JPS6092745A - 示差温度検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は神経病の対象者を検査するための装置と方法を
目的としている。さらに評言すれば、本発明は温度の異
なる２面間における対象の弁別能力を測定することを目
的としている。

神経病とは末梢神経に関連した病気や障害に使われる一
般的な用語である。本発明は知覚神経繊維を冒す神経病
に対処することを目的とする。神経病は共通の悩みの種
で、応々にして体力衰退と痛みを引き起こし、糖尿病に
伴なう併発症でもある。

知覚神経繊維を冒す神経病の検査方法は、フル＝７エト
ルフアーらにより「神経学、神経外科学、精神医学ジャ
ーナル」第３９巻、第１０７１〜１０７５頁、１９７６
年などに記載されている。

その中に記載されているマーストック（Ｍａｒｓｔａｃ
ｋ　）刺激装置は温室、冷室、そして熱に対する痛覚を
測定するため、定量技術を実現するものとして設計され
ている。マーストック法による場合、検査される対象面
は装置の表面と接触し続け、この間、表面温度は、対象
が表面温度がより一層熱いか冷たいかを感知するまで、
昇温ｆたは降温するのである。

本発明は温度変化に対する感度より、むしろ温度の微少
差の弁別を目的とするものである。

概言すると、本発明は、第１の熱伝導感知プレート、第
２の熱伝導感知プレート、第２の熱伝導感知プレートの
温度を変化させるだめの温度変化手段と、第１の熱伝導
感知プレートを第１の定温に保つための温度保持手段と
、第１の熱伝導感知プレートと第２の熱伝導感知プレー
ト間の温度差を検出するための温度検出手段とから成る
ことを特色とする示差温度検査装置に係るものである。

また、概言すると、本発明は、（ａ）面域を第１の温度
を有する第１の熱伝導感知プレートに接触させる段階と
、（ｂ）　面域を第２の温度を有する第２の熱伝導感知
プレートに接触させる段階と、（ｃ）第１の温度と第２
の温度についての対象の弁別能力を測定するため、第１
の熱伝導感知プレートと第２の熱伝導感知プレート間の
温度差を変化せしめる段階とから成ることを特色とする
対象面の温度感知性の測定方法に係るものである。

以下に本発明の実施例を図に従って説明する。

第１図は、この発明による固体間ループ回路の双極温度
コントロール装置１０の概要図である。

装置１０は冷却ユニット１２、第１の熱伝導感知装置２
４、第２の熱伝導感知装置およびコントロールディスプ
レイ３９を具備している。

冷却ユニット１２は、冷却材貯蔵部１３と循環用ポンプ
１４をもち、後者には冷却材出口１６と冷却材貯蔵部の
還流用入口１８が備えられている。

好適な冷却材は水であるが、他の冷却材も使うことがで
きる。

第１の冷却管２０は、冷却材出口１６を第２図に斜視図
で示された第１の熱伝導感知装置２４に接続する。第１
の熱伝導感知装置ｔ２４と第２の熱伝導感知装置３０は
同一の構造を翁する。

第１の熱伝導感知装置２４は、モリブデンや一アルミニ
ウムのように熱伝導性の良好な物質て作られた第１の熱
伝導感知プレート５４を有する。温度感知性を測定すべ
き対象面は第１の熱伝導感知プレート５４の例えば３Ｘ
４ｃｍの適度な大きさを持った平板面に載置される。第
１の熱伝ヒートポンプ２８は、例えはテキザス州ガーラ
ンドのマーロー社のにルチェ半導体素子からなる熱容ｉ
３５０ミリワット／Ｃ°の１段型ＭＶ１１２０であって
、これは第１のケーブル３６によって第１のコネクタ３
８に連結されるとともに、第１の熱伝導感知プレート５
４に接合されている。第１のケーブルは例えば、ベルト
ン社の部品番号８３３５２タイプＥのシールド型で２対
の導電線をもつテフロン製ケーブルであってよい。接合
は、第１の熱伝導感知プレート５４と第１の熱電ヒート
ポンプ２８をつなぐに好適な熱的結合状態をもたらす方
法でなされる。例えば、接合には熱可塑性のエポキシ樹
脂が用いられる。第１の熱伝導感知装置２４は、装置全
体を平板面上に静置するための台座５５を有する。

第１の温度感知素子２６、例えば、ＤＩＮ規格４３７６
０（アルファー０．００３８５）に校正したコネチカッ
ト州スタンフォードのオメガ社製の白金温度抵抗装置は
、第１の熱伝導感知プレート５４に、例えば、熱可塑性
エポキシ樹脂で接続され、第１のケーブル３６に接続さ
れてから、第１のコネクタ３８の部位でコントロールデ
ィスプレイユニット３９に接続されている。第１の熱感
知素子２６によって感知された温度は、ＤＩＮ規格４３
７６０のような標準テーブルに従って電気的出力を変化
させる。これらの変化は第１のケーブル３６によって伝
送される。

