JP2013500475A - 屈曲プローブを有する口腔体温計 - Google Patents

Abstract

使用者の口内に挿入するためのプローブを含む口腔体温計。このプローブは、細長い第１の胴部と、第１の胴部から延び、第１の胴部に対して第１の角度で配設された接合胴部と、接合胴部から延び、接合胴部に対して第２の角度で配設された細長い第２の胴部とを含む。第１の角度は下に開き、第２の角度は上に開く。第２の胴部は、その遠位端にプローブ先端を含み、プローブ先端は、ユーザの口内に挿入されるように構成される。使用時、体温計は、プローブ先端を予熱温度まで加熱し、使用者の口内に挿入されたときに予熱温度よりも高い上昇温度を検出し、上昇温度の検出時に温度読取りを開始するように動作可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、体温を測定するためのデバイスに関し、特に、主に医療用途向けの体温計に関する。

接触型の医療用体温計は、測定対象と物理的に接触することによって体温を測定することができるデバイスである。典型的には、口腔体温計のプローブは、患者の口内で舌下腔内に配置される。測定は、プローブに組み込まれた温度センサの応答を検出することによって行われる。

口腔体温計はよく知られており、それらの設計は、Ｄｏｎｏｆｒｉｏに付与された米国特許第３，７８０，５８６号（特許文献１）に例示される液体を充填されたガラス管から、Ｓａｎｔａｃａｔｅｒｉｎａ他に付与された米国特許第４，７７９，９９５号（特許文献２）に例示される液晶プローブや、Ｆｒａｎｋｅｌ他に付与された米国特許第４，８１３，７９０号（特許文献３）に例示される金属製の感知用の先端を有するプラスチック管にまで及ぶ。

感温プローブと舌下腔組織との熱的な結合を改良するために、Ｂｅｒｎｄに付与された米国特許第５，１７６，７０４号（特許文献４）に例示されるように弾性のおしゃぶり（ｐａｃｉｆｉｅｒ）型のプローブが提案されており、また、Ｚａｒａｇｏｚａ他に付与された米国特許第５，０１３，１６１号（特許文献５）に記載されている可撓性プローブも提案されている。Ｐｅｎｎｅｙ他に付与された米国特許第７，０３６，９８４号（特許文献６）に教示されるように、プローブの胴部は、患者の唇とのより良い熱的接触を促すように永久的な屈曲を与えられることがある。

応答速度は、いかなる接触型体温計にとっても主要な問題であり、特に口腔体温計にとって主要な問題である。より低温の（例えば室温の）プローブが患者の口内に配置されるとき、プローブが口内組織の温度を変え、したがって、口内組織が挿入前のレベルまで再び温まるのにかなりの時間がかかる。典型的には、この時間は６秒〜１分であることがある。再び温まるまでの時間が無視される場合、精度が損なわれることがある。より低温のプローブによるこの温度低下を最小限にするための一方法は、口内予想温度にかなり近い温度までプローブを予熱することである。この手法は、Ｇｒｅｇｏｒｙ他に付与された米国特許第５，６３２，５５５号（特許文献７）およびＷｅｉｓｓに付与された米国特許第６，１０９，７８４号（特許文献８）に例示されている。

会話および呼吸により、口内の多くの位置は、舌下腔内でさえ、体内（深部）の温度よりも温度が低いことがある。口内温度測定に好ましい場所は、外部からよく遮蔽されている舌下腔内の舌根に近い領域である。この領域は、より一定の安定した温度を有する。

従来のプローブはいくつかの欠点を有し、例えばプローブと舌根の結合が不十分であることであり、これは精度を下げ、測定時間を延ばす。従来の加熱プローブの別の制約は、患者の口内にプローブを挿入した後に手動での測定開始が必要であることである。さらに別の制約は、不慣れな操作者が口内の誤った位置にプローブを配置してしまいがちなことである。

米国特許第３，７８０，５８６号 米国特許第４，７７９，９９５号 米国特許第４，８１３，７９０号 米国特許第５，１７６，７０４号 米国特許第５，０１３，１６１号 米国特許第７，０３６，９８４号 米国特許第５，６３２，５５５号 米国特許第６，１０９，７８４号

