JPH0656333B2 - 電子体温計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子体温計に関し、特に温度予測形の電子体温
計に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の電子体温計は予め温度上昇カーブを完全
に規定した予測式を具備しており、実際の検出温度に、
予測式で求めた上乗せ量を加算して平衡温度の先行表示
を行なつていた。このため、予測式中の各係数（パラメ
ータ）は、例えば各電子体温計の製造工程において、実
際の測定に使用する温度プローブによる実測値の統計処
理等を行うことにより、統計的に最も予測誤差が小さく
なるような値に設定される必要があつた。

ところで、温度上昇カーブには個人差があり、また同一
人でも腋下と口中検温ではかなりの相違があることが知
られている。このような場合には、プローブの熱特性の
バラツキを補正した単一の予測式を具備していても実際
には正確な平衡温度の先行表示ができない。

特開昭５８−２２５３２６号の電子体温計は複数の予測
式を具備することでこの問題を解決している。即ち、大
量の測定結果に基づき統計的に決定した複数の予測式を
予め具備しておき、測定の際は、被測定温度の上昇カー
ブと選択した予測式を比較する等により、条件設定（予
測式のパラメータ）を試行錯誤的に変更し、問題を解決
している。しかし、予め複数の予測式を規定しておかな
くてはならないから、現実的な問題として、量産時に生
じる温度プローブの熱特性のバラツキによる調整等の煩
雑さを回避できない。また、予測精度を高めるには特性
の異る多数の予測式を具備しなくてはならない。また、
温度の立ち上がり付近で予測式の選択が適当でないとき
は予測値がオーバーシュートしたりする。

特開昭５９−１８７２３３号の電子体温計は、現実の被
測定温度の上昇カーブに適合する予測式を組立てること
により、上記の問題を解決している。即ち、被測定体温
の時間微分の対数値ＴL とサンプリング時間ｔとの間に
は直線的な関係（ＴL ＝Ａ−τ′ｔ）があることに着目
し、定数Ａ及びτ′を回帰法により求めている。しか
し、対数値ＴL は被測定体温データそのものではないか
ら、微分演算及び対数演算による誤差が入り込み、該誤
差は定数Ａ及びτ′の決定に大きな割合で影響する。ま
た、被測定体温データが雑音成分を含んでいるときは、
結果として雑音成分が予測結果に指数関数的にきいてく
ることになり、非常に不安定な予測結果を与える。

又、特開昭６０−９３９３０号には、回帰直交多項式を
用いて回帰線形多項式への近似を行い、回帰線形多項式
に基づいて予測温度を算出する予測機能付電子体温計が
開示されている。この開示によれば、回帰直交多項式を
用いて予測演算式である回帰線形多項式への近似を行う
ことにより、各係数を求めるためのデータをＲＯＭ上に
テーブルとして有することを可能として、演算速度の向
上を図っている。しかしながら、回帰直交多項式への近
似処理が行われていることから、常に誤差を含むことは
避けられない。又、データをＲＯＭに格納するという構
成が必要となり返って構成を複雑なものとしている。更
に、予測演算式として適用する回帰線形多項式は、「ｙ
＝ｂ_０＋ｂ_１ｘ＋ｂ_２ｘ^２＋…＋ｂ_ｎｘ^ｎ」という形を
有しているために、予測値が安定しない。このため、ｂ
_２以上の高次の係数が所定値よりも小さくなるときを判
定し、その時刻以降はＴ（ｔ）＝ａ_１ｔ＋ａ_０という式
で温度値を計算する必要が生じてしまい、そのデータ処
理が煩雑なものとなっている。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上述した従来技術の欠点を除去するものであ
り、その目的とするところは、プローブの熱特性のばら
つき又は個人や測定部位の差による温度上昇カーブに即
した予測を可能とし、常に予測値が安定する予測式を用
いて予測温度値の算出を行い、正確な先行表示が行える
電子体温計を提供することにある。

本発明の他の目的は、検出温度が雑音成分を含んでいて
も安定な予測推移が得られる電子体温計を提供すること
にある。

本発明の他の目的は、将来の任意時刻における検温値を
正確に予測する電子体温計を提供することにある。

本発明の他の目的は、将来の極めて長い時間を経過した
後の熱平衡温度値を正確に予測する電子体温計を提供す
ることにある。

本発明の他の目的は、比較的簡単な構成及びデータ処理
方法で上記目的を達成する電子体温計を提供することに
ある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明による電子体温計は上記目的を達成するために、 温度を検出して該温度を示す温度データを発生する温度
検出手段と、 測定開始後の経過時間を計時して該経過時間を示す時間
データｔ_ｉを発生する時間信号発生手段と、 検出した温度データをその検出時点の時間データｔ_ｉに
相関付けて記憶する記憶手段と、 該記憶手段から複数の温度データを取り出す取出手段
と、 前記取り出した温度データを目的変数とし、かつこれに
相関付けた時間データｔ_ｉの関数１／ｔ_ｉ，１／ｔ_i ²，
１／ｔ_i ³，…１／ｔ_i ⁿを説明変数とする関数の連立方程
式を解くことにより、内蔵する予測関数のパラメータを
求める信号解析手段と、 前記求めたパラメータで特定される予測関数により将来
時刻における温度を予測演算する予測演算手段とを備え
る。

