WO2019220973A1 - 生体内部温度測定装置 - Google Patents

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WO2019220973A1
WO2019220973A1 PCT/JP2019/018377 JP2019018377W WO2019220973A1 WO 2019220973 A1 WO2019220973 A1 WO 2019220973A1 JP 2019018377 W JP2019018377 W JP 2019018377W WO 2019220973 A1 WO2019220973 A1 WO 2019220973A1
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living body
ultrasonic
unit
phase
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PCT/JP2019/018377
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雄次郎 田中
大地 松永
倫子 瀬山
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日本電信電話株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B5/01—Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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Definitions

  • the present invention relates to a living body internal temperature measuring device for detecting a temperature change in a living body.
  • Social jet lag is a problem that causes various mental and physical disorders due to inconsistencies between the social time and the body clock or rhythm of each person who lives, and also leads to lifestyle-related diseases.
  • the human body clock can be known from various endocrine products and vital information. Among these, since the measurement of endocrine products takes several hours, the subject is burdened mentally and physically.
  • thermometer using a MEMS heat flux sensor has been proposed as a means for measuring the deep temperature percutaneously (see Non-Patent Document 1).
  • a percutaneous thermometer has a problem that it is difficult to capture changes in deep temperature without delay.
  • the reason why it is difficult to capture changes in deep temperature is that there is a delay time until the deep temperature is reflected in the epidermis, the delay time fluctuates due to changes in blood flow, etc., and there is an epidermis temperature change due to outside air It is.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an in-vivo temperature measuring apparatus capable of capturing temperature changes in the living body without delay.
  • the living body internal temperature measuring device of the present invention includes an ultrasonic irradiation unit that irradiates an ultrasonic wave toward the living body, an ultrasonic detection unit that receives the ultrasonic wave reflected by the living body, and an ultrasonic wave that is amplified in the living body.
  • a frequency calculation unit that calculates the frequency of the sound wave based on information on the structure of the living body, a frequency analysis unit that performs frequency analysis of the ultrasonic wave received by the ultrasonic wave detection unit, and obtains an amplitude spectrum of the ultrasonic wave,
  • the frequency change amount is calculated from the frequency specifying unit that obtains the frequency of the peak closest to the frequency calculated by the frequency calculating unit from the amplitude spectrum and the two peak frequencies obtained by two ultrasonic irradiations.
  • a frequency change calculation unit and a temperature change calculation unit that calculates a temperature change amount in the living body from the frequency change amount are provided.
  • the living body internal temperature measurement device of the present invention includes an ultrasonic irradiation unit that irradiates an ultrasonic wave toward the living body, an ultrasonic detection unit that receives the ultrasonic wave reflected by the living body, and is amplified in the living body.
  • a frequency calculating unit that calculates an ultrasonic frequency based on information on the structure of the living body, and a repetition frequency for irradiating ultrasonic waves from the ultrasonic irradiation unit, with the frequency calculated by the frequency calculating unit as a center.
  • An ultrasonic irradiation controller that sweeps within a predetermined range, a lock-in detector that detects ultrasonic waves of the repetition frequency from the ultrasonic waves received by the ultrasonic detector, and sequentially from the lock-in detector
  • An amplitude spectrum acquisition unit that acquires an amplitude value of an ultrasonic wave by collecting the amplitude value of the output signal, and a peak frequency closest to the frequency calculated by the frequency calculation unit Are determined from the amplitude spectrum, a frequency change calculation unit that calculates a frequency change amount from two peak frequencies obtained by two sweeps of the repetition frequency, and the raw change from the frequency change amount.
  • a temperature change calculation unit that calculates a temperature change amount in the body.
  • the living body internal temperature measurement device of the present invention includes an ultrasonic irradiation unit that irradiates an ultrasonic wave toward the living body, an ultrasonic detection unit that receives the ultrasonic wave reflected by the living body, and is amplified in the living body.
  • a frequency calculating unit that calculates an ultrasonic frequency based on information on the structure of the living body, and a repetition frequency for irradiating ultrasonic waves from the ultrasonic irradiation unit, with the frequency calculated by the frequency calculating unit as a center.
  • An ultrasonic irradiation control unit that sweeps in a predetermined range, a lock-in detector that detects the phase of the ultrasonic wave of the repetition frequency from the ultrasonic waves received by the ultrasonic detection unit, and the lock-in detector
  • a phase spectrum acquisition unit that collects phase values sequentially output from the phase spectrum to obtain an ultrasonic phase spectrum, and the peak frequency of the ultrasonic amplitude spectrum from the phase spectrum.
  • the frequency calculation unit is configured to calculate the in vivo based on information related to the structure of the living body and a pre-registered value of sound velocity in the living body.
  • the frequency of the ultrasonic wave amplified in is calculated.
  • the information related to the structure of the living body is a distance between structures in the living body.
  • an ultrasonic wave is irradiated toward a living body, the ultrasonic wave received by the ultrasonic wave detection unit is subjected to frequency analysis, and an amplitude spectrum of the ultrasonic wave is acquired.
  • the frequency change amount from the frequency of two peaks, the temperature change amount in the living body can be estimated, and the in-vivo temperature change that changes from time to time without being affected by the outside air or skin temperature can be estimated. It can be determined non-invasively.
  • ultrasonic waves are radiated toward the living body while sweeping the repetition frequency, and ultrasonic waves of the repetition frequency are detected from the ultrasonic waves received by the ultrasonic detector, and the amplitude spectrum of the ultrasonic waves is obtained.
  • the temperature change amount in the living body can be estimated and affected by the outside air and skin temperature.
  • the ultrasonic wave is irradiated toward the living body while sweeping the repetition frequency, and the phase of the ultrasonic wave is detected by detecting the phase of the ultrasonic wave of the repetition frequency from the ultrasonic waves received by the ultrasonic wave detection unit.
