WO2019131732A2 - 健康モニタリングシステム、健康モニタリング方法および健康モニタリングプログラム - Google Patents
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- WO2019131732A2 WO2019131732A2 PCT/JP2018/047774 JP2018047774W WO2019131732A2 WO 2019131732 A2 WO2019131732 A2 WO 2019131732A2 JP 2018047774 W JP2018047774 W JP 2018047774W WO 2019131732 A2 WO2019131732 A2 WO 2019131732A2
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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- A61B5/20—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons for measuring urological functions restricted to the evaluation of the urinary system
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- G01N33/483—Physical analysis of biological material
- G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
- G01N33/493—Physical analysis of biological material of liquid biological material urine
Definitions
- the present invention relates to a health monitoring system, a health monitoring method and a health monitoring program, and more particularly to a health monitoring system installed in a toilet to analyze urination and inferring a disease, a health monitoring method and a health monitoring program.
- Patent Document 1 discloses the concentration of a specific component in the urine of a person who was actually measured and the concentration of the specific component in the total daily urine which is measured. The data representing the correlation between the two are stored, and the concentration of the specific component in the whole urine of the subject is calculated using the correlation, and the subject's There is disclosed a urination information measuring device for calculating the amount of excretion of a specific component in daily urine.
- Patent Document 2 a urination information measuring device for calculating the urination volume and the urine flow rate by a bowl of a toilet bowl for storing urine and a urine data measuring means for measuring the volume and weight of urine stored in the bowl is described. It is disclosed.
- the voiding measuring device described in Patent Document 2 calculates voiding volume and urine flow rate from each water level or rate of change of water level at the beginning or end of voiding, and applies a predetermined vibration model to the calculated data.
- the voiding information was calculated by processing according to
- Patent Document 1 it is necessary to largely include a case and a sensor unit, hold the case with a hand of the person to be measured, and sprinkle urine excreted by the person to be measured on the sensor unit.
- the usability was not always sufficient.
- a health monitoring system includes: water temperature information, which is the temperature of stored water in which urinals of the toilet user flowed in, shape information of a bowl for each of the toilet bowl, and water amount information of the stored water
- a storage unit for storing, a measurement unit for measuring a potential difference between two electrodes immersed in the accumulated water into which the urination flows, and generating voltage information; at least one of the shape information or the water amount information;
- a correction unit that corrects the voltage information, an analysis unit that analyzes a urine component based on the corrected voltage information, and an estimation unit that estimates a disease of the user based on the analyzed urine component , Obtain.
- the information regarding the stored water of the toilet bowl may be information regarding the stored water before the user of the toilet bowl flows into the urine.
- the information on the water stored in the toilet bowl may be information related to the water reservoir before the urination of the user of the toilet bowl notified in advance.
- the information on the water in the toilet bowl is information on the water before the urination of the user of the toilet bowl, which was previously notified from another user. It may be a feature.
- the correction unit may perform correction based on an elapsed time after the measurement unit is installed in the toilet bowl.
- the correction unit corrects the correction amount in the correction based on the elapsed time based on the information on the stored water of the toilet bowl, and based on the correction amount after the correction.
- the voltage information may be corrected.
- the correction unit corrects again the correction result of the voltage information corrected based on the elapsed time, based on information on the accumulated water of the toilet bowl. It may be a feature.
- the measurement unit determines the temperature of the stored water in which the urination has flowed in when at least one of the water temperature information and the voltage information reaches a predetermined threshold. It may be characterized in that at least one measurement of the potential difference is started or ended.
- a health monitoring method includes: water temperature information that is the temperature of stored water in which urinals of the user of the toilet flowed in, shape information of a bowl for each of the toilet bowl, and water amount information of the stored water
- the health monitoring program is a computer that includes water temperature information that is the temperature of stored water in which urinals of the toilet user flowed in, shape information of a bowl for each of the toilets, and the amount of water of the stored water
- a memory function for storing information, a measurement function for measuring a potential difference between two electrodes immersed in the accumulated water into which the urination flows, and generating voltage information, and at least one of the shape information and the water amount information
- the correction function of correcting the voltage information based on the information related to the user, the analysis function of analyzing the urine component based on the corrected voltage information, and the user based on the analyzed urine component Characterized in that to execute the presumed function of guessing a disease, a.
- the health monitoring system, the health monitoring method, and the health monitoring program according to the present invention can improve simplicity and usability in analysis of urination information and estimation of diseases.
- FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of an embodiment of a health monitoring system 500. It is a table showing an outline of correction of measurement results in the health monitoring system 500.
- FIG. 6 schematically illustrates an example of an overview of an embodiment of a health monitoring system 500. It is a figure which shows typically an example of the outline of the measuring apparatus 200 of the health monitoring system 500.
- FIG. 5 schematically shows an example of an internal structure of a measurement unit 210 of the measurement apparatus 200 according to Embodiment 1.
- FIG. FIG. 8 is a view schematically showing an example of the internal structure of a measurement unit 210 of the measurement apparatus 200 according to the second embodiment.
- FIG. 16 is an explanatory diagram of experimental results in Example 1 of the health monitoring system 500. It is explanatory drawing of the experimental result in Example 2 of the health monitoring system 500.
- FIG. 16 is an explanatory diagram of experimental results in Example 1 of the health monitoring system 500. It is explanatory drawing of the experimental result in Example 2 of the health monitoring system 500.
- FIG. 1 is a system diagram showing an example of a health monitoring system configuration according to the present invention.
- the system includes a server 100, a measuring device 200, and a user terminal 300.
- Server 100 is connected to measurement device 200 and user terminal 300 via network 400.
- the specific apparatus of the user terminal 300 is not limited to a smart phone like illustration, For example, a portable terminal, a tablet terminal, a personal computer, and another electronic device may be sufficient.
- the system may use a cloud service (including a public cloud and a private cloud), or may physically provide a shared or dedicated server in a target facility to provide a service.
- the user terminal 300 is equipped with an application (hereinafter referred to as a “health monitoring application”) that displays monitoring results (including analysis results and estimation results) of health status which is a part of the health monitoring system according to an embodiment of the present invention As shown in FIG. 4, the display of the health monitoring application can be browsed to check the health condition of the user.
- a health monitoring application displays monitoring results (including analysis results and estimation results) of health status which is a part of the health monitoring system according to an embodiment of the present invention
- the display of the health monitoring application can be browsed to check the health condition of the user.
- the health monitoring system 500 installs the measuring device 200 in the existing toilet bowl or the like, and measures the fluid information on the fluid in the stored water in which the urinal of the toilet user has flowed in the measuring device 200
- the server 100 based on the measured fluid information, urination is analyzed by analyzing a fluid model that models a fluid flow area, and the user's disease is analyzed based on the urination information of the analyzed urination. Can guess.
- the health monitoring system 500 is simple and easy to use because, for example, while the user is at home or at work, the user can determine the signs of disease, the positive / negative, etc. simply by performing normal urination. Good and sustainable health monitoring services.
- the health monitoring system 500 is not limited to application to a home or a work place, and can be used for health management of a patient also in a care facility or a hospital, and risk reduction on the operation side can also be achieved.
- the "voiding information" refers to various information related to the user's urination, and may include the urine amount of urine, the urine temperature, the urine component, and the like.
- the health monitoring system 500 may be configured of the measuring device 200 alone or the measuring device 200 and the user terminal 300.
- a cloud doctor service for example, a patient's health condition or the like via a network
- artificial intelligence for example, by deep learning or machine learning
- It can also be used for health care services and cloud mother services (eg, services for monitoring the health and physical condition of children over a network).
- FIG. 2 is a block diagram showing an example of functional configurations of the server 100, the measuring apparatus 200, and the user terminal 300.
- the arrangement of each unit may be appropriately changed among the server 100, the measuring apparatus 200, and the user terminal 300 according to the operating environment and the condition of each device.
- the analysis unit 121, the correction unit 122, the analysis unit 123, and the estimation unit 124 of the server 100 may be disposed in the control unit 230 of the measuring device 200, or may be disposed in the control unit 320 of the user terminal 300.
- the server 100 includes a communication unit 110, a control unit 120, and a storage unit 130.
- the server 100 may have a multi-stage configuration, and for example, may be configured from a server (relay server) installed in a facility and a server covering a specific area including a plurality of facilities or all areas. .
- a server relay server
- the timing at which the relay server transmits the predetermined information (1) periodically (for example, every predetermined time determined in consideration of the capacity of the storage unit 130), (2) the storage capacity of the storage unit 250 It is good also as timing to transmit when a threshold is set and the threshold concerned is reached.
- the transmission timing may be any timing, and is not limited to these examples.
- the communication unit 110 includes a receiving unit 111 and a transmitting unit 112, and has a function of executing communication with the measuring apparatus 200 and the user terminal 300 via the network 400.
- the communication may be wired or wireless, and any communication protocol may be used as long as mutual communication can be performed.
- the receiving unit 111 has a function of receiving measurement data and the like from each measuring apparatus 200 and each user terminal 300 under the control of the control unit 120 via the network 400, and transmitting the measurement data to the control unit 120.
- the receiving unit 111 receives, from the measuring device 200, the stored water in the bowl of the toilet bowl and the water temperature information of the water including the urination of the user of the toilet bowl in the stored water (hereinafter referred to as "water containing urination”) Voltage information by the potential difference between the electrodes by immersing the electrode in urine containing water, user identification information for identifying the user, illuminance information, and photographing information obtained by photographing the film reacted with the reagent in the photographing unit 212 (hereinafter referred to as “photographing information” ) Is transmitted to the control unit 120.
- photographing information photographing information
- the transmitting unit 112 has a function of transmitting control data and the like to each measuring device 200 and monitoring result data and the like to each user terminal 300 under the control of the control unit 120 via the network 400.
- the transmission unit 112 measures user information (for example, ID information etc.) stored in the storage unit 130 for control of the user identification unit 220, measurement and photographing of the measurement unit 210, and the user identification unit 220.
- the dynamic parameter data etc. necessary for the identification of the subject are transmitted to the measuring apparatus 200, and display data representing the monitoring result such as the analysis result concerning the analyzed urine component and the estimation result concerning the positive and negative of the estimated disease Transmit to user terminal 300.
- the control unit 120 includes an analysis unit 121, a correction unit 122, an analysis unit 123, and an estimation unit 124, and is a processor having a function of controlling each unit of the server 100.
- the control unit 120 receives the analysis result from the analysis unit 123, and receives the estimation result from the estimation unit 124, the control unit 120 displays the analysis result on the display unit 330 of the user terminal 300 in text, a table or a graph.
- Generate display data for The control unit 120 transmits the generated display data to the transmission unit 112 in order to transmit the generated display data to the user terminal 300.
- the analysis unit 121 has a function of analyzing urination by analyzing a fluid model obtained by modeling a region through which the fluid flows based on fluid information.
- fluid information means information necessary for fluid analysis, and is composed of bowl bowl shape information (hereinafter referred to as "shape information"), water volume information of stored water in the bowl of the toilet bowl, water temperature information, etc. Be done.
- the analysis unit 121 flows around the measurement unit 210 based on, for example, at least one of shape information of the bowl of the toilet bowl, water volume information of stored water in the bowl of the toilet bowl, water temperature information, and the like. Based on a fluid model obtained by modeling the fluid, the fluid around the measuring unit 210 is analyzed to calculate urine volume, thereby analyzing urination. In addition to the shape information of the bowl of the toilet bowl, the water volume information of the water stored in the bowl of the toilet bowl, and the water temperature information, the analysis unit 121 also performs at least information on the toilet environment such as amount information of detergent etc. or component information of detergent etc. Any one of them may be added, and based on these, fluid may be modeled to analyze urination information. As a result, it is not necessary to collect only urine and measure the urine volume, or to measure the urine volume from the water level change rate with a measuring instrument attached to the bowl or drain of a toilet bowl, which is convenient for the user A health monitoring system can be provided.
- the modeling of the fluid is carried out, for example, using regression analysis by SVM (Support vector machine) etc., based on the water temperature information generated from the measured water temperature of the stored water and the urine containing water, the water temperature of the stored water and the urine containing water is It is conceivable to construct and analyze a prediction model of how to change and eventually converge.
- the data structure derived by the kernel method may be combined with SVM and analyzed.
- MCMC method Markov Chain Monte Carlo
- MCMC method Markov Chain Monte Carlo
- CFD Computational Fluid Dynamics
- the urine volume q u is the change T in the temperature of the pooled water in the toilet bowl before urination and the temperature of the water containing urination after urination T
- T b temperature difference between temperature of urine (constant between core body temperature 36 and 38) and temperature of water containing urine after urination
- q w parameters for each shape of toilet bowl
- the correction unit 122 has a function of correcting voltage information based on urination information including water volume information and urine volume. Specifically, for example, the correction unit 122 divides the urine volume by the sum of the water volume and the urine volume to calculate the dilution degree, and corrects the voltage information from the dilution degree. Thus, it is possible to acquire voltage information in consideration of dilution by stored water or the like in the bowl of the toilet bowl and, consequently, to analyze the urine component.
