特許 7213505 生体データ測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-19

(45)【発行日】2023-01-27

(54)【発明の名称】生体データ測定装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/01 20060101AFI20230120BHJP

   A61B 5/00 20060101ALI20230120BHJP

   G01K 13/20 20210101ALI20230120BHJP

【ＦＩ】

A61B5/01 350

A61B5/00 C

G01K13/20 341P

G01K13/20 341G

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021139708

(22)【出願日】2021-08-30

(62)【分割の表示】P 2017231112の分割

【原出願日】2017-11-30

(65)【公開番号】P2021191434

(43)【公開日】2021-12-16

【審査請求日】2021-08-30

(73)【特許権者】

【識別番号】512124452

【氏名又は名称】株式会社テクノ・コモンズ

(74)【代理人】

【識別番号】100083404

【弁理士】

【氏名又は名称】大原 拓也

(72)【発明者】

【氏名】田中 昭生

(72)【発明者】

【氏名】陳 振傑

(72)【発明者】

【氏名】樋口 行平

【審査官】▲高▼原 悠佑

(56)【参考文献】

【文献】特表２００４－５３２７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２１７７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０５２３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５１３３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００２－５２５１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第０２／０７５２６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１９８３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５１８０５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０１

Ｇ０１Ｊ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定対象である生体の体表面との間に空気層が生ずるように支持部材を介して上記体表面から所定距離隔てた位置に配置される基板を備え、上記基板に、上記体表面の体表面温度Ｔｓｋを測定する放射温度計および上記基板の基板温度Ｔｓｕｂを測定する基板温度計を含む温度計測手段が設けられており、上記温度計測手段にて同一場所において第１時刻Ａと、それよりも所定時間が経過した第２時刻Ｂの少なくとも２回にわたって上記体表面温度Ｔｓｋと上記基板温度Ｔｓｕｂを計測し、
上記第１時刻Ａと上記第２時刻Ｂで測定される上記体表面温度Ｔｓｋの差分ａと、上記第１時刻Ａと上記第２時刻Ｂで測定される上記基板温度Ｔｓｕｂの差分ｂと、上記空気層の熱抵抗Ｒｔｈａｉｒとから、上記生体の体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを、Ｒｔｈｂｏｄｙ＝Ｒｔｈａｉｒ×ｂ／（ａ－ｂ）なる式により算出することを特徴とする生体データ測定装置。

【請求項2】

上記空気層の熱抵抗をＲｔｈａｉｒ、上記体表面にほぼ垂直に流れる熱流をＩｔｈとして、（Ｔｓｋ－Ｔｓｕｂ）／Ｒｔｈａｉｒにより上記熱流Ｉｔｈを求め、上記基板温度Ｔｓｕｂに対する上記体表面温度Ｔｓｋの応答遅れを補正するため、上記基板温度Ｔｓｕｂに所定の遅延時間を付加することを特徴とする請求項１に記載の生体データ測定装置。

【請求項3】

体表面への装着後の上記第１時刻Ａで測定される熱流ＩｔｈＡ、それよりも所定時間が経過した上記第２時刻Ｂで測定される熱流ＩｔｈＢ、予め設定される体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙの仮の値とから算出される上記第１時刻Ａでの深部体温ＴｃｏｒｅＡと上記第２時刻Ｂでの深部体温ＴｃｏｒｅＢとを比較し、ＴｃｏｒｅＡ－ＴｃｏｒｅＢの絶対値が所定の判定値内に収まるようにＲｔｈｂｏｄｙの値を変更することを特徴とする請求項２に記載の生体データ測定装置。

【請求項4】

加熱体により当該データ測定装置が収納されているケースのケース温度Ｔｃａｓｅを深部体温Ｔｃｏｒｅにまで上昇させて一時的にＺＨＦの状態を作り出し、それをもとに体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを算出することを特徴とする請求項１に記載の生体データ測定装置。

【請求項5】

上記ケースには、上記加熱体による校正を受け付ける手段が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の生体データ測定装置。

【請求項6】

上記ケース温度Ｔｃａｓｅが所定の温度Ｔｔｈを超えた場合に、上記加熱体を上記ケースから外す指示を出すステップを備えていることを特徴とする請求項４または５に記載の生体データ測定装置。

【請求項7】

深部体温Ｔｃｏｒｅが有意に変化し得ない速さで環境温度が変化した場合に、上記体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求めるステップを実行することを特徴とする請求項１，３または４に記載の生体データ測定装置。

【請求項8】

被測定対象である生体の心拍数が所定の閾値以下である場合に、上記体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求めるステップを実行することを特徴とする請求項１，３または４に記載の生体データ測定装置。

【請求項9】

体内深部から体表面までの体内深部距離ｂｏｄｙ＿ｄ×体内深部から体表面までの熱抵抗率から仮の体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求めたうえで、上記体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求めるステップを実行することを特徴とする請求項１，３または４に記載の生体データ測定装置。

【請求項10】

測定初期に得られた基板温度Ｔｓｕｂと体表面温度Ｔｓｋから、深部体温Ｔｃｏｒｅがあらかじめ入力されている安静時体温になるように、体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを逆算することを特徴とする請求項１に記載の生体データ測定装置。

【請求項11】

上記基板には心電を測定するＥＣＧ測定回路が搭載されているとともに、当該生体データ測定装置のケースを体表面に装着する装着ベルトを備え、上記装着ベルトには、体表面に接触する少なくとも２つの電極が所定距離離間して配置されており、上記装着ベルトと上記ケースとの間には、上記２つの電極を上記ＥＣＧ測定回路に接続するためのコンタクト部が設けられており、上記温度計測手段による体温信号測定と上記ＥＣＧ測定回路による心電信号測定とが同時に行われることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の生体データ測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物体のデータ測定装置、特には生体の体表面に取り付けて生体データを測定する生体データ測定装置に関し、さらに詳しく言えば、生体の特に深部体温を測定する生体データ測定装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

現在のところ、生体の体表面に取り付けて深部体温を測定する方法としては、例えばＳｉｎｇｌｅ Ｈｅａｔ Ｆｌｕｘ（ＳＨＦ）法と、Ｄｕａｌ Ｈｅａｔ Ｆｌｕｘ（ＤＨＦ）法と、Ｚｅｒｏ Ｈｅａｔ Ｆｌｕｘ（ＺＨＦ）法とが知られている。

【0003】

Ｓｉｎｇｌｅ Ｈｅａｔ Ｆｌｕｘ（ＳＨＦ）法の一例として、図２９に特許文献１に記載されている図２の構成を示す。同図において、２は第１プローブ、６は第２プローブ、４は断熱材で、３が体表面である。第１プローブ２と第２プローブ６により体表面３からほぼ垂直に生ずる熱流（熱流束）を測定する。

【0004】

ＳＨＦ法によれば、ヒーターが不要であるため低電力で構成が簡素である、という利点があるが、測定時間が１０分程度かかる、という問題がある。また、生体内の熱抵抗（体内熱抵抗）を別の方法であらかじめ測定する必要がある。

【0005】

次に、Ｄｕａｌ Ｈｅａｔ Ｆｌｕｘ（ＤＨＦ）法の一例として、図３０に特許文献２に記載されている第１図の構成を示す。同図において、１１，１７が第１温度センサのペア、１２，１８が第２温度センサのペアで、第１温度センサのペア１１，１７により測定された熱流と、第１温度センサのペア１２，１８により測定された熱流とにより、生体の深部体温を測定する。

【0006】

ＤＨＦ法によれば、体内の熱抵抗を別の方法で測定することなく深部体温が分かる、また、ヒーターが不要であるため低電力でもある、という利点がある。しかしながら、測定時間がやはり１０分程度かかるし、温度センサのペアが２組必要、という問題がある。

【0007】

また、Ｚｅｒｏ Ｈｅａｔ Ｆｌｕｘ（ＺＨＦ）法の一例として、図３１に特許文献３に記載されている図６を示す。同図において、１４０が温度センサで、１２６がヒータである。ＺＨＦ法によると、皮膚表面に貼付した温度センサ１４０がヒータ１２６により加温され、温度センサ１４０と深部体温が平衡に達した時点（約３分程度）で、表示部に深部体温が表示される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】国際公開ＷＯ２０１１／０１２３８６号公報（特に図２）

【文献】特開昭６３－５８２２３号公報（特に第１図）

【文献】米国特許公開第２０１６／０２３８４６３号（特に第６図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

このように、ＺＨＦ法によると、測定時間が約３分程度と比較的早い、という利点があるが、他方において、ヒータの消費電力として１Ｗ（ワット）程度必要である、という点で問題がある。

【0010】

また、ＺＨＦ法の場合、１Ｗ程度の消費電力を必要とするため、体表面に貼り付けて使用する絆創膏型のセンサには適用が難しい。

【0011】

センサ周りの配線について、ＳＨＦ法の場合でも４本の配線、ＤＨＦ法の場合には８本の配線があり、これらの配線を信号読み出し回路等に接続する必要があり、その分、手間がかかる。

【0012】

配線による水平方向（体表面とほぼ平行な方向）の熱伝導は、感度の低下や誤差の原因となる。さらには、配線を経由してデータ収集側の機器と接続するようにしているため、生体への装着に手間がかかるうえに、装着時の負担となっている。

【0013】

また、ＳＨＦ法の場合、上記したように基本的にヒーターが不要であるため低電力で構成が簡素である、という利点があるが、生体内の熱抵抗（体内熱抵抗）を別の方法であらかじめ測定する必要がある。

【0014】

そこで、本発明の課題は、温度計測手段が一つであるＳＨＦでありながら、物体の内部熱抵抗を別の手段で計測することなく、深部温度を求めることができる測定装置、特には生体データ測定装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記課題を解決するため手段として、本発明には、次に記載するいくつかの態様が含まれている。

【0016】

まず、第１の態様は、被測定対象である生体の体表面との間に空気層が生ずるように支持部材を介して上記体表面から所定距離隔てた位置に配置される基板を備え、上記基板に、上記体表面の体表面温度Ｔｓｋを測定する放射温度計および上記基板の基板温度Ｔｓｕｂを測定する基板温度計を含む温度計測手段が設けられており、上記温度計測手段にて同一場所において第１時刻Ａと、それよりも所定時間が経過した第２時刻Ｂの少なくとも２回にわたって上記体表面温度Ｔｓｋと上記基板温度Ｔｓｕｂを計測し、
上記第１時刻Ａと上記第２時刻Ｂで測定される上記体表面温度Ｔｓｋの差分ａと、上記第１時刻Ａと上記第２時刻Ｂで測定される上記基板温度Ｔｓｕｂの差分ｂと、上記空気層の熱抵抗Ｒｔｈａｉｒとから、上記生体の体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを、Ｒｔｈｂｏｄｙ＝Ｒｔｈａｉｒ×ｂ／（ａ－ｂ）なる式により算出することを特徴としている。

