KR100667282B1 - 온도계 - Google Patents

Abstract

의료 진단 및 치료 절차에 특히 유용한 온도계 임플란트는 목표 시간에 목표 온도를 표시하는 유체 길이(14)로 팽창 및 수축하는 유체(13)가 들어있는 온도계 본체(15)를 구비하며, 이 유체 길이는 팽창 유체가 목표 시간에 보이지 않는 물체 내에 배치되어 있고, 이때 목표 시간에 유체 길이(14)는 물체 외부에서 측정된다.

Description

온도계 {THERMOMETER}

의료 진단 및 치료 절차에 특히 유용한 온도계 임플란트는 목표 시간에 목표 온도를 표시하는 유체 길이로 팽창 및 수축하는 유체가 들어 있는 온도계 본체를 포함하며, 이 온도계 본체는 상기 유체 길이가 목표 시간에 보이지 않는 물체 내에 배치되어 있고, 이 목표 시간의 유체 길이는 물체 외부에서 측정된다.

예를 들면, 암에 걸린 종양은 고열 요법 또는 한냉 요법에 의해 치료되는 경우, 종양의 온도 뿐만 아니라 건강한 조직의 온도를 제어하는 것이 매우 중요하다. 현존하는 온도 센서는 그러한 임무에 적합하지 않기 때문에, 작업자는 그와 같은 경우에 적합한 온도를 측정할 새로운 방법을 오랫동안 찾고 있었다.

온도의 함수로서 초음파 신호를 반사하는 이식된 반사기는 나우그로즈키(Nowogrodzki)에게 허여된 미국 특허 제4,138,998호에 개시되어 있다. 온도 감응형 핵 자기 공명 특성을 가진 이식된 요소는 타이처(Taicher)에게 허여된 미국 특허 제5,109,853호에 개시되어 있다.

여기에 개시되어 있는 본 발명은 소형의 팽창 유체 온도계가 이러한 오랫동안 미해결 상태의 문제를 해결하는 특성과 더불어 제조될 수 있다는 발견에 기초하고 있다.

본 발명의 온도계 임플란트의 일 형태는 온도계 본체를 구비하며, 이 온도계 본체는 채널과 벌브를 둘러싸며, 이 채널은 일단부에서 이 벌브에 의해 종결되며, 상기 채널과 벌브는 유체를 수용하며, 이 유체는 상기 채널을 따라 팽창 및 수축하여 목표 시간에 상기 벌브의 목표 온도에 함수적으로 관련되어 있는 유체 길이로 되며, 상기 온도계 본체는 상기 유체 길이가 목표 시간에 보이지 않는 피검체(subject body), 즉 검사 물체 내에 배치되며, 온도계 본체 특성 및 유체 특성은 함께 피검체의 외부에서 유체 길이의 측정을 가능하게 한다.

본 발명의 다른 형태 및 목적은 도면 및 상세한 설명 내에 포괄되며, 이는 해당 기술 분야의 숙련자에게는 이후 자명한 추가의 균등한 형태 및 목적이 된다.

도 1은 온도계 임플란트의 기본 형태에 대한 단면도이다.

도 2는 채널이 절첩되어 있고 다양한 채널 영역을 가진 온도계 임플란트의 다른 형태에 대한 단면도이다.

도 3은 트리거 기구를 갖는 온도계 임플란트의 또 다른 형태에 대한 단면도이다.

도 4는 차동 온도계 구성의 다성분 온도계 임플란트를 보여주는 도면이다.

온도계 임플란트의 기본 형태에 대한 단면도가 도 1에 도시되어 있다. 이 기본 형태는 벌브(12)에 의해 일단부에서 종결되는 채널(11)을 둘러싸는 온도계 본체(15)를 포함하며, 이들 벌브와 채널 속에는 유체(13)가 들어 있다. 벌브의 온도가 상승 및 하강함에 따라, 유체(13)는 채널을 따라 팽창 및 수축하여, 목표 시간에 벌브의 목표 온도와 함수적으로 관련되어 있는 유체 길이(14)로 된다. 이 목표 시간은 온도 데이터가 필요한 경우의 시간이고, 목표 온도는 목표 시간에서 벌브의 온도이다.

