JP3711521B2

JP3711521B2 - 発汗計

Info

Publication number: JP3711521B2
Application number: JP2003141088A
Authority: JP
Inventors: 俊夫大橋; 正雄坂口; 正市中村; 浩二中島; 地弘黒田; 直樹白山
Original assignee: Skinos Co Ltd
Current assignee: Skinos Co Ltd
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2023-05-19
Also published as: JP2004344186A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、皮膚面からの発汗量を計測する発汗計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、皮膚面からの発汗量を計測する発汗計は、皮膚面に着接されたカプセルの内部空間に流量が一定の自然空気を供給し、この自然空気と皮膚面からの発汗とが混合された混合気湿を生成するとともに、自然空気の絶対湿度と混合気湿の絶対湿度を検知し、二つの絶対湿度の差に基づいて皮膚面からの発汗量を計測するものである（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特願平１１−２３７４１４号（第３頁―第８頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の発汗計によれば、皮膚面に着接されたカプセルの内部空間に供給される自然空気の流量が一定であるため、発汗量が増えてカプセルの内部空間の湿度が高くなった場合、カプセル周りのパイプや、混合気湿の絶対湿度を検知する絶対湿度センサなどに結露が生じることがある。この状態から発汗量が小さくなり、カプセルの内部空間の湿度が低くなったような場合、前記結露の湿分があるため、発汗量変化に上記絶対湿度センサの反応が追従できず、発汗量の正確な計測ができないことがある。また、このような要因により、絶対湿度センサ及びそれを使用した発汗計は、最大湿度と最小湿度、及びゼロ湿度それぞれの状態で校正しなければならないために、校正作業に時間がかかるという問題がある。
【０００５】
そこで本発明では、発汗量が大きくなっても発汗量の正確な計測を可能にするとともに、絶対湿度センサ及び絶対湿度センサを使用した発汗計自体の校正作業の容易な発汗計を提供することを解決すべき課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、特許請求の範囲の欄に記載された発汗計により解決することができる。
請求項１に記載の発汗計によれば、カプセルが皮膚面に着接された状態で、自然空気が給気通路を介してカプセルの内部空間に供給されると、カプセルの内部空間において皮膚面からの発汗と自然空気とが混合される。この混合気湿は、カプセルの内部空間から排気通路を通り、大気中に排気される。第１の絶対湿度センサはカプセルの内部空間に供給される自然空気の絶対湿度を検知し、第２の絶対湿度センサはカプセルから所定の通路を通って排気される混合気湿の絶対湿度を検知する。計測手段は、第１の絶対湿度センサ及び第２の絶対湿度センサの検知による自然空気及び混合気湿の絶対湿度の差を求め、その差が一定になるように空気供給手段を制御することにより、カプセルの内部空間に供給される自然空気の流量を調整させるとともに、その自然空気の流量に基づいて皮膚面からの発汗量を計測する。
【０００７】
このように、請求項１に記載の発汗計は、第１の絶対湿度センサ及び第２の絶対湿度センサの検知による自然空気及び混合気湿の絶対湿度の差が一定になるようにカプセルの内部空間に供給される自然空気の流量が制御される。従って、発汗量が増えてカプセルの内部空間の湿度が高くなった場合、カプセルの内部空間に供給される自然空気の流量が大きくなるように制御されるため、カプセル周りや、排気通路、あるいは混合気湿の絶対湿度検知用の絶対湿度センサなどに結露が生じることが抑制される。これにより、結露に起因する発汗量計の計測誤差がなくなり、発汗量を正確に計測することができる。
