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技術 体温を非接触式に規定するための方法および装置

出願人 ドレーガーメディカルゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
発明者 ベルント-ミヒャエルディックスヨヒムコッホ
出願日 2006年10月11日 (14年4ヶ月経過) 出願番号 2006-277953
公開日 2007年5月10日 (13年9ヶ月経過) 公開番号 2007-111524
状態 特許登録済
技術分野 診断用測定記録装置
主要キーワード 身体箇所 温度センサユニット センサ保持体 マトリックスセンサ 運動軌道 通知ユニット ポイントセンサ サーモエレメント
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2007年5月10日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

課題

人間の身体核心温度非接触式に規定するための方法および測定装置を改良して、僅かな操作の手間で、人間の身体核心温度の正確で信頼できる非接触式の規定を可能にすることである。

解決手段

第1の段階で温度センサユニット2が、身体測定領域8の場所を特定し、第2の段階で身体測定領域8を温度センサユニット2によって分解し、身体測定箇所6を検出し、温度センサユニット2による検出をこの身体測定箇所6で実施するようにした。さらに、温度センサユニット2に走査ユニット5が対応配置されており、温度センサユニット2が、自動的に身体測定箇所6に方向づけられるようにした。

概要

背景

ドイツ連邦共和国特許出願公告第102004027443号明細書から、人間の体温非接触式に規定するための測定装置が公知である。この公知の測定装置は、一方では人体表面温度を検出するための温度センサユニットを有している。他方で公知の測定装置は、温度センサユニットによって検出されたセンサ信号を評価しかつ目下の温度信号を計算するための評価ユニットを有している。次いで、前記温度信号は後方配置された通知ユニット視覚的に再生される。正確な測定を行えるようにするためには、公知の測定装置を所望の身体測定箇所に正確に方向づけることが必要である。測定装置が、たとえば身体の比較的低温の部位または人間の衣服方向づけられていると、不都合な誤測定に至ることがある。さらに、温度センサユニットが温められた呼吸チューブ、熱くなった注入チューブ温熱療法機器の部分の温度を検出すると、方向付けを誤ると同時に誤測定に至ることもある。
ドイツ連邦共和国特許出願公告第102004027443号明細書

概要

人間の身体核心温度を非接触式に規定するための方法および測定装置を改良して、僅かな操作の手間で、人間の身体核心温度の正確で信頼できる非接触式の規定を可能にすることである。第1の段階で温度センサユニット2が、身体測定領域8の場所を特定し、第2の段階で身体測定領域8を温度センサユニット2によって分解し、身体測定箇所6を検出し、温度センサユニット2による検出をこの身体測定箇所6で実施するようにした。さらに、温度センサユニット2に走査ユニット5が対応配置されており、温度センサユニット2が、自動的に身体測定箇所6に方向づけられるようにした。

目的

したがって、本発明の課題は、冒頭で述べた形式の、人間の身体核心温度を非接触式に規定するための方法および測定装置を改良して、僅かな操作の手間で、人間の身体核心温度の正確で信頼できる非接触式の規定を可能にすることである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

人間の身体核心温度非接触式に規定するための方法であって、人間の表面温度を所定の身体測定箇所で、該身体測定箇所から隔離されて配置された温度センサユニットを用いて検出し、該温度センサユニットによって形成されたセンサ信号を、該センサ信号を評価しかつ身体核心温度を算出するための評価ユニット伝送し、該評価ユニット内で形成された温度信号を、求めた身体核心温度を視覚的に通知するための通知ユニットに伝達する形式のものにおいて、第1の段階で温度センサユニット(2)が身体測定領域(8)の場所を特定し、第2の段階で身体測定領域(8)を温度センサユニット(2)によって分解し、これにより身体測定箇所(6)を検出し、該身体測定箇所(6)で温度センサユニット(2)による検出を実施することを特徴とする、人間の身体核心温度を非接触式に規定するための方法。

