サーミスタ式体温計とは？仕組みや原理と精度
日常生活の中で体調が悪いと感じた時や、病院へ行ったときに検査の中で使うのが体温計ですが、一口に体温計と言っても様々な種類があることをご存知でしょうか？現代の生活の中で最も馴染みがあるのは棒状で本体に温度がデジタル表示されるモニターが付いているものになると思います。
このようなデジタル式の中で最も普及しているのがサーミスタ式と言うものになります。しかし、馴染みがあるもののどういう原理で測っているか、など詳しいことをご存知ない方が多いようです。そこでこちらではサーミスタ式体温計の仕組みや原理と精度についてご紹介していきます。
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サーミスタ式体温計とは？
冒頭でも触れましたが、サーミスタ式は現存する体温計の中では最も普及しているデジタル式の体温計になります。1980年代に登場した当初こそ、精度の問題や価格の高さで普及しませんでしたが、現在は大幅な改良がくわえられ、その便利さと安全性、何よりも価格として高すぎないため、多くの方が購入されています。
サーミスタ式体温計の特徴
元々主流は水銀体温計でしたが、こちらはリセットするために本体を振る必要がり、その過程で物にぶつけて破損、最悪の場合は中の水銀が出てきて人体に危害を及ぼすという危険性もありました。
その点を考えるとサーミスタ式はボタンを押すことによりリセット、あるいは使用していない状況だと電源が切れリセットされるので振る必要もないので破損することも少なく便利で安全と言うことで水銀体温計に代わる主流として普及しました。これは家庭だけでなく、医療現場でも採用されています。この利便性がサーミスタ式体温計の特徴と言えます。
また後述する精度の高さと、NTCサーミスタの登場により電子機器でありながら安価で簡易的に製造できるようになったことによる比較的低価格での販売も普及の手助けとなりました。
サーミスタ式体温計の弱点
サーミスタ式は電気を必要とするためボタン電池などが利用されています。仕組みは案外簡易的なため、使用する電力は非常に少ないですが、いずれは電池が切れてしまいます。そのためいざ使おうと思ったときに電源が付かないという事態もあり得るのです。
最近はその使用電力の小ささから、デジタルモニター部分にソーラーを内蔵したものも販売されており、これは電源を付けるたびにその都度、光から電力を補って使用できるようになっています。
サーミスタ式体温計の仕組みと原理
サーミスタ式の仕組みと原理はデジタルである以上、少々複雑です。まず名称にもなっているサーミスタですが、これはNTCサーミスタという温度センサからきています。これはトランジスタやICなどによる電子回路と馴染みのよいセンサになります。
サーミスタとは「温度に敏感な抵抗体(=Thermal Sensitive Resistor)」を意味する英語の略語で、温度上昇と共に抵抗値が下がる性質(負特性=NTC)を持つ半導体瀬田ミック材料を用いたものです。
これを応用して作られたのがこのサーミスタ式体温計なのです。内部は先端部にとりつけたNTCサーミスタと、本体に格納した発振回路や判定回路、液晶表示部、ボタン電池などで構成されています。
温度によって変化するNTCサーミスタの抵抗値を周波数に変換し、基準となる周波数と比較することで温度を液晶表示します。これは先述した水銀体温計とくらべて計測が格段に速くなりました。
サーミスタ式体温計には、膨大なデータをもとに計測開始からのセンサー部分の温度上昇のカーブから最終的な温度を予測・計算の上で体温の表示を行う予測式と、水銀体温計のように実際に体温を測定する実測式という2タイプがあります。
実測式であれば水銀体温計同様10分程度、予測式であればさらに短く20~30秒程度で測定できるようになったのは技術の革新とも言えます。予測式だとその精度などに疑問がある方もみえるかもしれませんが、それについては後述させていただきます。
実測式及び水銀体温計で10分かかるのは物質が平衡温に達するのに必要な時間になります。最近は実測式のものだと速くて3分程で計測結果が出るものもありますが、実は平衡温に達しておらず完全な実測値ではありません。それでも精度は高いですが、より確実な数値を得たいのであれば10分待つ必要があります。
さて、NTCサーミスタは電子回路における温度補償(temperature compensation)用としても重要な働きをしています。トランジスタや水晶振動子などを用いた電子回路は温度変化によって動作が微妙に不安定になります。
そこで、温度上昇とともに抵抗値が下がる性質をもつNTCサーミスタを回路に組み込むことで、安定した回路動作を保たせます。これを温度補償といいます。つまりこれがないと正確な体温の測定は困難と言うことになります。
サーミスタ式体温計の精度
サーミスタ式体温計の精度は上述のNTCサーミスタの登場で非常に高く、また価格を抑えることに成功しています。これは予測式でも実測式でも同様に言えます。実測式は時間は多少かかるものの、実際の体温を測定するため誤差は非常に小さいです。これはアナログ式であった水銀体温計も同様です。
