(57)【要約】  本発明は、複数のサーミスタを含む熱流量センサにより被験者の安定化体温を予測する方法を説明する。該方法は、  前記熱流量センサ（１）の温度発展を、時定数（τ）とセンサ特性スカラー値（ｍ）とにより特徴付けられたストレッチ指数の式として表すことと、  前記サーミスタ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ１Ａ，Ｓ２Ａ，Ｓ１Ｂ，Ｓ２Ｂ）により収集された温度測定値（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）を受け取ることと、  前記温度測定値（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）に基づいて前記時定数を推定することと、  推定された時定数（τ）に基づいて前記安定化体温（Ｔ∞）を求めることとを含む。本発明はさらに、熱流量センサ（１）と温度検知装置（９）とを説明する。
2019507322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサーミスタを含む熱流量センサにより被験者の安定化体温を予測する方法であって、
前記熱流量センサの温度発展を、時定数とセンサ特性スカラー値とにより特徴付けられたストレッチ指数の式（ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ  ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ  ｅｑｕａｔｉｏｎ）として表すことと、
前記サーミスタにより収集された温度測定値を受け取ることと、
前記温度測定値に基づいて前記時定数を推定することと、
推定された時定数に基づいて前記安定化体温を求めることとを含む、
方法。
【請求項２】
前記ストレッチ指数の式はさらに初期温度により表される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
初期温度測定値のセットを平均して初期体温を推定することを含む、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
受け取った温度測定値に基づいて前記ストレッチ指数の式の一階微分を近似することと、
前記ストレッチ指数の式の一階微分の最大値を特定することとを含む、
請求項１ないし３いずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記時定数とセンサ特性とにより前記ストレッチ指数の式の一階微分の最大値に関する第１の関係を特定することと、
前記時定数とセンサ特性とにより前記ストレッチ指数の式の一階微分の比表す第２の関係を特定することとを含む、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１と第２の関係を解いて前記時定数と前記センサ特性とを決定することと、前記ストレッチ指数の式を解いて前記安定化体温を予測することとを含む、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
受け取られ温度測定値に複数の曲線をフィッティングし、複数のフィッティング曲線の交点から時定数を特定することを含む、
請求項１ないし６いずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
特定された時定数で収集された温度測定値に基づき、検知温度を計算することと、前記ストレッチ指数の式を解いて前記安定化体温を予測することとを含む、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
熱流量センサであって、
少なくとも１つのサーミスタペアであって、内側サーミスタは前記熱流量センサの内面にあり、外側サーミスタは前記熱流量センサの外面にある、サーミスタペアと、
前記サーミスタから温度測定値を受け取り、請求項１ないし８いずれか一項に記載の方法を用いて被験者の安定化体温を予測する評価ユニットとを有する、
熱流量センサ。
【請求項１０】
被験者の体温をモニタする体温検知装置であって、
熱流量センサの内面にある内側サーミスタと、前記熱流量センサの外面にある外側サーミスタとを含む少なくとも１つのサーミスタペアを含む前記熱流量センサと、
