JPS61122845A - 温度又は圧力の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は生体内の温度又は圧力等の測定方法、ｆＦにこ
れらの自動測定方法に関する。

（従来技術） 従来生物学、医学上の研究或は特にガンの治療等を目的
として生体内各部の温度を測定する為長期間生体内に埋
込んだ無電源プローブと生体外の測定器との間を有線に
て接続することなしに測温する方法が提案されている。

上述の如き測温方法としてはアンテナ・コイルに水晶振
動子全接続したプローブを生体内の所望の位置に外科的
に埋込むか或はこれを消化器内に流すと共に生体外から
所要周波数の電磁照 エネルギを、蝉射し前記アンテナ・コイルを介して前記
水晶振動子に与えこれが共振する際のエネルギ吸収を観
測するか或は前記電磁エネルギ照 の絢射金中止した直後に於ける前記水晶振動子の残響を
前記アンテナ・コイルを介して受信する手法がある。

しかしながら上記いずれの方法に於いても生照 体外部から電磁エネルギを饋射し前記生体内プローブを
構成する共振回路と一致する周波数に於けるエネルギ吸
収現象所謂ディップ現象を観！東 測するか或は前記電磁エネルギ凄射中正直後の短時間に
生ずる前記生体内プローブ内の共振体の残響を検出する
ものであるからいづれも対象とするレベル又は範囲が極
めて小さくその観測或は測定が非常にむずかしいと云う
欠陥があった。

更に、この測定全自動化し前述のディツプ点或は前記共
振点全自動追尾する場合、前記照射電磁波の周波数と被
測定回路之る前記プローブの共振特性との相関関係を有
する情報を抽出し、該情報によって前記電磁波の発振周
波数を制御する必要があるが、一般にこのようなプｏ　
−ブと外部測定回路との結合は極めて微弱なため上述の
従来の測定方法ではいづれもこの情報両得ることが困難
であって自動測定に適しないものであった。

（発明の目的） 本発明はこのような従来の生体内温度又は圧力等の測定
方法の問題点に鑑みてなされたものでありて、生体内プ
ローブとの結合が微弱であっても正確にその共振周波数
検出が可能であって、更には共振点を自動追尾するうえ
で極めて便利な測定方法全提供することを目的とする。

（発明の概要） 本発明ではこの目的のため以下の如き手段全とる。即ち
、前述の如く生体外からプローブに照射する電磁波に低
周波信号によってＦＭ或はＰＭ変調ヲ施すと共に、前記
グローブの共振周波数近傍に於いて前記被変調電磁波に
生ずるＡＭｆ調歪調停成分出し、該成分信号によって前
記電磁波発振器の中心周波数を制御するよう構成する。

（実施例） 以下本発明を図示した実施例に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明に係かる生体内温度測定装置の一実施例
を示すブロック図である。

同図に於いて１は水晶撮動子Ｘとアンテナ・コイｌｖＬ
＋とで構成した生体内プローブであって、生体外に於い
て前記プローブと対向せしめたアンテナ・コイルＬ２に
低周波発振器２の出アンテナ・コイルにＡＭ検波回路４
を付加しそ・の出力を増幅器５を介して前記低周波発振
器２の出力を同期信号とする同期検波回路６に入力せし
めかつその出力でもって前記■ＣＯの発振周波数を制御
する如く構成し念ものである。

このように構成した生体内温度測定装置は以下の如く動
作する。

即ち、第２図は前記プローブの共振周波数ｆ。

近傍に於ける照射電磁波が受けるＡ　Ｍ　ｆ調歪の状態
を示す波形図である。

今、前記低周波信号を８０Ｈｚ、周波数偏位全±２　Ｋ
　Ｈｚ電磁波周波数ｔ１９ＭＨ２から２１ＭＨｚまで可
変とし前記プローブの共振周波数をｆｏ＝２０ＭＨｚと
すると、前記周波数に調を受けた電磁波はその中心周波
数から±２ＫＨ２にわたって８０　Ｈｚの周期で振動す
る。

従ってその中心周波数がプローブの共振特性曲線上をそ
の共振点ｆＯよりΔｆ低い点（（ｌ、ｆＯ（ロ）及びΔ
ｆ高い点（ハ）の三つの点に位置する場合矢 のＡＭ９調歪は夫々同図中擲印にて示した。ような波形
を呈する。

