JPH08304391A - 尿分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】尿で汚れる管路を最小限にすることにより、保
守点検や修理の容易な尿分析装置を提供することを目的
とする。 【構成】便器に排泄された尿はサンプリング装置（32）
によりサンプリングされる。尿サンプルはシリンジポン
プ（36）により計量され、キャリヤ液と共にフローセル
（34）に搬送され、尿分析に付される。余剰の尿は、サ
ンプリング装置（32）に戻されるので、原尿で汚れる管
路は尿吸引チューブ（76）のみとなり、容易に点検し、
尿石が堆積した場合には容易に交換することができる。

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個人が排泄した尿をサンプリング
して分析するための尿分析装置に関する。

【０００２】

【背景技術】本出願人は、トイレットで尿をサンプリン
グし、採取された尿サンプルを尿分析用フローセルに搬
送して尿サンプル中の所定の物質（例えば、グルコー
ス）を定量分析するようになった尿分析装置を提案した
（例えば、平成５年12月30日の特願平5-354284号）。こ
の分析装置はロータリ弁付きシリンジポンプからなる流
体搬送装置を備え、採取された尿サンプルはシリンジポ
ンプに吸引され、計量され、キャリヤ液と共にフローセ
ルに搬送される。シリンジポンプに吸引された余剰の尿
サンプルは、便器に廃棄される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の尿分析装置に
おいては、尿サンプルやキャリヤ液を搬送したり廃棄し
たりするため、流体搬送系統は多数の管路から構成され
る。尿で汚れた管路には尿石が堆積し、管路に目詰まり
を生じさせやすい。流体搬送系統は多岐にわたるので、
いづれかの管路に目詰まりが発生すると、その管路を特
定するのが容易でなく、修理に多大な手数を要する。

【０００４】本発明の目的は、尿で汚れる管路を最小限
にすることにより、保守点検や修理の容易な尿分析装置
を提供することにある。

【０００５】

【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
の尿分析装置は、便器に排泄された尿のサンプルを採取
する尿サンプリング装置と、キャリヤ液を貯蔵するキャ
リヤ液タンクと、尿サンプル中の所定の成分の濃度に応
じた電気信号を出力する尿分析用フローセルと、フロー
セルの出力に基づいて尿サンプル中の前記所定の成分の
濃度を演算する演算手段と、尿サンプルとキャリヤ液を
搬送する流体搬送手段とを備え、この流体搬送手段は、
尿サンプリング装置によって採取された尿サンプルを吸
引し、計量された量の尿サンプルをキャリヤ液と共にフ
ローセルに搬送し、余剰の尿を尿サンプリング装置に戻
すようになっている。

【０００６】このように、余剰の尿は尿サンプリング装
置に還流されるので、尿で汚れる管路は尿サンプリング
装置からの管路だけとなる。この管路だけならば何時で
も点検することができ、必要に応じて簡単に交換するこ
とができる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係る尿分析装置１
０をトイレットに設置したところを示し、図２は図１に
示した尿分析装置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、トイレットの便器１２
には、例えばフレーム１４と上部ケーシング１６と左右
の下部ケーシング１８および２０とで構成されたハウジ
ング２２がＴボルト２４とナット２６によって取付けて
ある。このハウジング２２には尿分析装置１０の主要部
が収蔵してあると共に、便座２８と便蓋３０が回動可能
に装着してある。便座２８には尿サンプリング装置３２
が組み込んであり、便座に着座した使用者から排泄され
た尿をサンプリングするようになっている。

【０００８】図２に示したように、ハウジング２２に
は、ポーラログラフ・フローセル３４と、尿サンプリン
グ装置３２によってサンプリングされた尿サンプルをキ
ャリヤ液と共にフローセルに搬送するためのロータリバ
ルブ付き電動シリンジポンプ３６と、較正液タンク３８
が収容してある。フローセル３４については、上記特願
平5-354284号の開示を援用し、詳細な説明は省略する。

【０００９】図示した実施例では、ハウジング２２には
指血圧計ユニット４２が配置してあり、被験者の左第２
指などに係合させることにより血圧を測定するようにな
っている。また、ハウジング２２には、洗浄ノズル４４
を備えた従来型のビデ装置４６と、従来型の温風乾燥装
置４８と、オゾナイザーからなる従来型の脱臭装置５０
が配置してあり、尿分析装置１０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や血圧計は省
略することができる。