前記サーミスタから温度測定値を受け取り、請求項１ないし８いずれか一項に記載の方法を用いて前記被験者の安定化体温を予測する評価ユニットとを有する、
体温検知装置。
【請求項１１】
前記熱流量センサは１つのサーミスタペアを有する、
請求項１０に記載の体温検知装置。
【請求項１２】
前記熱流量センサは少なくとも２つのサーミスタペアを有する、
請求項１０に記載の体温検知装置。
【請求項１３】
前記熱流量センサと前記評価ユニットとの間にケーブル接続を有する、
請求項１０ないし１２いずれか一項に記載の体温検知装置。
【請求項１４】
前記熱流量センサは前記温度測定値を前記評価ユニットに送る無線インターフェースを有する、
請求項１０ないし１３いずれか一項に記載の体温検知装置。
【請求項１５】
前記評価ユニットはポータブル装置として実現される、
請求項１０ないし１４いずれか一項に記載の体温検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱流量センサの安定化温度を予測する方法に関する。本発明は、さらに、熱流量センサおよび温度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
健康な人間では、中核体温は、通常、体温調節によって３６．５−３７．５℃の範囲内の一定レベル近くに維持される。中核体温は、この基本的に一定のレベル付近でわずかに変動し得る。しかしながら、患者の中核体温は、ある種の状況、例えば低温手術室での外科手術中に著しく低下する可能性がある。同様に、ある種の病気は中核体温の上昇を伴う。いずれにせよ、患者の中核体温が低すぎる（低体温）または高すぎる（異常高熱）ような重大な状況を特定することが重要である。このため、患者の体温を継続的に監視する必要がある。これは、一般に、食道、直腸および尿道プローブなどの温度計プローブを使用して行われている。これらのプローブの欠点は、それらが侵入的であり、必ずしも信頼できる結果をもたらすとは限らないことである。より侵入的でないアプローチは、患者からの外向きの局所的熱流束密度を測定する能動的熱流量センサに基づいている。能動的熱流量センサは、熱源と温度センサを使用して、ゼロ熱流束状態に基づいて中核体温を推定する。しかしながら、このタイプの温度センサは、加熱素子および加熱素子のコントローラを必要とし、比較的高価であり、常に加熱素子を動作させることができる電源を必要とする。そのような温度センサは、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００３】
別のタイプの非侵入的体温測定は、受動的熱流量センサによって達成される。これは１つまたは複数のサーミスタペアの間の熱流を使用して、患者または被験者の温度を測定する。ペアの第１の「内側」サーミスタは、センサの一方の側の患者の皮膚の近くに配置され、そのペアの第２の「外側」サーミスタは、そのセンサの他方の側に配置され、例えば合成材料であるセンサ材料により内側サーミスタから離される。センサは、適切な位置（例えば、頸動脈の上の皮膚上）で患者に使用される。センサは、最初は患者よりも冷たいと仮定されているので、外側方向、すなわち内側サーミスタから外側サーミスタへの熱流束を測定する。センサは、内側サーミスタが患者と同じ温度に達するまで、初期温度から徐々にヒートアップされる。この時点で、内側サーミスタの温度は、患者の中核体温と一致すると仮定することができる。
【０００４】
「単一熱流」受動センサは、そのようなサーミスタペアを１つ使用する。「二重熱流」センサは、そのようなサーミスタペアを２つ使用し、異なる材料および／または異なる材料厚さにより、サーミスタペアの内側サーミスタと外側サーミスタを分離する。いずれの場合においても、サーミスタペアからの温度測定値と共に、センサの材料特性（例えば、熱伝導率またはその逆数、熱抵抗率）を知ることにより、ある程度正確に被験者の体温を決定することができる。熱流量センサは、比較的経済的であるという利点を有し、病院環境で使用するための使い捨て製品として実現することができる。さらに、熱流量センサは、動作するための電力をほとんど必要としない。しかしながら、受動的単一熱流量センサは、センサの下の領域に関する配置および／またはある仮定のいくらかの専門知識を必要とする。誤った配置は、中核体温の誤った推定につながる可能性がある。
【０００５】
