JPS63128235A - 電子体温計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
を行なっていた。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った。

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子測
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子測式を
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、予め複数の子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
の異る多数の子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。

［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
、その目的とする所は、プローブの熱特性のバラツキ又
は個人や測定部位の差による温度上昇カーブに差があっ
ても、常に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
も安定な予測推穆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に相関付
は得る態様で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
タの関数を説明変数とする複数の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する予測関
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
手段を備えることをその概要とする。

また好ましくは、信号解析手段は各Ｎ＋１個の温度デー
タＴ。（１＋）及び時間データｔ１に基いて次式のＮ＋
１元連立方程式、 Ｔｏ（ｔ＋）−Ａ。＋Ａ、／ｌｌ＋Ａ２／ｌ１２＋Ａ３
／ｌ１３・・・ＡＮ／ｔｉＮ（ｉ−０〜Ｎ） を解くことにより、予測関数のパラメータＡ、〜Ａ、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　ｏ　”
”　Ａ　Ｎで特定する予測関数により将来時刻１、にお
ける温度Ｔｐ（ｔｃ）を次式、Ｔｐ　（ｔｃ）−Ａｏ”
Ａ＋／　ｔｃ”Ａ２／　ｔ％＋Ａ３／　ｔｃ３−　”Ａ
Ｎ／　ｔｅＮに従っ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
示すブロック図である。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Ｔｐ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ッ
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に従い、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、これらの各ブロック構成は、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ュータ（ＣＰＵ
）が実行することによって実現可能である。

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ってい
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秒周期のクロック信号ＣＬＱＣＫ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
て各ブロッ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
ｌ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。を出力するものでよい。こうすれば、検温
データＴ。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
Ｔ０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ｔｌ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
べぎ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１ｏによるデー
タ書込制御及びデータ取出制御の態根例を示している。

第４図（ａ）において、横軸は測定経過時間１＋　　（
秒）を示している。検温データＴ０（ｔ＋）はその検温
時点の時間データｔｉに相関付は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Ｔ。（ｔｌ）を順次に記憶す
るものであるなら、横軸の測定経過時間ｔ１をそのまま
記憶手段９のアドレス八〇〇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１．の記憶エリ
アを省略できる。こうして、最初の４秒間にはへ〇０１
番地からＡＤＤ　４番地までに温度データＴｏ（ｔ＋）
〜Ｔ０（ｔ４）を記憶し、次の４秒間にはＡＤＤ　５番
地からＡＤＤ　８番地までに温度データＴ。

（ｔ５）〜ＴＯ（ｔＢ）を記憶する。こういう形でも検
温データＴ。（１＋）をその検温時点の時間データｔｃ
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Ｔ。（１＋）　とその検温時点の時間データ１、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ＡＤＤ　１番地からＡＤＤ　４番地までの温度
データＴ０（ｔ＋）〜Ｔｏ（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砂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として八ＤＤ　２番地の温度デ
ータＴｏ（ｔ２）、ＡＤＤ　４番地の温度データＴｏ（
ｔ＜）、ＡＤｏ　６番地の温度データＴ。（ｔ６）、及
びＡＤＤ　８番地の温度データＴ。（ｔ６）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砂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砂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Ｔ。（ｔｌ）は所定周期で得られるの
であるから、各検温データＴｏ（ｔ＋）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Ｔｏ（ｔ＋）を毎回その時点の時間データｔ１
に相関付ける必要はない。即ち、例えば、記憶制御手段
１０はに個目の検温データＴ０（ｔｋ）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１にの読み出しな付勢せしめ
、かつライン１１９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Ｔ　０（ｔｋ）　に先行
する全ての検温データＴ。（ｔ＋）はｔ　Ｉ＝　ｉ　Ｘ
　ｔ　ｋ／　ｋ（但し、ｉ＝１〜に−１）の計算で求ま
る時間データｔ１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Ｔ。（ｔｌ）
及び時間データｔｉに基いて次式のＮ＋１元連立方程式
、 Ｔｏ（ｊ＋）−Ａ。＋Ａｔ／ｌ＋＋Ａ２／ｌ＋２十八３
／ｌ　Ｉ　’・・・十へＮ／１ｌＮ（ｉ−０〜Ｎ） を解くことにより、予測関数のパラメータＡ。。

