JP2008173367A - 動物加温処理装置における動物体温制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒトの温熱療法に代表される動物の加温システムにおいて、体内の核心温度を厳密に制御する制御装置を提供する。
【解決手段】動物の体内を収納する容器、少なくとも動物の核心温を所定間隔または連続して測定する核心温測定手段を含む動物の体調を測定するための体調測定手段Ｓ２と、動物の核心温を調整する核心温調整手段とを備えた動物加温処理装置における動物体温制御装置は、体調管理部１１と、時間測定手段を有する制御部１３と、核心温制御部とから構成され、体調管理部は、体調測定部で測定された少なくとも動物の体温に関するデータを含む体調データを入力し、体調データを制御部に出力し、制御部は、体調管理部からのデータに基づいて、動物の核心温の変化を予測し、予測結果を核心温制御部に出力し、核心温制御部は、制御部からの予測結果に基づいて、動物加温装置の核心温調整手段に制御信号を出力する。
【選択図】図２

Description

本発明は、動物加温処理装置における動物体温制御装置に関する。より詳しく述べると温浴治療装置に代表される温熱治療装置における動物の体温を所定範囲に維持するための動物体温制御装置に関する。

従来、例えば癌の治療には外科的治療、放射線療法、化学療法等が用いられていたが、これらはいずれも人体の正常組織に対して損傷を与える侵襲的治療方法であるため、患者に対してダメージを与える。また、ＨＩＶ等の難治性感染症では、適切な治療法が無いのが現状である。これに対し、近年、正常細胞と癌細胞やウィルスの温度感受性の差を利用して、患部を４１℃〜４３℃に加温して、正常細胞を守りながら癌細胞やウィルスを死滅させる温熱療法（ハイパーサーミア）が非侵襲的治療方法として注目されている。また、放射線療法や化学療法に温熱療法を併用することで、その治療効果が高まることが確認されている。

このような温熱療法には、特定の患部のみを加温する部分温熱療法と、全身を均一に加温する全身温熱療法とがある。部分温熱療法には患部に高周波や超音波を照射する方法や患部に電極針を差し入れて加温する方法が、全身温熱療法には体外循環によって血液を加温する方法、遠赤外線を照射する方法が現在までに試みられている（特許文献１〜３）。

例えば、ヒトの核心温について、核心温が４２℃を超えた場合は脳の視床下部中枢に存在する体温調節機能が障害され、発汗や皮膚血管拡張などの対暑反応が働くなり、核心温の上昇を更に進めることになる。核心温の上昇の中で特に重要なのは脳温の上昇である。脳の温度を頭部冷却や顔面への送風によって４１℃以下に維持すれば、体幹部内部の温度が４６〜４７℃以上になっても障害を残さず、回復することが報告されている。
脳温上昇により、脳の浮腫、小出血、うっ血、微小梗塞、変性などが起こる。機能的にも障害が進行し、その限界温度が４２℃であると報告されている。

核心温が４５℃程度まで上昇すると、数時間に限って耐えることはできるが、細胞壊死が起こり、核心温が高いほど、短時間で細胞壊死がみられ、５０℃以上になると極めて短時間に壊死が見られる。
局所温度による組織細胞への影響では、細胞膜やミトコンドリアの形態と機能の変化、酵素活性の変化、ＤＮＡ合成の抑制、核蛋白の増加、熱ショック蛋白の出現などの多方面の研究が行われつつある。

そのため、このような温熱治療を行う際に、核心温を厳密に制御することが必要である。
ヒトを含めた動物の体温は、図１に示す通り、何も制御をしない場合急激に上昇してしまい、場合によっては生命の危険に曝される場合がある（図１曲線（ａ）参照）。一方、途中で核心温を制御した場合、制御の立ち遅れが生じて場合によっては生命の危機に曝される場合がある（図１曲線（ｂ）参照）。さらには、早く制御しすぎて、目標温度に到達しない場合もある（図１曲線（ｃ）参照）。