受動的熱流量センサを使用することに関連する別の潜在的な欠点は、センサ全体の温度が基本的に均一である点、すなわち「安定化温度」までヒートアップするのに比較的長い時間を要することである。センサのヒートアップ時間は、皮膚と接触する表面積にある程度依存する。ヒートアップ時間はまた、センサの厚さ及び／又はセンサ材料に依存する。例えば、サーミスタペアのサーミスタ間の層が厚くなればなるほど、センサがヒートアップされるのに時間がかかる。これは、サーミスタペアの一方がより大きな層の厚さによって分離されているデュアル熱流量センサ型に特に当てはまる。デュアル熱流量センサのヒートアップ時間は、同等のシングル熱流量センサの２倍になる。熱流量センサの長いヒートアップ時間は、緊急事態または迅速な中核体温の測定（ｒｅａｄｉｎｇ）が必要な状況など一定の場合には容認できず、または問題となる可能性がある。
【０００６】
例えば、事故・緊急処置部への入院時に患者が既に低体温である場合、または冷却手術室での手術中に低体温のリスクにさらされている場合などでは、患者の中核体温を迅速に決定することが非常に重要であり得る。このような状況において長いヒートアップ時間が受け入れられないのは、患者の熱的状態の正確な知識に基づいて重要な決定を行う必要があるためである。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、患者の中核体温を決定する改良された方法を提供することである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００８／０７８２７１号パンフレット
【発明の概要】
【０００９】
本発明の目的は、受動的熱流量センサによって被験者の中核体温を予測する請求項１に記載の方法によって、請求項９に記載の受動的熱流量センサによって、及び被験者の温度を監視する請求項１０に記載の体温検知装置によって達成される。
【００１０】
本発明によると、前記方法は、前記受動的熱流量センサの温度発展を、時定数とセンサ特性スカラー値とにより特徴付けられたストレッチ指数の式（ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ  ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ  ｅｑｕａｔｉｏｎ）として表すことと、前記サーミスタにより収集される温度測定値を受け取ることと、前記温度測定値に基づいて時定数を推定することと、推定された時定数に基づいて前記安定化体温を求めることとを含む。
【００１１】
本発明の方法の利点は、中核体温の迅速な予測が、センサがウォームアップし終わる前に、得られることである。本発明のコンテキストにおいて、「安定化温度」および「中核体温」という表現は、センサ内の熱流が平衡状態に達したときの被験者の検知体温を意味すると理解されるべきである。本発明の方法は、この安定化温度がセンサによって実際に到達されるずっと前に予測することを可能にする。言い換えれば、たとえ熱流量センサが比較的長いヒートアップ時間を有するとしても、これはもはや不都合ではない。センサは、依然としてヒートアップ過程にあっても、安定化温度の正確な推定、すなわち予測中核体温を報告することができるからである。
【００１２】
本発明によると、受動的熱流量センサは、少なくとも１つのサーミスタペアであって、内側サーミスタは前記熱流量センサの内面にあり、外側サーミスタは前記熱流量センサの外面にある、サーミスタペアと、前記サーミスタから温度測定値を受け取り、本発明の方法を用いて被験者の中核体温を予測するように構成された評価ユニットと、予測された安定化温度を示すように構成されたユーザインターフェースとを有する。
【００１３】
本発明の文脈において、「センサの面にある」サーミスタの位置は、サーミスタがその面に近接していることを意味すると理解されるべきである。例えば、センサの「外面に」配置された外側サーミスタは、サーミスタペアの外側サーミスタが、そのペアの内側サーミスタに対してさらに外側に配置されることを意味すると理解されたい。次に、内側サーミスタはセンサの接触面に最も近く、外側サーミスタは接触面から最も離れている。サーミスタは、センサの材料によって、すなわちサーミスタと外部との間のセンサ材料の層によって、部分的または完全に囲まれ得る。このような構成により、外側サーミスタを外部環境から好適に絶縁することができ、センサのヒートアップ時間を短縮することができる。本発明の熱流量センサの利点は、センサがその安定化温度に向かってヒートアップ（ｈｅａｔ  ｕｐ）されている間でも、将来の安定化温度の正確な推定を報告することができ、センサのユーザがヒートアップ時間全体にわたり待たなくても、将来の安定化温度の推定値が得られる。
