KR900003117B1

KR900003117B1 - 전자 체온계

Info

Publication number: KR900003117B1
Application number: KR1019870001917A
Authority: KR
Inventors: 모또 유다까 무라
Original assignee: 데루모 가부시끼가이샤; 도자와 미쓰오
Priority date: 1986-03-04
Filing date: 1987-03-04
Publication date: 1990-05-08
Also published as: JPS62204133A; EP0239824A2; EP0239824A3; KR870009215A; US4843577A; EP0239824B1; JPH0625700B2; DE3779164D1

Abstract

내용 없음.

Description

전자 체온계

제 1 도는 본 발명에 의한 전자 체온계의 기본 구성을 나타낸 블록도.

제 2 도는 본 발명에 의한 전자 체온계의 실시예의 구체적인 구성을 나타낸 블록도.

제 3 도는 겨드랑이 밑의 열평형시의 온도 예측이 행해지는 과정을 나타낸 플로우챠트.

제 4 도는 실시예의 보정온도차 곡선을 나타낸 그래프도.

제 5 도는 예측 온도의 추이를 나타낸 그래프도.

제 6 도 (a)는 겨드랑이 밑용으로서 설정한 가중 그래프도.

제 6 도 (b)는 구중용으로서 설정한 가중 그래프도.

제 7 도는 겨드랑이 밑에 있어서의 측정 개시로 부터의 예측표시온도의 추이를 설명하는 그래프도.

제 8 도는 구중의 열평형시의 온도 예측이 행해지는 과정을 나타낸 플로우챠트.

제 9 도는 마이크로컴퓨터를 사용하여 실현한 전자 체온계의 실시예의 구체적인 구성을 나타낸 블록도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 온도 측정부 2 : 예측 연산부

3 : 표시부 4 : 감온소자

5 : 온도 계측 회로 6 : 시간 측정 회로부

7 : 계측 제어 회로부 8 : 보정량 연산 회로부

9 : 가산 회로부 10 : 예측 온도 감시 회로부

11 : 신호 12 : 예측신호

13 : 전기신호 14, 15 : 실시간 온도신호

16 : 클럭신호 17 : 경과시간신호

18 : 보정량신호 19 : 예측온도신호

20 : 부귀환 콘트롤 21 : 예측표시온도신호

22 : 제어신호 23 : 표시보정량신호

24 : 표시콘트롤신호 100 : 개시공정

101 : 온도계측공정 102, 103, 106, 114, 116 : 판단공정

104 : 리세트 스타트 공정 105 : 경과시간 측정공정

107 : 초기세트공정 108 : 보정연산공정

109 : 가산공정 110 : 판단공정

113, 116, 117 : 표시공정 150 : 온도한계치검출회로

151 : 온도변화검출회로 152 : 계측제어회로

153 : 클럭신호발생회로 154 : 처리장치

155 : 부저 156 : 표시장치

본 발명은 전자 체온계에 관한 것으로, 특히 표시 온도가 실시간의 검출 온도보다도 선행하여, 신속히 평형온도에 달하는 예측형의 전자 체온계에 관한 것이다. 열평형시의 온도를 예측하는 전자 체온계의 메리트는 측정의 도중 단계에 있어서 조기에 평형온도를 선행 표시하는 점에 있다. 이와 같은 전자 체온계에 있어서는, 일반적으로 선행 표시는, 검출한 온도에, 이 검출한 온도에 대하여 구한 평형 온도의 예측치와의 차분치(이하 상승량(上乘量)이라 한다)를 가산함으로써 부여된다.

그러나 피측정 부위에 전자 체온계를 장착한 직후로 부터 예측 연산을 행하여 연산 결과를 구하면, 장착 직후의 체온 검출곡선의 급격한 움직임에 의하여 연산 결과인 예측 표시치가 불안정한 움직임이 된다. 또, 충분한 시간이 경과한 뒤에는 예측의 상승량이 거의 "0"으로 되어, 평형온도에 수속해가므로, 예측 표시치의 평형온도에의 스무스한 표시 추이도 필요하게 된다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 배경에 비추어보아 이룬 것으로서, 그 목적은 장착 직후의 표시치가 스무스하게 상승하며, 그리고, 실시간 검출 온도보다도 선행하여 신속히 평형온도에 달하는 전자 체온계를 제공함에 있다.

또 본 발명의 다른 목적은 충분한 시간이 경과한 후에는, 예측 평온 온도 표시로부터 실시간 검출 온도 표시에의 스무스한 표시 추이를 가능하게 하는 전자 체온계를 제공함에 있다.

이들 목적은 본 발명에 의하면, 다음과 같은 전자 체온계에 의하여 달성된다. 즉, 이 전자 체온계는 피측정부위의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과 상기 검출한 온도와 이 검출한 온도에 대하여 구한 평형온도의 예측치와의 차분치를 구하는 예측 연산 수단과, 측정 경과 시간을 변수로 하여 상기 차분치에 대한 가중의 변화를 규정한 가중함수를 기억하고 있는 기억수단과, 상기 검출한 온도에 상기 가중 함수에 의한 가중한 차분치를 가산하에 표시온도를 형성하는 표시 연산 수단과, 상기 구한 표시온도를 표시하는 표시수단을 갖는다.