- the correction unit 122 uses the potential difference E ′ as voltage information corrected according to the dilution degree, the urine amount q u , the water amount q t in the bowl of the toilet bowl, and the potential difference E as voltage information. It can be expressed as (2).
- the correction unit 122 has a function of correcting the photographing information based on the illuminance information.
- “illuminance information” refers to information representing the illuminance (brightness) (lx) of the film surface of the photographing unit 212.
- the correction unit 122 corrects by adjusting the lightness of the RGB values to an appropriate value based on the illuminance information. This makes it possible to obtain RGB values in consideration of the influence of illumination, and to perform color measurement with high accuracy.
- the correction unit 122 may correct the measurement result (for example, voltage information) using the information related to the water stored in the toilet.
- the information on the pooled water of the toilet bowl is the information on the pooled water before the urination of the user of the toilet bowl flows in.
- the information on the toilet bowl drainage water is the ph value of the drainage water before the urinal of the toilet bowl user flows into.
- the information regarding the stored water of the toilet bowl is not limited to the ph value, and may be any information as long as it is information regarding the stored water before the urination of the user of the toilet bowl flows.
- the information on the pooled water of the toilet bowl may be information on the pooled water before the urination of the user of the toilet bowl notified in advance flows into it.
- Information on toilet bowl distilled water is notified in advance, for example, from other users who use the health monitoring system of the present invention.
- the information regarding the stored water of the toilet bowl may be notified beforehand from the provider who provides the stored water of the toilet bowl, for example.
- the provider who provides the distilled water of the toilet bowl may be any provider such as a water supply company that provides tap water, a public organization, or a designated company or public organization that provides water for toilets. Good.
- a water company providing tap water provides information on tap water at predetermined intervals (for example, on a daily basis), and the information on tap water is used as information on pooled water before urinating flows in Use.
- the measuring apparatus 200 of another user who uses the health monitoring system may be notified of information about the stored water before the urination flows in at a predetermined cycle (for example, every 12 hours).
- the correction unit 122 may correct the voltage information based on an elapsed time after the measurement device 200 is installed in the toilet.
- the accuracy of measurement may deteriorate with the passage of time.
- the correction unit 122 corrects the potential difference measured by the electrode unit 211 based on the elapsed time after the electrode unit 211 is installed in the toilet bowl.
- the correction amount when the correction unit 122 corrects based on the elapsed time may be set in advance.
- the correction unit 122 corrects the measurement result (for example, voltage information) based on the elapsed time after the measurement unit 210 is set to the toilet based on the correction amount set in advance.
- the correction unit 122 corrects the potential difference measured by the electrode unit 211 based on the elapsed time after the electrode unit 211 is installed.
- the correction unit 122 creates a correction model for correcting the measurement result (for example, voltage information) based on the area where the measurement unit 210 is installed, the shape information of the bowl of the toilet bowl to be installed, and the like.
- the correction model created by the correction unit 122 is not necessarily limited to the area and shape information, and may be created based on various information such as the usage frequency and usage environment of the toilet bowl.
- the correction unit 122 may create a correction model based on the past history of the measurement unit 210 regarding deterioration with time.
- the correction unit 122 calculates an average value of deterioration over time of the plurality of measurement units 210 based on the past history of deterioration over time of the plurality of measurement units 210, and creates a correction model based on the average value. You may Then, the correction unit 122 corrects the measurement result measured by the measurement unit 210 based on the generated correction model.
- the deterioration with time of the measurement unit 210 is different, for example, depending on the frequency of use of the toilet bowl, the use environment, and the device difference between the devices of the measurement device 200, even if they are used in the same area.
- the deterioration with time of the measurement unit 210 of one measurement device 200 may be slower (or faster) in the speed of deterioration as compared to the deterioration with time of the measurement unit 210 of the other measurement device 200. Therefore, if the measurement result is corrected using the same correction model for a plurality of measurement devices 200, the measurement result may be excessively corrected, or the correction amount of the correction of the measurement result may be reduced. There is.
- the correction unit 122 may correct the correction amount in the correction based on the elapsed time based on the information on the stored water of the toilet bowl.
- the correction unit 122 may correct the correction amount in the correction based on the elapsed time based on the information on the stored water of the toilet, and correct the voltage information based on the correction amount after the correction.
- the correction unit 122 may correct the correction model based on the information on the stored water of the toilet bowl.
- the correction unit 122 may correct the voltage information based on the corrected correction model.
- FIG. 3 is a table showing an outline of correction of the measurement result by the correction unit 122. As shown in FIG. Note that FIG. 3 is an example of the case where the correction unit 122 corrects the measurement result measured based on the potential difference measured by the electrode unit 211, and more specifically, the ph value of the stored water into which urination has flowed It is an example in the case of correcting.
- Each ph value shown in the column of “correction model” in the table shown in FIG. 3 is an example of the ph value when the correction unit 122 corrects the measurement result.
- the correction unit 122 corrects the ph value measured based on the potential difference measured by the electrode unit 211 by a predetermined correction amount, and the corrected ph The value is output.
- the correction unit 122 measures the ph value before the urination flows in at 8.2 [ph] and the ph value after the urination flows in at 8.5 [ph] as measured values after three years from the installation.
- the values shown in FIG. 3 are merely examples, and may be any values.
- the deterioration with time of the electrode unit 211 differs among the plurality of electrode units 211 depending on the use environment and use frequency, etc., and correction based on the “correction model” excessively corrects the measurement result. There is a possibility that the correction amount of the correction of the measurement result may be reduced.
- the measurement unit 210 measures the stored water before the urination of the user of the toilet bowl flows in, and the measurement result by the measurement unit 210 and the urination before the urination of the user of the toilet bowl notified beforehand. Compare the information with the reservoir water. Then, based on the comparison result, the correction amount by the correction model is corrected.
- the pH value measured using the electrode unit 211 three years after installation is 8.2 [ph] with respect to the stored water before the urination of the user of the toilet bowl flows in.
- the ph value of the stored water before the urination of the user of the toilet bowl notified beforehand is 8.0 [ph]. That is, when the correction amount due to aging deterioration is corrected using the “correction model”, the measurement result is excessively corrected by 0.2 [ph]. Therefore, the correction amount after three years in the “correction model” is corrected by “ ⁇ 0.2 [ph]”, and the measurement result is output based on the correction amount after the correction. That is, in the example of FIG. 3, it is necessary to correct the ph value after the urination flows in only by “ ⁇ 0.2 [ph]”, and the ph value after the urination flows in is 8.3 [ph] Will be output.
- the measurement unit 210 corrects the correction amount based on the deterioration with time based on the information related to the stored water before the urination of the user of the toilet bowl notified in advance, so that the measurement unit 210 can obtain a more accurate measurement value. Can be output.
- the correction unit 122 does not correct the correction model, but corrects again the measurement result corrected based on the correction model, based on the information on the accumulated water before the urination of the user of the toilet flows into it. It is also good.
- the correction unit 122 may correct the correction result of the voltage information corrected based on the elapsed time again based on the information on the stored water before the urination of the user of the toilet flows.
- the analysis unit 123 has a function of analyzing the urine component based on the voltage information or the corrected voltage information (hereinafter referred to as “voltage information (after correction)”). Specifically, the analysis unit 123 analyzes, for example, the molecular concentration of components such as chloride, glucose, potassium, sodium, and urea in urine based on voltage information (after correction). Also, as shown in FIG. 11, the ph value can be analyzed. Thereby, even if the urine is diluted with the reservoir water, it can be analyzed accurately. In addition, the analysis unit 123 transmits the analysis result to the control unit 120 to generate display data that causes the user terminal 300 to display the analysis result.
- voltage information after correction
- the analysis unit 123 also has a function of analyzing the urine component based on the imaging information or the corrected imaging information (hereinafter referred to as “imaging information (after correction)”). Specifically, for example, the analysis unit 123 measures the color of the coloring reaction of the specific component in the urine to the reagent based on the imaging information (RGB value), and the specific component in the urine corresponding to the color or the concentration thereof Analyze In addition, the analysis unit 123 transmits the analysis result to the control unit 120 to generate display data that causes the user terminal 300 to display the analysis result. Thereby, analysis of the specific component in urine and its concentration by bioassay (immunochromatography method etc.) can be realized easily and automatically without human intervention, not by human eyes etc.
- imaging information after correction
- the estimation unit 124 has a function of estimating the user's disease based on the analyzed urination information of urination. Specifically, the estimation unit 124 estimates the user's disease based on, for example, the analyzed specific component in urine (specifically, for example, the concentration of the component or the like). As an example, as shown in FIG. 11, the urinary glucose value is calculated by analyzing the concentration of glucose in urine, and it is estimated whether diabetes is positive or negative. Further, the estimation unit 124 may estimate the distortion of the lifestyle based on the analyzed urination information of urination. The estimation unit 124 may estimate, for example, bias in eating habits and ups and downs (relief) of stress as distortion of the lifestyle.
- distortion of a lifestyle is not restricted to these examples, What kind of thing may be used.
- information of measurement results of other measurement units 210 or analysis results of analysis unit 123 (referred to as “measurement / analysis results”) and information such as diseases or distortions of lifestyles inferred from the measurement / analysis results.
- the estimation unit 124 transmits to the control unit 120 in order to generate display data that causes the user terminal 300 to display the estimation result.
- (1) estimation based on a threshold and (2) estimation based on machine learning can be used.
- the estimation unit 124 compares the measurement result with the threshold stored in the storage unit 130, for example, if it is within the threshold (normal (or negative)), the threshold is exceeded If it is present, it is judged as abnormal (or positive) and the disease is inferred.
- the estimation of (2) feature quantities of measurement results are extracted, and a feature vector is created based on the feature quantities.
- the created feature vector is data created using multiple cases of a set of dictionary data (measurement values and test results (results based on analysis results and inference results, such as whether the disease is positive or negative) based on the measurement values) Discrimination is performed on the basis of data used as training data (teacher data) in machine learning, and a disease is inferred from the discrimination result.
- a neutral network Perceptron
- SVM Spin-Var model Machine Learning
- the storage unit 130 has a function of storing various programs, data, and parameters required for the server 100 to operate.
- the storage unit 130 includes fluid information (shape information of bowl of toilet bowl, water volume information of stored water of toilet bowl), imaging information, weight information, illuminance information, user identification information, communication unit 110, control unit
- the parameters necessary for the operation of 120 and the storage unit 130 are stored.
- the storage unit 130 stores information necessary for analysis, analysis, etc., measurement results, and inspection results (analysis results, estimation results) in various databases (hereinafter referred to as “DB”). To memorize.
- the data storage and management method is not limited to the DB, and may be stored in various setting files (hereinafter referred to as “setting file”) such as definition files, parameter files, and temporary files.
- the storage unit 250 is typically realized by various recording media such as a hard disc drive (HDD), a solid state drive (SSD), and a flash memory (SD (secure digital) memory card).
- HDD hard disc drive
- SSD solid state drive
- SD secure digital memory
- the measuring apparatus 200 includes a measuring unit 210, a user identifying unit 220, a control unit 230, a communication unit 240, and a storage unit 250. Moreover, the measuring apparatus 200 can arrange each part in a plurality of devices. For example, as shown in FIG. 5, the measuring unit 210 is disposed in the device as shown on the right in FIG. 5, while the user identification unit 220, the control unit 230, the communication unit 240 and the storage unit 250 are on the left in FIG. It can be arranged collectively on another device as shown. Thus, the device provided with only the measuring unit 210 may be installed in the bowl or the like of the toilet bowl, and one of the devices may be properly installed in a range where there is no problem with communication. It can be done.
- the measuring unit 210 includes an electrode unit 211, a photographing unit 212, an illuminance sensor unit 213, and a temperature measuring unit 214.
- the measuring unit 210 may be installed so that at least a part of the electrode unit 211, the imaging unit 212 and the temperature measuring unit 214 is immersed in the water in the bowl of the toilet bowl.
- the measurement unit 210 uses the transmission as a trigger to measure the electrode unit 211, the imaging unit 212, the illuminance sensor unit 213, and the temperature measurement.
- the unit 214 can start each measurement.
- the measurement unit 210 sets at least one of temperature information (for example, water temperature of stored water or urine containing water) generated by the temperature measurement unit 214 or voltage information (for example, potential difference) generated by the electrode unit 211 to a predetermined threshold value.
- temperature information for example, water temperature of stored water or urine containing water
- voltage information for example, potential difference
- each measurement of each part which constitutes measurement part 210 can also be started or ended automatically. Thereby, the user can start measurement in normal urination without performing selection operation act of start or end every time measurement start or measurement end, and a convenient measuring device can be provided.
