【誤訳訂正書】
【提出日】平成17年12月14日(2005.12.14)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の物質の温度を決定するための方法であって、
少なくとも一つの波長において第一の物質の吸収係数の測定値を取得すること、及び
該吸収係数の測定値及び該少なくとも一つの波長における温度の関数としての吸収係数の既知の値を使用して温度を決定すること、
からなることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記少なくとも一つの波長は、一つの波長である、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第一の物質は、水である、
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも一つの波長は、複数の波長である、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、温度を決定することが、
複数の曲線の各々が異なる一定温度に対する第一の物質の吸収係数の波長依存を表している場合において、該複数の曲線のどの特定の曲線に前記係数の測定値が最も適するかを決定すること、及び
該物質の温度を該特定の曲線の一定温度であると決定すること、
からなることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、特定の最適曲線を決定することが、
前記係数の測定値から吸収スペクトルがピークを有する波長を決定すること、及び
前記複数の曲線のいずれが実質的に同じ該波長においてピークを有するか決定すること、
からなることを特徴とする方法。
【請求項７】
第一の物質は水である、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、
吸収係数の測定値は、水の吸収係数がピークを有する波長において又はその波長の付近で取得される、
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、
吸収係数の測定値は、吸収係数がピークに達する波長に跨った少なくとも二つの波長において取得される、
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
第一の物質は水である、
ことを特徴とする請求項１、４又は５のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれかに記載の方法であって、
第一の物質は第二の物質の成分であり、且つ
少なくとも一つの波長において吸収係数の測定値を取得することは、第二の物質の吸収係数が実質的に第一の物質の吸収係数に等しくなる少なくとも一つの波長において第二の物質の吸収係数の測定値を取得することからなる、
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
第二の物質の温度として第一の物質の温度の測定値を使用することからなる、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第二の物質は、生体組織である、
ことを特徴とする請求項１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
第二の物質は、血液である、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１から９のいずれかに記載の方法であって、第一の物質は第二の物質の成分であり、且つ、少なくとも一つの波長における第一の物質の吸収係数の測定値を取得ことが、
第一の物質及び材料のその他の成分が温度に実質的に依存しない、又は弱くしか依存しない複数の波長において、第二の物質の吸収係数の第一の測定値を取得すること、
取得した第一の測定値から第一の物質及び材料のその他の成分の濃度を決定すること、
第一の物質の吸収係数が温度依存する少なくとも一つの波長において、第二の物質の吸収係数の第二の測定値を取得すること、
第二の測定値及び該決定した濃度から第一の物質の吸収係数を決定すること、
からなることを特徴とする方法。
【請求項１６】
第二の物質の温度として第一の物質の温度の測定値を使用することからなる、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
第二の物質は、生体組織である、
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
第二の物質は、血液である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
第二の物質に含まれる第一の物質の温度を決定するための方法であって、
第二の物質の吸収スペクトルの波長及び温度依存の形状が第一の物質の吸収スペクトルのものと実質的に同じになる第二の物質の吸収スペクトルの波長領域内の複数の波長において、第二の物質の吸収係数の測定値を取得すること、及び
吸収係数の該測定値、及び、該複数の波長における温度の関数としての第一の物質の吸収係数の既知の値を使用して、温度を決定すること、
からなることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、温度を決定することが、
