JP2011027591A

JP2011027591A - Surface temperature profile

Info

Publication number: JP2011027591A
Application number: JP2009174544A
Authority: JP
Inventors: Moshe Yarden; モッシュ、ヤーデン; Marina Rogachevsky; マリーナ、ロガシェヴスキー
Original assignee: Medisim Ltd
Current assignee: Medisim Ltd
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2011-02-10

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To estimate a core body temperature, based on a body surface temperature profile. <P>SOLUTION: A system 20 is constituted so as to provide each temperature-dependent measured value on two or more positions respectively on the surface near a heat source under the body surface, and includes one or more temperature sensors 24. A measured temperature is transmitted by a regional receiver 32. An operation processor is constituted so as to perform operation processing of measured values from the two or more positions for determining the temperature of the heat source under the surface. The surface is a skin surface of a mammal subject, and the heat source under the surface is a blood vessel, and the operation processor is constituted so as to determine a temperature of blood in the blood vessel. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、一般的に表面下の熱源温度の非侵襲的測定に関し、特に非侵襲的コア体温測定のための方法およびシステムに関するものである。 The present invention relates generally to non-invasive measurement of subsurface heat source temperature, and more particularly to a method and system for non-invasive core body temperature measurement.

発明の背景
体内温度の測定は被験者の健康を評価するのに有益である。体温は典型的に口、脇の下、または直腸などの人体の窪み、または被験者の額、こめかみなどの外部部分に配置された温度計により測定される。コア体温は、体の窪みや外部部分で測定された周辺温度と比較して、一般的に被験者の健康のより良い指標であると考えられている。
ここに参照される特許文献１には、侵襲的温度プローブを使用してコア体温を積算する装置が開示されている。このプローブは温度絶縁体により分離された第１および第２の温度センサからなり、これにより熱流を測定する手段を提供している。 BACKGROUND OF THE INVENTION Measurement of body temperature is useful for assessing the health of a subject. Body temperature is typically measured by a thermometer placed in a depression in the human body such as the mouth, armpit, or rectum, or in an external part such as the subject's forehead or temple. Core body temperature is generally considered to be a better indicator of a subject's health as compared to ambient temperature measured at body dents and external parts.
Patent Document 1 referred to here discloses an apparatus that integrates core body temperature using an invasive temperature probe. The probe consists of first and second temperature sensors separated by a temperature insulator, thereby providing a means for measuring heat flow.

特許文献２には額を赤外温度検知器で横方向に走査し、こめかみ動脈に対応する場所からピーク温度を検出することにより、体温を検知する方法について開示されている。
特許文献３には、受信器と無線通信する電子パッチ温度計が開示されている。その受信器は磁場送信を創生し電子パッチ温度計に電力を供給する。 Patent Document 2 discloses a method of detecting body temperature by scanning a forehead in a horizontal direction with an infrared temperature detector and detecting a peak temperature from a location corresponding to the temple of the temple.
Patent Document 3 discloses an electronic patch thermometer that wirelessly communicates with a receiver. The receiver creates a magnetic field transmission and supplies power to the electronic patch thermometer.

特許文献４には、温度信号を受信器に送信し、受信器が次にモニタと同じ形式に信号を変換する電子温度計について開示している。
特許文献５には、硬貨大の箱に密封され、温度と被験者情報を基地局に送信する無線温度センサ・モジュールについて開示している。 U.S. Patent No. 6,057,836 discloses an electronic thermometer that transmits a temperature signal to a receiver, which then converts the signal to the same format as the monitor.
Patent Document 5 discloses a wireless temperature sensor module that is sealed in a coin-sized box and transmits temperature and subject information to a base station.

特許文献５には、体表から輻射された熱流の定常状態を確立することによりコア体温を測定する方法について開示している。外部体温は隔離された場所の２点で監視され、１つは体表に近く、２つ目はそれより体表から遠くに配置される。その２点は体表に対し垂直になるように配置される。その２点の場所を電力により暖め、体からの熱流の定常状態に達する速度を速める。定常状態に達すると、両点の温度は等しく、この温度がコア体温と等しいと見做される。 Patent Document 5 discloses a method for measuring the core body temperature by establishing a steady state of heat flow radiated from the body surface. External body temperature is monitored at two points in the isolated location, one closer to the body surface and the second closer to the body surface. The two points are arranged so as to be perpendicular to the body surface. The two places are warmed by electric power to increase the speed at which the heat flow from the body reaches a steady state. When a steady state is reached, the temperatures at both points are equal and this temperature is considered equal to the core body temperature.

特許文献７には、２つの外部熱流センサの温度測定からコア体温を計測する方法が開示されている。２つの外部熱流センサは異なる熱流抵抗係数を有するように構成されている。抵抗係数の変化は、各熱流センサ内部の１組の温度センサ間の絶縁体の厚みを変化させることを含む、幾つかの方法で実現できる。
外部および周辺温度とコア体温との関係は非特許文献１に記載され、ここに参照される。 Patent Document 7 discloses a method of measuring the core body temperature from the temperature measurement of two external heat flow sensors. The two external heat flow sensors are configured to have different heat flow resistance coefficients. Changing the resistance coefficient can be achieved in several ways, including changing the thickness of the insulator between a set of temperature sensors within each heat flow sensor.
The relationship between external and ambient temperature and core body temperature is described in Non-Patent Document 1 and is referred to here.

米国特許６，２８０，３９７（‘３９７）Ｙａｒｄｅｎ他US Patent 6,280,397 ('397) Yarden et al. 米国特許６，２９２，６８５ＰｏｍｐｅｉUS Patent 6,292,685 Pompei 米国特許６，７９４，９９０ＴｓｅｎｇUS Patent 6,794,990 Tseng 米国特許公報２００６／０１２２４７３Ｋｉｌｌ他US Patent Publication 2006/0122473 Kill et al. 米国特許公報２００７／０１９４９１３Ｙｏｋｏｓｈｉｍａ他US Patent Publication 2007/0194913 Yokoshima et al. 米国特許６，２２０，７５０ＰａｌｔｉUS Patent 6,220,750 Palti 米国特許７，２４９，８８３Ｋｕｒｏｄａ他US Patent 7,249,883 Kuroda et al.

Ｆｕｌｌｂｒｏｏｋ著「コア体温測定：脇の下、鼓膜および肺動脈血液温度の比較」集中救急治療、１９９７年１０月、１３（５）：２６６−７２Fullbook "Core Body Temperature Measurement: Comparison of arm temperature, eardrum and pulmonary artery blood temperature" Intensive Care, October 1997, 13 (5): 266-72

本発明の実施形態によれば、体表温度プロファイルおよび／または動脈近傍の熱流プロファイルに基づきコア体温を推定する方法および装置が提供される。
ある実施形態では、温度計は、２つ以上のそれぞれ頚動脈のような血管の近傍で体表に最も近い部分で計測された、少なくとも１つの温度測定、からなる温度プロファイルを計測するように構成された１つ以上の温度センサからなる。コア体温の推定値はそのプロファイルに基づき決定される。
温度および／または熱流のプロファイルの計測は接触または非接触で行われ、固定位置で多重温度センサにより行われ、または１つ以上のセンサを手動でまたは自動で体表面を交差して動かして行われる。 In accordance with embodiments of the present invention, a method and apparatus for estimating core body temperature based on body surface temperature profile and / or heat flow profile near an artery is provided.
In one embodiment, the thermometer is configured to measure a temperature profile consisting of at least one temperature measurement measured in the vicinity of the body surface in the vicinity of two or more blood vessels, such as each carotid artery. And one or more temperature sensors. The estimated core body temperature is determined based on the profile.
Temperature and / or heat flow profile measurements are made in contact or non-contact, with multiple temperature sensors at fixed positions, or by moving one or more sensors across the body surface manually or automatically .

