JPS612839A - 生体内温度測定方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は生体内温度測定方法、殊に生体内の温度をその
生体内外全結合するケーブルを使用することなく測定す
る方法に関する。

（従来の技術） 従来生物学、医学上の研究或は特にガンの治療等を目的
として生体内各部の温度を測定する為長期間生体内に埋
込んだ無電源プローブと生体外の測定器との間を布綿に
て接続することなしに測温する方法が提案されている。

上述の如き測温方法としてはアンテナ・コイルに水晶振
動子を接続したプローブを生体内の所望の位置に外科的
に埋込むか或はこれを消化器内に流すと共に生体外から
所要周波数の電磁エネルギ全放射し前記アンテナ・コイ
ル全弁して前記水晶振動子に与えこれが共振する際のエ
ネルギ吸収金観測するか或は前記電磁エネルギの放射を
中正した直後に於ける前記水晶振動子の残響を前記アン
テナ・コイルを介して受信する手法がある。

しかしながら上記いずれの方法に於いても生体外部から
電磁エネルギを放射し前記生体内ブローブを構成する共
振回路と一致する周波数に於けるエネルギ吸収現象所謂
ディ、ブ現象を観測するか或は前記電磁エネルギ放射中
止直後の短時間に生ずる前記生体内プローブ内の共振体
の残？＃全検出するものであるからいづれも対象とする
レベル又は範囲が極めて小さくその観測或は測定が非常
にむづかしいと云う欠陥があった。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の如き従来の生体内温度測定方法に於いて欠陥が生
ずる原因は、生体内プローブが吸収するエネルギに限界
がありかつそのレベルが極めて小さいためである。

唄に、生体外から照射する電磁エネルギと生体内プロー
ブから検出する電磁エネルギとが共に同一周波数である
ことから両者の庶弊を必要とする場合外部照射エネルギ
レベルを大きくできないことも上述の如き欠陥を生ずる
一因であったら （問題点を解決するための手段） 本発明は斯かる従来の生体内温度測定方法の欠陥を除去
するためになされたものであって前記プローブを構成す
る共振回路に新らたにこれが吸収する電磁エネルギ波に
高調波を生ぜしめる回路例えば両波整流回路等を付加し
この高調波全生体外にて検出或は測定することによって
生体内温度測定を行う如き手段を講する。

（作　用） 生体内温度測定にあたって上述の如き方法を用いれば、
先づ、生体外から照射する電磁エネルギ波と前記プロー
ブから再放射するそれとは周波数が２倍或は３倍若しく
はそれ以上隔ったものとなるから測定が極めて容易とな
る。更には後述する如く生体内プローブにて吸収した照
射エネルギを効率よ〈高調波として再放射すればこのレ
ベルは外部から照射するエネルギレベルに比例して大き
くできるから該共振回路の飽和レベルを大きくすること
により所望の大きさの再放射エネルギを得ることができ
る。

又、上述のプローブ内に設けるエネルギ吸収用共振回路
とその高調波をとり出すための共振回路との夫々に温度
依存性を有した素子を用いれば周波数対温度特性をより
顕著なものにすることができる。

（実施例） 以下本発明を図示した実施例に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

同図に於いて、１は生体内の所要部に位置せしめた温度
セッサとしてのプローブであって。

アンテナコイルＬ１とこれに並列に温度に応じてその特
性が変化する水晶振動子Ｘｌを容量として動作する如く
接続すると共に該並列回路の両端に整流用ダイオードＤ
１及びＤｚｉ同方向に接続し更に前記両ダイオードの接
続点と前記アンテナコイルＬ＋の中間タップとの間に容
量Ｃ＋及びコイルＩ・Φからなる直列共振回路全挿入接
続したものであり、該直列共振回路の共振周波数は前記
アンテナコイルＬ１と水晶振動子Ｘ１とからなる並列回
路の高調波９例えば２倍の周波数となる如く回路定数を
えらぶ。

このように構成したプローブ１を被測定生体の所要部に
納めると共に外部には周波数可変型信号発生器Ｏ８Ｃ＋
ｉ照射用アンテナコイルＬ３に接続したものと前記Ｏ８
Ｃ＋の照射する周波数の高調波を受信する受信機Ｒ９Ｘ
＋にコイルＬ４をアンテナとして接続した測定器とを備
え前記プローブから再放射する高調波電磁波を検出する
。

このように構成した測定装置は以下の如く動作する。

第２図は前記第１図に示した測定系の各部の波形全説明
する図であって、前記Ｏ８Ｃ＋から周波数ｆの電磁波エ
ネルギがコイルＬｓｆ介して生体内プローブ１のアンテ
ナコイルＬ１に誘起する。該コイルＬ１は容量として作
動する水晶振動子Ｘ】と並列共振回路全構成しておりこ
の両端に生ずる波形は第２図（イ）と同じものとなり。

