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特許7496551深部体温推定装置、深部体温推定方法および深部体温推定プログラム
(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】2024-05-30
(45)【発行日】2024-06-07
(54)【発明の名称】深部体温推定装置、深部体温推定方法および深部体温推定プログラム
(51)【国際特許分類】
A61B 5/01 20060101AFI20240531BHJP
G01K 13/20 20210101ALI20240531BHJP
【ＦＩ】
A61B5/01 250
G01K13/20 361G
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2021007047
(22)【出願日】2021-01-20
(65)【公開番号】P2022111550
(43)【公開日】2022-08-01
【審査請求日】2023-05-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】304021277
【氏名又は名称】国立大学法人 名古屋工業大学
(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】桑原 啓
(72)【発明者】
【氏名】都甲 浩芳
(72)【発明者】
【氏名】高河原 和彦
(72)【発明者】
【氏名】石原 隆子
(72)【発明者】
【氏名】平田 晃正
(72)【発明者】
【氏名】上松 涼太
【審査官】▲高▼原 悠佑
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－２１７２２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０６５８２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１６２９５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１８００２７（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ５／００－５／０１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
測定対象者の心拍数または脈拍数を測定するように構成された第１測定部と、前記測定対象者の近傍の温度を測定するように構成された第２測定部と、
前記測定対象者の近傍の湿度を測定するように構成された第３測定部と、
前記測定対象者の心拍数または脈拍数と前記測定対象者の近傍の温度と前記測定対象者の近傍の湿度とに基づいて、前記測定対象者の第１部位の深部に流入出する熱量と前記第１部位の皮膚に流入出する熱量と前記測定対象者の第２部位の深部に流入出する熱量と前記第２部位の皮膚に流入出する熱量とを算出するように構成された熱量算出部と、
前記熱量に基づいて、前記測定対象者の皮膚温度および深部温度を算出するように構成された温度算出部とを備え、
前記第１部位は前記測定対象者の体幹部で、前記第２部位は前記測定対象者の四肢部、または前記第１部位は前記測定対象者の上半身で、前記第２部位は前記測定対象者の下半身であり、
前記熱量算出部は、
前記測定対象者の心拍数または脈拍数に基づいて、前記測定対象者の運動による前記第１部位と前記第２部位のそれぞれの発熱量を算出するように構成された発熱量算出部と、
前記測定対象者の近傍の温度と前記温度算出部によって直前に算出された皮膚温度とに基づいて、前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位のそれぞれにおける皮膚と外気間の第１熱交換量を算出するように構成された第１熱交換量算出部と、
前記測定対象者の心拍数または脈拍数と前記温度算出部によって直前に算出された皮膚温度と深部温度とに基づいて、前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位のそれぞれにおける深部と皮膚間の第２熱交換量を算出するように構成された第２熱交換量算出部と、
前記温度算出部によって直前に算出された皮膚温度と深部温度とに基づいて、前記測定対象者の深部における前記第１部位と前記第２部位間の第３熱交換量を算出するように構成された第３熱交換量算出部とを含むことを特徴とする深部体温推定装置。
【請求項2】
請求項１記載の深部体温推定装置において、前記第１熱交換量算出部は、前記測定対象者の皮膚が衣服で覆われている割合を考慮して、前記第１熱交換量を算出することを特徴とする深部体温推定装置。
【請求項3】
請求項１または２記載の深部体温推定装置において、前記熱量算出部は、前記測定対象者の近傍の温度と前記測定対象者の近傍の湿度と前記温度算出部によって直前に算出された皮膚温度と深部温度とに基づいて、前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位のそれぞれにおける皮膚蒸散量を算出するように構成された皮膚蒸散量算出部をさらに含むことを特徴とする深部体温推定装置。
【請求項4】
請求項３記載の深部体温推定装置において、前記熱量算出部は、外気と前記測定対象者の深部間の第４熱交換量を設定するように構成された第４熱交換量設定部と、
前記温度算出部によって直前に算出された皮膚温度と深部温度とに基づいて、前記測定対象者の第１部位皮膚層の代謝量と第１部位深部層の代謝量と第２部位皮膚層の代謝量と第２部位深部層の代謝量を算出するように構成された代謝量算出部とをさらに含むことを特徴とする深部体温推定装置。
【請求項5】
請求項４記載の深部体温推定装置において、前記温度算出部は、
