JPH08248026A - 尿中成分測定器 - Google Patents

尿中成分測定器

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JPH08248026A
JPH08248026A JP7078385A JP7838595A JPH08248026A JP H08248026 A JPH08248026 A JP H08248026A JP 7078385 A JP7078385 A JP 7078385A JP 7838595 A JP7838595 A JP 7838595A JP H08248026 A JPH08248026 A JP H08248026A
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urine
carrier liquid
sensor
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Takanori Matsuno
孝則 松野
Yoshiki Hiruta
義樹 蛭田
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Toto Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自宅外に携帯して持ち出すのに適し、かつ定
位置における保管もスッキリと行える尿中成分測定器を
提供する。 【構成】 本発明の尿中成分測定器(尿糖計1)は、尿
中成分測定器本体3の尿サンプリング部12を覆うカバ
ー5を有する収納ケース5と、この収納ケース5をトイ
レの壁面等に引っ掛けるための、収納ケースと着脱自在
な掛け具7を具備することを特徴とする。自宅のトイレ
等の定位置では、掛け具7をトイレの壁面等に固定して
おいて、収納ケース5を掛け具7に引っ掛て保管してお
く。自宅外に持ち出すときは、収納ケース5に尿中成分
測定器本体3を入れたまま、掛け具7から外して携帯す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、尿糖等、尿中に存在す
る特定成分の濃度を測定する尿中成分測定器に関する。
特には、自宅外へ携帯して持ち出すのに適した尿中成分
測定器に関する。
【0002】
【従来の技術】一般家庭において尿中の尿糖値等をチェ
ックすることのできる尿中成分測定器が提案されてい
る。実開平2−120068号「検尿装置」も、そのよ
うな尿中成分測定器の一種である。同装置は、トイレに
付設されており、便器内に排泄された尿を吸引して、分
析装置に送り、尿中の尿糖等の成分を測定するものであ
る。検尿装置の尿サンプリング部は、非使用時には、分
析装置本体に収納される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の尿中成分
測定器は、トイレに固定されているものがほとんどで、
自宅外の職場や、旅先、出張先等に持ち出すことはでき
なかった。しかし、糖尿病の気のある人にとって、日常
の健康管理には、一日数回の定期的な尿糖測定を行う必
要がある。したがって、携帯可能なハンディタイプ尿糖
計が求められており、このようなハンディタイプの尿糖
計についても、いくつかの提案がなされている。しか
し、被測定物たる尿の特性、及び、自宅のトイレにおけ
る保管の便や使い勝手をも十分に考慮した尿中成分測定
器はなかった。
【0004】本発明は、自宅外に携帯して持ち出すのに
適し、かつ定位置における保管もスッキリと行える尿中
成分測定器を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の尿中成分測定器は、尿サンプリング部、及
び、これにつながる把持部を有する尿中成分測定器本体
と、この尿中成分測定器本体の尿サンプリング部を覆う
カバーを有する該測定器本体の収納ケースと、この収納
ケースをトイレの壁面等に引っ掛けるための、収納ケー
スと着脱自在な掛け具と、を具備することを特徴とす
る。
【0006】
【作用】本発明の尿中成分測定器を使用する場合には、