特開２００１−２９９７９８号公報 特開２００３−１２６１３５号公報 特開平１０−３３６２８号公報

そのため、本発明の課題は、ヒトの温熱療法に代表される動物の加温システムにおいて、体内の核心温度を厳密に制御する制御装置を提供することである。

前記課題を解決する本発明は、以下の項目から構成される。
（１） 動物の体内を収納する容器、例えば浴槽、インキュベータ本体など、
少なくとも動物の核心温を所定間隔または連続して測定する核心温測定手段を含む動物の体調を測定するための体調測定手段と、
動物の核心温を調整する核心温調整手段と、
を備えた動物を加温処理する動物加温処理装置における動物の体温を制御する動物核心温制御装置であって、
前記動物体温制御装置は、体調管理部と、制御部と、核心温制御部とから構成され、
前記体調管理部は、前記体調測定部で測定された少なくとも動物の体温に関するデータを含む体調データを入力し、前記体調データを前記制御部に出力し、
前記制御部は、前記体調管理部からのデータに基づいて、前記動物の核心温の変化を予測し、予測結果を核心温制御部に出力し、
前記核心温制御部は、前記制御部からの予測結果に基づいて、前記動物加温装置の核心温調整手段に制御信号を出力することを特徴とする、動物核心温制御装置。

（２） 前記動物加温装置の核心温調整手段は、音声、光又は両方で警告指示を発生する警告手段を有しており、核心温の予測結果に応じて、前記核心温制御部は、前記警告発生手段に警告を発生させる信号を出力することを特徴とする、（１）に記載の動物核心温制御装置。

（３） 前記動物加温処理装置がヒト用の温熱療法器具であり、
前記制御部は、前記動物に固有の核心温の制御臨界温度に到達するか否かを予測し、前記核心温制御部は、前期制御臨界温度到達前は、核心温を上昇させる昇温モードで前記核心温調整手段を運転させるような制御信号を出力し、そして核心温を維持又は下降するような核心温維持モードで前記核心温調整手段を運転させるような制御信号を出力することを特徴とする、（１）又は（２）に記載の動物核心温制御装置。

（４） 前記制御臨界温度を予め３８．５〜３８．７℃の範囲に設定することを特徴とする、（３）に記載の動物核心温制御装置。
（５） 前記制御臨界温度を、連続して測定した核心温をロジスティック関数を基づいて曲線を予測し、予測した曲線の傾きに基づいて予測することを特徴とする、請求項３に記載の動物核心温制御装置。

本発明によると、動物を加温処理するに当たって、危険温度域に到達することなしに、動物の核心温を目標の温度域に維持することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明は、ヒトを含む動物の体温と外界の変化の関係を繰り返し検討した結果、以下の知見が得られた。本発明は、この知見に基づいて、ヒトを初めとする動物の体温（核心温）を制御する制御装置を創作した。

なお、本発明の制御装置で対象となる制御装置は、動物を加温する装置において、動物の核心温度を所定間隔で入力可能であり、なおかつ動物の体温を調整する調整手段を有する動物の加温装置、特に温浴療法用の装置、インキュベータ等を含む。

（体温）
体温は身体の温度を意味している。体温との意味には身体のどの部分の温度を限定していなく、漠然とした意味を持っている。身体の温度はその部位によりが差あることから、測定した体温を正確表現するために測定部分を利用して、「直腸温」、「腋窩温」、「口腔温」、「舌下温」、「皮膚温」などと表現されている。身体の温度は一般的に内部の温度が高く、身体表面の温度は低い。この温度分布は身体を取り巻く環境条件や身体状態により変化する。環境温度が高い場合は身体内部と表面温度の差は少なく、環境温度が低い場合はこの差が大きくなる。

しかしながら、身体内部の温度は環境温度の変化に関わらず約３７℃の一定の範囲で保たれている。この環境温度により影響を受けない部分の温度を「核心温」と呼ばれ、環境温度に左右される部分の温度を“外層温”と言われている。核心温と外層温の体温調節の役割はまったく異なっている。核心温は体温調節の対象であり、環境温度の変化があっても体温調節の働きにより、核心温は一定の範囲に温度が維持されている。一方、外層温は熱放射を調節する効果器として働き、環境温度により著しく影響を受ける。

（核心温）
核心温は一定の範囲に保たれているが、臓器や場所により差があり、核心温が一番高い視床下部と最も低い口腔温では約０．７℃の差がある。この温度差（温度勾配）は常に同じように存在するのではなく、生体の状態により変わる事がある。一般的に熱産生が部位の温度が高く、“肝、腎、心、脳”などの代謝が盛んな臓器で熱も多く産生され、血液によって運び去られる。大動脈血は生体各部から還流する静脈血を集めていることから、全身の血液が集まることから生体核心温を代表していると考えられているが、生体の状態により左右されることを考慮する必要がある。その他核心温の候補として“直腸温”や“視床下部温などが上げられる。

