JP2005172647A - トイレにおける生体情報測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】 実際の排泄動作を行うだけで医学的に有用な生体情報を得る、トイレに設置される生体情報測定システムを提供することにある。
【解決手段】 便器１と、便器近傍に設けた体重測定手段６と、使用者の排泄前後確認手段と、排泄物に含まれる特定成分の濃度を測定する成分濃度測定手段５と、体重測定手段６、排泄前後確認手段、成分濃度測定手段５における測定結果を入力する制御部とを設け、制御部は、体重測定手段６によって排泄前に測定される第一の体重測定値と排泄後に測定される第二の体重測定値の差から、使用者が排泄した排泄物の量を演算すると共に、成分濃度測定手段５により測定した排泄物中の所定の特定成分濃度と排泄物量とに基づいて特定成分の実排泄量を演算する演算処理部を備えた。生体が実際に排泄した尿中の特定成分を測定して、具体的に医学的な対処ができる情報を使用者に開示することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、使用者の排泄物量を推定することに係り、特に排泄物中の特定成分排泄量を測定することに好適なトイレにおける生体情報測定システムに関する発明である。

従来より、使用者の排尿における体重変化を測定して、尿量を測定するものがあった（例えば、特許文献１参照）。また、使用者の排尿における体重変化を測定して、尿量・尿流速変化に関する情報を開示するものがあった（例えば、特許文献２参照）。また、従来より、疾病の状態を管理するために、特に医療機関では入院患者の疾病に併せた所定のタイミングで尿を採取し、所定の特定成分濃度や実排泄量を測定していた（例えば非特許文献１参照）。
特開平５−２３２１０７号公報 特開２００２−３４５７９３号公報 伊藤 機一・富野 康日己著「症例から学ぶ 尿検査の見方・考え方（第２版）」医師薬出版株式会社出版、１９８５年１２月２０日、第４−５頁

しかしながら、従来の尿量計は、使用者の尿量・尿流速変化に関する情報は開示するが、排泄物中に含まれる特定成分の実排泄量が測定できず、医学的にその活用分野が特定のものに限られていた。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、排泄動作を行うだけで医学的に有用な生体情報を得ることができる、トイレおける生体情報測定システムを提供することにある。

上記目的を解決するために請求項１では、使用者が排泄する排泄物を下水に向けて排出する便器と、前記便器近傍に設けられた体重測定手段と、前記使用者の排泄前後確認手段と、前記排泄物に含まれる特定成分の濃度を測定する成分濃度測定手段と、前記体重測定手段、排泄前後確認手段、成分濃度測定手段における測定結果を入力する制御部とを設け、前記制御部は、前記体重測定手段によって排泄前に測定される第一の体重測定値と排泄後に測定される第二の体重測定値の差から、使用者が排泄した排泄物の量を演算すると共に、前記成分濃度測定手段により測定した排泄物中の所定の特定成分濃度と前記排泄物量とに基づいて前記特定成分の実排泄量を演算する演算処理部を備えた。生体が実際に排泄した尿中の特定成分を測定することにより、例えば尿中のグルコースを測定対象とすると糖尿病、また、尿中のナトリウムやカリウムを測定対象とすると高血圧症の生活習慣管理など、具体的に医学的な対処ができる情報を使用者に開示することができる。

また、請求項２は、使用者が排泄する排泄物を下水に向けて排出する便器と、前記便器近傍に設けられた体重測定手段と、前記使用者の排泄前後確認手段と、前記排泄物に含まれる特定成分の濃度を測定する成分濃度測定手段と、前記体重測定手段、排泄前後確認手段、成分濃度測定手段における測定結果を入力する制御部とを設け、前記制御部は、前記体重測定手段によって排泄前に測定される第一の体重測定値と、排泄後に測定される第二の体重測定値の差から、使用者が排泄した排泄物の量を演算してなり、前記排泄物の量に所定の比率を乗じた量の排泄物を採取して所定の容器中に分注する分注手段を設けたので、特に医療機関に入院する時に全排泄尿を回収管理して得ていた排泄物情報を、自動化、省スペース、かつ、省力化したシステムとして確立することができ、医療機関の診療効率を向上させることができる。

