(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度測定手段と、当該温度測定手段を内部に有し被測定者の体表面に押圧接触される測温部と、当該測温部に熱を印加して当該測温部の温度を調整する測温部温度調整手段と、前記温度測定手段で測定した温度の時間変化率を計算する演算部とを具備し、
前記測温部を前記被測定者の体表面に押圧接触させながら前記測温部の温度を前記測温部温度調整手段によって前記被測定者の体表面の温度より一旦高くし、温度順位が当該測温部の温度、前記被測定者の温度、環境温度となる状態に設定してから、前記被測定者をヒートシンクとして前記温度測定手段によって測定される前記体表面の温度の時間変化率を測定する体温測定器であって、
少なくとも前記測温部に熱量を印加する熱量印加手段と、
前記熱量印加手段によって前記測温部に熱量を印加した後に、前記温度測定手段によって温度を測定して前記演算部で求められる測定温度の時間変化率が所定の範囲内にあることを所定の回数確認した場合に、そのときの測定値を前記被測定者の体表面の体温度とみなす体温測定プロセスを実行する体表面温度判定手段と、
前記熱量印加手段によって前記測温部に熱量を印加した後に、前記温度測定手段によって温度を測定して前記演算部で測定温度の時間変化率を求め、当該測定温度の時間変化率の勾配を判定する温度時間変化率勾配判定手段と、を具備し、
前記熱量印加手段によって前記測温部に熱量を印加した後に、前記温度時間変化率勾配判定手段で判定される勾配が正の場合に、前記温度測定手段によって測定される温度が所定の温度以下であることを条件に、前記測温部温度調整手段によって前記測温部を所定時間再加熱する再加熱手段を備えることを特徴とする体温測定器。
【請求項２】
前記温度測定手段によって温度を測定して前記演算部で測定温度の時間変化率を求め、当該測定温度の時間変化率から前記測温部温度調節手段によって前記測温部に印加する熱量を決定する熱量決定プロセスを実行する熱量決定手段を具備することを特徴とする請求項１記載の体温測定器。
【請求項３】
前記体表面温度判定手段によって実行される体温測定プロセスでの温度の時間変化率の所定の範囲は、−０．１℃／秒以上＋０．０１℃／秒以下であることを特徴とする請求項１記載の体温測定器。
【請求項４】
前記温度測定手段は、サーミスタ、熱電対、金属測温抵抗対、ＩＣ温度センサ、磁気温度センサの内から選ばれた一種であることを特徴とする請求項１記載の体温測定器。
【請求項５】
前記測温部の正面形状は円形であるか、又は半楕円球形状、或いは角部を丸めた直方体形状であり、当該半楕円球形状或いは角部を丸めた直方体の長軸或いは最長辺方向は、前記被測定者の測定部位に前記測温部を当接させるために前記測温部を差し込む動作方向に対して直交することを特徴とする請求項１記載の体温度測定器。
【請求項６】
前記測温部温度調整手段は、発熱体であることを特徴とする請求項１記載の体温測定器。
【請求項７】
前記測温部温度調整手段は、自己制御型正温度係数特性を有する抵抗体を含む加熱自律制御手段であることを特徴とする請求項１記載の体温測定器。
【請求項８】
温度測定手段と、当該温度測定手段を内部に有し被測定者の体表面に押圧接触される測温部と、当該測温部に熱を印加して当該測温部の温度を調整する測温部温度調整手段と、前記温度測定手段で測定した温度の時間変化率を計算する演算部とを具備し、
前記測温部を前記被測定者の体表面に押圧接触させながら前記測温部の温度を前記測温部温度調整手段によって前記被測定者の体表面の温度より一旦高くし、温度順位が当該測温部の温度、前記被測定者の温度、環境温度となる状態に設定してから、前記被測定者をヒートシンクとして前記温度測定手段によって測定される前記体表面の温度の時間変化率を測定する体温測定方法であって、
少なくとも前記測温部に熱量を印加する熱量印加プロセスと、
前記熱量印加プロセスによって前記測温部に熱量を印加した後に、前記温度測定手段によって温度を測定して前記演算部で求められる測定温度の時間変化率が所定の範囲内にあることを所定の回数確認した場合に、そのときの測定値を前記被測定者の体表面の体温度とみなす体温測定プロセスと、
前記熱量印加プロセスによって前記測温部に熱量を印加した後に、前記温度測定手段によって温度を測定して前記演算部で測定温度の時間変化率を求め、当該測定温度の時間変化率の勾配を判定する温度時間変化率勾配判定プロセスと、を具備し、
前記熱量印加プロセスによって前記測温部に熱量を印加した後に、前記温度時間変化率勾配判定プロセスで判定される勾配が正の場合に、前記温度測定手段によって測定される温度が所定の温度以下であることを確認した後に、前記測温部温度調整手段によって前記測温部を所定時間再加熱することを特徴とする体温測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体温測定器に係わり、詳しくは測温信頼性を維持しつつ測温時間が短縮された体温測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
病院で患者の体温を測るときに体温計は欠かせないものであり、日常生活の中でも体調が優れないときには体温計で体温を測るものである。体温を測定すること、つまり測温（或いは検温）には、従来から水銀体温計が用いられてきた。この水銀体温計は、水銀の熱膨張率という単純な物理特性を測定原理とするので測定精度が高いという長所を有するものの、壊れやすい、有害、取扱い不便という短所を有している。そこで、これらの問題を克服するため、近年安価に入手可能となったサーミスタ等を温度測定手段とする電子体温計が開発されている。
図１３は、係る電子体温計の一般的な構造を概念的に示したものである。図１３に示すように、先端に感温素子であるサーミスタ等の温度測定手段１５１ｄを有する測温プローブ１５１と、前記温度測定手段１５１ｄからの信号を処理して当該測定温度を表示する本体１５２より構成されている（実開昭６２−１３２４号公報参照）。詳しくは、測温プローブ１５１は、筒状のハウジング１５１ａの先端部にキャップ１５１ｂを嵌装し、このキャップ１５１ｂの内側に熱伝導性の比較的良いエポキシ系樹脂等の接着剤１５１ｃを充填して、ここに温度測定手段１５１ｄを埋設している。温度測定手段１５１ｄのリード線１５１ｅは本体１５２側に導かれる構造になっている。
【０００３】
しかしながら、このような従来の一般的な構成では、接着剤１５１ｃの熱容量が大きいために温度測定手段１５１ｄの熱応答特性が悪いという問題がある。つまり、接着剤１５１ｃは体温計本体１５２にも所定の面積で接触しているため、温度測定手段１５１ｄに伝達した熱が接着剤１５１ｃを介して体温計本体１５２へと流出し、温度測定手段１５１ｄの熱応答特性が悪くなる。このように、従来の構成の電子温度計では、熱応答特性が悪いため測定時間が長くなるという問題があった。
【０００４】
図１４は、上記の一般的な電子体温計の体温測定開始後の温度プロファイルを模式的に示したものである。温度プロファイル１６１は上記の一般的な電子体温計について、温度プロファイル１６２はその他の電子体温計（後述する図１６に示す電子体温計）について示したものである。
体温測定開始後、キャップ１５１ｂと接触する被測定者から接着剤１５１ｃを介して温度測定手段１５１ｄへと熱が伝達され、温度測定手段１５１ｄでの測定温度が上昇する。しかし、被測定者から伝搬する熱は、接着剤１５１ｃの加温と接着剤１５１ｃを介して体温計本体１５２への流出とのために効果的には温度測定手段１５１ｄへと伝達されず、その温度上昇は緩やかとなる。また、温度測定手段１５１ｄの温度が体温近傍に近づくと、温度差が少ないためにキャップ１５１ｂへと伝達される単位時間当たりの熱量は少なくなる。このため、上記の接着剤１５１ｃの加温や体温計本体１５２への流出の影響が相対的に大きくなり、温度センサの温度上昇は特に緩やかとなる。この状態では、被測定者からキャップ１５１ｂへと流入する熱の殆どが接着剤１５１ｃと体温計本体１５２へ流出してしまい、温度測定手段１５１ｄの温度上昇には用いられていない。従って、図１３に示されるような電子体温計では、温度プロファイル１６１が飽和に達して、測定温度が正確な体温、即ち平衡温度を表示するまでには、５分以上の時間を要することとなる。
