KR20160126172A - 열유속 제로 방식을 이용한 비접촉식 고막온도 측정창치 - Google Patents

열유속 제로 방식을 이용한 비접촉식 고막온도 측정창치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고막 온도 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외이도(90)에 삽입되어 저전력으로 구동되므로, 배터리를 이용한 휴대장치로 사용이 가능한 고막 온도 측정장치에 관한 것이다.
본 발명은 고막과 소정의 거리로 이격 설치되어 고막 근방의 온도를 측정하는 제1 센서(10); 상기 제1 센서(10)로부터 외이도(90)(外耳道)의 입구 방향으로 소정의 거리로 이격 설치되어 온도를 측정하는 제2 센서(20); 상기 제2 센서(20)를 감싸며 제2 센서(20)에 열량을 공급하는 열선(30); 상기 제1 센서(10)와 상기 제2 센서(20)의 온도차를 감지하여 상기 열선(30)에 전기를 공급하는 MCU (micro circuit unit)(40);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열유속 제로 방식을 이용한 비접촉식 고막온도 측정창치{A device for the measurement of tympanic temperature with non-invasive and zero-heat flux technology}
본 발명은 고막 온도 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외이도에 삽입되어 저전력으로 구동되므로, 배터리를 이용한 휴대장치로 사용이 가능하고, 비접촉식 방식을 적용하여 고막의 손상을 방지하는 고막 온도 측정장치에 관한 것이다.
인체의 심부온도 (core body temperature) 측정은 인체의 건강과 쾌적성 평가를 위한 중요한 항목이다. 국제 표준인 ISO 9886 (2004)은 인체의 피부온도 (skin temperature)와 심부온도(core body temperature)를 측정하는 방법을 규정하고 있다. 피부온도는 측정이 수월한데 비하여, 심부온도는 정확성과 연속성, 피검자의 불편함(annoyance), 그리고 건강에 미치는 위험성으로 인해 측정 방법에 대해 지속적인 논란을 불러일으켜왔다.
심장과 가장 가까이 있는 식도의 온도(oesophageal temperature)와, 온열 조절을 담당하는 두뇌의 시상하부(hypothalamus)와 동맥을 공유하는 고막의 온도(tympanic temperature)는 심부온도 중 가장 신뢰할 만한 데이터로 인정되나, 피검자가 측정 중 겪는 불편함과 건강에 대한 위험성으로 인해, 임상에서 잘 사용되지 않고 있는 실정이다. 식도의 온도를 측정하기 위해서는 식도에 센서를 삽입하여야 하는데, 이 과정에서 피검자가 토할 듯한 메스꺼움을 느끼게 되어 적용하기 어려웠고, 고막의 온도는 센서를 고막에 접촉시키는 과정에서 수반되는 고통을 경감시키기 위해 피검자를 마취해야 하기 때문에 적용하기 어려웠다.
한편 직장의 온도(rectal temperature)는 측정하기 수월하고 연속적으로 측정이 가능하여 현장 실험에서 많이 적용되고 있으나, 환경이나 스트레스의 변화에 대해 반응하는 시간 지연 효과(time-delay effect) 때문에 민감한 반응을 관찰하는 실험에서는 적합하지 않은 것으로 평가된다. 그럼에도 불구하고 직장온도는 측정이 수월하다는 점으로 인해 현장 실험에서 가장 많이 채택되고 있는 실험 방법이다. Fox et al.(1973)은 피부의 표면에서 심부온도를 측정할 수 있는 가능성을 제시하였다. 제시된 방법은, 피부의 표면에 제1 온도 센서를 붙이고 단열재로 제1 센서를 덮은 후, 해당 단열재 표면에 또 다른 제2 온도 센서를 붙이고 제2 온도 센서 위에 히터를 배치함으로써 구현된다. 통상 피부 표면에 부착된 제1 온도 센서에서 측정된 온도는 높고, 대기 측에 있는 제2 온도 센서는 환경의 영향을 받으므로 제1 온도 센서에서보다 낮은 온도가 측정된다. 이렇게 두 개의 온도 센서가 다른 온도 값을 기록하면 히터를 가동하여 두 개의 온도 센서가 동일한 온도에 이를 때까지 계속 가열을 한다.
도 1은 열유속 제로 방식의 심부온도 측정 센서의 개념도이다. 도 1에서 서미스터(thermistor)는 온도를 측정하는 센서이고, 히터(Heater)는 두 서미스터의 온도가 같아지도록 열량을 공급하는 수단이다. 이 측정방법은 열-유속 제로방식(zero heat-flux)의 심부 온도계로 명명되었다(미국공개특허공보 2011/0249699호).
