(57)【要約】体温測定装置において使用される個々の体温計プローブに関する特性データを各プローブ毎にEEPROMに保存することにより、これらプローブにおける熱的質量および製造ばらつきを補償する。
2006503307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体温測定装置用の温度プローブを較正するための方法であって、
上記装置とともに用いられる温度プローブの過渡的熱上昇作用を特性化する工程と、
各プローブに付随するEEPROMに特性データを格納する工程とを備えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
格納された特性データを温度予測のためのアルゴリズムに適用する工程を備えたことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記温度プローブの特性データと標準的な温度プローブの特性データとを比較し、上記適用工程より前に、該比較に基づく特性データを標準化する工程を備えたことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
体温測定装置用の温度プローブを較正するための方法であって、
上記装置とともに用いられる温度プローブの予備加熱データを特性化する工程と、
上記装置に付随するEEPROMに上記特性予備加熱データを格納する工程とを備えたことを特徴とする方法。
【請求項５】
上記格納された特定予備加熱データを上記プローブを所定の温度に予備加熱するためのアルゴリズムに適用することを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
上記温度プローブの予備加熱特性と標準的な温度プローブの予備加熱特性とを比較し、上記適用工程より前に、該比較に基づく特性データを標準化する工程を備えたことを特徴とする請求項５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は体温測定の分野に関し、特に、関連装置において使用される体温測定プローブを較正する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、患者用体温計などの体温測定装置における温度センサに対して、その特定部品の較正が行なわれ、これは装置の最終的な精度に影響する。その後、これら部品は、精密体温計プローブに組み立てられる。
【０００３】
過去における改良では、静的温度測定値、つまり“オフセット係数”を体温計のメモリ内に保存し、読取値が体温測定システムにより表示される前に該係数が加算あるいは減算されるようになっており、これによりシステムの精度を向上している。このことは、例えば、Thermometrics社により製造された製品において述べられており、またYerlikayaらによる米国特許第2003/0002562号においても述べられている。
【０００４】
上記方法に伴う問題点は、体温測定システムの使用者のほとんどが、オフセットパラメータが得られる熱平衡にかかる時間のすべてを待つことが出来ないことである。
【０００５】
予測体温計は、比較的短い上昇時間（例えば約4秒）に着目し、熱平衡は通常２〜３分行われる。体温の予測は、実際の体温読取値ではなく、このデータに基づいて行うことができる。
【０００６】
現状の体温測定システムにおける基本的な問題点は、初期上昇時間データの品質に影響するプローブ構成／製造における変化に対する計算処理の欠如である。多くの製造固有の要因、例えば、たくさんのグランドサーミスタ、接着剤／エポキシ樹脂の量、個々のプローブ層の厚み等は、装置により検知されている温度変化率に影響を与える。今日まで、予測体温計においてこの種の影響を正常化する技術はない。
【０００７】
特定の形状の体温計に関する他の効果として、患部に体温計プローブを当てる前に該プローブの加熱素子を温めるということがある。例えば、Gregory等により米国特許第6,000,846号で述べられているように（そのすべての内容をここでは参照して取り入れた）、このような体温計は、医療用体温計の加熱素子を身体部位に近い温度（約１０度以下の範囲内）に昇温することにより、より迅速な読み取りを可能とする。上記の製造上の効果もまた、個々のプローブ単位での予備加熱およびその他の特性に影響を与える。従って、予備加熱を目的とするこれらの効果を標準化するために、他の一般的必要もこの分野においては存在する。
【特許文献１】米国特許第４，２１０，０２４号明細書
【特許文献２】米国特許第４，４６４，７２５号明細書
【特許文献３】米国特許第４，４６６，７４９号明細書
【特許文献４】米国特許第４，４８０，３１２号明細書
【特許文献５】米国特許第４，７１３，７８３号明細書
【特許文献６】米国特許第４，９０１，２５７号明細書
【特許文献７】米国特許第５，２９３，８７７号明細書
