JP6797456B2 - 生体情報取得システム、健康管理サーバーおよびシステム - Google Patents

Description

本発明は、尿中成分を測定することを含む生体情報取得システム、健康管理サーバーおよびシステムに関するものである。

日本国特開２００４−１６６９８５号公報には、日常生活を営んでいるだけで医者の診断に近い健康診断を自動的に受けられる健康管理システムが記載されている。このシステムでは、個人宅便器、病院端末、栄養士端末および家族宅端末をインターネットで接続する。個人宅便器は、トイレ使用毎に尿分析項目についての陰性陽性中性判定を自動的に行う機能と、この尿成分の分析結果データを病院端末に送信する機能と、表示機能とを有する。病院端末は、お年寄り宅便器から分析結果データを受信すると、お年寄りの健康状態を自動的に解析する機能と、解析により異常が認められた場合にはその症状をお年寄り宅便器へ送信して表示させる機能を有する。栄養士端末は、病院端末から症状を受信すると、献立データベースに格納しているサンプル献立リストから、最適な食事の献立を自動選択して個人宅便器および家族宅端末に提示し、家族宅端末は、病院端末から症状、栄養士端末から食事の献立をそれぞれ受信すると表示する。

日本国特開２００５−１０６６２１号公報には、尿中に含まれる特定成分の高精度な定性・定量測定を実施可能とすることにより、便器としての使い勝手を劣化させることなく、衛生的、かつ、デザイン性に優れた採尿機構部を有する便器ユニットを実現することが記載されている。使用者の尿を下水に対して排出するための水封手段としての溜水およびトラップと、溜水を貯えるボール面と、溜水の水位を変える水位可変手段と、使用者の尿を採取するための採尿手段とを有する便器ユニットにおいて、採尿手段は前記ボール面に構成されると共に、採尿手段は尿採取動作時以外には溜水水位より下方に位置し、尿採取動作時は溜水水位位置より上方となるよう、溜水の水位可変手段を制御するようにしている。

これらの文献には、便器に排出される尿の成分を測定して健康状態を解析するアイディアは示されているが、実際に便器に排出される尿中の成分を測定するシステムが一般に利用される状況には至っていない。その理由の１つは、尿中の成分は、食事、水分摂取、発汗などの影響を受けて、１日の中でも時間による変動が大きいことである。また、尿には健康状態を示す多くの成分が含まれているが、尿中の成分を測定した結果を、ユーザーに簡単に、また安全にフィードバックする必要があることである。

本発明の一態様は、便器に排出される尿の少なくとも一部が連続的または断続的に採取された尿サンプルに含まれる尿中成分の情報を含む生体監視データを取得するように構成されたデータ取得モジュールと、ユーザーが使用中の便器を特定するための便器識別情報を非接触でユーザーの端末が取得するように構成された第１の識別モジュールと、排尿単位で便器識別情報を介して便器を使用中のユーザーを特定するユーザー識別情報と関連付けされる生体監視データを含む個々人の健康監視情報を出力するように構成された出力モジュールとを有する生体情報取得システムである。第１の識別モジュールの一例は、ＱＲコード（登録商標）などの２次元コードである。便器が設置されたトイレの内部が外部から画像あるいは音声などを通してモニターされる状態を作らずに、各ユーザーの健康監視情報を収集できる。

このシステムは、便器を使用中のユーザーを特定するユーザー識別情報と関連付けられる生体識別情報を取得するように構成された第２の識別モジュールを有し、出力モジュールは、生体識別情報またはユーザー識別情報と関連付けされた個々人の健康監視情報を出力するように構成されたモジュールを含んでもよい。

多くの人は日常生活において、一か所のトイレではなく、多くの場所、例えば、自宅、会社、駅やサービスエリアの公衆トイレ、列車や飛行機などの乗り物に備え付けられたトイレを使って排尿する。便器に付随する生体情報取得システムにより取得された生体監視データと、ユーザーの端末、例えば、携帯電話、スマートホン、スマートグラス、スマートウォッチ、その他のウェアラブル端末により取得される便器識別情報とを関連付けして、例えば、ネットワーク（クラウド、コンピュータネットワーク）を介して健康管理サーバーに集積することにより、様々な場所における排尿の情報を集積することが可能となり、健康管理に役立てることができる。例えば、一日の畜尿による尿中排泄量を推定でき、それを基準に健康状態を推定できる。また、逆に、尿中成分の濃度変動や排尿の間隔などから、ユーザーのその時々の健康状態を推定することも可能であり、様々な症状、例えば、熱中症を予防したり、過労による疾病を予防したりすることが可能となる。健康管理サーバーとしての機能を個人の端末で実現されるようにアプリケーション（プログラム、プログラム製品）として、記録媒体に記録して提供してもよい。

データ取得モジュールは、排出される尿の少なくとも一部を連続的または断続的に採取し、透光性の検出部を通すように構成されたサンプリングモジュールと、検出部に光を照射して尿サンプルに含まれる尿中成分の情報を取得するように構成された分析モジュールとを備えていてもよい。サンプリングモジュールの典型的なものは、便器に排出される尿の少なくとも一部を連続的または断続的に採取し、透光性の検出部を通して便器に排出するように構成されたモジュールである。分析モジュールの典型的なものは、尿サンプルにレーザーを照射してラマンスペクトルを取得するように構成されたモジュールを含むものである。

便器に排出される尿の少なくとも一部を連続的または断続的に採取し、透光性の検出部を通して便器に排出する、フロータイプのサンプリングモジュールと、ラマンスペクトル（ラマン光）を用いた分析装置のような、光を用いて間接的に流体に含まれる成分をリアルタイムで測定できる分析モジュールを組み合わせることにより、一回の排尿の最初から最後までの尿サンプルに含まれる尿中成分を排尿単位で、すべて、時間経過とともに取得することができる。したがって、この生体情報取得システムでは、所望のタイミングの尿中成分、例えば、中間尿の尿中成分の情報を取得することも可能であり、初期尿あるいは終了時の尿中成分の情報を取得することも可能であり、さらに、排尿単位、すなわち、初期から終了までの尿中成分の情報を取得することも可能である。このため、健康状態を推定するための尿中成分の情報を、健康状態を推定するために適したタイミングで取得できる。