본 발명의 한 태양에 의하면, 예측 연산 수단은 측정 경과 시간을 변수로 하여 평형 온도에 이를때까지의 온도 변화를 규정한 복수의 예측 함수를 기억하고, 각 검출한 온도의 샘플링 시점에 있어서, 선택한 예측함수로부터 온도 검출 수단이 검출한 온도와 평형온도의 예측치와의 차인 상승량을 산출한다.

본 발명의 다른 태양에 의하면, 가중함수는 측정 개시로 부터 제 1의 소정시간까지의 동안에 100%의 가중에 이르는 증가 특성을 나타낸 것이다.

본 발명의 다른 태양에 의하면, 함수는 측정 개시로 부터 제 1의 소정시간까지의 동안에 100%의 가중에 이르는 증가특성을 나타내며, 상기 제 1의 소정시간으로부터 제 2의 소정시간까지의 동안 상기 100%의 가중을 유지하며, 상기 제 2의 소정시간으로부터 제 3의 소정시간까지의 동안에 상기 100%에서 0%의 가중에 이르는 감소 특성을 나타낸 것이다. 그리고, 여기서 말하는 가중이란 구한 평형 온도와의 차부치를 검출 온도에 대응하여 시간과 함께 어떤 정해진 시간 함수에 따라서 가중하고, 검출 온도에 가산하는 것을 말한다. 다음에, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 전자 체온계의 실시예를 상세히 설명한다.

제 1 도는 본 발명에 의한 전자 체온계의 기본 구성을 나타낸 블록도이다. 이 전자 체온계는 기본적으로는 온도 측정부(1)와, 열평형시 온도의 예측 연산부(2)와, 가중한 예측 결과의 표시부(3)로써 구성된다. 온도 측정부(1)는 예를들면 서미스터 등의 감온 소자(4)를 갖고, 실시간에서 피측정 부위의 온도를 측정하는 회로이다. 예측 연산부(2)는 열평형시의 온도를 실질상 연속적으로 예측하는 회로로서, 온도 측정부(1)로부터의 신호(11)를 실질상 연속적으로 모니터하여, 먼저 예측 개시조건을 판정하고, 예측 개시후는 온도 측정부(1)로부터의 신호911)이외에, 내부에 있는, 경과 시간 측정 기능으로부터의 시간 신호 등의 최신 정보를 사용하여, 짧은 시간 간격으로 열평행시의 온도를 상시 예측하고, 이 예측의 타당성을 연속적으로 평가하며, 그리고 평형하여 표시의 스무스한 추이를 얻도록 가중 처리를 행하여, 열평형에 이르기까지 실질상 연속적으로 예측 신호(12)를 표시부(3)에 보낸다.

표시부(3)은 가중 처리를 행한 표시온도를 수치 표시하는 표시장치이다.

제 2 도는 본 발명에 의한 전자 체온계의 실시예의 구체적인 구성을 나타낸 것으로서, 제 1 도에 나타낸 요소와 같은 요소는 같은 참조부호로 나타낸다. 여기서, 제 2 도의 블록(2)에 나타낸 열평형시 온도의 예측 연산부의 개개의 구성은 범용마이크로 컴퓨터의 리드온리메모리(ROM)에 격납된 프로그램(제 3 도, 제 8 도 참조)이 실행하는 기능을 블록화하여 특정한 것이다. 이와 같은 기재에 의하여 당업자이면 용이하게 본 발명을 실시할 수 있을 정도로 구성과 동작을 이해할 수 있을 것이다.

온도 측정부(1)는 예를들면 서미스터 등의 감온 소자(4) 및 온도 계측 회로(5)를 갖고, 온도 계측 회로(5)는 감온 소자(4)로 부터의 전기 신호(13)를 샘플링하여 디지탈 신호로 변환하여, 실시간 온도 신호(14 및 15)를 출력하는 회로이다. 예측 연산부(2)는 계측 제어 회로부(7), 시간 측정 회로부(6), 보정량 연산 회로부(8), 가산 회로부(9) 및 예측 온도 감시 회로부(10)를 갖는다.

계측 제어 회로부(7)는 본 장치 전체의 동작을 통괄 제어하는 회로로서, 온도 계측 회로(5)로 부터의 실시간 온도 신호(15)를 상시 모니터하여, 소정의 측정 조건이 충족되면, 클럭 신호(16)를, 시간 측정 회로부(6)에, 제어 신호(22)를 보정량 연산 회로부(8)에 송출한다. 시간 측정 회로부(6)는 클럭 신호(16)에 응동하여 측온 계시로부터의 경과 시간을 계시하여, 경과 시간 신호(17)를 발생한다. 보정량 연산 회로부(8)는 경과 시간 신호(17)의 입력에 의하여, 샘플링 시점에 대하여, 검출한 온도에 따라서 열평형시의 온도와 실시간 온도와의 차인 예측상의 보정 온도차(상승량)른 산출하여, 보정량 신호(18)을 발생하는 회로이다. 또 보정량 연산 회로(8)는 보정량 신호(18)에 가중한 표시 보정량 신호(23)를 발생하는 회로이기도 하다. 보정량 연산 회로부(8)는 보정량 신호(18)에 가중한 표시 보정량 신호(23)를 발생하는 회로이기도 하다. 보정량 연산 회로부(8)에는 보정 온도차에 영향을 주는 몇가지 파라미터를 포함한 경과 시간 t함수로서 보정 온도차를 구하는 함수가 조입되어 있다.

