(57)【要約】対象の体における対象位置の内部温度を非侵襲的に判定する変換器は、実質的に干渉信号を受信することなく、対象位置から発する自然温度信号を受信するように構成することができる。このような変換器は、干渉を防止するために１つ以上の遮蔽構造を含むこともできる。加えて、このような変換器は、アンテナによって検知または受信される自然温度信号を増大させるように構成されたまたは位置付けられた誘電体キャビティを含むことができ、および／または対象の体内の温度を示す信号を、基準温度信号と多重化するように構成することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の体内の温度を非侵襲的に測定する変換器であって、
前面側と、この前面側の逆になる背面側とを含む回路ボードであって、前記回路ボードが、対象の体内のある対象位置から少なくとも１つの自然温度信号を受信するアンテナを定める、回路ボードと、
前記回路ボードの前記前面側に隣接する受け口と、
前記回路ボードの前記前面側に隣接する接着材であって、前記回路ボードを前記対象に固着するように構成される、接着材と、
前記回路ボードの前記背面側に隣接する誘電体キャビティであって、前記誘電体キャビティが、前記回路ボードの前記背面側に隣接する内側範囲と、前記内側範囲の逆側になる外側範囲とを含み、前記誘電体キャビティが、無線周波電流を前記受け口に導くように構成される、誘電体キャビティと、
干渉信号が前記回路ボードの少なくとも前記背面側に衝突するのを防止するために、前記誘電体キャビティの外側範囲に隣接して位置付けられた少なくとも１つの遮蔽構造と、
を含む、変換器。
【請求項２】
請求項１記載の変換器において、前記接着材が、前記受け口の外周に隣接して位置付けられる、変換器。
【請求項３】
請求項１記載の変換器において、前記接着材が、前記受け口の少なくとも一部を含む、変換器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の変換器において、前記誘電体キャビティが空所を含む、変換器。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項記載の変換器において、前記誘電体キャビティが誘電体材料を含む、変換器。
【請求項６】
請求項５記載の変換器において、前記誘電体キャビティが、前記誘電体材料にわたって分散した複数の空所を含む、変換器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載の変換器において、前記少なくとも１つの遮蔽構造が、前記回路ボードの前記背面側および前記回路ボードの外周を覆う、変換器。
【請求項８】
請求項７記載の変換器において、前記少なくとも１つの遮蔽構造が、干渉信号の前記受け口内への、または前記回路ボードの前面側への伝達を防止するように構成される、変換器。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項記載の変換器において、前記少なくとも１つの遮蔽構造が低抵抗導電体を含む、変換器。
【請求項１０】
請求項９記載の変換器において、前記低抵抗導電体が金属を含む、変換器。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項記載の変換器であって、更に、前記回路ボード、前記受け口、前記誘電体キャビティ、前記接着材、および前記少なくとも１つの遮蔽構造を支えるまたは定める筐体を含む、変換器。
【請求項１２】
請求項１１記載の変換器において、前記筐体の内面が、前記少なくとも１つの遮蔽構造を支える、変換器。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項記載の変換器であって、更に、
表面において温度を検知するように構成された基準温度センサを含み、前記表面の上方に前記変換器が固着される、変換器。
【請求項１４】
対象の体内の温度を非侵襲的に測定する変換器であって、