請求項2

身体測定箇所(6)を、連続的にまたは所定の時間間隔で温度センサユニット(2)を用いて走査する、請求項1記載の方法。

請求項3

温度センサユニット(2)を、手動または自動で走査ユニット(5)を用いて身体測定領域(8)に方向づける、請求項1または2記載の方法。

請求項4

身体測定領域(8)を、1列の赤外線センサまたは赤外線センサのマトリックスを備えた温度センサユニット(2)を用いて分解する、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。

請求項5

人間の身体核心温度を非接触式に規定するための測定装置であって、人体の表面温度を検出するための温度センサユニットと、該温度センサユニットから送信されたセンサ信号を評価し、温度信号を計算するための評価ユニットと、人間の身体核心温度を視覚的および/または聴覚的に通知するための通知ユニットが設けられている形式のものにおいて、温度センサユニット(2)に走査ユニット(5)が対応配置されており、これにより、温度センサユニット(2)が自動的に身体測定箇所(6)に方向づけられることを特徴とする、人間の身体核心温度を非接触式に規定するための測定装置。

請求項6

走査ユニット(5)が、一次元および/または二次元で可動センサ保持体を有しており、該センサ保持体に温度センサユニット(2)が配置されている、請求項5記載の装置。

請求項7

温度センサユニット(2)が、ポイントセンサおよび/または1列のセンサあるいはマトリックスセンサである少なくとも1つの赤外線センサを有している、請求項5または6記載の装置。

請求項8

走査ユニット(5)が、温度センサユニット(2)を所定の走査経路に沿って移動させるためのアクチュエータおよび/または継手を有している、請求項5から7までのいずれか1項記載の装置。

請求項9

温度センサユニット(2)が、センサとしてボロメータまたは直列で接続されたサーモエレメントを有しており、測定のために必要な、表面温度(th1)と周辺温度(tamb)との間の差を保持するための安定化装置が設けられている、請求項5から8までのいずれか1項記載の装置。

請求項10

配向フィールドが、身体測定領域(8)または身体測定箇所(6)に除去可能に付与されており、これにより、走査ユニット(5)のスキャナによって配向フィールドが認識されかつ温度センサユニット(2)が配向フィールドに方向づけられている、請求項5から9までのいずれか1項記載の装置。

請求項11

身体測定領域(8)または身体測定箇所(6)または身体の任意の場所に、規定の放射率および/または所定の周辺温度の校正フィールドが配置されており、これにより、温度センサユニット(2)を校正フィールドへ方向づけた場合に温度測定校正可能である、請求項5から10までのいずれか1項記載の装置。

技術分野

0001

本発明は、人間の身体核心温度非接触式に規定するための方法であって、人間の表面温度を所定の身体測定箇所で、該身体測定箇所から隔離されて配置された温度センサユニットを用いて検出し、該温度センサユニットによって形成されたセンサ信号を、該センサ信号を評価しかつ身体核心算出するための評価ユニット伝送し、該評価ユニット内で形成された温度信号を、求めた身体核心温度を視覚的に通知するために通知ユニットに伝達する形式のものに関する。

0002

さらに本発明は、人間の身体核心温度を非接触式に規定するための測定装置であって、人体の表面温度を検出するための温度センサユニットと、該温度センサユニットから送信されたセンサ信号を評価し、温度信号を計算するための評価ユニットと、人間の身体核心温度を視覚的および/または聴覚的に通知するための通知ユニットとが設けられている形式のものに関する。

背景技術

0003

ドイツ連邦共和国特許出願公告第102004027443号明細書から、人間の体温を非接触式に規定するための測定装置が公知である。この公知の測定装置は、一方では人体の表面温度を検出するための温度センサユニットを有している。他方で公知の測定装置は、温度センサユニットによって検出されたセンサ信号を評価しかつ目下の温度信号を計算するための評価ユニットを有している。次いで、前記温度信号は後方配置された通知ユニットで視覚的に再生される。正確な測定を行えるようにするためには、公知の測定装置を所望の身体測定箇所に正確に方向づけることが必要である。測定装置が、たとえば身体の比較的低温の部位または人間の衣服方向づけられていると、不都合な誤測定に至ることがある。さらに、温度センサユニットが温められた呼吸チューブ、熱くなった注入チューブ温熱療法機器の部分の温度を検出すると、方向付けを誤ると同時に誤測定に至ることもある。
ドイツ連邦共和国特許出願公告第102004027443号明細書

