JP2017203745A - Probe and internal temperature measurement device - Google Patents

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博之 増田
Hiroyuki Masuda
博之 増田
陽 池田
Hiromi Ikeda
陽 池田
興子 清水
Kyoko Shimizu
興子 清水
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new technique for measuring the inner temperature of a measurement object.SOLUTION: A probe 20 includes: a sensor unit 22 mainly made of a heat transmissive material, the sensor unit having a sensor measuring the physical quantity of the heat of a measurement object; an ultrasonic transmission unit 28 around the sensor unit 22 for transmitting supersonic waves to the measurement object; and a thermal insulation unit 30 covering a side of the sensor unit 22 opposite to a measurement surface.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、被測定体の内部温度を測定する内部温度測定装置等に関する。   The present invention relates to an internal temperature measuring device for measuring the internal temperature of a measurement object.

基本的なバイタル情報である体温からは、健康状態・基礎代謝状態・精神状態などの生体情報が得られる。人体や動物の体温に基づいて、人や動物の健康状態、基礎代謝状態或いは精神状態を判断するためには、人体や動物の表層部の温度ではなく、その内部温度(深部温度)の情報が必要である。内部温度の測定に関する技術としては、例えば人体の内部温度を測定する特許文献1が知られている。   From body temperature, which is basic vital information, biological information such as health status, basal metabolic status, and mental status can be obtained. In order to determine the health status, basal metabolic status, or mental status of a human or animal based on the body temperature of the human body or animal, information on the internal temperature (depth temperature) is used instead of the temperature of the surface layer of the human body or animal. is necessary. As a technique related to the measurement of the internal temperature, for example, Patent Document 1 that measures the internal temperature of a human body is known.

特開昭55−29794号公報JP-A-55-29794

特許文献1に開示されている技術は、いわゆる熱流補償式を利用した内部温度測定に関する技術である。この技術は、熱流補償型プローブを体表面に貼付し、体表面からの熱の放散を見かけ上ゼロにすることにより、被測定体の内部温度を測定する。この場合、生体内部とプローブとを温度平衡状態とするために、ヒーターの制御が必要となる。特許文献1の技術では、ヒーターとして発熱体を用いているため、皮下組織が薄い部位では、発熱体の熱が深部まで伝搬するが、皮下組織が厚い部位では、深部まで熱が伝搬しない問題がある。深部まで熱が伝搬せずとも温度平衡状態とはなり得るため、内部温度の測定に誤りが生じるおそれがあった。   The technique disclosed in Patent Document 1 is a technique related to internal temperature measurement using a so-called heat flow compensation formula. In this technique, a heat flow compensation type probe is affixed to the body surface, and the internal temperature of the body to be measured is measured by apparently radiating heat from the body surface to zero. In this case, it is necessary to control the heater in order to bring the inside of the living body and the probe into a temperature equilibrium state. In the technique of Patent Document 1, since a heating element is used as a heater, the heat of the heating element propagates to a deep part in a portion where the subcutaneous tissue is thin, but the heat does not propagate to the deep part in a portion where the subcutaneous tissue is thick. is there. Even if heat does not propagate to the deep part, a temperature equilibrium state can be obtained, which may cause an error in measurement of the internal temperature.

この問題を解決するために発熱体を大きくしたり、より高い温度を生じさせる発熱体を利用する方法が考えられるが、種々の問題があった。例えば、大きな発熱体を用いると装置全体が大型化するため、熱流補償式の内部温度測定装置を、ウェアラブル機器のような小型デバイスの形態で実現しようとする場合には、測定可能な部位が限られてしまう。また、肌に接する発熱体が発生する熱量には、安全上の問題から自ずと制約がある。   In order to solve this problem, a method of using a heating element that enlarges the heating element or generates a higher temperature can be considered, but there are various problems. For example, if a large heating element is used, the entire apparatus becomes large. Therefore, when a heat flow compensation type internal temperature measurement device is to be realized in the form of a small device such as a wearable device, the measurable part is limited. It will be. Further, the amount of heat generated by the heating element in contact with the skin is naturally limited due to safety problems.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被測定体の内部温度を測定する新しい手法を実現することである。   This invention is made | formed in view of the said situation, The place made into the objective is to implement | achieve the new method of measuring the internal temperature of a to-be-measured body.

上記課題を解決するための第1の発明は、被測定体の熱に係る物理量を計測するセンサーが配置された伝熱材を基材とするセンサー部と、前記センサー部の周囲に設けられ、前記被測定体に向けて超音波を送信する超音波送信部と、前記センサー部の計測面とは反対側の側面を覆う断熱部と、を備えたプローブである。   1st invention for solving the said subject is provided in the circumference | surroundings of the sensor part which makes the base material the heat-transfer material by which the sensor which measures the physical quantity which concerns on the heat | fever of a to-be-measured object is arrange | positioned, It is a probe provided with the ultrasonic transmission part which transmits an ultrasonic wave toward the said to-be-measured object, and the heat insulation part which covers the side surface on the opposite side to the measurement surface of the said sensor part.

この第1の発明によれば、被測定体の熱に係る物理量を計測するとともに、被測定体に向けて超音波を送信することができるプローブが実現される。そして、このプローブを用いることで、超音波を被測定体に向けて送信することで、超音波の伝播範囲の温度を上昇させ、被測定体とプローブとを温度平衡状態とし、被測定体の熱に係る物理量をもとに被測定体の内部温度を測定するといった、新しい測定手法を実現することができる。   According to the first aspect of the invention, a probe capable of measuring a physical quantity related to the heat of a measurement object and transmitting ultrasonic waves toward the measurement object is realized. Then, by using this probe, the ultrasonic wave is transmitted toward the object to be measured, the temperature of the ultrasonic wave propagation range is increased, the object to be measured and the probe are in a temperature equilibrium state, and the object to be measured is It is possible to realize a new measurement technique such as measuring the internal temperature of the object to be measured based on a physical quantity related to heat.

第2の発明として、第1の発明のプローブであって、前記超音波送信部は、環状に形成されている、プローブを構成しても良い。   As a second invention, the probe according to the first invention may be configured such that the ultrasonic wave transmitting section is formed in an annular shape.

この第2の発明によれば、センサー部の周囲に環状に形成された超音波送信部が設けられていることから、計測面に接する被測定体に向けてセンサー部の周囲から比較的均等に超音波を送信することができるため、センサー部での計測に好適な温度平衡状態とすることができる。   According to the second aspect of the invention, since the ultrasonic transmission part formed in an annular shape is provided around the sensor part, it is relatively evenly distributed from the circumference of the sensor part toward the measurement object in contact with the measurement surface. Since ultrasonic waves can be transmitted, a temperature equilibrium state suitable for measurement by the sensor unit can be achieved.