前面側と、この前面側の逆になる背面側とを含む回路ボードであって、前記回路ボードが、対象の体内のある対象位置から少なくとも１つの自然温度信号を受信するアンテナを定める、回路ボードと、
基準温度センサと、
前記アンテナからの中間温度信号、および前記基準温度センサからの基準温度信号を含む多重化信号を送信するケーブル・コネクタと、
を含む、変換器。
【請求項１５】
請求項１４記載の変換器において、前記ケーブル・コネクタおよびケーブルの端部が、前記ケーブルの端部が前記ケーブル・コネクタに接続されるとき、互いに対して旋回するように構成される、変換器。
【請求項１６】
請求項１５記載の変換器において、前記ケーブル・コネクタが同軸ケーブル・コネクタを含む、変換器。
【請求項１７】
請求項１６記載の変換器において、前記基準温度センサがサーミスタを含む、変換器。
【請求項１８】
請求項１７記載の変換器において、前記回路ボードが、前記アンテナと、キャパシタと、前記サーミスタとを含む電気回路の少なくとも一部を支え、前記キャパシタが、前記受け口および前記サーミスタとの間に直列に位置付けられ、前記サーミスタが前記ケーブル・コネクタと直接つながる、変換器。
【請求項１９】
非侵襲的温度管理システムであって、
変換器回路であって、
コネクタと、
アンテナと、
前記アンテナおよび前記コネクタとの間に直列にしたキャパシタと、
サーミスタと、
前記サーミスタと前記コネクタとの間に直列にしたインダクタと、
を含み、前記アンテナからの信号を前記サーミスタからの信号と多重化するように構成される、変換器回路と、
放射計回路であって、
コネクタと、
放射計と、
前記コネクタと前記放射計との間に直列にした第１キャパシタと、
サーミスタ出力と、
インダクタと、
第２キャパシタと、
を含み、前記インダクタが、前記コネクタと前記サーミスタ出力との間に直列になっており、前記コネクタと前記第２キャパシタとの間に直列になっており、前記サーミスタ出力が前記第２キャパシタに並列であり、
前記放射計回路が、前記アンテナからの信号を前記サーミスタからの信号から多重分離し、前記アンテナからの信号を前記放射計に伝え、前記サーミスタからの信号を前記サーミスタ出力に送るように構成される、放射計回路と、
前記変換器回路の前記コネクタと前記放射計回路の前記コネクタとを接続し、前記変換器回路から前記放射計回路に多重化信号を伝えるケーブルと、
を含む、非侵襲的温度管理システム。
【請求項２０】
請求項１９記載の非侵襲的温度管理システムにおいて、前記ケーブルが同軸ケーブルを含む、非侵襲的温度管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に対する相互引用
本願は、APPARATUSES FOR  NON-INVASIVELY SENSING INTERNAL TEMPERATURE（内部温度を非侵襲的に検知する装置）（「’９８０仮出願」）と題し２０１３年９月２７日に出願された米国仮特許出願第６１／８８３，９８０号に対する優先権の権利を主張する。’９８０出願の開示全体は、ここで引用したことにより本願にも含まれるものとする。
【０００２】
本開示は、一般的には、対象の体の少なくとも一部の温度を判定する装置に関し、更に特定すれば、体温を非侵襲的に判定する装置に関する。更に特定すれば、開示する主題は、脳温度のような、対象の体内の温度を非侵襲的に判定する装置に関する。
【発明の概要】
【０００３】
本開示による装置は、「変換器」とも呼ばれ、対象の体内の温度の指示(indicator)、即ち、内部温度の指示または「自然温度信号」を非侵襲的に検知する。変換器は、温度測定値を得ようとする位置、即ち、対象の体内における「対象位置」に隣接するまたは近い対象の体の一部に向けて(against)位置付けられるように構成することができる。このような非侵襲的検知を可能にするために、変換器は、対象の体の外面に向けてまたは隣接して、あるいは対象の体の外部から容易に接近できる対象の体の一部に向けてまたは隣接して位置付けられるように構成することができる。
【０００４】