尿中成分測定器本体の把持部を手で持って、本体の先の
尿サンプリング部に尿をかけて採尿する。使用後は、尿
中成分測定器本体を収納ケースに入れる。自宅のトイレ
等の定位置では、掛け具をトイレの壁面等に固定してお
いて、収納ケースを掛け具に引っ掛て保管しておく。自
宅外に持ち出すときは、収納ケースを尿中成分測定器本
体に入れたまま、掛け具から外して携帯する。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図1は、
本発明の1実施例に係る尿中成分測定器の外観を示す斜
視図である。尿中成分測定器1の尿中成分測定器本体3
は、尿サンプリング部12と把持部15を有する。収納
ケース5は、尿中成分測定器本体3を収納する容器であ
る。掛け具7は、収納ケース5を、トイレの壁面等に引
っ掛けるためものである。
【0008】尿中成分測定器本体3の尿サンプリング部
12は、棒状の部分であり、先端付近の上面に採尿孔1
1を有する。詳しくは後述するが、尿サンプリング部1
2に尿をかけると、採尿孔11から尿が尿サンプリング
部12内に取り込まれて、内部の尿糖センサ43に尿が
接触して、尿糖の計測が行われる。なお、現状の尿糖セ
ンサ(酵素固定化センサ、バイオセンサと呼ばれる)に
は寿命があるので、尿サンプリング部12を含む測定器
本体3の先端部は、ディスポーザブル交換式の取替部1
3となっている。
【0009】取替部13と把持部15との境は、凹状の
アール面であるオーバーハング部14となっている。こ
のオーバーハング部14は、取替部13側から見ると反
り返るようになっており、尿サンプリング部12に付着
した尿が把持部15側に伝わるのが防止されている。
【0010】把持部15内には、後に詳述するが、測定
サンプルである尿を運搬するキャリア液の駆動ポンプ
や、キャリア液タンク、制御部、電池等が収められてい
る。把持部15の表面には、液晶パネル等よりなる操作
・表示部17が設けられている。操作・表示部17で
は、尿中成分測定器1(本体3)の操作や、測定結果の
表示がなされる。なお、把持部15の先端側側面には、
キャリア液の補充(カセット取替部)のための開閉窓1
8が設けられている。
【0011】収納ケース5は、足に履くスリッパのよう
な形をしており、測定器本体3が、中の収納部23に入
れられるようになっている。収納ケース5の先端部に
は、尿中成分測定器本体3の尿サンプリング部12、取
替部13及びオーバーハング部14をスッポリ覆うカバ
ー21が設けられている。収納ケース5のカバー21以
外の部分は、上に開放されて“とい”のような形状をし
た収納部23となっている。
【0012】収納ケース5に尿中成分測定器本体3を入
れる時は、カバー21の方に尿サンプリング部12を向
けて測定器本体3を収納部23に置き、その後にカバー
21内に尿サンプリング部12を突っ込むようにする。
収納ケース5中に測定器本体3を保管しておくときに万
が一採尿孔11からキャリア液が漏れ出すようなことも
あるので、測定器本体3とカバー5間にOリング等の液
密手段を設けておくこともできる。収納ケース5はAB
S樹脂等のプラスチック製としてもよい。
【0013】収納ケース5の下面(図1で見えない部
分)には、後述する掛け具7のフック35と着脱自在に
係合する係合片が設けられている。
【0014】掛け具7は、細長い帯状の板体31にフッ
ク35やネジ穴等を設けたものである。掛け具7の使用
の形態としては、トイレの壁面に、フック35を上向き
にして、掛け具7を縦にネジ等で取りつけておく。そし
て、普段はフック35に収納ケース5を引っ掛け、収納
ケース5内に尿中成分測定器本体3を収納しておく。掛
け具7の他の使用形態としては、掛け具7を便器のリム
や洗浄水タンクに引っ掛けられるような形状とすること
で、壁への取り付けが物理的な理由(壁がコンクリート
である、或いは所望の位置が空洞となっており固定が困
難)、その他の要因(賃貸住宅で壁への取り付けが禁止
されている)で困難な家庭においても尿中成分測定器を
収納することができる。測定器本体3を携帯して外出す
る際には、収納ケース5内に測定器本体3を入れたま