この両端に接続したダイオードＤ＋及Ｄ２により両波整
流が行われその出力Ｄｏｕ　ｔは同図■の如く負の半サ
イクル波形を折り返した脈流となる。更にこの出力はコ
イルＬ２と容量ＣＩとの直列回路を介して前記アンテナ
コイルＬ＋の中間タップとの間に流れるが、該直列回路
の共振周波数は前述の通りｆの高調波数例えば２ｆとし
たからこれに流れる高周波電流は前述の両波整流波形が
含む高調波のうち２倍調波となりコイルＬｚｆ介して生
体外に２ｆ高調波を誘起する。そこで前記Ｏ８Ｃ＋の発
振周波数を変化し生体外でこの倍調波をコイルＬ４を付
した受信機Ｒ・Ｘ＋にて検出しそのときの最大レベル金
子する点の周波数を読めば前記同調回路の共振周波数を
知ることができ、この共振回路周波数の温度依存性があ
らかじめわかっていれば生体内の所要部に於ける温度を
測定することができる。

このように本発明の原理によれば、生体外から照射する
電磁波周波数と外部にて検出する周波数が異ったもので
あるからこの識別が容易であるうえ、外部に再放出する
２ｆｔ磁エネルギは外部から照射する電磁エネルギに比
例して増大するからこれを所要の値とすれば更に測定が
容易となることは明らかであろう。

伺上述の実施例のプローブに於ける水晶振動子は何等こ
れに限定する必要はなく温度によってそのイ／ビーダ／
スが変化し結果的に共振周波数が変化するに寄与するも
のであれば何でもよいが周波数の安定性及び回路のＱ’
に考えれば水晶振動子が最も適したものであろう。

更にほこの水晶振動子を含む共振回路構成は上述の例に
限らす穐々のものが考えられるがその一部を第３図に示
す。

即ち同図（ａ）及び（ｂｌは前記水晶振動子をインダク
タンスとして動作させる場合に都合が良く。

これらは共に基本波ｆの共振回路に温度依存性をもった
水晶振動子を挿入したものであるが。

本発明は同図（Ｃ）乃至（ｅｌに示す如く高調波成分共
振回路側に例えば２ｆに共振するような水晶振動子を接
続しても良い。

更には同図（ｆｌに示すように、基本波共振回路と高調
波共振回路との両者に温度依存性を有する水晶振動子全
接続してもよく、斯くすれば両水晶振動子の平均値を出
力として観測できるから測定精度の向上が考えられる。

尚更に上述の例ではいづれも高調波成分を検出する場合
を示したが、第４図に示す如くアンテナコイルＩ、＋と
水晶振動子Ｘ１とで取り出した基本波ｆ信号全可変容量
ダイオードＤ３及びＤ４ｔ−介してｆｌ２の共振周波数
音′もつ回路に入力すれば、容貴可変型パラメトロン発
振器と同様の動作にて、ｆｌ２の放射信号を取り出し得
るから本発明は高調波に限らす１／２倍調波を用いた測
定方法に応用でき、これに於いても上述の実施例に示し
た種々の回路構成が考えられる。

又２以上の説明では基本波共振回路用コイルと高調波或
Ｖｉｌ／２倍調波共振回路のコイルを個別のものとした
為複雑であるうえ寸法も大きくなる。そこでこのコイル
を一体にし更にダイオード−個で半波整流とすれば若干
効率は低下するものの前記プローブの寸法を極めて小さ
いものとできるから生体内に埋込むことを考えればより
適したものとなる。

これらの実施例全第５図（ａｔ乃至（ｄｌに示す。

即ち同図（ａ）及びｔｂ）は水晶撮動子を基本波回路に
挿入しアンテナコイルＬ＋の一部を高ｍｔｉ、共振回路
のコイルＬ２としてこれを共用したものであり、同図（
ｃ）及び（ｄ）は水晶振動子を高調波共振回路の方に用
いたものであるがその他にも前述の実施例同様様々のも
のが考えられること及び半波整流の場合にはその高調波
に奇数倍調波例えば３倍及び９倍成分も含まれるからこ
れを検出してもよいことは説明を要しないであろう。

但し、これらの実施例の如くアンテナコイルＬ＋２高調
波共振用コイルＬ２に共用する場合は１体外から照射す
る電磁エネルギ波と前記グローブから再放射する高調波
或は１／２倍調波とは極めて近接した位置に於いて入出
方操作を行うことになることが多いがらこれを測定する
外部装置は第６図に示す如く照射波ｆと受信波２ｆ又は
、ｆ／２とを方向性結合器（例えばサーキュレータ）等
により同一アンテナコイルＬ３を介して生体内プローブ
と結合する如く構成した方がより便利であろう。

