JP2020174974A - 熱中症検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、身体の外面に配置して個人の熱中症を検知できる熱中症検知装置を提供する。【解決手段】熱中症検知装置１は、血中の酸素飽和度を測定する酸素センサ２と、酸素センサ２によって測定される酸素飽和度ＳｐＯ２を指標として用いて熱中症の発症リスクを検知する評価部３と、を備える。評価部３は、熱中症の前駆症状に脱水症があり、脱水症の指標として酸素飽和度ＳｐＯ２が有効であることに基づき検知を行う。酸素飽和度ＳｐＯ２を指標として熱中症を検知するので、個人の熱中症を検知できる。血中の酸素飽和度ＳｐＯ２は経皮的に測定できるので、酸素センサを身体の外面に配置できる。【選択図】図１

Description

本発明は、個人の熱中症を予測し予防するために用いられる熱中症検知装置に関する。

熱中症は、特定の熱的な環境の中で、仕事や運動をすることにより起こる身体の異常の総称であり、体内の水分や塩分のバランスが崩れたり、体温の調節機能が働かなくなったりして、体温上昇、めまい、けいれん、頭痛、脱水などの症状を起こす病気である。熱中症は、身体が身体内で熱を作る産熱と、身体が身体内の熱を外へ逃がす放熱と、のバランスが崩れたとき発症する。身体は、産熱で発生する熱の他に、環境から体内に流入する熱があると、放熱の働きをさらに高める必要があるので、熱中症の発生には身体を取り囲む環境が大きく影響する。

環境が身体に及ぼす影響の度合いを表す指標として、熱中症を予防することを目的として１９５４年にアメリカで提案された暑さ指数（ＷＢＧＴ、湿球黒球温度）と呼ばれる温度がある。ＷＢＧＴは、身体と外気との熱のやりとりに与える影響が大きい湿度、周辺の熱環境（日射、輻射など）および気温の３つを、それぞれ湿球温度Ｔｗ、黒球温度Ｔｇ、乾球温度Ｔｄとして取り入れた温度である。ＷＢＧＴは、Ｔｗ，Ｔｇ，Ｔｄにそれぞれ所定の係数を掛けて足し合わせて得られる。この指標はＷＢＧＴの所定の温度範囲ごとに区分されて、例えば日常生活に関して「注意、警戒、厳重警戒、危険」の４段階、運動に関して「ほぼ安全、注意、警戒、厳重警戒、運動は原則中止」の５段階の指針として規格化されている。

暑さ指数ＷＢＧＴは、夏の屋外の作業現場や運動場などにおいて、気温や湿度などの環境情報を得て、熱中症発症に対する対象者全員への一斉の注意喚起や活動停止指示などの対応に有効である。しかしながら、個々人の体調に応じて個別に対応するものではない。これは、暑さ指数ＷＢＧＴが環境の指標であって、個人の体調の指標ではないからである。個人への対応には個人の体調情報が必要である。

そこで、外耳道に挿入される鼓膜温センサと心拍センサとを用いて深部体温と心拍の変化を監視して使用者の熱ストレインを評価し、使用者個人に向けて熱中症発症の危険性を警報する耳栓型個人熱中症警報装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この文献において、熱ストレインは正味の熱負荷によって生じる生理的な反応の総称とされている。この装置は、外耳道に装着されるウエアラブルな装置であり、個々人が個別に用いることができる。

また、個人の健康状態を反映する指標として動脈血中の酸素飽和度がある。血液を採取することなく皮膚の外に配置したセンサによる経皮的な測定によって動脈血中の酸素飽和度（ＳｐＯ２と記す）をモニタする装置（パルスオキシメータ）が知られており、医療現場などで広く使用されている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２の装置は、爪に取り付けた光センサを用いて、爪の下の動脈に照射される赤色線および赤外線の２光波の反射波を検出することにより、動脈を特定して酸素飽和度（ＳｐＯ２）を測定するウエアラブルな装置とされている。

また、熱中症になると水分が奪われて脱水症がひどくなり意識が遠のく場合があり、これは血液中の水分が大幅に減ることで血圧が下がり酸素が十分に脳や体に送れない酸欠状態となるためと指摘されている（例えば、非特許文献１参照）。

特許第４９６１６１８号 特許第３９５０１７３号

濱田暁彦著 「熱中症と脱水症・貧血の関係」インターネットウエブページ http://www.tangohp.com/hsp_dpt/topics/column/201407_no29.html

