JP4738921B2 - 電子体温計およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は電子体温計に関し、より詳しくはサーミスタの接着状態を検査する機能を有する電子体温計に関するものである。

電子体温計の先端部においては、サーミスタを金属キャップ内壁に接着することも行われている。ところが、サーミスタを金属キャップの先端内壁に接着することは、現状ではまだ高度な技術を必要としており、生産工程において、サーミスタの接着状態を確認する必要がある。もし接着状態に不備があると、温度特性に影響を与え、正常な検温動作を実行することができず、電子体温計は欠陥品となってしまうからである。

そして、サーミスタの接着状態を確認する作業は、最終的に製品に組み上がった状態で行うことが望ましいとされている。

従来から、製品に組み上がった状態で電子部品の接着状態を確認する一方法としては、Ｘ線断層撮影機を使用する方法がある。つまり、電子体温計の製造工程において、Ｘ線断層撮影機を用いて製造された各電子体温計の先端部を撮影し、サーミスタの接着状態が正常か否かをチェックして異常と判断された電子体温計は欠陥品として除去されるようにする方法である（特許文献１）。
特公平８−２１６０５号公報。

しかし、Ｘ線断層撮影機は極めて高価であり、導入するにはあまり現実的ではない。電子体温計のコストダウンが重要である状況ではなおさらである。従って、Ｘ線断層撮影機を用いる方法とは異なり、より安価な方法でサーミスタの接着状態を確認する方法が望まれている。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、Ｘ線断層撮影機を用いずに、かつ安価にサーミスタ接着状態を確認する方法及び、その機能を有する電子体温計を提供するものである。

上記目的を達成するため、本発明による電子体温計は、被測定部位の温度を検出して経時変化に基づいて体温を算出・表示する電子体温計であって、サーミスタを有し、温度上昇を検知して検温動作を開始する検温開始手段と、前記検温動作に対応して温度上昇特性を取得する温度上昇特性取得手段と、前記温度上昇特性取得手段によって取得された温度上昇特性における所定時間間隔の温度勾配を演算する温度勾配演算手段と、前記温度勾配演算手段によって得られた前記所定時間間隔の温度勾配が所定閾値よりも急峻か否かを判定する勾配判定手段と、前記勾配判定手段の結果に基づいて、前記サーミスタの接着状態を判定する接着状態判定手段と、前記接着状態判定手段の判定結果を告知する判定結果告知手段と、を備えることを特徴とする。

本発明による制御方法は、被測定部位の温度を検出して経時変化に基づいて体温を算出・表示する電子体温計を制御する方法であって、サーミスタを有し、温度上昇を検知して検温動作を開始する検温開始工程と、前記検温動作に対応して温度上昇特性を取得する温度上昇特性取得工程と、前記温度上昇特性取得工程で取得された温度上昇特性における所定時間間隔の温度勾配を演算する温度勾配演算工程と、前記温度勾配演算工程によって得られた前記所定時間間隔の温度勾配が所定閾値よりも急峻か否かを判定する勾配判定工程と、前記勾配判定工程における結果に基づいて、前記サーミスタの接着状態を判定する接着状態判定工程と、前記接着状態判定工程における判定結果を告知する判定結果告知工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の電子体温計によれば、高価なＸ線断層撮影機を用いずに、安価かつ容易にサーミスタ接着状態を確認することができる。

以下添付図面を参照して本発明に係る実施形態について、説明する。

＜電子体温計外観について＞
図１は、本実施形態の電子体温計１００の外観を示す図で、図１（ａ）は、平面図、図１（ｂ）は、側面図、図１（ｃ）は、背面図である。２は、本体ケースで、後述する演算制御部２０等の電子回路、ブザー３１、電池(電源部)４０等が収納されている。

３は、ステンレス製の金属キャップで、体温測定に必要なサーミスタ１３（図２参照）等を含む温度計測部を接着剤で固定して収納している。本体ケース２と金属キャップ３は接着剤を介して液密に接合・固定されている。こうして金属キャップ３はサーミスタ１３に体温（温度）を伝熱するとともにサーミスタ１３を外部の衝撃等から保護している。金属キャップ３は外径約３ｍｍ，厚さ約０．２ｍｍ，全長約８ｍｍ，重量２４０〜２５０ｍｇで、本体ケース２の先端部での接合部の長さは、３．５ｍｍ〜５ｍｍ程度となっている。

サーミスタ１３を内蔵した金属キャツプ３を含む感熱部は、熱容量が０．１Ｊ／℃程度に低減されている。この本体ケース２は、リン酸ジルコニウム銀化合物をほぼ１〜２．５重量％含むスチレン系樹脂（ハイインパクトスチロール，ＡＢＳ樹脂）、ポリオレフィン系樹脂（ポリプロピレン，ポリエチレン）等で形成されて、表示部３０を覆う透明の窓部２ｄとは好ましくは二色成形で形成されている。

