DE102015214926A1 - Urinalysis in flow in real time by spectral measurement - Google Patents

Urinalysis in flow in real time by spectral measurement Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, bevorzugt ein Urinal 1, zur Analyse von Urin 4 mit einem Urinabflussbereich, einem Spektrometer 5 und einer Auswerteeinheit 6, wobei das Spektrometer 5 zur spektralen Zerlegung von Licht 8, das den Urin 4 im Urinabflussbereich durchlaufen hat, und zur Messung eines Spektrums durch Detektion des spektral zerlegten Lichtes 26 eingerichtet ist und wobei die Auswerteeinheit 6 zur Bestimmung von Parametern von Inhaltsstoffen des Urins 4 durch Auswertung des Spektrums eingerichtet ist sowie ein Verfahren zur bestimmungsgemäßen Verwendung der Vorrichtung. Erfindungsgemäß liegen die Wellenlängen des Spektrums in einem Wellenlängenbereich größer als etwa 100 nm und kleiner als etwa 2000 nm. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren.The invention relates to a device, preferably a urinal 1, for the analysis of urine 4 with a urine drainage area, a spectrometer 5 and an evaluation unit 6, wherein the spectrometer 5 for the spectral decomposition of light 8, which has passed through the urine 4 in Urinabflussbereich, and the Measurement of a spectrum by detection of the spectrally dispersed light 26 is set up and wherein the evaluation unit 6 is arranged for determining parameters of ingredients of the urine 4 by evaluating the spectrum and a method for the intended use of the device. According to the invention, the wavelengths of the spectrum are in a wavelength range greater than about 100 nm and less than about 2000 nm. Furthermore, the invention relates to a corresponding method.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, z.B. ein Urinal, zur Analyse von Urin mit einem Urinabflussbereich, einem Spektrometer und einer Auswerteeinheit, wobei das Spektrometer zur spektralen Zerlegung von Licht, das den Urin im Urinabflussbereich durchlaufen hat, und zur Messung eines Spektrums durch Detektion des spektral zerlegten Lichtes eingerichtet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Urinanalyse im Durchfluss mittels spektraler Messung von Parametern von Inhaltsstoffen des zu analysierenden Urins. The invention relates to a device, e.g. a urinal, for the analysis of urine with a urine drainage area, a spectrometer and an evaluation unit, the spectrometer for the spectral decomposition of light, which has passed through the urine in Urinabflussbereich, and for measuring a spectrum by detecting the spectrally dispersed light is set up. Furthermore, the invention relates to a method for urinalysis in the flow by means of spectral measurement of parameters of ingredients of the urine to be analyzed.

Ein gattungsgemäßes Urinal ist aus der WO 03/083458 A2 bekannt. Der Urin durchläuft dort eine einen ATR-Körper (Attenuated Total Reflection Körper) aufweisende Messzelle, innerhalb derer das zur Messung verwendete Licht mehrfach reflektiert wird. Die Messzelle kann direkt im Urinal, in der Abflussleitung des Urinals oder in einer separaten, z.B. von der Abflussleitung abgezweigten, Leitung positioniert sein. Zur Messung wird Licht mit Wellenlängen im mittleren Infrarotbereich (MIR) verwendet. Licht in diesem Wellenlängenbereich wird stark innerhalb von Wasser absorbiert, wodurch die Bestimmung von Parametern von Inhaltsstoffen des Urins durch Auswertung eines Spektrums des Lichtes erschwert wird. A generic urinal is from the WO 03/083458 A2 known. The urine passes through an ATR body (Attenuated Total Reflection body) having measuring cell, within which the light used for the measurement is reflected multiple times. The measuring cell can be positioned directly in the urinal, in the drainage line of the urinal or in a separate line, eg branched off from the drainage line. For measurement, light with wavelengths in the mid-infrared range (MIR) is used. Light in this wavelength range is strongly absorbed within water, making it difficult to determine parameters of urinary constituents by evaluating a spectrum of light.

Die EP 1474665 B1 und die EP 1474666 B1 offenbaren Spektrometer, die jeweils ein als mikromechanisch hergestellten Spiegel mit Gitterstruktur ausgebildetes dispersives Element und einen als lineares Detektorfeld ausgebildeten Detektor zur Messung eines durch das dispersive Element erzeugten Spektrums aufweisen. Das dispersive Element umfasst eine Aufhängung, die derart ausgeführt ist, dass das dispersive Element um eine Achse zumindest in einem Auslenkungswinkelbereich drehbar gelagert ist. Weiter ist jeweils eine Steuereinrichtung zur gesteuerten Bewegung des dispersiven Elements vorgesehen. The EP 1474665 B1 and the EP 1474666 B1 disclose spectrometer, each having a designed as a micromechanically produced mirror with lattice structure dispersive element and designed as a linear detector array detector for measuring a spectrum generated by the dispersive element. The dispersive element comprises a suspension which is designed such that the dispersive element is rotatably mounted about an axis at least in a deflection angle range. Furthermore, in each case a control device is provided for the controlled movement of the dispersive element.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Analyse von Urin bereitzustellen, welche eine einfachere Bestimmung von Parametern von Inhaltsstoffen des Urins während des Ablassens des Urins ermöglichen. The object of the present invention is to provide a device and a method for the analysis of urine, which allow a simpler determination of parameters of ingredients of the urine during the discharge of urine.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst. This object is achieved by a device according to claim 1 and a method according to claim 11.

Erfindungsgemäß liegen die Wellenlängen des von der Auswerteeinheit zur Bestimmung von Parametern von Inhaltsstoffen des Urins auszuwertenden Spektrums in einem Wellenlängenbereich größer als etwa 100 Nanometer (nm) und kleiner als etwa 2000 nm. In einigen Ausführungsformen der Erfindung liegen die Wellenlängen des von der Auswerteeinheit zur Bestimmung von Parametern von Inhaltsstoffen des Urins auszuwertenden Spektrums im UVA- und/oder sichtbaren- und/oder NIR-Bereich. In einigen Ausführungsformen der Erfindung liegen die Wellenlängen des von der Auswerteeinheit zur Bestimmung von Parametern von Inhaltsstoffen des Urins auszuwertenden Spektrums zwischen etwa 1000 nm und etwa 1900 nm. According to the invention, the wavelengths of the spectrum to be evaluated by the evaluation unit for determining parameters of ingredients of the urine are in a wavelength range greater than about 100 nanometers (nm) and less than about 2000 nm. In some embodiments of the invention, the wavelengths of the evaluation unit are for determination parameters of constituents of the urine spectrum to be evaluated in the UVA and / or visible and / or NIR range. In some embodiments of the invention, the wavelengths of the spectrum to be evaluated by the evaluation unit for determining parameters of ingredients of the urine are between about 1000 nm and about 1900 nm.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das zur Messung zu verwendende Licht gute Transmissionseigenschaften durch Wasser haben sollte, jedoch von den Inhaltsstoffen des Urins hinreichend absorbiert werden sollte. Dies ist bei Licht im vom Auge des Menschen sichtbaren Bereich sowie in den daran angrenzenden Bereichen des Nah-Infrarot (NIR) und des langwelligen Ultraviolett (UVA) gegeben. Dadurch kann bereits durch einmaliges Durchlaufen des Lichtes durch den Urin, d.h. ohne dass Maßnahmen zur Reflexion des Lichtes vorgenommen werden müssen, eine ausreichend aussagekräftige Signatur des Urins im Spektrum des Lichtes erzeugt werden. The invention is based on the finding that the light to be used for measurement should have good transmission properties through water, but should be sufficiently absorbed by the contents of the urine. This is the case for light in the area visible to the human eye as well as in the adjacent areas of the near-infrared (NIR) and the long-wave ultraviolet (UVA). This can already be achieved by passing the light through the urine once, i. without having to take measures to reflect the light, a sufficiently meaningful signature of the urine in the spectrum of light can be generated.

