![]() Electronic thermometer
专利摘要:
公开号:WO1988001047A1 申请号:PCT/JP1987/000594 申请日:1987-08-07 公开日:1988-02-11 发明作者:Yutaka Muramoto 申请人:Terumo Kabushiki Kaisha; IPC主号:G01K7-00
专利说明:
[0001] 明 細 発明の名称 電 子 体 温 計 技術分野 [0002] 5 本発明は電子体温計に関し、 特に熱平衡予測型の電子体温計 に関する。 背景技術 この種の電子体温計のメ リ ッ トは測定の途中段階において早 期に熱平衡温度を先行表示する点にある。 一般に、 この先行表0 示ほ検出温度の滑らかな上昇カーブを予想して行われ、 検出し た温度に、 該検出した温度に対応して求められる上乗せ量を加 算するこ とで行われる。 [0003] しかし、 検出温度が予想外のカーブを描く ような場合にはも はや平衡温度を予測できないか、 極めて予測の信頼性が損なわS れる。 かかる温度カーブを検出した場合にはエラー表示するこ とも考えられるが、 再度測定をしても失敗する確率が高く、 ま た成功しても予測の信頼性が低い。 [0004] また、 この種の電子体温計の先行表示は早いほど.よいが、 測 定をある予測終了条件で打切って終了にすると、 それに応じて 予測精度が制限される。 まして、 例えば被測定部位への接触不 良等によって検出温度カーブが不安定な動きをするような場合 には、 一旦予測終了条件を満足してもその後に温度カーブが更 に変動する。 従って予測の信頼性は著しく低下する。 [0005] 本発明はこのよう な先行技術の欠点を解消するものであり; その目的とする所は、 測温状態に応じて常に信頼性ある温度表 示を行える電子体温計を提供することにある。 発明の開示 本発明の電子体温計は上記目的を達成するため'、 被測定部位 の温度を検出して該温度を示す検出温度信号を発生する温度検 出手段と、 測定開始後の経過時間を計時して該経過時間を示す 経過時間信号を発生する時間信号発生手段と前記経過時間信号 から予測関数に基づいて補正量を求める演算手段と、 前記演算 手段により得られた補正量と前記検出温度に基づき平衡温度の 予測計測を行う予測計測手段と、 前記温度検出手段による直示 計測を行う直示計測手段と、 予測成立の可能性を評価する評価 手段と、 該評偭手段の決定に従い測定状態を前記直示計測手段 による測定に切替え ¾計測モード切替手段と、 予測計測モード と直示計測モードの各計測モードに応じた温度を表示する表示 手段を備えることをその概要とする。 [0006] 好ましく は、 前記評価手段は予測閬数が用いるパラメータ値 に従って、 予測成立の可能性を評価するこ とをその一態様とす る。 [0007] また好ましく は、 前記評価手段は測定開始からの経過時間を 評価要素の 1 つとすることをその一態様とする。 [0008] また好ましく は、 前記表示手段は予測計測モードと直示計測 モードを区別するための表示機 を備えることをその一態様と する。 図面の簡単な説明 第 1図は本発明.による電子体温計の基本構成を示すブロック 図、 , . , [0009] 第 2図は本発明による電子体温計の実施例の具体的な構成を 示すブロック図、 [0010] 第 3図は表示部の正面図、 [0011] 第 4図, 第 5図は腋下の熱平衡時の温度予測が行われる過程 を示すフローチャート、 [0012] 第 6図は実施例の補正温度差曲線を示すグラフ図、 [0013] 第 7図は予測温度の推移を示すグラフ図、 [0014] 第 8図は腋下用と して設定した重み付けのグラフ図、 第 9図は口中用と ΰて設定した重み付けのグラフ図、 第 1 0図は腋下における ¾定開始からの予測表示温度の推移 を説明するグラフ図、 [0015] 第 1 1 図はマイクロコ ン ピュータを用いて実現した電子体温 計の実施例の具体的な構成を示すブロック図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 添付図面を参照して末発明による実施例の電子体温計 を詳細に説明する。 [0016] 第 1図は本発明による電子体温計の基本構成を示すブロック 図である。 この電子体温計は基本的には被測定部位の温度を検 出して該温度を示す検出温度信号を発生する温度測定部 1 と、 通常は熱平衡時温度の予測演算を行って予測平衡温度を出力す るが、 検出温度信号のカーブについて所定の状態を検出するこ とにより食出温度信号そのものを出力する予測演算部 2 と、 温 度データの表示部 3より構成される。 [0017] 温度測定部 1 は例えばサーミスタ等の感温素子を有し、 実時 間で被測定部位の温度を測定する回路である。 [0018] 予測演算部 2は通常は熱平衡時の温度を実質上連続的に予測 する回路であり、 温度測定部 1 からの検出温度信号 1 1 を実質 上連続的にモニタし、 まず予測開始条件を判定し、 予測開始後 は温度測定部 1 からの検出温度信号 1 1 の他にも内部に有する 経過時間測定機能からの経過時間信号等の最新情報を用いて、 比較的短い時間間隔に'て熱平衡時の温度を予測し、 該予測の妥 当性を逐次連続的に評価し、 該予測の妥当性が肯定的な間は表 示温度のなめらかな推移を得るベく求めた平衡温度に重み付け の処理を行い、 熱平衡に至るまでの実霣上安定な予測平衡温度 Γ [0019] 信号 1 2を表示部 3 に送る。 