(57)【要約】  体中心温度測定デバイスが、温度センサ１２、１２ｆ、１２ｂと、耳介の近くに及び耳道外に配置される動脈血液の豊富な表面領域ＳＴＡ、ＰＡＡをオーバレイする皮膚に、又は頸動脈若しくはその主要な動脈の分岐をオーバレイする他の皮膚ＣＡＲに、温度センサを動作可能に結合させるよう構成される頭装着可能な機械フレーム又はパッド４２、６２、６４、７２、８２、１０２、１１２と、上記温度センサを用いて温度測定を取得し、上記取得された温度測定に基づき体中心温度を出力するよう構成される読出しコントローラ１０、４８、６８、９０とを含む。
2010521663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体中心温度測定デバイスであって、
温度センサと、
耳介の近くに及び耳道外に配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚に温度センサを動作可能に結合させるよう構成される頭装着可能な機械フレーム又はパッドと、
前記温度センサを用いて温度測定を取得し、前記取得された温度測定に基づき体中心温度を出力するよう構成される読出しコントローラとを有する、体中心温度測定デバイス。
【請求項２】
前記温度センサが、それぞれが、前記耳介の近くに及び前記耳道外に配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚の異なる部分に動作可能に結合するよう構成される、複数の温度センサを有し、前記読出しコントローラは、前記複数の温度センサを用いて温度測定を取得し、前記温度測定に基づき体中心温度を出力するよう構成される、請求項１に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項３】
前記頭装着可能な機械フレームが、個別の左及び右側耳介を一般に通過し、それぞれ耳当てを終端とする左及び右側屈曲部を持つ眼鏡フレームを有し、
前記温度センサは、
前記左耳介の前の浅側頭動脈の部分をオーバレイする皮膚と動作可能に結合される前記左屈曲部と、
前記右耳介の前の浅側頭動脈の部分をオーバレイする皮膚と動作可能に結合される前記右屈曲部と、
前記左耳介の後ろを上がる動脈の部分をオーバレイする皮膚に動作可能に結合される前記左耳当てと、
前記右耳介の後ろを上がる動脈の部分をオーバレイする皮膚に動作可能に結合される前記右耳当てとのうちの少なくとも１つに、又はこれらの近くに配置される、請求項１に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項４】
前記頭装着可能な機械フレームが、
前記温度センサのための支持部と、
前記眼鏡フレームに前記支持部を結合させ、前記耳介の近くに及び前記耳道外に配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚に対して前記温度センサを押す、前記バネバイアスとを更に有する、請求項３に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項５】
前記頭装着可能な機械フレームが、左及び右の耳介にわたりループするよう構成される拡張部を持つ頭の後の枕を有し、前記温度センサは、前記拡張部がループする耳介の近く配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚と熱通信状態にある１つ又は両方の拡張部に配置される、請求項１に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項６】
前記読出しコントローラが、前記枕上に又は前記枕内に配置される、請求項５に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項７】
前記頭装着可能な機械フレームが、近接する耳介周辺にヘッドバンドなしで配置される耳ループを含むヘッドセットを有し、前記温度センサは、前記耳ループが配置される近接する耳介の近くに配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚と熱通信状態にある前記耳ループに配置される、請求項１に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項８】
前記頭装着可能な機械フレームが、外周ヘッドバンドを有し、前記温度センサは、前記近接する耳介の近くに配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚と熱通信状態にあり、耳介に近い前記外周ヘッドバンドに配置される、請求項１に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項９】
前記頭装着可能な機械フレームが、耳介に近接して配置される端部を持つ一般に半球のヘッドバンドを有し、前記温度センサは、前記近接する耳介の近くに配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚と熱通信状態にあり、前記耳介に近い前記端部に配置される、請求項１に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項１０】
前記頭装着可能な機械フレーム又はパッドが、近接する耳介の近くに配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚に付けられる粘着性のパッドを有し、前記温度センサは、前記皮膚と熱通信状態にある前記粘着性のパッドの上、下又は中に配置される、請求項１に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項１１】
