JP5671017B2 - 尿測定装置 - Google Patents

Description

本願発明は、患者の尿生成を測定する装置及び方法に関する。特に、本願発明は、患者の尿膀胱（urine bladder）内に挿入されたカテーテルから流れ出し、該装置の自動排出測定チャンバー（self emptying measuring chamber）を通過して、収集バッグ内にさらに収集されている尿の容積の量を測定する装置に関する。

尿生成を測定する単純な周知の方法は、カテーテルを介して生成された尿をバッグ内に集めることである。看護婦は、該バッグを空のバッグと一定の時間ごとに交換し、時間及び最後の交換から生成された容積を記録し、尿生成を表示する図を手動で計算する。そのような方法は、非常に遅く、多大な労力を必要とし、収集バッグの交換の間の期間中に尿生成の容積における変化に関して不正確である。測定を改善するための試みは行われている。特許文献１には、自動排出機能を有する、尿のためのサイフォンチャンバー（siphon chamber）を備えている装置が記載されており、この尿の容積は、光学的センサー又は電気的センサーの助けで測定される。サイフォンチャンバー内の尿レベルが増加する場合に、サイフォンチャンバーの壁における２つの電極の間のキャパシタンスは、変化する。この方法において、信号は、サイフォンチャンバー内の尿の量に対応して生成される。特許文献１の図４及び第４欄の第３４行目〜第５２行目に示される。特許文献２には、流体と接触するサイフォンセンサーが記載される。

先行技術の問題は、実時間測定を達成する方法である。他の問題は、長期に及ぶ排出処理を確認する自動制御できるプログラムされたシステムループを提供する方法である。容積計算を提供するいくつかのシステムは、流体と直接的な接触するか、又は時間とともに情報を提供する光学センサー又はスケールを備えるかのいずれかであった。

米国特許第３，９１９，４５５号明細書 英国特許第２，２４３，９１８号明細書

本願発明は、交換型の容器、好ましくは「ビューレット」と称されるサイフォンチャンバー（siphon chamber）を備えており、該容器がベースユニットの表面に配置された電極に近接して取り外し可能に配置される測定装置を提供することによって先行技術の問題を解決する。前記ベースユニットはまた、測定電子装置を備えてもよい。交換型のビューレットを低コストで製造可能にさせるために、ベースユニット内に多くの測定電子装置として配置することは、有利である。ベースユニットの表面上の電極は、ビューレット内の尿レベルの非接触式の容量測定（capacitive measurement）を提供する。前記ベースユニットはまた、その中で尿を伝導率測定させるために、ビューレット内に設けられた電極と接触させるための電極を備えてもよい。その中のイオン濃度を推定することを可能にするように、尿の伝導率を監視することは、有利であり、それは、主治医にとって価値のある腎臓機能の情報を付与することができる。伝導率測定はまた、以下に説明されるように、尿の容積の測定を改善することができる。該ビューレットは、可視性及び良好な信号状態を可能にするように、透明なポリマー材料で製造されてもよい。この方法において、実時間における尿量の容積、１時間当たりの尿量の容積、及び治療の経過中に累積された尿量の容積を測定するために使用されることができる液体容積感知装置が設けられる。本願発明は、患者の尿カテーテルに接続されるためのチューブを有してもよく、通気孔を有するサイフォンビューレット、一方向弁、リザーバ、及び制御ユニット（ベースユニット）を備えてもよい。ビューレットは容積を有し、一方向弁と組み合わせて、細菌が上流へ移動し、且つ患者に到達することを防止し、該細菌はそうしなければ、尿路感染症（urinary tract infection、ＵＴＩ）を引き起こす。

該装置は、実時間で、１時間当たりの尿量を測定してもよく、また、少なくとも２４時間累算された尿量を測定してもよい。ビューレットを通じた１時間当たりの尿生成の監視は、例えば上述したように、尿と直接的に接触する必要がない適切なセンサシステムによって測定される。ベースユニットは、ビューレットを配置するためのキャバーン（cavern）を有してもよく、該キャバーンの壁には、それらの間でキャパシタンスを測定するための２つ以上の電極が設けられてもよい。ビューレット内の尿のレベルが変化するので、キャパシタンスは変化し、尿のレベルに対応する測定を提供してもよい。電極は、ビューレットの壁を通じて流体の容積を方向付ける容量性要素（capacitive element）として機能する伝導性フィルム／シート／テープ／フォイルを備えてもよい。適切には、ビューレットの壁は、良好な測定状態を可能にするために、２．０ｍｍ以下である。容量性要素のキャパシタンスの変化は測定され、これは、適切にはベースユニット内に含まれたマイクロコントローラー又は類似のプロセスユニットによってデジタル値として格納された容積に変換される。単一のチップマイクロコントローラーを使用することは、性能及び電力消費を最適化する。

排出処理のタイミング及び間隔は、実時間値及び１時間あたりの容積を検出するために、且つ累計値の記録をつけるために、マイクロプロセッサによって監視されてもよく、且つ分析されてもよい。ビューレットの内側は好ましくは、疎水性コーティングで被覆されることができ、収集バッグ内のビューレットの外側は、幅広に傾斜した設計を有することができる。この組み合わせは、排出機能を促進させ、流体がビューレットシステム内に溜まることを妨げる。ベースユニットには、外科手術中及び集中治療処置中に、システムの監視及び操作性を増加するための遠隔のユニットにワイヤレス通信するための通信ユニットが設けられていてもよい。該通信は、電波又は赤外線技術を使用してもよい。作業員にとって、外科手術中に、収集バッグ又は同様のものの目盛りから尿生成を読み取るために前方下向きに深く傾ける、又は曲げる必要がなく、尿生成を監視することを可能にすることは、非常に有利とされる場合がある。