問題なのは予測式になります。サーミスタ式が登場した1980年代当時はこの予測式の体温計が最初に誕生しました。水銀体温計よりも安全で計測に時間がかからないというのが売りでしたが、あくまでデータを元に演算し、その結果をもとに体温を算出しています。しかし人体はそれぞれ個体差があり、必ずしも計算通りとはいきません。
そのため、近似値にはなっても誤差が生じてしまうのです。特に発売当初はデータもそれほどなく、精度としてもかなり曖昧だったので問題視されていました。現在はかなり精度が挙がり予測式でも誤差はそれほど大きくなりませんが、それでも実測式に比べれば誤差が生じてしまうのが現実です。
そこで製品としては「予測式と実測式を組み合わせたもの」がほとんどとなり、モードを切り替えるなどして測定できる機能などがつきました。これによって状況に合わせて使い分け、誤差を出来る限り失くした体温計として使用できるようになりました。
サーミスタ式体温計の使い方
それではサーミスタ式体温計の使い方についてご紹介していきましょう。上述の予測式と実測式が組み合わせたものを元にご紹介してきます。
- 安静状態を保てるようリラックスして座る、あるいは寝られる状態を作る
- 腋の下(または口の中の舌下)に入れて30秒ほど待つ
- 予測式の計測結果が出るのでそれを見る
- 再び同じ体勢で、同じ場所に体温計を入れ10分待つ
- 計測結果が出たらそれを見る
予測式の計測結果でいい場合は3までで止めて大丈夫です。誤差が気になる場合は5まで行ってください。現在発売されている商品は計測結果が出ると音で知らせてくれるようになっているので大丈夫だと思いますが、商品によって予測式や実測式の結果が出る時間が違いますので、説明書の時間に合わせて使用するようにしてください。
また先述しましたが、リセット方法が商品によって違います。電源が切れることでリセットされるものは良いですが、リセットボタンを押さなければいけないものは、使用前に必ず確認してから測定を行ってください。
定番のおすすめサーミスタ式体温計：厳選３種
サーミスタ式の概要や使用方法はこれで知っていただけたと思います。そこでここからはサーミスタ式体温計の定番おすすめ商品についてご紹介していきます。
テルモ(TERUMO) / ET-C231P 電子体温計
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日本製電子体温計の生みの親とも言えるテルモのサーミスタ式体温計です。長年蓄積した技術を活かし、平均20秒で10分後の体温を検温してくれる予測式となっています。もちろん実測式との組み合わせ方式なので、厳密な体温管理が必要な方は約10分間検温し続ければ、再度電子音が検温終了を知らせてくれます。
モニターもバックライトを搭載した大型液晶表示で、高齢者にも見やすい大きな文字で、暗い部屋でも見やすくなっています。また本体自体も滑りにくく使いやすいデザインと、清潔に使うために水洗いできる素材で作られているので、衛生面でも安心です。
電池式なので交換が必要になりますが、無駄なく電池を使えるオートパワーオフも付いているので、電源の消し忘れの心配がありません。また体調の変化が分かる前回値メモリー付きです。腋下温専用ではありますが、高性能でおすすめの商品です。
シチズン(CITIZEN) / CT791SP 電子体温計
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こちらはシチズンのサーミスタ式体温計の予測式になります。こちらも腋下専用の体温計です。非常にコンパクトな本体ですが、液晶の字が非常に見やすいので使いやすいのが特徴です。平均30秒で10分後の体温を予測検温してくれ、予測検温と実測検温の誤差は±0.1℃以内と言う正確さが魅力的な体温計です。
先端部分が曲がる柔らかい素材なので、体温計を嫌がる子供にもおすすめです。こちらも電池交換式ですがオートパワーオフ機能搭載で、予測検温だけなら5500回使える省電力設計となっています。前回値のメモリー機能付きで、保管に便利な収納ケースが付いても上記のオムロン製より安いのも魅力です。
オムロン(OMRON) / MC-682 電子体温計 けんおんくん
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こちらはオムロンのサーミスタ式体温計です。平均15秒で10分後の体温を予測検温してくれる、腋下専用の体温計となっています。こちらも検温部の先端が曲がるゴム素材になっているので、ズレずに腋下の検温位置にフィットしてくれます。
またこちらは10回分の検温結果を日時と併せて表示する機能があるので、定期的な検温の結果を知ることができ、その推移を把握することもできる優れものです。検温終了のブザー音を消す機能や、検温終了時にバックライトが自動点灯する機能もついており、何より画面が見やすいため、老若男女誰でも使いやすい設計が嬉しいところです。
価格としては少し高めですが、こちらも高機能で扱いやすい商品としてはおすすめです。
