JP6385777B2 - 電子体温計 - Google Patents

Description

本発明は、電子体温計に関する。

一般に、電子体温計においては、実測値が所定値以上、かつ温度上昇率が所定値以上になった時を予測演算の起点とし、平衡温度の予測値の変動が所定値以内になった時を予測成立点とする。予測式は、例えば、予測値をＹ、実測値をＴ、上乗量をＵとすると、Ｙ＝Ｔ＋Ｕで与えられる。上乗量Ｕは、例えば、ｔを予測起点からの経過時間とすると、Ｕ＝ａ_１×ｄＴ／ｄｔ＋ｂ_１、あるいはＵ＝（ａ_２×ｔ＋ｂ_２）×ｄＴ＋（ｃ_２×ｔ＋ｄ_２）に従って計算されうる。ここで、ａ_１、ｂ_１、ａ_２、ｂ_２、ｃ_２、ｄ_２は、予め設定される係数である。

想定される被験者の特性を複数の群に分け、群ごとに予測値Ｙの計算式（予測式）、より具体的には、予測値Ｙ＝Ｔ＋Ｕにおける上乗量Ｕを計算するための式の係数を定めることもなされている。このような方式では、実測値に基づいて被験者の現在の状態が属する群を複数の群の中から選択し、その群に対応する式に従って上乗量Ｕを計算する。

特開２００７−２４５３１号公報

電子体温計において温度センサによる実測値が異常な変化をした場合、例えば、単調増加していた実測値が低下し始めた場合や、収束傾向にあった温度増加が急に大きくなった場合などにおいて、予測値を正確に計算することができない。実測値が異常な変化をする場合の例としては、電子体温計の温度センサを脇で挟み直した場合や、温度センサを挟む力を急に強くした場合などを挙げることができる。

特許文献１には、計測の開始後に実測値が低下した場合であっても所定の条件を満たす場合には予測式に代入する経過時間ｔを０に変更する技術が記載されている。しかしながら、特許文献１に記載された電子体温計では、実測値の低下が検出され、経過時間ｔを０に変更した場合に使用される予測式の候補は、実測値の低下が検出されない場合に使用される予測式の候補と同じである。つまり、特許文献１に記載された電子体温計では、実測値の低下が検出され、経過時間ｔを０に変更した場合においても、実測値の低下が検出されない場合においても、両者に共通の１２個の群の中から１個の群が選択され、その選択された群に対応する予測式に従って予測値が計算される。したがって、実測値の低下が検出され、経過時間ｔを０に変更した場合における予測値の精度は低くなる可能性があり、そのため、予測成立までに時間がかかったり、エラーとなったりする場合がある。

あるいは、別の観点において、特許文献１に記載された電子体温計では、実測値が低下した後に実測値が上昇を始めたタイミングで経過時間ｔを０に設定する。しかしながら、このような方式では、電子体温計の温度センサを脇で挟み直す動作がもたついた場合や、体動が長引いた場合などにおいて、経過時間ｔを０に設定した後においても実測値が不安定になりうるので、エラーが発生する可能性が高い。

本発明は、上記の課題認識に基づいてなされたものであり、例えば、体動などによって温度センサによる実測値が一時的に異常になった場合においても、より正確又はより確実に平衡温度を予測することができる電子体温計を提供することを目的とする。

本発明の第１の側面は、温度センサによる被計測部位の温度の実測値に基づいて平衡温度を予測する電子体温計に係り、該電子体温計は、前記実測値と第１予測モデルとに基づいて平衡温度の予測を開始した後に前記実測値の異常が発生した場合に、前記異常の解消の後に、前記実測値と、前記第１予測モデルとは異なる第２予測モデルとに基づいて平衡温度を予測する処理部を備える。

本発明の第２の側面は、温度センサによる被計測部位の温度の実測値に基づいて平衡温度を予測する電子体温計に係り、該電子体温計は、前記実測値に基づいて平衡温度の予測を開始した後に前記実測値の異常が発生した場合に、前記実測値に基づく平衡温度の予測を停止し、その後、前記実測値の所定のサンプリング間隔で更新される２次微分値が正から負に変化したことに応じて前記実測値に基づく平衡温度の予測を再開する処理部を備える。