【００１０】ハウジング２２には、尿分析装置１０の電
源装置５２やビデ装置の操作盤５４を配置することがで
きる。図示した実施例では、尿分析装置１０を操作し分
析結果を出力するための主制御ユニット５６はトイレッ
トの側壁に設置してあり、ハウジング２２内には尿サン
プリング装置３２やシリンジポンプ３６やフローセル３
４を制御するための副制御ユニット５８が配置してあ
る。図示した実施例では主制御ユニット５６と副制御ユ
ニット５８は通信ケーブルによって互いに接続されてお
り、シリアル通信によりデータや信号の伝送を行うよう
になっている。しかし、これらの制御ユニットは１つに
まとめても良い。

【００１１】図３および図４を参照するに、便座２８に
組込まれた尿サンプリング装置３２はフレーム６０を備
え、このフレームはビス等により便座の下面に適宜取付
けられる。フレーム６０にはスイングアーム６２が回動
可能に支持してあり、ステッピングモータのようなモー
タ６４とベルト６６によって揺動せられるようになって
いる。

【００１２】スイングアーム６２の下端には採尿容器６
８が設けてある。図４からよく分かるように、採尿容器
６８は浅い船底形を呈し、その底部には尿溜まり７０が
形成してある。採尿容器６８には尿溜まり７０の底に向
かって開口するＬ字形の採尿管７２が設けてあり、尿溜
まり７０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７０に面して採尿容器６
８には１対の尿検知電極７４が配置してあり、流体の電
気抵抗を監視することにより尿溜まり７０内に所望のレ
ベルまで尿が溜まったかどうかを検出するようになって
いる。

【００１３】Ｌ字形採尿管７２はスイングアーム６２の
中空内部を延長する可撓性の尿吸引チューブ７６に接続
されており、この吸引チューブ７６の他端はシリンジポ
ンプ３６に接続されている。尿検知電極７４のリード線
７８も同様にスイングアームの内部を延長させてあり、
副制御ユニット５８に接続されている。採尿容器６８の
入口開口はステンレス鋼などからなる金網８０によって
覆われており、採尿容器に異物が侵入するのを防止する
ようになっている。

【００１４】図３からよく分かるように、フレーム６０
には便器１２のボウル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８２が形成してあり、非使用時
に採尿容器６８とスイングアーム６２を収納するように
なっている。収納洗浄室８２には噴射ノズル８４が指向
させてあり、収納洗浄室８２内に収納された採尿容器６
８に向かって圧力水を噴射して、使用後に採尿容器とス
イングアームを洗浄するようになっている。噴射ノズル
８４には電磁弁（後述）を介して水道管に接続されたホ
ース８６から圧力水が供給される。

【００１５】採尿容器６８によって採取された尿サンプ
ルは、シリンジポンプ３６によってキャリヤ液と共にポ
ーラログラフ・フローセルに送られ、例えば尿グルコー
スの定量分析に付される。図示した実施例では、キャリ
ヤ液タンクは便蓋３０に設けてあるが、ハウジング２２
内に配置してもよい。図５に示したように、便蓋３０に
はキャリヤ液タンク８８がビスなどにより取付けてあ
る。タンク８８内には、尿サンプルをフローセルに搬送
するためのキャリヤ液が貯蔵されている。キャリヤ液は
蒸留水を主成分とするもので、フローセルの安定な作動
に必要な緩衝液が添加してある。キャリヤ液の補充はキ
ャップ９０を介して行うことができる。キャリヤ液タン
ク８８はホース９２を介してハウジング２２内のシリン
ジポンプ３６に接続されている。

【００１６】次に、図６の模式図を参照しながら、流体
搬送系統を説明する。シリンジポンプ３６はシリンダ１
６６とピストン１６８を有し、このピストンはステッピ
ング・モータ１７０の回転をリードスクリュー機構１７
２によって直線運動に変換することにより上下動され
る。制御ユニット５８は、ステッピング・モータ１７０
を駆動することによりシリンジポンプ３６の行程を制御
する。シリンジポンプ３６の中央ポート１７４は電動ロ
ータリバルブ１７６に接続されている。

【００１７】ロータリバルブ１７６は、複数のポートを
備えたステータ１７８と、ロータ１８０と、制御ユニッ
ト５８に制御されるモータ１８２とで構成することがで
きる。ステータ１７８は、シリンジポンプ３６の中央ポ
ート１７４に連通する中央ポート１８４と、円周方向等
間隔にその外周同心円上に配置された例えば６つのＬ字
形のポート１８６を有する。夫々のポート１８６は、シ
スターン１９０、キャリヤ液タンク８８、較正液タンク
３８、フローセル３４への搬送ホース１５０、採尿容器
６８からの搬送チューブ７６、便器１２のボウルに延長
する排出管１９２に連通している。

