JP4702781B2 - 電子体温計 - Google Patents

Description

本発明は、検出温度から平衡温度を予測する電子体温計に関する。

一般に、電子体温計は、温度センサで体温を検出し、この温度センサの検出信号を信号処理し、その実測値を表示している。測定開始直後には温度センサの温度と体温との間に温度差があるため、温度センサが被測定部位と熱平衡状態となるまでに時間を要する。

そこで、電子体温計では、実測値の変化から熱平衡状態での平衡温度を予測し、この予測値を順次更新して表示することによって、測定時間を短縮している。

平衡温度の予測は、典型的には、測定温度とその変化率を監視し、この測定温度と変化率を変数とする予測関数を演算することで行われる。この予測関数を用いて平衡温度を予測する電子体温計として種々のものが提案されている。

例えば、予測関数による平衡温度の予測では、温度予測として用いられた予測関数が適切でない場合には、予測精度が低下するという問題がある。この問題に対して、平衡温度を予測する予測関数を複数用意しておき、所定間隔で平衡温度を予測し、今回の平衡温度予測値と前回の平衡温度予測値との差が所定範囲外の場合には、新たな予測関数を選択し、所定範囲内の場合には平衡温度予測値を表示し、予測演算を続行する電子体温計が提案されている。（特許文献１参照）

また、個人的ばらつきによる測定精度へ影響を低減させる平衡温度の予測として、センサから出力される体温をサンプリングし、各検出出力の時間微分の対数値に基づいて直線式ＴL＝Ａ−τ´ｔ（ＴLは各検出出力の時間微分の対数値、ｔは時間、Ａ及びτ´はパラメータ部）のパラメータ部を回帰法で算出し、算出された値から熱平衡後の体温を予測演算するものが提案されている。（特許文献２参照）。

また、センサの初期温度や熱時定数の影響を受けずに平衡温度を予測するものとして、センサと被測定体とが熱平衡に達する以前における３点の値Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3を用い、Ｔu＝（Ｔ2＾２−Ｔ1Ｔ3）／（２T2−Ｔ1−Ｔ3）で平衡温度を予測するものが提案されている。なお、"＾"は冪乗を表している。（特許文献３参照）
特公平２−５９４１８号公報 特公平４−７４５６号公報 特開昭５５−７１９１９号公報

前記した複数の予測関数の中から使用する予測関数を測定毎に選択する場合には、予測のための制御が複雑となる他、予め複数の予測関数を用意しておく必要があるといった構成上の問題がある他に、適切な予測関数が選択されない場合には、予測値が求められないという問題がある。

また、回帰法により算出を行う場合には、サンプリング数を増やすことで精度を向上させることができるが、予測値を決定するまでに時間がかかるという問題がある。これに対して、サンプリング数を減らして測定時間を短縮しようとした場合には、正確な予測値を得ることができなくなるという問題がある。

また、Ｔu＝（Ｔ2＾２−Ｔ1Ｔ3）／（２T2−Ｔ1−Ｔ3）という予測関数は、Ｔu−Ｔ＝（Ｔu−Ｔ0）ｅ＾（−ｔ／τ）という理論式を元としている（なお、Ｔuは熱平衡温度、Ｔ0は初期温度、Ｔは検出温度、ｔは時間、τは熱時定数、"＾"は冪乗である）。この理論式は理想的な体温上昇をモデルとするものであって、得られた予測関数は被測定対象に依存する自由度を持たない関数であるため、外的要因や個人差等により必ずしも正確な予測値を決定することができないという問題がある。

そこで、本発明は従来の問題を解決し、平衡温度を予測するためのサンプリング数を少なくすると共に、外的要因や個人差等による影響を低減することを目的とする。

本発明の電子体温計は、被測定部位の温度を検出する温度検出手段と、検出した温度に応じて平衡温度を算出する予測手段とを備える。

予測手段は、３つのパラメータを有する平衡予測温度を求める予測関数
Ｔu＝ｃ・（Ｃ−ｔ）＋ａ・ｔ＾ｂ
Ｔu：熱平衡予測温度
ｔ：測定開始からの測定時間
ａ，ｂ，ｃ：パラメータ
Ｃ：時間定数
＾：冪乗
のパラメータを決定するパラメータ決定部と、パラメータ決定部により決定されたパラメータに基づいて、熱平衡時間時における平衡温度を算出する熱平衡予測温度算出手段とを備える。

予測関数は、３つのパラメータによって平衡温度を予測することができるため、少ないサンプリング数で平衡温度を予測することができる。

また、予測関数は、検出温度とその検出温度の測定時間に基づいてパラメータを決定することによって、検出温度及び測定時間の変数を介して外的要因や個人差等の要素を加味した予測関数を生成することができるため、外的要因や個人差等によって予測する平衡温度が変動するといった問題を解決することができる。

ここで、予測関数Ｔu＝ｃ・（Ｃ−ｔ）＋ａ・ｔ＾ｂにおいて、パラメータｂは予測カーブの形状を定めるパラメータであり、パラメータａはパラメータｂで形状が定められた予測カーブの倍率を定めるパラメータであり、パラメータｃは、測定開始から熱平衡時点までの間を直線状の補正するパラメータである。すなわち、予測関数のａ・ｔ＾ｂ部で温度上昇カーブを近似し、一次関数であるｃ・（Ｃ−ｔ）部でそのカーブを補正するという単純な式で熱平衡時点の温度を正確に予測でき、予測手段をシンプルに設計できる。