また例えば測定途中で検出温度信 号 1 1 のカーブが予測をするのに適当でないと判断した時は上 記予測演算を停止し、 代り に検出温度信号 1 1 そのものを表示 部 3 に送る。 [0020] 表示部 3は予測平衡温度 1 2又は検出温度信号 1 1 を数値表 示する。 また表示部 3 は何れの温度が表示されているかを使用 者に区別させるための表示機能を備える。 [0021] .第 2図は本発明による電子体温計の実施例の具体的な構成を 示し、 第 1 図に示すブロックと同一ブロックには同じ番号を付 してある。 [0022] 尚、 第 2図の予測演算部 2内の個々のプロックはリードオン リメモリ ( R O M ) に格納されたプログラム (第 4図、 第 5図 ) をマイクロコンビュータが実行するこ と により実現される機 能ブロックであり、 以下の記載により当業者は本発明を容易に 理解し、 実施できるはずである。 [0023] 温度測定部 1 は、 サーミスタ等の感温素子 4及び温度計測回 路 5を有し、 温度計測回路 5は感温素子 4からの電気信号 1 3 を所定周期でサンプリ ングしてデジタル信号に変換し、 実時間 の検出温度信号 1 4及び 1 5を出力する回路である。 [0024] 予測演算部 2は計測制御回路部 7、 時間測定回路部 6、 補正 量演算回路部 8、 加^回路部 9、 予測温度監視部 1 0及び信号 スィッチ 2 7を有する。 こ こ において計測制御回路部 7は電子 体温計全体の動作を統括制御する回路であり、 温度計測回路 5 からの検出温度信号 1 5を常時モニタ して、 所定の測定条件が 満たざれるとクロック信号 1 6を時間測定回路部 6 に送出し、 また制御信号 2 2を補正量演算回路部 8 に送出する。 時間測定 [ill路部 6はクロック信号 1 6 に応動して測定開始からの経過時 問を計時し、 経過時間信号 1 7を発生する。 - 補正量演算回路部 8ほ、 経過時間信号 1 7の入力により各サ ンプリ ング時点について検出した検出温度信号 1 5に応じて熱 平衡時の温度と検出温度信号 1 5 との差である予測上の補正温 度差 (上乗せ量) U ( t ) を算出し、 補正量信号 1 8を発生す る回路である。 また補正量演算回路 8は滑らかな温度表示を得 るために補正量信号 1 8 に重み付けをした表示補正量信号 2 3 を発生する回路でもある。 補正量演算回路部 8には補正温度差 に影響を与えるいく つかのパラメ'一タを含む測定経過時間 tの 関数として補正温度差 U ( t ) を求める予測関数が組み込まれ ている。 補正温度差に影響を与えるパラメータとしては測定の 初期、 例えば初めて制御信号 2 2が補正量演算回路部 8に入力 した時、 特定の値、 例えば経過時間 tに対する温度上昇カーブ が予め実測によって統計的に求められた最も確率の高い平均的 な温度変化カーブとなるよう規定した値をとるよう にセッ トさ れる。 この補正量演算回路部 8は 3つの機能を有し、 第 1 の機 能は経過時間信号 1 7が入力するとそれに対応する補正温度差 U ( t ) を算出して補'正量信号 1 8を出力する機能である。 第 2の機能は後述の予測温度監視部 1 0からの負帰還コン トロー ル信号 2 0を受けると補正温度差に影響を与えるパラメータの ί を変更する機能、 換言すれば補正温度差を求める予測関数を 変更する機能である。 そして第 3の機能は上記補正温度差に 第 8図又は第 9図に示すような測定経過時間を変数とする重み 付けを行い、 予測平衡温度表示のための表示補正量信号 2 3を 出力する機能である。 [0025] 加算回路部 9 は検出温度信号 1 4と補正量信号 1 8 とを加算 して予測上の補正温度差 U ( t ) と検出温度 T ( t ) との和で ある予測温度信号 ( T p ) 1 9を出力する部分である。 また検 出温度 1 4と表示補正量信号 2 3 とを加算して表示のために重 み付けをした補正温度差 ( W ( t ) · U ( t ) ) と検出温度 T ( t ) との和である予測表示温度信号 ( T p ' ) 2 1 を出力す る.部分でもある。 [0026] 測温度監視部 1 0は予測上の予測温度信号 1 9を常時監視 して該予測温度信号 1 9が所定の期間所定の範囲内にあるか否 かを判定する。 この範囲を越えた時は負帰還コン トロール信号 2 0が出力されて予測パラメータを変更させるよう に働き、 ま たこの範囲内にあれば温度表示を付势するための表示コン ト ロール信号 2 4を出力する。 また予測温度監視部 1 0では検出 温度 1 4のカーブが平衡温度の予測に適当なものであるか否か が間接的に判断され、 例えば適当でないと判断されたときは制 御信号 2 5が出力されてスィッチ手段 2 7の接点が通常の a側 から b側に切替えら 、 温度計測は予測計測モードから直示計 測モー ドに る。 [0027] 温度測定部 1 においては感温素子 4からの電気信号 1 3が温 度計測回路 5 に送られ、 こ こで実時間の検出温度に換算可能な 信号 1 4及び 1 5に変えて出力される。 温度計測回路 5からの 検出温度信号 1 5は計測制御回路部 7 で絶えずモニタされ、 所 定の条件が満たされる場合、 例えば検出温度信号 1 5がある温 度をある値以上の温度変化を伴なつて越えたことに相当すると き、 例えば電子体温計を被測定部位に接触ざせたとき、 計測制 御回路部 7は直ちにクロック信号 1 6を時間測定回路部 6に送 る。 同時に制御信号 2 2を補正量演算回路部 8に送り、 予測演 算開始の指示を与える。 [0028] 補正量演算回路部 8は時間測定回路部 6からの経過時間信号 1 7が入力すると、 熱平衡時の温度と検出温度との差である予 測上の補正温度差を演算し、 補正量信号 1 8を加算回路 9 に送 る。 前述のよう に補正温度差はこれに影響を与えるいくつかの パラメータを含む経過時間 tのみの関数として補正量演算回路 部 8 に組み込まれている。 また補正温度差に影響を与えるパラ メータも測定の初期、 例えば始めて (クロック信号 1 6が時間 測定回路部 6 に送られる時に同期して送られる) 制御信号 2 2 が補正量演算回路部 8に入力された時には所定の温度変化を規 定した値をとるよう にリセットされる。 補正量演算回路部 &は 経過時間信号 1 7が入力すると直ちに補正温度差を演算し、 補 正量信号 1 8を加算回路部 9 に送る。 加算回路部 9 には検出温 度信号 1 4と補正量信号 1 8が入力して加算が行なわれ、 予測 上の補正温度差と検出温度との和である予測温度信号 1 9が予 測温度監視部 1 0 に送られる。 予測温度監視部 1 0では予測温 度を絶えず監視し、 予測温度が例えばある時間一定であれば、 補正量演算回路部 8で行われた補正温度の演算結果が妥当であ るとみなし、 言いかえれば補正温度の演算に際して使用された 演算プロセス及び予測閔数パラメータの選択が妥当であると判 断して表示コ ン ト ロール信号 2 4を補正量演算回路部 8 に送 り、 これによつて表示補正信号 2 3及び予測表示温度信号 2 1 を形成ぜしめ、 スィッチ 2 7を介して表示部 3 に送らせる。 ま た予測温度が例えば予め定めた時間内に一定の変化幅を越えた 場合には負帰還コン 卜ロール信号 2 0を受け、 第 2の機能であ る補正温度差に影響を与えるパラメータの変更を行なう。 そこ で、 補正量演算回路部 8は再び経過時間信号 1 7 に対応した補 正温度差を変更後のパラメータに基づいて演算する。 演算結果 である補正量信号 1 8は再び加算回路 9 に入力し、 加算回路部 9からは予測温度信号 1 9が出力され、 予測温度監視部 1 0で モニタされる。 予測温度監視部 1 0では前述の過程が繰り返さ れ、 予測の妥当性が満足される間は表示部 3 に重み付けをした 予測表示温度 2 1 が表示されるよう になるからして、 補正量演 算回路部 8 における補正温度差の演算、 加算回路部 9 における 加算、 予測温度監視部 1 0 における予測温度の監視及び補正量 演算回路部 8への負帰還、 並びに表示するときは重み付けの処 理という一連のプロセスは短時間で行われ、 表示部 3 に表示さ れた予測表示温度 2 は実質的に連続的で、 かつなめらかに上 昇推移する状態になる。 [0029] 第 3図は表示部 3 の表示面を示す図である。 図において、 3 1 は液晶からなる表示面であり、 温度データを数値表示する と共にその表示温度が予測平衡温度 2 1 でぁることを示すマー ク 3 2又は検出温度 1 4そのものであることを示すマーク 3 3 を表示する。 使用者に測定状態 (計測モード) を知らしめるた めである。 かかる計測モードを区別させるための表示機能は上 記のようなマーク表示 3 2 , 3 3 に限らず、 他にも一方の温度 の場合にのみ表示をブリ ンクさせる方法、 温度表示を白黒反転 させる方法等が考えられる。 [0030] 第 2図に示ざれた実施例について、 第 4図, 第 5図のフロー チャート及び第 6図の補正温度差曲線を用いて、 熱平衡時の温 度予測が行われる過程を説明する。 [0031] まず補正温度差 U について予め説明しておかなければならな い。 体温の測定においてほ体温計の .熱特性と測定部位の状態及- び部位そのものの特性により、 測定開始から熱平衡に至るまで の観測される温度変化の様子は多種多様である。 しかし、 体温 計の熱特性を限定するとこれらの温度変化の様子がいくつかの カテゴリーに分類できること、 即ち、 温度変化を規定すること ができる。 極めて大きな分類の仕方は例えば口中の測定と腋下 の測定である。 体温を測定する目的から言えばそれ以上の分 類、 例えば子供と大人等も考えられるが、 特に有用な分類とほ ならない。 ここでは腋下の体温測定について説明して行く。 尚、 口中についても予測関数及ぴパラメータが異なることを除 き同様に考えられる。 [0032] 多数の色々なケースについて腋下温度の測定を行う とおおよ そ 1 0分程度で熱平衡に達することがわかるが、 熱平衡時の温 度 T e の測定途中の温度 T ( t ) との差 ϋ ( t ) " を良く調べ ると、 非常に良い確度で次のような式に従っているこ とがわか る [0033] U ( t ) x = T e 一 T ( t ) [0034] = α t + i3 + C ( t + r ) [0035] ( 1 ) [0036] ここで U, : 熱平衡時の温度と測定時の温度と [0037] の差 [0038] t 測定開始からの時間 [0039] C 可変パラメータ [0040] α , β , r . s :—定の条件における測定に [0041] 良く適合する定数である。 [0042] 特に腋下の体温測定では例えば [0043] U ( t ) x = - 0.002 t + 0.25 + C (t+1) -°· 6 [0044] ( 2 ≤ C≤ 1 2 ) … ( 2 ) [0045] なる式が良く 成立している。 こ こ で t の単位は 〔秒〕 、 U ( t ) x ほ (で) で与えられる。 [0046] ( 2 ) 式の U ( t ) M を U ( t ) に変え、 C = 2 か ら C = 1 2 までのパラメータの値を変化させた と きの曲線が 第 6図に示されている。 U ( t ) x を U ( t ) に変える理由は 熱平衡時の温度 T e 'は予測プロセスを実行する上では予測 温度 T p に対応するからである。 つま り予測時の補正温度差 U ( t ) ほ次式で与えられる。 U ( t ) = T p - T ( t ) [0047] = - 0 . 002 t + 0 . 25 + C (t+ l) - 0- 6 [0048] ( 2≤ C≤ 1 2 ) - ( 3 ) [0049] さて、 第 4図, 第 5図のフローチャートにおいては、 第 2図 のブロック図に示された装置によって例示された温度測定を行 う プロセスのアルゴリズムが示されている。 [0050] 始工程 1 0 0 により、 電源が投入され、 温度計測回路 5が 働き、 温度計測工程 1 0 1 に入る。 該工程 1 0 1 では温度計測 回路 5からの信号 1 5が計測制御回路部 7でモニタされる。 判 断工程 1 0 2及び 1 0 3は体温を測定すべきかどうかの判断を 行う部分で、 工程 1 0 2では所定の温度、 例えば 3 0でを越え ているかどうか、 工程 1 0 3でほ例えば 1秒間に 0 . ' 1 以上 の温度上昇があるかどうかを判断している。 これらの判断ほい ずれも計測制御回路部 7で実施される。 いずれも上記の条件が 満たされると時間測定回路 6のリ セッ トスタート工程 1 0 4に リ セッ トスター卜工程 1 0 4では計測制御回路部 7から発せ られる初めてのクロック信号 1 6により、 時間測定回路部 6の 経過時間測定用力ゥンタがリセッ トすると同時に、 経過時間測 定工程 1 0 5の開始を指示する。 判断工程 1 0 6ほ以下の予測 ェ' が実際上の意味 持つようになるまでの経過時間を持つェ Sである。 例えば補正温度の演算を開始するまでに 1 0秒間ほ ど待っているという ことを意味する。 これは 1 0秒程度までの iU :±精度が極めて悪く妥当でない測定結果を与えるからであ i 3 [0051] る。 [0052] 経過時間の測定結果が 1 0秒以上になると計測制御回路部 7 の出力である制御信号 2 2が、 初期セッ 卜工程 1 0 7〜 1 0 9 を行い、 工程 1 0 7では補正量演算回路 8 における演算式のパ ラメ一タを予め実測によって統計的に求められた熱平衡時の温 度予測に至らせる確率の高い値、 この実施例では C == 7 にセッ 卜する。 工程 1 0 8では予測の妥当性を確立するための力ゥン タ Nの内容を 0 にする。 工程 1 0 9では予測妥当性の確立状態 を示すフラグ F L Pをリセッ ト し、 予測計測モード中である旨 を表示部 3 に表示する。 続いて工程 1 1 0では経過時間 tが第 1 の所定時間 を越えたか否かを判別する。 第 1 の所定時間 t! ほ通常の測定であれば少なく ともこれまでの時間内に予測 妥当性が確立されるべきであるとする時間であり、 この時間内 に予測確立の判定が成立しない場合は検出体温の上昇曲線がか なり不安定な要素を含んでいると判断し、 予測演算を打切る判 断をする時間である。 温度上异カーブの性質に鑑みると、 第 1 の所定時間 は腋下型では 1 0 0秒ぐらいであり、 口中型で は 7 0秒ぐらいが適切と考えられる。 測定開始後は当分この時 間に至らないので、 補正量演算回路 8 において補正温度演算ェ 程 1 1 3が実施され、 補正量信号 1 8が加算回路部 9 に送られ る。 補正量演算工程 1' 1 3では丁度 ( 3 ) 式に該当する演算が 行われる。 第 1 回目の演算は第 6図及び第 7図の C - 7で示さ れた曲線上の点を結果と して与える。 