그러나 기존에 개발된 열류속 제로방식의 심부온도 측정장치는 전력의 소모가 많아 휴대형으로는 사용할 수 없어 AC 전력을 사용하여야 하는 불편함이 있었다. 따라서 종래의 열류속 제로방식의 심부온도 측정장치는 외부 전원이 없는 실외에서 심부온도를 측정하고자 할 경우 대형 배터리 등의 장비가 요구되며, 이동 중에는 측정이 곤란하여 고정된 위치에서 제한적으로 사용될 수 밖에 없는 등의 문제점이 있었다.
미국공개특허공보 2011/0249699호 미국특허공보 3,933,045호
Togwa, T., Nemoto. T., Yamazaki T.(1976), A modified internal temperature measurenent device. Medical and Biological Engineering and Computing 14(3), 361-364.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 피검자의 고통이 없으면서도 전력소모를 줄여 휴대용으로 사용이 가능한 고막온도 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 고막온도 측정시 민감한 피부로 이루어진 외이도(90)가 화상을 입지 않도록 히터의 온도를 제어하는 컨트롤러(50) 가 구비된 고막온도 측정장치를 공급하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 고막온도 측정시 외이도(90)의 손상을 방지하고 제1 센서(10)의 위치를 제 위치에 정확히 고정하는 수단을 포함하는 고막온도 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 고막온도 측정시 외이도(90)에 삽입이 용이한 인체공학적 구조의 고막온도 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 고막온도 측정시 열손실을 방지할 수 있어 전력 소모를 더욱 줄일 수 있는 고막온도 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 고막온도 측정시 외이도(90) 내.외부의 압력이 동일하게 유지되도록 하여 피검자의 불편함을 없앤 고막온도 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 고막온도 측정 시 고막의 손상을 방지하는 적정 길이의 고막온도 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 고막과 소정의 거리로 이격 설치되어 고막 근방의 온도를 측정하는 제1 센서(10); 상기 제1 센서(10)로부터 외이도(90)(外耳道)의 입구 방향으로 소정의 거리로 이격 설치되어 온도를 측정하는 제2 센서(20); 상기 제2 센서(20)를 감싸며 제2 센서(20)에 열량을 공급하는 열선(30); 상기 제1 센서(10)와 상기 제2 센서(20)의 온도차를 감지하여 상기 열선(30)에 전기를 공급하는 MCU (micro circuit unit);를 포함하며, 상기 제1 센서(10)와 상기 제2 센서(20)의 온도가 동일하게 되는 순간의 온도를 심부온도 (core body temperature)로 판단하는 것을 특징으로 하는 고막 온도 측정장치를 제공한다.
또한 본 발명은 외이도(90)의 온도를 화상(火傷)의 역치(threshold value) 이하로 유지하는 컨트롤러(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 컨트롤러(50)는 비례제어 또는 비례적분제어 방식으로 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 제1 센서(10)와 제2 센서(20) 사이에 고정되며 상기 제1센서, 제2센서 및 열선(30)보다 직경이 큰 플렉시블 재질의 가이드부(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 가이드부의 재질은 실리콘 고무일 수 있다.
상기 제1 센서(10)는 실리콘 고무(60)의 중심에 고정되는 것을 특징으로 한다.
상기 실리콘 고무(60)의 형상이 고막 온도 측정장치의 삽입 방향의 반대 방향으로 개방된 C자 형상으로 이루어져, 외이도(90)에 삽입이 용이한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 단열성이 높은 재질로 형성되며, 외이도(90)의 입구를 막는 덮개(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 덮개(70)의 재질은 우레탄인 것을 특징으로 한다.
상기 덮개(70)에는 외이도(90)의 내부의 기압과 외부 압력을 동일하게 유지하는 구멍(80)이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 고막 온도 측정장치가 외이도(90)에 삽입되는 길이는 외이도(90) 입구에서 고막까지의 길이보다 짧은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 고막온도 측정장치는 전력소모를 줄여 휴대용으로 사용이 가능한 효과가 있다.
또한 본 발명은 고막온도 측정시 히터의 온도를 제어하여 외이도(90)의 화상을 방지하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 고막온도 측정시 외이도(90)의 손상을 방지하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 고막온도 측정시 외이도(90)에 삽입이 용이한 효과가 있다.