第２の熱伝導感知装置３０は、温度感知性を測定すべき
対象面の置かれる第２の熱伝導感知プレート７０、第２
の熱電ヒートポンプ３４、第２の温度感知素子３２を有
する。第２のケーブル４０は第２のコネクタ４２のコン
トロールディスプレイユニット３９に接続し、さらに第
２の温度感知素子３２および第２のヒートポンプ３４に
接続している。

熱電ヒートポンプ２８と３４は電圧の極性と振幅に応じ
て、制御されているプレート５４または７０の温度を加
熱、冷却筐たは女足化する能力をＭする。

第２の冷却管２１は第１の熱伝導感知装置２４を第２の
熱伝導感知装置３０に結合している。電３の冷却管２２
は第２の熱伝導感知装置３０を冷却材貯蔵部の還流０１
８に結合している。冷却管２０．２１．２２は、例えば
、Ｘインチのタイボン、プラスチック管である。

コントロールディスプレイ３９は、オンオフスイッチ５
１、第２の熱伝導感知プレート７０の温度表示をコント
ロールする第１のセレクタスイッチ４４を備えたディス
プレイセレクタ４３、第１の熱伝導感知プレート５４の
温度表示をコントロールする第２のセレクタスイッチ４
６、第１の熱伝導感知プレート５４と第２の熱伝導感知
プレート７０間の温度差をコントロールする第３のセレ
クタスイッチ４８を具備する。

ディスプレイ５０はディスプレイセレクタ４３によって
選ばれたデータを表示する。他のディスプレイ様式や発
光ダイオードなどの表示部も用い得るが、ディスプレイ
５０には３桁の液晶ディスプレイを用いるのが好ましい
。

第１の熱伝導感知プレート５４と第２の熱伝導感知プレ
ートとの間に要求される差値は、０℃〜５０℃の温度範
囲において調整が可能な１０回転駒標ダイアルコントロ
ール５２によってセットされる。

装置１０は第２のプレート７０の温度を０．１℃以下の
精度で調節可能なようＶこ構成されている。

このようなコントロールは温度差感知性を正確に再現的
に測定するために必要であり、これから対象面における
神経病の程度が判明するのである。

冷却ユニット１０と冷却管２０．２１．２２は、受動盤
と称される熱伝導感知プレート５４を、内部チェンバー
を通じて冷却材を吸入することによって、一定の温度す
なわち室温に保持する。冷却材は受動盤５４に検査され
ているヌコ象面が加える熱を奪い去る。受動プレート５
４００．１℃以下１でと要求された温度に保持するため
に充分な温度の再循環用冷却材槽は、一般に冷却材容量
が約１〜３ガロンの市販されているものでよい。第２の
熱電ヒートポンプ３４によって発生する不都合な熱を吸
収し、能動盤と称する第２の熱伝導感知プレート７０に
は冷却材が第２の冷却管２１を通って継続的に流れる。

冷却材は第３の冷却管２２と冷却材貯蔵部還流０１８を
経て冷却材貯蔵部１３に還流される。冷却材貯蔵部１３
の容積は冷却材の熱を消散させて、この冷却材を室温に
保持することができる程度とする。冷却材を受動プレー
ト５４と能動プレート７０双方に通流させることによっ
て、一方が他方よシ多少振動しているため、対象がプレ
ートを選り好みするということはない。

コントロールディスプレイユニット３９ば、プレート５
４とプレート７００間の温度を表わす信号を受けて、プ
レート５４および７０の差値とダイアルコントロール５
２によってセットされた所望の差値とを比較し、第２の
熱電ヒートポンプ３４によって能動プレート７０の温度
を制御することにより所望とする温度差を保持するのに
必要な電圧を出力する。

第３図は受動プレート５４と能動プレート７０間の温度
差を制御、測定、指示するだめの機能ブロックとその動
作を示すブロックダイアダラムである。

信号コンディショナー５６は、例えば、アナログ電圧Ａ
Ｄ５２１とこれに関連する受動素子のような２個の精密
な増幅器を使用しておｐ、感知素子２６によって生じる
電圧を増幅し、測定してかう、コンパレーター５７とデ
ィスプレイセレクタ４３に用いるだめにプレート５４と
プレート７０の各温度（℃）に相当するアナログ電圧を
出力する。

