JP3528368B2 - 生体成分検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は生体からの排泄物中
の生体成分を検出する生体成分検出装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】人々の健康状態を把握することが将来の
成人病予防の観点からも重要であり、また、予防発見を
できるだけ早く行うことが国家の医療費抑制にもつなが
ることになり、早期発見のための検査を簡単に、そして
家庭において簡易に行うことは非常に大事なことになっ
てきている。

【０００３】この検査方法に関しては免疫学的検査、試
薬による検査等がある。そして、これらは主として病院
などの医療機関で使われているのが現状である。その中
で一部家庭で使われ出してきている尿検査用の試験紙が
ある。これらは毎日使うほどのものではなく、かつ家族
全員が使用してもそれ程多くの試験紙が必要なものでは
ない。特に病院へ行くほどのことではないが健康に不安
がある人が使用するとしてもそれ程多く使用するもので
はない。また、試験紙の保存期間に制約があり、買った
日に使い、その後使わずに保存期限が過ぎ、最終的に廃
棄することになり、無駄にしてしまう場合が多かった。
その結果、家庭での検査を継続的に行うことの難しさが
家庭での普及に壁を作ってきた面がある。また、試験紙
を購入することに煩わしさが伴い、同様に家庭でのテス
トの普及を阻害してきた。

【０００４】そこで、試験紙等の検査手段の補給をしな
いで微小生体成分の測定を行う方法が考えられ、従来の
この種の生体成分検出装置として特開平１−３１３７３
７号公報に示すように試料液に照射光を照射し透過光強
度を測定することにより試料液中の凝集状態を測定する
検体検査装置において、照射光を複数回試料液中に透過
させる手段を備えた検体検査装置がある。

【０００５】図９はこの従来の生体成分検出装置を示す
もので、レーザー光源１０１から発射されたレーザー光
は、光学セル１０２の中に蓄えられた所定濃度のラテッ
クス懸濁液の試料液に照射される。試料液を透過した光
はミラー１０３により反射され光路が折り返され、再び
試料液を透過した光は集光レンズ１０４を介して光検出
器１０５で光強度が検出され、演算回路１０６に入力さ
れる。演算回路１０６において検出された透過光強度か
ら吸光度が演算され、周知の方法ににて免疫反応検査が
行われる。

【０００６】これにより１回の透過では吸光変化が少な
いものを２回、３回と複数回透過させることにより透過
行路を長くして試料液中の粒子の凝集状態を測定するこ
とができるものである。

【０００７】一方、尿を回収して尿の検査を行うものと
して特開昭６３−１７５７６７号公報がある。図１０に
示すように、尿を受け入れる開口部２０１と、尿を排出
する排出部２０２と、開口部２０１及び排出部２０２を
連結し、かつ連結した部位に尿成分に感応するセンサの
感応部２０３を収納する手段を有した尿検査装置に関す
るものである。これにより便器にこの便検査装置を設置
することにより、便器内に放尿して尿検査を行った場合
にノイズ発生が抑制させるというものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例の構成の生体成分検出装置ではレーザー光を試料中に
照射し、抗原抗体反応による凝集を光路を長くすること
により検出し易くするものであるが、第１には抗体を試
料中に供給しないといけないという課題があった。更
に、この方法は第２として光路を長くして吸光度を測定
する方式を行っている。感度を２倍、３倍に上げるには
反射板等の多くの追加部材を用いることになり、その感
度の桁を上げるほどのものとはならず、もし、感度の桁
を上げることができても非常に多くの部材が必要とな
り、現実的な感度向上策とは言えないという課題があっ
た。

【０００９】本発明は上記課題を解決するもので、家庭
における尿検査、便検査において長期間センサ部分（例
えば試験紙など）を取り替えることなく、また、試薬等
を日々追加することなく使用可能にすることを第１の目
的としている。

【００１０】また、排泄物の流体としての動きが止まら
ないようにして生体成分の変化を抽出し易くすることを
第２の目的としている。

【００１１】また、排泄物の動きを緩やかな動きを形成
するような形を構成として検出部で計測し易い状態を作
り、生体成分の測定点での変化を抽出しやすくすること
を第３の目的としている。

