温度測定装置
【課題】感温素子と皮膚との接触を良好にしつつ、平面方向の熱流束を抑えて深部体温の測定精度を向上させる温度測定装置を提供する。
【解決手段】第１の熱流路体２１とこの第１の熱流路体２１を囲むように配設される第２の熱流路体２２〜２５を有し、第１の熱流路体の入口２１ａと出口２１ｂにそれぞれ第１の感温素子３１ａ、３１ｂを備え、第２の熱流路体の入口２２ａ〜２５ａと出口２２ｂ〜２５ｂにそれぞれ第２の感温素子３２ａ〜３２ｈを備えると共に、各入口に備えられた第１及び第２の感温素子は各々の皮膚接触板１４ａ〜１４ｅと熱的に結合し温度を測定する構成とした。
【解決手段】第１の熱流路体２１とこの第１の熱流路体２１を囲むように配設される第２の熱流路体２２〜２５を有し、第１の熱流路体の入口２１ａと出口２１ｂにそれぞれ第１の感温素子３１ａ、３１ｂを備え、第２の熱流路体の入口２２ａ〜２５ａと出口２２ｂ〜２５ｂにそれぞれ第２の感温素子３２ａ〜３２ｈを備えると共に、各入口に備えられた第１及び第２の感温素子は各々の皮膚接触板１４ａ〜１４ｅと熱的に結合し温度を測定する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱流路体と感温素子とを備え、体表面の温度情報から深部体温を推定する温度測定装置に関し、特に熱流路体の平面方向の熱流束、すなわち熱流路体からの熱流の漏れを抑えて、高精度に深部体温を測定する温度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、深部温度プローブと通信表示装置によって構成する深部温度測定装置が開示されている（例えば特許文献１参照）。以下、この特許文献１に開示されている従来の深部温度測定装置の概略を図１０を用いて説明する。
【０００３】
図１０において、深部温度プローブ２００の金属材部２０１内には、温度センサ付きＩＣタグ２０２及び２０３が配置されている。これにより、温度センサ付きＩＣタグ２０２、２０３により検出される温度が金属材部２０１の温度（外気温度とほぼ一致）に対応したものとなる。また、金属材部２０１の下層には断熱材の硬質発泡材２１１が配置され、この硬質発泡材２１１内には、温度センサ付きＩＣタグ２１２及び２１３が配置されている。硬質発泡材２１１は、高さがｈ１の領域Ｒ１と、高さがｈ２の領域Ｒ２とに区分される。
【０００４】
金属材部２０１の周囲には、電磁波カップリング層２０４及び配線基板２０５が配置されている。この配線基板２０５には、各温度センサ付きＩＣタグからの配線が接続され、外部の機器との通信が可能となっている。また、硬質発泡材２１１を挟んで上下方向に対向して配置される温度センサ付きＩＣタグの間隔については以下のように定義される。温度センサ付きＩＣタグ２０２と２１２との間隔をｄ１とし、温度センサ付きＩＣタグ２０３と２１３との間隔をｄ２とすると、ｄ１とｄ２の関係はｄ１＞ｄ２が成立する。
【０００５】
この条件下で、深部温度プローブ２００を皮膚に接し、各温度センサ付きＩＣタグによって各測定ポイントの温度を測定して、２次元（断面）で有限要素法を用いた計算により深部体温を求めることが示されている。また、深部温度プローブ２００は無線によって外部の通信装置に、測定結果を伝える機能を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３１５９１７号公報（第６頁、第５ｃ図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の深部温度測定装置の深部温度プローブは、図１０で示すように、断熱材の硬質発泡材２１１が一体であって均一な熱抵抗を有しているので、断熱材中に複数の熱流路が構成されてしまう。このため、断熱材中に平面方向の熱流路が存在し、互いの熱流に影響して深部温度算出に誤差が生じる問題がある。また、プローブを小型化すると、熱流路同士が近づくため、さらに影響が大きくなり、誤差が拡大する問題がある。
【０００８】
本発明の目的は上記課題を解決し、熱流路体の平面方向の熱流束、すなわち熱流路体からの熱流の漏れを抑えて深部体温の測定精度を向上させる温度測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の温度測定装置は、下記記載の構成を採用する。
【００１０】
本発明の温度測定装置は、熱流路体の入口又は出口の少なくとも一方に感温素子を備えた温度測定装置において、熱流路体を保持する筐体の熱伝導率を熱流路体の熱伝導率より小さくしたことを特徴とする。
【００１１】
また、熱流路体は第１の熱流路体と該第１の熱流路体を囲むように配設する第２の熱流路体によって成り、第１の熱流路体の入口と出口に対向する一対の第１の感温素子を備え、第２の熱流路体の入口と出口に対向する一対の第２の感温素子を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第２の熱流路体は複数あり、該複数の第２の熱流路体と第１の熱流路体のそれぞれは筐体によって熱的に分離していることを特徴とする。
【００１３】
また、第２の熱流路体はリング形状で一体化しており、該第２の熱流路体と第１の熱流路体は筐体によって熱的に分離していることを特徴とする。
【００１４】
また、筐体は空気層による空洞を有することを特徴とする。
【００１５】
また、筐体は発泡スチロールで構成することを特徴とする。
【００１６】
また、第１及び第２の熱流路体の入口は被測定物に接する面であり、該入口に備えられた第１及び第２の感温素子は金属材の皮膚接触板と熱的に結合していることを特徴とする。
【００１７】
また、皮膚接触板は、第１及び第２の感温素子ごとに独立して配設することを特徴とする。
【００１８】
また、第２の感温素子は複数対あり、該複数対の第２の感温素子のなかで、最も高い温度を測定した感温素子の測定値を、第２の感温素子の測定値として採用し、該第２の感温素子の測定値と、第１の感温素子の測定値と、第１及び第２の熱流路体の熱抵抗比から深部温度を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
上記の如く本発明によれば、感温素子に対応した熱流路体（断熱材）を独立に配設し、熱伝導率が小さい筐体で各熱流路体を熱的に分離するので、熱流路体における平面方向の熱流束が抑えられ、誤差の少ない温度測定を行うことが出来る。この結果、深部体温の算出精度が向上し、深部体温を高精度に測定する温度測定装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態の温度測定装置の構成を説明する斜視図と断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の温度測定装置の温度測定部の裏面を説明する斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の温度測定装置の温度測定部に直接接続する制御部を説明する斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の温度測定部にケーブルによって接続する制御部を説明する斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の温度測定装置の内部構成を説明するブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の温度測定装置の等価回路と深部温度の算出式を示す説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の温度測定装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態の温度測定装置の構成を説明する斜視図である。
【図９】本発明の第３の実施形態の温度測定装置の構成を説明する斜視図と断面図である。
【図１０】従来の深部温度測定装置のプローブの構成を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。
［各実施形態の特徴］
第１の実施形態の特徴は、第１と第２の熱流路体を分離する筐体が断熱に優れた空気層を有する構成であることである。第２の実施形態の特徴は、各熱流路体を分離する筐体が高熱抵抗体の発泡スチロールで構成していることである。第３の実施形態の特徴は、第１の実施形態の簡易型であり、第２の熱流路体が一体型のリング形状で構成していることである。
【実施例１】
【００２２】
［第１の実施形態の温度測定装置の構成説明：図１、図２］
第１の実施形態の温度測定装置の構成を図１を用いて説明する。図１（ａ）は第１の実施形態の温度測定装置の斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の温度測定部の中心を通る切断線Ａ−Ａ´での断面を示した断面図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）において、第１の実施形態の温度測定装置１は、被測定物（図示せず）に触れて温度を測定する温度測定部１０と、後述する制御部（図３参照）とを有している。
【００２３】
温度測定部１０は、筐体１１と、筐体１１の略中心に位置する第１の熱流路体（断熱材）２１と、第１の熱流路体２１の周囲を囲むように配設される４つの第２の熱流路体２２〜２５と、第１の感温素子３１ａ、３１ｂと、第２の感温素子３２ａ〜３２ｈなどで構成される。なお、感温素子の一部は、ここでは図示していない。
【００２４】
筐体１１は図示するように、円形の枠状であり、筐体１１の内部は空気層１２による空洞で構成される。この筐体１１の材質は第１の熱流路体２１や第２の熱流路体２２〜２５の熱伝導率より小さい熱伝導率を有し、成型しやすい硬質ウレタンフォーム、塩ビフォームなどが好ましい。なお、筐体１１の形状は任意であり、限定されない。
【００２５】
第１の熱流路体２１は円柱形の熱抵抗体であり、所定の熱伝導率を有しており、図面上の下側が熱流路の入口２１ａであり、図面上の上側が熱流路の出口２１ｂである。第２の熱流路体２２〜２５も、それぞれ円柱形の熱抵抗体であり、所定の熱伝導率を有しており、図面上の下側が熱流路の入口２２ａ〜２５ａであり、図面上の上側が熱流路の出口２２ｂ〜２５ｂである。なお、第１の熱流路体２１の入口２１ａと第２の熱流路体２２〜２５の入口２２ａ〜２５ａは、被測定物である被検者の皮膚に接する面である。
【００２６】
ここで、第１の熱流路体２１は、図示するように、筐体１１に保持されて筐体１１の略中心に位置している。また、４個の第２の熱流路体２２〜２５は、第１の熱流路体２１を囲むように等間隔で筐体１１に保持されている。また、筐体１１の略中心に位置する第１の熱流路体２１の厚みＤ１は、第２の熱流路体２２〜２５の厚みＤ２の２倍に設定されている。これにより、温度測定部１０は中心部が高い凸型形状である。
【００２７】
