JP2006102020A - 体温調節装置及び体温調節システム並びに体温調節方法 - Google Patents

Abstract

【課題】入眠を阻害することなく頭部などの人体の局部を冷却することで、良好な睡眠を得ることが目的とされる。
【解決手段】体温調節装置は、冷暖部１、温度センサ２及び入眠センサ３を有する。温度センサ２は、人体の局部である頭部の温度Ｔを検出する。入眠センサ３は、体動センサ３１及び判定部３２を有し、入眠時点を検出して制御部１１に与える。具体的には、体動センサ３１は、人体の体動を検出し、これを判定部３２に与える。判定部３２は、体動センサ３１で検出された体動に基づいて入眠時点ｔ０を求める。冷暖部１は、制御部１１及び温調部１２を備える。制御部１１は、温度センサ２で検出された人体の局部である頭部の温度Ｔに基づいて、頭部の温度Ｔよりも低い温度に調節された空気１００を、入眠時点から温調部１２に頭部へと与えさせる。これによって、入眠時点から頭部を冷却する。
【選択図】図１

Description

本発明は、体温調節装置及び体温調節システム並びに体温調節方法に関し、例えば安眠枕に適用できる。

氷枕で頭部を冷却することで、夏場のように高温多湿の環境下でも寝つきが良くなることが、経験的に知られている。

従って従来から、頭部を冷却する装置が多々提案されている。例えば、冷水などの熱媒体を循環可能な装置で頭部を冷却する技術が、特許文献１〜４に開示されている。

なお、本発明に関連する技術を以下に示す。センサで検出された体温に基づいて環境温度を制御する技術が、特許文献５，６に開示されている。センサで検出された入眠時点に基づいて環境温度を制御する技術が、特許文献７，８に開示されている。上半身及び下半身の温度を調節する温調器を備えた装置が、特許文献９に開示されている。入眠時に環境温度を低下させ、覚醒時に環境温度を上昇させる技術が、特許文献１０に開示されている。

実開平５−２１９３０号公報 実開平６−５２６４５号公報 特開平８−８４７４４号公報 特開２００３−１２６１３９号公報 第２８７６８８２号公報 第２９８７９８１号公報 特開平４−２７０８４３号公報 特許第２８１１９７７号公報 特開２００３−１２５９０８号公報 特開平９−３０３８４０号公報

しかしながら、氷枕を用いた場合、氷が溶けてしまうため、長時間の冷却を行えないという不都合や、過剰な冷却で睡眠を阻害する可能性があった。

従来から提案されている頭部を冷却する装置においても、過剰な冷却で睡眠を阻害する可能性があった。

また、上述した氷枕や頭部を冷却する装置では、入眠前から頭部の冷却が行われていたため、入眠前に感じる寒気によって入眠を阻害する可能性があった。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、入眠を阻害することなく頭部などの人体の局部を冷却することで、良好な睡眠を得ることが目的とされる。

この発明の請求項１にかかる体温調節装置は、人体の第１部分を局所的に冷暖する温調部（１２）と、制御部（１１）とを備え、前記制御部は、温度センサ（２）で検出される前記人体の局部である第２部分の温度（Ｔ）に基づいて、前記温調部に前記第１部分を冷暖させる。

この発明の請求項２にかかる体温調節装置は、請求項１記載の体温調節装置であって、前記第２部分は頭部である。

この発明の請求項３にかかる体温調節装置は、請求項２記載の体温調節装置であって、前記温調部（１２）が前記第１部分を冷却する際には、前記第２部分の温度（Ｔ）を３６℃から３５℃まで低下させる。

この発明の請求項４にかかる体温調節装置は、請求項２または請求項３記載の体温調節装置であって、前記温調部（１２）が前記第１部分を加熱する際には、前記第２部分の温度（Ｔ）を３５℃から３６℃まで上昇させる。

この発明の請求項５にかかる体温調節装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の体温調節装置であって、前記第１部分は頭部である。

この発明の請求項６にかかる体温調節装置は、請求項５記載の体温調節装置であって、前記温調部（１２）は、前記第１部分近傍の温度を０℃乃至３６℃の範囲とする。

この発明の請求項７にかかる体温調節装置は、請求項６記載の体温調節装置であって、前記温調部（１２）は、温調した空気を前記第１部分に送風しつつも、前記空気を２８．５℃から２６．５℃まで低下させる。

この発明の請求項８にかかる体温調節装置は、請求項６記載の体温調節装置であって、前記温調部（１２）は前記第１部分と接触し、その接触する部位は、１４℃乃至１８℃のいずれかの温度から、前記第１部分を冷却しつつ２℃低下する。

この発明の請求項９にかかる体温調節装置は、請求項６乃至請求項８のいずれか一つに記載の体温調節装置であって、前記温調部（１２）は、温調した空気を前記第１部分に送風しつつも、前記空気を２６．５℃から２８．５℃まで上昇させる。

この発明の請求項１０にかかる体温調節装置は、請求項６乃至請求項８のいずれか一つに記載の体温調節装置であって、前記温調部（１２）は前記第１部分と接触し、その接触する部分は、１２℃乃至１６℃のいずれかの温度から、前記第１部分を加熱しつつ２℃上昇させる。

この発明の請求項１１にかかる体温調節装置は、請求項１乃至請求項１０のいずれか一つに記載の体温調節装置であって、前記制御部（１１）は、入眠時点（ｔ０）から前記温調部（１２）に前記第１部分を冷却させる。

この発明の請求項１２にかかる体温調節装置は、請求項１乃至請求項１１のいずれか一つに記載の体温調節装置であって、前記制御部（１１）は、入眠時点（ｔ０）から所定期間（Δｔ１）経過後に前記温調部（１２）に前記第１部分を加熱させる。

この発明の請求項１３にかかる体温調節装置は、請求項１１または請求項１２記載の体温調節装置であって、前記入眠時点（ｔ０）を検出する入眠センサ（３）をさらに備える。

この発明の請求項１４にかかる体温調節装置は、請求項１３記載の体温調節装置であって、前記入眠センサ（３）は、前記人体の体動を検出する体動センサ（３１）と、前記体動に基づいて前記入眠時点を求める判定部（３２）とを有する。

