JP4310962B2

JP4310962B2 - Electronic thermometer

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Publication number: JP4310962B2
Application number: JP2002108614A
Authority: JP
Inventors: 宗雄時田; 聡中嶋; 茂巻田
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2022-04-10
Also published as: JP2002372464A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体表面の温度情報から深部体温を推定する温度計に関し、特に、熱伝導方程式を用いて深部体温を推定する電子温度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、体温測定に用いられる水銀体温計等は、常態では深部温度と異なる生体の表面温度を測定するため、体温計を腋に挟んで測定する場合であれば、腋を閉じた状態で深部温度と表面温度が平衡になるまで待つ必要があった。
【０００３】
また、特公平７−１１９６５６号公報に開示されているように、深部温度と表面温度が平衡に達するまでの温度変化の態様を式に当てはめ平衡点を予測し、この平衡点を体温とする方法も提案されている。
【０００４】
また、体温としては、生体内部の温度を直接測定するのが好ましい。このために深部温度を測定する方法が求められている。これについては、生体表面温度から深部体温を推定する、すなわち、計測点から離れた位置の温度を推定する方法として一般的に熱伝導の逆問題として知られている方法がある。特に、異なる２点の温度計測からこの２点間の領域の外部の温度を求める方法の解が、例えば、庄司正弘著「伝熱工学」（東大出版会）ｐ９０に紹介されている。この方法を用いて生体内部の温度を推定する電子体温計がＷＯ９８５０７６６で提案されている。ここで提案されている電子体温計は、表面温度ではなく、生体内部の温度を高速に推定するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、表面温度が深部温度と平衡に達するのを待って測定を行う方法であれば、測定完了までに１０分程度の長時間を要する。
【０００６】
また、表面温度と深部温度が平衡に達するまでの温度変化の態様に基づいて体温を予測する方法の場合も、測定に要する時間は短縮されるものの９０秒程度は必要とされ、個人差や環境変化に充分に対応することができず、精度に限界があった。
【０００７】
また、ＷＯ９８５０７６６で提案されている推定方法では、未知数が非線形の方程式を解かなければならないために解が不安定になり、また、精密解を得るためには計算機の高度の能力が必要となり、計算時間がかかってしまう。または、未知数の一部に近似値を予め持っている必要がある。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、生体外部温度を直接リアルタイムで測定し、その結果に基づき熱伝導方程式に従って深部体温を算出することにより、正確かつ短時間で深部体温を推定できる電子体温計を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、生体外部の温度を直接リアルタイムで測定し、このようにして得られた値に基づいて、直接測定することのできない深部温度のような生体内部の温度を推定する。このような推定方法は、熱伝導方程式の逆問題に対応する。熱伝導方程式を生体外部の温度又は熱流束等のような直接測定可能な物理量を変数とする一次式等の低次の方程式として評価し、これらの物理量を直接測定することにより深部温度等の内部温度を推定する。少なくとも変数の数だけの異なる測定値が得られれば、内部温度の推定は連立一次方程式の解法に帰着するので、正確かつ短時間で算出することが可能となる。
【００１８】
また、本発明は、温度を測定する第１の温度測定手段と第２の温度測定手段と、前記第１の温度測定手段と被測定体との間に配置される第１の断熱材と、前記第２の温度測定手段と被測定体との間に配置され、前記第１の断熱材とは異なる熱定数を有する第２の断熱材と、前記第１の温度測定手段と前記第２の温度測定手段によって所定の時間間隔で測定を行う測定制御手段と、前記第１の温度測定手段による第１の温度測定値と前記第２の温度測定手段による第２の温度測定値を記憶する測定値記憶手段と、複数回の測定によって得られた複数組の前記第１の温度測定値と第２の温度測定値を用いて熱伝導方程式の一次元逆問題を解くことにより、生体内部の温度を推定する内部温度推定手段と、を備えたことを特徴とする電子体温計である。
【００１９】
本発明では、直接測定可能な物理量として、被測定体との間の熱の流れの経路に熱に関して異なる特性を有する物質が存在する場合の少なくとも２点における温度を選択している。これらの物理量を所定の時間間隔で複数回測定することにより、異なる測定値の組が得られれば、これを用いて熱伝導方程式の逆問題を解いて生体内部の温度を推定することができる。
【００２０】
ここで、熱に関する特性を表す熱定数には、熱伝導率や比熱等があるがこれらに限られない。また、熱伝導率が同一である場合でも生体内部の被測定部位と直接温度を測定する位置との間に存在する物質の厚みが異なることにより熱に関して異なる特性を有する場合も含まれる。また、熱流束測定手段を用いることなく、より廉価な温度測定手段と断熱材を用いることにより、より低コストで電子体温計を構成することができる。
【００２１】
また、前記第１の温度測定手段、前記第２の温度測定手段、前記第１の断熱材、および前記第２の断熱材を加熱する加熱手段を備えることが好適である。
【００２２】
被測定体である生体と環境温度に差がある場合に、生体内部から第１及び第２の温度測定手段までに至る熱の流れの経路上の物質の温度を加熱手段によって加熱し、生体内部との温度差を一定範囲内にあるようにして測定を行うことにより、第１及び第２の温度測定手段を含むセンサ部の温度変化が安定するので、測定精度を向上させることができるとともに、測定完了までの時間をより短縮することができる。
【００２８】
また、生体との接触部位に熱伝導率の大きい部材を備えることが好適である。
【００２９】
また、生体と接触するプローブを備え、前記プローブは棒形状又は板形状をなすようにしてもよい。
【００３０】
生体に接触するプローブは種々の形状とすることができるが、対象者が体温の測定に必要な状態を維持できる場合であれば、深部温度に比較的近い腋の下や舌下での測定に適した棒形状とすればよく、乳幼児のように対象者が体温の測定に必要な状態を維持するのが難しい場合には、板形状のように対象者の皮膚等に容易に接触させることができる形状とすればよい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
【００３２】
（第１の実施形態）
まず、図１を参照して本発明の第１の実施形態に係る電子体温計の測定原理について説明する。
【００３３】
熱流束の定義式から、又は熱伝導の一次元逆問題の基本解において一次項までを含めることにより（１）式が得られる。
すなわち、深部温度をＴｂ、生体表面温度をＴ₁、生体表面における熱流束をｑ₁、生体の熱伝導率をλ、生体表面から深部までの距離をｈとすると、
【数１】

から、
【数２】

が得られる。
【００３４】
ここで、Ｔｂ＝Ｂ，Ｔ₁＝Ｙ，−ｈ／λ＝Ａ，ｑ₁＝Ｘとおくと、（１）式は
【数３】

と表されるので、２個以上のＸ，ＹからＴｂ（＝Ｂ）を得ることができる。
【００３５】
また、熱伝導方程式の差分法から又は熱伝導の一次元逆問題の基本解の二次項までを含めることにより（２）式が得られる。
【００３６】
すなわち、
【数４】