Wenn das zur Messung verwendete Licht ausschließlich Wellenlängen in mindestens einem der den erfindungsgemäß angegebenen Wellenlängenbereichen aufweist, werden Verfälschungen des Messergebnisses, z.B. durch eine Erwärmung des Urins, durch in dessen Wasseranteil stark absorbierte Wellenlängenbereiche vermieden. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn ausschließlich Licht im Wellenlängenbereich zwischen etwa 1000 nm und etwa 1900 nm verwendet wird. If the light used for the measurement has exclusively wavelengths in at least one of the wavelength ranges specified in accordance with the invention, distortions of the measurement result, e.g. by heating the urine, avoided in the water content strongly absorbed wavelength ranges. This may be the case in particular if only light in the wavelength range between about 1000 nm and about 1900 nm is used.

Der Wellenlängenbereich zwischen etwa 1000 nm und etwa 1900 nm im NIR eignet sich hinreichend gut für die Bestimmung eines Alkoholgehaltes im Urin als zu bestimmendem Parameter, wobei gleichzeitig die Absorption im stets enthaltenen Wasser gering gehalten werden kann. Die Urinanalyse kann dadurch in Echtzeit, also im Wesentlichen während des Ablassens des zu analysierenden Urins erfolgen. Unter dem Begriff „Echtzeit“ wird für die Zwecke der vorliegenden Erfindung verstanden, dass die Analyse noch während des Urinierens oder unmittelbar danach vorgenommen wird, d.h. ohne dass eine Aufbereitung des Urins zwischen dem Urinieren und der Urinanalyse stattfindet. Das zum Durchlaufen des Urins vorgesehene Licht kann prinzipiell aus einer beliebigen Lichtquelle, z.B. der Raumbeleuchtung des Raumes, in der sich ein erfindungsgemäßes Urinal befindet, emittiert sein. Bevorzugt ist jedoch eine eigene, der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugehörige, erste Lichtquelle zur Emission des Lichtes derart vorgesehen, dass das Spektrum des emittierten Lichtes in dem zur Messung vorgesehenen Wellenlängenbereich, beispielsweise also im NIR-Wellenlängenbereich, seine höchste Intensität hat. Dadurch kann das Licht in einem zur Messung besonders gut geeigneten Wellenlängenbereich mit hohe Intensität gewählt werden. The wavelength range between about 1000 nm and about 1900 nm in the NIR is well-suited for the determination of an alcohol content in the urine as a parameter to be determined, while at the same time the absorption in the always contained water can be kept low. The urine analysis can be done in real time, essentially during the discharge of the urine to be analyzed. For the purposes of the present invention, the term "real-time" is understood to mean that the analysis is carried out during urination or immediately thereafter, ie without the urine being processed between urination and urinalysis. The light provided for passing through the urine can, in principle, be emitted from any desired light source, for example the room lighting of the room in which a urinal according to the invention is located. Preferably, however, a separate, the device according to the invention associated first light source for emitting the light is provided such that the spectrum of the emitted light in the wavelength range provided for the measurement, for example, in the NIR wavelength range, its highest intensity. This allows the light in a particularly good for the measurement suitable wavelength range can be selected with high intensity.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann auch eine weitere Beleuchtung, beispielsweise eine zweite Lichtquelle, vorgesehen sein, wodurch die Analysegenauigkeit erhöht werden kann. Insbesondere können dadurch Fluoreszenzeffekte im Urin und/oder eine Trübung des Urins sichtbar gemacht werden, d.h. mittels der erfindungsgemäßen Urinanalyse detektiert werden. Wenn die spektrale Wellenlängenverteilung des zum Durchlaufen des Urins vorgesehenen Lichtes nicht bekannt ist, kann diese für die Bestimmung der Parameter der Inhaltsstoffe des Urins zunächst als Referenzspektrum in einer Leermessung, d.h. ohne dass das Licht Urin durchlaufen hat, ermittelt werden. Hierdurch kann der Einfluss der Beleuchtung auf das Messergebnis korrigiert werden. In some embodiments of the invention, a further illumination, for example a second light source, may also be provided, whereby the analysis accuracy can be increased. In particular, this can visualize fluorescence effects in the urine and / or turbidity of the urine, i. be detected by means of the urine analysis according to the invention. If the spectral wavelength distribution of the light intended to pass through the urine is not known, it may first be used as a reference spectrum in a blank measurement, i.e., for the determination of the parameters of the urinary components. without the light has passed urine, be determined. In this way, the influence of the illumination on the measurement result can be corrected.

Selbstverständlich ist das Spektrometer derart zu positionieren, dass ausreichend Licht zu dessen Analyse in das Spektrometer einfällt. In einigen Ausführungsformen der Erfindung ist das Spektrometer derart im Bereich des Urinabflussbereiches angeordnet, dass das Licht den Urin zumindest im Wesentlichen reflexionsfrei durchläuft. Unter im Wesentlichen reflexionsfrei wird dabei verstanden, dass das Licht nicht an Oberflächen derart reflektiert wird, dass es den Urin mehrfach durchläuft. Selbstverständlich kann eine Reflexion an einer Oberfläche zwischen der Luft und dem Urin nicht vollständig ausgeschlossen werden. Technisch wird somit in dieser Ausführungsform eine Transmissionsmessung angestrebt, indem die Beleuchtung so angeordnet wird, dass diffuses Licht durch den abfließenden Urin geleitet wird und das Spektrometer das nicht absorbierte Licht aufnimmt. Durch den Vergleich mit dem Lichtspektrum wird dann die Absorption ermittelt. Aus der Absorption kann auf Inhaltsstoffe und deren Konzentration geschlossen werden. Of course, the spectrometer is to be positioned so that sufficient light is incident to its analysis in the spectrometer. In some embodiments of the invention, the spectrometer is arranged in the region of the urine drainage area such that the light passes through the urine at least substantially without reflection. By substantially free of reflection is meant that the light is not reflected on surfaces in such a way that it passes through the urine several times. Of course, a reflection on a surface between the air and the urine can not be completely excluded. Technically, therefore, a transmission measurement is sought in this embodiment, by the illumination is arranged so that diffused light is passed through the outflowing urine and the spectrometer receives the unabsorbed light. The absorption is then determined by comparison with the light spectrum. From the absorption can be concluded on ingredients and their concentration.

