(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度センサ（６０，９２）と、
ピーク温度を測定する電子回路（８０）とを備えた走査型体温検出器において、
当該温度検出器が動脈に沿って走査される間における毎秒少なくとも３回の読み取りからピーク温度が測定され、動脈から環境への熱流のモデルに基づき温度表示を提供するように、検出されたピーク温度が前記電子回路において処理されることを特徴とする走査型体温検出器。
【請求項２】
請求項１において、前記温度センサが、額の測定対象領域に照準を合わせる放射線センサである走査型体温検出器。
【請求項３】
請求項２において、前記放射線センサは反射カップ（６８）を介して前記測定対象に照準を合わせ、前記反射カップは測定対象に接近する開口径と底部の窓（６６）とを有し、前記窓を通して前記放射線センサが測定対象に照準を合わせ、前記カップがセンサの視野外にある走査型体温検出器。
【請求項４】
請求項１において、前記電子回路が環境温度および測定されたピーク温度の関数として人体の内部温度を算出する走査型体温検出器。
【請求項５】
請求項４において、前記関数は、額動脈でのｈ／ｐｃの近似値による重み付けを含み、ｈは測定対象と周囲との間の熱伝達係数であり、ｐは潅流率、ｃは血液の比熱である走査型体温検出器。
【請求項６】
請求項４において、前記温度センサが、額の測定対象領域に照準を合わせる放射線センサである走査型体温検出器。
【請求項７】
請求項６において、前記放射線センサは反射カップ（６８）を介して前記測定対象に照準を合わせ、前記反射カップは測定対象に接近する開口径と底部の窓（６６）とを有し、前記窓を通して前記放射線センサが測定対象に照準を合わせ、前記カップがセンサの視野外にある走査型体温検出器。
【請求項８】
請求項７において、前記反射カップは、熱伝導性の低い材料の平滑なリップ（８０）によって測定対象から間隔を空けられる走査型体温検出器。
【請求項９】
測定対象領域に照準を合わせる放射線センサ（６０）と、
前記放射線センサ（６０）が測定対象に照準を合わせる際に介する反射カップ（６８，１６４）であって、測定対象に接近する大きな開口径と底部の窓とを有し、前記窓を通して前記放射線センサ（６０）が測定対象に照準を合わせ、前記放射線センサ（６０）の視野外に存在する反射カップ（６８，１６４）と、
キャップ（７７，１６０）であって、この内側に前記反射カップ（６８，１６４）が接触しているキャップ（７７，１６０）と、
当該体温検出器が測定対象に沿って走査される間における毎秒少なくとも３回の読み取りからピーク温度を測定する電子回路であって、検出されたピーク温度を処理することにより人体から環境への熱流のモデルに基づき温度表示を提供する電子回路とを備えた走査型体温検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人間の皮膚の表面の温度を検出することにより、新生児、小児および成人の体温（コア温度）を測定する体温検出方法および体温検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
近年赤外線温度計が広く成人の体温を測定するのに用いられている。コア温度（体の深部の温度）読み取りには、患者の耳に挿入する赤外線温度計が極めて有効なものになっている。初期の赤外線温度計は耳道に挿入され、鼓膜を観察し、肺動脈温度に相関性を持つ鼓膜温度を補正せずに直接読み取っていた。しかし、さらに最近では、より快適かつ使い易くするために、耳温度計は一般に温度の低い、耳道末端部の補正温度を読み取るように設計されている。このような温度計は、耳道末端部組織の温度を測定し、熱平衡により動脈コア温度を計算する。
【０００３】
「コア温度」という語は、体内深部の温度を表現するのに使用され、口腔、直腸、耳、肺動脈、食道および膀胱温度等で近似されるものである。これらの温度の内、肺動脈温度がコア温度を最も正確に示す。何故ならば肺動脈は心臓に最も近い位置にあり、その血液はすべての組織に供給されるからである。熱平衡による動脈コア温度の計算値は、肺動脈温度を近似的に示す、また特に指定しない限りコア温度は肺動脈温度を指す。
【０００４】
