WO2016052747A1 - 排便予測装置及び排便予測方法 - Google Patents

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WO2016052747A1
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defecation
timing
rectum
unit
determination
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敦士 中西
九頭龍雄一郎
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    • A61B5/48—Other medical applications
    • A61B5/486—Bio-feedback

Definitions

  • the technology disclosed herein relates to a defecation prediction device and a defecation prediction method.
  • the device of Patent Document 1 detects a subject's faculties by internally administering the subject to the subject and non-invasively detecting from outside the body that the subject has reached the rectum. .
  • Patent Document 1 it is necessary for the target person to swallow a foreign object such as an object to be detected, which is accompanied by pain and annoyance.
  • a foreign object such as an object to be detected
  • the technique disclosed herein has been made in view of the above point, and its purpose is to predict the defecation timing without causing the subject to feel pain or inconvenience.
  • the defecation prediction device disclosed herein includes a sensor that detects the thickness of the rectum, and a determination unit that determines the defecation timing based on the output of the sensor.
  • the defecation prediction method disclosed herein includes the steps of detecting the thickness of the rectum and determining the defecation timing based on the detected rectum thickness.
  • the defecation prediction device it is possible to predict the defecation time without causing the subject to feel pain or annoyance.
  • the defecation prediction method it is possible to predict the defecation time without causing the subject to feel pain or annoyance.
  • FIG. 1 is a block diagram of a defecation prediction apparatus.
  • FIG. 2 is an explanatory view of a defecation prediction device usage state.
  • FIG. 3 is a flowchart of defecation timing determination.
  • FIG. 4 is an example of a waveform of a received signal subjected to signal processing in the signal processing unit.
  • FIG. 5 is a block diagram of a defecation prediction device provided with an intestinal sound sensor.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the defecation prediction apparatus 100. As shown in FIG. In FIG. 2, explanatory drawing of the use condition of the defecation prediction apparatus 100 is shown.
  • the defecation prediction apparatus 100 predicts defecation timing of the subject.
  • the target person is a care recipient such as an elderly person or a physically disabled person, or a person who is not a care recipient but who needs time before the body is inconvenient to go to the bathroom.
  • the defecation prediction apparatus 100 includes an ultrasonic sensor 1 that detects the thickness of the rectum, and an apparatus main body 2 that controls the ultrasonic sensor 1.
  • the defecation prediction apparatus 100 is attached to a subject. At least the ultrasonic sensor 1 is disposed on the skin of the subject in a portion corresponding to the rectum (for example, the lower abdomen).
  • the ultrasonic sensor 1 and the apparatus body 2 are integrally configured.
  • the ultrasonic sensor 1 transmits and receives ultrasonic waves.
  • the ultrasonic sensor 1 has a transducer formed of a piezoelectric element.
  • the ultrasonic sensor 1 vibrates according to the drive voltage to generate an ultrasonic wave, and when receiving an ultrasonic wave, generates an electric signal according to the vibration.
  • the ultrasonic sensor 1 is an example of a sensor.
  • the apparatus main body 2 performs overall control of the stool prediction device 100, the transmitter 3 for outputting the drive voltage to the ultrasonic sensor 1, the receiver 4 for receiving the electric signal from the ultrasonic sensor 1, and the drainage timing.
  • the control unit 5 the memory 6, the notification unit 7 for notifying the arrival of the defecation timing, the input unit 8 for performing input of the fact that defecation has actually occurred, and the communication unit 9 for performing communication with the outside And.
  • the transmitter 3 supplies a drive voltage to the ultrasonic sensor 1.
  • the transmission unit 3 has a pulse oscillator 31 and an amplification unit 32.
  • the pulse oscillator 31 generates a pulse signal of a predetermined time width and voltage value.
  • the amplification unit 32 amplifies the pulse signal from the pulse generator 31 and outputs it to the ultrasonic sensor 1 as a drive voltage.
  • the receiver 4 receives an electrical signal from the ultrasonic sensor 1.
  • the receiver 4 includes an amplifier 41 and an A / D converter 42.
  • the amplification unit 41 amplifies the reception signal from the ultrasonic sensor 1 and outputs the amplified signal to the A / D conversion unit 42.
  • the A / D converter 42 A / D converts the received signal from the amplifier 41 and outputs the signal to the signal processor 5.
  • the communication unit 9 communicates with an external communication terminal.
  • an external communication terminal that communicates can be registered, and information of the communication terminal is stored in the memory 6. That is, the user registers the communication terminal 200 in the deflation prediction apparatus 100 in advance. By doing so, communication between the defecation prediction device 100 and the communication terminal 200 becomes possible.
  • the communication terminal 200 possessed by the caregiver is registered in the defecation prediction apparatus 100 in advance.
  • the communication terminal 200 of the target person is registered.
  • a plurality of communication terminals for example, a communication terminal of a caregiver and a communication terminal of a care recipient
  • the control unit 5 includes one or more processors.
  • the control unit 5 controls the transmission unit 3 to output the drive voltage to the ultrasonic sensor 1, and determines the defecation timing based on the reception signal from the reception unit 4.
  • the control unit 5 includes a signal processing unit 51 that performs signal processing on the reception signal from the receiving unit 4, a control unit that controls the transmitting unit 3, and a determination unit 52 that determines the defecation timing.
  • the signal processing unit 51 performs signal processing such as averaging processing on the received signal input from the receiving unit 4, and outputs the processed signal to the determination unit 52.
  • the determination unit 52 outputs a pulse signal generation command to the pulse generator 31 of the transmission unit 3 and determines the defecation timing based on the reception signal input from the signal processing unit 51.
  • the control of the transmission unit 3 may be performed by a part other than the determination unit 52.
  • the determination unit 52 outputs an ultrasonic wave transmission command (step S1). Specifically, determination unit 52 outputs a pulse signal generation command to transmission unit 3. This generation command serves as a trigger for the deflation timing determination process.
  • the determination unit 52 determines the anterior wall of the rectum (the abdominal side wall based on the reception signal). And the reflected wave from the back wall of the rectum (the back wall) (step S3).
  • FIG. 4 shows an example of the waveform of the reception signal subjected to the signal processing in the signal processing unit 51.
  • the first large peak P1 in FIG. 4 is noise during transmission, which is a so-called dead zone.
  • the second peak P2 is a reflected wave on the skin surface.
  • the third peak P3 is a reflected wave from the anterior wall of the bladder (the abdominal wall), and the fourth peak P4 is a reflected wave from the posterior wall of the bladder (the back wall).
  • the fifth peak P5 is a reflected wave from the anterior wall of the rectum, and the sixth peak P6 is a reflected wave from the posterior wall of the rectum.
  • the determination unit 52 detects a time difference ⁇ T between the fifth peak P5 and the sixth peak P6 as a determination value.
  • the determination unit 52 may set the time difference between the peaks P5 and P6 or the time difference between the zero crossing points of the peaks P5 and P6 as the time difference ⁇ T of the peaks P5 and P6
  • the determination unit 52 determines the defecation timing (step S4). Specifically, the determination unit 52 determines whether or not the time difference ⁇ T between the two reflected waves is equal to or greater than a predetermined determination threshold. The time difference ⁇ T between the two reflected waves corresponds to the thickness of the rectum. The determination threshold is a time difference between two reflected waves corresponding to the thickness of the rectum when the defecation timing arrives. The timing at which the defecation timing is to be made (for example, immediately before defecation or 10 minutes before defecation) can be appropriately set, and the corresponding determination threshold is set in the memory 7 in advance. That is, the determination unit 52 determines whether or not the thickness of the rectum is the thickness assumed to be defecation timing.