  • the amount of temperature change in the living body can be estimated, such as outside air and skin temperature It is possible to non-invasively determine the temperature change in the living body that changes every moment without being influenced by the above.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the living body internal temperature measuring device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the living body internal temperature measurement device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an in-vivo temperature measuring method using the in-vivo internal temperature measuring device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a waveform of an ultrasonic reception signal detected by the ultrasonic detection unit of the living body internal temperature measurement device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of a calculation unit of the living body internal temperature measurement device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an amplitude spectrum of an ultrasonic reception signal.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the relationship between temperature and sound velocity.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the relationship between the temperature change and the frequency change of the sound wave.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the effect of the living body internal temperature measuring device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the living body internal temperature measurement device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of the living body internal temperature measuring device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration example of a calculation unit of the living body internal temperature measurement device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the living body internal temperature measurement device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart for explaining the operation of the living body internal temperature measuring device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of a calculation unit of the living body internal temperature measurement device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a phase spectrum of an ultrasonic reception signal.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the living body internal temperature measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the living body internal temperature measurement device 1 includes an ultrasonic irradiation unit 2 that irradiates the biological body 10 with ultrasonic waves, an ultrasonic detection unit 3 that receives ultrasonic waves returned from the biological body 10, and an ultrasonic detection unit 3.
  • An amplifier 4 for amplifying an electric signal; a calculation unit 5 for calculating a temperature change amount in the living body 10 based on an output of the amplifier 4; a storage unit 6 for storing various data and calculation results necessary for the calculation; Communication unit 7.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the in-vivo temperature measuring apparatus 1 according to the present embodiment.
  • FIGS. 3A and 3B are in-vivo temperature measuring methods using the in-vivo temperature measuring apparatus 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 3A is a side view showing the positional relationship between the living body internal temperature measuring device 1 and the living body 10, and
  • FIG. 3B is a rear view.
  • 100 indicates the spine of the living body 10
  • 101 indicates the rib.
  • the transmission / reception surface of the living body internal temperature measurement device 1 provided with the ultrasonic irradiation unit 2 and the ultrasonic detection unit 3 is in contact with a portion of the back of the living body 10 (human body) as high as the ribs.
  • the living body internal temperature measuring device 1 is arranged (FIGS. 3A and 3B).
  • the ultrasonic irradiation unit 2 irradiates ultrasonic waves toward the living body 10 (step S100 in FIG. 2).
  • the ultrasonic detector 3 receives the ultrasonic wave returning from the living body 10 (step S101 in FIG. 2).
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the calculation unit 5.
  • the calculation unit 5 includes an ultrasonic irradiation control unit 50, a frequency analysis unit 51, a frequency calculation unit 52, a frequency specifying unit 53, a frequency change calculation unit 54, and a temperature change calculation unit 55.
  • the frequency analysis unit 51 of the calculation unit 5 acquires time change data (time series data) of the ultrasonic reception signal detected by the ultrasonic detection unit 3 and amplified by the amplifier 4 (step S102 in FIG. 2).
  • the frequency spectrum of the time series data is analyzed by a technique such as FFT (Fast Fourier Transform), for example, to obtain the amplitude spectrum of the ultrasonic reception signal (steps S103 and S104 in FIG. 2).
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the ultrasonic waves irradiated from the ultrasonic irradiation unit 2 have various frequency components. Although this ultrasonic wave is reflected and scattered in the living body 10, peaks are generated at various frequencies depending on the shape of the living body 10 and in-vivo structures such as internal organs and bones. In particular, sound waves are strongly reflected at places where the acoustic impedances differ greatly. For this reason, sound waves that are amplified repeatedly by reflection between bones having different acoustic impedances from biological tissues are strongly observed. The frequency of the observed sound wave varies depending on the bone interval, tissue such as fat and muscle. That is, the difference in sound wave frequency is due to the difference in sound speed.
  • the observed frequency change of the peak of the ultrasonic wave reflects the temperature change in the living body 10, and the frequency change amount corresponds to the change amount of the deep temperature.
  • the ultrasonic irradiation section 2 irradiates it.
  • the ultrasonic waves are repeatedly reflected between the ribs of the living body 10, and the ultrasonic waves having an appropriate frequency are amplified.
  • the frequency f of the sound wave amplified by the reflection between the ribs is generally given by the following equation.
  • N in equation (1) is a constant.
  • the average sound velocity V in the living body 10 is 1490 m / s and the rib interval L is 1 cm
  • an ultrasonic wave having a frequency of about 298 kHz and an ultrasonic wave having an integer multiple thereof are amplified.
  • a living body is composed of various tissues, and a typical component of the living body is water.
  • the underwater sound velocity V changes substantially linearly with the temperature T.
  • the relationship between the temperature change ⁇ T and the sound wave frequency change ⁇ f when the sound velocity V changes linearly with the temperature T changes as shown in FIG.
  • the ultrasonic wave irradiated from the ultrasonic irradiation unit 2 is reflected and scattered in the living body 10, a part of the ultrasonic wave is observed by the ultrasonic detection unit 3, and the amplitude spectrum as shown in FIG. 6 is obtained by the frequency analysis as described above. .
  • the amplitude spectrum of 60 in FIG. 6 shows the amplitude spectrum before the temperature in the living body 10 changes, and the amplitude spectrum of 61 in FIG. 6 shows the amplitude spectrum after the temperature in the living body 10 changes. Yes.
  • the ultrasonic wave is amplified in the living body 10, a peak appears in the amplitude spectrum.
  • Equation (2) As is apparent from Equation (2) and FIG. 6, when the temperature in the living body 10 changes by ⁇ T, the peak frequency of the amplitude spectrum changes by ⁇ f. At this time, the relationship between the temperature change ⁇ T in the living body 10 and the peak frequency change ⁇ f of the amplitude spectrum is expressed by the following equation.
  • Equation (3) is a constant.
  • the frequency change ⁇ f of the peak of the amplitude spectrum can be obtained, it can be understood that the temperature change ⁇ T in the living body 10 can be estimated. Since the ultrasonic wave has a higher attenuation as the frequency is higher, it is better to use the base sound defined by Equation (1) rather than a harmonic that is an integral multiple of the base sound.
  • the peak frequency change ⁇ f of the amplitude spectrum is influenced by the ratio of fat in the living body 10, but a response in which the temperature change ⁇ T in the living body 10 and the peak frequency change ⁇ f are approximately linear can be obtained.
  • the peak frequency change ⁇ f also changes depending on the distance between the structures in the living body 10, a response in which the temperature change ⁇ T and the frequency change ⁇ f are approximately linear can be obtained as described above.
  • the specific processing in this embodiment is as follows.