血中酸素センサを更に有し、前記頭装着可能な機械フレーム又はパッドが、耳介の近くに及び耳道外に配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚に前記血中酸素センサを動作可能に結合させるよう更に構成され、前記読出しコントローラは、前記血中酸素センサを用いて血中酸素測定を取得するよう更に構成される、請求項１に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項１２】
前記温度センサが、浅側頭動脈の部分をオーバレイする皮膚に動作可能に結合する温度センサを有する、請求項１に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項１３】
前記温度センサが、耳介の後ろを上がる動脈の部分をオーバレイする皮膚に動作可能に結合する温度センサを有する、請求項１に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項１４】
前記温度センサが、
選択された耳介の前に配置される浅側頭動脈の部分をオーバレイする皮膚に動作可能に結合するフロント温度センサと、
前記選択された耳介の後ろを上がる動脈の部分をオーバレイする皮膚に動作可能に結合するリア温度センサとを有する、請求項１に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項１５】
前記読出しコントローラが、前記体中心温度を生成するため、前記皮膚にわたる少なくとも温度降下に関して、前記温度センサを用いて取得される前記温度測定を修正するよう構成される温度修正器を有する、請求項１に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項１６】
前記読出しコントローラが、前記頭装着可能な機械フレーム又はパッド上に又は内に配置される、請求項１に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項１７】
前記頭装着可能な機械フレーム又はパッド上に又は内に配置される電力源と、
前記頭装着可能な機械フレーム又はパッド上に又は内に配置され、及び前記機械フレーム又はパッドから無線で前記体中心温度を出力するよう構成される無線送信機又はトランシーバとを更に有する、請求項１６に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項１８】
体中心温度測定方法において、
耳介の近くに及び耳道外に配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚に温度センサを動作可能に結合させるステップと、
前記動作可能に結合される温度センサを用いて体中心温度測定を取得するステップとを有する、方法。
【請求項１９】
前記結合ステップが、浅側頭動脈の部分をオーバレイする皮膚に温度センサを動作可能に結合させるステップを含む、請求項１８に記載の体中心温度測定方法。
【請求項２０】
前記結合ステップが、耳介の後ろを上がる動脈の部分をオーバレイする皮膚に温度センサを動作可能に結合させるステップを含む、請求項１８に記載の体中心温度測定方法。
【請求項２１】
前記結合ステップが、耳介の近くに配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚に複数の温度センサを動作可能に結合させるステップを含み、
前記体中心温度測定を取得するステップは、
間隔を空けて配置される前記複数の温度センサを用いて複数の温度測定を取得するステップと、
前記取得された複数の温度測定のうち最も高い温度測定から前記体中心温度測定を得るステップとを含む、請求項１８に記載の体中心温度測定方法。
【請求項２２】
前記体中心温度測定を取得するステップが、
前記動作可能に結合される温度センサを用いて温度測定を取得するステップと、
前記体中心温度測定を生成するため、前記皮膚における熱損失に対処するよう前記取得された温度測定を調整するステップとを含む、請求項１８に記載の体中心温度測定方法。
【請求項２３】
前記耳介の近くに及び耳道外に配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚に温度センサを動作可能に結合させるステップが、
頭装着可能な機械フレーム上に前記温度センサを配置するステップと、
前記頭装着可能な機械フレームを頭に配置するステップとを含む、請求項１８に記載の体中心温度測定方法。
【請求項２４】
体中心温度測定デバイスであって、
温度センサと、
前記頸動脈又は前記頸動脈の主要な動脈の分岐をオーバレイする皮膚に前記温度センサを動作可能に結合させるよう構成される、頭又は頸部装着可能な機械フレーム又はパッドと、
前記温度センサを用いて温度測定を取得し、前記取得された温度測定に基づき体中心温度を出力するよう構成される読出しコントローラとを有する、体中心温度測定デバイス。
【請求項２５】
前記温度センサが、それぞれが、前記頸動脈又は前記頸動脈の主要な動脈の分岐をオーバレイする皮膚の異なる部分に動作可能に結合するよう構成される複数の温度センサを有し、前記読出しコントローラは、前記複数の温度センサを用いて温度測定を取得し、前記温度測定に基づき体中心温度を出力するよう構成される、請求項２４に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項２６】
前記皮膚が、耳介の近くに及び耳道外に配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイし、
前記頭又は頸部装着可能な機械フレームは、
一般に個別の左及び右側耳介を通過し、それぞれ耳当てを終端とする左及び右側屈曲部を持つ眼鏡フレームであって、前記温度センサが、前記屈曲部及び耳当ての少なくとも１つに、又は近くに配置される、眼鏡フレームと、
左及び右側耳介にわたりループするよう構成される拡張部を持つ頭の後の枕であって、前記温度センサが、前記拡張部がループする耳介の近くに配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚と熱通信状態にある１つ又は両方の拡張部に配置される、頭の後の枕と、