さらに、洗浄機能付きの便器ついては、サンプリングされた液体の成分から尿サンプルか洗浄液かの判別も可能である。このため、一回に排泄される尿量を時間または適当な流量測定機構を用いて精度よく測定でき、測定された尿中成分の情報に基づき、排尿された尿中成分の全量を推定することも可能となり、畜尿成分に基づく推定も可能となる。

本発明の他の態様の１つは、複数の生体情報取得システムから健康監視情報がネットワークを介して提供される健康管理サーバーである。健康管理サーバーは、ユーザー端末を介して取得された便器識別情報、あるいは生体情報生体識別情報により判明するユーザー識別情報により特定されたユーザーの生体監視データを解析して、ユーザーの健康状態に関連する情報を、特定されたユーザーが使用中の便器に対応する生体情報取得システムのディスプレイ、または、特定されたユーザーの端末へ、ネットワークを介して提供するように構成された健康監視モジュールを有してもよい。

本発明の他の態様の１つは、健康管理サーバーと、健康管理サーバーとネットワーク（コンピュータネットワーク、クラウド）を介して通信可能な複数の生体情報取得システムとを有する健康管理システムである。

本発明のさらに異なる他の態様の１つは、情報取得システムを介して個々人の健康を支援する方法である。情報取得システムは、便器に排出される尿の少なくとも一部が連続的または断続的に採取された尿サンプルに含まれる尿中成分を検出するように構成されたデータ取得モジュールと、ユーザーが使用中の便器を特定するための便器識別情報を非接触でユーザーの端末が取得するように構成された第１の識別モジュールと、出力モジュールとを含む。当該方法は、以下のステップを含む。
・データ取得モジュールが、尿中成分の情報を含む生体監視データを取得すること。
・前後して、あるいは並行して、端末から得られた便器識別情報を介して便器を使用中のユーザーのユーザー識別情報が判明すること。
・出力モジュールが、排尿単位でユーザー識別情報と関連付けられる生体監視データを含む個々人の健康監視情報を出力すること。

本発明のさらに異なる他の態様の１つは、コンピュータを上記に記載の健康管理サーバーとして機能させる命令を有するプログラム（プログラム製品）である。プログラムは適当な形態の記録媒体に格納して提供することができる。本発明のさらに異なる他の態様、目的および効果については、以下においてさらに詳細に説明する。

健康管理システムの一例を示すブロック図。 生体情報取得システムの一例を示すブロック図。 健康管理システムにおいて健康状態に関連する情報をフィードバックする過程を示すフローチャート。 日常生活で尿中成分の情報を含む生体監視データが収集される様子を示す図。

発明の実施の形態

図１に、様々な場所のトイレからの情報を集積可能な健康管理システムの概要を示している。この健康管理システム１は、ユーザー８の自宅２のトイレ１２、ユーザー８が勤務する会社３のトイレ１３、駅やサービスエリアなどの公衆トイレ１４、飛行機５のトイレ１５、新幹線などの列車６のトイレ１６などに、それぞれ設置された生体情報取得システム２０と、それぞれの生体情報取得システム２０からクラウド（ネットワーク、コンピュータネットワーク、インターネット）９を介して健康監視情報（健康監視データ）３０の提供を受ける健康管理サーバー５０とを含む。

各生体情報取得システム２０から提供される健康監視情報３０は、ユーザー８がそれぞれのトイレ１２〜１６で排出した尿に含まれる成分（尿中成分）の情報を含む生体監視データ３２を含む。健康監視情報３０は、生体監視データ３２が取得された便器４０の識別情報（便器識別情報）４１、生体監視データ３２が取得された日時（タイムスタンプ）、気温などの生体監視データ３２の取得環境の情報を含む属性データ４２を含んでいてもよい。

健康監視情報３０は、ユーザー８を識別するための生体識別情報３１を含んでいてもよい。生体識別情報３１の一例は、顔認証情報、網膜認証情報、指紋認証情報などである。生体識別情報３１としては、非接触で、各生体情報取得システム２０のカメラ２８ａから得られた画像を処理することにより取得でき、さらに、特別な動作を伴わずに取得できる顔認証情報または網膜認証情報などが適している。生体識別情報３１は、顔認証情報などの生体（人体）に関する情報に限らず、顔認証情報により識別あるいは認証されたユーザー８の個人を特定する情報、ＩＤ、認証データなどであってもよい。

生体監視データ３２は、それぞれのトイレ１２〜１６の便器４０に排出した一回分（排尿単位）の尿（排尿）に含まれる成分の情報を、時間経過および流量（尿排出量）ともに含んでもよい。生体監視データ３２には、さらに、赤外線などを用いて間接的に得られる体温、顔色などの情報が含まれていてもよい。生体監視データ３２は、トイレ１２〜１６の内部で取得可能な人体に関するデータであり、できる限り人体そのものに非接触で、人体から得られる情報であってもよい。

健康管理サーバー５０は、異なる場所のトイレ１２〜１６に配置された複数の生体情報取得システム２０から得られた生体監視データ３２を、ユーザー８を識別するユーザー識別情報３３の単位でデータベース（ＤＢ）５２に蓄積する生体監視データ収集モジュール５１と、ＤＢ５２に蓄積されたユーザー８の生体監視データ３２を解析して、ユーザー８に健康状態を示す情報（健康情報）を提供（フィードバック）するように構成された健康監視モジュール５３とを含む。生体監視データ収集モジュール５１は、健康監視情報３０がユーザー８の生体識別情報３１を含んでいる場合は、生体識別情報３１によりユーザー８を識別し、ユーザー識別情報３３と生体監視データ３２とを関連付けする。健康監視情報３０に生体識別情報３１が含まれていない場合は、ユーザー８の端末８ｔから送信される便器識別情報４１と、健康監視情報３０に含まれている便器識別情報４１とをそれぞれの情報に含まれているタイムスタンプなどを加味して照合し、ユーザー識別情報３３と生体監視データ３２とを関連付けする。