【００１２】一方、計測手段として、非接触で、長期に
センサ部を交換しなくて済むようにして家庭での使用に
煩わしさを無くすようにすることを第４の目的としてい
る。

【００１３】また、光を用いる計測手段のなかで波長の
領域を複数見ることにして確実性を高めることを第５の
目的としている。

【００１４】さらに、光を用いる計測手段のなかで光路
を複数にして異なった方法で検出することにより生体成
分の認識性を高めることを第６の目的としている。

【００１５】そして、生体成分の識別を確実に行うよう
にすることを第７の目的としている。

【００１６】また、家庭における尿検査、長期間センサ
部分（例えば試験紙など）を取り替えることなく、ま
た、試薬等を随時追加することなく塩分検査を他の生体
成分測定で用いる方法の検出部を変更するだけで検出す
ることを第８の目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記第１の目的
を達成するため、尿又は洗浄水で洗浄した流体中に含ま
れる便を流体状の排泄物として受ける排泄物収納手段
と、排泄物収納手段内で巡回している流体の流れに応じ
て生ずる物理変化を計測する計測手段と、計測手段によ
り計測した値から流体中の生体成分を推定する生体成分
推定手段を備えた第１の構成としてある。

【００１８】第２の目的を達成するために尿又は洗浄水
で洗浄した流体中に含まれる便を流体状の排泄物として
受ける排泄物収納手段と、排泄物収納手段で収納した流
体を巡回するための流体可動手段と、流体可動手段によ
り排泄物収納手段内で巡回している流体の流れに応じて
生ずる物理変化を計測する計測手段と、計測手段により
計測した値から流体中の生体成分を推定する生体成分推
定手段を備えた第２の構成としてある。

【００１９】第３の目的を達成するために排泄物収納手
段は収納と排出が同一部分とからなる開口部と、流体状
の排泄物を検出する検出部と、開口部と検出部を排泄物
を受ける位置に移動させる可動部とで構成し、検出部は
排泄物の滞留通過時間が検出部の空間を自然落下する時
間よりも長くなるような半閉空間部を設けた構成を第１
又は第２の構成に設けてある。

【００２０】第４の目的を達成するために計測手段は排
泄物収納手段で収納した排泄物を照射する発光部と、発
光部の光の光学的変化を検出する光検出部と、光検出部
の出力データを記憶する記憶部とから成る光学計測部を
有する構成としてある。

【００２１】第５の目的を達成するために光学計測部は
複数の波長の光学的変化を検出するようにした構成とし
てある。

【００２２】第６の目的を達成するために光学計測部は
複数の光学光路を有し、各光路から得られる異なった光
学変化を検出する光検出部から成るように構成してあ
る。

【００２３】第７の目的を達成するために生体成分推定
手段は計測手段で記憶してある光検出部信号の時間に対
応するデータの平均信号を演算する演算部と、演算部で
演算した値に対して変化が大きいか否かを比較する比較
部と、比較部で比較した値から排泄物の成分を推定する
推定部とから構成してある。

【００２４】第８の目的を達成するために計測手段は排
泄物収納手段で排泄物を収納した半閉空間部の電気抵抗
を測定するインピーダンス検出部と、インピーダンス検
出部の出力を記憶する記憶部とから成る電気計測部を有
する構成としてある。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明は、尿又は洗浄水で洗浄し
た流体中に含まれる便を流体状の排泄物として排泄物収
納手段で受け、排泄物収納手段内で巡回している流体の
流れに応じて生ずる物理変化を計測手段で計測し、計測
手段により計測した値から流体中の生体成分を生体成分
推定手段で推定するものである。

【００２６】また、尿又は洗浄水で洗浄した流体中に含
まれる便を流体状の排泄物として排泄物収納手段で受
け、排泄物収納手段で収納した流体を流体可動手段で巡
回するようにし、流体可動手段により排泄物収納手段内
で巡回している流体の流れに応じて生ずる物理変化を計
測手段で計測し、計測手段により計測した値から流体中
の生体成分を生体成分推定手段で推定するものである。

【００２７】さらに排泄物収納手段では、開口部と検出
部を排泄部を受ける位置に可動部で移動させ、排泄部を
開口部から取り入れ、排泄物の滞留通過時間が検出部の
空間を自然落下する時間よりも長くなるような半閉空間
部にした検出部で排泄物を検出するようにしてある。そ
して、収納をする開口部から一旦半閉空間部に入った後
の流体が同じ開口部からあふれでる。

【００２８】さらに、計測手段は排泄物収納手段で収納
した排泄物を発光部により照射し、発光部の光が排泄物
成分により光学的変化をしたことを光検出部で検出し、
光検出部の出力データを記憶部で記憶するようにしてあ
る。

【００２９】また、光学計測部は複数の波長の光学的変
化を光検出部で検出するようにしてある。

【００３０】また、光学計測部は複数の光学光路から得
られる異なった光学変化を光検出部で検出するようにし
てある。

【００３１】また生体成分推定手段は計測手段で記憶し
てある光検出部信号の時間に対応するデータの平均信号
を演算部で演算し、演算部で演算した値に対して変化が
大きいか否かを比較部で比較し、比較部で比較した値か
ら排泄物の成分を推定部で推定する。

