JP4798280B2 - Thermometer, electronic device having thermometer, and body temperature measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、体温を測定する体温計、体温計を有する電子機器および体温測定方法に関する。 The present invention relates to a thermometer for measuring body temperature, an electronic apparatus having a thermometer, and a body temperature measuring method.
人体などの生体の体温を測定する体温測定方法としては、体表面に接触させた断熱材の体表面側の温度と外気側の温度とを測定し、深部の温度を計算するというものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この測定方法では、体表面から、核心温が得られる深部までの深さを2cmと仮定し、また熱伝導率は、筋肉の熱伝導率を用いて1×10―3cal/cm.sec.℃と仮定して、皮膚の熱抵抗を算出している。そして、この熱抵抗の値、断熱材の熱抵抗値、および外気側の温度を用いて、測定された体表面の温度に対する深部の温度を算出する。このような測定方法では、従来生体から体温計へ伝導する熱流をキャンセルするために必要であったヒータなどの加温手段が不要となるため、省電力化が促進される。
As a body temperature measuring method for measuring the body temperature of a living body such as a human body, a method is proposed in which the temperature on the body surface side and the temperature on the outside air side of the heat insulating material in contact with the body surface are measured and the temperature in the deep part is calculated. (For example, refer to Patent Document 1).
In this measurement method, it is assumed that the depth from the body surface to the deep part where the core temperature is obtained is 2 cm, and the thermal conductivity is 1 × 10 −3 cal / cm.sec. ° C. using the thermal conductivity of the muscle. Assuming that, the thermal resistance of the skin is calculated. And the temperature of the deep part with respect to the temperature of the measured body surface is calculated using the value of this thermal resistance, the thermal resistance value of a heat insulating material, and the temperature on the outside air side. Such a measurement method eliminates the need for heating means such as a heater, which has conventionally been necessary for canceling the heat flow conducted from the living body to the thermometer, thereby promoting power saving.
しかしながら、生体は、人体の場合でも幼児から成人、老人までさまざまな体格があり、また筋肉発達状況もそれぞれ大きく異なるため、これら様々な体型の違いによって伝熱特性が大きく異なり、体表面から深部までの熱抵抗値が大きく変動してしまう。このため、熱抵抗を一定の固定値としたこの体温測定方法では、体型の違いなどによって測定値と実際の体温との間に差が生じる。また、断熱材の外気側に衣服や寝具などが接触すると断熱材の熱抵抗値が変動してしまい、高精度な測定ができないという問題がある。 However, even in the case of the human body, there are various physiques from infants to adults and elderly people, and the muscle development situation varies greatly, so the heat transfer characteristics vary greatly depending on these different body types, from the body surface to the deep part. The thermal resistance value of fluctuates greatly. For this reason, in this body temperature measurement method in which the thermal resistance is a fixed value, there is a difference between the measured value and the actual body temperature due to differences in body shape. Moreover, when clothes, bedding, or the like comes into contact with the outside air side of the heat insulating material, the heat resistance value of the heat insulating material fluctuates, and there is a problem that high-precision measurement cannot be performed.
本発明の目的は、生体の体型の違いや衣服や寝具の接触などによる伝熱特性の変動に関わらず、高精度に温度を測定できる体温計、体温計を有する電子機器および体温測定方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a thermometer, an electronic device having a thermometer, and a body temperature measuring method capable of measuring temperature with high accuracy regardless of a difference in the body shape of a living body or a change in heat transfer characteristics due to contact of clothes or bedding. It is in.
本発明の体温計は、第1温度測定手段と、第2温度測定手段と、深部温度演算手段とを備え、前記第1温度測定手段は、生体の第1の体表面に接触可能に構成され、前記第1の体表面から第1の熱抵抗値を有する第1基準温度測定位置で第1の基準温度を測定する第1基準温度測定部と、前記第1の体表面からの熱抵抗値が前記第1の熱抵抗値と異なる第1参照温度測定位置の温度を第1の参照温度として測定する第1参照温度測定部と、前記第1参照温度測定位置と外気との間に設けられた第1の断熱材と、前記第1基準温度測定位置と前記第1参照温度測定位置との間に設けられた第3の断熱材とを備え、前記第2温度測定手段は、前記第1の体表面とは異なる位置の第2の体表面に接触可能に構成され、前記第2の体表面から前記第1の熱抵抗値と共通の第2の熱抵抗値を有する第2基準温度測定位置で第2の基準温度を測定する第2基準温度測定部と、前記第2の体表面からの熱抵抗値が前記第2の熱抵抗値と異なる第2参照温度測定位置の温度を第2の参照温度として測定する第2参照温度測定部と、前記第2参照温度測定位置と外気との間に設けられて前記第1の断熱材の熱抵抗値とは異なる熱抵抗値を有する第2の断熱材と、前記第2基準温度測定位置と前記第2参照温度測定位置との間に設けられて、前記第1基準温度測定位置と前記第1参照温度測定位置との間に設けられた前記第3の断熱材と共通の熱抵抗値を有する第4の断熱材とを備え、前記深部温度演算手段は、前記第1および第2の基準温度、前記第1および第2の参照温度を用いて前記生体の深部の温度を演算するように構成されることを特徴とする。 The thermometer of the present invention includes a first temperature measuring means, a second temperature measuring means, and a deep temperature calculating means, wherein the first temperature measuring means is configured to be able to contact the first body surface of a living body, A first reference temperature measurement unit that measures a first reference temperature at a first reference temperature measurement position having a first thermal resistance value from the first body surface; and a thermal resistance value from the first body surface. A first reference temperature measurement unit that measures a temperature at a first reference temperature measurement position different from the first thermal resistance value as a first reference temperature, and is provided between the first reference temperature measurement position and outside air. A first heat insulating material, and a third heat insulating material provided between the first reference temperature measuring position and the first reference temperature measuring position, and the second temperature measuring means includes the first heat insulating material , It is configured to be able to contact a second body surface at a position different from the body surface, and from the second body surface to the first body surface A second reference temperature measuring unit for measuring a second reference temperature at the second reference temperature measuring position having a second thermal resistance in common with the thermal resistance, the thermal resistance from the second body surface wherein A second reference temperature measurement unit for measuring a temperature at a second reference temperature measurement position different from the second thermal resistance value as a second reference temperature; and provided between the second reference temperature measurement position and the outside air. A second heat insulating material having a heat resistance value different from a heat resistance value of the first heat insulating material, and provided between the second reference temperature measurement position and the second reference temperature measurement position; A fourth heat insulating material having a thermal resistance value common to the third heat insulating material provided between a reference temperature measuring position and the first reference temperature measuring position, and the deep temperature calculating means includes the first and second reference temperatures, with the first and second reference temperatures of the deep of the body Characterized in that that will be configured to calculate a degree.
この発明によれば、異なる体表面に構成された第1温度測定手段および第2温度測定手段によって、それぞれ第1の基準温度とその測定位置での第1の熱流束値および第2の基準温度とその測定位置での第2の熱流束値が測定される。このとき、第1温度測定手段の熱流束と第2温度測定手段の熱流束とは、熱流束調整手段によって異なる値になっている。したがって、第1温度測定手段と第2温度測定手段とでは、異なる温度と熱抵抗値の関係が得られる。
また、第1の体表面から第1基準温度測定位置までの第1の熱抵抗値と第2の体表面から第2基準温度測定位置までの第2の熱抵抗値との比率が既知である。つまり、生体の深部から体表面までの熱抵抗値および生体の表面から基準温度測定位置まで熱抵抗値が未知であっても、これらの値は二つの異なる温度と熱抵抗値の関係から計算上除去され、生体の深部の温度が演算される。したがって、予め既知の体温計などによって深部の温度を測定する必要がない。
さらに、生体の深部から体表面までの熱抵抗値を固定値として仮定する必要がなく、これにより、生体の体型の違いなどによる伝熱特性に違いがあっても、生体の体表面温度から深部の温度が正確に演算される。
According to this invention, the first reference temperature, the first heat flux value at the measurement position, and the second reference temperature are respectively measured by the first temperature measuring means and the second temperature measuring means configured on different body surfaces. And a second heat flux value at the measurement position. At this time, the heat flux of the first temperature measuring means and the heat flux of the second temperature measuring means have different values depending on the heat flux adjusting means. Therefore, the first temperature measurement means and the second temperature measurement means can obtain different temperature and thermal resistance value relationships.
The ratio between the first thermal resistance value from the first body surface to the first reference temperature measurement position and the second thermal resistance value from the second body surface to the second reference temperature measurement position is known. . In other words, even if the thermal resistance value from the deep part of the living body to the body surface and the thermal resistance value from the living body surface to the reference temperature measurement position are unknown, these values are calculated from the relationship between two different temperatures and thermal resistance values. The temperature of the deep part of the living body is calculated. Therefore, it is not necessary to measure the temperature of the deep part with a known thermometer or the like.
In addition, it is not necessary to assume that the thermal resistance value from the deep part of the living body to the body surface is a fixed value, so that even if there is a difference in heat transfer characteristics due to differences in the body form of the living body, Is accurately calculated.
ここで、生体の深部とは、体表面における温度に比べてより温度変化が少なく温度分布が安定した部位をいい、例えば核心部などのことをいう。したがって、深部の温度とは、例えば核心温を意味する。なお、核心温とは、恒温動物の生態内部の温度状態において、循環調節や生体の外殻部に影響する環境への熱放散の変化によって変わらない温度をいい、理論的には核心部の平均温度をいう。以下、各発明でも同様である。 Here, the deep part of the living body refers to a part where the temperature distribution is smaller and the temperature distribution is stable compared to the temperature on the body surface, such as a core part. Accordingly, the deep temperature means, for example, the core temperature. The core temperature is the temperature that does not change due to changes in heat dissipation to the environment that affects circulation and the outer shell of the living body in the temperature state inside the thermophilic animal's ecology. Refers to temperature. Hereinafter, the same applies to each invention.
この発明によれば、第1の熱流束値と第2の熱流束値とは、第1および第2の基準温度の他に、第1および第2の参照温度を測定し、基準温度と参照温度との間の熱抵抗値を用いることによって得られる。ここで、第1基準温度測定位置と第1参照温度測定位置との間の熱抵抗値と、第2基準温度測定位置と第2参照温度測定位置との間の熱抵抗値との比率が既知であれば、第1温度測定手段と第2温度測定手段とで得られる温度と熱抵抗の二つの関係から生体の深部の温度が演算される。
したがって、比較的測定の容易な温度のみを用いて生体の深部の温度が測定される。また、体温測定作業が簡略化することにより、体温計の取扱性が向上する。
According to this invention, the first heat flux value and the second heat flux value are obtained by measuring the first and second reference temperatures in addition to the first and second reference temperatures, It is obtained by using a thermal resistance value between temperature. Here, the ratio between the thermal resistance value between the first reference temperature measurement position and the first reference temperature measurement position and the thermal resistance value between the second reference temperature measurement position and the second reference temperature measurement position is known. If so, the temperature of the deep part of the living body is calculated from two relations between the temperature and the thermal resistance obtained by the first temperature measuring means and the second temperature measuring means.
Therefore, the temperature of the deep part of the living body is measured using only a temperature that is relatively easy to measure. In addition, the handling of the thermometer is improved by simplifying the body temperature measurement work.
この発明によれば、第1基準温度測定位置と第1参照温度測定位置との間および第2基準温度測定位置と第2参照温度測定位置との間には、共通の熱抵抗値を有する第3、第4の断熱材が設けられる。したがって、同じ断熱材を用いることにより厚みも同じとなり構造が簡単になる。 According to this invention, between and between the second reference temperature measuring position and the second reference temperature measuring position of the first reference temperature measuring position and the first reference temperature measuring position, with a common thermal resistance Third and fourth heat insulating materials are provided. Therefore, by using the same heat insulating material, the thickness becomes the same and the structure becomes simple.
また、このような構成によれば、参照温度測定位置と外気との間の熱抵抗値が、被服や寝具などの接触によって変化した場合であっても、基準温度測定位置と参照温度測定位置との間の熱抵抗値は一定かつ共通で、基準温度と参照温度との温度差が変化するだけである。したがって、測定温度のみから生体の深部の温度が演算されることに変わりはなく、深部の温度が正確に演算される。 In addition, according to such a configuration, even if the thermal resistance value between the reference temperature measurement position and the outside air changes due to contact with clothes, bedding, etc., the reference temperature measurement position and the reference temperature measurement position The thermal resistance value between is constant and common, and only the temperature difference between the reference temperature and the reference temperature changes. Therefore, the temperature of the deep part of the living body is calculated only from the measured temperature, and the temperature of the deep part is accurately calculated.
本発明では、前記第1の基準温度をTb1、前記第1の参照温度をTb2、前記第2の基準温度をTb3、および前記第2の参照温度をTb4とすると、
前記深部温度演算手段には、前記深部の温度Tcoreを演算する演算式として
が記憶されていることが好ましい。
また、本発明では、前記第1の断熱材と前記第2の断熱材とは、異なる材質で形成されていることが好ましい。
In the present invention, if the first reference temperature is Tb1, the first reference temperature is Tb2, the second reference temperature is Tb3, and the second reference temperature is Tb4 ,
The deep part temperature calculation means includes an arithmetic expression for calculating the deep part temperature Tcore.
Is preferably stored.
In the present invention, it is preferable that the first heat insulating material and the second heat insulating material are formed of different materials.
この発明によれば、深部温度演算手段に適切な演算式が記憶されているので、第1の基準温度Tb1、第1の参照温度Tb2、第2の基準温度Tb3、および第2の参照温度Tb4が測定されると、これらの測定値を直接演算式に代入すれば、深部の温度Tcoreが演算される。したがって、これらの測定値から生体の深部から体表面までの熱抵抗値を算出する必要がなく、演算が簡単になる。これにより、演算処理が迅速となるので体温計の応答性が良好となる。 According to the present invention, since an appropriate calculation formula is stored in the deep temperature calculation means, the first reference temperature Tb1, the first reference temperature Tb2, the second reference temperature Tb3, and the second reference temperature Tb4. If these measured values are directly substituted into the calculation formula, the deep temperature Tcore is calculated. Therefore, it is not necessary to calculate the thermal resistance value from the deep part of the living body to the body surface from these measured values, and the calculation is simplified. Thereby, since a calculation process becomes quick, the responsiveness of a thermometer becomes favorable.
本発明では、前記深部温度演算手段で演算された前記深部の温度を表示する表示部を有する表示装置と、第1温度測定手段および第2温度測定手段を有する体温計本体とを備え、前記表示装置と前記体温計本体とは、別体で構成されていることが好ましい。
この発明によれば、表示装置と体温計本体とが別体で構成されているので、生体の体表面に接触する必要がある第1および第2温度測定手段を有する体温計本体の軽量化が促進される。したがって、生体の体表面に体温計本体を長時間接触させても負担とはならず、長時間にわたって連続的な体温のモニタリングが可能となる。
In the present invention, the display device includes: a display device having a display unit that displays the temperature of the deep portion calculated by the deep temperature calculation device; and a thermometer body having a first temperature measurement device and a second temperature measurement device. It is preferable that the thermometer main body is configured separately.
According to this invention, since the display device and the thermometer main body are configured separately, the weight reduction of the thermometer main body having the first and second temperature measuring means that need to contact the body surface of the living body is promoted. The Therefore, even if the thermometer main body is brought into contact with the body surface of the living body for a long time, there is no burden, and continuous body temperature monitoring can be performed over a long time.
本発明では、前記熱抵抗算出手段および前記深部温度演算手段は、前記表示装置に設けられていることが好ましい。
この発明によれば、深部温度演算手段が表示装置に設けられているので、体温計本体の構成部品が最小限に抑制される。したがって、体温計本体の軽量化、小型化が促進され、生体の体表面に接触させる際にも、長時間の測定であっても負担がより一層低減される。
In this invention, it is preferable that the said thermal resistance calculation means and the said deep part temperature calculation means are provided in the said display apparatus.
According to this invention, since the deep temperature calculation means is provided in the display device, the components of the thermometer main body are suppressed to the minimum. Therefore, the thermometer main body is reduced in weight and size, and the burden is further reduced even when the thermometer main body is brought into contact with the body surface of the living body, even for long-time measurement.
本発明では、前記表示装置および前記体温計本体は、無線通信により互いに情報の送受信が可能な送受信手段をそれぞれ備えていることが好ましい。
この発明によれば、表示装置および体温計本体がそれぞれ送受信手段を備え、互いに無線通信が可能に構成されているので、表示装置を体温計本体に対してある程度離して設置することが可能となる。表示装置が体温計本体と配線されないため、体温計本体を表示装置から完全に分離できるので、体温計本体の軽量化がより一層促進され、体温計本体の取扱性が向上する。
送受信手段としては、消費電力が小さく、製造コストも低い無線通信技術、微弱電波を使用した通信もしくは特定小電力通信を使用するのが好ましい。以下の各発明でも同様である。
In the present invention, it is preferable that the display device and the thermometer main body each include transmission / reception means capable of transmitting / receiving information to / from each other by wireless communication.
According to the present invention, since the display device and the thermometer main body are each provided with transmission / reception means and are configured to be capable of wireless communication with each other, the display device can be installed at a certain distance from the thermometer main body. Since the display device is not wired with the thermometer main body, the thermometer main body can be completely separated from the display device. Therefore, the weight saving of the thermometer main body is further promoted, and the handleability of the thermometer main body is improved.
As the transmission / reception means, it is preferable to use a wireless communication technology with low power consumption and low manufacturing cost, communication using weak radio waves, or specific low power communication. The same applies to the following inventions.
本発明では、体温計本体は、前記生体の体表面に貼付可能に構成されていることが好ましい。
この発明によれば、体温計が生体の体表面に貼付可能に構成されているので、従来の舌下温や腋下温の測定のように一定時間体温計を保持する必要がないため、体温計の操作性、携帯性が向上する。例えば、体温計を幼児や乳幼児などに使用する場合では、一定時間体温計と体表面との接触を良好に保持することが困難である。このような場合でも、体温計が体表面に貼付可能に構成されているので、幼児や乳幼児が動いても体表面と体温計との接触状況を良好に維持できるから、正確な温度が測定可能となる。
In this invention, it is preferable that the thermometer main body is comprised so that it can affix on the body surface of the said biological body.
According to this invention, since the thermometer is configured to be attached to the body surface of a living body, it is not necessary to hold the thermometer for a certain period of time as in the conventional measurement of sublingual temperature or armpit temperature. And portability are improved. For example, when a thermometer is used for an infant or an infant, it is difficult to maintain good contact between the thermometer and the body surface for a certain period of time. Even in such a case, since the thermometer is configured so that it can be attached to the body surface, even if an infant or an infant moves, the contact state between the body surface and the thermometer can be maintained well, so that an accurate temperature can be measured. .
本発明の電子機器は、前述のいずれかの体温計を有することを特徴とする。
前述の効果を達成できる電子機器を提供できる。
An electronic apparatus according to the present invention includes any one of the thermometers described above.
An electronic device that can achieve the above-described effects can be provided.
本発明の体温測定方法は、上述の体温計を用いて生体の深部の体温を測定する体温測定方法であって、前記生体の第1の体表面から第1の熱抵抗値を有する第1基準温度測定位置で第1の基準温度を測定するとともに、前記第1の体表面からの熱抵抗値が前記第1の熱抵抗値と異なる第1参照温度測定位置の温度を第1の参照温度として測定する第1温度測定工程と、前記第1の体表面とは異なる第2の体表面から前記第1の熱抵抗値と共通の第2の熱抵抗値を有する第2基準温度測定位置で第2の基準温度を測定するとともに、前記第2の体表面からの熱抵抗値が前記第2の熱抵抗値と異なる第2参照温度測定位置の温度を第2の参照温度として測定する第2温度測定工程と、前記第1および第2の基準温度、前記第1および第2の参照温度を用いて前記生体の深部の温度を演算するように構成された深部温度演算工程とを備えていることを特徴とする。 The body temperature measurement method of the present invention is a body temperature measurement method for measuring the body temperature of a deep part of a living body using the thermometer described above, and has a first reference temperature having a first thermal resistance value from the first body surface of the living body. The first reference temperature is measured at the measurement position, and the temperature at the first reference temperature measurement position where the thermal resistance value from the first body surface is different from the first thermal resistance value is measured as the first reference temperature. And a second reference temperature measurement position having a second thermal resistance value common to the first thermal resistance value from a second body surface different from the first body surface. A second temperature measurement for measuring a reference temperature at a second reference temperature measurement position where a thermal resistance value from the second body surface is different from the second thermal resistance value. a step, wherein the first and second reference temperature, the first and second reference temperature Characterized in that it includes a configured deep temperature calculating step so as to calculate the temperature of the deep area of the living body using.
