JP7464124B2

JP7464124B2 - 温度測定装置、方法およびプログラム

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Publication number: JP7464124B2
Application number: JP2022535991A
Authority: JP
Inventors: 大地松永; 雄次郎田中
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Description

本発明は、生体内部の温度を非侵襲に精度良く測定する温度測定装置、方法およびプログラムに関する。

従来、生体の内部（深部を含む）体温を非侵襲に測定する技術が知られている。例えば、特許文献１（特開２０２０－００３２９１号公報）は、生体と、複数の温度計素子からなる熱流束センサを備える温度測定センサ（以下、「センサ」という。）と、外気における疑似的な一次元モデルを仮定して、生体の深部体温を推定する技術を開示している。

図７に、生体７１内部の温度測定における疑似的な一次元モデルの模式図を示す。被測定物（生体）７１の内部の温度Ｔｃｏｒｅは、被測定物（生体）７１の表面に熱抵抗Ｒｓを有する物体（センサ）を置いたとき、センサ７２における表面（その物体と接する面）近傍の温度Ｔｓｋｉｎ、センサ７２における裏面（外気と接する側の面）近傍の温度Ｔｔから以下の式を用いて推定できる。

Ｔｃｏｒｅ＝Ｔｓｋｉｎ＋Ｒｂｏｄｙ × Ｈｓｋｉｎ

ここで、Ｈｓｋｉｎは熱流束であり、Ｈｓｋｉｎ＝（Ｔｓｋｉｎ－Ｔｔ）／Ｒｓで表される。また、Ｒｂｏｄｙは生体の熱抵抗、Ｒｓはセンサの熱抵抗である。

特開２０２０－００３２９１号公報

しかしながら、この推定方法では、外気への熱の輸送形態を一定と仮定するため、扇風機などで風を当てる場合や、被測定物がランニングなどにより動く場合には推定温度に誤差が生じる。

図８に、扇風機で風を当てた時の真の内部温度８１と推定温度８２との比較を示す。この真の内部温度８１と推定温度８２の差（誤差）は、風がある閾値を超えて当てられると、熱の輸送形態が熱伝導から対流熱伝達に変化し、熱が外に伝わる量が大きく変化することに起因する。

また、対流が生じることにより熱流束Ｈｓｋｉｎはセンサの外部へも流れるため、対流時のＲｂｏｄｙが変化し、誤差が生じる。

このように、生体内部の温度の測定において、推定温度に誤差が生じることが問題となっている。また、推定温度の誤差において、誤差が長い時間継続すること、誤差の原因となる熱の対流時に生体の熱抵抗Ｒｂｏｄｙが変化することが問題となる。

上述したような課題を解決するために、本発明に係る温度測定方法は、生体の内部の温度を、センサにより検出された温度を基に測定する温度測定方法であって、前記生体の内部の温度の推定温度を、前記センサにおける前記生体近傍の一の箇所の温度と他の箇所の温度との差分により算出される熱流束に基づく第１の式と、前記第１の式による推定温度を補正する第２の式とのいずれかにより算出し、前記熱流束の時間微分が基準値を超える時刻より前の第１の時刻での前記第１の式による第１の推定温度と、前記熱流束の時間微分が基準値を超える時刻以降の第２の時刻での前記第１の式による第２の推定温度との差分と、前記第１の推定温度と、前記第２の時刻での前記第２の式による第３の推定温度との差分を算出して、前記推定温度の算出式を、前記２つの差分に基づき、前記第１の式と前記第２の式とのいずれかに決定することを特徴とする。

また、本発明に係る温度測定方法は、生体の内部の温度を、センサにより検出された温度を基に測定する温度測定方法であって、前記センサにおいて、前記生体に接触する面近傍の第１の温度を測定し、前記第１の温度が測定される位置と異なる位置で第２の温度を測定するステップと、前記第１の温度と前記第２の温度の差を基に熱流束を算出するステップと、前記熱流束の時間微分が基準値を超える時刻を検出するステップと、前記熱流束に基づき推定温度を算出する第１の式と、前記第１の式による推定温度を補正する第２の式とのいずれかにより前記推定温度を算出するステップと、前記熱流束の時間微分が基準値を超える時刻より前の第１の時刻での前記第１の式による第１の推定温度と前記熱流束の時間微分が基準値を超える時刻以降の第２の時刻での前記第１の式による第２の推定温度との差分と、前記第１の推定温度と前記第２の時刻での前記第２の式による第３の推定温度との差分とを比較して、前記推定温度の算出式を決定するステップとを備える。