【００１４】
本発明によると、体温検知装置は、熱流量センサの内面にある内側サーミスタと、前記熱流量センサの外面にある外側サーミスタとを含む少なくとも１つのサーミスタペアを含む前記熱流量センサと、前記サーミスタから温度測定値を受け取り、本発明の方法を用いて被験者の中核体温を予測するように構成された評価ユニットとを有する。
【００１５】
本発明の温度検知装置の利点は、センサがウォームアップ（ｗａｒｍｅｄ  ｕｐ）する前に、センサのユーザに正確な中核体温を報告することができることである。
【００１６】
従属項と以下の説明とは、本発明の特に有利な実施形態と特徴を開示している。実施形態の特徴は適宜組み合わせることができる。あるクレームカテゴリーのコンテキストで説明されている特徴は、別のクレームカテゴリーにも等しく適用することができる。
【００１７】
言うまでもなく、冒頭で述べたように、安定化温度（ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）は必ずしも一定ではない。患者の中核体温は、患者の生理によって変動する可能性があり、時刻にも依存する可能性がある。さらに、患者の中核体温は、ある種の状況、例えば低温手術室での外科手術中に著しく低下する可能性がある。同様に、ある種の病気は中核体温の大幅な上昇を伴う。いずれにせよ、患者の中核体温が低すぎる（低体温）または高すぎる（異常高熱）ような重大な状況を特定することが重要である。
【００１８】
本発明の温度センサを使用して、任意の被験者の定常状態の温度測定値を迅速に得ることができる。以下では、本発明を何ら限定するものではないが、「被験者」という用語は、任意の生体、例えば手術時に体温を監視される人間の患者などを意味すると理解されるべきである。「被験者」および「患者」という用語は、以下において互換的に使用され、同様に、「中核体温」、「定常状態温度」および「安定化温度」という表現は同義であり、互換的に使用され得る。「熱流束」および「熱流」との用語は同義語であり、以下では交換可能に使用することができる。「受動的センサ」は、以下では単に「センサ」と呼ぶこともある。
【００１９】
本発明のセンサは、任意の適切な方法で実現することができる。例えば、簡単な実施形態では、温度センサは１つのサーミスタペアを有し、被験者の表面（例えば、患者の皮膚）に近接するように配置された第１の、又は内側サーミスタと、センサの反対側に配置された第２の、又は外側サーミスタとを含む。このようにして、サーミスタは、ある厚さのセンサ材料によって離間される。外側サーミスタによって記録される温度は、センサ材料の熱抵抗率および内側サーミスタによって記録された温度に依存する。単一のサーミスタペアを有する熱流束センサは、シングル熱流量センサと呼ばれる。
【００２０】
熱流量センサを使用して任意の時点で温度測定値を取得することは、サーミスタから温度測定値を収集することと、センサ材料の知識を使用して検知温度を計算することとを含む。シングル熱流量センサの場合、任意の１つの測定時点における検知体温ＴＢは
【００２１】
【数１】
2019507322.tif 000003
で表せる。ここで、Ｔ１は（例えば、患者の皮膚に接触している）内側サーミスタにより提供される温度測定値であり、Ｔ２は外側サーミスタにより提供される温度測定値であり、Ｒ１は、センサが作られている材料の熱抵抗率であり、ＲＢは、患者の皮膚その他組織の熱抵抗を考慮した、身体の熱抵抗率である。それゆえ、シングル熱流量センサの外面を用いて検知温度を正しく計算するため、皮膚の熱抵抗率（ｔｈｅｒｍａｌ  ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）に関する知識が必要である。これは患者ごとに変わり得る。
【００２２】
