JP2001120555A - 火傷判定装置 - Google Patents
火傷判定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 暴露された条件に応じて火傷の判定を的確に
行うことができる火傷判定装置を提供する。 【解決手段】人体皮膚の熱的特性を擬似した熱的特性を
有する皮膚代替材料からなる代替皮膚１２の表面に温度
検出器である熱電対１４を固定配置して代替皮膚１２表
面温度を検出し、検出した表面温度に基づいてコンピュ
ータ１６により火傷度数を演算し、火傷の判定を行う。
行うことができる火傷判定装置を提供する。 【解決手段】人体皮膚の熱的特性を擬似した熱的特性を
有する皮膚代替材料からなる代替皮膚１２の表面に温度
検出器である熱電対１４を固定配置して代替皮膚１２表
面温度を検出し、検出した表面温度に基づいてコンピュ
ータ１６により火傷度数を演算し、火傷の判定を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は火傷判定装置に関
し、詳しくは、熱風暴露時に発生する皮膚火傷の度数を
代替皮膚を用いて判定する火傷判定装置に関する。
し、詳しくは、熱風暴露時に発生する皮膚火傷の度数を
代替皮膚を用いて判定する火傷判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】火傷は熱などによる皮膚組織の外傷であ
る。しかしながら、人体皮膚は表皮、表皮に覆われた真
皮、及び真皮の下に存在する皮下組織から構成されてお
り、外部から見ただけでは火傷の程度を的確に判断する
ことはできず、深部の損傷が激しいほど症状は深刻であ
る。このため火傷の程度は一般に火傷の面積だけでなく
その深度と各皮膚組織の損傷度合いとにより決定されて
いる。
る。しかしながら、人体皮膚は表皮、表皮に覆われた真
皮、及び真皮の下に存在する皮下組織から構成されてお
り、外部から見ただけでは火傷の程度を的確に判断する
ことはできず、深部の損傷が激しいほど症状は深刻であ
る。このため火傷の程度は一般に火傷の面積だけでなく
その深度と各皮膚組織の損傷度合いとにより決定されて
いる。
【０００３】例えば、衝突など一定以上の衝撃が発生す
ると、その衝撃をセンサが感知してガス発生装置に点火
し、窒素などのガスを短時間に発生させてエアバックを
膨らませ乗員を保護するエアバック装置では、ガス発生
装置から短時間に高温の熱風が噴出するが、このような
熱風が人体皮膚に直接吹き付けられた場合、表皮の損傷
に比べて内部の皮膚組織の損傷が少ないこともある。
ると、その衝撃をセンサが感知してガス発生装置に点火
し、窒素などのガスを短時間に発生させてエアバックを
膨らませ乗員を保護するエアバック装置では、ガス発生
装置から短時間に高温の熱風が噴出するが、このような
熱風が人体皮膚に直接吹き付けられた場合、表皮の損傷
に比べて内部の皮膚組織の損傷が少ないこともある。
【０００４】Reed等は、Laboratory Investigations an
d Mathematical Modeling of Airbag-Induced Skin Bur
ns.SAE 942217(1994).に記載されているように、エアバ
ック装置から噴出する熱風に暴露された場合の皮膚火傷
のモデル化を行っている。このモデルでは、暴露時間ｔ
での表皮深さの位置での皮膚温度Ｔ（ｔ）を下記式
（１）から求め、暴露時間ｔと表皮深さの位置での皮膚
温度Ｔ（ｔ）とから火傷判定を行っている。
d Mathematical Modeling of Airbag-Induced Skin Bur
ns.SAE 942217(1994).に記載されているように、エアバ
ック装置から噴出する熱風に暴露された場合の皮膚火傷
のモデル化を行っている。このモデルでは、暴露時間ｔ
での表皮深さの位置での皮膚温度Ｔ（ｔ）を下記式
（１）から求め、暴露時間ｔと表皮深さの位置での皮膚
温度Ｔ（ｔ）とから火傷判定を行っている。
【０００５】
【数１】
【０００６】（１）式において、ｘは皮膚深さ（表皮厚
さ）、Ｔiは初期皮膚表面温度、Ｔxはガス温度、ｈは皮
膚の熱伝達係数、αは皮膚の温度伝導率、ｋは皮膚の熱
伝導率を表す。なお、皮膚の熱伝達係数ｈは下記式
（２）で表される。
さ）、Ｔiは初期皮膚表面温度、Ｔxはガス温度、ｈは皮