上述の特許文献１に示される熱中症警報装置においては、体調を反映する指標を得るために、外耳道に鼓膜温を測定する鼓膜温センサを挿入しているが、聴音器官を成す外耳道を塞ぐことは使用者に違和感を感じさせる場合がある、という問題がある。そこで、外耳道を塞ぐことなく、体調を反映する指標を得て、熱中症検知装置を構成することが望まれる。

本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、身体の外面に配置して個人の熱中症を検知できる熱中症検知装置を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、本発明の熱中症検知装置は、血中の酸素飽和度を測定する酸素センサと、酸素センサによって測定される酸素飽和度を指標として用いて、酸素飽和度の低下の度合いに熱中症への進行の度合いを対応させることにより、熱中症の発症リスクを検知する評価部と、を備えることを特徴とする。

この熱中症検知装置において、体温を測定する体温センサをさらに備え、評価部は、体温センサによって測定される体温を追加の指標として用いて、検知を行ってもよい。

この熱中症検知装置において、環境の温度と湿度とを測定する温度湿度センサをさらに備え、評価部は、温度湿度センサによって測定される環境の温度と湿度とを追加の指標として用いて、検知を行ってもよい。

この熱中症検知装置において、酸素センサは、赤色光と赤外光を用いて酸素飽和度のデータを反射光受光方式で測定するウエアラブルなパルスオキシメータとして構成されていてもよい。

この熱中症検知装置において、評価部は、各センサによる測定に基づいて得られる各指標の時間的変化を求め、指標の時間的変化を熱中症への加速係数として用いて、検知を行ってもよい。

本発明の熱中症検知装置によれば、血中の酸素飽和度を測定する酸素センサによって得られる酸素飽和度を指標として熱中症を検知するので、個人の熱中症を検知できる。また、血中の酸素飽和度は経皮的に測定できるので、酸素センサを身体の外面に配置することができる。

（ａ）は腕に装着された本発明の一実施形態に係る熱中症検知装置を手の甲側から見た図、（ｂ）は同熱中症検知装置を手のひら側から見た図。 （ａ）は同熱中症検知装置による熱中症検知を説明するフロー図、（ｂ）は同熱中症検知装置による熱中症ではない旨の検知を説明するフロー図。 他の実施形態に係る熱中症検知装置のブロック構成図。 外気温度と外気湿度の組合で決まる環境危険レベルの分布を示す３次元グラフ。 皮膚温度と酸素飽和度の組合せで決まる体調危険レベルの分布を示す３次元グラフ。 スマートフォンを同熱中症検知装置の表示装置とする例を示す図。

以下、本発明の一実施形態に係る熱中症検知装置について、図面を参照して説明する。図１（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態の熱中症検知装置１は、腕に装着して用いられるサポータ・タイプのウエアラブル装置である。熱中症検知装置１は、動脈血中の酸素飽和度を経皮的に測定する酸素センサ２と、酸素センサ２によって測定される酸素飽和度ＳｐＯ２を指標として用いて熱中症の発症リスクを検知する評価部３と、を備えている。評価部３は、例えば、組み込み型のワンチップマイコンである。

熱中症検知装置１は、さらに皮膚表面温度を測定する体温センサ４と、環境の外気温度と外気湿度を測定する外気温度センサ５１および外気湿度センサ５２と、各部に電力を供給するバッテリＢＴと、評価部３を有する回路基板３０とを備えている。各センサ、バッテリＢＴ、および回路基板３０は、フレキシブル配線で接続されて、伸縮性を有する保持具９によって、保持されている。なお、各センサや電子回路等は、保持具９を構成するカバー等によって保護されているが、図は内部を透過状態で示している。

体温センサ４は、腕の皮膚温度を測定できるように保持具９の内側に保持され、外気温度センサ５１および外気湿度センサ５２は、外気の温度と湿度を測定できるようにセンサ部分を保持具９の外側に向けて保持されている。回路基板３０には、熱中症検知装置１を動作開始、停止させるためのオン／オフスイッチ、熱中症の危険度を示すＬＥＤなどが備えられる。