本発明のパラメータ決定部は、前記予測関数Ｔuの３つのパラメータを、段階的演算工程あるいは一つの演算工程で決定することができる。

段階的演算工程によりパラメータを求める場合には、第１の工程において、予測関数Ｔu＝ｃ・（Ｃ−ｔ）＋ａ・ｔ＾ｂにおいて、パラメータｃを零とし、３つの検出温度のうちの第１及び第２の２つの検出温度及び検出温度の測定時間を用いて、パラメータｂを決定すると共にパラメータａを仮決定する。

次に、第２の工程において、求めたパラメータａ及びパラメータｂを用いると共にパラメータｃを零とした予測関数に、第３の検出温度の測定時間を代入して熱平衡予測温度を算出し、第３の工程において、算出した熱平衡予測温度と第３の検出温度との差を用いてパラメータｃを定め、第４の工程において、パラメータｂ及びパラメータｃ、並びに、第３の検出温度及び第３の検出温度の測定時間を予測関数に代入してパラメータａを再決定する。

また、３つのパラメータを決定するための段階的演算工程の別の例として、予測関数Ｔu＝ｃ・（Ｃ−ｔ）＋ａ・ｔ＾ｂにおいて、パラメータｃを零とし、第１及び第２の２つの検出温度及び検出温度の測定時間を用いて、パラメータｂを決定すると共にパラメータａを仮決定し、第２の工程として、パラメータｂと第１の検出温度とパラメータｃの関係からパラメータｃを定め、第３の工程において、パラメータｂ及びパラメータｃ、並びに、第２の検出温度及び第２の検出温度の測定時間を予測関数に代入してパラメータａを再決定するという工程で３つのパラメータを決定することもできる。

また、一つの演算工程によりパラメータを求める場合には、パラメータ決定部は、３つの検出温度及び検出温度の測定時間を予測関数に代入して得られる３つの連立方程式から、パラメータａ、パラメータｂ、及びパラメータｃを決定する。前記した、パラメータを求めるために予測関数に代入する検出温度及び測定時間は、最初の第１点目の検出温度及び検出温度の測定時間、第１点目から所定時間後の第２点目の検出温度及び当該検出温度の測定時間、ならびに第２点目から所定時間後の第３点目の検出温度及び当該検出温度の測定時間とすることができる。

段階的演算工程は、３つのパラメータを段階的に求めることにより、また、パラメータａについては仮決定した後に再度決定することよって、全パラメータを３つの連立方程式を解くことで求めるよりも、ＣＰＵ等の演算処理素子にかかる負荷を軽減することができる。

本発明の予測手段は、温度検出手段により検出された温度に基づいて温度勾配を算出する温度勾配算出部を備える。この温度勾配算出部は、検出温度の温度勾配が所定範囲内となった時点の検出温度を２つもしくは３つの検出温度の内の最初の第１点目の検出温度を検出する測定時間とする。

また、本発明の予測手段は計時部を備える。この計時部は、第１点目の温度検出からの時間を計時して、第１点目の測定時間から所定時間後における第２点目乃至第３点目の測定時間とする。

本発明の熱平衡予測温度算出手段は、パラメータａ，パラメータｂ、及びパラメータｃとより定まる予測関数の測定時間ｔに熱平衡予測時間を代入して熱平衡予測温度を算出する。

また、本発明の熱平衡予測温度算出手段は、パラメータｂと仮決定したパラメータａとより定まる予測関数の測定時間ｔに熱平衡予測時間を代入して熱平衡予測温度を算出することもできる。また、本発明の熱平衡予測温度算出手段は、パラメータｂと仮決定したパラメータａを用いた予測関数の測定時間ｔに熱平衡予測時間を代入して第１回目の熱平衡予測温度を算出し、パラメータａ，パラメータｂ、及びパラメータｃとより定まる予測関数の測定時間ｔに熱平衡予測時間を代入して第２回目の熱平衡予測温度を算出するというように、熱平衡予測温度の算出を複数の段階で行うこともできる。

予測関数Ｔuが備える演算時定数Ｃは熱平衡予測時間とすることができ、熱平衡予測時間時における平衡温度を求める際にｔ＝Ｃとすることで、熱平衡予測温度を算出することができる。

本発明の電子体温計は、３つのパラメータを有する平衡予測温度を求める予測関数
Ｔu＝ｃ・（Ｃ−ｔ）＋ａ・ｔ＾ｂ
Ｔu：熱平衡予測温度
ｔ：測定開始からの測定時間
ａ，ｂ，ｃ：パラメータ
Ｃ：時間定数
＾：冪乗
によって決定されるため、少ないサンプリング数で予測関数自体を決定する他に、平衡温度を予測することができる。

また、本発明の電子体温計は、予測関数を定めるパラメータを検出温度とその測定時間を用いて決定するため、外的要因や個人差等に応じた予測関数となり、外的要因や個人差によるばらつきを低減することができる。

さらに、予測関数のａ・ｔ＾ｂ部で温度上昇カーブを近似し、一次関数であるｃ・（Ｃ−ｔ）部でそのカーブを補正するという単純な式で熱平衡時点の温度を正確に予測でき、予測手段をシンプルに設計できる。

