特許 7586299 温度推定方法、温度推定プログラムおよび温度推定装置

(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】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】温度推定方法、温度推定プログラムおよび温度推定装置

(51)【国際特許分類】

   G01K 13/20 20210101AFI20241112BHJP

【ＦＩ】

G01K13/20 361C

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023516889

(86)(22)【出願日】2021-04-27

(86)【国際出願番号】 JP2021016729

(87)【国際公開番号】W WO2022230039

(87)【国際公開日】2022-11-03

【審査請求日】2023-07-25

(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

(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】田中 雄次郎

(72)【発明者】

【氏名】松永 大地

【審査官】岩本 太一

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／２４５９０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭６４－０４３７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１８９９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０００８１４９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｋ １／００－１９／００

Ａ６１Ｂ ５／０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体の表面の温度を第１の温度センサによって計測する第１のステップと、
前記被検体から遠ざかる位置の温度を第２の温度センサによって計測する第２のステップと、
前記第１、第２の温度センサの計測結果に基づいて前記被検体の内部温度を算出する第３のステップと、
前記内部温度の確率分布を一定時間毎に算出する第４のステップと、
前記第４のステップで算出した確率の代表値が第１の閾値を超えた場合のみ、前記一定時間における前記内部温度のうち確率が前記代表値となる内部温度を正しい内部温度推定値として採用する第５のステップとを含むことを特徴とする温度推定方法。

【請求項2】

請求項１記載の温度推定方法において、
前記内部温度推定値の、直前の内部温度推定値に対する変化率が第２の閾値を超えたときから、前記確率の代表値が前記第１の閾値以下になる直前までの補正対象区間における前記内部温度推定値のそれぞれを補正対象値とする第６のステップと、
前記変化率が前記第２の閾値を最初に超えた時の直前の内部温度推定値と前記変化率が前記第２の閾値を超えた最初の補正対象値との温度差に基づいて、前記被検体の熱抵抗を算出する第７のステップと、
前記熱抵抗に基づいて前記補正対象値のそれぞれを補正した値を、正しい内部温度推定値として採用する第８のステップとをさらに含むことを特徴とする温度推定方法。

【請求項3】

請求項２記載の温度推定方法において、
前記第７のステップは、前記温度差と、前記変化率が前記第２の閾値を超えた最初の時刻の前記第１、第２の温度センサの計測結果と、前記最初の補正対象値とに基づいて、前記熱抵抗を算出するステップを含むことを特徴とする温度推定方法。

【請求項4】

請求項２または３記載の温度推定方法において、
前記第８のステップは、前記補正対象区間における各時刻の前記被検体の内部温度を、その時刻の前記第１、第２の温度センサの計測結果と、前記熱抵抗とに基づいて前記補正対象値の時刻毎に再計算し、再計算した内部温度からそれぞれ前記温度差を減じた値を、正しい内部温度推定値として採用するステップを含むことを特徴とする温度推定方法。

【請求項5】

請求項１記載の第３乃至第５の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温度推定プログラム。

【請求項6】

請求項２乃至４のいずれか１項に記載の第３乃至第８の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温度推定プログラム。

【請求項7】

被検体の表面の温度を計測するように構成された第１の温度センサと、
前記被検体から遠ざかる位置の温度を計測するように構成された第２の温度センサと、
前記第１、第２の温度センサの計測結果に基づいて前記被検体の内部温度を算出するように構成された温度算出部と、
前記内部温度の確率分布を一定時間毎に算出するように構成された確率分布算出部と、
前記確率分布算出部によって算出された確率の代表値が第１の閾値を超えた場合のみ、前記一定時間における前記内部温度のうち確率が前記代表値となる内部温度を正しい内部温度推定値として採用するように構成された第１の外乱検出部とを備えることを特徴とする温度推定装置。

