(57)【要約】  ゼロ熱流束温度測定装置は、断熱材層を間に挟んだ第１及び第２の可撓性基材を有する。第１基材層に配置されたヒータートレースは、断熱材層の一方の側に面するヒーターを画定し、第１温度センサーを取り囲む中央部分と、その中央部分を取り囲む周縁部分と、を含む。第２温度センサーは、断熱材層の反対側表面に面して第２基材層の上に配置され、第３温度センサーは、断熱材層の反対側表面に面した第２基材層の上に配置される。第２及び第３センサーは、組織温度を測定している皮膚表面領域の別々の場所でのそれぞれの皮膚温度を提供するように分離されている。【選択図】図７Ａ
2014505893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱材層を間に挟んだ第１及び第２可撓性基材層と、
該第１可撓性基材層の上に配置されて、該断熱材層の一方の側に面するヒーターを画定するヒータートレースであって、該ヒーターには、該第１可撓性基材層の該ヒータートレースのない領域を取り囲む中央部分と、該中央部分を取り囲む周縁部分とが含まれる、ヒータートレースと、
該領域内に配置される第１温度センサーと、
該第２可撓性基材層の上に配置されて該断熱材層の反対の側に面する第２温度センサーと、
該第２可撓性基材層の上に配置されて該断熱材層の該反対の側に面する第３温度センサーと、
を含み、該第２温度センサーが該ヒーターの該中央部分に対向して配置され、該第３温度センサーが該ヒーターの該周縁部分に対向して配置されるよう、該第２及び第３温度センサーが分離されている、ゼロ熱流束温度装置。
【請求項２】
前記ヒーターの前記中央部分が第１出力密度を有し、前記ヒーターの前記周縁部分が第２出力密度を有し、該第２出力密度が該第１出力密度より大きい、請求項１に記載のゼロ熱流束温度装置。
【請求項３】
前記ヒータートレースが、２つの端を有する連続的なヒータートレースを含み、前記中央部分及び前記周縁部分のそれぞれが、順に配置された複数のセクションを含み、該中央部分のセクションが、該周縁部分のセクションと交互になっている、請求項２に記載のゼロ熱流束温度装置。
【請求項４】
前記ヒーターの前記中央部分が第１ヒータートレース部分を含み、該ヒーターの前記周縁部分が、該第１ヒータートレース部分とは分離された第２ヒータートレース部分を含み、該ヒータートレースは更に共通ヒータートレース部分を含み、該第１及び第２ヒータートレース部分に共有ノードで接続される、請求項２に記載のゼロ熱流束温度装置。
【請求項５】
温度センサー校正情報を保存するプログラム可能メモリを更に含む、請求項１に記載のゼロ熱流束温度装置。
【請求項６】
可撓性基材が、中央セクションと、該中央セクションの周縁から外側に延出するタブと、該中央セクションの周縁から外側に延出するテールと、を含む構成を有し、複数の接触パッドが該タブ上に配置され、複数の導電性トレースが、前記第１、第２、及び第３温度センサーと、該複数の接触パッドを備えた前記ヒータートレースと、を接続し、該中央セクションと該テールが前記断熱材層を挟んで折り畳まれることにより、該中央セクションが前記第１可撓性基材層を含み、該テールが前記第２可撓性基材層を含む、請求項１に記載のゼロ熱流束温度装置。
【請求項７】
温度センサー校正情報を保存するプログラム可能メモリが、前記可撓性基材の上に配置され、前記複数の導電性トレースの中の導電性トレースが、該プログラム可能メモリと、前記複数の接触パッドの中の接触パッドと、を接続する、請求項６に記載のゼロ熱流束温度装置。
【請求項８】
第１セクションと、該第１セクションの周縁から外側に延出するタブセクションと、該第１セクションの周縁から外側に延出するテールセクションと、を含む、可撓性基材と、
該可撓性基材のヒータートレースのない領域を取り囲む中央ヒーター部分と、該中央ヒーター部分を取り囲む周縁ヒーター部分と、を画定する、該第１セクション上のヒータートレースと、該領域内に配置された第１温度センサーと、該テールセクション上に配置された第２及び第３温度センサーと、該ヒータートレースの外に配置される複数の接触パッドと、該第１、第２、及び第３温度センサー、並びに該ヒータートレースを該複数の接触パッドに接続する複数の導電性トレースと、を含む、該可撓性基材の表面に配置された電気回路と、を含む、温度測定装置。
【請求項９】
前記中央ヒーター部分が第１出力密度部分であり、前記周縁ヒーター部分が第２出力密度部分であり、該第２出力密度が該第１出力密度よりも大きい、請求項８に記載の温度測定装置。
【請求項１０】
前記ヒータートレースが、２つの端を有する連続的なヒータートレースを含み、前記中央ヒーター部分及び周縁ヒーター部分のそれぞれが、順に配置された複数のセクションを含み、該中央ヒーター部分のセクションが、該周縁ヒーター部分のセクションと交互になっている、請求項９に記載の温度測定装置。
【請求項１１】
前記中央ヒーター部分が第１ヒータートレース部分を含み、前記周縁ヒーター部分が、該第１ヒータートレース部分から分離された第２ヒータートレース部分を含み、前記ヒータートレースが、該第１及び該第２ヒータートレース部分から分離されて共有ノードで該第１及び該第２ヒータートレース部分に接続されている共通ヒータートレース部分を更に含む、請求項９に記載の温度測定装置。
【請求項１２】
前記電気回路が、温度センサー校正情報を保存するプログラム可能メモリを含み、前記複数の導電性トレースの中の導電性トレースが、該プログラム可能メモリと、前記複数の接触パッドの中の接触パッドと、を接続する、請求項９に記載の温度測定装置。
【請求項１３】
前記電気回路が、温度センサー校正情報を保存するプログラム可能メモリを含み、前記複数の導電性トレースの中の導電性トレースが、該プログラム可能メモリと、前記複数の接触パッドの中の接触パッドと、を接続する、請求項８に記載の温度測定装置。
【請求項１４】
断熱材層を間に挟んだ第１及び第２可撓性基材層と、該第１可撓性基材層の上に配置され、該断熱材層の一方の側に面するヒーターを画定するヒータートレースと、該第１可撓性基材層の上に配置される第１温度センサーと、該第２可撓性基材層の上に配置されて該断熱材層の反対の側に面する第２温度センサーと、該第２可撓性基材層の上に配置されて該断熱材層の該反対の側に面する第３温度センサーと、を含み、該第２温度センサーが該ヒーターの中央部分近くに配置され、該第３温度センサーが該ヒーターの周縁部分近くに配置されるよう、該第２及び第３温度センサーが分離されている、ゼロ熱流束温度装置と、
該第１温度センサーで検出されるヒーター温度、該第２温度センサーで検出される中央近くの皮膚温度、及び該第３温度センサーで検出される周縁近くの皮膚温度を判定し、該ヒーター温度、該中央近くの皮膚温度、及び該周縁皮膚温度に応じて該ヒーターを操作するための、該ゼロ熱流束温度装置に接続されているコントローラと、を含む、温度測定システム。
【請求項１５】
前記コントローラが、ワイヤレスリンク及びケーブルのうち１つによって前記ゼロ熱流束温度装置に接続されている、請求項１４に記載の温度測定システム。
