JP7761143B2 - 発汗分析装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、人体に装着して、着用者の発汗量および汗中電解質濃度を測定する発汗分析装置および方法に関するものである。

地球温暖化に伴い、世界のほとんどの地域で、熱波の発生件数が増加している。近年の日本では、猛暑の頻度の増加に伴い、熱中症の発生率が増加している。熱中症搬送者数は２０１８年をピークに高水準を維持しており、社会問題となっている（非特許文献１参照）。

熱中症とは、高温下や激しい運動下で引き起こされる多臓器不全の状態を表している。一般的に、人の体温は、視床下部前葉による体温調節のプロセスを経て、約３７℃に維持されている。気化、熱放射、対流、熱伝導といった発汗に関連した物理現象は、体表面を冷却するために機能している。

体温が上昇すると、皮膚血管拡張により皮膚血流が増加し、温熱性発汗が開始される。皮膚血管拡張は、血管内容積の相対的な減少を引き起こし、熱失神の原因となる。汗による塩分と水分の損失は、脱水と塩分枯渇を引き起こし、熱疲労と痙攣を伴う。塩分と水分がさらに失われると、体温調節機能が低下し、続いて中枢循環から皮膚や筋肉へのシャントにより内臓の血流が低下し、臓器不全に陥り、いわゆる熱中症と呼ばれる状態となる（非特許文献２参照）。

上記のように、人の体内の水分と塩分は、体温調節に重要な役割を果たしている。熱疲労の原因となる脱水症状を防ぐには、適切な量の水分と塩分を補給することが重要である。汗に含まれる塩分濃度は、発汗量の増加と共に線形に増加することが多くの文献で報告されている。ただし、塩分濃度の増加率は、人の発汗能力や汗腺での塩分再吸収能力によって変化するため、個人差がある。また、個人の発汗能力、塩分再吸収能力は、人の暑熱順化の影響を受けて変化することも知られている。そのため、水分と塩分の損失を監視するには、人の発汗量と汗に含まれる塩分濃度の両方を連続的に監視することが有効と考えられる。
この監視を実現する先行技術として、発汗量と電解質濃度を同時計測するウェアラブルセンサが提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。

図１１は特許文献１に開示されたウェアラブルセンサの断面図、図１２は図１１の拡大図である。ウェアラブルセンサ１は、液体の流路となる貫通孔１１と貫通孔１１の出口側の端部と連通する凹部１２とを有する基材１０と、貫通孔１１の入口側の端部が開口する基材１０の面に配置された電極１４と、貫通孔１１の出口側の開口から凹部１２に流出した液体と接触するように基材１０の出口側の面（上面）に配置された吸水構造体１５と、吸水構造体１５の基材１０と向かい合う面に、貫通孔１１の出口側の開口と向かい合うように配置された吸水性の電極１６とを備えている。図１１の１３は基材１０の下面に形成された凹部、１００はウェアラブルセンサ１の着用者の皮膚、１０１は着用者の汗腺である。

ウェアラブルセンサ１を利用すれば、貫通孔１１から凹部１２に流出した汗１０２による電極１４と１６間の通電特性に基づいて、ウェアラブルセンサ１の着用者の発汗量と汗中の電解質濃度とを算出することができる。

図１３は特許文献２に開示されたウェアラブルセンサの断面図、図１４は図１３の拡大図である。ウェアラブルセンサ１ａは、貫通孔１１と凹部１２とを有する基材１０と、吸水構造体１５と、凹部１２内に配置され、基材１０の出口側の面に沿って貫通孔１１の出口側の開口上の位置を通る凹部１２内の経路に光を放射するレーザーダイオード（ＬＤ）１８と、凹部１２内に、貫通孔１１の出口側の開口上の位置を挟んでＬＤ１８と向かい合うように配置され、ＬＤ１８からの光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）１９とを備えている。図１３の１０３はＬＤ１８から出射した光を示している。

ウェアラブルセンサ１ａを利用すれば、ＬＤ１８からの光を受光するＰＤ１９の受光特性に基づいて、ウェアラブルセンサ１ａの着用者の発汗量と汗中の電解質濃度とを算出することができる。

このように特許文献１、２に開示されたウェアラブルセンサ１，１ａによれば、着用者の発汗量と汗中の電解質濃度とを算出することができるが、発汗量が微小なケースでは、貫通孔１１から凹部１２に流出した汗の蒸発による影響が大きくなり、発汗量を少なく見積る可能性や電解質濃度を高く見積もる可能性があった。

国際公開ＷＯ２０２１／０３８７４２ 国際公開ＷＯ２０２１／０３８７５８

A. Hirata，T. Miyazawa，R. Uematsu，S. Kodera，Y. Hashimoto，K. Takagahara，Y. Higuchi，H. Togo，T. Kawahara，H. Tanaka，"Body Core Temperature Estimation Using New Compartment Model With Vital Data From Wearable Devices"，IEEE Access 2021，9，124452-124462.(DOI:10.1109/ACCESS.2021.3110252) T. Hifumi，Y. Kondo，K. Shimizu，Y. Miyake，"Heat stroke"，Journal of Intensive Care，2018，6，1-8，＜https://doi.org/10.1186/s40560-018-0298-4＞

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、汗の蒸発による影響を考慮して補正を行うことで、発汗量と電解質濃度の計測誤差を低減することができる発汗分析装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の発汗分析装置は、着用者の皮膚から分泌される汗の発汗量と電解質濃度とに由来する電気信号を出力するように構成されたウェアラブルセンサと、前記着用者の汗が流入する前記ウェアラブルセンサの内部空間の温度を測定するように構成された温度センサと、前記着用者の汗が流入する前記ウェアラブルセンサの内部空間の相対湿度を測定するように構成された湿度センサと、前記ウェアラブルセンサによって得られた電気信号に基づいて前記着用者の発汗量測定値を算出するように構成された発汗量算出部と、前記ウェアラブルセンサによって得られた電気信号に基づいて前記着用者の汗中の電解質濃度測定値を算出するように構成された電解質濃度算出部と、汗の蒸発に関係する既知の物理量と前記発汗量測定値と前記電解質濃度測定値と前記温度と前記相対湿度とに基づいて、蒸発による汗の減量の影響を補正した発汗量の真値と電解質濃度の真値とを算出するように構成された補正部とを備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、ウェアラブルセンサと温度センサと湿度センサと発汗量算出部と電解質濃度算出部と補正部とを設け、蒸発による汗の減量の影響を補正した発汗量の真値と電解質濃度の真値とを補正部によって算出することにより、発汗量を少なく見積る可能性や電解質濃度を高く見積もる可能性を低減することができる。その結果、本発明では、発汗量と電解質濃度の高精度な計測を実現することができる。

