JP4824020B2 - 医療用ボディコア温度計 - Google Patents

Description

本出願は、部分的に２００４年６月１８日に出願され、現在係属中である米国特許出願番号第１０／８７０，６５４号の継続出願である。そして、本出願は、２００３年８月１９日に出願され、既に放棄された米国仮特許出願第６０／４９５，９５２号の優先権を主張するものである。これら先行する関連出願それぞれの内容は、参照により本明細書に完全に組み込まれている。

本発明は、医療用温度計、より詳しくはコアボディの体温を決定する温度計に関する。

体温は、一般に人間及び他の温血動物の体調（physical condition）の重要な指標として認識されている。長年、最も一般的な体温測定方法は、患者の口又は直腸に接触式温度計を挿入し、身体の熱（heat）の状態に基づいて正確な体温を記録することであった。そのような温度計のうちの一の温度計は水銀温度計である。これら温度計は、水銀漏出やガラス破損の可能性に起因する危険性を潜在的に有している。代替的な接触式温度計は、“ペンシル”型の電子温度計（electronic “pencil” thermometer）である。これらの従来型温度計は、比較的長時間、患者の口、直腸や他の位置に挿入されていなければ、体温を記録することはできないので、これによって体温測定は遅く不快なものとなるだろう。より発展的な装置は、鼓膜（tympanic membrane）及び外耳道（ear canal）からの赤外線（ＩＲ）放射を非接触的に読み取ることによって人体の体温を測定するために発展してきている。すなわち、ＩＲセンサ要素は、患者と接触する必要があるセンサ又は関連する検出素子を備えずに、体温の読み取りを実行することができる。この技術は、O’Hara等（特許文献１）及びFraden（特許文献２）に特許権を付与した理由になっている。鼓膜又は外耳道のＩＲを読み取ることから体温を測定することによって、数分間の間、口又は直腸にプローブを挿入し体温を測定することが不要となる。しかしながら、ＩＲ温度計は、該ＩＲ温度計特有の問題を有している。その中でも、操作者の温度測定技術に対する繊細さが最も重要である。他の欠点には、周囲温度の効果及びＩＲレンズの清浄度に対する感受性が含まれている。ＩＲ温度計は、比較的高価でもある。

他のＩＲ温度計は、Pompeiの特許文献３に例示されている。特許文献３には、ＩＲ放射検出器を利用することによる核心温度の推定について開示されている。しかしながら、この方法は、操作者の技能、高コスト及び他の要因を含む他の制限を欠点として有している。

任意の従来の接触式（非ＩＲ）温度計は、物体（すなわち熱温度センサ）の温度に応答する温度センサを備えたプローブを有している。応答速度は、物体との熱結合度、物性、温度センサの他部材からの絶縁度、及び熱容量に依存している。接触温度計測分野には、２つの既知の手法が存在する。一方の手法は平衡法（equilibrium）であり、他方の手法は予測法（predictive technique）である。平衡法は、センサの温度及び物体の温度が略同一となるという意味で、センサの反応が安定するために十分に長い時間を必要とする。予測法はセンサの反応速度の計測に基づいており、予測値は計測期間中に到達した均衡水準ではなく、むしろ数学的に予測された均衡水準である。予測法は、非常に高速な計測を可能とするが、幾分精度に欠けた結果となる。予測法は特許文献４に例示されている。幾つかの予測法はソフトウエアデータ処理に依存している一方で、幾つかの予測法はハードウエア設計に依存している。例えば、Kauffeld等の特許文献５は、ハードウエアインテグレータ（hardware integrator）を利用することによって接触式温度計の低反応型サーミスタの最終的な温度を予測することを示唆している。これらの温度計は、人体の開口部（orifice）に挿入することを意図している。
米国特許第４，７９０，３２４号明細書 米国特許第４，８５４，７３０号明細書 米国特許出願公開第２００２／０１１４３７５号明細書 米国特許第３，９７８，３２５号明細書 米国特許第３，８７２，７２６号明細書 Human Body Temperature. Plenum Press, New York and London. 1982 "Handbook of Modern Sensors" (3rd ed., Springer Verlag, NY, 2004)

したがって、本発明の目的は、口腔又は腋の下に挿入する必要がない哺乳類の核心温度を記録することができる電子温度計を提供することにある。

本発明の他の目的は、患者の皮膚に接触後直ちに温血動物又は人間の患者の核心温度又は内部体温を記録することができる電子温度計を提供することにある。

本発明の他の目的は、操作者の技能にあまり依存せずに核心温度を測定する温度計を提供することにある。

本発明の他の目的は、製造が容易で高価でない温度計を提供することにある。

さらなる付加的な目的は、本発明及び好ましい実施例における以下の説明から自明である。

一の実施例においては、本発明は、温血動物又は人間の皮膚温度についての少なくとも１つの計測結果に基づいて温血動物又は人間の核心温度を決定するために動作可能な体温感知装置を提供する。本発明における装置は、ハウジング、及び該ハウジングに結合された第１の接触式温度感知要素を備えている。第１の接触式温度感知要素は、第１の温度感知要素が皮膚と接触している場合に、皮膚の温度を計測するために動作可能な第１の温度センサを含んでいる。第１の温度センサは、少なくとも第１の信号を創出する。電子回路は、第１の信号を利用して、温血動物又は人間の核心温度を計測する。表示装置やオーディオ装置のような電子通信装置は、ユーザに前記核心温度を伝達するために電子回路に結合されている。