膚の熱伝達係数、αは皮膚の温度伝導率、ｋは皮膚の熱
伝導率を表す。なお、皮膚の熱伝達係数ｈは下記式
（２）で表される。
【０００７】
【数２】
【０００８】（２）式において、ｕはガス流量、ｋ0は
ガスの熱伝導率、Ｄはガス吹き出し口の直径、ＰｒはPr
andtl数、Ｖfはガスの粘性である。
ガスの熱伝導率、Ｄはガス吹き出し口の直径、ＰｒはPr
andtl数、Ｖfはガスの粘性である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Reed等
が火傷判定に用いている（１）式は、Moritz等の“Stud
ies of Thermal Injury II. The Relative Importance
of Time and Surface Temperature in The Causation o
f Cutaneous Burns,”Am.J.Pathol.23:695-720(1947)に
記載された実験データに基づいて導出されたものであ
り、その実験データは暴露時間が１秒から８時間程度ま
での比較的緩やかな暴露条件下で得られたものである。
従って、Reed等の方法では、エアバックから噴出する熱
風に数ｍｓから数十ｍｓ程度の短時間暴露された場合の
火傷の程度を的確に推定することができない。
が火傷判定に用いている（１）式は、Moritz等の“Stud
ies of Thermal Injury II. The Relative Importance
of Time and Surface Temperature in The Causation o
f Cutaneous Burns,”Am.J.Pathol.23:695-720(1947)に
記載された実験データに基づいて導出されたものであ
り、その実験データは暴露時間が１秒から８時間程度ま
での比較的緩やかな暴露条件下で得られたものである。
従って、Reed等の方法では、エアバックから噴出する熱
風に数ｍｓから数十ｍｓ程度の短時間暴露された場合の
火傷の程度を的確に推定することができない。
【００１０】また、Reed等の方法により火傷判定を行う
場合には、ガス温度、ガス流量、ガスの熱伝導率、ガス
吹き出し口の直径、Prandtl数、及びガスの粘性という
ように熱風に関する種々の情報（パラメータ）が必要で
あるが、熱風火傷に係るガスには微粒子等の固体成分が
含まれる場合があるほか、気化していたガス成分が皮膚
表面で液化する場合もあり、ガスの種類や組成により変
化する複雑な暴露条件を想定して種々のパラメータを求
め火傷判定を行うことは容易ではない。
場合には、ガス温度、ガス流量、ガスの熱伝導率、ガス
吹き出し口の直径、Prandtl数、及びガスの粘性という
ように熱風に関する種々の情報（パラメータ）が必要で
あるが、熱風火傷に係るガスには微粒子等の固体成分が
含まれる場合があるほか、気化していたガス成分が皮膚
表面で液化する場合もあり、ガスの種類や組成により変
化する複雑な暴露条件を想定して種々のパラメータを求
め火傷判定を行うことは容易ではない。
【００１１】従って、本発明の目的は、暴露された条件
に応じて火傷の判定を的確に行うことができる火傷判定
装置を提供することにある。
に応じて火傷の判定を的確に行うことができる火傷判定
装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の火傷判定装置は、人体皮膚の熱的
特性を擬似した熱的特性を有する皮膚代替材料からなる
代替皮膚と、該代替皮膚の表面温度を検出する温度検出
器と、検出した代替皮膚の表面温度に基づいて火傷度数
の演算を行う火傷演算器と、を備えたことを特徴とす
る。
に、請求項１に記載の火傷判定装置は、人体皮膚の熱的
特性を擬似した熱的特性を有する皮膚代替材料からなる
代替皮膚と、該代替皮膚の表面温度を検出する温度検出
器と、検出した代替皮膚の表面温度に基づいて火傷度数
の演算を行う火傷演算器と、を備えたことを特徴とす
る。
【００１３】請求項１の発明では、温度検出器が人体皮
膚の熱的特性を擬似した熱的特性を有する皮膚代替材料
からなる代替皮膚の表面温度を検出し、火傷演算器が検
出した表面温度に基づいて火傷度数の演算を行う。
膚の熱的特性を擬似した熱的特性を有する皮膚代替材料
からなる代替皮膚の表面温度を検出し、火傷演算器が検
出した表面温度に基づいて火傷度数の演算を行う。