この構成によって、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２２〜２５は、筐体１１で機械的に分離されており、空気層１２が各熱流路体の間に形成される。ここで、空気層１２は熱伝導率が非常に小さいので、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２２〜２５は筐体１１と空気層１２によって、それぞれ熱的に分離される。なお、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２２〜２５の熱的分離（断熱）をさらに高めるには、空気層１２を真空にすることで実現できる。また、第１の実施形態において、第２の熱流路体２２〜２５は４個で構成されるが、第２の熱流路体は４個に限定されず、２個以上の任意の数の熱流路体を設けることができる。
【００２８】
次に、第１の感温素子３１ａは、第１の熱流路体２１の入口２１ａに接して配設され、第１の感温素子３１ｂは、第１の熱流路体２１の出口２１ｂに接して配設される。これにより、第１の感温素子３１ａ、３１ｂは、第１の熱流路体２１の入口２１ａと出口２１ｂで対向する一対の感温素子として配設される。
【００２９】
また、第２の感温素子３２ａ〜３２ｄ（図１では３２ｂと３２ｄは図示せず）は、第２の熱流路体２２〜２５の入口２２ａ〜２５ａにそれぞれ接して配設され、第２の感温素子３２ｅ〜３２ｈは、第２の熱流路体２２〜２５の出口２２ｂ〜２５ｂにそれぞれ接して配設される。これにより、第２の感温素子３２ａ〜３２ｈは、第２の熱流路体２２〜２５を介して対向して配設される。
【００３０】
すなわち、第２の感温素子３２ａと３２ｅが第２の熱流路体２２の入口と出口で対向する一対の感温素子として配設し、第２の感温素子３２ｂと３２ｆが第２の熱流路体２３の入口と出口で対向する一対の感温素子として配設し、第２の感温素子３２ｃと３２ｇが第２の熱流路体２４の入口と出口で対向する一対の感温素子として配設し、第２の感温素子３２ｄと３２ｈが第２の熱流路体２５の入口と出口で対向する一対の感温素子として配設する。
【００３１】
これにより、第１及び第２の感温素子は５つの対で構成され、感温素子の数は合計で１０個である。なお、１０個の感温素子のすべては、ＦＰＣに実装してそれぞれの位置に配設されるが、ＦＰＣの図示は図面が複雑になり分かり難くなるので省略する。なお、第１及び第２の感温素子は、チッブ型のサーミスターが好ましいが、他の方式の温度センサでもよい。
【００３２】
また、図１（ｂ）の１３は熱伝導率が小さい板状の断熱材であり、筐体１１の裏面を支持している。また、１４は熱伝導率が高い金属材料で成る複数の皮膚接触板であり、第１の感温素子３１ａと第２の感温素子３２ａ〜３２ｄに接して熱的に結合している。なお、断熱材１３と皮膚接触板１４の詳細は、図２の説明で後述する。
【００３３】
次に図２は第１の実施形態の温度測定装置の温度測定部１０を裏側から見た斜視図である。図２において、温度測定部１０の裏面は、図示するように、大部分が熱抵抗が大きい断熱材１３によって覆われている。この断熱材１３は、前述の第１の熱流路体２１の入口２１ａの位置と、第２の熱流路体２２〜２５の入口２２ａ〜２５ａの位置が、各入口の大きさに合わせてくり抜かれており、その位置に皮膚接触板１４ａ〜１４ｅが接して配設されている。
【００３４】
すなわち、皮膚接触板１４ａ〜１４ｅは、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２２〜２５に対応した位置に独立して配設され、第１の感温素子３１ａと第２の感温素子３２ａ〜３２ｄ（破線で示す）に、それぞれが内側で個別に接して熱的に結合している。そして、皮膚接触板１４ａ〜１４ｅの間は、熱抵抗の大きい断熱材１３によって仕切られているので、皮膚接触板１４ａ〜１４ｅは、それぞれが熱的に分離している。なお、以降の説明において皮膚接触板をまとめて表現するときは、皮膚接触板１４として記述する。
【００３５】
この構成によって、温度測定部１０の裏面が、被検者の皮膚（図示せず）に密着して体温測定をする際、それぞれの皮膚接触板１４が被検者の皮膚に接触し、被検者の皮膚の体温が皮膚接触板１４を介して、効率よく第１の感温素子３１ａと第２の感温素子３２ａ〜３２ｄに伝達される。
【００３６】
また、同様に皮膚接触板１４は、それぞれが第１の熱流路体２１の入口２１ａと第２の熱流路体２２〜２５の入口２２ａ〜２５ａにも接しているので、被検者の皮膚の体温が皮膚接触板１４を介して、効率よく第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２２〜２５に伝達される。また、各皮膚接触板１４は、断熱材１３によって熱的に分離しているので、皮膚接触板１４の平面方向への熱の伝達を遮断することができる。
【００３７】
このように、皮膚接触板１４は、独立して設けられ、且つ、それぞれが熱的に分離しているので、皮膚接触板１４のなかで、皮膚との接触が不十分であるために対応する感温素子に体温を十分に伝達できない皮膚接触板があっても、その皮膚接触板が他の皮膚接触板に影響することが無く、それぞれの皮膚接触板１４は、皮膚からの熱流を対応する感温素子と熱流路体とに個別に伝達することが出来る。これによって、皮膚との接触状態が最良の皮膚接触板と感温素子を選択することが可能となり、皮膚との接触状態や周囲の環境に影響されにくい、安定した深部体温測定を実現できる。
［第１の実施形態の温度測定装置の制御部の説明：図３］
次に、第１の実施形態の温度測定装置の制御部について図３を用いて説明する。図３は温度測定部と制御部を一体的に構成する一例を示しているが、説明を分かりやすくするために、温度測定装置の温度測定部と制御部を分離して図示している。
【００３８】
図３において、１００は第１の実施形態の温度測定装置の制御部である。制御部１００は温度測定部１０の上側から矢印Ｂの方向に填め込むようにして温度測定部１０に接続して一体化される。制御部１００は、温度測定部１０の中心にある背の高い第１の熱流路体２１を避けるように、中心部がくり抜かれたリング形状である。この形状によって、温度測定部１０と制御部１００が接続されて一体化した場合、装置の厚みを低く抑えることができる。
【００３９】
制御部１００の構成は、リング形状のプリント基板１１０に、後述する電子回路や電源を配設し、また、測定した温度（体温）を表示する表示部１２０を有している。また、制御部１００の下面と内径の上面には、断熱材１０２が配設される。すなわち、断熱材１０２は、前述の第１の熱流路体２１の出口２１ｂと第２の熱流路体２２〜２５の出口２２ｂ〜２５ｂに接しており、各熱流路体を通過した熱が出口から拡散しない構造となっている。ここで、第１の熱流路体２１の厚みが厚いために、温度測定部１０は中心部分が高い凸形状であるが、断熱材１０２は、この凸形状に填め込むように、凹形状を上下逆にした形状となる。
【００４０】
また、温度測定部１０と制御部１００の電気的な接続は、各感温素子が実装されるＦＰＣを延長して制御部１００のプリント基板１１０に接続されるが、このＦＰＣの図示は省略する。なお、制御部１００の内部構成と動作は後述する。
【００４１】
このように、温度測定部１０と制御部１００を一体化することで、取り扱いが容易で、簡単に深部体温を測定できる温度測定装置を実現することができる。
［第１の実施形態の温度測定装置の分離型の制御部の説明：図４］
次に、第１の実施形態の温度測定装置の制御部が分離型であり、温度測定部とケーブルで接続する一例を図４を用いて説明する。図４において、温度測定部１０は、感温素子などを組み込んだ筐体１１の上面に、断熱材１０２を介して筐体１１の上面全体を覆うカバー１０３が配設されている。なお、カバー１０３は図示しないが、筐体１１の側面及び裏面の一部まで覆っても良い。
【００４２】
１５０は分離型の温度測定装置１の制御部であり、制御部１５０は内部に電源、電子回路等を有し、測定した温度を表示する表示部１５１や、必要に応じて、外部の機器（図示せず）と無線によって通信するアンテナ１５２等を備えている。温度測定部１０と制御部１５０は、ケーブル１５３によって電気的に接続され、ケーブル１５３を介して、温度測定部１０の第１の感温素子３１ａ、３１ｂと第２の感温素子３２ａ〜３２ｈの各温度情報が制御部１５０に伝達される。
【００４３】
このように、被検者の体温を測定する温度測定部１０と、電源や表示部を備えた制御部１５０を分離することで、温度測定部１０が小型で軽量になるので、温度測定部１０を被検者に身体に常時装着して、深部体温の常時測定を可能にすることができる。
［第１の実施形態の温度測定装置の内部構成の説明：図５］
次に、第１の実施形態の温度測定装置の内部構成について図５のブロック図を用いて説明する。なお、説明の前提として第１の実施形態の制御部は、図３で示した温度測定部と制御部が一体化する形態を前提に説明するが、図４の分離型であっても、内部構成は基本的に同じである。
【００４４】
図５において、第１の感温素子３１ａ、３１ｂ及び第２の感温素子３２ａ〜３２ｈの１０個の感温素子は、温度測定部１０のＦＰＣ１５に実装されている。このＦＰＣ１５は、制御部１００（図３参照）のプリント基板１１０に接続されており、第１の感温素子３１ａ、３１ｂと第２の感温素子３２ａ〜３２ｈから出力される１０本の温度信号Ｐ１〜Ｐ１０は、ＦＰＣ１５の配線パターンによってプリント基板１１０に伝達される。
【００４５】
一方、プリント基板１１０には、小型の二次電池である電源１１１、ＡＤ変換部１１２、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと略す）１１３、アンテナを有する送受信部１１６、表示部１２０などが配設されている。なお、ＡＤ変換部１１２は、マイコン１１３に内蔵しても良いし、または、温度測定部１０のＦＰＣ１５に実装してもよい。
【００４６】
電源１１１からは、ＡＤ変換部１１２やマイコン１１３を駆動する電源電圧Ｖ１が出力される。なお、図示しないが、電源電圧Ｖ１は、送受信部１１６や表示部１２０にも供給される。ＡＤ変換部１１２は、温度信号Ｐ１〜Ｐ１０を入力して、アナログ情報をデジタル情報に変換し、デジタルデータである温度データＰ１１を出力してマイコン１１３に入力する。
【００４７】
マイコン１１３は、演算部１１４やメモリ１１５を内蔵し、温度データＰ１１を入力して後述する演算式に基づいて深部体温を算出し、深部体温を表示するために表示信号Ｐ１３を出力する。また、マイコン１１３は、算出した深部体温の情報を外部機器に伝達するために通信信号Ｐ１２を出力する。
【００４８】
表示部１２０は、小型の液晶表示装置によって構成され、表示信号Ｐ１３を入力して温度情報を表示する。また、送受信部１１６は、通信信号Ｐ１２を入力し、深部体温の情報
を無線によって外部の機器（図示せず）に伝達する。また、送受信部１１６は、外部の機器からの制御信号を受信して、マイコン１１３に伝達し、温度測定の開始や停止、深部体温の算出などのリモート制御を行うことも出来る。また、送受信部１１６と表示部１２０は、必ずしも両方が必要ではなく、たとえば、外部機器と通信しなければ、送受信部１１６は不要であり、また、測定した温度情報を外部機器に送信し、外部機器で温度情報を常に確認するのであれば、表示部１２０は不要である。
［第１の実施形態の温度測定装置の深部体温の算出方法の説明：図６］
次に、第１の実施形態の温度測定装置の深部体温の算出方法を、図６の等価回路と深部温度の算出式を用いて説明する。ここで、図６の等価回路は、第１の実施形態の温度測定部１０（図１参照）の構成に基づいている。また、説明を分かりやすくするために、複数ある第２の熱流路体と第２の感温素子については、第２の熱流路体２４と、この入口２４ａに接する第２の感温素子３２ｃと、出口２４ｂに接する第２の感温素子３２ｇのみについて説明する。