本発明の付加的な態様においては、断熱材が第１の温度センサ近傍に位置決めされている。また、第２の温度センサはハウジングに結合されている。そして、本発明のこの態様が利用される場合には、断熱材は、一般に第１の温度センサと第２の温度センサとが互いに熱的に分離されるように、第１の温度センサと第２の温度センサとの間に位置決めされている。第２の温度センサは、第１の温度センサ及び第２の温度センサを用いた皮膚の熱計測の際に、皮膚から熱的に分離されるように位置決めされており、少なくとも第２の信号によって表わされる基準温度を検出する。従って、電子回路は、前記核心温度を決定するために第１の信号及び第２の信号を利用する。

本発明の他の態様においては、可動式要素が第２の接触式温度感知要素を運搬する。前記可動式要素は、少なくとも第１の位置及び第２の位置に移動されるように構成されている。第１の位置は、第１の接触式温度感知要素が患者の皮膚と接触するように適合されていない位置である。そして、第２の位置は、第１の接触式温度感知要素は前記患者の皮膚と接触するように適合されている位置である。前記可動式要素は、絶縁材料から形成される軸を備えている。そして、該軸には、第１の位置に向かって、すなわち、皮膚と接触しないように第１の接触式温度感知要素を垂直に付勢するために、バネが懸架されている。

本発明の他の態様においては、ガードがハウジングに結合されている場合がある。ガードは、第１の接触式温度感知要素を囲んでおり、不使用時に保護するように構成されている。ガードは、第１の接触式温度感知要素が皮膚温度を計測中に該皮膚と接触するように、該第１の接触式温度感知要素と相対的に移動可能とされる。

本発明の他の実施例においては、温血動物又は人間の核心温度を決定するために動作可能な温度感知装置は、ハウジング、及び該ハウジングに結合された温度センサを備えている。電力供給装置は温度センサに結合されている。そして、電気回路は、温度センサ及び電力供給装置に電気的に結合されている。電子回路は、温度センサから得られた少なくとも１つの読み取り値を利用して核心温度を決定するように動作する。電気通信装置は電子回路に結合され、ユーザに核心温度を伝達するように動作する。ハンドリング検出器は、電力供給装置に結合され、ユーザによる本発明装置の操作を検出し、これに応答して電力供給装置から電子回路に電力供給するように動作する。例えば、ハンドリング検出器は、チルト検出器のような様々なタイプのモーションセンサをさらに備えていることもできる。さらに、ハンドリング検出器は、例えばキャパシティブタッチセンサの利用を通じた接触感知式とすることもできる。このタイプの冗長システムは、望むならば、ユーザによる操作の際に本発明装置が確実に電源投入されるように利用することができる。本発明装置は、例えばセンサ又は該センサを動かす部品がテーブル又は対向する面に接触した場合に、本発明装置が電源投入されるように、温度センサに機械的に結合されたスイッチを備えている場合もある。

本発明は、温血動物又は人間の皮膚温度の少なくとも１つの計測値に基づく、温血動物又は人間の核心温度の決定方法をさらに含んでいる。一般に、この方法は、第１の接触式温度感知要素を用いて温血動物又は人間の皮膚に接触するステップを含んでいる。従って、該皮膚の温度は、第１の接触式温度感知要素からの少なくとも１つの第１の信号に基づいて決定される。さらには、第１の信号は、温血動物又は人間の核心温度を決定するために利用される。

前記方法は、第１の接触式感知要素を用いて皮膚温度を決定する前に、第１の接触式温度感知要素の温度を決定するステップをさらに含んでいる。少なくとも１つの第２の信号は、第１の接触式温度感知要素の温度の代表値を創出する。従って、第１の信号及び第２の信号は、温血動物又は人間の核心温度を決定するために利用される。

本発明の他の態様においては、皮膚温度を決定するステップは、皮膚温度の読み取り値の変化率を計測するステップをさらに備えている。

本発明の他の態様は、第１の接触式温度感知要素及び皮膚の両方から断熱された第２の熱温度センサの温度を代表する少なくとも１つの第２の信号を創出するステップ、及び温血動物又は人間の核心温度を決定するために第１の信号及び第２の信号を利用するステップを含んでいる。

