CN114062284A - 马桶水溶液生物检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种马桶水溶液生物检测装置，其包括：设置部、箱部、可调整支持部和侦测部。箱部与设置部连接。可调整支持部可作水平方向及垂直方向活动的调整并与设置部连接。侦测部与可调整支持部连接且连动。其中，侦测部至少包括发光源与光学传感器。马桶水溶液生物检测装置为一种不需添加任何化学试剂，且不需采集任何排泄物检体，就能够自动检测排泄物是否含有血液的居家健康照护装置。
Description
技术领域
本发明是关于一种生物检测装置及方法，特别是关于一种马桶水溶液生物检测装置及方法。
背景技术
大肠/直肠癌的初期病征为粪便潜血，膀胱癌的初期病征为尿液潜血，皆与潜血相关。而在美国，大肠癌发病人数占总体癌症发病人数的8％，发生率居第四位，死亡率居第二位。在中国，大肠癌发病人数占全世界18.6％，死亡人数占全世界20.1％，两项均居世界第一。在中国台湾，大肠癌为连续十二年癌症之首，大肠癌发生率为世界第一。《NATURE》期刊于2017年11月9日提出，目前针对膀胱癌还没有比较普遍性的筛检方式，只有当人们目视可见尿液中含血时，才知道要进行侵入式的内视镜诊疗，而具有这种血尿症状的人们，大约有10％的人会被确诊为膀胱癌。因此，利用非侵入式的方法来检测尿液是否异常，是可行的且可减少内视镜带来的不舒服感。
现有的免疫法潜血检测，必须自行采集粪便检体，且得寄回医院等待检验结果，有失快速性和便利性。而在采集粪便检体时，由于潜血在粪便中并非均匀分布，在检验过程中可能因为采集不到潜血而产生伪阴性，造成误判。又或者是肿瘤或息肉本身为间歇性出血，并非持续出血，因此也有可能在采集粪便检体的当天或前一天，肿瘤或息肉并没有出血，造成检验为伪阴性而产生误判。
日本专利号1998339728揭露一种便成分检查装置，其中，必需有一采便程序，需添加额外的稀释液，尚需有一洗净程序，因此相当地不便。
其他现有的检测方法需要添加化学物质与粪便或尿液中的血液产生结合，对于一般民众而言，需增加额外步骤因此使用上并不方便，且会产生化学物质耗材的额外负担。
因此，如何满足快速性和便利性的生物检测需求，同时又能兼顾经济性及准确性，实是目前尚待解决的重要课题。
发明内容
为解决前述的现有技术问题，本发明提出一种马桶水溶液生物检测装置，用以进行一生物检测，该马桶水溶液生物检测装置包括：一设置部，通过该设置部将该马桶水溶液生物检测装置设置于马桶上；一箱部，包括一运算控制单元，该箱部与该设置部连接；一可调整支持部，可作水平方向或垂直方向活动调整，与该设置部连接；以及一侦测部，用以置于含有排泄物的马桶水中，该侦测部包括一发光源，该侦测部与该可调整支持部连接且连动，该发光源与该运算控制单元电性连接；其中，该运算控制单元控制该发光源射出一光线穿过含有排泄物的马桶水而进入一光学传感器，该光学传感器接收该穿透光后将一感测信号传送至该运算控制单元，由该运算控制单元判断有无生物检测讯号而输出检测结果。
本发明还提出一种马桶水溶液生物检测方法，用以进行一生物检测，该方法应用于一马桶水溶液生物检测装置，该装置包括一设置部、一箱部、一可调整支持部及一侦测部，该装置通过该设置部设置于马桶上，该箱部包括一运算控制单元且与该设置部连接，该可调整支持部可作水平方向或垂直方向活动调整且与该设置部连接，该侦测部用以置于含有排泄物的马桶水中且包括一发光源，该侦测部与该可调整支持部连接且连动，该发光源与该运算控制单元电性连接；该马桶水溶液生物检测方法包括：该可调整支持部水平方向或垂直方向连动该侦测部；透过一输入单元接收一开始检测指令；使该发光源击发一光线穿过含有排泄物的马桶水并进入一光学传感器；以及通过该运算控制单元判断有无生物检测讯号并发送检测结果至一显示单元。
