(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定体の一方側面の一方側温度及び一方側熱流束と、前記被測定体の他方側面の他方側温度及び他方側熱流束とを取得する取得部と、
前記一方側温度、前記一方側熱流束、前記他方側温度および前記他方側熱流束を用いて前記被測定体の内部温度を演算する演算部と、
を備えた内部温度測定装置。
【請求項２】
前記被測定体の前記一方側面に前記一方側温度及び前記一方側熱流束を測定するための一方側センサー部と、前記被測定体の前記他方側面に前記他方側温度及び前記他方側熱流束を測定するための他方側センサー部とを有する測定部を更に備え、
前記取得部は、前記一方側センサー部と前記他方側センサー部とによる測定結果を取得する、
請求項１に記載の内部温度測定装置。
【請求項３】
前記一方側センサー部は複数の温度センサーを有し、
前記他方側センサー部は複数の温度センサーを有し、
前記取得部は、前記一方側センサー部で測定された複数の温度から前記一方側熱流束を取得し、前記他方側センサー部で測定された複数の温度から前記他方側熱流束を取得する、
請求項２に記載の内部温度測定装置。
【請求項４】
前記測定部は、
前記被測定体の第１の内部位置を挟むようにして設けられた第１のセンサー部ペアと、
前記被測定体の第２の内部位置を挟むようにして設けられた第２のセンサー部ペアと、
を有し、
前記演算部は、前記第１のセンサー部ペアによる測定結果を用いて第１の内部温度を推定し、前記第２のセンサー部ペアによる測定結果を用いて第２の内部温度を推定し、前記第１の内部温度及び前記第２の内部温度を用いて最終的な前記内部温度を決定する、
請求項２又は３に記載の内部温度測定装置。
【請求項５】
前記被測定体の表面を囲むように周状に配置される、温度及び熱流束を測定するためのＮ個（Ｎ≧３）のセンサー部を有する測定部を更に備え、
前記取得部は、前記Ｎ個のセンサー部のうちから前記一方側面のセンサー部と前記他方側面のセンサー部との組み合わせでなる複数のセンサー部ペアを選択して、各センサー部ペアによる測定結果を取得し、
前記演算部は、前記センサー部ペア毎に、前記取得部により取得された当該センサー部ペアの測定結果を用いて前記内部温度の候補を推定し、当該候補のうちから所定条件を満たす候補を最終的な前記内部温度として決定する、
請求項１〜３の何れか一項に記載の内部温度測定装置。
【請求項６】
温度及び熱流束を測定するためのセンサー部を、前記一方側面及び前記他方側面に配置変更可能に備え、
前記取得部は、前記センサー部が前記一方側面に配置されたときの測定結果を前記一方側温度及び前記一方側熱流束として取得し、前記他方側面に配置されたときの測定結果を前記他方側温度及び前記他方側熱流束として取得する、
請求項１〜３の何れか一項に記載の内部温度測定装置。
【請求項７】
前記演算部は、前記被測定体の中の温度を示す所定の温度分布を用いて前記被測定体の内部温度を演算する、
請求項１〜６の何れか一項に記載の内部温度測定装置。
【請求項８】
前記温度分布は、前記被測定体の内部温度を温度ピークとするＮ次関数（Ｎ≧２）で表された、
請求項７に記載の内部温度測定装置。
【請求項９】
前記被測定体は人体の四肢であり、
前記演算部は、更に、前記一方側熱流束及び前記他方側熱流束を用いて基礎代謝を演算する、
請求項１〜８の何れか一項に記載の内部温度測定装置。
【請求項１０】
前記被測定体は人体の四肢であり、
前記測定部は、環状形状を有して前記四肢に装着される装着機器に内蔵されており、
前記取得部及び前記演算部は、本体装置に内蔵されており、
前記装着機器と前記本体装置とが通信接続されて構成された、
請求項２〜５の何れか一項に記載の内部温度測定装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一項に記載の内部温度測定装置を具備し、前記被測定体を人体の手首とし、環状形状を有して前記手首に装着されるリスト装着型装置。
【請求項１２】
コンピューターによる演算処理によって被測定体の内部温度を測定する方法であって、
前記被測定体の一方側面の一方側温度及び一方側熱流束と、前記被測定体の他方側面の他方側温度及び他方側熱流束とを取得することと、
前記一方側温度、前記一方側熱流束、前記他方側温度および前記他方側熱流束を用いて前記被測定体の内部温度を演算することと、
を含む内部温度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部温度測定装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
人に係る生体情報として、内部体温と基礎代謝とがある。内部体温とは、人体の部位に関わらず、人体の皮膚表面よりも深い場所（内部）における温度のことを言う。
【０００３】
内部体温を測定する技術としては、例えば、ヒーターを内蔵したプローブを生体表面に装着し、ヒーターから熱を与える一方で生体から放出される熱流が「０」になった時の温度を測定することで、内部温度を演算する技術（例えば、特許文献１を参照）や、生体内の熱伝導を電気回路の等価回路として置き換えて内部温を測定する技術（例えば、特許文献２を参照）、などが知られている。また、外耳道に装置を挿入して内部体温を測定する機器も知られるところである（例えば、特許文献３を参照）。
【０００４】
基礎代謝を測定する技術としては、熱流束を測定するための熱流サーミスタ及び複数の温度センサーを搭載した機器を被測定者の腕等に取り付け、熱流束と温度差とから基礎代謝を求める技術が知られるところである（例えば、特許文献４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０２２０５号公報
【特許文献２】特開２０１４−０５２３５０号公報
【特許文献３】特開２０１１−０７２６３７号公報
【特許文献４】特開２０１１−１２０９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
人の生体情報、特に内部体温や基礎代謝といった温度に係る生体情報を長時間（例えば、１日以上）にわたって連続的に、そして正確に測定するためには、各種の誤差の影響を如何に小さくするかが重要である。
【０００７】
測定の簡便性や快適性の観点からすれば、特許文献３に開示されるような形態の機器では、外耳道に装置を挿入し続けなければならず好ましいとは言えない。特許文献４のような形態の機器であれば、好ましいかもしれない。
【０００８】
しかし、特許文献４で開示されている技術では、被測定部の形状に起因する誤差や、生体内部における熱源位置の偏りに起因する誤差の影響が考慮されていない。すなわち、一般に生体の腕などは熱源の位置が中心から偏っていることが多く、例えば手首では甲側か掌側かという部位の表裏の違いで表面温度と熱流が異なるという特徴をもつ。特許文献４ではこれら測定部位の表裏の違いによる測定誤差を補償していないため、測定部位の表裏の違いによる測定誤差を含んでしまう。
【０００９】
では、特許文献４のような形態の機器に、特許文献１の技術を適用すれば良いかと言えば、特許文献１の技術はヒーターを必要とするので簡便性と快適性に良好なサイズの機器として実現するのは難しい。また、ヒーターを必要とするため、長時間の測定の間、ヒーターを駆動し続けるのか、断続的に駆動するのか、電源をどのようにして確保するのか、といった問題もある。
【００１０】
ヒーターを要しない特許文献２の技術を適用すれば良いかと言えば、生体内部における熱源位置の偏りに起因する誤差の影響が含まれてしまう。すなわち、そもそも実際の生体内は、組織の代謝による発熱と血液から組織への熱流入とを含む熱伝導系であり、生体内の深さによって熱流が異なる。