Ａ　、、Ａ　２．・・・、ＡＮ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、〜ＡＮ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Ａ０〜ＡＮにより次式、 Ｔ　ｐ　（ｔｅ）　−Ａｏ”Ａ　１／ｌｅ”Ａ２／ｌｃ
　”＋Ａ　３／　ｔｃ３・＝　＋Ａｎ／　ｔＣＮに従っ
て、将来時刻ｔｃにおける温度Ｔｐ（ｔｃ）を予測演算
し、ライン１１６に予測温度データＴ　Ｐ　（ｔｃ）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、
、による先行表示をやめて実測温度データＴ０による直
示表示に切り習える手段であり、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ってみた。即ち、木解析
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ｈｌ、その境界面積をＡｏ、及び皮膚と皮下組
織間の熱伝達率をｈ２、その境界面積をＡ２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。

ｄＴ。

ｈ＋・Ａ＋・（Ｔｓ−Ｔｐ）−ρｐ’ｃｐ’Ｖｐ’　　
　　　　（１）ｔ 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。

ｈ、−Ａ、・（Ｔｐ−Ｔ−）　＋ｈ２・Ａ２・（Ｔ、、
ｔ−Ｔ、）Ｌ ここで、 Ｔｐ、ρい、Ｃｐ、Ｖｐニブローブの温度、密度、比熱
、体積 Ｔ、、　ｐ、、Ｃ，、Ｖｓ：皮膚の温度、密度、比熱、
体積 Ｔ５□（−Ｔｐ（ω））：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。

−に、・Ｋ３・Ｔ、、ｔ　　　　　　　　　（３）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、 −に、・Ｋ３・ｆ−Ｔ、ｌｌｔ と置いて各項を計算すると、 Ｏｒ。

となり、ここで、 更にこれをｆＴｐについて解くと、 が得られる。

ここで、ｓ２＋（に１−に２＋に３）　ｓ＋に、　・Ｋ
３＝０の解をｍｌ＋ＩＩ＋２とおくと、 ｍＨ−（−（Ｋｌ−に２”Ｋｓ）”５−肩”Ｋ３）πη
フコ；・２・ユ（−（Ｋｌ−に２・に３）　−（Ｋｌ−
に２”Ｋ３）　’π口丁）となる。

今、ｍｌ　≠　ｍ２の時は（４）式より、Ｘ　（ＣＩ”
　（Ｋｌ−に２”Ｋ３）　Ｇｏ”ｍ＋Ｇｏ”Ｉｌ１２Ｔ
ｇａｔ　）ｓ−ｍ２　　　　　Ｉｔ−１１１３ Ｘ　（ＣＩ”　（Ｋｌ−に２＋に３）ＣＯ”ｍ２ＧＯ”
ｍ１Ｔｓａｔ　）Ｔｉｎｔ となる。

ここで、；Ｅ　ｅｋｘ−１／　（ｓ−に）が知られてい
るのて、丁ｐ（ｔ）の式は次の通りに得られる。

Ｔｐ（ｊ）　＝　Ｔｓａｔ　”　Ｍｌｅ”ｔ”　Ｍ２ｃ
ｍ２ｔ　　　（５）但し、 Ｍ２−　　　　　　　　　（ＣＩ”　（Ｋｌ−に２十に
３）Ｇｏ”ｍｚＣｏ＋ｌｌｌ＋Ｔｓａｔ　　）１−ｍ２ である。

