專利名稱：電子體溫計的制作方法
技術領域：
本發(fā)明提供一種預測式電子體溫計。
背景技術：
電子體溫計大致分成兩類。一類被稱為實測式。這是將在測溫部分內的測溫元件的溫度如實顯示的電子體溫計。關于這樣的實測式體溫計，是把其測溫部分放置到被測對象的腋下或者口中，把溫度不再上升時點的溫度(平衡溫度)作為體溫。用實測式溫度計測定平衡溫度，一般情況下需要在口中放置5分鐘，腋下放置10分鐘以上的時間。在實測式溫度計中，也有當溫度上升低于某值時會鳴響蜂鳴器，從而結束溫度測量的溫度計。此時，用3～5分鐘的時間可以結束測量，但測定的溫度值要低于實際平衡溫度值少許。
另一類叫預測式的電子體溫計。該預測式電子體溫計根據(jù)溫度上升曲線特點和平衡溫度的關系，采用統(tǒng)計方法和熱傳遞式進行抽樣，計算校正值，該校正值加上溫度值就是對平衡溫度的預測(參照專利文獻1～4)。這些預測式電子體溫計在開始測量后1～2分鐘就顯示出預測結果。
關于以往的預測式電子體溫計，以某個時間的溫度和溫度梯度為基礎，或者假定一個考慮了微小物體加熱時熱傳遞的公式，通過進行近似曲線等分析以預測平衡溫度。此時，實質上不使用溫度上升曲線的初始值，只考慮經(jīng)過一段時間之后的部分，表示溫度自生物體內部向體表傳遞方法的部分。即溫度上升曲線的初始部分容易受測溫部分和皮膚表面的初期狀態(tài)的影響，再加上這些狀態(tài)易發(fā)生隨機偏差，所以在計算中除外溫度上升曲線的初始部分。
但是，關于以往的預測式電子體溫計所采用的方法，因為沒有考慮類似上述的測量初期的影響，一般情況下測量時間越短預測的精確度越差。為此，要使預測的精確度更好就必須等待直至初期影響消失，需要經(jīng)過初期影響消失為止的時間。例如，這種類型體溫計的預測時間需要60秒～120秒。
專利文獻1特開昭52-75385號公報；專利文獻2特開昭55-78220號公報；專利文獻3特開昭59-187233號公報；專利文獻4特公平7-111383號公報。

發(fā)明內容
本發(fā)明正是解決以往技術課題的發(fā)明，其目的在于提供一種可以短時間內進行高精確度溫度測量的電子體溫計。
為達到上述目的，本發(fā)明提供一種電子體溫計，具備溫度檢測裝置、用于測量體溫，根據(jù)開始測量溫度后并經(jīng)過規(guī)定時間后獲得的第一溫度變化信息和這之后獲得的第二溫度變化信息預測平衡體溫。
這樣，就能根據(jù)開始測量時的初期溫度變化信息預測平衡溫度，所以可以在短時間內進行高精確度的溫度測量。
優(yōu)選上述第一溫度變化信息是指開始測量后經(jīng)過約20秒獲得的信息。
優(yōu)選上述第一溫度變化信息是溫度之外的物理量。
優(yōu)選上述第一溫度變化信息表示溫度上升的持續(xù)時間，上述第二溫度變化信息是指溫度梯度。
優(yōu)選表示上述表示溫度上升持續(xù)時間的第一溫度變化信息是指溫度梯度值自峰值到規(guī)定值的時間。
優(yōu)選具有配置在熱特性不同的部位上的2個溫度檢測裝置，第一溫度變化信息是通過2個溫度檢測裝置所測出的溫度之差值所獲得的值，第二溫度變化信息是由任一個溫度檢測裝置測得的溫度梯度。
優(yōu)選從上述2個溫度檢測裝置獲得的第一溫度變化信息是指根據(jù)任一溫度檢測裝置測出的溫度和2個溫度檢測裝置測出的溫度差之間的線性關系求出的值。
依據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種在短時間內可進行高精確度測量體溫的體溫計。


圖1是表示有關本發(fā)明實施方式的預測式電子體溫計基本構成框圖。
圖2(a)和圖2(b)分別是表示單傳感器、雙傳感器預測式電子體溫計構成的概略圖。
圖3表示自開始測量的溫度傳感器溫度上升的時間變化曲線圖。