以下、本発明の電子体温計について図を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の電子体温計の概略構成を説明するための図である。

電子体温計は、被測定部位の温度を検出する温度検出手段１と、温度検出手段１で検出した実測値を用いて熱平衡時の温度を算出する予測手段２と、予測手段２で予測した予測値を表示する表示手段３と、予測値表示を音で告知するブザー４と、前回の測定値あるいは予測値を記憶する前回値記憶手段５と、表示手段３やブザー４の他に電子体温計の駆動を制御する制御手段６を備える。

温度検出手段１は、被測定部位の温度を測定する温度センサ1aと、温度センサ1aから出力される検出信号を温度信号に変換して実測値として出力する温度測定部1bを備える。温度測定部1bはＡ／Ｄ変換器を備え、実測値をデジタル値で出力する。

表示手段３は、予測値や実測値を表示する表示部3bと、表示部3bに対して予測値の表示から実測値の表示に切り替え等の表示切り替えを制御する表示切替部3aとを備える。

表示部3bは、予測手段２で予測した予測値を表示する他に、前回値記憶手段５に記憶する前回実測値あるいは前回予測値や、測定値が安定した後に予測値から実測値に切り替える場合にはその実測値を表示する。また、予測中であること、予測値の表示中であること、あるいは実測値の表示中であること等の表示状態についても、必要に応じて表示することができる。

制御手段６は、電子体温計全体の制御を行う他に、測定値が安定したか否かの安定検出を行い、表示切替部3aに対して表示切替の制御を行う。また、予測値表示時や予測値表示から実測値への表示切り替え時等に、ブザー４を駆動して音で告知を行う。なお、予測手段２については、図４を用いて後述する。

本発明の電子体温計の動作例を、図２のフローチャートを用いて説明する。なお、以下のフローチャートにおいて、S7を除く各工程は、予測温度を算出する従来の電子体温計の動作と同様とすることができる。また、各工程の制御は、ＣＰＵ及び制御プログラムが記憶されたメモリ等で構成される制御手段によって行われる。

電子体温計のスイッチがオンされると、表示手段３の表示セグメントを全点灯表示させる等の表示動作(S1)、及びブザーによる音動作を行って、スイッチがオン状態となったことを表示する（S2）。なお、この全点灯表示は一例であって、他の表示形態とすることもできる。表示手段３は、全点灯表示を行った後、前回値記憶手段５に記憶しておいた前回の測定値を読み出して表示する(S3)。

温度検出手段１は温度測定を開始し、検出した実測値を予測手段２及び制御手段６に送る（S4）。温度測定が開始されると、表示手段３は予測中であることを表示する（S5）。予測手段２は、温度検出手段１で検出された実測値を順次入力し、予め設定された時点での実測値を予測演算用データとして取り込んで（S6）、予測値の算出処理を行う(S7)。

なお、予測演算用データとして取り込むデータ数や、取り込むタイミングは種々設定することができる。図３は予測演算用データの一例を説明するための図である。図３において、時間t0で測定を開始した後、温度上昇率から第１番目のデータ点（時間t1）を選択し、第１番目から所定時間経過した時点を第２のデータ点（時間t2），及び第３のデータ点（時間t3）を選択する等によって３点の予測演算用データ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）を抽出し、これらの予測演算用データ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）を所定の予測用の演算式に適用させることで予測値を算出する。

予測手段２は、S7の工程で算出した予測値を表示手段３に送って、予測値を表示すると共に(S8)、ブザー４を鳴らすことによって利用者に予測値が表示されたことを告知する（S9）（予測値表示モード）。

温度検出において熱平衡状態になりつつあると、本発明の電子体温計の制御手段６は検出温度の変化が安定状態に達したことを検出し（S10）、表示手段３に実測値を表示する（実測値表示モード）。ここで、表示手段３は実測値を表示し(S11)、ブザー４を鳴らすことによって利用者に安定状態となったことを告知する（S12）。

次に、本発明の電子体温計が備える予測手段について、図４を用いて予測手段の構成例を説明し、図５のフローチャート及び図６〜図８の温度特性曲線を用いて予測動作について説明する。また、図９〜図１４を用いて本発明の電子体温計の他の予測態様について説明する。

図４において、予測手段２は、予測演算用データ保持部2aと、予測演算部2bと、温度勾配算出部2cと計時部2dとを備える。温度勾配算出部2cは、温度検出手段１からの実測値を入力し、この上昇率から温度勾配を算出し、この温度勾配が所定範囲内となった時点を第１のデータ点を取得する時間t1とし、この時の実測値T1を予測演算用データ保持部2aに保持させる。また、計時部2dは、温度勾配算出部2cで定めた時間t1から計時を開始し、予め設定した時間が経過した時点を第２のデータ点及び第３のデータ点を取得する時間t2，t3とし、この時の実測値T2，T3を予測演算用データ保持部2aに保持させる。

これによって、予測演算用データ保持部2aには、３つの予測演算用データ［t1，T1］，［t2，T2］，［t3，T3］が記憶される。なお、２つのパラメータを備えた予測関数を用いて平衡温度の予測を行う場合、あるいは、３つのパラメータを備えた予測関数において、２つのパラメータを用いて平衡温度の予測を行う場合には、予測演算用データ保持部２ａは２つの予測演算用データのみを記憶する構成とすることができる。