本発明の様々な付加的な態様及び特徴は、以下に続く図示された実施例の詳細な説明を参照すれば当業者にとっては自明である。

患者の核心温度測定に関する２つの大きな問題点が本発明によって解決されている。第１の問題点は応答速度（すなわち、正確な体温が示されるまでのスピード）に関するものであって、第２の問題点は許容可能な精度を有する非観血的測定に関するものである。温度計は、患者の身体の皮膚上の選択された部位に接触することによって、断続的に体温を計測することを意図したものである。

図１は、前記温度計の一形態を表わしている。この装置は、ユーザの手２４によって保持されているハウジング１を有している。任意のスイッチ５は、電源を入れて体温を計測するために利用可能である。前記計測の結果はディスプレイ４に表わされる。プローブ３は、患者２２の皮膚（例えば、額２３）に接触する。図３は、細長いネック部２、及び従来型の衛生用のプローブカバー２６によって包まれているプローブ３を有している温度計における他の実施例を表わしている。プローブカバー２６は、一般に０．００１インチ単位の厚さを有している薄い高分子フィルムから成る、幅が狭く細長い袋状のものである。

前記温度計は、各身体部位（例えば、耳朶、耳珠（耳の近傍）、腋窩、胸部、腹部、鼠径部、額などにおける頸動脈の領域）の温度計測をすることを意図したものである。実際的なプローブの設計は、選択された計測部位によって影響を受ける。基本的な設計原則（basic design principles）が額用プローブとして例示されており、この設計原則は適切な部分においては他の身体部位のプローブとして適用可能とされる。

図２は、ハウジング１及びプローブ３の断面図を表わしている。ハウジング１は、第１の接触式温度センサ６、第２の熱温度センサ７、及び２つのセンサ６，７の間に位置決めされた断熱材１０を含んでいる。断熱材１０は、任意の従来からの断熱材料から成るか、又は前記２つのセンサの間で完全に真空状態とされるか若しくは図２に示すような空気層とされる。センサ６，７は、例えば、ＮＴＣサーミスタ、半導体、ＲＴＤなどの絶対温度センサとされることが望ましい。ここで、“絶対（absolute）”という用語は、絶対温度スケールを参照して温度を計測することができることを意味する。熱電対のような他のタイプのセンサも利用可能であることは言うまでもない。しかしながら、相対的なセンサである熱電対は、参照する絶対温度センサを利用する必要がある。以下においては、動作原理（operating principle）を説明するために、サーミスタが記載されている。第１のセンサ６は、患者の皮膚と熱接触するように意図されている。一方、第２のセンサ７は、常に患者から断熱されている。第２のセンサ７は任意の構成要件であり、この動作に必要不可欠なものではないことに留意すべきである。しかしながら、第２のセンサ７は、温度計測の精度を高めることを目的としているので、特定の実施例において必要とされる場合には利用することができる。

熱応答を安定させるために、第２のセンサ７がサーマルマス９（金属板）に取り付けられている。サーマルマス９は、回路基板３６によって支持されている。同様に、第１のセンサ６は、温度検出素子を形成するために金属材料から成るプレート２０に取り付けられている。第１のセンサ６とプレート２０との間で良好な熱結合（thermal coupling）を実現することが重要である。プレート２０は、０．０１０インチ単位の所定の厚さを有している銅材料と、患者の皮膚と接触した結果として酸化することを防止するために鍍金された金材料とから成る場合もある。前記皮膚と良好な結合をするために、プレート２０は凸状とされる。温度検出素子として多くの代替的な形態を採用することができることは言うまでもない。

患者の皮膚との熱接触の密着性を改善するために、プレート２０は可動式とされる。プレート２０は、第１のバネ１１に機械的に接続されている軸８によって支持され、プローブ３の内外に移動可能とされることがさらに望ましい。第１のバネ１１は、プレート２０によって皮膚１５に作用する、安定且つ一定した信頼性の高い圧力を確実に発生させることを補助する。軸８は低熱伝導性材料から成り、中空構造とされていることが望ましい（図５を参照）。軸８は、断熱体１０の機能を補助することができる（図２及び図４を参照）。第１のセンサ６及び第２のセンサ７は、共に図２には示されていない導体を介して回路基板３６上の電子部品に接続されている。

使用中又は保管中に精巧なプローブチップ（プレート２０及び軸８）を保護するために、他の可動式構成部材又はガード１７が機能している（図２を参照）。ガード１７は、第２のバネ１２によって下方に付勢される。ガード１７及びスリーブ１６はプラスチック材料から成り、図２に示すようにプレート２０と離間された関係で位置決めされている。前記皮膚と接触しているガード１７の縁部は、使用中の滑りを最小限に抑えるためにゴム引きされている。プローブ３が皮膚１５に接触していない場合には、ガード１７がスリーブ１６から突出しており、これにより、起こり得る機械的損傷からプレート２０を保護することができる。プローブ３が皮膚１５と接触し十分な圧力が作用している場合には、ガード１７はスリーブ１６の内側でスライドするので、プレート２０が露出され、皮膚１５と接触可能となる。ガード１７が移動限界に到達するまで、さらなる圧力が第１のバネ１１及び第２のバネ１２の両方を圧縮する。このことによって、第１のバネ１１が所定程度に圧縮され、装置を密着させる補助をすることができる。