本発明のさらに好ましい実施形態では、温度センサは、２つ以上のサーミスタペアを備え、それぞれが、被験者の表面に近接して配置された内側サーミスタと、センサの反対側に配置された外側サーミスタとを含む。このような２つ以上のサーミスタペアを有する熱流量センサは、デュアル熱流量センサまたはデュアルセンサと呼ばれる。ペアのサーミスタは、異なる層の厚さによって離間され得る。例えば、センサは真ん中がより厚くなっていてもよく、中央に配置されたサーミスタペアのサーミスタがセンサ材料の厚い層によって離間され、他のペアのサーミスタは、より外側に配置されて、より薄い層によって離間されてもよい。
【００２３】
デュアル熱流量センサによる任意の１つの測定時点において検知される体温ＴＢは
【００２４】
【数２】
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で表せる。ここで、Ｔ１、Ｔ２は第１のサーミスタペアの内側及び外側のサーミスタにより提供される温度測定値であり、Ｔ３、Ｔ４は第２のサーミスタペアの内側及び外側のサーミスタにより提供される温度測定値であり、Ｒ１は第１のサーミスタペアのサーミスタ間のより厚い層の熱抵抗率であり、Ｒ２は第２のサーミスタペアのサーミスタ間のより薄い層の熱抵抗率である。デュアル熱流量センサは、患者の皮膚の熱抵抗率に関する知識をなんら必要としない。
【００２５】
サーミスタは、温度の変化に応じて電気抵抗率が変化する素子である。温度変化は、回路の実施形態に応じて、電流または電圧の変化として現れる。サーミスタは、コンパクトな集積回路（ＩＣ）装置としてサーミスタを実現することができる。このようなデバイスは、センサの材料に埋め込むことができる。本発明の１つの好ましい実施形態では、サーミスタは、有線接続を介して評価ユニットに接続することができる。例えば、温度測定値は、ケーブル接続によってセンサに接続された評価ユニットによって受け取ることができる。本発明の別の好ましい実施形態では、センサは、温度測定値を無線で評価モジュールに送信するインターフェースを備えることができる。センサは、データ伝送のために、アナログ測定値をデジタル値に変換するアナログ／デジタル変換器を組み込むこともできる。本発明の別の好ましい実施形態では、センサ自体は、評価ユニットと、患者または被験者の検知温度を示すディスプレイとを備えることができる。このようなディスプレイは、例えば、検知された温度を摂氏単位で示すＬＥＤディスプレイとして実現することができる。ＬＥＤディスプレイは、例えば、検知温度が満足できるまたは安全なゾーンにあることを示すために緑色、潜在的に危険な低レベルまたは高レベルを示す赤色などを用いることによって、検知温度に関する視覚的フィードバックを提供することもできる。
【００２６】
本発明のさらに好ましい実施形態では、評価ユニットがポータブルデバイスとして実現される。例えば、携帯電話やタブレットのようなハンドヘルドデバイスは、一般にディスプレイを有し、これを用いて、センサが患者に適用された直後の予測定常状態温度を示し、また実際の温度発展も示すこともできる。
【００２７】
ヒートフローセンサが、例えば接着剤パッチにより、より暖かい身体に取り付けられると、センサの温度は、それが取り付けられている身体と同じ温度に達するまで上昇する。熱流量センサによって測定される温度の発展は、初期温度Ｔ０から最終定常温度Ｔ∞（すなわち、患者の中核体温）への急激な変化を伴う階段関数に対する応答とみなすことができる。その時点で、内側サーミスタと外側サーミスタの温度差は一定になる。この状況は、安定化温度に達したことを示す。患者の温度を監視するために使用される場合、温度は、一般的に、基本的に一定の安定化温度に対してわずかに変動するだけである。本発明の方法は、センサが初期開始温度からヒートアップ（ｈｅａｔ  ｕｐ）するにつれて、温度発展がストレッチ指数（ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ  ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ）の式に従うという洞察に基づいている。本発明のコンテキストにおいて、「温度発展」という用語は、センサが被験者に配置されたときに、そのセンサによって報告される検知温度のシーケンスによって定められる曲線を意味すると理解されたい。上述したように、温度発展に関連する要因の１つは、センサの初期温度である。したがって、本発明の特に好ましい実施形態では、温度発展はまた、初期温度により表される。本発明によれば、センサによって報告される温度Ｔ（ｔ）は、ストレッチ指数の式
【００２８】
【数３】
2019507322.tif 000005