보정 온도차에 영향을 주는 파라미터는 측정의 초기, 예를 들면 처음 제어신호(22)가 보정량 연산 회로부(8)에 입력했을때, 특정의 값, 예를 들면 경과 시간에 대한 온도 상승이 미리 실측에 의하여 통계적으로 구해진 가장 확율이 높은 평균적인 온도 변화로 되도록 규정한 값을 취하도록 세트된다. 보정량 연산회로(8)는 후술하는 바와 같이 3개의 기능을 갖고 있으며, 제 1의 기능은 경과 시간 신호(17)가 입력되면 이에 대응하는 보정 온도차를 산출하여 보정량 신호(18)을 출력하는 기능이다. 제 2의 기능은 후술의 예측 온도 감시부(10)로 부터의 부귀환 콘트롤(20)을 받으면 보정 온도차에 영향을 주는 파라미터의 값, 환언하면, 보정 온도차를 구하는 함수를 변경하는 기능이다. 그리고 제 3의 기능은 상기 보정 온도차에 제 6도 (a), (b)에 나타낸 바와 같은 측정 경과 시간을 변수로 하는, 가중을 행하여, 예측 표시를 위한 표시 보정량 신호(23)를 출력하는 기능이다. 가산 회로부(9)는 실시간 온도 신호(14)와 보정량 신호(18)를 가산하고, 예측상의 보정 온도차와 실시간 온도와의 합인 예측 온도 신호(19)를 출력하는 부분이다. 또 실시간 온도(14)와, 표시 보정량 신호(23)를 가산하여, 표시를 위한 보정 온도차와 실시간 온도와의 합인, 예측 표시 온도 신호(21)를 출력하는 부분이기도 하다.

예측 온도 감시 회로(10)는 상기 예측 온도 신호(19)를 상시 감시하여, 예측 온도가 소정의 기간 소정의 범위 내에 있는지의 여부를 판정한다. 이 범위를 넘을때에는 부귀환 콘트롤 신호(20)가 출력되며, 이 범위내에 있으면 온도 표시를 부세하기 위한 표시 콘트롤 신호(24)를 출력한다. 온도 측정부(1)에 있어서는 감온 소자(4)로부터의 전기 신호(13)가 온도 계측 회로(5)에 보내지며, 여기서 실시간 온도로 환산 가능한 신호(14 및 15)로 변화하여 출력된다. 온도 계측 회로(5)로 부터의 신호(15)는 계측 제어 회로부(7)에서 부단히 모니터되며, 소정의 조건이 충족될때, 예를들면 신호(15)가 있는 온도를 어떤 값이상의 온도 변화를 수반하여 넘은 것에 상당할때, 계측 제어 회로부(7)는 곧 클럭신호(16)를 시간 측정 회로부(6)에 보낸다. 동시에 제어 신호(22)를 보정량 연산 회로부(8)에 보내어, 연산의 지시를 준다.

보정량 연산 회로부(8)는 시간 측정 회로부(6)로 부터의 경과 시간 신호(17)가 입력되면, 열평형시의 온도와 실시간 온도와의 차인 예측상의 보정 온도차를 연산하여 보정량 신호(18)를 가산회로(9)에 보낸다. 전술한 바와 같이 보정 온도차는 이에 영향을 주는 몇가지의 파라미터를 포함한 경과 시간 t만의 함수로서 보정한 바와 같이 보정량 연산 회로부(8)에 조입되어 있다. 또 보정 온도차에 영향을 주는 파라미터도 측정의 초기, 예를들면 처음(클럭 신호(16)가 시간 측정 회로부(6)에 보내질때 동기하여 보내진다.) 제어신호(22)가 보정량 연산 회로부(8)에 입력된 때에, 소정의 온도 변화를 규정한 값을 취하도록 리세트된다. 보정량 연산 회로부(8)는 경과 시간 신호(17)가 입력되면 곧 보정 온도차를 연산하여, 보정량 신호(18)를 가산 회로부(9)에 보낸다. 가산 회로부(9)에는 실시간 신호(14)와 보정량 신호(18)가 입력되며, 가산 연산이 행해져서, 예측상의 보정 온도차와 실시간 온도와의 합인 예측 온도 신호(19)가 예측 온도 감시 회로부(10)로 보내진다. 예측 온도 감시 회로부(10)에서는 예측 온도를 부단히 감시하여, 예측 온도가 예를들면 어떤 시간 일정하다면 보정량 연산 회로부(8)에서 행해진 보정 온도의 연산 결과가 타당하다고 인정하여, 환언하면 보정 온도의 연산에 있어서 사용된 연산 프로세스 및 함수 파라미터의 선택이 타당하다고 판단하여, 표시 콘트롤 신호(24)를 보정량 연산 회로부(8)로 보내며, 예측 표시 온도 신호(21)를 형성시켜서, 표시부(3)로 보내게 한다.