【００４９】
図６において、深部体温の測定のために、温度測定部１０を被検者の皮膚２に密着させると、皮膚２の熱流Ｑは、皮膚接触板１４を介して第１の感温素子３１ａと第２の感温素子３２ｃに伝達する。また同様に、皮膚２の熱流Ｑは、皮膚接触板１４を介して第１の熱流路体２１の入口２１ａと第２の熱流路体２４の入口２４ａに伝達する。ここで、皮膚接触板１４は熱伝導率が高いので、熱抵抗は無視できる。
【００５０】
しかし、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２４は熱抵抗体であるので、第１の熱流路体２１の入口２１ａと出口２１ｂの間には、熱抵抗Ｒ１が存在し、熱流Ｑは熱抵抗Ｒ１を流れる熱流束Ｑ１となって、第１の熱流路体２１の出口２１ｂに接する第１の感温素子３１ｂに伝達する。また同様に、第２の熱流路体２４の入口２４ａと出口２４ｂの間には、熱抵抗Ｒ２が存在し、熱流Ｑは熱抵抗Ｒ２を流れる熱流束Ｑ２となって、第２の熱流路体２４の出口２４ｂに接する第２の感温素子３２ｇに伝達する。
【００５１】
ここで、第１の感温素子３１ａが測定した温度をＴ１、第２の感温素子３２ｃが測定した温度をＴ２とする。また、第１の感温素子３１ａに対向する第１の感温素子３１ｂが測定した温度をＴ３、第２の感温素子３２ｃに対向する第２の感温素子３２ｇが測定した温度をＴ４とする。
【００５２】
ここで、第１の熱流路体２１の厚みが第２の熱流路体２４の厚みより厚く、熱伝導率が同じであるとすれば、第１の熱流路体２１の熱抵抗Ｒ１と、第２の熱流路体２４の熱抵抗Ｒ２は、Ｒ１＞Ｒ２の関係となる。すなわち、温度Ｔ１―Ｔ３の間には第１の熱流路体２１の熱抵抗Ｒ１が存在し、温度Ｔ２−Ｔ４の間には第２の熱流路体２４の熱抵抗Ｒ２が存在する。そして、被検者の皮膚２の体深部から一定量の熱流Ｑが流れでているとすると、温度Ｔ１−Ｔ３と温度Ｔ２−Ｔ４の温度差には違いが生じる。
【００５３】
ここで、温度Ｔ１−Ｔ３の熱抵抗Ｒ１と温度Ｔ２−Ｔ４の熱抵抗Ｒ２の比Ｋ＝Ｒ１／Ｒ２とすると、深部体温ＴＢは、公知の熱伝導方程式を解くことによって得られる図６の式１によって算出することが出来る。ここで、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２４の熱伝導率が等しく、厚みの差が前述したように２倍であるならば、熱抵抗比Ｋは、Ｋ＝Ｒ１／Ｒ２＝２となるので、温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を測定することによって、深部体温ＴＢを算出することが出来る。本発明の温度測定装置は、このようにして深部体温を算出する。
【００５４】
また、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２２〜２５は独立に配設され、前述したように、空気層１２を有する筐体１１によって熱的に分離しているので、熱流路体間の平面方向の熱流束Ｑ３（破線矢印で示す）が抑えられ、熱流Ｑが平面方向に拡散したり、また
、熱流路体が影響し合うことを防ぐことが出来る。この結果、誤差を最小限に抑えて深部体温を算出することが可能となる。なお、熱抵抗比Ｋは、“２”に限定されない。また、第1の熱流路体２１と第2の熱流路体２４の熱抵抗比Kが既知であれば、第1の熱流路体２１と第2の熱流路体２４の高さを同じにすることが可能になり、装置の小型化が可能である。
［第１の実施形態の温度測定装置の動作説明：図５、図６、図７］
次に、第１の実施形態の温度測定装置の動作の概略を図７のフローチャートを用いて説明する。なお、温度測定装置の内部構成は図５を参照し、深部体温の算出法は図６を参照する。また、動作説明の前提として、温度測定部１０が被検者の皮膚に密着し、制御部１００が動作中であり、所定の時間間隔で測定動作を実行しているとする。
【００５５】
図７において、温度測定装置１の制御部１００のマイコン１１３は、内部の時間カウンタ（図示せず）によって、被検者の体温の測定開始時間が来たかどうかを判定する（ステップＳＴ１）。ここで、測定時間でない場合はステップＳＴ１を繰り返し、測定時間が来たのであれば、次のステップＳＴ２へ進む。なお、測定時間の間隔は任意に決めて良く、たとえば、１０分毎、１時間毎などに設定することができる。
【００５６】
次に、ステップＳＴ１で肯定判定（測定開始）がなされたならば、マイコン１１３は、ＡＤ変換部１１２によって、第１の感温素子３１ａが測定した温度信号Ｐ１と第１の感温素子３１ｂが測定した温度信号Ｐ２とをＡＤ変換し、デジタル情報である温度データＰ１１を入力する。ここで得られる温度情報が図６で示す温度Ｔ１とＴ３である（ステップＳＴ２）。
【００５７】
次に、マイコン１１３は、ＡＤ変換部１１２によって、第２の感温素子３２ａ〜３２ｄが測定した温度信号Ｐ３〜Ｐ６をＡＤ変換し、デジタル情報である温度データＰ１１を入力する。ここで得られる温度情報を温度Ｔ２ａ〜Ｔ２ｄとする（ステップＳＴ３）。
【００５８】
次に、マイコン１１３は、温度Ｔ２ａ〜Ｔ２ｄの中で、最も高い温度がどれであるかを、演算部１１４によって比較し、最も高い温度を温度Ｔ２として選択する（ステップＳＴ４）。ここで、Ｔ２として最も高い温度を選択する理由は、最も高い温度を測定した感温素子が、被検者の皮膚に一番良好に接触して被検者の体温を最も正確に測定したはずだからである。ここで、最も高い温度がＴ２ｃ（すなわち、第２の感温素子３２ｃが測定した温度）であると仮定する。
【００５９】
すなわち、本発明の温度測定装置は、温度測定部１０の皮膚接触板１４と被検者の皮膚との密着状態を判断することができ、温度測定部１０の皮膚接触板１４が、仮に被検者の皮膚に均一に接触していなくても、良好に接触している箇所を見つけ出して、温度測定を行い、皮膚との不均一な接触の不具合を解消する機能を備えている。
【００６０】
次に、マイコン１１３は、最も高い温度Ｔ２ｃを測定した第２の感温素子３２ｃに対向する第２の感温素子３２ｇが測定した温度信号Ｐ９をＡＤ変換部１１２によってＡＤ変換し、デジタル情報である温度データＰ１１を入力する。ここで得られる温度情報が温度Ｔ４となる（ステップＳＴ５）。すなわち、温度Ｔ４は、第２の感温素子３２ａ〜３２ｄの中で、最も高い温度を測定した感温素子に第２の熱流路体を介して対向する第２の感温素子が測定した温度である。
【００６１】
次に、マイコン１１３の演算部１１４は、測定によって取得した温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、及び、熱抵抗比Ｋの値を前述の式１に代入して深部体温ＴＢを算出し、メモリ１１５に記憶する（ステップＳＴ６）。
【００６２】
次にマイコン１１３は、記憶された深部体温ＴＢを表示信号Ｐ１３として表示部１２０に伝達し、表示部１２０は算出された深部体温を表示する（ステップＳＴ７）。また、温度測定装置１が、外部の機器（図示せず）に温度情報を送信する仕様であれば、算出された深部体温を通信信号Ｐ１２として送受信部１１６に伝達し、送受信部１１６は無線によって外部の機器と送受信を行い、測定した温度情報を順次送信する。
【００６３】
ここで、制御部１００からの温度情報を受信する外部の機器に、大容量のメモリやグラフ表示のモニタを備えれば、被検者の体温を長期間記録出来ると共に、リアルタイムで体温の変化等を確認できる。これにより、本発明の温度測定装置によって深部体温の２４時間の常時測定を行い、被検者から離れた場所に設置した外部の機器で、被検者（患者）の病状の常時観察や病状の急変などに即対応することが可能となる。
【００６４】
以上のように、第１の実施形態の温度測定装置によれば、感温素子に対応した熱流路体を独立に配設し、各々の熱流路体を熱伝導率が非常に小さい空気層を有する筐体によって熱的に分離しているので、熱流路体における平面方向の熱流束が抑えられ、高精度に深部体温の測定を行うことが出来る。また、感温素子に対応した熱流路体ごとに熱伝導率が高い皮膚接触板を設けているので、測定時に皮膚と最も良好に接触している皮膚接触板を選択して温度測定を行うことができ、皮膚との接触状態に影響されにくい、安定した深部体温測定を実現できる。さらに、感温素子間に形成される熱流路体(断熱材)が小型化されるため熱容量が小さくなるので、応答性が良くなり装着してから体温に上昇するまでの測定時間の短縮が可能となる。
【実施例２】
【００６５】
次に、第２の実施形態の温度測定装置の構成について図８を用いて説明する。図８（ａ）は第２の実施形態の温度測定装置の温度測定部を斜め上面から見た斜視図であり、図８（ｂ）は斜め下面（裏面）から見た斜視図である。なお、第２の実施形態の基本構成は、第１の実施形態と同様であるので、同一要素には同一番号を付して、重複する説明は一部省略する。
【００６６】
図８（ａ）と図８（ｂ）において、第２の実施形態の温度測定装置の温度測定部１０は、各熱流路体を分離する筐体が高熱抵抗体の発泡スチロール５０によって構成されている。ここで、温度測定部１０の略中心に位置する厚みが厚い円柱形の第１の熱流路体２１と、この第１の熱流路体２１の周囲に配設される厚みが１／２の円柱形の第２の熱流路体２２〜２５は、第１の実施形態と同様である。
【００６７】
また、温度測定部１０の裏面の第１の熱流路体２１の熱流路の入口２１ａには、第１の感温素子３１ａが配設され、温度測定部１０の上面の第１の熱流路体２１の熱流路の出口２１ｂには、第１の感温素子３１ｂが配設される。また、第２の熱流路体２２〜２５の熱流路の入口２２ａ〜２５ａには、第２の感温素子３２ａ〜３２ｄがそれぞれ配設され、第２の熱流路体２２〜２５の熱流路の出口２２ｂ〜２５ｂには、第２の感温素子３２ｅ〜３２ｈがそれぞれ配設される。なお、第１の感温素子３１ａ、３１ｂと、第２の感温素子３２ａ〜３２ｈは、ＦＰＣに実装して配設されるが、ＦＰＣの図示は図面が複雑になり分かり難くなるので省略する。
【００６８】
発泡スチロール５０は各熱流路体を保持しており、各熱流路体は側面を発泡スチロール５０に覆われて独立している。また、発泡スチロール５０は、中心部の第１の熱流路体２１の厚みが厚いので、この厚さに合わせて中心部に凸部５１を有している。この構成によって、発泡スチロール５０は高熱抵抗体であるので、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２２〜２５は、熱的に分離している。
【００６９】
また、図示を省略しているが、第２の実施形態の温度測定部１０の裏面は、第１の実施形態と同様に、大部分が断熱材１３によって覆われており、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２２〜２５に対応した位置に皮膚接触板１４ａ〜１４ｅが独立して配設されている（図２参照）。
【００７０】
また、第１の実施形態と同様に、第２の実施形態の温度測定部１０の上面から填め込むようにして制御部１００が接続されて一体化される（図３参照）。この制御部１００は、温度測定部１０の中心にある背の高い第１の熱流路体２１と発泡スチロール５０の凸部５１を避けるように、中心部がくり抜かれたリング形状である。なお、制御部は第１の実施形態のように、分離型（図４参照）でもよい。
【００７１】