便器４０の単位で設けられている生体情報取得システム２０は、ユーザー８が使用中の便器４０を特定するための便器識別情報４１を非接触でユーザー８の端末８ｔが取得するように構成された第１の識別モジュール（便器識別モジュール）４５を含む。便器識別モジュール４５の一例は、トイレの壁、ドアの内側などの目につきやすい場所に設けられた（取り付けられた）ＱＲコード（登録商標）などの２次元コードであり、ユーザー８は端末８ｔのカメラ８ｃで便器識別モジュール４５を撮影することにより、非接触で、便器識別情報４１を取得し、健康管理サーバー５０に送信できる。端末８ｔは、便器識別情報４１とともに、ユーザー識別情報３３を健康管理サーバー５０に供給してもよく、便器識別情報４１を取得した日時（タイムスタンプ）を含めた情報を健康管理サーバー５０に供給してもよい。ユーザー識別情報３３、タイムスタップなどは、端末８ｔから便器識別情報４１の提供を受けた生体監視データ収集モジュール５１が、便器識別情報４１を受信した日時、ユーザー８の端末８ｔの登録情報などから自動的に生成してもよい。

便器識別モジュール４５は、近距離無線通信（ＮＦＣ、Near Field Communication）により端末８ｔと通信して便器識別情報４１を提供するものであってもよい。２次元コードなどを用いて、端末８ｔのカメラ８ｃにより便器識別情報４１を取得可能とする便器識別モジュール４５は、ユーザー識別に関する情報を、端末８ｔの情報を含めて、生体情報取得システム２０と異なる通信ルートにより健康管理サーバー５０に提供できる。このため、ユーザー８に関する情報のセキュリティーを向上できる。さらに、コードなどの識別情報を端末８ｔで撮像するタイプの便器識別モジュール４５は、端末８ｔとの通信規格を問わない簡易な構成であるなど、初期コスト、維持コストを含めて多くのメリットがある。また、便器識別モジュール４５を設けることにより、便器４０が設置されているトイレの中を、生体識別情報３１を取得するためのカメラなどにより監視する必要がなく、プライバシーの保護という点でのメリットを得ることができる。便器識別情報４１を取得する端末８ｔは、スマートホンなどの携帯電話に限定されず、スマートウォッチ、スマートグラスなどのその他のウェアラブルな通信端末であってもよい。

健康管理サーバー５０の健康監視モジュール５３は、健康状態に関連する情報（健康情報）３９を、リアルタイムで、ユーザー８が排尿しているトイレの生体情報取得システム２０のディスプレイ２９に表示するようにフィードバックしてもよく、ユーザー８が登録している携帯端末８ｔに健康情報３９が表示されるようにフィードバックしてもよい。健康情報３９には、尿中成分に含まれる各種マーカー物質の濃度が正常と判断される範囲か否かといった生体内の状態に関する情報の他に、排尿の量と頻度などから水分摂取量が十分か否かを含む熱中症などに対する対応のアドバイス、尿中成分より判断される飲酒・飲食などに関するアドバイスを含んでいてもよい。

健康監視モジュール５３は、生体監視データ３２に含まれる尿中成分に関するデータを解析するように構成された尿中成分解析モジュール５４と、尿中成分解析モジュール５４の解析結果を参照してユーザー８の健康状態を判断するように構成された健康診断モジュール５５と、薬物の排出量を推定するように構成された薬物監視モジュール５６とを含んでいてもよい。診断モジュール５５は、尿中成分解析モジュール５４の解析結果の他に、生体監視データ３２に含まれる体温などのその他の生体情報を参照してもよく、ユーザー８が通院する、または人間ドックなどで検査を受けた病院７からの診断結果３５を参照して、ユーザー８の健康状態を判断してもよい。

薬物監視モジュール５６は、病院７において処方されている医薬の処方箋３７を参照し、投薬効果を含めた治療薬物モニタリングを行ってもよい。薬物監視モジュール５６は、個々人の薬物動態／薬物力学（ＰＫ／ＰＤ）モデル化をおこなってもよく、個々人の症状と薬物代謝とに適したテーラーメイド薬物療法のモニタリングを行ってもよい。

尿中成分解析モジュール５４は、典型的には、生体監視データ３２に含まれる、排尿単位の特定の時間の尿中成分の情報を参照して健康状態に関連する情報、例えば、健康状態を示す情報３９を生成するように構成されたモジュール５４ａと、排尿単位の全経過時間の尿中成分の情報を参照して健康状態に関連する情報３９を生成するように構成されたモジュール５４ｂと、複数の排尿単位の尿中成分を蓄積した情報を参照して健康状態に関連する情報３９を生成するように構成されたるモジュール５４ｃと、複数の排尿単位の尿中成分の変動を参照して健康状態に関連する情報３９を生成するように構成されたモジュール５４ｄとを含む。

健康管理サーバー５０の一例は、ＣＰＵおよびメモリなどのコンピュータ資源を備えたサーバー（コンピュータ）であり、メモリ５２に格納されたプログラム５９を、ＣＰＵ５８で実行することにより上記の機能をコンピュータに実装することができる。個人用の健康管理サーバー５０としての機能をアプリケーションソフトウェア（アプリ）として提供することも可能であり、個人の端末８ｔに健康管理サーバー５０としての機能を実装してもよい。

この健康管理システム１には、ネットワーク（クラウド）９に接続された、他のタイプの生体監視デバイスを含んでいてもよい。生体監視デバイスの１つは、生体内部の情報を取得するように構成されたシステム６０であり、ユーザー８の皮膚に装着してユーザー８の血中成分の情報を含む生体内部の監視データ６９を健康管理サーバー５０へ提供してもよい。このシステム（生体監視デバイス、生体監視端末）６０は、半透膜を備えたマイクロダイアリシス（Ｍｉｃｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ、微小透析）プローブを体内に挿入して透析液を回収するマイクロダイアリシスモジュール６３と、回収された透析液中の成分をリアルタイムで検出するラマン分光分析モジュール６２と、得られた血中成分を含む生体内部（体内）の監視データ６９を、ネットワーク９を介して健康管理サーバー５０へ提供する通信モジュール６１とを含む。マイクロダイアリシスモジュール６３により、ユーザー８にほとんど負担をかけずに、体内、例えば血管から透析液を回収することができる。ラマン分光分析モジュール６２により透析液を分析することにより、ウェアラブルなシステム６０を用いて、リアルタイムに、体内の情報を、ネットワーク９を介して収集できる。また、透析液をラマン分光分析モジュール６２によりリアルタイムで分析することにより、透析液が代謝して成分あるいは濃度が変化した分析結果となることを阻止できる。生体内部の情報を取得するシステム６０は、皮膚外から光、例えばラマン散乱（ラマンスペクトル）を用いて、血管中の血中成分を取得する非侵襲な測定モジュールを備えていてもよい。

