携帯用データ送信装置並びにそれを利用した熱ストレス管理システムおよび方法
人体の過度な熱ストレスをモニタリングする携帯用データ送信装置、熱ストレス管理システム、及び熱ストレス管理方法を提供する。該携帯用データ送信装置は、人体に着脱可能な脱着部と、脱着部に連結されてユーザの生体データを測定する生体データセンサと、ユーザを取り囲む環境データを測定する環境データセンサと、測定されたデータを無線で伝送する無線送信部とを備える。これにより、各個人別に熱ストレスを遠隔及びリアルタイムで測定することによって、最適な安全指針をリアルタイムで提供でき、従って人体の過度な熱ストレスによる極限的な危険状況の予防と応急状況に対する早期対応とが可能である。また、自動化された管理及び報告書によって作業人員の効率的な管理が可能であり、管理効率を極大化できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体の過度な熱ストレスによる極限的な危険状況の予防と応急状況に対する早期対応とのために、人体の過度な熱ストレスをモニタリングする携帯用データ送信装置、熱ストレス管理システム、及び熱ストレス管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、熱ストレスは、温度、湿度、運動負荷、そして気候に対する適応の影響を受けることが知られている。摂氏２５℃以上の暑い環境では、人体は、汗を流して汗の蒸発によって体温を低くするメカニズムでもって体温のバランスを取ろうとする。このメカニズムは、湿度の影響を受ける。したがって、高湿度の条件下では、このメカニズムの効率性は低くなる。また、衣服の状態も、皮膚周囲の空気フローを制限するために、このメカニズムに密接な関連を有する。
【０００３】
短期間および長期間の熱ストレスは、いずれも、人体にとって有害である。短期間の熱ストレスの影響の例としては、熱射病、疲労困憊、けいれん、朦朧（もうろう）となることなどがあり、長期間の熱ストレスの影響の例としては、熱による衰弱（thermal weakening）、高血圧、心筋損傷、性欲減衰や勃起不全などがある。
【０００４】
熱ストレスに関連した危険な職種の代表的な例としては、警察官、軍人、農夫、建設作業員、溶鉱炉作業員などがある。
【０００５】
また、消防士は、森林火災などの火災の鎮圧中に命を失うことがある。場合によっては、運動選手も、訓練過程において、熱ストレスまたは強烈な日光に晒されるなどの環境的な理由によって命を失うことがある。従って、かような職業的熱ストレス及び様々な危険な熱ストレス状況を予防するためには、熱ストレスを測定し、ユーザにあらかじめ警告する方法が必要とされる。
【０００６】
特に、作業場が熱ストレスにさらされている場合、または、ユーザが熱ストレスの大きい作業を行う場合、定期的な熱ストレスの感知が要求される。
【０００７】
従来使われているＷＢＧＴ（Wet Bulb Globe Temperature）計測器は、熱ストレスを直接的に測定しなければならない場合に有用である。ＷＢＧＴ計測器は、自由に循環する濡れたボールの温度と乾いたボールの温度とを比較することによって、４種の環境的に重要な要素、すなわち温度、相対湿度、日射量（insolation）及び空気のフローを測定できる。ＷＢＧＴインデックスは、暑い環境での勤務規則、ＩＳＯ７２４３であり、熱ストレス測定基準として使用される。
【０００８】
既存の熱ストレスモニタリング方式は、主に作業場に設置されたＷＢＧＴシステムを使用する。たとえかようなシステムが環境の影響を測定できるにしても、各個人の業務負荷や気候適応度などが個人ごとに異なるという点を考慮し難い。また、かようなシステムは、基本的に環境の影響を測定するものであるために、一般的に保護装備を着用する消防士や溶鉱炉作業員らが実際に感じる熱ストレスとは異なる値を測定することになる。また、同じ作業場でも、位置によって熱に対し露出が異なるために、１ヵ所に位置したモニタでは測定が困難である。実際には、かような数多くの要素を管理者が主観的な判断に依存して作業の安全性を維持しなければならないために、一人の管理者が管理できる作業人員の数は、少なくならざるを得ないわけであり、効率的な対応および予防は容易ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するために案出されたものであり、本発明の目的は、各個人の生体データ及び環境データを無線で送信できる携帯用データ送信装置を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、各個人別に熱ストレスを遠隔及びリアルタイムで測定することによって、最適な安全指針をリアルタイムで提供できる熱ストレス管理システムを提供することである。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、各個人別に熱ストレスを遠隔及びリアルタイムで測定することによって、最適な安全指針をリアルタイムで提供できる熱ストレス管理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的を達成するために、本発明は、人体に着脱可能な脱着部と、前記脱着部に連結されてユーザの生体データを測定する生体データセンサと、ユーザを取り囲む環境データを測定する環境データセンサと、前記測定されたデータを無線で伝送する無線送信部とを備える携帯用データ送信装置を提供する。
【００１３】
本発明の一実施形態において、前記携帯用データ送信装置は、前記センサによって測定されたアナログデータをデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、前記無線送信部の動作を制御する制御部とをさらに備えることができる。
【００１４】
本発明の一実施形態において、前記センサ及び無線送信部は、フレキシブル基板上に配され、前記脱着部は、前記フレキシブル基板を取り囲む防水性のフレキシブルなケース、並びに前記ケース外部の一面にコーティングされている人体の皮膚に脱着可能な接着層を有することができる。
【００１５】
本発明の一実施形態において、前記ケースは、シリコンゴム・パッケージングで製作されうる。
【００１６】
本発明の一実施形態において、前記生体データは心拍数及び運動加速度であり、前記環境データは温度及び湿度でありうる。
【００１７】
本発明の他の目的を達成するために、本発明は、人体に着脱可能な脱着部と、前記脱着部に連結されてユーザの生体データを測定する生体データセンサと、ユーザを取り囲む環境データを測定する環境データセンサと、前記測定されたデータを無線で伝送する無線送信部とを備える携帯用データ送信部と；前記携帯用データ送信部の無線送信部から前記ユーザの生体データ及び環境データを無線で受信し、前記受信したデータ及びあらかじめ入力されたユーザの基本データを熱ストレス推定変数に変換し、前記ユーザの熱ストレスを遠隔でモニタリングするモニタリング部とを備える熱ストレス管理システムを提供する。
【００１８】
本発明の一実施形態において、前記生体データは心拍数及び運動加速度であり、前記環境データは温度及び湿度であり、前記基本データは、体重及び最近の勤務記録でありうる。
【００１９】
本発明の一実施形態において、前記熱ストレス推定変数は、心拍数から変換される業務負荷、温度及び湿度から変換されるＷＢＧＴ（Wet Bulb Globe Temperature）インデックス、最近の勤務記録から変換される気候適応度、並びに体重及び運動加速度から変換される肉体作業量でありうる。
【００２０】
本発明の一実施形態において、前記モニタリング部は、前記データ送信部から無線受信された前記ユーザの生体データ及び環境データ、並びに前記入力されたユーザの基本データを熱ストレス推定変数に変換し、それらから前記ユーザの熱ストレス程度を推定し、前記ユーザの熱ストレス程度が過度である場合、警告信号を自動的に発生させることができる。
【００２１】
本発明の一実施形態において、前記モニタリング部は、ユーザが携帯できる形態でありうる。
