JP2007319505A

JP2007319505A - 体温推定装置及びその方法

Info

Publication number: JP2007319505A
Application number: JP2006154378A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Mizunuma; 守水沼
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2006-06-02
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2007-12-13

Abstract

【課題】外気温の影響を考慮して体温を推定する体温推定装置及びその方法を提供する。
【解決手段】動物の体表温を計測する第１の温度センサ２０と、この動物の周辺の気温を計測する第２の温度センサ３０と、この第１および第２の温度センサによりそれぞれ計測したこの体表温及びこの気温からこの動物の体温を推定する推定手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、体温を推定する体温推定装置及びその方法に関する。

近年、ユビキタス技術の検討の一分野として、家畜等に装着するウェアラブルコンピュータに関する研究が進められている。特に、乳牛の飼養管理においては、各牛体の発情・出産兆候の確実な発見、乳房炎の早期発見などのために、各牛体の体温、体動、脈拍などの情報を取得する必要があり、飼養頭数の増加に伴って、このウェアラブルコンピュータの飼養管理への適用が期待されている。適用の具体例としては、牛体の尾根部または首部に装着したウェアラブルセンサによって、各牛体の体温、体動、脈拍などの情報を取得し、無線によって牛舎内に設置されたパーソナルコンピュータヘと信号伝送するシステム等がある（特許文献１、特許文献２や非特許文献１）。

特願平０８−２５２１７４号公報特願平０９−０１５４４９号公報［平成１８年４月２１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｎｎｏｖｉｔ．ｃｏ．ｊｐ／ｓｅｉｈｉｎ＿ａｎｎａｉ／ｄｒ＿ｃｏｗｂｅｌｌ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍ＞

しかしながら、例えば牛の体温を取得する場合、ウェアラブルセンサは牛の体表に設置されるため外気温の影響を少なからず受けてしまい、正確な牛の体温を取得することは困難であった。

そこで本発明は、正確な体温を推定する体温推定装置及びその方法を提供することを目的とする。

本発明に係る体温推定装置は、動物の体表温を計測する第１の温度センサと、前記動物の周辺の気温を計測する第２の温度センサと、前記第１および第２の温度センサによりそれぞれ計測した前記体表温及び前記気温から前記動物の体温を推定する推定手段とを備えたことを特徴とする。

ここで、この体温推定装置は、さらに、前記推定手段が推定した体温を外部に送信する送信手段を備えてもよい。また、さらに、少なくとも前記推定手段を収容した筐体と、この筐体を動物の体表に装着するベルトとを備え、前記第１の温度センサの一部は、前記筐体外部に引出され、前記ベルトと前記動物の体表との間に配置されるとしてもよい。もしくは、さらに、少なくとも前記推定手段を収容した筐体と、この筐体を動物の体表に装着する装着手段とを備え、前記第１の温度センサは、前記筐体の前記動物の体表と対向する面上に配置されるとしてもよい。

また、本発明に係る体温推定方法は、体表温を取得する体温取得ステップと、外気温を取得する外気温取得ステップと、前記体温取得ステップにおいて取得された体表温及び前記外気温取得ステップにおいて取得された外気温から体温を推定する推定ステップとからなることを特徴とする。

本発明によれば、体表温と動物の周辺の気温（以下、「外気温」という。）とを取得し、外気温の影響を考慮して動物の体温を推定するので、正確な動物の体温を推定することができる。

（第１の実施の形態）
以下に、本発明の第１の実施の形態に係る体温推定装置を図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施の形態にかかる体温推定装置１の平面図（図１（ａ））、その正面図（図１（ｂ））およびその側面図（図１（ｃ））である。
図１に示すように、体温推定装置１は、ベルト１０と体表温センサ２０と外気温センサ３０と無線送信部４０と電源部５０と制御部６０とから構成される。
このベルト１０には、筐体８０が固定されており、この筐体８０には、電源部５０と、無線送信部４０及び制御部６０を配置した基板７０とが内蔵されている。

ベルト１０は、体温推定装置１を体表に装着（固定）する機能部（装着手段）であり、例えば任意のベルト穴と差し込み部材とを嵌合させる等、締め付ける強さを調整できる調整部（図示せず）を有する。
体表温センサ２０は、本発明における第１の温度センサに相当し、接触する体表の温度（以下、「体表温データ」という。）を検出（計測）する機能部である。また、体表温センサ２０は、図１に示すように、筐体８０の外部に引き出され、ベルト１０と動物の体表との間に配置される。体温推定装置１の制御部４０と接続された体表温センサ２０（プローブ）は、例えば温度センサ素子とリード線とからなり、温度センサ素子をベルト１０の任意の箇所に配置可能としている。検出された体表温データは、上記リード線を介して制御部６０に入力される。