従って例えば t = 1 1秒 に対し U ( 1 1 ) = 1 . 7 7でという具合になる。 これが補; F 量信号 1 8 として加算回路 9 に入力される。 [0053] 加算回路部 9 では検出温度信号 1 4と補正量信号 1 8 とを加 算工程 1 1 4に従って加算し、 予測温度信号 1 9 として予測温 度監視回路部 1 0 に送る。 例えばこ こで説明している例では U ( 1 1 ) = 1 . 7 7でであるから、 T ( 1 1 ) = 3 4. 8 6 ^ ならば丁 P ' = T ( 1 1 ) + U ( 1 1 ) の加算によ り T p = 3 6. 6 3でが予測温度監視回路部 1 0 に送られる。 予測温度 監視回路部 1 0 には同じ Cに対する 2つのある時間間隔每の予 測温度 T P が送られて来るので、 判断工程 1 1 5は予測温度 T p のこれら 2回分の増減を調べれば良い。 Tp の変化量が ある値との大小比较により 3通り に分岐する。 d T p / d t≥ aでは現時点の予測.平衡温度より高い平衡温度に達することが 見込まれるので、 パラメータ Cの値を増加する工程 1 2 7へ、 d T P Xd t≤- aでは現時点の予測平衡温度より低い平衡温 度に達することが見込まれるのでパラメ一タ Cの値を減らすェ 程 1 2 4へ、 I d Tp ノ d t | < aに対しては現時点の予測平 衡温度が前回の予測平衡温度とほぼ等しいとみなせる範囲内に あることから、 選択した予測関数が実時間の検出温度の軌道に のったものと判断して工程 1 1 6へ夫々分岐する。 [0054] 工程 1 2 4及ぴ 1 2 7以下は予測温度監視回路部 1 0からの 負' J帚還コ トロール信号 2 0が補正量演算回路 8 に入力してパラ メータ Cを変える工程である。 この場合は予測妥当性の確立を やり なおさなくてはならないから、 工程 1 2 4及び 1 2 7で力 ゥンタ Nを 0 にし、 工程 1 2 5及び 1 2 8でパラメータ Cを変 更する。 変更されたバラメータ Cは補正量演算回路部 8の内部 で判断工程 1 2 6 , 1 2 9 にてその値がチェックされ、 判断ェ 程 1 2 9では増加させたパラメータ Cの値が設定された上限値 1 2を、 また判断工程 1 2 6では減少させたパラメータ Cの値 が設定された下限値 2を越えない限り、 再び補正量演算工程 1 1 3 におけるパラメータと して用いられる。 しかし、 判断ェ 程 1 2 9でパラメータ Cの値が上限値 1 2を、 または判断工程 1 2 6でバラメータ Cの値 下限値 2を越える場合は、 検出温 度信号 1 4のカーブが予測関数に基づく予測範囲を越えている と判断される。 即ち、 予測関数と検出温度信号カーブの一致可 能性ないこ とを検出した状態である。 一致可能性のないカーブ とは、 例えば第 6図に示す曲線 ®, ®である。 曲線 @の場合は 予測する平衡温度が実際に到達し得る平衡温度より高い値が得 られ、 また曲線 ®の場合は予測する平衡温度が実際に到達し得 る平衡温度より低い値が得られる。 従って、 かかる場合はもは や予測平衡温度を表示することほ意味をなさないから、 工程 1 2 2でフラグ F L Pをリ セッ ト し、 かつ直示モードである旨を 表示部 3 に表示し、 工程 1 2 3で検出温度 1 4そのものを表示 する。 [0055] 尚、 曲線 (D , ®は途中どのよう な形をしていてもよい。 しか し工程 1 2 6 , 1 2 9の判別をもってこれが条件を越えると判 別される と きはいつでもその後の一致可能性が否定されるか ら、 かかる曲線は予測するに妥当でない代表的な曲線 ®又は ® であると してこの種の検出温度曲線の形を間接的に評価してい るといえる。 一方、 曲線 ©の場合はまだ工程 1 2 6 , 1 2 9 の 判別で条件を越えると判別されない以上、 この時点では一致可 能性を否定されない。 曲線がどのような形をしていてもまだ何 れかの予測関数 ( C = 2〜 l 2 ) 上において予測妥当性が確立 される可能性が残っているからである。 [0056] さて、 工程 1 1 6ではカウンタ Nに + 1 する。 連続する 2回 のサンプリ ング時点での予測平衡温度 T pの値がほぼ一致した からである。 即ち、 この時点では検出温度曲線の一部と選択中 の予測関数の一部が一致していると推測される。 工程 1 1 7 で は こ の時点での補正量 U ( t ) の大きさを評偭する。 [0057] U ( t ) < 0のときは直示モードに切替える。 上乗せする分が ないからである。 このような状態は相当時間経過後におこるの でむしろ直示モード とするこ とでより正確な測定が行える。 U ( t ) ≥ 0 . 1 のときは工程 1 1 8でカウンタ N O内容を調 ベる。 u ( t ) ≥ 0 . 1 のときは本体温計がその予測能力を最 も発揮するときである。 工程 1 1 8でカウンタ Nの内容が 3以 上でないときはまだ予測が確実でないので工程 1 1 0 に戻る。 