JPH07136167A - 照射角度調節機能付き排尿警報装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型、軽量、装着容易で超音波照射角度調整機
能付きの尿量警報装置を提案する。 【構成】患者の尿量検出のため超音波が照射される超音
波プローブ２０と、この超音波プローブ２０を駆動し膀
胱の前壁と後壁に対応した超音波反射エコーを受信する
と共に、貯留尿量が排尿レベルかどうかを判断する超音
波送受信機４０と、貯留尿量が排尿レベルを越えるもの
と判断されたとき患者若しくは介護者に発する警報機５
０とで構成される。排尿レベル付近での超音波反射エコ
ーが最大となるように超音波プローブ２０の超音波照射
角度が所定の角範囲にわたり調整できるようになされ
る。これで患者の個体差に拘らず常に排尿レベルを正確
に検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、泌尿器系の機能が低
下した患者などに適用して好適な超音波の照射角度調整
機能付き排尿警報装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】生体内の水分は、諸機能を清浄に保つよ
う調節されているが、過剰な水分は腎臓から尿管を経由
して膀胱内で貯留され、排尿レベルに達すると尿意によ
って不要な代謝産物と共に尿として体外へ排出される。

【０００３】この排出機構の膀胱を支配する自律神経、
随意神経、排尿機構の損傷などに異常があったり、排尿
機能が低下したりすると、自然な生理的反応である尿意
が喪失して尿失禁が生じ易くなる。

【０００４】近年、我国における高齢化は著しく進んで
おり、泌尿器系の機能が低下した患者が増加する傾向に
あり、その患者数は現在５００万人とも６００万人とも
推定されている。高齢者以外でも自動車事故や骨盤内手
術などにより、排尿機能が低下した患者も増加傾向にあ
る。尿失禁は生命に係る病気ではないが、快適な日常生
活の維持が困難になっている。

【０００５】尿失禁者の場合外出が臆病になり、仕事、
旅行やスポーツそのほかレクリエーション等への就労や
参加ができにくくなるから、これらが原因となって不満
やストレスを生み、積極的な日常生活や社会活動が著し
く阻害される場合が多い。

【０００６】現在このような尿失禁を積極的に防止する
ための手段として辛うじて存在するのは、湿り気センサ
ーを用いて患者の失禁を検知して患者や介護者に知らせ
る排尿感知器や患者の意思に拘らず一定時間間隔で強制
的に排尿させる排尿ペースメーカーなどがある。

【０００７】これらの機器は人間としての尊厳、自然な
生理的反応という点から見ても問題が多く、おむつから
の解放、積極的な日常生活、社会活動への参加は望むべ
くもない。

【０００８】病院等の施設内には、膀胱内尿量を測定す
る超音波診断装置を設置している場合もあるが、これは
病院内施設として作られているため高価かつ大型である
から、患者用として患者が簡単に携帯できるものとはな
っていない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように患者の失禁
状態を検知できる工夫がなされてはいるものの、患者に
装着して屋内外を自由に尿失禁を気にすることなく活動
できる装置は未だ開発途上にある。

【００１０】このようなことから、尿失禁防止のための
携帯可能な測定手段を用い、膀胱内尿量が排尿レベルに
達したことを非侵襲的で簡易に安定して計測検知でき、
正常な生理機能を持つ健常者と同様な日常生活や社会活
動をおくるために補助、支援する排尿介助装置用の警報
装置の開発は極めて重要な意義を持つ。

【００１１】膀胱は伸縮性に富む臓器ではあるが、ゴム
風船のように全方向に一様な伸縮をしない。膀胱前面と
下面は外膜によって周囲と癒着しており、腹膜に覆われ
た後上面のみが上下し、周囲組織との結合に依存した特
異な形状変化をする。そのため、個体差が著しい。排尿
レベルを検知するにあたってはこの個体差も充分考慮し
ないと装置を装着する全ての患者に対して安定した排尿
報知を実現することができない。