圖4是表示溫度傳感器溫度上升和溫度上升曲線梯度的時間變化曲線圖。
圖5是表示以溫度傳感器溫度上升曲線的梯度為參數(shù)的平衡溫度預測方法的流程圖。
圖6是表示有關本發(fā)明的平衡溫度預測方法和以往方法的比較結果曲線圖。
圖7是表示第一傳感器的溫度值T1(t)、第二傳感器的溫度值T2(t)、以及T1(t)和T2(t)差值ΔT(t)的時間變化曲線圖。
圖8是表示第一傳感器溫度值T1(t)和第二傳感器溫度值T2(t)的差值ΔT(t)和該時間點溫度T1(t)的關系曲線圖。
圖9是表示雙傳感器電子體溫計的平衡溫度預測方法的流程圖。
圖10是表示第一傳感器的溫度值T1(t)、第二傳感器的溫度值T2(t)、以及m(t)的時間變化曲線圖。
圖中1、10、11-電子體溫計，2-測溫部分，3-預測運算部分，4-顯示部分，5-電源，6-電源開關，21-溫度傳感器，211-第一溫度傳感器，212-第二溫度傳感器，221，222-絕熱材料。
具體實施例方式
以下，參照附圖，說明有關本發(fā)明實施方式的預測式電子體溫計。
圖1是表示預測式電子體溫計的基本構成框圖。預測式電子體溫計1主要是由測溫部分2、預測運算平衡溫度的預測運算部分3、顯示預測結果的顯示部分4、供給預測運算部分3以及顯示部分4電能的電源5、轉換電源投入、切斷的電源開關6組成。測溫部分2有如熱敏電阻等溫度傳感器。預測運算部分3檢查來自測溫部分2的溫度傳感器的信號，以溫度和經(jīng)過時間信息為基礎預測計算平衡溫度。把預測運算部分3的計算結果輸送到顯示部分4，在顯示部分4顯示預測溫度。
圖2是表示預測式電子體溫計10、11的構成梗概。
預測式電子體溫計10，11裝有大致長方體形的主體部分7、和從主體部分7在長軸方向端部沿長軸方向延伸的棒式探針8。在主體部分7上配置露出表面的顯示部分4以及電源開關6。在探針8的前端設置測溫部分2。在形成為中空的測溫部分2的內面裝有溫度傳感器21，自測溫部分2的外表面把熱傳遞給溫度傳感器(溫度檢測裝置)21(圖2(a))。溫度傳感器21與配置在主體部分7內部的預測運算部分3電連接，把溫度傳感器21的輸出傳輸?shù)筋A測運算部分3。
再有，測溫部分2的構成并不限定于上述構成，也可以具備第一溫度傳感器211、第二溫度傳感器212兩個溫度傳感器。在此，第一溫度傳感器211(溫度檢測裝置)和第二溫度傳感器212(溫度檢測裝置)，通過介入分別具有不同熱特性(熱傳導率、比熱、密度中的任何一種、或者其中的任何兩種、或者三種的組合)的物質(絕熱材料221、222)，配置在形成為中空的測溫部分2的內面(由于絕熱材料的配置的目的在于讓對第一溫度傳感器211以及第二溫度傳感器212的熱特性不同，所以也可以只配置任一方的絕熱材料)。因此，以絕熱材料221為中介從測溫部分2的外表面把熱傳遞到第一溫度傳感器211，同樣地，以絕熱材料222為中介把熱傳遞到第二溫度傳感器212。第一溫度傳感器211、第二溫度傳感器212都與配置在主體部分7內部的預測運算部分3電連接，把第一溫度傳感器211、第二溫度傳感器212的輸出分別傳輸?shù)筋A測運算部分3中。
一般情況下，開始在腋下、口中測量之后的熱敏電阻溫度上升的時間變化表示成如圖3所示的圖。
如果該上升曲線應用加熱微小物體時的溫度上升公式[數(shù)式1]T(t)＝Ts-(Ts-T0)exp(-αt)式中，T(t)時間t時刻的溫度，Ts加熱物體的溫度(生物體溫度)，T0物體的初期溫度，α常數(shù)，以約20秒為界限，溫度上升曲線可以分成兩部分(圖3的虛線)。
關于熱敏電阻溫度上升曲線中自開始測量到測量約20秒的部分，一般認為反映的是生物體的體表溫度、探針的初期溫度、自生物體到探針的熱傳遞方式。
關于熱敏電阻溫度上升曲線中自開始測量到測量約20秒之后的部分，表示生物體的反應，自生物體內部向體表的熱傳遞狀態(tài)，測量對象不同其溫度變化也各不相同。以往的預測方式是使用溫度上升曲線中自開始測量到測量約20秒之后部分的溫度數(shù)據(jù)。