【0018】

第２の態様は、上記空気層の熱抵抗をＲｔｈａｉｒ、上記体表面にほぼ垂直に流れる熱流をＩｔｈとして、（Ｔｓｋ－Ｔｓｕｂ）／Ｒｔｈａｉｒにより上記熱流Ｉｔｈを求め、上記基板温度Ｔｓｕｂに対する上記体表面温度Ｔｓｋの応答遅れを補正するため、上記基板温度Ｔｓｕｂに所定の遅延時間を付加することを特徴としている。

【0019】

第３の態様は、体表面への装着後の第１時刻Ａで測定される熱流ＩｔｈＡ、それよりも所定時間が経過した第２時刻Ｂで測定される熱流ＩｔｈＢ、予め設定される体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙの仮の値とから算出される上記第１時刻Ａでの深部体温ＴｃｏｒｅＡと上記第２時刻Ｂでの深部体温ＴｃｏｒｅＢとを比較し、ＴｃｏｒｅＡ－ＴｃｏｒｅＢの絶対値が所定の判定値内に収まるようにＲｔｈｂｏｄｙの値を変更することを特徴としている。

【0020】

第４の態様は、加熱体により当該データ測定装置が収納されているケースのケース温度Ｔｃａｓｅを深部体温Ｔｃｏｒｅにまで上昇させて一時的にＺＨＦの状態を作り出し、それをもとに体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを算出することを特徴としている。

【0021】

第５の態様は、上記ケースには、上記加熱体による校正を受け付ける手段が設けられていることを特徴としている。

【0022】

第６の態様は、上記ケース温度Ｔｃａｓｅが所定の温度Ｔｔｈを超えた場合に、上記加熱体を上記ケースから外す指示を出すステップを備えていることを特徴としている。

【0023】

第７の態様は、深部体温Ｔｃｏｒｅが有意に変化し得ない速さで環境温度が変化した場合に、上記体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求めるステップを実行することを特徴としている。

【0024】

第８の態様は、被測定対象である生体の心拍数が所定の閾値以下である場合に、上記体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求めるステップを実行することを特徴としている。

【0025】

第９の態様は、体内深部から体表面までの体内深部距離ｂｏｄｙ＿ｄ×体内深部から体表面までの熱抵抗率から仮の体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求めたうえで、上記体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求めるステップを実行することを特徴としている。

【0026】

第１０の態様は、測定初期に得られた基板温度Ｔｓｕｂと体表面温度Ｔｓｋから、深部体温Ｔｃｏｒｅがあらかじめ入力されている安静時体温になるように、体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを逆算することを特徴としている。

【0027】

第１１の態様は、上記基板には心電を測定するＥＣＧ測定回路が搭載されているとともに、当該生体データ測定装置のケースを体表面に装着する装着ベルトを備え、上記装着ベルトには、体表面に接触する少なくとも２つの電極が所定距離離間して配置されており、上記装着ベルトと上記ケースとの間には、上記２つの電極を上記ＥＣＧ測定回路に接続するためのコンタクト部が設けられており、上記温度計測手段による体温信号測定と上記ＥＣＧ測定回路による心電信号測定とが同時に行われることを特徴としている。

【発明の効果】

【0028】

本発明によれば、深部から表面にかけて第１の熱抵抗（物体の内部熱抵抗）Ｒｔｈ１を有する物体を被測定対象とし、上記被測定対象の表面に配置される第２の熱抵抗Ｒｔｈ２を持つ断熱層と、上記断熱層で隔てられた第１、第２の温度を測定する手段（温度計測手段）と、第１時刻Ａで測定される上記第１、第２の温度と、それよりも所定時間が経過した第２時刻Ｂで測定される上記第１、第２の温度とから上記第１の熱抵抗を算出する手段と、上記第１，第２の熱抵抗と、上記第１、第２の温度とから上記被測定対象の深部温度を算出する手段とを備え、一つの特徴的な手法として、上記第１時刻Ａと上記第２時刻Ｂで測定される上記第１の温度の差分ａと、上記第１時刻Ａと上記第２時刻Ｂで測定される上記第２の温度の差分ｂと、上記第２の熱抵抗Ｒｔｈ２（既知）とから、上記第１の熱抵抗（物体の内部熱抵抗）Ｒｔｈ１を、Ｒｔｈ１＝Ｒｔｈ２×ｂ／（ａ－ｂ）なる式により算出することができるため、温度計測手段が一つであるＳＨＦでありながら、物体の内部熱抵抗を別の手段で計測することなく、深部温度を求めることができる。

【0029】

このように、同一の場所でしかも同じ温度計により、時間的に離れた時刻Ａ，Ｂで２つの熱流を測定するようにしているため、場所によるばらつきや、温度計のばらつきに影響されることがない。さらには、ＤＨＦ法やＺＨＦ法に比べて小型化にでき、消費電力を大幅に下げることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の基本的な態様（第１実施形態）を示す（ａ）模式的な平面図、（ｂ）その同じく模式的な断面図。

【図2】本発明の第２実施形態を示す（ａ）模式的な平面図、（ｂ）その断面図。

【図3】本発明の第３実施形態を示す（ａ）模式的な平面図、（ｂ）その断面図。

【図4】本発明の第４実施形態を示す（ａ）模式的な平面図、（ｂ）その断面図。

【図5】本発明の第５実施形態を示す（ａ）模式的な平面図、（ｂ）その断面図。

【図6】本発明の第６実施形態を示す（ａ）模式的な平面図、（ｂ）その断面図、（ｃ）第５実施形態の変形例に係る断面図。

【図7】本発明の生体データ測定装置を装着ベルトを介して生体に取り付けた状態を示す（ａ）模式図、（ｂ）その要部断面図。

【図8】本発明の第７実施形態を示す（ａ）模式的な平面図、（ｂ）その断面図。

【図9】本発明の第８実施形態を示す模式的な断面図。

【図10】本発明の第１ないし第４実施形態の態様において、（ａ）冬場における体内深部から環境温度に至る温度勾配を示すグラフ、（ｂ）冬場での各部の熱抵抗率，厚さ，熱抵抗を示す表。

【図11】上記第１ないし第４実施形態の態様において、（ａ）夏場における体内深部から環境温度に至る温度勾配を示すグラフ、（ｂ）夏場での各部の熱抵抗率，厚さ，熱抵抗を示す表。

【図12】上記第５実施形態の態様において、第１温度計と第２温度計で測定された体内深部から環境温度に至る温度勾配を示すグラフ、（ｂ）そのときの各部の熱抵抗率，厚さ，熱抵抗を示す表。

【図13】本発明の第９実施形態で、（ａ）装着ベルトを介して体表面に装着される生体データ測定装置を示す模式的な断面図、（ｂ）同生体データ測定装置の平面図。

【図14a】上記第９実施形態に係る生体データ測定装置の基板に搭載される回路系と装着ベルトに設けられる電極の配置例（２電極）を示す模式図。

【図14b】上記第９実施形態において、装着ベルトに設けられる電極の異なる配置例（４電極）を示す模式図。

【図15】本発明の第１０実施形態として、（ａ）検出される体表面温度と基板温度の時定数補正を説明するグラフ、（ｂ）その時定数補正を行うステップを示すフローチャート。

【図16a】本発明の第１１実施形態として、装着時の過渡応答から体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求める方法を説明するグラフ。

【図16b】当該方法によって体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを増減させるステップを示すフローチャート。

【図16c】上記第１１実施形態の別の方法として、体表面温度と基板温度とから体内熱抵抗を直接求める方法を説明するグラフ。

【図16d】上記第１１実施形態の別の方法の動作を示すフローチャート。

【図17】本発明の第１２実施形態として、（ａ）加熱体を用いて体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求める方法を説明するグラフ、（ｂ）当該方法によって体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを増減させるステップを示すフローチャート。

【図18】本発明の第１３実施形態として、（ａ）環境温度変化から体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求める方法を説明するグラフ、（ｂ）当該方法によって体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを増減させるステップを示すフローチャート。

【図19a】本発明の第１４実施形態として、体内深部から表皮までの距離（ｂｏｄｙ＿ｄ）の入力をユーザーに求める方法を示すフローチャート。

【図19b】本発明の第１５実施形態として、加速度により姿勢を検出して体表面温度と基板温度の補正を行う方法を示すフローチャート。

【図20】本発明の第１６実施形態として、上記第９実施形態で搭載されているＥＣＧ測定回路を示す（ａ）ブロック図、（ｂ）その各部の動作説明図。

【図21】同じく本発明の第１６実施形態として、上記第９実施形態で搭載されているＧＳＲ測定回路を示す（ａ）ブロック図、（ｂ）その各部の動作説明図。

【図22】同じく本発明の第１６実施形態として、上記第９実施形態で搭載されているＧＳＲ駆動回路を示す（ａ）ブロック図、（ｂ）その各部の動作説明図。

【図23】本発明の第１７実施形態として、生体データ測定装置のケースが装着ベルト上に配置される態様を示す（ａ）模式的な断面図、（ｂ）上記ケースの平面図。

【図24】上記ケースを被測定部位に装着する４電極を有する上記装着ベルトを被測定部位側から見た平面図。

【図25】本発明の第１８実施形態として、生体データ測定装置のケースと装着ベルトを解離可能なフックで連結した態様を示す（ａ）模式的な平面図、（ｂ）その断面図、（ｃ）フックの一例を示す斜視図。

【図26】本発明の第１９実施形態として、生体データ測定装置を１枚の基板に搭載した態様を模式的に示す（ａ）平面図、（ｂ）その断面図。

【図27】本発明の第２０実施形態として、生体データ測定装置を２枚の基板に分けて搭載した態様を模式的に示す（ａ）平面図、（ｂ）その断面図。

【図28a】生体データ測定装置のケースと装着ベルトとの電気的・機械的コンタクト部の第１例を示す模式的な断面図。

【図28b】生体データ測定装置のケースと装着ベルトとの電気的・機械的コンタクト部の第２例を示す模式的な断面図。

【図28c】生体データ測定装置のケースと装着ベルトとの電気的・機械的コンタクト部の第３例を示す模式的な断面図。

【図28d】生体データ測定装置のケースと装着ベルトとの電気的・機械的コンタクト部の第４例を示す模式的な断面図。

【図28e】生体データ測定装置のケースと装着ベルトとの電気的・機械的コンタクト部の第５例を示す模式的な断面図。

【図29】第１従来技術としてのＳＨＦ法を紹介する模式図。

【図30】第２従来技術としてのＤＨＦ法を紹介する模式図。

【図31】第３従来技術としてのＺＨＦ法を紹介する模式図。

【発明を実施するための形態】

【0031】

次に、図１ないし図２８により、本発明によるいくつかの実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。

【0032】

まず、図１を参照して、本発明の生体データ測定装置１は、基本的な形態（第１実施形態）として、温度計（温度計測手段）２０が設けられた基板１０を備える。基板１０は、後述する支持部材を介して被測定対象である生体の体表面ＢＳから所定距離隔てた位置（例えば、体表面ＢＳから３ｍｍ程度隔てた位置）に配置される。