図１は、ウェアラブルセンサで計測される、電極間に流れる電流値の変化の１例を示す図である。 図２は、本発明の第１の実施例に係る発汗分析装置の構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の第１の実施例に係る発汗分析装置のＭＣＵ部の機能ブロック図である。 図４は、本発明の第１の実施例に係る発汗分析装置の動作を説明するフローチャートである。 図５は、本発明の第１の実施例に係る発汗分析装置の補正部の動作を説明するフローチャートである。 図６は、本発明の第２の実施例に係る発汗分析装置の補正部の動作を説明するフローチャートである。 図７は、本発明の第３の実施例に係る発汗分析装置の補正部の動作を説明するフローチャートである。 図８は、本発明の第４の実施例に係る発汗分析装置の構成を示すブロック図である。 図９は、本発明の第４の実施例に係る発汗分析装置のＭＣＵ部の機能ブロック図である。 図１０は、本発明の第１～第４の実施例に係る発汗分析装置を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。 図１１は、従来のウェアラブルセンサの断面図である。 図１２は、従来のウェアラブルセンサの拡大断面図である。 図１３は、従来の別のウェアラブルセンサの断面図である。 図１４は、従来の別のウェアラブルセンサの拡大断面図である。

［第１の補正方法］
本発明では、特許文献１、２に開示された発汗分析装置によってウェアラブルセンサの着用者の発汗量と汗中の電解質濃度とを測定する。着用者の発汗量の測定値をＱ［Ｌ／ｓ］、発汗量の真値をＱ’［Ｌ／ｓ］、着用者の汗中の電解質濃度の測定値をＣ［ｍｏｌ／Ｌ］、電解質濃度の真値をＣ’［ｍｏｌ／Ｌ］、着用者の汗が流入するウェアラブルセンサの内部空間の温度をＴ［℃］、内部空間の相対湿度をＲＨ［％］とする。本発明の第１の補正方法では、発汗量の真値Ｑ’、電解質濃度の真値Ｃ’を、式（１）～式（５）のように算出することができる。

Ｐ_ｓ＝ｅ＾｛－６０９６．９３８５×（Ｔ＋２７３．１５）^－１＋２１．２４０９６４２－２．７１１１９３×１０^－２×（Ｔ＋２７３．１５）＋１．６７３９５２×１０^－５×（Ｔ＋２７３．１５）^２＋２．４３３５０２×ｌｎ（Ｔ＋２７３．１５）｝ ・・・（３）

式（１）の右辺第２項は、蒸発による汗の減量分を示す項である。つまり、式（１）は、発汗量測定値Ｑに、蒸発による汗の減量分を加えた値を発汗量の真値Ｑ’とすることを意味している。式（３）の「＾」はべき乗を意味している。

Ｄ［ｍ^２／ｓ］は測定された電解質濃度がＣのときの汗における水蒸気の拡散係数、ΔＣ［ｋｇ／ｍ^３］は図１１～図１４の貫通孔１１の開口部に生じる汗の液滴１０２ａの気液界面近傍における水蒸気の密度と、液滴１０２ａの気液界面から十分な遠方における水蒸気の密度との差、ρ［ｋｇ／ｍ^３］は水の密度である。

ｒ［ｍ］は貫通孔１１の開口部の寸法（開口部の断面が円の場合は直径）の１／２、θ_ｃ［ｒａｄ］は電極１６の表面または吸水構造体１５の表面と、汗の液滴１０２ａの表面とのなす角（静的接触角）、Ｐ_ｓ［Ｐａ］は飽和水蒸気圧である。水の密度ρと、貫通孔１１の開口部の寸法の１／２の値ｒと、静的接触角θ_ｃとは、汗の蒸発に関係する既知の物理量である。

［第２の補正方法］
本発明の第２の補正方法では、式（６）、式（７）を発汗量の真値Ｑ’について解き、式（５）により電解質濃度の真値Ｃ’を算出する。

式（６）は、汗の液滴１０２ａが電極１６または吸水構造体１５に着液してから連続的に変化する状態における動的接触角θ［ｒａｄ］の時間微分の式である。Ｔ_ｃ［ｓ］は図１１の電極１４と１６間に流れる電流の上向きのピークの周期の測定値、または図１３のＰＤ１９を流れる光電流の下向きのピークの周期の測定値である。式（７）は周期Ｔ_ｃの期間中の蒸発による汗の減量分の積分の式である。

特許文献１に開示されたウェアラブルセンサで計測される、電極間に流れる電流値の変化の１例を図１に示す。上記で説明したとおり、図１１、図１２に示した構造では、電極１４と１６間に汗の液滴１０２ａが存在する期間、電流が流れ続けることになり、ウェアラブルセンサに流入する汗の流量、つまり発汗量の多寡に応じて通電する周期が変化し、電解質濃度の多寡に応じて通電時のピーク電流が変化する。

一方、特許文献２に開示されたウェアラブルセンサでは、汗１０２の液滴１０２ａが形成されると、ＰＤ１９の光電流が低下し、液滴１０２ａが消失すると、ＰＤ１９の光電流が増加する。つまり、発汗量の多寡に応じてＰＤ１９の光電流の下向きのピークの周期が変化し、電解質濃度の多寡に応じてピーク電流が変化する。

［第３の補正方法］
次に、本発明の第３の補正方法について説明する。時刻ｔにおける汗の液滴１０２ａの動的接触角θをθ（ｔ）とする。時刻ｔ＝０における動的接触角の初期値θ（０）として、非零の微小な値（例えば、０．１ｄｅｇや１ｄｅｇ）を設定する。さらに、発汗量の真値Ｑ’の推定値として、発汗量の測定値Ｑ以上、かつ発汗量所定値以下の範囲内の値を設定して、以下の式（８）、式（９）の計算を行う。

上記の発汗量所定値としては、蒸発の影響が無視できる発汗量、あるいは発汗量の上限値Ｑ_ｍａｘがある。上限値Ｑ_ｍａｘとしては、過去の測定で得られた結果から、実際に即した値を予め設定しておけばよい。

ここで、Δｔ［ｓ］は計算間隔、ｆ（Ｑ’）は発汗量の真値Ｑ’の推定値の正しさを評価するための評価関数である。式（９）は、電流ピーク周期Ｔ_ｃの期間中の発汗量の真値Ｑ’の推定値の総量（＝Ｑ’Ｔ_ｃ）と発汗量測定値Ｑの総量（＝ＱＴ_ｃ）との差から、周期Ｔ_ｃの期間中の蒸発による汗の減量分を引いた値を、評価関数ｆ（Ｑ’）とすることを意味している。

