JPH05293087A - Noninvasive temperature measuring apparatus - Google Patents
Noninvasive temperature measuring apparatusInfo
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- JPH05293087A JPH05293087A JP4096648A JP9664892A JPH05293087A JP H05293087 A JPH05293087 A JP H05293087A JP 4096648 A JP4096648 A JP 4096648A JP 9664892 A JP9664892 A JP 9664892A JP H05293087 A JPH05293087 A JP H05293087A
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- temperature
- microwave
- noise source
- vlock
- tref
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- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ハイパーサーミアや病
巣部診断等に際しての生体温度計測に用いる無侵襲温度
計測装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-invasive temperature measuring device used for measuring a living body temperature when diagnosing hyperthermia or a lesion.
【０００２】[0002]
【従来の技術】測定対象物の温度を無侵襲で測定する技
術として、測定対象物から放出されるマイクロ波を受信
して測定を行なうラジオメトリという手法がある。この
技術を生体に用いた例しては、特開昭57-55124号があ
る。また、生体を測定対象とした場合の問題点としてア
ンテナと生体との境界面での反射係数があり、その反射
係数に基づく誤差を解消する測定法としてバランス法ラ
ジオメトリがある。これについては、Elect.Leters,14,
194 〜196 に示されている。2. Description of the Related Art As a technique for non-invasively measuring the temperature of an object to be measured, there is a technique called a radiometer which receives microwaves emitted from the object to be measured. Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-55124 discloses an example of applying this technique to a living body. In addition, there is a reflection coefficient at the interface between the antenna and the living body as a problem when the living body is the measurement target, and there is a balance method radius geometry as a measurement method for eliminating an error based on the reflection coefficient. About this, Elect.Leters, 14,
194-196.
【０００３】また、このバランス法ラジオメトリをハイ
パーサーミアなど加温治療における温度測定に用いる技
術が特開昭57-55124号に示されている。この場合、測定
対象物から放射される微弱なマイクロ波を捕らえるた
め、測定時に加温出力をオフする必要があり、そのため
の技術が特公昭57-53110号公報に示されている。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-55124 discloses a technique in which the balance method radius geometry is used for temperature measurement in hyperthermia and the like. In this case, it is necessary to turn off the heating output at the time of measurement in order to capture the weak microwave radiated from the object to be measured, and a technique therefor is disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-53110.
【０００４】一般に、バランス法ラジオメトリを用いて
温度測定を行なうラジオメータは、参照雑音源からマイ
クロ波を発生させ、それをアンテナから測定対象物に放
射するとともに、測定対象物から放出および反射される
マイクロ波を上記アンテナで受信し、この受信マイクロ
波の電力と参照雑音源のマイクロ波の電力との差が零と
なるよう参照雑音源の雑音温度を調節し、差が零となっ
たときの参照雑音源の雑音温度をそのまま測定対象物の
温度として捕らえるようにしている。つまり、アンテナ
と生体との境界面の電力反射係数に影響を受けることな
く、制度の高い測定を可能としている。In general, a radiometer for measuring a temperature by using the balance method radius geometry generates a microwave from a reference noise source, radiates it from an antenna to an object to be measured, and emits and reflects it from the object to be measured. When the noise temperature of the reference noise source is adjusted so that the difference between the received microwave power and the microwave power of the reference noise source becomes zero and the difference becomes zero, The noise temperature of the reference noise source of is captured as it is as the temperature of the measuring object. In other words, it is possible to perform highly accurate measurement without being affected by the power reflection coefficient at the interface between the antenna and the living body.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ただし、このラジオメ
ータでは、参照雑音源の雑音温度を変化させながら、受
信マイクロ波の電力と参照雑音源のマイクロ波の電力と
の差が零になるのを待つことになる。ハイパーサーミア
など加温治療での温度測定に用いる場合には、測定中に
加温出力がオフされるため、測定時間が長いと加温効果
が損なわれてしまう。However, in this radiometer, the difference between the power of the received microwave and the power of the microwave of the reference noise source becomes zero while changing the noise temperature of the reference noise source. I will wait. When used for temperature measurement in hyperthermia and other heating treatments, the heating output is turned off during measurement, so the heating effect is impaired if the measurement time is long.
【０００６】この発明は上記の事情を考慮したもので、
その目的とするところは、バランス法ラジオメトリによ
る測定精度の向上効果を確保しながら短い時間での測定
を可能とし、ハイパーサーミアなど加温治療に際して十
分な加温効果を確保しながら確実な温度測定を可能とす
る信頼性にすぐれた無侵襲温度計測装置を提供すること
にある。The present invention takes the above circumstances into consideration,
The purpose is to enable the measurement in a short time while securing the effect of improving the measurement accuracy by the balance method radius geometry, and to ensure a reliable temperature measurement while securing a sufficient heating effect during hyperthermia and other heating treatments. An object of the present invention is to provide a non-invasive temperature measuring device with excellent reliability that is possible.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明の無侵襲温度計
測装置は、設定される雑音温度に応じたマイクロ波を発
生する参照雑音源と、この参照雑音源から発せられるマ
イクロ波を測定対象物に放射するとともに、測定対象物
から放出および反射されるマイクロ波を受信するアンテ
ナと、このアンテナで受信されるマイクロ波の電力と上
記参照雑音源のマイクロ波の電力との差が一定値内に収
まるよう参照雑音源の雑音温度を調節する手段と、上記
差が一定値内に収まったとき、その差および上記参照雑
音源の雑音温度から上記測定対象物の温度を計算して求
める手段とを備える。A non-invasive temperature measuring device according to the present invention comprises a reference noise source for generating a microwave corresponding to a set noise temperature, and a microwave emitted from the reference noise source for an object to be measured. The antenna that receives the microwaves emitted and reflected from the measurement object while radiating to, and the difference between the microwave power received by this antenna and the microwave power of the reference noise source is within a certain value. A means for adjusting the noise temperature of the reference noise source so that the temperature falls within a certain range, and a means for calculating the temperature of the measurement object from the difference and the noise temperature of the reference noise source when the difference falls within a constant value. Prepare
【０００８】[0008]
【作用】参照雑音源から発せられるマイクロ波をアンテ
ナから測定対象物に放射し、その測定対象物から放出お
よび反射されるマイクロ波を同じアンテナで受信し、こ
の受信マイクロ波の電力と参照雑音源のマイクロ波の電
力との差が一定値内に収まるよう参照雑音源の雑音温度
を調節する。そして、差が一定値内に収まったとき、そ
のときの差および参照雑音源の雑音温度から測定対象物
の温度を計算して求める。この求めた値が測定値とな
る。The microwave radiated from the reference noise source is radiated from the antenna to the measurement object, the microwaves emitted and reflected from the measurement object are received by the same antenna, and the power of the received microwave and the reference noise source are received. The noise temperature of the reference noise source is adjusted so that the difference from the microwave power of is within a fixed value. Then, when the difference is within a fixed value, the temperature of the measurement object is calculated and calculated from the difference at that time and the noise temperature of the reference noise source. The obtained value becomes the measured value.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、この発明の第１実施例について図面を
参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１０】図１において、１は測定対象物であるとこ
ろの生体（体腔内）で、その生体１の任意の箇所にバル
ーン２が当接される。このバルーン２は、体腔内用のア
ンテナ３を内部に収容しており、図示しない送水チュー
ブおよび送水ポンプによる外部からの液体の注入で膨ら
むことによりアンテナ２を生体１内に保持する働きをす
る。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a living body (inside a body cavity) which is an object to be measured, and a balloon 2 is brought into contact with an arbitrary portion of the living body 1. The balloon 2 has an antenna 3 for inside the body cavity housed therein, and functions to hold the antenna 2 in the living body 1 by being inflated by injecting a liquid from the outside by a water supply tube and a water supply pump (not shown).