従って本発明実施形態によれば、
表面の下にある熱源の近傍で表面上にある、２つ以上の位置におけるそれぞれの温度依存測定値を提供するように構成された１つ以上の温度センサと、
前記表面下の熱源の温度を決定するため前記２つ以上の位置からの前記測定値を演算処理するように構成された１つの演算処理器と、
からなることを特徴とする温度計測装置が提供される。 Therefore, according to the embodiment of the present invention,
One or more temperature sensors configured to provide respective temperature dependent measurements at two or more locations on the surface in the vicinity of a heat source below the surface;
One processor configured to compute the measurements from the two or more locations to determine the temperature of the heat source below the surface;
There is provided a temperature measuring device characterized by comprising:

ある実施形態によれば、表面は哺乳類被験者の身体の皮膚表面であり、表面下の熱源は血管であり、演算処理器は血管内の血液の温度を決定するように構成されている。２つ以上の位置は血管を横切る１つの列の上に配置される。ある実施形態によれば、血管は頚動脈であり、１つ以上の温度センサは被験者の首における温度依存測定値を計測するように構成されている。 According to one embodiment, the surface is the skin surface of the body of a mammalian subject, the heat source below the surface is a blood vessel, and the processor is configured to determine the temperature of blood in the blood vessel. Two or more locations are placed on one row across the blood vessel. According to certain embodiments, the blood vessel is a carotid artery and the one or more temperature sensors are configured to measure temperature dependent measurements at the subject's neck.

開示された実施形態によれば、演算処理器は、測定値から表面上の温度勾配を決定し、温度勾配を表面下の熱源の温度を決定するのに使用するように構成されている。さらにあるいは、演算処理器は、１組の熱流関係式を表面下の熱源の温度を決定するのに使用するように構成されている。さらにあるいは、演算処理器は、１組の熱流関係式を表面下の熱源の温度を決定するのに使用するように構成されている。演算処理器は、測定値から表面上の最高温度の座標を決定し、座標を表面下の熱源の温度を決定するのに使用するように構成されていてもよい。 According to the disclosed embodiment, the processor is configured to determine a temperature gradient on the surface from the measurements and use the temperature gradient to determine the temperature of the heat source below the surface. Additionally or alternatively, the processor is configured to use a set of heat flow relationships to determine the temperature of the subsurface heat source. Additionally or alternatively, the processor is configured to use a set of heat flow relationships to determine the temperature of the subsurface heat source. The processor may be configured to determine the coordinates of the highest temperature on the surface from the measurements and use the coordinates to determine the temperature of the heat source below the surface.

ある実施形態では、装置は１つ以上の温度センサを保持し、身体表面に張り付くように構成された１つのパッチを含む。他の実施形態では、装置は１つ以上の温度センサの検知領域を２つ以上の位置の間で移動させるための１つの駆動機構を含む。装置は１つ以上の温度センサを内包し、表面近において２つ以上の位置の間を移動されられるように構成された１つの容器と、容器の動きを追跡するための１つの位置センサとを含んでもよい。 In certain embodiments, the device includes one patch that holds one or more temperature sensors and is configured to stick to a body surface. In other embodiments, the apparatus includes one drive mechanism for moving the sensing region of one or more temperature sensors between two or more positions. The apparatus includes one or more temperature sensors and includes a container configured to be moved between two or more positions near the surface and a position sensor for tracking movement of the container. May be included.

開示された実施形態によれば、１つ以上の温度センサは赤外線センサを含む。装置は表面からの赤外線輻射を１つ以上の温度センサ上に焦点を結ばせるための少なくとも１つのレンズを含む。
ある実施形態によれば、１つ以上の温度センサは、それぞれの温度センサがそれぞれの位置の近くに配置されるように設定された多重温度センサの１つの列を含む。装置は、周辺温度を計測するように構成された１つの周辺温度センサを含み、演算処理装置が表面下の熱源の温度を決定するため周辺温度センサを使用するように構成されていてもよい。 According to the disclosed embodiments, the one or more temperature sensors include an infrared sensor. The apparatus includes at least one lens for focusing infrared radiation from the surface onto one or more temperature sensors.
According to certain embodiments, the one or more temperature sensors include one row of multiple temperature sensors configured such that each temperature sensor is positioned near each location. The apparatus may include one ambient temperature sensor configured to measure the ambient temperature, and the processing unit may be configured to use the ambient temperature sensor to determine the temperature of the heat source below the surface.

ある実施形態では、装置は表面下の熱源の温度を示す信号を１つの外部モニタに送信するように構成された１つの送信器を含む。さらにあるいは、装置は表面下の熱源の温度を示す入力信号を受信し、入力信号を産業用モニタ標準に従った形式を有する１つの出力信号に変換するように構成された１つの信号変換器を含んでもよい。
さらに本発明の実施形態によれば、
表面の下にある熱源の近傍で表面上にある２つ以上の位置において、それぞれの温度依存測定値を計測するステップと、
表面下の熱源の温度を２つ以上の位置における温度依存測定値から算出するステップと、
を含むことを特徴とする温度計測の方法が提供される。
本発明は実施形態に関する図を参照しての以下の説明により、さらに十分に理解される。 In some embodiments, the apparatus includes one transmitter configured to transmit a signal indicative of the temperature of the subsurface heat source to one external monitor. Additionally or alternatively, the apparatus receives an input signal indicative of the temperature of the heat source below the surface and includes a signal converter configured to convert the input signal into an output signal having a format in accordance with an industrial monitor standard. May be included.
Furthermore, according to an embodiment of the present invention,
Measuring respective temperature dependent measurements at two or more locations on the surface in the vicinity of the heat source below the surface;
Calculating the temperature of the subsurface heat source from temperature dependent measurements at two or more locations;
A method of temperature measurement is provided.
The present invention will be more fully understood from the following description with reference to the drawings of the embodiments.

本発明の実施形態による、検温装置により体温を測定するシステムを絵画的に示した図である。It is the figure which showed pictorially the system which measures body temperature with the thermometer by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による、コア体温を決定するように構成された温度センサ・モジュールのそれぞれ頂部、底部の図である。FIG. 3 is a top and bottom view, respectively, of a temperature sensor module configured to determine core body temperature, according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、他の構成による、温度センサ・モジュールの下方部分の側面図である。FIG. 6 is a side view of a lower portion of a temperature sensor module according to another configuration, in accordance with an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、温度センサ・モジュール内の他の温度センサを絵画的に示した図である。FIG. 6 pictorially illustrates another temperature sensor in the temperature sensor module according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、他の温度センサ列を絵画的に示した図である。It is the figure which showed the other temperature sensor row | line | column by embodiment of this invention pictorially. 本発明の実施形態による、手持ち温度計を絵画的に示す図である。FIG. 3 is a pictorial illustration of a handheld thermometer, according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、温度センサ・モジュールのブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a temperature sensor module according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、温度センサ列により取得された温度プロファイルのグラフを有する、体表上または近くで血管の上方にある温度センサ列の側面図である。FIG. 6 is a side view of a temperature sensor array on or near a body surface above a blood vessel with a graph of a temperature profile acquired by the temperature sensor array, according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、管レンズを有する温度センサ装置を絵画的に示す図である。FIG. 3 pictorially illustrates a temperature sensor device having a tube lens according to an embodiment of the present invention.

実施形態の詳細説明
図１は、本発明の実施形態による、温度センサ・モジュール２４のような検温装置により、哺乳類被験者のコア体温を決定するシステム２０を絵画的に示した図である。
温度センサ・モジュールの中に（ここからは図２Ａ、２Ｂに関する記述である）は、１つ以上の温度センサ（図４Ａ−４Ｃ）からなる温度センサ列（図５Ａ−５Ｃ）がある。 Detailed Description of Embodiments FIG. 1 is a pictorial illustration of a system 20 for determining a core body temperature of a mammalian subject with a temperature sensing device, such as a temperature sensor module 24, according to an embodiment of the present invention.
Within the temperature sensor module (which will now be described with respect to FIGS. 2A and 2B) is a temperature sensor array (FIGS. 5A-5C) consisting of one or more temperature sensors (FIGS. 4A-4C).