また、本発明に係る温度測定装置は、生体の内部の温度を、センサにより検出された温度を基に測定する温度測定装置であって、前記生体に接触する面近傍に配置され、第１の温度を測定する第１の温度計素子と、第１の温度計素子から離れた位置に配置され、第２の温度を測定する第２の温度計素子とを有する前記センサと、前記センサにおける前記生体近傍の一の箇所の温度と他の箇所の温度との差分により算出される熱流束に基づく第１の式と、前記第１の式による推定温度を補正する第２の式と、それぞれにより推定温度を算出する算出部と、前記差分の時間微分が基準値を超える時刻より前の第１の時刻での前記第１の式による第１の推定温度を記憶する推定温度記憶部と、前記第１の推定温度と、前記差分の時間微分が基準値を超える時刻以降の第２の時刻での前記第１の式による推定温度と、前記第２の時刻での前記第２の式による推定温度とを比較する比較部とを備える。

また、本発明に係る温度測定プログラムは、生体の内部の温度を、センサにより検出された温度を基に測定する温度測定装置に対し、前記生体の内部の温度の推定温度を、前記センサにおける前記生体近傍の一の箇所の温度と他の箇所の温度との差分により算出される熱流束に基づく第１の式と、前記第１の式による推定温度を補正する第２の式とのいずれかにより算出し、前記熱流束の時間微分が基準値を超える時刻より前の第１の時刻での前記第１の式による第１の推定温度と、前記熱流束の時間微分が基準値を超える時刻以降の第２の時刻での前記第１の式による第２の推定温度との差分と、前記第１の推定温度と、前記第２の時刻での前記第２の式による第３の推定温度との差分を算出して、前記推定温度の算出式を、前記２つの差分に基づき、前記第１の式と前記第２の式とのいずれかに決定する処理を実行させることを特徴とし、温度測定装置を機能させる。

本発明によれば、生体内部の温度を非侵襲に精度良く測定する温度測定装置、方法およびプログラムを提供できる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る温度測定方法を説明するための温度の経時変化の概要図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る温度測定方法を説明するための熱流束の時間微分の経時変化を示す図である。図３は、本発明の第１の実施の形態に係る温度測定装置の構成を示すブロック図である。図４は、本発明の第１の実施の形態に係る温度測定方法のフローチャート図である。図５は、本発明の第１の実施の形態に係る温度測定方法の実施例を示す図である。図６は、本発明の実施の形態におけるコンピュータの構成例を示す図である。図７は、従来の生体内部の温度測定における疑似的な一次元モデルの模式図である。図８は、従来法により測定される深部温度の経時変化を示す図である。

図１は、本実施の形態に係る方法を説明するための温度の経時変化の概要図である。図１は、前述の図８に基づくものであり、風を当てた時の温度変化を示す。実線１１は真の内部温度、点線１２は式（１）により算出される推定温度Ｔｃｏｒｅを示す。

Ｔｃｏｒｅ＝Ｔｓｋｉｎ＋Ｒｂｏｄｙ × Ｈｓｋｉｎ（１）

ここで、Ｈｓｋｉｎは熱流束であり、Ｈｓｋｉｎ＝（Ｔｓｋｉｎ－Ｔｔ）／Ｒｓで表され、ＴｓｋｉｎとＴｔの差分より算出される。また、Ｔｓｋｉｎはセンサにおける表面（例えば、生体と接する面）近傍の温度、Ｔｔはセンサにおける裏面（外気と接する側の面）近傍の温度であり、Ｒｂｏｄｙは生体の熱抵抗、Ｒｓはセンサの熱抵抗である。

風を当てることにより、対流の開始にともなう熱輸送形態の変化が生じると、推定温度１２には正のピーク（上に凸）が発現する。また、風を停止して対流の終了にともなう熱輸送形態（対流）の変化が生じると、推定温度１２には負のピーク（下に凸）が発現する。

このように、推定温度１２には、内部温度１１に比べて、誤差が生じるので、正確な推定温度を算出するためには、この誤差を含む推定温度１２を補正する必要がある。

推定温度の補正においては、まず、補正を要するとき、すなわち熱輸送形態（対流）の変化が生じるときを検知する必要がある。図１に示すように、推定温度１２の変化は、生体やセンサの熱容量に依存するため、緩やかである。そこで、推定温度１２の変化により熱輸送形態を検出して、推定温度１２を補正することは難しい。そこで、本実施の形態においては、熱流束Ｈｓｋｉｎの時間微分ｄＨｓｋｉｎを用いて熱輸送形態の変化を検出して、推定温度１２における誤差を補正する。