通过本发明可以达到生物检测的目的，同时又能满足便利性、舒适性、快速性、准确性及经济效益的需求。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例的马桶水溶液生物检测装置的前视图及右视图；
图2为本发明的较佳实施例的马桶水溶液生物检测装置设置于马桶的示意图；
图3为本发明的较佳实施例的马桶水溶液生物检测装置的方块图；
图4为本发明的马桶水溶液生物检测原理的示意图；
图5为本发明的较佳实施例的血液吸收光谱；
图6为本发明的一实施例的马桶水溶液生物检测方法的流程图。
图中主要符号说明：
100,200:马桶水溶液生物检测装置
101,201:设置部
103,203,303:箱部
105,205:可调整支持部
107,207,307:侦测部
109,409:发光源
111,411:光学传感器
210:马桶
302:运算控制单元
313:输入单元
316:显示单元
319:电源
413:光束
415:含有排泄物的马桶水
417:穿透光
S601～S604:步骤
具体实施方式
请参阅图1，图1为本发明的较佳实施例的马桶水溶液生物检测装置的前视图及右视图。本发明的较佳实施例的马桶水溶液生物检测装置100至少包括：设置部101、箱部103、可调整支持部105和侦测部107。箱部103与设置部101连接。可调整支持部105可作水平方向及垂直方向活动的调整并与设置部101连接。侦测部107与可调整支持部105连接且连动。其中，侦测部107至少包括发光源109与光学传感器111。
在不同实施例中，本发明的可调整支持部可包括齿状结构、伸缩套件、万向轴、连杆或/及龙骨结构等以使可调整支持部在特定范围内，受到外力操作调整或内部机电的控制而进行X轴、Y轴或/及Z轴方向的活动、扭动、滑动、移动及/或转动，让与可调整支持部连接且连动的侦测部沉入马桶水中后固定，本发明对可调整支持部的结构的各种变化并不加以限制。
请参阅图2，图2为本发明的较佳实施例的马桶水溶液生物检测装置设置于马桶的示意图。马桶水溶液生物检测装置200至少包括：设置部201、箱部203、可调整支持部205和侦测部207。通过设置部201将马桶水溶液生物检测装置200设置于马桶210上。在较佳实施例中，马桶水溶液生物检测装置200通过设置部201以夹持方式设置于马桶210上。可调整支持部205可作垂直方向与水平方向的活动与移动并连动侦测部207。侦测部207用以置于马桶210中含有排泄物(尿或/及粪便)的马桶水(图示未绘)中，侦测部207受到可调整支持部205的连动，可在马桶210中含有排泄物的马桶水中调整至适当的检测位置后固定。
在不同实施例中，本发明尚可通过设置部以悬挂、吸附、黏贴、束缚、套接、卡榫、扣接、磁吸、铆接、螺接或锁固等方式将马桶水溶液生物检测装置设置、固定或安装于马桶(盖)上或马桶(盖)侧边，设置部的结构则对应前述的各种设置方式而例如包括夹子、黏附剂、束带、螺丝、螺帽、卡扣件、磁铁、铆钉或吸盘等，本发明并不加以限制设置部的各种变化样式。
请参阅图3，图3为本发明的较佳实施例的马桶水溶液生物检测装置的方块图。在较佳实施例中，箱部303包括运算控制单元302、输入单元313、显示单元316与电源319。运算控制单元302与输入单元313、显示单元316和电源319电性连接，运算控制单元302亦与侦测部307的发光源与光学传感器电性连接。
