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医療用体温計または臨床体温計は、人間または他の動物の体温を測定するために使用される装置です。体温計の先端は、舌の下（口腔内または舌下温度）、脇の下（腋窩温度）、肛門から直腸（直腸温度）、耳（鼓膜温度）、または額（側頭部温度）のいずれかに挿入されます。
医療用体温計は、ガリレオ・ガリレイが1592～1593年頃に製作した水温計と呼ばれる器具から始まった。それは温度を測定するための正確な目盛りがなく、気圧の変化の影響を受ける可能性があった。[ 1 ] [ 2 ]
サントリオ・サントリオは、体温計に目盛りを付けた最初の人物として知られています。彼は1625年に体温計について記述していますが、1612年には既に発明していた可能性もあります。彼のモデルはかさばり、実用的ではなく、患者の体温を正確に口から読み取るのにかなりの時間がかかりました。[ 1 ] [ 2 ]
2人の人物が温度計に水からアルコールに切り替えた。最も古いのは、トスカーナ大公フェルディナンド2世・デ・メディチ（1610年～1670年）で、 1654年頃にアルコールを使用した密閉型温度計を製作した。[ 2 ]ダニエル・ガブリエル・ファーレンハイト（1686年～1736年）も温度計に貢献した。彼は1709年にアルコール温度計を製作し、後に1714年に最初の水銀温度計を製作した。彼は、水銀は以前使用されていた水よりも温度変化に素早く反応することを発見した。
ファーレンハイトは、1724年に記録した温度目盛も考案し、その名は彼にちなんで名付けられました。この目盛は、現在でも主に米国とその領土および関連州（すべて米国国立気象局が管轄）のほか、バハマ、ベリーズ、ケイマン諸島で日常的に使用されています。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]
クリスティアーン・ホイヘンスは1665年に臨床用温度計を作り、水の凝固点と沸点を基準に目盛りを付けることで、初期の摂氏温度目盛りを付け加えた。[ 1 ] 1742年までに、スウェーデンの天文学者アンデルス・セルシウスは、現代の目盛りとは逆の摂氏温度目盛りを作成した。これは、 0が水の沸点、100が凝固点であった。 1744年にスウェーデンの植物学者カール・リンネによって逆転された。[ 2 ] [ 5 ]
セルシウスとは独立して、リヨン科学・文学・芸術アカデミーの常任秘書であったジャン＝ピエール・クリスティンは、 0が水の凝固点、100が沸騰点を表す同様の目盛りを開発した。[ 6 ] [ 7 ] 1743年5月19日、彼はこの目盛りを使用した水銀温度計の設計を発表した。これは「リヨンの温度計」と呼ばれ、職人のピエール・カサティによって製作された。[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]
体温計はヘルマン・ブールハーフェや彼の弟子であるジェラール・ファン・スウィーテン、アントン・デ・ハーンによって使用されました。また、ほぼ同時期にスコットランドの医師ジョージ・マーティンも使用していました。デ・ハーンは体温計を用いて医学に特に大きな進歩をもたらしました。患者の体温の変化と病気の身体症状との相関関係を観察することで、体温の記録が医師に患者の健康状態を知らせることができると結論付けました。しかし、彼の提案は同僚から熱狂的に受け入れられず、体温計は医学においてほとんど使用されない器具のままでした。[ 1 ]
体温計は持ち運びや使用が依然として面倒だった。19 世紀半ばになっても、医療用体温計はまだ 30.28 cm の長さで、正確な体温測定に 20 分もかかっていた。1866 年と 1867 年の間に、サー・トーマス・クリフォード・オールバットは、長さ 6 インチで患者の体温を記録するのにわずか 5 分しかかからない、はるかに持ち運びやすい医療用体温計を設計した。[ 1 ] [ 2 ]これは、クエーカー教徒のリチャード・レイノルズとトーマス・ハーベイによって設立された地元の会社ハーベイ & レイノルズによってリーズで最初に製造された。[ 11 ] [ 12 ]
1868年、ドイツの医師、精神科医、医学教授であるカール・ラインホルト・アウグスト・ヴンダーリヒは、 2万5千人の患者の脇の下で測定した100万件以上の体温データからなる研究を発表した。彼の研究結果から、健康な人間の体温は36.3～37.5 ℃（97.34～99.5 °F）の範囲内であると結論付けた。 [ 1 ]
