JP2022045457A - 深部体温推定方法および装置ならびにプログラム - Google Patents

深部体温推定方法および装置ならびにプログラム Download PDF

Info

Publication number
JP2022045457A
JP2022045457A JP2020151061A JP2020151061A JP2022045457A JP 2022045457 A JP2022045457 A JP 2022045457A JP 2020151061 A JP2020151061 A JP 2020151061A JP 2020151061 A JP2020151061 A JP 2020151061A JP 2022045457 A JP2022045457 A JP 2022045457A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measured
person
body temperature
heat
measurement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020151061A
Other languages
English (en)
Inventor
優生 橋本
Yuki Hashimoto
啓 桑原
Hiroshi Kuwabara
浩芳 都甲
Hiroyoshi Toko
晃正 平田
Akimasa Hirata
涼太 上松
Ryota Uematsu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Nagoya Institute of Technology NUC
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Nagoya Institute of Technology NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp, Nagoya Institute of Technology NUC filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2020151061A priority Critical patent/JP2022045457A/ja
Publication of JP2022045457A publication Critical patent/JP2022045457A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

【課題】より容易に深部温度を推定する。【解決手段】第１測定部１０１は、測定対象者の心拍数を測定する。第２測定部１０２は、測定対象者の皮膚温度を測定する。第１演算部１０３は、第１測定部１０１が測定した心拍数より測定対象者の運動により発生する熱量を求める。第２演算部１０４は、第１測定部１０１が心拍数を測定した時刻ｔにおいて、第２測定部１０２が測定した皮膚温度と、第１演算部１０３が算出した熱量とから求められる測定対象者の深部へ流入した熱量および深部の代謝熱から、測定対象者の深部体温の変化を推定する。【選択図】 図１