【０００５】
体温計で温度を測定する被測定者は体調の優れない方であったり子供であったりすることを考慮すると、体温測定の信頼性を維持しつつ、より測定時間が短くて済む体温計の開発が望まれている。
この体温測定の信頼性を維持しつつ測定時間を短縮するために提供されている技術は、大別すると、温度プロファイルが平衡温度に達するまでの飽和時間を短縮する技術と、温度プロファイルが飽和する前に体温即ち平衡温度を予測する技術とがある。
まず、飽和時間を短縮する技術について図１５及び図１６を参照しながら説明する。
【０００６】
図１５及び図１６は、飽和時間を短縮するための従来の技術を含む電子体温計の構成を概念的に示す正面図及び部分断面図である。
図１５に示される電子体温計は、平衡温度に達する時間を短縮するために、サーミスタ１７１を備えるセンサキャップ１７２と本体部分１７３との接続部分に断熱部材を用いて、センサキャップ１７２と本体部分１７３とを熱的に分離した構造を有している（特許文献１）。このため、被測定者との接触によってセンサキャップ１７２へと流入する熱は本体部分１７３へと流出し難い構造となっている。
しかし、このような構造では、被測定者からサーミスタ１７１へと伝達される熱が外気へと放出されることを必ずしも効果的には抑制できない。従来の水銀温度計と同じ形状を有するセンサキャップ１７２の構造では、センサキャップ１７２を腋下に挟み込む体勢を維持しなければ、センサキャップ１７２は外気に露出され、その露出部から外気へと熱が放出されるためである。舌下で体温を測定する場合でも、従来のセンサキャップ１７２の形状のままでは部分的な外気露出を効果的には抑制できない。
【０００７】
一方、図１６に示される電子体温計は、温度プロファイルの初期の立ち上がり時間を短縮するための予備加熱用のヒータ１８７を内蔵する。また、被測定者から伝達する熱が効果的にサーミスタ１８３の昇温に用いられるように、サーミスタ１８３を保持するセンサホルダ１８４の熱容量を小さくしたり、センサホルダ１８４とケース本体との断熱性を高めるために、センサホルダ１８４の先端とケース本体の先端とにはギャップＧが設けられている（特許文献２）。
図１６に示される電子体温計の温度プロファイルは、図１４の温度プロファイル１６２のようになる。まず、予備加熱用のヒータ１８７によって、例えば３０℃までセンサホルダ１８４全体を加熱することで、測定開始後初期の昇温時間が短縮される。図１４では、この領域を領域１６２Ａとして示している。
また、図１３に示される電子体温計のように接着剤１５１ｃでセンサキャップ内部を充填する場合に比べると、センサホルダ１８４の熱容量は小さくなっている。この構造により、予備加熱用のヒータ１８７による予備加熱停止後、被測定者からの熱伝達によってサーミスタ１８３が加温されるにあたって、昇温速度が上昇する。
【０００８】
更に、図１３に示される電子体温計ではキャップ内に充填される接着剤１５１ｃと体温計本体との接触面積が広いが、図１６に示される電子体温計ではセンサキャップと体温計本体との接触面積が小さく、電子体温計本体へ熱が流出し難い構造となっている。この構造も予備加熱用のヒータ１８７による予備加熱停止後の被測定者からの熱伝達によるサーミスタ１８３の昇温速度を上昇させることに効果があると期待される。
しかし、このような所謂改良型の電子体温計でも、センサキャップと被測定者との体温差が少なくなって、単位時間当たりの熱流入量が少なくなった状態では、従来の一般的な電子体温計と本質的な差はない。このため、被測定者から流入する熱のほとんどは、センサホルダ１８４内のサーミスタ１８３以外の要素を加温するために用いられたり、或いはセンサキャップから電子体温計本体へと流出したりする。即ち、流入した熱はサーミスタ１８３を加温する目的にはほとんど用いられず消散してしまうことになる。この状態（領域）を図１４では、領域１６２Ｂとして示している。従って、この状態ではサーミスタ１８３の昇温速度は特に緩やかになってしまい、係る構成の電子体温計でも体温測定に１分程度の時間を要しているのが実状である。
【０００９】
次に、平衡温度を予測する技術について説明する。
特許文献３に示されているように、平衡温度を予測するために用いられる測定原理は、２種類の熱的環境、具体的には熱の流入状態と流出状態とが異なる環境にある温度測定手段からの温度変動に係る情報を入力し、これらの情報に基づいて熱伝導式の逆問題を解くことで、被測定者の深部温度を推測するというものである。
ここで重要なことは、この測定原理に基づいて温度を予想する技術は、温度変動に係る情報に基づいていることである。即ち、この温度測定方法では、最も信頼性の高い平衡温度を直接測定するのではなく、温度が変動しているときの測温情報に基づいて平衡温度を予測しているのである。
【００１０】
このように平衡温度の予測であるが故に、測定時間を１０秒程度とすることが可能であるが、温度変動に係る情報を収集しているときに、被測定者が正確な温度測定を妨げる行為をした場合、例えば体温測定中に電子体温計が一時的にでも適切に腋下で押圧接触されていない場合には、温度測定手段の温度環境が変動するために、不適切な温度変動情報が体温計に入力されることとなる。電子体温計はこの不適切な温度変動に係る情報に基づいて温度予測を行うこととなるので、表示温度の信頼性は必然的に低くなってしまう。腋下で体温計が体温測定中に適切に保持されているか否かを被測定者が常に確認することは、現状の体温計の構成では簡単ではない。従って、結果的に複数回の温度測定が必要となってしまうことが上述した予測方式の電子体温計に関する問題点となっている。
即ち、体温測定時間を短縮する技術を導入しても、被測定者に対して測温部が適切に接触した状態を維持することができてなければ、体温測定に対する信頼性が得られず、結果として測定時間の短縮は達成されない。むしろ、測定時間が短縮されるほど、体温測定中の一時的な不適切な接触状態の影響が顕著になり、測定信頼性が低下するともいえる。
【特許文献１】特開２００１−６６１９０号公報
【特許文献２】特開２００２−５７５２号公報
【特許文献３】特開２００３−７５２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明は以上の従来技術における問題点に鑑みてなされたものであり、測温信頼性を維持しつつ測温時間が短縮された体温測定器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】
【００１２】
本発明の体温測定器は、温度測定手段と、当該温度測定手段を内部に有し被測定者の体表面に押圧接触される測温部と、当該測温部に熱を印加して当該測温部の温度を調整する測温部温度調整手段と、前記温度測定手段で測定した温度の時間変化率を計算する演算部とを具備し、前記測温部を前記被測定者の体表面に押圧接触させながら前記測温部の温度を前記測温部温度調整手段によって前記被測定者の体表面の温度より一旦高くし、温度順位が当該測温部の温度、前記被測定者の温度、環境温度となる状態に設定してから、前記被測定者をヒートシンクとして前記温度測定手段によって測定される前記体表面の温度の時間変化率を測定する体温測定器であって、少なくとも前記測温部に熱量を印加する熱量印加手段と、前記熱量印加手段によって前記測温部に熱量を印加した後に、前記温度測定手段によって温度を測定して前記演算部で求められる測定温度の時間変化率が所定の範囲内にあることを所定の回数確認した場合に、そのときの測定値を前記被測定者の体表面の体温度とみなす体温測定プロセスを実行する体表面温度判定手段と、前記熱量印加手段によって前記測温部に熱量を印加した後に、前記温度測定手段によって温度を測定して前記演算部で測定温度の時間変化率を求め、当該測定温度の時間変化率の勾配を判定する温度時間変化率勾配判定手段と、を具備し、前記熱量印加手段によって前記測温部に熱量を印加した後に、前記温度時間変化率勾配判定手段で判定される勾配が正の場合に、前記温度測定手段によって測定される温度が所定の温度以下であることを条件に、前記測温部温度調整手段によって前記測温部を所定時間再加熱する再加熱手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