【請求項8】

請求項７記載の温度推定装置において、
前記内部温度推定値の、直前の内部温度推定値に対する変化率が第２の閾値を超えたときから、前記確率の代表値が前記第１の閾値以下になる直前までの補正対象区間における前記内部温度推定値のそれぞれを補正対象値とするように構成された第２の外乱検出部と、
前記変化率が前記第２の閾値を最初に超えた時の直前の内部温度推定値と前記変化率が前記第２の閾値を超えた最初の補正対象値との温度差に基づいて、前記被検体の熱抵抗を算出するように構成された熱抵抗算出部と、
前記熱抵抗に基づいて前記補正対象値のそれぞれを補正した値を、正しい内部温度推定値として採用するように構成された温度補正部とをさらに備えることを特徴とする温度推定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生体等の被検体の内部温度を推定する温度推定方法、温度推定プログラムおよび温度推定装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

生体の深部体温を推定する方法として、特許文献１に開示された生体内温度推定方法が知られている。特許文献１に開示された方法は、図７に示すように生体１００とセンサ１０１の熱等価回路モデルを用いて、生体１００の深部体温Ｔ_cbtを推定するものである。生体１００の深部体温Ｔ_cbtは、生体１００の表面に、熱抵抗Ｒ_sensorを有するセンサ１０１を置いたとき、生体１００と接するセンサ１０１の表面側の温度Ｔ_skinと、生体１００と接する面と反対側のセンサ１０１の上面の温度Ｔ_topとから、式（１）を用いて推定できる。
Ｔ_cbt＝Ｔ_skin＋Ｒ_body×Ｈ_skin ・・・（１）

【0003】

ここで、Ｈ_skinは生体１００の皮膚表面の熱流束であり、式（２）で表される。
Ｈ_skin＝（Ｔ_skin－Ｔ_top）／Ｒ_skin ・・・（２）
Ｒ_bodyは生体１００の熱抵抗、Ｒ_skinはセンサ１０１の熱抵抗である。

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示された方法では、外気への熱の輸送を定常と仮定するため、生体１００に風が当たったり、生体１００が走ったり、生体１００が温かい場所から急に冷たい場所に移動したりした場合には、深部体温Ｔ_cbtの推定に過渡的な誤差が生じるという課題があった。

【0005】

扇風機で生体１００に風を当てたときに、特許文献１に開示された方法で推定した深部体温Ｔ_cbtを図８Ａに示し、鼓膜温度計によって計測した真の深部体温（鼓膜温）Ｔ_trueを図８Ｂに示す。推定した深部体温Ｔ_cbtに誤差が生じる理由は、生体１００に風が当たったときに、センサ１０１の上面の温度Ｔ_topと生体１００の皮膚表面の温度Ｔ_skinとがそれぞれ定常状態に落ち着く迄の時間に差があるためである。また、風が絶えず変化しているような状態では温度が定常状態に落ち着くことが期待できない。
さらに、生体１００の姿勢が変化して血流が過渡的に変化すると、生体１００の熱抵抗Ｒ_bodyも揺らぐため、深部体温Ｔ_cbtの推定に誤差が生じるという課題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０２０－００３２９１号公報

【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、生体等の被検体の内部温度の推定誤差を低減することができる温度推定方法、温度推定プログラムおよび温度推定装置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】

本発明の温度推定方法は、被検体の表面の温度を第１の温度センサによって計測する第１のステップと、前記被検体から遠ざかる位置の温度を第２の温度センサによって計測する第２のステップと、前記第１、第２の温度センサの計測結果に基づいて前記被検体の内部温度を算出する第３のステップと、前記内部温度の確率分布を一定時間毎に算出する第４のステップと、前記第４のステップで算出した確率の代表値が第１の閾値を超えた場合のみ、前記一定時間における前記内部温度のうち確率が前記代表値となる内部温度を正しい内部温度推定値として採用する第５のステップとを含むことを特徴とするものである。