また、予測演算部2bは、パラメータ決定部2b1と熱平衡予測温度算出部2b2とを備える。パラメータ決定部2b1は、３つあるいは２つの予測演算用データ（［t1，T1］，［t2，T2］，［t3，T3］）を用いて、予測関数が有するパラメータ（パラメータａ，パラメータｂ，パラメータｃ）、又はパラメータａ，パラメータｂ）を決定する。

熱平衡予測温度算出部2b2は、パラメータ決定部2b1で決定したパラメータを用いて決定された予測関数を用いて熱平衡予測温度を算出し、予測温度を出力する。

予測演算部2bによる演算動作を、図５に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図５のフローチャートにおいて、S101〜S106，S108,S109は、予測演算用データを保持させる動作であり、この動作は予測演算用データ保持部2a，温度勾配算出部2c，計時部2dによって行われる。

計時部2dは、測定開始を検出すると(S101)、ｔ＝０として計時を開始する(S102)。また、温度勾配算出部2cは、実測値を入力してその上昇率を算出し、その上昇率が所定範囲であるか否かを判定する。上昇率は、例えば、所定時間毎に入力する実測値の差分値が、所定の温度範囲にあるか否かで判定することができる。この上昇率の判定は、前回入力した実測値をＴ（t-1）とし今回入力した実測値をＴ(t)としたとき、その差分Ｔ(t)−Ｔ（t-1）が、例えば０．００℃と０．０２℃の温度範囲内にあるか否かを判定することで行うことができる。

この温度差分が温度範囲内に至る状態は、検出温度が測定開始初期では大きな温度差で変化し、熱平衡状態に近づくに従って、温度差が小さくなるという検温の温度特性に基づくものである。なお、上記温度範囲は一例であり、他の数値例としてもよい(S103)。

S103において、温度差が所定範囲内となった場合には、その時の時間t1と実測値T1を予測演算用データ保持部２ａに保持して、第１のデータ点［t1，T1］を決定する(S104)。

計時部2dは、時間の経過を監視し、時間t1から所定時間taが経過した場合に(S105)、その時の時間t2と実測値T2を予測演算用データ保持部２ａに保持して、第２のデータ点［t2，T2］を決定する(S106)。第２のデータ点［t2，T2］を定める所定時間taは、例えば10秒とすることができる。

パラメータ決定部2b1は、第１のデータ点［t1，T1］と第２のデータ点［t2，T2］を用いて、予測関数Ｔuのパラメータａ及びパラメータｂを算出する。ここで、予測関数Ｔuは、
予測関数Ｔu＝ｃ・（Ｃ−ｔ）＋ａ・ｔ＾ｂ …（１）
Ｔu：熱平衡予測温度
ｔ：測定開始からの測定時間
ａ，ｂ，ｃ：パラメータ
Ｃ：時間定数
＾：冪乗
を備える。

予測関数Ｔuは、ａ・ｔ＾ｂ で表される時間ｔと共に増加率が減少する項と、ｃ・（Ｃ−ｔ）で表される時間ｔと"ｃ・Ｃ"（時間ｔ＝０）の値から"０"（時間ｔ＝Ｃ）まで直線的に減少する補正項に相当する項とを備える演算式で表される。図６（ａ）において、予測関数Ｔuは実線で示している。

この時のパラメータａとパラメータｂの算出は、パラメータｃを零とし、パラメータｂを決定すると共に、パラメータａは仮決定する。パラメータａは後に再度求めて決定する。 上記した予測関数に、第１のデータ点［t1，T1］と第２のデータ点［t2，T2］を代入すると、パラメータａは、
lnａ´＝（lnＴ2・lnt1−lnＴ1・lnt2）／（lnt1−lnt2） …（２）
として仮決定される。ここで、仮決定のパラメータａをパラメータａ´で表す。

パラメータｂは、
ｂ＝ln（T1/T2）／ln（t1/t2） …（３）
により決定される。

第１のデータ点［t1，T1］と第２のデータ点［t2，T2］を用いて得られる関数は、図６（ａ）中の破線で表されるａ´・ｔ＾ｂである(S107)。

次に、計時部２ｄによって時間T2から所定時間tbが経過した場合に(S108)、その時の時間t3と実測値T3を予測演算用データ保持部２ａに保持して、第３のデータ点［t3，T3］を決定する。第３のデータ点［t3，T3］を定める所定時間tbは、例えば5秒とすることができる(S109)。

次に、再度パラメータｃを零とし、S107で決定した関数ａ´・ｔ＾ｂに"t3"を代入して、時間t3おける予測温度Tu´（t3）（＝ａ´・ｔ3＾ｂ）を算出する(S110)。この予測温度Tu´（t3）は図６（ｂ）においてＴu´で示している。

ここで、関数ａ´・ｔ＾ｂで表される温度特性は、パラメータａ´が仮決定されたものであり、また、ｃ・（Ｃ−ｔ）の項を含んでいないため、前記式（１）で表される予測関数Ｔuとの間に差異がある。

そこで、時間t3における実測値T3がこの予測関数Ｔu上にあるとした場合、関数ａ´・ｔ＾ｂで表される温度特性から得られる予測温度Tu´（t3）は実測値T3との間に（Ｔ3−Ｔu´）の差分が生じる。

