. 36 e Congr~s National. Paris : Masson, 1994 : 185-201. 2_ LIENHART A, FIEZ N, DERIAZ H. Frisson postop6ratoire : analyse des principaux facteurs associ6s. Ann Fr Anesth Rdanim, 1992 ; 11 : 488-495. 3. JACKBSSONJ, N1LSSON A, CARLSSON L. Core temperature measured in the auricular canal : comparison between four different tympanic t h e r m o m e t e r s . Acta Anaesthesiol Scand, 1992 ; 36 : 819-824. 4. KLEIN D G , MITCHELL C, PETRINEC A, MONROE MK, OBLAK M, ROSS B e t al. A comparison of p u l m o n a r y artery, rectal and tympanic m e m b r a n e t e m p e r a t u r e m e a s u r e m e n t in the ICU_ Heart Lung, 1993 ; 22 : 435-441. 5. SHINOZAKI T, DEANE R, PERKINS SJ. F u n d a m e n t a l principles of monitoring instrumentation. I n : R D MILLER ed. A n e s thesia. Fourth Edition. New Y o r k : Churchill Livingstone, 1994 : 1095-1126.