JP2011185819A - 温度計及び温度計測方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】精度良く物体を介した内部の温度を測定する温度計を提供する。
【解決手段】温度計は、被測定対象の第1表面温度を測定する第1表面温度測定手段20Aと、第1参照温度として測定する第1参照温度測定手段24Aと、第2表面温度を測定する第2表面温度測定手段20Bと、第2参照温度として測定する第2参照温度測定手段24Bと、被測定対象からの第1表面温度測定手段20Aと第2表面温度測定手段20Bとの実装位置の差及び第1参照温度測定手段24Aと第2参照温度測定手段24Bとの実装位置の差を、各温度差に換算して第1表面温度及び第1参照温度、あるいは第2表面温度及び第2参照温度を補正する温度補正手段40と、温度補正手段40で補正された第1表面温度及び第1参照温度、あるいは第2表面温度及び第2参照温度を用いて被測定対象の深部温度を演算する深部温度演算手段42と、を含む。
【選択図】図1
【解決手段】温度計は、被測定対象の第1表面温度を測定する第1表面温度測定手段20Aと、第1参照温度として測定する第1参照温度測定手段24Aと、第2表面温度を測定する第2表面温度測定手段20Bと、第2参照温度として測定する第2参照温度測定手段24Bと、被測定対象からの第1表面温度測定手段20Aと第2表面温度測定手段20Bとの実装位置の差及び第1参照温度測定手段24Aと第2参照温度測定手段24Bとの実装位置の差を、各温度差に換算して第1表面温度及び第1参照温度、あるいは第2表面温度及び第2参照温度を補正する温度補正手段40と、温度補正手段40で補正された第1表面温度及び第1参照温度、あるいは第2表面温度及び第2参照温度を用いて被測定対象の深部温度を演算する深部温度演算手段42と、を含む。
【選択図】図1
Description
本発明は、温度計及び温度計測方法に関するものである。
従来、在宅にて健康を管理するための生体情報計測機器が数多くある。例えば、血圧測定による塩分摂取の調整や血糖値測定によるインスリン投与がある。これによって毎日決った時刻に測定をして生体情報のトレンドを収集している。このように生体情報のトレンドを収集する需要が高まっている。そこで基本的なバイタル情報である体温からは健康状態・基礎代謝状態・精神状態などの生体情報が得られる。計測の簡易性から日常的に身近な計測手段であるが、必要に応じてしばらくの拘束状態(静止状態)を伴う計測であって、活動時や常時計測をすることはそもそも身近な測定手段(製品)がないために稀である。本発明は、日常的にトレンドを収集できる深部体温計に対し、センサー実装精度を演算補正することで精度を向上させる装置に関する。
炉の内部・配管の内部などの温度を知る場合に、温度計を設置するために設備の切削加工を施したり、内部物質で温度計が腐食する等による劣化を懸念したりすることなく外装から間接的に内部の温度を測定できればよい。また、動物の体温について、健康状態・基礎代謝状態・精神状態を知りたい場合には、表層部の温度ではなく核深部の温度情報が必要になる。その場合にも表層部を介した内部の温度を知りたい。生体に関する装置は熱流補償型深部体温計として知られる。しかしこの方式は感温プローブを核心部と温度平衡にするためにヒーターを使うので消費電力が大きい。さらに装置が大掛かりで、携行性に乏しい。それに対し、非加熱型の深部体温計が考案され、温度検出部と皮膚の熱抵抗値とが未知で深部体温が得られる体温計が公知である(例えば、特許文献1参照)。これは、測定部位への貼り付け面側の断熱材の熱抵抗を共通にし、測定部位と反対側に熱流差を与えるような構成にすることで深部温度を求める技術で、この場合は関係する材質の熱抵抗値が未知であっても温度情報のみで深部温度を測定できる技術である。
しかしながら、特許文献1の手段による場合は、温度検出部の実装位置ずれにより精度が得られなくなる虞がある。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[適用例1]被測定対象の第1表面温度を測定する第1表面温度測定手段と、前記第1表面温度の測定位置との間に所定の熱抵抗値を有し、かつ外気との間に第1熱抵抗値を有する位置の温度を第1参照温度として測定する第1参照温度測定手段と、前記第1表面温度の測定位置とは異なる表面位置の第2表面温度を測定する第2表面温度測定手段と、前記第2表面温度の測定位置との間に前記所定の熱抵抗値を有し、かつ外気との間に前記第1熱抵抗値とは異なる第2熱抵抗値を有する位置の温度を第2参照温度として測定する第2参照温度測定手段と、前記被測定対象からの前記第1表面温度測定手段と前記第2表面温度測定手段との実装位置の差及び前記第1参照温度測定手段と前記第2参照温度測定手段との実装位置の差を、各温度差に換算して前記第1表面温度及び前記第1参照温度、あるいは前記第2表面温度及び前記第2参照温度を補正する温度補正手段と、前記温度補正手段で補正された前記第1表面温度及び前記第1参照温度、あるいは前記第2表面温度及び前記第2参照温度を用いて前記被測定対象の深部温度を演算する深部温度演算手段と、を含むことを特徴とする温度計。
