JPH0915204A - ポーラログラフ尿分析のエラーチェック - Google Patents

ポーラログラフ尿分析のエラーチェック

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JPH0915204A
JPH0915204A JP7188584A JP18858495A JPH0915204A JP H0915204 A JPH0915204 A JP H0915204A JP 7188584 A JP7188584 A JP 7188584A JP 18858495 A JP18858495 A JP 18858495A JP H0915204 A JPH0915204 A JP H0915204A
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JP
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flow cell
urine
calibration
urine sample
cell output
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JP7188584A
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Kazuhiro Nakamura
一博 中村
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Toto Ltd
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Toto Ltd
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Abstract

(57)【要約】 酵素固定化膜(128)付きの作用極(106)を備えたポー
ラログラフ・フローセル(94)を使用した尿分析方法お
よび装置。通常は較正は定期的に行われ、較正液に対す
るフローセル出力に基づいて尿糖値が演算される。酵素
固定化膜の酵素は何等かの原因により異常に早期に失活
することがあり、その場合には尿糖値は過小に表示され
る。被験者が分析結果に疑問をもち、エラーチェックを
要求すると、補充的較正が行われ、較正液に対する更新
されたフローセル出力に基づいて尿糖値の演算がやり直
される。従って、酵素の異常な劣化に起因する異常値は
排除され、正しい尿糖値が得られる。演算のやり直しは
尿サンプリングと分析をやり直すことなく行われるの
で、被験者の拘束時間が増すことがない。

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、トイレットなどにおい
て採取された尿検体を分析するための尿分析方法および
装置に関する。より詳しくは、本発明は、酵素担持作用
極を備えたポーラログラフ・フローセルを用いた尿分析
方法および装置に関する。
【0002】
【背景技術】人々の長寿高齢化に伴い、健康管理に関す
る個人の関心が高まっている。尿は個人の健康状態に関
する重要な情報源であり、尿糖、尿蛋白、ウロビリノー
ゲン、潜血、その他の尿成分を定量分析することによ
り、糖尿病のようなすい臓障害や肝臓障害や腎臓障害そ
の他の機能障害を非侵襲方式で検査することができる。
そこで、家庭やオフィスその他のトイレットを利用して
尿のサンプリングと分析を行い、個人の健康チェックを
支援することの可能な、尿分析機能を備えたトイレット
が提案されている。
【0003】本出願人は、平成5年12月30日の特願平5-
354283号や平成6年3月31日の特願平6-87399号などに
おいて、家庭やオフィスその他の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ポーラログラフ・
フローセルに移送して尿サンプル中の所定の物質を定量
分析するようになった尿分析装置を提案した。このフロ
ーセルは酵素を担持した作用極を有し、検体中の所定の
物質の濃度に応じた電気信号を出力するようになってい
る。被測定物質の濃度は、フローセル出力に基づいて演
算される。
【0004】フローセルの作用極に担持された酵素は時
間の経過とともに次第に活性を失い、フローセルの出力
は経時的に低下する。そこで、適当な時期にフローセル
出力を較正しなければならない。較正は、較正液(所与
の既知の濃度の分析対象物質を含有する標準液)をフロ
ーセルに送って較正液に対するフローセル出力を検出し
て記録することにより行われる。夫々の検体の定量分析
に際しては、較正液に対するフローセル出力と検体に対
するフローセル出力とに基づいて尿検体中の被測定物質
の濃度を演算することができる(例えば、被測定物質の
濃度=(検体に対するフローセル出力/較正液に対する
フローセル出力)×較正液の濃度)。
【0005】しかし、尿分析の度に較正を行っていたの
では分析に長時間を要し、分析結果が得られるまでの待
ち時間が長くなる。そこで、較正は定期的に又は所定回
数の分析毎に時々行うのが合理的である。フローセルの
作用極の酵素の経時的劣化は比較的徐々に起こるので、
通常は例えば2週間毎に或いは20回の分析毎に1回較
正を行えば、酵素の経時的劣化を充分に補償することが
できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、本発明者の
実験によれば、フローセル作用極の酵素の活性は、ただ
単に経時的に次第に低下するだけでなく、他の何等かの
原因によって異常に急激に低下することがあることが見
出された。その理由は必ずしも明らかではないが、例え
ば被験者が医薬の投与を受けている場合などには、被験
者から排泄される尿には医薬又はその副産物が含有され
ており、それらが酵素の急激な失活を招くことが考えら
れる。
【0007】このように何等かの原因により酵素が急激
に失活した場合には、次の定期的較正までのその後の分