また、第１の絶対湿度センサ及び第２の絶対湿度センサによる湿度の検知範囲が狭いため、絶対湿度センサ及びこの絶対湿度センサを使用した発汗計自体の校正作業が容易になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、皮膚面ＳＫ１，ＳＫ２からの発汗量を計測する発汗計１の構成を示したブロック図である。
図１に示すように、例えば右手掌の皮膚面ＳＫ１及び左手掌の皮膚面ＳＫ２に着接されるカプセル２Ａ，２Ｂは、それぞれ着接面２ａに開口２ｂが設けられ、その開口２ｂに連通するように内部空間２ｃが形成されている。この開口２ｂは皮膚面ＳＫ１，ＳＫ２からの精神性発汗及び温熱性発汗を各カプセル２Ａ，２Ｂの内部空間２ｃに放散させるものである。
【０００９】
上記各カプセル２Ａ，２Ｂの内部空間２ｃに連通するようにフレキシブルパイプ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂが各カプセル２Ａ，２Ｂに接続されている。各フレキシブルパイプ３ａ，３ｂは、後述するように自然空気（室内の空気や外気）を各カプセル２Ａ，２Ｂの内部空間２ｃに供給するものである。また各フレキシブルパイプ４ａ，４ｂは、後述する混合気湿を本体１ａの内部に設けられた各排気通路５ａ，５ｂに導くものである。
【００１０】
発汗計１の本体１ａに設けられたポンプ６ａ，６ｂは、図示していないそれぞれのモータにより回転駆動されると、自然空気を吸入して流量を調整したうえ、その自然空気を、下流側に設けられたハウジング７ａ，７ｂ及びパイプ８ａ，８ｂを介し、前記各フレキシブルパイプ３ａ，３ｂから各カプセル２Ａ，２Ｂの内部空間２ｃに供給するものである。尚、このポンプ６ａ，６ｂのモータは、後述の計測回路１３から出力される駆動電圧に応じて回転数が制御されるもので、モータの回転数に対応してポンプ６ａ，６ｂから送出される自然空気の流量が可変される。
【００１１】
カプセル２Ａ，２Ｂが皮膚面ＳＫ１，ＳＫ２に着接された状態で、上記のように流量が可変された自然空気が各カプセル２Ａ，２Ｂの内部空間２ｃに供給されると、この自然空気は、皮膚面ＳＫ１，ＳＫ２からの発汗と混合され、混合気湿となる。この混合気湿は、各カプセル２Ａ，２Ｂの内部空間２ｃから前記各フレキシブルパイプ４ａ，４ｂを通り、前述の排気通路５ａ，５ｂに流れる。排気通路５ａ，５ｂにはハウジング９ａ，９ｂが設けられており、排気通路５ａ，５ｂを流れた混合気湿はハウジング９ａ，９ｂを通り、ハウジング９ａ，９ｂ外に排気される。
【００１２】
上記ポンプ６ａ，６ｂから送出された自然空気の絶対湿度を検知する絶対湿度センサ１０ａ，１０ｂ（特許請求の範囲の欄では第１の絶対湿度センサと記載している。）が、前記ハウジング７ａ，７ｂの内部に配設されている。また、各カプセル２Ａ，２Ｂの内部空間２ｃから各フレキシブルパイプ４ａ，４ｂと排気通路５ａ，５ｂとを介してハウジング９ａ，９ｂに流れてきた前記各混合気湿の絶対湿度を検知する絶対湿度センサ１１ａ，１１ｂ（特許請求の範囲の欄では第２の絶対湿度センサと記載している。）がハウジング９ａ，９ｂに配設されている。
【００１３】
上記絶対湿度センサ１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂは、周囲温度を検知する温度センサを内蔵し、前記自然空気及び混合気湿の相対湿度を検知温度に基づいて絶対湿度に変換したうえ、その絶対湿度検知信号を出力する。
【００１４】
上記絶対湿度センサ１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂは、それぞれフィルタ回路Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４と電気的に接続されている。フィルタ回路Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、絶対湿度センサ１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂから出力された絶対湿度検知信号を入力すると、それぞれの絶対湿度検知信号に含まれる雑音成分を除去したあと、所定の増幅率で絶対湿度検知信号を増幅する。
【００１５】
