JP2015500471A - 人の便および尿中の血液の遠隔検知のための装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
A.発明の分野
この発明は、非侵襲的な医学的モニタリングまたはスクリーニングのために、便器の水の中の便または尿中の血液を検出するための装置および方法である。血液は、潜血であっても非潜血であってもよい。
国立癌研究所によれば、結腸直腸癌(colorectal cancer:CRC)は、米国での癌関連死の原因の第2位であり、年間新患数は約148,500人、死亡者数は約56,000人で、米国での癌関連死全体の10%を占める。これらの死亡者数の50%以上は、より良好でより早期のスクリーニング検査の使用を通して防止できたかもしれないと考えられている。しかしながら、現在のスクリーニング奨励および手続きの順守は、不十分である。たとえば、2002年には、50歳以上の大人の40%しか、過去5年間にS状結腸鏡検査または大腸内視鏡検査を受けておらず、22%しか、過去12ヶ月間に便潜血検査を受けていなかった。特に乳癌および子宮頸癌スクリーニングと比べてCRCスクリーニングの受診率が低いのは、患者の苦痛、コスト、認識の欠如、および現在のスクリーニング方法の低い受容性を含む、多くの要因による。
この発明は、便器の水の中の便物質または尿中の血液を遠隔検出するための装置および方法である。この装置および方法は、患者の自宅または任意の他の場所で患者が利用可能なスクリーニング検査を含む。患者は、便物質または尿に物理的に接触しなくてもよい。いくつかの実施例では、患者は便物質または尿を見ることさえしなくてもよい。
この方法および装置は、便器10内での血液についての便および尿のスクリーニング用である。図1に示すように、この発明の装置および方法は、便器10の水8の中でのアルカリ性条件でのルミノール4と酸化剤6との反応を利用する。図1の図面では、酸化剤6は過酸化水素である。しかしながら、上述のように、いくつかの異なる酸化剤6が好適である。アルカリ性条件は、便器10の水8の中で、ホウ酸ナトリウムなどの塩基12の添加によって達成される。他の塩基12も、必要なアルカリ性条件を達成するのに好適である。ルミノール4と酸化剤6との反応は、赤血球のヘモグロビン内に含有される鉄14などによって反応が触媒されない限り、遅い。反応は、適切な塩基性条件では、および鉄14の存在下では迅速であり、血液の存在下で反応するルミノール4からの光16の特徴的な青い輝きをもたらす。
図2の第1のステップ18で、患者は、ルミノール4、塩基12、および酸化剤6を水8に添加することによって、便器10の水8を準備する。この方法の第2のステップ20で、患者は便器10に排尿または排便もしくはその双方を行なう。図2の第3のステップ22で、便器10の水8と便器10の便または尿中の赤血球の含有物との浸透圧の差により、赤血球は溶解される。赤血球の溶解により、赤血球はその含有物を便器10の水8に放出する。放出された含有物はヘモグロビンを含み、それは鉄14を含有する。血液が存在する場合、ヘモグロビンからの鉄14によって触媒される、ルミノール4と酸化剤6との反応により、便器10の水は青く輝く。
Claims (26)
- 尿中または便表面の血液を検出するための装置であって、前記装置は光検出器を含み、前記光検出器は、便器の水の中での鉄によって触媒されるルミノールと酸化剤との反応によって放射される光を検出するように構成され、それにより、前記光検出器は、アルカリ性条件下で便器の水の中に血液が前記ルミノールおよび前記酸化剤とともに存在する場合、血液中のヘムから前記鉄を検出するように構成されている、装置。
- 前記光検出器は前記光の波長の範囲を検出するように構成され、前記光の波長の前記範囲は、前記鉄によって触媒される前記ルミノールと前記酸化剤との前記反応によって放射される前記光の波長の前記範囲に対応しており、または、前記光の波長の前記範囲は、前記鉄によって触媒される前記ルミノールと前記酸化剤との前記反応によって放射される前記光によって、前記便器の前記水の中の蛍光色素分子が励起される場合、前記蛍光色素分子によって放射される前記光の波長の範囲に対応している、請求項1に記載の装置。
- 前記光検出器は前記光の波長の範囲を検出するように構成され、前記光の波長の前記範囲は、前記便器の前記水の中での前記鉄によって触媒される前記ルミノールと前記酸化剤との前記反応によって放射される前記光の波長の前記範囲に対応しており、前記光検出器は、前記便器の前記水の中での前記鉄によって触媒される前記ルミノールと前記酸化剤との前記反応によって放射される前記光の波長の前記範囲に実質的に含まれない前記光を検出しないように構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記装置はさらにディスプレイを含み、前記ディスプレイは、前記検出器が前記光を検出したかどうかを表示するように構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記光検出器は、フォトダイオード、電荷結合素子、およびアクティブ画素センサからなるリストから選択される、請求項2に記載の装置。