この発明の請求項１５にかかる体温調節システムは、請求項１乃至請求項１４のいずれか一つに記載の体温調節装置（１）と、前記体温調節装置が備える前記温調部（１２）の冷却／加熱に応じて、少なくとも前記第１部分をそれぞれ冷却／加熱する空調機（４）と
を有する。

この発明の請求項１６にかかる体温調節システムは、請求項１５記載の体温調節システムであって、前記空調機（４）は、前記体温調節装置で前記第２部分の温度（Ｔ）を所定の閾値まで低下させた後、前記人体が所在する場所の環境温度を低下させる。

この発明の請求項１７にかかる体温調節システムは、請求項１５または請求項１６記載の体温調節システムであって、前記空調機（４）は、前記体温調節装置（１）で前記第２部分の温度（Ｔ）を所定の閾値まで上昇させた後、前記人体が所在する場所の環境温度を上昇させる。

この発明の請求項１８にかかる体温調節方法は、人体の局部の体温（Ｔ）を測定する測温ステップと、前記体温に基づいて、前記人体の頭部を３６℃から３５℃まで低下させる冷却ステップとを備える。

この発明の請求項１９にかかる体温調節方法は、人体の局部の体温（Ｔ）を測定する測温ステップと、前記体温に基づいて、前記人体の頭部を３５℃から３６℃まで上昇させる加熱ステップとを備える。

この発明の請求項２０にかかる体温調節方法は、人体の局部の体温（Ｔ）を測定しつつも、当該体温に基づいて前記人体の頭部を３６℃から３５℃まで低下させる冷却ステップと、前記冷却ステップを実行した後、前記人体の前記局部の体温（Ｔ）を測定しつつも、当該体温に基づいて前記頭部を３５℃から３６℃まで上昇させる加熱ステップとを備える。

この発明の請求項２１にかかる体温調節方法は、人体の局部の体温（Ｔ）を測定する測温ステップと、前記体温に基づいて、前記人体の頭部を冷却する冷却ステップとを備え、前記冷却ステップでは、温調した空気を前記頭部に送風しつつも、前記空気を前記２８．５℃から２６．５℃まで低下させる。

この発明の請求項２２にかかる体温調節方法は、人体の局部の体温（Ｔ）を測定する測温ステップと、前記体温に基づいて、前記人体の頭部を加熱する加熱ステップとを備え、前記加熱ステップでは、温調した空気を前記頭部に送風しつつも、前記空気を前記２６．５℃から２８．５℃まで上昇させる。

この発明の請求項２３にかかる体温調節方法は、人体の局部の体温（Ｔ）を測定しつつも、当該体温に基づいて前記人体の頭部を冷却する冷却ステップと、前記冷却ステップを実行した後、前記人体の前記局部の体温（Ｔ）を測定しつつも、当該体温に基づいて前記頭部を加熱する加熱ステップとを備え、両ステップでは温調した空気を前記頭部に送風しつつも、前記冷却ステップでは前記空気を前記２８．５℃から２６．５℃まで低下させ、前記加熱ステップでは前記空気を前記２６．５℃から２８．５℃まで上昇させる。

この発明の請求項２４にかかる体温調節方法は、人体の局部の体温（Ｔ）を測定する測温ステップと、前記体温に基づいて、前記人体の頭部を冷却する冷却ステップとを備え、前記冷却ステップでは、前記頭部に接触する温調部が、その接触する部位を１４℃乃至１８℃のいずれかの温度から、前記頭部を冷却しつつ２℃低下する。

この発明の請求項２５にかかる体温調節方法は、人体の局部の体温（Ｔ）を測定する測温ステップと、前記体温に基づいて、前記人体の頭部を加熱する加熱ステップとを備え、前記加熱ステップでは、前記頭部に接触する温調部が、その接触する部位を１２℃乃至１６℃のいずれかの温度から、前記頭部を加熱しつつ２℃上昇する。

この発明の請求項２６にかかる体温調節方法は、人体の局部の体温（Ｔ）を測定しつつも、当該体温に基づいて前記人体の頭部を冷却する冷却ステップと、前記冷却ステップを実行した後、前記人体の前記局部の体温（Ｔ）を測定しつつも、当該体温に基づいて前記頭部を加熱する加熱ステップとを備え、前記冷却ステップでは、前記頭部に接触する温調部が、その接触する部位を１４℃乃至１８℃のいずれかの温度から、前記頭部を冷却しつつ２℃低下し、前記加熱ステップでは、前記頭部に接触する温調部が、その接触する部位を１２℃乃至１６℃のいずれかの温度から、前記頭部を加熱しつつ２℃上昇する。

この発明の請求項２７にかかる体温調節方法は、請求項１８、請求項２０、請求項２１、請求項２３、請求項２４及び請求項２６のいずれか一つに記載の体温調節方法であって、前記冷却ステップを実行する際には前記人体を加熱しない。

この発明の請求項２８にかかる体温調節装置は、請求項１８乃至請求項２６のいずれか一つに記載の体温調節方法における前記人体の前記局部の前記体温のデータを取得する温度センサ（２）と、前記一つに記載の前記頭部を冷暖する温調部（１２）と、前記データに基づいて前記温調部の動作を制御する制御部（１１）とを備える。

この発明の請求項２９にかかる体温調節方法は、人体の第１部分を局所的に冷暖する第１冷暖ステップと、前記人体の局部である第２部分を温度（Ｔ）で測定する測温ステップと、前記人体が所在する場所の環境温度を、前記第１冷暖ステップにおいて冷却／加熱が採用される場合に応じて、それぞれ低下／上昇させる制御を行う第２冷暖ステップとを備え、前記第１冷暖ステップでは、前記第２部分の前記温度に基づいて前記第１部分が局所的に冷暖される。

この発明の請求項３０にかかる体温調節方法は、請求項２９記載の体温調節方法であって、前記第１冷暖ステップで前記第２部分の前記温度（Ｔ）が所定の閾値に達した後に、前記第２冷暖ステップが実行される。

この発明の請求項３１にかかる体温調節システムは、請求項２９及び請求項３０のいずれか一方に記載の前記第１冷暖ステップを実行する温調部（１２）と、前記一方に記載の前記第２冷暖ステップを実行する空調機（４）とを備える。

