專利名稱:電子體溫計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及根據(jù)檢測溫度來預(yù)測平衡溫度的電子體溫計。
背景技術(shù):
一般,電子體溫計以溫度傳感器檢測體溫,對該溫度傳感器的檢測信號進 行信號處理,顯示其實測值。在測定剛開始后,在溫度傳感器的溫度與體溫之 間存在溫度差,因此,在溫度傳感器與測定部位成為熱平衡狀態(tài)之前需要時間。
因此,在電子體溫計中,根據(jù)實測值的變化來預(yù)測熱平衡狀態(tài)的平衡溫度, 順次更新該預(yù)測值來進^f亍顯示,由此縮短了測定時間。
典型地,通過監(jiān)視測定溫度及其變化率,對以該測定溫度和變化率為變量 的預(yù)測函數(shù)進行運算來預(yù)測平衡溫度。提出了各種使用該預(yù)測函數(shù)預(yù)測平衡溫 度的電子體溫計。
例如,在基于預(yù)測函數(shù)的平衡溫度預(yù)測中,當(dāng)用于溫度預(yù)測的預(yù)測函數(shù)不
合適時,存在預(yù)測精度降低的問題。針對該問題,提出了如下電子體溫計準(zhǔn) 備多個預(yù)測平衡溫度的預(yù)測函數(shù),以預(yù)定間隔預(yù)測平衡溫度,當(dāng)此次的平衡溫 度預(yù)測值與前次平衡溫度預(yù)測值的差在預(yù)定范圍外時,選擇新的預(yù)測函數(shù),在 預(yù)定范圍內(nèi)時顯示平4軤溫度預(yù)測值,繼續(xù)進行預(yù)測運算(參照專利文獻1 )。
另夕卜,作為降低個體差異對測定精度的影響的平衡溫度預(yù)測,提出了以下 預(yù)測方法對傳感器輸出的體溫進行釆樣,根據(jù)各檢測輸出的時間微分的對數(shù) 值,以回歸法計算直線式TL-A-t,t (TL是各檢測輸出的時間微分的對數(shù)值,t 是時間,A以及t,是參數(shù)部分)的參數(shù)部分,根據(jù)計算出的值,對熱平衡后的 體溫進行預(yù)測運算(參照專利文獻2)。
另外,作為不受傳感器的初始溫度和熱時間常數(shù)的影響地預(yù)測平衡溫度的 方法,提出了使用在傳感器和被測定體達到熱平衡前的三點的值T1、 T2、 T3, 通過Tu-(T2^2-T1T3)/(2T2-Tl-T3)來預(yù)測平衡溫度的方法。此外,表示冪 運算(參照專利文獻3)。
專利文獻l:特公平2-59418號公報 專利文獻2:特公平4-7456號公報 專利文獻3:特開昭55-71919號公才艮
發(fā)明內(nèi)容
在每次測定時從所述多個預(yù)測函數(shù)中選擇所使用的預(yù)測函數(shù)的情況下,除 用于預(yù)測的控制變得復(fù)雜以外,還存在需要預(yù)先準(zhǔn)備多個預(yù)測函數(shù)這樣的結(jié)構(gòu) 上的問題,此外,在未選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)測函數(shù)時,存在無法求得預(yù)測值的問題。
另外,通過回歸法進行計算的情況下,可以通過增加釆樣數(shù)來使精度提高, 但有在確定預(yù)測值之前耗費時間的問題。與之相對,在減少采樣數(shù)來縮短測定 時間的情況下,存在無法得到正確的預(yù)測值的問題。
另夕卜,Tu=(T2"-TlT3)/(2T2-Tl-T3)的預(yù)測函數(shù)以理論式 Tu-T-(Tu-T0)^(-t/T)為基礎(chǔ)(此外,Tu是熱平衡溫度,TO是初始溫度,T是檢 測溫度,t是時間,T是熱時間常數(shù),"',,是冪運算)。該理論式以理想的體溫
上升為模型,得到的預(yù)測函數(shù)是沒有依存于被測定對象的自由度的函數(shù),因此, 存在由于外部原因或個體差異等未必能確定正確的預(yù)測值的問題。
因此,本發(fā)明的目的在于,解決現(xiàn)有問題,減少用于預(yù)測平衡溫度的采樣 數(shù),并且減小外部原因或個體差異等導(dǎo)致的影響。
本發(fā)明的電子體溫計具備檢測被測定部位溫度的溫度檢測單元;根據(jù)檢 測出的溫度,計算平衡溫度的預(yù)測單元。
預(yù)測單元具備參數(shù)確定部,確定具有三個參數(shù)的、求得平衡預(yù)測溫度的 預(yù)測函數(shù)Tu-c'(C-t)+afb (Tu:熱平衡預(yù)測溫度,t:測定開始后的測定時間, a、 b、 c:參數(shù),C:時間常數(shù),冪運算)的參數(shù);熱平衡預(yù)測溫度計算單 元,其根據(jù)由參數(shù)確定部確定的參數(shù),計算熱平衡時間時的平衡溫度。
預(yù)測函數(shù)可以根據(jù)三個參數(shù)預(yù)測平衡溫度,因此能夠以較少的采樣數(shù)預(yù)測 平衡溫度。
可以生成經(jīng)由檢測溫度和測定時間的變量而加入了外部原因或個體差異等要 素的預(yù)測函數(shù),因此可以解決由于外部原因或個體差異等導(dǎo)致預(yù)測的平衡溫度 變化的問題。
在此,在預(yù)測函數(shù)Tu=c'(C-t)+a't'b中,參數(shù)b是確定預(yù)測曲線形狀的參 數(shù),參數(shù)a是確定以參數(shù)b確定了形狀的預(yù)測曲線的倍率的參數(shù),參數(shù)c是對 從測定開始到熱平衡時刻為止的期間進行直線形修正的參數(shù)。即,通過以預(yù)測 函數(shù)的afb的項來近似溫度上升曲線、以作為一次函數(shù)的c'(C-t)的項對該曲 線進行修正的簡單的式子,可以正確預(yù)測熱平衡時刻的溫度,可以簡單地設(shè)計 預(yù)測單元。
本發(fā)明的參數(shù)確定部,可以在分階段的運算步驟或一個運算步驟中確定所 述預(yù)測函數(shù)Tu的三個參數(shù)。