【００１１】
なお、上述した問題は、人の内部温度の測定に限らず、他の動物の内部温度の測定にも同じことがいえる。また、ＬＳＩ（Large Scale Integration）などの半導体チップの内部温度の解析や、内部に熱源のある機械部品や構造体の内部温度の解析に関しても同じ事が言える。
【００１２】
本発明は、こうした背景を元に考案されたものであり、その目的とするところは、誤差の影響を低減させた内部温度の新たな測定技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上の課題を解決するための第１の発明は、被測定体の一方側面側の一方側温度及び一方側熱流束と、前記被測定体の他方側面側の他方側温度及び他方側熱流束とを取得する取得部と、前記一方側温度、前記一方側熱流束、前記他方側温度および前記他方側熱流束を用いて前記被測定体の内部温度を演算する演算部と、を備えた内部温度測定装置である。
【００１４】
また、第２の発明は、前記被測定体の前記一方側面側に前記一方側温度及び前記一方側熱流束を測定するための一方側センサー部と、前記被測定体の前記他方側面側に前記他方側温度及び前記他方側熱流束を測定するための他方側センサー部と有する測定部を更に備え、前記取得部は、前記一方側センサー部と前記他方側センサー部とによる測定結果を取得する、第１の発明の内部温度測定装置である。
【００１５】
第１又は第２発明によれば、測定にヒーターを要しないので測定の簡便性や快適性を確保できる。また、被測定体の内部温度の分布傾向を仮定し、一方側から測定した表面温度及び熱流束と、他方側から測定した表面温度及び熱流束とから内部温度を演算するので、被測定体の形状に起因する誤差や、被測定体の内部における熱源位置の偏りに起因する誤差の影響を低く抑えることができる。
【００１６】
第３の発明は、前記一方側センサー部は複数の温度センサーを有し、前記他方側センサー部は複数の温度センサーを有し、前記取得部は、前記一方側センサー部で測定された複数の温度から前記一方側熱流を取得し、前記他方側センサー部で測定された複数の温度から前記他方側熱流を取得する、第２の発明の内部温度測定装置である。
【００１７】
第３の発明によれば、熱流束を測定するセンサーを設けず、複数の温度センサーの測定結果から熱流束を得ることができるようになる。構造の簡素化や製造コストの低減を図ることができる。
【００１８】
第４の発明は、前記測定部が、前記被測定体の第１の内部位置を挟むようにして設けられた第１のセンサー部ペアと、前記被測定体の第２の内部位置を挟むようにして設けられた第２のセンサー部ペアと、を有し、前記演算部は、前記第１のセンサー部ペアによる測定結果を用いて第１の内部温度を推定し、前記第２のセンサー部ペアによる測定結果を用いて第２の内部温度を推定し、前記第１の内部温度及び前記第２の内部温度を用いて最終的な前記内部温度を決定する、第２又は第３の発明の内部温度測定装置である。
【００１９】
第４の発明によれば、例えば、内部の熱源位置を内部位置とし、それぞれの内部位置に対応するセンサー部ペアを設けることで、より正確な内部温度を測定できるようになる。
【００２０】
第５の発明は、前記被測定体の表面を囲むように周状に配置される、温度及び熱流束を測定するためのＮ個（Ｎ≧３）のセンサー部を有する測定部を更に備え、前記取得部は、前記Ｎ個のセンサー部のうちから前記一方側面側のセンサー部と前記他方側面側のセンサー部との組み合わせでなる複数のセンサー部ペアを選択して、各センサー部ペアによる測定結果を取得し、前記演算部は、前記センサー部ペア毎に、前記取得部により取得された当該センサー部ペアの測定結果を用いて前記内部温度の候補を推定し、当該候補のうちから所定条件を満たす候補を最終的な前記内部温度として決定する、第１〜第３の何れかの発明の内部温度測定装置である。
【００２１】
第５の発明によれば、より精度の高い内部温度の測定が可能となる。
【００２２】
第６の発明は、温度及び熱流束を測定するためのセンサー部を、前記一方側面側及び前記他方側面側に配置変更可能に備え、前記取得部は、前記センサー部が前記一方側面側に配置されたときの測定結果を前記一方側温度及び前記一方側熱流束として取得し、前記他方側面側に配置されたときの測定結果を前記他方側温度及び前記他方側熱流束として取得する、第１〜第３の何れかの発明の内部温度測定装置である。
【００２３】
第６の発明によれば、１つのセンサー部で一方側面側及び他方側面側の温度と熱流束とを測定できるので、構造の簡素化と製造コストの低減を図ることができる。
【００２４】
第７の発明は、前記演算部が、前記被測定体の中の温度を示す所定の温度分布を用いて前記被測定体の内部温度を演算する、第１〜第６の何れかの発明の内部温度測定装置である。
【００２５】
第７の発明によれば、より精度の高い内部温度の測定が可能となる。
【００２６】
なお、第８の発明として、前記温度分布が、前記被測定体の内部温度を温度ピークとするＮ次関数（Ｎ≧２）で表された、第１〜第７の何れかの発明の内部温度測定装置を構成することができる。
【００２７】
また、内部温度を測定することを利用して、第９の発明のように、前記被測定体は人体の四肢であり、前記演算部は、更に、前記一方側熱流束及び前記他方側熱流束を用いて基礎代謝を演算する、第１〜第８の何れかの発明の内部温度測定装置を実現することもできる。
【００２８】
また、装置は一体に限らず、第１０の発明として、前記被測定体は人体の四肢であり、前記測定部は、環状形状を有して前記四肢に装着される装着機器に内蔵されており、前記取得部及び前記演算部は、本体装置に内蔵されており、前記装着機器と前記本体装置とが通信接続されて構成された、第２〜第９の何れかの発明の内部温度測定装置を構成することができる。
【００２９】
第１１の発明は、第１〜第１０の何れかの発明の内部温度測定装置を具備し、前記被測定体を人体の手首とし、環状形状を有して前記手首に装着されるリスト装着型装置である。
【００３０】
第１１の発明によれば、測定の簡便性や快適性をより向上させることができる。
【００３１】
第１２の発明は、コンピューターによる演算処理によって被測定体の内部温度を測定する方法であって、前記被測定体の一方側面側の一方側温度及び一方側熱流束と、前記被測定体の他方側面側の他方側温度及び他方側熱流束とを取得することと、前記一方側温度、前記一方側熱流束、前記他方側温度および前記他方側熱流束を用いて前記被測定体の内部温度を演算することと、を含む内部温度測定方法である。
【００３２】
第１２の発明によれば、第１の発明と同様の効果を得る内部温度測定方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態における内部温度測定装置の構成例を示す正面図。
【図２】第１実施形態における内部温度測定装置の構成例を示す上面図。
【図３】第１実施形態における内部温度測定装置の構成例を示す側面図。
【図４】第１実施形態における内部温度測定の測定原理について説明する為の図。
【図５】第１実施形態の内部温度測定装置における処理の流れを説明するためのフローチャート。
【図６】第２実施形態における内部温度測定装置の構成例を示す正面図。
【図７】第２実施形態の内部温度測定装置における処理の流れを説明するためのフローチャート。
【図８】第３実施形態における内部温度測定装置の構成例を示す正面図。
【図９】第３実施形態における内部温度の測定手順について説明するための図。
【図１０】第３実施形態の内部温度測定装置における処理の流れを説明するためのフローチャート。
【図１１】第４実施形態における内部温度測定装置の構成例を示す図。