또 예측 온도가, 예를 들면 미리 정한 시간내에 일정한 변화폭을 넘은 경우에는 부귀환 콘트롤 신호(20)를 받아, 제 2기능인 보정 온도차에 영향을 주는 파라미터의 변경을 행한다. 그러므로 보정량 연산 회로부(8)는 다시 경과 시간 신호(17)에 대응한 보정 온도차를 변경후의 파라미터에 의하여 연산한다. 연산 결과인 보정량 신호(18)는, 다시 가산 회로(9)에 입력되며, 가산 회로부(9)로 부터는 예측 온도 신호(19)가 출력되어, 예측 온도 감시 회로부(10)에서 모니터된다.

예측 온도 감시부(10)에서는 전술한 과정이 반복되어, 결과로서 표시부(3)에는 가중 예측 표시 온도가 표시되게 됨으로써, 보정량 연산 회로부(8)에 있어서의 보정 온도차의 연산, 가산 회로부(9)에 있어서의 가산, 예측 온도 감시 회로부(10)에 있어서의 예측 온도의 감시 및 보정량 연산 회로부(8)에의 부귀환 및 표시할때에는 가중의 처리란 일련의 프로세스는 단시간에서 행해져서, 표시부(3)에 표시된 예측 표시 온도는 실질적으로 연속적으로 그리고 스무스하게 추이하는 상태로 된다.

제 2 도에 나타내 실시예에 대하여 제 3 도의 플로우챠트 및 제 4 도의 보정 온도차 곡선을 사용하여, 열평형시의 온도 예측이 행해지는 과정을 설명한다.

먼저, 보정 온도차 U에 대하여 미리 설명하지 않으면 안된다. 체온의 예측에 있어서는 체온계의 열특성과 측정부위의 상태 및 부위 그 자체의 특성에 의하여, 측정 개시로부터 열평형에 이르기까지의 관측되는 온도 변화의 상태는 다종 다양하다.

그러나 체온계의 열특성을 한정하면, 이들 온도 변화의 상태는 몇가지의 카테고리로 분류되는 점, 즉 온도 변화를 규정할 수가 있다. 대단히 큰 분류의 방법은 예를 들면 구중의 측정과 겨드랑이 밑의 측정이다. 예를 들면 아이와 어른 등도 고려되지만, 특히 유용한 분류는 못된다. 여기서는 먼저 겨드랑이 밑의 체온측정에 대하여 설명한다.

다수의 여러가지 케이스에 대하여 겨드랑이 밑 온도의 측정을 행하면 대개 10분 정도에서 열평형에 달함을 인정할 수 있으나, 열평형시의 온도 Te의 측정도중의 온도 T와의 차 U^*를 자세히 조사하면, 대단히 좋은 확대도로서, 다음식에 의함을 알 수 있다.

U^*=Te-T=αt+β+C(t+γ)δ ……………………………… (1)

여기서, U^*:열평형의 온도와 측정시의 온도와의 차, t : 측정 개시로 부터의 시간, C : 가변 파라미터, α, β, γ, δ : 일정한 조건에 있어서의 측정에 양호하게 적합하는 정수이다.

특히 겨드랑이 밑의 체온 측정에서는 예를 들면

U^*=-0.002t+0.25+C(t+1)^-0.6(2

C

12)……………… (2)

의 식이 잘 성립해 있다. 여기서 t의 단위는 (초), U^*는 (℃)로 주어진다.

(2)식의 U^*를 U로 변경하여, C=2로 부터 C=12까지의 파라미터의 값을 변화시켰을 때의 곡선이 제 4 도에 도시되어 있다. U^*를 U로 변경하는 이유는 열평형시의 온도 Te는 예측 프로세스를 실행하는데 있어서는 예측 온도 Tp에 대응하기 때문이다. 즉, 예측시의 보정 온도차 U는 다음식으로 주어진다.

U=Tp-T

=-0.002t+0.25+C(t+1)^-0.6(2

C

12)……………… (3)

그런데, 제 3 도의 플로우챠트에 있어서는 제 2도의 블록도에 나타낸 장치에 의하여 예시된 온도 측정을 행하는 프로세스의 알고리즘이 도시되어 있다.

개시 공정(100)에 의하여, 전원이 투입되어, 온도 계측 회로(5)가 작동하여, 온도 계측 공정(101)에 들어간다. 이 공정(101)에서는 온도 계측 회로(5)로 부터의 신호(15)가 계측 제어 회로부(7)에서 모니터된다. 판단공정(102 및 103)은 체온을 측정할 것인가의 여부를 판단하는 부분으로서, 참고부호 102에서는 소정의 온도, 예를들면 30℃를 넘어있는지의 여부, 참고부호 103에서는 예를 들면 1초동안에 0.1℃이상의 온도 상승이 있는지의 여부를 판단하고 있다. 이들 판단은 모두 계측 제어 회로부(7)에서 실시된다. 상기의 조건이 충족되면 시간 측정 회로(6)의 리세트 스타트 공정(104)으로 들어간다.