【００２２】
本発明の一実施形態において、前記熱ストレス管理システムは、前記データ送信部の無線送信部から前記ユーザの生体データ及び環境データを無線で受信し、これらを前記モニタリング部に無線で伝達する携帯用データ受信／伝送部をさらに備えることができる。
【００２３】
本発明の一実施形態において、データ送信部、モニタリング部、及びデータ受信／伝送部間の無線データ伝送は、ブルートゥース、ジグビー、高周波のＲＦ信号、無線ＬＡＮ、ＣＤＭＡ携帯電話網、ＧＳＭ携帯電話網またはＴＥＴＲＡ（TErrestrial Trunked Radio）を利用できる。
【００２４】
本発明のさらに他の目的を達成するために、本発明は、ユーザの基本データを受信する段階と、ユーザの生体データ及び環境データを無線で受信する段階と、前記データを熱ストレス推定変数に変換する段階と、前記推定変数からユーザの熱ストレスを推定する段階と、前記ユーザの熱ストレスが過度である場合、警告信号を発生する段階とを含む熱ストレス管理方法を提供する。
【００２５】
本発明の一実施形態において、前記ユーザの基本データは、前記ユーザの体重及び最近の勤務記録であり、前記ユーザの生体データはユーザの心拍数及び運動加速度であり、前記環境データは、ユーザを取り囲む環境の温度及び湿度でありうる。
【００２６】
本発明の一実施形態において、前記熱ストレス推定変数は、心拍数から変換される業務負荷、温度及び湿度から変換されるＷＢＧＴインデックス、最近の勤務記録から変換される気候適応度、並びに体重及び運動加速度から変換される肉体作業量でありうる。
【００２７】
本発明の一実施形態において、前記熱ストレス管理方法は、要請がある場合、前記ユーザの熱ストレスに関する報告書を自動的に作成する段階をさらに含むことができる。
【００２８】
本発明の一実施形態において、前記報告書は、前記ユーザの基本データ、生体データ、環境データ及び熱ストレス推定変数に関する内容を含むことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、各個人別に熱ストレスを遠隔及びリアルタイムで測定することによって、最適な安全指針をリアルタイムで提供でき、従って人体の過度な熱ストレスによる極限的な危険状況の予防と応急状況に対する早期対応とが可能である。また、自動化された管理及び報告書によって、作業人員の効率的な管理が可能であり、管理効率を極大化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の望ましい実施形態による携帯用データ送信装置のブロック図である。 図１を参照すれば、本発明による携帯用データ送信装置１０は、人体に着脱可能な脱着部１７、脱着部１７に連結されてユーザの生体データを測定する生体データセンサ１１ａ、ユーザを取り囲む環境データを測定する環境データセンサ１１ｂ、及び測定されたデータを無線で伝送する無線送信部１５を備える。
【００３２】
また、本発明による携帯用データ送信装置１０は、センサ１１ａ、１１ｂから測定されたアナログデータをデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ（図示せず）、及び無線送信部１５の動作を制御する制御部１３をさらに備えることができる。また、携帯用データ装置１０は、生体データ及び環境データを保存することができるメモリ（図示せず）及びバッテリのような電源供給部（図示せず）をさらに備えることができる。
【００３３】
生体データセンサ１１ａは、ユーザの生体データを測定できる一つ以上のセンサでありうる。望ましくは、生体データは、心拍数及び運動加速度でありうる。生体データセンサ１１ａは、ユーザの生体データ、例えば心拍数及び運動加速度を測定できる公知のセンサでありうる。例えば、心拍数を測定するために、心電図測定センサを使用でき、運動加速度を測定するために、２軸加速度計（Analog Device、米国）を使用できる。
【００３４】
環境データセンサ１１ｂは、ユーザを取り囲む環境のデータを測定できる一つ以上のセンサでありうる。望ましくは、環境データは、温度及び湿度でありうる。環境データセンサ１１ｂは、ユーザを取り囲む環境データ、例えば温度及び相対湿度を測定できる公知のセンサでありうる。例えば、温度及び湿度を測定するために、相対湿度センサが温度センサに統合されたオンチップセンサ（Sensirion、スイス）を使用できる。オンチップセンサを利用する場合、センサ間の距離は、０．１μｍと非常に短くなるという長所がある。
【００３５】
図２は、本発明の望ましい実施形態による携帯用データ送信装置の概略的な分解斜視図である。図２において、センサ１１、制御部１３、無線送信部１５及びバッテリ１６は、概略的に図示されている。
図２を参照すれば、センサ１１ａ、１１ｂ及び無線送信部１５は、フレキシブル基板１８上に配され、脱着部１７は、フレキシブル基板１８を取り囲む防水性のフレキシブルなケース１４ａ、１４ｂ及びケース１４ａ、１４ｂ外部の一面にコーティングされている人体の皮膚に脱着可能な接着層１９を備える。
【００３６】
専門的な職業環境において、実用的に使用されるための人体付着型熱ストレス感知装置の要求事項は、最小限の制限性、防水性、低重量、迅速で容易な設置、低コスト、多様な体型に対する適用性を含む。
【００３７】
本発明による携帯用データ送信装置１０は、前記要求事項をいずれも満足させることができる。具体的には、フレキシブル基板１８として、ＦＰＣＢ（Flexible Printed Circuit Board）を使用でき、防水性のフレキシブルなケース１４ａ、１４ｂとして、シリコンゴム・パッケージングを使用でき、接着層１９として、シリコンゴム接着剤を使用できる。ＦＰＣＢ及びシリコンゴム・パッケージングを使用することによって、全体装置は柔軟に曲がり、ユーザの胸に付着され、シリコンゴム接着剤を使用することによって、装置を水で洗浄して再び人体の皮膚に付着できる。
【００３８】
図３は、本発明の望ましい実施形態による熱ストレス管理システムのブロック図である。
図３を参照すれば、本発明による熱ストレス管理システム１００は、人体に付着可能な携帯用データ送信部１０及び携帯用データ送信部１０からデータを無線で受信することができるモニタリング部２０を備える。
【００３９】
携帯用データ送信部１０は、ユーザの生体データ及び環境データを測定し、測定されたデータを無線で伝送する。携帯用データ送信部１０についての詳細な説明は、前述の通りである。
【００４０】
モニタリング部２０は、データ送信部の無線送信部からユーザの生体データ及び環境データを無線で受信し、受信したデータ及びあらかじめ入力されたユーザの基本データを熱ストレス推定変数に変換し、そうすることによって前記ユーザの熱ストレスを遠隔でモニタリングする。
【００４１】
望ましくは、モニタリング部２０は、データ送信部１０から無線受信されたユーザの生体データ及び環境データ、並びに前記入力されたユーザの基本データを熱ストレス推定変数に変換し、それによりユーザの熱ストレス程度を推定し、ユーザの熱ストレス程度が過度である場合、警告信号を自動的に発生させることができる。
【００４２】
モニタリング部２０は、管理者領域（domain）に存在するコンピュータシステムである場合もあるが、ユーザが携帯できる形態であることが望ましい。例えば、モニタリング部２０として、腕時計、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）または無電器（wireless telegraph set）などの形態を活用できる。その場合、ユーザの熱ストレス程度が過度である場合、警告信号を直接ユーザに伝達できる。
【００４３】
望ましくは、ユーザの生体データは、ユーザの心拍数及び運動加速度であり、環境データは、ユーザを取り囲む環境の温度及び湿度であり、ユーザの基本データは、ユーザの体重及び最近の勤務記録でありうる。
【００４４】