【請求項１６】
前記ゼロ熱流束温度装置が、温度センサー校正情報を保存するプログラム可能メモリを含み、前記コントローラが、前記第１、第２、及び第３温度センサーによって生成されたそれぞれの信号に校正情報を適用することによって、前記ヒーター温度、前記中央近くの皮膚温度、及び前記周縁近くの皮膚温度を判定する、請求項１５に記載の温度測定システム。
【請求項１７】
人間の皮膚表面領域に接触しているゼロ熱流束温度測定装置を使用して深部体温を測定する方法であって、
該皮膚表面領域の中央近くに配置された温度センサーを用いて、該中央近くの皮膚温度Ｔｓｃを判定する工程と、
該皮膚表面領域からの熱流束を遮断するよう配置された、ヒーター近くに配置された温度センサーを用いて、ヒーター温度Ｔｈを判定する工程と、
該皮膚表面領域の周縁近くに配置された温度センサーを用いて、該周縁近くの皮膚温度Ｔｓｐを判定する工程と、
該ヒーター温度と該中央近くの皮膚温度との間の第１差を判定する工程と、
該中央近くの皮膚温度と該周縁近くの皮膚温度との間の第２差を判定する工程と、
該第１差が範囲±Ｘ以内であり、該第２差が範囲±Ｙ以内である場合、該皮膚温度Ｔｓｃを深部体温として報告する工程と、
そうでない場合は、該ヒーターにより生成される熱を調節する工程と、を含む、方法。
【請求項１８】
人間の皮膚表面領域に接触しているゼロ熱流束温度測定装置を使用して深部体温を測定する方法であって、
該皮膚表面領域の中央近くに配置された温度センサーを用いて、該中央近くの皮膚温度Ｔｓｃを判定する工程と、
該皮膚表面領域からの熱流束を遮断するよう配置された、ヒーター近くに配置された温度センサーを用いて、ヒーター温度Ｔｈを判定する工程と、
該皮膚表面領域の周縁近くに配置された温度センサーを用いて、該周縁近くの皮膚温度Ｔｓｐを判定する工程と、
該ヒーター温度と該中央近くの皮膚温度との間の第１差を判定する工程と、
該中央近くの皮膚温度と該周縁近くの皮膚温度との間の第２差を判定する工程と、
該第１差が範囲±Ｘ以内であり、該第２差が範囲±Ｙ以内である場合、該皮膚温度Ｔｓｃを深部体温として報告する工程と、
そうでない場合は、該ヒーターの周縁で生成される熱を調節する工程と、を含む、方法。
【請求項１９】
人間の皮膚表面領域に接触しているゼロ熱流束温度測定装置を使用して深部体温を測定する方法であって、
該皮膚表面領域の中央近くに配置された温度センサーを用いて、該中央近くの皮膚温度Ｔｓｃを判定する工程と、
該皮膚表面領域からの熱流束を遮断するよう配置された、ヒーター近くに配置された温度センサーを用いて、ヒーター温度Ｔｈを判定する工程と、
該皮膚表面領域の周縁近くに配置された温度センサーを用いて、該周縁近くの皮膚温度Ｔｓｐを判定する工程と、
該ヒーター温度と該中央近くの皮膚温度との間の第１差を判定する工程と、
該中央近くの皮膚温度と該周縁近くの皮膚温度との間の第２差を判定する工程と、
該第１差が範囲±Ｘ以内であり、該第２差が範囲±Ｙ以内である場合、該皮膚温度Ｔｓｃを深部体温として報告する工程と、
そうでない場合は、アラーム又はエラー信号を発する工程と、を含む、方法。
【請求項２０】
人間の皮膚表面領域に接触しているゼロ熱流束温度測定装置を使用して深部体温を測定する方法であって、
該皮膚表面領域の中央近くに配置された温度センサーを用いて、該中央近くの皮膚温度Ｔｓｃを判定する工程と、
該皮膚表面領域からの熱流束を遮断するよう配置された、ヒーター近くに配置された温度センサーを用いて、ヒーター温度Ｔｈを判定する工程と、
該皮膚表面領域の周縁近くに配置された温度センサーを用いて、該周縁近くの皮膚温度Ｔｓｐを判定する工程と、
該ヒーター温度と該中央近くの皮膚温度との間の第１差を判定する工程と、
該中央近くの皮膚温度と該周縁近くの皮膚温度との間の第２差を判定する工程と、
該第１差が範囲±Ｘ以内であり、該第２差が範囲±Ｙ以内である場合、該皮膚温度Ｔｓｃを深部体温として報告する工程と、
そうでない場合は、オフセット値により該皮膚温度Ｔｓｃを調節し、オフセットされた皮膚温度Ｔｓｃを深部体温として報告する工程と、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（優先権）
本出願は、２０１１年２月１６日付出願の米国特許仮出願第６１／４６３，３９３号に基づく優先権を主張する。
【０００２】
（関連出願の相互参照）
本出願は、すべて本出願と所有者を同一にする以下の米国特許出願の対象に関する対象を含む。
２００９年８月３１日付出願の米国特許出願第１２／５８４，１０８号、
２０１０年４月７日付出願の同第１２／７９８，６６８号、
２０１０年４月７日付出願の同第１２／７９８，６７０号。
【背景技術】
【０００３】
本主題は、ヒト又は動物の深部体温の指示とされる深部組織温度（ＤＴＴ）の推定において使用するための装置に関する。本主題は特に、皮膚温度測定領域内の複数の場所で温度を測定するための機能を備えたゼロ熱流束温度測定装置に関する。
【０００４】
深部組織温度測定値は、ヒト及び動物の体腔を占める器官の温度（深部体温）の測定値である。ＤＴＴ測定値は、多くの理由から望ましい。例えば、周術期中に正常温度の範囲内に深部体温を維持することが手術部位の感染事故を低減することが示されており、したがって、術前、術中、及び術後に患者の身体の深部体温を監視することは有益である。もちろん、患者の安全性及び快適さのため、及び臨床医の便宜性のためには、非侵襲測定が非常に望ましい。したがって、皮膚上に置かれた装置によって非侵襲的にＤＴＴ測定値を得ることは有用である。
【０００５】
ゼロ熱流束装置によるＤＴＴの非侵襲的測定は、１９７１年にＦｏｘ及びＳｏｌｍａｎが記述している（Ｆｏｘ  ＲＨ，Ｓｏｌｍａｎ  ＡＪ．Ａ  ｎｅｗ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｔｈｅ  ｄｅｅｐ  ｂｏｄｙ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｉｎ  ｍａｎ  ｆｒｏｍ  ｔｈｅ  ｉｎｔａｃｔ  ｓｋｉｎ  ｓｕｒｆａｃｅ．Ｊ．Ｐｈｙｓｉｏｌ．Ｊａｎ  １９７１：２１２（２）：ｐｐ  ８〜１０）。この測定は、測定が行われる皮膚区域を貫通する熱流束がないことに依存するので、この技法は「ゼロ熱流束」（ＺＨＦ）測定と呼ばれる。図１に示されているＦｏｘ／Ｓｏｌｍａｎシステムは、断熱層２２によって分離された一対のサーミスタ２０を含んだＺＨＦ温度測定装置１０を用いて深部体温を見積もる。サーミスタ２０によって検出された温度の差が、本質的に平面的な構造のヒーター２４の動作を制御し、装置１０の下面２６が接触する皮膚表面領域を通る熱流を停止又はブロックする。コンパレータが、検出された温度の差を測定し、コントローラ３０にその測定値差を供給する。ヒーター２４は、差がゼロでない間、作動される。検出温度間の差がゼロになると、ＺＨＦ条件が満たされ、ヒーター２４が必要に応じてオンとオフを切り替えてこのＺＨＦ条件を維持する。