この発明の請求項３２にかかる体温調節システムは、請求項３１記載の体温調節システムであって、前記温調部（１２）の動作を制御する制御部（１１）を備える。

この発明の請求項３３にかかる体温調節システムは、請求項３２記載の体温調節システムであって、前記空調機（４）は前記温調部（１２）の動作を制御する制御部（１１）を有する。

この発明の請求項１にかかる体温調節装置によれば、入眠後に第１部分を冷却するだけで、躯幹の深部体温が低下して深い睡眠へ導かれ、以って良好な睡眠が得られる。あるいは覚醒前に第１部分を加熱するだけで、躯幹の深部体温が上昇し、以って覚醒へと導かれる。

この発明の請求項２にかかる体温調節装置によれば、頭部の温度の低下／上昇に伴って躯幹の深部体温がそれぞれ低下／上昇するので、第２部分である頭部の温度に基づいて第１部分を冷却／加熱することで躯幹の深部体温がそれぞれ低下／上昇する。

この発明の請求項３にかかる体温調節装置によれば、頭部の温度の低下に伴って躯幹の深部体温が低下するので、第２部分である頭部の温度に基づいて第１部分を冷却することで躯幹の深部体温が低下する。

この発明の請求項４にかかる体温調節装置によれば、頭部の温度の上昇に伴って躯幹の深部体温が上昇するので、第２部分である頭部の温度に基づいて第１部分を加熱することで躯幹の深部体温が上昇する。

この発明の請求項５にかかる体温調節装置によれば、頭部を冷却／加熱することで躯幹の深部体温がそれぞれ低下／上昇するので、請求項１乃至請求項４のいずれか一つにかかる体温調節装置に適用できる。

この発明の請求項６にかかる体温調節装置によれば、凍傷などによる頭部への影響が回避される。

この発明の請求項７または請求項８にかかる体温調節装置によれば、頭部を冷却することで躯幹の深部体温が低下するので、深い睡眠へ導かれ、以って良好な睡眠が得られる。

この発明の請求項９または請求項１０にかかる体温調節装置によれば、頭部を加熱することで躯幹の深部体温が上昇するので、覚醒へと導かれる。

この発明の請求項１１にかかる体温調節装置によれば、入眠時点から第１部分を冷却することで、入眠を阻害することなく躯幹の深部体温の低下を導く。

この発明の請求項１２にかかる体温調節装置によれば、例えば入眠時点から所定期間経過した時点を覚醒予定時刻前とすることで、覚醒時点で躯幹の深部体温の上昇が伴う。

この発明の請求項１３にかかる体温調節装置によれば、入眠センサで検出した入眠時点から第１部分を冷却することで、入眠を阻害することなく躯幹の深部体温の低下を導ける。あるいは、例えば入眠センサで検出した入眠時点から所定期間経過した時点を覚醒予定時刻前として、その時点から第１部分を加熱することで、覚醒時点で躯幹の深部体温の上昇を伴わせられる。

この発明の請求項１４にかかる体温調節装置によれば、体動に基づいて入眠時点が求められるので、入眠時点が精度良く検出される。

この発明の請求項１５にかかる体温調節システムによれば、第１部分の冷暖を空調機によって補うことができるので、体温調節装置を小型化できる。

この発明の請求項１６にかかる体温調節システムによれば、第２部分の温度が低下して所定の閾値に達した後さらに環境温度が低下されるので、躯幹の深部体温がより低下してより深い睡眠へと導かれる。よって、より良好な睡眠が得られる。

この発明の請求項１７にかかる体温調節システムによれば、第２部分の温度が上昇して所定の閾値に達した後さらに環境温度が上昇されるので、覚醒後に有する眠気が低減される。

この発明の請求項１８にかかる体温調節方法によれば、頭部の温度を３６℃から３５℃まで低下することで、躯幹の深部体温が低下して深い睡眠へと導かれ、以って良好な睡眠が得られる。

この発明の請求項１９にかかる体温調節方法によれば、頭部の温度を３５℃から３６℃まで上昇することで躯幹の深部体温が上昇し、以って覚醒へと導かれる。

この発明の請求項２０にかかる体温調節方法によれば、頭部の温度を３６℃から３５℃まで低下することで、躯幹の深部体温が低下して深い睡眠へと導かれ、以って良好な睡眠が得られる。また、頭部の温度を３５℃から３６℃まで上昇することで躯幹の深部体温が上昇し、以って覚醒へと導かれる。

この発明の請求項２１にかかる体温調節方法によれば、空気を、頭部に送風しつつ２８．５℃から２６．５℃まで低下させることで、頭部を冷却することできる。これにより、躯幹の深部体温が低下して深い睡眠へと導かれ、以って良好な睡眠が得られる。

この発明の請求項２２にかかる体温調節方法によれば、空気を、頭部に送風しつつ２６．５℃から２８．５℃まで上昇させることで、頭部を加熱することできる。これにより、躯幹の深部体温が上昇し、以って覚醒へと導かれる。

この発明の請求項２３にかかる体温調節方法によれば、空気を、頭部に送風しつつ２８．５℃から２６．５℃まで低下させることで、頭部を冷却することできる。これにより、躯幹の深部体温が低下して深い睡眠へと導かれ、以って良好な睡眠が得られる。また、空気を、頭部に送風しつつ２６．５℃から２８．５℃まで上昇させることで、頭部を加熱することできる。これにより、躯幹の深部体温が上昇し、以って覚醒へと導かれる。

この発明の請求項２４にかかる体温調節方法によれば、温調部の頭部への接触部位を、１４℃乃至１８℃のいずれかの温度から、頭部を冷却しつつ２℃低下することで、躯幹の深部体温が低下して深い睡眠へと導かれ、以って良好な睡眠が得られる。

この発明の請求項２５にかかる体温調節方法によれば、温調部の頭部への接触部位を、１２℃乃至１６℃のいずれかの温度から、頭部を加熱しつつ２℃上昇することで、躯幹の深部体温が上昇し、以って覚醒へと導かれる。

この発明の請求項２６にかかる体温調節方法によれば、温調部の頭部への接触部位を、１４℃乃至１８℃のいずれかの温度から、頭部を冷却しつつ２℃低下することで、躯幹の深部体温が低下して深い睡眠へと導かれ、以って良好な睡眠が得られる。また、温調部の頭部への接触部位を、１２℃乃至１６℃のいずれかの温度から、頭部を加熱しつつ２℃上昇することで、躯幹の深部体温が上昇し、以って覚醒へと導かれる。