【００１４】以上の通り請求項１の発明では、代替皮膚
を用いているので、火傷の判定の都度、ボランティア試
験や動物実験を行う必要が無い。また、代替皮膚には人
体皮膚の熱的特性を擬似した熱的特性を有する皮膚代替
材料を用いているので、代替皮膚の表面では人体皮膚表
面と同様の熱現象を発生させることができ、この代替皮
膚の表面温度を温度検出器により直接検出することによ
り、ガスに微粒子等の固体成分が含まれる場合や気化し
ていたガス成分が皮膚表面で液化する場合などを含め、
ガスの種類や組成に依らず火傷の判定を行うことができ
る。また、火傷演算器が検出した代替皮膚の表面温度に
基づいて火傷度数を演算するので、熱風に短時間暴露さ
れた場合等、暴露条件に応じた火傷の判定を行うことが
できる。
を用いているので、火傷の判定の都度、ボランティア試
験や動物実験を行う必要が無い。また、代替皮膚には人
体皮膚の熱的特性を擬似した熱的特性を有する皮膚代替
材料を用いているので、代替皮膚の表面では人体皮膚表
面と同様の熱現象を発生させることができ、この代替皮
膚の表面温度を温度検出器により直接検出することによ
り、ガスに微粒子等の固体成分が含まれる場合や気化し
ていたガス成分が皮膚表面で液化する場合などを含め、
ガスの種類や組成に依らず火傷の判定を行うことができ
る。また、火傷演算器が検出した代替皮膚の表面温度に
基づいて火傷度数を演算するので、熱風に短時間暴露さ
れた場合等、暴露条件に応じた火傷の判定を行うことが
できる。
【００１５】なお、請求項１に記載の火傷判定装置にお
いて、温度検出器は前記代替皮膚の表面に固定配置され
ていることが好ましい。
いて、温度検出器は前記代替皮膚の表面に固定配置され
ていることが好ましい。
【００１６】請求項２に記載の火傷判定装置は、人体真
皮の熱的特性を擬似した熱的特性を有する皮膚代替材料
からなる真皮層上に、人体表皮の熱的特性を擬似した熱
的特性を有する皮膚代替材料からなる表皮層を積層した
代替皮膚と、該代替皮膚の真皮層の表面温度を検出する
温度検出器と、検出した真皮層の表面温度に基づいて火
傷度数の演算を行う火傷演算器と、を備えたことを特徴
とする。
皮の熱的特性を擬似した熱的特性を有する皮膚代替材料
からなる真皮層上に、人体表皮の熱的特性を擬似した熱
的特性を有する皮膚代替材料からなる表皮層を積層した
代替皮膚と、該代替皮膚の真皮層の表面温度を検出する
温度検出器と、検出した真皮層の表面温度に基づいて火
傷度数の演算を行う火傷演算器と、を備えたことを特徴
とする。
【００１７】請求項２の発明では、代替皮膚として、人
体真皮の熱的特性を擬似した熱的特性を有する皮膚代替
材料からなる真皮層上に人体表皮の熱的特性を擬似した
熱的特性を有する皮膚代替材料からなる表皮層を積層し
た２層構成の代替皮膚を用い、温度検出器が代替皮膚の
真皮層の表面温度を検出し、火傷演算器が検出した真皮
層の表面温度に基づいて火傷度数の演算を行う。
体真皮の熱的特性を擬似した熱的特性を有する皮膚代替
材料からなる真皮層上に人体表皮の熱的特性を擬似した
熱的特性を有する皮膚代替材料からなる表皮層を積層し
た２層構成の代替皮膚を用い、温度検出器が代替皮膚の
真皮層の表面温度を検出し、火傷演算器が検出した真皮
層の表面温度に基づいて火傷度数の演算を行う。
【００１８】以上の通り請求項２の発明では、代替皮膚
を用いているので、火傷の判定の都度、ボランティア試
験や動物実験を行う必要が無い。また、代替皮膚として
人体真皮の熱的特性を擬似した熱的特性を有する皮膚代
替材料からなる真皮層上に人体表皮の熱的特性を擬似し
た熱的特性を有する皮膚代替材料からなる表皮層を積層
した２層構成の人体皮膚により近似した代替皮膚を用い
ているので、代替皮膚の真皮層表面では人体真皮の表面
と同様の熱現象を発生させることができ、この代替皮膚
の真皮層の表面温度を温度検出器により直接検出するこ
とにより、ガスの種類や組成に依らず、深度をも考慮し
た火傷の判定を行うことができる。また、火傷演算器が
検出した真皮層の表面温度に基づいて火傷度数を演算す
るので、熱風に短時間暴露された場合等、暴露条件に応
じた火傷の判定を的確に行うことができる。
を用いているので、火傷の判定の都度、ボランティア試
験や動物実験を行う必要が無い。また、代替皮膚として
人体真皮の熱的特性を擬似した熱的特性を有する皮膚代
替材料からなる真皮層上に人体表皮の熱的特性を擬似し