  • the frequency calculation unit 52 of the calculation unit 5 calculates the frequency f of the ultrasonic wave amplified in the living body 10 using the equation (1) (step S105 in FIG. 2).
  • the frequency calculation unit 52 uses the average sound speed V in the living body 10 instead of the sound speed V (T) when the temperature is T.
  • the value of the sound velocity V, the value of the distance L between the structures in the living body 10 (the distance between the ribs in this embodiment), and the constant n are registered in advance in the storage unit 6. Note that the value of the constant n can be determined, for example, by a prior experiment in which a living body is irradiated with ultrasonic waves to obtain the peak frequency of the amplitude spectrum of the ultrasonic waves.
  • the frequency specifying unit 53 of the calculating unit 5 obtains the peak frequency closest to the frequency f calculated by the frequency calculating unit 52 from the amplitude spectrum obtained by the frequency analyzing unit 51 (step S106 in FIG. 2). Then, when the specifying of the peak frequency in step S106 has not been completed twice (NO in step S107 in FIG. 2), calculation unit 5 returns to step S100. In this way, the processes in steps S100 to S104 and S106 are repeated twice.
  • the temperature change calculation unit 55 of the calculation unit 5 calculates the temperature change amount ⁇ T in the living body 10 from the peak frequency change amount ⁇ f by the equation (3) (step S109 in FIG. 2).
  • the constant C is registered in advance in the storage unit 6. Note that the value of the constant C can be determined, for example, by a prior experiment for obtaining a change in the deep temperature by inserting a probe of a thermometer into the living body.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the effect of this embodiment. 9 indicates the deep temperature of the living body obtained by, for example, inserting a thermometer probe into the living body, and 91 indicates the peak frequency change obtained in this embodiment. According to FIG. 9, it can be seen that the change in the deep temperature and the change in the peak frequency are in good agreement.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the living body internal temperature measuring device according to the second embodiment of the present invention.
  • the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
  • the living body internal temperature measuring device 1a according to the present embodiment includes an ultrasonic irradiation unit 2, an ultrasonic detection unit 3, a lock-in detector 4a, a calculation unit 5a, a storage unit 6, and a communication unit 7.
  • the living body internal temperature measuring device 1a includes an ultrasonic irradiation unit 2, an ultrasonic detection unit 3, a lock-in detector 4a, a calculation unit 5a, a storage unit 6, and a communication unit 7.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of the living body internal temperature measuring device 1a of the present embodiment
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of the calculation unit 5a of the present embodiment.
  • the calculation unit 5a includes an ultrasonic irradiation control unit 50a, an amplitude spectrum acquisition unit 51a, a frequency calculation unit 52a, a frequency specifying unit 53, a frequency change calculation unit 54, and a temperature change calculation unit 55.
  • the frequency calculation unit 52a of the calculation unit 5a calculates the frequency f of the ultrasonic wave amplified in the living body 10 as in step S106 (step S200 in FIG. 11).
  • the ultrasonic irradiation control unit 50 of the calculation unit 5 only needs to control the ultrasonic irradiation unit 2 to transmit ultrasonic waves.
  • the ultrasonic wave irradiation control unit 50a of the present embodiment sets the repetition frequency for irradiating ultrasonic waves from the ultrasonic wave irradiation unit 2 within the range of the frequency f ⁇ ⁇ ( ⁇ is a predetermined width) calculated by the frequency calculation unit 52a. Sweeping is performed (step S201 in FIG. 11).
  • the lock-in detector (phase amplifier) 4a detects the ultrasonic reception signal having the above repetition frequency from the ultrasonic reception signals obtained by the ultrasonic detection unit 3 (step S202 in FIG. 11). In this way, by applying ultrasonic waves while sweeping the repetition frequency, detecting the ultrasonic reception signal at each repetition frequency, and collecting the amplitude value (sound pressure) of the signals sequentially output from the lock-in detector 4a, The amplitude spectrum acquisition unit 51a can acquire the amplitude spectrum of the ultrasonic reception signal (step S204 in FIG. 11). The amplitude spectrum obtained at this time is the same as the amplitude spectrum shown in FIG. 6, for example.
  • the frequency specifying unit 53 of the calculation unit 5a obtains the peak frequency closest to the frequency f calculated by the frequency calculation unit 52a from the amplitude spectrum acquired by the amplitude spectrum acquisition unit 51a (step S205 in FIG. 11).
  • the operations of the frequency change calculation unit 54 and the temperature change calculation unit 55 are as described in steps S107 to S109.
  • the living body internal temperature measurement device 1a repeatedly performs the processes of steps S201 to S208 until, for example, the user gives an instruction to stop the measurement.
  • the same effect as in the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the living body internal temperature measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • the same components as those in FIGS. 1 and 10 are denoted by the same reference numerals.
  • the living body internal temperature measuring device 1b according to the present embodiment includes an ultrasonic irradiation unit 2, an ultrasonic detection unit 3, a lock-in detector 4b, a calculation unit 5b, a storage unit 6, and a communication unit 7.
  • the living body internal temperature measuring device 1b includes an ultrasonic irradiation unit 2, an ultrasonic detection unit 3, a lock-in detector 4b, a calculation unit 5b, a storage unit 6, and a communication unit 7.
  • FIG. 14 is a flowchart for explaining the operation of the living body internal temperature measuring device 1b according to the present embodiment
  • FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example of the calculation unit 5b according to the present embodiment.
  • the calculation unit 5b includes an ultrasonic irradiation control unit 50a, a phase spectrum acquisition unit 51b, a frequency calculation unit 52a, a phase specifying unit 53b, a phase change calculation unit 54b, and a temperature change calculation unit 55b.
  • step S300 and S301 in FIG. 14 The operations (steps S300 and S301 in FIG. 14) of the frequency calculation unit 52a and the ultrasonic irradiation control unit 50a of the calculation unit 5b are as described in steps S200 and S201.
  • the lock-in detector (phase amplifier) can detect not only the amplitude but also the phase by the angular frequency at the same time. Therefore, the lock-in detector 4b of the present embodiment detects the phase of the ultrasonic reception signal having the above repetition frequency from the ultrasonic reception signals obtained by the ultrasonic detection unit 3 (step S302 in FIG. 14).