ま、掛け具7から取り外して持っていく。
【0015】次に、尿中成分測定器本体3の内部構造を
説明する。図2は、図1の尿中成分測定器本体の内部構
造を示す模式的断面図である。採尿孔11の底から奥へ
と、サンプル管路(外)41が設けられている。サンプ
ル管路41は、センサ43と隣接する電解室45へとつ
ながる。電解室45は、サンプル管路(内)47につな
がっている。サンプル管路(内)47は、把持部15内
に延び、サンプル管路内にキャリア液を往行・復行させ
るキャリア液駆動手段(シリンジポンプ55等)につな
がっている。
【0016】なお、取替部13と把持部15との間に
は、図示は省略してあるが、サンプル管路(内)47を
液密に接続する継手や、センサ43と把持部15内の制
御部とを結ぶ配線の接続端子が設けられている。センサ
43の具体的構造については後述する。
【0017】次に把持部15の内部構造を説明する。把
持部15内には、キャリア液駆動手段としてのシリンジ
ポンプ55や、シリンジポンプ55を駆動するステッピ
ングモータ59、キャリア液を貯留するキャリア液タン
ク63等が設けられている。また、ステッピングモータ
59を制御すると共に、センサよりの出力信号を受けて
尿中の尿糖(特定成分)の濃度を演算する演算部73を
有する制御部71も設けられている。さらに、電源用の
電池77も組み込まれている。これらのキャリア液駆動
手段及び制御部については、後で詳しく述べる。
【0018】把持部15の外面には、測定ボタンや校正
ボタンを有する操作・表示部17が設けられている。測
定ボタンは、尿中成分測定器本体3の分析動作指令を与
えるボタンである。詳しくは後述するが、測定ボタンを
一回押すと、キャリア液が採尿孔11に供給される。そ
して、採尿孔11で尿を採尿後に再度測定ボタンを押す
と、その後の尿分析動作が開始される。
【0019】校正ボタンは、センサ43の校正を行う時
に使うボタンである。校正液を採尿孔11に入れて、上
述の尿分析と同じような分析を行った後、演算部73の
校正データの更新をして、センサ43の校正を行う。
【0020】操作・表示部17は液晶パネルであって、
演算部73で算出した尿糖値をデジタル表示(定量値表
示)と定性値表示するものである。さらに、尿中成分測
定器本体3の運転状態に関する表示も行う。
【0021】次にキャリア液の駆動手段を説明する。図
2の尿中成分測定器本体3のキャリア液駆動手段は、キ
ャリア液タンク63と、キャリア液を吸引・吐出するポ
ンプ55と、キャリア液タンク63、ポンプ55及びサ
ンプル管路47の三者をつなぎ、三者の内の2者を連通
して他を遮断する位置を任意に取りうる三方弁51より
なる。なお、キャリア液は、いわゆる緩衝液と呼ばれる
溶液であって、KH2 PO4 やNa2 HPO4 のような
pH調節剤や、KClのような塩素イオン強度調節剤が
添加された水溶液からなる。
【0022】シリンジポンプ55は、油圧シリンダを逆
にしたようなものであって、内部に左右に動くピストン
57を有する。ピストン57は、ステッピングモータ5
9によって駆動される。ピストン57が図の右に動くと
きは、ポンプ内にポンプ吸吐管路53からキャリア液が
吸引される。ピストン57が左に動くときは、ポンプか
らポンプ吸吐管路53にキャリア液が吐出される。三方
弁51は、弁体がモータ(図示されず)によって駆動さ
れる電動ロータリーバルブである。
【0023】次に、尿糖計の動作について説明する。図
3は、図1、2の実施例の尿糖計(尿中成分測定器)に
おけるキャリア液駆動手段を中心とする一連の測定動作
を示す模式的断面図である。
【0024】測定開始後、まず図3(A)に示されてい
るように、三方弁51が、ポンプ吸吐管路53とキャリ
ア液供給管路61をつなぐ位置にくる。そして、ポンプ
55内のピストン57が、ステッピングモータ59によ
って右に駆動され、ポンプ55内に、キャリア液タンク
63からキャリア液が導入される。
【0025】次に図3(B)に進み、三方弁51が、ポ
ンプ吸吐管路53とサンプル管路47とをつなぐ位置に
くる。そして、ポンプ55内のピストン57が左に駆動
されて、ポンプ55内の新しいキャリア液が、サンプル