析においては、分析結果は実際の物質濃度よりも異常に
小さく現れることになり、誤った分析結果が示されるこ
とになる。
【0008】本発明の目的は、普段の分析結果とは異な
る異常な値が示された場合において、その異常値が被験
者の健康状態に起因する真実の値であるのかそれともフ
ローセルの酵素の急激な劣化に起因する誤ったものであ
るかを被験者が自己の発意によりチェックすることを可
能にし、異常の原因が酵素の急激な劣化にある場合には
異常値を排除して正しい結果を迅速に得ることの可能な
ポーラログラフ尿分析方法および装置を提供することで
ある。
【0009】
【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】一般に
被験者は自己の健康状態の傾向(トレンド)を良く知っ
ている。従って、普段の分析結果とは異なる値が示され
た場合には、被験者は分析装置に異常が生じたかどうか
を先ず疑うことができる。
【0010】本発明の尿分析方法は、定期的な較正を実
施しながら尿検体の分析を行うにあたり、特定の尿検体
の分析後に被験者が分析結果に疑いを抱いた場合には、
フローセル出力の較正と濃度の演算のみをやり直すこと
を特徴とするものである。
【0011】このように、フローセル出力の較正と濃度
演算をやり直すので、酵素の異常な劣化に起因する異常
値を排除することができる。しかも、演算のやり直しは
尿のサンプリングと尿検体の移送をやり直すことなく行
われるので、正しい分析結果を最小限の時間で迅速に得
ることができる。
【0012】本発明は、また、上記方法を実施するため
の尿分析装置を提供するもので、この装置は、酵素担持
作用極を備えたポーラログラフ・フローセルと、フロー
セル出力を自動的に較正するべく定期的に又は所定回数
の分析毎に較正液をフローセルに移送する自動較正手段
と、尿分析指令に応じて尿検体を必要に応じ緩衝液と共
にフローセルに移送する検体移送手段と、フローセル出
力を補充的に較正するべく補充的較正指令に応じて較正
液をフローセルに移送する補充的較正手段と、フローセ
ルの出力を記録する手段と、フローセルの出力に基づい
て尿検体中の該物質の濃度を演算する演算処理手段とを
備えてなり、この演算処理手段は、使用者が尿分析を指
令した時には自動較正時のフローセル出力(M1)と検
体移送時のフローセル出力(M2)とに基づいて尿検体
中の該物質の濃度を演算し、濃度演算後に使用者が補充
的較正を指令した時には検体移送時のフローセル出力
(M2)と補充的較正時のフローセル出力(M1)とに
基づいて尿検体中の該物質の濃度を再び演算することを
特徴とする。
【0013】本発明の上記特徴や効果、ならびに、他の
特徴や効果は、以下の実施例の記載に従いより詳しく説
明する。
【0014】
【実施例】全体構成 初めに本発明の方法を実施するポーラログラフ分析装置
の全体構成を説明するに、図1は本発明の一実施例に係
るポーラログラフ尿分析装置10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(図3および図4に基づい
て後述する)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。
【0015】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(図6に基づいて後述
する)を交換可能に装着するための取付け装置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。ハウジングの上部ケーシ
ング16には開閉式の蓋40が枢着してあり、この蓋4
0を開けることによってフローセルを交換したり較正液
を較正液タンク38に補充したり出来るようになってい
る。図示した実施例では尿分析装置10は尿グルコース
を分析するようになっている。このため、較正液として
は濃度200mg/dlのグルコース標準液を使用する
ことができる。
【0016】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。
【0017】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やフローセルを
制御するための副制御ユニット58が配置してある。後
述するように、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。
【0018】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。
【0019】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対の電極74が設けてあり、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。
【0020】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。
【0021】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。
【0022】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KH2PO4やNa2HPO4のようなpH調節剤
やKClのような塩素イオン強度調節剤や防腐剤を添加
することができる。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。
【0023】フローセル 図6から図8を参照しながら、ポーラログラフ・フロー
セルの実施例を説明する。図示した実施例においては、
ポーラログラフ・フローセル94はグルコース酸化酵素
固定化膜で被覆された作用極を備え、尿サンプル中のグ
ルコース(尿糖)を定量分析するように構成されてい
る。しかし、他の尿成分や他の物質について分析を行う
