CN101115979A - 电子体温计 - Google Patents
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Abstract
电子体温计具备:检测被测定部位温度的温度检测单元、根据所检测出的温度计算平衡温度的预测单元。预测单元具备:参数确定部,其确定具有3个参数的求得平衡预测温度的预测函数的参数;热平衡预测温度计算单元,其根据由参数确定部确定的参数,计算热平衡时间时的平衡温度。参数确定部,根据三个(或两个)检测温度及该检测温度的测定时间,确定预测函数所具有的参数。预测函数能够以较少的采样数预测平衡温度,根据检测温度及该检测温度的测定时间来确定参数。由此,在减少用于预测平衡温度的采样数的同时,解决了由于外部原因或个体差异等导致预测的平衡变化的问题。
Description
技术领域
本发明涉及根据检测温度来预测平衡温度的电子体温计。
背景技术
一般,电子体温计以温度传感器检测体温,对该温度传感器的检测信号进行信号处理,显示其实测值。在测定刚开始后,在温度传感器的温度与体温之间存在温度差,因此,在温度传感器与测定部位成为热平衡状态之前需要时间。
因此,在电子体温计中,根据实测值的变化来预测热平衡状态的平衡温度,顺次更新该预测值来进行显示,由此缩短了测定时间。
典型地,通过监视测定温度及其变化率,对以该测定温度和变化率为变量的预测函数进行运算来预测平衡温度。提出了各种使用该预测函数预测平衡温度的电子体温计。
例如,在基于预测函数的平衡温度预测中,当用于温度预测的预测函数不合适时,存在预测精度降低的问题。针对该问题,提出了如下电子体温计:准备多个预测平衡温度的预测函数,以预定间隔预测平衡温度,当此次的平衡温度预测值与前次平衡温度预测值的差在预定范围外时,选择新的预测函数,在预定范围内时显示平衡温度预测值,继续进行预测运算(参照专利文献1)。
另外,作为降低个体差异对测定精度的影响的平衡温度预测,提出了以下预测方法:对传感器输出的体温进行采样,根据各检测输出的时间微分的对数值,以回归法计算直线式TL=A-τ’t(TL是各检测输出的时间微分的对数值,t是时间,A以及τ’是参数部分)的参数部分,根据计算出的值,对热平衡后的体温进行预测运算(参照专利文献2)。
另外,作为不受传感器的初始温度和热时间常数的影响地预测平衡温度的方法,提出了使用在传感器和被测定体达到热平衡前的三点的值T1、T2、T3,通过Tu=(T2^2-T1T3)/(2T2-T1-T3)来预测平衡温度的方法。此外,“^”表示幂运算(参照专利文献3)。
专利文献1:特公平2-59418号公报
专利文献2:特公平4-7456号公报
专利文献3:特开昭55-71919号公报
发明内容
在每次测定时从所述多个预测函数中选择所使用的预测函数的情况下,除用于预测的控制变得复杂以外,还存在需要预先准备多个预测函数这样的结构上的问题,此外,在未选择适当的预测函数时,存在无法求得预测值的问题。
另外,通过回归法进行计算的情况下,可以通过增加采样数来使精度提高,但有在确定预测值之前耗费时间的问题。与之相对,在减少采样数来缩短测定时间的情况下,存在无法得到正确的预测值的问题。
另外,Tu=(T2^2-T1T3)/(2T2-T1-T3)的预测函数以理论式Tu-T=(Tu-T0)e^(-t/τ)为基础(此外,Tu是热平衡温度,T0是初始温度,T是检测温度,t是时间,τ是热时间常数,“^”是幂运算)。该理论式以理想的体温上升为模型,得到的预测函数是没有依存于被测定对象的自由度的函数,因此,存在由于外部原因或个体差异等未必能确定正确的预测值的问题。
因此,本发明的目的在于,解决现有问题,减少用于预测平衡温度的采样数,并且减小外部原因或个体差异等导致的影响。
本发明的电子体温计具备:检测被测定部位温度的温度检测单元;根据检测出的温度,计算平衡温度的预测单元。
预测单元具备:参数确定部,确定具有三个参数的、求得平衡预测温度的预测函数Tu=c·(C-t)+a·t^b(Tu:热平衡预测温度,t:测定开始后的测定时间,a、b、c:参数,C:时间常数,^:幂运算)的参数;热平衡预测温度计算单元,其根据由参数确定部确定的参数,计算热平衡时间时的平衡温度。
预测函数可以根据三个参数预测平衡温度,因此能够以较少的采样数预测平衡温度。