た熱的特性を有する皮膚代替材料からなる表皮層を積層
した２層構成の人体皮膚により近似した代替皮膚を用い
ているので、代替皮膚の真皮層表面では人体真皮の表面
と同様の熱現象を発生させることができ、この代替皮膚
の真皮層の表面温度を温度検出器により直接検出するこ
とにより、ガスの種類や組成に依らず、深度をも考慮し
た火傷の判定を行うことができる。また、火傷演算器が
検出した真皮層の表面温度に基づいて火傷度数を演算す
るので、熱風に短時間暴露された場合等、暴露条件に応
じた火傷の判定を的確に行うことができる。
【００１９】なお、請求項２に記載の火傷判定装置にお
いて、前記温度検出器は前記代替皮膚の真皮層表面に固
定配置されていることが好ましい。
いて、前記温度検出器は前記代替皮膚の真皮層表面に固
定配置されていることが好ましい。
【００２０】請求項３に記載の火傷判定装置は、請求項
１または２記載の発明において、前記皮膚代替材料は、
熱伝導率が０．１７〜１．５８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、
かつ温度伝導率が０．３９×１０-7〜３．８９×１０-7
ｍ2／ｓであることを特徴とする。
１または２記載の発明において、前記皮膚代替材料は、
熱伝導率が０．１７〜１．５８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、
かつ温度伝導率が０．３９×１０-7〜３．８９×１０-7
ｍ2／ｓであることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
火傷判定装置の実施の形態について詳細に説明する。 （第１の実施の形態）第１の実施の形態の火傷判定装置
１０は、図１に示すように、代替皮膚１２と、代替皮膚
１２の表面温度を検出する温度検出器としての熱電対１
４と、検出した表面温度に基づいて火傷度数の演算を行
う火傷演算器としてのコンピュータ１６と、コンピュー
タ１６に接続されたモニター１８とを備えている。
火傷判定装置の実施の形態について詳細に説明する。 （第１の実施の形態）第１の実施の形態の火傷判定装置
１０は、図１に示すように、代替皮膚１２と、代替皮膚
１２の表面温度を検出する温度検出器としての熱電対１
４と、検出した表面温度に基づいて火傷度数の演算を行
う火傷演算器としてのコンピュータ１６と、コンピュー
タ１６に接続されたモニター１８とを備えている。
【００２２】代替皮膚１２は、人体皮膚の熱的特性を擬
似した熱的特性を有する皮膚代替材料から構成されてお
り、熱風発生器（図示せず）により発生した熱風が矢印
で示すように垂直方向から吹き付けられるように配置さ
れている。なお、代替皮膚１２は、熱風が吹き付けられ
る側が表側であり、熱風が吹き付けられる側とは反対側
が裏側である。
似した熱的特性を有する皮膚代替材料から構成されてお
り、熱風発生器（図示せず）により発生した熱風が矢印
で示すように垂直方向から吹き付けられるように配置さ
れている。なお、代替皮膚１２は、熱風が吹き付けられ
る側が表側であり、熱風が吹き付けられる側とは反対側
が裏側である。
【００２３】人体皮膚は、熱伝導率が０．１７〜１．５
８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、かつ温度伝導率が０．３９×
１０-7〜３．８９×１０-7ｍ2／ｓである熱的特性の皮
膚代替材料から構成されるのが好ましく、このような熱
的特性を有する皮膚代替材料の中でもベークライトまた
はエボナイトが特に好ましい。
８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、かつ温度伝導率が０．３９×
１０-7〜３．８９×１０-7ｍ2／ｓである熱的特性の皮
膚代替材料から構成されるのが好ましく、このような熱
的特性を有する皮膚代替材料の中でもベークライトまた
はエボナイトが特に好ましい。
【００２４】熱電対１４は、増幅回路２０及びアナログ
／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）２２を介してコンピ
ュータ１６に接続されている。熱電対１４は、例えば直
径が７０μｍのクロメルアロメル熱電対で構成され、代
替皮膚１２を裏側から表側に貫通している。熱電対１４
の先端部分は、熱風が吹き付けられる代替皮膚１２の表