【0009】

また、本発明の温度推定方法の１構成例は、前記内部温度推定値の、直前の内部温度推定値に対する変化率が第２の閾値を超えたときから、前記確率の代表値が前記第１の閾値以下になる直前までの補正対象区間における前記内部温度推定値のそれぞれを補正対象値とする第６のステップと、前記変化率が前記第２の閾値を最初に超えた時の直前の内部温度推定値と前記変化率が前記第２の閾値を超えた最初の補正対象値との温度差に基づいて、前記被検体の熱抵抗を算出する第７のステップと、前記熱抵抗に基づいて前記補正対象値のそれぞれを補正した値を、正しい内部温度推定値として採用する第８のステップとをさらに含むことを特徴とするものである。
また、本発明の温度推定プログラムは、第３乃至第５の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、本発明の温度推定プログラムは、第３乃至第８の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。

【0010】

また、本発明の温度推定装置は、被検体の表面の温度を計測するように構成された第１の温度センサと、前記被検体から遠ざかる位置の温度を計測するように構成された第２の温度センサと、前記第１、第２の温度センサの計測結果に基づいて前記被検体の内部温度を算出するように構成された温度算出部と、前記内部温度の確率分布を一定時間毎に算出するように構成された確率分布算出部と、前記確率分布算出部によって算出された確率の代表値が第１の閾値を超えた場合のみ、前記一定時間における前記内部温度のうち確率が前記代表値となる内部温度を正しい内部温度推定値として採用するように構成された第１の外乱検出部とを備えることを特徴とするものである。

【0011】

また、本発明の温度推定装置の１構成例は、前記内部温度推定値の、直前の内部温度推定値に対する変化率が第２の閾値を超えたときから、前記確率の代表値が前記第１の閾値以下になる直前までの補正対象区間における前記内部温度推定値のそれぞれを補正対象値とするように構成された第２の外乱検出部と、前記変化率が前記第２の閾値を最初に超えた時の直前の内部温度推定値と前記変化率が前記第２の閾値を超えた最初の補正対象値との温度差に基づいて、前記被検体の熱抵抗を算出するように構成された熱抵抗算出部と、前記熱抵抗に基づいて前記補正対象値のそれぞれを補正した値を、正しい内部温度推定値として採用するように構成された温度補正部とをさらに備えることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、内部温度の確率分布を一定時間毎に算出し、確率の代表値が第１の閾値を超えた場合のみ、一定時間における内部温度のうち確率が代表値となる内部温度を正しい内部温度推定値として採用することにより、風による被検体の内部温度の過渡的な揺らぎを除去することができ、被検体の内部温度の推定誤差を低減することができる。

【0013】

また、本発明では、補正対象区間を検出し、被検体の熱抵抗を算出して、熱抵抗に基づいて補正対象値のそれぞれを補正した値を正しい内部温度推定値として採用することにより、風による被検体の内部温度の過渡的な揺らぎを除去するだけでなく、生体の姿勢の変化等による血流の変化による誤差を除去することができ、被検体の内部温度の推定誤差を更に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本発明の実施例に係る温度推定装置の構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、本発明の実施例に係る温度推定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、本発明の実施例に係る温度推定装置の動作を説明するフローチャートである。