この発明の請求項２７にかかる体温調節方法によれば、頭部の温度を低下させて躯幹の深部体温の低下させる際に、躯幹の深部体温の低下が阻害されない。

この発明の請求項２８にかかる体温調節装置によれば、頭部を冷却することで、躯幹の深部体温が低下して深い睡眠へと導かれ、以って良好な睡眠が得られる。あるいは、頭部を加熱することで躯幹の深部体温が上昇し、以って覚醒へと導かれる。

この発明の請求項２９または請求項３０にかかる体温調節方法もしくは請求項３１乃至請求項３３のいずれか一つにかかる体温調節システムによれば、入眠後に第２部分の温度が低下した後さらに環境温度を低下することで、躯幹の深部体温がより低下してより深い睡眠へと導かれる。よって、より良好な睡眠が得られる。あるいは、覚醒前に第２部分の温度が上昇した後さらに環境温度を上昇することで、覚醒後に有する眠気が低減される。

第１の実施の形態．
図１は、本実施の形態にかかる体温調節装置を概念的に示すブロック図である。体温調節装置は、冷暖部１、温度センサ２及び入眠センサ３を有する。入眠センサ３については後述し、まず冷暖部１及び温度センサ２を有する体温調節装置について説明する。

温度センサ２は、人体の局部の温度Ｔを検出する。温度Ｔは、例えばデータとして取得される。図１では、温度Ｔを検出する人体の局部に頭部が採用されているが、例えば頚部を採用してもよい。また、温度Ｔには例えば深部温度が採用できる。

冷暖部１は、制御部１１及び温調部１２を備える。制御部１１には、温度センサ２で検出された頭部の温度Ｔが例えばデータとして与えられる。制御部１１は、当該頭部の温度Ｔに基づいて、温調部１２に人体の局部である頭部を冷暖させる。温調部１２で冷暖する人体の局部には、例えば頚部を採用してもよい。

具体的には、温調部１２で温調した空気１００を頭部に送風して頭部を冷暖する。あるいは、温調部１２に例えばペルチェ素子等の熱電素子や熱媒体の循環装置を採用して、これを頭部に接触させることで頭部を冷暖する。この場合、空気１００の供給は必須ではない。

温度センサ２で温度Ｔを検出する人体の局部および温調部１２で冷暖する人体の局部は、図１ではいずれも頭部であったが、後述する理由からいずれも頚部である場合や、互いに異なる場合であってもよい。

後述するように、頭部や頚部の温度Ｔの低下／上昇に伴って躯幹の深部体温がそれぞれ低下／上昇するので、温度センサ２で検出された人体の局部である頭部や頚部の温度Ｔに基づいて頭部や頚部を冷却／加熱することで、躯幹の深部体温がそれぞれ低下／上昇する。

以下では、特に上記体温調節装置を入眠時に適用した場合を具体的に説明する。

図２は、温度センサ２で検出される人体の局部の温度Ｔの目標値について、その時間変化を模式的に例示し、これをグラフ１０１で表している。冷暖部１によって人体の局部を入眠時点ｔ０から時点ｔ１まで冷却することで、温度センサ２で検出される人体の局部の温度を温度Ｔ１から温度Ｔ２まで低下させることを目標とする。温度Ｔ１，Ｔ２は、温度センサ２で温度Ｔを検出する人体の局部ごとにそれぞれ設定される。図２では、時点ｔ１以降のグラフも示されているが、これについては第２の実施の形態で説明する。

入眠時点ｔ０は、例えば体温調節装置が備える入眠センサ３で検出される。図１では、入眠センサ３が体動センサ３１及び判定部３２を有する場合が示されている。

体動センサ３１は、人体の体動を検出し、これを判定部３２に与える。体動を検出する箇所は、図１で示されるように人体の胴体であってもよいし、あるいは頭部であってもよい。

判定部３２は、体動センサ３１で検出された体動に基づいて入眠時点ｔ０を求める。例えば、体動センサで体動を検出した時点から次の検出までの時間が所定の期間よりも大きい場合に、入眠したと判定し、後者の検出時点を入眠時点ｔ０とする。

このような入眠センサ３によれば、体動に基づいて入眠時点ｔ０が求められるので、入眠時点ｔ０が精度良く検出される。

入眠時点ｔ０は冷暖部１の制御部１１に与えられて、制御部１１は入眠時点ｔ０から温調部１２に人体の局部を冷却させる。

上述した目標値で体温調節装置を制御することで、入眠後に人体の局部を冷却するだけで、躯幹の深部体温が低下して深い睡眠へ導かれ、以って良好な睡眠が得られる。特に、入眠時点ｔ０から人体の局部の冷却を開始することで、入眠が阻害されることなく躯幹の深部体温が低下して深い睡眠へと導かれ、以ってより良好な睡眠が得られる。

以下では、人体の局部を冷却することで躯幹の深部体温が低下し、深い睡眠へと導かれることを、特に頭部を冷却した場合について説明する。

図３は、冷暖部１で頭部を冷却した場合について、温度センサ２で検出される頭部の温度Ｔの時間変化を示す。ここでは、温度Ｔとして深部温度を採用している。破線で示されるグラフ１０１は、図２で示されるグラフ１０１について温度Ｔ１，Ｔ２に３６，３５（℃）を採用し、入眠時点ｔ０から時点ｔ１までの期間（ｔ１−ｔ０）に２４０（分）を採用したものである。

実線で示されるグラフ１０２は、グラフ１０１を目標値とした制御によって頭部を冷却した場合の頭部の温度Ｔの実測値である。当該制御の具体的な態様は、温調した空気１００を頭部に送風しつつも、当該空気１００を１８０分で２８．５℃から２６．５℃まで単調に低下させて、２６．５℃で１時間維持した後、１８０分で２６．５℃から２８．５℃まで単調に上昇させている。ここで入眠時点は、図３では時間の原点として示されており、以下図４、図５についても同様である。