また、望ましくは、熱ストレス推定変数は、心拍数から変換される業務負荷、温度及び湿度から変換されるＷＢＧＴ（Wet Bulb Globe Temperature）インデックス、最近の勤務記録から変換される気候適応度、並びに体重及び運動加速度から変換される肉体作業量でありうる。
【００４５】
図４Ａは、本発明の望ましい実施形態による熱ストレス管理システムをユーザが着用した状態を示す図面であり、図４Ｂは、図４Ａの熱ストレス管理システムのモニタリング部の拡大図である。
図４Ａを参照すれば、携帯用データ送信部１０は、ユーザの胸の部分に装着され、ユーザの生体データ及び環境データを測定し、測定されたデータを無線で伝送する。また、モニタリング部２０は、腕時計の形態でもってユーザの手首に装着され、携帯用データ送信部１０からユーザの生体データ及び環境データを無線で受信し、ユーザに生体データ、環境データ及び熱ストレス推定変数などに関する情報を提供し、ユーザの熱ストレス程度が過度である場合、警告信号をユーザに伝達する。図４Ｂを参照すれば、例えば、腕時計形態のモニタリング部２０は、温度、湿度、ＷＢＧＴインデックス、作業量及び心拍数に関する情報を提供する。
【００４６】
再び図３を参照すれば、本発明による熱ストレス管理システム１００は、データ伝送中継の役割を行う携帯用データ受信／伝送部３０をさらに含むことができる。携帯用データ受信／伝送部３０は、データ送信部１０からユーザの生体データ及び環境データを無線で受信し、これらを前記モニタリング部２０に無線で伝達する。例えば、携帯用データ受信／伝送部３０として、腕時計、携帯電話、ＰＤＡまたは無電器などの形態を活用できる。
【００４７】
データ送信部１０、モニタリング部２０、及びデータ受信／伝送部３０間の無線データ伝送は、ブルートゥース、ジグビー、高周波のＲＦ信号、無線ＬＡＮ、ＣＤＭＡ携帯電話網、ＧＳＭ携帯電話網またはＴＥＴＲＡ（TErestrial Trunked Radio）を利用できる。
【００４８】
上述の方式は、熱ストレス管理システムが使われる環境によって変わりうる。例えば、データ送信部１０は、ブルートゥースまたはジグビーモジュールを含むことができ、ユーザの無電器または携帯電話３０を介してデータを中央サーバに伝送できる。また、データ送信部１０はＣＤＭＡモジュールを含むことができ、データを直接中央サーバに伝送することも可能である。
【００４９】
図５は、本発明の望ましい実施形態による熱ストレス管理方法を説明するフローチャートである。
図５を参照すれば、本発明による熱ストレス管理方法は、ユーザの基本データを受信する段階（Ｓ１０）、ユーザの生体データ及び環境データを無線で受信する段階（Ｓ２０）、データを熱ストレス推定変数に変換する段階（Ｓ３０）、推定変数からユーザの熱ストレスを推定する段階（Ｓ４０）、及びユーザの熱ストレスが過度であるか否かを判別する段階（Ｓ５０）を含む。判別の結果、ユーザの熱ストレスが過度である場合、警告信号を発生する（Ｓ６０）。
【００５０】
望ましくは、前記ユーザの基本データは、ユーザの体重及び最近の勤務記録であり、ユーザの生体データは、ユーザの心拍数及び運動加速度であり、環境データは、ユーザを取り囲む環境の温度及び湿度でありうる。
【００５１】
望ましくは、熱ストレス推定変数は、業務負荷、ＷＢＧＴインデックス、気候適応度、及び肉体作業量でありうる。既存の熱ストレスモニタリング方法は、環境の温度及び湿度によるＷＢＧＴインデックスのみを利用することによって、正確性が落ちるという問題点があった。
【００５２】
熱ストレス推定変数のうち一つである業務負荷（work load）は、心拍数から変換されうる。心拍数を測定するために、誘導心電計（lead electrocardiograph）（ＥＣＧ）を使用でき、心拍数から業務負荷を推定する方法は、公知の推定方法（Shaver，Essentials of Exercise Physiology，Section Three，The Heart and Exercise，Burgess Publishing Company，pp.74-93，1981）を利用できる。
【００５３】
熱ストレス推定変数のうちの一つであるＷＢＧＴインデックスは、温度及び湿度から変換されうる。各ユーザの身体に付着されたセンサから、温度及び相対湿度データを得ることによって、各個人の最適なＷＢＧＴインデックスをリアルタイムで得ることができる。温度及び相対湿度を測定するために、相対湿度センサが温度センサに統合されたオンチップセンサ（Sensirion，スイス）を使用できる。ガスの相対湿度は、その温度に強く依存する。従って、相対湿度が測定される空気と同じ温度に湿度センサを維持させることが必須である。
【００５４】
ＷＢＧＴインデックスは、空気のフロー（風）、空気の温度、湿度、日射量などに影響を受けるが、一般的な日射量があって弱い風の吹く環境で、ＷＢＧＴインデックスは、次のような公式を介して推定されうる（American College of Sports Medicine，Med.J.Aust.，Dec.876，1984）。
【００５５】
【数１】
【００５６】
上記式において、Ｔａは、濡れたボールの温度（゜Ｃ）であり、ｅは、水蒸気圧または湿度（ｈＰａ）である。
【００５７】
蒸気圧は、以下の数式２を利用して、温度及び相対湿度から計算されうる。
【００５８】
【数２】
【００５９】
上記式において、ｒｈは、相対湿度（％）である。
【００６０】
熱ストレス推定変数のうちの一つである気候適応度（acclimatization）は、最近の勤務記録から変換されうる。気候に対する適応度は、１週間または２週間にわたって徐々に熱に適応する過程である。いったん適応した後には、体は、さらに低い温度で汗を流し始め、熱が体に蓄積されることを防止するとが知られている。従って、気候に対する適応度は定量的に測定し難いが、例えば、３週間の勤務記録を介して気候に対する適応度を推定できる。
【００６１】
熱ストレス推定変数のうちの一つである肉体作業量は、体重並びに運動加速度から変換されうる。データ送信部のセンサ部から測定される加速度データと、ユーザによって入力された体重データとを結合することによって、肉体作業量を推定できる。推定は、陸上選手のように主に体全体を動かす作業を行う人に適している。一方、主に腕及び足を動かす作業を行う作業者には、推定は適さないこともある。また、実際の加速度データを介してユーザが休んでいる時間と仕事をしている時間とを測定することができる。
【００６２】
推定変数からの熱ストレス推定及び熱ストレスが過度であるか否かの判断は、例えば下記表１に示した基準を使用して行うことが可能である。表１は、ＡＣＧＩＨ（American Conference of Governmental Industrial Hygienist）によって提供される熱ストレス露出に対するスクリーニング基準である（２０００ ＴＬＶｓ ａｎｄ ＢＥＩｓ，Cincinnati：ＡＣＧＩＨ，ｐ．１８３，２０００）。表１は、開始段階において熱ストレスが極端であるかどうかを判断することを容易にするために使用することができる。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１において、各数値は、ＷＢＧＴインデックスを示す。
【００６５】
例えば、表１を参照して、変換された熱ストレス推定変数、すなわち気候適応／気候非適応、業務負荷及びＷＢＧＴインデックスを使用することによって、作業及び休息の比率を判断することができる。例えば、ＷＢＧＴインデックスが２９．５で中間の業務負荷においてユーザが気候に適応している場合、５０％作業及び５０％休息が適切である。
【００６６】
本発明による熱ストレス管理方法において、ユーザの熱ストレスが過度である場合、警告信号を発生する。例えば、前記の通り、５０％作業及び５０％休息が適切である場合、すなわち３０分作業及び３０分休息が適切である場合、作業を始めた後で３０分ほどしてユーザまたは管理者に警告信号を発生できる。警告信号は、視覚または聴覚を介してなされうる。
【００６７】