另外,预测函数根据检测温度和该检测温度的测定时间来确定参数,由此可以生成经由检测温度和测定时间的变量而加入了外部原因或个体差异等要素的预测函数,因此可以解决由于外部原因或个体差异等导致预测的平衡温度变化的问题。
在此,在预测函数Tu=c·(C-t)+a·t^b中,参数b是确定预测曲线形状的参数,参数a是确定以参数b确定了形状的预测曲线的倍率的参数,参数c是对从测定开始到热平衡时刻为止的期间进行直线形修正的参数。即,通过以预测函数的a·t^b的项来近似温度上升曲线、以作为一次函数的c·(C-t)的项对该曲线进行修正的简单的式子,可以正确预测热平衡时刻的温度,可以简单地设计预测单元。
本发明的参数确定部,可以在分阶段的运算步骤或一个运算步骤中确定所述预测函数Tu的三个参数。
在通过分阶段的运算步骤来求取参数的情况下,在第一步骤中,在预测函数Tu=c·(C-t)+a·t^b中使参数c为零,使用三个检测温度中的第一以及第二这两个检测温度以及检测温度的测定时间,来确定参数b,并且临时确定参数a。
接着,在第二步骤中,在使用求得的参数a以及参数b并且使参数c为零的预测函数中,代入第三检测温度的测定时间,计算热平衡预测温度;在第三步骤中,使用计算出的热平衡预测温度和第三检测温度的差,确定参数c;在第四步骤中,将参数b和参数c、以及第三检测温度和第三检测温度的测定时间代入预测函数,再次确定参数a。
另外,作为用于确定三个参数的分阶段的运算步骤的另一例,通过如下步骤,也可以确定三个参数:在预测函数Tu=c·(C-t)+a·t^b中使参数c为零,使用第一以及第二这两个检测温度以及检测温度的测定时间,来确定参数b,并且临时确定参数a;作为第二步骤,根据参数b和第一检测温度与参数c的关系,确定参数c;在第三步骤中,将参数b和参数c、以及第二检测温度以及第二检测温度的测定时间代入预测函数,再次确定参数a。
另外,在通过一个运算步骤求得参数的情况下,参数确定部,根据将三个检测温度以及检测温度的测定时间代入预测函数而得的三个联立方程式,确定参数a、参数b以及参数c。为了求得参数而代入预测函数的所述检测温度以及测定时间,可以采用最初的第一点的检测温度以及检测温度的时间、从第一点经过预定时间后的第二点的检测温度以及该检测温度的测定时间、以及从第二点经过预定时间后的第三点的检测温度以及该检测温度的测定时间。
分阶段的运算步骤,通过分阶段求得三个参数,在临时确定参数a后再次对其进行确定。所述分阶段的运算步骤,与通过求解三个联立方程式来求得全部参数相比,可以减轻CPU等运算处理元件的负荷。
本发明的预测单元,具备根据由温度检测单元检测出的温度来计算温度梯度的温度梯度计算部。该温度梯度计算部,将检测温度的温度梯度进入预定范围内的时刻的检测温度,作为检测出两个或三个检测温度内最初的第一点的检测温度的测定时间。
另外,本发明的预测单元具备计时部。该计时部,从第一点温度检测起进行计时,作为从第一点的测定时间经过预定时间后的第二点乃至第三点的测定时间。
本发明的热平衡预测温度计算单元,将热平衡预测时间代入由参数a、参数b以及参数c确定的预测函数的测定时间t,计算热平衡预测温度。
另外,本发明的热平衡预测温度计算单元,也可以将热平衡预测时间代入由参数b和临时确定的参数a确定的预测函数的测定时间t,计算热平衡预测温度。另外,本发明的热平衡预测温度计算单元,也可以将热平衡预测时间代入使用参数b和临时确定的参数a的预测函数的测定时间t,计算第一次的热平衡预测温度,将热平衡预测时间代入由参数a、参数b以及参数c确定的预测函数的测定时间t,计算第二次的热平衡预测温度,如此以多个阶段进行热平衡预测温度的计算。
预测函数Tu所具有的运算时间常数C可以是热平衡预测时间,当求取热平衡预测时间时的平衡温度时,通过使t=C可以计算热平衡预测温度。
另外,本发明的参数确定部以及预测单元,除上述形态以外还包含下面的形态。该形态使用两点的数据点来进行预测。
另一形态的参数确定部,根据两个检测温度和该检测温度的测定时间,确定参数a、参数b以及参数c。
参数确定单元使参数c为零,使用第一以及第二这两个检测温度以及该检测温度的测定时间,确定参数b,并且临时确定参数a,根据参数b和第一检测温度与参数c的关系,确定参数c,将参数b、参数c以及第二检测温度及第二检测温度的测定时间代入所述预测函数,再次确定参数a。