Das Spektrometer kann unter der genannten Bedingung des ausreichenden Lichteinfalles prinzipiell an beliebiger Stelle an einem Urinabflussbereich angeordnet sein. Als Urinabflussbereich wird dabei ein Bereich, insbesondere eines Urinals, aber z.B. auch einer erfindungsgemäß ausgeführten Toilette, verstanden, in dem der zu analysierende Urin z.B. Richtung Kanalisation abläuft. Dabei kann es sich um einen Bereich direkt im Urinal, in der Abflussleitung des Urinals oder in einer separaten, z.B. von der Abflussleitung abgezweigten Leitung, d.h. einem Bypass, handeln. Im letztgenannten Fall kann z.B. eine Verengung der abgezweigten Leitung vorgesehen sein, um ein vorübergehendes Aufstauen des Urins in dem Bereich, in dem das Licht den Urin durchläuft, zu ermöglichen. In principle, the spectrometer can be arranged at any point on a urine drainage area under the condition of sufficient light incidence. As the urine drainage area, an area, in particular a urinal, but e.g. also a toilet according to the invention, understood in which the urine to be analyzed, e.g. Direction drains expires. This may be an area directly in the urinal, in the drainage line of the urinal or in a separate, e.g. branched from the drain line, i. a bypass, act. In the latter case, e.g. a constriction of the branched conduit may be provided to permit temporary damming of the urine in the area where the light passes through the urine.

Der Urinabflussbereich, in dem das Spektrometer positioniert ist, kann auch direkt dort im Urinal angeordnet sein, wo üblicherweise ein Urinstrahl einer den Urin ablassenden Person im Urinal auftrifft. Dazu kann das Spektrometer in einem Gehäuse angeordnet sein, das die Person dazu animiert, den Urinstrahl möglichst auf das Spektrometer zu lenken. Das Gehäuse kann dazu speziell gestaltet sein, z.B. ein Fussballdesign oder eine Insektendarstellung aufweisen. The urine drainage area in which the spectrometer is positioned may also be located directly in the urinal, where usually a urine stream from a person discharging urine hits the urinal. For this purpose, the spectrometer can be arranged in a housing, which animates the person to direct the urine jet as possible to the spectrometer. The housing may be specially designed, e.g. have a football design or insect representation.

Für die Bestimmung von Parametern von Inhaltsstoffen des Urins ist es vorteilhaft, wenn mindestens ein Sensor zur Messung der Durchflussmenge des Urins und/oder zur Messung der Temperatur und/oder der Trübung und/oder Farbe des Urins vorgesehen ist und/oder wenn eine Waage zur Messung des Gewichtes einer den Urin ablassenden Person vorgesehen ist. Die damit gemessenen Daten können in einigen Ausführungsformen der Erfindung für eine Berechnung eines Blutalkoholgehaltes aus einem erfindungsgemäß gemessenen Urinalkoholgehalt verwendet werden. For the determination of parameters of ingredients of the urine, it is advantageous if at least one sensor for measuring the flow rate of the urine and / or for measuring the temperature and / or the turbidity and / or color of the urine is provided and / or if a balance for Measurement of the weight of a urine draining person is provided. The data measured therewith can be used in some embodiments of the invention for calculating a blood alcohol content from a urine alcohol content measured according to the invention.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung ist ein Bildschirm zur Anzeige der Parameter und/oder daraus abgeleiteter Größen im Sichtfeldbereich einer den Urin ablassenden Person vorgesehen. Die Person kann dann direkt die Ergebnisse der erfindungsgemäßen Urinanalyse am Bildschirm ablesen. Der Bildschirm kann z.B als Touchscreen ausgebildet sein. Die Person kann dann z.B. für eine Berechnung des Blutalkohols aus dem Urinalkoholgehalt relevante Parameter zu deren Verwendung in der Auswerteeinheit am Bildschirm eingeben. So kann zu dieser Berechnung z.B. die Eingabe des Geschlechtes der Person verwendet werden. Letzteres insbesondere dann, wenn das Geschlecht nicht bereits dadurch nahegelegt ist, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung als Urinal ausgebildet ist, sondern z.B. als eine entsprechend ausgebildete Toilette ausgeführt ist. Weiter kann über einen derartigen Bildschirm eine Programmierung der Auswerteeinheit erfolgen. In some embodiments of the invention, a screen for displaying the parameters and / or variables derived therefrom is provided in the field of view of a person draining the urine. The person can then directly read the results of the urine analysis according to the invention on the screen. The screen can be designed, for example, as a touch screen. The person can then, e.g. for a calculation of the blood alcohol from the Urinalkoholgehalt relevant parameters for their use in the evaluation unit on the screen enter. Thus, for this calculation, e.g. the input of the gender of the person to be used. The latter in particular when the sex is not already suggested by the fact that the device according to the invention is designed as a urinal, but e.g. is designed as a properly trained toilet. Furthermore, a programming of the evaluation unit can take place via such a screen.

Wenn das Spektrometer zur Messung mindestens eines zweiten Spektrums eingerichtet ist und die Auswerteeinheit zur Bestimmung der Parameter die Spektren bevorzugt durch Überlagerung kombiniert, können besonders genaue Messergebnisse erzielt werden. Das zweite Spektrum kann dabei z.B. aus Licht mit einem, von dem Licht zur Messung des ersten Spektrums unterschiedlichen Wellenlängenbereich erzeugt werden. Weiter kann auch durch eine apparative Modifikation des Spektrometers aus dem identischen Licht ein sich vom ersten Spektrum unterscheidendes zweites Spektrum erzeugt werden. If the spectrometer is set up to measure at least one second spectrum and the evaluation unit for determining the parameters preferably combines the spectra by superposition, particularly accurate measurement results can be achieved. The second spectrum may e.g. of light with one of which light is generated for measuring the first spectrum different wavelength range. Furthermore, a second spectrum differing from the first spectrum can also be generated by an apparatus modification of the spectrometer from the identical light.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Spektrometer gemäß den Offenbarungen der Patentfamilien der EP 1474665 B1 und/oder EP 1474666 B1 ausgestaltet sein. Insbesondere weist das Spektrometer ein bevorzugt als mikromechanisch hergestellter Spiegel mit Gitterstruktur ausgebildetes dispersives Element und einen bevorzugt als Detektorfeld ausgebildeten Detektor zur Messung des Spektrums auf. Bei einem dispersiven Element handelt es sich um ein Element, das auftreffendes Licht wellenlängenabhängig mit unterschiedlichen Reflexionswinkeln reflektiert und damit spektral auffächert, so dass eine Messung des Spektrums des Lichtes mit dem Detektorfeld ermöglicht wird. Das Detektorfeld weist mehrere Einzeldetektoren auf, die bevorzugt linear derart hintereinander angeordnet sind, dass jeweils die Intensität des Lichtes eines Teilbereiches des Spektrums gemessen werden kann. Die zu den einzelnen Teilbereichen zugehörige Wellenlänge des Lichtes kann bereits durch die räumliche Lage der Einzeldetektoren und Eigenschaften des dispersiven Elementes festgelegt sein. Es kann jedoch auch eine Messung der zugehörige Wellenlänge bzw. Frequenz durch den jeweiligen Einzeldetektor erfolgen. In some embodiments of the invention, the spectrometer according to the disclosures of the patent families of the EP 1474665 B1 and/ or EP 1474666 B1 be designed. In particular, the spectrometer has a dispersive element, which is preferably designed as a micromechanically produced mirror with a lattice structure, and a detector, which is preferably designed as a detector field, for measuring the spectrum. A dispersive element is an element which reflects incident light with wavelength reflection at different reflection angles and thus spectrally fanning out, so that a measurement of the spectrum of the light with the detector field is made possible. The detector array has a plurality of individual detectors, which are preferably arranged linearly one behind the other such that in each case the intensity of the light of a partial region of the spectrum can be measured. The wavelength of the light associated with the individual partial regions can already be determined by the spatial position of the individual detectors and properties of the dispersive element. However, it is also possible to measure the associated wavelength or frequency by the respective individual detector.

