JPH08262017A - 感温素子付き採尿容器を備えた尿分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ボルタンメトリー方式のフローセルを備えた尿
分析装置においては、尿検知電極からの迷走電流がフロ
ーセルに流れると、分析誤差が生じるおそれがある。迷
走電流の原因を無くし、高精度の尿分析を行うことの可
能な尿分析装置を実現することを目的とする。 【構成】採尿容器（74）を担持したスイングアーム（6
8）を便器（12）のボウル空間内で回動させることによ
り尿サンプルが採取される。採取された尿サンプルはボ
ルタンメトリー・フローセル（48）に送られ、分析に付
される。採尿容器（74）にはサーミスタ（80）が設けて
あり、尿溜まり（76）内の流体の温度を監視することに
より尿溜まりに尿が溜まったかどうかを判別するように
なっている。サーミスタは採尿容器の尿溜まり（76）に
電流を流すことなく作動するので、高精度の尿分析が可
能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】本発明は、住宅やオフィスその他
のトイレットにおいて便座に着座した個人から排泄され
た尿をその場でサンプリングして分析するようになった
尿分析装置に関する。より詳しくは、本発明は、ボルタ
ンメトリー方式の尿分析用フローセルを備えた尿分析装
置に関する。

【０００２】

【背景技術】本発明は、平成５年12月30日の特願平5-35
4282号に開示された形式の尿分析装置の改良に関する。
同出願において、本出願人は、採尿容器を担持したスイ
ングアームを揺動させることにより便器のボウル空間で
尿をサンプリングし、採取された尿サンプルをボルタン
メトリー方式のフローセルに搬送して尿サンプル中の所
定の成分を定量分析するようになった尿分析装置を提案
した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記提案に開示された
形式の尿分析装置においては、採尿容器には１対の尿検
知電極が設けてあり、採尿容器内の流体の導電率の変化
を監視することにより、採尿容器に尿が集積したことを
検出するようになっている。尿の集積が検出されると、
シリンジポンプが作動せられ、フローセルに向かって尿
サンプルの搬送が開始される。

【０００４】この分析装置には、ボルタンメトリー（ポ
ーラログラフ）方式のフローセルが使用してあり、この
フローセルは作用極と対極を有する。作用極が酵素固定
化膜を備えている場合にはキャリヤ液によって、作用極
が酵素固定化膜を備えていない場合には酵素試薬と共に
尿サンプルをフローセルに送ると、作用極と対極との間
には尿サンプル中の特定成分の濃度に応じた電流が流
れ、この電流値に基づいて特定成分の定量分析が行われ
る。

【０００５】ボルタンメトリー方式のフローセルにおい
ては、その作用極と対極との間に流れる電流は非常に微
弱なものであり、一般に１μＡ以下、より詳しくは数十
〜数百ｎＡのオーダーである。従って、何等かの原因に
より他の電気系統からの迷走電流がフローセルに流れる
と、たとえその電流値が極めて微小なものであっても、
許容できない程度の分析誤差が生じるおそれがある。

【０００６】上記提案の尿分析装置においては、フロー
セルと採尿容器とは尿サンプル搬送管路を介して接続さ
れているので、尿検知電極間に流れる電流に起因する迷
走電流がフローセルに流れた場合には、分析誤差を招く
おそれがあった。

【０００７】本発明の目的は、迷走電流の原因を無くす
ことにより、高精度の尿分析を行うことの可能な尿分析
装置を実現することにある。

【０００８】

【発明の構成】

【課題を解決するための手段および作用の概要】本発明
の特徴は、サーミスタなどの感温素子を採尿容器に設
け、採尿容器内の流体の温度を監視することにより、採
尿容器に尿が集積したかどうかを判別するようにしたこ
とにある。

【０００９】被験者から排泄された尿の温度はほぼ体温
に等しいので、排泄された尿が採尿容器に命中し、採尿
容器に新鮮な尿が溜まると、サーミスタの温度が上昇
し、その出力が変動する。採尿前には採尿容器内には洗
浄水などが残留していることがあるが、このように体温
というパラメータを使用すれば、残留水と新鮮な尿とを
明確に識別することができる。