下面２６のサーミスタ２０は皮膚の表面温度を検出し、この出力が３６で増幅されて、３８にシステム出力として供給される。Ｔｏｇａｗａは、組織内の多次元の熱流を計上するＤＴＴ測定装置構造を用いてＦｏｘ／Ｓｏｌｍａｎ技法を改善した（Ｔｏｇａｗａ  Ｔ．  Ｎｏｎ−Ｉｎｖａｓｉｖｅ  Ｄｅｅｐ  Ｂｏｄｙ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．  Ｉｎ：  Ｒｏｌｆｅ  Ｐ  （ｅｄ）  Ｎｏｎ−Ｉｎｖａｓｉｖｅ  Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ．Ｖｏｌ．１．１９７９．Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，ｐｐ．２６１〜２７７）。図２に示すＴｏｇａｗａの装置は、Ｆｏｘ及びＳｏｌｍａｎタイプのＺＨＦ設計を、円環柱構造の厚いアルミニウム筐体１１の中に封入することにより、装置の中心から周縁方向への放射熱流を低減又は解消している。
【０００６】
Ｆｏｘ／Ｓｏｌｍａｎ及びＴｏｇａｗａの装置は、所望のＺＨＦ条件を達成するために、熱抵抗を通して皮膚からの熱流を遮断するヒーターの動作を制御するのに、身体に対して法線方向の熱流束を活用する。この結果、ＺＨＦ温度測定装置の、ヒーター、熱抵抗、及び温度センサーが積み上げられる構成になり、結果的に、実質的な縦型形状となり得る。Ｔｏｇａｗａのカバーによって付加される熱質量部は、Ｆｏｘ／Ｓｏｌｍａｎ設計の安定性を改善し、深部組織温度の測定の精度を高める。これに関して、装置を通る熱流束をゼロにすることが目標であるため、熱抵抗は大きいほどよい。しかしながら、熱抵抗を追加すると重量と寸法が大きくなり、起動時に安定温度に達するまでの時間も増大するため、温度の急速な変化をタイムリーに報告する装置機能が損われることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
Ｆｏｘ／Ｓｏｌｍａｎ及びＴｏｇａｗａの装置の、寸法、質量、及び費用は、使い捨て可能性を促進しない。結果的に、使用後にそれらを殺菌する必要があり、それらを摩損、及び検出不能な損傷に曝すことになる。それらの装置はまた、再使用のために保管されなくてはならない。結果的に、これらの装置の使用は、ゼロ熱流束ＤＴＴ測定に伴う費用を増し、場合によっては、患者間の二次汚染の有意なリスクを呈する可能性がある。したがって、単回使用後の使い捨て可能性を促進するために、ゼロ熱流束ＤＴＴ測定装置の性能を犠牲にせずに、その寸法及び質量を低減することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様において、ＺＨＦ温度測定装置は、可撓性基材と、その可撓性基材の表面に配置され、皮膚表面が取り囲まれている位置の皮膚表面領域に接触する装置表面の横方向に分離された皮膚表面位置の間での温度差を測定する能力を有する、ＺＨＦ回路と、を含む。
【０００９】
本開示の別の一態様において、ＺＨＦ温度測定装置のヒーター表面に接触している表面に渡って温度差が測定される。
【００１０】
本開示の別の一態様において、温度差は、可撓性基材と電気回路を含むＺＨＦ温度測定装置の基材表面に接触している皮膚表面領域の内側部と周縁部との間で測定される。
【００１１】
電気回路を支える可撓性基材を含んだＺＨＦ温度測定装置は、その基材の表面に配置されたヒーター及び温度センサーを含む。
【００１２】
いくつかの態様において、装置は少なくとも３つの温度センサーを含む：第１温度センサーは、ヒーター温度を検出する。第１温度センサーから第１方向に分離されている第２温度センサーは、皮膚表面領域内にある第１位置での皮膚温度を検出する。第２温度センサーから第２方向に分離されている第３温度センサーは、皮膚表面領域内にある第２位置での皮膚温度を検出する。
【００１３】
いくつかの他の態様において、皮膚表面領域内の第１位置は、皮膚表面領域の中央近くの位置であり、第２位置は、その中央近くの位置から皮膚表面の周縁方向に変位されている。
【００１４】
更に別の態様において、ゼロ熱流束ＤＴＴ測定装置は、第１及び第２可撓性基材層と、その第１可塑性基材層の未加熱ゾーンを取り囲む第１可塑性基材層の表面に配置されたヒーターと、未加熱ゾーンで第１可塑性基材層の上に配置された第１温度センサーと、ヒーターの突出部内の位置にある第２可塑性基材層の上に配置された第２温度センサーと、ヒーターの突出部の周縁近くの位置で、第２可塑性基材層の上に配置された第３温度センサーと、を含む。
【００１５】
例えば、ヒーターは、第１出力密度を有する中心部分と、その中心部分を取り囲んで第１出力密度より高い第２出力密度を有する周縁部分と、を含む。
【００１６】
更に別の態様において、ゼロ熱流束ＤＴＴ測定装置は、中央セクションと、その中央セクションの周縁から延出するタブと、その中央セクションの周縁から延出するテールと、を含む、可撓性基材からなる。可撓性基材の表面に配置された電気回路には、表面のゾーンを取り囲んでヒーターを画定するヒータートレースと、そのゾーン内に配置される第１温度センサーと、テール上でヒータートレースの外に配置される第２温度センサーと、テール上で第２温度センサーとヒータートレース周縁部分との間に配置される第３温度センサーと、が含まれる。複数の電気接触パッドがタブ上に配置され、複数の導電性トレースが、第１及び第２温度センサーと、メモリ装置と、複数の電気接触パッドを備えたヒータートレースと、を接続する。
【００１７】
例えば、ヒーターは、第１出力密度を有する中心部分と、その中心部分を取り囲んで第１出力密度より高い第２出力密度を有する周縁部分と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ＺＨＦ温度測定装置を含む第１の先行技術の深部組織温度測定システムの基本ブロック図。
【図２】アルミニウムキャップを有するＺＨＦ温度測定装置を含む、第２の先行技術の深部組織温度測定システムの側断面概略図。
【図３Ａ】ＺＨＦ電気回路が表面上に配置された基材を含むアセンブリの平面図。
【図３Ｂ】図３Ａのアセンブリを組み込んだＺＨＦ温度測定装置の側断面図。
【図４Ａ】ＺＨＦ電気回路が表面上に配置された基材を含むアセンブリの平面図を示し。
【図４Ｂ】図４ＡのＺＨＦ電気回路を表わす概略図。
【図５】図４Ａの基材アセンブリを組み込んだＺＨＦ温度測定装置の分解斜視図。
【図６Ａ】図４Ａ及び５の構成要素を組み込むことによりＺＨＦ温度測定装置を製造する工程。
【図６Ｂ】図４Ａ及び５の構成要素を組み込むことによりＺＨＦ温度測定装置を製造する工程。
【図６Ｃ】図４Ａ及び５の構成要素を組み込むことによりＺＨＦ温度測定装置を製造する工程。
【図６Ｄ】図４Ａ及び５の構成要素を組み込むことによりＺＨＦ温度測定装置を製造する工程。
【図６Ｅ】図４Ａ及び５の構成要素を組み込むことによりＺＨＦ温度測定装置を製造する工程。
【図６Ｆ】図４Ａ及び５の構成要素を組み込むことによりＺＨＦ温度測定装置を製造する工程。
