JP2013066566A - 状態監視装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 被検者の状態を監視し、熱中症に至る危険を未然に回避することが可能な状態監視装置を提供する。
【解決手段】 被検者の体表面に貼り付け可能な体温センサ１１０からの出力を取得する第１の取得手段と、被検者の体動を検知する３軸加速度センサ２０４からの出力を取得する第２の取得手段と、前記第２の取得手段により取得された３軸加速度センサ２０４からの出力に基づいて算出された被検者の活動量が、予め定められた活動量分増加する間に、前記第１の取得手段により取得された体温センサ１１０からの出力に基づいて算出される体温がどれだけ上昇したかを表す、体温上昇度を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された体温上昇度が、所定の閾値以上であった場合に、第１の警報を出力する出力手段１２１、２０１とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、被検者の状態を監視する状態監視装置及び制御方法に関するものである。

一般に、生体における脱水症状は、生体中の水分が減少する病態であり、発汗や体温上昇により多くの水分が体内から体外に排出される場合において（例えば、運動時や気温の高い時に）多く発現する症状である。

通常、生体中の水分が体重の３％以上失われた時点で体温調整の障害が起こると言われており、体温調整の障害は更に体温の上昇を引き起こす。そして、体温の上昇は更なる生体中の水分の減少を引き起こすという悪循環に陥り、遂には熱中症と称される病態に至ることとなる。熱中症には、熱痙攣、熱疲労、熱射病等の病態があり、時には全身の臓器障害が起こることもある。このため、気温が高い条件下で運動を行う場合においては、体温の上昇を監視しておくこと、ならびに運動量を監視しておくこと（つまり、被検者の状態を常時監視しておくこと）が、熱中症に至る危険を未然に回避するために重要となってくる。

一方で、従来より、被検者の体温を測定する体温計からの測定データと、被検者の運動量を測定するいわゆる活動量計からの測定データとを取得し、被検者の健康状態を総合的に評価するシステムが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２０１０−５７５５２号公報

しかしながら、上記従来のシステムは、体温計の測定データ（被検者の各種生体情報）と、活動量計の測定データ（被検者の活動内容を表す情報）とを組み合わせることで、被検者の健康状態を評価することを目的としたものであり、熱中症の危険を未然に回避することを目的としたものではない。

また、測定データをリアルタイムに取得・評価することを前提としておらず、熱中症に至るまでの特有の症状を早期に検知し、被検者に報知する装置として適用することは困難である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、被検者の状態を監視し、熱中症に至る危険を未然に回避することが可能な状態監視装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る状態監視装置は以下のような構成を備える。即ち、
被検者の体表面に貼り付け可能な体温センサからの出力を取得する第１の取得手段と、
被検者の体動を検知する加速度センサからの出力を取得する第２の取得手段と、
前記第２の取得手段により取得された前記加速度センサからの出力に基づいて算出された被検者の活動量が、予め定められた活動量分増加する間に、前記第１の取得手段により取得された体温センサからの出力に基づいて算出される体温がどれだけ上昇したかを表す、所定活動量あたりの体温上昇度を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された体温上昇度が、所定の閾値以上であった場合に、第１の警報を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、被検者の状態を監視し、熱中症に至る危険を未然に回避することが可能な状態監視装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態にかかる状態監視装置の外観構成を示す図である。 状態監視装置の機能構成を示す図である。 状態監視装置における測定処理の流れを示す図である。 状態監視装置における測定処理の結果として、表示部に表示される表示内容の一例を示す図である。 状態監視装置における評価処理の流れを示す図である。 状態監視装置における評価処理の概念を説明するための図である。 状態監視装置における評価処理の概念を説明するための図である。

以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。

［第１の実施形態］
＜１．状態監視装置の外観構成＞
図１は、本実施形態に係る状態監視装置１００の外観構成の一例を示す図である。図１に示すように、状態監視装置１００は、被検者の体表面に装着することで、被検者の体温を連続的に測定する体温センサ１１０と、被検者が活動時に衣服等に装着（または収納）することで、被検者の活動量を測定する活動量計１２０とを備える。

体温センサ１１０は、サーミスタをシリコン樹脂で保護することにより構成されており、被検者の体表面に貼り付けて使用されることで、活動量計１２０に対して、被検者の体温測定データを出力する。

体温センサ１１０と活動量計１２０とは、接続ケーブル１３０を介して電気的に接続されており、体温センサ１１０により測定された体温測定データは、接続ケーブル１３０を介して、活動量計１２０内に取り込まれる。接続ケーブル１３０の端部には、コネクタ１３１が取り付けられており、活動量計１２０側の不図示のコネクタに着脱可能に接続されるものとする。

