TWI733104B

TWI733104B - 具有血紅素檢測功能的馬桶裝置

Info

Publication number: TWI733104B
Application number: TW108115076A
Authority: TW
Inventors: 顏碩廷; 王怡驊; 林崇睿
Original assignee: 瑞愛生醫股份有限公司
Priority date: 2019-04-30
Filing date: 2019-04-30
Publication date: 2021-07-11
Also published as: TW202041198A

Abstract

本發明係一種具有血紅素檢測功能的馬桶裝置，包括一馬桶本體、一馬桶蓋體及一血紅素檢測模組。該血紅素檢測模組設置於該馬桶蓋體上，且具有一第一處理單元、一光源產生單元及一光偵測單元。當該馬桶蓋體蓋設於該馬桶本體上時，該光源產生單元發射一入射光束至一排泄物水溶液後，該光偵測單元接收反射出的一反向光束，而該第一處理單元根據該反向光束產生一光強度資訊，並根據該光強度資訊產生一檢測結果資訊。如此一來，便實現了對排泄物中是否含有潛血的檢測功能，且檢測過程簡單便利，適合推廣應用。

Description

具有血紅素檢測功能的馬桶裝置

本發明涉及一種馬桶裝置，尤指一種具有血紅素檢測功能的馬桶裝置。

血紅素存在於人類及大部分動物的血管的血液中，當身體內部組織出現發炎、癌症細胞增長、潰瘍等各種病變時，由於組織受傷血液滲出，因此血液中的血紅素便會出現在人體對外排出的分泌物例如排泄物、排遺物，或唾液、鼻涕中等。因此，檢測該些分泌物中的血紅素便是判斷身體內部是否出現病變的一種重要指標。例如用以判斷大腸直腸癌的糞便潛血檢測、用以判斷膀胱癌或腎臟癌的尿液潛血檢測、用以判斷支氣管炎或肺腫瘤的咳痰潛血檢測等。

其中，大腸直腸癌是台灣連續十一年的癌症之首，在美國，大腸直腸癌大腸癌發病人數占總體癌症發病人數的8%，發生率居第四位，死亡率居第二位。在中國，大腸癌發病人數占全世界18.6%，死亡人數占全世界20.1%，兩項均居世界第一。而判斷大腸直腸癌的一項重要指標，即為糞便潛血檢測，也就是說，當糞便排遺物中的含有血液或血紅素時，及代表大腸直腸癌或早期病變可能已經發生。在現行方法中，普遍常見的檢測方法是免疫法潛血檢測，在該檢測中，受測人必須自行採集糞便檢體，自行送回或寄送至醫院以供醫檢人員進行測試。然而此方法不僅須經較長時間的等待而導致不便，且一般人至多一年進行一次相關健康檢查，檢測週期長，無法在出現徵狀時及時獲得相關檢測資訊。此外，採集糞便檢體時，由於潛血在糞便中並非均勻分佈，在檢驗過程中可能因並未採集到包含潛血的部分糞便，而導致檢測結果係偽陰性，也就是檢測結果判斷為陰性，但實際上已出現腫瘤或息肉等病變；此外，腫瘤或息肉本身一般來說是間歇性出血，並非持續出血，因此如果在採集糞便檢體的當天或前一天，腫瘤或息肉並沒有出血，同樣會造成檢驗結果為偽陰性，降低檢測結果的可信度。

在US 8,802,442B2公告案(APPARATUS AND METHOD FOR THE REMOTE SENSING OF BLOOD IN HUMAN FECES AND URINE)及CN104254621A公開案(遙測人糞便和尿液中的血液的裝置和方法)中，皆必須將螢光劑或氧化劑添加至馬桶中，再經由激發光照射馬桶中的待測物以判斷是否有螢光產生。因此使用者必須準備化學藥劑耗材，導致使用上的不便。