前記温度測定手段は、温度を物理量に変化して数値として認識できるようなものであり、例えばサーミスタ等がある。前記測温部温度調整手段は、前記測温部に熱量を印加するものであり、種々の発熱体を用いることができる。簡単には、ニクロム線ヒータ等を用いることができるが、後述するように電子部品の能動素子や受動素子に電流を流して発熱するように構成してもよい。前記演算部は、測定値（測定温度）を演算するものであり、汎用の演算プロセッサ等を利用することができる。
【００１４】
係る方法を採用することで、被測定者をヒートシンクとして温度測定手段を冷却しながら平衡温度へと到達させる体温測定器が実現される。測温部に熱量を印加し、前記温度測定手段が被測定者の体温よりも高い温度にすると、温度測定手段から被測定者へと熱が流出する状態となる。同時に温度測定手段からその他の部分、例えば測温ヘッドを構成する断熱部へも熱が流出する状態となる。この状態は温度測定手段と被測定者との温度が一致するまで継続し、その後は、温度測定手段と被測定者との温度が一致した状態を維持しながら断熱部へと熱が流出する状態となる。
【００１５】
即ち、温度測定手段は、熱量が印加された後に、被測定者の体温と一致するまで被測定者と断熱部との双方に対して熱を流出させて温度測定手段の温度を低下させるという一の熱的プロセスが発生する。この状態は、温度測定手段の温度が被測定者の体温と一致するまで継続する。
【００１６】
この点は、従来の温度測定方法と大きく異なる。従来の温度測定方法では、被測定者から流入する熱の一部だけが温度測定手段の温度上昇、すなわち蓄熱に用いられ、残りは温度測定手段に熱的に接触する他の要素に流出する。換言すれば、温度測定手段の温度を被測定者の体温に到達させるように温度測定手段を蓄熱するプロセスは常に外部への熱流出プロセスとの競争状態にある。ここで、被測定者から温度測定手段への単位時間当たりの熱流入量と、温度測定手段の単位時間当たりの蓄熱量とは温度測定手段の温度と被測定者の体温との温度差が大きいほど大きくなる。これに対して、温度測定手段から外部要素への単位時間当たりの熱流出量は温度測定手段の温度には強くは依存しない。このため、温度測定開始初期は温度測定手段と被測定者との温度差が大きいため蓄熱プロセスが優勢であるが、温度測定手段の温度が被測定者の体温に近づくと蓄熱プロセスが劣勢になり、熱流出プロセスがむしろ支配的になる。よって温度測定手段の温度は被測定者の体温に近づけば近づくほど上昇しにくくなる。以上が、従来の温度測定方法で温度測定手段の温度と被測定者の体温の温度差が少ない高精度の体温測定を行おうとすると特に長時間の計測時間が必要となる理由である。
【００１７】
従って、本発明に係る体温測定器を用いて体温測定をすることで、熱的な競争状態を発生させることなく、温度測定手段を被測定者の体温と一致させることとなり、温度測定に要する間が短縮されることになる。
【００１８】
なお、前記測温部に印加する熱量は、前記温度測定手段によって温度を測定して前記演算部で測定温度の時間変化率を求め、当該測定温度の時間変化率から前記測温部温度調節手段によって前記測温部に印加する熱量を決定する熱量決定プロセスを実行する熱量決定手段を具備して、当該熱量決定手段によって決定してもよい。
【００１９】
測定温度の時間変化率は、温度測定手段とこれに熱的に相互作用をする他の要素、具体的には被測定者や断熱部との熱移動を反映して変動する。そこで、加熱に必要な最小限の熱量を設定するにあたって、この温度の時間変化率に基づくことで、熱量設定の精度が向上する。このため、温度測定手段の過剰加熱がさらに抑制され、加熱終了後の冷却過程に要する時間が短縮される。従って、係る体温測定器を採用することで、短時間の体温測定が行われる。
【００２０】
本発明の体温測定器では、前記体表面温度判定手段によって実行される体温測定プロセスでの温度の時間変化率の所定の範囲は、−０．１℃／秒以上＋０．０１℃／秒以下とする。このような条件を設定することで、体温測定の終点を客観的に検知することとなり、体温測定の信頼性が向上する。
【００２２】
前記測温部温度調整手段からの発熱量が少なく、熱の供給が停止した後も温度測定手段の温度が被測定者の体温よりも低い場合には、被測定者からの熱流入が継続する。このため、係る場合には熱量を印加した後、所定時間経過しても温度測定手段の冷却が発生しない。即ち、この場合には温度の時間変化率は勾配が正の状態が維持されるとなる。そこで、所定時間経過後の温度の時間変化率の勾配が正である場合には、加熱不十分と判断し、再加熱を行うことにより、加熱不十分に起因する測定時間の冗長化が防止される。従って、係る体温測定器を採用することで、短時間の体温測定が行われる。
【００２３】
前記測温部は、その内部に断熱材料を有し、当該断熱材料と前記測温部との間には前記温度測定手段と前記測温部温度調整手段とが配置され、当該温度計測手段と当該測温部温度調整手段とは永久磁石によって前記測温部に吸着するようにしてもよい。
【００２４】
係る構成を備えることで、体温を測定するにあたって、測温部を被測定者の腋下に押圧させると、断熱部材と被測定者の体表面とが接触することで形成される閉空間に測温部が配置され、温度測定手段は外気と特に熱伝達がし難い状態が実現される。このため、体温測定中に温度測定手段から外気へと熱が放出され難くなり、測定時間を冗長化する熱流出因子の影響が抑制される。従って、本発明に係る体温測定器を用いることで、測定信頼性が高い体温測定が短時間で行われ易くなる。また、外気への一時的な熱流出を原因とする急激な温度変動が発生し難いので、短時間で体温計測を行っても、測定信頼性は高い。
【００２５】
前記温度測定手段は、サーミスタ、熱電対、金属測温抵抗対、ＩＣ温度センサ、磁気温度センサの内から任意に選ぶことができる。これらの部品は汎用品であるから、低コストで本発明の体温測定器を実現することに寄与することとなる。
【００２６】
前記測温部の正面形状は円形であるか、又は半楕円球形状或いは角部を丸めた直方体形状とし、当該半楕円球形状或いは角部を丸めた直方体の長軸或いは最長辺方向は、前記被測定者の測定部位に前記測温部を当接させるために前記測温部を差し込む動作方向に対して直交するようにしてもよい。
【００２７】
腋下では、腋下近傍における動脈の影響を受け、温度が高い部分の分布形状が垂直方向に長い体表面温度分布を有する。係る形状にすることで、従来の体温計と同様の動作によって腋下に挿入して測温部を押圧接触すると、測温部と被測定者とが接触する部分の形状も、垂直方向に長い形状となる。このため、本発明に係る体温測定器を通常動作による腋下挿入することで、温度が高い部分の全体に測温部が接触し易くなり、信頼性の高い温度測定が行われることになる。
【００２８】
また、従来の体温計と同様の動作で舌下に挟んだ場合にも、測温部が舌端から一定の距離の位置に舌の伸長方向に対して垂直に当接される。このため、測定位置が変動し難く、かつ外気の影響を受け難い。従って、この場合でも短時間でかつ信頼性高く被測定者の体温が測定されることとなる。
【００２９】
なお、前記測温部の正面形状を円形とすれば、当該体温測定器を被測定者が腋下に差し込む際に、その方向を特に気にしなくてもよいので、気分が悪く体調を損ねている患者は、気を煩うことなく体温測定を行うことができる。
前記測温部温度調整手段は、発熱体としてもよい。例えばニクロム線ヒータを用いることができる。或いは、電子部品の能動素子や受動素子に電流を流して発熱するように構成しても良い。係る構成を採ることによって安価で簡易な測温部温度調整手段を実現することができる。また、前記測温部温度調整手段は、自己制御型正温度係数特性を有する抵抗体を含む加熱自律制御手段を備えてもよい。
【００３０】