【0033】

基板１０には、例えばポリイミド基板が用いられる。厚さは数百ミクロン程度にして熱容量を減らすことが好ましい。また、基板１０は、３０ｍｍ平方以上の四角形状であることが好ましいが、ほぼ同面積の円形、四角形以外の多角形としてもよい。

【0034】

詳しくは図示しないが、温度計測手段としての温度計２０には、体表面ＢＳの温度Ｔｓｋを測定する放射温度計２１と、基板１０の基板温度Ｔｓｕｂを測定する基板温度計２２とが含まれる。放射温度計２１は、体表面ＢＳと向かい合うように基板１０の下面側に配置される。なお、基板１０に孔を開け、その孔内に放射温度計２１を取り付けてもよい。

【0035】

放射温度計２１には、ボロメータ検出器やサーモパイル検出器等が用いられ、体表面ＢＳの放射赤外線量を測る。基板温度計２２は、基板１０の基板温度Ｔｓｕｂを測る温度計で、放射温度計２１とは別に設けられてもよいが、放射温度計２１が備えている校正用温度計を用いることができる。

【0036】

基板１０と体表面ＢＳとの間の空気層Ａの熱抵抗をＲｔｈａｉｒとして、体表面ＢＳにほぼ垂直に流れる熱流（熱流束）Ｉｔｈは、Ｉｔｈ＝（Ｔｓｋ－Ｔｓｕｂ）／Ｒｔｈａｉｒより求めることができる。

【0037】

空気層Ａを使うことで基板１０と体表面ＢＳとの間の熱抵抗Ｒｔｈを大きな値とすることができるが、空気層Ａに代えて例えば発泡材等よりなる固体の断熱層が採用されてもよい。この場合には、放射温度計に代えて固体の断熱層の体表面側の面に体表面の温度を測定する温度計が設けられる。

【0038】

ここで、生体の深部体温をＴｃｏｒｅ、生体の深部組織から体表面ＢＳまでの熱抵抗を体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙとして、深部体温Ｔｃｏｒｅは、Ｔｃｏｒｅ＝Ｔｓｋ＋Ｉｔｈ×Ｒｔｈｂｏｄｙより求めることができる。

【0039】

なお、この第１実施形態において、上記体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙは図示しない他の方法で測定される。その方法の一例として、一対の電極より生体に微弱電流（例えば、０．２μＡ程度）を流して生体内の電気抵抗（ＧＳＲ：Ｇａｌｖａｎｉｃ Ｓｋｉｎ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を測定する体内電気抵抗測定手段により測定される体内電気抵抗値より体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを推定する方法がある。この体内電気抵抗測定手段を備える態様も本発明に含まれる。

【0040】

次に、図２を参照して、第２実施形態に係る生体データ測定装置１は、基板１０を体表面ＢＳ上の所定高さ位置に支持する支持部材３０を備える。支持部材３０は、できるだけ熱抵抗Ｒｔｈが大きく、外力に対して変形しにくい断熱材３１、例えば発泡プラスチック材等が好ましく採用される。

【0041】

この種の発泡プラスチック材には、ポリウレタンやポリスチレン等がある。ポリウレタンを材料にした硬質ウレタンフォームには、静止大気の熱抵抗率が４０ｍ・Ｋ／Ｗ相当のものがある。圧縮強度として、数百ｇｆ／ｃｍ^２～１ｋｇｆ／ｃｍ^２程度のものを作ることができる。

【0042】

この実施形態において、支持部材３０（断熱材３１）は、体表面ＢＳへの装着時に放射温度計２１と体表面ＢＳとの間に空気層Ａとしてのほぼ密閉された空間を形成し、それ以外の上面を含む基板面を覆うように形成される。

【0043】

次に、図３に示す第３実施形態において、生体データ測定装置１は、体表面ＢＳからの熱流Ｉｔｈの横方向の逃げを減らすためのケース４０を備える。ケース４０は、上板（天板）４０１と、上板４０１の周縁から下方に向けてほぼ直角に折り曲げられた側板４０２とを有する底面（体表面ＢＳ側の面）が開放された箱体で、その内部に基板１０が断熱材３１に支持された状態で収納される。

【0044】

一方、この第３実施形態では、基板１０に送信部２４と演算部２５とが設けられる。演算部２５は、一例として上記したように放射温度計２１にて測定された体表面温度Ｔｓｋと基板温度計２２にて測定された基板温度Ｔｓｕｂおよび空気層Ａの熱抵抗Ｒｔｈａｉｒにより熱流Ｉｔｈ等を算出する。送信部２４は、その算出された演算値等を図示しない親機としてのデータ収集・解析装置に無線で送信する。

【0045】

送信部２４には無線モジュール等が用いられ、演算部２５にはマイクロコンピュータ等が用いられるが、これらのモジュールやパッケージに発熱部品が含まれ、その発熱（多くの場合、微少な発熱）が深部体温の測定に誤差を与えるような場合には、その対策の一つとして、送信部２４および／または演算部２５をケース４０の外側に配置することができる。

【0046】

別の方法として、送信部２４および／または演算部２５と体表面ＢＳとの熱伝導をよくする高熱伝導材料を空気層Ａ（例えば基板１０の下面）に設けて、送信部２４および／または演算部２５の発熱を体表面ＢＳに逃すこともできる。

【0047】

さらには、送信部２４および／または演算部２５を基板１０の上面に配置して、その発熱を大気側に逃す方法や、送信部２４および／または演算部２５と温度計２０との間に断熱手段を介在させる方法もある。

【0048】

別の態様として、演算部２５を上記親機（データ収集・解析装置）側に設けて、その親機に対して送信部２４から体表面温度Ｔｓｋや基板温度Ｔｓｕｂ等を送信し、親機側で熱流Ｉｔｈや深部体温Ｔｃｏｒｅ等を求めるようにしてもよく、このような態様も本発明に含まれる。

【0049】

ケース４０は、水平方向の温度分布を減少させるとともに、送信部２４の無線（電磁波）が透過し得る材質であることが好ましく、これに該当する材質としてはアルミナが挙げられる。ちなみに、アルミナの熱抵抗率は０．０３ｍ・Ｋ／Ｗである。

【0050】

アルミナに代えて、パターニングされたプリント基板を使用することもできる。この場合には、送信部２４の通信アンテナに対応する特定部分４０ａ（図３（ａ）では右上の角部分）の導体（銅箔）は削除し、無線が通過し得るようにする。なお、ケース４０の側板４０２は金属製であってもよい。

【0051】

送信部２４には、２．４ＧＨｚや１３．５６ＭＨｚ（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ－Ｓｃｉｅｎｃｅ－Ｍｅｄｉｃａｌバンド）が使える。図示しないが、基板１０には送信部２４や演算部２５に電源を供給する電池（好ましくは二次電池）が搭載されるが、１３．５６ＭＨｚで上記親機側から電力を送るようにしてもよい。

【0052】

図４に示す第４実施形態では、支持部材３０として筒状の断熱材３１１，３１２を用いている。断熱材３１１，３１２は同心状に配置され、断熱材３１１が内側で、断熱材３１２が外側である。

【0053】

この第４実施形態において、内側の断熱材３１１は、体表面ＢＳへの装着時に放射温度計２１と体表面ＢＳとの間に密閉された空間（空気層Ａ）を形成するように基板１０の下面側に設けられる円筒状の下部断熱材３１１ａと、基板１０の上面とケース４０の内面との間に配置される上部断熱材３１１ｂとを備えている。

【0054】

外側の断熱材３１２は、基板１０の外周側を支持する支持部材で、基板１０の下面側に設けられる円筒状の下部断熱材３１２ａと、基板１０の上面とケース４０の内面との間に配置される上部断熱材３１２ｂとを備えている。

【0055】

なお、この第４実施形態において、内側の断熱材３１１に含まれる上部断熱材３１１ｂと下部断熱材３１１ａは同径であるが、異径であってもよい。同じく、外側の断熱材３１２に含まれる上部断熱材３１２ｂと下部断熱材３１２ａも同径であるが、異径としてもよい。

【0056】

この第４実施形態において、断熱材３１１，３１２は円筒状であるが、四角筒状であってもよい。一般的に、断熱材は圧縮強度を上げると熱抵抗率が下がるため、上記のように筒状とすることで熱抵抗を上げることができる。例えば、ポリスチロールは熱抵抗率が８ｍ・Ｋ／Ｗ、強度はあるがやや熱抵抗率が低いため部分的に使用する。

【0057】

次に、図５を参照して、第５実施形態に係る生体データ測定装置１は、第１および第２の２つの温度計２０ａ，２０ｂを備える。温度計２０ａ，２０ｂには、ともに放射温度計２１と基板温度計２２とが含まれている。

【0058】

２つの温度計２０ａ，２０ｂを備えるに伴って、その搭載基板１０として、２枚の基板１０ａ，１０ｂが用いられる。一方の基板１０ａに第１温度計２０ａが設けられ、他方の基板１０ｂには第２温度計２０ｂが設けられる。この実施形態において、送信部２４と演算部２５はともに一方の基板１０ａ側に配置される。

【0059】

基板１０ａと基板１０ｂは、フレキシブル基板１１にて接続されており、第２温度計２０ｂはフレキシブル基板１１内の配線を介して送信部２４および／または演算部２５に接続される。これとは別の態様として、温度計２０ａ，２０ｂを同一の基板１０に並置してもよい。

【0060】

温度計２０ａ，２０ｂの異なる点は、図５（ｂ）に示すように、一方の温度計、この実施形態では第１温度計２０ａの上方に断熱材３１３が配置され、第２温度計２０ｂ側の上方は空間となっている点である。

【0061】

演算部２５は、温度計２０ａ，２０ｂにて測定された体表面温度Ｔｓｋと基板温度Ｔｓｕｂに基づき、次のようにして生体の深部体温Ｔｃｏｒｅを求める。

【0062】

すなわち、第１体温計２０ａにて測定される体表面温度をＴｓｋ１、第１体温計２０ａの部分で体表面ＢＳにほぼ垂直に流れる熱流をＩｔｈ１、第２体温計２０ｂにて測定される体表面温度をＴｓｋ２、第２体温計２０ｂの部分で体表面ＢＳにほぼ垂直に流れる熱流をＩｔｈ２、生体の深部組織から体表面ＢＳまでの体内熱抵抗をＲｔｈｂｏｄｙとして、演算部２５は、（Ｔｓｋ２－Ｔｓｋ１）／（Ｉｔｈ１－Ｉｔｈ２）よりＲｔｈｂｏｄｙを算出した後、（Ｉｔｈ１×Ｒｔｈｂｏｄｙ＋Ｔｓｋ１）もしくは（Ｉｔｈ２×Ｒｔｈｂｏｄｙ＋Ｔｓｋ２）により生体の深部体温Ｔｃｏｒｅを求める。