ことの可能な酵素を採用してもよい。
【0024】図6および図7を参照するに、ポーラログ
ラフ・フローセル94は、プラスチックなどからなる側
板96と、電極を担持したセラミック基板98と、シリ
コーンゴムなどからなるスペーサ100と、プラスチッ
クなどからなる上板102とをビス104などにより互
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。
【0025】セラミック基板98は例えばアルミナセラ
ミックからなり、金属ペーストの印刷と焼成により白金
の作用極106と白金の対極108と銀/塩化銀の参照
極110とが形成されている。夫々の電極には端子11
2が形成してあり、これらの端子にはソケット・ブロッ
ク(図10に基づいて後述する)に設けたピンが夫々電
気接触するようになっている。スペーサ100には電極
の領域において開口114が切欠いてあり、図7に示し
たように電解室116を形成するようになっている。
【0026】上板102には電解室116に連通する入
口ニップル118と出口ニップル120が形成してあ
り、電解室116に尿サンプルや緩衝液などの流体を供
給するようになっている。夫々のニップルの外周にはO
リング122が嵌めてあり、フローセル94をソケット
・ブロックに装着した時に、ソケット・ブロックのポー
トにニップルが液密に嵌合するようになっている。スペ
ーサ100と上板102にはピン穴124が設けてあ
り、ソケット・ブロックにフローセル94を装着した時
にソケット・ブロックのピンが夫々の電極106、10
8、110の端子112に電気接触するようになってい
る。
【0027】図8に模式的に示したように、白金の作用
極106は、アルブミンや酢酸セルローズのように過酸
化水素を選択的に透過させる物質からなる選択透過膜1
26と、酵素固定化膜128とで被覆されている。酵素
固定化膜128は、グルコース・オキシダーゼ(GO
D)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126上に滴下した後、グルタルアルデヒ
ド雰囲気中に約30分間暴露することにより形成するこ
とができる。電解室116内の尿サンプル中のグルコー
スがGOD固定化膜に接触すると、GODはグルコース
(C6126)を酸化して次のようにグルコノラクトン
(C6106)と過酸化水素(H22)を生成する。
【0028】 C6126 + O2 → C6106 + H22 (1) 生成したH22が選択透過膜126を透過して白金の作
用極106に達すると、白金の触媒作用によりH22
作用極106に電子を与えながら水と酸素に分解され
る。選択透過膜126は、H22より大きな分子量の妨
害物質が作用極106に到達するのを防止する作用を果
たす。
【0029】図9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13
0により、参照極110に対する作用極106の電位が
正の一定値(例えば+0.6V)になるように作用極1
06と対極108との間に印加される電圧が可変制御さ
れる。作用極106と対極108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。従って、作用極
106と対極108との間を流れる電流を検出すること
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。作用極と対極との間を流れる電流は抵抗132によ
って電位差に変換され、この電位差は増幅回路134に
よって増幅され、その出力端子136から出力される。
出力端子136の出力は、副制御ユニット58のマイク
ロコンピュータのA/D(アナログ・ディジタル)変換
回路に入力され、グルコース濃度の演算に利用される。
【0030】図10を参照するに、フローセル94は取
付け装置34に交換可能に装着されるようになってお
り、この取付け装置34は、ハウジング22のフレーム
14にビスなどにより適宜固定されたベース138と、
このベース138に固定されたソケット・ブロック14
0と、ソケット・ブロック140に対してフローセル9
4を接離させるためのレバー操作のクランプ機構とで構
成することができ、このクランプ機構は、揺動レバー1
42と、レバー142にリンクされたスライダー144
と、スライダー144のノッチ146に嵌合可能なフロ
ーセル・ホルダー148とで構成することができる。
【0031】ソケット・ブロック140にはシリンジポ
ンプ36に通じる搬送ホース150と便器のボウルに通
じる排出ホース152が接続してあり、これらのホース
はソケット・ブロック140に形成された入口ポート1
54および排出ポート156に夫々連通している。これ
らのポート154および156はフローセル94の入口
ニップル118および出口ニップル120と嵌合するよ
うになっている。ソケット・ブロック140には、更
に、ポテンショスタット130からのリード線158に
接続された3本のコネクタピン160が設けてあり、フ
ローセル94をソケット・ブロック140に装着した時
にフローセル94のピン穴124を通って夫々の電極の
端子112に電気接触するようになっている。
【0032】このような構成になっているので、フロー
セル・ホルダー148にフローセル94を装填し、スラ
イダー144のノッチ146にフローセルごとホルダー
148を挿入した上で、レバー142を図10において
時計方向に揺動させれば、フローセル94をソケット・
ブロック140に嵌合させることができる。この状態で
は、フローセル94の電解室116はホース150およ
び152に流体接続されると共に、フローセル94の電
極はリード線158に夫々電気接続される。
【0033】寿命が到来したフローセル94を交換する
に際しては、操作レバー142を図10において反時計
方向に揺動させれば、フローセル94はソケット・ブロ
ック140から離脱する。スライダー144からフロー