複数の曲線の各々が異なる一定温度における第一の物質の吸収係数の波長依存を示している場合において、該複数の曲線のどの特定の曲線に前記係数の測定値が最も適するか決定すること、及び
第一の物質の温度を該特定の曲線の一定温度であると決定すること、
からなることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法であって、特定の最適曲線を決定することが、
前記係数の測定値から吸収スペクトルがピークを有する波長を決定すること、及び
複数の曲線のいずれが実質的に同じ該波長においてピークを有するか決定すること、
からなる方法。
【請求項２２】
第一の物質は水である、
ことを特徴とする請求項１９から２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法であって、
吸収係数の測定値は、水の吸収係数がピークを有する波長において又はその波長の付近で取得される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法であって、
吸収係数の測定値は、吸収係数がピークに達する波長に跨った、少なくとも二つの波長において取得される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２５】
第二の物質の温度として第一の物質の温度の測定値を使用することからなる、
ことを特徴とする請求項１９から２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
第二の物質は、生体組織である、
ことを特徴とする請求項２５のいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
第二の物質は、血液である、
ことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
第二の物質の温度として水の温度の測定値を使用することからなる、
請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
第二の物質は、生体組織である、
ことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
第二の物質は、血液である、
ことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
吸収係数の測定値を取得することは、光音響効果を使用した測定値を取得することからなる、
請求項１から９又は１９から２１のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
吸収係数の測定値を取得することは、位置の関数としての測定値を取得することからなる、
請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
温度を決定することは、位置の関数としての温度を決定することからなる、
請求項３２に記載の方法。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【書類名】          明細書
【発明の名称】  温度を測定する方法及び装置
【関連出願】
【０００１】
この出願は、その開示内容が参照によりここに組み込まれる、２００１年１１月１５日に提出の米国仮出願である６０／３３１４０８の、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ１１９（ｅ）に基づく利益を請求する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、温度を決定するための、特に材料の複素誘電率の測定から材料の温度を決定するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
温度測定は広い範囲の作業及び処理に必要とされており、様々な用途、温度範囲、環境条件に対応して温度測定が可能な多種多様な装置が使用されている。通常、材料の温度を測定するための非侵襲性の装置は、材料の表面又はその近傍における材料の温度を測定する。一般的に、材料の内部温度を測定することは、材料の内部領域に侵襲的にアクセスして、内部領域の温度を測定することを必要とする。温度を簡便且つ正確に測定するための、新しい代替方法及び装置が必要とされている。
【０００４】
水による光の吸収は温度の関数であり且つ水の光吸収スペクトルの形状は温度の関数であることが、一般的に良く知られている。例えば、参照としてその開示が本明細書に組み込まれたＵＳ６１１５６７３は、２５００ｎｍ、１９５０ｎｍ、１４５０ｎｍに中心がある水の吸収スペクトルのピークがどのように赤外分光法（IR spectroscopy）に影響を与えるか、且つピークの中心の位置及びピークの大きさがどのように温度によって変化するかについて議論している。その特許は、近赤外分光を「著しく阻害する」吸収スペクトルの温度依存性について言及している。
【０００５】
しかしながら、水の吸収スペクトルは温度に依存することが知られている一方で、材料に含まれる水の吸収スペクトルを測定することによって、水を含んだ材料の温度を決定できることは世の中に知られていないと思われる。一般に、材料の吸収スペクトルは材料の多くの成分に依存するため、材料に含まれる１成分（例えば水）の吸収測定値を使用して材料の温度を決定することは実用的にはなっていない。
