JPH11508166A - 耐久性のある鼓膜プローブおよび温度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 落下による損傷を生じにくい鼓膜赤外線温度計（３０２）は人間の耳の中の鼓膜近傍への受入れのための補強ずみスペキュラム（２００）と、赤外線温度計（３０２）の本体にプローブ（２１４）を保持する金属煉瓦状部材（２１０）と、赤外線導波体として作用するスペキュラム（２００）内の胴部（２０４）と、この胴部（２０４）を取り巻く絶縁用および衝撃吸収用封止体（２０２）と、胴部（２０４）の内部で鼓膜最近傍のスペキュラム（２００）端部から離れた位置にある窓（２０６）と、赤外線センサと、この赤外線センサの発生した信号を可視的温度表示に変換して表示する電気的構成部分とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】 耐久性のある鼓膜プローブおよび温度計 発明の分野 この発明は診断および治療処置に用いられる温度測定デバイスに関する。 より詳細にいうと、この発明は高さ３フィートから地面への落下など予測可能 で物理的に乱暴な使用にもほとんど影響されることなく機能を発揮できる高耐久 性の温度計の提供のための特別なプローブ形状の利用に関する。 従来技術およびこの発明の背景の簡単な説明 鼓膜温度計測システムの開発において最近進展がみられた。背景について述べ ると、患者病状の診断および処置に関わる医師等には哺乳動物の体温はこれまで 長い間にわたる検討対象であった。一方、手早く無理なく低廉に正確な体温測定 を行うことは現在でもかなりの難題である。耳の鼓膜の温度の測定によって精度 の高い温度表示が得られることがわかってきた。鼓膜からの赤外線輻射を集める ことによって、無理のない手順で正確な温度表示が確実に得られる。 上述のとおり、鼓膜の赤外線輻射の利用による温度測定のためのシステムが数 多く提案されてきた。この分野における特許の例にはウッド（Wood）名義の米国 特許第４，８９５，１６４号、ジェイコブ フレイドゥン（Jacob Fraden）博士 名義の同第４，７９７，８４０号、およびポンペイほか（Pompeii et al）名義 の同第５，１９９，４３６号などがあり、これら特許番号をここに参照してこれ ら特許の内容をこの明細書に組み入れる。 これらのシステムは精度も複雑さもさまざまであるが、所期の用途において非 常に有用であることがわかっており、市場に好意的に受け入れられている。これ までの成功にも関わらず、これらシステムはもっとも値段の高いものでも深刻な 欠点を伴う。その欠点は予測可能な消耗の絡む鼓膜温度計の耐久性に関する。通 常の壊れやすいプローブ１００を示す図１を参照すると、この種の鼓膜温度計の もっとも弱い部分はプローブ、すなわち外耳道への挿入のための突出部分である 。この弱さは突出構造を必要とすること、およびプローブ部内の部品、とくに胴 部１０２または導波体および付着窓１０４の壊れやすさに起因する。 赤外線鼓膜温度計は１フィート程度の低いところから落としても温度を高精度 で表示する機能を損なうか完全に壊れるのが普通である。高さ１フィートからの 落下の場合は、鼓膜温度計は胴部またはＩＲ導波体の曲がりを生じたり胴部１０ ６の先端側の窓の破損を生じたりなどの損傷を通常生ずる。窓の破損が鼓膜温度 計に対する顧客の苦情の主な理由になっている。 従来の設計では硬い窓を端部被覆、すなわち胴部１０６の端に配置していた。 すなわち、この構成では突出部からの落下の際に衝撃点１０８の近くに窓が位置 することになり、窓が保護のない状態で損傷に曝される。スペキュラム１１０、 すなわち熱検出部品を外耳道内に保持する漏斗状部の組成がこの脆弱性の問題を さらに悪化させる原因になっている。