(57)【要約】【課題】外気への熱抵抗の変化にかかわらず物質の深部の温度をより正確に推定することができる温度測定技術を提供することを目的とする。【解決手段】  温度測定装置は、物質の温度に関する物理量を第１基準に基づいて計測するプローブ１１０と、物質の温度に関する物理量を第１基準とは異なる第２基準に基づいて計測するプローブ１２０と、プローブ１１０およびプローブ１２０を各々覆い、物質からの熱を輸送する熱伝導部材１３０とを備える。【選択図】  図１
2020176934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質の温度に関する物理量を第１基準に基づいて計測する第１プローブと、
前記物質の温度に関する物理量を前記第１基準とは異なる第２基準に基づいて計測する第２プローブと、
前記第１プローブおよび前記第２プローブを各々覆い、前記物質からの熱を輸送する熱伝導部材と
を備える温度測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の温度測定装置において、
前記第１プローブは、生体の表面に接して前記生体の温度に関する物理量を計測し、
前記第２プローブは、熱抵抗が前記第１プローブの熱抵抗と異なり、前記生体の表面に接して前記生体の温度に関する物理量を計測し、
前記熱伝導部材は、前記生体の表面から伝わる熱を輸送する
ことを特徴とする温度測定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の温度測定装置において、
前記熱伝導部材は、外気よりも熱伝導率が高い材料からなることを特徴とする温度測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の温度測定装置において、
前記熱伝導部材は、金属材料を含むことを特徴とする温度測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の温度測定装置において、
前記熱伝導部材は、アルミまたは銅を含むことを特徴とする温度測定装置。
【請求項６】
請求項３から５のいずれか１項に記載の温度測定装置において、
前記熱伝導部材は、グラフェンを含むことを特徴とする温度測定装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の温度測定装置において、
前記第１プローブは、
第１熱抵抗体と、
前記第１熱抵抗体に設けられて前記物質の温度を計測する第１温度計測部と、
前記第１熱抵抗体に設けられて熱流束を計測する第１熱流束計測部と、
を有し、
前記第２プローブは、
前記第１熱抵抗体とは熱抵抗が異なる第２熱抵抗体と、
前記第２熱抵抗体に設けられて前記物質の温度を計測する第２温度計測部と、
前記第２熱抵抗体に設けられて熱流束を計測する第２熱流束計測部と、
を有する
ことを特徴とする温度測定装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の温度測定装置を用いて実行される温度測定方法であって、
物質の熱抵抗と、第１プローブの熱抵抗とを含む第１ブリッジ回路を用いて前記第１プローブで計測される前記物質の第１温度を算出する第１ステップと、
前記物質の熱抵抗と、第２プローブの熱抵抗とを含む第２ブリッジ回路を用いて前記第２プローブで計測される前記物質の第２温度を算出する第２ステップと、
前記第１ステップおよび前記第２ステップで算出された前記第１温度および前記第２温度に基づいて、前記物質の深部の温度を推定する第３ステップと
を備える温度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物質の深部の温度、特に生体の深部体温を測定する温度測定装置および温度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物質、例えば生体において、表皮から深部に向かってある一定の深さを超えると、外気温の変化等に左右されない温度領域が存在し、その部分の温度は、深部体温、あるいは核心部温度と呼ばれる。一方、外気温の変化を受けやすい生体の表層の温度は体表面温度と呼ばれる。体表面温度は、従来から経皮的な体温計により計測されることがある。このような従来の経皮的な体温計により計測された体温は、深部体温を反映していない場合がある。そのため、生体の深部の領域の温度である深部体温は、体表面温度のように直接的に計測することは困難である。