セル94ごとホルダー148を取り出し、ホルダーから
使用済みのフローセル94を取り外して廃棄することが
できる。新たなフローセル94をホルダー148に装填
し、前述したようにレバー142を操作してソケット・
ブロック140に装着すればよい。
【0034】流体搬送系統 次に、図11の模式図を参照しながら、流体搬送系統を
概説する。シリンジポンプ36はシリンダ166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172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のポート174は電動ロータリバルブ17
6に接続されている。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。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のポート174をステータ178のいづれかの
ポートに接続し、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。ステータ178は例え
ば6つのポートを有し、夫々、便器洗浄用シスターン1
84、緩衝液タンク88、較正液タンク38、フローセ
ル94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18
6に連通している。
【0035】制御回路の構成 図12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、尿分析開始スイッチ
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210などで構成することができる。
【0036】ハウジング22内においてフローセル94
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94の作用極と対極との間を流れ
る電流は増幅回路134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。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。
【0037】尿分析装置の動作態様 次に、図13から図17のフローチャートを併せて参照
しながら、本発明の尿分析方法および尿分析装置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は、定期的におよび所定回数の尿分析毎に
較正開始指令を副制御ユニット58のマイコン212に
伝送すると共に、被験者が尿分析開始スイッチ202を
押すと尿分析開始指令をマイコン212に伝送し、尿分
析後に分析結果に疑問をもった被験者がエラーチェック
を要求した時には何時でも補充的較正開始指令をマイコ
ン212に伝送するようにプログラムされている。副制
御ユニット58のマイコン212は、主制御ユニット5
6のマイコン200から較正開始指令又は尿分析開始指
令を受け取ると割り込みルーチンにより較正シーケンス
(図16)又は尿分析シーケンス(図17)を実行する
ようにプログラムされている。
【0038】図13から図15を参照するに、主制御ユ
ニット56のマイコン200は、電源投入後に初期設定
(S101)を行った後、所定周期でS102〜S123の処理を繰
り返す。主制御ユニット56のマイコン200は尿分析
が行われる度にその回数を監視していると共に、内蔵の
時計により時間を計測している。前回の較正から例えば
2週間経過するか尿分析の回数が20回を超えると(S1
04)、マイコン200は副制御ユニット58のマイコン
212に較正開始指令を伝送し(S105)、表示パネル2
06に“較正中です”などと表示することにより尿分析
装置10が使用できないことを使用者に報知する(S10
6)。
【0039】副制御ユニット58のマイコン212は較
正開始指令を受けて較正シーケンス(図16)を開始す
る。較正シーケンスでは、ロータリバルブ176の駆動
によりシリンジポンプ36は較正液タンク38に接続さ
れ、例えば約1mlの較正液(例えば、濃度200mg
/dlのグルコース標準液)が較正液タンク38からシ
リンジポンプ36に吸引される(S131)。次に、ロータ
リバルブが再び駆動され、シリンジポンプ36はフロー
セル94に接続される。この位置でシリンジポンプ36
のピストンを上昇させ、約10〜20μlの較正液を搬
送ホース150に打ち込む(S132)。再びロータリバル
ブを駆動してシリンジポンプ36を排出管路186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内の余剰の較正液を便器に廃棄する。較
正液の打ち込みが終わると、シリンジポンプ36をシス
ターン184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(S133)、洗浄水を便器に廃棄する。
【0040】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
吸引させた後(S134)、再びシリンジポンプ36をフロ
ーセル94に接続し、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9
4に射出させる(S135)。これにより、先に搬送ホース
150に打ち込まれていた約10〜20μlの較正液
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94に送られ、混合物は
フローセル94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。
【0041】較正液とキャリヤ液との混合物がフローセ
ル94を通過するに伴い、作用極106のGOD固定化
膜128のところでは上記式(1)に従い混合物中の尿
グルコース濃度に応じて過酸化水素が発生し、前述した