Description

本発明は、人体の体内の中心部分の温度である深部体温を推定する深部体温推定方法および装置ならびにプログラムに関する。
近年、熱中症により多くの人が救急搬送されている。例えば、２０１９年５月から９月の全国における熱中症による救急搬送者数の累計は、７１，３１７人であった（非特許文献１参照）。熱中症の診療や、熱中症のリスクを測る方法として、深部体温（体内の温度）の測定が有効であるといわれている（非特許文献２参照）。
２０１９年（５月から９月）の熱中症による救急搬送状況、総務省、［２０２０年８月１３日検索］、（https://www.fdma.go.jp/disaster/heatstroke/items/heatstroke_geppou_2019.pdf）。 熱中症診療ガイドライン、厚生労働省、［２０２０年８月１３日検索］、（https://www.mhlw.go.jp/file/06-Seisakujouhou-10800000-Iseikyoku/heatstroke2015.pdf）。
しかしながら、深部体温を監視するためには、直腸温、膀胱温、食道温などを測定する必要があり、日常生活のなかでこれらの測定を実施することは難しい。
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、より容易に深部温度が推定できるようにすることを目的とする。
本発明に係る深部体温推定方法は、測定対象者の心拍数を測定する第１ステップと、測定対象者の皮膚温度を測定する第２ステップと、第１ステップで測定した心拍数より測定対象者の運動により発生する熱量を求める第３ステップと、第１ステップで心拍数を測定した時刻において第２ステップで測定した皮膚温度と、第３ステップで算出した熱量とから求められる測定対象者の深部へ流入した熱量および深部の代謝熱から、測定対象者の深部体温の変化を推定する第４ステップとを備える。
本発明に係る深部体温推定装置は、測定対象者の心拍数を測定する第１測定部と、測定対象者の皮膚温度を測定する第２測定部と、第１測定部が測定した心拍数より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、第１測定部が心拍数を測定した時刻において第２測定部が測定した皮膚温度と、第１演算部が算出した熱量とから求められる測定対象者の深部へ流入した熱量および深部の代謝熱から、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。
以上説明したように、本発明によれば、皮膚温度と心拍数から算出した熱量とから求められる測定対象者の深部へ流入した熱量および深部の代謝熱から、測定対象者の深部体温の変化を推定するので、より容易に深部温度が推定できる。
図１は、本発明の実施の形態に係る深部体温推定装置の構成を示す構成図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る深部体温推定方法を説明するフローチャートである。
以下、本発明の実施の形態に係る深部体温推定装置について図１を参照して説明する。この深部体温推定装置は、第１測定部１０１、第２測定部１０２、第１演算部１０３、および第２演算部１０４を備える。
第１測定部１０１は、測定対象者の心拍数を測定する。第１測定部１０１は、例えば、被測定者の心臓の心電位を計測する心電計と、心電計が計測した心電位から心拍数を算出する算出部とから構成することができる。心電計は、例えば、ウエア型あるいはベルト型とすることができる。また、第１測定部１０１は、心拍数は、腕時計型あるいはイヤホン型の脈波計と、脈拍計により計測される脈波から心拍数を算出する算出部とから構成することもできる。
第２測定部１０２は、測定対象者の皮膚温度を測定する。第２測定部１０２は、例えば温度計から構成することができる。また、第２測定部１０２は、第１測定部１０１と一体化した温度計から構成することもできる。また、第２測定部１０２は、複数の温度計から構成し、測定対象者の複数個所の皮膚温度を測定する構成とすることもできる。また、第２測定部１０２は、計測対象物から放射されている赤外線を測定し、検出したエネルギーデータを見かけの温度データに変換し、温度分布を示す画像データとして計測する赤外線サーモグラフィから構成することができる。第２測定部１０２を赤外線サーモグラフィから構成することで、所定の領域の（複数個所の）測定対象者の皮膚温度を測定することができる。
第１演算部１０３は、第１測定部１０１が測定した心拍数より測定対象者の運動により発生する熱量を求める。
第２演算部１０４は、第１測定部１０１が心拍数を測定した時刻ｔにおいて、第２測定部１０２が測定した皮膚温度と、第１演算部１０３が算出した熱量とから求められる測定対象者の深部へ流入した熱量および深部の代謝熱から、測定対象者の深部体温の変化を推定する。第２測定部１０２が、測定対象者の複数個所の皮膚温度を測定する構成の場合、第２演算部１０４は、第２測定部が測定した複数個所の皮膚温度の測定結果を用いて推定を実施する。例えば、第２演算部１０４は、第２測定部１０２が測定した複数個所の皮膚温度の平均値を用いて推定を実施することができる。