予め定められた発汗量のステップ幅（例えば、０．０１μＬ／ｍｉｎ）で真値Ｑ’の推定値を変更しながら、真値Ｑ’の推定値毎に式（８）、式（９）の計算を行う。そして、真値Ｑ’の推定値毎に算出した評価関数ｆ（Ｑ’）の２乗ｆ（Ｑ’）^２が最小となる推定値を、発汗量の真値Ｑ’とする。さらに、式（５）により電解質濃度の真値Ｃ’を算出する。

［第１の実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図２は本発明の第１の実施例に係る発汗分析装置の構成を示すブロック図である。発汗分析装置は、ウェアラブルセンサ１と、温度センサ２と、湿度センサ３と、ＡＦＥ（Analog Front End）部４と、データ記録部５と、記憶部６と、ＭＣＵ（Micro Control Unit）部７と、通信部８と、電源部９とを備えている。

ウェアラブルセンサ１は、着用者の皮膚から分泌される汗の発汗量と電解質濃度とに由来する電気信号（例えば図１に示した波形の電流）を出力する。
温度センサ２は、着用者の皮膚から分泌される汗が流入するウェアラブルセンサ１の内部空間の温度Ｔを測定する。湿度センサ３は、着用者の皮膚から分泌される汗が流入するウェアラブルセンサ１の内部空間の相対湿度ＲＨを測定する。温度センサ２と湿度センサ３は、一体化していてもよい。

ＡＦＥ部４は、アナログフロントエンドを備えており、ウェアラブルセンサ１から出力された微弱な電気信号を増幅する。
データ記録部５は、ＡＤＣ（Analog Digital Converter）を備えており、ＡＦＥ部４によって増幅されたアナログ信号を所定のサンプリング周波数でデジタルデータに変換して記憶部６に格納する。

記憶部６は、データ記録部５から出力されたデジタルデータを記憶する。記憶部６は、フラッシュメモリに代表される不揮発性メモリや、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）のような揮発性メモリ等で実現される。
ＭＣＵ部７は、記憶部６に格納されているデジタルデータから発汗量および電解質濃度を算出する信号処理を担う回路である。

通信部８は、ＭＣＵ部７によって得られた計測結果および分析結果を、スマートフォン等の外部装置（不図示）に無線または有線により送信する回路を含む。無線通信の規格としては、例えばＢＬＥ（Bluetooth（登録商標） Low Energy）などがある。また、有線通信の規格としては、例えばイーサネット（登録商標）などがある。
電源部９は、発汗分析装置への電源供給の役割を担う回路である。

本実施例におけるウェアラブルセンサ１は、特許文献１に開示されたものと同じなので、図１１、図１２を用いてウェアラブルセンサ１の構造について説明する。
ウェアラブルセンサ１は、貫通孔１１と貫通孔１１の出口側の端部と連通する凹部１２とを有する基材１０と、貫通孔１１の入口側の端部が開口する基材１０の面に配置された電極１４と、貫通孔１１の出口側の開口から凹部１２に流出した液体と接触するように基材１０の出口側の面（上面）に配置された吸水構造体１５と、吸水構造体１５の基材１０と向かい合う面に、貫通孔１１の出口側の開口と向かい合うように配置された吸水性の電極１６とを備えている。

基材１０としては、例えば親水性のガラス材料または樹脂材料からなるものがある。また、撥水性の材料の表面および貫通孔１１の内面に親水性を付与する表面処理が施されたものを基材１０としてもよい。基材１０の上面には、上面を窪ませた形状の凹部１２が貫通孔１１と連通するように形成されている。反対に、基材１０の下面には、下面を窪ませた形状の凹部１３が貫通孔１１と連通するように形成されている。

電極１４は、例えば貫通孔１１の入口側の端部が開口する基材１０の面（下面）に形成された金属薄膜からなる。吸水構造体１５の例としては、綿、絹等の繊維や、多孔質セラミック基板等を挙げることができる。電極１６の例としては、吸水構造体１５の表面に例えばめっき技術によって形成した多孔質金属薄膜や、導電性高分子を吸水構造体１５の繊維に含浸させたもの、導電繊維を編みこんだもの等を挙げることができる。

ウェアラブルセンサ１は、図１１に示すように基材１０の下面が着用者の皮膚１００と向かい合うように着用者の身体に装着される。図１１の１０１は着用者の汗腺である。
着用者が発汗すると、汗１０２は、毛細管現象により基材１０の凹部１３内から貫通孔１１内に導入されていく。さらに、発汗量の増加により、汗１０２は、貫通孔１１内を上昇して凹部１２に到達する。

図１２の拡大図で示すように、凹部１２の内面には撥水部１７が設けられている。基材１０に親水性の材料を用いる場合には、凹部１２の内面に撥水性の表面処理を施すようにして、撥水部１７を形成すればよい。基材１０に撥水性の材料を用いる場合には、凹部１２の内面のみ撥水性の材料のままとすることにより、撥水部１７を設けることができる。

汗１０２は、ウェアラブルセンサ１の内部空間である凹部１２に到達すると、図１２に示すように球状の液滴１０２ａとなる。さらに、発汗量が増加すると、液滴１０２ａは、その直径が増して、遂には電極１６と吸水構造体１５とに到達する。電極１６と吸水構造体１５とに到達した液滴１０２ａは、毛細管現象により電極１６の多数の孔および吸水構造体１５の多数の孔を通って、吸水構造体１５内を移動しながら蒸発する。これにより、液滴１０２ａが消失する。こうして、液滴１０２ａの形成と消失により、ウェアラブルセンサ１の電極１４と１６間の通電が繰り返し発生する。

温度センサ２は、ウェアラブルセンサ１の凹部１２を満たす雰囲気の温度Ｔを測定する。湿度センサ３は、凹部１２内の相対湿度ＲＨを測定する。具体的には、温度センサ２と湿度センサ３とは、図１１、図１２の電極１６の付近あるいは吸水構造体１５の付近に設置される。

なお、本実施例では、ウェアラブルセンサ１の構造として、図１１、図１２の構造を例に挙げて説明しているが、これに限るものではない。着用者の発汗によってウェアラブルセンサ内に断続的に生じる液滴により電極間に断続的に電流が流れるものであれば、他の構造のウェアラブルセンサを用いてもよい。

