JPH05293088A

JPH05293088A - 無侵襲温度計測装置

Info

Publication number: JPH05293088A
Application number: JP4098281A
Authority: JP
Inventors: Shinji Hatta; 信二八田; Shizuo Mizushina; 静夫水品
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-04-17
Filing date: 1992-04-17
Publication date: 1993-11-09
Anticipated expiration: 2015-09-04
Also published as: JP3084124B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、反射係数の影響の除去による測定精
度向上というバランス法のメリットの低下を抑えなが
ら、短い測定時間で対象物の輝度温度を測定し、対象物
の温度が基準となる温度値以上か以下かを測定する無侵
襲温度計測装置を提供することを目的とする。【構成】生体１から放射される熱雑音電波を受信してそ
の熱雑音電波に合わせて参照雑音源２４の参照雑音温度
を調節することにより、前記生体１の温度を測定する無
侵襲温度計測装置において、生体１の目標温度に対応す
る基準輝度温度とバランスし得る参照雑音温度を求め、
その参照雑音温度を放出するように参照雑音源２４を調
節する手段と、測定輝度温度の値と前記基準輝度温度の
値を比較し、この比較結果を出力する手段とを備えたも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばハイパーサーミ
ヤや病巣部診断等に際してその生体の温度計測に用いる
無侵襲温度計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】測定対象物の温度を無侵襲で測定する技
術として、測定対象物から放出されるマイクロ波を受信
してその対象物の温度を測定するラジオメトリという手
法が知られている。この手法を生体に用いた例として
は、特公昭63−1064号公報等のものがある。また、生体
などを対象とした場合の問題点としての、アンテナの反
射係数の変化に対応した測定法としてのバランス法ラジ
オメトリについては、Elect.Leters, 14,194〜196 に示
されている。

【０００３】このラジオメトリを加温治療における温度
測定技術に用いる技術が、特公昭63−1064号公報におい
て示されている。また、無侵襲温度測定によって自動的
に加温制御を行うものとしては、実公昭62−7331号公報
に記載されたものがある。温度測定時には、加温治療の
ための電磁波をオフしないと対象物から放射される微弱
なマイクロ波を測定できないが、そのため、測定時に加
温出力をオフする技術が特公昭57−53110 号公報におい
て示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のラ
ジオメータは、参照雑音源を固定して、マイクロ波を受
信し、マイクロ波受信器の出力より測定対象物からの放
射されたマイクロ波電力、つまり、輝度温度を測定する
方式と、参照雑音源からの放射量、雑音温度を変化させ
て、マイクロ波受信器の出力をゼロにするようにするバ
ランス法という方式がある。

【０００５】このバランス法ラジオメータは、一般に、
参照雑音源からマイクロ波を発生させ、これをアンテナ
から測定対象物に放射するとともに、その測定対象物か
ら放出および反射するマイクロ波を前記アンテナで受信
し、この受信マイクロ波の電力との差が零となるよう参
照雑音源の雑音温度を調節し、その差が零となったとき
の参照雑音源の温度をそのまま測定対象物の温度として
捕らえるようにしている。つまり、アンテナと生体との
境界面の電力反射係数に影響を受けることなく、精度の
高い測定を可能としている。

【０００６】このようにバランス法は、アンテナの反射
係数の影響を除去し、測定精度を高める利点がある。し
かし、その代わり、マイクロ波受信器の出力が零になる
まで、参照雑音源の雑音温度を変化させなくてはならな
いため、それに要する測定時間がかなり長くなるという
操作上の欠点があった。

【０００７】さらに、バランス法ラジオメータをハイパ
ーサーミアなどの加温治療における温度測定器として用
いた場合、測定時間中は加温動作を遮断するので、その
測定時間が長くなると、加温能力がそれに伴って低下し
てくる。さらに、加温出力をオフした後の加温対象物の
温度は、通常、安定していない。したがって、測定時間
が長くかかると、むしろ正確な温度が測定できないとい
うこともあり得る。

