特開 2023-538 暑熱リスク警報装置、暑熱リスク警報方法およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023000538

(43)【公開日】2023-01-04

(54)【発明の名称】暑熱リスク警報装置、暑熱リスク警報方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/00 20060101AFI20221222BHJP

   A61B 5/01 20060101ALI20221222BHJP

   A61B 5/0245 20060101ALI20221222BHJP

   G08B 21/02 20060101ALI20221222BHJP

   G08B 25/04 20060101ALI20221222BHJP

【ＦＩ】

A61B5/00 102A

A61B5/01

A61B5/0245 200

G08B21/02

G08B25/04 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021101427

(22)【出願日】2021-06-18

(71)【出願人】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】304021277

【氏名又は名称】国立大学法人 名古屋工業大学

(71)【出願人】

【識別番号】504182255

【氏名又は名称】国立大学法人横浜国立大学

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100153006

【弁理士】

【氏名又は名称】小池 勇三

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(74)【代理人】

【識別番号】100121669

【弁理士】

【氏名又は名称】本山 泰

(72)【発明者】

【氏名】橋本 優生

(72)【発明者】

【氏名】高河原 和彦

(72)【発明者】

【氏名】桑原 啓

(72)【発明者】

【氏名】松永 賢一

(72)【発明者】

【氏名】石原 隆子

(72)【発明者】

【氏名】都甲 浩芳

(72)【発明者】

【氏名】川原 貴

(72)【発明者】

【氏名】田中 英登

(72)【発明者】

【氏名】平田 晃正

(72)【発明者】

【氏名】宮澤 太機

【テーマコード（参考）】

4C017

4C117

5C086

5C087

【Ｆターム（参考）】

4C017AA02

4C017AA09

4C017AA19

4C017AB02

4C017AB08

4C017BC11

4C017CC01

4C117XA05

4C117XB01

4C117XB02

4C117XB04

4C117XC11

4C117XD09

4C117XD21

4C117XE06

4C117XE13

4C117XE17

4C117XE18

4C117XE23

4C117XE26

4C117XJ48

4C117XP03

4C117XP12

5C086AA06

5C086AA22

5C086CB01

5C087AA02

5C087FF04

5C087GG08

5C087GG70

5C087GG83

(57)【要約】

【課題】測定対象者の体調変化の見逃しを低減し、測定対象者の体調管理を高精度に行う。
【解決手段】暑熱リスク警報装置は、測定対象者の心拍数を測定する心拍数測定部１と、測定対象者の深部体温を推定または測定する深部体温測定部２と、温熱環境および運動強度に関する測定対象者の自覚症状の情報を取得する主観情報取得部３と、測定対象者の心拍数、深部体温、自覚症状に基づいて測定対象者の暑熱リスクレベルを決定する決定部４と、決定部４によって決定された暑熱リスクレベルに応じた暑熱リスク通知情報を作業管理者または測定対象者に通知する通知部５とを備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象者の心拍数を測定するように構成された心拍数測定部と、
前記測定対象者の深部体温を推定または測定するように構成された深部体温測定部と、
温熱環境および運動強度に関する前記測定対象者の自覚症状の情報を取得するように構成された主観情報取得部と、
前記測定対象者の心拍数、深部体温、自覚症状に基づいて前記測定対象者の暑熱リスクレベルを決定するように構成された決定部と、
前記決定部によって決定された暑熱リスクレベルに応じた暑熱リスク通知情報を作業管理者または前記測定対象者に通知するように構成された通知部とを備えることを特徴とする暑熱リスク警報装置。

【請求項2】

請求項１記載の暑熱リスク警報装置において、
前記主観情報取得部は、前記測定対象者の自覚症状の情報として、温冷感の情報、自覚的運動強度の情報、温熱的快適性の情報を取得することを特徴とする暑熱リスク警報装置。

【請求項3】

請求項１または２記載の暑熱リスク警報装置において、
前記決定部は、前記心拍数、前記深部体温、前記自覚症状のそれぞれについて前記測定対象者の暑熱リスクレベルを決定することを特徴とする暑熱リスク警報装置。

【請求項4】

請求項３記載の暑熱リスク警報装置において、
前記決定部は、前記心拍数、前記深部体温、前記自覚症状を数値化した値のそれぞれが対応する閾値を上回るかどうかによって、前記心拍数、前記深部体温、前記自覚症状のそれぞれに関する暑熱リスクレベルを決定することを特徴とする暑熱リスク警報装置。

【請求項5】

請求項４記載の暑熱リスク警報装置において、
前記決定部は、前記心拍数が対応する閾値を上回る継続時間が所定の心拍数観察時間を超えるかどうかによって前記心拍数に関する暑熱リスクレベルを決定し、前記深部体温が対応する閾値を上回る継続時間が所定の深部体温観察時間を超えるかどうかによって、前記深部体温に関する暑熱リスクレベルを決定することを特徴とする暑熱リスク警報装置。

【請求項6】

測定対象者の心拍数を測定する第１のステップと、
前記測定対象者の深部体温を推定または測定する第２のステップと、
温熱環境および運動強度に関する前記測定対象者の自覚症状の情報を取得する第３のステップと、
前記測定対象者の心拍数、深部体温、自覚症状に基づいて前記測定対象者の暑熱リスクレベルを決定する第４のステップと、
前記第４のステップで決定した暑熱リスクレベルに応じた暑熱リスク通知情報を作業管理者または前記測定対象者に通知する第５のステップとを含むことを特徴とする暑熱リスク警報方法。

【請求項7】

請求項６に記載の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定対象者の熱中症の予防に有用な情報を提供する暑熱リスク警報装置、暑熱リスク警報方法およびプログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

２０１９年の職場における熱中症による死傷者数は７９０人であり、過去１０年間（２０１０年～２０１９年）の発生状況と比較して、２０１８年の死傷者数１１７８人に次いで多い。業種別でみると、建設業が１４７人、製造業が１７２人であり、直射日光あるいは高温多湿な環境にさらされ易い業種での熱中症の発生件数が多いことが分かる（非特許文献１参照）。

【0003】

こうした作業現場では、作業者の自己管理、作業管理者による作業者の時間管理、および作業管理者の声掛けによる自覚症状の収集による作業者の体調管理等を行うケースがある。しかしながら、自己申告のような主観的情報のみに頼った作業管理では、作業者が暑熱環境から受ける負荷等に起因する体調の変化を見逃す虞れがある。

【0004】

また、主観的な情報に頼らない体調管理手法として、暑さ指数ＷＢＧＴ（Wet Bulb Globe Temperature：湿球乾球温度）の数値を基に、作業管理者が水分・塩分の補給の声掛け、休憩の励行の声掛け等を行うといった手法がとられるケースもある。ただし、ＷＢＧＴは、あくまで特定の地域における屋外の観測点を基に算出した数値であり、作業者個人の行動に即した環境変化が反映されていない参考値である。したがって、ＷＢＧＴに基づく体調管理手法では、上記の主観的情報と同様に作業者の体調変化を見逃す虞れがあるといえる。

【0005】

一方で、個人の生体情報に着目した体調管理手法として、作業者の深部体温と心拍数の変化をモニタリングする手法が挙げられる。例えば、ＡＧＣＩＨ（American Conference of Governmental Industrial Hygienists：アメリカ合衆国産業衛生専門官会議）では、熱中症発症リスクをモニタリングする上での指標として、深部体温が暑熱順応者で３８．５℃以上、暑熱非順応者で３８℃以上で、１分間の心拍数が数分間継続して（１８０－年齢）を超えるときを暑熱作業中止基準としている（非特許文献２参照）。

【0006】

上記の生体情報のうち、深部体温は作業者の活動中に直接計測することが難しいため、非侵襲な手法により計測するのが一般的であるが、±０．２℃程度のばらつきが生じる。このため、生体情報を用いた体調管理の場合にも、主観情報、ＷＢＧＴと同様に、作業者の体調変化を見逃してしまう可能性があった。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】“２０１９年職場における熱中症による死傷災害の発生状況”，厚生労働省，［２０２０年１０月３０日検索］，＜https://www.mhlw.go.jp/content/11303000/000612135.pdf＞

【非特許文献2】澤田晋一，“職場の熱中症対策徒然考（その２）”，安衛研ニュース，独立行政法人労働者健康安全機構労働安全衛生総合研究所，２０１３年，［２０２０年１０月３０日検索］，＜https://www.jniosh.johas.go.jp/publication/mail_mag/2013/61-column.html＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、測定対象者の体調変化の見逃しを低減し、測定対象者の体調管理を高精度に行うことができる暑熱リスク警報装置、暑熱リスク警報方法およびプログラム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】

【0009】

本発明の暑熱リスク警報装置は、測定対象者の心拍数を測定するように構成された心拍数測定部と、前記測定対象者の深部体温を推定または測定するように構成された深部体温測定部と、温熱環境および運動強度に関する前記測定対象者の自覚症状の情報を取得するように構成された主観情報取得部と、前記測定対象者の心拍数、深部体温、自覚症状に基づいて前記測定対象者の暑熱リスクレベルを決定するように構成された決定部と、前記決定部によって決定された暑熱リスクレベルに応じた暑熱リスク通知情報を作業管理者または前記測定対象者に通知するように構成された通知部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の暑熱リスク警報装置の１構成例において、前記主観情報取得部は、前記測定対象者の自覚症状の情報として、温冷感の情報、自覚的運動強度の情報、温熱的快適性の情報を取得することを特徴とするものである。
また、本発明の暑熱リスク警報装置の１構成例において、前記決定部は、前記心拍数、前記深部体温、前記自覚症状のそれぞれについて前記測定対象者の暑熱リスクレベルを決定することを特徴とするものである。
また、本発明の暑熱リスク警報装置の１構成例において、前記決定部は、前記心拍数、前記深部体温、前記自覚症状を数値化した値のそれぞれが対応する閾値を上回るかどうかによって、前記心拍数、前記深部体温、前記自覚症状のそれぞれに関する暑熱リスクレベルを決定することを特徴とするものである。
また、本発明の暑熱リスク警報装置の１構成例において、前記決定部は、前記心拍数が対応する閾値を上回る継続時間が所定の心拍数観察時間を超えるかどうかによって前記心拍数に関する暑熱リスクレベルを決定し、前記深部体温が対応する閾値を上回る継続時間が所定の深部体温観察時間を超えるかどうかによって、前記深部体温に関する暑熱リスクレベルを決定することを特徴とするものである。