  • the phase spectrum acquisition unit 51b can acquire the phase spectrum of the ultrasonic reception signal (step S304 in FIG. 14).
  • An example of the phase spectrum of the ultrasonic reception signal acquired by the phase spectrum acquisition unit 51b is shown in FIG.
  • the phase spectrum 160 in FIG. 16 shows the phase spectrum before the temperature in the living body 10 changes
  • the phase spectrum 161 in FIG. 16 shows the phase spectrum after the temperature in the living body 10 changes. Yes.
  • the phase specifying unit 53b of the calculation unit 5b obtains the phase ⁇ of the peak frequency of the amplitude spectrum from the phase spectrum acquired by the phase spectrum acquisition unit 51b (step S305 in FIG. 14). Specifically, the phase specifying unit 53b may obtain the phase of the inflection point of the phase spectrum as the phase ⁇ of the peak frequency of the amplitude spectrum. If the phase ⁇ in step S305 has not been specified twice (NO in step S306 in FIG. 14), operation unit 5b returns to step S301. In this way, the processes in steps S301 to S305 are repeated twice.
  • the phase change calculation unit 54b of the calculation unit 5b calculates the phase change amount ⁇ of the peak frequency, that is, the phase ⁇ 2 of the second peak frequency obtained by the phase specifying unit 53b and the phase ⁇ 1 of the first peak frequency.
  • the difference ⁇ ⁇ 2 ⁇ 1 is calculated (step S307 in FIG. 14).
  • the temperature change calculation unit 55b of the calculation unit 5b calculates the temperature change amount ⁇ T in the living body 10 from the phase change amount ⁇ of the peak frequency by the following equation (step S308 in FIG. 14).
  • K in equation (4) is a constant.
  • the constant K is registered in advance in the storage unit 6. Note that the value of the constant K can be determined, for example, by a prior experiment for obtaining a change in the deep temperature by inserting a probe of a thermometer into the living body.
  • the value of the temperature change amount ⁇ T calculated by the temperature change calculator 55 b is transmitted to the outside via the communication unit 7.
  • the living body internal temperature measurement device 1b repeatedly performs the processes of steps S301 to S308 until, for example, the user gives an instruction to stop the measurement.
  • the same effect as in the first embodiment can be obtained.
  • the living body internal temperature measuring devices 1, 1a, 1b are described as examples arranged on the back of the living body 10 (human body), but the present invention is not limited to this.
  • the living body internal temperature measuring devices 1, 1 a, 1 b may be arranged so as to contact the forearm portion of the living body 10, for example.
  • the distance L between the structures in the living body 10 may be the distance between the radius and the ulna.
  • the calculation units 5, 5a, 5b and the storage unit 6 are a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an interface. It can be realized by a computer provided and a program for controlling these hardware resources.
  • the CPU executes the processing described in the first to third embodiments according to the program stored in the storage device.