생체 조직에 (예컨대, 표준 생체 검사 기법을 이용함으로써) 이식될 수 있는 대표적인 온도계 임플란트의 치수는 온도계 길이 20㎜, 채널 내경 50 미크론, 벌브 길이 5㎜, 벌브 내경 0.75㎜, 벌브 외경 1.25㎜, 벌브로부터 떨어져 있는 온도계 외경 90 미크론이다. 이러한 치수의 온도계에 있는 적합한 유체는 1 ℃당 약 1㎜로 채널을 따라 팽창하게 된다. 따라서, 0.3 ℃의 정확도가 요구되는 경우에, 그때 유체 길이는 0.3㎜의 정확도까지 측정되어야 한다. 이러한 감도는 암에 걸린 종양의 고열 치료법에서 추구되는 것이다. 더 작은 온도계 및 더 큰 온도계가 크기 및 감도에 대한 다소간의 엄격한 요건을 가진 특수한 용도에 따라 제조될 수 있다.

또한, 본 발명은 온도계가 생체 조직이 아닌 검사 물체 내에 배치되는 경우에 적합하도록 되어 있다. 그러나, 검사 물체가 살아 있는 인간 속에 있고, 선택적으로 살아 있는 인간에 사용할 의도로 되어 있는 경우, 이것은 온도계 본체의 특성 및 유체의 특성이 일반 규칙에 규정되어 있는 표준을 만족시켜야 한다는 것을 반드시 의미한다. 미국의 경우, 이것이 미국 식약청의 규칙이다. 다른 나라의 경우, 이것은 대응하는 정부 기관의 규칙이다.

온도계 본체가 목표 시간에 유체 길이가 보이지 않는 검사 물체에 배치된다. 이것은 목표 시간의 유체 길이는 가시 광선을 이용하여 예컨대 전술한 것과 같은 용도에 의해 요구되는 정확도까지 측정될 수 없다는 것을 의미한다. 이 의미는 온도계가 검사 물체로부터 분리되고 나서 유체 길이가 측정되는 통상의 경우를 제외하는데, 그 이유는 이러한 통상의 경우에 있어서 유체는 벌브의 온도가 검사 물체 외부에서 변함에 따라 팽창 및 수축해서, 그 유체 길이가 목표 시간 보다 늦은 시간에 검사 물체 외부에 있는 벌브의 온도를 표시하기 때문이다.

따라서, 목표 시간의 유체 길이는 예컨대 목표 시간에 검사 물체의 외부에서 유체 길이의 이미지를 투영하는 것에 의해 실험체 외부에서 측정되어야만 한다. 실험체 외부에서 유체 길이를 함께 측정할 수 있는 온도계 본체 특성과 유체 특성, 그리고 실험체 외부에서 유체 길이의 이미지를 투영하기 위해 사용되고 이러한 측정을 교정할 방법과 함께 유체 길이의 이미지를 측정하기 위해 사용되는 장치는, 공동 계류중인 국제 특허 출원 PCT/US98/27316에 구체적으로 기재되어 있으며, 이 문헌은 인용을 통해 여기에 병합되어 있다.

온도계 본체 특성 및 유체 특성은 검사 물체 외부에서 유체 길이를 측정하기 위해 사용되는 방법 및 장치에 일치시키기 위해 함께 선택될 수 있다. 예컨대, 상기 문헌에 도시되어 있는 x-ray 방법 및 장치의 경우에, 가령 재흡수 랙티드 폴리머가 많은 다른 물질과 같이 요구되는 온도계 본체 특성을 제공할 수 있고, 이오헥솔(Iohexol), 즉 x-ray 콘트라스트 시약이 많은 다른 물질과 같이 유체에 요구되는 특성을 제공할 수 있다.

도 2에서는, 온도계 임플란트의 변형 형태의 단면도가 도시되어 있다. 여기에서는, 온도계 본체(15a)에 의해 둘러싸여 있고, 벌브(12a)에 의해 일단부에서 종결되는 채널(11a)은 이들 벌브 및 채널에 유체(13a)가 수용되어 있는 상태에서 접철되어 있으며, 그 결과 유체(13a)의 길이(14a)는 온도계 본체의 전체 크기가 거의 증가하는 일없이 크게 증가된다. 태엽형 접철이 도시되어 있지만, 다른 접철, 예컨대 나선형 접힘 및 주름상자 접철이 사용될 수 있다.