によって表すことができる。ここで、Ｔ０はセンサの初期温度であり、Ｔ∞は被験者の安定化または中核体温であり、τはストレッチ指数の時定数であり、ｍはスカラーであり、その値はセンサ特性、例えばセンサの熱抵抗率によって決定され、内側のサーミスタと外側のサーミスタとの間の材料およびセンサの厚さによって決まる。数３の指数項はそれ自体も指数
【００２９】
【数４】
2019507322.tif 000006
である。
【００３０】
ｍの任意の値について、式（１）のグラフは、ｘ座標が時定数τである点を通る。本発明の方法は、式（３）のストレッチ指数として温度を表し、この式のある種の数学的性質により、以下に説明するように、顕著な推論を行うことを可能にする。
【００３１】
初期温度Ｔ０は直接的に測定することができ、従って既知の量である。安定化温度Ｔ∞を求めるためには、τとｍの値を決定することが残っている。本発明の好ましい一実施形態において、前記方法は、第１の関係を、時定数とセンサ特性との関数として特定し、第２の関係を、時定数とセンサ特性との関数として特定することと、第１と第２の関係を解いて、時定数とセンサ特性とを決定し、これらをストレッチ指数の式に代入して、安定化温度を予測することとを含む。
【００３２】
式（３）のストレッチ指数関数の１つの特性は、曲線の傾きが最初は急峻であり、徐々に平になって安定化温度に近づくことである。勾配、すなわち式（３）の一階導関数は
【００３３】
【数５】
2019507322.tif 000007
である。
【００３４】
一階導関数の最大値で二階導関数がゼロになることは知られている。したがって、本発明の好ましい実施形態では、第１の関係は、対応する時間を時定数およびセンサ特性の関数
【００３５】
【数６】
2019507322.tif 000008
として表す。ここで、ｔｍａｘは式（４）が最大に達する時間である。２つの未知数τおよびｍを求めるためには、第２の式または関係が必要である。本発明のさらに好ましい実施形態では、適切な候補は、Ｘ軸に沿った任意の２つの時点における１階導関数の比Ｒ
【００３６】
【数７】
2019507322.tif 000009
としてもよい。ここで、ｕ、ｖはＸ軸に沿った時間である。２つの式（５）と（６）により、２つの未知数τとｍを求めることができる。これらを式（３）に代入し、中核体温Ｔ∞について解くことができる。本発明の方法は、基本的に、温度発展の勾配が増加しなくなるとすぐに（この点は、式（３）の一階導関数の最大値に対応する）患者の中核体温を予測することができるので、センサがウォームアップする前に中核体温を信頼性高く推定できる。
【００３７】
第１の実際的な実施形態では、センサがいったん定位置に置かれると、サーミスタは、ある間隔（例えば、毎秒、毎ミリ秒当たり１回、または任意の適切なサンプリングレート）で温度値の収集を開始することができる。各検知温度は、各サンプルの測定値から計算され、最初の数個の結果を平均して初期検知温度Ｔ０を得ることができる。さらに温度測定値が収集され、各サンプルについて検知温度が計算される。これらの温度測定値を収集することにより、連続測定間の差を計算することによって、式（３）の一階導関数を推定することができる。最初は、一階導関数の符号が正の値である。この段階では、時刻ｕとｖが選択され、これらの点に対する一階導関数の比が計算され、式（６）のＲが与えられる。一階導関数の符号を調べる。最終的には、符号が正から負に変化する。この時点は、式（３）の一階導関数の最大値を示し、式（５）のｔｍａｘの値を与える。Ｒとｔｍａｘの値を使用して、τとｍの２つの候補値を返すルックアップテーブルを調べることができる。推定時刻τにおいて、温度Ｔ（τ）が測定される。次いで、この値を式（３’）に代入して、安定化温度Ｔ∞の推定値を得ることができる。この実施形態では、ほんの数分以内に安定化温度の信頼できる推定または予測を達成することができる。この迅速な予測は、先行技術のセンサと好都合に比較される。先行技術のセンサは、信頼性のある測定値を得るために、すなわち検知された安定化温度を報告するために、しばしば１０分以上を要することがある。
【００３８】