図３は本実施例のＭＣＵ部７の機能ブロック図である。ＭＣＵ部７は、発汗量算出部７０と、電解質濃度算出部７１と、補正部７２として機能する。

発汗量算出部７０は、ウェアラブルセンサ１の電極間の通電特性に基づいて着用者の発汗量の測定値Ｑを算出する。
電解質濃度算出部７１は、ウェアラブルセンサ１の電極間の通電特性に基づいて着用者の汗中の電解質濃度の測定値Ｃを算出する。

補正部７２は、汗の蒸発に関係する既知の物理量と発汗量の測定値Ｑと電解質濃度の測定値Ｃと温度の測定値Ｔと相対湿度の測定値ＲＨとに基づいて、蒸発による汗の減量の影響を補正した発汗量の真値Ｑ’と電解質濃度の真値Ｃ’とを算出する。

図４は本実施例の発汗分析装置の動作を説明するフローチャートである。ＡＦＥ部４は、ウェアラブルセンサ１の電極１４と１６間に流れる電流を検出する（図４ステップＳ１）。また、ＡＦＥ部４は、温度Ｔを示す信号を温度センサ２から受け取り（図４ステップＳ２）、相対湿度ＲＨを示す信号を湿度センサ３から受け取る（図４ステップＳ３）。

データ記録部５は、ＡＦＥ部４によって増幅された信号を所定のサンプリングレートでデジタルデータに変換して（図４ステップＳ４）、記憶部６に格納する（図４ステップＳ５）。このとき、データ記録部５は、デジタルデータにサンプリング時刻の情報を付加して記憶部６に格納する。こうして、記憶部６には、電流と温度Ｔと相対湿度ＲＨのそれぞれの時系列データが記憶される。

発汗量算出部７０は、記憶部６に格納されたデジタルデータに基づいて、ウェアラブルセンサ１の着用者の発汗量の測定値Ｑ［Ｌ／ｓ］を算出する（図４ステップＳ６）。具体的には、発汗量算出部７０は、汗の液滴１０２ａの体積Ｖ［Ｌ］を、直前の電流ピークから最新の電流ピークまでの周期Ｔ_ｃ［ｓ］で除することにより、発汗量の測定値Ｑ［Ｌ／ｓ］を算出することができる。

特許文献１に記載されているとおり、ウェアラブルセンサ１の電極１４と１６間に生じる汗の液滴１０２ａの体積Ｖは、実際に即した値を予め求めておくことが可能である。

電解質濃度算出部７１は、着用者の汗中の電解質濃度Ｃ［ｍｏｌ／Ｌ］により変化する汗の電気抵抗率Ｒρを算出し、この電気抵抗率Ｒρから汗中の電解質濃度の測定値Ｃ［ｍｏｌ／Ｌ］を算出する（図４ステップＳ７）。

具体的には、電解質濃度算出部７１は、ＡＦＥ部４が電極１４と１６間に印加する既知の電圧の値を、記憶部６に格納されたデジタルデータが示す最新の通電時の電流ピーク値で除することにより、抵抗を算出する。そして、電解質濃度算出部７１は、抵抗の値と、電極１４と１６間の既知の距離と、電極１４と１６間の汗の断面積とに基づいて電気抵抗率Ｒρを算出する。汗の断面積については、電極１４と１６間の汗の断面積を一定とみなしたときの規定値を使用すればよい。

汗の電気抵抗率Ｒρと汗中の電解質濃度Ｃ（主としてＮａＣｌの濃度）との間には直線的な関係があることが知られている。電解質濃度算出部７１は、電気抵抗率Ｒρと電解質濃度Ｃとの既知の関係に基づいて、電気抵抗率Ｒρから電解質濃度の測定値Ｃ［ｍｏｌ／Ｌ］を算出する。

次に、補正部７２は、発汗量算出部７０によって算出された発汗量の測定値Ｑと、電解質濃度算出部７１によって算出された電解質濃度の測定値Ｃとを補正する（図４ステップＳ８）。図５は補正部７２の動作を説明するフローチャートである。

補正部７２は、発汗量の測定値Ｑと、温度の測定値Ｔと、相対湿度の測定値ＲＨと、水の密度ρと、貫通孔１１の開口部の寸法（開口部の断面が円の場合は直径）の１／２の値ｒと、液滴１０２ａの既知の静的接触角θ_ｃとに基づいて、蒸発による汗の減量の影響を補正した発汗量の真値Ｑ’を式（１）～式（４）により算出する（図５ステップＳ１００）。静的接触角θ_ｃとしては、例えば事前の実験によって求めた値を設定しておけばよい。

さらに、補正部７２は、発汗量の真値Ｑ’と発汗量の測定値Ｑと電解質濃度の測定値Ｃとに基づいて、蒸発による汗の減量の影響を補正した電解質濃度の真値Ｃ’を式（５）により算出する（図５ステップＳ１０１）。

通信部８は、発汗量算出部７０の算出結果と電解質濃度算出部７１の算出結果と補正部７２の補正結果とをスマートフォン等の外部装置（不図示）に送信する（図４ステップＳ９）。

発汗分析装置は、例えば着用者から測定終了の指示があるまで（図４ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ステップＳ１～Ｓ９の処理を繰り返し実行する。

以上、説明したように、本実施例によれば、温度センサ２と湿度センサ３と補正部７２とを設けることにより、発汗量の真値と電解質濃度の真値とを算出することができ、発汗量を少なく見積る可能性や電解質濃度を高く見積もる可能性を低減することができる。

［第２の実施例］
第１の実施例では、第１の補正方法に基づいて発汗量と電解質濃度とを補正した。本発明の第２の実施例では、第２の補正方法に基づいて発汗量と電解質濃度とを補正する。本実施例と第１の実施例との違いは補正部７２の動作である。本実施例の補正部７２の動作を図６を用いて説明する。

補正部７２は、発汗量の測定値Ｑと、温度の測定値Ｔと、相対湿度の測定値ＲＨと、水の密度ρと、貫通孔１１の開口部の寸法の１／２の値ｒと、発汗量算出部７０が発汗量の測定値Ｑの算出に用いた電流ピーク周期Ｔ_ｃとに基づいて、汗の液滴１０２ａの動的接触角θの時間微分の式（６）と周期Ｔ_ｃの期間中の蒸発による汗の減量分の積分の式（７）とをＱ’について解くことにより、発汗量の真値Ｑ’を算出する（図６ステップＳ２００）。第１の実施例と同様に、水蒸気の密度の差ΔＣは式（２）、式（３）により算出することができ、水蒸気の拡散係数Ｄは式（４）により算出することができる。