（外層温）
外層温は環境温が核心温より低い場合は、核心部近くの温度が高く、皮膚温が低く、このような温度勾配が存在している。特にこの温度勾配は四肢に著しい温度勾配があり、四肢の静脈と動脈により熱交換が行われ温度勾配が維持されている。

（体温の測定）
温度は種々の方法により測定されている。また臨床体温測定にも色々な方法で測定されている。主な体温測定法として、１）水銀温度計、アルコール温度計、２）熱電対（銅、コンスタン、鉄など）、３）液晶、４）赤外熱温度計などが用いられている。

一般に、日常の「体温測定」は、「核心温」と「外層温」の区別はされてないで用いられている。日常の臨床検温で日本では「腋窩温」が用いられているが、外国では「舌下温」や「耳音」などが用いられている。核心部に属する温度は直腸、食道、鼓膜などがあるが、直腸温の場合は測定部位を肛門より６ｃｍ以上深い場所で測定する必要があるが、人の尊厳に関係するという主張がある。

（核心温の正常値）
核心温は直腸、食道、鼓膜で測定されるが、核心温の指標となる温度は“腋窩、口腔（舌下）、耳”で測定され”体内温“と表現し各々の部位の温度は同一でないが、臨床上は同じカテゴリーに分類され、日常的に測定されている。体内温度の平均値は３６．５〜３７℃として取り扱われている。各体内温の平均として以下の、温度が報告されている。
Ａ．腋窩温 ３６．６８±０．３６℃
Ｂ．口腔（舌下）温 ３６．７７±０．３１℃
Ｃ．耳温 統一的な平均値は報告されていない

（核心温の周期的変動）
核心温は狭い温度域に維持されているが、運動、食事摂取、入浴により核心温は上昇する。核心温は生活条件などにより変動するが、日常生活では周期的な変動が認められる。

Ａ．概日リズム：２４時間リズム
昼の活動期には高く、夜の睡眠時に低い。
Ｂ．概月リズム
女性の月経周期に認められる・
Ｃ．季節変動
近年、生活環境が年間を通じて一定の温度（冷暖房）を定着化していることから、季節変動による核心温の報告例はない。

（核心温の長期的変動）
核心温の長期変動の例として“加齢”と“暑熱・寒冷適応”が代表される。
Ａ．加齢
核心温は生後は高値を示し、その後次第に低下して、１０才位で一定の値に落ち着くが、高齢と共に低下傾向を示す。成人が３６．８９±０．３４℃に対して、高齢者では３６．６６±０．４２℃と報告されている。

Ｂ． 暑熱・寒冷
短期間の暑熱・寒冷適応では核心温は変化しないが、長期の適応で核心温は影響を受けるとされている。長期の暑熱適応では核心温は上昇することにより、発汗などの耐暑反応を節約している。また長期の寒冷適応では核心温は低下し、代謝増加などの耐寒反応を節約している。

（核心温の限界）
前述の通り、核心温が異常に上昇したり、異常に低下したりすると、その動物は生存できなくなる。

（温熱治療による核心温度の変化）
本発明者等は、このような前提に基づいて、数多くの温熱療法を行い、加温と核心温度の変化について鋭意検討を行った。その結果、核心温度の上昇は、Ａ予備加温モード、Ｂ通常加温モード、Ｃ維持制御モードの３種類のモードで制御することによって目標温度に核心温度を維持できることを見出した。すなわち、温熱療法で一定に維持しようとする核心温（本明細書において以下、目標温度という）に到達させて、その目標温度から所定の範囲（以下、目標温度範囲という）内に維持しようとする場合、目標温度に到達させて、目標温度範囲内で維持させるためには、少なくとも２つのモード、好ましくは３つのモードで温度制御を行うことが必要である。

Ａ 予備加温モード
例えば、所定温度で被験者を入浴させた場合、個人差や、同一被験者であっても体調、季節、入浴時間帯により核心温度の上昇の様式（上昇時間）が異なる領域が存在する。本発明ではこの領域を予備加温モードと言う。予備モードでは、動物の血管拡張が観察され、以下の通常加温モードでの正常な加温及び維持制御モードでの目標温度への到達・維持に重要な役割を示している。すなわち、予備加温モードでの動物の加温状態が充分でない場合には目標温度まで加温されない場合がある。従って、設定した目標温度に安全かつ確実に加温するためには、予備加温モードで加温条件を吟味する必要がある。