【０００３】
そこで、従来から、生体における熱の伝わる過程を電気的回路に置き換えた熱等価回路を仮定して、温度センサで計測した体表面温度を用いて深部体温を推定する技術が提案されている（非特許文献１参照）。
【０００４】
図１４は、従来の双熱流束法により生体の深部体温を推定する温度測定装置のブロック図である。生体３００の表面には２つのプローブ３１０、３２０が配置されている。従来の生体内温度測定装置が備えるプローブ３１０、３２０は、互いに熱抵抗が異なる断熱部材（熱抵抗Ｒ1、Ｒ2）を有する。プローブ３１０は、断熱部材（Ｒ1）を介した体表面温度Ｔ1、Ｔ3を計測する。プローブ３２０は、断熱部材（Ｒ2）を介した体表面温度Ｔ2、Ｔ4を計測する。
【０００５】
プローブ３１０、３２０それぞれの熱流束Ｈ1、Ｈ2は、次式（１）により求められる。
Ｈ1＝（Ｔ1−Ｔ3）／Ｒ1
Ｈ2＝（Ｔ2−Ｔ4）／Ｒ2                          ・・・（１）
【０００６】
深部体温ＴBは、次式（２）で表される。ただし、Ｒは、生体の熱抵抗を示し、これは未知の値である。
ＴB＝Ｔ1＋Ｒ・Ｈ1
ＴB＝Ｔ2＋Ｒ・Ｈ2                                ・・・（２）
【０００７】
上式（２）を書き直すと、深部体温ＴBは、次式（３）で表される。
【０００８】
【数１】
2020176934.tif 000003
【０００９】
上式（３）を用いることにより、深部体温ＴBを推定することができる。ところが、生体３００とは、実際には、連続的な組織で構成されており、隣接する組織と結合していることから熱流束の漏れＨLが発生する。この熱流束の漏れＨLは、生体内部で発生するため測定することができない。そこで、非特許文献１は、深部体温ＴBの推定において補正を行い、より正確な深部体温ＴBを推定する技術を開示している。
【００１０】
図１５に示すように、生体３００の表面に互いに異なる熱抵抗を有するプローブ３１０、３２０を配置して熱流束の漏れＨL1、ＨL2を考慮した深部体温ＴBは、次式（４）で表せる。
ＴB＝Ｔ1＋Ｒ・（Ｈ1＋ＨL1）
ＴB＝Ｔ2＋Ｒ・（Ｈ2＋ＨL2）                        ・・・（４）
【００１１】
深部体温ＴBは、２つのセンサ（プローブ３１０、３２０）の熱流束の漏れの割合Ｋを用いて式（５）で表すことができる。
【００１２】
【数２】
2020176934.tif 000004
【００１３】
ここで、２つのプローブ３１０、３２０の熱流束の漏れの割合Ｋは、式（６）で表される。
【００１４】
【数３】
2020176934.tif 000005
【００１５】
上式（５）（６）の熱流束の漏れの割合Ｋは、次式（７）に表すように、深部体温ＴBの初期入力ＴB(0)によって較正される。
【００１６】
【数４】
2020176934.tif 000006
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】Ｊ．Ｆｅｎｇ，Ｃ．Ｚｈｏｕ，Ｃ．Ｈｅ，Ｙ．Ｌｉ，Ｘ．Ｙｅ，“Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ａｎ  ｉｍｐｒｏｖｅｄ  ｗｅａｒａｂｌｅ  ｄｅｖｉｃｅ  ｆｏｒ  ｃｏｒｅ  ｂｏｄｙ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｄｕａｌ  ｈｅａｔ  ｆｌｕｘ  ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，”Ｍｅｄ．Ｅｎｇ．Ｐｈｙｓ．，ｖｏｌ．３８，ｎｏ．４，ｐｐ．６５２−６６８，Ａｐｒ．２０１７．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかし、従来の技術では、プローブ３１０、３２０と外気との熱抵抗の変化によって熱流束の漏れの割合Ｋの値が変化するので、深部体温ＴBの推定値に誤差が生ずる問題があった。