この発明によれば、第1温度測定工程および第2温度測定工程、第1熱流束測定工程および第2熱流束測定工程で、第1の基準温度、第1の熱流束値、第2の基準温度、および第2の熱流束値が得られると、深部温度演算工程では、これらの測定値に基づいて生体の深部の温度を演算する。
ここで、第1の熱抵抗値と第2に熱抵抗値の比率が既知なので、演算からこれらの熱抵抗値が消去され、第1の基準温度、第1の熱流束値、第2の基準温度、および第2の熱流束値を用いて生体の深部の温度が演算される。つまり、衣服や寝具などによる熱抵抗値の変化にかかわらず、複数の基準温度および熱流束の測定値のみを用いて生体の深部の温度が演算されるので、深部の体温がより高精度に測定可能となる。また、実際の測定値から深部の温度が演算されるので、生体の深部から体表面までの熱抵抗値を固定値として仮定することなく、生体の伝熱特性に対応した深部の温度の算出が可能となり、深部の体温がより高精度に測定可能となる。
According to this invention, in the first temperature measurement step, the second temperature measurement step, the first heat flux measurement step, and the second heat flux measurement step, the first reference temperature, the first heat flux value, and the second reference When the temperature and the second heat flux value are obtained, the deep temperature calculation step calculates the deep temperature of the living body based on these measured values.
Here, since the ratio between the first thermal resistance value and the second thermal resistance value is known, these thermal resistance values are erased from the calculation, and the first reference temperature, the first heat flux value, and the second reference value are deleted. The temperature of the deep part of the living body is calculated using the temperature and the second heat flux value. In other words, regardless of changes in thermal resistance due to clothes, bedding, etc., the temperature of the deep part of the living body is calculated using only the measured values of multiple reference temperatures and heat fluxes, so the body temperature of the deep part can be measured with higher accuracy. It becomes possible. In addition, since the temperature of the deep part is calculated from the actual measurement value, the temperature of the deep part corresponding to the heat transfer characteristics of the living body can be calculated without assuming the heat resistance value from the deep part of the living body to the body surface as a fixed value It becomes possible, and deep body temperature can be measured with higher accuracy.
この発明によれば、第1熱流束測定工程および第2熱流束測定工程で、第1の基準温度、第1の参照温度、第2の基準温度、および第2の参照温度が得られると、深部温度演算工程では、これらの測定値に基づいて生体の深部の温度を演算する。
第1の基準温度、第1の参照温度、第2の基準温度、第2の参照温度値、および第1の基準温度測定位置と第1の参照温度の測定位置との間、および第2の基準温度測定位置と第2の参照温度の測定位置との間の熱抵抗値に基づいて生体の深部の温度が演算される。つまり、複数の体表面温度および参照温度の測定値を用いて生体の深部の温度が演算されるので、温度測定という簡便な方法で、深部の体温がより高精度に測定可能となる。
According to this invention, when the first reference temperature, the first reference temperature, the second reference temperature, and the second reference temperature are obtained in the first heat flux measurement step and the second heat flux measurement step, In the deep part temperature calculation step, the temperature of the deep part of the living body is calculated based on these measured values.
The first reference temperature, the first reference temperature, the second reference temperature, the second reference temperature value, and between the first reference temperature measurement position and the first reference temperature measurement position, and the second Based on the thermal resistance value between the reference temperature measurement position and the second reference temperature measurement position, the temperature of the deep part of the living body is calculated. That is, since the temperature of the deep part of the living body is calculated using a plurality of measured values of the body surface temperature and the reference temperature, the deep body temperature can be measured with higher accuracy by a simple method called temperature measurement.
本発明では、前記第1の基準温度をTb1、前記第1の参照温度をTb2、前記第2の基準温度をTb3、および前記第2の参照温度をTb4とすると、前記深部温度演算工程は、
の式より前記深部の温度Tcoreを演算することが好ましい。
In the present invention, the first reference temperature Tb1, the first reference temperature Tb2, the second reference temperature Tb3, and when the Tb4 the second reference temperature, the core temperature calculating step ,
It is preferable to calculate the temperature Tcore in the deep part from the following equation.
この発明によれば、深部温度演算工程では、第1の基準温度Tb1、第1の参照温度Tb2、第2の基準温度Tb3、および第2の参照温度Tb4から生体の深部の温度を演算するので、これらの温度が測定されると、これらの測定値を直接演算式に代入すれば、深部の温度が演算される。したがって、これらの測定値から生体の深部から体表面までの熱抵抗値を算出する必要がなく、演算が簡単になる。また、これにより、演算処理が迅速となるので体温計の応答性が良好となる。 According to this invention, in the deep temperature calculation step, the temperature of the deep part of the living body is calculated from the first reference temperature Tb1, the first reference temperature Tb2, the second reference temperature Tb3, and the second reference temperature Tb4. When these temperatures are measured, the temperature in the deep part is calculated by substituting these measured values directly into the calculation formula. Therefore, it is not necessary to calculate the thermal resistance value from the deep part of the living body to the body surface from these measured values, and the calculation is simplified. In addition, this makes the calculation process quick and improves the responsiveness of the thermometer.
ここで、前記深部温度演算手段は、ICなどのハードウェアで実現してもよいし、体温計にコンピュータを設け、このコンピュータに体温計用制御プログラムを実行させることで実現しても良い。
すなわち、体温計用制御プログラムは、前記各体温計に設けられたコンピュータを、前記深部温度演算手段として機能させるためのプログラムであることを特徴とする。
また、前記体温計用制御プログラムは、無線または有線のネットワークを介して体温計に組み込んでもよいが、前記体温計用制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を介在して組み込んでも良い。
Here, the deep temperature calculating means may be implemented by hardware such as IC, and the computer is provided to the thermometer may be realized by executing the thermometer control program to the computer.
That is, the thermometer control program, wherein the computer provided in each thermometer is a program for functioning as a said deep temperature calculating means.
The thermometer control program may be incorporated into the thermometer via a wireless or wired network, or may be incorporated via a computer-readable recording medium that records the thermometer control program.
本発明の体温計、体温計を有する電子機器および体温測定方法によれば、生体において、体表面から互いに共通する熱抵抗値を有する位置までの温度の測定値を用いて深部の体温を演算するので、生体の体型や衣服や寝具の接触などによる伝熱特性の違いにかかわらず、深部の体温をより高精度に測定できるという効果が得られる。 According to the thermometer of the present invention, the electronic device having a thermometer, and the body temperature measuring method, in the living body, since the body temperature of the deep part is calculated using the measured value of the temperature from the body surface to the position having the common thermal resistance value, Regardless of the difference in heat transfer characteristics due to the body shape of the living body or the contact of clothes or bedding, the effect of being able to measure the body temperature in the deep part with higher accuracy is obtained.
以下、本発明の第一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第二実施形態以降で、以下に説明する第一実施形態での構成部品と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一符号を付す。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the second embodiment and later described below, the same reference numerals are given to the same components and components having the same functions as those in the first embodiment described below.
[第一実施形態]
図1には、本実施形態にかかる体温計1のブロック構成図が示されている。この体温計1は、生体である人体2(図3参照)の体表面2A(図3参照)に接触する体温計本体3と、体温計本体3とは別体に設けられる表示装置4とを備えている。
[First embodiment]
FIG. 1 shows a block diagram of a thermometer 1 according to the present embodiment. The thermometer 1 includes a
図2には、体温計本体3が人体2に装着された状態の拡大図が示されており、また図3には、体温計本体3および表示装置4が装着された図が示されている。
まず、図2に示されるように、体温計本体3は、第1および第2温度測定手段である二つ(一対)の温度測定手段3A,3Bを備えている。温度測定手段3Aは、人体2の体表面2Aに接触する接触面300Aを有している第3の断熱材としての断熱材37と、熱流束調整手段として、断熱材37と外気との間に設けられた第1の断熱材としての断熱材38Aとを備えている。一方、温度測定手段3Bは、温度測定手段3Aの接触位置とは異なる位置の体表面2Aに接触する接触面300Bを有している第4の断熱材としての断熱材37と、熱流束調整手段として、断熱材37と外気との間に第2の断熱材としての断熱材38Bを備えている。すなわち、断熱材37は、温度測定手段3Aと温度測定手段3Bとで共通しており、共通の熱抵抗値を有している。
FIG. 2 shows an enlarged view of a state in which the thermometer
First, as shown in FIG. 2, the
温度測定手段3Aは、体表面2Aの温度を第1の基準温度として測定する第1基準温度測定部としての体表面センサ31Aと、断熱材37と断熱材38Aとの界面301Aの温度を第1の参照温度として測定する第1参照温度測定部としての中間センサ32Aとを備えている。
また、温度測定手段3Bは、体表面2Aの温度を第2の基準温度として測定する第2基準温度測定部としての体表面センサ31Bと、断熱材37と断熱材38Bとの界面301Bの温度を第2の参照温度として測定する第2の参照温度測定部としての中間センサ32Bとを備えている。
The temperature measuring means 3A is configured to set the temperature of the
Further, the temperature measuring means 3B determines the temperature of the
これらの温度測定手段3A,3Bからなる体温計本体3は、粘着剤などによって接触面300A,300Bが人体2にそれぞれ貼付可能となっており、この粘着剤などにより、体表面2Aに良好な接触圧力で密着できるように構成されている。本実施形態では、体温計本体3は幼児(人体2)の胸部に密着されている。
The thermometer
ここで、体温計本体3の貼付位置は、比較的安定して体表面温度を測定できる額や後頭部、胸部、背中などの部位に設定されることが望ましい。また、体温計本体3の上に衣服を着用していても、体温計本体3が寝具と接触していてもよい。さらに、断熱材37,38A,38Bは、温度測定手段3A,3Bを体表面2Aに貼り付けた際に、人体2の深部から体表面2Aおよび断熱材37,38A,38Bを通って表面までの熱流束が定常状態で一定と近似できるように、ある程度の大きさを有していることが望ましい。つまり、断熱材37,38A,38Bの寸法は、熱の移動が平衡状態である場合において、人体2の深部と温度測定手段3A,3Bが貼り付けられた体表面2Aの位置とを結ぶ方向に略直交する方向、具体的には体表面2Aに沿う方向の熱の移動を無視でき、人体2の深部から体表面2Aまでの熱の移動が1軸方向であるとみなせて、熱流束が一方向に移動していると近似できる寸法であることが望ましい。
Here, it is desirable that the attachment position of the thermometer
温度測定手段3Aおよび温度測定手段3Bは、互いに所定距離Lを有して配置されている。ここで、所定距離Lは、人体2の深部から体表面2Aまでの熱の移動が1軸方向であるとみなせるように、つまり、温度測定手段3A,3B間での体表面2Aに沿う方向の熱の移動が無視できるように所定値以上の距離に設定されることが望ましい。
また、断熱材37を温度測定手段3Aの部分と温度測定手段3Bの部分とで別に設け、温度測定手段3Aと温度測定手段3Bとを完全に分離しても良い。
さらに、温度測定手段3Aの断熱材38Aと、温度測定手段3Bの断熱材38Bとは異なる材料で構成され、これにより、断熱材38Aの熱抵抗値と断熱材38Bの熱抵抗値とは異なる値に設定されている。したがって、温度測定手段3Aの熱流束値と温度測定手段3Bの熱流束値とは異なる値となる。
The temperature measuring means 3A and the temperature measuring means 3B are arranged with a predetermined distance L from each other. Here, the predetermined distance L is such that the movement of heat from the deep part of the
Further, the
Further, the
体表面センサ31A,31Bおよび中間センサ32A,32Bは、体表面2Aの温度および界面301A,301Bの温度値を抵抗値に変換するものや、温度値を電圧値に変換するものなどが採用できる。なお、温度値を抵抗値に変換するものとしては、チップサーミスタや、サーミスタパターンがプリントされたフレキシブル基板、白金測温抵抗体などが採用できる。また、温度値を電圧値に変換するものとしては、熱電対素子や、PN接合素子、ダイオードなどが採用できる。
また、温度測定手段3A,3Bは、体表面センサ31A,31Bおよび中間センサ32A,32Bの他に、前述の図1に示されるように、A/D変換器34A,34Bと、送受信手段35A,35Bとをそれぞれ備えている。なお、温度測定手段3A,3Bが一体で形成されているので、A/D変換器34A,34Bを共通のA/D変換器、送受信手段35A,35Bを共通の送受信手段として組み込むことも可能である。
As the
In addition to the
A/D変換器34A,34Bは、体表面センサ31A,31Bおよび中間センサ32A,32Bで変換された抵抗値や電圧値のアナログ信号をデジタル信号に変換し、送受信手段35A,35Bに出力する。もしくは、A/D変換器34A,34Bの代わりにCR発振を利用したRFコンバータを使用しても良い。
送受信手段35A,35Bは、それぞれアンテナコイル36A,36Bを備え、A/D変換器34A,34Bでデジタル信号に変換された温度値(抵抗値や電圧値)の信号を表示装置4側に電波送信する。なお、アンテナコイル36A,36Bも共通のアンテナコイルとすることも可能である。
The A /
The transmission / reception means 35A and 35B include
表示装置4は、図3に示されるように、腕時計型で携帯可能に構成されており、体温計本体3を装着した幼児を抱いた操作者5が装着できるようになっている。表示装置4は、前述の図1に示されるように、体温計本体3との間で信号を送受信する送受信手段41と、体温の測定結果などを表示する表示部42と、表示装置4を外部から操作する操作部43と、表示装置4の動作を制御する制御手段44と、送受信手段41や制御手段44などから得られた情報を蓄積する記憶部45とを備えている。
As shown in FIG. 3, the
送受信手段41は、アンテナコイル46を備え、体温計本体3のアンテナコイル36A,36Bとの間でそれぞれ電波の送受信を行う。また、アンテナコイル46は、アンテナコイル36A,36Bに対して電波を送信することにより、アンテナコイル36A,36Bに電磁誘導によって起電力を発生させ、温度測定手段3A,3Bのチャージを行う。このため、体温計本体3はこの起電力によって駆動され、内部に電池などの電源を必要としない。
The transmission / reception means 41 includes an
表示部42は、液晶画面などによって温度情報や操作画面を表示するものであり、例えば測定された体表面温度や、演算された深部の温度などが表示可能となっている。本実施形態では腕時計の通常文字板に相当する部分に表示部42が設けられ、操作者5が表示装置4を腕につけた状態で表示部42が視認可能となっている。
操作部43は、ボタンやレバー、キーなどによって外部から表示装置4に情報を入力可能に構成されており、例えば表示部42に表示される画面に従ってメニューを選択したり、その他被測定者(本実施形態では幼児)の氏名、年齢、体温の測定日時などの情報を入力可能に構成されている。
The
The
制御手段44は、体表面センサ31A,31Bからの第1の体表面温度および第2の体表面温度と、中間センサ32A,32Bからの第1の中間温度および第2の中間温度とに基づいて、人体2の深部の温度を演算する深部温度演算手段441を備えている。
The control means 44 is based on the first body surface temperature and the second body surface temperature from the
深部温度演算手段441は、体表面センサ31Aで得られた第1の体表面温度(第1の基準温度)Tb1、中間センサ32Aで得られた第1の中間温度(第1の参照温度)Tb2、体表面センサ31Bで得られた第2の体表面温度(第2の基準温度)Tb3、および中間センサ32Bで得られた第2の中間温度(第2の参照温度)Tb4を用いて人体2の深部の温度Tcoreを演算する。
図4には、人体2の深部から体表面2Aおよび体温計本体3を通って外気までの温度分布のモデルが示されている。温度測定手段3Aと温度測定手段3Bとの温度分布モデルについて、実線(温度測定手段3A側)と一点鎖線(温度測定手段3B側)とで示している。縦軸は温度(T)を、横軸は熱抵抗(R)を示している。ここで、温度(T)と熱抵抗(R)との関係が直線であれば、その傾きは熱流束Qを表す。温度測定手段3Aと温度測定手段3Bとの温度分布モデルは、同様の振る舞いをするので、以下には、実線で示された温度測定手段3A側を中心に説明する。
The deep part temperature calculation means 441 includes a first body surface temperature (first reference temperature) Tb1 obtained by the
FIG. 4 shows a model of the temperature distribution from the deep part of the
この図4に示されるように、人体2の深部から外気までの温度の伝達モデルにおいては、人体2の深部の温度Tcoreは略一定となっている。深部よりも外殻側の表層部では、皮膚の熱抵抗や外気温の影響により体温が下降する。なお、実際には、体表面2Aと温度測定手段3Aの接触面300Aとの間には、体温計本体3のケースに相当する部分があってもよい。また、微視的には隙間が生じているため、この隙間での熱放出等により、接触熱抵抗部でも温度が低下する。したがって、実際に温度測定手段3Aの体表面センサ31Aで体表面2Aの体温を測定する場合には、この接触熱抵抗部により低下した第1の体表面温度Tb1が測定されることとなる。
また、温度測定手段3A自体には断熱材37による熱抵抗(熱抵抗値Ru0)が存在す
るため、温度測定手段3A内でも温度の降下が生じ、温度測定手段3Aの界面301Aでは第1の中間温度Tb2となる。中間センサ32Aでは、この第1の中間温度Tb2が測定されることとなる。さらに、温度測定手段3Aの界面301Aと外気との間には熱抵抗値Ru1を有する断熱材38Aが存在しているために温度が低下し、外気温接触部での熱放出(接触部の熱抵抗値Rvによるもの)もあるため、さらに温度が低下して最終的に外気温Tambとなる。
As shown in FIG. 4, in the temperature transfer model from the deep part of the
In addition, since the temperature measurement means 3A itself has a thermal resistance (thermal resistance value Ru0) due to the
定常状態では、各部における熱流束Qは一定となるため、図4ではグラフの傾きが一定となっている。このとき、温度測定手段3Aの第1の体表面温度Tb1および第1の中間温度Tb2がわかれば、熱抵抗値Ru0を使って、次の式(1)により温度測定手段3Aの体表面センサ31A側の表面から界面301Aまでの熱流束Qu1が算出できる。
In the steady state, the heat flux Q in each part is constant, so the slope of the graph is constant in FIG. At this time, if the first body surface temperature Tb1 and the first intermediate temperature Tb2 of the temperature measuring means 3A are known, the
一方、表層部および接触熱抵抗部を合わせた部分、つまり人体2の深部から体表面2Aまでの部分(実際には深部から接触面300Aまでの部分)における熱流束Qs+tは、人体2の深部の体温Tcore、および人体2の深部から体表面2Aまでの部分の熱抵抗Rs+Rtを用いると次の式(2)で表される。
On the other hand, the heat flux Qs + t in the portion including the surface layer portion and the contact thermal resistance portion, that is, the portion from the deep portion of the
ここで、接触熱抵抗部の熱抵抗値Rtは、体温計本体3のケースに相当する部分のように接触熱抵抗部に介在する物質の性質による他、体表面2Aに接触する体温計1の断熱材37の熱抵抗値によっても変化する。つまり、人体2の熱伝導率をλ1、体温計1の熱伝導率をλ2、人体2の表面粗さをδ1、体温計1の接触面300Aの表面粗さをδ2、体温計1の体表面2Aへの押しつけ圧力をP、人体2および体温計1のうち軟らかい方の硬さをH、体表面2Aと接触面300Aとの間の介在物質の熱伝導率λf、介在物質の表面粗さをδf、定数をcとすると、例えば次の式(3)から求められる。このように、接触熱抵抗部の熱抵抗値Rtは、種々の条件によって変化するので、本実施形態では接触熱抵抗部の熱抵抗値Rtが極力小さくなるように設定されることが望ましく、体表面2Aと接触面300Aとの間に隙間が空かないように設定することが望ましい。なお、接触熱抵抗部の熱抵抗値Rtを小さくする方法としては、例えば体表面2Aと接触面300Aとの接触部分にオイルを塗布するなどして接触状態を良好にする方法などが考えられる。
Here, the thermal resistance value Rt of the contact thermal resistance portion depends on the property of the substance interposed in the contact thermal resistance portion, such as the portion corresponding to the case of the thermometer
熱流束Qは各部において一定であるから、体温計本体3内部における熱流束Qu1と、人体2の深部から体表面2Aまでの部分における熱流束Qs+tは等しくなる(Qu1=Qs+t)。したがって、式(1)および式(2)は、次の式(4)のように整理され、深部の温度Tcoreはこの式(4)により求められる。
Since the heat flux Q is constant in each part, the heat flux Qu1 in the thermometer
ここで、人体2の深部から体表面2Aまでの部分における熱抵抗値Rs+Rtは、未知の値である。そこで、温度測定手段3Bにおいても、温度測定手段3Aと同様に体表面センサ31Bおよび中間センサ32Bから、第2の体表面温度Tb3および第2の中間温度Tb4を得れば、深部の温度Tcoreは次の式(5)のように求められる。
Here, the thermal resistance value Rs + Rt in the portion from the deep part of the
断熱材38Aの熱抵抗値Ru1と断熱材38Bの熱抵抗値Ru2とは異なる値に設定されているため、温度測定手段3Aと温度測定手段3Bの熱抵抗(R)に対する温度(T)の傾きが変わる(図4参照)。つまり、熱抵抗と温度に関する異なる二つの関係式が得られる。
式(4)および式(5)より、熱抵抗値(Rs+Rt)/Ru0を消去すると、深部の温度Tcoreは次の式(6)によって求められる。ここで、温度測定手段3Aと温度測定手段3Bに対する熱抵抗値(Rs+Rt)は同じ必要があるので、体表面センサ31A,31Bと体表面2Aとの間に、体温計本体3のケースに相当する部分が存在する時は、これらのケース部分は同じ熱抵抗を持つように構成する。
Since the thermal resistance value Ru1 of the
If the thermal resistance value (Rs + Rt) / Ru0 is eliminated from the equations (4) and (5), the deep temperature Tcore can be obtained by the following equation (6). Here, since the thermal resistance values (Rs + Rt) for the temperature measuring means 3A and the temperature measuring means 3B need to be the same, a portion corresponding to the case of the
したがって、深部温度演算手段441には、この式(6)が、深部の温度Tcoreの演算式として記憶されている。 Therefore, this equation (6) is stored in the deep temperature calculation means 441 as a calculation equation for the deep temperature Tcore.