预测单元具备温度梯度计算部,根据由温度检测单元检测出的温度计算温度梯度。
温度梯度计算部,将检测温度的温度梯度进入预定范围内的时刻的检测温度以及该检测温度的测定时间,作为所述两个检测温度和该检测温度的测定时间内的最初的第一点。
而且,预测单元可以具备计时部。
计时部从第一点的温度检测起进行计时,将从第一点的测定时间起经过预定时间后的时间作为第二点的测定时间。
在上述各形态中,热平衡预测温度计算单元,可以将热平衡预测时间代入由参数a、参数b以及参数c确定的预测函数的测定时间t,计算热平衡预测温度。
本发明的电子体温计,通过具有三个参数的、求得平衡预测温度的预测函数Tu=c·(C-t)+a·t^b(Tu:热平衡预测温度,t:测定开始后的测定时间,a、b、c:参数,C:时间常数,^:幂运算)而确定,因此,除了以较少采样数确定预测函数本身以外,还可以预测平衡温度。
另外,本发明的电子体温计,使用检测温度及其测定时间来确定用于确定预测函数的参数,因此成为了对应于外部原因和个体差异等的预测函数,可以减小由于外部原因或个体差异而导致的偏差。
而且,通过以预测函数的a·t^b的项来近似温度上升曲线,以作为一次函数的c·(C-t)的项来修正该曲线的简单的式子,可以正确地预测热平衡时刻的温度,可以简单地设计预测单元。
附图说明
图1是用于说明本发明的电子体温计的概略结构的图。
图2是用于说明本发明的电子体温计的动作例的流程图。
图3是用于说明预测运算用数据的一例的图。
图4是用于说明本发明的预测单元的概略结构的图。
图5是用于说明求取本发明的电子体温计的预测温度的动作的流程图。
图6是用于说明求取本发明的电子体温计的预测温度的动作的温度特性曲线图。
图7是用于说明求取本发明的电子体温计的预测温度的动作的温度特性曲线图。
图8是用于说明求取本发明的电子体温计的预测温度的动作的温度特性曲线图。
图9是用于说明本发明的电子体温计的另一预测形态的温度特性曲线图。
图10是用于说明求取本发明的电子体温计的预测温度的另一动作例的流程图。
图11是用于说明求取本发明的电子体温计的预测温度的另一动作例的流程图。
图12是用于说明本发明的电子体温计的另一预测形态的温度特性曲线图。
图13是用于说明本发明的电子体温计的预测单元的结构的图。
图14是用于说明求取本发明的电子体温计的预测温度的动作的流程图。
图15是用于说明求取本发明的电子体温计的预测温度的动作的温度特性曲线图。
图16是用于确定参数c的表。
符号说明
1温度检测单元、1a温度传感器、1b温度测定部、2预测单元、
2a预测用数据保存部、2b预测运算部、2b1参数确定部、
2b2热平衡预测温度计算部、2b3表部、2c温度梯度计算部、
2d计时部、3显示单元、3a显示切换部、3b显示部、4蜂鸣器、
5前次值存储单元、6控制单元
具体实施方式
以下,使用附图详细说明本发明的电子体温计。
图1是用于说明本发明的电子体温计的概略结构的图。
电子体温计具备:检测被测定部位温度的温度检测单元1;使用通过温度检测单元1检测出的实测值,计算热平衡时的温度的预测单元2;显示通过预测单元2预测出的预测值的显示单元3;以声音告知预测值显示的蜂鸣器4;存储前次的测定值或预测值的前次值存储单元5;除显示单元3和蜂鸣器4外还控制电子体温计的驱动的控制单元6。
温度检测单元1具备:测定被测定部位温度的温度传感器1a;将从温度传感器1a输出的检测信号变换为温度信号,作为实测值而输出的温度测定部1b。温度测定部1b具有A/变换器,以数字值输出实测值。
显示单元3具备:显示预测值和实测值的显示部3b;对于显示部3b控制从预测值显示切换至实测值显示等的显示切换的显示切换部3a。
显示部3b,除显示通过预测单元2预测出的预测值以外,显示在前次值存储单元5中存储的前次实测值或前次预测值、或者在测定值稳定后从预测值切换至实测值时显示该实测值。另外,也可以根据需要显示处于预测过程中、处于预测值的显示过程中、或者处于实测值的显示过程中等显示状态。
控制单元6,除进行电子体温计整体的控制以外,还进行测定值是否已稳定的稳定检测,对于显示切换部3a进行显示切换控制。另外,在预测值显示、或者从预测值显示向实测值进行显示切换等时刻,驱动蜂鸣器4通过声音进行告知。此外,关于预测单元2,使用图4在后面进行叙述。