【0063】

ちなみに、第１体温計２０ａの基板温度計２２で測定された基板温度をＴｓｕｂ１、第２体温計２０ｂの基板温度計２２で測定された基板温度をＴｓｕｂ２、空気層Ａの熱抵抗をＲｔｈａｉｒとして、上記したように、熱流Ｉｔｈ１は、Ｉｔｈ１＝（Ｔｓｋ１－Ｔｓｕｂ１）／Ｒｔｈａｉｒより求められ、熱流Ｉｔｈ２は、Ｉｔｈ２＝（Ｔｓｋ２－Ｔｓｕｂ２）／Ｒｔｈａｉｒにより求められる。

【0064】

このように、この第５実施形態によれば、生体の深部組織から体表面ＢＳまでの体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙが演算により求められるため、別途の測定手段（例えば、上記体内電気抵抗測定手段）により体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを測定（推定）する必要はない。

【0065】

次に、図６（ａ）（ｂ）を参照して、第６実施形態に係る生体データ測定装置１は、例えば先の図４で説明した第４実施形態をベースとし、生体に対する装着性を高めることを特徴としている。

【0066】

すなわち、この第６実施形態では、図６（ｂ）に示すように、ケース４０の下面（体表面ＢＳと向かい合う面）の全面をシート５１で覆い、シート５１の下面（体表面ＢＳと向かい合う面）に粘着ゲル５２を所定の厚さに塗布している。これによれば、生体データ測定装置１を体表面ＢＳに馴染みよく装着することができる。

【0067】

柔らかい粘着ゲル５２が変形して、空気層Ａの厚さが変化しないようにするため、シート５１には、粘着ゲル５２により硬い（高弾性）の素材が用いられる。

【0068】

この場合、放射温度計２１は、シート５１の温度を測定することになるが、体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求めるには、シート５１と粘着ゲル５２の各熱抵抗Ｒｔｈを減算すればよい。別の方法として、シート５１と粘着ゲル５２に赤外線透過材料を用いることにより、体表面温度Ｔｓｋを測定することができる。

【0069】

また、空気層Ａとなる空間内に、キセノン、クリプトン、アルゴン等の希ガスを封入することにより、熱抵抗率を上げることができる。また、例えばシート５１にエンボス加工を施して、粘着ゲル５２に汗の排出溝を形成することもできる。これによれば、粘着ゲルの粘着性を維持する効果が奏される。

【0070】

なお、この第６実施形態の変形例として、放射温度計２１にて体表面温度を直接測温し得るようにするため、図６（ｃ）に示すように、ケース４０の底面中央部からシート５１および粘着ゲル５２を無くしてもよく、このような態様も本発明に含まれる。この第６実施形態は、先の図５で説明した第５実施形態にも適用可能である。

【0071】

この生体データ測定装置１は、図７（ａ）（ｂ）に示すように、装着ベルト６０を介して生体Ｈの所定部位（例えば、胸部や腹部等）に装着される。なお、図７（ｂ）に示されている生体データ測定装置１は、先の図３で説明した第３実施形態の生体データ測定装置１であるが、他の実施形態の生体データ測定装置１であってもよい。

【0072】

装着ベルト６０は、弾性構造として、伸び率が大きなゴム材（好ましくは、伸び率が数十～数百％のゴム材）製であることが好ましい。また、夏場での熱中症対策として、装着ベルト６０が生体Ｈに対する通気性の妨げにならないようにするため、装着ベルト６０に例えばメッシュ（網目）よりなる通気性を持たせるとよい。

【0073】

ところで、ケース４０は低熱抵抗であることから、生体Ｈに装着中にケース４０に腕等が触れると、急速な温度変化によって体温測定に誤差が生ずる場合がある。そこで、図８に示す第７実施形態では、ケース４０を覆う保護カバー７０を備える。

【0074】

保護カバー７０は、例えば高発泡度のポリウレタンやポリスチレン等の熱を伝えにくい断熱材料からなる。保護カバー７０は、ケース４０よりも一回り大きい底面が開放された箱体として形成され、対向する両側面に装着ベルト６０を通すための装着ベルト挿通口７１，７１を備える。

【0075】

次に、図９を参照して、第８実施形態について説明する。この実施形態においては、生体データ測定装置１を上記したように装着ベルト６０にて体表面ＢＳに装着する際、装着ベルト６０による締付力によって体表面ＢＳが盛り上がって空気層Ａの間隔（基板１０と体表面ＢＳとの距離）が変化するのを防ぐためのケースとして、上面が開放されているケース本体４１と、ケース本体４１の上面に着脱可能に被せられる蓋４２とを有するケース４０Ａが用いられる。

【0076】

ケース本体４１は、四角形状の底板４１１およびその４辺に立設された側板４１２を有する上面が開放されている箱体で、その内部に、温度計２０、送信部２４および演算部２５等を有する基板１０が支持部材３０としての断熱材３１にて支持された状態で収納される。使用時には、ケース本体４１の上面は蓋４２によって塞がれる。

【0077】

この実施形態において、ケース本体４１と蓋４２は、ともにアクリル樹脂製であるが、熱抵抗が低く低熱容量で、赤外線を透過し得る材質であれば、他の合成樹脂材であってもよい。なお、蓋４２は、必ずしも赤外線を透過し得る材質でなくてもよいが、送信部２４の無線（電磁波）が透過し得る材質を選択する必要がある。

【0078】

このようなケース４０Ａを用いることにより、生体データ測定装置１を装着ベルト６０にて体表面ＢＳに強く締め付けても、基板１０と体表面ＢＳとの間に存在する空気層Ａの間隔が一定に保たれる。

【0079】

また、この第８実施形態に係る生体データ測定装置１は、ケース４０Ａの側面（側板４１２）からの熱の出入りを基板１０に伝えるための高熱伝導膜５３を備える。ここで、高熱伝導とは熱抵抗率で０．０１ｍ・Ｋ／Ｗ前後（熱伝導率として１００Ｗ／ｍ／Ｋ前後）と規定され、高熱伝導膜５３にはアルミニウム箔が好ましく採用される。

【0080】

この実施形態によると、高熱伝導膜（アルミニウム箔）５３は、基板１０の下面周縁から断熱材３１の内面にかけて、それらの各面に密着するように配置される。これによれば、環境温度が変化した場合でも、基板１０を経由して体表面温度（皮膚温度）Ｔｓｋが変化するため、体表面温度Ｔｓｋだけが単独で変化することによる誤差を排除することができる。

【0081】

高熱伝導膜５３は、赤外線放射率がゼロに近い（ほぼ０である）ことが好ましい。その理由は、熱伝導の限界で基板１０に十分に熱を伝えられないような場合でも、断熱材３１の温度変化が空気層Ａに向かって放射されないようにするためである。

【0082】

なお、高熱伝導膜５３は、先の図３ないし図６で説明した底面が開放されているケース４０を備える各実施形態の場合にも適用可能である。この場合には、例えば図５（ｂ）に示すように、高熱伝導膜５３は、ケース４０内において側板４０２から基板１０にかけて配設される。

【0083】

次に、先の図４で説明した第４実施形態に係る生体データ測定装置１を例にして、体温測定時における各部の熱抵抗と温度との関係について説明する。

【0084】

まず、図１０（ａ）のグラフは、横軸を熱抵抗Ｒｔｈ（単位；Ｋ・ｍ^２／Ｗ），縦軸を温度（単位；℃）とする冬季での各部における熱流（Ｈｅａｔ Ｆｌｕｘ）の推移を示している。このグラフでは、例えば深部体温３６．５℃、環境温度０℃とし、肌着＋シャツ＋セータを着用している冬季を想定している。

【0085】

体内深部から体表面（２５ｍｍの厚さを仮定）、静止大気（基板の上下にそれぞれ３ｍｍの空気層を仮定）、冬季衣服（肌着やシャツやセーターの下にそれぞれ１ｍｍの空気層を仮定）、開放大気（対流あり）の各熱抵抗率と熱抵抗は図１０（ｂ）の表を参照。

【0086】

図１０（ａ）のグラフにおいて、直線の傾き（Ｔ／Ｒｔｈ）は熱流（Ｈｅａｔ Ｆｌｕｘ）Ｉｔｈとなり、この例の場合、Ｉｔｈ＝５５Ｗ／ｍ^２となる。

【0087】

次に、図１１（ａ）のグラフは、横軸を熱抵抗Ｒｔｈ（単位；Ｋ・ｍ^２／Ｗ），縦軸を温度（単位；℃）とする夏季での各部における熱流（Ｈｅａｔ Ｆｌｕｘ）の推移を示している。このグラフでは、深部体温３６．５℃、環境温度２５℃とし、シャツのみを着用している夏季を想定している。

【0088】

体内深部から体表面（２５ｍｍの厚さを仮定）、静止大気（基板の上下にそれぞれ３ｍｍの空気層を仮定）、夏季衣服（シャツの下に１ｍｍの空気層を仮定）、開放大気（対流あり）の各熱抵抗率と熱抵抗は図１１（ｂ）の表を参照。

【0089】

図１１（ａ）のグラフにおいて、直線の傾き（Ｔ／Ｒｔｈ）は熱流（Ｈｅａｔ Ｆｌｕｘ）Ｉｔｈとなり、この例の場合、Ｉｔｈ＝２３Ｗ／ｍ^２となる。

【0090】

次に、先の図５で説明した第５実施形態に係る２つの温度計を有する生体データ測定装置１について、その体温測定時における各部の熱抵抗と温度との関係を図１２により説明する。

【0091】

図１２（ａ）のグラフは、図１１（ａ）のグラフと同じく、深部体温３６．５℃、環境温度２５℃とし、シャツのみを着用している夏季を想定している。

【0092】

体内深部から体表面（２５ｍｍの厚さを仮定）、静止大気（第２温度計２０ｂの基板の上下にそれぞれ３ｍｍの空気層を仮定）、断熱材（第１温度計２０ａの基板上面に厚さ３ｍｍのポリスチレンを設定）、夏季衣服（シャツの下に１ｍｍの空気層を仮定）、開放大気（対流あり）の各熱抵抗率と熱抵抗は図１２（ｂ）の表を参照。

【0093】

図１２（ａ）のグラフにおいて、破線が第１温度計２０ａにて測定される熱流Ｉｔｈ１で、実線が第２温度計２０ｂにて測定される熱流Ｉｔｈ２である。これら熱流Ｉｔｈ１とＩｔｈ２とが異なることから、体表面温度Ｔｓｋと熱流Ｉｔｈ１，Ｉｔｈ２とから深部体温Ｔｃｏｒｅを計算することができる。

【0094】

以上説明したように、本発明の生体データ測定装置は、基本的な構成として、基板と、基板に搭載される放射温度計および基板温度計と、基板を体表面に対して所定距離離れた位置に支持する支持部材とを備えて構成されることから、構成が簡単で低コストで作成することができる。また、基板と体表面との間の断熱層が空気層であるため、基板と体表面との間の熱抵抗を大きな値とすることができる。