【００１１】アンテナ３は生体１から放出される熱雑音
電波（マイクロ波）を受信（および送信）するもので、
同軸ケーブル４と共にプローブを成しており、その同軸
ケーブル４はコネクタ５によってマイクロ波受信器６に
接続されている。同軸ケーブル４において、軸方向に沿
う所定間隔の位置に、複数個の温度センサ７ａ，７ｂ，
…７ｎが取付けられる。ここで、マイクロ波受信器６の
具体例を図２に示す。上記同軸ケーブル４にディッキー
・スイッチ２１を介してサーキュレータ２２のポートが
接続される。The antenna 3 receives (and transmits) thermal noise radio waves (microwaves) emitted from the living body 1,
It forms a probe together with the coaxial cable 4, and the coaxial cable 4 is connected to the microwave receiver 6 by the connector 5. In the coaxial cable 4, a plurality of temperature sensors 7a, 7b, are provided at predetermined intervals along the axial direction.
... 7n is attached. Here, a specific example of the microwave receiver 6 is shown in FIG. The port of the circulator 22 is connected to the coaxial cable 4 via the Dicky switch 21.
【００１２】ディッキー・スイッチ２１は、同期信号発
振器２３から発せられる矩形波状の同期信号によりオ
ン，オフし、オン時に同軸ケーブル４とサーキュレータ
２２のポートとの間を導通させるものである。The Dicky switch 21 is turned on and off by a rectangular wave synchronizing signal generated from the synchronizing signal oscillator 23, and when the switch is turned on, the coaxial cable 4 and the port of the circulator 22 are electrically connected.
【００１３】サーキュレータ２２は、３つのポートを有
しており、それらのポートに対し信号伝達方向の順にデ
ィッキー・スイッチ２１、アイソレータ２４、および参
照雑音源２５がそれぞれ接続される。The circulator 22 has three ports, and the Dicky switch 21, the isolator 24, and the reference noise source 25 are connected to these ports in the order of signal transmission.
【００１４】アイソレータ２４の出力はＲＦアンプ２６
で増幅され、ミキサ２７のＲＦ端子に入力される。この
ミキサ２７のＬＯ端子に感度調整用の減衰器２８を介し
て局部発振器２９の出力が入力され、この入力とＲＦア
ンプ２６の出力とがミキサ２７で乗算されて周波数変換
がなされる。アイソレータ２４は、ＲＦアンプ２６以降
で反射される信号を吸収する働きをする。参照雑音源２
５は、雑音温度Ｔref の調節が可能で、その雑音温度Ｔ
ref に応じた電力のマイクロ波を出力する。ミキサ２７
の出力はＩＦアンプ３０で増幅されて検波器３１に送ら
れ、そこで信号の直流成分が抽出される。この信号はロ
ックインアンプ３２に送られる。The output of the isolator 24 is the RF amplifier 26.
And is input to the RF terminal of the mixer 27. The output of the local oscillator 29 is input to the LO terminal of the mixer 27 via the attenuator 28 for sensitivity adjustment, and this input is multiplied by the output of the RF amplifier 26 in the mixer 27 to perform frequency conversion. The isolator 24 functions to absorb the signal reflected by the RF amplifier 26 and the subsequent components. Reference noise source 2
5, the noise temperature Tref can be adjusted, and the noise temperature Tref
Outputs microwave with power according to ref. Mixer 27
Of the signal is amplified by the IF amplifier 30 and sent to the detector 31, where the DC component of the signal is extracted. This signal is sent to the lock-in amplifier 32.
【００１５】ロックインアンプ３２は、上記同期信号発
振器２３の同期信号に基づいてディッキー・スイッチ２
１のオン，オフと同期をとり、そのディッキー・スイッ
チ２１のオン時に入力される信号の電圧レベルとオフ時
に入力される信号の電圧レベルとの差に比例するレベル
の電圧信号をＶlockとして出力するものである。すなわ
ち、ロックインアンプ３２の出力電圧Ｖlockは、アンテ
ナ３で受信されるマイクロ波の電力と参照雑音源２５の
マイクロ波の電力との差に対応する。この出力電圧Ｖlo
ckは、マイクロ波受信器６の出力として制御部１０に送
られる。The lock-in amplifier 32 operates on the basis of the sync signal from the sync signal oscillator 23, and the Dicky switch 2
In synchronization with ON / OFF of 1, the voltage signal of a level proportional to the difference between the voltage level of the signal input when the Dicky switch 21 is ON and the voltage level of the signal input when the Dicky switch 21 is OFF is output as Vlock. It is a thing. That is, the output voltage Vlock of the lock-in amplifier 32 corresponds to the difference between the microwave power received by the antenna 3 and the microwave power of the reference noise source 25. This output voltage Vlo
ck is sent to the control unit 10 as the output of the microwave receiver 6.
【００１６】制御部１０は、装置全般にわたる制御を行
なうもので、マイクロコンピュータおよびその周辺回路
からなる。この制御部１０に、マイクロ波受信器６の
他、入力部１１、表示部１２、校正用恒温槽１３、およ
び温度計１４が接続される。入力部１１は、スイッチお
よびキーボードを備え、動作モードなどを入力するため
のものである。表示部１２は、制御部１０の演算結果
（補正後の測定温度）を表示するためのものである。The control unit 10 controls the entire apparatus, and includes a microcomputer and its peripheral circuits. In addition to the microwave receiver 6, an input unit 11, a display unit 12, a calibration thermostat 13, and a thermometer 14 are connected to the control unit 10. The input unit 11 includes a switch and a keyboard, and is for inputting an operation mode and the like. The display unit 12 is for displaying the calculation result (corrected measured temperature) of the control unit 10.
【００１７】校正用恒温槽１３は、マイクロ波に対する
減衰効果の大きい液体（生理食塩水などの電解液）を収
容し、その液体を制御部１０の指令に応じて加熱するも
のである。The calibration thermostat 13 contains a liquid (electrolyte such as physiological saline) having a large attenuation effect on microwaves, and heats the liquid in response to a command from the controller 10.
