JP6635391B2 - 温度センサの補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤレスデータ通信を行う体温計本体に着脱自在に取り付けられ、標的対象の体温を感知して温度を測定するための温度センサの補正方法に関する。

病院等医療機関では、定期的に患者の体温を測定し、測定結果の管理を行なっている。一般に、体温の測定に際して、体温計を被検者の測定部位に装着し、測定が完了するまでの一定期間、静止した状態を維持させ、測定が完了すると、測定者が測定結果を確認し記録する。しかしながら、被検者が幼児や重病の患者の場合、体温計を測定部位に装着させ続けることは困難であり、正確な体温測定を行うことは容易ではなく、また、新生児や幼児において夜間などに体温が急激に変化する場合、経時的に体温を計測することでこれらの変化を客観的に捉える必要がある。さらに、測定結果を確認し記録する作業は、測定者にとって負荷が高く、測定者の手間を軽減することが望まれる。

近年、ポータブルコンピュータ、スマートフォン、又はタブレットを活用する医療技術への関心が高まっているが、すでに、いわゆるウェアラブルの体温計測デバイスが開発され、無線通信手段を介して、体温を測定した測定結果を確認し記録することが可能になっている。

特許文献１に記載する体温測定記録装置は、ウェアラブル体温計であってメモリに患者の体温を経時的に収集する、体温ロギング用パッチ（以下、「パッチ」という。）を提案している。この体温測定装置は、パッチを患者の身体上、たとえば額、胴部、腕部、脚部、または他の身体上の位置に着用することができ、複数のセンサを通して、患者の同じ位置または異なる位置における複数の温度を感知することができ、さらに、無線通信手段を介して、体温を測定した測定結果を確認し記録することが可能になっている。

特表２０１６−５０５８０８号公報

しかしながら、特許文献１に係るパッチは、使い捨ての製品であるが、利用者にとって使い捨てにするにはコスト高となる。そこで、本発明は、上記の事情に鑑み、温度センサを体温計本体に着脱自在とし、温度センサを取り替えるたびに当該温度センサを補正してウェアラブル体温計の再利用を可能とし、数回の使用後に体温計本体を使い捨てにすることも可能な、温度センサの補正方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る温度センサの補正方法は、ワイヤレスデータ通信を行うウェアラブル体温計に着脱自在に取り付けられ、標的対象の体温を感知して温度を測定するために、温度センサ毎に元抵抗値をサンプリングし、その元抵抗値を取得する元抵抗値取得行程と、取得した元抵抗値と標準温度計で計測した抵抗値との差に基づいて、温度を補正するための補正係数を算出する算出行程と、補正係数を測定機器の記憶媒体に記憶する記憶行程と、を備え、補正係数を体温計本体に送信することを特徴とする。

なお、体温計本体は演算装置と記憶装置とを内蔵するものであって、演算装置において、送信された補正係数に基づき、元抵抗値と実温度との関係を算出して抵抗・温度変換テーブルを作成し、この抵抗・温度変換テーブルを記憶装置に記憶するようにしてもよい。このようなテーブルを作成しておけば、測定時、体温計本体はその都度演算することなく、このテーブルを参照するだけで、実温度の値を得ることができるので、温度表示までの時間短縮やコストの低減を図ることができる。

また、予め予測した補正係数に基づいて、元抵抗値と実温度との関係を算出し、複数の抵抗・温度変換テーブルを作成するようにするようにしてもよい。このように複数のテーブルを作成しておけば、温度センサから送信された補正係数に対応する最適な抵抗・温度変換テーブルを選択することが可能になる。

また、単一の抵抗・温度変換テーブルを作成し記憶する場合は、補正係数の値に応じて演算し再作成され、書き換え可能な記憶装置に記憶されることが望ましい。

温度センサはＮＴＣサーミスタであると好適である。また、元抵抗値のサンプリングは、３７℃の恒温槽内で行われるとよい。さらに、補正係数は、サーミスタのＢ定数を用いて算出することができる。

体温計本体はワイヤレス通信送受信部を備え、体温計本体への補正係数の送信は、標準的なＮＦＣ通信プロトコルを利用するようにしてもよいし、標準的なＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信プロトコルを利用するようにしてもよい。