図４は、本発明の図示された実施例における核心温度計測の基本原理を図示したものである。プローブ３が患者の皮膚１５に抗して押されている場合には、第１の温度センサ６は、患者の身体の熱抵抗Ｒ_ｓを通じて患者のコアに熱結合されるようになる。核心温度又は体内温度は、Ｔ_ｃとして表わされている。Ｒ_ｓの値は、皮膚、脂肪、筋肉等の熱特性に依存している。この熱抵抗が、同一の患者についてさえ一定ではないことに留意すべきである。この熱抵抗は、周囲温度、患者の体温、患者の年齢、及び衣服等によっても影響を受ける。実際に、この熱抵抗は、患者の中枢神経系によって一定の生理学的な統制を受けている。プローブ内の温度分布は、温度計のハウジングにおける温度Ｔ_ａ、プレート２０（図２を参照）の押付力、断熱材１０、及び温度計のハウジング１の内部の構成部材によって形成される任意の外部断熱材３７に依存している。

基準温度Ｔ_ｒは、第２の温度センサ７によって計測される。プローブ３、特にプレート２０が皮膚に接触した場合には、熱が、熱抵抗Ｒ_ｓ，Ｒ_ｒ、及びＲ_ａ（外部断熱材３７の熱抵抗）を媒介として、患者のコアから温度計のハウジングに伝導する。熱抵抗Ｒ_ｓは一定ではないので、正しい核心温度を計算することはできない。しかしながら、２階方程式による高精度の近似によって、許容可能程度の精度又は臨床的な精度（clinical accuracy）の結果を得ることができる。数２によって、皮膚温度Ｔ_ｓ及び基準温度Ｔ_ｒから身体深部の体温（核心温度）を計算する実践的な方法を得ることができる。

ここで、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、及びＥは実験的に決定される定数である。

定数Ａ〜Ｅを決定するためには、本発明における温度計（以下において、“試験中の装置”又は“ＤＵＴ”）及び比較用の従来型温度計を用いて比較的大人数の患者（３０人以上）の体温を計測する必要がある。比較用の温度計は、身体の核心温度を計測について許容可能な程度の精度を有していなければならない。耳（鼓膜）用赤外線温度計の例を示す。皮膚温度は周囲温度の影響を受けるという事実がよく知られているので（例えば、Y. Houdas and E.F.J. Ringの非特許文献１を参照のこと）、患者及び温度計が低温、高温、及び常温の条件下にある場合に、実験が実施される。３つの定数（Ａ，Ｂ、及びＣ）は、患者の生理的限界温度（Ｔ_Ｌ）に反比例している。Ｔ_Ｌの値は、内臓器官に回復不可能な損傷を受けることなく耐え得る、人体の制御可能な体温の最大値に対応している。すべての実際的な目的のために、この温度は４２℃に定められている。計測部位が成人の頸動脈を覆う頚部に選ばれた場合には、データを収集する前のＤＵＴの定数は、初期にA=1/T_L，B=1+15/T_L，C=-0.2/T_L，D=-0.25，E=-22として定められる。

従って、データは多くの患者から収集される。そして、本発明の属する技術分野でよく知られた曲線近似手法が温度データの母集団に対して利用される。曲線近似の目的は、定数値を調整することによって、ＤＵＴと基準温度計との読み取りの差が最小にすることである。このような定数値の調整は、患者の年齢別集団によって分類される。解剖学的要因（anatomical factor）も考慮に入れることができる。定数は、身体の部位（額、耳珠など）毎に相違する。定数が調整された後には、この定数は本発明における実際的な温度計を操作する際に利用することができる。

数２において、Ｔ_ｓは正しい皮膚温度を表わしているが、第１の温度センサ６は皮膚１５に接触している間に正しい皮膚温度を計測することができないことに留意することが重要である。皮膚が低熱導体であり、かなり低い熱容量しか有していないためである。従って、短時間の間であっても、皮膚１５をプレート２０と接触させることは、正しい値Ｔ_ｓから計測値Ｔ_ｐに変化させるになる。それ故に、数２の利用以前に、皮膚温度Ｔ_ｓの正しい値が計算されなければならない。このことは、２つの体温Ｔ_０及びＴ_ｐを利用することによって達成される。ここで、Ｔ_０は、皮膚１５に接触する前の第１の温度センサ６の温度である。この温度は、基準温度（baseline temperature）と呼ばれている。基準温度は、多くの要因、特に前記プローブに利用される材料、周囲温度、及び利用履歴（すなわち、どのくらい以前にプローブが皮膚に接触したか）に依存するものである。数３は、Ｔ_ｓを計算するために十分な精度を有している。