Das dispersive Element weist eine Aufhängung auf, derart, dass es um eine Achse zumindest in einem Winkelbereich drehbar gelagert ist. Derart kann der Einfallswinkel eines auf das dispersive Element auftreffenden Lichtstrahles um diesen Winkelbereich variiert werden, wodurch unterschiedliche spektrale Strahlaufweitungen, d.h. Spektren, vom dispersiven Element erzeugt werden können. Die Drehung des Dispersiven Elementes stellt eine apparative Modifikation des Spektrometers dar, durch die mehrere unterschiedliche Spektren gemessen werden können. Es ist eine Steuereinrichtung zur gesteuerten Bewegung des dispersiven Elements vorgesehen um die genannten verschiedenen Spektren kontrolliert zu erzeugen. Diese Spektrometer eignen sich gut zu einer miniaturisierten mikromechanischen Herstellung und ermöglichen die Messung von Spektren mit guter Auflösung, was Voraussetzung für eine genaue und rasche Bestimmung von Parametern von Inhaltsstoffen im Urin ist. The dispersive element has a suspension, such that it is rotatably mounted about an axis at least in an angular range. In this way, the angle of incidence of a light beam incident on the dispersive element can be varied by this angular range, whereby different spectral beam expansions, i. Spectra, can be generated by the dispersive element. The rotation of the dispersive element represents an apparatus modification of the spectrometer, by which several different spectra can be measured. A control device is provided for the controlled movement of the dispersive element in order to generate said different spectra in a controlled manner. These spectrometers are well suited for miniaturized micromechanical production and allow the measurement of spectra with good resolution, which is a prerequisite for an accurate and rapid determination of parameters of ingredients in the urine.

Es kann so das Licht, das den Urin durchlaufen hat, gesteuert in variablen Winkeln auf das dispersive Element auftreffen, wodurch es ermöglicht wird, mehrere unterschiedliche Spektren des Lichtes zu erzeugen und mittels des Detektorfeldes zu detektieren. Die unterschiedlichen Spektren werden mittels einer Auswerteeinheit z.B. durch Überlagerung kombiniert. Thus, the light that has passed through the urine can be controlled to strike the dispersive element at variable angles, thereby making it possible to generate and detect several different spectra of the light by means of the detector field. The different spectra are determined by means of an evaluation unit, e.g. combined by overlay.

Die Aufhängung kann vorteilhaft gemäß einer Ausführungsform des Spektrometers aus der EP 1474666 B1 ausgeführt sein. Die Aufhängung ist dann zum Vorspannen des dispersiven Elements mit einer Vorspannkraft in eine Ruhestellung eingerichtet und es ist eine durch die Steuereinrichtung schaltbare Halteeinrichtung zum Halten des dispersiven Elements mit einer Haltekraft in der Ruhestellung vorgesehen. Zur Messung von verschiedenen Spektren wird dabei die Halteeinrichtung gelöst, wodurch das dispersive Element von der beim Vorspannen aufgewandten Kraft in Schwingungen versetzt wird. The suspension can be advantageous according to an embodiment of the spectrometer from the EP 1474666 B1 be executed. The suspension is then adapted for biasing the dispersive element with a biasing force to a rest position and there is provided a switchable by the control means holding means for holding the dispersive element with a holding force in the rest position. In order to measure different spectra, the holding device is thereby released, whereby the dispersive element is set in vibration by the force applied during pretensioning.

Weiter kann die Aufhängung gemäß einer Ausführungsform des Spektrometers aus der EP 1474665 B1 ausgeführt sein. Dabei ist ebenfalls eine Schwingung des dispersiven Elements um die Achse ermöglicht. Die Steuereinrichtung ist jedoch zum Versetzen des dispersiven Elements in eine Schwingung mit einer durch die Steuereinrichtung festgelegten Schwingungsfrequenz eingerichtet. Bevorzugt versetzt die Steuereinrichtung dabei das dispersive Element in eine Schwingung mit einer Schwingungsfrequenz, die in einem solchen Verhältnis zur Eigenfrequenz des schwingungsfähig aufgehängten dispersiven Elementes ist, dass eine Resonanzüberhöhung der Schwingung des dispersiven Elements auftritt. Unterschiedliche Spektren werden dadurch gemessen, dass das Detektorfeld die erzeugten Spektren mit einer Abtastfrequenz misst. Das Verhältnis d.h. der Quotient aus der Abtastfrequenz zu der Schwingungsfrequenz entspricht dabei bevorzugt einer rationalen Zahl aber keiner ganzen Zahl, bevorzugt wobei die Abtastfrequenz und die Schwingungsfrequenz teilerfremd sind. Further, the suspension according to an embodiment of the spectrometer from the EP 1474665 B1 be executed. In this case, an oscillation of the dispersive element about the axis is also possible. However, the control means is arranged to set the dispersive element in vibration at a vibration frequency set by the control means. In this case, the control device preferably sets the dispersive element into a vibration with an oscillation frequency which is in such a ratio to the natural frequency of the dispersively suspended dispersive element that a resonant increase in the oscillation of the dispersive element occurs. Different spectra are measured by the detector field measuring the generated spectra at a sampling frequency. The ratio ie the quotient of the sampling frequency to the oscillation frequency preferably corresponds to a rational number but not an integer, preferably wherein the sampling frequency and the oscillation frequency are prime alien.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine bestimmungsgemäße Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar. Als Parameter wird dabei bevorzugt der Alkoholgehalt im Urin bestimmt. Aus dem Alkoholgehalt wird besonders bevorzugt ein Blutalkoholgehalt ermittelt. Dabei kann das Verfahren z.B. auf einer Herrentoilette in der Gastronomie, insbesondere in der Erlebnis- und/oder Feierabendgastronomie in Lokalen, in denen üblicherweise Alkohol konsumiert wird, durchgeführt werden. Es können als Parameter für eine Bestimmung von durch eine Person konsumierte Getränke relevante Daten bestimmt werden. Dazu werden Hinweise auf konsumierte Hauptbestandteile, also z.B. Getränkegruppen, im Urin durch Auswertung des Spektrums identifiziert. Zur Messung und Darstellung des Alkoholgehaltes des Urins und/oder zur Identifikation von konsumierten Getränkegruppen im Urin ist eine einzelne Messung (spektrale Punktmessung) des Spektrums im Wellenbereich zwischen etwa 1000 nm und etwa 1900 nm hinreichend. Insbesondere wenn das erfindungsgemäße Urinal lediglich als informatives Unterhaltungselement auf einer Herrentoilette in einer Gaststätte verwendet wird, ist eine grobe Indikation des Urin- bzw. Blutalkoholgehaltes ausreichend. Die Verwendung zusätzlicher Informationen, z.B. die Verwendung des Gewichts der den Urin ablassenden Person, verbessern die Qualität des Ergebnisses der Analyse. Zur Verbesserung des Ergebnisses der Analyse des Urins können mehrere spektrale Punktmessungen vorgenommen und kombiniert, insbesondere eine Summe gebildet werden. Eine Streuung der Messwerte wird so ausgeglichen. The inventive method represents a proper use of the device according to the invention. The alcohol content in the urine is preferably determined as a parameter. From the alcohol content, a blood alcohol content is particularly preferably determined. The procedure can be carried out eg on a men's room in the catering trade, in particular in the experience and / or Feierabendgastronomie in restaurants, in which usually alcohol is consumed. Data relevant to determining a beverage consumed by a person may be determined. For this purpose, indications of consumed main components, eg beverage groups, in the urine are identified by evaluation of the spectrum. To measure and display the alcohol content of the urine and / or to identify consumed beverage groups in the urine, a single measurement (spectral point measurement) of the spectrum in the wave range between about 1000 nm and about 1900 nm is sufficient. In particular, if the urinal according to the invention is used only as an informative entertainment element in a men's room in a restaurant, a rough indication of the urine or blood alcohol content is sufficient. The use of additional information, eg the use of the weight of the urine-draining person, improves the quality of the result of the analysis. To improve the result of the analysis of the urine, multiple spectral point measurements can be made and combined, in particular a sum are formed. Scattering of the measured values is thus compensated.