本発明に係る温度センサの補正方法によれば、温度センサを体温計本体に着脱自在とした場合に、温度センサを取り替えるたびに当該温度センサを補正してウェアラブル体温計の再利用を可能とし、数回の使用後に体温計本体を使い捨てにすることも可能となる。

本発明に係る温度センサの補正方法のフロー図である。 体温計本体と、ウェアラブル体温計の構造を示す図である。 体温計本体の通信送受信部において、体温の測定温度を受信するシステムを示す概略図である。 体温計本体の通信送受信部において、体温の測定温度を受信する別のシステムを示す概略図である。 体温計本体の通信送受信部において、体温の測定温度を受信するさらに別のシステムを示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。各図において、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。また、図面は、本発明を理解するために誇張して表現している場合もあり、必ずしも縮尺どおり精緻に表したものではないことに留意されたい。なお、本発明は下記に示される実施の形態に限定されるものではない。

実施例１を図面を参照して詳細に説明する。

上述したとおり、電子体温計の特性には個体差があることから、個々の電子体温計ごとに補正（キャリブレーション）、すなわち近似多項式における係数等の設定、内蔵するメモリへの書き込みを行う必要がある。この係数等の補正定数の設定方法としては、個々の電子体温計を異なる複数の環境下におき、その都度、電子体温計のセンサから出力された検出信号をコンピュータへ送付し、その後、個々の電子体温計のデータを信号処理して補正定数を求め、該補正定数を内蔵するメモリに書き込むことが考えられる。しかし、同一規格のサーミスタであっても、Ｂ定数にバラツキがあるため、広い環境温度範囲で精度を保つのは困難である。例えば、電子体温計のサーミスタで人体の測定温度範囲を３４〜４２℃とすると、サーミスタ精度は８℃の範囲内で精度を保てばよい。ここで、Ｂ定数とは、抵抗温度特性で任意の２点の温度から求めた抵抗値変化の大きさを表す定数である。サーミスタには抵抗値の変化の仕方により、ＮＴＣサーミスタとＰＴＣサーミスタがあるが、ＮＴＣサーミスタは、温度が上がると抵抗値が下がり、ＰＴＣサーミスタは、ある温度まで抵抗値が一定で、ある温度を境に急激に抵抗値が高くなる。
実施例１において、ウェアラブル体温計１に用いられる温度センサ２０はＮＴＣサーミスタを用いることを前提に説明する。

図１を参照する。図１は、本発明に係る温度センサ２０の補正方法のフロー図である。図１に示すとおり、本発明に係る温度センサ２０の補正方法は、ワイヤレスデータ通信を行うウェアラブル体温計１に着脱自在に取り付けられ、標的対象の体温を感知して温度を測定するために、温度センサ毎に元抵抗値をサンプリングし、その元抵抗値を取得する元抵抗値取得行程（Ｓ０１）と、取得した元抵抗値と標準温度計で計測した抵抗値との差に基づいて、温度を補正するための補正係数を算出する算出行程（Ｓ０２）と、補正係数を測定機器の記憶媒体に記憶する記憶行程（Ｓ０３）と、を備え、補正係数を体温計本体に送信する（Ｓ０４）ことを特徴とする。

図２を参照する。図２は、体温計本体と、ウェアラブル体温計の構造を示す図である。ここで、ウェアラブル体温計１について、詳細に説明する。図２（ｂ）に示すとおり、実施例１に係るウェアラブル体温計１は、腕時計型の仕様で、体温計本体１０と、体温計本体１０を保持する体温計本体留めベルト４０と、ベルト３０とを備え、ベルト３０の内側の任意の場所に標的対象の温度を感知するように構成された温度センサを着脱自在に取り付けることができる。
また、図２（ａ）に示すとおり、体温計本体１０は、基本的に、電池と、演算媒体と記憶媒体とを備えるマイクロプロセッサと、ワイヤレス通信送受信部と、アンテナと、を内蔵し、なお、電池は、マイクロプロセッサおよび温度センサに電力を供給する。
体温計本体１０は、その演算媒体において、送信された補正係数に基づき、元抵抗値と実温度との関係を算出して抵抗・温度変換テーブルを作成し、この抵抗・温度変換テーブルを記憶媒体に記憶するようにしてもよい。このようなテーブルを作成しておけば、測定時、体温計本体１０はその都度演算することなく、このテーブルを参照するだけで、実温度の値を得ることができるので、温度表示までの時間短縮やコストの低減を図ることができる。また、予め予測した補正係数に基づいて、元抵抗値と実温度との関係を算出し、複数の抵抗・温度変換テーブルを作成するようにするようにしてもよい。このように複数のテーブルを作成しておけば、温度センサ２０から送信された補正係数に対応する最適な抵抗・温度変換テーブルを選択することが可能になる。
また、単一の抵抗・温度変換テーブルを作成し記憶する場合は、補正係数の値に応じて演算し再作成され、書き換え可能な記憶装置に記憶されることが望ましい。
測定された体温は、専用の端末で表示し、経時的に測定した温度データをチャートに出力（印刷やメール等）することができるとともに、日時設定による過去トレンドグラフの呼出しを可能にしてもよい。また、患者ごとに音若しくは視覚的に又はその両方のアラームを設定することもできる。例えば、音は端末システム内蔵の音の中から選択したり、色は画面の一部または背景を赤色（黄色）に変えたり、所望の設定をするとよい。また、複数の患者の温度データをソフトウェアで一元管理すると使い勝手がよい。

