JP2021153671A - 耳式体温計 - Google Patents

Abstract

【課題】外気温による体温変動の影響を排除することで、体温を高精度に測定すること。【解決手段】耳式体温計１０は、外耳道内奥側に向けて外耳道に挿入され、温度測定対象の温度を測定する非接触型の赤外線温度センサ４０と、外気温影響の補正のために外耳道入口近傍の体温を測定する補正用温度センサ５０，６０と、赤外線温度センサ４０を制御する制御部２２を駆動する電源を収容する筐体２０と、前記赤外線温度センサによって得られた温度データＴ２と、補正用温度センサ５０，６０によって得られた補正用温度データＴ１とに基づいて、鼓膜温連動温度Ｔ３を導出する制御部２２とを備え、補正用温度センサ５０，６０は、筐体２０の外部に設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、人等の外耳道内に挿入して体温を非接触で測定する耳式体温計に関する。

近年、人の体温を測定するに際し、プローブを人の外耳道内に挿入して鼓膜の温度を赤外線温度センサにより非接触で測定する耳式体温計が知られている（例えば、特許文献１参照。）。鼓膜温は、深部体温を良く反映していると言われている。

しかしながら、外耳道の奥まで赤外線温度センサを挿入すると正確な鼓膜温を測定することができるものの、安全性の問題、また、外耳道の形状・大きさに個人差があるため、汎用製品を製造することが難しい。このため、外耳道入口付近に赤外線温度センサを設けることが提案されている。このような耳式体温計として、例えば、図９，１０に示すような耳式体温計２００が提案されている。すなわち、耳式体温計２００は、バッテリや制御回路を収納する筐体２１０と、外耳道入口に係合する係合部２２０と、この係合部２２０の奥に設けられた挿入部２３０と、この挿入部２３０内部に設けられた赤外線温度センサ２４０とを備えている。赤外線温度センサ２４０の視野は、図９は狭い角度範囲、図１０は広い角度範囲となっている。これらの図中Ｇは外耳道、Ｋは鼓膜、Ｈは人の頭部、Ｌは外耳外部を示している。

しかしながら、図９に示すように視野範囲が狭い赤外線温度センサ２４０を用いると、赤外線温度センサ２４０の向きによって、視野範囲が二点鎖線Ｐ１の範囲、すなわち外耳外部（外耳壁）を測定する場合と、視野範囲が二点鎖線Ｐ２の範囲、すなわち鼓膜Ｋを測定する場合とが生じる。外耳外部の温度は外気によって温度変動しやすく、鼓膜Ｋの温度のみを測った場合よりも低い温度を検知することがある。また、外気温が変動すると、その外気温の変動に沿って測定体温が変動し、本来測定したい体温を正確に測定できない。

一方、図１０に示すように視野範囲が広い赤外線温度センサ２４０を用いると、視野範囲が二点鎖線Ｑの範囲、すなわち外耳外部の温度を含めて測定することになり、やはり本来測定したい体温を正確に測定できない。

このような外気温の影響を排除するため、外気温を測定する温度センサを筐体２１０等に取り付けることも考えられる。しかし、筐体２１０は小型であり、温度センサをバッテリや制御基板を収容する筐体２１０に設けると、それらの発熱の影響を受け易く、正確な温度較正ができない。また、外耳外部の温度と外気温とは必ずしも一定の関係になるとは限らないことから、外気温を測定しても外耳外部の温度を導出することができない。

特開２００２−３４０６８１号公報

本発明は、外気温の影響を受けて変動する外耳道温度を正確に測定することで、外気温による外耳道温度による測定誤差を補正し、体温を高精度に測定することを目的とする。

本発明の一態様として、外耳道内奥側に向けて外耳道に挿入され、温度測定対象の温度を測定する非接触型の赤外線温度センサと、外気温影響の補正のために外耳道入口近傍の温度を測定する補正用温度センサと、前記赤外線温度センサによって得られた前記温度測定対象の温度と、前記補正用温度センサによって得られた前記外耳道入口近傍の温度とに基づいて、前記外気温影響が補正された前記温度測定対象の温度を導出する制御部と、
前記制御部を収容する筐体と、
を備え、前記補正用温度センサは、前記筐体から離間した前記筐体外部に設けられている。