なお、本実施形態では、体温センサ１１０と活動量計１２０とを接続ケーブル１３０を介して電気的に接続する構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、体温センサ１１０により測定された体温測定データを、近距離無線通信により、活動量計１２０に無線送信するように構成してもよい。

活動量計１２０は、被検者の体動を検知する３軸加速度センサを内蔵しており、該３軸加速度センサの検出結果に基づいて、被検者の活動量（ｋｃａｌ）を算出する。また、体温センサ１１０より取り込まれた体温測定データを用いて、所定活動量の活動が行われた場合の、被検者の体温上昇度を監視する。更に、所定活動量に対する体温上昇度が大きいと判断した場合に、被検者の体温調節機能に障害が発生していると判定し、被検者に報知する。

このような構成により、本実施形態に係る状態監視装置１００では、生体中の水分が失われたことにより生じる体温調節機能の障害をいち早く検知することが可能となり、熱中症に至る危険を未然に回避することができるようになる。

図１の説明に戻る。活動量計１２０において、１２１は表示部であり、体温センサ１１０により測定された体温測定データを表示したり、活動量計１２０において測定された所定時間あたりの活動量及び総活動量を表示したりする。また、体温調節機能に障害が発生していると判定された場合にあっては、警告を表示する。

１２１は操作部であり、体温センサ１１０により測定された体温測定データや３軸加速度センサの測定結果に基づいて算出された活動量データをメモリ部に格納するための指示を入力したり、表示部１２１に表示された表示内容を切り替えたりする場合に用いられる。また、各種設定内容を設定する場合にも用いられる。

＜２．状態監視装置の機能構成＞
図２は状態監視装置１００の機能構成を示す図であり、以下、図２を用いて状態監視装置１００の機能構成について説明する。なお、図１と重複する構成については、図１と同じ参照番号を付すこととし、説明を省略する。

図２において、２０１は音声出力部である。音声出力部２０１では、操作部１２２を介して入力された操作指示を受け付けたことを示すビープ音を出力したり、測定処理の結果、体温調節機能に障害が発生していると判定された場合に、警報を出力したりする。

２０２はメモリ部であり、体温測定データや活動量データを測定時刻と対応付けて格納する。

２０３はタイマ部であり、所定時間あたりの活動量を算出する際に用いられる。また、体温測定データや活動量データをメモリ部２０２に格納する際に付加される測定時刻を提供する。

２０４は３軸加速度センサであり、ＸＹＺ軸の３方向の加速度を測定する。なお、３軸加速度センサとしては、圧電抵抗型、静電容量型、熱検知型等、種々の方式が挙げられるが、本実施形態に係る活動量計１２０は、いずれの方式であってもよい。

２０５は外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）部であり、メモリ部２０２に測定時刻と対応付けて格納された体温測定データや活動量データを、外部装置に送信するためのインタフェース部である。２０６は電源部であり、状態監視装置１００の各部に電力を供給する。

２１０は制御部であり、状態監視装置１００全体を制御するとともに、測定処理プログラムと評価処理プログラムとを含む状態監視プログラムを実行する。

具体的には、測定処理プログラムを実行することにより、体温センサ１１０からの出力に基づいて、被検者の体温の変化を表示部１２１にグラフ表示したり、３軸加速度センサ２０４からの出力に基づいて、被検者の所定時間あたりの活動量を算出し、表示部１２１にグラフ表示したりする。

また、評価処理プログラムを実行することにより、被検者の所定活動量あたりの体温上昇度を算出したり、算出した所定活動量あたりの体温上昇度が、予め定められた閾値を超えていた場合には、被検者の体温調節機能に障害が発生していると判定し、表示部１２１に警告を表示するとともに、音声出力部２０１を介して警報を出力したりする。

＜３．状態監視装置における測定処理の流れ＞
次に、状態監視装置１００における測定処理の流れについて、図３及び図４を用いて説明する。図３は、状態監視装置１００の測定処理プログラムによる測定処理の流れを示す図であり、図４は測定処理プログラム実行時の表示部１２１の表示画面の一例を示す図である。

図３に示すように、測定処理プログラムが実行されると、ステップＳ３０１では、３軸加速度センサ２０４の出力の取得を開始する。また、ステップＳ３０２では、体温センサ１１０の出力の取得を開始する。

ステップＳ３０３では、タイマ部２０３からの出力に基づいて所定時間が経過したか否かを判断し、所定時間が経過したと判断した場合には、ステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４では、所定時間内に取得された３軸加速度センサ２０４からの出力に基づいて、所定時間あたりの活動量（例えば、ｋｃａｌ／分）を算出する。また、ステップＳ３０５では、取得された体温測定データの中から、所定時間あたりの活動量が算出された際の体温測定データを抽出する（これにより、体温測定データは、所定時間ごとに抽出されることとなる）。