Weiter können erfindungsgemäß als Parameter zu einer Vordiagnose von Erkrankungen relevante Daten bestimmt werden. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren eignet sich für eine kostengünstige Massenanwendung. So kann eine Urinuntersuchung einfach durch Toilettenbesuch beim Arzt erfolgen. Z.B. können onkologische und/oder neurodegenerative Erkrankungen über spektrale Merkmale, d.h. spezielle Merkmale in dem erfindungsgemäß gemessenen Spektrum, von zugehörigen Biomarkern erkannt werden. Hierzu genügt eine nur qualitative Identifikation von einzelnen Substanzen, z.B. der genannten Biomarker. Dazu werden anhand von biochemischen Fingerabdrücken, d.h. charakteristisch für eine Erkrankung im Urin vorhandener Inhaltsstoffe, spektrale Muster zur Unterscheidung von Urin-Proben gesunder und erkrankter Probanden mittels der Auswerteeinheit identifiziert. Furthermore, according to the invention, data relevant to a prediagnosis of diseases can be determined. This embodiment of the method according to the invention is suitable for a cost-effective mass application. So a urine test can be done simply by visiting the toilet at the doctor. For example, For example, oncological and / or neurodegenerative disorders may be due to spectral features, i. special features in the spectrum measured according to the invention are recognized by associated biomarkers. For this purpose, only qualitative identification of individual substances, e.g. the mentioned biomarker. For this purpose, biochemical fingerprints, i. Characteristic of a disease in the urine of existing ingredients, spectral pattern for the differentiation of urine samples of healthy and diseased subjects identified by the evaluation unit.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Embodiments of the present invention will be explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine als Urinal ausgeführte erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der ein Bildschirm zur Anzeige der bei der Urinanalyse bestimmten Parameter und daraus abgeleiteter Größen im Sichtfeldbereich einer den Urin ablassenden Person vorgesehen ist. 1 a device according to the invention designed as a urinal, in which a screen is provided for displaying the parameters determined during the urinalysis and variables derived therefrom in the field of view of a person draining the urine.

2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Spektrometer, das ein dispersives Element mit einer Aufhängung aufweist, über die das dispersive Element drehbar gelagert ist. 2 a device according to the invention with a spectrometer, which has a dispersive element with a suspension over which the dispersive element is rotatably mounted.

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Urinal 1 dargestellt. Das Urinal 1 ist an einer Wand 2 in einem Toilettenraum, z.B. einer Gaststätte, befestigt. Der Abfluss 3 des Urinals 1 ist innerhalb der Wand 2 angeordnet. In der Darstellung fließt gerade, als Blockpfeile symbolisch dargestellter, frisch von einer Person abgelassener Urin 4 durch das Urinal 1 und dessen Abluss 3. Die den Urin 4 ablassende Person ist nicht dargestellt. Ein Spektrometer 5 ist in einem Urinabflussbereich am Abfluss 3 des Urinals 1 befestigt. Das Spektrometer 5 verfügt über eine Auswerteeinheit 6. In 1 is a urinal according to the invention 1 shown. The urinal 1 is on a wall 2 in a toilet room, such as a restaurant attached. The drain 3 of the urinal 1 is inside the wall 2 arranged. In the illustration flows straight, symbolically represented as block arrows, freshly drained by a person urine 4 through the urinal 1 and its drainage 3 , The urine 4 Degrading person is not shown. A spectrometer 5 is in a urine drainage area at the drain 3 of the urinal 1 attached. The spectrometer 5 has an evaluation unit 6 ,

Weiter ist eine Lichtquelle 7 am bzw. im Abfluss 3 angeordnet. Diese Lichtquelle 7 emittiert Licht 8, das den Urin 4 durchläuft und danach in das Spektrometer 5 einfällt. Das Licht 8 ist durch einen Pfeil symbolisch dargestellt. Das Spektrometer 5 zerlegt das Licht 8 nach dem Durchlaufen des Urins 4 spektral und misst durch Detektion des spektral zerlegten Lichtes ein Spektrum des Lichtes 8. Die Auswerteeinheit 6 wertet das Spektrum aus und bestimmt als Parameter von Inhaltsstoffen des Urins 4 den Alkoholgehalt des Urins 4. Next is a light source 7 at or in the outflow 3 arranged. This light source 7 emits light 8th that the urine 4 goes through and then into the spectrometer 5 incident. The light 8th is represented symbolically by an arrow. The spectrometer 5 decomposes the light 8th after passing through the urine 4 spectrally and measures by detecting the spectrally dispersed light, a spectrum of light 8th , The evaluation unit 6 evaluates the spectrum and determines as parameters of ingredients of the urine 4 the alcohol content of the urine 4 ,

Auf dem Boden 10 ist in dem Bereich vor dem Urinal 1, auf dem die nicht dargestellte urinierende Person steht, eine optionale Waage 11 angeordnet. Diese Waage 11 misst das Gewicht der Person und übermittelt dieses an die Auswerteeinheit 6. Weiter ist ein Sensor 14 zur Messung der Urindurchflussmenge im Urinabflussbereich angeordnet. Die Auswerteeinheit 6 schätzt aus den Messergebnissen der Waage 11 und dem Sensor 14 und der Auswertung des Spektrums aus dem Urinalkoholgehalt einen Blutalkoholgehalt der Person und übermittelt diesen an einen Bildschirm 15 im Sichtfeldbereich der den Urin 4 ablassenden Person, wo dieser als aus dem Urinalkoholgehalt abgeleitete Größe, z.B. als 0,8 Promille, angezeigt wird. Zur Bestimmung der Parameter der Inhaltsstoffe, d.h. insbesondere des Alkoholgehaltes, des Urins sind also ein oder mehrere Sensoren 14 mit verschiedenen Messbereichen, z.B. ein Spektrometer 5 mit Messbereich UV bis NIR, ein Thermometer, ein Trübungs- und/oder Farbsensor und/oder ein Durchflussmengensensor im Abflussbereich des Urinals 1 eingebaut. On the ground 10 is in the area in front of the urinal 1 on which the urinating person, not shown, is an optional balance 11 arranged. This balance 11 measures the weight of the person and transmits it to the evaluation unit 6 , Next is a sensor 14 arranged to measure the urine flow rate in the urine drainage area. The evaluation unit 6 appreciates from the results of the scales 11 and the sensor 14 and the evaluation of the spectrum from the Urinalkoholgehalt a blood alcohol content of the person and transmits it to a screen 15 in the field of view of the urine 4 Degrading person, where this is derived as derived from the Urinalkoholgehalt size, eg as 0.8 per thousand. To determine the parameters of the ingredients, ie in particular the alcohol content of the urine are so one or more sensors 14 with different measuring ranges, eg a spectrometer 5 with measuring range UV to NIR, a thermometer, a turbidity and / or color sensor and / or a flow rate sensor in the drainage area of the urinal 1 built-in.