本願発明の電子体温計は上述の如く構成することによ
り、各計測時点における測定データ及び測定開始からの
経過時間データの関数（１／ｔ_ｉ）に基づく連立方程式
を解くことで予測関数パラメータが得られ、各計測時点
における最適な予測関数が容易に獲得され、予測温度の
算出を高速にかつ正確に行うことが可能となる。更に経
過時間データの関数が１／ｔ_ｉの関数で表されるので、
測定時刻の経過に対して安定的に収束し、この結果、安
定した予測値を得ることが可能となる。

また好ましくは、信号解析手段は各Ｎ＋１個の温度デー
タＴ₀(t_i) 及び時間データｔ_ｉに基いて次式のＮ＋１元
連立方程式、 Ｔ₀(t_i)＝A₀+A₁/t_i+A₂/t_i ²+A₃/t_i ³…A_N/t_i ^N （ｉ＝０〜Ｎ） を解くことにより、予測関数のパラメータＡ_０〜Ａ_Ｎを
求めることをその一態様とする。

また好ましくは、予測演算手段はパラメータＡ_０〜Ａ_Ｎ
で特定する予測関数により将来時刻ｔ_ｃにおける温度Ｔ
_p(t_c) を次式、 T_p(t_c)＝A₀+A₁/t_c+A₂/t_c ²+A₃/t_c ³…+A_N/t_c ^N に従つて予測演算することをその一態様とする。

また好ましくは、取出手段は複数の温度データを取り出
す際に、先の複数の温度データに相関付いた時間データ
の時間間隔よりも後の複数の温度データに相関付いた時
間データの時間間隔の方が大きいものを含むように取り
出すことをその一態様とする。

［実施例の説明］ 以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図は本発明による実施例の電子体温計の基本構成を
示すブロツク図である。この電子体温計は基本的には被
測定部位の温度を検出する温度測定部１と、複数の検温
データ及び各検温時点の測定経過時間データに基づき自
動的に決定した予測式により将来時刻における検温値を
予測演算する予測演算部２と、求めた予測温度を表示す
る表示部３より成る。

温度測定部１は被測定部位の温度を所定周期で検出して
該温度を示す温度データＴをライン１０４に出力する部
分である。予測演算部２は内部にパラメータを未定とす
る予測関数を備える演算部であり、測定開始前は、温度
測定部１からの検温データＴをモニタして所定の測定開
始条件を判定し、測定開始後は、温度測定部１からの検
温データＴの他にも内部に備える測定経過時間計測機能
からの各検温時点の測定経過時間データｔを順次記憶
し、所定数のデータが累積記憶される度にこれらから抽
出したデータを用いて複数の関数の連立方程式を解くこ
とにより前記予測関数の未定のパラメータを決定し、該
決定した予測関数により将来時刻における検温値の予測
演算を行い、演算結果の予測温度Ｔ_ｐをライン１１７に
出力する部分である。表示部３は逐次に求めた予測温度
を数値表示する部分である。

第２図は実施例の電子体温計の具体的構成を示すブロツ
ク図である。図において、温度測定部１はサーミスタ等
の感温素子４及び温度計測回路５を含み、該温度計測回
路５は、予測演算部２よりライン１０２を介して送られ
る所定周期のデータサンプリング指令を従い、感温素子
４の検出温度に応じたアナログ電気信号１０１をサンプ
リングしてデジタル信号に変換し、ライン１０３及び１
０４に実時間で温度データＴを出力する回路である。

予測演算部２はデータ読込手段６、時間測定手段７、計
測制御手段８、記憶手段（ＭＥＭ）９、記憶制御手段１
０、データ解析手段１１、予測演算手段１２及び選択手
段１３を含み、これらの各ブロツク構成は、例えばメモ
リ（ＲＯＭ又はＲＡＭ）に格納している第３図（ａ）及
び（ｂ）のプログラムをマイクロコンピユータ（ＣＰ
Ｕ）が実行することによつて実現可能である。

計測制御手段８は電子体温計全体の動作を統括制御する
手段であり、測定開始前は、温度計測回路５をして例え
ば５秒に１回の割合で温度データＴを発生せしめ、ライ
ン１０４を介してこれを常時モニタし、所定の測定開始
条件を判定したとき、即ち、例えば温度データＴがある
温度以上を示しかつある値以上の温度変化を伴なつてい
ることに相当するとき、はライン１０５及び１０９を介
してデータ読込手段６、時間測定手段７及び記憶制御手
段１０等の各機能を付勢せしめ、測定開始させる。そし
て測定開始後は、ライン１００を介して予測演算部２で
発生する例えば１秒周期のクロツク信号CLOCK を受け、
これに応動するよう設けたタイマ割込の処理において各
ブロツク構成の動作が進行する。

時間測定手段７はライン１０７に測定経過時間データｔ
_ｉを出力する手段であり、測定開始後に計測制御手段８
がライン１０５を介して送る１秒周期の信号をカウント
して測定開始からの測定経過時間を計時する。