温度センサ・モジュール２４は、被験者の皮膚の反対側で下方に血管が位置する表面測定場所に配置される。典型的な場所は被験者の首の上で頚動脈の真上の場所である。この場所は医療従事者が正確に頚動脈の場所を通常同定できるため、適切である。温度センサ・モジュールは図１のように、パッチ温度計として計測場所に貼り付けられても良い。あるいは皮膚の反対側または近くに手持ち温度計として保持されても良い（図６）。温度センサ・モジュールは、モジュールの長さ方向が血管の方向にほぼ直角に皮膚を横切るように配置される。 The temperature sensor module 24 is placed at a surface measurement location where the blood vessel is located below and opposite the subject's skin. A typical location is the location just above the carotid artery on the subject's neck. This location is appropriate because medical personnel can usually accurately identify the location of the carotid artery. As shown in FIG. 1, the temperature sensor module may be affixed to a measurement location as a patch thermometer. Or you may hold | maintain as a handheld thermometer on the other side or near the skin (FIG. 6). The temperature sensor module is positioned so that the length direction of the module traverses the skin approximately perpendicular to the direction of the blood vessel.

温度センサ・モジュールが測定場所に置かれた場合、温度センサ・モジュール内の少なくとも１つの温度センサは、血管に最も近い其々２つ以上の体表位置における少なくとも１つの温度依存計測値からなる、１組のデータを入手する。このデータの１組は以降温度プロファイルと呼ばれる。
温度プロファイルが取得された後、温度センサ・モジュール２４は、取得された温度プロファイルに基づいてコア体温を計算してもよい。コア体温を計算する方法は図８Ａ，８Ｂを参照して後に詳述される。 When the temperature sensor module is placed at a measurement location, at least one temperature sensor in the temperature sensor module consists of at least one temperature dependent measurement at each of two or more body surface locations closest to the blood vessel, Obtain a set of data. This set of data is hereinafter referred to as a temperature profile.
After the temperature profile is acquired, the temperature sensor module 24 may calculate the core body temperature based on the acquired temperature profile. The method for calculating the core body temperature will be described in detail later with reference to FIGS. 8A and 8B.

多重温度依存計測が、血管に最も近い其々２つ以上の体表位置において、継続的監視のためまたは計算の精度向上のため、または定常状態温度が得られるまでの間、以下で詳述されるように行われてもよい。
温度センサ・モジュール２４は、温度プロファイルまたはコア体温のどちらか、または両方からなるデータをモニタ２６のような遠隔画面に送信するように構成されてもよい。モニタ２６は産業標準ＹＳＩ熱伝対用入力を有する標準的病院モニタ（ＧＥ社製Ｃｒｉｔｉｋｏｎ４００シリーズモニタ）でよい。この場合信号変換機２８はモジュール送信を受信し、また受信データをモニタに適した産業標準信号様式に変換する作業を実行する。 Multiple temperature dependent measurements are detailed below for each of two or more body surface locations closest to the blood vessel for continuous monitoring or to improve calculation accuracy or until steady state temperature is obtained. It may be performed as follows.
The temperature sensor module 24 may be configured to transmit data comprising either a temperature profile or core body temperature, or both, to a remote screen such as the monitor 26. The monitor 26 may be a standard hospital monitor (GE Criticon 400 series monitor) with inputs for industry standard YSI thermocouples. In this case, the signal converter 28 receives the module transmission and performs the task of converting the received data into an industry standard signal format suitable for monitoring.

あるいは、モニタ２６はデータを直接温度センサ・モジュールから受信するようにプログラムされた一般用途のコンピュータであってもよい。モニタ２６はキーボード３０のような顧客入力装置を持っても良く、それにより医療従事者は、温度センサ・モジュールとモニタの間でのデータと指示の通信のみならず、モニタ上の情報の表示を制御してもよい。
温度センサ・モジュール２４は、コア体温を表示したり、データをさらにモニタ２６に送信したりする地域受信器３２にデータを送信してもよい。 Alternatively, the monitor 26 may be a general purpose computer programmed to receive data directly from the temperature sensor module. The monitor 26 may have a customer input device such as a keyboard 30 so that medical personnel can display information on the monitor as well as communicate data and instructions between the temperature sensor module and the monitor. You may control.
The temperature sensor module 24 may send the data to a regional receiver 32 that displays the core body temperature and further sends the data to the monitor 26.

典型的な構成では、上記の全ての送信はｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のような無線プロトコルを使用し、無線形式で送られる。あるいは上記機器の一部または全部の間のデータ送信は有線で行われる。温度センサへの電力は典型的に内部バッテリーにより供給されるが、有線または無線による既存の技術で供給されてもよい。
温度センサ・モジュール２４が、地域受信器３２やモニタ２６のような１つ以上の他の機器とともに稼動するように構成されている場合、温度センサ・モジュールの処理機能の一部または全ては他の機器により実行される可能性があることを理解しなくてはならない。これらの機能には、温度プロファイルの保管、コア体温の計算、コア体温および他のデータの表示が含まれる。 In a typical configuration, all the above transmissions are sent in a wireless format using a wireless protocol such as Bluetooth. Alternatively, data transmission between some or all of the devices is performed by wire. The power to the temperature sensor is typically supplied by an internal battery, but may be supplied by existing technology, either wired or wireless.
If the temperature sensor module 24 is configured to operate with one or more other devices such as the regional receiver 32 or the monitor 26, some or all of the processing functions of the temperature sensor module may be You must understand that it can be performed by the equipment. These functions include storage of temperature profiles, calculation of core body temperature, display of core body temperature and other data.

図２Ａ、２Ｂは本発明の実施形態による、温度センサ・モジュール２４のそれぞれ頂部、底部の図である。図２Ａに示されたとおり、温度センサ・モジュール２４は計算されたコア体温と他の関連データを表示する表示画面４２を有してもよい。さらにあるいは、温度センサ・モジュール２４はアンテナ４４のような遠隔通信手段を有しても良い。アンテナ４４は図２Ａに示すように棒形状を有し、モジュール２４に対しいかなる角度（０−９０度）に配置されてもよい。 2A and 2B are top and bottom views, respectively, of the temperature sensor module 24 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2A, the temperature sensor module 24 may have a display screen 42 that displays the calculated core body temperature and other related data. Further alternatively, the temperature sensor module 24 may have a remote communication means such as an antenna 44. The antenna 44 has a bar shape as shown in FIG. 2A and may be arranged at any angle (0-90 degrees) with respect to the module 24.

あるいはアンテナは、温度センサ・モジュールの一部に埋め込まれたコイル状を有する、あるいはプリント基板に印刷されたような、他の構成であってもよい。モジュールは操作モードを制御するため、１つ以上のモードボタン４６のような、顧客入力手段を有しても良い。電力スイッチ４８は温度センサ・モジュールを起動し、温度取得と計算を開始するために使用されてもよい。周辺温度センサ５０も、温度プロファイルが周辺温度に基づく係数を含む場合には、温度センサ・モジュールに含まれても良い。 Alternatively, the antenna may have another configuration, such as having a coil shape embedded in a part of the temperature sensor module, or printed on a printed circuit board. The module may have customer input means, such as one or more mode buttons 46, to control the operating mode. The power switch 48 may be used to activate the temperature sensor module and initiate temperature acquisition and calculation. The ambient temperature sensor 50 may also be included in the temperature sensor module if the temperature profile includes a coefficient based on the ambient temperature.

バッテリー区画５２が温度センサ・モジュールに電力供給するためのバッテリーを包含するために含まれても良い。前述のように、温度センサ・モジュールは外部電力を受けるように構成されてもよい。音響圧電変換器のような音声生成器５４が種々の音響警告音を発生するために含まれても良い。例えば、安定した温度値が決定された場合に注意音が発生されてもよい。例えばコア体温が急速に変化し始めた場合や、既定の範囲の限界を超えた場合など警告のための警報を発する可能性がある。あるいは、地域受信器３２またはモニタ２６がこれら警報を発しても良い。 A battery compartment 52 may be included to contain a battery for powering the temperature sensor module. As described above, the temperature sensor module may be configured to receive external power. A sound generator 54, such as an acoustic piezoelectric transducer, may be included to generate various acoustic warning sounds. For example, a caution sound may be generated when a stable temperature value is determined. For example, a warning may be issued when the core body temperature starts to change rapidly or when a predetermined range limit is exceeded. Alternatively, the local receiver 32 or the monitor 26 may issue these alarms.