酸素センサ２は、動脈中を流れる血中ヘモグロビンを測定対象とするものであり、例えば、手のひら側において、手首の橈骨動脈に面するように配置される。

評価部３は、熱中症の前駆症状に脱水症があり、脱水症の指標として酸素飽和度ＳｐＯ２が有効であることに基づいて、熱中症検知装置１を装着した個人の熱中症の発症リスクを検知する。本実施形態の熱中症検知装置１は、酸素飽和度ＳｐＯ２の測定結果をベースにして熱中症を検知するので、体温センサ４、外気温度センサ５１および湿度センサ５２は、必ずしも備えていなくともよい。以下に、酸素飽和度ＳｐＯ２と、熱中症検知の原理とについて説明する。

動脈血中の酸素飽和度ＳｐＯ２は、下式（１）に示す値として定義され測定される。動脈血液中のモグロビンには、酸素分子Ｏ２に結合したヘモグロビンＨｂＯ２と、非結合のヘモグロビンＨｂとがある。酸素飽和度ＳｐＯ２は、これら両方のヘモグロビンの単位体積当たりの量（［Ｈｂ］＋［ＨｂＯ２］）に対する、酸素分子に結合したヘモグロビンの単位体積当たりの量［ＨｂＯ２］のパーセンテージとして測定される。
ＳｐＯ２＝［ＨｂＯ２］／（［Ｈｂ］＋［ＨｂＯ２］）×１００％ ―――式（１）

非特許文献１には以下のことが述べられている。（１）熱中症には必ずと言っていいほど「脱水症」という体内の水分不足状態が付随している。（２）脱水症がひどくなると血液中の水分が大幅に減り、血圧が下がり、酸素が十分に脳や体に送れない酸欠状態となり、意識が遠のく場合がある。（３）このように意識が遠のくことを「貧血」と言う人も多いが、医学的には「脱水症」と「貧血」は全く違った状態である。（４）貧血は血液中のヘモグロビンの濃度が減少することを言う。（５）貧血でヘモグロビンが減ると酸素の運搬が十分にできなくなり、酸欠状態となって意識が遠のく。（６）脱水症の場合はむしろヘモグロビンの濃度は高くなる。（７）脱水症ではヘモグロビンの濃度が高くても血液の量自体が減るので酸欠状態となる。

上記から、脱水症と熱中症の症状の悪化方向は同じであり、脱水症を検知できれば、熱中症を検知できることが分かる。また、一般にヘモグロビンの周囲に酸素分子が多いほど、酸素分子Ｏ２に結合したヘモグロビン［ＨｂＯ２］が多い。血液中の水分量が多いほど、血液中の溶存酸素分子が多く、脱水症が進む（悪化する）と、血液中の溶存酸素分子が少なくなる。従って、脱水症が進むと酸素飽和度ＳｐＯ２が減少する（悪化する）。つまり、脱水症と酸素飽和度ＳｐＯ２の悪化方向は同じである。結論として、酸素飽和度ＳｐＯ２を測定することにより、熱中症の進行度合いを検知することができる。言い換えると、酸素飽和度ＳｐＯ２は、もともと体調を反映する指標として用いられているものであるが、熱中症の指標としても用いることができる。

上記のことを、図２（ａ）（ｂ）によって説明する。図２（ａ）に示すように、脱水状態（Ｓ１）では血中水分が少なく（Ｓ２）、血中の溶存酸素分子Ｏ２が少なくなる（Ｓ３）。溶存酸素分子Ｏ２が少なくなることにより、酸素分子Ｏ２に結合したヘモグロビンＨｂＯ２が少なくなり（Ｓ４）、酸素飽和度ＳｐＯ２が小さくなる（Ｓ５）。そこで、酸素飽和度ＳｐＯ２を測定することにより、酸素飽和度ＳｐＯ２を介して熱中症を検知することができる（Ｓ６）。このようなことから、評価部３は、酸素飽和度の低下の度合いに熱中症への進行の度合いを対応させることにより、熱中症の発症リスクを検知する。

また、図２（ｂ）に示すように、適正水分量（Ｓ１１）の場合は血中水分が十分多く（Ｓ１２）、血中の溶存酸素分子Ｏ２も十分多い状態に維持される（Ｓ１３）。溶存酸素分子Ｏ２が十分多いことにより、酸素分子Ｏ２に結合したヘモグロビンＨｂＯ２も十分多く（Ｓ１４）、酸素飽和度ＳｐＯ２が大きい正常値に維持される（Ｓ１５）。そこで、酸素飽和度ＳｐＯ２を測定することにより、酸素飽和度ＳｐＯ２を介して、脱水症ではなく、熱中症ではないことを確認でき、体調正常が検知される（Ｓ１６）。