あるいは、ストレッチ指数の式の別の特性を用いて、中核体温を予測することができる。式（３）は、ｍの異なる値に対する曲線の族を定義し、各ｍの曲線は時点τを通過することが知られている。したがって、本発明のさらに好ましい実施形態では、この方法は、ｍの異なる値に対して検知温度に多数の曲線をフィッティングするステップを含む。例えば、ｍの種々の値に対して、適合曲線を求めるために、センサによって既に測定された温度値に曲線フィッティングアルゴリズムを適用することができる。本発明のさらに別の好ましい実施形態では、本方法は、複数のフィッティングされた曲線の交点から時定数τを特定し、続いてストレッチ指数の式を解いて安定化温度を予測するステップを含む。時間τにおいて、式（３ａ）の指数は−１に減少し、中核体温Ｔ∞を、式（３）を簡略化したバージョン
【００３９】
【数８】
2019507322.tif 000010
から直接計算することができる。
【００４０】
曲線フィッティングおよび交点決定のステップは、既知の数学的ツールを使用して比較的簡単に行うことができる。センサは、配置されるとすぐに温度値の収集を開始できる。ある間隔で、前に測定された値のセットが曲線フィッティングアルゴリズムに供給される。したがって、連続する各曲線フィッティングステップは、前のステップよりも細かくなる。２つ以上の曲線がフィッティングされると、その交点が決定される。対応するｘ座標から時間τが得られる。時刻τで測定された温度Ｔ（τ）を式（５）で用いて、中核温度Ｔ∞が得られる。この実施形態でも、ほんの数分以内に中核温度Ｔ∞の信頼できる推定または予測を達成することができる。
【００４１】
本発明の他の目的及び特徴は、添付した図面を参照して以下の詳細な説明を読めば、明らかとなるであろう。しかし、言うまでもなく、図面は例示のみを目的としたものであり、本発明の限定を意図したものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】被験者に適用された熱流量センサにおける温度発展と、本発明の方法を用いて予測された安定化温度に適合された曲線を示す。
【図２】本発明による方法の実施形態を適用することによって決定された６つの適合曲線の族を示す。
【図３】本発明の第１の実施形態による熱流量センサを示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による熱流量センサを示す図である。  図中、同じ数字は同じものを指す。図のオブジェクトは必ずしもスケール通りに描いたものではない。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１は、被験者に適用された熱流量センサにおける温度の実際の発展に対する本発明のアプローチの近さを示す実験データを示す。この図は、初期温度Ｔ０で始まる検知温度のグラフ１０と、検出された温度の完全なセットに最小２乗法を適用することによる事後的な曲線適合により得られた第２のグラフ１１と、推定された時定数τまで収集された温度測定値のみを必要とする、本発明による方法を用いて得られた第３のグラフ１２とを示す。この図は、予測される安定化温度Ｔ∞がフィッティングされた曲線１１のプラトーと基本的に同一であり、予測される中核体温Ｔ∞が被験者の実際の「定常状態」体温に非常に近く一致することを示す。先行技術の受動的熱流量センサは、検知された中核体温を報告するために、まずウォームアップを終了しなければならない。これは、比較的長時間を要し、ここでは約１３分後の時刻ｔｗに示されている。対照的に、本発明の方法によって予測される中核体温が、より短い時間ｔｐで提供することができるのは、上記の本発明の方法の１つを使用して、温度発展を分析して、微分の最大値を決定し、またはフィットされた曲線族の交点を計算することができるからである。中核体温は、ほんの数分の短い時間で確実に予測することができる。
【００４４】
図２は、上述した第２のアプローチを示しており、測定された温度値の初期セットにカーブフィッティングすることによって得られた異なる値ｍを有する式（３）の６つの適合曲線３０−３５の族を示す。最も平坦な適合曲線３０はｍ＝０．５に対応し、最も急な適合曲線３５はｍ＝３．０について得られたものである。複数の曲線は、そのｘ座標が時定数τである点で交差する。一旦この交点が決まると、その時点τについて温度測定値Ｔτを得ることができる。初期温度Ｔ０を知ることにより、式（３’）を中核温度Ｔ∞について解くことができる。
【００４５】