これによれば、センサー実装位置ずれが演算によって補正されるため、深部温度の測定精度が上がる。またセンサー実装ずれによる不良を削減できるため歩留りを向上することができる。さらに、これらは生体に限らず、物体を介した内部の温度を測定することが可能であり、本発明は精度良く物体を介した内部の温度を測定する温度計を提供する。
[適用例2]上記温度計であって、前記温度補正手段では、前記第1熱抵抗値と前記第2熱抵抗値とを同一の熱抵抗値にしたオフセット状態における前記第1表面温度測定手段と前記第2表面温度測定手段との温度差及び前記第1参照温度測定手段と前記第2参照温度測定手段との温度差を用いて、前記第1熱抵抗値及び前記第2熱抵抗値のうち、前記オフセット状態の熱抵抗値と同一側の前記第1表面温度及び前記第1参照温度、あるいは前記第2表面温度及び前記第2参照温度から各前記温度差を加算あるいは減算することを特徴とする温度計。
これによれば、センサー実装位置ずれが演算によって容易に補正される。
[適用例3]上記温度計であって、前記第1表面温度の測定位置と前記第1参照温度の測定位置との間、及び前記第2表面温度の測定位置と前記第2参照温度の測定位置との間には、共通の前記所定の熱抵抗値を有する断熱部が設けられ、前記第1参照温度の測定位置と外気との間には、前記第1熱抵抗値を有する第1放熱制御部が設けられ、前記第2参照温度の測定位置と外気との間には、前記第2熱抵抗値を有する第2放熱制御部が設けられていることを特徴とする温度計。
これによれば、第1表面温度測定手段と第2表面温度測定手段とは、共通の熱抵抗値を有する断熱部に覆われている。ここで、それぞれの断熱部は、表面温度の測定位置と参照温度の測定位置との間に位置している。そして、それぞれの参照温度の測定位置と外気との間にそれぞれ互いに異なる熱抵抗値を有する第1、第2放熱制御部が設けられている。したがって、第1表面温度測定位置と第1参照温度測定位置との間の熱流束値と第2表面温度測定位置と第2参照温度測定位置との間の熱流束値が異なる。つまり、第1表面温度、第1参照温度、第2表面温度、及び第2参照温度も互いに異なる値が測定される。
[適用例4]上記温度計であって、前記深部温度演算手段で演算された前記深部温度を表示する表示部を有する表示装置と、前記第1表面温度測定手段及び前記第2表面温度測定手段を有する温度計本体と、を含み、前記表示装置と前記温度計本体とは、別体で構成されていることを特徴とする温度計。
これによれば、表示装置と温度計本体とが別体で構成されているので、被測定対象の表面に接触する必要がある第1及び第2表面温度測定手段を有する温度計本体の軽量化が促進される。したがって、被測定対象の表面に温度計本体を長時間接触させても負担とはならず、長時間にわたって連続的な温度のモニタリングが可能となる。
[適用例5]上記温度計であって、前記深部温度演算手段は、前記表示装置に設けられていることを特徴とする温度計。
これによれば、深部温度演算手段が表示装置に設けられているので、温度計本体の構成部品が最小限に抑制される。したがって、温度計本体の軽量化、小型化が促進され、被測定対象の表面に接触させる際にも、長時間の測定であっても負担がより一層低減される。
[適用例6]上記温度計であって、前記表示装置及び前記温度計本体は、無線通信により互いに情報の送受信が可能な送受信手段をそれぞれ含んでいることを特徴とする温度計。
これによれば、表示装置及び温度計本体がそれぞれ送受信手段を備え、互いに無線通信が可能に構成されているので、表示装置を温度計本体に対してある程度離して設置することが可能となる。表示装置が温度計本体と配線されないため、温度計本体を表示装置から完全に分離できるので、温度計本体の軽量化がより一層促進され、温度計本体の取扱い性が向上する。
[適用例7]上記温度計であって、前記被測定対象の表面に貼付可能に構成されていることを特徴とする温度計。
これによれば、温度計が被測定対象の表面に貼付可能に構成されているので、温度計の操作性、携帯性が向上する。例えば、温度計を幼児や乳幼児などに使用する場合では、一定時間温度計と体表面との接触を良好に保持することが困難である。このような場合でも、温度計が体表面に貼付可能に構成されているので、幼児や乳幼児が動いても体表面と温度計との接触状況を良好に維持できるから、正確な温度が測定可能となる。
[適用例8]被測定対象の深部温度を測定する温度計測方法であって、前記被測定対象の第1表面温度を測定するとともに、該第1表面温度の測定位置との間に所定の熱抵抗値を有し、かつ外気との間に第1熱抵抗値を有する位置の温度を第1参照温度として測定する第1温度測定工程と、前記第1表面温度の測定位置とは異なる表面位置の第2表面温度を測定するとともに、前記第2表面温度の測定位置との間に前記所定の熱抵抗値を有し、かつ外気との間に前記第1熱抵抗値とは異なる第2熱抵抗値を有する位置の温度を第2参照温度として測定する第2温度測定工程と、前記被測定対象からの前記第1表面温度と前記第2表面温度との測定位置の差及び前記第1参照温度と前記第2参照温度との測定位置の差を、各温度差に換算して前記第1表面温度及び前記第1参照温度、あるいは前記第2表面温度及び前記第2参照温度を補正する温度補正工程と、及び、前記温度補正工程で補正された前記第1表面温度及び前記第1参照温度、あるいは前記第2表面温度及び前記第2参照温度に基づいて前記深部温度を演算する深部温度演算工程と、を含むことを特徴とする温度計測方法。