- 前記装置はさらに、
a.マイクロプロセッサを含み、前記マイクロプロセッサは前記光検出器に動作可能に接続され、前記光検出器は検出された前記光に応答して光検出器信号を生成するように構成され、前記光検出器信号はある値を有し、前記値は前記光の輝度に対応しており、前記マイクロプロセッサは前記光検出器信号を受信するように構成されており、前記装置はさらに、
b.コンピュータメモリを含み、前記コンピュータメモリは前記マイクロプロセッサに動作可能に接続され、前記マイクロプロセッサは前記光検出器信号を前記コンピュータメモリに格納するように構成されている、請求項2に記載の装置。 - 前記マイクロプロセッサは第1の時間での前記光検出器信号を受信するように構成され、前記第1の時間での前記光検出器信号はバックグラウンド信号を規定し、前記バックグラウンド信号は前記第1の時間での前記光の前記輝度に対応しており、前記マイクロプロセッサは第2の時間での前記光検出器信号を受信するように構成され、前記第2の時間での前記光検出器信号はサンプル信号を規定し、前記第2の時間での前記光検出器信号は前記第2の時間での前記光の前記輝度に対応しており、前記第2の時間は前記第1の時間の後であり、前記第1の時間は、前記便器の前記水の中に前記ルミノール、前記酸化剤、および塩基が存在しているものの、前記便器の前記水の中に便または尿が存在していない時間となるように選択され、前記第2の時間は、前記便器の前記水の中に前記ルミノール、前記酸化剤、および塩基が存在しており、加えて、便器の水の中に便または尿が存在している、前記第1の時間の後の前記時間となるように選択され、前記マイクロプロセッサは、前記サンプル信号および前記バックグラウンド信号を前記コンピュータメモリに格納するように構成されている、請求項6に記載の装置。
- 前記マイクロプロセッサは、前記サンプル信号を前記バックグラウンド信号と比較するように構成され、前記マイクロプロセッサは、前記サンプル信号が前記バックグラウンド信号を上回っているかどうかを判断して、結果を規定するように構成され、前記結果は、前記サンプル信号が前記バックグラウンド信号を予め定められた量以上上回っている場合、尿または便中に血液が検出されるということであり、前記結果は、前記サンプル信号が前記バックグラウンド信号を前記予め定められた量以上上回っていない場合、尿または便中に血液が検出されないということである、請求項6に記載の装置。
- 前記装置はさらに、前記マイクロプロセッサに動作可能に接続されたディスプレイを含み、前記ディスプレイは、前記結果を前記ユーザに表示するように構成されている、請求項8に記載の装置。
- 前記マイクロプロセッサは、前記サンプル信号が前記バックグラウンド信号を複数の段階的増分のいくつか分上回っているかどうかを判断して、前記結果をさらに規定するように構成され、前記複数の段階的増分は、尿または便中に存在する段階的な量の血液に対応している、請求項8に記載の装置。
- 前記マイクロプロセッサは、前記結果を前記ユーザに報告するように構成されている、請求項10に記載の装置。
- 前記マイクロプロセッサはネットワークへの接続用に構成されており、前記ネットワークは、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、インターネット、および無線通信ネットワークのうちの1つであり、前記マイクロプロセッサは、前記通信ネットワークを通して前記結果を通信するように構成されている、請求項8に記載の装置。
- 前記装置はさらにディスペンサを含み、前記ディスペンサは、便器の水の中の予め定められた濃度よりも大きい血液の存在下で前記ルミノールを発光させるのに十分な、ある量の前記ルミノール、前記酸化剤、および塩基を、便器の水に分配するように構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記ルミノール、前記酸化剤、および前記塩基は、錠剤、粉末、小袋、溶液、および懸濁液からなるリストから選択される形状である、請求項13に記載の装置。
- 前記ディスペンサは複数の容器を有し、前記複数の容器は、前記ルミノール、前記酸化剤、および前記塩基を含むように構成され、前記ディスペンサは、前記ルミノール、前記酸化剤、および前記塩基を前記便器の前記水に充填する構成を有する、請求項13に記載の装置。