【数５】

から、
【数６】

が得られる。
【００３７】
ここで、Ｔｂ＝Ｃ，Ｔ₁＝Ｙ，−ｈ／λ＝Ａ，ｑ₁＝Ｘ₁，−（ｈ²／α）＝Ｂ，（ｄＴ／ｄｔ）＝Ｘ₂とおくと、（２）式は、
【数７】

と表されるので、３個以上のＸ₁，Ｘ₂，Ｙから、Ｔｂ（＝Ｃ）を得ることができる。
【００３８】
０次式であれば、時間変化を追わなくてもよいので、最少１回の測定で深部温度を推定することができる。複数回の測定を行えば０次式でも精度を向上させることができ、高次の式を用いればさらに精度を向上させることができる。
【００３９】
このとき、生体表面の温度Ｔ₁は温度センサにより、生体表面における熱流束は熱流束センサによって測定することができる。温度センサとしては、例えば、白金抵抗体，サーミスタ，熱電対，トランジスタ等の温度特性を利用したＩＣ温度センサ等を用いることができる。また、熱流束センサとしては、例えば、積層構造や平面展開型の作動型サーモパイル等を用いることができる。
【００４０】
図２に本発明の第１の実施形態に係る電子体温計の外観を示す。
【００４１】
電子体温計１は、主として略直方体形状の本体部２と本体部２から長手方向に突出形成されたプローブ３からなる。使用者は本体部２を持ち、プローブ３を腋に挟み、又は、舌下に挿入して測定を行う。
【００４２】
本体部２にはＬＣＤ等から構成され、測定値等の情報を表示する表示部４と電源スイッチ５とが設けられている。プローブ３は図３に模式的に示すような内部構造を有する。図３は、プローブ３の延長方向に略直交するＡ−Ａ断面（図２参照）を含み、外周を生体に覆われた状態を示す。断面略円形状のプローブ３の外周は薄いＳＵＳ材等の熱伝導率の高い材料からなるカバー６によって覆われ、カバー６の内周面には温度センサ（温度測定手段）７及び熱流束センサ（熱流束測定手段）８が近接するように配置されている。カバー６の内周には断熱材９が全周にわたって設けられる。後述するように断熱材９の内周面にはヒータ（加熱手段）１０を配置することもできる。ヒータ１０を備える場合については第２の実施形態として説明し、本実施形態ではヒータを備えない場合について説明する。ここで、温度センサ７と熱流束センサ８との位置は同じ温度となるように近接した位置に配置されることが好ましい。このとき、温度センサ７と熱流束センサ８が互いに熱的にも電気的にも絶縁されているのであれば、互いに接して配置することも可能である。また、断熱材９の内周側は中空部９０となっており、温度センサ７及び熱流束センサ８に接続されたリード線（不図示）がこの中空部を経て本体側へ引き出されるようにすることができる。フィルム基板を断熱材として用い、温度センサ７及び熱流束センサ８に接続されたリード線がフィルム基板に沿って本体部２側に引き出されるようにしてもよい。断熱材としては、例えば、アクリル，ナイロン，ポリイミド，ポリエステルあるいはポリエチレン等の樹脂薄膜を用いることができる。このように、温度センサ７と熱流束センサ８とを近接して配置することにより、温度センサ７と熱流束センサ８との配置に必要なスペースが小さくなるので、電子体温計１のプローブ３を小型化することができる。温度センサ７と熱流束センサ８とを含むプローブ３の容積を小さくすることにより、プローブ３の熱容量が減少し、より高速に温度変化が生じるので、測定完了までの時間をより短縮することができる。さらに、温度センサ７と熱流束センサ８を含むプローブ３の形状や、プローブ３内における温度センサ７と熱流束センサ８の配置を設計する際の自由度を高めることができる。また、断熱材９上に温度センサ７と熱流束センサ８とを配置することにより、測定対象である生体からの熱の移動による温度及び熱流束の変化に対する影響を排除又はより少なくし、Ｓ／Ｎ比を向上させることができるので、高精度の測定が可能となる。
【００４３】
図４は電子体温計１の内部の回路構成を示すブロック図である。
【００４４】
電子体温計１は、制御部１２，駆動部１３，Ａ／Ｄ部１４，演算部１５，メモリ１６，電源部１７，温度センサ７，熱流束センサ８，電源スイッチ５，表示部４，ブザー１８を備える。
【００４５】
制御部１２は、ＣＰＵ等からなり体温計全体の制御を行う。駆動部１３は、制御部（測定制御手段）１２からの信号に基づいて温度センサ７及び熱流束センサ８から信号を受け取りＡ／Ｄ部１４においてアナログ信号からデジタル信号に変換されて演算部（内部温度推定手段）１５に入力される。演算部１５はＡ／Ｄ部１４からのデジタル信号及び／又はメモリ１６に記憶された温度及び熱流束測定値に基づいて深部温度の推定等の演算処理を行い、処理結果を制御部１２に出力する。すなわち、演算部１５は所定のデータをメモリ（測定値記憶手段）１６に記憶させ、メモリ１６に記憶されたデータを読み出して所定の処理を行う。電源部１７は電池等を含み、制御部１２及び駆動部１３に対して電力を供給する。電源スイッチ５は電源の投入・切断を行う。ブザー１８は制御部１２からの指示に基づいて音を発し、使用者に対する報知を行う。後述するように、ヒータ１０を設ける場合には、ヒータ１０は駆動部１３を介して駆動される。
【００４６】
図５に示すフローチャートを参照して、体温測定を行う場合の処理手順について説明する。
【００４７】
まず、電源スイッチ５がオンされると（ステップ１０１）、温度センサ７によって予備的に温度測定を行う（ステップ１０２）。そして、温度測定値が所定の測定温度範囲内（例えば５℃〜４５℃）か否かを判定する（ステップ１０３）。ここで、温度測定値が所定の測定温度範囲内でなければ、表示部４に測定温度外であることを示す表示を行い（ステップ１０４）、電源をオフする（ステップ１０５）。ステップ１０３において、温度測定値が所定の温度範囲内であれば、表示部４に「ＲＥＡＤＹ」等の測定準備完了を示す表示（図６（ａ）参照）を行うとともに「ピッ」とブザー１８を鳴らして使用者に対して測定準備完了を報知する（ステップ１０６）。次に、温度センサ７及び熱流束センサ８を駆動部１３を介して駆動することにより、Ｔ₁，ｑ₁，ｄＴ₁／ｄｔのデータを収集する（ステップ１０７）。このようにして収集されたデータに基づいて演算部１５において深部温度の演算を行う（ステップ１０８）。次に、測定開始フラグが「１」か否かを判定する（ステップ１０９）。ここで、測定開始フラグが「０」であれば、後述する測定開始条件を満足するか否かを判定する（ステップ１１０）。測定開始条件を満足する場合には、表示部４に「℃」を点滅表示（図６（ｂ）参照）させる等により測定中である旨を報知し（ステップ１１１）、測定開始フラグを「１」にセットし（ステップ１１２）、ステップ１０７に戻る。ステップ１０９において、測定開始フラグが「１」であれば、後述するように測定に充分なデータが収集されたか否かを判定する（ステップ１１３）。測定に充分なデータが収集されていない場合には、ステップ１０７に戻ってデータ収集を繰り返す。ステップ１１３において、測定に充分なデータが収集されている場合には、表示部４に測定温度を表示（図６（ｃ）参照）するとともに「ピッピッ」とブザー１８を鳴らすことにより測定結果の出力を報知する（ステップ１１４）。測定結果が出力されると所定時間の経過により自動的に電源をオフして（ステップ１１５）、測定処理を終了する。
【００４８】
上記手順において、ステップ１０７からステップ１１３までの処理の詳細を図７に示す。
【００４９】
表示部４に測定準備完了を表示した後、Ｔ₁，ｑ₁，ｄＴ₁／ｄｔを３回測定し（ステップ１０７−１）、１回目の深部温度演算処理を行う（ステップ１０８−１）。ここでは、ステップ１０９における測定開始フラグの判定処理において、測定開始フラグは「０」に設定されたままであるので、測定開始条件を満足するか否かを判定する（ステップ１１０）。測定開始条件としては、ステップ１０８−１において算出された深部温度が例えば３５〜４２℃の所定温度範囲内にあるか否かという条件を設定することができるが、これに限られない。ステップ１１０で測定開始条件が満足されない、すなわち、深部温度が所定範囲内にない場合には、ステップ１１３に進んで測定に充分なデータが収集されているか否かを判定する。ステップ１１３における測定に充分なデータが収集されているか否かを、連続して算出された複数の深部温度値が（例えば小数点以下２桁まで）同じか否かという条件に基づいて判定している。ここでは、第１回目の深部温度算出を経たのみであり、比較すべき深部温度算出値がないので、ステップ１１３では、測定に充分なデータが収集されていないと判定され、ステップ１０７に戻り、データ収集を繰り返す。ステップ１１０で測定開始条件が満足される、すなわち、深部温度が所定範囲内にある場合には、測定中表示を行い（ステップ１１１）、測定開始フラグを「１」にセットする（ステップ１１２）。そして、Ｔ₁，ｑ₁，ｄＴ₁／ｄｔを測定し（ステップ１０７−２）、第２回目以降の深部温度の演算処理を行う（ステップ１０８）。深部温度値を算出した後の測定開始フラグの判定処理（ステップ１０９）において、測定開始フラグは「１」にセットされているので、ステップ１１３に進んで、測定に充分なデータが収集されているか否かを判定し、測定に充分なデータが収集されていない場合にはステップ１０７−２に戻り、測定に充分なデータが収集されている場合には、測定結果が確定されるとともに深部温度の算出結果が表示される（ステップ１１４）。
【００５０】
上述の手順では、測定に充分なデータが収集されているか否かを、深部温度の算出値が連続して同じであるか否かによって判定しているが、連続して算出された複数の深部温度値の差が０．０１℃以内であるか否かによって判定するようにすることもできる。
【００５１】
図８（ａ），（ｂ）に第１の実施形態の変形例に係る電子体温計１１の外観を示す。図８（ａ）は電子体温計１１の側面図、図８（ｂ）は同下面図である。
【００５２】
電子体温計１１は、扁平な略直方体形状をなし、プローブ２０側の端部は略半円形状に形成されている。電子体温計１１の一方の広面には、略半円形端部のほぼ中央部に略円柱形状のプローブ２０が突出形成されている。電子体温計１１の他方の広面には、プローブ２０とは反対側の端部にＬＣＤからなる表示部４及び電源スイッチ５が配置されている。
【００５３】
図９（ａ）は、図８（ｂ）のＢ−Ｂ断面におけるプローブ２０の内部構造を示す図である。略円板形状のプローブ２０の上面と側面は薄いＳＵＳ材等からなるカバー２６によって覆われており、カバー２６の上面部２６ａの下面に温度センサ７及び熱流束センサ８が配置されている。カバー２６の上面部２６ａの下方には温度センサ７及び熱流束センサ８を挟んで円板状の断熱材９が配置され、断熱材２９の下面にはヒータ１０を配置することもできる。図９（ｂ）にプローブ２０の構造をカバー上面部２６ａ側からみた構造を示す。円板状のカバー上面部２６ａの中央部に温度センサ７及び熱流束センサ８が近接して配置されている。
【００５４】
このような構成の電子体温計１１であれば、乳幼児のように腋の下や舌下にプローブを安定的に保持することが困難な場合であっても、板形状のプローブ３を額等の平坦な皮膚表面に接触させることによって容易に測定を行うことができる。
【００５５】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５６】
第２の実施形態に係る電子体温計２１は、第１の実施形態に係る電子体温計１にヒータ（加熱手段）１０を付加した構成を備える。第１の実施形態と同様の構成については、同様の符号を用いて説明を省略する。電子体温計２１の外観は図２に示す電子体温計１と同様であり、図３に示す内部構造において、断熱材９の内周面にヒータ１０を設けた構造となっている。また、電子体温計２１では、図４のブロック図に示すように、ヒータ１０は制御部１２からの信号に基づき駆動部１３によって駆動される。
【００５７】
電子体温計２１においては、ヒータ１０によってカバー６，温度センサ７及び熱流束センサ８を予め加温しておき、測定対象である生体の深部又は表面温度との差を小さくすることによって測定時間をより短縮することができる。温度センサ７及び熱流束センサ８とヒータ１０との間に断熱材を配置することにより、温度センサ７及び熱流束センサ８とヒータ１０との距離を小さくしても大きな熱勾配を形成することができるので、プローブ３の小型化を図ることができるとともに温度変化を安定させて測定精度を向上させることができる。
【００５８】
図１０を参照し、電子体温計２１を用いて体温測定を行う場合の処理手順について説明する。
【００５９】
電源スイッチオン（ステップ２０１）から温度測定値の判定（ステップ２０３）において所定温度範囲内でない場合の処理（ステップ２０４，２０５）までは図５に示す電子体温計２１におけるステップ１０１からステップ１０５までの処理と同様であるので説明を省略する。電子体温計２１では、ステップ２０２において予備的に測定された温度が所定の温度範囲内である場合に、加温が必要か否かを判定する（ステップ２０６）。ここで、温度測定値が３０℃未満であれば、加温が必要であると判定し、３０℃以上であれば加温不要と判定するように設定することができるが、判定条件はこれに限られない。ステップ２０６において、加温が必要であると判定された場合にはヒータ１０によって加温し（ステップ２０７）、ステップ２０１に戻り、再度温度を測定する。ステップ２０６において、加温が不要であると判定された場合には、測定準備完了表示を行う（ステップ２０８）。ステップ２０８の測定準備完了表示処理から自動的に電源をオフ（ステップ２１７）し、処理を終了するまでの手順は図５に示すステップ１０６からステップ１１５までの処理手順と同様であるので説明を省略する。ここで、ヒータ１０の加温は測定前に終了し、測定時にはヒータ１０が通電されていない。
【００６０】
（第３の実施形態）
図１１を参照して本発明の第３の実施形態に係る電子体温計の測定原理について説明する。
【００６１】
生体表面と異なる第１の断熱材の熱伝導率λ₁，第２の断熱材の熱伝導率λ₂の断熱材を介して接する部位の温度Ｔ₁，Ｔ₂を測定することにより、生体表面からの距離ｈの内部における温度Ｔｂを求める。
【００６２】
ここで、
断熱材の厚さ：Ｘ
生体の熱伝導率：λ_b
第１の断熱材の温度伝導率：α₁
第２の断熱材の温度伝導率：α₂
第１の断熱材と生体との接触部分の温度：Ｔ_s1
第２の断熱材と生体との接触部分の温度：Ｔ_s2
第１の断熱材に流れる熱流束：ｑ₁
第２の断熱材に流れる熱流束：ｑ₂
とすると、熱伝導の一次元逆問題の基本解の二次項までは、
【数８】