これによれば、温度補正工程では、この測定値に基づいて第1温度測定工程及び第2温度測定工程で得られた、第1表面温度、第1参照温度、第2表面温度、及び第2参照温度を補正する。そして、深部温度演算工程では、これらの温度補正工程で補正された測定値に基づいて被測定対象の深部温度を演算する。
センサー実装位置ずれが演算によって補正されるため、深部温度の測定精度が上がる。またセンサー実装ずれによる不良を削減できるため歩留りを向上することができる。さらに、これらは生体に限らず、物体を介した内部の温度を測定することが可能であり、本発明は精度良く物体を介した内部の温度を測定する温度計測方法を提供する。
以下に、本実施形態に係る温度計としての電子体温計及びその計測方法について、図を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係る電子体温計を示すブロック構成図である。この電子体温計2は、被測定対象である人体4(図3参照)の体表面4Aに接触する体温計本体10と、体温計本体10とは別体に設けられる表示装置12とを備えている。
図1は、本実施形態に係る電子体温計を示すブロック構成図である。この電子体温計2は、被測定対象である人体4(図3参照)の体表面4Aに接触する体温計本体10と、体温計本体10とは別体に設けられる表示装置12とを備えている。
図2は、本実施形態に係る体温計本体10が人体4に装着された状態を示す拡大図であり、また図3は、本実施形態に係る体温計本体10及び表示装置12が装着された状態を示す図である。
先ず、図2に示すように、体温計本体10は、二つ(一対)の温度測定部14A,14Bを備えている。温度測定部14Aは、人体4の体表面4Aに接触する接触面16Aを有している断熱部18と、断熱部18と外気との間に設けられた第1放熱制御部18Aとを備えている。一方、温度測定部14Bは、温度測定部14Aの接触位置とは異なる位置の体表面4Aに接触する接触面16Bを有している断熱部18と、断熱部18と外気との間に第2放熱制御部18Bを備えている。すなわち、断熱部18は、温度測定部14Aと温度測定部14Bとで共通しており、共通の熱抵抗値を有している。
温度測定部14Aは、体表面4Aの温度を第1表面温度としての第1体表面温度として測定する第1表面温度測定手段としての第1体表面センサー20Aと、断熱部18と第1放熱制御部18Aとの界面22Aの温度を第1参照温度として測定する第1参照温度測定手段(中間温度測定手段)としての第1中間センサー24Aとを備えている。
また、温度測定部14Bは、体表面4Aの温度を第2表面温度としての第2体表面温度として測定する第2表面温度測定手段としての第2体表面センサー20Bと、断熱部18と第2放熱制御部18Bとの界面22Bの温度を第2参照温度として測定する第2参照温度測定手段(中間温度測定手段)としての第2中間センサー24Bとを備えている。
これらの温度測定部14A,14Bからなる体温計本体10は、粘着剤などによって接触面16A,16Bが人体4にそれぞれ貼付可能となっており、この粘着剤などにより、体表面4Aに良好な接触圧力で密着できるように構成されている。
ここで、体温計本体10の貼付位置は、比較的安定して体表面温度を測定できる額や後頭部、胸部、背中などの部位に設定されることが望ましい。また、体温計本体10の上に衣服を着用していても、体温計本体10が寝具と接触していてもよい。
また、温度測定部14Aの第1放熱制御部18Aと、温度測定部14Bの第2放熱制御部18Bとは異なる材料で構成され、これにより、第1放熱制御部18Aの熱抵抗値と第2放熱制御部18Bの熱抵抗値とは異なる値に設定されている。第1系統44Aと第2系統44Bとの温度分布が異なるように外気と触れる部分にそれぞれ第1及び第2放熱制御部18A,18Bが設けられている。
体表面センサー20A,20B及び中間センサー24A,24Bは、体表面4Aの温度及び界面22A,22Bの温度値を抵抗値に変換するものや、温度値を電圧値に変換するものなどが採用できる。なお、温度値を抵抗値に変換するものとしては、チップサーミスターや、サーミスターパターンがプリントされたフレキシブル基板、白金測温抵抗体などが採用できる。また、温度値を電圧値に変換するものとしては、熱電対素子や、PN接合素子、ダイオードなどが採用できる。
また、温度測定部14A,14Bは、体表面センサー20A,20B及び中間センサー24A,24Bの他に、前述の図1に示されるように、A/D変換器26A,26Bをそれぞれ備えている。なお、温度測定部14A,14Bが一体で形成されているので、A/D変換器26A,26Bを共通のA/D変換器として組み込むことも可能である。