したがって、口内に配置されるときに舌根に向かう直観的な自己誘導を促す口内プローブ設計が必要である。さらに、プローブ本体と対象の組織の間の熱的接触を高め、応答速度が速く、限られた操作者による制御のみを必要とするプローブが求められている。

一実施形態では、本発明は、舌根に向かって自己誘導を促すように形作られた形状を有する口腔体温計プローブを提供する。プローブ本体は、少なくとも逆向きの２つの屈曲点を有し、したがってＺ字に似た形である。この形状により、プローブが歯を迂回して屈曲し、感知用の先端を舌根に向けることができるようにする。先端の形状は、組織に接触する領域が、組織に接触することを意図されていない先端の側部領域よりも大きくなるように形成することができる。プローブ先端は、患者の最低予測体温よりも低い温度まで予め加熱することができ、先端温度が患者の最低予測体温に近付いたときに測定サイクルを開始することができる。

舌下腔内に挿入された医療用口腔体温計の典型的な図である。 ２つの屈曲点を有するプローブを示す図である。 温度センサおよび加熱器を有するプローブ先端の断面図である。 体温計の動作のタイミング図である。

本発明の例示的実施形態を、図面を参照して以下により詳細に説明する。

図１は、患者１の舌下腔４内に挿入された口腔体温計５のプローブ８を示す。プローブ先端１５が、舌根３と熱的に接触する。体温計５は、その筐体４０の内部または筐体上に出力部７を含み、出力部７は、視覚的表示装置、オーディオスピーカ、有線または無線送信機などでよい。出力される温度は、体温計筐体４０内部にある電子回路およびソフトウェアによって行われる信号処理の結果である。プローブ８は、第１の胴部９、第２の胴部１０、および接合胴部１１を有するＺ字形状に形作られる、または形成される。プローブは、２つの屈曲点、すなわち第１の屈曲点１３と第２の屈曲点１２によって、このＺ字形状に容易に形成される。先端１５は、断熱材１４によって第２の胴部１０から離隔させることができる。この断熱材は、第２の胴部１０がより高い熱伝導率を有するとき、例えば、それが金属から形成されるときに必要とされることがある。測定中、第２の胴部１０は、舌根３と確実に接触するように舌２の下に配備される。口内温度を測定するとき、患者は、漫然と口腔内にプローブを入れ、プローブが舌下腔４からずれていたり、プローブ先端が舌根に当たっていなかったりすることがよくある。Ｚ字形状は、直観的に舌下腔４内にプローブ８を配置できるようにし、先端を舌根に触れさせる。プローブの他の配置はどこもおそらく収まりが悪く、したがって直観的に避けることができる。

図２は、逆向きに形成された２つの屈曲点１３と１２とを有するプローブ８を示す。これは、プローブのＺ字形状を形成する。第１の胴部９、第２の胴部１０、および接合胴部１１は、円形や楕円形など任意の適切な断面の中空管でよい。各胴部は、それぞれ軸線を有する。すなわち、第１の胴部９は、第１の軸線１６に沿って配設され、第２の胴部１０は、第２の軸線１７に沿って配設され、接合胴部１１は接合軸線１８に沿って配設される。これらの３つの軸線は、順次に互いに交差し、第１の軸線と接合軸線とが角度Ａを成し、接合軸線と第２の軸線とが角度Ｂを成す。一実施形態では、角度ＡとＢとはそれぞれ４５〜１３５度の範囲内であることがある。典型的には、第２の胴部１０は、（第２の軸１７に沿った）長さが約２５ｍｍであることがあるが、１０ｍｍ以上である。これは、歯の奥への第２の胴部１０の配置を可能にし、ほとんどの患者において先端１５と舌根３を確実に熱的に接触させる。第２の胴部１０は、剛性材料、または可撓性／弾性材料から形成することができ、したがって各患者の歯と舌根３の距離の個人差に対応することができる。第１の胴部９が体温計５の筐体４０に取り付けられる領域は、枢支点２７として形成することができ、プローブ８を保管時にはケース４０に向かう方向に回転させ、使用時にはケース４０から離れる方向に回転させることができるようにする。ケース４０内部には電気スイッチが存在することがあり、電気スイッチは、プローブ８の回転（開閉）時に電子回路に信号を送り、それに従って電源のオンオフを切り替えることができる。