図４は、図３で示されるグラフ１０２に従って頭部の温度Ｔが変化した場合の躯幹の深部体温の変化を、グラフ２０１に示す。ここで、躯幹の深部体温として直腸の温度が採用されている。図４では、グラフ２０１との比較のため、人体が睡眠する場所の環境温度を調節した場合の直腸の温度の変化を示すグラフ２０２，２０３も表示している。グラフ２０２は、環境温度を１８０分で２９℃から２７℃まで単調に低下した後、１８０分で２７℃から２９℃まで単調に上昇させた場合の直腸温度の変化を示す。グラフ２０３は、環境温度を２９℃で維持した場合の直腸の温度変化を示す。

グラフ２０１では、２４０分が経過するまで約３７．２℃から約３６．７まで直腸の温度が低下し、グラフ２０２とほぼ同様の変化を示す。一方、グラフ２０３では、直腸の温度が時間に対して低下するものの、グラフ２０１，２０２に比べて直腸の温度が低下しにくいことを示している。

さらにグラフ２０１によれば、頭部の温度Ｔの変化に追従して直腸の温度が変化する。すなわち、２４０分以降では、頭部の温度Ｔが３５℃に維持されており、直腸の温度もまた約３６．７℃で維持されている。これに比べ、グラフ２０２では、入眠時点から１８０分経過時までは環境温度の低下に追従して直腸の温度も低下しているが、１８０分経過後からは環境温度を上昇させているにもかかわらず直腸の温度が低下しており、直腸の温度が環境温度に追従しにくくなっている。

図５は、図４で示されるグラフ２０１〜２０３に従って直腸の温度が変化した場合の睡眠段階の変化を、それぞれグラフ３０１〜３０３に示す。グラフ３０１，３０２，３０３はこの順にグラフ２０１，２０２，２０３にそれぞれ対応する。ここでは、睡眠段階を４段階で示す。すなわち、睡眠段階１は深睡眠、睡眠段階２は軽睡眠、睡眠段階３はレム睡眠、睡眠段階４は覚醒をそれぞれ示す。

グラフ３０１では、睡眠段階１にある時間が１００分程度であって、グラフ３０２と同等以上に深い睡眠が得られる。一方、グラフ３０３では、睡眠段階１にある時間がグラフ３０１，３０２に比べて著しく短い。

よって、環境温度を低下させなくても頭部を冷却することで躯幹の深部体温が低下して、深い睡眠へと導かれる。

図６は、図３で示されるグラフ１０１を目標値とする制御によって頭部を冷却した場合について、頚部の深部温度を実測した結果をグラフ１０３で示す。図６では、頭部を冷却した場合の頭部の温度Ｔの実測値を示すグラフ１０２（図３）も示されている。グラフ１０３によれば、頚部の深部温度は頭部の深部温度と同程度で推移する。

上述した頚部と頭部の各々の温度の関係を考慮すれば、頭部の温度Ｔを測定する代わりに、温度センサ２によって頚部の温度を測定し、頚部の温度に基づいて人体の局部である頭部を冷却してもよい。

さらには、頚部の温度に限らず人体の局部である他の部分の温度、例えば脇の温度と、頭部の温度との関係を実測することで予め把握しておいて、温度センサ２で測定される当該他の部分の温度に基づいて頭部を冷却してもよい。

上述した内容では人体の局部に頭部を採用し、これを冷暖部１で冷却したが、人体の局部として他の部分、例えば頚部を採用して、これを冷暖部１で冷却してもよい。このとき、温度センサ２で測定される温度は、頚部の温度に限らず、頚部の温度との関係が予め把握された他の部分であってよい。

上述の内容から、温度センサ２によって検出された頭部の温度Ｔに基づいて、温調した空気１００を頭部に送風しつつも、当該空気１００を２８．５℃から２６．５℃まで低下させることで、頭部が冷却されて躯幹の深部体温が低下するので、深い睡眠へ導かれ、以って良好な睡眠が得られる。

同様の効果は、例えば温調部１２を頭部に接触し、温度センサ２によって検出された頭部の温度Ｔに基づいて、その接触する部位を１４℃乃至１８℃のいずれかの温度から、頭部を冷却しつつ２℃低下することでも得られる。

第２の実施の形態．
本実施の形態では、第１の実施の形態で説明した体温調節装置の異なる態様を示す。体温調節装置の構成は図１で示されると同様であるので、その説明を省略する。本実施の形態においても、温度センサ２で温度Ｔが検出される人体の局部および冷暖される人体の局部として、いずれにも頭部が採用される。しかし、第１の実施の形態と同様に、それらはいずれも頚部である場合や、互いに異なる場合であってもよい。

以下では、特に上記体温調節装置を覚醒前に採用した場合を具体的に説明する。

図２で例示されるグラフ１０１に従って説明すると次のようになる。冷暖部１によって、入眠センサ３で検出された入眠時点ｔ０から所定期間Δｔ１が経過した時点、すなわち覚醒予定時刻ｔ３から所定期間Δｔ２だけ遡った時点ｔ２から、人体の局部を加熱し始める。そして、所定期間Δｔ２で、温度センサ２で検出される人体の局部の温度Ｔを温度Ｔ２から温度Ｔ１まで上昇させることを目標とする。覚醒予定時刻ｔ３での人体の局部の温度Ｔは、入眠時点ｔ０での温度Ｔ１と同じでもよいし、異なっていてもよい。

入眠時点ｔ０は第１の実施の形態で説明した同様にして、入眠センサ３によって得られる。

入眠時点ｔ０は冷暖部１の制御部１１に与えられて、制御部１１は入眠時点ｔ０から所定期間Δｔ１が経過した時点から温調部１２に人体の局部を加熱させる。

上述した目標値で体温調節装置を制御することで、覚醒前に人体の局部を加熱するだけで、躯幹の深部体温が上昇して、以って覚醒へと導かれる。特に、入眠時点ｔ０から所定期間Δｔ１経過した時点ｔ２を覚醒予定時刻ｔ３前とすることで、覚醒予定時刻ｔ３で躯幹の深部体温の上昇が伴い、以って覚醒へと導きやすい。

本実施の形態の具体的な態様として、グラフ１０１で示される目標値として頭部の温度Ｔを３５℃から３６℃まで上昇させることが望ましい。

また、温度センサ２によって検出された頭部の温度Ｔに基づいて、温調した空気１００を頭部に送風しつつも、当該空気１００を２６．５℃から２８．５℃まで上昇させることで、頭部が加熱されて躯幹の深部体温が上昇するので、以って覚醒へと導かれる。