【００１８】温度計１４は、校正用恒温槽１４内の液体
の温度Ｔｗを温度センサ１５を用いて検知するととも
に、上記温度センサ７ａ，７ｂ，…７ｎの検知温度を取
込んで同軸ケーブル４の軸方向における温度分布Ｔｃ
（ｚ）を捕らえる。制御部１０は、内部メモリを有して
おり、そこに、測定温度をファイルとして記憶したり、
温度計１４の検知温度を逐次に記憶する。そして、制御
部１０は、次の（１）〜（９）の機能手段を備えてい
る。 （１）入力部１１の操作に応じて校正モードおよび本計
測モードを設定する手段。The thermometer 14 detects the temperature Tw of the liquid in the calibration constant temperature bath 14 by using the temperature sensor 15, and takes in the detected temperature of the temperature sensors 7a, 7b, ... Temperature distribution Tc in the axial direction
Capture (z). The control unit 10 has an internal memory in which the measured temperature is stored as a file,
The temperatures detected by the thermometer 14 are sequentially stored. The control unit 10 includes the following functional means (1) to (9). (1) A means for setting the calibration mode and the main measurement mode according to the operation of the input unit 11.
【００１９】（２）校正モード時、温度計１４の検知温
度（校正用恒温槽１３内の液体の温度）Ｔｗ´を監視し
ながら校正用恒温槽１３の加熱を制御し、その検知温度
Ｔｗ´を所定値に維持する手段。(2) In the calibration mode, the heating of the calibration thermostat 13 is controlled while monitoring the temperature detected by the thermometer 14 (the temperature of the liquid in the calibration thermostat 13) Tw ', and the detected temperature Tw'. Means for maintaining a predetermined value.
【００２０】（３）校正モード時、マイクロ波受信器６
の出力電圧Ｖlockが零となるよう参照雑音源２５の雑音
温度Ｔref を調節し、零となったときの雑音温度Ｔref
を測定温度Ｔref ´として内部メモリに記憶する手段。 （４）校正モード時、温度計１４で検知される液体温度
Ｔｗ´および同軸ケーブル３の温度分布Ｔｃ（ｚ）´を
内部メモリに記憶する手段。(3) Microwave receiver 6 in the calibration mode
The noise temperature Tref of the reference noise source 25 is adjusted so that the output voltage Vlock of the same becomes zero, and the noise temperature Tref when it becomes zero
Is stored in the internal memory as a measured temperature Tref '. (4) Means for storing the liquid temperature Tw ′ detected by the thermometer 14 and the temperature distribution Tc (z) ′ of the coaxial cable 3 in the internal memory in the calibration mode.
【００２１】（５）本計測モード時、初めに特性検出と
して、マイクロ波受信器６の出力電圧Ｖlockが零ないし
それに近い所定値Ｖlock1 となるよう参照雑音源２５の
雑音温度Ｔref を調節し、所定値Ｖlock1 となったとこ
ろでそのときの雑音温度Ｔref をＴref 1 として捕らえ
るとともに、続いて出力電圧ＶlockがＶlock1 とは異な
る所定値Ｖlock2 となるよう雑音温度Ｔref を調節し、
所定値Ｖlock2 となったところでそのときの雑音温度Ｔ
ref をＴref 2 として捕らえ、捕らえたＴref 1 ，Ｔre
f 2 およびＶlock1 ，Ｖlock2 から相関係数ｋsys を算
出して求める手段。(5) In the main measurement mode, first, as characteristic detection, the noise temperature Tref of the reference noise source 25 is adjusted so that the output voltage Vlock of the microwave receiver 6 becomes zero or a predetermined value Vlock 1 close to it. The noise temperature Tref at that time when it reaches a predetermined value Vlock 1 is captured as Tref 1 , and then the noise temperature Tref is adjusted so that the output voltage Vlock becomes a predetermined value Vlock 2 different from Vlock 1 ,
The noise temperature T at that time when the predetermined value Vlock 2 is reached
Catch ref as Tref 2 and catch Tref 1 , Tre
A means for calculating and obtaining a correlation coefficient ksys from f 2 and Vlock 1 and Vlock 2 .
【００２２】（６）本計測モード時、特性検出の後、マ
イクロ波受信器６の出力電圧Ｖlockが上記相関係数ｋsy
s に基づく一定値Ｖmax 内に収まるよう参照雑音源２５
の雑音温度Ｔref を調節する手段。(6) In the main measurement mode, after the characteristic detection, the output voltage Vlock of the microwave receiver 6 has the above correlation coefficient ksy.
The reference noise source 25 so that it falls within a constant value Vmax based on s
Means for adjusting the noise temperature Tref of the.
【００２３】（７）マイクロ波受信器６の出力電圧Ｖlo
ckが一定値Ｖmax 内に収まったとき、その出力電圧Ｖlo
ckおよび参照雑音源２５の雑音温度Ｔref から生体１の
輝度温度Ｔobj を算出して求める手段。(7) Output voltage Vlo of microwave receiver 6
When ck falls within a fixed value Vmax, the output voltage Vlo
A means for calculating and obtaining the brightness temperature Tobj of the living body 1 from ck and the noise temperature Tref of the reference noise source 25.
【００２４】（８）求めた輝度温度Ｔobj 、温度計１４
で検知される温度分布Ｔｃ（ｚ）、および内部メモリに
記憶されているＴｗ´，Ｔref ´，Ｔｃ（ｚ）´を読込
み、これらデータを用いた演算の実行により輝度温度Ｔ
obj を補正する手段。 （９）この補正によって得られる温度Ｔobj を生体１の
輝度温度として表示部１２で表示し、かつ内部メモリに
ファイルする手段。つぎに、上記のような構成において
作用を説明する。まず、マイクロ波受信器６の処理につ
いて説明する。(8) Obtained brightness temperature Tobj, thermometer 14
The temperature distribution Tc (z) detected in step S1 and the Tw ', Tref', Tc (z) 'stored in the internal memory are read, and the brightness temperature T is obtained by executing an operation using these data.
A means to correct obj. (9) A means for displaying the temperature Tobj obtained by this correction as the brightness temperature of the living body 1 on the display unit 12 and for filing it in the internal memory. Next, the operation of the above configuration will be described. First, the processing of the microwave receiver 6 will be described.
【００２５】ディッキー・スイッチ２１がオン，オフ
し、そのオン時、参照雑音源２５から発せられるマイク
ロ波がサーキュレータ２２，ディッキー・スイッチ２
１，および同軸ケーブル４を介してアンテナ３に送られ
る。このマイクロ波はアンテナ３から生体１に向けて放
射される。The Dicky switch 21 is turned on and off, and when the Dicky switch 21 is turned on, the microwave generated from the reference noise source 25 is circulator 22 and Dicky switch 2
1, and is sent to the antenna 3 via the coaxial cable 4. This microwave is radiated from the antenna 3 toward the living body 1.
【００２６】放射されるマイクロ波は、生体１に吸収さ
れるとともに、一部がアンテナ３と生体１との境界面で
反射される。この反射マイクロ波は生体１から放出され
るマイクロ波と共にアンテナ３で受信され、その受信信
号が同軸ケーブル４およびディッキー・スイッチ２１を
介して取込まれる。The radiated microwave is absorbed by the living body 1 and is partially reflected by the boundary surface between the antenna 3 and the living body 1. This reflected microwave is received by the antenna 3 together with the microwave emitted from the living body 1, and the received signal is taken in via the coaxial cable 4 and the Dickie switch 21.