このスペキュラムは先端１１２で窪み窓１ ０４の破損を引き起こす非強化ポリカーボネートで通常構成される。このスペキ ュラムが落下の際に曲がると、落下に伴う力の大部分はスペキュラムから固形ゴ ム封止材１１４経由で胴部１０６に伝わり、胴部の曲がりおよびそれに伴う温度 計精度低下を生ずる。この封止体１１４は胴部１０２の外側伝いに洗浄用液体が 漏れ出すのを防ぐとともに、蒸発冷却による温度計性能の低下を防ぐ作用を有す る。 落下による機械的エネルギーはスペキュラム１１０、胴部１０２および窓１０ ４に歪みを生じさせる。前面煉瓦状部材１１６がスペキュラム１１０に直接に結 合されていないことがその一因である。直接結合があれば、それによってスペキ ュラム１１０、胴部１０２および窓部１０４とは別に温度計のハウジング経由で 上記エネルギーの一部を散逸させることができる。 発明の目的および概要 したがって、この発明の目的は３フィートもの高さからの度重なる落下に耐え られる赤外線鼓膜温度計用の高耐久性プローブを提供することである。 もう一つの目的は歪みへの耐性を備えそれによって窓部および導波体の両方を 損傷から保護するより硬度の高い材料のスペキュラムを提供することである。 さらにもう一つの目的は導波体とスペキュラムとの間の封止体、すなわち導波 体を熱的に分離し、蒸発冷却用液体の導波体への到達を防止し、温度計落下に伴 う床面への衝突などスペキュラムが他の物体または表面に衝突した際の機械的エ ネルギーを伝達せずに吸収する封止体を提供することである。 さらにもう一つの目的は十分な厚みの窓部材を備え、端部近傍でなく胴部内に 配置した突出部を提供し、スペキュラム先端から引っ込めて窓部材を配置して突 出部からの落下における窓の保護をスペキュラムの縁で行うようにし、胴部内へ の窓部材の取り付けにエネルギー吸収用接着剤を用いて突出部からの落下の際の 機械的歪みにも拘わらず窓部材と胴部との間の気密封止を維持するようにするこ とである。 この発明は、これらの目的およびこれら以外の目的を、温度計主要構成部品の 保護の作用をもついくつかの改良を含む新規な赤外線鼓膜温度計プローブにおい て実現する。応力が大きい場合でも剛体の強化スペキュラムは歪みを生じにくい 。剛体のスペキュラムを煉瓦状部材に直接に結合することによって、衝突時の応 力を突出部から温度計のより安全な部位に伝える。スペキュラムと胴部との間の 非剛性熱絶縁封止体が、曲げまたは歪みを伴うスペキュラムから胴部への機械的 エネルギーの伝達を防ぐことによって、胴部を保護する。窓部材を胴部内側でス ペキュラム縁よりも内側寄りに配置することによって、窓部材を破損および目合 せ外れから守ることができる。この改良型温度計は慣用の鼓膜温度計よりも丈夫 で弾力性を備え、３フィートの高さから硬い表面に落下して衝撃を受けても最適 性能を維持する。慣用の鼓膜温度計は高さ１フィート程度の落下でも破損したり 性能低下を伴う損傷を受けたりする。この発明は、胴部を剛体のスペキュラムか ら機械的および熱的に分離するとともに、厚い窓部材をスペキュラムおよび胴部 の両方の内側に配置して保護することによって、応力に起因する胴部および窓部 材の歪みの問題を大幅に軽減する。したがって、この発明は耐久性を備え、慣用 の鼓膜温度計を使用不可能にするほどの物理的応力のかかったあとでも高精度の 鼓膜温度計測を継続して提供する。 この発明の上述の特徴は図面に関連づけて次に述べる特定の実施例からよりよ く理解されよう。 図面の簡単な説明 図１は従来技術として提示する通常のプローブを示し、 図２Ａはこの発明によるプローブの断面図を示し、 図２Ｂはこの発明のプローブの部分切欠立面斜視図を示し、 図３は鼓膜温度計の本体に取り付けたこの発明のプローブを示す。 