テオドール・ベンツィンガー（1905年 - 1999年）は、1964年に耳式体温計を発明した。ドイツのシュトゥットガルトで生まれ、1947年に米国に移住し、 1955年に帰化市民となった。1947年から1970年まで、メリーランド州ベセスダにある海軍医学研究センターの生物エネルギー部門で働いた。[ 13 ] [ 14 ]
体温は、比較的安定した温度を保つ体の様々な部位（主に口腔、腋窩、直腸、鼓膜、側頭部）で測定できます。正常体温は測定部位によって若干異なります。例えば、口腔で37 ℃と測定した場合、直腸や側頭部などで同じ値を示すとは限りません。体温を示す際には、測定部位も明記する必要があります。特に断りなく体温が示された場合（例：典型的な体温）、通常は舌下（舌の下）の体温とみなされます。
コア温度と異なる場所での測定値との差は、臨床バイアスとして知られており、正常なヒトの体温に関する記事で議論されています。測定値は、部位依存の臨床バイアスと、一連の測定値間の変動（差の標準偏差）の両方の影響を受けます。たとえば、ある研究では、テスト対象のいくつかの体温計で測定した直腸温度の臨床バイアスは耳温度よりも大きいことがわかりましたが、変動は小さくなりました。[ 15 ]
口腔体温は、体温計を舌の下にしっかりと保持できる患者からのみ測定できます。これは一般的に、幼児や意識不明の人、咳、脱力感、嘔吐などで意識を失っている人は対象外となります。（これは反応の速いデジタル体温計ではそれほど問題になりませんが、測定値が安定するまでに数分かかる水銀体温計では大きな問題となります。）患者が事前に熱い液体または冷たい液体を飲んだ場合は、口腔内の温度が正常値に戻るまで時間を置く必要があります。[ 16 ]
ヒトに使用される舌下体温計の一般的な測定範囲は、約35 ℃から42 ℃、または90 °Fから110 °Fです。
腋窩（脇の下）の温度は、体温計を脇の下にしっかりと挟んで測定します。正確な測定値を得るには、体温計を数分間挟んでおく必要があります。腋窩温度に1 ℃を加えた値は、1か月以上の患者の直腸温度の良い目安となります。[ 17 ]腋窩からの測定値の精度は、直腸温度よりも劣ることが知られています。[ 18 ]
直腸体温計による体温測定は、特に患者以外の人が行う場合は、水溶性のパーソナル潤滑剤を使用すると容易になります。直腸体温は最も正確な測定方法ですが、不快または恥ずかしいと感じる人もいます。1966年にタイム誌は、「多くの人にとって屈辱的な処置である直腸体温計の挿入」と指摘しました。[ 19 ]また、正しい方法で行わないと、直腸体温測定は患者にとって不快で、場合によっては痛みを伴うことがあります。直腸体温測定は乳児にとって最適な方法と考えられています。[ 20 ]
耳式体温計は、1964 年にテオドール H. ベンジンガー博士によって発明されました。当時、彼は脳の基底部にある視床下部が体幹温度を調節しているため、脳の温度にできるだけ近い測定値を得る方法を探していました。彼は、視床下部と共有されている外耳道の鼓膜の血管を利用することでこれを実現しました。耳式体温計が発明される前は、簡単に体温を測定できるのは口、直腸、または脇の下だけでした。以前は、医師が正確な脳温度を記録したい場合、患者の視床下部に電極を取り付ける必要がありました。[ 14 ]
鼓膜式体温計は、赤外線プローブを内蔵した突起部（使い捨ての衛生的なシースで保護されている）を備えています。この突起部を耳の穴にそっと挿入し、ボタンを押すと、約1秒以内に体温が読み取られて表示されます。これらの体温計は、家庭でも医療機関でも使用されています。
いくつかの要因により、この体温計の測定値はある程度信頼できないものとなる。例えば、操作者による外耳道への不適切な挿入や、耳垢が外耳道を塞いでいる場合などである。このような要因により、測定値は通常、真の値よりも低くなるため、発熱を検出できない可能性がある。[ 21 ]
赤外線原理を用いて体温を測定する側頭動脈体温計（側頭体温計とも呼ばれる）は、使いやすさと低侵襲性から臨床現場でますます普及している。技術や環境要因のばらつきにより、側頭動脈体温計による測定は精度に問題が生じる可能性があり、程度は低いものの正確性にも問題がある。側頭体温計は、発熱や低体温症の検出において、感度が約60～70%と低いが、特異度は97～100%と非常に高いことがわかっている。このため、 ICUなどの急性期医療現場や、体温バランス異常の疑いが強い患者には使用すべきではないとされている。小児では、より高い正確性と精度が裏付けられている。[ 22 ]