  • the present invention can be applied to a technique for detecting a temperature change in a living body.

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Abstract

生体内の温度変化を遅滞なく捉える。 生体内部温度測定装置１は、生体１０に向けて超音波を照射する超音波照射部２と、生体１０で反射された超音波を受信する超音波検出部３と、生体１０内の温度変化量を算出する演算部５とを備える。演算部５は、生体１０内で増幅される超音波の周波数を、生体の構造に関する情報に基づいて算出し、超音波検出部３によって受信された超音波を周波数解析して超音波の振幅スペクトルを取得し、生体１０内で増幅される超音波の周波数に最も近いピークの周波数を、振幅スペクトルから求め、２回の超音波照射によって求めた２つのピークの周波数から周波数変化量を算出し、周波数変化量から生体１０内の温度変化量を算出する。

Description

生体内部温度測定装置
　本発明は、生体内の温度変化を検出する生体内部温度測定装置に関するものである。
　近年、社会的ジェットラグ（時差ぼけ）が問題となっている。社会的ジェットラグは、社会時刻と生活を営む各人の体内時計あるいは体内リズムとの不一致により様々な心身の不調をきたし、生活習慣病にもつながる問題である。人の体内時計は、各種内分泌物等あるいはバイタル情報から知ることができる。このうち、内分泌物の測定には数時間を要するため、精神的にも身体的にも被験者に負荷がかかる。
　一方、バイタル情報として深部温度の変動を測定することが人の体内リズムの把握に有用であることが知られている。表皮から核心部に向かってある一定深さを超えると、外気温の変化等に左右されない温度領域が存在し、その部分の温度を深部温度（核心部温度）という。深部温度を計測するためには、体内に温度計のプローブを挿入したり、温度計を飲み込んだりする等の方法があるが、いずれの方法も衛生面の問題があり、また被験者の心身の負担が大きいといえる。そこで、体外から非侵襲的な手法による測定が求められており、中でも経皮的な温度測定法は、手軽で日常的な体温管理に有用であるといえる。例えば直腸温といった、生体の核心部といわれる部位での温度を測定することは有用である。
　従来、深部温度を経皮的に測定する手段として、ＭＥＭＳ熱流束センサを用いた体温計が提案されている（非特許文献１参照）。しかしながら、経皮的な体温計では、深部温度の変化を遅滞なく捉えることが難しいという課題があった。深部温度の変化を捉えることが難しい理由は、深部温度が表皮に反映されるまでの遅延時間があることと、血流変化等によって遅延時間が変動することと、外気による表皮温度変化があるためである。
中川慎也他，「ＭＥＭＳ熱流束センサによるウェアラブル深部体温計の提案」，電気学会論文誌Ｅ，Ｖｏｌ．１３５，Ｎｏ．８，ｐ．３４３－３４８，２０１５
　本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、生体内の温度変化を遅滞なく捉えることができる生体内部温度測定装置を提供することを目的とする。
　本発明の生体内部温度測定装置は、生体に向けて超音波を照射する超音波照射部と、前記生体で反射された超音波を受信する超音波検出部と、前記生体内で増幅される超音波の周波数を、前記生体の構造に関する情報に基づいて算出する周波数算出部と、前記超音波検出部によって受信された超音波を周波数解析して超音波の振幅スペクトルを取得する周波数解析部と、前記周波数算出部によって算出された周波数に最も近いピークの周波数を、前記振幅スペクトルから求める周波数特定部と、２回の超音波照射によって求められた２つの前記ピークの周波数から周波数変化量を算出する周波数変化算出部と、前記周波数変化量から前記生体内の温度変化量を算出する温度変化算出部とを備えることを特徴とするものである。
　また、本発明の生体内部温度測定装置は、生体に向けて超音波を照射する超音波照射部と、前記生体で反射された超音波を受信する超音波検出部と、前記生体内で増幅される超音波の周波数を、前記生体の構造に関する情報に基づいて算出する周波数算出部と、前記超音波照射部から超音波を照射させる繰り返し周波数を、前記周波数算出部によって算出された周波数を中心とする所定の範囲で掃引する超音波照射制御部と、前記超音波検出部によって受信された超音波の中から前記繰り返し周波数の超音波を検出するロックイン検出器と、このロックイン検出器から順次出力される信号の振幅値を収集して超音波の振幅スペクトルを取得する振幅スペクトル取得部と、前記周波数算出部によって算出された周波数に最も近いピークの周波数を、前記振幅スペクトルから求める周波数特定部と、前記繰り返し周波数の２回の掃引によって求められた２つの前記ピークの周波数から周波数変化量を算出する周波数変化算出部と、前記周波数変化量から前記生体内の温度変化量を算出する温度変化算出部とを備えることを特徴とするものである。
　また、本発明の生体内部温度測定装置は、生体に向けて超音波を照射する超音波照射部と、前記生体で反射された超音波を受信する超音波検出部と、前記生体内で増幅される超音波の周波数を、前記生体の構造に関する情報に基づいて算出する周波数算出部と、前記超音波照射部から超音波を照射させる繰り返し周波数を、前記周波数算出部によって算出された周波数を中心とする所定の範囲で掃引する超音波照射制御部と、前記超音波検出部によって受信された超音波の中から前記繰り返し周波数の超音波の位相を検出するロックイン検出器と、このロックイン検出器から順次出力される位相値を収集して超音波の位相スペクトルを取得する位相スペクトル取得部と、前記位相スペクトルから、超音波の振幅スペクトルのピークの周波数の位相を求める位相特定部と、前記繰り返し周波数の２回の掃引によって求められた２つの前記ピークの周波数の位相から位相変化量を算出する位相変化算出部と、前記位相変化量から前記生体内の温度変化量を算出する温度変化算出部とを備えることを特徴とするものである。
　また、本発明の生体内部温度測定装置の１構成例において、前記周波数算出部は、前記生体の構造に関する情報と、予め登録された、生体内での音速の値とに基づいて、前記生体内で増幅される超音波の周波数を算出することを特徴とするものである。
　また、本発明の生体内部温度測定装置の１構成例において、前記生体の構造に関する情報は、生体内の構造物間の距離である。
　本発明によれば、生体に向けて超音波を照射し、超音波検出部によって受信された超音波を周波数解析して超音波の振幅スペクトルを取得し、２回の超音波照射によって求めた２つのピークの周波数から周波数変化量を算出することにより、生体内の温度変化量を推定することができ、外気や表皮温などの影響を受けずに、時々刻々と変化する生体内の温度変化を非侵襲的に求めることができる。
　また、本発明では、繰り返し周波数を掃引しながら生体に向けて超音波を照射し、超音波検出部によって受信された超音波の中から繰り返し周波数の超音波を検出して超音波の振幅スペクトルを取得し、繰り返し周波数の２回の掃引によって求めた２つのピークの周波数から周波数変化量を算出することにより、生体内の温度変化量を推定することができ、外気や表皮温などの影響を受けずに、時々刻々と変化する生体内の温度変化を非侵襲的に求めることができる。