図解実施例の詳細な説明 この発明は鼓膜赤外線温度計の高耐久性プローブ部または突出部を提供する。 鼓膜赤外線温度計は、ハウほか（Howe et al）名義の米国特許第５，０８８，８ ３４号記載のとおり、外耳道内の鼓膜の発する熱エネルギーを理想的には使い捨 て式の衛生カバーで被覆したプローブ経由で計測することによって体温を迅速正 確に表示する。この発明のプローブと組み合わせると、この鼓膜温度計は３フィ ートの高さからの落下などに伴う磨耗に耐性を示し、精度低下なく性能を発揮で きる。この発明はいくつかのプローブ構成部品の形状および組成を変更すること によって上記の結果を達成する。 図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、スペキュラム２００はプローブの赤外線計 測用構成部分を外耳道内で鼓膜に対して最適位置に案内し方向付ける。また、ス ペキュラム２００はそれら以外の構成部分を保持し収容する。図２Ａおよび２Ｂ からわかるとおり、好ましい実施例ではスペキュラム２００は全体として断面が 漏斗状で半径方向に対称的であり、封止部２０２、胴部２０４（導波体）、窓２ ０６がスペキュラムの内面２０８から内側に向かって連続的に配置してある。こ の発明のスペキュラム２００は温度計ハウジング３００の前面煉瓦状部材２１０ に、好ましくはねじ止め用ねじ２１２によって、直接にはめ合わせてある。好ま しくは強固な金属ブラケット部材から成る前面煉瓦状部材２１０への取付けによ って、プローブ２１４には剛性が加わり、落下の際の床面とプローブとの衝突に よる機械的エネルギーを、スペキュラム２００の変形の形で吸収したり胴部２０ ４および窓２０６に伝達したりする代わりに、温度計ハウジング３００に導くよ うにする。胴部２０４および窓２０６は、その軸合わせおよび一体性がプローブ ２１４および温度計３０２の正常な動作に決定的な影響を及ぼす繊細な部分であ る。 プローブの剛性をさらに付加するために、この発明のスペキュラム２００はガ ラス強化ポリカーボネート（一般にファイバーグラスと呼ばれる）などのより高 耐性の材料で構成する。好ましい実施例においては、剛性および硬度のより大き いスペキュラム２００を、強化ガラス２０％のポリエーテルイミド（ジェネラル エレクトリック社から商品名「ＵＬＴＥＭ」で市販）、または３０％強化ガラス のポリカーボネートで構成する。前者および後者はセラミックタイルなど硬い床 面への高さ４フィートおよび３フィートからの突出部下向きの繰返し落下にそれ ぞれ耐え得ることが見出された。そのような「落下」の多数回繰返しのあとでも 、この発明のプローブ２１４は継続して所期のとおり機能し、赤外線検出および 測定における精度または確度に何ら喪失はなかった。 胴部２０４または赤外線導波体は周囲温度にとくに敏感であるので、スペキュ ラム２００から熱的に分離して封止するのが好ましい。熱的分離によって、赤外 線測定に対するスペキュラム２００の周囲温度エネルギー（すなわちそれ自身の 温度）の影響を確実に除去する。また、封止体２０２は洗浄液などの液体が導波 体外側を流れて蒸発冷却による性能劣化を生じさせることがないようにする。こ の発明の封止体２０２は落下の場合にプローブ２１４をよりよく保護する構造上 の機能のほかに上記機能を発揮する。 この発明の封止体２０２は落下の際のスペキュラムの曲がりを伝達することな く吸収する可圧縮性および可撓性のある非剛性材料である。落下およびそれに伴 うスペキュラム曲がりによる機械的エネルギーの伝達でなく吸収によって、胴部 ２０４の曲げ回避を確実にする。胴部の曲がりは温度計３０２の精度を低下させ る。