自己制御型正温度係数特性を有する抵抗体とは、抵抗体の温度が上昇すると内部抵抗が上昇する物性を備える抵抗体である。この抵抗体を加熱手段と直列に接続して定電圧を印加すると、印加初期は抵抗体温度が低いために加熱手段には相当量の電流が流れ、加熱手段は発熱する。しかし、加熱手段からの発熱によって抵抗体温度が上昇すると、その内部抵抗が上昇し、この抵抗と直列に接続される加熱手段を流れる電流が減少する。このため、加熱手段からの単位時間当たりの発熱量が減少する。即ち、加熱手段は自己制御型正温度係数特性を有する抵抗体と直列に接続されることで、その加熱温度に上限を与えられることとなる。
【００３１】
従って、加熱手段が加熱自律制御手段に制御されることで、測温部の内側に配される加熱手段と温度測定手段とは所定の設定値以下の温度に維持される。係る異常加熱の対策が施されているため、測温部の故障は発生し難くなる。故に、係る構成を備える体温測定器を用いることで、信頼性の高い体温測定が行われ易くなる。
【００３２】
また、温度測定手段は加熱自律制御手段によって設定される上限温度までしか加熱されないので、温度測定手段と被測定者の体温との温度差も所定温度以下となる。このため、被測定者の体温へと冷却されるにあたって特に長時間を要するような事態が防止される。従って、係る構成を備える体温測定器を用いることで、短時間での体温測定が行われやすい。なお、加熱自律制御手段が加熱制御手段の機能を兼ねても構わない。
【００３３】
本発明の体温測定方法は、温度測定手段と、当該温度測定手段を内部に有し被測定者の体表面に押圧接触される測温部と、当該測温部に熱を印加して当該測温部の温度を調整する測温部温度調整手段と、前記温度測定手段で測定した温度の時間変化率を計算する演算部とを具備し、記測温部を前記被測定者の体表面に押圧接触させながら前記測温部の温度を前記測温部温度調整手段によって前記被測定者の体表面の温度より一旦高くし、温度順位が当該測温部の温度、前記被測定者の温度、環境温度となる状態に設定してから、前記被測定者をヒートシンクとして前記温度測定手段によって測定される前記体表面の温度の時間変化率を測定する体温測定方法であって、少なくとも前記測温部に熱量を印加する熱量印加プロセスと、前記熱量印加プロセスによって前記測温部に熱量を印加した後に、前記温度測定手段によって温度を測定して前記演算部で求められる測定温度の時間変化率が所定の範囲内にあることを所定の回数確認した場合に、そのときの測定値を前記被測定者の体表面の体温度とみなす体温測定プロセスと、前記熱量印加プロセスによって前記測温部に熱量を印加した後に、前記温度測定手段によって温度を測定して前記演算部で測定温度の時間変化率を求め、当該測定温度の時間変化率の勾配を判定する温度時間変化率勾配判定プロセスと、を具備し、前記熱量印加プロセスによって前記測温部に熱量を印加した後に、前記温度時間変化率勾配判定プロセスで判定される勾配が正の場合に、前記温度測定手段によって測定される温度が所定の温度以下であることを確認した後に、前記測温部温度調整手段によって前記測温部を所定時間再加熱することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
第一の実施の形態
図１は、本発明の第一の実施の形態に係る体温測定器を概念的に示した斜視図である。また、図２は、図１に係る体温測定器の先端の部分を拡大した正面図（ａ）と右側面図（ｂ）である。また、図３は、当該先端部分の右側面から見た概念的な部分断面図である。
図１に示されるように、本実施形態に係る体温測定器１は、測温ヘッド１３と連結部１４とを備える測温プローブ１１と、メインスイッチ１２ａや表示器１２ｂを備える扁平のほぼ筒状の形状の本体部１２とから構成される。測温ヘッド１３、連結部１４及び本体部１２は例えば樹脂の射出成形によって製造してもよいし、金属のプレス加工によって製造してもよい。なお、連結部１４は適度の弾性を有していることが望ましく、バネ材、ゴム、エラストマーなどを用いることができる。
【００３５】
図２（ａ）に示されるように、測温ヘッド１３は、正面から見ると連結部１４の延長方向を短軸とする楕円形状をなし、側面から見ると、図２（ｂ）に示されるように、突出する測温部２１以外の部分は角を丸めた長方形の形状をなしている。係る丸め処理がなされているのは、測温ヘッド１３を舌下或いは腋下に接触保持させて体温測定するので、被測定者の接触に伴う不快感を防止するためである。
測温ヘッド１３の正面側中央部には連結部１４の延長方向を短軸とする半楕円球状の突出部をなすように測温部２１が形成されている。測温部２１の正面形状は押圧接触時に被測定者の体表面に調和する表面形状で有れば、他の形状でもよい。その形状には円形、半円状や頂部を丸めた円錐状、又は端部を丸めた直方体状、立方体状若しくは円錐台状が挙げられる。これらの形状のうち、本実施形態に係る体温測定器１のように、測温ヘッド１３を被測定者の測定部位に配置するための差込動作を行う方向の長さよりもこれにほぼ直交する方向の長さの方が長い形状の場合には、後述するように、短時間で信頼性の高い体温測定が行われやすい望ましい形状である。
また、前記測温部２１の正面形状を円形とした場合には、被測定者が検温する際に測温部２１或いは測温ヘッド１３の方向を気にする必要がないので、気軽に検温することが可能である。このことは、子供やお年寄り、病気で具合が悪い患者にとっては大切な点である。
図３に示されるように、この測温部２１は薄板で構成され、測温ヘッド１３の一部をなす断熱性固定板１３ａと断熱部材１３ｂとによって測温ヘッド１３上に固定されている。また、断熱性固定板１３ａと断熱部材１３ｂとはねじなどの適切な手段によって測温ヘッド１３に固定されている。
測温部２１の内側、即ち測温部２１の内壁と断熱部材１３ｂとが形成する実質的な閉空間の内部には、サーミスタ３２とヒータ３３と永久磁石３７とが配置されている。サーミスタ３２は負温度係数特性を有する抵抗体と自己制御型正温度係数特性を有する抵抗体とを備える。負温度係数特性を有する抵抗体は温度測定に用いられ、自己制御型正温度係数特性を有する抵抗体はヒータ３３の出力制御に用いられる。ヒータ３３は、測温部温度調整手段として用いている。
測温部２１内部に配置されるサーミスタ３２とヒータ３３とにはそれぞれ配線３４、３５の一方の端部が接続され、配線３４、３５のもう一方の端部は、断熱部材１３ｂの貫通部（配線３４、３５以外の部分は断熱材料３６で充填されている）と測温ヘッド１３及び連結部１４の内部とを通じて、本体部１２に備えられる温度の時間変化率を演算する演算部等を含む制御基板（図示せず）と接続されている。
測温部２１は、断熱性固定板１３ａ及び断熱部材１３ｂよりも熱伝導率の高い磁性材料で構成され、サーミスタ３２とヒータ３３とは磁性を有する材料の薄膜で覆われている。このため、測温部２１には常に永久磁石３７が接触し、永久磁石３７の影響で帯磁した測温部２１に対して、サーミスタ３２とヒータ３３と測温部２１とは常に接触した状態をなす。
本実施形態ではサーミスタ３２が備える負温度係数特性を有する抵抗体によって温度を測定するが、これ以外に、熱電対や金属測温抵抗対、ＩＣ温度センサ、或いは磁気温度センサを用いてもよい。なお、サーミスタ３２が備える自己制御型正温度係数特性を有する抵抗体はヒータ３３が備えていてもよいし、サーミスタ３２やヒータ３３と別体で測温部２１の内部に配置されていてもよい。
また、本実施形態では永久磁石３７をサーミスタ３２とヒータ３３とともに測温部２１内に配置したが、測温部２１が永久磁石で構成されていてもよい。或いは、測温部２１の内壁に永久磁石からなる層を形成してもよい。
さらに、ヒータ３３を例えばニクロム線としてサーミスタ３２に巻き付けて、サーミスタ３２とヒータ３３を実質的に一体化させることも、サーミスタ３２の加熱効率向上の観点から望ましい態様の一つである。