図２に、生体情報取得システム２０の一例を示している。生体情報取得システム２０は、便器４０に排出される尿の少なくとも一部が連続的または断続的に採取された尿サンプルに含まれる尿中成分の情報を含む生体監視データ３２を取得するように構成されたデータ取得モジュール（尿検査モジュール）２１と、ユーザー８が使用中の便器４０を特定するための便器識別情報４１を非接触でユーザー８の端末８ｔが取得するように構成された第１の識別モジュール（便器識別モジュール）４５と、排尿単位で便器識別情報４１を介して便器４０を使用中のユーザー８を特定するユーザー識別情報３３と関連付けされた生体監視データ３２を含む個々人の健康監視情報３０を出力するように構成された出力モジュール（通信ユニット、通信モジュール）２６とを有する。生体情報取得システム２０は、便器４０を使用中のユーザー８を特定するための生体識別情報３１を取得するように構成された第２の識別モジュール（生体識別モジュール、生体識別ユニット）２８と、排尿単位で生体識別情報３１と関連付けされた生体監視データ３２を含む個々人の健康監視情報３０を出力するように構成されたモジュール（通信ユニット、通信モジュール）２７とを含んでいてもよい。

データ取得モジュールである尿検査モジュール（尿検査ユニット）２１は、それぞれの便器４０に対応して設けられており、典型的には、便器４０に取り付けられていてもよい。この生体情報取得システム２０では、個々の便器４０の使用者、すなわち、使用中のユーザー８を特定して観察できる位置に、尿検査モジュール２１と一対一に対応して設けられたユーザーインターフェイスモジュール（ＵＩモジュール、ＵＩユニット）２２を備えていてもよい。ＵＩモジュール２２に、生体識別モジュール２８、通信モジュール２７およびユーザー８に情報を提供するディスプレイ２９が搭載されていてもよい。ＵＩモジュール２２は、非接触でユーザー８を識別でき、ユーザー８に対して情報を提供できるものであってもよい。

尿検査モジュール２１と、ＵＩモジュール２２とは一対一に関連づけられており、有線で接続されていてもよく、無線で接続されていてもよく、個別にネットワーク９に接続されていてもよい。ＵＩモジュール２２は、スマートフォン端末あるいはタブレット端末を用いたユニットであってもよい。

尿検査モジュール２１は、便器４０に排出される尿の少なくとも一部を連続的または断続的に採取し、透光性の検出部２４を通して便器４０に排出するように構成されたサンプリングモジュール２３と、検出部２４に光２５ａを照射して尿サンプル２３ｓに含まれる尿中成分の情報を取得するように構成された分析モジュール２５と、尿中成分の情報を排尿単位で含む生体監視データ３２を出力するように構成された通信モジュール２６とを有する。サンプリングモジュール２３は、便器４０に出入りするように設けられたサンプリングノズル４９から尿サンプル２３ｓを吸引して、透光性の部材、例えば、ガラスまたは透明なプラスチックからなる検出部２４に供給するマイクロポンプ２３ａを含み、検出部２４にアップフローとなるように尿サンプル２３ｓを強制循環させて、検出部２４内における気泡の発生を抑制する。

サンプリングモジュール２３は、検出部２４を流れる尿サンプル２３ｓの流量を監視するフローメータ２３ｂを含む。マイクロポンプ２３ａにより、サンプリングノズル４９内に一定の尿が保持されるようにサンプリングノズル４９から尿サンプル２３ｓを吸引し、排尿量に比例した流量の尿サンプル２３ｓを検出部２４に流して尿分析することができる。また、排尿時間をモニタリングすることにより一回の排尿量を推定することが可能である。

検出部２４内を流れる尿サンプル２３ｓに光を当てて得られるスペクトルを取得することにより尿サンプル２３ｓに含まれる成分（尿中成分）の情報を取得する分光分析型の分析モジュール２５の一例はラマン分析装置であり、特に、微量分析に適したＣＡＲＳ（コヒーレント反ストークスラマン散乱、Coherent Anti-Stokes Raman Scattering）分析装置、ＳＲＳ（誘導ラマン散乱、Stimulated Raman Scattering）を採用してもよい。ＣＡＲＳ分析モジュール２５は、検出部２４にポンプ光およびストークス光２５ａを照射するレーザーモジュール２５ｂと、検出部２４から出力されるＣＡＲＳ光（ラマンスペクトル）２５ｄを解析する検出モジュール（スペクトロメータ）２５ｃとを含む。ＣＡＲＳ分析装置は、微量成分を短時間に検出することができ、サンプリングモジュール２３により連続的に採取され、検出部２４を流れる尿サンプル２３ｓの尿中成分の情報を連続的に取得する分析モジュール２５として好適である。

分析モジュール２５において検出する対象となる尿定性測定項目の例は、ブドウ糖（ＧＬＵ）、蛋白質（ＰＲＯ）、アルブミン（ＡＬＢ）、ビリルビン（ＢＩＬ）、ウロビリノーゲン（ＵＲＯ）、ｐＨ（ＰＨ）、潜血（ＢＬＤ、ヘモグロビン、血尿）、ケトン体（ＫＥＴ）、亜硝酸塩（ＮＩＴ）、白血球（ＬＥＵ）、クレアチニン（ＣＲＥ）、アルブミン／クレアチニン比（Ａ／Ｃ）、マイクログロブリンである。

図２に示す生体監視データ３２を出力する通信モジュール２６は、尿中成分の情報を測定時間の経過と関連させた経過情報を含む生体監視データ３２を出力するように構成されたモジュール２６ａと、尿中成分の情報を排尿量の時間経過と関連させた経過情報を含む生体監視データ３２を出力するように構成されたモジュール２６ｂとを含む。通信モジュール２６は、生体監視データ３２を便器識別情報４１および／またはタイムスタンプなどの属性データ４２とともに出力してもよい。生体監視データ３２に基づきユーザー８の健康状態を判断する健康管理サーバー５０は、健康状態の判断に有効なマーカー成分を、中間尿のタイミングで判断したり、排尿全体の平均値で判断したり、畜尿量を推定して判断したりすることができる。排尿時間は、振動や音をマイクロホンなどのセンサーで取得して判断してもよく、サンプリングノズル４９に受ける尿量により判断してもよく、サンプリングノズル４９を介して洗浄水を収集したことを分析モジュール２５で検出することにより判断してもよい。