本発明による熱ストレス管理方法は、要請のある場合、ユーザの熱ストレスに関する報告書を自動的に作成する段階をさらに含むことができる。報告書は、ユーザの基本データ、生体データ、環境データ及び熱ストレス推定変数に関する内容を含むことができる。
【００６８】
本発明はまた、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータで読み取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取り可能なデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク及び光データ記憶装置などがあり、搬送波（例えばインターネットを介した伝送）の形態で具現されるものも含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータで読み取り可能なコードが記憶され、実行されうる。
【００６９】
以上のように、図面及び明細書で最適な実施形態が開示された。ここでは、特定の用語が使われたが、それらは単に本発明を説明するための目的で使われたものであり、意味の限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。従って、本技術分野の当業者ならば、それらから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であろうという点を理解することができるであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によってのみ決まるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の望ましい実施形態による携帯用データ送信装置のブロック図である。
【図２】本発明の望ましい実施形態による携帯用データ送信装置の概略的な分解斜視図である。
【図３】本発明の望ましい実施形態による熱ストレス管理システムのブロック図である。
【図４Ａ】本発明の望ましい実施形態による熱ストレス管理システムをユーザが着用した状態を示す図面である。
【図４Ｂ】図４Ａの熱ストレス管理システムのモニタリング部の拡大図である。
【図５】本発明の望ましい実施形態による熱ストレス管理方法を説明するフローチャートである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体の過度な熱ストレスによる極限的な危険状況の予防と応急状況に対する早期対応とのために、人体の過度な熱ストレスをモニタリングする携帯用データ送信装置、熱ストレス管理システム、及び熱ストレス管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、熱ストレスは、温度、湿度、運動負荷、そして気候に対する適応の影響を受けることが知られている。摂氏２５℃以上の暑い環境では、人体は、汗を流して汗の蒸発によって体温を低くするメカニズムでもって体温のバランスを取ろうとする。このメカニズムは、湿度の影響を受ける。したがって、高湿度の条件下では、このメカニズムの効率性は低くなる。また、衣服の状態も、皮膚周囲の空気フローを制限するために、このメカニズムに密接な関連を有する。
【０００３】
短期間および長期間の熱ストレスは、いずれも、人体にとって有害である。短期間の熱ストレスの影響の例としては、熱射病、疲労困憊、けいれん、朦朧（もうろう）となることなどがあり、長期間の熱ストレスの影響の例としては、熱による衰弱（thermal weakening）、高血圧、心筋損傷、性欲減衰や勃起不全などがある。
【０００４】
熱ストレスに関連した危険な職種の代表的な例としては、警察官、軍人、農夫、建設作業員、溶鉱炉作業員などがある。
【０００５】
また、消防士は、森林火災などの火災の鎮圧中に命を失うことがある。場合によっては、運動選手も、訓練過程において、熱ストレスまたは強烈な日光に晒されるなどの環境的な理由によって命を失うことがある。従って、かような職業的熱ストレス及び様々な危険な熱ストレス状況を予防するためには、熱ストレスを測定し、ユーザにあらかじめ警告する方法が必要とされる。
【０００６】
特に、作業場が熱ストレスにさらされている場合、または、ユーザが熱ストレスの大きい作業を行う場合、定期的な熱ストレスの感知が要求される。
【０００７】
従来使われているＷＢＧＴ（Wet Bulb Globe Temperature）計測器は、熱ストレスを直接的に測定しなければならない場合に有用である。ＷＢＧＴ計測器は、自由に循環する濡れたボールの温度と乾いたボールの温度とを比較することによって、４種の環境的に重要な要素、すなわち温度、相対湿度、日射量（insolation）及び空気のフローを測定できる。ＷＢＧＴインデックスは、暑い環境での勤務規則、ＩＳＯ７２４３であり、熱ストレス測定基準として使用される。
【０００８】
既存の熱ストレスモニタリング方式は、主に作業場に設置されたＷＢＧＴシステムを使用する。たとえかようなシステムが環境の影響を測定できるにしても、各個人の業務負荷や気候適応度などが個人ごとに異なるという点を考慮し難い。また、かようなシステムは、基本的に環境の影響を測定するものであるために、一般的に保護装備を着用する消防士や溶鉱炉作業員らが実際に感じる熱ストレスとは異なる値を測定することになる。また、同じ作業場でも、位置によって熱に対し露出が異なるために、１ヵ所に位置したモニタでは測定が困難である。実際には、かような数多くの要素を管理者が主観的な判断に依存して作業の安全性を維持しなければならないために、一人の管理者が管理できる作業人員の数は、少なくならざるを得ないわけであり、効率的な対応および予防は容易ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するために案出されたものであり、本発明の目的は、各個人の生体データ及び環境データを無線で送信できる携帯用データ送信装置を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、各個人別に熱ストレスを遠隔及びリアルタイムで測定することによって、最適な安全指針をリアルタイムで提供できる熱ストレス管理システムを提供することである。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、各個人別に熱ストレスを遠隔及びリアルタイムで測定することによって、最適な安全指針をリアルタイムで提供できる熱ストレス管理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的を達成するために、本発明は、人体に着脱可能な脱着部と、前記脱着部に連結されてユーザの生体データを測定する生体データセンサと、ユーザを取り囲む環境データを測定する環境データセンサと、前記測定されたデータを無線で伝送する無線送信部とを備える携帯用データ送信装置を提供する。
【００１３】
本発明の一実施形態において、前記携帯用データ送信装置は、前記センサによって測定されたアナログデータをデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、前記無線送信部の動作を制御する制御部とをさらに備えることができる。
【００１４】
本発明の一実施形態において、前記センサ及び無線送信部は、フレキシブル基板上に配され、前記脱着部は、前記フレキシブル基板を取り囲む防水性のフレキシブルなケース、並びに前記ケース外部の一面にコーティングされている人体の皮膚に脱着可能な接着層を有することができる。
【００１５】
本発明の一実施形態において、前記ケースは、シリコンゴム・パッケージングで製作されうる。
【００１６】
本発明の一実施形態において、前記生体データは心拍数及び運動加速度であり、前記環境データは温度及び湿度でありうる。
【００１７】