또한 본 발명은 고막온도 측정시 열손실을 방지하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 고막온도 측정시 외이도(90) 내.외부의 압력이 동일하게 유지되도록 하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 고막온도 측정시 고막의 손상을 방지하는 효과가 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 열유속 제로 방식의 심부온도 측정 센서의 개념도.
도 2는 귀의 구조를 나타낸 도면.
도 3은 시상하부(hypothalamus)의 위치를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 고막 온도 측정장치의 구조도.
도 5는 본 발명에 따른 고막 온도 측정장치가 설치된 상태의 외이도의 온도 분포도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
도 2는 귀의 구조를 나타낸 도면, 도 3은 시상하부(hypothalamus)의 위치를 나타낸 도면, 그리고 도 4는 본 발명에 따른 고막 온도 측정장치의 구조를 나타낸 도면이다.
귀의 고막 외측으로는 외이도가 형성되어 있다. 소리는 외이도를 통해 들어와 고막을 진동시키게 된다. 고막 주변으로는 경동맥이 지나가는데 이는 시상하부(hypothalamus)와 공유된다. 시상하부는 인체의 체온을 조절하는 기관으로, 혈관확장, 발한, 혈관수축, 떨림 등으로 열을 방사하거나 열을 생산하여 항상성(homeostasis)이 유지되도록 하는 기능을 한다. 고막의 온도는 바로 이러한 뇌의 시상하부의 내부 온도를 나타내므로 심부온도 중 최고의 가치를 가지는 정보라고 할 수 있다.
이에 본 발명은 심부온도의 측정 대상을 고막으로 특정하고, 고막으로부터 비 접촉식으로 심부 온도를 측정할 수 있는 방법과 이를 구현한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
사람마다, 그리고 나이에 따라 차이가 있으나, 평균적으로 고막과 귓바퀴 사이의 외이도(90)의 길이는 약 25mm 내외이다. 종래의 고막 온도 측정 방법은 고막에 접촉식으로 진행되어 매우 고통스러웠는바, 본 발명은 고막온도 측정장치 중 외이도(90)에 삽입되는 제1 센서(10)에서부터 덮개(70)까지의 길이가 20mm 정도가 되도록 하였다. 따라서 제1 센서(10)는 고막에 직접 접촉되지 않는다.
종래의 고막온도 측정법은 온도 센서를 고막에 접촉시켜 온도를 측정하였다. 이 때 피검자는 심한 고통을 받게 되어 마취를 하여야 했고, 심한 경우에는 고막에 손상을 줄 수도 있었다. 따라서 종래의 고막온도 측정장치는 동물 실험에서 간혹 사용되었고 인체에는 거의 적용되지 않았다. 본 발명에서는 고막에 센서가 직접 접촉되지 않으므로 그에 따른 고통이 없고, 고막 손상에 대한 위험을 줄여준다.
개인마다 외이도의 길이는 차이가 있을 수 있다. 따라서 본 발명에서는 고막온도 측정장치에서 덮개의 위치를 조절할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 본 발명에서는 외이도에 삽입되는 몸체(100) 기단부의 외측면 둘레에 수나사부(105)를 형성하고, 이러한 수나사부(105)에 덮개(70)의 암나사부(75)가 체결되도록 하였다. 따라서 몸체(100)에 대해 덮개(70)를 회전시켜 덮개의 위치를 조절함으로써, 개별적인 사람마다 차이가 있을 수 있는 외이도의 길이 차이에 대응할 수 있도록 하였다.
도 4에 도시된 바와 같이, 고막(95)이 위치하는 외이도(90)에 본 발명의 고막온도 측정장치가 삽입된다. 삽입은 고막온도 측정장치의 몸체(100)가 외이도로 삽입되고 몸체의 기단부에 있는 덮개(70)가 외이도를 덮도록 함으로써 덮개(70)에 의해 외이도 내부의 공간이 외부와 차폐되도록 한다.
휴식을 취할 때, 항상성이 유지된 심부온도는 약 37°C 이다. 이 온도는 운동을 하면 38 ~ 39°C까지 상승하는데, 온도 조절 기능이 가능한 범위 이내이므로 건강에 해롭지 않다. 그러나 심부온도가 28°C 이하이면 심각한 심장 부정맥이 발생하고 사망한다. 그리고 심부온도가 46°C 이상이면 회복할 수 없는 두뇌의 손상을 일으킨다(ASHRAE, 1997). 일반적인 환경에서 대기의 온도는 심부온도 37°C 보다 낮다. 그러므로 열은 온도가 높은 심부에서 피부로 그리고 대기로 이동하게 된다.