記憶部45には、体温計本体3から送信された第1の体表面温度Tb1、第2の体表面温度Tb3、第1の中間温度Tb2、および第2の中間温度Tb4が記憶される。また、深部温度演算手段441で演算された人体2の深部の温度Tcoreも記憶される。
ここで、記憶部45は、複数の人体2に関する温度情報を記憶可能に構成されており、深部の温度Tcoreなどが、人体2毎に記憶されている。また、記憶部45は、深部の温度Tcoreを算出する際に測定した第1の体表面温度Tb1および第2の体表面温度Tb3などの測定位置を記憶可能となっている。なお、記憶部45には、前述の温度情報以外にも、例えば被測定者(人体2、幼児)の氏名、年齢、測定日時などの測定情報を記憶させてもよい。この場合に、これらの測定情報は、操作部43から入力されてもよい。
The
Here, the memory |
このような体温計1では、次のように動作する。
図5には、本実施形態における体温計1の動作を示すフローチャートが示されている。
人体2(本実施形態では幼児の胸部)に体温計本体3を装着し、幼児を抱いた体温計1の操作者5は表示装置4を腕に装着する。操作者5が表示装置4の操作部43を操作することにより表示装置4のスイッチがONされると、送受信手段41が体温計本体3(温度測定手段3Aおよび温度測定手段3B)に電波を送信する。この電波による電磁誘導でアンテナコイル36A,36Bに起電力を発生させることにより体温計本体3にチャージを行う(ステップS1)。起電力により体温計本体3が起動し(ステップS2)、体表面センサ31A,31Bおよび中間センサ32A,32Bが起動する。これらのセンサ31A,31B,32A,32Bが起動すると、体温計本体3は、送受信手段35A,35Bから表示装置4にスタンバイ信号を送信する(ステップS3)。
Such a thermometer 1 operates as follows.
FIG. 5 shows a flowchart showing the operation of the thermometer 1 in the present embodiment.
The thermometer
表示装置4の制御手段44は、このスタンバイ信号を受信すると温度測定指令信号を送受信手段41から送信する(ステップS4)。体温計本体3は、この温度測定指令信号を受信して、体表面センサ31A,31Bおよび中間センサ32A,32Bを駆動し、体表面2Aの第1の体表面温度Tb1、第2の体表面温度Tb3、および界面301A,301Bの第1の中間温度Tb2,第2の中間温度Tb4を測定する(ステップS5、第1温度測定工程および第2温度測定工程)。これらの体表面温度Tb1、Tb3および中間温度Tb2,Tb4の温度情報は、A/D変換器34A,34Bでアナログ信号からデジタル信号に変換され、送受信手段35A,35Bによって表示装置4に送信される。なお、体表面温度Tb1、Tb3および中間温度Tb2,Tb4は、人体2の深部から体表面2Aまでの伝熱が定常状態(平衡状態)となるように、所定時間経過後に測定することが望ましい。
When receiving the standby signal, the control means 44 of the
制御手段44の深部温度演算手段441では、体温計本体3から送信された体表面温度Tb1、Tb3および中間温度Tb2,Tb4から式(6)によって深部の温度Tcoreを演算する(ステップS6、深部温度演算工程)。制御手段44は、記憶部45に温度Tcoreを記憶させるとともに(ステップS7)、表示部42に温度Tcoreを表示する(ステップS8)。操作者5は、幼児を抱いた状態で、腕時計型の表示装置4の表示部42で、温度Tcoreを確認できる。
The deep temperature calculation means 441 of the control means 44 calculates the deep temperature Tcore from the body surface temperatures Tb1 and Tb3 and the intermediate temperatures Tb2 and Tb4 transmitted from the
制御手段44は、内蔵されたタイマーにより体表面温度Tb1、Tb3の測定時からの経過時間をカウントし、所定時間経過したか否かを監視する(ステップS9)。経過時間が所定時間以上となると、ステップS4に戻って、制御手段44は体温計本体3に測定開始信号を送信し、再度体表面温度Tb1、Tb3および中間温度Tb2,Tb4の測定を行う。
このようにして所定時間毎に体表面温度Tb1、Tb3および中間温度Tb2,Tb4を測定して深部の温度Tcoreを演算し、記憶部45に蓄積する。
The control means 44 counts the elapsed time from the measurement of the body surface temperatures Tb1 and Tb3 by a built-in timer and monitors whether or not a predetermined time has elapsed (step S9). When the elapsed time is equal to or longer than the predetermined time, the process returns to step S4, and the control means 44 transmits a measurement start signal to the
In this way, body surface temperatures Tb1 and Tb3 and intermediate temperatures Tb2 and Tb4 are measured at predetermined time intervals to calculate the deep temperature Tcore and store it in the
このような第一実施形態によれば、次のような効果が得られる。
(1)温度測定手段3Aから第1の体表面温度Tb1および第1の中間温度Tb2を得るとともに、温度測定手段3Bから第2の体表面温度Tb3および第2の中間温度Tb4を得ることにより、深部温度演算手段441では、人体2の深部の温度Tcoreを算出できる。全体としての熱抵抗値の異なる2つの温度測定手段3A,3Bを用いることで、2種類の温度分布(熱流束)における体表面温度Tb1,Tb3および中間温度Tb2,Tb4を測定できるので、実際の温度の測定値のみから深部の温度Tcoreを演算できる。このため、従来人体2の深部から表層部までの熱抵抗値Rsを固定値として仮定して設定していた場合に比べて、より実際の温度分布に即した深部の温度Tcoreの演算ができる。よって、より正確な深部の温度Tcoreが得られ、体温計1の測定精度を向上させることができる。
また、全体としての熱抵抗値を、体表面温度測定位置と中間温度測定位置との間の熱抵抗Ru0は共通とし、中間温度測定位置と外気との間の熱抵抗値Ru1,Ru2を変えることによって異なる値としている。したがって、体温計本体3の外気側に衣服や寝具が接触しても、全体としての熱抵抗値が変化するだけで体表面温度測定位置と中間温度測定位置との間の熱抵抗値Ru0は変化しないので、これらの外乱による測定への影響を少なくできる。
さらに、人体2の深部から外気までの熱流束が一定であることを利用して、深部温度演算手段441が人体2の深部の温度Tcoreを算出するので、従来の体温計のように熱流をキャンセルするためのヒータなどの加熱手段が不要となるから、体温計1の構成を簡単にできる。これにより体温計1の小型化をより一層促進できる。そして、従来の加熱手段が不要なので、体温計1の省電力化を促進できるとともに、体温計1を長時間体表面2Aに貼り付けていても安全であるから、体温計1の安全性、取扱性を向上させることができる。
According to such a first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) By obtaining the first body surface temperature Tb1 and the first intermediate temperature Tb2 from the temperature measuring means 3A, and obtaining the second body surface temperature Tb3 and the second intermediate temperature Tb4 from the temperature measuring means 3B, The deep part temperature calculation means 441 can calculate the temperature Tcore of the deep part of the
Further, the thermal resistance value Ru0 between the body surface temperature measurement position and the intermediate temperature measurement position is made common for the overall thermal resistance value, and the thermal resistance values Ru1 and Ru2 between the intermediate temperature measurement position and the outside air are changed. Depending on the value. Therefore, even if clothes or bedding comes into contact with the outside air side of the
Furthermore, since the deep part temperature calculation means 441 calculates the temperature Tcore of the deep part of the
(2)深部温度演算手段441が、前述の式(6)を演算式として有するので、第1の体表面温度Tb1、第1の中間温度Tb2、第2の体表面温度Tb3、および第2の中間温度Tb4が得られると、これらの値を直接代入することによって深部の温度Tcoreを演算できる。2箇所の体表面温度Tb1,Tb3および中間温度Tb2,Tb4を測定することにより人体2の深部から体表面2Aまでの部分の熱抵抗値Rs+Rtを演算上消去できるから、この熱抵抗値Rs+Rtを用いる必要がなく、演算処理を簡単にできるとともに、演算処理を迅速にできる。したがって、体温計1の応答性を向上させることができる。また、予め既知の体温計などによって深部の温度を測定する必要がない。
(2) Since the deep part temperature calculation means 441 has the above equation (6) as a calculation equation, the first body surface temperature Tb1, the first intermediate temperature Tb2, the second body surface temperature Tb3, and the second Once the intermediate temperature Tb4 is obtained, the deep temperature Tcore can be calculated by directly substituting these values. By measuring the body surface temperature Tb1, Tb3 and the intermediate temperatures Tb2, Tb4 at two locations, the thermal resistance value Rs + Rt of the portion from the deep part of the
(3)体温計本体3が人体2の皮膚に一体で貼付可能に構成されているので、従来の腋下温や舌下温の測定のように一定時間体温計1を保持する必要がない。したがって、体温計本体3の取扱性を向上させることができる。また、体温計本体3が一体で貼付可能に構成されているので、幼児や乳幼児、子供が使用する場合などに多少動いても、体温計本体3が皮膚に良好に接触するから、正確な体温を測定できる。さらに、衣服や寝具が体温計本体3に接触した状態でも深部の温度Tcoreが計算できる。したがって、連続的に長時間にわたって温度変化を監視したい場合などでも、容易かつ正確に測定を行うことができる。
例えば女性が基礎体温を測定する場合などでは、起床直後に安静状態で測定しなければならないなど、体温測定方法に制約が多く、体温測定が面倒であった。ところが、本実施形態の体温計1で測定すれば、長時間体表面2Aに貼り付けた状態で体温を連続的に測定できるので、体温計本体3を装着した状態で就寝すれば、就寝中に自動的に基礎体温が測定でき、起床時には既に基礎体温の測定を終了できる。したがって、体温測定の煩雑さを除去できるから、家庭や旅行先でも測定忘れを防止でき、確実に正確な基礎体温を測定できる。
また、本実施形態の体温計1は、人体2の体温の常時計測ができるから、例えば入院患者などの体温の変化のモニタリングなどに適している。
(3) Since the thermometer
For example, when a woman measures the basal body temperature, the body temperature measurement method has many restrictions, such as having to measure in a resting state immediately after getting up, and the body temperature measurement is troublesome. However, if measured with the thermometer 1 of the present embodiment, the body temperature can be continuously measured with the thermometer attached to the
Moreover, since the thermometer 1 of this embodiment can always measure the body temperature of the
(4)体温計本体3と表示装置4とを別体に構成し、送受信手段35A,35B,41によって通信可能に構成したので、人体2に接触させる体温計本体3に搭載する部品数を最小限に抑制でき、体温計本体3の軽量化、小型化を促進できる。よって、体温計本体3を長時間貼り付けていても負担にはならないため、体温計本体3の携帯性を向上させることができる。また、深部温度演算手段441を備えた制御手段44を表示装置4側に設けたことにより、体温計本体3の軽量化、小型化をより一層促進できる。
送受信手段35A,35B,41がアンテナコイル36A,36B,46によって無線通信を行う構成となっているので、配線などが邪魔にならず、体温計1の取扱性を向上させることができる。
さらに、表示装置4が、腕時計型に形成されているので、操作者5が腕につけて表示部42を視認できる。したがって、本実施形態のように体温を測定したい幼児を抱いた状態で体温の表示を確認できるので、体温計1の操作性を向上させることができる。
(4) Since the thermometer
Since the transmission / reception means 35A, 35B, and 41 are configured to perform wireless communication using the antenna coils 36A, 36B, and 46, the wiring and the like do not get in the way, and the handleability of the thermometer 1 can be improved.
Furthermore, since the
(5)表示装置4のアンテナコイル46から電波を送信することで、電磁誘導により体温計本体3のアンテナコイル36A,36Bに起電力を生じさせることができる。この起電力により体温計本体3を駆動するので、体温計本体3には電池などの電源が不要となり、体温計本体3の軽量化、小型化をより一層促進できる。
(5) By transmitting radio waves from the
(6)記憶部45が、複数の人体2について深部の温度Tcoreなどの情報を記憶できるので、体温計1を複数人に交互に使用することもでき、体温計1の利便性を向上させることができる。これにより、体温計1を複数人で使用する場合でも、記憶部45から対象となる被測定者の以前の深部の温度Tcoreを読み出すことができるので、長期間にわたる体温のモニタリングにも適している。
(6) Since the
(7)体表面2Aと界面301A,301Bとの間の断熱材37は、共通の熱抵抗値を持つので同じ素材で同じ厚みの断熱材が使用でき、製造が簡単で、一体構造を採用できる。また、温度測定手段3Aと温度測定手段3Bとの距離Lも固定することができ、貼り付けも簡単にできる。
(7) Since the
[第二実施形態]
以下、本発明の第二実施形態を図面に基づいて説明する。
図6には、本実施形態にかかる体温計1のブロック構成図が示されている。この体温計1は、生体である人体2(図8参照)の体表面2A(図8参照)に接触する体温計本体3と、体温計本体3とは別体に設けられる表示装置4とを備えている。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 shows a block configuration diagram of the thermometer 1 according to the present embodiment. The thermometer 1 includes a
図7には、体温計本体3が人体2に装着された状態の拡大図が示されており、また図8には、体温計本体3および表示装置4が装着された図が示されている。
まず、図7に示されるように、体温計本体3は、第1および第2温度測定手段である二つ(一対)の温度測定手段3A,3Bを備えている。温度測定手段3Aは、人体2の体表面2Aに接触する接触面300Aを有し、この体表面2Aの温度を第1の基準温度として測定する第1基準温度測定部としての体表面センサ31Aと、温度測定手段3Aの外気側に露出する外表面302Aを有するとともに、この外表面302Aの温度を第1の参照温度として測定する第1参照温度測定部としての外表面センサ33Aと、体表面センサ31Aおよび外表面センサ33Aの間に介装される第1の断熱材としての断熱材37Aとを備えている。
また、温度測定手段3Bは、温度測定手段3Aとは別体で設けられており、温度測定手段3Aの接触位置とは異なる位置の体表面2Aに接触する接触面300Bを有し、この体表面2Aの温度を第2の基準温度として測定する第2基準温度測定部としての体表面センサ31Bと、温度測定手段3Bの外気側に露出する外表面302Bを有するとともに、この外表面302Bの温度を第2の参照温度として測定する第2参照温度測定部としての外表面センサ33Bと、体表面センサ31Bおよび外表面センサ33Bの間に介装される第2の断熱材としての断熱材37Bとを備えている。
FIG. 7 shows an enlarged view of the thermometer
First, as shown in FIG. 7, the
The temperature measuring means 3B is provided separately from the temperature measuring means 3A, and has a
温度測定手段3Aの断熱材37Aと温度測定手段3Bの断熱材37Bとは、熱伝導率λが同じ材料で同じ断面積で構成されている。ここで、断熱材37Aの熱抵抗値と断熱材37Bの熱抵抗値とは、それぞれの断熱材の厚みをdおよびd´とすることで、異なる値に設定されている。したがって、熱抵抗値の比率αは、d/d´で表される。つまり厚みを変えることにより、断熱材37Aと断熱材37Bとは、熱流束調整手段としての役目も果たす。
ここで、断熱材37Aと断熱材37Bとを異なる材料で構成して熱流束調整手段としても良いが、この場合、予めそれぞれの断熱材の熱抵抗値を測定しておく必要がある。本実施形態のように同じ材料の断熱材であれば、厚みの比が分かっていれば良い。
さらに、断熱材が同じ材料であれば、熱伝導率λが同じであるので、温度測定手段3Aと温度測定手段3Bとの体表面に対する接触熱抵抗の差も少ない。
The
Here, the
Furthermore, if the heat insulating material is the same material, the thermal conductivity λ is the same, so the difference in contact thermal resistance between the temperature measuring means 3A and the temperature measuring means 3B with respect to the body surface is small.
これらの温度測定手段3A,3Bからなる体温計本体3は、第一実施形態と同様に幼児(人体2)の胸部に密着されている。
ここで、体温計本体3の貼付位置は、人体2で皮膚温が外気の影響を受けにくく、比較的安定して体表面温度を測定できる額や後頭部、胸部、背中などの部位に設定されることが望ましい。また、断熱材37A,37Bは、温度測定手段3A,3Bを体表面2Aに貼り付けた際に、人体2の深部から体表面2Aおよび断熱材37A,37Bを通って外表面302A,302Bまでの熱流束が定常状態で一定と近似できるように、ある程度の大きさを有していることが望ましい。つまり、断熱材37A,37Bの寸法は、熱の移動が平衡状態である場合において、人体2の深部と温度測定手段3A,3Bが貼り付けられた体表面2Aの位置とを結ぶ方向に略直交する方向、具体的には体表面2Aに沿う方向の熱の移動を無視でき、人体2の深部から体表面2Aまでの熱の移動が1軸方向であるとみなせて、熱流束が一方向に移動していると近似できる寸法であることが望ましい。
The thermometer
Here, the attachment position of the
温度測定手段3Aおよび温度測定手段3Bは、第一実施形態と同様に互いに所定距離Lを有して配置されている。 The temperature measuring means 3A and the temperature measuring means 3B are arranged with a predetermined distance L from each other as in the first embodiment.