前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位の発熱量Ｑ１，Ｕ，Ｑ１，Ｌ、前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位のそれぞれにおける皮膚と外気間の第１熱交換量Ｑ３，Ｕ，Ｑ３，Ｌ、 前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位のそれぞれにおける深部と皮膚間の第２熱交換量Ｑ６，Ｕ，Ｑ６，Ｌ、前記測定対象者の深部における前記第１部位と前記第２部位間の第３熱交換量Ｑ７、前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位のそれぞれにおける皮膚蒸散量Ｑ４，Ｕ，Ｑ４，Ｌ、外気と前記測定対象者の深部間の第４熱交換量Ｑ５、前記測定対象者の第１部位皮膚層の代謝量Ｑ２，ＵＳ、第１部位深部層の代謝量Ｑ２，ＵＣ、第２部位皮膚層の代謝量Ｑ２，ＬＳ、第２部位深部層の代謝量Ｑ２，ＬＣ、前記測定対象者の第１部位皮膚層の熱容量ＷＣＵＳ、第１部位深部層の熱容量ＷＣＵＣ、第２部位皮膚層の熱容量ＷＣＬＳ、第２部位深部層の熱容量ＷＣＬＣ、直前に算出した第１部位皮膚層の温度の推定値ＴＵＳ［ｔ］、第１部位深部層の温度の推定値ＴＵＣ［ｔ］、第２部位皮膚層の温度の推定値ＴＬＳ［ｔ］、第２部位深部層の温度の推定値ＴＬＣ［ｔ］に基づいて、
【数1】
【請求項6】
測定対象者の心拍数または脈拍数を測定する第１ステップと、前記測定対象者の近傍の温度を測定する第２ステップと、
前記測定対象者の近傍の湿度を測定する第３ステップと、
前記測定対象者の心拍数または脈拍数と前記測定対象者の近傍の温度と前記測定対象者の近傍の湿度とに基づいて、前記測定対象者の第１部位の深部に流入出する熱量と前記第１部位の皮膚に流入出する熱量と前記測定対象者の第２部位の深部に流入出する熱量と前記第２部位の皮膚に流入出する熱量とを算出する第４ステップと、
前記熱量に基づいて、前記測定対象者の皮膚温度および深部温度を算出する第５ステップとを含み、
前記第１部位は前記測定対象者の体幹部で、前記第２部位は前記測定対象者の四肢部、または前記第１部位は前記測定対象者の上半身で、前記第２部位は前記測定対象者の下半身であり、
前記第４ステップは、
前記測定対象者の心拍数または脈拍数に基づいて、前記測定対象者の運動による前記第１部位と前記第２部位のそれぞれの発熱量を算出するステップと、
前記測定対象者の近傍の温度と前記第５ステップによって直前に算出された皮膚温度とに基づいて、前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位のそれぞれにおける皮膚と外気間の第１熱交換量を算出するステップと、
前記測定対象者の心拍数または脈拍数と前記第５ステップによって直前に算出された皮膚温度と深部温度とに基づいて、前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位のそれぞれにおける深部と皮膚間の第２熱交換量を算出するステップと、
前記第５ステップによって直前に算出された皮膚温度と深部温度とに基づいて、前記測定対象者の深部における前記第１部位と前記第２部位間の第３熱交換量を算出するステップとを含むことを特徴とする深部体温推定方法。
【請求項7】
請求項６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深部体温推定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、測定対象者の深部体温を推定する深部体温推定装置、深部体温推定方法および深部体温推定プログラムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、熱中症により多くの人が救急搬送されており、２０１９年５月から９月の全国における熱中症による救急搬送者数の累計は、７１３１７人であった（非特許文献１参照）。熱中症の診療や熱中症のリスク軽減のために、深部体温の測定が有効であるといわれている（非特許文献２参照）。
【0003】
深部体温を監視するためには、直腸温、膀胱温、食道温などを測定する必要があり、日常生活のなかでこれらの測定を実施することは難しい。そこで、深部体温を推定する方法として、測定対象者の心拍数、雰囲気の気温から深部温度を簡易的に推定する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【0004】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、深部体温の推定精度が低いという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０２０－６５８２３号公報
【非特許文献】
【0006】
【文献】“２０１９年（５月から９月）の熱中症による救急搬送状況”，総務省，［２０２０年３月３１日検索］，＜https://www.fdma.go.jp/disaster/heatstroke/items/heatstroke_geppou_2019.pdf＞
【文献】“熱中症診療ガイドライン ２０１５”，一般社団法人日本救急医学会，２０１５年，［２０１９年３月３１日検索］、＜https://www.mhlw.go.jp/file/06-Seisakujouhou-10800000-Iseikyoku/heatstroke2015.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、測定対象者の深部体温を従来よりも高精度に推定することができる深部体温推定装置、深部体温推定方法および深部体温推定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】
【0008】
本発明の深部体温推定装置は、測定対象者の心拍数または脈拍数を測定するように構成された第１測定部と、前記測定対象者の近傍の温度を測定するように構成された第２測定部と、前記測定対象者の近傍の湿度を測定するように構成された第３測定部と、前記測定対象者の心拍数または脈拍数と前記測定対象者の近傍の温度と前記測定対象者の近傍の湿度とに基づいて、前記測定対象者の第１部位の深部に流入出する熱量と前記第１部位の皮膚に流入出する熱量と前記測定対象者の第２部位の深部に流入出する熱量と前記第２部位の皮膚に流入出する熱量とを算出するように構成された熱量算出部と、前記熱量に基づいて、前記測定対象者の皮膚温度および深部温度を算出するように構成された温度算出部とを備え、前記第１部位は前記測定対象者の体幹部で、前記第２部位は前記測定対象者の四肢部、または前記第１部位は前記測定対象者の上半身で、前記第２部位は前記測定対象者の下半身であり、前記熱量算出部は、前記測定対象者の心拍数または脈拍数に基づいて、前記測定対象者の運動による前記第１部位と前記第２部位のそれぞれの発熱量を算出するように構成された発熱量算出部と、前記測定対象者の近傍の温度と前記温度算出部によって直前に算出された皮膚温度とに基づいて、前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位のそれぞれにおける皮膚と外気間の第１熱交換量を算出するように構成された第１熱交換量算出部と、前記測定対象者の心拍数または脈拍数と前記温度算出部によって直前に算出された皮膚温度と深部温度とに基づいて、前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位のそれぞれにおける深部と皮膚間の第２熱交換量を算出するように構成された第２熱交換量算出部と、前記温度算出部によって直前に算出された皮膚温度と深部温度とに基づいて、前記測定対象者の深部における前記第１部位と前記第２部位間の第３熱交換量を算出するように構成された第３熱交換量算出部とを含むことを特徴とするものである。