図２に、図１に示す温度の経時変化における熱流束Ｈｓｋｉｎの時間微分ｄＨｓｋｉｎを示す。推定温度の変化と異なり、時間微分ｄＨｓｋｉｎは熱輸送形態が変化すると鋭敏に変化し急峻なピーク２１、２２を発現するので、その時刻を特定することが容易になる。

また、推定温度Ｔｃｏｒｅは、以下の式により、補正して算出することができる。

Ｔｃｏｒｅ＝Ｔｓｋｉｎ＋ α × Ｒｂｏｄｙ × Ｈｓｋｉｎ（２）

ここで、αは補正係数であり、１．０３以上１．１５以下であることが望ましい。本実施の形形態では、α ＝１．０５とする。このように、式（２）は式（１）による推定温度を補正するものである。

以上のように、推定温度には対流変化により誤差が生じるため、対流変化の検知を契機に補正を行う。具体的には、熱流束Ｈｓｋｉｎの時間微分ｄＨｓｋｉｎが基準値（閾値）を超えた場合に対流変化が生じたと判定して補正を行う。

しかしながら、外気温や室内温度などのセンサ外部の環境温度（以下、「外部温度」という。）が変化したときも同様に、Ｈｓｋｉｎの時間微分ｄＨｓｋｉｎが閾値を超える。その結果、対流変化が生じていないにもかかわらず、対流変化が生じたものと誤認識（検知）することになる。この場合には、本来用いるべき式（１）ではなく式（２）を用いて推定温度が算出されるため、誤差が生じる。

この誤差を解消するために、本実施の形態では、式（１）と式（２）両方の式で推定温度を算出して、対流変化の検知前の推定温度と比較して、より正確な推定温度を算出する式を決定する。以下に、詳細を説明する。

＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態について図１～図６を参照して説明する。

＜温度測定装置の構成＞
図３に、本実施の形態に係る温度測定装置３０の構成のブロック図を示す。温度測定装置３０は、測定部（センサ）３１と、記憶部３２と、演算部３３と、出力部３４とを備える。

測定部（センサ）３１は、被測定物（例えば、生体）の表面と接触する面近傍に配置され、測定部（センサ）３１の表面近傍での温度Ｔｓｋｉｎ（第１の温度）を測定する第１の温度計素子と、測定部３１の裏面（例えば、外気と接する側の面）近傍での温度Ｔｔ（第２の温度）を測定する第２の温度計素子を備える。

ここで、温度Ｔｔを測定する箇所は、測定部３１の裏面に限らず、温度Ｔｓｋｉｎを測定する箇所とは異なる箇所であればよく、温度Ｔｓｋｉｎを測定する箇所すなわち第１の温度計素子から離れた箇所であることが望ましい。第２の温度計素子は、第１の温度と第２の温度から正確に熱流束を算出できる程度離れた箇所に配置されればよい。

また、本実施の形態では、２個の温度計素子を用いるが、２個に限らず複数であればよい。複数の温度計素子を用いた方が精度よく熱流束を測定できる。

記憶部３２において、温度等記憶部３２１は、測定部３１で測定される測定時刻と測定温度を記憶し、本実施の形態に係る温度測定に必要な時定数、基準値（閾値）、補正係数、などの数値等を記憶する。また、推定温度記憶部３２２は、演算部３３の算出部３３１で式（１）と式（２）により算出される推定温度を記憶する。

演算部３３において、算出部３３１は、式（１）と式（２）により推定温度を算出する。また、熱流束の変化の検知時刻の前後での推定温度の差分を算出する。また、算出部３３１は、熱流束やその時間微分などの本実施の形態に係る温度測定に必要な数値等について算出、演算する。

また、比較部３３２は、算出部３３１で算出される熱流束の時間微分ｄＨｓｋｉｎを基準値と比較する。また、算出部３３１で算出される推定温度の差分について、式（１）に基づく差分と式（２）に基づく差分を比較する。また、比較の結果に基づき、推定温度の算出式を決定する。