次に、本発明の実施の形態に係る深部体温推定方法について、図２を参照して説明する。まず、第１ステップＳ１０１で、第１測定部１０１が、測定対象者の心拍数を測定する。次に、第２ステップＳ１０２で、第２測定部１０２が、測定対象者の皮膚温度を測定する。次に、第３ステップＳ１０３で、第１演算部１０３が、第１ステップＳ１０１で第１測定部１０１が測定した心拍数より、測定対象者の運動により発生する熱量を求める。
次に、第４ステップＳ１０４で、第２演算部１０４が、第２ステップＳ１０２で第２測定部１０２が測定した皮膚温度と、第３ステップで算出した熱量とから求められる測定対象者の深部へ流入した熱量および深部の代謝熱から、測定対象者の深部体温の変化を推定する。皮膚温度は、第１ステップＳ１０１で第１測定部１０１が心拍数を測定した時刻において測定された値を用いる。
以下、より詳細に説明する。まず、第１演算部１０３は、第１測定部１０１が測定した心拍数より、時刻ｔにおける測定対象者の運動により発生する熱量Ｅｘ（ｔ）［Ｗ］を、以下に示すことにより求める。
まず、測定対象者の安静時心拍数をＨＲrest［ｂｐｍ］とする。また、測定対象者の最大心拍数をＨＲmax［ｂｐｍ］とする。また、測定対象者の最大酸素摂取量をＶＯ2max［ｍＬ］とする。また、測定対象者の時刻ｔにおける心拍数ＨＲ（ｔ）［ｂｐｍ］とする。また、測定対象者の体重をｗｅｉｇｈｔ［ｋｇ］とする。これら各値を用い、以下の式により、熱量Ｅｘ（ｔ）［Ｗ］を求めることができる。
Figure 2022045457000002
測定対象者の最大酸素摂取量ＶＯ2maxは、実測値を用いることができる。また、測定対象者の最大酸素摂取量ＶＯ2maxは、安静時心拍数ＨＲrest、最大心拍数ＨＲmaxを用いて、以下の式により求めることができる。
Figure 2022045457000003
また、最大心拍数ＨＲmaxは、測定対象者の年齢ａｇｅを用いて、「ＨＲmax＝２０８－０．７・ａｇｅ」により算出することができる。
第２演算部１０４は、以下の式を用いて時刻（ｔ＋Δｔ）における深部体温Ｔbody（ｔ＋Δｔ）［℃］を算出する。
Figure 2022045457000004
Ｑ１（ｔ）［Ｗ］は、測定対象者の皮膚層から深部へ流入した熱量を表し、測定対象者の皮膚と深部との間の熱交換係数Ｈ［Ｗ／℃］、時刻ｔにおける深部体温Ｔbody（ｔ）［℃］および皮膚温度Ｔskin（ｔ）［℃］を用いて、以下の式より算出する。なお、Ｔskin（ｔ）［℃］は、第２測定部１０２で計測した時刻ｔにおける皮膚温度である。
Figure 2022045457000005
また、Ｑ2（ｔ）［Ｗ］は、測定対象者の代謝熱Ｍ（ｔ）［Ｗ］を表し、所定の定数Ｍ0を用いて、以下の式により求める。
Figure 2022045457000006
また、Ｑ3（ｔ）［Ｗ］は、測定対象者の運動により発生する熱量を表し、「Ｑ3（ｔ）＝Ｅｘ（ｔ）」により、第１演算部で算出した時刻ｔにおける測定対象者の運動により発生する熱量を算出する。
Ｃbody［Ｊ／（ｋｇ・℃）］は、測定対象者の深部の比熱、Ｗbody［ｋｇ］は測定対象者の深部の重量である。また、測定対象者の深部体温の初期値Ｔbody（０）［℃］は、測定対象者が安静にしている状態で実測した値を使用することができる。比熱や重量などの各種の物理定数は、実際に即した値を用いることができ、計算の実施において適宜設定することができる。また、第２測定部１０２が、複数個所の皮膚温度を測定する場合には、「Ｒａｍａｎａｔｈａｎ」の４点法や「Ｈａｒｄｙ－ＤｕＢｏｉｓ」の７点法などの、平均皮膚温算出法を用いた平均皮膚温をＴskin（ｔ）に用いることができる。
以上をまとめると、第２演算部１０４は、時刻ｔにおいて第１演算部１０３が求めた測定対象者の運動により発生する熱量Ｅｘ（ｔ）［Ｗ］、時刻ｔにおいて第２測定部１０２が測定した皮膚温度Ｔskin（ｔ）［℃］、測定対象者の深部体温の初期値Ｔbody（０）［℃］、時刻ｔにおける測定対象者の深部体温Ｔbody（ｔ）［℃］、測定対象者の深部の比熱Ｃbody［Ｊ／（ｋｇ・℃）］、測定対象者の深部の重量Ｗbody［ｋｇ］、測定対象者の皮膚と深部との間の熱交換係数Ｈ［Ｗ／℃］、測定対象者の代謝熱Ｍ［Ｗ］を用いて、第４ステップＳ１０４において、以下の式により時刻ｔ＋Δｔにおける測定対象者の深部体温Ｔｂｏｄｙ（ｔ＋Δｔ）を推定する。
Figure 2022045457000007
ところで、第１演算部１０３、第２演算部１０４を含む本発明に係る深部体温推定装置は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算処理装置）、主記憶装置、外部記憶装置、ネットワーク接続装置等を備えたコンピュータ機器である。このコンピュータ機器は、主記憶装置に展開されたプログラムによりＣＰＵが動作することで、上述した各機能が実現される。上記プログラムは、本発明に係る深部体温推定方法をコンピュータが実行するためのプログラムである。また、各機能は、複数のコンピュータ機器に分散させるようにしてもよい。
以上に説明したように、本発明によれば、皮膚温度と心拍数から算出した熱量とから求められる測定対象者の深部へ流入した熱量および深部の代謝熱から、測定対象者の深部体温の変化を推定するので、より容易に深部温度が推定できるようになる。
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。
１０１…第１測定部、１０２…第２測定部、１０３…第１演算部、１０４…第２演算部。