図３は、本発明の第１の実施形態による温度検知装置９を示しており、熱流量センサ１は、シングル熱流量センサ１として実現されている。これは、被験者８に、例えば被験者８の皮膚に確実に取り付けられる。第１のサーミスタＳ１は、センサ１の内面に配置され、患者の皮膚に密着する。第２のサーミスタＳ２は、センサ１の外面に配置されている。センサ１の熱抵抗率Ｒ１は、抵抗記号によって示されている。さらに別の抵抗記号は、センサ１が取り付けられる身体の熱抵抗ＲＢを示す。
【００４６】
センサ１を使用して任意の時点で検知温度を得るには、サーミスタＳ１、Ｓ２からの温度測定値を収集することと、センサ１を通る熱流束の知識を用いて検知温度を計算することとを含む。シングル熱流量センサを用いて検知体温を計算するため、皮膚の熱抵抗率を決定または推定することも必要であり、これは患者ごとに異なる場合がある。検知体温は、既に上述したように、式（１）を用いて計算することができる。この目的のために、サーミスタＳ１、Ｓ２によって収集された測定値は、ケーブル２を介して評価ユニット３に送られる。評価ユニット３のマイクロプロセッサ４は、必要な計算を実行して、例えば、一階導関数が最大になる時点ｔｍａｘを評価し、一階導関数の比Ｒを計算する。時点ｔｍａｘおよび一階導関数比Ｒの計算値に対して、ルックアップテーブル５は、時定数τおよびセンサ特性値ｍの候補値を供給することができる。これにより、式（３）を中核体温Ｔ∞に対して解くことができる。もちろん、マイクロプロセッサは、上記のように交点および時定数τを特定するために、カーブフィッティング手法を実行するようにプログラムすることもできる。ディスプレイ６は、（ほぼ時間ｔｐにおいて）これが決定されるとすぐに予測中核体温Ｔ∞を示し、時間経過とともに（図１に示すように）実際の体温発展曲線１０を示すことができる。
【００４７】
図４は、本発明の第２の実施形態による、デュアル熱流量センサ１を備える体温検知装置９を示している。ここで、第１のサーミスタペアの第１のサーミスタＳ１Ａと、第２のサーミスタペアの第１のサーミスタＳ２Ａとは、センサ１の内面に配置され、患者の皮膚に密着する。第１のサーミスタペアの第２のサーミスタＳ１Ｂと、第２のサーミスタペアの第２のサーミスタＳ２Ｂとは、センサ１の外面に配置される。第１のサーミスタペアのサーミスタＳ１Ａ、Ｓ１Ｂ間の熱抵抗Ｒ１と、第２のサーミスタペアのサーミスタＳ２Ａ、Ｓ２Ｂ間の抵抗Ｒ２とは、抵抗記号で示されている。さらに別の抵抗記号は、センサ１が取り付けられる身体の熱抵抗率ＲＢを示すが、デュアル熱流量センサを使用する場合には、この値を実際に知る必要はない。
【００４８】
また、ここで、センサ１を使用して任意の時点で検知体温を得るには、サーミスタＳ１Ａ、Ｓ１Ｂ、Ｓ２Ａ、Ｓ２Ｂから温度測定値を収集することと、センサ１を通る熱流束の知識を用いて検知体温を計算することとを含む。検知体温測定は、既に上述したように、式（２）を用いて計算することができる。この実施形態では、複数のサーミスタはそれらの値をインターフェース７に送る。これは、上で図３を参照して説明した評価ユニットと、予測された中核体温Ｔと検知体温とを無線接続によりディスプレイに送信する無線インターフェースとを含み得る。あるいは、インターフェース７は、測定された温度値Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を分析して、各サンプルについて検知体温を計算し、中核体温を予測する外部評価ユニットに、体温測定値Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を単に送信することができる。勿論、センサは、上述したように、評価ユニット及びディスプレイを含むように実現することもできる。
【００４９】
好ましい実施形態とそのバリエーションの形式で本発明を開示したが、言うまでもなく、本発明の範囲から逸脱することなく、多くの追加的修正や変形を加えることができる。
【００５０】
説明を明瞭にするため、本出願では、「ａ」または「ａｎ」とは複数の場合を排除するものではなく、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」とは他のステップや要素を排除するものではない。「ユニット」や「モジュール」と言った場合、２つ以上のユニットやモジュールの使用を排除しない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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