出力部３４は、式（１）と式（２）により算出される推定温度を出力（表示）する。正確な温度を出力できない場合には、ブランク（何も表示しない状態）や正確な温度を測定できないことを出力（表示）することもできる。

＜温度測定方法＞
本実施の形態に係る方法の概要を、図４を参照して説明する。図４に、本実施の形態に係る温度測定方法のフローチャート図を示す。

初めに、センサ（測定部）により、センサの表面（生体と接する面）近傍の温度（第１の温度）Ｔｓｋｉｎと、センサの裏面（外気と接する側の面）近傍の温度（第２の温度）Ｔｔを測定する（ステップ４０１）。

次に、式（１）により、推定温度を算出する（ステップ４０２）。

次に、熱流束Ｈｓｋｉｎの時間微分ｄＨｓｋｉｎを算出する（ステップ４０３）。ｄＨｓｋｉｎは、隣接するサンプリング（測定）時刻での熱流束Ｈｓｋｉｎの差分として算出する。ここで、例えば、隣接するサンプリング（測定）時刻の間隔は１秒程度である。

例えば、時刻ｔａでＴｓｋｉｎ（ｔａ）とＴｔ（ｔａ）が測定されるとき、Ｈｓｋｉｎ（ｔａ）は、Ｈｓｋｉｎ（ｔａ）＝｛Ｔｓｋｉｎ（ｔａ）－Ｔｔ（ｔａ）｝／Ｒｓで算出される。

同様に、時刻ｔａに引き続き、時刻ｔｂでＴｓｋｉｎ（ｔｂ）とＴｔ（ｔｂ）が測定されるとき、Ｈｓｋｉｎ（ｔｂ）は、Ｈｓｋｉｎ（ｔｂ）＝｛Ｔｓｋｉｎ（ｔｂ）－Ｔｔ（ｔｂ）｝／Ｒｓで算出される。

このとき、ｄＨｓｋｉｎは、ｄＨｓｋｉｎ＝Ｈｓｋｉｎ（ｔｂ）－Ｈｓｋｉｎ（ｔａ）で算出される。

ここで、ｔａとｔｂは隣接するサンプリング（測定）時刻でなくてもよく、所定の間隔を有してもよい。

次に、ｄＨｓｋｉｎの値が基準値（以下、「対流検出閾値」という。）ｄＨｓｋｉｎ＿ｔｈｒｅｓを比較する（ステップ４０４）。

ｄＨｓｋｉｎが対流検出閾値ｄＨｓｋｉｎ＿ｔｈｒｅｓ以下の場合には（｜ｄＨｓｋｉｎ｜≦ｄＨｓｋｉｎ＿ｔｈｒｅｓ）、対流によって熱伝達の形態が変化していないと判定して、以下のステップを行わず、上述のＴｃｏｒｅを、この時刻での推定温度と決定して、引き続き、次の時刻で測定を実行する。

一方、ｄＨｓｋｉｎが対流検出閾値ｄＨｓｋｉｎ＿ｔｈｒｅｓを上回る（｜ｄＨｓｋｉｎ｜＞ｄＨｓｋｉｎ＿ｔｈｒｅｓ）場合、すなわち熱流束の変化が検出される場合には、このｄＨｓｋｉｎの変化が対流の変化によるものか、外部温度の変化など他の要因によるものかを、以下の通り、判定する。ここで、対流検出閾値ｄＨｓｋｉｎ＿ｔｈｒｅｓは、例えば、０．０２℃／ｓｅｃとする。

まず、推定温度記憶部３２２に記憶される推定温度において、熱流束の変化が検出される時刻ｔ０より所定時間τ１遡った時刻ｔ０－τ１（以下、「第１の時刻」という。）での推定温度Ｔｃｏｒｅ１（以下、「第１の推定温度」という。）を選択（取得）する（ステップ４０５）。ここで、τ１は、６０秒間～３００秒間を設定できる。

次に、ｄＨｓｋｉｎの変化が外部温度の変化などの要因によると想定して、式（１）に基づき推定温度を算出する。

同時に、ｄＨｓｋｉｎの変化が対流の変化などの要因によると想定して、式（２）により補正して、推定温度を算出する。

次に、熱流束の変化が検出される時刻ｔ０より所定時間τ２後の時刻ｔ０＋τ２（以下、「第２の時刻」という。）での、式（１）により算出される推定温度Ｔｃｏｒｅ２（以下、「第２の推定温度」という。）と、式（２）により算出される推定温度Ｔｃｏｒｅ３（以下、「第３の推定温度」という。）を取得する（ステップ４０６）。ここで、τ２は、６００秒間程度に設定できる。τ２は、３００秒～１２００秒であることが望ましい。