本願発明は先行技術の改善であるけれども、本願発明は、計算する、測定する、格納する、且つ前記処理を表示するための全自動の最小電力供給装置（totally automatic minimal battery powered device）を提供することによって尿量監視処理中に、関連した問題を解決する。これに加えて、本願発明は、現在の容積の即時の値を提供し、先行技術より早く、且つ容積及び割合の両方に対してより直接的な応答を提供する。

該装置はまた、前記処理中に正確性及び主観性からの関連した問題を克服する。該装置は、尿と即座の接触状態にあるように容量センサー（capacitive sensor）システムを備えてもよい。

該装置はまた、使用者が、受け入れることができる又はできない所定の尿量の許容量を設定することを可能にする事前警告設定を備えてもよく、それらは、任意の警告イベントの場合において患者の尿量をチェックするために、患者に警告する警告モードを提供してもよい。

該システムはまた、尿量に対する相関関係において患者に付与された治療を同期させるイベントマーカーを提供してもよい。

該警告システムはまた、責任ある作業員（responsible personnel）と同一の部屋に容易に配置されることができる患者監視装置に向けて、尿量の情報及び／又は警告を送信することを可能にするワイヤレス手段を提供してもよい。さらに、尿測定装置又は患者監視装置、又はその両方には、例えば尿生成グラフ及び／又は尿伝導率グラフなどの尿測定情報を、例えばＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）メモリスティック又はＳＤ（セキュア・デジタル）メモリーカードに移送させるための、接続部、インターフェース、及び／又はスロットなどの手段が設けられてもよい。

本願発明は、医学的処置中に脱水又は過負荷の防止を提供し、ワイヤレス警告機能は、周知技術に関連した処置中の安全性を改善する。

それ故に、本願発明の第１の態様によれば、尿カテーテルを装着している患者の尿生成を測定するための尿測定装置であって、該尿測定装置が、自動排出チャンバーを備え、該自動排出チャンバーは、前記尿カテーテルに接続可能なインレットと、その容積が測定される尿のためのアウトレットと、を備えており、前記尿測定装置は、ベースユニットをさらに備えており、該ベースユニットは、前記自動排出チャンバーを前記ベースユニットに取り外し可能に取り付けるための取付手段を有し、該ベースユニットにはまた、尿レベル測定手段が設けられており、前記自動排出チャンバー内の尿のレベルにおける変化を感知することが可能であり、それによって尿レベル信号を生み出す、尿測定装置が提供される。前記ベースユニットは、前記尿レベル測定手段によって測定された尿レベル信号に基づいて、生成された尿の容積を計算するように配置されたプロセッサをさらに備える。

前記プロセッサは、尿レベル信号に基づいて、自動排出を検出するように配置される。該プロセッサは、何回自動排出チャンバーが排出されたかを記録し続けるように配置される。該プロセッサはそれ故に、時間の関数として尿生成を計算するように配置される。

前記装置は、互いに対して離れて配置された２つ又は４つのキャパシタンス電極を備えてよく、それによって、前記自動排出チャンバーが前記ベースユニットに取り付けられる場合に、前記キャパシタンス電極は、前記２つのキャパシタンス電極の間で生じるキャパシタンス信号を感知することが可能であり、該キャパシタンス信号は、前記自動排出チャンバー内の尿のレベルが変化するにつれて変化し、それ故に該キャパシタンス信号は、尿の生成された量の測定を構成してもよい。

前記自動排出チャンバーは、使い捨て物品とされてもよい。

前記自動排出チャンバーを前記ベースユニットに取り外し可能に取り付けるための手段が、開放型キャバーン(open cavern)又は有窓開放型キャバーン(fenestrated open cavern)とされてもよい。前記キャバーンは、第１の制限壁、第２の制限壁、及び第３の制限壁によって画定されてもよい。制限した入口は、壁とされてもよい。

前記尿レベル測定手段は、前記自動排出チャンバー内の尿レベルを決定するための超音波計測システムを備えてもよい。

前記超音波計測システムは、超音波を放射し、且つ超音波を受容するための、前記ベースユニットに配置された超音波トランスデューサ（ultrasound transducer）を備えてもよい。前記自動排出チャンバーには、尿流体表面に向けて超音波ビームを方向付けるための超音波ビームリフレクターが設けられてもよい。前記自動排出チャンバーには、疎水性フィルタが設けられてもよく、該疎水性フィルタは、超音波ビームが、前記超音波トランスデューサから前記疎水性フィルタが設けられた前記自動排出チャンバーの壁における開口部を通じて、前記自動排出チャンバーの内部へ通過するように配置されてもよい。

該尿レベル測定手段は、前記自動排出チャンバー内の尿のレベルを決定するための圧力計測システムを備える。前記圧力計測システムは、前記ベースユニットの圧力センサーに取り外し可能に接続可能であるための手段を有する上昇パイプを備えてもよい。

前記自動排出チャンバーは、１０ミリリットルと３０ミリリットルとの間の測定容積を有してもよい。前記自動排出チャンバーは、１４ミリリットルと１６ミリリットルとの間の測定容積を有してもよい。

前記自動排出チャンバーは、方形の断面又は楕円形状の断面を有してもよく、前記自動排出チャンバーには、キャパシタンス電極に向けて滑り嵌めするように少なくとも１つの平坦な壁が設けられてもよい。