面温度を検出するために、代替皮膚１２の表面で折り曲
げられて、代替皮膚１２に接触するように固定されてい
る。熱電対１４で検出した表面温度を表す温度信号Ｔｓ
は、増幅回路２０で増幅され、Ａ／Ｄ変換器２２でデジ
タル信号に変換されてコンピュータ１６に出力される。
／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）２２を介してコンピ
ュータ１６に接続されている。熱電対１４は、例えば直
径が７０μｍのクロメルアロメル熱電対で構成され、代
替皮膚１２を裏側から表側に貫通している。熱電対１４
の先端部分は、熱風が吹き付けられる代替皮膚１２の表
面温度を検出するために、代替皮膚１２の表面で折り曲
げられて、代替皮膚１２に接触するように固定されてい
る。熱電対１４で検出した表面温度を表す温度信号Ｔｓ
は、増幅回路２０で増幅され、Ａ／Ｄ変換器２２でデジ
タル信号に変換されてコンピュータ１６に出力される。
【００２５】コンピュータ１６は、ＣＰＵ２４、ＲＡＭ
２６、及びＲＯＭ２８を含んで構成されており、ＣＰＵ
２４は、ＲＯＭ２８に記憶された以下に説明するルーチ
ンのプログラムに基づき処理を行う。
２６、及びＲＯＭ２８を含んで構成されており、ＣＰＵ
２４は、ＲＯＭ２８に記憶された以下に説明するルーチ
ンのプログラムに基づき処理を行う。
【００２６】コンピュータ１６で実行されるルーチン
を、図２を参照して説明する。
を、図２を参照して説明する。
【００２７】ステップ１００において温度検出器である
熱電対１４からの温度信号Ｔｓを取り込み、ステップ１
０２で予めＲＯＭに記憶しておいた短時間熱風暴露時の
皮膚表面温度Ｔと火傷度数Ｄとの関係を表す図３に示す
マップ（または一般式）を用いて、検出した表面温度Ｔ
ｓに対応する火傷度数Ｄｓを補間演算する。なお、図３
に示すマップは生体材料を用いた実験により予め得られ
たものである。次に、ステップ１０４で演算した火傷度
数Ｄｓをモニター１７に表示し、ステップ１０６で火傷
の判定を終了するか否かを判断する。判定を終了しない
場合は、次の温度信号Ｔｓを取り込み火傷度数Ｄｓの演
算を繰り返す。
熱電対１４からの温度信号Ｔｓを取り込み、ステップ１
０２で予めＲＯＭに記憶しておいた短時間熱風暴露時の
皮膚表面温度Ｔと火傷度数Ｄとの関係を表す図３に示す
マップ（または一般式）を用いて、検出した表面温度Ｔ
ｓに対応する火傷度数Ｄｓを補間演算する。なお、図３
に示すマップは生体材料を用いた実験により予め得られ
たものである。次に、ステップ１０４で演算した火傷度
数Ｄｓをモニター１７に表示し、ステップ１０６で火傷
の判定を終了するか否かを判断する。判定を終了しない
場合は、次の温度信号Ｔｓを取り込み火傷度数Ｄｓの演
算を繰り返す。
【００２８】第１の実施の形態では、代替皮膚１２を用
いているので、火傷の判定の都度、ボランティア試験や
動物実験を行う必要が無い。
いているので、火傷の判定の都度、ボランティア試験や
動物実験を行う必要が無い。
【００２９】また、代替皮膚１２に人体皮膚の熱的特性
を擬似した熱的特性を有する皮膚代替材料を用いている
ので、代替皮膚１２の表面では人体皮膚表面と同様の熱
現象が発生し、代替皮膚１２の表面温度を温度検出器１
４により直接検出することにより、ガスに微粒子等の固
体成分が含まれる場合や気化していたガス成分が皮膚表
面で液化する場合などを含め、ガスの種類や組成に依ら
ず火傷の判定を行うことができる。
を擬似した熱的特性を有する皮膚代替材料を用いている
ので、代替皮膚１２の表面では人体皮膚表面と同様の熱
現象が発生し、代替皮膚１２の表面温度を温度検出器１
４により直接検出することにより、ガスに微粒子等の固
体成分が含まれる場合や気化していたガス成分が皮膚表
面で液化する場合などを含め、ガスの種類や組成に依ら
ず火傷の判定を行うことができる。
【００３０】また、直接検出した代替皮膚１２の表面温
度に基づいて火傷度数を演算するので、熱風に短時間暴
露された場合等、暴露条件に応じた火傷の判定を行うこ
とができる。
度に基づいて火傷度数を演算するので、熱風に短時間暴
露された場合等、暴露条件に応じた火傷の判定を行うこ
とができる。
【００３１】また、生体材料を用いた実験により得られ
た短時間熱風暴露時の皮膚表面温度と火傷度数との関係
を表すマップを用いて火傷度数を演算するので、熱風に