第3の発明として、第2の発明のプローブであって、前記断熱部は、前記センサー部の計測面とは反対側の側面、および、前記超音波送信部の外周面を覆うように設けられた、
プローブを構成しても良い。
As 3rd invention, it is a probe of 2nd invention, Comprising: The said heat insulation part is provided so that the side surface on the opposite side to the measurement surface of the said sensor part, and the outer peripheral surface of the said ultrasonic transmission part may be covered. The
A probe may be configured.

この第3の発明によれば、断熱部によって、センサー部の計測面以外から外部環境に流れる熱流が遮断されるため、温度平衡状態を比較的早期かつ高精度に作り出すことができ、より高精度に内部温度を測定することができる。   According to the third aspect of the invention, since the heat flow from the measurement surface of the sensor unit to the external environment is blocked by the heat insulating unit, the temperature equilibrium state can be created relatively early and with high accuracy. The internal temperature can be measured.

第4の発明として、第1〜第3の何れかの発明のプローブであって、前記超音波送信部の前記計測面側に設けられた音響レンズ、を更に備えたプローブを構成しても良い。   As a fourth invention, a probe according to any one of the first to third inventions, further comprising an acoustic lens provided on the measurement surface side of the ultrasonic transmission unit, may be configured. .

この第4の発明によれば、超音波送信部の計測面側に設けられた音響レンズによって、被測定体に対する超音波の送信方向や超音波の焦点距離を調整することができる。   According to the fourth aspect of the invention, it is possible to adjust the transmission direction of the ultrasonic wave and the focal length of the ultrasonic wave with respect to the measurement object by the acoustic lens provided on the measurement surface side of the ultrasonic wave transmission unit.

第5の発明として、第4の発明のプローブであって、前記音響レンズは、前記超音波送信部および前記センサー部の前記計測面側を覆うように設けられた、プローブを構成しても良い。   As a fifth invention, the probe according to the fourth invention may be configured such that the acoustic lens is provided so as to cover the measurement surface side of the ultrasonic transmission unit and the sensor unit. .

この第5の発明によれば、音響レンズが、超音波送信部およびセンサー部の計測面を覆うように設けられていることで、超音波送信部およびセンサー部の計測面を被測定体に密着させることができる。この結果、例えば、効率的な超音波の送信を実現できるため、温度平衡状態を比較的早期かつ高精度に作り出すといったことや、センサー部と被測定体表面との間に隙間を生じさせないことにより、より高精度な内部温度の測定が可能となるといったことが実現できる。   According to the fifth aspect, the acoustic lens is provided so as to cover the measurement surfaces of the ultrasonic transmission unit and the sensor unit, so that the measurement surfaces of the ultrasonic transmission unit and the sensor unit are in close contact with the measurement object. Can be made. As a result, for example, efficient transmission of ultrasonic waves can be realized, so that a temperature equilibrium state can be created relatively early and with high accuracy, and no gap is created between the sensor unit and the surface of the object to be measured. Thus, it becomes possible to measure the internal temperature with higher accuracy.

第6の発明として、第4又は第5の発明のプローブであって、
前記超音波送信部と前記音響レンズとの間に、音響整合層が設けられた、
プローブを構成しても良い。
As 6th invention, it is the probe of 4th or 5th invention,
An acoustic matching layer is provided between the ultrasonic transmission unit and the acoustic lens.
A probe may be configured.

この第6の発明によれば、音響整合層を設けることにより、超音波送信部と被測定体との間の音響整合をとり、超音波送信部からの音響エネルギーを効率的に測定対象に伝搬することができる。   According to the sixth aspect of the invention, by providing the acoustic matching layer, acoustic matching is achieved between the ultrasonic transmission unit and the measured object, and the acoustic energy from the ultrasonic transmission unit is efficiently propagated to the measurement target. can do.

第7の発明として、第1〜第6の何れかの発明のプローブであって、前記センサー部は、前記計測面寄りの温度センサーと、前記計測面とは反対側の前記側面寄りの温度センサーとを少なくとも有する、プローブを構成しても良い。   As a seventh invention, in the probe according to any one of the first to sixth inventions, the sensor unit includes a temperature sensor near the measurement surface and a temperature sensor near the side surface opposite to the measurement surface. A probe may be configured to include at least.

この第7の発明によれば、センサー部は、計測面寄りの温度センサーと、計測面とは反対側の側面寄りの温度センサーとを少なくとも有しており、被測定体の熱に係る物理量である温度に基づいて、被測定体の内部温度を測定することができる。   According to the seventh invention, the sensor unit has at least a temperature sensor near the measurement surface and a temperature sensor near the side surface opposite to the measurement surface, and is a physical quantity related to the heat of the measured object. Based on a certain temperature, the internal temperature of the object to be measured can be measured.

第8の発明として、第1〜第7の何れかの発明のプローブと、前記超音波送信部による超音波の送信を制御することと、前記センサーの計測値に基づいて前記被測定体の内部温度を測定することと、を実行する演算処理部と、を備えた内部温度測定装置を構成しても良い。   As an eighth invention, the probe of any one of the first to seventh inventions, the control of ultrasonic transmission by the ultrasonic transmitter, and the inside of the measured object based on the measured value of the sensor You may comprise the internal temperature measuring apparatus provided with the arithmetic processing part which measures temperature and performs.

この第8の発明によれば、第1〜第7の何れかの発明と同様の効果を発揮する内部温度測定装置を実現できる。   According to the eighth aspect of the invention, an internal temperature measuring device that exhibits the same effect as any one of the first to seventh aspects of the invention can be realized.

第9の発明として、第8の発明の内部温度測定装置であって、前記演算処理部は、前記センサーの計測値に基づいて熱流束を算出し、前記熱流束が所定の平衡状態条件を満たす場合の前記計測値に基づく温度を前記内部温度とする、内部温度測定装置を構成しても良い。   According to a ninth aspect, in the internal temperature measuring device according to the eighth aspect, the arithmetic processing unit calculates a heat flux based on the measured value of the sensor, and the heat flux satisfies a predetermined equilibrium condition. You may comprise the internal temperature measuring apparatus which makes temperature based on the said measured value of a case into the said internal temperature.

この第9の発明によれば、温度センサーの計測値に基づいて算出した熱流束が所定の平衡状態条件を満たす場合の温度を内部温度として測定することができる。   According to the ninth aspect, it is possible to measure the temperature when the heat flux calculated based on the measurement value of the temperature sensor satisfies the predetermined equilibrium state as the internal temperature.

第10の発明として、第8又は第9の発明の内部温度測定装置であって、前記演算処理部は、前記被測定体の測定対象部位、または、所定の熱源の前記被測定体表面からの深さ、に応じて前記超音波送信部に送信させる超音波の周波数を可変に制御する、内部温度測定装置を構成しても良い。   According to a tenth aspect of the invention, in the internal temperature measuring device according to the eighth or ninth aspect of the invention, the arithmetic processing unit is configured to measure from a measurement target portion of the measured object or a surface of the measured object of a predetermined heat source. An internal temperature measurement device that variably controls the frequency of the ultrasonic wave to be transmitted to the ultrasonic wave transmission unit according to the depth may be configured.