図２Ｂは温度センサ・モジュールの下方の面、すなわち、体の表面に向いた側を示す。下方面には以下で図５Ａ−５Ｃに関しさらに記述される温度センサ列６０を有する。下方面はさらに、ＬＥＤまたは、追跡球やジャイロスコープのような既存技術で知られる位置追跡手段を使用する、位置センサ６１を有しても良い。位置追跡要素は、下記で図６に関して記述される、モジュールの手持ち実施形態に包含されても良い。 FIG. 2B shows the lower surface of the temperature sensor module, ie the side facing the body surface. The lower surface has a temperature sensor array 60 described further below with respect to FIGS. 5A-5C. The lower surface may further comprise a position sensor 61 that uses LED or position tracking means known in the art such as a tracking sphere or gyroscope. The location tracking element may be included in a hand-held embodiment of the module, described below with respect to FIG.

図３Ａ、３Ｂは本発明の実施形態による、他の構成による、温度センサ・モジュール２４の下方部分の側面図である。図３Ａではスペーサ６２がモジュールの下方面から突き出ている。このようなスペーサは体表面と温度センサ・モジュールの下方面との間に典型的に１−２ミリの距離を維持し、それにより体表面と、図４Ｂを参照して以下に記述する赤外線技術を使用する温度センサのような非接触温度センサとの間の距離を維持する。図３Ｂには薄い粘着被膜６４を有する温度センサ・モジュール２４の下方の面が示され、その被膜はモジュールが温度パッチとして体表へ接着する助けとなる。（図１の構成に見られるように。） 3A and 3B are side views of the lower portion of the temperature sensor module 24 according to another configuration, in accordance with an embodiment of the present invention. In FIG. 3A, the spacer 62 protrudes from the lower surface of the module. Such a spacer typically maintains a distance of 1-2 millimeters between the body surface and the lower surface of the temperature sensor module, so that the body surface and the infrared technology described below with reference to FIG. 4B. Maintain a distance from a non-contact temperature sensor such as a temperature sensor that uses FIG. 3B shows the lower surface of the temperature sensor module 24 with a thin adhesive coating 64 that helps the module adhere to the body surface as a temperature patch. (As can be seen in the configuration of FIG. 1)

図４Ａ−４Ｃは本発明の実施形態による、温度センサ列からなる温度センサの他の構成を絵画的に示した図である。センサは幾つかの既存の温度感知技術に基づいて設計されてよい。図４Ａ−４Ｃはそれぞれ３つの異なる技術による温度センサの構成である。
図４Ａは熱伝導センサ構造７０を示す。熱伝対パッドまたは印刷（写真エッチング）された温度センサまたはサーミスタのような１つのセンサ７２が、表面の温度依存測定値を得るため、表面７４と熱接触する。センサは初め表面温度と異なる温度であるため、センサが表面温度に達し安定するまで移行期間がある。典型的にはセンサ７２は周辺温度から孤立するために絶縁材７６により絶縁される。 FIGS. 4A to 4C are pictorial views illustrating another configuration of the temperature sensor including the temperature sensor array according to the embodiment of the present invention. The sensor may be designed based on several existing temperature sensing technologies. 4A-4C each show the configuration of a temperature sensor according to three different technologies.
FIG. 4A shows a heat transfer sensor structure 70. One sensor 72, such as a thermocouple pad or a printed (photo etched) temperature sensor or thermistor, is in thermal contact with the surface 74 to obtain a temperature dependent measurement of the surface. Since the sensor is initially at a temperature different from the surface temperature, there is a transition period until the sensor reaches the surface temperature and stabilizes. Typically, sensor 72 is insulated by insulation 76 to isolate it from ambient temperature.

図４Ｂは輻射センサ構成８０を示す。赤外線（ＩＲ）センサのような輻射センサ８１は、表面の温度依存測定値を供給するため、表面７４の近くに保持される。レンズ８２が、体表からの赤外線輻射をセンサ上に焦点を結ばせるためＩＲセンサの前面に置かれてもよい。熱の伝導が無いため、測定中の移行期間はない。表面温度は従って本質的に即時に計測される。
図４Ｃは熱流センサ構成９０を示す。基礎センサ９２と第２センサ９４からなる２つの重なったセンサが熱流絶縁層９６により分離されている。熱流センサは、前述特許文献１に更に記載されるように、コア体温の計算を速めるために使用される。さらにあるいは、図４Ｃの重なったセンサ構成は定常状態の温度計測の精度向上のため、後述の付表に記載された計算式に基づき、使用されうる。 FIG. 4B shows a radiation sensor configuration 80. A radiation sensor 81, such as an infrared (IR) sensor, is held near the surface 74 to provide a temperature dependent measurement of the surface. A lens 82 may be placed in front of the IR sensor to focus infrared radiation from the body surface onto the sensor. Since there is no heat conduction, there is no transition period during measurement. The surface temperature is thus essentially measured immediately.
FIG. 4C shows a heat flow sensor configuration 90. Two overlapping sensors consisting of a basic sensor 92 and a second sensor 94 are separated by a heat flow insulating layer 96. The heat flow sensor is used to speed up the calculation of the core body temperature, as further described in US Pat. Furthermore, the overlapping sensor configuration of FIG. 4C can be used based on the calculation formula described in the appendix below to improve the accuracy of temperature measurement in the steady state.

図５Ａ−５Ｃは本発明の実施形態による、他の温度センサ列６０の構成を絵画的に示した図である。図５Ａにおいて、温度センサ列６０はプリント基板（ＰＣＢ）１００からなり、その上にパッド１０２として示される多重温度センサが実装される。パッド１０２は、上記図４Ａ−４Ｃで記述された熱伝導性熱伝対、赤外線センサまたは熱流センサであるか、他の既知の温度感知要素であってよい。
典型的な構成では、プリント基板１００は幅１５−３０ｍｍで、長さ２０−５０ｍｍである。典型的なパッド間の間隔は隣り合うパッドの中心距離で３−７ｍｍである。パッド寸法は１ｍｍＸ０．５ｍｍである。パッド間の間隔は中心線１０４からみて非対称であってよい。例えば、中心線の１方の側の間隔が５ｍｍで他方の側の間隔が７ｍｍであってよい。この種の非対称性は付属書類Ａに記載される計算式の入力により良い多様性を与える。 FIGS. 5A-5C are pictorial views illustrating the configuration of another temperature sensor array 60 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 5A, a temperature sensor array 60 is formed of a printed circuit board (PCB) 100, and a multiple temperature sensor shown as a pad 102 is mounted thereon. The pad 102 may be a thermally conductive thermocouple, infrared sensor or heat flow sensor described in FIGS. 4A-4C above, or other known temperature sensing element.
In a typical configuration, the printed circuit board 100 is 15-30 mm wide and 20-50 mm long. A typical spacing between pads is 3-7 mm at the center distance between adjacent pads. The pad dimensions are 1 mm x 0.5 mm. The spacing between the pads may be asymmetric when viewed from the center line 104. For example, the distance on one side of the center line may be 5 mm and the distance on the other side may be 7 mm. This type of asymmetry gives better diversity to the input of the formula described in Appendix A.

プリント基板（ＰＣＢ）１００は、熱流計測を目的としてそれぞれ別の面に配置されたセンサ列の間の絶縁空間として使用されうる。この目的のためのプリント基板の典型的厚みは０．２−０．５ｍｍである。
上記の全ての寸法および構成は、純粋に例示を目的として提示されており、本発明の原理は他の寸法や構成でも同様に実行されうる。
プリント基板１００の配線は（図７に図示されているが）各パッド１０２からの測定温度に対応する信号を、図７を参照して後に詳述される、演算処理器に送る。他の集約化構成では、パッド１０２は赤外線センサの焦点アレイ（ＦＰＡ）のような集積回路からなる。集約化構成では各パッドは個別の測定温度を提供可能なピクセルに対応する。 The printed circuit board (PCB) 100 can be used as an insulating space between sensor arrays arranged on different surfaces for the purpose of heat flow measurement. The typical thickness of a printed circuit board for this purpose is 0.2-0.5 mm.
All the above dimensions and configurations are presented purely for illustrative purposes, and the principles of the invention may be practiced with other dimensions and configurations as well.
The wiring of the printed circuit board 100 (as shown in FIG. 7) sends a signal corresponding to the measured temperature from each pad 102 to a processor, which will be described in detail later with reference to FIG. In other integrated configurations, the pad 102 comprises an integrated circuit such as an infrared sensor focus array (FPA). In an integrated configuration, each pad corresponds to a pixel that can provide a separate measured temperature.