【００３２】また、計測手段は排泄物収納手段で排泄物
を収納した半閉空間部の電気抵抗をインピーダンス検出
部で検出し、インピーダンス検出部の出力を記憶部で記
憶するようにしてある。

【００３３】以下本発明の第１の実施例について図１を
参照して説明する。図１に於て、１は洗浄水を出す洗浄
ノズル、２は洗浄ノズル１からでた洗浄水で洗浄した流
体中に含まれる生体３から排出した便４（図示せず）又
は同じく生体３から排出した尿５を流体状の排泄物６と
して収納する排泄先に設けた排泄物収納手段、７は排泄
物６を収納した排泄物収納手段２内で巡回している流体
の流れに応じて生ずる測定点での物理変化を計測する計
測手段、８は計測手段７により計測した値から流体中の
生体成分９を推定する生体成分推定手段である。

【００３４】１０は生体成分推定手段８で推定した生体
成分９または生体成分９の量等を表示するリモコン１１
を兼ねた表示手段、１２は便座、１３は便器、１４はタ
ンク、１５は温水洗浄便座本体である。なお、この図で
は便座１２に座って排尿を行った場合について記載して
有る。

【００３５】上記構成において動作を説明する。はじめ
に生体３から排出された尿５について説明する。尿５中
の生体成分９には血液成分、糖、蛋白、尿ウロビリノー
ゲン、ビリルビン、アルブミン、ＮＡＧクレアチニン、
クレアチン、ケトン体等の様々な物質が含まれている。
以下の説明では他の構成の場合も含めて、赤血球で説明
する。その他の成分については例えば光で計測する場
合、計測する波長を変更するなど成分に対応した検出が
必要となってくる。

【００３６】生体３から放出された尿５は落下途中に設
けてある排泄物収納手段２で収納され、尿５の放出によ
る運動エネルギーにより排泄物収納手段２内ではこのエ
ネルギーを消費すべく巡回する。その巡回による流れに
応じて尿５中の生体成分９が移動を行い、この移動する
生体成分９を固定してある計測手段７で物理的変化を定
点観測する。即ち、計測点に対する生体成分９の時間変
化を計測し、この時間変化データから尿５中の異物がど
の生体成分９かを生体成分推定手段８で推定するもので
ある。

【００３７】尚、実際の計測として、物理的変化の検出
とは流れの中で生体成分の物理的特徴、例えば大きさや
長さ、形状、色、誘電率、磁気的特徴、電気的特徴など
が移動により定点計測で変化することを計測することに
なる。また、その計測は時間に対しておこない、計測手
段７においてサンプリング時間を速くしてパルス的に計
測し、デジタル信号として計測結果を収集し、このデー
タを解析することによりデータパターンから生体成分を
推定するものである。以下他の実施例においても同様で
ある。

【００３８】例えば、赤血球であれば７μｍの径で厚み
が２μｍの大きさ（大きさとして約１００×１０^-9ｍｍ
³）であるが、この大きさのものが一定時間内に定点
（大きさを持った空間である。）を通過したかどうかを
調べることにより一定空間内に赤血球が何個存在したか
がわかる。

【００３９】次に生体３から排出された便４の場合につ
いて説明する。排便した後に、一ヶ所に集中して小量の
洗浄水を肛門付近に噴射する。生体３に付着している便
４は便４の表面から順次大きな塊となって洗浄水ととも
に落ちてきて排泄物収納手段２に収納される。便４と洗
浄水は落下時のエネルギーにより排泄物収納手段２内で
は巡回する。その巡回による流れに応じて便４が移動を
行い、この移動する便４を固定してある計測手段７で定
点観測する。即ち、計測点に対する便４の時間変化を計
測し、この時間変化データから洗浄水中の便４量がどの
程度あるかを生体成分推定手段８で推定するものであ
る。これにより便４の洗浄がどの程度進んだかがわか
る。これらを臀部の全ヶ所で行えば洗浄の完了を判定す
ることができる。

【００４０】ところで、肛門から血液が落ちているかど
うかを調べたいとき、前記全ヶ所の洗浄をする前に一ヶ
所のみの洗浄経過を調べるようにする。便４は他の生体
成分に比べ非常に大きいためこの大きな塊のある間は生
体成分推定手段８で便であることを認識している。即
ち、例えば赤血球の大きさを計るように測定系を設定す
ると大きな便などがきた場合には連続して出力信号が出
され、小さな赤血球と区別される。