動脈熱平衡測定方法は、動脈コア温度から耳皮膚温度への、および耳皮膚温度から環境温度への直列の熱抵抗を通る熱流のモデルに基づいている。したがって皮膚温度と環境温度を検出した後に、動脈コア温度を算出することができる。熱抵抗モデルは、計算において重み係数を調整するだけで、口腔および直腸温度に相当する値の計算が可能になる。動脈熱平衡を用いた赤外線耳温度計は、米国特許第４，９９３，４１９号、第５，０１２，８１３号、第５，１９９，４３６号、第５，３８１，７９６号、第５，４４５，１５８号、第５，６５３，２３８号および第５，２７１，４０７号に開示され、前記特許の全文は本明細書の一部をなすものとしてここに引用している。
【０００５】
特に新生児の場合、耳温度計を使用する際の臨床上の困難を克服するために、腋窩（腕の下）赤外線温度計が導入された。腋窩温度測定用の赤外線温度計は、米国特許出願第０８／４６９，４８４号、第０８／７３８，３００号および第０８／８８１，８９１号に記載されており、その全文は本明細書の一部をなすものとしてここに引用されている。これらの装置の各々においては、赤外線検出器の検出ヘッドは温度表示ハウジングから突出しており、腋窩に簡単に滑り込ませて腋窩の頂部に軽く接触させ、１／２秒の僅かな時間で正確な赤外線温度読取値を得ることができる。腋窩温度計もまた動脈熱平衡測定方法に基づくものであり、動脈、口腔、または直腸温度測定を可能にする。
【０００６】
腋窩赤外線温度計は、新生児だけでなく、舌下、または直腸温度計では体温測定の困難な一般人および特に小児の集団検診用として用いられてきた。
【０００７】
耳および新生児腋窩温度測定では、皮膚温度と環境温度との差が、ｈ／ｐｃも近似化された係数により重み付けされている。ただし、ｈは皮膚組織と周囲との間の放射線観察ファクタを含む経験的に求められた係数であり、ｐは潅流率、ｃは血液の比熱である。耳および新生児腋窩温度測定では、この係数は経験的にそれぞれ約０．０９および０．０５であることが知られており、ばらつきは僅かである。しかし大きい熱伝達作用および高い血管運動機能を伴う場合には、前記の係数は成人腋窩領域では経験的に約．１３であり、患者の体温によってはさらに大きく変動する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表皮に近い側頭動脈のまさに直上に位置する額の温度を検出することにより、新生児、小児および成人の体温測定を特に容易にするものである。
【０００９】
動脈は心臓からの血液が直接流れ込むため、動脈による方法はコア温度を検出する上では適するが、身体の四肢の動脈、例えば手首または足首での脈拍を計る位置の動脈は著しい血管収縮を受けやすい。これは、例えばその人物がショックで重態であるか、または軽い風邪もしくは神経質になっている場合に、動脈は収縮して熱を温存するためにその部位への血流を抑制し、またはショックを受けた場合のように、血液を危険な領域にさらに多く送ろうと試みることを意味する。この結果、局部的アーチファクト（人為構造）にすぎない動脈で大きい温度変化が生じ、コア温度を示すことにはならない。
【００１０】
これらの四肢の動脈を除いて、血液の供給源（心臓）の温度を再現する試みにおいて、出来るだけ心臓に近く、血流が多くかつ比較的一定であり、しかもすべての人において容易に近づくことができるものとして本願発明者らは側頭動脈を見出した。心臓、肺および脳は我々の存在にとって不可欠であり、例え重大な疾患の状況で他の部分が適応不能になったときにも、これらの器官への血液供給は可能な限り高いレベルで連続的に維持される。
【００１１】
心臓に源を発する動脈は、動脈系の主幹である大動脈である。大動脈の直接延長部分は総頚動脈であり、堅牢な動脈が上方向の頚に延びて、内頚動脈と外頚動脈に分岐する。頚動脈は、外頚動脈でも、最良の場合でさえ一部は頭蓋の中に埋もれ、最悪の場合には完全に頭蓋の中に埋もれている、したがって皮膚を介して近づくことはできない。頚動脈から直接延びるのが側頭動脈であり、この場合にも内側と外側の２つの側頭動脈に分岐する。本願発明者らは、外側頭動脈が、耳の前を通り、柔らかい側頭領域に延び、眉に近い皮膚と頭蓋との間で分岐して終っていることを見出した。
【００１２】