さらに、補正部７２は、発汗量の真値Ｑ’と発汗量の測定値Ｑと電解質濃度の測定値Ｃとに基づいて、電解質濃度の真値Ｃ’を式（５）により算出する（図６ステップＳ２０１）。
発汗分析装置の他の構成は第１の実施例と同じである。

［第３の実施例］
本発明の第３の実施例では、第３の補正方法に基づいて発汗量と電解質濃度とを補正する。本実施例と第１の実施例との違いは補正部７２の動作である。本実施例の補正部７２の動作を図７を用いて説明する。

補正部７２は、時刻ｔ＝０における汗の液滴１０２ａの動的接触角の初期値θ（０）として非零の微小な値を設定する（図７ステップＳ３００）。また、補正部７２は、発汗量の真値Ｑ’の推定値として、発汗量の測定値Ｑ以上、かつ予め定められた発汗量所定値以下の範囲内の値を設定する（図７ステップＳ３０１）。

補正部７２は、動的接触角の初期値θ（０）と、発汗量の真値Ｑ’の推定値と、温度の測定値Ｔと、相対湿度の測定値ＲＨと、水の密度ρと、貫通孔１１の開口部の寸法の１／２の値ｒとに基づいて、発汗量算出部７０が発汗量の測定値Ｑの算出に用いた電流ピーク周期Ｔ_ｃの期間における液滴１０２ａの動的接触角θを式（８）により計算間隔Δｔ毎に算出する（図７ステップＳ３０２）。第１の実施例と同様に、水蒸気の密度の差ΔＣは式（２）、式（３）により算出することができ、水蒸気の拡散係数Ｄは式（４）により算出することができる。

続いて、補正部７２は、発汗量測定値Ｑと、発汗量の真値Ｑ’の推定値と、発汗量算出部７０が発汗量の測定値Ｑの算出に用いた電流ピーク周期Ｔ_ｃと、ステップＳ３０２の算出結果とに基づいて、式（９）のように、電流ピーク周期Ｔ_ｃの期間中の真値Ｑ’の推定値の総量（＝Ｑ’Ｔ_ｃ）と発汗量測定値Ｑの総量（＝ＱＴ_ｃ）との差から、周期Ｔ_ｃの期間中の蒸発による汗の減量分を引いた値を、発汗量の真値Ｑ’の推定値の正しさを評価するための評価関数ｆ（Ｑ’）として算出する（図７ステップＳ３０３）。

補正部７２は、発汗量の真値Ｑ’の推定値の全てについてステップＳ３０２，Ｓ３０３の算出処理を終えていない場合（図７ステップＳ３０４においてＮＯ）、ステップＳ３０１に戻り、発汗量の真値Ｑ’の推定値を変更する。上記のとおり、補正部７２は、予め定められた発汗量のステップ幅で推定値を変更する。こうして、補正部７２は、発汗量の真値Ｑ’の複数の推定値のそれぞれについて評価関数ｆ（Ｑ’）を算出する。

補正部７２は、予め定められた個数の推定値についてステップＳ３０２，Ｓ３０３の算出処理を終えた時点、あるいは発汗量測定値Ｑから開始した推定値が予め定められた発汗量所定値（例えば上限値Ｑ_ｍａｘ）に達した時点で、ステップＳ３０２，Ｓ３０３の算出処理終了と判定する。

補正部７２は、発汗量の真値Ｑ’の推定値毎に算出した評価関数ｆ（Ｑ’）のうち、最良の評価関数ｆ（Ｑ’）が得られる推定値を、発汗量の真値Ｑ’として確定する（図７ステップＳ３０５）。具体的には、補正部７２は、評価関数ｆ（Ｑ’）の２乗ｆ（Ｑ’）^２が最小となる推定値を、発汗量の真値Ｑ’とする。

さらに、補正部７２は、発汗量の真値Ｑ’と発汗量の測定値Ｑと電解質濃度の測定値Ｃとに基づいて、電解質濃度の真値Ｃ’を式（５）により算出する（図７ステップＳ３０６）。
発汗分析装置の他の構成は第１の実施例と同じである。

［第４の実施例］
図８は本発明の第４の実施例に係る発汗分析装置の構成を示すブロック図である。発汗分析装置は、ウェアラブルセンサ１ａと、温度センサ２と、湿度センサ３と、ＡＦＥ部４と、データ記録部５と、記憶部６と、ＭＣＵ部７ａと、通信部８と、電源部９とを備えている。

本実施例におけるウェアラブルセンサ１ａは、特許文献２に開示されたものと同じなので、図１３、図１４を用いてウェアラブルセンサ１ａの構造について説明する。
ウェアラブルセンサ１ａは、貫通孔１１と凹部１２とを有する基材１０と、吸水構造体１５と、凹部１２内に配置され、基材１０の出口側の面に沿って貫通孔１１の出口側の開口上の位置を通る凹部１２内の経路に光を放射するＬＤ１８と、凹部１２内に、貫通孔１１の出口側の開口上の位置を挟んでＬＤ１８と向かい合うように配置され、ＬＤ１８からの光を受光するＰＤ１９とを備えている。

吸水構造体１５の例としては、綿、絹等の繊維や、多孔質セラミック基板等を挙げることができる。なお、吸水構造体１５は、貫通孔１１の出口側の開口と凹部１２の全面を覆う必要はなく、貫通孔１１の出口側の開口から凹部１２に流出した液滴に接触できるように配置されていればよい。

ウェアラブルセンサ１ａは、図１３に示すように基材１０の下面が着用者の皮膚１００と向かい合うように着用者の身体に装着される。
着用者が発汗すると、汗１０２は、毛細管現象により基材１０の凹部１３内から貫通孔１１内に導入されていく。さらに、発汗量の増加により、汗１０２は、貫通孔１１内を上昇して、貫通孔１１と連通するように基材１０の上面に設けられた凹部１２に到達する。

図１４の拡大図で示すように、凹部１２の内面には撥水部１７が設けられている。汗１０２は、ウェアラブルセンサ１ａの内部空間である凹部１２に到達すると、図１４に示すように球状の液滴１０２ａとなる。さらに、発汗量が増加すると、液滴１０２ａは、その直径が増して、遂には吸水構造体１５に到達する。吸水構造体１５に到達した液滴１０２ａは、毛細管現象により吸水構造体１５の多数の孔を通って、吸水構造体１５内を移動しながら蒸発する。これにより、液滴１０２ａが消失する。

発光素子であるＬＤ１８は、発汗量の計測時に、図１３、図１４に示すように基材１０の出口側の面（上面）に沿って貫通孔１１の出口側の開口上の位置を通る凹部１２内の経路に光を放射する。
受光素子であるＰＤ１９は、ＬＤ１８からの光を受光する。