本発明者等の繰り返しの実験によると、ヒトを温浴治療する場合には、予備加温モードから次の通常加温モードに移行する際に急激な核心温の温度シフト、すなわち＋０．１〜＋０．５℃／１〜２分の急激な核心温の温シフトがあることを見出している。本明細書においては、この核心温のシフト点を第１の制御点として、モードの切り替えを行っている。すなわち、第１の制御点以前は、予備加温モードで制御し、そして、制御点を越えた際に、個体差、同一個体の体調等の差とは比較的無関係に核心温が上昇する通常モードへと移行する。

Ｂ 通常加温モード
予備加温モード後に、例えば、同一温度で保持して入浴を行うと、核心温は、所定のパターンで上昇していく。通常加温モードでは、比較的個体差あるいは個人における体調差等に無関係に所定の割合で核心温度が上昇する。そして、この核心温度が所定の値、すなわち後述する閾値となるまでこの通常加温モードにて、対象となる動物を加温する。
なお、本発明においては、Ａの予備加温モードとＢの通常加温モードを一つの制御で行うことも可能である。

Ｃ 維持制御モード
核心温がある閾値を超えた場合、核心温の制御を注意深くする必要がある。すなわち、その閾値を超えても特別な制御をしない場合、あるいは閾値を超えても制御が不十分である場合、目標温度範囲を超えた後に目標温度範囲内となる場合がある。例えば、温浴療法において、ＨＩＶやがんなどの治療目的とする場合には、目標温度範囲と、脳機能障害を引き起こす可能性が高い温度（以下、危険温度という）とは非常に近い温度である。

そのため、目標温度（目標温度領域内）に維持するためには、維持制御モード領域内で核心温を厳密に管理する必要がある。

（体温調整手段）
本発明において、各制御モードにおいて、動物の体温を調整する体温調整手段は、従来公知の方法を単独であるいは組み合わせて使用することができる。
例えば、動物の加温処理装置が浴槽内における所定温度の水又は水性媒体（電解質、その他の有効成分を含む水溶液）により、動物を加温する方式の場合、動物と所定温度の水との浸漬率を変化させる浸漬率の変化手段、頭部に冷風を送風する冷風送風手段、頚部を冷却するための頚部冷却手段など種々の公知の手段を単独または組み合わせて使用することができる。

本発明においては、後述する制御手段からの信号により、このような体温調整手段の制御を行う必要がある。

（制御装置）
このような、前提のもとに以下、本発明の制御装置を添付図面に基づいて説明する。
図２は、本発明の制御装置の概略を示す概略図である。
なお、以下の説明ではヒトの温浴治療システムＳにおけるヒト体温の制御を行う例を示している。この温熱治療システムＳは、核心温を所定間隔でデータ出力する核心温測定手段Ｓ１（例えば、直腸体温計）と、制御信号が入力されると周囲温度を制御して核心温度を制御するための周囲温度制御手段Ｓ２を備えている。なお、所望に応じて心拍数等のその他の体調に関する情報を出力する構成となっている。このような体調に関する情報により、治療前後の体調について調査することが可能であるとともに、治療中の患者の体調に関する情報を得ることが可能となる。また、周囲温度制御手段Ｓ２は、例えば温浴治療装置においては滞留させる水の水温を調整する温調装置と、動物の浸漬率を変化させて核心温を調整するための装置、動物に送風、頚部の冷却などによって核心温の上昇を抑制または核心温の低下を行うための装置などから構成される。

本発明の制御装置１は、このような温熱治療システムＳにおける被験者であるヒトの核心温の制御を行うための制御装置であって、体調管理部１１と、周囲温度管理部１２と、制御部１３とから主として構成されている。

体調管理部１１は、温熱治療システムにおけるからヒトの核心温に関するデータを入力し、入力結果を制御部１３に連続的に出力する手段である。
体調管理部１１は、体内温度測定手段Ｓ１から連続的あるいは所定間隔で送信されてきた核心温に関する数値情報を制御部１３に送信する機能を有している。さらに、体調管理部は、血流計等の治療者（または治療動物）の状態を測定するための計器類、治療者（または治療動物）の状態を観察するためのデジタルビデオカメラ等の画像入力手段からの情報を管理してもよい。

周囲温度管理部１２は、制御部１３からの信号に基づいて、核心温の上昇・下降の制御を行う機能を有している。具体的には、制御部１３からの信号を受けて核心温を下降させる制御及び核心温を維持する制御、さらには場合によっては核心温を上昇させる制御を行う信号を温熱治療システムＳの周囲温度制御手段Ｓ２に送信する。
さらには、温度調整装置による入浴温度の設定等、送風（開始、送付の強さ）、浸漬率の変化、頚部への冷却などの命令を周囲温度調整手段Ｓ２に出力する。