内部温度の指示を非侵襲的に検知する変換器は、対象位置から内部温度の指示を受けるように構成されたセンサを有するロー・プロファイル装置として構成することができる。変換器の接触側は、対象位置に面するように構成された変換器の側であり、一方変換器の外側は対象位置とは逆側に(away from)面するように構成される。
【０００５】
変換器の接触側は、受け口を含むことができ、これを通して内部温度の指示がセンサに渡ること、または送信されることが可能である。この受け口は、変換器の接触側に開口を含むのでもよく、または内部温度の指示が通過できる固体材料を含むのでもよい。
【０００６】
変換器は、実質的な干渉なく、対象位置から内部温度の指示を受けるように構成することができる。これに関して、変換器は、内部温度の指示と、この指示と競合する外部要因との間における干渉を防止するための１つ以上の遮蔽構造を含むことができる。この外部要因をここでは「ノイズ」または「干渉」とも呼ぶ。具体的であるが非限定的な実施形態では、変換器のセンサは、マイクロ波を受信するアンテナを含むことができる。マイクロ波は、対象の体内の温度の指示であり、対象位置から発し、１つ以上の遮蔽構造が、他のソースからのマイクロ波がセンサに到達するのを防止するように構成される。更に具体的には、１つ以上の遮蔽構造は導電性コーティングまたは導電性フィルムを含むのでもよい。１つ以上の遮蔽構造は、対象位置から発するマイクロ波を検知することを可能にするように変換器を位置付けたときに、対象の体とは逆側に、更に具体的には、対象位置とは逆側に面する変換器の部分上に配置されるとよい。任意に、１つ以上の遮蔽構造は、変換器の接触側の一部に、例えば、接触側の周囲の回りに配置されてもよい。
【０００７】
変換器は、１つ以上の遮蔽構造とセンサの背面側との間に誘電体キャビティを含むことができる。この誘電体キャビティは、１つ以上の遮蔽構造とセンサとの間における電気的短絡を防止することができる。したがって、誘電体キャビティは、固体材料、多孔性材料、および気体を含む、電気的絶縁体または誘電体（即ち、誘電定数Ｋが低い材料）で形成されるとよい。具体的なしかし非限定的な実施形態では、誘電体キャビティは、約０．０５０インチ（例えば、０．０４０インチ、０．０６０インチ等）の厚さ（即ち、センサの背面側と遮蔽構造の内面との間の距離）を有するとよい。誘電体キャビティは、１つ以上の遮蔽構造と共に、ノイズまたは干渉がセンサの背面側に、つまりアンテナの背面側に到達するのを防止するように機能することができる。
【０００８】
ある実施形態では、変換器が、センサからモニタ（例えば、センサがマイクロ波または電磁放射線の他の周波数等を受信するように構成される実施形態では、放射計(radiometer)）に内部温度信号を送信するための通信エレメントを含んでもよい。本明細書では、この内部温度信号を「中間温度信号」とも呼ぶ。通信エレメントは、ケーブルのためのコネクタを含むことができる。ある実施形態では、通信エレメントは、変換器およびケーブルの一端の一方または双方が互いに対して旋回することを可能にし、対象の内部温度の指示を検知しつつ対象の動きを吸収する(accommodate)ように構成することができる。ある実施形態では、同軸ケーブル・コネクタ（および同軸ケーブル）が、変換器のセンサから別個のモニタに中間温度信号が送信されている間、ケーブルの一端が変換器に対して旋回することを可能にするのでもよい。
【０００９】
また、変換器は基準温度センサも含むことができる。このような変換器は、センサからの中間温度信号および基準温度センサからの基準温度信号を多重化するように構成することができる。多重化信号は、変換器のケーブル・コネクタのような通信エレメントを介して、モニタの相補通信エレメントに伝えることができる。モニタは、これらの信号を多重分離し（変換器によって多重化された場合）、変換器からの信号を処理するように構成することができる。
【００１０】
開示する主題の他の形態、ならびに種々の形態の特徴および利点は、以下に続く説明、添付図面、および添付する特許請求の範囲を検討することにより、当業者には明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１Ａおよび図１Ｂは、対象の体の一部の内部温度を非侵襲的に検知する装置、即ち、変換器の実施形態を示す。