近接する耳介周辺にヘッドバンドなしで配置される耳ループを含むヘッドセットであって、前記温度センサが、前記耳ループが配置される近接する耳介の近くに配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚と熱通信にある前記耳ループに配置される、ヘッドセットと、
外周ヘッドバンドであって、前記温度センサが、耳介に近接する前記外周ヘッドバンド上に配置され、及び前記近接する耳介の近くに配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚と熱通信状態にある、外周ヘッドバンドと、
耳介に近接して配置される端部を持つ一般に半球のヘッドバンドであって、前記温度センサが、前記耳介に近接する前記端部に配置され、及び前記近接する耳介の近くに配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚と熱通信状態にある、ヘッドバンドとからなるグループから選択される頭装着可能なフレームである、請求項２４に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項２７】
前記皮膚が、前記頸動脈の部分が通過する前記頸部の領域をオーバレイし、前記頭又は頸部装着可能な機械フレームは、前記頸部周りを締めつけるよう構成される弾性的ネックバンドであり、温度センサが、前記弾性的ネックバンドと共に配置され、前記頸動脈の部分が通過する前記頸部の前記領域に対して前記弾性的ネックバンドにより押される、請求項２４に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項２８】
前記皮膚が、前記頸動脈の部分が通過する前記頸部の領域をオーバレイし、前記頭又は頸部装着可能な機械フレームは、前記頸部の背面周りを包むよう構成されるハーフネックバンドであり、前記温度センサが、前記ハーフネックバンドの１つ又は両方に配置され、及び前記頸動脈の部分が通過する前記頸部の前記領域に対して前記ハーフネックバンドにより押される、請求項２４に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項２９】
前記皮膚が、前記頸動脈の部分が通過する前記頸部の領域をオーバレイし、前記頭又は頸部装着可能な機械フレームは、前記頸動脈の部分が通過する前記領域に対して前記温度センサを配置する頸部装着可能なフレームである、請求項２４に記載の体中心温度測定デバイス。
【請求項３０】
前記読出しコントローラが、前記体中心温度を生成するため、前記皮膚にわたる少なくとも温度降下に関して、前記温度センサを用いて取得される前記温度測定を修正するよう構成される温度修正器を有する、請求項２４に記載の体中心温度測定デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下は、医療技術に関する。本願は、体中心温度を測定することにおいて特定の用途を見いだし、特にそれを参照して記載される。しかしながら、本願は、医療診断、処置監視及び関連医療用途における使用に適した、体中心温度関連値を測定する、より一般的な用途に適用される。
【背景技術】
【０００２】
体中心温度は、重要な医療バイタルサインである。例えば心拍又は血圧といった他のバイタルサインとは異なり、体中心温度は、心理的又は感情的な状態が原因による変動にあまり影響を受けない。従って、体中心温度は、医療問題の良好なインジケータとなることができる。更に、通常の範囲からわずか摂氏数度離れる体中心温度におけるシフトは、それ自体で致命的である可能性があり、こうして、この重要なバイタルサインを監視することに関する更なる動機付けが与えられる。
【０００３】
残念なことにこれまで、体中心温度は、例えば心拍又は血圧といった他のバイタルサインより測定するのが困難だった。体中心温度は、心臓を通り流れる血液の温度として規定される。しかしながら、臨床目的では通常、体中心温度は脳温度として考えられる。なぜなら、この値は通常、心臓中心温度に近く、高い脳温度は、臨床環境において監視することが有益な臨床的に深刻な状態だからである。本書で見られるように、体中心温度は、脳温度に対応するものとみなされる。直腸温が体中心温度に関する適切な代用物であるという仮定の下、体中心温度を測定するために、時には直腸検温器が使用されることもある。しかしながら、直腸温は、実質的に心臓又は脳による体中心温度と異なる場合がある。直腸検温器の挿入は患者にとっても不快であり、直腸温度測定は、時間、日又はそれより長い時間にわたる長時間監視には適していない。
【０００４】
体中心温度を正確に測定するために、適切なカテーテル計測器を用いて温度センサが脳血管系に挿入されることができる。正確ではあるが、この手法は臨床的な問題を含む。なぜなら、この手法は侵襲的であり、例えば感染、脈管凝固等の不利な副作用を生じる可能性があるからである。
【０００５】
体中心温度は、額温度を測定することにより推定されることもできる。これは、熱があるかどうかを決定するため患者の額に手を置く家庭での診断をベースとしている。体中心温度の測定としては、この技術は、どんなにがんばっても厳密なものではない。より正確な体中心温度推定は、額と接触するよう熱電対、サーミスタ又は他の温度センサを置くことにより得られることができる。しかしながら、斯かるセンサにより取得される温度は、皮膚及び他の介在組織にわたる温度降下が原因で体中心温度とかなり異なる可能性がある。この温度降下は、一定ではなく、汗、室温、皮膚の厚み及び他の要素の関数として著しく変化する。
【０００６】
体中心温度は、経口温度計の読み出しとして推定されることもある。しかしながら、経口温度計により与えられる口腔温も、温度計先端又は他の温度センサが患者の口内のどこに置かれるかに基づき、実質的に変化する可能性がある。呼吸が、測定された温度に影響を及ぼす可能性もある。より基本的に、口腔温は、口に置かれる温度センサと脳との間の実質的な距離及び大量の介在組織が原因で、実質的に体中心温度と異なる可能性がある。