【０００８】一方、実際のハイパーサーミアでの臨床に
ついては、細かく何℃であるという情報がなくても、加
温の目標である温度値以上か以下か、または、これ以上
に上げたくないという温度値以上か以下かということが
分かれば、その加温治療装置を充分に制御することがで
きるものである。

【０００９】そこで、本発明はそれに着目して、反射係
数の影響の除去による測定精度向上というバランス法の
メリットの低下を抑えながら、短い測定時間で対象物の
輝度温度を測定し、対象物の温度が基準となる温度値以
上か以下かを測定する無侵襲温度計測装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、測
定対象物から放射される熱雑音電波を受信してその熱雑
音電波に合わせて参照雑音源の参照雑音温度を調節する
ことにより、前記測定対象物の温度を測定する無侵襲温
度計測装置において、測定対象物の目標温度に対応する
基準輝度温度とバランスし得る参照雑音温度を求め、そ
の参照雑音温度を放出するように参照雑音源を調節する
手段と、測定輝度温度の値と前記基準輝度温度の値を比
較し、この比較結果を出力する手段を備えたものであ
る。

【００１１】これによって、測定時において、バランス
のための操作を必要としなくなるので、測定時間が大幅
に短縮される。また、参照雑音源の雑音温度を基準とな
る輝度温度とバランスするはずの値に設定するものであ
るため、基準となる輝度温度についてはバランス法で測
定したのと同じことになり、結果的に、アンテナと測定
対象物の境界面の反射係数に影響されること無く測定対
象物の温度を測定できる。ひいては、測定値がその基準
温度以上か以下かの比較結果は反射係数に影響されるこ
と無く捕られることができる。

【００１２】

【実施例】本発明の第１の実施例を図１ないし図２を参
照して説明する。まず、図１を参照して装置全体のシス
テムを説明する。

【００１３】図１において、１は測定対象であるところ
の生体（体腔）であり、この生体１内にプローブ２が挿
入される。プローブ２はその先端部分に送受信用アンテ
ナ３を有している。さらに、プローブ２にはアンテナ３
を囲むようにしてバルーン４が設けられている。前記ア
ンテナ３は、生体１にマイクロ波を照射し、または生体
１から放射される熱雑音電波（マイクロ波）を受信する
ものである。

【００１４】前記アンテナ３を囲むバルーン４には、プ
ローブ２の内部に形成される図示されない管路を通じて
同じく図示されない給排装置からの水等の拡張用液体が
給排される。そして、プローブ２におけるバルーン４
は、その液体の注入により膨らみ、生体１の腔内面に密
着してアンテナ３を任意の位置に保持する働きをする。
また、バルーン４内には、そのバルーン４内の液体の温
度を測定するように温度センサ５が設けられている。

【００１５】前記アンテナ３は同軸ケーブル６を通じて
同軸スイッチ７に接続され、前記同軸スイッチ７を切り
換えることによってそのアンテナ３に加温用発振器８か
マイクロ波受信器９を選択的に接続するようになってい
る。同軸スイッチ７とマイクロ波受信器９は、同軸ケー
ブル１１を通じて接続されている。マイクロ波受信器９
の出力は、測温用制御部１５に送られる。また、後述す
るように、マイクロ波受信器９の参照雑音源は、その測
温用制御部１５からの信号により制御される。

【００１６】一方、前記同軸ケーブル６，１１は、プロ
ーブ２の基体を成し、これらには、複数の温度センサ１
２ａ，１２ｂ，…１２ｎ、１３ａ，１３ｂ，…１３ｎが
その軸方向に沿って所定の間隔で複数の箇所に付設され
ている。これらの温度センサ１２ａ，１２ｂ，…１２
ｎ、１３ａ，１３ｂ，…１３ｎは、前記ケーブル６，１
１の温度による測定誤差を無くす補正のためのものであ
る。