【特許文献８】米国特許第５，７２０，２９３号明細書
【特許文献９】米国特許第５，７３５，６０５号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，８５７，７７７号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，９６７，９９２号明細書
【特許文献１２】米国特許第６，１８８，９７１号明細書
【特許文献１３】米国特許第６，３０４，８２７号明細書
【特許文献１４】米国特許第６，３７４，１９１号明細書
【特許文献１５】米国特許第Ｈ５６２号明細書
【特許文献１６】米国特許第３，４９１，５９６号明細書
【特許文献１７】米国特許第３，５９２，０５９号明細書
【特許文献１８】米国特許第３，６８１，９９１号明細書
【特許文献１９】米国特許第３，７２９，９９８号明細書
【特許文献２０】米国特許第３，７９１，２１４号明細書
【特許文献２１】米国特許第３，８３２，６６９号明細書
【特許文献２２】米国特許第３，８３２，９０２号明細書
【特許文献２３】米国特許第３，８９３，０５８号明細書
【特許文献２４】米国特許第３，９１５，００３号明細書
【特許文献２５】米国特許第４，１５８，９６５号明細書
【特許文献２６】米国特許第４，１８３，２４８号明細書
【特許文献２７】米国特許第４，２０４，４２９号明細書
【特許文献２８】米国特許第４，４１１，５３５号明細書
【特許文献２９】米国特許第４，４８７，２０８号明細書
【特許文献３０】米国特許第４，６８８，９４９号明細書
【特許文献３１】米国特許第４，７９０，３２４号明細書
【特許文献３２】米国特許第４，９３２，７８９号明細書
【特許文献３３】米国特許第５，２９３，８７７号明細書
【特許文献３４】米国特許第５，４６３，３７５号明細書
【特許文献３５】米国特許第６，０００，８４６号明細書
【特許文献３６】米国特許第６，０３６，３６１号明細書
【特許文献３７】米国特許第６，１０９，７８４号明細書
【特許文献３８】米国特許第６，１４６，０１５号明細書
【特許文献３９】米国特許第６，２５０，８０２号明細書
【特許文献４０】米国特許第６，２８０，３９７号明細書
【特許文献４１】米国特許第６，３５５，９１６号明細書
【特許文献４２】米国特許第Ｒｅ．３４，５０７号明細書
【特許文献４３】米国特許第４，４７５，８２３号明細書
【特許文献４４】米国特許第６，０００，８４６号明細書
【特許文献４５】米国特許第６，６３４，７８９号明細書
【特許文献４６】特開昭５４−２５８８２号公報
【特許文献４７】特開昭５９−１８４８２９号公報
【特許文献４８】特開平０１−１８９５２６号公報
【特許文献４９】特開昭６１−２９６２２４号公報
【特許文献５０】特開昭６１−２９６２２５号公報
【特許文献５１】特開昭６１−２９６２２６号公報
【特許文献５２】特開昭６２−６９１２８号公報
【特許文献５３】独国特許出願公開第２１４０９２３Ａ号明細書
【特許文献５４】国際公開第９２／０３７０５号パンフレット
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従って、本発明の主要な目的は、上記従来技術の問題点を軽減するよう試みることである。
【０００９】
本発明の他の主要な目的は、体温測定装置のための異なる体温プローブの個々の効果を標準化することである。
【００１０】
従って、本発明の好ましい側面によれば、体温測定装置用の温度プローブを較正するための方法において、上記温度プローブの過渡的熱上昇作用を特性化する工程と、各プローブに付随するメモリに特性データを格納する工程とを備えたものである。
【００１１】
好ましくは、特定の温度プローブからの予測をより正確にするために、上記格納された特性データはアルゴリズムにおいて使用するものである。
【００１２】
本発明の他の好ましい側面によれば、体温測定装置用の温度プローブを較正するための方法において、温度プローブの予備加熱データを特性化する工程と、上各プローブに付随するメモリに上記特性データを格納する工程とを備えたものである。
【００１３】
好ましくは、上記格納メモリは、好ましくはコネクタの一部として、上記体温計プローブに内蔵されたEEPROMからなり、該EEPROMには、上記アルゴリズムおよびプローブ固有特性データが格納される。    
【００１４】
好ましくは、本発明の少なくとも１つの側面によれば、導き出された特性データは、“標準”温度プローブの特性データと比較される。この比較に基づき、調整されたプローブ固有係数を、装置の処理回路により使用される少なくとも１つのアルゴリズム（例えば、多項式）に使用できるように、上記EEPROMのメモリに格納する。
【００１５】
本発明の長所は、種々の温度プローブの製造結果を体温測定装置のために容易に標準化できることである。
【００１６】
本発明の他の長所は、プローブの製造性あるいは製造固有の差異を使用時において最小限にあるいは標準化できることであり、これによりコストと時間の大幅な節約が可能となる。