  • the determination unit 52 reads the determination threshold from the memory 6 and compares it with the time difference ⁇ T that is the determination value (step S5). If the determination value is equal to or greater than the determination threshold (YES), the determination unit 52 determines that the defecation timing has arrived, and notifies the defecation timing (step S6). Specifically, the determination unit 52 operates the notification unit 7 and notifies the registered communication terminal 200 of arrival of the defecation timing via the communication unit 9.
  • the notification unit 7 is, for example, a vibrator. By vibrating the vibrator, the subject is notified of the arrival of defecation timing. Thus, the subject can be prepared to go to the bathroom, since it will be informed in advance that he / she will be able to use his / her convenience.
  • Communication terminal 200 can communicate with defecation prediction device 100 and operate defecation prediction device 100 by downloading an application dedicated to defecation prediction device 100.
  • the communication terminal 200 receives a signal indicating arrival of the defecation timing from the defecation prediction device 100, the notification of the arrival of the defecation timing is displayed to the user on the display, etc. Inform.
  • it is possible to notify the holder of the communication terminal 200 of the arrival of the defecation timing and to urge the target person to take a toilet.
  • the determination unit 52 determines whether a predetermined time has elapsed since the previous transmission of the ultrasonic wave (step S7). If the predetermined time has elapsed, the determination unit 52 returns to step S1 and transmits an ultrasonic wave. On the other hand, when the predetermined time has not elapsed, the determination unit 52 waits for the predetermined time to elapse, and returns to step S1 after the predetermined time has elapsed. As described above, the determination unit 52 transmits ultrasonic waves at predetermined time intervals, and periodically determines defecation timing.
  • the determination unit 52 records the determination value in the memory 6 each time when the determination of the defecation timing (a series of processes from the generation instruction of the pulse signal to the determination) is periodically performed. That is, the memory 6 stores time-series changes in determination values.
  • the determination unit 52 waits for a report indicating that there is an actual defecation (step S8).
  • the apparatus main body 2 is provided with an input unit 8.
  • a third party such as a target person or a care giver operates the input unit 8.
  • the input unit 8 is a push button.
  • the communication terminal 200 it can be input to the defecation prediction apparatus 100 that there is an actual defecation.
  • the holder of the communication terminal 200 operates the communication terminal 200 when the actual defecation is completed, and transmits to the defecation prediction apparatus 100 that the actual defecation has occurred.
  • the determination unit 52 determines that there is an actual defecation and corrects the determination threshold (step S9). Specifically, based on the time from when the determination unit 52 notifies the arrival of the defecation timing to when there is an input from the input unit 8 or the communication terminal 200 that there is an actual defecation, It is determined whether the time at which the arrival was notified is appropriate. The time required for defecation after the thickness of the rectum becomes a thickness corresponding to the determination threshold substantially matches the time from notification to the report of defecation.
  • the determination unit 52 leaves the determination threshold as it is. In such a case, the determination unit 52 reports the defecation timing at an appropriate time, and thus does not correct the determination threshold.
  • the determination unit 52 corrects the determination threshold smaller by a predetermined amount, and from notification to the report of defecation If the time of 1 is longer than the time to defecation which is assumed, the judgment threshold value is corrected to be larger by a predetermined amount.
  • the determination unit 52 corrects the determination threshold so as to reduce the time difference.
  • the determination unit 52 overwrites the corrected determination threshold on the memory 6.
  • the determination unit 52 uses the corrected determination threshold when determining the next or subsequent defecation timing.
  • step S7 is explained as processing after defecation timing determination when the defecation timing has not arrived in the above description, even when the defecation timing arrives, the determination unit 52 finally performs the step S7. Execute the process of Thus, regardless of whether or not the defecation timing has arrived, the determination unit 52 transmits the ultrasonic waves at predetermined time intervals, and periodically determines the defecation timing.
  • the defecation prediction apparatus 100 includes the ultrasonic sensor 1 that detects the thickness of the rectum, and a determination unit 52 that determines the defecation timing based on the output of the ultrasonic sensor 1.
  • the above-described method for predicting defecation includes the steps of detecting the thickness of the rectum, and determining the defecation timing based on the detected rectum thickness.
  • the ultrasonic sensor 1 detects the thickness of the rectum. Just before defecation, stools are stored in the rectum, and the rectum becomes thicker. That is, the thickness of the rectum represents the presence or absence of stool in the rectum. Therefore, the determination unit 52 determines the defecation timing from the thickness of the rectum based on the output of the ultrasonic sensor 1. For example, when the thickness of the rectum exceeds a predetermined determination threshold, it can be determined that defecation is close.
  • the stool prediction apparatus 100 further includes a notification unit 7 that reports the arrival of the defecation timing, and the determination unit 52 operates the notification unit 7 when it is determined that the defecation timing has arrived.
  • the notification unit 7 notifies that effect to the outside.
  • the subject wearing the ultrasonic sensor 1 or a third party other than that can know the timing of defecation. For example, if the target person is a person who takes time to go to the bathroom with a physical disability, setting the timing for notifying the defecation timing earlier, even before the target person feels comfortable It is possible to give notice of defecation. In this way, it is possible to urge the target person to prepare to go to the bathroom early. In addition, even when the care recipient is a target person, it is possible to give notice of bowel movements even before the caregiver feels comfortable. In this way, the caregiver can guide the care recipient to the bathroom with time.
  • the determination unit 52 is configured to determine that the defecation timing has arrived when the thickness of the rectum is equal to or greater than a predetermined determination threshold, and after determining the defecation timing, accepts feedback of actual defecation, and the determination threshold Correct the
  • the determination unit 52 determines the defecation timing based on the thickness of the rectum. However, since there are individual differences in the thickness of the rectum, there are individual differences in the determination threshold of the thickness of the rectum for determining that the defecation timing has arrived. After determining the determination timing, the determination unit 52 receives feedback of actual defecation to correct the determination threshold. Thereby, the determination threshold is corrected according to the subject. As a result, the determination accuracy of the defecation timing by the determination unit 52 can be improved.
  • the determination unit 52 is configured to receive an input indicating that there is an actual defecation, and it is a time from notification of the defecation timing to an input indicating that there is an actual defecation. Correct the judgment threshold based on it.
  • the determination threshold can be corrected based on actual defecation.
  • the sensor for detecting the thickness of the rectum is not limited to the ultrasonic sensor 1. Any sensor other than the ultrasonic sensor may be employed as long as it can detect the thickness of the rectum. Even when an ultrasonic sensor is employed, the configuration of the ultrasonic sensor is not limited to the above-described configuration. For example, it may be an ultrasonic sensor having a plurality of transducers arranged in an array.
  • the ultrasonic sensor 1 and the device main body 2 are integrally configured in the defecation prediction device 100, the present invention is not limited to this.
  • the ultrasonic sensor 1 and the apparatus body 2 may be separately provided, and only the ultrasonic sensor 1 may be attached to the subject, and the apparatus body 2 may not necessarily be attached to the subject. In that case, the ultrasonic sensor 1 and the main device 2 communicate by wire or wirelessly.
  • the device to be attached to the subject includes at least the ultrasonic sensor 1, other elements may be included.
  • the transmitting unit 3 and the receiving unit 4 may be separated from the apparatus main body 2 and included in the apparatus to be attached to the subject.
  • the signal processing unit 51 may be included in an apparatus on the side attached to the subject.