【図１２】第４実施形態の内部温度測定装置における処理の流れを説明するためのフローチャート。
【図１３】センサーモジュールの構成の変形例を示す断面図。
【図１４】第１実施形態に基礎代謝の算出機能を追加した場合の処理の流れを説明するためのフローチャート。
【図１５】皮膚温と血流量の対応表の例。
【図１６】変形例「その５」における内部温度測定装置の構成を示す正面図。
【図１７】変形例「その６」における内部温度測定装置の構成を示す正面図。
【図１８】変形例「その７」における内部温度測定装置の構成を示す正面図。
【図１９】変形例「その７」における内部温度測定装置における処理の流れを説明するためのフローチャート。
【図２０】変形例「その７」における内部温度測定装置における処理の流れを説明するためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
［第１実施形態］
本発明を適用した内部温度測定装置の例として、人体の内部体温を測定する内部温度測定装置について説明する。
【００３５】
［１：ハードウェアの構成］
図１〜図３は、本実施形態における内部温度測定装置１０の構成例を示す図であって、図１が正面図、図２が上面図、図３が側面図に相当する。
内部温度測定装置１０は、内部温度の測定機能を有したリスト装着型装置であり、被検者の手首２に装着されるウェアラブルコンピューターである。
【００３６】
具体的には、内部温度測定装置１０は、正面視弧状の測定部１２と、測定部１２の端部を繋ぐ伸縮部１４とを有し、全体として正面視環状の形状を成している。測定部１２は、正面視において図１に示すようなアルファベット「Ｃ」字の形状として弾性樹脂による一体成形品とすると好適である。本実施形態の伸縮部１４は、伸縮性の弾性樹脂や伸縮ベルトなどにより実現される。測定部１２は、伸縮部１４が縮もうとする力により撓み、甲側内面及び掌側内面がそれぞれ手首２の皮膚面に密着する。
【００３７】
測定部１２の甲側の上面には、表示部１６と操作入力部１８とが設けられている。また、測定部１２の内部には、バッテリー２０と、制御基板３０と、第１センサーモジュール７０Ａ及び第２センサーモジュール７０Ｂからなるセンサー部ペアと、が内蔵されている。
【００３８】
表示部１６は、ユーザーに向けて各種情報を表示するための表示デバイスであって、制御基板３０により表示制御される。表示部１６は、例えば薄型タッチパネル、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬディスプレイなどにより実現される。特に、表示部１６を、測定部１２の外形の湾曲に沿った湾曲型、更には測定部１２の弾性変形に追従変形可能なフレキシブル型とすると好適である。
【００３９】
操作入力部１８は、ユーザーによる操作入力を受け付けるデバイスであって、操作入力に応じた信号を制御基板３０へ出力する。図１及び図２の例では、２つのボタンスイッチとして図示しているが、ボタンスイッチ以外にも、ダイヤルやタッチパッド、加速度センサーなどにより実現するとしてもよい。勿論、操作入力部１８の数や位置は適宜設定可能である。
【００４０】
バッテリー２０は、制御基板３０等に電力を供給する。本実施形態では、無線給電に対応した無端子型とするが、適宜、外部へのデータ通信ケーブルを兼ねた充電ケーブルとの接続部を設けるとしてもよい。
【００４１】
第１センサーモジュール７０Ａ及び第２センサーモジュール７０Ｂは、手首２の表面に密着して、接触位置における表面温度と当該モジュールを通過する熱流束とを測定し、それぞれの測定量に応じた信号を制御基板３０に出力するセンサー部である。
【００４２】
本実施形態では、第１センサーモジュール７０Ａ及び第２センサーモジュール７０Ｂは同じ構造を有している。代表して第１センサーモジュール７０Ａで構造例を説明すると、被測定体（手首２）との接触面側から順に、被測定体接触部７１と、熱拡散層７２と、伝熱層７３と、熱流センサー８２と、伝熱層７４と、熱拡散層７５と、外環境接触部７６とを有した積層構造を有している。そして、伝熱層７３内に、熱拡散層７２の温度を測定できるように温度センサー８０が内蔵され、伝熱層７３と伝熱層７４との間の熱流を測定できるように熱流センサー８２が内蔵されている。温度センサー８０と熱流センサー８２からは、それぞれ信号線８３が引き出されており制御基板３０に接続されている。
【００４３】
制御基板３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１と、ＩＣメモリー３２と、入出力インターフェースＩＣ３４と、外部装置との無線通信を確立しデータ通信を実現する無線通信モジュール３６と、が搭載されている。入出力インターフェースＩＣ３４は、ＣＰＵ３１と各部（例えば、表示部１６や、操作入力部１８、第１センサーモジュール７０Ａ、第２センサーモジュール７０Ｂなど）との間の信号の入出力をコントロールする。入出力インターフェースＩＣ３４は、第１センサーモジュール７０Ａ及び第２センサーモジュール７０Ｂで測定された温度及び熱流束を取得する取得部である。なお、温度及び熱流束の測定自体を取得と呼ぶのであれば、第１センサーモジュール７０Ａ及び第２センサーモジュール７０Ｂが取得部に相当することとなる。
【００４４】
制御基板３０は、フレキシブル型の基板とすると好適である。そして、本実施形態の制御基板３０は、ＣＰＵ３１でＩＣメモリー３２に記憶されている制御プログラムを実行することにより、内部温度の測定等に係る各種機能を実現する。なお、制御基板３０の一部又は全部を、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）や、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）、ＳｏＣ（System on a Chip）により実現するとしてもよい。
【００４５】
［２：測定原理］
図４は、本実施形態における内部温度測定の測定原理について説明する為の図であって、被測定体（本実施形態では手首２）に内部温度測定装置１０を装着した状態の断面図と、内部温度分布のグラフとを示している。
【００４６】
被測定体（本実施形態では手首２）に本実施形態の内部温度測定装置１０を装着すると、第１センサーモジュール７０Ａは、被測定体接触部７１が手首２の甲側表面に接触し、第１表面温度θａと第１熱流束φｑａとを測定することができる。同様に、第２センサーモジュール７０Ｂは、被測定体接触部７１が手首２の掌側表面に接触し、第２表面温度θｂと第２熱流束φｑｂとを測定することができる。甲側表面が一方側面の一例であり、掌側表面が他方側面の一例である。また、第１表面温度θａと第１熱流束φｑａとが、それぞれ一方側温度及び一方側熱流束の一例であり、第２表面温度θｂと第２熱流束φｑｂとが、それぞれ他方側温度及び他方側熱流束の一例である。
【００４７】
手首２の内部に存在する熱源位置には偏りがある。すなわち、手首２の甲側と掌側とを結ぶ方向（以下「甲掌方向」あるいは「表示方向」という）の略中央（図４に向かって上下方向の略中央）付近に尺骨４と橈骨５があり、尺骨４と橈骨５の掌側に尺骨動脈６と橈骨動脈７とがある。手首２の熱源としては、筋肉等の組織３による発熱は勿論のこと、尺骨動脈６及び橈骨動脈７を流れる動脈血液が大きな熱源となる。従って、グラフに示すように、内部温度分布の温度最高点Ｐ０（内部温度測定装置１０が測定しようとしている温度を示す点）は、甲掌方向の中央よりやや掌側にオフセットした位置にある。
【００４８】