【００１７】
これらおよび他の目的、特徴、および利点は、添付の図面と共に読まれるべき以下の詳細な説明に基づいて明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下の記述は、特定の医療用体温測定装置の較正に関するものである。以下に述べる発明の概念が他の体温測定システムに適用可能であることは自明であり、よって以下の議論がそのように限定されるものではない。
【００１９】
図１において、体温測定装置１０は、小型筐体１４と、可撓性のある電気コード２２（図１では部分的に透視図で示す）で筐体につながれている温度プローブ１８を備える。筐体１４は、ディスプレイ３５と、装置１０の動作を制御するための複数の作動ボタン３８とを備えたユーザーインターフェイス３６を有する。装置１０は、筐体１４内に収められたバッテリー（図示せず）により電力供給される。上述のように、温度プローブ１８は、可撓性コード２２により筐体１４につながれており、開放可能に筐体に取り付けられているチャンバー４４内に収容される。チャンバー４４は、収容キャビティを有し、筐体１４内部の残りの部分に対して流体密封を提供する。このチャンバー４４は、同時係属出願中の同一出願人によるUSSN 10/268,844（代理人整理番号281-394）及び［出願予定］（代理人整理番号281-394CIP）に記載されており、ここではその全内容を参照して取り入れる。
【００２０】
図２において、温度プローブ１８は、その遠端部３４に設けられた少なくとも１つの温度反応素子を含む細長いケーシング３０によって定義され、該プローブは患者の身体部位（例えば、舌下ポケット、直腸等）に適合する大きさに形成されている。
【００２１】
ここで述べる温度プローブ１８の温度測定部分の製造において、該部分は異なる材料からなる複数の層を含む。これら材料の性質と量はプローブ毎の温度上昇時間に大いに影響するので、以下に述べるように重要視する必要がある。さらに図２に示す典型的なプローブを参照すると、これらの層は（プローブ１８の外側から見て）一般的にステンレススチールからなる外部ケーシング層３０と、接着エポキシ層５４と、ポリイミドまたはその類似材料からなるスリーブ層５８と、サーミスタをスリーブ層に接着するためのサーミスタ接着用エポキシ層６２と、および温度プローブ１８の遠端部３４に配置され温度反応素子として機能するサーミスタ６６とからなる。上述のように、プローブの製造においては、上記した層のそれぞれが非常に異なるものである（部品そのものが比較的小さいので）。また、サーミスタ６６の方向およびサーミスタ固有の構造（例えば、ワイヤリード、はんだパッド、はんだ等）もまたプローブ毎に異なる。サーミスタ６６から伸びるワイヤリード６８は、この分野では一般的に知られている方法で、プローブ１８の遠端部３４から可撓性電気コード２２まで伸びている。
【００２２】
これらばらつきの第１の実証として、図２を用いて説明した素子を有する一対の温度プローブ１８A 及び１８Bに対して以下のテストをおこなった。これらプローブを、いわゆる“ダンク”テストを用いて検査および比較した。プローブ１８A及び１８Bのそれぞれは、同じ使い捨てのプローブカバー（図示せず）を用いてテストした。この特別なテストにおいて、各温度プローブは、まず、所定の温度と湿度を持つ液体（例えば水）が入った大きいタンク（図示せず）に浸けられる。この時、上記水は、適当な身体部位の温度や湿度に匹敵する温度や湿度を持つ（すなわち、華氏98.6度、湿度100％）。プローブ１８Aおよび１８Bのそれぞれは別々に保持具（図示せず）に保持され、タンクに浸けられる。参照プローブ（図示せず）を用いて、プローブの温度効果により大きく影響されないように十分な大きさを持つタンクの温度をモニターする。図６で比較したプローブ１８Aおよび１８Bそれぞれの時間対温度特性のグラフから明らかなように、各プローブ１８A，１８Bは、最終的に同じ平衡温度に到達するが、これらプローブは異なる軌道をとる。ここで述べた“ダンク”テスト以外の他の適当なテストを用いて、図６にグラフ的に示す効果の実証を行っても良い。
【００２３】
本発明の必要性についての上記説明によれば、個々のプローブ間でおこる製造の影響を標準化するためには、過渡的上昇時間等の各温度プローブに関する特性データを保存可能にすることが好ましい。図１に示したように、可撓性電気コード２２の一端は直接温度プローブ１８に接続され、該コードは、リード６８を介して内蔵されたサーミスタ６６からの信号を受信するためのコンタクトを有する。
【００２４】