短時間暴露された場合の火傷の判定を的確に行うことが
できる。
た短時間熱風暴露時の皮膚表面温度と火傷度数との関係
を表すマップを用いて火傷度数を演算するので、熱風に
短時間暴露された場合の火傷の判定を的確に行うことが
できる。
【００３２】第１の実施の形態では、熱電対１４の先端
部分を代替皮膚１２の表面で折り曲げて、先端部分が代
替皮膚１２に接触するように固定したが、図４に示すよ
うに、熱電対１４を代替皮膚１２の内部に挿入し、その
先端のみが代替皮膚１２の表面に露出するように固定し
てもよい。熱電対は代替皮膚内部に埋め込まれており、
熱風に暴露されるのは先端のみであるため、熱電対が破
損しにくく、代替皮膚の洗浄も容易に行える。 （第２の実施の形態）図５に示すように、第２の実施の
形態の火傷判定装置は、人体真皮の熱的特性を擬似した
熱的特性を有する皮膚代替材料からなる真皮層３０上に
人体表皮の熱的特性を擬似した熱的特性を有する皮膚代
替材料からなる表皮層３２を積層して接着した代替皮膚
１２Ａを用い、真皮層３０の表面温度（皮膚表皮深さで
の温度）を検出できるように、熱電対１４の先端部分を
真皮層３０の表面で折り曲げて、真皮層３０に接触する
ように固定した以外は、第１の実施の形態と同様の構成
であるため、同様の構成部分については説明を省略す
る。
部分を代替皮膚１２の表面で折り曲げて、先端部分が代
替皮膚１２に接触するように固定したが、図４に示すよ
うに、熱電対１４を代替皮膚１２の内部に挿入し、その
先端のみが代替皮膚１２の表面に露出するように固定し
てもよい。熱電対は代替皮膚内部に埋め込まれており、
熱風に暴露されるのは先端のみであるため、熱電対が破
損しにくく、代替皮膚の洗浄も容易に行える。 （第２の実施の形態）図５に示すように、第２の実施の
形態の火傷判定装置は、人体真皮の熱的特性を擬似した
熱的特性を有する皮膚代替材料からなる真皮層３０上に
人体表皮の熱的特性を擬似した熱的特性を有する皮膚代
替材料からなる表皮層３２を積層して接着した代替皮膚
１２Ａを用い、真皮層３０の表面温度（皮膚表皮深さで
の温度）を検出できるように、熱電対１４の先端部分を
真皮層３０の表面で折り曲げて、真皮層３０に接触する
ように固定した以外は、第１の実施の形態と同様の構成
であるため、同様の構成部分については説明を省略す
る。
【００３３】真皮層３０及び表皮層３２に使用する皮膚
代替材料は、熱伝導率が０．１７〜１．５８Ｗ／（ｍ・
Ｋ）であり、かつ温度伝導率が０．３９×１０-7〜３．
８９×１０-7ｍ2／ｓであることが好ましく、このよう
な特性を有する皮膚代替材料の中でもベークライトまた
はエボナイトが特に好ましい。表皮層、真皮層には、同
じ材料を使用してもよく、異なる材料を使用してもよ
い。実際の皮膚では真皮層の方が熱伝導率が高いため、
表皮層にエボナイト、真皮層にエボナイトより熱伝導率
が高いベークライトを使用することが好ましい。これに
より代替皮膚の熱特性を実際の皮膚の熱特性により近づ
けることができる。
代替材料は、熱伝導率が０．１７〜１．５８Ｗ／（ｍ・
Ｋ）であり、かつ温度伝導率が０．３９×１０-7〜３．
８９×１０-7ｍ2／ｓであることが好ましく、このよう
な特性を有する皮膚代替材料の中でもベークライトまた
はエボナイトが特に好ましい。表皮層、真皮層には、同
じ材料を使用してもよく、異なる材料を使用してもよ
い。実際の皮膚では真皮層の方が熱伝導率が高いため、
表皮層にエボナイト、真皮層にエボナイトより熱伝導率
が高いベークライトを使用することが好ましい。これに
より代替皮膚の熱特性を実際の皮膚の熱特性により近づ
けることができる。
【００３４】表皮層３２の厚さは、手、腕、腹部等火傷
を負う部位に応じて４０〜１３００μｍの範囲で適宜選
択することができる。例えば、エアバックによる腕の火
傷の場合は表皮層３２の厚さを７０〜１００μｍの範囲
とする。
を負う部位に応じて４０〜１３００μｍの範囲で適宜選
択することができる。例えば、エアバックによる腕の火
傷の場合は表皮層３２の厚さを７０〜１００μｍの範囲
とする。
【００３５】コンピュータ１６は、検出した表面温度に
基づいて、図２に示す第１の実施の形態と同様のルーチ
ンに従い火傷を判定するが、ステップ１０２では、予め
ＲＯＭに記憶しておいた短時間熱風暴露時の真皮層表面
温度Ｔｒと火傷度数Ｄｒとの関係を表す図６に示すマッ
プ（または一般式）を用いて、検出した表面温度Ｔｒｓ