発明が解決しようとする課題

0004

したがって、本発明の課題は、冒頭で述べた形式の、人間の身体核心温度を非接触式に規定するための方法および測定装置を改良して、僅かな操作の手間で、人間の身体核心温度の正確で信頼できる非接触式の規定を可能にすることである。

課題を解決するための手段

0005

この課題を解決するために本発明の方法では、請求項1の上位概念部に関連して、第1の段階で温度センサユニットが、身体測定領域の場所を特定し、第2の段階で身体測定領域を温度センサユニットによって分解し、これにより身体測定箇所を検出し、該身体測定箇所で温度センサユニットによる検出を実施するようにした。

0006

さらに、前記課題を解決するために本発明の構成では、請求項5記載の上位概念部に関連して、温度センサユニットに走査ユニット対応配置されており、これにより、温度センサユニットが、自動的に身体測定箇所に方向づけられるようにした。

発明の効果

0007

特に本発明による方法の利点は、人間の身体測定領域の自動の走査により常に身体核心温度の正確な規定が可能になるという点である。温度センサユニットは、一方では測定開始時に身体もしくは身体測定領域に方向づけられるだけで十分である。これは手動または自動で行うことができる。次いで身体測定領域の走査、または線状あるいは面状に配置されたセンサによる分解によって、表面温度の検出が実施される所定の身体測定箇所に対する温度センサユニットの正確な方向づけが行われる。この身体測定箇所で表面温度の検出が実施される。したがって、温度センサユニットの身体測定箇所への手動による方向づけはもはや不要である。他方では、たとえば乳児の身体が保育器内で動くもしくは体位を変える場合に備えて、温度センサユニットの自動的な方向づけは常時行われる。身体測定領域の連続的な走査および分解により、温度センサユニットはいわば身体測定箇所に「追従」するので、温度センサユニットは、所定の身体測定箇所に合わせて常に調整されている。

0008

走査および分解が身体測定領域に制限されていることにより、高い分解能を伴う、もしくは比較的に小さな変動幅を伴う温度測定を行うことができる。さもないと、全身体にわたって行われる走査運動の分解能はより低い場合がある。

0009

本発明の別の有利な方法によれば、身体測定領域の走査は連続的に、あるいは所定の固定または可変時間間隔を置いて行うことができる。これにより、比較的長期間にわたって患者の表面温度の連続的またはほぼ連続的な検出が、身体の特に良好に温度調整された領域で得られる。

0010

本発明のさらに別の有利な方法では、温度センサユニットの身体測定領域への方向づけは、手動または自動で、方向づけ用の走査ユニットにより行うことができる。これにより、測定動作の開始時は、簡単な操作で温度センサユニットの身体への比較的大まかな方向づけが行われる。

0011

本発明による測定装置の特別な利点は、付加的な走査ユニットを設けることにより、身体測定箇所に関係した、温度センサユニットの位置の適合が簡単な操作で可能になるという点にある。走査ユニットは、表面温度が隣接する領域の表面温度に比べて比較的に高い身体測定箇所で測定が行われるように身体の走査を可能にする。すなわち、この身体測定箇所での表面温度は隣接する部分の表面温度に比べて比較的高い。したがって、たとえば温度測定は、耳領域または目領域における表面温度の検出により行うことができる。温度センサユニットのいわば「後調整」を実施することにより、比較的正確な温度測定が簡単な操作で保証される。

0012

測定装置の別の有利な構成によれば、温度センサユニットは1つまたは複数の赤外線センサを有していてよい。これらの赤外線センサは、ポイントセンサおよび/または列形あるいはマトリックス形に配置されたセンサとして形成されている。これにより、走査ユニットの一次元もしくは二次元のセンサ保持体と関連して、測定値箇所の面積カバーする走査および分解が行われる。

0013

本発明のさらに別の有利な構成によれば、走査ユニットはアクチュエータもしくは継手を有している。これらのアクチュエータもしくは継手は、温度センサユニットを保持するセンサ保持体に直接作用し、温度センサユニットのセンサの比較的精確な運動軌道を可能にする。前記アクチュエータは、たとえばステップモータとして形成されていてよい。