【図７Ａ】多層構造を備えたゼロ熱流束ＤＴＴ測定装置の、一部模式的に示した第１側断面図。
【図７Ｂ】多層構造の追加構成要素を図示するために回転させた、図７Ａのゼロ熱流束ＤＴＴ測定装置の、一部模式的に示した第２側断面図。
【図８】温度測定システムを表わすブロック図。
【図９】図７Ａ及び７Ｂのゼロ熱流束ＤＴＴ測定装置用の第２ヒーター構造。
【図１０】周縁近くの皮膚温度測定を備えたゼロ熱流束温度測定装置を用いた体温測定の方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
同一所有者の米国特許出願第１２／５８４，１０８号に記述及び出願されている、安価で使い捨てのゼロ熱流束ＤＴＴ測定装置が、図３Ａ及び３Ｂに示されている。この装置は、中央セクション３４、テールセクション３６、及びタブセクション３８を備えた可撓性基材３２からなる。ＺＨＦ電気回路は、基材の第１面に配置される。この電気回路には、ヒーター、温度センサー、導電性トレース、並びに装着パッド及び接触パッドが含まれる。ヒーター４０は、表面の無加熱ゾーン４４を取り囲む導電性ヒータートレース４２によって画定されている。第１温度センサー４６は、ゾーン４４に配置され、第２温度センサー４８は、テールセクション３６上のヒータートレース外側に配置される。電気接触パッド５０は、タブセクション３８上のヒータートレース外側に配置され、複数の導電性トレース５２が、温度センサーと、複数の接触パッドを備えたヒータートレースと、を接続している。ヒータートレース４２の導通は、第２温度センサー４８の２本のトレースから電気的に絶縁されてそれらを横切る導電性のゼロオームジャンパー５３によって維持される。図３Ｂに示すように、ＺＨＦ温度測定装置３０は、中央セクション３４とテールセクション３６とを折り合わせることによって組み立てられ、第１温度センサー４６と第２温度センサー４８とが互いに垂直方向に近位になるように配置される。中央セクションとテールセクションとの間に配置される断熱層５４が、第１温度センサー４６と第２温度センサー４８とを分離し、これらの間に熱抵抗を提供する。可撓性のヒーター断熱材４９が基材３２の第２面に、中央セクション３４を覆うように取り付けられる。装置３０は、断熱層５４の一方の面上にヒーター４０及び第１温度センサー４６を配置し、断熱層のもう一方の面上でかつ測定される皮膚表面領域６０に近接して、第２温度センサー４８を配置するように、使用時に配置される。層５４の下面の接着層５５は、装置３０を皮膚表面領域６０に付着させる。タブセクション３８は、可撓性基材表面に配置された可撓性剛化材５６で剛性が与えられる。剛化材は、タブセクション３８と実質的に同一の広がりを持ち、好ましくは、中央セクション３４の上を少なくとも部分的に覆って延在する。可撓性基材の片面に電気回路層を配列することで、実質的に平面的な小型ＺＨＦ温度測定装置が提供される。装置３０には、患者バイタルサイン監視システムの温度測定システムコンポーネントにプラグ接続可能なインターフェース５８が含まれる。これにより、タブ３８は剛化され、接触パッドアレイを備えて構成され、インタフェースケーブルのコネクタとの接続にスライドイン及びスライドアウトできるようになっている。
【００２０】
例えば、図３Ｂに示すようなＺＨＦ温度測定装置の動作において、ヒーターによって生じた熱は、装置の下の組織への等温チャネルを画定し保持する。ゼロ熱流束状態が生じると、等温チャネルの入口での皮膚表面温度は、等温チャネルの深部組織終点付近での皮下組織温度に実質的に等しいレベルとなる。この時点で、深部組織温度は、皮膚に最も近い温度センサーを用いた皮膚表面温度の測定によって測定することができる。しかしながら、皮膚の横方向の熱拡散が、この測定値に誤差をもたらすことがある。
【００２１】
同一所有者の米国特許出願第１２／７９８，６７０号は、ヒーター周縁方向で出力密度が増加するヒーターを利用した、安価な使い捨てＺＨＦ装置構成を説明している。この出力密度の増加により、ヒーターの中心から周縁に渡って均一な温度が生成され、これで測定領域の皮膚温度を平均化することによって、皮膚の横方向の熱拡散影響に対抗することを意図する。複数の場所で皮膚温度を測定する能力を追加することによって、皮膚の横方向の熱拡散を検出するか、又は皮膚温度の平均化を確認する能力を備えたこれらの構成を提供することが望ましい。
【００２２】
いくつかの態様において、ＺＨＦ温度測定装置は、深部組織温度を測定する皮膚表面領域において横方向の熱拡散を検出又は監視する能力を備えている。この状況の検出により、測定を行う皮膚表面領域全体に渡って均一な温度を維持するため、ヒーター制御をより正確に構成及び操作することができる。
【００２３】
したがって、ＤＴＴ測定が行われる皮膚表面領域に接触している装置表面の横方向の皮膚温度差を測定する機能を有するＺＨＦ温度測定装置を提供することが望ましい。いくつかの実施形態において、ヒーター表面に一致する皮膚表面領域にわたる温度差を測定することが望ましい。更に別の態様において、皮膚表面領域の内側部分と周縁部分との温度差を測定することが特に望ましい。
【００２４】
ゼロ熱流束温度測定のための温度装置には、間に断熱材層を挟んだ第１及び第２可撓性基材層が含まれ、この第１可塑性基材層の上に配置されたヒータートレースが、断熱材層の一表面に面したヒーターを画定する。このヒーターには、第１温度センサーを取り囲む中央部分と、その中央部分を取り囲む周縁部分が含まれる。第２温度センサーは、断熱材層の反対側表面に面して第２可塑性基材層の上に配置され、第３温度センサーは、断熱材層の反対側表面に面した第２可塑性基材層の上に配置される。第２及び第３温度センサーは、装置の使用中に、測定される皮膚表面領域の中央部分近くに第２温度センサーが位置し、皮膚表面領域の周縁部分近くに第３温度センサーが位置するように、分離される。
【００２５】
好ましい構成において、ＺＨＦ温度測定装置は、少なくともヒーター、温度センサー、及び分離断熱材を保持する可撓性基材を含んだ、可撓性回路アセンブリを含む。好ましい多層構造において、可撓性基材は断熱材を中にして折り畳まれ、これにより断熱材の反対の側に隣接して第１層及び第２層を配置する。
【００２６】
温度装置構成について、代表的要素を備える好ましい実施形態を用いて記述するが、それらの実施形態は例示に過ぎない。他の実施形態が、記述されているより多くの又はより少ない要素を含むことも可能である。記述されている要素のいくつかを削除すること、及び／又は記述されていない他の要素を追加することもまた可能である。更に、要素を他の要素と組み合わせてもよく、及び／又は要素を分割して追加的な要素にしてもよい。
【００２７】