【０００６】
本発明のある実施の態様は、水の吸収係数を測定することによって水の温度を決定することに関する。本発明の実施形態によれば、吸収係数は少なくとも一つの波長で測定され、その少なくとも一つの波長における測定された吸収係数及びその既知の温度依存性が水の温度を決定するために使用される。
【０００７】
本発明のある実施の態様は、水を含む流体の吸収係数の測定からその流体の温度を決定することに関する。
【０００８】
本発明の実施形態によれば、その少なくとも一つの波長は、水の吸収スペクトルがピークを有するスペクトル領域（以下、「ウォーターピーク領域」と称す）内にある波長である。発明者は、ウォーターピーク領域において、スペクトルの振幅やピークの位置のような水の吸収スペクトルの特性は、比較的温度に敏感な関数であることに言及している。本発明の実施形態によれば、少なくとも一つのウォーターピーク波長における水の吸収スペクトルの測定値を使用して、水の吸収スペクトルの少なくとも一つのそのような温度に敏感な特性が決定される。その特性の既知の温度依存性及び吸収係数の測定値から決定されたその特性の値を使用して、本発明の実施形態に従って、水の温度が決定される。
【０００９】
例えば血液などの水を含む多くの流体に関して、ウォーターピーク領域における流体の吸収スペクトルは水の吸収スペクトルに支配されるので、ウォーターピーク領域におけるその流体の吸収スペクトルは、実質的に水の吸収スペクトルに等しい。そのような流体に関して、ウォーターピーク領域における流体の水以外の成分は、実質的に流体の吸収スペクトルに影響を与えない。本発明の実施形態によれば、ウォーターピーク領域内の少なくとも一つの波長での流体の吸収係数の測定値を使用して、水の吸収スペクトルの温度に敏感な特性の値が決定される。そのように決定された値、及び温度に敏感な特性の既知の温度依存性は、流体の温度を決定するために使用される。
【００１０】
本発明の実施形態によれば、第一の物質の温度を決定するための方法であって、少なくとも一つの波長において第一の物質の吸収係数の測定値を取得すること、及び、その吸収係数の測定値及びその少なくとも一つの波長における温度の関数としての吸収係数の既知の値を使用して温度を決定すること、からなる方法が提供される。
【００１１】
任意選択で、その少なくとも一つの波長は、１波長である。代替的には、その少なくとも一つの波長は、複数波長である。
【００１２】
任意選択で、温度を決定することは、複数の曲線のうちのどの特定の曲線がその係数の測定に最も適するか決定することであって、その複数の曲線の各々が異なる一定温度における第一の物質の吸収係数が波長に依存することを示すもの、及び物質の温度をその特定の曲線のその一定温度として決定すること、からなる。
【００１３】
任意選択で、特定の最適曲線を決定することは、その係数の測定値から吸収スペクトルがピークを有する波長を決定すること、及び該複数の曲線のいずれが実質的に同じ波長においてピークを有するかを決定することからなる。
【００１４】
本発明の実施形態によれば、第一の物質は第二の物質の成分であり、少なくとも一つの波長において第二の物質の吸収係数は実質的に第一の物質の吸収係数に等しいとき、その少なくとも一つの波長における第一の物質の吸収係数の測定値を取得することは、その少なくとも一つの波長における第二の物質の吸収係数の測定値を取得することになる。
【００１５】
本発明の実施形態によれば、第一の物質は第二の物質の成分であり、少なくとも一つの波長における第一の物質の吸収係数の測定値を取得する方法は、第一の物質及び材料のその他の成分の吸収係数が実質的に温度に依存しない若しくは弱くしか依存しない複数の波長において、第二の物質の吸収係数の第一の測定値を取得すること、取得された第一の測定値から第一の物質及び材料のその他の成分の濃度を決定すること、第一の物質の吸収係数が温度に依存する少なくとも一つの波長において、第二の物質の吸収係数の第二の測定値を取得すること、第二の測定値及び該決定された濃度から第一の物質の吸収係数を決定すること、からなる。
【００１６】
更に、本発明の実施形態により、第二の物質に含まれる第一の物質の温度を決定する方法であって、第二の物質の吸収スペクトルの波長及び温度依存性の示す形状が第一の物質の吸収スペクトルのものと実質的に同じである第二の物質の吸収スペクトルの波長領域内の複数の波長において第二の物質の吸収係数の測定値を取得すること、及び前記吸収係数の前記測定値及び複数の波長における温度の関数としての第一の物質の吸収係数の既知の値を使用して温度を決定すること、からなる方法が提供される。
【００１７】
任意選択で、温度を決定することは、複数の曲線の各々がそれぞれ異なる一定温度における第一の物質の吸収係数の波長依存性を示す場合において、その複数の曲線のうちどの特定の曲線に前述の係数の測定値が最も適するか決定すること、及び第一の物質の温度をその特定の曲線の一定温度であるものとして決定することからなる。
【００１８】
任意選択で、特定の最適曲線を決定することは、前述の係数の測定値から吸収スペクトルがピークを有する波長を決定すること、及び前述の複数の曲線のいずれが実質的に同じ波長にピークを有するか決定することからなる。
【００１９】