- the measurement unit 210 may automatically start measurement when the user identification unit 220 completes the user identification process as a trigger. Furthermore, the measurement unit 210 may set a threshold for each measurement item, and end the measurement when the data reaching the threshold is acquired. Furthermore, the measurement unit 210 may manually start or stop measurement according to an operation input from the display unit 330 of the user terminal 300. Furthermore, a human sensor (not shown) is provided in the measuring apparatus 200, and measurement is started using the detection of the sign of the person by the infrared ray or the like of the person sensor as a trigger, or the sign of the person is lost. The measurement may be terminated by using the detection as a trigger.
- the electrode unit 211 measures the electromotive force (potential difference, voltage value) by the electrolyte and the current value flowing between the electrodes immersed in the urine containing water, using two or more electrodes, with respect to the specific component in the urine which is the electrolyte To generate voltage information.
- the electrode unit 211 includes two or more electrodes, a potentiometer, and an ammeter in order to measure the concentration of a specific component in urine.
- the electrode unit 211 immerses these electrodes in urination-containing water, for example, by using one as a reference electrode and another electrode as a working electrode, and the concentration (activity) of the urine component for analysis of urination-containing water
- the electromotive force difference between the working electrode and the reference electrode in response to is measured with a potentiometer.
- Voltage information is generated based on the measurement result, and the generated voltage information is transmitted to the transmission unit 242 via the control unit 230 in order to be transmitted to the server 100.
- “voltage information” refers to information relating to electromotive force (potential difference, voltage value) by a specific component (electrolyte) in the urine generated using the electrode of the electrode unit 211.
- an enzyme electrode method (GOD (Glucose OxiDase)) may be used, and an electrode serving as a counter electrode is added, and an electrode method using three electrodes is used. May be Thereby, the concentration etc. of the specific component in urine can be measured based on the generated voltage information.
- the potential difference E as voltage information, the pH value pH i of the reference electrode, and the pH value pH o which is a hydrogen ion concentration as a characteristic component in urine can be expressed as in the following formula (3).
- the imaging unit 212 has a function of causing a specific component in urine to undergo a color reaction with a reagent or the like using a bioassay, and imaging the degree of the reaction.
- the photographing unit 212 includes a film that changes color according to the component of the urine containing water and a photographing unit that photographs the film.
- the “film” can be added with a reagent to cause a color reaction of a specific component in the urine, and a tape shape (for example, a shape having a thin strip shape, a shape that can be taken up with a reel, etc.
- the film is preferably transparent.
- the film includes a sample pad, a conjugate pad, a test line (detection line), a control line and a membrane, an absorption pad, etc. , Not this.
- the configuration of the film will be described later with reference to FIGS. 6, 6 and 7.
- the urine containing water is immersed in the sample pad and absorbed, and the RGB (Red Green Blue) values of the coloring due to the color reaction of the test line and the control line are read by photographing with a photographing means such as a camera.
- the RGB values are transmitted to the transmitting unit 242 via the control unit 230 for transmission to the server 100.
- the server 100 measures the color developed by the color reaction based on the shooting information. Thus, it is possible to measure the color with less cost than reading the wavelength or the like using a spectroscope or the like. At this time, although it is assumed that noise is included, the correction unit 122 of the server 100 can remove the noise.
- the health monitoring system 500 further includes a photographing unit 212 including a film that changes the color according to the component of the stored water into which urination has flowed, and a photographing unit that photographs the film and generates photographing information.
- the unit 122 corrects the imaging information on the basis of urination information including water amount information and the urine amount of urination, and the analysis unit 123 analyzes the urine component on the basis of the corrected imaging information.
- the present invention can also be applied to a test method using an antibody reaction, and more measurement can be performed as compared with a conventional urinal information measuring device installed in a toilet bowl.
- the illuminance sensor unit 213 has a function of measuring the illuminance (brightness) of the film surface photographed by the photographing unit 212. It comprises a light receiving element such as a photodiode. For example, the illuminance sensor unit 213 converts light incident on the light receiving element into a current to detect the illuminance, and transmits the illuminance information to the transmitting unit 242 via the control unit 230 in order to transmit the illuminance information to the server 100.
- the server 100 can correct the measurement result of the color using the illuminance information. Thereby, the measurement result of the color in consideration of the illumination intensity by illumination can be obtained, and the reaction condition of the specific component for analysis purpose in urine can be analyzed accurately.
- the temperature measurement unit 214 has a function of measuring the temperature of the stored water in the bowl of the toilet bowl or the temperature of the urine containing water to generate the water temperature information.
- the temperature measurement unit 214 includes, for example, a thermistor, an oscillator, and a counter.
- the thermistor outputs a change in resistance due to a temperature change, the change in resistance is converted to a frequency by an oscillator, and the counter measures the frequency to measure a temperature.
- the water temperature information is transmitted to the transmission unit 242 via the control unit 230 in order to be transmitted to the server 100.
- the user identification unit 220 has a function of identifying a user to be monitored by the health monitoring system 500 using a toilet bowl.
- the user identification unit 220 is connected to the measurement unit 210 by a cable or the like, and includes a suction unit for a pottery device such as a tank so as to be provided in a tank storing wash water.
- a suction unit for a pottery device such as a tank so as to be provided in a tank storing wash water.
- other attachment means may be provided.
- the user identification unit 220 is, for example, information (for example, a QR code (registered trademark)) (for example, QR code (registered trademark)) that uniquely identifies the user output by the health monitoring application installed in the user terminal 300 owned by the user.
- the information for identifying the user is hereinafter referred to as “user identification information”, magnetic information for uniquely identifying a user of an IC (Integrated Circuit) card owned by the user, WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), Read information (for example, received signal strength information, radio wave reception strength information, etc.) uniquely identifying the user such as WiFi (Wireless Fidelity) and wireless LAN (Local Area Network) such as Bluetooth (registered trademark), etc. Identify
- identification of the user can be automatically performed only by holding the user terminal 300 or the IC card over the user identification unit 220, and the network can be automatically identified, and thus the identification can be performed. It can identify that it is an institution (for example, a company, a hospital, a school, etc.), and each time the user uses the toilet, it operates and inputs information that identifies the user and information that it identifies a specific institution. Can easily be identified.
- institution for example, a company, a hospital, a school, etc.
- the user identification unit 220 may be configured to include the measurement unit 221.
- the measuring unit 221 measures the weight (kg weight) of the user received by the toilet seat, and stores the measured weight information for each user (hereinafter referred to as "weight information") as the storage unit 250.
- weight information the measured weight information for each user (hereinafter referred to as "weight information") as the storage unit 250.
- the user identification unit 220 identifies the user based on the weight information and generates user identification information.
- the user identification unit 220 includes a face recognition sensor, a face recognition, an attitude detection sensor, an attitude detection, a pulse measurement means, a pulse measurement of the user, and a blood pressure measurement means.
- the blood pressure measurement, the body fat percentage measurement means may be provided to measure the user's body fat percentage, and the muscle mass measurement means may be provided to identify the user by the user's muscle mass measurement.
- the user identification unit 220 may also include an infrared sensor to estimate the height of the user and identify the user by the estimated height. In addition, it is not restricted to an infrared sensor what estimates a user's height, What kind of sensor may be sufficient if height can be estimated. Furthermore, the user identification unit 220 may include an infrared sensor to measure the user's operation pattern, identify the user from the measured operation pattern, and generate user identification information.
- the user identification unit 220 may determine whether or not the measured operation pattern includes a characteristic operation pattern for each user, and may identify the user based on the determination result. In addition, what measures a user's operation
- movement pattern is not restricted to an infrared sensor, What kind of sensor may be sufficient.
- the user identification unit 220 identifies the user based on a plurality of measured results (at least two or more of weight, face, posture, pulse, blood pressure, body fat rate, muscle mass, height, motion pattern, etc.). You may Further, the information on the user that can be measured by the user identifier 220 is not limited to these examples, and may be any information, and the user identification unit 220 uses the information based on the information on the measured user. It is possible to automatically identify the person.
- the user identification information may be transmitted to the server 100 together with the water temperature information to be set, the voltage information, the user identification information, the illuminance information, and the imaging information, or may be transmitted at the identified timing.
- the user identification unit 220 transmits the data to the transmission unit 242 via the control unit 230 in order to transmit to the server 100.
- the user can be identified automatically as part of a normal urination act, and each time the user uses the toilet bowl, it can be easily identified without inputting information for identifying the user. it can.
- the control unit 230 is a processor having a function of controlling each unit of the measuring apparatus 200.
- the control unit 230 can include an input unit (not illustrated) that allows the user to manually select the start of each measurement related to urination.
- the control unit 230 transmits to the measuring unit 210 that the measurement start has been input by the input unit.
- the communication unit 240 includes a receiving unit 241 and a transmitting unit 242, and has a function of executing communication with the server 100 and each user terminal 200 via the network 400.
- the communication may be wired or wireless (for example, a communication method such as Wi-Fi (Wireless Fidelity), BLE (Bluetooth Low Energy), ZigBee, etc.), and if communication with each other can be carried out, Communication protocol may be used.
- the receiving unit 241 has a function of receiving control data and the like from each server 100 and each user terminal 300 under the control of the control unit 230 via the network 400, and transmitting the control data and the like to the control unit 120.
- the receiving unit 241 includes user information (for example, ID information etc.) stored in the storage unit 130 for controlling the user identifying unit 220 from the server 100, measurement and photographing of the measuring unit 210, and a user identifying unit Dynamic parameter data and the like necessary for the identification of 220 are received and transmitted to the control unit 230.
- user information for example, ID information etc.
- the transmitting unit 242 has a function of transmitting measurement data and the like to the server 100 and each user terminal 300 under the control of the control unit 230 via the network 400. Specifically, for example, the transmission unit 242 transmits the water temperature information, the voltage information, the user identification information (including the measurement information), the illuminance information, and the photographing information to the server 100 or each user terminal 300.
- the transmission timing of the transmission unit 242 is (1) immediately after measurement (for example, triggered by transmission of measurement data from measurement unit 210 as a trigger), (2) periodically (for example, the user
- the transmission timing may be set when, for example, a threshold is set for the storage capacity of the storage unit 250 and the threshold is reached for each predetermined time determined in consideration of the life rhythm, the capacity of the storage unit 250, etc. .
- the storage unit 250 has a function of storing various programs, data, and parameters required for the measurement device 200 to operate. Specifically, for example, the storage unit 250 stores user information and parameters necessary for operations of the measurement unit 210, the user identification unit 220, the control unit 230, and the communication unit 240.
- the storage unit 250 is typically realized by various recording media such as a hard disc drive (HDD), a solid state drive (SSD), and a flash memory (SD (secure digital) memory card).
- HDD hard disc drive
- SSD solid state drive
- SD secure digital
- the user terminal 300 includes a communication unit 310, a control unit 320, a display unit 330, and a storage unit 340. Each part of the user terminal 300 may be configured to be included in the health monitoring application, or may be incorporated in the circuit of the user terminal 300.
- the communication unit 310 includes a receiving unit 311 and a transmitting unit 312, and has a function of executing communication with the server 100 and each measuring device 200 via the network 400.
- the communication may be wired or wireless, and any communication protocol may be used as long as mutual communication can be performed.
- the receiving unit 311 has a function of receiving display data and the like from each server 100 and each measuring device 200 under the control of the control unit 320 via the network 400, and transmitting the display data and the like to the control unit 320.
- the receiving unit 311 receives, for example, display information including a test result of urine from the server 100, and stores user information (for example, ID information) stored in the storage unit 130 for control of the user identification unit 220. Etc.), and receives dynamic parameter data and the like necessary for measurement and photographing of the measurement unit 210 and identification of the user identification unit 220, and transmits it to the control unit 230.
- the transmitting unit 312 performs user identification such as input information input by the user from the display unit 330 and QR code (registered trademark) information to the server 100 and each measuring device 200 under the control of the control unit 320 via the network 400. It has a function of transmitting information and the like.
- the control unit 320 is a processor having a function of controlling each unit of the user terminal 300.
- the control unit 320 receives the input result from the display unit 330 and also receives the estimation result from the estimation unit 124, the control unit 320 displays the result on the display unit 330 of the user terminal 300 as text, a table or a graph.
- Generate display data for The control unit 120 transmits the generated display data to the transmission unit 112 in order to transmit the generated display data to the user terminal 300.
- the display unit 330 has a function of displaying display data and the like received from the server 100 or the measuring device 200. Specifically, for example, as shown in FIG. 4, the display unit 330 measures the measured value according to the measured urination and the measurement result such as normal or abnormal, the analysis result according to the analyzed urine component, the estimated disease Display data representing monitoring results such as positive or negative inference results etc. is displayed using text, a table or a graph. The result may be displayed on a daily basis, a weekly basis, a monthly basis, etc.
- the display unit 330 may include an input unit for the user to input, for example, user identification information (for example, name, age, sex, height, weight, etc.).
- the storage unit 340 has a function of storing various programs, data, and parameters required for the user terminal 300 to operate. Specifically, for example, the storage unit 340 stores user identification information and parameters necessary for the operation of the communication unit 310, the control unit 320, the display unit 330, and the storage unit 340.