Mittels aus dem Stand der Technik bekannter Algorithmen werden durch Vergleich des gemessenen Spektrums mit vorbekannten Spektren, d.h. spektralen Signaturen, z.B. der Urinalkoholgehalt und/oder Getränkebestandteile im Urin 4 bestimmt. Unter Hinzuziehung weiterer Informationen, wie Temperatur des Urins, Körpergewicht und/oder Geschlecht der den Urin ablassenden Person, kann eine Korrelation des Urinalkoholgehaltes mit dem Blutalkoholgehalt der Person abgeleitet werden, wodurch die Bestimmung des Blutalkoholgehaltes durchgeführt wird. By means of algorithms known from the prior art, by comparing the measured spectrum with previously known spectra, ie spectral signatures, eg the urine alcohol content and / or beverage constituents in the urine 4 certainly. Using further information, such as temperature of the urine, body weight and / or sex of the urine draining person, a correlation of Urinalkoholgehaltes be derived with the blood alcohol content of the person, whereby the determination of blood alcohol content is performed.

2 zeigt einen Urinabflussbereich in einem rohrförmigen Abfluss 3 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, z.B. eines Urinals gemäß 1, mit einer Lichtquelle 7, welche das den Urin 4 durchlaufende Licht 8 emittiert. Das Licht 8 durchläuft den Urin 4 direkt, d.h. reflexionsfrei, bevor es in ein z.B. von einer Linse 20 gebildetes Lichteinfallsfenster des Spektrometers der Vorrichtung einfällt. Das Spektrometer ist zusammen mit der Auswerteeinheit 6 des Spektrometers in einem Gehäuse 22 angeordnet. Das durch die Linse 20 einfallende Licht 23, das den Urin 4 durchlaufen hat, trifft auf ein als mikromechanisch hergestellter Spiegel mit Gitterstruktur ausgebildetes dispersives Element 24, das z.B. in CMOS-kompatibler Technologie hergestellt sein kann, von welchem es wellenlängenabhängig mit unterschiedlichen Reflexionswinkeln reflektiert wird und damit spektral aufgefächert reflektiert wird. Derart wird eine spektrale Zerlegung des Lichtes ausgeführt. 2 shows a urine drainage area in a tubular drain 3 a device according to the invention, for example a urinal according to 1 , with a light source 7 which is the urine 4 passing light 8th emitted. The light 8th goes through the urine 4 directly, ie without reflection, before it enters an eg of a lens 20 formed incident light window of the device spectrometer. The spectrometer is together with the evaluation unit 6 of the spectrometer in a housing 22 arranged. That through the lens 20 incident light 23 that the urine 4 has passed through meets a designed as a micromechanically produced mirror with lattice structure dispersive element 24 , which can be made for example in CMOS-compatible technology, from which it is reflected wavelength-dependent with different reflection angles and thus spectrally fanned reflected. Thus, a spectral decomposition of the light is carried out.

Zur Messung des Spektrums des Lichtes fällt das spektral zerlegte Licht 26 auf ein Detektorfeld 28, welches dieses durch Messung dessen Intensität detektiert. Das Detektorfeld 28 weist mehrere Einzeldetektoren 29 auf, die linear derart hintereinander angeordnet sind, dass jeweils die Intensität des Lichtes eines Teilbereiches des Spektrums pro Einzeldetektor 29 gemessen wird. Es wird so das Spektrum des Lichtes als eine die Intensität I in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ des Lichtes im Messbereich definierte Funktion 30, also dessen spektrale Verteilung, gemessen. Das Detektorfeld 28 kann z.B. als Photomultiplier, Photodioden, insbesondere einer Photodiodenzeile oder als eine CCD-Zeile ausgebildet sein. To measure the spectrum of light, the spectrally dispersed light falls 26 on a detector field 28 which detects this by measuring its intensity. The detector field 28 has several single detectors 29 on, which are linearly arranged one behind the other such that in each case the intensity of the light of a portion of the spectrum per single detector 29 is measured. Thus, the spectrum of the light is defined as a function which defines the intensity I as a function of the wavelength λ of the light in the measuring range 30 , ie its spectral distribution, measured. The detector field 28 may be formed, for example, as a photomultiplier, photodiodes, in particular a photodiode array or as a CCD line.

Das dispersive Element 24 weist eine Aufhängung 35 auf, die das dispersive Element 24 um eine Achse drehbar lagert. Die Aufhängung 35 ermöglicht durch die, durch einen gebogenen Doppelpfeil symbolisierte, drehbare Lagerung 36 eine Schwingung des dispersiven Elements 24 um die Achse. Es ist eine Steuereinrichtung 40 zur gesteuerten Bewegung des dispersiven Elements 24 vorgesehen. Diese Steuereinrichtung 40 stellt also eine Gittersteuerung dar, die über, mittels eines Doppelpfeiles symbolisierten, Gitteranstoßmitteln 42 eine die Schwingung anstoßende Kraft auf das dispersive Element 24 gesteuert ausüben kann. Die Gittersteuerung kann zudem zum Erfassen der augenblicklichen Stellung des dispersiven Elements 24, d.h. dessen Auslenkung um die Achse, an einem bestimmten Zeitpunkt eingerichtet sein. Um die Schwingung des dispersiven Elementes 24 anzustoßen, kann die Steuereinrichtung 40 z.B. zum Versetzen des dispersiven Elements 24 in eine Schwingung mit einer durch die Steuereinrichtung 40 festgelegten Schwingungsfrequenz eingerichtet sein. The dispersive element 24 has a suspension 35 on that the dispersive element 24 rotatably supported about an axis. The suspension 35 enabled by the, by a curved double arrow symbolized, rotatable storage 36 a vibration of the dispersive element 24 around the axis. It is a control device 40 for the controlled movement of the dispersive element 24 intended. This control device 40 So represents a grid control, which over, symbolized by a double arrow, lattice launching means 42 a vibration impinging force on the dispersive element 24 can exercise controlled. The grid controller may also detect the instantaneous position of the dispersive element 24 , ie its deflection about the axis, be set up at a certain point in time. To the vibration of the dispersive element 24 abut, the control device 40 eg for displacing the dispersive element 24 in vibration with one by the controller 40 be set fixed vibration frequency.

Möglich ist es auch, dass die Aufhängung 35 eine Vorspanneinrichtung aufweist, die zum Vorspannen des dispersiven Elements 24 in einer ausgelenkten Ruhestellung mit einer Vorspannkraft eingerichtet ist und eine durch die Steuereinrichtung 40 schaltbare Halteeinrichtung zum Halten des dispersiven Elements 24 mit einer Haltekraft in der Ruhestellung aufweist. In der ausgelenkten Ruhestellung stellt sich derart ein Kräftegleichgewicht zwischen der Haltekraft und der Vorspannkraft ein. Durch Lösen der Halteeinrichtung, d.h. Ausschalten der Haltekraft, wird das dispersive Element 24 dann von der Vorspannkraft in eine Schwingung um die Achse versetzt. It is also possible that the suspension 35 a biasing means for biasing the dispersive element 24 is set in a deflected rest position with a biasing force and one by the control device 40 switchable holding device for holding the dispersive element 24 having a holding force in the rest position. In the deflected rest position, such an equilibrium of forces arises between the holding force and the preloading force. By releasing the holding device, ie turning off the holding force, the dispersive element 24 then offset from the biasing force into a vibration about the axis.