体表面センサ31A,31Bおよび外表面センサ33A,33Bは、体表面2Aの温度または外表面302A,302Bの温度値を抵抗値に変換するものや、温度値を電圧値に変換するものなどが採用できる。なお、温度値を抵抗値に変換するものとしては、第一実施形態で挙げたものが採用できる。
また、温度測定手段3A,3Bは、体表面センサ31A,31Bおよび外表面センサ33A,33Bの他に、前述の図1に示されるように、A/D変換器34A,34Bと、送受信手段35A,35Bとをそれぞれ備えている。
A/D変換器34A,34Bは、体表面センサ31A,31Bおよび外表面センサ33A,33Bで変換された抵抗値や電圧値のアナログ信号をデジタル信号に変換し、送受信手段35A,35Bに出力する。もしくは、A/D変換器34A,34Bの代わりにCR発振を利用したRFコンバータを使用しても良い。
The
In addition to the
The A /
表示装置4は、図8に示されるように、腕時計型で携帯可能に構成されており、体温計本体3を装着した幼児を抱いた操作者5が装着できるようになっている。表示装置4は、前述の図6に示されるように、体温計本体3との間で信号を送受信する送受信手段41と、体温の測定結果などを表示する表示部42と、表示装置4を外部から操作する操作部43と、表示装置4の動作を制御する制御手段44と、送受信手段41や制御手段44などから得られた情報を蓄積する記憶部45とを備えている。
As shown in FIG. 8, the
送受信手段35A,35B、送受信手段41、表示部42および操作部43は、第一実施形態と同様であるので説明を省略する。
Since the transmission / reception means 35A, 35B, the transmission / reception means 41, the
制御手段44は、体表面センサ31A,31Bからの第1の体表面温度(第1の基準温度)および第2の体表面温度(第2の基準温度)と、外表面センサ33A,33Bからの第1の外表面温度(第1の参照温度)および第2の外表面温度(第2の参照温度)とに基づいて、人体2の深部の温度を演算する深部温度演算手段441を備えている。
The control means 44 includes the first body surface temperature (first reference temperature) and the second body surface temperature (second reference temperature) from the
深部温度演算手段441は、体表面センサ31Aで得られた第1の体表面温度Tb1、外表面センサ33Aで得られた第1の参照温度Tb2、体表面センサ31Bで得られた第2の体表面温度Tb3、外表面センサ33Bで得られた第2の参照温度Tb4、および温度測定手段3Aの第1の熱抵抗値Ru1と温度測定手段3Bの第2の熱抵抗値Ru2との比率αを用いて人体2の深部の温度Tcoreを演算する。
図9には、人体2の深部から体表面2Aおよび体温計本体3を通って外気までの温度分布のモデルが示されている。温度測定手段3Aと温度測定手段3Bとの温度分布モデルは同様であるので、図9では、温度測定手段3Aの温度分布モデルについて図示している。
The deep part temperature calculation means 441 includes a first body surface temperature Tb1 obtained by the
FIG. 9 shows a model of the temperature distribution from the deep part of the
この図9に示されるように、人体2の深部から外気までの温度の伝達モデルにおいては、人体2の深部の温度Tcoreは略一定となっている。深部よりも外殻側の表層部では、皮膚の熱抵抗や外気温の影響により体温が下降する。なお、実際には、体表面2Aと温度測定手段3Aとの間には、微視的には隙間が生じているため、この隙間での熱放出により、接触熱抵抗部でも温度が低下する。したがって、実際に温度測定手段3Aで体表面2Aの体温を測定する場合には、この接触熱抵抗部により低下した第1の体表面温度Tb1が測定されることとなる。
温度測定手段3A自体にも熱抵抗(第1の熱抵抗値Ru1)が存在するため、温度測定手段3A内でも温度の降下が生じ、温度測定手段3Aの外表面302Aでは第1の外表面温度Tb2となる。外表面センサ33Aでは、この第1の外表面温度Tb2が測定されることとなる。さらに、温度測定手段3Aの外表面302Aと外気との間でも外気温接触部での熱放出があるため、温度が低下し、最終的に外気温Tambとなる。
As shown in FIG. 9, in the temperature transfer model from the deep part of the
Since the temperature measurement means 3A itself also has a thermal resistance (first thermal resistance value Ru1), a temperature drop also occurs in the temperature measurement means 3A, and the first outer surface temperature is generated on the
ここで、横軸を熱抵抗とし、縦軸を温度とすると、温度分布グラフの傾きは熱流束Qとなり、定常状態では、各部における熱流束Qは一定となるため、図9ではグラフの傾きが一定となっている。このとき、温度測定手段3Aの第1の体表面温度Tb1および第1の外表面温度Tb2がわかれば、温度測定手段3Aの第1の熱抵抗値Ru1を用いて次の式(7)により温度測定手段3Aの体表面センサ31A側の表面から外表面302Aまでの熱流束Qu1が算出できる。
Here, when the horizontal axis is the thermal resistance and the vertical axis is the temperature, the gradient of the temperature distribution graph is the heat flux Q, and in a steady state, the heat flux Q in each part is constant. It is constant. At this time, if the first body surface temperature Tb1 and the first outer surface temperature Tb2 of the temperature measuring means 3A are known, the temperature is calculated by the following equation (7) using the first thermal resistance value Ru1 of the temperature measuring means 3A. The heat flux Qu1 from the surface on the
一方、表層部および接触熱抵抗部を合わせた部分、つまり人体2の深部から体表面2Aまでの部分(実際には深部から接触面300Aまでの部分)における熱流束Qs+tは、人体2の深部の体温Tcore、および人体2の深部から体表面2Aまでの部分の熱抵抗Rs+Rtを用いると次の式(8)で表される。
On the other hand, the heat flux Qs + t in the portion including the surface layer portion and the contact thermal resistance portion, that is, the portion from the deep portion of the
ここで、接触熱抵抗部の熱抵抗値Rtは、第一実施形態と同様に接触熱抵抗部に介在する物質の性質による他、体表面2Aに接触する体温計1(断熱材37A,37Bなど)の熱抵抗値によっても変化する。
Here, the thermal resistance value Rt of the contact thermal resistance portion depends on the nature of the substance intervening in the contact thermal resistance portion, as in the first embodiment, and the thermometer 1 that contacts the
熱流束Qは各部において一定であるから、体温計本体3内部における熱流束Qu1と、人体2の深部から体表面2Aまでの部分における熱流束Qs+tは等しくなる(Qu1=Qs+t)。したがって、式(7)および式(8)は、次の式(9)のように整理され、深部の温度Tcoreはこの式(9)により求められる。
Since the heat flux Q is constant in each part, the heat flux Qu1 in the thermometer
ここで、人体2の深部から体表面2Aまでの部分における熱抵抗値Rs+Rtは、未知の値である。そこで、温度測定手段3Bにおいても、温度測定手段3Aと同様に体表面センサ31Bおよび外表面センサ33Bから、第2の体表面温度Tb3および第2の外表面温度Tb4を得れば、深部の温度Tcoreは次の式(10)のように求められる。
Here, the thermal resistance value Rs + Rt in the portion from the deep part of the
ここで、温度測定手段3Aの第1の熱抵抗値Ru1と温度測定手段3Bの第2の熱抵抗値Ru2との比率αは分かっているので、式(9)および式(10)より、熱抵抗値Rs+Rtを消去すると、比率αを用いて深部の温度Tcoreは次の式(11)によって求められる。 Here, since the ratio α between the first thermal resistance value Ru1 of the temperature measuring means 3A and the second thermal resistance value Ru2 of the temperature measuring means 3B is known, the heat is calculated from the equations (9) and (10). When the resistance value Rs + Rt is eliminated, the temperature Tcore in the deep part is obtained by the following equation (11) using the ratio α.
したがって、深部温度演算手段441には、この式(11)が、深部の温度Tcoreの演算式として記憶されている。 Therefore, the equation (11) is stored in the deep temperature calculation means 441 as a calculation equation for the deep temperature Tcore.
記憶部45に記憶されるものは、第一実施形態と同一であるので説明を省略する。
Since what is memorize | stored in the memory |
このような体温計1では、次のように動作する。
図10には、本実施形態における体温計1の動作を示すフローチャートが示されている。
人体2(本実施形態では幼児の胸部)に体温計本体3を装着し、幼児を抱いた体温計1の操作者5は表示装置4を腕に装着する。操作者5が表示装置4の操作部43を操作することにより表示装置4のスイッチがONされると、送受信手段41が体温計本体3(温度測定手段3Aおよび温度測定手段3B)に電波を送信する。この電波による電磁誘導でアンテナコイル36A,36Bに起電力を発生させることにより体温計本体3にチャージを行う(ステップS1)。起電力により体温計本体3が起動し(ステップS2)、体表面センサ31A,31Bおよび外表面センサ33A,33Bが起動する。これらのセンサ31A,31B,33A,33Bが起動すると、体温計本体3は、送受信手段35A,35Bから表示装置4にスタンバイ信号を送信する(ステップS3)。
Such a thermometer 1 operates as follows.
FIG. 10 shows a flowchart showing the operation of the thermometer 1 in the present embodiment.
The thermometer
表示装置4の制御手段44は、このスタンバイ信号を受信すると温度測定指令信号を送受信手段41から送信する(ステップS4)。体温計本体3は、この温度測定指令信号を受信して、体表面センサ31A,31Bおよび外表面センサ33A,33Bを駆動し、体表面2Aの第1の体表面温度Tb1、第2の体表面温度Tb3、および外表面302A,302Bの第1の外表面温度Tb2,第2の外表面温度Tb4を測定する(ステップS5、第1温度測定工程および第2温度測定工程)。これらの体表面温度Tb1、Tb3および外表面温度Tb2,Tb4の温度情報は、A/D変換器34A,34Bでアナログ信号からデジタル信号に変換され、送受信手段35A,35Bによって表示装置4に送信される。なお、体表面温度Tb1、Tb3および外表面温度Tb2,Tb4は、人体2の深部から体表面2Aまでの伝熱が定常状態(平衡状態)となるように、所定時間経過後に測定することが望ましい。
When receiving the standby signal, the control means 44 of the
制御手段44の深部温度演算手段441では、体温計本体3から送信された体表面温度Tb1、Tb3および外表面温度Tb2,Tb4から式(11)によって深部の温度Tcoreを演算する(ステップS6、深部温度演算工程)。制御手段44は、記憶部45に温度Tcoreを記憶させるとともに(ステップS7)、表示部42に温度Tcoreを表示する(ステップS8)。操作者5は、幼児を抱いた状態で、腕時計型の表示装置4の表示部42で、温度Tcoreを確認できる。
The deep temperature calculation means 441 of the control means 44 calculates the deep temperature Tcore from the body surface temperatures Tb1 and Tb3 and the outer surface temperatures Tb2 and Tb4 transmitted from the
制御手段44は、内蔵されたタイマーにより体表面温度Tb1、Tb3の測定時からの経過時間をカウントし、所定時間経過したか否かを監視する(ステップS9)。経過時間が所定時間以上となると、ステップS4に戻って、制御手段44は体温計本体3に測定開始信号を送信し、再度体表面温度Tb1、Tb3および外表面温度Tb2,Tb4の測定を行う。
このようにして所定時間毎に体表面温度Tb1、Tb3および外表面温度Tb2,Tb4を測定して深部の温度Tcoreを演算し、記憶部45に蓄積する。
The control means 44 counts the elapsed time from the measurement of the body surface temperatures Tb1 and Tb3 by a built-in timer and monitors whether or not a predetermined time has elapsed (step S9). When the elapsed time is equal to or longer than the predetermined time, the
In this way, the body surface temperatures Tb1 and Tb3 and the outer surface temperatures Tb2 and Tb4 are measured at predetermined time intervals to calculate the deep temperature Tcore and accumulate it in the
このような第二実施形態によれば、第一実施形態で得られた効果の他に次のような効果が得られる。
(8)温度測定手段3Aと温度測定手段3Bとにおける熱流束を、断熱材37Aと、断熱材37Bとの熱抵抗値を変えることによって調整できる。したがって、熱流束調整手段は、断熱材37Aと断熱材37Bとによって構成され、別途設ける必要がなく構造が簡単にできる。
(9)断熱材37Aと断熱材37Bは厚みだけが異なるので、その厚みの比率は、体表面センサ31Aと外表面センサ33A間の熱抵抗値,体表面センサ31Bと外表面センサ33B間の熱抵抗値との比率αに対応する。したがって、厚みの比率を利用して、生体の深部の温度が演算できる。
According to such a second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects obtained in the first embodiment.
(8) The heat flux in the temperature measuring means 3A and the temperature measuring means 3B can be adjusted by changing the thermal resistance values of the
(9) Since the
[第三実施形態]
図11には、第三実施形態のブロック構成図が示されている。この図11に示されるように、体温計本体3は、第1および第2温度測定手段の一部として熱流束測定部5A,5Bを備え、これらの熱流束測定部5A,5Bは、前述の実施形態での中間センサ32A,32Bおよび外表面センサ33A,33Bを備えておらず、第1の熱流束測定部としての熱流束センサ51Aと、第2熱流束測定部としての熱流束センサ51Bとをそれぞれ備えている。これらの熱流束センサ51A,51Bは、熱流束測定部5A,5Bを体表面2Aに接触させて体温計1中の熱流束値をそれぞれ測定する。ここで、熱流束センサ51A,51Bは、それぞれ体表面2Aから所定区間(例えば外表面302Aまで)の間に互いに異なる熱抵抗値(第1の熱抵抗値および第2の熱抵抗値)を有する断熱材の中に埋め込まれており、熱流束センサ51A,51Bは、当該所定区間の熱流束Qu1,Qu2を測定する。
深部温度演算手段441には、次の式(12)および式(13)のいずれかが記憶されている。
[Third embodiment]
FIG. 11 shows a block diagram of the third embodiment. As shown in FIG. 11, the thermometer
The deep part temperature calculation means 441 stores one of the following formulas (12) and (13).
このような構成の体温計1では、体表面センサ31Aで第1の体表面温度Tb1の測定および熱流束測定部5Aで第1の熱流束値Qu1を測定する第1の熱流束測定工程を行い、また、体表面センサ31Bで第2の体表面温度Tb3の測定および熱流束測定部5Bで第2の熱流束値Qu2を測定する第2の熱流束測定工程を行う。その後、これらの測定値が表示装置4に送信されると、深部温度演算工程において、深部温度演算手段441が、これらの第1の体表面温度Tb1、第1の熱流束値Qu1、第2の体表面温度Tb3、および第2の熱流束値Qu2に基づいて、深部の温度Tcoreを演算する。
In the thermometer 1 having such a configuration, the first heat flux measurement step of measuring the first body surface temperature Tb1 by the
このような第三実施形態によれば、次のような効果が得られる。
(10)このような構成の体温計1であっても、前述の実施形態と同様に、実際の測定値から生体の深部の温度Tcoreが算出できるので、より正確な体温を測定できる。
ここで、前述の式(12)および式(13)に示されるように、深部の温度Tcoreの算出式には、熱抵抗値が含まれない。したがって、熱流束センサ51A,51Bが熱流束を測定する所定区間の熱抵抗値は、既知である必要はなく、互いに異なる値であればよい。つまり、これらの熱抵抗値を高精度に設定する必要がなく、互いに異なる熱抵抗値を有する断熱材を使用すればよいので、材料の選定や製造管理が容易となり、体温計1の製造が容易となる。
According to such a third embodiment, the following effects can be obtained.
(10) Even with the thermometer 1 having such a configuration, the temperature Tcore in the deep part of the living body can be calculated from the actual measurement value, as in the above-described embodiment, so that a more accurate body temperature can be measured.
Here, as shown in the above formulas (12) and (13), the calculation formula for the deep temperature Tcore does not include the thermal resistance value. Therefore, the heat resistance values in the predetermined section in which the
[第四実施形態]
次に、本発明の第四実施形態について説明する。
図12には、本実施形態にかかる体温計1の構成ブロック図が示されている。また、図13には、体温計本体3が人体2に装着された状態の拡大図が示されている。これらの図12および図13に示されるように、体温計本体3は、第1温度測定手段としての温度測定手段3Aおよび第2温度測定手段としての温度測定手段3Bの二つ(一対)の温度測定手段を備えている。
温度測定手段3Aは、人体2の体表面2Aに接触する接触面300Aを有し、この体表面2Aの温度を第1の体表面温度として測定する第1の測定部としての体表面センサ31Aと、温度測定手段3Aの外気側に露出する外表面302Aを有するとともに、この外表面302Aの温度を第1の外表面温度として測定する第1の測定部としての外表面センサ33Aと、体表面センサ31Aおよび外表面センサ33A間の中央に配置され当該位置の温度を第1の中間温度として測定する第1の測定部としての中間センサ32Aと、各センサ31A,33A,32Aが取り付けられ固定される断熱材37Aとを備えている。
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 12 shows a configuration block diagram of the thermometer 1 according to the present embodiment. FIG. 13 shows an enlarged view of the thermometer
The temperature measuring means 3A has a
また、温度測定手段3Bは、温度測定手段3Aとは別体で設けられており、温度測定手段3Aの接触位置とは異なる位置の第2の体表面2Aに接触する接触面300Bを有し、この体表面2Aの温度を第2の体表面温度として測定する第2の測定部としての体表面センサ31Bと、温度測定手段3Bの外気側に露出する外表面302Bを有するとともに、この外表面302Bの温度を第2の外表面温度として測定する第2の測定部としての外表面センサ33Bと、体表面センサ31Bおよび外表面センサ33B間の中央に配置され当該位置の温度を第2の中間温度として測定する第2の測定部としての中間センサ32Bと、各センサ31B,33B,32Bが取り付けられ固定される断熱材37Bとを備えている。
Further, the temperature measuring means 3B is provided separately from the temperature measuring means 3A, and has a
これらの温度測定手段3A,3Bからなる体温計本体3は、第一実施形態と同様に体表面2Aに良好な接触圧力で密着できるように構成されている
また、温度測定手段3Aおよび温度測定手段3Bは、第一実施形態と同様に、互いに所定距離Lを有して配置されている。
また、温度測定手段3Aの断熱材37Aと、温度測定手段3Bの断熱材37Bとは異なる材料で構成され、これにより、断熱材37Aの熱抵抗値RuA2と断熱材37Bの熱抵抗値RuB2とは異なる値に設定されている。また、接触面300A,300Bから中間センサ32A,32Bまでの距離を設定することにより、接触面300A,300Bからそれぞれの中間センサ32A,32Bまでの熱抵抗値は予め設定された所定値となる。本実施形態では、中間センサ32A,32Bまでの熱抵抗値は、それぞれ熱抵抗値RuA1と熱抵抗値RuB1に設定されている。
また、第四実施形態では、制御手段44は、温度分布演算手段442および深部温度演算手段441を備えている。
The
Further, the
In the fourth embodiment, the
図14には、温度測定手段3A,3Bの温度分布モデルが図示されている。この図14に示されるように、温度測定手段3Aの熱抵抗値と温度測定手段3Bの熱抵抗値は互いに異なるため、人体2の深部から外気までの熱流束が異なり、したがって、温度分布T(R)も互いに異なる。
温度分布演算手段442は、温度測定手段3Aにおいて、熱抵抗値(R=0)における体表面温度Tb1、熱抵抗値(R=RuA1)における中間温度Tb2、および熱抵抗値(R=RuA2)における外表面温度Tb5から、第七実施形態の式(14)を用いて第1の温度分布TA(R)を演算する。また、温度分布演算手段442は、温度測定手段3Bにおいても同様に、熱抵抗値(R=0)における体表面温度Tb3、熱抵抗値(R=RuB1)における中間温度Tb4、および熱抵抗値(R=RuB2)における外表面温度Tb6から、第2の温度分布TB(R)を演算する。
深部温度演算手段441は、これらの温度分布TA(R)および温度分布TB(R)を連立させてこれらの交点を求めることにより、深部の温度Tcoreを演算する。
FIG. 14 shows a temperature distribution model of the temperature measuring means 3A, 3B. As shown in FIG. 14, since the thermal resistance value of the temperature measuring means 3A and the thermal resistance value of the temperature measuring means 3B are different from each other, the heat fluxes from the deep part of the
In the temperature measurement means 3A, the temperature distribution calculation means 442 is the body surface temperature Tb1 at the thermal resistance value (R = 0), the intermediate temperature Tb2 at the thermal resistance value (R = RuA1), and the thermal resistance value (R = RuA2). From the outer surface temperature Tb5, the first temperature distribution TA (R) is calculated using the equation (14) of the seventh embodiment. Similarly, in the temperature measuring means 3B, the temperature distribution calculating means 442 also includes the body surface temperature Tb3 at the thermal resistance value (R = 0), the intermediate temperature Tb4 at the thermal resistance value (R = RuB1), and the thermal resistance value ( From the outer surface temperature Tb6 at R = RuB2), a second temperature distribution TB (R) is calculated.
The deep part temperature calculation means 441 calculates the temperature Tcore of the deep part by obtaining the intersection of these temperature distribution TA (R) and temperature distribution TB (R) simultaneously.
したがって、第四実施形態では、二つの温度分布TA(R)および温度分布TB(R)から人体2の深部の温度Tcoreが求められるため、既知の体温計で予め深部の温度を測定するなどの体温測定の準備工程が不要となる。つまり、第四実施形態の体温計1では、制御手段44から体温計本体3に温度測定指令信号が送信されると、各センサ31A,32A,33A,31B,32B,33Bからの温度情報が制御手段44に送信される。温度分布演算手段442は、これらの温度情報から温度分布TA(R)および温度分布TB(R)を演算する。そして、深部温度演算手段441が、これらの温度分布TA(R)および温度分布TB(R)より深部の温度Tcoreを演算することとなる。
Therefore, in the fourth embodiment, since the temperature Tcore of the deep part of the
このような第四実施形態によれば、次のような効果が得られる。
(11)体温計1が二つの温度測定手段3A,3Bを備えているので、温度分布演算手段442によりそれぞれ得た温度分布TA(R)および温度分布TB(R)を用いて、深部温度演算手段441では深部の温度Tcoreを演算できる。つまり、表層部熱抵抗値Rsを算出する必要がないので、制御手段44の構成を簡略化できるとともに演算処理を迅速にできる。したがって、体温計1の応答性を向上させることができる。
また、体温計1が二つの温度測定手段3A,3Bを備えているので、温度分布TA(R)および温度分布TB(R)を用いて直接深部の温度を演算できるから、表層部熱抵抗値Rsを求めるために既知の体温計などによって予め深部の温度を測定する必要がなく、体温測定のための準備工程が不要となる。よって体温計1の体温測定時間を短縮できるとともに、体温計1の取扱性を向上させることができる。
According to such a fourth embodiment, the following effects can be obtained.
(11) Since the thermometer 1 includes the two temperature measuring means 3A and 3B, the temperature distribution means TA (R) and the temperature distribution TB (R) respectively obtained by the temperature distribution calculating means 442 are used to calculate the deep temperature calculating means. In 441, the deep temperature Tcore can be calculated. That is, since it is not necessary to calculate the surface layer thermal resistance value Rs, the configuration of the control means 44 can be simplified and the arithmetic processing can be performed quickly. Therefore, the responsiveness of the thermometer 1 can be improved.
Since the thermometer 1 includes two temperature measuring means 3A and 3B, the temperature of the deep portion can be directly calculated using the temperature distribution TA (R) and the temperature distribution TB (R). Therefore, it is not necessary to previously measure the temperature of the deep part with a known thermometer or the like, and a preparation process for measuring the body temperature becomes unnecessary. Therefore, the body temperature measurement time of the thermometer 1 can be shortened, and the handleability of the thermometer 1 can be improved.
[第五実施形態]
次に、本発明の第五実施形態について説明する。第五実施形態は、第四実施形態における第1の測定部と第2の測定部との熱抵抗値が共通となっている点が異なる他は、第四実施形態と同様である。
[Fifth embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. The fifth embodiment is the same as the fourth embodiment except that the first measurement unit and the second measurement unit in the fourth embodiment share the same thermal resistance value.