使用图2的流程图来说明本发明的电子体温计的动作例。此外,在以下的流程图中,除S7以外的各步骤可以与计算预测温度的现有电子体温计的动作相同。另外,通过CPU以及存储了控制程序的存储器等构成的控制单元来进行各步骤的控制。
当接通电子体温计的开关时,进行使显示单元3的显示段(segment)全部点亮显示等显示动作(S1),以及通过蜂鸣器进行发声动作,显示开关为接通状态(S2)。此外,该全点亮显示为一例,也可以采用其他显示形态。显示单元3在进行全点亮显示后,读出存储在前次值存储单元5中的前次的测定值来显示(S3)。
温度检测单元1开始温度测定,将检测出的实测值送至预测单元2以及控制单元6(S4)。当开始温度测定时,显示单元3显示处于预测过程中(S5)。预测单元2顺次输入通过温度检测单元1检测出的实测值,取入预定时刻的实测值作为预测运算用数据(S6),进行预测值的计算处理(S7)。
此外,对于作为运算用数据而取入的数据数量和取入时刻,可以进行各种设定。图3是用于说明预测运算用数据的一例的图。在图3中,在时间t0开始测定后,根据温度上升率选择第一数据点(时间t1),在从第一数据点经过了预定时间的时刻选择第二数据点(时间t2)以及第三数据点(时间t3)等,由此提取出三个点的预测运算用数据(T1,T2,T3),通过将这些预测运算用数据(T1,T2,T3)应用于预定的预测用运算式,来计算预测值。
预测单元2将步骤S7中计算出的预测值送至显示单元3,显示预测值(S8),同时通过鸣响蜂鸣器4向使用者告知已显示预测值(S9)(预测值显示模式)。
在温度检测中达到热平衡状态时,本发明的电子体温计的控制单元6检测出检测温度的变化已达到稳定状态(S10),在显示单元3中显示实测值(实测值显示模式)。在此,显示单元3显示实测值(S11),通过鸣响蜂鸣器4向使用者告知成为了稳定状态(S12)。
接着,关于本发明的电子体温计所具有的预测单元,使用图4说明预测单元的结构例,使用图5的流程图以及图6~图8的温度特性曲线说明预测动作。另外,使用图9~图14说明本发明的电子体温计的其他预测形态。
在图4中,预测单元2具备预测运算用数据保存部2a、预测运算部2b、温度梯度计算部2c和计时部2d。温度梯度计算部2c输入来自温度检测单元1的实测值,根据其上升率计算温度梯度(temperature gradient),将该温度梯度进入预定范围内的时刻作为取得第一数据点的时间t1,将此时的实测值T1保存在预测运算用数据保存部2a中。另外,计时部2d从通过温度梯度计算部2c确定的时间t1开始计时,将经过了预先设定时间的时刻作为取得第二数据点以及第三数据点的时间t2、t3来计时,将此时的实测值T2、T3保存在预测运算用数据保存部2a中。
由此,在预测运算用数据保存部2a中保存三个预测运算用数据[t1,T1]、[t2,T2]、[t3,T3]。此外,使用具有两个参数的预测函数来进行平衡温度的预测时,或者在具有三个参数的预测函数中,使用两个参数来进行平衡温度的预测时,预测运算用数据保存部2a可以仅存储两个预测运算用数据。
另外,预测运算部2b具备参数确定部2b1和热平衡预测温度计算部2b2。参数确定部2b1使用三个或两个预测运算用数据([t1,T1]、[t2,T2]、[t3,T3]),确定预测函数所具有的参数((参数a、参数b、参数c)或(参数a、参数b))。
热平衡预测温度计算部2b2使用预测函数来计算热平衡预测温度,输出预测温度,所述预测函数由通过参数确定部2b1确定的参数而决定。
使用图5所示的流程图说明预测运算部2b的运算动作。此外,在图5的流程图中,S101~S106、S108、S109是保存预测运算用数据的动作,通过预测运算用数据保存部2a、温度梯度计算部2c、计时部2d来进行该动作。
当检测出测定开始时(S101),计时部2d使t=0来开始计时(S102)。另外,温度梯度计算部2c输入实测值,计算其上升率,并判定其上升率是否在预定范围内。例如,可以根据按预定时间输入的实测值的差值是否在预定温度范围内来判定上升率。当前次输入的实测值为T(t-1),此次输入的实测值为T(t)时,判断其差T(t)-T(t-1)是否在例如0.00℃与0.02℃的温度范围内,由此可以进行该上升率的判定。
该温度差进入温度范围内的状态,基于如下检测温度的温度特性:检测温度在测定开始初期以较大温度差变化,随着接近热平衡状态,温度差减小。此外,上述温度范围为一例,也可以是其他数值例(S103)。