接合胴部１１は、ヒトの歯および歯肉の高さに対応するように（第２の軸１８に沿った）長さが約１５ｍｍであることがあるが、この長さは典型的には８ｍｍ以上である。第１の胴部９の長さは、特定の体温計設計に応じて任意の適切な長さにすることができる。第１の胴部９および接合胴部１１は、任意の適切な剛性材料から形成することができる。第２の胴部１０には、熱伝導率の低いプラスチックを使用することができる。しかし、第２の胴部１０が比較的高い熱伝導率を有する材料から形成される場合には、低い熱伝導率の（断熱材の）インサート１４を第２の胴部１０と先端１５の間に配備することができる。

先端１５は、金属カップ６で形成することができる。カップ６の内部には、温度センサ２０が配備される。センサ２０は、サーミスタ、熱電対、ＲＴＤなど任意の適切な性質のものでよい。応答の速度をより速くするために、先端１５は加熱器２１を含むこともある。センサ２０、加熱器２１、およびカップ６は、導体１９によって電子回路に接続される。カップ６には金めっきを施すことができる。

図３は、センサ２０および場合によっては加熱器２１を担持する可撓性ストリップ２２を有する先端１５の一実施形態を示す。ストリップ２２は導電体も担持する。ストリップ２２、センサ２０、および加熱器２１は、熱伝導性エポキシ２３によってカップ６の内面に取り付けることができる。したがって、カップ６、センサ２０、および加熱器２１は、互いに密接に熱的に結合している。これらの構成要素の他には、カップ６の内部空間２４は物質をなんら含まなくてよく（例外として空気はあり得る）、したがって、センサ２０と、カップ６の外部に配備された他の構成要素との熱的な結合が最小限になる。カップ６は、第２の軸１７に実質的に平行に配設された側壁２８と、第２の軸１７に実質的に垂直な端壁２９とを有する。端壁２９は、測定される組織に接触するように意図される。カップが半球形状であっても、表面（側部および端部）に対する対応する接線が、上述したように位置する。端壁２９の領域は、許容範囲内の応答速度を得られるような実用的な大きさにすることができ、一方、側部２８の領域は最小限にされることがあることに留意すべきである。したがって、（第２の軸１７に沿った）長さｘは最小にすべきであり、一方、（第２の軸１７に垂直な）寸法ｙは最大にすべきである。ほとんどの実用例に関して、長さｘは１〜３ｍｍの間でよく、寸法ｙは４ｍｍ以上でよい。

加熱器２１のオン／オフは、簡単な操作および高速の応答を保証するために、所定の様式で切り替えることができる。また、センサ２０によって生成される信号は、加熱器動作に関連して処理することができる。図４は、カップ６の様々な温度と体温計の動作との関係の一実施形態を示す。最初にカップ６は初期温度ｔ_ａを有し、これは室温でよい。舌下腔内での患者の口内温度はｔ_ｐであり、一方、舌下腔の最低温度はｔ_{ｐ−ｍｉｎ}である。例えば、患者特有の温度はｔ_ｐ＝３９．４℃であり、任意の被験者の最低口内温度はｔ_{ｐ−ｍｉｎ}＝３４℃であると仮定することができる。

最初の時点３０で、体温計がオンに切り替えられ、電子制御回路が電気エネルギーを加熱器に供給して、加熱器の温度を予熱温度ｔ_Ｈのレベルまで上昇させる。予熱温度ｔ_Ｈは、最低患者体温ｔ_{ｐ−ｍｉｎ}＝３４℃未満である。例えばｔ_Ｈ＝３３℃である。ほとんどの実用的な目的では、これら２つの温度の差Ｄは、少なくとも０．５℃でよい。第２の時点３１でセンサ２０が予熱温度ｔ_Ｈに達すると、この温度は、電子回路のフィードバックループによって、患者の口内にプローブを配置するのにかかる時間にわたって維持される。