図15には、第五実施形態の体温計本体3が示されている。この図15において、体温計本体3は、第四実施形態と同様に温度測定手段3A,3Bを備えている。
温度測定手段3Aは、人体2の体表面2Aに接触する接触面300Aを有する断熱材37と、断熱材37と外気との間に設けられた第1の断熱材としての断熱材38Aとを備えている。一方、温度測定手段3Bは、温度測定手段3Aの接触位置とは異なる位置の体表面2Aに接触する接触面300Bを有する断熱材37と、断熱材37と外気との間に設けられた第2の断熱材としての断熱材38Bとを備えている。すなわち、断熱材37は、温度測定手段3Aと温度測定手段3Bとで共通しており、したがって、共通の熱抵抗値Ru0を有する。
FIG. 15 shows the thermometer
The temperature measuring means 3A includes a
温度測定手段3Aは、体表面2Aに接触し体表面2Aの温度を測定する体表面センサ31Aと、断熱材37と断熱材38Aとの界面301Aの温度を測定する界面センサ39Aと、体表面センサ31Aと界面センサ39Aとの間に設けられた中間センサ32Aとを備えている。また、温度測定手段3Bは、温度測定手段3Aと同様に体表面センサ31Bと、断熱材37と断熱材38Bとの界面301Bの温度を測定する界面センサ39Bと、中間センサ32Bとを備えている。
なお、体表面2Aから中間センサ32A,32Bまでの熱抵抗値は既知の値であり、それぞれ熱抵抗値RuA1、熱抵抗値RuB1に設定されている。そして、本実施形態では、中間センサ32A,32Bの体表面2Aからの設置距離を等しくするなどの方法により、これらの熱抵抗値RuA1,RuB1は同じ値(RuA1=RuB1)に設定されている。
一方で、断熱材38Aと断熱材38Bとの熱抵抗値は互いに異なる値に設定されており、したがって、温度測定手段3A,3Bは、全体として異なる熱抵抗値となっているが、体表面センサ31A,31Bまでの熱抵抗値、中間センサ32A,32Bまでの熱抵抗値、および界面センサ39A,39Bまでの熱抵抗値は、それぞれ等しく設定されている。
The temperature measuring means 3A includes a
The thermal resistance values from the
On the other hand, the heat resistance values of the
このような第五実施形態では、第四実施形態と同様に、温度分布演算手段442で二つの温度分布TA(R)および温度分布TB(R)を演算し、深部温度演算手段441がこれらの温度分布TA(R)および温度分布TB(R)から深部の温度Tcoreを演算する。この際に、温度測定手段3A,3Bの全体としての熱抵抗値は異なるため、内部を流れる熱流束は異なり温度分布TA(R)および温度分布TB(R)もそれぞれ異なる。ところが、体表面センサ31A,31Bまでの熱抵抗値(R=0)、中間センサ32A,32Bまでの熱抵抗値(R=RuA1=RuB1)、および界面センサ39A,39Bまでの熱抵抗値(R=Ru2)がそれぞれ等しく設定されているので、深部温度演算手段441が深部の温度を演算する際には、演算上、これらの共通の熱抵抗値が消去されるため、これらの熱抵抗値を用いることなく深部の温度Tcoreを演算できる。つまり、体表面センサ31A,31Bで測定される体表面温度Tb1,Tb3、中間センサ32A,32Bで測定される中間温度Tb2,Tb4、および界面センサ39A,39Bで測定される界面温度Tb5,Tb6の測定値のみから、深部の温度Tcoreが測定されることとなる。
In the fifth embodiment, similar to the fourth embodiment, the temperature distribution calculating means 442 calculates two temperature distributions TA (R) and temperature distribution TB (R), and the deep temperature calculating means 441 The deep temperature Tcore is calculated from the temperature distribution TA (R) and the temperature distribution TB (R). At this time, since the thermal resistance values of the temperature measuring means 3A and 3B as a whole are different, the heat fluxes flowing inside are different, and the temperature distribution TA (R) and the temperature distribution TB (R) are also different. However, the thermal resistance value (R = 0) to the
このような第五実施形態によれば、第四実施形態の(11)の効果と同様の効果が得られる他、次のような効果が得られる。
(12)温度測定手段3A,3Bが共通の断熱材37に配置されているので、温度測定手段3A,3Bを一体的に構成することができるから、体温計1の取扱性を向上させることができる。
温度測定手段3A,3Bが全体として互いに異なる熱抵抗値を有しながら、体表面センサ31A,31Bの位置における熱抵抗値、中間センサ32A,32Bの位置における熱抵抗値、および界面センサ39A,39Bの位置における熱抵抗値がそれぞれ等しいので、深部温度演算手段441での深部の温度の演算において、これらの熱抵抗値が消去される。したがって、深部温度演算手段441での演算処理が簡単となり、演算処理を迅速に行える。
According to the fifth embodiment, in addition to the same effect as the effect (11) of the fourth embodiment, the following effect can be obtained.
(12) Since the temperature measuring means 3A and 3B are disposed on the common
While the temperature measuring means 3A and 3B have different thermal resistance values as a whole, the thermal resistance values at the positions of the
また、深部の温度を演算する際に各熱抵抗値が必要とならないので、温度測定手段3A,3Bが全体として互いに異なる熱抵抗値を有し、かつ体表面センサ31A,31Bの位置における熱抵抗値、中間センサ32A,32Bの位置における熱抵抗値、および界面センサ39A,39Bの位置における熱抵抗値がそれぞれ等しければ、その設定値を厳密に管理する必要がない。したがって、体温計1の製造時に熱抵抗値の管理を厳しく行う必要がないため、体温計1の製造管理を簡略化できる。
また、例えば体温計1の上から被服を着用して被服が体温計1に触れたり、体温計1を装着して寝具に横たわった際に寝具が触れたりすると、温度測定手段3A,3Bの熱抵抗値が変化するが、温度測定手段3A,3Bの全体の熱抵抗値が互いに違いさえすれば、深部の温度を正確に測定できる。したがって、体温計1を装着している間の姿勢や服装などの制限を少なくでき、体温計1の取扱性を向上させることができる。
Further, since each thermal resistance value is not required when calculating the temperature of the deep part, the temperature measuring means 3A, 3B have different thermal resistance values as a whole, and the thermal resistance at the position of the
Further, for example, if the clothing is worn on the thermometer 1 and the clothing touches the thermometer 1 or the bedding touches when the thermometer 1 is worn and lies on the bedding, the thermal resistance values of the temperature measuring means 3A and 3B are increased. Although it changes, as long as the overall thermal resistance values of the temperature measuring means 3A and 3B are different from each other, the temperature in the deep part can be measured accurately. Therefore, restrictions on postures and clothes while wearing the thermometer 1 can be reduced, and the handleability of the thermometer 1 can be improved.
[第六実施形態]
以下、本発明の第六実施形態を図面に基づいて説明する。
図16には、本実施形態にかかる体温計1のブロック構成図が示されている。この体温計1は、生体である人体2(図17参照)の体表面に接触する体温計本体3と、体温計本体3とは別体に設けられる表示装置4とを備えている。
[Sixth embodiment]
Hereinafter, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 16 is a block diagram of the thermometer 1 according to the present embodiment. The thermometer 1 includes a thermometer
図17には、体温計本体3が人体2に装着された図が示されており、また図18には、体温計本体3および表示装置4が装着された図が示されている。
まず、図17に示されるように、体温計本体3は、人体2の体表面2Aに接触し、この体表面2Aの温度を検出する基準温度測定部としての体表面センサ31と、体温計本体3の外気側に露出する外表面30を有するとともに、この外表面30の温度を検出する参照温度測定部としての外表面センサ33と、体表面センサ31および外表面センサ33の間に介装される断熱材37とを備えている。この体温計本体3は、粘着剤などによって体表面センサ31側の面を人体2に貼付可能となっており、この粘着剤などにより、体温計本体3が体表面2Aに良好な接触圧力で密着できるように構成されている。本実施形態では、体温計本体3は幼児(人体2)の額に密着されている。
FIG. 17 shows a view in which the
First, as shown in FIG. 17, the thermometer
ここで、体温計本体3の貼付位置は、人体で皮膚温が外気の影響を受けにくく、比較的安定して体表面温度を測定できる額や後頭部、胸部、背中などの部位に設定されることが望ましい。また、断熱材37は、体温計本体3を体表面2Aに貼り付けた際に、人体2の深部から体表面2Aおよび断熱材37を通って外表面30までの熱流束が定常状態で一定と近似できるように、ある程度の大きさを有していることが望ましく、例えば断熱材37が縦横10cm以上の寸法を有する略矩形状に形成されることが考えられる。この場合には、人体2の深部と体温計本体3が貼り付けられた体表面2Aの位置とを結ぶ方向に略直交する方向、具体的には体表面2Aに沿う方向の熱の移動を無視でき、人体2の深部から体表面2Aまでの熱の移動が1軸方向であるとみなせて熱の移動に直線性が得られるので、熱流束が一定であると近似できる。
Here, the attachment position of the thermometer
体表面センサ31および外表面センサ33は、第一実施形態で挙げたものが採用できる。
また、体温計本体3は、体表面センサ31および外表面センサ33の他に、前述の図1に示されるように、A/D変換器34と、送受信手段35とを備えている。
A/D変換器34は、体表面センサ31および外表面センサ33で変換された抵抗値や電圧値のアナログ信号をデジタル信号に変換し、送受信手段35に出力する。
送受信手段35は、アンテナコイル36を備え、A/D変換器34でデジタル信号に変換された温度値(抵抗値や電圧値)の信号を表示装置4側に電波送信する。
As the
In addition to the
The A /
The transmission / reception means 35 includes an
表示装置4は、図18に示されるように、腕時計型で携帯可能に構成されており、体温計本体3を装着した幼児を抱いた操作者5が装着できるようになっている。表示装置4は、前述の図16に示されるように、体温計本体3との間で信号を送受信する送受信手段41と、体温の測定結果などを表示する表示部42と、表示装置4を外部から操作する操作部43と、表示装置4の動作を制御する制御手段44と、送受信手段41や制御手段44などから得られた情報を蓄積する記憶部(記憶手段)45とを備えている。
As shown in FIG. 18, the
送受信手段41は、アンテナコイル46を備え、体温計本体3のアンテナコイル36との間で電波の送受信を行う。また、アンテナコイル46は、アンテナコイル36に対して電波を送信することにより、アンテナコイル36に電磁誘導によって起電力を発生させ、体温計本体3のチャージを行う。このため、体温計本体3はこの起電力によって駆動され、内部に電池などの電源を必要としない。
The transmission / reception means 41 includes an
表示部42および操作部43は、第一実施形態と同様であるので説明を省略する。
Since the
制御手段44は、体表面センサ31からの体表面温度と外表面センサ33からの外表面温度とに基づいて、体表面2Aから外表面30までの間の熱流束を算出する熱流束算出手段444と、算出された熱流束に基づいて、人体2の深部から体表面2Aまでの熱抵抗値を算出する熱抵抗算出手段443と、この熱抵抗算出手段443で算出された熱抵抗値に基づいて、人体2の深部の温度を演算する深部温度演算手段441とを備えている。
The control means 44 calculates the heat flux from the
熱流束算出手段444は、体表面センサ31で測定した体表面温度Tb1と、外表面センサ33で測定した外表面温度Tb2とから、体表面2Aと外表面30との間に流れる熱流束Quを算出する。
図19には、人体2の深部から体表面2Aおよび体温計本体3を通って外気までの温度分布のモデルが示されている。この図19に示されるように、人体2の深部から外気までの温度の伝達モデルにおいては、人体2の深部の温度Tcoreは略一定となっている。深部よりも外殻側の表層部では、皮膚の熱抵抗や外気温の影響により体温が下降する。また、体表面2Aと体温計本体3との間には、微視的には隙間が生じているため、この隙間での熱放出により、接触熱抵抗部でも温度が低下する。なお、実際に体温計本体3で体表面2Aの体温を測定する場合には、この接触熱抵抗部により低下した温度Tb1が測定される
こととなる。
体温計本体3自体にも熱抵抗が存在するため、体温計本体3内でも温度の降下が生じ、体温計本体3の外表面30では温度Tb2となる。外表面センサ33では、この温度Tb2が測定されることとなる。さらに、体温計本体3の外表面30と外気との間でも外気温接触部での熱放出があるため、温度が低下し、最終的に外気温Tambとなる。
The heat flux calculating means 444 calculates a heat flux Qu flowing between the
FIG. 19 shows a model of the temperature distribution from the deep part of the
Since the thermometer
ここで、横軸を熱抵抗とし、縦軸を温度とすると、温度分布グラフの傾きは熱流束Qとなり、定常状態では、各部における熱流束Qは一定となるため、図19ではグラフの傾きが一定となっている。このとき、体温計本体3の熱抵抗値Ru0は、断熱材37の熱抵抗値とほぼ等しく既知であるため、体温計本体3の体表面温度Tb1および外表面温度Tb2がわかれば、次式により熱流束Quが算出できる。
Here, when the horizontal axis is the thermal resistance and the vertical axis is the temperature, the slope of the temperature distribution graph is the heat flux Q, and in a steady state, the heat flux Q in each part is constant. It is constant. At this time, the thermal resistance value Ru0 of the
熱抵抗算出手段443は、この数式1により求めた熱流束Quを用いて、人体2の深部から体表面2Aまでの部分における熱抵抗値Rs+Rtを次のように算出する。
表層部および接触熱抵抗部を合わせた部分、つまり人体2の深部から体表面2Aまでの部分における熱流束Qs+tは、人体2の深部の体温Tcore、および熱抵抗Rs+Rtを用いると次式で表される。
The thermal resistance calculation means 443 calculates the thermal resistance value Rs + Rt in the part from the deep part of the
The heat flux Qs + t in the part including the surface layer part and the contact thermal resistance part, that is, the part from the deep part of the
ここで、熱流束Qは各部において一定であるから、体温計本体3内部における熱流束Quと、人体2の深部から体表面2Aまでの部分における熱流束Qs+tは等しくなる。したがって、これらの式は、次式のように整理される。
この式に示されるように、体表面センサ31で測定された熱抵抗算出用の算出用体表面温度T0,b1と、外表面センサ33で測定された熱抵抗算出用の算出用外表面温度T0,b2と、熱抵抗算出用の深部の算出用深部体温T0,coreとがわかれば、深部から体表面2Aまでの部分の表層部熱抵抗値Rs+Rtが求められる。
Here, since the heat flux Q is constant in each part, the heat flux Qu in the thermometer
As shown in this equation, the calculation body surface temperature T0, b1 for calculating the thermal resistance measured by the
実際に人体2の体温を測定する際には、深部温度演算手段441は、熱抵抗算出手段443で算出した表層部熱抵抗値Rs+Rtを用いて、体表面センサ31で得た体表面温度Tb1および外表面センサ33で得た外表面温度Tb2から、次式より深部の温度Tcoreを算出する。
When actually measuring the body temperature of the
記憶部45には、体温計本体3から送信された体表面温度Tb1および外表面温度Tb2が記憶される。また、熱抵抗算出手段443で算出された人体2の深部から体表面2Aまでの部分の表層部熱抵抗値Rs+Rt、深部温度演算手段441で演算された人体2の深部の温度Tcoreなどが記憶される。
ここで、記憶部45は、複数の人体2に関する温度情報を記憶可能に構成されており、表層部熱抵抗値Rs+Rtや深部の温度Tcoreなどが、各人体2毎に記憶されている。また、記憶部45は、表層部熱抵抗値Rs+Rtを算出する際に測定した算出用体表面温度T0,b1および算出用参照温度T0,b2などの測定位置を記憶可能となっている。なお、記憶部45には、前述の温度情報以外にも、例えば被測定者(人体2、幼児)の氏名、年齢、測定日時などの測定情報を記憶させてもよい。この場合に、これらの測定情報は、操作部43から入力されてもよい。
The
Here, the memory |
このような体温計1では、次のように動作する。
図20には、本実施形態における体温計1の動作を示すフローチャートが示されている。この図20に示されるように、体温計1で人体2の体温を測定するには、まず、その人体2における深部から体表面2Aまでの表層部熱抵抗値Rs+Rtを算出する体温測定準備工程を行う。
人体2(本実施形態では幼児の額)に体温計本体3を装着し、幼児を抱いた体温計1の操作者5は表示装置4を腕に装着する。操作者5が表示装置4の操作部43を操作することにより表示装置4のスイッチがONされると、送受信手段41が体温計本体3に電波を送信する。この電波による電磁誘導でアンテナコイル36に起電力を発生させることにより体温計本体3にチャージを行う(ステップS11)。起電力により体温計本体3が起動し(ステップS12)、体表面センサ31および外表面センサ33が起動する。これらのセンサ31,33が起動すると、体温計本体3は、送受信手段35から表示装置4にスタンバイ信号を送信する(ステップS13)。
Such a thermometer 1 operates as follows.