在S103中,当温度差进入预定范围内时,将此时的时间t1和实测值T1保存在预测运算用数据保促部2a中,确定第一数据点[t1,T1](S104)。
计时部2d监视时间的经过,在从时间t1经过了预定时间ta时(S105),将此时的时间t2和实测值T2保存在预测运算用数据保存部2a中,确定第二数据点[t2,T2](S106)。确定第二数据点[t2,T2]的预定时间ta可以为例如10秒。
参数确定部2b1使用第一数据点[t1,T1]和第二数据点[t2,T2],计算预测函数Tu的参数a以及参数b。在此,预测函数Tu:
预测函数Tu=c·(C-t)+a·t^b ...(1)
其中,
Tu:热平衡预测温度
t:测定开始后的测定时间
a、b、c:参数
C:时间常数
^:幂运算。
通过具有以a·t^b表示的、增加率随时间t而减小的项;以及以c·(C-t)表示的、随时间t从“c·C”(时间t=0)的值到“0”(时间t=C)直线减少的、相当于修正项的项的运算式,来表示预测函数Tu。在图6(a)中,以实线表示预测函数Tu。
此时的参数a和参数b的计算使参数c为零,确定参数b,并且临时确定参数a。在后面再次求取来确定参数a。当在上述预测函数中代入第一数据点[t1,T1]和第二数据点[t2,T2]时,参数a被临时确定为
lna’=(lnT2·lnt1-lnT1·lnt2)/(lnt1-lnt2)...(2)。
在此,以参数a’表示临时确定的参数a。
通过b=ln(T1/T2)/ln(t1/t2)...(3)
来确定参数b。
使用第一数据点[t1,T1]和第二数据点[t2,T2]得到的函数,是图6(a)中以虚线表示的a’·t^b(S107)。
接着,通过计时部2d,当从时间t2经过了预定时间tb时(S108),在预测运算用数据保存部2a中保存此时的时间t3和实测值T3,确定第三数据点[t3,T3]。确定第三数据点[t3,T3]的预定时间tb可以是例如5秒(S109)。
接着,再次使参数c为零,在S107中确定的函数a’·t^b中代入“t3”,计算时间t3时的预测温度Tu’(t3)(=a’·t3^b)(S110)。在图6(b)中以Tu’来表示该预测温度Tu’(t3)。
在此,以函数a’·t^b表示的温度特性,临时确定了参数a’,另外不包含c·(C-t)的项,因此与所述式(1)表示的预测函数Tu之间存在差异。
因此,当时间t3的实测值T3位于该预测函数Tu上方时,在根据以函数a’·t^b表示的温度特性而得到的预测温度Tu’(t3)与实测值T3之间产生差(T3-Tu’)。
该差的产生是由于参数a为临时确定的参数a’且不含有c·(C-t)的项,通过确定反映c·(C-t)的项的参数a,求取与预测函数Tu近似的函数。
因此,计算(T3-Tu’)的差(S111)(图6(b)),将在计算出的(T3-Tu’)上乘以预定系数(1/k)所得的值作为参数c(S112),确定预测函数Tu。
Tu=((T3-Tu’)/k)·(C-t)+a’·t^b...(4)
在图7(a)中,以虚线表示函数a’·t^b,以点划线表示式(4)所表示的预测函数Tu。
在这种状态下,由于参数a是临时确定的参数a’,因此通过将第三数据点[t3,T3]代入所述式(4)所表示的预测函数Tu中,来再次确定参数a(S113)。
由此,确定以下的式(5)所表示的预测函数Tu。
Tu=((T3-Tu’)/k)·(C-t)+a·t^b...(5)
在图7(b)中,以虚线表示a’·t^b,以点划线表示式(4)所表示的预测函数Tu,以实线表示式(5)所表示的再次确定了参数a的预测函数Tu。
图8表示步骤S111~S113中的各阶段的预测函数的状态。为使基于S107中临时确定的参数a’的预测函数a’·t^b(虚线表示)近似于式(1)所表示的预测函数Tu,计算差(T3-Tu’)。将在该差(T3-Tu’)上乘以预定系数(1/k)而得到的值(T3-Tu’)/k作为时间t3的c·(C-t)的项的值,求取式(4)的预测函数((T3-Tu’)/k)·(C-t)+a’·t^b。而且,通过将第三数据点[t3,T3]代入该预测函数,来再次确定参数a,得到式(5)所表示的预测函数(实线表示)。
此外,以
a=(T3-(T3-a’·t3^b)(C-t3)/k)/t3^b...(6)