A/D変換器26A,26Bは、体表面センサー20A,20B及び中間センサー24A,24Bで変換された抵抗値や電圧値のアナログ信号をデジタル信号に変換し、送受信手段28A,28Bに出力する。
送受信手段28A,28Bは、それぞれアンテナコイル30A,30Bを備え、A/D変換器26A,26Bでデジタル信号に変換された温度値(抵抗値や電圧値)の信号を表示装置12側に電波送信する。なお、アンテナコイル30A,30Bも共通のアンテナコイルとすることも可能である。
表示装置12は、体温の測定結果などを表示する表示部32と、表示装置12を外部から操作する操作部34と、表示装置12の動作を制御する制御手段36と、制御手段36などから得られた情報を蓄積する記憶部38とを備えている。
表示部32は、液晶画面などによって温度情報や操作画面を表示するものであり、例えば測定された体表面温度や、演算された深部温度としての深部体温などが表示可能となっている。本実施形態では腕時計の通常文字板に相当する部分に表示部32が設けられ、操作者6が表示装置12を腕につけた状態で表示部32が視認可能となっている。
操作部34は、ボタンやレバー、キーなどによって外部から表示装置12に情報を入力可能に構成されており、例えば表示部32に表示される画面にしたがってメニューを選択したり、その他被測定者(本実施形態では幼児)の氏名、年齢、体温の測定日時などの情報を入力可能にしたりするように構成されている。
制御手段36は、第1体表面センサー20Aからの第1体表面温度T1と、第1中間センサー24Aからの第1参照温度T2と、あるいは、第2体表面センサー20Bからの第2体表面温度T3と、第2中間センサー24Bからの第2参照温度T4と、を補正する温度補正手段40と、温度補正手段40で補正された第1体表面温度T1´と第1参照温度T2´と、あるいは第2体表面温度T3´と第2参照温度T4´と、に基づいて、人体4の深部体温Tcoreを演算する深部温度演算手段としての深部体温演算手段42を備えている。
温度補正手段40は、被測定対象からの第1体表面センサー20Aと第2体表面センサー20Bとの実装位置の差及び第1中間センサー24Aと第2中間センサー24Bとの実装位置の差を、各温度差に換算して第1体表面温度T1及び第1参照温度T2、あるいは第2体表面温度T3及び第2参照温度T4を補正する。
深部体温演算手段42は、温度補正手段40で補正された第1体表面温度T1´と、第1参照温度T2´と、あるいは第2体表面温度T3´と、第2参照温度T4´と、を用いて人体4の深部体温Tcoreを演算する。
なお、表示装置12は、各データの出力部として、図示しない無線、ロギングシステム、及びUSBなどのI/Fを含んでもよい。
上記の深部体温計基本構造から、式(1)の関係式が得られる。
図4は、本実施形態に係る体温計本体10を示した図である。図4(A)は、体温計本体10と人体4との熱抵抗の表示であり、図4(B)は、体温計本体10に放熱制御部を設けないオフセット測定状態を示した図であり、図4(C)は、体温計本体10に放熱制御部を設けた完成体状態を示した図である。深部体温Tcoreは、式(1)に示すように、温度検出部と皮膚との熱抵抗に依存しないことを示している。
図4(B)に示すように、第1及び第2放熱制御部18A,18Bを熱抵抗が同じ材質にしたオフセット測定状態において、各センサーの実装位置を第1体表面センサー20Aと断熱部18の熱源側の端との距離をX1、第2体表面センサー20Bと断熱部18の熱源側の端との距離をX3、第1中間センサー24Aと断熱部18の外気側の端との距離をX2、及び第2中間センサー24Bと断熱部18の外気側の端との距離をX4として表し、各センサーの第1体表面温度をT10、第2体表面温度をT30、第1参照温度をT20、及び第2参照温度をT40として表す。例えば、図4(B)に示すように、第1放熱制御部18Aと第2放熱制御部18Bとを削除することで第1及び第2放熱制御部18A,18Bの熱抵抗を同じにしている。
実装位置ずれのない理想状態(X1=X3、X2=X4)ではT10=T30、T20=T40となる。ところが、実装位置がX1≠X3、X2≠X4となる実装位置ずれにより、温度ずれが発生しT10≠T30、T20≠T40となる。そこで、本実施形態では、実装位置ずれによる温度差ΔTa,ΔTbを演算で補正する。つまりT10とT30との差である温度差ΔTa、T20とT40との差である温度差ΔTbをオフセット測定状態と同様の構造側で加算あるいは減算する。
完成体状態において各センサーの第1体表面温度をT1、第2体表面温度をT3、第1参照温度をT2、第2参照温度をT4として表す。完成体状態は、オフセット測定状態の第1放熱制御部18Aあるいは第2放熱制御部18Bを熱抵抗が異なる材質にしたものである。例えば、図4(C)に示すように、第2放熱制御部18Bを外気と異なる熱抵抗を有する材質にすることで温度測定部14Bの第2放熱制御部18Bをオフセット測定状態と異ならせている。
上記の完成体状態から、補正後の第1体表面温度T1´、第1参照温度T2´を示す式(2)、式(3)の関係が得られる。