管路47、電解室45、サンプル管路41、採尿孔11
に行き渡る。これで、測定準備が整う。なお、前回の測
定終了時には、サンプル管路47、41や電解室45等
はキャリア液で満たされて、そのキャリア液は、基本的
にはそれらの部分を満たしたまま保たれている。
【0026】次に図3(C)に進み、採尿孔11に向け
て尿をかけて採尿を行う。具体的には、採尿孔11中の
キャリア液が尿と置換する。なお、この時、尿中成分測
定器内の機器に動きはない。
【0027】次に図3(D)に進み、三方弁51はサン
プル管路47とポンプ吸吐管路53とがつながったまま
で、ポンプ55のピストン57が右に半分程度動き、サ
ンプル管路47内のキャリア液を吸収する。このため、
採尿孔11内にあった尿がセンサ43の前面の電解室4
5にまで進む。そして、尿とセンサ43を一定時間Δt
接触させた後に、ステッピングモータ59を駆動させて
ピストン57を左に移動させて電解室内の尿を採尿孔1
1より排出する。
【0028】次に図3(E)に進み、三方弁51は、ポ
ンプ吸吐管路53とキャリア液供給管路61をつなぐ位
置にくる。そして、ポンプ55内のピストン57がさら
に右に駆動され、キャリア液タンク63からポンプにキ
ャリア液が吸引される。
【0029】次に、図3(F)に進み、三方弁51は、
ポンプ吸吐管路53とサンプル管路47とをつなぐ位置
にくる。そして、ポンプ55内のピストン57は、左に
駆動されて、ポンプ内のキャリア液が、サンプル管路4
7、電解室45、サンプル管路41、採尿孔11へと吐
出される。このキャリア液吐出により、センサ43や、
サンプル管路41の洗浄が行われる。
【0030】次に、センサ43について、図4、5、6
を参照しつつ説明する。センサ43は、酵素固定化膜を
備えたポーラログラフ・セルによりサンプル液中の物質
を定量分析するように構成されている。図4の分解図か
ら良くわかるように、ポーラログラフ・セル(センサ4
3)は、プラスチックなどからなる基板107と、電極
を担持したセラミック基板105と、シリコーンゴムな
どからなるスペーサ95と、ABS樹脂などからなる取
替部13の本体とを、接着等により互いに一体的に液密
に締結することにより構成することができる。セラミッ
ク基板105は、例えばアルミナセラミックスからな
り、金属ペーストの印刷と焼結により、白金の作用極1
01と、白金の対極99と、銀/ 塩化銀の参照極103
と、が形成されている。それぞれの電極には端子97が
形成されており、これらの端子97には、取替部13の
本体に設けた端子91がそれぞれ電気接触されている。
端子91は、それぞれリード線等によって、制御部(図
2の符号71)に電気的に接続されている。スペーサ9
5には、電極の領域において、開口93が切り欠いてあ
り、図5に示したように電解室45を形成するようにな
っている。本発明の計測装置では、サンプルを原液のま
まセンサに接触させて計測を行うので、電解室45はサ
ンプル採取量の1/2 〜1/5 程度の容量(本発明では10μ
l)があればよい。取替部13の本体には、この電解室4
5に連通するサンプル管路41、47が形成してあり、
電解室にサンプル原液とキャリア液を通過させるように
なっている。また、これらのポート及びサンプル間の径
は非常に小さく形成され、さらに採尿孔からセンサに到
達するまでの距離及び時間が短いので、サンプル原液を
ほとんど希釈することなくセンサに接触させることが可
能となっている。
【0031】人間の尿中に含まれる尿糖を測定する場合
には、図6に示したように、白金の作用極101は、ア
ルブミンや酢酸セルロースのように過酸化水素を選択的
に透過させる物質からなる選択透過膜111と、グルコ
ース・オキシダーゼ(GOD)固定化膜113と、で被
覆されている。GOD固定化膜113は、GOD(例え
ば、SIGMA社G7141)とアルブミンを4対1の割合
で水に溶解し、溶解液を選択透過膜111上に滴下した
後、グルタルアルデヒド雰囲気中に約30分暴露するこ
とにより形成することができる。電解室45内の尿サン
プル中のグルコースがGOD固定化膜113に接触する
と、グルコースは酸化して次のようにグラコノラクトン