窓部２ｄは、透明樹脂であるポリスチレン、ブタジエン・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂；ポリ−２−メチルペンテン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂；セルロースアセテート等のセルロースエステル；ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル等から形成される。本体ケース２の金属キャップ３の反対側には電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４が設けられている。

また、本体ケース２の背面には、凹部２ａが設けられ、検温後の電子体温計を容易に把持し、取出しやすくしている。２ｂ，２ｃは滑りどめ部で、検温時に電子体温計がずれないようになっている。２ｄは電池の交換をするための電池蓋フタである。破線は、電池（電源部）４０の収納位置を示しており、電池４０を収納した状態で重心が長手方向の前よりにくるようにされている。

３０ａは、予測モードを表示する予測モード表示部、３０ｂは、ブザー音の発生を行なわない、いわゆる消音モードを表示する消音モード表示部である。

電子体温計１００は、幅が約２８ｍｍ，厚さ約１０ｍｍ程度，重量約２０ｇｗに形成されている。重心位置、幅、重量、滑りどめ部により、検温部に電子体温計を装着した時に安定になるようになっている。

＜電子体温計の回路構成について＞
図２は、本実施形態の電子体温計１００における体温測定を実行するための回路構成を示すブロック図である。

本電子体温計１００は温度を計測し、それをデジタル値として出力する温度計測部１０と、計測された温度から予測温度を演算すると共に本電子体温計を制御する演算制御部２０と測定結果を表示する、バックライト（ＬＥＤ）３０ｃを備えた表示部３０とから構成される。

温度計測部（温度測定手段）１０は、並列に接続された感温部に設置されたサーミスタ１３及びコンデンサ１４と、測温用のＣＲ発振回路１１からなり、サーミスタ１３の温度に対応してカウンタ１６のカウント量が変化することにより、温度をデジタル量として出力する。

演算制御部２０は、体温測定に必要なパラメータを格納したＥＥＰＲＯＭ２２ａ、計測温度を時系列で記憶するためのＲＡＭ２３、予測式などのプログラムを格納したＲＯＭ２２、表示部３０を制御するための表示制御部３０ｄ、測温用ＣＲ発振回路１１の発振信号をカウントするカウンタ１６、ＲＯＭ２２のプログラムに従いＥＥＰＲＯＭ２２ａに書かれた条件で演算を行なう演算処理部（ＣＰＵ）２１、カウンタ１６，演算処理部２１，表示制御部３０ａを制御する制御回路５０とからなる。

尚、本体温計の構成は一例であって、これに限る必要はない。本実施形態では特に予測式電子体温計のブロック構成を示しているが、予測演算の有無に限られず、本発明は適用可能であることに注意すべきである。

本実施形態では、ＥＥＰＲＯＭ２２ａに格納されている検温に必要なデータ、例えば検温を終了させる条件や予測式の係数等を、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４での電源ＯＮ時又はその他所定のタイミングでＥＥＰＲＯＭ２２ａから読み出してＲＡＭ２３に格納するようにしている。

＜サーミスタの接着状態を判別する機能について＞
サーミスタの接着状態を判別する機能の動作制御については、図３及び図４を用いて説明する。本判別機能は、予め設定された、異なる２つの恒温槽に電子体温計の先端を浸したときの温度上昇曲線の状態（例えば、温度勾配等）を検査することによって実行される。例えば、体温計の生産においては、計量法に基づき温度精度を担保するために、計測温度範囲３２．０℃〜４２．０℃に対し、３２．５℃、３７．０℃、４１．５℃の３点で恒温槽に浸けた精度確認を行っている。当該３点の精度確認ポイントは、基本的には任意に選択することができるが、本実施形態では、計測温度範囲の下限ポイントとして３２．５℃、上限ポイントとして４１．５℃としている。

図３は、サーミスタの接着状態を判別する機能を制御する動作を説明するためのフローチャートである。図４は、温度上昇曲線の例と図３の各動作の対応を示す図である。なお、図３における各工程の動作制御は図２のＣＰＵ２１によって実行される。

図３において、ステップＳ１０１で電子体温池１００の電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４が押下されて電源ＯＮが検知されると、ＲＯＭ２２から図３のフローチャートに対応したプログラムが読み出され、ＲＡＭ２３に展開されて動作開始の準備が成される。そして、ステップ１０２において、所定間隔（例えば５００ｍｓｅｃ間隔）で温度データのサンプリングを開始する。

ステップＳ１０３では、電源ＯＮ後温度上昇が検知されたか、つまり図４のポイントＢにあるかが判断される。現段階で温度上昇が検知されなければ検知されるまで待機し、検知されれば処理はステップＳ１０４に移行する。