次に、第１の推定温度と第２の推定温度との差分（｜Ｔｃｏｒｅ１－Ｔｃｏｒｅ２｜）を算出する。また、第１の推定温度と第３の推定温度（｜Ｔｃｏｒｅ１－Ｔｃｏｒｅ３｜）との差分を算出する（ステップ４０７）。

次に、第１の推定温度と第２の推定温度との差分と、第１の推定温度と第３の推定温度との差分とを比較する（ステップ４０８）。

これらの差分を比較した結果、第２の推定温度と第３の推定温度とのいずれかのうち、差分の小さい方を算出する式、すなわち式（１）、式（２）のいずれかを推定温度の算出式として採用する。

採用した算出式を用いて、温度の測定、推定温度の算出を継続する（ステップ４０９、４１０）。

＜実施例＞
本実施の形態に係る温度測定方法の一例としての実施例を、図５を参照に説明する。

図５に、本実施の形態に係る実施例の温度測定方法における、熱流束の時間微分ｄＨｓｋｉｎの経時変化５１と推定温度の経時変化５２を示す。推定温度の経時変化５２は、本実施例の温度測定方法を説明するために、式（１）により算出される推定温度５２１と式（２）により算出される推定温度５２２とを示す。

また、推定温度の経時変化５３は、本実施の形態に係る実施例の温度測定方法による推定温度５３１と、比較例として、外部温度の変化を考慮しない温度測定方法による推定温度５３２を示す。また、真の内部温度５３０として、鼓膜で測定される温度を示す。

対流変化が生じていない状態から温度測定を開始する場合を一例として説明する。初めに、推定温度５２は、対流が生じていないので、式（１）で算出される。

次に、時刻ｔ１でｄＨｓｋｉｎ５１が基準値（閾値）５１１を超えたとき、推定温度記憶部３２２に記憶される推定温度において、時刻ｔ１－τ１での推定温度Ｔｃｏｒｅ１（第１の推定温度）が選択（取得）される（図中、白丸）。

引き続き、式（１）による推定温度５２１と式（２）による推定温度５２２が算出され、時刻ｔ１＋τ２で、式（１）による推定温度５２１である第２の推定温度Ｔｃｏｒｅ２（図中、黒三角）と、式（２）による推定温度５２２である第３の推定温度Ｔｃｏｒｅ３（図中、黒丸）が算出される。

次に、第１の推定温度Ｔｃｏｒｅ１と第２の推定温度Ｔｃｏｒｅ２との差分と、第１の推定温度Ｔｃｏｒｅ１と第３の推定温度Ｔｃｏｒｅ３との差分とを比較した結果、第１の推定温度Ｔｃｏｒｅ１と第３の推定温度Ｔｃｏｒｅ３との差分の方が小さいので、第３の推定温度Ｔｃｏｒｅ３を算出する式（２）を、推定温度を算出する式に採用して、温度の測定、推定温度の算出を継続する。

次に、時刻ｔ２でｄＨｓｋｉｎ５１が基準値（閾値）５１１を超えたとき、推定温度記憶部３２２に記憶される推定温度において、時刻ｔ２－τ１での推定温度（第１の推定温度）が選択（取得）される（図中、白丸）。

本実施の形態に係る実施例の温度測定方法により算出される推定温度５３１では、時刻ｔ１以降、推定温度は対流変化による補正を含む式（２）により算出されて、内部温度５３０と同等の温度を示す。また、時刻ｔ２で、ｄＨｓｋｉｎ５１の変化が外部温度の変化によるものであり、対流状態は変化せず、すなわち、対流は終了しないので、ｔ２以前と同様に、推定温度は式（２）より算出されて、内部温度５３０と同等の温度を示す。

一方、比較例の推定温度５３２では、時刻ｔ１以降、推定温度は対流変化による補正を含む式（２）により算出されて、内部温度５３０と同等の温度を示す。しかしながら、時刻ｔ２で、ｄＨｓｋｉｎ５１の変化が外部温度の変化によるものであるにもかかわらず、対流状態の変化によるものと誤認識される。その結果、対流が終了したものとみなされ、推定温度は式（１）より算出されるので、内部温度５３０と差異（誤差）が生じる。