となる。ここで、
【数９】

を用いて上式を整理すると、
【数１０】

が得られる。ここで、温度センサは近接して配置され、かつ第１及び第２の断熱材を生体に接触させた直後の場合には、
Ｔ_S1＝Ｔ_S2
の関係が成立する。
【００６３】
よって（３）式からＴｂ，Ｔ₁，Ｔ₂，ｄＴ₁／ｄｔ，ｄＴ₂／ｄｔの関係式が得られ、Ｔ₁，Ｔ₂，ｄＴ₁／ｄｔ，ｄＴ₂／ｄｔを測定することでＴ_bが求められる。
【００６４】
このように、熱伝導率の異なる断熱材を介して生体表面に接する部位の温度及びその時間変化を測定することにより、深部温度のような生体内部の温度を測定することができる。
【００６５】
ここでは、熱伝導率の異なる断熱材を介して生体表面に接する部位の温度を及びその時間変化を測定し、深部温度を推定しているが、同じ熱伝導率を有し異なる厚さの断熱材を介して、それぞれ生体表面に接する部位の温度及びその時間変化を測定することにより、深部温度を推定するようにしてもよい。
【００６６】
図１２に本発明の第３の実施形態に係る電子体温計３１の外観を示す。外観は、図２に示す第１の実施形態に係る電子体温計１と同じであるので、同様の符号を用いて説明を省略する。
【００６７】
電子体温計３１のプローブ３３は図１３に模式的に示すような内部構造を有する。図１３は、プローブ３３の延長方向に略直交するＣ−Ｃ断面（図１２参照）を含み、生体に周囲を覆われた状態を示す。プローブ３３は、断熱材及び温度センサの構成を除き、図３に示す第１の実施形態と同様の構成を有する。電子体温計３１では、カバー６の内周に径方向に分割された半円筒状の熱伝導率の異なる断熱材（第１の断熱材）３９ａ，断熱材（第２の断熱材）３９ｂが配置されている。それぞれの断熱材３９ａ，３９ｂの内周面には温度センサ（第１の温度測定手段）３７ａ及び温度センサ（第２の温度測定手段）３７ｂが配置されている。そして、断熱材の内周面であり、温度センサ３７ａ及び温度センサ３７ｂと中空部９０を介して対向する位置にヒータ１０を配置することもできる。ヒータ１０を備える場合については第４の実施形態として説明し、本実施形態ではヒータ１０を備えない場合について説明する。中空部９０を通じて温度センサ７及び温度センサ８に接続されるリード線が引き出される構成は第１の実施形態と同様である。このように、温度センサ３７ａ，３７ｂ及び断熱材３９ａ，３９ｂを用いれば、熱流束センサを用いる場合に比べてより低コストで電子体温計３１を提供することができる。
【００６８】
図１４は電子体温計３１の内部の回路構成を示すブロック図である。
【００６９】
電子体温計３１は、制御部１２，駆動部１３，Ａ／Ｄ部１４，演算部１５，メモリ１６，電源部１７，電源スイッチ５，表示部４，ブザー１８に加え、温度センサ３７ａ及び温度センサ３７ｂを備える。温度センサ３７ａ及び温度センサ３７ｂは制御部１２からの信号に基づいて駆動部１３によって駆動される。
【００７０】
図１５に示すフローチャートを参照して、体温測定を行う場合の処理手順について説明する。
【００７１】
電源スイッチオン（ステップ３０１）から電源オフ（ステップ３０５）までの処理、及び自動的に電源をオフし（ステップ３１５）、処理を終了するまでの手順は図５に示す第１の実施形態と同様である。但し、本実施形態では、ステップ３０２における予備的な温度測定で温度センサ３７ａ又は温度センサ３７ｂのいずれかを用いて測定を行う点と、データ収集処理（ステップ３０７）において、Ｔ₁，Ｔ₂，ｄＴ₁／ｄｔ，ｄＴ₂／ｄｔの４つのデータを収集する点で第１の実施形態における手順と異なる。
【００７２】
上記手順のうち、ステップ３０７からステップ３１３までの処理の詳細を図１６に示す。ステップ３０７−１からステップ１１４までの処理は図７に示す第１の実施形態の場合と同様である。但し、本実施形態では、ステップ３０７−１及び３０７−２において、Ｔ₁，Ｔ₂，ｄＴ₁／ｄｔ，ｄＴ₂／ｄｔの４つのデータを収集するとともに、求めるべき変数がＴ₁，Ｔ₂，ｄＴ₁／ｄｔ，ｄＴ₂／ｄｔの４つであるので４回のデータ収集を行う点が第１の実施形態と異なる。
【００７３】
また、ステップ３１３において、連続して算出された複数の深部温度値の差が０．０１℃以内であるか否かによって判定するようにすることもできる。
【００７４】
図１７（ａ），（ｂ）に本発明の第３の実施形態の変形例に係る電子体温計３０１の外観を示す。図１７（ａ）は電子体温計３０１の側面図、図１７（ｂ）は同下面図である。
【００７５】
電子体温計３０１は、扁平な略直方体形状をなす。電子体温計３０１の一方の広面には、長手方向端部のほぼ中央部に略四角柱形状のプローブ３２０が突出形成されている。電子体温計３０１の他方の広面には、プローブとは反対側の端部にＬＣＤからなる表示部４及び電源スイッチ５が配置されている。
【００７６】
図１８（ａ）は、図１７（ｂ）のＤ−Ｄ断面におけるプローブ３２０の内部構造を示す図である。略四角柱柱状のプローブ３２０の上面と側面は薄いＳＵＳ材等からなるカバー３２６によって覆われており、カバーの上面部３２６ａの下方には略直方体形状の熱伝導率の異なる断熱材３９ａ，３９ｂが長手方向に隣接して配置されている。断熱材３９ａ，３９ｂの下面に接してそれぞれ温度センサ３７ａ及び温度センサ３７ｂが配置されている。断熱材３９ａ，３９ｂの下面にはヒータ１０を配置することもできる。図１８（ｂ）にプローブ３２０の構造をカバー上面部３２６ａ側からみた構造を示す。略直方体状の断熱材３９ａ，３９ｂのそれぞれの中央部に温度センサ３７ａ及び温度センサ３７ｂが配置されている。
【００７７】
このような構成の電子体温計３０１であれば、乳幼児のように腋の下や舌下にプローブを安定的に保持することが困難な場合であっても、板形状のプローブ３２０を額等の平坦な皮膚表面に接触させることによって容易に測定を行うことができる。
【００７８】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態について説明する。
【００７９】
第４の実施形態に係る電子体温計４１は、第３の実施形態に係る電子体温計３１にヒータ１０を付加した構成を備える。第３の実施形態と同様の構成については、同様の符号を用いて説明を省略する。電子体温計４１の外観は図１２に示す電子体温計と同様であり、図１３に示す内部構造において、断熱材３９ａの内周面の、中空部９０を挟んで温度センサ３７ａ及び温度センサ３７ｂと対向する位置にヒータ１０を設けた構造となっている。また、図１４のブロック図に示すように、ヒータ１０は制御部１２からの信号に基づき駆動部１３によって駆動される。
【００８０】
電子体温計４１においては、ヒータ１０によってカバー６，温度センサ３７ａ及び温度センサ３７ｂ，断熱材３９ａ，３９ｂを予め加温しておき、測定対象である生体の表面温度との差を小さくすることによって測定時間を短縮することができる。
【００８１】
図１９を参照し、電子体温計４１を用いて体温測定を行う場合の処理手順について説明する。
【００８２】
電源スイッチオン（ステップ４０１）から温度測定値の判定（ステップ４０３）において所定温度範囲内でない場合の処理（ステップ４０４，４０５）までは図５に示す電子体温計１におけるステップ１０１からステップ１０５までの処理と同様であるので説明を省略する。電子体温計４１では、ステップ４０２において予備的に測定された温度が所定の温度範囲内である場合に、加温が必要か否かを判定する（ステップ４０６）。ここで、温度測定値が３０℃未満であれば、加温が必要であると判定し、３０℃以上であれば加温不要と判定するように設定することができるが、判定条件はこれに限られない。ステップ４０６において、加温が必要であると判定された場合にはヒータによって加温し（ステップ４０７）、ステップ４０１に戻り、再度温度を測定する。ステップ４０６において、加温が不要であると判定された場合には、測定準備完了表示を行う（ステップ４０８）。ステップ４０８の測定準備完了表示処理から自動的に電源をオフ（ステップ４１７）し、処理を終了するまでの手順は図５に示すステップ１０６からステップ１１５までの処理手順と同様であるので説明を省略する。
【００８３】
（第５の実施形態）
まず、図２０を参照して本発明の第５の実施形態に係る電子体温計の測定原理について説明する。
【００８４】
本実施形態では、生体表面に接した温度センサによって検出される温度Ｔ₃と断熱材を介して温度センサが接する生体表面と接する一定温度Ｔ₄のヒータによって、生体表面からｈの距離の部位の温度Ｔｂを推定する。
【００８５】
ここで、
断熱材の密度：ρ
断熱材の比熱：Ｃ
断熱材の厚さ：Ｘ
断熱材の熱伝導率：λ
生体の熱伝導率：λ_b
生体の厚さ：ｈ
断熱材の熱流束：ｑ₃
断熱材の熱流束：ｑ_b
とすると、
【数１１】