도 3에서는 트리거 기구를 갖춘 온도계 임플란트의 형태가 도시되어 있다. 이 형태는 목표 시간에 벌브의 온도가 측정되어야 하지만, 이 목표 시간에 유체 길이의 이미지가 검사 물체 외부에서 투영되지 않는 용도에 적합하게 되어 있다. 이 트리거 기구가 목표 시간에 작동되는 경우에, 트리거 기구는 목표 시간에 벌브의 온도를 표시하는 유체 길이에서 채널 속의 유체를 정지시킨다. 이렇게 정지된 유체 길이는 나중에 검사 물체의 외부에서 유체 길이의 이미지를 투영하는 것에 의해 측정될 수 있다. 이 온도계 임플란트의 트리거 장착 형태는 또한 유체 길이가 정지되고 난 후에 실험체로부터 쉽게 분리되어 유체 길이가 실험체 외부에서 측정될 수 있으며, 그 이유는 유체 길이가 정지되었을 때의 목표 시간에 유체 길이는 여전히 실험체의 내부에 있는 벌브의 목표 온도를 표시하기 때문이다.

트리거 장착 형태에서, 온도계 본체(15b)는 벌브(12b)에 의해 일단부에서 종결되는 채널(11b)을 둘러싸고 있으며, 이들 벌브와 채널 속에는 유체(13b)가 들어 있다. 트리거 기구의 일 형태에서, 벌브는 도피 채널(111)에 의해 벌브의 주 챔버에 연결된 도피 챔버(112)를 구비하며, 그 결과 주 챔버 내의 유체는 도피 채널 전 역에 걸쳐 밀봉되어 있는 시일(121)이 목표 시간에 분리되는 경우에 도피 챔버로 달아날 수 있다. 주챔버 내의 유체가 달아나는 경우에, 채널(11b) 내의 유체는 시일(121)이 분리되었을 때 벌브의 온도를 표시하는 길이에서 제자리에 잔류한다.

원격 작동 트리거 기구의 일 형태는 강자성 액체 밀봉제(123)를 제자리에 갖춘 강자성 시일(121)을 가진 도피 채널(111) 둘레에 자석(122)과, 에너지가 공급되었을 때 시일(121) 및 밀봉제(123)가 도피 채널로부터 멀리 이동하도록 자석(122)을 탈자화시키는 외부 코일(도시 생략)을 구비한다.

어떤 경우에는, 시일(121)이 개방되었을 때에 채널과 벌브 사이의 경로를 차단하는 것이 바람직하다. 이것을 행하는 한가지 방법은 아암(131)에 의해 온도계 본체에 부속되고 채널 자석(133)에 의해 개방 상태로 유지되는 채널 시일(132)를 설치하는 것이다. 이 채널 자석(133)이 외부 코일에 에너지 공급을 통해 탈자화시키는 경우, 이 채널을 가로 질러 채널 시일을 이동시키도록 바이어싱되는 아암(131)은 채널 시일(132)을 안착부(134) 속으로 이동시키며, 따라서 채널과 벌브 주 챔버 사이의 경로를 폐쇄시킨다.

제 1트리거 장착 온도계 임플란트는 더 큰 제 2탈자화 외부 자기장에 의해 나중에 작동될 수 있는 제 2온도계 임플란트를 작동하는 일없이 제 1탈자화 외부 자기장에 의해 작동될 수 있다. 따라서, 수개의 트리거 장착 온도계 각각은 외부 코일에 에너지를 공급하여 후속 회에 자기장을 증가시킴으로써 후속 회에 선택적으로 작동될 수 있다.

트리거 기구의 다른 형태에 대해서는 당해 기술 분야의 숙련자에게 이하에서 자명하게 된다. 예컨대, 채널에 널리 공지된 핀치 영역을 추가시킴으로써 트리거 장착 최대 온도계 임플란트가 생긴다.