ステップＳ３０６では、ステップＳ３０４において算出された所定時間あたりの活動量と、ステップＳ３０５において抽出された体温測定データとを用いて、表示部１２１の表示内容を更新する。

図４は、ステップＳ３０６において更新された表示部１２１の表示内容の一例を示す図である。図４において、横軸は測定処理が開始してからの時間を表しており、縦軸は所定時間あたりの活動量（ｋｃａｌ／分）及び体温（℃）を表している。

図４において、棒グラフ４０１は所定時間あたりの活動量を示しており、所定時間経過ごとに算出され、表示される。つまり、各棒グラフ４０１の間隔は、ステップＳ３０２において判断された所定時間に相当し、各棒グラフ４０１の長さは、所定時間あたりの活動量を示している。また、折れ線グラフ４０２は体温測定データの遷移を示しており、所定時間経過ごとに取得され、表示される。

図３に戻る。ステップＳ３０７では、測定処理の終了指示が入力されたか否かを判定し、終了指示が入力されていないと判定された場合には、ステップＳ３０３に戻る。一方、終了指示が入力されたと判定された場合には、測定処理を終了する。

＜４．状態監視装置における評価処理の流れ＞
次に、状態監視装置１００における評価処理の流れについて、図５〜図７を用いて説明する。図５は、状態監視装置１００の評価処理プログラムによる評価処理の流れを示す図であり、図６及び図７は、評価処理の概念を説明するための図である。

図５に示すように、評価処理が開始されると、ステップＳ５０１では、３軸加速度センサ２０４の出力の取得を開始する。また、ステップＳ５０２では、取得した３軸加速度センサ２０４の出力を逐次積分していくことで、総活動量の算出を開始する。更に、ステップＳ５０３では、ステップＳ５０２において算出された総活動量を表示部１２１に表示する。

図６において、横軸は評価処理が開始してからの時間を表しており、縦軸（左側）は総活動量を表している（なお、縦軸（右側）は体温を表している）。図６に示すように、時間の経過とともに、総活動量６０１が徐々に増加していくが、所定時間あたりの活動量が一定ではないため、総活動量６０１の増加の傾きは急峻な時間帯と緩やかな時間帯とが混在することとなる。

図５の説明に戻る。ステップＳ５０４では、体温センサ１１０の出力の取得を開始する。更に、ステップＳ５０５では、算出開始点を設定する。算出開始点とは、所定活動量を算出する際の、算出の開始点となる位置をいう。図６を用いて説明すると、点６１１が算出開始点に相当する。点６１１に対して、所定活動量分増加したタイミングを示す点６２１を算出終了点とする。つまり、点６１１から点６２１までの時間経過の間に、総活動量は所定活動量分だけ増加していることとなる。

ステップＳ５０６では、算出開始点からの所定活動量あたりの体温上昇度を算出する。具体的には、点６１１のタイミングで取得された体温測定データ６３１と、点６２１のタイミングで取得された体温測定データ６４１との差分（すなわち体温上昇度６５１）を算出する。

ステップＳ５０７では、ステップＳ５０６において算出された体温上昇度６５１が、予め定められた閾値以下であるか否かを判定する。ステップＳ５０７において予め定められた閾値以下でないと判定された場合には、所定活動量の活動を行った場合の被検者の体温上昇度が大きいということができることから、被検者の体温調節機能に障害が発生していると判断する。ステップＳ５０８では、表示部１２１に体温調節機能に障害が発生している旨の警告を表示するとともに、音声出力部２０１を介して警報を出力する。

一方、ステップＳ５０７において予め定められた閾値以下であると判定された場合には、所定量の活動を行った場合でも体温上昇度が抑えられているということができることから、被検者の体温調節機能は正常であると判断する。

ステップＳ５０９では、評価処理の終了指示が入力されたか否かを判定し、終了指示が入力されたと判定された場合には、評価処理を終了する。

一方、ステップＳ５０９において、終了指示が入力されていないと判定された場合には、ステップＳ５１０に進み、算出開始点＋Ｔを、次の算出開始点として設定する。図６を用いて説明すると、点６１１に対して時間Ｔだけ進めた点６１２を新たな算出開始点に設定する。この場合、点６１２に対して、所定活動量だけ増加したタイミングを示す点６２２が新たな算出終了点となる。

このため、ステップＳ５０６に戻った後は、点６１２のタイミングで取得された体温測定データ６３２と、点６２２のタイミングで取得された体温測定データ６４２との差分（すなわち体温上昇度６５２）を算出する。

以降、算出開始点を時間Ｔずつずらしながら（つまり、周期Ｔで算出開始点を設定しながら）、所定活動量あたりの体温上昇度を算出し、閾値と対比する処理を繰り返していくことで、被検者の体温調節機能に障害が発生していないか否かをリアルタイムに監視することが可能となる。