データ読込手段６は、計測制御手段８がライン１０５を
介して送る１秒周期のサンプリング信号により、ライン
１０３上の検温データＴを予測演算部２内に読み込む手
段である。またデータ読込手段６は、例えば数個の連続
した検温データを新旧更新しつつ蓄積できるものであ
り、その出力端子には前記数個の検温データから求める
移動平均値Ｔ_０を出力するものでよい。こうすれば、検
温データＴ_０が安定する。

記憶手段９はデータ読込手段６が読み込んだ検温データ
Ｔ_０及びその検温時点に時間測定手段７が計時した測定
経過時間データｔ_ｉを順次相関付けて記憶する手段であ
る。

記憶制御手段１０は記憶手段９への上記したデータ書込
の制御を行うと共に、計測進行につれ、データ解析手段
１１に対してデータ解析をするに必要な数のデータを逐
次抽出して提供する手段である。更に記憶制御手段１０
において、ＮＤは記憶手段９に所定数のデータを書き込
むためのカウンタであり、又は記憶手段９から所定数の
データを取り出すためのカウンタである。また、ＳＤは
記憶手段９より最初に読み出すべきデータのアドレスを
保持するカウンタであり、ＤＴは記憶手段９より抽出す
べき一連のデータの時間間隔（アドレス間隔）を保持す
るレジスタである。

第４図（ａ）及び（ｂ）は記憶制御手段１０によるデー
タ書込制御及びデータ取出制御の態様例を示している。
第４図（ａ）において、横軸は測定経過時間ｔ_ｉ（秒）
を示している。検温データＴ₀(t_i) はその検温時点の時
間データｔ_ｉに相関付け得る態様で記憶する訳である
が、本実施例のようにもし記憶手段９が測定開始後の１
秒周期の検温データＴ₀(t_i) を順次に記憶するものであ
るなら、横軸の測定経過時間ｔ_ｉをそのまま記憶手段９
のアドレス ADDに置き換えられるように記憶してもよ
い。こうすれば、時間データｔ_ｉの記憶エリアを省略で
きる。こうして、最初の４秒間には ADD１番地から ADD
４番地までに温度データＴ_０(t₁)〜Ｔ_０(t₄)を記憶し、
次の４秒間には ADD５番地から ADD８番地までに温度デ
ータＴ_０(t₅)〜Ｔ_０(t₈)を記憶する。こういう形でも検
温データＴ₀(t_i) をその検温時点の時間データｔ_ｉに相
関付けられる。勿論、本実施例のようにして検温データ
Ｔ₀(t_i) とその検温時点の時間データｔ_ｉを対にして記
憶してもよい。

一方、データ解析手段１１による温度上昇カーブの分析
には毎回４組のデータが必要であるとすると、記憶制御
手段１０は最初の４秒を経過した時点ではデータ解析手
段１１に ADD１番地から ADD４番地までの温度データＴ
_０(t₁)〜Ｔ_０(t₄)を提供できる。第４図（ａ）の縦軸は
各読出サイクルにおけるデータの時間間隔（読出間隔）
ＤＴを示しており、第１回目の読出サイクルではＤＴは
１秒間隔の内容を保持している。またこのときはＳＤも
第１秒目の内容を保持している。更に次の４秒を経過し
た時点では、記憶制御手段１０はＳＤ及びＤＴの内容を
夫々２として ADD２番地の温度データＴ_０(t₂)、 ADD４
番地の温度データＴ_０(t₄)、 ADD６番地の温度データＴ
_０(t₆)、及び ADD８番地の温度データＴ_０(t₈)を抽出し
て提供できる。こうすれば、計測進行につれ、常に限ら
れた数のデータでもより長いレンジの温度上昇カーブを
分析できるし、記憶制御も容易である。以下、図のよう
にしてＳＤとＤＴの内容を増してゆくのである。

第４図（ｂ）はＳＤの内容を第１秒目に固定した場合を
示しており、その他については第４図（ａ）と同様であ
る。こうすれば常に第１秒目のデータが分析対象にな
る。更にこの考えを様々な態様の取出方法に発展させる
ことは容易である。

また、検温データＴ₀(t_i) は所定周期で得られるのであ
るから、各検温データＴ₀(t_i) を発生順に所定のシーケ
ンスで記憶しておけば、各サンプリング毎の検温データ
Ｔ₀(t_i) を毎回その時点の時間データｔ_ｉに相関付ける
必要はない。即ち、例えば、記憶制御手段１０はｋ個目
の検温データＴ₀(t_k) が記憶されたときに初めてライン
１１８及び計測制御手段８を介して時間測定手段７の時
間データｔ_ｋの読み出しを付勢せしめ、かつライン１１
９を介してこれを読み取ることができるとすると、前記
の検温データＴ₀(t_k) に先行する全ての検温データＴ
₀(t_i) はｔ_ｉ＝ｉ×ｔ_ｋ／ｋ（但し、ｉ＝１〜k-1 ）の
計算で求まる時間データｔ_ｉに相関付けられる。