  • the control unit 5 and the memory 6 may be included in the apparatus on the side attached to the subject person, and only the notification unit 7 and the input unit 8 may be separated.
  • the device not attached to the subject may be a communication terminal such as a smartphone or a PC.
  • the ultrasonic sensor 1, the transmission unit 3, the reception unit 4, the control unit 5, and the memory 6 may be integrally formed, and the notification unit 7 and the input unit 8 may be configured as a communication terminal.
  • the stool prediction apparatus 100 includes the ultrasonic sensor 1, the transmitter 3, the receiver 4, the controller 5, and the memory 6.
  • a communication terminal carried by a caregiver functions as the notifier 7 and the input unit 8. .
  • the defecation prediction apparatus 100 executes the determination of the defecation timing as described above, and transmits the fact to the communication terminal when the defecation timing has arrived.
  • the caregiver guides the care recipient to the toilet in response to the notification of the defecation timing, and when there is an actual defecation, transmits that effect to the defecation prediction apparatus 100 via the communication terminal.
  • the deflation prediction apparatus 100 corrects the determination threshold as described above when receiving a report of actual defecation.
  • the user may appropriately set the number of minutes before defecation immediately before defecation. For example, when the user inputs 5 minutes before defecation as defecation timing, the determination unit 52 sets a time difference between two reflected waves corresponding to the thickness of the rectum 5 minutes before defecation as the determination threshold.
  • the memory 6 stores the relationship between the time difference between the two reflected waves and the defecation timing on the basis of the average rectum thickness, and the determination unit 52 calculates the two reflected waves corresponding to the input time. The time difference is set as the determination threshold.
  • the notification unit 7 is not limited to the vibrator.
  • the notification unit 7 may be an alarm, a lamp, or a combination thereof.
  • the correction of the determination threshold may be performed based on the determination value (i.e., the thickness of the rectum) rather than based on the input from the input unit 8.
  • the determination value i.e., the thickness of the rectum
  • the time interval to repeat the determination of defecation timing is short, stool is accumulated and thickened in the rectum, and it is defecated, and the determination value until the rectum becomes thin is finely recorded in the memory 6. In such a case, it is possible to determine based on the determination value recorded in the memory 6 when the actual defecation has occurred.
  • the judgment value i.e., the thickness of the rectum
  • the determination threshold may be corrected based on the time from notification of the defecation timing to the maximum of the determination value.
  • the determination threshold it is possible to know from the actual data the determination value (that is, the thickness of the rectum) where the time until defecation is a predetermined set time The determination threshold can be corrected more accurately.
  • the repetition cycle to determine the defecation timing is made relatively long (for example, every 10 minutes), and after the arrival of the defecation timing is determined, the detection of the rectum is shorter It may be performed in a repetition cycle (for example, every one minute).
  • the determination unit 52 may notify of an approximate time until defecation. Even with this configuration, as described above, the determination threshold and the predicted time until defecation may be corrected based on actual defecation.
  • the determination unit 52 is not limited to one that determines the defecation timing based on the time difference between the two reflected waves, that is, the thickness of the rectum.
  • the determination unit 52 may determine the defecation timing based on the rate of change of the time difference between the two reflected waves, that is, the rate of change of the rectum thickness. That is, it may be determined that the stool has reached the rectum, that is, the defecation timing has arrived, when the rectum is suddenly thickened.
  • the transmission part 3 inputs the pulse signal as a drive signal to the ultrasonic sensor 1, the drive signal is not limited to a pulse signal.
  • the drive signal may be a burst wave instead of a pulse wave.
  • a frequency modulated continuous wave may be used as the drive signal.
  • the determination unit 52 analyzes the frequency of the received signal to detect the thickness of the rectum.
  • the frequency analysis method may be fast Fourier transform (FFT) or maximum entropy method (MEM).
  • the determination unit 52 determines the defecation timing using only the time difference ⁇ T between the reflected wave from the anterior wall of the rectum and the reflected wave from the posterior wall of the rectum, the present invention is not limited thereto.
  • the determination unit 52 may determine the defecation timing based on the state of stool in addition to the time difference ⁇ T.
  • the determination unit 52 may detect the moisture content (or moisture content) of the stool from the reception signal, and determine the defecation timing based on the time difference ⁇ T and the moisture content.
  • the determination unit 52 corrects the defecation timing based on the time difference ⁇ T earlier. Furthermore, if the water content is equal to or more than a predetermined value, the determination unit 52 changes the method of notification (for example, increases the strength of vibration) or the like to express urgency. Good.
  • the water content of stool can be detected based on the portion of the received signal between peak P5 and peak P6.
  • the ultrasound emitted into the body is also somewhat reflected by feces. Since the acoustic impedance of the stool also changes with the water content of the stool, the size of the reflected wave from the stool also changes with the water content of the stool. Therefore, the determination unit 52 can detect the moisture content of the stool based on the noise level of the portion between the peak P5 and the peak P6 in the received signal. The higher the noise level, the lower the water content of the stool, and the lower the noise level, the higher the water content of the stool.
  • the determination unit 52 determines the attenuation rate of the reflected wave from the back wall of the rectum to the reflected wave from the anterior wall of the rectum (the amplitude of the reflected wave from the back wall of the rectum / the amplitude of the reflected wave from the anterior wall of the rectum) Also, the water content of stool can be detected. The higher the attenuation rate, the lower the water content of stool, and the lower the attenuation rate, the higher the water content of stool.
  • the ultrasonic sensor 1 functions not only as a sensor for detecting the thickness of the rectum, but also as a sensor for detecting the state of stool in the rectum.
  • the determination unit 52 determines the defecation timing by comparing the time difference ⁇ T with the determination threshold in step S5
  • the determination unit 52 corrects the determination threshold based on the state of the stool (that is, the water content). It is also good.
  • the determination threshold corresponding to the moisture content of the stool is stored in the memory 6, and the determination unit 52 reads the determination threshold corresponding to the moisture content of the stool from the memory 6, and compares the determination threshold with the time difference ⁇ T. You may do it.
  • the determination unit 52 may determine that gas is accumulated in the rectum.
  • the defecation prediction apparatus may further include an intestinal sound sensor that detects an intestinal sound, and may determine the defecation timing in consideration of the intestinal sound in addition to the thickness of the rectum.
  • FIG. 4 shows a block diagram of a defecation prediction apparatus 2100 provided with an intestinal sound sensor.
  • the defecation prediction apparatus 2100 includes an ultrasonic unit 300, an enteric sound unit 400, and a communication terminal 200.
  • the ultrasonic unit 300 and the communication terminal 200 of the defecation prediction apparatus 2100 are examples in which the ultrasonic sensor and the apparatus body are separately configured, and the communication terminal 200 functions as the apparatus body.
  • the ultrasound unit 300 is attached to a portion of the subject's skin corresponding to the rectum (for example, the lower abdomen), transmits ultrasound into the body, and receives a reflected wave thereto.
  • the ultrasound unit 300 includes the ultrasound sensor 1, a first transmission unit 303, a first reception unit 304, a first control unit 305, and a first communication unit 306.
  • the first transmission unit 303 and the first reception unit 304 correspond to the transmission unit 3 and the reception unit 4.
  • the first control unit 305 includes one or more processors and controls the ultrasound unit 300.
  • the first communication unit 306 performs wireless communication with the communication terminal 200.
  • the enteric sound unit 400 is mounted on a portion of the subject's skin that corresponds to the large intestine (for example, the lower abdomen), and detects an enteric sound in the body.
  • the enteral sound unit 400 includes a microphone 401, a second reception unit 404, a second control unit 405, and a second communication unit 406.