在本发明中，运算控制单元例如为MCU、CPU等具有运算、处理、控制或/与分析功能的单元。电源例如为电池型态(替换型或是充电型)或是外接交流电等。输入单元例如为实体按键、声控模块或LCD触控显示器等，用以接收检测指令或控制可调整支持部的指令。输入单元若为LCD触控显示器则尚可包括用户接口。输入单元可具有针对不同检测对象(例如血液、尿酸、尿蛋白及尿糖)的选项。显示单元例如为LCD触控显示器或LED灯号等，用以显示检测结果及信息。发光源例如为LED灯源或激光等且具有控制器(controller)，可击发各种波长的光束。光学传感器例如为光谱仪(spectrophotometer)、光电二极管(photo-diode)、互补式金氧半导体传感器(CMOS sensor)或电荷耦合组件传感器(CCD sensor)等且具有控制器。以上举例本发明皆不加以限制。
在其他实施例中，箱部还可以与(外接型)免治马桶结合，甚至由免治马桶提供电源。更进一步，箱部可以是与免治马桶合而为一，共享运算控制单元、输入单元、显示单元与电源。
本发明的马桶水溶液生物检测装置用以进行生物检测。以下本发明的较佳实施例是以血液的生物检测作举例说明，而在其他不同的实施例中，生物检测例如为尿酸、尿蛋白或尿糖等的检测。在不同实施例中，生物检测的检测原理例如为利用吸收、荧光、散射或拉曼(Raman)光谱特性，以上举例本发明并不加以限制。
请参阅图4，图4为本发明的马桶水溶液生物检测原理的示意图。运算控制单元控制发光源409击发射出特定波长(例如250-650nm)的光束413，光束413入射并穿过含有排泄物的马桶水415(待测物)后成为穿透光417而进入光学传感器411，光学传感器411接收穿透光417后将感测信号传送至运算控制单元。
请参阅图5，图5为本发明的较佳实施例的血液吸收光谱。运算控制单元接收感测信号后判断有无生物检测讯号(在本发明较佳实施例中为是否具有潜血讯号)，如果判断感测信号中具有如图5中的415nm、541nm或577nm左右的特征吸收峰值，则可推论判定为具有潜血(血红素)讯号。运算控制单元输出检测结果(具有潜血讯号)至例如显示单元且控制显示单元显示检测结果。在其他实施例中，依生物检测的对象(例如尿酸、尿蛋白或尿糖)不同，光源发射出的光束也可能具有不同的波长，光谱判断的方式(可以根据临床实验结果与数据统计)也可能会随之不同。
以上较佳实施例主要是利用血液的生物物理进行检出，除了检测微量血液之外，本发明的马桶水溶液生物检测装置亦可用于其他生物检测，例如尿酸、尿蛋白、尿糖等。
请参阅图6，图6为本发明的一实施例的马桶水溶液生物检测方法的流程图。本发明提供一种马桶水溶液生物检测方法，用以进行一生物检测，以下本发明的一实施例是以血液的生物检测作举例说明，而在其他不同的实施例中，生物检测例如为尿酸、尿蛋白或尿糖等的检测。在不同实施例中，生物检测的检测原理例如为利用吸收、荧光、散射或拉曼(Raman)光谱特性，以上举例本发明并不加以限制。
本发明的马桶水溶液生物检测方法应用于马桶水溶液生物检测装置。本发明的较佳实施例的马桶水溶液生物检测装置的相关内容已如前述与图1、2及3所示。马桶水溶液生物检测装置至少包括：设置部、箱部、可调整支持部和侦测部。通过设置部将马桶水溶液生物检测装置设置于马桶上。可调整支持部可作垂直方向与水平方向的活动与移动并连动侦测部。侦测部用以置于马桶中含有排泄物(尿或/及粪便)的马桶水中，侦测部受到可调整支持部的连动，可在马桶中含有排泄物的马桶水中调整至适当的检测位置。箱部包括运算控制单元、显示单元、输入单元及电源且与设置部连接。侦测部包括发光源与光学传感器，发光源、光学传感器与运算控制单元电性连接。
