JP2015518160A - 発汗量測定デバイス - Google Patents

Abstract

汗不浸透性パネル（４０）と、汗不浸透性パネルを使用者の皮膚に固定可能にするよう、汗不浸透性パネルの周辺部に延び、かつ、片側が接着である接着スカートと、を備える発汗量測定デバイス（１）を提供する。発汗量測定デバイスは、使用者の皮膚の既知領域を覆い、汗不浸透性パネルの下の皮膚がかいた汗（４２）を捕捉する。汗不浸透性パネル（４０）が、汗を蓄積可能なリザーバと、リザーバ内の汗の体積に応じて使用者の総発汗量を示すリザーバに設けられ得る目盛りとを画定する。汗不浸透性パネルが比較的硬質なプラスチック部材から形成されてもよく、スカートが汗不浸透性パネルから一体的に延び、または汗不浸透性パネルを覆う接着パッチによって設けられてもよい。

Description

本発明は、使用者がかいた汗を測定するデバイスに関する。

身体活動中には汗または発汗（ｓｗｅａｔ ｏｒ ｐｅｒｓｐｉｒａｔｉｏｎ）をかくことが多く、身体が最適に機能するのを維持するには、失われた流体（ｆｌｕｉｄｓ）を補給しなければならない。スポーツの愛好家にとって、十分な水分補給を確保することは特に重要である。しかし、流体の摂取が多すぎると、場合によっては流体の摂取が少なすぎるより害を及ぼす可能性があることが知られている。

人によって汗をかく速度は異なり、また発汗（ｓｗｅａｔｉｎｇ）は気候条件および個人の活動レベルにも依存するため、身体活動に携わる個人にとって、適切な水分補給を維持するために任意の所与の時間に必要とされる流体の量を正確に推定することはかなり困難になる可能性がある。そのような活動には、スポーツ、仕事、および軍隊の活動が含まれる。砂漠および他の高温または多湿の環境で活動が行われる場合、適切な水分補給は特に重要である。

また、マラリアなど、高レベルの脱水を誘発し得るいくつかの疾患では、水分補給を注意深く監視および制御することも非常に重要である。

発汗量を測定する方法は利用可能であるが、典型的には非常に複雑である。これらの方法は、主として皮膚上の導電性の測定に依拠するため、電子機器が機能することが必要である。したがって、これらのデバイスは非常に複雑であり、通常のスポーツイベント中に使用すること、または多くの人が同時に使用することは、困難になることがある。

特許文献１に記載の発汗量を測定する方法では、ウィッキング作用によって、かいた汗を吸い上げるために、吸収剤材料の細長い物体を使用している。発汗量を測定するために、吸収剤材料は、特定の量の汗が収集されると色を変化させる色指示薬に含浸される。したがって、このデバイスは、化学変化と、有効なウィッキング能力を保持しながら化学指示薬を混合することを可能にするように正しい特性を有する材料の使用とに依拠する。このデバイスはまた、一度だけの使用を示唆している。

特開２０１０−０４６１９６号公報

発汗量測定デバイスは、使用者の皮膚の既知領域を覆う汗不浸透性パネルを備え、汗不浸透性パネルを使用者の皮膚に固定し、汗不浸透性パネルの下の皮膚がかいた汗を捕捉するよう、汗不浸透性パネルが、汗不浸透性パネルの周辺部に延び、かつ、片側に接着を有するスカートを有し、汗不浸透性パネルが、汗を蓄積可能なリザーバを画定し、リザーバに設けられた目盛りと照らし合わせて、汗のレベルを視覚的に検査可能である。

本発明のさらなる特徴では、目盛りがリザーバ内の汗のレベルに応じて使用者の総発汗量を示している。

本発明のさらなる特徴では、リザーバが管状であり、使用の際には略上下方向に配置される。また、代替として、不浸透性パネルを皮膚から隔置してリザーバを形成するために、不浸透性パネルが凸面である、または少なくとも１つのスペーサを有している。