【００２７】ディッキー・スイッチ２１のオフ時は、参
照雑音源２５から発せられるマイクロ波がサーキュレー
タ２２を介してディッキー・スイッチ２１に送られ、そ
こで全反射される。この全反射されたマイクロ波は再び
サーキュレータ２２を通り、アイソレータ２４側に取込
まれる。When the Dicky switch 21 is off, the microwave generated from the reference noise source 25 is sent to the Dicky switch 21 via the circulator 22 and is totally reflected there. The totally reflected microwaves pass through the circulator 22 again and are taken into the isolator 24 side.
【００２８】したがって、生体１の輝度温度をＴobj 、
アンテナ３と生体１との境界面の電力反射係数をＲ、参
照雑音源２５から発せられる参照雑音温度をＴref とす
れば、生体１から放出されてアンテナ３に入るマイクロ
波のエネルギ量は、境界面で生体１内に反射される分
（Ｔobj ・Ｒ）だけ少なく、Ｔobj −Ｔobj ・Ｒとな
る。つまり、（１−Ｒ）・Ｔobj である。アンテナ３か
ら放出されて境界面で反射され、再びアンテナ３に入る
マイクロ波のエネルギ量は、Ｔref ・Ｒである。このこ
とから、ディッキー・スイッチ２１のオン時に検波器３
１から出力される電圧Ｖonは、次のようになる。 Ｖon＝ｋ・Ｇ・Ｃd ・（１−Ｒ）・Ｔobj ・Ｂ ＋ｋ・Ｇ・Ｃd ・Ｔref ・Ｒ・Ｂ また、ディッキー・スイッチ２１のオフ時に検波器３１
から出力される電圧Ｖoff は、次のようになる。 Ｖoff ＝ｋ・Ｇ・Ｃd ・Ｔref ・Ｂ なお、ｋはボルツマン定数。ＧはＩＦアンプ３０までの
システムゲイン。Ｃdは検波器３１の感度定数。Ｂは帯
域幅である。この検波器３１の出力電圧Ｖon，Ｖoff が
入力されるロックインアンプ３２の出力電圧Ｖlockは、
両入力電圧Ｖon，Ｖoff の差に対応する。 Ｖlock＝ｋ・Ｇsys ・Ｂ・（１−Ｒ）・（Ｔobj −Ｔre
f ） なお、Ｇsys はシステム全体のゲインである。Therefore, the brightness temperature of the living body 1 is Tobj,
Assuming that the power reflection coefficient of the interface between the antenna 3 and the living body 1 is R and the reference noise temperature emitted from the reference noise source 25 is Tref, the amount of microwave energy emitted from the living body 1 and entering the antenna 3 is The amount of light reflected by the surface inside the living body 1 (Tobj.R) is small, and Tobj-Tobj.R. That is, it is (1-R) · Tobj. The amount of energy of the microwave emitted from the antenna 3 and reflected by the boundary surface and entering the antenna 3 again is Tref · R. From this, the detector 3 is activated when the Dicky switch 21 is turned on.
The voltage Von output from 1 is as follows. Von = k * G * Cd * (1-R) * Tobj * B + k * G * Cd * Tref * R * B Moreover, when the Dicky switch 21 is off, the detector 31
The voltage Voff output from is as follows. Voff = k * G * Cd * Tref * B In addition, k is a Boltzmann constant. G is the system gain up to the IF amplifier 30. Cd is the sensitivity constant of the detector 31. B is the bandwidth. The output voltage Vlock of the lock-in amplifier 32 to which the output voltages Von and Voff of the detector 31 are input is
It corresponds to the difference between the two input voltages Von and Voff. Vlock = k * Gsys * B * (1-R) * (Tobj-Tre
f) Note that Gsys is the gain of the entire system.
【００２９】ここで、Ｖlockが零となるよう参照雑音源
２５の参照雑音温度Ｔref を調節すれば、電力反射係数
Ｒが“１”でない場合、Ｔobj ＝Ｔref となり、電力反
射係数Ｒにかかわらず測定対象物の温度を直接的に測定
することができる。これが従来よりあるバランス法ラジ
オメトリの原理である。If the reference noise temperature Tref of the reference noise source 25 is adjusted so that Vlock becomes zero, Tobj = Tref if the power reflection coefficient R is not "1", and the measurement is performed regardless of the power reflection coefficient R. The temperature of the object can be measured directly. This is the principle of the conventional balance method radius geometry.
【００３０】校正モードでは、時間的に急ぐ必要がない
ので、従来と同じくＶlockが零となるまで待つようにし
ているが、以下の本計測モードにおける測定法を採用す
ることももちろん可能である。つぎに、全体の作用につ
いて説明する。入力部１１で校正モードを設定し、その
開始操作を行なう。In the calibration mode, it is not necessary to hurry in time, so the system waits until Vlock becomes zero as in the conventional case, but it is of course possible to adopt the following measuring method in the main measuring mode. Next, the overall operation will be described. The calibration mode is set by the input unit 11, and the start operation is performed.
【００３１】すると、制御部１０は、校正用恒温槽１３
の加熱動作を開始するとともに、その加熱を温度計１４
の検知温度を監視しながら制御し、校正用恒温槽１３内
の液体の温度を所定値に維持する。Then, the control unit 10 controls the calibration constant temperature bath 13
The heating operation of the
The temperature of the liquid in the calibration constant temperature bath 13 is maintained at a predetermined value by controlling while monitoring the detected temperature of.
【００３２】この状態で、アンテナ３を液体の充満した
バルーン２と共に校正用恒温槽１３内に水没させると、
液体の温度および輝度温度がマイクロ波受信器６および
制御部１０によって測定される。このとき、バルーン２
内の液体の温度が校正用恒温槽１４内の液体の温度に一
致するよう調節される。In this state, when the antenna 3 is submerged in the calibration thermostat 13 together with the liquid-filled balloon 2,
The liquid temperature and the brightness temperature are measured by the microwave receiver 6 and the control unit 10. At this time, balloon 2
The temperature of the liquid inside is adjusted so as to match the temperature of the liquid inside the calibration constant temperature bath 14.
【００３３】この測定輝度温度Ｔref ´は、温度計１４
で検知される液体温度Ｔｗ´、および同じく温度計１４
で検知される同軸ケーブル４の温度分布Ｔｃ（ｚ）´と
共に制御部１０の内部メモリに記憶される。なお、ｚは
同軸ケーブル４の軸方向の位置である。This measured brightness temperature Tref 'is measured by the thermometer 14
Liquid temperature Tw 'detected by
It is stored in the internal memory of the control unit 10 together with the temperature distribution Tc (z) 'of the coaxial cable 4 detected at. Note that z is the axial position of the coaxial cable 4.
【００３４】生体１の温度を含む任意の温度範囲で液体
温度Ｔｗ´を変化させながらこの校正モードを実行する
ことにより、制御部１０の内部メモリに、液体温度Ｔｗ
´と測定輝度温度Ｔref ´との相関、さらに液体温度Ｔ
ｗ´または測定輝度温度Ｔref ´と温度分布Ｔｃ（ｚ）
´との相関がそれぞれ保持される。この校正モードは、
ときどき行なう。しかる後、生体１の任意の箇所でバル
ーン２を膨らませ、アンテナ３を保持させる。そして、
入力部１１で本計測モードを設定し、その開始操作を行
なう。By executing this calibration mode while changing the liquid temperature Tw 'in an arbitrary temperature range including the temperature of the living body 1, the liquid temperature Tw is stored in the internal memory of the control unit 10.