【０００７】
口語で中耳としても知られる鼓膜と接触するよう耳道に挿入される温度計も知られている。鼓膜は、比較的脳に近く、従って比較的正確に体中心温度を反映する。しかしながら、耳道の形状は人毎に異なり、いくつかの場合、鼓膜に対するアクセスが、耳道の曲率により阻害又はブロックされる場合がある。誤差の可能性となる別の源は、耳道に蓄積される耳垢である。温度計による鼓膜との物理的接触は、耳感染を促進する可能性もある。これは、深刻な医療状態となる可能性がある。鼓膜を介しての体中心温度測定も、時間、日又はそれより長い時間にわたる長時間監視には適していない。
【０００８】
Abreuによる米国特許出願公開第２００４／００５９２１２号は、これらの問題点のいくつかを克服する、体中心温度を測定するための最近開発された技術を開示する。Abreuの手法は、上記第２００４／００５９２１２号において脳トンネルと呼ばれ、軌道又は眼窩に近接する目の間に配置される、脳に対する熱伝導経路の識別に基づかれる。この「脳トンネル」の位置で接点温度測定を使用することにより、比較的正確な体中心温度読み出しが非侵襲的に得られることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
残念なことに、特定された脳トンネルは、目軌道の近くに小さな外部断面を持つ。このことは、体中心温度測定の精度が温度センサの正確な配置に非常に依存する状態を作り出す。わずか１又は２ミリメートルの偏差が、体中心温度測定に悪影響を与える可能性がある。更に、目の近くに温度センサを配置することは、患者にとって不快感を与え、目の感染症をもたらす可能性があり、時間、日又はそれより長い時間にわたる長時間監視にあまり適していない。目ベースの温度センサは、患者の目、鼻又は他の近くの顔の部位へのアクセスが関係する他の診断動作と干渉する可能性もある。
【００１０】
本願は、上述した問題及びその他を克服する新規で改善された装置及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
１つの側面によれば、体中心温度測定デバイスは、温度センサと、耳介の近くに及び耳道外に配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚に温度センサを動作可能に結合させるよう構成される頭装着可能な機械フレーム又はパッドと、上記温度センサを用いて温度測定を取得し、上記取得された温度測定に基づき体中心温度を出力するよう構成される読出しコントローラとを含む。
【００１２】
別の側面によれば、体中心温度測定方法は、耳介の近くに及び耳道外に配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚に温度センサを動作可能に結合させるステップと、上記動作可能に結合される温度センサを用いて体中心温度測定を取得するステップとを含む。
【００１３】
別の側面によれば、体中心温度測定デバイスは、温度センサと、頸動脈又は上記頸動脈の主要な動脈の分岐をオーバレイする皮膚に上記温度センサを動作可能に結合させるよう構成される、頭又は頸部装着可能な機械フレーム又はパッドと、上記温度センサを用いて温度測定を取得し、上記取得された温度測定に基づき体中心温度を出力するよう構成される読出しコントローラとを有する。
【００１４】
１つの利点は、正確な非侵襲的体中心温度測定を与える点にある。
【００１５】
別の利点は、時間、日、又はそれ以上の時間にわたる長時間の非侵襲的体中心体温監視を提供する点にある。
【００１６】
別の利点は、患者にとって快適で、患者の視覚を阻害しない頭装着可能な体中心温度測定装置を与える点にある。
【００１７】
別の利点は、患者の顔を隠さない又はブロックしない頭装着可能な体中心温度測定装置を提供する点にある。
【００１８】
別の利点は、最も正確な体中心温度を取得するための位置を特定するため、複数の温度センサを含む頭装着可能な体中心温度測定装置を提供する点にある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】顔及び頭皮の右側の動脈を現すため、皮膚及び他の外側組織が除去された人頭の側面表示を図式的に示し、非侵襲的体中心温度測定を取得するのに好ましい位置を更に示す図である。
【図２】頸部及び頭部の右側の動脈を現すため、皮膚及び他の外側組織が部分的に除去され、部分的に回転された人頭を支持する人間の頸部の側面表示を図式的に示し、非侵襲的体中心温度測定を取得するのに好ましい位置を更に示す図である。
【図３】体中心温度測定デバイスのための読出しコントローラを図式的に示す図である。
【図４】眼鏡フレームの形で機械フレームを含む体中心温度測定デバイスを図式的に示す図である。
【図５】左右の耳介にわたりループするよう構成される拡張部を持つ頭の後の枕の形の機械フレームを含む体中心温度測定デバイスを図式的に示す図である。
【図６】近接する耳介の周囲にヘッドバンドなしで配置される耳ループを含むヘッドセットの形の機械フレームを含む体中心温度測定デバイスを図式的に示す図である。
【図７】外周ヘッドバンドの形の機械フレームを含む体中心温度測定デバイスを図式的に示す図である。
【図８】一般に半球ヘッドバンドの形の機械フレームを含む体中心温度測定デバイスを図式的に示す図である。
【図９】粘着性のパッドの形の機械フレームを含む体中心温度測定デバイスを図式的に示す図である。
【図１０】弾性的ネックバンドの形の機械フレームを含む体中心温度測定デバイスを図式的に示す図である。
【図１１】ハーフネックバンドの形の機械フレームを含む体中心温度測定デバイスを図式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の更に追加的な利点は、以下の詳細な説明を読み及び理解することにより当業者に認識されるだろう。