【0010】

また、本発明の暑熱リスク警報方法は、測定対象者の心拍数を測定する第１のステップと、前記測定対象者の深部体温を推定または測定する第２のステップと、温熱環境および運動強度に関する前記測定対象者の自覚症状の情報を取得する第３のステップと、前記測定対象者の心拍数、深部体温、自覚症状に基づいて前記測定対象者の暑熱リスクレベルを決定する第４のステップと、前記第４のステップで決定した暑熱リスクレベルに応じた暑熱リスク通知情報を作業管理者または前記測定対象者に通知する第５のステップとを含むことを特徴とするものである。
また、本発明のプログラムは、前記の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、測定対象の主観情報と、心拍数、深部体温といった客観情報の双方を収集することで、測定対象者の暑熱リスクを総合的に判定することができるので、測定対象者の体調変化の見逃しを低減することができ、測定対象者の体調管理を高精度に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の第１の実施例に係る暑熱リスク警報装置の構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、本発明の第１の実施例に係る暑熱リスク警報装置の動作を説明するフローチャートである。

【図3】図３は、温冷感の１例を示す図である。

【図4】図４は、自覚的運動強度の１例を示す図である。

【図5】図５は、温熱的快適性の１例を示す図である。

【図6】図６は、本発明の第１の実施例に係る通知部による測定対象者の暑熱リスク状態の分類動作を説明するフローチャートである。

【図7】図７は、本発明の第１の実施例に係る暑熱リスク通知情報の登録テーブルの例を示す図である。

【図8】図８は、本発明の第２の実施例に係る深部体温測定部の構成を示すブロック図である。

【図9】図９は、本発明の第２の実施例に係る深部体温測定部の動作を説明するフローチャートである。

【図10】図１０は、本発明の第３の実施例に係る深部体温測定部の構成を示すブロック図である。

【図11】図１１は、測定対象者の身体の２部位２層モデルと、測定対象者の各部位・各層に流入出する熱量を示す図である。

【図12】図１２は、本発明の第３の実施例に係る深部体温測定部の動作を説明するフローチャートである。

【図13】図１３は、本発明の第１～第３の実施例に係る暑熱リスク警報装置を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

［第１の実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る暑熱リスク警報装置の構成を示すブロック図である。暑熱リスク警報装置は、心拍数測定部１と、深部体温測定部２と、主観情報取得部３と、決定部４と、通知部５とを備えている。

【0014】

図２は本実施例の暑熱リスク警報装置の動作を説明するフローチャートである。心拍数測定部１は、測定対象者の心拍数を測定する（図２ステップＳ１）。心拍数測定部１は、例えば、測定対象者の心電位を計測するウエア型あるいはベルト型の心電計と、心電計が計測した心電位から心拍数を算出する算出部とから構成される。
本発明では、測定対象者の脈拍数を心拍数として測定してもよい。この場合、心拍数測定部１は、測定対象者の脈波を計測するリストバンド型あるいはイヤホン型の脈波計と、脈波計が計測した脈波から心拍数（脈拍数）を算出する算出部とから構成される。

【0015】

深部体温測定部２は、測定対象者の深部体温を推定または測定する（図２ステップＳ２）。深部体温測定部２は、測定対象者の心拍数や測定対象者の近傍温度、近傍湿度等のデータから測定対象者の深部体温を推定する（例えば特開２０２０－６５８２３号公報参照）。なお、これらのデータを用いて深部体温を推定する別の例については後述の実施例で説明する。

【0016】

また、深部体温測定部２は、熱流補償法、双熱流法といった方法で測定対象者の深部体温を推定するようにしてもよい。これらの方法については、例えば文献「時澤健，“ウェアラブル深部体温計の実用化に向けて”，安衛研ニュース，独立行政法人労働者健康安全機構労働安全衛生総合研究所，２０１８年，＜https://www.jniosh.johas.go.jp/publication/mail_mag/2018/119-column-1.html＞」に開示されている。

【0017】

また、深部体温測定部２は、例えば飲み込み式の体温計によって測定対象者の深部体温を直接的に測定するようにしてもよい。飲み込み式の体温計については、例えば文献「“CorTemp Sensor”，HQ Inc.，＜https://hqinc.net/home/cortemp/cortemp-products/cortemp-sensor/＞」に開示されている。
また、深部体温測定部２は、深部体温の代わりに、測定対象者の鼓膜温や外耳道温を測定してもよい。

【0018】

次に、主観情報取得部３は、温熱環境および運動強度に関する測定対象者の自覚症状の情報を取得する（図２ステップＳ３）。取得する自覚症状の情報の例としては、温冷感の情報、自覚的運動強度の情報、温熱的快適性の情報などがある。

【0019】

図３に温冷感の１例を示す。図３の例では、温冷感を、非常に寒い、寒い、涼しい、やや涼しい、どちらともいえない、やや暖かい、暖かい、暑い、非常に暑い、という９段階で評価している（文献「榎本ヒカル他，“節電要請期のオフィス内温熱環境と勤務者の快適性評価に関する調査”，人間と生活環境，Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．２，ｐｐ．３９－４７，２０１６年」参照）。

【0020】

図４に自覚的運動強度の１例を示す。図４の例では、自覚的運動強度（ボルグスケール）を１０段階で評価している（文献「公益財団法人日本スポーツ協会，指導者育成専門委員会アスレティックトレーナー部会監修，“Ｂ アスレティックトレーナーに必要な検査測定の方法”，検査・測定と評価，文光堂，２０１１年，＜https://www.japan-sports.or.jp/Portals/0/data/ikusei/doc/AT/text%20kaitei/2017AT5_p68.pdf＞」参照）。

【0021】

図５に温熱的快適性の１例を示す。図５の例では、温熱的快適性を、不快、やや不快、やや快適、快適、という４段階で評価している（文献「田中英登他，“高齢者における夏季の冷房使用状況と冷房使用時の生理的反応と温熱的快適性に及ぼす気流の影響”，日本生気象学会雑誌，Ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．４，ｐｐ．１４１－１５０，２０１５年」参照）。

【0022】

主観情報取得部３は、例えば測定対象者が所持するスマートフォンによって構成される。スマートフォンは、実装されたアプリケーションプログラムに従って処理を実行し、主観情報取得部３として機能する。主観情報取得部３は、測定対象者が入力した自覚症状の情報（温冷感、自覚的運動強度、温熱的快適性をそれぞれ数値化した値）を取得する。

【0023】

なお、心拍数測定部１と深部体温測定部２と主観情報取得部３とは、一体型の装置でもよいし、個別の装置でもよい。

【0024】

次に、決定部４は、心拍数測定部１と深部体温測定部２と主観情報取得部３とによって得られた情報に基づいて、測定対象者の暑熱リスクレベルを決定する（図２ステップＳ４）。決定部４は、以下のように測定対象者が過剰な温熱負荷の状況にあるかどうかと、過剰な温熱負荷から回復した状況にあるかどうかという２つの観点から、心拍数、深部体温、自覚症状のそれぞれについて暑熱リスクレベルを決定する。

【0025】

［心拍数に関する暑熱リスクレベル］
決定部４は、心拍数測定部１によって得られた測定対象者の心拍数から、１分間の平均心拍数を逐次算出する。決定部４は、算出した１分間の平均心拍数が所定の心拍数閾値を超えない場合、測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされていないと判定し、心拍数に関する暑熱リスクレベルを０とする。本実施例では、心拍数閾値を、測定対象者の年齢から算出される（１８０－年齢）ｂｐｍとする。測定対象者の年齢は、既知の値であり、実際に即した値を予め設定しておけばよい。

【0026】

決定部４は、算出した１分間の平均心拍数が（１８０－年齢）ｂｐｍを超えている場合、測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされていると判定し、心拍数に関する暑熱リスクレベルを１とする。

【0027】

決定部４は、心拍数に関する暑熱リスクレベルを１とした時点から所定の心拍数観察時間が経過した時点でも測定対象者の１分間の平均心拍数が（１８０－年齢）ｂｐｍ以下とならない場合、測定対象者が過剰な温熱負荷から回復傾向にないと判定し、心拍数に関する暑熱リスクレベルを更に１上げて、２とする。

【0028】

一方で、決定部４は、心拍数に関する暑熱リスクレベルを１とした時点から心拍数観察時間以内に測定対象者の１分間の平均心拍数が（１８０－年齢）ｂｐｍ以下となった場合、測定対象者が過剰な温熱負荷から回復した状況にあると判定し、心拍数に関する暑熱リスクレベルを０に戻す。

【0029】

上記の心拍数観察時間に関しては、正常時の測定対象者が作業等の運動負荷によって起こる高い心拍数の継続状態から、安静状態に推移した際に心拍数が安静時の状態に推移するまでの時間を実験的に計測する等の方法で予め決定しておくことができる。

【0030】

［深部体温に関する暑熱リスクレベル］
決定部４は、深部体温測定部２によって得られた測定対象者の深部体温が所定の深部体温閾値以下の場合、測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされていないと判定し、深部体温に関する暑熱リスクレベルを０とする。決定部４には、暑熱未順化者の深部体温閾値と暑熱順化者の深部体温閾値の２種類が設定されている。暑熱未順化者の深部体温閾値は３８℃、暑熱順化者の深部体温閾値は３８．５℃である。測定対象者の暑熱順化の有無の情報は、既知の情報であり、実際に即して予め設定しておけばよい。決定部４は、測定対象者の暑熱順化の有無に応じて対応する深部体温閾値を採用すればよい。

【0031】

決定部４は、測定対象者の深部体温が深部体温閾値を超えている場合、測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされていると判定し、深部体温に関する暑熱リスクレベルを１とする。

【0032】

決定部４は、深部体温に関する暑熱リスクレベルを１とした時点から所定の深部体温観察時間が経過した時点でも測定対象者の深部体温が深部体温閾値以下とならない場合、測定対象者が過剰な温熱負荷から回復傾向にないと判定し、深部体温に関する暑熱リスクレベルを更に１上げて、２とする。

【0033】

一方で、決定部４は、深部体温に関する暑熱リスクレベルを１とした時点から深部体温観察時間以内に測定対象者の深部体温が深部体温閾値以下となった場合、測定対象者が過剰な温熱負荷から回復した状況にあると判定し、深部体温に関する暑熱リスクレベルを０に戻す。

【0034】

上記の深部体温観察時間に関しては、心拍数観察時間と同様に、正常時の測定対象者が作業等の運動負荷によって起こる高い深部体温の継続状態から、安静状態に推移した際に深部体温が安静時の状態に推移するまでの時間を実験的に計測する方法や、測定対象者が高体温状態から飲水行動をとり安静状態に推移した際に深部体温が安静時の状態に推移するまでの時間を実験的に計測する等の方法で予め決定しておくことができる。