本発明によれば、体動などによって温度センサによる実測値が一時的に異常になった場合においても、より正確又はより確実に平衡温度を予測することができる電子体温計が提供される。

本発明の一実施形態の電子体温計の外観を示す図。 本発明の一実施形態の電子体温計のブロック図。 本発明の一実施形態における群分けを示す図。 本発明の一実施形態の電子体温計の処理部による平衡温度の予測に関する処理を例示する図。 被験者が温度センサを脇で挟み直した場合に温度センサによって計測される温度の実測値（温度データ）の典型的な変化を例示する図。 被験者が温度センサを脇で挟み直した場合に温度センサによって計測される温度の実測値（温度データ）の典型的な変化を例示する図。

以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。

図１には、本発明の一実施形態の電子体温計１の外観が示されている。電子体温計１は、本体ケース２の先端に金属キャップ３を有する。金属キャップ３が設けられた部分は、被計測部位と接触する測温部である。本体ケース２の１つの面には、表示部３０が配置されている。

図２には、電子体温計１のブロック図が示されている。電子体温計１は、温度センサ１０と、処理部２０と、表示部３０と、ブザー４０と、不図示の電源部および電源スイッチとを含む。温度センサ１０は、金属キャップ３の内側に配置された測温素子としてのサーミスタ１２と、サーミスタ１２の抵抗値を温度データに変換して処理部２０に提供する回路（不図示）とを含む。温度データは、温度を示すデータを意味する。以下の説明における温度の実測値は、温度データが示す温度の値を意味する。

処理部２０は、温度センサ１０による被計測部位（典型的には、人の脇の下や口腔内）の温度の実測値（温度データ）に基づいて平衡温度を予測する処理を実行する。平衡温度とは、被計測部位の温度とサーミスタ１２の温度とが平衡状態に達したときの温度、つまり、被計測部位の温度を意味する。サーミスタ１２の温度が平衡温度に達する前において温度センサ１０によって計測される被計測部位の温度の実測値は、平衡温度よりも低い温度を示す。

処理部２０は、例えば、ＣＰＵ２２と、メモリ２４とを含む。メモリ２４は、制御プログラム２６を格納した不揮発性メモリおよび演算処理用のＲＡＭを含む。ＣＰＵ２２は、制御プログラム２６に基づいて動作し、これによって処理部２０の機能が実現される。

表示部３０は、処理部２０によって予測された平衡温度（つまり、被計測部位の温度の予測値）などを処理部２０からの指令に従って表示する。ブザー４０は、温度の予測の終了時やエラーの発生時に、そのことを処理部２０からの指令に従って報知する。

以下、電子体温計１における平衡温度の予測方法の基本原理を説明する。電子体温計１は、温度センサ１０における被計測部位の温度の実測値が所定値以上、かつ温度上昇率が所定値以上になった時を予測演算の起点とし、平衡温度の予測値の変動が所定値以内になった時を予測成立点とする。予測式（予測モデル）は、例えば、予測値をＹ、実測値をＴ、上乗量をＵとすると、Ｙ＝Ｔ＋Ｕで与えられる。上乗量Ｕは、例えば、ｔを予測起点からの経過時間とすると、Ｕ＝ａ_１×ｄＴ／ｄｔ＋ｂ_１、あるいはＵ＝（ａ_２×ｔ＋ｂ_２）×ｄＴ＋（ｃ_２×ｔ＋ｄ_２）に従って計算されうる。ここで、ａ_１、ｂ_１、ａ_２、ｂ_２、ｃ_２、ｄ_２は、予め設定される係数である。また、一例において、ｄＴは、過去５秒間における温度上昇量であり、ｄｔは、５秒間である。