代替的若しくは付加的には、当該方法は、第一の物質の温度の測定値を第二の物質の温度として用いることからなる。
【００２０】
本発明の一部の実施形態においては、第二の物質は生体組織である。任意選択で、第二の物質は血液である。
【００２１】
本発明の一部の実施形態においては、吸収係数の測定値を取得することは、光音響効果を使用して測定値を取得することからなる。任意選択で、吸収係数の測定値を取得することは、位置の関数として測定値を取得することからなる。任意選択で、温度を決定することは、位置の関数として温度を決定することからなる。本発明の一部の実施形態においては、第一の物質は水である。任意選択で、吸収係数の測定値は、水の吸収係数がピークを有する波長又はその波長の付近で取得される。代替的もしくは付加的には、吸収係数の測定値は、吸収係数がピークに達する波長に跨った少なくとも二つの波長において取得される。任意選択で、この方法は、実質的に吸収係数がピークに達する波長における吸収係数の、少なくとも一つの測定値を取得することを含む。
【００２２】
本発明の非限定的な実施形態の例を、添付図面を参照して以下に説明する。図面において、１以上の図面に現れる同一の構造、要素又は部分は、それらが現れる全ての図面において一般に、同じ符号が付されている。図面に示されている部品及び特徴の寸法は、説明の便利さと明瞭さのために選択されたもので、必ずしも一定の縮尺で示されているものではない。図面は、以下に列挙されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、３８．２℃の温度における、波長の関数としての水の吸収係数、即ち水の吸収スペクトルを図示したグラフ２０を示す。スペクトルの領域、即ち、吸収スペクトルがピークを有するウォーターピーク領域は、角括弧２２，２４，及び２６で示される。グラフ２０のデータは、上記で参照された米国特許６１１５６７３の図５ａのグラフから引用されている。
【００２４】
図２に示すグラフ３０は、３８．２℃における水の吸収スペクトルを基準とした、様々な温度における相対的な水の吸収スペクトルを一組の曲線３２によって図示したものである。グラフ３０のデータは、米国特許６１１５６７３の図５ｂのグラフから引用されている。３８．２℃における吸収係数を基準とした各温度における波長の関数としての相対的な吸収係数の値は、各温度によってラベルされた曲線３２によって示される。グラフ３０の横軸に沿った各波長において、曲線３２によって示されるグラフの縦軸の値は、曲線にラベルされた温度における水の吸収係数と３８．２℃における水の吸収係数との差分である。従って、３８．２℃の曲線３２は、横軸に平行で縦軸の値が０の直線となる。
【００２５】
曲線３２は、異なる温度における水の吸収スペクトル間の差を明確に示す。本発明の実施形態によれば、これらの差は水の温度を決定するために使用される。
【００２６】
例えば、本発明の一部の実施形態においては、温度を決定したいサンプル水の吸収係数は、水のスペクトルのウォーターピーク領域内の複数の異なる波長において測定される。その測定のために、最適曲線（best-fit curve）が、既知の方法を使用して決定される。最適曲線は、最適曲線に最も似ている既知の曲線を決定するために、既知の方法を使用して既知の複数の曲線と比較される。この既知の曲線の各々は、それぞれ異なる温度に対するウォーターピーク領域内における水の吸収スペクトルを表すものである。最適曲線に最も似ている既知の曲線３２に対応する温度が、サンプル水の温度として決定される。本発明の実施形態によれば、一つの波長におけるサンプル水の吸収係数の測定値は、サンプル水の温度を決定するために使用される。
【００２７】
図３は、本発明の実施形態によるサンプル水の温度の決定に使用されたサンプル水について取得した、吸収係数の測定値をシミュレートしたものをグラフにしたものである。
【００２８】
図３は、グラフ３１を示す。グラフ３１は、グラフ３０に示された曲線３２に追加があることを除いては、グラフ３０と同じものである。また、グラフ３１は、ウォーターピーク領域２２内の複数の異なる波長での第一のサンプル水の吸収係数の測定値をシミュレートした値と３８．２℃の水の吸収係数との差分を示す。×印３６は、その差分の値を示す。値３６を通る破線で示された概略の最適曲線３８は、３９．２℃の温度の水の吸収スペクトル（図示されず）に最も類似している。従って、第一のサンプル水の温度は、本発明の実施形態により、３９．２℃と決定された。
【００２９】
ウォーターピーク領域２４にある２０５０ｎｍの波長における３８．２℃の水の吸収係数を基準とした、２０５０ｎｍの波長において得られた第二のサンプル水の吸収係数の測定値をシミュレートした値は、サークルクロス（circled cross）４０で示される。例示された方法によれば、サークルクロス４０は、４０．４℃における水の吸収スペクトルを描く曲線３２上にある。従って、第二のサンプル水の温度は、本発明の実施形態によれば、４０．４℃に等しいと決定される。
【００３０】
水を含む一部の流体に関して、以下「同形領域（isomorphic regions）」と称する一部のスペクトル領域内の所定の波長における流体の吸収係数は、その所定の波長における水の吸収係数に実質的に等しい。本発明の実施形態によれば、そのような流体の温度は、スペクトルの同形領域内の少なくとも一つの波長における流体の吸収係数の測定値から決定される。その少なくとも一つの波長における流体の吸収係数の測定は、その波長において流体に含まれる水の吸収係数の値を提供するものとみなされる。提供された水の吸収係数を用いて、上記方法と同様の方法によって流体内に含まれる水の温度が決定され、また、それにより流体の温度が決定される。