在US7223604B1專利案(METHODS AND KITS FOR THE DETECTION OF ERYTHROCYTES)中，同樣係採用螢光檢測的方式判斷待測物中是否包含潛血，且在進行該螢光檢測前，必須於待測物中加入反應溶液，該反應溶液包含具有多種化合物的強還原劑，若人體皮膚接觸有灼傷之危險。該方法及裝置在進行實際檢測前有多道程序，且有較高的危險性，因此不適合一般非受過訓練的使用者居家操作。

在JP1998339728專利案(糞便成分檢查裝置)中，使用者必須進行一採便程序，並添加額外的稀釋液以及進行洗淨程序，同樣需另外加入藥劑液體且操作程序複雜導致使用不便。

由以上敘述可知，現有技術中的分泌物潛血檢測方法中，有的需要操作糞便採集程序進行，或需另外添加多種試劑、螢光劑、反應劑等藥品，程序複雜操作不便，皆不適合一般使用者自行操作以供進行自主健康管理，故現有技術的排泄物檢測方法須進一步進行改進。

有鑑於現有技術的排泄物潛血檢測方法程序複雜且檢測週期長，或必須添加化學試劑造成汙染或接觸危險，本發明提供一種具有血紅素檢測功能的馬桶裝置，能夠快速且便利地進行排泄物的潛血檢測。該具有血紅素檢測功能的馬通裝置包含有一馬桶本體、一馬桶蓋體及一血紅素檢測模組。

該馬桶本體具有一承載槽，且該承載槽具有一反射平台，而該承載槽係供承載一排泄物水溶液。該馬桶蓋體係樞設在該馬桶本體上。

該血紅素檢測模組係設置於該馬桶蓋體上，且該血紅素檢測模組包含有一第一處理單元、一光源產生單元及一光偵測單元。

該光源產生單元電連接該第一處理單元。當該馬桶蓋體蓋設於該馬桶本體上，且當該第一處理單元接收到一啟動訊號時，該第一處理單元控制該光源產生單元發射一入射光束，且該光源產生單元朝向該反射平台發射該入射光束，使該入射光束射入該排泄物水溶液。

該光偵測單元電連接該第一處理單元，接收從該排泄物水溶液中射出的一反向光束，並根據該反向光束產生一光強度資訊。而該第一處理單元接收該光偵測單元產生的光強度資訊，並根據該光強度資訊判斷該反向光束的光譜分佈是否符合一目標光譜。

當該第一處理單元判斷該反向光束的光譜分佈符合該目標光譜時，產生一陽性結果資訊。當該第一處理單元判斷該反向光束的光譜分佈不符合該目標光譜時，產生一陰性結果資訊。

該血紅素檢測模組係用於檢測該馬桶本體的承載槽中的排泄物水溶液中的排泄物是否含有血液，並非用於檢測有無癌症。因此，檢測過程中既不需要向排泄物水溶液中添加任何生化試劑，也不需要從排泄物水溶液中採集糞便或採集尿液，使得潛血檢測極其便利且應用廣泛，並且該具有血紅素檢測功能的馬通裝置整體設計精密，結構簡單且緊湊，具有高效的檢測功能且成本低，適合推廣應用。