ここで、内部温度分布の温度最高点Ｐ０を座標原点とした手首２の甲掌方向（表裏方向）に沿った距離ｒの座標軸を設定し、距離ｒを変数とする内部温度分布関数θ（ｒ）を仮定する。すると、グラフ中の太線で示されるように、内部温度分布の温度最高点Ｐ０にて内部温度θ（０）を示し、手首２の内部温度及び熱流束は表面に向けて徐々に低下する。そして、甲側の表面位置（距離Ｒ１）にて、第１表面温度θａ及び第１熱流束φｑａとなる。また、掌側の表面位置（距離Ｒ２）にて、第２表面温度θｂ及び第２熱流束φｑｂとなる。
【００４９】
ここで言う、距離Ｒ１は、第１センサーモジュール７０Ａから見た内部温度分布の温度最高点Ｐ０の深さであり、距離Ｒ２は、第２センサーモジュール７０Ｂから見た内部温度分布の温度最高点Ｐ０の深さである。すなわち、距離Ｒ１と距離Ｒ２の和は、手首の甲掌方向（表裏方向）の厚さ「２Ｒ」と等しくなる。そして、手首の厚さ「２Ｒ」はユーザーが測定前に別途計測すれば明らかとなる値である。
【００５０】
よって、距離Ｒ１と距離Ｒ２は未知数であるが、内部温度分布関数に基づく４つの測定結果に基づく境界条件と、Ｒ１＋Ｒ２＝２Ｒという条件とを用いることで、これらの未知数は求まる。つまり、内部温度分布関数が求まり、当該内部温度分布関数に基づいて温度最高点Ｐ０における内部温度θ（０）を測定結果から求めることが可能になる。
【００５１】
測定原理をより具体的に説明すると次のようになる。
生体の熱モデルを記述する生体熱伝導方程式として、四肢などの測定部位の形状を円柱とし、この円柱の熱伝導方程式に部位組織の代謝による産熱と、部位の中にある動脈血液から部位組織への熱流入の項と、を加えたものを考えることができる。これに基づき、生体の熱現象を定常状態とみなすと、生体熱伝導方程式は円柱座標系を用いて式（１）のように記述することができる。
【数１】
0006763142.tif 000002
θ［℃］：組織の温度
θａｒ［℃］：動脈血温度
ｒ［ｍ］：円柱座標系における中心軸からの距離
λ［Ｗ／（ｍ・ｋ）］：組織の熱伝導率
Ｍ［Ｗ／ｍ３］：代謝による産熱量
Ｋ［Ｗ／（ｍ３・Ｋ）］：血液流熱比例定数
【００５２】
式（１）において、左辺第１項は一般の熱伝導方程式（すなわち拡散方程式）、第２項は代謝による産熱量、第３項は動脈血液から部位組織への熱流入を表す。この式（１）で示される生体熱伝導方程式は、動脈血管が仮想的に組織に均等に分散している状態を記述しているため、集中定数モデルと呼ぶこともできる。
【００５３】
左辺第３項で表される動脈血液から組織への熱流入は、組織の温度によって異なるが巨視的には動脈血液から組織への熱流入を定値とおくことができるので、式（１）は定発熱の熱伝導モデルとしてより簡単に解くことができる。具体的には、血液流熱比例定数Ｋは、血液密度ρbと、定圧比熱Ｃbと、単位体積当たりの血流量ｗbとの積で表すことができるので、式（１）の左辺第３項を代謝による産熱と同様、温度に存しない発熱値Ｗ［Ｗ／ｍ３］とすることで、式（２）と記述できる。
【数２】
0006763142.tif 000003
【００５４】
このとき、動脈血液から組織への熱流入は血流量に比例するから、式（２）は式（３）と記述できる。
【数３】
0006763142.tif 000004
ρｂ［ｋｇ／ｍ３］：血液の密度
ｃｂ［Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）］：血液の定圧比熱
ｗｂ［ｍ３／（ｍ３・ｓ）］：単位体積当たりの血流量
ｋ：比例定数
そして、温度分布θ（ｒ）を表面温度θ（Ｒ）とすると式（４）となる。
【数４】
0006763142.tif 000005
【００５５】
ここで、内部温度を、第１センサーモジュール７０Ａ及び第２センサーモジュール７０Ｂから見てみる。内部温度分布の温度最高点Ｐ０の距離を「０」とし、温度最高点Ｐ０から表面への距離をそれぞれｒ１，ｒ２（図４参照）とする。そして、第１センサーモジュール７０Ａ及び第２センサーモジュール７０Ｂから見た内部温度分布をそれぞれθａ（ｒ１），θｂ（ｒ２）と記述すると、式（４）から式（５）及び式（６）が求められる。
【数５】
0006763142.tif 000006
【数６】
0006763142.tif 000007
【００５６】
第１センサーモジュール７０Ａ及び第２センサーモジュール７０Ｂから見た内部温度分布の温度最高点Ｐ０である内部温度θａ（０），θｂ（０）は、式（５）及び式（６）においてｒ１＝０及びｒ２＝０であるから、式（７）及び式（８）で表すことができる。
【数７】
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【数８】
0006763142.tif 000009
【００５７】
そして、内部温度θａ（０），θｂ（０）は、それぞれ第１センサーモジュール７０Ａ及び第２センサーモジュール７０Ｂによって測定される表面温度である。すなわち、境界条件として式（９）及び式（１０）が成り立つ。
【数９】
0006763142.tif 000010
【数１０】
0006763142.tif 000011
【００５８】
また、内部温度分布の温度最高点Ｐ０である生体内部温度は第１センサーモジュール７０Ａ及び第２センサーモジュール７０Ｂからみて一致するので、これをθ（０）とおくと、境界条件として式（１１）が成り立つ。
【数１１】
0006763142.tif 000012
【００５９】
ここで、式（４）に立ち返って、熱流束に目を向ける。
式（４）を距離ｒで微分し、組織の熱伝導率λを積算すると式（１２）のように熱流束分布を求めることができる。
【数１２】
0006763142.tif 000013
同様に、式（５）及び式（６）を距離ｒで微分して、それぞれｒ＝ｒ１，ｒ＝ｒ２とすると、第１センサーモジュール７０Ａ及び第２センサーモジュール７０Ｂから見た熱流束は、式（１３）及び式（１４）と記述できる。
【数１３】
0006763142.tif 000014
【数１４】
0006763142.tif 000015
【００６０】
一方、式（１２）においてｒ＝Ｒ１とすれば、第１センサーモジュール７０Ａで測定された第１熱流束φｑａとなる。また、式（１２）においてｒ＝Ｒ２とすれば、第２センサーモジュール７０Ｂで測定された第２熱流束φｑｂとなる。よって、式（１３）及び式（１４）から、式（１５）及び式（１６）がそれぞれ導かれる。
【数１５】
0006763142.tif 000016
【数１６】
0006763142.tif 000017
また、図４のグラフにて示したように、第１センサーモジュール７０Ａ及び第２センサーモジュール７０Ｂから見たそれぞれの温度最高点Ｐ０の深さＲ１と深さＲ２との和は、被測定体の直径、この場合、手首２の甲側から掌側までの厚さ「２Ｒ」に等しいので、式（１７）が成り立つ。
【数１７】
0006763142.tif 000018
【００６１】
式（７）〜式（１７）を連立させ、内部温度分布の温度最高点Ｐ０における内部温度θ（０）を解くと、式（１８）が得られる。なお、同式中のλは生体の熱伝導率であり、本実施形態では統計値を用いるものとする。
【数１８】
0006763142.tif 000019
【００６２】
よって、第１センサーモジュール７０Ａ及び第２センサーモジュール７０Ｂから見たそれぞれの温度最高点Ｐ０の深さＲ１及び深さＲ２が不定であっても、第１センサーモジュール７０Ａにて測定される第１表面温度θａ及び第１熱流束φｑａと、第２センサーモジュール７０Ｂにて測定される第２表面温度θｂ及び第２熱流束φｑｂと、被測定体の厚さ（手首２の甲側から掌側までの厚さ「２Ｒ」）と、から内部温度分布の温度最高点Ｐ０における温度、すなわち内部温度θ（０）を測定することができる。
【００６３】