ステップＳ１０４では、図示しない時計手段によって時刻の計数を開始する。そして、ステップＳ１０５において検温開始から４点、例えば５秒後（図４のポイントＣ：Ｔｅｍｐ１）、１０秒後（図４のポイントＤ：Ｔｅｍｐ２）、１５秒後（図４のポイントＤ：Ｔｅｍｐ３）、２０秒後（図４のポイントＦ：Ｔｅｍｐ４）の温度を取得する。取得した温度については時刻情報に対応してＲＡＭ２３に格納される。

ステップＳ１０５で所定時刻での温度情報を取得すると、続いてステップＳ１０６において、電子体温計１００の先端が恒温槽に浸されたか否かが判断される。この判断は、ステップＳ１０５で取得したＴｅｍｐ３及びＴｅｍｐ４の温度情報から温度勾配Ｔｅｍｐ４−Ｔｅｍｐ３を求め、それが０．０２℃／５秒以下か否かによって行われ、この温度勾配が０．０２以下であれば恒温槽に浸されたと判断する。電子体温計の先端が恒温槽に浸された場合、接着状態が正常であれば温度上昇曲線は急峻に立ち上がり、２０秒後には略平衡状態にあるのが通常だからである。このステップＳ１０６の動作により、恒温槽に浸されていないと判断されれば処理はステップＳ１１４に移行して通常検温動作が実行され、恒温槽に浸されたと判断されれば、処理はステップＳ１０７に移行する。

ステップＳ１０７では、観測された温度および恒温槽に浸されたことを意味するフラグをＲＡＭ２３に格納する。そして、ステップＳ１０８において、この観測温度が４１．５±０．２℃の範囲にあるか否かが判断される。この範囲内にあれば処理はステップＳ１０９に移行するが、範囲内になければ接着状態判別モードにないとして処理はステップＳ１１４に移行して通常検温動作が実行される。

ステップＳ１０９では、ＲＡＭ２３に格納されている前回の検温値が参照される。そして、ステップＳ１１０において、前回値としてＲＡＭ２３に恒温槽に浸されたことを示すフラグが格納され、かつ前回の観測温度が３２．５±０．２℃の範囲にあるか否かが判断される。これら２つの条件を充足すれば処理はステップＳ１１２に移行し、充足しなければ接着状態判別モードにないとして処理はステップＳ１１４に移行し、通常検温動作が実行される。

ステップＳ１１１では、温度勾配Ｔｅｍｐ２−Ｔｅｍｐ１を算出する。これは検温開始５秒後から１０秒までの温度勾配を取得するものである。

サーミスタの接着状態が良好であれば、検温開始からの恒温槽に浸された場合の温度上昇は急峻であり、５秒後から１０秒までの温度上昇の勾配は急速に鈍る。この特性を利用して、ステップＳ１１２では、この算出された温度勾配が所定閾値、例えば０．９℃／５秒未満であるか否かが判断される。温度勾配がこの閾値未満であれば、サーミスタの接着状態は良好とされ、ステップＳ１１３において、観測した温度の表示（４１．５℃）と共に、接着状態の判定を行ったマークが表示部３０に表示される。例えば、図５（ａ）に示すように、前回値表示機能を有する体温計を前提に前回値マーク５１を表示させているが、これに限らず、別の表示や音声による告知であっても良い。一方、温度勾配が閾値以上であれば接着状態は良好でないとされ、ステップＳ１１５において、図５（ｂ）に示されるように１℃桁及び０．１℃桁のみが表示される。これにより一目で接着判定を実行した結果がＮＧであったこと及び観測した温度（４１．５℃）が使用者に分かるようになっている。

以上まとめると、（１）前回の観測温度が３２．５±０．２℃であって、今回の観測温度が４１．５±０．２℃であれば接着状態判別モードとなる。この温度設定は単なる例示であり、一般の検温では生じ得ない条件であればいかなる温度設定でもよい。（２）今回の温度が４１．５±０．２℃ではない又は恒温槽ではない、又は（３）前回の温度が３２．５±０．２℃ではない又は恒温槽ではない場合は、接着状態判別は行われず、通常の検温動作（ＳステップＳ１１４）が実行される。なお、通常検温動作としては、例えば経時変化に基づいて平衡温度を予測する方式を用いても良い。

図４では、３つの温度特性が示されている。特性Ｐ１は恒温槽に浸されて、サーミスタの接着状態が良好な場合を示す温度特性の例である。特性Ｐ２は恒温槽に浸されて、サーミスタの接着状態が良好でない場合を示す温度特性の例である。また、温度Ｐ３は生体を検温している場合を示す温度特性の例である。