【0095】

次に、図１３（ａ）（ｂ）および図１４ａ，１４ｂを参照して、第９実施形態に係る生体データ測定装置１について説明する。この生体データ測定装置１は、装着ベルト２００を介して胸部や腹部等の体表面に装着されるケース１００を備える。

【0096】

ケース１００は、底板、側板および上蓋を有する箱体からなり、その内部には、基板１０が断熱材３１からなる支持部材３０を介して底板との間に所定の空間Ａが生ずるように支持されている。基板１０の底面側には、上記各実施形態と同じく、放射温度計２１と基板温度計２２を含む温度計２０が配置されている。

【0097】

ケース１００内には、上記各実施形態の構成が適用されてよいが、そのほか、この第９実施形態では、ケース１００の上蓋の外面には、周囲温度を計測する環境温度計３３０が配置されている。環境温度計３３０は、特別仕様である必要はなく、市販品が用いられてよい。

【0098】

また、基板１０には、種々の信号処理回路群３００が設けられている。この第９実施形態において、信号処理回路群３００には、心電を測定するＥＣＧ（Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ）測定回路３１０、皮膚（体内）の電気抵抗を測定する体内電気抵抗測定手段としてのＧＳＲ（Ｇａｌｖａｎｉｃ Ｓｋｉｎ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）測定回路３１１、ＧＳＲ駆動回路３１２、通信回路３１３、制御回路３１４、記憶回路３１５、電源回路３１６および電池３１７が含まれている。

【0099】

通信回路３１３は、送信部２４を含み外部との通信を行う。制御回路３１４には、マイクロコンピュータやＣＰＵ，ＭＰＵ等が用いられ、各回路の制御を行う。記憶回路３１５は、生データや計算結果等を記憶する。電源回路３１６は、電池３１７の電圧を所定の電圧に変換して各回路に供給する。

【0100】

装着ベルト２００には、体表面に接触する２つの電極２１１，２１２が設けられている。装着ベルト２００とケース１００との間には、電極２１１，２１２と、ＥＣＧ測定回路３１０、ＧＳＲ測定回路３１１、ＧＳＲ駆動回路３１２の各回路とを接続するコンタクト部Ｃ１，Ｃ２が設けられている。

【0101】

コンタクト部Ｃ１は、装着ベルト２００側で一方の電極２１１と配線を介して接続される雄コンタクト２２１と、この雄コンタクト２２１の相手側としてケース１００の上蓋に設けられる雌コンタクト１１１の組合せからなる。

【0102】

コンタクト部Ｃ２は、装着ベルト２００側で他方の電極２１２と配線を介して接続される雄コンタクト２２２と、この雄コンタクト２２２の相手側としてケース１００の上蓋に設けられた雌コンタクト１１２の組合せからなる。

【0103】

この例において、雌コンタクト１１１，１１２には、ＥＣＧ測定回路３１０、ＧＳＲ測定回路３１１およびＧＳＲ駆動回路３１２がそれぞれ接続されており、電極２１１，２１２は、ＥＣＧ測定とＧＳＲ測定とに併用されている。

【0104】

なお、好ましくは、雄コンタクト２２１，２２２には、コイン型やボタン型の円盤形状をなす導電性マグネットが用いられ、雌コンタクト１１１，１１２には、皿状に形成された磁性体が用いられるが、雌コンタクト側を導電性マグネット、雄コンタクト側を磁性体、もしくは双方とも導電性マグネットとしてもよい。

【0105】

なお、コンタクトの「雄」、「雌」の呼称は便宜的なものであって、必ずしも雄が凸形状、雌が凹形状である必要はなく、雌コンタクトを第１コンタクト、雌コンタクトを第２コンタクトとしてもよい。

【0106】

また、変形例として、図１４ｂに示すように、電極２１１，２１２の外側に２つの電極２１３，２１４を追加して４電極にするとともに、これに伴って、コンタクト部Ｃ３，Ｃ４を追加することもできる。コンタクト部Ｃ３，Ｃ４は、コンタクト部Ｃ１，Ｃ２と同じ構成であってよい。

【0107】

この場合には、追加した外側の電極２１３，２１４にコンタクト部Ｃ３，Ｃ４を介してＧＳＲ駆動回路３１２を接続して、電極２１３，２１４にＧＳＲ駆動回路３１２からの駆動電流を供給する。

【0108】

内側の電極２１１，２１２については、コンタクト部Ｃ１，Ｃ２を介してＥＣＧ測定回路３１０とＧＳＲ測定回路３１１とに接続し、ＧＳＲ電圧を計測するとともに、電極２１１，２１２でＥＣＧ信号を同時に測定する。

【0109】

このように、４電極法（４端子法）として、４つの電極２１１～２１４を駆動電流供給側の電極２１３，２１４と電圧計測側の電極２１１，２１２とに分けることにより、電極－皮膚間の接触抵抗の影響を排除することができる。特に、ＧＳＲの絶対値が重要な場合に有効である。また、心電（ＥＣＧ）の電圧計測にとっては、ＧＳＲ駆動によるノイズが入りにくい、という利点がある。

【0110】

上記したように、この第９実施形態では、心電を測定するＥＣＧ測定回路３１０を備えている。したがって、温度計２０を含む体温測定系で求められる深部体温Ｔｃｏｒｅと心電（ＥＣＧ）とを同時に測ることにより、ユーザーの生理的な状態をより正確に把握することができる。

【0111】

すなわち、深部体温Ｔｃｏｒｅは運動負荷や環境変動に対して遅れて反応する。これに対して、ＥＣＧから求められる心拍数は、運動負荷に対して即座（敏感）に反応する。したがって、ＥＣＧ計測を併用することで、運動の開始や継続・終了等を把握することができる。

【0112】

また、深部体温Ｔｃｏｒｅが所定の閾値を超えたとき、ユーザーやその管理者に運動の中止を警告することも可能である。環境変動に関しては、基板温度Ｔｓｕｂやその他の温度計で把握することができ、同様に環境に対する警告を行うこともできる。上記したように、ケース１００の上蓋の外面に環境温度計３３０が配置されているため、その温度計測値を深部体温Ｔｃｏｒｅに反映させることもできる。

【0113】

なお、装着ベルト２００によるケース１００の体表面への装着時、皮膚－ケース底板との間に隙間ができないように、さらには発汗があったときにケース１００がずれないように、ケース底面にシリコーン等の粘着膜１２１を設けることが好ましい。

【0114】

次に、図１５（ａ）（ｂ）により、第１０実施形態の時定数補正について説明する。体表面温度Ｔｓｋは、皮下の熱抵抗と熱容量とに起因して、往々にして基板温度Ｔｓｕｂより時間的に応答が遅れる。これは、基板温度Ｔｓｕｂは周辺温度に依存するとともに、基板１０の熱容量が比較的小さいからである。

【0115】

体表面温度Ｔｓｋの時間遅れに起因して、図１５（ａ）の破線で示すように、深部体温Ｔｃｏｒｅに計算誤差が発生する。基板温度Ｔｓｕｂに対して所定の遅延をかけて体表面温度Ｔｓｋとの遅延量の差をなくすことにより、深部体温Ｔｃｏｒｅの計算誤差を減らすことができる。

【0116】

基板温度Ｔｓｕｂに対する遅延量Ｔｓｕｂ＿ｄを作るには、Ｔｓｕｂ［ｎ－１］，Ｔｓｕｂ［ｎ］，Ｔｓｕｂ［ｎ＋１］…という時系列データに対して、例えば、Ｔｓｕｂ＿ｄ［ｎ＋１］＝Ｔｓｕｂ＿ｄ［ｎ］＋（Ｔｓｕｂ［ｎ＋１］－Ｔｓｕｂ＿ｄ［ｎ］）／τｓｕｂという計算を行うことにより、基板温度Ｔｓｕｂに対する遅延量Ｔｓｕｂ＿ｄを得ることができる。

【0117】

上記時系列データにおいて、１秒おきにデータが存在する場合、一例として、τｓｕｂを５０程度に設定することにより、基板温度Ｔｓｕｂに対して、時定数が５０秒程度の遅延を与えることができる。

【0118】

体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙとτｓｕｂには相関があるため、あらかじめその相関テーブルを作成しておき、体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙの値に応じてτｓｕｂを選択することもできる。また、装着開始時等にオーバーシュート（図１５（ａ）の点線参照）が現れる場合があるが、そのオーバーシュートの形状を記憶しておいて、オーバーシュートを取り除くこともできる。

【0119】

次に、図１６ａないし図１６ｄにより、第１１実施形態として、装着時の過渡応答から体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求める方法について説明する。この方法によれば、ＳＨＦ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｈｅａｔ Ｆｌｕｘ）法において、深部体温の絶対値が求められる。

【0120】

生体データ測定装置１の装着開始後、熱流Ｉｔｈは大きな値から小さな値に変化して行く。図１６ａを参照して、この間の時間（時刻）Ａ，Ｂにおける２つの熱流Ｉｔｈから未知数である体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求める。

【0121】

まず、装着時の過渡応答を記録するため、装着前からデータを記録しておく。体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙの初期値は仮の値とするが、比較的大きな値に設定することにより、上記オーバーシュートが現れる。このオーバーシュートあたりに第１時刻としての時間Ａを設定する。これにより、装着初期の不安定な期間を避けることができる。

【0122】

第２時刻の時間Ｂとしては、時間Ａから数分経過した時間、好ましくは５～１０分程度がよい。これよりも時間が短いと時間Ａからの変化が少なく誤差が生じやすい。また、これよりも時間が長いと、ユーザーの体温が変化する場合があるため好ましくない。

【0123】

図１６ｂのフローチャートを併せて参照して、仮に設定した体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙの値に基づいて、時間（時刻）Ａにおける深部体温ＴｃｏｒｅＡと、時間（時刻）Ｂにおける深部体温ＴｃｏｒｅＢとを算出し、ＴｃｏｒｅＡとＴｃｏｒｅＢとを比較する。

【0124】

その結果、ＴｃｏｒｅＡ＜ＴｃｏｒｅＢの場合には、体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙの値を増大させ、ＴｃｏｒｅＡ＞ＴｃｏｒｅＢの場合には、体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙの値を減少させて、再度深部体温Ｔｃｏｒｅを算出する。

【0125】

ＴｃｏｒｅＡ－ＴｃｏｒｅＢの絶対値｜ＴｃｏｒｅＡ－ＴｃｏｒｅＢ｜が判定値以下に収まった場合には、体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙの値として、そのときの値を採用して、Ｒｔｈｂｏｄｙの増減を終了し、最終的に深部体温Ｔｃｏｒｅを算出する。

【0126】

体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙの増大、減少に関しては、増大、減少の変化量を順次１／２にしていく二分岐探索法を使うことができる。なお、解が見つからない場合、ユーザーに再度装着し直すことを指示することもできる。あるいは、前回求めた値を使うこともできる。腹部や背中等、場所ごとに体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを記憶しておき、場所ごとに平均化することにより、精度をより高めることができる。