【００３１】
水の吸収スペクトルが流体の吸収スペクトルに支配的に影響する水を含有する一部の液体では、流体の吸収係数の測定値を水の吸収係数の測定値とみなせるほど、水の吸収係数の支配が十分でない。結果として、流体の吸収係数の測定値は、流体内の水の温度及びそれによる流体の温度の決定に直接には使用できない。
【００３２】
そのようなケースに関しては、本発明の実施形態によれば、流体の吸収係数の測定値は、望ましくは実質的に水及び別の成分の吸収係数が温度に依存しない又は温度に弱くしか依存しない複数の適当な波長において取得される。その測定値は、水及び流体の他の成分の分析に使用される。吸収係数の測定値から流体の成分を分析する方法は、既に知られていて、例えば参照により本明細書に組み込まれたV. Cliftによる米国特許５４５２７１６、米国特許６１１５６７３及び上記で参照されたＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＩＬ０１／００７４０に記載されている
【００３３】
分析及びその吸収スペクトルの温度依存性から決定された、水の濃度及びその他の成分の濃度は、適切な波長における流体の吸収係数の測定値から水の吸収係数の値を抽出するのに使用される。本発明の実施形態によれば、水の“抽出された”吸収係数は、上記と同様の方法で水及び流体の温度を決定するために使用される。
【００３４】
温度を決定するための吸収係数の測定値は、本発明の実施形態によれば、既知の様々な方法のいずれかを使用して取得される。本発明の実施形態によれば、吸収係数の測定値は、米国仮出願６０／３２７２８８、又は参照により本明細書に組み込まれているＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＩＬ０１／００７４０に記載されている方法を使用して取得される。
【００３５】
ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＩＬ０１／００７４０には、特に、材料の吸収係数を決定するために光音響法を使用することが記載されている。そのような光音響法は、材料内の位置の関数として材料の吸収係数を決定するために使用される。例えば、参照により本明細書に組み込まれているＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＩＬ０１／００７４０及び米国特許５８４００２３には、組織領域の３次元画像を生成するために光音響効果を使用することが記載されている。本発明の実施形態によれば、光音響技術を使用して決定された、位置の関数としての水の吸収係数の値は、水中の位置の関数としての水の温度を決定するために使用される。
【００３６】
水の吸収係数を測定する光音響法は、吸収係数が大きく（例えば１４５０ｎｍ又は１９５０ｎｍでの水の吸収ピークにおいて）、容積を通過する透過光の量が少ないため透過による水のサンプル容積の吸収係数の測定値は信頼できない、という状況での使用に適していることに留意すべきである。光音響効果により生成された信号は、吸収係数が増加するにつれて増加する。
【００３７】
本発明の実施形態によれば、上述の温度を決定する方法は、血液の温度を決定するために使用される。
【００３８】
上述の本発明の実施形態による温度を決定する方法は、水及び水を含有する流体に使用することに限定されない。本分野の当業者が想到するであろう方法及び／又はその変化形は、物質の吸収スペクトルが適度に温度に依存する別の物質に適用可能である。
【００３９】
本出願の明細書及び特許請求の範囲において、 “備える（comprise）”、“含む（include）”、“有する（have）”の各動詞およびその活用形は、各動詞の一つ又は複数の目的語が、部材（members）、構成要素（components）、要素（elements）、もしくは動詞の主語の一部を必ずしも完全に列挙したものではないことを示すために使用される。
【００４０】
実施形態の詳細な記述を用いて本発明を説明してきたが、これらの記載は、例証として提供されているものであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。記載された実施形態は、様々な特徴を備えるが、発明の全ての実施形態でそれらの特徴全てが必要な訳ではない。本発明のいくつかの実施形態は、いくつかの特徴のみ、または特徴のいくつかの可能な組合せを利用する。当業者は、記述された本発明の実施形態の変形および記述された実施形態において指摘された特徴の組合せとは別の組み合わせを有する本発明の実施態様を思いつくであろう。本発明の範囲は、添付の請求項によってのみ限定される。
【００４１】
【図１】
３８．２℃の水の既知の吸収スペクトルのグラフである。
【図２】
３８．２℃の水の吸収スペクトルを基準とした、様々な温度における水の相対的な吸収スペクトルを図示したグラフである。
【図３】
本発明の実施形態による、水の温度を決定するために使用される水のシミュレートされた吸収係数の測定値のグラフである。