【００１０】サーミスタのような感温素子は、外部に電
流を流さないので、フローセルに影響を与えることがな
い。従って、高精度の尿分析を行うことができる。ま
た、尿によって汚損されたり腐食されたりすることによ
り出力が経時的に劣化する電極とは異なり、サーミスタ
のような感温素子は汚れても出力が変化しないので、尿
と接触するような条件で用いるのに適している。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の尿分析装置をトイレットに組
み込んだところを示し、図２は図１に示したトイレット
のハウジングを分解したところを示す。これらの図面を
参照するに、トイレット１０は便器１２を有し、この便
器１２はボウル（便鉢）部１４と洗浄水供給部１６を有
する。図示した実施例では、洗浄水供給部はシスターン
取付け部１６からなり、この取付け部１６にはシスター
ン１８が取付けてある。

【００１２】便器１２にはハウジング２０が固定してあ
り、このハウジング２０には本発明の尿分析装置２２の
主要部が収蔵してあると共に、便座２４が回動可能に装
着してある。この便座２４には尿分析装置２２の尿サン
プリング装置２６が組み込んである。

【００１３】ハウジング２０は、図２に示したように、
フレーム２８と、上部ハウジング３０と、左右の下部ハ
ウジング３２および３４とで構成することができる。ハ
ウジング２０のこれらの部品は樹脂の射出成形により別
々に製造し、ビスなどにより互いに一体に締結すること
ができる。ハウジング２０は２本のＴボルト３６とナッ
ト３８により便器１２に固定される。ハウジング２０
は、中央部分２０Ｃと左右の側方部分２０Ｌおよび２０
Ｒを有することができる。

【００１４】図２に示したように、ハウジングの左側方
部分２０Ｌには、尿サンプリング装置２６によってサン
プリングされた尿サンプルを分析する尿分析ユニット４
０と、尿サンプルやキャリヤ液を尿分析ユニット４０に
搬送するロータリバルブ付き電動シリンジポンプ４２
と、キャリヤ液タンク４４と、較正液タンク４６を収容
することができる。尿分析ユニット４０にはポーラログ
ラフ方式のフローセル４８が採用されている。尿分析ユ
ニット４０とシリンジポンプ４２については前述した特
願平5-354282号の開示を援用し、詳細な説明は省略す
る。

【００１５】ハウジング左側方部分２０Ｌには、また、
指血圧計ユニット５０を配置し、被験者の左第２指に係
合させることにより血圧を測定するようにしてもよい。
図示した実施例では、ハウジング中央部分２０Ｃには、
洗浄ノズル５２を備えた従来型のビデ装置５４と、従来
型の温風乾燥装置５６と、オゾナイザーからなる従来型
の脱臭装置５８が配置してあり、尿分析装置２２を備え
たトイレットを通常の目的で使用する際に夫々の機能を
提供するようになっている。しかし、これらの追加的機
能は不可欠ではなく、省略することができる。ハウジン
グの右側方部分２０Ｒには、分析装置２２の電源装置６
０やビデ装置の操作盤６２を収納することができる。ト
イレットの側壁には、尿分析装置２２を制御し、かつ、
分析結果を出力するための制御ユニット６４を設置する
ことができる。

【００１６】次に図３から図５を参照しながら、便座２
４に組込まれた尿サンプリング装置２６を説明する。尿
サンプリング装置２６はフレーム６６を備え、このフレ
ームはビス等により便座２４の下面に適宜取付けられ
る。フレーム６６にはスイングアーム６８が回動可能に
支持してあり、モータ７０とベルト７２によって図５に
示したように揺動せられるようになっている。

【００１７】スイングアーム６８の下端には採尿容器７
４が設けてある。図４からよく分かるように、採尿容器
７４は浅い船底形を呈し、その底部には尿溜まり７６が
形成されている。採尿容器７４には尿溜まり７６の底に
向かって開口するＬ字形の採尿管７８が設けてあり、尿
溜まり７６に溜まった尿を気泡を取り込むことなく吸引
するようになっている。尿溜まり７６に面して採尿容器
７４にはサーミスタ８０が埋め込んであり、尿溜まり７
６内に所望のレベルまで尿が溜まったかどうかを流体温
度に基づいて検出するようになっている。

【００１８】Ｌ字形採尿管１１６はスイングアーム７２
の中空内部を延長する可撓性の尿吸引チューブ８２に接
続されており、この吸引チューブ８２の他端はシリンジ
ポンプ４２に接続されている。サーミスタ８０のリード
線８４も同様にスイングアームの内部を延長させてあ
り、尿分析ユニット４０の基板８６に設けた制御回路８
８に接続することができる。採尿容器７４の入口開口は
ステンレス鋼などからなる金網９０によって覆われてお
り、採尿容器７４に異物が侵入するのを防止するように
なっている。