を整理すると、
【数１２】

【００８６】
ここで、
【数１３】

である。
Ｔ₄＝τ（定数）とおくと、
【数１４】

【００８７】
ここで、Ｔｂ＝Ｂ，Ｔ₃＝Ｙ，ｄＴ₃／ｄｔ＝Ｚ，１＋（ω₂／ω₁）＝Ａとすれば、
【数１５】

となり、２個以上のＹ，ＺからＢ（すなわちＴ_b）を得ることができる。
【００８８】
図２１に本発明の第５の実施形態に係る電子体温計５１の外観を示す。電子体温計５１の外観は、図２に示す第１の実施形態に係る電子体温計１と同じであるので、同様の符号を用いて説明を省略する。
【００８９】
電子体温計５１のプローブ５３は図２２に模式的に示すような内部構造を有する。図２２は、プローブ５３の延長方向に略直交するＥ−Ｅ断面（図２１参照）を含み、生体に周囲を覆われた状態を示す。プローブ５３は、温度センサ及びヒータの構成を除き、図３に示す第１の実施形態と同様の構成を有する。電子体温計５１では、カバー６の内周面に温度センサ７が配置され、さらに内周側には温度センサ７をカバー６との間に挟んだ状態で断熱材９が配置されている。断熱材は円筒状に形成され、内周側は中空部９０となっている。断熱材９の内周面には、断熱材９を介して温度センサ７と対向する位置に一定温度ヒータが配置されている。中空部を通じて温度センサ及び一定温度ヒータ（一定温度加熱手段）５２に接続されるリード線が引き出される構成は第１の実施形態と同様である。
【００９０】
図２３は電子体温計５１の内部の回路構成を示すブロック図である。
電子体温計５１は、制御部１２，駆動部１３，Ａ／Ｄ部１４，演算部１５，メモリ（記憶手段）１６，電源部１７，電源スイッチ５，表示部４，ブザー１８に加え、温度センサ７及び一定温度ヒータ５２を備える。温度センサ７及び一定温度ヒータ５２は制御部１２からの信号に基づいて駆動部１３によって駆動される。
【００９１】
生体と環境温度に差がある場合に、生体深部から温度センサ７までに至る熱の流れの経路上の物質の温度を加熱手段によって加熱し、生体深部との温度差を一定範囲内にあるようにして測定を行うことにより、温度センサ７を含むプローブ５３の温度変化が安定するので、測定精度を向上させることができるとともに、測定完了までの時間をより短縮することができる。また、このようにすれば、プローブ５３の構成も温度センサ７と一定温度ヒータ５２という簡素な構成となり、各部材の配置の自由度が高まる。また、一定温度ヒータ５２と温度センサ７との間に断熱材９を配置し、安定した熱勾配が形成されるので、温度センサを測定に好適な温度条件下におくことができるので、より高精度な測定が可能となる。
【００９２】
図２４に示すフローチャートを参照して、体温測定を行う場合の処理手順について説明する。
【００９３】
電源スイッチオン（ステップ５０１）から電源オフ（ステップ５０５）までの処理は図５に示す第１の実施形態と同様である。本実施形態では、ステップ５０３において、温度測定値が所定の測定温度範囲内であれば、一定温度ヒータ５２をオンし（ステップ５０６）、温度センサ７によって温度を測定する。温度が安定しているか否かを判定し（ステップ５０７）、温度が安定していなければステップ５０６に戻り、安定していれば準備完了表示処理（ステップ５０９）を行う。以下、データ収集処理（ステップ５１０）から自動的に電源オフ（ステップ５１８）し、処理を終了するまでの手順は図５に示すステップ１０７からステップ１１５までの処理と手順と同様であるので説明を省略する。但し、本実施形態では、ステップ５１０におけるデータ収集処理において、Ｔ₁，ｄＴ₁／ｄｔの２つのデータを収集する点で第１の実施形態における手順と異なる。ここでは、測定中も一定温度ヒータ５２は一定温度に加温されている。一定温度ヒータ５２は一定温度に維持されていればよく、オン・オフを繰り返すようにしてもよい。
【００９４】
上記手順のうち、ステップ５１０からステップ５１７までの処理の詳細を図２５に示す。ステップ５１０−１からステップ５１７までの処理は図７に示す第１の実施形態の場合と同様である。但し、本実施形態では、ステップ５１０−１及び５１０−２において、Ｔ₁，ｄＴ₁／ｄｔの２つのデータを収集するとともに、求めるべき変数がＴ₁，ｄＴ₁／ｄｔの２つであるので２回のデータ収集を行う点が第１の実施形態と異なる。
【００９５】
また、ステップ５１６において、連続して算出された複数の深部温度値の差が０．０１℃以内であるか否かによって判定するようにすることもできる。
【００９６】
図２６（ａ），（ｂ）に本発明の第５の実施形態の変形例に係る電子体温計５０１の外観を示す。図２６（ａ）は電子体温計５０１の側面図、図２６（ｂ）は同下面図である。
【００９７】
電子体温計５０１は、扁平な略直方体形状をなす。電子体温計５０１の一方の広面には、長手方向端部のほぼ中央部に略四角柱形状のプローブ５２０が突出形成されている。電子体温計５０１の他方の広面には、プローブ５２０とは反対側の端部にＬＣＤからなる表示部４及び電源スイッチ５が配置されている。
【００９８】
図２７（ａ）は、図２６（ｂ）のＦ−Ｆ断面におけるプローブ５２０の内部構造を示す図である。略四角柱柱状のプローブ５２０の上面及び下面と側面は薄いＳＵＳ材等からなるカバー５２６によって覆われており、カバー５２６の上面部５２６ａの下方には温度センサ７が配置されている。カバー５２６の上面部５２６ａの下方には、カバー上面部５２６ａとの間に温度センサ７を挟んだ状態で略直方体形状の断熱材５９が配置されている。断熱材５９の下面に接して一定温度ヒータ５２が配置され、断熱材５９とカバー５２６の下面との間は中空部５３となっている。図２７（ｂ）にプローブ５２０の構造をカバー５２６条面部５２６ａ側からみた構造を示す。略直方体の断熱材５９の中央部に温度センサ７が配置されている。
【００９９】
このような構成の電子体温計５０１であれば、乳幼児のように腋の下や舌下にプローブを安定的に保持することが困難な場合であっても、板形状のプローブ５２０を額等の平坦な皮膚表面に接触させることによって容易に測定を行うことができる。
【０１００】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、生体外部温度を直接リアルタイムで測定し、その結果に基づいて熱伝導方程式に従って深部体温を算出するので、正確かつ短時間で深部体温を推定できる電子体温計を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態に係る電子体温計の測定原理を説明する図である。
【図２】図２は本発明の第１の実施形態に係る電子体温計の外観を示す図である。
【図３】図３は本発明の第１の実施形態に係る電子体温計のプローブの内部構造を示す断面図である。
【図４】図４は本発明の第１の実施形態に係る電子体温計の回路構成を示すブロック図である。
【図５】図５は本発明の第１の実施形態に係る電子体温計の測定処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る電子体温計の表示部の表示例を示す図である。
【図７】図７は本発明の第１の実施形態に係る電子体温計のデータ収集処理の詳細を示すフローチャートである。
【図８】図８（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施形態の変形例に係る電子体温計の外観を示す図である。
【図９】図９（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施形態の変形例に係る電子体温計のプローブの内部構造を示す図である。
【図１０】図１０は本発明の第２の実施形態に係る電子体温計の測定処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は本発明の第３の実施形態に係る電子体温計の測定原理について説明する図である。
【図１２】図１２は本発明の第３の実施形態に係る電子体温計の外観を示す図である。
【図１３】図１３は本発明の第３の実施形態に係る電子体温計のプローブの内部構造を示す図である。
【図１４】図１４は本発明の第３の実施形態に係る電子体温計の回路構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は本発明の第３の実施形態に係る電子体温計の測定処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は本発明の第３の実施形態に係る電子体温計のデータ収集処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１７】図１７（ａ），（ｂ）は本発明の第３の実施形態の変形例に係る電子体温計の外観を示す図である。
【図１８】図１８（ａ），（ｂ）は本発明の第３の実施形態の変形例に係る電子体温計のプローブの内部構造を示す図である。
【図１９】図１９は本発明の第４の実施形態に係る電子体温計の測定処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】図２０は本発明の第５の実施形態に係る電子体温計の測定原理を説明する図である。
【図２１】図２１は本発明の第５の実施形態に係る電子体温計の外観を示す図である。
【図２２】図２２は本発明の第５の実施形態に係る電子体温計のプローブの内部構造を示す図である。
【図２３】図２３は本発明の第５の実施形態に係る電子体温計の回路構成を示すブロック図である。
【図２４】図２４は本発明の第５の実施形態に係る電子体温計の測定処理手順を示すフローチャートである。
【図２５】図２５は本発明の第５の実施形態に係る電子体温計のデータ収集処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２６】図２６（ａ），（ｂ）は本発明の第５の実施形態の変形例に係る電子体温計の外観を示す図である。
【図２７】図２７（ａ），（ｂ）は本発明の第５の実施形態の変形例に係る電子体温計のプローブの内部構造を示す図である。
【符号の説明】
１，１１，３０１，５１電子体温計
２本体部
３，２０，３３，３２０，５３，５２０プローブ
４表示部
５電源スイッチ
６，２６カバー
７，３７ａ，３７ｂ温度センサ
８熱流束センサ
９，３９ａ，３９ｂ断熱材
１０ヒータ
１２制御部
１３駆動部
１５演算部
１６メモリ
５２一定温度ヒータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermometer that estimates a deep body temperature from temperature information on a living body surface, and more particularly, to an electronic thermometer that estimates a deep body temperature using a heat conduction equation.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, mercury thermometers and the like used for body temperature measurement normally measure the surface temperature of a living body, which is different from the deep temperature. It was necessary to wait until the temperature reached equilibrium.
[0003]
Further, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-119656, a method of predicting an equilibrium point by applying a mode of temperature change until the deep part temperature and the surface temperature reach equilibrium is used as a body temperature. Has also been proposed.
[0004]
As body temperature, it is preferable to directly measure the temperature inside the living body. Therefore, a method for measuring the deep temperature is required. Regarding this, there is a method generally known as an inverse problem of heat conduction as a method of estimating the deep body temperature from the surface temperature of the living body, that is, estimating the temperature at a position away from the measurement point. In particular, a solution of a method for obtaining an external temperature in a region between two points from two different temperature measurements is introduced in, for example, Masahiro Shoji, “Heat Transfer Engineering” (Tokyo University Press) p90. An electronic thermometer that estimates the temperature inside the living body using this method is proposed in WO 9850766. The electronic thermometer proposed here estimates not the surface temperature but the temperature inside the living body at high speed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the measurement is performed after waiting for the surface temperature to reach equilibrium with the deep temperature, it takes a long time of about 10 minutes to complete the measurement.
[0006]