ＵＩ（ユーザーインターフェイス）モジュール２２は、画像処理により生体識別情報３１を取得するためのカメラ２８ａを含む生体識別モジュール（第２の識別モジュール、生体識別情報取得モジュール）２８と、健康管理サーバー５０から受信した健康状態を示す情報を出力するディスプレイ２９と、ネットワーク（クラウド）９を介して健康管理サーバー５０と通信する通信モジュール（出力モジュール）２７とを含む。ＵＩモジュール２２は簡易な構成のタブレット型端末であってもよい。ＵＩモジュール２２は、便器４０に向かって排尿する姿勢のユーザー８の顔または瞳の画像をカメラ２８ａが取得できる位置に設置される。したがって、ＵＩモジュール２２にディスプレイ２９を搭載することにより、そのディスプレイ２９はユーザー８が見やすい位置となり、ディスプレイ２９に表示される情報はユーザー８に到達しやすい。このため、ディスプレイ２９に、健康管理サーバー５０からネットワーク９を介して提供される健康情報３９に基づき健康状態を表示してもよい。さらに、健康状態とともに、あるいは別に、ディスプレイ２９にユーザー８をターゲットした広告を表示することにより宣伝効果を高めることができる。ＵＩモジュール２２は、ディスプレイ２９を介して情報をユーザー８に提供することのみを目的とした構成であってもよい。

カメラ２８ａは、人感センサーとして機能してもよい。個人的な情報、例えば、健康にかかわる情報をディスプレイ２９に表示しても、ユーザー８が便器４０から離れるとすぐにディスプレイ２９から消去することができる。ディスプレイ２９をタッチセンサーとして利用し、指紋を生体識別情報として取得してもよい。また、洗浄式の便器の場合、洗浄操作を行うスイッチに指紋照合を行う機能を付加して、生体識別情報として取得してもよい。

ＵＩモジュール２２は、ユーザー８が保有する端末、例えば、スマートフォン８ｔ、スマートウォッチあるいはスマートグラスなどのウェアラブル端末を極めて短い距離、例えば数ｃｍあるいはそれ以下の近距離無線通信、または範囲が限られた可視光通知などの、限られた範囲の無線または光通信により認識（および／または認証）するユーザー識別モジュール２２ａを備えていてもよい。ユーザー識別モジュール２２ａは、生体識別モジュール２８とともに、あるいは生体識別モジュール２８の代わりに、便器４０を使用中のユーザー８を識別する情報（ユーザー識別情報）３３を取得してもよく、このユーザー識別情報３３は、生体識別情報３１とともに、あるいは生体識別情報３１の代わりに用いられてもよい。また、ユーザー８が保有する端末８ｔを承認するために、生体識別情報３１が用いられてもよい。

さらに、ユーザー８の端末８ｔが認証され、端末８ｔがＵＩモジュール２２またはデータ取得モジュール２１と通信可能な場合は、端末８ｔを介して生体監視データ３２が健康管理サーバー５０に提供されてもよい。すなわち、通信モジュール２７または２６は、便器４０を使用中のユーザー８の所有物であると特定された、または認証された端末８ｔに対して、生体監視データ３２を送信してもよい。通信モジュール２７または２６は、インターネット９を介して、健康管理サーバー５０とともに端末８ｔに生体監視データ３２を送信してもよく、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線ＬＡＮ、携帯電話網などの手段を介して端末８ｔに生体監視データ３２を送信してもよい。端末８ｔに、個人向けの健康管理サーバー５０として機能するアプリケーション８ａが実装されていてもよい。

尿検査モジュール２１と、生体識別モジュール２８を含むＵＩモジュール２２とは有線または無線で接続されていてもよく、尿検査モジュール２１またはＵＩモジュール２２が、生体識別情報３１および生体監視データ３２を含む健康監視データ３０を、ネットワーク９を介して健康管理サーバー５０に提供してもよい。通信モジュール２７または２６は、排尿単位で生体識別情報３１と生体監視データ３２とを関連付けしてネットワーク９を介して健康管理サーバー５０に提供してもよい。尿検査モジュール２１およびＵＩモジュール２２は、個々にネットワーク９に接続されていてもよい。尿検査モジュール２１と生体識別モジュール２８との対応関係が事前に明確になっていれば、健康管理サーバー５０は、生体識別情報３１と、生体監視データ３２とをネットワーク９を介して別々に受け取っても、イベント発生の時刻、場所などにより、それらの情報３１および３２の関連性を判断することができる。

図３に、健康管理システム１において、採取された尿の検査に基づいて健康状態を示す情報をユーザー８にフィードバックし、ユーザーの健康を支援する方法１００の一例を示している。ステップ１０１において、便器４０に対応して設けられた生体情報取得システム２０が便器４０の使用が開始されたか否かを判断する。便器４０の使用の開始は生体情報取得システム２０から健康管理サーバー５０に送信される。便器４０の使用開始は、ユーザー端末８ｔから便器識別情報４１が送信されたこと、または、生体識別モジュール２８が便器４０を使用しているユーザー８を認識したことで判断してもよく、尿検査モジュール２１が排尿を検出したことで判断してもよい。便器４０が使用されると、健康管理サーバー５０のデータ収集モジュール５１は、ステップ１０２において、ユーザー端末８ｔから便器識別情報４１を受信している場合は、ステップ１０３において、便器４０を使用中のユーザー８のユーザー識別情報３３を取得し、その便器４０に対応する生体情報取得システム２０から送信される生体監視データ３２とユーザー識別情報３３とを関連づけるようにする。

ステップ１０４において生体識別モジュール２８のカメラ２８ａを用いて取得された画像から生体識別情報３１を取得可能な場合は、ステップ１０５において、生体識別情報３１からユーザー識別情報３３を取得し、その便器４０に対応する生体情報取得システム２０から送信される生体監視データ３２とユーザー識別情報３３とを関連づけるようにする。ステップ１０６において、便器４０を使用中のユーザー８が、生体識別情報３１などから、予め健康管理サーバー５０を利用するように登録されたユーザー８であることが確認できなければ、尿サンプルの分析を行わないか、または分析結果は破棄される。