この第10の発明によれば、被測定体の測定対象部位、または、所定の熱源の被測定体表面からの深さに応じて、超音波の周波数を可変に制御することで、被測定体とプローブとを温度平衡状態とすることができる。具体的には、例えば、熱源の深さが深いほど、超音波の周波数を低くすることで、より深い位置の熱源まで超音波を伝搬させることが可能となる。   According to the tenth aspect of the present invention, the frequency of the ultrasonic wave is variably controlled in accordance with the measurement target portion of the measured object or the depth of the predetermined heat source from the measured object surface, thereby measuring the measured object. And the probe can be in a temperature equilibrium state. Specifically, for example, the ultrasonic wave can be propagated to a deeper heat source by lowering the frequency of the ultrasonic wave as the depth of the heat source is deeper.

内部温度測定装置の適用例。Application example of internal temperature measurement device. プローブの外観斜視図。The external appearance perspective view of a probe. プローブの縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of a probe. プローブの横断面図。The cross-sectional view of a probe. 内部温度測定装置の機能構成図。The function block diagram of an internal temperature measuring device. 周波数設定テーブルのデータ構成例。The data structural example of a frequency setting table. 内部温度測定処理のフローチャート。The flowchart of an internal temperature measurement process. 内部温度測定の実験結果。Experimental results of internal temperature measurement. 従来の熱流補償型プローブを用いた内部温度測定の実験結果。Experimental results of internal temperature measurement using a conventional heat flow compensation probe.

[全体構成]
図1は、本実施形態における内部温度測定装置10の適用例である。内部温度測定装置10は、被測定体である人体等の生体1の内部温度(深部温度)を測定する装置であり、生体1の皮膚面に貼付されるプローブ20と、このプローブ20とケーブル50で接続された本体装置40と、を備えて構成される。本実施形態は、熱流補償式を利用して生体1の内部温度を測定するものであり、プローブ20と生体1内部とを温度平衡状態とするために、超音波を生体1に送信し、音響エネルギーが生体に吸収されて熱変換されることで生体を加温することを特徴としている。
[overall structure]
FIG. 1 shows an application example of the internal temperature measuring device 10 in the present embodiment. The internal temperature measuring device 10 is a device that measures the internal temperature (depth temperature) of the living body 1 such as a human body that is a measurement target. The probe 20 is affixed to the skin surface of the living body 1, and And the main body device 40 connected to each other. In the present embodiment, the internal temperature of the living body 1 is measured using a heat flow compensation equation, and in order to bring the probe 20 and the inside of the living body 1 into a temperature equilibrium state, ultrasonic waves are transmitted to the living body 1 and acoustics It is characterized in that the living body is heated by energy being absorbed and converted into heat.

図2〜図4は、プローブ20の構成を説明するための概略図である。図2は、プローブ20の外観斜視図であり、図3は、縦断面図であり、図4は、横断面図である。プローブ20は、高さ方向の長さが短い薄型の円柱形状を成しており、下面が生体1の皮膚面に接するように貼付される。プローブ20は、プローブ20の全体形状を縮小させたような薄型の円柱形状に形成されたセンサー部22と、センサー部22を取り囲むように環状に形成された超音波送信部28と、外縁が立設部とされた蓋状体の開口をセンサー部22の計測面である下面側に向けてセンサー部22の上面及び超音波送信部28の外周面を覆うように構成した断熱部30と、センサー部22及び超音波送信部28の下面側を覆うように設けられた音響レンズ32と、を有して構成される。   2 to 4 are schematic views for explaining the configuration of the probe 20. 2 is an external perspective view of the probe 20, FIG. 3 is a longitudinal sectional view, and FIG. 4 is a transverse sectional view. The probe 20 has a thin cylindrical shape with a short length in the height direction, and is attached so that the lower surface is in contact with the skin surface of the living body 1. The probe 20 includes a sensor unit 22 formed in a thin cylindrical shape in which the entire shape of the probe 20 is reduced, an ultrasonic transmission unit 28 formed in an annular shape so as to surround the sensor unit 22, and an outer edge standing upright. A heat insulating portion 30 configured to cover the upper surface of the sensor portion 22 and the outer peripheral surface of the ultrasonic transmission portion 28 with the opening of the lid-like body serving as the installation portion facing the lower surface side that is the measurement surface of the sensor portion 22; And the acoustic lens 32 provided so as to cover the lower surface side of the unit 22 and the ultrasonic transmission unit 28.

センサー部22は、熱伝導性を有する伝熱材を基材として形成され、下面(計測面)寄りに第1温度センサー24が設けられ、上面(計測面とは反対側の側面)寄りに第2温度センサー26が設けられている。センサー部22の基材となる伝熱材は、熱伝導率λが、λ=5[W/m・K]以下、である素材が好ましい。第1温度センサー24、及び、第2温度センサー26は、被測定体である生体1の熱に係る物理量である温度を計測するセンサーであり、例えば、チップサーミスタや、サーミスタパターンがプリントされたフレキシブル基板、白金測温抵抗体等を利用したセンサー、熱電対素子、PN接合素子、ダイオード等を利用した公知のセンサーを用いることができる。第1温度センサー24、及び、第2温度センサー26の計測値は、ケーブル50を介して本体装置40へ出力される。なお、図2〜図4では、ケーブル50の図示を省略している。   The sensor unit 22 is formed using a heat transfer material having thermal conductivity as a base material, and the first temperature sensor 24 is provided near the lower surface (measurement surface), and the first temperature sensor 24 is disposed near the upper surface (side surface opposite to the measurement surface). A two temperature sensor 26 is provided. The heat transfer material serving as the base material of the sensor unit 22 is preferably a material having a thermal conductivity λ of λ = 5 [W / m · K] or less. The 1st temperature sensor 24 and the 2nd temperature sensor 26 are sensors which measure the temperature which is a physical quantity concerning the heat of living body 1 which is a measuring object, for example, a chip thermistor, a flexible printed thermistor pattern A known sensor using a substrate, a sensor using a platinum resistance thermometer, a thermocouple element, a PN junction element, a diode or the like can be used. The measurement values of the first temperature sensor 24 and the second temperature sensor 26 are output to the main body device 40 via the cable 50. 2 to 4, the illustration of the cable 50 is omitted.