以下、詳細に実装位置ずれ誤差を補正した深部体温の算出を説明する。深部体温を求める式(1)は、T1、T2、T3、T4を感知する感温部の実装位置ずれがあると、実際の深部体温とTcore計算値に誤差を生じる。この実装位置ずれを補正するために2つのセンサー構造のどちらか一方の構造に統一した形状でオフセット測定を実施する。オフセット測定時の感温部の検出温度をT10、T20、T30、T40とすると、温度差ΔTa,ΔTbは、以下の2通りの場合になる。T1、T2側がずれている(補正される側)場合は、式(4)の関係が得られる。
補正後の温度をT1´、T2´とすると、式(5)の関係が得られる。
よって、実装位置ずれ誤差を補正した深部体温は、式(6)の関係が得られる。
また、T3、T4側がずれている(補正される側)場合は、式(7)の関係が得られる。
補正後の温度をT3´、T4´とすると、式(8)の関係が得られる。
よって、実装位置ずれ誤差を補正した深部体温は、式(9)の関係が得られる。
したがって、深部体温演算手段42には、この式(6)あるいは式(9)が、深部体温Tcoreの演算式として記憶されている。
記憶部38には、体温計本体10から送信された第1体表面温度T1、第2体表面温度T3、第1参照温度T2、第2参照温度T4が記憶される。また、温度補正手段40で補正された第1体表面温度T1´、第2体表面温度T3´、第1参照温度T2´、及び第2参照温度T4´も記憶される。さらに、深部体温演算手段42で演算された人体4の深部体温Tcoreも記憶される。
ここで、記憶部38は、複数の人体4に関する温度情報を記憶可能に構成されており、深部体温Tcoreなどが、人体4ごとに記憶されている。また、記憶部38は、深部体温Tcoreを算出する際に測定した第1体表面温度T1及び第2体表面温度T3などの測定位置を記憶可能となっている。なお、記憶部38には、前述の温度情報以外にも、例えば被測定者(人体4、幼児)の氏名、年齢、測定日時などの測定情報を記憶させてもよい。この場合に、これらの測定情報は、操作部34から入力されてもよい。
このような電子体温計2は、次のように動作する。
図5は、本実施形態に係る電子体温計2の動作を示すフローチャートの図である。
図5は、本実施形態に係る電子体温計2の動作を示すフローチャートの図である。
(オフセット測定状態の場合)
先ず、体温計本体10は、体表面センサー20A,20B及び中間センサー24A,24Bを駆動し、体表面4Aの第1体表面温度T10、第2体表面温度T30、及び界面22A,22Bの第1参照温度T20、第2参照温度T40を測定する(ステップS10)。
先ず、体温計本体10は、体表面センサー20A,20B及び中間センサー24A,24Bを駆動し、体表面4Aの第1体表面温度T10、第2体表面温度T30、及び界面22A,22Bの第1参照温度T20、第2参照温度T40を測定する(ステップS10)。
次に、体温計本体10は、第1体表面温度T10と第2体表面温度T30との温度差ΔTa及び第1参照温度T20と第2参照温度T40との温度差ΔTbを算出する(ステップS20)。
次に、体温計本体10は、温度差ΔTa,ΔTbを記憶部38に記憶する(ステップS30)。
(深部体温測定(完成体状態)の場合)
先ず、人体4(本実施形態では幼児の胸部)に体温計本体10を装着し、幼児を抱いた電子体温計2の操作者6は表示装置12を腕に装着する。操作者6が表示装置12の操作部34を操作することにより表示装置12のスイッチがONされると、送受信手段28が体温計本体10(温度測定部14A及び温度測定部14B)にアンテナコイル30を介して電波を送信する。この電波による電磁誘導でアンテナコイル30A,30Bに起電力を発生させることにより体温計本体10にチャージを行う。
先ず、人体4(本実施形態では幼児の胸部)に体温計本体10を装着し、幼児を抱いた電子体温計2の操作者6は表示装置12を腕に装着する。操作者6が表示装置12の操作部34を操作することにより表示装置12のスイッチがONされると、送受信手段28が体温計本体10(温度測定部14A及び温度測定部14B)にアンテナコイル30を介して電波を送信する。この電波による電磁誘導でアンテナコイル30A,30Bに起電力を発生させることにより体温計本体10にチャージを行う。
次に、起電力により体温計本体10が起動し、体表面センサー20A,20B及び中間センサー24A,24Bが起動する。
次に、これらのセンサー20A,20B,24A,24Bが起動すると、体温計本体10は、送受信手段28A,28Bから表示装置12にスタンバイ信号を送信する。
次に、表示装置12の制御手段36は、このスタンバイ信号を受信すると温度測定開始信号を送受信手段28からアンテナコイル30を介して送信する。
次に、体温計本体10は、この温度測定開始信号を受信して、体表面センサー20A,20B及び中間センサー24A,24Bを駆動し、体表面4Aの第1体表面温度T1、第2体表面温度T3、及び界面22A,22Bの第1参照温度T2、第2参照温度T4を測定する(ステップS40、第1温度測定工程及び第2温度測定工程)。これらの体表面温度T1,T3、及び参照温度T2,T4の温度情報は、A/D変換器26A,26Bでアナログ信号からデジタル信号に変換され、送受信手段28A,28Bによって表示装置12に送信される。なお、体表面温度T1,T3、及び参照温度T2,T4は、人体4の深部から体表面4Aまでの伝熱が定常状態(平衡状態)となるように、所定時間経過後に測定することが望ましい。