図３−５に本発明による可撓性電気コード２２の反対側、すなわち装置接続端の構造を示す。この可撓性電気コード２２の一端はコネクタ８０に接続され、該コネクタ８０は、ケーブル端を収容するフェルール８５並びにEEPROM８８が取り付けられたプリント回路基板８４を有するオーバーモルドケーブルアセンブリ８２を備える。コネクタ８０は、フレーム９６に対してスナップ嵌合されたカバー９２をさらに含み、該フレームはケーブルアセンブリ８２にスナップ嵌合されている。このように、プローブ１８が筐体１４に取り付けられているとき、プログラム可能なリード８９が先端から伸び、これによりプログラミングのためにかつ筐体１４を介した処理回路への入力のためにアクセス可能となり、この時EEPROM８８本体は使用者から隔離される。フレーム９６は、回転止め機構（この分野においては一般的に知られているのでさらなる議論は必要ない）を備え、これにより筐体１４上での適当な接合ソケット（図示せず）との開放自在の係合を可能にし、かつ該ソケットとの電気的接続が開始される。
【００２５】
温度プローブ１８の組み立て／製造およびそれに続く上記特性データの導出において、過渡上昇時間等に関する保存値は、プローブコネクタ８０への組み込み以前に、カバー９２から伸びるリードへのアクセスを通してEEPROM８８のメモリに加えられる。これら値は、コネクタ８０が筐体１４に取り付けられたとき、筐体処理回路によりアクセスされる。
【００２６】
この特性データについては、図８に示すように、プローブ予備過熱熱回路の効率を示すプローブヒーターゲインを推定し、そのプローブ用に保存することができる。この値は、プローブをテスト部材（図示せず）に保持し、曲線１０４で示すような一定量の電気エネルギーをヒーター素子に印加することにより得られる。そして、温度上昇ΔTで示すように温度対時間曲線９８のピークまで、結果として生じる熱量を測定する。この温度上昇は、点線で示した曲線１０２上のΔTrefで表された通常のプローブの過熱特性と比較され、2つの温度上昇におけるΔTとΔTrefとの比率を計算する。このプローブ固有比は、EEPROM８８に保存され、プローブ端を予備加熱するために保存されたヒーター制御アルゴリズムにより使用される。個々のプローブ毎の上記比率を知ることにより、ヒーター制御アルゴリズムがより迅速にかつプローブ毎に確実に上記予備加熱温度に到達することができる。
【００２７】
EEPROM８８にはさらなるデータを保存することができる。図７において、一対の温度プローブ１８A，１８B間の異なる性質についてさらなる実証を行った。この場合、プローブの加熱素子に適当な電圧パルスを供給し、温度上昇を時間に対してプロットした。各プローブ１８A，１８Bの予備加熱効率は、プロット曲線の未加工の高さを参照するか、あるいはその代わりに、曲線下の領域を限定することにより算出される。どちらの場合でも、プローブ製造における上述のばらつきは、プローブ１８A，１８Bの予備加熱特性に大いに影響し、この特性データをEEPROM８８への保存のために利用することができる。
【００２８】
上述のように、上記例のいずれかにおいて、比較されたプローブ１８A，１８Bのうちのひとつは、実施されたテストにて設定されたプロファイル（過渡的熱上昇、予備加熱、あるいは他の特性）を有する理想的な、すなわち、いわゆる“標準”的な体温計プローブである。残りのプローブ１８A，１８Bは、上述のようにテストされ、テストプローブと通常プローブの図式的なデータが比較される。この比較における差異が、装置１０の処理回路により使用される多項式のためのプローブ固有の調整値を提供する。これら調整された係数は、リード８９を介してEEPROM８８のプログラム可能なメモリに保存され、これにより装置と一緒に使用するプローブを標準化する。
【００２９】
図９にプローブ１８の動的上昇時間特性を用いた他の方法を示す。まず、例えば、校正されたエアフローに対してプローブ端を配置することにより、プローブ端を周辺雰囲気に対して前もって条件づけるために、プローブ端温度を好ましくは初期値に戻す。次に、プローブを上述のように“ダンクのような”器具（図示せず）に既知の時間浸けると、プローブ端の温度上昇が見られる。所定の開始温度T0（約華氏93度）から始めて、温度上昇曲線１０８に沿って、温度上昇率T1, T2を２つの特定の時間間隔でそれぞれ記録する。この場合、0.5秒と1.5秒を時間間隔として用いる。これら温度値をプローブのEEPROM８８に保存し、より正確な温度を得るために温度測定装置の予測アルゴリズムにて使用する。
【００３０】
例えば、具体例として、典型的な予測アルゴリズムを以下に示す。
【００３１】
(P×F1）＋F2−(((T1＋T2）×F3)−F4)
【００３２】
上記式において、F1，F2，F3，F4のそれぞれは所定の数値係数、Pはプローブ端温度、
T1は0.5秒温度反応、T2は1.5秒温度反応である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の方法により使用される体温測定装置の上面斜視図である。
【図２】図１に示す体温測定装置の温度プローブの内部を示す部分断面図である。
【図３】プローブに関する温度データを保存するためのEEPROMを含む、図１，２の温度プローブのコネクタアセンブリを示す拡大図である。