以上のように、第２の実施形態の温度測定装置は、第１の実施形態に対して、筐体が発泡スチロール５０に変わっただけであり、他の構成は同一である。従って、第２の実施形態の温度測定装置は、第１の実施形態と同様の特徴と優れた効果を有している。また、第２の実施形態の筐体である発泡スチロール５０は、第１の実施形態の筐体１１が有する空気層と比較すると熱伝導率が高いので、平面方向の熱流束Ｑ３（図６参照）の抑制がやや弱いが、発泡スチロール５０の筐体は、第１の実施形態の筐体１１と比較して、構造が単純で加工しやすく、コストが安く、軽くて扱いやすいという優れた特徴を有している。
【００７２】
なお、第２の実施形態の筐体は、発泡スチロールに限定されず、高熱抵抗体であって、加工性が良好であれば、他の材質でもよい。また、第２の実施形態の内部構成と動作フローは、第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。
【実施例３】
【００７３】
次に、第３の実施形態の温度測定装置の構成について図９を用いて説明する。図９（ａ）は第３の実施形態の温度測定装置の温度測定部を斜め上面から見た斜視図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）の温度測定部の中心を通る切断線Ｃ−Ｃ´での断面を示した断面図である。なお、第３の実施形態の基本構成は、第１の実施形態と同様であるので、同一要素には同一番号を付して、重複する説明は一部省略する。
【００７４】
図９（ａ）と図９（ｂ）において、温度測定部１０は、筐体６０と、筐体６０の略中心に位置する第１の熱流路体２１と、第１の熱流路体２１の周囲を囲むように配設される第２の熱流路体２６と、第１の感温素子３１ａ、３１ｂと、第２の感温素子３２ａ、３２ｂで構成される。
【００７５】
筐体６０は、第１の熱流路体２１の側面を囲って保持し、また、第２の熱流路体２６の内面に接して保持している。筐体６０の材質は熱伝導率が低く、成型しやすい硬質ウレタンフォーム、塩ビフォームなどが好ましい。筐体６０は円形の枠状であり、筐体６０の内部は空気層６１による空洞で構成される。なお、筐体６０の形状は任意であり、限定されない。
【００７６】
第１の熱流路体２１は、第１の実施形態と同様に円柱形の熱抵抗体であり、所定の熱伝導率を有しており、図面上の下側が熱流路の入口２１ａであり、図面上の上側が熱流路の出口２１ｂである。第２の熱流路体２６はリング形状に一体化された熱抵抗体であり、第１の熱流路体２１を囲むように筐体６０によって保持されている。この第２の熱流路体２６は、所定の熱伝導率を有しており、図面上の下側が熱流路の入口２６ａであり、図面上の上側が熱流路の出口２６ｂである。ここで、第１の熱流路体２１の厚みＤ１は、第２の熱流路体２６の厚みＤ２の２倍に設定されている。
【００７７】
この構成によって、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２６は、筐体６０で機械的に
分離されており、筐体６０による空気層６１が２つの熱流路体の間に形成される。この空気層６１は熱伝導率が非常に小さいので、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２６は、空気層６１によって熱的に分離される。
【００７８】
また、第１の感温素子３１ａは、第１の熱流路体２１の入口２１ａに接して配設され、第１の感温素子３１ｂは、第１の熱流路体２１の出口２１ｂに接して配設される。これにより、第１の感温素子３１ａ、３１ｂは、第１の熱流路体２１の入口２１ａと出口２１ｂで対向する一対の感温素子として配設される。
【００７９】
また、第２の感温素子３２ａは、第２の熱流路体２６の入口２６ａのリング形状の幅方向の略中心に配設され、第２の感温素子３２ｂは、第２の熱流路体２６の出口２６ｂに第２の感温素子３２ａに対向する位置に対となって配設される。これにより、第３の実施形態の第２の感温素子３２ａ、３２ｂは一対しか設けられない。なお、第１の感温素子３１ａ、３１ｂと、第２の感温素子３２ａ、３２ｂは、ＦＰＣに実装して配設されるが、ＦＰＣの図示は省略している。また、第１の熱流路体２１の出口２１ｂの上面には、図示しないが断熱材が配設され、第１の熱流路体２１を通過した熱流が外部に拡散しない構造を有している。
【００８０】
また、図９（ｂ）の６２は、薄いリング形状のアルミなどで成る金属板であり、第２の熱流路体２６の出口２６ｂの全体に接して配設している。これにより、金属板６２は、第２の熱流路体２６及び第２の感温素子３２ｂと熱的に結合し、第２の感温素子３２ｂへ十分に伝熱する機能を有している。なお、図９（ａ）では金属板６２の図示を省略している。
【００８１】
また、図９（ｂ）の断熱材１３は、第１の実施形態と同様に、筐体６０の裏面を支持している。また、筐体６０の裏面の略中心に位置する円形状の皮膚接触板１４ａは、第１の実施形態と同様であり、第１の熱流路体２１の入口２１ａ及び第１の感温素子３１ａに接して熱的に結合している。また、皮膚接触板１４ｆは、第２の熱流路体２６の形状に合わせてリング形状であり、第２の熱流路体２６の入口２６ａ及び第１の感温素子３２ａに接して熱的に結合している。なお、図示しないが第３の実施形態においても、温度測定部１０の上面と側面等をカバーで覆うことが好ましい。
【００８２】
このように、第３の実施形態の温度測定部１０の第２の熱流路体２６は、リング形状であり、第２の熱流路体２６の入口２６ａに接する皮膚接触板１４ｆもリング形状であって、第２の感温素子３２ａ、３２ｂは一対のみである。従って、第２の熱流路体２６の入口２６ａに配設される第２の感温素子３２ａが測定する温度がＴ２となり、第２の熱流路体２６の出口２６ｂに配設される第２の感温素子３２ｂが測定する温度がＴ４となる。なお、温度Ｔ１とＴ３は、第１の実施形態と同様である。
【００８３】
この構成によって、第３の実施形態の温度測定装置が深部体温を算出する動作は、第１の実施形態の動作フロー（図７参照）において、ステップＳＴ３で第２の感温素子３２ａによる温度測定のみを行って温度Ｔ２を取得し、次のステップＳＴ４は不要となる。なお、その他の動作フローは、第１の実施形態と同様である。
【００８４】
以上のように、第３の実施形態においては、第２の感温素子を３２ａ、３２ｂの一対に減らしても、皮膚接触板１４ｆをリング状にしたので、温度センサと皮膚との密着状態に関係なく（３２ａの位置が皮膚から離れても）良好な温度測定ができる。そして、温度測定部１０の構造が簡単であると共に、測定の動作フローも簡単であり、簡易型の温度測定装置として提供することが出来る。また、感温素子に対応した熱流路体を独立に配設し、第１の熱流路体と第２熱流路体とを熱伝導率が非常に小さい空気層を有する筐体によって
熱的に分離しているので、熱流路体における平面方向の熱流束が抑えられ、精度良く深部体温の測定を行うことが出来る。
【００８５】
また、第２の熱流路体２６と皮膚接触板１４ｆは、リング形状であって、温度測定部１０の外形に近い大きさであるので、第１及び第２の実施形態と比較して、皮膚接触板１４ｆが被検者の皮膚に良好に接触するには、温度測定部１０の裏面を皮膚に均一に接触させる必要がある。しかし、この点を注意すれば、十分な精度で深部体温を測定することが可能である。なお、空気層６１を有する筐体６０を第２の実施形態と同様な発泡スチロールに置き換えるならば、さらに構造が簡単な温度測定装置を実現することが可能である。
【００８６】
本発明に係るその他の実施例として、特許第４３１０９６２号公報に開示されているように熱流路体は１つであってもよい。この場合においても、熱流路体とそれを囲む筐体との間は、空気層や真空層や発泡スチロール層が形成されている。また、深部体温の算出には、特許第４３１０９６２号公報に開示された算出方法と同様にして行う。
【００８７】
なお、本発明の実施形態で示したブロック図やフローチャート等は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更してよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の温度測定装置は、手術時における体温管理や血流状態の監視などで重要な深部体温を高精度に測定できるので、被検者に対して常に適切な医療を提供する高精度深部体温計として、さまざまな医療機関で幅広く利用することが出来る。
【符号の説明】
【００８９】
１ 温度測定装置
２ 皮膚
１０ 温度測定部
１１、６０ 筐体
１２、６１ 空気層
１３、１０２ 断熱材
１４、１４ａ〜１４ｆ 皮膚接触板
１５ ＦＰＣ
２１ 第１の熱流路体
２２〜２６ 第２の熱流路体
３１ａ、３１ｂ 第１の感温素子
３２ａ〜３２ｈ 第２の感温素子
５０ 発泡スチロール
５１ 凸部
１００、１５０ 制御部
１１０ プリント基板
１１１ 電源
１１２ ＡＤ変換部
１１３ マイコン
１１４ 演算部
１１５ メモリ
１１６ 送受信部
１２０、１５１ 表示部
１５２ アンテナ
１５３ ケーブル
Ｐ１〜Ｐ１０ 温度信号
Ｐ１１ 温度データ
Ｐ１２ 通信信号
Ｐ１３ 表示信号
Ｑ 熱流
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３ 熱流束
Ｖ１ 電源電圧
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱流路体と感温素子とを備え、体表面の温度情報から深部体温を推定する温度測定装置に関し、特に熱流路体の平面方向の熱流束、すなわち熱流路体からの熱流の漏れを抑えて、高精度に深部体温を測定する温度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、深部温度プローブと通信表示装置によって構成する深部温度測定装置が開示されている（例えば特許文献１参照）。以下、この特許文献１に開示されている従来の深部温度測定装置の概略を図１０を用いて説明する。
【０００３】
図１０において、深部温度プローブ２００の金属材部２０１内には、温度センサ付きＩＣタグ２０２及び２０３が配置されている。これにより、温度センサ付きＩＣタグ２０２、２０３により検出される温度が金属材部２０１の温度（外気温度とほぼ一致）に対応したものとなる。また、金属材部２０１の下層には断熱材の硬質発泡材２１１が配置され、この硬質発泡材２１１内には、温度センサ付きＩＣタグ２１２及び２１３が配置されている。硬質発泡材２１１は、高さがｈ１の領域Ｒ１と、高さがｈ２の領域Ｒ２とに区分される。
【０００４】
金属材部２０１の周囲には、電磁波カップリング層２０４及び配線基板２０５が配置されている。この配線基板２０５には、各温度センサ付きＩＣタグからの配線が接続され、外部の機器との通信が可能となっている。また、硬質発泡材２１１を挟んで上下方向に対向して配置される温度センサ付きＩＣタグの間隔については以下のように定義される。温度センサ付きＩＣタグ２０２と２１２との間隔をｄ１とし、温度センサ付きＩＣタグ２０３と２１３との間隔をｄ２とすると、ｄ１とｄ２の関係はｄ１＞ｄ２が成立する。
【０００５】