生物體的初期體表溫度反映深部溫度和外部環(huán)境的關系而變化。向探針的熱傳遞方式也會因作為被測對象的人、被測對象以及探針的表面狀態(tài)、被測對象和探針的接觸狀態(tài)而發(fā)生變化。即，即使測量同一個人，因為這些狀態(tài)在每次測量時都發(fā)生變化，以前都是在足夠的、以致于不會受類似上述容易發(fā)生變化部分的溫度信息所影響的時間之后，采用溫度上升曲線上變化比較穩(wěn)定部分的溫度信息。但是，相反通過利用這些初期溫度上升部分顯示的深部溫度和外部環(huán)境、向探針的熱傳遞方式、表面狀態(tài)、接觸狀態(tài)信息，可以在短時間內施測，并提高精確度。這些自開始測量到規(guī)定時間的初期階段(例如自開始測量到測量約20秒的時間段)中有關溫度變化的信息，表示深部溫度和外部環(huán)境、向探針的熱傳遞方式、表面狀態(tài)、接觸狀態(tài)，所反映的信息相當于第一溫度變化信息。與此相對，自開始測量到規(guī)定時間之后(例如自開始測量到測量約20秒之后)有關溫度變化的信息，表示生物體的反應，自生物體內部向體表的熱傳遞狀態(tài)，所反映的信息與第二溫度變化信息相當。但是，該規(guī)定時間并不限定于是約20秒，各種因素能導致其發(fā)生變化。
作為表示初期溫度上升狀態(tài)的參數(shù)的一例，在采用單傳感器型的類型中，可以采用從溫度上升曲線的梯度(ΔT(t))的最大值到某一固定值(例如0.2)的時間(圖4中用τ(sec)表示。)。這是表示初期部分溫度上升持續(xù)情況的參數(shù)。
圖5是表示使用該參數(shù)的具體的平衡溫度預測方法的一個例子。
首先，在開始測量的同時啟動計時(步驟1)，獲得來自溫度傳感器21輸出的溫度T(t)(步驟2)。
其次，判斷是否滿足溫度T(t)高于31℃，或者T(t)-T(t-0.5)高于0.2℃中的任何一個條件(步驟3)。當至少滿足上述一個條件時，復位計時(步驟4)。另一方面，在步驟3中，當不能滿足上述條件時，返回步驟2。
在步驟4復位計時之后，再一次獲得來自溫度傳感器21輸出的溫度T(t)(步驟5)。然后，根據(jù)該時點的溫度和該時點前2秒的數(shù)據(jù)的差值計算出溫度梯度ΔT(t)＝T(t)-T(t-2.0)(步驟6)。接著，判斷該時點的溫度梯度ΔT(t)是否小于0.1秒前的溫度梯度ΔT(t-0.1)(步驟7)。在步驟7中，當該時點的溫度梯度與0.1秒前的溫度梯度相等或者要大時，返回步驟5。在步驟7中，當該時點的溫度梯度小于0.1秒前的溫度梯度時，就把該時點的計時值t代入tm(步驟8)。
再次，判斷溫度梯度ΔT(t)＝T(t)-T(t-2.0)是否小于0.2℃(步驟9)。在步驟9中，當溫度梯度ΔT(t)等于或者大于0.2℃時，返回步驟8。在步驟9中，當溫度梯度ΔT(t)小于0.2℃時，就把該時點的計時值t代入tn(步驟10)。
然后，由tm和tn計算τ＝tn-tm(步驟11)。如此計算的τ就是溫度梯度自峰值到不足0.2℃所需的時間。
然后，由該時點和該時點前5秒的數(shù)據(jù)的差值計算溫度梯度Δ5T(t)＝T(t)-T(t-5)(步驟12)。
利用這些數(shù)值根據(jù)[數(shù)式2]Tb(t)＝AT(t)+BΔ5T(t)+Cτ+D(1)或者[數(shù)式3]Tb(t)＝T(t)+EΔ5T(t)+Fτ+G (2)計算預測平衡溫度Tb(t)(步驟13)。