本発明の他の目的を達成するために、本発明は、人体に着脱可能な脱着部と、前記脱着部に連結されてユーザの生体データを測定する生体データセンサと、ユーザを取り囲む環境データを測定する環境データセンサと、前記測定されたデータを無線で伝送する無線送信部とを備える携帯用データ送信部と；前記携帯用データ送信部の無線送信部から前記ユーザの生体データ及び環境データを無線で受信し、前記受信したデータ及びあらかじめ入力されたユーザの基本データを熱ストレス推定変数に変換し、前記ユーザの熱ストレスを遠隔でモニタリングするモニタリング部とを備える熱ストレス管理システムを提供する。
【００１８】
本発明の一実施形態において、前記生体データは心拍数及び運動加速度であり、前記環境データは温度及び湿度であり、前記基本データは、体重及び最近の勤務記録でありうる。
【００１９】
本発明の一実施形態において、前記熱ストレス推定変数は、心拍数から変換される業務負荷、温度及び湿度から変換されるＷＢＧＴ（Wet Bulb Globe Temperature）インデックス、最近の勤務記録から変換される気候適応度、並びに体重及び運動加速度から変換される肉体作業量でありうる。
【００２０】
本発明の一実施形態において、前記モニタリング部は、前記データ送信部から無線受信された前記ユーザの生体データ及び環境データ、並びに前記入力されたユーザの基本データを熱ストレス推定変数に変換し、それらから前記ユーザの熱ストレス程度を推定し、前記ユーザの熱ストレス程度が過度である場合、警告信号を自動的に発生させることができる。
【００２１】
本発明の一実施形態において、前記モニタリング部は、ユーザが携帯できる形態でありうる。
【００２２】
本発明の一実施形態において、前記熱ストレス管理システムは、前記データ送信部の無線送信部から前記ユーザの生体データ及び環境データを無線で受信し、これらを前記モニタリング部に無線で伝達する携帯用データ受信／伝送部をさらに備えることができる。
【００２３】
本発明の一実施形態において、データ送信部、モニタリング部、及びデータ受信／伝送部間の無線データ伝送は、ブルートゥース、ジグビー、高周波のＲＦ信号、無線ＬＡＮ、ＣＤＭＡ携帯電話網、ＧＳＭ携帯電話網またはＴＥＴＲＡ（TErrestrial Trunked Radio）を利用できる。
【００２４】
本発明のさらに他の目的を達成するために、本発明は、ユーザの基本データを受信する段階と、ユーザの生体データ及び環境データを無線で受信する段階と、前記データを熱ストレス推定変数に変換する段階と、前記推定変数からユーザの熱ストレスを推定する段階と、前記ユーザの熱ストレスが過度である場合、警告信号を発生する段階とを含む熱ストレス管理方法を提供する。
【００２５】
本発明の一実施形態において、前記ユーザの基本データは、前記ユーザの体重及び最近の勤務記録であり、前記ユーザの生体データはユーザの心拍数及び運動加速度であり、前記環境データは、ユーザを取り囲む環境の温度及び湿度でありうる。
【００２６】
本発明の一実施形態において、前記熱ストレス推定変数は、心拍数から変換される業務負荷、温度及び湿度から変換されるＷＢＧＴインデックス、最近の勤務記録から変換される気候適応度、並びに体重及び運動加速度から変換される肉体作業量でありうる。
【００２７】
本発明の一実施形態において、前記熱ストレス管理方法は、要請がある場合、前記ユーザの熱ストレスに関する報告書を自動的に作成する段階をさらに含むことができる。
【００２８】
本発明の一実施形態において、前記報告書は、前記ユーザの基本データ、生体データ、環境データ及び熱ストレス推定変数に関する内容を含むことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、各個人別に熱ストレスを遠隔及びリアルタイムで測定することによって、最適な安全指針をリアルタイムで提供でき、従って人体の過度な熱ストレスによる極限的な危険状況の予防と応急状況に対する早期対応とが可能である。また、自動化された管理及び報告書によって、作業人員の効率的な管理が可能であり、管理効率を極大化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の望ましい実施形態による携帯用データ送信装置のブロック図である。 図１を参照すれば、本発明による携帯用データ送信装置１０は、人体に着脱可能な脱着部１７、脱着部１７に連結されてユーザの生体データを測定する生体データセンサ１１ａ、ユーザを取り囲む環境データを測定する環境データセンサ１１ｂ、及び測定されたデータを無線で伝送する無線送信部１５を備える。
【００３２】
また、本発明による携帯用データ送信装置１０は、センサ１１ａ、１１ｂから測定されたアナログデータをデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ（図示せず）、及び無線送信部１５の動作を制御する制御部１３をさらに備えることができる。また、携帯用データ装置１０は、生体データ及び環境データを保存することができるメモリ（図示せず）及びバッテリのような電源供給部（図示せず）をさらに備えることができる。
【００３３】
生体データセンサ１１ａは、ユーザの生体データを測定できる一つ以上のセンサでありうる。望ましくは、生体データは、心拍数及び運動加速度でありうる。生体データセンサ１１ａは、ユーザの生体データ、例えば心拍数及び運動加速度を測定できる公知のセンサでありうる。例えば、心拍数を測定するために、心電図測定センサを使用でき、運動加速度を測定するために、２軸加速度計（Analog Device、米国）を使用できる。
【００３４】
環境データセンサ１１ｂは、ユーザを取り囲む環境のデータを測定できる一つ以上のセンサでありうる。望ましくは、環境データは、温度及び湿度でありうる。環境データセンサ１１ｂは、ユーザを取り囲む環境データ、例えば温度及び相対湿度を測定できる公知のセンサでありうる。例えば、温度及び湿度を測定するために、相対湿度センサが温度センサに統合されたオンチップセンサ（Sensirion、スイス）を使用できる。オンチップセンサを利用する場合、センサ間の距離は、０．１μｍと非常に短くなるという長所がある。
【００３５】
図２は、本発明の望ましい実施形態による携帯用データ送信装置の概略的な分解斜視図である。図２において、センサ１１、制御部１３、無線送信部１５及びバッテリ１６は、概略的に図示されている。
図２を参照すれば、センサ１１ａ、１１ｂ及び無線送信部１５は、フレキシブル基板１８上に配され、脱着部１７は、フレキシブル基板１８を取り囲む防水性のフレキシブルなケース１４ａ、１４ｂ及びケース１４ａ、１４ｂ外部の一面にコーティングされている人体の皮膚に脱着可能な接着層１９を備える。
【００３６】
専門的な職業環境において、実用的に使用されるための人体付着型熱ストレス感知装置の要求事項は、最小限の制限性、防水性、低重量、迅速で容易な設置、低コスト、多様な体型に対する適用性を含む。
【００３７】
本発明による携帯用データ送信装置１０は、前記要求事項をいずれも満足させることができる。具体的には、フレキシブル基板１８として、ＦＰＣＢ（Flexible Printed Circuit Board）を使用でき、防水性のフレキシブルなケース１４ａ、１４ｂとして、シリコンゴム・パッケージングを使用でき、接着層１９として、シリコンゴム接着剤を使用できる。ＦＰＣＢ及びシリコンゴム・パッケージングを使用することによって、全体装置は柔軟に曲がり、ユーザの胸に付着され、シリコンゴム接着剤を使用することによって、装置を水で洗浄して再び人体の皮膚に付着できる。
【００３８】
図３は、本発明の望ましい実施形態による熱ストレス管理システムのブロック図である。
図３を参照すれば、本発明による熱ストレス管理システム１００は、人体に付着可能な携帯用データ送信部１０及び携帯用データ送信部１０からデータを無線で受信することができるモニタリング部２０を備える。
【００３９】
携帯用データ送信部１０は、ユーザの生体データ及び環境データを測定し、測定されたデータを無線で伝送する。携帯用データ送信部１０についての詳細な説明は、前述の通りである。
【００４０】