在通過分階段的運算步驟來求取參數(shù)的情況下,在第一步驟中,在預(yù)測函 數(shù)Tu=c'(C-t)+afb中使參數(shù)c為零,使用三個檢測溫度中的第一以及第二這 兩個檢測溫度以及4企測溫度的測定時間,來確定參數(shù)b,并且臨時確定參數(shù)a。
接著,在第二步驟中,在使用求得的參數(shù)a以及參數(shù)b并且使參數(shù)c為零 的預(yù)測函數(shù)中,代入第三檢測溫度的測定時間,計算熱平衡預(yù)測溫度;在第三 步驟中,使用計算出的熱平衡預(yù)測溫度和第三檢測溫度的差,確定參數(shù)c;在 第四步驟中,將參數(shù)b和參數(shù)c、以及第三檢測溫度和第三檢測溫度的測定時 間代入預(yù)測函數(shù),再次確定參數(shù)a。
另外,作為用于確定三個參數(shù)的分階段的運算步驟的另一例,通過如下步 驟,也可以確定三個參數(shù)在預(yù)測函數(shù)Tu=c'(C-t)+a'lTb中使參數(shù)c為零,使 用第一以及第二這兩個檢測溫度以及檢測溫度的測定時間,來確定參數(shù)b,并 且臨時確定參數(shù)a;作為第二步驟,根據(jù)參數(shù)b和第一檢測溫度與參數(shù)c的關(guān) 系,確定參數(shù)c;在第三步驟中,將參數(shù)b和參數(shù)c、以及第二檢測溫度以及 第二檢測溫度的測定時間代入預(yù)測函數(shù),再次確定參數(shù)a。
另外,在通過一個運算步驟求得參數(shù)的情況下,參數(shù)確定部,根據(jù)將三個 檢測溫度以及檢測溫度的測定時間代入預(yù)測函數(shù)而得的三個聯(lián)立方程式,確定 參數(shù)a、參數(shù)b以及參數(shù)c。為了求得參數(shù)而代入預(yù)測函數(shù)的所述檢測溫度以 及測定時間,可以采用最初的第一點的檢測溫度以及檢測溫度的時間、從第一 點經(jīng)過預(yù)定時間后的第二點的檢測溫度以及該檢測溫度的測定時間、以及從第 二點經(jīng)過預(yù)定時間后的第三點的檢測溫度以及該檢測溫度的測定時間。
分階段的運算步驟,通過分階段求得三個參數(shù),在臨時確定參數(shù)a后再次
對其進行確定。所述分階段的運算步驟,與通過求解三個聯(lián)立方程式來求得全
部參^t相比,可以減輕CPU等運算處理元件的負(fù)荷。
本發(fā)明的預(yù)測單元,具備根據(jù)由溫度檢測單元檢測出的溫度來計算溫度梯 度的溫度梯度計算部。該溫度梯度計算部,將檢測溫度的溫度梯度進入預(yù)定范 圍內(nèi)的時刻的檢測溫度,作為檢測出兩個或三個檢測溫度內(nèi)最初的第一點的檢 測溫度的測定時間。
另外,本發(fā)明的預(yù)測單元具備計時部。該計時部,從第一點溫度檢測起進 行計時,作為從第一點的測定時間經(jīng)過預(yù)定時間后的第二點乃至第三點的測定時間。
本發(fā)明的熱平衡預(yù)測溫度計算單元,將熱平衡預(yù)測時間代入由參數(shù)a、參 數(shù)b以及參數(shù)c確定的預(yù)測函數(shù)的測定時間t,計算熱平衡預(yù)測溫度。
另夕卜,本發(fā)明的熱平衡預(yù)測溫度計算單元,也可以將熱平衡預(yù)測時間代入 由參數(shù)b和臨時確定的參數(shù)a確定的預(yù)測函數(shù)的測定時間t,計算熱平衡預(yù)測 溫度。另外,本發(fā)明的熱平衡預(yù)測溫度計算單元,也可以將熱平衡預(yù)測時間代 入使用參數(shù)b和臨時確定的參數(shù)a的預(yù)測函數(shù)的測定時間t,計算第一次的熱 平衡預(yù)測溫度,將熱平衡預(yù)測時間代入由參數(shù)a、參數(shù)b以及參數(shù)c確定的預(yù) 測函數(shù)的測定時間t,計算第二次的熱平衡預(yù)測溫度,如此以多個階段進行熱 平衡預(yù)測溫度的計算。
預(yù)測函數(shù)Tu所具有的運算時間常數(shù)C可以是熱平衡預(yù)測時間,當(dāng)求取熱 平衡預(yù)測時間時的平衡溫度時,通過使t-C可以計算熱平衡預(yù)測溫度。
另外,本發(fā)明的參數(shù)確定部以及預(yù)測單元,除上述形態(tài)以外還包含下面的 形態(tài)。該形態(tài)使用兩點的數(shù)據(jù)點來進行預(yù)測。
另一形態(tài)的參數(shù)確定部,根據(jù)兩個檢測溫度和該檢測溫度的測定時間,確 定參數(shù)a、參數(shù)b以及參數(shù)c。
參數(shù)確定單元使參數(shù)c為零,使用第一以及第二這兩個檢測溫度以及該檢 測溫度的測定時間,確定參數(shù)b,并且臨時確定參數(shù)a,根據(jù)參數(shù)b和第一檢 測溫度與參數(shù)c的關(guān)系,確定參數(shù)c,將參數(shù)b、參數(shù)c以及第二檢測溫度及 第二檢測溫度的測定時間代入所述預(yù)測函數(shù),再次確定參數(shù)a。
預(yù)測單元具備溫度梯度計算部,根據(jù)由溫度檢測單元檢測出的溫度計算溫
度梯度。
溫度梯度計算部,將檢測溫度的溫度梯度進入預(yù)定范圍內(nèi)的時刻的檢測溫 度以及該檢測溫度的測定時間,作為所述兩個檢測溫度和該檢測溫度的測定時 間內(nèi)的最初的第一點。
而且,預(yù)測單元可以具備計時部。
計時部從第 一點的溫度檢測起進行計時,將從第 一點的測定時間起經(jīng)過預(yù) 定時間后的時間作為第二點的測定時間。
在上述各形態(tài)中,熱平衡預(yù)測溫度計算單元,可以將熱平衡預(yù)測時間代入
由參數(shù)a、參數(shù)b以及參數(shù)c確定的預(yù)測函數(shù)的測定時間t,計算熱平衡預(yù)測 溫度。
本發(fā)明的電子體溫計,通過具有三個參數(shù)的、求得平衡預(yù)測溫度的預(yù)測函 數(shù)Tu=c'(C-t)+a'rb (Tu:熱平衡預(yù)測溫度,t:測定開始后的測定時間,a、 b、 c:參數(shù),C:時間常數(shù),?冪運算)而確定,因此,除了以較少采樣數(shù)確定 預(yù)測函數(shù)本身以外,還可以預(yù)測平衡溫度。