汗１０２の液滴１０２ａが形成されると、ＬＤ１８から出射した光１０３は、凹部１２内の空気、液滴１０２ａ、凹部１２内の空気という順番で各媒質中を伝搬しＰＤ１９に入射する。液滴１０２ａが消失すると、光１０３は、凹部１２内の空気中を伝搬してＰＤ１９に入射する。液滴１０２ａが再び形成されると、光１０３は、凹部１２内の空気、液滴１０２ａ、凹部１２内の空気という順番で各媒質中を伝搬しＰＤ１９に入射する。こうして、光１０３が伝搬する媒質の違いがＰＤ１９での受光量に反映される。すなわち、液滴１０２ａの形成と消失により、ＰＤ１９を流れる光電流が変化する。

温度センサ２は、ウェアラブルセンサ１ａの凹部１２を満たす雰囲気の温度Ｔを測定する。湿度センサ３は、凹部１２内の相対湿度ＲＨを測定する。
発汗分析装置のＡＦＥ部４とデータ記録部５と記憶部６と通信部８と電源部９の構成は第１の実施例と同様である。ＡＦＥ部４は、ＰＤ１９の出力信号（光電流）と温度Ｔを示す信号と相対湿度ＲＨを示す信号とを増幅すればよい。

図９は本実施例のＭＣＵ部７ａの機能ブロック図である。ＭＣＵ部７ａは、発汗量算出部７０ａと、電解質濃度算出部７１ａと、補正部７２ａとして機能する。

発汗量算出部７０ａは、ＰＤ１９の受光特性に基づいて着用者の発汗量の測定値Ｑを算出する。
電解質濃度算出部７１ａは、ＰＤ１９の受光特性に基づいて着用者の汗中の電解質濃度の測定値Ｃを算出する。

補正部７２ａは、汗の蒸発に関係する既知の物理量と発汗量の測定値Ｑと電解質濃度の測定値Ｃと温度の測定値Ｔと相対湿度の測定値ＲＨとに基づいて、蒸発による汗の減量の影響を補正した発汗量の真値Ｑ’と電解質濃度の真値Ｃ’とを算出する。

本実施例の発汗分析装置の処理の流れは第１の実施例と同様であるので、図４を用いて発汗分析装置の動作を説明する。
ＡＦＥ部４は、ウェアラブルセンサ１ａのＰＤ１９の光電流を検出する（図４ステップＳ１）。また、ＡＦＥ部４は、温度Ｔを示す信号を温度センサ２から受け取り（図４ステップＳ２）、相対湿度ＲＨを示す信号を湿度センサ３から受け取る（図４ステップＳ３）。

データ記録部５は、ＡＦＥ部４によって増幅された信号を所定のサンプリングレートでデジタルデータに変換して（図４ステップＳ４）、記憶部６に格納する（図４ステップＳ５）。

発汗量算出部７０ａは、記憶部６に格納されたデジタルデータに基づいて、ウェアラブルセンサ１ａの着用者の発汗量の測定値Ｑを算出する（図４ステップＳ６）。具体的には、発汗量算出部７０ａは、汗の液滴１０２ａの体積Ｖを、直前の電流ピークから最新の電流ピークまでの周期Ｔ_ｃで除することにより、発汗量の測定値Ｑを算出する。

本実施例では、凹部１２内に汗の液滴１０２ａが形成されると、ＰＤ１９の光電流が低下し、液滴１０２ａが消失すると、ＰＤ１９の光電流が増加する。したがって、発汗量算出部７０ａは、ＰＤ１９の光電流の下向きのピークの周期Ｔ_ｃを用いて、発汗量の測定値Ｑを算出する。

電解質濃度算出部７１ａは、ＰＤ１９の受光量に基づいて着用者の汗中の電解質濃度の測定値Ｃを算出する（図４ステップＳ７）。本実施例では、ＬＤ１８のレーザー波長は、汗中の特定の成分の吸収波長に設定されている。これにより、電解質濃度算出部７１ａは、極小値となったときの、ＰＤ１９の受光量に基づいて電解質濃度の測定値Ｃを算出することが可能である。

補正部７２ａは、発汗量算出部７０ａによって算出された発汗量の測定値Ｑと、電解質濃度算出部７１ａによって算出された電解質濃度の測定値Ｃとを補正する（図４ステップＳ８）。本実施例では、第１の補正方法によって補正を行う。補正部７２ａの動作は、第１の実施例の補正部７２と同じである。

通信部８は、発汗量算出部７０ａの算出結果と電解質濃度算出部７１ａの算出結果と補正部７２ａの補正結果とをスマートフォン等の外部装置に送信する（図４ステップＳ９）。

発汗分析装置は、例えば着用者から測定終了の指示があるまで（図４ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ステップＳ１～Ｓ９の処理を繰り返し実行する。
こうして、本実施例では、第１の実施例と同様に、発汗量を少なく見積る可能性や電解質濃度を高く見積もる可能性を低減することができる。

本実施例では、第１の補正方法に基づいて発汗量と電解質濃度とを補正したが、第２の補正方法に基づいて補正を行ってもよい。この場合、補正部７２ａの動作は、第２の実施例の補正部７２と同様の動作となる。補正部７２と違う点は、補正部７２ａは、電極１４と１６間に流れる電流のピークの周期の代わりに、ＰＤ１９の光電流の下向きのピークの周期Ｔ_ｃを用いて発汗量の真値Ｑ’を算出することである。

また、第３の補正方法に基づいて発汗量と電解質濃度とを補正してもよい。この場合、補正部７２ａの動作は、第３の実施例の補正部７２と同様の動作となる。補正部７２と違う点は、補正部７２ａは、電極１４と１６間に流れる電流のピークの周期の代わりに、ＰＤ１９の光電流の下向きのピークの周期Ｔ_ｃを用いて評価関数ｆ（Ｑ’）を算出することである。

第１～第４の実施例で説明したデータ記録部５と記憶部６とＭＣＵ部７，７ａと通信部８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、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。このコンピュータの構成例を図１０に示す。

コンピュータは、ＣＰＵ２００と、記憶装置２０１と、インタフェース装置（Ｉ／Ｆ）２０２とを備えている。Ｉ／Ｆ２０２には、データ記録部５のＡＤＣ等のハードウェアと、通信部８のハードウェア等が接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明の発汗分析方法を実現させるためのプログラムは記憶装置２０１に格納される。ＣＰＵ２００は、記憶装置２０１に格納されたプログラムに従って第１～第４の実施例で説明した処理を実行する。