この条件下で、深部温度プローブ２００を皮膚に接し、各温度センサ付きＩＣタグによって各測定ポイントの温度を測定して、２次元（断面）で有限要素法を用いた計算により深部体温を求めることが示されている。また、深部温度プローブ２００は無線によって外部の通信装置に、測定結果を伝える機能を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３１５９１７号公報（第６頁、第５ｃ図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の深部温度測定装置の深部温度プローブは、図１０で示すように、断熱材の硬質発泡材２１１が一体であって均一な熱抵抗を有しているので、断熱材中に複数の熱流路が構成されてしまう。このため、断熱材中に平面方向の熱流路が存在し、互いの熱流に影響して深部温度算出に誤差が生じる問題がある。また、プローブを小型化すると、熱流路同士が近づくため、さらに影響が大きくなり、誤差が拡大する問題がある。
【０００８】
本発明の目的は上記課題を解決し、熱流路体の平面方向の熱流束、すなわち熱流路体からの熱流の漏れを抑えて深部体温の測定精度を向上させる温度測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の温度測定装置は、下記記載の構成を採用する。
【００１０】
本発明の温度測定装置は、熱流路体の入口又は出口の少なくとも一方に感温素子を備えた温度測定装置において、熱流路体を保持する筐体の熱伝導率を熱流路体の熱伝導率より小さくしたことを特徴とする。
【００１１】
また、熱流路体は第１の熱流路体と該第１の熱流路体を囲むように配設する第２の熱流路体によって成り、第１の熱流路体の入口と出口に対向する一対の第１の感温素子を備え、第２の熱流路体の入口と出口に対向する一対の第２の感温素子を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第２の熱流路体は複数あり、該複数の第２の熱流路体と第１の熱流路体のそれぞれは筐体によって熱的に分離していることを特徴とする。
【００１３】
また、第２の熱流路体はリング形状で一体化しており、該第２の熱流路体と第１の熱流路体は筐体によって熱的に分離していることを特徴とする。
【００１４】
また、筐体は空気層による空洞を有することを特徴とする。
【００１５】
また、筐体は発泡スチロールで構成することを特徴とする。
【００１６】
また、第１及び第２の熱流路体の入口は被測定物に接する面であり、該入口に備えられた第１及び第２の感温素子は金属材の皮膚接触板と熱的に結合していることを特徴とする。
【００１７】
また、皮膚接触板は、第１及び第２の感温素子ごとに独立して配設することを特徴とする。
【００１８】
また、第２の感温素子は複数対あり、該複数対の第２の感温素子のなかで、最も高い温度を測定した感温素子の測定値を、第２の感温素子の測定値として採用し、該第２の感温素子の測定値と、第１の感温素子の測定値と、第１及び第２の熱流路体の熱抵抗比から深部温度を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
上記の如く本発明によれば、感温素子に対応した熱流路体（断熱材）を独立に配設し、熱伝導率が小さい筐体で各熱流路体を熱的に分離するので、熱流路体における平面方向の熱流束が抑えられ、誤差の少ない温度測定を行うことが出来る。この結果、深部体温の算出精度が向上し、深部体温を高精度に測定する温度測定装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態の温度測定装置の構成を説明する斜視図と断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の温度測定装置の温度測定部の裏面を説明する斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の温度測定装置の温度測定部に直接接続する制御部を説明する斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の温度測定部にケーブルによって接続する制御部を説明する斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の温度測定装置の内部構成を説明するブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の温度測定装置の等価回路と深部温度の算出式を示す説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の温度測定装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態の温度測定装置の構成を説明する斜視図である。
【図９】本発明の第３の実施形態の温度測定装置の構成を説明する斜視図と断面図である。
【図１０】従来の深部温度測定装置のプローブの構成を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。
［各実施形態の特徴］
第１の実施形態の特徴は、第１と第２の熱流路体を分離する筐体が断熱に優れた空気層を有する構成であることである。第２の実施形態の特徴は、各熱流路体を分離する筐体が高熱抵抗体の発泡スチロールで構成していることである。第３の実施形態の特徴は、第１の実施形態の簡易型であり、第２の熱流路体が一体型のリング形状で構成していることである。
【実施例１】
【００２２】
［第１の実施形態の温度測定装置の構成説明：図１、図２］
第１の実施形態の温度測定装置の構成を図１を用いて説明する。図１（ａ）は第１の実施形態の温度測定装置の斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の温度測定部の中心を通る切断線Ａ−Ａ´での断面を示した断面図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）において、第１の実施形態の温度測定装置１は、被測定物（図示せず）に触れて温度を測定する温度測定部１０と、後述する制御部（図３参照）とを有している。
【００２３】
温度測定部１０は、筐体１１と、筐体１１の略中心に位置する第１の熱流路体（断熱材）２１と、第１の熱流路体２１の周囲を囲むように配設される４つの第２の熱流路体２２〜２５と、第１の感温素子３１ａ、３１ｂと、第２の感温素子３２ａ〜３２ｈなどで構成される。なお、感温素子の一部は、ここでは図示していない。
【００２４】
筐体１１は図示するように、円形の枠状であり、筐体１１の内部は空気層１２による空洞で構成される。この筐体１１の材質は第１の熱流路体２１や第２の熱流路体２２〜２５の熱伝導率より小さい熱伝導率を有し、成型しやすい硬質ウレタンフォーム、塩ビフォームなどが好ましい。なお、筐体１１の形状は任意であり、限定されない。
【００２５】
第１の熱流路体２１は円柱形の熱抵抗体であり、所定の熱伝導率を有しており、図面上の下側が熱流路の入口２１ａであり、図面上の上側が熱流路の出口２１ｂである。第２の熱流路体２２〜２５も、それぞれ円柱形の熱抵抗体であり、所定の熱伝導率を有しており、図面上の下側が熱流路の入口２２ａ〜２５ａであり、図面上の上側が熱流路の出口２２ｂ〜２５ｂである。なお、第１の熱流路体２１の入口２１ａと第２の熱流路体２２〜２５の入口２２ａ〜２５ａは、被測定物である被検者の皮膚に接する面である。
【００２６】
ここで、第１の熱流路体２１は、図示するように、筐体１１に保持されて筐体１１の略中心に位置している。また、４個の第２の熱流路体２２〜２５は、第１の熱流路体２１を囲むように等間隔で筐体１１に保持されている。また、筐体１１の略中心に位置する第１の熱流路体２１の厚みＤ１は、第２の熱流路体２２〜２５の厚みＤ２の２倍に設定されている。これにより、温度測定部１０は中心部が高い凸型形状である。
【００２７】
この構成によって、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２２〜２５は、筐体１１で機械的に分離されており、空気層１２が各熱流路体の間に形成される。ここで、空気層１２は熱伝導率が非常に小さいので、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２２〜２５は筐体１１と空気層１２によって、それぞれ熱的に分離される。なお、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２２〜２５の熱的分離（断熱）をさらに高めるには、空気層１２を真空にすることで実現できる。また、第１の実施形態において、第２の熱流路体２２〜２５は４個で構成されるが、第２の熱流路体は４個に限定されず、２個以上の任意の数の熱流路体を設けることができる。
【００２８】
次に、第１の感温素子３１ａは、第１の熱流路体２１の入口２１ａに接して配設され、第１の感温素子３１ｂは、第１の熱流路体２１の出口２１ｂに接して配設される。これにより、第１の感温素子３１ａ、３１ｂは、第１の熱流路体２１の入口２１ａと出口２１ｂで対向する一対の感温素子として配設される。
【００２９】
また、第２の感温素子３２ａ〜３２ｄ（図１では３２ｂと３２ｄは図示せず）は、第２の熱流路体２２〜２５の入口２２ａ〜２５ａにそれぞれ接して配設され、第２の感温素子３２ｅ〜３２ｈは、第２の熱流路体２２〜２５の出口２２ｂ〜２５ｂにそれぞれ接して配設される。これにより、第２の感温素子３２ａ〜３２ｈは、第２の熱流路体２２〜２５を介して対向して配設される。
【００３０】
すなわち、第２の感温素子３２ａと３２ｅが第２の熱流路体２２の入口と出口で対向する一対の感温素子として配設し、第２の感温素子３２ｂと３２ｆが第２の熱流路体２３の入口と出口で対向する一対の感温素子として配設し、第２の感温素子３２ｃと３２ｇが第２の熱流路体２４の入口と出口で対向する一対の感温素子として配設し、第２の感温素子３２ｄと３２ｈが第２の熱流路体２５の入口と出口で対向する一対の感温素子として配設する。
【００３１】
これにより、第１及び第２の感温素子は５つの対で構成され、感温素子の数は合計で１０個である。なお、１０個の感温素子のすべては、ＦＰＣに実装してそれぞれの位置に配設されるが、ＦＰＣの図示は図面が複雑になり分かり難くなるので省略する。なお、第１及び第２の感温素子は、チッブ型のサーミスターが好ましいが、他の方式の温度センサでもよい。
【００３２】
また、図１（ｂ）の１３は熱伝導率が小さい板状の断熱材であり、筐体１１の裏面を支持している。また、１４は熱伝導率が高い金属材料で成る複数の皮膚接触板であり、第１の感温素子３１ａと第２の感温素子３２ａ〜３２ｄに接して熱的に結合している。なお、断熱材１３と皮膚接触板１４の詳細は、図２の説明で後述する。
【００３３】
次に図２は第１の実施形態の温度測定装置の温度測定部１０を裏側から見た斜視図である。図２において、温度測定部１０の裏面は、図示するように、大部分が熱抵抗が大きい断熱材１３によって覆われている。この断熱材１３は、前述の第１の熱流路体２１の入口２１ａの位置と、第２の熱流路体２２〜２５の入口２２ａ〜２５ａの位置が、各入口の大きさに合わせてくり抜かれており、その位置に皮膚接触板１４ａ〜１４ｅが接して配設されている。
【００３４】
すなわち、皮膚接触板１４ａ〜１４ｅは、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２２〜２５に対応した位置に独立して配設され、第１の感温素子３１ａと第２の感温素子３２ａ〜３２ｄ（破線で示す）に、それぞれが内側で個別に接して熱的に結合している。そして、皮膚接触板１４ａ〜１４ｅの間は、熱抵抗の大きい断熱材１３によって仕切られているので、皮膚接触板１４ａ〜１４ｅは、それぞれが熱的に分離している。なお、以降の説明において皮膚接触板をまとめて表現するときは、皮膚接触板１４として記述する。