患者の額にプラスチック製のストリップ体温計を当てます。これは通常、異なる温度に反応する目盛りがコーティングされたバンドです。特定の温度になると、ある領域の目盛り（温度を示す数字）が適切な温度になり、見えるようになります。このタイプは発熱の兆候を示すことはできますが、正確とは考えられていません。[ 23 ]
伝統的な温度計は、片端に球状の膨らみが付いたガラス製の毛細管で、温度に応じて均一に膨張する液体が入っています。管自体は細く、目盛りが付いています。液体には水銀がよく使われますが、アルコール温度計では着色されたアルコールが使用されます。医療現場では、体から取り外した後でも到達した最高温度を示す最高温度計がよく用いられます。
温度計を使用するには、球部を温度を測定する場所に置き、熱平衡に達するまで十分な時間放置します。通常、口の中では 5 分、脇の下では 10 分です。[ 24 ]球部に近い首の部分に狭窄部があるため、最大読み取り値が得られます。球部の温度が上昇すると、液体は狭窄部を通って管を上昇します。温度が下がると、液体の柱は狭窄部で途切れ、球部に戻ることができず、管の中で静止したままになります。値を読み取った後は、温度計を繰り返し激しく振って液体を狭窄部から戻してリセットする必要があります。
水銀ガラス体温計は、液体充填式体温計の中で最も正確なタイプと考えられてきた。しかし、水銀は有毒な重金属であるため、管の破損を防ぐ対策を講じた場合にのみ、臨床用体温計として使用される。
水銀の量を最小限に抑えるため、管は非常に細くする必要があります。管の温度は制御されないため、管の温度の影響を最小限に抑えるには、球状容器よりもはるかに少ない水銀量でなければなりません。そのため、細い水銀柱はあまり見えず、読み取りがかなり困難になります。着色された液体であれば、視認性の問題はあまりありません。
米国の多くの州では、取り扱いやこぼれの危険性、および水銀中毒を引き起こす可能性から、水銀温度計の使用と販売を禁止しています。水銀最高温度計を「リセット」するために必要な激しい振り回しは、誤ってそれを壊して有毒な水銀蒸気を放出しやすくします。[ 25 ]水銀温度計は、大部分が電子デジタル温度計、またはまれに水銀以外の液体（ガリンスタン、着色アルコール、感熱性液晶など）に基づく温度計に置き換えられています。
ある会社[ 26 ]は、「水銀を使用しない初のアナログ温度計」と謳う温度計を販売している。これは、水銀の代わりに液体金属のガリウムを使用しているためだ。ガリウムは無毒と考えられており、廃棄しても環境問題は発生しない。水銀と同様に、ガリウムは体温（融点29.7 ℃）で液体だが、製造元によると、実際にはガリウム、インジウム、スズの合金が使用されており、その結果、融点が低くなっている。
相変化 温度計は、35.5 °C から 40.5 °C まで 0.1 °C 刻みで徐々に高い温度で融解する不活性化学物質のサンプルを使用します 。これらは、透明な保護カバーが付いた薄いプラスチック製のヘラ上のマトリックスに小さな点として取り付けられています。これを患者の舌の下に置きます。しばらくするとヘラが取り外され、どの点が溶けたか、どの点が溶けていないかがわかります。温度は、最後に溶けた点の融点として測定されます。これらは安価な使い捨てデバイスであり、再利用前に滅菌する必要がありません。[ 27 ] [ 28 ]
液晶温度計は、プラスチック製の帯の中に感熱性（サーモクロミック）液晶を含んでおり、温度によって色が変化することで温度を示します。
温度を測定および表示する小型で安価な方法が利用可能になって以来、電子温度計（数値を表示するため、しばしばデジタル と呼ばれる）が使用されるようになった。多くの表示は分解能がわずか 0.1 °C (0.2 °F) であるが、これは精度の保証とみなすべきではない。指定された精度はドキュメントで確認し、定期的な再校正によって維持する必要がある。家庭用の一般的な安価な電子耳式温度計は、表示分解能が 0.1 °C であるが、新品時の精度は ±0.2 °C (±0.35 °F) 以内であると記載されている。[ 29 ] 1954 年に発明された最初の電子臨床温度計は、カルボロイサーミスタを含む柔軟なプローブを使用していた。[ 30 ]