Durch das Versetzen des dispersiven Elementes 24 in Schwingung wird der Einfallswinkel des auf das dispersive Element 24 auftreffenden Lichtstrahles 23 variiert, wodurch unterschiedliche spektrale Strahlaufweitungen, d.h. Spektren, vom dispersiven Element 24 erzeugt werden. Die unterschiedlichen Spektren werden z.B. dadurch gemessen, dass das Detektorfeld 28 die erzeugten Spektren mit einer Abtastfrequenz misst. Dazu ist eine Detektorsteuerung 50 vorgesehen. Eine Koordinationseinheit 52 regelt die Koordination zwischen der Detektorsteuerung 50 und der Steuereinrichtung 40 des dispersiven Elementes 24. Derart können verschiedene Spektren genau bei gewünschten Ausrichtungen des dispersiven Elementes 24 zum einfallenden Licht 23 gemessen werden. Die Messung der Spektren kann z.B. bevorzugt dann erfolgen, wenn die kinetische Energie des schwingenden dispersiven Elementes 24 gering, d.h. insbesondere gleich Null ist, da dann ein besonders gut aufgelöstes Spektrum erzeugt wird. Die verschiedenen gemessenen Spektren werden von der Detektorsteuerung 50 an die Auswerteeinheit 6 übergeben, wo sie kombiniert, z.B. aufsummiert, werden und zur Bestimmung von Parametern von Inhaltsstoffen des Urins 4 ausgewertet werden. By displacing the dispersive element 24 in vibration, the angle of incidence of the on the dispersive element 24 incident light beam 23 varies, causing different spectral beam expansions, ie spectra, of the dispersive element 24 be generated. The different spectra are measured, for example, by the fact that the detector field 28 measures the generated spectra at a sampling frequency. This is a detector control 50 intended. A coordination unit 52 regulates the coordination between the detector control 50 and the controller 40 of the dispersive element 24 , Thus, different spectra can be exactly at desired orientations of the dispersive element 24 to the incoming light 23 be measured. The measurement of the spectra can preferably take place, for example, if the kinetic energy of the vibrating dispersive element 24 low, ie in particular equal to zero, since then a particularly well resolved spectrum is generated. The different measured spectra are taken from the detector control 50 to the evaluation unit 6 where they are combined, eg summed up, and used to determine parameters of urine constituents 4 be evaluated.

Die Messung von zwei von der Auswerteeinheit 6 zu kombinierenden Spektren kann dabei wie folgt erfolgen:
Die Koordinationseinheit 52, die mit der Steuereinrichtung 40 zur gesteuerten Bewegung des dispersiven Elements 24 gekoppelt ist, steuert das Detektorfeld 28 über die Detektorsteuerung 50 derart, dass ein erstes Detektorelement der Detektorelemente 29 des Detektorfeldes 28 einen ersten spektralen Bestandteil misst, wenn sich das dispersive Element 24 in einer ersten Stellung befindet und einen zweiten spektralen Bestandteil, wenn sich das dispersive Element 24 in einer zweiten Stellung befindet. Weiter steuert die Koordinationseinrichtung 52 das Detektorfeld 28 über die Detektorsteuerung 50 derart, dass ein zweites Detektorelement der Detektorelemente 29 des Detektorfeldes 28 einen dritten spektralen Bestandteil misst, wenn sich das dispersive Element 24 in der ersten Stellung befindet und einen vierten spektralen Bestandteil misst, wenn sich das dispersive Element 28 in der zweiten Stellung befindet. Dabei bilden der erste und der dritte erfasste spektrale Bestandteil ein erstes Spektrum und der zweite und vierte erfasste Bestandteil bilden ein zweites Spektrum. Die Auswerteeinheit 6 kombiniert dann das erste und das zweite Spektrum um die als Funktion 30 dargestellte spektrale Verteilung des den Urin 4 durchlaufenden Lichtes 8 zu bestimmen. The measurement of two by the evaluation unit 6 The spectra to be combined can be as follows:
The coordination unit 52 connected to the control device 40 for the controlled movement of the dispersive element 24 coupled, controls the detector array 28 via the detector control 50 such that a first detector element of the detector elements 29 of the detector field 28 measures a first spectral component as the dispersive element 24 is in a first position and a second spectral component when the dispersive element 24 in a second position. Next controls the coordination device 52 the detector field 28 via the detector control 50 such that a second detector element of the detector elements 29 of the detector field 28 measures a third spectral component as the dispersive element 24 is in the first position and measures a fourth spectral component as the dispersive element 28 located in the second position. In this case, the first and third detected spectral components form a first spectrum and the second and fourth detected components form a second spectrum. The evaluation unit 6 then combines the first and second spectrum around that as a function 30 illustrated spectral distribution of the urine 4 passing light 8th to determine.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Soweit die Ansprüche und die vorstehende Beschreibung „erste“ Und „zweite“ Merkmale definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen. Of course, the invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The above description is therefore not to be considered as limiting but as illustrative. The following claims are to be understood as meaning that a named feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of further features. As far as the claims and the above description define "first" and "second" features, this designation serves to distinguish two similar features without setting a ranking.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 03/083458 A2 [0002] WO 03/083458 A2 [0002]
  • EP 1474665 B1 [0003, 0017, 0021] EP 1474665 B1 [0003, 0017, 0021]
  • EP 1474666 B1 [0003, 0017, 0020] EP 1474666 B1 [0003, 0017, 0020]

Claims (14)