ステップ１０７において、データ取得モジュールである尿検査モジュール２１が、便器４０から採取された尿サンプルの分析を行い、尿中成分の情報を含む生体監視データ３２を取得（生成）する。生体監視データ３２を取得するステップ１０７は、便器識別情報４１を取得したり、生体識別情報３１を取得するステップと前後して行われてもよく、並行して行われてもよい。ステップ１０８において、通信モジュール２６または２７が、便器４０を用いて排尿が行われるごとに（排尿単位で）、ユーザー識別情報３３に関連付けられる生体監視データ３２を含む健康監視情報３０をネットワーク経由で健康管理サーバー５０へ送信する。通信モジュール２６または２７は、個人向けの健康管理サーバー５０がユーザー８の端末８ｔに実装されている場合は、生体監視データ３２を含む健康監視情報３０を、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの適当な通信方法により端末８ｔに送信してもよい。

ステップ１０９において、健康管理サーバー５０は、ユーザー識別情報３３により特定されたユーザー８の生体監視データ３２を解析して、ユーザー８の健康状態に関連する情報３９を特定されたユーザー８の登録および／または認証された端末８ｔへ、ネットワーク９を介して提供する。健康管理サーバー５０は、特定されたユーザー８が使用中の便器４０に対応する情報取得システム２０に健康状態に関連する情報３９をフィードバックし、そのディスプレイ２９に情報３９を出力するようにしてもよい。また、健康管理サーバー５０には、ネットワークに接続された情報取得システム６０から、ユーザー８の血中成分を含む情報６９が提供されていてもよい（ステップ１２０）。健康管理サーバー５０は、尿として体外に排出された成分に関する情報３２を生体情報取得システム２０によりリアルタイムに取得するとともに、血中成分を含む体内に関する情報６９を、人体に取り付けられた情報取得システム６０からリアルタイムに取得してもよい。健康管理サーバー５０は、尿、血液などの体液をラボなどでの解析を待たずに、それらに含まれる人体に関する情報を解析し、ユーザー８の健康に関わる情報をユーザー８に発信（提供）することができる。ステップ１１０において、ユーザー８の端末８ｔが健康管理サーバー５０から提供された情報３９を表示する。

図４に、健康管理システム１において、複数の生体情報取得システム２０から健康管理サーバー５０に健康監視データ３０が収集される様子を示している。ユーザー８が、朝、自宅２のトイレ１２を使用して排尿７１をすると、トイレ１２に設置された生体情報取得システム２０が、尿中成分（たとえば、Ｙ成分）の情報８１を含む生体監視データ３２を含む健康監視データ３０を、ネットワーク９を介して健康管理サーバー５０に提供する。次に、ユーザー８が、出勤途中で、駅の公衆トイレ１４を使用して排尿７２をすると、公衆トイレ１４に設置された生体情報取得システム２０が、尿中成分の情報８２を含む生体監視データ３２を含む健康監視データ３０を、ネットワーク９を介して健康管理サーバー５０に提供する。

次に、ユーザー８が会社３のトイレ１３を使用して排尿７３をすると、トイレ１３に設置された生体情報取得システム２０が、尿中成分の情報８３を含む生体監視データ３２を含む健康監視データ３０を、ネットワーク９を介して健康管理サーバー５０に提供する。同様に、昼に、ユーザー８がレストランのトイレを使用して排尿７４をすると、レストランのトイレに設置された生体情報取得システム２０が、尿中成分の情報８４を含む生体監視データ３２を含む健康監視データ３０を、ネットワーク９を介して健康管理サーバー５０に提供する。

さらに、ユーザー８が、午後、打合せ先に出かける際に、列車６のトイレ１６を使用し排尿７５をすると、トイレ１６に設置された生体情報取得システム２０が、尿中成分の情報８５を含む生体監視データ３２を含む健康監視データ３０を、ネットワーク９を介して健康管理サーバー５０に提供する。ユーザー８が、退社後、ジムあるいはフィットネスクラブを使用し、そのトイレを使用して排尿７６をすると、ジムのトイレに設置された生体情報取得システム２０が、尿中成分の情報８６を含む生体監視データ３２を含む健康監視データ３０を、ネットワーク９を介して健康管理サーバー５０に提供する。さらに、夜、自宅２のトイレ１２を使用して排尿７７をすると、トイレ１２に設置された生体情報取得システム２０が、尿中成分の情報８７を含む生体監視データ３２を含む健康監視データ３０を、ネットワーク９を介して健康管理サーバー５０に提供する。

これらの健康監視データ３０に含まれる生体監視データ３２は、同時に取得される便器識別情報４１および／または生体識別情報３１により、生体監視データ３２を使用したユーザー８のユーザー識別情報３３と関連付けられる。生体識別情報３１を提供する生体識別モジュール（第２の識別モジュール）２２は、男性用の便器４０を中心に設けられてもよく、便器識別情報４１を提供する便器識別モジュール（第１の識別モジュール）４５は個室となる腰掛型の便器４０に対応して設けられてもよい。健康管理サーバー５０では、様々な場所のトイレから、様々なタイミングで送られている健康監視データ３０を、その都度の便器４０に関連付けられたユーザー識別情報３３に基づいてユーザー毎に蓄積するとともに解析し、その時々において、ユーザー８にとって有用な、健康状態を示す情報および健康状態を維持するための情報を健康関連情報３９としてユーザー８にフィードバックできる。

生体監視データ３２に含まれる尿中成分の一例はアルブミンであり、尿中アルブミンは、一次性腎疾患をはじめとする慢性腎臓病や、高血圧、糖尿病などの腎障害促進因子が存在する場合に、長期的に増加する。したがって、尿中アルブミンは早期の腎障害を検出するうえで有用である。その一方、尿中アルブミンは、食事、水分摂取、体位、運動などにより短期的に変動する。このため、２４時間畜尿に含まれる数値や、夜間畜尿に含まれる数値により、健康状態が判断されるとともに、随時尿についてはクレアチニン補正値により健康状態が判断される。

健康管理サーバー５０には、ユーザー８が、一日に、様々な箇所のトイレを利用して排尿したときに含まれる尿中アルブミンのデータが集積される。また、排尿時間および／または排尿の量についても、生体監視データ３２に含まれている情報から推定することが可能である。したがって、ユーザー８は、通常の生活を行うだけで、２４時間畜尿および／または夜間畜尿に含まれる尿中アルブミンの数値を精度よく推定することが可能となる。