  • the microphone 401 is an example of a sensor that detects intestinal sounds in the body.
  • the second reception unit 404 receives an electrical signal from the microphone 401.
  • the reception unit 404 includes an amplification unit 441 and an A / D conversion unit 442.
  • the amplification unit 441 amplifies the received signal from the microphone 401 and outputs the amplified signal to the A / D conversion unit 442.
  • the A / D conversion unit 442 A / D converts the reception signal from the amplification unit 441 and outputs the signal to the second control unit 405.
  • the second control unit 405 has one or more processors, and controls the enteral sound unit 400.
  • the second communication unit 406 performs wireless communication with the communication terminal 200.
  • the communication terminal 200 includes a main body control unit 5, a memory 6, a notification unit 7, an input unit 8, and a main body communication unit 9.
  • the main body control unit 5 and the main body communication unit 9 correspond to the control unit 5 and the communication unit 9, respectively.
  • the communication terminal 200 downloads an app dedicated to the defecation prediction device 2100, and predicts defecation timing by operating the app.
  • the communication terminal 200 is, for example, a smartphone or a PC.
  • a CPU, a memory, a vibrator and a speaker, and an input interface such as a touch panel unique to the communication terminal 200 and a communication unit function as the main body side control unit 5, the memory 6, the notification unit 7, the input unit 8 and the main body side communication unit 9.
  • Communication between the communication terminal 200 and the ultrasound unit 300 is performed by communication between the first communication unit 306 and the main body communication unit 9.
  • Communication between the communication terminal 200 and the intestinal tract sound unit 400 is performed by communication between the second communication unit 406 and the main body communication unit 9.
  • the communication terminal 200 transmits a command to cause the ultrasonic sensor 1 to transmit ultrasonic waves to the ultrasonic unit 300 at predetermined intervals.
  • the predetermined cycle is a cycle for determining the arrival of defecation timing.
  • the first control unit 305 causes the first transmission unit 303 to output a drive voltage to the ultrasonic sensor 1. Thereafter, when the first reception unit 304 receives a reception signal from the ultrasonic sensor 1, the first control unit 305 transmits the reception signal to the communication terminal 200 via the first communication unit 306.
  • the signal processing unit 51 performs signal processing on the reception signal, and the determination unit 52 determines the defecation timing using the processed signal.
  • the processing contents of the signal processing unit 51 and the determination unit 52 are basically the same as the above description.
  • the communication terminal 200 receives a received signal from the enteric sound unit 400.
  • the enteral sound unit 400 always transmits the reception signal from the microphone 401 received by the second reception unit 404 to the communication terminal 200 via the second communication unit 406.
  • the signal processing unit 51 performs signal processing on the reception signal, and the determination unit 52 detects the large peristaltic movement using the processed signal. Specifically, when peristaltic movement occurs in the large intestine, a corresponding sound is emitted.
  • the determination unit 52 determines the presence or absence of the large peristaltic movement based on the size and / or frequency of the sound in the intestine detected by the microphone 401. For example, when the size of the intestinal sound is equal to or higher than the predetermined judgment level, the judgment unit 52 indicates that the frequency of the intestinal sound is equal to or higher than the predetermined judgment frequency, or the size of the intestinal sound is equal to or higher than the predetermined judgment level. If the determination frequency is or higher, it may be determined that the large motional momentum is occurring.