【図４】図３に示すプローブコネクタの分解図である。
【図５】図３に示すプローブコネクタの分解図である。
【図６】２つの温度プローブの温度上昇時間を比較したグラフ表示である。
【図７】２つの温度プローブの予備加熱特性を比較したグラフ表示である。
【図８】温度プローブの予備加熱時間を標準化させるためのさらなる技術を示すグラフ表示である。
【図９】温度プローブの動的熱上昇特性に関するさらなる技術を示すグラフ表示である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  体温測定装置
１４  筐体
１８  温度プローブ
１８Ａ  温度プローブ
１８Ｂ  温度プローブ
２２  弾性コード
３０  ケーシング
３４  遠端部
３５  ディスプレイ
３８  制御ボタン
４４  チャンバー
５４  接合エポキシ層
５８  スリーブ層
６２  サーミスタ接合エポキシ層
６６  サーミスタ
６８  リード
８０  コネクタ
８２  ケーブルアセンブリ
８４  プリント回路基板
８５  フェルール
８８  ＥＥＰＲＯＭ
８９  リード
８２  カバー
９６  フレーム
９８  温度対時間曲線
１０２  曲線
１０４  曲線
１０８  曲線    
【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】
2006503307.tif 000010
【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年4月8日(2004.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体温測定装置用の温度プローブを較正するための方法であって、
上記装置とともに用いられる温度プローブの過渡的熱上昇作用を特性化する工程を備え、
上記特性化工程は、
制御された加熱温度雰囲気において温度プローブをテストする工程と、
プローブ耐性対時間という観点から、プローブの上昇時間特性を測定する工程と、
上記上昇時間特性と、同じタイプの標準的な温度プローブのそれとを比較する工程と、
上記標準温度プローブと上記テストされた温度プローブ間において関係した較正係数を導き出す工程と、
上記装置に付随するEEPROMに得られた較正係数を格納する工程とを備えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
上記得られた較正係数を温度予測のためのアルゴリズムに適用する工程を備えたことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
体温測定装置用の温度プローブを較正するための方法であって、
上記装置とともに用いられる温度プローブの予備加熱データを特性化する工程と、
上記装置に付随するEEPROMに上記特性予備加熱データを格納する工程とを備えたことを特徴とする方法。
【請求項４】
上記格納された特定予備加熱データを、上記プローブを所定の温度に予備加熱するためのアルゴリズムに適用することを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
上記温度プローブの予備加熱特性と標準的な温度プローブのそれとを比較し、上記適用工程より前に、該比較に基づく特性データを標準化する工程を備えたことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
体温測定装置用の温度プローブを較正するための方法であって、
上記装置とともに用いられる温度プローブの過渡的熱上昇作用を特性化する工程を備え、
さらに上記特性化工程は、
制御された加熱温度雰囲気において温度プローブをテストし、上昇時間特性を測定する工程と、
上記上昇時間特性と、同じタイプの標準的な温度プローブのそれとを比較する工程と、
上記比較工程に基づいた較正係数を導き出す工程と、
各体温測定装置に付随するEEPROMに得られた較正係数を格納する工程とを備えたことを特徴とする方法。
【請求項７】
上記EEPROMは、上記テストされた温度プローブのそれぞれに設けられたことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
上記上昇時間特性は、経時的なプローブ耐性の図式的表示を含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項９】
上記プローブの過渡的熱上昇作用を標準化するために、上記テストされた温度プローブの格納された較正係数を、温度を予測するための処理アルゴリズムに適用する工程をさらに含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【国際調査報告】
2006503307.tif 000012
2006503307.tif 000013
2006503307.tif 000014