この差分は、パラメータａが仮決定されたパラメータａ´であり、ｃ・（Ｃ−ｔ）の項を含んでいないためであるとして、ｃ・（Ｃ−ｔ）の項を反映させたパラメータａを決定することで、予測関数Ｔuに近似した関数を求める。

そこで、（Ｔ3−Ｔu´）の差分を算出し(S111)（図６（ｂ））、算出した（Ｔ3−Ｔu´）に所定の係数（1/k）を乗じた値をパラメータｃとして(S112)、予測関数Ｔuを定める。
Ｔu＝（（Ｔ3−Ｔu´)／ｋ）・（Ｃ−ｔ）＋ａ´・ｔ＾ｂ …（４）

図７（ａ）において、関数ａ´・ｔ＾ｂを破線で示し、式（４）で表される予測関数Ｔuを一点鎖線で示している。

この状態では、パラメータａが仮決定のパラメータａ´であるため、前記式（４）で表される予測関数Ｔuに第３のデータ点［t3，T3］を代入することによってパラメータａを再決定する(S113)。

これによって、以下の式（５）で表される予測関数Ｔuが定まる。
Ｔu＝（（Ｔ3−Ｔu´)／ｋ）・（Ｃ−ｔ）＋ａ・ｔ＾ｂ …（５）

図７（ｂ）において、関数ａ´・ｔ＾ｂを破線で示し、式（４）で表される予測関数Ｔuを一点鎖線で示し、式（５）で表されるパラメータａを再決定した予測関数Ｔuを実線で示している。

図８は、S111〜S113の工程における各段階の予測関数の状態を示している。S107で仮決定したパラメータａ´による予測関数ａ´・ｔ＾ｂ（破線表示）を、式（１）で表される予測関数Ｔuに近似するために差分（Ｔ3−Ｔu´）を算出し、この差分（Ｔ3−Ｔu´）の所定係数（1/k）を乗じた値（Ｔ3−Ｔu´）/kを時間t3におけるｃ・（Ｃ−ｔ）の項の値として、式（４）の予測関数（（Ｔ3−Ｔu´)／ｋ）・（Ｃ−ｔ）＋ａ´・ｔ＾ｂを求め、さらに、 この予測関数に第３のデータ点［t3，T3］を代入することによってパラメータａを再決定して、式（５）で表される予測関数（実線表示）を得る。

なお、パラメータａは
ａ＝（Ｔ3−（Ｔ3−ａ´・ｔ3＾ｂ）（Ｃ−t3）/k）／ｔ3＾ｂ …（６）
で表される。

熱平衡予測温度は、式（５）の予測関数においてｔ＝Ｃとすることで算出することができる(S114)。算出した熱平衡予測温度Ｔuは表示部3bに表示する(S115)。図７（ｂ）において、ｔ＝Ｃでの予測温度は"×"で示している。

前記式（１）では、補正項に相当する項ｃ・（Ｃ−ｔ）はｔに関して直線的に変化するとしているが、この項はｔに関してｎ乗の項とし、予測関数として
予測関数Ｔu＝ｃ・（Ｃ−ｔ）＾n＋ａ・ｔ＾ｂ …（７）
としてもよい。図９は、前記ｃ・（Ｃ−ｔ）の項に代えてｃ・（Ｃ−ｔ）＾nとした例を示している。

このｃ・（Ｃ−ｔ）＾n項によれば、時間ｔが早い時間帯ほど大きな値とすることで、測定開始時に含まれる変動分をより良好に補正することができる。

なお、平衡温度を予測するときには、式（１）や式（７）においてｔ＝Ｃとして求めるため、このｃ・（Ｃ−ｔ）の項やｃ・（Ｃ−ｔ）＾nの項は"０"となるが、式（６）に示すように、パラメータａはこの項を含めた状態で再決定することで、補正の項が反映されることになる。

予測関数を用いた平衡温度の算出は、前記図５のフローチャート中のS114で示すように、３つのデータ点を用いてパラメータａ，ｂ，ｃを決定した後に行う態様の他に、二段階で平衡温度を算出する態様とすることができる。

図１０は、平衡温度を二段階で算出する態様を説明するためのフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、前記した図５のフローチャートとほぼ同様であり、S208、及びS215〜S217において相違する。以下、相違する工程についてのみ説明する。

この態様では、S207（図５のS107に相当）において、パラメータａ´を仮決定し、パラメータｂを決定した後、このパラメータａ´とパラメータｂで定まる予測関数ａ´・ｔ＾ｂ において、ｔ＝Ｃとして熱平衡予測温度Ｔu″（＝ａ´・Ｃ＾ｂ）を算出し、この算出した値を表示する（第一段階表示）（S208）。

また、S214においてパラメータａを再決定して求めた予測関数ｃ・（Ｃ−ｔ）＋ａ・ｔ＾ｂにおいて、ｔ＝Ｃとして熱平衡予測温度Ｔu（＝ａ・Ｃ＾ｂ）を算出し（S215）、この算出したＴuがS208の第一段階で表示した値Ｔu″と異なる場合に(S216)、この算出した値によって第二段階の表示を行う（S217）。