본 발명의 고막온도 측정장치는 외이도에 삽입된 상태에서 고막과 소정의 거리로 이격 설치되어 고막 근방의 온도를 측정하는 제1 센서(10)를 구비한다. 제1센서(10)는 고막과 닿지는 않지만 고막에서 가깝게 위치하는 것이 바람직하다. 제1센서(10)는 플라스틱 튜브인 몸체(100)의 선단부에 설치되며, 도 4에 도시된 바와 같이 그 측정센서부분이 몸체(100)의 선단부 외측으로 노출되도록 설치된다.
다음으로 본 발명은 상기 제1 센서(10)로부터 외이도(90)(外耳道)의 입구 방향으로 소정의 거리로 이격 설치되어 온도를 측정하는 제2 센서(20)를 더 구비한다. 제2 센서(20)는 중공(中空)의 몸체(100) 내부에 설치되어 있다. 제2 센서의 측정센서부분은 몸체(100)의 내측에 위치하여, 몸체(100)를 구성하는 부재를 기준으로 제1 센서(10)와 격리되어 있다.
다음으로, 상기 제2 센서(20)가 위치하는 몸체(100) 둘레에는, 몸체(100)를 감싸는 형태로 열선(30)이 설치된다. 열선(30)은 제2 센서(20)에 열량을 공급하는 구성으로서, 고막 내부의 심부온도와, 심부 온도보다는 온도가 낮은 외이도 내부 공간의 온도가 열적 평형을 이룰 수 있도록 외이도 내부 공간에 열을 공급한다.
다음으로 열선(30)이 설치된 부위와 제1센서(10) 사이에는, 몸체(100)의 둘레로 실리콘 고무(60)가 설치되어 있다. 실리콘 고무(60)는 열선(30)에서 발생한 열이 제1 센서(10)로 직접적으로 영향이 미치는 것을 방지하는 기능을 함은 물론, 실리콘 고무(60)의 외주연이 외이도(90)의 내주면과 만나 접촉하여 고막온도 측정장치의 몸체(100)가 외이도 내부 공간의 중앙부에 정확히 위치하도록 지지하여 줌으로써 외이도의 표면이 고막온도 측정장치에 긁혀 상처 입는 것을 방지하고, 제1 센서(10)와 제2 센서(20)가 외이도의 중앙 위치를 그대로 유지하도록 하여 심부온도 측정 오차의 발생을 최소화 시켜준다.
다음으로 본 발명의 고막온도 측정장치는, 상기 제1 센서(10)와 상기 제2 센서(20)의 온도차를 감지하여 상기 열선(30)에 전기를 공급하는 MCU(micro circuit unit)(40)를 포함한다. MCU(40)는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 제2센서(20)에서 측정된 온도가 제1센서(10)의 온도보다 낮을 때에는 열선(30)에 열을 공급하여 외이도의 온도를 높임으로써 제2센서(20)에서 측정되는 온도가 제1센서(10)에서 측정되는 온도와 같아지도록 제어한다. 반대로 도 5의 (c)와 같이 제2센서(20)의 온도가 제1센서(10)보다 높아진 경우에는 열을 과다하게 공급한 것이므로 즉시 열선에 공급되는 전기를 차단하여 더 이상 열이 발생하지 않도록 제어한다. 그리하여 MCU(40)는 상기 제1 센서(10)와 상기 제2 센서(20)의 온도가 동일하게 되는 순간의 온도를 심부온도(core body temperature)로 판단하는 것을 특징으로 한다.
고막의 온도는 뇌의 시상하부의 온도를 나타내며, 자연적인 상태에서 가장 온도가 높은 열원이 된다. 따라서 자연적인 상태에서는 고막의 열은 외이도(90)를 따라 대기로 열이 전달되고, 고막과 가까운 제1 센서(10)의 온도(T1)가 제2 센서(20)의 온도(T2)보다 높게 된다. 즉 이러한 상태에서는 제1 센서(10)와 제2 센서(20)에서 측정한 온도가 모두, 도 5의 (a)와 같이, 고막의 온도(TH)보다 낮게 된다.