図３〜５は、体温計本体１０の通信送受信部において、体温の測定温度を受信する例示的なシステムを示す概略図である。図３〜５に示すとおり、測定された体温は、専用の端末で読み取られ得るが、端末としては、適合する無線通信プロトコルを用いて動作できる、ＰＣ、スマートフォン、タブレットなどが例示される。端末は、アプリケーションを実行できるプログラム可能なマイクロプロセッサと、電源と、ディスプレイと、体温計本体１と双方向通信可能なワイヤレス送信送受信部と、を備える。好ましくは、インターネット等、ローカルネットワーク（ＬＡＮ）または広域ネットワーク（ＷＡＮ）上で通信できることが望ましい。温度測定値は、要求に応じておよび／または事前設定された間隔で得ることができ、読み取りデバイス（たとえば、スマートフォン、タブレット、ポータブルコンピュータ、センサ等）のメモリにローカルに格納され得る。

体温計本体１０は、適合する高周波／近距離無線通信ＮＦＣ無線プロトコルおよびＩＳ０−１５６９３ＲＦＩＤ無線プロトコルを用いて動作できる、標準的なスマートフォン、タブレット、ＰＣ等によって読み取られ得る。たとえば、体温計本体１を装着した人間が眠っている場合、スマートフォンを持った医師や看護師等が、高周波／近距離無線通信ＮＦＣおよびＩＳ０−１５６９３ＲＦＩＤ対応のスマートフォンを用いて、当該患者の体温の推移を読み取ることができる。近距離無線通信（ＮＦＣ）により、スマートフォン等が、それらを共に接触させるかまたはそれらを近接させることによって互いの無線通信を確立することができる。ＮＦＣ規格は、通信プロトコルおよびデータ交換フォーマットを包含しており、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３、ＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３およびＦｅｌｉＣａ（登録商標）を含む既存の無線周波数識別（ＲＦＩＤ）規格に基づいている。ＮＦＣは、ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００−３エアインターフェースに基づく１３．５６ＭＨｚで、１０６ｋｂｉｔ／ｓから４２４ｋｂｉｔ／ｓの範囲の速度で動作する。
このように、医師又は看護師は、体温計本体１を装着している患者を目覚めさせる必要はなく、ウェアラブル体温計１を装着している時間の一部または全部に関する履歴を、グラフィカルに及び／又はテキストベースのフォーマットで、たとえばスマートフォンアプリ等を介して、即座に、リスト、表、チャート等の表示することができる。したがって、体温の傾向履歴を可能にする。

ウェアラブル体温計１は、そのワイヤレス通信送受信部にＢｌｕｅｔｏｏｔｈとＮＦＣを搭載するようにして、体温の出力はＢｌｕｅｔｏｏｔｈで、温度センサ２０の補正（キャリブレーション）はＮＦＣで行うようにしてもよい。このようにＮＦＣを活用すれば、いくつかの手順を踏んだり、パスコードを入力したりする必要がなく、ウェアラブル体温計１の温度センサ２０のＮＦＣ部分に、例えばスマートフォンでタッチするだけで、温度センサ２０の補正を容易に行うことが可能となる。

