TWM457179U - 尿液檢測裝置 - Google Patents

Description

尿液檢測裝置

本創作是關於一種尿液檢測裝置，特別是關於一種以光學檢測尿液之生化特性的檢測裝置。

驗尿是重要的健康檢查篩檢項目，也是住院或門診病人的例行篩檢測試，可以篩檢腎臟、輸尿管、膀胱或尿道的病變，是醫院中常見的檢驗項目之一。

一般尿液常規檢查，包含目測檢查以及生化試驗，目測檢查直接以肉眼觀察尿液的顏色及外觀。生化試驗多使用檢測試紙來做篩檢，並以目測方式判定檢測結果。

以人工目測觀察尿液或檢測試紙反應之檢查方式，其準確性易受醫檢人員主觀影響，尤其檢測試紙是以呈色結果作判讀，若需較精確檢測結果須搭配呈色儀，以判讀試紙顏色深淺。再者，患者目前必須到醫院或檢驗所提供尿液樣本，才能對尿液樣本進行檢測。然而，前述方式讓尿液檢測過程因為排隊、交通等問題，造成受測者的不便與時間上的浪費，使尿液檢測無法應用於家庭照護或快速取樣。

綜上所述，設計出一準確性高且快速便利的尿液檢測裝置，讓尿液檢測作為初步篩檢以達到家庭照護的需求，是當前需努力的目標。

為解決上述問題，本創作提供一種尿液檢測裝置，利用以光感測器來檢測尿液之生化特性，以提升檢測準確性以及便利性，進而有利普及於家庭照護的應用。

本創作一實施例之尿液檢測裝置，其包含：一尿液容置單 元、一光源、一光感測單元以及一訊號分析單元。尿液容置單元用以容置一尿液。光源用以產生寬波長範圍之一第一光線，其包含可見光或紫外光，第一光線照射尿液以產生來自尿液之一第二光線，其中第二光線為透射尿液、被尿液反射之第一光線或第一光線所激發之光線。光感測單元用以偵測第二光線以產生一感測訊號。訊號分析單元用以分析感測訊號以獲得尿液之至少一生化資訊。

本創作又一實施例之尿液檢測裝置，其是與一訊號分析裝置組成一尿液分析系統，其中訊號分析裝置與尿液檢測裝置連接，用以分析一感測訊號以獲得尿液之至少一生化資訊。尿液檢測裝置包含一尿液容置單元、一光源以及一光感測單元。尿液容置單元用以容置一尿液。光源用以產生寬波長範圍之一第一光線，其包含可見光或紫外光，第一光線照射尿液以產生來自尿液之一第二光線，其中第二光線為透射尿液、被尿液反射之第一光線或第一光線所激發之光線。光感測單元用以偵測第二光線以產生感測訊號。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本創作之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

本創作之檢測尿液方法包含以下步驟：首先，收集一尿液。接著，以寬波長範圍之一第一光線照射尿液，舉例而言，第一光線可為可見光或紫外光。接著，第一光線照射尿液後，經由透射尿液、被尿液反射或被第一光線所激發，將產生來自尿液之一第二光線。再來，偵測第二光線，以產生至少一光學參數。最後，分析光學參數以獲得尿液之至少一生化資訊。於一實施例中，光學參數可為第二光線之光譜、光強度、穿透率、反射率、反射角度、折射角度、吸光值或以上之組合。

接續上述，首先，收集尿液於一容器，例如可透光容器，再由寬波長範圍之第一光源，照射容器中之尿液。第一光源照射尿液後，經尿液透射而產生第二光源。以尿色檢測為例，第一光源照射尿液後，經透射或折射產生第二光源，利用第二光源的強度，與第一光源的強度作比較可換算成穿透率，此穿透率代表即尿液之濁度。

以檢測尿液之血色素或膽色素為例，其檢測方式是以觀察尿液之顏色，第一光源照射尿液後，經透射產生第二光源，第二光源將受到尿液本體吸光效應，不同波長的第一光源被水及氧合血紅素(Oxyhemoglobin)所吸收的比例不同，第二光線之部分波長被吸收，在第二光源中可測定一最大吸收波長，據以判斷尿液本體之血紅素顏色深淺程度。