  • the determination unit 52 detects a large peristaltic movement, the determination period for arrival of the defecation timing (that is, a period for issuing a command to transmit the ultrasonic wave to the ultrasonic sensor 1) is shorter than before the large peristaltic movement occurs. Do. That is, the determination unit 52 is configured to be able to change the cycle for detecting the thickness of the rectum, and extends the cycle before the large peristaltic movement occurs and shortens the cycle after the large peristaltic movement occurs.
  • the determination cycle of arrival of defecation timing may be changed based on the size and / or frequency of intestinal noise due to peristaltic movement as well as the presence or absence of large peristaltic movement. That is, there are not only those due to the large peristaltic movement but also those due to the simple peristaltic movement.
  • the determination cycle of arrival of the defecation timing may be made shorter than when the peristaltic movement is not active.
  • the determination cycle may be changed in multiple stages of three or more stages or linearly (not as the peristaltic movement becomes active, the determination cycle of arrival of the defecation timing becomes shorter) instead of two stages.
  • the determination unit 52 may change the mode of notification by the notification unit 7 according to the peristaltic movement. For example, when the notification unit 7 is a vibrator, the determination unit 52 may intensify the vibration mode of the vibrator when the peristaltic movement is active. Alternatively, when the peristaltic movement is not active, the determination unit 52 may notify using only the vibrator, and when the peristaltic movement is active, notification may be performed using both the vibrator and the alarm.
  • the ultrasound unit 300 and the intestinal tract sound unit 400 are separately configured, both may be integrally configured. Furthermore, as described above, the main body side control unit 5 or the like may be integrally configured with the ultrasound unit 300 and / or the enteric sound unit 400.

Abstract

　排便予測装置１００は、直腸の太さを検出する超音波センサ１と、超音波センサ１の出力に基づいて排便タイミングを判定する判定部５２とを備えている。

Description

排便予測装置及び排便予測方法
　ここに開示された技術は、排便予測装置及び排便予測方法に関するものである。
　従来より、排便を予測する装置が知られている。例えば、特許文献１の装置は、被検知物を対象者に内服させ、該被検知物が直腸に到達したことを体外から非侵襲的に検知することによって、対象者の便意を検出している。
特開２００９－２４７６９０号公報
　しかしながら、特許文献１の技術では、対象者が被検知物等の異物を飲み込む必要があるため、苦痛や煩わしさを伴う。また、対象者が要介護者の場合には、そのような異物をうまく飲み込めない場合もあり得る。
　ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、対象者に苦痛や煩わしさを感じさせることなく、排便タイミングを予測することにある。
　ここに開示された排便予測装置は、直腸の太さを検出するセンサと、前記センサの出力に基づいて排便タイミングを判定する判定部とを備えるものである。
　ここに開示された排便予測方法は、直腸の太さを検出する工程と、検出された直腸の太さに基づいて排便タイミングを判定する工程とを含むものである。
　前記排便予測装置によれば、対象者に苦痛や煩わしさを感じさせることなく、排便時期を予測することができる。
　前記排便予測方法によれば、対象者に苦痛や煩わしさを感じさせることなく、排便時期を予測することができる。
図１は、排便予測装置のブロック図である。 図２は、排便予測装置使用状態の説明図である。 図３は、排便タイミング判定のフローチャートである。 図４は、信号処理部に信号処理を施された受信信号の波形の一例である。 図５は、腸音センサを備えた排便予測装置のブロック図である。
　以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１に、排便予測装置１００のブロック図を示す。図２に、排便予測装置１００の使用状態の説明図を示す。
　排便予測装置１００は、対象者の排便タイミングを予測するものである。例えば、対象者は、老人若しくは身体障害者等の要介護者、又は要介護者ではないものの体が不自由でトイレに行くまでに時間を要する人等である。排便予測装置１００は、直腸の太さを検出する超音波センサ１と、超音波センサ１を制御する装置本体２とを備えている。排便予測装置１００は、対象者に装着される。少なくとも超音波センサ１が、対象者の皮膚上であって、直腸に対応する部分（例えば、下腹部）に配置されている。超音波センサ１と装置本体２とは、一体的に構成されている。
　超音波センサ１は、超音波の送受信を行う。具体的には、超音波センサ１は、圧電素子で構成されたトランスデューサを有している。超音波センサ１は、駆動電圧に応じた振動を行って超音波を発生させる一方、超音波を受信すると、その振動に応じた電気信号を発生させる。超音波センサ１は、センサの一例である。
　装置本体２は、超音波センサ１へ駆動電圧を出力する送信部３と、超音波センサ１から電気信号を受信する受信部４と、排便予測装置１００の全体的な制御を行い、排便タイミングを判定する制御部５と、メモリ６と、排便タイミングの到来を報知する報知部７と、実際に排便があったことの入力を行うための入力部８と、外部との通信を行う通信部９とを有している。
　送信部３は、超音波センサ１に駆動電圧を供給する。送信部３は、パルス発振器３１と増幅部３２とを有している。パルス発振器３１は、所定の時間幅及び電圧値のパルス信号を発生させる。増幅部３２は、パルス発生器３１からパルス信号を増幅し、駆動電圧として超音波センサ１へ出力する。
　受信部４は、超音波センサ１からの電気信号を受信する。受信部４は、増幅部４１と、Ａ／Ｄ変換部４２とを有している。増幅部４１は、超音波センサ１からの受信信号を増幅して、Ａ／Ｄ変換部４２へ出力する。Ａ／Ｄ変換部４２は、増幅部４１からの受信信号をＡ／Ｄ変換して、信号処理部５へ出力する。
　通信部９は、外部の通信端末と通信を行う。排便予測装置１００には、通信を行う外部の通信端末が登録可能であり、該通信端末の情報がメモリ６に記憶されている。つまり、ユーザは、通信端末２００を予め排便予測装置１００に登録しておく。そうすることで、排便予測装置１００と通信端末２００間の通信が可能となる。例えば、介護者の所持する通信端末２００を排便予測装置１００に登録しておく。また、対象者が自力でトイレへ行ける場合には、対象者の通信端末２００を登録しておく。通信端末２００は、１台に限らず、複数台（例えば、介護者の通信端末と要介護者の通信端末）を登録可能としてもよい。