【0010】
また、本発明の深部体温推定装置の１構成例において、前記第１熱交換量算出部は、前記測定対象者の皮膚が衣服で覆われている割合を考慮して、前記第１熱交換量を算出することを特徴とするものである。
また、本発明の深部体温推定装置の１構成例において、前記熱量算出部は、前記測定対象者の近傍の温度と前記測定対象者の近傍の湿度と前記温度算出部によって直前に算出された皮膚温度と深部温度とに基づいて、前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位のそれぞれにおける皮膚蒸散量を算出するように構成された皮膚蒸散量算出部をさらに含むことを特徴とするものである。
また、本発明の深部体温推定装置の１構成例において、前記熱量算出部は、外気と前記測定対象者の深部間の第４熱交換量を設定するように構成された第４熱交換量設定部と、前記温度算出部によって直前に算出された皮膚温度と深部温度とに基づいて、前記測定対象者の第１部位皮膚層の代謝量と第１部位深部層の代謝量と第２部位皮膚層の代謝量と第２部位深部層の代謝量を算出するように構成された代謝量算出部とをさらに含むことを特徴とするものである。
また、本発明の深部体温推定装置の１構成例において、前記熱量算出部は、前記測定対象者の近傍の温度と前記測定対象者の近傍の湿度と前記温度算出部によって直前に算出された皮膚温度と深部温度とに基づいて、前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位のそれぞれにおける皮膚蒸散量を算出するように構成された皮膚蒸散量算出部をさらに含むことを特徴とするものである。
また、本発明の深部体温推定装置の１構成例において、前記熱量算出部は、外気と前記測定対象者の深部間の第４熱交換量を設定するように構成された第４熱交換量設定部と、前記温度算出部によって直前に算出された皮膚温度と深部温度とに基づいて、前記測定対象者の第１部位皮膚層の代謝量と第１部位深部層の代謝量と第２部位皮膚層の代謝量と第２部位深部層の代謝量を算出するように構成された代謝量算出部とをさらに含むことを特徴とするものである。
【0011】
また、本発明の深部体温推定装置の１構成例において、前記温度算出部は、前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位の発熱量Ｑ１，Ｕ，Ｑ１，Ｌ、前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位のそれぞれにおける皮膚と外気間の第１熱交換量Ｑ３，Ｕ，Ｑ３，Ｌ、 前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位のそれぞれにおける深部と皮膚間の第２熱交換量Ｑ６，Ｕ，Ｑ６，Ｌ、前記測定対象者の深部における前記第１部位と前記第２部位間の第３熱交換量Ｑ７、前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位のそれぞれにおける皮膚蒸散量Ｑ４，Ｕ，Ｑ４，Ｌ、外気と前記測定対象者の深部間の第４熱交換量Ｑ５、前記測定対象者の第１部位皮膚層の代謝量Ｑ２，ＵＳ、第１部位深部層の代謝量Ｑ２，ＵＣ、第２部位皮膚層の代謝量Ｑ２，ＬＳ、第２部位深部層の代謝量Ｑ２，ＬＣ、前記測定対象者の第１部位皮膚層の熱容量ＷＣＵＳ、第１部位深部層の熱容量ＷＣＵＣ、第２部位皮膚層の熱容量ＷＣＬＳ、第２部位深部層の熱容量ＷＣＬＣ、直前に算出した第１部位皮膚層の温度の推定値ＴＵＳ［ｔ］、第１部位深部層の温度の推定値ＴＵＣ［ｔ］、第２部位皮膚層の温度の推定値ＴＬＳ［ｔ］、第２部位深部層の温度の推定値ＴＬＣ［ｔ］に基づいて、時刻（ｔ＋Δｔ）における第１部位皮膚層の温度の推定値ＴＵＳ［ｔ＋Δｔ］、第１部位深部層の温度の推定値ＴＵＣ［ｔ＋Δｔ］、第２部位皮膚層の温度の推定値ＴＬＳ［ｔ＋Δｔ］、第２部位深部層の温度の推定値ＴＬＣ［ｔ＋Δｔ］を算出することを特徴とするものである。
【0012】
また、本発明の深部体温推定方法は、測定対象者の心拍数または脈拍数を測定する第１ステップと、前記測定対象者の近傍の温度を測定する第２ステップと、前記測定対象者の近傍の湿度を測定する第３ステップと、前記測定対象者の心拍数または脈拍数と前記測定対象者の近傍の温度と前記測定対象者の近傍の湿度とに基づいて、前記測定対象者の第１部位の深部に流入出する熱量と前記第１部位の皮膚に流入出する熱量と前記測定対象者の第２部位の深部に流入出する熱量と前記第２部位の皮膚に流入出する熱量とを算出する第４ステップと、前記熱量に基づいて、前記測定対象者の皮膚温度および深部温度を算出する第５ステップとを含み、前記第１部位は前記測定対象者の体幹部で、前記第２部位は前記測定対象者の四肢部、または前記第１部位は前記測定対象者の上半身で、前記第２部位は前記測定対象者の下半身であり、前記第４ステップは、前記測定対象者の心拍数または脈拍数に基づいて、前記測定対象者の運動による前記第１部位と前記第２部位のそれぞれの発熱量を算出するステップと、前記測定対象者の近傍の温度と前記第５ステップによって直前に算出された皮膚温度とに基づいて、前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位のそれぞれにおける皮膚と外気間の第１熱交換量を算出するステップと、前記測定対象者の心拍数または脈拍数と前記第５ステップによって直前に算出された皮膚温度と深部温度とに基づいて、前記測定対象者の前記第１部位と前記第２部位のそれぞれにおける深部と皮膚間の第２熱交換量を算出するステップと、前記第５ステップによって直前に算出された皮膚温度と深部温度とに基づいて、前記測定対象者の深部における前記第１部位と前記第２部位間の第３熱交換量を算出するステップとを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の深部体温推定プログラムは、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。