前記した態様では、３点のデータ点の内の２点を用いてパラメータａを仮決定した後、残余のデータ点を用いてパラメータａを決定するといったように、段階的に予測関数を求めているが、３点のデータ点を用いて一工程で予測関数を求めてもよい。以下、図１１のフローチャートを用いて、この３点のデータ点を用いて一工程で予測関数を求める手順を説明する。

なお、図１１のフローチャートは、前記した図５のフローチャートとほぼ同様であり、前記S107の工程を行うことなく、S301〜S308（図５のS101〜S106，S108,S109に対応）によって３つのデータ点［t1，T1］，［t2，T2］，［t3，T3］を求め、これらの３つのデータ点を式（１）に代入して得られる３つの連立方程式を解いてパラメータａ，パラメータｂ，パラメータｃを求め、得られた予測関数Ｔuにおいて、ｔ＝Ｃとすることで平衡温度を算出し、表示する(S309)。

図１２は、この３つのデータ点を用いて得られる３つの連立方程式から予測関数Ｔuを求める場合の温度特性曲線とデータ点との関係を示している。

前記した各態様は３点のデータ点を用いて予測を行う態様であるが、２点のデータ点によって予測を行う態様とすることもできる。

以下、本発明の電子体温計において、２点のデータ点を用いて予測を行う態様について、図１３の予測手段の構成を説明するための図、図１４のフローチャート、図１５の予測温度を求める動作を説明するための温度特性曲線図及び図１６のパラメータｃを定めるためのテーブルを用いて説明する。なお、この態様における予測手段の構成は、図４に示したものとほぼ同じであるので、共通する部分については説明を省略する。

図１３において、予測手段２は、図４の構成と同様に、予測演算用データ保持部2aと、予測演算部2bと、温度勾配算出部2cと計時部2dとを備える。なお、予測演算部2bは、パラメータ決定部2b1，熱平衡予測温度算出部2b2の他に、パラメータｂとデータ点（Ｔ1）とパラメータｃとの関係を定めたテーブルを格納するテーブル部2b3を備える。パラメータ決定部2b1は、パラメータｂとデータ点（Ｔ1）に対応するパラメータｃをテーブル部2b3から読み出して、パラメータｃを決定する。

図１４のフローチャートにおいて、計時部2dは、測定開始を検出すると(S401)、ｔ＝０として計時を開始する(S402)。また、温度勾配算出部2cは、実測値を入力してその上昇率を算出し、その上昇率が所定範囲であるか否かを判定する。上昇率は、例えば、所定時間毎に入力する実測値の差分値が、所定の温度範囲にあるか否かで判定することができる。この上昇率の判定は、前回入力した実測値をＴ（t-1）とし今回入力した実測値をＴ(t)としたとき、その差分Ｔ(t)−Ｔ（t-1）が、例えば０．００℃と０．０２℃の温度範囲内にあるか否かを判定することで行うことができる。

本態様では温度上昇率が所定範囲内となった後、所定時間tb（例えば１秒後）後に(S404)、改めて入力された実測値Ｔ(t)と前回入力された実測値Ｔ（t-1）の差分Ｔ(t)−Ｔ（t-1）が再度所定温度範囲内（例えば０．００℃と０．０２℃）にあるか否かを判定することで、上昇率に大きな変動がないことを確認し、次のステップに移る(S405)。これは、正常な温度上昇によらず、何らかの原因で上昇率の変化が所定範囲に入ってしまうようなケースを除外することによって、温度上昇率が確実に安定の方向に移行していること確認するためである。仮に、差分Ｔ(t)−Ｔ（t-1）が再度所定温度範囲内と成らないときは、前回のS403での温度上昇の判定は誤りであったと判断してS403に戻り、再び所定範囲内に入るまで判定を繰り返す(S405)。

S405の工程において、温度差が所定範囲内と成った場合には、その時の時間ｔ1と実測値Ｔ1を予測演算用データ保持部２ａに保持して、第１のデータ点［t1，T1］を決定する(S406)。

計時部2dは、時間の経過を監視し、時間t1から所定時間tcが経過すると、時間t2を予測演算用データ保持部２ａに通知する(S407)。予測演算用データ保持部２ａは、時間t2とそのときの実測値T2を保持して、第２のデータ点［t2，T2］を決定する(S408)。第２のデータ点［t2，T2］を定める所定時間tcは、例えば10秒とすることができる。図１５（ａ）は２つのデータ点［t1，T1］，［t2，T2］を示している。

パラメータ決定部2b1は、第１のデータ点［t1，T1］と第２のデータ点［t2，T2］を用いて、予測関数Ｔuのパラメータａ及びパラメータｂを算出する。ここで、予測関数Ｔuは、
予測関数Ｔu＝ｃ・（Ｃ−ｔ）＋ａ・ｔ＾ｂ …（８）
Ｔu：熱平衡予測温度
ｔ：測定開始からの測定時間
ａ，ｂ，ｃ：パラメータ
Ｃ：時間定数
＾：冪乗
を備える。

予測関数Ｔuは、ａ・ｔ＾ｂ で表される時間ｔと共に増加率が減少する項と、ｃ・（Ｃ−ｔ）で表される時間ｔと"ｃ・Ｃ"（時間ｔ＝０）の値から"０"（時間ｔ＝Ｃ）まで直線的に減少する補正項に相当する項とを備える演算式で表される。