データ解析手段１１は内蔵する予測関数の未定のパラメ
ータを決定する手段であり、一般的には、記憶制御手段
１０が読み出した各Ｎ＋１個の温度データＴ₀(t_i) 及び
時間データｔ_ｉに基いて次式のＮ＋１元連立方程式、 Ｔ₀(t_i)＝A₀+A₁/t_i+A₂/t_i ²+A₃/t_i ³…+A_N/t_i ^N （ｉ＝０〜Ｎ） を解くことにより、予測関数のパラメータＡ₀，Ａ₁，Ａ
₂，…，Ａ_Ｎを求める手段である。こうして予測関数の
未定のパラメータＡ_０〜Ａ_Ｎが決定され、予測式を特定
できる。

予測演算手段１２はデータ解析手段１１が特定した予測
式を使用して将来の、好ましくは任意時刻における検温
値を予測演算する手段であり、上記データ解析手段１１
が決定したパラメータＡ_０〜Ａ_Ｎにより次式、 T_p(t_c)＝A₀+A₁/t_c+A₂/t_c ²+A₃/t_c ³…+A_N/t_c ^N に従つて、将来時刻ｔ_ｃにおける温度Ｔ_p(t_c)を予測演
算し、ライン１１６に予測温度データＴ_p(t_c) を出力す
る。

選択手段１３は、例えば予測演算を続けることが意味を
なさないほどに十分な時間を経過した後は予測温度Ｔ_ｐ
による先行表示をやめて実測温度データＴ_ｏによる直示
表示に切り替える手段であり、該選択手段１３は測定開
始後の所定の予測停止条件を判定するまでは予測演算手
段１２側に接続しているので、表示部３は予測温度を表
示している。

かかる構成において、本発明による温度予測の動作原理
は以下の通りである。

本発明者は体温測定系における熱伝導の理論解析を行う
ことにより体温測定時の温度プローブの温度上昇曲線が
どのような形状になるかを見積つてみた。即ち、本解析
においては、例えば第５図に示す体温測定系のモデルを
用い、該測定系をプローブ、皮膚、皮下組織の３つの領
域に分け、各領域の温度分布を体温測定の過程において
一様と仮定している。つまり、各領域を微少体積の概念
で取り扱うことになるが、皮下組織についてはその熱容
量を無限大と仮定する。但し、皮膚、皮下組織の名称は
人体側を２層モデルと仮定するために便宜的に付けたも
のであり、実際の人体構造と厳密には対応していない。
また、必要であれば今後の展開に応じて領域を多分割化
することにより、より良い近似モデルに改良することも
可能である。

第５図の測定系モデルにおいて、プローブと皮膚間の熱
伝達率をｈ_１、その境界面積をＡ_１、及び皮膚と皮下組
織間の熱伝達率をｈ_２、その境界面積をＡ_２とする。ま
た皮下組織の温度は熱容量が無限大という仮定により、
時間に対して一定値Ｔ_sat をとるものとする。こうし
て、プローブを被測定部位に装着した後にプローブが皮
膚から吸収する熱量はプローブの内部エネルギーの増加
分に等しいので、次の（１）式が成り立つ。

同様にして、皮膚が皮下組織及びプローブから吸収する
熱量は皮膚の内部エネルギーの増加分に等しいので、次
の（２）式が成り立つ。

ここで、 T_p，ρ_p,C_p,V_p プローブの温度、密度、比熱、体積 T_s，ρ_p,C_s,V_s ：皮膚の温度、密度、比熱、体積 T_sat{＝Ｔ_p(∽)}：皮下組織の温度＝平衡温度である。

次に、前記（１）式及び（２）式からなる連立線形微分
方程式を解くと、次の（３）式が得られる。

但し、 である。

前記（３）式は高階線形微分方程式なのでラプラス変換
を用いて解くことができる。

即ち、 と置いて各項を計算すると、 となり、ここで、 である。

更にこれを について解くと、 が得られる。

ここで、s²+(K₁-K₂+K₃)s+K₁・K₃＝0の解をm₁，m₂とおく
と、 となる。

今、m₁≠m₂の時は（４）式より、 となる。

ここで、 が知られているので、T_p(t) の式は次の通りに得られ
る。

T_p(t) ＝T_sat ＋M₁e^m1t ＋M₂e^m2t (5) 但し、 である。

また、m₁＝m₂の時は（４）式より、 である。

またここで が知られているので、T_p(t) 式は次の通りに得られる。

T_p(t) ＝T_sat ＋M₃e^m1t ＋M₄te^m1t (6) 但し、 M₃＝C₀−T_sat M₄＝C₁−m₁C₀＋3m₁T_sat である。

こうして、プローブの温度上昇曲線の理論式は（５）式
及び（６）式の通りに与えられる。

さて、前記の（５）式及び（６）式において、ｍ_１，ｍ
_２及びＭ_１〜Ｍ_４はプローブ及び皮膚の各物性値（密
度、比熱、体積等）を始めとする体温測定系に含まれて
いる各種物理量の関数として与えられており、これらの
値は体温計毎及び測定毎に変化する。従つて、測定時に
はプローブにて検出される温度データを基にしてｍ_１，
ｍ_２及びＭ_１〜Ｍ_４を決定する必要がある。

また、電子体温計の中にはプローブを測定部位に装着し
た後、何らかの方法、例えばプローブが所定温度を検知
するまでは温度データの読み取りを開始しないものもあ
るので、このような電子体温計に対しては更に（５）式
及び（６）式を下式のように変形すると都合がよい。