なお、式（１８）は、深さＲ１及び深さＲ２が不定であるばかりか、それらが変動する場合でも成り立つ。換言すれば、被測定体中で熱源の偏在が変化し、内部温度の温度最高点Ｐ０が変化する場合でも、内部温度分布の温度最高点である生体内部温度を測定することができる
【００６４】
［３：処理の流れ］
図５は、本実施形態の内部温度測定装置１０における処理の流れを説明するためのフローチャートである。当該処理の流れは、制御基板３０のＣＰＵ３１がＩＣメモリー３２に記憶されている所定のプログラムを読み出して実行することにより実装される。なお、制御基板３０は内部クロックを利用して、現在日時を計時しているものとする。
【００６５】
内部温度測定装置１０は、測定を開始する前にＩＣメモリー３２の所定の記憶領域に、被測定体の厚さ「２Ｒ」が記録されているか確認する。もし、記憶されていなければ（ステップＳ１０のＮＯ）、被測定体の厚さ「２Ｒ」の入力の受付処理を実行し（ステップＳ１４）、入力された値を被測定体の厚さ「２Ｒ」として記憶する（ステップＳ１６）。
なお、内部温度測定装置１０は、別途、記憶されている被測定体の厚さ「２Ｒ」の値をリセットするリセット操作を受付可能とする。
【００６６】
さて、被測定体の厚さ「２Ｒ」が記憶されているならば、内部温度測定装置１０は、センサーモジュールによる表面温度と熱流束の測定を開始する（ステップＳ６０）。本実施形態では、第１センサーモジュール７０Ａによる第１表面温度θａ及び第１熱流束φｑａの測定が開始され、第２センサーモジュール７０Ｂによる第２表面温度θｂ及び第２熱流束φｑｂの測定が開始される。
【００６７】
次いで、内部温度測定装置１０は、所定周期で、第１表面温度θａ・第１熱流束φｑａ・第２表面温度θｂ・第２熱流束φｑｂの４つの測定値を式（１８）に代入して、内部温度を算出し、現在日時と対応づけて記録する処理を開始する（ステップＳ７０）。また、表示部１６による最新の内部温度の表示させる処理を開始する（ステップＳ７２）。
【００６８】
もし、記録されている内部温度のデータを外部装置（例えば、データの蓄積と解析をするためのコンピューター）に送信する所定の外部送信操作入力を検出した場合には（ステップＳ８０のＹＥＳ）、内部温度測定装置１０は無線通信モジュール３６で、外部装置との通信を確立し（ステップＳ８２）、ＩＣメモリー３２に記憶されている内部温度のデータを当該外部装置に送信する（ステップＳ８４）。
【００６９】
以上、本実施形態によれば、内部温度測定装置１０をリスト装着型の装置とすることで、測定の簡便性や快適性を確保できる。そして、被測定体の表（一方側面側）と裏（他方側面側）にて測定した結果が、内部温度分布の表面位置における発現と見做すことで、被測定体の形状に起因する誤差や、被測定体の内部における熱源位置の偏りに起因する誤差の影響を低く抑えた内部温度の測定が可能になる。
【００７０】
なお、本実施形態では、手首２の甲側から掌側までの厚さ「２Ｒ」は、ユーザーが事前に測定して測定前に入力・設定する構成としたが、これに限らない。例えば、予め年齢・体重・身長・性別等に基づく異なる群別の厚さ「２Ｒ」の統計値をＩＣメモリー３２に記憶しておき、ステップＳ１０〜Ｓ１６に代えて、測定前にユーザーが年齢・体重・身長・性別等を入力するステップと、入力されたそれらの値に適合する群の統計値から「２Ｒ」を読み出すステップとを実行する構成としてもよい。
【００７１】
〔第２実施形態〕
次に、本発明を適用した第２実施形態について説明する。
本実施形態は、基本的には第１実施形態と同様に実現されるが、装置の構造と、センサーモジュールの配置、及び内部温度の算出過程において違いがある。なお、以降では、主に第１実施形態との差異について述べることとし、第１実施形態と同様の構成要素には第１実施形態と同じ符号を付与して説明は省略するものとする。
【００７２】
図６は、本実施形態における内部温度測定装置１０Ｂの構成例を示す正面図であり、内部温度の算出過程を説明するための図でもある。
内部温度測定装置１０Ｂは、弧状の甲側測定部１２Ｕと弧状の掌側測定部１２Ｄとが、互いの凹部を対向させるように配置され、それらの対向する端部同士が第１伸縮部１４Ｌ又は第２伸縮部１４Ｒで連結されている。これにより、内部温度測定装置１０Ｂは全体として正面視環状を成している。
【００７３】
甲側測定部１２Ｕは、表示部１６と、操作入力部１８と、制御基板３０と、第１センサーモジュール７０Ａと、第３センサーモジュール７０Ｃと、を備える。
掌側測定部１２Ｄは、第２センサーモジュール７０Ｂと、第４センサーモジュール７０Ｄとを備える。
【００７４】
第１センサーモジュール７０Ａ〜第４センサーモジュール７０Ｄは、第１実施形態と同様の構成（図１参照）を有している。
第１センサーモジュール７０Ａと第２センサーモジュール７０Ｂは、第１のセンサー部ペアを構成して、第１の内部位置に位置する橈骨動脈７を挟む位置関係に配置されている。そして、第１センサーモジュール７０Ａは、第１表面温度θａと第１熱流束φｑａとを測定し、第２センサーモジュール７０Ｂは、第２表面温度θｂと第２熱流束φｑｂとを測定する。
第３センサーモジュール７０Ｃと第４センサーモジュール７０Ｄは、第２のセンサー部ペアを構成して、第２の内部位置に位置する尺骨動脈６を挟む位置関係に配置されている。そして、第３センサーモジュール７０Ｃは、第３表面温度θｃと第３熱流束φｑｃとを測定し、第４センサーモジュール７０Ｄは、第４表面温度θｄと第４熱流束φｑｄとを測定する。
【００７５】
そして、本実施形態の内部温度測定装置１０Ｂは、センサー部ペア毎に暫定内部温度θ（０）ａｂ及び暫定内部温度θ（０）ｃｄを算出し、これら暫定内部温度の平均値から最終的な内部温度θ（０）ａｂｃｄを算出する。
【００７６】
図７は、本実施形態の内部温度測定装置１０Ｂにおける処理の流れを説明するためのフローチャートである。本実施形態における処理の流れは、基本的には第１実施形態のそれと同様の流れを有するが、ステップＳ６０に次いでステップＳ６２〜Ｓ６４が実行され、ステップＳ７０が省略されている。
【００７７】
すなわち、内部温度測定装置１０Ｂは、ステップＳ６０に次いで、第１センサーモジュール７０Ａで測定された第１表面温度θａ及び第１熱流束φｑａと、第２センサーモジュール７０Ｂで測定された第２表面温度θｂ及び第２熱流束φｑｂとから、式（１８）に基づいて暫定内部温度θ（０）ａｂを算出する。また、第２のセンサー部ペアである、第３センサーモジュール７０Ｃで測定された第３表面温度θｃ及び第３熱流束φｑｃと、第４センサーモジュール７０Ｄで測定された第４表面温度θｄ及び第４熱流束φｑｄとから、式（１８）に基づいて暫定内部温度θ（０）ｃｄの算出を開始する（ステップＳ６２）。
【００７８】
次いで、暫定内部温度θ（０）ａｂと暫定内部温度θ（０）ｃｄとの平均値から最終的な内部温度θ（０）ａｂｃｄを算出し、ＩＣメモリー３２に測定日時と対応づけて記憶する処理を開始する（ステップＳ６４）。
【００７９】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、装置の構造が複雑になり搭載するセンサーモジュールの数が倍になるなどして製造コストが上昇するデメリットがあるが、測定データが増えることでより正確に内部温度を測定できるメリットが生まれる。具体的には、尺骨動脈６及び橈骨動脈７の位置の個人差による測定誤差を一層低減させることができる。
【００８０】
〔第３実施形態〕
次に、本発明を適用した第３実施形態について説明する。
本実施形態は、基本的には第１実施形態と同様に実現されるが、装置の構造と、センサーモジュールの配置、及び内部温度の算出過程において違いがある。なお、以降では、主に第１実施形態との差異について述べることとし、第１実施形態と同様の構成要素には第１実施形態と同じ符号を付与して説明は省略するものとする。