- the storage unit 250 is typically realized by various recording media such as a hard disc drive (HDD), a solid state drive (SSD), and a flash memory (SD (secure digital) memory card). The above is the configuration of the user terminal 300.
- HDD hard disc drive
- SSD solid state drive
- SD secure digital
- FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of an overview of the health monitoring system 500.
- the said example is an example which installed the measuring apparatus 200 in a Western-style toilet bowl, and used the health monitoring system.
- the type of toilet bowl is not limited to a Western-style toilet bowl, and may be used in any type of toilet bowl, as long as it is a Japanese-style toilet bowl or the like, as long as it has flush water for cleaning and drainage. As shown in FIG.
- a part (for example, the measuring unit 210) for measuring information related to the stored water and the urine containing water of the measuring device 200 is installed in an apparatus immersed in the stored water in the bowl of the toilet bowl
- the other units (for example, the user identification unit 220, the control unit 230, and the communication unit 240) which do not need to be immersed in may be disposed in another device, for example, the device may be installed in a tank.
- the device in which the user identification unit 220 is disposed is located at a position where the user terminal 300 or the like can hold the QR code information output from the user terminal 300 owned by the user and the information output from the IC card. It is preferable to use a device that can be arranged. As a result, it is possible to identify and measure the user without inputting the user identification information into the measuring apparatus 200 each time of use.
- FIG. 6 is a view schematically showing an example of the internal structure of the measurement unit 210 according to the first embodiment.
- FIG. 6 shows an example of the structure of the film of the photographing unit 212 which constitutes the measuring unit 210.
- the photographing unit 212 includes two reels for stretching the film from one reel and winding it on the other reel, and automatically rotates the reel each time measurement starts or each time measurement ends.
- the film can be sequentially sent out and immersed in the reservoir water into which the urine has flowed.
- a reel 10a on which an unused film 30a is wound and a reel 20a on which a used film 30a is wound are disposed in the measuring unit 210.
- the photographing unit 212 causes a color reaction of the reagent placed on the immersed film, and photographs the reaction with the photographing means (not shown) of the photographing unit 212.
- the film is taken out one by one and sequentially immersed in the stored water or the urine containing urine to color-react the reagent placed on the film. You may As a result, the user does not have to replace the film each time measurement, and it is possible to save time for replacement, so it is possible to provide a convenient measuring device 200.
- FIG. 7 is a view schematically showing an example of the internal structure of the measurement unit 210 according to the second embodiment.
- the measurement unit 210 divides the partition 40 b into two layers, upper and lower, and discards the upper portion (arrangement side of the reel 20 b on which the used film is wound) from the partition 40 b.
- the lower part from the partition 40b (the arrangement side of the reel 10b on which the unused film is wound up) may be used as the used part.
- the waste portion may be used as a storage space for discarding by dissolving the used water-soluble film in the water in the toilet bowl.
- the used film is partially flushed when it is flushed (when the water in the toilet bowl flows into the measuring unit 210 when the toilet bowl is flushed with water, etc.)
- the waste may be disposed of by being flushed and washed every time it is flushed.
- the waste part since the waste part stores used films, it is necessary to make the environment where bacteria are not easily propagated. For this reason, the waste part may specifically contain, for example, an agent such as a surfactant, or may be disinfected or disinfected, or may be vacuumed to prevent reproduction.
- the configuration of the film 30b and the reels 20a and 10b may be a roll type as shown in the first embodiment, or the dividers 40b may be opened automatically when all the films of the reel 10b have been used. Move the film to the upper discarding section, store it, and then place a reel (not shown) on which unused film held in the measuring device is wound on the reel 10b of the use section, to renew the film. It may be an automatic cartridge type. Thereby, when using the measurement part 210 for a long period of time, it can maintain a sanitation state simply and can continue using.
- FIG. 8 is a view schematically showing an example of the configuration of the film and the reagent constituting the photographing unit 212.
- the top film 60 and the support film 80 are used with the top film 60 for protecting the surface of the reagent and the support film 80 for mounting the reagent (as a support for the reagent).
- the film that composes the imaging unit 212 can be configured by sandwiching the reagent.
- a top film 60 dissolves the top film 60 at the time of measurement using a water-soluble film, and (2) a mechanism for peeling off the top film 60 is incorporated in the measurement unit 210 and peeled off immediately before measurement.
- the reagent can be protected until immediately before the measurement to prevent the deterioration of the reagent.
- the amount of air touched just before measurement is reduced as much as possible by storing the reel wound with the unused film of the measurement unit 210 in a space with high confidentiality. Thus, the deterioration of the reagent can be prevented.
- FIG. 9 an example of the data configuration of various DBs stored in the storage unit 130 will be described using FIG. 9 as an example.
- the various DBs are not limited to the storage unit 130 of the server 100 as the storage destination, and may be the storage unit 250 of the measuring apparatus 200 or the storage unit 330 of the user terminal 300. Further, it goes without saying that the data configuration may be appropriately changed according to the functional configuration of the server 100, the processing content, and the like.
- the toilet information DB is a DB for storing information related to the toilet bowl, and for example, the toilet bowl model number, water volume (water level, mass, volume etc. of stored water), water temperature (water temperature information of stored water), cleaned It includes information such as presence / absence, installation location (latitude / longitude information, address, building name etc.), use start time (use start time of toilet bowl), etc. Further, the toilet information DB may additionally include information (not shown) on the toilet environment such as amount information such as detergent or component information such as detergent. The toilet information DB holds a record in toilet bowl units. Note that information linked to the toilet model number (for example, bowl bowl shape information, toilet bowl water volume information, etc.) may be held in the DB, or not held in the DB each time using a network system such as the Internet You may search and obtain.
- a network system such as the Internet You may search and obtain.
- the threshold DB is a DB that stores a threshold serving as a determination criterion such as whether the measurement result is positive or negative, normal or abnormal, and, for example, the threshold (absolute) for each measurement item and measurement item as an example It includes information such as a reference value as an absolute index for each measurement item, a threshold for each measurement item (for each user) (a reference value as a personalized index for each user for each measurement item), and the like.
- the measurement / inspection result DB is a DB for storing measurement results and inspection results for each user.
- user ID user identification information
- measurement item measurement value
- inspection item inspection result
- Analysis result, estimation result measurement date and time
- measurement date date and time
- inspection date date, hour, minute, second
- inspection date date, hour, minute, second
- the dictionary data DB is a DB for storing dictionary data, and is configured to include, for example, information such as measurement values and inspection results (analysis results, estimation results) and the like.
- the dictionary data DB identifies a feature vector created from the measurement value as so-called teacher data in machine learning.
- the dictionary data stored in the dictionary data DB may be defined and stored in a setting file. The use of the configuration file is considered to improve the speed of reading and updating dictionary data more than using a DB.
- the user DB is a DB for storing information for uniquely identifying a user, and for example, as an example, a user ID (alphanumeric information given uniquely), a user's name, gender, height, The information includes weight, weight information measured by the measuring device 200, toilet ID of one or more toilet bowls associated with the user, and the like.
- a user ID alphanumeric information given uniquely
- the information includes weight, weight information measured by the measuring device 200, toilet ID of one or more toilet bowls associated with the user, and the like.
- the above is the data configuration of various DBs.
- FIG. 11 is a data conceptual diagram showing the correspondence.
- an albumin component in urination is used as input information
- the imaging unit 212 uses the input information to measure the degree of color development due to the color reaction of the film according to the input information using the immunochromatography method.
- the concentration of albumin in the medium is analyzed to determine whether the corresponding analysis result exceeds the corresponding threshold value. Based on the determination result, the user estimates whether diabetes is positive or negative.
- FIG. 10 is a flowchart showing an example of processing performed by the health monitoring system 500.
- the storage unit 130 previously stores, as an initial setting or each time of measurement, the shape information of the bowl of the toilet, the water amount information of the stored water, and the water temperature information of the stored water (step S11).
- the user identification unit 220 identifies the user using the IC card, the user terminal 300, etc. (step S12).
- the measurement part 212 may measure the water temperature of stored water temporarily after the said step (not shown).
- the illuminance sensor unit 213 measures the illuminance of the film surface (step S13).
- the measurement unit 210 starts each measurement when it is transmitted from the user that the measurement start has been input manually by the input unit provided in the control unit 230 (step S14).
- the said step can be abbreviate
- the temperature measuring unit 214 measures the temperature of the stored water or the urine containing water and generates water temperature information (step S15) .
- the electrode unit 211 measures the potential difference between the electrodes and generates voltage information when measurement starts automatically or manually when, for example, the potential difference to be measured reaches a certain threshold (step S16).
- the photographing unit 212 sends the film so as to immerse the sample pad portion of the film in the urine containing water, and photographs the RGB luminance signals of the test line and the control line with a photographing means such as a camera. (Step S17).
- the temperature measurement unit 214 automatically terminates the measurement when the temperature to be measured reaches a certain threshold or the like, and the electrode unit 211 automatically terminates the measurement when the potential difference to be measured reaches a certain threshold or the like. (Step S18).
- the analysis unit 121 analyzes (calculates) the urine volume by analyzing the fluid using a fluid model that models the fluid flowing around the measurement unit 210 based on the shape information, the water amount information, the water temperature information, and the like. (Step S19). If the measured value is analysis by the electrode method (the electrode method in step S20), the correction unit 122 calculates the dilution degree based on the analyzed urine volume information and the water volume information, and the voltage information based on the dilution degree Are corrected (step S21). The analysis unit 123 analyzes the urine component based on the voltage information (after correction) (step S22).
- the correction unit 122 calculates the dilution degree based on the analyzed urine amount information and the water amount information, and imaging based on the dilution degree The information is corrected (step S23).
- the correction unit 122 may correct the imaging information based on the illuminance information in addition to the dilution degree.
- the correction unit 122 may correct the measurement result using information on stored water of the toilet bowl (information on stored water before urination of the user of the toilet bowl flows in).
- the correction unit 122 may correct the measurement result based on an elapsed time after the measurement device 200 is installed in the toilet bowl.
- the correction unit 122 may correct the correction amount in the correction based on the elapsed time based on the information on the water stored in the toilet bowl.
- the analysis unit 123 analyzes the urine component based on the imaging information (after correction) (step S24).
- the analysis unit 123 creates a feature vector based on the analysis result, and identifies the created feature vector using training data (dictionary data) (step S25).
- the estimation unit 124 estimates the disease of the user based on the analyzed urination information (for example, the analyzed urine component) of urination (step S26).
- Example 1 EXAMPLES The present invention will be more specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Using the health monitoring system 500 shown in FIG. 1 etc., analysis of the hydrogen ion concentration in urine as a urine component was tried. The system specifications and test conditions are as follows.
- the temperature was measured by a resistance method (thermistor).
- the electrode method was used to measure the potential difference of the current flowing between the electrodes immersed in the urine containing water.
- Calculation of Urine Volume In the health monitoring system according to this example, the urine volume was calculated using the regression equation of the above equation (1) based on the measured temperatures of the stored water and urine containing water. . In the calculation, in the present example, the temperature of urine was set at 38 ° C. to calculate.
- the experimental method carried out in this example is as follows.
- artificial urine was used, and a sample prepared was used as a test solution.
- Table 1-1 and Table 1-2 the values of urinary flow rate, urine volume and pH value of 64 artificial urines (Hydrogen ion concentration (it is the acidity of urine and indicates whether the urine is acidic or alkaline))
- the reagent is added to the test solution and mixed to make a combination (case), and then the test is performed 15 times each case using an automatic pump in the Western-style toilet equipped with the health monitoring system of this example.
- the solution was dropped, and the pH value was analyzed by the health monitoring system of the present embodiment.
- FIG. 12 is a diagram showing an example of an experimental result.
- the horizontal axis is the adjusted pH value in artificial urine
- the vertical axis is the measurement value of the pH value of urine measured by the health monitoring system according to the present invention.
- the unit is all [pH]. It can be seen from the graph that the adjustment value and the measurement value show linear characteristics, and the pH value is correctly calculated. As an approximate value, it was 97.49 [%]. From the experimental results, the effectiveness of the method for analyzing urine components of the present embodiment was demonstrated.
- Example 2 The present invention will be more specifically described by way of the following examples as another example different from the first example, but the present invention is not limited to only these examples.
- the analysis of albumin concentration in urine as a urine component was attempted using the health monitoring system 500 shown in FIG.
- the system specifications and test conditions are as follows. (1) Measurement of temperature of stored water and urine containing water In the health monitoring system according to the present embodiment, the temperature was measured by a resistance method (thermistor). (2) Photographing of color reaction In the health monitoring system according to the present embodiment, the reagent placed on the film is subjected to a color reaction with albumin in urine using the immunochromatography method, and the reaction condition is the RGB value of color development Was taken with a camera and read.
- the urine volume was calculated using the regression equation of the above equation (1) based on the measured temperatures of the stored water and urine containing water. .
- the temperature of urine was set at 38 ° C. to calculate.
- Correction of Imaging Information Based on Dilution Degree In the health monitoring system according to the present embodiment, the RGB values read in the above (2) are corrected based on the urine volume calculated in the above (3).