另外,本發(fā)明的電子體溫計,使用檢測溫度及其測定時間來確定用于確定 預(yù)測函數(shù)的參數(shù),因此成為了對應(yīng)于外部原因和個體差異等的預(yù)測函數(shù),可以 減小由于外部原因或個體差異而導(dǎo)致的偏差。
而且,通過以預(yù)測函數(shù)的afb的項來近似溫度上升曲線,以作為一次函 數(shù)的c.(C-t)的項來修正該曲線的簡單的式子,可以正確地預(yù)測熱平衡時刻的溫 度,可以簡單地設(shè)計預(yù)測單元。
圖1是用于說明本發(fā)明的電子體溫計的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是用于說明本發(fā)明的電子體溫計的動作例的流程圖。
圖3是用于說明預(yù)測運算用數(shù)據(jù)的一例的圖。
圖4是用于說明本發(fā)明的預(yù)測單元的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖5是用于說明求取本發(fā)明的電子體溫計的預(yù)測溫度的動作的流程圖。
曲線圖。
圖8是用于說明求取本發(fā)明的電子體溫計的預(yù)測溫度的動作的溫度特性
曲線圖。
圖9是用于說明本發(fā)明的電子體溫計的另 一預(yù)測形態(tài)的溫度特性曲線圖。 圖10是用于說明求取本發(fā)明的電子體溫計的預(yù)測溫度的另一動作例的流 程圖。
圖11是用于說明求取本發(fā)明的電子體溫計的預(yù)測溫度的另一動作例的流 程圖。
圖12是用于說明本發(fā)明的電子體溫計的另一預(yù)測形態(tài)的溫度特性曲線圖。
圖13是用于說明本發(fā)明的電子體溫計的預(yù)測單元的結(jié)構(gòu)的圖。
圖14是用于說明求取本發(fā)明的電子體溫計的預(yù)測溫度的動作的流程圖。
曲線圖。
圖16是用于確定參數(shù)c的表。 符號說明
1溫度4企測單元、la溫度傳感器、lb溫度測定部、2預(yù)測單元、 2a預(yù)測用數(shù)據(jù)保存部、2b預(yù)測運算部、2bl參數(shù)確定部、 2b2熱平衡預(yù)測溫度計算部、2b3表部、2c溫度梯度計算部、 2d計時部、3顯示單元、扭顯示切換部、3b顯示部、4蜂鳴器、 5前次值存儲單元、6控制單元
具體實施例方式
以下,使用附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的電子體溫計。
圖l是用于說明本發(fā)明的電子體溫計的概略結(jié)構(gòu)的圖。
電子體溫計具備檢測被測定部位溫度的溫度檢測單元1;使用通過溫度
檢測單元l檢測出的實測值,計算熱平衡時的溫度的預(yù)測單元2;顯示通過預(yù)
測單元2預(yù)測出的預(yù)測值的顯示單元3;以聲音告知預(yù)測值顯示的蜂鳴器4;
存儲前次的測定值或預(yù)測值的前次值存儲單元5;除顯示單元3和蜂鳴器4外
還控制電子體溫計的驅(qū)動的控制單元6。
溫度檢測單元1具備測定被測定部位溫度的溫度傳感器la;將從溫度 傳感器la輸出的檢測信號變換為溫度信號,作為實測值而輸出的溫度測定部 lb。溫度測定部lb具有A/D變換器,以數(shù)字值輸出實測值。
顯示單元3具備顯示預(yù)測值和實測值的顯示部3b;對于顯示部3b控制 從預(yù)測值顯示切換至實測值顯示等的顯示切換的顯示切換部3a。
顯示部3b,除顯示通過預(yù)測單元2預(yù)測出的預(yù)測值以外,顯示在前次值 存儲單元5中存儲的前次實測值或前次預(yù)測值、或者在測定值穩(wěn)定后從預(yù)測值 切換至實測值時顯示該實測值。另外,也可以根據(jù)需要顯示處于預(yù)測過程中、 處于預(yù)測值的顯示過程中、或者處于實測值的顯示過程中等顯示狀態(tài)。
控制單元6,除進行電子體溫計整體的控制以外,還進行測定值是否已穩(wěn) 定的穩(wěn)定檢測,對于顯示切換部3a進行顯示切換控制。另外,在預(yù)測值顯示、 或者從預(yù)測值顯示向?qū)崪y值進行顯示切換等時刻,驅(qū)動蜂鳴器4通過聲音進行 告知。此外,關(guān)于預(yù)測單元2,使用圖4在后面進行名又述。
使用圖2的流程圖來說明本發(fā)明的電子體溫計的動作例。此外,在以下的 流程圖中,除S7以外的各步^_可以與計算預(yù)測溫度的現(xiàn)有電子體溫計的動作 相同。另外,通過CPU以及存儲了控制程序的存儲器等構(gòu)成的控制單元來進 行各步驟的控制。
當(dāng)接通電子體溫計的開關(guān)時,進行使顯示單元3的顯示段(segment)全 部點亮顯示等顯示動作(Sl),以及通過蜂鳴器進行發(fā)聲動作,顯示開關(guān)為接 通狀態(tài)(S2)。此外,該全點亮顯示為一例,也可以采用其他顯示形態(tài)。顯示 單元3在進行全點亮顯示后,讀出存儲在前次值存儲單元5中的前次的測定值 來顯示(S3 )。
溫度檢測單元1開始溫度測定,將檢測出的實測值送至預(yù)測單元2以及控 制單元6(S4)。當(dāng)開始溫度測定時,顯示單元3顯示處于預(yù)測過程中(S5)。 預(yù)測單元2順次輸入通過溫度檢測單元1檢測出的實測值,取入預(yù)定時刻的實 測值作為預(yù)測運算用數(shù)據(jù)(S6),進行預(yù)測值的計算處理(S7)。
此外,對于作為運算用數(shù)據(jù)而取入的數(shù)據(jù)數(shù)量和取入時刻,可以進行各種 設(shè)定。圖3是用于說明預(yù)測運算用數(shù)據(jù)的一例的圖。在圖3中,在時間t0開 始測定后,根據(jù)溫度上升率選擇第一數(shù)據(jù)點(時間tl),在從第一數(shù)據(jù)點經(jīng)過