【図4A】図４Ａは、生体に当たる風の強さや風の有無を変えたときに従来の方法で推定した深部体温を示す図である。

【図4B】図４Ｂは、生体に当たる風の強さや風の有無を変えたときに本発明の実施例に係る温度推定装置で推定した深部体温を示す図である。

【図4C】図４Ｃは、生体に当たる風の強さや風の有無を変えたときに鼓膜温度計によって計測した真の深部体温を示す図である。

【図5A】図５Ａは、生体に当たる風の強さや風の有無を変えながら生体の姿勢を変えたときに従来の方法で推定した深部体温を示す図である。

【図5B】図５Ｂは、生体に当たる風の強さや風の有無を変えながら生体の姿勢を変えたときに本発明の実施例に係る温度推定装置で推定した深部体温を示す図である。

【図5C】図５Ｃは、生体に当たる風の強さや風の有無を変えながら生体の姿勢を変えたときに鼓膜温度計によって計測した真の深部体温を示す図である。

【図6】図６は、本発明の実施例に係る温度推定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。

【図7】図７は、生体とセンサの熱等価回路モデルを示す図である。

【図8A】図８Ａは、生体に風を当てたときに従来の方法で推定した深部体温を示す図である。

【図8B】図８Ｂは、生体に風を当てたときに鼓膜温度計によって計測した真の深部体温を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［発明の原理］
人の深部体温は、通常３６．５℃から３７．５℃ぐらいで上下する。人の深部体温は、日中は朝から夕方に向けて高くなっていき、夜から朝にかけて低くなっていくというリズムがあり、緩やかに変化する。

【0016】

人の皮膚と接触させたセンサの、深部体温の推定値が急激に１℃を超えて変化する原因は、風や人の血流などの外乱による応答と考えられる。これら外乱に由来する深部体温推定値の揺らぎは、過渡的で、かつ本来の深部体温を中心に揺らいでいる。そのため、深部体温推定値のヒストグラム（確率分布）を考えた場合、外乱の影響を受けている区間では、本来の深部体温になる確率が小さくなる。そこで、前述の確率が適当な閾値を超えた場合にのみ深部体温推定値を出力すれば、過渡的な揺らぎを除去することができる。

【0017】

一方、人の血流について考えると、人の睡眠時の姿勢が一定時間維持される場合、血流も一定時間変化が維持したままの状態、つまり人の熱抵抗Ｒ_bodyが変化したままの状態と考えられる。したがって、ある時刻において深部体温の推定値が急激に変化し、変化後の値のまま維持されることになる。この状態では、深部体温の推定値が急激に変化するが、確率は前述の閾値を超える。人の熱抵抗Ｒ_bodyが変化したままの区間では、深部体温が緩やかにしか変化しないことから区間を容易に検出できる。つまり、深部体温推定値の時間微分ｄＴ_cbt＿_est／ｄｔが適当な閾値Ｄｔｈを超えた時に人の熱抵抗Ｒ_bodyが変化したと検出できる。

【0018】

人の熱抵抗Ｒ_bodyが変化した状態でも深部体温推定値の確率が閾値を超えている区間では深部体温推定値の変化のトレンドは一定の誤差を持った状態で本来の深部体温に追従している。この一定の誤差は、人の熱抵抗Ｒ_bodyが変化した状態が発生したときの深部体温推定値とその直前の深部体温推定値との差として求められるため、深部体温推定値を容易に補正できる。補正の大きさ（前記の一定の誤差の大きさ）により、人の姿勢変化等によってずれた熱抵抗Ｒ_bodyも再計算することができ、深部体温の推定精度を向上させることができる。

【0019】

［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は本発明の実施例に係る温度推定装置の構成を示すブロック図である。温度推定装置は、生体１００（人体などの被検体）の皮膚表面の温度Ｔ_skinを計測する温度センサ１と、生体１００から遠ざかる位置の温度Ｔ_topを計測する温度センサ２と、温度センサ１と温度センサ２とを保持する断熱材３と、データの記憶のための記憶部４と、生体１００の深部体温Ｔ_cbt（内部温度）を算出する温度算出部５と、時間を計測する時計部６と、深部体温Ｔ_cbtの確率分布を一定時間毎に算出する確率分布算出部７と、確率の代表値が第１の閾値を超えた場合のみ、一定時間における深部体温Ｔ_cbtのうち確率が前記代表値となる深部体温Ｔ_cbtを正しい深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estとして採用する外乱検出部８と、深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estの代表値を算出する代表値算出部９と、深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estの代表値を表示する推定結果出力部１０と、深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estの代表値を外部端末１５に送信する通信部１１とを備えている。