これは前記プローブの共振回路に電磁エネルギーが吸収
されるためで、このときプローブに対向した外部装置の
コイルＬ２の両端には第３図（ｃｌ　ｆｄｌ　（ｅｌに
示すようなＡＭ変調ヲうけた波形が現れる。

即ち、＄３図は前記ｌ！１図に示したブロック図の各部
の信号波形金示したものであって（ａｌは低周波発振器
２の波形、（ｂ）は該低周波信号によってＦ　Ｍ変調を
うけた電磁波でコイＡ／Ｌ２に印加される信号波形、（
ｃｌ（ｄｉ及び（ｅ）は夫々前記篇２図のプローブ共振
特性曲線ｔ（）（ロ）及び（→に於ける前記コイルＬ２
両端に生ずる波形である。

更にこれら（ｃｌ　（ｄｌ　（ｅｌの波形ＩＡＭ検波す
ると夫々同図（ｆｌ　（ｇｌ　（ｈｌに示す如く、前記
プローブにエネルギ吸収された結果中じた前述のＡＭＪ
調成分成分出される。

同図から明らかな如く、前記電磁波の中心周波数がプロ
ーブの共振特性曲線のどの位置にあるかによって夫々の
ＡＭ変調波形が異なり例えば、プローブ共振点ｆｏを含
んでこれよりΔｆ低い点（イ）に於いては周波数偏位が
＋側にてレベルが小となり前記共振点を越えると２倍歪
金生じ、−側にてレベルは増大し、しかも−側のレベル
増加分が大きい２次ＫｆＯの点（ロ）に於いて！ は偏位−即ちｆｏにて最小レベルとなり±Δｆのいづれ
に偏位してもレベルが増大するからＡＭ歪周波数は２倍
即ち２ｆａ＝１６０Ｈｚとなる。

一方ｆｏｔ：周波数偏位中に含みこれを越えてΔｆ高い
点（ハ）では前記（イ）と全く逆となる。

従ってこの変化を何等かの手段によって検出すれば、そ
のときの電磁波の中心周波数が前記プローブの共振特性
曲線上のどの点に位置するかが識別できる。

本実施例では、このようにして復調した波形を同期検波
回路６に於いて、前記低周波信号金基鵡として同期検波
したのち波形成形して早３図（ｉｌ　（ｊｌ　（ｋｌに
示す如く夫々のＡＭｉｉｌｌ歪に対応した矩形波を得、
該矩形波のデユーティ比を検出する如く構成し、前記プ
ローブの共振点ｆＯに於ける該デユーティ比が１：１と
なることを利用してそのときの周波数を検出しもって生
体内の温度を測定するものである。

更に、前記矩形波を積分したのち直流電圧に変換すれば
前述のデユーティ比に対応した直流電圧を得しかもこれ
は前記グローブの共振特性曲線上の各点に一対一に対応
した値となる。

即ち＋ｆＯに於いて相対値が０．５ｖとなりｆ。

より低い方で０．５Ｖ以下にかつ高い方で０．５ｖ以上
となる。

従って、上述の直流電圧音用いてｖＣＯの周波数制御電
圧を制御するよう構成すればこれら各ブロックは閉ルー
プを形成し前記電磁波の中心周波数をプローブの共振点
ｆｏに自動的に調整することが可能となる。

つまり前述の直流電圧がＯ，ＳＶになるように又は、こ
の直流電圧出力をＱ、５Ｖｅ基準電圧とした比較器に入
力しその差出力がＯとなる如く前記閉ループ全作動せし
めればサーボ制御ループ系を構成することができ、これ
を利用して前記プローブの共振点ｆｏが温度に従って移
動する際のその周波数の自動測定を行なうことができる
。

このように本発明を用いたサーボ系を構成すれば、従来
の７エーズロツクループ（ＰＬＬ）ｉ用いたものと比較
して次のような特徴をもつ。

即ち、従来のＰＬＬが閉ループ中で信号の位相を検出し
その差を直流信号に変換してサーボ系を構成するもので
あって、−投に位相情報を抽出するには大きいレベルの
信号を要するのに対し２本発明はＦＭ波に生ずるＡＭ歪
を抽するものであるから比較的低レベル信号であっても
これが可能である。