了預(yù)定時間的時刻選擇第二數(shù)據(jù)點(時間t2)以及第三數(shù)據(jù)點(時間t3)等, 由此提取出三個點的預(yù)測運算用數(shù)據(jù)(T1,T2,T3),通過將這些預(yù)測運算用數(shù) 據(jù)(T1,T2,T3)應(yīng)用于預(yù)定的預(yù)測用運算式,來計算預(yù)測值。
預(yù)測單元2將步驟S7中計算出的預(yù)測值送至顯示單元3,顯示預(yù)測值 (S8),同時通過鳴響蜂鳴器4向使用者告知已顯示預(yù)測值(S9)(預(yù)測值顯 示模式)。
在溫度檢測中達到熱平衡狀態(tài)時,本發(fā)明的電子體溫計的控制單元6檢測 出檢測溫度的變化已達到穩(wěn)定狀態(tài)(S10),在顯示單元3中顯示實測值(實測 值顯示模式)。在此,顯示單元3顯示實測值(Sll),通過鳴響蜂鳴器4向使 用者告知成為了穩(wěn)定狀態(tài)(S12)。
接著,關(guān)于本發(fā)明的電子體溫計所具有的預(yù)測單元,使用圖4說明預(yù)測單 元的結(jié)構(gòu)例,使用圖5的流程圖以及圖6~圖8的溫度特性曲線說明預(yù)測動作。 另外,使用圖9-圖14說明本發(fā)明的電子體溫計的其他預(yù)測形態(tài)。
在圖4中,預(yù)測單元2具備預(yù)測運算用數(shù)據(jù)保存部2a、預(yù)測運算部2b、 溫度梯度計算部2c和計時部2d。溫度梯度計算部2c輸入來自溫度4企測單元1 的實測值,根據(jù)其上升率計算溫度梯度(temperaturegradient),將該溫度梯度 進入預(yù)定范圍內(nèi)的時刻作為取得第一數(shù)據(jù)點的時間tl,將此時的實測值T1保 存在預(yù)測運算用數(shù)據(jù)保存部2a中。另外,計時部2d從通過溫度梯度計算部 2c確定的時間tl開始計時,將經(jīng)過了預(yù)先設(shè)定時間的時刻作為取得第二數(shù)據(jù) 點以及第三數(shù)據(jù)點的時間t2、 t3來計時,將此時的實測值T2、 T3保存在預(yù)測 運算用數(shù)據(jù)保存部2a中。
由此,在預(yù)測運算用數(shù)據(jù)保存部2a中保存三個預(yù)測運算用數(shù)據(jù)[tl,Tl]、、 [t3,T3]。此外,使用具有兩個參數(shù)的預(yù)測函數(shù)來進行平衡溫度的預(yù)測 時,或者在具有三個參數(shù)的預(yù)測函數(shù)中,使用兩個參數(shù)來進行平衡溫度的預(yù)測 時,預(yù)測運算用數(shù)據(jù)保存部2a可以僅存儲兩個預(yù)測運算用數(shù)據(jù)。
另外,預(yù)測運算部2b具備參數(shù)確定部2bl和熱平衡預(yù)測溫度計算部2b2。 參數(shù)確定部2bl使用三個或兩個預(yù)測運算用數(shù)據(jù)([tl,Tl] 、 [t2,T2]、 [t3,T3〗), 確定預(yù)測函數(shù)所具有的參數(shù)((參數(shù)a、參數(shù)b、參數(shù)c)或(參數(shù)a、參數(shù)b))。
熱平衡預(yù)測溫度計算部2b2使用預(yù)測函數(shù)來計算熱平衡預(yù)測溫度,輸出預(yù)
測溫度,所述預(yù)測函數(shù)由通過參數(shù)確定部2bl確定的參數(shù)而決定。
使用圖5所示的流程圖說明預(yù)測運算部2b的運算動作。此外,在圖5的 流程圖中,S101~S106、 S108、 S109是保存預(yù)測運算用數(shù)據(jù)的動作,通過預(yù) 測運算用數(shù)據(jù)保存部2a、溫度梯度計算部2c、計時部2d來進行該動作。
當(dāng)斗全測出測定開始時(S101),計時部2d^f吏t-0來開始計時(S102)。另 外,溫度梯度計算部2c輸入實測值,計算其上升率,并判定其上升率是否在 預(yù)定范圍內(nèi)。例如,可以根據(jù)按預(yù)定時間輸入的實測值的差值是否在預(yù)定溫度 范圍內(nèi)來判定上升率。當(dāng)前次輸入的實測值為T(t-l),此次輸入的實測值為T(t) 時,判斷其差T(t)-T(t-l)是否在例如0.00。C與0.02。C的溫度范圍內(nèi),由此可以 進行該上升率的判定。
該溫度差進入溫度范圍內(nèi)的狀態(tài),基于如下檢測溫度的溫度特性檢測溫 度在測定開始初期以較大溫度差變化,隨著接近熱平衡狀態(tài),溫度差減小。此 外,上述溫度范圍為一例,也可以是其他數(shù)值例(S103)。
在S103中,當(dāng)溫度差進入預(yù)定范圍內(nèi)時,將此時的時間tl和實測值Tl 保存在預(yù)測運算用數(shù)據(jù)保促部2a中,確定第一數(shù)據(jù)點[tl,Tl] (S104)。
計時部2d監(jiān)—見時間的經(jīng)過,在從時間tl經(jīng)過了預(yù)定時間ta時(S105), 將此時的時間t2和實測值T2保存在預(yù)測運算用數(shù)據(jù)保存部2a中,確定第二 數(shù)據(jù)點[t2,T2]( S106 )。確定第二數(shù)據(jù)點[t2,T2]的預(yù)定時間ta可以為例如10秒。
參數(shù)確定部2bl使用第一數(shù)據(jù)點[tl,Tl]和第二數(shù)據(jù)點[t2,T2],計算預(yù)測函 數(shù)Tu的參數(shù)a以及參數(shù)b。在此,預(yù)測函數(shù)Tu:
預(yù)測函數(shù)Tu=c'(C-t)+a'tAb …(1)
其中,
Tu:熱平tf預(yù)測溫度
t:測定開始后的測定時間
a、 b、 c: 參數(shù)
C:時間常數(shù)
":冪運算。
通過具有以afb表示的、增加率隨時間t而減小的項;以及以c'(C-t)表 示的、隨時間t從"c'C"(時間1=0)的值到"0"(時間t-C)直線減少的、相
當(dāng)于修正項的項的運算式,來表示預(yù)測函數(shù)Tu。在圖6(a)中,以實線表示 預(yù)測函數(shù)Tu。