或いは、測温部２１を弾性体或いは柔軟材料のような形状回復力を有する材料で構成してもよい。この場合には、測温部２１が押圧接触時に被測定者の体表面になじむように変形するので、体温測定時における測温部２１と被測定者との非接触部分を少なくすることができる。このため、測温部２１を介してのサーミスタ３２と被測定者との熱の移動が行われやすくなり、短時間で信頼性の高い体温測定が行われ易い。また、この場合には、上記のように測温部２１の形状を予め体表面に調和する形状としなくても測温部２１と被測定者との接触面積が増加するので、その形状を直方体などの単純形状としてもよい。このため、測温部２１の部品加工工程における生産性が向上する。さらに、測温部２１の内壁も形状回復力を有する材料で構成する場合には、測定ヘッド１３としての組立後の状態として、サーミスタ３２とヒータ３３とが測温部２１の内壁を若干弾性変形させるように、サーミスタ３２とヒータ３３との形状及び測温部２１の内壁形状を設定するとよい。この場合には、測温部２１の形状回復力によって、サーミスタ３２等は測温部２１への接触を維持しつつ略一定の位置に固定されることとなる。このため、サーミスタ３２等を測温部２１内部に配置する工程において接着工程を必要とせず、製造工程での生産性が向上する。
次に、本実施形態に係る体温計の使用の一態様として、腋下で体温測定する場合について説明する。
図４（ａ）は被測定者の腋下における体表面温度の分布と本実施形態に係る体温測定器を被測定者の腋下に挿入する動作とを概念的に示す図であり、図４（ｂ）は本実施形態に係る体温測定器による体温測定状態を概念的に示す、被測定者４１と本実施形態に係る体温測定器１との部分断面図である。
図４（ａ）に示されるように、腋下における温度分布は腋下近傍を流れる動脈の影響を受け、垂直方向に長い均一温度領域を有する分布となる。このため、腋下において腕部のちょうど下部に高い温度を示す領域が垂直方向に長い形状を有して存在し、この高い温度を示す領域の前後に、即ち胸部側と背部側に、温度が少し低くなった領域が垂直方向に長い形状を有して存在する。体温測定器１は、この高い温度を示す領域の温度を計測することが望ましい。
本実施形態に係る体温測定器１は、測定ヘッド１３を被測定者の測定部位に配置するための差込動作を行う方向の長さよりもこれにほぼ直交する方向の長さの方が長いセンサホルダ２１の形状を有する。このため、電子体温計１の本体部１２をほぼ水平にしたまま測定ヘッド１３を腋下へと挿入して体表面と測定ヘッド１３とを押圧接触させるという従来の体温計の挿入動作と同様の動作を行うことで、センサホルダ２１はその全体が上記の温度が高い領域に当接されやすい。
また、図４（ｂ）に示されるように、腋下に測温ヘッド１３を挟むと、測温部２１の半楕円球部分は被測定者４１の体表面に押しつけられることとなる。このとき、測温部２１は断熱性固定板１３ａ及び断熱部材１３ｂと被測定者４１とが作る実質的な閉空間の内部に配置される状態となる。また、この閉空間内で測温部２１は被測定者４１と接触しているので、サーミスタ３２は測温部２１を介して被測定者４１と熱伝達が可能な状態となる。
ここで、本実施形態では測温部２１としてフェライト系のステンレスを用い、断熱性固定板１３ａ及び断熱部材１３ｂ（以降、双方をまとめて断熱部とも称する）は硬質ウレタンフォームを用いている。ステンレスとウレタンフォームとの熱伝導率はそれぞれ約１０Ｗ／ｍ・Ｋ、約０．０２４Ｗ／ｍ・Ｋであるから、断熱部は測温部２１の約１／４００の熱伝導率を有する。
この様な構成においては、測温部２１が外気に露出され難い。また、サーミスタ３２と断熱部との熱伝達に比べて、サーミスタ３２と被測定者４１との熱伝達が優先的に行われ易い。このため、体温測定中にサーミスタ３２から外気へと熱が放出され難いので、測定時間を冗長化する外気への熱流出の影響が抑制され、かつ外気への一時的な熱流出を原因とする急激な温度変動が発生し難い。
なお、前述の熱伝導率の比は１／２００以下で有ればサーミスタ３２と被測定者４１との熱伝達が優先的に行われ、１／４００以下で有ればサーミスタ３２と被測定者４１との熱伝達が特に優先的に行われる。
また、測温部２１をアルミニウム合金のような高い熱伝導率を有する材料（熱伝導率＞２００Ｗ／ｍ・Ｋ）で構成して、係る熱伝導率比を低下させることは望ましい態様である。この場合には、測温部２１内壁には磁性材料からなる層を形成して、サーミスタ３２とヒータ３３とが測温部２１に対して磁力によって接触させるとよい。
本実施形態に係る体温測定器１を用いて舌下で被測定者の体温を計測する場合も、測温部２１が断熱材（断熱性固定板１３ａ及び断熱部材１３ｂ）に取り囲まれつつ舌下に押し込まれる構成となるため、測温信頼性を維持しつつ測定時間の短縮とが両立した測定が行われる。
続いて、本実施形態に係る体温測定器１の体温測定方法について説明する。
図５は、本実施形態に係る体温測定器１の体温測定開始から体温測定終了までの温度プロファイルを従来の体温計の温度プロファイルと比較して概念的に示したものである。本発明の説明の都合上、従来技術に係る図１６に比べて横軸はやや拡大されたものとなっている。
ここで、図５における温度プロファイル１６２は、特許文献２に示される電子体温計の温度プロファイルを示したものであり、初期にヒータによる予備加熱がなされ、従前の一般的な電子体温計の温度プロファイルに比べると平衡温度近傍で温度の時間変化率が低下する事態は有る程度改善されている。しかし、前述の通り、平衡温度近傍となって被測定者４１からの熱流入が少ない状態では、体温計本体への熱流出の影響が相対的に大きくなるため、温度の時間変化率は著しく低下する。
即ち、従来の体温測定方法では、サーミスタを含むセンサキャップをヒータによって予備加熱することはあっても、その温度は被測定者４１の体温以下であり、実質的に被測定者４１から放出される熱を一方的に受け取るだけであった。その点で、従来の体温測定方法は受動的な体温測定方法といえる。
これに対し、温度プロファイル５１に示される本実施形態に係る体温測定器の体温測定方法は、体温測定開始後、まずヒータ３３によってサーミスタ３２を加熱し（領域Ａ）、サーミスタ３２の温度を一時的に被測定者４１の平衡温度より高温とする（領域Ｂ）。その後、被測定者４１及び体温計の本体部１２をヒートシンクとして被測定者４１の体温である平衡温度まで冷却する（領域Ｃ）。
サーミスタ３２の温度を一旦被測定者４１の体温よりも高温にすることで、体温測定器１に比べて膨大な熱容量を有する被測定者４１は、サーミスタ３２を冷却するのためのヒートシンクとして機能することとなる。このため、サーミスタ３２はこのヒートシンクである被測定者４１に熱を放出して速やかに平衡温度に到達する。従来の体温測定方法では、サーミスタ３２が平衡温度に到達することに対して本体部１２への熱の流出は阻害因子であったが、本実施形態に係る体温測定方法にとっては、逆に平衡温度到達を促進する因子となる。
従って、本実施形態に係る能動的な体温測定方法によれば、被測定者４１の正確な体温である平衡温度が短時間、適切な条件下では５秒以下で計測されることとなる。
ここで、本実施形態に係る体温測定方法が能動的であることを、図６を用いて詳しく説明する。
図６は、体温測定開始から体温測定終了後までのサーミスタ３２の熱の流出入について概念的に示した部分断面図である。図６（ａ）は、図５における温度プロファイル５１の領域Ａの状態に、図６（ｂ）は領域Ｂの状態に、図６（ｃ）は領域Ｃの状態に、図６（ｄ）は温度プロファイル５１が平衡温度に達した後の状態に対応する。
まず、ヒータ３３が加熱されている領域Ａでは、図６（ａ）に示されるように、サーミスタ３２にはヒータ３３から直接的に熱が流入し（矢印Ｑ６１）、併せて、測温部２１を介して被測定者４１とからも熱が流入する（矢印Ｑ６２）。また、サーミスタ３２から熱が一部断熱部材１３ｂへと流出する（矢印Ｑ６３）。この状態での単位時間当たりの熱移動量の絶対値を比較すると、Ｑ６１＞＞Ｑ６２＞Ｑ６３となり、ヒータ３３からの熱の流入がサーミスタ３２の温度変化にとって支配的要因となっている。
続いて、図６（ｂ）に示されるように、図５における領域Ｂの状態への遷移直後、即ちサーミスタ３２が平衡温度より高温に加熱されると、サーミスタ３２と被測定者４１との熱移動方向が逆転し、被測定者４１に向かって熱の流出が発生する（矢印Ｑ６５）。また、サーミスタ３２がピーク温度に達するまでは、ヒータ３３からの熱流入は継続する（矢印Ｑ６４）。さらに、断熱部材１３ｂへの熱の流出も継続的に発生している（矢印Ｑ６６）。