Also, in the case of a method for predicting body temperature based on the mode of temperature change until the surface temperature and deep temperature reach equilibrium, the time required for measurement is reduced, but about 90 seconds are required. There was a limit in accuracy because it could not cope with the change sufficiently.
[0007]
In addition, in the estimation method proposed in WO 9850766, an unknown equation must be solved by a nonlinear equation, so that the solution becomes unstable, and in order to obtain a precise solution, a high degree of computer capability is required. It takes time. Alternatively, it is necessary to have approximate values in advance for some of the unknowns.
[0008]
The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and the object of the present invention is to directly measure the temperature outside the living body in real time and calculate the deep body temperature according to the heat conduction equation based on the result. By doing, it is providing the electronic thermometer which can estimate a deep body temperature correctly in a short time.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention directly measures the temperature outside the living body in real time, and based on the value thus obtained, the temperature inside the living body such as a deep temperature that cannot be directly measured. Is estimated. Such an estimation method corresponds to the inverse problem of the heat conduction equation. Evaluate the heat conduction equation as a low-order equation such as a linear equation with a directly measurable physical quantity such as temperature or heat flux outside the living body as a variable, and directly measure these physical quantities to determine the internal temperature such as deep temperature. Estimate temperature. If at least different measured values corresponding to the number of variables are obtained, the estimation of the internal temperature is reduced to the solution of the simultaneous linear equations, so that it can be calculated accurately and in a short time.
[0018]
The present invention also includes a first temperature measuring means and a second temperature measuring means for measuring temperature, a first heat insulating material disposed between the first temperature measuring means and the measured object, A second heat insulating material disposed between the second temperature measuring means and the object to be measured and having a thermal constant different from that of the first heat insulating material; the first temperature measuring means; and the second heat insulating material. Measurement control means for measuring at predetermined time intervals by the temperature measurement means, measurement for storing the first temperature measurement value by the first temperature measurement means and the second temperature measurement value by the second temperature measurement means Value storage means;Multiple sets obtained by multiple measurementsThe first temperature measurement value and the second temperature measurement valueIs used to solve the one-dimensional inverse problem of the heat conduction equation,An electronic thermometer comprising an internal temperature estimating means for estimating a temperature inside a living body.
[0019]
In the present invention, as physical quantities that can be directly measured, the temperature at at least two points in the case where a substance having different heat characteristics exists in the path of the heat flow between the object to be measured is selected. If a set of different measurement values is obtained by measuring these physical quantities a plurality of times at predetermined time intervals, the inverse problem of the heat conduction equation can be solved and the temperature inside the living body can be estimated.
[0020]
Here, the thermal constant representing the heat-related characteristics includes, but is not limited to, thermal conductivity and specific heat. In addition, even when the thermal conductivity is the same, there is a case where the thickness of the substance existing between the measurement site inside the living body and the position where the temperature is directly measured has different characteristics regarding heat. Moreover, an electronic thermometer can be comprised at lower cost by using a cheaper temperature measurement means and a heat insulating material, without using a heat flux measurement means.
[0021]
Also,The first temperature measuring means, the second temperature measuring means, the first heat insulating material, and the second heat insulating material are heated.It is preferable to provide a heating means.
[0022]
When there is a difference in environmental temperature from the living body to be measured, the temperature of the substance on the heat flow path from the inside of the living body to the first and second temperature measuring means is heated by the heating means, Since the temperature change of the sensor unit including the first and second temperature measuring means is stabilized by performing the measurement so that the temperature difference between and is within a certain range, the measurement accuracy can be improved, The time until the completion of measurement can be further shortened.
[0028]
In addition, it is preferable to provide a member having a high thermal conductivity at the site of contact with the living body.
[0029]
The probe may be in contact with a living body, and the probe may have a rod shape or a plate shape.
[0030]
Probes that come into contact with the living body can be in various shapes, but if the subject can maintain the state necessary for measuring body temperature, it is suitable for measurement under the armpit or sublingual tongue, which is relatively close to the deep temperature. If it is difficult for the subject to maintain the state necessary for measuring body temperature, such as an infant, a shape that can be easily brought into contact with the subject's skin, such as a plate shape And it is sufficient.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.
[0032]
(First embodiment)
First, the measurement principle of the electronic thermometer according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0033]
By including up to the first order term from the heat flux definition or in the basic solution of the one-dimensional inverse problem of heat conduction, equation (1) is obtained.
That is, the deep part temperature is Tb and the living body surface temperature is T.₁, Q the heat flux on the surface of the living body₁, Where λ is the thermal conductivity of the living body and h is the distance from the living body surface to the deep part,
[Expression 1]