此時的參數(shù)a和參數(shù)b的計算使參數(shù)c為零,確定參數(shù)b,并且臨時確定 參數(shù)a。在后面再次求取來確定參數(shù)a。當(dāng)在上述預(yù)測函數(shù)中代入第一數(shù)據(jù)點 [tl,Tl]和第二數(shù)據(jù)點[t2,T2]時,參數(shù)a被臨時確定為
lna,=(lnT2.1ntl-lnTl.lnt2)/(lntl-lnt2) ... ( 2 )。
在此,以參數(shù)a,表示臨時確定的參數(shù)a。
通過b=ln(Tl/T2)/ln(tl/t2) …(3 )
來確定參數(shù)b。
使用第一數(shù)據(jù)點[tl,Tl]和第二數(shù)據(jù)點[t2,T2]得到的函數(shù),是圖6(a)中以 虛線表示的a,fb (S107)。
接著,通過計時部2d,當(dāng)從時間t2經(jīng)過了預(yù)定時間tb時(S108),在預(yù) 測運算用數(shù)據(jù)保存部2a中保存此時的時間t3和實測值T3,確定第三數(shù)據(jù)點 [t3,T3]。確定第三數(shù)據(jù)點[t3,T3]的預(yù)定時間tb可以是例如5秒(S109)。
接著,再次使^l史c為零,在S107中確定的函數(shù)a,'t'b中代入"t3",計 算時間t3時的預(yù)測溫度Tu,(t3)(-a,'t3'b) (SllO)。在圖6 (b)中以Tu,來表示 該預(yù)測溫度Tu,(t3)。
在此,以函數(shù)a, 表示的溫度特性,臨時確定了參數(shù)a,,另外不包含c'(C-t) 的項,因此與所述式(1)表示的預(yù)測函數(shù)Tu之間存在差異。
因此,當(dāng)時間t3的實測值T3位于該預(yù)測函數(shù)Tu上方時,在根據(jù)以函數(shù) a,fb表示的溫度特性而得到的預(yù)測溫度Tu,(t3)與實測值T3之間產(chǎn)生差 (T3-Tu')。
該差的產(chǎn)生是由于參數(shù)a為臨時確定的參數(shù)a,且不含有c' (C-t)的項,通過 確定反映c'(C-t)的項的參數(shù)a,求取與預(yù)測函數(shù)Tu近似的函數(shù)。
因此,計算(T3-Tu,)的差(Sill)(圖6 (b)),將在計算出的(T3-Tu,) 上乘以預(yù)定系數(shù)(1/k)所得的值作為參數(shù)c (S112),確定預(yù)測函數(shù)Tu。
Tu=((T3-Tu,)/k).(C-t)+a,'fb... (4)
在圖7 (a)中,以虛線表示函數(shù)a,fb,以點劃線表示式(4)所表示的預(yù) 測函數(shù)Tu。
在這種狀態(tài)下,由于參數(shù)a是臨時確定的參數(shù)a,,因此通過將第三數(shù)據(jù)點 [t3,T3]代入所述式(4 )所表示的預(yù)測函數(shù)Tu中,來再次確定參數(shù)a ( S113 )。 由此,確定以下的式(5)所表示的預(yù)測函凝:Tu。 Tu=((T3-Tu,)/k)'(C-t)+a'tAb... (5)
在圖7(b)中,以虛線表示a,'rb,以點劃線表示式(4)所表示的預(yù)測函 數(shù)Tu,以實線表示式(5)所表示的再次確定了參數(shù)a的預(yù)測函數(shù)Tu。
圖8表示步驟S111 ~S113中的各階段的預(yù)測函數(shù)的狀態(tài)。為使基于S107 中臨時確定的參數(shù)a,的預(yù)測函數(shù)a,fb (虛線表示)近似于式(1)所表示的預(yù) 測函數(shù)Tu,計算差(T3-Tu,)。將在該差(T3-Tu,)上乘以預(yù)定系數(shù)(1/k)而 得到的值(T3-Tu, ) /k作為時間t3的c' (C-t)的項的值,求取式(4)的預(yù)測函 數(shù)((T3-Tu,)/k)'(C-t)+a,fb。而且,通過將第三數(shù)據(jù)點[t3,T3]代入該預(yù)測函數(shù), 來再次確定參數(shù)a,得到式(5)所表示的預(yù)測函數(shù)(實線表示)。
此外,以
a=(T3-(T3-a,.t3Ab)(C-t3)/k)/t3l3 …(6)
來表示參數(shù)a。
可以通過在式(5)的預(yù)測函數(shù)中使t^C來計算熱平衡預(yù)測溫度(S114)。 在顯示部3b中顯示計算出的熱平衡預(yù)測溫度Tu (S115)。在圖7(b)中,以 "x ,,表示t=C時的預(yù)測溫度。
在所述式(1)中,相當(dāng)于修正項的項c'(C-t)關(guān)于t直線變化,但該項也 可以成為關(guān)于t乘n次方的項,預(yù)測函數(shù)可以成為
預(yù)測函數(shù)Ti^c'(C-t;Tn+a'rb... (7)。
圖9表示代替所述c'(C-t)的項,而成為c'(C-t;Tn的例子。
根據(jù)該c.(c-t;rn的項,在時間t越早的時間段中取越大的值,由此可以更 好地修正在測定開始時包含的變化部分。
此外,當(dāng)預(yù)測平衡溫度時,在式(1)或式(7)中使t-C來求取,因此該 c.(C-t)的項或c'(C-t;Tn的項成為"0",但如式(6)所示,以包含該項的狀態(tài) 再次確定參數(shù)a,由此反映出修正項。
除了如所述圖5的流程圖中的S114所示,在使用三個數(shù)據(jù)點確定參數(shù)a、 b、 c后使用預(yù)測函數(shù)計算平衡溫度的形態(tài)以外,可以采用以兩階段計算平衡
溫度的形態(tài)。
圖IO是用于說明以兩階段計算平衡溫度的形態(tài)的流程圖。圖IO所示的流
程圖與所述圖5的流程圖大體相同,在S208以及S215 S217中不同。以下, 僅對不同的步驟進行說明。
