JPH05261069A - 断熱プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】プローブが使用中に接触することのある他の熱
源又は低温源からプローブへ、又はプローブから伝達さ
れる熱エネルギからプローブの光路を断熱する。 【構成】生物医学的温度計１１の突出したプローブ１６
用の断熱装置は、断熱体をなす空気間隙と、プローブの
表面とプローブを通る光路との間に配置された放熱子２
０とを有する。放熱子は、導波管１８のような光路を取
り囲み、熱を導波管の全長に亘って分散して温度の変動
を回避するように作用する。更に、放熱子は大きな熱容
量に十分な質量を有し、導波管に到達するか又はこれを
離れる熱の進行を生物医学的器具による計測が完了した
後まで遅らせる。放熱子上には放熱子とプローブの外面
との間に閉鎖空気空間を形成する保護部材が被せてあ
る。放熱子と組み合わせたこの空気間隙は、プローブを
通る光路の相対的な断熱を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、全体として、生物医学
的器具用の断熱装置に関し、更に詳細には、生物医学的
温度計のプローブを断熱することに関する。

【０００２】

【従来の技術】医療用温度計は多くの疾病の診断で有用
である。赤外線式生物医学的温度計は耳道及び鼓膜から
の体温の計測に適用されるようになってきた。このよう
な温度計は、代表的には、プローブの先端を温度計の本
体内に配置された温度検出器に連結する光路、例えば導
波管を有する。未知の温度要素を加えないように、そし
て患者の体温の計測値に悪影響を及ぼさないように、こ
の光路の温度が安定しているのが望ましい。プローブが
患者の耳と接触すると、プローブの相対的な温度に応じ
て耳道を冷やしたり熱くしたりする。これは、患者の熱
をプローブを通して導波管へ伝えて導波管に「ホットス
ポット」即ち温度変動を生ぜしめ、患者の体温の計測を
不正確なものにする。プローブと患者との物理的な接触
が起こらないことが望ましいけれども、このような接触
は不可避である。このような接触の長さプローブの患者
との接触箇所は、プローブの各使用者及び各患者の形体
に従って変化する。プローブの汚染を回避するため、温
度計のプローブ上にプローブカバーが使用されるけれど
も、これらのカバーは、代表的には、それ自体では実質
的な断熱を提供せず、実際には、プローブカバーがプロ
ーブ又は耳道よりもずっと冷たかったり又は熱かったり
した場合には、プローブの熱的性能及び耳道の温度に望
ましからぬ影響を与える。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】赤外線式の生物医学的
プローブは、患者との接触によって、新たなプローブ患
者を設置することによって、及びプローブが使用中に接
触することのある他の熱源又は低温源からプローブへ、
又はプローブから伝達される熱エネルギからプローブの
光路を断熱するための装置を備えているのが望ましい。
本発明はこれらの必要に解決策を与える。

【０００４】

【課題を解決するための手段】簡潔に且つ概括的に述べ
ると、本発明は赤外線温度計のプローブの光路を断熱す
るための、及びプローブの外面をプローブの内面から断
熱するための装置を提供する。温度計に及ぼされる外部
の熱の影響を最小にするため、放熱子手段がプローブの
導波管と熱的に連通して設けられている。この放熱子手
段は、熱拡散性及び熱伝導性に優れ、大きな熱容量に十
分な質量を持つ銅のような優れた熱伝導体でつくられて
いる。

【０００５】更に、断熱装置はプローブの放熱子とプロ
ーブの外面との間に閉鎖空気間隙を有する。一実施例で
は、外保護部材がプローブの外面を形成し、この外保護
部材は放熱子の外面と形状がほぼ一致した内側輪郭を有
する。保護部材は、プローブの導波管の全長に亘って放
熱子から間隔を隔てられ、断熱空気間隙を導波管と保護
部材間に形成する。空気断熱と放熱子との組合せによっ
て、プローブの光路の相対的な断熱がなされ、保護部材
の外部の相対的な断熱がなされる。

【０００６】本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細
な説明、及び本発明の特徴を例として図示する添付図面
から明らかになるであろう。

【０００７】

【実施例】本発明は、例示の図面に示すように、生物医
学的温度計のプローブ用の断熱装置の形態で実施され
る。プローブは、赤外線を受け取ってこれを生物医学的
検出器に導く導波管を温度計の本体に有する。断熱装置
は、導波管及び他の光路部品が熱を発生したり使用中に
発生することのある外部からの熱的影響を受け取ったり
しないようにする。