本発明のさらなる特徴では、不浸透性パネルが比較的硬質であり、不浸透性パネルがプラスチック部材によって形成されている。

本発明のさらなる特徴では、スカートがパネルから一体的に延びている。また、代替として、スカートにパネルを覆う接着パッチが設けられている。

本発明のさらなる特徴では、リザーバに設けられた目盛りがマーキングの形態であり、マーキングは、発汗量測定デバイス上のラベル、窪み、もしくは突起の形態である、または発汗量測定デバイスに取り付け可能な接着ストリップ上に設けられている。

本発明はまた、使用者がかいた汗の測定方法を提供し、この汗の測定方法は、一定期間にわたって既知領域の皮膚パッチからリザーバ内に汗を収集し、リザーバに設けられた目盛りと照らし合わせて収集された汗のレベルを視覚的に検査し、収集された汗の量を判定するステップと、その皮膚に関連する全身についての発汗量の割合として、収集された汗の量を示すステップとを含む。

本発明について、添付の図を参照しながら例示のみを目的として次に説明する。

発汗量測定デバイスの第１の実施形態の斜視図である。 発汗量測定デバイスの第２の実施形態の斜視図である。 発汗量測定デバイスの第３の実施形態の斜視図である。 発汗量測定デバイスの第４の実施形態の斜視図である。

発汗量測定デバイス（１）が図１に示されている。発汗量測定デバイス（１）は、汗不浸透性パネル（３）の周辺部に延びるスカート（５）を有する汗不浸透性パネル（３）を備えている。本実施形態では、汗不浸透性パネル（３）は、硬質であり、略方形の透明プラスチックシート（７）を有し、透明プラスチックシート（７）には透明プラスチック管（９）が固定され、透明プラスチックシート（７）の片側でその長さに沿って中心へ延びている。透明プラスチックシート（７）の反対側を覆うように、接着フィルム（１１）が設けられている。スカート（５）は、従来の接着皮膚パッチまたは傷当てによって提供され、かつ、透明な略湿気を通さないフィルム（１１）と一体化されている。従来の形態で接着スカート（５）および透明プラスチックシート（７）を覆うように、剥離式のカバー（図示せず）が設けられる。

管（９）は、２ｍｍの内径および４ｍｍの外径を有し、両端が開いている。マーキング（１３）の形態の目盛りが、管（９）の長さに沿って設けられている。汗不浸透性パネル（３）の寸法は、３ｃｍ×４ｃｍであり、表面積は１２ｃｍ^２である。

使用の際、汗不浸透性パネル（３）は、使用者の皮膚パッチ（図示せず）上に配置され、接着スカート（５）を使用して定位置で固定され、管（９）は上向きで皮膚に接している。したがって管（９）は、スペーサとして作用する。また、管（９）は、透明プラスチックシート（７）の中心部分を皮膚から持ち上げて、透明プラスチックシート（７）と皮膚との間で管（９）の両側に２つのくさび状の体積を作るという効果をもたらす。管（９）の内側体積ともに、これらの体積がリザーバを形成する。

リザーバ内に汗が集まると、汗のメニスカスレベルが発汗量測定デバイスに設けられた目盛りに位置合わせされ、それを視覚的に検査することが可能となる。本実施形態において、目盛りは、管（９）上のマーキング（１３）の形態であるが、目盛りは発汗量測定デバイス（１）上のラベル、窪み、もしくは突起の形態としてもよく、あるいは、発汗量測定デバイス（１）に取り付け可能な接着ストリップ上に設けてもよい。したがって「目盛り」は、最も広い意味であり、リザーバ内に収集された汗の体積の視覚的な表示を提供するのに適したあらゆる手段を含む。

各目盛りは、収集された汗の体積を示し、この体積を使用して、使用者の総発汗量を示すことができる。

発汗量測定デバイス（１）は、典型的には、使用者の上腕に固定される。この領域が通常、比較的毛のない皮膚であるため、観察するのに好都合であり、屈曲を受けないためである。しかし、身体の任意の適した領域を使用することができる。

スカート（５）およびフィルム（１１）は、汗不浸透性パネル（３）によって覆われた皮膚パッチから汗が放出されることを防止する。皮膚パッチ上で使用者がかいた汗は、汗不浸透性パネル（３）の下に捕捉される。当然ながら、この汗は、重力を受けて下方へ流れる傾向があり、リザーバ内に収集される。所望する場合、汗をリザーバへ流すのを助けるために、汗不浸透性パネルの内部に溝またはリブを設けてもよい。管上のマーキング（１３）は、既知の表面積領域でかいた汗の体積を示し、これを使用して、使用者の脱水量または総発汗量を推定することができる。