また、ｍ、−ｍ２の時は（４）式より、ｓ−ｍ。

Ｔｉｎｔ ＋□（・、・　にＩ’に３　”　ｍ１２）である。

またここでｆｅｋｘ−１／（ｓ−Ｋｌ、　５ＸｅｋＸ−
１／（ｓ−Ｋ）２が知られているので、Ｔｐ（ｔ）式は
次の通りに得られる。

Ｔｐ（ｔ）　−Ｔｓａｔ　”　Ｍ２Ｏ”ｔ＋　Ｍ４ｔｅ
”ｔ（６）但し、 Ｍ３−　Ｇｏ−Ｔ、ａｔ Ｍ４　　＝　　Ｃ１−ｍ１ｃｏ　　＋　　３ｍ４ｓａｔ
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、Ｉｔ　、
ｍ２及びＭ、％Ｍ４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。従って、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、、
ｍ２及びＭ１〜Ｍ４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。

Ｔｐ（ｊ）　−Ｔｉｎｔ　”　ｐｅｍｌｔ　＋　Ｑｅ″
′”　’　　　（７）Ｔｐ（ｊ）　＝　Ｔｓａｔ　”　
Ｒｅ”ｔ＋　Ｓｔｅ”ｔ（８）但し、 Ｐ　＝　Ｍ、ｅｍｌ、Δｔ Ｑ　＝　Ｍ２ｅｍ２°Δｔ Ｒｍ　Ｍ２Ｏ”’Δｔ　＋Ｍ、　Ａｔｅ’　ｍ　ｌ−Ａ
ｔ５　ｍ　Ｍ４Ｏ”’Δｔ であり、ここで、 △ｔニブローブ装着後、測定開始までの時間ｔ：測定開
始時刻を１−０とした時間 である。

上記（７）式においては、仮にｍｌ、ＪＱ２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、、ｍ２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、もっ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ｍｌ　、ｍ２及びＴｓａｔ、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っ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−展開して、次の（９）
式を得る。

Ｔｐ（ｔ）−Ａｏ＋Ａ＋／ｌ”Ａ２／１２＋Ａ３／ｌ’
十・・・＋Ａｌ／ｌ’＋・・・−Ｔｉａｔ”Ａ＋／ｌ＋
Ａ２／ｌ”Ａ３／１３＋・・・＋へＩ／ｌ’＋、・・（
−、−Ｔ、（ｃｏ）−Ｔ、、ｔ）　　　　（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。

Ｔｐ（ｔ）　　−Ａ。　＋　Ａ＋／ｌ　　＋　　八２／
１２　÷　Ａ３／１３　　（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。（１＋）及び時間データｔ、に基いて次式の
４元連立方程式、 Ｔｏ（ｔ＋）　　−Ａ。十へ＋／１１”Ａ２／ｊ＋２＋
Ａ３／１１３（ｉ−０〜３） を解くことにより、予測関数のパラメータＡ。〜Ａ３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。

従って、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、 Ｔｐ　（ｔｃ）　−Ａｏ”Ａ　Ｉ／　ｔｅ＋Ａ２／　ｔ
ｃ’＋Ａａ／　ｔｃ３に従っ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ャートである。第３図（
ａ）において、電源投入すると開始工程５１００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５ＩＯＩに入力する。温度計測工程５ＩＯＩ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５１０２及び５１０３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５１０２では所定温
度Ｔ　ｈ　ｓ例えば３０’Ｃ，を越えているか否かの判
断をし、工程５１０３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、上記前れの条件も満たしていると工程５
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
用カウンタをリセットすると共に、測定経過時間の計測
を開始せしめる。更に工程５１０５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５１０６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５１０７〜５１１０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５ＩＯ７ではカウンタ
ＳＤをクリアし、工程５１０８ではカウンタＮＤに４を
セットする。工程５１０９ではカウンタＳＤの内容に＋
１をし、工程５１１０ではカウンタＳＤの内容をレジス
タＤＴにセットする。そして、工程５１１１では１秒に
１回の割合のタイマ割込を可能にし、工程５１１２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５
２００に入力する。工程５２０１ではタイマ割込を不可
にする。工程５２０２ではデータ読込手段６で読み込ん
だ温度データＴ。を記憶手段９に書き込む。■程５２０
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１、を記憶手段９に書き込む。工程５２０
４ではカウンタＮＤの内容から−１をする。■程５２０
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５１１１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Ｔ０及
び測定経過時間データ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５２
０６に進む。工程５２０６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Ｔｏ（ｔ＋）及び各測定経
過時間データ１．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Ｄ。と時間データｔｃ（＝１秒）、温
度データＤ、と時間データｔ、（＝２秒）、・・・　、
及び温度データＤ３と時間データｔ３　（＝４秒）であ
る。工程５２０７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。