【００２１】
図１及び図２を参照すると、別名耳翼とも呼ばれる耳介は、耳の外側の、投影部分である。即ち、頭の外に存在する耳の見える部分である。耳介の近く及び耳道の外側に配置される動脈血液の豊富な表面領域が、体中心温度測定を取得するのに良好な部位を与えることが本願明細書で理解される。例えば、浅側頭動脈は、耳介の前方に位置し、外部の頸動脈から外側に耳介の前の頭皮の表面に向かって動脈血を搬送する。従って、温度測定デバイスは、耳介の前方（即ち耳介の前）、例えば図１及び図２に示される領域ＳＴＡに配置される浅側頭動脈の部分をオーバレイする皮膚に動作可能に結合されることができる。別の例として、例えば後方耳介動脈といった耳介の後に配置される動脈の血管は、外部の頸動脈から外側に耳の後で頭皮の表面に向かって動脈血を搬送する。従って、温度測定デバイスは、耳介の後方（即ち耳介の後ろ）、例えば図１及び図２に示される領域ＰＡＡで上昇する動脈の部分をオーバレイする皮膚に動作可能に結合されることができる。
【００２２】
図１及び図２は、右側耳介に関する上述の動脈、耳介及び他の生体構造特徴の構成を示すが、左右相称性があること、及び同様な体中心温度測定位置が同様に左耳介に関して存在することを理解されたい。実際、いくつかの実施形態において、体中心温度測定は、左右両方の耳介の近くに配置される領域から取得される。
【００２３】
図３を参照すると、体中心温度測定デバイスに関する適切な読出しコントローラ１０が記載される。読出しコントローラ１０は、耳介の近くに及び耳道外に配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚に動作可能に結合される温度センサ、又はいくつかの実施形態では複数の温度センサ１２を用いて温度測定を読み出す。例えば、温度センサ１２は、図１及び図２の領域ＳＴＡ、図１及び図２の領域ＰＡＡ、若しくはその両方に、又は左の耳介に近くの対応する領域に、又はそのいくつかの組み合わせに結合される。
【００２４】
単一の温度センサではなく複数の温度センサ１２を与える利点は、複数の温度センサ１２が異なる部分の皮膚をサンプリングすることができるという点にある。領域ＳＴＡ又は領域ＰＡＡの正確な位置は、人毎にわずかに異なる場合があり、所与の人頭上においてピンポイントで正確に位置決めするのが困難な場合がある。この問題に対処する適切な手法では、複数のセンサが、読出しコントローラ１０により読み出され、最大の読み出しセレクタ１４が、体中心温度を決定するための温度読み出しとして複数の温度センサ１２により取得される最も高い温度測定を選択する。皮膚温が体中心温度を最も近似する点で測定された温度は最も高いはずという、本願明細書でなされる認識に、この手法は依存する。動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚から離れた領域における皮膚の低い熱コンダクタンスが原因で、低い温度測定は一般に熱損失を反映する。低い温度測定は、皮膚又は他の測定誤差を伴う温度センサの貧弱な接触が原因で、不正確な温度読み出しを反映する場合もある。従って、複数の温度センサ１２を使用し、最も高い温度測定を選択するための最大読み出しセレクタ１４を使用することにより、斯かる問題点が軽減される。いくつかの実施形態において、複数の温度センサ１２は、左右の耳介の近くに配置される。いくつかの実施形態において、複数の温度センサ１２は、耳介の前方及び後方の両方に配置される。いくつかの実施形態において、複数の温度センサ１２は、左右の耳介の前方及び後方の両方に配置される。複数の温度センサ１２を用いる手法は利点があるが、単一の温度測定を得るため単一の温度センサを使用し、最大読み出しセレクタ１４を省略することも想定される。
【００２５】
耳介の近くに配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚のちょうど下の表面動脈の血流レベルが高いこと原因で、取得された温度測定は体中心温度に近いことが予想される。しかしながら、皮膚にわたる熱損失が原因で、取得された温度測定と体中心温度との間に何らかの差があることが予想されることができる。オプションで、温度修正器１６は、測定された体中心温度を生成するため、皮膚にわたるこの温度降下に関して取得された温度測定を修正する。いくつかの実施形態において、この訂正は、皮膚にわたる予想温度降下に基づく近似的な訂正である。例えば、皮膚にわたる熱損失が原因で、体中心温度と皮膚温との間には通常約１℃の差がある。従って、いくつかの実施形態において、温度修正器１６は、体中心温度を生成するため、皮膚温（例えば、最大読み出しセレクタ１４により選択される複数の温度センサ１２により取得される最も高い温度測定）に対して、１℃（又は約１。８°Ｆ）を加える。例えば、温度センサ１２のいずれかにより取得される最も高い温度測定が９７．３°Ｆである場合、体中心温度は９７．３°Ｆ＋１．８°Ｆ＝９９．１°Ｆと推定される。別の例として、最も高い温度測定が３７．１℃である場合、体中心温度は３８．１℃と推定される。オプションで、温度修正器１６は、例えば熱電対電圧から摂氏及び／又は華氏へといった単位変換、温度センサ１２の非線形性に関する訂正又は他の所定のシステマティックな誤差に関する訂正等の中心温度読み出しの他の訂正又は調整を行う。
【００２６】
図３を引き続き参照すると、オプションで、測定デバイスが、他の生理的パラメタを取得するためのセンサを含む。例えば、ＳｐＯ２センサ又はＳｔＯ２センサといった血中酸素センサ２０は、パルス／酸素抽出器２２による血液酸素化レベル読み出し及びパルス読み出しへと変換される測定（ＳｐＯ２又はＳｔＯ２センサの場合通常は、光学的ベースの測定）を取得する。例えば血圧センサといった異なる又は追加的なセンサが含まれることができる。
【００２７】