次に、制御手段36の温度補正手段40では、記憶部38から呼出した温度差ΔTa,ΔTbに基づいて、第1体表面温度T1及び第1参照温度T2、あるいは第2体表面温度T3及び第2参照温度T4を補正する(ステップS50,S60、温度補正工程)。
次に、制御手段36の深部体温演算手段42では、ステップS60で補正された第1体表面温度T1´と、第1参照温度T2´と、を式(6)あるいは第2体表面温度T3´と、第2参照温度T4´と、を式(9)に代入することによって深部体温Tcoreを演算する(ステップS70、深部体温演算工程)。
次に、制御手段36は、記憶部38に深部体温Tcoreを記憶させるとともに、表示部32に深部体温Tcoreを表示する。操作者6は、幼児を抱いた状態で、腕時計型の表示装置12の表示部32で、深部体温Tcoreを確認できる。
以降、制御手段36は、内蔵されたタイマーにより体表面温度T1,T3の測定時からの経過時間をカウントし、所定時間経過したか否かを監視する。経過時間が所定時間以上となると、ステップS40に戻って、制御手段36は体温計本体10に測定開始信号を送信し、再度体表面温度T1,T3、及び参照温度T2,T4の測定を行う。
このようにして所定時間ごとに体表面温度T1,T3、及び参照温度T2,T4を測定し、体表面温度T1,T3、及び参照温度T2,T4を補正して深部体温Tcoreを演算し、記憶部38に蓄積する。
(変形例1)
次に、本変形例に係るオフセット測定状態及び完成体状態について説明する。なお、上記実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
次に、本変形例に係るオフセット測定状態及び完成体状態について説明する。なお、上記実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
図6は、本変形例に係る体温計本体を示した図である。図6(A)は、オフセット測定状態を示した図であり、図6(B)は、完成体状態を示した図である。オフセット測定状態は、図6(A)に示すように、第1放熱制御部18Aと第2放熱制御部18Bとを熱抵抗が同じ材質にすることで第1及び第2放熱制御部18A,18Bの熱抵抗を同じにしている。完成体状態は、図6(B)に示すように、第1放熱制御部18Aを削除することで温度測定部14Aの第1放熱制御部18Aをオフセット測定状態と異ならせている。上記の完成体状態から、オフセット測定状態と同様の構造側である補正後の第2体表面温度T3´、第2参照温度T4´を示す式(10)、式(11)の関係が得られる。
(変形例2)
次に、本変形例に係るオフセット測定状態及び完成体状態について説明する。なお、上記実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
次に、本変形例に係るオフセット測定状態及び完成体状態について説明する。なお、上記実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
図7は、本変形例に係る体温計本体を示した図である。図7(A)は、オフセット測定状態を示した図であり、図7(B)は、完成体状態を示した図である。オフセット測定状態は、図7(A)に示すように、第1放熱制御部18Aと第2放熱制御部18Bとを熱抵抗が同じ材質にすることで第1及び第2放熱制御部18A,18Bの熱抵抗を同じにしている。完成体状態は、図7(B)に示すように、第2放熱制御部18Bを第1放熱制御部18Aの熱抵抗が異なる材質にすることで温度測定部14Bの第2放熱制御部18Bをオフセット測定状態と異ならせている。上記の完成体状態から、オフセット測定状態と同様の構造側である補正後の第1体表面温度T1´、第1参照温度T2´を示す式(2)、式(3)の関係が得られる。
(変形例3)
次に、本変形例に係るオフセット測定状態及び完成体状態について説明する。なお、上記実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
次に、本変形例に係るオフセット測定状態及び完成体状態について説明する。なお、上記実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
図8は、本変形例に係る体温計本体を示した図である。図8(A)は、オフセット測定状態を示した図であり、図8(B)は、完成体状態を示した図である。オフセット測定状態は、図8(A)に示すように、第1放熱制御部18Aと第2放熱制御部18Bとを熱抵抗が同じ材質にすることで第1及び第2放熱制御部18A,18Bの熱抵抗を同じにしている。完成体状態は、図8(B)に示すように、第1放熱制御部18Aを第2放熱制御部18Bの熱抵抗が異なる材質にすることで温度測定部14Aの第1放熱制御部18Aをオフセット測定状態と異ならせている。上記の完成体状態から、オフセット測定状態と同様の構造側である補正後の第2体表面温度T3´、第2参照温度T4´を示す式(10)、式(11)の関係が得られる。