この時のパラメータａとパラメータｂの算出は、パラメータｃを零とすることで得られ、パラメータｂを決定すると共に、パラメータａ´を仮決定する。仮決定したパラメータａ´は後に再度求めて、パラメータａを決定する。
上記した予測関数に、第１のデータ点［t1，T1］と第２のデータ点［t2，T2］を代入すると、パラメータａ´は、
lnａ´＝（lnＴ2・lnt1−lnＴ1・lnt2）／（lnt1−lnt2） …（９）
として仮決定される。ここで、仮決定のパラメータａをパラメータａ´で表す。

また、パラメータｂは、
ｂ＝ln（T1/T2）／ln（t1/t2） …（１０）
により決定される(S409)。

次に、パラメータ決定部2b1は、パラメータ決定部2b1に記憶されているパラメータbと第１のデータ点である実測値T1とパラメータｃとの関係を表したテーブルを参照し、パラメータｂと第１のデータ点である実測値T1とからパラメータｃを読み出して決定する。図１５（ｂ）は、パラメータｃを決定した状態を示している。

図１６はテーブルの一例を示している。図示するテーブルでは、パラメータｃの値に対するパラメータｂ（縦軸に表示）とT1（横軸に表示）との関係を、複数のパラメータｃについて表示している。なお、ここではパラメータｃは0.0004間隔で示している。例えば、パラメータｂが0.020とT1が36℃とを結ぶ直線上にあるパラメータｂとT1の関係にある場合には、パラメータｃは−0.0004である。

なお、図１６において、パラメータｂとT1との組み合わせが、図示するパラメータｃの直線上に無く、直線間にある場合には、隣接するパラメータｃの値を内挿することによって求めることができる。

例えば、パラメータｂが0.002でT1が35.5℃の場合には、図１６では対応するパラメータｃの直線が表示されていない。このときの、パラメータｃを内挿で求める場合には、例えば、パラメータｂを0.002とする横軸に対して、パラメータｃが−0.0008の温度T1（c＝−0.0008）とパラメータｃが−0.0004の温度T1（c＝−0.0004）とを求め、これら二つの温度の内挿比によって、パラメータｃ＝−0.0008とパラメータｃ＝−0.0004とを内挿することで求める。

パラメータｂとT1との組み合わせが図示するパラメータｃの直線上にないときのパラメータｃを求める方法は、上記した内挿による方法に限らず、パラメータｃで区分される領域で定めるようにしてもよい。

例えば、パラメータｂが0.002でT1が35.5℃の場合、パラメータｂを0.002とする横軸に対して、35.5℃が、パラメータｃが-0.0008の温度とパラメータｃが-0.0004の温度との領域に位置していることを確認した場合には、パラメータｃとして何れか一方の値を採用する。小さい方の値を採用する場合には-0.0008となり、大きい方の値を採用する場合には-0.0004となる。このように、パラメータｃを領域で定める方法では、前述の内挿する方法と比較すると精度がおちるが、内挿比によってパラメータｃを計算する必要がないため計算が簡略化できる。

次に、パラメータａが仮決定のパラメータａ´であるため、前記式（８）で表される予測関数Ｔuに第２のデータ点［t2，T2］を代入することによってパラメータａを再決定する(S411)。

これによって、以下の式（８）で表される予測関数Ｔuが定まる。図１５（ｂ）中では、予測関数Ｔuは実線で表される。
Ｔu＝ｃ・（Ｃ−ｔ）＋ａ・ｔ＾ｂ …（１１）

熱平衡予測温度は、式（１１）の予測関数においてｔ＝Ｃとすることで算出することができる(S412)。算出した熱平衡予測温度Ｔuは表示部3bに表示する(S413)。

この態様によれば、温度上昇特性を反映したパラメータｂ及び第１のデータである実測値T1によりパラメータｃを決定することにより、様々な温度上昇に対応した適切なパラメータｃを決定することができる。

本発明の電子体温計の概略構成を説明するための図である。 本発明の電子体温計の動作例を説明するためのフローチャートである。 予測演算用データの一例を説明するための図である。 本発明の予測手段の概略構成を説明するための図である。 本発明の電子体温計の予測温度を求める動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の電子体温計の予測温度を求める動作を説明するための温度特性曲線図である。 本発明の電子体温計の予測温度を求める動作を説明するための温度特性曲線図である。 本発明の電子体温計の予測温度を求める動作を説明するための温度特性曲線図である。 本発明の電子体温計の他の予測態様を説明するための温度特性曲線図である。 本発明の電子体温計の予測温度を求める他の動作例を説明するためのフローチャートである。 本発明の電子体温計の予測温度を求める他の動作例を説明するためのフローチャートである。 本発明の電子体温計の他の予測態様を説明するための温度特性曲線図である。 本発明の電子体温計の予測手段の構成を説明するための図である。 本発明の電子体温計の予測温度を求める動作を説明するためのフローチャートである 本発明の電子体温計の予測温度を求める動作を説明するための温度特性曲線図である パラメータｃを定めるためのテーブルである。

符号の説明

１ 温度検出手段
1a 温度センサ
1b 温度測定部
２ 予測手段
2a 予測用データ保持部
2b 予測演算部
2b1 パラメータ決定部
2b2 熱平衡予測温度算出部
2b3 テーブル部
2c 温度勾配算出部
2d 計時部
３ 表示手段
3a 表示切替部
3b 表示部
４ ブザー
５ 前回値記憶手段
６ 制御手段