酸素飽和度ＳｐＯ２の測定において、その測定値が小さいほど、熱中症の危険度が高く検知される。そこで、熱中症の危険度に応じて、回路基板３０に設けられたＬＥＤによる発光を、例えば、緑から黄色、さらに赤色へと変化させたり、ＬＥＤの点滅速度を次第に速くするなどして、熱中症検知装置１の使用者に警告が発せられる。ＬＥＤに換えてまたは併用して、ブザーによる警告音を鳴らすようにしてもよい。

なお、血液中の溶存酸素Ｏ２の量は、動脈血を採取して動脈血ガス分析を行うことにより得られる動脈血酸素分圧ＰａＯ２という指標で表される。この動脈血酸素分圧ＰａＯ２と、経皮的動脈血酸素飽和度ＳｐＯ２とは、互いに対応づけられることが知られており、医療分野で広く用いられている。その対応関係は、数表または、酸素解離曲線というグラフによって、見ることができる。動脈血酸素分圧ＰａＯ２を推測するために、パルスオキシメータによる経皮的動脈血酸素飽和度ＳｐＯ２の測定結果を用いることは、医療分野で広く行われている。

本実施形態の熱中症検知装置１によれば、動脈血中の酸素飽和度ＳｐＯ２を測定する酸素センサ２によって得られる酸素飽和度ＳｐＯ２を指標として熱中症を検知するので、個人の熱中症を検知できる。また、血中の酸素飽和度ＳｐＯ２は経皮的に測定できるので、酸素センサ２を、外耳道などに挿入することなく、身体の外面に配置することができる。

（他の実施形態）
図３乃至図６を参照して、他の実施形態に係る熱中症検知装置１を説明する。この実施形態の熱中症検知装置１は、図１に示した熱中症検知装置１に、他の機能を追加したものである。図３に示すように、本実施形態の熱中症検知装置１は、酸素センサ２、評価部３、体温センサ４、温度湿度センサ５（温度センサ５１と湿度センサ５２の総称）、バッテリＢＴなどに加え、加速度センサ６、角速度センサ７（ジャイロセンサ）を備えている。さらに、熱中症検知装置１は、マイクロプロセッサを有して各部を制御する制御部１０、および、メモリ１１、表示操作部１２、報知部１３、通信部１４を備えている。これらの各構成部品は、回路基板３０と保持具９とに保持されて、熱中症検知装置１を構成し、身体表面にウエアラブル装置として、身体表面に取り付けられる。通信部１４は、例えば、スマートフォン、タブレット端末などの電子機器と熱中症検知装置１とを連携動作させるときに用いられる。

制御部１０、メモリ１１、表示操作部１２、および報知部１３は、図１に示した熱中症検知装置１において回路基板３０に備えられているものを強化したものである。メモリ１１には、制御用および解析用ソフトウエア、制御用データ、解析用グラフデータ、および測定値データなどが記憶される。表示操作部１２は、タッチ操作式ディスプレイを含んでおり、オン／オフ用スイッチの他に、メニュー表示、結果表示、メニュー選択などの機能を備える。報知部１３は、検知結果を光、音、振動などで報知する機能のいずれか、またはそれらの組合せの機能を有する。報知部１３の機能も、タッチ操作式ディスプレイに組み込んでもよい。

加速度センサ６と角速度センサ７は、熱中症検知装置１、従ってこれを腕に付けた使用者の、空間的時間的な移動経路、移動距離、姿勢、位置、およびこれらの変化などを検出することができる。加速度センサ６と角速度センサ７が検出したデータは、通信部１４を介してスマートフォンやタブレット端末に送信してもよく、メモリ１１に記録してもよい。これらのデータは、使用者の運動量や疲労度、ふらつきや転倒などを、監視、記録、解析（その場における解析、事後解析）などするために用いられる。