ようにポーラログラフ・フローセルの作用極106と対
極108との間には過酸化水素発生量に応じた電流が流
れる。この電流は抵抗132により電圧信号に変換さ
れ、増幅回路134により増幅され、マイコン212の
A/D変換回路に入力される。マイコン212はフロー
セル出力M1を2値信号に変換する。このようにして、
較正液(濃度200mg/dlのグルコース標準液)に
対するフローセル出力M1が検出される。フローセル出
力M1は主制御ユニット56に伝送される(S136)。
【0042】主制御ユニット56のマイコン200は副
制御ユニット58のマイコン212から伝送されたフロ
ーセル出力M1を受信すると(S107)、前回の較正時の
データを更新することによりこのデータをメモリ210
に格納し(S108)、較正中の表示を解除する(S109)。
このようにして得られた更新されたフローセル出力M1
は、後述する尿サンプルのグルコース濃度の演算に利用
される。
【0043】次に日常の尿分析について説明するに、尿
分析にあたり被験者が便座に着座し、主制御ユニット5
6に設けられた尿分析開始スイッチ202を押すと(S1
10)、主制御ユニット56のマイコン200は副制御ユ
ニット58のマイコン212に尿分析開始指令を伝送す
る(S111)。マイコン212はこの指令を受けて尿分析
シーケンス(図17)を実行する。
【0044】図17を参照するに、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(S14
1)。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(S142)。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(S143)、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
2ml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(S144)。
【0045】マイコン212はロータリバルブを再び駆
動して、シリンジポンプ36を排出管路186に接続
し、シリンジポンプ36のピストンを上昇させて尿サン
プルの一部を排出管路186を介して便器12のボウル
に放出させる。これにより、シリンジポンプ36のエア
抜きが行われ(S145)、吸引された気泡がポーラログラ
フ・フローセル94に送られるのが防止される。
【0046】次に、ロータリバルブが再び駆動され、シ
リンジポンプ36はフローセル94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10〜20μlの尿サンプルを搬送ホース150に打
ち込む(S146)。再びロータリバルブを駆動してシリン
ジポンプ36を排出管路186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
余剰の尿を便器に廃棄する(S147)。
【0047】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184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(S148)、洗浄水を便器に廃棄す
る。
【0048】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
吸引させた後(S149)、再びシリンジポンプ36をフロ
ーセル94に接続し、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9
4に射出させる(S150)。これにより、先に搬送ホース
150に打ち込まれていた約10〜20μl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94に送られ、混合物
はフローセル94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。
【0049】尿サンプルとキャリヤ液との混合物がフロ
ーセル94を通過するに伴い、前述したようにポーラロ
グラフ・フローセルの作用極106と対極108との間
には尿サンプル中のグルコース濃度に応じた電流が流
れ、この電流は抵抗132により電圧信号に変換され、
増幅回路134により増幅され、マイコン212のA/
D変換回路に入力され、2値信号に変換される。こうし
て尿検体に対するフローセル出力M2が得られる。この
フローセル出力M2は主制御ユニット56に伝送される
(S151)。尿サンプル吸引後の任意の時点でマイコン2
12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(S152)。
【0050】図14のフローチャートに戻るに、主制御
ユニット56のマイコン200は尿検体に対するフロー
セル出力M2を受信すると(S112)、これをメモリに格
納し(S113)、尿糖値を演算する(S114)。尿糖値の演
算は例えば次式に基づいて行うことができる。 尿糖値=(M2/M1)×α(グルコース標準液の濃
度、即ち、200mg/dl) 得られた尿糖値は表示パネルに表示されると共に(S11
5)、メモリ210に格納され、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。
【0051】何等かの原因によりフローセル94の酵素
固定化膜128の酵素が前回の較正後異常に早期に劣化
していた場合には、尿糖値は過小に表示されるであろ
う。表示された尿糖値に被験者が疑問をもち、入力スイ
ッチ204の操作によりエラーチェックを指令した場合
には(S116)、主制御ユニット56のマイコン200は
副制御ユニット58のマイコン212に較正開始指令を
伝送し(S117)、補充的較正を開始させる。前述したよ
うに較正液がフローセルに送られ、較正液に対する新た