前記自動排出チャンバーの前方壁は、透明な材料、適切にはポリマーから製造されてもよい。

該装置は２つのキャパシタンス電極を有してもよく、該２つのキャパシタンス電極は、尿と接触状態になるように前記自動排出チャンバーの内側に配置されており、且つ前記自動排出チャンバーの外側に配置された接触プレートに接続される。前記自動排出チャンバーの外側に配置された前記接触プレートは、前記自動排出チャンバーの後方壁で配置されてもよい。２つの接続接触子は、前記自動排出チャンバーの前記接触プレートに対して接触させるように、キャバーンの後方壁に配置されてもよく、それによって、伝導率信号を、信号処理及び測定のための前記ベースユニットに伝える。前記プロセッサは、キャパシタンス測定及び伝導率測定の組み合わせに基づいて、生成された尿の容積を計算するように配置されてもよい。前記プロセッサは、前記キャパシタンス測定及び前記超音波測定の組み合わせに基づいて、生成された尿の容積を計算するように配置されてもよい。前記尿測定装置には、尿伝導率計測器が設けられており、前記プロセッサは、前記キャパシタンス測定、前記超音波測定、及び伝導率測定の組み合わせに基づいて、生成された尿の容積を計算するように配置されてもよい。

該装置には、所定の長さのアウトレットパイプが設けられており、その断面積がアウトレットパイプのアウトレット端部に向けて徐々に増加してもよい。

該装置には、時間におけるポイントをマークするための入力手段が設けられてもよい。時間におけるポイントは、薬剤を管理するための時間とされてもよい。マーキングは、ボタンを押すこととされてもよく、プロセッサは正しい時間を格納するように配置されてもよい。

第２の態様によれば、上述したような自動排出チャンバーが提供される。

第３の態様によれば、上述したような装置の使用のための自動排出チャンバーが提供される。

第４の態様によれば、上述したようなベースユニットとともに使用するための自動排出チャンバーが提供される。

第５の態様によれば、上述したようなベースユニットが提供される。

第６の態様によれば、上述したような尿測定装置における使用のためのベースユニットが提供される。

第７の態様によれば、上述したような自動排出チャンバーとともに使用するためのベースユニットが提供される。

第８の態様によれば、尿生成を監視する方法であって、
−尿を交換型の自動排出容器内に移動させるステップと、
−前記自動排出容器から離れて配置された電子的なレベル測定手段を使用して、前記自動排出容器内の尿レベルを連続的に測定するステップと、
−前記自動排出容器の自動排出イベントを検出するステップと、
−前記尿レベル測定及び前記自動排出イベントの検出に基づいて、時間の関数として尿生成の記録をつけ続けるステップと、
を備える、患者の尿生成を監視する方法が提供される。

該方法はまた、
−電子的なディスプレイに尿生成を表示するステップと、
−尿生成情報を遠隔のユニットに通信するステップと、
を備えてもよい。

本願発明は次いで、添付した図面と併せて本願発明の１つ又は複数の実施形態の助けでさらに説明されるであろう。

尿生成の測定のための尿測定装置の斜視図を示す図である。 図１ａの装置の平面断面図を示す図である。 図１ａの装置のベースユニット部分を詳細に示す図である。 図１ａの装置のベースユニット部分を詳細に示す図である。 前記ベースユニットのキャバーンにおいて配置されたサイフォン式測定チャンバー（ビューレット）の断面図を示す図である。 ビューレットの背面図及び断面図を示す図である。 抵抗値及びキャパシタンス値がどのように生成された尿の容積に依存するかを示す例示的なグラフを示す図である。 ビューレットが、平坦な表面に配置されたキャパシタンス電極を有するベースユニットに取り付けられる尿測定装置を示す図である。 ビューレットが取り除かれた状態の、図３ａの装置のベースユニットを示す図である。 図３ｂのベースユニットの断面図を示す図である。 図３ａのビューレットを示す図である。 ２つの断面図を含む、ビューレット内の尿レベルの超音波測定のために適合されたベースユニット及びビューレットを示す図である。 図４ａのベースユニット及びビューレットの超音波伝播を示すためのさらなる断面図を示す図である。 尿のレベルが圧力感知システムを使用して測定される、ベースユニット及びビューレットを示す図である。 尿のレベルが圧力感知システムを使用して測定される、ベースユニット及びビューレットを示す図である。 尿のレベルが圧力感知システムを使用して測定される、ベースユニット及びビューレットを示す図である。 尿のレベルが圧力感知システムを使用して測定される、ベースユニット及びビューレットを示す図である。 尿のレベルが圧力感知システムを使用して測定される、ベースユニット及びビューレットを示す図である。 異なる構成の尿測定システムのブロック線図を示す図である。 異なる構成の尿測定システムのブロック線図を示す図である。 異なる構成の尿測定システムのブロック線図を示す図である。 患者の尿生成の正確な測定のための方法のフローチャートを示す図である。