From
[Expression 2]

Is obtained.
[0034]
Where Tb = B, T₁= Y, -h / λ = A, q₁= X, equation (1) is
[Equation 3]

Therefore, Tb (= B) can be obtained from two or more X and Y.
[0035]
Moreover, (2) Formula is obtained by including to the quadratic term of the basic solution of the one-dimensional inverse problem of a heat conduction from the difference method of a heat conduction equation.
[0036]
That is,
[Expression 4]

[Equation 5]

From
[Formula 6]

Is obtained.
[0037]
Where Tb = C, T₁= Y, -h / λ = A, q₁= X₁,-(H²/ Α) = B, (dT / dt) = X₂Then, equation (2) is
[Expression 7]

3 or more X₁, X₂, Y, Tb (= C) can be obtained.
[0038]
Since it is not necessary to follow a time change if it is a zero-order equation, the depth temperature can be estimated by a minimum of one measurement. If the measurement is performed a plurality of times, the accuracy can be improved even with a zero-order equation, and the accuracy can be further improved by using a higher-order equation.
[0039]
At this time, the temperature T of the living body surface₁Can be measured by a temperature sensor, and the heat flux on the surface of the living body can be measured by a heat flux sensor. As the temperature sensor, for example, an IC temperature sensor using temperature characteristics of a platinum resistor, thermistor, thermocouple, transistor, or the like can be used. In addition, as the heat flux sensor, for example, a laminated structure, a planar deployment type thermopile, or the like can be used.
[0040]
FIG. 2 shows the appearance of the electronic thermometer according to the first embodiment of the present invention.
[0041]
The electronic thermometer 1 is composed of a main body 2 having a substantially rectangular parallelepiped shape and a probe 3 projecting from the main body 2 in the longitudinal direction. The user holds the main body 2 and performs measurement by inserting the probe 3 into a heel or inserting it under the tongue.
[0042]
The main unit 2 is composed of an LCD or the like, and is provided with a display unit 4 for displaying information such as measured values and a power switch 5. The probe 3 has an internal structure as schematically shown in FIG. FIG. 3 shows a state in which the outer circumference is covered with a living body, including an AA cross section (see FIG. 2) substantially orthogonal to the extending direction of the probe 3. The outer periphery of the probe 3 having a substantially circular cross section is covered with a cover 6 made of a material having a high thermal conductivity such as a thin SUS material, and a temperature sensor (temperature measuring means) 7 and a heat flux sensor ( (Heat flux measuring means) 8 are arranged so as to be close to each other. A heat insulating material 9 is provided on the inner periphery of the cover 6 over the entire periphery. As will be described later, a heater (heating means) 10 may be disposed on the inner peripheral surface of the heat insulating material 9. A case where the heater 10 is provided will be described as a second embodiment, and a case where a heater is not provided will be described in the present embodiment. Here, it is preferable that the positions of the temperature sensor 7 and the heat flux sensor 8 are arranged close to each other so as to have the same temperature. At this time, if the temperature sensor 7 and the heat flux sensor 8 are thermally and electrically insulated from each other, they can be arranged in contact with each other. Moreover, the inner peripheral side of the heat insulating material 9 is a hollow portion 90, and lead wires (not shown) connected to the temperature sensor 7 and the heat flux sensor 8 are drawn out to the main body side through the hollow portion. be able to. The film substrate may be used as a heat insulating material, and the lead wires connected to the temperature sensor 7 and the heat flux sensor 8 may be drawn out to the main body 2 side along the film substrate. As the heat insulating material, for example, a resin thin film such as acrylic, nylon, polyimide, polyester, or polyethylene can be used. Thus, by arranging the temperature sensor 7 and the heat flux sensor 8 close to each other, the space required for the arrangement of the temperature sensor 7 and the heat flux sensor 8 is reduced, so that the probe 3 of the electronic thermometer 1 can be reduced in size. Can be By reducing the volume of the probe 3 including the temperature sensor 7 and the heat flux sensor 8, the heat capacity of the probe 3 is reduced and the temperature change occurs at a higher speed, so that the time until the measurement is completed can be further shortened. . Furthermore, the degree of freedom in designing the shape of the probe 3 including the temperature sensor 7 and the heat flux sensor 8 and the arrangement of the temperature sensor 7 and the heat flux sensor 8 in the probe 3 can be increased. Further, by disposing the temperature sensor 7 and the heat flux sensor 8 on the heat insulating material 9, the influence on the change in temperature and heat flux due to the movement of heat from the living body to be measured is eliminated or lessened, and S / Since the N ratio can be improved, highly accurate measurement is possible.
[0043]
FIG. 4 is a block diagram showing an internal circuit configuration of the electronic thermometer 1.
[0044]
The electronic thermometer 1 includes a control unit 12, a drive unit 13, an A / D unit 14, a calculation unit 15, a memory 16, a power supply unit 17, a temperature sensor 7, a heat flux sensor 8, a power switch 5, a display unit 4, and a buzzer 18. Prepare.
[0045]
The control part 12 consists of CPU etc. and controls the whole thermometer. The drive unit 13 receives signals from the temperature sensor 7 and the heat flux sensor 8 based on a signal from the control unit (measurement control means) 12, and is converted from an analog signal to a digital signal in the A / D unit 14, thereby calculating a calculation unit (internal Temperature estimation means) 15. The calculation unit 15 performs calculation processing such as estimation of the deep temperature based on the digital signal from the A / D unit 14 and / or the temperature and the heat flux measurement value stored in the memory 16, and outputs the processing result to the control unit 12. To do. That is, the calculation unit 15 stores predetermined data in the memory (measurement value storage means) 16, reads the data stored in the memory 16, and performs predetermined processing. The power supply unit 17 includes a battery and supplies power to the control unit 12 and the drive unit 13. The power switch 5 turns on / off the power. The buzzer 18 emits a sound based on an instruction from the control unit 12 and notifies the user. As will be described later, when the heater 10 is provided, the heater 10 is driven via the drive unit 13.
[0046]
With reference to the flowchart shown in FIG. 5, the process sequence in the case of measuring body temperature is demonstrated.
[0047]
First, when the power switch 5 is turned on (step 101), the temperature sensor 7 performs preliminary temperature measurement (step 102). Then, it is determined whether the temperature measurement value is within a predetermined measurement temperature range (for example, 5 ° C. to 45 ° C.) (step 103). Here, if the temperature measurement value is not within the predetermined measurement temperature range, a display indicating that the temperature is outside the measurement temperature is displayed on the display unit 4 (step 104), and the power is turned off (step 105). In step 103, if the temperature measurement value is within the predetermined temperature range, a display indicating the completion of measurement preparation such as “READY” (see FIG. 6A) is displayed on the display unit 4 and “beep” and the buzzer 18 are displayed. Sounds to notify the user of completion of measurement preparation (step 106). Next, by driving the temperature sensor 7 and the heat flux sensor 8 via the drive unit 13, T₁, Q₁, DT₁/ Dt data is collected (step 107). Based on the data collected in this manner, the deep portion temperature is calculated in the calculating portion 15 (step 108). Next, it is determined whether or not the measurement start flag is “1” (step 109). Here, if the measurement start flag is “0”, it is determined whether or not a measurement start condition described later is satisfied (step 110). When the measurement start condition is satisfied, the fact that the measurement is being performed is notified by, for example, flashing “° C.” on the display unit 4 (see FIG. 6B) (step 111), and the measurement start flag is set to “1”. ”(Step 112), and the process returns to step 107. If the measurement start flag is “1” in step 109, it is determined whether or not sufficient data for measurement has been collected (step 113), as will be described later. If sufficient data for measurement has not been collected, the process returns to step 107 and data collection is repeated. If sufficient data for measurement is collected in step 113, the measurement temperature is displayed on the display unit 4 (see FIG. 6C) and the buzzer 18 is sounded and the measurement result is output. (Step 114). When the measurement result is output, the power is automatically turned off after a predetermined time (step 115), and the measurement process is terminated.
[0048]
FIG. 7 shows details of the processing from step 107 to step 113 in the above procedure.
[0049]
After displaying the measurement preparation completion on the display unit 4, T₁, Q₁, DT₁/ Dt is measured three times (step 107-1), and the first deep temperature calculation process is performed (step 108-1). Here, since the measurement start flag remains set to “0” in the measurement start flag determination process in step 109, it is determined whether or not the measurement start condition is satisfied (step 110). As the measurement start condition, a condition can be set as to whether or not the deep temperature calculated in step 108-1 is within a predetermined temperature range of 35 to 42 ° C., for example, but is not limited thereto. If the measurement start condition is not satisfied in step 110, that is, if the deep temperature is not within the predetermined range, the process proceeds to step 113 and it is determined whether or not sufficient data for measurement is collected. Whether or not sufficient data for the measurement in step 113 is collected is determined based on whether or not a plurality of continuously calculated depth temperature values are the same (for example, up to two decimal places). . Here, since only the first depth temperature calculation has been performed and there is no depth temperature calculation value to be compared, it is determined in step 113 that sufficient data for measurement has not been collected, and the process returns to step 107. Repeat data collection. If the measurement start condition is satisfied in step 110, that is, if the deep temperature is within the predetermined range, display during measurement is performed (step 111), and the measurement start flag is set to “1” (step 112). And T₁, Q₁, DT₁/ Dt is measured (step 107-2), and the second and subsequent deep temperature calculation processing is performed (step 108). In the determination process of the measurement start flag after calculating the deep temperature value (step 109), the measurement start flag is set to “1”. Therefore, the process proceeds to step 113, and whether sufficient data for measurement is collected. If data sufficient for measurement is not collected, the process returns to Step 107-2. If data sufficient for measurement is collected, the measurement result is confirmed and the deep temperature The calculation result is displayed (step 114).
[0050]
In the above procedure, whether or not sufficient data for measurement is collected is determined based on whether or not the calculated values of the depth temperature are continuously the same. The determination may be made based on whether or not the temperature value difference is within 0.01 ° C.
[0051]
FIGS. 8A and 8B show the appearance of an electronic thermometer 11 according to a modification of the first embodiment. FIG. 8A is a side view of the electronic thermometer 11, and FIG. 8B is a bottom view thereof.
[0052]
The electronic thermometer 11 has a flat and substantially rectangular parallelepiped shape, and the end portion on the probe 20 side is formed in a substantially semicircular shape. On one wide surface of the electronic thermometer 11, a substantially cylindrical probe 20 is formed so as to protrude from a substantially central portion of a substantially semicircular end portion. On the other wide surface of the electronic thermometer 11, a display unit 4 and a power switch 5 made of an LCD are arranged at the end opposite to the probe 20.
[0053]
Fig.9 (a) is a figure which shows the internal structure of the probe 20 in the BB cross section of FIG.8 (b). The upper surface and side surfaces of the substantially disk-shaped probe 20 are covered with a cover 26 made of a thin SUS material or the like, and the temperature sensor 7 and the heat flux sensor 8 are disposed on the lower surface of the upper surface portion 26 a of the cover 26. A disc-shaped heat insulating material 9 is disposed below the upper surface portion 26 a of the cover 26 with the temperature sensor 7 and the heat flux sensor 8 interposed therebetween, and the heater 10 can be disposed on the lower surface of the heat insulating material 29. FIG. 9B shows a structure of the probe 20 as viewed from the cover upper surface portion 26a side. The temperature sensor 7 and the heat flux sensor 8 are disposed close to the center of the disk-shaped cover upper surface portion 26a.
[0054]
In the case of the electronic thermometer 11 having such a configuration, even when it is difficult to stably hold the probe under the armpit or the tongue like an infant, the plate-like probe 3 is attached to a flat skin such as a forehead. Measurements can be easily made by contacting the surface.
[0055]
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.
[0056]
The electronic thermometer 21 according to the second embodiment includes a configuration in which a heater (heating means) 10 is added to the electronic thermometer 1 according to the first embodiment. About the structure similar to 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted using the same code | symbol. The appearance of the electronic thermometer 21 is the same as that of the electronic thermometer 1 shown in FIG. 2, and the internal structure shown in FIG. 3 has a structure in which the heater 10 is provided on the inner peripheral surface of the heat insulating material 9. In the electronic thermometer 21, as shown in the block diagram of FIG. 4, the heater 10 is driven by the drive unit 13 based on a signal from the control unit 12.
[0057]
In the electronic thermometer 21, the cover 6, the temperature sensor 7, and the heat flux sensor 8 are preheated by the heater 10, and the measurement time is further reduced by reducing the difference from the depth or surface temperature of the living body that is the measurement target. It can be shortened. By disposing a heat insulating material between the temperature sensor 7 and the heat flux sensor 8 and the heater 10, a large thermal gradient can be formed even if the distance between the temperature sensor 7 and the heat flux sensor 8 and the heater 10 is reduced. As a result, the probe 3 can be reduced in size and the temperature change can be stabilized to improve the measurement accuracy.
[0058]
With reference to FIG. 10, the process sequence in the case of measuring body temperature using the electronic thermometer 21 is demonstrated.
[0059]
The processing from step 101 to step 105 in the electronic thermometer 21 shown in FIG. 5 is performed from turning on the power switch (step 201) to processing (steps 204 and 205) when the temperature measurement value determination (step 203) is not within the predetermined temperature range. Since it is the same as that of FIG. The electronic thermometer 21 determines whether or not heating is necessary when the temperature preliminarily measured in step 202 is within a predetermined temperature range (step 206). Here, if the measured temperature value is less than 30 ° C., it can be determined that heating is necessary, and if it is 30 ° C. or higher, it can be determined that heating is not necessary. Not limited. If it is determined in step 206 that heating is necessary, the heater 10 heats the heater (step 207), returns to step 201, and measures the temperature again. If it is determined in step 206 that heating is not required, a measurement preparation completion display is performed (step 208). Since the procedure from the measurement preparation completion display process in step 208 to automatically turning off the power (step 217) until the process is completed is the same as the process procedure from step 106 to step 115 shown in FIG. To do. Here, the heating of the heater 10 ends before the measurement, and the heater 10 is not energized during the measurement.
[0060]
(Third embodiment)
The measurement principle of the electronic thermometer according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0061]
Thermal conductivity λ of the first heat insulating material different from the surface of the living body₁, Thermal conductivity λ of the second insulation₂Temperature T of the part that comes into contact with the heat insulating material₁, T₂Is measured to obtain the temperature Tb within the distance h from the surface of the living body.
[0062]
here,
Insulation thickness: X
Biological thermal conductivity: λ_b
Temperature conductivity of the first heat insulating material: α₁
Temperature conductivity of the second heat insulating material: α₂
Temperature of the contact portion between the first heat insulating material and the living body: T_s1
Temperature of the contact portion between the second heat insulating material and the living body: T_s2
Heat flux flowing through the first heat insulating material: q₁
Heat flux flowing through the second heat insulating material: q₂
Then, up to the second-order term of the basic solution of the one-dimensional inverse problem of heat conduction,
[Equation 8]