ここで、例えば牛などの家畜に装着する場合、ベルト１０と体表との間の密着性は、ベルト１０を含めた装置の自重により脊椎側で高くなる。したがって、このように密着性の高くなる領域に体表温センサ２０を配置すれば、ベルト１０を強く締め付けることなく、体表温センサ２０と体表とを接触させることができる。このように、体温推定装置１によれば、ベルト１０の強い締付けによる家畜等へのストレスをかけることなく、体表温センサ２０を体表と接触させることができる。なお、ベルト１０と動物の体表との間に配置されているので、ベルト１０のいずれの箇所であっても、調整部による締め付けの強さを調整すれば、体表温センサ２０と体表との接触状態の調整は可能である。

外気温センサ３０は、本発明における第２の温度センサに相当し、接する外気の温度（以下、「外気温データ」という。）を計測する機能部である。外気温センサ３０は、制御部４０と接続されており、計測した外気温データを制御部６０に入力する。
無線送信部４０は、基板７０上に設けられており、例えばブルートゥース（登録商標：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）や無線ＬＡＮ等の機能部である。この無線送信部４０は、制御部４０と接続されており、制御部４０からの指示に基づいて計測したデータを受信端末に送信する。なお、ここでは、無線による送信としたが、無線に限定するものではない。

制御部６０は、図２に示すように、体温を推定する推定制御部６１と、推定した体温を外部に送信する送信制御部６２とを有する。この制御部６０は、基板７０上に設けられており、図示はしないが、体温推定装置１の各種動作を実現するプログラムや各種データが記憶されたメモリである記憶部とＣＰＵと主記憶装置などを備え、記憶部のプログラムを読み込んで実行することにより、上記ハードウェアが協働して各機能を実現する。

推定制御部６１は、本発明における推定手段に相当し、取得した体表温データと外気温データから実際の体温を推定する機能部である。ここでは、下記式（１）を用いて実際の体温を推定する。

ｔ＝ｙ＋ａ（ｚ−ｘ） …（１）
ｔ：推定体温データ（℃）
ｘ：外気温データ（℃）
ｙ：体表温データ（℃）
ｚ：標準体温（℃）
ａ：０＜ａ＜１の定数
式（１）のａは、予め測定した体温のデータと、測定した外気温データおよび体表温データとの関係から校正実験によって求めた重み付けである。また、牛の標準体温ｚは、略３９℃であることが知られている。以下では、牛を例に説明する。

ここで、式（１）における体温推定の原理について図面を参照しながら説明する。
図３は、計測する牛周辺の実際を横軸とし、体表温センサ２０および外気温センサ３０で測定した測定データを縦軸として、実際の外気温と各センサ２０，３０による測定値との関係を示した図である。
図３によれば、体表温データｙは、牛の標準体温ｚ＝３９℃に概ね近い値であるものの、外気温と標準体温ｚとの差が大きくなると、体表音データｙと標準体温ｚとの差も大きくなり、その値は、実際の外気温に影響されていることが分かる。また、外気温データｘも、実際の外気温に概ね近い値であるものの、外気温データｘと標準体温ｚとの差が大きくなると、外気温データｘと実際の外気温との差も大きくなり、その値は、実際の外気温に影響されていることが分かる。
このような体表温データｙおよび外気温データｘに基づき、式（１）から推定体温データｔを算出する。この算出された推定体温データｔは、未だａの値が定まっていないのでａを変数とする関数である。
次に、図４に示すように、算出した推定体温データｔと、この推定体温データｔを算出した時の実際の体温とを一定期間測定し、例えば最小二乗法等により両者を近似させ、ａの値を求める。
図５に示すように、例えば、校正実験によってａ＝０．５と求まった場合、推定体温データｔは、標準体温ｚ＝３９℃に近似しているとともに、体表温データｙおよび外気温データｘの値に応じて変動していることが分かる。

また、送信制御部６２は、無線送信部４０を介して推定制御部６１が推定した体温を外部に送信する機能部である。
以上のような機能部を有する体温推定装置１は、図６に示すように、家畜等の首部に装着される。なお、ここでは、装着場所を家畜の首部としたが、首部に限定するものではなく、例えば尾根部等でもよい。

次に、本実施の形態に係る体温推定装置１の動作について図面を参照しながら説明する。
図７は、本実施の形態に係る体温推定装置１の動作を説明するフローチャートである。
図７に示すように、体表温センサ２０は、接触する体表の体表温データｙを計測し、この体表温データｙを推定制御部６１に入力する（Ｓ１０１）。また、外気温センサ３０は、接触する外気の外気温データｘを計測し、この外気温データｘを推定制御部６１に入力する（Ｓ１０２）。
体表温データｙおよび外気温データｘを取得した推定制御部６１は、上記式（１）に示す体温推定式を用いて演算し、その結果を体温と推定する（Ｓ１０３）