本发明的一实施例的马桶水溶液生物检测方法包括以下步骤：步骤S601：可调整支持部水平方向或/及垂直方向调整以连动侦测部。
可调整支持部受到外力操作调整或内部机电的控制而进行X轴、Y轴或/及Z轴方向的活动、扭动、滑动、移动及/或转动，让与可调整支持部连接且连动的侦测部沉入马桶水中的适当检测位置后固定。
步骤S602：透过输入单元接收开始检测指令。
透过输入单元接收由用户所输入的开始检测指令，以开始进行检测。输入单元例如为实体按键、声控模块或LCD触控显示器等，用以供用户输入开始检测指令或控制可调整支持部进行调整的指令。输入单元若为LCD触控显示器则尚可包括用户接口。输入单元可具有针对不同检测对象(例如血液、尿酸、尿蛋白及尿糖)的选项。
应注意的是，前述步骤S601与步骤S602未限定先后顺序。
步骤S603：使发光源击发光束穿过含有排泄物的马桶水而成为穿透光并进入光学传感器。
请参阅图4，及如前所述与图4相关的内容。透过输入单元接收开始检测指令后产生启动讯号，使得运算控制单元控制发光源409击发射出特定波长(例如250-650nm)的光束413，光束413入射并穿过含有排泄物的马桶水415(待测物)后成为穿透光417而进入光学传感器411，光学传感器411接收穿透光417后将感测信号传送至运算控制单元。
步骤S604：通过运算控制单元判断有无生物检测讯号并发送检测结果至显示单元。
请参阅图5，及如前所述与图5相关的内容。运算控制单元接收感测信号后判断有无生物检测讯号(在此举例为是否具有潜血讯号)，如果判断感测信号具有如图5中的415nm、541nm或577nm左右的特征吸收峰值，则可推论判定为具有潜血(血红素)讯号。运算控制单元输出检测结果(具有潜血讯号)至例如显示单元且控制显示单元显示检测结果。在其他实施例中，依据生物检测的对象(尿酸、尿蛋白或尿糖)不同，运算控制单元控制光源发射出的光束也可能具有不同的波长，光谱判断的方式(可以根据临床实验结果与数据统计)也可能会随之不同。
此外，马桶水溶液生物检测装置是通过设置部以夹持、悬挂、吸附、黏贴、束缚、套接、卡榫、扣接、磁吸、铆接、螺接或锁固等方式设置、固定或安装于马桶上，设置部的结构则对应前述的各种方式而例如包括夹子、黏附剂、束带、螺丝、螺帽、卡扣件、磁铁、铆钉或吸盘等。
不同实施例中，可调整支持部可包括齿状结构、伸缩套件、万向轴、连杆或龙骨结构等以使可调整支持部在特定范围内，受到外力操作或内部机电的控制而进行X轴、Y轴或/及Z轴方向的活动、扭动、滑动、移动及/或转动，让与可调整支持部连接的侦测部沉入马桶水中适当检测位置后固定。
在其他实施例中，箱部还可以与(外接型)免治马桶结合，甚至由免治马桶提供电源。更进一步，箱部可以是与免治马桶合而为一，共享运算控制单元、输入单元、显示单元与电源。
以上本发明实施例的基本检测原理为量测血液吸收光谱，但实际上不应只限定血液吸收，举凡量测血液通用光谱的荧光、散射、与拉曼等光谱特性，皆可作为检测排泄物水溶液中，是否含有微量血液之依据。
总结上述，本发明提供一种不需添加任何生物/化学药剂、稀释液及检测试纸，且不需采集任何排泄物检体，不需进行任何采便或采尿程序，就能够自动检测排泄物是否含有血液、尿酸、尿蛋白或尿糖的马桶水溶液生物检测装置(居家健康照护装置)及马桶水溶液生物检测方法，适合一般民众居家操作运用。利用非侵入式的方法来检测排泄物是否异常，可减少传统内视镜检查所带来的不舒服感，达到本发明的生物检测的目的。
本发明虽已以各个实施例揭露于上，惟其并非用以限制本发明，任何本发明的所属技术领域人员在不脱离本发明的精神和范围仍可做些许的变动与调整，所以本发明的权利范围当以申请专利范围所界定者为准。
Claims (16)