操作者が患者の口内にプローブを配置し、第３の時点３２でカップ６が舌根３に接触し、舌根３は、センサ２０の温度をｔ_Ｈのレベルから急速に上昇させる。温度のこの「ジャンプ」は、第４の時点３３で、その値３５が予め設定されたしきい値に達したときに電子回路によって検出される。ジャンプしきい値（ｔ_Ｈ＋ｄ）は、予測されるｔ_{ｐ−ｍｉｎ}以下であるべきことに留意すべきである。

この第４の時点３３で加熱器２１はオフに切り替えられ、カップ６の温度は患者の体温ｔ_ｐまで引き続き上昇され、第５の時点３４でこの体温ｔ_ｐに達し、この時点でカップの温度は最終値３６を有する。この第５の時点３４で、カップ６と舌根３は熱平衡状態であり、測定は終わり、最終値３６の温度が出力部７によって出力される。時点３３と時点３４の時間間隔は時点３０と時点３４の時間間隔よりもはるかに短いので、口内にプローブを配置する時点（３２）から第５の時点３３での測定終了までの時間が大幅に短縮される。典型的には、これは３秒未満である。

本発明の一態様は、予熱温度ｔ_Ｈが患者の最低体温よりも低く（ｔ_Ｈ＜ｔ_{ｐ−ｍｉｎ}）、先端温度が患者の最低体温ｔ_{ｐ−ｍｉｎ}に近付いたときに測定サイクルが開始されるというものである。これは、口内にプローブが配置されたことを自動的に検出できるようにし、したがって温度計測サイクルを手動制御する必要をなくす。

初期温度ｔ_ａが既に温かい場合、すなわち患者の最低体温ｔ_{ｐ−ｍｉｎ}以上である場合、加熱器はオンに切り替えられず、カップ６は、従来の平衡型体温計と全く同様に患者の体温ｔ_ｐと平衡される。

他の実施形態では、加熱器２１が採用されず、プローブ予熱が行われない。そのような実施形態では、測定時間がより長いものとして容認されるか、または複数の既知の予測アルゴリズムの１つを使用することによって短縮することができる。

本発明を好ましい実施形態に関連して説明してきたが、本発明は、記載した特定の形態に留まらず、そのような特定の形態に限定されるものとは意図されていない。本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲に含むことができる代替形態、修正形態、および均等形態を網羅するものと意図される。

本明細書で言及したすべての特許および他の文献の全体を参照として組み込む。

Claims (20)