超音波送信部28は、プローブ20の下面側から下方に向けて超音波を送信する多数の超音波振動子(超音波素子)を環状に配列して有している。なお、図2〜図4では、各超音波振動子の図示を省略している。超音波振動子は、超音波と電気信号とを変換する超音波トランスデューサーであり、数MHz〜数十MHzの超音波パルス信号を送信する。超音波送信部28を構成する各超音波素子は、ケーブル50を介して本体装置40から入力される制御信号によって個別に駆動制御され、下方に向けて超音波を送信する。   The ultrasonic transmission unit 28 includes a large number of ultrasonic transducers (ultrasonic elements) that transmit ultrasonic waves downward from the lower surface side of the probe 20 in an annular shape. 2 to 4, illustration of each ultrasonic transducer is omitted. The ultrasonic transducer is an ultrasonic transducer that converts an ultrasonic wave and an electric signal, and transmits an ultrasonic pulse signal of several MHz to several tens of MHz. Each ultrasonic element constituting the ultrasonic transmission unit 28 is individually driven and controlled by a control signal input from the main body device 40 via the cable 50, and transmits ultrasonic waves downward.

断熱部30は、高い断熱性を有する断熱材で形成され、センサー部22の計測面(下面)とは反対側の側面(上面)を覆うように構成される。これにより、断熱部30は、被測定体である生体1から熱を受けたセンサー部22の上面からの熱放散を遮断する。ただし、本実施形態においては、断熱部30は、センサー部22の計測面とは反対側の側面、および、超音波送信部28の外周面を覆うように設けられている。これにより、断熱部30は、被測定体である生体1との接触面以外において、プローブ20を、外環境から熱遮断する。断熱部30を構成する断熱材は、熱伝導率が、0.1[W/m・K]以下、である素材が好ましい。例えば、発泡プラスチックを用いることができる。   The heat insulating unit 30 is formed of a heat insulating material having high heat insulating properties, and is configured to cover a side surface (upper surface) opposite to the measurement surface (lower surface) of the sensor unit 22. Thereby, the heat insulation part 30 interrupts | blocks the heat dissipation from the upper surface of the sensor part 22 which received heat from the biological body 1 which is a to-be-measured body. However, in the present embodiment, the heat insulating unit 30 is provided so as to cover the side surface opposite to the measurement surface of the sensor unit 22 and the outer peripheral surface of the ultrasonic transmission unit 28. Thereby, the heat insulation part 30 heat-shields the probe 20 from external environment except a contact surface with the biological body 1 which is a to-be-measured body. The heat insulating material constituting the heat insulating portion 30 is preferably a material having a thermal conductivity of 0.1 [W / m · K] or less. For example, foamed plastic can be used.

音響レンズ32は、例えば、シリコンゴムで形成され、超音波送信部28が送信する超音波の送信方向および焦点距離を調整するとともに、プローブ20の下面を生体に密着させる役割も果たす。   The acoustic lens 32 is made of, for example, silicon rubber, and adjusts the transmission direction and focal length of ultrasonic waves transmitted by the ultrasonic transmission unit 28 and also plays a role of bringing the lower surface of the probe 20 into close contact with the living body.

[機能構成]
図5は、内部温度測定装置10の機能構成図である。内部温度測定装置10は、プローブ20と、本体装置40とを備えて構成される。プローブ20の構成は上述した通りである。本体装置40は、操作部102と、表示部104と、音出力部106と、通信部108と、演算処理部200と、記憶部300と、を有する小型電子機器であり、コンピュータ装置である。
[Function configuration]
FIG. 5 is a functional configuration diagram of the internal temperature measurement device 10. The internal temperature measuring device 10 includes a probe 20 and a main body device 40. The configuration of the probe 20 is as described above. The main device 40 is a small electronic device having a console unit 102, a display unit 104, a sound output unit 106, a communication unit 108, an arithmetic processing unit 200, and a storage unit 300, and is a computer device.

操作部102は、ボタンスイッチやタッチパネル、各種センサー等の入力装置によって実現され、なされた操作に応じた操作信号を演算処理部200に出力する。表示部104は、LCD(Liquid Crystal Display)等の表示装置によって実現され、演算処理部200からの表示信号に基づく各種表示を行う。音出力部106は、スピーカー等の音出力装置によって実現され、演算処理部200からの音信号に基づく各種音出力を行う。通信部108は、無線LAN(Local Area Network)やBluetooth(登録商標)等の無線通信装置、モデム、有線用の通信ケーブルのジャックや制御回路等の有線通信装置によって実現され、所与の通信回線と接続して外部装置との通信を行う。   The operation unit 102 is realized by an input device such as a button switch, a touch panel, or various sensors, and outputs an operation signal corresponding to the performed operation to the arithmetic processing unit 200. The display unit 104 is realized by a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display), and performs various displays based on a display signal from the arithmetic processing unit 200. The sound output unit 106 is realized by a sound output device such as a speaker, and performs various sound outputs based on the sound signal from the arithmetic processing unit 200. The communication unit 108 is realized by a wireless communication device such as a wireless local area network (LAN) or Bluetooth (registered trademark), a wired communication device such as a modem, a wired communication cable jack or a control circuit, and the like. To communicate with external devices.

演算処理部200は、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)等のマイクロプロセッサー、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、IC(Integrated Circuit)メモリー等の電子部品によって実現され、記憶部300に記憶されたプログラムやデータ、操作部102からの操作信号等に基づいて各種演算処理を実行して、本体装置の動作を制御する。また、演算処理部200は、超音波送信制御部202と、内部温度測定部204と、を有する。超音波送信制御部202と内部温度測定部204とは、別々の演算処理回路で実現することとしてもよいし、また、1つの演算処理回路がプログラムを実行することでソフトウェア的に実現する構成としてもよい。   The arithmetic processing unit 200 is an electronic component such as a microprocessor such as a CPU (Central Processing Unit) or a GPU (Graphics Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or an IC (Integrated Circuit) memory. Based on the program and data stored in the storage unit 300, the operation signal from the operation unit 102, and the like, various arithmetic processes are executed to control the operation of the main device. The arithmetic processing unit 200 includes an ultrasonic transmission control unit 202 and an internal temperature measurement unit 204. The ultrasonic transmission control unit 202 and the internal temperature measurement unit 204 may be realized by separate arithmetic processing circuits, or may be realized by software by one arithmetic processing circuit executing a program. Also good.

超音波送信制御部202は、超音波の送信タイミングを指示するパルス電圧を発生させて超音波送信部28に出力し、超音波送信部28の各超音波振動子を個別に駆動して超音波を送信させる。超音波送信制御部202による超音波の送信制御は、内部温度測定部204からの制御信号に従って実行される。   The ultrasonic transmission control unit 202 generates a pulse voltage instructing ultrasonic transmission timing and outputs the pulse voltage to the ultrasonic transmission unit 28, and individually drives each ultrasonic transducer of the ultrasonic transmission unit 28 to generate ultrasonic waves. To send. The ultrasonic transmission control by the ultrasonic transmission control unit 202 is executed according to a control signal from the internal temperature measurement unit 204.