【図２】図２は、図１Ａおよび図１Ｂに示す変換器の実施形態の断面図である。
【図３】図３は、本開示による変換器の使用の実施形態を示す。
【図４】図４は、本開示による変換器の実施形態の電気回路の実施形態の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１Ａから図３に示すように、本開示による変換器１０は、対象の体の一部の内の内部温度の指示を非侵襲的に検知するように構成されたロー・プロファイル装置を含む。つまり、変換器１０は、センサ２０と、センサ２０から外部モニタ６０（図３参照）に信号を伝える通信エレメント５０とを含むことができる。加えて、変換器１０の筐体３０がセンサ２０を支えることができる。
【００１３】
変換器１０は、接触側１２および外側１６を含む。変換器１０の接触側１２は、対象の体Ｂ内のある対象位置Ｌ（図３）に面するように構成することができ、一方変換器１０の外側１６は、対象位置Ｌの逆側に面するように構成することができる。その接触側１２において、変換器１０は受け口１３を含むことができ、これによって、内部温度の指示、または自然温度信号ＳＮがセンサ２０に通過するまたは送信されることが可能になる。受け口１３は、変換器１０の接触側１２において開口、または固体材料（例えば、誘電体材料、接着材等の内１つ以上）を含むことができる。
【００１４】
センサ２０は、図２によって示され、１つ以上の自然温度信号Ｓを対象の体Ｂ内の対象位置Ｌから受信するように構成される。ある実施形態では、センサ２０は、自然温度信号Ｓを受信する１つ以上のアンテナを含むことができ、自然温度信号Ｓは、電磁スペクトルのいわゆる「マイクロ波」における電磁放射線を含む。限定ではなく、具体的な実施形態では、センサ２０によって受信することができるマイクロ波放射線の周波数範囲は、約４ＧＨｚ±２００ＭＨｚの範囲にある周波数を有する自然温度信号ＳＮを含むことができる。印刷回路ボード（ＰＣＢ）の導電性構造を含むこのようなセンサ２０の具体的な実施形態は、Meridian Medical Systems, LLCのＰＣＴ国際公開WO 2013/090047 A2によって開示されている。これは２０１３年６月２０日に公開され、ここで引用したことによりその開示内容全体が本願にも含まれるものとする。このようなセンサ２０は、そのいずれかの側、前面側２２または背面側２６に衝突した信号を受信し検知することができる。
【００１５】
センサの前面側２２は、変換器１０の接触側１２に面し、つまり受け口１３に隣接して配置されている。センサ２０の背面側２６は、逆方向に、変換器１０の外側１６に向かって面している。変換器１０が対象の体Ｂ上に位置付けられると、センサ２０の前面側２２は対象位置Ｌに面するが、その背面側２６は対象位置Ｌの逆側に面する。
【００１６】
ある実施形態では、誘電体キャビティ２８が、センサ２０の背面側２６の上方に、または直接隣接して配置されてもよい。誘電体キャビティ２８は、背面側２６全体に電気的絶縁を設けることができる。限定ではなく、誘電体キャビティ２８は誘電体材料を含めばよい。ある実施形態では、誘電体材料は、発泡体を含むか、またそうでなければ空所(void)（例えば、微小球体、微小カプセル等、連続気泡材料、独立気泡材料等）を含むのでもよい。あるいは、誘電体キャビティ２８は背面側２６全体に空所を含んでもよい。このような空所は、気体（例えば、アルゴン、窒素等のような不活性ガス）、ガスの混合物（例えば、空気等）、または真空を含んでもよい。
【００１７】
対象位置Ｌ以外のソースからの干渉信号Ｓｘ（例えば、マイクロ波等）がセンサ２０の背面側２６に到達するのを防止するため、したがって対象位置Ｌからの自然温度信号ＳＮと干渉する（例えば、センサ２０には自然温度信号ＳＮであるように現れる）のを防止するために、センサ２０の背面側２６全体に変換器１０の１つ以上の遮蔽構造３６を配置することができる。変換器１０が誘電体キャビティ２８を含む実施形態では、遮蔽構造（１つまたは複数）３６が誘電体キャビティ２８の上方に位置付けられてもよく、また誘電体キャビティ２８が空所を含む実施形態では、遮蔽構造（１つまたは複数）３６が誘電体キャビティ２８の境界を定めるのでもよい。