上記の実施例の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）本発明の発汗分析装置は、着用者の皮膚から分泌される汗の発汗量と電解質濃度とに由来する電気信号を出力するように構成されたウェアラブルセンサと、前記着用者の汗が流入する前記ウェアラブルセンサの内部空間の温度を測定するように構成された温度センサと、前記着用者の汗が流入する前記ウェアラブルセンサの内部空間の相対湿度を測定するように構成された湿度センサと、前記ウェアラブルセンサによって得られた電気信号に基づいて前記着用者の発汗量測定値を算出するように構成された発汗量算出部と、前記ウェアラブルセンサによって得られた電気信号に基づいて前記着用者の汗中の電解質濃度測定値を算出するように構成された電解質濃度算出部と、汗の蒸発に関係する既知の物理量と前記発汗量測定値と前記電解質濃度測定値と前記温度と前記相対湿度とに基づいて、蒸発による汗の減量の影響を補正した発汗量の真値と電解質濃度の真値とを算出するように構成された補正部とを備えることを特徴とする。

（付記２）付記１記載の発汗分析装置において、前記補正部は、汗の蒸発に関係する既知の物理量と前記温度と前記相対湿度とに基づいて蒸発による汗の減量分を算出し、前記発汗量測定値に前記汗の減量分を加えた値を前記発汗量の真値として算出し、前記発汗量の真値と前記発汗量測定値と前記電解質濃度測定値とに基づいて前記電解質濃度の真値を算出する。

（付記３）付記１記載の発汗分析装置において、前記電気信号は、前記着用者の発汗によって前記ウェアラブルセンサの内部空間に断続的に生じる液滴により変化する電流であり、前記発汗量算出部は、前記電流のピークの周期に基づいて前記着用者の発汗量測定値を算出し、前記補正部は、汗の蒸発に関係する既知の物理量と前記発汗量測定値と前記温度と前記相対湿度と前記電流のピークの周期とに基づいて、前記液滴の動的接触角の時間微分の式と前記電流のピーク間の期間における蒸発による汗の減量分の積分の式とを解くことにより、前記発汗量の真値を算出し、前記発汗量の真値と前記発汗量測定値と前記電解質濃度測定値とに基づいて前記電解質濃度の真値を算出する。

（付記４）付記１記載の発汗分析装置において、前記電気信号は、前記着用者の発汗によって前記ウェアラブルセンサの内部空間に断続的に生じる液滴により変化する電流であり、前記発汗量算出部は、前記電流のピークの周期に基づいて前記着用者の発汗量測定値を算出し、前記補正部は、所定の範囲内で前記発汗量の真値の推定値を複数設定し、汗の蒸発に関係する既知の物理量と前記推定値と前記温度と前記相対湿度とに基づいて、前記電流のピーク間の期間における前記液滴の動的接触角を前記推定値毎に算出し、汗の蒸発に関係する既知の物理量と前記発汗量測定値と前記推定値と前記電流のピークの周期と前記動的接触角の算出結果とに基づいて、前記推定値の正しさを評価するための評価関数を前記推定値毎に算出し、最良の評価関数が得られる前記推定値を前記発汗量の真値として確定し、前記発汗量の真値と前記発汗量測定値と前記電解質濃度測定値とに基づいて前記電解質濃度の真値を算出する。

（付記５）付記１記載の発汗分析装置において、前記電気信号は、前記着用者の発汗によって前記ウェアラブルセンサの内部空間に断続的に生じる液滴により変化する電流であり、前記発汗量算出部は、前記電流のピークの周期に基づいて前記着用者の発汗量測定値を算出し、前記電解質濃度算出部は、前記電流のピークの値に基づいて前記着用者の汗中の電解質濃度測定値を算出する。

（付記６）付記５記載の発汗分析装置において、前記ウェアラブルセンサは、前記着用者の汗の流路となる貫通孔とこの貫通孔の出口側の端部と連通する前記内部空間とを有する基材と、前記貫通孔の入口側の端部が開口する前記基材の面に配置された第１の電極と、前記貫通孔の出口側の開口から前記内部空間に流出した汗と接触するように前記基材の出口側の面に配置された吸水構造体と、前記吸水構造体の前記基材と向かい合う面に、前記貫通孔の出口側の開口と向かい合うように配置された吸水性の第２の電極とを備え、前記電気信号は、前記着用者の発汗によって前記内部空間に断続的に生じる液滴により前記第１の電極と前記第２の電極間に流れる電流である。

（付記７）付記５記載の発汗分析装置において、前記ウェアラブルセンサは、前記着用者の汗の流路となる貫通孔とこの貫通孔の出口側の端部と連通する前記内部空間とを有する基材と、前記貫通孔の出口側の開口から前記内部空間に流出した汗と接触するように前記基材の出口側の面に配置された吸水構造体と、前記貫通孔の出口側の開口から前記内部空間に流出した汗に向けて光を放射するように構成された発光素子と、汗を透過した光または汗によって反射された光を受光するように構成された受光素子とを備え、前記電気信号は、前記着用者の発汗によって前記内部空間に断続的に生じる液滴により前記受光素子を流れる電流である。

（付記８）本発明の発汗分析方法は、着用者の皮膚から分泌される汗の発汗量と電解質濃度とに由来する電気信号をウェアラブルセンサによって検出する第１のステップと、前記着用者の汗が流入する前記ウェアラブルセンサの内部空間の温度を測定する第２のステップと、前記着用者の汗が流入する前記ウェアラブルセンサの内部空間の相対湿度を測定する第３のステップと、前記ウェアラブルセンサによって得られた電気信号に基づいて前記着用者の発汗量測定値を算出する第４のステップと、前記ウェアラブルセンサによって得られた電気信号に基づいて前記着用者の汗中の電解質濃度測定値を算出する第５のステップと、汗の蒸発に関係する既知の物理量と前記発汗量測定値と前記電解質濃度測定値と前記温度と前記相対湿度とに基づいて、蒸発による汗の減量の影響を補正した発汗量の真値と電解質濃度の真値とを算出する第６のステップとを含むことを特徴とする。

本発明は、人の発汗量と汗中電解質濃度を分析する技術に適用することができる。

１，１ａ…ウェアラブルセンサ、２…温度センサ、３…湿度センサ、４…ＡＦＥ部、５…データ記録部、６…記憶部、７，７ａ…ＭＣＵ部、８…通信部、９…電源部、１０…基材、１１…貫通孔、１２，１３…凹部、１４，１６…電極、１５…吸水構造体、１７…撥水部、１８…レーザーダイオード、１９…フォトダイオード、７０，７０ａ…発汗量算出部、７１，７１ａ…電解質濃度算出部、７２，７２ａ…補正部。