【００３５】
この構成によって、温度測定部１０の裏面が、被検者の皮膚（図示せず）に密着して体温測定をする際、それぞれの皮膚接触板１４が被検者の皮膚に接触し、被検者の皮膚の体温が皮膚接触板１４を介して、効率よく第１の感温素子３１ａと第２の感温素子３２ａ〜３２ｄに伝達される。
【００３６】
また、同様に皮膚接触板１４は、それぞれが第１の熱流路体２１の入口２１ａと第２の熱流路体２２〜２５の入口２２ａ〜２５ａにも接しているので、被検者の皮膚の体温が皮膚接触板１４を介して、効率よく第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２２〜２５に伝達される。また、各皮膚接触板１４は、断熱材１３によって熱的に分離しているので、皮膚接触板１４の平面方向への熱の伝達を遮断することができる。
【００３７】
このように、皮膚接触板１４は、独立して設けられ、且つ、それぞれが熱的に分離しているので、皮膚接触板１４のなかで、皮膚との接触が不十分であるために対応する感温素子に体温を十分に伝達できない皮膚接触板があっても、その皮膚接触板が他の皮膚接触板に影響することが無く、それぞれの皮膚接触板１４は、皮膚からの熱流を対応する感温素子と熱流路体とに個別に伝達することが出来る。これによって、皮膚との接触状態が最良の皮膚接触板と感温素子を選択することが可能となり、皮膚との接触状態や周囲の環境に影響されにくい、安定した深部体温測定を実現できる。
［第１の実施形態の温度測定装置の制御部の説明：図３］
次に、第１の実施形態の温度測定装置の制御部について図３を用いて説明する。図３は温度測定部と制御部を一体的に構成する一例を示しているが、説明を分かりやすくするために、温度測定装置の温度測定部と制御部を分離して図示している。
【００３８】
図３において、１００は第１の実施形態の温度測定装置の制御部である。制御部１００は温度測定部１０の上側から矢印Ｂの方向に填め込むようにして温度測定部１０に接続して一体化される。制御部１００は、温度測定部１０の中心にある背の高い第１の熱流路体２１を避けるように、中心部がくり抜かれたリング形状である。この形状によって、温度測定部１０と制御部１００が接続されて一体化した場合、装置の厚みを低く抑えることができる。
【００３９】
制御部１００の構成は、リング形状のプリント基板１１０に、後述する電子回路や電源を配設し、また、測定した温度（体温）を表示する表示部１２０を有している。また、制御部１００の下面と内径の上面には、断熱材１０２が配設される。すなわち、断熱材１０２は、前述の第１の熱流路体２１の出口２１ｂと第２の熱流路体２２〜２５の出口２２ｂ〜２５ｂに接しており、各熱流路体を通過した熱が出口から拡散しない構造となっている。ここで、第１の熱流路体２１の厚みが厚いために、温度測定部１０は中心部分が高い凸形状であるが、断熱材１０２は、この凸形状に填め込むように、凹形状を上下逆にした形状となる。
【００４０】
また、温度測定部１０と制御部１００の電気的な接続は、各感温素子が実装されるＦＰＣを延長して制御部１００のプリント基板１１０に接続されるが、このＦＰＣの図示は省略する。なお、制御部１００の内部構成と動作は後述する。
【００４１】
このように、温度測定部１０と制御部１００を一体化することで、取り扱いが容易で、簡単に深部体温を測定できる温度測定装置を実現することができる。
［第１の実施形態の温度測定装置の分離型の制御部の説明：図４］
次に、第１の実施形態の温度測定装置の制御部が分離型であり、温度測定部とケーブルで接続する一例を図４を用いて説明する。図４において、温度測定部１０は、感温素子などを組み込んだ筐体１１の上面に、断熱材１０２を介して筐体１１の上面全体を覆うカバー１０３が配設されている。なお、カバー１０３は図示しないが、筐体１１の側面及び裏面の一部まで覆っても良い。
【００４２】
１５０は分離型の温度測定装置１の制御部であり、制御部１５０は内部に電源、電子回路等を有し、測定した温度を表示する表示部１５１や、必要に応じて、外部の機器（図示せず）と無線によって通信するアンテナ１５２等を備えている。温度測定部１０と制御部１５０は、ケーブル１５３によって電気的に接続され、ケーブル１５３を介して、温度測定部１０の第１の感温素子３１ａ、３１ｂと第２の感温素子３２ａ〜３２ｈの各温度情報が制御部１５０に伝達される。
【００４３】
このように、被検者の体温を測定する温度測定部１０と、電源や表示部を備えた制御部１５０を分離することで、温度測定部１０が小型で軽量になるので、温度測定部１０を被検者に身体に常時装着して、深部体温の常時測定を可能にすることができる。
［第１の実施形態の温度測定装置の内部構成の説明：図５］
次に、第１の実施形態の温度測定装置の内部構成について図５のブロック図を用いて説明する。なお、説明の前提として第１の実施形態の制御部は、図３で示した温度測定部と制御部が一体化する形態を前提に説明するが、図４の分離型であっても、内部構成は基本的に同じである。
【００４４】
図５において、第１の感温素子３１ａ、３１ｂ及び第２の感温素子３２ａ〜３２ｈの１０個の感温素子は、温度測定部１０のＦＰＣ１５に実装されている。このＦＰＣ１５は、制御部１００（図３参照）のプリント基板１１０に接続されており、第１の感温素子３１ａ、３１ｂと第２の感温素子３２ａ〜３２ｈから出力される１０本の温度信号Ｐ１〜Ｐ１０は、ＦＰＣ１５の配線パターンによってプリント基板１１０に伝達される。
【００４５】
一方、プリント基板１１０には、小型の二次電池である電源１１１、ＡＤ変換部１１２、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと略す）１１３、アンテナを有する送受信部１１６、表示部１２０などが配設されている。なお、ＡＤ変換部１１２は、マイコン１１３に内蔵しても良いし、または、温度測定部１０のＦＰＣ１５に実装してもよい。
【００４６】
電源１１１からは、ＡＤ変換部１１２やマイコン１１３を駆動する電源電圧Ｖ１が出力される。なお、図示しないが、電源電圧Ｖ１は、送受信部１１６や表示部１２０にも供給される。ＡＤ変換部１１２は、温度信号Ｐ１〜Ｐ１０を入力して、アナログ情報をデジタル情報に変換し、デジタルデータである温度データＰ１１を出力してマイコン１１３に入力する。
【００４７】
マイコン１１３は、演算部１１４やメモリ１１５を内蔵し、温度データＰ１１を入力して後述する演算式に基づいて深部体温を算出し、深部体温を表示するために表示信号Ｐ１３を出力する。また、マイコン１１３は、算出した深部体温の情報を外部機器に伝達するために通信信号Ｐ１２を出力する。
【００４８】
表示部１２０は、小型の液晶表示装置によって構成され、表示信号Ｐ１３を入力して温度情報を表示する。また、送受信部１１６は、通信信号Ｐ１２を入力し、深部体温の情報
を無線によって外部の機器（図示せず）に伝達する。また、送受信部１１６は、外部の機器からの制御信号を受信して、マイコン１１３に伝達し、温度測定の開始や停止、深部体温の算出などのリモート制御を行うことも出来る。また、送受信部１１６と表示部１２０は、必ずしも両方が必要ではなく、たとえば、外部機器と通信しなければ、送受信部１１６は不要であり、また、測定した温度情報を外部機器に送信し、外部機器で温度情報を常に確認するのであれば、表示部１２０は不要である。
［第１の実施形態の温度測定装置の深部体温の算出方法の説明：図６］
次に、第１の実施形態の温度測定装置の深部体温の算出方法を、図６の等価回路と深部温度の算出式を用いて説明する。ここで、図６の等価回路は、第１の実施形態の温度測定部１０（図１参照）の構成に基づいている。また、説明を分かりやすくするために、複数ある第２の熱流路体と第２の感温素子については、第２の熱流路体２４と、この入口２４ａに接する第２の感温素子３２ｃと、出口２４ｂに接する第２の感温素子３２ｇのみについて説明する。
【００４９】
図６において、深部体温の測定のために、温度測定部１０を被検者の皮膚２に密着させると、皮膚２の熱流Ｑは、皮膚接触板１４を介して第１の感温素子３１ａと第２の感温素子３２ｃに伝達する。また同様に、皮膚２の熱流Ｑは、皮膚接触板１４を介して第１の熱流路体２１の入口２１ａと第２の熱流路体２４の入口２４ａに伝達する。ここで、皮膚接触板１４は熱伝導率が高いので、熱抵抗は無視できる。
【００５０】
しかし、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２４は熱抵抗体であるので、第１の熱流路体２１の入口２１ａと出口２１ｂの間には、熱抵抗Ｒ１が存在し、熱流Ｑは熱抵抗Ｒ１を流れる熱流束Ｑ１となって、第１の熱流路体２１の出口２１ｂに接する第１の感温素子３１ｂに伝達する。また同様に、第２の熱流路体２４の入口２４ａと出口２４ｂの間には、熱抵抗Ｒ２が存在し、熱流Ｑは熱抵抗Ｒ２を流れる熱流束Ｑ２となって、第２の熱流路体２４の出口２４ｂに接する第２の感温素子３２ｇに伝達する。
【００５１】
ここで、第１の感温素子３１ａが測定した温度をＴ１、第２の感温素子３２ｃが測定した温度をＴ２とする。また、第１の感温素子３１ａに対向する第１の感温素子３１ｂが測定した温度をＴ３、第２の感温素子３２ｃに対向する第２の感温素子３２ｇが測定した温度をＴ４とする。
【００５２】
ここで、第１の熱流路体２１の厚みが第２の熱流路体２４の厚みより厚く、熱伝導率が同じであるとすれば、第１の熱流路体２１の熱抵抗Ｒ１と、第２の熱流路体２４の熱抵抗Ｒ２は、Ｒ１＞Ｒ２の関係となる。すなわち、温度Ｔ１―Ｔ３の間には第１の熱流路体２１の熱抵抗Ｒ１が存在し、温度Ｔ２−Ｔ４の間には第２の熱流路体２４の熱抵抗Ｒ２が存在する。そして、被検者の皮膚２の体深部から一定量の熱流Ｑが流れでているとすると、温度Ｔ１−Ｔ３と温度Ｔ２−Ｔ４の温度差には違いが生じる。
【００５３】
ここで、温度Ｔ１−Ｔ３の熱抵抗Ｒ１と温度Ｔ２−Ｔ４の熱抵抗Ｒ２の比Ｋ＝Ｒ１／Ｒ２とすると、深部体温ＴＢは、公知の熱伝導方程式を解くことによって得られる図６の式１によって算出することが出来る。ここで、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２４の熱伝導率が等しく、厚みの差が前述したように２倍であるならば、熱抵抗比Ｋは、Ｋ＝Ｒ１／Ｒ２＝２となるので、温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を測定することによって、深部体温ＴＢを算出することが出来る。本発明の温度測定装置は、このようにして深部体温を算出する。
【００５４】
また、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２２〜２５は独立に配設され、前述したように、空気層１２を有する筐体１１によって熱的に分離しているので、熱流路体間の平面方向の熱流束Ｑ３（破線矢印で示す）が抑えられ、熱流Ｑが平面方向に拡散したり、また
、熱流路体が影響し合うことを防ぐことが出来る。この結果、誤差を最小限に抑えて深部体温を算出することが可能となる。なお、熱抵抗比Ｋは、“２”に限定されない。また、第1の熱流路体２１と第2の熱流路体２４の熱抵抗比Kが既知であれば、第1の熱流路体２１と第2の熱流路体２４の高さを同じにすることが可能になり、装置の小型化が可能である。