【0020】

また、温度推定装置は、深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estの、直前の深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estに対する変化率が第２の閾値を超えたときから、確率の代表値が第１の閾値以下になる直前までの補正対象区間における深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estのそれぞれを補正値対象値Ｔ_cbt＿_est＿_cとする外乱検出部１２と、変化率が第２の閾値を最初に超えた時の直前の深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estと変化率が第２の閾値を超えた最初の補正値対象値Ｔ_cbt＿_est＿_cとの温度差ΔＴに基づいて、生体１００の熱抵抗Ｒ_bodyを算出する熱抵抗算出部１３と、熱抵抗Ｒ_bodyに基づいて補正値対象値Ｔ_cbt＿_est＿_cのそれぞれを補正した値を、正しい深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estとして採用する温度補正部１４とを備えている。

【0021】

温度推定装置は、断熱材３が生体１００の皮膚と接触するように配置される。温度センサ１は、断熱材３の生体側の面に設けられる。温度センサ２は、断熱材３の生体側の面と反対側の面に、空気と触れるように設けられる。断熱材３は、温度センサ１と温度センサ２とを保持し、且つ温度センサ１に流入する熱に対する抵抗体となる。

【0022】

図２、図３は本実施例の温度推定装置の動作を説明するフローチャートである。温度センサ１は、生体１００の皮膚表面の温度Ｔ_skinを計測する。温度センサ２は、生体１００から遠ざかる位置の温度Ｔ_topを計測する（図２ステップＳ１００）。温度センサ１，２の計測データは記憶部４に格納される。温度センサ１，２の計測データには、時計部６が出力する時刻ｔのデータが付加される。

【0023】

温度算出部５は、計測された温度Ｔ_skin，Ｔ_topに基づいて生体１００の皮膚表面の熱流束Ｈ_skinを式（２）により算出し、時刻ｔにおける生体１００の深部体温Ｔ_cbtを式（１）により算出する（図２ステップＳ１０１）。断熱材３の熱抵抗Ｒ_skinと生体１００の熱抵抗Ｒ_bodyとは、記憶部４に予め記憶されている。温度算出部５は、算出した深部体温Ｔ_cbtのデータを、この深部体温Ｔ_cbtの算出に使用した温度Ｔ_skin，Ｔ_topのデータに付加されていた時刻ｔのデータと共に記憶部４に格納する。

【0024】

なお、生体１００の皮膚表面の熱流束Ｈ_skinは、Ｔ_skin－Ｔ_topで代用することも可能である。生体１００の熱抵抗Ｒ_bodyは、温度推定装置の動作開始前に、温度Ｔ_skin，Ｔ_topを計測し、さらに鼓膜式の温度計など別のセンサを用いて深部体温Ｔ_cbtの値を計測することで、式（１）より算出することができる。

【0025】

次に、計測開始から一定時間τが経過したとき（図２ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、確率分布算出部７は、時間τの区間において算出された深部体温Ｔ_cbtの確率分布を算出する（図２ステップＳ１０３）。本実施例では、温度Ｔ_skin，Ｔ_topの測定間隔および深部体温Ｔ_cbtの算出間隔を例えば１ｓ程度とし、時間τを例えば５～１０ｍｉｎ程度とする。

【0026】

続いて、外乱検出部８は、算出された確率分布のうちの確率の最大値Ｐｍａｘ（代表値）が所定の閾値Ｐｔｈ（第１の閾値）を超えたかどうかを判定する（図２ステップＳ１０４）。本実施例では、温度センサ１，２の温度分解能を例えば０．０１℃程度とし、この温度分解能に対して閾値Ｐｔｈを例えば０．０５～０．１程度とする。

【0027】

本実施例では、確率の最大値Ｐｍａｘが閾値Ｐｔｈを超えない場合、時間τの区間において算出された深部体温Ｔ_cbtが、風等による突発的な外乱の影響を受けていると判断する。外乱検出部８は、確率の最大値Ｐｍａｘが閾値Ｐｔｈを超えない場合、時間τの区間において算出された深部体温Ｔ_cbtを正しい推定値として採用せず破棄する。