内部温度測定部204は、超音波送信制御部202による超音波の送信制御の実行を指示制御して、第1温度センサー24、及び、第2温度センサー26それぞれの計測値θ1,θ2をもとに、被測定体である生体1の内部温度を測定する。具体的には、被測定体である生体1の測定部位(測定対象部位)、または、所定の熱源の被測定体表面からの深さ、に応じて超音波送信部28に送信させる超音波の周波数を可変に制御して、生体1の内部温度を測定する。超音波の送信周波数は、周波数設定テーブル304を参照し、プローブ20を設置する生体1の測定部位に応じて決定する。測定部位は、例えば、操作部102を介した利用者の指示に従って判定する。   The internal temperature measurement unit 204 instructs and controls execution of ultrasonic transmission control by the ultrasonic transmission control unit 202, and based on the measured values θ1 and θ2 of the first temperature sensor 24 and the second temperature sensor 26, respectively. In addition, the internal temperature of the living body 1 as the measurement object is measured. Specifically, the ultrasonic wave to be transmitted to the ultrasonic wave transmission unit 28 according to the measurement part (measurement target part) of the living body 1 as the measurement object or the depth of the predetermined heat source from the measurement object surface. The internal temperature of the living body 1 is measured by variably controlling the frequency. The ultrasonic transmission frequency is determined according to the measurement site of the living body 1 where the probe 20 is installed with reference to the frequency setting table 304. The measurement site is determined according to a user instruction via the operation unit 102, for example.

図6は、周波数設定テーブル304のデータ構成の一例を示す図である。周波数設定テーブル304は、測定部位304aそれぞれに、超音波の送信周波数304bを対応付けて格納している。本実施形態では、内部温度の熱源として動脈を想定している。プローブ20が接する生体1の皮膚面からの動脈の深さは測定部位によって異なる。このため、熱源である動脈の深さが深い部位ほど、超音波の周波数を低くしてより深部まで透過し易くする。また、測定部位は、皮膚面下に動脈がある手首や足首、橈骨部、大腿部、頸部、鎖骨下部、上腕部などとすることができる。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a data configuration of the frequency setting table 304. The frequency setting table 304 stores an ultrasonic transmission frequency 304b in association with each measurement region 304a. In this embodiment, an artery is assumed as a heat source for the internal temperature. The depth of the artery from the skin surface of the living body 1 with which the probe 20 is in contact varies depending on the measurement site. For this reason, the part where the depth of the artery which is a heat source is deeper is made easier to penetrate to a deeper part by lowering the frequency of the ultrasonic wave. The measurement site may be a wrist or ankle with an artery under the skin, a rib, a thigh, a neck, a lower clavicle, an upper arm, or the like.

そして、内部温度測定部204は、第1温度センサー24、及び、第2温度センサー26それぞれの計測値θ1,θ2をもとに熱流束Φqを算出し、この熱流束Φqが所定の平衡状態条件を満たす場合の計測値θ1,θ2に基づき、超音波送信制御部202による各超音波素子の駆動電圧Vを制御して、超音波送信部28からの超音波の送信を制御する。   Then, the internal temperature measurement unit 204 calculates the heat flux Φq based on the measured values θ1 and θ2 of the first temperature sensor 24 and the second temperature sensor 26, and the heat flux Φq is set to a predetermined equilibrium condition. Based on the measured values θ1 and θ2 when the above conditions are satisfied, the ultrasonic transmission control unit 202 controls the drive voltage V of each ultrasonic element to control the transmission of ultrasonic waves from the ultrasonic transmission unit 28.

具体的には、第1温度センサー24、及び、第2温度センサー26それぞれの計測値θ1,θ2に基づき、熱流束Φqは、次式(1)で算出される。
式(1)において、「λ」は、センサー部22の基材である伝熱材の熱伝導率であり、「d」は、センサー部22の厚みである。
Specifically, based on the measured values θ1 and θ2 of the first temperature sensor 24 and the second temperature sensor 26, the heat flux Φq is calculated by the following equation (1).
In Expression (1), “λ” is the thermal conductivity of the heat transfer material that is the base material of the sensor unit 22, and “d” is the thickness of the sensor unit 22.

そして、熱流束Φqが「0(ゼロ)」以下ならば(Φq≦0)、駆動電圧Vを「0」として超音波の送信を停止させる。また、熱流束Φqが「0」より大きく所定の閾値Φq0未満ならば(0<Φq<Φq0)、駆動電圧Vは現在の値を保持する。また、熱流束Φqが所定の閾値Φq0以上ならば(Φq≧Φq0)、駆動電圧Vを所定の増加量ΔVだけ増加させる。このとき、駆動電圧Vは、所定の最大値Vmaxを上限として増加させる。   If the heat flux Φq is “0 (zero)” or less (Φq ≦ 0), the drive voltage V is set to “0” and the transmission of the ultrasonic wave is stopped. If the heat flux Φq is greater than “0” and less than the predetermined threshold Φq0 (0 <Φq <Φq0), the drive voltage V maintains the current value. If the heat flux Φq is equal to or greater than a predetermined threshold Φq0 (Φq ≧ Φq0), the drive voltage V is increased by a predetermined increase amount ΔV. At this time, the drive voltage V is increased with a predetermined maximum value Vmax as an upper limit.

そして、所定の平衡状態条件を満たす場合に、温度センサー24の計測値θ1を、生体1の内部温度とする。平衡状態条件は、熱流がゼロである温度平衡状態であるとみなせる条件であり、具体的には、「熱流束Φqが所定の閾値Φq0以下」である。閾値Φq0は、センサー部22の基材である伝熱材の熱伝導率λや寸法によってその値を設定することができる。この閾値Φq0は、センサー部22の基材となる材料の種類やセンサー部22の寸法と対応付けて、熱流束閾値データ306として記憶されている。また、内部温度測定部204が測定した内部温度は、例えば、測定時刻と対応付けて、測定データ308として蓄積記憶される。   And when predetermined | prescribed equilibrium state conditions are satisfy | filled, measured value (theta) 1 of the temperature sensor 24 is made into the internal temperature of the biological body 1. FIG. The equilibrium state condition is a condition that can be regarded as a temperature equilibrium state in which the heat flow is zero, and specifically, “the heat flux Φq is equal to or less than a predetermined threshold Φq0”. The threshold value Φq0 can be set according to the thermal conductivity λ and dimensions of the heat transfer material that is the base material of the sensor unit 22. This threshold value Φq0 is stored as heat flux threshold value data 306 in association with the type of material used as the base material of the sensor unit 22 and the dimensions of the sensor unit 22. Further, the internal temperature measured by the internal temperature measurement unit 204 is accumulated and stored as measurement data 308 in association with the measurement time, for example.