리세트 스타트 공정(104)에서는, 계측 제어 회로부(7)로 부터 발하는 처음의 클럭 신호(16)에 의하여, 시간 측정 회로부(6)의 경과 시간 측정용 카운터가 리세트함과 동시에, 경과 시간 측정 공정(105)의 개시를 지시한다. 판단 공정(106)은 다음의 예측 공정이 실제상의 뜻을 갖게 될때까지의 경과 시간을 갖는 공정이다. 예를 들면 보정 온도의 연산을 개시할때까지 10초 정도 기다리고 있음을 뜻한다. 이는 10초 정도까지의 예측은 정도가 대단히 나빠서 타당하지 못한 측정 결과를 주기 때문이다.

경과 시간의 측정 결과가 10초 이상으로 되면 계측 제어 회로부(7)의 출력인 제어신호(22)가, 초기 세트 공정(107)을 행하여, 보정량 연산 회로(8)에 있어서의 연산식의 파라미터를 미리 실측에 의하여 통계적으로 구해진 열평형시의 온도 예측에 이르게 하는 확율이 높은 값, 이 실시예에서는 C=7에 세트한다. 이어서, 보정량 연산 회로(8)에 있어서, 보정 온도 연산 공정(108)이 실시되어, 보정량 신호(18)가 가산 회로부(9)에 보내진다. 보정량 연산 공정(108)에서는 마치(3)식에 해당하는 연산이 행해진다. 제 1회째의 연산은 제 4 도 및 제 5 도의 C=7로 나타낸 곡선상의 점을 결과로서 준다. 따라서 예를들면 t=11초에 대하여 U=1, 77℃로 된다. 이것이 보정량 신호(18)로서 가산 회로(9)에 입력된다.

가산 회로부(9)에서는 실시간 온도 신호(14)와 보정량 신호(18)를 가산 공정(109)에 따라서 가산하여, 예측 온도 신호(19)로서 예측 온도 감시 회로부(10)에 보낸다. 예를들면 여기서 설명한 예에서는 U=1.77℃이므로, T=34.86℃이면 Tp=T+U의 가산에 의하여 Tp=36.63℃가 예측 온도 감시 회로부(10)에 보내진다.

예측 온도 감시 회로부(10)에는 같은 C에 대한 2개의 어떤 시간 간격마다의 예측 온도(Tp)가 보내져오므로, 판단 공정(110)은 예측 온도 Tp의 이들 2회분의 증감을 조사하면 된다.

Tp의 변화량이 어떤 값과의 대소 비교에 의하여 3가지 분기한다. dTp/dt

a에서는 현시점의 예측 평형 온도보다 높은 평형 온도에 달할 것이 예상되므로, 파라미터 C의 값을 증가하는 공정(111)으로, dTp/dt

-a에서는 현시점의 예측 평형 온도보다 낮은 평형 온도에 달할 것이 예상되므로 파라미터 C의 값을 낮추는 공정(112)으로, |dTp/dt|

a에 대하여는 현시점의 예측 평형 온도가 전회의 예측 평형 온도와 거의 같다고 인정되는 범위내에 있으므로 선택한 예측 함수가 실시간 측정 온도의 궤도에 오른 것으로 판단하여 예측 표시 온도를 형성하는 공정(118)으로, 각각 분기한다.

공정(111 및 112)은 예측 온도 감시 회로부(10)로 부터의 부귀환 콘트롤 신호(20)가 보정량 연산 회로(8)에 입력되어 파라미터를 변경하는 공정이다. 파라미터 C는 보정량 연산 회로부(8)의 내부에서 판단 공정(114, 115)으로써 그 값이 체크되며, 각각 판단 공정(114)에서는 증가시킨 파라미터 C의 값이 설정된 상한치 12를, 또 판단 공정(115)에서는 감소시킨 파라미터 C의 값이 설정된 하한치 2를 넘지 않는한, 다시 보정량 연산 공정(108)에 있어서의 파라미터로서 사용된다. 또 공정(118)에서는 후술하는 예측 표시 온도를 형성하기 위하여 가중을 행한다.

표시 공정(113)은, 가산 회로(9)로 부터 현시점의 예측 표시 온도 신호(21)가 출력되어, 표시부(3)에서 그 예측 표시 온도가 표시되는 공정이다. 표시 공정(113)을 종료하면 예측 표시 온도를 표시부(3)에 남긴채 다시 보정량 연산 공정(108)에 들어간다.

이와 같이 하여 |dTp/dt|

a의 조건이 충족되었을 때만 표시부(3)에 예측 표시 온도가 4사 5입등의 처리한후, 표시되어, 다음 표시 공정이 행해질때까지 표시값이 유지된다. 이와 같은 연산 공정 내지 표시 공정(108~115)등의 루프는, 예를들면 1초 동안등의 소정의 인터벌로 순환하도록, 계측 제어 회로부(7)에 의하여 제어된다.

파라미터 C의 값에 관한 판단 공정(114 및 115)으로서 각각 상한 C=12, 하한 C=12를 넘으면 표시 공정(116 또는 117)에 의하여 에러가 표시된다. 이는 측정중의 체온계의 이탈, 이상 측정등에 대응한다.