在該形態(tài)中,在S207 (相當(dāng)于圖5的S107)中臨時確定參數(shù)a,,在確定 了參數(shù)b后,在通過該參數(shù)a,和參數(shù)b所確定的預(yù)測函數(shù)a,fb中,使tK:來 計算熱平衡預(yù)測溫度Tu"(=a,'(Tb),顯示該計算出的值(第一階段顯示) (S208 )。
另外,在S214中再次確定參數(shù)a而求得的預(yù)測函數(shù)c'(C-t)+a'rb中,使t-C 來計算熱平衡預(yù)測溫度Tu(=a'CTb) ( S215 )。當(dāng)該計算出的Tu與S208的第一 階段中顯示的值Tu"不同時(S216),根據(jù)該計算出的值進行第二階段的顯示 (S217)。
在所述形態(tài)中,使用三點數(shù)據(jù)點內(nèi)的兩點臨時確定參數(shù)a后,使用剩余的 數(shù)據(jù)點確定參數(shù)a,如此分階段地求得預(yù)測函數(shù),但也可以使用三點數(shù)據(jù)點在 一步中求得預(yù)測函數(shù)。以下,使用圖11的流程圖,說明該使用三點數(shù)據(jù)點在
一步中求得預(yù)測函數(shù)的步驟。
此外,圖11的流程圖與所述圖5的流程圖大體相同,不進行所述S107的 步驟,通過S301 S308 (對應(yīng)于圖5中的S101—S106、 S108、 S109)求得三 個數(shù)據(jù)點[tl,Tl]、 [t2,T2]、 [t3,T3],對將這三個數(shù)據(jù)點代入式(1 )而得到的三 個聯(lián)立方程式進行求解,求得參數(shù)a、參數(shù)b、參數(shù)c,在得到的預(yù)測函數(shù)Tu 中,通過使t=C來計算平衡溫度并顯示(S309 )。
圖12表示根據(jù)該使用三個數(shù)據(jù)點得到的三個聯(lián)立方程式來求得預(yù)測函數(shù) Tu時的溫度特性曲線與數(shù)據(jù)點的關(guān)系。
所述各形態(tài)是使用三點數(shù)據(jù)點來進行預(yù)測的形態(tài),但也可以采用根據(jù)兩點 數(shù)據(jù)點進行預(yù)測的形態(tài)。
以下,在本發(fā)明的電子體溫計中,使用圖13的用于說明預(yù)測單元的結(jié)構(gòu) 的圖、圖14的流程圖、圖15的用于說明求得預(yù)測溫度的動作的溫度特性曲線 圖、以及圖16的用于確定參數(shù)c的表,對使用兩點數(shù)據(jù)點進行預(yù)測的形態(tài)進 行說明。此外,該形態(tài)中的預(yù)測單元的結(jié)構(gòu)與圖4所示的結(jié)構(gòu)大體相同,因此
對于相同的部分省略說明。
在圖13中,預(yù)測單元2與圖4的結(jié)構(gòu)相同,具備預(yù)測運算用數(shù)據(jù)保存 部2a、預(yù)測運算部2b、溫度梯度計算部2c以及計時部2d。此外,預(yù)測運算 部2b,除了參數(shù)確定部2bl、熱平衡預(yù)測溫度計算部2b2以外還具備表部2b3, 其存儲確定了參數(shù)b和數(shù)據(jù)點(Tl)與參數(shù)c的關(guān)系的表。參數(shù)確定部2bl 從表部2b3中讀出與參數(shù)b和數(shù)據(jù)點(Tl)對應(yīng)的參數(shù)c,確定參數(shù)c。
在圖14的流程圖中,當(dāng)4全測出測定開始時(S401),計時部2d使t=0來 開始計時(S402)。另外,溫度梯度計算部2c輸入實測值計算其上升率,判斷 該上升率是否在預(yù)定范圍內(nèi)。例如可以根據(jù)按預(yù)定時間輸入的實測值的差值是 否在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)來判定上升率。當(dāng)使前次輸入的實測值為T(t-l),此次 輸入的實測值為T(t)時,可以通過判定其差T(t)-T(t-l)是否在例如0.00。C與0.02 。C的溫度范圍內(nèi),來進行該上升率的判定。
在本形態(tài)中,當(dāng)溫度上升率進入預(yù)定范圍內(nèi)后,在預(yù)定時間tb后(例如l 秒后)(S404 ),通過判定重新輸入的實測值T(t)與前次輸入的實測值T(t-l)的 差T(t)-T(t-l)是否再次進入預(yù)定溫度范圍內(nèi)(例如O.O(TC與0.02°C ),確認(rèn)上升 率中沒有大的變化,轉(zhuǎn)移至下一步驟(S405 )。這是通過排除不由正常的溫度 上升而由于某種原因使上升率的變化進入預(yù)定范圍內(nèi)的情況,來確認(rèn)溫度上升 率切實地向穩(wěn)定方向移動。假如當(dāng)差T(t)-T(t-l)未再次進入預(yù)定溫度范圍內(nèi)時, 判斷出前次的S403中的溫度上升的判定有誤,返回S403,重復(fù)判定直到再次 進入預(yù)定范圍內(nèi)(S405)。
在S405的步驟中,當(dāng)溫度差進入預(yù)定范圍內(nèi)時,在預(yù)測運算用數(shù)據(jù)保存 部2a中保存此時的時間tl與實測值Tl,確定第一數(shù)據(jù)點[tl,Tl] (S406)。
計時部2d監(jiān)視時間的經(jīng)過,當(dāng)從時間tl經(jīng)過預(yù)定時間tc時,向預(yù)測運算 用數(shù)據(jù)保存部2a通知時間t2 ( S407 )。預(yù)測運算用數(shù)據(jù)保存部2a保存時間t2 和此時的實測值T2,確定第二數(shù)據(jù)點[t2,T2] (S408)。確定第二數(shù)據(jù)點[G,T2] 的預(yù)定時間tc可以是例如10秒。圖15 (a)表示兩個數(shù)據(jù)點[tl,Tl]、 [t2,T2]。
參數(shù)確定部2bl使用第一數(shù)據(jù)點[tl,Tl]和第二數(shù)據(jù)點[t2,T2],計算預(yù)測函 數(shù)Tu的參數(shù)a以及參數(shù)b。在此,預(yù)測函數(shù)Tu:
預(yù)測函數(shù)Tu=c'(C-t)+a'fb... ( 8 ),
其中,
Tu:熱平纟軒預(yù)測溫度
t:測定開始后的測定時間
a、 b、 c: 參數(shù)
C:時間常數(shù)
、冪運算。
通過具備以a.fb表示的、隨時間t而增加率減小的項;以及以c.(C-t)表示 的、隨時間t而從"c'C"(時間1=0)的值到"0"(時間t-C)直線減小的、相 當(dāng)于修正項的項,來表示預(yù)測函數(shù)Tu。
通過使參數(shù)c為零來得到此時的參數(shù)a和參數(shù)b的計算,確定參數(shù)b并且 臨時確定參數(shù)a,。后面再次求得臨時確定的參數(shù)a,,確定參數(shù)a。
當(dāng)在上述預(yù)測函數(shù)中代入第 一數(shù)據(jù)點[tl,Tl]和笫二數(shù)據(jù)點[t2,T2]時,將參 數(shù)a'臨時確定為
lna,=(lnT2.1ntl-lnTl.lnt2)/(lntl-lnt2)... ( 9 )。
在此,以參數(shù)a,表示臨時確定的參數(shù)a。
另外,通過b=ln(Tl/T2)/(lntl/t2)…(10)
來確定參數(shù)b (S409)。
接著,參數(shù)確定部2bl參照參數(shù)確定部2bl中存儲的、表示參數(shù)b和作為 第一數(shù)據(jù)點的實測值T1與參數(shù)c的關(guān)系的表,根據(jù)參數(shù)b和作為第一數(shù)據(jù)點 的實測值T1讀出參數(shù)c并確定。圖15 (b)表示確定了參數(shù)c的狀態(tài)。
圖16表示表的一例。在圖示的表中,關(guān)于多個參數(shù)c,顯示參數(shù)b(在縱 軸上顯示)和Tl(在橫軸上顯示)相對于參數(shù)c值的關(guān)系'。此外,在此以0.0004 的間隔來表示參數(shù)c。例如,當(dāng)與參數(shù)b和Tl的關(guān)系為處于連接參數(shù)b為0.020 和T1為36。C的直線上時,參數(shù)c為-0.0004。
此外,在圖16中,當(dāng)參數(shù)b與Tl的組合不在圖示的參數(shù)c的直線上,而 在直線之間時,可以通過內(nèi)插來求得相鄰的參數(shù)c的值。
例如,在參數(shù)b為0.002、 Tl為35.5。C時,在圖16中不顯示對應(yīng)于參數(shù)c 的直線。此時,在通過內(nèi)插來求得參數(shù)c的情況下,例如,相對于使參數(shù)b為 0.002的橫軸,求得參數(shù)c為-0.0008的溫度Tl (c=-0.0008 )和參數(shù)c為-0.0004
的溫度Tl (c=-0.0004),根據(jù)這兩個溫度的內(nèi)插比,通過內(nèi)插參數(shù)c=-0.0008 和參數(shù)c=-0.0004來求得參數(shù)c。
參數(shù)b和Tl的組合不在圖示的參數(shù)c的直線上時的求取參數(shù)c的方法, 不限于上述基于內(nèi)插的方法,也可以通過由參數(shù)c劃分的區(qū)域來確定。
例如,在參數(shù)b為0.002、 Tl為35.5。C的情況下,相對于使參數(shù)b為0.002 的橫軸,在確認(rèn)35.5。C位于參數(shù)c為-0.0008的溫度和參數(shù)c為-0.0004的溫度 的區(qū)域中時,作為參數(shù)c采用某一方的值。在采用較小的值時采用-0.0008,在 采用較大的值時采用-0.0004。這樣,在通過區(qū)域確定參數(shù)c的方法中,與所述 的內(nèi)插方法相比較,精度下降,但由于不需要根據(jù)內(nèi)插比來計算參數(shù)c,因此 可以簡化計算。
接下來,由于參數(shù)a是臨時確定的參數(shù)a,,因此,通過將第二數(shù)據(jù)點[t2,T2] 代入所述式(8)所表示的預(yù)測函數(shù)Tu,再次確定參數(shù)a (S411)。
由此,確定以下式(8)表示的預(yù)測函數(shù)Tu。在圖15 (b)中,以實線表 示預(yù)測函數(shù)Tu。
Tu=c.(C-t)+a't一b... ( 11 )
可以通過在式(11)的預(yù)測函數(shù)中使t=C來計算熱平衡預(yù)測溫度(S412 )。 在顯示部3b中顯示計算出的熱平衡預(yù)測溫度Tu (S413)。
根據(jù)該形態(tài),通過反映溫度上升特性的參數(shù)b以及作為第一數(shù)據(jù)的實測值 Tl來確定參數(shù)c,由此可以確定對應(yīng)于各種溫度上升的適當(dāng)?shù)膮?shù)c。
權(quán)利要求
1.一種電子體溫計,其特征在于,具有檢測被測定部位溫度的溫度檢測單元;以及根據(jù)檢測出的溫度計算平衡溫度的預(yù)測單元,所述預(yù)測單元具有參數(shù)確定部,其確定具有3個參數(shù)的、求得平衡預(yù)測溫度的預(yù)測函數(shù)Tu=c·(C-t)+a·t^b(Tu熱平衡預(yù)測溫度,t測定開始后的測定時間,a、b、c參數(shù),C時間常數(shù),^冪運算)的參數(shù);以及熱平衡預(yù)測溫度計算單元,其根據(jù)由所述參數(shù)確定部確定的參數(shù),計算熱平衡時間時的平衡溫度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子體溫計,其特征在于,所述參數(shù)確定部,是根據(jù)三個檢測溫度和該檢測溫度的測定時間來確定參 數(shù)a、參數(shù)b以及參數(shù)c的單元,使所述參數(shù)c為零,使用第一以及第二這兩個檢測溫度以及該檢測溫度的 測定時間來確定參數(shù)b,并且臨時確定參數(shù)a;在使用了所述求得的參數(shù)a以及參數(shù)b、并且使參數(shù)c為零的預(yù)測函數(shù)中, 代入第三檢測溫度的測定時間,來計算熱平衡預(yù)測溫度;使用所述計算出的熱平衡預(yù)測溫度與所述第三檢測溫度的差,確定參數(shù)c;將所述參數(shù)b、參數(shù)c以及第三檢測溫度和第三檢測溫度的測定時間代入 所述預(yù)測函數(shù),再次確定參數(shù)a。