제1 센서(10)와 제2 센서(20)의 온도차를 MCU(micro circuit unit)(40)에서 감지하면 열선(30)에 전기를 공급한다. 콘트롤러(CTL)는 제1 센서(10)의 온도와 제2 센서(20)의 온도가 같아지도록 열선(30)을 통한 공급열량을 제어한다. 콘트롤러는 외이도(90)의 온도가 화상의 역치(threshold)인 42°C 이하로 유지되도록 열선(30)에 공급하는 열량을 제어하고, 제2 센서(20)의 온도가 제1 센서(10)의 온도와 같아지도록 비례 적분 제어(PI) 또는 비례 미분 적분 제어(PID)를 수행한다.
PI (proportional and integral) 제어를 통하여 공급해야 할 전력량은 다음과 같이 산출할 수 있다.
Figure pat00001
여기서
u(T) : control signal, 제어 신호 (전류 또는 전압, 전력)
Kp : proportional gain, 1/PB, PB는 Proportional band(비례대역).
e(T) : tset - ta; error, 센서 1과 센서 2의 측정된 온도 차이.
Ti: integral action time (s), 적분 실행시간.
ISO 9886 (2004)에서 심부온도의 정밀도는 ±0.1 °C 이내가 되도록 권장하고 있으므로, 제1 센서(10)와 제2 센서(20)의 온도차이가 ±0.1°C 이내가 되도록 컨트롤러(50)를 통하여 열선(30)을 통한 공급 열량을 제어한다. 제1 센서(10)와 제2 센서(20)의 온도가 같으면 열유속(heat flux)은 0이 된다. 따라서 이때의 온도는 고막의 온도가 되고, 이 온도는 고급의 심부온도 대표치가 된다.
외이도(90)는 적은 체적의 공기가 차 있으므로 열용량이 적어서 적은 전력으로도 목표로 하는 고막 온도를 측정할 수 있다. 이마 또는 복부에 붙여 심부온도를 측정하는 종래의 장치들은 두개골과 복잡한 내부 기관의 열용량이 커서 많은 양의 열량이 필요하며, 배터리를 이용한 휴대장치로는 전력량이 부족하여 AC 전원을 이용하여야 했다. 따라서 이동 중에 측정이 어려웠고 고정된 위치에서 제한적으로 사용될 수 밖에 없었다. 본 발명의 고막온도 측정 장치는 외이도(90)에 삽입되어 열 손실이 상대적으로 적을 뿐만 아니라 두개골이나 내장기관이 아닌 고정된 공기층 만을 가열하기 때문에 적은 열량으로 목표 온도에 도달할 수 있어, 일반 건전지로도 측정이 가능하여 이동 중 휴대 장치로 이용되어 야외활동 실험이나 움직임이 있어 대사량이 변화하는 상황에서도 측정이 가능하다.
이를 위해 본 발명의 덮개(70)는 귓구멍(80)을 막는 것으로 우레탄 등 단열성능이 좋은 재료로 형성하여, 히터로 가열된 열의 손실을 최소화한다. 또한 덮개에 약 1mm 미만의 구멍(80)을 형성하여 미세한 공기의 흐름이 가능하도록 함으로써 외이도(90)의 기압이 대기의 압력과 동일한 상태가 유지 되도록 하여, 피검자가 고막온도 측정 중 압력 불균형으로 인한 불편함을 해소할 수 있다.
앞서 살펴본 바 있듯이, 상기 제1 센서(10)와 제2 센서(20) 사이에는 상기 제1센서, 제2센서 및 열선(30)보다 직경이 큰 실리콘 고무(60)가 고정된다. 실리콘 고무(60)는 외이도(90)에 고막온도 측정장치가 삽입될 때, 외이도(90)에 상처를 내지 않고 측정장치가 삽입되도록 측정장치를 외이도(90) 내에서 지지하며, 또한 제1 센서(10)가 고막의 중심에 가깝게 위치하도록 자리를 잡아주는 역할을 하고 열선이 외이도 내측 피부에 직접 닿지 않도록 지지하는 역할한다. 실리콘 고무(60)의 형상은 고막 온도 측정장치의 삽입 방향의 반대 방향으로 개방된 C자 형상으로 이루어져, 외이도(90)로 삽입이 용이하도록 한다.
이하 본 발명의 고막온도 측정장치의 작동에 대해 설명한다.
먼저 심부온도를 측정하고자 하는 피검자의 외이도의 깊이를 대략적으로 파악한다. 그리고 덮개(70)를 몸체(100)에 대해 회전시켜 덮개(70)의 위치를 조절함으로써 외이도로 삽입되는 선단의 제1 센서(10)의 깊이를 조절한다.