　制御部５は、１又は複数のプロセッサを有している。制御部５は、送信部３を制御して、駆動電圧を超音波センサ１へ出力させると共に、受信部４からの受信信号に基づいて排便タイミングを判定する。制御部５は、受信部４からの受信信号に信号処理を施す信号処理部５１と、送信部３を制御すると共に、排便タイミングを判定する判定部５２とを有している。
　信号処理部５１は、受信部４から入力された受信信号に平均化処理等の信号処理を施し、処理後の信号を判定部５２へ出力する。
　判定部５２は、送信部３のパルス発生器３１へパルス信号の生成指令を出力すると共に、信号処理部５１から入力された受信信号に基づいて排便タイミングを判定する。尚、送信部３の制御は、判定部５２とは別の部分が行ってもよい。
　以下、判定部５２の処理を、図３に示すフローチャートを用いて説明する。
　判定部５２は、まず、超音波の送信指令を出力する（ステップＳ１）。具体的には、判定部５２は、送信部３へパルス信号の生成指令を出力する。この生成指令が、排便タイミングの判定処理のトリガとなる。
　続いて、超音波センサ１が超音波を受信する（即ち、信号処理部５１に受信信号が入力される）と、判定部５２は、該受信信号に基づいて直腸の前壁（腹部側の壁）からの反射波と直腸の後壁（背部側の壁）からの反射波とを検出する（ステップＳ３）。
　図４に、信号処理部５１に信号処理を施された受信信号の波形の一例を示す。図４における最初の大きなピークＰ１は、送信時のノイズであり、所謂、不感帯である。２番目のピークＰ２は、皮膚表面での反射波である。３番目のピークＰ３は、膀胱の前壁（腹部側の壁）からの反射波であり、４番目のピークＰ４は、膀胱の後壁（背部側の壁）からの反射波である。５番目のピークＰ５は、直腸の前壁からの反射波であり、６番目のピークＰ６は、直腸の後壁からの反射波である。判定部５２は、５番目のピークＰ５と６番目のピークＰ６との時間差ΔＴを判定値として検出する。判定部５２は、ピークＰ５，Ｐ６のピーク間の時間差又は、ピークＰ５，Ｐ６のゼロクロス点間の時間差をピークＰ５，Ｐ６の時間差ΔＴとし得る。
　次に、判定部５２は、排便タイミングを判定する（ステップＳ４）。具体的には、判定部５２は、２つの反射波の時間差ΔＴが所定の判定閾値以上であるか否かを判定する。２つの反射波の時間差ΔＴは、直腸の太さに相当する。判定閾値は、排便タイミングが到来したときの直腸の太さに相当する、２つの反射波の時間差である。排便タイミングをどの時期とするか（例えば、排便直前とするか、又は排便１０分前とするか）は適宜設定することができ、それに相当する判定閾値がメモリ７に予め設定されている。つまり、判定部５２は、直腸の太さが排便タイミングであると想定した太さとなったか否かを判定する。
　判定部５２は、メモリ６から判定閾値を読み出し、判定値である時間差ΔＴと比較する（ステップＳ５）。判定値が判定閾値以上である場合（ＹＥＳ）には、判定部５２は、排便タイミングが到来したと判定し、排便タイミングを報知する（ステップＳ６）。具体的には、判定部５２は、報知部７を作動させると共に、登録された通信端末２００に通信部９を介して排便タイミングの到来を報知する。報知部７は、例えば、バイブレータである。バイブレータが振動することによって、対象者に排便タイミングの到来を報知する。これにより、対象者は、そのうち便意をもよおすことが事前に知らされるので、トイレへ行く準備を行うことができる。
　また、通信端末２００は、排便予測装置１００専用のアプリをダウンロードしておくことによって、排便予測装置１００との通信及び排便予測装置１００の操作が可能となる。通信端末２００は、排便予測装置１００からの排便タイミングの到来の信号を受信すると、排便タイミングの到来をユーザに通知をディスプレイに表示する等して、通信端末２００の所持者に排便タイミングの到来を報知する。これにより、通信端末２００の所持者に排便タイミングの到来を知らせ、対象者のトイレへの誘導を促すことができる。
　一方、判定値が判定閾値未満である場合（ＮＯ）には、判定部５２は、前回の超音波の送信から所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ７）。所定時間が経過していれば、判定部５２は、ステップＳ１へ戻り、超音波の送信を行う。一方、所定時間が経過していない場合は、判定部５２は、所定時間が経過するのを待機し、所定時間経過後にステップＳ１へ戻る。このように、判定部５２は、超音波の送信を所定の時間間隔で行い、排便タイミングの判定を定期的に行う。
　また、判定部５２は、排便タイミングの判定（パルス信号の生成指令から判定までの一連の処理）を定期的に実行する際に、その都度、判定値をメモリ６に記録しておく。つまり、メモリ６には、判定値の時系列的変化が記録されている。
　判定部５２は、排便タイミングの到来を報知した後、実際の排便があった旨の報告を待機する（ステップＳ８）。装置本体２には入力部８が設けられており、実際に排便が終了すると、対象者又は介護人等の第三者に入力部８を操作してもらう。例えば、入力部８は、押しボタンである。さらに、通信端末２００からも、実際の排便があった旨を排便予測装置１００へ入力することができる。通信端末２００の所持者は、実際の排便が終了したときに、通信端末２００を操作して、実際の排便があった旨を排便予測装置１００へ送信する。
　判定部５２は、入力部８からの信号又は通信端末２００からの実際の排便があった旨の報告が入力されると、実際の排便が有ったと判定して、判定閾値を修正する（ステップＳ９）。具体的には、判定部５２は、排便タイミングの到来を報知したときから、入力部８又は通信端末２００からの実際の排便があった旨の入力があるまでの時間に基づいて、排便タイミングの到来を報知した時期が適切か否かを判定する。直腸の太さが判定閾値に相当する太さとなってから排便までに要する時間は、報知から排便の報告までの時間と略一致する。そこで、判定部５２は、報知から排便の報告までの時間と、排便タイミングとして想定している排便までの時間との差が所定範囲内であれば、判定閾値をそのままとする。このような場合には、判定部５２は、適切な時期に排便タイミングを報知しているので、判定閾値の修正を行わない。一方、判定部５２は、報知から排便の報告までの時間が想定している排便までの時間よりも所定範囲を超えて短ければ、判定閾値を所定量だけ小さく修正し、報知から排便の報告までの時間が想定している排便までの時間よりも所定範囲を超えて長ければ、判定閾値を所定量だけ大きく修正する。このような場合には、排便までに要する予想時間と、排便までに要する実際の時間とがずれているため、判定部５２は、判定閾値を時間の差が小さくなるように修正する。判定部５２は、修正後の判定閾値をメモリ６に上書きする。判定部５２は、次回以降の排便タイミングの判定時には、修正後の判定閾値を使用する。
　直腸の太さには個人差があり、同様に、排便直前の直腸の太さにも個人差がある。実際の排便が有った際には、フィードバックを受けて判定閾値を修正することによって、対象者に応じた判定閾値で排便タイミングを正確に判定することができる。
　判定部５２は、判定閾値の修正が完了すると、ステップＳ７へ進む。つまり、前述の説明では、排便タイミングが到来していない場合の排便タイミング判定後の処理としてステップＳ７について説明しているが、排便タイミングが到来した場合も、判定部５２は、最終的にステップＳ７の処理を実行する。こうして、排便タイミングが到来したか否かにかかわらず、判定部５２は、超音波の送信を所定の時間間隔で行い、排便タイミングの判定を定期的に行う。
　以上のように、排便予測装置１００は、直腸の太さを検出する超音波センサ１と、超音波センサ１の出力に基づいて排便タイミングを判定する判定部５２とを備えている。
　換言すると、以上の排便予測方法は、直腸の太さを検出する工程と、検出された直腸の太さに基づいて排便タイミングを判定する工程とを含んでいる。
　この構成によれば、超音波センサ１が直腸の太さを検出する。排便の直前においては、直腸には便が貯まっており、直腸の太さは太くなる。つまり、直腸の太さは、直腸における便の有無を表している。そこで、判定部５２は、超音波センサ１の出力に基づく直腸の太さから、排便タイミングを判定する。例えば、直腸の太さが所定の判定閾値を超えると、排便が近いと判定することができる。
　また、排便予測装置１００は、排便タイミングの到来を報知する報知部７をさらに備え、判定部５２は、排便タイミングが到来したと判定したときに報知部７を作動させる。
　この構成によれば、判定部５２により排便タイミングの到来が判定された場合に、報知部７がその旨を外部に報知する。これにより、超音波センサ１を装着している対象者又はそれ以外の第三者が排便タイミングを知ることができる。例えば、体が不自由でトイレに行くまでに時間を要する人が対象者である場合には、排便タイミングを報知する時期を早めに設定することによって、対象者が便意を感じる前であっても排便の予告を行うことができる。これにより、対象者に早めにトイレへ行く準備を促すことができる。また、要介護者が対象者である場合にも、介護者が便意を感じる前であっても排便の予告を行うことができる。これにより、介護者は、余裕を持って、要介護者をトイレへ案内することができる。