　また、本発明では、繰り返し周波数を掃引しながら生体に向けて超音波を照射し、超音波検出部によって受信された超音波の中から繰り返し周波数の超音波の位相を検出して超音波の位相スペクトルを取得し、繰り返し周波数の２回の掃引によって求めた２つのピークの周波数の位相から位相変化量を算出することにより、生体内の温度変化量を推定することができ、外気や表皮温などの影響を受けずに、時々刻々と変化する生体内の温度変化を非侵襲的に求めることができる。
図１は、本発明の第１の実施例に係る生体内部温度測定装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の第１の実施例に係る生体内部温度測定装置の動作を説明するフローチャートである。 図３は、本発明の第１の実施例に係る生体内部温度測定装置を使用する生体内温度測定方法を説明する図である。 図４は、本発明の第１の実施例に係る生体内部温度測定装置の超音波検出部が検出した超音波受信信号の波形の例を示す図である。 図５は、本発明の第１の実施例に係る生体内部温度測定装置の演算部の構成例を示すブロック図である。 図６は、超音波受信信号の振幅スペクトルの例を示す図である。 図７は、温度と音速の関係の１例を示す図である。 図８は、温度変化と音波の周波数変化の関係の１例を示す図である。 図９は、本発明の第１の実施例に係る生体内部温度測定装置の効果を説明する図である。 図１０は、本発明の第２の実施例に係る生体内部温度測定装置の構成を示すブロック図である。 図１１は、本発明の第２の実施例に係る生体内部温度測定装置の動作を説明するフローチャートである。 図１２は、本発明の第２の実施例に係る生体内部温度測定装置の演算部の構成例を示すブロック図である。 図１３は、本発明の第３の実施例に係る生体内部温度測定装置の構成を示すブロック図である。 図１４は、本発明の第３の実施例に係る生体内部温度測定装置の動作を説明するフローチャートである。 図１５は、本発明の第３の実施例に係る生体内部温度測定装置の演算部の構成例を示すブロック図である。 図１６は、超音波受信信号の位相スペクトルの例を示す図である。
［第１の実施例］
　以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る生体内部温度測定装置の構成を示すブロック図である。生体内部温度測定装置１は、生体１０に対して超音波を照射する超音波照射部２と、生体１０から戻ってきた超音波を受信する超音波検出部３と、超音波検出部３からの電気信号を増幅する増幅器４と、増幅器４の出力に基づいて生体１０内の温度変化量を算出する演算部５と、演算に必要な各種データおよび演算結果を蓄積する記憶部６と、外部との通信部７とから構成される。
　図２は本実施例の生体内部温度測定装置１の動作を説明するフローチャート、図３（Ａ）、図３（Ｂ）は本実施例の生体内部温度測定装置１を使用する生体内温度測定方法を説明する図である。図３（Ａ）は生体内部温度測定装置１と生体１０との位置関係を示す側面図、図３（Ｂ）は背面図である。図３（Ｂ）の１００は生体１０の背骨を示し、１０１は肋骨を示している。
　本実施例では、超音波照射部２と超音波検出部３とが設けられた生体内部温度測定装置１の送受信面が生体１０（人体）の背部の肋骨程度の高さの部位に接触するように、生体内部温度測定装置１を配置する（図３（Ａ）、図３（Ｂ））。
　超音波照射部２は、生体１０に向けて超音波を照射する（図２ステップＳ１００）。超音波検出部３は、生体１０から戻ってくる超音波を受信する（図２ステップＳ１０１）。
　超音波検出部３が検出した超音波受信信号の波形の例を図４に示す。増幅器４は、超音波検出部３で得られた超音波受信信号を増幅する。
　図５は演算部５の構成例を示すブロック図である。演算部５は、超音波照射制御部５０と、周波数解析部５１と、周波数算出部５２と、周波数特定部５３と、周波数変化算出部５４と、温度変化算出部５５とから構成される。
　演算部５の周波数解析部５１は、超音波検出部３で検出され、増幅器４によって増幅された超音波受信信号の時間変化のデータ（時系列データ）を取得し（図２ステップＳ１０２）、この時系列データを例えばＦＦＴ（Fast Fourier Transform）などの手法により周波数解析することにより超音波受信信号の振幅スペクトルを得る（図２ステップＳ１０３，Ｓ１０４）。周波数解析部５１によって得られた超音波受信信号の振幅スペクトルの例を図６に示す。図６の６０は例えば１回目の測定結果を示し、６１は例えば２回目の測定結果を示している。
　図６から明らかなように、超音波照射部２から照射する超音波は様々な周波数成分を有する。この超音波は生体１０内で反射散乱するが、生体１０の形状や内部の臓器や骨等の生体内構造物により様々な周波数でピークを生ずる。特に、音波は、音響インピーダンスが大きく異なる所で強く反射する。そのため、生体組織と音響インピーダンスが異なる骨と骨の間で反射を繰り返し増幅された音波が強く観測される。観測される音波の周波数は、骨の間隔、脂肪や筋肉といった組織によって異なる。つまり、音波の周波数の違いは、音速の違いによるものである。音速は、同時に温度によっても変化するものであり、骨の間隔や脂質や筋肉といった組織は時間変化するものではない。そのため、観測される超音波のピークの周波数変化は、生体１０内部の温度変化を反映したものであり、周波数変化量は深部温度の変化量に相当する。
　図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示したように生体１０（人体）の背部の肋骨程度の高さの部位に生体内部温度測定装置１を配置すると、超音波照射部２から照射された超音波は、生体１０の肋骨間で繰り返し反射され、適当な周波数の超音波が増幅される。肋骨間の距離をＬ、温度がＴのときの音速をＶ（Ｔ）とすると、肋骨間の反射で増幅される音波の周波数ｆは、一般に下式で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　式（１）のｎは定数である。生体１０内での平均的な音速Ｖを１４９０ｍ／ｓ、肋骨の間隔Ｌを１ｃｍとすると、およそ２９８ｋＨｚの周波数の超音波およびその整数倍の周波数の超音波が増幅される。生体は様々な組織によって構成されるが、生体の代表的な成分は水である。図７に示すように水中の音速Ｖは温度Ｔによってほぼ線形に変化する。このように音速Ｖが温度Ｔによって線形に変化するときの温度変化ΔＴと音波の周波数変化Δｆとの関係は、下記の式に従って図８のように変化する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　超音波照射部２から照射された超音波は生体１０内で反射散乱し、その一部が超音波検出部３によって観測され、上記のような周波数解析によって図６のような振幅スペクトルが得られる。図６の６０の振幅スペクトルが、生体１０内の温度が変化する前の振幅スペクトルを示しており、図６の６１の振幅スペクトルが、生体１０内の温度が変化した後の振幅スペクトルを示している。上記のように生体１０内で超音波が増幅されると、振幅スペクトルにピークが現れる。