10:馬桶本體

11:承載槽

110:排泄物水溶液

1101:水封表面

111:反射平台

20:馬桶蓋體

30:血紅素檢測模組

31:第一處理單元

32:光源產生單元

321:入射光束

322:反向光束

33:光偵測單元

34:直流-直流轉換單元

40:控制模組

41:操作單元

42:第二處理單元

43:顯示單元

44:交流-直流轉換單元

50:操作基座

60:外接電源裝置

圖1為本發明具有血紅素檢測功能的馬桶裝置較佳實施例的方塊示意圖。

圖2為本發明具有血紅素檢測功能的馬桶裝置較佳實施例的外觀示意圖。

圖3為本發明具有血紅素檢測功能的馬桶裝置較佳實施例的局部剖面示意圖。

圖4為本發明具有血紅素檢測功能的馬桶裝置另一較佳實施例的方塊示意圖。

圖5為本發明具有血紅素檢測功能的馬桶裝置較佳實施例的俯視示意圖。

圖6為本發明具有血紅素檢測功能的馬桶裝置較佳實施例的陽性結果示意圖。

圖7為本發明具有血紅素檢測功能的馬桶裝置較佳實施例的陰性結果示意圖。

圖8為根據不同波長的入射光束產生的反向光束的光譜示意圖。

圖9為本發明具有血紅素檢測功能的馬桶裝置較佳實施例的反向光束的光譜示意圖。

圖10為本發明具有血紅素檢測功能的馬桶裝置另一較佳實施例的反向光束的光譜示意圖。

以下配合圖式及本發明之較佳實施例，進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段。

請參閱圖1、圖2及圖3所示，本發明提供一種具有血紅素檢測功能的馬桶裝置。該具有血紅素檢測功能的馬通裝置包含有一馬桶本體10、一馬桶蓋體20及一血紅素檢測模組30。

該馬桶本體10具有一承載槽11，且該承載槽11具有一反射平台111，而該承載槽11係供承載一排泄物水溶液110。該馬桶蓋體20係樞設在該馬桶本體10上，且該馬桶蓋體20係可樞轉地自該馬桶本體10的承載槽11的開口掀起，或是蓋住該馬桶本體10的承載槽11的開口。該反射平台111具有與該馬桶本體10一體成形之水平表面。

該血紅素檢測模組30係設置於該馬桶蓋體11上，且該血紅素檢測模組30包含有一第一處理單元31、一光源產生單元32及一光偵測單元33。

該光源產生單元32電連接該第一處理單元31。當該馬桶蓋體20蓋設於該馬桶本體10上，且當該第一處理單元31接收到一啟動訊號時，該第一處理單元31控制該光源產生單元32發射一入射光束321，且該光源產生單元32朝向該反射平台111發射該入射光束321，使該入射光束321射入該排泄物水溶液110。

該光偵測單元33電連接該第一處理單元31，接收從該排泄物水溶液110中射出的一反向光束322，並根據該反向光束322產生一光強度資訊。而該第一處理單元31接收該光偵測單元33產生的光強度資訊，並根據該光強度資訊判斷該反向光束322的光譜分佈是否符合一目標光譜。

當該第一處理單元31判斷該反向光束322的光譜分佈符合該目標光譜時，產生一陽性結果資訊。當該第一處理單元31判斷該反向光束322的光譜分佈不符合該目標光譜時，產生一陰性結果資訊。

由於該血紅素檢測模組30係用於檢測該馬桶本體10的承載槽11中的排泄物水溶液110中的排泄物是否含有血液，並非用於檢測有無癌症。因此，檢測過程中既不需要向排泄物水溶液110中添加任何生化試劑，也不需要從排泄物水溶液110中採集糞便或採集尿液，使得潛血檢測極其便利且應用廣泛，並且該具有血紅素檢測功能的馬通裝置整體設計精密，結構簡單且緊湊，具有高效的檢測功能且成本低，適合推廣應用。

在本較佳實施例中，該血紅素檢測模組30的光源產生單元32及該光偵測單元33均係設置在該馬桶蓋體20的內面上。且該光源產生單元32發射的入射光束321係一具有特定波長的光束。舉例來說，該光源產生單元32發射的入射光束係波長位在350-700奈米(nm)之間的特定波長的光束。而該反向光束322則為一螢光光束，且該反向光束322係由該排泄物水溶液110受該入射光束321激發而產生，並經由該馬桶本體10的承載槽11中的反射平台111反射後，自該排泄物水溶液110中射出，供該光偵測單元33接收。

值得說明的是，除了螢光光譜之外，本發明可採用任何光學式的潛血檢測原理，例如該反向光束322是該入射光束321射入該排泄物水溶液110後，自該排泄物水溶液110中反射出的光束，並不一定是受激發而產生的螢光光束，上述採用螢光光束僅是其中一種實施方式，並不以此為限。舉例來說，亦可通過該反向光束322量測該排泄物水溶液110的血液吸收光譜，或量測血液通用光譜之反射(含散射與拉曼)等光譜特性，皆可作為檢測排泄物潛血之依據。只要調整相對設置的該光源產生單元32所發出的入射光束321的頻率以及相對應的該光偵測單元33即可。