【0028】

代表値算出部９は、確率の最大値Ｐｍａｘが閾値Ｐｔｈを超えないと判定された場合（ステップＳ１０４においてＮＯ）、記憶部４に記憶されている深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estのデータのうち直近の所定数のデータの代表値Ｔ_cbt＿_aveを算出する（図２ステップＳ１０５）。データの代表値としては、例えば移動平均値もしくは移動中央値がある。

【0029】

推定結果出力部１０は、代表値算出部９によって算出された代表値Ｔ_cbt＿_aveを深部体温の推定結果として表示する（図２ステップＳ１０６）。また、通信部１１によって深部体温の推定値Ｔ_cbt＿_aveを外部端末１５に送信するようにしてもよい。この場合、ＰＣ（Personal Computer）やスマートフォン等からなる外部端末１５は、温度推定装置から受信した深部体温の値を表示する。
こうして、時間τ毎に深部体温Ｔ_cbtの確率分布が算出され、ステップＳ１０４の判定処理が行われる。

【0030】

外乱検出部８は、確率の最大値Ｐｍａｘが閾値Ｐｔｈを超えた場合（ステップＳ１０４においてＹＥＳ）、時間τの区間において算出された深部体温Ｔ_cbtのうち、確率が最大値Ｐｍａｘの深部体温Ｔ_cbtを深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estとして記憶部４に格納する（図２ステップＳ１０７）。つまり、外乱検出部８は、確率の最大値Ｐｍａｘが閾値Ｐｔｈを超えた場合のみ深部体温Ｔ_cbtを正しい推定値として採用する。外乱検出部８は、深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estのデータを、確率が最大値Ｐｍａｘの深部体温Ｔ_cbtのデータに付加されていた時刻ｔのデータと共に記憶部４に格納する。

【0031】

次に、外乱検出部１２は、外乱検出部８によって採用された最新の深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estの、直前の時刻ｔｐｒｅの深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estに対する変化率ｄＴ_cbt＿_est／ｄｔが、所定の閾値Ｄｔｈ（第２の閾値）を超えたかどうかを判定する（図２ステップＳ１０８）。本実施例では、閾値Ｄｔｈを例えば１℃／ｈとする。

【0032】

変化率ｄＴ_cbt＿_est／ｄｔが閾値Ｄｔｈを超えない場合（ステップＳ１０８においてＮＯ）、ステップＳ１０５に進む。つまり、時間τの区間において算出された深部体温Ｔ_cbtが、生体１００の姿勢の変化等による血流の変化の影響を受けていないと判断する。

【0033】

外乱検出部１２は、変化率ｄＴ_cbt＿_est／ｄｔが閾値Ｄｔｈを超えた場合（ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、外乱検出部８によって採用された最新の深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estを、補正対象値Ｔ_cbt＿_est＿_cとして記憶部４に格納する（図２ステップＳ１０９）。つまり、外乱検出部１２は、時間τの区間において算出された深部体温Ｔ_cbtが、生体１００の姿勢の変化等による血流の変化の影響を受けていると判断して補正対象に加える。このとき、変化率ｄＴ_cbt＿_est／ｄｔが閾値Ｄｔｈを超えた最初の深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estの時刻ｔをｔ＿_startとする。

【0034】

図３のステップＳ１１０～Ｓ１１３の処理は、ステップＳ１００～Ｓ１０３の処理と同じである。
外乱検出部１２は、確率分布算出部７によって算出された確率分布のうちの確率の最大値Ｐｍａｘが閾値Ｐｔｈを超えたかどうかを判定する（図３ステップＳ１１４）。