記憶部300は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)、ハードディスク等の記憶装置によって実現され、演算処理部200が本体装置40を統合的に制御するためのシステムプログラムや、プログラムやデータ等を記憶しているとともに、演算処理部200の作業領域として用いられ、演算処理部200が実行した演算結果や、操作部102からの操作データ等が一時的に記憶される。また、記憶部300には、内部温度測定プログラム302と、周波数設定テーブル304と、熱流束閾値データ306と、測定データ308と、が記憶される。内部温度測定プログラム302は、演算処理部200が実行することにより、超音波送信制御部202、及び、内部温度測定部204の機能を実現する。   The storage unit 300 is realized by a storage device such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), or a hard disk, and a system program, a program, and the like for the arithmetic processing unit 200 to control the main device 40 in an integrated manner. In addition to storing data and the like, it is used as a work area for the arithmetic processing unit 200, and temporarily stores operation results executed by the arithmetic processing unit 200, operation data from the operation unit 102, and the like. Further, the storage unit 300 stores an internal temperature measurement program 302, a frequency setting table 304, heat flux threshold data 306, and measurement data 308. The internal temperature measurement program 302 implements the functions of the ultrasonic transmission control unit 202 and the internal temperature measurement unit 204 when executed by the arithmetic processing unit 200.

[処理の流れ]
図7は、内部温度測定処理の流れを説明するフローチャートである。この処理は、演算処理部200が内部温度測定プログラム302を読み出して実行することで実現される。
[Process flow]
FIG. 7 is a flowchart for explaining the flow of the internal temperature measurement process. This process is realized by the arithmetic processing unit 200 reading and executing the internal temperature measurement program 302.

先ず、内部温度測定部204は、測位部位に応じて超音波の周波数を設定し(ステップS1)、超音波送信部28から、決定した周波数の超音波の送信を開始させる(ステップS3)。次いで、第1温度センサー24、及び、第2温度センサー26それぞれの計測値θ1,θ2をもとに、熱流束Φqを算出する(ステップS5)。   First, the internal temperature measurement unit 204 sets the frequency of the ultrasonic wave according to the positioning site (step S1), and starts transmission of the ultrasonic wave with the determined frequency from the ultrasonic wave transmission unit 28 (step S3). Next, the heat flux Φq is calculated based on the measured values θ1 and θ2 of the first temperature sensor 24 and the second temperature sensor 26 (step S5).

そして、算出した熱流束Φqが「0」以下(Φq≦0)ならば(ステップS7:NO)、超音波送信部28の駆動電圧Vを「0」として超音波の送信を停止させる(ステップS9)。この場合には平衡状態条件を満たすため、温度平衡状態にある旨を表示部104に表示させる(ステップS15)。   If the calculated heat flux Φq is equal to or smaller than “0” (Φq ≦ 0) (step S7: NO), the drive voltage V of the ultrasonic transmission unit 28 is set to “0” and transmission of ultrasonic waves is stopped (step S9). ). In this case, since the equilibrium state condition is satisfied, a message indicating that the temperature is in a state of temperature equilibrium is displayed on the display unit 104 (step S15).

また、熱流束Φqが「0」より大きく所定の閾値Φq0未満(0<Φq<Φq0)ならば(ステップS11:NO)、超音波送信部28の駆動電圧Vは、現在の値を保持する(ステップS13)。この場合には平衡状態条件を満たすため、温度平衡状態にある旨を表示部104に表示させる(ステップS15)。   If the heat flux Φq is greater than “0” and less than the predetermined threshold Φq0 (0 <Φq <Φq0) (step S11: NO), the drive voltage V of the ultrasonic transmission unit 28 maintains the current value ( Step S13). In this case, since the equilibrium state condition is satisfied, a message indicating that the temperature is in a state of temperature equilibrium is displayed on the display unit 104 (step S15).

また、熱流束Φqが所定の閾値Φq0以上(Φq≧Φq0)ならば(ステップS11:YES)、現在の駆動電圧Vが、所定の最大値Vmaxに達しているかを判断する。駆動電圧Vが最大値Vmaxに達しているならば(ステップS17:YES)、超音波送信部28の駆動電圧Vを最大電圧Vmaxとする(ステップS21)。駆動電圧Vが最大値に達していないならば(ステップS17:NO)、超音波送信部28の駆動電圧Vを所定の増加量ΔVだけ増加させる(ステップS19)。そして、第1温度センサー24の計測値θ1を内部温度として蓄積記憶するとともに、表示部104に表示する等して外部出力する(ステップS23)。   If the heat flux Φq is equal to or greater than the predetermined threshold Φq0 (Φq ≧ Φq0) (step S11: YES), it is determined whether the current drive voltage V has reached a predetermined maximum value Vmax. If the drive voltage V has reached the maximum value Vmax (step S17: YES), the drive voltage V of the ultrasonic transmitter 28 is set to the maximum voltage Vmax (step S21). If the drive voltage V has not reached the maximum value (step S17: NO), the drive voltage V of the ultrasonic transmitter 28 is increased by a predetermined increase amount ΔV (step S19). Then, the measured value θ1 of the first temperature sensor 24 is accumulated and stored as the internal temperature, and is externally output by displaying it on the display unit 104 (step S23).

その後、内部温度の測定を終了するか否かを判断し、終了しないならば(ステップS25:NO)、ステップS5に戻り、同様の処理を繰り返す。終了するならば(ステップS25:YES)、内部温度測定処理を終了する。   Thereafter, it is determined whether or not the measurement of the internal temperature is to be ended. If the measurement is not to be ended (step S25: NO), the process returns to step S5 and the same processing is repeated. If completed (step S25: YES), the internal temperature measurement process is terminated.

[実験結果]
図8は、内部温度の測定に係る実験結果である。この実験は、内部温度と見立てた一定温度の恒温部の上に生体1の皮膚層を模擬した厚さ数mmのクロロプレンゴム板を載せ、更にその上面にプローブ20を設置して内部温度の測定を行った。図8は、横軸を、超音波の送信開始からの経過時間とし、縦軸を、温度及び熱流束Φqとして、内部温度の真値と、第1温度センサー24、及び、第2温度センサー26が計測した温度θ1,θ2から算出した熱流束Φqと、測定した内部温度と、を示したグラフである。ここで、“測定した内部温度”とは、第1温度センサー24が計測した温度θ1とし、温度平衡条件を満たさない場合もその温度を“測定した内部温度”とした。熱流束Φqは、生体内部(恒温部)から外部環境に向かう方向を正値とした。また、内部温度の真値に対する測定される内部温度の追従性をみるため、恒温部の温度(内部温度の真値)を変化させた。
[Experimental result]
FIG. 8 shows the experimental results relating to the measurement of the internal temperature. In this experiment, a chloroprene rubber plate having a thickness of several millimeters simulating the skin layer of the living body 1 is placed on a constant temperature portion assumed to be the internal temperature, and a probe 20 is further installed on the upper surface to measure the internal temperature. Went. In FIG. 8, the horizontal axis is the elapsed time from the start of ultrasonic transmission, the vertical axis is the temperature and heat flux Φq, and the true value of the internal temperature, the first temperature sensor 24, and the second temperature sensor 26. Is a graph showing the heat flux Φq calculated from the measured temperatures θ1 and θ2, and the measured internal temperature. Here, the “measured internal temperature” is the temperature θ1 measured by the first temperature sensor 24, and the temperature is also the “measured internal temperature” even when the temperature equilibrium condition is not satisfied. The heat flux Φq was positive in the direction from the inside of the living body (constant temperature part) to the external environment. Moreover, in order to see the followability of the measured internal temperature with respect to the true value of the internal temperature, the temperature of the constant temperature part (true value of the internal temperature) was changed.