側頭動脈は、近づくことが極めて容易であることは明白であり、事実大抵の人においては、通常目で良く見ることができる。２つに分岐する形で終っているため、正しい位置を測定する確実性が容易に倍加する。側頭動脈に触れることによっても損傷のリスクは生まれない。粘液性膜は存在しないから、口腔および直腸の場合に見られる汚染の恐れは存在しない。皮膚表面近くにあるにもかかわらず、組織の単位体積当りの血流である側頭動脈潅流は比較的一定であり、その結果測定に必要な血流の安定性を保証する。
【００１３】
本発明の一構成によれば、温度センサを額に沿って、好ましくは側頭動脈の近傍を走査し、温度のピーク読取値を求める。走査の間、毎秒少なくとも３回の読み取りを行い、好ましくは毎秒１０回以上行う。この方法は、腋窩のような皮膚に近い他の動脈にも適用できる。好ましい温度センサは、反射カップを通して額の測定対象に照準を合わせる放射線センサである。カップは、測定対象に接近する大きい開口径を、またカップの底部には窓を持ち、窓を通して放射線センサは測定対象に照準を合わせる。また前記カップはセンサの視野の外にある。反射カップは、熱伝導性の低い材料の平滑なリップによって測定対象から間隔を空けている。
【００１４】
公知の耳および腋窩体温計のように、体内のコア温度は、下記の式から算出することができる。
【００１５】
【数１】
0004481496.tif 000002
【００１６】
ここでＴsおよびＴaは、それぞれ皮膚温度および環境温度である。上式は重み係数ｈ／ｐｃを有し、表面温度と環境温度の重み付き差分を含むものであることがわかる。
【００１７】
本発明の別の構成によれば、検出器の電子回路は、環境温度と感知された表面温度の関数として体の内部温度を算出する。関数は、表面温度と環境温度の重み付き差分を含み、重み付けは測定対象の温度により変化する。特に重み付けは額動脈でのｈ／ｐｃの近似化であり、ｈは測定対象と周囲との間の熱伝達係数であり、ｐは潅流率、ｃは血液の比熱である。
【００１８】
熱平衡計算は、ピーク温度が検出されるときに最も正確である。即ちｈ／ｐｃは潅流率ｐがピーク値である場合に最小であり、熱伝達係数ｈはほぼ一定である。したがって、検出器は側頭動脈分岐の一方にあるピーク温度を弁別できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の前記および他の目的、特徴および利点は、図面を参照した本発明の好ましい実施形態の説明から明らかになるであろう。図面全体を通じて同一部分には同一符号が用いられている。図面は、必ずしも縮尺通りでなく、本発明の原理を示すことに重点が置かれている。
【００２０】
図１に示すように、側頭動脈１２および１４は、顔面の側方に向かって上方に延び、額部分の１６および１８において２つに分岐している。この額部分で、側頭動脈は皮膚に極めて近い頭蓋骨の外側を通過するので、浅側頭動脈と呼ばれる。したがってこの浅側頭動脈は、特に温度を読取るものには近づきやすく、動脈であるため心臓温度に近い温度を持つ。さらに動脈／静脈交差、即ち皮膚温度の調節のための動脈と静脈との間の分路のないことが判明している。したがって比較的安定しており、その変動は皮膚の他の領域においては５００％にも及ぶのに対し最大でも５０％に過ぎない。
【００２１】
側頭動脈を位置決めさせるために、温度検出器２０、好ましくは放射線検出器２０は、額の側方で側頭動脈に沿って走査され、その間検出器の電子回路は側頭動脈の存在を表すピーク読取値を探す。好ましくは、前記の温度読取値を、次に、側頭動脈に特有のアルゴリズムにしたがって処理し、例えばコア、口腔または直腸温度に相当する表示温度を求める。
【００２２】
温度検出器２０は、ピーク読取値が生じる度に可聴音を発する。ディスプレイ２６は、後述の電子的処理から得られる読取値を表示し、新しいピーク読取値が現れる度に更新される。ユーザはボタン２８により温度検出器を作動させることができる。一実施形態では、ピーク読取値のときに点滅するＬＥＤ２２は、患者以外の人が読み取りを行うときに観察することが可能であり、ハウジングの反対側にある別のＬＥＤは、患者により、特に患者が自らの検温をするときに観察することができる。
【００２３】