【００１９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、外気への熱抵抗の変化にかかわらず物質の深部の温度をより正確に推定することができる温度測定技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上述した課題を解決するために、本発明に係る温度測定装置は、物質の温度に関する物理量を第１基準に基づいて計測する第１プローブと、前記物質の温度に関する物理量を前記第１基準とは異なる第２基準に基づいて計測する第２プローブと、前記第１プローブおよび前記第２プローブを各々覆い、前記物質からの熱を輸送する熱伝導部材とを備える。
【００２１】
また、本発明に係る温度測定装置において、前記第１プローブは、生体の表面に接して前記生体の温度に関する物理量を計測し、前記第２プローブは、熱抵抗が前記第１プローブの熱抵抗と異なり、前記生体の表面に接して前記生体の温度に関する物理量を計測し、前記熱伝導部材は、前記生体の表面から伝わる熱を輸送してもよい。
【００２２】
また、本発明に係る温度測定装置において、前記熱伝導部材は、外気よりも熱伝導率が高い材料であってもよい。
【００２３】
また、本発明に係る温度測定装置において、前記熱伝導部材は、金属材料を含んでいてもよい。
【００２４】
また、本発明に係る温度測定装置において、前記熱伝導部材は、アルミまたは銅を含んでいてもよい。
【００２５】
また、本発明に係る温度測定装置において前記熱伝導部材は、グラフェンを含んでいてもよい。
【００２６】
また、本発明に係る温度測定装置において、前記第１プローブは、第１熱抵抗体と、前記第１熱抵抗体に設けられて前記物質の温度を計測する第１温度計測部と、前記第１熱抵抗体に設けられて熱流束を計測する第１熱流束計測部と、を有し、前記第２プローブは、前記第１熱抵抗体とは熱抵抗が異なる第２熱抵抗体と、前記第２熱抵抗体に設けられて前記物質の温度を計測する第２温度計測部と、前記第２熱抵抗体に設けられて熱流束を計測する第２熱流束計測部と、を有していてもよい。
【００２７】
また、上述した課題を解決するために、本発明に係る温度測定方法は、上記温度測定装置を用いて実行される温度測定方法であって、物質の熱抵抗と、第１プローブの熱抵抗とを含む第１ブリッジ回路を用いて前記第１プローブで計測される前記物質の第１温度を算出する第１ステップと、前記物質の熱抵抗と、第２プローブの熱抵抗とを含む第２ブリッジ回路を用いて前記第２プローブで計測される前記物質の第２温度を算出する第２ステップと、前記第１ステップおよび前記第２ステップで算出された前記第１温度および前記第２温度に基づいて、前記物質の深部の温度を推定する第３ステップとを備える。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、第１プローブおよび第２プローブを各々覆い、物質からの熱を輸送する熱伝導部材を備えるので、外気の熱抵抗の変化にかかわらず深部の温度をより正確に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る生体内温度測定装置の概要を説明するための図である。
【図２】図２は、本実施の形態に係る生体内温度測定装置の概要を説明するための図である。
【図３】図３は、本実施の形態に係る生体内温度測定装置との比較のための従来例を示す図である。
【図４】図４は、本実施の形態に係る生体内温度測定装置との比較のための従来例を示す図である。
【図５】図５は、本実施の形態に係る生体内温度測定装置の概要を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る生体内温度測定装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る生体内温度測定装置を備える生体内温度測定システムの構成例を示すブロック図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る生体内温度測定装置の動作を説明するフローチャートである。