また、その時々にトイレで排出される随時尿については、排尿（放尿）の最初から最後までの尿中成分の情報が生体監視データ３２に含まれているので、成分が安定した中間尿における尿中成分を抽出し、尿中アルブミンとともに尿中クレアチニンの値を得ることができる。したがって、アルブミンのクレアチニン補正値に基づいて、その時々の排尿に基づいても健康状態を判断できる。

健康管理サーバー５０は、様々な解析を可能とするモジュール５４ａから５４ｄを含む尿中成分解析モジュール５４を備えており、上記のような比較的長い期間の体の健康状態を監視する機能とともに、ユーザー８の日常的な活動により尿中の成分が変化することを利用して、ユーザー８に短期間、例えば、時間単位で変化する環境に対して健康を維持するための情報を健康情報３９として提供することも可能である。例えば、クラウド９を介して収集される健康監視データ３０により、排尿間隔が長くなったり、尿中成分の濃度が大きく上昇すると、水分補給が不足していることが示唆されているとして、ユーザー８に対して熱中症やエコノミークラス症候群などを予防する対策をとるようにアドバイスすることができる。

生体情報取得システム２０は、国内のみならず、世界中のトイレに簡単に装着することが可能であり、ワールドワイドに分散配置された生体情報取得システム２０を含む健康管理システム１においては、クラウド（コンピュータネットワーク）９を介して尿中成分の情報を含む生体監視データ３２を、ユーザー８の日常生活を全く阻害することなく収集し、２４時間、３６５日、継続してユーザー８の健康状態を監視および管理することができる。ユーザー８は、定期的な精密検査を行い、自己の健康状態を集中してチェックするとともに、精密検査から精密検査の間は、健康管理システム１により、その間に排出される尿中成分により、健康状態を２４時間３６５日、継続して自動的にチェックすることが可能となる。

ユーザー８に対して、健康管理システム１によるサービスを無償または無償に近い額で提供することも可能である。例えば、健康管理システム１のサービスを受けることによりユーザー８が罹患するリスクを低減することが可能であり、保険会社は、このサービスをユーザー８に無償で提供することにより保険の支払いリスクを低減することが可能となる。また、交通機関を運営する会社においては、このサービスを無償で提供することにより、エコノミークラス症候群などのユーザーを搬送中のリスクを低減することが可能となる。また、この健康管理システム１は、健康管理サーバー５０から提供される健康情報３９とともに、ユーザー８の健康維持に適した商品またはサービスの情報を効率的にユーザー８に提供するシステムとして好適である。

上記においては、便器に排出された尿をサンプリングするシステムを例に説明しているが、尿検査を行う生体情報取得システム２０は、尿カテーテルを装着した患者から排出される尿をサンプリングして解析するシステムであってもよい。健康管理サーバー５０は、薬物の排出量を推定するように構成された薬物監視モジュール５６を含んでいてもよい。例えば、ハイリスク薬剤の多くは投与量などを厳密に調整しなくてはならない。しかしながら、薬物代謝には個体差があり、かつモニタリングの為の採血にも負担を伴う。多くの薬剤は肝臓で分解されて、尿中に投薬した状態または濃度で尿中に排出されることは少なく、逆に、尿中の分解産物を検出することにより、投薬の有用性をモニタリングできる。このような薬剤を投与されている患者の多くは、尿カテーテルが挿入されており、尿カテーテルに排出される尿中成分をモニタリングすることにより、投薬の効果を含めて、患者の状態を２４時間連続してモニタリングできる。また、抗生物質が投薬されている場合は、その多くは尿中にそのまま排出されるので、モニタリングは容易であると考えられる。

尿中の成分を含む監視データ３２をリアルタイムで取得できる生体情報取得システム２０と、血中成分を含む体内の監視データ６９をリアルタイムで収集できるシステム６０との組み合わせは、新薬開発プロセスなどにおいて重要コンポーネントである薬物動態／薬物力学（ＰＫ/ＰＤ）モデル化に有効である。ＰＫ／ＰＤモデルは、時間の経過に伴う薬物投与の効果と有効性を予測するための数学的手法であり、薬物動態モデルは、身体における薬物への反応を吸収、分配、代謝、排出の観点で表し、薬物力学モデルでは、薬物濃度を有効性（または安全性）にリンクして、薬物が身体に及ぼす影響を表す。個々人に対して明確に特徴付けられたＰＫ/ＰＤモデル（パーソナルＰＫ／ＰＤモデル）は、テーラーメイド医薬の設計をガイドする上でも重要なツールとなり得る。健康管理サーバー５０の薬物監視モジュール５６は、ユーザー８に処方されている医薬に対して、血中成分および尿中成分をリアルタイムに取得することにより、ユーザー８に適したＰＫ／ＰＤモデルを生成し、検証するとともに、時間経過による変化を、継続的に、リアルタイムまたはそれに近い環境でモニタリングすることができる。

治療薬物モニタリングを行うことにより薬物動態を検証するための測定対象物としては、尿中に排出される薬剤（主に抗生物質）およびハイリスク薬を挙げることができる。ハイリスク薬としては、キニジン、バンコマイシン、アセトアミノフェン、カルバマゼピン、ミコフェノール酸モフェチル、サリチル酸、フェニトイン、シクロスポリン、バルプロ酸、プリミドン、プロカインアミド、フェノバルビタール、プロカインアミド代謝物、リドカインを挙げることができる。

また、生体情報取得システム２０の検査対象には、上記において例示した成分に限らず、尿中に含まれる様々な成分であってもよく、例えば、癌マーカー、ドーピング検査対象物などであってもよい。また、上記において開示した生体情報取得システム２０は、他のシステム、例えば、ラボ用に尿サンプルを保存するシステムなどとの併用も可能であり、本発明は、上記において例示したシステムに限定されることはない。

なお、上記において開示したシステム、装置、画像、症例、数値などの情報は一例であり、本発明はこれらの記載および表示に限定されるものではない。また、上記において、図面を参照して本発明の特定の実施形態を説明したが、様々な他の実施形態および変形例は本発明の範囲および精神から逸脱することなく当業者が想到し得ることであり、そのような他の実施形態および変形は以下の請求の範囲の対象となり、本発明は以下の請求の範囲により規定されるものである。