【0127】

また、ＴｃｏｒｅＡとＴｃｏｒｅＢの比較の代わりに、オーバーシュートを除去したうえで、区間Ａ～Ｂの間での深部体温Ｔｃｏｒｅの微分波形を用いて、区間Ａ～Ｂ間の多くの点から深部体温Ｔｃｏｒｅの傾きを判定することもできる。

【0128】

図１６ｃ，図１６ｄを参照して、さらに数学的には、基板温度Ｔｓｕｂと体表面温度Ｔｓｋの傾きから直接体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを決定することもできる。

【0129】

すなわち、時刻Ａにおける基板温度ＴｓｕｂＡと、時刻Ｂにおける基板温度ＴｓｕｂＢとの差分より求まる基板温度Ｔｓｕｂの傾きをａ、同じく、時刻Ａにおける体表面温度ＴｓｋＡと、時刻Ｂにおける基板温度ＴｓｋＢとの差分より求まる体表面温度Ｔｓｋの傾きをｂとして、深部体温Ｔｃｏｒｅの傾きがゼロとなる状態を求めればよく、体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙや空気層の熱抵抗Ｒｔｈａｉｒの定義から明らかなように、Ｒｔｈｂｏｄｙ／Ｒｔｈａｉｒ＝ｂ／（ａ－ｂ）が深部体温Ｔｃｏｒｅの傾きがゼロとなる条件になる。

【0130】

空気層Ａの熱抵抗Ｒｈａｉｒは既知、基板温度Ｔｓｕｂと体表面温度Ｔｓｋの傾きａ，ｂは上記のように時刻Ａ，Ｂでの各温度から求まることから、体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを、Ｒｔｈｂｏｄｙ＝Ｒｔｈａｉｒ×ｂ／（ａ－ｂ）なる式により直接求めることができる。

【0131】

なお、基板温度Ｔｓｕｂと体表面温度Ｔｓｋの各傾きａ，ｂは、それぞれ微分すれば求まるため、傾きである微分値を使って、Ｒｔｈｂｏｄｙ／Ｒｔｈａｉｒの値を直接求めることもできる。空気層の熱抵抗Ｒｔｈａｉｒは、校正によって分かるため、未知数である体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙが求まる。

【0132】

前述したＴｃｏｒｅＡ－ＴｃｏｒｅＢの絶対値が所定の判定値内に収まるようにＲｔｈｂｏｄｙの値を求める方法には、このような繰り返し計算なしで直接Ｒｔｈｂｏｄｙを求める方法も含まれる。

【0133】

ＤＨＦ法では、空間的に離れた場所で測定される２つの熱流を用いて深部体温Ｔｃｏｒｅを求めるのに対して、第１１実施形態に係る発明によれば、ＳＨＦ法でありながら、同一場所において時間的に離れた時刻Ａ，Ｂでの熱流から深部体温Ｔｃｏｒｅの絶対値を求めることができる。

【0134】

このように、同一の場所でしかも同じ温度計により、時間的に離れた時刻Ａ，Ｂで２つの熱流を測定するようにしているため、場所によるばらつきや、温度計のばらつきに影響されることがない。さらには、ＤＨＦ法やＺＨＦ法に比べて小型化にでき、消費電力を大幅に下げることが可能になる。

【0135】

ただし、深部体温Ｔｃｏｒｅが変化していないことが条件とされ、また、時刻Ａでの熱流と時刻Ｂでの熱流とが異なっている必要がある。さらには、深部体温Ｔｃｏｒｅが変化し得ない速さで環境温度が変化するタイミングで実行する必要がある。

【0136】

第１１実施形態に係る発明の測定対象は生体に限定されるものではなく、深部に熱源を有する構造体、例えば電子・電気機器、空調機器、調理器具、機械設備、輸送機器、建物、地質調査等にも適用することができる。また、生体に付ける場合も、衣服や靴、帽子、手袋、耳当て、眼鏡等の一部分に取り付けて使用することもできる。

【0137】

したがって、本発明には、深部から表面にかけて第１の熱抵抗を有する物体を被測定対象とし、上記被測定対象の表面に配置される第２の熱抵抗を持つ断熱層と、上記断熱層で隔てられた第１、第２の温度を測定する手段と、第１時刻Ａで測定される上記第１、第２の温度と、それよりも所定時間が経過した第２時刻Ｂで測定される上記第１、第２の温度とから上記第１の熱抵抗を算出する手段と、上記第１，第２の熱抵抗と、上記第１、第２の温度とから上記被測定対象の深部の温度を算出する手段とを備えている測定装置も含まれる。

【0138】

被測定対象が生体の場合について言えば、第１の熱抵抗は体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙに相当し、第２の熱抵抗を持つ断熱層は空気の熱抵抗Ｒｔｈａｉｒを持つ空気層に相当し、第１、第２の温度は体表面温度Ｔｓｋ，基板温度Ｔｓｕｂに相当する。

【0139】

次に、図１７（ａ）（ｂ）により、第１２実施形態として、ヒーター等の加熱体を用いた体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求める方法について説明する。

【0140】

この実施形態では、ケース温度を深部体温Ｔｃｏｒｅにまで上昇させることで一時的にＺＨＦ（Ｚｅｒｏ Ｈｅａｔ Ｆｌｕｘ）の状態を作り出して、それをもとに体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを算出する。

【0141】

基板温度Ｔｓｕｂと体表面温度Ｔｓｋが実際の深部体温Ｔｃｏｒｅに一致すると熱流Ｉｔｈは流れない（ＺＨＦ状態）。基板温度Ｔｓｕｂと体表面温度Ｔｓｋが同一温度になることでＺＨＦ状態を把握することができる。この一致した温度が、一致する直前や直後の深部体温Ｔｃｏｒｅ計算の答えとなるように体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを逆算する。

【0142】

具体的には、ケース１００（図１３参照）の上に、ヒーターやカイロ等の加熱体を置くことでケース温度Ｔｃａｓｅは上昇する。加熱体として、手や腕をケース１００の上に置いてもよい。なお、この加熱体による校正の間、ユーザーの真の深部体温が変動すると誤差になるため、安静時に行うよう、ユーザーにあらかじめ周知しておくことが好ましい。

【0143】

この加熱体による校正の受付ボタン等をケース１００の任意の箇所に設けておき、ユーザーからの指示を受け付けることが好ましいが、ユーザーからの指示ではなく、システムが自動的に、ケース１００に設けられた加熱体を駆動して校正を行うことも、校正受付の概念に含まれる。必要に応じて、加熱体をケース上に置くことをユーザーに指示する態様としてもよい。

【0144】

加熱体によってケース温度Ｔｃａｓｅが上昇する（図１７（ａ）の時間Ａ～Ｂ）。この加熱によりケース温度Ｔｃａｓｅが所定の温度Ｔｔｈを超えたら、加熱体をケース１００から外すようユーザーに指示する。自動的に加熱を停止させるようにしてもよい。ケース温度Ｔｃａｓｅの代わりに、例えば基板温度Ｔｓｕｂや体表面温度Ｔｓｋを採用してもよい。

【0145】

上記第１１実施形態と同じく、時刻Ａ，Ｂでの深部体温ＴｃｏｒｅＡ，ＴｃｏｒｅＢの算出と判定を繰り返し、最適な体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求める。温度が低下する時刻Ｂ，Ｃのデータを使うこともできる。

【0146】

さらには、時刻Ａ～Ｃまでのすべての測定点を使って、深部体温Ｔｃｏｒｅの上に凸、下に凸の形状を様々な方法で判定することも含まれる（例えば、Ｔｃｏｒｅの微分波形を使う等して）。また、別の態様として、加熱体の代わりに冷却体を用いることも可能である。

【0147】

次に、図１８（ａ）（ｂ）により、第１３実施形態として、環境温度の変化から体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求める方法について説明する。

【0148】

本発明者らは、通常の使用時において、体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙの値にずれがあると、深部体温Ｔｃｏｒｅの計算値に不連続点が多く発生することを実験により確認した。これは、体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙにずれがあると、真の深部体温Ｔｃｏｒｅが一定でも（実験では検証のために直腸温を同時観測）、深部体温Ｔｃｏｒｅの計算値に変動が生じるためである。

【0149】

この変動は、体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙのずれと、環境温度の変化がある場合とで発生する。実際の運用では、真の深部体温Ｔｃｏｒｅが一定であるかどうか不明であるが、深部体温Ｔｃｏｒｅの変化が少ないと考えられる期間、例えば深部体温Ｔｃｏｒｅが有意に変化できないくらい速い環境温度変化（数分以内の変化）を検知した場合に、前述したような時間（時刻）Ａ，Ｂで体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求める計算を行う。

【0150】

ユーザーが運動している場合、急激な体温変化が起きることがあるため、心拍数が閾値以下であるときに、図１８（ｂ）に示すように、体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求めるステップを実行することが好ましい。

【0151】

時間（時刻）Ａ，Ｂで体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求める計算は、図１８（ａ）の点線で示すように、時間Ａ，Ｂでの深部体温Ｔｃｏｒｅの微分波形を観測することでも行うことができる。

【0152】

真の深部体温Ｔｃｏｒｅが緩やかに変化している場合でも、微分波形を使えば、緩やかな変化はオフセットになるだけなので、オフセットからの変化は容易に判定することができる。微分波形は、２階微分以上の高次の微分を用いてもよい。

【0153】

例えば、１日の長い装着時間の中の大きな環境温度変化のタイミングで、このような体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙの計算を行い、複数の体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙから、その信頼度に応じた計算を行うことで、より正確な体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙの決定が行える。

【0154】

次に、図１９ａにより、第１４実施形態として、体内深部から表皮までの距離であるｂｏｄｙ＿ｄの入力をユーザーに求める方法について説明する。

【0155】

この第１４実施形態では、上記第１１実施形態（装着時の過渡応答から体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求める方法）で、適切な値の体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙが得られない場合の代案として、体内深部から表皮（体表面）までの距離である体内深部距離ｂｏｄｙ＿ｄの入力をユーザーに求める。

【0156】

体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙは、体内深部距離ｂｏｄｙ＿ｄ×体内深部から表皮までの熱抵抗率で求めることができる。体内深部距離ｂｏｄｙ＿ｄをユーザーが知る方法として、ＧＳＲを用いる方法のほかに、身長と体重の入力を求め、測定部位と統計データから仮の体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを求めることもできる。前述したように、体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙは、測定中に適宜、より正確な値に更新することができる。

【0157】

また、別の方法として、ユーザーに体内深部距離ｂｏｄｙ＿ｄの入力を求める代わりに、安静時の体温の入力を受けて、測定初期に得られた基板温度Ｔｓｕｂと体表面温度Ｔｓｋから、深部体温Ｔｃｏｒｅが受け付けた体温になるように、体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙを逆算することもできる。