本実施形態では、リザーバの体積は、２つのくさび状の面積から管の実体積を引いた値として簡単に計算することができる。人の全身の表面積およびパッチによって覆われている面積を知ることで、リザーバ内の汗の体積に応じた総発汗量を計算することが可能になる。

体表面積（ＢＳＡ）は、次のように計算することができる。
ＢＳＡ（ｃｍ^２）＝身長（ｃｍ）の平方根×体重（ｋｇ）／３６００

さらに、５％の脱水は深刻であると認められている。１００ｋｇの人の場合、５％の脱水は５リットルつまり５０００ｍｌの汗と等しい。その人の身長が２００ｃｍである場合、ＢＳＡ＝２３６００ｃｍ^２となる。５％の脱水の場合、（５０００ｍｌ／２３６００ｃｍ^２）＝０．２１１８ｍｌ／ｃｍ^２となる。１２ｃｍ^２の汗不浸透性パネルの場合、５％の脱水で２．５４ｍｌの汗をかく。これは、リザーバに必要とされる実質的な最大の体積となるはずである。

しかし、通常の状況では、この非常に危険な程度の脱水まで測定する必要はなく、２〜３％（１２ｃｍ^２の面積に対して１．０２−１．５２ｍｌ）までの測定で通常は十分である。

マーキング（１３）は、たとえば０．２５％、０．５％、０．７５％などの脱水率を示すと好都合である。このとき使用者は、これらのマーキングを使用して、必要とされる補給流体の体積を判定することができる。

概して、単一構成のデバイスを、広範囲の身体寸法で使用することができる。脱水範囲を０〜５％として、人の３つの異なる平均寸法を使用する推定値を以下に示す。

寸法１
体重：１００ｋｇ
身長：２００ｃｍ
ＢＳＡ：２３６００ｃｍ^２
脱水量：０〜５０００ｍｌ
脱水量／ｃｍ^２：０〜０．２１１８ｍｌ／ｃｍ^２

寸法２
体重：７５ｋｇ
身長：１７５ｃｍ
ＢＳＡ：１９１００ｃｍ^２
脱水量：０〜３７５０ｍｌ
脱水量／ｃｍ^２：０〜０．１９６３ｍｌ／ｃｍ^２

寸法３
体重：５０ｋｇ
身長：１５０ｃｍ
ＢＳＡ：１４４００ｃｍ^２
脱水量：０〜２５００ｍｌ
脱水量／ｃｍ^２：０〜０．１７３６ｍｌ／ｃｍ^２

３人の標準的な人の面積当たり最大である５％の脱水は近接しているため、実用上の目的では、特により小さい脱水率を測定する場合、それぞれの人に同じ尺度を使用することができることがわかる。しかし、所望する場合、発汗量測定デバイスは、個人または異なる身体タイプに対して個々に目盛りを付けてもよい。

発汗量の上記の計算は、蒸発が生じうる露出した皮膚の面積に基づいている。理論的には、発汗量測定デバイス、または皮膚を覆うものは何でも、その特定領域内の発汗量を低減させるはずである。このことを計算に入れて適当なマーキングを判定することができる。

また、毛管作用によって汗不浸透性パネルと皮膚との間で保持されている汗の量を正確に計算することは困難である。しかし、この体積は非常に小さいため、発汗量測定デバイスの精度に実質的な影響を与えることはない。

汗不浸透性パネルは、相当に硬質であるため、発汗量測定デバイスを固定している間、覆われている皮膚領域は一定のままであることが明らかである。また、汗不浸透性パネルは、使用中、正確な測定を容易にする。

したがって、本発明の発汗量測定デバイスは、一定期間にわたって既知領域の皮膚パッチからリザーバ内に汗を収集し、その体積を視覚的に評価することを可能にし、全身についての発汗量の割合として、収集された体積を示すことによって、使用者がかいた汗を測定することを可能にする。

発汗量測定デバイスの測定を使用して、使用者は、汗を通じて失われた流体の体積を相当に正確に評価することができるため、補給すべき正しい体積を相当に正確に評価することができる。これにより、過度の脱水または過剰な水分補給の防止に役立つことができる。