本発明では更に、測定感度を向上するために外部から照
射する電磁波に所要信号によって各種変調を施すことを
考える。

即ち上述の実施例ではいづれもプローブから再放射する
高調波或は１／２倍調波レベルが最大となる点の周波数
を検出したが、外部から照射する電磁波に単−低周波信
号角にてＡＭ変変調上くけＰＭｉ調又はＦＭ変調を施し
前記プローブから再放射する高調波中に含む該変調信号
４．．を復調に導出してこの信号レベルを観測すれば、
高周波レベル全測定するよりはるかに測定が容易となる
メリットがある。

伺前記変調方式の種別ごとに復調方式金回一方式に一致
させるのが一般的であるが、実測によればＰＭ或はＦ’
Ｍ等の角度変調に対してもＡＭ検波を用いて復調信号を
導出した方が測定の高感度化が計れることが判明した。

又前記復調信号中には前述のプローブ中の非直線回路素
子により生ずる変調信号ｆＬの２倍高調波が含まれるこ
ととなるからこれを含む中間周波信号金例えば第７図に
示すような構成音とる測定回路にて取り出し前記変調用
低周波信号ｆ、Ｊ直接２逓倍した信号によって同期検波
すると共にこの出力全観測し外部から照射する電磁波又
はその高調波周波数が前記プローブ中の水晶振動子を含
む共振回路と一致する際に前記同期検波出力がゼロクロ
スする如く他の回路の位相量を調整し該ゼロクロス点を
検出して前記プローブの共振周波数を知る如くなせば、
これらの測定を自動化する場合極めて便利となる。

同本発明は上述した実施例に限定される必然性はなく共
振回路の組合せは直列又は並列或はこれらを組合せたも
のいづれであってもよいことは明白であろう。

（発明の効果） 以上説明した如く本発明は、従来生体内のプローブに照
射する電磁波周波数と再放射する信号の周波数とが同一
であったものと異り、その周波数ｔ２倍或はそれ以上相
異せしめた測定手段全提供するものであって、照射する
電磁波エネルギに応じた測定出力を得ることができるば
かりでなく、これによって種々の測定方法が可能となる
から生体内の温度等を測定する装置の精度を向上するう
えで極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の動作原理を説明する回路図。 第２図（イ）乃至（ハ）は前記第１図の回路の各部の波
形を示す図、第３図（ａ）乃至げ）は本発明のプローブ
の変形例を示す回路図であって（ａｔ及び（ｂ）は水晶
振動子を基本波共振回路に、又（ｃ）乃至ｔｅｌはこれ
を高調波共振回路に、更に（ｆ）はこれをその両方に挿
入した場合の一例を示す回路図、第４図は１／２倍調波
を再放射信号として取り出す場合のプローブの一実施例
を示す回路図、第５図（ａ）乃至ｔｄｌ＆−ｔプローブ
のアンテナコイルと高調波共振回路のコイルとを共用す
る場合を示す回路図、第６図は外部測定回路の一実施例
を示すブロック図、第７図は自動測定を行うのに適した
外部測定回路の一実施例を示すブロック図である。 １・・・・・・・・・生体内プローブ、　　２・・・・
・・・・・サーキュレータ、　　　０８ＣＩ及び０８Ｃ
２・・・・・・・−・発振器、　　Ｌｌ及びＬ３・・・
・−・・・・アンテナコイル。 Ｌ２・・・・・・・・・共振コイル、　　　Ｄ＋及びＤ
２・・・・・・・・・整流用ダイオード、　　　Ｃ＋及
びＣ２・・・・・・・・・容量、　　　ＸＩ及びＸ・・
・・・・・・・水晶振動子。 Ｄ３及びＤ４・・・・・・・・・可変容量ダイオード。 Ｒ，Ｘ・・・・・・・・・受信機、　　　ＤＥＴ・・・
・・・・・・検波器。 第　２　１］ （α）（シ〕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、温度依存性をもった共振回路より構成するプローブ
   を生体内に埋込みこれに前記生体外から所定周波数の電
   磁エネルギを与えこれが共振する際のその共振周波数を
   観測或は測定することによって生体内の温度を測定する
   方法に於いて、前記共振回路に高調波歪又は低調波歪を
   生ぜしめる手段を設けると共に該高調波又は低調波成分
   周波数を生体外から観測或は測定する如くなしたことを
   特徴とする生体内温度測定方法。 ２、前記共振回路に水晶共振器を組み込んだことを特徴
   とする特許請求の範囲１記載の生体内温度測定方法。