(実施例1)
次に、本実施例に係る実測補正について説明する。なお、上記実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
次に、本実施例に係る実測補正について説明する。なお、上記実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
図9は、本実施例に係る体温計本体を示した図である。図9(A)は、オフセット測定状態を示した図であり、図9(B)は、完成体状態を示した図である。図10は、本実施例に係る実測補正の結果を示した図である。オフセット測定状態は、図9(A)に示すように、第1放熱制御部18Aと第2放熱制御部18Bとを熱抵抗が同じ材質にすることで第1及び第2放熱制御部18A,18Bの熱抵抗を同じにしている。完成体状態は、図9(B)に示すように、第1放熱制御部18Aを削除することで温度測定部14Aの第1放熱制御部18Aをオフセット測定状態と異ならせている。
実測補正の結果は、図10に示すように、熱源温度が実測で40℃の場合、先ず、実装位置ずれがない理想のとき、深部体温Tcore=39.27631℃で実測との差は、−0.72369℃であった。
次に、実装ずれのとき、深部体温Tcore=38.01298℃で実測との差は、−1.98702℃であった。
次に、オフセット測定状態を補正対象の熱源と同値で行った実測補正のとき、深部体温Tcore=39.2743℃で実測との差は、−0.7257℃であった。これは、「実測補正」において、ほぼ「理想」の状態に補正されたことを示している。
(実施例2)
次に、本実施例に係る実測補正について説明する。なお、上記実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。また、オフセット測定状態及び完成体状態は実施例1と同一である。
次に、本実施例に係る実測補正について説明する。なお、上記実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。また、オフセット測定状態及び完成体状態は実施例1と同一である。
図11は、本実施例に係る実測補正の結果を示した図である。実測補正の結果は、図11に示すように、熱源温度が実測で37℃の場合、先ず、実装位置ずれがない理想のとき、深部体温Tcore=36.4479℃で実測との差は、−0.5521℃であった。
次に、実装ずれのとき、深部体温Tcore=35.45285℃で実測との差は、−1.54715℃であった。
次に、オフセット測定状態を補正対象の熱源と同値で行った実測補正のとき、深部体温Tcore=36.44466℃で実測との差は、−0.55534℃であった。これは、「実測補正」において、ほぼ「理想」の状態に補正されたことを示している。
(実施例3)
次に、本実施例に係る実測補正について説明する。なお、上記実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。また、オフセット測定状態及び完成体状態は実施例1と同一である。
次に、本実施例に係る実測補正について説明する。なお、上記実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。また、オフセット測定状態及び完成体状態は実施例1と同一である。
図12は、本実施例に係る実測補正の結果を示した図である。実測補正の結果は、図12に示すように、熱源温度が実測で43℃の場合、先ず、実装位置ずれがない理想のとき、深部体温Tcore=42.17645℃で実測との差は、−0.8236℃であった。
次に、実装ずれのとき、深部体温Tcore=40.62939℃で実測との差は、−2.3706℃であった。
次に、オフセット測定状態を補正対象の熱源と同値で行った実測補正のとき、深部体温Tcore=42.17111℃で実測との差は、−0.8289℃であった。これは、「実測補正」において、ほぼ「理想」の状態に補正されたことを示している。
本実施形態によれば、センサー実装位置ずれが演算によって補正されるため、深部温度の測定精度が上がる。またセンサー実装ずれによる不良を削減できるため歩留りを向上することができる。
なお、上記実施形態は生体を計測する装置、特に電子体温計として技術分野を絞っているが、生体に限らない物質を介した内部の温度を検出することができ、工業用途として例えば炉の内部や配管の深部温度、エンジンルームの深部温度の測定に適用することが可能である。