発汗量測定デバイスは、幅広い用途に適しており、運動選手、軍事要員、医療分野においては患者、および、発汗およびその結果脱水が生じる状態で仕事または他の活動を行う人に使用することができる。

特に汗不浸透性パネル（３）およびスカート（５）の寸法および構成に関して、発汗量測定デバイスの他の多くの実施形態が本発明の範囲内に含まれている。たとえば、透明プラスチックシート（７）は、任意の適した寸法とすることができ、フィルム（１１）に穴を開けないように、角を丸くしてもよい。また、管（９）は、透明プラスチックシート（７）内に切り込まれた相補型のスロット内に固定してもよい。この場合、管（９）は、透明プラスチックシートの長さより短くなり、管の各端部は単に、スロットのそれぞれの端部に係合するように直径に沿って延びるスリットを有してもよいため、スロットは、管より短い長さとなる。

目盛りは、適当な向きでデバイスに取り付け可能な接着ストリップ上に保持してもよい。これにより、各デバイスにいくつかの異なる目盛りを提供して、使用者がデバイスをある程度カスタマイズできるようにすることが可能になる。目盛りは、異なる身体寸法に対して、または異なる測定値、たとえば汗の体積もしくは脱水率を示すために、設けてもよい。

しかし、必ずしも管を使用する必要はない。図２に示すように、パネル（２０）は、適したプラスチック材料の薄く概して平面のシートから成型することができ、中心の谷状のリザーバ（２２）がパネルの長さに沿って延び、一体化されたスカート（２４）がパネルの周辺部から延びている。本実施形態では、使用の際、パネルの平面部分は、皮膚に接したままである。汗を測定できるリザーバ（２２）内へ汗が流れるまで、皮膚とパネルとの間では、制限された量の汗だけを保持することができる。

パネルは、方形である必要はなく、任意の適した形状とすることができる。図３に示すように、パネル（３０）を円形としてもよい。また、本実施形態では、リザーバ（３２）は管状であり、いくつかの球状で径方向の膨張部（３４）がリザーバの長さに沿って隔置されている。これらの球（３４）はそれぞれ、汗によって活性化される染料でその内部が被覆されている。したがって、球は、目盛りとして作用し、汗が累進的に球（３４）に到達して球（３４）を充填するにつれて、強い視覚的な信号が提供される。これは、デバイスを注意深く確かめることが可能であるとは限らないスポーツイベント中に、特に有用であろう。

別法または追加として、球（３４）は、汗の中に含有される電解液に敏感な物質で内部を被覆して、ナトリウムレベルまたはカリウムレベルの高低を示してもよい。これによって、レベルを適切に調整するために消費すべき適切なタイプの飲料が、使用者に示されることになる。これを容易にするために、たとえば、飲料に適当な色を与えることができる。たとえば、球の中の赤色は、ナトリウムが少ないことを示し、このときナトリウムを補給する適切な飲み物も、赤色を有する。

図４に示すように、パネル（４０）は、楕円形の周辺部を有する硬質のプラスチック材料からなり、外方へ凸面となるように成形することもできる。使用の際には、パネル（４０）の縁部のみが皮膚に接触し、汗（４２）が収集されるリザーバは、パネル（４０）の残り部分と皮膚との間に形成される。この場合も、適切な目盛り（４４）がパネル上に設けられる。

目盛りは、任意の適した指示を有することができる。目盛りは、体積、相対的な体積、脱水率を示すことができ、またはさらには、消費すべき流体の体積を示すこともできる。

また、他の標識または測定手段をリザーバに設けることも可能である。たとえば、汗の中の塩または他の化合物のレベルを示すために、ストリップ試験で使用されるものに類似している１つまたは複数の化学パッドまたは試薬を提供することができる。これらは、体内で何が起こっているかに関する累進的な指示を提供するように、リザーバに沿って位置決めすることができる。

さらに、情報を無線または別の方法で受信デバイスに中継するために、デバイスに電子測定手段を設けることも可能である。したがって、使用者が着用している腕時計または類似のデバイスに情報を伝送する小さい電子測定装置をデバイス上に設けることが可能となり得る。