また、本発明の深部体温推定プログラムは、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】
【0013】
本発明によれば、測定対象者の心拍数と測定対象者近傍の温度だけでなく、測定対象者近傍の湿度を測定して、測定対象者の第１部位と第２部位の深部と皮膚とに流入出する熱量を算出し、算出した熱量から測定対象者の深部体温を推定するので、従来よりも高精度に深部体温を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
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は本発明の実施例に係る深部体温推定装置の構成を示すブロック図である。深部体温推定装置は、第１測定部１と、第２測定部２と、第３測定部３と、発熱量算出部４と、代謝量算出部５と、熱伝達・熱放射量算出部６（第１熱交換量算出部）と、皮膚蒸散量算出部７と、呼気蒸散量設定部８（第４熱交換量設定部）と、熱交換量算出部９（第２熱交換量算出部）と、熱交換量算出部１０（第３熱交換量算出部）と、温度算出部１１とを備えている。
【0016】
発熱量算出部４と代謝量算出部５と熱伝達・熱放射量算出部６と皮膚蒸散量算出部７と呼気蒸散量設定部８と熱交換量算出部９と熱交換量算出部１０とは、熱量算出部１２を構成している。
【0017】
第１測定部１は、測定対象者の心拍数または脈拍数を測定する。第１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。あるいは、第１測定部１は、測定対象者の脈波を計測する腕時計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。
【0018】
第２測定部２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。第２測定部２は、例えば、温度計から構成される。あるいは、第２測定部２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。
【0019】
第３測定部３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。第３測定部３は、例えば、湿度計から構成される。あるいは、第３測定部３は、第２測定部２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。
【0020】
第１測定部１と第２測定部２と第３測定部３とは、一体型の測定器でもよいし、個別の測定器でもよい。
【0021】
熱量算出部１２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１１は、熱量算出部１２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。
温度算出部１１は、熱量算出部１２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。
【0022】
［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］
本発明は、図２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。本発明は、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。
本発明は、図２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。本発明は、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。
【0023】
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。
【0024】
式（１）～式（４）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。ＴUS［ｔ］は時刻ｔにおける体幹部皮膚層ＵＳの温度［℃］、ＴUC［ｔ］は時刻ｔにおける体幹部深部層ＵＣの温度［℃］、ＴLS［ｔ］は時刻ｔにおける四肢部皮膚層ＬＳの温度［℃］、ＴLC［ｔ］は時刻ｔにおける四肢部深部層ＬＣの温度［℃］である。
【0025】
【数1】
【0026】
【数2】
【0027】
【数3】
【0028】
【数4】
【0029】
Ｑ1,Uは測定対象者の運動による体幹部Ｕの発熱量［Ｗ］、Ｑ1,Lは運動による四肢部Ｌの発熱量［Ｗ］である。Ｑ2,USは測定対象者の体幹部皮膚層ＵＳの代謝量［Ｗ］、Ｑ2,UCは体幹部深部層ＵＣの代謝量［Ｗ］、Ｑ2,LSは四肢部皮膚層ＬＳの代謝量［Ｗ］、Ｑ2,LCは四肢部深部層ＬＣの代謝量［Ｗ］である。Ｑ3,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］、Ｑ3,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。
【0030】
Ｑ4,Uは測定対象者の体幹部Ｕにおける皮膚蒸散量、Ｑ4,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。Ｑ6,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］、Ｑ6,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。
【0031】
ＷＣUSは測定対象者の体幹部皮膚層ＵＳの熱容量［Ｊ／℃］、ＷＣUCは体幹部深部層ＵＣの熱容量［Ｊ／℃］、ＷＣLSは四肢部皮膚層ＬＳの熱容量［Ｊ／℃］、ＷＣLC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Ｔsk［ｔ＋Δｔ］、深部体温Ｔ［ｔ＋Δｔ］は式（５）、式（６）のようになる。