本発明によれば、外気温による体温変動の影響を排除することで、体温を高精度に測定することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る耳式体温計を外耳道に装着した状態を示す模式図。 同耳式体温計を示す正面図。 同耳式体温計を装着した際の補正温度センサの装着位置の一例を示す正面図。 同耳式体温計によって測定された外耳外部の温度変化を示す説明図。 同耳式体温計によって測定された赤外線受光温度の温度変化を示す説明図。 同耳式体温計で導出された鼓膜温連動温度の温度変化を示す説明図。 本発明の第２の実施の形態に係る耳式体温計を示す上面図。 本発明の第３の実施の形態に係る耳式体温計が設けられた生体センサを示す説明図。 耳式体温計の視野範囲の一例を示す模式図。 耳式体温計の視野範囲の別の例を示す模式図。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る耳式体温計１０を外耳道に装着した状態を示す模式図、図２は耳式体温計１０を示す正面図、図３は耳式体温計１０を装着した際の補正温度センサの装着位置の一例を示す正面図である。これらの図中Ｇは外耳道、Ｋは鼓膜、Ｈは人の頭部、Ｍは耳介、Ｒは耳珠、Ｓは耳甲介腔、Ｌは外耳外部を示している。

耳式体温計１０は、外耳道入口に係合する筐体２０と、この筐体２０の側壁面に取り付けられ、外耳道Ｇに挿入されて固定される耳挿入部３０と、筐体２０の後述する制御部２２（演算部）に接続された補正用温度センサ５０，６０とを備えている。筐体２０はシリコン樹脂材製のケース２１を具備しており、ケース２１内に、図示しない、バッテリ、メモリ、制御回路、無線通信部等を備えた制御部２２が収容されている。シリコン樹脂材は人体への影響が少なく、柔軟な材質で、かつ、熱伝導率が低い。

制御部２２は、後述するようにして外耳外部温度Ｔ１と赤外線受光温度Ｔ２に基づいて演算を行う。

耳挿入部３０は筒状に形成されたシリコン樹脂材製のケース３１を備えている。ケース３１はケース２１よりも柔軟な材質であることが耳挿入時の負担を軽減する観点から望ましい。ケース３１の鼓膜Ｋ側には開口部３２が設けられており、赤外線温度センサ４０が収容されている。赤外線温度センサ４０は広めの視野角を有している。赤外線温度センサ４０は、例えば、サーモパイル、ボロメーター等で構成されており、検出信号が出力され、制御部２２による処理において赤外線受光温度Ｔ２が導出される。

補正用温度センサ５０は、温度測定素子である、例えば、サーミスタ（温度センサ）５１と、このサーミスタ５１と制御部２２とを接続するケーブル（リード線）５２とを備えている。補正用温度センサ６０も補正用温度センサ５０と同様に、サーミスタ（温度センサ）６１と、このサーミスタ６１と制御部２２とを接続するケーブル（リード線）６２とを備えている。なお、ケーブル５２，６２の長さは数センチ程度である。

補正用温度センサ５０，６０からは、それぞれ検出信号が出力され、制御部２２において平均値がとられ、外耳外部温度Ｔ１が導出される。

このように構成された耳式体温計１０は、次のようにして体温を測定する。すなわち、耳式体温計１０を外耳道Ｇの入口まで近づけ、補正用温度センサ５０，６０のサーミスタ５１，６１を外耳道Ｇ入口付近、例えば、耳珠Ｒ裏及び耳甲介腔Ｓ等に接着する。接着には、肌に安全な粘着テープや粘着剤を用いる。そして、耳挿入部３０を外耳道Ｇに向けて挿入し、ケース２１と耳珠Ｒ裏及び耳甲介腔Ｓによりサーミスタ５１，６１を挟持する。