ここで、μは実験的に決定される定数である。μの値を決定するために、多くの皮膚温度の計測がＴ_０を変化させて行なわれる必要がある。μの値は、Ｔ_０のＴ_ｓに対する影響を最小にするように選定される。例えば、μの値は、μ＝０．５である。軸８の熱伝導率が非常に低く、且つ、プレート２０の熱容量が非常に小さい場合には、温度計測時間は約３秒以下とすることができる。しかしながら、プローブチップが冷えている（基準温度Ｔ_０が低い）場合には、プレート２０は、体温Ｔ_ｐを計測し計算するために必要な時間が長くなるように、皮膚温度を変化させる場合がある。第１の温度センサ６の応答時間をさらに短縮するためには、前記プローブチップが内蔵式ヒータ２１によって予熱される場合がある。ヒータ２１、第１の温度センサ６、及びプレート２０は、互いに密接な熱結合状態にある。ヒータ２１及び第１の温度センサ６は、それぞれ導体１４，１３によって電子回路に接続されている。皮膚がプレート２０によって接触される前に、ヒータ２１が外気温度よりも暖かく、且つ、予想される皮膚温度を幾分下回るレベルまでプレート２０の温度を上昇させる。良好で実用的な予熱温度は２８℃（８２°Ｆ）である。この予熱温度は、数３においてはＴ_０として用いられる。ヒータは、皮膚が接触する前又はその時に消えることが望ましい。

数３が皮膚温度Ｔ_ｓを計算するために利用される前に、第１の温度センサ６の温度Ｔ_ｐが正確に決定される。しかしながら、この作業は、一般に第１の温度センサ６の温度を計測し計算するだけでは達成され得ない。第１の温度センサ６の温度が非常に早く変化し、この温度の出力信号が長時間に亘り変化し続けるためである。皮膚に接触した後、皮下組織（例えば、頸動脈）から皮膚、さらには軸８（断熱材１０として機能する）を通過する熱流は様々な速度に変化する。図６は、第１の温度センサ６及び第２の温度センサ７の両方の温度が計測時間を超過しても（over time）変化し続け、第１の温度センサ６の温度は非常に変化することを示している。この熱流の変化は、定常状態の温度Ｔ_ｐに到達するまで、接触点における皮膚温度及び第１の温度センサ６の温度を断続的に変化させる。実際に、定常状態の温度Ｔ_ｐを決定するには１分−非常に長い時間を要する。本発明の一態様は、温度の計算時間を劇的に短縮するものである。例えば、本発明装置を用いれば、１分というよりもむしろ１秒以内にＴ_ｐに到達する。Ｔ_ｐの決定を高速化するためには、以下の手法が実施される。

第１に、軸８を通過する熱流速度が測定される。この速度は、図６に表わすように多数の第１の温度センサ６からの読み取り値を用いて計測される。第１の温度センサ６によって検出された温度が基準レベルＴ_０（皮膚との接触開始時における）から変化し始めた後に、幾つかの標本値群が一連の読み取り値から選択される。第１の温度センサ６から検出された多数の標本値群（点ｘ及び点ｙにおける温度）間には、オーバー時間遅れｔ_０が存在する。点ｘと点ｙとの間の時間遅れｔ_０は既知の定数である。次に、熱流速度を決定するために数４を実施する。

ここで、ｋは定数である。一般に、定数ｋは、ｔ_０＝５００ｍｓの場合に０．５である。そして、Ｔ_６ｘ及びＴ_６ｙはそれぞれ点ｘ及び点ｙで計測された温度である。第２に、Ｔ_ｐｊの多数の値が一連のｘ，ｙ群から計算され、互いに比較される。２つの隣接するＴ_ｐｊ間の差が小さくなった場合に、Ｔ_ｐｊのこの２つの値が平均化され、Ｔ_ｐｊの最終値が数３に用いられる。第２の温度センサ７が機能し、該温度センサから検出された温度は（図６に示すように）同様に変化する場合には、第２の温度センサ７からＴ_ｒを計算するために類する手法を実施する。

図７は、本発明における温度計のブロック線図である。２つのサーミスタが、それぞれ第１の温度センサ６及び第２の温度センサ７として利用されている。これら２つの温度センサは、電力供給回路３５によって発生する一定の基準電圧２５に接続されている第１のプルアップ抵抗１８及び第２のプルアップ抵抗１９によってプルアップされる。温度センサ６，７からの信号の両方とも、一度に一信号しか通過することができないマルチプレクサ３２に送られる。マルチプレクサ３２の出力信号は、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ３３に入力される。これらの部品のすべては、スイッチ５によって電源が入る電力装置であるマイクロコントローラ３４の制御下にある。核心温度の計算結果は、ディスプレイ４に表示される。類似するが改良された回路が、異なるタイプのセンサ（例えば、半導体）を有するプローブと共に利用可能であること、及び様々なセンサからの信号が上述の手法を実施して核心温度を計算するためにマイクロコントローラ３４によって利用可能とされることに留意すべきである。