【0158】

直腸の安静時体温は、３７℃±０．２℃で個人差が少ない。腹部は、この直腸温に対して±０．５℃程度の範囲内に収まることから、入力が得られない場合の初期値として３７℃前後の値を使用することもできる。

【0159】

次に、図１９ｂにより、第１５実施形態として、加速度による姿勢補正について説明する。なお、この生体データ測定装置１は、後述するように、加速度計（加速度センサー）を備えている。

【0160】

上記体内深部距離ｂｏｄｙ＿ｄは、ユーザーの姿勢（例えば立ち姿勢と寝姿勢）によって変化する場合があることから、加速度計より得られる加速度の値を用いて、姿勢の影響を軽減することができる。

【0161】

Ａｚをユーザーの体表面に対して垂直方向の加速度（座位や立位ではＡｚ＝０，仰臥ではＡｚ＝１Ｇ（Ｇは重力加速度））として、ｂｏｄｙ＿ｄ２＝ｂｏｄｙ＿ｄ－ａ×Ａｚから体内深部から体表面までの補正された体内深部距離ｂｏｄｙ＿ｄ２を求める。ａは係数で実験等から求める。

【0162】

この補正された体内深部距離ｂｏｄｙ＿ｄ２を使って体内熱抵抗Ｒｔｈｂｏｄｙの計算を行い、深部体温Ｔｃｏｒｅを算出する。さらに、ケース１００内での空気層Ａの対流が重力加速度に対する向きに応じて変化して空気層Ａの熱伝導率を変化させ、その変化量が問題となる場合もある。この場合も同様にして、空気層Ａの厚さや熱抵抗をＡｚ等の加速度を用いて補正することも本発明に含まれる。

【0163】

この他に、ケース１００内の空気層Ａは大気圧、湿度等の環境条件によってわずかながら変化するため、目的とする体温測定精度に応じて、同時に計測する大気圧や湿度を使って補正することができる。

【0164】

この生体データ測定装置１は、ホットプレートや恒温槽等を使用して校正することができる。ホットプレートを皮膚に見立てて、ホットプレート上に放射温度計２１を載せ、恒温槽で環境温度を変化させる。この校正から空気層の熱抵抗を求める。

【0165】

なお、本発明で用いるアルゴリズムは、生体データ測定装置１に搭載されている制御部３１４で実行したり、クラウド上のサーバーで実行することもできる。

【0166】

次に、第１６実施形態として、図２０～２２を参照して、この生体データ測定装置１に搭載されているＥＣＧ測定回路３１０、ＧＳＲ測定回路３１１、ＧＳＲ駆動回路３１２について説明する。

【0167】

ＥＣＧ測定回路３１０とＧＳＲ駆動回路３１２は、それぞれ、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を備え、ＧＳＲ測定回路３１１はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を有し、カットオフ周波数として、ｆ_ＥＣＧ，_ＬＰＦ＜ｆ_ＧＳＲ，_ＨＰＦ≒ｆ_ＧＳＲ，_ＬＰＦに設定される。

【0168】

ＧＳＲ測定回路３１１は、さらにｆｓのアンダーサンプリングを行うＡ／Ｄ変換器と、｜ｆｃ－Ｎ・ｆｓ｜（Ｎは整数）を通過させるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）とＴ＝１／｜ｆｃ－Ｎ・ｆｓ｜の積分器を備える。

【0169】

この生体データ測定装置１は、皮膚（体表面）に装着して長時間にわたって深部体温Ｔｃｏｒｅ等の測定を行うことから、その発熱をきわめて小さくする必要があり、消費電力削減に対してこれまでとは異なるアプローチが必要となる。その大きな枠組みとして、受動素子を用いた低電力化、サンプリング周波数を限界まで下げる、少ない計算量で信号処理を行っている。

【0170】

ＥＣＧ測定回路３１０におけるＥＣＧの信号周波数は、数Ｈｚから数十Ｈｚであり、ｆ_ＥＣＧ，_ＬＰＦとして、この信号周波数が通過するように、例えば数十Ｈｚ～数百Ｈｚに設定する。ＬＰＦは、高周波側に設定したＧＳＲ駆動信号を除去する。ＥＣＧ信号は、１００Ｈｚ以下で比較的広い帯域を持つため、ＡＤＣはナイキストサンプリングを行い、そのサンプリング周波数は数十Ｈｚ～数百Ｈｚに設定する。

【0171】

ＧＳＲ駆動回路３１２のＧＳＲ駆動周波数ｆｃは、ＥＣＧの信号周波数を避けて数百Ｈｚ～数十ｋＨｚに設定する。ｆ_ＧＳＲ，_ＨＰＦとして、例えば数百Ｈｚ～数十ｋＨｚに設定して、１／ｆノイズや熱ノイズを除去する。

【0172】

ＧＳＲのサンプリングでは、ＡＤＣはアンダーサンプリング動作をさせてサンプリング周波数ｆｓとして例えば１ｋＨｚ前後に設定する。サンプリング周波数は比較的高いが、特定の時間窓において間欠動作させて、消費電力を低減させる。特定の時間窓として、ＥＣＧの主たるピークタイミングであるＲ波の周辺を避けた時間窓に設定することで、Ｒ波の時間間隔の測定に影響を与えないようにすることができる。

【0173】

アンダーサンプリングによって、ＧＳＲ信号は｜ｆｃ－Ｎ・ｆｓ｜（Ｎは整数）の周波数に現れる。例えば、ｆｓを１０２４Ｈｚ，ｆｃを５０２８Ｈｚとすると、ＧＳＲ信号は３２Ｈｚに現れる。デジタルＢＰＦとして、この３２Ｈｚを通過させる狭い帯域にすることで、１／ｆノイズや熱ノイズ、量子化ノイズを除去する。

【0174】

さらに、信号のＰｏｗｅｒ（信号の二乗）をＭ／３２ｓｅｃの時間で積分することにより、例えばＭ＝１において、３２Ｈｚに最初のヌル点が現れる。ＧＳＲ駆動のキャリア周波数を、このヌル点の周波数に合うように設定することにより、極めて少ない計算量でキャリア成分を除去し、皮膚抵抗の変化である振幅情報を取り出すことができる。

【0175】

体内深部から表皮（体表面）までの体内深部距離ｂｏｄｙ＿ｄを求める際、ＧＳＲの位相情報が必要となる場合がある。ＧＳＲの駆動信号が皮下脂肪を通過すると、ある特定の位相シフトを引き起こし、その位相シフトしたところの振幅を見ることで、皮下脂肪の厚さが推定できる。ＧＳＲ駆動信号の特定の位相での振幅を見るには、上記積分の開始点をＧＳＲ駆動信号のある特定の位相から始めることにより、特定位相の振幅を簡単に抽出することができる。

【0176】

ＧＳＲ駆動周波数ｆｃは、数百Ｈｚ～数十ｋＨｚに設定する。これに合わせてＧＳＲ駆動回路３１２のＬＰＦのカットオフ周波数ｆ_ＧＳＲ，_ＬＰＦは、ＧＳＲ駆動周波数ｆｃが通過するように、かつ、高調波が減衰するように数百Ｈｚ～数十ｋＨｚに設定する。

【0177】

次に、図２３と図２４を参照して、本発明の第１７実施形態について説明する。先の第９実施形態では、生体データ測定装置１を生体に装着するにあたって、そのケース１００を装着ベルト２００で体表面に押さえ付けるようにしているが、この第１７実施形態では、ケース１００を装着ベルト２００の上に載せて生体に装着する。

【0178】

この第１７実施形態では４電極法が採用されており、図２４に示すように、装着ベルト２００の体表面と接する面（裏面）には、４つの電極２１１，２１２，２１３，２１４が設けられている。装着ベルト２００の裏面において、電極２１１，２１２，２１３，２１４以外の部分は電気絶縁シート２３０によって覆われている。

【0179】

図１４ｂを参照して、内側の２つの電極２１１，２１２は、コンタクト部Ｃ１，Ｃ２を介してＥＣＧ測定回路３１０とＧＳＲ測定回路３１１とに接続され、外側の２つの電極２１３，２１４は、コンタクト部Ｃ３，Ｃ４を介してＧＳＲ駆動回路３１２に接続される。

【0180】

装着ベルト２００の表面（図２４で紙面の背面側）には、コンタクト部Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の一方のコンタクトとなる雄コンタクト２２１，２２２，２２３，２２４が設けられている。

【0181】

電極２１１は引き回し配線２１１ａを介して雄コンタクト２２１に接続され、電極２１２は引き回し配線２１２ａを介して雄コンタクト２２２に接続され、電極２１３は引き回し配線２１３ａを介して雄コンタクト２２３に接続され、電極２１４は引き回し配線２１４ａを介して雄コンタクト２２４に接続されている。

【0182】

図２３（ａ）に示すように、この第１７実施形態において、ケース１００は底面が開放されている。ケース１００内には、基板１０のほかに、ケース・装着ベルト接続基板１３１が設けられている。

【0183】

詳しくは図示しないが、基板１０には、放射温度計２１を含む体温計や送信部２４、先に説明した信号処理回路群３００等が搭載されている。

【0184】

ケース・装着ベルト接続基板１３１は、基板１０よりも底面側に配置され、その中央部分に放射温度計２１の視野と空気層Ａを確保するための開口部を有する。なお、基板１０とケース・装着ベルト接続基板１３１は、断熱材からなる円筒状の支持部材３０を介してケース１００内に設けられている。また、この第１７実施形態によると、ケース１００の上蓋内面にケース温度計３３１が設けられている。

【0185】

図２３（ｂ）を併せて参照して、ケース・装着ベルト接続基板１３１の底面四隅には、装着ベルト２００側の雄コンタクト２２１～２２４を相手側としてコンタクト部Ｃ１～Ｃ４を構成する雌コンタクト１１１～１１４が設けられている。これら雌コンタクト１１１～１１４は、配線を介して基板１０に搭載されているＥＣＧ測定回路３１０，ＧＳＲ測定回路３１１，ＧＳＲ駆動回路３１２等に接続されている。

【0186】

この第１７実施形態において、雄コンタクト２２１～２２４と雌コンタクト１１１～１１４にはともに導電性磁石が用いられており、ワンタッチで電気的・機械的接続を行うことができる。

【0187】

ケース１００が装着ベルト２００の表面側に載置されることから、放射温度計２１は、装着ベルト２００の表面温度を計測するため、この第１７実施形態では、皮膚の熱抵抗Ｒｔｈに装着ベルト２００の熱抵抗Ｒｔｈを加算して深部体温Ｔｃｏｒｅを計算する。

【0188】

放射温度計２１が温度を計測する装着ベルト表面は、赤外線放射率が１に近い材料を用いることが好ましい。別の例として、放射温度計２１の立体角にあたる部分の装着ベルトを削除して直接体表面温度を計測するようにしてもよい。

【0189】

次に、図２５（ａ）～（ｃ）を参照して、本発明の第１８実施形態として、生体データ測定装置１のケース１００と装着ベルト２００を解離可能なフックで連結した態様について説明する。