如下所示使用Tb(t)。例如，連續(xù)地計算Tb(t)值，判斷變動值是否小于預先設置的數(shù)值(0.1℃)，或者判斷是否過去了t＝30秒等固定的時間(步驟14)，當不滿足這些條件時，返回步驟12。然后，當滿足這些條件之一時，就把該時點的Tb(t)值作為預測值顯示于顯示部分4(步驟15)。這里的A、B、C、D(E、F、G)是指事先獲取大量數(shù)據(jù)，且根據(jù)不同統(tǒng)計方法而確定的常數(shù)。
作為以往預測方法的一例，考慮公式[數(shù)式4]Tb(t)＝AT(t)+BΔ5T(t)+C(3)把它和本發(fā)明的一例的公式(1)的預測精確度進行比較。以10秒為單位劃分時間，分別求出各時間單位的最佳ABCD值(是公式(1)時)。ABC(是公式(3)時)，利用該值預測77人的體溫結果如圖6。
30秒的系數(shù)分別是公式(1)中A＝0.725、B＝5.536、C＝-0.0732、D＝10.857公式(3)中A＝0.705、B＝4.815、C＝11.123。
如圖6所示，采用本發(fā)明公式(1)時開始測量至測量30秒的時點上，可以獲得和其以后時點精確度相同的數(shù)值。與此相對，如果采用以前的公式(3)，則開始測量后至少要經(jīng)過50秒的時間才能得到精確度相同的數(shù)據(jù)。如此，和以往的預測式電子體溫計相比，本發(fā)明能夠在短時間內進行高精確度的體溫測量。
即使是圖2(b)所示的具有雙溫度傳感器的電子體溫計，作為表示初期溫度上升狀態(tài)的參數(shù)，也可以采用相同時間內第一溫度傳感器211和第二溫度傳感器212之間的溫度差Δ12T(t)＝T1(t)-T2(t)自峰值到某一固定值(例如0.5)的時間(圖7用τ(sec)表示。)。此時的平衡體溫預測方法就把圖5所示的流程圖中的ΔT(t)置換成Δ12T(t)。如圖7所示，因為自開始測量至測量約30秒的時間段的Δ12T(t)非常穩(wěn)定，所以，以該值為參數(shù)就可以在短時間內正確預測體溫。
除了上述之外，作為表示初期溫度上升參數(shù)的例子，也可以采用微分的最大值和微分達到最大值所需的時間等。
(第二實施方式)如圖2(b)所示，如果是采用雙溫度傳感器的電子體溫計11，能夠采用其他參數(shù)預測平衡體溫。關于電子體溫計11的構成已經(jīng)在第一實施方式中說明，以下說明預測方法。
裝有雙溫度傳感器的電子體溫計11，第一溫度傳感器211和第二溫度傳感器212的溫度差和此時的溫度呈線性關系，利用這一點得到初期的特征值。即，一段時間之后，第一溫度傳感器211的溫度值T1(t)和第二溫度傳感器212的溫度值T2(t)的差值Δ12T(t)和該時點的溫度T1(t)滿足以下數(shù)式的直線關系(圖8)。
T1(t)＝HΔ12T(t)+m把此時的H或者m作為特征值使用。
圖9表示裝有雙溫度傳感器的電子體溫計11的具體的平衡溫度預測方法。這里對利用m的情況進行說明。
首先，在開始測量的同時啟動計時(步驟21)，獲得第一溫度傳感器211以及第二溫度傳感器212的時間序列溫度數(shù)據(jù)，得到來自任一輸出的溫度T(t)(步驟22)。
其次，判斷是否滿足溫度T(t)高于31℃，或者T(t)-T(t-0.5)高于0.2℃中的任何一個條件(步驟23)。當至少滿足上述一個條件時，復位計時(步驟24)。另一方面，在步驟23中，當不能滿足上述條件時，返回步驟22。
在步驟23中復位計時后，根據(jù)第一溫度傳感器的溫度輸出獲取溫度T1(t)和根據(jù)第二溫度傳感器的溫度輸出獲取溫度T2(t)(步驟25)。然后，計算在該時點的由第一溫度傳感器211檢測的溫度T1(t)和由第二溫度傳感器212檢測的溫度T2(t)之間的溫度差Δ12T(t)＝T1(t)-T2(t)(步驟26)。
由多個的T1(t)、Δ12T(t)計算滿足m＝T1(t)-HΔ12T(t)的m、H(步驟27)。具體地說，比如以1秒為間隔得到數(shù)據(jù)，經(jīng)過t秒時，根據(jù)[數(shù)式6]m＝T1(t)-HΔ12T(t)m＝T1(t-1)-HΔ12T(t-1)的聯(lián)立方程式求出m、H，把此時的m和H作為m(t)的參數(shù)。依次持續(xù)進行這樣的計算。