プレート２０が皮膚に接触した瞬間を検出する方法は幾つか存在する。一の方法はスイッチ４０を利用することである。プレート２０が皮膚に接触した瞬間を検出するために、スイッチ４０は機械的にプレート２０及び軸８に結合されている（図２及び図７に示す）。軸８が移動した場合には、スイッチ４０が閉じてマイクロコントローラ３４に信号を送ることにより、皮膚が接触されていることを示す。スイッチ４０の利用が望ましくない場合には、皮膚への接触を検出する他の方法を利用することができる。例えば、電源を投入した後、マイクロコントローラ３４は所定の時間間隔ｔ_ｄで第１の温度センサ６の温度を絶えず確認し続けることができる（図９に示す）。第１の温度センサ６の温度は、プローブが患者の皮膚に接触するまでは比較的安定したレベルに落ち着いている。このとき、第１の温度センサの温度は、著しく上昇し始める。温度Ｔ_１と温度Ｔ_２との差は早くというよりは大きく検出され、この結果は皮膚が接触されたことを前記マイクロコントローラに報知し、計測及び計算が開始される。

温度計をより使い易くするためには、該温度計の幾つかの機能が自動化される必要がある。例えば、電源スイッチ５は完全に排除される。前記回路への電力は、前記温度計がユーザによってピックアップされた場合に、ハンドリング検出器を利用することによって自動的に供給される。図８は、重力により動作する単一動作の検出器２８を示している。該検出器は、中空のカプセル３０に埋設された幾つかの電極２９を有している。導電性ボール２７がカプセル３０内部に含まれている。温度計の位置がピックアップされた後に変化した場合には、ボール２７はカプセル３０内部で転がって、内部電極２９と断続的に接触する。これによって、隣接する接点間の電気抵抗が調整され、マイクロコントローラ３４によって検出されて、これにより該マイクロコントローラに信号を送り電源が入る。代替又は付加的には、温度計のハウジング１は、その外面上に、キャパシティブタッチセンサの一部とされる金属接点を有している。そのようなタッチセンサは、上述のモーションセンサ２８の場合と類似した方法によって電源が入る。これらは、“ハンドリング検出器（handling detector）”の様々なセンサの例である。多くのそのような検出器又はセンサは、本発明の属する技術分野において知られているので、本明細書ではこれ以上詳細には説明しない。幾つかのこれらの検出器は、Jacob Fradenの非特許文献２に記載されており、非特許文献２は参照により本明細書に組み込まれている。スイッチ４０は電源を入れるためのハンドリング検出器として機能することができる点に留意すべきである。電源が切れると、プローブ３は、例えばテーブル面のような表面をタップする。このことによって、スイッチ４０は直ちに閉じて、計測周期（measurement cycle）が開始されたことを前記マイクロコントローラに報知する。

本発明の原理の単なる一例として、図７の温度計は以下のように動作する。初めに、温度計は、一般に薬品戸棚（medicine cabinet）のような保管庫内にあり、その電源は切られている。ピックアップされた後、モーションセンサ２８（図７には図示しない）の電源が入れられ、第１の温度センサ６及び第２の温度センサ７の両方の温度がサーミスタの抵抗値を変化させる。第１の温度センサ６及び第２温度センサ７からの信号はマルチプレクサ３２に送られ、所定レートで連続的に計測及び計算される。第１の温度センサ６の温度（Ｔ_０）は、皮膚が接触される前にメモリに記憶され、数３を利用することによって皮膚温度Ｔ_ｓを計算するために後で利用される。第２の温度センサ７の温度は計測され、Ｔ_ｒとして記憶される。読み取りを開始するために、ユーザがプローブチップを患者の皮膚に押し付け、スイッチ４０が閉じて、これにより、皮膚が接触した瞬間が示される。第１の温度センサの温度が上昇し、Ａ／Ｄコンバータ３３によってデジタル形式で読み込まれる。ｔ_０刻みで分割された第１の温度センサの読み取り値の各組から、熱流の変化率が計測され数４から計算される。マイクロコントローラ３４は、変化率が十分に安定した値に到達したと判断した場合には、上述のようにＴ_ｐを計算し、逐次的に数３を利用して皮膚温度Ｔ_ｓを計算する。従って、数２を利用する場合には、患者の核心温度Ｔ_ｃは、上述のようにして求められ内部メモリに記憶された定数を利用することによって最終的に計算される。このプロセス全体は、皮膚が接触した瞬間から僅か数秒で完了する。

幾つかの付加的な計算は、温度計の有効性を目的として事前に実行される場合がある。これらの計算には、表示スケールの変更、温度限界の検査、電力供給のチェック等が含まれている。温度計の電源は、事前に設定されたディレイ（例えば、６０秒）の後に、マイクロコントローラ３４によって自動的に切れる。