1.一种马桶水溶液生物检测装置，用以进行一生物检测，该马桶水溶液生物检测装置包括：
一设置部，通过该设置部将该马桶水溶液生物检测装置设置于马桶上；
一箱部，包括一运算控制单元，该箱部与该设置部连接；
一可调整支持部，与该设置部连接；以及
一侦测部，用以置于含有排泄物的马桶水中，该侦测部包括一发光源，该侦测部与该可调整支持部连接且连动，该发光源与该运算控制单元电性连接；
其中，该运算控制单元控制该发光源射出一光线穿过含有排泄物的马桶水而进入一光学传感器，该光学传感器接收该穿透光后将一感测信号传送至该运算控制单元，由该运算控制单元判断有无生物检测讯号而输出检测结果。
2.根据权利要求1所述的马桶水溶液生物检测装置，其特征在于，该箱部还包括与该运算控制单元电性连接的一输入单元及一显示单元，该输入单元供输入检测指令，该运算控制单元控制该显示单元显示检测结果。
3.根据权利要求1所述的马桶水溶液生物检测装置，其特征在于，该光学传感器被包括于该侦测部内部。
4.根据权利要求1所述的马桶水溶液生物检测装置，其特征在于，该生物检测为血液、尿酸、尿蛋白或尿糖的检测。
5.根据权利要求1所述的马桶水溶液生物检测装置，其特征在于，该生物检测的检测原理为利用吸收、荧光、散射或拉曼(Raman)光谱特性。
6.根据权利要求1所述的马桶水溶液生物检测装置，其特征在于，通过该设置部以夹持、悬挂、吸附、黏贴、束缚、套接、卡榫、扣接、磁吸、铆接、螺接或锁固方式将该马桶水溶液生物检测装置设置于马桶上。
7.根据权利要求1所述的马桶水溶液生物检测装置，其特征在于，该可调整支持部包括齿状结构、伸缩套件、万向轴、连杆或龙骨结构。
8.根据权利要求1所述的马桶水溶液生物检测装置，其特征在于，该箱部还与一免治马桶结合。
9.一种马桶水溶液生物检测方法，用以进行一生物检测，该方法应用于一马桶水溶液生物检测装置，该装置包括一设置部、一箱部、一可调整支持部及一侦测部，该装置通过该设置部设置于马桶上，该箱部包括一运算控制单元且与该设置部连接，该可调整支持部与该设置部连接，该侦测部用以置于含有排泄物的马桶水中且包括一发光源，该侦测部与该可调整支持部连接且连动，该发光源与该运算控制单元电性连接；
该马桶水溶液生物检测方法包括：
该可调整支持部水平方向或垂直方向连动该侦测部；
透过一输入单元接收一开始检测指令；
使该发光源击发一光线穿过含有排泄物的马桶水并进入一光学传感器；
以及
通过该运算控制单元判断有无生物检测讯号并发送检测结果至一显示单元。
10.根据权利要求9所述的马桶水溶液生物检测方法，其特征在于，该箱部还包括与该运算控制单元电性连接的该输入单元及该显示单元。
11.根据权利要求9所述的马桶水溶液生物检测方法，其特征在于，该光学传感器被包括于该侦测部内部。
12.根据权利要求9所述的马桶水溶液生物检测方法，其特征在于，该生物检测为血液、尿酸、尿蛋白或尿糖的检测。
13.根据权利要求9所述的马桶水溶液生物检测方法，其特征在于，该生物检测的检测原理为利用吸收、荧光、散射或拉曼光谱特性。
14.根据权利要求9所述的马桶水溶液生物检测方法，其特征在于，该马桶水溶液生物检测装置通过该设置部以夹持、悬挂、吸附、黏贴、束缚、套接、卡榫、扣接、磁吸、铆接、螺接或锁固方式设置于马桶上。
15.根据权利要求9所述的马桶水溶液生物检测方法，其特征在于，该可调整支持部包括齿状结构、伸缩套件、万向轴、连杆或龙骨结构。
16.根据权利要求9所述的马桶水溶液生物检测方法，其特征在于，该箱部还与一免治马桶结合。
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