制御部１３は、前記体調管理部１１からの核心温に関する情報に基づいて、（１）核心温管理および（２）核心温の制御管理を行う機能を有している。
すなわち、制御部１３は、体調管理部１１からの核心温に関する情報に基づいて、核心温の制御信号を、周囲温度管理部１２に出力している。

（動作：制御方法）
以下に、本発明の制御装置の動作例を詳細に説明する。なお、以下の動作例は、温浴治療システムにおいて、ヒトの体温を維持する制御の例を示すものであるが本発明はこのような特定の実施の形態に限定されるものではない。

（動作例１：モードＡからモードＢへの移行制御）
まず、動作例１として、モードＡからモードＢへの移行、すなわち、予備加温モード（モードＡ）から通常加温モード（モードＢ）への制御モードへの移行を図１から図３に基づいて説明する。
図３は、本発明の一実施形態における核心温の制御フローを示すフローチャートである。

図１に示す通り、予備加温モード領域では、目標温度に到達するための動物への加温を開始する領域である。この予備加温モード領域Ａでは、加温条件などの設定が首尾よく行われているかどうかを確認することが重要である。すなわち、この予備加温モード領域は、動物、例えばヒトにおいて、個体差により、あるいは同一個体であっても体調、時間帯により加温条件が変化する領域であり、なおかつ目標温度への適正な加温の可否を決定する領域である。そのため、適正な加温が行われているか否かを判断して加温制御する必要がある。

本発明者等の繰り返しの実験によると、ヒトを温浴治療する場合には、予備加温モードから次の通常加温モードに移行する際に急激な核心温の温度シフト、すなわち＋０．１〜＋０．５℃／１分〜２分の急激な核心温の温度シフトがあることを見出している。

従って、本発明の好ましい実施形態において、モードＡからモードＢへの移行、すなわち、予備加温モード（モードＡ）から通常加温モード（モードＢ）への制御モードへの移行は、温度の経時的変化をモニタして１から２分単位の温度変化の度合いが＋０．１〜＋０．５℃となる点（第１の制御点）を見出すことが重要である。

次に、この予備加温モード領域では、所定時間間隔における温度上昇率をモニタすることが重要である。さらに、この予備加温モード領域では、ヒートショック対策を講じることも重要となる。すなわち、周囲環境から高温環境に移行した際に、急激な温度変化により動物の身体に悪影響を及ぼさないように注意を払う必要がある。

温浴治療システムの場合一般には、動物の標準体温＋０．１℃〜３℃、ヒトの場合には、３７〜４２℃、好ましくは３８℃〜４０℃の温度の水又は水性媒体中に入浴させることが一般的である。

上記の温度範囲内で、動物を加温すると、図１に示す通り、単位時間当たり所定の割合で増加していく。この際に、例えば、初期の数分間の核心温データに基づいて、単位時間当たりの核心温の上昇率Δｔが所定範囲内にあるか否かを判断する方法、所定時間内における温度変化率に基づいて、核心温変化曲線を、例えば平均二乗法、ロジスティック関数により作成し、予め登録してある曲線（充分に目的体温に到達した実績より作成した温度プロフィールから作成された曲線）の中から作成した曲線と類似した曲線を検索する。

すなわち、この予備加温領域において、個体差、同一個人における体調の変化に応じて、核心温の増加率が異なる。換言するとヒートショックを起こさないでなおかつ目標体温領域に到達・維持できる周囲温度をこの予備加温領域で管理・設定する必要がある。

そのため、この領域では、所定温度で数分間、予備加温した際の温度上昇曲線から、核心温上昇予想曲線を作成し、この予想曲線に近似した予め登録された実測の曲線を検索する。
そして、入力した核心温と検索した結果の実測曲線（例えば、図１におけるＡ制御モードの領域の曲線）に基づいて、周囲温度制御手段における温調装置の出力制御を行う。

例えば、所定間隔で入力された核心温が読み込んだ曲線から著しく逸脱する場合には、逆の方向となるように温調装置に命令を出す。具体的には、上昇率が著しく低い場合には温調装置により水温を上昇させる命令を出力する。一方、上昇率が著しく高くなった場合には温調装置により水温を下降させる命令を出力する。