제 3 도의 예에서는 파리미터 C의 값을 하나씩 변경해가는 알고리즘이 도시되어 있으나, 이 경우에는 예측 분해능이 대개 50초 시점의 예측에서 0.1℃정도로 된다. 따라서 다시 예측치의 분해능을 높이기 위하여는 예를 들면 파라미터 C의 값을 0.5씩 변경하면 된다. 또 판단공정(110)에 있어서의 a의 값은 일정치는 아니며 예를 들면 시간과 함께 감소하는 함수이어도 된다. 실제상 각 보정 온도 곡선의 상호의 온도차는 시간과 함께 감소하고 있으므로 그 편이 좋다. dTp/dt의 연산에는 이동 평균치나 시간 폭이 큰 3개의 Tp를 사용하여 측정상의 정도에 너무 영향을 미치지 않도록 고안할 수 있음은 더 말할 나위없다. 여하간에, 예를들면 판단 공정(110)에 따라서 최종적으로 표시공정(113)을 경유한 경우에 있어서도, 다시 보정량 연산공정(108), 가산공정(109)을 거쳐서, 판단 공정(110)에 들어간다. 이 루프를 몇번이고 순환하고 있는 동안은 예측 연산이 실온도 변화의 궤도에 올라서 행해지고 있다고 인정되므로 예측 평형 온도의 연산치도 안정하여 그 표시값은 스무스하게 그리고 신속히 추이한다. 또, 보정량 U도 제 5 도의 예를 들면 곡선 C=7에 따라서 경과해 가게 된다.

t=16초인때 dTp/dt

a이 재현하면, 공정(111)에 들어가서, C=8의 곡선에 따라서 U=1.63℃, 이때 T=35.20℃이면 Tp=36.83℃로 되며, 이번에는 C=8에 대한(2개의 어떤 시간 간격마다의) 예측 온도에 대하여 판단 공정(110)이 실시된다. 다시 Tp의 변화가 있는 값을 넘지 않는한, 표시공정(113)의 루프를 몇번이고 순환하여 Tp=36.8℃ 부근의 값을 계속 얻는다. 실제는 U에 가중되므로 이로써 약간 낮다.

또한 예를 들면 t=53초인때 dTp/dt

a의 공정루프에 전진하면 C=9의 곡선에 들어간다. 여기서는 U=0.96℃, T=36.03℃이므로 Tp=36.99℃로 된다. 후술하지만, 이 시점에서는 가중이 100%로 되어 있으므로, 실질의 표시 온도는 36.99℃로 된다. 이후 C=9의 곡선에 따라서 예측이 전진하게 된다.

제 5 도에서는 4사 5입된 Tp를 점선(200)으로 나타내었다. 이와 같이 하여 열평형시의 체온이 예측되어, 실질적으로 연속적으로 표시된다. 그리고, 제 3 도에 나타낸 알고리즘 중에서 공정(107)에서는 파라미터 C의 초기 설정치를 C=7에 세트하였으나, 이와 같이 하면 예측 온도 감시를 위한 판단 공정(110)에 있어서 행해지는 연산 처리의 방법이나 a의 값의 선택 방법에 따라서는 표시치가 시간과 함께 감소하는 사태가 발생할때도 있다. 이와 같은 경우에 공정(107)에서 C=2를 설정해 놓으면, 표시치는 일반적으로 시간과 함께 상승하는 경향을 나타내므로, 약간 자연적인 인상을 준다. 이와 같이 파라미터의 선택은 측정 경과 시간에 대하여 조기에 평형 온도에 가까워진다.

제 6 도 (a) 및 (b)는 측정 경과 시간에 대한 가중의 변화를 나타낸 도면으로서, 제 6 도 (a)는 겨드랑이 밑용으로서 설정한 가중의 그래프도, 제 6도 (b)는 구중용으로서 설정한 가중의 그래프도이다. 피측정부위의 열평형 특성의 상위를 고려하여, 경험적, 통계적으로 구한 가중의 특성의 일례이다.

일반적으로 체온계 장착 직후로부터의 검출 온도는 급격히 변화하여, 이 부분의 상승량도 크다. 따라서 예측함수의 선택이 타당한 것으로 될때까지는, 예측함수의 변경에 의하여 상승량도 불연속 그리고 대폭으로 변화한다. 그러므로 이 구간의 상승량을 그대로 상승하면 예측 온도 표시가 불안정하게 되어, 사용자에게 불안감을 주기 쉽다. 따라서, 계측 개시후의 제 1의 소정시간 경과까지는 보정량 연산 회로부(8)가 구한 상승량(보정량 신호(18))에 직선 증가 특성의 가중을 행한다. 예를 들면, 겨드랑이 밑의 경우에는 측정 개시후 45초 경과할때까지에 100%로 되는 구배의 가중을 행한다. 또 구중의 경우에는 측정 개시후 30초 경과할 때까지에 100%로 되는 구배의 가중을 행한다.