【0035】

［自覚症状に関する暑熱リスクレベル］
決定部４は、自覚症状に関する暑熱リスクレベルのデフォルト値を０とする。決定部４は、温冷感、自覚的運動強度、温熱的快適性が、測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされたと判定する条件を満たす場合に、自覚症状に関する暑熱リスクレベルを１とする。

【0036】

具体的には、温冷感については３（暑い）を温冷感閾値とし、温冷感が３以上であることを、測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされたと判定する条件とする。自覚的運動強度については７（かなりきつい）を運動強度閾値とし、自覚的運動強度が７以上であることを、測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされたと判定する条件とする。温熱的快適性については１（不快）を快適性閾値とし、温熱的快適性が１以下であることを、測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされたと判定する条件とする。

【0037】

決定部４は、自覚的運動強度が７以上、温熱的快適性が１以下、温冷感が３以上の少なくとも１つを満たす場合、測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされていると判定し、自覚症状に関する暑熱リスクレベルを１とする。

【0038】

また、決定部４は、自覚症状に関する暑熱リスクレベルを１にした後に、温冷感、自覚的運動強度、温熱的快適性の全てが、測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされたと判定する条件を満たさなくなった場合に、測定対象者が過剰な温熱負荷から回復した状況にあると判定し、自覚症状に関する暑熱リスクレベルを０に戻す。具体的には、決定部４は、自覚症状に関する暑熱リスクレベルを１にした後に、自覚的運動強度が７未満、温熱的快適性が２以上、温冷感が３未満になった場合、自覚症状に関する暑熱リスクレベルを０に戻す。

【0039】

次に、通知部５は、決定部４によって得られた暑熱リスクレベルに応じて測定対象者の状態を分類したうえで、その分類に応じた暑熱リスク通知情報を作業管理者または測定対象者に通知する（図２ステップＳ５）。例えば、通知部５は、心拍数と深部体温と自覚症状とに関する暑熱リスクレベルに応じて測定対象者の暑熱リスク状態を通常、注意、警戒、厳重警戒、危険の５つのいずれかに分類し、作業管理者または測定対象者に通知する暑熱リスク通知情報の文言を設定する。

【0040】

図６は通知部５による測定対象者の暑熱リスク状態の分類動作を説明するフローチャート、図７は通知部５に設定されている登録テーブルの例を示す図である。図７に示すように、暑熱リスク通知情報の登録テーブルは、測定対象者の深部体温と心拍数と自覚症状とに関する暑熱リスクレベル毎に暑熱リスク通知情報の文言を予め登録したものである。

【0041】

通知部５は、心拍数と深部体温と自覚症状とに関する暑熱リスクレベルが全て０の場合（図６ステップＳ１００，Ｓ１０１においてＹＥＳ）、生体情報と自覚症状の双方の観点から、測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされていないと判定し、測定対象者の暑熱リスク状態を通常の状態と分類する（図６ステップＳ１０２）。通知部５は、心拍数と深部体温と自覚症状とに関する暑熱リスクレベルが全て０の場合の暑熱リスク通知情報の文言「通常：推定体内体温と心拍数は通常です。」を図７に示す登録テーブルから取得して、作業管理者が所持するスマートフォンや測定対象者が所持するスマートフォン等の端末へ暑熱リスク通知情報を送信する。

【0042】

また、通知部５は、心拍数と深部体温とに関する暑熱リスクレベルが共に０で、自覚症状に関する暑熱リスクレベルが１の場合（図６ステップＳ１０１においてＮＯ）、生体情報の観点からは測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされていないと判定できるものの、自覚症状の観点から測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされていると判定し、測定対象者の暑熱リスク状態を通常よりも警戒レベルの高い、注意の状態と分類する（図６ステップＳ１０３）。通知部５は、心拍数と深部体温とに関する暑熱リスクレベルが０で、自覚症状に関する暑熱リスクレベルが１の場合の暑熱リスク通知情報の文言「注意：今後の作業ではつらかったら休憩を取りましょう。」を登録テーブルから取得して送信する。

【0043】

また、通知部５は、心拍数と深部体温とに関する暑熱リスクレベルが共に０でなく、かつ少なくとも一方が１以下で、自覚症状に関する暑熱リスクレベルが０または１の場合（図６ステップＳ１０４においてＹＥＳ）、心拍数と深部体温の少なくとも一方の観点から測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされていると判定し、測定対象者の暑熱リスク状態を注意よりも警戒レベルの高い、警戒の状態と分類する（図６ステップＳ１０５）。

【0044】

通知部５は、心拍数と深部体温と自覚症状とに関する暑熱リスクレベルが全て１の場合、対応する暑熱リスク通知情報の文言「警戒：推定体内温度と心拍数が高くなっています。今後の作業ではつらかったら休憩を取ることをお勧めします。」を登録テーブルから取得して送信する。通知部５は、心拍数と深部体温とに関する暑熱リスクレベルが共に１で、自覚症状に関する暑熱リスクレベルが０の場合、対応する暑熱リスク通知情報の文言「警戒：推定体内温度と心拍数が高くなっています。自覚症状に注意し、つらかったら休憩を取りましょう。」を登録テーブルから取得して送信する。通知部５は、深部体温と自覚症状とに関する暑熱リスクレベルが共に１で、心拍数に関する暑熱リスクレベルが０の場合、対応する暑熱リスク通知情報の文言「警戒：推定体内温度が高くなっています。今後の作業ではつらかったら休憩を取ることをお勧めします。」を登録テーブルから取得して送信する。

【0045】

通知部５は、心拍数と自覚症状とに関する暑熱リスクレベルが共に１で、深部体温に関する暑熱リスクレベルが０の場合、対応する暑熱リスク通知情報の文言「警戒：心拍数が高くなっています。今後の作業ではつらかったら休憩を取ることをお勧めします。」を登録テーブルから取得して送信する。通知部５は、深部体温に関する暑熱リスクレベルが１で、心拍数と自覚症状とに関する暑熱リスクレベルが共に０の場合、対応する暑熱リスク通知情報の文言「警戒：推定体内体温が高くなっています。自覚症状に注意し、つらくなったら休憩を取りましょう。」を登録テーブルから取得して送信する。通知部５は、心拍数に関する暑熱リスクレベルが１で、深部体温と自覚症状とに関する暑熱リスクレベルが共に０の場合、対応する暑熱リスク通知情報の文言「警戒：心拍数が高くなっています。自覚症状に注意し、つらくなったら休憩を取りましょう。」を登録テーブルから取得して送信する。

【0046】

また、通知部５は、心拍数に関する暑熱リスクレベルと深部体温に関する暑熱リスクレベルのうちいずれか一方が２で、自覚症状に関する暑熱リスクレベルが０または１の場合（図６ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、心拍数と深部体温のうちいずれか一方の観点から、測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされてから回復傾向にないと判定し、測定対象者の暑熱リスク状態を警戒よりも警戒レベルの高い、厳重警戒の状態と分類する（図６ステップＳ１０８）。

【0047】

通知部５は、深部体温に関する暑熱リスクレベルが２で、心拍数に関する暑熱リスクレベルが０または１で、自覚症状に関する暑熱リスクレベルが０の場合、対応する暑熱リスク通知情報の文言「厳重警戒：推定体内温度が高い状態か続いています。自覚症状に注意し、休憩を取ることを検討してください。」を登録テーブルから取得して送信する。通知部５は、深部体温に関する暑熱リスクレベルが２で、心拍数に関する暑熱リスクレベルが０または１で、自覚症状に関する暑熱リスクレベルが１の場合、対応する暑熱リスク通知情報の文言「厳重警戒：推定体内温度が高い状態か続いています。休憩を取ることをお勧めします。」を登録テーブルから取得して送信する。

【0048】

通知部５は、心拍数に関する暑熱リスクレベルが２で、深部体温に関する暑熱リスクレベルが０または１で、自覚症状に関する暑熱リスクレベルが０の場合、対応する暑熱リスク通知情報の文言「厳重警戒：心拍数が高い状態か続いています。自覚症状に注意し、休憩を取ることを検討してください。」を登録テーブルから取得して送信する。通知部５は、心拍数に関する暑熱リスクレベルが２で、深部体温に関する暑熱リスクレベルが０または１で、自覚症状に関する暑熱リスクレベルが１の場合、対応する暑熱リスク通知情報の文言「厳重警戒：心拍数が高い状態か続いています。休憩を取ることをお勧めします。」を登録テーブルから取得して送信する。

【0049】

また、通知部５は、深部体温と心拍数とに関する暑熱リスクレベルが共に２で、自覚症状に関する暑熱リスクレベルが０の場合（図６ステップＳ１０７においてＹＥＳ）、心拍数と深部体温の双方の観点から、測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされてから回復傾向にはないが、自覚症状の観点からは測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされていないと判定し、測定対象者の暑熱リスク状態を厳重警戒の状態と分類する（図６ステップＳ１０８）。

【0050】

通知部５は、深部体温と心拍数とに関する暑熱リスクレベルが共に２で、自覚症状に関する暑熱リスクレベルが０の場合、対応する暑熱リスク通知情報の文言「厳重警戒：推定体内温度と心拍数が高い状態か続いています。自覚症状に注意し、休憩を取ることをお勧めします。」を登録テーブルから取得して送信する。

【0051】

また、通知部５は、深部体温と心拍数とに関する暑熱リスクレベルが共に２で、自覚症状に関する暑熱リスクレベルが１の場合（図６ステップＳ１０７においてＮＯ）、心拍数と深部体温の双方の観点から、測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされてから回復傾向になく、かつ自覚症状の観点からも測定対象者が過剰な温熱負荷にさらされていると判定し、測定対象者の暑熱リスク状態を厳重警戒よりも警戒レベルの高い、危険な状態と分類する（図６ステップＳ１０９）。

【0052】

通知部５は、深部体温と心拍数とに関する暑熱リスクレベルが共に２で、自覚症状に関する暑熱リスクレベルが１の場合、対応する暑熱リスク通知情報の文言「危険：推定体内温度と心拍数が高い状態か続いています。休憩を取ることをお勧めします。」を登録テーブルから取得して送信する。

【0053】

また、以上のような文言に加えて、作業の中止、屋内退避、涼しい場所への退避、水分補給、休憩等といった暑熱リスクの回避や体温上昇、心拍数の低下、脱水症状の回避を促す文言を適宜追加してもよい。

【0054】

以上のように、本実施例では、測定対象者本人の自覚症状等の主観情報と、深部体温、心拍数といった客観情報の双方を収集することで、測定対象者の暑熱リスクを総合的に判定することができるので、測定対象者の体調変化の見逃しを低減することができ、測定対象者の体調管理を高精度に行うことができる。