【００１７】それらの温度センサ１２ａ，１２ｂ，…１
２ｎ、１３ａ，１３ｂ，…１３ｎは、各同軸ケーブル
６，１１の軸方向における温度分布を検出する。この検
出データは、温度計１４を介して後述する測温用制御部
１５に送られ、この測温用制御部１５にて補正や校正の
計算に用いられる。測温用制御部１５で得られた最終的
な測定温度データは加温用制御部１６へ送られる。ま
た、この測定結果は、測温用表示部２０において表示す
る。

【００１８】また、校正データ測定時に用いられる水槽
１８の水は、図示しない温度昇降手段によって加温また
は冷却され、所定の温度に調節される。その水の温度
は、水槽用温度センサ１９で検出され、温度計１４で測
定される。この測定された温度情報は、測温用制御部１
５に送られ、測温用制御部１５はその水温を所定の温度
値にするように水槽１８を制御する。この水槽１８は、
校正時において用いるものであり、普段の測定において
は使用しない。

【００１９】加温用発振器８は、前記加温用制御部１６
によって制御される。加温用制御部１６は同軸スイッチ
７をも制御し、その切換え情報を測温用制御部１５に送
っている。また、加温用制御部１６は、加温制御のため
に測温用制御部１５から温度情報を得ている。そして、
この加温状況を表示部２０において表示させる。

【００２０】次に、図２を用いてマイクロ波受信器９の
内部回路の構成を説明する。すなわち、ディッキー・ス
イッチ２１を介して前記同軸ケーブル１１に、サーキュ
レータ２２のポートが接続されている。ディッキー・ス
イッチ２１は、同期信号発生器３１からの矩形波状の同
期信号によりオン・オフし、オン時に同軸ケーブル１１
とサーキュレータ２２との間を導通させるものである。

【００２１】サーキュレータ２２は３つのポートを有し
ており、それらのポートには、その信号の伝達の順番
に、ディッキー・スイッチ２１、アイソレータ２３、参
照雑音源２４が接続されている。ディッキー・スイッチ
２１から送られてきた熱雑音信号はアイソレータ２３を
介してＲＦアンプ２５で増幅され、ミキサ２６のＲＦ端
子に入力される。アイソレータ２３は、ＲＦアンプ２５
以降で反射された信号を吸収するためのものである。ミ
キサ２６のＬＯ端子に、局部発振器２７の出力が減衰器
２８を介して入力され、ミキサ２６はその入力とＲＦア
ンプ２５の出力とを乗算させて周波数変換を行う。この
信号がミキサ２６のＩＦ端子を介してアンプ２９に送ら
れる。

【００２２】減衰器２８は、ミキサ２６の感度調整のた
めに、最適のＬＯ端子出力を送り込むように調整されて
いる。雑音信号はＩＦアンプ２９で増幅され、検波器３
０で雑音電力がＤＣ成分として検波出力される。検波出
力されたＤＣ成分は前記同期信号発生器３１からの同期
信号に同期しているロックインアンプ３２に入力され
る。なお、前述したように、ディッキー・スイッチ２１
も、この同じ同期信号によってオン／オフ制御される。

【００２３】前記測温用制御部１５は、入力部３３を有
し、マイクロコンピュータおよびその周辺回路から成
り、これは測温装置全般にわたる制御も行う。さらに、
この測温用制御部１５は内部メモリを有しており、そこ
に測定温度をファイルとして記憶したり、温度計１４の
検知温度を逐次に記憶するようになっている。

【００２４】そして、この測温用制御部１５は、測定対
象物の目標温度に対応する基準輝度温度とバランスし得
る参照雑音温度を求め、その参照雑音温度を放出するよ
うに参照雑音源を調節する機能と、測定輝度温度の値と
前記基準輝度温度の値を比較し、この比較結果を出力す
る機能を備える。さらに、入力部３３の操作に応じて校
正モードおよび計測モードを設定する機能などを備え
る。