そして、上昇率が所定範囲で推移する場合（上昇率安定）、その上昇率が第１の制御温度となるか否かを判断する。すなわち、温度の経時的変化をモニタして１から２分単位の温度変化の度合いが＋０．１〜＋０．５℃となるか否かを判断する。

そして、第１の制御点に到達しない場合には、制御モードＡで制御（予備加温領域での動物の加温）を続行し、第１の制御点に到達した場合には、制御モードＡから制御モードＢ（通常加温領域による動物の加温）に移行する指示を出して、制御モードＡを終了する。なお、制御モードＡと後述する制御モードＢを同時に制御することも可能である。例えば、核心温が所定値であるか否かを、具体的には第２の制御点に到達するか否かを同時に判断して、第１の制御点に到達する前に第２の制御点に到達した場合、制御モードを制御モードＡから制御モードＣに移行することも本発明の範囲内である。
なお、本発明の一実施形態において、例えば温浴療法の場合、浴温を核心温＋０．５〜＋５℃程度に設定して調整することも可能である。この温度は、熱媒である水性媒体の内容に依存して適宜決定されるが、水道水を用いる場合には核心温＋１〜＋４℃程度であることが好ましい。

（動作例２：制御モードＢから制御モードＣへの移行）
次に、予備加温モードＡから通常加温モードＢに移行してからＣの維持制御モードへ移行するまでの通常制御モードＢの制御方法について説明する。制御モードＢでの制御は、核心温の上昇が正常であるか否かを監視する（順調に動物の加温が行われているか否かを監視する）とともに、危険温度に突入せず、正常に目標温度に到達して目標温度領域に動物の核心温を維持する次の維持制御モードに受け渡しするための制御モードである。なお、制御モードＢの制御方法については、第２の制御点である制御閾値を想定して制御する方法（方法１）と制御閾値を関数により求めて制御する方法（方法２）の２種類に大別される。

（動作例２−１：制御閾値を想定して制御する方法）
まず、動作例２−１として、制御閾値を予め設定し、設定した閾値に基づいて制御する例を図１、図２および図４に基づいて説明する。
図４は、本発明の所定の実施形態における核心温の制御フローを示すフローチャートである。

動作例２−１では、目標温度に到達する前に、制御を行うための重要な制御点が存在するという本発明者等による知見に基づくものである。すなわち、動物を加温処理する場合、個体差、同一個体における体調等に依存せず、核心温の上昇を制御する際の臨界温度が存在することを本発明者等によってはじめて見出した。ヒトの場合には、その制御の臨界温度が３８．５〜３８．７℃に存在する。従って、動作例２-１においては、この臨界温度（図１における第２の制御点）を超えるか否かに基づいて維持制御モードを変化させる制御を行う。

図４に示す通り、まず、図３に示す制御モードＢからの制御モードＣの移行の信号を受けると、制御装置は、治療システムを通常モードで運転するように指示をする。そして、連続的にあるいは所定間隔で入力された体温が臨界温度である第２の制御点（図４中ＴＮｏ２）を超えるか否かを判断する。入力された温度が第２の制御点未満である場合（Ｎｏ）、制御モードＢのまま運転を続行する。一方、入力された温度が第２の制御点以上の場合、制御モードをＢから維持管理モードへと移行する。
なお、核心温の上昇の制御は、図３に示す実施形態と同様に行うことが出来るので省略する。

（動作例２−２：関数を用いて制御する方法）
なお、制御モードＢの制御を所定の閾値として制御する代わりに、温度の変移を関数として表し、その変極点により制御することも可能である。
すなわち、経時的核心温の変移を、グラフ化すると、図５に示す通りとなる。図５に示す通り、ロジスティック関数、平均二乗法等により曲線を描き、その変極点を前記の閾値（第２制御点）とする。入力データから曲線の関数を求めること及びそこから変極点を求める方法は、統計学分野に周知の方法で行うことが可能である。

（動作例３：維持制御モード）
制御モードＣの維持制御モードは、所定の目標温度への到達と目標温度範囲内への維持を制御するモードである。
制御モードＢの通常モードから制御モードＣの維持制御モードに移行すると、核心体温を所定温度以上に上昇させない制御信号を、周囲温度制御手段に出力して、体内温度の目標温度範囲内での維持を図る。

このモードにおいて、まず入力された体温が目標温度の下限値（Ｔｔｌ）以上か否かを判断する。Ｔｔｌを超えた場合、目標温度領域に到達したことを示し、タイマーをオンにする、そして、予め定められた時間（所定時間）となるまで、維持制御モードで治療システムを運転する。