ディスプレイセレクタ４３は、能動プレート７０と受動
プレート５４捷たは温度差信号をデジタル電圧計とディ
スプレイ７２に結合する。ここに上記デジタル電圧計は
、例えば、／ンプノンデジタルパネルメータシリース２
８６５ＤＰＭであってよい。信号は温度（℃）に従って
変換され、ディスプレイ５０に表示される。

操作者はセレクタダイアル５２により、能動プレート７
０と受動プレート５４間の要求される温度差を設定する
ことができる。この温度設定値はアナログ設定点６０に
変換される。アナログ設定点６０はプレート５４と７０
との要求される温度差に相当するアナログ電圧である。

コンパレータ５７ば、例１−Ｊ、ナショナルセミコンダ
クタ社ＬＭ３１１’亀圧コ／ノルータで、信号コ／デイ
ショナ−５６からの差電圧とアナログ設定点６０の電圧
とを比較する。比較の結果は、相補型パワートランジス
タ増幅器兼信号ドライバである出力コントロールロジッ
ク５８に誤差信号として送られる。

上記信号は出力コントロールロジック５８で演算処理さ
れ、能動プレート７０と受動プレート５４との実際の温
度差がセレクタダイアル５２で設定した所望の差値に相
当する値になるまで、能動プレート７０の温度を昇温ま
たは降下させる信号を発生することになる。装置１０は
連続的に実際の温度差と要求された温度差とを比較し、
要求された温度差に保つように双極出力を修正する閉ル
ープ装置である。

電源６４は第３に組込壕れた論理素子に必要な調整電圧
および熱電ポンプ２４．３０に必要な電力を供給する。

第２ケーブル４０の２本で１組の導線４０α、４０ｂは
、能動プレート７０（！：信号コンディショナー５６を
結んでいる。残された導線４０Ｃは能動フレート７０、
と出力コントロールロジック５８を結んでいる。

第１のケーブル３６０２本で１組の導線３６σ５と３６
ｂは受動プレート５４と信号コンディショナー５６を結
ぶ。受動プレートの温度は、冷却材の流れにより維持さ
れるので、受動プレート５４ト出力コントロールロジツ
ク５８との間は接続されていない。

市販の機器を用いて、本発明装置を改変することができ
る。例えば、ニュージャージ州サドルプルツクのベイリ
ーインストルメント社のユニット電源付きモデルＢＦＳ
−ＺＴＣ温度制御型冷熱プレートは、能動プレートの温
度範囲を０℃〜５０℃に小さくするために、温度制御ユ
ニットの′電圧制御機構に抵抗器を付加することによっ
て、変更し得る。ベイリー社の機器の一４０℃〜＋６０
℃という標準作動範囲が間違ってセットされると、細胞
を損傷に至らしめるおそれがある。同様に、０．１℃刻
みで１２段階に固定して校正する精調整つ１みも電圧制
御に加えると好適である。このつまみは検査の最終段階
で温度設定の粗調整をなすのに用いられ、これは特定の
温度設定値に到達するに必要な時間を著しく節約する。

Ｂ　Ｆ　Ｓ　−Ｚ　Ｔ　Ｃは３　Ｘ　４ｃｉｎのベルチ
ェ型熱伝導感知素子を含んでいる。

本発明装置は！、たＢＦＳ−ＺＴＣに３Ｘ４ｃＩｎのに
ルチェ型熱伝導感知素子を有し、ＴＨ−６Ｄディスプレ
イ型示差温度計、ＢＦＳ；−ＺＴＣをディスプレイ型示
差温度計につないでいるコネクタケーブル、２段取付部
および１台のＰＩ−１−６なるプロログパッケージも包
含している。これらは全てペイリーインストルメント社
から購入できる。ケーブルは各温度感知集子をディスプ
レイ型温度計に結ぶ。能動プレートのイルチェ型素子は
制御装置に接続され、また能動プレートの温度感知集子
もこの制御装置に接続されている。能動プレートと受動
プレートの２つのプレートは前述したように直列に水で
結ばれている。

本発明装置は、人間の身体、特に上下肢の末端部におけ
る微少な温度変化を検出することができる。この結果、
本発明装置と検査方法とは、糖尿病の併発症を対象とし
て効力ある薬品を試験しながら、小径のニューロンの統
合性をモニターするのに用いることができる。

検査の前に、全ての対象者は室温の室に１０〜１５分間
入れられるきいう適応期間が与えられる。

この時間の終わシに、被検者の検査位置における皮膚の
表面温度が０．１℃まで正確に測定されることが望まし
い。皮膚の温度は直接にデジタル温度計を使って測定さ
れる。熱センサ−プローブには温度計の能動部分または
受動部分に電流を流すことができる。