同様の効果は、例えば温調部１２を頭部に接触し、温度センサ２によって検出された頭部の温度Ｔに基づいて、その接触する部位を１２℃乃至１６℃のいずれかの温度から、頭部を加熱しつつ２℃上昇することでも得られる。

上述した体温調節装置は、第１の実施の形態及び本実施の形態で説明した態様の両方を備えてもよい。図２で例示されるグラフ１０１に従って説明すれば、体温調節装置によって以下のように制御することが目標とされる。このときの制御は、上述したように温度センサ２で検出された人体の局部の温度Ｔに基づいて行われる。

入眠時において第１の実施の形態で説明したと同様の制御を行うことで、入眠時点ｔ０から所定の期間（ｔ１−ｔ０）で、温度センサ２で検出される人体の局部の温度Ｔを温度Ｔ１から温度Ｔ２まで低下させる。その後、入眠時点ｔ０から所定期間Δｔ１経過した時点ｔ２に至るまで温度Ｔ２を維持する。そして、覚醒前において第２の実施の形態で説明したと同様の制御を行うことで、時点ｔ２から所定期間Δｔ２で人体の局部の温度Ｔを温度Ｔ２から温度Ｔ１まで上昇させる。

図２では、人体の局部の温度Ｔを温度Ｔ２で維持する時点ｔ１から時点ｔ２までの期間（ｔ２−ｔ１）を設けたが、例えば温度Ｔ２まで低下した後すぐに人体の局部の温度Ｔを上昇し始めてもよい。

このような目標値で体温調節装置を制御することで、入眠後に人体の局部が冷却されるので、躯幹の深部体温が低下して深い睡眠へ導かれ、以って良好な睡眠が得られる。また、覚醒前に人体の局部が加熱されるので、躯幹の深部体温が上昇して、以って覚醒へと導かれる。

第３の実施の形態．
図７は、本実施の形態にかかる体温調節システムを概念的に示すブロック図である。体温調節システムは、体温調節装置及び空調機４を有する。体温調節装置は、第１の実施の形態あるいは第２の実施の形態で説明したと同様の構成を有するので、その説明を省略する。図７で示される構成要素のうち、図１で示される構成要素と同じものについては、同符号が付されている。本実施の形態においても、温度センサ２で温度Ｔが検出される人体の局部および冷暖される人体の局部として、いずれにも頭部が採用される。しかし、第１の実施の形態と同様に、それらはいずれも頚部である場合や、互いに異なる場合であってもよい。

空調機４は、人体が睡眠する場所の環境温度を調節する。人体の体温、具体的には躯幹の深部体温は、環境温度に従って変化する。具体的には、環境温度を低下することで躯幹の深部体温も低下し、また環境温度を上昇することで躯幹の深部体温も上昇し、例えば図４で示されるグラフ２０２のように変化する。環境温度の制御に並行して、湿度の調節を空調機で行ってもよい。

上記体温調節システムを入眠時に採用した場合を具体的に説明する。まず、体温調節装置によって、第１の実施の形態で説明したと同様にして、温度センサ２で検出される頭部の温度Ｔに基づいて頭部を冷却する。特に入眠センサ３で検出された入眠時点ｔ０から頭部の冷却を行うことが、入眠を阻害しない点で望ましい。

温度センサ２で検出される頭部の温度Ｔが、予め設定しておいた所定の閾値に到達した時点からは、空調機による環境温度の制御に切り換える。当該所定の閾値は、例えば温調部１２が低下させることのできる頭部の温度Ｔの最下点である。これによって、体温、具体的には躯幹の深部体温も、上記所定の閾値に対応した躯幹の深部体温の所定値まで低下する。

その後、空調機で環境温度を低下して、人体の躯幹の深部体温をさらに低下させる。このとき、体温調節装置によって、温度センサ２で検出される頭部の温度Ｔが所定の閾値を維持することが、環境温度によって躯幹の深部体温を効率良く低下させる点で望ましい。

このような体温調節システムの制御技術によれば、温度センサ２で検出される人体の局部である頭部の温度Ｔが低下して所定の閾値に達した後さらに環境温度が低下されるので、躯幹の深部体温がより低下してより深い睡眠へと導かれる。よって、より良好な睡眠が得られる。

上記体温調節システムを覚醒前に採用した場合を具体的に説明する。まず、体温調節装置によって、第２の実施の形態で説明したと同様にして、温度センサ２で検出される頭部の温度Ｔに基づいて頭部を加熱する。特に入眠センサ３で検出された入眠時点ｔ０から所定期間Δｔ１経過した時点を覚醒予定時刻ｔ３前とすることで、覚醒予定時刻ｔ３で躯幹の深部体温の上昇が伴う。

温度センサ２で検出される頭部の温度Ｔが、予め設定しておいた所定の閾値に到達した時点からは、空調機による環境温度の制御に切り換える。当該所定の閾値は、例えば温調部１２が上昇させることのできる頭部の温度Ｔの最上点である。これによって、体温、具体的には躯幹の深部体温も、上記所定の閾値に対応した躯幹の深部体温の所定値まで上昇する。

その後、空調機４は環境温度を上昇して、人体の躯幹の深部体温をさらに上昇させる。このとき、体温調節装置によって、温度センサ２で検出される頭部の温度Ｔを所定の閾値で維持しておくことが、環境温度によって躯幹の深部体温を効率良く上昇させる点で望ましい。

このような体温調節システムの制御技術によれば、温度センサ２で検出される人体の局部の温度Ｔが上昇して所定の閾値に達した後さらに環境温度が上昇されるので、覚醒後に有する眠気が低減される。

上述した体温調節システムの入眠時と覚醒時の各々の態様を組み合わせて適用してもよい。これによれば、温度センサ２で検出される人体の局部の温度Ｔが低下して所定の閾値に達した後さらに環境温度が低下されるので、より深い睡眠へと導かれ、以ってより良好な睡眠が得られる。また、温度センサ２で検出される人体の局部の温度Ｔが上昇して所定の閾値に達した後さらに環境温度が上昇されるので、覚醒後に有する眠気が低減される。