【0055】

［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例について説明する。本実施例は、第１の実施例の深部体温測定部２の別の例を説明するものである。図８は本実施例の深部体温測定部２の構成を示すブロック図である。本実施例の深部体温測定部２は、測定部２０と、測定部２１と、演算部２２と、演算部２３とから構成される。

【0056】

測定部２０は、測定対象者の近傍の温度を測定する。測定部２０は、例えば温度計から構成することができる。測定部２１は、測定対象者の近傍の湿度を測定する。測定部２１は、例えば、湿度計から構成することができる。また、測定部２０，２１は、心拍数測定部１と一体化した温度計、湿度計から構成することもできる。

【0057】

演算部２２は、心拍数測定部１が測定した心拍数より、測定対象者の運動により発生する熱量を求める。

【0058】

演算部２３は、時刻ｔにおいて演算部２２が求めた熱量、測定部２０が測定した温度と測定部２１が測定した湿度とから求められる測定対象者の雰囲気と測定対象者の皮膚との間の第１熱交換量、測定対象者の皮膚と深部との間の第２熱交換量、および測定対象者の発汗量より求める汗の蒸発量から、測定対象者の深部体温の変化を推定する。

【0059】

演算部２２，２３は、例えば、携帯端末装置などの、プログラムにより動作する、マイクロプロセッサを備えた小型のコンピュータ機器から構成することができる。

【0060】

次に、本実施例に係る深部体温測定部２の動作について、図９を参照して説明する。まず、ステップＳ２００で、心拍数測定部１が測定した測定対象者の心拍数を取得する。次に、ステップＳ２０１で、測定部２０は、測定対象者の近傍の温度を測定する。次に、ステップＳ２０２で、測定部２１は、測定対象者の近傍の湿度を測定する。次に、ステップＳ２０３で、演算部２２は、ステップＳ２００で心拍数測定部１が測定した心拍数より、測定対象者の運動により発生する熱量を求める。

【0061】

次に、ステップＳ２０４で、演算部２３は、熱量、測定対象者の雰囲気と測定対象者の皮膚との間の第１熱交換量、測定対象者の皮膚と深部との間の第２熱交換量、および測定対象者の汗の蒸発量から、測定対象者の深部体温の変化を推定する。熱量は、時刻ｔにおいてステップＳ２０３で演算部２２が求める。第１熱交換量は、ステップＳ２０１で測定部２０が測定した温度と、ステップＳ２０２で測定部２１が測定した湿度と、から求められる。

【0062】

以下、より詳細に説明する。

【0063】

人体を表皮層（皮膚）と非表皮層（深部）とに簡易化して考え，深部体温は非表皮層と同じであると仮定すると、式（１）、式（２）に示すように、時刻ｔにおける皮膚層と深部層の熱の流入出に関する方程式はそれぞれ式（１）、式（２）のように記述できる。

【0064】

式（１）の左辺は、時刻ｔ－Δｔからｔに推移した際の、皮膚の温度上昇により生じる熱量を示している。式（１）の右辺の各項は、時刻ｔ－Δｔからｔに推移した際の、皮膚、深部の温度上昇に起因する、深部より皮膚へ流入する熱量、皮膚の代謝で生じる熱量、皮膚より大気へ流出する熱量、皮膚表面での発汗により生じる蒸発熱を示している。

【0065】

式（２）の左辺は、時刻ｔ－Δｔからｔに推移した際の、深部の温度上昇により生じる熱量を示している。式（２）の右辺の各項は、時刻ｔ－Δｔからｔに推移した際の、皮膚、深部の温度上昇に起因する、皮膚より深部へ流入する熱量、深部の代謝で生じる熱量、測定対象者の運動により生じる熱量を示している。

【0066】

【数1】

【0067】

Ｔ_skin,t［℃］は時刻ｔにおける測定対象者の皮膚の温度、Ｔ_body,t［℃］は時刻ｔにおける測定対象者の深部の温度である。Ｔ_skin,t，Ｔ_body,tは、各部の温度および、時刻がΔｔに推移した際の各部の熱量を、上述の２つの式より算出する際に使用する。熱量については、後述する。

【0068】

Ｗ_skin［ｋｇ］は測定対象者の皮膚の質量、Ｗ_body［ｋｇ］は測定対象者の深部の質量である。Ｃ_skin［Ｊ／（ｋｇ・℃）］は測定対象者の皮膚の比熱、Ｃ_body［Ｊ／（ｋｇ・℃）］は測定対象者の深部の比熱である。Ｍ_skin［Ｗ］は測定対象者の皮膚の代謝量、Ｍ_body［Ｗ］は測定対象者の深部の代謝量である。測定対象者の各部位の質量と比熱は、情報通信研究機構（ＮＩＣＴ）が開発した「ＴＡＲＯ」や「ＨＡＮＡＫＯ」のような、解剖学的人体モデルや文献値を使用することができる。各部位の代謝量に関しては、後述する。

【0069】

ｈｘ［Ｗ／℃］は、皮膚と深部との間の熱交換係数であり、時刻ｔにおけるｈｘは、ｈｘ＝ｈｘ₀＋ｈｘ₁×２^Aより算出する。なお、Ａ＝２（Ｔ_body,t-Δt－Ｔ_body,0）／１．２＋｛ＥＸ（ｔ）－１）／１．５である。ｈｘ₀およびｈｘ₁は、実験により決定する。例えば、ｈｘ₀＝１７．０［Ｗ／℃］、ｈｘ₁＝２３．５［Ｗ／℃］を使用することができる。

【0070】

ＥＸ（ｔ）［Ｗ］は、時刻ｔ－Δｔからｔに推移した際の、測定対象者の運動により生じる熱量を示しており、演算部２２が求めた心拍数より算出するが、詳細は後述する。

【0071】

ＳＷ（ｔ）［Ｗ］は、時刻ｔ－Δｔからｔに推移した際の、発汗により生じる蒸発熱である。ＳＷ（ｔ）は、測定部２１が測定した湿度ｈｕｍｉｄｉｔｙ（ｔ）および、各部の温度より算出するが詳細は後述する。

【0072】

Ｔ_air［℃］は、周辺温度を示しており、測定部２０が測定した温度を使用する。式（１）の右辺第３項に示すように，測定対象者の皮膚と雰囲気との間の熱伝達率Ｈ［Ｗ／（ｍ２・℃）］（詳細は後述）を用いて、Ｈ・（Ｔ_skin,t－Ｔ_air）を全皮膚面積で積分することにより求めることができる。また、皮膚面積Ｓは、例えば，Ｄｕｂｏｉの式「Ｓ＝身長［ｃｍ］^0.725×体重［ｋｇ］^0.425×７．１８４×１０^(-3)」などの推定式を用いて求めることができる。

【0073】

上記式を変形すると、以下に示す、式（３）、式（４）のようになるので、上述した各定数、時刻ｔ－Δｔにおける測定対象者の深部体温Ｔ_body,t-Δt［℃］、測定対象者の皮膚温の初期値Ｔ_skin,t-Δt［℃］、各測定部から算出した心拍数、温度、湿度を用いて、時刻ｔにおける、皮膚温度および深部温度を推定することができる。

【0074】

ｈｘ×（Ｔ_body,m-1－Ｔ_skin,m-1），ｈｘ×（Ｔ_skin,m-1－Ｔ_body,m-1）は、皮膚と深部との間の熱交換（第２熱交換量）を示している。また、∫_SＨ×（Ｔ_skin,m-1－Ｔ_air）は、皮膚と雰囲気との熱交換（第１熱交換量）を示している。雰囲気との第１熱交換量、汗の蒸発により失われる熱量は、皮膚温度の計算に用いる。運動により発生する熱量と、代謝によって発生する熱量は、深部体温の計算に用いる。また、皮膚と深部とでの第２熱交換量を、皮膚温度と深部温度のそれぞれの計算に用いる。なお、外気温と熱交換量を計算する項の積分（演算部２３の演算）において、皮膚が外気に露出している部分と露出していない部分とに分けて行い、それぞれの熱伝達率（第１熱交換量、汗の蒸発量）を変化させることもできる。

【0075】

また、各定数は上記や後述の値に限定したものではなく、実際に即した値を用いることができ、計算実施において適宜設定することができる。各部の温度の初期値は、実測しておくことができる。また、各部の温度の初期値は、上記同様、実際に即した値を用いることができ、計算実施において適宜設定することができる。

【0076】

【数2】

【0077】

次に、演算部２３の計算で用いられる各パラメータについて説明する。

【0078】

発汗の蒸発で奪われる熱量ＳＷ（ｔ）は、不感蒸散と有感蒸散の和Ｅ［Ｗ］から算出できる。Ｅ＝Ｑ×（ＩＰ＋ｓｗｒａｔｅ（ｔ））となる。ここで、ＩＰ［ｇ／ｓ］は不感蒸散、Ｑ［Ｊ／ｇ］は水の蒸発熱、ｓｗｒａｔｅ（ｔ）は、定数α１０、α１１、α２０、α２１、β１０、β１１、β２０、β２１を用い、ｓｗｒａｔｅ（ｔ）＝［α１１ｔａｎｈ｛β１１（Ｔ_skin,t-Δt－Ｔ_skin,0）－β１０｝＋α１０］×（Ｔ_skin,t-Δt－Ｔ_skin,0）／ｍｉｎｕｔｅ＋［α２１ｔａｎｈ｛β２１（Ｔ_body,t-Δt－Ｔ_body,0）－β２０｝＋α２０］×（Ｔ_body,t-Δt－Ｔ_body,0）／ｍｉｎｕｔｅとなる。ｍｉｔｕｔｅは分である。

【0079】

例えば，次に示す値を設定することができる。α１０＝０．９５，α１１＝０．５５，α２０＝３．８０，α２１＝３．２０，β１０＝０．０９，β１１＝０．５９，β２０＝１．８０，β２１＝２．７０。

【0080】

ただし、ＳＷ（ｔ）は、湿潤率ｗｅｔが１を超える場合には最大蒸発熱Ｅ_max［Ｗ］を超えることができない。Ｗｅｔ＝Ｅ／Ｅ_maxで計算できる。Ｅ_maxの計算は空気の動きＶ_air［ｍ／ｓ］に依存する対流による熱移動Ｈ_c［Ｗ×ｍ²／ｋ］、皮膚の飽和水蒸気圧Ｐ_s［ｋＰａ］、空気の飽和水蒸気圧Ｐ_air［ｋＰａ］から計算できる。式は下記の通りである。