T_p(t) ＝T_sat＋Pe^m1t＋Qe^m2t (7) T_p(t) ＝T_sat＋Re^m1t＋Ste^m1t (8) 但し、 P ＝M₁e^{m1・ △ t} Q ＝M₂e^{m2・ △ t} R ＝M₃e^{m1・ △ t}＋M₄△te^{m1・ △ t} S ＝M₄e^{m1・ △ t} であり、ここで、 △t:プローブ装着後、測定開始までの時間 t:測定開始時刻をｔ＝０とした時間 である。

上記（７）式においては、仮にｍ_１，ｍ_２を固定値とで
きれば、測定の際に時系列的に検出される温度データを
用いて回帰分析法又は連立方程式を解くことにより
T_sat，Ｐ，Ｑを比較的容易に求めることができる。しか
し、ｍ_１，ｍ_２は被測定者あるいは測定条件の違いによ
り測定毎に変化する値であり、しかも測定毎にこのよう
な全ての可変要素を取り入れて最適の予測関数を見い出
し、もつて普遍性の高い温度予測を行うことが本発明の
目的である。この場合に、測定の際に検出される温度デ
ータを用いて上記（７）式の連立方程式を解くことによ
りｍ_１，ｍ_２及びT_sat，Ｐ，Ｑを求める方法は数学的に
はあるが、検出した温度データには雑音成分が含まれて
いることと、（７）式中には指数部を含んでいることと
の相乗効果によつて非常に不安定な結果を与える。

そこで、上記（７）式をテーラー展開して、次の（９）
式を得る。

T_p(t)＝A₀+A₁/t+A₂/t²+A₃/t³+…+A_i/tⁱ+… ＝T_sat+A₁/t+A₂/t²+A₃/t³+…+A_i/tⁱ+… ｛∵T_p(∽)＝T_sat} (9) そして、本実施例では例えば４次以降を省略して、次の
（１０）式を得る。

T_p(t) ＝A₀+A₁/t+A₂/t²+A₃/t³ (10) 尚、以上のことは上記（８）式についても同様である。

次に上記（１０）式によれば、時系列に検出した温度デ
ータ及び各時点の時間データを用い、例えば４個の温度
データＴ_o(t_i) 及び時間データｔ_ｉに基いて次式の４元
連立方程式、 Ｔ_o(t_i) ＝A₀+A₁/t_i+A₂/t_i ²+A₃/t_i ³ （ｉ＝０〜３） を解くことにより、予測関数のパラメータＡ_０〜Ａ_３を
決定できる。

このようにして、先行する温度データには全ての物理的
条件が含まれており、これらの温度データ及び時間デー
タの相関関係から予測関数のパラメータが決定され、当
面の最適の予測関数が特定されるわけである。

従つて、この特定された予測関数を使用して将来時刻ｔ
_ｃにおける温度を次式、 T_p(t_c)＝A₀+A₁/t_c+A₂/t_c ²+A₃/t_c ³ に従つて演算することができる。

以上の如く本発明によれば、まず先行する温度データの
蓄積にはじまり、該温度データによる予測関数のパラメ
ータの決定を行い、該決定した予測関数による将来時刻
における温度の予測演算を行い、及び演算した予測温度
の表示のサイクルを繰り返すことにより、普遍的であ
り、短時間でかつ滑らかに平衡温度に達する体温の先行
表示が得られる。

第３図（ａ）及び（ｂ）は第２図の電子体温計による検
温のプロセスを示すフローチヤートである。第３図
（ａ）において、電源投入すると開始工程Ｓ１００に入
力し、まず温度測定部１及び計測制御手段８が働いて温
度計測工程Ｓ１０１に入力する。温度計測工程Ｓ１０１
では計測制御手段８が例えば５秒に１回の割合で温度計
測回路５に温度を検出させ、該検温データＴをモニタす
る。判断工程Ｓ１０２及びＳ１０３は体温測定を開始す
べきか否かを判断する部分であり、工程Ｓ１０２では所
定温度Ｔ_ｈ、例えば３０゜Ｃ、を越えているか否かの判
断をし、工程Ｓ１０３では例えば１秒間に換算して０．
１゜Ｃ以上の温度上昇が認められるか否かの判断をして
いる。そして、上記何れの条件も満たしていると工程Ｓ
１０４に進み、ライン１０５を介して時間測定手段７を
クリアスタートする。即ち、時間測定手段７の時間測定
用カウンタをリセツトすると共に、測定経過時間の計測
を開始せしめる。更に工程Ｓ１０５ではライン１０５を
介してデータ読込手段６のデータ読込機能を付勢し、工
程Ｓ１０６ではライン１０９を介して記憶制御手段１０
のデータ読書込機能を付勢する。

工程Ｓ１０７〜Ｓ１１０では記憶手段９の読み書きのた
めの前処理を行なう。即ち、工程Ｓ１０７ではカウンタ
ＳＤをクリアし、工程Ｓ１０８ではカウンタＮＤに４を
セツトする。工程Ｓ１０９ではカウンタＳＤの内容に＋
１をし、工程Ｓ１１０ではカウンタＳＤの内容をレジス
タＤＴにセツトする。そして、工程Ｓ１１１では１秒に
１回の割合のタイマ割込を可能にし、工程Ｓ１１２では
ＣＰＵがアイドルルーチンを実行してタイマ割込の発生
を待つ。