上記適応期間の後に、谷対象者には検査装置や予期され
る温室について知る機会が与えられなければならない。

多数の温度値がセントされ、対象者から測定される。こ
の期間中、検査者は、対象者に対して、２つのプレート
に触れてこれに押しつけておくべき適切な時間を指示す
る。倹青期間の開始時に、例えば、次のような指示を発
することができる： 「あなたの指を順番に各プレートに押しつけて下さい。

しつがシと各プレートの中央を１秒程押して下さい。２
つのプレートのうち１つが冷たくなってきたと感じたら
、あなたはそれが右のプレートであるか、左のプレート
であるかを決めて下さい。プレートは決して同じ温度で
はないから検査ごとにあなたは判断しなければなシませ
ん。検査は徐々に判断が難しくなシますが、あきらめな
いで下さい。

あなたｌヨケ多くの検査できちんと言い当ててくれると
思います。」 最初の検査では、検査者はその時間で１００％探知でき
るレベルの温度差を設定する。２０歳から７０歳の範囲
の多くの対象者にとって２５．０℃という温度差が適当
である。このレベルは、神経病と思われる対象者とか、
　さらに高齢の老人に対して、また足を検査するときに
はさらに大きくされる。個々の対象者に対する最初の適
白なレベルは予備検骨中に決定される。デジタルの読取
値の符号（±）が試験者に能動プレートと受動プレート
のどちらが実際により一層冷たいすなわち低温であるの
かを伝える。機器の設定値、対象者の選択値と、それが
正しいか正しくないかが記録される。

対象者が正しければ、最初の検査て用いられた温度差が
次の検査では、おおよそ１０％降下され、最初の間違い
をするまで、このプロセスが継続される。このパーセン
テージは正確には必要てないが、通量基準となる。温度
差が１．０℃以下になると、全ての変化は微調整用つ捷
みを使い、０．１℃刻みでなされる。対象者が最初の間
違いをすると、同じ温度で３回の連続検査がｐ≠り返さ
れる。正しい答が３回の検査のうち２回選は扛れば温度
は下げられる。間違いが３回のイ束査中２回起きると、
温度は上げられる。正しい答を対象者が選んても、０．
７℃よシ低いレベルでの温度差設定が２回繰り返される
。対象者が合計３回の間違いを゛する古、検査は終了す
る。この時、受動プレートの表面温度（デジタル温度計
の直読値）がデータシートに記入される。検査の全体を
通じて、表面温度差をよシ一層小さくとるステップが能
動プレートと受動プレートの両方を通じてランダム化さ
れなければならない。２値選択型ランダム化テーブルは
検査順序を選択するのに役立つ。正確な温度検査をする
には、試験者は次の事項に留意しなければならない。

（１）対象者が接触する位置はいつも同じであシ、各プ
レートに加えられる力が大体同じであること。

「もつと、強く押しつけて下さい。」のような指示を検
査のたびにすることによって検査を確実なものにするこ
とができる。

（２）検査の時間間隔は、約１５秒に標準化することが
好適である。零点の一方の側の温度レベル（すなわち、
−２，６ないし−２，３）に比べて零点をはさんだ新た
な温度レベル（−２，６ないし＋２．３）を設定するに
は物理的によシ長い時間がかかる。このファクタによっ
て検査から次の検査までの時間を変えてはならない。変
えることは非温度的要素を与えることになるからである
。

（３〕　前のレベルと同レベルで検罹するときは、温度
変化に関連した音声と動作が試験者によって同様に繰返
される必要がある。

（４）対象者は、設定値やデータシートを見ながら注意
深くスフ−リングされねばならない。

足の温室を判定する手順は、プレートに一方の足の大き
な爪先を接触させる点を除けば、上述したことと同じで
ある。これは床面または少し持ち上がった台（約１５セ
ンチメートル）にプレートを設置して行なう。対象者が
刺激表面に接触し続は難いと感じたならば、試験者は適
当な標点位置に爪先を案内してやらなければならない。

極端な場合、プレートを支持台から切シ離して爪先を順
番に手で支えでやらなけれはならない。プレートを手で
支え持つと、上肢、下肢どちらの先端部における感覚を
検査することもできるようになる。

絶対閾値−探知できる温度差の絶対値を算定する第１段
階は間違った３個の温度差と３個の正しい最低値とを決
定することである。これら６個の値の最高値と最低値は
除去され、残る４個の値の平均値が絶対温度閾値として
測定される。この手順は、充分なデータポイントを利用
して絶対温度閾値に対する変則的な単一データが不当な
寄与を及ぼさないようにするため組み込壕れる。もう一
つの推奨される方式は、５個の誤った温度値と５個の正
しい最小の温度値とを用いて、最大および最小値を除き
、さらに残った８個の値の平均値を取って絶対的な温度
閾値を決定することである。