【0081】

Ｈ_c＝３．０×√（１０×Ｖ_air） ・・・（５）

【0082】

Ｐ_s＝７．５×（１０^D） ・・・（６）
なお、Ｄ＝７．２３－（（１７５０．３／（２７３＋Ｔ_skin,t-Δt－３８．１）））である。

【0083】

Ｐ_air＝７．５×（１０^G） ・・・（７）
なお、Ｇ＝７．２３－（（１７５０．３／（２７３＋Ｔ_air－３８．１）））である。

【0084】

Ｅ_max＝Ｅ_{max_coef}×Ｈ_c×（Ｐ_s－ｈｕｍｉｄｉｔｙ（ｔ－Δｔ）×Ｐａ）×｛ｃｏｖｅｒａｇｅ＋（１－ｃｏｖｅｒａｇｅ）／ｆｐｃｌ｝ ・・・（８）

【0085】

なお、Ｅ_{max_coef}は係数、ｃｏｖｅｒａｇｅは測定対象者の衣服の被覆率、ｆｐｃｌは透湿性の係数である。

【0086】

運動により発生する熱量Ｅｘは、ＭＥＴｓにより計算できる。例えば、ＭＥＴｓ＝（測定された心拍数［ｂｐｍ］－測定対象者の安静時心拍数［ｂｐｍ］）÷（測定対象者の最大心拍数［ｂｐｍ］－安静時心拍数［ｂｐｍ］）×最大酸素摂取量［ｍｌ］÷３．５［ｍｌ］により、ＭＥＴｓ数を求める。求めたＭＥＴｓ数を用い、ＥＸ熱量［Ｗ］＝ＭＥＴｓ数×１．０５×体重［ｋｇ］×４１８４÷３６００により、熱量を求める。最大酸素摂取量は、実測した値を用いることができる。また、推定式（ＶＯ２_max＝１５ＨＲ_max／ＨＲ_rest）より、最大酸素摂取量を推定することもできる。なお、ＨＲ_restは、実測した安静時心拍数である。また、ＨＲ_maxは、実測、あるいは年齢を用いた推定式「最大心拍数＝（２０８－０．７×年齢）ｂｐｍ」による最大心拍数である。

【0087】

熱伝達率Ｈは、対流による熱伝達Ｈｃと、放射による熱伝達Ｈｒとにより計算できる。
Ｈ＝（Ｈｃ＋Ｈｒ）×ｆｃｌ。ｆｃｌは、被服係数である。

【0088】

基礎代謝は、測定対象者の皮膚代謝Ｍ_skin［Ｗ］、測定対象者の深部代謝Ｍ_body［Ｗ］と分けて、時刻ｔにおけるＭ_skinおよびＭ_bodyは、Ｍ_skin＝Ｍ_skin,0×１．１^K、Ｍ_body＝Ｍ_body、0×１．１^Lより計算する。なお、Ｋ＝（Ｔ_skin,t-Δt－Ｔ_skin,0）、Ｌ＝（Ｔ_body,t-Δt－Ｔ_body,0）である。

【0089】

ここで、Ｍ_body,0＝（０．１２３８＋０．０４８１×体重×０．９２＋０．０２３４×ｈｅｉｇｈｔ－０．０１３８×ａｇｅ－０．５４７３×ｓｅｘ＿ｃｏｅｆ）×１００００００／２４／３６００×ａｃｔｉｖｉｔｙ＿ｌｅｖｅｌとなる。ｓｅｘ＿ｃｏｅｆは性別ごとの係数であり、男性が１、女性が２となる。ａｃｔｉｖｉｔｙ＿ｌｅｖｅｌは身体活動レベルである。また、Ｍ_skin,0＝Ｍ＿_skin／ＲＯＵ＿_skin×Ｗ＿_skinで計算する。ＲＯＵ＿_skinは、測定対象者の皮膚の密度［ｋｇ／ｍ³］、Ｍ＿_skinは、皮膚の代謝［Ｗ／ｍ³］、Ｗ＿_skinは、体重×０．０８で計算する。Ｍ_body,0は、上述した測定対象者の性別、身体活動レベル、体重の他に、身長、年齢などに応じて設定することができる。

【0090】

演算部２２は、受信した心拍数のデータから熱量を求める。次に、演算部２３は、受信した温度、湿度のデータより、測定対象者の雰囲気と測定対象者の皮膚との間の第１熱交換量を求める。また、演算部２３は、測定対象者の皮膚と深部との間の第２の熱交換量を求める。また、演算部２３は、測定対象者の発汗量より求められる汗の蒸発量を求める。これらの各量を用い、演算部２３は、測定対象者の深部体温の変化を計算（推定）する。

【0091】

［第３の実施例］
次に、本発明の第３の実施例について説明する。本実施例は、第１の実施例の深部体温測定部２の更に別の例を説明するものである。図１０は本実施例の深部体温測定部２の構成を示すブロック図である。本実施例の深部体温測定部２は、測定部２４と、測定部２５と、発熱量算出部２６と、代謝量算出部２７と、熱伝達・熱放射量算出部２８（第１熱交換量算出部）と、皮膚蒸散量算出部２９と、呼気蒸散量設定部３０（第４熱交換量設定部）と、熱交換量算出部３１（第２熱交換量算出部）と、熱交換量算出部３２（第３熱交換量算出部）と、温度算出部３３とから構成される。

【0092】

発熱量算出部２６と代謝量算出部２７と熱伝達・熱放射量算出部２８と皮膚蒸散量算出部２９と呼気蒸散量設定部３０と熱交換量算出部３１と熱交換量算出部３２とは、熱量算出部３４を構成している。

【0093】

測定部２４は、測定対象者近傍の温度（測定対象者の雰囲気の気温）を測定する。測定部２４は、例えば、温度計から構成される。あるいは、測定部２４は、外部の気象システムから測定対象者の近傍の気象データを取得するようにしてもよい。

【0094】

測定部２５は、測定対象者近傍の湿度（測定対象者の雰囲気の湿度）を測定する。測定部２５は、例えば、湿度計から構成される。あるいは、測定部２５は、測定部２４と同様に、外部の気象システムから測定対象者の近傍の気象データを取得するようにしてもよい。

【0095】

心拍数測定部１と測定部２４と測定部２５とは、一体型の測定器でもよいし、個別の測定器でもよい。

【0096】

熱量算出部３４は、測定対象者の心拍数と測定対象者近傍の温度と測定対象者近傍の湿度とに基づいて、測定対象者の体幹部（第１部位）と四肢部（第２部位）の深部と皮膚とに流入出する熱量を算出する。
温度算出部３３は、熱量算出部３４によって算出された熱量に基づいて、測定対象者の皮膚温度および深部温度を算出する。

【0097】

［深部体温推定方法：時間ステップごとの深部体温変化の計算方法］
本実施例では、図１１に示すように、測定対象者の身体が体幹部Ｕと四肢部Ｌの２部位で構成され、体幹部Ｕと四肢部Ｌの２部位がそれぞれ深部層Ｃと皮膚層Ｓの２層を有するものとみなす。すなわち、測定対象者の身体は、体幹部深部層ＵＣと、体幹部皮膚層ＵＳと、四肢部深部層ＬＣと、四肢部皮膚層ＬＳとからなる。本実施例では、取得する温湿度と心拍数情報とを基に、測定対象者の各部・各層に流入出する、時々刻々と変化する熱量を算出し、熱量の変化から、測定対象者の各部位・各層の温度変化を推定する。

【0098】

本実施例では、センサデータを取得する時間ステップごとの深部体温変化の計算方法を説明する。本実施例では、上述のとおり、測定対象者の身体を体幹部と四肢部の２部位で構成されるものとみなした場合の計算例を記載しているが、体幹部を上半身に置き替え、四肢部を下半身に置き替えてもよい。つまり、測定対象者の身体を第１部位と第２部位の任意の２部位で構成されるものとしてよい。

【0099】

式（９）～式（１２）に、それぞれ測定対象者の体幹部皮膚層ＵＳの温度変化、体幹部深部層ＵＣの温度変化、四肢部皮膚層ＬＳの温度変化、四肢部深部層ＬＣの温度変化を推定する式の例を示す。Ｔ_US［ｔ］は時刻ｔにおける体幹部皮膚層ＵＳの温度［℃］、Ｔ_UC［ｔ］は時刻ｔにおける体幹部深部層ＵＣの温度［℃］、Ｔ_LS［ｔ］は時刻ｔにおける四肢部皮膚層ＬＳの温度［℃］、Ｔ_LC［ｔ］は時刻ｔにおける四肢部深部層ＬＣの温度［℃］である。

【0100】

【数3】

【0101】

【数4】

【0102】

【数5】

【0103】

【数6】

【0104】

Ｑ_1,Uは測定対象者の運動による体幹部Ｕの発熱量［Ｗ］、Ｑ_1,Lは運動による四肢部Ｌの発熱量［Ｗ］である。Ｑ_2,USは測定対象者の体幹部皮膚層ＵＳの代謝量［Ｗ］、Ｑ_2,UCは体幹部深部層ＵＣの代謝量［Ｗ］、Ｑ_2,LSは四肢部皮膚層ＬＳの代謝量［Ｗ］、Ｑ_2,LCは四肢部深部層ＬＣの代謝量［Ｗ］である。Ｑ_3,U（第１熱交換量）は測定対象者の体幹部Ｕにおける皮膚と外気間の熱伝達・熱放射量［Ｗ］、Ｑ_3,L（第１熱交換量）は四肢部Ｌにおける皮膚と外気間の熱伝達・熱放射量［Ｗ］である。

【0105】

Ｑ_4,Uは測定対象者の体幹部Ｕにおける皮膚蒸散量、Ｑ_4,Lは四肢部Ｌにおける皮膚蒸散量である。Ｑ₅（第４熱交換量）は測定対象者の呼気蒸散量［Ｗ］である。Ｑ_6,U（第２熱交換量）は測定対象者の体幹部Ｕにおける深部と皮膚間の熱交換量［Ｗ］、Ｑ_6,L（第２熱交換量）は四肢部Ｌにおける深部と皮膚間の熱交換量［Ｗ］である。Ｑ₇（第３熱交換量）は測定対象者の深部における体幹と四肢間の熱交換量［Ｗ］である。

【0106】

ＷＣ_USは測定対象者の体幹部皮膚層ＵＳの熱容量［Ｊ／℃］、ＷＣ_UCは体幹部深部層ＵＣの熱容量［Ｊ／℃］、ＷＣ_LSは四肢部皮膚層ＬＳの熱容量［Ｊ／℃］、ＷＣ_LCは四肢部深部層ＬＣの熱容量［Ｊ／℃］である。Δｔは計算ステップ時間であり、例えば１［ｓ］以下とする。
また、時刻ｔ＋Δｔにおける平均皮膚温Ｔ_sk［ｔ＋Δｔ］、深部体温Ｔ［ｔ＋Δｔ］は式（１３）、式（１４）のようになる。