更に９両者のループ感度及びロックレンジを比較すれば
、ＰＬＬに於いては周波数可変範囲全域例えば２ＭＨｚ
ｋフルスケールとしてその中の極めて狭い位相範囲例え
ば数Ｋ　Ｈｚ　　にロックに対し２本発明では上述の周
波数偏位例えば±２　Ｋ　Ｈｚがフルスケールであって
その中の変調信号周波数の２倍例えば１６０Ｈｚｉ抽出
するか或は波形のデユーティ比１：１を検出すれば足リ
ｆａ述のロックレンジとフルスケール比は小さくなり従
来のＰＬＬに比して系の制御が極めて容易であることが
理解できよう。

伺上記実施例は本発明の一具体例であってこれに限定さ
れることはなく他に様々な実施方法があること明らかで
ある。例えば前記低周波信号は三角波形の如く左右対象
波であればよいし、又前記同期検波回路も同期をとった
位相検波回路としてもよい。

更に２本発明は被測定回路の共振周波数の検出にとどま
らずその特性が極大極小値の停留点（ステーション・ポ
イント）をもって変化するとき該変化を周波数の変化に
置換せしめればどのようなもの例えばイ／ピーダノスの
停留点或は電流、電圧の変化又はその他の物理変化のめ
らゆる停留点検出に応用可能なること明らかであろう。

本発明の他の応用例としては２例えば圧力によって共振
周波数が変化する素子或は回路寺前記グローブとなし前
記実施例に示したブロック図と同様に構成した装置を用
いてその共振周波敷金検出すれば上述の説明と同一の方
法によって圧力の検出が可能であり、このようにすれば
めで有効である。

又、上述の例では共振回路のディツプ点を検出する場合
を示し九が１本発明はこれに限らず物理量の変化の極大
点を検出することも可能である。このときは前記外部回
路のアンテナ・コイルとＡＭ検波回路とを直列共振せし
めそのイノビーダンスを低くすれば被測定回路が呈する
物理量変化の極大点を検出することができる。

（発明の効果） 本発明は以上説明した如く構成し機能するものであるか
ら、ある物理量が停留点をもって変化する際の該停留点
の検出を行う手段として便利であって、更にこの検出金
自動化をはかるうえで極めて都合がよい。

特に、生体内の温度を測定するときの体内プローブから
情報を抽出する如く、物理変化情報が非常に小さい場合
であっても正確にこれを検出するうえで極めて大きな効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図及
び第３図は前記第１図に示したブロック図の各部の動作
全説明するための波形図である。 １・・・・・・・・・水晶振動子、　　２・・・・・・
・・・低周波発振器、　　３・・・・・・・・・電圧制
御発振器（ＶＣＯ）。 ４・・−・・・・・・ＡＭ検波回路、　　５・・・・・
・・・・増幅器。 ６・・・・・・・・・同期検波回路、　　　Ｌ＋及びＬ
２・由由・・コイル。 特許出願人　　東洋通信機株式会社 責２０ （＾ン１） ３　図 （ｇ・舶がｋ　゛ （ｈ）八ｄ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、温度又は圧力等の依存性をもった共振回路より構成
   するプローブを生体内に埋込みこれに前記生体外から所
   定周波数の電磁エネルギを与えこれが共振する際のその
   共振周波数を観測或は測定することによって生体内の温
   度又は圧力等を測定する方法に於いて、前記電磁波を低
   周波信号によって周波数変調（ＦＭ）或は位相変調（Ｐ
   Ｍ）すると共に該電磁波の中心周波数を変化せしめ、前
   記プローブの共振周波数近傍に於いて前記被変調電磁波
   が受ける振幅変調 （ＡＭ）歪を検出することによって前記プローブの共振
   周波数を検出しもって生体内の温度又は圧力等を測定し
   たことを特徴とする生体内の温度又は圧力等の測定方法
   。 ２、前記電磁波のＡＭ歪を検出する体外装置の構成を、
   ＡＭ検波回路を付加したアンテナ・コイルに低周波信号
   でＦＭ又はＰＭを施した電圧制御発振回路（ＶＣＯ）出
   力を印加すると共に、前記ＡＭ検波回路出力を前記低周
   波信号で同期検波して得る出力で前 記電圧制御発振回路の周波数制御電圧を制御する如く閉
   ループを構成しもって前記プローブの共振点を自動追尾
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の生体
   内の温度又は圧力等の測定方法。