図５における領域Ｂの状態での単位時間当たりの熱移動量の関係は、初期はＱ６４＞Ｑ６５＋Ｑ６６である。その後、ヒータ３３の通電が所定のタイミングで停止すると、停止後もしばらくはヒータ３３からの余熱による熱流入Ｑ６４は継続するが、その量は漸次減少する。また、サーミスタ３２の温度が平衡温度よりも高くなるに伴い被測定者４１への熱流出Ｑ６５が増加する。このため、熱移動量の関係はＱ６４＝Ｑ６５＋Ｑ６６となり、最終的にはＱ６４＜Ｑ６５＋Ｑ６６となって図５における領域Ｂから領域Ｃへと遷移する。
ヒータ３３の余熱の効果が無くなり、ヒータ３３からサーミスタ３２への実質的な熱流入が無くなると、図６（ｃ）に示されるような被測定者４１をヒートシンクとする全面的な冷却過程に移行する。この状態では、サーミスタ３２から被測定者４１への熱流出（矢印Ｑ６７）と断熱部材１３ｂへの熱流出（矢印Ｑ６８）とが発生する。単位時間の熱移動量の絶対値をＱ６７とＱ６８について比較すると、Ｑ６８がサーミスタ３２の温度低下に伴って若干低下する程度であるのに対して、被測定者４１への熱流出Ｑ６７はサーミスタ３２が平衡温度に近づくにつれて減少し、平衡温度到達直前にはＱ６７は零になる。
その後、サーミスタ３２の温度が平衡温度に達すると、図６（ｄ）に示すように、サーミスタ３２から断熱部材１３ｂへの熱流出Ｑ７０に相当する熱が被測定者４１からサーミスタ３２へと流入するようになる（矢印Ｑ６９）。この状態がサーミスタ３２にとっての平衡状態であり、この状態では、サーミスタ３２の熱容量は断熱部材１３ｂの熱容量よりもはるかに少ないので、単位時間当たりの熱の移動量は、実質的にＱ６９＝Ｑ７０となる。
以上説明したように、本実施形態に係る体温測定方法では、サーミスタ３２は体温測定初期は熱を吸収し、その後熱を放出し、体温測定終了時には熱を伝達する媒体となる。従来の体温測定方法ではサーミスタ３２などの温度測定手段は一方的に熱流入を受けるだけなので、この点で本実施形態に係る体温測定方法は「能動的」であるといえる。
なお、上記のごとく短時間での体温測定を達成するにあたっては、ヒータ３３とサーミスタ３２と測温部２１が互いに熱伝達可能な状態であるから、測温部２１の熱容量が小さいことが望ましい。図６（ａ）に示されるように、ヒータ３３によってサーミスタ３２が加熱されるときには、サーミスタ３２と熱的に接続された測温部２１も加熱される。このため、測温部２１の熱容量が大きいと、ヒータ３３の発熱量をその分増やす必要が有り、結果として体温測定に要するエネルギー消費量が増加することとなるからである。
次に、本実施形態に係る体温測定方法を図７から図１０に示されるフロー図に基づいて詳細に説明する。図７は本実施形態に係る体温測定方法の初期動作確認プロセスの要部を示すフロー図である。図８、図９、図１０はそれぞれ、熱量決定プロセス及び接触診断プロセス、温度時間変化率勾配判定プロセス、体温測定プロセスの要部を示すフロー図である。
【００３６】
１．初期動作確認プロセス（図７）
電源ボタン１２ａが押されると、制御基板のＣＰＵは表示画面１２ｂに「Ready」を表示して被測定者４１に体温測定準備が整ったことを報知する（ステップＳ１1）。被測定者４１はその表示を確認してから、体温測定器１を腋下に挿入する。
体温測定器１が腋下に挟まれて、サーミスタ３２で所定の温度上昇が検知されると（ステップＳ１２）、ＣＰＵは次のプロセス、即ち熱量決定プロセスへと移行するための処理を行い（ステップＳ１３）、初期動作確認プロセスを終了する。所定の温度上昇がなく、表示画面１２ｂに「Ready」を表示してから所定の時間を経過した場合には、エラーメッセージを表示してもよい（ステップＳ１４、Ｓ１５）。
【００３７】
２．熱量決定手段による熱量決定プロセス及び接触診断プロセス（図８）
まず、ＣＰＵはサーミスタ３２で測定した初期温度Ｔ１を本体部１２の制御基板が備える記憶装置に格納する（ステップＳ２１）。続いて、測定開始から規定時間ｔ１経過後、例えば１秒後にサーミスタ３２で測定した中間温度Ｔ２を記憶装置に格納する（ステップＳ２２）。なお、これらの測定値Ｔ１、Ｔ２とｔ１とを用い本体部１２内の演算部によって測定温度の時間変化率を求めることができる。
引き続き、記憶装置に格納された初期温度Ｔ１及び中間温度Ｔ２を読出し、これらの温度に基づいて、サーミスタ３２を被測定者４１の体温よりも高温に到達させるために必要なヒータ３３の発熱量を決定する。このヒータ発熱量は、初期温度Ｔ１、中間温度Ｔ２、測定温度の時間変化率（温度上昇率ΔＴ／Δｔ）等によって変動するものであり、体温測定器１の形状にも依存するので、これらのパラメータとヒータ発熱量との関係を予め把握しておく。この関係把握の精度が高いほどサーミスタ３２の過剰加熱や後述する再加熱の可能性が少なくなり、体温測定に要する時間は短縮されることとなる。
本実施形態では、「温度の時間変化率−ヒータ発熱量」の関係を記述するテーブルを初期温度に対応して複数個用意し、これを予め記憶装置に格納させてある。読出した初期温度Ｔ１に応じてこれらのテーブル群から最適なテーブルを選択し（ステップＳ２３）、初期温度Ｔ１と中間温度Ｔ２とに基づいて求められる温度の時間変化率（単位時間当たりの温度変化量、ΔＴ／Δｔ）を選択されたテーブルに参照してヒータ発熱量を決定する（ステップＳ２４）。上記の決定方法以外に、初期温度Ｔ１と温度の時間変化率との一方のみを用いてヒータ発熱量を決定してもよい。
続いて、記憶装置に予め格納する「ヒータ発熱量−ヒータ作動時間」テーブルを読出し（ステップＳ２５）、ステップＳ２４で求めたヒータ発熱量と照合して（ステップＳ２６）、ヒータ３３の作動時間を決定する（ステップＳ２７）。この「ヒータ発熱量−ヒータ作動時間」テーブルを用いることで、ヒータの発熱量を作動時間で制御することが実現されるが、作動時間以外に、作動電圧などによってヒータ発熱量を制御しても構わない。
本実施形態では、上記のごとく、ヒータ３３の加熱開始前におけるサーミスタ３２の温度測定結果に基づいてヒータ発熱量を決定してからヒータ３３の作動時間を決定している。これによって測温部２１に印加する熱量が決定されることになる。なお、ヒータ発熱量を決定してからヒータの作動時間を決定しているが、これはヒータ３３の設計変更などに対応し易いためである。しかし、ヒータ発熱量を決定することなく、サーミスタ３２の温度測定結果に基づいて直接ヒータ３３の作動時間を決定してもよい。この場合には、初期温度Ｔ１と温度の時間変化率とに基づいて決定してもよいし、いずれか一方に基づいて決定してもよい。或いは、図７に示される初期プロセスのステップＳ１１において「Ready」を表示した直後の温度に基づいて決定してもよい。
さらには、ヒータ３３の発熱量を可変にすることなく固定とし、例えば１．５秒の固定作動時間としてもよい。図６（ａ）に示されるように、サーミスタ３２を被測定者４１の体温以上に加熱する場合には、ヒータ３３と被測定者４１とから熱が流入する。このため、ヒータ３３からサーミスタ３２に供給する熱を一定にしても、被測定者４１の体温が高い場合にはサーミスタ３２が受け取る熱量も多くなり、結果的にサーミスタ３２の加熱による到達ピーク温度も高くなる。従って、ヒータ３３の加熱時間を一定にしても、所定時間以上の加熱で有れば、被測定者４１よりも高い温度にサーミスタ３２は設定される。ここで、一定時間の加熱をする場合には、過剰加熱が発生し、被測定者４１及び電子体温計１に悪影響を与えることが問題となる。この点については、加熱開始後のサーミスタ３２の温度を監視して、例えば４５℃などの所定温度以上ではヒータ３３の加熱を強制的に終了させるプロセスをソフト的に組み込んだり、サーミスタ３２が備える自己制御型正温度係数特性を有する抵抗体によってヒータ３３を制御して、自己飽和温度以上の過熱を抑制したりすることで係る問題は回避される。
【００３８】