′ And the measured brightness temperature Tref ′, and the liquid temperature T
w'or measured brightness temperature Tref 'and temperature distribution Tc (z)
The correlation with ′ is retained. This calibration mode is
Do it from time to time. After that, the balloon 2 is inflated at an arbitrary position of the living body 1 to hold the antenna 3. And
The main measurement mode is set by the input unit 11, and the start operation is performed.
【００３５】すると、初めに特性検出として、マイクロ
波受信器６の出力電圧Ｖlockが零ないしそれに近い所定
値Ｖlock1 となるよう参照雑音源２５の雑音温度Ｔref
が調節され、所定値Ｖlock1 となったところでそのとき
の雑音温度Ｔref がＴref 1として内部メモリに記憶さ
れる。Then, first, as characteristic detection, the noise temperature Tref of the reference noise source 25 is set so that the output voltage Vlock of the microwave receiver 6 becomes zero or a predetermined value Vlock 1 close thereto.
Is adjusted and the noise temperature Tref at that time when it reaches a predetermined value Vlock 1 is stored in the internal memory as Tref 1 .
【００３６】続いて、出力電圧ＶlockがＶlock1 とは異
なる所定値Ｖlock2 となるよう雑音温度Ｔref が調節さ
れ、所定値Ｖlock2 となったところでそのときの雑音温
度Ｔref がＴref 2 として内部メモリに記憶される。記
憶されたＴref 1 ，Ｔref 2 およびＶlock1 ，Ｖlock2
に基づき、下式のように相関係数ｋsys が算出される。 ｋsys ＝ｋ・Ｇsys ・Ｂ・（１−Ｒ） ＝（Ｖlock2 −Ｖlock1 ）／（Ｔref 1 −Ｔref 2 ） こうして、相関係数ｋsys が算出されたところで、図３
のフローチャートに示す実際の測定に入る。[0036] Subsequently, the output voltage Vlock is adjusted noise temperature Tref to be a different predetermined value Vlock 2 and Vlock 1, in the internal memory noise temperature Tref as the Tref 2 at that time upon reaching a predetermined value Vlock 2 Remembered. Stored Tref 1 , Tref 2 and Vlock 1 , Vlock 2
Based on, the correlation coefficient ksys is calculated as in the following equation. ksys = k · Gsys · B · (1-R) = (Vlock 2 -Vlock 1) / (Tref 1 -Tref 2) Thus, where the correlation coefficient Ksys is calculated, Figure 3
The actual measurement shown in the flowchart of FIG.
【００３７】まず、ロックインアンプ３２の出力が安定
するまで、数秒間の待機がなされる。この後、マイクロ
波受信器６の出力電圧Ｖlockが、上記相関係数ｋsys に
基づく一定値Ｖmax 内に収まるよう、参照雑音源２５の
雑音温度Ｔref が調節される。なお、Ｖmax には正，負
が用意されている。 −Ｖmax ≦Ｖlock≦ＶmaxFirst, a wait of several seconds is made until the output of the lock-in amplifier 32 becomes stable. After that, the noise temperature Tref of the reference noise source 25 is adjusted so that the output voltage Vlock of the microwave receiver 6 falls within a constant value Vmax based on the correlation coefficient ksys. Positive and negative values are prepared for Vmax. -Vmax ≤ Vlock ≤ Vmax
【００３８】一定値Ｖmax は、生体１の輝度温度Ｔobj
に対して参照雑音源２５の雑音温度Ｔref をどの範囲ま
で近付けるかの温度範囲に相当するもので、温度範囲を
0.5℃に定めるとすれば、下式のように求められる。Ｖ
max ＝ｋsys ・0.5The constant value Vmax is the brightness temperature Tobj of the living body 1.
On the other hand, the noise temperature Tref of the reference noise source 25 corresponds to the temperature range to which the noise temperature Tref is approached.
If it is set at 0.5 ° C, it can be calculated by the following formula. V
max = ksys 0.5
【００３９】出力電圧Ｖlockが一定値Ｖmax 内に収まら
ないとき、そのときの出力電圧Ｖlockに応じて、参照雑
音源２５の雑音温度Ｔref が所定値ΔＴref だけ変更さ
れる。この所定値ΔＴref は、Ｖlockと相関係数ｋsys
から求められる。 ΔＴref ＝Ｖlock／ｋsys こうして、出力電圧Ｖlockが一定値Ｖmax 内に収まるま
で、このルーチンが繰り返される。When the output voltage Vlock does not fall within the fixed value Vmax, the noise temperature Tref of the reference noise source 25 is changed by a predetermined value ΔTref according to the output voltage Vlock at that time. This predetermined value ΔTref is Vlock and the correlation coefficient ksys
Required from. ΔTref = Vlock / ksys Thus, this routine is repeated until the output voltage Vlock falls within the fixed value Vmax.
【００４０】出力電圧Ｖlockが一定値Ｖmax 内に収まっ
たら、そのときの出力電圧Ｖlockおよび参照雑音源２５
の雑音温度Ｔref から、さらに相関係数ｋsys から、生
体１の輝度温度Ｔobj が算出して求められる。 Ｔobj ＝Ｔref ＋Ｖlock／ｋsys この輝度温度Ｔobj は、校正モードで得られた相関のＴ
ref ´に当てはめられ、校正されて輝度温度Ｔobj ′と
なる。When the output voltage Vlock falls within the fixed value Vmax, the output voltage Vlock at that time and the reference noise source 25
The luminance temperature Tobj of the living body 1 is calculated and obtained from the noise temperature Tref of the above, and further from the correlation coefficient ksys. Tobj = Tref + Vlock / ksys This brightness temperature Tobj is T of the correlation obtained in the calibration mode.
It is fitted to ref 'and calibrated to the brightness temperature Tobj'.
【００４１】校正された輝度温度Ｔobj ′は、温度計１
４で検知される同軸ケーブル４の温度分布Ｔｃ（ｚ）が
校正モードで得られた温度分布Ｔｃ（ｚ）´の相関に当
てはめられることにより、同軸ケーブル４の温度の影響
が除去された値Ｔobj ″に補正される。この輝度温度Ｔ
obj ″が最終的な測定値として表示部１２で表示され、
かつ制御部１０の内部メモリにファイルされる。The calibrated brightness temperature Tobj 'is measured by the thermometer 1
The temperature distribution Tc (z) of the coaxial cable 4 detected at 4 is applied to the correlation of the temperature distribution Tc (z) ′ obtained in the calibration mode to remove the effect of the temperature of the coaxial cable 4 Tobj. ″ Is corrected to this brightness temperature T
obj ″ is displayed on the display unit 12 as the final measurement value,
And it is filed in the internal memory of the control unit 10.
【００４２】このように、マイクロ波受信器６の出力電
圧Ｖlockを零にまでしなくても、Ｖmax 内に収めるだけ
で測定を完了することができ、よって測定に要する時間
を短縮することができる。As described above, even if the output voltage Vlock of the microwave receiver 6 is not set to zero, the measurement can be completed only by keeping it within Vmax, and the time required for the measurement can be shortened. ..