本実施の形態において、制御部１１は体温調節装置の冷暖部１に備えられていたが、例えばこれを空調機４に備えて温調部１２の動作を制御してもよい。

本実施の形態にかかる内容は、次のように把握することができる。つまり、空調機は、体温調節装置が備える温調部１２の冷却／加熱に応じて、少なくとも温調部１２で冷暖される人体の局部をそれぞれ冷却／加熱する。換言すれば、人体が所在する場所の環境温度を、温調部１２の冷却／加熱に応じて、それぞれ低下／上昇させる。

このような体温調節システムによれば、人体の局部の冷暖を空調機４によって補うことができるので、体温調節装置を小型化できる。

図８では、本実施の形態にかかる体温調節システムの利用の形態を概念的に示す。図８では、冷暖部１が枕として利用されている。

上述した実施の形態のいずれにおいても、温度センサ２を冷暖部１に内蔵してもよい。この場合、温度センサ２は、冷暖部１で冷却する人体の局部の温度を検出する。

さらには、入眠センサ３を冷暖部１に内蔵してもよい。入眠センサ３が、第１の実施の形態で説明したように体動センサ３１及び判定部３２を有する場合には、冷暖部１で冷却する人体の局部の体動を体動センサ３１で検出することで、判定部３２によって入眠時点ｔ０を求める。

上述した各々の実施の形態では、温調部１２で頭部を冷暖する際に制御される温度について具体的な数値を例示したが、これらの内容は次のように把握することができる。つまり、温調部１２は、頭部近傍の温度を０℃〜３６℃の範囲で制御する。これによれば、凍傷などによる頭部への影響が回避される。例えば凍傷は、頭部近傍の温度を０℃より低くした場合に生じやすい。

頭部近傍の温度を０℃以上とした場合であっても、０℃〜５℃の範囲にあっては子供などは凍瘡を生じるおそれがある。よって、頭部近傍の温度を５℃以上にすることが特に望ましい。ただし、子供などに凍瘡が生じないような制御、例えば長時間の冷却を回避する制御を行う場合には、頭部近傍の温度は０℃〜５℃の範囲であってもよい。

ところで本発明では、頭部などの人体の局部を冷却等することで、全身を直接的に冷却等しなくても、直腸の温度（いわば全身の温度）が変化することを利用している。

一方、上記特許文献４では、癌や難治性感染症の治療のために、患者の全身を４１℃〜４３℃に加熱することが前提とされ、その条件下で頭部を保護するために頭部を冷却している。これでは、頭部を冷却しても躯幹の深部体温の低下は阻害されると考えられる。

よって、上述したいずれの実施の形態においても、人体の局部を冷却する際には人体の躯幹を加熱しないことが、躯幹の深部体温の低下が阻害されない点で望ましい。

第１の実施の形態で説明される、体温調節装置を概念的に示すブロック図である。 温度センサ２で検出される人体の局部の温度の目標値について、その時間変化を模式的に示す図である。 温度センサ２で検出される頭部の温度の実測値について、その時間変化を示す図である。 実測した直腸の温度の時間変化を示す図である。 実測した睡眠段階の時間変化を示す図である。 実測した頸部の温度の時間変化を示す図である。 第３の実施の形態で説明される、体温調節システムを概念的に示すブロック図である。 体温調節システムの利用の形態を概念的に示す斜視図である。

符号の説明

１ 冷暖部
２ 温度センサ
３ 入眠センサ
４ 空調機
１１ 制御部
１２ 温調部
３１ 体動センサ
３２ 判定部
Ｔ 温度
ｔ０ 入眠時点
Δｔ１ 所定期間

Claims (33)