このような状態で、耳式体温計１０の電源を投入すると、制御部２２が起動し、制御部２２に接続された赤外線温度センサ４０、補正用温度センサ５０，６０が測定を開始する。赤外線温度センサ４０は、先端側から入力される赤外線強度を測定する。測定された赤外線強度は検出信号として出力され、制御部２２において増幅やＡ／Ｄ変換等の処理が行われて赤外線受光温度Ｔ２が導出される。

補正用温度センサ５０，６０は、サーミスタ５１，６１によって接触している箇所の温度を測定し、検出信号として制御部２２に入力される。検出信号は、制御部２２において増幅、平均化、Ａ／Ｄ変換等の処理が行われて外耳外部温度Ｔ１が導出される。

制御部２２では、次のようにして、鼓膜温連動温度Ｔ３を導出する。なお、図４は耳式体温計１０によって測定された外耳外部温度Ｔ１の温度変化を示す説明図、図５は耳式体温計１０によって測定された赤外線受光温度Ｔ２の温度変化を示す説明図、図６は耳式体温計１０で導出された鼓膜温連動温度Ｔ３の温度変化を示す説明図である。

図１に示すように、外耳外部温度Ｔ１の温度変化を測定するサーミスタ５１，６１は、筐体２０から離間した、外気に触れる部分に配置されることから、外気の影響を受けやすく、変動の大きな検出信号が得られるが、筐体２０に収容されている制御部２２が備える、バッテリ、メモリ、制御回路、無線通信部等が発する発熱による影響を受けにくく、測定される温度は外耳道Ｇ内部の温度に近くなっている。なお、筐体２０が具備しているケース２１は低熱伝導率の材質で形成されており、また熱容量の大きい外耳外部Ｌ側からの影響も大きいことから、筐体２０からの熱伝導による誤差の発生は最小限に抑えられる。なお、仮に筐体２０がサーミスタ５１，６１に影響を与えるような発熱・吸熱をおこすような状態ならば、それは外耳外部Ｌの温度にも影響を及ぼすことになるため、影響は相殺されることになる。

次に、赤外線受光温度Ｔ２を測定する赤外線温度センサ４０は、ほぼ体温レベルを示す鼓膜Ｋの温度を維持するものの、外気温の影響を受ける外耳外部Ｌも視野内に含むため、ある程度外耳外部温度Ｔ１に連動するように変動する。

ここで、外耳外部温度Ｔ１と赤外線受光温度Ｔ２の変動比率係数をｋとし、外耳外部温度Ｔ１の基準値（例えば外耳外部温度Ｔ１の平均値）をＴrefとして、各測定ポイントにおける補正後温度Ｔを以下のような式（１）で求める。

Ｔ＝Ｔ２−ｋ（Ｔ１−Ｔref） …（１）
外耳外部温度Ｔ１の変動を赤外線受光温度Ｔ２の変動比率に合わせた上で、Ｔrefより多ければ引き、少なければ足すことで、外耳外部温度Ｔ１の変動を赤外線受光温度Ｔ２から除去している。

このようにして導出された補正後温度Ｔは、鼓膜温の動きを示す鼓膜温連動温度Ｔ３であるといえる。鼓膜温連動温度Ｔ３は制御部２２において導出された体温データとなる。体温データはメモリに記憶されるか、無線等により外部に出力される。

上述したように耳式体温計１０によれば、１℃〜２℃レベルの小さなものである鼓膜Ｋの温度変動を外気温による影響を除去することで、外気温の変動に鼓膜温変動が埋もれず、精度の高い鼓膜温の測定ができる。なお、鼓膜温変動、すなわち体温変化は、概日リズムや、脳活動を示すと言われ、重要なバイタルサインとして有用である。