Claims (8)

1. 着用者の皮膚から分泌される汗の発汗量と電解質濃度とに由来する電気信号を出力するように構成されたウェアラブルセンサと、
   前記着用者の汗が流入する前記ウェアラブルセンサの内部空間の温度を測定するように構成された温度センサと、
   前記着用者の汗が流入する前記ウェアラブルセンサの内部空間の相対湿度を測定するように構成された湿度センサと、
   前記ウェアラブルセンサによって得られた電気信号に基づいて前記着用者の発汗量測定値を算出するように構成された発汗量算出部と、
   前記ウェアラブルセンサによって得られた電気信号に基づいて前記着用者の汗中の電解質濃度測定値を算出するように構成された電解質濃度算出部と、
   汗の蒸発に関係する既知の物理量と前記発汗量測定値と前記電解質濃度測定値と前記温度と前記相対湿度とに基づいて、蒸発による汗の減量の影響を補正した発汗量の真値と電解質濃度の真値とを算出するように構成された補正部とを備えることを特徴とする発汗分析装置。
2. 請求項１記載の発汗分析装置において、
   前記補正部は、汗の蒸発に関係する既知の物理量と前記温度と前記相対湿度とに基づいて蒸発による汗の減量分を算出し、前記発汗量測定値に前記汗の減量分を加えた値を前記発汗量の真値として算出し、前記発汗量の真値と前記発汗量測定値と前記電解質濃度測定値とに基づいて前記電解質濃度の真値を算出することを特徴とする発汗分析装置。
3. 請求項１記載の発汗分析装置において、
   前記電気信号は、前記着用者の発汗によって前記ウェアラブルセンサの内部空間に断続的に生じる液滴により変化する電流であり、
   前記発汗量算出部は、前記電流のピークの周期に基づいて前記着用者の発汗量測定値を算出し、
   前記補正部は、汗の蒸発に関係する既知の物理量と前記発汗量測定値と前記温度と前記相対湿度と前記電流のピークの周期とに基づいて、前記液滴の動的接触角の時間微分の式と前記電流のピーク間の期間における蒸発による汗の減量分の積分の式とを解くことにより、前記発汗量の真値を算出し、前記発汗量の真値と前記発汗量測定値と前記電解質濃度測定値とに基づいて前記電解質濃度の真値を算出することを特徴とする発汗分析装置。
4. 請求項１記載の発汗分析装置において、
   前記電気信号は、前記着用者の発汗によって前記ウェアラブルセンサの内部空間に断続的に生じる液滴により変化する電流であり、
   前記発汗量算出部は、前記電流のピークの周期に基づいて前記着用者の発汗量測定値を算出し、
   前記補正部は、所定の範囲内で前記発汗量の真値の推定値を複数設定し、汗の蒸発に関係する既知の物理量と前記推定値と前記温度と前記相対湿度とに基づいて、前記電流のピーク間の期間における前記液滴の動的接触角を前記推定値毎に算出し、汗の蒸発に関係する既知の物理量と前記発汗量測定値と前記推定値と前記電流のピークの周期と前記動的接触角の算出結果とに基づいて、前記推定値の正しさを評価するための評価関数を前記推定値毎に算出し、最良の評価関数が得られる前記推定値を前記発汗量の真値として確定し、前記発汗量の真値と前記発汗量測定値と前記電解質濃度測定値とに基づいて前記電解質濃度の真値を算出することを特徴とする発汗分析装置。
5. 請求項１記載の発汗分析装置において、
   前記電気信号は、前記着用者の発汗によって前記ウェアラブルセンサの内部空間に断続的に生じる液滴により変化する電流であり、
   前記発汗量算出部は、前記電流のピークの周期に基づいて前記着用者の発汗量測定値を算出し、
   前記電解質濃度算出部は、前記電流のピークの値に基づいて前記着用者の汗中の電解質濃度測定値を算出することを特徴とする発汗分析装置。
6. 請求項５記載の発汗分析装置において、
   前記ウェアラブルセンサは、
   前記着用者の汗の流路となる貫通孔とこの貫通孔の出口側の端部と連通する前記内部空間とを有する基材と、
   前記貫通孔の入口側の端部が開口する前記基材の面に配置された第１の電極と、
   前記貫通孔の出口側の開口から前記内部空間に流出した汗と接触するように前記基材の出口側の面に配置された吸水構造体と、
   前記吸水構造体の前記基材と向かい合う面に、前記貫通孔の出口側の開口と向かい合うように配置された吸水性の第２の電極とを備え、
   前記電気信号は、前記着用者の発汗によって前記内部空間に断続的に生じる液滴により前記第１の電極と前記第２の電極間に流れる電流であることを特徴とする発汗分析装置。
7. 請求項５記載の発汗分析装置において、
   前記ウェアラブルセンサは、
   前記着用者の汗の流路となる貫通孔とこの貫通孔の出口側の端部と連通する前記内部空間とを有する基材と、
   前記貫通孔の出口側の開口から前記内部空間に流出した汗と接触するように前記基材の出口側の面に配置された吸水構造体と、
   前記貫通孔の出口側の開口から前記内部空間に流出した汗に向けて光を放射するように構成された発光素子と、
   汗を透過した光または汗によって反射された光を受光するように構成された受光素子とを備え、
   前記電気信号は、前記着用者の発汗によって前記内部空間に断続的に生じる液滴により前記受光素子を流れる電流であることを特徴とする発汗分析装置。
8. 着用者の皮膚から分泌される汗の発汗量と電解質濃度とに由来する電気信号をウェアラブルセンサによって検出する第１のステップと、
   前記着用者の汗が流入する前記ウェアラブルセンサの内部空間の温度を測定する第２のステップと、
   前記着用者の汗が流入する前記ウェアラブルセンサの内部空間の相対湿度を測定する第３のステップと、
   前記ウェアラブルセンサによって得られた電気信号に基づいて前記着用者の発汗量測定値を算出する第４のステップと、
   前記ウェアラブルセンサによって得られた電気信号に基づいて前記着用者の汗中の電解質濃度測定値を算出する第５のステップと、
   汗の蒸発に関係する既知の物理量と前記発汗量測定値と前記電解質濃度測定値と前記温度と前記相対湿度とに基づいて、蒸発による汗の減量の影響を補正した発汗量の真値と電解質濃度の真値とを算出する第６のステップとを含むことを特徴とする発汗分析方法。