フィルタ回路Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の出力側に差動増幅器ＤＡ１，ＤＡ２が接続されている。フィルタ回路Ｆ１の出力側は差動増幅器ＤＡ１の反転入力端子（−）に接続されており、フィルタ回路Ｆ２の出力側は差動増幅器ＤＡ２の反転入力端子（−）に接続されている。また、フィルタ回路Ｆ３の出力側は差動増幅器ＤＡ１の非反転入力端子（＋）に接続されており、フィルタ回路Ｆ４の出力側は差動増幅器ＤＡ２の非反転入力端子（＋）に接続されている。この構成により、差動増幅器ＤＡ１は、絶対湿度センサ１０ａにより検知された自然空気の絶対湿度に対応した信号と絶対湿度センサ１１ａにより検知された混合気湿の絶対湿度に対応した信号との差の信号Ｍ１を出力する。また、差動増幅器ＤＡ２は、絶対湿度センサ１０ｂにより検知された自然空気の絶対湿度に対応した信号と絶対湿度センサ１１ｂにより検知された混合気湿の絶対湿度に対応した信号との差の信号Ｍ２を出力する。
【００１６】
差動増幅器ＤＡ１から出力された信号Ｍ１と差動増幅器ＤＡ２から出力された信号Ｍ２とを入力する計測回路１３は、皮膚面ＳＫ１からの発汗量、あるいは皮膚面ＳＫ２からの発汗量が変動しても、上記信号Ｍ１，Ｍ２の大きさが一定になるように前記ポンプ６ａ，６ｂから各カプセル２Ａ，２Ｂに供給される自然空気の流量を制御する。この場合、計測回路１３は、ポンプ６ａ，６ｂを駆動するそれぞれのモータ（図示省略）に出力する駆動電圧を変化させることにより、各モータの回転数を制御し、ポンプ６ａ，６ｂから各カプセル２Ａ，２Ｂに供給される自然空気の流量を変化させるとともに、そのときの駆動電圧（この駆動電圧は、ポンプ６ａ，６ｂから各カプセル２Ａ，２Ｂに供給される自然空気の流量に対応する。）に基づいて皮膚面ＳＫ１からの発汗量、及び、皮膚面ＳＫ２からの発汗量を計測する。そして、表示部１４は、皮膚面ＳＫ１，ＳＫ２からの発汗量をアナログ又はディジタル表示する。
尚、発汗計１は、外部のパーソナルコンピュータ等に対して、計測回路１３から発汗量計測信号を出力できるように構成されている。これにより、発汗計１で計測された発汗量データはパーソナルコンピュータ等に伝送され、血圧計、心電計等のデータとともに医療診断データとして総合的に使用することができる。
【００１７】
次に、発汗計１の発汗量計測作用について説明する。
各カプセル２Ａ，２Ｂの着接面２ａに漏気の無いようにテープ等を貼り、開口２ｂから外部の湿分が内部空間２ｃに入らないようにした状態で、図示していないゼロ点調整つまみを回し、表示部１４のゼロ点調整をする。
【００１８】
上記のように表示部１４のゼロ点調整をしたあと、図１に示すように、カプセル２Ａを皮膚面ＳＫ１に着接し、カプセル２Ｂを皮膚面ＳＫ２に着接した状態でポンプ６ａ，６ｂを駆動させ、自然空気を、ハウジング７ａ，７ｂ及びパイプ８ａ，８ｂを介し、各フレキシブルパイプ３ａ，３ｂから各カプセル２Ａ，２Ｂの内部空間２ｃに供給する。この過程で、絶対湿度センサ１０ａ，１０ｂは自然空気の絶対湿度を検知したうえ、絶対湿度検知信号を出力する。
【００１９】
カプセル２Ａの内部空間２ｃにおいて、自然空気と皮膚面ＳＫ１からの発汗とが混合された混合気湿は、フレキシブルパイプ４ａ、パイプ５ａ、及びハウジング９ａを通り、大気中に排気される。この混合気湿がハウジング９ａを通過するとき、絶対湿度センサ１１ａは混合気湿の絶対湿度を検知したうえ、絶対湿度検知信号を出力する。
また、カプセル２Ｂの内部空間２ｃにおいて、自然空気と皮膚面ＳＫ２からの発汗とが混合された混合気湿は、フレキシブルパイプ４ｂ、パイプ５ｂ、及びハウジング９ｂを通り、大気中に排気される。この混合気湿がハウジング９ｂを通過するとき、絶対湿度センサ１１ｂは混合気湿の絶対湿度を検知したうえ、絶対湿度検知信号を出力する。
【００２０】
フィルタ回路Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、絶対湿度センサ１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂから出力された絶対湿度検知信号を入力すると、それぞれの絶対湿度検知信号に含まれる雑音成分を除去したあと、所定の増幅率で絶対湿度検知信号を増幅する。
【００２１】
差動増幅器ＤＡ１は、フィルタ回路Ｆ１からの出力信号と、フィルタ回路Ｆ３からの出力信号とを入力し、その差の信号Ｍ１を出力する。また、差動増幅器ＤＡ２は、フィルタ回路Ｆ２からの出力信号と、フィルタ回路Ｆ４からの出力信号とを入力し、その差の信号Ｍ２を出力する。差動増幅器ＤＡ１から出力される信号Ｍ１は、絶対湿度センサ１０ａにより検知された自然空気の絶対湿度と絶対湿度センサ１１ａにより検知された混合気湿の絶対湿度との差に対応する。また、差動増幅器ＤＡ１から出力される信号Ｍ２は、絶対湿度センサ１０ｂにより検知された自然空気の絶対湿度と絶対湿度センサ１１ｂにより検知された混合気湿の絶対湿度との差に対応したものである。