これらの生体情報測定システムにおいて、第一の体重測定値を、計時手段による時刻データと、ＩＤタグ等による使用者特定手段の特定結果データとを、関連づけて制御部に記憶すれば、使用者の採尿条件に合わせた情報を自動的に収集でき、１日分の累計や、処置から効果が生じるまでの時間など医学的な臨床効果を容易に得ることができる。

また、請求項３では、前記体重測定手段への接触によって、前記体重測定手段を起動する自動自動手段を備えたので、尿量測定に対して具体的な操作を使用者が実施する必要が無く、操作が簡便である。

また、請求項４では、前記体重測定手段への接触によって、前記成分濃度測定手段を起動する自動起動手段を備えたので、生体情報を採取する媒体としてのトイレに使用者が近づいたことをトリガーとして生体情報測定システムを起動ができるため、準備に対して時間を要するような測定であっても着座するまでの時間を準備に使用できることから、タイムラグを感じることなく測定にはいることができる。

また、請求項５では、前記体重測定手段への接触によって、前記分注手段を起動する自動起動手段を備えたので、尿を採取・分注する手段としてのトイレに使用者が近づいたことをトリガーとしてシステムを起動させることができるため、準備に対して時間を要するような測定であっても着座するまでの時間を準備に使用できることから、タイムラグを感じることなく測定にはいることができる。

また、請求項６では、前記体重計は便器前方に配置されるトイレマットに組み込むようにしたので、体重測定手段の存在がトイレとしての違和感を発生させることがない。

また、請求項７では、前記体重計は不使用時にトイレ壁面に折りたたみ収納されるヒンジ基台を有するので、本測定を実施しないトイレ使用者に対する誤動作を防止することができる。

また、請求項８では、前記トイレにおける生体情報測定システムは個人認証手段を有し、スリッパに設けた個人認識手段を検知するようにしたので、データを特定された個人毎に一括管理できることに加え、個人識別媒体を保持しておくのを忘れて、貴重なデータ収集を逃してしまう恐れが無くなる。

また、請求項９では、前記尿量測定値および特定成分濃度測定値は前記個人認証手段により特定された個人情報と共に記憶し、複数の生体情報測定値を一括管理するようにしたので、特に院内データを一括管理して疾病の治療効果確認に供することができる。

本発明によれば、体重測定手段と生体情報測定手段の組合せにより、トイレで実際の排泄動作を行うだけで医学的に有用な生体情報を得る、トイレにおける生体情報測定システムを提供することが可能となる。

図１は、本発明のトイレにおける生体情報測定システムの第一の形態を示す外観斜視図である。
洋風大便器１の上方に、回動自在な便座２と便ふた３、および、汚物を下水に対して排出するための水を蓄えるロータンク４が固定されている。洋風大便器１の側方には、尿に含まれる特定成分濃度を測定する生体情報測定装置５が配置され、洋風大便器１のリム面１２に尿を採取するための採尿手段が係止されている。前記採尿手段は、リム面１２に係止させるリムカバー５１と、洋風大便器１のボール面１１内部を回動する採尿アーム５２とで構成される。採尿アーム５２の先端には、使用者の尿を回収するための略スプーン状の採尿器５３が設けられている。生体情報測定装置５の上面には使用者と対峙し、使用者の手による操作を受け、結果表示を行う操作表示部５４が設けられている。また生体情報測定装置５の前面には、体重測定装置６とデータの送受信を行うための送受信窓５７が設けられている。

生体情報測定装置５は、採尿器５３から装置内部に搬送された尿から特定成分濃度や尿温度などが測定されるようになっている。特定成分としては、高血圧症の生活習慣管理に利用されるナトリウムイオン濃度やカリウムイオン濃度のような電解質、糖尿病の管理指標である尿糖値、比重や尿温度などが測定される。測定手段としては、バイオセンサー、イオンセンサー、尿検体の光屈折率測定装置、および、サーミスタセンサーなどから適宜選定される。なお、採尿器５３自体にバイオセンサーと温度計を設けて採尿器５３で特定成分の濃度や尿温度を測定するようにしてもよい。

洋風大便器１の前方には、体重測定手段として体重測定装置６が配置されている。なお、体重測定手段としては、一般的な重量センサーに限らず、水分量変化によるインピーダンス・静電容量変化によって測定されてもよい。