【0035】

外乱検出部１２は、確率の最大値Ｐｍａｘが閾値Ｐｔｈを超えた場合（ステップＳ１１４においてＹＥＳ）、最新の時間τの区間において算出された深部体温Ｔ_cbtのうち、確率が最大値Ｐｍａｘの深部体温Ｔ_cbtを補正対象値Ｔ_cbt＿_est＿_cとして記憶部４に追加格納する（図３ステップＳ１１５）。つまり、外乱検出部１２は、最新の時間τの区間において算出された深部体温Ｔ_cbtが、生体１００の姿勢の変化等による血流の変化の影響を継続して受けていると判断して補正対象に加える。
こうして、時間τ毎に深部体温Ｔ_cbtの確率分布が算出され、ステップＳ１１４の判定処理が行われる。

【0036】

確率の最大値Ｐｍａｘが閾値Ｐｔｈを超えなかった場合（ステップＳ１１４においてＮＯ）、ステップＳ１１６に進む。つまり、深部体温Ｔ_cbtが生体１００の姿勢の変化等による血流の変化の影響を継続的に受けていた区間が終わったと判断する。

【0037】

熱抵抗算出部１３は、確率の最大値Ｐｍａｘが閾値Ｐｔｈを超えなかった場合、ステップＳ１０８において変化率ｄＴ_cbt＿_est／ｄｔが閾値Ｄｔｈを超えた時の直前の時刻ｔｐｒｅの深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estと変化率ｄＴ_cbt＿_est／ｄｔが閾値Ｄｔｈを超えた最初の時刻ｔ＿_startの補正対象値Ｔ_cbt＿_est＿_cとの温度差ΔＴ＝Ｔ_cbt＿_est－Ｔ_cbt＿_est＿_cを算出する（図３ステップＳ１１６）。

【0038】

熱抵抗算出部１３は、温度差ΔＴと、時刻ｔ＿_startにおいて温度センサ１によって計測された温度Ｔ_skin＿_startと、時刻ｔ＿_startにおいて温度センサ２によって計測された温度Ｔ_top＿_startと、時刻ｔ＿_startの深部体温Ｔ_cbt＿_start（補正対象値Ｔ_cbt＿_est＿_c）とに基づいて、深部体温Ｔ_cbtが生体１００の姿勢の変化等による血流の変化の影響を継続的に受けていた区間の生体１００の熱抵抗Ｒ_bodyを次式により算出する（図３ステップＳ１１７）。
Ｒ_body＝（－Ｔ_skin＿_start＋Ｔ_cbt＿_start－ΔＴ）／Ｈ_skin＿_start・・（３）

【0039】

生体１００の皮膚表面の熱流束Ｈ_skin＿_startは、時刻ｔ＿_startにおいて温度センサ１によって計測された温度Ｔ_skin＿_startと、時刻ｔ＿_startにおいて温度センサ２によって計測された温度Ｔ_top＿_startとに基づいて式（２）により算出できる。上記のとおり、断熱材３の熱抵抗Ｒ_skinは既知の値である。また、熱流束Ｈ_skin＿_startは、Ｔ_skin＿_start－Ｔ_top＿_startで代用することも可能である。

【0040】

温度補正部１４は、ステップＳ１０８において変化率ｄＴ_cbt＿_est／ｄｔが閾値Ｄｔｈを最初に超えた時からステップＳ１１４において確率の最大値Ｐｍａｘが閾値Ｐｔｈ以下になる直前までの補正対象区間における各時刻ｔの深部体温Ｔ_cbt＿_tを、その時刻ｔの温度Ｔ_skin＿_t，Ｔ_top＿_tと熱抵抗算出部１３によって算出された熱抵抗Ｒ_bodyとに基づいて補正対象値Ｔ_cbt＿_est＿_cの時刻ｔ毎に再計算する（図３ステップＳ１１８）。
Ｔ_cbt＿_t＝Ｔ_skin＿_t＋Ｒ_body×Ｈ_skin＿_t ・・・（４）