図２Ａは、図１の放射線検出器のセンサアセンブリを示す。アセンブリは、米国特許出願第０８／８８１，８９１号に示されたものに類似する。熱電対列（サーモパイル）６０が缶６２の中に公知の方法で取り付けられている。安定性を高めるために、熱電対列は、クセノンガスで囲まれた蒸着熱電対列を用いることも可能であるが、コストを引き下げるために空気雰囲気中の半導体熱電対列を使用することもできる。赤外線放射を透過させる窓６３が缶の照準開口上に設けられている。缶６２は、ヒートシンク６４の孔の中に組み込まれている。孔の肩部分で缶を位置決めし、円錐カップ６８の底部の開口６６を通し熱電対列が測定対象に照準を合わせる。好ましくは、カップは低放射率を持ち、米国特許第４，６３６，０９１号に開示されている放射率を補償する。好ましくは、ヒートシンク６４はアルミニウム製であり、その中にカップが形成されている。代わりに、ヒートシンク６４は真鍮製でカップ領域にはニッケルメッキを施すことができる。
【００２４】
弾性Ｏ−リング７０が缶６２の背後に置かれている。プラグ７２をヒートシンク６４の孔の中にねじ込み、リング７０を缶のフランジ７１の背面に押し付け、これによりフランジ７１をヒートシンクの孔の肩部分に密着させる。フランジ７１を肩に押し付け、孔の大径に対して許容差を小さく保つことにより、缶の側部と前部に空隙７３が維持される。この構造により缶６２の背面とヒートシンク６４との間に良好な熱接触が生じ、また熱電対列が機械的衝撃に対する高い耐性を持つ。衝撃は衝撃吸収弾性体を通過して薄いフランジを通してのみ伝達されるからである。フランジが金属部品の間に強固に保持されていると、缶のガスシールを破壊する衝撃の危険性が生じることになる。開口７４をプラグ７２の中心を貫通して設け、ここを通り電気リード７５が熱電対列缶に達する。ヒートシンク６４は、検出器のチューブ状ヘッド７９にねじ結合しているプラスチックキャップ７７に圧入される。
【００２５】
センサアセンブリがその中に取り付けられているプラスチックキャップ７７は、低熱伝導性材料であり、熱伝導性は、好ましくはアルミニウムの１／１００よりも小さい。ハウジングは、ヒートシンク６４を周囲環境から熱的に絶縁することによりヒートシンクへの熱の流れを最小にする。またヒートシンク６４の熱容量は大きい値を持つ。したがってハウジングが曝される環境温度の変化に伴なう、放射線センサの温度の変化に対するＲＣ時定数を大きくして、温度の読取値をさらに安定化させることができる。熱抵抗は低熱伝導性ハウジングにより高くなり、また熱容量はヒートシンク６４の大きい質量により大きくなる。ＲＣ時定数は、少なくとも５分であり、好ましくは約２５分である。
【００２６】
米国特許第４，９９３，４１９号に開示されているような赤外線温度計の過去の設計は、ヒートシンクの役割も兼ねている質量の大きい熱電対列缶を主体としていた。この設計によれば、ヒートシンクに伝達される熱に対する冷接点の温度応答の熱ＲＣ時定数に比して、ヒートシンクへの外部熱バリヤを通る熱伝達がさらに高いＲＣ時定数を持つことが保証される。後者の低いＲＣ時定数は、特別に設計された缶／ヒートシンクにおいて高価な高伝導率材料を用いることにより、冷接点に対する低い熱抵抗を保証することにより得られた。本発明の装置における設計目標は、公知の設計では低い熱抵抗を実現できない軽量の缶に従来の低コストの電対列を取り付けて使用することにある。したがって、熱電対列に伝導されるすべての熱が、熱電対列に対する熱的基準点（サーマルグラウンド）として機能する缶の後部を確実に通るように、缶が取り付けられることが重要である。この目的は、缶への熱接触を後部フランジを通して行い、また缶の側面および前面の周りに空隙を維持することにより果たされる。
【００２７】
ヒートシンク内に放射率補償カップ６８を形成することにより、組み立てのコストを引下げ、また熱特性を改良する。カップの放射率は、理想的にはゼロであるが実際には約０．１である。カップをヒートシンクの一部として形成することにより、カップの温度は缶の温度基準になる。したがって、表面６８からの熱放射は冷接点とほぼ同じ温度で行なわれるため、外部からは認められない。また電子回路を調整して、放射率が理想的でないことに起因する反射率の損失を補償することができるが、この調整は反射表面の温度による影響を受ける。表面６８の温度を熱電対列缶の基準温度を示すことを保証することにより、一般に表面温度が既知となり、温度依存性を持った補償を行うことが可能となる。
【００２８】
家庭用として使用するときには、臨床用体温計による患者間での感染の恐れはそれほど大きくない。さらに額では、水分の蒸発は耳および腋窩の場合程に著しくはない。したがって米国特許出願第０８／４６９，４８４号および第０８／７３８，３００号のような公知の赤外線体温計に用いられる使い捨ての放射線透過カバーは不要である。しかし臨床用の場合には、放射線透過カバーは感染を防止するために望ましい。