【図９】図９は、本実施の形態に係る生体内温度測定装置の効果を説明するための図である。
【図１０】図１０は、変形例１に係る生体内温度測定装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、変形例２に係る生体内温度測定装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、変形例３に係る生体内温度測定装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、変形例４に係る生体内温度測定装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、従来の生体内温度測定装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、従来の生体内温度測定装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図１から図１３を参照して詳細に説明する。
［発明の概要］
はじめに、本発明に係る温度測定装置は、物質の温度に関する物理量を第１基準に基づいて計測する第１プローブと、その物質の温度に関する物理量を第２基準に基づいて計測する第２プローブと、これら第１プローブおよび第２プローブを各々覆い、その物質からの熱を輸送する熱伝導部材とを備える。以下、温度測定装置を生体内の温度を測定する生体内温度測定装置１００に適用して説明する。
【００３１】
まず、本発明の実施の形態に係る生体内温度測定装置１００の概要について図１から図５を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係る生体内温度測定装置１００のブロック図およびその熱等価回路を示している。図１に示すように、本実施の形態に係る生体内温度測定装置１００は、生体２００の表皮に接して２つのプローブ（第１プローブ、第２プローブ）１１０、１２０が配置されている。また、２つのプローブ１１０、１２０が表皮に接していない外周面を覆うように熱伝導部材１３０が設けられている。
【００３２】
プローブ１１０、１２０は互いに熱抵抗（第１基準、第２基準）が異なり、それぞれが生体２００の表皮における体温および熱流束を計測する。なお、プローブ１１０、１２０が備える構成の詳細については後述する。
【００３３】
熱伝導部材１３０は、外気よりも熱伝導率の高い材料からなり、例えば、アルミ、銅などの金属材料、あるいはグラフェンを用いることができる。熱伝導部材１３０は、プローブ１１０、１２０の周囲の温度と生体２００の表面の温度とを等しくするよう、生体２００の表面から伝わる熱を輸送する。熱伝導部材１３０として高い熱伝導率を有する材料を用いることが本実施の形態における特徴の一つである。
【００３４】
図１の破線の枠で示す、生体２００と、プローブ１２０と、熱伝導部材１３０と、外気とを有する熱等価回路において、ＴAは外気温、ＲA、Ｒ’Aは外気への熱抵抗、Ｒiはプローブ１２０の熱抵抗で既知の値、Ｈiは熱抵抗Ｒiにおける熱流束、Ｒは生体２００の熱抵抗、ＨLiは、生体２００内部で生ずる熱流束の漏れを示している。
【００３５】
図１に示すプローブ１２０と周辺の熱抵抗とが結合して、図２に示すブリッジ回路が形成される。図２に示すブリッジ回路において、外気への熱抵抗ＲAは、熱０１３０を設けることによってブリッジ回路の外に接続される。そのため、外気への熱抵抗ＲAが変化しても、前述した式（６）に示した熱流束の漏れの割合Ｋは変化しない。なお、図１の熱等価回路の太線は、図２のブリッジ回路における太線に対応する。
【００３６】
一方、図３および図４に示す、熱伝導部材１３０を備えていない従来例において、プローブ３１０と周辺の熱抵抗とが結合したブリッジ回路には、外気への熱抵抗ＲAがブリッジ回路中に存在する。そのため、前述した式（６）で示した熱流束の漏れの割合Ｋは、外気への熱抵抗ＲAの変化により値が変化する。このように、従来例においては、熱流束の漏れの割合Ｋを用いた式（５）により深部体温ＴBを推定する場合に推定値に誤差が生ずる場合がある。
【００３７】