電子体温計の先端が恒温槽に浸されると、特性Ｐ１及びＰ２からも分かるように、温度特性は最初の５秒間で急峻に立ち上がる。したがって、この段階ではサーミスタ接着状態の判別は困難である。

しかし、次の５秒間における２つの特性は異なる。サーミスタの接着状態が良好であれば、この間の温度勾配は急激に鈍る一方、良好でなければ温度勾配は鈍るものの良好な場合よりも充分に急峻である。よって、この間の温度勾配が所定の閾値、例えば０．９未満か否かで接着状態が判別することができるようになっている。

よって、検温開始５秒から１０秒までの温度勾配が０．９未満である特性Ｐ１はサーミスタの接着状態は良好と判断され、０．９以上である特性Ｐ２は接着状態は良好でない、即ち当該電子体温計は欠陥品であると判断されるわけである。

これらに対して、特性Ｐ３は生体を検温した場合の曲線であるが、恒温槽に浸した場合とは全く異なるので、２０秒（ポイントＦ）後の温度勾配を算出すれば容易に恒温槽に浸された場合ではなく生体を検温していると判断がつくのである。

なお、以上説明したサーミスタの接着状態判別機能は通常、工場出荷前になされるが、使用者が３２．５℃及び４１．５℃の恒温槽に電子体温計の先端を浸せばこの判別機能が実行されるようになっている。

本実施形態が適用可能な電子体温計の外観を示す図である。 本実施形態の電子体温計の構成を示すブロック図である。 本実施形態のサーミスタ接着状態判別機能を備えた検温動作を説明するためのフローチャートである。 温度測定曲線と図３のフローチャートの各工程の対応を示す図である。 判別結果の提示例を示す図である。

Claims (8)

1. 被測定部位の温度を検出して経時変化に基づいて体温を算出・表示する電子体温計であって、
   サーミスタを有し、温度上昇を検知して検温動作を開始する検温開始手段と、
   前記検温動作に対応して温度上昇特性を取得する温度上昇特性取得手段と、
   前記温度上昇特性取得手段によって取得された温度上昇特性における所定時間間隔の温度勾配を演算する温度勾配演算手段と、
   前記温度勾配演算手段によって得られた前記所定時間間隔の温度勾配が所定閾値よりも急峻か否かを判定する勾配判定手段と、
   前記勾配判定手段の結果に基づいて、前記サーミスタの接着状態を判定する接着状態判定手段と、
   前記接着状態判定手段の判定結果を告知する判定結果告知手段と、
   を備えることを特徴とする電子体温計。
2. さらに、前記温度勾配演算手段によって得られた温度勾配に基づいて、前記電子体温計が恒温槽に浸されたか否かを判定する恒温槽判定手段を備え、
   前記恒温槽判定手段による判定結果が、前記電子体温計が恒温槽に浸されたことを示す場合に、前記接着状態判定手段は前記サーミスタの接着状態を判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. 前記恒温槽判定手段による判定結果が、前記電子体温計が恒温槽に浸されたものではない場合には、前記サーミスタの接着状態の判別機能は動作せず、通常の検温動作を実行するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の電子体温計。
4. 前記判定結果告知手段は、表示部に前記判定結果を表示することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電子体温計。
5. 被測定部位の温度を検出して経時変化に基づいて体温を算出・表示する電子体温計を制御する方法であって、
   サーミスタを有し、温度上昇を検知して検温動作を開始する検温開始工程と、
   前記検温動作に対応して温度上昇特性を取得する温度上昇特性取得工程と、
   前記温度上昇特性取得工程で取得された温度上昇特性における所定時間間隔の温度勾配を演算する温度勾配演算工程と、
   前記温度勾配演算工程によって得られた前記所定時間間隔の温度勾配が所定閾値よりも急峻か否かを判定する勾配判定工程と、
   前記勾配判定工程における結果に基づいて、前記サーミスタの接着状態を判定する接着状態判定工程と、
   前記接着状態判定工程における判定結果を告知する判定結果告知工程と、
   を備えることを特徴とする制御方法。
6. さらに、前記温度勾配演算工程で得られた温度勾配に基づいて、前記電子体温計が恒温槽に浸されたか否かを判定する恒温槽判定工程を備え、
   前記恒温槽判定工程における判定結果が、前記電子体温計が恒温槽に浸されたことを示す場合に、前記接着状態判定工程で前記サーミスタの接着状態を判定することを特徴とする請求項５に記載の制御方法。
7. 前記恒温槽判定工程における判定結果が、前記電子体温計が恒温槽に浸されたものではない場合には、前記サーミスタの接着状態の判別機能は動作せず、通常の検温動作を実行するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の制御方法。
8. 前記判定結果告知工程では、表示部に前記判定結果を表示することを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の制御方法。

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