1. 使用者の口内に少なくとも部分的に挿入されるように構成されたプローブを備える口腔体温計であって、前記プローブが、
   遠位端および近位端を有する細長い第１の胴部と、
   遠位端および近位端を有する接合胴部であって、前記第１の胴部の前記遠位端から延び、第１の屈曲点を中心として前記第１の胴部に対して第１の角度で配設された接合胴部と、
   遠位端および近位端を有する細長い第２の胴部であって、前記接合胴部の前記遠位端から延び、第２の屈曲点を中心として前記接合胴部に対して第２の角度で配設された細長い第２の胴部とを含み、
   前記第１の角度が概して下方向に開き、前記第２の角度が概して上方向に開く口腔体温計。
2. さらに、前記プローブの先端に配設された温度センサを備える請求項１に記載の口腔体温計。
3. さらに、前記プローブの先端を加熱するように動作可能な加熱器を備える請求項１に記載の口腔体温計。
4. 前記第１の角度および前記第２の角度がそれぞれ４５〜１３５度の間である請求項１に記載の口腔体温計。
5. 前記プローブ先端が金属カップを含み、前記温度センサが前記金属カップ内部に配設される請求項２に記載の口腔体温計。
6. 前記第２の胴部が少なくとも１０ｍｍの長さを有する請求項１に記載の口腔体温計。
7. 前記第２の胴部が約２５ｍｍの長さを有する請求項６に記載の口腔体温計。
8. 前記接合胴部が少なくとも８ｍｍの長さを有する請求項１に記載の口腔体温計。
9. 前記接合胴部が約１５ｍｍの長さを有する請求項８に記載の口腔体温計。
10. さらに筐体を備え、前記プローブが前記筐体に枢動可能に取り付けられる請求項１に記載の口腔体温計。
11. さらに、前記プローブと前記筐体の枢動に応答して体温計を作動させるように動作可能なスイッチを備える請求項１０に記載の口腔体温計。
12. さらに、最低患者体温ｔ_{ｐ−ｍｉｎ}よりも低い予熱温度ｔ_Ｈまで前記プローブ先端を加熱し、
    前記プローブ先端に近接して配設された温度センサを使用して、前記予熱温度よりも所定のしきい値だけ高い上昇温度を検出し、
    前記上昇温度を検出したときに温度読取りを開始する
    ように動作可能な電子制御ユニットを備える請求項３に記載の口腔体温計。
13. 前記電子制御ユニットがさらに、前記上昇温度が検出されるまで、少なくとも設定された時間量にわたって前記プローブ先端を前記予熱温度で維持するように動作可能である請求項１２に記載の口腔体温計。
14. 前記電子制御ユニットがさらに、前記プローブ先端が前記上昇温度に達したのに応答して前記加熱器をオフに切り替えるように動作可能である請求項１２に記載の口腔体温計。
15. さらに、前記第２の屈曲点と前記プローブ先端の間に配設された低い熱伝導率のインサートを備える請求項１に記載の口腔体温計。
16. 前記プローブが概してＺ字形状である請求項１に記載の口腔体温計。
17. 口腔体温計を用いて使用者の体温を測定するための方法であって、
    遠位端および近位端を有する第１の胴部と、遠位端および近位端を有する接合胴部であって、前記第１の胴部の遠位端から延び、前記第１の胴部に対して第１の角度で配設された接合胴部と、遠位端および近位端を有する第２の胴部であって、前記接合胴部の前記遠位端から延び、前記接合胴部に対して第２の角度で配設された第２の胴部とを有するプローブを有する体温計であって、前記第１の角度が概して下方向に開き、前記第２の角度が概して上方向に開く体温計を提供するステップと、
    前記プローブ先端に近接して配設された加熱器を使用して、最低患者体温ｔ_{ｐ−ｍｉｎ}よりも低い予熱温度ｔ_Ｈに前記プローブのプローブ先端を加熱するステップと、
    前記使用者の口内に前記プローブを挿入するステップと、
    前記プローブ先端に近接して配設されたセンサを使用して、前記予熱温度よりも所定のしきい値だけ高い上昇温度を検出するステップと、
    前記上昇温度を検出したときに温度読取りを開始するステップと
    を含む方法。
18. さらに、前記上昇温度が検出されるまで、少なくとも設定された時間量にわたって前記プローブ先端を前記予熱温度で維持するステップを含む請求項１７に記載の方法。
19. さらに、前記プローブ先端が前記上昇温度に達したのに応答して前記加熱器をオフに切り替えるステップを含む請求項１７に記載の方法。
20. 使用者の口内に少なくとも部分的に挿入されるように構成されたプローブを備える口腔体温計であって、前記プローブが、
    遠位端および近位端を有する細長い第１の胴部と、
    遠位端および近位端を有する接合胴部であって、前記第１の胴部の前記遠位端から延び、第１の屈曲点を中心として前記第１の胴部に対して第１の角度で配設された接合胴部と、
    遠位端および近位端を有する細長い第２の胴部であって、前記接合胴部の前記遠位端から延び、第２の屈曲点を中心として前記接合胴部に対して第２の角度で配設された細長い第２の胴部とを含み、
    前記第１の胴部と前記第２の胴部が前記接合胴部から実質的に逆向きに延びる口腔体温計。

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