酸素センサ２について、説明する。酸素センサ２は、赤色光Ｒと赤外光ＩＲとを用いて経皮的酸素飽和度（ＳｐＯ２）のデータを反射光受光方式で測定するウエアラブルなパルスオキシメータとして構成されている。酸素センサ２は、赤色光Ｒを発光する赤色光素子２１、赤外光ＩＲを発光する赤外光素子２２、および受光素子２３を有する。赤色光素子２１と赤外光素子２２から発光された赤色光Ｒと赤外光ＩＲとは、それぞれ動脈に向けてを照射される。受光素子２３は、動脈を含む皮下体内空間から反射される赤色光Ｒと赤外光ＩＲの反射光を受光する。

赤色光素子２１、赤外光素子２２、および受光素子２３は、例えばＭＥＭＳ技術などを用いて、微細機械構造と集積電子回路とを組み合わせて、互いに一体化された発光受光素子として構成される。赤色光素子２１と赤外光素子２２は、例えば、所定のサンプリング速度で、互いに交互にパルス発光されることにより、赤色光Ｒと赤外光ＩＲの各反射光が、互いに区別される状態で、１つの受光素子２３によって受光される。

酸素分子Ｏ２に結合したヘモグロビンＨｂＯ２と、結合していないヘモグロビンＨｂとでは、物質が光をどれくらい吸収するかを表す吸光係数が異なり、また、光の波長によっても吸光係数が異なる。そこで、波長を適切に選んで、赤色光Ｒと赤外光ＩＲとを用いることにより、血液中のＨｂＯ２とＨｂの存在割合を測定でき、ＳｐＯ２を測定することができる。また、動脈血からの反射光と、動脈以外の皮膚や筋肉などの体組織からの反射光とは、前者が脈動によって時間変化し、後者は時間的にほぼ一定であることから、動脈血以外の体組織からの反射光の影響を取り除くことができる。酸素センサ２、評価部３、または制御部１０は、このようなデータ処理を行って動脈血中の酸素飽和度ＳｐＯ２を求める。

酸素センサ２は、ＳｐＯ２を反射光受光方式で測定するので、２つの発光面と１つの受光面を略同平面内に配置することができ、下方に動脈がある任意の皮膚表面の一箇所側に配置して用いることができる。本実施形態では、酸素センサ２が手首の橈骨動脈に面するように配置して使用する例を説明したが、橈骨動脈に限らず、腕の上腕動脈、首の総頚動脈、大腿動脈などに面するように配置して使用してもよい。

（熱中症予測）
次に、図４、図５に示す環境危険レベルＤａと体調危険レベルＤｂのグラフを用いて熱中症を総合的に検知する例を説明する。各危険レベルＤａ，Ｄｂは、熱中症に関する危険度を表し、複数段階（本実施形態ではいずれも５段階）にレベル分けされて引用される。例えばレベル１は「ほぼ安全」、レベル２は「注意」、レベル３は「警戒」、レベル４は「厳重注意」、レベル５は「危険」なレベルを表す。本実施形態の総合的な熱中症検知では、酸素センサ２による測定値である酸素飽和度ＳｐＯ２に加え、体温センサ４による皮膚温度Ｔｂ、温度湿度センサ５による外気温度Ｔａおよび外気湿度Ｈｍが用いられる。

図４の環境危険レベルＤａは、環境情報、つまり外気温度Ｔａと外気湿度Ｈｍとから判断される、熱中症を誘発する危険度を表す概念である。この図の温度軸と湿度軸に付された数値は適宜の任意目盛である。これらの目盛は温度や湿度に直線的に比例する目盛に限られず、危険度に応じて重み付けされたまたは重み付けされていない目盛とされている。

外気温度Ｔａと外気湿度Ｈｍのいずれも高ければ高いほど、熱中症に罹る危険度が増加する。環境危険レベルＤａは、例えば、暑さ指数（ＷＢＧＴ）を用いる５段階の「熱中症予防運動指針」に相当する区分の設定としてもよい。また、湿度と乾球温度と湿球温度とが互いに関数関係にあることから、環境危険レベルＤａの区分（レベル分け）として、暑さ指数（ＷＢＧＴ）による「熱中症予防運動指針」そのものを適用してもよい。

図５の体調危険レベルＤｂは、個人情報、つまり個人の体調を表す血中酸素飽和度ＳｐＯ２と皮膚温度Ｔｂとから判断される、熱中症の状態にどれだけ近づいているかを表す概念である。この図の血中酸素飽和度軸と皮膚温度軸に付された数値は、適宜の任意目盛である。これらの目盛は温度や飽和度に直線的に比例する目盛に限られず、危険度に応じて重み付けされたまたは重み付けされていない目盛とされている。