Vorrichtung, bevorzugt ein Urinal (1), zur Analyse von Urin (4) mit einem Urinabflussbereich, einem Spektrometer (5) und einer Auswerteeinheit (6), wobei das Spektrometer (5) zur spektralen Zerlegung von Licht (8, 23), das den Urin (4) im Urinabflussbereich durchlaufen hat, und zur Messung eines Spektrums durch Detektion des spektral zerlegten Lichtes (26) eingerichtet ist und wobei die Auswerteeinheit (6) zur Bestimmung von Parametern von Inhaltsstoffen des Urins (4) durch Auswertung des Spektrums eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wellenlänge des Spektrums in einem Wellenlängenbereich größer als etwa 100 nm und kleiner als etwa 2000 nm liegt. Device, preferably a urinal ( 1 ), for the analysis of urine ( 4 ) with a urine drainage area, a spectrometer ( 5 ) and an evaluation unit ( 6 ), the spectrometer ( 5 ) for the spectral decomposition of light ( 8th . 23 ), which is the urine ( 4 ) in the urine drainage area, and for measuring a spectrum by detecting the spectrally dispersed light ( 26 ) and wherein the evaluation unit ( 6 ) for determining parameters of ingredients of the urine ( 4 ) is arranged by evaluating the spectrum, characterized in that at least one wavelength of the spectrum is in a wavelength range greater than about 100 nm and less than about 2000 nm. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlängen des Spektrums ausgewählt sind aus dem UVA- und/oder dem sichtbaren- und/oder dem NIR-Spektralbereich, oder dass die Wellenlängen des Spektrums aus dem Wellenlängenbereich zwischen etwa 1000 nm und etwa 1900 nm ausgewählt sind. Apparatus according to claim 1, characterized in that the wavelengths of the spectrum are selected from the UVA and / or the visible and / or the NIR spectral region, or that the wavelengths of the spectrum from the wavelength range between about 1000 nm and about 1900 nm are selected. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtquelle (7) zur Emission des Lichtes (8) vorgesehen ist, wobei das Spektrum des emittierten Lichtes (8) in dem zur Messung vorgesehenen Wellenlängenbereich seine höchste Intensität aufweist. Device according to claim 1 or 2, characterized in that a light source ( 7 ) for the emission of light ( 8th ) is provided, wherein the spectrum of the emitted light ( 8th ) has its highest intensity in the wavelength range to be measured. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spektrometer (5) derart im Bereich des Urinabflussbereiches angeordnet ist, dass das Licht (8) den Urin (4) reflexionsfrei durchläuft. Device according to Claims 1 to 3, characterized in that the spectrometer ( 5 ) is arranged in the region of the Urinabflussbereiches such that the light ( 8th ) the urine ( 4 ) passes without reflection. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor (14) zur Messung der Durchflussmenge des Urins (4) und oder zur Messung der Temperatur und/oder der Trübung des Urins (4) vorgesehen ist und/oder dass eine Waage (11) zur Messung des Gewichtes einer den Urin (4) ablassenden Person vorgesehen ist. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one sensor ( 14 ) for measuring the flow rate of urine ( 4 ) and or for measuring the temperature and / or the turbidity of the urine ( 4 ) and / or that a balance ( 11 ) for measuring the weight of a urine ( 4 ) draining person is provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bildschirm (15) zur Anzeige der Parameter und/oder daraus abgeleiteter Größen im Sichtfeldbereich einer den Urin (4) ablassenden Person vorgesehen ist. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a screen ( 15 ) for displaying the parameters and / or variables derived therefrom in the field of view of a urine ( 4 ) draining person is provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Spektrometer (5) zur Messung mindestens eines zweiten Spektrums eingerichtet ist, wobei die Auswerteeinheit (6) zur Bestimmung der Parameter die Spektren bevorzugt durch Überlagerung kombiniert. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the spectrometer ( 5 ) is arranged to measure at least one second spectrum, wherein the evaluation unit ( 6 ) for determining the parameters, the spectra preferably combined by superposition. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Spektrometer (5) ein bevorzugt als mikromechanisch hergestellter Spiegel mit Gitterstruktur ausgebildetes dispersives Element (24) und einen bevorzugt als Detektorfeld (28) ausgebildeten Detektor zur Messung des Spektrums aufweist, wobei das dispersive Element (24) eine Aufhängung (35) aufweist, derart dass es um eine Achse drehbar gelagert ist und eine Steuereinrichtung (40) zur gesteuerten Bewegung des dispersiven Elements (24) vorgesehen ist. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the spectrometer ( 5 ) a dispersive element preferably formed as a micromechanically produced mirror with a lattice structure (US Pat. 24 ) and one preferably as a detector field ( 28 ) has formed detector for measuring the spectrum, wherein the dispersive element ( 24 ) a suspension ( 35 ) such that it is rotatably mounted about an axis and a control device ( 40 ) for the controlled movement of the dispersive element ( 24 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängung (35) zum Vorspannen des dispersiven Elements (24) in eine Ruhestellung eingerichtet ist und eine durch die Steuereinrichtung (40) schaltbare Halteeinrichtung zum Halten des dispersiven Elements (24) in der Ruhestellung aufweist. Device according to claim 8, characterized in that the suspension ( 35 ) for biasing the dispersive element ( 24 ) is set in a rest position and one by the control device ( 40 ) switchable holding device for holding the dispersive element ( 24 ) in the rest position. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängung (35) eine Schwingung des dispersiven Elements (24) um die Achse ermöglicht, wobei die Steuereinrichtung (40) zum Versetzen des dispersiven Elements (24) in eine Schwingung mit einer durch die Steuereinrichtung (40) festgelegten Schwingungsfrequenz eingerichtet ist. Device according to claim 8, characterized in that the suspension ( 35 ) an oscillation of the dispersive element ( 24 ) about the axis, the control device ( 40 ) for displacing the dispersive element ( 24 ) in a vibration with one by the control device ( 40 ) is set. Verfahren zur Analyse von Urin (4), bevorzugt im während des Ablassens des Urins (4) in ein Urinal (1), mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit den Schritten: spektrale Zerlegung von Licht (8), das den Urin (4) in einem Urinabflussbereich durchlaufen hat und Messung eines Spektrums des Lichtes (8, 23) durch Detektion des spektral zerlegten Lichtes (26) mittels eines Spektrometers (5), Bestimmung von Parametern von Inhaltsstoffen des Urins (4) durch Auswertung des Spektrums mittels einer Auswerteeinheit (6), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wellenlänge des Spektrums aus dem Wellenlängenbereich größer als etwa 100 nm und kleiner als etwa 2000 nm gewählt ist. Method for analyzing urine ( 4 ), preferably in during the discharge of urine ( 4 ) in a urinal ( 1 ), by means of a device according to one of claims 1 to 9, comprising the steps: spectral decomposition of light ( 8th ), which is the urine ( 4 ) in a urine drainage area and measuring a spectrum of the light ( 8th . 23 ) by detection of the spectrally dispersed light ( 26 ) by means of a spectrometer ( 5 ), Determination of parameters of ingredients of urine ( 4 ) by evaluation of the spectrum by means of an evaluation unit ( 6 ), characterized in that at least one wavelength of the spectrum from the wavelength range greater than about 100 nm and less than about 2000 nm is selected. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Wellenlängen des Spektrums ausgewählt sind aus dem UVA- und/oder dem sichtbaren- und/oder dem NIR-Spektralbereich, oder dass die Wellenlängen des Spektrums aus dem Wellenlängenbereich zwischen etwa 1000 nm und etwa 1900 nm ausgewählt sind. A method according to claim 11, characterized in that the wavelengths of the spectrum are selected from the UVA and / or the visible and / or the NIR spectral region, or that the wavelengths of the spectrum from the wavelength range between about 1000 nm and about 1900 nm are selected. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter der Alkoholgehalt im Urin (4) bestimmt wird, oder dass aus dem Alkoholgehalt ein Blutalkoholgehalt ermittelt wird und/oder dass Daten bestimmt werden als Parameter für eine Bestimmung von durch eine Person konsumierte Getränke oder dass als Parameter zu einer Vordiagnose von Erkrankungen relevante Daten bestimmt werden. Method according to one of claims 11 or 12, characterized in that the alcohol content in the urine ( 4 ), or that a blood alcohol content is determined from the alcohol content and / or that data is determined as a parameter for determining a beverage consumed by a person or that data relevant to a prediagnosis of a disease are determined as a parameter. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Spektrometers (5) mindestens ein zweites Spektrum des Lichtes (8, 23, 26) gemessen wird, wobei die Auswerteeinheit (6) zur Bestimmung der Parameter die Spektren bevorzugt durch Überlagerung kombiniert.Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that by means of the spectrometer ( 5 ) at least a second spectrum of the light ( 8th . 23 . 26 ), the evaluation unit ( 6 ) for determining the parameters, the spectra preferably combined by superposition.
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