引き続き、接触診断プロセスに移行する（ステップＳ２８）。接触診断プロセスとは、サーミスタ３２から得られる温度の時間変化率ΔＴ／Δｔが既定値以上であるか否かを判定するモードである。判定結果が規定値以上である場合には、被測定者４１は正常に体温測定器１を腋下に挟んでいると判断し、実際に熱量印加手段であるヒータ３３による加熱を行う熱量印加プロセスに移行するための処理を行い（ステップＳ２９）、熱量決定プロセス及び接触診断プロセスを終了する。
一方、ステップＳ２５での判定で規定値以下であると判定した場合には、本体部１２が内蔵するブザーにて警告音を発して、被計測者４１が体温測定器１を腋下に安定に押圧するよう促し（ステップＳ３０）、その後所定時間を経過してから図７に示される初期動作確認プロセスのステップＳ１２へと移行する。
３．熱量印加プロセス及び温度時間変化率勾配判定プロセス（図９）
まず熱量印加プロセスでは、サーミスタ３２からの温度測定結果の制御基板への取り込みを継続させつつ、ステップ２４で決定したヒータ発熱量に基づいてステップＳ２７で決定したヒータ作動時間だけヒータ３３による加熱を行う（ステップＳ３１）。その結果、サーミスタ３２は、被測定者４１から流入した熱とヒータ３３からの熱が重畳されて、被測定者４１の体温よりも高い温度に急速に到達する。所定時間のヒータ作動終了後、所定時間が経過した段階で、温度変化率勾配判定手段によって実行される温度時間変化率勾配判定プロセスに移行する。
【００３９】
温度時間変化率勾配判定プロセスでは、まず、温度の時間変化率を測定し（ステップＳ３２）、その温度の時間変化率がプラス勾配であるか否かを判別し（ステップＳ３３）、プラス勾配ではないと判定した場合には、体温測定プロセスへと移行するための処理を行い（ステップＳ３４）、温度時間変化率勾配判定プロセスを終了する。
一方、ステップＳ３３でプラス勾配であると判定した場合には、続いてサーミスタ３２が達しうる温度として上限と考えられる所定温度、例えば４３℃以下であるか否かを判別する（ステップＳ３５）。ステップＳ３５で測定温度が所定の温度以下であると判定した場合には、補助的に短時間、例えば０．５秒程度ヒータ３３による加熱を再度行い、その後、所定時間経過を確認してから、再度温度変化率の勾配の判別を行う（ステップＳ３６）。その際、ヒータ３３は再加熱手段として機能する。
ここで、加熱を終了してから所定時間経過後の温度の時間変化がプラス勾配である場合に短時間の追加加熱を行うと決定する理由について説明する。ヒータ３３から必要量の発熱が行われたときには、サーミスタ３２の温度は被測定者４１の体温より高い温度に到達し、その後、サーミスタ３２の温度は低下しながら被測定者４１の体温に到達する本実施形態に係る測定方法が実施される。このときのサーミスタ３２の温度プロファイルは、図５に示されるように、加熱終了後しばらくはヒータ３３からの余熱によって、温度の時間変化がプラス勾配であるが、ヒータ３３からの余熱の影響が無視できるようになると、温度の時間変化は逆転してマイナス勾配となる。すなわち、本実施形態に係る体温測定方法では、ヒータ３３の加熱終了後、ヒータ３３からの余熱の影響が無視できるまで所定時間の経過を待ってからサーミスタ３２の温度の時間変化を測定すると、マイナス勾配が得られる。
一方、ヒータ３３による加熱時間が短く、必要量の発熱が行われていないときには、加熱を終了した後、サーミスタ３２の温度が被測定者４１の体温より高い温度に到達しない場合がある。この場合には、ヒータ３３からの余熱の影響が無視できる状態になっても、サーミスタ３２の温度が被測定者４１の体温に到達するまでは、被測定者４１からサーミスタ３２へ向けての熱移動が継続して発生する。すなわち、この場合には被測定者４１をヒートシンクとする短時間の体温測定を行うことができず、サーミスタ３２の測定温度の時間変化はプラス勾配の状態が継続する。
従って、ヒータ３３の加熱が終了してから余熱の影響が無視できる状態になるまでの待機時間が経過した後にサーミスタ３２の温度の時間変化を測定したときに、その時間変化がプラス勾配である場合には、ヒータ３３の加熱が不十分であって、本実施態様に係る短時間での体温測定を行うことができない状態である可能性が高い。そこで、この場合にはヒータ３３を所定時間だけ再度作動させてサーミスタ３２の温度を高めることとしている。
なお、加熱を終了してから温度の時間変化率を測定するまでの計測待機時間が短すぎるときには、まだヒータ３３からの余熱の影響が残っている状態で温度の時間変化率が測定され、測定された温度の時間変化はプラス勾配であると判定されてしまう。この場合にはヒータ３３を再度作動させることで結果的に測定時間が遅延してしまい、望ましい状況ではない。従って、この計測待機時間を適切に設定することは、測定時間が短い体温測定を実現するにあたって重要である。
また、ステップＳ３５でサーミスタ３２での測定温度が所定温度以上であると判定した場合には、測温ヘッド１３と被測定者４１との接触状態が特に不適切であったり、電子体温計１の内部的な異常が発生していたりすると考えられる。このため、再加熱を行って体温測定を継続するよりも、むしろ体温測定を終了して被測定者４１に確認を促す方が、安全性及び消費電力の節約の観点から望ましい。そこで、警告音を鳴らして被測定者４１に異常発生を報知し（ステップＳ３７）、温度時間変化率勾配判定プロセスを終了する。
ここで、サーミスタ３２に備えられる自己制御型正温度係数特性を含む抵抗体によってヒータ３３は制御されているので、ヒータ３３の温度が自己飽和安定温度以上に過熱することが防止されている。従って、上記のステップＳ３５及びステップＳ３７からなるプロセスは省略しても構わない。
【００４０】
４．体温測定プロセス（図１０）
体表面温度判定手段によって実行される体温測定プロセスでは、ＣＰＵはまず、温度の時間変化率を測定し（ステップＳ４１）、その温度の時間変化率が所定の範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。この所定の範囲とは、−０．１℃／秒以上であって＋０．０１℃／秒以下である。ステップＳ４２での判定の結果、温度の時間変化率が所定の範囲内であると判定した場合には、初期値が零に設定されている終点判定用カウンタに１を加算する（ステップＳ４３）。続いて、終点判定用カウンタが所定値、例えば５であるか否かを判定し（ステップＳ４４）、所定値である場合には、サーミスタ３２は被測定者４１の平衡温度に達したと判定する。そこで、サーミスタ３２の現在の測定温度を表示器１２ｂに表示して（ステップＳ４５）、体温測定を終了するための処理を行い（ステップＳ４６）、体温測定プロセスを終了する。この体温測定終了のための処理は、表示温度の記録装置への格納や体温測定過程で記録した温度データの消去、終点判定用カウンタなどの体温測定で使用する内部パラメータやフラグのリセットを含む。
一方、ステップＳ４４での判定の結果、終点判定用カウンタが所定値未満であると判定した場合には、前回の測定から所定時間経過、例えば０．１秒経過後、温度の時間変化率を再度測定して（ステップＳ４８）、ステップＳ４２の判定処理へと移行する。
また、ステップＳ４２での判定の結果、温度の時間変化率が所定のマイナス勾配設定値より低いと判定した場合には、まず終点判定用カウンタを零にリセットする（ステップＳ４７）。終点判定のプロセスを改めて行う必要があるからである。その後、前回の測定から所定時間経過後、温度の時間変化率を再度測定し（ステップＳ４８）、ステップＳ４２の勾配判定処理へと移行する。
本実施形態では、体温測定器１が腋下に挟まれたことを条件として加熱を開始しているが、予め加熱を行って被測定者４１の体温の上限として一般的に考えられる温度、例えば４２℃よりも高い温度に維持しておいていてもよい。この場合には、体温測定器１はヒータ３３のような加熱手段を必ずしも内蔵してある必要はなく、所定温度に加温したウオーターバスなどに測定ヘッド１３が浸漬させておいてもよい。また、ウオーターバスで加温される液体がアルコールを含むなどして消毒液も兼用していれば、さらに効率的な体温測定がなされることとなる。
なお、本実施形態では体温測定器１を腋下に挟んで体温測定する場合について説明したが、舌下で体温測定する場合も全く同様のプロセスで体温測定することができる。