図１ａ〜図１ｆは、尿カテーテルを装着している患者の尿生成を測定するための尿測定装置１００を示しており、該尿測定装置は、ビューレットとも称される測定容器又は測定チャンバー１２０を備えている。該ビューレットには、ビューレット１２０が所定の容積まで満たされた状態になった場合に自動排出するためのサイフォンが設けられている。ビューレット１２０は、その容積量が測定される尿のためのインレット１２２と、アウトレット１３０、１６０とをさらに備える。さらに、尿測定装置は、ベースユニット１０５を備える。該ベースユニット１０５には、ビューレット１２０を配置するためのキャバーン（cavern）１３８が設けられており、該キャバーン１３８の側壁は、左側側壁１３９、右側側壁１３７、及び後方側壁１３６を有する。また、ベースユニット１１０には、互いに対して離れて配置され、且つ該２つのキャパシタンス電極の間に生じるキャパシタンス信号を感知することが可能である２つのキャパシタンス電極（capacitance electrode）１４０、１４１が設けられている。該ビューレット１２０には、尿が入る場合に、空気をビューレットから逃すことを可能にするように、通気孔１０６が設けられる。通気孔１０６には、好ましくは、尿を偶発的に自動排出チャンバー１２０から排出することを防止するために、疎水性フィルタが設けられる。キャパシタンス信号は、ビューレット１２０内の尿のレベルが変化すると変化し、且つキャパシタンス信号は、生成された尿の量の測定を構成する。プロセッサ６１０は、キャパシタンス信号の信号処理の助けで、何回ビューレットが排出されたのかを記録し続けるように配置され、且つ排出の間に尿生成の容積を連続的に監視するように配置される。該プロセッサは、時間の関数として尿生成を計算するように構成される。該プロセッサは好ましくは、ベースユニット１０５内に配置される。

ビューレット１２０は、使い捨て物品とされてもよい。ビューレットを使い捨て物品として有することの利点は、後続の段階で他の患者又は同じ患者に使用するための複雑な構造を洗浄し、且つ殺菌するステップが除外されることである。ビューレットは必ずしも、繰り返しされた洗浄及び処理に耐えることが可能である頑丈な再利用可能な材料で製造される必要がない。

キャパシタンス電極１４０は好ましくは、ビューレットの底端部に対応する位置からビューレットの上端部に対応する位置まで到達する長さを有する。キャパシタンス電極は、ビューレットの最大充填レベルで終端してもよい。このレベル以上では、排出が生じる。ビューレットは、ビューレットのアウトレット１３０及び１６０に取付可能である従来型の尿収集バッグ内に適切に排出する。

進歩的な考えによって、且つ実験によって、発明者らは、電極が互いのそばに配置される場合に、電極間の距離がビューレットの壁の厚さと比較して大きくなるであろうことを発見した。５ｍｍから２０ｍｍの幅を有する電極は、うまく機能するであろう。しかしながら、電極は、ビューレットよりかなり幅狭とされるだろう。これは、外乱又は干渉を拾う危険性を低減させるであろう。幅が１ｍｍ未満になった場合にたとえ低い信号レベルが初めに現れるように思われる場合でも、５ｍｍ未満の幅の電極は、やや弱い信号を付与する場合がある。電極は、ビューレットが上方に向けて幅広になるにつれて幅広に製造されてもよい。それによって、キャパシタンス信号は、高さの代わりに容積と線形状態になる。製造技術のために、ビューレットは、テーパー角度を有してもよい。ビューレットが２つの半体から製造される場合に、内側で一定の幅を有することは可能である。

ベースユニット１０５のキャバーン１３８は、開放型キャバーン（open cavern）とされてもよく、すなわち、ビューレット１２０の壁を完全に囲まない開放型キャバーンとされてもよい。該開放型キャバーンは、１つ又は複数のカテーテルを切り離す必要なしに、該キャバーン内に配置されるようにインレット及びアウトレットに接続されるカテーテルを含んでいるビューレットを可能にする。キャバーンには好ましくは、３つの壁、すなわち、後方側壁１３６、左側側壁１３９、及び右側側壁１３７が設けられており、該キャバーン１３８は好ましくは、インレット及びカテーテルチューブが上方から通過させる、且つアウトレットを下向きに通過させるように、上向き及び下向きに開放されている、又は部分的に開放されている。キャバーンは好ましくは、ビューレット１２０内の尿レベルの目視検査を可能にするために、前方で開放されている。左側側壁１３９及び右側側壁１３７は好ましくは、下向き方向において、キャバーンに対する幅狭な断面を付与するように、僅かに傾斜するように配置されてもよい。その結果、ビューレットには、キャバーン内でビューレットの一致した滑り嵌め（snug and consistent fit）を提供するために、僅かにテーパーを付した形状を付与されてもよい。該一致した滑り嵌めは特に、キャパシタンス電極のための良好な測定状態を保証する。

ビューレットは好ましくは、１０ミリリットルと３０ミリリットルとの間の測定容積を有してもよく、より好ましくは、１４ミリリットルと１６ミリリットルとの間の測定容積を有してもよい。それらの容積は、尿がビューレット１２０内で経過した時間に応じて、特に有利とされるように示される。ビューレット内に新鮮な尿を有することは、利点である。しかしながら、あまりにも小さなビューレットにおいて、毛管力は、サイフォン機能及び／又はビューレットの充填と干渉する場合がある。ベースユニットには、電子的な測定機能の容易なチェックのための、ビューレットの隣に配置された測定スケールが設けられてもよい。

ビューレット１２０は、方形の断面又は楕円形状の断面を有してもよく、該ビューレット１２０には、ベースユニット１０５のキャバーンのキャパシタンス電極１４０に向けて滑り嵌めする（fit snugly）ように、２つの平坦な側壁が設けられる。

ビューレット１２０の前方壁は有利には、透明なポリマーから製造されてもよく、それによって、内側でサイフォン及び尿レベルの目視検査を可能にする。視覚的測定スケールは、尿レベルの視覚的な測定のために、ビューレット表面に印刷されてもよく、又は鋳造されてもよい。