【００２９】
額に沿って放射線検出器を走査する間、ハウジング７８と皮膚との接触が皮膚を冷却させることになる。この冷却効果を最小にするために、円形のリップ８０がヒートシンク６４の先端を越えて軸方向に突き出ている。リップは、断熱材料を通る熱伝達を最小にするために０．０２〜０．０５インチ（０．５〜１．３ｍｍ）、好ましくは０．０３インチ（０．８ｍｍ）の小さい丸みを持つ。ヒートシンク６４は、リップの先端より０．０２〜０．０４インチ（０．５〜１．０ｍｍ）、好ましくは約．０３インチ（０．８ｍｍ）だけ後退している。走査を容易にするためにリップは平滑な曲線を持つ。
【００３０】
図２Ｂに、放射線センサアセンブリの別の実施形態を示す。前の実施形態と同様に、熱電対列１２０は缶１２２の中に位置する。缶は、ヒートシンク１２４内にＯ−リング１２６により保持され、Ｏ−リングは缶のフランジ１２８に押し付けられ、ヒートシンクの孔１３０の円周溝内に組み込まれる。前記と同様に、電気リード１３２が孔１３０を通って延びる。検出器ヘッドのハウジング１３４は、長手方向の継目に沿って合わさる２つの部分から形成される分割型チューブである。チューブの２つの部分はナット１３６により互いに結合され、このナットにプラスチックキャップ１３８をはめ込んでいる。ヒートシンクは、アセンブリ内にＯ−リング１４０により保持され、このＯ−リングはヒートシンクの中の溝およびナット１３６の溝内にはまり込んでいる。前記の場合と同様に、キャップ１３８は、ヒートシンク１２４の先端を越えて延びる曲線状のリップを持つ。キャップ１３８は、患者の快適性のために軟質材料を使用している。
【００３１】
図２Ｃの実施形態においては、熱電対列は、米国特許第５，０１２，８１３号に開示されたものと類似の熱容量の大きい缶１５０内に位置する。缶はスリーブ１５２内に組み込まれ、スリーブはＯ−リング１５６および１５８によりヘッドハウジング１５４内に維持されている。プラスチックキャップ１６０は、ヘッド１５４にねじ込まれ、缶１５０は追加の０−リング１６２によりキャップの中心に固定される。低放射率のカップ１６４はキャップ１６０の中に圧入され、前記と同様に、平滑リップ１１６よりも後退している。
【００３２】
図３に放射線検出器の電気ブロック図を示す。マイクロプロセッサ８０が回路の要部をなす。電源制御回路８２がユーザによるボタンスイッチ８４の作動に応答して、マイクロプロセッサおよび回路の他の素子に電力を供給する。この電力は、マイクロプロセッサが測定サイクルを完了して、電源制御回路８２に停止の信号を送るまで供給され続ける。マイクロプロセッサは発振器回路８６によって計時され、通信線８８を介して外部装置と通信してプログラミングおよび較正を行うことができる。マイクロプロセッサによって測定された温度は、液晶表示器１００に表示され、温度処理中のピーク値の検出はビーパ（ビープ音の発生手段）１０２によって知らせられる。ピーク値は毎秒少なくとも３回、好ましくは毎秒１０回の割合で得られた読取値から検出される、これは額に沿って迅速に走査することにより、検出器による額の冷却を防止するためである。測定処理中、マイクロプロセッサは、マルチプレクサ／アナログ−ディジタル変換器９０によって読み取りを行う。好ましいマイクロプロセッサ８０は、内部に８ビットＡ−Ｄ変換器を有するＰＩＣ１６Ｃ７４である。コストをできるだけ少なくするために、回路はこのＡ−Ｄ変換器だけに依存する設計である。
【００３３】
熱電対列９２は、基準電圧（Ｖref）９４によってオフセットされた目標温度と熱電対列の冷接点の温度との４乗差に等しい電圧出力信号を供給する。熱電対列からの電圧出力は、１０００程度のゲイン（G）を持つ増幅器９６により増幅され、前記増幅器９６はマイクロプロセッサにより制御されるパルス幅変調フィルタ１０８によって決められたオフセットを供給する。マルチプレクサの動作を通じて、マイクロプロセッサは増幅センサ出力および検出器温度センサ９８により供給された検出器温度Ｔdのアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換を行う。検出器温度センサ９８は、熱電対列の冷接点、缶およびヒートシンクのほぼ一定の温度を感知するように位置決めされる。先の米国特許出願第０８／７３８，３００号に記載されているように、オートゼロスイッチ１０４を備えて、較正シーケンス中に熱電対列９２と増幅器９６の分離を可能にしている。