【００４１】その後、洗浄を続けることにより時間と共
に生体の同一カ所で洗浄した洗浄水中の便の量は付着し
た便４の表面から洗浄されて、次第に減少し、生体３に
直接付着している部分が洗浄されると大きな塊が減少す
る。その後、例えば、痔などの場合生体に付着している
赤血球などが落下する。そうすると排泄物収納手段２で
収納した流体中の成分を計測手段７で測定していると大
きな塊以外の数μｍの大きさのものが計測される。その
ときから例えば赤血球の特徴を抽出することにより、計
測されたものは生体の成分で、この場合赤血球であるこ
とが生体成分推定手段８で明らかにされる。また、便４
に付着していた血液の場合その表面の血液の一部は生体
３に付着し、便４を洗浄した後に生体３から離れて落下
する場合があり、特に血液量が多い場合は便４の後に洗
浄水中に流れ落ちる場合がある。従って、多くが出血す
る時には腸内の血液のみならず痔などの血液も測定する
ことができる。

【００４２】その他蛋白や糖や更に他の尿成分などの測
定も同様に粒子状として測定する方式により尿中の濁り
度の検出も可能となる。

【００４３】次に本発明の第２の実施例について図２を
参照して説明する。図２に於て、１は洗浄水を出す洗浄
ノズル、２は洗浄ノズル１からでた洗浄水で洗浄した流
体中に含まれる生体３から排出した便４（図示せず）又
は同じく生体３から排出した尿５を流体状の排泄物６と
して収納する排泄先に設けた排泄物収納手段、１６は排
泄物収納手段２内の流体に流れを生じさせるための流体
可動手段、７は排泄物６を収納した排泄物収納手段２内
で流体可動手段１６により巡回している流体の流れに応
じて生ずる測定点での物理変化を計測する計測手段、８
は計測手段７により計測した値から流体中の生体成分９
を推定する生体成分推定手段である。

【００４４】１０は生体成分推定手段８で推定した生体
成分９または生体成分９の量等を表示するリモコン１１
を兼ねた表示手段、１２は便座、１３は便器、１４はタ
ンク、１５は温水洗浄便座本体である。なお、この図で
は便座１２に座って排尿を行った場合について記載して
有る。

【００４５】なお、ここでの説明では排泄物収納手段２
は温水洗浄便座本体１５内に収納するように可動部１７
で動くようになっている。この可動部１７の制御を行う
制御部１８とともに流体可動手段１６を形成するように
してある。

【００４６】上記構成において動作を説明する。はじめ
に生体３から排出された尿５について説明する。

【００４７】生体３から放出された尿５は落下途中に設
けてある排泄物収納手段２で収納され、ここで尿５は排
泄物収納手段２内で一定量を収納したのち、流体可動手
段１６により一定の流れを作るために振動または揺れあ
るいは電気的、磁気的な力を生体にかける。この実施例
では制御部１８により可動部１７を機械的に動かす方法
を示している。そして、この力により流体は流体全体ま
たは特定の生体成分９が所定の速度で動くようになる。
この移動する生体成分９を固定してある計測手段７で定
点観測する。即ち、計測点に対する生体成分９の物理的
特徴の時間変化を計測し、この時間変化データから尿５
中の異物がどの生体成分９かを生体成分推定手段８で推
定するものである。

【００４８】例えば、赤血球であれば７μｍの径で厚み
が２μｍの大きさである（大きさとして約１００×１０
^-9ｍｍ³）が、この大きさのものが定点を通過したかど
うかを調べることにより一定時間中に赤血球が何個存在
したかがわかる。

【００４９】次に生体３から排出された便４の場合につ
いて説明する。排便した後に、一ヶ所に集中して小量の
洗浄水を肛門付近に噴射する。生体３に付着している便
４は便４の表面から順次大きな塊となって洗浄水ととも
に落ちてきて排泄物収納手段２に収納される。ここで排
泄物６は排泄物収納手段２内で一定量を収納したのち、
流体可動手段１６により一定の流れを作るために振動ま
たは揺れあるいは電気的、磁気的な力を生体にかける。
この力により流体は流体全体または特定の生体成分９が
所定の速度で動くようになる。その巡回による流れに応
じて便４が移動を行い、この移動する便４を固定してあ
る計測手段７で定点観測する。即ち、計測点に対する便
４の時間変化を計測し、この時間変化データから洗浄水
中の便４量がどの程度あるかを生体成分推定手段８で推
定するものである。これにより便４の洗浄がどの程度進
んだかがわかる。これらを臀部の全ヶ所で行えば洗浄の
完了を判定することができる。