に対応する火傷度数Ｄｒｓを補間演算する。なお、図６
に示すマップは生体材料を用いた実験により予め得られ
たものである。
基づいて、図２に示す第１の実施の形態と同様のルーチ
ンに従い火傷を判定するが、ステップ１０２では、予め
ＲＯＭに記憶しておいた短時間熱風暴露時の真皮層表面
温度Ｔｒと火傷度数Ｄｒとの関係を表す図６に示すマッ
プ（または一般式）を用いて、検出した表面温度Ｔｒｓ
に対応する火傷度数Ｄｒｓを補間演算する。なお、図６
に示すマップは生体材料を用いた実験により予め得られ
たものである。
【００３６】第２の実施の形態では、代替皮膚１２Ａを
用いているので、火傷の判定の都度、ボランティア試験
や動物実験を行う必要が無い。
用いているので、火傷の判定の都度、ボランティア試験
や動物実験を行う必要が無い。
【００３７】また、代替皮膚１２として人体真皮の熱的
特性を擬似した熱的特性を有する皮膚代替材料からなる
真皮層３０上に人体表皮の熱的特性を擬似した熱的特性
を有する皮膚代替材料からなる表皮層３２を積層した２
層構成の人体皮膚により近似した代替皮膚１２Ａを用い
ているので、代替皮膚１２Ａの真皮層３０表面では人体
真皮の表面と同様の熱現象を発生させることができ、真
皮層３０の表面温度を熱電対１４により直接検出するこ
とにより、ガスの種類や組成に依らず、深度をも考慮し
た火傷の判定を行うことができる。
特性を擬似した熱的特性を有する皮膚代替材料からなる
真皮層３０上に人体表皮の熱的特性を擬似した熱的特性
を有する皮膚代替材料からなる表皮層３２を積層した２
層構成の人体皮膚により近似した代替皮膚１２Ａを用い
ているので、代替皮膚１２Ａの真皮層３０表面では人体
真皮の表面と同様の熱現象を発生させることができ、真
皮層３０の表面温度を熱電対１４により直接検出するこ
とにより、ガスの種類や組成に依らず、深度をも考慮し
た火傷の判定を行うことができる。
【００３８】また、検出した真皮層３０の表面温度に基
づいて火傷度数を演算するので、熱風に短時間暴露され
た場合等、暴露条件に応じた火傷の判定を的確に行うこ
とができる。
づいて火傷度数を演算するので、熱風に短時間暴露され
た場合等、暴露条件に応じた火傷の判定を的確に行うこ
とができる。
【００３９】また、生体材料を用いた実験により得られ
た短時間熱風暴露時の真皮層表面温度と火傷度数との関
係を表すマップを用いて火傷度数を演算するので、熱風
に短時間暴露された場合の火傷の判定を的確に行うこと
ができる。
た短時間熱風暴露時の真皮層表面温度と火傷度数との関
係を表すマップを用いて火傷度数を演算するので、熱風
に短時間暴露された場合の火傷の判定を的確に行うこと
ができる。
【００４０】さらに、熱電対１８の先端部分が代替皮膚
１２内部にあり、熱風に暴露されることがないので、熱
電対が破損しにくく、代替皮膚の洗浄も容易に行える。
１２内部にあり、熱風に暴露されることがないので、熱
電対が破損しにくく、代替皮膚の洗浄も容易に行える。
【００４１】上記第１及び第２の実施の形態では、熱電
対１４として直径が７０μｍのクロメルアロメル熱電対
を用いたが、白金ロジウム、銅コンスタンタン等の他の
材質の熱電対を用いることもできる。また、応答性を高
めるために熱電対の直径は７０μｍより小さい方が好ま
しい。
対１４として直径が７０μｍのクロメルアロメル熱電対
を用いたが、白金ロジウム、銅コンスタンタン等の他の
材質の熱電対を用いることもできる。また、応答性を高
めるために熱電対の直径は７０μｍより小さい方が好ま
しい。
【００４２】
【発明の効果】本発明の火傷判定装置は、ガスの種類や
組成に依らず、熱風に短時間暴露された場合等、暴露さ
れた条件に応じて火傷の判定を的確に行うことができる
という効果を奏する。
組成に依らず、熱風に短時間暴露された場合等、暴露さ
れた条件に応じて火傷の判定を的確に行うことができる
という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態の火傷判定装置の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】第１実施の形態の火傷判定ルーチンを示す流れ
図である。
図である。
【図３】短時間熱風暴露時の皮膚表面温度Ｔと火傷度数
Ｄとの関係を表すマップである。
Ｄとの関係を表すマップである。