【0107】

【数7】

【0108】

【数8】

【0109】

ｓｆ＿ｃｏｎｆ＿ＵＳは測定対象者の体表面全体に対する体幹部Ｕの表面積の割合［％］、ｓｆ＿ｃｏｎｆ＿ＬＳは体表面全体に対する四肢部Ｌの表面積の割合［％］である。熱容量ＷＣ_US，ＷＣ_UC，ＷＣ_LS，ＷＣ_LC、割合ｓｆ＿ｃｏｎｆ＿ＵＳ，ｓｆ＿ｃｏｎｆ＿ＬＳは、それぞれ既知の値であり、実際に即した値を予め設定しておけばよい。

【0110】

図１２は本実施例の深部体温測定部２の動作を説明するフローチャートである。測定部２４は、測定対象者近傍の温度（測定対象者の雰囲気の気温）を測定する（図１２ステップＳ３０１）。測定部２５は、測定対象者近傍の湿度（測定対象者の雰囲気の湿度）を測定する（図１２ステップＳ３０２）。

【0111】

［運動による発熱量Ｑ₁の算出］
次に、発熱量算出部２６は、心拍数測定部１によって測定された心拍数に基づいて、測定対象者の運動による体幹部Ｕの深部層における発熱量Ｑ_1,U［Ｗ］、運動による四肢部Ｌの深部層における発熱量Ｑ_1,L［Ｗ］をそれぞれ式（１５）、式（１６）のように算出する（図１２ステップＳ３０３）。

【0112】

【数9】

【0113】

【数10】

【0114】

式（１５）、式（１６）は、文献「“健康づくりのための運動指針２００６ ～生活習慣病予防のために～”，厚生労働省，２００６年，＜https://www.mhlw.go.jp/shingi/2006/07/dl/s0719-3c.pdf＞」に開示されている。ｗｅｉｇｈｔは測定対象者の重量［ｋｇ］、ｅｘ＿ｃｏｎｆ＿Ｕは測定対象者の全身に対する体幹部Ｕの筋肉量の割合［％］、ｅｘ＿ｃｏｎｆ＿Ｌは全身に対する四肢部Ｌの筋肉量の割合［％］である。重量ｗｅｉｇｈｔ、割合ｅｘ＿ｃｏｎｆ＿Ｕ，ｅｘ＿ｃｏｎｆ＿Ｌは、それぞれ既知の値であり、実際に即した値を予め設定しておけばよい。

【0115】

また、ＭＥＴｓ［ｔ］はメッツ数を表している。発熱量算出部２６は、心拍数測定部１が取得した時刻ｔにおける心拍数ＨＲ［ｔ］［ｂｐｍ］、安静時心拍数ＨＲ_rest、最大心拍数ＨＲ_maxを用いて、式（１７）または式（１８）のいずれか一方の式によりＭＥＴｓ［ｔ］を算出すればよい。

【0116】

【数11】

【0117】

【数12】

【0118】

式（１８）は、文献「J.R.Wicks，et al.，“HR Index-A Simple Method for the Prediction of Oxygen Uptake”，Medicine and Science in Sports and Exercise，2011」に開示されている。
安静時心拍数ＨＲ_rest、最大心拍数ＨＲ_maxは、それぞれ過去の測定で得られた既知の値として、実際に即した値を予め設定しておけばよい。また、式（１５）、式（１６）で用いるＭＥＴｓ［ｔ］に関しては、瞬時値だけでなく、時間平均値（例えば、６分間の平均値）を用いてもよい。

【0119】

［代謝量Ｑ₂の算出］
次に、代謝量算出部２７は、温度算出部３３がΔｔ前に算出した、時刻ｔにおける測定対象者の平均皮膚温の推定値Ｔ_sk［ｔ］［℃］と深部体温の推定値Ｔ［ｔ］［℃］とに基づいて、測定対象者の体幹部皮膚層ＵＳの代謝量Ｑ_2,US［Ｗ］、体幹部深部層ＵＣの代謝量Ｑ_2,UC［Ｗ］、四肢部皮膚層ＬＳの代謝量Ｑ_2,LS［Ｗ］、四肢部深部層ＬＣの代謝量Ｑ_2,LC［Ｗ］をそれぞれ式（１９）～式（２２）のように算出する（図１２ステップＳ３０４）。

【0120】

【数13】

【0121】

【数14】

【0122】

【数15】

【0123】

【数16】

【0124】

式（１９）～式（２２）は、文献「Ronald J Spiegel，“A Review of Numerical Models for Predicting the Energy Deposition and Resultant Thermal Response of Humans Exposed to Electromagnetic Fields”，IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques，Volume32，Issue8，1984」に開示されている。Ａ_skinは代謝に関する定数、ｖｏｌｕｍｅ＿ＵＳは測定対象者の体幹部皮膚層ＵＳの体積［ｍ³］、ｖｏｌｕｍｅ＿ＬＳは四肢部皮膚層ＬＳの体積［ｍ³］、ｗｅｉｇｈｔ＿Ｕは測定対象者の体幹部Ｕの重量［ｋｇ］、ｗｅｉｇｈｔ＿Ｌは四肢部Ｌの重量［ｋｇ］である。定数Ａ_skin、体積ｖｏｌｕｍｅ＿ＵＳ，ｖｏｌｕｍｅ＿ＬＳ、重量ｗｅｉｇｈｔ＿Ｕ，ｗｅｉｇｈｔ＿Ｌは、それぞれ既知の値であり、実際に即した値を予め設定しておけばよい。

【0125】

Ｔ_sk［０］は平均皮膚温Ｔ_sk［ｔ］の演算時の初期値、Ｔ［０］は深部体温Ｔ［ｔ］の演算時の初期値である。本実施例では、体幹部皮膚層ＵＳの温度の初期値Ｔ_US［０］、体幹部深部層ＵＣの温度の初期値Ｔ_UC［０］、四肢部皮膚層ＬＳの温度の初期値Ｔ_LS［０］、四肢部深部層ＬＣの温度の初期値Ｔ_LC［０］として、別の温度測定装置によって測定した実測値または一般的な安静時の既知の値などの実際に即した値を用いる。したがって、時刻ｔ＝０の初回の代謝量Ｑ₂の算出では、Ｔ_sk［ｔ］＝Ｔ_sk［０］である。

【0126】

同様に、深部体温Ｔ［ｔ］の初期値Ｔ［０］としては、別の温度測定装置によって測定した実測値または一般的な安静時の既知の値などの実際に即した値を用いる。したがって、時刻ｔ＝０の初回の代謝量Ｑ₂の算出では、Ｔ［ｔ］＝Ｔ［０］である。
また、代謝量算出部２７は、式（２０）、式（２２）のＭを式（２３）のように算出する。

【0127】

【数17】

【0128】

式（２３）は、文献「AA Ganpule，et al.，“Interindividual variability in sleeping metabolic rate in Japanese subjects”，European Journal of Clinical Nutrition，volume 61，2007」に開示されている。ｗｅｉｇｈｔ＿Ｃは測定対象者の深部の重量［ｋｇ］、ｈｅｉｇｈｔは測定対象者の身長［ｃｍ］、ａｇｅは測定対象者の年齢である。ｓｅｘｃｏｅｆは測定対象者が男性の場合に０．５４７３、測定対象者が女性の場合に０．５４７３×２となる定数である。ａｃｔｉｖｉｔｙ＿ｌｅｖｅｌは身体活動レベル、Ａ_coefは代謝調整用のパラメータである。重量ｗｅｉｇｈｔ＿Ｃ、身長ｈｅｉｇｈｔ、年齢ａｇｅ、定数ｓｅｘｃｏｅｆ、ａｃｔｉｖｉｔｙ＿ｌｅｖｅｌ、パラメータＡ_coefは、それぞれ既知の値であり、実際に即した値を予め設定しておけばよい。

【0129】

ａｃｔｉｖｉｔｙ＿ｌｅｖｅｌの設定例としては、測定対象者の生活の大部分が座位で、静的な活動が中心の場合は１．５程度とすればよい。測定対象者が座位中心の仕事をしているが、職場内での移動や立位での作業、接客等を含む場合、あるいは通勤、買物、家事、軽いスポーツ等のいずれかを含む場合は、ａｃｔｉｖｉｔｙ＿ｌｅｖｅｌを１．７５程度とすればよい。測定対象者が移動や立位の多い仕事への従事者である場合、あるいはスポーツなど余暇における活発な運動習慣を持っている場合は、ａｃｔｉｖｉｔｙ＿ｌｅｖｅｌを２．０程度とすればよい。このように、測定対象者の運動状況に応じてａｃｔｉｖｉｔｙ＿ｌｅｖｅｌを適宜設定しておけばよい。

【0130】

［皮膚と外気間の熱伝達・熱放射量Ｑ₃の算出］
次に、熱伝達・熱放射量算出部２８は、測定部２４によって測定された測定対象者近傍の温度Ｔ_a［ｔ］［℃］と、温度算出部３３がΔｔ前に算出した、時刻ｔにおける時刻ｔにおける測定対象者の平均皮膚温の推定値Ｔ_sk［ｔ］［℃］と体幹部皮膚層ＵＳの温度の推定値Ｔ_US［ｔ］［℃］と四肢部皮膚層ＬＳの温度の推定値Ｔ_LS［ｔ］［℃］とに基づいて、測定対象者の体幹部Ｕにおける皮膚と外気間の熱伝達・熱放射量Ｑ_3,U［Ｗ］、四肢部Ｌにおける皮膚と外気間の熱伝達・熱放射量Ｑ_3,L［Ｗ］を算出する（図１２ステップＳ３０５）。測定部２４が測定対象者の衣服外の気温Ｔ_a［ｔ］［℃］を測定する場合、熱伝達・熱放射量Ｑ_3,U，Ｑ_3,Lは式（２４）、式（２５）のようになる。

【0131】

【数18】

【0132】

【数19】

【0133】

割合ｓｆ＿ｃｏｎｆ＿ＵＳ，ｓｆ＿ｃｏｎｆ＿ＬＳについては上記のとおりである。ｆｃｌ＿ＵＳは体幹部Ｕの衣服による伝熱効率を表す定数、ｆｃｌ＿ＬＳは四肢部Ｌの衣服による伝熱効率を表す定数、ｃｏｖｅｒａｇｅは四肢部Ｌを衣服が覆う割合［％］である。割合ｓｆ＿ｃｏｎｆ＿ＵＳ，ｓｆ＿ｃｏｎｆ＿ＬＳ、定数ｆｃｌ＿ＵＳ，ｆｃｌ＿ＬＳ、割合ｃｏｖｅｒａｇｅは、それぞれ既知の値であり、実際に即した値を予め設定しておけばよい。定数ｆｃｌ＿ＵＳ，ｆｃｌ＿ＬＳ、割合ｃｏｖｅｒａｇｅについては、測定対象者の服装に応じて適宜設定しておけばよい。