好ましい実施例では、封止材料は１立方フィートあたり２４ポンドの密度で 閉鎖セル発泡管状押出成形した１００％シリコンである。この種の適当な発泡体 は現在スペシャルティシリコンファブリケーターズ社（Specialty Silicon Fabr icators，Inc.）から製剤番号SSF-METD-750で市販されている。 赤外線透過性窓の軸合わせおよび一体性はプローブ２１４および温度計３０２ に決定的に重要である。破損および軸ずれの両方に対する窓２０６の保護を強め るために、窓２０６は耐久性を考慮して一般に厚くしてある。また、その全体を 胴部２０４内にスペキュラム２１６の縁部から遠い方に配置して、突出部先頭で 落下した場合にスペキュラム２１６および胴部側壁２１８の縁および取巻き封止 体２０２の両方が窓２０６を保護するようにする。また、窓２０６は胴部２０４ と窓部２０６との間の気密封止を落下の場合も維持する接着剤で胴部２０４に接 着することによってさらに保護してある。上記気密封止の形成には胴部の二つの 側方穴から接着剤を注入するのが好ましい。この窓取付け方法は光路に影響を与 えることなく窓２０６に良好な保護をもたらす。好適な実施例では熱または紫外 線で固化可能なウレタン利用の単一成分接着剤を用いる。この接着剤の未固化粘 度は３００センチポイズである。この接着剤は、固化時には弾性率（psi）160,0 00、引張強度（psi）3,500、破損時の伸び３０％、ショアＤ硬さ８５を有する。 この種の適当な接着剤は現在ノーランドプロダクツ（Norland Products）社から 商品名ノーランド（Norland）１２１として市販されている。 この温度計はこのデバイスの動作素子の収容のためのハウジング３００を備え る。非プローブ温度計素子の機能的側面はジェイコブフレイドゥン博士名義の米 国特許第４，７９７，８４０号により詳細に説明されているが、ここに略述する 。ハウジング３００は前面煉瓦状部材２１０を支持し、窓２０６から遠い側の胴 部端に配置したセンサを収容する。センサシステムには熱電対列型のものおよび 焦電気性素子を含めてもよい。センサは赤外線データを高品質温度表示に変換す るためのプロセッサに接続する。温度表示は治療などの用途のためのディスプレ イ装置に供給する。ハウジング３００は握りやすい形状にし、鼓膜からの赤外線 エネルギーの読取りをデバイスに指示するための操作スイッチを保持するのが望 ましい。 上述の構成にはこの発明の真意と範囲とを逸脱することなく種々の改変および 変形が自明であることが当業者には理解されよう。この発明の範囲を定義するの 請求の範囲だけである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シンプソン，フィリップ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92025 エスコンディディ，パイオニア プレース 3185 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．赤外線温度プローブであって、 人間の耳の中への受入れに適した外側形状を備え第１の端部を鼓膜近傍に配置 でき第２の端部を人間の外耳道よりも幅広にした剛性および弾性材料から成るス ペキュラムと、 前記スペキュラムの前記第２の端部を赤外線温度計の本体に付着させた煉瓦状 部材に直接に取り付ける手段と、 前記スペキュラムの軸方向内側に配置され、赤外線反射率の高い内部を有する 胴部と、 前記胴部内で前記スペキュラムの前記第１の端部から遠い方に固定的に軸方向 に取り付けた透明円筒状の剛性窓であって、前記胴部との間で弾性気密封止を形 成するようにその取付けがなされている剛性窓と を含む赤外線温度プローブ。 ２．前記胴部の外側と前記スペキュラムの内側面との間に軸方向に配置された可 撓性非剛性封止体であって熱絶縁材料から成る封止体をさらに含む請求項１記載 のプローブ。 ３．前記剛性および弾力性あるスペキュラム材料が約２０％のガラス補強入りの ポリエーテルイミドである請求項１記載のプローブ。 ４．前記剛性および弾力性あるスペキュラム材料が約３０％のガラス補強入りの ポリカーボネートである請求項１記載のプローブ。 ５．前記胴部が金属である請求項１記載のプローブ。 ６．前記胴部の内部が金で被覆してある請求項１記載のプローブ。 ７．前記封止が閉鎖セル発泡体である請求項２記載のプローブ。 ８．前記発泡体がシリコン閉鎖セル発泡体の射出成形管状体である請求項７記載 のプローブ。 ９．前記窓が少なくとも0.1の深さ対直径比を有する請求項１記載のプローブ。 １０．鼓膜温度計であって、 人間の耳の中への受入れに適した外側形状を備え第１の端部を鼓膜近傍に配置 でき第２の端部を人間の外耳道よりも幅広にした剛性および弾性材料から成るス ペキュラムと、 前記スペキュラムの前記第２の端部を赤外線温度計の本体に付着させた煉瓦状 部材に直接に取り付ける手段と、 前記スペキュラムの軸方向内側に配置され、赤外線反射率の高い内部を有する 胴部と、 前記胴部内で前記スペキュラムの前記第１の端部から遠い方に固定的に軸方向 に取り付けた透明円筒状の剛性窓であって、前記胴部との間で弾性気密封止を形 成するようにその取付けがなされている剛性窓と を有する赤外線温度プローブと、 ハウジングと、 前記ハウジングに取り付けてあり赤外線輻射に応答してその輻射の初期受入れ 時に過渡応答を表す電気信号を生ずるセンサと、 前記センサと光学的に目合せして前記ハウジングに取り付けてあり、実際の温 度を計測すべき物体からの赤外線輻射を前記センサに入射するよう方向づけする 手段と、 前記ハウジングに取り付けてあり、前記センサの前記輻射への応答をイネーブ ルする手段と、 前記ハウジングに取り付けてあり、実質的に前記信号のみに応答して前記物体 の実際の温度の表示を発生する電気的手段と を含む鼓膜温度計。 １１．軸方向前記胴部の外側と前記スペキュラムの内側表面との間に配置され熱 絶縁材料から成る可撓性非剛性封止体をさらに含む請求項１０記載の鼓膜温度計 。 １２．鼓膜温度計であって、 人間の耳の中への受入れに適した外側形状を備え第１の端部を鼓膜近傍に配置 でき第２の端部を人間の外耳道よりも幅広にしたガラス強化ポリカーボネートま たはガラス強化ポリエーテルイミド製のスペキュラムであって、前記第２の端部 が赤外線温度計の本体に固定したねじ付き金属煉瓦状部材にねじ止め可能なスペ キュラムと、 前記スペキュラムの軸方向内側に配置され、赤外線輻射に対する反射率の高い 内部を有する金属のまたはメタライズした胴部と、 半径方向に前記胴部の外側と前記スペキュラムの内側表面との間に配置した熱 絶縁用閉鎖セル発泡体封止手段と、 前記胴部内で前記スペキュラムの前記第１の端部から離れた位置に気密封止し た赤外線透過性で円筒状の剛性窓と を有する赤外線温度計プローブと、 ハウジングと、 前記ハウジングに取り付けてあり、赤外線輻射に応答してその輻射の初期受入 れ時に過渡応答を表す電気信号を生ずるセンサと、 前記センサと光学的に目合せして前記ハウジングに取り付けてあり、実際の温 度を計測すべき物体からの赤外線輻射を前記センサに入射するよう方向づけする 手段と、 前記ハウジングに取り付けてあり、前記センサの前記輻射への応答をイネーブ ルする手段と、 前記ハウジングに取り付けてあり、実質的に前記信号のみに応答して前記物体 の実際の温度の表示を発生する電気的手段と を含む鼓膜温度計。