［Ｄｏ−Ａ（１＋Ａ１／ｌｏ”Ａ２／ｊｏ’＋Ａｓ／１
ｏ３Ｆ［Ｄ＋−Ａ（１＋Ａ１／ｔｉ十へｚ／ｌ＋’＋Ａ
３／ｌ＋３１［Ｄ２−Ａｏ”Ａｔ／１２十八２／１２”
Ａ３／１２３Ｆ［Ｄ３−Ａｏ＋Ａ＋／１３”Ａ２／１３
’十八ｓ／１３３］一般的には、予測関数のパラメータ
Ａ。〜Ａ３を下式で求めることができる。

ＡＯ−（ｙ２−ｘ２）／（ｔ３−ｔｏ）Ａｔ　　−Ｘ２
−ＡＯ（ｔｏ”ｔ＋”ｔ２）Ａ２　−　　ＸＩ−Ａｔ（
ｔｏ＋ｔ＋）−Ａｏ（ｔｏ’＋ｔｏｔ＋”ｔ＋’）Ａ３
　−　　ｔｏ”Ｄｏ−ｔｏ’Ａ＋−ｔｏＡ２−ｔｏ３Δ
０但し、 Ｘ２−　（Ｙｌ−ＸＩ）／　（ｔ２−ｔｏ）Ｙ２−　（
Ｚｌ−Ｙｌ）／　（ｔ３−ｔ＋）ＸＩ−（ｔ＋３Ｄ＋−
ｔｏ３Ｄｏ）／（ｔ＋−ｔｏ）Ｙｌ−（ｔ２３Ｄ２−ｔ
＋３Ｄ＋）／　（ｔ２−ｔ＋）Ｌ−（ｔｓ３Ｄ３−ｔ２
３１ｈ）／　（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。−Ａ３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
ＤＴとすると、ＳＤ＝　１．２，３，４．・・・（ＳＥ
Ｃ）ＤＴ＝ＳＤ とした場合には、 Ａｏ＝　（６４Ｄｓ−８１０２＋２４０＋−Ｄｏ）／６
ＡＩ−（３２Ｄ３−２７Ｄ２”４ＤＩ−９ＡＯ）／５Ｄ
Ａ２−　（８Ｄ＋−Ｄｏ−７Ａｏ）　５Ｄ２−３Ａ＋Ｓ
Ｄ八ｓ−［１ｏ−八、５Ｄ２−Ａ２ＳＤ−Ａ、ＳＤ３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１．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パに固定している。この場合
でもパラメータＡ　ｏ　”−Ａ　３の計算は以下に示す
通り簡単である。即ち、 Ａｏ＝　（Ｙ２−Ｘ２）　ＤＴ／３ ＡＩ−Ｘ２−（３”３ＤＴ）ＡＯ Ａ２−ＸＩ−（２＋ＤＴ）　八ｌ−（３＋３ＤＴ＋ＤＴ
２）ＡＯＡ３−Ｄｏ−ＡＩ−Ａ２−ＡＯ 但し、 Ｘ２−　（Ｙｌ−ＸＩ）ＤＴ／２ Ｙ２−（Ｚｌ−Ｙｌ）ＤＴ／２ Ｌ−（ｔ＋３Ｄ＋−Ｄｏ）／ＤＴ Ｙ＋−（ｔ２３Ｄ２−ｔ＋３Ｄ＋）／ＤＴＺ、−（ｔ３
’Ｄ、−ｔ２３Ｄ２）／ＤＴである。