- Analysis of Albumin Concentration In the health monitoring system according to this example, the albumin concentration in urine was analyzed based on the values of RGB corrected in the above (4).
- the experimental method carried out in this example is as follows.
- artificial urine was used, and a sample prepared was used as a test solution.
- reagents are added to and mixed with the test solution to create combinations (cases) of 64 urine flow, urine volume and albumin concentration (mg / L).
- the test solution was dropped twice in each case using an automatic pump to a Western-style toilet equipped with the health monitoring system of this example, and the albumin concentration was analyzed by the health monitoring system of this example.
- FIG. 13 is a diagram showing an example of an experimental result.
- the horizontal axis is the adjusted albumin concentration in artificial urine
- the vertical axis is the measurement value of the albumin concentration of urine measured by the health monitoring system according to the present invention. All units are [mg / L]. It can be seen from the graph that the adjustment value and the measurement value show linear characteristics, and the albumin concentration is correctly calculated. As an approximate value, it was 97.01 [%]. From the experimental results, the effectiveness of the method for analyzing urine components of the present embodiment was demonstrated.
- the health monitoring system according to the present invention can be used as part of telemedicine in conjunction with a medical institution or the like.
- information on medical institutions, doctors, etc. related to each user is stored in the user DB stored in the storage unit 130, and the measurement value and the test result data of the DB are updated when updating the measurement / test result DB.
- the information can be transmitted to a medical institution or the like, and a doctor or the like can perform medical examination, guidance, etc. regarding health from a distance even if the patient is at home based on the transmitted data.
- the health monitoring system according to the present invention can also be used for remote monitoring of medication (whether or not a prescribed drug is carried) by a doctor, a pharmacist, a pharmaceutical company, etc., and a check of whether the drug metabolism check (prescribed drug works). It can also be used for the service of delivering medicines prescribed by the pharmacy according to the health condition and the doctor's prescription, and for the health check of family members far away.
- the health monitoring system according to the present invention links time series vital data generated from measurement / test result information stored in the storage unit 130 of the health monitoring system according to the present invention in cooperation with a system of a pharmaceutical company or a health insurance association. It can also be used for data marketing business. Similarly, vital data can be used to simulate how medical expenses can be reduced, in conjunction with insurance company and health insurance association systems.
- linking the generated vital data and the daily life log recorded by the wearable device linked with the health monitoring system it can be used for a service providing more specific health and beauty advice.
- linking vital data to a life log can be used, for example, to model what kind of healthy person lives and what kind of health.
- a nutrient or the like lacking from vital data is extracted, the extracted nutrient is displayed on the display unit 330 of the user terminal 300, and a meal menu (ingested based on the extracted nutrient). It is also possible to display and propose on the display unit 330 of the user terminal 300, supplements and food information such as vegetables to be). Similarly, vital data can be typed to suggest supplements that supplement the body's missing nutrients.
- the target of provision of the service can be applied not only to general homes and individuals but also to health management of athletes and the like.
- personalized cosmetics can also be proposed, especially to users who are expected to have skin and hair problems.
- the health monitoring system according to the present invention may be used to, for example, model what kind of human genome lives in which health condition by linking genome analysis results in addition to vital data and life log. it can.
- modeling information information on the health status predicted by the modeling is provided to the insurance company etc., and the insurance company etc., as information at the time of examining / determining admission / prohibition etc. based on the prediction information. It can be used.
- Each functional unit of the server 100, the measuring apparatus 200 and the user terminal 300 is realized by a logic circuit (hardware) or a dedicated circuit formed on an integrated circuit (IC (Integrated Circuit) chip, LSI (Large Scale Integration)) or the like. It may be realized by software using a CPU (Central Processing Unit) and a memory. Also, each functional unit may be realized by one or more integrated circuits, and the functions of the plurality of functional units may be realized by one integrated circuit.
- An LSI may be called a VLSI, a super LSI, an ultra LSI, or the like depending on the degree of integration.
- the "circuit” may include digital processing by a computer, that is, meaning as functional processing by software.
- the circuit may be realized by a reconfigurable circuit (for example, an FPGA: Field Programmable Gate Away).
- each function unit of the server 100, the measuring apparatus 200 and the user terminal 300 is realized by software
- each function unit of the server 100, the measuring apparatus 200 or the user terminal 300 is a display information generating program which is software for realizing each function.
- CPU that executes an instruction, the above-mentioned health monitoring program and ROM (Read Only Memory) in which various data are readably recorded by a computer (or CPU) or storage device (these are called “recording media"), the above-mentioned health monitoring program And a RAM (Random Access Memory) for expanding the Then, the computer (or CPU) reads the health monitoring program from the recording medium and executes the program to achieve the object of the present invention.
- ROM Read Only Memory
- a “non-transitory tangible medium”, for example, a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit or the like can be used as the recording medium.
- the health monitoring program may be supplied to the computer via any transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the health monitoring program.
- the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave in which the health monitoring program is embodied by electronic transmission.
- the above-mentioned health monitoring program can be implemented using, for example, a script language such as ActionScript or JavaScript (registered trademark), an object-oriented programming language such as Objective-C or Java (registered trademark), or a markup language such as HTML5. .
- a script language such as ActionScript or JavaScript (registered trademark)