【００１８】ロータリバルブ１７６のロータ１８０に
は、ステータ１７８の中央ポート１８４をいづれかのポ
ート１８６に択一的に連通させるＵ字形の通路１８８が
形成されている。制御ユニット５８はモータ１８２を駆
動してロータ１８０を回転させることにより、シリンジ
ポンプ３６の中央ポート１７４をステータ１７８のいづ
れかのポート１８６に接続し、シリンジポンプ３６を駆
動することにより流体を吸引し又は吐出する。

【００１９】図７には、主制御ユニット５６と副制御ユ
ニット５８の構成の一例を示す。トイレットの壁に設置
された主制御ユニット５６は、プログラムされたマイク
ロコンピュータ（以下、マイコン）２００と、尿分析開
始ボタン２０２と、各種の入力スイッチ２０４と、使用
者に対する指示や尿分析結果を表示する液晶表示パネル
２０６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２０８と、尿分析データを格納するフラ
ッシュメモリ（EEPROM）２１０などで構成することがで
きる。

【００２０】ハウジング２２内においてフローセル３４
の近傍に配置された副制御ユニット５８は、尿分析装置
１０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コン２１２を有する。ポーラ
ログラフ・フローセル３４の作用極と対極との間を流れ
る電流は増幅回路２１４により増幅された後、マイコン
２１２のＡ／Ｄ変換回路に入力される。尿検知電極７４
間を流れる電流値の信号もＡ／Ｄ変換回路に入力され
る。

【００２１】マイコン２１２は、夫々のドライバを介し
て、スイングアーム駆動用ステッピングモータ６４、ロ
ータリバルブ駆動用モータ１８２、シリンジポンプ３６
のピストンを駆動するためのモータ１７０、および、洗
浄ノズル８４への洗浄水の供給を制御する電磁弁２１６
を駆動する。マイコン２００と２１２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８のフローチャートを併せて参照
しながら、この尿分析装置１０の使用の態様と作動を説
明する。主制御ユニット５６のマイコン２００と副制御
ユニット５８のマイコン２１２は、図８のフローチャー
トのシーケンスを実行するようにプログラムされてい
る。

【００２３】主制御ユニット５６に設けられた尿分析開
始スイッチ２０２が押されるとスイングアーム駆動モー
タ６４を駆動することにより採尿容器６８は便器のボウ
ル空間内の適切な採尿位置に位置決めされる。表示パネ
ル２０６には“放尿して下さい”などの表示がなされ、
放尿が督促される。被験者が採尿容器６８に向かって放
尿し、採尿容器６８の尿溜まり７０に尿が集積したこと
が尿検知電極７４により検知されると、ロータリバルブ
１７６の駆動により採尿容器６８はシリンジポンプ３６
に接続され、例えば約４ｍｌの尿サンプルが採尿容器か
らシリンジポンプ３６に吸引される。この約４ｍｌの尿
サンプルには空気が含まれていることがある。

【００２４】この状態でシリンジポンプ３６のピストン
を上昇させて尿サンプルの一部（例えば、約３ｍｌ）を
採尿容器６８に向かって戻すことにより、シリンジポン
プ３６のエア抜きが行われ、吸引された気泡がポーラロ
グラフ・フローセル３４に送られるのが防止される。シ
リンジポンプ３６内には気泡のない約１ｍｌの尿が残
る。次に、ロータリバルブが駆動され、シリンジポンプ
３６はフローセル３４に接続される。この位置でシリン
ジポンプ３６のピストンを更に上昇させ、約１０μｌの
尿サンプルを搬送ホース１５０に打ち込む。

【００２５】再びロータリバルブを駆動してシリンジポ
ンプ３６を採尿容器６８に接続し、ピストンを上死点ま
で上昇させることによりシリンジポンプ３６内の余剰の
尿を採尿容器６８に戻す。このようにして、シリンジポ
ンプ３６のエア抜きと余剰尿の廃棄の過程において原尿
は尿吸引チューブ７６を介して採尿容器６８に還流され
るので、尿石が堆積するおそれのある管路は尿吸引チュ
ーブ７６だけに制限される。

【００２６】尿サンプルの打ち込みが終わると、シリン
ジポンプ３６をシスターン１９０に接続し、シリンジポ
ンプ３６を作動させてシリンジポンプ３６のポンプ室を
洗浄水によって洗浄し、洗浄水を便器に廃棄する。洗浄
水を吐出させる際には、ステッピングモータ１７０を間
欠的に駆動することにより洗浄水に脈動を発生させれ
ば、シリンジポンプ３６のポンプ室を効果的に洗浄する
ことができる。