図５Ａのパッド１０２はプリント基板１００を横断して１列に実装されている。パッド１０２は図５Ｂに示すように少なくとも各列に２つ以上で２つ以上の列に並べられてもよい。
図５Ｃは温度センサ列６０のさらに他の構成である。駆動子１１６のような駆動機構が温度センサ・パッド１１２を、実装または組込の軌道１１８上を駆動する。典型的にはパッド１１２は上記の赤外線センサ８２（図４Ｂ）のような輻射センサからなる。駆動子１１６はステッピング・モータまたはリニア・コイル（音声コイル）駆動子のような既知の適切な駆動子でよい。軌道１１８のパターンは直線または往復軌道または他の形態でよく、温度センサは、静止した温度センサ列により計測された多重の位置に類似した（図５Ａ，５Ｂ）、血管に最も近い場所で体表の温度を計測するように設計されている。パッドが軌道上を移動すると既定の位置において、典型的には２−７ｍｍ間隔で温度測定を行う。 The pads 102 in FIG. 5A are mounted in a row across the printed circuit board 100. As shown in FIG. 5B, at least two pads 102 may be arranged in two or more rows in each row.
FIG. 5C shows still another configuration of the temperature sensor array 60. A drive mechanism such as a driver 116 drives the temperature sensor pad 112 on a mounted or built-in track 118. Typically, the pad 112 comprises a radiation sensor such as the infrared sensor 82 (FIG. 4B) described above. The driver 116 may be a known appropriate driver such as a stepping motor or a linear coil (voice coil) driver. The pattern of the trajectory 118 may be a straight or reciprocating trajectory or other form, and the temperature sensor is similar to multiple positions measured by a stationary temperature sensor array (FIGS. 5A, 5B), and the body surface at the location closest to the blood vessel. Designed to measure the temperature of As the pad moves on the track, temperature measurements are taken at predetermined positions, typically at 2-7 mm intervals.

図６は本発明の実施形態による、手持ち温度計１３２によりコア体温の非侵襲的測定を行う他のシステム１３０を絵画的に示す図である。手持ち温度計１３２は温度センサ・モジュール２４および、固定されるのではなくむしろ握られて、体表に対面または近接して保持される容器１３４からなる。典型的には、手持ち温度計の温度センサは赤外線センサであり、そのため手持ち温度計が測定場所の近く置かれ、または接触すると温度プロファイルは瞬間的に取得されうる。 FIG. 6 is a pictorial illustration of another system 130 for non-invasive measurement of core body temperature with a handheld thermometer 132, in accordance with an embodiment of the present invention. The handheld thermometer 132 comprises a temperature sensor module 24 and a container 134 that is held rather than fixed and held face-to-face or in close proximity to the body surface. Typically, the temperature sensor of the handheld thermometer is an infrared sensor, so that the temperature profile can be acquired instantaneously when the handheld thermometer is placed near or in contact with the measurement location.

あるいは手持ち温度計は、検知器付きＬＥＤと開口輪からなる上述の（図２Ｂ）位置センサ６１のような位置検知機構を有しても良い。医療従事者は測定場所を横切って手持ち温度計を動かすことにより、被験者の体温を計測することが出来る。温度プロファイルの獲得は、図５Ｃの構成を参照して上述された、駆動機構を有する温度センサ列の場合と同様に行われる。 Alternatively, the handheld thermometer may have a position detection mechanism such as the above-described position sensor 61 (FIG. 2B) including an LED with a detector and an aperture ring. A medical worker can measure the temperature of the subject by moving a hand-held thermometer across the measurement location. The acquisition of the temperature profile is performed in the same manner as in the case of the temperature sensor array having the drive mechanism described above with reference to the configuration of FIG. 5C.

図７は本発明の実施形態による、温度センサ・モジュール２４のブロック図である。温度センサ・モジュールは、温度センサ列６０からなり、その上に温度センサが実装される（図５Ａ−５Ｃ）。マルチプレクサ１４２はセンサ１０２および周辺温度センサ５０で生成された信号を受信し、これら信号を演算処理器１４４に送信する。演算処理器１４４は典型的に、温度プロファイルのみならずソフトウェア・プログラムを保管するため、不揮発性メモリを有する。演算処理器１４４はモードボタン４６および位置センサ６１からの入力信号を受信する。 FIG. 7 is a block diagram of the temperature sensor module 24 according to an embodiment of the present invention. The temperature sensor module includes a temperature sensor array 60 on which a temperature sensor is mounted (FIGS. 5A-5C). The multiplexer 142 receives signals generated by the sensor 102 and the ambient temperature sensor 50, and transmits these signals to the arithmetic processing unit 144. The processor 144 typically has a non-volatile memory to store software programs as well as temperature profiles. The arithmetic processor 144 receives input signals from the mode button 46 and the position sensor 61.

演算処理器は、温度センサから受信したデータに基づき、また温度センサ・モジュールが移動中に温度が測定される場合は位置センサからのデータにも基づき、温度プロファイルを作成する。演算処理器１４４は温度プロファイルから、以下で図８を参照して記述される計算方式を適用して、コア体温を計算してもよい。あるいは演算器は、デジタルあるいはアナログの温度および較正データを、地域受信器３２またはモニタ２６のような他の機器による処理のため、単に受信し送信する。演算器はコア体温および／または温度プロファイルを含むデータを送信器１４６におくり、アンテナ１４８を介してデータをモニタ２６のような遠隔受信器におくる。あるいは有線出力５５に送信する。演算処理器はデータを表示器４２にコア体温を含むデータを表示してもよい。 The processor creates a temperature profile based on the data received from the temperature sensor and based on the data from the position sensor if the temperature is measured while the temperature sensor module is moving. The processor 144 may calculate the core body temperature from the temperature profile by applying a calculation method described below with reference to FIG. Alternatively, the computing unit simply receives and transmits digital or analog temperature and calibration data for processing by the local receiver 32 or other equipment such as the monitor 26. The computing unit passes data including the core body temperature and / or temperature profile to the transmitter 146 and places the data via an antenna 148 to a remote receiver such as the monitor 26. Alternatively, it is transmitted to the wired output 55. The arithmetic processor may display the data including the core body temperature on the display 42.

温度センサ・モジュール２４は、貼付パッチ温度計として構成された場合、連続モードで稼動し、その場合演算器１４４は温度プロファイルを取得し、コア体温の新しい値を計算し、それを表示する工程を繰り返す。あるいは、温度センサ・モジュールは非連続で稼動し、その場合は処理ユニット３０が初期の計算を終了後、単一の固定温度が表示される。非連続構成は手持ち構成の場合より典型的である。このモードでは演算処理器１４４は、計算終了を告知するため、信号を音声発生器５４に送ることにより告知音を提供する。 When configured as a patch patch thermometer, the temperature sensor module 24 operates in a continuous mode, in which case the computing unit 144 obtains a temperature profile, calculates a new value of the core body temperature, and displays it. repeat. Alternatively, the temperature sensor module operates discontinuously, in which case a single fixed temperature is displayed after the processing unit 30 finishes the initial calculation. The non-continuous configuration is more typical than the handheld configuration. In this mode, the processor 144 provides a notification sound by sending a signal to the sound generator 54 to notify the end of the calculation.

図８は本発明の実施形態による、体表１５８上または近くで血管１６０の中心上方に置かれた温度センサ列１５６の側面図である。血管は例えば、図１に示されたように頚動脈であり、またはこめかみ動脈のような体表近くに位置する他の適切な動脈であってよい。血管はコア体温にあると見做され、以下ではＴ_ｂと表示される。また図８には、温度センサ列により得られた温度プロファイルのグラフが示される。 FIG. 8 is a side view of a temperature sensor array 156 placed above or near the center of the blood vessel 160 on or near the body surface 158, in accordance with an embodiment of the present invention. The blood vessel may be, for example, the carotid artery as shown in FIG. 1 or other suitable artery located near the body surface, such as the temple temple. Vessels is considered to be in core body temperature, it is displayed as T _b in the following. FIG. 8 shows a graph of the temperature profile obtained by the temperature sensor array.