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子體溫計,其特征在于, 所述參凄t確定部,4艮據(jù)將三個檢測溫度和該;險測溫度的測定時間代入所述預(yù)測函數(shù)而得到的三個聯(lián)立方程式,來確定參數(shù)a、參數(shù)b以及參數(shù)c。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電子體溫計,其特征在于, 所述預(yù)測單元具備溫度梯度計算部,其根據(jù)由所述溫度檢測單元檢測出的溫度來計算溫度梯度,所述溫度梯度計算部,將檢測溫度的溫度梯度iiA預(yù)定范圍內(nèi)的時刻的檢 測溫度以及該4企測溫度的測定時間,作為所述三個4企測溫度和該;險測溫度的測 定時間內(nèi)的最初的第 一點。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子體溫計,其特征在于,所述預(yù)測單元具備計時部,所述計時部,從所述第一點的溫度檢測起進行計時,將從第一點的測定時 間分別經(jīng)過預(yù)定時間后的時間,作為第二點以及第三點的測定時間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子體溫計,其特征在于,所述參數(shù)確定部,是根據(jù)兩個檢測溫度和該檢測溫度的測定時間來確定參 數(shù)a、參數(shù)b以及參數(shù)c的單元,使所述參數(shù)c為零,使用第一以及第二這兩個檢測溫度以及該檢測溫度的 測定時間,來確定參數(shù)b,并且臨時確定參數(shù)a;根據(jù)所述參數(shù)b和所述第 一檢測溫度與參數(shù)c的關(guān)系,確定參數(shù)c;將所述參數(shù)b、參數(shù)c以及第二檢測溫度和第二檢測溫度的測定時間代入 所述預(yù)測函數(shù),再次確定參數(shù)a。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子體溫計,其特征在于, 所述預(yù)測單元具備溫度梯度計算部,根據(jù)由所述溫度檢測單元檢測出的溫度來計算溫度梯度,所述溫度梯度計算部,將檢測溫度的溫度梯度進入預(yù)定范圍內(nèi)的時刻的檢 測溫度以及該才企測溫度的測定時間,作為所述兩個檢測溫度和該;險測溫度的測 定時間內(nèi)的最初的第一點。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子體溫計,其特征在于, 所述預(yù)測單元具備計時部,所述計時部,從所述第一點的溫度檢測起進行計時,將從第一點的測定時 間起經(jīng)過預(yù)定時間后的時間作為第二點的測定時間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項所述的電子體溫計,其特征在于, 所述熱平衡預(yù)測溫度計算單元,將熱平衡預(yù)測時間代入由所述參數(shù)a、參數(shù)b以及參數(shù)c確定的預(yù)測函數(shù)的測定時間t,計算熱平衡預(yù)測溫度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2、 4、 5中任意一項所述的電子體溫計,其特征在于, 所述熱平衡預(yù)測溫度計算單元,將熱平衡預(yù)測時間代入由所述參數(shù)b和臨時確定的參數(shù)a所確定的預(yù)測函數(shù)的測定時間t,計算熱平衡預(yù)測溫度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2、 4、 5中任意一項所述的電子體溫計,其特征在于,所述熱平衡預(yù)測溫度計算單元,將熱平衡預(yù)測時間代入使用所述參數(shù)b 和臨時確定的參數(shù)a的預(yù)測函數(shù)的測定時間t,計算第一次的熱平衡預(yù)測溫度,將熱平衡預(yù)測時間代入由所述參數(shù)a、參數(shù)b以及參數(shù)c確定的預(yù)測函數(shù) 的測定時間t,計算第二次的熱平衡預(yù)測溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項所述的電子體溫計,其特征在于,所述時間常數(shù)C是熱平衡預(yù)測時間。
全文摘要
電子體溫計具備檢測被測定部位溫度的溫度檢測單元、根據(jù)所檢測出的溫度計算平衡溫度的預(yù)測單元。預(yù)測單元具備參數(shù)確定部,其確定具有3個參數(shù)的求得平衡預(yù)測溫度的預(yù)測函數(shù)的參數(shù);熱平衡預(yù)測溫度計算單元,其根據(jù)由參數(shù)確定部確定的參數(shù),計算熱平衡時間時的平衡溫度。參數(shù)確定部,根據(jù)三個(或兩個)檢測溫度及該檢測溫度的測定時間,確定預(yù)測函數(shù)所具有的參數(shù)。預(yù)測函數(shù)能夠以較少的采樣數(shù)預(yù)測平衡溫度,根據(jù)檢測溫度及該檢測溫度的測定時間來確定參數(shù)。由此,在減少用于預(yù)測平衡溫度的采樣數(shù)的同時,解決了由于外部原因或個體差異等導(dǎo)致預(yù)測的平衡變化的問題。
文檔編號G01K7/42GK101115979SQ20068000416
公開日2008年1月30日 申請日期2006年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者小林勇, 山本哲也 申請人:西鐵城控股株式會社