このように、本実施の形態に係る温度測定方法によれば、気温変化発生時に対流変化の誤認識をすることなく、高精度で生体内部の温度を測定できる。

本発明に係る実施の形態では、熱流束の時間微分ｄＨｓｋｉｎの変化を正負で測定することにより、対流発生と対流終了を検出できる。例えば、ｄＨｓｋｉｎの変化が０以上の時に、対流開始にともなう熱伝導の形態の変化を検出して、ｄＨｓｋｉｎの変化が０未満の時に、対流終了にともなう熱伝導の形態の変化を検出することにより、対流期間を検出できる。

本発明に係る実施の形態では、熱流束の時間微分の変化が検知されずに対流が生じていない場合には、測定部（センサ）３１で測定された温度を基に、順次演算部３３で算出される推定温度が、出力部３４に出力される。

一方、熱流束の時間微分の変化が検知される場合には、測定部（センサ）３１で測定された後に、記憶部３２で記憶された温度データを、演算部３３で読み出して（読み込んで）算出式が決定され、推定温度が算出され、出力部３４に出力される。その結果、測定から推定温度の出力まで、例えば、２０分間程度要する。

また、測定部（センサ）で測定された温度をまとめて記憶部に記憶してから、温度データを読み出して（読み込んで）推定温度を算出してもよい。

本実施の形態に係る温度測定装置は、ウェアラブルデバイス一体としてユーザの身体に装着されてもよい。

または、本発明に係る実施の形態に係る温度測定装置は、測定部（センサ）３１をウェアラブルデバイスとしてユーザの身体に装着して、ウェアラブルデバイス外部のスマートフォンやサーバ等に記憶部３２、演算部３３を備えてもよい。この場合、温度測定装置はウェアラブルデバイスと外部のサーバ等それぞれに送受信部を備え、ウェアラブルデバイスで測定される測定温度をサーバ等に送信し、サーバ等で記憶、計算を行う。最後に、推定温度等（深部温度は測定されないことの表示等を含む）はサーバ等に出力されてもよいし、ウェアラブルデバイス等に送信されて出力されてもよい。

＜コンピュータの構成例＞
図６に、本発明の実施の形態に係る温度測定装置におけるコンピュータ６０の構成例を示す。温度測定装置は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）６３、記憶装置（記憶部）６２およびインタフェース装置６１を備えたコンピュータ６０と、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ここで、インタフェース装置に、測定部と、出力部が接続される。ＣＰＵは、記憶装置に格納された温度測定プログラムに従って本発明の実施の形態における処理を実行する。このように、温度測定プログラムは温度測定装置を機能させる。

本発明の実施の形態に係る温度測定装置では、コンピュータを装置内部に備えてもよいし、コンピュータの機能の少なくとも１部を外部コンピュータを用いて実現してもよい。また、記憶部も装置外部の記憶媒体６４を用いてもよく、記憶媒体６４に格納された温度測定プログラムを読み出して実行してもよい。記憶媒体６４には、各種磁気記録媒体、光磁気記録媒体、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、各種メモリを含む。また、温度測定プログラムはインターネットなどの通信回線を介してコンピュータに供給されてもよい。

以上のように、本実施の形態に係る温度測定装置、方法およびプログラムによれば、生体内部の温度を非侵襲に精度良く測定できる。

本発明の実施の形態では、温度測定装置の構成および温度測定方法等において、各構成部の構造、寸法、材料等の一例を示したが、これに限らない。温度測定装置の構成および温度測定方法等の機能を発揮し効果を奏するものであればよい。