温度センサ列１５６は一列の温度センサ１６４からなり、それは図５Ａを参照して記述された直線的温度センサ列に類似した態様で配置される。センサ１６４は前述の既知のいかなる温度検知技術を使用しても良い。ある実施形態によれば、温度センサ１６４は図４Ｃを参照して記述された熱流センサ構成９０に基づく熱流センサである。各熱流センサは基礎センサ９２と第２センサ９４からなり、熱流絶縁層９６により分離されている。 The temperature sensor array 156 comprises a row of temperature sensors 164 that are arranged in a manner similar to the linear temperature sensor array described with reference to FIG. 5A. Sensor 164 may use any of the known temperature sensing techniques described above. According to an embodiment, the temperature sensor 164 is a heat flow sensor based on the heat flow sensor configuration 90 described with reference to FIG. 4C. Each heat flow sensor includes a basic sensor 92 and a second sensor 94 and is separated by a heat flow insulating layer 96.

組織１６２は血管からの熱を体表に伝導する。各熱流センサの基礎センサ９２は表面温度を測定する。測定値の内、最も高い温度が血管の真上の温度である。温度描線１７０は基礎センサ９２により既定の場所で時間内に計測された温度を表す。グラフ１６８のＸ軸は温度センサ列１５６の長さ方向に沿った直線距離を表す。Ｙ軸は列の長さ方向に沿ったセンサにより計測された温度である。温度描線１７４は同様に第２センサにより測定された温度である。 The tissue 162 conducts heat from the blood vessel to the body surface. The basic sensor 92 of each heat flow sensor measures the surface temperature. Among the measured values, the highest temperature is the temperature directly above the blood vessel. A temperature line 170 represents the temperature measured by the basic sensor 92 at a predetermined location in time. The X axis of the graph 168 represents a linear distance along the length direction of the temperature sensor array 156. The Y axis is the temperature measured by a sensor along the length of the row. Similarly, the temperature drawn line 174 is the temperature measured by the second sensor.

描線に示されたとおり、最高の測定温度は、温度センサ列１５６上の血管の真上の位置における温度である。最高測定温度地点より遠ざかるそれに続くセンサはそれぞれ血管からより離れる。距離が離れると、血管とセンサの間の熱抵抗は増加し、温度は従って連続的に低下する。
描線１７０および１７４に示される温度プロファイルは、以下に記述するようにコア体温の計算に使用されうる。あるいはさらに、両描線からのデータは一体として付属書類に記載されるコア体温を計算する計算式の入力として使用されうる。 As indicated by the drawn lines, the highest measured temperature is the temperature at a position just above the blood vessel on the temperature sensor array 156. Each subsequent sensor away from the maximum measurement temperature point is further away from the blood vessel. As the distance increases, the thermal resistance between the blood vessel and the sensor increases and the temperature thus decreases continuously.
The temperature profile shown in drawn lines 170 and 174 can be used to calculate core body temperature as described below. Alternatively or additionally, the data from both strokes can be used as input to a calculation formula that calculates the core body temperature described in the attachment as a whole.

本発明のある実施形態によれは、１組の同時熱流等式が血管からの熱流に対応して、身体組織の熱抵抗を経由し、１組の身体表面位置に生成される。位置は最高温度位置、即ち血管の真上の位置に対する位置として計測される。最高温度位置は温度センサにより直接検知される位置か、あるいは温度データから計算される位置である。
全ての等式のなかで未知の変数は、コア体温、Ｔ_ｂ、組織の熱伝導係数Ｋ_ｈ、および体表の最高温度位置と血管との距離（付属書類ではＬ_ｉと表される）である。３つの熱流等式を同時に解くことにより、未知の変数が得られ、コア体温が得られる。実際には、更なる同時等式が生成され、未知の変数は最小２乗誤り法のような誤り最小化法により決定される。 According to an embodiment of the present invention, a set of simultaneous heat flow equations is generated at a set of body surface locations via the thermal resistance of body tissue corresponding to the heat flow from the blood vessel. The position is measured as the position relative to the highest temperature position, i.e., the position directly above the blood vessel. The maximum temperature position is a position directly detected by a temperature sensor or a position calculated from temperature data.
Unknown variables among all equations, core body temperature, T _b, the distance between the maximum temperature position and the vessel of the heat transfer coefficient K _h, and body tissue (in Appendix denoted L _i) is there. By solving the three heat flow equations simultaneously, unknown variables are obtained and the core body temperature is obtained. In practice, further simultaneous equations are generated and the unknown variables are determined by an error minimization method such as the least square error method.

さらなる実施形態によれば、コア体温を求めるための更なる等式が各基礎センサ９２とその第２センサ９４との間の熱流に基づき生成される。それは、この熱流は其々の基礎センサに到達する熱流と等価とされうるからである。この方式を用い、上記の未知の変数は体表の少なくとも２箇所における温度測定により解かれうる。これら２次熱流等式を含む等式によりコア体温を計算する例が付属書類に掲載されている。体組織から外部に向かう熱流に基づく更なる実施形態では、同時等式の組に体表上の伝導センサ（図４Ａ）と周辺温度（周辺温度センサ５０により計測される上述の）との間の熱流の等式を含む。 According to a further embodiment, further equations for determining the core body temperature are generated based on the heat flow between each basic sensor 92 and its second sensor 94. This is because this heat flow can be equivalent to the heat flow reaching the respective basic sensors. Using this method, the unknown variable can be solved by measuring the temperature in at least two places on the body surface. An example of calculating core body temperature using equations including these secondary heat flow equations is given in the Appendix. In a further embodiment based on the outward heat flow from the body tissue, a simultaneous equation set between the conduction sensor on the body surface (FIG. 4A) and the ambient temperature (as described above measured by the ambient temperature sensor 50). Includes heat flow equations.

さらなる実施形態では、未知の変数を求める熱流等式は、２つの体表面位置で２つの測定温度を得、１つ以上の追加中間位置での温度値を２つの測定地点間の温度勾配に基づき内挿して求めることにより、生成される。血管と体表面位置（２つの測定位置と追加の内挿位置からなる）との熱流関係はこのように、未知の値（即ち、コア体温、Ｔ_ｂ、組織の熱伝導係数Ｋ_ｈ、および体表面の最高温度位置と血管の距離）を求めるのに必要な追加の同時等式を提供する。 In a further embodiment, the heat flow equation for determining the unknown variable obtains two measured temperatures at two body surface locations, based on the temperature value at one or more additional intermediate locations based on the temperature gradient between the two measurement points. Generated by interpolating. The heat flow relationship between the blood vessel and the body surface position (consisting of two measurement positions and an additional interpolation position) is thus unknown (ie, core body temperature, T _b , tissue thermal conductivity coefficient K _h , and body It provides the additional simultaneous equations necessary to determine the maximum surface temperature position and vessel distance.

あるいは、体表の異なる地点（血管の上の）間の熱流が直線関係にあると仮定すれば、熱流を測定することなく温度測定値のみを使用して未知の値を計算することが可能である。直線関係は統計的にまたは温度測定値の経験的関数として決められる。
上述の実施形態では特に体表温度測定値に基づきコア体温を計算することを記載しているが、本発明の原理は、前述特許文献１に記載の方法を用いた移行期の体表熱流測定値のような、他の温度依存測定値のプロファイルからコア体温を計算することにも適用可能である。本発明の原理は連続温度監視にも適用されうる。 Alternatively, assuming that the heat flow between different points on the body surface (above the blood vessel) is linear, it is possible to calculate an unknown value using only temperature measurements without measuring the heat flow. is there. The linear relationship is determined statistically or as an empirical function of temperature measurements.
In the above-described embodiment, it is described that the core body temperature is calculated based on the measured body surface temperature. However, the principle of the present invention is that the body surface heat flow measurement in the transition period using the method described in Patent Document 1 described above. It is also applicable to calculate core body temperature from other temperature dependent measurement profiles such as values. The principles of the present invention can also be applied to continuous temperature monitoring.