体中心温度と、例えば血液酸素化及びパルスといったオプションの他の読み出しとを含む結果として生じる情報が、例えば、有線接続、無線データ信号２６を出力する図示される無線送信機２４又はトランシーバ等の適切な出力通路により出力される。体中心温度測定デバイスはオプションで、他の特徴を含む。例えば、体中心温度データが有線接続を用いて処理される場合、センサ１２、２０及びプロセッサ１４、１６、２２に電力を供給するため、有線接続は電力入力リードを組み込むことができる。代替的に、体中心温度測定デバイスが無線デバイスであるよう、図示される無線送信機２４又はトランシーバが使用される場合、オンボードバッテリ２８、電力コンデンサ又は他のオンボード電源が適切に含まれる。
【００２８】
上記したように、いくつかの実施形態におけるオプションの皮膚温修正器１６は、例えば１℃の温度降下訂正といった推定皮膚温度降下訂正を使用する。この手法は、計算的には直接的であるが、いくつかの誤差をもたらす可能性がある。なぜなら、実際の皮膚温度降下は、例えば水分（例えば汗）、室温、空気対流等の要素に基づき変化するからである。斯かる要素に適応するよう、いくつかの実施形態において、皮膚温修正器１６は、フィードバックに基づくより複雑な修正手法を使用する。例えば、１つ又は複数の皮膚温度センサ１２はそれぞれ、インチワームアクチュエータ、ＭＥＭＳアクチュエータ等を用いて調整可能な距離分間隔を置いて配置される平行な導電性プレート又はフィルムを含むことができる。異なるプレート分離における２つのプレートにわたる温度測定を取得することにより、熱流束が決定されることができ、そこから、皮膚温度降下が決定されることができる。２つの導電プレートの温度をそれぞれＴ１及びＴ２と、体中心温度をＴｃｏｒｅと表すと、方程式が
2010521663.tif 000003
により規定される。ここで、α＝λ／ρｃｐであり、λは熱伝導率を表し、ρは密度を表し、及びｃｐは比熱を表す。適切な座標系において、ｘは深さを表す。ｘ＝０は、温度Ｔｃｏｒｅでの体内の点に対応し、ｘ＝ｈｓは、皮膚の表面に対応する。式（１）に関する境界条件は、ｘ＝０での（決定されることになる）体中心温度Ｔｃｏｒｅ及びｘ＝ｈｓで、即ち皮膚の表面で測定される温度Ｔｓを含む。温度Ｔ２でのプレートが皮膚に接触する場合、Ｔｓ＝Ｔ２が良好な近似となる。皮膚からの熱流束は、本書においてｑｓで表される。
【００２９】
皮膚１０４が厚みｈｓ及び熱伝導率λｓの平面として表されることができる場合、皮膚からの熱流束ｑｓ（即ち、単位面積あたりの熱伝達率）は
2010521663.tif 000004
と書かれることができ、式（１）の解は、
2010521663.tif 000005
と近似されることができる。平衡状態では、式（３）は
2010521663.tif 000006
と簡略化され、これは、（ｈｓ／λｓ）・ｑｓに対応する皮膚にわたる温度降下により、体中心温度Ｔｃｏｒｅが皮膚温より高いことを示す。
【００３０】
平行な導電プレート又はフィルムを分離するアクチュエータのフィードバック制御を用いて、量Ｔｓ、ｑｓ及び
2010521663.tif 000007
の値が、行列式
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を生成するため、時間ｔｉ＝｛ｔ１、...、ｔｎ｝における異なる瞬間に関して測定されることができる。ここで、未知の量は、Ｔｃｏｒｅ、
2010521663.tif 000009
及び
2010521663.tif 000010
であり、
2010521663.tif 000011
及び
2010521663.tif 000012
が成り立つ。Ｔｃｏｒｅ、
2010521663.tif 000013
及び
2010521663.tif 000014
は、測定のセットが取得される時間間隔｛ｔ１...ｔｎ｝の間、時間独立であることが想定される。体中心温度Ｔｃｏｒｅ及び皮膚の表面を通る熱流束ｑｓを与えるため、方程式（５）は、最小二乗最小化（ＬＭＳ）手順又は他の適切な結合式ソルバーを用いて、温度修正器１６により解かれることができる。方程式（５）がうまく条件付けられる(well-conditioned)ことを保証するよう、サンプリング時間ｔｉが適切に選択される。
【００３１】
更に別の手法として、温度修正器１６は、生理的測定に基づき、皮膚温度降下訂正が決定されるようにすることができる。この生理的測定は、例えば、（皮膚と接触していない又は皮膚に近くない温度センサを用いて適切に取得される）室温、（小さな電流を駆動する第１の電極対及び駆動電流により生成される電圧を測定する第２の電極対を用いて測定可能な）皮膚シート抵抗又は導電性等を含む。ルックアップテーブル又は実験式は、測定された室温、皮膚シート抵抗又は他のパラメタに対して皮膚温度降下訂正を適切に関連づける。
【００３２】
一般に、体中心温度測定デバイスは、１つ又は複数の温度センサ１２、読出しコントローラ１０、及び耳介の近くに及び耳道外に配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚に温度センサ１２を動作可能に結合させるよう構成される頭装着可能な機械フレームを含む。読出しコントローラ１０は、頭装着可能な機械フレームに取り付けられることができるか、又はフレームから離れて配置され、無線又は有線リンクを介して温度センサ１２に接続されることができる。
【００３３】
図４〜９を参照すると、複数の頭装着可能な機械フレームが説明的な例として記載される。
【００３４】
図４は、眼鏡フレーム４２の形の機械フレームを含む体中心温度測定デバイス４０を図式的に示す。眼鏡フレーム４２は、視力を修正するための規範的な(prescriptive)レンズを含むことができる、又は非修正的なレンズを含むことができる、又は全くレンズを持たないとすることができる。温度センサの第１のセット１２ｆは、フレームの左右の屈曲部の近くに取り付けられ、左右の耳介の前の表面的な左右の側頭動脈の部分をオーバレイする皮膚と動作可能に結合される。温度センサの第２のセット１２ｂは、左右の耳当ての近くに取り付けられ、左右の耳介の後で上がる左右の動脈の部分をオーバレイする皮膚と動作可能に結合される。温度センサ１２ｆ、１２ｂは、眼鏡フレームに支持部を結合させ、及び目標となる動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚に対して支持される温度センサを押すバネバイアス４６をそれぞれ含む支持部４４に取り付けられる。