0014

本発明のさらに別の有利な構成によれば、安定化装置が設けられているので、測定したい皮膚の表面温度と周辺温度との間には大きな差が常に与えられている。

0015

本発明のさらに別の有利な構成によれば、身体測定領域または身体測定箇所に配向フィールドが除去可能に付与されるので、温度センサユニットのための基準点が得られる。この基準点から、走査ユニットを用いて測定値箇所の方向に制御された方向づけを導くことができる。配向フィールドによって、規定された身体箇所を視覚的に特定することが可能になる。この特定は、たとえばウェブカメラにより認識することができる。

0016

本発明のさらに別の有利な構成によれば、身体またはたとえば保育器のような温熱療法機器に、校正フィールド備え付けられている。この校正フィールドは規定の放射率および/または所定の温度を有している。温度センサユニットの校正フィールドへの方向づけにより、温度測定の校正が可能になる。このことは結果として、温度測定の絶対精度の向上につながる。前記校正フィールドの制御は、規則的にまたは必要な場合に行われる。校正は、測定値の妥当性を検討した後で実施することができる。有利には、校正フィールドの温度は、測定装置の取り付けられた温熱療法機器の温度調節によって測定される。しかし択一的に、前記温度測定は温熱療法機器とは無関係に測定することもできる。

発明を実施するための最良の形態

0017

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳細に説明する。

0018

人間の体温を非接触式に規定するための本発明による測定装置1は、主として、表面温度(皮膚温度Th1)を検出するための温度センサユニット2と、この温度センサユニット2によって検出されたセンサ信号を評価し、かつ核心温度値Tcを算出するための評価ユニット3と、身体核心温度Tcを視覚的および/または聴覚的に通知するための通知ユニット4と、温度センサユニット2を自動的に身体測定箇所6に方向づける走査ユニット5とを有している。

0019

身体測定箇所6は、たとえば保育器内で横になっている乳児7の耳領域であってよい。身体核心温度Tcを測定するためには、操作員が温度センサユニット2を、身体測定箇所6を囲む身体測定領域8に方向づけることができる。身体測定領域8は、たとえば乳児7の頭部により形成されていてよい。択一的に、操作員が温度センサユニット2もしくは測定装置1を乳児7の身体の任意の領域に向けることも可能である。温度センサユニット2の身体測定領域8への方向づけは、択一的に走査ユニット5自体により自動的に行うこともできる。

0020

次の第2の段階で、走査ユニット5は温度センサユニット2の身体測定箇所6への方向づけが達成されるまで、皮膚温度Th1の常時検出下で身体測定領域8の走査を可能にする。身体測定箇所6は、この身体測定箇所6で特に高い皮膚温度Th1が測定可能であるという点において優れているので、身体核心温度Tcの正確な規定が総じて実施され得る。身体測定箇所6は、耳領域に対して択一的に側頭部領域、目または腹部に配置されていてもよい。この場合、測定のためには、身体測定箇所6における検出に基づいて求められた測定信号が使用される。

0021

温度センサユニット2は1つまたは複数の赤外線センサを有していてよい。これらの赤外線センサは皮膚温度Th1を非接触式に検出する。たとえば、温度センサユニット2はポイントセンサを有していてよく、このポイントセンサが、走査ユニット5の二次元で可動のセンサ保持体に関連して、身体測定箇所6もしくは身体測定領域8の面を走査する。

0022

択一的な実施例によれば、温度センサユニット2は列状に配置された一列の赤外線センサを有していてもよく、これらの赤外線センサは走査ユニット5の一次元で可動のセンサ保持体に関連して、身体測定箇所6もしくは身体測定領域8の面を走査する。特に、温度センサユニット2はマトリックスセンサであって、すなわち、たとえば4×4=16個の赤外線センサが面状に配置されている。

0023

この配置形式により可能になった、所定の面積の走査によって、温度センサユニット2のための最適な箇所(身体測定箇所6)を求めることができる。この身体測定箇所6で、皮膚温度Th1の実際の測定作業が行われる。