2…電子体温計 4…人体(被測定対象) 4A…体表面 6…操作者 10…体温計本体 12…表示装置 14A,14B…温度測定部 16A,16B…接触面 18…断熱部 18A…第1放熱制御部 18B…第2放熱制御部 20A…第1体表面センサー(第1表面温度測定手段) 20B…第2体表面センサー(第2表面温度測定手段) 22A,22B…界面 24A…第1中間センサー(中間温度測定手段、第1参照温度測定手段) 24B…第2中間センサー(中間温度測定手段、第2参照温度測定手段) 26A,26B…A/D変換器 28,28A,28B…送受信手段 30,30A,30B…アンテナコイル 32…表示部 34…操作部 36…制御手段 38…記憶部 40…温度補正手段 42…深部体温演算手段(深部温度演算手段) 44A…第1系統 44B…第2系統。
Claims (8)
- 被測定対象の第1表面温度を測定する第1表面温度測定手段と、
前記第1表面温度の測定位置との間に所定の熱抵抗値を有し、かつ外気との間に第1熱抵抗値を有する位置の温度を第1参照温度として測定する第1参照温度測定手段と、
前記第1表面温度の測定位置とは異なる表面位置の第2表面温度を測定する第2表面温度測定手段と、
前記第2表面温度の測定位置との間に前記所定の熱抵抗値を有し、かつ外気との間に前記第1熱抵抗値とは異なる第2熱抵抗値を有する位置の温度を第2参照温度として測定する第2参照温度測定手段と、
前記被測定対象からの前記第1表面温度測定手段と前記第2表面温度測定手段との実装位置の差及び前記第1参照温度測定手段と前記第2参照温度測定手段との実装位置の差を、各温度差に換算して前記第1表面温度及び前記第1参照温度、あるいは前記第2表面温度及び前記第2参照温度を補正する温度補正手段と、
前記温度補正手段で補正された前記第1表面温度及び前記第1参照温度、あるいは前記第2表面温度及び前記第2参照温度を用いて前記被測定対象の深部温度を演算する深部温度演算手段と、
を含むことを特徴とする温度計。 - 請求項1に記載の温度計において、
前記温度補正手段では、前記第1熱抵抗値と前記第2熱抵抗値とを同一の熱抵抗値にしたオフセット状態における前記第1表面温度測定手段と前記第2表面温度測定手段との温度差及び前記第1参照温度測定手段と前記第2参照温度測定手段との温度差を用いて、
前記第1熱抵抗値及び前記第2熱抵抗値のうち、前記オフセット状態の熱抵抗値と同一側の前記第1表面温度及び前記第1参照温度、あるいは前記第2表面温度及び前記第2参照温度から各前記温度差を加算あるいは減算することを特徴とする温度計。 - 請求項1又は2に記載の温度計において、
前記第1表面温度の測定位置と前記第1参照温度の測定位置との間、及び前記第2表面温度の測定位置と前記第2参照温度の測定位置との間には、共通の前記所定の熱抵抗値を有する断熱部が設けられ、
前記第1参照温度の測定位置と外気との間には、前記第1熱抵抗値を有する第1放熱制御部が設けられ、
前記第2参照温度の測定位置と外気との間には、前記第2熱抵抗値を有する第2放熱制御部が設けられていることを特徴とする温度計。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の温度計において、
前記深部温度演算手段で演算された前記深部温度を表示する表示部を有する表示装置と、
前記第1表面温度測定手段及び前記第2表面温度測定手段を有する温度計本体と、
を含み、
前記表示装置と前記温度計本体とは、別体で構成されていることを特徴とする温度計。 - 請求項4に記載の温度計において、
前記深部温度演算手段は、前記表示装置に設けられていることを特徴とする温度計。 - 請求項4又は5に記載の温度計において、
前記表示装置及び前記温度計本体は、無線通信により互いに情報の送受信が可能な送受信手段をそれぞれ含んでいることを特徴とする温度計。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の温度計において、
前記被測定対象の表面に貼付可能に構成されていることを特徴とする温度計。 - 被測定対象の深部温度を測定する温度計測方法であって、
前記被測定対象の第1表面温度を測定するとともに、該第1表面温度の測定位置との間に所定の熱抵抗値を有し、かつ外気との間に第1熱抵抗値を有する位置の温度を第1参照温度として測定する第1温度測定工程と、
前記第1表面温度の測定位置とは異なる表面位置の第2表面温度を測定するとともに、前記第2表面温度の測定位置との間に前記所定の熱抵抗値を有し、かつ外気との間に前記第1熱抵抗値とは異なる第2熱抵抗値を有する位置の温度を第2参照温度として測定する第2温度測定工程と、
前記被測定対象からの前記第1表面温度と前記第2表面温度との測定位置の差及び前記第1参照温度と前記第2参照温度との測定位置の差を、各温度差に換算して前記第1表面温度及び前記第1参照温度、あるいは前記第2表面温度及び前記第2参照温度を補正する温度補正工程と、及び、
前記温度補正工程で補正された前記第1表面温度及び前記第1参照温度、あるいは前記第2表面温度及び前記第2参照温度に基づいて前記深部温度を演算する深部温度演算工程と、
を含むことを特徴とする温度計測方法。
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-
2010
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