【００４３】したがって、ハイパーサーミアなど加温治
療に際し、温度測定に伴う加温出力のオフ時間を短く押
さえることができ、バランス法ラジオメトリによる精度
の高い温度測定を可能としながら、十分な加温効果を確
保できる。ここで、測定精度の劣化について考慮してみ
る。Therefore, during hyperthermia treatment such as hyperthermia, the off time of the heating output associated with temperature measurement can be kept short, and a sufficient heating effect can be obtained while allowing accurate temperature measurement by the balance method radius geometry. Can be secured. Here, let us consider the deterioration of measurement accuracy.
【００４４】生体１とアンテナ３との境界の電力反射係
数Ｒに変化があった場合を考えてみる。まず、あるとき
の測定において、電力反射係数がＲ1 であると仮定した
とき、出力電圧Ｖlockは次の式で表わされる。 Ｖlock＝ｋ・Ｇsys ・Ｂ・（１−Ｒ1 ）・ΔＴ1 ΔＴ1 は、測定時のＴobj とＴref の差である。 もし、このときに、実は電力反射係数がＲ2 になってい
たとすると、 Ｖlock＝ｋ・Ｇsys ・Ｂ・（１−Ｒ2 ）・ΔＴ2 ΔＴ2 は、測定時のＴobj とＴref の差である。 これらの式から、次の式が導かれる。 ΔＴ1 −ΔＴ2 ＝ΔＴ1 ・｛１−（１−Ｒ1 ）／（１−
Ｒ2 ）｝Consider a case where the power reflection coefficient R at the boundary between the living body 1 and the antenna 3 changes. First, in one measurement, assuming that the power reflection coefficient is R 1 , the output voltage Vlock is expressed by the following equation. Vlock = k · Gsys · B · (1-R 1) · ΔT 1 ΔT 1 is the difference Tobj and Tref at the time of measurement. If the power reflection coefficient is actually R 2 at this time, Vlock = k · Gsys · B · (1-R 2 ) · ΔT 2 ΔT 2 is the difference between Tobj and Tref at the time of measurement. .. From these equations, the following equation is derived. ΔT 1 −ΔT 2 = ΔT 1 · {1- (1-R 1 ) / (1-
R 2 )}
【００４５】アンテナ３の伝搬定数（＝１−電力反射係
数）の変化の割合が例えば10％程であれば、ΔＴ1 の10
％位しか誤差は生じない。Ｖmax を 0.5℃に対応させて
いれば、上記の電力反射係数Ｒの変化ではこの測定法に
したことによる誤差の増加分は最大で0.05℃程度であ
る。If the rate of change of the propagation constant (= 1−power reflection coefficient) of the antenna 3 is, for example, about 10%, then ΔT 1 of 10
An error occurs only in%. If Vmax corresponds to 0.5 ° C., the maximum increase in error due to this measurement method is about 0.05 ° C. in the change in the power reflection coefficient R.
【００４６】単にバランス法ラジオメトリでＶmax を大
きくし、かつ測定時間を同じレベルまで短縮した場合と
比較すると、本実施例での誤差の大きさは伝達定数の変
化分の割合まで小さくすることができる。この発明の第
２実施例について説明する。全体の構成およびマイクロ
波受信器６の内部の構成は第１実施例と基本的に同じで
ある。Compared with the case where Vmax is simply increased by the balance method radius geometry and the measurement time is shortened to the same level, the magnitude of the error in this embodiment can be reduced to the rate of change in the transmission constant. it can. A second embodiment of the present invention will be described. The overall structure and the internal structure of the microwave receiver 6 are basically the same as those of the first embodiment.
【００４７】実際の測定の前、アンテナ３の代わりに５
０Ω終端器を接続する。その状態で、第１実施例での特
性検出のように相関係数ｋsys を求める。このときはＲ
＝０としての測定となる。実際の測定では、Ｖlockが±
Ｖmax 内に収まってＴobj を算出するとき、測定前に求
めたｋsys を用い、補正量（＝Ｔobj −Ｔref ）を計算
する。 Ｔobj −Ｔref ＝Ｖlock／ｋsys また、Ｖmax もこのｋsys から計算して求める。たとえ
ば 0.5℃を基準として計算すると、 Ｖmax ＝ｋsys ・0.5 実際のアンテナ３での電力反射係数をＲ′とすると、上
記補正式から計算された補正量と、実際のＲ′で計算さ
れる補正量の温度差は以下のようになる。 （Ｔobj −Ｔref ）′−（Ｔobj −Ｔref ） ＝（Ｔobj −Ｔref ）′・Ｒ′ ＝（Ｔobj −Ｔref ）・（Ｒ′／１−Ｒ′）Before the actual measurement, instead of the antenna 3, 5
Connect a 0Ω terminator. In that state, the correlation coefficient ksys is obtained as in the characteristic detection in the first embodiment. At this time R
= 0 is measured. In actual measurement, Vlock is ±
When calculating Tobj within Vmax, the correction amount (= Tobj-Tref) is calculated using ksys obtained before the measurement. Tobj-Tref = Vlock / ksys Also, Vmax is calculated from this ksys. For example, when calculated with 0.5 ° C. as a reference, Vmax = ksys0.5 When the actual power reflection coefficient at the antenna 3 is R ', the correction amount calculated from the above correction formula and the correction amount calculated by the actual R' The temperature difference is as follows. (Tobj-Tref) '-(Tobj-Tref) = (Tobj-Tref)'. R '= (Tobj-Tref). (R' / 1-R ')
【００４８】よって、補正無しの状態から比較すると、
Ｒ′≦１のため、必ず補正の効果がでることになる。且
つ、実際に使用するアンテナ３は、温度測定の感度を上
げるために、また加温治療に用いるときにも放射効率を
上げて加温効果を高めるためにも、Ｒ′は小さい値にな
るように設計されている。例えばＲ′＝0.3 とすると、
Ｖlock＝Ｖmax のときでも、 0.5・（ 0.3／0.7 ）＝0.2 となる。この測定法によれば、測定開始前の測定対象物
の温度が安定していなくても相関係数ｋsys を検出でき
るので、使用場面に対しての汎用性が高い。この発明の
第３実施例について説明する。システム全体の構成及び
マイクロ波受信器６の内部の構成は第１実施例と基本的
に同じである。制御部１０内にはｋsys のデータを入れ
るバッファがたとえば１０個準備されている。測定開始
に際してｋsys が検出され、それが初期値としてバッフ
ァの１つに書き込まれる。実験などで得られた標準値を
書き込んでもよい。Therefore, when comparing from the state without correction,
Since R'≤1, the correction effect is always obtained. In addition, the antenna 3 actually used should have a small value of R ′ in order to increase the sensitivity of temperature measurement, and also to increase the radiation efficiency and the heating effect when used for heating treatment. Is designed to. For example, if R '= 0.3,
Even when Vlock = Vmax, 0.5 · (0.3 / 0.7) = 0.2. According to this measurement method, the correlation coefficient ksys can be detected even if the temperature of the measurement object before the start of measurement is not stable, so that it has high versatility in the usage scene. A third embodiment of the present invention will be described. The configuration of the entire system and the internal configuration of the microwave receiver 6 are basically the same as those of the first embodiment. For example, 10 buffers for storing ksys data are prepared in the control unit 10. At the start of measurement, ksys is detected, and it is written in one of the buffers as an initial value. You may write the standard value obtained by experiments.