FIG. 20 shows a flowchart showing the operation of the thermometer 1 in the present embodiment. As shown in FIG. 20, in order to measure the body temperature of the
The thermometer
表示装置4の制御手段44は、このスタンバイ信号を受信すると温度測定指令信号を送受信手段41から送信する(ステップS14)。体温計本体3は、この温度測定指令信号を受信して、体表面センサ31および外表面センサ33を駆動し、体表面2Aの算出用体表面温度T0,b1および外表面30の算出用外気温度T0,b2を測定する(ステップS15およびステップS16、熱抵抗算出用温度測定工程)。これらの算出用体表面温度T0,b1および算出用外気温度T0,b2の温度情報は、A/D変換器34でアナログ信号からデジタル信号に変換され、送受信手段35によって表示装置4に送信される(ステップS17)。なお、算出用体表面温度T0,b1および算出用外気温度T0,b2は、人体2の深部から体表面2Aまでの伝熱が定常状態となるように、所定時間経過後に測定することが望ましい。
When receiving the standby signal, the control means 44 of the
ここで、制御手段44は、体表面センサ31および外表面センサ33から得た温度情報を用いて表層部熱抵抗値Rs+Rtの算出を行うのか、深部の温度の演算を行うのかを判断する必要がある。このため、制御手段44には、図示しない選択手段が設けられている。この選択手段は、例えば表示部42に、「体温測定準備モード」および「体温測定モード」のいずれかを選択させる選択画面を表示し、操作者5は、操作部43を操作することなどによってどちらかのモードを選択するように構成されていればよい。ここでは、操作者5は、体温測定準備モードを選択して、制御手段44に温度情報を用いて表層部熱抵抗値Rs+Rtの算出を行う指示を行えばよい。表示装置4の制御手段44は、体温計本体3から送信された算出用体表面温度T0,b1および算出用外表面温度T0,b2に基づいて熱流束算出手段444で熱流束Qs+rを算出する(ステップS18、熱流束算出工程)。
Here, the control means 44 needs to determine whether to calculate the surface layer thermal resistance value Rs + Rt using the temperature information obtained from the
次に、表示装置4は、表示部42に熱抵抗算出用の深部の温度である算出用深部温度T0,coreを入力するよう求める画面を表示する。操作者5は、操作部43を操作することによって、測定した算出用深部温度T0,coreを入力する。これにより、表示装置4は、算出用深部温度T0,coreを取得する(ステップS19)。なお、算出用深部温度T0,coreは、腋下温や舌下温などを測定する既知の体温計により測定すればよい。
制御手段44の熱抵抗算出手段443は、取得した算出用深部温度T0,coreと、熱流束算出手段444で算出した熱流束Qs+rとから、数式3によって人体2の深部から体表面2Aまでの表層部熱抵抗値Rs+Rtを算出する(ステップS20、熱抵抗算出工程)。制御手段44は、算出した表層部熱抵抗値Rs+Rtを記憶部45に記憶させて(ステップS21、記憶工程)体温測定準備を終了する。
Next, the
The thermal resistance calculation means 443 of the control means 44 uses the acquired calculation depth temperature T0, core and the heat flux Qs + r calculated by the heat flux calculation means 444 to obtain the surface layer from the deep portion of the
次に、実際に人体2の体温を連続的に測定する場合の体温測定工程における体温計1の動作について説明する。
図21は、体温計1の動作を示すフローチャートである。この図21において、体温計1で人体2の体温を測定する際には、まず前述のステップS11と同様に、表示装置4のアンテナコイル46からの電波によるアンテナコイル36に電磁誘導によって、体温計本体3にチャージを行う(ステップS31)。体温計本体3の各センサ31,33が起動すると(ステップS32)、体温計本体3は表示装置4にスタンバイ信号を送信する(ステップS33)。これにより、表示装置4は、体温計本体3が体温を測定する準備が整ったと判断し、記憶部45から人体2の表層部熱抵抗値Rs+Rtを読み出す(ステップS34)。そして、送受信手段41を介して体温計本体3に体温の測定開始信号を送信する(ステップS35)。
Next, the operation of the thermometer 1 in the body temperature measurement step when actually measuring the body temperature of the
FIG. 21 is a flowchart showing the operation of the thermometer 1. In FIG. 21, when the body temperature of the
体温計本体3は、表示装置4からの測定開始信号を受信して、体表面センサ31による体表面2Aの体表面温度Tb1の測定および外表面センサ33による外表面温度Tb2の測定を開始する(ステップS36、温度測定工程)。体表面センサ31で検出された温度値Tb1,Tb2は、A/D変換器34でデジタル信号に変換された後、送受信手段35で表示装置4に送信される。
なお、制御手段44では、体表面センサ31および外表面センサ33からの温度情報を用いて深部の体温を演算するために、前述の選択手段によって「体温測定モード」が選択されている必要がある。
制御手段44の深部温度演算手段441では、体温計本体3から送信された体表面温度Tb1および外表面温度Tb2から本実施形態で示した前述の式によって深部の温度Tcoreを演算する(ステップS37、深部温度演算工程)。制御手段44は、記憶部45に温度Tcoreを記憶させるとともに(ステップS38)、表示部42に温度Tcoreを表示する(ステップS39)。操作者5は、幼児を抱いた状態で、腕時計型の表示装置4の表示部42で、温度Tcoreを確認できる。
The thermometer
The control means 44 needs to select the “body temperature measurement mode” by the selection means described above in order to calculate the body temperature at the deep part using the temperature information from the
The deep temperature calculation means 441 of the control means 44 calculates the deep temperature Tcore from the body surface temperature Tb1 and the outer surface temperature Tb2 transmitted from the thermometer
制御手段44は、内蔵されたタイマーにより体表面温度Tb1の測定時からの経過時間をカウントし、所定時間経過したか否かを監視する(ステップS40)。経過時間が所定時間以上となると、ステップS35に戻って、制御手段44は体温計本体3に測定開始信号を送信し、再度体表面温度Tb1および外表面温度Tb2の測定を行う。
このようにして所定時間毎に体表面温度Tb1および外表面温度Tb2を測定して深部の温度Tcoreを演算し、記憶部45に蓄積する。
The control means 44 counts the elapsed time from the measurement of the body surface temperature Tb1 by a built-in timer, and monitors whether or not a predetermined time has elapsed (step S40). When the elapsed time is equal to or longer than the predetermined time, the
In this way, the body surface temperature Tb1 and the outer surface temperature Tb2 are measured every predetermined time, the deep temperature Tcore is calculated, and stored in the
なお、表層部熱抵抗値Rs+Rtは、人体2の体型が急激に変化するなどの特別の事情がある場合以外は、大きく変化しないので、熱流束算出手段444による熱流束Qs+rの算出、および熱抵抗算出手段443による表層部熱抵抗値Rs+Rtの算出は、体温の測定を始める際に最初の一回行えばよい。なお、体型が急激に変化するなどして人体2の伝熱特性が変化した場合には、もう一度深部の温度データT0,coreを取得し、体表面温度Tb1および外表面温度Tb2を測定して熱流束Qs+rおよび表層部熱抵抗値Rs+Rtを算出すればよい。
また、人体2に固有の表層部熱抵抗値Rs+Rtは、変化が小さいので、体温計1を再び使用する場合にも、前回算出した表層部熱抵抗値Rs+Rtを用いることができるので、二回目からの測定時には、体温測定開始までの時間の短縮を図ることができる。この場合に、記憶部45に複数の人体2に対する表層部熱抵抗値Rs+Rtを記憶しておけば、操作部43で操作することによって前回算出した表層部熱抵抗値Rs+Rtを読み出して再度利用することができる。この場合には、体温測定工程を行う際に、操作部43によって人体2を特定するための生体選択を行えばよい。
It should be noted that the surface layer thermal resistance value Rs + Rt does not change greatly unless there is a special circumstance such as a sudden change in the body shape of the
In addition, since the surface layer thermal resistance value Rs + Rt specific to the
このような第六実施形態によれば、第一実施形態の(3)および(5)の効果のほかに次のような効果が得られる。
(13)熱抵抗算出手段443が、人体2の算出用体表面温度T0,b1、算出用外表面温度T0,b2、断熱材37等の既知の熱抵抗値Ru0、および算出用深部温度T0,coreに基づいて表層部熱抵抗値Rs+Rtを算出するので、人体2の伝熱特性に応じた表層部熱抵抗値Rs+Rtを得ることができる。深部温度演算手段441は、この表層部熱抵抗値Rs+Rtを基に深部の温度Tcoreを算出するので、人体2の体型の違いなどによる影響を受けることなく、人体2の伝熱特性に応じて、深部の体温Tcoreを正確に演算できる。
また、人体2の深部から外気までの熱流束が一定であることを利用して、熱抵抗算出手段443が人体2の表層部熱抵抗値Rs+Rtを算出するので、従来の体温計のように熱流をキャンセルするためのヒータなどの加熱手段が不要となるから、体温計1の構成を簡単にできる。これにより体温計1の小型化をより一層促進できる。そして、従来の加熱手段が不要なので、体温計1の省電力化を促進できるとともに、体温計1を長時間体表面2Aに貼り付けていても安全であるから、体温計1の安全性、取扱性を向上させることができる。
According to the sixth embodiment, in addition to the effects (3) and (5) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(13) The thermal
In addition, by utilizing the fact that the heat flux from the deep part of the
(14)体温計本体3と表示装置4とを別体に構成し、送受信手段35,41によって通信可能に構成したので、人体2に接触させる体温計本体3に搭載する部品数を最小限に抑制でき、体温計本体3の軽量化、小型化を促進できる。よって、体温計本体3を長時間貼り付けていても負担にはならないため、体温計本体3の携帯性を向上させることができる。また、熱抵抗算出手段443や深部温度演算手段441を備えた制御手段44も表示装置4に設けたことにより、体温計本体3の軽量化、小型化をより一層促進できる。
送受信手段35,41がアンテナコイル36,46によって無線通信を行う構成となっているので、配線などが邪魔にならず、体温計1の取扱性を向上させることができる。
さらに、表示装置4が、腕時計型に形成されているので、操作者5が腕につけて表示部42を視認できる。したがって、本実施形態のように体温を測定したい幼児を抱いた状態で体温の表示を確認できるので、体温計1の操作性を向上させることができる。
(14) Since the thermometer
Since the transmission / reception means 35 and 41 are configured to perform wireless communication by the antenna coils 36 and 46, the wiring and the like do not get in the way, and the handleability of the thermometer 1 can be improved.
Furthermore, since the
(15)記憶部45に表層部熱抵抗値Rs+Rtが記憶されるので、体温測定工程では、記憶された表層部熱抵抗値Rs+Rtを読み出して用いることができる。このため、体温測定準備工程と体温測定工程とを連続して行う必要がなく、予め表層部熱抵抗値Rs+Rtを算出しておくことができる。したがって、体温計1の取扱性を向上させることができるとともに、体温測定工程での測定時間を短縮できる。また、記憶部45が、複数の人体2の表層部熱抵抗値Rs+Rtを記憶できるので、体温計1を複数人に交互に使用することもでき、体温計1の利便性を向上させることができる。
(15) Since the surface layer thermal resistance value Rs + Rt is stored in the
[第7実施形態]
図22には、本実施形態にかかる体温計1のブロック構成図が示されている。この体温計1は、生体である人体2(図23参照)の体表面に接触する温度測定手段としての体温計本体3と、体温計本体3とは別体に設けられる表示装置4とを備えている。
[Seventh Embodiment]
FIG. 22 is a block diagram of the thermometer 1 according to the present embodiment. The thermometer 1 includes a thermometer
図23には、体温計本体3が人体2に装着された図が示されており、また図24には、体温計本体3および表示装置4が装着された図が示されている。
まず、図23に示されるように、体温計本体3は、人体2の体表面2Aに接触する接触面300を有し、体表面2Aの温度を検出する測定部としての体表面センサ31と、体温計本体3の外気側に露出する外表面30を有するとともに、この外表面30の温度を検出する測定部としての外表面センサ33と、体表面センサ31と外表面センサ33との中間位置に配置される測定部としての中間センサ32とを備え、これらの体表面センサ31、中間センサ32、および外表面センサ33は断熱材37に取り付けられ固定されている。この体温計本体3は、粘着剤などによって体表面センサ31側の面を人体2に貼付可能となっており、この粘着剤などにより、体温計本体3が体表面2Aに良好な接触圧力で密着できるように構成されている。
FIG. 23 shows a view in which the
First, as shown in FIG. 23, the thermometer
ここで、体温計本体3の貼付位置は、人体で皮膚温が外気の影響を受けにくく、比較的安定して体表面温度を測定できる額や後頭部、胸部、背中などの部位に設定されることが望ましい。本実施形態では、体温計本体3は、幼児(人体)2の胸部に貼り付けられている。
また、断熱材37は、体温計本体3を体表面2Aに貼り付けた際に、人体2の深部から体表面2Aおよび断熱材37を通って外表面30までの熱流束が外部の環境に影響されにくく安定するように、ある程度の大きさを有していることが望ましく、例えば断熱材37が縦横10cm以上の寸法を有する略矩形状に形成されることが考えられる。
Here, the attachment position of the thermometer
In addition, when the
なお、断熱材37の熱抵抗値Ru0は、適宜な材料を選択することにより所定値に設定されており、したがって、接触面300から外表面センサ33までの熱抵抗値は、断熱材37の熱抵抗値にほぼ等しく、熱抵抗値Ru0となる。また、接触面300から中間センサ32までの熱抵抗値は、接触面300から中間センサ32が設けられた位置までの距離などによって設定可能な所定値であり、本実施形態では、熱抵抗値Ru01に設定されている。
The heat resistance value Ru0 of the
体表面センサ31、外表面センサ33、および中間センサ32は、第一実施形態で示した温度値を抵抗値に変換するものや、温度値を電圧値に変換するものなどが採用できる。
また、体温計本体3は、体表面センサ31、外表面センサ33、および中間センサ32の他に、前述の図22に示されるように、A/D変換器34と、送受信手段35とを備えている。
A/D変換器34は、体表面センサ31、外表面センサ33、および中間センサ32で変換された抵抗値や電圧値のアナログ信号をデジタル信号に変換し、送受信手段35に出力する。もしくは、A/D変換器34の代わりにCR発振を利用したRFコンバータを使用しても良い。
送受信手段35は、アンテナコイル36を備え、A/D変換器34でデジタル信号に変換された温度値(抵抗値や電圧値)の信号を表示装置4側に電波送信する。
As the
In addition to the
The A /
The transmission / reception means 35 includes an
表示装置4は、図24に示されるように、腕時計型で携帯可能に構成されており、体温計本体3を装着した幼児を抱いた操作者5が装着できるようになっている。表示装置4は、前述の図22に示されるように、体温計本体3との間で信号を送受信する送受信手段41と、体温の測定結果などを表示する表示部42と、表示装置4を外部から操作する操作部43と、表示装置4の動作を制御する制御手段44と、送受信手段41や制御手段44などから得られた情報を蓄積する記憶部(記憶手段)45とを備えている。
As shown in FIG. 24, the
送受信手段41は、第六実施形態と同一であるので説明を省略する。また、表示部42および操作部43は、第一実施形態と同様であるので説明を省略する。
Since the transmission / reception means 41 is the same as that of the sixth embodiment, description thereof is omitted. Moreover, since the
制御手段44は、体表面センサ31からの体表面温度、中間センサ32からの中間温度、および外表面センサ33からの外表面温度に基づいて熱抵抗値と温度との関係を温度分布として演算する温度分布演算手段442と、体表面温度、中間温度、外表面温度、および既知の体温計などで測定された算出用深部温度とを用いて人体2の深部から体表面2Aまでの表層部熱抵抗値を算出する熱抵抗算出手段443と、熱抵抗算出手段443で算出された表層部熱抵抗値を用いて人体2の深部の温度を演算する深部温度演算手段441とを備えている。
The control means 44 calculates the relationship between the thermal resistance value and the temperature as a temperature distribution based on the body surface temperature from the
ここで図25に、人体2の深部から体表面2Aまでの距離に対する体温の温度分布のシミュレーション結果を示す。この図25に示されるように、深部からの距離に対する温度変化は直線的とはならず曲線的となっている。これは、深部からの熱の移動が、実際には深部から体表面に向かって1次元的に行われるのではなく、体表面に沿った方向にも行われることにより3次元的に行われていることや、その他の理由によるものと考えられる。
FIG. 25 shows a simulation result of the temperature distribution of the body temperature with respect to the distance from the deep part of the
図26には、人体2の深部から体表面2Aおよび体温計本体3を通って外気までの温度分布のモデルが示されている。この図26において、横軸は熱抵抗値であり、縦軸は温度(体温)となっている。図26に示されるように、人体2の深部から外気までの温度の伝達モデルにおいては、人体2の深部の温度Tcoreは略一定となっている。深部よりも外殻側の表層部では、皮膚の熱抵抗や外気温の影響により体温が下降する。なお、図示はしないが、体表面2Aと体温計本体3との間には、微視的には隙間が生じているため、この隙間での熱放出により、接触熱抵抗部でも温度が低下する。したがって実際に体温計本体3で体表面2Aの体温を測定する場合には、この接触熱抵抗部により低下した温度Tb1が測定されることとなる。
体温計本体3自体にも熱抵抗が存在するため、体温計本体3内でも温度の降下が生じ、体温計本体3の外表面30では温度Tb2となる。また、中間センサ32の位置では温度Tb2が測定され、外表面センサ33では、この温度Tb4が測定されることとなる。さらに、体温計本体3の外表面30と外気との間でも外気温接触部での熱放出があるため、温度が低下し、最終的に外気温Tambとなる。
ここで、前述の図25に示したように、人体2の深部から体表面2Aまでの熱の移動は1次元的に行われるものではないため、図26においても熱抵抗値と温度との関係は、曲線的となっている。
FIG. 26 shows a model of the temperature distribution from the deep part of the
Since the thermometer
Here, as shown in FIG. 25 described above, the heat transfer from the deep part of the
温度分布演算手段442は、体表面センサ31で測定した体表面温度Tb1と、中間センサ32で測定した中間温度Tb2と、外表面センサ33で測定した外表面温度Tb4とから曲線近似を行うことにより熱抵抗値Rと温度Tの関係を人体2の温度分布T(R)として求める。
具体的には、温度分布T(R)は、熱抵抗値Rの多項式近似式として、次の式(14)で表される。
The temperature distribution calculating means 442 performs curve approximation from the body surface temperature Tb1 measured by the
Specifically, the temperature distribution T (R) is expressed by the following equation (14) as a polynomial approximation of the thermal resistance value R.
温度分布演算手段442は、この式(14)に体表面2Aの熱抵抗値(R=0)における体表面温度Tb1を入力した式、中間センサ32の位置の熱抵抗値(R=Ru01)における中間温度Tb2を入力した式、および外表面30の熱抵抗値(R=Ru0)における外表面温度b4を入力した式より、定数a,b,cを決定し、熱抵抗値Rに関する温度Tの関数(温度分布)T(R)を求める。
The temperature distribution calculating means 442 is an expression in which the body surface temperature Tb1 at the thermal resistance value (R = 0) of the
熱抵抗算出手段443は、表層部熱抵抗値Rsを求めるために測定された算出用体表面温度T0,b1、算出用中間温度T0,b2、および算出用外表面温度T0,b4から、温度分布演算手段442によって演算された熱抵抗値算出用の温度分布T0(R)を用い、この温度分布T0(R)に熱抵抗算出用の人体2の深部の算出用深部温度T0,coreを代入することにより、深部から体表面2Aまでの部分の表層部熱抵抗値Rsを求める。
The thermal resistance calculation means 443 calculates the temperature distribution from the calculation body surface temperature T0, b1, the calculation intermediate temperature T0, b2, and the calculation outer surface temperature T0, b4 measured to obtain the surface layer thermal resistance value Rs. The temperature distribution T0 (R) for calculating the thermal resistance value calculated by the calculation means 442 is used, and the calculation depth temperature T0, core of the deep portion of the
実際に人体2の体温を測定する際には、深部温度演算手段441は、熱抵抗算出手段443で算出した表層部熱抵抗値Rsを用いて、温度分布演算手段442で求められた温度分布T(R)に表層部熱抵抗値Rsを代入することにより、深部の温度Tcoreを算出する。
When actually measuring the body temperature of the
記憶部45には、体温計本体3から送信された体表面温度Tb1、中間温度Tb2、および外表面温度Tb4が記憶される。また、熱抵抗算出手段443で算出された人体2の深部から体表面2Aまでの部分の表層部熱抵抗値Rs、深部温度演算手段441で演算された人体2の深部の温度Tcoreなどが記憶される。
ここで、記憶部45は、複数の人体2に関する温度情報を記憶可能に構成されており、表層部熱抵抗値Rsや深部の温度Tcoreなどが、各人体2毎に記憶されている。また、記憶部45は、表層部熱抵抗値Rsを算出する際に測定した算出用体表面温度T0,b1、算出用中間温度T0,b2、および算出用外表面温度T0,b4などの測定位置を記憶可能となっている。なお、記憶部45には、前述の温度情報以外にも、例えば被測定者(人体2、幼児)の氏名、年齢、測定日時などの測定情報を記憶させてもよい。この場合に、これらの測定情報は、操作部43から入力されてもよい。
The
Here, the memory |
このような体温計1では、次のように動作する。
図27には、本実施形態における体温計1の動作を示すフローチャートが示されている。この図27に示されるように、体温計1で人体2の体温を測定するには、まず、その人体2における深部から体表面2Aまでの表層部熱抵抗値Rsを算出する体温測定準備工程を行う。
人体2(本実施形態では幼児の胸部)に体温計本体3を装着し、幼児を抱いた体温計1の操作者5は表示装置4を腕に装着する。操作者5が表示装置4の操作部43を操作することにより表示装置4のスイッチがONされると、送受信手段41が体温計本体3に電波を送信する。この電波による電磁誘導でアンテナコイル36に起電力を発生させることにより体温計本体3にチャージを行う(ステップS41)。起電力により体温計本体3が起動すると(ステップS42)、体表面センサ31、中間センサ32、および外表面センサ33が起動する。これらのセンサ31,32,33が起動すると、体温計本体3は、送受信手段35から表示装置4にスタンバイ信号を送信する(ステップS43)。
Such a thermometer 1 operates as follows.