【００２５】次に、上述したような構成のマイクロ波受
信器９の動作を説明する。まず、ディッキー・スイッチ
２１がオン時において、以下に示す電圧Ｖ_ONが検波器３
０で検波出力されている。Ｖ_ON＝ｋ・Ｇ・Ｃ_d（１−Ｒ）Ｔ_obj・Ｂ＋ｋ・Ｇ・Ｃ
_d・Ｒ・Ｔ_ref・Ｂｋ：ボルツマン定数

【００２６】Ｇ：ＩＦアンプまでのシステム・ゲインＣ_d：検波器の感度定数Ｒ：アンテナと測定対象物との境界面の反射係数Ｂ：帯域幅Ｔ_obj：測定対象物の放射する雑音温度Ｔ_ref：参照雑音源の雑音温度

【００２７】ついで、オフ時を考える。オフ時には、参
照雑音源２４からの雑音電力がサーキュレータ２２を通
じてディッキー・スイッチ２１に送られる。そして、デ
ィッキー・スイッチ２１で全反射されて再度、サーキュ
レータ２２を通って、アイソレータ２３を介してＲＦア
ンプ２５に入力される。よって、以下に示す電圧Ｖ
_OFFが、検波出力される。Ｖ_OFF＝ｋ・Ｇ・Ｃ_d・Ｔ_ref・Ｂ

【００２８】前記ロックインアンプ３２は、入力された
信号と参照信号とを掛算し、その結果を積分するもので
あり、すなわち、参照信号と同じ周波数成分のみを取り
出す装置である。よって、簡略的に理解すると、ディッ
キー・スイッチ２１のオン時とオフ時の検波信号の差を
検出していることになる。すると、ロックインアンプ３
２の出力Ｖ_LOCKは以下のようになる。Ｖ_LOCK＝ｋ・Ｇ_SYS・Ｂ（１−Ｒ）（Ｔ_obj−Ｔ_ref）Ｇ_SYS：システム全体のゲインここで、Ｖ_LOCKが零になるように参照雑音源２４を調節
すると、反射係数Ｒが１でない場合であれば、Ｔ_obj＝
Ｔ_refとなり、反射係数Ｒに関係が無い測定ができる。
これがバランス法の原理である。

【００２９】ついで、この装置の作用および使用方法を
説明する。まず、入力部３３で校正モードに設定し、そ
のモードの開始操作を行う。すなわち、水槽１８内の水
中にプローブ２を入れ、その水槽１８内の水温を、測定
対象物の温度を含む範囲で、測温用制御部１５の指令に
より変化させる。

【００３０】ここで、温度を変化させたそれぞれの場合
における、その温度水槽１８内の水温をＴ_w′、この装
置で測定した輝度温度をＴ_ref′とし、この
Ｔ_w′とＴ_ref′とを種々測定してその間の相関を求
め、この相関関係のデータを測温用制御部１５の内部メ
モリに記憶する。また、このとき、温度センサ１２ａ，
１２ｂ，…１２ｎ、１３ａ，１３ｂ，…１３ｎで測定し
たケーブル６，１１の温度分布も、測温用制御部１５の
内部メモリに記憶しておく。

【００３１】この一連の動作を校正用データ測定とい
う。これはときどき行って装置を校正しておく。この校
正時の輝度温度測定は、時間的に急ぐものではないの
で、バランス法を用いて行う方が良い。

【００３２】次に、実際の加温及び温度測定について述
べる。まず、最初に図１で示すように、プローブ２を加
温・測温対象物の生体（体腔）１に挿入して装着する。
このとき、バルーン４を膨らませて生体１の所定位置に
固定する。そして、加温用制御部１６からの信号によ
り、同軸スイッチ７を操作し、加温用発振器８側にアン
テナ３を接続する。さらに、加温用制御部１６からの信
号によって、加温用発振器８がオンの状態とされ、その
加温用発振器８が出力動作を行う。そして、アンテナ３
から照射されるマイクロ波で生体１は加温される。