［第１の実施形態の温度測定装置の動作説明：図５、図６、図７］
次に、第１の実施形態の温度測定装置の動作の概略を図７のフローチャートを用いて説明する。なお、温度測定装置の内部構成は図５を参照し、深部体温の算出法は図６を参照する。また、動作説明の前提として、温度測定部１０が被検者の皮膚に密着し、制御部１００が動作中であり、所定の時間間隔で測定動作を実行しているとする。
【００５５】
図７において、温度測定装置１の制御部１００のマイコン１１３は、内部の時間カウンタ（図示せず）によって、被検者の体温の測定開始時間が来たかどうかを判定する（ステップＳＴ１）。ここで、測定時間でない場合はステップＳＴ１を繰り返し、測定時間が来たのであれば、次のステップＳＴ２へ進む。なお、測定時間の間隔は任意に決めて良く、たとえば、１０分毎、１時間毎などに設定することができる。
【００５６】
次に、ステップＳＴ１で肯定判定（測定開始）がなされたならば、マイコン１１３は、ＡＤ変換部１１２によって、第１の感温素子３１ａが測定した温度信号Ｐ１と第１の感温素子３１ｂが測定した温度信号Ｐ２とをＡＤ変換し、デジタル情報である温度データＰ１１を入力する。ここで得られる温度情報が図６で示す温度Ｔ１とＴ３である（ステップＳＴ２）。
【００５７】
次に、マイコン１１３は、ＡＤ変換部１１２によって、第２の感温素子３２ａ〜３２ｄが測定した温度信号Ｐ３〜Ｐ６をＡＤ変換し、デジタル情報である温度データＰ１１を入力する。ここで得られる温度情報を温度Ｔ２ａ〜Ｔ２ｄとする（ステップＳＴ３）。
【００５８】
次に、マイコン１１３は、温度Ｔ２ａ〜Ｔ２ｄの中で、最も高い温度がどれであるかを、演算部１１４によって比較し、最も高い温度を温度Ｔ２として選択する（ステップＳＴ４）。ここで、Ｔ２として最も高い温度を選択する理由は、最も高い温度を測定した感温素子が、被検者の皮膚に一番良好に接触して被検者の体温を最も正確に測定したはずだからである。ここで、最も高い温度がＴ２ｃ（すなわち、第２の感温素子３２ｃが測定した温度）であると仮定する。
【００５９】
すなわち、本発明の温度測定装置は、温度測定部１０の皮膚接触板１４と被検者の皮膚との密着状態を判断することができ、温度測定部１０の皮膚接触板１４が、仮に被検者の皮膚に均一に接触していなくても、良好に接触している箇所を見つけ出して、温度測定を行い、皮膚との不均一な接触の不具合を解消する機能を備えている。
【００６０】
次に、マイコン１１３は、最も高い温度Ｔ２ｃを測定した第２の感温素子３２ｃに対向する第２の感温素子３２ｇが測定した温度信号Ｐ９をＡＤ変換部１１２によってＡＤ変換し、デジタル情報である温度データＰ１１を入力する。ここで得られる温度情報が温度Ｔ４となる（ステップＳＴ５）。すなわち、温度Ｔ４は、第２の感温素子３２ａ〜３２ｄの中で、最も高い温度を測定した感温素子に第２の熱流路体を介して対向する第２の感温素子が測定した温度である。
【００６１】
次に、マイコン１１３の演算部１１４は、測定によって取得した温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、及び、熱抵抗比Ｋの値を前述の式１に代入して深部体温ＴＢを算出し、メモリ１１５に記憶する（ステップＳＴ６）。
【００６２】
次にマイコン１１３は、記憶された深部体温ＴＢを表示信号Ｐ１３として表示部１２０に伝達し、表示部１２０は算出された深部体温を表示する（ステップＳＴ７）。また、温度測定装置１が、外部の機器（図示せず）に温度情報を送信する仕様であれば、算出された深部体温を通信信号Ｐ１２として送受信部１１６に伝達し、送受信部１１６は無線によって外部の機器と送受信を行い、測定した温度情報を順次送信する。
【００６３】
ここで、制御部１００からの温度情報を受信する外部の機器に、大容量のメモリやグラフ表示のモニタを備えれば、被検者の体温を長期間記録出来ると共に、リアルタイムで体温の変化等を確認できる。これにより、本発明の温度測定装置によって深部体温の２４時間の常時測定を行い、被検者から離れた場所に設置した外部の機器で、被検者（患者）の病状の常時観察や病状の急変などに即対応することが可能となる。
【００６４】
以上のように、第１の実施形態の温度測定装置によれば、感温素子に対応した熱流路体を独立に配設し、各々の熱流路体を熱伝導率が非常に小さい空気層を有する筐体によって熱的に分離しているので、熱流路体における平面方向の熱流束が抑えられ、高精度に深部体温の測定を行うことが出来る。また、感温素子に対応した熱流路体ごとに熱伝導率が高い皮膚接触板を設けているので、測定時に皮膚と最も良好に接触している皮膚接触板を選択して温度測定を行うことができ、皮膚との接触状態に影響されにくい、安定した深部体温測定を実現できる。さらに、感温素子間に形成される熱流路体(断熱材)が小型化されるため熱容量が小さくなるので、応答性が良くなり装着してから体温に上昇するまでの測定時間の短縮が可能となる。
【実施例２】
【００６５】
次に、第２の実施形態の温度測定装置の構成について図８を用いて説明する。図８（ａ）は第２の実施形態の温度測定装置の温度測定部を斜め上面から見た斜視図であり、図８（ｂ）は斜め下面（裏面）から見た斜視図である。なお、第２の実施形態の基本構成は、第１の実施形態と同様であるので、同一要素には同一番号を付して、重複する説明は一部省略する。
【００６６】
図８（ａ）と図８（ｂ）において、第２の実施形態の温度測定装置の温度測定部１０は、各熱流路体を分離する筐体が高熱抵抗体の発泡スチロール５０によって構成されている。ここで、温度測定部１０の略中心に位置する厚みが厚い円柱形の第１の熱流路体２１と、この第１の熱流路体２１の周囲に配設される厚みが１／２の円柱形の第２の熱流路体２２〜２５は、第１の実施形態と同様である。
【００６７】
また、温度測定部１０の裏面の第１の熱流路体２１の熱流路の入口２１ａには、第１の感温素子３１ａが配設され、温度測定部１０の上面の第１の熱流路体２１の熱流路の出口２１ｂには、第１の感温素子３１ｂが配設される。また、第２の熱流路体２２〜２５の熱流路の入口２２ａ〜２５ａには、第２の感温素子３２ａ〜３２ｄがそれぞれ配設され、第２の熱流路体２２〜２５の熱流路の出口２２ｂ〜２５ｂには、第２の感温素子３２ｅ〜３２ｈがそれぞれ配設される。なお、第１の感温素子３１ａ、３１ｂと、第２の感温素子３２ａ〜３２ｈは、ＦＰＣに実装して配設されるが、ＦＰＣの図示は図面が複雑になり分かり難くなるので省略する。
【００６８】
発泡スチロール５０は各熱流路体を保持しており、各熱流路体は側面を発泡スチロール５０に覆われて独立している。また、発泡スチロール５０は、中心部の第１の熱流路体２１の厚みが厚いので、この厚さに合わせて中心部に凸部５１を有している。この構成によって、発泡スチロール５０は高熱抵抗体であるので、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２２〜２５は、熱的に分離している。
【００６９】
また、図示を省略しているが、第２の実施形態の温度測定部１０の裏面は、第１の実施形態と同様に、大部分が断熱材１３によって覆われており、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２２〜２５に対応した位置に皮膚接触板１４ａ〜１４ｅが独立して配設されている（図２参照）。
【００７０】
また、第１の実施形態と同様に、第２の実施形態の温度測定部１０の上面から填め込むようにして制御部１００が接続されて一体化される（図３参照）。この制御部１００は、温度測定部１０の中心にある背の高い第１の熱流路体２１と発泡スチロール５０の凸部５１を避けるように、中心部がくり抜かれたリング形状である。なお、制御部は第１の実施形態のように、分離型（図４参照）でもよい。
【００７１】
以上のように、第２の実施形態の温度測定装置は、第１の実施形態に対して、筐体が発泡スチロール５０に変わっただけであり、他の構成は同一である。従って、第２の実施形態の温度測定装置は、第１の実施形態と同様の特徴と優れた効果を有している。また、第２の実施形態の筐体である発泡スチロール５０は、第１の実施形態の筐体１１が有する空気層と比較すると熱伝導率が高いので、平面方向の熱流束Ｑ３（図６参照）の抑制がやや弱いが、発泡スチロール５０の筐体は、第１の実施形態の筐体１１と比較して、構造が単純で加工しやすく、コストが安く、軽くて扱いやすいという優れた特徴を有している。
【００７２】
なお、第２の実施形態の筐体は、発泡スチロールに限定されず、高熱抵抗体であって、加工性が良好であれば、他の材質でもよい。また、第２の実施形態の内部構成と動作フローは、第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。
【実施例３】
【００７３】
次に、第３の実施形態の温度測定装置の構成について図９を用いて説明する。図９（ａ）は第３の実施形態の温度測定装置の温度測定部を斜め上面から見た斜視図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）の温度測定部の中心を通る切断線Ｃ−Ｃ´での断面を示した断面図である。なお、第３の実施形態の基本構成は、第１の実施形態と同様であるので、同一要素には同一番号を付して、重複する説明は一部省略する。
【００７４】
図９（ａ）と図９（ｂ）において、温度測定部１０は、筐体６０と、筐体６０の略中心に位置する第１の熱流路体２１と、第１の熱流路体２１の周囲を囲むように配設される第２の熱流路体２６と、第１の感温素子３１ａ、３１ｂと、第２の感温素子３２ａ、３２ｂで構成される。
【００７５】
筐体６０は、第１の熱流路体２１の側面を囲って保持し、また、第２の熱流路体２６の内面に接して保持している。筐体６０の材質は熱伝導率が低く、成型しやすい硬質ウレタンフォーム、塩ビフォームなどが好ましい。筐体６０は円形の枠状であり、筐体６０の内部は空気層６１による空洞で構成される。なお、筐体６０の形状は任意であり、限定されない。
【００７６】
第１の熱流路体２１は、第１の実施形態と同様に円柱形の熱抵抗体であり、所定の熱伝導率を有しており、図面上の下側が熱流路の入口２１ａであり、図面上の上側が熱流路の出口２１ｂである。第２の熱流路体２６はリング形状に一体化された熱抵抗体であり、第１の熱流路体２１を囲むように筐体６０によって保持されている。この第２の熱流路体２６は、所定の熱伝導率を有しており、図面上の下側が熱流路の入口２６ａであり、図面上の上側が熱流路の出口２６ｂである。ここで、第１の熱流路体２１の厚みＤ１は、第２の熱流路体２６の厚みＤ２の２倍に設定されている。
【００７７】
この構成によって、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２６は、筐体６０で機械的に
分離されており、筐体６０による空気層６１が２つの熱流路体の間に形成される。この空気層６１は熱伝導率が非常に小さいので、第１の熱流路体２１と第２の熱流路体２６は、空気層６１によって熱的に分離される。
【００７８】
また、第１の感温素子３１ａは、第１の熱流路体２１の入口２１ａに接して配設され、第１の感温素子３１ｂは、第１の熱流路体２１の出口２１ｂに接して配設される。これにより、第１の感温素子３１ａ、３１ｂは、第１の熱流路体２１の入口２１ａと出口２１ｂで対向する一対の感温素子として配設される。