【0041】

熱流束Ｈ_skin＿_tは、温度Ｔ_skin＿_t，Ｔ_top＿_tに基づいて式（２）により算出できる。上記と同様に、熱流束Ｈ_skin＿_tは、Ｔ_skin＿_t－Ｔ_top＿_tで代用することも可能である。

【0042】

温度補正部１４は、再計算した各深部体温Ｔ_cbt＿_tからそれぞれ温度差ΔＴを減じた値を、補正後の深部体温推定値Ｔ_cbt＿_est＿_addとする（図３ステップＳ１１９）。そして、温度補正部１４は、補正後の深部体温推定値Ｔ_cbt＿_est＿_addを、深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estとして記憶部４に追加格納する（図３ステップＳ１２０）。

【0043】

なお、変化率ｄＴ_cbt＿_est／ｄｔが閾値Ｄｔｈを超えた最初の時刻ｔ＿_startの補正対象値Ｔ_cbt＿_est＿_cは、ステップＳ１０７の処理で深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estとして記憶部４に既に格納されている。したがって、温度補正部１４は、時刻ｔ＿_startの深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estについては、時刻ｔ＿_startの補正後の深部体温推定値Ｔ_cbt＿_est＿_addで上書きすることになる。

【0044】

次に、温度補正部１４は、記憶部４に格納されている補正対象値Ｔ_cbt＿_est＿_cと深部体温推定値Ｔ_cbt＿_est＿_addとを削除して（図３ステップＳ１２１）、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５，Ｓ１０６の処理は上記のとおりである。
以上のようにして、本実施例では、深部体温の推定誤差を低減することができる。

【0045】

生体１００に当たる風の強さや風の有無を変えたときに、特許文献１に開示された方法（本実施例の温度算出部５）で推定した深部体温Ｔ_cbtを図４Ａに示し、本実施例の温度推定装置で推定した深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estを図４Ｂに示し、鼓膜温度計によって計測した真の深部体温（鼓膜温）Ｔ_trueを図４Ｃに示す。従来の方法では、生体１００に突発的に風が当たったり、風の強さが変わったりしたときにノイズが急激に生じたり、ノイズの強度が変化したりしている。一方、本実施例によれば、ノイズが抑制され、鼓膜温に近い推定結果が得られていることが分かる。

【0046】

生体１００に当たる風の強さや風の有無を変えながら生体１００の姿勢を変えたときに、特許文献１に開示された方法で推定した深部体温Ｔ_cbtを図５Ａに示し、本実施例の温度推定装置で推定した深部体温推定値Ｔ_cbt＿_estを図５Ｂに示し、鼓膜温度計によって計測した真の深部体温Ｔ_trueを図５Ｃに示す。従来の方法では、風によるノイズが生じ、さらに生体１００の姿勢変化で熱抵抗Ｒ_bodyが変化したことによる一定の誤差が生じている。一方、本実施例によれば、ノイズが抑制されると共に誤差が補正され、鼓膜温に近い推定結果が得られていることが分かる。

【0047】

本実施例で説明した記憶部４と温度算出部５と時計部６と確率分布算出部７と外乱検出部８と代表値算出部９と推定結果出力部１０と通信部１１と外乱検出部１２と熱抵抗算出部１３と温度補正部１４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６に示す。

【0048】

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、温度センサ１，２、推定結果出力部１０のハードウェア、通信部１１のハードウェア等が接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明の温度推定方法を実現させるための温度推定プログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供される。ＣＰＵ２００は、記録媒体から読み込んだプログラムを記憶装置２０１に書き込み、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。また、温度推定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。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明は、生体等の被検体の内部温度を推定する技術に適用することができる。

【符号の説明】

【0050】

１，２…温度センサ、３…断熱材、４…記憶部、５…温度算出部、６…時計部、７…確率分布算出部、８…外乱検出部、９…代表値算出部、１０…推定結果出力部、１１…通信部、１２…外乱検出部、１３…熱抵抗算出部、１４…温度補正部、１５…外部端末。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】