【００３３】このときの加温出力は、固定のものでも良
いが、可変可能なものである場合には、その出力値も加
温用制御部１６によって調節することができる。また、
加温出力値、及び積算エネルギー量などを加温表示部２
０に表示させる。一定時間加温した後、加温用制御部１
６からの信号によって、まず、加温用発振器８の出力が
オフされる。

【００３４】ついで、同軸スイッチ７が切り換えられ、
マイクロ波受信器９側にアンテナ３が接続される。そし
て、まず、温度センサ５で検出するバルーン４内の液体
の温度を温度計１４を介して測温用制御部１５に取り込
む。

【００３５】一方、生体１から放射されているマイクロ
波の雑音温度は、このバルーン４内の液体によって減衰
される。したがって、望みの生体１の輝度温度をｘとす
れば、そのｘが得られるときのアンテナ３の温度は、前
記取り込んだバルーン４内の液体温度、およびその液体
の減衰定数（これは、内部メモリに予め記憶されてい
る。）から求めることができる。つまり、生体１の本来
の輝度温度をアンテナ３での輝度温度に置き換え、それ
を基準アンテナ温度（基準輝度温度）とする。

【００３６】基準とする生体１からの輝度温度の出力が
アンテナ３では何℃に受信されるかを、そのバルーン４
の内部温度を用いて測温用制御部１５内の演算機能で計
算を行うのである。

【００３７】この基準アンテナ温度を求める計算方法
は、アンテナ３の放射方向をアンテナ３の軸と垂直にな
っているように近似する方法や、アンテナ３の近傍放射
界分布を測定し、それをデータとして用いて計算を行う
方法などがある。どの方法においても、バルーン４内の
液体の減衰定数は、前もって測温用制御部１５のメモリ
内に入力しておく必要はある。なお、この計算について
は、加温中にも温度センサ５による温度計測が可能なの
であれば、加温中に測温用制御部１５はこの温度を読み
込んで前もって計算しておくことが可能である。

【００３８】基準アンテナ温度が求まったら、測温用制
御部１５は、マイクロ波受信器９内の参照雑音源２４
を、前記基準アンテナ温度とバランスするはずの雑音温
度に設定する。

【００３９】実際の計算方法としては、校正用データで
の水温Ｔ_Wと測定値Ｔ_refの相関を、校正用データ測定
時と実際の測定時での温度センサ温度センサ１２ａ，１
２ｂ，…１２ｎ、１３ａ，１３ｂ，…１３ｎで測定され
るケーブル６，１１の温度の差で補正し、補正後の相関
の水温Ｔ_wに基準アンテナ温度を代入することにより求
まる。すると、基準アンテナ温度とバランスするはずの
参照雑音源２４の雑音温度Ｔ_refが計算できる。

【００４０】参照雑音源２４の雑音温度を前記計算によ
り求めた値に設定した後、マイクロ波受信器９の出力を
測温用制御部１５に取り込み、実際のマイクロ波受信器
９の測定値が前記基準アンテナ温度より高いか低いかを
比較判断する。つまり、ロックインアンプ３２の出力が
正か負または零かを判断する。

【００４１】もし、基準アンテナ温度より高いのであれ
ば、低くなるまで加温を行わずに加温・測温対象物の生
体１の温度が下がるのを待つ。もし、低ければ、そのこ
とを信号で加温用制御部１６に知らせる。すると、加温
用制御部１６は、同軸スイッチ７の切り換えを行って加
温用発振器８側への接続に戻し、加温用発振器８の出力
をオンにすることにより加温を行う。

【００４２】そして、参照雑音源２４の雑音温度が基準
アンテナ温度とバランスする値に調節されていれば、実
際の受信輝度温度が基準アンテナ温度になったとき、ア
ンテナ３の反射係数Ｒに関係なくマイクロ波受信器９の
出力が零となるはずである。よって、実際の測定値が基
準アンテナ温度より高い場合と低い場合、それが、マイ
クロ波受信器９の出力の符号に違いとして得られ、明確
に判断できる。