本発明における他の実施例では、唯一の温度センサが利用される（第１の温度センサ）。図１０はこのことを示している。第２の温度センサ７が設けられていないので、その機能は第１の温度センサ６に引き継がれている。図１０の回路の動作は、基準温度Ｔ_ｒが第１の制御操作としての電源投入後に第１の温度センサ６によって計測されることを除いて、図７の回路の動作と略同一であり、数２で後に利用するためにマイクロコントローラ３４の内部メモリ（図示しない）に記憶される。

本発明は、様々な好ましい実施例を説明することによって解説されている。そして、これらの実施例が詳細に説明されると同時に、そのような詳細例に出願人の本発明が制限される訳でなく、さらには本発明の技術的範囲を制限する訳でもない。付加的な効果及び改良は当業者にとって自明である。本発明の様々な特徴は、必要性及びユーザの嗜好に応じて単独又は多くの組合せで用いられるものである。このことは、現在知られている本発明を実践する好ましい方法に従って、本発明を説明するものである。しかしながら、本発明自体は、特許請求の範囲によってのみ規定されるものである。

本発明における温度計の第１の実施例の斜視図であって、プローブが患者の額部の皮膚に接触した状態を表わしている。 図１の温度計の断面図であって、２つの絶対温度センサ及びバネで係止された熱接触機構を表わしている。 本発明における温度計の他の実施例であって、プローブがプローブカバーによって包まれている状態を表わしている。 図１の温度計の熱の流れを表わす線図（thermal diagram）であって、温度感知要素が皮膚に接触している状態を表わしている。 ヒータを有している代替的な温度プローブの部分断面図である。 プローブと皮膚とが接触した状態における、センサの応答のタイミング図である。 ２つの温度センサを有している温度計のブロック図である。 自動電源投入用モーション検出器の形態をしたハンドリング検出器を有している温度計の断面図である。 第１の温度センサの応答に関するタイミング図である。 単一の温度センサを有している温度計の他の実施例のブロック図である。

符号の説明

１ ハウジング
２ ネック部
３ プローブ
４ ディスプレイ
５ スイッチ
６ 第１の接触式温度センサ
８ 軸
９ サーマルマス
１０ 断熱材
１１ 第１のバネ
１２ 第２のバネ
１３ 導体
１４ 導体
１５ 皮膚
１６ スリーブ
１７ ガード
１８ プルアップ抵抗
１９ プルアップ抵抗
２０ プレート
２３ 額部
２４ ユーザの手
２５ 基準電圧
２７ ボール
２８ モーション検出器
２９ 電極
３０ カプセル
３２ マルチプレクサ
３４ マイクロコントローラ
３５ 電力供給装置
３６ 回路基板
３７ 外部断熱材

Claims (15)