【００５０】ところで、肛門から血液が落ちているかど
うかを調べたいとき、前記全ヶ所の洗浄をする前に一ヶ
所のみの洗浄経過を調べるようにする。便４は他の生体
成分に比べ非常に大きいためこの大きな塊のある間は生
体成分推定手段８で便であることを認識している。その
後、洗浄を続けることにより時間と共に生体の同一カ所
で洗浄した洗浄水中の便の量は付着した便４の表面から
洗浄されて、次第に減少し、生体３に直接付着している
部分が洗浄されると大きな塊が減少する。その後、例え
ば、痔などの場合生体に付着している赤血球などが落下
する。そうすると排泄物収納手段２で収納した流体中の
成分を計測手段７で測定していると大きな塊以外の数μ
ｍの大きさのものが計測される。そのときから例えば赤
血球の特徴を抽出することにより、計測されたものは生
体の成分で、この場合赤血球であることが生体成分推定
手段８で明らかにされる。また、便４に付着していた血
液の場合その表面の血液の一部は生体３に付着し、便４
を洗浄した後に生体３から離れて落下する場合があり、
特に血液量が多い場合は便４の後に洗浄水中に流れ落ち
る場合がある。従って、多くが出血する時には腸内の血
液のみならず痔などの血液も測定することができる。

【００５１】次に本発明第３の実施例について図３を参
照して説明する。図３は本発明の生体成分検出装置の排
泄物収納手段２の先端部分を拡大した図である。図３に
於て、第１又は第２の実施例による排泄物収納手段２は
収納と排出が同一部分とからなる開口部１９と、流体状
の排泄物６を検出する検出部２０と、開口部１９と検出
部２０を所定の位置に移動させる可動部１７とで構成し
てあり、検出部２０は排泄物６の滞留通過時間が検出部
２０の空間を自然落下する時間よりも長くなるような半
閉空間部２１にしてある。

【００５２】上記構成において動作を説明する。ここで
は生体３から排出された尿５について説明する。

【００５３】排泄物収納手段２では、開口部１９と検出
部２０を所定の位置に可動部１７で移動させ、排泄物６
を開口部１９から取り入れ、排泄物６の滞留通過時間が
検出部２０の空間を自然落下する時間よりも長くなるよ
うな半閉空間部２１にした検出部２０で排泄物６を検出
するようにしてある。その後、次々と、開口部１９から
流体が流入し、一旦半閉空間部２１に入った後の流体が
同じ開口部からあふれでて排出される。収納と排出を同
一開口部１９にしていると、落下してきた流体のエネル
ギーにより開口部１９に入ってきた流体は必ず半閉空間
部２１に達し、その後その半閉空間部２１を何回も巡回
する場合もあればすぐに排出する場合もあるが、少なく
とも半閉空間部２１で急速に減速して一定の幅の速度を
つくって流れるという動作をする。なお、収納した排泄
物６を一旦静止させた後に制御部１８の信号により可動
部１７を振動させて半閉空間部２１に所定の流れを作る
ようにすることができる。２２は可動部１７により伸び
たときに半閉空間部２１を支える支持部である。

【００５４】次に本発明の第４の実施例について図４を
参照して説明する。図４に於て、前述した計測手段７に
ついての具体的な構成を示したものである。計測手段７
は排泄物収納手段２で収納した排泄物６を発光させる発
光部２３と、発光部２３の光が排泄物成分により光学的
変化をしたことを検出する光検出部２４と、光検出部２
４の出力データを記憶するようにしてある記憶部２５と
から成る光学計測部２６を有する構成としてある。

【００５５】２７は発光部２３を固定する固定部品Ａで
検出部１７の半閉空間部２１に向かって固定してある。
２８は光検出部２４を同じく半閉空間部２１の発光部２
３に相対する位置に固定してある固定部品Ｂである。こ
こでの方式は半閉空間部２１内部の光の透過を検出する
ようにしてある。もし、球形のものなど一定方向に散乱
する時を検出することができるような生体成分９の検出
の場合は散乱方向に光検出部２４を設置するようにして
も良い。

【００５６】ここで第４の実施例の動作を説明する。排
泄物収納手段２での排泄物を収納する方法は第１又は第
２の実施例の場合と同様である。

【００５７】この実施例での計測手段７は排泄物収納手
段２で収納した排泄物６を発光部２３により照射し、発
光部２３の光が排泄物中の生体成分９により光学的変化
をしたことを光検出部２４で検出し、光検出部２４の出
力データを記憶部２５で記憶するようにしてある。この
記憶した生体成分９の時間変化データから尿中の異物が
どの生体成分９かを生体成分推定手段８で推定するもの
である。

【００５８】次に本発明の第５の実施例について図５を
参照して説明する。図５に於て、前述した計測手段７の
光学計測部２６についての具体的な構成を示したもので
ある。計測手段７の光学計測部２６は複数の波長の光学
的変化を検出するようにした構成としてある。２９は排
泄物収納手段２で収納した排泄物６を照射する第２の発
光部、３０は発光部２３の光が排泄物成分により光学的
変化をしたことを検出する第２の光検出部、及び第２の
光検出部２４の出力データを記憶するようにしてある記
憶部２５とから成る構成としてある。