また、時刻ｔ＋Δｔにおける平均皮膚温Ｔsk［ｔ＋Δｔ］、深部体温Ｔ［ｔ＋Δｔ］は式（５）、式（６）のようになる。
【0032】
【数5】
【0033】
【数6】
【0034】
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ＷＣUS，ＷＣUC，ＷＣLS，ＷＣLC、割合ｓｆ＿ｃｏｎｆ＿ＵＳ，ｓｆ＿ｃｏｎｆ＿ＬＳは、それぞれ既知の値であり、実際に即した値を用いればよく、計算の実施において適宜設定すればよい。
【0035】
図３は本実施例の深部体温推定装置の動作を説明するフローチャートである。第１測定部１は、測定対象者の心拍数を測定する（図３ステップＳ１００）。第２測定部２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３ステップＳ１０１）。第３測定部３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３ステップＳ１０２）。
【0036】
［運動による発熱量Ｑ1の算出］
次に、発熱量算出部４は、第１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Ｑ1,U［Ｗ］、運動による四肢部Ｌの深部層における発熱量Ｑ1,L［Ｗ］をそれぞれ式（７）、式（８）のように算出する（図３ステップＳ１０３）。
次に、発熱量算出部４は、第１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Ｑ1,U［Ｗ］、運動による四肢部Ｌの深部層における発熱量Ｑ1,L［Ｗ］をそれぞれ式（７）、式（８）のように算出する（図３ステップＳ１０３）。
【0037】
【数7】
【0038】
【数8】
【0039】
式（７）、式（８）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、実際に即した値を用いればよく、計算の実施において適宜設定すればよい。
【0040】
また、ＭＥＴｓ［ｔ］はメッツ数を表している。発熱量算出部４は、第１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ＨＲrest、最大心拍数ＨＲmaxを用いて、式（９）または式（１０）のいずれか一方の式によりＭＥＴｓ［ｔ］を算出すればよい。
【0041】
【数9】
【0042】
【数10】
【0043】
式（１０）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ＨＲrest、最大心拍数ＨＲmaxは、それぞれ過去の測定で得られた既知の値として、実際に即した値を用いればよく、計算の実施において適宜設定すればよい。また、式（７）、式（８）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。
安静時心拍数ＨＲrest、最大心拍数ＨＲmaxは、それぞれ過去の測定で得られた既知の値として、実際に即した値を用いればよく、計算の実施において適宜設定すればよい。また、式（７）、式（８）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。
【0044】
［代謝量Ｑ2の算出］
次に、代謝量算出部５は、温度算出部１１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Ｔsk［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Ｑ2,US［Ｗ］、体幹部深部層ＵＣの代謝量Ｑ2,UC［Ｗ］、四肢部皮膚層ＬＳの代謝量Ｑ2,LS［Ｗ］、四肢部深部層ＬＣの代謝量Ｑ2,LC［Ｗ］をそれぞれ式（１１）～式（１４）のように算出する（図３ステップＳ１０４）。
次に、代謝量算出部５は、温度算出部１１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Ｔsk［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Ｑ2,US［Ｗ］、体幹部深部層ＵＣの代謝量Ｑ2,UC［Ｗ］、四肢部皮膚層ＬＳの代謝量Ｑ2,LS［Ｗ］、四肢部深部層ＬＣの代謝量Ｑ2,LC［Ｗ］をそれぞれ式（１１）～式（１４）のように算出する（図３ステップＳ１０４）。
【0045】
【数11】
【0046】
【数12】
【0047】
【数13】
【0048】
【数14】
【0049】
式（１１）～式（１４）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。Ａskin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Ａskin、体積ｖｏｌｕｍｅ＿ＵＳ，ｖｏｌｕｍｅ＿ＬＳ、重量ｗｅｉｇｈｔ＿Ｕ，ｗｅｉｇｈｔ＿Ｌは、それぞれ既知の値であり、実際に即した値を用いればよく、計算の実施において適宜設定すればよい。
【0050】
Ｔsk［０］は平均皮膚温Ｔsk［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ＴUS［０］、体幹部深部層ＵＣの温度の初期値ＴUC［０］、四肢部皮膚層ＬＳの温度の初期値ＴLS［０］、四肢部深部層ＬＣの温度の初期値ＴLC［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、Ｔsk［ｔ］＝Ｔsk［０］である。
【0051】
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５は、式（１２）、式（１４）のＭを式（１５）のように算出する。
また、代謝量算出部５は、式（１２）、式（１４）のＭを式（１５）のように算出する。
【0052】
【数15】
【0053】
式（１５）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、Ａcoef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Ａcoef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、計算の実施において適宜設定すればよい。
【0054】
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を適宜設定すればよい。
【0055】