(C6106 )と過酸化水素(H22 )を生成す
る。 C6126 +O2 → C6106 +H22 生成したH22 が選択透過膜111を透過して白金の
作用極101に達すると、白金の触媒作用により、H2
2 は作用極に電子を与えながら水と酸素に分解され
る。選択透過膜があるので、H22 より大きな分子量
の妨害物質が作用極101に到達するのが防止される。
さらに、別途の同一出願人にかかる出願(特願平6-3353
52、6-335360)に開示されている、グルコース制限膜をG
OD上に有するセンサ構造を採用することもできる。
【0032】図7に示したように、尿サンプル中のグル
コースの定量分析に際しては、ポテンショスタット11
5により、参照極103に対する作用極101の電位が
正の一定値(例えば+0.6V)になるように、作用極10
1を対極97との間に印加される電圧が自動制御され
る。作用極101と対極97との間を流れる電流は過酸
化水素の発生量に応じて変化する。したがって、作用極
101を対極97との間を流れる電流を制御回路117
によって検出することにより、過酸化水素の発生量を検
出し、これに基づいて、尿サンプル中のグルコース濃度
を演算することができる。
【0033】このように、本発明のセンサ43は、グル
コースの酸化により生成する過酸化水素の発生量を検出
するようになっている。過酸化水素の発生量の検出は、
上記反応式における酸素の消費量(減少量)を検出する
よりもはるかに正確に行うことができる。
【0034】図8は、本実施例の尿糖計の制御部の構成
を示すブロック図である。この制御部はマイコン123
を中心として構成されている。電池169は、マイコン
123や、ステッピングモータ59、アンプ回路125
の電源となる。電源回路121は、マイコン123の指
令に基づき、ステッピングモータ59に印加する電圧を
調整するものである。
【0035】センサ43の出力はアンプ回路125によ
って増巾されマイコン123内のAD変換部124に入
力され、尿糖値演算等の処理が行われる。尿糖値の演算
結果は、液晶セグメントからなる表示部167に表示さ
れる。スイッチ163、165は、尿分析や校正の指示
を与えるものである。マイコン123は、図9のフロー
のごとく(以下説明)各機器を制御するように予めプロ
グラムされている。
【0036】次に、尿糖計の制御フローを説明する。図
9は、本実施例に係る尿糖計の制御フローを示すフロー
チャートである。フローの左側に記されている(A)、
(B)、〜(F)は、それぞれ図3に示されている尿糖
計1内のキャリア液駆動手段やセンサの状態に対応す
る。図3をも参照しつつ説明する。
【0037】まずスイッチの操作1(S1)において、
測定ボタンを一回押す。そうすると、尿糖計は測定準備
(スタンバイ)(S2)のステップで、採尿孔11内に
キャリア液が供給された状態となる。
【0038】次に採尿孔11に尿をかけて採尿を行う
(S3)。採尿完了後、スイッチの操作2(S4)を行
う。これにより正規の分析動作(D)〜(F)が開始さ
れる。
【0039】すなわち、図3(D)に対応するキャリア
液駆動手段の動作により採尿孔11から尿81がセンサ
43に送られる(S5)。次に、尿の吸引開始(S6)
から一定時間 Δt(一例2秒)が経過したか否かを判
断する(S7)。なお、このΔtは、ほぼ、センサ43
と尿81との接触時間に等しい。
【0040】Δt経過した場合(Yes)は次ステップ
(S8)に進む。S8では、図3(F)に対応するキャ
リア液駆動手段の動作により、センサ43前の電解室4
5から、尿81がサンプル管路(外)41、採尿孔11
に向けて排出される。
【0041】次いで、センサセル出力(電極電流)のモ
ニターを開始する(S9)。センサー出力のモニターを
尿の排出開始後に始めていて多少不自然に感じるかもし
れないが、センサが尿と接触して電気的出力が得られる
までに約6秒を必要とし、ピークを得るまでには約16
秒を必要とすることから、接触2秒後に開始されるポン
プの逆送の後にセンサセル出力のモニターを開始しても
何ら問題はないのである。この間の事情は、図10の、
