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耳栓型個人熱中症警報装置 UPDATE 新技術説明会

国内特許コード P200017265
整理番号 13240
掲載日 2020年11月2日
出願番号 特願2008-310160
公開番号 特開2010-131209
登録番号 特許第4961618号
出願日 平成20年12月4日(2008.12.4)
公開日 平成22年6月17日(2010.6.17)
登録日 平成24年4月6日(2012.4.6)
発明者
  • 高橋 直樹
  • 山田 茂
  • 木梨 秀二
  • 高田 浩二
出願人
  • 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 耳栓型個人熱中症警報装置 UPDATE 新技術説明会
発明の概要 【課題】防護服着用の有無に関わらず、また作業環境の如何を問わず、誰でも使用できるようにする。また、装置を小型化・軽量化すると共に、信号線の引き回しを無くすか、あるいは最小限に止めることで、各種作業に支障を来さないようにする。更に、使用者個人に向けて直接警報を発するようにし、装置単独で使用できるようにする。
【解決手段】少なくとも使用者の深部体温の変化をモニタリングすることにより使用者個人に向けて熱中症発症の危険性を警報する熱中症警報装置である。外耳道に挿入される耳栓部10と耳介に面して位置する本体ケース12とが一体化され、使用者の外耳道と耳介とで保持可能な外観形状をなし、前記耳栓部には深部体温測定用の鼓膜温センサが組み込まれ、前記本体ケースには、該鼓膜温センサからの深部体温情報に基づき熱ストレインを評価し、その評価に応じて熱中症の警報を発する機器が内蔵されている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

労働現場における平成19年度の熱中症による死亡事例は18件もあり、このうち10件が建設現場で発生している。建設現場は、直射日光下での作業も多く、急激に症状が悪化し、最悪の場合、死に至る危険性が非常に高い。気象庁では、夏場における熱中症予防を啓発するため、熱中症危険指数を発表しているが、熱中症危険指数はその作業環境により大きく変化する。そのため、熱中症の根本的な予防には、自己の健康状況を的確に把握し、症状が軽いうちに適切な処置対応を図ることに尽きる。

過酷な暑熱環境下での作業における熱中症や過度の疲労を防止する対策としては、予め作業限界に至るまでの時間(作業限界時間)を定めておき、それに基づいて実作業管理を行う方法がある。なお、作業限界時間とは、例えば人工気候室において実作業を模擬した一定強度の作業(踏み台昇降など)を行い、その時の心拍数及び体温を測定し、それらの時間変化を基に予め設定された心拍数及び体温に達する時間を実測または予測することにより設定される時間を言う。しかし、作業限界時間は実験等により求められた平均的な時間であって、作業負荷及び環境並びに個人の身体的特性により変動する。そのため、実作業に当たっては、適時、作業員に対してトランシーバー等を用い、疲労状況等の自覚症状の確認を行うことにより作業管理を行っていた。しかしながら、本人の自己申告に基づく主観的情報だけでは、疲労状況を厳密に捉えることが困難であった。

ところで、熱中症発症の未然防止については、作業者の深部体温と心拍数の変化をモニタリングすることにより管理できることは、これまでにも実例(米国のACGIH:American Conference of Governmental Industrial Hygienists )で確認されている。暑熱環境下での作業における管理指数としては、例えば上記ACGIHの作業環境における物理因子のTLVs(Threshold Limit Values)があり、それによれば「深部体温が38.0℃(暑熱環境に馴化している場合は38.5℃)を超える場合」、「心拍数が数分間継続して〔180-年齢〕を超える場合」、「作業強度がピークに達した後1分間経過後の心拍数が110以下に戻らない場合」などの兆候により、熱ストレインが許容限界を超えたことが判断できるとしている。なお、「熱ストレイン」とは、熱ストレス(労働に伴って体内で産生される熱と体外の環境すなわち温度、相対湿度、輻射熱、及び気流、並びに衣服等の複合効果によって決まる、労働者が曝露される正味の熱負荷のこと)によって生じる生理的な反応の総称のことである。

このことを利用すると、作業管理を行っている現場責任者が、一人ひとりの作業員の深部体温・心拍数を何らかの手法によりモニタリングし、それらの情報を基に所定の警報値を超えた場合に、トランシーバ等により各作業員に対して作業中断(休息)の指示を行うような熱中症の予防システムが構築できる。しかし、このような集中的な管理では、現場責任者の負担が非常に大きくなる。