【００３４】
熱電対列の出力が（Ｔs4−Ｔd4）に比例することは良く知られている。ここでＴsは放射線検出器により観察される目標皮膚温度であり、Ｔdはセンサ９８によって測定される検出器の温度である。この関係からＴsを算出することができる。また、計算された皮膚温度と皮膚の曝されている環境温度とに基づいて、図４に示す動脈熱平衡方法を使用して体内コア温度を算出することができる。体内コア温度Ｔcからの熱流束ｑは、皮膚３０を通って温度Ｔaの周囲環境へ出る。これにより、皮膚は中間温度ＴSに保持される。
【００３５】
額、外耳道または腋窩などの皮膚から周囲環境への放熱は、以下の周知の式で計算できる。
【００３６】
【数２】
0004481496.tif 000003
【００３７】
ここで、ｑは熱流、Ａは表面積、ＴsおよびＴaはそれぞれ皮膚温度および環境温度であり、ｈは皮膚組織と周囲との間の放射線観察ファクタを含む経験的に求められた係数である。式は簡単化のために線形としている。式の正確な形式は、放射線交換のために４次式であるが、線形化された式でも約９０°〜１０５゜F（３２〜４１℃）の対象範囲では高い精度を有する。
【００３８】
核心動脈熱源から皮膚への熱流は、血液循環を介して行われる。この血液循環は、組織伝達よりも何倍も効果的である。循環による熱伝達は、下記の式により表わすことができる。
【００３９】
【数３】
0004481496.tif 000004
【００４０】
この場合もｑは熱流であり、Ｗは血液質量流量、Ｃは血液の比熱であり、またＴcおよびＴsはそれぞれコア温度および皮膚温度である。
【００４１】
したがって、皮膚の温度は、式（３）による血液供給により組織が昇温し、式（２）による周囲環境への放熱により均合う結果である、と熱的に考えることができる。
【００４２】
次の等式が成り立つ。
【００４３】
【数４】
0004481496.tif 000005
【００４４】
表面積Ａで両辺を除すことにより簡単化される。
【００４５】
【数５】
0004481496.tif 000006
【００４６】
ここでｐは単位面積当りの血液流量、潅流率とも呼ばれている。
【００４７】
この時、皮膚温度Ｔsおよび環境温度Ｔaが既知で、係数（またはその比）が経験的に求められているときには、式（５）はコア温度Ｔcを算出する方法を提供する。
【００４８】
Ｔcについて解けば、
【００４９】
【数６】
0004481496.tif 000007
【００５０】
ここでｈ／ｐｃは表面温度と環境温度との差に重み付けする重み係数で、患者および臨床状況の範囲で統計をとって経験的に求められる。
【００５１】
算出の代替法は、電気的アナログ手法を用いるものである、何故ならば式（２）および（３）は共に簡単な電圧／電流関係の理想的な形を持つためである。この方法は、電流は熱の流れに類似し、電位差は温度差に類似するということを用いている。
【００５２】
したがって式（２）および（３）は、次のように書くことができる。
【００５３】
【数７】
0004481496.tif 000008
【００５４】
【数８】
0004481496.tif 000009
【００５５】
また電気回路は、ＴcとＴaを一定温度（電圧）蓄積手段（reservoir）として描くことができる（図４）。さらに便利な形を持つ第３の式は、次のように書くことができる。
【００５６】
【数９】
0004481496.tif 000010
【００５７】
式（７）および（９）を用いてＴcを解くと、
【００５８】
【数１０】
0004481496.tif 000011
【００５９】
最後に次の式が得られる。
【００６０】
【数１１】
0004481496.tif 000012
【００６１】
この式は、動脈熱平衡装置にプログラミングされた熱平衡式の正確な形で、（Ｒ1＋Ｒ2）／Ｒ1は係数ｋとして表される。
【００６２】
係数ｋは、次のように書くことができる。
【００６３】
【数１２】
0004481496.tif 000013
【００６４】
したがって式（６）、および（１１）のいずれの形においても、重み係数ｈ／ｐｃが表面温度と環境温度の差に適用されていることが分かる。
【００６５】