一實施例中，尿液可與一反應試劑混合，尿液經反應試劑混合後，尿液中物質將與試劑發生化學反應，使尿液顏色產生變化。以酸鹼值檢測為例，尿液中加入pH指示劑，例如溴瑞香草酚藍(Bromothymol Blue)，尿液中的鈉、鉀離子與試劑作用，使尿液顏色改變，第一光源照射尿液後產生之第二光線，依據第二光線之吸光值來測定尿液顏色所呈現之pH值。再以葡萄糖檢測為例，尿液中加入葡萄糖試劑，第一光線照射尿液後，經透射為第二光線，利用第二光線之顏色深淺程度，據以判斷尿糖含量。又以尿蛋白檢測為例，蛋白質含有胺基酸，胺基酸的芳香基團在280nm有吸光反應，第一光線為紫外光，照射尿液經透射為第二光線，第二光線在波長280nm之吸光值與尿液中蛋白質濃度呈正比，故第二光線在波長280nm之吸光值可計算尿液中蛋白質濃度。需注意者，不同環境可能造成檢測標的之吸光波長改變，因此，檢測過程或裝置之設定可依實際情況加以調整。

一實施例中，第二光線可以形成一影像，經由分析影像以 獲得尿液之生化資訊。例如，尿液中加入螢光染劑，尿液中之固體物質受螢光染劑受到第一光線之能量所激發以產生具有螢光反應之第二光線，影像中將呈現經螢光標記之固體物質，因水分不會產生螢光反應，其在影像中屬於背景，第二光線所形成之影像中，經影像處理可計算固體物質(具螢光反應標記)與水分(背景)面積之比例，以得知尿液中固態物質成分比重。

本創作之尿液檢測裝置，利用上述第二光線之光學參數，可測得尿液之生化資訊包含但不限於：比重、酸鹼度(pH)、蛋白質、葡萄糖、酮(ketone)、血色素、膽色素(bilirubin)、尿膽素(urobilinogen)、亞硝酸鹽(nitrite)、白血球酯酶(leukocyte esterase)或以上之組合。

請參照圖1所示，以一實施例作進一步說明，尿液檢測裝置10包含一尿液容置單元20、一光源30、一光感測單元40，以及一訊號分析單元50。尿液容置單元20用以容置一尿液22。光源30用以產生寬波長範圍之一第一光線31，其包含可見光或紫外光，第一光線31照射尿液後，經由透射尿液22、被尿液22反射或被第一光線31所激發，將產生來自尿液22之一第二光線32。光感測單元40用以偵測第二光線32以產生一感測訊號。訊號分析單元50用以分析感測訊號以獲得尿液22之至少一生化資訊。

於一實施例中，尿液容置單元20為可透光材質之容器，例如一試管，以盛裝尿液。或者，尿液容置單元20亦可為試紙或多孔性材料以吸附尿液。尿液容置單元20可區分為多個容置單元，以同時進行多項尿液檢測。光源30產生寬波長範圍之可見光或紫外光，光源30可為UV燈管、冷陰極燈管、LED光源或鹵素光源裝置。光感測單元40可為量測光學參數之影像感測裝置。舉例而言，影像感測裝置可包含一電荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)、互補式金屬氧化物半導 體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)感測器、接觸式影像感測器(Contact Image Sensor，CIS)。光感測單元40偵測第二光線32以產生感測訊號，再將感測訊號送至訊號分析單元50(例如電腦)作分析，以獲得尿液之生化資訊。

一實施例中，尿液檢測裝置10更包含一無線通訊單元60，可將感測訊號或尿液之生化資訊送至訊號分析單元50(例如遠端伺服器)，如此將便於將尿液檢測裝置10與其他醫檢裝置或系統整合。舉例而言，無線通訊單元60可為一射頻通訊(RF Communication)模組、ZigBee傳輸模組、藍芽通訊模組或無線區域網路通訊模組。

請參照圖2，本創作之另一實施例之尿液檢測裝置10，其是與一訊號分析裝置50a組成一尿液分析系統，其中訊號分析裝置50a與尿液檢測裝置10連接，用以分析一感測訊號以獲得尿液22之至少一生化資訊。尿液檢測裝置10包含一尿液容置單元20，一光源30以及一光感測單元40。尿液檢測裝置10檢測尿液之原理及流程如前所述，在此不再贅述。

請參照圖3，於一實施例中，尿液檢測裝置10，利用微小化電路設計，將光感測單元40體積微小化，藉以將尿液檢測裝置10可分離地設置於一尿布70。尿液檢測裝置10可重覆使用與拆卸，以便於更換尿布時，將尿液檢測裝置10重新設置於尿布。尿液檢測裝置10之所檢測尿液之感測訊號，經由無線通訊單元傳送至訊號分析裝置50a.