- 前記ディスペンサの前記水に充填する前記構成は、
a.アクチュエータを含み、前記アクチュエータはユーザによって動作可能であり、前記構成はさらに、
b.エフェクタを含み、前記エフェクタは前記アクチュエータに動作可能に接続され、前記エフェクタは、前記ユーザが前記アクチュエータを起動すると、前記ルミノール、前記酸化剤、および前記塩基を前記水に分配するように構成されている、請求項15に記載の装置。 - 前記アクチュエータは、手動制御装置、便座上の重量を検出するように構成された制御装置、前記便座の位置の変化を検出するように構成された制御装置、およびユーザの存在を検出するように構成された制御装置からなるリストから選択される、請求項16に記載の装置。
- 前記装置はさらに水洗トイレを含み、前記水洗トイレは便器を含み、前記アクチュエータは水洗アクチュエータであり、前記水洗アクチュエータは、前記ユーザが前記水洗アクチュエータを起動すると前記水洗トイレの水を流すように構成され、前記エフェクタは、前記水洗アクチュエータの作動後に前記便器に前記水を再充填する際に、前記ルミノール、前記酸化剤、および前記塩基を前記便器の前記水に分配する、請求項16に記載の装置。
- 便器の水の中で尿または便中の血液を検出する方法であって、前記方法は、
a.光検出器を提供するステップを含み、前記光検出器は、適切なアルカリ性条件下で便器の水の中に血液が存在する場合、便器の水の中の血液中に存在する鉄によって触媒されるルミノールと酸化剤との反応によって便器の水の中で放射される光を検出するように構成されており、前記方法はさらに、
b.指示を提供するステップを含み、前記指示はユーザに、
i.前記ルミノールおよび前記酸化剤を水に添加し、
ii.尿または便を水に追加し、
iii.前記光が検出されるかどうかを判断するために前記光検出器を配備するように指示する、方法。 - 前記光検出器は、第1の時間および第2の時間での検出された前記光に応答して光検出器信号を生成するように構成され、前記光検出器信号はある値を有し、前記値は前記光の輝度に対応しており、前記第1の時間での前記光検出器信号はバックグラウンド信号を規定し、前記バックグラウンド信号は前記第1の時間での前記光の前記輝度に対応しており、前記第2の時間での前記光検出器信号はサンプル信号を規定し、前記サンプル信号は前記第2の時間での前記光の前記輝度に対応しており、前記第2の時間は前記第1の時間の後であり、前記第1の時間は、前記ルミノールおよび前記酸化剤が前記水に添加された後で、かつ便または尿が水に追加される前となるように選択され、前記第2の時間は、前記第1の時間の後で、かつ便または尿が水に追加された後である、請求項19に記載の方法。
- 前記光検出器は、前記サンプル信号を前記バックグラウンド信号と比較して、結果を規定するように構成され、前記結果は、前記サンプル信号の前記値が前記バックグラウンド信号の前記値を予め定められた量以上上回っている場合、尿または便中の血液に対して陽性であり、前記結果は、前記サンプル信号が前記バックグラウンド信号を前記予め定められた量以上上回っていない場合、尿または便中の血液に対して陰性である、請求項20に記載の方法。
- 前記光検出器は、前記光検出器に動作可能に取付けられたマイクロプロセッサと、前記マイクロプロセッサに動作可能に接続されたコンピュータメモリとをさらに含み、前記マイクロプロセッサは、前記サンプル信号と前記バックグラウンド信号とを比較して、前記結果を規定するように構成されている、請求項21に記載の方法。
- 前記マイクロプロセッサは、前記結果を前記ユーザに表示するように構成されている、請求項22に記載の方法。
- 前記マイクロプロセッサはネットワークへの動作可能な接続用に構成されており、前記ネットワークは、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、インターネット、および無線通信ネットワークからなるリストから選択され、前記マイクロプロセッサは、前記ネットワークを通して前記結果を通信するように構成されている、請求項23に記載の方法。
- 前記ルミノールおよび前記酸化剤を水に添加するように前記ユーザに指示する前記指示は、ディスペンサを起動させるように前記ユーザに指示することを含み、前記ディスペンサは、有効量の前記ルミノール、有効量の前記酸化剤、および有効量の塩基を便器の水に分配するように構成されている、請求項19に記載の方法。
- 前記指示は、便または尿を水に追加した後に前記ルミノールおよび前記酸化剤を水に添加するように前記ユーザに指図する、請求項19に記載の方法。
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