【００８１】
図８は、本実施形態における内部温度測定装置１０Ｃの構成例を示す正面図である。
内部温度測定装置１０Ｃは、基本的には第１実施形態の内部温度測定装置１０と比べると第２センサーモジュール７０Ｂが省略されている。
【００８２】
図９は、本実施形態における内部温度の測定手順について説明するための図である。
第１実施形態では、内部温度測定装置１０を手首に嵌めたままにしておけば、自動的に内部温度が測定され記憶された。しかし本実施形態では、ユーザーが内部温度測定タイミングの都度、第１センサーモジュール７０Ａの被測定体に対する相対的な配置位置を変更するように内部温度測定装置１０Ｃの装着姿勢の反転作業をする。
【００８３】
すなわち、測定タイミングがおとずれると、内部温度測定装置１０Ｃは、第１操作案内Ｇ１を表示部１６に表示する。第１操作案内Ｇ１は、第１センサーモジュール７０Ａが手首の甲側（一方側面側）に位置するのを確認して所定の操作入力部１８を操作するように促す内容とされる。そして、所定の操作入力部１８が操作されたのを検出すると、内部温度測定装置１０Ｃは表面温度と熱流束を測定し、それぞれ第１表面温度θａ及び第１熱流束φｑａとして記憶する。
【００８４】
第１表面温度θａ及び第１熱流束φｑａを記憶したならば、内部温度測定装置１０Ｃは、第１センサーモジュール７０Ａが手首の掌側（他方側面側）に位置するように、第２操作案内Ｇ２を表示部１６に表示する。第２操作案内Ｇ２は、装置の装着姿勢を変えて所定の操作入力部１８を操作するように促す内容とされる。そして、所定の操作入力部１８が操作されたのを検出すると、内部温度測定装置１０Ｃは表面温度と熱流束を測定し、それぞれ第２表面温度θｂ及び第２熱流束φｑｂとして記憶する。
【００８５】
第２表面温度θｂ及び第２熱流束φｑｂを記憶したならば、内部温度測定装置１０Ｃは、測定が終了したので装置を元の装着姿勢に戻すように促す第３操作案内Ｇ３を一定時間表示する。
【００８６】
図１０は、本実施形態の内部温度測定装置１０Ｃにおける処理の流れを説明するためのフローチャートである。本実施形態における処理の流れは、基本的には第１実施形態のそれと同様の流れを有するが、ステップＳ１６に続いてステップＳ３０〜Ｓ４６を実行し、ステップＳ６０〜Ｓ７２が省略されている。
【００８７】
具体的には、内部温度測定装置１０Ｃは、表示部１６に第１操作案内Ｇ１を表示させ（ステップＳ３０）、所定の操作入力部１８への測定開始操作を検出すると第１センサーモジュール７０Ａによる測定を実行し（ステップＳ３２）、当該測定結果を第１表面温度θａ及び第１熱流束φｑａとしてＩＣメモリー３２に記憶する（ステップＳ３４）。
【００８８】
次いで、内部温度測定装置１０Ｃは、表示部１６に第２操作案内Ｇ２を表示させ（ステップＳ３６）、所定の操作入力部１８への測定開始操作を検出すると再び第１センサーモジュール７０Ａによる測定を実行し（ステップＳ３８）、当該測定結果を第２表面温度θｂ及び第２熱流束φｑｂとしてＩＣメモリー３２に記憶する（ステップＳ４０）。
【００８９】
次いで、内部温度測定装置１０Ｃは、表示部１６に第３操作案内Ｇ３を表示させ（ステップＳ４２）、式（１８）に第１表面温度θａ及び第１熱流束φｑａと、第２表面温度θｂ及び第２熱流束φｑｂと、を代入して内部温度を算出し、測定日時と対応づけてＩＣメモリー３２に記憶する（ステップＳ４４）。そして、表示部１６に算出した内部温度を表示させる処理を行う（ステップＳ４６）。
【００９０】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、測定の都度、ユーザーが内部温度測定装置１０Ｃの装着姿勢を変える手間が増えるので、測定の簡便性という点においては第１実施形態よりも劣るが、搭載するセンサーモジュールの数を減らせるので製造コストを下げるメリットがある。
【００９１】
なお、本実施形態は、第２実施形態にも適用することができる。
すなわち、第２実施形態において掌側測定部１２Ｄへの第２センサーモジュール７０Ｂ及び第４センサーモジュール７０Ｄの搭載を省略する。そして、ステップＳ３２では第１センサーモジュール７０Ａと第３センサーモジュール７０Ｃとのそれぞれで測定を実行し、ステップＳ３４では第１センサーモジュール７０Ａによる測定結果を第１表面温度θａ及び第１熱流束φｑａとし、第３センサーモジュール７０Ｃによる測定結果を第３表面温度θｃ及び第３熱流束φｑｃとして記憶する。ステップＳ３８では、再び第１センサーモジュール７０Ａと第３センサーモジュール７０Ｃとのそれぞれで測定を実行し、ステップＳ３４では第１センサーモジュール７０Ａによる測定結果を第４表面温度θｄ及び第４熱流束φｑｄとし、第３センサーモジュール７０Ｃによる測定結果を第２表面温度θｂ及び第２熱流束φｑｂとして記憶する。そして、ステップＳ４４では、第２実施形態と同様にして、第１表面温度θａ・第１熱流束φｑａ・第２表面温度θｂ・第２熱流束φｑｂから第１の暫定内部温度を算出し、第３表面温度θｃ・第３熱流束φｑｃ・第４表面温度θｄ・第４熱流束φｑｄから第２の暫定内部温度を算出する。そして、これらから最終的な内部温度を算出する構成とすればよい。
【００９２】
〔第４実施形態〕
次に、本発明を適用した第４実施形態について説明する。
本実施形態は、基本的には第１実施形態と同様に実現されるが、内部温度の算出を外部装置で行う点が異なる。なお、以降では、主に第１実施形態との差異について述べることとし、第１実施形態と同様の構成要素には第１実施形態と同じ符号を付与して説明は省略するものとする。
【００９３】
図１１は、本実施形態における内部温度測定装置１０Ｄの構成例を示す図である。内部温度測定装置１０Ｄは、互いに通信回線９でデータ通信可能に接続される装着機器１１と本体装置１５００とを有する。
【００９４】
装着機器１１は、第１実施形態の内部温度測定装置１０と同様に実現されるが、内部温度の算出は行わず、測定結果を本体装置１５００に送信する。
【００９５】
本体装置１５００は、内部温度算出プログラムをアプリケーションプログラムとして実行可能なコンピューターである。本実施形態ではスマートフォンとするが、パソコンや、タブレット型コンピューター、などその他の形態であってもよい。すなわち、本体装置１５００は、制御基板１５５０が搭載する無線通信モジュール１５５３で、装着機器１１と通信を確立し、ＩＣメモリー１５５２に記憶されている内部温度算出プログラム４４をＣＰＵ１５５１で実行して、装着機器１１から受信した測定結果から式（１８）に基づいて内部温度を算出する。
【００９６】
図１２は、本実施形態の内部温度測定装置１０Ｄにおける処理の流れを説明するためのフローチャートである。
装着機器１１と、本体装置１５００は互いに通信を確立する（ステップＳ２〜Ｓ４）。
通信が確立されると、本体装置１５００がステップＳ１０〜Ｓ１６を実行する一方、装着機器１１は、第１センサーモジュール７０Ａ及び第２センサーモジュール７０Ｂによる表面温度と熱流束の測定を開始し（ステップＳ３２）、本体装置１５００への測定データの送信を開始する（ステップＳ３４）。なお、データの送信は新たな測定値が得られる都度、逐一送信する方式でも良いし、一定期間分をＩＣメモリー３２に記憶してまとめて送信する方式でもよい。
【００９７】
本体装置１５００は、装着機器１１から測定データの受信を開始すると（ステップＳ３６のＹＥＳ）、内部温度の算出と記録を開始し（ステップＳ７０）、算出した内部温度の表示処理を開始する（ステップＳ７２）。内部温度の表示は、本体装置１５００が備えるタッチパネル１５０６（図１１参照）に表示させるとしても良いし、算出した内部温度のデータを装着機器１１に送信し、装着機器１１が表示部１６に表示するとしてもよい。勿論、この両方でもよい。