또한, 상기 제 1의 소정시간을 경과하면 검출 온도의 상승도 완만하게 되어, 이 부분의 상승량도 적당한 범위의 것으로 된다. 이 이후는 예측의 신속한 수속성과 예측 정도가 중요하게 된다. 따라서, 제 1의 소정시간 경과 후 제 2의 소정시간 경과까지는 보정량 연산 회로부(8)가 구한 상승량(보정량 신호(18))에 100%의 가중을 행한다. 이는, 환언하면 가중의 처리를 하지 않는 것과 같다.

제 2의 소정시간은 예를 들면 겨드랑이 밑 경우에는 측정 개시후 384초(6분 24초) 경과할때까지이며, 구중의 경우에는 측정 개시후 256초(4분 16초) 경과할때까지이다.

또한, 상기 제 2의 소정시간을 경과하면 검출 온도 그 자체가 열 평형 온도에 접근하는 범위로 되며, 이 정도의 시간이 경과하면 예측의 메리트도 적어진다. 오히려 직시형의 기능으로 이행함에 바람직하다. 따라서, 제 2의 소정시간 경과후, 제 3의 소정시간 경과까지는 보정량 연산 회로부(8)가 구한 상승량(보정량 신호(18))에 직선 감소 특성의 가중을 행한다. 예를 들면 겨드랑이 밑의 경우에는 측정 개시후 384초 경과로 부터 511초(8분 31초) 경과할때까지에 100%로 부터 50%로 되는 구배의 가중을 행한다. 또 구중의 경우에는 측정 개시후 256초 경과로 부터 384초(6분 24초) 경과할때까지에 100%로 부터 0%로 되는 구배의 가중을 행한다. 이 구간에서는 급작스럽게 0%로 하지 않도록 함으로써 표시 온도의 연속성이 유지된다. 즉, 상승량이 점하는 비율이 점차로 감소하여 스무스하게 직시 기능으로 추이한다.

또한 상기 제 3의 소정시간을 경과하면, 검출 온도 그 자체가 열평형 온도를 나타내게 된다. 따라서, 이 이후는 상승량은 "0"이다. 이 이후 실시예의 전자 체온계는 종래의 직시형 체온계와 동등하게 기능하여, 사용자가 원할때까지 측정할 수 있다. 이와 같이 하여 표시 온도의 시간과 함께 스무스한 추이를 줄 수가 있으므로, 1회의 측정으로 신속한 예측 표시와 정밀한 직시 표시의 요구를 만족시키는 것이다.

제 7 도는 겨드랑이 밑에 있어서의 측정 개시로부터의 예측 표시 온도의 추이를 설명하는 그래프도이다. 예를 들면, 현 시점에서 선택중의 파라미터 C=8 예측 함수는 보정량 신호(18)로서 도시와 같이 규정되어 있다. 선택한 파라미터 C=8이 실시간 온도 신호(14)의 상승 커브에 매칭해 있을 때는 빠른 시점에서 예측 온도 신호(19)가 열평형온도에 달함을 알 수 있다. 따라서, 이와 같은 타당한 파라미터 선택이 항상 행해진다면, 예측 온도 신호(19)를 그대로 표시함으로써, 이상적인 온도 표시가 얻어진다. 그러나, 전술한 바와 같이 파라미터 C의 초기 설정은 통계적으로 구해진 열 평형시의 온도 예측에 이르게 하는 확율이 가장 높은 값이므로, 꼭 실시간 온도 신호(14)에 조기 매칭한다고는 한정하지는 못한다.

매칭하지 못할때는 예측 함수가 바뀜으로써 예측 온도신호(19)는 불안정하게 추이하게 될 것이다. 예를 들면, 최초에 열평형 온도보다도 높은 값을 나타내고, 그후 감쇄하는 경우가 있고, 또 최초의 값이 상당히 낮고 그후 급격하게 상승하는 경우도 있다. 따라서, 측정 개시로부터 45초 경과까지의 구간은 예측 함수의 상승량 U(t)에 제 6 도 (a)에 나타낸 경과 시간의 가중을 행한다. 이로써 표시를 위한 보정 신호(23)는 U'=W(t). U(t)에 의하여 구해져서 도시한 바와 같이 "0"에서 시작하여, 점차 증가하게 된다. 따라서, 측정 개시로부터 45초 경과까지의 구간에 있어서는 표시 온도 신호(21)는 예측 온도 신호(19)보다 낮고, 스무스하게 상승하며, 그리고 실시간 온도신호(14)보다도 선행하여 신속히 평형온도에 달함을 알 수 있다. 또 45초 경과한 후에는 정확 그리고 안정하며 평형 온도를 계속 표시한다.

제 8 도는 구중 체온의 예측을 위한 플로우챠트로서, 제 3 도와 같은 공정은 같은 참조 부호로 나타내어, 중복 설명은 피한다. 이 경우 공정(119)에 있어서의 초기 파라미터의 설정은 최소치 C=6으로 부터 시작하도록 되어 있다. 구중의 체온 측정에서는 보정 온도차 U는 다음식이 타당하므로 판단 공정에서 사용하는 설정치 b도 이에 적합한 값이 선택되어 있다.