［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６は、第２測定部２によって測定された測定対象者近傍の温度Ｔa［ｔ］［℃］と、温度算出部１１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Ｔsk［ｔ］［℃］と体幹部皮膚層ＵＳの温度の推定値ＴUS［ｔ］［℃］と四肢部皮膚層ＬＳの温度の推定値ＴLS［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Ｑ3,U［Ｗ］、四肢部Ｌにおける皮膚と外気間の熱伝達・熱放射量Ｑ3,L［Ｗ］を算出する（図３ステップＳ１０５）。第２測定部２が測定対象者の衣服外の気温Ｔa［ｔ］［℃］を測定する場合、熱伝達・熱放射量Ｑ3,U，Ｑ3,Lは式（１６）、式（１７）のようになる。
次に、熱伝達・熱放射量算出部６は、第２測定部２によって測定された測定対象者近傍の温度Ｔa［ｔ］［℃］と、温度算出部１１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Ｔsk［ｔ］［℃］と体幹部皮膚層ＵＳの温度の推定値ＴUS［ｔ］［℃］と四肢部皮膚層ＬＳの温度の推定値ＴLS［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Ｑ3,U［Ｗ］、四肢部Ｌにおける皮膚と外気間の熱伝達・熱放射量Ｑ3,L［Ｗ］を算出する（図３ステップＳ１０５）。第２測定部２が測定対象者の衣服外の気温Ｔa［ｔ］［℃］を測定する場合、熱伝達・熱放射量Ｑ3,U，Ｑ3,Lは式（１６）、式（１７）のようになる。
【0056】
【数16】
【0057】
【数17】
【0058】
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、実際に即した値を用いればよい。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すればよい。
【0059】
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６は、熱交換係数ＨＳ［Ｗ／℃］を式（１８）により算出する。
【0060】
【数18】
【0061】
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６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。
【0062】
Ｈcmは対流熱伝達係数［Ｗ／℃／ｍ2］、Ｈrは放射熱伝達係数［Ｗ／℃／ｍ2］である。熱伝達・熱放射量算出部６は、対流熱伝達係数Ｈcm［Ｗ／℃／ｍ2］、放射熱伝達係数Ｈr［Ｗ／℃／ｍ2］を、それぞれ式（１９）、式（２０）により算出する。
【0063】
【数19】
【0064】
【数20】
【0065】
式（１９）、式（２０）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。Ｖairは風速［ｍ／ｓ］である。熱伝達・熱放射量算出部６は、風速Ｖair［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。
【0066】
熱伝達・熱放射量算出部６は、第２測定部２が測定対象者の衣服内の温度Ｔa［ｔ］［℃］を測定する場合、熱伝達・熱放射量Ｑ3,U，Ｑ3,Lを式（２１）、式（２２）により算出する。
【0067】
【数21】
【0068】
【数22】
【0069】
［皮膚蒸散量Ｑ4の算出］
次に、皮膚蒸散量算出部７は、第２測定部２によって測定された測定対象者近傍の温度Ｔa［ｔ］［℃］と、第３測定部３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１１がΔｔ前に算出した、時刻ｔにおける平均皮膚温の推定値Ｔsk［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Ｑ4,U［Ｗ］、四肢部Ｌにおける皮膚蒸散量Ｑ4,L［Ｗ］をそれぞれ式（２３）、式（２４）により算出する（図３ステップＳ１０６）。
次に、皮膚蒸散量算出部７は、第２測定部２によって測定された測定対象者近傍の温度Ｔa［ｔ］［℃］と、第３測定部３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１１がΔｔ前に算出した、時刻ｔにおける平均皮膚温の推定値Ｔsk［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Ｑ4,U［Ｗ］、四肢部Ｌにおける皮膚蒸散量Ｑ4,L［Ｗ］をそれぞれ式（２３）、式（２４）により算出する（図３ステップＳ１０６）。
【0070】
【数23】
【0071】
【数24】
【0072】
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、実際に即した値を用いればよく、計算の実施において適宜設定すればよい。ｓｗは全身の皮膚蒸散量［Ｗ］である。皮膚蒸散量算出部７は、皮膚蒸散量ｓｗ［Ｗ］を式（２５）により算出することができる。
【0073】
【数25】
【0074】
ｍｉｎ（Ｅ，Ｅmax）はＥとＥmax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７は、不感蒸散と有感蒸散の和Ｅ［Ｗ］を式（２６）により算出することができる。
【0075】
【数26】
【0076】
ＰＩは測定対象者の皮膚における不感蒸散［Ｗ］、Ｑevは水の蒸発熱［Ｊ／ｇ］である。不感蒸散ＰＩ［Ｗ］、蒸発熱Ｑev［Ｊ／ｇ］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、計算の実施において適宜設定すればよい。ｓｗｒａｔｅは有感蒸散［ｇ／ｍｉｎ］である。皮膚蒸散量算出部７は、有感蒸散ｓｗｒａｔｅ［ｇ／ｍｉｎ］を式（２７）により算出することができる。
【0077】
【数27】
【0078】
式（２７）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用いればよく、計算の実施において適宜設定すればよい。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（２８）に示すように発汗係数ａｉｊ，ｂｉｊを設定すればよい。
【0079】
【数28】
【0080】