【００１８】
種々の実施形態では、遮蔽構造（１つまたは複数）３６は、金属のような、低抵抗導電体を含むのでもよい。このような遮蔽構造３６は、フィルム（例えば、めっき、堆積フィルム等）、箔、あるいは他の構造または構造の集合体を含んでもよい。ある実施形態では、遮蔽構造３６が、干渉信号Ｓｘがセンサ２０の前面側２２に到達するのを防止するように位置付けられる、および／または構成されてもよい。
【００１９】
受け口１３、センサ２０、誘電体キャビティ２８（ある場合）、および遮蔽構造３６は、変換器１０の筐体３０によって定められる、および／または支えられるのでもよい。引き続き図２を参照すると、変換器１０は筐体３０を含んでもよい。筐体３０は、センサ２０を支え、対象（図３）の体Ｂ内のある対象位置Ｌから発する自然温度信号ＳＮを、センサ２０が受信するまたは検知することを可能にするように、センサ２０の向きを合わせ位置付ける。
【００２０】
図示した実施形態では、筐体３０は剛構造（例えば、成形、プレス加工、機械加工等が行われた構造）を含む。あるいは、筐体３０は共形コーティング（例えば、収縮包装フィルム、堆積ポリマー・コーティング等のようなフィルム）を含んでもよい。筐体３０は、変換器１０の外側１６を定めることができ、これに向かって、センサ２０の背面側２６の向きが合わせられる。筐体３０は、センサ２０の前面側２２の向きを変換器１０の受け口１３および接触側１２に向けて合わせるように、センサ２０を支えることができる。誘電体キャビティ２８がセンサ２０の背面側２６に隣接してまたはその上方に、そしてセンサ２０の背面側２６と変換器１０の外側１６との間に配置される実施形態では、筐体３０およびセンサ２０の背面側２６が、誘電体キャビティ２８の境界２９を定めることができる。ある実施形態では、筐体３０は変換器１０の接触側１２の少なくとも一部も定めることができる。一例として、筐体３０は受け口１３の少なくとも一部を定めることもできる。
【００２１】
また、筐体３０は、変換器１０の１つ以上の遮蔽構造３６も支える。図示した実施形態では、遮蔽構造（１つまたは複数）３６は、センサ２０の背面側２６、ならびにセンサ２０の周囲２４および受け口１３の周囲１４も覆う。図示のように、遮蔽構造（１つまたは複数）３６は、筐体３０の内面３２によって支えられてもよい。１つ以上の遮蔽構造３６をその内面３２上で支える代わりに、または加えて、筐体３０は１つ以上の遮蔽構造３６をその外面３４上で支えることもできる。
【００２２】
また、変換器１０は、その接触側１２の少なくとも一部に接着材３８も含むことができる。接着材３８は、変換器１０の接触側１２の周囲１２ｐに隣接して、そして接触側１２のもっと中央寄りにある部分１２ｃの周囲に塗布されるとよい。あるいは、接着材３８は変換器１０の接触側１２を含むまたは実質的に覆うのでもよい。このような実施形態では、接着材３８が変換器１０の受け口１３の一部または全部を形成するのでもよい。いずれにしても、接着材３８は、干渉信号Ｓｘが、変換器１０の接触側１２と、接触側１２が位置付けられる逆側の面との間を通過して、変換器１０の受け口１３内に達するのを防止することができる。接着材３８は、対象の体上またはその上方に変換器１０を固着するように構成されてもよい。
【００２３】
変換器１０のセンサ２０が自然温度信号ＳＮを検知または受信すると、これらの信号を電気信号に変換することができる。この電気信号をここでは「中間温度信号」と呼ぶ。変換器１０は、中間温度信号を別個の外部モニタ６０に送信するように構成することができる。したがって、変換器１０は通信エレメント５０を含むことができる。通信エレメント５０は、センサ２０と通信可能であり、外部モニタ６０の対応するエレメントと通信するように構成される。ケーブル５５の端部５６の一方または双方および通信エレメント５０が、通信エレメント５０およびケーブル５５の端部５６の他方に対して旋回することを可能にする方法で、ケーブル５５の端部５６と結合するように通信エレメント５０を構成することができる。ある実施形態では、通信エレメント５０およびケーブル５０の端部５６は、図１Ａから図３に示すように、同軸コネクタを含むのでもよい。