しかしカ ウンタ Nの内容が 3以上のときは連続する 4回のサン ブリ ング時点での予測平衡温度 T pの値がほぼ一致したことに なり、 この時点では検出温度曲線のより長い部分と選択中の予 測関数のよ り長い部分とが一致していると推測される。 そこ で、 工程 1 1 9では予測妥当性確立のフラグ F L Pを 1 にセッ ト し、 これが最初であると きは併せてブザーを鳴動させる。 尚、 予測妥当性の確立はカウンタ Nの内容が 1 となることで行 つても良い。 [0058] 工程 1 2 0では後述する滑らかな予測表示温度 T ρ ' を形成 するために重み付けを行う。 表示工程 1 2 1 は加算回路 9から 現時点の予測表示温度信号 2 1 が出力され、 表示部 3 にてその 予測表示温度が表示される。 表示工程 1 1 3を終了すると予測 表示温度を表示部 3 に残したまま再び工程 1 1 0 に入る。 こう して予測妥当性を確立した後も予測演算を繰り返し、 使用者が 測定を続ける限り においてより正確な温度予測測定を可能にす る。 0 < U ( t ) ≤ 0 . 1 のと きは工程 1 2 0 に進む。 この時 点になると上乗せ量が少ないので予測もかなり確実である。 従 つて、 この条件を満足したときも予測妥当性が確立されたと し て良い。 このようにして I d T p ノ d t | < aの条件が満たさ れた時にのみ表示部 3 に予測表示温度が 4捨 5入等の処理を施 された後表示され、 次の表示工程が行われるまで表示値が保持 される。 このよう な演算工程ないし表示工程のループは、 例え ば 1秒間等の所定のィンターパルで循環するように、 計測制御 回路部 7 によって制御きれる。 [0059] さて、 検出温度曲線が第 6図の ©のような場合は予測妥当性 をなかなか確立できない。 接触不良が続く ような場合とか、 途 中からはずれかかったりする場合などで、 上昇データが不安定 な動きをする。 このような状態が第 1 の所定時間まで続く と、 工程 1 1 1 でフラグ F L Pが検査され、 この時点で該フラグ F L Pがセッ 卜 されていないと直示モードに切替える。 このよ うな場合は予測モードでは正確な温度測定が期待できないから である。 また工程 1 1 1 でフラグ F L Pがセッ トされていると きは工程 1 1 2で第 2の所定時間 t 2 を越えたか否かを調べ る。 第 2の所定時間 t 2 は測定開始後の十分な時間を経過し、 上乗せ量を必要としない時間であって、 後述する如く腋下型で は 8分 3 0秒後、 口中型にあっては 6分 3 0秒後に予測上乗せ 領域を 0 とするようにしている。 従ってこの場合も直示モード に切替える。 予測確立のブザーが鳴つても計測を続ければやが てこの状態に達し、 使用者が温度を読むときは直示モードの表 示と共に温度データを読み取るこ とになる。 [0060] 第 6図、 第 7図の例ではパラメータ Cの値を 1つずつ変更し て行くアルゴリズムが示されているが、 この場合には予測分解 能がおおよそ 5 0秒時点の予測.で 0 . I t程度となる。 従って 、 更に予沏 ί値の分解能を上げるには例えばパラメ一タ Cの値を 0 . 5ずつ変更すれば良い。 また判断工程 1 1 5における aの 値は一定値でなく例えば時間と共に減少するような関数でも良 レ、。 実際上各補正温度曲線の相互の温度差は時間と共に減少し ているのでその方が良い。 d T p ノ d tの演算には移動平均値 や時間幅の大きな 3つの T p を甩いて測定上の精度にあまり影 響されないような工夫も可能であることは言うまでもない。 い ずれにしても、 例えば判断工程 1 1 5に従って最終的に表示ェ 程 1 2 1 を経由した場合においても、 予測モードである間は再 び補正量演算工程 1 1 3、 加算工程 1 1 4を経て、 判断工程 1 1 5 に入る。 このループを何度も循環している間は予測演算が 突-際の温度変化の軌道に乗ってなされているとみなせるから予 9 [0061] 測平衡温度の演算値も安定してその表示値はなめらかに、 かつ 速やかに推移する。 ま た、 補正量 U ( t ) も第 7 図の曲線 C = 7 に沿って経過して行く ことになる。 [0062] t = 1 6秒のとき d T p Z d t ^ aが再現すると、 工程 1 2 7 に入り、 C = 8の曲線に沿って U ( 1 6 ) = 1 . 6 3 ;、 こ のとき T ( 1 6 ) = 3 5. 2 0 °Cならば T p = 3 6. 8 3でと なり、 今度は C = 8 に対する ( 2つのある時間間隔毎の) 予測 温度について判断工程 1 1 5が実施される。 再び T p の変化が ある値を越えない限り、 表示工程 1 2 1 のル一ブを何度も循環 し Tp = 3 6. 8で付近の値を表示し続ける。 実際は U ( t ) に重み付けがされるのでこれより幾分低い。 更に例えば t = 5 3秒のとき d Tp / d t≥ aの工程ループに進むと C = 9の 曲線に入る。 ここでは U ( 5 3 ) = 0 . 9 6 *C , T ( 5 3 ) = 3 6 . 0 3でであるから、 T p = 3 6. 