【０００８】次に、図１及び図２を参照すると、患者の
体温を検出するための生物医学的赤外線温度計１０が図
示してある。生物医学的温度計１１の本体は、赤外線検
出器（図示せず）、及び温度計が耳道又は患者の他の解
剖学的部分等の身体のキャビティから受け取った赤外線
に基づいて患者の体温を決定するのに必要な機能的要素
を収容する。この温度計は、好ましくは、ハンドル１２
及び断続トリガースィッチ１４を有する手持ち式の装置
である。そのため、使用者がプローブ１６の突出端を温
度の読みを得ようとする鼓膜のような患者のターゲット
領域に差し向けることによって温度の読みを素早く得る
ことができる。

【０００９】プローブ１６は導波管部分１８を有し、こ
の導波管は、好ましくは、銅のような熱伝導度の大きな
材料でできているが、アルミニウム又はステンレス鋼等
の熱伝導性が良好で反射能の大きい、又はめっきするこ
とのできる他の材料で形成してもよい。導波管１８は放
熱子２０で取り囲まれている。この放熱子は導波管１８
と一体であってもよいし、中に導波管が取り付けられる
支持構造であってもよい。好ましくは、導波管は、放熱
子に導路を形成してこの導路を赤外線に対する反射能の
大きい金のような物質でめっきすることによって形成さ
れる。他の実施例では、反射能の大きな材料でできた緊
密に接着されたスリーブを導路に挿入することによって
形成してもよい。この放熱子は、温度計の本体１１の同
様の材料でできた放熱子１９と熱的に連通している。図
２に示す実施例では、導波管は全体に円筒形形状であ
り、赤外線エネルギを温度源から赤外線検出器へ伝える
ため放熱子２０を軸線方向に貫通している。

【００１０】別の実施例では、導波管は、患者に差し向
けられるプローブの遠位端に大きな開口を備えた截頭円
錐形状である。小さい方の開口は、温度計の本体内の赤
外線検出器に面して配置されている。この形状によっ
て、更に多くの赤外線エネルギが患者から検出器に到達
する。この実施例では、プローブの遠位端にある導波管
の開口は、平均的な耳の開口に基づいた特定の大きさで
あるように選択される。この特定の大きさは、使用され
る特定の検出器が許容する導波管の開口の大きさよりも
大きい。かくして、形状の異なる導波管の方が適する他
の用途にも截頭円錐形形状の導波管が使用された。

【００１１】次に、図２及び図３を参照すると、窓２２
が導波管１８の端に配置される。この窓は、導波管１８
の遠位端及び窓２２上に配置されたスリーブ２３内に取
り付けられ且つこのスリーブ内で保護される。窓２２
は、赤外線エネルギに対してほぼ透明なセレン化亜鉛(z
inc selenide) のようなガラス状材料で形成するのがよ
い。変形態様として窓をポリエチレン又は赤外線エネル
ギに対してほぼ透明な他の同様の材料でつくってもよ
い。開示の実施例では、セレン化亜鉛製の窓は、赤外線
エネルギを通過させると同時に導波管の端に汚染物が付
かないようにする。

【００１２】スリーブ２３は、好ましくは、ほぼ管状で
あり、窓２２及び導波管の端を保護するため、ステンレ
ス鋼のような丈夫な材料でできている。更に、材料は、
これら二つの要素を更に隔離するため、熱伝導率が小さ
いように選択される。一実施例では、低熱伝導率ステン
レス鋼が使用される。更に、スリーブ２３は放熱子２０
の対応する嵌め込み部分にぴったりと嵌まるように、一
端にフランジ２５を有するのがよい。スリーブ２３は、
好ましくは、組立中に窓２２を保持するためスリーブの
端の内側の周りにフランジ端２５から遠ざかるリップを
有するのがよく、更にスリーブのリップ端の周りに一連
の孔を有するのがよい。窓をスリーブ２３内の所定位置
に永久的に接着するためこれらの孔を通して接着剤を窓
の縁に付けることができる。従って、スリーブ２３を導
波管１８の端から滑らせて外すことによって、窓２２及
びスリーブ２３を容易に取り外して交換することができ
る。