- an object-oriented programming language such as Objective-C or Java (registered trademark)
- a markup language such as HTML5.
- server 110 communication unit 120 control unit 130 storage unit 200 measuring device 210 measuring unit (measuring device) 220 User Identification Unit (Measurement Device) 230 control unit (measuring device) 240 communication unit (measuring device) 250 storage unit (measuring device) 300 user terminal 310 communication unit (user terminal) 320 control unit (user terminal) 330 display unit (user terminal) 340 storage unit (user terminal)
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Abstract
簡易的に排尿情報を解析し、疾病を推測することができる健康モニタリングシステムを提供する。健康モニタリングシステムは、便器の使用者の排尿が流れ込んだ溜水の温度である水温情報と、前記便器ごとのボウルの形状情報と、前記溜水の水量情報とを記憶する記憶部と、前記排尿が流れ込んだ溜水に浸漬した二つの電極間の電位差を測定して電圧情報を生成する測定部と、前記形状情報または前記水量情報の少なくともいずれか一つと、前記水温情報とに基づいて、回帰分析を用いた予測モデルで排尿の尿量を解析する解析部と、前記水量情報、前記排尿の尿量を含む排尿情報、および、前記便器の溜水に関する情報に基づいて、前記電圧情報を補正する補正部と、前記補正した電圧情報に基づいて尿成分を分析する分析部と、前記分析した尿成分に基づいて、前記使用者の疾病を推測する推測部と、を備える。
Description
本発明は、健康モニタリングシステム、健康モニタリング方法および健康モニタリングプログラムに関し、特に便器に設置して排尿を解析し、疾病を推測する健康モニタリングシステム、健康モニタリング方法および健康モニタリングプログラムに関する。
近年の健康志向の高まりを受けて、尿の状態(量や成分)を分析して健康状態をモニタリングし、アドバイスするサービスが多く存在する。身体の異常がある場合は、尿の状態も変化しやすく、身体の異常を発見するには、尿の状態を日頃からモニタリングをすることが効果的である。
このような尿の分析技術として、例えば、特許文献1には、実測された人の1回の尿中における特定成分の濃度と、実測された1日の全尿中における特定成分の濃度との間の相関関係を表すデータを記憶しており、当該相関関係を用いて被測定者の1日の全尿中における特定成分の濃度を換算して求めること、当該求めた濃度より被測定者の1日の全尿中における特定成分の排泄量を算出する排尿情報測定装置が開示されている。
また、特許文献2には、尿を貯える便器のボウルと、当該ボウルに蓄えられた尿の体積や重量を計測する尿データ計測手段によって、排尿量、尿流率を算出する排尿情報測定装置が開示されている。特許文献2記載の排尿測定装置は、排尿開始時または排尿終了時の各水位もしくは水位変化率によって排尿量および尿流率を算出し、当該算出したデータに所定の振動モデルを適用してパーティクルフィルタによって処理することによって排尿情報を算出するものであった。
しかしながら、特許文献1記載の発明では、大きく筐体とセンサ部から構成され、被測定者等の手で筐体を把持してセンサ部に被測定者が排泄した尿を振りかけなければならず、使い勝手が必ずしも十分ではなかった。
また、特許文献2記載の発明においても、便器のボウルに蓄えられた尿の体積や重量を計測する手段として、ボウル内の溜水の水位データを用いていたり、下水配管の下水圧測定を用いていたりと便器を構成する要素を使用しているため、既設の便器への適用が不可能であった。したがって、特許文献2に記載の排尿情報測定装置においては、汎用性に乏しく、使い勝手が必ずしも十分ではなかった。
そこで、本発明は、尿成分分析等の排尿の解析および当該解析結果に基づく疾病の推測にあたって、簡易的で使い勝手の良い健康モニタリングシステム、健康モニタリング方法および健康モニタリングプログラムを提供することを目的とする。
本発明の一実施形態に係る健康モニタリングシステムは、便器の使用者の排尿が流れ込んだ溜水の温度である水温情報と、前記便器ごとのボウルの形状情報と、前記溜水の水量情報とを記憶する記憶部と、前記排尿が流れ込んだ溜水に浸漬した二つの電極間の電位差を測定して電圧情報を生成する測定部と、前記形状情報または前記水量情報の少なくともいずれか一つと、前記水温情報とに基づいて、回帰分析を用いた予測モデルで排尿の尿量を解析する解析部と、前記水量情報、前記排尿の尿量を含む排尿情報、および、前記便器の溜水に関する情報に基づいて、前記電圧情報を補正する補正部と、前記補正した電圧情報に基づいて尿成分を分析する分析部と、前記分析した尿成分に基づいて、前記使用者の疾病を推測する推測部と、を備える。
本発明の一実施形態に係る健康モニタリングシステムにおいて、前記便器の溜水に関する情報は、前記便器の使用者の排尿が流れ込む前の溜水に関する情報であることを特徴としてもよい。
本発明の一実施形態に係る健康モニタリングシステムにおいて、前記便器の溜水に関する情報は、予め通知された前記便器の使用者の排尿が流れ込む前の溜水に関する情報であることを特徴としてもよい。
本発明の一実施形態に係る健康モニタリングシステムにおいて、前記便器の溜水に関する情報は、他の使用者から予め通知された前記便器の使用者の排尿が流れ込む前の溜水に関する情報であることを特徴としてもよい。
本発明の一実施形態に係る健康モニタリングシステムにおいて、前記補正部は、前記測定部が前記便器に設置されてからの経過時間に基づいて補正することを特徴としてもよい。
本発明の一実施形態に係る健康モニタリングシステムにおいて、補正部は、前記経過時間に基づいた補正における補正量を、前記便器の溜水に関する情報に基づいて修正し、前記修正後の補正量に基づいて、前記電圧情報を補正することを特徴としてもよい。
本発明の一実施形態に係る健康モニタリングシステムにおいて、前記補正部は、前記経過時間に基づいて補正した前記電圧情報の補正結果を、前記便器の溜水に関する情報に基づいて、再度補正することを特徴としてもよい。
本発明の一実施形態に係る健康モニタリングシステムにおいて、前記測定部は、前記水温情報または前記電圧情報の少なくともいずれか一つが所定の閾値に達した際に、前記排尿が流れ込んだ溜水の水温または電位差の少なくともいずれか一つの測定を開始または終了することを特徴としてもよい。
本発明の一実施形態に係る健康モニタリング方法は、便器の使用者の排尿が流れ込んだ溜水の温度である水温情報と、前記便器ごとのボウルの形状情報と、前記溜水の水量情報とを記憶する記憶ステップと、前記排尿が流れ込んだ溜水に浸漬した二つの電極間の電位差を測定して電圧情報を生成する測定ステップと、前記形状情報または前記水量情報の少なくともいずれか一つと、前記水温情報とに基づいて、回帰分析を用いた予測モデルで排尿の尿量を解析する解析ステップと、前記水量情報、前記排尿の尿量を含む排尿情報、および、前記便器の溜水に関する情報に基づいて、前記電圧情報を補正する補正ステップと、前記補正した電圧情報に基づいて尿成分を分析する分析ステップと、前記分析した尿成分に基づいて、前記使用者の疾病を推測する推測ステップと、を含む。
本発明の一実施形態に係る健康モニタリングプログラムは、コンピュータに、便器の使用者の排尿が流れ込んだ溜水の温度である水温情報と、前記便器ごとのボウルの形状情報と、前記溜水の水量情報とを記憶する記憶機能と、前記排尿が流れ込んだ溜水に浸漬した二つの電極間の電位差を測定して電圧情報を生成する測定機能と、前記形状情報または前記水量情報の少なくともいずれか一つと、前記水温情報とに基づいて、回帰分析を用いた予測モデルで排尿の尿量を解析する解析機能と、前記水量情報、前記排尿の尿量を含む排尿情報、および、前記便器の溜水に関する情報に基づいて、前記電圧情報を補正する補正機能と、前記補正した電圧情報に基づいて尿成分を分析する分析機能と、前記分析した尿成分に基づいて、前記使用者の疾病を推測する推測機能と、を実行させることを特徴とする。
本発明に係る健康モニタリングシステム、健康モニタリング方法および健康モニタリングプログラムは、排尿情報の解析および疾病の推測にあたって、簡易性および使い勝手を向上できる。
以下、本発明の一実施態様について、図面を参照しながら説明する。
<概要>
図1は、本発明に係る健康モニタリングシステム構成の例を示すシステム図である。
<概要>
図1は、本発明に係る健康モニタリングシステム構成の例を示すシステム図である。
図1に示すように、当該システムは、サーバ100、測定装置200、ユーザ端末300を含む。サーバ100は、ネットワーク400を介して測定装置200およびユーザ端末300を接続される。なお、図1において、説明を簡単にするためにサーバ100、測定装置200およびユーザ端末300は各々1台だけ示してあるが、これ以上存在してもよいことは言うまでもない。また、ユーザ端末300の具体的な機器は、図示のように、スマートフォンに限定されず、例えば、携帯端末、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、その他の電子機器であってもよい。さらに、当該システムは、クラウドサービス(パブリッククラウド、プライベートクラウドいずれも含む)を用いてもよいし、対象の施設内に物理的に共用または専用サーバを設けてサービスを提供してもよい。
ユーザ端末300は、本発明の一実施形態による健康モニタリングシステムの一部である健康状態のモニタリング結果(分析結果、推測結果含む)を表示するアプリケーション(以降、「ヘルスモニタリングアプリ」という)を搭載し、図4に示すように、ヘルスモニタリングアプリの表示を閲覧して自身の健康状態をチェックできる。
健康モニタリングシステム500は、一例として、図4に示すように、測定装置200を既設の便器等に設置し、測定装置200において便器の使用者の排尿が流れ込んだ溜水中の流体に関する流体情報を測定し、サーバ100において当該測定された流体情報に基づいて、流体が流れる領域をモデル化した流体モデルを解析することで排尿を解析し、解析された排尿の排尿情報に基づいて、使用者の疾病を推測することができる。これにより、健康モニタリングシステム500は、例えば、自宅または仕事場に居ながら、かつ、使用者は通常の排尿行為を行うだけで疾病の兆候や陽性陰性等を判定することができるため、簡易的で使い勝手がよく、持続可能性の高い健康モニタリングサービスを提供することができる。
また、健康モニタリングシステム500は、自宅や仕事場への適用に限定されず、介護施設や病院においても患者の健康管理に利用することもでき、運営側のリスク軽減を図ることもできる。ここで、「排尿情報」とは、使用者の排尿に関する種々の情報をいい、排尿の尿量、尿温、尿成分等を含んで構成してもよい。
なお、本例では、クラウドコンピューティング形式を用いた例を示したが、これに限定されず、例えば、測定装置200単体または測定装置200およびユーザ端末300で健康モニタリングシステム500を構成してもよい。また、本例では、クラウドサービスを用いたサービスの例を示したが、人工知能(例えば、ディープラーニングや機械学習などによるもの)を用いたクラウドドクターサービス(例えば、ネットワーク越しに患者の健康状態や体調の診療するサービス)やクラウドマザーサービス(例えば、ネットワーク越しに子供の健康状態や体調のモニタリングするサービス)に用いることもできる。
<構成>
以下、サーバ100、測定装置200、ユーザ端末300の構成について説明する。図2は、サーバ100、測定装置200、ユーザ端末300の機能構成の一例を示すブロック図である。なお、各部の配置においては、各機器の動作環境および状況等に応じて、サーバ100、測定装置200、ユーザ端末300間で適宜変更してもよい。例えば、サーバ100の解析部121、補正部122、分析部123、推測部124は測定装置200の制御部230に配置してもよいし、ユーザ端末300の制御部320に配置してもよい。図2に示すように、サーバ100は、通信部110と、制御部120と、記憶部130を含んで構成される。
以下、サーバ100、測定装置200、ユーザ端末300の構成について説明する。図2は、サーバ100、測定装置200、ユーザ端末300の機能構成の一例を示すブロック図である。なお、各部の配置においては、各機器の動作環境および状況等に応じて、サーバ100、測定装置200、ユーザ端末300間で適宜変更してもよい。例えば、サーバ100の解析部121、補正部122、分析部123、推測部124は測定装置200の制御部230に配置してもよいし、ユーザ端末300の制御部320に配置してもよい。図2に示すように、サーバ100は、通信部110と、制御部120と、記憶部130を含んで構成される。
また、サーバ100は、多段構成とすることができ、例えば、施設内に設置するサーバ(中継サーバ)と、複数の施設を含む特定のエリアまたは全てのエリアを包括するサーバから構成してもよい。中継サーバが所定の情報を送信するタイミングとしては、(1)周期的に(例えば、記憶部130のキャパシティ等を考慮して定めた一定時間ごとに)、(2)記憶部250の記憶容量に閾値を設定して当該閾値に達した際などを送信するタイミングとしてもよい。なお、送信するタイミングは、どのようなタイミングであってもよく、これらの例に限定されない。
通信部110は、受信部111および送信部112を備え、ネットワーク400を介して、測定装置200およびユーザ端末300との通信を実行する機能を有する。当該通信は、有線、無線のいずれでもよく、また、互いの通信が実行できるのであれば、どのような通信プロトコルを用いてもよい。
受信部111は、ネットワーク400を介して、制御部120の制御に従って、各測定装置200および各ユーザ端末300から測定データ等を受信し、当該測定データを制御部120に伝達する機能を有する。具体的には、受信部111は、測定装置200から便器のボウル内の溜水および当該溜水に便器の使用者の排尿を含んだ水(以降、「排尿含有水」という)の水温情報、排尿含有水に電極を浸漬して電極間の電位差による電圧情報、使用者を識別するユーザ識別情報、照度情報および撮影部212において試薬が反応したフィルムを撮影した撮影情報(以降、「撮影情報」という)を受信し、制御部120に伝達する。
送信部112は、ネットワーク400を介して、制御部120の制御に従って、各測定装置200に制御データ等および各ユーザ端末300にモニタリング結果データ等を送信する機能を有する。具体的には、例えば、送信部112は、ユーザ識別部220の制御のための記憶部130に記憶する使用者情報(例えば、ID情報など)、測定部210の測定および撮影並びにユーザ識別部220の識別に必要な動的パラメータデータ等を測定装置200に送信し、また、分析した尿成分に係る分析結果、推測された疾病の陽性および陰性に係る推測結果等のモニタリング結果を表す表示データをユーザ端末300に送信する。
制御部120は、解析部121、補正部122、分析部123および推測部124を含んで構成され、サーバ100の各部を制御する機能を有するプロセッサである。また、制御部120は、分析部123から分析結果を伝達されると、また、推測部124から推測結果を伝達されると、ユーザ端末300の表示部330にテキスト、表またはグラフで表示するための表示データを生成する。制御部120は、当該生成した表示データをユーザ端末300に送信するために、送信部112に伝達する。
解析部121は、流体情報に基づいて、流体が流れる領域をモデル化した流体モデルを解析することで、排尿を解析する機能を有する。ここで「流体情報」とは、流体解析に必要な情報をいい、便器のボウルの形状情報(以降、「形状情報」という)、便器のボウル内の溜水の水量情報および水温情報等から構成される。