第３図（ｂ）において、タイマ割込が発生すると工程Ｓ
２００に入力する。工程Ｓ２０１ではタイマ割込を不可
にする。工程Ｓ２０２ではデータ読込手段６で読み込ん
だ温度データＴ_ｏを記憶手段９に書き込む。工程Ｓ２０
３ではその検温時点に時間測定手段７が発生した測定経
過時間データｔ_１を記憶手段９に書き込む。工程Ｓ２０
４ではカウンタＮＤの内容から−１をする。工程Ｓ２０
５ではカウンタＮＤの内容が“０”か否かを判別する。
“０”でなければ工程Ｓ１１１に戻り、次のタイマ割込
を待つ。こうして、記憶手段９には温度データＴ_ｏ及び
測定経過時間データｔ_１が順次相関付けて記憶される。

やがて、カウンタＮＤの内容が“０”になると工程Ｓ２
０６に進む。工程Ｓ２０６では記憶制御手段１０が記憶
手段９に蓄積した温度データＴ_ｏ(t_i)及び各測定経過時
間データｔ_ｉをデータ解析手段１１に読み出す。この場
合に、記憶制御手段１０が最初に読み出す４組のデータ
は温度データD₀と時間データｔ_０（＝１秒），温度デー
タD₁と時間データｔ_１（＝２秒），…，及び温度データ
D₃と時間データｔ_３（＝４秒）である。工程Ｓ２０７で
はデータ解析手段１１がこれらのデータを基にして下式
の連立方程式を解く。

［D₀＝A₀+A₁/t₀+A₂/t₀ ²+A₃/t₀ ³］ ［D₁＝A₀+A₁/t₁+A₂/t₁ ²+A₃/t₁ ³］ ［D₂＝A₀+A₁/t₂+A₂/t₂ ²+A₃/t₂ ³］ ［D₃＝A₀+A₁/t₃+A₂/t₃ ²+A₃/t₃ ³］ 一般的には、予測関数のパラメータＡ_０〜Ａ_３を下式で
求めることができる。

A₀＝(Y₂-X₂)/(t₃-t₀) A₁＝X₂-A₀(t₀+t₁+t₂) A₂＝X₁-A₁(t₀+t₁)-A₀(t₀ ²+t₀t₁+t₁ ²) A₃＝t₀ ³D₀-t₀ ²A₁-t₀A₂-t₀ ³A₀ 但し、 X₂＝(Y₁-X₁)/(t₂-t₀) Y₂＝(Z₁-Y₁)/(t₃-t₁) X₁＝(t₁ ³D₁-t₀ ³D₀)/(t₁-t₀) Y₁＝(t₂ ³D₂-t₁ ³D₁)/(t₂-t₁) Z₁＝(t₃ ³D₃-t₂ ³D₂)/(t₃-t₂) である。

これはデータの時間間隔が異なる場合でも同様である。

ところで、本実施例のように第４図（ａ）の方法でデー
タを読み出すと、パラメータＡ_０〜Ａ_３の計算は以下に
示す通り非常に簡単である。即ち、最初の温度データを
読み出す時間をＳＤ、続く各温度データの時間間隔をＤ
Ｔとすると、 SD＝1,2,3,4,…(SEC) DT＝SD とした場合には、 A₀＝(64D₃-81D₂+24D₁-D₀)/6 A₁＝(31D₃-27D₂+4D₁-9A₀)/SD A₂＝(8D₁-D₀-7A₀)SD²-3A₁SD A₃＝D₀-A₁SD²-A₂SD-A₀SD³ となる。

また、第４図（ｂ）の方法でデータを読み出すときは測
定経過時間データｔ_ｉを次のように表わせる。即ち、 ｔ_ｉ＝SD＋DT＊ｉ (i＝0,1,2,3) DT＝1,2,3,4,… である。但し、ＳＤは“１”に固定している。この場合
でもパラメータＡ_０〜Ａ_３の計算は以下に示す通り簡単
である。即ち、 A₀＝(Y₂-X₂)DT/3 A₁＝X₂-(3+3DT)A₀ A₂＝X₁-(2+DT)A₁-(3+3DT+DT²)A0 A₃＝D₀-A₁-A₂-A₀ 但し、 X₂＝(Y₁-X₁)DT/2 Y₂＝(Z₁-Y₁)DT/2 X₁＝(t₁ ³D₁-D₀)/DT Y₁＝(t₂ ³D₂-t₁ ³D₁)/DT Z₁＝(t₃ ³D₃-t₂ ³D₂)/DT である。

工程Ｓ２０８ではデータ解析手段１１で求めたパラメー
タＡ_０〜Ａ_３を予測演算手段１２に送り、予測演算手段
１２は次式、 T_p(t_c) ＝A₀＋A₁/t_c＋A₂/t_c ²＋A₃/t_c ³ に従つて将来時刻ｔ_ｃにおける被測定部位の予測温度Ｔ
_p(t_c) を求める。本発明によれば、測定経過時間データ
ｔ_ｃは任意に設定できるから、将来の任意時間を経過し
た時の検温値を正確に予測できることになる。即ち、熱
平衡時の温度を予測するときは理想的にはｔ_ｃは無限大
であるが、一般検温の慣習を考慮するときは、例えばｔ
_ｃを３００〜６００秒の範囲内の所定値に設定できる。