綜合上述，本創作之尿液檢測裝置，利用光學方法檢測尿液之生化特性。相較於目測判讀結果，可有效提升檢測之準確率，且本創作以光學檢測方法安全無毒。較佳者，利用微小化電路設計，可將尿液檢測裝置設置於尿布中，使尿布具有監測尿液之功能，可達到減輕照護步驟與提高照護品質之目的。

以上所述之實施例僅是為說明本創作之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本創作之內容並據以實施，當不能以之限定本創作之專利範圍，即大凡依本創作所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本創作之專利範圍內。

10‧‧‧尿液檢測裝置

20‧‧‧尿液容置單元

22‧‧‧尿液

30‧‧‧光源

31‧‧‧第一光線

32‧‧‧第二光線

40‧‧‧光感測單元

50‧‧‧訊號分析單元

50a‧‧‧訊號分析裝置

60‧‧‧無線通訊單元

70‧‧‧尿布

圖1為一方塊圖，顯示本創作一實施例之尿液檢測裝置。

圖2為一方塊圖，顯示本創作另一實施例之尿液檢測裝置。

圖3為一示意圖，顯示本創作另一實施例之尿液檢測裝置。

10‧‧‧尿液檢測裝置

20‧‧‧尿液容置單元

22‧‧‧尿液

30‧‧‧光源

31‧‧‧第一光線

32‧‧‧第二光線

40‧‧‧光感測單元

50‧‧‧訊號分析單元

60‧‧‧無線通訊單元

Claims (12)

1. 一種尿液檢測裝置，包含：一尿液容置單元，用以容置一尿液；一光源，用以產生寬波長範圍之一第一光線，其包含可見光或紫外光，該第一光線照射該尿液以產生來自該尿液之一第二光線，其中該第二光線為透射該尿液、被該尿液反射之該第一光線或該第一光線所激發之光線；一光感測單元，用以偵測該第二光線以產生一感測訊號；以及一訊號分析單元，用以分析該感測訊號以獲得該尿液之至少一生化資訊。
2. 如請求項1所述之尿液檢測裝置，其中該光感測單元是依據一光學參數產生相對應之該感測訊號，該光學參數包含該第二光線之光譜、光強度、穿透率、反射率、反射角度、折射角度、吸光值或以上之組合。
3. 如請求項1所述之尿液檢測裝置，其中該尿液容置單元包含一反應試劑。
4. 如請求項1所述之尿液檢測裝置，更包含：一無線通訊單元，用以傳送該感測訊號或該生化資訊。
5. 如請求項1所述之尿液檢測裝置，其中該生化資訊包含比重、酸鹼度(pH)、蛋白質、葡萄糖、酮(ketone)、血色素、膽色素(bilirubin)、尿膽素(urobilinogen)、亞硝酸鹽(nitrite)、白血球酯酶(leukocyte esterase)或以上之組合。
6. 如請求項1所述之尿液檢測裝置，其可分離地設置於一尿布。
7. 一種尿液檢測裝置，其是與一訊號分析裝置組成一尿液分析系統，其中該訊號分析裝置與該尿液檢測裝置連接，用以分析一感測訊號以獲得該尿液之至少一生化資訊，該尿液檢測裝置包含：一尿液容置單元，用以容置一尿液； 一光源，用以產生寬波長範圍之一第一光線，其包含可見光或紫外光，該第一光線照射該尿液以產生來自該尿液之一第二光線，其中該第二光線為透射該尿液、被該尿液反射之該第一光線或該第一光線所激發之光線；以及一光感測單元，用以偵測該第二光線以產生該感測訊號。
8. 如請求項7所述之尿液檢測裝置，其中該光感測單元是依據一光學參數產生相對應之該感測訊號，該光學參數包含該第二光線之光譜、光強度、穿透率、反射率、反射角度、折射角度、吸光值或以上之組合。
9. 如請求項7所述之尿液檢測裝置，其中該尿液容置單元包含一反應試劑。
10. 如請求項7所述之尿液檢測裝置，更包含：一無線通訊單元，用以傳送該感測訊號至該訊號分析裝置。
11. 如請求項7所述之尿液檢測裝置，其中該生化資訊包含比重、酸鹼度(pH)、蛋白質、葡萄糖、酮(ketone)、血色素、膽色素(bilirubin)、尿膽素(urobilinogen)、亞硝酸鹽(nitrite)、白血球酯酶(leukocyte esterase)或以上之組合。
12. 如請求項7所述之尿液檢測裝置，其可分離地設置於一尿布。