ここで、外気への熱抵抗ＲAは、外気の対流状態にもよる。外気の対流状態が変化すると外気への熱抵抗ＲAが変化し、推定される深部体温ＴBの値にも誤差が生ずることになる。
【００３８】
図５は、外気の対流状態の変化に応じて推定される深部体温ＴBの測定誤差を時系列にプロットしたグラフである。横軸は時間、縦軸は測定誤差を示している。図５において、点ｃは、前述した式（７）の較正点を示し、領域ａは、外気に対流が生じていない時間帯、領域ｂは、外気に対流がある時間帯の測定誤差をそれぞれ示している。図５からわかるように、外気に対流がない場合と比較して、外気に対流が生じた場合（領域ｅ）に測定誤差がより大きい。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態に係る生体内温度測定装置１００は、生体２００の表面に接して温度を計測するプローブ１１０、１２０の各々の周囲を覆う熱伝導部材１３０を備えるので、外気の対流状態が変化して熱抵抗ＲAが変化した場合であっても、熱抵抗ＲAに依存しない深部体温ＴBを推定することができる。
【００４０】
［実施の形態］
以下、上述した本発明の実施の形態に係る生体内温度測定装置１００の詳細な構成について図６から図８を参照して説明する。
【００４１】
図６に示すように、生体内温度測定装置１００は、２つのプローブ１１０、１２０、およびプローブ１１０、１２０の周囲を覆うアルミなどで構成される熱伝導部材１３０を備える。
プローブ１１０、１２０のそれぞれは、断熱部材（第１熱抵抗体、第２熱抵抗体）１１１、１２１、熱流束センサ（第１熱流束計測部、第２熱流束計測部）１１２、１２２、および温度センサ（第１温度計測部、第２温度計測部）１１３、１２３を備える。
【００４２】
断熱部材１１１、１２１は、熱抵抗体を構成し、互いに異なる熱抵抗値を有する。断熱部材１１１、１２１は、例えば、互いに異なる材料により形成された同一の立体形状を有していてもよい。あるいは、断熱部材１１１、１２１は厚みや材質が異なる断熱材で互いに異なる熱抵抗値を有するように構成されていてもよい。
【００４３】
熱流束センサ１１２、１２２は、単位時間、単位面積当たりの熱の移動を計測するデバイスである。熱流束センサ１１２、１２２は、断熱部材１１１、１２１の生体２００の表皮側の端部に設けられる。
温度センサ１１３、１２３は、生体２００の表面の温度を計測する。なお、温度センサ１１３、１２３は、サーミスタ、熱電対、測温抵抗体などで構成されていてもよい。
【００４４】
図６に示すように、プローブ１１０、１２０の外周面は、アルミや銅などの金属やグラフェンシートなど高熱伝導率を有する材料で構成される熱伝導部材１３０に覆われており、外気は直接プローブ１１０、１２０には接していない。外気は、熱伝導部材１３０と接している。
【００４５】
熱伝導部材１３０は、プローブ１１０、１２０が生体２００に接触している皮膚表面の温度とプローブ１１０、１２０が生体２００に接触していない面およびその周囲の温度とを等しくする、すなわち等温領域を作る機能を有する。このような等温領域が形成されることで、前述したように所望の熱等価回路が成立する。
【００４６】
熱伝導部材１３０のプローブ１１０、１２０周囲の厚さは、外気への熱抵抗ＲAや生体２００の熱抵抗Ｒなどを考慮して等温領域を形成するために最適な厚さとすればよい。より詳細には、プローブ１１０、１２０の表面積等や、生体２００の部位や血流等を考慮して決定することができる。
【００４７】
図７は、上述した構成を有する生体内温度測定装置１００を備える生体内温度測定システム１の構成例を示すブロック図である。
生体内温度測定システム１は、生体内温度測定装置１００、演算回路１１、メモリ１２、外部とのＩ／Ｆ回路として機能する通信回路１３、および演算回路１１や通信回路１３などに電力を供給する電池１４を備える。
【００４８】
演算回路１１は、熱流束センサ１１２、１２２で計測された熱流束と、温度センサ１１３、１２３で計測された生体２００の表皮の温度とに基づいて、生体２００の深部体温を推定する。より詳細には、演算回路１１は、上述した式（５）から（７）を用いて、深部体温ＴBを推定する。
【００４９】