【００１２】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、小型軽量で非侵襲的に安定し
て患者の個体差に応じて排尿レベルを検知かつ報知でき
るようにした超音波の照射角度調整機能付きの警報装置
を提案するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明においては、患者の尿量検出のため超音波
が照射される超音波プローブと、この超音波プローブを
駆動し膀胱の前壁と後壁に対応した超音波反射エコーを
受信すると共に、貯留尿量が排尿レベルかどうかを判断
する超音波送受信器と、貯留尿量が排尿レベルを越える
ものと判断されたとき患者若しくは介護者に発する警報
機とで構成され、上記排尿レベル付近での超音波反射エ
コーが最大となるように上記超音波プローブの超音波照
射角度が所定の角範囲にわたり調整できるようになされ
たことを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】図１に示すように、下腹部の恥骨２の結合上部
の皮膚面１上に装着した超音波プローブ２０により、超
音波を生体内の膀胱３に照射し、その超音波の反射エコ
ーを超音波送受信機４０で検出して、膀胱３の前壁面と
後壁面間の距離Ｗを測定する。この距離Ｗによって膀胱
内尿量が推定でき、それが予め設定した排尿レベルに達
したときに、警報機５０が作動して患者若しくは介護者
に報知する。警報機５０としてはブザー、表示灯、触針
などが考えられる。

【００１５】患者の姿勢が立位、座位、臥位等の体動が
ある条件のもとでは、皮膚面１に着装する超音波プロー
ブ２０の膀胱内最適反射領域への照射角度θが最適位置
に調整される。最適位置は反射エコーのレベルが最大と
なる位置（基準角度０°をもつ基準線ｐからの角度θ）
に対応する。この超音波照射角度は図６に示すように摘
み２３によって調整固定できる。

【００１６】超音波照射角度の調整手段を設けることに
よって患者の個体差によらず安定して排尿レベルを正確
に検出できるので適切な警報をだすことができる。

【００１７】

【実施例】続いて、この発明に係る角度調整機能付き尿
量警報装置の一例を図面を参照して詳細に説明する。

【００１８】この発明では生体内を直進し、組織の境界
面から反射する超音波の性質を応用して、下腹部体表面
（恥骨結合の上部）に超音波プローブを着装し、経時的
に膀胱の前壁と後壁からの反射エコーを計測し、その距
離により膀胱内尿量を推定する。

【００１９】これによって膀胱内に貯留した尿量を非侵
襲で自動計測することにより、貯留尿量が排尿レベルに
達しているかどうかを非侵襲かつ連続的、自動的に計測
することができる。

【００２０】そのためこの発明に係る排尿警報装置１０
は図１Ａに示すように、患者の尿量検出のため超音波が
照射される超音波プローブ２０と、この超音波プローブ
２０を駆動し膀胱３の前壁と後壁に対応した超音波反射
エコーを受信すると共に、貯留尿量が排尿レベルかどう
かを判断する超音波送受信機４０と、貯留尿量が排尿レ
ベルを越えるものと判断されたとき患者若しくは介護者
に発する警報機５０とで構成される。

【００２１】膀胱内の尿量貯留状態は図１にその一例を
示すように、排尿直後の状態を示す図１Ａから排尿レベ
ルに達したと思われる状態を示す同図Ｃのように変化す
る。図２は生体内に照射される超音波パルス（その周波
数は３〜４ＭＨｚ）と反射エコーとの関係を示す。図１
において、４は尿管、５は貯留尿である。

【００２２】超音波の照射方向は図１に破線で示した通
りであり、この照射角度θによるときの反射エコーが図
２に示されている。図２Ｂは図１Ｂに近い貯留状態のと
きの反射エコーであり、同図Ｄは図１Ｃに近い貯留状態
のときの反射エコーを示す。