【００１９】図３および図５からよく分かるように、フ
レーム６６にはボウル１６に向かって下向きに開口した
チャンネル形状の収納洗浄室９２が形成してあり、非使
用時に採尿容器７４とスイングアーム６８を収納するよ
うになっている。収納洗浄室９２には噴射ノズル９４が
指向させてあり、図５に実線で示した位置に収納された
採尿容器７４に向かって圧力水を噴射して、使用後に採
尿容器７４とスイングアーム７２を洗浄するようになっ
ている。噴射ノズル９４には電磁弁（後述）を介して水
道管に接続されたホース９６から圧力水が供給される。

【００２０】図６には、制御ユニット６４と制御回路８
８の構成の一例を示す。トイレットの壁に設置された制
御ユニット６４は、プログラムされたマイクロコンピュ
ータ１００と、複数の操作スイッチ１０２と、ユーザー
に対する指示や尿分析結果を表示する液晶表示パネル１
０４と、尿分析結果やデータ・トレンドを出力するプリ
ンタユニット１０６と、尿分析データを格納するフラッ
シュメモリ１０８などで構成することができる。操作ス
イッチ１０２としては、男性用尿分析開始スイッチと女
性用開始スイッチとを別々に設けることができ、男性用
スイッチが押された時には採尿容器７４が予め設定され
た男性用採尿位置（例えば、図５の位置Ａ）に自動的に
持ち来たされ、女性用スイッチが押された時には採尿容
器が女性用採尿位置（図５の位置Ｂ）に持ち来たされる
ようにすることができる。更に、操作スイッチ１０２に
は、予め設定された男性用又は女性用採尿位置から採尿
容器を被験者の操作により前後に微動させるための微調
整スイッチを設けることができる。

【００２１】制御回路８８は尿分析装置２２の構成要素
を後述のフローチャートの如く制御するべくプログラム
されたマイクロコンピュータ１１０を有する。ポーラロ
グラフ・セル４８の作用極と対極との間を流れる電流は
増幅回路１１２により増幅された後、マイクロコンピュ
ータ１１０のＡ／Ｄ変換回路に入力される。サーミスタ
８０の信号もＡ／Ｄ変換回路に入力される。マイクロコ
ンピュータ１１０は、夫々のドライバを介して、スイン
グアーム駆動用モータ７０、ロータリバルブ駆動用モー
タ１１６、シリンジポンプ４２のピストンを駆動するた
めのモータ１１８、および、洗浄ノズル９４への洗浄水
の供給を制御する電磁弁１２０を駆動する。マイクロコ
ンピュータ１００と１１０とは通信ケーブルによって接
続されており、トランシーバを介してシリアル通信によ
りデータの伝送を行う。

【００２２】次に、図７のフローチャートを併せて参照
しながら、尿分析装置２２の作動の一態様を説明する。
非使用時には、採尿容器７４は図５に実線で示したよう
に収納洗浄室９２内に収納されており、この状態で便座
２４は尿サンプリング装置２６と共に回動させることが
できる。被験者が便座に着座し、尿分析開始スイッチと
必要に応じ微調整スイッチを押すと、マイクロコンピュ
ータ１１０はスイングアーム駆動モータ７０を回転さ
せ、採尿容器７４を所望位置に位置決めする。

【００２３】使用者は適切な位置に採尿容器７４が持ち
来された時に採尿容器７４に向かって放尿することがで
きる。尿は図５に矢印で示したように採尿容器７４に命
中し、同図にハッチング領域で示したように尿溜まり７
６に集積するであろう。

【００２４】マイクロコンピュータ１１０はサーミスタ
８０の信号をチェックし、サーミスタ８０の温度が上昇
したかどうかを監視する。温度上昇が検知されると、尿
溜まり７６内に所望のレベルまで尿が集積したと判断
し、シリンジポンプ４２を作動させて、Ｌ字形採尿管７
８と尿吸引チューブ８２を介して例えば約２ｍｌの尿サ
ンプルを吸引させる。