体重測定の方法としては、ロードセルを使用して排泄された尿量と体重の絶対値を測定するのが一般的な考え方である。同時に体脂肪率を測定することも可能である。本発明の本来の主旨は使用者の尿量と、尿に含まれる特定成分濃度を利用して実排泄量を得ることにより、対象としている疾病の管理を行おうものであるが、個人の健康情報として汎用されている体重と体脂肪率を同一条件で測定できることは、健康に関するトレンドを長期間モニターするために有効である。本実施例では、体脂肪率の測定を両足間のインピーダンスを測定するもので、インピーダンスは電極６１を介して測定される。体重測定装置６の上方には、体重、尿量や体脂肪率を生体情報測定装置５との間でデータ送受信を行う送受信窓６２が設けられている。なお、体脂肪率の測定は、生体中のインピーダンス測定値や水分量測定値を利用する一般的な方法を採用してもよい。

図２は、本発明の体重測定手段の出力状態を示すグラフである。
体重測定装置６に使用者が乗ると排尿前体重Ｗ１が測定される。次いで使用者が便器１で排尿した後、再び体重測定装置６に乗ると排尿後体重Ｗ２が測定される。Ｒ［＝Ｗ１−Ｗ２］は、使用者が排泄した尿重量を示すことになる。一般に尿の比重は１であるため、尿重量を尿量と同じととらえることができる。体重測定装置６は絶対値を測定した場合、尿量換算値と比較して大きな差があるため、最初に測定した排尿前体重Ｗ１を原点として、排尿後体重Ｗ２の差分を測定すると高精度の尿量測定が可能である。
この体重測定装置６で排泄前後の体重であることを識別するために、排泄前後確認手段を備えている。この排泄前後確認手段の一例は、体重測定装置６で測定した少なくとも２つの体重を比較して、重い方を排泄前、軽い方を排泄後と識別する比較部である。また、便器の洗浄と関連づけて、便器洗浄を行なったことを生体情報測定システムの制御部に入力し、便器洗浄前に測定した体重を排尿前体重Ｗ１、便器洗浄後に測定した体重を排尿後体重Ｗ２と識別させてもよい。

図３は、本発明のトイレにおける生体情報測定システムの第二の形態を示す外観斜視図である。
洋風大便器１の上方に、回動自在な便座２と便ふた３が固定されている。洋風大便器１の側方には、尿を特定された個人毎の特定条件によって分注備蓄する分注装置７が配置されている。洋風大便器１で採取された尿は、吸引手段７１を介して分注装置７に搬送される。分注装置７の前面には使用者と対峙し、使用者の手による操作を受けるとともに測定結果表示を行う操作表示部７３が設けられている。また分注装置７の前面には、体重測定装置６とデータの送受信を行うための送受信窓７７が設けられている。分注装置７は、その内部に尿を所定比率で定量し、特定個人・特定条件毎に定量注入できる機構が組み込まれ、分注容器７２に所定量の尿検体が入るようになっている。洋風大便器１の前方には、体重測定装置６が配置されている。なお、体重測定手段としては、一般的な重量センサーに限らず、水分量変化によるインピーダンス・静電容量変化によって測定されてもよい。体重測定装置６の上方には、体重だけでなく、尿量や体脂肪率を分注装置７との間でデータ送受信を行う送受信窓６２が設けられている。測定された尿量・測定時間などのデータはＬＡＮ配線７５を介して病院内管理システム７４と接続され、サーバー・パーソナルコンビューター７６で管理されるようになっている。