さらに、上記実施形態は特に体温の測定を記述しているが、本発明の原理は、壁の中、床下、あるいは土中の管中の流体温度測定のような、非医療分野での表面下温度の測定にも適用されうる。
図９は本発明の他の実施形態による、管レンズを有する温度センサ装置１７０を絵画的に示す図である。装置１７０はプリント基板１００と同様な体表温度プロファイルを示す変形可能なプリント基板１８０からなる。温度センサ・パッド１８３はプリント基板１８０を横断して一列に実装される。温度センサ・パッド１８３は赤外線センサ（図４Ｂにおけるセンサ８１に類似）で、配線１７７の１組の配線により演算器に接続されている。 Furthermore, while the above embodiments specifically describe measurement of body temperature, the principles of the present invention are below the surface in non-medical fields, such as measuring fluid temperature in walls, under the floor, or in pipes in the soil. It can also be applied to temperature measurements.
FIG. 9 is a pictorial diagram illustrating a temperature sensor device 170 having a tube lens according to another embodiment of the present invention. The apparatus 170 comprises a deformable printed circuit board 180 that exhibits a body surface temperature profile similar to the printed circuit board 100. The temperature sensor pads 183 are mounted in a row across the printed circuit board 180. The temperature sensor pad 183 is an infrared sensor (similar to the sensor 81 in FIG. 4B), and is connected to the arithmetic unit by a set of wires 177.

其々の管レンズ１７８（図４Ｂのレンズ８２の形でもよい）は体表から赤外線輻射を各パッド１８３上に焦点を結ばせる。図に示されるように、各管レンズ１７８は管形状をしており、対応するパッド１８３を円周で囲む。各管レンズは表面７４の直線部分からの赤外線輻射を対応するパッドに焦点を結ばせる。従って各パッドで測定される輻射は皮膚の直線部分上の平均温度に対応する。図９のセンサ装置は皮膚に接触して配置され、または温度測定の間、皮膚から一定の距離離れて保持されてもよい。 Each tube lens 178 (which may be in the form of lens 82 in FIG. 4B) focuses infrared radiation from the body surface onto each pad 183. As shown in the figure, each tube lens 178 has a tube shape, and surrounds the corresponding pad 183 with a circumference. Each tube lens focuses infrared radiation from a straight portion of the surface 74 onto the corresponding pad. Thus, the radiation measured at each pad corresponds to the average temperature on a straight portion of the skin. The sensor device of FIG. 9 may be placed in contact with the skin or held at a distance from the skin during temperature measurement.

上述の実施形態は例示であり、本発明は上記に特に記載し図示されたことに限定されない。むしろ、本発明の範囲は、上述の記載を読めば当業者に想起される、従来技術には無い、上記の種々の特徴の組合せ、準組合せや、変形や修正を含む。 The above-described embodiments are exemplary, and the present invention is not limited to what has been particularly described and illustrated above. Rather, the scope of the present invention includes combinations, sub-combinations, variations, and modifications of the various features described above, which would occur to those skilled in the art upon reading the above description, and are not found in the prior art.

付属書類
図８のセンサ列構成を前提として、血管から基礎センサへの熱流を、その基礎センサから其々の第２センサへの熱流を同じであるとすると次式が得られる。
Ｋ_ｂ・（Ｔ_ｂ−Ｔ_Ｓｉ）／Ｌ_ｉ＝Ｋ_ａ・（Ｔ_Ｓｉ−Ｔ_Ｒｉ）／Ｘ_ａ
ここにＬ_ｉは血管の外壁から皮膚表面の地点ｉまでの距離、Ｘ_ｉは皮膚表面上での、最高温度地点Ｘ_０からの距離、Ｌ_ｉはＬ_０（血管の深さ、即ち血管の壁から皮膚上の最高温度点までの距離）と、ｒ（血管の半径）と、の関数である。他の係数は以下で表される。
Ｋ_ｂ：体組織熱伝導係数
Ｋ_ａ：絶縁層９６の熱伝導係数
Ｘ_ａ：絶縁層９６の厚さ
Ｔ_ｂ：血管内血液の温度
Ｔ_Ｓｉ：体表面の温度
Ｔ_Ｒｉ：第２センサの温度

上記等式は簡素化され：
（Ｔ_ｂ−Ｔ_Ｓｉ）／Ｌ_ｉ＝Ｋ（Ｔ_Ｓｉ−Ｔ_Ｒｉ）／Ｘ_ａ
さらに
Ｋ／Ｘ_ａ＝α
Ｌ_ｉ＝√（Ｘ_ｉ ^２＋Ｘ_０ ^２）−ｒ
＝ａＸ_０＋ｂ
として変換すると、
（Ｔ_ｂ−Ｔ_Ｓｉ）／（ａ_ｉＸ_０＋ｂ_ｉ）＝α（Ｔ_Ｓｉ−Ｔ_Ｒｉ）
あるいは
（Ｔ_ｂ−Ｔ_Ｓｉ）＝ａ_ｉＸ_０α（Ｔ_Ｓｉ−Ｔ_Ｒｉ）＋ｂ_ｉα（Ｔ_Ｓｉ−Ｔ_Ｒｉ）
両辺よりＴ_ｂを差し引き次式が得られる。

これをベクトルで表すと：

または：

次に上記式の誤りを最小化するベクトルβ＝<β_１，β_２，β_３> を求めるため直線回帰分析が適用され、正確な測定値Ｔ_ｂ＝β_０が得られる。
βは次の公式を使用して求めても良い。

Appendix Assuming the sensor array configuration in FIG. 8, if the heat flow from the blood vessel to the basic sensor is the same as the heat flow from the basic sensor to each second sensor, the following equation is obtained.
K _b · (T _b −T _Si ) / L _i = K _a · (T _Si −T _R _i ) / X _a
Here, L _i is the distance from the outer wall of the blood vessel to the point i on the skin surface, X _i is the distance from the highest temperature point X ₀ on the skin surface, and L _i is L ₀ (the depth of the blood vessel, ie, the blood vessel It is a function of the distance from the wall to the highest temperature point on the skin) and r (blood vessel radius). Other coefficients are expressed below.
K _b: body tissue thermal conductivity coefficient K _a: thermal conductivity coefficient of the insulating layer 96 X _a: thickness T _b of the insulating layer 96: intravascular blood temperature T _Si: temperature of the body surface T _Ri: temperature of the second sensor

The above equation is simplified:
_{_{_{_{(T b -T Si) / L}}}} i = K (T Si -T Ri) / X a
Furthermore, K / X _a = α
L _i = √ (X _i ² + X ₀ ² ) −r
= AX ₀ + b
Converted as
_{_{_{_{(T b -T Si) / (}}}} a i X 0 + b i) = α (T Si -T Ri)
Alternatively _{_{_{(T b -T Si) = a}}} i X 0 α (T Si -T Ri) + b i α (T Si -T Ri)
Equation subtracted from T _b both sides is obtained.

Express this as a vector:

Or:

Next, a linear regression analysis is applied to obtain a vector β = <β ₁ , β ₂ , β ₃ > that minimizes the error in the above equation, and an accurate measurement value T _b = β ₀ is obtained.
β may be obtained using the following formula:

２０，１３０：システム
２４：温度センサ・モジュール
２６：モニタ
２８：信号変換器
３０：キーボード
３２：地域受信器
４２：表示画面
４４：アンテナ
５０：周辺温度センサ
６０：温度センサ列
６１：位置センサ
６２：スペーサ
６４：粘着被膜
７０：熱伝導センサ構造
７４：表面
７６：絶縁材
８０：輻射センサ構成
８１：輻射センサ
８２：レンズ
９０：熱流センサ構成
９２：基礎センサ
９４：第２センサ
９６：熱流絶縁層
１０２，１８３：パッド
１１６：駆動子
１１８：軌道
１３２：手持ち温度計
１４４：演算処理器
１５６：温度センサ列
１５８：体表
１６０：血管
１６２：組織
１６４：温度センサ
１７０，１７４：温度描線
１７８：管レンズ 20, 130: System 24: Temperature sensor module 26: Monitor
28: Signal converter
30: Keyboard
32: Regional receiver 42: Display screen 44: Antenna 50: Ambient temperature sensor 60: Temperature sensor array 61: Position sensor 62: Spacer 64: Adhesive coating 70: Heat conduction sensor structure 74: Surface 76: Insulating material 80: Radiation sensor Configuration 81: Radiation sensor 82: Lens 90: Heat flow sensor configuration 92: Basic sensor 94: Second sensor 96: Heat flow insulation layer 102, 183: Pad 116: Driver 118: Orbit 132: Handheld thermometer 144: Arithmetic processor 156 : Temperature sensor array 158: body surface 160: blood vessel 162: tissue 164: temperature sensor 170, 174: temperature line 178: tube lens

Claims

表面の下にある熱源の近傍で表面上にある、２つ以上の位置におけるそれぞれの温度依存測定値を提供するように構成された１つ以上の温度センサと、
前記表面下の熱源の温度を決定するため前記２つ以上の位置からの前記測定値を演算処理するように構成された１つの演算処理器と、
からなることを特徴とする温度計測装置。 One or more temperature sensors configured to provide respective temperature dependent measurements at two or more locations on the surface in the vicinity of a heat source below the surface;
One processor configured to compute the measurements from the two or more locations to determine the temperature of the heat source below the surface;
A temperature measuring device comprising:

前記表面は哺乳類被験者の身体の皮膚表面であり、前記表面下の熱源は血管であり、前記演算処理器は前記血管内の血液の温度を決定するように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。 The surface is the skin surface of the body of a mammalian subject, the heat source below the surface is a blood vessel, and the processor is configured to determine the temperature of blood in the blood vessel. The apparatus of claim 1.