【0134】

ＨＳは測定対象者の空気との熱交換係数［Ｗ／℃］である。熱伝達・熱放射量算出部２８は、熱交換係数ＨＳ［Ｗ／℃］を式（２６）により算出する。

【0135】

【数20】

【0136】

ｓｆは測定対象者の体表面積［ｍ²］である。熱伝達・熱放射量算出部２８は、体表面積ｓｆ［ｍ²］を測定対象者の重量ｗｅｉｇｈｔ［ｋｇ］と身長ｈｅｉｇｈｔ［ｍ］とから算出することができる。体表面積ｓｆ［ｍ²］の算出式としては、ＤｕＢｏｉｓの式や藤本の式等の推定式がある。

【0137】

Ｈ_cmは対流熱伝達係数［Ｗ／℃／ｍ²］、Ｈ_rは放射熱伝達係数［Ｗ／℃／ｍ²］である。熱伝達・熱放射量算出部２８は、対流熱伝達係数Ｈ_cm［Ｗ／℃／ｍ²］、放射熱伝達係数Ｈ_r［Ｗ／℃／ｍ²］を、それぞれ式（２７）、式（２８）により算出する。

【0138】

【数21】

【0139】

【数22】

【0140】

式（２７）、式（２８）は、文献「D.Fiala，et al.，“A computer model of human thermoregulation for a wide range of environmental conditions：the passive system”，Journal of Applied Physiology，1985」に開示されている。Ｖ_airは風速［ｍ／ｓ］である。熱伝達・熱放射量算出部２８は、風速Ｖ_air［ｍ／ｓ］として、風速計等で測定された実測値を用いてもよいし、文献等で開示されている衣服内の風速の既知の値を用いてもよい。

【0141】

熱伝達・熱放射量算出部２８は、測定部２４が測定対象者の衣服内の温度Ｔ_a［ｔ］［℃］を測定する場合、熱伝達・熱放射量Ｑ_3,U，Ｑ_3,Lを式（２９）、式（３０）により算出する。

【0142】

【数23】

【0143】

【数24】

【0144】

［皮膚蒸散量Ｑ₄の算出］
次に、皮膚蒸散量算出部２９は、測定部２４によって測定された測定対象者近傍の温度Ｔ_a［ｔ］［℃］と、測定部２５によって測定された測定対象者近傍の相対湿度ｈｕｍｉｄｉｔｙ［ｔ］と、温度算出部３３がΔｔ前に算出した、時刻ｔにおける平均皮膚温の推定値Ｔ_sk［ｔ］［℃］と深部体温の推定値Ｔ［ｔ］［℃］とに基づいて、測定対象者の体幹部Ｕにおける皮膚蒸散量Ｑ_4,U［Ｗ］、四肢部Ｌにおける皮膚蒸散量Ｑ_4,L［Ｗ］をそれぞれ式（３１）、式（３２）により算出する（図１２ステップＳ３０６）。

【0145】

【数25】

【0146】

【数26】

【0147】

ｓｗ＿ｃｏｎｆ＿ＵＳは測定対象者の体表面全体に対する体幹部Ｕの発汗量の割合［％］、ｓｗ＿ｃｏｎｆ＿ＬＳは体表面全体に対する四肢部Ｌの発汗量の割合［％］である。割合ｓｗ＿ｃｏｎｆ＿ＵＳ，ｓｗ＿ｃｏｎｆ＿ＬＳは、それぞれ既知の値であり、実際に即した値を予め設定しておけばよい。ｓｗは全身の皮膚蒸散量［Ｗ］である。皮膚蒸散量算出部２９は、皮膚蒸散量ｓｗ［Ｗ］を式（３３）により算出することができる。

【0148】

【数27】

【0149】

ｍｉｎ（Ｅ，Ｅ_max）はＥとＥ_maxのうちいずれか小さい方を採用することを意味する。Ｅは、測定対象者の皮膚における不感蒸散と有感蒸散の和［Ｗ］である。皮膚蒸散量算出部２９は、不感蒸散と有感蒸散の和Ｅ［Ｗ］を式（３４）により算出することができる。

【0150】

【数28】

【0151】

ＰＩは測定対象者の皮膚における不感蒸散［Ｗ］、Ｑ_evは水の蒸発熱［Ｊ／ｇ］である。不感蒸散ＰＩ［Ｗ］、蒸発熱Ｑ_ev［Ｊ／ｇ］は、それぞれ既知の値であり、実際に即した値を予め設定しておけばよい。ｓｗｒａｔｅは有感蒸散［ｇ／ｍｉｎ］である。皮膚蒸散量算出部２９は、有感蒸散ｓｗｒａｔｅ［ｇ／ｍｉｎ］を式（３５）により算出することができる。

【0152】

【数29】

【0153】

式（３５）は、文献「D.Fiala，et al.，“Computer prediction of human thermoregulatory and temperature responses to a wide range of environmental conditions”，International Journal of Biometeorology，volume 45，2001」に開示されている。ａｉｊ，ｂｉｊ（ｉ＝１，２，ｊ＝０，１）は、発汗係数である。発汗係数ａｉｊ，ｂｉｊは、それぞれ既知の値であり、測定対象者の汗のかき易さに応じて実際に即した値を予め設定しておけばよい。具体的には、ｌｏｗ（汗をかき難い）、ｎｏｒｍａｌ（普通）、ｈｉｇｈ（汗をかき易い）の３水準に応じて、式（３６）に示すように発汗係数ａｉｊ，ｂｉｊを設定すればよい。

【0154】

【数30】

【0155】

一方、Ｅ_maxは最大蒸発熱［Ｗ］である。皮膚蒸散量算出部２９は、測定部２４が測定対象者の衣服外の気温Ｔ_a［ｔ］［℃］を測定し、測定部２５が測定対象者の衣服外の相対湿度ｈｕｍｉｄｉｔｙ［ｔ］を測定する場合、最大蒸発熱Ｅ_max［Ｗ］を式（３７）により算出することができる。

【0156】

【数31】

【0157】

また、皮膚蒸散量算出部２９は、測定部２４が測定対象者の衣服内の温度Ｔ_a［ｔ］［℃］を測定し、測定部２５が測定対象者の衣服内の相対湿度ｈｕｍｉｄｉｔｙ［ｔ］を測定する場合、最大蒸発熱Ｅ_max［Ｗ］を式（３８）により算出することができる。

【0158】

【数32】

【0159】

割合ｓｗ＿ｃｏｎｆ＿ＵＳ，ｓｗ＿ｃｏｎｆ＿ＬＳ，ｃｏｖｅｒａｇｅについては上記のとおりである。ｆｐｃｌ＿ＵＳは測定対象者の体幹部Ｕにおける衣服による伝熱効率を表す定数、ｆｐｃｌ＿ＬＳは四肢部Ｌにおける衣服による伝熱効率を表す定数、Ｅ_max＿_coefは最大蒸発熱に関する定数である。定数ｆｐｃｌ＿ＵＳ，ｆｐｃｌ＿ＬＳ，Ｅ_max＿_coefは、それぞれ既知の値であり、実際に即した値を予め設定しておけばよい。

【0160】

Ｈ_cは空気の風速に依存した対流による熱移動［Ｗ・ｍ²／℃］である。皮膚蒸散量算出部２９は、熱移動Ｈ_c［Ｗ・ｍ²／℃］を式（３９）により算出することができる。

【0161】

【数33】

【0162】

式（３７）～式（３９）は、文献「I.Laakso,et al.，“Dominant factors affecting temperature rise in simulations of human thermoregulation during RF exposure”，Physics in Medicine and Biology，Volume 56，2011」に開示されている。Ｐ_sは測定対象者の皮膚層での飽和水蒸気圧［ｋＰａ］である。皮膚蒸散量算出部２９は、飽和水蒸気圧Ｐ_s［ｋＰａ］を式（４０）により算出することができる。

【0163】

【数34】

【0164】

Ｐ_aは湿度を計測している雰囲気中での飽和水蒸気圧［ｋＰａ］である。皮膚蒸散量算出部２９は、飽和水蒸気圧Ｐ_a［ｋＰａ］を式（４１）により算出することができる。

【0165】

【数35】

【0166】

［呼気蒸散量Ｑ₅の決定］
次に、呼気蒸散量設定部３０は、測定対象者の呼気による蒸散量Ｑ₅［Ｗ］を式（４２）のように設定する（図１２ステップＳ３０７）。呼気蒸散量Ｑ₅［Ｗ］は、外気と測定対象者の深部間の熱交換量に相当する。

【0167】

【数36】

【0168】

［深部と皮膚間の熱交換量Ｑ₆の算出］
次に、熱交換量算出部３１は、心拍数測定部１によって測定された心拍数ＨＲ［ｔ］［ｂｐｍ］と、温度算出部３３がΔｔ前に算出した、時刻ｔにおける体幹部皮膚層ＵＳの温度の推定値Ｔ_US［ｔ］［℃］と体幹部深部層ＵＣの温度の推定値Ｔ_UC［ｔ］［℃］と四肢部皮膚層ＬＳの温度の推定値Ｔ_LS［ｔ］［℃］と四肢部深部層ＬＣの温度の推定値Ｔ_LC［ｔ］［℃］と平均皮膚温の推定値Ｔ_sk［ｔ］［℃］と深部体温の推定値Ｔ［ｔ］［℃］とに基づいて、測定対象者の体幹部Ｕにおける深部と皮膚間の熱交換量Ｑ_6,U［Ｗ］、四肢部Ｌにおける深部と皮膚間の熱交換量Ｑ_6,L［Ｗ］をそれぞれ式（４３）、式（４４）により算出する（図１２ステップＳ３０８）。

【0169】

【数37】

【0170】

【数38】

【0171】

割合ｓｆ＿ｃｏｎｆ＿ＵＳ，ｓｆ＿ｃｏｎｆ＿ＬＳについては上記のとおりである。ｈｘは測定対象者の皮膚と深部間の熱交換係数である。熱交換量算出部３１は、熱交換係数ｈｘを式（４５）により算出することができる。