本発明においては、生体情報測定システムの第一の形態と第二の形態を組み合わせて使用することができる。その生体情報測定システムを使用した生体情報測定の手順を示すフローチャートを図４に示して説明する。
トイレに使用者が入室し（ステップ１０１）、体重測定手段６に乗ると（ステップ１０２）、自動起動手段により体重が測定できるよう体重測定手段が起動される（ステップ１０３）。使用者は測定に際してＩＤを入力したり、ＩＣカードをかざしたり、後述のＩＤ検出スリッパなどによって、個人識別が実施される。個人識別がなかった場合は、ビジターとして１回だけの測定が実施されることになる（ステップ１０４）。個人識別された場合は、測定すべきタイミング情報や、測定すべき成分項目などの個人情報が読出され（ステップ１０５）、そのデータを前提として、自動起動手段により生体情報測定装置の起動（ステップ１０６）と分注装置の起動（ステップ１０９）が実施される。起動された生体情報測定装置５は、測定準備を実施し（ステップ１０７）、合わせて個人識別データに合わせた測定条件を読出しておく（ステップ１０８）。個人識別条件に合わせた測定条件とは、測定項目や測定濃度範囲などということになる。起動された分注装置は尿を分注するための容器を準備すると共に、個人識別データに合わせた分注条件を読出しておく（ステップ１１１）。個人識別条件に合わせた分注条件とは、分注を実施するタイミングや、尿の分注比率と考えればよい。

次いで、今回の測定時間を読出し（ステップ１１２）、体重測定値の安定を待って（ステップ１１３）、排尿前体重Ｗ１が測定される（ステップ１１４）。排尿前体重Ｗ１が測定された後に使用者は便器１で排尿することになる（ステップ１１５）が、使用者が排出した尿は採尿器５３で採取され（ステップ１１６）、生体情報測定装置５で特定成分濃度の測定（ステップ１１７）と、分注機構への吸引（ステップ１１８）が実施される。排尿後使用者は便器洗浄を行なった後（ステップ１１９）、再び体重測定手段６に乗って（ステップ１２０）、測定値の安定を待って（ステップ１２１）、排尿後体重Ｗ２が測定される（ステップ１２２）。ついで、制御部は尿量Ｒに当たるＷ１−Ｗ２を算出する（ステップ１２３）。これらの尿量Ｒと特性成分濃度から特定成分排泄量が演算される（ステップ１２４）。また、分注備蓄すべき尿の所定量が演算され（ステップ１２５）、所定量が分注される（ステップ１２６）。これら測定結果は使用者に対して生体情報測定装置５の操作表示部５４に表示された（ステップ１２７）後、他のシステムと連携すべく、インターネットや、ＬＡＮ経由で病院内管理システムにデータが送信されるようになっている（ステップ１２８）。

本システムの運用に当たっては、使用者が通常、トイレを使用するのと同じ状態でデータが収集されるよう配慮されており、データ収集のための心労を使用者に与えないようにしている。

図５は、本発明の動作システムを示すシステムブロック図である。
個人ＩＤの検出をトリガーとして体重測定手段６は起動され、その測定結果を生体情報測定装置５や分注装置と有機的に結合することで、特に病院内管理システムを効率的に運用できるようになっている。システム内の信号の授受は有線で行なうことができるが、無線タイプとした方が自由度が保てるので推奨される。ただし、個人ＩＤは使用者と共に移動するものなので、体重測定装置６と無線で送受信される。体重測定装置６と生体情報測定装置５及び分注装置の間は無線だけでなく、赤外線通信であっても良い。また病院内のＬＡＮとのデータ送信は、アクセスポイントに無線で送信するのが配線負荷などが無く効率的である。

図６は、本発明の体重測定手段の別の形態を示す斜視図である。
本図では体重測定手段６として感圧センサー６５をトイレマット６３に組み込んでいる。コントローラー６４が送受信窓６２を介して他の器具と信号の授受を行なうことは、前述の形態と同じである。トイレマットというデザイン性から、一般家庭での設置に推奨される。

図７は、本発明の体重測定手段のさらに別の形態を示す斜視図である。
電極６１とデータの送受信窓６２を上面に配した体重測定装置６は、ヒンジ付き基台６６を介して回動できるようになっている。よって、不要な時にはトイレの壁に立てかけることが可能であり、トイレを幅広く使えて、かつ、清掃性が良いという利点を持っている。

図８は、本発明の個人認証手段の具体例を示す斜視図である。
個人認識手段としてＩＤチップ８１を、スリッパ８の甲の部分に配置している。患者はスリッパ８を履いたまま体重測定装置６に乗ると、体重測定装置６に内蔵されたセンサー（個人認証手段）によってＩＤチップ８１を識別するので、短かい距離で個人特定ができる。患者は病院内ではスリッパを履いて院内を移動するので、本生体情報測定システムの病院内での使用を考えた場合、患者はＩＤカードを持ち歩かなくても、スリッパ８を履いて院内を移動する限り、何処のトイレで排尿してもデータを院内管理システムに載せることができ、患者の行動自由度を妨げることがない。