【００１３】図２及び図３に示す放熱子２０は、以下に
論じたように外保護部材２４の内側に嵌まるように全体
に円錐形形状になっている。放熱子２０は、導波管１８
を外部熱源から断熱し、「ホットスポット」又は導波管
に沿った温度の変動が生じないようにするのに使用され
る。本明細書中で使用してあるように、ホットスポット
は、温度が導波管の平均的な温度とは大きく異なる領域
である。患者の体温の計測にプローブを使用する場合に
は、患者はプローブと一箇所又はそれ以上の箇所で接触
する。この箇所での接触によりプローブが受け取った患
者の熱は導波管に伝導しないのが好ましく、伝導した場
合には、少なくとも、ホットスポットが形成されないよ
うに導波管の周りに均等に伝導するのが好ましい。ホッ
トスポットが形成されないようにするため、放熱子２０
は熱伝導度が高く熱拡散性のよい材料で形成されてい
る。このような材料を使用することによって、こうした
箇所で放熱子に伝導される熱は放熱子全体に亘って及び
導波管に沿って均等に分散される。更に、放熱子２０の
質量は、大きな熱容量を持つように選択される。放熱子
は、その大きさに応じて高熱源及び低温源に対してこの
ような大きな熱容量を提供する。そのため、放熱子の中
央に配置された導波管に温度の変化が到達する前に患者
の体温の計測が完了する。添付図面に示す実施例では、
放熱子２０は銅製である。熱伝導度が高く熱拡散性がよ
く、大きな熱容量に十分な質量を有するのに加えて、金
のような熱伝導度の高い材料でめっきされて導波管１８
を形成する優れた表面を提供する。

【００１４】プローブを断熱する他の手段には、閉鎖空
気空間を光路の周りに形成することが含まれる。プロー
ブの放熱子２０の周りには放熱子とそのベース部分２６
のところで接触する外保護部材２４が取り付けられ、こ
の保護部材はスリーブ２３とその遠位先端部分２８のと
ころで接触する。この外保護部材は、厚さが約２．５４
mm（０．１０in）であるのがよく、好ましくは、耐久製
及び断熱特性が周知で反射能の大きい材料でめっきする
ことのできるＡＢＳのような耐久性のある硬質プラスチ
ックで形成されている。好ましくは、保護部材２４を温
度計に固定するため、温度計の本体１１の対応するスロ
ット（図示せず）に取り付けるため、一つ又はそれ以上
のタブ２７が設けられている。保護部材の導波管１８と
接触した近位領域と遠位領域との間の内面は、導波管１
８の外面から代表的には約１．０２mm（０．０４in）間
隔を隔てられている。この間隔は所望の空気量に応じて
変化させることができる。これによって、導波管の導路
を患者との接触又は他の外部熱源による過渡的温度変化
から更に保護する断熱空気層をプローブの周りに提供
し、患者のターゲット領域をプローブとの接触による温
度変化から保護する閉鎖空気空間即ち空気間隙２５を形
成する室が保護部材と導波管との間に形成される。

【００１５】空気間隙は、好ましくは、保護部材２４の
内側を保護部材の近位ベース部分２６の放熱子２０と接
触した領域から保護部材の遠位先端部分がプローブの遠
位先端２８上のスリーブ２３と接触した領域まで延び
る。保護部材の遠位先端２８は、好ましくは、内方に折
畳んだ延長部２９を形成するように入り組んでいる。こ
の延長部はスリーブ２３上に嵌まっている。この形態は
窓及びスリーブを導波管１８の遠位端の所定位置に保持
する。従って、空気間隙はこの内方に折畳んだ延長部２
９と保護部材のベース部分２６との間を前方に延び、そ
の結果、この空気間隙がプローブ内の導波管の全長を保
護部材の外側の熱の影響から断熱する。

【００１６】プローブに必要な断熱量を考慮すると、代
表的には、1)患者がプローブの温度よりも高温である場
合、2)患者がプローブの温度よりも低温である場合、3)
衛生上及び保護のためにプローブに被せたプローブカバ
ーがプローブの温度よりも高温であるか或いは低温であ
る場合、の少なくとも三つの状況が考えられる。

【００１７】空気間隙の寸法を決定するときには、通
常、上述の三つの状況に加えて、1)検出器が温度の計測
を完了するのにかかる時間、及び2)患者の体温を計測す
るときに器具の操作者がプローブを患者と接触したまま
にする代表的な時間、の他の二つのファクタが考慮され
る。

【００１８】本発明の実施例では、放熱子２０と外保護
部材２４の内面との間に形成された０．５１mm乃至１．
５２mm（０．０２０in乃至０．０６０in）の空気間隙
が、プローブの光路を通常の使用で遭遇する外部温度の
影響から隔離するのに非常に有効であることがわかっ
た。かくして、熱拡散性及び熱伝導度が高く大きな熱容
量を提供するのに十分な質量を有する放熱子と、熱拡散
性及び熱伝導度が低い閉鎖空気空間の組み合わせが相対
的な断熱を行う。放熱子及び空気間隙は温度計のプロー
ブ部分の赤外線光路を外部の熱的変化から断熱する。更
に、これらの二つの組み合わせは、熱の影響が導波管に
到達する前に計測が完了されるように十分な熱的保護を
与える。