本実施形態では、想定される被計測部位（被験者）の特性を複数の群に分け、群ごとに予測値Ｙの計算式（予測式）、より具体的には、予測値Ｙ＝Ｔ＋Ｕにおける上乗量Ｕを計算するための式の係数が定められている。処理部２０は、実測値Ｔに基づいて被計測部位の現在の状態が属する群を複数の群の中から選択し、その群に対応する予測式（予測モデル）に従って上乗量Ｕを計算する。

図３には、温度計測の開始時（ｔ＝０）（予測起点）からの経過時間が１５〜２０秒の間における温度の上昇値（横軸）と、温度の計測の開始時からの経過時間が２０秒における温度の実測値と、に応じて分類される１２個の群が例示されている。第１群（図３では、「１群」と標記されている。他の群も同様）は、最も熱応答の早い群であり、最初の温度は高いがすぐに上昇が収まる群である。第８群は最も熱応答の遅い群で、最初の温度は低いが温度上昇が遅くまで続く群である。第２群から第７群は、第１群と第８群との間の群である。第９群および第１０群は、通常の実測値変化から大きく外れている群であり、実測値がこれらの群に分類された場合には、例えば予測不可としてエラー終了するよう構成してもよいし、予測を行わず実測値の表示を行うよう構成してもよい。また、第１１群および第１２群は、２０秒時に体温が３６．５度以上となっている群である。

図４には、電子体温計１の処理部２０による平衡温度の予測（つまり、被計測部位の温度の予測）に関する処理が例示されている。図４に例示された処理は、処理部２０において、制御プログラム２６に基づいてＣＰＵ２２によって実行される。ステップＳ１０、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１８、Ｓ２０は、一般的な処理であり、ステップＳ１６、Ｓ２２、Ｓ２４、Ｓ２６、Ｓ２８、Ｓ３０、Ｓ３２、Ｓ３４が本実施形態に特有の処理である。

まず、ステップＳ１０、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１８、Ｓ２０における処理について説明する。ステップＳ１０において不図示の電源スイッチがオンされる。その後、ステップＳ１２では、予備計測が実行される。この予備計測では、温度センサ１０における被計測部位の温度の実測値（例えば、０．５秒間隔でサンプリング）が所定値（例えば、３０℃）以上、かつ温度上昇率が所定値（例えば、０．０３℃／０．５秒）以上になった時に温度センサ１０が所定の測定部位に装着されたと見なし、この時点を予測演算の起点とし（即ちｔ＝０とし）、ステップＳ１４の本計測へ移行する。

ステップＳ１４では、本計測が開始される。本計測では、本計測の開始時（ｔ＝０）（予測起点）からの経過時間が１５〜２０秒の間における温度の上昇値（図３横軸）と、温度の計測の開始時からの経過時間が２０秒における温度の実測値（図３縦軸）と、に応じて群分けが実行される。即ち、図３に例示される複数の群のうちいずれの群に被計測部位の特性が属するかが決定される。各群には、前述のように予測式（予測モデル）が対応付けられており、これに基づいて平衡温度が予測される。ステップＳ１８では、平衡温度の予測値の変動が監視され、該変動が所定値以内になった時点で本計測が終了する（即ち、予測値が被計測部位の温度として確定される）。そして、ステップＳ２０では、予測値が表示部３０に表示される。

以下、ステップＳ１６、Ｓ２２、Ｓ２４、Ｓ２６、Ｓ２８、Ｓ３０、Ｓ３２、Ｓ３４における処理について説明する。ステップＳ１６は、ステップＳ１４とステップＳ１６との間、即ち本計測の間において実行される。ステップＳ１６は、例えば、ステップＳ１４において本計測が開始された後、ステップＳ１８において本計測が終了されるまでの間に、所定時間間隔（典型的には、温度の実測値のサンプリング間隔）で実行される。ステップＳ１６では、温度センサ１０による温度の実測値に異常が発生したかどうかが判定される。