그리고 조심하며 몸체(100)를 외이도로 삽입한다. 이 때 부드러운 실리콘 고무(60)가 외이도의 피부와 접촉하며 들어감으로써 몸체(100)가 직접적으로 외이도 피부에 닿아 피검자로 하여금 불쾌감이나 이물감을 주지 않게 된다. 삽입은 덮개(70)가 귓바퀴를 덮을 때까지 이루어진다.
덮개(70)가 귓바퀴에 덮인 후에는, 제2 센서(20)보다 열원에 더 가까운 제1 센서(10)가 열을 조금 더 받을 정도로 잠시 시간을 둔 후, 전원을 켜서 온도를 측정하게 된다.
처음에는 열유속에 의해 도 5의 (a)와 같이 제1센서(10)의 측정 온도가 제2센서(20)보다 높게 측정된다. 이 때 MCU가 앞서 설명한 PI 또는 PID 제어로 열선(30)에 전원을 공급하면 열선에서 열이 발생하여 제2센서 측 온도(T2)가 상승하게 된다. 이렇게 열선(30)이 가열되면 플라스틱 튜브인 몸체 속에 설치한 제2 센서(20)의 온도(T2)가 높아지는데, 그 온도가 제1 센서(10)의 온도(T1)와 같아질 때까지 가열한다. 제2 센서(20)와 제1 센서(10)의 온도가 같아지게 되면 제1 센서(10)는 고막의 온도에 좀더 수렴하게 되고 결국은 고막, 제1 센서(10), 제2 센서(20)의 온도가 같아지게 되는 도 5(b)의 상태가 된다. 이 온도가 고막온도 센서를 이용하여 구하고자 하는 심부온도 즉 고막온도이다.
만약 열선을 통한 열의 공급이 과다하게 되어 도 5(c)와 같은 상태가 되면, MCU는 즉시 열선을 통한 열의 공급을 중단하여 도 5(b)의 상태가 되도록 한다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
10: 제1 센서
20: 제2 센서
30: 열선
40: MCU (micro circuit unit)
50: 컨트롤러
60: 실리콘 고무
70: 덮개
75: 암나사부
80: 구멍
90: 외이도
95: 고막
100: 몸체
105: 수나사부

Claims (11)

  1. 고막과 소정의 거리로 이격 설치되어 고막 근방의 온도를 측정하는 제1 센서(10);
    상기 제1 센서(10)로부터 외이도(90)(外耳道)의 입구 방향으로 소정 거리 이격 설치되어 온도를 측정하는 제2 센서(20);
    상기 제2 센서(20)를 감싸며 제2 센서(20)에 열량을 공급하는 열선(30);
    상기 제1 센서(10)와 상기 제2 센서(20)의 온도차를 감지하여 상기 열선(30)에 전기를 공급하는 MCU (micro circuit unit)(40);를 포함하며,
    상기 제1 센서(10)와 상기 제2 센서(20)의 온도가 동일하게 되는 순간의 온도를 심부온도 (core body temperature)로 판단하는 것을 특징으로 하는 고막 온도 측정장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    외이도(90)의 온도를 화상(火傷)의 역치(threshold value) 이하로 유지하는 컨트롤러(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고막 온도 측정장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 컨트롤러(50)는 비례제어 또는 비례적분제어 방식으로 제어하는 것을 특징으로 하는 고막 온도 측정장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 센서(10)와 제2 센서(20) 사이에 고정되며 상기 제1센서, 제2센서 및 열선(30)보다 직경이 큰 플렉시블 재질의 가이드부(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고막 온도 측정장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 센서(10)는 가이드부(60)의 중심에 고정되는 것을 특징으로 하는 고막 온도 측정장치
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 가이드부(60)의 형상이 고막 온도 측정장치의 삽입 방향의 반대 방향으로 개방된 C자 형상으로 이루어져, 외이도(90)로 삽입이 용이한 것을 특징으로 하는 고막 온도 측정장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    단열성이 높은 재질로 형성되며, 외이도(90)의 입구를 막는 덮개(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고막 온도 측정장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 덮개(70)의 재질은 우레탄인 것을 특징으로 하는 고막 온도 측정장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 덮개(70)에는 외이도(90)의 내부의 기압과 외부 압력을 동일하게 유지하는 구멍(80)이 형성된 것을 특징으로 하는 고막 온도 측정장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 덮개(70)는 위치 조절 가능한 고막 온도 측정장치.
  11. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고막 온도 측정장치가 외이도(90)에 삽입되는 길이는 외이도(90) 입구에서 고막까지의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 고막 온도 측정장치.
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