前記２つ以上の位置は前記血管を横切る１つの列の上に配置されることを特徴とする請求項２に記載の装置。 The apparatus of claim 2, wherein the two or more locations are disposed on a row across the blood vessel.

前記血管は頚動脈であり、前記１つ以上の温度センサは前記被験者の首における前記温度依存測定値を計測するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。 3. The apparatus of claim 2, wherein the blood vessel is a carotid artery and the one or more temperature sensors are configured to measure the temperature dependent measurement at the subject's neck.

前記演算処理器は、前記測定値から前記表面上の温度勾配を決定し、前記温度勾配を前記表面下の熱源の温度を決定するのに使用するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。 The processor is configured to determine a temperature gradient on the surface from the measurement and to use the temperature gradient to determine the temperature of a heat source below the surface. Item 2. The apparatus according to Item 1.

前記演算処理器は、１組の熱流関係式を前記表面下の熱源の温度を決定するのに使用するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。 The apparatus of claim 1, wherein the processor is configured to use a set of heat flow equations to determine the temperature of the subsurface heat source.

前記演算処理器は、前記測定値から前記表面上の最高温度の座標を決定し、前記座標を前記表面下の熱源の温度を決定するのに使用するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。 The processor is configured to determine a coordinate of a maximum temperature on the surface from the measured value and to use the coordinate to determine a temperature of a heat source below the surface. The apparatus of claim 1.

前記演算処理器は、前記位置の間の距離を前記表面下の熱源の温度を決定するのに使用するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。 The apparatus of claim 1, wherein the processor is configured to use a distance between the locations to determine a temperature of the heat source below the surface.

１つ以上の温度センサを保持し、身体表面に張り付くように構成された１つのパッチを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。 The apparatus of claim 1, comprising one patch that holds one or more temperature sensors and is configured to stick to a body surface.

前記１つ以上の温度センサの検知領域を前記２つ以上の位置の間で移動させるための１つの駆動機構を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。 The apparatus of claim 1, comprising a drive mechanism for moving a sensing region of the one or more temperature sensors between the two or more positions.

前記１つ以上の温度センサを内包し、前記表面近くにおいて前記２つ以上の位置の間を移動させられるように構成された１つの容器と、
前記容器の動きを追跡するための１つの位置センサと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。 A container containing the one or more temperature sensors and configured to be moved between the two or more positions near the surface;
The apparatus of claim 1 including a position sensor for tracking movement of the container.

前記１つ以上の温度センサは赤外線センサを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。 The apparatus of claim 1, wherein the one or more temperature sensors include an infrared sensor.

前記表面からの赤外線輻射を前記１つ以上の温度センサ上に焦点を結ばせるための少なくとも１つのレンズを含むことを特徴とする請求項１２に記載の装置。 13. The apparatus of claim 12, comprising at least one lens for focusing infrared radiation from the surface onto the one or more temperature sensors.

前記１つ以上の温度センサは、それぞれの前記温度センサがそれぞれの前記位置の近くに配置されるように設定された多重温度センサの１つの列を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。 The one or more temperature sensors include one row of multiple temperature sensors configured such that each temperature sensor is positioned near each of the positions. Equipment.

周辺温度を計測するように構成された１つの周辺温度センサを含み、前記演算処理装置が前記表面下の熱源の温度を決定するため前記周辺温度センサを使用するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。 Including an ambient temperature sensor configured to measure an ambient temperature, wherein the processing unit is configured to use the ambient temperature sensor to determine a temperature of a heat source below the surface. The apparatus according to claim 1.

前記表面下の熱源の温度を示す信号を１つの外部モニタに送信するように構成された１つの送信器を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。 The apparatus of claim 1 including a transmitter configured to transmit a signal indicative of a temperature of the subsurface heat source to an external monitor.

前記表面下の熱源の温度を示す入力信号を受信し、前記入力信号を産業用モニタ標準に従った形式を有する１つの出力信号に変換するように構成された１つの信号変換器を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。 Including a signal converter configured to receive an input signal indicative of a temperature of the subsurface heat source and convert the input signal into an output signal having a format in accordance with an industrial monitor standard. The apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is characterized.

表面の下にある熱源の近傍で表面上にある２つ以上の位置において、それぞれの温度依存測定値を計測するステップと、
前記表面下の熱源の温度を前記２つ以上の位置における前記温度依存測定値から算出するステップと、
を含むことを特徴とする温度計測の方法。 Measuring respective temperature dependent measurements at two or more locations on the surface in the vicinity of the heat source below the surface;
Calculating the temperature of the subsurface heat source from the temperature dependent measurements at the two or more locations;
A method of temperature measurement characterized by comprising:

前記２つ以上の位置は前記表面下の熱源を横切る１つの列の上に配置されることを特徴とする請求項１８に記載の方法。 The method of claim 18, wherein the two or more locations are arranged on a row across the subsurface heat source.

前記表面は哺乳類被験者の身体の皮膚表面であり、前記表面下の熱源は血管であり、前記温度を算出するステップは前記血管内の血液の温度を決定する工程を含む、ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。 The surface is a skin surface of a body of a mammalian subject, the heat source below the surface is a blood vessel, and the step of calculating the temperature includes determining a temperature of blood in the blood vessel. Item 19. The method according to Item 18.

前記血管は頚動脈であり、前記２つ以上の位置は前期被験者の首の上に配置されることを特徴とする請求項２０に記載の方法。 21. The method of claim 20, wherein the blood vessel is a carotid artery and the two or more locations are placed on a subject's neck.

前記温度を算出するステップは、前記温度依存測定値から１つ以上の温度勾配、１組の熱流関係式、および最高温度の座標を含む中間データを決定する工程と、前記表面下の熱源の温度を算出するため前記中間データを使用する工程を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。 The step of calculating the temperature includes determining intermediate data including one or more temperature gradients, a set of heat flow relations, and coordinates of a maximum temperature from the temperature dependent measurements, and the temperature of the heat source below the surface. The method of claim 18 including using the intermediate data to calculate.

前記それぞれの温度依存測定値を計測するステップは、１つ以上の温度センサの検知領域を前記２つ以上の位置の間で移動させる工程を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。 The method of claim 18, wherein measuring each of the temperature dependent measurements comprises moving a sensing region of one or more temperature sensors between the two or more positions.

前記それぞれの温度依存測定値を計測するステップは、前記表面からの赤外線輻射を１つ以上の温度センサ上に焦点を結ばせる工程を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。 The method of claim 18, wherein measuring each of the temperature dependent measurements includes focusing infrared radiation from the surface onto one or more temperature sensors.

前記それぞれの温度依存測定値を計測するステップは、それぞれの前記温度センサがそれぞれの前記位置の近くに配置されるように、多重温度センサの１つの列を前記表面に設置する工程を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。 The step of measuring the respective temperature dependent measurements includes the step of placing one row of multiple temperature sensors on the surface such that each of the temperature sensors is positioned near each of the positions. 19. A method according to claim 18 characterized in that

前記温度を算出するステップは、前記位置の間の距離を前記表面下の熱源の温度を決定するのに使用する工程を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。 The method of claim 18, wherein calculating the temperature comprises using a distance between the locations to determine a temperature of a heat source below the surface.