而通過在該馬桶本體10的承載槽11中設置該反射平台111，使得該光源產生單元32發射出的入射光束321射入該排泄物水溶液110後產生該反向光束322供該光偵測單元31接收，且該反向光束322還能夠射向該反射平台111 並經反射後射出該排泄物水溶液110，以供該光偵測單元31接收。因此通過該反射平台111的設置，能夠讓更多的反向光束322反射至該光偵測單元31，讓該光偵測單元31更容易接收到該反向光束322。

此外，該反射平台111具有較高的反射率，能夠進一步提高該反向光束322的強度，又能有效地控制反向光束322的散射角度，並且更能有效地讓該光偵測單元31接收該反向光束322，進而提高根據該反向光束322產生的該光強度訊號的訊噪比，大大增強了檢測的準確性，提高了檢測效果和效率。

而通過該反射平台111設置於馬桶本體10的陶瓷體表面，能夠避免髒汙附著在反射平台111上，能提高該反射平台111區域的抗髒汙效果，增強反向光束322的效能。

進一步而言，該光源產生單元32為一LED單元或一鐳射單元。此外，由於該光源產生單元32與該光偵測單元31均分佈設置在該馬桶蓋體20上，使得對該光源產生單元32和該光偵測單元31的安裝、拆卸、更換、維護等的操作都極其便利。

請參閱圖3所示，在本較佳實施例中，該馬桶本體10的承載槽11中的該排泄物水溶液110係具有一水封表面1101，而該水封表面1101與該反射平台111的垂直高度小於20毫米(mm)。此外，由圖中可知，於本發明之一實施例中，係將反射平台111設置在承載槽11中、光源產生單元32正下方的一位置，使得光源產生單元32產生的光線入射到反射平台111的入射角較小，以及由排泄物水溶液110射出後的折射角較小。由於該光源產生單元32射出的入射光束321射入該水封表面1101至該排泄物水溶液110的區域為厚度相對較小的厚度區域，使得該入射光束321更易從該水封表面1101射入該排泄物水溶液100，進一步提高了該光偵測單元33接收到的反向光束322的檢測精確性和檢測效率。

請參閱圖4及圖5所示，該具有血紅素檢測功能的馬通裝置進一步包含有一控制模組40，該控制模組40包含有一操作單元41、一第二處理單元42及一顯示單元43。該操作單元41係供一使用者操作，以產生該啟動訊號。

該第二處理單元42係電連接該第一處理單元31及該操作單元41。當該第二處理單元42接收到該操作單元41產生的啟動訊號時，該第二處理單元42進一步傳送該啟動訊號至該第一處理單元31。

該顯示單元43係電連接至該第二處理單元42。如圖6所示，當該第二處理單元42接收到該第一處理單元31產生的陽性結果資訊時，該第二處理單元42控制該顯示單元43顯示一陽性結果圖式。如圖7所示，而當該第二處理單元42接收到該第一處理單元31產生的陰性結果資訊時，該第二處理單元42控制該顯示單元43顯示一陰性結果圖式。

請參閱圖5所示，該具有血紅素檢測功能的馬通裝置還包含有一操作基座50。該操作基座50係固設在該馬桶本體10上。而該控制模組40的該操作單元41、該第二處理單元42及該顯示單元43係設置在該操作基座50上。

在本較佳實施例中，該操作單元41係設置在該操作基座50上的按鍵，而該顯示單元43則係設置在該操作基座50上的螢幕。

舉例來說，該具有血紅素檢測功能的馬通裝置在進行潛血檢測時，係由使用者先將該馬桶蓋體20覆蓋在該馬桶本體10上，以將該馬桶本體10的承載槽11蓋住，且當該馬桶蓋體20蓋設於該馬桶本體10上時，該血紅素檢測模組30的光源產生單元32會對應該承載槽11的反射平台111。