引開始後の経過時間(横軸)とセンサ出力(縦軸)との
関係を示すグラフにも現れている。
【0042】次にベース電流値(キャリア液中における
電流値)を検出する(S10)。次に、尿81がセンサ
43と接してから、約16秒後(一例)に生起するピー
ク電流値を検出する(S11)。次に、該ピーク電流値
とベース電流値から、演算して尿中の尿糖濃度を得、表
示部に表示する。(S12)。
【0043】次に、図3(F)に対応するキャリア液駆
動手段の動作により、電解室45や、センサ43、サン
プル管路47、41にキャリア液を送り、センサ43等
を洗浄する。(S13)。これで分析を終了する(S1
4)。
【0044】なお、実施例においては尿中に含まれる糖
分の測定を可能とする尿中成分測定器を開示したが、例
えば前述のバイオセンサに替えて尿中に含まれるアルブ
ミン分解物を検出できるセンサを本発明の尿中成分測定
器に搭載すれば、腎臓疾患の早期診断が可能となるな
ど、本発明の尿中成分測定器は尿中含まれる成分を糖
(グルコース)に限定されるものではない。
【0045】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の尿中成分測定器は、以下の効果を発揮する。 尿中成分測定器本体を収納するケースを、トイレの
壁面等に掛けることができるので、測定器を使用しない
ときに、納まり良く測定器を保管することができる。
【0046】 収納ケースと測定器本体とを、定位置
であるトイレの壁面等に取り付けられた掛け具から、自
由に取り外すことができるので、尿中成分測定器の携帯
が自由になり、外出先においても健康管理のための尿成
分測定をすることができる。 携帯時のケースとトイレの定位置におけるケースと
が、一ケの同一のケースですむため、費用の節約とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例に係る尿中成分測定器の外観
を示す斜視図である。
【図2】図1の尿中成分測定器本体の内部構造を示す模
式的断面図である。
【図3】図1、2の実施例の尿糖計(尿中成分測定器)
におけるキャリア液駆動手段を中心とする一連の測定動
作を示す模式的断面図である。
【図4】図1の尿糖計のセンサ部の詳細を示す分解図で
ある。
【図5】図1の尿糖計のセンサ部の詳細を示す断面図で
ある。
【図6】図1の尿糖計のセンサ部の詳細を示す作用極に
おける拡大断面図である。
【図7】センサの電極にポテンショスタットと増幅回路
を接続したところを示す配線図である。
【図8】本実施例の尿糖計の制御部の構成を示すブロッ
ク図である。
【図9】本実施例に係る尿糖計の制御フローを示すフロ
ーチャートである。
【図10】尿吸引開始後の経過時間(横軸)とセンサ出
力(縦軸)との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 尿中成分測定器 3 本体 5 ケース 7 掛け具 11 採尿孔 12 尿サンプリ
ング部 13 取替部 14 オーバーハ
ング 15 把持部 17 操作・表示
部 21 カバー 23 収納部 25 側板 31 板体 33 ネジ 35 フック 41 サンプル管
路 43 センサ 45 電解室 47 サンプル管路 51 三方弁 53 ポンプ吸吐管路 55 シリンジポ
ンプ 57 ピストン 59 ステッピン
グモータ 61 キャリア液供給管路 63 キャリア液
タンク 71 制御部 73 演算部 77 バッテリー 81 尿
【手続補正書】
【提出日】平成7年4月6日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 尿サンプリング部、及び、これにつなが
    る把持部を有する尿中成分測定器本体と、 この尿中成分測定器本体の尿サンプリング部を覆うカバ
    ーを有する該測定器本体の収納ケースと、 この収納ケースをトイレの壁面等に引っ掛けるための、
    収納ケースと着脱自在な掛け具と、 を具備することを特徴とする尿中成分測定器。
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