【００２４】
ある実施形態では、変換器１０は基準温度センサ４５も含むことができる。基準温度センサ４５は、変換器１０が対象の体Ｂ上に位置付けられる位置における皮膚の温度またはそれに隣接する皮膚の温度のような、基準温度の測定値を得るように構成することができる。具体的であるが非限定的な実施形態では、基準温度センサ４５は、サーミスタ、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）、熱電対、赤外線（ＩＲ）温度センサ等を含むことができる。
【００２５】
変換器１０は、センサ２０によって支えることができる（例えば、センサを定める回路ボード等によって）１つ以上のコンポーネント（例えば、回路等）を含むことができる。１つ以上のコンポーネントは、中間温度信号、および基準温度センサ４５からの基準温度信号を多重化するように構成される。これより図４に移ると、このような多重化を可能にする電気回路の実施形態の模式図が示されている。具体的には、図４は、センサ２０、センサ２０とつながる導体を含むキャパシタ２５、キャパシタ２５の逆側の導体とつながる基準温度センサ４５、および基準温度センサ４５と直列な通信エレメント５０（例えば、ケーブル・コネクタ等）を示す。この構成は、センサ２０からの中間温度信号と、基準温度センサ４５からの基準温度信号との多重化を可能にすることができる。
【００２６】
引き続き図４を参照すると、変換器１０の通信エレメント５０は、センサ２０からの中間温度信号を、既に開示したように、モニタ６０に通信することを可能にするように構成することができる。任意に、変換器が基準温度センサ４５を含む実施形態では、通信エレメント５０は基準温度信号のモニタ６０への通信も可能にするのでもよい。
【００２７】
モニタ６０は、変換器１０の通信エレメント５０からの信号を受信する通信エレメント６２を含むことができる。したがって、モニタ６０の通信エレメント６２は、変換器１０の通信エレメント５０の構成を相補するように構成することができる。非限定的な例では、通信エレメント５０が同軸ケーブル・コネクタを含み、ケーブル５５が同軸ケーブルを含む場合、モニタ６０の通信エレメント６０も同軸ケーブル・コネクタを含めばよい。
【００２８】
モニタ６０の通信エレメント６２によって受信された信号は、互いに並列である第１キャパシタ６４およびインダクタ６８に導かれる。第１キャパシタ６４を通過した(cross)信号は、１つ以上の放射計６６に導かれる。放射計６６は、各受信信号を電圧に変換する。インダクタ６８を通過した(pass through)信号は、互いに並列であるサーミスタ出力７０または第２キャパシタ７２に導かれる。第２キャパシタ７２は接地７４に接続されている。この構成は、基準温度信号からの中間温度信号、そして任意に１つ以上の他の信号の多重化を可能にする。更に具体的には、第１キャパシタ６４は、中間温度信号だけが放射計（１つまたは複数）６６に伝えられることを確保し、一方第２キャパシタ７２および接地７４は、基準温度信号のみがサーミスタ出力７０に伝えられることを確保する。
【００２９】
モニタ６０は、所望の出力を供給するように、信号を処理するように構成することができる。
以上の説明では多くの詳細について説明したが、これらは、請求項のいずれのものの範囲も限定するように解釈してはならず、単に開示した主題のエレメントまたは構造の実施形態および変形の例示を示すに過ぎないと解釈してしかるべきである。請求項の内いずれのものの主旨や範囲から逸脱しない、開示した主題の他の実施形態も考案することができよう。異なる実施形態からの特徴を組み合わせて採用してもよい。したがって、各請求項の範囲は、その平文の文言およびその法的均等物によってのみ限定されるものとする。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2016539752.tif 000009
2016539752.tif 000010