モニタリング部２０は、データ送信部の無線送信部からユーザの生体データ及び環境データを無線で受信し、受信したデータ及びあらかじめ入力されたユーザの基本データを熱ストレス推定変数に変換し、そうすることによって前記ユーザの熱ストレスを遠隔でモニタリングする。
【００４１】
望ましくは、モニタリング部２０は、データ送信部１０から無線受信されたユーザの生体データ及び環境データ、並びに前記入力されたユーザの基本データを熱ストレス推定変数に変換し、それによりユーザの熱ストレス程度を推定し、ユーザの熱ストレス程度が過度である場合、警告信号を自動的に発生させることができる。
【００４２】
モニタリング部２０は、管理者領域（domain）に存在するコンピュータシステムである場合もあるが、ユーザが携帯できる形態であることが望ましい。例えば、モニタリング部２０として、腕時計、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）または無電器（wireless telegraph set）などの形態を活用できる。その場合、ユーザの熱ストレス程度が過度である場合、警告信号を直接ユーザに伝達できる。
【００４３】
望ましくは、ユーザの生体データは、ユーザの心拍数及び運動加速度であり、環境データは、ユーザを取り囲む環境の温度及び湿度であり、ユーザの基本データは、ユーザの体重及び最近の勤務記録でありうる。
【００４４】
また、望ましくは、熱ストレス推定変数は、心拍数から変換される業務負荷、温度及び湿度から変換されるＷＢＧＴ（Wet Bulb Globe Temperature）インデックス、最近の勤務記録から変換される気候適応度、並びに体重及び運動加速度から変換される肉体作業量でありうる。
【００４５】
図４Ａは、本発明の望ましい実施形態による熱ストレス管理システムをユーザが着用した状態を示す図面であり、図４Ｂは、図４Ａの熱ストレス管理システムのモニタリング部の拡大図である。
図４Ａを参照すれば、携帯用データ送信部１０は、ユーザの胸の部分に装着され、ユーザの生体データ及び環境データを測定し、測定されたデータを無線で伝送する。また、モニタリング部２０は、腕時計の形態でもってユーザの手首に装着され、携帯用データ送信部１０からユーザの生体データ及び環境データを無線で受信し、ユーザに生体データ、環境データ及び熱ストレス推定変数などに関する情報を提供し、ユーザの熱ストレス程度が過度である場合、警告信号をユーザに伝達する。図４Ｂを参照すれば、例えば、腕時計形態のモニタリング部２０は、温度、湿度、ＷＢＧＴインデックス、作業量及び心拍数に関する情報を提供する。
【００４６】
再び図３を参照すれば、本発明による熱ストレス管理システム１００は、データ伝送中継の役割を行う携帯用データ受信／伝送部３０をさらに含むことができる。携帯用データ受信／伝送部３０は、データ送信部１０からユーザの生体データ及び環境データを無線で受信し、これらを前記モニタリング部２０に無線で伝達する。例えば、携帯用データ受信／伝送部３０として、腕時計、携帯電話、ＰＤＡまたは無電器などの形態を活用できる。
【００４７】
データ送信部１０、モニタリング部２０、及びデータ受信／伝送部３０間の無線データ伝送は、ブルートゥース、ジグビー、高周波のＲＦ信号、無線ＬＡＮ、ＣＤＭＡ携帯電話網、ＧＳＭ携帯電話網またはＴＥＴＲＡ（TErestrial Trunked Radio）を利用できる。
【００４８】
上述の方式は、熱ストレス管理システムが使われる環境によって変わりうる。例えば、データ送信部１０は、ブルートゥースまたはジグビーモジュールを含むことができ、ユーザの無電器または携帯電話３０を介してデータを中央サーバに伝送できる。また、データ送信部１０はＣＤＭＡモジュールを含むことができ、データを直接中央サーバに伝送することも可能である。
【００４９】
図５は、本発明の望ましい実施形態による熱ストレス管理方法を説明するフローチャートである。
図５を参照すれば、本発明による熱ストレス管理方法は、ユーザの基本データを受信する段階（Ｓ１０）、ユーザの生体データ及び環境データを無線で受信する段階（Ｓ２０）、データを熱ストレス推定変数に変換する段階（Ｓ３０）、推定変数からユーザの熱ストレスを推定する段階（Ｓ４０）、及びユーザの熱ストレスが過度であるか否かを判別する段階（Ｓ５０）を含む。判別の結果、ユーザの熱ストレスが過度である場合、警告信号を発生する（Ｓ６０）。
【００５０】
望ましくは、前記ユーザの基本データは、ユーザの体重及び最近の勤務記録であり、ユーザの生体データは、ユーザの心拍数及び運動加速度であり、環境データは、ユーザを取り囲む環境の温度及び湿度でありうる。
【００５１】
望ましくは、熱ストレス推定変数は、業務負荷、ＷＢＧＴインデックス、気候適応度、及び肉体作業量でありうる。既存の熱ストレスモニタリング方法は、環境の温度及び湿度によるＷＢＧＴインデックスのみを利用することによって、正確性が落ちるという問題点があった。
【００５２】
熱ストレス推定変数のうち一つである業務負荷（work load）は、心拍数から変換されうる。心拍数を測定するために、誘導心電計（lead electrocardiograph）（ＥＣＧ）を使用でき、心拍数から業務負荷を推定する方法は、公知の推定方法（Shaver，Essentials of Exercise Physiology，Section Three，The Heart and Exercise，Burgess Publishing Company，pp.74-93，1981）を利用できる。
【００５３】
熱ストレス推定変数のうちの一つであるＷＢＧＴインデックスは、温度及び湿度から変換されうる。各ユーザの身体に付着されたセンサから、温度及び相対湿度データを得ることによって、各個人の最適なＷＢＧＴインデックスをリアルタイムで得ることができる。温度及び相対湿度を測定するために、相対湿度センサが温度センサに統合されたオンチップセンサ（Sensirion，スイス）を使用できる。ガスの相対湿度は、その温度に強く依存する。従って、相対湿度が測定される空気と同じ温度に湿度センサを維持させることが必須である。
【００５４】
ＷＢＧＴインデックスは、空気のフロー（風）、空気の温度、湿度、日射量などに影響を受けるが、一般的な日射量があって弱い風の吹く環境で、ＷＢＧＴインデックスは、次のような公式を介して推定されうる（American College of Sports Medicine，Med.J.Aust.，Dec.876，1984）。
【００５５】
【数１】
【００５６】
上記式において、Ｔａは、濡れたボールの温度（゜Ｃ）であり、ｅは、水蒸気圧または湿度（ｈＰａ）である。
【００５７】
蒸気圧は、以下の数式２を利用して、温度及び相対湿度から計算されうる。
【００５８】
【数２】
【００５９】
上記式において、ｒｈは、相対湿度（％）である。
【００６０】
熱ストレス推定変数のうちの一つである気候適応度（acclimatization）は、最近の勤務記録から変換されうる。気候に対する適応度は、１週間または２週間にわたって徐々に熱に適応する過程である。いったん適応した後には、体は、さらに低い温度で汗を流し始め、熱が体に蓄積されることを防止するとが知られている。従って、気候に対する適応度は定量的に測定し難いが、例えば、３週間の勤務記録を介して気候に対する適応度を推定できる。
【００６１】
熱ストレス推定変数のうちの一つである肉体作業量は、体重並びに運動加速度から変換されうる。データ送信部のセンサ部から測定される加速度データと、ユーザによって入力された体重データとを結合することによって、肉体作業量を推定できる。推定は、陸上選手のように主に体全体を動かす作業を行う人に適している。一方、主に腕及び足を動かす作業を行う作業者には、推定は適さないこともある。また、実際の加速度データを介してユーザが休んでいる時間と仕事をしている時間とを測定することができる。
【００６２】