【００９８】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態によれば、装着機器１１における演算処理負荷が低減されるのでＣＰＵ３１を低価格に実現できる。算出された内部温度のデータの記憶に必要とされる記憶領域を低減できるので、装着機器１１の小型化・軽量化・製造コストを第１形態の内部温度測定装置１０よりも低減できる。また、本体装置１５００は携帯性に優れて、表示部１６より大きな表示デバイスを有するので、第１実施形態よりも内部温度のグラフなどの解析結果を見やすく分かり易く表示できるメリットがある。
【００９９】
［変形例］
以上、本発明を適用した実施形態について説明したが、適宜構成要素の追加・省略・変更をすることができる。
【０１００】
［その１］
例えば、上記実施形態のセンサーモジュールには、温度センサー８０と熱流センサー８２とを搭載する構成であったが、図１３に示すように、熱流センサー８２に代えて、温度センサー８０よりも被測定体から離れた位置に第２の温度センサー８４を搭載し、温度センサー８０で測定した温度θｉｎ（被測定体の表面温度）と、第２の温度センサー８４で測定した温度θｏｕｔとから、式（１９）で熱流束φｑを算出する構成としてもよい。
【数１９】
0006763142.tif 000020
λs［Ｗ／（ｍ・ｋ）］：センサーモジュールにおける伝熱層７３の熱伝導率
勿論、この場合も、センサーモジュールが温度と熱流束とを測定することは同じである。
【０１０１】
［その２］
また、上記実施形態に、内部温度θ（０）に基づいて基礎代謝を算出する機能を付加することができる。具体的には、人の体温は約３７℃に保たれているが、一般に人の活動する環境の外気温は２０℃〜２８℃程度と体温より低い。このため、人の体温と環境温度には温度差があり、人から環境にはつねに熱が放出されている。この熱放出に対し、人体は体温を維持するために熱産生を行っている。この体温を維持するための熱産生分の代謝を基礎代謝と言う。このことから、基礎代謝を測定するには人体から外環境に放出される熱量を測定すればよいことになる。
【０１０２】
人体から外環境に放出される熱量を測定するには、体表面から単位時間及び単位面積あたりに放出される熱量すなわち熱流束を測定し、これに体表面積ＢＳＡ(Body Surface Area)を積算すればよく、式（２０）のように記述できる。
【数２０】
0006763142.tif 000021
Ｑ［Ｗ＝Ｊ／Ｓ］：熱流：単位時間当たりの熱量
φｑ［Ｗ／ｍ２］：熱流束
ＢＳＡ［ｍ２］：体表面積
【０１０３】
熱流束φｑは、第１センサーモジュール７０Ａ及び第２センサーモジュール７０Ｂにより測定される第１熱流束φｑａ及び第２熱流束φｑｂから、式（２１）により平均的に算出することができる。
【数２１】
0006763142.tif 000022
よって、上記実施形態において基礎代謝Ｍbを式（２２）にて求めることができる。
【数２２】
0006763142.tif 000023
【０１０４】
なお、熱流束φｑは、手首の熱伝導モデルをシミュレーションで作成し、シミュレーション上での手首周りの全体の熱流測定値と、手首の甲側と掌側にそれぞれ配置された第１センサーモジュール７０Ａ及び第２センサーモジュール７０Ｂの測定値との関係から、式（２３）のように所定の定数Ｋａ，Ｋｂを用いて算出してもよい。
【数２３】
0006763142.tif 000024
【０１０５】
また、本実施形態では、体表面積ＢＳＡを、式（２４）に示すＤｕ  Ｂｏｉｓの式を用いて身長Ｈ［ｃｍ］と体重Ｗｔ［ｋｇ］から求めることとする。
【数２４】
0006763142.tif 000025
【０１０６】
図１４は、第１実施形態に基礎代謝Ｍbの算出機能を追加した場合の処理の流れを説明するためのフローチャートである。基本的には、第１実施形態の処理の流れと同様であるが、ステップＳ１６に次いで、内部温度測定装置１０は、ＩＣメモリー３２の所定記憶領域にユーザーの身長と体重が記憶されていなければ（ステップＳ２０のＹＥＳ）、身長と体重の入力を受け付け、入力されたそれぞれの値を記憶する（ステップＳ２２）。また、内部温度の算出を開始したならば、内部温度測定装置１０は式（２４）に基づく体表面積の算出と、式（２２）に基づく基礎代謝Ｍbの算出を開始し（ステップＳ７４）、算出した基礎代謝Ｍbを表示部１６で表示する処理を開始する（ステップＳ７６）。
【０１０７】
［その３］
また、内部温度分布関数θ（ｒ）の求め方は、上記実施形態の例に限らず適宜設定可能である。例えば、変形ベッセル関数を用いて求めるとしてもよい。
具体的には、式（１）は温度に関する微分方程式であり、この微分方程式を解くことで生体内の組織の温度を求めることができる。より具体的には、式（１）式の変数に関して、動脈血温度θａrは体温（＝約３７℃）とほぼ等しいことが知られている。また、組織の代謝による産熱Ｍもほぼ変動しない。よって、この２つを定数ａ及び定数ｂとしておくと式（１）の解は変形ベッセル関数を用いて式（２５）で表すことができる。
【数２５】
0006763142.tif 000026
θ（ｒ）［℃］：距離ｒにおける温度
ａ（＝Ｋ）［Ｗ／（ｍ３・Ｋ）］：血液流熱比例定数
ｂ（＝Ｍ＋Ｋθａｒ）［Ｗ／ｍ３］：産熱定数
Ｉ０：０次の第１種変形ベッセル関数
Ｋ０：０次の第２種変形ベッセル関数
Ｃ１，Ｃ２：未知定数
【０１０８】
式（２５）は内部温度分布関数であるから。これを距離ｒについて微分して組織の熱伝導率λを積算すると熱流束となり、式（２６）式で表すことができる。
【数２６】
0006763142.tif 000027
φｑ（ｒ）［Ｗ／ｍ２］：距離ｒにおける熱流束
θ（ｒ）［℃］：距離ｒにおける温度
λ［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］：組織の熱伝導率
Ｉ１：１次の第１種変形ベッセル関数
Ｋ１：１次の第２種変形ベッセル関数
【０１０９】
式（２５）は生体の温度分布を示し、式（２６）は生体の熱流束分布をそれぞれ示すが、内部温度分布の温度最高点Ｐ０の距離を「０」とし、温度最高点Ｐ０から表面への距離をそれぞれＲ１，Ｒ２とすると、Ｒ１，Ｒ２の位置における温度および熱流束は生体表面の温度及び熱流束のことであり、これらは内部温度測定装置１０の第１センサーモジュール７０Ａ及び第２センサーモジュール７０Ｂにより測定することができる。そして、内部温度測定装置１０を手首２に装着して測定するとき、被測定体接触部７１及び外環境接触部７６の熱抵抗が十分小さく無視できるので、式（２７）〜式（３０）の４つが成り立つ。
【数２７】
0006763142.tif 000028
【数２８】
0006763142.tif 000029
【数２９】
0006763142.tif 000030
【数３０】
0006763142.tif 000031
【０１１０】
式（２７）〜式（３０）の連立方程式を解くと、４つの未知定数Ｃ１，Ｃ２，Ｒ１，Ｒ２を求めることができる。このとき，連立方程式の解はＲ１＋Ｒ２＝２Ｒという境界条件の下で数値解析により求める。具体的には、Ｃ１，Ｃ２，Ｒ１，Ｒ２を変数とし、式（２７）〜式（３０）が成り立つようにコンピューターで数値計算（例えば、最小二乗法を用いた反復計算）して求める。そして、求められたＣ１及びＣ２を式（２５）へ代入すれば、生体内部の温度分布を求めることができる。よって、式（２５）においてｒ＝０とすれば、内部温度分布の温度最高点Ｐ０の生体内部温度すなわち内部温度θ（０）を求めることができる。
【０１１１】