一方、入力された体温が、目標温度範囲の上限（Ｔｔｕ）以上か否かを判断し、Ｔtu温度を超えた場合には温度上昇制御信号を周囲温度で制御手段に出力して、体内温度の維持を行う。
なお、ここでいう目標温度範囲の上限（Ｔｔｕ）は、実際の上限より少ない温度で設定されていることが好ましい。
（動作４：マップ制御 変更態様）
本発明の別の実施形態で、制御装置は、図５に示す通り、マップ制御を行うことができる。本発明によるマップ制御とは、まず、リアルタイムにプロットした核心温の変化をグラフ化し、近似するグラフを予め登録されたグラフ（各制御モードにて正常に動作したグラフ群）を検索して、検索したグラフを読み込む（マップ読み込み）。あるいは、同一の個体である場合、その個体の状況に応じて予め登録されたグラフを読み込む。

次いで、読み込んだマップから所定時間後、例えば１分後の温度上昇範囲を予測する。所定時間経過後、この予測値と実際の温度を比較して、実際の温度が予測値範囲内にあるか否かを判断する。

測定値が予測値範囲内である場合には、次いで、次の所定時間経過後の温度上昇範囲を予測して同様に、次の所定時間経過後の予測値範囲と実際の温度とを比較し、この工程を順次繰り返す。

一方、実際の温度が予測値範囲を下回る場合には、次の所定時間の温度の遷移を実測する。すなわち、予測値範囲を下回る場合には、温度上昇誤差により、下回る場合と、実際の加温が不足する場合の両方が考えられる。

そして、次の実測温度がなおも予測温度値範囲を下回る場合には、浴温を上昇する制御を行う。この際の温度上昇幅は、数十分の一等の若干の上昇幅としてもよいが、繰り返しの実験により予め登録された温度上昇幅とすることが好ましい。

そして、次の所定時間経過後の温度上昇範囲を予測して同様に、次の所定時間経過後の予測値範囲と実際の温度とを比較し、実際の測定値が予測値範囲内にある場合には、通常の制御工程に戻す。

一方、実際の温度が予測値範囲を上回る場合には、例えば、現在の動作モードがモードＡの予備加温である場合には、実際の温度が第１制御点近傍か否かを判断して、第１の制御点より低い場合には、次の所定時間の温度の遷移を実測して、実際の温度が予測値範囲を下回る場合の逆の制御、すなわち、浴温を下げる制御を行う。

実施の温度が第１制御点近傍である場合には、次の所定時間の温度の遷移を実測して、制御モードを切り替えるか否かを判断する。すなわち、最初に読み込んだマップによるマップ制御に加えて、次のモードのマップを読み込み、所定時間経過後の実測値の遷移が最初に読み込んだマップに従うか新たに読み込んだマップに従うか判断し、新たに読み込んだマップに従う場合には、制御モードを移行する。

（応用例１： メタボリック症候群改善用温浴治療システム）
以上説明した本発明の動物核心温制御装置は、動物の全体を加温する各種装置に適用可能である。例えば、ヒトのメタボリック症候群改善用の温浴治療システムに組み込んで、危険温度に到達することなしに、温浴治療を施すことが可能である。
この際の目標温度は、３９℃であり、目標温度範囲は３９〜３９．５℃であり、そして、目標温度範囲の維持時間は、２０〜３０分である。
同様にして、本発明の動物核心温制御装置は、糖尿病の治療にも有効である。この際の目標温度は、３８．５℃であり、目標温度範囲は３８．５〜３９℃であり、そして、目標温度範囲の維持時間は、２０〜３０分である。
本発明の動物核心温制御装置を、温浴治療装置に搭載して、このような温度設定をすることにより、メタボリック症候群や糖尿病の改善に安全かつ有効に適用することが可能となる。

（応用例２： ＨＩＶ、がん等のＱＯＬ、治療）
本発明の動物核心温制御装置は、メタボリック症候群に加えてＨＩＶやがんのＱＯＬ、改善に有効に適用可能である。この場合、目標温度は、メタボリック症候群改善用温浴治療システム等よりも高く、温度管理も厳密に行う必要がある。具体的には３９．５℃であり、目標温度範囲は３９〜４１℃であり、そして、目標温度範囲の維持時間は、２０〜３０分である。
このようにＨＩＶ、がん等のＱＯＬ、治療に本発明の動物核心温制御装置を用いると、危険温度領域に到達することなしに制御することが可能となる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく幅広く適用可能である。例えば、本発明は、動物核心温制御装置に限定されるものではなく、本発明の動物核心温制御装置を備えた温浴治療装置、温浴治療システムも本発明の範囲内である。
また、治療装置だけでなく、従来のＳｐａ、温泉施設等の健康増進用の装置に備えることも本発明の範囲内である。