一方、サーミスタ５１，６１が筐体２０の外部に設置することで、筐体２０の内部に設置した場合に比べて制御部２２の発熱による影響を除去することができる。このため、筐体２０内部に遮熱壁の設置等が不要となり、筐体の構成を簡素化することができ、小型化・軽量化することができる。

なお、ケーブル５２，６２を少し長めに設定し、筐体２０から離間した位置に粘着テープや粘着剤により接着してもよい。サーミスタ５１，６１は、外耳道Ｇの口径が大きく、耳挿入部３０と外耳外部の間に余裕がある場合には温度センサを耳挿入部横付近に装着してもよい。

図７は本発明の第２の実施の形態に係る耳式体温計１０Ａを示す上面図である。図７において、図２と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

耳式体温計１０Ａは、補正用温度センサ５０，６０の代わりに補正用温度センサ５０Ａ，６０Ａを備えている。補正用温度センサ５０Ａ，６０Ａはいずれも筐体２０外表面に取り付けられており、制御部２２に接続されている。補正用温度センサ５０Ａ，６０Ａは、補正用温度センサ５０，６０と同様にして外耳外部温度Ｔ１を測定し、制御部２２は、上述したように、外耳外部温度Ｔ１と赤外線温度センサ４０が測定する赤外線受光温度Ｔ２とに基づいて鼓膜温連動温度Ｔ３を導出する。したがって、上述した耳式体温計１０と同様の効果を得ることができる。

図８は本発明の第３の実施の形態に係る耳式体温計１４０が設けられた生体センサ１００を示す説明図である。

生体センサ１００は、電池や回路基板等を収納し、外耳道Ｇの入口より十分に大きく形成された筐体１１０を備えている。筐体１１０には、耳介Ｍに引っ掛けるための引掛具１２０と、筐体１１０の側壁面に設けられた脈拍検知センサ１３０と、外耳道Ｇに挿入される耳式体温計１４０が設けられている。筐体１１０は、外耳道Ｇより十分に大きく形成され、外耳道Ｇに挿入された耳式体温計１４０との位置関係により外耳道Ｇ入口に係止して装着される形状となっている。耳式体温計１４０はシリコン樹脂材製の筐体１４１を有している。

筐体１４１内には図示しない、バッテリ、メモリ、制御回路、無線通信部等を備えた制御部１４２が収容されている。さらに、赤外線温度センサ１５０が保持されている。制御部１４２には、補正用温度センサ１６０，１７０が接続されている。補正用温度センサ１６０，１７０は、温度測定素子である、例えば、サーミスタ１６１，１７１が取り付けられている。補正用温度センサ１６０，１７０は、耳式体温計１４０とは別体である他の部品、すなわち、脈拍検知センサ１３０及び引掛具１２０に取り付けられている。