【００２３】これら反射エコーのうち最も正確に検出し
なければならないのは患者が尿意を催す排尿レベルの付
近であるから、図１の場合には同図Ｃのときの超音波反
射エコー（図２Ｄ）を最も正確に検出できなければなら
ない。尿意を催す貯留尿量は個体差があるので尿意を催
す排尿レベルは予め患者ごとに計測しておく必要があ
る。

【００２４】膀胱３の形状は個体差があり、また患者の
姿勢によっても変化するものであるから、これら個体差
などによる計測精度への影響を回避するため、図３に示
すように膀胱内最適反射領域となるように超音波の照射
角度θが警報装置１０を使用する患者ごとに調整され
る。

【００２５】超音波プローブ２０を皮膚面１に当てたと
きで超音波振動子２１の生体内への超音波照射角度が皮
膚面１と垂直となる線ｐが基準線となり、この基準線ｐ
から膀胱３の方向に向かって照射角度θが取られる。

【００２６】照射角度θを１０°ステップで変化させた
ときの反射エコーの検出し易さ（反射エコーの検出強
度）を計測すると図４のような結果が得られた。この図
は図１Ｃの状態のときの検出結果である。

【００２７】図４からも明らかなように超音波振動子２
１の照射角度θは１０°から３０°好ましくは１０°か
ら２０°の範囲内に調整した方がよい。ただし、この値
には個体差があることは言うまでもない。

【００２８】図５はこの発明において使用された超音波
送受信機４０の一例を示す。送信部４１からこの例では
周波数が３ＭＨｚの信号を超音波振動子２１に与える
と、これが励振されて照射パワーが２．２７ｍＶ／平方
ｃｍ（平均値）の超音波パルスが体表皮膚面１に向けて
照射される。

【００２９】この超音波の照射によって、体表皮膚面エ
コー、膀胱３の前壁エコー、後壁エコーからなる反射エ
コー（図２参照、図２では皮膚面エコーを省略してあ
る）が得られる。これが受信増幅部４２で受信増幅さ
れ、その後Ａ／Ｄ変換器４３でディジタル信号に変換さ
れる。反射エコーをディジタル信号に変換したのは後述
する排尿レベルの検出精度を高めるためである。

【００３０】これらの超音波の反射エコーはエコー検出
器４４で図２示すような前壁エコーと後壁エコーとが正
確に検出され、その後尿量計測手段４５に供給される。
尿量計測手段４５には反射エコーの時間間隔を計測する
計測手段４６が設けられており、これより得られる時間
間隔に基づいて、その前・後壁間の距離Ｗが算出されて
膀胱内尿量が推定される。その推定量（実際は推定値）
が判別手段４７において予め設定した排尿レベルの設定
値と判別される。

【００３１】その結果排尿レベルを越えているものと判
断されたときには警報機５０が作動して、膀胱内尿量が
排尿レベルに達したことが患者本人若しくは介護者に報
知される。

【００３２】警報手段としては視覚的、聴覚的、触覚的
な警報手段を考えることができ、患者本人や介護者に確
実に排尿時期であることを報知できるものであれば、警
報手段の組み合せは任意である。

【００３３】図５において、４８はマイコン搭載のコン
トローラであり、上述した送信タイミング、Ａ／Ｄ変換
処理のためのクロック出力、エコー検出処理作業、距離
Ｗの算出および個体差に応じた基準値の設定などは何れ
もこのコントローラ４８からの指令で行われる。したが
って尿量計測手段４５やエコー検出手段４４などはいず
れもソフトウエアで処理することが可能である。

【００３４】膀胱内の貯留状態は常時監視する必要は特
にない。それは排尿直後から尿意を催す排尿レベルに接
近する直前までの間は特に経時的に観測する必要はない
からである。そのため、排尿直後から一定時間までは超
音波の照射を停止させ計測処理を一時休止するようなタ
イマー機能を付加することもできる。この方が電源の寿
命が伸び、経済的であるからである。

【００３５】膀胱３の後壁面の体表面からの深度は、尿
充満時には約１１ｃｍを越えることもあるので、超音波
照射周波数、照射パワーはこのような深度でも十分測定
可能であるように設計する必要がある。