It becomes. here,
[Equation 9]

If you organize the above equation using
[Expression 10]

Is obtained. Here, in the case where the temperature sensor is disposed close and immediately after the first and second heat insulating materials are brought into contact with the living body,
T_S1= T_S2
The relationship is established.
[0063]
Therefore, from equation (3), Tb, T₁, T₂, DT₁/ Dt, dT₂/ Dt relation is obtained and T₁, T₂, DT₁/ Dt, dT₂T by measuring / dt_bIs required.
[0064]
As described above, by measuring the temperature of the part in contact with the living body surface through the heat insulating materials having different thermal conductivities and the time change thereof, the temperature inside the living body such as the deep temperature can be measured.
[0065]
Here, the temperature of the part in contact with the surface of the living body through heat insulating materials having different thermal conductivities and the time variation thereof are measured, and the deep temperature is estimated, but the heat insulation having the same thermal conductivity and different thicknesses is estimated. The depth temperature may be estimated by measuring the temperature of the part in contact with the surface of the living body and the change with time through the material.
[0066]
FIG. 12 shows the appearance of an electronic thermometer 31 according to the third embodiment of the present invention. Since the external appearance is the same as that of the electronic thermometer 1 according to the first embodiment shown in FIG. 2, the description thereof is omitted using the same reference numerals.
[0067]
The probe 33 of the electronic thermometer 31 has an internal structure as schematically shown in FIG. FIG. 13 includes a CC cross section (see FIG. 12) that is substantially orthogonal to the extending direction of the probe 33, and shows a state in which the periphery is covered with a living body. The probe 33 has the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. 3 except for the configuration of the heat insulating material and the temperature sensor. In the electronic thermometer 31, a semi-cylindrical heat insulating material (first heat insulating material) 39 a and a heat insulating material (second heat insulating material) 39 b that are divided in the radial direction are arranged on the inner periphery of the cover 6. ing. A temperature sensor (first temperature measuring means) 37a and a temperature sensor (second temperature measuring means) 37b are arranged on the inner peripheral surfaces of the respective

heat insulating materials

39a and 39b. And the heater 10 can also be arrange | positioned in the position which is the inner peripheral surface of a heat insulating material and opposes the temperature sensor 37a and the temperature sensor 37b through the hollow part 90. FIG. A case where the heater 10 is provided will be described as a fourth embodiment, and a case where the heater 10 is not provided will be described in the present embodiment. The configuration in which the lead wires connected to the temperature sensor 7 and the temperature sensor 8 are drawn through the hollow portion 90 is the same as that of the first embodiment. Thus, if the

temperature sensors

37a and 37b and the

heat insulating materials

39a and 39b are used, the electronic thermometer 31 can be provided at a lower cost than the case where the heat flux sensor is used.
[0068]
FIG. 14 is a block diagram showing an internal circuit configuration of the electronic thermometer 31.
[0069]
The electronic thermometer 31 includes a control unit 12, a drive unit 13, an A / D unit 14, a calculation unit 15, a memory 16, a power supply unit 17, a power switch 5, a display unit 4, and a buzzer 18, in addition to a temperature sensor 37a and a temperature sensor 37b. Is provided. The temperature sensor 37 a and the temperature sensor 37 b are driven by the drive unit 13 based on a signal from the control unit 12.
[0070]
With reference to the flowchart shown in FIG. 15, the processing procedure in the case of measuring body temperature will be described.
[0071]
The process from power-on (step 301) to power-off (step 305) and the process from power off automatically (step 315) to the end of the process are the same as in the first embodiment shown in FIG. It is. However, in the present embodiment, in the preliminary temperature measurement in step 302, measurement is performed using either the temperature sensor 37a or the temperature sensor 37b, and in the data collection process (step 307), T₁, T₂, DT₁/ Dt, dT₂This is different from the procedure in the first embodiment in that four data of / dt are collected.
[0072]
Of the above procedure, details of the processing from step 307 to step 313 are shown in FIG. The processing from step 307-1 to step 114 is the same as that in the first embodiment shown in FIG. However, in this embodiment, in steps 307-1 and 307-2, T₁, T₂, DT₁/ Dt, dT₂/ Dt data is collected and the variable to be calculated is T₁, T₂, DT₁/ Dt, dT₂Since / dt is four, data is collected four times, which is different from the first embodiment.
[0073]
Further, in step 313, the determination may be made based on whether or not the difference between the plurality of deep temperature values calculated continuously is within 0.01 ° C.
[0074]
FIGS. 17A and 17B show the appearance of an electronic thermometer 301 according to a modification of the third embodiment of the present invention. FIG. 17A is a side view of the electronic thermometer 301, and FIG. 17B is a bottom view thereof.
[0075]
The electronic thermometer 301 has a flat and substantially rectangular parallelepiped shape. On one wide surface of the electronic thermometer 301, a substantially square columnar probe 320 is formed so as to protrude from the substantially central portion of the end portion in the longitudinal direction. On the other wide surface of the electronic thermometer 301, a display unit 4 and a power switch 5 made of an LCD are arranged at the end opposite to the probe.
[0076]
FIG. 18A is a view showing the internal structure of the probe 320 in the DD cross section of FIG. The upper surface and side surfaces of the substantially rectangular columnar probe 320 are covered with a cover 326 made of a thin SUS material or the like, and heat insulating

materials

39a and 39b having substantially rectangular parallelepiped shapes and different thermal conductivities are provided below the upper surface portion 326a of the cover. Adjacent in the longitudinal direction. A temperature sensor 37a and a temperature sensor 37b are disposed in contact with the lower surfaces of the

heat insulating materials

39a and 39b, respectively. The heater 10 can be disposed on the lower surfaces of the

heat insulating materials

39a and 39b. FIG. 18B shows a structure of the probe 320 as viewed from the cover upper surface portion 326a side. A temperature sensor 37a and a temperature sensor 37b are arranged at the center of each of the substantially rectangular parallelepiped

heat insulating materials

39a and 39b.
[0077]
In the case of the electronic thermometer 301 having such a configuration, even when it is difficult to stably hold the probe under the armpit or the tongue like an infant, the plate-shaped probe 320 is placed on a flat skin such as a forehead. Measurements can be easily made by contacting the surface.
[0078]
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment of the present invention will be described below.
[0079]
An electronic thermometer 41 according to the fourth embodiment has a configuration in which a heater 10 is added to the electronic thermometer 31 according to the third embodiment. About the structure similar to 3rd Embodiment, description is abbreviate | omitted using the same code | symbol. The appearance of the electronic thermometer 41 is the same as that of the electronic thermometer shown in FIG. 12, and in the internal structure shown in FIG. 13, the temperature sensor 37a and the temperature sensor 37b are opposed across the hollow portion 90 on the inner peripheral surface of the heat insulating material 39a. The heater 10 is provided at the position. Further, as shown in the block diagram of FIG. 14, the heater 10 is driven by the drive unit 13 based on a signal from the control unit 12.
[0080]
In the electronic thermometer 41, the cover 6, the temperature sensor 37a, the temperature sensor 37b, and the

heat insulating materials

39a and 39b are preheated by the heater 10, and the difference between the surface temperature of the living body to be measured is reduced. Time can be shortened.
[0081]
With reference to FIG. 19, the process sequence in the case of measuring body temperature using the electronic thermometer 41 is demonstrated.
[0082]
The processing from step 101 to step 105 in the electronic thermometer 1 shown in FIG. 5 is performed from turning on the power switch (step 401) to the processing (steps 404 and 405) when the measured temperature value is not determined (step 403). Since it is the same as that, description is abbreviate | omitted. The electronic thermometer 41 determines whether or not heating is necessary when the temperature preliminarily measured in step 402 is within a predetermined temperature range (step 406). Here, if the measured temperature value is less than 30 ° C., it can be determined that heating is necessary, and if it is 30 ° C. or higher, it can be determined that heating is not necessary. Not limited. If it is determined in step 406 that heating is necessary, the heater is heated (step 407), the process returns to step 401, and the temperature is measured again. If it is determined in step 406 that heating is not required, a measurement preparation completion display is performed (step 408). The procedure from the measurement preparation completion display process in step 408 to turning off the power automatically (step 417) until the process is completed is the same as the process procedure from step 106 to step 115 shown in FIG. To do.
[0083]
(Fifth embodiment)
First, the measurement principle of the electronic thermometer according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0084]
In this embodiment, the temperature T detected by the temperature sensor in contact with the living body surface._ThreeTemperature T in contact with the living body surface where the temperature sensor is in contact via the heat insulating material_FourThe temperature Tb of the part at a distance h from the surface of the living body is estimated by the heater.
[0085]
here,
Insulation density: ρ
Specific heat of insulation: C
Insulation thickness: X
Thermal conductivity of insulation: λ
Biological thermal conductivity: λ_b
Thickness of living body: h
Insulation heat flux: q_Three
Insulation heat flux: q_b
Then,
## EQU11 ##

Organize
[Expression 12]

[0086]
here,
[Formula 13]

It is.
T_Four= Τ (constant)
[Expression 14]

[0087]
Where Tb = B, T_Three= Y, dT_Three/ Dt = Z, 1+ (ω₂/ Ω₁) = A
[Expression 15]