【００４３】しかし、参照雑音源２４の雑音温度を測定
したい温度付近に、単に固定してあると、バランスした
ときの測定値が基準アンテナ温度である保証は何もな
く、２つの温度の差を出力の符号で判断できなくなるこ
とはもちろん、アンテナ３の反射係数の変化があった場
合にその判断さえ容易にできなくなってしまう。

【００４４】また、参照雑音源２４の制御については、
計算結果と校正データからの処理によって算出された温
度にするだけの操作しか行わないので、バランス法のよ
うに参照雑音源２４の雑音温度を何度も操作する必要が
無く、結果として測定時間の短縮が可能である。もし、
バルーン４内の温度センサ５による温度検出が加温中に
も可能であれば、参照雑音源２４の制御を加温中に行う
ことも可能であり、その場合には更に測定時間が短縮で
きる。

【００４５】したがって、例えばハイパーサーミアなど
の加温治療に際し、温度測定に伴う加温出力のオフ時間
を短く押さえることができ、かつバランス法ラジオメト
リのメリットによる精度の高い温度制御を確保できる。

【００４６】図３および図４は、本発明の第２の実施例
を示すものである。図３はその装置の全体的な構成を示
しており、その基本的な構成は、前述した第１の実施例
のものと同様なものであるが、バルーン４の外表面側の
温度、すなわち、生体１の表面の温度を測定できる温度
センサ３５を付加している。また、マイクロ波受信器９
は図４で示すように構成されている。この構成は以下の
点を除いて前述した第１の実施例のものと同じである。

【００４７】サーキュレータ２２と参照雑音源２４の間
に、前記測温用制御部１５によって制御される同軸スイ
ッチ４１を設けた。また、参照雑音源２４が、２つの参
照雑音源２４ａ，２４ｂを有し、それらは同軸スイッチ
４１を切換えることにより選択される。これら参照雑音
源２４ａ，２４ｂはどちらも測温用制御部１５によって
制御される。

【００４８】このようなマイクロ波受信器９の動作につ
いても、第１の実施例と異なるのは、同軸スイッチ４１
によって参照雑音源２４ａ，２４ｂが切り換えられるこ
とだけであり、他の部分については同じである。次に、
これの操作とその動作について説明する。校正用データ
の測定については前述した第１の実施例の場合と同じで
ある。

【００４９】実際の測定及び加温作用について示すと、
まず、プローブ２を加温・測温対象たる生体１に装着す
る。加温用制御部１６からの信号により同軸スイッチ７
が加温用発振器８側を接続するように切り換える。加温
用発振器８は加温用制御部１６からの信号によって出力
がオンにされる。加温出力は固定でも良いが、可変なら
ば、この出力値も加温制御部１６によって制御される。

【００５０】加温中に温度センサ３５による温度測定が
可能ならば、温度センサ３５による温度検出を行い、温
度計１４を介して加温用制御部１６に入力させることも
できる。このときには、温度センサ３５の温度により生
体１の表面が危険温度を越していないかどうかの確認が
可能となる。また、その検出温度や加温出力値及び積算
エネルギー量などを加温表示部２０に表示させる。

【００５１】一定時間加温後、加温用制御部１６からの
信号によって、まず、加温用発振器８の出力がオフされ
る。ついで、同軸スイッチ７が切り換えられ、マイクロ
波受信器９側への接続に切り換わる。測温用制御部１５
は、まず、バルーン４内の液体温度を測定している温度
センサ５、または温度センサ５，３５の両方で検出でき
る温度の検出データを温度計１４を介して入力を受け
る。