Claims (12)

1. 被測定部位の温度を検出する温度検出手段と、
   検出した温度に応じて平衡温度を算出する予測手段とを備え、
   前記予測手段は、
   ３つのパラメータを有する平衡予測温度を求める予測関数
   Ｔu＝ｃ・（Ｃ−ｔ）＋ａ・ｔ＾ｂ
   （Ｔu：熱平衡予測温度
   ｔ：測定開始からの測定時間
   ａ，ｂ，ｃ：パラメータ
   Ｃ：時間定数
   ＾：冪乗）
   のパラメータを決定するパラメータ決定部と、
   前記パラメータ決定部により決定されたパラメータに基づいて、熱平衡時間時における平衡温度を算出する熱平衡予測温度算出手段とを有する
   ことを特徴とする電子体温計。
2. 前記パラメータ決定部は、３つの検出温度と当該検出温度の測定時間に基づいてパラメータａ、パラメータｂおよびパラメータｃを決定する手段であって、
   前記パラメータｃを零とし、第１及び第２の２つの検出温度及び当該検出温度の測定時間を用いて、パラメータｂを決定すると共にパラメータａを仮決定し、
   前記求めたパラメータａ及びパラメータｂを用いると共にパラメータｃを零とした予測関数に、第３の検出温度の測定時間を代入して熱平衡予測温度を算出し、
   前記算出した熱平衡予測温度と前記第３の検出温度との差を用いてパラメータｃを定め、
   前記パラメータｂ及びパラメータｃ、並びに、第３の検出温度及び第３の検出温度の測定時間を前記予測関数に代入してパラメータａを再決定することを特徴とする、請求項１に記載の電子体温計。
3. 前記パラメータ決定部は、
   ３つの検出温度と当該検出温度の測定時間とを前記予測関数に代入して得られる３つの連立方程式から、パラメータａ、パラメータｂ、及びパラメータｃを決定することを特徴とする、請求項１に記載の電子体温計。
4. 前記予測手段は、
   前記温度検出手段により検出された温度に基づいて温度勾配を算出する温度勾配算出部を備え、
   前記温度勾配算出部は、検出温度の温度勾配が所定範囲内となった時点の検出温度および当該検出温度の測定時間を前記３つの検出温度と当該検出温度の測定時間の内の最初の第１点目とすることを特徴とする請求項２又は３に記載の電子体温計。
5. 前記予測手段は計時部を備え、
   前記計時部は、前記第１点目の温度検出からの時間を計時して、第１点目の測定時間からそれぞれ所定時間後の時間を第２点目及び第３点目の測定時間とすることを特徴とする請求項４に記載の電子体温計。
6. 前記パラメータ決定部は、２つの検出温度と当該検出温度の測定時間に基づいてパラメータａ、パラメータｂおよびパラメータｃを決定する手段であって、
   前記パラメータｃを零とし、第１及び第２の２つの検出温度及び当該検出温度の測定時間を用いて、パラメータｂを決定すると共にパラメータａを仮決定し、
   前記パラメータｂと前記第１の検出温度とパラメータｃとの関係からパラメータｃを定め、
   前記パラメータｂ及びパラメータｃ、並びに、第２の検出温度及び第２の検出温度の測定時間を前記予測関数に代入してパラメータａを再決定することを特徴とする請求項１に記載の電子体温計。
7. 前記予測手段は、
   前記温度検出手段により検出された温度に基づいて温度勾配を算出する温度勾配算出部を備え、
   前記温度勾配算出部は、検出温度の温度勾配が所定範囲内となった時点の検出温度および当該検出温度の測定時間を前記２つの検出温度と当該検出温度の測定時間の内の最初の第１点目とすることを特徴とする請求項６に記載の電子体温計。
8. 前記予測手段は計時部を備え、
   前記計時部は、前記第１点目の温度検出からの時間を計時して、第１点目の測定時間から所定時間後の時間を第２点目の測定時間とすることを特徴とする請求項７に記載の電子体温計。
9. 前記熱平衡予測温度算出手段は、前記パラメータａ，パラメータｂ、及びパラメータｃとにより定まる予測関数の測定時間ｔに熱平衡予測時間を代入して熱平衡予測温度を算出することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の電子体温計。
10. 前記熱平衡予測温度算出手段は、前記パラメータｂと仮決定したパラメータａとにより定まる予測関数の測定時間ｔに熱平衡予測時間を代入して熱平衡予測温度を算出することを特徴とする請求項２、請求項４、請求項５の何れかに記載の電子体温計。
11. 前記熱平衡予測温度算出手段は、前記パラメータｂと仮決定したパラメータａを用いた予測関数の測定時間ｔに熱平衡予測時間を代入して第１回目の熱平衡予測温度を算出し、
    前記パラメータａ，パラメータｂ、及びパラメータｃとより定まる予測関数の測定時間ｔに熱平衡予測時間を代入して第２回目の熱平衡予測温度を算出することを特徴とする請求項２、請求項４、請求項５の何れかに記載の電子体温計。
12. 前記時定数Ｃは、熱平衡予測時間であることを特徴とする、請求項１乃至８の何れかに記載の電子体温計。

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