工程Ｓ２０９では求めた予測温度Ｔ_ｐを表示部３にデイ
ジタル表示する。工程Ｓ２１０では予測終了か否かの判
定を行う。予測終了の判定条件としては、例えば予測温
度の勾配の絶対値が所定値以下になつたとき、又は予測
温度と実測温度の差が所定値以下になつたとき、あるい
は予測演算を続けることが意味をなさないほどに十分な
測定時間を経過したとき、等が考えられる。そして、も
し工程Ｓ２１０で予測終了判定条件を満たさないときは
工程Ｓ１０８に戻る。また工程Ｓ２１０で予測終了判定
条件を満たすときは工程Ｓ２１１に進み、処理を終了す
る。こうして予測温度の先行表示が固定される。

尚、測定開始してからおよそ１０分も経過すると測定部
位にかかわらず一般に実測温度がほぼ平衡温度に達する
ので、それ以上予測を続けてもほとんど予測の効果が現
れないという理由により上記の如く予測温度の先行表示
を固定しないで、その後は第２図の選択手段１３の選択
を反転して実測温度Ｔ_ｏの表示を行うようにしてもよ
い。

第６図は実施例の電子体温計による腋下検温の測定経過
を示すグラフ図、第７図は同じく口中検温の測定経過を
示すグラフ図である。これらの図によれば、腋下及び口
中の検温データＴ_ｏに対し、平衡温度の予測値Ｔ
_ｐ（∽）、あるいは４２０秒経過後の検温値Ｔ_{ｏ max}(
₄₂₀)の予測値Ｔ_ｐ(₄₂₀)、あるいは６００秒経過後の検
温値Ｔ_{ｏ max}(₆₀₀)の予測値Ｔ_ｐ(₆₀₀)の推移は何れも非
常に安定した上昇曲線を描いていることが分る。一般
に、プローブ量産時の熱特性のバラツキは被測定部位
（腋下、口中等）の相違に比べると体温測定曲線の形状
に対する影響力が小さいので、プローブを換えてもやは
り予測値の推移は安定した上昇曲線を描く。また予測値
が将来時刻の検温値を指すまでの時間は従来の予測方式
に比べて必ずしも短くはないが、従来の予測方式にあり
がちな測定の立ち上がり付近でのオーバーシユートや、
実測温度曲線に重畳した雑音によつて予測値が極端に外
れるという不安定性は無くなつている。

尚、本実施例の説明中では（１０）式の右辺を３次まで
としたがこの次数を変えることは可能である。但し、次
数を減らすと予測の効果は小さくなり、例えば３次から
２次に減らすと予測値の推移は第８図のように２次の予
測値の推移は３次の予測値の推移と実測曲線Ｔ_ｏとの間
の領域に描かれるようになる。また次数を増すと連立方
程式を解くのに時間がかかり、計算に必要なメモリも増
えることを考慮しなければならない。

また、第５図において体温測定系をさらに多くの領域に
分割すれば、各領域に対する温度一様の仮定、即ち、微
少体積要素としての取り扱いに妥当性を増すことが分
る。ところで領域を増やした場合、計算は指数関数的に
複雑になるが、T_p(t) の形は、式の展開を追うことによ
り比較的簡単に類推できる。例えば、皮膚と皮下組織の
間に領域を１層加えた場合、（１）式及び（２）式に相
当する連立微分方程式は２元から３元になり、これを展
開すると、（３）式に相当するdT_p(t)/dt の３次方程式
が得られる。更にこれをラプラス変換を用いて展開する
と、（４）式に相当する式の右辺の分母はＳの３次式に
なる。そしてこの３つの解を各々Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３とす
ると、最終的に得られるT_p(t) の形は次の通りになる。

即ち、S₁≠S₂，S₂≠S₃，S₃≠S₁の時は、 T_p(t)＝T_sat＋Ψ₁e^s1t＋Ψ₂e^s2t＋Ψ₃e^s3t また、S₁≠S₂，S₁＝S₃の時は、 T_p(t)＝T_sat＋Ψ₄e^s1t＋Ψ₅e^s2t＋Ψ₆te^s1t また、S₁＝S₂＝S₃の時は、 T_p(t)＝T_sat＋Ψ₇e^s1t＋Ψ₈te^s1t＋Ψ₉t²e^s1t である。

このように、領域数の増加に伴いT_p(t) の形は傾向的に
変化し、計算をしなおさなくても展開の仕方から類推す
ることができる。つまり、領域を多分割化した場合にお
いても、得られたT_p(t) をテーラー展開すると（９）式
のように変形されるので、上記の論法に従えば同じ結果
が得られることになる。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、予測式中の各係数を全
て測定時の実時間温度データと経過時間データとを用い
た連立方程式より算出しているので、プローブの熱特性
のばらつき又は個人や測定部位の差によって温度上昇カ
ーブの差が生じても、常に最適な予測関数が、容易かつ
高速に得られ、正確な先行表示が行える。