【００２７】次に、シリンジポンプ３６をキャリヤ液タ
ンク８８に接続し、キャリヤ液をシリンジポンプ３６に
吸引させる。次に、シリンジポンプのピストンを上昇さ
せて例えば約２〜４ｍｌのキャリヤ液をフローセル３４
に射出させる。これにより、先に搬送ホース１５０に打
ち込まれていた約１０μｌの尿サンプルは、搬送ホース
内でキャリヤ液と混合され希釈されながらポーラログラ
フ・フローセル３４に送られ、混合物はフローセル３４
を通過しながら排出ホース１５２から便器のボウル内に
排出される。キャリヤ液の射出速度は、尿サンプルが少
なくとも約３０倍に希釈された上でフローセルを通過す
るように選ぶことができる。

【００２８】尿サンプルとキャリヤ液との混合物がフロ
ーセル３４を通過するに伴い、フローセルは混合物中の
尿グルコース濃度に応じた電気信号を出力し、この信号
は増幅回路２１４により増幅され、マイコン２１２のＡ
／Ｄ変換回路に入力され、ディジタル値に変換される。
このようにしてディジタル値に変換された尿分析データ
は主制御ユニット５６に伝送され、主制御ユニットのマ
イコン２００は伝送されたデータに基づいて尿糖値を演
算する。尿糖値のデータは、表示パネル２０６に表示さ
れると共に、フラッシュメモリ２１０に格納され、必要
に応じてトレンドの演算に使用される。分析結果やトレ
ンドはプリンタユニット２０８から出力させることがで
きる。

【００２９】尿分析が終わると、フローセル３４にキャ
リヤ液を搬送することによりフローセル３４の洗浄が行
われる。キャリヤ液によるフローセルの洗浄に際して
も、ステッピングモータ１７０は間欠的に駆動される。
このようにすれば、フローセル３４や配管中の気泡を効
果的に排除することができる。

【００３０】尿サンプル吸引後の任意の時点でマイコン
２１２はスイングアーム６２を駆動して採尿容器６８を
収納洗浄室８２に復帰させ、電磁弁２１６を開らいて噴
射ノズル８４から洗浄水を噴射させ、採尿容器６８とス
イングアーム６２を洗浄する。使用済みの洗浄水は便器
のボウルに落下する。これにより尿分析のサイクルが完
了する。

【００３１】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、流体搬送装置はシ
リンジポンプを有するものとして記載したが、他の形式
のポンプを使用してもよい。また、ロータリバルブのポ
ート配置は適宜変更することができる。キャリヤ液タン
クはハウジング２２その他の場所に収容することができ
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明の尿分析装置においては、原尿で
汚れる管路は尿吸引チューブ７６だけとなるので、この
尿吸引チューブ７６が尿石の堆積により目詰まりしたと
しても容易に点検し交換することができる。従って、装
置の保守点検を簡素化し、装置の作動の信頼性を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の尿分析装置をトイレットに設置したと
ころを示す斜視図である。

【図２】図１に示したハウジングの分解斜視図である。

【図３】図１に示した尿分析装置の尿サンプリング機構
の一部切欠き斜視図である。

【図４】図３に示した尿サンプリング機構の採尿容器の
一部切欠き斜視図である。

【図５】図１に示したキャリヤ液タンクの分解斜視図で
ある。

【図６】尿分析装置の流体搬送系統を示す模式図であ
る。

【図７】制御ユニットのブロック図である。

【図８】尿分析装置の動作を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１０： 尿分析装置 ３２： 尿サンプリング装置 ３４： フローセル ３６： シリンジポンプ ８８： キャリヤ液タンク １７６： ロータリバルブ ３６／／７６／１５０／１７６： 流体搬送手段 ２００／２１２： 演算手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 便器に排泄された尿のサンプルを採取す
   る尿サンプリング装置と、キャリヤ液を貯蔵するキャリ
   ヤ液タンクと、尿サンプル中の所定の成分の濃度に応じ
   た電気信号を出力する尿分析用フローセルと、前記フロ
   ーセルの出力に基づいて尿サンプル中の前記所定の成分
   の濃度を演算する演算手段と、尿サンプルとキャリヤ液
   を搬送する流体搬送手段とを備え、前記流体搬送手段
   は、前記尿サンプリング装置によって採取された尿サン
   プルを吸引し、計量された量の尿サンプルをキャリヤ液
   と共にフローセルに搬送し、余剰の尿を尿サンプリング
   装置に戻すようになっていることを特徴とする尿分析装
   置。