　式（２）および図６から明らかなように、生体１０内の温度がΔＴ変化すると、振幅スペクトルのピークの周波数がΔｆ変化する。このとき、生体１０内の温度変化ΔＴと振幅スペクトルのピークの周波数変化Δｆとの関係は、下記の式のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　式（３）のＣは定数である。こうして、振幅スペクトルのピークの周波数変化Δｆを求めることができれば、生体１０内の温度変化ΔＴを推定できることが分かる。超音波は、周波数が高いほど減衰が大きいため、基底音の整数倍の高調波ではなく、式（１）で規定される基底音を用いた方がよい。振幅スペクトルのピークの周波数変化Δｆは、生体１０内の脂肪の割合等に影響されるが、生体１０内の温度変化ΔＴとピークの周波数変化Δｆとがほぼ線形な応答を得ることができる。また、ピークの周波数変化Δｆは、生体１０内の構造物間の距離によっても変化するが、上記のように温度変化ΔＴと周波数変化Δｆとがほぼ線形な応答を得ることができる。
　本実施例での具体的な処理は以下のようになる。演算部５の周波数算出部５２は、生体１０内で増幅される超音波の周波数ｆを式（１）により算出する（図２ステップＳ１０５）。このとき、周波数算出部５２は、生体１０内の温度Ｔが未定であるため、温度がＴのときの音速Ｖ（Ｔ）の代わりに、生体１０内での平均的な音速Ｖを用いる。この音速Ｖの値と生体１０内の構造物間の距離Ｌ（本実施例では肋骨間の距離）の値と定数ｎとは、記憶部６に予め登録されている。なお、定数ｎの値は、例えば生体に超音波を照射して超音波の振幅スペクトルのピークの周波数を求める事前の実験によって確定することができる。
　演算部５の周波数特定部５３は、周波数算出部５２によって算出された周波数ｆに最も近いピークの周波数を、周波数解析部５１によって得られた振幅スペクトルから求める（図２ステップＳ１０６）。そして、演算部５は、ステップＳ１０６のピークの周波数の特定を２回終えていない場合（図２ステップＳ１０７においてＮＯ）、ステップＳ１００に戻る。こうして、ステップＳ１００～Ｓ１０４，Ｓ１０６の処理が２回繰り返される。
　演算部５の周波数変化算出部５４は、ピークの周波数変化量Δｆ、すなわち周波数特定部５３によって求められた２回目のピークの周波数ｆ２と１回目のピークの周波数ｆ１との差Δｆ＝ｆ２－ｆ１を算出する（図２ステップＳ１０８）。
　そして、演算部５の温度変化算出部５５は、ピークの周波数変化量Δｆから生体１０内の温度変化量ΔＴを式（３）により算出する（図２ステップＳ１０９）。定数Ｃは、記憶部６に予め登録されている。なお、定数Ｃの値は、例えば生体内に温度計のプローブを挿入して深部温度の変化を求める事前の実験によって確定することができる。
　温度変化算出部５５が算出した温度変化量ΔＴの値は、通信部７を介して外部に送信される。こうして、生体内部温度測定装置１は、例えばユーザから測定中止の指示があるまで、ステップＳ１００～Ｓ１０４，Ｓ１０６～Ｓ１０９の処理を繰り返し実施する。
　図９は本実施例の効果を説明する図である。図９の９０は例えば生体内に温度計のプローブを挿入することで求めた生体の深部温度を示しており、９１は本実施例で求めたピークの周波数変化を示している。図９によれば、深部温度の変化とピークの周波数変化とが良く一致していることが分かる。
［第２の実施例］
　次に、本発明の第２の実施例について説明する。図１０は本発明の第２の実施例に係る生体内部温度測定装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例の生体内部温度測定装置１ａは、超音波照射部２と、超音波検出部３と、ロックイン検出器４ａと、演算部５ａと、記憶部６と、通信部７とから構成される。
　図１１は本実施例の生体内部温度測定装置１ａの動作を説明するフローチャート、図１２は本実施例の演算部５ａの構成例を示すブロック図である。演算部５ａは、超音波照射制御部５０ａと、振幅スペクトル取得部５１ａと、周波数算出部５２ａと、周波数特定部５３と、周波数変化算出部５４と、温度変化算出部５５とから構成される。
　本実施例では、最初に演算部５ａの周波数算出部５２ａが、ステップＳ１０６と同様に生体１０内で増幅される超音波の周波数ｆを算出する（図１１ステップＳ２００）。
　第１の実施例では、演算部５の超音波照射制御部５０は超音波照射部２を制御して超音波を送信させるだけでよい。一方、本実施例の超音波照射制御部５０ａは、超音波照射部２から超音波を照射させる繰り返し周波数を、周波数算出部５２ａによって算出された周波数ｆ±α（αは所定幅）の範囲で掃引する（図１１ステップＳ２０１）。
　ロックイン検出器（位相増幅器）４ａは、超音波検出部３で得られた超音波受信信号の中から上記繰り返し周波数の超音波受信信号を検出する（図１１ステップＳ２０２）。
　こうして、繰り返し周波数を掃引しながら超音波を照射して各繰り返し周波数で超音波受信信号を検出し、ロックイン検出器４ａから順次出力される信号の振幅値（音圧）を収集することにより、振幅スペクトル取得部５１ａは、超音波受信信号の振幅スペクトルを取得することができる（図１１ステップＳ２０４）。このとき得られる振幅スペクトルは、例えば図６に示した振幅スペクトルと同様である。
　演算部５ａの周波数特定部５３は、周波数算出部５２ａによって算出された周波数ｆに最も近いピークの周波数を、振幅スペクトル取得部５１ａによって取得された振幅スペクトルから求める（図１１ステップＳ２０５）。
　周波数変化算出部５４と温度変化算出部５５の動作（図１１ステップＳ２０６～Ｓ２０８）は、ステップＳ１０７～Ｓ１０９で説明したとおりである。
　生体内部温度測定装置１ａは、例えばユーザから測定中止の指示があるまで、ステップＳ２０１～Ｓ２０８の処理を繰り返し実施する。こうして、本実施例では、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
［第３の実施例］
　次に、本発明の第３の実施例について説明する。図１３は本発明の第３の実施例に係る生体内部温度測定装置の構成を示すブロック図であり、図１、図１０と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例の生体内部温度測定装置１ｂは、超音波照射部２と、超音波検出部３と、ロックイン検出器４ｂと、演算部５ｂと、記憶部６と、通信部７とから構成される。
　図１４は本実施例の生体内部温度測定装置１ｂの動作を説明するフローチャート、図１５は本実施例の演算部５ｂの構成例を示すブロック図である。演算部５ｂは、超音波照射制御部５０ａと、位相スペクトル取得部５１ｂと、周波数算出部５２ａと、位相特定部５３ｂと、位相変化算出部５４ｂと、温度変化算出部５５ｂとから構成される。
　演算部５ｂの周波数算出部５２ａと超音波照射制御部５０ａの動作（図１４ステップＳ３００，Ｓ３０１）は、ステップＳ２００，Ｓ２０１で説明したとおりである。
　ロックイン検出器（位相増幅器）は、振幅だけでなく、同時に角周波数によって位相も検出できる。そこで、本実施例のロックイン検出器４ｂは、超音波検出部３で得られた超音波受信信号の中から上記繰り返し周波数の超音波受信信号の位相を検出する（図１４ステップＳ３０２）。