FIG. 27 shows a flowchart showing the operation of the thermometer 1 in the present embodiment. As shown in FIG. 27, in order to measure the body temperature of the
The thermometer
表示装置4の制御手段44は、このスタンバイ信号を受信すると温度測定指令信号を送受信手段41から送信する(ステップS44)。体温計本体3は、この温度測定指令信号を受信して、体表面センサ31、中間センサ32、および外表面センサ33を作動させ、表層部熱抵抗値Rsの算出用温度、つまり体表面2Aの算出用体表面温度T0,b1、断熱材37の中間の算出用中間温度T0,b2、および外表面30の算出用外表面温度T0,b4を測定する(ステップS45、熱抵抗算出用温度測定工程)。これらの算出用体表面温度T0,b1、算出用中間温度T0,b2、および算出用外表面温度T0,b4の温度情報は、A/D変換器34でアナログ信号からデジタル信号に変換され、送受信手段35によって表示装置4
に送信される(ステップS46)。なお、算出用体表面温度T0,b1、算出用中間温度T0,b2、および算出用外表面温度T0,b4は、人体2の深部から体表面2Aまでの伝熱が定常状態となるように、所定時間経過後に測定することが望ましい。
When receiving the standby signal, the control means 44 of the
(Step S46). The calculation body surface temperature T0, b1, the calculation intermediate temperature T0, b2, and the calculation outer surface temperature T0, b4 are set so that heat transfer from the deep part of the
ここで、制御手段44は、体表面センサ31、中間センサ32、および外表面センサ33から得た温度情報を用いて表層部熱抵抗値Rsの算出を行うのか、深部の温度Tcoreの演算を行うのかを判断する必要がある。このため、制御手段44には、図示しない選択手段が設けられている。この選択手段は、例えば表示部42に、「体温測定準備モード」および「体温測定モード」のいずれかを選択させる選択画面を表示し、操作者5は、操作部43を操作することなどによってどちらかのモードを選択するように構成されていればよい。ここでは、操作者5は、体温測定準備モードを選択して、制御手段44に温度情報を用いて表層部熱抵抗値Rsの算出を行う指示を行えばよい。
表示装置4の制御手段44は、体温計本体3から送信された算出用体表面温度T0,b1、算出用中間温度T0,b2、および算出用外表面温度T0,b4に基づいて温度分布演算手段442で定数a,b,cを決定することにより、温度分布T0(R)を演算する(ステップS47、温度分布演算工程)。
Here, the control means 44 calculates the surface layer thermal resistance value Rs using the temperature information obtained from the
The control means 44 of the
次に、表示装置4は、表示部42に熱抵抗値算出用の深部の温度である算出用深部温度T0,coreを入力するよう求める画面を表示する。操作者5は、操作部43を操作することによって、測定した算出用深部温度T0,coreを入力する。これにより、表示装置4は、算出用深部温度T0,coreを取得する(ステップS48)。なお、算出用深部温度T0,coreは、腋下温や舌下温などを測定する既知の体温計により測定すればよく、算出用体表面温度T0,b1、算出用中間温度T0,b2、算出用外表面温度T0,b4の測定とほぼ同時に測定しておく必要がある。
制御手段44の熱抵抗算出手段443は、取得した算出用深部温度T0,coreを、温度分布演算手段442で演算した温度分布T0(R)に代入することによって人体2の深部から体表面2Aまでの表層部熱抵抗値Rsを算出する(ステップS49、熱抵抗算出工程)。制御手段44は、算出した表層部熱抵抗値Rsを記憶部45に記憶させて(ステップS50)体温測定準備を終了する。
Next, the
The thermal resistance calculation means 443 of the control means 44 substitutes the acquired depth temperature T0, core for calculation into the temperature distribution T0 (R) calculated by the temperature distribution calculation means 442, thereby from the deep part of the
次に、実際に人体2の体温を連続的に測定する場合の体温測定工程における体温計1の動作について説明する。図28は、体温計1の動作を示すフローチャートである。この図28において、体温計1で人体2の体温を測定する際には、まず前述のステップS41と同様に、表示装置4のアンテナコイル46からの電波によるアンテナコイル36に電磁誘導によって、体温計本体3にチャージを行う(ステップS51)。体温計本体3の各センサ31,32,33が起動すると(ステップS52)、体温計本体3は表示装置4にスタンバイ信号を送信する(ステップS53)。これにより、表示装置4は、体温計本体3が体温を測定する準備が整ったと判断し、記憶部45から人体2の表層部熱抵抗値Rsを読み出す(ステップS54)。そして、送受信手段41を介して体温計本体3に体温の測定開始信号を送信する(ステップS55)。
Next, the operation of the thermometer 1 in the body temperature measurement step when actually measuring the body temperature of the
体温計本体3は、表示装置4からの測定開始信号を受信して、体表面センサ31による体表面2Aの体表面温度Tb1の測定、中間センサ32による中間温度Tb2の測定、および外表面センサ33による外表面温度Tb4の測定を開始する(ステップS56、温度測定工程)。各センサ31,32,33で検出された温度値Tb1,Tb2,Tb4は、A/D変換器34でデジタル信号に変換された後、送受信手段35で表示装置4に送信される。
なお、制御手段44では、体表面センサ31、中間センサ32、および外表面センサ33からの温度情報を用いて深部の体温を演算するために、前述の選択手段によって「体温測定モード」が選択されている必要がある。
制御手段44の温度分布演算手段442では、体温計本体3から送信された体表面温度T、中間温度T、および外表面温度Tから、式(14)を用いて多項式近似の曲線近似を行うことにより、温度分布T(R)を演算する(ステップS57)。
深部温度演算手段441では、熱抵抗算出手段443で算出された表層部熱抵抗値Rsと、温度分布演算手段442で演算された温度分布T(R)とに基づき、深部の温度Tcoreを演算する(ステップS58、深部温度演算工程)。制御手段44は、記憶部45に温度Tcoreを記憶させるとともに(ステップS59)、表示部42に温度Tcoreを表示する(ステップS60)。操作者5は、幼児を抱いた状態で、腕時計型の表示装置4の表示部42で、温度Tcoreを確認できる。
The thermometer
In the control means 44, the “body temperature measurement mode” is selected by the selection means described above in order to calculate the body temperature at the deep part using the temperature information from the
The temperature distribution calculation means 442 of the control means 44 performs a curve approximation of a polynomial approximation from the body surface temperature T, the intermediate temperature T, and the outer surface temperature T transmitted from the
The deep temperature calculation means 441 calculates the deep temperature Tcore based on the surface layer thermal resistance value Rs calculated by the thermal resistance calculation means 443 and the temperature distribution T (R) calculated by the temperature distribution calculation means 442. (Step S58, deep temperature calculation step). The
制御手段44は、内蔵されたタイマーにより体表面温度Tb1、中間温度Tb2、および外表面温度Tb4の測定時からの経過時間をカウントし、所定時間経過したか否かを監視する(ステップS61)。経過時間が所定時間以上となると、ステップS65に戻って、制御手段44は体温計本体3に測定開始信号を送信し、再度体表面温度Tb1、中間温度Tb2、および外表面温度Tb4の測定を行う。
このようにして所定時間毎に体表面温度Tb1、中間温度Tb2、および外表面温度Tb4を測定して深部の温度Tcoreを演算し、記憶部45に蓄積する。
The control means 44 counts the elapsed time from the measurement of the body surface temperature Tb1, the intermediate temperature Tb2, and the outer surface temperature Tb4 by a built-in timer, and monitors whether or not a predetermined time has elapsed (step S61). When the elapsed time is equal to or longer than the predetermined time, the
In this way, the body surface temperature Tb1, the intermediate temperature Tb2, and the outer surface temperature Tb4 are measured every predetermined time, and the deep temperature Tcore is calculated and stored in the
なお、表層部熱抵抗値Rsは、人体2の体型が急激に変化するなどの特別の事情がある場合以外は、大きく変化しないので、表層部熱抵抗値Rsを算出する際の温度分布演算手段442での温度分布T0(R)の演算、および熱抵抗算出手段443による表層部熱抵抗値Rsの算出は、体温の測定を始める際に最初の一回行えばよい。なお、体型が急激に変化するなどして人体2の伝熱特性が変化した場合には、もう一度深部の温度データT0,coreを取得し、算出用体表面温度T0,b1、算出用中間温度T0,b2、および算出用外表面温
度T0,b4を測定して温度分布T(R)および表層部熱抵抗値Rsを算出すればよい。
また、人体2に固有の表層部熱抵抗値Rsは、変化が小さいので、体温計1を再び使用する場合にも、前回算出した表層部熱抵抗値Rsを用いることができるので、二回目からの測定時には、体温測定開始までの時間の短縮を図ることができる。この場合に、記憶部45に複数の人体2に対する表層部熱抵抗値Rsを記憶しておけば、操作部43で操作することによって前回算出した表層部熱抵抗値Rsを読み出して再度利用することができる。この場合には、体温測定工程を行う際に、操作部43によって人体2を特定するための生体選択を行えばよい。
The surface layer thermal resistance value Rs does not change greatly unless there is a special circumstance such as a sudden change in the body shape of the
In addition, since the surface layer thermal resistance value Rs inherent to the
このような第七実施形態によれば、第一実施形態の(3)、(4)、(5)の効果のほかに次のような効果が得られる。
(16)熱抵抗算出手段443が、人体2の深部から体表面2Aまでの温度分布T(R)を用いて、算出用深部温度T0,coreに基づいて表層部熱抵抗値Rsを算出するので、人体2の伝熱特性に応じた表層部熱抵抗値Rsを得ることができる。深部温度演算手段441は、この表層部熱抵抗値Rsに基づいて深部の温度Tcoreを算出するので、人体2の体型の違いなどによる影響を受けることなく、人体2の伝熱特性に応じて、深部の体温Tcoreを正確に演算できる。
また、人体2の深部から外気までにおける熱抵抗値と温度との関係を温度分布T(R)として演算し、この温度分布T(R)を用いて人体2の表層部熱抵抗値Rsを算出するので、従来の体温計のように熱流をキャンセルするためのヒータなどの加熱手段が不要となるから、体温計1の構成を簡単にできる。これにより体温計1の小型化をより一層促進できる。そして、従来の加熱手段が不要なので、体温計1の省電力化を促進できるとともに、体温計1を長時間体表面2Aに貼り付けていても安全であるから、体温計1の安全性、取扱性を向上させることができる。
According to the seventh embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (3), (4), and (5) of the first embodiment.
(16) Since the thermal
Further, the relationship between the thermal resistance value and the temperature from the deep part of the
(17)体表面センサ31、中間センサ32、および外表面センサ33により、3点における温度を測定し、温度分布T(R)を多項近似式として曲線近似するので、例えば2点の測定点から熱抵抗値と温度との関係を直線近似する場合に較べて、実際の熱の移動をより正確に近似できる。したがって、人体2の深部の体温をより正確に演算できる。人体2の体表面2Aに貼り付けられた体温計本体3の各センサ31,32,33で温度を測定することにより、人体2の深部の温度を正確に演算できるので、簡単な作業で体温測定を実現でき、体温計1の取扱性を向上させることができる。
(17) Since the
(18)記憶部45に表層部熱抵抗値Rsが記憶されるので、体温測定工程では、記憶された表層部熱抵抗値Rsを読み出して用いることができる。このため、体温測定準備工程と体温測定工程とを連続して行う必要がなく、予め表層部熱抵抗値Rsを算出しておくことができる。したがって、体温計1の取扱性を向上させることができるとともに、体温測定工程での測定時間を短縮できる。また、記憶部45が、複数の人体2の表層部熱抵抗値Rsを記憶できるので、体温計1を複数人に交互に使用することもでき、体温計1の利便性を向上させることができる。
(18) Since the surface layer thermal resistance value Rs is stored in the
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
[変形例1]
前記第一実施形態では、深部温度演算手段は、式(6)を演算式として記憶し、第1の体表面温度Tb1、第1の中間温度Tb2、第2の体表面温度Tb3、および第2の中間温度Tb4から直接深部の温度Tcoreを演算するものに限らない。例えば、人体の深部から外気までの熱流束Q、および人体の深部から体表面までの部分の熱抵抗値Rs+Rtを求め、これらの熱流束Qおよび熱抵抗値Rs+Rtを用いて深部の温度Tcoreを演算するように構成してもよい。
図29は、本発明の体温計の変形例を示すブロック構成図である。この図29に示されるように、制御手段44は、深部温度演算手段441の他に、体表面温度および中間温度とに基づいて、体表面2Aから界面301A,301Bまでの間の熱流束Qu1,Qu2を算出する熱流束算出手段444と、熱流束算出手段444で算出された熱流束Qu1,Qu2に基づいて、人体2の深部から体表面2Aまでの部分の表層部熱抵抗値Rs+Rtを算出する熱抵抗算出手段443とを備えている。また、深部温度演算手段441は、熱抵抗算出手段443で算出された熱抵抗値Rs+Rtに基づいて、人体2の深部の温度Tcoreを演算するように構成されている。
[Modification 1]
In the first embodiment, the deep part temperature calculation means stores Equation (6) as an arithmetic expression, and includes a first body surface temperature Tb1, a first intermediate temperature Tb2, a second body surface temperature Tb3, and a second body surface temperature Tb3. It is not limited to the one that directly calculates the deep temperature Tcore from the intermediate temperature Tb4. For example, the heat flux Q from the deep part of the human body to the outside air and the thermal resistance value Rs + Rt of the part from the deep part of the human body to the body surface are obtained, and the temperature Tcore in the deep part is calculated using these heat flux Q and the thermal resistance value Rs + Rt. You may comprise.
FIG. 29 is a block diagram showing a modification of the thermometer of the present invention. As shown in FIG. 29, in addition to the deep part temperature calculating means 441, the control means 44 is based on the body surface temperature and the intermediate temperature, and the heat flux Qu1 between the
熱流束算出手段444は、体表面センサ31A,31Bで測定した第1の体表面温度Tb1および第2の体表面温度Tb3と、中間センサ32A,32Bで測定した第1の中間温度Tb2および第2の中間温度Tb4とから、体表面2Aと界面301A,301Bとの間に流れる熱流束Qu1,Qu2をそれぞれ算出する。
具体的には、熱流束算出手段444には、前述の式(1)および次の式(15)に表される算出式が記憶されており、これらの算出式により熱流束Qu1,Qu2を算出する。
The heat flux calculation means 444 includes a first body surface temperature Tb1 and a second body surface temperature Tb3 measured by the
Specifically, the heat flux calculation means 444 stores the calculation formulas represented by the above formula (1) and the following formula (15), and the heat fluxes Qu1 and Qu2 are calculated by these calculation formulas. To do.
前記第一実施形態の式(4)および式(5)より、深部の温度Tcoreは、それぞれ次の式(16)および式(17)で表される。 From the expressions (4) and (5) of the first embodiment, the deep temperature Tcore is expressed by the following expressions (16) and (17), respectively.
これらの式(16)および式(17)により、人体2の深部から体表面2Aまでの部分における熱抵抗値Rs+Rtは、次の式(18)のように表される。
From these equations (16) and (17), the thermal resistance value Rs + Rt in the portion from the deep part of the
したがって、熱抵抗算出手段443には、この式(18)が記憶されている。この算出式により熱抵抗算出手段443は、検出された熱流束Qu1,Qu2を用いて、人体2の深部から体表面2Aまでの部分における表層部熱抵抗値Rs+Rtを算出する。
Therefore, this equation (18) is stored in the thermal resistance calculation means 443. Based on this calculation formula, the thermal
深部温度演算手段441には、前述の式(16)および式(17)のうちいずれか一方が記憶されている。実際に人体2の深部の温度Tcoreを演算する際には、深部温度演算手段441は、熱抵抗算出手段443で算出した表層部熱抵抗値Rs+Rtを用いて、記憶されている式に使われる体表面温度および中間温度から、深部の温度を算出する。
つまり、例えば深部温度演算手段441に式(16)が記憶されている場合には、体表面センサ31Aから得た第1の体表面温度Tb1および第1の中間温度Tb2、熱抵抗値Ru0を用いて深部の温度Tcoreを演算すればよい。
このような制御手段44の構成によれば、人体2の伝熱特性に応じた表層部熱抵抗値Rs+Rtを得ることができるので、人体2の体型の違いなどによる影響を受けることなく、人体2の伝熱特性に応じて、深部の体温Tcoreを正確に演算できる。
The deep part temperature calculation means 441 stores either one of the above formulas (16) and (17). When the temperature Tcore of the deep part of the
That is, for example, when equation (16) is stored in the deep temperature calculation means 441, the first body surface temperature Tb1, the first intermediate temperature Tb2, and the thermal resistance value Ru0 obtained from the
According to such a configuration of the control means 44, the surface layer thermal resistance value Rs + Rt according to the heat transfer characteristics of the
なお、表層部熱抵抗値Rs+Rtは、人体2の体型が急激に変化するなどの特別の事情がある場合以外は、大きく変化しないので、熱流束算出手段444による熱流束Qs+rの算出、および熱抵抗算出手段443による表層部熱抵抗値Rs+Rtの算出は、体温の測定を始める際に最初の一回行うだけであってもよい。この場合には、例えば算出した表層部熱抵抗値Rs+Rtを記憶部45に記憶しておき、深部温度演算手段441で体表面温度および中間温度から深部の温度を算出する毎に、記憶部45から表層部熱抵抗値Rs+Rtを読み出して使用してもよい。
なお、体型が急激に変化するなどして人体2の伝熱特性が変化した場合には、もう一度二つの体表面センサ31A,31Bおよび中間センサ32A,32Bによって第1の体表面温度Tb1および第2の体表面温度Tb3と、第1の中間温度Tb2および第2の中間温度Tb4を測定して熱流束Qu1,Qu2および表層部熱抵抗値Rs+Rtを算出すればよい。
It should be noted that the surface layer thermal resistance value Rs + Rt does not change greatly unless there is a special circumstance such as a sudden change in the body shape of the
When the heat transfer characteristic of the
また、人体2に固有の表層部熱抵抗値Rs+Rtは、変化が小さいので、体温計1を再び使用する場合にも、前回算出した表層部熱抵抗値Rs+Rtを用いることができるので、二回目からの測定時には、体温測定開始までの時間の短縮を図ることができる。この場合に、記憶部45に複数の人体2に対する表層部熱抵抗値Rs+Rtを記憶しておけば、操作部43で操作することによって前回算出した表層部熱抵抗値Rs+Rtを読み出して再度利用することができる。この場合には、体温測定工程を行う際に、操作部43によって人体2を特定するための生体選択を行えばよい。
In addition, since the surface layer thermal resistance value Rs + Rt specific to the
参照温度測定部は、第1参照温度測定部および第2参照温度測定部が中間温度測定手段である場合に限らず、少なくともどちらか一方が中間温度測定手段で構成されていればよい。また、参照温度測定部は、中間の温度を測定する中間温度測定手段に限らず、例えば外気の温度を測定する外気温度測定手段であってもよい。
体表面測定手段および参照温度測定部は、2つずつ設けられるものに限らず、3つ以上の複数個設けられていてもよい。
The reference temperature measurement unit is not limited to the case where the first reference temperature measurement unit and the second reference temperature measurement unit are intermediate temperature measurement means, and it is sufficient that at least one of them is constituted by the intermediate temperature measurement means. Further, the reference temperature measuring unit is not limited to the intermediate temperature measuring unit that measures the intermediate temperature, but may be an outside air temperature measuring unit that measures the temperature of the outside air, for example.
The body surface measuring means and the reference temperature measuring unit are not limited to two, and a plurality of three or more may be provided.
[変形例2]
深部温度演算手段は、前記第二実施形態のように式(11)を演算式として記憶し、第1の体表面温度Tb1、第1の外表面温度Tb2、第2の体表面温度Tb3、第2の外表面温度Tb4、および第1の熱抵抗値Ru1と第2の熱抵抗値Ru2との比率αから直接深部の温度Tcoreを演算するものに限らない。例えば、人体の深部から外気までの熱流束Q、および人体の深部から体表面までの部分の熱抵抗値Rs+Rtを求め、これらの熱流束Qおよび熱抵抗値Rs+Rtを用いて深部の温度Tcoreを演算するように構成してもよい。
図30は、本発明の体温計の変形例を示すブロック構成図である。この図30に示されるように、制御手段44は、深部温度演算手段441の他に、体表面温度および外表面温度とに基づいて、体表面2Aから外表面302A,302Bまでの間の熱流束Qu1,Qu2を算出する熱流束算出手段444と、熱流束算出手段444で算出された熱流束Qu1,Qu2に基づいて、人体2の深部から体表面2Aまでの部分の表層部熱抵抗値Rs+Rtを算出する熱抵抗算出手段443とを備えている。また、深部温度演算手段441は、熱抵抗算出手段443で算出された熱抵抗値Rs+Rtに基づいて、人体2の深部の温度Tcoreを演算するように構成されている。
[Modification 2]
The deep part temperature calculation means stores the equation (11) as an arithmetic expression as in the second embodiment, and the first body surface temperature Tb1, the first outer surface temperature Tb2, the second body surface temperature Tb3, The temperature Tcore of the deep part is not directly calculated from the outer surface temperature Tb4 of 2 and the ratio α between the first thermal resistance value Ru1 and the second thermal resistance value Ru2. For example, the heat flux Q from the deep part of the human body to the outside air and the thermal resistance value Rs + Rt of the part from the deep part of the human body to the body surface are obtained, and the temperature Tcore in the deep part is calculated using these heat flux Q and the thermal resistance value Rs + Rt. You may comprise.
FIG. 30 is a block diagram showing a modification of the thermometer of the present invention. As shown in FIG. 30, the control means 44 has a heat flux between the
熱流束算出手段444は、体表面センサ31A,31Bで測定した第1の体表面温度Tb1および第2の体表面温度Tb3と、外表面センサ33A,33Bで測定した第1の外表面温度Tb2および第2の外表面温度Tb4とから、体表面2Aと外表面302A,302Bとの間に流れる熱流束Qu1,Qu2をそれぞれ算出する。
具体的には、熱流束算出手段444には、前述の式(7)および次の式(19)に表される算出式が記憶されており、これらの算出式により熱流束Qu1,Qu2を算出する。
The heat flux calculation means 444 includes a first body surface temperature Tb1 and a second body surface temperature Tb3 measured by the
Specifically, the heat flux calculation means 444 stores the calculation formulas represented by the above formula (7) and the following formula (19), and the heat fluxes Qu1 and Qu2 are calculated by these calculation formulas. To do.
前記第二実施形態の式(9)および式(10)より、深部の温度Tcoreは、それぞれ次の式(20)および式(21)で表される。 From the equations (9) and (10) of the second embodiment, the deep temperature Tcore is expressed by the following equations (20) and (21), respectively.