【００３５】
読出しコントローラは、図示される眼鏡フレーム４２に配置されるマイクロチップ４８により、適切に実現される。有線接続５０は、マイクロチップ４８及びセンサ１２ｆ、１２ｂに電力を与え、取得された体中心温度測定及びオプションの血液酸素化又は他の測定を処理するための経路を与える。有線接続５０の利点は、体中心温度測定デバイス４０がオンボードバッテリ又は他のオンボード電源を必要としない点にある。このことは、体中心温度測定デバイス４０の軽量化を可能にする。温度センサの４つのセット１２ｆ、１２ｂ（各耳介の前後にある温度センサのセット）が示されるが、温度センサのセットがより少ない場合も想定される。例えば、後ろの温度センサ１２ｂが省略されることができる、又は、温度センサが、動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚に、左側だけで又は右側だけで結合されることができる。更に、マイクロチップ４８はオプションで省略され、及び温度センサ１２ｆ、１２ｂの読み出しは、眼鏡フレーム４２に取り付けられていない読出しプロセッサに対して有線接続５０を介して直接送られる。
【００３６】
図５は、左右の耳介にわたりループするよう構成される拡張部６４を持つ頭の後の枕６２の形の機械フレームを含む体中心温度測定デバイス６０を図式的に示す（右側の拡張部６４だけが、図５において見える）。１つ又は複数の温度センサが、１つ又は両方の拡張部６４に配置される１つ又は複数の支持部６６に取り付けられる。図示される実施形態において、支持部６６は、左右の耳介の前に配置される拡張部６４の端部に配置され、左右の浅側頭動脈の部分をオーバレイする皮膚に温度センサを結合させる。追加的に又は代替的に、支持部（図示省略）は、耳介の後ろで上がる動脈の部分をオーバレイする皮膚に温度センサを結合させる拡張部６４に配置されることができる。オプションで、読出しコントローラ１０を規定するマイクロチップ６８は、頭の後の枕６２上に又内に配置され、拡張部６４の中又はそれに沿って延びるワイヤ（図示省略）を介して、支持部６６上の温度センサに動作可能に接続される。
【００３７】
図６は、近接する耳介の周りにヘッドバンドなしに配置される耳ループ７２を含むヘッドセットの形の機械フレームを含む体中心温度測定デバイス７０を図式的に示す。図示された実施形態は、右側耳介の前に配置され、かつ右側浅側頭動脈の部分をオーバレイする皮膚に１つ又は複数の温度センサを結合させる第１の温度センサ支持部７４と、右側耳介の後に配置され、かつ右側耳介の後部で上がる動脈の部分をオーバレイする皮膚に１つ又は複数の温度センサを結合させる第２の温度センサ支持部７６とを含む。図６は、右側耳介の周りに配置される図示される耳ループ７２を含む体中心温度測定デバイス７０を示す。しかしながら、耳ループが、左耳介の周りに配置されることもでき、又は、耳ループは、左右の耳介の各々の周りに配置されることもできる。図示された体中心温度測定デバイス７０は、無線デバイスであり、従ってオンボードバッテリ２８又は他のオンボード電力源を持つ読出しコントローラ１０（図３）と、耳ループ７２に取り付けられる無線送信機２４又はトランシーバとを含む。いくつかの適切なオンボード電源デバイス及び送信機は、時々耳ループとして実現される既存の無線ブルートゥースヘッドセットにおいて知られ及び使用される。
【００３８】
図７は、１つ又は両方の耳介に近接する外周ヘッドバンドに配置され、近接する耳介の近くに配置される１つ又は複数の動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚と接触する、１つ又は複数の温度センサに関する１つ又は複数の支持部を持つ外周ヘッドバンド８２の形の機械フレームを含む体中心温度測定デバイス８０を図式的に示す。図示される実施形態において、フロント支持部８４は、右側耳介の前に配置され、右側浅側頭動脈の部分をオーバレイする皮膚に１つ又は複数の温度センサを結合させる。後ろの温度センサ支持部８６は、右側耳介の後ろに配置され、右側耳介の後ろで上がる動脈の部分をオーバレイする皮膚に１つ又は複数の温度センサを結合させる。オプションで、温度センサに関する対応する支持部が、左耳介に近接して提供される。いくつかの実施形態において、２つの支持部８４、８６のうちの１つだけが含まれる。図示された体中心温度測定デバイス８０は、体中心温度測定及びオプションで他の測定を処理するため、及びデバイス８０に電力を供給するための有線接続８８を含む。図示される読出しコントローラ９０は、有線接続８８と容易に接続される外周ヘッドバンド８０上のあごの下に配置される。読出しコントローラ９０は、外周ヘッドバンド８２の部分を通り又はそれに沿って延びるワイヤを介して支持部８４、８６にある温度センサと接続する。他の実施形態において、読出しコントローラは、例えば頭上端部といったヘッドバンド８２上のどこか他の所に配置されることができる、又は外周ヘッドバンド８２から離れて配置され、有線接続８８を介して温度センサに接続されることができる。
【００３９】
図８は、右側耳介の前に配置される温度センサ支持部１０４を備える端部を持ち、右側浅側頭動脈の部分をオーバレイする皮膚に１つ又は複数の温度センサを結合させる、一般に半球のヘッドバンド１０２の形の機械フレームを含む体中心温度測定デバイス１００を図式的に示す。図示省略されるが、第２の又は代替的な支持部が、右側耳介の後ろで上がる動脈の部分をオーバレイする皮膚に１つ又は複数の温度センサを結合させるため、右側耳介の後に配置されることができる。左耳介に近接するオプションの対応する温度センサ支持部も、図８の右側プロファイル表示において示されない。読出しコントローラは、半円形頭部１０２の上部に適切に取り付けられ（図８の透視図表示において図示省略）、オプションで無線送信機２４又はトランシーバを含む。