　こうして、繰り返し周波数を掃引しながら超音波を照射して各繰り返し周波数で超音波受信信号の位相を検出し、ロックイン検出器４ｂから順次出力される位相値を収集することにより、位相スペクトル取得部５１ｂは、超音波受信信号の位相スペクトルを取得することができる（図１４ステップＳ３０４）。
　位相スペクトル取得部５１ｂが取得する超音波受信信号の位相スペクトルの例を図１６に示す。図１６の１６０の位相スペクトルが、生体１０内の温度が変化する前の位相スペクトルを示しており、図１６の１６１の位相スペクトルが、生体１０内の温度が変化した後の位相スペクトルを示している。
　次に、演算部５ｂの位相特定部５３ｂは、位相スペクトル取得部５１ｂが取得した位相スペクトルから、振幅スペクトルのピークの周波数の位相φを求める（図１４ステップＳ３０５）。具体的には、位相特定部５３ｂは、位相スペクトルの変曲点の位相を、振幅スペクトルのピークの周波数の位相φとして求めるようにすればよい。そして、演算部５ｂは、ステップＳ３０５の位相φの特定を２回終えていない場合（図１４ステップＳ３０６においてＮＯ）、ステップＳ３０１に戻る。こうして、ステップＳ３０１～Ｓ３０５の処理が２回繰り返される。
　演算部５ｂの位相変化算出部５４ｂは、ピークの周波数の位相変化量Δφ、すなわち位相特定部５３ｂによって求められた２回目のピークの周波数の位相φ２と１回目のピークの周波数の位相φ１との差Δφ＝φ２－φ１を算出する（図１４ステップＳ３０７）。
　そして、演算部５ｂの温度変化算出部５５ｂは、ピークの周波数の位相変化量Δφから生体１０内の温度変化量ΔＴを次式により算出する（図１４ステップＳ３０８）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　式（４）のＫは定数である。定数Ｋは、記憶部６に予め登録されている。なお、定数Ｋの値は、例えば生体内に温度計のプローブを挿入して深部温度の変化を求める事前の実験によって確定することができる。
　温度変化算出部５５ｂが算出した温度変化量ΔＴの値は、通信部７を介して外部に送信される。生体内部温度測定装置１ｂは、例えばユーザから測定中止の指示があるまで、ステップＳ３０１～Ｓ３０８の処理を繰り返し実施する。こうして、本実施例では、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
　なお、第１～第３の実施例では、生体内部温度測定装置１，１ａ，１ｂを生体１０（人体）の背部に配置する例を挙げて説明しているが、これに限るものではなく、生体内部温度測定装置１，１ａ，１ｂを例えば生体１０の前腕部に接触するように配置してもよい。この場合、生体１０内の構造物間の距離Ｌは、橈骨と尺骨間の距離とすればよい。
　第１～第３の実施例で説明した生体内部温度測定装置１，１ａ，１ｂのうち、演算部５，５ａ，５ｂと記憶部６とは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第１～第３の実施例で説明した処理を実行する。
　本発明は、生体内の温度変化を検出する技術に適用することができる。
　１，１ａ…生体内部温度測定装置、２…超音波照射部、３…超音波検出部、４…増幅器、４ａ，４ｂ…ロックイン検出器、５，５ａ，５ｂ…演算部、６…記憶部、７…通信部、１０…生体、５０，５０ａ…超音波照射制御部、５１…周波数解析部、５１ａ…振幅スペクトル取得部、５１ｂ…位相スペクトル取得部、５２，５２ａ…周波数算出部、５３…周波数特定部、５３ｂ…位相特定部、５４…周波数変化算出部、５４ｂ…位相変化算出部、５５，５５ｂ…温度変化算出部。

Claims (5)

  1. 　生体に向けて超音波を照射する超音波照射部と、
    　前記生体で反射された超音波を受信する超音波検出部と、
    　前記生体内で増幅される超音波の周波数を、前記生体の構造に関する情報に基づいて算出する周波数算出部と、
    　前記超音波検出部によって受信された超音波を周波数解析して超音波の振幅スペクトルを取得する周波数解析部と、
    　前記周波数算出部によって算出された周波数に最も近いピークの周波数を、前記振幅スペクトルから求める周波数特定部と、
    　２回の超音波照射によって求められた２つの前記ピークの周波数から周波数変化量を算出する周波数変化算出部と、
    　前記周波数変化量から前記生体内の温度変化量を算出する温度変化算出部とを備えることを特徴とする生体内部温度測定装置。
  2. 　生体に向けて超音波を照射する超音波照射部と、
    　前記生体で反射された超音波を受信する超音波検出部と、
    　前記生体内で増幅される超音波の周波数を、前記生体の構造に関する情報に基づいて算出する周波数算出部と、
    　前記超音波照射部から超音波を照射させる繰り返し周波数を、前記周波数算出部によって算出された周波数を中心とする所定の範囲で掃引する超音波照射制御部と、
    　前記超音波検出部によって受信された超音波の中から前記繰り返し周波数の超音波を検出するロックイン検出器と、
    　このロックイン検出器から順次出力される信号の振幅値を収集して超音波の振幅スペクトルを取得する振幅スペクトル取得部と、
    　前記周波数算出部によって算出された周波数に最も近いピークの周波数を、前記振幅スペクトルから求める周波数特定部と、
    　前記繰り返し周波数の２回の掃引によって求められた２つの前記ピークの周波数から周波数変化量を算出する周波数変化算出部と、
    　前記周波数変化量から前記生体内の温度変化量を算出する温度変化算出部とを備えることを特徴とする生体内部温度測定装置。
  3. 　生体に向けて超音波を照射する超音波照射部と、
    　前記生体で反射された超音波を受信する超音波検出部と、
    　前記生体内で増幅される超音波の周波数を、前記生体の構造に関する情報に基づいて算出する周波数算出部と、
    　前記超音波照射部から超音波を照射させる繰り返し周波数を、前記周波数算出部によって算出された周波数を中心とする所定の範囲で掃引する超音波照射制御部と、
    　前記超音波検出部によって受信された超音波の中から前記繰り返し周波数の超音波の位相を検出するロックイン検出器と、
    　このロックイン検出器から順次出力される位相値を収集して超音波の位相スペクトルを取得する位相スペクトル取得部と、
    　前記位相スペクトルから、超音波の振幅スペクトルのピークの周波数の位相を求める位相特定部と、
    　前記繰り返し周波数の２回の掃引によって求められた２つの前記ピークの周波数の位相から位相変化量を算出する位相変化算出部と、
    　前記位相変化量から前記生体内の温度変化量を算出する温度変化算出部とを備えることを特徴とする生体内部温度測定装置。
  4. 　請求項１乃至３のいずれか１項に記載の生体内部温度測定装置において、
    　前記周波数算出部は、前記生体の構造に関する情報と、予め登録された、生体内での音速の値とに基づいて、前記生体内で増幅される超音波の周波数を算出することを特徴とする生体内部温度測定装置。
  5. 　請求項１乃至４のいずれか１項に記載の生体内部温度測定装置において、
    　前記生体の構造に関する情報は、生体内の構造物間の距離であることを特徴とする生体内部温度測定装置。
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