次に、送信制御部６２は、無線送信部４０を介して、推定制御部６１が推定した体温（推定体温データｔ）を所定の受信端末に送信する（Ｓ１０４）。
以上のように、体表温データｙと外気温データｘとを計測し、これらの関係から外気温の影響を考慮した体温を取得することができる。そして、このような動作手順を一定間隔又は随時行い、その区間における推定体温データｔからその区間における家畜の健康状態等を推測することができる。
なお、本実施の形態において、送信制御部６２は、体温推定装置１が備える推定制御部６１によって計算した推定体温データｔを所定の受信端末に送信したが、推定制御部６１を備えた所定の受信端末に対しては、体表温データｙおよび外気温データｘを送信してもよい。
また、本実施の形態において、外気温センサ３０は、体温推定装置１が備えるとしたが、推定体温データｔを受信する所定の受信装置が備えてもよい。この場合、体温推定装置１には、外気温センサ３０の他、推定制御部６１も所定の受信装置が備え、送信制御部６２は、入力された体表温データｙを所定の受信装置に送信することになる。
また、体温推定装置１は、さらに、体表温データｙや外気温データｘや推定体温データｔ等を表示する表示部を備えるとしてもよい。さらに、推定体温データｔ等が一定の値になった場合に、例えば警鐘音を発生させる等、表示部に聴覚表示させる表示制御部を制御部６０に備えてもよい。

（第２の実施の形態）
以下に、本発明の第２の実施の形態に係る体温推定装置を図面を参照しながら説明する。
図８は、本実施の形態に係る体温推定装置１の平面図（図１（ａ））、その正面図（図１（ｂ））およびその側面図（図１（ｃ））である。
この体温推定装置１の体表温センサ２０は、筐体８０の動物の体表と対向する面上に配置されている。体表温センサ２０は、図１に示す体温推定装置１と比べて体表温センサ２０と制御部４０とを接続する配線が不要となり、構造が簡略化され製造を容易にすることができる。
なお、この場合、ベルト１０の緩みにより体温推定装置１（体表温センサ２０）が、動物の体表より離間する場合が有る為、この様な場合は、ベルト１０を強めに絞めた方が良い。但し、体温推定装置１が動物の脊椎側に配置される場合は、体温推定装置１の自重によって、体表温センサ２０が体表に接触するようになり、ベルト１０の調整による家畜等へのストレスをかけることなく、体表温センサ２０と体表との接触が図れる。例えば、動物の脊椎側に位置を保つ鞍のような装着部材に、体表温センサ２０が体表と接触するように、体温推定装置１を固定すれば、動物の動きにより体温推定装置１の位置が大きくずれることはなくなり、体温推定装置１の自重によって体表温センサ２０と体表との接触が図れる。

本発明の第１の実施の形態に係る体温推定装置を示す構成図である。制御部を示す構成図である。外気温データと体表温データとの関係を示す図である。校正実験における外気温データおよび体表温データと実際の体温データとの関係を示す図である。体温推定データの実測結果を示す図である。体温推定装置の装着の一例を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る体温推定装置の動作を説明するフローチャートである。本発明の第２の実施の形態に係る体温推定装置を示す構成図である。

符号の説明

１…体温推定装置、１０…ベルト、２０…体表温センサ、３０…外気温センサ、４０…無線送信部、５０…電源部、６０…制御部、６１…推定制御部、６２…送信制御部、７０…基板、８０…筐体。

Claims

動物の体表温を計測する第１の温度センサと、
前記動物の周辺の気温を計測する第２の温度センサと、
前記第１および第２の温度センサによりそれぞれ計測した前記体表温及び前記気温から前記動物の体温を推定する推定手段とを備えた
ことを特徴とする体温推定装置。
請求項１に記載された体温推定装置において、さらに、
前記推定手段が推定した体温を外部に送信する送信手段を備える
ことを特徴とする体温推定装置。
請求項１または２に記載された体温推定装置において、さらに、
少なくとも前記推定手段を収容した筐体と、
この筐体を動物の体表に装着するベルトとを備え、
前記第１の温度センサの一部は、前記筐体外部に引出され、前記ベルトと前記動物の体表との間に配置される
ことを特徴とする体温推定装置。
請求項１または２に記載された体温推定装置において、さらに、
少なくとも前記推定手段を収容した筐体と、
この筐体を動物の体表に装着する装着手段とを備え、
前記第１の温度センサは、前記筐体の前記動物の体表と対向する面上に配置される
ことを特徴とする体温推定装置。
体表温を取得する体温取得ステップと、
外気温を取得する外気温取得ステップと、
前記体温取得ステップにおいて取得された体表温及び前記外気温取得ステップにおいて取得された外気温から体温を推定する推定ステップと
からなることを特徴とする体温推定方法。