尿と接触する状態になるように、ビューレットの内側に２つのキャパシタンス電極が配置されることができ、それらの２つのキャパシタンス電極１４８は、ビューレット１２０の外側に配置された接触プレート１５０に接続される。ビューレット１２０の外側に配置された該接触プレート１５０は、ビューレット１２０の後方壁１５２で配置されてもよい。さらに、２つの接続接触子１４５は、キャバーンの後方壁１３６に配置されてもよく、それによって信号処理及び測定のための、伝導率信号をベースユニットに伝えるために、ビューレット１２０の接触プレート１５０に接触させる。

該装置には、容積測定を改善するために、キャパシタンス測定と抵抗／伝導率の測定とを組み合わせるための手段がさらに設けられてもよい。

アウトレットパイプ１６０は、所定の長さとされてもよく、アウトレットパイプ１６０には、アウトレット端部に向けて徐々に増加する断面積が設けられてもよい。

［測定信号］
複数の信号の処理は、時間の関数として尿生成信号を提供するように目標としている。該ベースユニットには、時間の関数として尿生成を表示するためのディスプレイ１２５が設けられてもよい。前１時間の尿生成を表す値が表示されてもよい。前２４時間の尿生成を表す値が表示されてもよい。ビューレット内の現在の容積を表す値が表示されてもよい。直近のバッグの交換時からの尿の容積を表す値が表示されてもよい。図２は、抵抗値及びキャパシタンス値が生成された尿の容積にどのように応じているかの例示的なグラフを示す。容積が増えると、抵抗値が減少することが理解することができる。キャパシタンス値が、容積の増加に比例して増加することも理解することができる。

ビューレット内の容積は、以下の式によって決定されることができる。
V(t)= K1(C(t)+K2) (I)
この式において、Ｖ（ｔ）は容積であり、Ｃ（ｔ）はキャパシタンス信号である。また、Ｋ１及びＫ２は定数である。

これらの定数は、システム内のありうるドリフトを埋め合わせるために、それぞれが排出された後で、再計算されてもよい。

代替として、抵抗測定も使用する。
V(t)= K1 (C(t)+K2)+K3/(K4+R(t))+K5 (II)
この式において、Ｖ（ｔ）は容積であり、Ｃ（ｔ）はキャパシタンス信号であり、Ｒ（ｔ）は抵抗信号である。また、Ｋ１〜Ｋ５は定数である。

さらなる代替として、式（ＩＩ）の２つの部分の影響が、異なる重要性を付与する。すなわち、ビューレットの充填開始時に、抵抗部分が支配し、続いて減少する。以下の式（ＩＩＩ）及び式（ＩＶ）で開始した場合に、容積は、以下にさらに説明されるように、決定されることができる。
V_c(t)=K1(C(t)+K2) (III)
V_r(t)=K3/(K4+R(t))+K5 (IV)

ここで、V_c(t)は、抵抗測定のみから計算された、ビューレット内の容積であり、V_r(t)は、キャパシタンス測定のみから計算された、ビューレット内の容積である。

今、V_r(t)が所定の抵抗値R_limitより小さい場合、次いで、ビューレット内の容積は、V(t)=V_r(t)として決定される、すなわち、式（ＩＶ）から決定される。

ほかに、V_c(t)が所定のキャパシタンス値C_limitより大きい場合、次いで、ビューレット内の容積は、V(t)=V_ｃ(t)として決定される、すなわち、式（ＩＩＩ）から決定される。他の全ての場合、容積は、加重和（a weighted sum）として決定される、すなわち、キャパシタンス測定のみから計算された現在の容積と最大容積との間の第１の割合が計算される。第２の割合は、１．００と第１の割合との間の差として計算される。該容積は次いで、第１の積と第２の積との和として計算される。第１の積は、第２の割合によって加重された、キャパシタンス測定のみに基づく容積である。第２の積は、第１の割合によって加重された、抵抗測定のみに基づく容積である。以下に式（Ｖ）、（ＶＩＩ）、及び（ＶＩＩ）が示される。
R_ratio = V_c(t)/V_max (V)
C_ratio = 1-R_ratio (VII)
V(t)= C_ratio V_c(t) + R_ratio V_r(t) (VIII)

該容積はまた、キャパシタンス値及び抵抗値をカルマンフィルターに供給することによって決定されてもよい。

キャパシタンス測定は、２つのキャパシタンス電極の助けで達成されるように上記に示される。代替として、キャパシタンス測定は、４つのキャパシタンス電極の助けで達成されてもよい。

［インピーダンス／伝導率の決定］
ディスプレイはまた、インピーダンス値／抵抗値又は、尿内の電解液濃度を反映している対応する伝導率の値を表示することができる。インピーダンス測定は、インピーダンス測定が行われる時間内のある時点で、尿の計算された容積を考慮に入れることができる。該計算において、より一層正確なインピーダンスの決定を得るためには、推定された容積を考慮される場合がある。さらに、又は代替として、該測定は、最も正確な読み取りが予期される時間内のある時点で、一般的にはビューレットが満たされた状態に近づく場合に、行われる場合がある。