更に、ＲＯＭ上にパラメータを算出するためのデータを
格納しておく構成や、直交多孔式で予測演算式を近似す
るというような処理が不要となり、比較的簡単な構成及
びデータ処理方法で、近似による誤差の発生を防止し、
実際の温度上昇カーブに即した予測演算を実行すること
が可能となる。

また本発明によれば、実時間温度データそのものを目的
変数にしているので、演算誤差による影響が無く、パラ
メータの決定が安定し、実測温度曲線に重畳した雑音に
よつても予測値が大きくふらついたりしない。

また本発明によれば、各測定経過時点における全温度上
昇カーブをカバーするように温度データを取り出すの
で、予測値の推移は自然な上昇曲線を描き、温度の立ち
上がり付近でオーバシユートすることが無く、使用者に
予測していることを意識させずに測定を実行できる。

また本発明によれば、予測式に対して任意の将来時刻を
設定できるので、当該測定系における任意測定時間経過
後の検温値を容易に提供できる。

また本発明によれば、予測式に対して任意の将来時刻を
設定できるので、将来の極めて長い時間を経過した後の
熱平衡温度の予測値を容易に提供できる。

また、回帰分析により予測関数のパラメータを求める方
法も考えられるが、本発明によれば連立方程式を解くこ
とで非常に簡単に計算が行えるので、簡単な構成及び処
理の電子体温計を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例の電子体温計の基本構成を
示すブロツク図、 第２図は実施例の電子体温計の具体的構成を示すブロツ
ク図、 第３図（ａ）及び（ｂ）は第２図の電子体温計による検
温プロセスを示すフローチヤート、 第４図（ａ）及び（ｂ）は記憶手段へのデータ書込とデ
ータ読出の態様を示す図、 第５図は体温測定系の熱伝導モデルを示す図、 第６図は実施例の電子体温計による腋下検温の測定経過
を示すグラフ図、 第７図は実施例の電子体温計による口中検温の測定経過
を示すグラフ図、 第８図は予測式の次数と予測曲線との関係を示すグラフ
図である。 図中、１……温度測定部、２……予測演算部、３……表
示部、４……感温素子、５……温度計測回路、６……デ
ータ読込手段、７……時間測定手段、８……計測制御手
段、９……記憶手段、１０……記憶制御手段、１１……
データ解析手段、１２……予測演算手段、１３……選択
手段である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】温度を検出して該温度を示す温度データを
   発生する温度検出手段と、 測定開始後の経過時間を計時して該経過時間を示す時間
   データｔ_ｉを発生する時間信号発生手段と、 検出した温度データをその検出時点の時間データｔ_ｉに
   相関付けて記憶する記憶手段と、 該記憶手段から複数の温度データを取り出す取出手段
   と、 前記取り出した温度データを目的変数とし、かつこれに
   相関付けた時間データｔ_ｉの関数１／ｔ_ｉ，１／ｔ_i ²，
   １／ｔ_i ²，…１／ｔ_i ⁿを説明変数とする関数の連立方程
   式を解くことにより、内蔵する予測関数のパラメータを
   求める信号解析手段と、 前記求めたパラメータで特定される予測関数により将来
   時刻における温度を予測演算する予測演算手段とを備え
   ることを特徴とする電子体温計。
2. 【請求項２】前記取出手段は、複数の温度データを取り
   出す際に、先の複数の温度データに相関付いた時間デー
   タの時間間隔よりも後の複数の温度データに相関付いた
   時間データの時間間隔のほうが大きいものを含むように
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子
   体温計。
3. 【請求項３】温度を検出して該温度を示す温度データＴ
   _０を発生する温度検出手段と、 測定開始後の経過時間を計時して該経過時間を示す時間
   データｔ_ｉを発生する時間信号発生手段と、 検出した温度データＴ_０をその検出時点の時間データｔ
   _ｉに相関付け得る態様で記憶する記憶手段と、 該記憶手段からＮ＋１個の温度データＴ_０（ｔ_ｉ）（但
   しｉ＝０〜Ｎ）を取り出す取出手段と、 前記取出手段により取り出したＮ＋１個の温度データＴ
   _０（ｔ_ｉ）を目的変数とし、かつこれに相関付けられた
   前記時間データｔ_ｉの関数を説明変数として得られるＮ
   ＋１元連立方程式、 Ｔ_０（ｔ_ｉ）＝A₀+A₁/t_i+A₂/t_i ²+A₃/t_i ³…A_N/t_i ^N（ｉ＝
   ０〜Ｎ） を解くことにより、内蔵する予測関数のパラメータＡ0
   〜ＡN を求める信号解析手段と、 前記求めたパラメータＡ_０〜Ａ_Ｎで特定される予測関数 T_p(t_c)＝A₀+A₁/t_c+A₂/t_c ²+A₃/t_c ³…A_N/t_c ^N により将来時刻ｔｃにおける温度Ｔ_ｐ（ｔ_ｃ）を予測演
   算する予測演算手段とを備えることを特徴とする電子体
   温計。
4. 【請求項４】前記取出手段は、複数の温度データを取り
   出す際に、先の複数の温度データに相関付いた時間デー
   タの時間間隔よりも後の複数の温度データに相関付いた
   時間データの時間間隔のほうが大きいものを含むように
   することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の電子
   体温計。