また、図9は、比較のための実験結果である。この比較実験では、本実施形態のプローブ20の構成において、超音波送信部28の代わりにヒーターとしての発熱体を用いた熱流補償型プローブを用いた。つまり、従来の熱流補償型プローブを用いた。すなわち、内部温度と見立てた一定温度の恒温部の上に生体1の皮膚層の模擬体を載せ、更にその上面に熱流補償型プローブを設置して内部温度の測定を行った。また、内部温度の真値に対する測定される内部温度の追従性をみるため、恒温部の温度を変化させた。図9は、図8と同様に、横軸を、熱流補償型プローブの発熱体の発熱の開始からの経過時刻とし、縦軸を、温度及び熱流束Φqとして、内部温度の真値と、熱流束Φqと、測定した内部温度とを示したグラフである。   FIG. 9 shows experimental results for comparison. In this comparative experiment, in the configuration of the probe 20 of the present embodiment, a heat flow compensation probe using a heating element as a heater was used instead of the ultrasonic transmission unit 28. That is, a conventional heat flow compensation type probe was used. That is, a simulated body of the skin layer of the living body 1 was placed on a constant temperature portion assumed to be the internal temperature, and a heat flow compensation type probe was installed on the upper surface to measure the internal temperature. In addition, the temperature of the constant temperature part was changed in order to see the followability of the measured internal temperature with respect to the true value of the internal temperature. In FIG. 9, as in FIG. 8, the horizontal axis is the elapsed time from the start of heat generation of the heat generating element of the heat flow compensating probe, the vertical axis is the temperature and heat flux Φq, and the true value of the internal temperature and the heat flow It is the graph which showed bundle (PHI) q and the measured internal temperature.

図8に示す本実施形態の実験、及び、図9に実験結果を示す比較実験の何れにおいても、測定開始直後(超音波の送信開始直後、或いは、発熱体の発熱開始直後)は、熱流束Φqが閾値Φq0より大きい状態、つまり温度平衡状態となっておらず、測定した内部温度は、内部温度の真値との差が大きい。その後、時間経過に従って、熱流束Φqが閾値以下Φq0の状態、つまり温度平衡状態となり、測定した内部温度は、内部温度の真値に近づいてゆく。つまり、被測定体である生体に超音波を送信することで、プローブ20と生体1とを温度平衡状態とすることができるとともに、生体1の内部温度を測定することができるといえる。   In both the experiment of this embodiment shown in FIG. 8 and the comparative experiment showing the experimental results in FIG. 9, the heat flux immediately after the start of measurement (immediately after the start of transmission of ultrasonic waves or immediately after the start of heat generation of the heating element) The state in which Φq is larger than the threshold Φq0, that is, the temperature equilibrium state is not established, and the measured internal temperature has a large difference from the true value of the internal temperature. Thereafter, as the time elapses, the heat flux Φq becomes equal to or less than the threshold value Φq0, that is, the temperature equilibrium state, and the measured internal temperature approaches the true value of the internal temperature. That is, it can be said that the probe 20 and the living body 1 can be brought into a temperature equilibrium state and the internal temperature of the living body 1 can be measured by transmitting ultrasonic waves to the living body that is the measurement object.

また、両者の実験において、測定された内部温度が内部温度の真値に一致するか否かを比較すると、内部温度の真値が34℃から36℃の範囲において、比較実験(図9参照)では、測定した内部温度と内部温度の真値との温度差が大きいのに対し、本実施形態の実験(図8参照)では、測定した内部温度と内部温度の真値との温度差が小さい。つまり、本実施形態のプローブ20を用いることで、より正確に内部温度を測定することができる。   Further, in both experiments, it is compared whether or not the measured internal temperature matches the true value of the internal temperature. When the true value of the internal temperature is in the range of 34 ° C. to 36 ° C., a comparative experiment (see FIG. 9). Then, while the temperature difference between the measured internal temperature and the true value of the internal temperature is large, in the experiment of the present embodiment (see FIG. 8), the temperature difference between the measured internal temperature and the true value of the internal temperature is small. . That is, the internal temperature can be measured more accurately by using the probe 20 of the present embodiment.

[作用効果]
このように、本実施形態の内部温度測定装置10によれば、被測定体である生体1に対して超音波を送信し、センサー部22の温度センサー24,26で計測した温度θ1,θ2に基づいて、生体1の内部温度(深部温度)を測定することができる。具体的には、温度θ1,θ2に基づいて算出した熱流速Φqが、熱流ゼロの温度平衡状態とみなす平衡状態条件である閾値Φq0以下である場合に、第1温度センサー24が計測する温度θ1(或いは、第1温度センサー26が計測する温度θ2)を、生体1の内部温度とする。
[Function and effect]
As described above, according to the internal temperature measuring apparatus 10 of the present embodiment, ultrasonic waves are transmitted to the living body 1 that is a measurement object, and the temperatures θ1 and θ2 measured by the temperature sensors 24 and 26 of the sensor unit 22 are transmitted. Based on this, the internal temperature (depth temperature) of the living body 1 can be measured. Specifically, the temperature θ1 measured by the first temperature sensor 24 when the heat flow rate Φq calculated based on the temperatures θ1 and θ2 is equal to or less than a threshold value Φq0, which is an equilibrium state condition regarded as a temperature equilibrium state with zero heat flow. (Alternatively, the temperature θ2 measured by the first temperature sensor 26) is set as the internal temperature of the living body 1.

[変形例]
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
[Modification]
It should be noted that embodiments to which the present invention can be applied are not limited to the above-described embodiments, and can of course be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

(A)音響レンズ32
上述した実施形態における音響レンズ32は、センサー部22及び超音波送信部28の下面を覆うように設けることとしたが、センサー部22の下面を覆わずに超音波送信部28の下面のみを覆うように設けることとしても良い。
(A) Acoustic lens 32
The acoustic lens 32 in the above-described embodiment is provided so as to cover the lower surfaces of the sensor unit 22 and the ultrasonic transmission unit 28, but covers only the lower surface of the ultrasonic transmission unit 28 without covering the lower surface of the sensor unit 22. It is good also as providing.