図４Ａは、周縁近くの皮膚温度測定を備えたゼロ熱流束温度測定装置の第１構成に使用される可撓性回路アセンブリを示す。可撓性回路アセンブリ１００には、可撓性基材１０１が含まれる。必要ではないが好ましくは、可撓性基材１０１は連続したセクション１０５、１０６、及び１０８を有する。必要ではないが好ましくは、第１（中央）セクション１０５はほぼ円形である。第２セクション（即ち「テール」）１０６は、中央セクション１０５の周縁から第１の方向に外向きに延在する、球根状の端部１０７を有する狭く細長い矩形を有する。第３セクション（即ち「タブ」）１０８は延長部分であり、好ましくは、中央セクション１０５の周縁から第２方向に外側に延在している幅広の矩形を有する。タブ１０８には、コネクタのそれぞれ対応するバネ仕掛けの保持具を受容及び保持するための、相対するノッチ１１０が形成される。必要ではないが好ましくは、テール１０６は、時計回り又は反時計回りのいずれかの方向に、１８０度未満の弓状距離によってタブ１０８から離れて変位される。例えば、テール１０６及びタブ１０８は、図４Ａに示すアセンブリにおいて９０度に変位されている。
【００２８】
図４Ａによれば、ＺＨＦ電気回路１２０は、可撓性基材１０１上に配置される。必要ではないが好ましくは、電気回路１２０の要素は、可撓性基材１０１の一方の表面上１２１に配置される。電気回路１２０は、少なくとも、導電性ヒータートレースと、温度センサーと、導電性接続トレース部分と、電気接触パッドと、を含む。ヒータートレース１２４は、ヒータートレース１２４のいかなる部分も延在していない、基材１０１のゾーン１３０を取り囲む、概ね環状のヒーター１２６を画定する。これに関して、ゾーン１３０は、ヒーターが動作するときに直接加熱されない。ゾーン１３０は、表面１２１の概ね円形の部分を占有する。更に特定すると、ゾーン１３０は、図４Ａに図示した表面１２１の部分と、反対側表面の対応する部分（この図には描かれていない）と、それらの間の中実部分と、を含む、基材１０１の円柱状部分である。必要ではないが好ましくは、ゾーン１３０は、中央セクション１０５に中心合わせされ、ヒーター１２６と同心である。第１温度センサー１４０は、ゾーン１３０に形成された装着パッドに装着される。第２温度センサー１４２は、概ね環状のヒーター１２６の外側に配置された装着パッド上に装着される。好ましくは、これらの装着パッドはテール１０６の端部の概ね近くに（例えば、テールの球根状の端部１０７の中心又は中心近くに）形成される。第３温度センサー１４３は、概ね環状のヒーター１２６の外側に配置された装着パッド上に装着される。好ましくは、これらの装着パッドは、テール１０６（概ね第２温度センサー１４２の装着パッドとヒーター１２６の周縁近くとの間）に形成される。電気接触パッド（「接触パッド」）１７１は、タブ１０８内の表面１２１上に形成される。
【００２９】
いくつかの構成において、ＺＨＦ電気回路１２０には、少なくとも１つのマルチピン電子回路装置がアセンブリ１００上に装着された温度センサー校正回路１７０が含まれる。例えば、図４Ａを参照して、温度センサー校正回路１７０は、タブ１０８近く又は隣接した中央セクション１０５上の表面１２１の一部に形成された装着パッドに取り付けられた、電気的に消去可能なプログラム可能読取り／書込みメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を構成し得る。
【００３０】
図４Ａによれば、複数の導電性トレース部分が、第１温度センサー１４０、第２温度センサー１４２、及び第３温度センサー１４３、並びにヒータートレース１２４（及び含まれている場合は校正回路１７０）を複数の接触パッド１７１と接続している。温度センサー校正回路を含むこれらの構成において、少なくとも１つの接触パッド１７１を、温度センサー校正回路１７０、並びにヒーター１２６、第１温度センサー１４０、第２温度センサー１４２、及び第３温度センサー１４３のうち１つと共有することができる。
【００３１】
図４Ａに図示されているように、必要ではないが好ましくは、可撓性基材の可撓性及び適合性を更に高めるために、中央セクション１０５はそれ自体に形成された複数のスリット１５１を有する。スリットは周縁から中央セクション１０５の中心に向かって放射状に延在し、互いに独立に動き又は屈曲するゾーンを画定する。ヒータートレース１２４のレイアウトは、スリットを許容するように適応される。これに関し、ヒータートレースはジグザグ又はつづら折れのパターンを、一区間はゾーン１３０の周縁部からスリット１５１の端に向かって長さを増していき、それらの端部で一段階減少した後に、スリットによって画定されるゾーン内で、ヒーター１２６の外縁部に向かって再び長さを概ね増す。図示されているように、ヒーターの構成は、ゾーン１３０で中心合わせされた概ね環状形を有するが、この環にはスリットで切れ目が入っている。あるいは、この環状形を、概ね連続した中央の環の周囲を取り巻くくさび形のヒーターゾーンの周縁環を含むものとして見ることもできる。
【００３２】
好ましくは、ヒーター１２６は、図４Ａを参照して理解され得る不均一出力密度ヒーター構造を有する。この構成において、ヒーター１２６には、第１出力密度を有する中央部分１２８（細い線で描かれた部分）と、中央部分１２８を取り囲む、第１の出力密度より高い第２の出力密度を有する周縁部分１２９（太い線で描かれた部分）と、が含まれる。ヒータートレース１２４は連続しており、２つの端を含み、第１の端は接触パッド５へ、第２の端は接触パッド６へと移行する。しかし、スリットのために、中央部分１２８及び周縁部分１２９のそれぞれが、中央部分のセクションと周縁部分のセクションとが交互になった一定の順序で配列された複数のセクションを含む。しかし、このヒーターの環状構造では、中央部分１２８のセクションは概ねゾーン１３０の周囲の中央環内に配列され、周縁部分１２９のセクションは中央部分１２８の周囲に配列される。ヒーター１２６が作動されると、中央部分１２８はゾーン１３０を取り囲む第１の出力密度で熱の中央環を生成し、周縁部分１２９はこの熱の中央環を取り囲む第２の出力密度の熱の輪状環を生成する。
【００３３】
好ましくは、ヒータートレース１２４は連続しているが、中央ヒーター部分１２８は第１の出力密度を有し、周縁部分１２９は第１の出力密度より大きい第２の出力密度を有するように、その長さに沿って不均一の出力密度を呈する。この構成であると、ヒーター１２６に付加される駆動電圧によって引き起こされる、ヒータートレースのヒーター面積単位当たりに中央ヒーター部分１２８が生成する動力は、外側のヒーター部分１２９が生成する動力より少ない。その結果、第１の平均動力の熱の中央環を取り囲む、第１の平均動力より高い第２の平均動力の熱の輪が得られる。
【００３４】
ヒーター部分１２８及び１２９の異なる出力密度は、それぞれの部分の中で不変であっても変動してもよい。出力密度の変化は、段階的でも連続的でもよい。出力密度は、ヒータートレース１２４の幅及び／又はつづら折れパターンの区間の間のピッチ（距離）によって設定されるのが最も簡易でかつ経済的である。例えば、抵抗、したがってヒータートレースが生成する動力は、トレースの幅に反比例して変化する。任意の抵抗に対し、ヒータートレースによって生成される動力もまた、つづら折れの区間のピッチ（それらの区間の間の距離）とともに反比例して変化する。あるいはトレースは、出力密度を変化させるために、選択された場所で厚さを変えてもよい。例えば、中央ヒーター部分は、厚さｘのヒータートレースを有し、周縁部分は厚さ２ｘを有し得る。