RTD（測温抵抗体）は、温度変化に伴って電気抵抗が変化するワイヤー巻線または薄膜状の蛇行構造物です。金属の電気抵抗の正の温度係数を利用して温度を測定します。つまり、温度が高くなるほど抵抗値も高くなります。プラチナは、広い温度範囲でほぼ直線的な特性を示し、非常に高精度で応答速度が速いため、最も一般的に使用されている材料です。RTDは銅やニッケルでも製造できます。RTDの利点としては、長期間にわたって安定した出力が得られることが挙げられます。また、校正が容易で、非常に正確な測定値が得られます。欠点としては、測定温度範囲が狭いこと、初期費用が高いこと、構造がやや脆弱なことが挙げられます。
熱電対は精度が高く、わずかな温度変化にも敏感で、環境の変化に素早く反応します。熱電対は、片端で接合された一対の異なる金属線で構成されています。この金属線は、両端間の温度差に応じて、正味の熱起電力を発生させます。熱電対の利点としては、非常に広い温度範囲にわたって高い精度と信頼性の高い動作が挙げられます。また、自動測定にも適しており、低コストで耐久性にも優れています。このタイプのデジタル温度計の欠点としては、長期間の使用による誤差や、測定に2つの温度が必要となる点が挙げられます。
熱電対の材料は腐食を受けやすく、それが熱起電圧に影響を与える可能性がある。
サーミスタ素子は、入手可能な温度センサーの中で最も感度が高いものです。サーミスタは、温度に比例した電気抵抗を持つ半導体素子です。製品には2種類あります。
NTCサーミスタ温度計の利点としては、小型であることと高い安定性が挙げられます。また、NTCは長寿命で非常に高精度です。欠点としては、非線形性があり、極端な温度環境での使用には適さないことが挙げられます。
電子温度計の中には接触式で動作するものがあります。電子センサーを温度測定箇所に置き、熱平衡に達するまで放置します。これらの温度計は通常、水銀温度計よりも早く平衡に達します。平衡に達すると温度計からビープ音が鳴る場合もあれば、メーカーの取扱説明書に平衡までの時間が記載されている場合もあります。
その他の電子体温計は遠隔感知方式を採用しており、赤外線センサーが測定場所から放出される放射線スペクトルに反応します。これらの体温計は測定対象部位に直接接触しませんが、体の一部に接触する場合があります（例えば、鼓膜に触れずに温度を感知する体温計は外耳道に挿入する必要があります）。患者間の交差感染のリスクを排除するため、診療所や病院では、使い捨てのプローブカバーや、あらゆる種類の使い捨て体温計が使用されています。
2001年の研究によると、市販の電子体温計は高温を過小評価し、低温を過大評価する傾向がある。研究者らは、「現在の世代の電子式デジタル体温計は、一般的に、従来のガラス/水銀体温計に取って代わるほど正確または信頼できるものではない可能性がある」と結論付けている。[ 31 ] [ 32 ]
基礎体温計とは、起床時の体温、つまり基礎体温を測定するための体温計です。基礎体温は、日中の体温に比べて、運動や食事などの環境要因の影響を受けにくいため、体温のわずかな変化も検出できます。
ガラス製の口腔体温計には通常、0.1 ℃または0.2 °Fごとの目盛りが付いています。しかし、基礎体温は安定しているため、少なくとも0.05 ℃または0.1 °Fの精度が求められます。そのため、ガラス製の基礎体温計は、ガラス製の口腔体温計とは区別されます。十分な分解能（0.05 ℃または0.1 °Fで十分）を備えたデジタル体温計は、基礎体温の測定に適している場合があります。ただし、絶対的な精度を確保するために仕様を確認し、体温計（ほとんどのデジタル機器と同様に）は規定の間隔で校正する必要があります。基礎体温の変化のみが必要な場合は、測定値に大きなばらつきがない限り、絶対的な精度はそれほど重要ではありません（例えば、実際の体温が37.00 ℃から37.28 ℃まで変化する場合、37.17 ℃から37.45 ℃への変化を不正確ながらも一貫して表示する体温計は、変化の大きさを示します）。一部のデジタル体温計は「基礎体温計」として販売されており、より大きなディスプレイ、拡張されたメモリ機能、体温計が正しく装着されていることを確認するためのビープ音などの追加機能を備えています。
スマート体温計は測定値を送信できるため、収集、保存、分析が可能です。ウェアラブル体温計は連続測定が可能ですが、この方法で体幹温度を正確に測定することは困難です。
ジャン＝ピエール・クリスティンはセルシウスの目盛りの固定点を反転させ、今日使われている目盛りを作り出した。
Allbutt, TC ., "Medical Thermometry", British and Foreign Medico-Chirurgical Review、Vol.45、No.90、(1870年4月)、pp.429-441 ; Vol.46、No.91、(1870年7月)、pp.144-156。