図７は、評価処理の概念を説明するための図であり、横軸は総活動量を表しており、縦軸は体温を表している。図７において、グラフ７０１、７０２、７０３は、無作為に抽出した３つの算出開始点における、所定活動量あたりの体温上昇度を表している。図７に示すように、所定活動量あたりの体温上昇度にはばらつきがあり、このうち、予め定められた閾値以上（つまり、図７における傾きが所定の閾値以上）の場合に、被検者の体温調節機能に障害が発生したと判定する。

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る状態監視装置１００では、体温測定データと活動量データとをリアルタイムに取得する構成とした。また、取得した体温測定データと活動量データとを用いて、所定活動量あたりの体温上昇度を算出する構成とした。

これにより、被検者の体温調節機能に障害が発生していないか否かをリアルタイムに判断することが可能となり、熱中症に至る危険を未然に回避することが可能となる。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、測定処理と評価処理の開始タイミングについて特に言及しなかったが、それぞれの処理は、被検者からの別々の指示に基づいて、独立して開始するように構成されていてもよいし、１つの指示に基づいて、平行して処理を開始するように構成されていてもよい。

また、上記第１の実施形態では、測定処理が実行されている場合に表示部１２１に表示される表示内容として図４を例示する一方で、評価処理が実行されている場合の表示内容については特に詳細に言及しなかったが、評価処理の実行中は、例えば、図６に示すグラフを表示するように構成してもよい。その場合、図４に示すグラフと図６に示すグラフとは、被検者の指示に基づいて、切り替えられるように構成してもよい。

［第３の実施形態］
上記第１の実施形態は、体温センサ１１０を活動量計１２０と別体とし、３軸加速度センサ２０４を活動量計１２０内に配する構成としたが、本発明はこれに限定されず、体温センサ１１０及び３軸加速度センサ２０４をともに活動量計１２０と別体に構成してもよい。その場合、３軸加速度センサ２０４と活動量計１２０とは、有線により接続されてもよいし、無線により接続されてもよい。

また、反対に、体温センサ１１０と３軸加速度センサを含む活動量計１２０とを一体的に構成し、リストバンドや腕時計型の装着部材を用いて、被検者に装着する構成としてもよい。なお、この場合、体温センサ１１０は、一体化された活動量計の裏側（つまり被検者の皮膚と接触する側）の面に配置される。

［第４の実施形態］
上記第１の実施形態では、所定活動量あたりの体温上昇度が所定の閾値以上となった場合に警報を出力する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、体温調節機能に障害が発生した後は、被検者の体温が更に上昇することが考えられることから、所定活動量あたりの体温上昇度が予め定められた閾値以上となった後に、被検者の体温が所定の閾値を超えた場合にあっては、更に、別の警報を出力するように構成してもよい。

１００：状態監視装置 １１０：体温センサ １２０：活動量計 １２１：表示部 １２２：操作部 １３０：接続ケーブル １３１：コネクタ

Claims (4)

1. 被検者の体表面に貼り付け可能な体温センサからの出力を取得する第１の取得手段と、
   被検者の体動を検知する加速度センサからの出力を取得する第２の取得手段と、
   前記第２の取得手段により取得された前記加速度センサからの出力に基づいて算出された被検者の活動量が、予め定められた活動量分増加する間に、前記第１の取得手段により取得された体温センサからの出力に基づいて算出される体温がどれだけ上昇したかを表す、所定活動量あたりの体温上昇度を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された体温上昇度が、所定の閾値以上であった場合に、第１の警報を出力する出力手段と
   を備えることを特徴とする状態監視装置。
2. 前記算出手段は、所定の周期で、前記体温上昇度の算出を行うことを特徴とする請求項１に記載の状態監視装置。
3. 前記算出手段により算出された体温上昇度が、所定の閾値以上となった後に、前記第１の取得手段により取得された体温センサからの出力に基づいて算出される体温が、所定の体温を超えたか否かを判定する判定手段を更に備え、
   前記判定手段により、所定の体温を超えたと判定された場合には、前記出力手段は、第２の警報を出力することを特徴とする請求項１に記載の状態監視装置。
4. 状態監視装置の制御方法であって、
   被検者の体表面に貼り付け可能な体温センサからの出力を取得する第１の取得工程と、
   被検者の体動を検知する加速度センサからの出力を取得する第２の取得工程と、
   前記第２の取得工程において取得された前記加速度センサからの出力に基づいて算出された被検者の活動量が、予め定められた活動量分増加する間に、前記第１の取得工程において取得された体温センサからの出力に基づいて算出される体温がどれだけ上昇したかを表す、所定活動量あたりの体温上昇度を算出する算出工程と、
   前記算出工程において算出された体温上昇度が、所定の閾値以上であった場合に、第１の警報を出力する出力工程と
   を備えることを特徴とする状態監視装置における制御方法。

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