9 9でとなる。 後述す るが、 この時点では重み付けが 1 0 0 %になっており、 実質の 表示温度は 3 6. 9 9 :となる。 以後 C = 9の曲線に沿って予 測が進むこ とになる。 第 7図では 4捨 5入された表示値を破線 2 0 0で示してある。 このよう にして熱平衡時の体温が予測さ れ、 実質的に連続的に表示される。 [0063] なお、 第 6図、 第 7図に示したアルゴリ ズムの中で工程 1 0 7 ではバラメータ Cの初期設定値を C = 7 にセッ ト したが、 こ のよう にすると予測温度監視のための判断工程 1 1 5 において 行われる演算処理の仕方や aの値の選び方によっては表示値が 時間と共に減少するような事態が発生するこ ともある。 この場 合工程 1 0 7で C == 2を設定しておく と、 表示値は一般に時間 と共に上昇する傾向を示すので、 幾分自然な印象を与える。 こ のよう にパラメータの選択は測定経過時間に対して早期に平衡 温度に近づく。 [0064] 第 8図及び第 9図は測定経過時間に対する重み付けの変化を 表わす図に係り、 第 8図は腋下用として設定した重み付けのグ ラフ図、 第 9図ほ口中用として設定した重み付けのグラフ図で ある。 被測定部位の熱平衡特性の相違を考慮し、 経験的、 統計 的に求めた重み付けの特性の一例である。 [0065] 一般に体温計装着直後からの検出温度は急竣に変化し、 この 部分の上乗せ ¾も大きい。 従って予測閡数の選択が妥当なもの になるまでは、 予測関数の乗り変えにより上乗せ量も不連続か つ大幅に変化する。 故にこの区間の上乗せ量をそのまま上乗せ すると予測温度表示が不安定になり、-使用者に不安感を与えか ねない。 従って、 計測開始後の第 3の所定定時間経過までほ補 正量演算回路部 8が求めた上乗せ量 (補正量信号 1 8 ) に直線 増加特性の重み付けを行う。 例えば、 腋下の場合は測定開始後 4 5秒経過するまでに 1 0 0 %になるような勾配の重み付けを 行う 。 また口中の場合は測定開始後 3 0秒経過する までに 1 0 0 %になるような勾配の重み付けを行う。 [0066] 更に上記第 3の所定時間を経過すると検出温度の上昇も緩や かになり、 この部分の上乗せ量も適当な範囲のものとなる。 こ れ以降ほ予測の迅速な収束性と予測精度が重要になる。 従って 3 の所定時間経過後第 4の所定時間経過までは補正量演算回 i [0067] 路部 8が求めた上乗せ量 (補正量信号 1 8 ) に 1 0 0 %の重み 付けを行う。 これは、 言いかえれば重み付けの処理をしないこ と と同等である。 第 4の所定時間は、 例えば腋下の場合は測定 開始後 3 8 4秒 ( 6分 2 4秒) 経過するまでであり、 口中の場 合は測定開始後 2 5 6秒 ( 4分 1 6秒) 経過する までであ る。 [0068] 更に上記第 4の所定時間を経過すると検出温度そのものが熱 平衡温度に接近する範囲になり、 この程度時間経過すると予測 のメ リ ッ トも少なく なる。 むしろ直示形の機能に移行すること が望ましい。 従って、 第 4の所定時間経過後第 2の所定時間経 過までは補正量演算回路部 8が求めた上乗せ量 (補正量信号 1 8 ) に直線減少特性の重み付けを行う。 例えば、 腋下の場合. は測定開始後 3 8 4秒経過から 5 1 1秒 ( 8分 3 1秒) 経過す るまでに 1 0 0 %から 0 %になるような勾配の重み付けを行 う。 また口中の場合は測定開始後 2 5 6秒経過から 3 8 4秒 ( 6分 2 4秒) 経過するまでに 1 0 0 %から 0 %になるような 勾配の重み付けを行う。 この区間でほいきなり 0 %としないこ とにより表示温度の連続性が保たれる。 即ち、 上乗せ量の占め る割合が次第に減少してなめらかに直示機能に推移する。 [0069] 更に上記第 2の所定時間を経過すると検出温度そのものが熱 平衡温度を示すよ う になる。 従ってこ れ以降は上乗せ量は " 0 " である。 これ以後実施例の電子体温計は従来の直示形体 温計と同等に機能し、 実測値が測定できる。 かよう にして表示 温度の時間と ともになめらかな推移を与えるこ とができ、 1 回 の测定で迅速な予測表示と精密な直示表示の要求を満足させる のである。 [0070] 第 1 0図は腋下における測定開始からの予測表示温度の推移 を説明するグラフ図である。 例えば、 現時点で選択中のパラ メータ C = 8の予測関数は補正量信号 1 8 として図示のように 規定されている。 選択したパラメータ C = 8が実時間温度信.号 1 4の上昇カーブにマッチングしているときは早い時点で予測' 温度信号 1 9が熱平衡温度に達す.ることが解る。 従って、 かか る妥当なパラメータ選択が常になされるなら、 予測温度信号 1 9をそのまま表示するこ とで理想的な温度表示が得られる。 しかし、 前述した如くパラメータ Cの初期設定は統計的に求め られた熱平衡時の温度予測に至らせる確率の最も高い値である から、 必ずしも実時間温度信号 1 4に早期マッチングするとは 限らない。 