他方、従来技術として、何らかの行動をとろうとしている者、あるいは何らかの行動をとっている者(それらを「ユーザ」と称する)を支援する「ユーザ支援装置」が提案されている(特許文献1参照)。この装置は、ユーザが知覚している情報であるユーザ外部情報、ユーザ自身の情報であるユーザ内部情報、ユーザ周辺の環境情報を取得し、それらの情報に基づいてユーザの位置、姿勢、身体状態、及び精神状態など含むユーザ状態を判断し、ユーザの行動、記録、及び思考などの支援を行うものである。具体的には、例えばユーザ自身の発汗量や表情、ユーザ周辺の気温や空気中の成分等をセンサやカメラを使って取得し、取得した情報を通信手段を介してコンピュータに送り、所定の処理を行って得られる必要な情報をユーザに知らせることでユーザを支援するように構成されている。このようなユーザ支援の技術は、熱中症予防等の健康管理にも応用できる可能性がある。

そこで本発明者等は、先に、深部体温や心拍数の変化をモニタリングすることにより熱中症の危険性を警報する熱中症警報装置を開発した(特願2007-283522号)。この熱中症警告装置は、メモリ、マイクロプロセッサ及び外部との信号送受信用無線モジュールを含む集積回路と、該マイクロプロセッサから与えられる情報を外部に送信すると共に、外部からの情報を作業員に伝えるための手段と、作業員の深部体温を測定するセンサ及び心拍数を測定するセンサと、危険区域の外に置かれた外部コンピュータを備え、前記計測センサによって測定された作業員の深部体温及び心拍数を、アンテナを介して外部コンピュータに送信し、外部コンピュータにおいて予め設定されている深部体温及び心拍数に関する閾値(熱中症警告値)と比較し、熱中症の危険度が高い場合には、外部コンピュータの画面上に警告または警報表示を行い、それを監視している現場責任者を介して作業員に警告等を発するように構成されている。

しかし、この熱中症警報装置は防護服の着用を前提としている。従って、核燃料物質の取り扱い、アスベストやダイオキシンなどの有害物質の取り扱い、あるいは消火活動などのように、作業にあたって防護服を着用する必要のある現場での作業員の熱中症予防対策・健康管理には有用であるが、一般の建設現場のように防護服の着用を必要としない場合には対応できない。つまり、汎用性に乏しい。しかも、胸元もしくは背中に装着した本体機能部(データロガー部及び電源部などのユニット)と測定用のセンサとが分離しているため、信号線を長く引き回して相互接続しなければならない。そのため、装置が大型化し装着時に若干の苦痛が伴うばかりでなく、作業内容によっては引き回した信号線が作業の妨げとなったり、作業中に信号線を引っ掛ける等して予期せぬ引っ張り力が加わることで身体に装着していたセンサが脱落する恐れがあった。

また、この場合も、各作業員が装着しているセンサから取得した客観的な情報を基に、外部コンピュータで集中的に健康管理(熱中症管理)を行い、作業を管理している現場責任者が各作業員に指示を与える点には変わりはなく、大掛かりなシステムとなることは避けられない。

【特許文献1】
特開2005-315802号公報

産業上の利用分野

本発明は、少なくとも深部体温の変化をモニタリングすることにより使用者個人に向けて熱中症発症の危険性を警報する熱中症警報装置に関し、更に詳しく述べると、外耳道に挿入される耳栓部と耳介に面して位置する本体ケースとが一体化され、使用者の外耳道と耳介とで保持可能な外観形状を呈する耳栓型個人熱中症警報装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
使用者の深部体温と心拍数の変化をモニタリングすることにより使用者個人に向けて熱中症発症の危険性を警報する熱中症警報装置であって、
外耳道に挿入される耳栓部と耳介に面して位置する本体ケースとが一体化され、使用者の外耳道と耳介とで保持可能な外観形状をなし、前記耳栓部には深部体温測定用の鼓膜温センサと心拍数測定用の心拍センサが組み込まれ、前記鼓膜温センサは、赤外放射温度を検知するサーモパイルであり、外耳道内に臨むように耳栓部の先端に設けられており、前記心拍センサは、赤外光源と赤外フォトセンサとを外耳道面に対面するように耳栓部の側壁に並置し、外耳道面における反射赤外線を捉える構造であって、前記本体ケースには、鼓膜温センサからの深部体温情報と心拍センサからの心拍数情報に基づき熱ストレインを評価し、その評価に応じて熱中症の警報を発する機器が内蔵されていることを特徴とする耳栓型個人熱中症警報装置。

【請求項2】
前記本体ケース内に、更に加速度センサを組み込み、作業者の歩行量・作業量を含めた情報を取得可能とした請求項1記載の耳栓型個人熱中症警報装置。

【請求項3】
前記本体ケースにはメモリカード挿入口が設けられ、測定データを記録可能で且つ使用者の個別情報が記録されたメモリカードが装着可能であって、該メモリカードの挿入によって装置電源が投入され、該メモリカードの抜出によって装置電源が遮断されるスイッチ機能を有している請求項1又は2記載の耳栓型個人熱中症警報装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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