Claims (20)

1. 便器に排出される尿の少なくとも一部が連続的または断続的に採取された尿サンプルに含まれる尿中成分の情報を含む生体監視データを取得するように構成されたデータ取得モジュールと、
   ユーザーが使用中の前記便器を特定するための便器識別情報を非接触で前記ユーザーの端末が取得するように構成された第１の識別モジュールと、
   排尿単位で前記便器識別情報を介して前記便器を使用中のユーザーを特定するユーザー識別情報と関連付けされる前記生体監視データを含む個々人の健康監視情報を出力するように構成された出力モジュールとを有する生体情報取得システム。
2. 請求項１において、
   前記第１の識別モジュールは、２次元コードを含む、生体情報取得システム。
3. 請求項１または２において、
   前記便器を使用中のユーザーを特定する前記ユーザー識別情報と関連付けられる生体識別情報を取得するように構成された第２の識別モジュールを有し、
   前記出力モジュールは、前記生体識別情報または前記ユーザー識別情報と関連付けされた前記個々人の健康監視情報を出力するように構成されたモジュールを含む、生体情報取得システム。
4. 請求項３において、
   前記第２の識別モジュールは、画像処理により前記生体識別情報を取得するように構成されたモジュールを含む、生体情報取得システム。
5. 請求項１ないし４のいずれかにおいて、
   前記データ取得モジュールは、排出される尿の少なくとも一部を連続的または断続的に採取し、透光性の検出部を通すように構成されたサンプリングモジュールと、
   前記検出部に光を照射して前記尿サンプルに含まれる尿中成分の情報を取得するように構成された分析モジュールとを含む、生体情報取得システム。
6. 請求項５において、
   前記分析モジュールは、前記尿サンプルにレーザーを照射してラマンスペクトルを取得するように構成されたモジュールを含む、生体情報取得システム。
7. 請求項１ないし６のいずれかにおいて、
   前記データ取得モジュールは、前記尿中成分の情報を測定時間の経過と関連させた経過情報を含む前記生体監視データを出力するように構成されたモジュールを含む、生体情報取得システム。
8. 請求項１ないし７のいずれかにおいて、
   前記データ取得モジュールは、前記尿中成分の情報を排尿量の時間経過と関連させた経過情報を含む前記生体監視データを出力するように構成されたモジュールを含む、生体情報取得システム。
9. 請求項１ないし８のいずれかにおいて、
   前記出力モジュールは、排尿単位で、前記ユーザー識別情報と関連付けられる前記生体監視データを、ネットワークを介して健康管理サーバーに提供するように構成されたモジュールを含む、生体情報取得システム。
10. 請求項９において、
    前記健康管理サーバーからの情報を出力するディスプレイを有する、生体情報取得システム。
11. 請求項９または１０に記載された複数の生体情報取得システムと、
    前記複数の生体情報取得システムから前記健康監視情報がネットワークを介して提供される健康管理サーバーとを有し、
    前記健康管理サーバーは、前記ユーザー識別情報に関連付けられた前記生体監視データを解析して、前記ユーザーの健康状態に関連する情報を、前記特定されたユーザーが使用中の便器に対応する前記生体情報取得システムのディスプレイ、または、前記特定されたユーザーの端末へ、ネットワークを介して提供するように構成された健康監視モジュールを有する、健康管理システム。
12. 請求項１１において、
    前記健康監視モジュールは、排尿単位の特定の時間の前記尿中成分の情報を参照して前記健康状態に関連する情報を生成するように構成されたモジュールを含む、健康管理システム。
13. 請求項１１または１２において、
    前記健康監視モジュールは、排尿単位の全経過時間の前記尿中成分の情報を参照して前記健康状態に関連する情報を生成するように構成されたモジュールを含む、健康管理システム。
14. 請求項１１ないし１３のいずれかにおいて、
    前記健康監視モジュールは、複数の排尿単位の前記尿中成分を蓄積した情報を参照して前記健康状態に関連する情報を生成するように構成されたモジュールを含む、健康管理システム。
15. 請求項１１ないし１４のいずれかにおいて、
    前記健康監視モジュールは、複数の排尿単位の前記尿中成分の変動を参照して前記健康状態に関連する情報を生成するように構成されたモジュールを含む、健康管理システム。
16. 請求項１１ないし１５のいずれかにおいて、
    前記健康管理サーバーは、さらに、前記ユーザー識別情報に関連付けられた前記生体監視データを解析して、薬物の排出量を推定するように構成された薬物監視モジュールを有する、健康管理システム。
17. 請求項１１ないし１６のいずれかにおいて、さらに、
    前記ユーザーの血中成分の情報を含む生体内部の監視データを、前記ネットワークを介して前記健康管理サーバーへ提供するように構成された情報取得システムを有する、健康管理システム。
18. 便器に対応して設けられる情報取得システムを介して個々人の健康を支援する方法であって、
    前記情報取得システムは、前記便器に排出される尿の少なくとも一部が連続的または断続的に採取された尿サンプルに含まれる尿中成分を検出するように構成されたデータ取得モジュールと、ユーザーが使用中の前記便器を特定するための便器識別情報を非接触で前記ユーザーの端末が取得するように構成された第１の識別モジュールと、出力モジュールとを含み、
    当該方法は、
    前記データ取得モジュールが、前記尿中成分の情報を含む生体監視データを取得することと、
    生体監視データを取得することと前後してあるいは並行して、前記端末から得られた前記便器識別情報を介して前記便器を使用中のユーザーのユーザー識別情報が判明することと、
    前記出力モジュールが、排尿単位で前記ユーザー識別情報と関連付けられる前記生体監視データを含む個々人の健康監視情報を出力することを有する方法。
19. 請求項１８において、さらに、
    前記健康管理サーバーが、前記ユーザー識別情報に関連付けられた前記生体監視データを解析して、前記ユーザーの健康状態に関連する情報を、前記特定されたユーザーが使用中の便器に対応する前記情報取得システムのディスプレイ、または、前記特定されたユーザーの端末へ、ネットワークを介して提供することを有する、方法。
20. 請求項１９において、さらに、
    生体内部の情報を取得するシステムが、前記ユーザーの血中成分の情報を含む生体内部の監視データを、ネットワークを介して前記健康管理サーバーへ供給することを有する、方法。

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