個人の体調は、疲労度、体力、年齢などに依存するが、血中酸素飽和度ＳｐＯ２は、例えば、健康状態で９６〜９９％であり、９０％未満は呼吸不全の状態であり速やかな対応が必要とされている。血中酸素飽和度ＳｐＯ２は、小さいほど熱中症の虞が高く、危険レベルが高くなる。また皮膚温度Ｔｂは、高いほど、熱中症の虞が高い。体調危険レベルＤｂは、これらのことを考慮して設定される。

熱中症検知は、環境危険レベルＤａと、体調危険レベルＤｂとから、現在の体調が熱中症のどの段階あるかを決定することである。そのため、熱中症の段階を各危険レベルＤａ，Ｄｂと同様に、５つにレベル分けして設定し、これを熱中症予測レベルＨｆとする。熱中症検知は、現在の体調が熱中症予測レベルＨｆのどのレベルかの決定作業になり、これを模式的に書くと、（Ｄａ，Ｄｂ）→Ｈｆと記載される。同様に、環境危険レベルＤａと体調危険レベルＤｂの決定は、（Ｔａ，Ｈｍ）→Ｄａ、（ＳｐＯ２，Ｔｂ）→Ｄｂである。この方法によれば、４次元空間（Ｔａ，Ｈｍ，ＳｐＯ２，Ｔｂ）に対する、直接の熱中症予測レベルＨｆの決定（Ｔａ，Ｈｍ，ＳｐＯ２，Ｔｂ）→Ｈｆに換えて、環境と個人の各情報区分ごとの危険レベル設定を経て行う２段階の分かり易い決定方法を実現できる。

次に、熱中症予測レベルＨｆの決定による熱中症検知、（Ｄａ，Ｄｂ）→Ｈｆを説明する。熱中症予測レベルＨｆは、環境危険レベルＤａと体調危険レベルＤｂの組合せで決められるが、どのような組合せにするかについては、種々のやり方がある。例えば、環境危険レベルＤａが低くても体調危険レベルＤｂが高い場合、あるレベルの熱中症と判断され、この逆も発生する。これを一般化して、例えば、危険レベルＤａ，Ｄｂのうち高い方のレベルがｍであれば、下記のように、熱中症予測レベルＨｆは、レベルｍ、すなわちＨｆ＝ｍとする（矢印→は「であれば」と読む）。
（Ｄａ，Ｄｂ）＝（ｍ，ｉ），ｉ＝１〜ｍ→Ｈｆ＝ｍ
（Ｄａ，Ｄｂ）＝（ｊ，ｍ），ｊ＝１〜ｍ→Ｈｆ＝ｍ

例えば、ｍ＝３の場合、下記にように、熱中症予測レベルＨｆは「警戒」となる。
（Ｄａ，Ｄｂ）＝（３，ｉ）、ｉ＝１〜３→Ｈｆ＝３
（Ｄａ，Ｄｂ）＝（ｊ，３）、ｊ＝１〜３→Ｈｆ＝３
また、ｍ＝１の場合、下記にように、熱中症予測レベルＨｆは「ほぼ安全」となる。
（Ｄａ，Ｄｂ）＝（１，１）→Ｈｆ＝１

上記では、危険レベルＤａ，Ｄｂのうち高い方のレベルｍに注目して熱中症予測レベルＨｆのレベルを決定したが、他の決定方法として、２つの危険レベルＤａ，Ｄｂの平均値に基づいて、例えば平均値の四捨五入値ａｖによって、Ｈｆ＝ａｖとしてもよい。また、双方の危険レベルが高い場合にはレベルｍの方法を用い、危険レベルが高くない場合にはレベルａｖの方法を用いる折衷案によって、熱中症予測レベルＨｆを決定してもよい。

（脱水症予測）
熱中症の前段階として脱水症状が見られることから、環境危険レベルＤａと、体調危険レベルＤｂとを用いて、現在の体調が脱水症のどの段階あるかを決定することができる。そこで、熱中症予測レベルＨｆと同様に、現在の体調が脱水症のどの段階にあるかを示す脱水症予測レベルＷｆを設定する。脱水症予測レベルＷｆは、例えば、「正常」、「脱水症注意」、「脱水症」の３段階にレベル分けすればよい。脱水症検知は、現在の体調が脱水症予測レベルＷｆのどのレベルかの決定作業になり、（Ｄａ，Ｄｂ）→Ｗｆと記載される。