推定変数からの熱ストレス推定及び熱ストレスが過度であるか否かの判断は、例えば下記表１に示した基準を使用して行うことが可能である。表１は、ＡＣＧＩＨ（American Conference of Governmental Industrial Hygienist）によって提供される熱ストレス露出に対するスクリーニング基準である（２０００ ＴＬＶｓ ａｎｄ ＢＥＩｓ，Cincinnati：ＡＣＧＩＨ，ｐ．１８３，２０００）。表１は、開始段階において熱ストレスが極端であるかどうかを判断することを容易にするために使用することができる。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１において、各数値は、ＷＢＧＴインデックスを示す。
【００６５】
例えば、表１を参照して、変換された熱ストレス推定変数、すなわち気候適応／気候非適応、業務負荷及びＷＢＧＴインデックスを使用することによって、作業及び休息の比率を判断することができる。例えば、ＷＢＧＴインデックスが２９．５で中間の業務負荷においてユーザが気候に適応している場合、５０％作業及び５０％休息が適切である。
【００６６】
本発明による熱ストレス管理方法において、ユーザの熱ストレスが過度である場合、警告信号を発生する。例えば、前記の通り、５０％作業及び５０％休息が適切である場合、すなわち３０分作業及び３０分休息が適切である場合、作業を始めた後で３０分ほどしてユーザまたは管理者に警告信号を発生できる。警告信号は、視覚または聴覚を介してなされうる。
【００６７】
本発明による熱ストレス管理方法は、要請のある場合、ユーザの熱ストレスに関する報告書を自動的に作成する段階をさらに含むことができる。報告書は、ユーザの基本データ、生体データ、環境データ及び熱ストレス推定変数に関する内容を含むことができる。
【００６８】
本発明はまた、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータで読み取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取り可能なデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク及び光データ記憶装置などがあり、搬送波（例えばインターネットを介した伝送）の形態で具現されるものも含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータで読み取り可能なコードが記憶され、実行されうる。
【００６９】
以上のように、図面及び明細書で最適な実施形態が開示された。ここでは、特定の用語が使われたが、それらは単に本発明を説明するための目的で使われたものであり、意味の限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。従って、本技術分野の当業者ならば、それらから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であろうという点を理解することができるであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によってのみ決まるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の望ましい実施形態による携帯用データ送信装置のブロック図である。
【図２】本発明の望ましい実施形態による携帯用データ送信装置の概略的な分解斜視図である。
【図３】本発明の望ましい実施形態による熱ストレス管理システムのブロック図である。
【図４Ａ】本発明の望ましい実施形態による熱ストレス管理システムをユーザが着用した状態を示す図面である。
【図４Ｂ】図４Ａの熱ストレス管理システムのモニタリング部の拡大図である。
【図５】本発明の望ましい実施形態による熱ストレス管理方法を説明するフローチャートである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体に着脱可能な脱着部と、
前記脱着部に連結されてユーザの生体データを測定する生体データセンサと、
ユーザを取り囲む環境データを測定する環境データセンサと、
前記測定されたデータを無線で伝送する無線送信部とを備えることを特徴とする携帯用データ送信装置。
【請求項２】
前記センサによって測定されたアナログデータをデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、
前記無線送信部の動作を制御する制御部とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の携帯用データ送信装置。
【請求項３】
前記センサ及び無線送信部は、フレキシブル基板上に配され、前記脱着部は、前記フレキシブル基板を取り囲む防水性のフレキシブルなケース、及び前記ケース外部の一面にコーティングされている人体の皮膚に脱着可能な接着層を有することを特徴とする請求項１に記載の携帯用データ送信装置。
【請求項４】
前記ケースは、シリコンゴム・パッケージングで製作されることを特徴とする請求項３に記載の携帯用データ送信装置。
【請求項５】
前記生体データは心拍数及び運動加速度であり、前記環境データは温度及び湿度であることを特徴とする請求項１に記載の携帯用データ送信装置。
【請求項６】
人体に着脱可能な脱着部と、前記脱着部に連結されてユーザの生体データを測定する生体データセンサと、ユーザを取り囲む環境データを測定する環境データセンサと、前記測定されたデータを無線で伝送する無線送信部とを備える携帯用データ送信部と、
前記携帯用データ送信部の無線送信部から前記ユーザの生体データ及び環境データを無線で受信し、前記受信したデータ及びあらかじめ入力されたユーザの基本データを熱ストレス推定変数に変換し、前記ユーザの熱ストレスを遠隔でモニタリングするモニタリング部とを備えることを特徴とする熱ストレス管理システム。
【請求項７】
前記生体データは心拍数及び運動加速度であり、前記環境データは温度及び湿度であり、前記基本データは、体重及び最近の勤務記録であることを特徴とする請求項６に記載の熱ストレス管理システム。
【請求項８】
前記熱ストレス推定変数は、心拍数から変換される業務負荷、温度及び湿度から変換されるＷＢＧＴインデックス、最近の勤務記録から変換される気候適応度、または体重及び運動加速度から変換される肉体作業量であることを特徴とする請求項７に記載の熱ストレス管理システム。
【請求項９】
前記モニタリング部は、前記データ送信部から無線受信された前記ユーザの生体データ及び環境データ、並びに前記入力されたユーザの基本データを熱ストレス推定変数に変換し、それらから前記ユーザの熱ストレス程度を推定し、前記ユーザの熱ストレス程度が過度である場合、警告信号を自動的に発生させることを特徴とする請求項６に記載の熱ストレス管理システム。
【請求項１０】
前記モニタリング部は、ユーザが携帯できる形態であることを特徴とする請求項６に記載の熱ストレス管理システム。
【請求項１１】
前記データ送信部の無線送信部から前記ユーザの生体データ及び環境データを無線で受信し、これらを前記モニタリング部に無線で伝達する携帯用データ受信／伝送部をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の熱ストレス管理システム。
【請求項１２】
前記データ送信部、前記モニタリング部、及び前記データ受信／伝送部間の無線データ伝送は、ブルートゥース、ジグビー、高周波のＲＦ信号、無線ＬＡＮ、ＣＤＭＡ携帯電話網、ＧＳＭ携帯電話網またはＴＥＴＲＡを利用することを特徴とする請求項６または請求項１１に記載の熱ストレス管理システム。
【請求項１３】
ユーザの基本データを受信する段階と、
ユーザの生体データ及び環境データを無線で受信する段階と、
前記受信したデータを熱ストレス推定変数に変換する段階と、
前記推定変数からユーザの熱ストレスを推定する段階と、
前記ユーザの熱ストレスが過度である場合、警告信号を発生する段階とを含むことを特徴とする熱ストレス管理方法。
【請求項１４】