一方、Ｅmaxは最大蒸発熱［Ｗ］である。皮膚蒸散量算出部７は、第２測定部２が測定対象者の衣服外の気温Ｔa［ｔ］［℃］を測定し、第３測定部３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Ｅmax［Ｗ］を式（２９）により算出することができる。
【0081】
【数29】
【0082】
また、皮膚蒸散量算出部７は、第２測定部２が測定対象者の衣服内の温度Ｔa［ｔ］［℃］を測定し、第３測定部３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Ｅmax［Ｗ］を式（３０）により算出することができる。
【0083】
【数30】
【0084】
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、Ｅmax＿coefは最大蒸発熱に関する定数である。定数ｆｐｃｌ＿ＵＳ，ｆｐｃｌ＿ＬＳ，Ｅmax＿coef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、計算の実施において適宜設定すればよい。
【0085】
Ｈc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７は、熱移動Ｈc［Ｗ・ｍ2／℃］を式（３１）により算出することができる。
【0086】
【数31】
【0087】
式（２９）～式（３１）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。Ｐs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７は、飽和水蒸気圧Ｐs［ｋＰａ］を式（３２）により算出することができる。
【0088】
【数32】
【0089】
Ｐa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７は、飽和水蒸気圧Ｐa［ｋＰａ］を式（３３）により算出することができる。
【0090】
【数33】
【0091】
［呼気蒸散量Ｑ5の決定］
次に、呼気蒸散量設定部８は、測定対象者の呼気による蒸散量Ｑ5［Ｗ］を式（３４）のように設定する（図３ステップＳ１０７）。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。
次に、呼気蒸散量設定部８は、測定対象者の呼気による蒸散量Ｑ5［Ｗ］を式（３４）のように設定する（図３ステップＳ１０７）。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。
【0092】
【数34】
【0093】
［深部と皮膚間の熱交換量Ｑ6の算出］
次に、熱交換量算出部９は、第１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１１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ＴUS［ｔ］［℃］と体幹部深部層ＵＣの温度の推定値ＴUC［ｔ］［℃］と四肢部皮膚層ＬＳの温度の推定値ＴLS［ｔ］［℃］と四肢部深部層ＬＣの温度の推定値ＴLC［ｔ］［℃］と平均皮膚温の推定値Ｔsk［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Ｑ6,U［Ｗ］、四肢部Ｌにおける深部と皮膚間の熱交換量Ｑ6,L［Ｗ］をそれぞれ式（３５）、式（３６）により算出する（図３ステップＳ１０８）。
次に、熱交換量算出部９は、第１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１１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ＴUS［ｔ］［℃］と体幹部深部層ＵＣの温度の推定値ＴUC［ｔ］［℃］と四肢部皮膚層ＬＳの温度の推定値ＴLS［ｔ］［℃］と四肢部深部層ＬＣの温度の推定値ＴLC［ｔ］［℃］と平均皮膚温の推定値Ｔsk［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Ｑ6,U［Ｗ］、四肢部Ｌにおける深部と皮膚間の熱交換量Ｑ6,L［Ｗ］をそれぞれ式（３５）、式（３６）により算出する（図３ステップＳ１０８）。
【0094】
【数35】
【0095】
【数36】
【0096】
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９は、熱交換係数ｈｘを式（３７）により算出することができる。
【0097】
【数37】
【0098】
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。
【0099】
［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１０は、温度算出部１１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ＴUC［ｔ］［℃］と四肢部深部層ＬＣの温度ＴLC［ｔ］［℃］と平均皮膚温の推定値Ｔsk［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（３８）により算出する（図３ステップＳ１０９）。
次に、熱交換量算出部１０は、温度算出部１１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ＴUC［ｔ］［℃］と四肢部深部層ＬＣの温度ＴLC［ｔ］［℃］と平均皮膚温の推定値Ｔsk［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（３８）により算出する（図３ステップＳ１０９）。
【0100】
【数38】
【0101】
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１０は、熱交換係数ｈｃｃを式（３９）により算出することができる。
【0102】
【数39】
【0103】
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１０は、熱交換係数ｈｃｃの温度寄与分ｈｃｃ＿Ｔを式（４０）により算出することができる。
【0104】
【数40】
【0105】
ｈｃｃ＿Ｔｍａｘはｈｃｃ＿Ｔの規定の上限値である。また、熱交換量算出部１０は、熱交換係数ｈｃｃのＭＥＴｓ寄与分ｈｃｃ＿Ｍを式（４１）により算出することができる。
【0106】
【数41】
【0107】