Claims (6)

  1. 測定対象者の心拍数を測定する第１ステップと、
    前記測定対象者の皮膚温度を測定する第２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３ステップと、
    前記第１ステップで心拍数を測定した時刻において前記第２ステップで測定した皮膚温度と、前記第３ステップで算出した熱量とから求められる前記測定対象者の深部へ流入した熱量および深部の代謝熱から、前記測定対象者の深部体温の変化を推定する第４ステップと
    を備える深部体温推定方法。
  2. 測定対象者の心拍数を測定する第１測定部と、
    前記測定対象者の皮膚温度を測定する第２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、
    前記第１測定部が心拍数を測定した時刻において前記第２測定部が測定した皮膚温度と、前記第１演算部が算出した熱量とから求められる前記測定対象者の深部へ流入した熱量および深部の代謝熱から、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。
  3. 請求項２記載の深部体温推定装置において、
    前記第２測定部は、前記測定対象者の複数個所の皮膚温度を測定し、
    前記第２演算部は、前記第２測定部が測定した複数個所の皮膚温度の測定結果を用いて推定を実施する
    ことを特徴とする深部体温推定装置。
  4. 請求項３記載の深部体温推定装置において、
    前記第２演算部は、前記第２測定部が測定した複数個所の皮膚温度の平均値を用いて推定を実施する
    ことを特徴とする深部体温推定装置。
  5. 請求項２～４のいずれか１項に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（ｔ）［Ｗ］、時刻ｔにおいて前記第２測定部が測定した皮膚温度Ｔskin（ｔ）［℃］、前記測定対象者の深部体温の初期値Ｔbody（０）［℃］、時刻ｔにおける前記測定対象者の深部体温Ｔbody（ｔ）［℃］、前記測定対象者の深部の比熱Ｃbody［Ｊ／（ｋｇ・℃）］、前記測定対象者の深部の重量Ｗbody［ｋｇ］、前記測定対象者の皮膚と深部との間の熱交換係数Ｈ［Ｗ／℃］、前記測定対象者の代謝熱Ｍ［Ｗ］を用いて、以下の式により時刻ｔ＋Δｔにおける前記測定対象者の深部体温Ｔｂｏｄｙ（ｔ＋Δｔ）を推定する
    ことを特徴とする深部体温推定装置。
    Figure 2022045457000008
  6. 請求項１記載の深部体温推定方法をコンピュータが実行するためのプログラム。
JP2020151061A 2020-09-09 2020-09-09 深部体温推定方法および装置ならびにプログラム Pending JP2022045457A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020151061A JP2022045457A (ja) 2020-09-09 2020-09-09 深部体温推定方法および装置ならびにプログラム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020151061A JP2022045457A (ja) 2020-09-09 2020-09-09 深部体温推定方法および装置ならびにプログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022045457A true JP2022045457A (ja) 2022-03-22

Family

ID=80774363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020151061A Pending JP2022045457A (ja) 2020-09-09 2020-09-09 深部体温推定方法および装置ならびにプログラム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022045457A (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017213011A1 (ja) * 2016-06-08 2017-12-14 国立大学法人大阪大学 深部体温推定装置、その方法及びプログラム
JP2020065823A (ja) * 2018-10-26 2020-04-30 日本電信電話株式会社 深部体温推定装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017213011A1 (ja) * 2016-06-08 2017-12-14 国立大学法人大阪大学 深部体温推定装置、その方法及びプログラム
JP2020065823A (ja) * 2018-10-26 2020-04-30 日本電信電話株式会社 深部体温推定装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Trivedi et al. Android based health parameter monitoring
Niedermann et al. Prediction of human core body temperature using non-invasive measurement methods
WO2017213011A1 (ja) 深部体温推定装置、その方法及びプログラム
JP6531161B2 (ja) 健康リスク指標決定
Chen Thermometry and interpretation of body temperature
JP7175473B2 (ja) 深部体温推定装置および方法並びにプログラム
Bender et al. Measuring the fitness of fitness trackers
JP6763142B2 (ja) 内部温度測定装置、リスト装着型装置及び内部温度測定方法
JP7026905B2 (ja) 深部体温推定装置
US20200359948A1 (en) Noninvasive method and apparatus for peripheral assessment of vascular health
WO2020180454A9 (en) Method for estimating core body temperature
Ray An IR sensor based smart system to approximate core body temperature
Shan et al. Wearable personal core body temperature measurement considering individual differences and dynamic tissue blood perfusion
Killu et al. Internal jugular vein collapsibility index associated with hypovolemia in the intensive care unit patients
JPWO2017208650A1 (ja) 発汗状態推定装置、発汗状態推定方法、および発汗状態推定プログラム
Gjoreski et al. Ensembles of multiple sensors for human energy expenditure estimation
Radtke et al. Ultra-endurance sports have no negative impact on indices of arterial stiffness
Nagano et al. Technique for continuously monitoring core body temperatures to prevent heat stress disorders in workers engaged in physical labor
WO2017165037A1 (en) Systems and methods for accurately estimating cutaneous water losses in response to exercise
JP2023535379A (ja) ウェアラブルバイオセンサを使用する体温推定の方法及びシステム
JP2022045457A (ja) 深部体温推定方法および装置ならびにプログラム
Douthit et al. Assessing the association between hoof thermography and hoof Doppler ultrasonography for the diagnosis of lameness in horses
JP6938325B2 (ja) 測定装置、測定方法及びプログラム
Huang et al. Wearable deep body thermometers and their uses in continuous monitoring for daily healthcare
JP7576265B2 (ja) 深部体温推定装置、深部体温推定方法および深部体温推定プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20200910

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220727

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230317

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230322

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230517

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230711

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230818

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20231031