接著，由使用者按下該操作基座50上的按鍵，也就是該操作單元41，使該操作單元41產生該啟動訊號，並由該第二處理單元42傳送該啟動訊號至該第一處理單元31。而當該第一處理單元31接收到該啟動訊號時，該第一處理單元31控制該光源產生單元32發射該入射光束321，且由於該光源產生單元32係對應該反射平台111，因此該光源產生單元32係朝向該反射平台111發射該入射光束321，使該入射光束321射入該排泄物水溶液110。

當該排泄物水溶液110接收到該入射光束321時，該排泄物水溶液110受該入射光束321激發而產生該反向光束322，且該反向光束322係直接地或經由該馬桶本體10的承載槽11中的反射平台111反射後間接地自該排泄物水溶液110中射出，供該光偵測單元33接收。

而該光偵測單元33在接收該反向光束322後，該光偵測單元33根據該反向光束322產生該光強度資訊。且該第一處理單元31接收該光偵測單元33產生的光強度資訊，並根據該光強度資訊判斷該反向光束322的光譜分佈是否符合該目標光譜。

當該第一處理單元31判斷該反向光束322的光譜分佈符合該目標光譜時，產生該陽性結果資訊，並將該陽性結果資訊傳送至該第二處理單元42，而該第二處理單元42在接收到該陽性結果資訊時，該第二處理單元42控制該顯示單元43顯示該陽性結果圖式。同理，當該第一處理單元31判斷該反向光束322的光譜分佈不符合該目標光譜，而產生該陰性結果資訊，該第二處理單元42便控制該顯示單元43顯示該陰性結果圖式。

如此一來，使用者便可通過觀看該顯示單元43而得知檢測結果，從而結束檢測。

請參閱圖4所示，在本較佳實施例中，該控制模組40係進一步包含有一交流-直流轉換單元44。該交流-直流轉換單元44係供電連接至一外接電源裝置60，以接收一交流電源。且該交流-直流轉換單元44係電連接至該操作單元41、該第二處理單元42及該顯示單元43，並將該交流電源轉換成一第一直流電源後，供電至該操作單元41、該第二處理單元42及該顯示單元43。

而該血紅素檢測模組30係進一步包含有一直流-直流轉換單元34。該直流-直流轉換單元34係電連接至該交流-直流轉換單元44，以接收該第一直流電源。且該直流-直流轉換單元34係進一步電連接至該第一處理單元31、該光源產生單元32及該光偵測單元33，且將該第一直流電源轉換成一第二直流電源後，供電至該第一處理單元31、該光源產生單元32及該光偵測單元33。

關於該光源產生單元32，請參閱圖8所示，若該光源產生單元32發射出的入射光束321為407nm波長的光束時，該光偵測單元31接收到的該反向光束322的螢光訊號的螢光光譜峰值約為627nm。若該光源產生單元32發射出的入射光束321為475nm波長的光束時，該光偵測單元31接收到的該反向光束322的螢光訊號的螢光光譜峰值約為613nm。若該光源產生單元32發射出的入射光束321為508nm波長的光束時，該光偵測單元31接收到的該反向光束322的螢光訊號的螢光光譜峰值約為607nm。

舉例來說，請參閱圖9所示，若該光源產生單元32發射出的入射光束321為407nm波長的光束，且該光源產生單元32的驅動電流的範圍設置為20mA、40mA、80mA或140mA，當檢測到血液的重量百分濃度為0.4%的排泄物水溶液110的反射光束322的螢光訊號，且螢光光譜峰值約為627nm時，判斷檢測得到潛血訊號，從而實現了對該排泄物水溶液110中是否含有潛血的檢測功能。當中虛線代表無627nm的螢光光譜峰值，即代表無潛血訊號。

請參閱圖10所示，若鐳射二極體發射出407nm波長光束，驅動電流設置為固定電流值20mA，當檢測到重量百分濃度的範圍為0.01%、0.1%或0.4%的排泄物水溶液110的螢光訊號，且螢光光譜峰值約為627nm時，判斷檢測得到潛血訊號，從而實現了對該排泄物水溶液110中是否含有潛血的檢測功能。當中虛線代表無627nm的螢光光譜峰值，即代表無潛血訊號。

以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。