【００４９】実際の測定では、バランスのための制御ル
ープを一回行なう度にＶlockの変化量とＴref の変化量
に基づく相関係数ｋsys を算出し、それを各バッファに
毎回書き込んでいく。そして、最新のｋsys データ１０
個の平均値を求め、それをバランスのための制御ループ
や輝度温度Ｔobj の補正に用いる。なお、ｋsys を算出
する場合において、Ｖlockがオーバースケールしたとき
などは、バッファのデータを書き換えないようにするこ
とが必要であろう。In the actual measurement, the correlation coefficient ksys based on the variation of Vlock and the variation of Tref is calculated each time the balance control loop is performed once, and the correlation coefficient ksys is written in each buffer every time. And the latest ksys data 10
The average value of each is calculated and used for the control loop for balance and the correction of the brightness temperature Tobj. When calculating ksys, it may be necessary not to rewrite the data in the buffer when Vlock is overscaled.
【００５０】この方法を用いると、アンテナ３と生体１
との境界面での電力反射係数Ｒや、装置のゲインが測定
途中で変化しても、それに対応してｋsys を変化させる
ことができるので、常に状況に対応したＶlockの補正が
行なえ、より精度の高い測定が可能となる。この発明の
第４実施例について説明する。ここでは、マイクロ波受
信器６におけるノイズ対策を考慮している。Using this method, the antenna 3 and the living body 1
Even if the power reflection coefficient R at the boundary surface between and and the gain of the device change during the measurement, ksys can be changed correspondingly, so that Vlock can be always corrected according to the situation, and the accuracy can be improved. Higher measurement is possible. A fourth embodiment of the present invention will be described. Here, measures against noise in the microwave receiver 6 are taken into consideration.
【００５１】ディッキー・スイッチ２１は、同期信号発
信器２３によってオン，オフ駆動されている。一般にデ
ィッキー・スイッチ２１にはピン・ダイオード・スイッ
チなどが用いられているが、オン，オフ時にスパイクノ
イズを発生する。このノイズは放射ノイズや電源ライン
ノイズだけでなく、マイクロ波信号ラインにもスパイク
ノイズとして発生する。このノイズはディッキー・スイ
ッチ２１のオン，オフ時にのみ大きく発生するため、周
波数成分としてマイクロ波帯も含んでおり、ロックイン
アンプ３２の入力信号にも同期信号発信器２３の同期信
号の２倍の周波数で発生する。その波形の概略を図４に
示す。The Dicky switch 21 is turned on and off by the sync signal transmitter 23. Generally, a pin diode switch or the like is used for the Dickie switch 21, but spike noise is generated when the Dicky switch 21 is turned on and off. This noise is generated not only as radiation noise or power line noise but also as spike noise in the microwave signal line. Since this noise is largely generated only when the Dicky switch 21 is turned on and off, the microwave band is also included as a frequency component, and the input signal of the lock-in amplifier 32 has twice the synchronization signal of the synchronization signal oscillator 23. It occurs at a frequency. The outline of the waveform is shown in FIG.
【００５２】入力信号が十分に大きかったり、スパイク
ノイズの周波数成分が大きくないところで測定を行って
いれば問題ないが、そうでないと図４のようになる。ロ
ックインアン３２プの出力での感度を上げるためにロッ
クインアンプ３２の入力スケールレンジをあげようとし
ても、このスパイクノイズが大きいとそれによってオー
バーレンジになってしまい、肝心の温度信号に対しての
感度を上げられなくなる。また、このスパイクノイズの
分だけオフセットがかかってしまい、ロックインアンプ
３２の出力が零の時とバランスがとれたときとに“ず
れ”がでてくる。校正モード測定を行っているので一応
オフセットをキャンセルしているが、厳密にはオフセッ
トを含んでのバランスは、バランス法のメリットを完全
には満足していない。そこで、図５の構成のマイクロ波
受信器６を用いる。There is no problem if the measurement is carried out in a place where the input signal is sufficiently large or the frequency component of spike noise is not large, but otherwise it becomes as shown in FIG. Even if an attempt is made to increase the input scale range of the lock-in amplifier 32 in order to increase the sensitivity at the output of the lock-in amplifier 32, if this spike noise is large, the spike noise causes an overrange, and the temperature signal of interest is The sensitivity cannot be increased. Further, an offset is applied by the amount of this spike noise, and a "deviation" occurs when the output of the lock-in amplifier 32 is zero and when the output is balanced. Since the calibration mode measurement is performed, the offset is temporarily canceled, but strictly speaking, the balance including the offset does not completely satisfy the merit of the balance method. Therefore, the microwave receiver 6 configured as shown in FIG. 5 is used.
【００５３】すなわち、検波器３１とロックインアンプ
３２の間にゲイン外部制御可能アンプ（以下、ゲイン可
変アンプと呼ぶ）３３を挿入する。そのゲイン可変アン
プ３３のゲインは同期信号発信器２３の同期信号を基に
ゲインを制御する同期信号処理部３４からの信号によっ
て制御される。That is, a gain externally controllable amplifier (hereinafter referred to as a gain variable amplifier) 33 is inserted between the detector 31 and the lock-in amplifier 32. The gain of the variable gain amplifier 33 is controlled by a signal from the sync signal processing unit 34 which controls the gain based on the sync signal of the sync signal oscillator 23.
【００５４】この同期信号処理部３４は、図６に示すサ
イン波状のゲイン制御信号を発する。このゲイン制御信
号は、同期信号の２倍の周波数を有しており、同期信号
の立上がりおよび立下がり（ディッキー・スイッチ２１
のスイッチング時）に際してレベルが最小値となる。The synchronizing signal processing section 34 issues a sine wave gain control signal shown in FIG. This gain control signal has a frequency twice as high as that of the sync signal, and the rising and falling edges of the sync signal (the Dicky switch 21
(At the time of switching), the level becomes the minimum value.
【００５５】このゲイン制御信号によってゲイン可変ア
ンプ３３のゲインを制御すれば、ロックインアンプ３２
に入力する信号から、スパイクノイズ分がかなり除去さ
れる。If the gain of the variable gain amplifier 33 is controlled by this gain control signal, the lock-in amplifier 32
A large amount of spike noise is removed from the signal input to the.
【００５６】なお、ゲイン制御信号としては、サイン波
に限らず、三角波を用いてもよい。ただし、三角波を用
いると、温度情報分についてもゲインが落ちる心配があ
るため、図６に示す台形波を用い、同期信号の立上がり
および立下がりに際してのみゲインを落とすことが考え
られる。この台形波信号は、サイン波信号を増幅し、そ
の上限値にリミッタをかけることによって得られる。The gain control signal is not limited to a sine wave, but a triangular wave may be used. However, if a triangular wave is used, there is a concern that the gain will drop for the temperature information as well. Therefore, it is conceivable to use the trapezoidal wave shown in FIG. 6 and reduce the gain only when the sync signal rises and falls. This trapezoidal wave signal is obtained by amplifying a sine wave signal and applying a limiter to its upper limit value.