来表示参数a。
可以通过在式(5)的预测函数中使t=C来计算热平衡预测温度(S114)。在显示部3b中显示计算出的热平衡预测温度Tu(S115)。在图7(b)中,以“×”表示t=C时的预测温度。
在所述式(1)中,相当于修正项的项c·(C-t)关于t直线变化,但该项也可以成为关于t乘n次方的项,预测函数可以成为
预测函数Tu=c·(C-t)^n+a·t^b...(7)。
图9表示代替所述c·(C-t)的项,而成为c·(C-t)^n的例子。
根据该c·(C-t)^n的项,在时间t越早的时间段中取越大的值,由此可以更好地修正在测定开始时包含的变化部分。
此外,当预测平衡温度时,在式(1)或式(7)中使t=C来求取,因此该c·(C-t)的项或c·(C-t)^n的项成为“0”,但如式(6)所示,以包含该项的状态再次确定参数a,由此反映出修正项。
除了如所述图5的流程图中的S114所示,在使用三个数据点确定参数a、b、c后使用预测函数计算平衡温度的形态以外,可以采用以两阶段计算平衡温度的形态。
图10是用于说明以两阶段计算平衡温度的形态的流程图。图10所示的流程图与所述图5的流程图大体相同,在S208以及S215~S217中不同。以下,仅对不同的步骤进行说明。
在该形态中,在S207(相当于图5的S107)中临时确定参数a’,在确定了参数b后,在通过该参数a’和参数b所确定的预测函数a’·t^b中,使t=C来计算热平衡预测温度Tu”(=a’·C^b),显示该计算出的值(第一阶段显示)(S208)。
另外,在S214中再次确定参数a而求得的预测函数c·(C-t)+a·t^b中,使t=C来计算热平衡预测温度Tu(=a·C^b)(S215)。当该计算出的Tu与S208的第一阶段中显示的值Tu”不同时(S216),根据该计算出的值进行第二阶段的显示(S217)。
在所述形态中,使用三点数据点内的两点临时确定参数a后,使用剩余的数据点确定参数a,如此分阶段地求得预测函数,但也可以使用三点数据点在一步中求得预测函数。以下,使用图11的流程图,说明该使用三点数据点在一步中求得预测函数的步骤。
此外,图11的流程图与所述图5的流程图大体相同,不进行所述S107的步骤,通过S301~S308(对应于图5中的S101~S106、S108、S109)求得三个数据点[t1,T1]、[t2,T2]、[t3,T3],对将这三个数据点代入式(1)而得到的三个联立方程式进行求解,求得参数a、参数b、参数c,在得到的预测函数Tu中,通过使t=C来计算平衡温度并显示(S309)。
图12表示根据该使用三个数据点得到的三个联立方程式来求得预测函数Tu时的温度特性曲线与数据点的关系。
所述各形态是使用三点数据点来进行预测的形态,但也可以采用根据两点数据点进行预测的形态。
以下,在本发明的电子体温计中,使用图13的用于说明预测单元的结构的图、图14的流程图、图15的用于说明求得预测温度的动作的温度特性曲线图、以及图16的用于确定参数c的表,对使用两点数据点进行预测的形态进行说明。此外,该形态中的预测单元的结构与图4所示的结构大体相同,因此对于相同的部分省略说明。
在图13中,预测单元2与图4的结构相同,具备:预测运算用数据保存部2a、预测运算部2b、温度梯度计算部2c以及计时部2d。此外,预测运算部2b,除了参数确定部2b1、热平衡预测温度计算部2b2以外还具备表部2b3,其存储确定了参数b和数据点(T1)与参数c的关系的表。参数确定部2b1从表部2b3中读出与参数b和数据点(T1)对应的参数c,确定参数c。
在图14的流程图中,当检测出测定开始时(S401),计时部2d使t=0来开始计时(S402)。另外,温度梯度计算部2c输入实测值计算其上升率,判断该上升率是否在预定范围内。例如可以根据按预定时间输入的实测值的差值是否在预定的温度范围内来判定上升率。当使前次输入的实测值为T(t-1),此次输入的实测值为T(t)时,可以通过判定其差T(t)-T(t-1)是否在例如0.00℃与0.02℃的温度范围内,来进行该上升率的判定。