【００３６】図６以降は超音波プローブ２０の具体例を
示す。

【００３７】図１に示すように膀胱３が骨盤腔の中で恥
骨２結合の後に位置しているため、超音波プローブ２０
を体表皮膚面上における恥骨結合直上の正中線上に正し
く取り付け固定する必要がある。

【００３８】そのため、図６に示すように伸縮性材料か
らなるバンド状の固定装具１１内に小型偏平な超音波プ
ローブ２０が取り付けられる。図では超音波プローブ２
０のみを固定装具１１に取り付けた構成を示してあるの
で、超音波送受信機４０と警報機５０とはこの固定装具
１１の別の場所に取り付けられるか、患者のベルトなど
に装着される。超音波プローブ２０と超音波送受信機４
０と警報機５０を一体化することも可能である。

【００３９】固定装具１１は所定の体表皮膚面（恥骨結
合の上部）上に装着される。固定装具１１は腰椎帯（コ
ルセット）などを使用することができ、その一部がくり
抜かれ、その部分に超音波プローブ２０が取り付け固定
される。装着に際しては、超音波プローブ２０の表面に
脱気剤としての超音波測定用ゼリーが塗布される。

【００４０】超音波プローブ２０はプローブアダプタ２
２を有し、その左側面側には調整摘み２３が配されて、
超音波振動子２１の照射角度θを調整できるようになっ
ている。

【００４１】図７は超音波プローブ２０の縦断面図であ
って、アダプタ２２は中空の直方体形状をなし、その所
定位置に超音波プローブ本体２０Ａが収納される。２４
は超音波プローブ２１に対する信号線であり、２５は超
音波振動子２１を収納固定するための筺体である。超音
波振動子２１に対する筺体２５への固定手段などは従来
と同じであるからその説明は省略する。

【００４２】超音波振動子２１は筺体の左側底面に近接
して配置され、超音波プローブ本体２０Ａ内およびアダ
プタ２２の中空２６内は何れも脱気剤であるこの例では
ゼリー２７が充填される。ゼリー２７が漏れないように
アダプタ２２の前面側にはゴム状の膜２８が貼着され、
固定手段２９によって緊張状態に架張される。

【００４３】アダプタ２２は取り付け補助板３１を介し
て固定装具１１にネジ３２になどによって取り付け固定
される。

【００４４】図８は超音波プローブ本体２０Ａの取り付
け状態を示す図であって、筺体２５には回転軸３４が設
けられ、これでアダプタ２２に対して回転自在に取り付
けられたことになる。アダプタ２２と筺体２５との間に
は超音波振動子２１の照射角度θを調整後その位置に固
定するための固定手段７０が形成される。

【００４５】そのため、図９のように筺体２５の側面に
は照射角度θに対応してこの例では５つの穴３５が同心
円上に等間隔（この例では１０°間隔）に所定の深さを
もって形成される。穴３５と対向するアダプタ２２には
取り付け孔２２ａが穿設され、ここにボール３６を下側
にしてボール３６と所定の長さのロッド３７が挿入さ
れ、その状態で外側よりロッド３７が板バネ３８によっ
て押圧される。板バネ３８はアダプタ２２に固定され
る。

【００４６】板バネ３８の作用によって筺体２５にはボ
ール３６を介して所定の押圧力が付与されるから、筺体
２５を穴３５のあいている任意の位置で固定できる。こ
れによって超音波振動子２１の照射角度θを確実に所定
位置に固定できる。図８および図９は何れも照射角度θ
を３０°まで回転させたときの図を示す。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述したところから明らかなよう
に、この発明の尿量警報装置によれば、小型、軽量で携
帯可能な測定手段を採用することにより、膀胱内に貯留
した尿量が排尿レベルに達しているかどうかを非侵襲か
つ簡便に自動計測して患者本人はもとよりその介護者に
も正しく尿意を催す時刻が到来したことを知らせること
ができる。

