JP2021194031A - 深部体温推定方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、D=7.23−((1750.3/(273+Tskin,t-Δt−38.1)))である。
なお、G=7.23−((1750.3/(273+Tair−38.1)))である。
はじめに、実施例1について、図3を参照して説明する。図3は、実施の形態に係る深部体温推定方法を実施するためのウエアラブルデバイスの構成を示している。このウエアラブルデバイスは、測定対象者201が着衣するインナーウエア202に装着された測定部203を備える。測定部203は、アウターウエア204とインナーウエア202との間に配置される。測定部203は、一体化された温湿度センサとウエア型の心電計とから構成されている(参考文献)。測定部203により、インナーウエア202を着衣している測定対象者201の心拍数、および近傍の温度・湿度が測定される。
次に、実施例2について、図4を参照して説明する。図4は、実施の形態に係る深部体温推定方法を実施するためのウエアラブルデバイスの構成を示している。このウエアラブルデバイスは、測定対象者201が着衣するインナーウエア202とアウターウエア204との間に配置される第1測定部203aを備える。第1測定部203aは、ベルト型の心電計から構成され、ベルト206により測定対象者201の胸部に装着される。第1測定部203aにより、測定対象者201の心拍数が測定される。
Claims (8)
- 測定対象者の心拍数を測定する第1ステップと、
前記測定対象者の近傍の温度を測定する第2ステップと、
前記測定対象者の近傍の湿度を測定する第3ステップと、
前記第1ステップで測定した心拍数より前記測定対象者の運動により発生する熱量を求める第4ステップと、
時刻tにおいて前記第4ステップで求めた熱量、前記第2ステップで測定した温度と前記第3ステップで測定した湿度とから求められる前記測定対象者の雰囲気と前記測定対象者の皮膚との間の第1熱交換量、前記測定対象者の皮膚と深部との間の第2熱交換量、および前記測定対象者の発汗量より求める汗の蒸発量から、前記測定対象者の深部体温の変化を推定する第5ステップと
を備える深部体温推定方法。 - 測定対象者の心拍数を測定する第1測定部と、
前記測定対象者の近傍の温度を測定する第2測定部と、
前記測定対象者の近傍の湿度を測定する第3測定部と、
前記第1測定部が測定した心拍数より前記測定対象者の運動により発生する熱量を求める第1演算部と、
時刻tにおいて前記第1演算部が求めた熱量、前記第2測定部が測定した温度と前記第3測定部が測定した湿度とから求められる前記測定対象者の雰囲気と前記測定対象者の皮膚との間の第1熱交換量、前記測定対象者の皮膚と深部との間の第2熱交換量、および前記測定対象者の発汗量より求める汗の蒸発量から、前記測定対象者の深部体温の変化を推定する第2演算部と
を備える深部体温推定装置。 - 請求項2記載の深部体温推定装置において、
前記第2演算部は、前記測定対象者の皮膚が雰囲気に露出している部分と露出していない部分とで第1熱交換量、汗の蒸発量を変化させることを特徴とする深部体温推定装置。 - 請求項2または3記載の深部体温推定装置において、
前記第2演算部は、時刻tにおいて、前記第1演算部が求めた前記測定対象者の運動により発生する熱量EX[W]、前記第2測定部が測定した前記測定対象者の近傍の温度Ta(t)[℃]、時刻tにおける前記測定対象者の発汗の蒸発で奪われる熱量SW(t)[W]、前記測定対象者の深部体温の初期値Tbody,0[℃]、皮膚温の初期値Tskin,0[℃]、前記測定対象者の体表面積S[m2]、前記測定対象者の皮膚/雰囲気間の熱伝達率H[W/(m2・℃)]、前記測定対象者の皮膚の比熱Cskin[J/(kg・℃)]、前記測定対象者の深部の比熱Cbody[J/(kg・℃)]、前記測定対象者の皮膚の重量Wskin[kg]、前記測定対象者の深部の重量Wbody[kg]、時刻t−Δtにおいて、前記第2演算部より算出される皮膚/深部間の熱交換係数hx[W/℃]、前記測定対象者の皮膚の代謝Mskin[W]、深部の代謝Mbody[W]、皮膚温度Tskin,t-Δt[℃]、深部温度Tcore,t-Δt[℃]を用い、以下の式より、時刻tにおける前記測定対象者の皮膚温度Tskin,t-Δt[℃]、深部温度Tcore,t-Δt[℃]を推定することを特徴とする深部体温推定装置。
- 請求項2または3記載の深部体温推定装置において、
前記第2演算部は、前記測定対象者の発汗の蒸発で奪われる熱量を、前記第2演算部で算出する不感蒸散と有感蒸散の和が前記第2演算部で算出する最大蒸発熱以下の場合には不感蒸散と有感蒸散の和とし、不感蒸散と有感蒸散の和が最大蒸発熱を上回る場合には最大蒸発熱とすることを特徴とする深部体温推定装置。 - 請求項5記載の深部体温推定装置において、
前記第2演算部は、設定されている定数α10,α11,α20,α21,β10,β11,β20,β21および分を表すminute[min]用いて、「swrate(t)=[α11tanh{β11(Tskin,t-Δt−Tskin,0)−β10}+α10]×(Tskin,t-Δt−Tskin,0)/minute+[α21tanh{β21(Tbody,t-Δt−Tbody,0)−β20}+α20]×(Tbody,t-Δt−Tbody,0)/minute」より算出されるswrate(t)[g/s]、水の蒸発熱Q[J/g]、不感蒸散IP[g/s]を用いて、「E=Q×(IP+swrate(t))」より、不感蒸散と有感蒸散の和E[W]を求め、
空気の対流による熱移動Hc[W・m2/k]、皮膚の飽和水蒸気圧Ps[kPa]、空気の飽和水蒸気圧Pair[kPa]、設定されている定数Emax_coef、衣服の被覆率coverage、透湿性の係数fpcl、時刻t−Δtにおいて第3測定部より測定された湿度humidityを用いて、「Emax=Emax_coef×Hc×(Ps−humidity(t−Δt)×Pa)×{coverage+(1−coverage)/fpcl}」より、最大蒸発熱Emax[W]を求めることを特徴とする深部体温推定装置。 - 請求項4記載の深部体温推定装置において、
前記第2演算部は、設定されている定数Mskin,0、Mbody,0を用い、K=(Tskin,t-Δt−Tskin,0)、L=(Tbody,t-Δt−Tbody,0)として、Mskin=Mskin,0×1.1K、Mbody=Mbody、0×1.1Lより、前記測定対象者の皮膚の代謝Mskin[W]、深部の代謝Mbody[W]を求めることを特徴とする深部体温推定装置。 - 請求項7記載の深部体温推定装置において、
前記第2演算部は、前記測定対象者の性別、身長、体重、年齢、身体活動レベルのうちの少なくとも一つの身体的特徴に応じて、定数Mbody,0を設定することを特徴とする深部体温推定装置。
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