温度センサ１０による温度の実測値の異常は、例えば、被験者が温度センサ１０を脇で挟み直した場合や、温度センサ１０を挟む力を急に強くした場合などにおいて発生しうる。温度センサ１０による温度の実測値に異常が発生したかどうかは、種々の方法で判定されうるが、例えば、温度データの微分演算(例えば、１次微分、２次微分など）によって判定される。ここで、温度データの１次微分をＴ’、所定時間をΔｔ、所定時間Δｔにおける温度データ（実測値）の変化量をΔＴとすると、一次微分Ｔ’は、Ｔ’＝ΔＴ／Δｔで与えられうる。また、温度データの２次微分をＴ”、所定時間ΔｔにおけるＴ’の変化量をΔＴ’とすると、２次微分Ｔ”は、Ｔ”＝ΔＴ’／Δｔで与えられうる。

図５には、被験者が温度センサ１０を脇で挟み直した場合に温度センサ１０によって計測される温度の実測値（温度データ）の典型的な変化が例示されている。図５には、温度データの１次微分および２次微分も例示されている。温度データ、その１次微分および２次微分は、所定のサンプリング間隔で更新される。

被験者が温度センサ１０を脇で挟み直した場合、温度データは、一旦その値が下降した後に上昇し、そのことは、例えば、温度データの２次微分値が負から正に変化することに現れる。したがって、温度データの２次微分値が負から正に変化したことに応じて、被験者が温度センサ１０を脇で挟み直したことを検出することができる。図５に示された例では、温度データの２次微分値が負から正に変化したことは、ｔ１１において検出される。

図６には、被験者が温度センサ１０を挟む力を急に強くした場合に温度センサ１０によって計測される温度の実測値（温度データ）の典型的な変化が例示されている。図６には、温度データの１次微分および２次微分も例示されている。被験者が温度センサ１０を挟む力を急に強くした場合、温度データの上昇速度が増加し、そのことは、例えば、温度データの２次微分値が負から正に変化することに現れる。したがって、温度データの２次微分値が負から正に変化したことに応じて、被験者が温度センサ１０を挟む力を急に強くしたことを検出することができる。図６に示された例では、温度データの２次微分値が負から正に変化したことは、ｔ２１において検出される。

温度データの２次微分値が負から正に変化したことに応じて異常が発生したと判定する判定基準は、被験者が温度センサ１０を脇で挟み直した場合および温度センサ１０を挟む力を急に強くした場合の双方に対応可能である。

以上のように、温度センサ１０による温度の実測値の異常は、例えば、温度データの２次微分値が負から正に変化したことに応じて判定されうる。温度センサ１０による温度の実測値に異常が発生したと判定されると、ステップＳ２２において本計測が停止される。

その後、ステップＳ２４では、温度センサ１０による温度の実測値の異常が解消したかどうかが判定される。ここで、被験者が温度センサ１０を脇で挟み直したことによる異常は、挟み直し後に状態が安定し実測値が安定することによって解消する。被験者が温度センサ１０を挟む力を急に強くしたことによる異常は、その力が弱くなったことによって解消する。

本実施形態では、ステップＳ２４において、温度データの２次微分値が正から負に変化したことに応じて異常が解消したと判定される。図５に示された例では、温度データの２次微分値が正から負に変化したことは、ｔ１２において検出される。図６に示された例では、温度データの２次微分値が正から負に変化したことは、ｔ２２において検出される。温度データの２次微分値が正から負に変化したことに応じて異常が解消したと判定する判定基準は、被験者が温度センサ１０を脇で挟み直した場合および温度センサ１０を挟む力を急に強くした場合の双方に対応可能である。

ステップＳ２４において２次微分値が正から負に変化したと判定されなかった場合、ステップＳ２６において所定の起点から所定時間（例えば、ステップＳ１６における異常の検出から所定時間（例えば、５秒））が経過するまでは再びステップＳ２４が実行される。ステップＳ２６において、所定の起点から所定時間が経過したと判定された場合には、ステップＳ２６において、表示部３０へのエラーの表示および／またはブザー４０からのエラー音の出力がなされる。