U=Tp-T

=-0.001t+0.05+C(t+1)^-1.0(6

C

26)……………… (4)

또, 실시예의 구중의 체온 측정은 파라미터 C의 최소치 6으로 부터 예측 연산을 하므로, 판단 공정(110)에서 dTp/dt

-b가 판별되면 공정(117)으로 전진하여 곧 에러 표시가 되게 된다.

제 3 도 및 제 8 도에 나타낸 바와 같은 복잡한 예측 연산 알고리즘을 구체적으로 실시하기 위하여는, 현상기술로써는 마이크로 컴퓨터를 사용한 제 9 도와 같은 하드웨어 구성이 적합하다. 동 도면에 있어서 제 2 도에 나타낸 요소와 같은 요소는 같은 참조 부호로 나타낸다. 도면에 있어서, 온도 계측 회로(5)로 부터의 온도 신호(14)는 예측 연산부(2)의 처리 장치(154)에 입력되며 온도 신호(15)는 온도 한계치 검출 회로(150) 및 온도 변화 검출 회로(151)에 입력된다. 온도 한계치 검출 회로(150)는 공정(102)을 실행하여, 온도 신호(15)가 나타내는 온도 T가 한계치 온도 Tth 이상인지의 여부를 판정하는 비교 회로이다. 한계 온도 Tth이상인때, 신호(160)를 출력한다. 온도 변화 검출 회로(151)는 공정(103)을 실행하며, 온도 신호(15)가 나타내는 온도 T의 시간적 변화가 소정의 값 K이상인지의 여부를 판정하여 제어 신호(161)를 발생하는 회로이다.

온도 변화 검출 회로(151)의 출력(161)에는 계측 제어 회로(152)가 접속되며, 그 일방의 출력(162)은 클럭 신호 발생 회로(153)에, 타방의 출력(163)은 처리 장치(154)에 접속되어 있다. 계측 제어 회로(152)는 제어 신호(161)에 응동하여 클럭 신호 발생 회로(153)를 기동하여, 처리 장치(154)에 공정(105) 이하의 처리를 행하도록 지시하는 회로이다. 클럭 신호 발생 회로(153)는 출력(164)에 클럭 신호를 발생하여, 처리 장치(154)에 공급하는 클럭 펄스 발생기이다. 처리 장치(154)는 이 클럭 신호(164)에 응동하여 예를 들면 제 3 도에 나타낸 공정(107) 이하의 예측 연산 처리를 실행하는 처리 시스템으로서, 본 실시예에서는 예를 들면 원터치. 마이크로 컴퓨터로 실현할 수가 있다. 또한 참고부호 155는 에러 상태 또는 예측의 타당성을 검출했을때 사용자에게 그 취지를 조기에 알리기 위한 부저이며, 참고부호 156은 예측 표시 온도를 표시하는 표시 장치이다.

그리고, 상술한 실시예에서는 예측 함수로 부터 얻은 상승량 U(t)에 가중을 하는 경우를 나타냈다. 그러나, 일반적으로 피측정부위의 열평형 상태에 이를 때 정수 α가 기지인때는 예를 들면 예측 평형 온도 Tp를 Tp=Tt+α·dTt/dt로 구해짐이 알려져 있다. 따라서 이 경우의 상승량은 {α·dTt/dt}로 하여 이에 가중의 처리를 행할 수도 있다. 또, 가중의 특성은 직선 상승 또는 직선 하강에 한정되지 않으며, 구체적으로는 소정의 곡선을 이루는 선형상이어도 무방하다.

Claims

피측정 부위의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과, 검출한 온도에 의하여, 평형 온도의 예측치를 구하는 예측 연산 수단과, 상기 검출한 온도와 이 검출한 온도에 의하여 구한 평형 온도의 예측치와의 차분치를 구하는 연산 수단과, 측정 경과 시간을 변수로 하여 상기 차분치에 대한 가중의 변화는 규정한 가중함수를 기억하고 있는 기억수단과, 상기 검출한 온도에 상기 가중함수에 의한 가중을 한 차분치를 가산하여 표시 온도를 형헝하는 표시 연산 수단과, 측정 개시후의 경과 시간을 개시하고, 각 샘플링 시점에 있어서, 상기 온도 검출 수단 및 표시 연산 수단을 제어하는 제어수단과 표시온도를 표시하는 표시수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 체온계.
제 1 항에 있어서, 예측 연산 수단은 측정 경과 시간을 변수로 하여 평형 온도에 이르기까지의 온도 변화를 규정한 복수의 예측 함수를 기억하고 있음을 특징으로 하는 전자 체온계.
제 1 항에 있어서, 가중 함수는 측정 개시로 부터 제 1의 시간까지의 동안에서 100%의 가중에 이르는 증가 특성을 나타냄을 특징으로 하는 전자 체온계.
제 1 항에 있어서, 가중 함수는 측정 개시로 부터 제 1의 소정시간까지의 동안에서 100%의 가중에 이르는 증가특성을 나타내며, 상기 제 1의 소정시간으로 부터 제 2의 소정시간까지의 동안에서 상기 100%의 가중을 유지하고, 상기 제 2의 소정시간으로부터 제 3의 소정시간까지의 동안에서 상기 100%로 부터 0%의 가중에 이르는 감소 특성을 나타냄을 특징으로 하는 전자 체온계.