도 2에는 온도계 임플란트 형태중 어느 하나에 합체될 수 있는 다른 변형 형태가 도시되어 있다. 이 형태에는 채널의 나머지 부분(11a) 보다 작은 면적을 가진 채널 부분(11′a)이 있다. 이 채널을 따라 변하는 면적은 온도계 임플란트의 감도를 당연히 변화시킨다. 따라서, 이 온도계 임플란트는 한계값의 온도 근처에서 최대 감도를 가질 수 있고, 다른 온도에서는 보다 낮은 감도를 가질 수 있다.

온도계 임플란트와 함께, 적어도 하나의 후속 온도계 임플란트가 해당 본체 내에 배치될 수 있다. 이들 수개의 온도계 임플란트 각각은 다른 온도계 임플란트에 대한 공간 위치에 의해 다른 온도계 임플란트와 구별될 수 있다. 또한, 이들 수개의 온도계 임플란트 각각은 정해진 세트의 식별 표식에 의해 식별될 수 있다.

한 세트의 표식(71)이 도 1에 도시되어 있으며, 온도계 본체의 벌브 단부 및 벌브로부터 떨어진 지점에서 온도계 본체에 부착되어 있다. 다양하게 조합된 표식을 가진 여러 세트의 표식도 하나의 온도계 본체를 후속 온도계 본체와 구별하기 위해 식별용 세트의 표식으로서 이용될 수 있다. 하나의 세트에 있는 표식도 역시 유체의 투영된 이미지를 교정할 게이지 표식으로서 이용될 수 있다.

이 도시된 표식은 마디(knob)으로서 설명되지만, 다양한 다른 표식 수단이 온도계 본체에 있는 포위용 표식으로서 그렇게 이용될 수 있다. 벌브(12)에는 구별될 수 있는 다양한 형상이 제공될 수 있고, 이것은 도시된 세트(71)를 대체할 수 있는 한 세트의 표식으로 구성될 수 있다.

후속 온도계 본체는 12와 유사한 후속 벌브에 의해 일단부에서 종결되는 11과 유사한 후속 채널을 둘러싸고 있다. 이 후속 벌브 및 후속 채널은 후속 채널을 따라 팽창하여 후속 목표 시간에 후속 벌브의 후속 목표 온도의 함수인 14와 유사한 후속 유체 길이로 되는 13과 유사한 후속 유체를 수용하며, 여기에서 후속 목표 시간은 상기 목표 시간과 동일할 수 있다.

정해진 세트의 표식이 생략될 수 있다는 점을 제외하면 도 1에 도시되어 있는 기본 형태의 온도계 임플란트의 요소를 적어도 구비하는 온도계 임플란트의 선택적인 다성분 형태도 역시 후속 유체를 수용하는 적어도 하나의 후속 벌브 및 후속 채널을 둘러싸며, 이때 이 후속 벌브는 12와 유사하고, 후속 채널은 11과 유사하고, 후속 유체는 13과 유사하고, 후속 채널을 따라 팽창하여 상기 목표 시간과 동일할 수 있는 후속 목표 시간에 후속 벌브의 후속 목표 온도에 함수적으로 관련되어 있는 14와 유사한 유체 길이로 된다. 상기 다성분 온도계는 해당 본체 내에 배치되는 경우, 수개의 유체 길이가 벌브의 수개의 온도를 결정하기 위해 본체의 외부에서 측정된다.

도 4에 도시된 다성분 형태의 온도계 임플란트의 차동 하부 형태는 인접한 건강한 조직에 대해 비정상적인 조직의 온도에 대한 변화를 쉽게 감시하도록 되어 있다. 여기에서, 온도계 본체(15c)는 채널(211)을 종결시키는 벌브(212)를 둘러싸고, 후속 채널(311)을 종결시키는 후속 벌브(312)를 둘러싸며, 이때 이들 채널과 후속 채널은 함께 접촉 채널을 형성한다.

밀봉제(216, 316)가 동반할 수 있는 가동 피스톤(214)은 유체의 팽창 및 수 축을 후속 유체의 팽창 및 수축으로 구별하는 이러한 접촉 채널 속에서 들어 있고, 이때 목표 시간에 유체 길이 대 후속 유체 길이 비율은 목표 시간에 벌브의 목표 온도 대 후속 벌브의 후속 목표 온도 비율에 함수적으로 관련되어 있다.