ステップＳ２４において２次微分値が正から負に変化したと判定された場合には、ステップＳ３０において本計測が再開される。ここで、再開された本計測では、温度センサ１０による温度の実測値と、新たな予測式（これを第２予測式と呼ぶ）、即ち、新たな予測モデル（これを第２予測モデルと呼ぶ）とに基づいて平衡温度が予測されうる。第２予測式は、ステップＳ１４で決定された予測式（これを第１予測式と呼ぶ）とは異なる予測式である。換言すると、第２予測モデルは、ステップＳ１４で決定された予測モデル（これを第１予測モデルと呼ぶ）とは異なる予測モデルである。

本計測を再開する場合に予測式（予測モデル）を変更することが好ましい理由は、ステップＳ１４における選択候補としての群およびそれに対応する予測式（予測モデル）は、被験者が温度センサ１０を脇で挟み直した場合や温度センサ１０を挟む力を急に強くした場合などのような異常時に対応していないからである。

再開された本計測では、予測起点が新たな予測起点に変更されうる。ここで、新たな予測起点は、例えば、２次微分値が正から負に変化したことが判定された時点とされうる。つまり、２次微分値が正から負に変化した時点がｔ＝０の時点とされうる。ここで、複数の第２予測式（第２予測モデル）が準備され、その中から被計測部位の特性に応じて１つの第２予測式（第２予測モデル）が選択されてもよい。なお、複数の第２予測式（第２予測モデル）としては、新たな予測起点での実測値に応じた第２予測式（第２予測モデル）を複数（例えば、３０〜３２℃用、３２〜３４℃用、等）準備してもよいし、異常検出から解消までの時間に応じた第２予測式（第２予測モデル）を複数準備してもよいし、異常検出時における温度データの２次微分値の正から負への最大変化量に応じた第２予測式（第２予測モデル）を複数準備してもよい。

ステップＳ３２では、平衡温度の予測値の変動が監視され、該変動が所定値以内になった時点で本計測が終了する（即ち、予測値を被計測部位の温度として確定される）。そして、ステップＳ３４では、予測値が表示部３０に表示される。ここで、異常が検出され、その後に本計測が再開された場合には、そのことを示す情報が出力されてもよい。例えば、当該情報は、表示部３０および／またはブザー４０によって出力されうる。

１：電子体温計、２：本体ケース、３：金属キャップ

Claims (7)

1. 温度センサによる被計測部位の温度の実測値に基づいて平衡温度を予測する電子体温計であって、
   前記実測値と第１予測モデルとに基づいて平衡温度の予測を開始した後に前記実測値の異常が発生した場合に、前記異常の解消の後に、前記実測値と、前記第１予測モデルとは異なる第２予測モデルとに基づいて平衡温度を予測する処理部を備える、
   ことを特徴とする電子体温計。
2. 前記処理部は、前記実測値の所定のサンプリング間隔で更新される２次微分値が正から負に変化したことに応じて前記異常が解消したと判定し、その後、前記実測値と前記第２予測モデルとに基づいて平衡温度を予測する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子体温計。
3. 前記第１予測モデルは、前記実測値に基づいて複数の予測モデルから選択される、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子体温計。
4. 前記第２予測モデルは、前記実測値に基づいて複数の予測モデルから選択される、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子体温計。
5. 前記処理部は、前記実測値の所定のサンプリング間隔で更新される２次微分値が負から正に変化したことに応じて前記異常の発生を検出し、前記異常の解消の後に、前記実測値と前記第２予測モデルとに基づいて平衡温度を予測する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子体温計。
6. 温度センサによる被計測部位の温度の実測値に基づいて平衡温度を予測する電子体温計であって、
   前記実測値に基づいて平衡温度の予測を開始した後に前記実測値の異常が発生した場合に、前記実測値に基づく平衡温度の予測を停止し、その後、前記実測値の所定のサンプリング間隔で更新される２次微分値が正から負に変化したことに応じて前記実測値に基づく平衡温度の予測を再開する処理部を備える、
   ことを特徴とする電子体温計。
7. 前記処理部は、前記実測値の所定のサンプリング間隔で更新される２次微分値が負から正に変化したことに応じて前記異常の発生を検出する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の電子体温計。