　さらに、判定部５２は、直腸の太さが所定の判定閾値以上である場合に排便タイミングが到来したと判定するように構成され、排便タイミングを判定した後に実際の排便のフィードバックを受け付け、判定閾値を修正する。
　この構成によれば、判定部５２は、直腸の太さに基づいて排便タイミングを判定する。ところが、直腸の太さは個人差があるため、排便タイミングが到来したと判定するための直腸の太さの判定閾値も個人差がある。判定部５２は、判定タイミングを判定した後に実際の排便のフィードバックを受け付けて判定閾値を修正する。これにより、判定閾値が対象者に応じて修正されていく。その結果、判定部５２による排便タイミングの判定精度を向上させることができる。
　具体的には、判定部５２は、実際の排便があった旨の入力を受け付けるように構成されており、排便タイミングを報知してから実際の排便があった旨の入力を受けるまでの時間に基づいて判定閾値を修正する。
　これにより、実際の排便に基づいて判定閾値を修正することができる。
　《その他の実施形態》
　以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
　前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
　直腸の太さを検出するセンサは、超音波センサ１に限られるものではない。超音波センサ以外であっても、直腸の太さを検出できる限り、任意のセンサを採用することができる。超音波センサを採用する場合であっても、超音波センサの構成は、前記の構成に限られるものではない。例えば、アレイ状に配列された複数のトランスデューサを有する超音波センサであってもよい。
　排便予測装置１００では、超音波センサ１と装置本体２とが一体的に構成されているが、これに限られるものではない。例えば、超音波センサ１と装置本体２とを別体に構成し、超音波センサ１だけが対象者に装着され、装置本体２は必ずしも対象者に装着されなくてもよい。その場合、超音波センサ１と本体装置２とは、有線又は無線で通信する。また、対象者に装着される側の装置には、少なくとも超音波センサ１が含まれるが、それ以外の要素も含まれるようにしてもよい。例えば、送信部３及び受信部４を装置本体２から分離して、対象者に装着される側の装置に含めてもよい。さらに、信号処理部５１を対象者に装着される側の装置に含めてもよい。さらには、制御部５及びメモリ６を対象者に装着される側の装置に含め、報知部７及び入力部８だけを分離させてもよい。
　尚、対象者に装着されない側の装置は、スマートフォンやＰＣ等の通信端末で構成してもよい。例えば、超音波センサ１、送信部３、受信部４、制御部５及びメモリ６を一体的に形成し、報知部７及び入力部８を通信端末で構成してもよい。その場合、排便予測装置１００は、超音波センサ１、送信部３、受信部４、制御部５及びメモリ６を備え、例えば介護者が所持する通信端末が報知部７及び入力部８として機能する。排便予測装置１００は、排便タイミングの判定を前述の如く実行し、排便タイミングが到来したときにはその旨を通信端末へ送信する。介護者は、排便タイミングの通知を受けて、要介護者をトイレへ誘導し、実際の排便があったときにはその旨を通信端末を介して排便予測装置１００へ送信する。排便予測装置１００は、実際の排便の報告を受信したときには、前述の如く、判定閾値を修正する。
　尚、排便直前を排便の何分前とするかは、ユーザが適宜設定可能としてもよい。例えば、ユーザが排便５分前を排便タイミングとして入力すると、判定部５２は、排便５分前の直腸の太さに相当する、２つの反射波の時間差を判定閾値として設定する。メモリ６は、平均的な直腸の太さを基準として、２つの反射波の時間差と排便タイミングとの関係を記憶しておき、判定部５２は、入力された時間に応じた２つの反射波の時間差を判定閾値として設定する。
　報知部７は、バイブレータに限られるものではない。報知部７は、アラームやランプ、又はそれらの組み合わせであってもよい。
　また、判定閾値の修正は、入力部８からの入力に基づくのではなく、判定値（即ち、直腸の太さ）に基づいて行ってもよい。例えば、排便タイミングの判定を繰り返す時間間隔が短い場合には、直腸に便が貯まって太くなり、排便されて、直腸が細くなるまでの判定値がメモリ６に細かく記録されていく。そのような場合には、メモリ６に記録された判定値に基づいて、実際の排便がいつあったかを判定することができる。例えば、排便タイミングの到来を報知した後、判定値（即ち、直腸の太さ）が極大となり、その後、急に減少したときが実際の排便時である。つまり、排便タイミングの報知から判定値が極大となるまでの時間に基づいて、判定閾値を修正するようにしてもよい。このように、判定値に基づいて判定閾値を修正する構成の場合、排便までの時間が所定の設定時間となる判定値（即ち、直腸の太さ）を実際のデータから知ることができるので、判定閾値をより正確に修正することができる。
　尚、排便タイミングが到来するまでは、排便タイミングの判定を行う繰り返し周期を相対的に長くし（例えば、１０分ごと）、排便タイミングの到来を判定した後は直腸の太さの検出をより短い繰り返し周期（例えば、１分ごと）で行うようにしてもよい。こうすることによって、消費電力を節約しつつ、排便前後の直腸の太さをより正確に検出し、判定閾値をより正確に修正することができる。
　また、判定部５２は、排便タイミングの到来を報知する際に、排便までのおおよその時間を報知するようにしてもよい。かかる構成であっても、前述のように、実際の排便に基づいて判定閾値、及び、排便までの予測時間を修正するようにしてもよい。
　さらに、判定部５２は、排便タイミングを２つの反射波の時間差、即ち、直腸の太さに基づいて判定するものに限られない。例えば、判定部５２は、２つの反射波の時間差の変化率、即ち、直腸の太さの変化率に基づいて排便タイミングを判定してもよい。つまり、直腸の太さが急に太くなることをもって、便が直腸に到達した、即ち、排便タイミングが到来したと判定してもよい。
　また、送信部３は、パルス信号を駆動信号として超音波センサ１に入力しているが、駆動信号は、パルス信号に限定されるものではない。駆動信号は、パルス波ではなく、バースト波であってもよい。
　さらには、駆動信号に、周波数変調連続波（Frequency Modulated Continuous Wave）を用いてもよい。その場合、判定部５２は、受信信号の周波数解析を行って、直腸の太さを検出する。周波数解析の手法としては、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）であってもよいし、最大エントロピー法（ＭＥＭ）であってもよい。
　また、判定部５２は、直腸の前壁からの反射波と直腸の後壁からの反射波との時間差ΔＴのみを用いて排便タイミングを判定しているが、これに限られるものではない。例えば、判定部５２は、時間差ΔＴに加えて便の状態に基づいて排便タイミングを判定するようにしてもよい。具体的には、判定部５２は、受信信号から便の含水量（又は含水率）を検出し、時間差ΔＴ及び含水量に基づいて排便タイミングを判定するようにしてもよい。つまり、軟便の場合には、排便タイミングが早くなるので、含水量が多い場合には、判定部５２は、時間差ΔＴに基づく排便タイミングを早めに補正する。さらには、判定部５２は、含水量が所定値以上となった場合には、報知の方法を変更する（例えば、バイブレーションの強さを強くする）等して、緊急性を表すようにしてもよい。
　便の含水量は、受信信号のうちピークＰ５とピークＰ６との間の部分に基づいて検出することができる。体内に出射された超音波は、便によっても多少反射する。便の音響インピーダンスは便の含水量によっても変化するので、便からの反射波の大きさも便の含水量によって変化する。そのため、判定部５２は、受信信号のうちピークＰ５とピークＰ６との間の部分のノイズレベルに基づいて、便の含水量を検出することができる。ノイズレベルが大きいほど、便の含水量が少なく、ノイズレベルが小さいほど、便の含水量が多くなる。あるいは、便による反射波が大きくなると、直腸の後壁に到達する超音波がその分だけ減少するので、直腸の後壁からの反射波が小さくなる。つまり、判定部５２は、直腸の前壁からの反射波に対する直腸の後壁からの反射波の減衰率（直腸の後壁からの反射波の振幅／直腸の前壁からの反射波の振幅）に基づいても、便の含水量を検出することができる。減衰率が大きいほど、便の含水量が少なく、減衰率が小さいほど、便の含水量が多くなる。
　すなわち、超音波センサ１は、直腸の太さを検出するセンサとしてだけでなく、直腸内の便の状態を検出するセンサとしても機能する。また、判定部５２は、前記ステップＳ５において、時間差ΔＴと判定閾値とを比較して排便タイミングを判定する際に、便の状態（即ち、含水量）に基づいて判定閾値を補正するようにしてもよい。あるいは、メモリ６に、便の含水量に応じた判定閾値を記憶しておき、判定部５２は、便の含水量に対応した判定閾値をメモリ６から読み出し、該判定閾値と時間差ΔＴとを比較するようにしてもよい。
　判定部５２は、反射波の減衰率が略零の場合、即ち、直腸の後壁からの反射波が観測できない場合には、直腸にガスが溜まっていると判定してもよい。
　<腸音の検出>
　さらに、排便予測装置は、腸音を検出する腸音センサをさらに備え、直腸の太さに加えて腸音も考慮して排便タイミングを判定するようにしてもよい。図４に、腸音センサを備えた排便予測装置２１００のブロック図を示す。排便予測装置２１００は、超音波ユニット３００と、腸音ユニット４００と、通信端末２００とを備えている。排便予測装置２１００の超音波ユニット３００及び通信端末２００は、前述の、超音波センサと装置本体とが別体に構成され、通信端末２００が装置本体として機能する例である。