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。
【0108】
こうして、発熱量算出部４と代謝量算出部５と熱伝達・熱放射量算出部６と皮膚蒸散量算出部７と呼気蒸散量設定部８と熱交換量算出部９と熱交換量算出部１０とにより、各熱量Ｑ1,U，Ｑ1,L，Ｑ2,US，Ｑ2,UC，Ｑ2,LS，Ｑ2,LC，Ｑ3,U，Ｑ3,L，Ｑ4,U，Ｑ4,L，Ｑ5，Ｑ6,U，Ｑ6,L，Ｑ7を算出することができる。
【0109】
温度算出部１１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ＴUS［ｔ］［℃］と、体幹部皮膚層ＵＳの代謝量Ｑ2,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Ｑ3,U［Ｗ］と、体幹部Ｕにおける皮膚蒸散量Ｑ4,U［Ｗ］と、体幹部Ｕにおける深部と皮膚間の熱交換量Ｑ6,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ＴUS［ｔ＋Δｔ］［℃］を式（１）により算出する（図３ステップＳ１１０）。
【0110】
温度算出部１１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ＴUC［ｔ］［℃］と、体幹部Ｕの深部層における発熱量Ｑ1,U［Ｗ］と、体幹部深部層ＵＣの代謝量Ｑ2,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Ｑ6,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ＴUC［ｔ＋Δｔ］［℃］を式（２）により算出する（図３ステップＳ１１１）。
【0111】
温度算出部１１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ＴLS［ｔ］［℃］と、四肢部皮膚層ＬＳの代謝量Ｑ2,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Ｑ3,L［Ｗ］と、四肢部Ｌにおける皮膚蒸散量Ｑ4,L［Ｗ］と、四肢部Ｌにおける深部と皮膚間の熱交換量Ｑ6,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ＴLS［ｔ＋Δｔ］［℃］を式（３）により算出する（図３ステップＳ１１２）。
【0112】
温度算出部１１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ＴLC［ｔ］［℃］と、四肢部Ｌの深部層における発熱量Ｑ1,L［Ｗ］と、四肢部深部層ＬＣの代謝量Ｑ2,LC［Ｗ］と、四肢部Ｌにおける深部と皮膚間の熱交換量Ｑ6,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ＴLC［ｔ＋Δｔ］［℃］を式（４）により算出する（図３ステップＳ１１３）。
【0113】
こうして、温度の推定値ＴUS［ｔ＋Δｔ］，ＴUC［ｔ＋Δｔ］，ＴLS［ｔ＋Δｔ］，ＴLC［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１１は、Δｔ後の平均皮膚温の推定値Ｔsk［ｔ＋Δｔ］［℃］を式（５）により算出する（図３ステップＳ１１４）。また、温度算出部１１は、Δｔ後の深部体温の推定値Ｔ［ｔ＋Δｔ］［℃］を式（６）により算出する（図３ステップＳ１１５）。
そして、温度算出部１１は、Δｔ後の平均皮膚温の推定値Ｔsk［ｔ＋Δｔ］［℃］を式（５）により算出する（図３ステップＳ１１４）。また、温度算出部１１は、Δｔ後の深部体温の推定値Ｔ［ｔ＋Δｔ］［℃］を式（６）により算出する（図３ステップＳ１１５）。
【0114】
深部体温推定装置は、以上のステップＳ１００～Ｓ１１５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ＴUS［ｔ＋Δｔ］，ＴUC［ｔ＋Δｔ］，ＴLS［ｔ＋Δｔ］，ＴLC［ｔ＋Δｔ］，Ｔsk［ｔ＋Δｔ］，Ｔ［ｔ＋Δｔ］を、それぞれＴUS［ｔ］，ＴUC［ｔ］，ＴLS［ｔ］，ＴLC［ｔ］，Ｔsk［ｔ］，Ｔ［ｔ］として、ステップＳ１００～Ｓ１１５の処理を行うようにすればよい。
【0115】
本実施例では、測定対象者の心拍数と測定対象者近傍の温度だけでなく、測定対象者近傍の湿度を測定して、測定対象者の各部位・各層に流入出する熱量を算出し、算出した熱量から測定対象者の深部体温を推定するので、従来よりも高精度に深部体温を推定することができる。
【0116】
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。
【0117】
本実施例の発熱量算出部４と代謝量算出部５と熱伝達・熱放射量算出部６と皮膚蒸散量算出部７と呼気蒸散量設定部８と熱交換量算出部９と熱交換量算出部１０と温度算出部１１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４に示す。
【0118】
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、第１測定部１と第２測定部２と第３測定部３などが接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明の深部体温推定方法を実現させるための深部体温推定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本実施例で説明した処理を実行する。プログラムをネットワークを通して提供することも可能である。
【0119】
また、発熱量算出部４と代謝量算出部５と熱伝達・熱放射量算出部６と皮膚蒸散量算出部７と呼気蒸散量設定部８と熱交換量算出部９と熱交換量算出部１０と温度算出部１１とを、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。
【産業上の利用可能性】
【0120】
本発明は、人体の深部体温を推定する技術に適用することができる。
【符号の説明】
【0121】
１… 第１測定部、２…第２測定部、３…第３測定部、４…発熱量算出部、５…代謝量算出部、６…熱伝達・熱放射量算出部、７…皮膚蒸散量算出部、８…呼気蒸散量設定部、９…熱交換量算出部、１０…熱交換量算出部、１１…温度算出部、１２…熱量算出部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】