脱水症予測レベルＷｆの決定は、例えば、上述のいずれかの方法によって決められた熱中症予測レベルＨｆを参照して、Ｈｆ＝１の場合はＷｆ＝１とし、Ｈｆ＝２の場合はＷｆ＝２とし、Ｈｆ＝３，４，５の場合はＷｆ＝３とすればよい。例えば、
（Ｄａ，Ｄｂ）＝（５，４）→Ｗｆ＝３、「脱水症」（Ｈｆ＝５）
（Ｄａ，Ｄｂ）＝（４，４）→Ｗｆ＝３、「脱水症」（Ｈｆ＝４）
（Ｄａ，Ｄｂ）＝（２，１）→Ｗｆ＝２、「脱水注意」（Ｈｆ＝２）。
脱水症予測レベルＷｆの決定は、このような方法に限られず、熱中症検知装置１と熱中症検知方法とが適用される状況に応じて、適宜設定することができる。

（熱中症検知システム）
図６は、スマートフォン９０を熱中症検知装置１の表示装置として使用する熱中症検知システムを示す。本例において、使用者は、右手に熱中症検知装置１を装着し、左手にスマートフォン９０を持っている。スマートフォン９０には、熱中症検知装置１によって測定された結果を表示するためのアプリケーションがダウンロードされ、インストールされている。熱中症検知装置１とスマートフォン９０とは、熱中症検知装置１の通信部１４を介して、例えば、ブルートゥース（登録商標）によって、通信を行う。

この熱中症検知システムにおいて、熱中症検知装置１の通信部１４から、各センサによる外気温度Ｔａ、外気湿度Ｈｍ、皮膚温度Ｔｂ、血中酸素飽和度ＳｐＯ２、加速度値、角速度値（ジャイロ値）などの測定値が送信される。通信部１４から熱中症や脱水症の検知結果（Ｈｆ，Ｗｆの値）だけを送信するようにしてもよい。また、熱中症検知装置１から、各センサによる測定値（処理前のデータ）をスマートフォン９０に送信し、スマートフォン９０側のアプリケーションを用いて、例えば、血中酸素飽和度ＳｐＯ２を算出したり、Ｈｆ，Ｗｆの値を決定したりするようにしてもよい。この場合、熱中症検知装置１を簡単な構成とすることができる。

スマートフォン９０の画面には、「熱中症予測」を熱中症予測レベルＨｆの値に応じて表示するための「ほぼ安全、注意、警戒、厳重警戒、危険」を示す表示が半円状に配置されている。使用者の熱中症に関する状態の検知結果に応じて、５段階のいずれかが選択指示され、報知される。また、スマートフォン９０の画面には、熱中症検知装置１による測定値に基づくデータ、すなわち、外気温度、外気湿度、ＷＢＧＴ、皮膚温度、ＳｐＯ２がそれぞれ表示される。

また、画面の下方には、脱水症予測レベルＷｆの値に応じて、使用者の脱水症に関する状態が、「正常、注意、脱水」の３段階のいずれかで表示される。例えば、「正常」では緑色、「注意」では黄色、「脱水」では茶色、の葉が、それぞれ表示または点灯される。熱中症検知装置１の使用者、またはその介添え者は、スマートフォン９０の画面を見て、移動させる、身体を冷やす、水分を補給するまたは与えるなどの、熱中症対策をすることができる。

なお、スマートフォン９０における表示は例示であって、上述した画面表示に限られず、他の表示や報知方法を用いてもよい。また、熱中症検知装置１と共に熱中症検知システムを構成する装置は、スマートフォンに限られず、任意のタブレット端末、コンピュータなどの固定端末などを用いてもよい。

（さらに他の実施形態）
図３に示す熱中症検知装置１において、評価部３は、各センサ２，３，４，５による測定に基づいて得られる各指標の時間的変化を求め、指標の時間的変化を熱中症への加速係数として用いて、検知を行う。各指標の時間的変化を求めるために、各測定値または各指標はメモリ１１に記録され、例えば、所定時間毎の差分として指標の時間的変化（変化の速さ）が求められる。時間変化を求める処理は、評価部３が行うことに限られず、制御部１０が行ってもよく、他の方法で行ってもよい。