【0190】

この第１８実施形態では、上記第１７実施形態でコンタクト部Ｃ１～Ｃ４によりケース１０と装着ベルト２００とを電気的・機械的に接続しているところをフックＦ１～Ｆ４に代えている。フックＦ１～Ｆ４には、図２５（ｃ）に例示するように、開口部を有する雌メンバー１４１と、鉤型の雄メンバー２４１との組合せが用いられてよい。

【0191】

そのため、この第１８実施形態では、ケース・装着ベルト接続基板１３１をケース１００からはみ出る大きさとし、その四隅にフックＦ１～Ｆ４の雌メンバー１４１を設ける。これに対して、装着ベルト２００側にはフックＦ１～Ｆ４の雄メンバー２４１を設ける。

【0192】

雌メンバー１４１、雄メンバー２４１ともに導電材からなり、雄メンバー２４１を雌メンバー１４１に引っ掛けることにより、電気的・機械的な接続が行われる。雄メンバー２４１がケース１００側、雌メンバー１４１が装着ベルト２００側に設けられてもよい。

【0193】

フックＦ１～Ｆ４の位置は、それぞれ、上記第１７実施形態でのコンタクト部Ｃ１～Ｃ４に対応しており、内側の２つの電極２１１，２１２は、フックＦ１，Ｆ２を介してＥＣＧ測定回路３１０とＧＳＲ測定回路３１１とに接続され、外側の２つの電極２１３，２１４は、フックＦ３，Ｆ４を介してＧＳＲ駆動回路３１２に接続される。

【0194】

この第１８実施形態は、４電極法であるためフックを左右２対としているが、２電極法の場合には、フックは左右１対であればよい。いずれにしても、この第１８実施形態によれば、ケース１００を装着ベルト２００に対して簡単に取り付け、取り外しできるため、内蔵電池を充電したり、装着ベルトを選択する場合等において極めて便利である。

【0195】

次に、図２６により、本発明の第１９実施形態として、生体データ測定装置１を１枚の基板１０に搭載した態様について説明する。

【0196】

先にも説明したように、この生体データ測定装置１には、信号処理回路群３００として、ＥＣＧ測定回路３１０、ＧＳＲ測定回路３１１、ＧＳＲ駆動回路３１２、通信回路３１３、制御回路３１４、記憶回路３１５が含まれているが、この第１９実施形態では、これらの各回路がモジュール化されて基板１０に搭載されている。

【0197】

モジュールとして、ＳｉＰ（ＳｙｓｔｅｍｉｎＰａｃｋａｇｅ）を用いることができる。アンテナ（送信部２４）や通信チップやマイコン（ＭＰＵ）チップやメモリチップ等を一つのモールド内に実装することができる。

【0198】

この第１９実施形態は、さらに加速度計３２１、湿度計３２２、マイク３２３、気圧計３２４を基板１０に備えている。なお、基板１０の裏面側には熱流計としての放射温度計２１が配置されている。

【0199】

マイク３２３は、胸部や腹部の聴診に用いることができる。また、マイク３２３で環境音を収音して、歩行、乗り物、作業、会議、食事、トイレ、睡眠等のコンテキストを判定することもできる。また、マイク３２３を使って音声コマンドを入力してもよい。

【0200】

この生体データ測定装置１で収集した生体データは、携帯端末Ｂに送られて、携帯端末Ｂに搭載されているＣＰＵで処理できる。さらに、携帯端末ＢからサーバーＣにデータを送って、サーバーＣで処理を行い、その処理結果を携帯端末Ｂに画面表示することもできる。

【0201】

処理結果に応じて、生体データ取得条件を変化させるために、生体データ測定装置１に制御コマンドを送ることもできる。画面表示だけでなく、バイタルを音声で読み上げることもできる。

【0202】

例えば、ユーザーが携帯端末Ｂのマイクを通じて深部体温の０．５℃おきの読み上げを指示した場合、データの流れは次のようになる。

【0203】

・コマンド情報の流れ：携帯端末Ｂでの音声認識→サーバーＣでコマンドの受付・返答→携帯端末Ｂで返答の読み上げ
・データの流れ：放射温度計による熱流データ→携帯端末での深部体温Ｔｃｏｒｅ計算→サーバーＣでの０．５℃変化の判定・条件適合時に読み上げデータの送付→携帯端末Ｂでのデータの読み上げ。

【0204】

さらにメタボリックシンドローム対策に本発明を使用することもできる。本発明によれば、未知数である体内深部から表皮までの距離ｂｏｄｙ＿ｄが自動的に求まるため、運動による皮下脂肪の減少をユーザーに示すことができる。

【0205】

またさらに、体内深部の温度上昇や心拍、加速度等から、有酸素運動による消費カロリーを示すこともでき、運動効果が上げられる。

【0206】

各種バイオフィードバック技法（自律訓練法、マインドフルネス、呼吸法等）に本発明を使用することもできる。本センサー（生体データ測定装置）を手足を含めた数箇所に装着し、末梢深部体温から血管拡張の状態を把握したり、心電信号の揺らぎから自律神経の状態を把握、さらには心電信号の振幅から呼吸数を測定して、ユーザーに可視化して当該バイオフィードバック技法の効果を上げることができる。これは端末とクラウドとを連携させ、データの処理や蓄積、引用、共有化、ＡＩによる解釈等を行うことができる。

【0207】

上記第１９実施形態では、部品を搭載する基板１０を１枚の基板としているが、図２７に示すように、本発明の第２０実施形態として、生体データ測定装置を第１，第２の２枚の基板１０ａ，１０ｂに分けて搭載することもできる。

【0208】

基板１０ａ，１０ｂはともにリジッド基板で、この第２０実施形態において、一方の第１基板１０ａには、モジュール化された主として信号処理回路群３００と、加速度計３２１、湿度計３0２２、マイク３２３、気圧計３２４とが搭載され、他方の第２基板１０ｂには、電源回路３１６、電池３１７が搭載されている。

【0209】

基板１０ａ，１０ｂは１０ｍｍ角前後の面積を有し、生体の屈曲に追随し得るようにフレキシブル基板１０ｃにて連結されていることが好ましい。この実施形態では、基板１０ａ，１０ｂの双方に熱流計としての放射温度計２１が搭載されており、これら熱流計の熱的干渉を小さくするうえで、フレキシブル基板１０ｃは熱抵抗が大きい方が好ましい。

【0210】

次に、図２８ａ～２８ｅを参照して、生体データ測定装置１のケース１００と装着ベルト２００との電気的・機械的コンタクト部のいくつかの構成例について説明する。なお、以下の説明において、ケース１００側のコンタクト部を第１コンタクト１１０とし、装着ベルト２００側のコンタクト部を第２コンタクト２２０とする。

【0211】

まず、図２８ａの第１例では、ケース１００側の第１コンタクト１１０と装着ベルト２００側の第２コンタクト２２０をともに導電性マグネットとしている。導電性マグネットは、コイン型やボタン型の円盤形状が一般的であるが、角型であってもよい。マグネット同士の場合、マグネットの中心位置が自動的に揃う（一致する）メリットがある。

【0212】

装着ベルト２００側において、第２コンタクト２２０の導電性マグネットと、導電パターンよりなる電極２１０（２１１～２１４）は、導電性接着剤で電気的・機械的に接続する。導電パターンは銀（Ａｇ）や塩化銀（ＡｇＣｌ）を主成分とする材料を用いることにより、皮膚との接触電位を減らすことができる。

【0213】

次に、図２８ｂの第２例では、ケース１００側の第１コンタクト１１０は導電性マグネットであるが、装着ベルト２００側の第２コンタクト２２０を鉄等の磁性を持つ磁性体としている。この場合、第２コンタクト２２０に第１コンタクト１１０が嵌合する凹部２２０ａを設けるとよい。

【0214】

第２コンタクト２２０の磁性体と、導電パターンよりなる電極２１０との電気的・機械的接続には、上記第１例と同じく、導電性接着剤が用いられてよい。別の態様として、第２コンタクト２２０の磁性体にＡｇメッキを施し、電極２１０の導電パターンのＡｇとの間でＡｇ・Ａｇ間の熱融着を行うこともできる。

【0215】

図２８ｃの第３例は、上記第１例の変形例で、電極２１０を導電パターンにより形成した後、第２コンタクト２２０として用いられる導電性マグネットを門型状のかしめ針２２０ｂにて固定する。かしめ後に電気絶縁シート２３０を被せる。

【0216】

図２８ｄの第４例は、上記第２例の変形例で、第２コンタクト２２０として用いられる磁性体自体にかしめ脚２２０ｃを形成し、このかしめ脚２２０ｃを電極２１０に食い込ませて固定する。この場合にも、かしめ後に電気絶縁シート２３０を被せる。

【0217】

図２８ｅの第５例は、装着ベルト２００の裏面にある電極２１０の上（図２８ｅでは電極２１０の下）に第２コンタクト２２０としての導電性マグネットを配置し、装着ベルト２００の表面側から門型状のかしめ金具２２０ｄを打ち込んで導電性マグネットを電極２１０上に固定する。

【0218】

この第５例によれば、上記第９実施形態の図１３ａに示すように、生体データ測定装置１のケース１００は、装着ベルト２００の裏面側に配置され、装着ベルト２００によって体表面に押し付けるようにして装着される。

【0219】

以上、上記各実施形態により本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記各実施形態より導出される技術や均等物等も本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0220】

１ 生体データ測定装置
１０（１０ａ，１０ｂ） 基板
１１ フレキシブル基板
２０（２０ａ，２０ｂ） 温度計
２１ 放射温度計
２２ 基板温度計
２４ 通信部
３０ 支持部材
３１ 断熱材
４０，４０Ａ，１００ ケース
４１ ケース本体
４２ 蓋
５１ シート
５２ 粘着ゲル
５３ 高熱伝導膜
６０，２００ 装着ベルト
７０ 保護カバー
１１０ 第１コンタクト
１１１～１１４ 雌コンタクト
１３１ ケース・装着ベルト接続基板
２１０，２１１～２１４ 電極
２２０ 第２コンタクト
２２１～２２４ 雄コンタクト
３１０ ＥＤＧ測定回路
３１１ ＧＳＲ測定回路
３１２ ＧＳＲ駆動回路
３１６ 電源回路
３１７ 電池
Ａ 空気層
Ｃ１～Ｃ４ コンタクト部
Ｆ１～Ｆ４ フック
Ｉｔｈ 熱流（熱流束）
Ｒｔｈｂｏｄｙ 体内熱抵抗
Ｔｓｋ 体表面温度
Ｔｓｕｂ 基板温度
Ｔｃｏｒｅ 深部体温

【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】

【図14a】

【図14b】

【図15】

【図16a】

【図16b】

【図16c】

【図16d】

【図17】

【図18】

【図19a】

【図19b】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28a】

【図28b】

【図28c】

【図28d】

【図28e】

【図29】

【図30】

【図31】