【００３５】
図４Ａに図示した可撓性基材１０１上の電気回路１２０を図４Ｂの結線図に示す。図４Ａで番号０〜６が付されたタブ１０８上の接触パッド１７１は、図４Ｂの同一番号の要素に対応する。図示した接触パッドの数はあくまで例示を目的とする。より多い又は少ない数の接触パッドを使用することができる。また、ヒーター構成、温度センサーの数、温度センサー校正回路の有無などを含む設計の選択肢によって任意の具体的な数が決定される。構成によっては、接触パッドの数をできるだけ少なくするために、１つ以上の接触パッドを、電気回路１２０の複数の要素とやりとりする電気信号伝達に活用することによって、回路のレイアウトを簡素化し、タブ１０８の寸法及び質量を最小限にし、インターフェースコネクタの寸法を縮小することが望ましい。
【００３６】
可撓性基材上に電気回路を製造することによって、使い捨て可能なＺＨＦ温度測定装置の構成を大幅に簡素化し、そのような装置の製造にかかる時間及び費用を実質的に削減する。これに関し、図４Ａ及び４Ｂに図示した回路要素とともに可撓性基材１０１の片面にレイアウトされた電気回路を組み入れたＺＨＦ温度測定装置の製造は、図５及び６Ａ〜６Ｆを参照することによって理解できる。特定の番号付きの工程によって製造方法を説明するが、工程の順序を変更して同じ結果を達成することも可能である。さまざまな理由から、いくつかの工程は、記述されているより多くの操作又はより少ない操作を含んでもよい。同じ理由又は追加的な理由から、記述されている工程のいくつかを削除してもよく、及び／又は記述されていない他の工程を加えてもよい。更に、工程を他の工程と組み合わせてもよく、及び／又は追加的な工程に分割してもよい。最後に、ＺＨＦ温度測定装置のアセンブリをより明確に説明するために、図５及び図６Ａ〜６Ｆには電気回路の詳細は示されていない。
【００３７】
図５及び図６Ａを参照して、ＺＨＦ電気回路のトレース、装着パッド及び接触パッドは、可撓性基材１０１の第１面の表面１２１（「トレース面」）に製造される。電子構成要素（第１、第２、及び第３温度センサー、並びに含まれている場合は校正回路１７０）が装着パッドに取り付けられて、図４Ａの要素を含む電気回路が図に示すように完成する。使用される場合、ヒーターゾーンを分離するスリット１３１のパターンは、この製造工程で中央セクション１０２に作製され得る。
【００３８】
図５及び６Ｂに示されているように、製造の第２工程において、剛化材２０４が、タブ１０８の占める領域内の可撓性基材１０１の第２面の表面（「非トレース面」）上にラミネート又は形成される。剛化材はタブと同じ形状の部分を有する。第２面にラミネートされた場合、この剛化材はタブを覆い、中央セクション１０２の一部を覆って延在する。
【００３９】
図５及び６Ｃに示されているように、製造の第３工程において、断熱材の可撓性層２０８が接着剤又は同等物によって可撓性基材１０１の非トレース面に付着され、実質的に中央セクション１０２全体を覆う。この層は、ヒーター及び第１温度センサーを周囲環境から遮断するために提供される。図５でよくわかるように、この可撓性層にはコネクタ部品の先端部分を受けるように成形された凹部２１１が含まれ得る。
【００４０】
図５及び６Ｄ並びに製造の第４工程に示されているように、断熱材の可撓性層２４０が接着剤又は同等物によって可撓性基材のトレース面１２１に付着され、実質的に中央セクション１０２全体を覆う。この層は、テール１０６及びタブ１０８の部分を除く電気回路を覆う。
【００４１】
図５、６Ｄ、及び６Ｅ、並びに製造の第５工程に示されているように、接着剤２２２の層が、層２４０の表面２４１を覆って適用され、テール１０６を層２４０の上に折り上げて、第１及び第２温度センサーが、好ましい間隔関係で層２４０によって保持されるようにする。断熱材層２４０も、第２及び第３温度センサーをヒーターから分離し断熱する。
【００４２】
図５及び６Ｆに示されているように、第６の製造工程において、剥離ライナー２２６が接着層２２２に付着され、テールが折り畳まれた状態の中央断熱層を覆う。
【００４３】
図６Ｆは、装置の下側（すなわち、温度が測定される皮膚表面領域に接触する、装置の表面）が見える側からの、組み立てられたＺＨＦ温度測定装置を示す。装置を使用するとき、剥離ライナー２２６が剥がされて接着層２２２が露出し、これにより装置が皮膚表面領域に接着される。
【００４４】
本明細書による温度測定装置は、下表に記載されている材料及び部品を用いて製造することができる。図４Ａに適合する銅トレース、装着パッド、及び接触パッドを備えた電気回路を、従来のフォトエッチング技法によってポリイミドフィルムの可撓性基材上に形成し、従来の表面装着技法を用いて温度センサーを装着することができる。表に記載されている寸法は厚さを示すが、φは直径を表わす。これらの材料及び寸法はもちろん、すべて例示的なものであり、本明細書又は後述の請求項の範囲をいかなる意味でも制限するものではない。例えば、ヒーター及び導電性トレースは、その全体又は一部を導電性インクで製造することが可能である。
【００４５】
【表１】
2014505893.tif 000003
【００４６】
図７Ａは、周縁近くの皮膚温度測定を伴う、好ましいゼロ熱流束温度測定装置構成の、一部模式的に示した断面図である。必要ではないが好ましくは、この構造は可撓性基材アセンブリを使用する。一例として、例えば、図４Ａ及び４Ｂに示されているもののようにＺＨＦ電気回路を備え、図５及び６Ａ〜６Ｆに示されているように組み立てられた、可撓性基材を使用することができる。この代表的な例において、図７Ａは、図６Ｅに示されているように折り畳んだテールの中心線に沿って切断した像に対応し、図７Ｂは、図６Ｅに示されているように装置が組み立てられたときのタブの中心線に沿って切断した像に対応している。測定装置のすべての要素がこれらの図に示されているわけではない。しかしながらこれらの図は、周縁近くの皮膚温度測定を有するゼロ熱流束温度測定に関連する構成の要素間の関係を示している。
【００４７】
図７Ａに示すように、ＺＨＦ温度測定装置７００には、可撓性基材層、断熱材の可撓性層、及び電気回路が含まれる。電気回路は、ヒーター７２６と、第１温度センサー７４０と、第２温度センサー７４２と、第３温度センサー７４３と、を含む。ヒーター７２６及び第１温度センサー７４０は、可撓性基材層７０３の内部又は上に配置され、第２温度センサー７４２及び第３温度センサー７４３は、可撓性基材層７０４の内部又は上に配置される。第１可撓性基材層７０３及び第２可撓性基材層７０４は、断熱材可撓性層７０２によって互いに分離され、断熱されている。可撓性基材層７０３及び７０４は分離された要素であってもよいが、断熱材層の周囲に折り畳まれた単一の可撓性基材のセクションであることが好ましい。好ましくは、接着フィルム（図示せず）によって基材を断熱材層７０２に取り付ける。基材層７０４の片側に装着された接着剤層７０５には、皮膚に測定装置を取り付けるための剥離可能なライナー（図示せず）が提供される。好ましくは、断熱材の可撓性層７０９は、層７０２、７０３、及び７０４の上を覆って存在し、基材層７０３の一方の面に接着フィルム（図示せず）で付着している。層７０９はヒーター７２６及び第１温度センサー７４０を覆って延在している。