在本形态中,当温度上升率进入预定范围内后,在预定时间tb后(例如1秒后)(S404),通过判定重新输入的实测值T(t)与前次输入的实测值T(t-1)的差T(t)-T(t-1)是否再次进入预定温度范围内(例如0.00℃与0.02℃),确认上升率中没有大的变化,转移至下一步骤(S405)。这是通过排除不由正常的温度上升而由于某种原因使上升率的变化进入预定范围内的情况,来确认温度上升率切实地向稳定方向移动。假如当差T(t)-T(t-1)未再次进入预定温度范围内时,判断出前次的S403中的温度上升的判定有误,返回S403,重复判定直到再次进入预定范围内(S405)。
在S405的步骤中,当温度差进入预定范围内时,在预测运算用数据保存部2a中保存此时的时间t1与实测值T1,确定第一数据点[t1,T1](S406)。
计时部2d监视时间的经过,当从时间t1经过预定时间tc时,向预测运算用数据保存部2a通知时间t2(S407)。预测运算用数据保存部2a保存时间t2和此时的实测值T2,确定第二数据点[t2,T2](S408)。确定第二数据点[t2,T2]的预定时间tc可以是例如10秒。图15(a)表示两个数据点[t1,T1]、[t2,T2]。
参数确定部2b1使用第一数据点[t1,T1]和第二数据点[t2,T2],计算预测函数Tu的参数a以及参数b。在此,预测函数Tu:
预测函数Tu=c·(C-t)+a·t^b...(8),
其中,
Tu:热平衡预测温度
t:测定开始后的测定时间
a、b、c:参数
C:时间常数
^:幂运算。
通过具备以a·t^b表示的、随时间t而增加率减小的项;以及以c·(C-t)表示的、随时间t而从“c·C”(时间t=0)的值到“0”(时间t=C)直线减小的、相当于修正项的项,来表示预测函数Tu。
通过使参数c为零来得到此时的参数a和参数b的计算,确定参数b并且临时确定参数a’。后面再次求得临时确定的参数a’,确定参数a。
当在上述预测函数中代入第一数据点[t1,T1]和第二数据点[t2,T2]时,将参数a’临时确定为
lna’=(lnT2·lnt1-lnT1·lnt2)/(lnt1-lnt2)...(9)。
在此,以参数a’表示临时确定的参数a。
另外,通过b=ln(T1/T2)/(lnt1/t2)...(10)
来确定参数b(S409)。
接着,参数确定部2b1参照参数确定部2b1中存储的、表示参数b和作为第一数据点的实测值T1与参数c的关系的表,根据参数b和作为第一数据点的实测值T1读出参数c并确定。图15(b)表示确定了参数c的状态。
图16表示表的一例。在图示的表中,关于多个参数c,显示参数b(在纵轴上显示)和T1(在横轴上显示)相对于参数c值的关系。此外,在此以0.0004的间隔来表示参数c。例如,当与参数b和T1的关系为处于连接参数b为0.020和T1为36℃的直线上时,参数c为-0.0004。
此外,在图16中,当参数b与T1的组合不在图示的参数c的直线上,而在直线之间时,可以通过内插来求得相邻的参数c的值。
例如,在参数b为0.002、T1为35.5℃时,在图16中不显示对应于参数c的直线。此时,在通过内插来求得参数c的情况下,例如,相对于使参数b为0.002的横轴,求得参数c为-0.0008的温度T1(c=-0.0008)和参数c为-0.0004的温度T1(c=-0.0004),根据这两个温度的内插比,通过内插参数c=-0.0008和参数c=-0.0004来求得参数c。
参数b和T1的组合不在图示的参数c的直线上时的求取参数c的方法,不限于上述基于内插的方法,也可以通过由参数c划分的区域来确定。
例如,在参数b为0.002、T1为35.5℃的情况下,相对于使参数b为0.002的横轴,在确认35.5℃位于参数c为-0.0008的温度和参数c为-0.0004的温度的区域中时,作为参数c采用某一方的值。在采用较小的值时采用-0.0008,在采用较大的值时采用-0.0004。这样,在通过区域确定参数c的方法中,与所述的内插方法相比较,精度下降,但由于不需要根据内插比来计算参数c,因此可以简化计算。
接下来,由于参数a是临时确定的参数a’,因此,通过将第二数据点[t2,T2]代入所述式(8)所表示的预测函数Tu,再次确定参数a(S411)。
由此,确定以下式(8)表示的预测函数Tu。在图15(b)中,以实线表示预测函数Tu。
Tu=c·(C-t)+a·t^b...(11)
可以通过在式(11)的预测函数中使t=C来计算热平衡预测温度(S412)。在显示部3b中显示计算出的热平衡预测温度Tu(S413)。