第二の実施の形態
図１１（ａ）は本発明の第二の実施の形態に係る装着型の体温測定器の一態様を模式的に示したものであり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）に示される装着型の体温測定器で被測定者が体温測定している状態を模式的に示したものである。
図１１（ａ）に示されるように、装着型の電子体温計７０ａは、測温ヘッド１３と本体部７１２ａと略円弧状をなす弾性体７１とを備える。測温ヘッド１３の構造及び機能並びに本体部７１２ａの機能は第一の実施の形態に係る体温測定器１と同様であるから説明は省略する。弾性体７１の一方の端部に、測温部２１２１が円弧の内側を向くように測温ヘッド１３が配設され、弾性体７１の円弧の略中央部に本体部７１２ａが配設される。また、測温ヘッド１３が備えるサーミスタ３２と本体部７１２ａが備える制御基板とは配線７２で接続されている。図１１では配線７２は弾性体７１の外部に配置されているが、その一部或いは全部が弾性体７１の内部に配置されてもよい。なお、弾性体７１の他方の端部７３は、装着時に被測定者への負担が少なくなるように丸め処理がなされている。
この装着型の体温測定器７０ａを使用するにあたっては、被測定者４１は円弧状の弾性体７１の円弧を広げながら肩部に装着する（図１１（ｂ））。このとき、弾性体７１の測定ヘッド１３が配設される側の端部を腋下に当接させ、弾性体７１の他端は被測定者４１の背面に当接させる。このように装着することで、腋下に当接する測温ヘッド１３は弾性体７１の弾性によって被測定者４１の体表面に押圧接触されることとなる。このため、体温測定中に被測定者４１が肩を動かしても測温ヘッド１３は被測定者４１の体表面から離れることはなく、体温測定中の測温部２１の温度環境が急激に変化することがない。従って正確な体温測定が行われ易い。
また、測温ヘッド１３を腋下に挟んだ状態で保持する必要がなく、肩を自由に動かすことができるので、装着型の電子体温計７０ａを一般的な体温測定のためだけでなく、継続的な体温モニタリングの目的で使用してもよい。この場合には、本体部７１２ａにはモニタリングした体温を記録する手段を設けてもよいし、外部の記録手段へと計測した温度を送信するための手段を設けてもよい。
なお、第二の実施の形態に係る装着型の電子体温計７０ａの体温測定原理は第一の実施の形態に係る体温測定器１と同様であるから説明を省略する。
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、本発明の第二の実施の形態に係る装着型の体温測定器の別の態様を模式的に示したものである。図１２（ａ）に示される装着型の体温計７０ｂは、弾性体７１と測温ヘッド１３との配置関係は図１１（ａ）に示される装着型の電子体温計７０ａと同様である。しかし、装着型の体温測定器７０ｂの本体部７１２ｂが弾性体７１には配置されず、別体となっている点が装着型の体温測定器７０ａと異なる。
この装着型の体温測定器７０ｂは、本体部７１２ｂと測温ヘッド１３とは弾性体で被覆された配線７２で接続される。本体部７１２ｂは体温測定時に手に持ってもよいし、衣服のポケットに収納してもよい。また、本体部７１２ｂの表示部が配置される面の裏面にクリップを設けて、衣服に容易に装着できるようにしてもよい。
配線７２としてその延長方向に伸縮可能な配線を用いることは、断線の可能性が低減するので望ましい態様である。また、本体部７１２ｂ及び測温ヘッド１３に対して脱着可能な接続コネクタによって接続する構造を配線７２が備えることも望ましい。配線７２が断線した場合には、装着型の体温測定器７０ｂからそのコネクタによって断線した配線７２を取り外し、新規な配線７２へと交換することで容易に修理が行われるからである。
以上述べたように、本発明に係る体温測定方法及び対温測定器は、サーミスタ等の温度測定手段と、温度測定手段を内部に有し体表面に押圧接触される測温部と、測温部に熱を印加して測温部の温度を調整する測温部温度調整手段と、温度測定手段で測定した温度の時間変化率を計算する演算部とを具備し、測温部の温度を測温部温度調整手段によって体表面の温度より一旦高くし、温度順位が当該測温部の温度、前記被測定者の温度、環境温度となる状態に設定してから、被測者の体表面の温度の時間変化率を測定するものであるので、体温測定中に温度測定手段から外気へと熱が放出され難く、測定時間を冗長化する熱流出因子の影響が抑制される。
従って、測定信頼性が高い平衡温度を直接計測する体温測定が短時間で行われことになる。また、外気への一時的な熱流出を原因とする急激な温度変動が発生し難いので、短時間で体温計測を行っても、測定信頼性が損なわれ難いという特長を有する。よって、測温信頼性を維持しつつ測温時間が短縮された体温測定方法及びその体温測定方法を用いた体温測定器が実現された。
産業上の利用可能性
本発明に係る体温測定方法及び体温測定器は、サーミスタ等の温度測定手段と、温度測定手段を内部に有し体表面に押圧接触される測温部と、測温部に熱を印加して測温部の温度を調整する測温部温度調整手段と、温度測定手段で測定した温度の時間変化率を計算する演算部とを具備し、測温部の温度を測温部温度調整手段によって体表面の温度より一旦高くし、温度順位が当該測温部の温度、被測定者の温度、環境温度となる状態に設定してから、被測定者の体表面の温度の時間変化率を測定するものである。その結果、体温の測定時間を短くすることができ、かつ測定結果に高い信頼性を付与することができるので、家庭内は勿論のこと、救急車内や病院内等、体温を測定する必要のあるところならば何処でも広く用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る体温測定器を概念的に示す斜視図である。
【図２】第一の実施の形態に係る体温測定器の測温ヘッドを概念的に示す部分正面図（ａ）及び右側面図（ｂ）である。
【図３】第一の実施の形態に係る体温測定器の測温ヘッドの部分断面図である。
【図４】腋下における体表面温度の分布と第一の実施の形態に係る体温測定器を被測定者の腋下に挿入する動作とを概念的に示したもの（ａ）と、体温測定状態を概念的に示す被測定者と第一の実施の形態に係る体温測定器との部分断面図（ｂ）である。
【図５】第一の実施の形態に係る体温測定器の体温測定開始から体温測定終了までの温度プロファイルを従来の体温計の温度プロファイルと比較して概念的に示したものである。
【図６】第一の実施の形態に係る体温測定器による体温測定開始から体温測定終了後までのサーミスタの熱の流出入について概念的に示した部分断面図である。
【図７】第一の実施の形態に係る体温測定方法の初期動作確認プロセスの要部を示すフロー図である。
【図８】第一の実施の形態に係る体温測定方法の熱量決定プロセス及び接触診断プロセスの要部を示すフロー図である。
【図９】第一の実施の形態に係る体温測定方法の熱量印加プロセス及び温度時間変化率勾配判定プロセスの要部を示すフロー図である。
【図１０】第一の実施の形態に係る体温測定方法の体温測定プロセスの要部を示すフロー図である。
【図１１】本発明の第二の実施の形態に係る装着型の体温測定器の一態様を模式的に示した正面図（ａ）と、当該装着型の体温測定器で被測定者が体温測定している状態を模式的に示した概念図（ｂ）である。
【図１２】本発明の第二の実施の形態に係る装着型の体温測定器の別の態様を模式的に示した正面図である。
【図１３】従来の一般的な電子体温計の構造を概念的に示すの正面図及び測温プローブの部分断面図である。
【図１４】従来技術による電子体温計の体温測定開始後の温度プロファイルを模式的に示したものである。
【図１５】飽和時間を短縮する目的で開発された従来の電子体温計の一例を概念的に示す正面図である。
【図１６】飽和時間を短縮する目的で開発された従来の電子体温計の別の一例を概念的に示す先端部の部分断面図である。
【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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