【００４８】
図７Ｂに示すように、電気回路には、温度センサー校正回路７７０と、可撓性基材層７０３の内部又は上に配置された接触パッド７７１と、が含まれる。温度センサー校正回路７７０は、ヒーター７２６の外側、好ましくはヒーター７２６と接触パッド７７１との間に配置される。接触パッド７７１は、基材層７０３のセクション７０８上に配置され、これは絶縁層７０９を越えて突き出ており、温度測定システムケーブル７８７の端に固定されるコネクタ７７２と、取り外し可能に接続できるようになっている。温度センサー７４０、７４２、及び７４３はサーミスタであると仮定すると、この温度センサー校正回路７７０には、温度センサー校正情報を保存する不揮発性半導体メモリが含まれる。この情報には、各温度センサーについての１つ以上の固有校正係数が含まれ得る。剛化材はこの図には示されていないが、セクション７０８は、基材層７０３と層７０９との間の可撓性基材の表面に配置された可撓性剛化材によって、図３Ｂに対応する方法で、剛化させることができる。
【００４９】
図７Ａを参照し、ＺＨＦ温度測定装置７００は、使用中に、温度測定を行う皮膚表面領域に第２温度センサー７４２及び第３温度センサー７４３が最も近くなるよう配置される。層７０２は、第１基材層７０３と第２基材層７０４との間に挟まれており、これにより、ヒーター７２６及び第１温度センサー７４０を、第２温度センサー７４２及び第３温度センサー７４３から分離し、断熱している。装置７００には、測定を行う皮膚表面領域に装置を付着させるための接着剤薄層７０５が含まれる。第２温度センサー７４２及び第３温度センサー７４３は、装置の使用中、皮膚表面領域に最も近い第２層７０４の表面７０７の横方向に分離されている。この横方向分離では、第２温度センサーがヒーター７２６の中央部分７２８の反対の側に、第３温度センサーがヒーター７２６の周縁部分７２９の反対の側に、配置される。別の観点から見れば、温度測定を行う皮膚表面領域上に装置が配置されているとき、この横方向分離により、第２温度センサー７４２は皮膚表面領域の中央部分近く、第３温度センサー７４３はその周縁近くに配置される。
【００５０】
装置７００が使用中のとき、層７０２は、第１温度センサー７４０と、第２温度センサー７４２と第３温度センサー７４３との間の、大きな熱抵抗として作用する。第２温度センサー７４２及び第３温度センサー７４３は、表面７０７の下にある皮膚表面領域の皮膚温度を検出する。好ましくは、第２温度センサー７４２は、皮膚表面領域の中央部分の皮膚温度を検出し、第３温度センサー７４３は、皮膚表面領域の周縁部分の皮膚温度を検出する。第１温度センサー７４０は、層７０２の上面の温度を検出する。一般に、第１の温度センサー７４０が感知する温度が第２の温度センサー７４２によって感知される温度より低い間は、ヒーターは層７０２及び皮膚を通る熱の流れを減らすように動作する。層７０２の温度が温度センサー７４２の温度に等しいときは、層７０２を通る熱の流れは停止し、ヒーターは遮断される。これが、第１のセンサー７４０及び第２のセンサー７４２によって感知されるゼロ熱流束条件である。ゼロ熱流束条件が生じると、第２の温度センサーによって示される皮膚の温度は深部体温として解釈される。いくつかのゼロ熱流束測定装置構成において、ヒーター７２６は、第１の出力密度で動作する中央ヒーター部分７２８と、第１の出力密度より高い第２の出力密度で動作する、中央ヒーター部分を取り囲む周縁ヒーター部分７２９と、を含み得る。もちろん、基材の可撓性は、ヒーター７２６を含む測定装置７００が身体の測定される場所の輪郭とぴったり適合することを可能にする。
【００５１】
ゼロ熱流束ＤＴＴ測定装置７００に装着パッドによって装着されたＭｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ製の２４ＡＡ０１Ｔ−Ｉ／ＯＴのようなマルチピンの電子プログラム可能なメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を、温度センサー校正回路７７０が含むものと仮定する。図４Ａ及び４Ｂは、１つ以上の接触パッドが電気回路の少なくとも２つの要素によって共有される構成を図示する。
【００５２】
図８は、例えば、図４Ａの第１可撓性回路構成を用いた、図７Ａ及び７Ｂによるゼロ熱流束ＤＴＴ測定装置間の信号インターフェースを図示する。これらの図を参照すると、ＤＴＴ測定システムは、制御機構８００と、測定装置７００と、制御機構と測定装置との間の動力信号、共通信号及びデータ信号を伝達するインターフェース７８５と、を含む。インターフェースはワイヤレスであってよく、信号の送受信を行うよう配置されたトランシーバと、電気回路に電力を供給するために装置７００に提供される電池と、を備える。好ましくは、インターフェースは、タブ７０８に解放可能に接続されたコネクタ７７２を伴うケーブル７８７を含む。制御機構８００は、ヒーターへのそれぞれ対応する信号経路の動力及び共通信号の提供を管理し、共通信号経路を共有する信号の分離をもたらす。共通基準電圧信号は、温度センサーへの単一の信号経路に提供され、それぞれ対応する別個の帰線信号経路は、温度センサーからのセンサーデータを提供する。
【００５３】
温度センサー校正回路７７０がＥＥＰＲＯＭを含むと仮定すると、別個の信号経路がＥＥＰＲＯＭ接地のために提供され、温度センサー信号経路は図４Ａ及び４Ｂに従ってＥＥＰＲＯＭのさまざまなピンと共有される。この信号経路構成により、ＥＥＰＲＯＭのためのデジタル接地と、ヒーターのためのＤＣ接地（共通）が分離され、ＥＥＰＲＯＭの破損の可能性が排除される。実際、ヒーターを電気回路の他の全ての要素から隔離することが望ましい。よって、図８に示すように、複数の接触パッドの第１接触パッド（例えば、接触パッド５）は、ヒータートレースの第１終端のみに接続され、一方、複数の接触パッドの第２接触パッド（例えば、接触パッド６）は、ヒータートレースの第２終端のみに接続される。
【００５４】
図４Ｂを参照し、温度センサーは、負温度係数（ＮＴＣ）サーミスタであると仮定する。この場合、接触パッド２の共通信号は、ＥＥＰＲＯＭにＶｃｃを提供し、サーミスタに基準電圧を提供するために、一定の電圧レベルに保持される。コントロールは、サーミスタ／ＥＥＰＲＯＭスイッチ回路を介して、サーミスタの読取りとＥＥＰＲＯＭの、クロッキング／読取り／書込みとの間で切り替えられる。再び、温度センサーがＮＴＣサーミスタであると仮定すると、ＥＥＰＲＯＭは、各サーミスタについて１つ以上の校正係数をその内部に保存する。装置７００が制御メカニズムに接続されると、クロック信号に応答してＳＤＡポートを介してＥＥＰＲＯＭから校正係数が読み取られ、ＥＥＰＲＯＭのＳＣＬポートへと提供される。インターフェース７８５の代表的な構成が、下の信号及び電気特性表にまとめられている。