図３ａは、ビューレット１２０がベースユニット１０５に取り付けられ、該ベースユニットが、平坦な表面３３０で配置されたキャパシタンス電極３１０及び３２０を有する、尿測定装置を示す。ビューレット１２０をベースユニット１０５に取り外し可能に取り付けるための取付手段３５０及び３５１も設けられている。該取付手段は、ベースユニット１０５に固定された２つのクリックホルダ３５０と、ビューレットを適所に維持するためにクリックホルダ３５０と協働する２つのピン３５１と、を備える。２つのピン３５１は、電気的導電性材料から製造されてもよく、電気的な測定を可能にするために、ビューレット１２０内の尿と電気的に接触させるために、ビューレットの壁を貫通するように配置されることができる。ビューレットの外側に延在している各ピンの部分は、対応するクリックホルダ３５０に対して電気的に接触させるように配置されており、一方のクリックホルダ及び一方のピンを介して尿を通じて電流を送り、且つ他方のピン及び他方のクリックホルダでそれを集めることによって、尿の伝導率の電気的な測定を行うことを可能にする。クリックホルダ３５０は、ポリマー材料から製造されることができ、接触表面で配置されるインレイ（inlays）又は接触プレートを有することができる。ピン３５１及びクリックホルダを機械的な取付手段及び電気的接触手段の両方として機能させることは、有利であり、これが材料を節約し、複雑さを抑え、それ故に製造コストを抑える。ビューレットは、ピンを有するビューレットを適所に押圧することによって簡単に設置され、それは、各クリックホルダが、ピンの形状に対応する円柱状の空間を部分的に包囲する２つの２つのアーム３５２及び３５３を有するので、適所に容易にスナップ嵌めされる。図３ｂは、ビューレット１２０が取り除かれた状態での、図３ａの装置のベースユニット１０５を示す。２つの電極３１０及び３２０は、キャパシタンスがビューレット１２０内の尿のレベルにおける変化に応じて変化するので、キャパシタンス測定を可能にするように、垂直方向に延在する平坦な表面３３０上に配置される。

図３ｃは、断面における図３ｂのベースユニット１０５を示す。ここで、キャパシタンス電極３２０及びクリックホルダ３５０は、より詳細に見ることができる。

図３ｄは、透視図におけるビューレットを示す。ピン３５１が、ビューレット１２０の壁３７０に取り付けられ、且つ壁３７０を通じて延在することが見られる。

［超音波測定］
図４ａは、ビューレット１２０内の尿レベルの超音波測定のために適合されたベースユニット１０５及びビューレット１２０を示す。この図は、２つの断面図を含む。

図４ｂは、図４ａのベースユニット１０５及びビューレット１０２の超音波の伝播(propagation)を示すために、さらなる断面図を示す。ベースユニット１０５及びビューレットにはそれ故に、上述したように容量測定システム（capacitive measurement system）に対して補足物として、又は代替物として、超音波測定システムが設けられてもよい。ベースユニット１０５には、超音波送信機４１０、疎水性フィルタ４２０、及び超音波ビームリフレクター４２５が設けられることができる。超音波送信機４１０は好ましくは、超音波ビームが、ビューレットに入るために、ビューレットの疎水性フィルタの窓を通過するように、ベースユニット１０５の上部分に配置される。さらに、ビューレットには、超音波ビームを尿表面に向けて偏向させるための超音波ビームリフレクター４２５が設けられることができる。尿レベルは、ビューレットの寸法及び超音波ビームリフレクター４２５の位置及び寸法の知識を使用して、超音波パルスが尿表面４４５へ進み、且つ尿表面４４５から戻ってくるために必要とされた時間を測定することによって決定されることができる。

［圧力測定］
図４ｃ〜図４ｇは、尿のレベルが圧力感知システムを使用して測定されるベースユニット１０５及びビューレット１２０を示す。これは、他の測定方法に対して代替物又は補足物として使用されることができる。ビューレットには、ベースユニット１０５に対する取付を可能にする手段が設けられている。好ましくは、ビューレットは、ベースユニット１０５内のソケットに挿入可能なパイプ端部４６０の助けで、ベースユニットに取り付けられることができる。上昇パイプ４５５(ascending pipe)からの圧力をベースユニット１０５の圧力計測器（図示せず）まで移動させるために、ソケットには、気密シール手段４６５、例えばＯリングが設けられる。上昇パイプは、ビューレットの底部に近接する底端部４５０から上方に延在しており、ビューレットのサイフォンの長さ全体をカバーしている。この方法において、ビューレット内の尿レベルの増加に起因して作り上げられた圧力は、上昇パイプ及び上昇パイプ端部４６０を介してベースユニットへ移動される。パイプ端部４６０が同時に２つの問題を解決するために、すなわち、第１に、ビューレット１２０をベースユニット１０５に取り付けるために、及び第２に、上昇パイプからベースユニット１０５の圧力計測器へ圧力を移動させるために、使用されることは、有利である。パイプ端部４６０又はパイプ端部４６０のための入口開口部には、好ましくは、尿が偶発的にベースユニットに入ることを妨げるように、疎水性フィルタが設けられることができる。

図５ａ、図５ｂ、及び図５ｃは、異なる構成のいくつかの尿測定システムのブロック図を示す。尿測定システムは、容量性の尿レベル計測器６０５、又は超音波の尿レベル計測器６２０、又は圧力計測器、又はそれらの２つ又は３つを備えてもよい。尿測定システムは、互いに対する適切な接続及び上述した計測器に対する適切な接続で、プロセッサユニット６１０と、ディスプレイ１２５又は通信ユニット６３５又はその両方と、を備える。該システムはまた、尿伝導率計測器６３０を備えてもよい。