指標の時間的変化は、特に体調に関する血中酸素飽和度ＳｐＯ２と皮膚温度Ｔｂが重要である。熱中症が発症する場合、これらの指標は、正常値から次第に悪化（例えば、ＳｐＯ２が減少、Ｔｂが上昇）し、危険状態に至るまでに急激に変化すると考えられる。そこで、これらの変化を検知し、さらにその検知結果を熱中症の検知に利用することにより、効果的な検知を実現する。

例えば、指標が血中酸素飽和度ＳｐＯ２の場合、指標の減少速度に基づいて設定した所定の加速係数を指標値に乗算することにより、見かけの指標値を、より低い値に変更する。また、皮膚温度Ｔｂの場合、温度Ｔｂの上昇速度に基づいて設定した所定の加速係数を温度Ｔｂに乗算することにより、見かけの指標値を、より高い値に変更する。体調危険レベルＤｂは、このような加速係数を乗算して得られる血中酸素飽和度ＳｐＯ２の指標と、皮膚温度Ｔｂの指標とに基づいて決定する。このような加速係数の使用によって、熱中症を適切に早めに検知できる。

指標が環境に関する外気温度Ｔａ、外気湿度Ｈｍの場合、環境条件の急変によって指標が急激に上昇する場合、その上昇速度に応じた所定の加速係数を各指標に乗算して環境危険レベルＤａを決定する。これにより、環境条件の急変などに対応して、より迅速に熱中症対策をすることができる。

なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上述した各実施形態の構成を互いに組み合わせた構成とすることができる。また、上述した外気温度Ｔａと外気湿度Ｈｍからの環境危険レベルＤａの決定方法、血中酸素飽和度ＳｐＯ２と皮膚温度Ｔｂからの体調危険レベルＤｂの決定方法、および各危険レベルＤａ，Ｄｂからの熱中症予測レベルＨｆおよび脱水症予測レベルＷｆの決定方法は、例示であって、上述した決定方法に限られず、他の決定方法を用いてもよい。

血中酸素センサ２は、血中酸素飽和度ＳｐＯ２を測定する際に、心拍数を測定することができる。この心拍数を熱中症検知の指標として用いてもよい。評価部３は、心拍数の時間変化を求め、熱中症への加速係数として用いて熱中症検知を行ってもよい。心拍数を図６の画面に表示してもよい。

また、体温センサ４は、皮膚温度Ｔｂを測定するセンサに換えて、またはこのセンサに加えて、深部体温を測定する温度センサを備えてもよい。各センサは、測定位置を異ならせて複数備えてもよく、それらの測定値をもとに、または取捨選択して、環境危険レベルＤａ、体調危険レベルＤｂを決定してもよい。

１ 熱中症検知装置
２ 酸素センサ
３ 評価部
４ 体温センサ
５ 温度湿度センサ
５１ 外気温センサ
５２ 湿度センサ
Ｄａ 環境危険レベル
Ｄｂ 体調危険レベル
Ｈｆ 熱中症予測レベル
ＳｐＯ２ 酸素飽和度
Ｗｆ 脱水症予測レベル

Claims (5)

1. 血中の酸素飽和度を測定する酸素センサと、
   前記酸素センサによって測定される酸素飽和度を指標として用いて、前記酸素飽和度の低下の度合いに熱中症への進行の度合いを対応させることにより、熱中症の発症リスクを検知する評価部と、を備えることを特徴とする熱中症検知装置。
2. 体温を測定する体温センサをさらに備え、
   前記評価部は、前記体温センサによって測定される体温を追加の指標として用いて、前記検知を行うことを特徴とする請求項１に記載の熱中症検知装置。
3. 環境の温度と湿度とを測定する温度湿度センサをさらに備え、
   前記評価部は、前記温度湿度センサによって測定される前記環境の温度と湿度とを追加の指標として用いて、前記検知を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱中症検知装置。
4. 前記酸素センサは、赤色光と赤外光を用いて経皮的酸素飽和度（ＳｐＯ_２）のデータを反射光受光方式で測定するウエアラブルなパルスオキシメータとして構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の熱中症検知装置。
5. 前記評価部は、各センサによる測定に基づいて得られる各指標の時間的変化を求め、前記指標の時間的変化を熱中症への加速係数として用いて、前記検知を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の熱中症検知装置。