【００５５】
【表２】
2014505893.tif 000004
【００５６】
サーミスタの校正係数が取得され、ＥＥＰＲＯＭに保存される。負温度係数サーミスタから正確な温度検出を取得する基礎は、校正による。この点においては、米国特許出願第１２／７９８，６６８号を参照のこと。システム動作中、制御論理８００は、第１、第２、及び第３温度センサーによって生成されたそれぞれの信号に校正情報を適用することによって、ヒーター温度、中央の皮膚温度、及び周縁の皮膚温度を判定する。
【００５７】
測定装置７００に有用な第２の可撓性基材構成９００を、図９に示す。この第２の構成では、電気回路は、ヒータートレースを除き、図４Ａ及び４Ｂの電気回路１２０に対応している。第２の構成９００において、ヒータートレースには、中央ヒーター部分７２８を画定する第１のトレース９１０と、第１のトレース９１０を取り囲み周縁ヒーター部分７２９を画定する第２のトレース９１１と、共通ノード９１４で第１及び第２のトレースと接続された第３のトレース９１２と、の３つのトレースを含む。第３のトレース９１２は、第１のトレースと第２のトレースとの間の共通接続としての役割を果たす。このようにこのヒーター構成は、共通の導線を共有する独立制御された中央ヒーター部分と周縁ヒーター部分とによって構成される。あるいは、この構成を、２つのヒーター要素を有するヒーターとみなすこともできる。中央部分及び周縁部分の出力密度は均一でも不均一でもよい。これら２つの部分の出力密度が均一の場合、周縁部分は、所望の、より高い出力密度を提供するように、中央部分より高い出力レベルで駆動され得る。図９に示すように、第２ヒーター構成は、第１、第２、及び第３トレースのために３つ別々の接触パッドを利用する。したがって、共通の導線を共有する３つの温度センサーと２つの独立制御ヒーター部分とを含むこの電気回路の構成には、８つの接触パッドがタブ上に提供される。
【００５８】
ＺＨＦ温度測定装置７００の別の構成において、可撓性回路アセンブリはスリットなして製造することができ、これによりヒーター７２６には、異なる出力密度を備えた連続的な中央部分７２８及び周縁部分７２９が含まれる。可撓性基材を円形の中央セクションで構成する必要はなく、環状ヒーターが概ね円形である必要もない。測定装置７００の別の構成において、中央基材セクションは、ヒーター同様、多面的及び卵形（楕円型）の形状を有し得る。上述の構成はすべて、設計、動作、及び／又は製造上の検討事項に対応するために、これらの形状に適応させることができる。これらのすべてにおいて、米国特許出願第１２／７９８，６６８号を参照のこと。
【００５９】
周縁近くの皮膚温度測定を備えたゼロ熱流束温度測定装置を用いた温度測定方法が、図１０に図示されている。この装置が図７Ａ及び７Ｂに図示されているような方法で使用され、図８に図示されている制御メカニズムによって動作するよう接続されており、ヒーターが作動し、３つの温度センサーが作動していると仮定する。最初、工程１０１０で、温度センサー７４２によって提供される抵抗値とその温度センサーの校正係数を用いて、皮膚表面領域中央近くの皮膚温度Ｔｓｃが測定され、工程１０２０で、温度センサー７４０によって提供される抵抗値とその温度センサーの校正係数を用いて、ヒーター温度Ｔｈが測定され、工程１０３０で、温度センサー７４３によって提供される抵抗値とその温度センサーの校正係数を用いて、皮膚表面領域周縁近くの皮膚温度Ｔｓｐが測定される。工程１０２１では、ヒーター温度と中央近くの皮膚温度との間の差をチェックし、その差がある範囲±Ｘ内に保持されるように、ループ１０１０／１０２０／１０２１／１０２２でヒーター出力を調節する。工程１０３１では、ある範囲±Ｙに対して、中央近くの皮膚温度と周縁近くの皮膚温度との間の差をチェックし、テストが満足されない場合は、ループ１０１０／１０３０／１０３１／１０３２で制御オプションが提供される。工程１０４０のテストにより１０２１及び１０３１の範囲条件が同時に満たされている場合、この中央近くの皮膚温度は深部体温として報告される。
【００６０】
工程１０３２のオプションは、皮膚表面領域の周縁端での皮膚温度の測定によって得られるＺＨＦ温度測定システム制御に、更なるマージンを持たせるものである。この点において、複数の出力密度で作動しているヒーターは、ヒーターの中央から周縁部に向かって実質的に均一な温度を維持するのには不適切である可能性がある。例えば、環境が非常に低温である場合、皮膚を介した周縁熱損失は、補償使用とするヒーターの性能を超えることがあり得る。第３温度センサー（１４３、７４３）は、不均一熱条件を評価し、これに対するオプションを開始するための方法を可能にしている。図１０はそのような３つの方法を示す。第１に、中央及び周縁ヒーター部分は、図９のヒーターレイアウトで示されているように別々に制御可能であり、１０３３で周縁ヒーターを駆動させ、この条件を克服するためにより多くの熱を生成させることができる。第２に、ＺＨＦ回路の動作を１０３４で保留にすることができ、エラー信号又はアラーム信号を鳴らし、及び／又は表示させることができる。第３に、皮膚温度Ｔｓｃは、オフセットされた計算値によって調整されるが、この調整された測定値を１０４０のテストに提出することができる。その他の、あるいは代替のオプションも提供され得る。
【００６１】
温度測定装置の構成及び製造の原則について、現在の好ましい実施形態を参照して説明してきたが、説明された原則の意図から逸脱せずに多様な修正を行うことができることを理解されたい。したがって、これらの原則は以下の請求項によってのみ制限される。
【図１】
2014505893.tif 000005
【図２】
2014505893.tif 000006
【図３Ａ】
2014505893.tif 000007
【図３Ｂ】
2014505893.tif 000008
【図４Ａ】
2014505893.tif 000009
【図４Ｂ】
2014505893.tif 000010
【図５】
2014505893.tif 000011
【図６Ａ】
2014505893.tif 000012
【図６Ｂ】
2014505893.tif 000013
【図６Ｃ】
2014505893.tif 000014
【図６Ｄ】
2014505893.tif 000015
【図６Ｅ】
2014505893.tif 000016
【図６Ｆ】
2014505893.tif 000017
【図７Ａ】
2014505893.tif 000018
【図７Ｂ】
2014505893.tif 000019
【図８】
2014505893.tif 000020
【図９】
2014505893.tif 000021
【図１０】
2014505893.tif 000022
【国際調査報告】
2014505893.tif 000023
2014505893.tif 000024