［入力手段及びイベントマーカー］
該装置には、イベントマーカーも設けられてもよい。該イベントマーカーは、患者の尿生成に影響を及ぼす場合があるイベントが起こることを記録するための、例えば１つ又は複数のボタン３８０などの入力手段を備える。該イベントマーカーはまた、電子装置及び／又はソフトウェアを備えており、該電子装置及び／又はソフトウェアは、時間の関数として尿生成のグラフィック表示におけるシンボルとともにイベントをマークするために配置される。それ故に、イベントマーカーは、ディスプレイ１２５において又は遠隔の患者のモニターにおいて、プリントアウトにおいて、又はそれらの組み合わせにおいて、グラフィックレイアウトで示されるようにタイムスタンプを構成する。例えば利尿剤の管理、注入バッグの変化、注入速度の変化などの２つ以上のイベントをマークするために配置されることができる。この方法において、看護職員は、測定の所望された効果が推定時間内に達成される場合に、イベントマーカーのグラフィックシンボルのグラフ及び時間線の位置から、明確で簡潔的な方法で理解する可能性を付与される。イベントマーカーのグラフィックシンボルは、例えば１つ又は複数の矢印、マーカー、星印、又はそれらの組み合わせとされることができる。該装置にはまた、ゼロに合わせるための、且つ／又は再設定するための適切な入力手段３８２が設けられる場合がある。

［方法］
図６は、患者の尿生成の正確な測定のための方法のフローチャートを示す。該方法は、以下のステップを備える。
−尿を患者から自動排出容器へ移動させるステップ（７０５）；
−ビューレットから離れて配置された電子的なレベル測定手段を使用して、該自動排出容器内の尿レベルを連続的に測定するステップ（７１０）；
−該自動排出容器の自動排出イベントを検出するステップ（７１５）；
−尿レベル測定及び自動排出イベントの検出に基づいて時間の関数として尿生成の記録をつけ続けるステップ（７２０）；

さらに、該方法において、自動排出容器は、交換型の自動排出容器とされる。好ましくは、該自動排出容器は、ビューレットとされる。より好ましくは、該ビューレットは、自動排出するためのサイフォンシステムを有するビューレットとされる。好ましくは、容器から排出された尿は、従来の収集バッグに排出される。

電子的な測定手段は、上述したような容量性、超音波、又は圧力とされてもよい。

該方法は、以下のステップをさらに備えてもよい。
−電子的な伝導率測定手段の助けで、尿の伝導率を測定するステップ（７２５）、及び／又は、
−遠隔のユニットに測定を通信するステップ（７３０）、及び／又は、
−レベル測定を改善するために、伝導率測定を使用するステップ（７３５）
改善する方法が上述したものとされてもよい。

１００ 尿測定装置
１０５ ベースユニット
１０６ 通気孔
１２０ 測定チャンバー、ビューレット
１２２ インレット
１３０ アウトレット
１３６ 後方側壁
１３７ 右側側壁
１３８ キャバーン
１３９ 左側側壁
１４０ キャパシタンス電極
１４１ キャパシタンス電極
１４５ 接続接触子
１４８ キャパシタンス電極
１５０ 接触プレート
１５２ 後方壁
１６０ アウトレットパイプ
３１０ キャパシタンス電極
３２０ キャパシタンス電極
３３０ 平坦な表面
３５０ 取付手段
３５１ 取付手段
３５２ アーム
３５３ アーム
３７０ 壁
３８０ ボタン
３８２ 入力手段
４２０ 疎水性フィルタ
４２５ 超音波ビームリフレクター
４４５ 尿表面
４５０ 底端部
４５５ 上昇パイプ
４６０ パイプ端部
４６５ 気密シール手段
６０５ 尿レベル計測器（キャパシタンス）
６１０ プロセッサ
１２５ ディスプレイ
６２０ 尿レベル計測器（超音波）
６３０ 尿伝導率計測器
６３５ 通信ユニット
７０５ 尿を交換型の自動排出容器内に移動させるステップ
７１０ 電子的なレベル測定手段を使用して該自動排出容器内の尿レベルを測定するステップ
７１５ 該自動排出容器の自動排出イベントを検出するステップ
７２０ 尿レベル測定及び自動排出イベントの検出に基づいて時間の関数として尿生成の記録をつけ続けるステップ
７２５ 電子的な伝導率測定手段の助けで、尿の伝導率を測定するステップ
７２８ 尿生成／伝導率／イベントのそれぞれの情報を表示するステップ
７３０ 測定を遠隔のユニットに通信するステップ
７３５ レベル測定を改善するために、伝導率測定を使用するステップ

Claims (25)