【００５９】ここで第５の実施例の動作を説明する。こ
の実施例での計測手段７は排泄物収納手段２で収納した
排泄物６を発光部２３と第２の発光部２９により照射
し、発光部２３及び第２の発光部２９の光が排泄物成分
により光学的変化をしたことを光検出部２４及び第２の
光検出部３０で検出し、光検出部２４及び第２の光検出
部３０の出力データを記憶部２５で記憶するようにして
ある。この記憶した生体成分９の時間変化データから尿
中の異物がどの生体成分９かを生体成分推定手段８で推
定するものである。

【００６０】次に本発明の第６の実施例について図６を
参照して説明する。図６に於て、前述した計測手段７の
光学計測部２６についての他の具体的な構成を示したも
のである。計測手段７の光学計測部２６は複数の光学光
路３１、３２を有し、光路３１、及び第２の光路３２か
ら得られる異なった光学変化を検出する光検出部２４及
び第２の光検出部３０から成るように構成してある。こ
こで発光部２３は光路３１に対応し、第２の発光部２９
は第２の光路３２に対応している。また、光路３１の系
では排泄物６中の生体成分の存在の有無、大きさ等の幾
何学的な特性を計測するようにしてあり、第２の光路３
２の系では排泄物６中の生体成分の吸収を計測するよう
にしてある。即ち、光路３１と第２の光路３２とは違う
形態の測定を行うようにしてある。そして、光検出部２
４と第２の光検出部３０のデータを記憶部２５に記憶さ
せるように構成してある。

【００６１】ここで第６の実施例の動作を説明する。こ
の実施例での計測手段７は排泄物収納手段２で収納した
排泄物６を発光部２３と第２の発光部２９により照射す
る。発光部２３から出た光（ここではレーザー光）は排
泄物６中を透過して光検出部２４に達する。

【００６２】具体的に説明すると、排泄物６中に生体成
分が多くないときは所定のサンプリング周期（５０ＫＨ
ｚ）で一定時間（２０秒）測定してもほとんど散乱され
ず、光検出部２４に光が到達する。

【００６３】ここで１マイクロリッター中に１０００個
の赤血球が存在するとする。赤血球１個の大きさは約１
００×１０^-9ｍｍ³であるので１マイクロリッター中で
は１／（１０⁵）の存在確率となる。サンプリング回数
は５０ＫＨｚで２０秒間であるので合計１Ｍ（１０⁶）
回である。従って、１０個の赤血球の散乱が見られ赤血
球らしき物体の存在が予測されるデータとなり、このデ
ータを記憶部２５に記憶させる。ノイズの影響（泡や電
気的なノイズ等）を少なくするためには排泄物収納手段
２内で一度静止させて、その後流体可動手段１６により
微小の流れを作り、その後計測するようにし、計測時間
も６０秒程度にすることにより３０個の赤血球のデータ
を得ることができ、生体成分推定手段８での成分推定の
誤認識を少なくすることができる。あるいはもっと少な
い赤血球量であればサンプリング周波数を高くして低濃
度まで測定することができる。

【００６４】一方、第２の発光部２９の光は排泄物成分
により特定の波長の光学的変化を第２の光検出部３１で
検出し、第２の光検出部３０の出力データを記憶部２５
で記憶するようにしてある。この記憶した生体成分９の
２つの光路からの時間変化データから尿中の異物がどの
生体成分９かを生体成分推定手段８で推定するものであ
る。

【００６５】このように生体成分９の測定レベルに応じ
て計測時間の短縮を行うことまたは時間をかけて計るこ
とにより微小量の測定まで行えるようにしてある。

【００６６】なお、第５の実施例は第６の実施例に於い
て、計測手段７で記憶してある複数の光検出部信号から
生体成分９の存在を検出する場合と種類を識別する場合
とでは計測精度を変更して生体成分推定手段８で推定す
るようにしてある。

【００６７】次に本発明第７の実施例について図７を参
照して説明する。図７に於て、第７の実施例として生体
成分推定手段８は計測手段７で記憶してある光検出部２
４信号の時間に対応するデータの平均信号を演算する演
算部３３と、演算部３３で演算した値に対して変化が大
きいか否かを比較する比較部３４と、比較部３４で比較
した値から排泄物６の成分を推定する推定部３５とから
構成してある。