ＮＦＣワイヤレスプロトコルについて記載してきたが、規格に基づいたプロトコルおよび独自仕様のプロトコルをも含め、様々な他のワイヤレスプロトコルも使用可能であることが理解されるであろう。例えば、ＲＦＩＤ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等のうちのいずれかまたは全てを利用することができる。

端末のディスプレイについて説明する。まず、画面構成は、デバイス登録及び患者パラメータ入力画面、一覧モニタリング画面、現時刻表示、体温の表示、アラーム設定値、患者名、部屋番号、床番号表示、アラーム中断ボタン、選択モニタリング画面、現時刻表示、トレンドグラフ、アラーム設定の有/無、アラーム中断ボタン、全患者パラメータの表示、日時設定による過去トレンドグラフ呼出し、各種設定画面として、アラーム音選択、アラーム中断時間の設定等を表示することができる。

再度、本発明に係る温度センサ２０の補正方法のフローを説明する。まず、元抵抗値取得行程（Ｓ０１）は、温度センサ毎に元抵抗値をサンプリングし、その元抵抗値を取得する行程である。このサンプリングは、ウェアラブル体温計１に取り付ける温度センサを、標準温度計とともに、３７℃の恒温槽内で行なうとよい。

次に、補正係数を算出する算出行程（Ｓ０２）は、温度センサ２０の元抵抗値取得行程（Ｓ０１）で取得した元抵抗値と、標準温度計で計測した抵抗値との差に基づいて、温度を補正するための補正係数を算出する行程である。これは、サーミスタのＢ定数を使って温度から抵抗値を求めることができ、逆に抵抗値から温度を求めることができることを利用するものである。

そして、算出行程（Ｓ０２）で算出した補正係数を測定機器の記憶媒体に記憶する（Ｓ０３）。

記憶行程（Ｓ０３）で記憶媒体に記憶した補正係数を体温計本体１に送信する（Ｓ０４）。

以上、本発明の温度センサの補正方法における好ましい実施形態を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。

本発明の温度センサの補正方法は、病院等医療施設のみならず、家庭用体温計としても広く利用することができる。

１ ウェアラブル体温計
１０ 体温計本体
２０ 温度センサ
３０ ベルト
４０ 体温計本体留めベルト
Ｓ０１ 元抵抗値取得行程
Ｓ０２ 補正係数算出行程
Ｓ０３ 記憶行程
Ｓ０４ 補正係数送信行程

Claims (4)

1. ワイヤレスデータ通信を行うウェアラブル体温計の体温計本体に着脱自在に取り付けられ、標的対象の体温を感知して温度を測定するための温度センサの補正方法において、
   前記体温計本体は電池とマイクロプロセッサとワイヤレス通信送受信部とアンテナと内蔵するもので、
   前記温度センサはＮＴＣサーミスタであり、ＮＦＣ部分を備え
   温度センサ毎に恒温槽内でサンプリングした元抵抗値を取得する元抵抗値取得行程と、
   前記温度センサにおいて、前記元抵抗値と、前記サンプリング時における前記恒温槽内で標準温度計で計測した実温度からＢ定数を用いて導き出される抵抗値との差に基づいて、補正係数を算出する算出行程と、
   前記補正係数を前記温度センサの記憶媒体に記憶する記憶行程と、
   前記温度センサのＮＦＣ部分から、標準的なＮＦＣ通信プロトコルを利用して、前記補正係数を体温計本体の前記ワイヤレス通信送受信部に送信する送信行程と、
   を備えることを特徴とする温度センサの補正方法。
2. 前記体温計本体のマイクロプロセッサの演算媒体において、前記補正係数に基づき、前記元抵抗値と前記実温度との関係を算出して抵抗・温度変換テーブルを作成し、作成した該抵抗・温度テーブルを前記マイクロプロセッサの記憶媒体に記憶することを特徴とする請求項１に記載の温度センサの補正方法。
3. 前記抵抗・温度変換テーブルは、前記補正係数の値に応じて演算し再作成され、書き換え可能な前記マイクロプロセッサの記憶媒体に記憶することを特徴とする請求項２に記載の温度センサの補正方法。
4. 前記マイクロプロセッサの演算媒体において、予め予測した補正係数に基づき、前記元抵抗値と前記実温度との関係を算出し、複数の抵抗・温度変換テーブルを作成することを特徴とする請求項１に記載の温度センサの補正方法。

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