【図４】熱電対の他の配置例を示すブロック図である。
【図５】第２実施の形態の火傷判定装置の代替皮膚と温
度検出器の部分を示すブロック図である。
度検出器の部分を示すブロック図である。
【図６】短時間熱風暴露時の真皮層表面温度Ｔｒと火傷
度数Ｄｒとの関係を表すマップである。
度数Ｄｒとの関係を表すマップである。
１０ 火傷判定装置 １２、１２Ａ 代替皮膚 １４ 熱電対 １６ コンピュータ １８ モニター ２０ 増幅回路 ２２ Ａ／Ｄ変換器 ３０ 真皮層 ３２ 表皮層
Claims (3)
- 【請求項１】 人体皮膚の熱的特性を擬似した熱的特性
を有する皮膚代替材料からなる代替皮膚と、 該代替皮膚の表面温度を検出する温度検出器と、 検出した表面温度に基づいて火傷度数の演算を行う火傷
演算器と、 を備えた火傷判定装置。 - 【請求項２】 人体真皮の熱的特性を擬似した熱的特性
を有する皮膚代替材料からなる真皮層上に、人体表皮の
熱的特性を擬似した熱的特性を有する皮膚代替材料から
なる表皮層を積層した代替皮膚と、 該代替皮膚の真皮層の表面温度を検出する温度検出器
と、 検出した表面温度に基づいて火傷度数の演算を行う火傷
演算器と、 を備えた火傷判定装置。 - 【請求項３】 前記皮膚代替材料は、熱伝導率が０．１
７〜１．５８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、かつ温度伝導率が
０．３９×１０-7〜３．８９×１０-7ｍ2／ｓである請
求項１または２記載の火傷判定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30825199A JP2001120555A (ja) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | 火傷判定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30825199A JP2001120555A (ja) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | 火傷判定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001120555A true JP2001120555A (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=17978769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30825199A Pending JP2001120555A (ja) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | 火傷判定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001120555A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100596703B1 (ko) * | 2004-09-03 | 2006-07-03 | 대구 손 | 표준 화상 창상 장치 |
| CN106940474A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-07-11 | 西安交通大学 | 一种线性超聚束赝热光源装置 |
-
1999
- 1999-10-29 JP JP30825199A patent/JP2001120555A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100596703B1 (ko) * | 2004-09-03 | 2006-07-03 | 대구 손 | 표준 화상 창상 장치 |
| CN106940474A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-07-11 | 西安交通大学 | 一种线性超聚束赝热光源装置 |
| CN106940474B (zh) * | 2017-03-31 | 2019-04-12 | 西安交通大学 | 一种线性超聚束赝热光源装置 |
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