演算回路１１は、推定された生体２００の深部体温ＴBの時系列データを生成して出力する。時系列データは、測定時刻と推定された核心部温度ＴBとを互いに関連付けたデータである。
【００５０】
メモリ１２は、予め構築された深部体温ＴBの推定モデル（式（５）−（７））に関する情報を記憶している。また、メモリ１２は、各プローブ１１０、１２０における熱抵抗値を予め記憶している。メモリ１２は、生体内温度測定システム１内に設けられた書き換え可能な不揮発性の記憶装置（例えば、フラッシュメモリなど）における所定の記憶領域によって実現することができる。
【００５１】
通信回路１３は、演算回路１１によって生成された生体２００の深部体温ＴBの時系列データを外部に出力する。このような通信回路１３としては、有線でデータなどを出力する場合は、ＵＳＢその他のケーブルが接続できる出力回路となるが、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等に準拠した無線通信回路を用いてもよい。
【００５２】
なお、生体内温度測定システム１は、生体内温度測定装置１００、演算回路１１、メモリ１２、通信回路１３、および電池１４を載置するための土台として機能する図示されないシート状の基材や、これらの要素を電気的に接続する図示されない配線を備えている。
【００５３】
ここで、生体内温度測定システム１は、コンピュータによって実現される。具体的には、演算回路１１は、例えばＣＰＵやＤＳＰなどのプロセッサが生体内温度測定システム１内に設けられたメモリ１２を含むＲＯＭ、ＲＡＭ、およびフラッシュメモリなどの記憶装置に格納されたプログラムに従って各種データ処理を実行することによって実現される。コンピュータを生体内温度測定システム１として機能させるための上記プログラムは、記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
【００５４】
［温度測定方法］
本発明に係る温度測定装置が実行する温度測定方法は、第１プローブで物質の温度に関する物理量を第１基準に基づいて計測する第１計測ステップと、第２プローブで物質の温度に関する物理量を、第１基準とは異なる第２基準に基づいて計測する第２計測ステップとを備える。
【００５５】
以下、温度測定方法の具体例として生体内温度測定装置１００により実行される生体内温度測定方法について、図８のフローチャートを用いて説明する。予め生体２００の表皮に接するように生体内温度測定装置１００が設置されて以下の処理が実行される。
【００５６】
まず、演算回路１１は、プローブ１１０、１２０それぞれの熱抵抗値Ｒiをメモリ１２から読み出す（ステップＳ１）。次に、温度センサ１１３、１２３のそれぞれは、生体２００の表面の温度を計測する（ステップＳ２）。計測された温度はメモリ１２に記憶される。
【００５７】
次に、熱流束センサ１１２、１２２のそれぞれは、生体２００の熱流束を計測する（ステップＳ３）。計測された熱流束の値は、メモリ１２に記憶される。その後、演算回路１１は、メモリ１２から深部体温の推定モデル（式（５）−（７））を読み出して、深部体温ＴBを算出する（ステップＳ４）。
【００５８】
より詳細には、生体２００の熱抵抗と、プローブ１１０、１２０の熱抵抗とを含む熱等価回路に形成される、外気への熱抵抗ＲAが含まれないブリッジ回路（第１ブリッジ回路、第２ブリッジ回路）を用いて、深部体温ＴBが推定される。生体内温度測定装置１００で計測された生体２００の表面の温度および熱流束を推定モデルに入力することで、深部体温ＴBが推定される。
【００５９】
その後、通信回路１３から、算出された深部体温ＴBが出力される（ステップＳ５）。例えば、通信ネットワークを介して深部体温ＴBを外部の端末に送信することができる。
【００６０】
ここで、本実施の形態に係る生体内温度測定装置１００の効果について、図９を用いて説明する。なお、図９に示す測定では、熱伝導部材１３０としてアルミを用いた。さらに、プローブ１１０、１２０の上面におけるアルミの厚さとして１ｍｍ、プローブ１１０、１２０の側面における厚さとして５ｍｍを用いた。
【００６１】