なフローセル出力M1が副制御ユニット58から伝送さ
れると(S119)、マイコン200はフローセル出力M1
を更新し(S120)、更新されたフローセル出力M1と先
の尿検体に対するフローセル出力M2とに基づいて尿糖
値を再び演算し(S121)、新たな尿糖値を表示する(S1
23)。
【0052】このようにエラーチェックは、尿検体のサ
ンプリングと分析をやり直すことなく、補充的較正と演
算のやり直しのみにより行われるので、その間被験者が
拘束されることがない。また、最小限の時間で正確な尿
糖値を得ることができる。
【0053】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、フローセルは尿グ
ルコースを分析するように構成されているものと記載し
たが、尿の他の成分を分析するように構成してもよい。
【0054】
【発明の効果】前述したように、本発明の尿分析方法に
よれば、酵素の異常な劣化に起因する異常値を排除し、
正確な尿糖値を得ることができる。しかも、エラーチェ
ックは尿サンプリングと分析をやり直すことなく行われ
るので、被験者の拘束時間が増加することがない。従っ
て、また、本発明の尿分析装置は使い勝手が良い。
【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設
置したところを示す斜視図である。
【図2】図2は、図1に示した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4は、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5は、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】図6は、フローセルの分解斜視図である。
【図7】図7は、図6のVII−VII線に沿った断面図であ
る。
【図8】図8は、図6のVIII−VIII線に沿った作用極の
模式的な拡大断面図である。
【図9】図9は、フローセル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10】図10は、フローセル取付け装置の分解斜視
図である。
【図11】図11は、尿分析装置の流体搬送系統を示す
模式図である。
【図12】図12は、制御ユニットのブロック図であ
る。
【図13】図13は、主制御ユニットの動作を示すフロ
ーチャートである。
【図14】図14は、図13のフローチャートの続きを
示す。
【図15】図15は、図14のフローチャートの続きを
示す。
【図16】図16は、副制御ユニットの較正シーケンス
のフローチャートである。
【図17】図17は、副制御ユニットの尿分析シーケン
スのフローチャートである。
【符号の説明】
10: 尿分析装置 36: シリンジポンプ 38: 較正液タンク 56/58: 制御ユニット 94: ポーラログラフ・フローセル 106: フローセルの作用極 128: フローセルの酵素固定化膜 200: 演算処理手段 200/210: フローセル出力記録手段 200/212/36/38: 自動較正手段、補充的
較正手段 200/212/36/68: 検体移送手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 尿検体中の所定の物質を反応させる酵素
    を担持した作用極を備え該物質の濃度に応じた電気信号
    を出力するポーラログラフ・フローセルを用いて尿検体
    中の該物質を定量分析するにあたり、 1)定期的に又は所定回数の分析毎にフローセルに較正
    液を移送して較正液に対するフローセル出力(M1)を
    記録し、 2)尿分析に際しては尿検体を必要に応じ緩衝液と共に
    フローセルに移送して尿検体に対するフローセル出力
    (M2)を記録し、 3)較正液に対する前記フローセル出力(M1)と尿検
    体に対する前記フローセル出力(M2)とに基づいて尿
    検体中の該物質の濃度を演算し、 4)斯く演算された濃度に疑問がある場合には、尿検体
    の分析後にフローセルに新たに較正液を移送して較正液
    に対するフローセル出力(M1)を更新し、 5)較正液に対する更新されたフローセル出力(M1)
    と尿検体に対する前記フローセル出力(M2)とに基づ
    いて尿検体中の該物質の濃度を再び演算することを特徴
    とするポーラログラフ尿分析方法。
  2. 【請求項2】 尿検体中の所定の物質を反応させる酵素
    を担持した作用極を備え前記物質の濃度に応じた電気信
    号を出力するポーラログラフ・フローセルと、フローセ
    ル出力を自動的に較正するべく定期的に又は所定回数の
    分析毎に較正液をフローセルに移送する自動較正手段
    と、尿分析指令に応じて尿検体を必要に応じ緩衝液と共
    にフローセルに移送する検体移送手段と、フローセル出
    力を補充的に較正するべく補充的較正指令に応じて較正
    液をフローセルに移送する補充的較正手段と、フローセ
    ルの出力を記録する手段と、フローセル出力の基づいて
    尿検体中の該物質の濃度を演算する演算処理手段とを備
    え、前記演算処理手段は、使用者が尿分析を指令した時
    には自動較正時のフローセル出力(M1)と検体移送時
    のフローセル出力(M2)とに基づいて尿検体中の該物
    質の濃度を演算し、濃度演算後に使用者が補充的較正を
    指令した時には検体移送時のフローセル出力(M2)と
    補充的較正時のフローセル出力(M1)とに基づいて尿
    検体中の該物質の濃度を再び演算することを特徴とする
    尿分析装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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