1. 尿カテーテルを装着している患者の尿生成を測定するための尿測定装置であって、
   該尿測定装置が、自動排出サイフォンチャンバー（１２０）を備え、該自動排出サイフォンチャンバーは、前記尿カテーテルに接続可能なインレットと、その容積が測定される尿のためのアウトレットと、を備えており、
   該尿測定装置は、ベースユニット（１０５）をさらに備えており、該ベースユニット（１０５）は、前記自動排出サイフォンチャンバー（１２０）を前記ベースユニットに取り外し可能に取り付けるための取付手段（１３７，１３８，１３９，３５０，３５１）を有し、
   前記ベースユニットには、尿レベル測定手段が設けられており、該尿レベル測定手段は、前記自動排出サイフォンチャンバー内の尿のレベルにおける変化を感知することが可能であり、該尿レベル測定手段は、互いに対して離れて配置された２つのキャパシタンス電極（３１０，３２０，１４０）を備え、それによって、前記自動排出サイフォンチャンバーが前記ベースユニット（１０５）に取り付けられる場合に、前記キャパシタンス電極（３１０，３２０，１４０）は、前記２つのキャパシタンス電極（３１０，３２０，１４０）の間で生じるキャパシタンス信号を感知することが可能であり、
   前記キャパシタンス信号は、前記自動排出サイフォンチャンバー内の尿のレベルが変化するにつれて変化し、それ故に、前記キャパシタンス信号は、尿の生成された容積の測定を構成することを特徴とする尿測定装置。
2. 前記ベースユニット（１０５）は、前記尿レベル測定手段によって測定された尿レベル信号に基づいて生成された尿の容積を計算するように配置されたプロセッサをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の尿測定装置。
3. 前記プロセッサは、何回前記自動排出サイフォンチャンバーが排出されたのかを記録し続けるように配置されており、それ故に、時間の関数として尿生成を計算することが可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の尿測定装置。
4. 前記プロセッサは、前記自動排出サイフォンチャンバー内の尿の容積を計算するように配置され、何回前記自動排出サイフォンチャンバーが排出されたのかを記録し続けるように配置され、前記キャパシタンス信号に基づいて時間の関数として尿生成を計算するように配置されることを特徴とする請求項３に記載の尿測定装置。
5. 前記自動排出サイフォンチャンバー（１２０）は、使い捨て物品とされることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の尿測定装置。
6. 前記自動排出サイフォンチャンバー（１２０）を前記ベースユニットに取り外し可能に取り付けるための手段が、開放型キャバーンとされることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の尿測定装置。
7. 前記キャバーンは、第１の制限壁（１３９）、第２の制限壁（１３８）、及び第３の制限壁（１３７）によって画定されることを特徴とする請求項６に記載の尿測定装置。
8. 前記尿レベル測定手段は、前記自動排出サイフォンチャンバー（１２０）内の尿レベルを決定するための超音波計測システム（６２０）を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の尿測定装置。
9. 前記超音波計測システム（６２０）は、超音波を放射し、且つ超音波を受容するための、前記ベースユニット（１０５）に配置された超音波トランスデューサ（４１０）を備えることを特徴とする請求項８に記載の尿測定装置。
10. 前記自動排出サイフォンチャンバー（１２０）には、尿流体表面（４４５）に向けて超音波ビームを方向付けるための超音波ビームリフレクター（４２５）が設けられることを特徴とする請求項９に記載の尿測定装置。
11. 前記自動排出サイフォンチャンバー（１２０）には、疎水性フィルタ（４２０）が設けられており、前記疎水性フィルタ（４２０）は、超音波ビームが、前記超音波トランスデューサ（４１０）から前記疎水性フィルタ（４２０）が設けられた前記自動排出サイフォンチャンバー（１２０）の壁における開口部を通じて、前記自動排出サイフォンチャンバー（１２０）の内部へ通過するように配置されることを特徴とする請求項８に記載の尿測定装置。
12. 前記尿レベル測定手段は、前記自動排出サイフォンチャンバー（１２０）内の尿レベルを決定するための圧力計測システム（４５０，４５５，４６０、及び４６５）を備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の尿測定装置。
13. 前記圧力計測システムは、前記ベースユニット（１０５）の圧力センサーに取り外し可能に接続可能であるための手段を有する上昇パイプ（４５５）を備えることを特徴とする請求項１２に記載の尿測定装置。
14. 前記自動排出サイフォンチャンバーは、１０ミリリットルと３０ミリリットルとの間の測定容積を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の尿測定装置。
15. 前記自動排出サイフォンチャンバーは、１４ミリリットルと１６ミリリットルとの間の測定容積を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の尿測定装置。
16. 前記自動排出サイフォンチャンバー（１２０）は、方形の断面又は楕円形状の断面を有し、前記自動排出サイフォンチャンバー（１２０）には、前記キャパシタンス電極（１４０）に向けて滑り嵌めするように少なくとも１つの平坦な壁が設けられることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の尿測定装置。
17. 前記自動排出サイフォンチャンバー（１２０）の前方壁は、透明なポリマーから製造されることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の尿測定装置。
18. ２つのキャパシタンス電極（１４８，３５１）は、尿と接触状態になるように前記自動排出サイフォンチャンバーの内側に配置されており、前記自動排出サイフォンチャンバー（１２０）の外側に配置された接触プレート（１５０，３５１）に接続されることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の尿測定装置。
19. 前記自動排出サイフォンチャンバー（１２０）の外側に配置された前記接触プレート（１５０）は、前記自動排出サイフォンチャンバー（１２０）の後方壁（１５２）で配置されることを特徴とする請求項１８に記載の尿測定装置。
20. ２つの接続接触子（１４５）は、前記自動排出サイフォンチャンバーの前記接触プレート（１５０）に対して接触するように、キャバーンの後方壁に配置されており、伝導率信号を信号処理及び測定のための前記ベースユニットに伝えることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の尿測定装置。
21. 前記プロセッサは、キャパシタンス測定及び伝導率測定の組み合わせに基づいて、生成された尿の容積を計算するように配置されることを特徴とする、請求項２に従属する請求項１８から２０のいずれか一項に記載の尿測定装置。
22. 前記プロセッサは、キャパシタンス測定（６０５）及び超音波測定（６２０）の組み合わせに基づいて、生成された尿の容積を計算するように配置されることを特徴とする請求項２に記載の尿測定装置。
23. 前記尿測定装置には、尿伝導率計測器（６５０）が設けられており、前記プロセッサは、前記キャパシタンス測定（６０５）、前記超音波測定（６２０）、及び伝導率測定の組み合わせに基づいて、生成された尿の容積を計算するように配置されることを特徴とする請求項２２に記載の尿測定装置。
24. アウトレットパイプ（１６０）には、アウトレット端部に向けて徐々に増加する断面積が設けられることを特徴とする請求項１〜２３のいずれか一項に記載の尿測定装置。
25. 前記ベースユニットには、イベントをマークするための入力手段（３８０）が設けられることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか一項に記載の尿測定装置。

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