【００６８】ここで第７の実施例の動作を説明する。計
測手段７で計測したデータは記憶部２５に時間に対応し
た時系列データとして記憶してある。これらの時系列デ
ータの平均信号を演算部３３で演算する。演算した平均
値に対して大きく変化した値のあるデータか否かを比較
部３４で比較する。比較部３４で比較した値から推定部
３５で排泄物の成分が存在したかどうかを推定する。

【００６９】次に本発明第８の実施例について図８を参
照して説明する。図８に於て、第８の実施例として計測
手段７は排泄物収納手段２で排泄物６を収納した半閉空
間部２１の電気抵抗を測定するインピーダンス検出部３
６と、インピーダンス検出部３６の出力を記憶する記憶
部２５とから成る電気計測部３７を有する構成としてあ
る。３８はインピーダンス検出部３６の電極Ａ、３９は
インピーダンス検出部３６の電極Ｂである。

【００７０】ここで第８の実施例の動作を説明する。排
泄物収納手段２で排泄物６を半閉空間部２１内に収納
し、この半閉空間２１内の一部に設けた電極Ａと電極Ｂ
間のインピーダンスをインピーダンス検出部３６で計測
し、インピーダンス検出部３６の出力を記憶部２５で記
憶するようにしてある。この様にすることにより生体成
分９中の塩分量によるイオン伝導度の差がインピーダン
スの変化として検出でき、高血圧の人の管理に活用する
ことができる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は洗浄水で洗
浄した流体中に含まれる便又は尿を流体状の排泄物とし
て受ける排泄物収納手段と、排泄物収納手段内で巡回し
ている流体の流れに応じて生ずる物理変化を計測する計
測手段と、計測手段により計測した値から流体中の生体
成分を推定する生体成分推定手段を備え、以下のような
効果を有する。

【００７２】（１）家庭における尿検査、便検査におい
て長期間センサ部分（例えば試験紙など）を取り替える
ことなく、また、試薬等を随時追加することなく使用可
能にすることができる。

【００７３】（２）生体成分の測定は流動状の排泄物が
流体の流れに沿って動いていることを利用して変化を検
出することにより可能となる。なお、動きは落下エネル
ギーを利用することができる。

【００７４】（３）一方、洗浄水で洗浄した流体中に含
まれる便又は尿を流体状の排泄物として受ける排泄物収
納手段と、排泄物収納手段で収納した流体を常時巡回す
るための流体可動手段と、流体可動手段により排泄物収
納手段内で巡回している流体の流れに応じて生ずる測定
点での物理変化を計測する計測手段と、計測手段により
計測した値から流体中の生体成分を推定する生体成分推
定手段を備えてあるため、流体が静止した後に自らの力
で流体を動かし、または生体成分のみを動かすことによ
り、その動きを利用して固定した測定点の変化を検出す
ることで生体成分の推定を行うことが可能となる。

【００７５】（４）さらに、排泄物収納手段は収納と排
出が同一部分とからなる開口部と、流体状の排泄物を検
出する検出部と、開口部と検出部を所定の位置に移動さ
せる可動部とで構成し、検出部は排泄物の滞留通過時間
が検出部の空間を自然落下する時間よりも長くなるよう
な半閉空間部にしてあるため、この半閉空間部は落下を
遮るような形になるため重力による加速度を緩和するこ
とができる。

【００７６】（５）そのため排泄物を緩やかな動きとし
て形成するようにして検出部で時間をかけて計測し易い
状態を作ることができる。

【００７７】（６）また、半閉空間部により外部の影響
を小さくすることができる。 （７）また、計測手段は排泄物収納手段で収納した排泄
物を照射する発光部と、発光部の光の光学的変化を検出
する光検出部と、光検出部の出力データを記憶する記憶
部とから成る光学計測部を有するようにしてあるため、
非接触で、長期にセンサ部を交換しなくて済むようにし
て家庭での使用に煩わしさを無くすようにすることが可
能となる。

【００７８】（８）そして光学計測部は複数の波長の光
学的変化を検出するようにしてあり、間違いを起こしに
くい計測方法を提供することができる。

【００７９】（９）さらに、光学計測部は複数の光学光
路を有し、各光路から得られる異なった光学変化を検出
する光検出部から成るようにしてあるので、生体成分を
異なった角度から検出するために確実性が増す。即ち、
光を用いる計測手段のなかで光路を複数見ることにして
生体成分の認識性を高めることができる。

【００８０】（１０）また、生体成分推定手段は計測手
段で記憶してある光検出部信号の時間に対応するデータ
の平均信号を演算する演算部と、演算部で演算した値に
対して変化が大きいか否かを比較する比較部と、比較部
で比較した値から排泄物の成分を推定する推定部とから
構成してあるので、多くのデータの中から変化分の大き
い部分を平均値と比べてみるためデジタル的な形状によ
る生体成分の存在を検出することができる。