工程８２０８ではデータ解析手段１１で求めたパラメー
タＡ　ｏ　”　Ａ　３を予測演算手段１２に送り、予測
演算手段１２は次式、 Ｔｐ（ｔｃ）　　−Ａ。＋　Ａ７ｔＣ”　Ａ２／１％　
＋　Ａ３／ｌｃ３に従って将来時刻ｔｃにおける被測定
部位の予測温度Ｔｐ（ｔｃ）を求める。本発明によれば
、測定経過時間データｔｅ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ときは理想
的にはｔｃ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ｔｃを３００〜６００秒の範囲内の所
定値に設定できる。

工程５２０９では求めた予測温度Ｔｐを表示部３にディ
ジタル表示する。工程５２１０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ったとき、又は予測
温度と実測温度の差が所定値以下になったとき、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５２１０で予測終了判定条件を満たさないときは
工程８１０８に戻る。また工程５２１０で予測終了判定
条件を満たすときは工程５２１１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Ｔ０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、腋下及び日
中の検温データＴ。に対し、平衡温度の予測値Ｔｐ（（
／ｌ）、あるいは４２０秒経過後の検温値Ｔ。□ａｘ（
４２゜）の予測値Ｔ　ｐ　（４２０）　、あるいは６０
０秒経過後の検温値Ｔ　ｏ　ｍａｙ　（６０Ｇ）の予測
値Ｔ　−（ａｏｏ）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ュートや、実測温度曲線に重畳し
た雑音によって予測値が極端に外れるという不安定性は
無くなっている。

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。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、　（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ｄＴｐ（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Ｓｌ、Ｓ
２．Ｓ３とすると、最終的に得られるＴｐ（ｔ）の形は
次の通りになる。

即ち、Ｓ、≠５２　、Ｓ２≠Ｓｓ、　Ｓ３≠Ｓ１の時は
、Ｔｐ　（ｊ）　”Ｔｇ　Ｂ　ｔ”　’Ｐ　Ｈ８”　”
’Ｐ　ｚａ”　ｔ＋’Ｐ　３ｅＳ３”また、Ｓ１≠Ｓ２
．５ｌ−５３の時は、Ｔｐ（ｔ）ｍＴ、、ｔ＋　’Ｐ　
、ｅ”ｔ＋’Ｐ　５ｅＩ１２ｔ＋ｙ　、ｔｅ”’また、
Ｓ、−５２−Ｓ３の時は、 Ｔｐ（ｔ）−Ｔｓａｔ＋　’Ｐ７ｅ””’Ｐ６ｔｅ”ｔ
＋　’Ｐｇｔ２ｅ”’である。

このように、領域数の増加に伴いＴＩ　（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ＴＤ　（ｔ）をテーラ−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を用いて算出しているので
、プローブの熱特性のバラツキ又は個人や測定部位の差
による温度上昇カーブに差があっても、常に正確な先行
表示が行える。

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
よっ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ュ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
示すブロック図、 第２図は実施例の電子体温計の具体的構成を示すブロッ
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ャート、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. （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
   間データの関数を説明変数とする複数の関数の連立方程
   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する
   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
   測演算手段を備えることを特徴とする電子体温計。
2. （２）信号解析手段は各Ｎ＋１個の温度データＴ＿０（
   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、 Ｔ＿０（ｔ＿ｉ）＝Ａ＿０＋Ａ＿１／ｔ＿ｉ＋Ａ＿２／
   ｔ＿ｉ＾２＋Ａ＿３／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を求めることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の電子体温計。
3. （３）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）＝Ａ＿０＋Ａ＿１／ｔ＿ｃ＋Ａ＿２／
   ｔ＿ｃ＾２＋Ａ＿３／ｔ＿ｃ＾３・・・＋Ａ＿Ｎ／ｔ＿
   ｃ＾Ｎに従つて予測演算することを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の電子体温計。
4. （４）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
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子体温計。