유체 및 후속 유체가 가스인 경우, 유체 특성 및 후속 유체 특성은 음향 이미지 처리를 본체의 외부에서 유체 길이 및 후속 유체 길이의 투영 이미지에 잘 적용되게 한다. 표식(271, 371)은 본체의 외부에서 투영된 이미지에 관하여 벌브에 대한 피스톤(214)의 위치가 쉽게 측정될 수 있도록 설치될 수 있다. 또한, 이 피스톤의 위치는 본체의 외부에서 전기 회로에 미치는 효과를 측정함으로써 결정될 수 있다.

이하, 온도계에 대한 다른 균등한 형태도 당해 기술 분야의 당업자에게는 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 도시 및 설명되어 있는 특정 예들에 한정되지 아니한다.

Claims (11)

1. 온도계 본체를 구비하는 온도계에 있어서,

   상기 온도계 본체는 채널과 벌브를 둘러싸고, 상기 채널은 일단부에서 상기 벌브에 의해 종결되며, 상기 채널과 상기 벌브는 유체를 수용하고, 상기 유체는 상기 채널을 따라 팽창 및 수축하여 목표 시간에 상기 벌브의 목표 온도에 함수적으로 관련되어 있는 유체 길이로 되며,

   상기 온도계는 작동된 후에 검사 물체의 외부에서 상기 목표 시간에 보이지 않는 상기 유체의 길이가 변하지 않게 상기 유체의 길이를 정지시키도록 원격 작동되고 상기 유체의 길이를 정지시키는 트리거 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도계.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 온도계 본체 상에는 적어도 하나의 표식이 배치되는 것을 특징으로 하는 온도계.
3. 제 2항에 있어서,

   적어도 하나의 표식은 상기 유체의 이미지를 교정하기에 적합한 것을 특징으로 하는 온도계.
4. 제 2항에 있어서,

   적어도 하나의 표식은 상기 온도계를 다른 온도계와 식별하기에 적합한 것을 특징으로 하는 온도계.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   후속 온도계 본체를 더 구비하고, 상기 후속 온도계 본체는 후속 채널 및 후속 벌브를 둘러싸고, 상기 후속 채널은 일단부에서 상기 후속 벌브에 의해 종결되고, 상기 후속 채널과 상기 후속 벌브는 후속 유체를 수용하고, 상기 후속 유체는 상기 후속 채널을 따라 팽창 및 수축하여 후속 목표 시간에 상기 후속 벌브의 후속 목표 온도에 함수적으로 관련되어 있는 후속 유체 길이로 되며, 후속 온도계 본체 특성 및 후속 유체 특성은 함께 검사 물체의 외부에서 상기 목표 시간에 보이지 않는 상기 유체의 길이의 측정을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 온도계.
6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 온도계 본체는 후속 채널과 후속 벌브를 둘러싸고, 상기 후속 채널은 일단부에서 상기 후속 벌브에 의해 종결되고, 상기 후속 채널과 상기 후속 벌브는 후속 유체를 수용하고, 상기 후속 유체는 상기 후속 채널을 따라 팽창 및 수축하여 후속 목표 시간에 상기 후속 벌브의 후속 목표 온도에 함수적으로 관련되어 있는 후속 유체 길이로 되며, 상기 후속 유체 길이는 상기 목표 시간에 보이지 않고, 후속 유체 특성은 검사 물체의 외부에서 상기 후속 유체 길이의 측정을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 온도계.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 채널과 상기 후속 채널은 접촉 채널을 형성하며, 상기 접촉 채널은 그 내부에 들어 있는 가동 피스톤을 구비하여 상기 유체와 상기 후속 유체를 구별하며, 상기 목표 시간에서 상기 유체 길이 대 상기 후속 유체 길이의 비율은 상기 목표 시간에서 상기 목표 온도 대 상기 후속 목표 온도의 비율에 함수적으로 관련되어 있는 것을 특징으로 하는 온도계.
8. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 트리거 기구는 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도계.
9. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 채널은 상기 채널을 따라 변하는 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 온도계.
10. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,

    상기 채널은 접철되어 있는 것을 특징으로 하는 온도계.
11. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,

    상기 검사 물체는 살아있는 인간에 사용하도록 의도되어 있는 것을 특징으로 하는 온도계.

Images