解析部121は、具体的には、例えば、便器のボウルの形状情報、便器のボウル内の溜水の水量情報または水温情報等の少なくともいずれか一つに基づいて、測定部210の周囲を流れる流体をモデル化した流体モデルに基づいて、測定部210の周囲の流体を解析して尿量を算出することで排尿を解析する。また、解析部121は、便器のボウルの形状情報、便器のボウル内の溜水の水量情報、水温情報以外にも、洗剤等の量情報または洗剤等の成分情報等のトイレ環境に関する情報の少なくともいずれか一つを加えて、これらに基づいて、流体をモデル化等して排尿情報を解析してもよい。これらにより、排尿のみを採取して尿量を測定したり、便器のボウルや排水管に付設した測定器等で水位変化率から尿量を測定したりする必要がなく、使用者にとって使い勝手のよい健康モニタリングシステムを提供することができる。
当該流体のモデル化は、例えば、SVM(Support vector machine)等による回帰分析を用いて、測定した溜水および排尿含有水の水温から生成した水温情報に基づき、溜水および排尿含有水の水温がどの様に変化し最終的に収束するのかの予測モデルを構築して分析すること考えられる。また、当該回帰分析において、SVMにカーネル法で導き出したデータ構造を組み合わせて分析してもよい。また、他の例として、MCMC法(Markov Chain Monte Carlo)(マルコフ連鎖モンテカルロ法)による回帰分析を用いて、回帰モデルを構築して分析することも考えられる。さらに、これら以外にも、流体シミュレーションを用いて流体領域をモデル化する例として有限要素法やCFD(Computational Fluid Dynamics)法を用いることも考えられる。
一例として、解析部121は、当該流体のモデル化において回帰分析を用いる場合、尿量quは、排尿前における便器ボウル内の溜水の温度と排尿後の排尿含有水の温度の変化量Taと、尿の温度(深部体温36~38の間の定数)と排尿後の排尿含有水の温度との温度差Tbと、便器の形状ごとのパラメータqwとを用いて、次式(1)のように数理モデルで表すことができる。
補正部122は、水量情報および尿量を含む排尿情報に基づいて、電圧情報を補正する機能を有する。具体的には、例えば、補正部122は、尿量を水量および尿量の和で除算することにより希釈度合を算出し、当該希釈度合より電圧情報を補正する。これにより、便器のボウル内の溜水等による希釈を考慮した電圧情報の取得、ひいては尿成分の分析することができる。
一例として、補正部122は、当該希釈度合により補正した電圧情報としての電位差E’を、尿量quと便器のボウル内の水量qtと電圧情報としての電位差Eとを用いて、次式(2)のように表すことができる。
補正部122は、照度情報に基づいて撮影情報を補正する機能を有する。ここで「照度情報」とは、撮影部212のフィルム面の照度(明るさ)(lx)を表す情報をいう。具体的には、例えば、補正部122は、照度情報に基づいてRGB値の明度を適切な値に調節することで補正する。これにより、照明による影響を考慮したRGB値を得ることができ、精度よく色測定をすることができる。
また、補正部122は、便器の溜水に関する情報を用いて、測定結果(例えば、電圧情報)を補正してもよい。ここで、便器の溜水に関する情報は、便器の使用者の排尿が流れ込む前の溜水に関する情報である。例えば、便器の溜水に関する情報は、便器の使用者の排尿が流れ込む前の溜水のph値である。なお、便器の溜水に関する情報は、ph値に限られず、便器の使用者の排尿が流れ込む前の溜水に関する情報であれば、どのような情報であってもよい。
また、便器の溜水に関する情報は、予め通知された便器の使用者の排尿が流れ込む前の溜水に関する情報であってもよい。便器の溜水に関する情報は、例えば、本発明の健康モニタリングシステムを使用する他のユーザから、予め通知される。また、便器の溜水に関する情報は、例えば、便器の溜水を提供する提供者から、予め通知されてもよい。便器の溜水を提供する提供者は、例えば、水道水を提供する水道会社や公的機関、トイレ用の水を提供する所定の会社や公的機関など、どのような提供者であってもよい。例えば、水道水を提供する水道会社は、所定の周期で(例えば、日ごとに)、水道水に関する情報を提供しており、当該水道水に関する情報を、排尿が流れ込む前の溜水に関する情報として用いる。また、健康モニタリングシステムを使用する他のユーザの測定装置200から、所定の周期で(例えば、12時間ごとに)、排尿が流れ込む前の溜水に関する情報を通知されてもよい。
また、補正部122は、測定装置200が便器に設置されてからの経過時間に基づいて、電圧情報を補正してもよい。測定装置200の測定部210に含まれる電極部211、撮影部212、照度センサ部213、温度測定部214は、時間経過とともに、測定の精度が劣化する可能性がある。例えば、電極部211は、排尿が流れ込んだ溜水に浸漬した二つの電極間の電位差を計測するが、当該測定する電位差の精度は時間経過とともに劣化する。そこで、補正部122は、電極部211が便器に設置されてからの経過時間に基づいて、当該電極部211が計測した電位差を補正する。
補正部122が、経過時間に基づいて補正する場合の補正量は、予め設定されていてもよい。補正部122は、予め設定された補正量に基づいて、測定部210が便器に設定されてからの経過時間に基づいて、測定結果(例えば、電圧情報)を補正する。例えば、補正部122は、電極部211が設置されてからの経過時間に基づいて、当該電極部211が計測した電位差を補正する。
例えば、補正部122は、測定部210が設置される地域や、設置される便器のボウルの形状情報などに基づいて、測定結果(例えば、電圧情報)を補正するための補正モデルを作成する。なお、補正部122が作成する補正モデルは、必ずしも地域や形状情報に限られず、便器の使用頻度や使用環境など、種々の情報に基づいて作成してもよい。また、補正部122は、測定部210の経時劣化に関する過去の履歴に基づいて、補正モデルを作成してもよい。例えば、補正部122は、複数の測定部210の経時劣化に関する過去の履歴に基づいて、当該複数の測定部210の経時劣化の平均値を算出し、当該平均値に基づいて、補正モデルを作成してもよい。そして、補正部122は、作成した補正モデルに基づいて、測定部210が測定した測定結果を補正する。
ここで、測定部210の経時劣化は、例えば同じ地域で使用されている場合であっても、便器の使用頻度や使用環境、測定装置200の装置間の装置差などに応じて、互いに異なる場合がある。例えば、一の測定装置200の測定部210の経時劣化は、他の測定装置200の測定部210の経時劣化に比べて、劣化のスピードが遅い(又は早い)ことがある。そのため、複数の測定装置200に対して、同じ補正モデルを用いて測定結果を補正すると、当該測定結果を過度に補正してしまう、あるいは、当該測定結果の補正の補正量が少なくなってしまうおそれがある。
また、補正部122は、経過時間に基づいた補正における補正量を、便器の溜水に関する情報に基づいて修正してもよい。補正部122は、経過時間に基づいた補正における補正量を、便器の溜水に関する情報に基づいて修正し、修正後の補正量に基づいて、電圧情報を補正してもよい。例えば、補正部122は、補正モデルを便器の溜水に関する情報に基づいて修正してもよい。補正部122は、補正後の補正モデルに基づいて、電圧情報を補正してもよい。
図3は、補正部122による測定結果の補正の概要を示す表である。なお、図3は、補正部122が、電極部211が計測した電位差に基づいて計測した測定結果を補正する場合の例であり、より具体的には、排尿が流れ込んだ溜水のph値を補正する場合の例である。
図3に示す表の「補正モデル」の列に示す各ph値は、補正部122が測定結果を補正した場合のph値の例である。図3に示すように、補正部122は、設置から3年経過後において、電極部211で測定された電位差に基づいて計測されたph値を所定の補正量により補正し、当該補正されたph値が出力される。図3の例では、補正部122は、設置から3年経過後の計測値として、排尿が流れ込む前のph値は8.2[ph]、排尿が流れ込んだ後のph値は8.5[ph]と出力する。なお、図3に示す値はあくまでも例示であって、どのような値であってもよい。
これに対して、電極部211の経時劣化は、使用環境や使用頻度などにより、複数の電極部211の各々で差があり、「補正モデル」に基づいて補正すると、測定結果を過度に補正してしまう、あるいは、当該測定結果の補正の補正量が少なくなってしまうおそれがある。
そこで、便器の使用者の排尿が流れ込む前の溜水に対して、測定部210を用いて計測し、当該測定部210による計測結果と、予め通知された便器の使用者の排尿が流れ込む前の溜水に関する情報とを比較する。そして、比較結果に基づいて、補正モデルによる補正量を修正する。
図3の例では、便器の使用者の排尿が流れ込む前の溜水に対して、設置から3年経過後の電極部211を用いて計測したph値は、8.2[ph]である。これに対して、予め通知された便器の使用者の排尿が流れ込む前の溜水のph値は、8.0[ph]である。すなわち、「補正モデル」を用いて経年劣化による補正量を補正すると、測定結果を0.2[ph]だけ過度に補正してしまうことになる。そこで、「補正モデル」において3年経過後の補正量を「-0.2[ph]」だけ修正し、修正後の補正量に基づいて、測定結果を出力する。すなわち、図3の例では、排尿が流れ込んだ後のph値についても「-0.2[ph]」だけ修正する必要があり、排尿が流れ込んだ後のph値として、8.3[ph]を出力することになる。
上記のように、経時劣化に基づいた補正量を、予め通知された便器の使用者の排尿が流れ込む前の溜水に関する情報に基づいて修正することにより、測定部210は、より正確な計測値を出力することが可能となる。
なお、補正部122は、補正モデルを補正するのではなく、補正モデルに基づいて補正された測定結果を、便器の使用者の排尿が流れ込む前の溜水に関する情報に基づいて、再度補正してもよい。例えば、補正部122は、経過時間に基づいて補正した電圧情報の補正結果を、便器の使用者の排尿が流れ込む前の溜水に関する情報に基づいて、再度補正してもよい。
分析部123は、電圧情報または補正した電圧情報(以降、「電圧情報(補正後)」という)に基づいて、尿成分を分析する機能を有する。分析部123は、具体的には、例えば、電圧情報(補正後)に基づいて、尿中の塩化物、ブドウ糖、カリウム、ナトリウム、尿素等の成分の分子濃度を分析する。また、図11に示すようにph値を分析することもできる。これにより、排尿が溜水で希釈されても精度よく分析することができる。また、分析部123は、当該分析結果をユーザ端末300に表示させる表示データを生成するために、制御部120に伝達する。
分析部123は、撮影情報または補正した撮影情報(以降、「撮影情報(補正後)」という)に基づいて、尿成分を分析する機能も有する。具体的には、例えば、分析部123は、撮影情報(RGB値)に基づいて試薬に対する尿中の特定成分の発色反応の色を測定し、当該色に対応する尿中の特定成分またはその濃度を分析する。また、分析部123は、当該分析結果をユーザ端末300に表示させる表示データを生成するために、制御部120に伝達する。これにより、バイオアッセイ(イムノクロマト法など)による尿中の特定成分およびその濃度の分析を、人による目視等ではなく、人を介さず自動で簡易的に実現することができる。
推測部124は、解析された排尿の排尿情報に基づいて、使用者の疾病を推測する機能を有する。推測部124は、具体的には、例えば、分析された尿中の特定成分(具体的には、例えば、当該成分の濃度等)に基づいて、使用者の疾病を推測する。一例として、図11に示すように、尿中のブドウ糖の濃度を分析することで尿糖値を算出し、糖尿病が陽性であるか、または陰性であるかを推測する。また、推測部124は、解析された排尿の排尿情報に基づいて、生活習慣の歪みを推測してもよい。推測部124は、生活習慣の歪みとして、例えば、食習慣の偏りや、ストレスの浮き沈み(起伏)を推測してもよい。なお、生活習慣の歪みは、これらの例に限られず、どのようなものであってもよい。また、図11には、その他の測定部210の測定または分析部123の分析結果(「測定・分析結果」という)と、当該測定・分析結果から推測される疾病や生活習慣の歪みなどの情報との対応付けの例を示している。推測部124の推測にあたって、当該対応付けの例に表記する推測を含めてもよい。また、推測部124は、当該推測結果をユーザ端末300に表示させる表示データを生成するために、制御部120に伝達する。
推測部124による推測にあたっては、(1)閾値による推測、(2)機械学習による推測を用いることができる。推測部124は、一例として、(1)の推測においては、測定結果と記憶部130に記憶する閾値の比較によって、例えば、当該閾値内であれば正常(または陰性)、当該閾値を超過している場合は異常(または陽性)と判定して、疾病を推測する。(2)の推測においては、測定結果の特徴量を抽出し、当該特徴量に基づいて特徴ベクトルを作成する。作成した特徴ベクトルは、辞書データ(測定値と当該測定値に紐づく検査結果(分析結果および推測結果に基づく、疾病の陽性か陰性か等の結果)のセットを複数ケース用いて作成したデータで、機械学習における訓練データ(教師データ)として用いるデータ)を基準に識別が行われ、当該識別結果により疾病を推測する。なお、当該機械学習の技法としては、ニュートラルネットワーク(パーセプトロン)、SVM等を用いてもよい。これにより、機械学習の学習効果により推測部124の推測精度の向上させていくことができる。
記憶部130は、サーバ100が動作するうえで必要とする各種プログラム、データおよびパラメータを記憶する機能を有する。具体的には、例えば、記憶部130は、流体情報(便器のボウルの形状情報、便器の溜水の水量情報)、撮影情報、重量情報、照度情報、ユーザ識別情報並びに通信部110、制御部120および記憶部130の動作に必要なパラメータを記憶する。記憶部130は、一例として、図9に示すように、解析や分析等に必要な情報および測定結果や検査結果(分析結果、推測結果)を各種データベース(以降、「DB」という)に保存して記憶する。なお、データの記憶、管理方法は、DBに限らず、定義ファイル、パラメータファイル、テンポラリファイルなどの各種設定ファイル(以降、「設定ファイル」という)に保存して記憶してもよい。記憶部250は、典型的には、HDD(Hard Disc Drive)、SSD(Solid State Drive)、フラッシュメモリ(SD(Secure Digital)メモリーカード)等各種の記録媒体により実現される。各種DBについては、後述の<データ>で示す。
以上が、サーバ100の構成である。
以上が、サーバ100の構成である。
次に測定装置200の構成について説明する。
図2に示すように、測定装置200は、測定部210、ユーザ識別部220、制御部230、通信部240、記憶部250を含んで構成される。また、測定装置200は、各部を複数の機器に配置することができる。例えば、図5に示すように、測定部210を図5の右記の示すような機器に配置し、一方、ユーザ識別部220、制御部230、通信部240、記憶部250を図5の左記に示すような別の機器にまとめて配置することができる。これにより、測定部210のみ配置した機器を便器のボウル内等に設置し、一方の機器は通信が問題ない範囲で適宜設置すればよく、便器の形状に対して汎用性を持たせた機器構成とすることができる。
図2に示すように、測定装置200は、測定部210、ユーザ識別部220、制御部230、通信部240、記憶部250を含んで構成される。また、測定装置200は、各部を複数の機器に配置することができる。例えば、図5に示すように、測定部210を図5の右記の示すような機器に配置し、一方、ユーザ識別部220、制御部230、通信部240、記憶部250を図5の左記に示すような別の機器にまとめて配置することができる。これにより、測定部210のみ配置した機器を便器のボウル内等に設置し、一方の機器は通信が問題ない範囲で適宜設置すればよく、便器の形状に対して汎用性を持たせた機器構成とすることができる。