なお、式（２５）における血液流熱比例定数ａ（＝Ｋ）［Ｗ／（ｍ３・Ｋ）］は、第１表面温度θａ又は第２表面温度θｂから公知の相関関係に基づいて算出するとしてもよい。
すなわち、血液流熱比例定数ａ（＝Ｋ）は、血液密度ρbと、定圧比熱Ｃbと、単位体積当たりの血流量ｗbとの積で表すことができることからも分かるように血流量に比例する。そして、皮膚の単位体積当たりの血流量ｗｂと皮膚温度は相関関係にある事が知られており、皮膚温度を測定することで皮膚の単位体積当たりの血流量ｗｂを、予め測定された図１５に示す対応表から演算することができる。そして、対応表から求めた単位体積当たりの血流量ｗｂを用いて、血液流熱比例定数ａ［Ｗ／（ｍ３・Ｋ）］＝ρb×Ｃb×ｗbで求めることができる。
【０１１２】
［その４］
また、内部温度分布関数θ（ｒ）の求め方は、上記実施形態の例に限らず適宜設定可能である。例えば、円柱座標系の円柱軸からの距離についての多項式に近似させることで求めるとしてもよい。
【０１１３】
具体的には、被測定体を想定した具体的な生体熱モデルをシミュレーション上で作成し、上述の変形ベッセル関数を用いた解法で生体の温度分布θ(r)を推定し、これを生体表面の温度θ（Ｒ）をパラメータとする式（３１）のような多項式と仮定し、最小二乗法などにより比例定数α０〜αｎをそれぞれ表面温度ごとに求めておく。すなわち、ＩＣメモリー３２には、想定される様々な温度θ（Ｒ）別に求めた比例定数α０〜αｎのセットを、温度θ（Ｒ）と対応づけて予め記憶しておく。
【数３１】
0006763142.tif 000032
【０１１４】
そして、内部温度測定装置１０の第１センサーモジュール７０Ａにより測定した第１表面温度θａ又は第２センサーモジュール７０Ｂにより測定した第２表面温度θｂを式（３１）のθ（Ｒ）に代入し、代入した第１表面温度θａ或いは第２表面温度θｂに対応づけられている比例定数α０〜αｎのセットをＩＣメモリー３２から読み出して内部温度分布を決定する。そして、当該決定した内部温度分布から最高温度を算出し、これを内部温度とすることができる。
【０１１５】
［その５］
また、上記実施形態では、被測定体に装着する部分を、１つの測定部１２と伸縮部１４で構成するか、又は、２つの甲側測定部１２Ｕ及び掌側測定部１２Ｄと２つの伸縮部１４で構成したが、これらの構成に限らない。例えば図１６に示す内部温度測定装置１０Ｅのように、巻き回し部分（第１実施形態の測定部１２及び伸縮部１４に相当する部位）を、腕時計の金属バンド製のコマのように、複数のリンク４６の連結により実現してもよい。この場合、複数のリンク４６のなかから、略対向する位置にあるリンク４６に、第１センサーモジュール７０Ａと第２センサーモジュール７０Ｂとを設ける構成とすることができる。
【０１１６】
[その６]
また更には、被測定体の装着部分の長さ調整をユーザー自らが調整できる構成であれば伸縮部１４を省略することもできる。例えば、図１７に示す内部温度測定装置１０Ｆのように、ベルト長を細かく調整できる弾性樹脂製ベルト４７Ｒ，４７Ｌに、第１センサーモジュール７０Ａ又は第２センサーモジュール７０Ｂを設ける構成も可能である。
【０１１７】
[その７]
また、上記実施形態では、測定に使用するセンサーモジュールは予め決まっているが、多数のセンサーモジュールの中から測定に適したペアを選択する構成も可能である。
例えば、図１８に示すように、内部温度測定装置１０Ｇに、被測定体の表面に内部位置を囲むように、３以上の複数のセンサーモジュール７０Ｇ１，７０Ｇ２，…を周状に配置する。図１８の例は、時計型の内部温度測定装置を想定しているので、巻き回し部分を腕時計の金属バンド製のコマのように複数のリンク４６の連結により実現し、リンク４６別にセンサーモジュール７０Ｇ１，７０Ｇ２，…７０Ｇ１４を搭載する。勿論、搭載するセンサーモジュールの数は図示の例に限らず適宜設定可能である。また、第１実施形態や第２実施形態をベースとするならば、甲側測定部１２Ｕ及び掌側測定部１４Ｄにそれぞれ複数のセンサーモジュールを搭載する構成としてもよい。
【０１１８】
そして、第１実施形態をベースとすれば、図１９に示すように、内部温度測定装置１０Ｇは、センサーモジュールのペアから測定に適当なペアを選択し、当該選択されたペアで周期的な測定を実行する。
【０１１９】
すなわち、以下の手順を実行する。内部温度測定装置１０Ｇは、ステップＳ６０に次いで、センサーモジュール７０Ｇ１，７０Ｇ２，…７０Ｇ１４の中から、センサーの候補ペアを作成し、作成した候補ペア毎に、被測定体の厚さ「２Ｒ」が記録されているか確認する（ステップＳ６１）。もし、記憶されていなければ（ステップＳ６１のＮＯ）、被測定体の厚さ「２Ｒ」の入力の受付処理を実行し（ステップＳ６２）、入力された値を被測定体の厚さ「２Ｒ」として記憶する（ステップＳ６３）。次に、候補ペア毎に、内部温度を算出する（ステップＳ６５）。ただし、候補ペアの作成においては、配置位置が隣り合うペアは省略しても良い。
【０１２０】
次いで、内部温度測定装置１０Ｇは、算出された候補ペア毎の内部温度のうち、最高温度となった候補ペアのセンサーモジュールを、周期測定で使用するセンサーとして設定する（ステップＳ６６）。そして、ステップＳ７０に代えて、この周期測定対象とされたセンサーモジュールの測定結果に基づいて、周期的な内部温度の算出と記録とを開始する（ステップＳ７１）。
【０１２１】
或いは、図２０に示す処理の流れを説明するためのフローチャートとしても良い。
すなわち、以下の手順を実行する。内部温度測定装置１０Ｇは、ステップＳ６０に次いで、センサーモジュール７０Ｇ１，７０Ｇ２，…７０Ｇ１４の中から候補ペアを作成し、作成した候補ペア毎に被測定体の厚さ「２Ｒ」が記録されているか確認する（ステップＳ６１）。もし、記憶されていなければ（ステップＳ６１のＮＯ）、被測定体の厚さ「２Ｒ」の入力の受付処理を実行し（ステップＳ６２）、入力された値を被測定体の厚さ「２Ｒ」として記憶する（ステップＳ６３）。次に、候補ペア毎に、内部温度の算出を開始する（ステップＳ６７）。次いで、候補ペア別の内部温度を候補値として、当該候補値のうちから所定条件（当該構成では最大となる）を満たす候補値を最終的な内部温度として記録する処理を開始する（ステップＳ６８）。
【０１２２】
当該変形例の構成によれば、より精度の高い内部温度の測定が可能となる。
【符号の説明】
【０１２３】
２…手首、３…組織、４…尺骨、５…橈骨、６…尺骨動脈、７…橈骨動脈、９…通信回線、１０〜１０Ｆ…内部温度測定装置、１１…装着機器、１２…測定部、１２Ｄ…掌側測定部、１２Ｕ…甲側測定部、１４…伸縮部、１４Ｌ…第１伸縮部、１４Ｒ…第２伸縮部、１６…表示部、１８…操作入力部、２０…バッテリー、３０…制御基板、３１…ＣＰＵ、３２…ＩＣメモリー、３６…無線通信モジュール、４４…内部温度算出プログラム、４６…リンク、４７Ｌ…弾性樹脂製ベルト、４７Ｒ…弾性樹脂製ベルト、７０Ａ…第１センサーモジュール、７０Ｂ…第２センサーモジュール、７０Ｃ…第３センサーモジュール、７０Ｄ…第４センサーモジュール、７１…被測定体接触部、７２…熱拡散層、７４…伝熱層、７５…熱拡散層、７６…外環境接触部、８０…温度センサー、８２…熱流センサー、８３…信号線、８４…第２の温度センサー、１５００…本体装置、１５０６…タッチパネル、１５５０…制御基板、１５５１…ＣＰＵ、１５５２…ＩＣメモリー、１５５３…無線通信モジュール、Ｇ１…第１操作案内、Ｇ２…第２操作案内、Ｇ３…第３操作案内
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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