1. 温血動物又は人間の皮膚温度の少なくとも１つの計測値に基づいて該温血動物又は該人間の体温を決定するように動作可能な温度感知装置であって、
   ハウジングと、
   前記皮膚と接触するように適合されているとともに第１の温度センサを含んでいる第１の接触式温度感知要素であって、前記第１の接触式温度感知要素が皮膚と接触し、少なくとも１つの第１の信号を発生させた場合に、前記第１の温度センサが前記皮膚温度を計測するように動作可能である前記第１の接触式温度感知要素と、
   前記ハウジングに結合されているとともに前記第１の接触式温度感知要素を運搬する移動可能な要素であって、前記移動可能な要素が前記ハウジングに対して少なくとも第１の位置及び第２の位置に移動するように構成されており、前記第１の位置が前記第１の接触式温度感知要素が前記皮膚と接触しないように適合されている位置であるとともに前記第２の位置が前記第１の接触式温度感知要素が前記皮膚と接触して皮膚と密着接触するように適合されている位置である、移動可能な要素と、
   前記ハウジングに結合されているとともに前記移動可能な要素に対して移動可能なガードであって、前記ガードが前記第１の接触式温度感知要素を保護しており、前記ガードが前記皮膚に押し付けられて前記第１の接触式温度感知要素に前記皮膚との熱接触をもたらしている間、前記ガードが前記第１の接触式温度感知要素に対して近位で後退して前記第１の接触式温度感知要素の保護を解除するように構成されたガードと、
   前記第１の接触式温度感知要素と電気的に結合されており、前記温血動物又は人間の前記体温を決定するために前記第１の信号を利用するように動作可能な電子回路と、
   前記電子回路に結合されており、前記体温をユーザに伝達するように動作可能な電子通信装置と、
   を備えていることを特徴とする温度感知装置。
2. 前記第１の温度センサ近傍に位置決めされている断熱材をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の温度感知装置。
3. 前記ハウジングに結合されている第２の温度センサと、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサが互いから熱的に分離されるように前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとの間に位置決めされている前記断熱材とをさらに備え、
   前記第２の温度センサが、前記第１の温度センサを用いて前記皮膚温度を計測している際に前記皮膚から熱的に分離されるようにさらに位置決めされており、
   前記第２の温度センサが、少なくとも１つの第２の信号によって代表される基準温度を検出するように動作可能であり、
   前記電子回路が、前記体温を正確に決定するために前記第１の信号及び前記第２の信号を利用することを特徴とする請求項２に記載の温度感知装置。
4. 前記移動可能な要素が、断熱材から形成されている軸をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の温度感知装置。
5. 前記軸には、前記第１の接触式温度感知要素を前記第１の位置に向かって垂直に付勢するようにバネが懸架されていることを特徴とする請求項４に記載の温度感知装置。
6. 前記第１の温度センサに熱的に結合されているヒータ要素をさらに備え、
   前記ヒータ要素は、前記第１の温度センサが患者の皮膚と接触した状態で載置される前に、熱を発生することを特徴とする請求項１に記載の温度感知装置。
7. 温血動物又は人間の体温を決定するように動作可能な温度感知装置であって、
   ハウジングと、
   前記ハウジングに結合された移動可能な要素により運搬され、前記ハウジングに対して移動する温度センサであって、前記移動可能な要素が、温度センサを、前記温度センサが温血動物又は人間の皮膚と接触しないように適合されている第１の位置から、前記温度センサが皮膚と接触して皮膚と密着接触するように適合されている第２の位置に移動するように構成されている温度センサと、
   前記ハウジングに結合されているとともに前記移動可能な要素に対して移動可能なガードであって、前記ガードが前記温度センサを保護し、前記ガードが前記皮膚に押し付けられて前記温度センサに皮膚との熱接触をもたらしている間は、前記ガードが前記温度センサに対して近位で後退して前記温度センサの保護を解除するように構成されたガードと、
   前記温度センサに結合されている電力供給装置と、
   前記温度センサ及び前記電力供給装置と電気的に結合されており、前記温度センサから読み取られた少なくとも１つの読み取り値を利用して前記体温を決定するように動作可能な電子回路と、
   前記電子回路に結合されており、前記体温をユーザに伝達するように動作可能な電子通信装置と、
   前記電力供給装置と結合されており、前記ユーザによる前記温度感知装置の操作を感知し、これに応答して、前記電力供給装置から前記電気回路に電力の供給を開始するように動作可能なハンドリング検出器と、
   を備えていることを特徴とする温度感知装置。
8. 前記ハンドリング検出器が、少なくとも１つのモーションセンサ及びキャパシティブタッチセンサをさらに備えていることを特徴とする請求項７に記載の温度感知装置。
9. 前記ハンドリング検出器が、前記温度センサに機械的に結合されているスイッチをさらに備えていることを特徴とする請求項７に記載の温度感知装置。
10. 温血動物又は人間の体温を決定する方法であって、
    前記温血動物又は前記人間の皮膚を、ハウジングに対し移動可能に結合され第１の接触式温度感知要素を保護するガードと接触させるステップと、
    前記ガードが前記皮膚に押し付けられて前記第１の接触式温度感知要素が前記皮膚と熱接触するとともに前記皮膚との密着接触を維持している間、前記第１の接触式温度感知要素の保護が解除されるように前記第１の接触式温度感知要素を前記ガード及び前記ハウジングに対して移動するステップと、
    前記皮膚と熱接触している前記第１の接触式温度感知要素の温度を代表する第１の信号を発生させるステップと、
    前記温血動物又は前記人間の前記体温を決定するために前記第１の信号を利用するステップと、
    を備えていることを特徴とする方法。
11. 前記第１の接触式温度感知要素が前記皮膚と熱接触していない場合の前記第１の接触式温度感知要素の温度を決定するステップと、
    前記第１の接触式温度感知要素が前記皮膚と熱接触していない場合の前記第１の接触式温度感知要素の温度を代表する少なくとも１つの第２の信号を発生させるステップと、
    前記温血動物又は前記人間の前記体温を決定するために前記第１の信号及び前記第２の信号を利用するステップと、
    をさらに備えていることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記温血動物又は前記人間の前記体温を決定するステップが、前記第１の接触式温度感知要素が前記皮膚と熱接触した場合に前記第１の接触式温度感知要素を用いて計測された温度の読み取り値の変化率を計測するステップをさらに備えていることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
13. 前記第１の接触式温度感知要素及び前記皮膚の両方から断熱された第２の温度センサの温度を代表する少なくとも１つの第２の信号を発生させるステップと、
    前記温血動物又は前記人間の前記体温を決定するために前記第１の信号及び前記第２の信号を利用するステップと、
    をさらに備えていることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
14. 前記体温が、
    

    

    を利用して決定されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
    ここで、Ｔｃは前記体温であり、Ｔｓは前記第１の接触式温度感知要素が前記皮膚と熱接触した場合の前記第１の接触式温度感知要素の温度であり、Ｔｒは前記第１の接触式温度感知要素及び前記皮膚の両方から断熱されたところの基準温度であり、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、及びＥは定数である。
15. 前記皮膚を前記第１の接触式温度感知要素と接触させる前に、前記第１の接触式温度感知要素の温度を上昇させるステップをさらに備えていることを特徴とする請求項１０に記載の方法。

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