1. 人体の第１部分を局所的に冷暖する温調部（１２）と、
   制御部（１１）と
   を備え、
   前記制御部は、温度センサ（２）で検出される前記人体の局部である第２部分の温度（Ｔ）に基づいて、前記温調部に前記第１部分を冷暖させる、体温調節装置。
2. 前記第２部分は頭部である、請求項１記載の体温調節装置。
3. 前記温調部（１２）が前記第１部分を冷却する際には、前記第２部分の温度（Ｔ）を３６℃から３５℃まで低下させる、請求項２記載の体温調節装置。
4. 前記温調部（１２）が前記第１部分を加熱する際には、前記第２部分の温度（Ｔ）を３５℃から３６℃まで上昇させる、請求項２または請求項３記載の体温調節装置。
5. 前記第１部分は頭部である、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の体温調節装置。
6. 前記温調部（１２）は、前記第１部分近傍の温度を０℃乃至３６℃の範囲とする、請求項５記載の体温調節装置。
7. 前記温調部（１２）は、温調した空気を前記第１部分に送風しつつも、前記空気を２８．５℃から２６．５℃まで低下させる、請求項６記載の体温調節装置。
8. 前記温調部（１２）は前記第１部分と接触し、
   その接触する部位は、１４℃乃至１８℃のいずれかの温度から、前記第１部分を冷却しつつ２℃低下する、請求項６記載の体温調節装置。
9. 前記温調部（１２）は、温調した空気を前記第１部分に送風しつつも、前記空気を２６．５℃から２８．５℃まで上昇させる、請求項６乃至請求項８のいずれか一つに記載の体温調節装置。
10. 前記温調部（１２）は前記第１部分と接触し、
    その接触する部分は、１２℃乃至１６℃のいずれかの温度から、前記第１部分を加熱しつつ２℃上昇させる、請求項６乃至請求項８のいずれか一つに記載の体温調節装置。
11. 前記制御部（１１）は、入眠時点（ｔ０）から前記温調部（１２）に前記第１部分を冷却させる、請求項１乃至請求項１０のいずれか一つに記載の体温調節装置。
12. 前記制御部（１１）は、入眠時点（ｔ０）から所定期間（Δｔ１）経過後に前記温調部（１２）に前記第１部分を加熱させる、請求項１乃至請求項１１のいずれか一つに記載の体温調節装置。
13. 前記入眠時点（ｔ０）を検出する入眠センサ（３）をさらに備える、請求項１１または請求項１２記載の体温調節装置。
14. 前記入眠センサ（３）は、
    前記人体の体動を検出する体動センサ（３１）と、
    前記体動に基づいて前記入眠時点を求める判定部（３２）と
    を有する、請求項１３記載の体温調節装置。
15. 請求項１乃至請求項１４のいずれか一つに記載の体温調節装置（１）と、
    前記体温調節装置が備える前記温調部（１２）の冷却／加熱に応じて、少なくとも前記第１部分をそれぞれ冷却／加熱する空調機（４）と
    を有する、体温調節システム。
16. 前記空調機（４）は、前記体温調節装置で前記第２部分の温度（Ｔ）を所定の閾値まで低下させた後、前記人体が所在する場所の環境温度を低下させる、請求項１５記載の体温調節システム。
17. 前記空調機（４）は、前記体温調節装置（１）で前記第２部分の温度（Ｔ）を所定の閾値まで上昇させた後、前記人体が所在する場所の環境温度を上昇させる、請求項１５または請求項１６記載の体温調節システム。
18. 人体の局部の体温（Ｔ）を測定する測温ステップと、
    前記体温に基づいて、前記人体の頭部を３６℃から３５℃まで低下させる冷却ステップと
    を備える、体温調節方法。
19. 人体の局部の体温（Ｔ）を測定する測温ステップと、
    前記体温に基づいて、前記人体の頭部を３５℃から３６℃まで上昇させる加熱ステップと
    を備える、体温調節方法。
20. 人体の局部の体温（Ｔ）を測定しつつも、当該体温に基づいて前記人体の頭部を３６℃から３５℃まで低下させる冷却ステップと、
    前記冷却ステップを実行した後、前記人体の前記局部の体温（Ｔ）を測定しつつも、当該体温に基づいて前記頭部を３５℃から３６℃まで上昇させる加熱ステップと
    を備える、体温調節方法。
21. 人体の局部の体温（Ｔ）を測定する測温ステップと、
    前記体温に基づいて、前記人体の頭部を冷却する冷却ステップと
    を備え、
    前記冷却ステップでは、温調した空気を前記頭部に送風しつつも、前記空気を前記２８．５℃から２６．５℃まで低下させる、体温調節方法。
22. 人体の局部の体温（Ｔ）を測定する測温ステップと、
    前記体温に基づいて、前記人体の頭部を加熱する加熱ステップと
    を備え、
    前記加熱ステップでは、温調した空気を前記頭部に送風しつつも、前記空気を前記２６．５℃から２８．５℃まで上昇させる、体温調節方法。
23. 人体の局部の体温（Ｔ）を測定しつつも、当該体温に基づいて前記人体の頭部を冷却する冷却ステップと、
    前記冷却ステップを実行した後、前記人体の前記局部の体温（Ｔ）を測定しつつも、当該体温に基づいて前記頭部を加熱する加熱ステップと
    を備え、
    両ステップでは温調した空気を前記頭部に送風しつつも、
    前記冷却ステップでは前記空気を前記２８．５℃から２６．５℃まで低下させ、
    前記加熱ステップでは前記空気を前記２６．５℃から２８．５℃まで上昇させる、体温調節方法。
24. 人体の局部の体温（Ｔ）を測定する測温ステップと、
    前記体温に基づいて、前記人体の頭部を冷却する冷却ステップと
    を備え、
    前記冷却ステップでは、前記頭部に接触する温調部が、その接触する部位を１４℃乃至１８℃のいずれかの温度から、前記頭部を冷却しつつ２℃低下する、体温調節方法。
25. 人体の局部の体温（Ｔ）を測定する測温ステップと、
    前記体温に基づいて、前記人体の頭部を加熱する加熱ステップと
    を備え、
    前記加熱ステップでは、前記頭部に接触する温調部が、その接触する部位を１２℃乃至１６℃のいずれかの温度から、前記頭部を加熱しつつ２℃上昇する、体温調節方法。
26. 人体の局部の体温（Ｔ）を測定しつつも、当該体温に基づいて前記人体の頭部を冷却する冷却ステップと、
    前記冷却ステップを実行した後、前記人体の前記局部の体温（Ｔ）を測定しつつも、当該体温に基づいて前記頭部を加熱する加熱ステップと
    を備え、
    前記冷却ステップでは、前記頭部に接触する温調部が、その接触する部位を１４℃乃至１８℃のいずれかの温度から、前記頭部を冷却しつつ２℃低下し、
    前記加熱ステップでは、前記頭部に接触する温調部が、その接触する部位を１２℃乃至１６℃のいずれかの温度から、前記頭部を加熱しつつ２℃上昇する、体温調節方法。
27. 前記冷却ステップを実行する際には前記人体を加熱しない、請求項１８、請求項２０、請求項２１、請求項２３、請求項２４及び請求項２６のいずれか一つに記載の体温調節方法。
28. 請求項１８乃至請求項２６のいずれか一つに記載の体温調節方法における前記人体の前記局部の前記体温のデータを取得する温度センサ（２）と、
    前記一つに記載の前記頭部を冷暖する温調部（１２）と、
    前記データに基づいて前記温調部の動作を制御する制御部（１１）と
    を備える、体温調節装置。
29. 人体の第１部分を局所的に冷暖する第１冷暖ステップと、
    前記人体の局部である第２部分を温度（Ｔ）で測定する測温ステップと、
    前記人体が所在する場所の環境温度を、前記第１冷暖ステップにおいて冷却／加熱が採用される場合に応じて、それぞれ低下／上昇させる制御を行う第２冷暖ステップと
    を備え、
    前記第１冷暖ステップでは、前記第２部分の前記温度に基づいて前記第１部分が局所的に冷暖される、体温調節方法。
30. 前記第１冷暖ステップで前記第２部分の前記温度（Ｔ）が所定の閾値に達した後に、前記第２冷暖ステップが実行される、請求項２９記載の体温調節方法。
31. 請求項２９及び請求項３０のいずれか一方に記載の前記第１冷暖ステップを実行する温調部（１２）と、
    前記一方に記載の前記第２冷暖ステップを実行する空調機（４）と
    を備える、体温調節システム。
32. 前記温調部（１２）の動作を制御する制御部（１１）
    を備える、請求項３１記載の体温調節システム。
33. 前記空調機（４）は前記温調部（１２）の動作を制御する制御部（１１）を有する、請求項３２記載の体温調節システム。

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