本発明は、作業者、競技者等の体温管理に用いる深部温度計に適用することができる。

３０温度測定装置
３１測定部（センサ）
３２記憶部
３２１温度等記憶部
３２２推定温度記憶部
３３演算部
３３１算出部
３３２比較部
３４出力部

Claims

生体の内部の温度を、センサにより検出された温度を基に測定する温度測定方法であって、
前記生体の内部の温度の推定温度を、前記センサにおける前記生体近傍の一の箇所の温度と他の箇所の温度との差分により算出される熱流束に基づく第１の式と、前記第１の式による推定温度を補正する第２の式とのいずれかにより算出し、
前記熱流束の時間微分が基準値を超える時刻より前の第１の時刻での前記第１の式による第１の推定温度と、前記熱流束の時間微分が基準値を超える時刻以降の第２の時刻での前記第１の式による第２の推定温度との差分と、前記第１の推定温度と、前記第２の時刻での前記第２の式による第３の推定温度との差分を算出して、
前記推定温度の算出式を、前記２つの差分に基づき、前記第１の式と前記第２の式とのいずれかに決定する温度測定方法。
生体の内部の温度を、センサにより検出された温度を基に測定する温度測定方法であって、
前記センサにおいて、前記生体に接触する面近傍の第１の温度を測定し、前記第１の温度が測定される位置と異なる位置で第２の温度を測定するステップと、
前記第１の温度と前記第２の温度の差を基に熱流束を算出するステップと、
前記熱流束の時間微分が基準値を超える時刻を検出するステップと、
前記熱流束に基づき推定温度を算出する第１の式と、前記第１の式による推定温度を補正する第２の式とのいずれかにより前記推定温度を算出するステップと、
前記熱流束の時間微分が基準値を超える時刻より前の第１の時刻での前記第１の式による第１の推定温度と前記熱流束の時間微分が基準値を超える時刻以降の第２の時刻での前記第１の式による第２の推定温度との差分と、前記第１の推定温度と前記第２の時刻での前記第２の式による第３の推定温度との差分とを比較して、前記推定温度の算出式を決定するステップと
を備える温度測定方法。
前記第１の式と前記第２の式とのいずれかのうち、前記差分の小さい方を算出する式を、前記推定温度の算出式として決定するステップと
を備える請求項２に記載の温度測定方法。
前記第１の式が、
Ｔｃｏｒｅ＝Ｔｓｋｉｎ＋Ｒｂｏｄｙ × （Ｔｓｋｉｎ－Ｔｔ）／Ｒｓ
であり、前記第２の式が、
Ｔｃｏｒｅ＝Ｔｓｋｉｎ＋ α × Ｒｂｏｄｙ × （Ｔｓｋｉｎ－Ｔｔ）／Ｒｓ
であり、Ｔｓｋｉｎが前記第１の温度であり、Ｔｔが前記第２の温度であり、Ｒｂｏｄｙは前記生体の熱抵抗であり、Ｒｓは前記センサの熱抵抗であり、αが補正係数である、
請求項２または請求項３に記載の温度測定方法。
前記第２の式における補正係数が１．０３以上１．１５以下であることを特徴とする請求項４に記載の温度測定方法。
前記熱流束の時間微分が０以上のときに対流の開始と判定し前記第２の式により前記推定温度を算出し、前記熱流束の時間微分が０より小さいときに前記対流の終了と判定し前記第１の式により前記推定温度を算出することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の温度測定方法。
生体の内部の温度を、センサにより検出された温度を基に測定する温度測定装置であって、
前記生体に接触する面近傍に配置され、第１の温度を測定する第１の温度計素子と、第１の温度計素子から離れた位置に配置され、第２の温度を測定する第２の温度計素子とを有する前記センサと、
前記センサにおける前記生体近傍の一の箇所の温度と他の箇所の温度との差分により算出される熱流束に基づく第１の式と、前記第１の式による推定温度を補正する第２の式と、それぞれにより推定温度を算出する算出部と、
前記差分の時間微分が基準値を超える時刻より前の第１の時刻での前記第１の式による第１の推定温度を記憶する推定温度記憶部と、
前記第１の推定温度と、前記差分の時間微分が基準値を超える時刻以降の第２の時刻での前記第１の式による推定温度と、前記第２の時刻での前記第２の式による推定温度とを比較する比較部と
を備える温度測定装置。
生体の内部の温度を、センサにより検出された温度を基に測定する温度測定装置に対し、
前記生体の内部の温度の推定温度を、前記センサにおける前記生体近傍の一の箇所の温度と他の箇所の温度との差分により算出される熱流束に基づく第１の式と、前記第１の式による推定温度を補正する第２の式とのいずれかにより算出し、
前記熱流束の時間微分が基準値を超える時刻より前の第１の時刻での前記第１の式による第１の推定温度と、前記熱流束の時間微分が基準値を超える時刻以降の第２の時刻での前記第１の式による第２の推定温度との差分と、前記第１の推定温度と、前記第２の時刻での前記第２の式による第３の推定温度との差分を算出して、
前記推定温度の算出式を、前記２つの差分に基づき、前記第１の式と前記第２の式とのいずれかに決定する処理を実行させることを特徴とする、温度測定装置を機能させるための温度測定プログラム。