【００５７】サイン波および台形波どちらのゲイン制御
信号についても、検波器３１の出力側でのスイッチング
ノイズとの位相が合っていないと効果がないので、同期
信号の１周期に相当する分だけ位相をずらせるように同
期信号処理部３４は製作されている。この発明の第５実
施例について説明する。ここでは、図７に示す構成のマ
イクロ波受信器６を採用している。The gain control signals for both the sine wave and the trapezoidal wave have no effect unless they are in phase with the switching noise on the output side of the detector 31, so that the phase corresponding to one cycle of the synchronizing signal is used. The synchronization signal processing unit 34 is manufactured so as to cause the shift. A fifth embodiment of the present invention will be described. Here, the microwave receiver 6 having the configuration shown in FIG. 7 is adopted.
【００５８】すなわち、検波器３１とロックインアンプ
３２との間にマスキング回路３５を挿入している。この
マスキング回路３５は、同期信号発振器２３からの同期
信号の立上がりおよび立下がりに際してロックインアン
プ３２への入力を接地短絡し、ノイズをマスキングする
機能を有する。マスキング回路３５の構成例を図８に示
す。また、図８における信号波形を図９に示す。That is, the masking circuit 35 is inserted between the detector 31 and the lock-in amplifier 32. The masking circuit 35 has a function of masking noise by grounding the input to the lock-in amplifier 32 at the rising and falling edges of the sync signal from the sync signal oscillator 23. A configuration example of the masking circuit 35 is shown in FIG. Further, the signal waveform in FIG. 8 is shown in FIG.
【００５９】同期信号を周波数逓倍回路４１で２倍の周
波数に変換し、その信号を位相調整回路４２およびパル
ス幅変調回路４３に順次通すことにより、同期信号の立
上がりおよび立下がりに対応するパルス信号を得る。The synchronizing signal is converted into a doubled frequency by the frequency multiplying circuit 41, and the signal is sequentially passed through the phase adjusting circuit 42 and the pulse width modulating circuit 43 to obtain a pulse signal corresponding to the rising and falling edges of the synchronizing signal. To get
【００６０】検波器３１とロックインアンプ３２との接
続間にスイッチング回路４４を設け、このスイッチング
回路４４の導通を上記パルス信号に同期してオフする。
つまり、同期信号の立上がりおよび立下がりに際してロ
ックインアンプ３２への入力を遮断し、ディッキー・ス
イッチ２１のオン，オフ時に発生するスパイクノイズを
ロックインアンプ３２に入力させない。A switching circuit 44 is provided between the detector 31 and the lock-in amplifier 32, and the conduction of the switching circuit 44 is turned off in synchronization with the pulse signal.
That is, the input to the lock-in amplifier 32 is cut off when the sync signal rises and falls, and spike noise generated when the Dicky switch 21 is turned on and off is not input to the lock-in amplifier 32.
【００６１】[0061]
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、参
照雑音源から発せられるマイクロ波をアンテナから測定
対象物に放射し、その測定対象物から放出および反射さ
れるマイクロ波を同じアンテナで受信し、この受信マイ
クロ波の電力と参照雑音源のマイクロ波の電力との差が
一定値内に収まるよう参照雑音源の雑音温度を調節し、
差が一定値内に収まったときの差および雑音温度から測
定対象物の温度を計算して求める構成としたので、バラ
ンス法ラジオメトリによる測定精度の向上を確保しなが
ら短い時間での測定を可能とし、ハイパーサーミアなど
加温治療に際して十分な加温効果を確保しながら確実な
温度測定を可能とする信頼性にすぐれた無侵襲温度計測
装置を提供できる。As described above, according to the present invention, the microwave emitted from the reference noise source is radiated from the antenna to the object to be measured, and the microwaves emitted and reflected from the object are measured by the same antenna. Receive, adjust the noise temperature of the reference noise source so that the difference between the received microwave power and the microwave power of the reference noise source is within a fixed value,
Since the temperature of the object to be measured is calculated from the difference and noise temperature when the difference is within a certain value, it is possible to measure in a short time while ensuring the improvement of measurement accuracy by the balance method radius geometry. In addition, it is possible to provide a highly reliable non-invasive temperature measurement device that enables reliable temperature measurement while ensuring a sufficient heating effect in hyperthermia and other heating treatments.
【図１】この発明の第１、第２、第３、第４、および第
５実施例の全体的な構成図。FIG. 1 is an overall configuration diagram of first, second, third, fourth, and fifth embodiments of the present invention.
【図２】第１、第２、および第３実施例におけるマイク
ロ波受信器の構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a microwave receiver in the first, second, and third embodiments.
【図３】各実施例の作用を説明するためのフローチャー
ト。FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of each embodiment.
【図４】第４実施例に関わるスパイクノイズの波形図。FIG. 4 is a waveform diagram of spike noise according to the fourth embodiment.
【図５】第４実施例におけるマイクロ波受信器の構成
図。FIG. 5 is a configuration diagram of a microwave receiver according to a fourth embodiment.
【図６】第４実施例におけるゲイン制御信号の波形図。FIG. 6 is a waveform diagram of a gain control signal in the fourth embodiment.
【図７】第５実施例におけるマイクロ波受信器の構成
図。FIG. 7 is a configuration diagram of a microwave receiver according to a fifth embodiment.
【図８】図７におけるマスキング回路の構成図。8 is a configuration diagram of a masking circuit in FIG.
【図９】図８における信号波形図。FIG. 9 is a signal waveform diagram in FIG.
１…生体（測定対象物）、３…アンテナ、４…同軸ケー
ブル、６…マイクロ波受信器、１０…制御部、１３…校
正用恒温槽、１４…温度計。1 ... Living body (object to be measured), 3 ... Antenna, 4 ... Coaxial cable, 6 ... Microwave receiver, 10 ... Control part, 13 ... Calibration thermostat, 14 ... Thermometer.
Claims (1)
を発生する参照雑音源と、この参照雑音源から発せられ
るマイクロ波を測定対象物に放射するとともに、測定対
象物から放出および反射されるマイクロ波を受信するア
ンテナと、このアンテナで受信されるマイクロ波の電力
と前記参照雑音源のマイクロ波の電力との差が一定値内
に収まるよう参照雑音源の雑音温度を調節する手段と、
前記差が一定値内に収まったとき、その差および前記参
照雑音源の雑音温度から前記測定対象物の温度を計算し
て求める手段とを備えたことを特徴とする無侵襲温度計
測装置。1. A reference noise source that generates a microwave corresponding to a set noise temperature, and a microwave emitted from the reference noise source is radiated to a measurement target and is emitted and reflected from the measurement target. An antenna for receiving microwaves, a means for adjusting the noise temperature of the reference noise source so that the difference between the power of the microwaves received by the antenna and the power of the microwaves of the reference noise source is within a fixed value,
A non-invasive temperature measuring device, comprising means for calculating the temperature of the object to be measured from the difference and the noise temperature of the reference noise source when the difference falls within a fixed value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04096648A JP3117277B2 (en) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | Non-invasive temperature measurement device |
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