図９は、本実施の形態に係る生体内温度測定装置１００と従来例の熱伝導部材１３０を有さない従来例に係る生体内温度測定装置との深部体温の測定誤差について示した図である。横軸は時間、縦軸は、深部体温の測定誤差を示している。測定開始からの１時間は、室内においてｃ点で較正されて計測された深部体温の測定誤差を示している。測定開始後１時間から２時間経過までは、較正後に室外に移動して深部体温を計測した場合の測定誤差を示している。さらに、測定開始後２時間から３時間経過までは、再び室内に移動し、深部体温を計測した場合の測定誤差を示している。
【００６２】
図９に示すように、計測開始から１時間までは、外気の対流がない室内を仮定している。この室内での期間では、測定開始から０．５時間経過の時点で較正を行った後は、本実施の形態および従来例ともに測定誤差はわずかである。その後、測定開始後１時間から２時間経過までの期間に、室外に移動して深部体温を推定した場合、本実施の形態においては、測定誤差は０．１℃程度であるのに対し、従来例においては、外気の対流の影響を受け測定誤差がこれよりも大幅に大きくなっている。
【００６３】
その後、測定開始後２時間から３時間経過までの期間において、再び室内に移動し深部体温を推定した場合、本実施の形態では測定誤差は小さい値のままであるのに対し、従来例は本実施の形態と比較して測定誤差は大きい値で推移していることがわかる。
【００６４】
このように、本実施の形態に係る生体内温度測定装置１００では、室内でキャリブレーションをした後に室外に出て深部体温を計測した場合であっても、測定誤差は非常に小さく抑えられていることがわかる。
【００６５】
以上説明したように、本実施の形態に係る生体内温度測定装置１００によれば、生体２００の表皮に接して配置されたプローブ１１０、１２０の外気側の面がアルミや銅などの金属、またはグラフェンのように熱伝導率の高い材料で形成された熱伝導部材１３０に覆われている。
【００６６】
そのため、生体２００、生体内温度測定装置１００、および外気を含む熱等価回路において形成されるブリッジ回路の中に外気への熱抵抗ＲAを含まない推定モデルとなり、熱流束の漏れの割合Ｋは、外気への熱抵抗ＲAに依らないことになる。したがって、本実施の形態に係る生体内温度測定装置１００では、外気が変化しても測定誤差を抑えてより正確に深部体温を推定することができる。
【００６７】
［変形例１］
次に、上述した本実施の形態に係る生体内温度測定装置１００の変形例１について、図１０を用いて説明する。実施の形態に係る生体内温度測定装置１００は、熱伝導部材１３０が２つのプローブ１１０、１２０を共通して覆っている場合について説明した。これに対し、変形例１では、互いに離間して生体２００の表皮に接して配置されたプローブ１１０、１２０ごとの周囲を、熱伝導部材１３０ａ、１３０ｂが別個に覆っている。その他の構成は上述した実施の形態と同様である。
【００６８】
このように、プローブ１１０、１２０ごとに熱伝導部材１３０が設けられるので、生体内温度測定装置１００をより小型化することが可能となる。
【００６９】
［変形例２］
次に、本実施の形態に係る生体内温度測定装置１００の変形例２について、図１１を用いて説明する。上述した実施の形態および変形例１では、プローブ１１０、１２０のそれぞれが熱流束センサ１１２、１２２、および温度センサ１１３、１２３を備える場合について説明した。これに対し、変形例２に係るプローブ１１０、１２０のそれぞれは、熱流束センサ１１２、１２２の代わりに、１対の温度センサ１１３ａ、１１３ｂ、および一対の温度センサ１２３ａ、１２３ｂを備える。
【００７０】
図１１に示す変形例２は、上述した変形例１と同様、プローブ１１０、１２０ごとに熱伝導部材１３０ａ、１３０ｂが設けられている。
【００７１】
プローブ１１０が備える断熱部材１１１の生体２００の表皮側の端部に温度センサ１１３０ａが表皮に接するように配置されている。また、断熱部材１１１の生体２００の表皮から遠ざかる位置の他端には、もう一方の温度センサ１１３ｂが設けられている。表皮側の温度センサ１３０ａは生体の表皮の温度（以下、温度Ｔ1という場合がある。）を計測する。温度センサ１１３ｂは、断熱部材１１１を介した生体２００の表皮の温度（以下、温度Ｔ3という場合がある。）を計測する。
【００７２】