本発明のトイレにおける生体情報測定システムの第一の形態を示す外観斜視図である。 本発明の体重測定手段の出力状態を示すグラフである。 本発明のトイレにおける生体情報測定システムの第二の形態を示す外観斜視図である。 本発明の生体情報測定システムを使用した生体情報測定の手順を示すフローチャートである。 本発明の動作システムを示すシステムブロック図である。 本発明の体重測定手段の別の形態を示す斜視図である。 本発明の体重測定手段のさらに別の形態を示す斜視図である。 本発明の個人認証手段の具体例を示す斜視図である。

符号の説明

１…洋風大便器
２…便座
３…便ふた
４…ロータンク
５…生体情報測定装置（成分濃度測定手段）
６…体重測定装置（体重測定手段）
７…分注装置（分注手段）
８…スリッパ
１１…ボール面
１２…リム面
５１…リムカバー
５２…採尿アーム
５３…採尿器
５４…操作表示部
６１…電極
６２…送受信窓
６３…トイレマット
６４…制御部
６５…感圧センサ
６６…ヒンジ付き基台
７１…吸引手段
７２…分注容器
７３…操作表示部
７４…病院内管理システム
７５…ＬＡＮ配線
７６…サーバー・パーソナルコンビューター
７７…送受信窓
８１…ＩＤチップ（個人認識手段）
Ｒ…尿量
Ｗ１…排尿前体重
Ｗ２…排尿後体重

Claims (9)

1. 使用者が排泄する排泄物を下水に向けて排出する便器と、前記便器近傍に設けられた体重測定手段と、前記使用者の排泄前後確認手段と、前記排泄物に含まれる特定成分の濃度を測定する成分濃度測定手段と、前記体重測定手段、排泄前後確認手段、成分濃度測定手段における測定結果を入力する制御部とを設け、前記制御部は、前記体重測定手段によって排泄前に測定される第一の体重測定値と排泄後に測定される第二の体重測定値の差から、使用者が排泄した排泄物の量を演算すると共に、前記成分濃度測定手段により測定した排泄物中の所定の特定成分濃度と前記排泄物量とに基づいて前記特定成分の実排泄量を演算する演算処理部を備えたことを特徴とするトイレにおける生体情報測定システム。
2. 使用者が排泄する排泄物を下水に向けて排出する便器と、前記便器近傍に設けられた体重測定手段と、前記使用者の排泄前後確認手段と、前記排泄物に含まれる特定成分の濃度を測定する成分濃度測定手段と、前記体重測定手段、排泄前後確認手段、成分濃度測定手段における測定結果を入力する制御部とを設け、前記制御部は、前記体重測定手段によって排泄前に測定される第一の体重測定値と、排泄後に測定される第二の体重測定値の差から、使用者が排泄した排泄物の量を演算してなり、前記排泄物の量に所定の比率を乗じた量の排泄物を採取して所定の容器中に分注する分注手段を設けたことを特徴とするトイレにおける生体情報測定システム。
3. 前記体重測定手段への接触によって、前記体重測定手段を起動する自動自動手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のトイレにおける生体情報測定システム。
4. 前記体重測定手段への接触によって、前記成分濃度測定手段を起動する自動起動手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のトイレにおける生体情報測定システム。
5. 前記体重測定手段への接触によって、前記分注手段を起動する自動起動手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載のトイレにおける生体情報測定システム。
6. 前記体重計は便器前方に配置されるトイレマットに組み込まれることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のトイレにおける生体情報測定システム。
7. 前記体重計は不使用時にトイレ壁面に折りたたみ収納されるヒンジ基台を有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のトイレにおける生体情報測定システム。
8. 前記トイレにおける生体情報測定システムは個人認証手段を有し、スリッパに設けた個人認識手段を検知することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のトイレにおける生体情報測定システム。
9. 前記尿量測定値および特定成分濃度測定値は前記個人認証手段により特定された個人情報と共に記憶し、複数の生体情報測定値を一括管理することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のトイレにおける生体情報測定システム。
   
   
   

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