前記基本データは体重及び最近の勤務記録であり、前記生体データは心拍数及び運動加速度であり、前記環境データは温度及び湿度であることを特徴とする請求項１３に記載の熱ストレス管理方法。
【請求項１５】
前記熱ストレス推定変数は、心拍数から変換される業務負荷、温度及び湿度から変換されるＷＢＧＴインデックス、最近の勤務記録から変換される気候適応度、及び体重並びに運動加速度から変換される肉体作業量であることを特徴とする請求項１４に記載の熱ストレス推定方法。
【請求項１６】
要請がある場合、前記ユーザの熱ストレスに関する報告書を自動的に作成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の熱ストレス管理方法。
【請求項１７】
前記報告書は、前記ユーザの基本データ、生体データ、環境データ及び熱ストレス推定変数を含むことを特徴とする請求項１６に記載の熱ストレス管理方法。
【請求項１】
人体に着脱可能な脱着部と、
前記脱着部に連結されてユーザの生体データを測定する生体データセンサと、
ユーザを取り囲む環境データを測定する環境データセンサと、
前記測定されたデータを無線で伝送する無線送信部とを備えることを特徴とする携帯用データ送信装置。
【請求項２】
前記センサによって測定されたアナログデータをデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、
前記無線送信部の動作を制御する制御部とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の携帯用データ送信装置。
【請求項３】
前記センサ及び無線送信部は、フレキシブル基板上に配され、前記脱着部は、前記フレキシブル基板を取り囲む防水性のフレキシブルなケース、及び前記ケース外部の一面にコーティングされている人体の皮膚に脱着可能な接着層を有することを特徴とする請求項１に記載の携帯用データ送信装置。
【請求項４】
前記ケースは、シリコンゴム・パッケージングで製作されることを特徴とする請求項３に記載の携帯用データ送信装置。
【請求項５】
前記生体データは心拍数及び運動加速度であり、前記環境データは温度及び湿度であることを特徴とする請求項１に記載の携帯用データ送信装置。
【請求項６】
人体に着脱可能な脱着部と、前記脱着部に連結されてユーザの生体データを測定する生体データセンサと、ユーザを取り囲む環境データを測定する環境データセンサと、前記測定されたデータを無線で伝送する無線送信部とを備える携帯用データ送信部と、
前記携帯用データ送信部の無線送信部から前記ユーザの生体データ及び環境データを無線で受信し、前記受信したデータ及びあらかじめ入力されたユーザの基本データを熱ストレス推定変数に変換し、前記ユーザの熱ストレスを遠隔でモニタリングするモニタリング部とを備えることを特徴とする熱ストレス管理システム。
【請求項７】
前記生体データは心拍数及び運動加速度であり、前記環境データは温度及び湿度であり、前記基本データは、体重及び最近の勤務記録であることを特徴とする請求項６に記載の熱ストレス管理システム。
【請求項８】
前記熱ストレス推定変数は、心拍数から変換される業務負荷、温度及び湿度から変換されるＷＢＧＴインデックス、最近の勤務記録から変換される気候適応度、または体重及び運動加速度から変換される肉体作業量であることを特徴とする請求項７に記載の熱ストレス管理システム。
【請求項９】
前記モニタリング部は、前記データ送信部から無線受信された前記ユーザの生体データ及び環境データ、並びに前記入力されたユーザの基本データを熱ストレス推定変数に変換し、それらから前記ユーザの熱ストレス程度を推定し、前記ユーザの熱ストレス程度が過度である場合、警告信号を自動的に発生させることを特徴とする請求項６に記載の熱ストレス管理システム。
【請求項１０】
前記モニタリング部は、ユーザが携帯できる形態であることを特徴とする請求項６に記載の熱ストレス管理システム。
【請求項１１】
前記データ送信部の無線送信部から前記ユーザの生体データ及び環境データを無線で受信し、これらを前記モニタリング部に無線で伝達する携帯用データ受信／伝送部をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の熱ストレス管理システム。
【請求項１２】
前記データ送信部、前記モニタリング部、及び前記データ受信／伝送部間の無線データ伝送は、ブルートゥース、ジグビー、高周波のＲＦ信号、無線ＬＡＮ、ＣＤＭＡ携帯電話網、ＧＳＭ携帯電話網またはＴＥＴＲＡを利用することを特徴とする請求項６または請求項１１に記載の熱ストレス管理システム。
【請求項１３】
ユーザの基本データを受信する段階と、
ユーザの生体データ及び環境データを無線で受信する段階と、
前記受信したデータを熱ストレス推定変数に変換する段階と、
前記推定変数からユーザの熱ストレスを推定する段階と、
前記ユーザの熱ストレスが過度である場合、警告信号を発生する段階とを含むことを特徴とする熱ストレス管理方法。
【請求項１４】
前記基本データは体重及び最近の勤務記録であり、前記生体データは心拍数及び運動加速度であり、前記環境データは温度及び湿度であることを特徴とする請求項１３に記載の熱ストレス管理方法。
【請求項１５】
前記熱ストレス推定変数は、心拍数から変換される業務負荷、温度及び湿度から変換されるＷＢＧＴインデックス、最近の勤務記録から変換される気候適応度、及び体重並びに運動加速度から変換される肉体作業量であることを特徴とする請求項１４に記載の熱ストレス推定方法。
【請求項１６】
要請がある場合、前記ユーザの熱ストレスに関する報告書を自動的に作成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の熱ストレス管理方法。
【請求項１７】
前記報告書は、前記ユーザの基本データ、生体データ、環境データ及び熱ストレス推定変数を含むことを特徴とする請求項１６に記載の熱ストレス管理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【公表番号】特表２００９−５１８１０６（Ｐ２００９−５１８１０６Ａ）
【公表日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５４４２３０（Ｐ２００８−５４４２３０）
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００６／０００６９５
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０６６８５３
【国際公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【出願人】（５９６１８００７６）韓國電子通信研究院 (733)
【氏名又は名称原語表記】Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
【住所又は居所原語表記】１６１ Ｋａｊｏｎｇ−ｄｏｎｇ， Ｙｕｓｏｎｇ−ｇｕ， Ｔａｅｊｏｎ ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００６／０００６９５
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０６６８５３
【国際公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【出願人】（５９６１８００７６）韓國電子通信研究院 (733)
【氏名又は名称原語表記】Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
【住所又は居所原語表記】１６１ Ｋａｊｏｎｇ−ｄｏｎｇ， Ｙｕｓｏｎｇ−ｇｕ， Ｔａｅｊｏｎ ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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