プローブ１１０における熱流束Ｈ1（図１および図２のＨiに相当）は、温度センサ１１３ａ、１１３ｂで計測された温度差から導出される（Ｈ1＝（Ｔ1−Ｔ3））。
なお、もう一方のプローブ１２０についても同様に温度センサ１２３ａ、１２３ｂで計測された温度の差からプローブ１２０における熱流束を求めることができる。
【００７３】
このように、熱流束センサ１１２、１２２の代わりに２つの温度センサ１１３ａ、１１３ｂ、および１２３ａ、１２３ｂを用いて生体２００の表皮の温度および熱流束を測定した場合であっても、同様に上述した実施の形態と同様に、外気の変化にかかわらず、より正確に深部体温を推定することができる。
【００７４】
［変形例３］
次に、本実施の形態に係る変形例３について、図３を用いて説明する。説明した変形例２では、熱流束センサ１１２、１２２代わりに１対の温度センサ１１３ａ、１１３ｂ、および１２３ａ、１２３ｂを断熱部材１１１、１２１の両端に設けて生体２００の表皮の温度および熱流束を算出する場合について説明した。また、変形例２では、熱伝導部材１３０ａ、１３０ｂが、互いに離間して生体２００の表面に配置されたプローブ１１０、１２０の外気側の周囲をそれぞれ別個に覆う場合について説明した。
【００７５】
これに対し、変形例３では、図１２に示すように、変形例２と同様の構成を有する２つの温度センサ１１３ａ、１１３ｂ、および１２３ａ、１２３ｂを断熱部材１１１、１２１の両端に設けたプローブ１１０、１２０の生体２００の表面に接する面以外の周囲を共通して覆う熱伝導部材１３０を有する。
【００７６】
このように、金属材料やグラフェンシートで構成される高い熱伝導率を有する熱伝導部材１３０が２つのプローブ１１０、１２０の周囲を覆うので、前述した深部体温の推定モデル（式（５）から式（７））により対応した構成とすることができる。
【００７７】
［変形例４］
次に、本実施の形態に係る生体内温度測定装置１００の変形例４について図１３を用いて説明する。上述した変形例２および変形例３では、プローブ１１０、１２０ごとに２つの温度センサ１１３ａ、１１３ｂ、および１２３ａ、１２３ｂを断熱部材１１１、１２１の両端に設ける場合について説明した。これに対し、変形例４では、プローブ１１０、１２０のそれぞれは、生体２００の表皮に接する温度センサ１１３、１２３を有するが、温度センサ１４０が熱伝導部材１３０内部に設けられる。
【００７８】
図１３に示すように、変形例４では、断熱部材１１１、１２１における生体２００から遠ざかる他端には、変形例３で説明した温度センサは設けられていない。その代わりに、２つのプローブ１１０、１２０において共通して用いられる温度センサ１４０が熱伝導部材１３０に覆われて設けている。したがって、生体内温度測定装置１００は、合計３つの温度センサを用いて生体２００の表面の温度および熱流束を計測する。
【００７９】
温度センサ１４０によって計測された生体２００の温度は、上述した変形例２および変形例３において説明した温度Ｔ3として計測され、それぞれのプローブ１１０、１２０における熱流束は、温度Ｔ3と温度センサ１１３、１２３で計測された温度との差により導出される。
【００８０】
このように、変形例４では、生体内温度測定装置１００に設ける温度センサの数が３つでよいので、より簡易なセンサ構成とすることができる。
【００８１】
以上、本発明の生体内温度測定装置および生体内温度測定方法における実施の形態について説明したが、本発明は説明した実施の形態に限定されるものではなく、請求項に記載した発明の範囲において当業者が想定し得る各種の変形を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１…生体内温度測定システム、１００…生体内温度測定装置、１１０、１２０…プローブ、１３０…熱伝導部材、１１１、１２１…断熱部材、１１２、１２２…熱流束センサ、１１３、１２３…温度センサ、２００…生体、１１…演算回路、１２…メモリ、１３…通信回路、１４…電池。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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