【0172】

【数39】

【0173】

ＭＥＴｓ［ｔ］については上記のとおりである。ａ，ｂ，ｅ，ｈｘ０，ｈｘ１，ｈｘ＿ｍａｘは熱交換係数に関わるパラメータである。パラメータａ，ｂ，ｅ，ｈｘ０，ｈｘ１，ｈｘ＿ｍａｘは、それぞれ既知の値であり、実際に即した値を用いればよく、実験を通じて適宜設定すればよい。

【0174】

［体幹部と四肢部間の熱交換量Ｑ₇の算出］
次に、熱交換量算出部３２は、温度算出部３３がΔｔ前に算出した、時刻ｔにおける体幹部深部層ＵＣの温度の推定値Ｔ_UC［ｔ］［℃］と四肢部深部層ＬＣの温度Ｔ_LC［ｔ］［℃］と平均皮膚温の推定値Ｔ_sk［ｔ］［℃］と深部体温の推定値Ｔ［ｔ］［℃］とに基づいて、測定対象者の深部における体幹部Ｕと四肢部Ｌ間の熱交換量Ｑ₇［Ｗ］を式（４６）により算出する（図１２ステップＳ３０９）。

【0175】

【数40】

【0176】

ｈｃｃは測定対象者の深部における体幹部Ｕと四肢部Ｌの熱交換係数である。熱交換量算出部３２は、熱交換係数ｈｃｃを式（４７）により算出することができる。

【0177】

【数41】

【0178】

ｆ，ｈｃｃ０は熱交換係数に関わるパラメータである。パラメータｆ，ｈｃｃ０は、それぞれ既知の値であり、実際に即した値を用いればよく、実験を通じて適宜設定すればよい。ｈｃｃ＿Ｔは熱交換係数ｈｃｃの温度寄与分、ｈｃｃ＿Ｍは熱交換係数ｈｃｃのＭＥＴｓ寄与分である。熱交換量算出部３２は、熱交換係数ｈｃｃの温度寄与分ｈｃｃ＿Ｔを式（４８）により算出することができる。

【0179】

【数42】

【0180】

ｈｃｃ＿Ｔｍａｘはｈｃｃ＿Ｔの規定の上限値である。また、熱交換量算出部３２は、熱交換係数ｈｃｃのＭＥＴｓ寄与分ｈｃｃ＿Ｍを式（４９）により算出することができる。

【0181】

【数43】

【0182】

ｈｃｃ＿Ｍｍａｘはｈｃｃ＿Ｍの規定の上限値である。ｈｃｃ１は熱交換係数に関わるパラメータである。上限値ｈｃｃ＿Ｔｍａｘ，ｈｃｃ＿Ｍｍａｘ、パラメータｈｃｃ１は、それぞれ既知の値であり、実際に即した値を用いればよく、実験を通じて適宜設定すればよい。ａｖｅＭＥＴｓ［ｔ］は、メッツ数の時間平均値（例えば、６分間の平均値）である。パラメータａ，ｂについては上記のとおりである。

【0183】

こうして、発熱量算出部２６と代謝量算出部２７と熱伝達・熱放射量算出部２８と皮膚蒸散量算出部２９と呼気蒸散量設定部３０と熱交換量算出部３１と熱交換量算出部３２とにより、各熱量Ｑ_1,U，Ｑ_1,L，Ｑ_2,US，Ｑ_2,UC，Ｑ_2,LS，Ｑ_2,LC，Ｑ_3,U，Ｑ_3,L，Ｑ_4,U，Ｑ_4,L，Ｑ₅，Ｑ_6,U，Ｑ_6,L，Ｑ₇を算出することができる。

【0184】

温度算出部３３は、時刻ｔにおける測定対象者の体幹部皮膚層ＵＳの温度の推定値Ｔ_US［ｔ］［℃］と、体幹部皮膚層ＵＳの代謝量Ｑ_2,US［Ｗ］と、体幹部Ｕにおける皮膚と外気間の熱伝達・熱放射量Ｑ_3,U［Ｗ］と、体幹部Ｕにおける皮膚蒸散量Ｑ_4,U［Ｗ］と、体幹部Ｕにおける深部と皮膚間の熱交換量Ｑ_6,U［Ｗ］とに基づいて、Δｔ後の体幹部皮膚層ＵＳの温度の推定値Ｔ_US［ｔ＋Δｔ］［℃］を式（９）により算出する（図１２ステップＳ３１０）。

【0185】

温度算出部３３は、時刻ｔにおける測定対象者の体幹部深部層ＵＣの温度の推定値Ｔ_UC［ｔ］［℃］と、体幹部Ｕの深部層における発熱量Ｑ_1,U［Ｗ］と、体幹部深部層ＵＣの代謝量Ｑ_2,UC［Ｗ］と、呼気蒸散量Ｑ₅［Ｗ］と、体幹部Ｕにおける深部と皮膚間の熱交換量Ｑ_6,U［Ｗ］と、深部における体幹部Ｕと四肢部Ｌ間の熱交換量Ｑ₇［Ｗ］とに基づいて、Δｔ後の体幹部深部層ＵＣの温度の推定値Ｔ_UC［ｔ＋Δｔ］［℃］を式（１０）により算出する（図１２ステップＳ３１１）。

【0186】

温度算出部３３は、時刻ｔにおける測定対象者の四肢部皮膚層ＬＳの温度の推定値Ｔ_LS［ｔ］［℃］と、四肢部皮膚層ＬＳの代謝量Ｑ_2,LS［Ｗ］と、四肢部Ｌにおける皮膚と外気間の熱伝達・熱放射量Ｑ_3,L［Ｗ］と、四肢部Ｌにおける皮膚蒸散量Ｑ_4,L［Ｗ］と、四肢部Ｌにおける深部と皮膚間の熱交換量Ｑ_6,L［Ｗ］とに基づいて、Δｔ後の四肢部皮膚層ＬＳの温度の推定値Ｔ_LS［ｔ＋Δｔ］［℃］を式（１１）により算出する（図１２ステップＳ３１２）。

【0187】

温度算出部３３は、時刻ｔにおける測定対象者の四肢部深部層ＬＣの温度の推定値Ｔ_LC［ｔ］［℃］と、四肢部Ｌの深部層における発熱量Ｑ_1,L［Ｗ］と、四肢部深部層ＬＣの代謝量Ｑ_2,LC［Ｗ］と、四肢部Ｌにおける深部と皮膚間の熱交換量Ｑ_6,L［Ｗ］と、深部における体幹部Ｕと四肢部Ｌ間の熱交換量Ｑ₇［Ｗ］とに基づいて、Δｔ後の四肢部深部層ＬＣの温度の推定値Ｔ_LC［ｔ＋Δｔ］［℃］を式（１２）により算出する（図１２ステップＳ３１３）。

【0188】

こうして、温度の推定値Ｔ_US［ｔ＋Δｔ］，Ｔ_UC［ｔ＋Δｔ］，Ｔ_LS［ｔ＋Δｔ］，Ｔ_LC［ｔ＋Δｔ］をそれぞれ逐次計算することができる。
そして、温度算出部３３は、Δｔ後の平均皮膚温の推定値Ｔ_sk［ｔ＋Δｔ］［℃］を式（１３）により算出する（図１２ステップＳ３１４）。また、温度算出部３３は、Δｔ後の深部体温の推定値Ｔ［ｔ＋Δｔ］［℃］を式（１４）により算出する（図１２ステップＳ３１５）。

【0189】

深部体温測定部２は、以上のステップＳ３００～Ｓ３１５の処理を周期Δｔ毎に行う。Δｔ後の次の計算では、直前の回で算出したＴ_US［ｔ＋Δｔ］，Ｔ_UC［ｔ＋Δｔ］，Ｔ_LS［ｔ＋Δｔ］，Ｔ_LC［ｔ＋Δｔ］，Ｔ_sk［ｔ＋Δｔ］，Ｔ［ｔ＋Δｔ］を、それぞれＴ_US［ｔ］，Ｔ_UC［ｔ］，Ｔ_LS［ｔ］，Ｔ_LC［ｔ］，Ｔ_sk［ｔ］，Ｔ［ｔ］として、ステップＳ３００～Ｓ３１５の処理を行うようにすればよい。

【0190】

なお、本実施例では、測定対象者の心拍数を用いる場合について説明しているが、心拍数の代わりに脈拍数を用いてもよい。

【0191】

第１～第３の実施例の決定部４と通知部５とは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このコンピュータの構成例を図１３に示す。

【0192】

コンピュータは、ＣＰＵ２００と、記憶装置２０１と、インタフェース装置（Ｉ／Ｆ）２０２とを備えている。Ｉ／Ｆ２０２には、心拍数測定部１と、測定部２０，２１，２４，２５と、通知部５の回路部のハードウェアなどが接続される。このようなコンピュータにおいて、第１～第３の実施例の暑熱リスク警報方法を実現させるための暑熱リスク警報プログラムは記憶装置２０１に格納される。ＣＰＵ２００は、記憶装置２０１に格納されたプログラムに従って第１～第３の実施例で説明した処理を実行する。

【0193】

また、暑熱リスク警報装置の構成を複数のコンピュータ機器に分散させるようにしてもよい。例えば、暑熱リスク警報装置を、心拍数測定部１と深部体温測定部２とが一体化したウェアラブルセンサ等の第１の装置と、主観情報取得部３と決定部４と通知部５とが一体化したスマートフォン等の第２の装置で構成してもよい。この場合、測定対象者の身体に第１の装置が装着され、測定対象者が第２の装置を所持しており、第１の装置で取得したデータをネットワークを介して第２の装置に送信し、第２の装置において暑熱リスクレベルを決定して通知を実行する。

【0194】

また、暑熱リスク警報装置を、心拍数測定部１と深部体温測定部２とが一体化したウェアラブルセンサ等の第１の装置と、主観情報取得部３を構成するスマートフォン等の第２の装置と、決定部４と通知部５とが一体化したデータサーバ等の第３の装置で構成してもよい。この場合、測定対象者の身体に第１の装置が装着され、測定対象者が第２の装置を所持しており、第１の装置、第２の装置で取得したデータをネットワークを介して第３の装置に送信し、第３の装置において暑熱リスクレベルを決定して通知を実行する。

【産業上の利用可能性】

【0195】

本発明は、熱中症を予防する技術に適用することができる。

【符号の説明】

【0196】

１…心拍数測定部、２…深部体温測定部、３…主観情報取得部、４…決定部、５…通知部、２０，２１，２４，２５…測定部、２２，２３…演算部、２６…発熱量算出部、２７…代謝量算出部、２８…熱伝達・熱放射量算出部、２９…皮膚蒸散量算出部、３０…呼気蒸散量設定部、３１，３２…熱交換量算出部、３３…温度算出部、３４…熱量算出部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】