【００７９】
また、第２の感温素子３２ａは、第２の熱流路体２６の入口２６ａのリング形状の幅方向の略中心に配設され、第２の感温素子３２ｂは、第２の熱流路体２６の出口２６ｂに第２の感温素子３２ａに対向する位置に対となって配設される。これにより、第３の実施形態の第２の感温素子３２ａ、３２ｂは一対しか設けられない。なお、第１の感温素子３１ａ、３１ｂと、第２の感温素子３２ａ、３２ｂは、ＦＰＣに実装して配設されるが、ＦＰＣの図示は省略している。また、第１の熱流路体２１の出口２１ｂの上面には、図示しないが断熱材が配設され、第１の熱流路体２１を通過した熱流が外部に拡散しない構造を有している。
【００８０】
また、図９（ｂ）の６２は、薄いリング形状のアルミなどで成る金属板であり、第２の熱流路体２６の出口２６ｂの全体に接して配設している。これにより、金属板６２は、第２の熱流路体２６及び第２の感温素子３２ｂと熱的に結合し、第２の感温素子３２ｂへ十分に伝熱する機能を有している。なお、図９（ａ）では金属板６２の図示を省略している。
【００８１】
また、図９（ｂ）の断熱材１３は、第１の実施形態と同様に、筐体６０の裏面を支持している。また、筐体６０の裏面の略中心に位置する円形状の皮膚接触板１４ａは、第１の実施形態と同様であり、第１の熱流路体２１の入口２１ａ及び第１の感温素子３１ａに接して熱的に結合している。また、皮膚接触板１４ｆは、第２の熱流路体２６の形状に合わせてリング形状であり、第２の熱流路体２６の入口２６ａ及び第１の感温素子３２ａに接して熱的に結合している。なお、図示しないが第３の実施形態においても、温度測定部１０の上面と側面等をカバーで覆うことが好ましい。
【００８２】
このように、第３の実施形態の温度測定部１０の第２の熱流路体２６は、リング形状であり、第２の熱流路体２６の入口２６ａに接する皮膚接触板１４ｆもリング形状であって、第２の感温素子３２ａ、３２ｂは一対のみである。従って、第２の熱流路体２６の入口２６ａに配設される第２の感温素子３２ａが測定する温度がＴ２となり、第２の熱流路体２６の出口２６ｂに配設される第２の感温素子３２ｂが測定する温度がＴ４となる。なお、温度Ｔ１とＴ３は、第１の実施形態と同様である。
【００８３】
この構成によって、第３の実施形態の温度測定装置が深部体温を算出する動作は、第１の実施形態の動作フロー（図７参照）において、ステップＳＴ３で第２の感温素子３２ａによる温度測定のみを行って温度Ｔ２を取得し、次のステップＳＴ４は不要となる。なお、その他の動作フローは、第１の実施形態と同様である。
【００８４】
以上のように、第３の実施形態においては、第２の感温素子を３２ａ、３２ｂの一対に減らしても、皮膚接触板１４ｆをリング状にしたので、温度センサと皮膚との密着状態に関係なく（３２ａの位置が皮膚から離れても）良好な温度測定ができる。そして、温度測定部１０の構造が簡単であると共に、測定の動作フローも簡単であり、簡易型の温度測定装置として提供することが出来る。また、感温素子に対応した熱流路体を独立に配設し、第１の熱流路体と第２熱流路体とを熱伝導率が非常に小さい空気層を有する筐体によって
熱的に分離しているので、熱流路体における平面方向の熱流束が抑えられ、精度良く深部体温の測定を行うことが出来る。
【００８５】
また、第２の熱流路体２６と皮膚接触板１４ｆは、リング形状であって、温度測定部１０の外形に近い大きさであるので、第１及び第２の実施形態と比較して、皮膚接触板１４ｆが被検者の皮膚に良好に接触するには、温度測定部１０の裏面を皮膚に均一に接触させる必要がある。しかし、この点を注意すれば、十分な精度で深部体温を測定することが可能である。なお、空気層６１を有する筐体６０を第２の実施形態と同様な発泡スチロールに置き換えるならば、さらに構造が簡単な温度測定装置を実現することが可能である。
【００８６】
本発明に係るその他の実施例として、特許第４３１０９６２号公報に開示されているように熱流路体は１つであってもよい。この場合においても、熱流路体とそれを囲む筐体との間は、空気層や真空層や発泡スチロール層が形成されている。また、深部体温の算出には、特許第４３１０９６２号公報に開示された算出方法と同様にして行う。
【００８７】
なお、本発明の実施形態で示したブロック図やフローチャート等は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更してよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の温度測定装置は、手術時における体温管理や血流状態の監視などで重要な深部体温を高精度に測定できるので、被検者に対して常に適切な医療を提供する高精度深部体温計として、さまざまな医療機関で幅広く利用することが出来る。
【符号の説明】
【００８９】
１ 温度測定装置
２ 皮膚
１０ 温度測定部
１１、６０ 筐体
１２、６１ 空気層
１３、１０２ 断熱材
１４、１４ａ〜１４ｆ 皮膚接触板
１５ ＦＰＣ
２１ 第１の熱流路体
２２〜２６ 第２の熱流路体
３１ａ、３１ｂ 第１の感温素子
３２ａ〜３２ｈ 第２の感温素子
５０ 発泡スチロール
５１ 凸部
１００、１５０ 制御部
１１０ プリント基板
１１１ 電源
１１２ ＡＤ変換部
１１３ マイコン
１１４ 演算部
１１５ メモリ
１１６ 送受信部
１２０、１５１ 表示部
１５２ アンテナ
１５３ ケーブル
Ｐ１〜Ｐ１０ 温度信号
Ｐ１１ 温度データ
Ｐ１２ 通信信号
Ｐ１３ 表示信号
Ｑ 熱流
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３ 熱流束
Ｖ１ 電源電圧
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱流路体の入口又は出口の少なくとも一方に感温素子を備えた温度測定装置において、
前記熱流路体を保持する筐体の熱伝導率を前記熱流路体の熱伝導率より小さくしたことを特徴とする温度測定装置。
【請求項２】
前記熱流路体は第１の熱流路体と該第１の熱流路体を囲むように配設する第２の熱流路体によって成り、
前記第１の熱流路体の入口と出口に対向する一対の第１の感温素子を備え、前記第２の熱流路体の入口と出口に対向する一対の第２の感温素子を備えることを特徴とする請求項１に記載の温度測定装置。
【請求項３】
前記第２の熱流路体は複数あり、該複数の第２の熱流路体と前記第１の熱流路体のそれぞれは前記筐体によって熱的に分離していることを特徴とする請求項２に記載の温度測定装置。
【請求項４】
前記第２の熱流路体はリング形状で一体化しており、該第２の熱流路体と前記第１の熱流路体は前記筐体によって熱的に分離していることを特徴とする請求項２に記載の温度測定装置。
【請求項５】
前記筐体は空気層による空洞を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の温度測定装置。
【請求項６】
前記筐体は発泡スチロールで構成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の温度測定装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の熱流路体の前記入口は被測定物に接する面であり、該入口に備えられた前記第１及び第２の感温素子は金属材の皮膚接触板と熱的に結合していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の温度測定装置。
【請求項８】
前記皮膚接触板は、前記第１及び第２の感温素子ごとに独立して配設することを特徴とする請求項７に記載の温度測定装置。
【請求項９】
前記第２の感温素子は複数対あり、該複数対の第２の感温素子のなかで、最も高い温度を測定した感温素子の測定値を、前記第２の感温素子の測定値として採用し、該第２の感温素子の測定値と、前記第１の感温素子の測定値と、前記第１及び第２の熱流路体の熱抵抗比から深部温度を算出することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の温度測定装置。
【請求項１】
熱流路体の入口又は出口の少なくとも一方に感温素子を備えた温度測定装置において、
前記熱流路体を保持する筐体の熱伝導率を前記熱流路体の熱伝導率より小さくしたことを特徴とする温度測定装置。
【請求項２】
前記熱流路体は第１の熱流路体と該第１の熱流路体を囲むように配設する第２の熱流路体によって成り、
前記第１の熱流路体の入口と出口に対向する一対の第１の感温素子を備え、前記第２の熱流路体の入口と出口に対向する一対の第２の感温素子を備えることを特徴とする請求項１に記載の温度測定装置。
【請求項３】
前記第２の熱流路体は複数あり、該複数の第２の熱流路体と前記第１の熱流路体のそれぞれは前記筐体によって熱的に分離していることを特徴とする請求項２に記載の温度測定装置。
【請求項４】
前記第２の熱流路体はリング形状で一体化しており、該第２の熱流路体と前記第１の熱流路体は前記筐体によって熱的に分離していることを特徴とする請求項２に記載の温度測定装置。
【請求項５】
前記筐体は空気層による空洞を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の温度測定装置。
【請求項６】
前記筐体は発泡スチロールで構成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の温度測定装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の熱流路体の前記入口は被測定物に接する面であり、該入口に備えられた前記第１及び第２の感温素子は金属材の皮膚接触板と熱的に結合していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の温度測定装置。
【請求項８】
前記皮膚接触板は、前記第１及び第２の感温素子ごとに独立して配設することを特徴とする請求項７に記載の温度測定装置。
【請求項９】
前記第２の感温素子は複数対あり、該複数対の第２の感温素子のなかで、最も高い温度を測定した感温素子の測定値を、前記第２の感温素子の測定値として採用し、該第２の感温素子の測定値と、前記第１の感温素子の測定値と、前記第１及び第２の熱流路体の熱抵抗比から深部温度を算出することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の温度測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１１２７６７（Ｐ２０１２−１１２７６７Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６１２６５（Ｐ２０１０−２６１２６５）
【出願日】平成２２年１１月２４日（２０１０．１１．２４）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２４日（２０１０．１１．２４）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
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