【００８１】（１１）一方、計測手段は排泄物収納手段
で排泄物を収納した半閉空間部の電気抵抗を測定するイ
ンピーダンス検出部と、インピーダンス検出部の出力を
記憶する記憶部とから成る電気計測部を有する構成によ
り、尿中の塩分濃度の測定を行うことができ、他の成
分、例えば血液を見る場合の排泄物収納手段と共用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における生体成分検出装
置の構成図

【図２】本発明の第２の実施例における生体成分検出装
置の構成図

【図３】本発明の第３の実施例における生体成分検出装
置の検出部の拡大概略構成図

【図４】本発明の第４の実施例における生体成分検出装
置の計測手段の拡大概略構成図

【図５】本発明の第５の実施例における生体成分検出装
置の計測手段の拡大概略構成図

【図６】本発明の第６の実施例における生体成分検出装
置の計測手段の拡大概略構成図

【図７】本発明の第７の実施例における生体成分検出装
置の生体成分推定手段の構成図

【図８】本発明の第８の実施例における生体成分検出装
置の構成図

【図９】従来の生体成分検出装置の計測手段を示す図

【図１０】同装置の要部断面図

【符号の説明】

２ 排泄物収納手段 ４ 便 ５ 尿 ６ 排泄物 ７ 計測手段 ８ 生体成分 ９ 生体成分推定手段 １６ 流体可動手段 １９ 開口部 ２０ 検出部 ２１ 半閉空間部 ２３ 発光部 ２４ 光検出部 ２５ 記憶部 ２６ 光学計測部 ２９ 第２の発光部 ３０ 第２の光検出部 ３１ 光学光路 ３２ 第２の光学光路 ３３ 演算部 ３４ 比較部 ３５ 推定部 ３６ インピーダンス検出部 ３７ 電気計測部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−264541（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−94838（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−78656（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−284234（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−225161（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−179267（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 33/50 G01N 21/49 A61B 10/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】尿又は洗浄水で洗浄した流体中に含まれる
   便を流体状の排泄物として受ける排泄物収納手段と、前
   記排泄物収納手段内で巡回している流体の流れに応じて
   生ずる物理変化を計測する計測手段と、前記計測手段に
   より計測した値から流体中の生体成分を推定する生体成
   分推定手段を備えた生体成分検出装置。
2. 【請求項２】尿又は洗浄水で洗浄した流体中に含まれる
   便を流体状の排泄物として受ける排泄物収納手段と、前
   記排泄物収納手段で収納した流体を巡回するための流体
   可動手段と、前記流体可動手段により前記排泄物収納手
   段内で巡回している流体の流れに応じて生ずる物理変化
   を計測する計測手段と、前記計測手段により計測した値
   から流体中の生体成分を推定する生体成分推定手段を備
   えた生体成分検出装置。
3. 【請求項３】排泄物収納手段は収納と排出が同一部分と
   からなる開口部と、流体状の排泄物を検出する検出部
   と、前記開口部と前記検出部を前記排泄部を受ける位置
   に移動させる可動部とで構成し、前記検出部は前記排泄
   物の滞留通過時間が検出部の空間を自然落下する時間よ
   りも長くなるような半閉空間部にしてなる請求項１又は
   ２記載の生体成分検出装置。
4. 【請求項４】計測手段は排泄物収納手段で収納した排泄
   物を照射する発光部と、前記発光部の光の光学的変化を
   検出する光検出部と、前記光検出部の出力データを記憶
   する記憶部とから成る光学計測部を有する請求項１から
   ３のいずれか１項に記載の生体成分検出装置。
5. 【請求項５】光学計測部は複数の波長の光学的変化を検
   出するようにして成る請求項４記載の生体成分検出装
   置。
6. 【請求項６】光学計測部は複数の光学光路を有し、各光
   路から得られる異なった光学変化を検出する光検出部か
   ら成る請求項４又は５記載の生体成分検出装置。
7. 【請求項７】生体成分推定手段は計測手段で記憶してあ
   る光検出部信号の時間に対応するデータの平均信号を演
   算する演算部と、前記演算部で演算した値に対して変化
   が大きいか否かを比較する比較部と、前記比較部で比較
   した値から排泄物の成分を推定する推定部とからなる請
   求項４から６のいずれか１項記載の生体成分検出装置。
8. 【請求項８】計測手段は排泄物収納手段で排泄物を収納
   した半閉空間部の電気抵抗を測定するインピーダンス検
   出部と、前記インピーダンス検出部の出力を記憶する記
   憶部とから成る電気計測部を有する請求項１から３のい
   ずれか１項記載の生体成分検出装置。