(B)音響整合層
超音波送信部28と音響レンズ32との間に、音響整合層を設けても良い。音響整合層は、樹脂材料で形成され、超音波送信部28が有する各超音波振動子と生体1との間の音響インピーダンスの整合をとる。音響レンズ32の他に音響整合層を設けることにより、超音波振動子の音響エネルギーを効率的に測定対象に伝搬することができる。
(B) Acoustic matching layer An acoustic matching layer may be provided between the ultrasonic transmission unit 28 and the acoustic lens 32. The acoustic matching layer is formed of a resin material, and matches the acoustic impedance between each ultrasonic transducer included in the ultrasonic transmission unit 28 and the living body 1. By providing the acoustic matching layer in addition to the acoustic lens 32, the acoustic energy of the ultrasonic transducer can be efficiently propagated to the measurement target.

(C)センサー部22
センサー部22が有する2つの温度センサー24,26のうち、センサー部の計測面とは反対側の側面寄りに設けられた第2温度センサー26を、熱流センサーに置き換えても良い。この場合、計測した温度から熱流束を算出する必要はなく、熱流センサーが計測する熱流束Φqを閾値Φq0と比較すればよい。
(C) Sensor unit 22
Of the two temperature sensors 24 and 26 of the sensor unit 22, the second temperature sensor 26 provided near the side surface opposite to the measurement surface of the sensor unit may be replaced with a heat flow sensor. In this case, it is not necessary to calculate the heat flux from the measured temperature, and the heat flux Φq measured by the heat flow sensor may be compared with the threshold Φq0.

1…生体(被測定体)、10…内部温度測定装置、20…プローブ、22…センサー部、24…第1温度センサー、26…第2温度センサー、28…超音波送信部、30…断熱部、32…音響レンズ、40…本体装置、102…操作部、104…表示部、106…音出力部、108…通信部、200…処理部(演算処理部)、202…超音波送信制御部、204…内部温度測定部、300…記憶部、302…内部温度測定プログラム、304…周波数設定テーブル、306…熱流束閾値データ、308…測定温度データ、50…ケーブル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Living body (to-be-measured object), 10 ... Internal temperature measuring device, 20 ... Probe, 22 ... Sensor part, 24 ... 1st temperature sensor, 26 ... 2nd temperature sensor, 28 ... Ultrasonic transmitter, 30 ... Thermal insulation part 32 ... acoustic lens, 40 ... main unit, 102 ... operation unit, 104 ... display unit, 106 ... sound output unit, 108 ... communication unit, 200 ... processing unit (arithmetic processing unit), 202 ... ultrasonic transmission control unit, 204 ... Internal temperature measurement unit, 300 ... Storage unit, 302 ... Internal temperature measurement program, 304 ... Frequency setting table, 306 ... Heat flux threshold data, 308 ... Measurement temperature data, 50 ... Cable

Claims (10)

被測定体の熱に係る物理量を計測するセンサーが配置された伝熱材を基材とするセンサー部と、
前記センサー部の周囲に設けられ、前記被測定体に向けて超音波を送信する超音波送信部と、
前記センサー部の計測面とは反対側の側面を覆う断熱部と、
を備えたプローブ。
A sensor unit based on a heat transfer material in which a sensor for measuring a physical quantity related to the heat of the measurement object is disposed;
An ultrasonic transmission unit that is provided around the sensor unit and transmits ultrasonic waves toward the object to be measured;
A heat insulating portion covering a side surface opposite to the measurement surface of the sensor portion;
Probe with.
前記超音波送信部は、環状に形成されている、
請求項1に記載のプローブ。
The ultrasonic transmission unit is formed in an annular shape,
The probe according to claim 1.
前記断熱部は、前記センサー部の計測面とは反対側の側面、および、前記超音波送信部の外周面を覆うように設けられた、
請求項2に記載のプローブ。
The heat insulating part is provided so as to cover the side surface opposite to the measurement surface of the sensor unit and the outer peripheral surface of the ultrasonic transmission unit,
The probe according to claim 2.
前記超音波送信部の前記計測面側に設けられた音響レンズ、
を更に備えた請求項1〜3の何れか一項に記載のプローブ。
An acoustic lens provided on the measurement surface side of the ultrasonic transmission unit;
The probe according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記音響レンズは、前記超音波送信部および前記センサー部の前記計測面側を覆うように設けられた、
請求項4に記載のプローブ。
The acoustic lens is provided so as to cover the measurement surface side of the ultrasonic transmission unit and the sensor unit,
The probe according to claim 4.
前記超音波送信部と前記音響レンズとの間に、音響整合層が設けられた、
請求項4または請求項5に記載のプローブ。
An acoustic matching layer is provided between the ultrasonic transmission unit and the acoustic lens.
The probe according to claim 4 or 5.
前記センサー部は、前記計測面寄りの温度センサーと、前記計測面とは反対側の前記側面寄りの温度センサーとを少なくとも有する、
請求項1〜6の何れか一項に記載のプローブ。
The sensor unit includes at least a temperature sensor near the measurement surface and a temperature sensor near the side surface opposite to the measurement surface,
The probe as described in any one of Claims 1-6.
請求項1〜7の何れか一項に記載のプローブと、
前記超音波送信部による超音波の送信を制御することと、前記センサーの計測値に基づいて前記被測定体の内部温度を測定することと、を実行する演算処理部と、
を備えた内部温度測定装置。
The probe according to any one of claims 1 to 7,
An arithmetic processing unit that controls transmission of ultrasonic waves by the ultrasonic transmission unit, and measures an internal temperature of the measurement object based on a measurement value of the sensor;
Internal temperature measuring device with
前記演算処理部は、前記センサーの計測値に基づいて熱流束を算出し、前記熱流束が所定の平衡状態条件を満たす場合の前記計測値に基づく温度を前記内部温度とする、
請求項8に記載の内部温度測定装置。
The arithmetic processing unit calculates a heat flux based on the measurement value of the sensor, and sets the temperature based on the measurement value when the heat flux satisfies a predetermined equilibrium condition as the internal temperature.
The internal temperature measuring device according to claim 8.
前記演算処理部は、前記被測定体の測定対象部位、または、所定の熱源の前記被測定体表面からの深さ、に応じて前記超音波送信部に送信させる超音波の周波数を可変に制御する、
請求項8又は9に記載の内部温度測定装置。
The arithmetic processing unit variably controls the frequency of the ultrasonic wave to be transmitted to the ultrasonic wave transmission unit according to the measurement target portion of the measurement object or the depth of the predetermined heat source from the measurement object surface. To
The internal temperature measuring device according to claim 8 or 9.
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