按上述方法求得的m(t)如圖10所示在約10秒時成為恒定值。把成為恒定時的數(shù)值作為m使用，具體地說，判斷該時點的m(t)和該時點前1秒的m(t-1)的差值的絕對值是否小于0.1(步驟28)。在步驟28中，當m(t)和m(t-1)的差值的絕對值超過0.1時，返回步驟25。另一方面，在步驟28中，當m(t)和m(t-1)的差值的絕對值小于0.1時，把該時點的m(t)當作m(步驟29)。
接著，根據(jù)該時點和該時點前如5秒前的數(shù)據(jù)的差值確定溫度梯度Δ12T(t)＝T(t)-T(t-5)。
采用這些，根據(jù)公式[數(shù)式7]Tb(t)＝IT(t)+JΔ12T(t)+Km+L(4)或者[數(shù)式8]Tb(t)＝IT(t)+NΔ12T(t)+Om+P(5)算出Tb。關于Tb(t)，比如連續(xù)地計算Tb(t)的值，判斷該時點的值Tb(t)和該時點前1秒的值Tb(t-1)的差值絕對值是否小于預先設置的數(shù)值(0.1℃)，或者判斷是否經(jīng)過了t＝30秒等固定時間(步驟31)。在步驟31中，當不滿足上述條件時，返回步驟30。另一方面，在步驟31中，當至少滿足上述一個條件時，就把該時點的Tb(t)值作為預測值顯示于顯示部分4(步驟32)。這里的I、J、K、L(N、O、P)是事先設置的常數(shù)。
通過結合上述溫度上升曲線的初期信息和隨后的信息，可以在30秒左右的短時間內正確預測溫度。
權利要求
1.一種電子體溫計，具備溫度檢測裝置、用于測量體溫，其特征在于，根據(jù)開始測量溫度后并經(jīng)過規(guī)定時間后獲得的第一溫度變化信息和這之后獲得的第二溫度變化信息預測平衡體溫。
2.根據(jù)權利要求1所述的電子體溫計，其特征在于，所述第一溫度變化信息是指開始測量后經(jīng)過約20秒獲得的信息。
3.根據(jù)權利要求2所述的電子體溫計，其特征在于，所述第一溫度變化信息是溫度之外的物理量。
4.根據(jù)權利要求3所述的電子體溫計，其特征在于，所述第一溫度變化信息表示溫度上升的持續(xù)時間，所述第二溫度變化信息是指溫度梯度。
5.根據(jù)權利要求4所述的電子體溫計，其特征在于，表示所述表示溫度上升持續(xù)時間的第一溫度變化信息是指溫度梯度值自峰值到規(guī)定值的時間。
6.根據(jù)權利要求2所述的電子體溫計，其特征在于，具有配置在熱特性不同的部位上的2個溫度檢測裝置，第一溫度變化信息是通過2個溫度檢測裝置所測出的溫度之差值所獲得的值，第二溫度變化信息是由任一個溫度檢測裝置測得的溫度梯度。
7.根據(jù)權利要求6所述的電子體溫計，其特征在于，從所述2個溫度檢測裝置獲得的第一溫度變化信息是指根據(jù)任一溫度檢測裝置測出的溫度和2個溫度檢測裝置測出的溫度差之間的線性關系求出的值。
全文摘要
提供一種在短時間內可以高精確度進行溫度測量的電子體溫計。采用表示自開始測量到測量約20秒這一初期階段的溫度上升狀態(tài)的參數(shù)對平衡溫度進行預測。作為這樣的參數(shù)，計算出溫度上升曲線梯度自峰值到某一固定值、例如0.2的時間τ，計算出某一時點和該時點前如5秒前的溫度梯度Δ5T(t)＝T(t)－T(t－5)，根據(jù)Tb(t)＝AT(t)+BΔ5T(t)+Cτ+D等算出預測平衡溫度Tb(t)。
文檔編號A61B5/01GK1584523SQ20041005664
公開日2005年2月23日 申請日期2004年8月13日 優(yōu)先權日2003年8月21日
發(fā)明者時田宗雄, 富岡繁 申請人:歐姆龍健康醫(yī)療事業(yè)株式會社