根据该形态,通过反映温度上升特性的参数b以及作为第一数据的实测值T1来确定参数c,由此可以确定对应于各种温度上升的适当的参数c。
Claims (12)
1.一种电子体温计,其特征在于,
具有:检测被测定部位温度的温度检测单元;以及
根据检测出的温度计算平衡温度的预测单元,
所述预测单元具有:参数确定部,其确定具有3个参数的、求得平衡预测温度的预测函数Tu=c·(C-t)+a·t^b(Tu:热平衡预测温度,t:测定开始后的测定时间,a、b、c:参数,C:时间常数,^:幂运算)的参数;以及
热平衡预测温度计算单元,其根据由所述参数确定部确定的参数,计算热平衡时间时的平衡温度。
2.根据权利要求1所述的电子体温计,其特征在于,
所述参数确定部,是根据三个检测温度和该检测温度的测定时间来确定参数a、参数b以及参数c的单元,
使所述参数c为零,使用第一以及第二这两个检测温度以及该检测温度的测定时间来确定参数b,并且临时确定参数a;
在使用了所述求得的参数a以及参数b、并且使参数c为零的预测函数中,代入第三检测温度的测定时间,来计算热平衡预测温度;
使用所述计算出的热平衡预测温度与所述第三检测温度的差,确定参数c;
将所述参数b、参数c以及第三检测温度和第三检测温度的测定时间代入所述预测函数,再次确定参数a。
3.根据权利要求1所述的电子体温计,其特征在于,
所述参数确定部,根据将三个检测温度和该检测温度的测定时间代入所述预测函数而得到的三个联立方程式,来确定参数a、参数b以及参数c。
4.根据权利要求2或3所述的电子体温计,其特征在于,
所述预测单元具备温度梯度计算部,其根据由所述温度检测单元检测出的温度来计算温度梯度,
所述温度梯度计算部,将检测温度的温度梯度进入预定范围内的时刻的检测温度以及该检测温度的测定时间,作为所述三个检测温度和该检测温度的测定时间内的最初的第一点。
5.根据权利要求4所述的电子体温计,其特征在于,
所述预测单元具备计时部,
所述计时部,从所述第一点的温度检测起进行计时,将从第一点的测定时间分别经过预定时间后的时间,作为第二点以及第三点的测定时间。
6.根据权利要求1所述的电子体温计,其特征在于,
所述参数确定部,是根据两个检测温度和该检测温度的测定时间来确定参数a、参数b以及参数c的单元,
使所述参数c为零,使用第一以及第二这两个检测温度以及该检测温度的测定时间,来确定参数b,并且临时确定参数a;
根据所述参数b和所述第一检测温度与参数c的关系,确定参数c;
将所述参数b、参数c以及第二检测温度和第二检测温度的测定时间代入所述预测函数,再次确定参数a。
7.根据权利要求6所述的电子体温计,其特征在于,
所述预测单元具备温度梯度计算部,根据由所述温度检测单元检测出的温度来计算温度梯度,
所述温度梯度计算部,将检测温度的温度梯度进入预定范围内的时刻的检测温度以及该检测温度的测定时间,作为所述两个检测温度和该检测温度的测定时间内的最初的第一点。
8.根据权利要求7所述的电子体温计,其特征在于,
所述预测单元具备计时部,
所述计时部,从所述第一点的温度检测起进行计时,将从第一点的测定时间起经过预定时间后的时间作为第二点的测定时间。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的电子体温计,其特征在于,
所述热平衡预测温度计算单元,将热平衡预测时间代入由所述参数a、参数b以及参数c确定的预测函数的测定时间t,计算热平衡预测温度。
10.根据权利要求2、4、5中任意一项所述的电子体温计,其特征在于,
所述热平衡预测温度计算单元,将热平衡预测时间代入由所述参数b和临时确定的参数a所确定的预测函数的测定时间t,计算热平衡预测温度。
11.根据权利要求2、4、5中任意一项所述的电子体温计,其特征在于,
所述热平衡预测温度计算单元,将热平衡预测时间代入使用所述参数b和临时确定的参数a的预测函数的测定时间t,计算第一次的热平衡预测温度,
将热平衡预测时间代入由所述参数a、参数b以及参数c确定的预测函数的测定时间t,计算第二次的热平衡预测温度。
12.根据权利要求1至8中任意一项所述的电子体温计,其特征在于,
所述时间常数C是热平衡预测时间。
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