さらに、リザーバは、重力ではなく毛管作用を使用することもできる。これは、デバイスを使用者に特有の向きで固定する必要がなく、また発汗量がより少ないより小さい表面積が使用されるという利点を提供することができる。

本発明は、材料の吸収能力に依拠するウィッキング作用を有する材料、または汗の量を示すための化学反応を必要としないという点で、従来技術よりある程度の簡単さをもたらす。本発明によれば、汗の体積は、リザーバに設けられた目盛りと照らし合わせて簡単に視覚的に検査することができる。したがって、本発明のデバイスを製造することは、従来技術のものよりはるかに簡単で費用効果が高い。また、異なる寸法および場合によっては異なる目盛りを有する汗不浸透性パネルを設けることによって、異なる身体タイプに合わせて本発明のデバイスを拡大もしくは縮小すること、または本発明のデバイスを異なる用途に適合させることも簡単なことである。この態様は、場合によっては複雑な電子システムを用いない限り、従来技術では容易に解決できない。さらに、本発明のデバイスは、デバイス内に収集された汗を抜き出すことによって、再利用することもできる。

Claims (12)

1. 使用者の皮膚の既知領域を覆う汗不浸透性パネル（３、２０、３０、４０）を備え、
   該汗不浸透性パネル（３、２０、３０、４０）を前記使用者の前記皮膚に固定し、前記汗不浸透性パネルの下の前記皮膚がかいた汗（４２）を捕捉とするよう、前記汗不浸透性パネル（３、２０、３０、４０）が、該汗不浸透性パネル（３、２０、３０、４０）の周辺部に延び、かつ、片側に接着を有するスカート（５、２４）を有し、
   前記汗不浸透性パネルが、前記汗を蓄積可能なリザーバ（２２、３２）を画定し、該リザーバに設けられた目盛り（１３、３４、４４）と照らし合わせて、汗のレベルを視覚的に検査可能である発汗量測定デバイス（１）。
2. 前記目盛り（１３、３４、４４）が、前記リザーバ内の汗の前記レベルに応じて前記使用者の総発汗量を示す請求項１に記載の発汗量測定デバイス（１）。
3. 前記リザーバ（２２、３２）が管状であり、使用の際には略上下方向に配置される請求項１に記載の発汗量測定デバイス（１）。
4. 前記汗不浸透性パネル（３、２０、３０、４０）を前記皮膚から隔置して前記リザーバを形成するために、前記汗不浸透性パネル（３、２０、３０、４０）が凸面である、または、少なくとも１つのスペーサを有する請求項１に記載の発汗量測定デバイス（１）。
5. 前記汗不浸透性パネルが硬質である請求項１または請求項４に記載の発汗量測定デバイス（１）。
6. 前記汗不浸透性パネルがプラスチック部材によって形成される請求項５に記載の発汗量測定デバイス。
7. 前記スカート（５、２４）が、前記汗不浸透性パネル（３、２０、３０、４０）から一体的に延びている請求項１に記載の発汗量測定デバイス（１）。
8. 前記スカート（５、２４）に、前記汗不浸透性パネル（３、２０、３０、４０）を覆う接着パッチが設けられている請求項１に記載の発汗量測定デバイス（１）。
9. 前記リザーバに設けられた前記目盛り（１３、３４、４４）が、マーキングの形態である請求項１に記載の発汗量測定デバイス。
10. 前記マーキングが、前記発汗量測定デバイス（１）上のラベル、窪み、または突起の形態である請求項９に記載の発汗量測定デバイス。
11. 前記マーキングが、前記発汗量測定デバイス（１）上に設けられ、または前記発汗量測定デバイス（１）に取り付け可能な接着ストリップ上に設けられている請求項９または請求項１０に記載の発汗量測定デバイス。
12. 使用者がかいた汗の測定方法であって、
    一定期間にわたって既知領域の皮膚パッチからリザーバ内に汗を収集し、前記リザーバに設けられた目盛りと照らし合わせて収集された汗のレベルを視覚的に検査し、収集された汗の量を判定するステップと、
    前記皮膚に関連する全身についての発汗量の割合として、収集された汗の前記量を示すステップと、
    を含む汗の測定方法。

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