さらに、例えば、健常者用の体温を測定する装置において、核心温換算で所定時間、例えば１０〜３０分後（本発明にいう制御モードＢに到達する時間）および／または予め設定された制御臨界温度（３８．５〜３８．７℃）となった際に、アラーム音等によりアラームを発する体温測定装置も本発明の範囲内である。このような体温測定装置を適用して、入浴、Ｓｐａ施設を利用することによって体温調整を行う注意を促すことが可能となり、メタボリック症候群の予防等に適用可能である。

さらに、本発明は、デジタルカメラ、マイク、血圧測定装置等とともに通信回線により制御データを管理者用サーバに送信して管理者側サーバにより、例えば温浴療法のモニタを行う遠隔地での温浴療法の管理技術にも適用可能である。このように構成することによって、遠隔地での集中管理、データの統合など幅広い用途に適用可能となる。また、所望に応じて本発明の動物核心温制御装置を備えた温浴治療システムを車両等に搭載することも可能である。

動物の体温の上昇と時間との関係を示すグラフである。 本発明の制御装置の概略を示す概略図である。 本発明の一実施形態における核心温の制御フローを示すフローチャートである。 本発明の所定の実施形態における核心温の制御フローを示すフローチャートである。 動物の核心温の経時的変移を示すグラフである。

符号の説明

１ 動物核心温制御装置
１１ 体調管理部
１２ 周囲温度管理部
１３ 制御部
Ｓ２ 体調測定手段
Ｓ３ 周囲温度制御手段

Claims (8)

1. 動物の体内を収納する容器、
   少なくとも動物の核心温を所定間隔または連続して測定する核心温測定手段を含む動物の体調を測定するための体調測定手段と、
   動物の核心温を調整する核心温調整手段と、
   を備えた動物を加温処理する動物加温処理装置における動物の体温を制御する動物核心温制御装置であって、
   前記動物体温制御装置は、体調管理部と、時間測定手段を有する制御部と、核心温制御部とから構成され、
   前記体調管理部は、前記体調測定部で測定された少なくとも動物の体温に関するデータを含む体調データを入力し、前記体調データを前記制御部に出力し、
   前記制御部は、前記体調管理部からのデータに基づいて、前記動物の核心温の変化を予測し、予測結果を核心温制御部に出力し、
   前記核心温制御部は、前記制御部からの予測結果に基づいて、前記動物加温装置の核心温調整手段に制御信号を出力することを特徴とする、動物核心温制御装置。
2. 前記動物加温装置の核心温調整手段は、音声、光又は両方で警告指示を発生する警告手段を有しており、核心温の予測結果に応じて、前記核心温制御部は、前記警告発生手段に警告を発生させる信号を出力することを特徴とする、請求項１に記載の動物核心温制御装置。
3. 前記動物加温処理装置がヒト用の温熱療法器具であり、
   前記制御部は、前記動物に固有の核心温の制御臨界温度に到達するか否かを予測し、前記核心温制御部は、前期制御臨界温度到達前は、核心温を上昇させる昇温モードで前記核心温調整手段を運転させるような制御信号を出力し、そして核心温を維持又は下降するような核心温維持モードで前記核心温調整手段を運転させるような制御信号を出力することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の動物核心温制御装置。
4. 前記制御臨界温度を予め３８．５〜３８．７℃の範囲に設定することを特徴とする、請求項３に記載の動物核心温制御装置。
5. 前記制御臨界温度を、連続して測定した核心温をロジスティック関数を基づいて曲線を予測し、予測した曲線の傾きに基づいて予測することを特徴とする、請求項３に記載の動物核心温制御装置。
6. 請求項１から請求項５に記載の動物核心温制御装置を備えた温浴治療システム。
7. ヒトのメタボリック症候群、糖尿病、ＨＩＶ、がん患者の治療又は緩和用に使用することを特徴とする、請求項６に記載の温浴治療システム。
8. ヒト健常者用の体温測定装置であって、所定時間経過後又は温度が核心温換算で３８．５〜３８．７℃となった際にアラームを表示するアラーム機構を有することを特徴とする体温測定装置。

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