マッチングしないときほ、 予測関数の乗り換えによ り予測温度信号 1 9は不安定に推移するであろう。 例えば最初 に熱平衡温度よりも高い値を示し、 その後減衰する場合がある し、 また最初の値がかなり低く、 その後急激に上昇する場合も ある。 従って、 測定開始から 4 5秒経過までの区間は予測関数 の上乗せ量 U ( t ) に第 8図に示す経過時間の重み付けを 行う 。 これによ り表示のたための補正量信号 2 3 は [0071] W ( t ) · υ ( t ) によって求められ、 図示の如く " 0 " に始 まり、 渐增するものとなる。 従って、 測定開始から 4 5秒経過 までの区間においては、 表示温度信号 2 1 は予測温度信号 1 9 より低く、 なめらかに上昇し、 かつ実時間温度信号 1 4よりも o ¾ [0072] 先行して速やかに平衡温度に達するこ とが解る。 また 4 5秒経 過した後は正確かつ安定に平衡温度を表示し続ける。 [0073] 第 4図及び第 5図に示すような複雑な予測演算アルゴリズム を具体的に実施するには、 現状技術ではマイクロコンピュータ を用いた第 1 1 図のようなハードウェア構成が適している。 同 図において第 2図に示す要素と同様の要素は同じ参照符号で示 す。 図において、 温度計測回路 5からの温度信号 1 4は予測演 算部 2の処理装置 1 5 4に入力され、 温度信号 1 5は温度閎値 検出回路 1 5 0及び温度変化検出回路 1 5 1 に入力される。 温 度閾値検出回路 1 5 0 は工程 1 0 2を実行し、 温度信号 1 5の 示す温度 Tが閬値温度 T t h以上か否かを判定する比較回路で ある。 閎値温度 T t h以上のとき、 信号 1 6 0を出力する。 温 度変化検出回路 1 5 1 は工程 1 0 3を実行し、 温度信号 1 5の 示す温度 Tの時間的変化が所定の値 k以上か否かを判定し、 制 御信号 1 6 1 を発生する回路である。 [0074] 温度変化検出回路 1 5 1 の出力 1 6 1 には計測制御回路 1 5 2が接続され、 その一方の出力 1 6 2はクロック信号発生 回路 1 5 3 に、 他方の出力 1 6 3は処理装置 1 5 4に接続され ている。 [0075] 計測制御回路 1 5 2は制御信号 1 6 1 に応動してクロック信 号発生回路 1 5 3を起動し、 処理装置 1 5 に工程 1 0 5以下 の処理を行うよう に指示する回路である。 ク口ック信号発生回 路 1 5 3 は出力 1 6 4 にク ロ ック信号を発生し、 処理装置 1 5 4 に供給するク ロ ックパルス発生器である。 処理装置 1 5 4ほこのクロック信号 1 6 4に応動して仞 Jえば第 4図及び 第 5図に示す工程 1 0 7以下の予測演算処理を実行する処理シ ステムであり、 本実施例では例えばワンチップ ♦ マイクロコン ビュータで実現することができる。 更に、 1 5 5は予測の妥当 性を検出したときに使用者にその旨を早期に知らせるためのブ ザ一であり、 1 5 6は予測表示温度又は検出温度を表示する表 示装置である。 [0076] 以上述べた如く本発明によれば、 予測関数として備える標準 曲線群の範囲で扱える通常の体温上昇曲線に対してほ、 予測演 算が早期かつ有効に行なわれる。 また、 標準曲線群からはずれ た動きをする不安定な体温上昇曲線に対しては不安定な曲線に 基づ'く不安定な予測演算結果が求まるので、 これを排除し、 そ の時の実測値指示を与えられる。 従って、 実際の様々な体温計 測状態における常に正確な体温値を指示することが可能とな °
权利要求:
Claims•請 求 の 範 囲 ( 1 ) 被測定部位の温度を検出して該温度を示す検出温度信号 を発生する温度検出手段と、 測定開始後の'経過時間を計時して 該経過時間を示す経過時間信号を発生する時間信号発生手段と 前記経過時間信号から予測関数に基づいて補正量を求める演算 手段と、 前記演算手段により得られた補正量と前記検出温度に 基づき平衡温度の予測計測を行う予測計測手段と、 前記温度検 出手段による直示計測を行う直示計測手段と、 予測成立の可能 性を評価; る評価手段と、 該評価手段の決定に従い測定状態を 前記直示計測手段による測定に切替える計測モード切替手段 と、 予測計測モードと直示計測モニドの各計測モードに応じた 温度を表示する表示手段を備えるこ とを特徴とする電子体温 ( 2 ) 評価手段ほ予測関数が用いるパラメータ値に従って、 予 測成立の可能性を評価するこ とを特徴とする請求の範囲第 1項 記載の電子体温計。 ( 3 ) 評価手段は測定開始からの経過時間を評価要素の 1 つと するこ とを特徴とする請求の範囲第 1項記載の電子体温計。 ( 4 ) 表示手段は予測計測モードと直示計測モードを区別する ための表示機能を備えることを特徴とする請求の範囲第 1 項記 載の電子体温計。
类似技术:
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引用文献:
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