重み係数において、ｃは一定である。耳温度および新生児の腋窩温度測定において潅流率は一般に一定であり、したがって成人の耳では約０．０９、また新生児では０．０５のｈ／ｐｃになる。正常な成人では、腋窩の潅流率は、重み係数ｈ／ｐｃが約０．１３となるような値である。さらに、潅流率は患者の状態によって変わる。特に、熱の出ているときには潅流率は極めて大きくなる。同様に額では、潅流率は皮膚温度によって変動する。
【００６６】
耳および腋窩の両方で、係数ｈは比較的一定である。額は周囲環境に曝される機会が多く、皮膚温度の上昇と共に放射熱損失も増大する。したがって、耳および腋窩温度測定では、全上昇皮膚温度に対して重み係数ｈ／ｐｃは低下し続けるが、額の場合、図５に示すように、重み係数は正常に近い体温で最小値に到達し、その後ｈの値の上昇により増加することが分かる。経験的なデータは、値ｈ／ｐｃは直線８２で示すように、その値が約０．１９および約９６〜９７゜F（３５．６〜３６．１℃）の温度にまで直線的に低下することを示している。次に係数は、皮膚温度と共に直線的に増加するが、直線８４において勾配はゆるやかとなる。図５に図示された線形近似は、臨床モデルにおける算出に用いられる。しかし消費者モデルでは、これらの線形近似は単一多項式近似８６により置き替えられる。
【００６７】
【数１３】
0004481496.tif 000014
【００６８】
人体のすべての部位の関心のある温度は、動脈温度源から生じるため、動脈熱平衡はいかなる部位にも適用できる。したがってテブナン等価定理に基づき、動脈温度に対する耳および直腸の診断等価温度ＴoおよびＴrは、抵抗ＲoおよびＲrを経験的に考慮に入れて係数ｋを適切に選択して計算することができる。
【００６９】
側頭動脈および他の動脈からの温度読取値を提供するのに特に適する放射線検出器の各構成は、出願人の先の設計から知ることができる。しかしこれらの設計の何れもが、皮膚表面に近い動脈に沿って走査することによりコア温度に整合した測定を可能にする素子の特有の組み合わせを提供することはない。特にExergen D501 Industrialの温度検出器を放射率補償カップに用い、ピーク温度を毎秒約１０回の温度読取値に基づいて求めた。しかし、この装置は熱平衡算出を実行していないため、コア温度の測定には適さなかった。放射率補償カップを、熱平衡算出を持つ腋窩温度検出器に利用したが、このユニットは目標表面に沿って走査するには適さなかった。この装置で検出されたピーク値が、読取値が安定して信頼できた時を示すのに用いられた。このピーク値検出は、毎秒１回だけの読み取りに基づいた。出願人の先の耳温度検出器は、ピーク温度を毎秒１０回の読み取り値から求めたが、目標表面に沿った走査によるのではなく検出器をピボット運動させたものであった。
【００７０】
本発明を好ましい実施形態に基づいて図示し記述してきたが、当業者には形態および細部における各種の改変が、添付の特許請求の範囲により限定された本発明の範囲を逸脱することなく、実施可能なことは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による額の側頭動脈を走査する赤外線体温計を示す図である。
【図２Ａ】  本発明による赤外線体温計の一実施形態にかかる放射線センサアセンブリの断面図である。
【図２Ｂ】  図２Ａとは別の放射線センサアセンブリの断面図である。
【図２Ｃ】  図２Ａおよび図２Ｂとは別の放射線センサアセンブリの断面図である。
【図３】  図１の体温計の電子回路にかかる回路ブロック線図である。
【図４】  動脈の熱平衡モデルを示す。
【図５】  皮膚温度の変化に伴う重み係数（１＋ｈ／ｐｃ）の変化を示す。
【符号の説明】
２０…温度検出器（放射線センサ）、６３…窓、６６…開口、６８…反射カップ、８０…リップ。
【図１】
0004481496.tif 000015
【図２Ａ】
0004481496.tif 000016
【図２Ｂ】
0004481496.tif 000017
【図２Ｃ】
0004481496.tif 000018
【図３】
0004481496.tif 000019
【図４】
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【図５】
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