【００２５】次に、シリンジポンプのピストンを僅かに
上昇させ、シリンジポンプに吸引された尿サンプルの一
部を排出させることによりシリンジポンプのエア抜きが
行われた後、例えば約１０〜２０μｌの尿サンプルが搬
送管路を介してフローセル４８に向かって打ち込まれ、
余剰の尿サンプルは便器に廃棄される。尿サンプルの打
ち込みが終わると、シリンジポンプのポンプ室を洗浄水
によって洗浄した後、キャリヤ液タンク４４から緩衝液
を添加したキャリヤ液を吸引し、フローセルに向かって
例えば約２〜４ｍｌのキャリヤ液を射出する。

【００２６】これにより、尿サンプルはキャリヤ液と混
合されながらポーラログラフ・セル４８に送られる。フ
ローセル４８には、グルコース酸化酵素などの固定化膜
で被覆された作用極を備えたボルタンメトリー（ポーラ
ログラフ）方式のフローセルを使用することができる。
作用極が酵素固定化膜を備えていないポーラログラフ・
フローセルを使用することも可能であり、その場合には
尿サンプルは酵素試薬と共にフローセルに送られる。

【００２７】尿サンプルとキャリヤ液との混合物がフロ
ーセル４８を通過するに伴い、フローセルは検査対象成
分の濃度に応じた電流を出力し、この電流は増幅回路１
１２により増幅され、マイクロコンピュータ１１０のＡ
／Ｄ変換回路に入力され、電流値に変換される。マイク
ロコンピュータ１１０は得られた電流値のデータをシリ
アル通信により制御ユニット６４のマイクロコンピュー
タ１００に伝送する。マイクロコンピュータ１００は電
流値データに基づいて尿糖値を演算し、表示パネル１０
４に表示する。尿糖値のデータは、また、フラッシュメ
モリ１０８に格納される。マイクロコンピュータ１００
には被験者の指示に応じて尿糖値のトレンドを演算さ
せ、プリンタユニット１０６から出力させることができ
る。

【００２８】尿分析或いは尿サンプリングが終わると、
スイングアーム駆動モータ７０が駆動され、採尿容器７
４は収納洗浄室９２に戻される。次に、電磁弁１２０が
開かれ、洗浄ノズル９４に圧力水を供給することにより
採尿容器７４とスイングアーム６８が洗浄される。使用
済みの洗浄水はボウル１４内に落下する。

【００２９】以上には本発明の特定の実施例を記載した
が、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の
設計変更を施すことができる。例えば、静電容量センサ
ーや光電センサーをサーミスタ８０と併用し、サーミス
タ８０で検出された雰囲気温度が高い条件ではこれらの
センサーによって尿の集積を検出してもよい。

【００３０】

【発明の効果】サーミスタのような感温素子は採尿容器
の尿溜まりに電流を流さないので、迷走電流を発生させ
ない。従って、非常に微弱な電流に基づいて尿分析が行
われるボルタンメトリー方式のフローセルに悪影響を与
えることがなく、高精度の尿分析を行うことが可能にな
る。また、サーミスタのような感温素子はその外部が尿
で汚れても出力は変化しないので、採尿容器に尿が溜ま
ったかどうかを長期間にわたって正確に識別することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の尿分析装置をトイレットに組
み込んだところを示す斜視図である。

【図２】図２は、図１に示したトイレットのハウジング
の分解斜視図である。

【図３】図３は、図１に示した尿サンプリング装置の斜
視図で、収納洗浄室は１部切欠いて示してある。

【図４】図４は、図３に示した採尿容器の拡大斜視図
で、１部切欠いて示してある。

【図５】図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図であ
る。

【図６】図６は、制御ユニットと制御回路の構成を示す
ブロック図である。

【図７】図７は、尿分析装置の作動を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１０： トイレット ２２： 尿分析装置 ２６： 尿サンプリング装置 ４８： フローセル ７４： 採尿容器 ８０： サーミスタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 便器のボウルに排泄された尿を採尿容器
   によってボウル空間内の空中で採取し、採取された尿サ
   ンプルをボルタンメトリー方式のフローセルに搬送して
   尿サンプル中の所定の成分を定量分析するようになった
   尿分析装置において、前記採尿容器には採尿容器内の流
   体の温度を監視する感温素子を設け、温度の上昇に基づ
   いて採尿容器に尿が集積したことを検出するようにした
   ことを特徴とする尿分析装置。
2. 【請求項２】 前記感温素子はサーミスタである請求項
   １に基づく尿分析装置。