【００５２】生体１の表面、または生体１の内部から放
射されているマイクロ波の雑音温度が、このバルーン４
内またはバルーン４内と生体１の内表層部で減衰し、か
つ、その減衰分だけその部分の温度の雑音が足し合わさ
れるわけであるので、基準とする生体１の表面または内
部からの輝度温度出力がアンテナ３では、何℃に受信さ
れるかを、バルーン４内の温度を用いて測温用制御部１
５の演算機能がその計算を行う。

【００５３】そして、この計算結果を基準アンテナ温度
と呼ぶ。この基準アンテナ温度には下限と上限がある。
この場合の計算方法には、アンテナ３の放射方向をその
アンテナ３の軸と垂直になっているように近似する方法
や、アンテナ３の近傍放射界分布を測定し、それをデー
タとして用いて計算を行う方法などがある。また、温度
分布モデルについて、温度センサ３５を用いるときは、
生体１の内表層部の温度はこの温度センサ３５の検知し
た温度を用いることができる。どの方法においても、バ
ルーン４内の液体の減衰定数や生体１の組織の減衰定数
は前もって測温用制御部１５のメモリ内に入力されてい
る必要はある。なお、この計算については、加温中にも
温度センサ５，３５による温度計測が可能なのであれ
ば、加温中に測温用制御部１５は，この温度を読み込ん
で前もって計算しておくことが可能である。

【００５４】基準アンテナ温度が求まったら、測温用制
御部１５はマイクロ波受信器９内の同軸スイッチ４１を
参照雑音源２４ａ側に切り換え、その参照雑音源２４ａ
を、前記計算によって得られた下限基準アンテナ温度を
入力したときにバランスする雑音温度に設定・制御す
る。実際の計算方法としては、校正用データでのＴ_Wと
Ｔ_refの相関を、校正用データ測定時と実際の測定時で
の温度センサ５，３５で測定されるケーブル温度の差で
補正し、補正後の相関のＴ_Wに下限基準アンテナ温度を
代入すればよい。すると、下限基準アンテナ温度とバラ
ンスするはずの参照雑音源２４の雑音温度Ｔ_refが計算
できる。

【００５５】参照雑音源２４ａを前記計算により算出さ
れた雑音温度に制御した後、マイクロ波受信器９の出力
を測温用制御部１５に入力し、実際のアンテナ３での受
信輝度温度が下限基準アンテナ温度より高いか低いかを
判断する。もし、下限基準アンテナ温度より低いのであ
れば、そのことを信号で加温用制御部１６に知らせる。
すると、加温用制御部１６が同軸スイッチ７の切り換え
を行って加温用発振器８側への接続に戻し、加温用発振
器８の出力をオンにし、少し長めの加温を行い、次回の
測温をその後に行う。もし、高いのであれば、参照雑音
源２４を、上限基準アンテナ温度とバランスする雑音温
度に設定する。これは、マイクロ波受信器９の出力結果
を見る前から設定していても何ら問題なく、むしろ測定
時間としてはその方が良いものである。

【００５６】その設定後、同軸スイッチ４１を参照雑音
源２４ｂ側への接続に切り換え、上限基準アンテナ温度
と実際の受信輝度温度との比較を行う。そして、受信輝
度温度が上限基準アンテナ温度より高ければ、受信輝度
温度が下限基準アンテナ温度に下がるまでこの測温をし
ながら待つ。もし低ければ、同軸スイッチ７を切り換
え、加温用発振器８をオンし、少し短めの加温を行い、
次回の測温をその後に行う。

【００５７】この実施例のものによれば、前述した第１
の実施例の利点の他に、加温温度にヒステリシスを与え
ているので、第１の実施例の場合より安定した加温が行
える。また、加温出力が可変の場合には、下限基準アン
テナ温度以下の時と以上の時とでその後の１サイクルの
加温時間だけでなく加温出力も制御すると、さらに安定
した加温が行える。

【００５８】また、温度センサ３５をバルーン４の外側
に設けることによって、生体１表面の危険温度を検知で
きることや、体腔内１内部の温度を輝度温度より推定す
るときの精度が向上するという利点がある。