　詳しくは、超音波ユニット３００は、対象者の皮膚上であって、直腸に対応する部分（例えば、下腹部）に装着され、体内に超音波を送信し、それに対する反射波を受信する。超音波ユニット３００は、超音波センサ１、第１送信部３０３、第１受信部３０４、第１制御部３０５及び第１通信部３０６を有している。第１送信部３０３、第１受信部３０４は、前記送信部３及び前記受信部４に相当する。第１制御部３０５は、１又は複数のプロセッサを有し、超音波ユニット３００を制御する。第１通信部３０６は、通信端末２００と無線通信を行う。
　腸音ユニット４００は、対象者の皮膚上であって大腸に対応する部分（例えば、下腹部）に装着され、体内の腸音を検出する。腸音ユニット４００は、マイク４０１、第２受信部４０４、第２制御部４０５及び第２通信部４０６を有している。マイク４０１は、体内の腸音を検出するセンサの一例である。第２受信部４０４は、マイク４０１からの電気信号を受信する。受信部４０４は、増幅部４４１と、Ａ／Ｄ変換部４４２とを有している。増幅部４４１は、マイク４０１からの受信信号を増幅して、Ａ／Ｄ変換部４４２へ出力する。Ａ／Ｄ変換部４４２は、増幅部４４１からの受信信号をＡ／Ｄ変換して、第２制御部４０５へ出力する。第２制御部４０５は、１又は複数のプロセッサを有し、腸音ユニット４００を制御する。第２通信部４０６は、通信端末２００と無線通信を行う。
　通信端末２００は、本体側制御部５、メモリ６、報知部７、入力部８及び本体側通信部９を有している。本体側制御部５及び本体側通信部９は、それぞれ前記制御部５及び通信部９に相当する。通信端末２００は、排便予測装置２１００専用のアプリをダウンロードしており、該アプリを作動させることによって排便タイミングを予測する。通信端末２００は、例えば、スマートフォン又はＰＣである。通信端末２００固有のＣＰＵ、メモリ、バイブレータ及びスピーカ、タッチパネル等の入力インターフェース並びに通信部がそれぞれ本体側制御部５、メモリ６、報知部７、入力部８及び本体側通信部９として機能する。第１通信部３０６と本体側通信部９との通信によって、通信端末２００と超音波ユニット３００との通信が行われる。第２通信部４０６と本体側通信部９との通信によって、通信端末２００と腸音ユニット４００との通信が行われる。
　通信端末２００は、超音波センサ１に超音波を送信させる指令を超音波ユニット３００へ所定の周期ごとに送信する。所定の周期とは、排便タイミングの到来の判定を行う周期である。
　該指令を超音波ユニット３００が受け取ると、第１制御部３０５は、第１送信部３０３に駆動電圧を超音波センサ１へ出力させる。その後、第１受信部３０４が超音波センサ１からの受信信号を受信すると、第１制御部３０５は、該受信信号を第１通信部３０６を介して通信端末２００へ送信する。
　通信端末２００は、超音波ユニット３００からの受信信号を受信すると、信号処理部５１が該受信信号に信号処理を施し、処理後の信号を用いて判定部５２が排便タイミングを判定する。信号処理部５１及び判定部５２の処理内容（具体的には、信号処理、排便タイミング到来の判定、判定後の報知部７等の制御）は基本的には前述の説明と同じである。
　それに加えて、通信端末２００は、腸音ユニット４００からの受信信号を受信している。詳しくは、腸音ユニット４００は、第２受信部４０４により受信されるマイク４０１からの受信信号を第２通信部４０６を介して通信端末２００へ常時、送信している。
　通信端末２００は、腸音ユニット４００からの受信信号を受信すると、信号処理部５１が該受信信号に信号処理を施し、判定部５２は、処理後の信号を用いて大蠕動運動を検出する。詳しくは、大腸で蠕動運動が起こる際にはそれに対応する音が発せられる。判定部５２は、マイク４０１により検出される腸内の音の大きさ及び／又は頻度に基づいて大蠕動運動の有無を判定する。例えば、判定部５２は、腸音の大きさが所定の判定レベル以上の場合、腸音の頻度が所定の判定頻度以上の場合、又は、腸音の大きさが所定の判定レベル以上で且つ所定の判定頻度以上の場合に、大蠕動運度が起こっていると判定し得る。
　判定部５２は、大蠕動運動を検出した場合には、排便タイミング到来の判定周期（即ち、超音波センサ１に超音波を送信させる指令を発する周期）を、大蠕動運動が生じる前よりも短くする。つまり、判定部５２は、直腸の太さを検出する周期を変更可能に構成され、大蠕動運動が起こる前は該周期を長くし、大蠕動運動が起こった後には該周期を短くする。こうすることで、直腸に溜まった便が少ない場合には消費電力を節約しつつ、直腸に溜まった便が増加してきたときには直腸の太さを細かく検出し、排便タイミングの到来をいち早く且つ漏れなく判定することができる。
　尚、排便タイミング到来の判定周期は、大蠕動運動の有無だけでなく、蠕動運動による腸音の大きさ及び／又は頻度に基づいて変更してもよい。すなわち、腸音には大蠕動運動によるものだけでなく、単なる蠕動運動によるものもある。蠕動運動が活発なときは、便が大腸内を移動しており、直腸に便が溜まり始めている可能性が高い。そのため、蠕動運動が活発なときには、排便タイミング到来の判定周期を蠕動運動が活発でないときと比べて短くしてもよい。また、その場合には、判定周期を２段階でなく、３段階以上の多段階又は線形的に（蠕動運動が活発になるほど、排便タイミング到来の判定周期が短くなるように）変更してもよい。さらに、判定部５２は、報知部７による報知の態様を蠕動運動に応じて変更してもよい。例えば、報知部７がバイブレータの場合、判定部５２は、蠕動運動が活発な場合には、バイブレータの振動の態様を激しくしてもよい。あるいは、判定部５２は、蠕動運動が活発でない場合には、バイブレータのみで報知し、蠕動運動が活発な場合には、バイブレータとアラームとの両方によって報知してもよい。
　尚、以上の説明では、超音波ユニット３００と腸音ユニット４００とが別体で構成されているが、両者が一体的に構成されていてもよい。さらには、前述の説明のように、本体側制御部５等が超音波ユニット３００及び／又は腸音ユニット４００と一体的に構成されていてもよい。
１００　　排便予測装置
１　　　　超音波センサ（センサ）
５２　　　判定部
７　　　　報知部
２００　　通信端末

Claims (13)

  1. 　直腸の太さを検出するセンサと、
    　前記センサの出力に基づいて排便タイミングを判定する判定部とを備えた排便予測装置。
  2. 　請求項１に記載の排便予測装置において、
    　排便タイミングの到来を報知する報知部をさらに備え、
    　前記判定部は、排便タイミングが到来したと判定したときに前記報知部を作動させる排便予測装置。
  3. 　請求項１に記載の排便予測装置において、
    　前記判定部は、排便タイミングが到来したと判定したときにその旨を外部へ報知する排便予測装置。
  4. 　請求項１乃至３の何れか１つに記載の排便予測装置において、
    　前記判定部は、直腸の太さ又は太さの変化率が所定の判定閾値以上である場合に排便タイミングが到来したと判定するように構成され、排便タイミングを判定した後に実際の排便のフィードバックを受け付け、前記判定閾値を修正する排便予測装置。
  5. 　請求項４に記載の排便予測装置において、
    　前記判定部は、実際の排便があった旨の入力を受け付けるように構成されており、排便タイミングが到来したと判定してから実際の排便があった旨の入力を受けるまでの時間に基づいて前記判定閾値を修正する排便予測装置。
  6. 　請求項１に記載の排便予測装置において、
    　前記センサは、直腸の太さに加え、直腸内の便の状態を検出する排便予測装置。
  7. 　請求項６に記載の排便予測装置において、
    　前記判定部は、直腸の太さ及び便の状態に基づいて排便タイミングを判定する排便予測装置。
  8. 　直腸の太さを検出する工程と、
    　検出された直腸の太さに基づいて排便タイミングを判定する工程とを含む排便予測方法。
  9. 　請求項８に記載の排便予測方法において、
    　排便タイミングの到来を判定したときに報知する工程をさらに含む排便予測方法。
  10. 　請求項８に記載の排便予測方法において、
    　実際の排便のフィードバックに基づいて排便タイミングの判定精度を修正する工程をさらに含み、
    　前記排便タイミングを判定する工程は、直腸の太さ又は太さの変化率が所定の判定閾値以上である場合に排便タイミングが到来したと判定し、
    　前記判定精度を修正する工程は、排便タイミングを判定した後に実際の排便のフィードバックを受け付け、前記判定閾値を修正する排便予測方法。
  11. 　請求項１０に記載の排便予測方法において、
    　前記判定精度を修正する工程は、実際の排便があった旨の入力を受け付け、排便タイミングが到来したと判定してから実際の排便があった旨の入力を受けるまでの時間に基づいて前記判定閾値を修正する排便予測方法。
  12. 　請求項８に記載の排便予測方法において、
    　直腸内の便の状態を検出する工程をさらに含む排便予測方法。
  13. 　請求項１２に記載の排便予測方法において、
    　前記排便タイミングを判定する工程は、検出された直腸の太さ及び便の状態に基づいて排便タイミングを判定する排便予測方法。
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