これらの式(20)および式(21)により、人体2の深部から体表面2Aまでの部分における熱抵抗値Rs+Rtは、次の式(22)のように表される。
From these equations (20) and (21), the thermal resistance value Rs + Rt in the portion from the deep part of the
したがって、熱抵抗算出手段443には、この式(22)が記憶されている。この算出式により熱抵抗算出手段443は、算出された熱流束Qu1,Qu2を用いて、人体2の深部から体表面2Aまでの部分における表層部熱抵抗値Rs+Rtを算出する。
Therefore, this equation (22) is stored in the thermal resistance calculation means 443. Based on this calculation formula, the thermal resistance calculation means 443 calculates the surface layer thermal resistance value Rs + Rt in the portion from the deep part of the
深部温度演算手段441には、前述の式(20)および式(21)のうちいずれか一方が記憶されている。実際に人体2の深部の温度Tcoreを演算する際には、深部温度演算手段441は、熱抵抗算出手段443で算出した表層部熱抵抗値Rs+Rtを用いて、体表面センサ31A,31Bで得た体表面温度および外表面センサ33A,33Bで得た外表面温度から、深部の温度を算出する。
つまり、例えば深部温度演算手段441に式(21)が記憶されている場合には、体表面センサ31Aから得た第1の体表面温度Tb1および第1の外表面温度Tb2、第1の熱抵抗値Ru1を用いて深部の温度Tcoreを演算すればよい。
このような制御手段44の構成によれば、人体2の伝熱特性に応じた表層部熱抵抗値Rs+Rtを得ることができるので、人体2の体型の違いなどによる影響を受けることなく、人体2の伝熱特性に応じて、深部の体温Tcoreを正確に演算できる。
The deep part temperature calculation means 441 stores either one of the above formulas (20) and (21). When the temperature Tcore of the deep part of the
That is, for example, when equation (21) is stored in the deep temperature calculation means 441, the first body surface temperature Tb1, the first outer surface temperature Tb2, and the first thermal resistance obtained from the
According to such a configuration of the control means 44, the surface layer thermal resistance value Rs + Rt according to the heat transfer characteristics of the
なお、表層部熱抵抗値Rs+Rtは、人体2の体型が急激に変化するなどの特別の事情がある場合以外は、大きく変化しないので、熱流束算出手段444による熱流束Qs+rの算出、および熱抵抗算出手段443による表層部熱抵抗値Rs+Rtの算出は、体温の測定を始める際に最初の一回行うだけであってもよい。この場合には、例えば算出した表層部熱抵抗値Rs+Rtを記憶部45に記憶しておき、深部温度演算手段441で体表面温度および外表面温度から深部の温度を算出する毎に、記憶部45から表層部熱抵抗値Rs+Rtを読み出して使用してもよい。
なお、体型が急激に変化するなどして人体2の伝熱特性が変化した場合には、もう一度二つの体表面センサ31A,31Bおよび外表面センサ33A,33Bによって第1の体表面温度Tb1および第2の体表面温度Tb3と、第1の外表面温度Tb2および第2の外表面温度Tb4を測定して熱流束Qu1,Qu2および表層部熱抵抗値Rs+Rtを算出すればよい。
It should be noted that the surface layer thermal resistance value Rs + Rt does not change greatly unless there is a special circumstance such as a sudden change in the body shape of the
When the heat transfer characteristic of the
また、人体2に固有の表層部熱抵抗値Rs+Rtは、変化が小さいので、体温計1を再び使用する場合にも、前回算出した表層部熱抵抗値Rs+Rtを用いることができるので、二回目からの測定時には、体温測定開始までの時間の短縮を図ることができる。この場合に、記憶部45に複数の人体2に対する表層部熱抵抗値Rs+Rtを記憶しておけば、操作部43で操作することによって前回算出した表層部熱抵抗値Rs+Rtを読み出して再度利用することができる。この場合には、体温測定工程を行う際に、操作部43によって人体2を特定するための生体選択を行えばよい。
In addition, since the surface layer thermal resistance value Rs + Rt specific to the
[変形例3]
前記第六実施形態において、熱抵抗算出手段は、表層部熱抵抗値を体表面温度と外表面温度とを用いて求めるものに限らず、例えば体表面温度と外気温度とから求めてもよい。
図31には、体温計1の変形例の構成ブロック図が示されている。この図31に示されるように、体温計本体3には、体表面センサ31、A/D変換器34、および送受信手段35が設けられている。一方、表示装置4には、前記第六実施形態と同様の送受信手段41、表示部42、操作部43、制御手段44、および記憶部45の他、外気温度を測定する参照温度測定部(外気温度測定手段)としての外気センサ47と、A/D変換器48とが設けられている。これらの外気センサ47およびA/D変換器48は、前記第六実施形態の外表面センサ33およびA/D変換器34と同様の構成となっている。
[Modification 3]
In the sixth embodiment, the thermal resistance calculation means is not limited to the method of obtaining the surface layer thermal resistance value using the body surface temperature and the outer surface temperature, but may be obtained from the body surface temperature and the outside air temperature, for example.
FIG. 31 shows a configuration block diagram of a modified example of the thermometer 1. As shown in FIG. 31, the thermometer
このような体温計1では、外気センサ47は、外気温度Tambを測定することとなる。
したがって、熱流束算出手段444では、前述の図19における算出用体表面温度T0,b1と算出用外気温度T0,ambとから表層部熱抵抗値Rs+Rtを次式により算出する。
In such a thermometer 1, the
Therefore, the heat flux calculation means 444 calculates the surface layer thermal resistance value Rs + Rt from the calculation body surface temperature T0, b1 and the calculation outside air temperature T0, amb in FIG.
このような構成によれば、外気センサ47が表示装置4に設けられているので、体温計本体3内の部品点数をより一層減少でき、これにより、体温計本体3をより一層軽量化、小型化できる。また、外気センサ47が体温計本体3の外表面30を測定するのではなく、外気の温度Tambを測定するので、より安定した温度を測定できる。
According to such a configuration, since the
前記第1,5実施形態では、温度測定手段3A,3Bは、一つの断熱材37によって一体に形成されているが、断熱材37を二つの切り離した構成にして、温度測定手段3A,3Bを別々に形成してもよい。
In the first and fifth embodiments, the temperature measuring means 3A and 3B are integrally formed by one
前記第4,7実施形態において、測定部は、体表面、中間、および外表面の3つに限らず、曲線近似できるように複数(少なくとも3つ)あればよい。また、測定部の位置は、体表面や外表面に限らず、任意の位置に設定できる。なお、測定部が4つ以上設けられた場合には、温度分布を演算する際には、測定部の数だけ次数を増やした多項式を温度分布の関数として使用すればよい。 In the fourth and seventh embodiments, the number of measurement units is not limited to three, that is, the body surface, the middle, and the outer surface, but may be plural (at least three) so that a curve can be approximated. Further, the position of the measurement unit is not limited to the body surface or the outer surface, and can be set to an arbitrary position. When four or more measuring units are provided, when calculating the temperature distribution, a polynomial whose degree is increased by the number of measuring units may be used as a function of the temperature distribution.
温度分布の演算の際には、必ずしも対数をとる必要はなく、例えば次の式に示されるように、単に次数を増やした多項式として近似してもよい。
また、曲線近似は、多項式近似に限らず、対数近似、指数近似など、任意の近似方式を採用できる。
In calculating the temperature distribution, it is not always necessary to take the logarithm. For example, as shown in the following equation, it may be approximated as a polynomial with an increased degree.
Further, the curve approximation is not limited to polynomial approximation, and any approximation method such as logarithmic approximation or exponential approximation can be adopted.
なお、前記第1実施形態において、断熱材38Aおよび断熱材38Bを用いて、熱流束を調整していたが、ヒータを用いることによって、熱流束を調整することも可能である。
In the first embodiment, the heat flux is adjusted using the
前記第5実施形態において、温度測定手段3A,3Bは、共通の断熱材37を有していたが、必ずしもこのような構成である必要はなく、温度測定手段3A,3Bの全体の熱抵抗値が異なればよいので、例えば互いに異なる熱抵抗値を有する二つの断熱材でそれぞれ温度測定手段を構成し、それぞれの断熱材において、体表面から二つの温度測定手段の対応する測定部の熱抵抗値がそれぞれ等しくなるような位置に測定部を配置する構成としてもよい。
In the fifth embodiment, the temperature measuring means 3A, 3B have the common
第六実施形態において、算出用深部温度は、既存の体温計で測定し、操作者5が表示装置4の操作部43を操作することにより制御手段44に入力されていたが、これに限らず、例えば表示装置4が送受信手段41を備えているので、既存の体温計で測定した算出用深部温度を無線通信によって送受信手段41で受信可能に構成してもよい。この場合には、操作者5が算出用深部温度を入力する手間を省略できるので、体温測定作業を簡略化できる。また、もともと存在する送受信手段41による通信手段を用いて算出用深部温度を取得(受信)するので、体温計1の構成を複雑化するのを防止できる。したがって、体温計1の構成部品の増加を防止できるので、体温計1の小型化を促進できる。
なお、体温計本体と表示装置とが別体ではなく、一体に構成されている場合には、体温計に別途算出用深部温度を無線通信によって受信するための受信手段を設けてもよい。
In the sixth embodiment, the depth for calculation is measured with an existing thermometer, and the
In addition, when the thermometer main body and the display device are not separate but integrally configured, the thermometer may be separately provided with a receiving unit for receiving the calculation depth temperature by wireless communication.
前記各実施形態において、送受信手段は、アンテナを有する無線通信に限らず、例えば体温計本体と表示装置とを配線して有線通信を行ってもよい。このような構成によれば、電波通信を行う必要がないので、電波による人体への影響を除去できる。また、有線により体温計本体に電力を供給できるので、電力供給の構成を簡単にできる。 In each of the above embodiments, the transmission / reception means is not limited to wireless communication having an antenna, and may perform wired communication by wiring a thermometer main body and a display device, for example. According to such a configuration, since it is not necessary to perform radio wave communication, it is possible to remove the influence of the radio wave on the human body. Moreover, since electric power can be supplied to the thermometer main body by wire, the structure of electric power supply can be simplified.
また、温度値のアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器を備えていたが、これに限らずA/D変換器を備えていない構成でもよい。この場合には、例えば温度値を周波数に変換するものなどが採用でき、抵抗値または電圧値に変換された温度値を、マルチバイブレータ回路や発振回路、V−Fコンバータなどによって周波数変換すればよい。または、温度値を時間に変換するものであってもよい。この場合には、周波数変換された信号をさらに周期時間またはパルス幅に変換すればよい。 Moreover, although the A / D converter which converts the analog signal of a temperature value into a digital signal was provided, the structure which is not restricted to this but is not provided with the A / D converter may be sufficient. In this case, for example, a device that converts a temperature value into a frequency can be adopted, and the temperature value converted into a resistance value or a voltage value may be converted into a frequency by a multivibrator circuit, an oscillation circuit, a VF converter, or the like. . Alternatively, the temperature value may be converted into time. In this case, the frequency-converted signal may be further converted into a cycle time or a pulse width.
体温計は、表示装置と体温計本体とが別体になっているものに限らず、表示装置と体温計本体とが一体に構成されていてもよい。
体温計は、前記実施形態のように表示装置4と体温計本体3とが別体で構成されている場合に、表示装置4が複数の体温計本体3の情報を管理するように構成されていてもよい。この場合には、各体温計本体3を識別できるIDコードなどを設け、表示装置4で体温計本体3を認識、管理できるように構成すればよい。
また、体温計の情報を端末などに送って複数個の体温計の情報を管理してもよい。この場合には、端末に生体ごとの体温データなどを蓄積、管理できるので、操作性が向上する。また、このような構成では、使用する体温計を変更した場合でも以前に算出した体温データなどを端末から取得できるので、体温計の利便性を向上させることができる。
The thermometer is not limited to one in which the display device and the thermometer main body are separate from each other, and the display device and the thermometer main body may be configured integrally.
The thermometer may be configured such that the
In addition, information on a plurality of thermometers may be managed by sending information on thermometers to a terminal or the like. In this case, body temperature data and the like for each living body can be stored and managed in the terminal, so that operability is improved. Further, in such a configuration, even when the thermometer to be used is changed, previously calculated body temperature data and the like can be acquired from the terminal, so that the convenience of the thermometer can be improved.
体温計は、前記各実施形態では、体温計本体3が粘着剤により貼付可能な構成となっていたが、これに限らず、例えば体温計本体3を帽子やヘアバンドに組み込んだりすることにより、帽子やヘアバンドを装着すれば額や後頭部に体表面温測定手段が貼り付き、体表面に接触できる。また、体温計本体を下着などに組み込めば下着を装着することにより背中や胸に体表面温測定手段を接触させることができる。
表示体の形状は、腕時計に限らず、例えば据え置きであってもよいし、その他ペンダント式などにしてもよい。
In each of the above-described embodiments, the thermometer
The shape of the display body is not limited to a wristwatch, and may be, for example, a stationary or other pendant type.
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
The best configuration, method and the like for carrying out the present invention have been disclosed in the above description, but the present invention is not limited to this. That is, the invention has been illustrated and described primarily with respect to particular embodiments, but may be configured for the above-described embodiments without departing from the scope and spirit of the invention. Various modifications can be made by those skilled in the art in terms of materials, quantity, and other detailed configurations.
Therefore, the description limited to the shape, material, etc. disclosed above is an example for easy understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The description by the name of the member which remove | excluded the limitation of one part or all of such restrictions is included in this invention.
1…体温計、2…人体(生体)、2A…体表面、3…体温計本体、3A,3B…温度測定手段、4…表示装置、31…体表面センサ、31A…体表面センサ(第1基準温度測定部)、31B…体表面センサ(第2基準温度測定部)、32A…中間センサ(第1参照温度測定部)、32B…中間センサ(第2参照温度測定部)、33…外表面センサ(測定部)、33A,33B…外表面センサ、35…送受信手段、35A,35B…送受信手段、37…共通の熱抵抗値を有する断熱材、38A,38B…第1、第2の断熱材、41…送受信手段、42…表示部、44…制御手段、45…記憶部(記憶手段)、46…送受信手段、47…外気センサ(外気温度測定手段、参照温度測定部)、51A…熱流束センサ(第2熱流束測定部)、51B…熱流束センサ(第2熱流束測定部)、441…深部温度演算手段、442…温度分布演算手段、443…熱抵抗算出手段。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Thermometer, 2 ... Human body (living body), 2A ... Body surface, 3 ... Thermometer main body, 3A, 3B ... Temperature measuring means, 4 ... Display apparatus, 31 ... Body surface sensor, 31A ... Body surface sensor (1st reference temperature) Measuring unit), 31B ... Body surface sensor (second reference temperature measuring unit), 32A ... Intermediate sensor (first reference temperature measuring unit), 32B ... Intermediate sensor (second reference temperature measuring unit), 33 ... Outer surface sensor ( Measuring part), 33A, 33B ... outer surface sensor, 35 ... transmission / reception means, 35A, 35B ... transmission / reception means, 37 ... heat insulation material having a common thermal resistance value, 38A, 38B ... first and second heat insulation materials, 41 Transmission / reception means, 42 ... Display section, 44 ... Control means, 45 ... Storage section (storage means), 46 ... Transmission / reception means, 47 ... Outside air sensor (outside air temperature measurement means, reference temperature measurement section), 51A ... Heat flux sensor ( Second heat flux measuring unit), 51B ... Flux sensor (second heat flux measuring unit), 441 ... core temperature calculating means, 442 ... temperature distribution calculating means, 443 ... heat resistance calculating means.
Claims (10)
前記第1温度測定手段は、
生体の第1の体表面に接触可能に構成され、前記第1の体表面から第1の熱抵抗値を有する第1基準温度測定位置で第1の基準温度を測定する第1基準温度測定部と、
前記第1の体表面からの熱抵抗値が前記第1の熱抵抗値と異なる第1参照温度測定位置の温度を第1の参照温度として測定する第1参照温度測定部と、
前記第1参照温度測定位置と外気との間に設けられた第1の断熱材と、
前記第1基準温度測定位置と前記第1参照温度測定位置との間に設けられた第3の断熱材とを備え、
前記第2温度測定手段は、
前記第1の体表面とは異なる位置の第2の体表面に接触可能に構成され、前記第2の体表面から前記第1の熱抵抗値と共通の第2の熱抵抗値を有する第2基準温度測定位置で第2の基準温度を測定する第2基準温度測定部と、
前記第2の体表面からの熱抵抗値が前記第2の熱抵抗値と異なる第2参照温度測定位置の温度を第2の参照温度として測定する第2参照温度測定部と、
前記第2参照温度測定位置と外気との間に設けられて前記第1の断熱材の熱抵抗値とは異なる熱抵抗値を有する第2の断熱材と、
前記第2基準温度測定位置と前記第2参照温度測定位置との間に設けられて、前記第1基準温度測定位置と前記第1参照温度測定位置との間に設けられた前記第3の断熱材と共通の熱抵抗値を有する第4の断熱材とを備え、
前記深部温度演算手段は、前記第1および第2の基準温度、前記第1および第2の参照温度を用いて前記生体の深部の温度を演算するように構成される
ことを特徴とする体温計。 A first temperature measuring means, a second temperature measuring means, and a deep temperature calculating means;
The first temperature measuring means includes
A first reference temperature measurement unit configured to be able to contact a first body surface of a living body and to measure a first reference temperature at a first reference temperature measurement position having a first thermal resistance value from the first body surface. When,
A first reference temperature measurement unit that measures, as a first reference temperature, a temperature at a first reference temperature measurement position where a thermal resistance value from the first body surface is different from the first thermal resistance value;
A first heat insulating material provided between the first reference temperature measurement position and outside air;
A third heat insulating material provided between the first reference temperature measurement position and the first reference temperature measurement position;
The second temperature measuring means includes
The second body surface is configured to come into contact with a second body surface at a position different from the first body surface, and has a second thermal resistance value common to the first thermal resistance value from the second body surface. A second reference temperature measurement unit for measuring the second reference temperature at the reference temperature measurement position;
A second reference temperature measurement unit that measures, as a second reference temperature, a temperature at a second reference temperature measurement position where the thermal resistance value from the second body surface is different from the second thermal resistance value;
A second heat insulating material provided between the second reference temperature measurement position and outside air and having a thermal resistance value different from the thermal resistance value of the first heat insulating material;
The third heat insulation provided between the second reference temperature measurement position and the second reference temperature measurement position and provided between the first reference temperature measurement position and the first reference temperature measurement position. And a fourth heat insulating material having a common thermal resistance value with the material,
The deep temperature calculating means, said first and second reference temperature, the first and second reference temperature using a thermometer, characterized in that that will be configured to calculate the temperature of the deep area of the body.
前記第1の基準温度をTb1、前記第1の参照温度をTb2、前記第2の基準温度をTb3、および前記第2の参照温度をTb4とすると、
前記深部温度演算手段には、前記深部の温度Tcoreを演算する演算式として
ことを特徴とする体温計。 The thermometer according to claim 1,
If the first reference temperature is Tb1, the first reference temperature is Tb2, the second reference temperature is Tb3, and the second reference temperature is Tb4 ,
The deep part temperature calculation means includes an arithmetic expression for calculating the deep part temperature Tcore.
前記第1の断熱材と前記第2の断熱材とは、異なる材質で形成されているThe first heat insulating material and the second heat insulating material are formed of different materials.
ことを特徴とする体温計。A thermometer characterized by that.
前記深部温度演算手段で演算された前記深部の温度を表示する表示部を有する表示装置と、
第1温度測定手段および第2温度測定手段を有する体温計本体とを備え、
前記表示装置と前記体温計本体とは、別体で構成されている
ことを特徴とする体温計。 The thermometer according to any one of claims 1 to 3,
A display device having a display unit for displaying the temperature of the deep part calculated by the deep part temperature calculating means;
A thermometer body having first temperature measuring means and second temperature measuring means,
The said display apparatus and the said thermometer main body are comprised by the different body. The thermometer characterized by the above-mentioned.
前記深部温度演算手段は、前記表示装置に設けられている
ことを特徴とする体温計。 The thermometer according to claim 4,
The said deep part temperature calculating means is provided in the said display apparatus. The thermometer characterized by the above-mentioned.
前記表示装置および前記体温計本体は、無線通信により互いに情報の送受信が可能な送受信手段をそれぞれ備えている
ことを特徴とする体温計。 The thermometer according to claim 4 or claim 5,
The said display apparatus and the said thermometer main body are each provided with the transmission / reception means which can transmit / receive information mutually by radio | wireless communication.
前記体温計本体は、前記生体の体表面に貼付可能に構成されている
ことを特徴とする体温計。 The thermometer according to any one of claims 1 to 6,
The thermometer main body is configured to be capable of being attached to the body surface of the living body.
ことを特徴とする電子機器。 An electronic apparatus comprising the thermometer according to claim 1.
前記生体の第1の体表面から第1の熱抵抗値を有する第1基準温度測定位置で第1の基準温度を測定するとともに、前記第1の体表面からの熱抵抗値が前記第1の熱抵抗値と異なる第1参照温度測定位置の温度を第1の参照温度として測定する第1温度測定工程と、
前記第1の体表面とは異なる第2の体表面から前記第1の熱抵抗値と共通の第2の熱抵抗値を有する第2基準温度測定位置で第2の基準温度を測定するとともに、前記第2の体表面からの熱抵抗値が前記第2の熱抵抗値と異なる第2参照温度測定位置の温度を第2の参照温度として測定する第2温度測定工程と、
前記第1および第2の基準温度、前記第1および第2の参照温度を用いて前記生体の深部の温度を演算するように構成された深部温度演算工程とを備えている
ことを特徴とする体温測定方法。 A body temperature measuring method for measuring a body temperature of a deep part of a living body using the thermometer according to any one of claims 1 to 7 ,
The first reference temperature is measured at a first reference temperature measurement position having a first thermal resistance value from the first body surface of the living body, and the thermal resistance value from the first body surface is the first A first temperature measurement step of measuring a temperature at a first reference temperature measurement position different from the thermal resistance value as a first reference temperature ;
Measuring a second reference temperature at a second reference temperature measurement position having a second thermal resistance value common to the first thermal resistance value from a second body surface different from the first body surface ; A second temperature measurement step of measuring, as a second reference temperature, a temperature at a second reference temperature measurement position where the thermal resistance value from the second body surface is different from the second thermal resistance value ;
A deep temperature calculation step configured to calculate the temperature of the deep portion of the living body using the first and second reference temperatures and the first and second reference temperatures. Body temperature measurement method.
前記第1の基準温度をTb1、前記第1の参照温度をTb2、前記第2の基準温度をTb3、および前記第2の参照温度をTb4とすると、
前記深部温度演算工程は、
ことを特徴とする体温測定方法。 The body temperature measuring method according to claim 9,
If the first reference temperature is Tb1, the first reference temperature is Tb2, the second reference temperature is Tb3, and the second reference temperature is Tb4 ,
The deep temperature calculation step includes
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