【００５９】また、２つの参照雑音源２４ａ，２４ｂ
を、上限基準アンテナ温度と下限基準アンテナ温度とい
う設定にせず、一方を基準アンテナ温度にしてもう一方
を危険アンテナ温度とすることによって加温制御を第１
の実施例の場合と同じようにしながら過加温の保護を行
うというシステムに変更することもできる。

【００６０】図５は、本発明の第３の実施例を示すもの
である。この装置の基本的な構成は、プローブ２の先端
部の構成以外については前述した第１の実施例のものと
同様なものである。

【００６１】すなわち、生体（体腔）１に挿入されるプ
ローブ２の先端には、アンテナ３があり、このアンテナ
３において最も電力が放射される部分のすぐ近くに温度
センサ５を設ける。さらに、アンテナ３と温度センサ５
を含むプローブ先端部分はシリコンチューブやシリコン
材等のシリコン部材５１で囲われている。ここで、シリ
コン部材５１を用いたのは柔軟性や生体１との適合性、
表面の適度な滑らかさ等から選択されたためであり、用
途によってはこの材質は変更されても良い。

【００６２】この実施例においては、バルーンが存在し
ないため、送排水管路は必要としない。この実施例にお
いては、生体１の表層部から既に癌等に侵されていてそ
の表層部の冷却の必要性が無い場合や、生体腔内の径が
細く、バルーン付きのプローブでは挿入が不可能な場合
などに用いることができる。

【００６３】この実施例ではアンテナ３付近の温度分布
はそのアンテナ３からの距離によって単調減少する形と
なるため、その減少カーブの距離に対する関数形を経験
から推定すれば、表面温度（温度センサ５で検知する温
度）と実際の受信輝度温度の２つから前記関数（すなわ
ち、推定温度分布）を決定することも可能である。

【００６４】なお、前述した３つの実施例では加温装置
と組み合わせたもののみを挙げてあるが、これに限定さ
れるものではなく、測温装置単体でも発明は有効であ
る。生体の患部は正常部位より温度が高いと一般に言わ
れており、正常部位の温度を基にして基準アンテナ温度
を設定すれば患部の検出が容易に行えることになる。

【００６５】

【発明の効果】本発明の無侵襲温度計測装置によれば、
測定時において、バランスのための操作を必要としなく
なるので、測定時間が大幅に短縮される。また、基準と
なる輝度温度についてはアンテナと測定対象物の境界面
の反射係数に影響されること無く測定でき、測定値がそ
の基準の輝度温度以上か以下かについて比較結果が前記
反射係数に影響されること無く求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の全体的な構成説明図。

【図２】同じく本発明の第１の実施例のマイクロ波受信
器の構成説明図。

【図３】本発明の第２の実施例の全体的な構成説明図。

【図４】同じく本発明の第２の実施例のマイクロ波受信
器の構成説明図。

【図５】本発明の第３の実施例の全体的な構成説明図。

【符号の説明】

１…生体（体腔）、２…プローブ、３…アンテナ、４…
バルーン、５…温度センサ、９…マイクロ波受信器、８
…加温用発振器、１５…測温用制御部、１６…加温用制
御部、２１…ディッキー・スイッチ、２２…サーキュレ
ータ、２３…アイソレータ、２４…参照雑音源、２６…
ミキサ、３１…同期信号発生器、３２…ロックインアン
プ、３５…温度センサ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定対象物から放射される熱雑音電波を
受信してその熱雑音電波に合わせて参照雑音源の参照雑
音温度を調節することにより、前記測定対象物の温度を
測定する無侵襲温度計測装置において、測定対象物の目標温度に対応する基準輝度温度とバラン
スし得る参照雑音温度を求め、その参照雑音温度を放出
するように参照雑音源を調節する手段と、測定輝度温度の値と前記基準輝度温度の値を比較し、こ
の比較結果を出力する手段とを備えたことを特徴とする
無侵襲温度計測装置。