【００４８】膀胱の尿充満時の形状は個体差があるが、
この個体差にも適応できるように超音波振動子の照射角
度を調整できるようにしてあるため、どのような患者で
あってもその患者本人の排尿レベルを的確に判断できる
ようになり、尿失禁の恐れのない快適な生活を営むこと
ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る照射角度調節機能付き排尿警報
装置の一例を示す説明図である。

【図２】超音波パルスと反射エコーとの関係を示す図で
ある。

【図３】照射角度の説明図である。

【図４】照射角度と反射エコーの関係を示す図である。

【図５】超音波送受信機の一例を示す系統図である。

【図６】超音波プローブと腰椎帯との関係を示す図であ
る。

【図７】超音波プローブの縦断面図である。

【図８】超音波プローブの別方向からの縦断面図であ
る。

【図９】超音波プローブの側面図である。

【符号の説明】 １ 皮膚面 ３ 膀胱 １０ 警報装置 ２０ 超音波プローブ ２１ 超音波振動子 ４０ 超音波送受信機 ５０ 警報装置 ２３ 調整摘み ７０ 固定手段

【手続補正書】

【提出日】平成４年１２月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】膀胱内の尿量貯留状態は図１にその一例を
示すように、排尿直後の状態を示す図１Ａから排尿レベ
ルに達したと思われる状態を示す同図Ｃのように変化す
る。図２は生体内に照射される超音波パルス（その周波
数は３〜４ＭＨｚ）と反射エコーとの関係を示す。図１
において、４は尿道、５は貯留尿である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】これらの超音波の反射エコーはエコー検出
器４４で図２に示すような前壁エコーと後壁エコーとが
正確に検出され、その後尿量計測手段４５に供給され
る。尿量計測手段４５には反射エコーの時間間隔を計測
する計測手段４６が設けられており、これより得られる
時間間隔に基づいて、その前・後壁間の距離Ｗが算出さ
れて膀胱内尿量が推定される。その推定量（実際は推定
値）が判別手段４７において予め設定した排尿レベルの
設定値と判別される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 滋 茨城県つくば市吾妻１丁目401−512 (72)発明者 口ノ町 康夫 茨城県つくば市吾妻３丁目925−１ (72)発明者 稗田 一郎 茨城県つくば市大角豆2012−390 (72)発明者 武市 仁 神奈川県川崎市宮前区有馬２丁目７番11号 林電気株式会社内 (72)発明者 小山 義昌 神奈川県川崎市宮前区有馬２丁目７番11号 林電気株式会社内 (72)発明者 菅原 升男 神奈川県川崎市宮前区有馬２丁目７番11号 林電気株式会社内 (72)発明者 松本 博治 神奈川県川崎市宮前区有馬２丁目７番11号 林電気株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 患者の尿量検出のため超音波が照射され
   る超音波プローブと、 この超音波プローブを駆動し膀胱の前壁と後壁に対応し
   た超音波反射エコーを受信すると共に、貯留尿量が排尿
   レベルかどうかを判断する超音波送受信器と、 貯留尿量が排尿レベルを越えるものと判断されたとき患
   者若しくは介護者に発する警報機とで構成され、 上記排尿レベル付近での超音波反射エコーが最大となる
   ように上記超音波プローブの超音波照射角度が所定の角
   範囲にわたり調整できるようになされたことを特徴とす
   る照射角度調整機能付き排尿警報装置。
2. 【請求項２】 超音波照射角度は１０°ステップで４段
   階にわたり切り換えられるようになされたことを特徴と
   する請求項１記載の照射角度調整機能付き排尿警報装
   置。
3. 【請求項３】 上記警報機は、視覚的、聴覚的、触覚的
   の何れかの警報手段若しくはそれらを組み合せて構成さ
   れたことを特徴とする請求項１記載の照射角度調整機能
   付き排尿警報装置。