Medische ontdekkingen

In de begindagen van de geneeskunde bestond er geen apparaat om de lichaamstemperatuur van een patiënt te meten. De beoordeling van de lichaamstemperatuur van een patiënt hing volledig af van de persoonlijke waarnemingsmethoden van de arts. Pas aan het eind van de zestiende eeuw ontwikkelden wetenschappers een instrument waarmee veranderingen in de luchttemperatuur konden worden waargenomen. Pas vele jaren later werd een medische thennometer geconstrueerd.

De thermometer van Galileo

De eerste thermometers werden gemaakt om veranderingen in de luchttemperatuur te meten. De beroemdste daarvan werd uitgevonden door Galileo (1564-1642) in 1592. Het werd een luchtthermoscoop (of luchtthermometer) genoemd en bestond uit een lange glazen buis met een brede bol aan één uiteinde. Wanneer de buis voor het eerst werd verwarmd, zette de lucht binnenin uit en werd een deel ervan op natuurlijke wijze uitgestoten. Terwijl de buis nog warm was, werd het open uiteinde ervan in een kolf met water geplaatst. Toen de buis afkoelde, kromp de warme lucht samen, waardoor water in de buis werd gezogen. Zodra het buis-water-systeem een evenwichtstoestand had bereikt, zou elke verandering in de luchttemperatuur het niveau van het water in de buis doen stijgen of dalen.

Er waren twee grote belemmeringen voor de acceptatie van de lucht-thermoscoop. Ten eerste maakten de verschillende afmetingen van de buizen het erg moeilijk om het apparaat te rangschikken en daardoor een graadschaal vast te stellen. Ten tweede werd al snel ontdekt dat de lucht-thermoscoop onbetrouwbaar was. Hij gaf sterk uiteenlopende waarden voor ogenschijnlijk identieke temperaturen.

In de jaren 1660 realiseerde men zich dat het systeem met open uiteinden zowel op luchtdruk als temperatuur reageerde. Dit betekende dat het instrument zowel een barometer als een luchtthermometer was. Dit besef kwam enkele jaren nadat in 1654 een oplossing was gevonden door hertog Ferdinand II van Toscane. De hertog construeerde een verzegelde vloeistof-in-glas thermometer die niet varieerde met veranderingen in de luchtdruk. Door deze nieuwe thermometer te koppelen aan de schaalverdeling die in 1612 door de Italiaanse arts Santorio Santorre was bedacht, was het apparaat compleet.

Het perfectioneren van het ontwerp

Europese wetenschappers begonnen al snel te werken aan het perfectioneren van het ontwerp van de thermometer. Een van de problemen was de behoefte aan een instrument dat over zee kon worden vervoerd. De gewone vloeistofthermometers waren namelijk onbetrouwbaar door de schommelende bewegingen van een schip. In 1695 ontwierp de Franse natuurkundige Guillaume Amontons een thermometer die bestond uit een buis gevuld met samengeperste lucht en afgedekt met een laagje kwik. Als de temperatuur stijgt, zet de lucht uit, waardoor het kwikniveau stijgt. Omgekeerd, als de temperatuur daalde, daalde het kwik. Een andere Fransman, Rene de Reaumur (1683-1757), probeerde het ontwerp van Amontons te verbeteren door het lucht-kwiksysteem te vervangen door een mengsel van alcohol en water. De thermometer van Reaumur was opmerkelijk omdat hij een temperatuurschaal van 80 graden ontwierp, gebaseerd op het vriespunt en het kookpunt van water. Dit waren dezelfde punten die de basis zouden vormen voor de meer algemeen aanvaarde schalen van Celsius en Fahrenheit.

Gestandaardiseerde temperatuur

Bij de eeuwwisseling in de achttiende eeuw was het ontbreken van een standaardtemperatuurschaal het belangrijkste probleem voor wetenschappers en instrumentmakers. Omdat het niveau van de glasblaastechnologie te laag was om identieke thermometerbuizen te maken, was de temperatuurschaal van elke wetenschapper anders. In 1717 introduceerde de Nederlandse instrumentmaker Daniel Fahrenheit een reeks met kwik gevulde thermometers van vrijwel identieke proporties. Zijn gebruik van kwik in zeer dunne buisjes stelde hem in staat de schaal in vele graden in te delen. Hij gebruikte het kookpunt (212 graden) en het vriespunt (32 graden) van water als referentiepunten. Fahrenheit ontwikkelde de eerste schaal die als wereldwijde standaard werd aanvaard.

De schaal van Fahrenheit genoot jarenlang wereldwijde populariteit, tot de invoering van de schaal van 100 graden door Anders Celsius in 1746. Verschillende wetenschappers hadden geprobeerd een schaal van 100 te populariseren, maar Celsius was de eerste die ook het vriespunt en het kookpunt van water gebruikte als de 0- en 100-gradengrens. Oorspronkelijk plaatste Celsius het vriespunt op 100 graden en het kookpunt op 0 graden. Dit werd in 1747 teruggedraaid, waarna de Celsiusschaal (wat “500 stappen” betekent) aan populariteit begon te winnen. In 1946 werd de Celsius-schaal door het grootste deel van de wereld aangenomen als de officiële temperatuurschaal.

De medische thermometer

Waarschijnlijk de meest bekende thermometer is die in de spreekkamer van een arts, oftewel de “klinische thermometer”. De klinische thermometer werd in 1866 uitgevonden door Sir Thomas Clifford Allbutt, een Engelse arts. De belangrijkste kenmerken van deze thermometer waren dat hij relatief kort was, gewoonlijk niet langer dan 15 cm, en dat hij snel reageerde op de temperatuur van de patiënt. Eerdere instrumenten hadden bijna 20 minuten nodig om een nauwkeurige meting te krijgen, terwijl de thermometer van Allbutt in minder dan vijf minuten een evenwichtswaarde kon bereiken. Dit maakte het voor artsen gemakkelijker om het verloop van een koorts te volgen, omdat de temperatuur sneller en vaker kon worden gemeten.

De moderne thermometers zijn er in veel verschillende soorten. Er worden nieuwe thermometers ontworpen die de temperatuur van een patiënt kunnen aflezen met behulp van infraroodtechnologie. Deze apparaten kunnen de temperatuur van een persoon in ongeveer een minuut bepalen, en de meting vindt plaats aan de binnenkant van het oor, in plaats van de mond.