脈拍検知センサ１３０及び引掛具１２０はいずれも人の頭部Ｈに対し、外気温を遮断するようにして接触しているため、外気温に影響された体温を測定することができる。したがって、上述した補正用温度センサ５０，６０と同様にして外耳外部温度Ｔ１を測定し、制御部１４２は、上述したように、外耳外部温度Ｔ１と赤外線温度センサ１５０が測定する赤外線受光温度Ｔ２とに基づいて鼓膜温連動温度Ｔ３を導出する。したがって、上述した耳式体温計１０と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、補正用温度センサは、紐状の接続部を介して筐体と接続されているが、筐体の発熱による影響を抑えることができれば、他の構造でもよい。また、耳式体温計の筐体等の素材をシリコン樹脂材として説明したが、人体へ悪影響が無く、かつ、熱伝導性が低ければ他の樹脂材でもよい。補正用温度センサを２つとしているが、１つでもよく、また３つ以上設けてもよい。複数の補正用温度センサを用いた場合には、代表値を平均値にする他、低い方を採る等、適宜定めてもよい。なお、補正用温度センサを複数用いた場合は、人体に接着した補正用温度センサのうちの一方が人体から離脱した場合であっても、他方の補正用温度センサにより外耳外部温度Ｔ１を測定することができ、鼓膜温連動温度Ｔ３導出の確実性が高まる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［付記１］
外耳道内奥側に向けて外耳道に挿入され、温度測定対象の温度を測定する非接触型の赤外線温度センサと、
外気温影響の補正のために外耳道入口近傍の温度を測定する補正用温度センサと、
前記赤外線温度センサによって得られた前記温度測定対象の温度と、前記補正用温度センサによって得られた前記外耳道入口近傍の温度とに基づいて、前記外気温影響が補正された前記温度測定対象の温度を導出する制御部と、
前記制御部を収容する筐体と、
を備え、
前記補正用温度センサは、前記筐体から離間した前記筐体外部に設けられている耳式体温計。
［付記２］
前記補正用温度センサは、前記外耳道入口側と前記筐体との間に挟持されて配置される［付記１］に記載の耳式体温計。
［付記３］
前記補正用温度センサは、前記制御部に接続されるリード線と、前記リード線の先端に取り付けられた温度センサとを具備する［付記１］又は［付記２］に記載の耳式体温計。
［付記４］
前記補正用温度センサは、前記筐体から離間した別部材に取り付けられている［付記１］
に記載の耳式体温計。
［付記５］
前記補正用温度センサは、複数設けられている［付記１］乃至［付記４］の何れか一項に記載の耳式体温計。

１０…耳式体温計、１０Ａ…耳式体温計、２０…筐体、２１…ケース、２２…制御部（演算部）、３０…耳挿入部、３１…ケース、３２…開口部、４０…赤外線温度センサ、５０…補正用温度センサ、５０Ａ…補正用温度センサ、５１…サーミスタ（温度センサ）、５２…ケーブル（リード線）、６０…補正用温度センサ、６０Ａ…補正用温度センサ、６１…サーミスタ（温度センサ）、６２…ケーブル（リード線）、１００…生体センサ、１１０…筐体、１２０…引掛具、１３０…脈拍検知センサ、１４０…耳式体温計、１４１…筐体、１４２…制御部（演算部）、１５０…赤外線温度センサ、１６０…補正用温度センサ、１６１…サーミスタ、１７０…補正用温度センサ、１７１…サーミスタ、２００…耳式体温計、２１０…筐体、２２０…係合部、２３０…挿入部、２４０…赤外線温度センサ、Ｇ…外耳道、Ｈ…人の頭部、Ｋ…鼓膜、Ｌ…外耳外部、Ｍ…耳介、Ｓ…耳甲介腔、Ｔ…補正後温度、Ｔ１…外耳外部温度、Ｔ２…赤外線受光温度、Ｔ３…鼓膜温連動温度。

Claims (5)

1. 外耳道内奥側に向けて外耳道に挿入され、温度測定対象の温度を測定する非接触型の赤外線温度センサと、
   外気温影響の補正のために外耳道入口近傍の温度を測定する補正用温度センサと、
   前記赤外線温度センサによって得られた前記温度測定対象の温度と、前記補正用温度センサによって得られた前記外耳道入口近傍の温度とに基づいて、前記外気温影響が補正された前記温度測定対象の温度を導出する制御部と、
   前記制御部を収容する筐体と、
   を備え、
   前記補正用温度センサは、前記筐体から離間した前記筐体外部に設けられている耳式体温計。
2. 前記補正用温度センサは、前記外耳道入口側と前記筐体との間に挟持されて配置される請求項１に記載の耳式体温計。
3. 前記補正用温度センサは、前記制御部に接続されるリード線と、前記リード線の先端に取り付けられた温度センサとを具備する請求項１又は２に記載の耳式体温計。
4. 前記補正用温度センサは、前記筐体から離間した別部材に取り付けられている請求項１に記載の耳式体温計。
5. 前記補正用温度センサは、複数設けられている請求項１乃至４の何れか一項に記載の耳式体温計。

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