【００２２】
差動増幅器ＤＡ１から出力された信号Ｍ１と差動増幅器ＤＡ２から出力された信号Ｍ２とが計測回路１３に入力されると、計測回路１３は、皮膚面ＳＫ１からの発汗量、及び、皮膚面ＳＫ２からの発汗量が変化しても、上記信号Ｍ１，Ｍ２の大きさが一定になるように前記ポンプ６ａ，６ｂから供給される自然空気の流量を制御する。この場合、計測回路１３は、ポンプ６ａ，６ｂを駆動するそれぞれのモータに出力する駆動電圧を変化させることにより、各モータの回転数を制御し、ポンプ６ａ，６ｂから各カプセル２Ａ，２Ｂに供給される自然空気の流量を変化させるとともに、そのときの駆動電圧に基づいて皮膚面ＳＫ１からの発汗量、及び、皮膚面ＳＫ２からの発汗量を計測する。計測回路１３により皮膚面ＳＫ１からの発汗量、及び、皮膚面ＳＫ２からの発汗量が計測されると、表示部１４は、皮膚面ＳＫ１，ＳＫ２からの発汗量をアナログ又はディジタル表示する。
【００２３】
以上の説明から明らかなように、各カプセル２Ａ，２Ｂの内部空間２ｃに放散された発汗量が増えた場合、各カプセル２Ａ，２Ｂの内部空間２ｃに供給される自然空気の流量が増加されるため、フレキシブルパイプ４ａ，４ｂ、パイプ５ａ，５ｂ、ハウジング９ａ，９ｂや、絶対湿度センサ１１ａ，１１ｂの結露が防止される。これにより、各カプセル２Ａ，２Ｂの内部空間２ｃに放散された発汗量が変化しても、結露の湿分による発汗量の計測誤差を防止することができる。
また絶対湿度センサ１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂが検知する湿度範囲は、自然空気の流量制御により極めて狭い帯域に制限されるため、各絶対湿度センサの校正及び発汗計自体の校正が簡単になる。
【００２４】
以上の実施の形態では、２個のカプセル２Ａ，２Ｂを用いて右手掌及び左手掌の二つの皮膚面からの発汗量を同時に計測する発汗計１について説明した。同様に、例えば４個のカプセルを用いて右手掌、左手掌、右足指、左足指からの発汗量を同時に計測することができる。このように、発汗計１は、複数箇所の皮膚面からの発汗量を同時に計測することができる。尚、当然のことながら、１個のカプセルを用いて１個所の皮膚面からの発汗量を計測することができる。
【００２５】
前述のように、発汗計１は、外部のパーソナルコンピュータ等に対して、計測回路１３から発汗量計測信号を出力できるように構成されており、発汗計１で計測された発汗量データはパーソナルコンピュータ等に伝送され、血圧計、心電計等のデータとともに医療診断データとして総合的に使用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、発汗量が大きくなっても発汗量の正確な計測ができるとともに、絶対湿度センサ及びこの絶対湿度センサを使用した発汗計自体の校正を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発汗計の全体的な構成を示したシステムブロック図である。
【符号の説明】
１発汗計
２Ａ，２Ｂカプセル
２ａ着接面
２ｂ開口
２ｃ内部空間
３ａ，３ｂフレキシブルチューブ
４ａ，４ｂフレキシブルチューブ
５ａ，５ｂパイプ
６ａ，６ｂポンプ
７ａ，７ｂハウジング
８ａ，８ｂパイプ
９ａ，９ｂハウジング
１０ａ，１０ｂ絶対湿度センサ
１１ａ，１１ｂ絶対湿度センサ
１３計測回路
１４表示部
Ｆ１，Ｆ２フィルタ回路
Ｆ３，Ｆ４フィルタ回路
ＤＡ１，ＤＡ２差動増幅器

Claims

開口部が被験者の皮膚面に密着された状態で当該皮膚面から放散された発汗と空気供給手段から可変流量で供給された自然空気とを内部空間で混合させるカプセルと、前記カプセルの内部空間で前記発汗と前記空気供給手段から供給された自然空気とが混合された混合気湿を前記カプセルの外に排気させる排気通路と、前記空気供給手段から前記カプセルの内部空間に供給される自然空気の絶対湿度を検知する第１の絶対湿度センサと、前記排気通路を通る混合気湿の絶対湿度を検知する第２の絶対湿度センサと、前記プローブの内部空間に供給される自然空気が、当該自然空気の絶対湿度と前記混合気湿の絶対湿度との差を一定にする流量になるように前記空気供給手段を制御するとともに当該自然空気の流量に基づいて前記皮膚面からの発汗量を計測する計測手段とを備えたことを特徴とする発汗計。