0024

自由選択的に、温度センサユニット2に光学系が対応配置されていてよく、ひいては、光路がセンサの方向で補強される。温度センサユニット2の1つまたは複数の赤外線センサは、人間の表面温度Th1を求める。この表面温度Th1は身体核心温度と著しく関連している。後方接続された通知ユニット4で温度センサユニット2の赤外線信号電気的な電圧信号に変換され、有利には引き続く計算用に電圧最大値が選択される。評価ユニットはコンピュータを有しており、このコンピュータ内で身体核心温度Tcは、以下の公式、すなわち:
Tc=Th1+α/Kg・(Th1−tamb)
に従って計算される。

0025

この場合、Tc=算出しようとする身体核心温度、
Th1=皮膚温度、
tamb=周辺温度、
Kg=規定の箇所における組織熱伝導係数
α=皮膚と周辺部との間の熱伝達である。

0026

通知ユニット4は評価ユニット3とワイヤレス接続可能である。たとえば、通知ユニット4は、遠隔配置された評価ステーションまたは監視ステーション内に統合されて配置されていてよい。

0027

温度センサユニット2の赤外線センサの案内を身体測定箇所6もしくは身体測定領域8にわたって可能にするために、走査ユニット5はアクチュエータ(ステップモータ)および/または継手を有しているので、温度センサユニット2は、設定された走査経路に沿って運動することができる。アクチュエータは、固体継手を有するピエゾ式のアクチュエータとして形成されていてもよい。

0028

別の択一的な実施例(図示せず)によれば、温度センサユニット2の赤外線センサは定置で配置されていてもよく、この構成では、前方に支承された光学系が可動に支承されている。前方に支承された赤外線センサの視界を規定するための光学系は、有利には温度センサユニット2のケーシング内に統合されて配置されている。

0029

赤外線センサは、列形に配置されたサーモエレメントまたはボロメータとして形成されていてよい。サーモエレメントもしくはボロメータは線形に配置されていてもよい。

0030

上記の計算式から判るように、身体核心温度Tcを規定するためには温度差が必要である。常に信頼性のある温度規定を可能にするためには、周辺温度tambを所定の温度に調整するもしくは安定化させる安定化装置が設けられている。前記温度は特に、乳児7のいる保育器内の温度とは異なる。安定化装置は、たとえばペルチエ冷却器を有していてよい。択一的に、温度差は赤外線センサの熱を、保育器カバーの孔を通して導出することにより維持することもできる。

0031

本発明のさらに別の択一的な実施例によれば、身体測定領域8または身体測定箇所6に配向フィールドが対応配置されていてもよい。この配向フィールドは身体に除去可能に付与されている。配向フィールドは走査ユニット5のスキャナにより検出することができ、温度センサユニット2の走査運動のための基準点として使用される。配向フィールドは、たとえば分解可能なカラースポットを用いて身体に付与することができる。走査ユニット5のスキャナは、たとえばウェブカメラ(Web−Kamera)として形成されていてよく、このウェブカメラを用いて配向フィールドの位置を検出することができる。配向フィールドの規定後に、温度センサユニット2を配向フィールドに方向づけることができる。有利には、配向フィールドは身体測定箇所6に対応する。この場合、身体測定箇所6の検出は走査ユニット5により自動的に行われる。続いて第2の段階で身体測定箇所6の走査が行われる。乳児7が動いている場合は、連続的に、あるいは固定または可変の時間間隔で温度センサユニット2の後調整が行われる。

0032

本発明のさらに別の実施例(図示せず)によれば、身体、またはたとえば保育器のような温熱療法機器の所定の場所に校正フィールドが設けられていてもよい。この校正フィールドでは温度測定の校正が行われる。校正フィールドは規定の放射率および周知の温度により表される。

図面の簡単な説明

0033

身体核心温度の非接触式の規定のための測定装置の構成図である。

符号の説明

0034

1測定装置、 2温度センサユニット、 3評価ユニット、 4通知ユニット、 5走査ユニット、 6身体測定箇所、 7乳児、 8 身体測定領域

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