And two or more Y, Z to B (ie T_b) Can be obtained.
[0088]
FIG. 21 shows an external appearance of an electronic thermometer 51 according to the fifth embodiment of the present invention. The external appearance of the electronic thermometer 51 is the same as that of the electronic thermometer 1 according to the first embodiment shown in FIG.
[0089]
The probe 53 of the electronic thermometer 51 has an internal structure as schematically shown in FIG. FIG. 22 shows a state in which the EE cross section (see FIG. 21) substantially orthogonal to the extending direction of the probe 53 is covered with a living body. The probe 53 has the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. 3 except for the configuration of the temperature sensor and the heater. In the electronic thermometer 51, the temperature sensor 7 is disposed on the inner peripheral surface of the cover 6, and the heat insulating material 9 is disposed on the inner peripheral side with the temperature sensor 7 sandwiched between the cover 6. The heat insulating material is formed in a cylindrical shape, and the inner peripheral side is a hollow portion 90. A constant temperature heater is disposed on the inner peripheral surface of the heat insulating material 9 at a position facing the temperature sensor 7 with the heat insulating material 9 interposed therebetween. The configuration in which the lead wire connected to the temperature sensor and the constant temperature heater (constant temperature heating means) 52 is drawn through the hollow portion is the same as that of the first embodiment.
[0090]
FIG. 23 is a block diagram showing an internal circuit configuration of the electronic thermometer 51.
The electronic thermometer 51 includes a control unit 12, a drive unit 13, an A / D unit 14, a calculation unit 15, a memory (storage means) 16, a power supply unit 17, a power switch 5, a display unit 4, a buzzer 18, and a temperature sensor 7. And a constant temperature heater 52. The temperature sensor 7 and the constant temperature heater 52 are driven by the drive unit 13 based on a signal from the control unit 12.
[0091]
When there is a difference between the living body and the environmental temperature, the temperature of the substance on the path of the heat flow from the deep part of the living body to the temperature sensor 7 is heated by the heating means so that the temperature difference with the deep part of the living body is within a certain range. By performing the measurement in this manner, the temperature change of the probe 53 including the temperature sensor 7 is stabilized, so that the measurement accuracy can be improved and the time until the measurement is completed can be further shortened. In this way, the configuration of the probe 53 is also a simple configuration of the temperature sensor 7 and the constant temperature heater 52, and the degree of freedom of arrangement of each member is increased. Further, since the heat insulating material 9 is disposed between the constant temperature heater 52 and the temperature sensor 7 and a stable thermal gradient is formed, the temperature sensor can be placed under a temperature condition suitable for measurement, so that the Accurate measurement is possible.
[0092]
With reference to the flowchart shown in FIG. 24, the process sequence in the case of measuring body temperature is demonstrated.
[0093]
The processing from power-on (step 501) to power-off (step 505) is the same as that of the first embodiment shown in FIG. In this embodiment, if the temperature measurement value is within a predetermined measurement temperature range in step 503, the constant temperature heater 52 is turned on (step 506), and the temperature is measured by the temperature sensor 7. It is determined whether or not the temperature is stable (step 507). If the temperature is not stable, the process returns to step 506, and if it is stable, a preparation completion display process (step 509) is performed. Hereinafter, the procedure from the data collection process (step 510) to automatically turning off the power (step 518) and ending the process is the same as the process from step 107 to step 115 shown in FIG. Omitted. However, in this embodiment, in the data collection process in step 510, T₁, DT₁This is different from the procedure in the first embodiment in that two data of / dt are collected. Here, the constant temperature heater 52 is heated to a constant temperature even during measurement. The constant temperature heater 52 may be maintained at a constant temperature and may be repeatedly turned on and off.
[0094]
Of the above procedure, details of the processing from step 510 to step 517 are shown in FIG. The processing from step 510-1 to step 517 is the same as in the case of the first embodiment shown in FIG. However, in the present embodiment, in steps 510-1 and 510-2, T₁, DT₁/ Dt is collected and the variable to be calculated is T₁, DT₁Since it is two / dt, it differs from the first embodiment in that data is collected twice.
[0095]
Further, in step 516, the determination may be made based on whether or not the difference between a plurality of deep temperature values calculated continuously is within 0.01 ° C.
[0096]
FIGS. 26A and 26B show the appearance of an electronic thermometer 501 according to a modification of the fifth embodiment of the present invention. FIG. 26A is a side view of the electronic thermometer 501, and FIG. 26B is a bottom view thereof.
[0097]
The electronic thermometer 501 has a flat and substantially rectangular parallelepiped shape. On one wide surface of the electronic thermometer 501, a substantially quadrangular prism-shaped probe 520 is formed so as to protrude substantially at the center of the end in the longitudinal direction. On the other wide surface of the electronic thermometer 501, a display unit 4 and a power switch 5 made of an LCD are arranged at the end opposite to the probe 520.
[0098]
Fig.27 (a) is a figure which shows the internal structure of the probe 520 in the FF cross section of FIG.26 (b). The upper surface, the lower surface, and the side surface of the substantially square columnar probe 520 are covered with a cover 526 made of a thin SUS material or the like, and the temperature sensor 7 is disposed below the upper surface portion 526a of the cover 526. A substantially rectangular parallelepiped heat insulating material 59 is disposed below the upper surface portion 526a of the cover 526 with the temperature sensor 7 sandwiched between the upper surface portion 526a and the cover 526a. A constant temperature heater 52 is disposed in contact with the lower surface of the heat insulating material 59, and a hollow portion 53 is formed between the heat insulating material 59 and the lower surface of the cover 526. FIG. 27B shows a structure of the probe 520 as viewed from the cover 526 strip surface portion 526a side. The temperature sensor 7 is disposed at the center of the substantially rectangular parallelepiped heat insulating material 59.
[0099]
In the case of the electronic thermometer 501 having such a configuration, even when it is difficult to stably hold the probe under the armpit or the tongue like an infant, the plate-shaped probe 520 is placed on a flat skin such as a forehead. Measurements can be easily made by contacting the surface.
[0100]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the external body temperature is directly measured in real time, and the deep body temperature is calculated according to the heat conduction equation based on the result. Therefore, the electronic thermometer can accurately estimate the deep body temperature in a short time. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining the measurement principle of an electronic thermometer according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an external appearance of the electronic thermometer according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the internal structure of the probe of the electronic thermometer according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration of the electronic thermometer according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a measurement processing procedure of the electronic thermometer according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 6A, 6B, and 6C are diagrams showing display examples of the display unit of the electronic thermometer according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing details of data collection processing of the electronic thermometer according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 8A and 8B are views showing an external appearance of an electronic thermometer according to a modification of the first embodiment of the present invention.
FIGS. 9A and 9B are views showing the internal structure of a probe of an electronic thermometer according to a modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart showing a measurement processing procedure of an electronic thermometer according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram for explaining the measurement principle of an electronic thermometer according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a view showing an appearance of an electronic thermometer according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing an internal structure of a probe of an electronic thermometer according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing a circuit configuration of an electronic thermometer according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a flowchart showing a measurement processing procedure of an electronic thermometer according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a flowchart showing details of data collection processing of an electronic thermometer according to a third embodiment of the present invention.
FIGS. 17A and 17B are views showing the appearance of an electronic thermometer according to a modification of the third embodiment of the present invention.
FIGS. 18A and 18B are views showing the internal structure of a probe of an electronic thermometer according to a modification of the third embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a flowchart showing a measurement processing procedure of an electronic thermometer according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a view for explaining the measurement principle of an electronic thermometer according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a diagram showing an external appearance of an electronic thermometer according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a diagram showing an internal structure of a probe of an electronic thermometer according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a block diagram showing a circuit configuration of an electronic thermometer according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a flowchart showing a measurement processing procedure of an electronic thermometer according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a flowchart showing details of data collection processing of the electronic thermometer according to the fifth embodiment of the present invention.
FIGS. 26A and 26B are views showing the appearance of an electronic thermometer according to a modification of the fifth embodiment of the present invention.
FIGS. 27A and 27B are views showing the internal structure of a probe of an electronic thermometer according to a modification of the fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,11,301,51 Electronic thermometer
2 Body
3, 20, 33, 320, 53, 520 probe
4 display section
5 Power switch
6,26 cover
7, 37a, 37b Temperature sensor
8 Heat flux sensor
9, 39a, 39b Insulation
10 Heater
12 Control unit
13 Drive unit
15 Calculation unit
16 memory
52 constant temperature heater

Claims

温度を測定する第１の温度測定手段と第２の温度測定手段と、
前記第１の温度測定手段と被測定体との間に配置される第１の断熱材と、
前記第２の温度測定手段と被測定体との間に配置され、前記第１の断熱材とは異なる熱定数を有する第２の断熱材と、
前記第１の温度測定手段と前記第２の温度測定手段によって所定の時間間隔で測定を行う測定制御手段と、
前記第１の温度測定手段による第１の温度測定値と前記第２の温度測定手段による第２の温度測定値を記憶する測定値記憶手段と、
複数回の測定によって得られた複数組の前記第１の温度測定値と第２の温度測定値を用いて熱伝導方程式の一次元逆問題を解くことにより、生体内部の温度を推定する内部温度推定手段と、
を備えたことを特徴とする電子体温計。First temperature measuring means and second temperature measuring means for measuring temperature;
A first heat insulating material disposed between the first temperature measuring means and the measured object;
A second heat insulating material disposed between the second temperature measuring means and the object to be measured and having a thermal constant different from that of the first heat insulating material;
Measurement control means for measuring at a predetermined time interval by the first temperature measuring means and the second temperature measuring means;
Measurement value storage means for storing a first temperature measurement value by the first temperature measurement means and a second temperature measurement value by the second temperature measurement means;
An internal temperature for estimating the temperature inside the living body by solving a one-dimensional inverse problem of the heat conduction equation using a plurality of sets of the first temperature measurement value and the second temperature measurement value obtained by a plurality of measurements. An estimation means;
An electronic thermometer characterized by comprising:

前記第１の温度測定手段、前記第２の温度測定手段、前記第１の断熱材、および前記第２の断熱材を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電子体温計。 The first temperature measuring unit, the second temperature measuring means, the first insulation material, and an electronic clinical thermometer according to claim 1, further comprising a heating means for heating the second heat insulation material .

生体との接触部位に熱伝導率の大きい部材を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の電子体温計。Electronic thermometer according to claim 1 or 2, characterized in that with a large member of the thermal conductivity in the contact portion between the living body.

生体と接触するプローブを備え、
前記プローブは棒形状又は板形状をなすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子体温計。It has a probe that comes into contact with a living body,
Electronic thermometer according to any one of claims 1 to 3 wherein the probe is characterized by forming a rod-shaped or plate-shaped.