【００１９】本発明の幾つかの特定の形態を図示し且つ
説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することな
く種々の変形を行うことができるということは明らかで
あろう。従って、本発明は添付の特許請求の範囲による
以外、限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】突出したプローブを図示する手持式生物医学的
温度計の正面斜視図。

【図２】図１に示す温度計のプローブの軸線を通る部分
断面図。

【図３】断熱保護部材及び図１に示すプローブの導波管
部分を含む放熱子の分解図。

【符号の説明】

１２ハンドル １０ 生物医学的赤外線温度計 １１ 本体 １４ 断続スィッチ １６ プローブ １８ 導波管 ２０ 放熱子 ２２ 窓 ２３ スリーブ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外面と、第１及び第２の光学的開口と第１
   及び第２の光学的開口間を延びる光路とを有し、第１開
   口が伝達すべき電磁エネルギに向いているプローブと、 光路内に配置された導波管と、 導波管と熱的に接触した放熱子を提供するための放熱子
   手段と、 プローブの外面と導波管との間にプローブの導波管の全
   長に沿って空気断熱体でできた閉鎖層を形成する空気断
   熱手段と、を有する、電磁エネルギを伝達するための装
   置。
2. 【請求項２】前記空気断熱手段が放熱子とプローブの外
   面との間に空気の断熱層を形成する、請求項１に記載の
   装置。
3. 【請求項３】前記導波管が第１及び第２の光学的開口を
   有し、これらの第１及び第２の開口を連結する導路が放
   熱子を通して形成される、請求項１又は２に記載の装
   置。
4. 【請求項４】空気断熱手段が、放熱子上に配置された外
   保護部材を有し、この外保護部材は、放熱子よりも大き
   く且つその内面が放熱子から間隔を隔てられ、前記空気
   断熱手段は断熱空気の閉鎖層を放熱子と外保護部材の内
   側との間に形成する、請求項１ないし３のうちのいずれ
   か一項に記載の装置。
5. 【請求項５】前記外保護部材は遠位先端部分を有し、こ
   の遠位先端部分は入り組んでいて保護部材の内方に折畳
   んだ延長部材を有し、前記空気断熱手段は折畳んだ延長
   部材内に空気断熱体の閉鎖層の一部を形成する、請求項
   １乃至４のうちのいずれか一項に記載の装置。
6. 【請求項６】放熱子は、熱拡散性及び熱伝導性が比較的
   高い材料で形成される、請求項４又は５に記載の装置。
7. 【請求項７】外面及び光路を有する身体からエネルギを
   受け取るためのプローブと、 光路内に配置された導波管と、 受け取ったエネルギをプローブを通して第１位置へ導波
   管で伝達するための手段と、 導波管を導波管と外面との間に配置された閉鎖空気空間
   でその全長に沿って断熱するための手段とを有する、身
   体から第１位置へエネルギを伝達するための装置。
8. 【請求項８】患者から赤外線エネルギを受け取ってこれ
   を赤外線検出器へ伝達するための生物医学的装置におい
   て、 外面と第１及び第２の光学的開口とを有し、導波管がこ
   れらの第１及び第２の開口間を延び、第１開口が患者に
   向けられ、第２開口が検出器に向けられたプローブであ
   って、プローブの外面が形成される外保護部材を有する
   プローブと、 導波管に沿って均一な温度を維持するため、導波管と熱
   的に接触した放熱子を提供するための、熱拡散性及び熱
   伝導性が比較的高い材料で形成された放熱子手段と、 放熱子と外保護部材との間に配置され、導波管の全長に
   沿って延びる閉鎖空気空間と、を有し、 前記外保護部材は放熱子よりも大きく、放熱子から間隔
   を隔てられた内側面を有し、前記閉鎖空気空間は放熱子
   と外保護部材の内側面との間に配置されている、生物医
   学的装置。
9. 【請求項９】前記検出器は赤外線エネルギを検出する所
   定の時間を必要とし、前記放熱子は、放熱子内での温度
   変化を拡散させることによって外部の温度変化が前記所
   定の時間中に導波管に到達するのを阻止するための拡散
   手段を有する、請求項８に記載の装置。
10. 【請求項１０】外面及び光路を有するプローブを患者に
    当てて患者からエネルギを受け取る工程と、 導波管を光路内に配置する工程と、 導波管に沿って均一な温度を維持する工程と、導波管を
    導波管と外面との間に配置された閉鎖空気空間でその全
    長に沿って断熱する工程とを有する、患者から第１位置
    へエネルギを伝達するための方法。