【００４０】
図９は、右側浅側頭動脈の部分をオーバレイする皮膚と接触するよう付けられる粘着性のパッド１１２の形の機械フレームを含む体中心温度測定デバイス１１０を図式的に示す。１つ又は複数の温度センサが、皮膚との熱通信状態にある粘着性のパッド１１２の上、下又は中に適切に配置される。図示される実施形態において、剛性ディスク１１４は、図３の読出しコントローラ１０に適切に従う読出しコントローラと共に、１つ又は複数の温度センサを含む。オプションで、追加的な又は代替的な粘着性のパッドは、右の耳介の後ろで上がる動脈の部分をオーバレイする皮膚に１つ又は複数の温度センサを結合させるため、右側耳介の後に配置されることができる。左耳介に近接する１つ又は複数の温度センサを結合させるオプションの対応する１つ又は複数の粘着性のパッドも、図９の右側プロファイル表示において示されない。
【００４１】
図４〜９において示される機械フレームは例示にすぎない。耳介の近くに及び耳道外に配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする皮膚に１つ又は複数の温度センサを動作可能に結合させるよう構成される、他のヘッドマウント式機械フレームが使用されることができる。更に、本願明細書に開示される体中心温度測定方法は、頭に装着可能な機械フレームを用いること以外の他の態様において実施されることができる点を理解されたい。例えば、ハンドヘルド温度センサ１２が、医師、看護士又は他の人により保持され、耳介の近くに及び耳道外に配置される動脈血液の豊富な表面領域をオーバレイする患者の皮膚ＳＴＡ、ＰＡＡに手動で結合されることができる。こうして、体中心温度測定は、この動作可能に結合される温度センサを用いて取得される。
【００４２】
図２に戻りこれを参照すると、耳介の近くに及び耳道外に配置される動脈血液の豊富な表面領域ＳＴＡ、ＰＡＡをオーバレイする皮膚が、体中心温度の近くの温度で流れる動脈血液に近いことが原因で、体中心温度を測定するための有効な位置として本願明細書で特定される。例えば、領域ＳＴＡは、浅側頭動脈の部分をオーバレイする。一方、領域ＰＡＡは、耳介の後ろを上がる動脈の部分をオーバレイする。これらの動脈は共に、頸動脈の主要な分岐である。より一般に、温度センサは、頸動脈又はその主要な動脈の分岐をオーバレイする皮膚に結合されることができる。例えば、頸部上の領域ＣＡＲでは、頸動脈が表面に比較的近い。領域ＣＡＲは、例えば頸動脈を通り流れるパルスを感じ取るため領域ＣＡＲ上へ指を押圧することにより、パルス測定を取得するのに適切な位置としてよく知られている。かなりの量の血が頸部における頸動脈を通り流れる。この血液は、心臓から流れており、従って体中心温度に近い温度にある。従って、領域ＣＡＲに、又は表面に近い頸動脈若しくはその主要な動脈分岐に沿ったどこか他の所に１つ又は複数の温度センサ１２を置くことが、本願明細書で想定される。
【００４３】
図１０及び１１を参照すると、温度センサを配置することに関する２つの説明的な頸部装着可能な機械フレームが示される。図１１は、頸部の右側にある領域ＣＡＲで温度センサ支持部１２４を支持するため頸部の周囲にある、弾性的ネックバンド１２２の形の機械フレームを含む体中心温度測定デバイス１２０を示す。図１０において見えないが、斯かる温度センサ支持部は、頸部の左側に配置されることもできる。図示される弾性的ネックバンド１２２は、温度センサ支持部１２４を領域ＣＡＲに対して適度に押すため頸部の周りでネックバンド１２２がぴったりと締めつけられることを可能にするよう、Ｖｅｌｃｏ（登録商標）ファスナ１２６又は他のファスナを含む。有利には、ファスナ１２６は、患者の快適さのため頸部の後ろに配置される。図示省略されるが、体中心温度測定デバイス１２０は、例えば図３のコントローラ１０といったコントローラを適切に含む。このコントローラは、例えばネックバンド１２２に埋め込まれるか又はネックバンド１２２に外部的に取り付けられる。
【００４４】
図１１は、頸部の右側（及び／又はオプションで左側）の領域ＣＡＲで温度センサ支持部１３４を支持するため、領域ＣＡＲにある左右の端部（右側端部だけが示される）にたどり着き、かつ頸部の後ろを回る、弾性的ハーフネックバンド１３２の形の機械フレームを含む別の説明的な体中心温度測定デバイス１３０を示す。ハーフネックバンド１３２は、温度センサ支持部１３４を領域ＣＡＲに対して適度に押すため、ハーフネックバンド１３２を頸部の周囲にぴったりと傾けて保持するための、好ましくは半硬質の形式の又は一体型のバネ（図示省略）を持つ。図示省略されるが、体中心温度測定デバイス１３０は、例えば図３のコントローラ１０といったコントローラを適切に含む。このコントローラは、例えばハーフネックバンド１３２に埋め込まれるか又はハーフネックバンド１３２に外部的に取り付けられる。
【００４５】
図１０及び図１１に示される頸部装着可能な機械フレームは、例示にすぎない。頸部における頸動脈の部分をオーバレイする皮膚に１つ又は複数の温度センサを動作可能に結合させるよう構成される他の頸部装着可能な機械フレームが使用されることができる。例えば、他の実施形態において、領域ＣＡＲに対して１つ又は複数の温度センサを結合させるため、図９の粘着性のパッド１１２に類似するパッドが領域ＣＡＲに付けられる。
【００４６】
本発明が、好ましい実施形態を参照して説明されてきた。上記の詳細な説明を読み及び理解すると、第三者は、修正及び変更を思いつくことができる。それらの修正及び変更が添付の特許請求の範囲又はその均等物の範囲内にある限り、本発明は、すべての斯かる修正及び変更を含むものとして構築されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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