相対閾値一対象者ごとに得られる２番目の値は受動プレ
ートの温度のパーセントとして表わされた計算による絶
対閾値である。従って、０．６℃の絶対閾値は、受動プ
レートの読取値が２５℃とすると２．４％の相対値とな
シ、また受動プレートが２０℃であれば３．０％の値と
なる。刺激強度の中間的範囲では、検出可能な最小エネ
ルギー変化がほぼ比較刺激の全エネルギーに比例する身
体知覚、聴覚および視覚の様相が明らかになる。これは
、ｌを刺激強度、Ｃを知覚様式ごとに異なる定数として
、’／Ｉｔ−Ｃなるウ−［−−ハ（Ｗｅｂｅｒ　）　（
７）法則として表わされる。温度感知性を相対閾値とし
て表わすと、受動プレートの温度が検査期間ごとに相当
に変動する可能性のある場合に大きな意味がある。閾値
をパーセントで表現しないのは、受動プレートの違いか
らくる因子によって絶対閾値を補正する場合である。こ
のようにして温度は摂氏で表わされ得る。

上述した手法で、３９人の対象者について指の刺激によ
る閾値測定を行った。１６ないし８８才の年齢幅にひろ
がる対象者は、全て神経学的欠陥に関する既往症は無か
った。これらの対象者の平均絶対閾値は０．６５℃であ
シ、その標準偏差は０．２０℃であった。受動プレート
の温度は検査期間中２．５℃を越えて温度変化されなか
ったので、相対閾・匝の算出は必ずしも要求されなかっ
た。温度感知性の減退とばらつきの増大とは年齢の関数
として、はつきシと表われた。男性と女性とでは閾値に
０．０５℃程度の差しか認められなかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、第１の熱伝導感知プレートと、第２の熱伝導感知プ
   レートと、第２の熱伝導感知プレートの温度を変化させ
   るだめの温度変化手段と、第１の熱伝導感知プレートを
   第１の定温に保つための温度保持手段と、第１の熱伝導
   感知プレートと第２の熱伝導感知プレート間の温度差を
   検出するだめの温度検出手段とから成ることを特徴とす
   る示差温度検査装置。 ２、特許請求の範囲１記載の示差温度検査装置において
   、前記温度保持手段が循環する冷却材を含むことを特徴
   とする前記装置。 ３、特許請求の範囲１記載の示差温度検査装置において
   前記温度変化手段がベルチェ効果半導体素子を含むこと
   を特徴とする前記装置。 ４、特許請求の範囲１記載の示差温度検査装置において
   、前記第１の定温が室温であることから成る前記装置。 ５、特許請求の範囲１記載の示差温度検査装置において
   、前記温度保持手段は循環する冷却桐を含み、前記温度
   変化手段はベルチェ効果半導体素子を含み、前記第１の
   定温は室温であることを特徴とする前記装置。 ６、次の（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）の段階から成ることを
   特徴とする、対象面の温度感知性の測定方法：（ａ）　
   前記面域を、第１の温度を有する第１の熱伝導感知プレ
   ートに接触させる段階； （ｂ）　前記面域を、第２の温度を有する第２の熱伝導
   感知プレートに接触させる段階； （ｃ）　前記第１の温度と第２の温度についての対象の
   弁別能力を測定するため、前記第１の熱伝導感知プレー
   トと第２の熱伝導感知プレート間の温度差を変化せしめ
   る段階。 ７、特許請求の範囲６記載の温度感知性の測定方法にお
   いて、前記第１の熱伝導感知プレートを室温に保つ追加
   段階を含むこと、を特徴とする前記方法。 ８、特許請求の範囲６記載の温度感知性の測定方法にお
   いて、前記（Ｃ）の段階が第２の熱伝導感知プレートの
   温度を変化せしめることから成ることを特徴とする前記
   方法。 ９、特許請求の範囲８記載の温度感知性の測定方法にお
   いて前記温度がベルチェ効果半導体素子によって、変化
   せしめられることから成ることを特徴とする前記方法。 叫、特許請求の範囲６記載の温度感知性の測定方法にお
   いて、前記第１の熱伝導感知プレートを定温に保つ追加
   段階が、冷却材を循環させることから成シ、前記（ｃ）
   の段階がベルチェ効果半導体素子によって、前記第２の
   熱伝導感知プレートの温度を変化せしめることから成る
   こと、を特徴とする前記方法。