測定部210は、電極部211、撮影部212、照度センサ部213、温度測定部214を含んで構成される。測定部210は、例えば、図4に示すように電極部211、撮影部212および温度測定部214の少なくとも一部が便器のボウル内の溜水に浸るように設置されてもよい。測定部210は、使用者から制御部230に備える入力手段で測定開始が入力されたことを伝達された場合は、当該伝達をトリガーに電極部211、撮影部212、照度センサ部213および温度測定部214に各測定を開始させることができる。
測定部210は、温度測定部214が生成する温度情報(例えば、溜水または排尿含有水の水温)または電極部211が生成する電圧情報(例えば、電位差)の少なくともいずれか一つが所定の閾値に達した際に、測定部210を構成する各部の各測定を自動で開始または終了することもできる。これにより、使用者は測定開始または測定終了都度、開始または終了の選択操作行為をすることなく、通常の排尿行為において測定を開始することができ、使い勝手のよい測定装置を提供することができる。なお、測定開始の温度情報の閾値として38度とするのが好ましい。
また、測定部210は、ユーザ識別部220が使用者の識別処理を完了しことをトリガーに自動で測定を開始してもよい。さらに、測定部210は、測定項目ごとに閾値を設け、当該閾値に達するデータを取得したことをトリガーに測定を終了させてもよい。さらに、測定部210は、ユーザ端末300の表示部330からの操作入力により手動で測定を開始または終了してもよい。さらに、測定装置200に人感センサ(不図示)を設けて、当該人感センサの赤外線等により人の気配を検知したことをトリガーに測定を開始し、または、人の気配が無くなったことを検知したことをトリガーに測定を終了させてもよい。
電極部211は、電解質である尿中の特定成分について、当該電解質による起電力(電位差、電圧値)および排尿含有水に浸漬した電極間を流れる電流値を、二以上の電極を使用して測定し、電圧情報を生成する機能を有する。具体的には、例えば、電極部211は、尿中の特定成分の濃度を測定するために、二以上の電極、電位差計、電流計から構成される。電極部211は、例えば、一つを参照電極とし、別の電極を作用電極とすることで、これらの電極を排尿含有水に浸漬し、排尿含有水の分析目的の尿成分の濃度(活量)に応答する作用電極と参照電極の起電力差を電位差計で測定する。測定結果に基づいて電圧情報を生成し、当該生成した電圧情報を、サーバ100に送信するために、制御部230を介して、送信部242に伝達する。
ここで「電圧情報」とは、電極部211の電極を用いて発生する尿中の特定成分(電解質)による起電力(電位差、電圧値)に係る情報をいう。なお、イオン選択性電極法を用いた例を示したが、酵素電極法(GOD(Glucose OxiDase))を用いてもよく、また、対極となる電極を追加して、三極による電極法を用いてもよい。これにより、生成した電圧情報に基づいて尿中の特定成分の濃度等を測ることができる。
一例として、電圧情報としての電位差Eと、参照電極のpH値pHiと、尿中の特性成分として水素イオン濃度であるpH値pHoとを次式(3)のように表すことができる。通常pHi≒7となり、αは感度を、eは不斉電位を指定する。例えば、水温25℃の理想的な電極では、α=1、e=0となる。
撮影部212は、バイオアッセイを用いて尿中の特定成分を試薬等に呈色反応させて当該反応具合を撮影する機能を有する。具体的には、例えば、撮影部212は、排尿含有水の成分に応じて色を変化させるフィルムおよび当該フィルムを撮影する撮影手段から構成される。ここで「フィルム」は、試薬を添加できて尿中の特定成分を呈色反応させることができ、かつ、テープ状(例えば、帯状の厚さの薄くなっており、リールなどで巻き取れる形状など)にできればどの様な材質でもよく、合成樹脂などの高分子成分から構成してもよいし、紙や布等の繊維質から構成してもよい。なお、当該フィルムは透明であることが好ましい。例えば、撮影部212は、アッセイ法としてイムノクロマト法を用いた場合、当該フィルムは、サンプルパッド、コンジュゲートパッド、テストライン(検出ライン)、コントロールラインおよびメンブレンおよび吸収パッドなどを含んで構成されるが、この限りではない。なお、フィルムの構成に関しては、図6、6および7を用いて後述する。
サンプルパッドに排尿含有水を浸して吸収させ、テストラインおよびコントロールラインの呈色反応による発色のRGB(Red Green Blue)値をカメラ等の撮影手段で撮影することで読み取り、当該撮影情報(読み取ったRGB値)は、サーバ100に送信するために制御部230を介して、送信部242に伝達する。
なお、サーバ100では当該撮影情報に基づいて、呈色反応により発色した色を測定する。これにより、分光器等を使用して波長等を読み取るより、コストを抑えて色を測定することができる。この際、ノイズが含まれることが想定されるが、サーバ100の補正部122で当該ノイズを除去することができる。
ここで、特許文献1、2の従来技術は、イムノクロマトアッセイ法などの抗原抗体反応を利用した、検体をパッドに添加して抗原抗体反応をおこして複合体を形成し、当該複合体が別種の抗体とさらに複合体として結合して、その反応(例えば、発色など)により妊娠や疾病の陽性陰性を判定する検査方法には適用できないという問題があった。
本発明に係る健康モニタリングシステム500は、排尿が流れ込んだ溜水の成分に応じて色を変化させるフィルムと、フィルムを撮影して撮影情報を生成する撮影手段を含む撮影部212をさらに備え、補正部122は、水量情報および排尿の尿量を含む排尿情報に基づいて、撮影情報を補正し、分析部123は、補正した撮影情報に基づいて尿成分を分析するため、イムノクロマトアッセイ法などの抗原抗体反応を利用した検査方法にも適用でき、従来の便器に設置する排尿情報の測定装置などと比較して、より多くの測定をすることができる。
照度センサ部213は、撮影部212が撮影するフィルム面の照度(明るさ)を測定する機能を有する。フォトダイオード等の受光素子から構成される。例えば、照度センサ部213は、当該受光素子に入射した光を電流に変換して照度を検知し、当該照度情報をサーバ100に送信するため、制御部230を介して送信部242に伝達する。なお、サーバ100では、当該照度情報を用いて上記色の測定結果を補正することができる。これにより、照明による照度を考慮した色の測定結果を得ることができ、精度よく、尿中の分析目的の特定成分の反応具合を分析することができる。
温度測定部214は、便器のボウル内の溜水の温度、または、排尿含有水の温度を測定して水温情報を生成する機能を有する。温度測定部214は、例えば、サーミスタ、発振器およびカウンターから構成される。サーミスタで温度変化による抵抗値の変化を出力し、当該抵抗値の変化を発振器によって周波数に変換し、当該周波数をカウンターが測定して、温度を測定する。当該水温情報は、サーバ100に送信するため、制御部230を介して送信部242に伝達する。
ユーザ識別部220は、便器を使用して健康モニタリングシステム500によってモニタリングする対象の使用者を識別する機能を有する。ユーザ識別部220は、例えば、図4に示すように測定部210とケーブル等の有線で接続されていて、洗浄水を貯留するタンクに備え付けるようタンク等の陶器製の機器に対する吸着手段を備えてもよいし、他の取り付け手段を備えてもよい。
ユーザ識別部220は、具体的には、例えば、当該使用者が所有するユーザ端末300に搭載するヘルスモニタリングアプリが出力する使用者を一意に識別する情報(例えば、QRコード(登録商標))(当該使用者を識別する情報を、以降「ユーザ識別情報」という)、当該使用者が所有するIC(Integrated Circuit)カードの使用者を一意に識別する磁気情報、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)やWiFi(Wireless Fidelity)およびBluetooth(登録商標)等の無線LAN(Local Area Network)などの使用者を一意に識別する情報(例えば、受信信号強度情報、電波受信強度情報等)を読み取り、使用者を識別する。
これにより、使用者の識別を、ユーザ端末300またはICカードをユーザ識別部220にかざすだけで使用者の識別を自動的に行うことができ、また、自動的にネットワークを識別し、ひいては特定の機関(例えば、会社、病院、学校など)であることを識別することができ、使用者が便器の使用都度、使用者を識別する情報、特定の機関であることを識別する情報を操作入力することなく、簡易的に識別することができる。
また、ユーザ識別部220は、計測部221を含んで構成されてもよい。計測部221は、例えば、洋式便器の場合に便座が受ける使用者の重量(Kg重)を計測し、当該計測した使用者ごとの重量の情報(以降、「重量情報」という)を記憶部250に記憶する。ユーザ識別部220は、重量情報に基づいて、使用者を識別し、ユーザ識別情報を生成する。他にも、ユーザ識別部220は、顔認識センサを備えて顔認証、姿勢検知センサを備えて姿勢検出、脈拍測定手段を備えて使用者の脈拍測定、血圧測定手段を備えて、使用者の血圧測定、体脂肪率測定手段を備えて使用者の体脂肪率測定、筋肉量測定手段を備えて使用者の筋肉量測定による使用者の識別をしてもよい。また、ユーザ識別部220は、赤外線センサを備えて、使用者の身長を推定し、当該推定した身長により使用者を識別してもよい。なお、使用者の身長を推定するのは、赤外線センサに限られず、身長を推定できるのであればどのようなセンサであってもよい。さらに、ユーザ識別部220は、赤外線センサを備えて、使用者の動作パターンを測定し、当該測定した動作パターンから使用者を識別して、ユーザ識別情報を生成してもよい。ユーザ識別部220は、例えば、測定した動作パターンに、使用者ごとに特徴的な動作パターンが含まれているか否かを判定し、当該判定結果に基づいて使用者を識別してもよい。なお、使用者の動作パターンを測定するのは、赤外線センサに限られず、どのようなセンサであってもよい。また、ユーザ識別部220は、計測した複数の測定結果(重量や顔、姿勢、脈拍、血圧、体脂肪率、筋肉量、身長、動作パターンなどの少なくとも2以上)に基づいて、使用者を識別してもよい。また、ユーザ識別子220が測定可能な使用者に関する情報は、これらの例に限られず、どのような情報であってもよく、当該ユーザ識別部220は、測定した使用者に関する情報に基づいて、使用者の識別を自動的に行うことが可能である。
これらのユーザ識別情報は、セットとなる水温情報、電圧情報、ユーザ識別情報、照度情報、撮影情報と併せてサーバ100に送信してもよいし、識別したタイミングで送信してもよい。ユーザ識別部220はサーバ100に送信するため、制御部230を介して送信部242に伝達する。これにより、使用者の識別を通常の排尿行為の一環において自動的に行うことができ、使用者が便器の使用都度、使用者を識別する情報を入力することなく、簡易的に識別することができる。
制御部230は、測定装置200の各部を制御する機能を有するプロセッサである。また、制御部230は、使用者が排尿に係る各測定の開始を手動で選択できる入力手段を備えることができる(不図示)。制御部230は、当該入力手段で測定開始が入力されたことを測定部210に伝達する。
通信部240は、受信部241および送信部242を備え、ネットワーク400を介して、サーバ100および各ユーザ端末200との通信を実行する機能を有する。当該通信は、有線、無線(例えば、Wi-Fi(Wireless Fidelity)、BLE(Bluetooth Low Energy)、ZigBeeなどの通信方式)のいずれでもよく、また、互いの通信が実行できるのであれば、どのような通信プロトコルを用いてもよい。
受信部241は、ネットワーク400を介して、制御部230の制御に従って、各サーバ100および各ユーザ端末300から制御データ等を受信し、当該制御データ等を制御部120に伝達する機能を有する。具体的には、受信部241は、サーバ100からユーザ識別部220の制御のための記憶部130に記憶する使用者情報(例えば、ID情報など)、測定部210の測定および撮影並びにユーザ識別部220の識別に必要な動的パラメータデータ等を受信し、制御部230に伝達する。
送信部242は、ネットワーク400を介して、制御部230の制御に従って、サーバ100および各ユーザ端末300に測定データ等を送信する機能を有する。具体的には、例えば、送信部242は、水温情報、電圧情報、ユーザ識別情報(計測情報含む)、照度情報および撮影情報をサーバ100または各ユーザ端末300に送信する。なお、送信部242の送信タイミングとしては、(1)測定後即時(例えば、測定データが測定部210から伝達されたことをトリガーとするなど)、(2)周期的に(例えば、使用者の生活リズムや記憶部250のキャパシティ等を考慮して定めた一定時間ごとに)、(3)記憶部250の記憶容量に閾値を設定して当該閾値に達した際などを送信タイミングとしてもよい。
記憶部250は、測定装置200が動作するうえで必要とする各種プログラム、データおよびパラメータを記憶する機能を有する。具体的には、例えば、記憶部250は、使用者情報および測定部210、ユーザ識別部220、制御部230および通信部240の動作に必要なパラメータを記憶する。記憶部250は、典型的には、HDD(Hard Disc Drive)、SSD(Solid State Drive)、フラッシュメモリ(SD(Secure Digital)メモリーカード)等各種の記録媒体により実現される。
以上が、測定装置200の構成である。
以上が、測定装置200の構成である。
次にユーザ端末300の構成について説明する。
図2に示すように、ユーザ端末300は、通信部310、制御部320、表示部330、記憶部340を含んで構成される。ユーザ端末300の各部はヘルスモニタリングアプリに含んで構成してもよいし、ユーザ端末300の回路に組み込んでもよい。
図2に示すように、ユーザ端末300は、通信部310、制御部320、表示部330、記憶部340を含んで構成される。ユーザ端末300の各部はヘルスモニタリングアプリに含んで構成してもよいし、ユーザ端末300の回路に組み込んでもよい。
通信部310は、受信部311および送信部312を備え、ネットワーク400を介して、サーバ100および各測定装置200との通信を実行する機能を有する。当該通信は、有線、無線のいずれでもよく、また、互いの通信が実行できるのであれば、どのような通信プロトコルを用いてもよい。
受信部311は、ネットワーク400を介して、制御部320の制御に従って、各サーバ100および各測定装置200から表示データ等を受信し、当該表示データ等を制御部320に伝達する機能を有する。受信部311は、具体的には、例えば、サーバ100から尿の検査結果を含む表示情報を受信し、ユーザ識別部220の制御のための記憶部130に記憶する使用者情報(例えば、ID情報など)、測定部210の測定および撮影並びにユーザ識別部220の識別に必要な動的パラメータデータ等を受信し、制御部230に伝達する。
送信部312は、ネットワーク400を介して、制御部320の制御に従って、サーバ100および各測定装置200に、表示部330から使用者が入力した入力情報、QRコード(登録商標)情報等のユーザ識別情報等を送信する機能を有する。
制御部320は、ユーザ端末300の各部を制御する機能を有するプロセッサである。また、制御部320は、表示部330から入力結果を伝達されると、また、推測部124から推測結果を伝達されると、ユーザ端末300の表示部330にテキスト、表またはグラフで表示するための表示データを生成する。制御部120は、当該生成した表示データをユーザ端末300に送信するために、送信部112に伝達する。
表示部330は、サーバ100または測定装置200から受信した表示データ等を表示する機能を有する。具体的には、例えば、表示部330は、図4に示すように、測定した排尿に係る測定値および正常か異常か等の測定結果、分析した尿成分に係る分析結果、推測された疾病の陽性か陰性か等の推測結果等のモニタリング結果を表す表示データをテキスト、表またはグラフ等を用いて表示する。当該結果については、日単位、週単位、月単位等ユーザが指定した表示単位表示してもよい。また、表示部330は、使用者に対し入力手段を備えて、例えば、ユーザ識別情報(例えば、氏名、年齢、性別、身長、体重など)を入力させてもよい。
記憶部340は、ユーザ端末300が動作するうえで必要とする各種プログラム、データおよびパラメータを記憶する機能を有する。具体的には、例えば、記憶部340は、ユーザ識別情報並びに通信部310、制御部320、表示部330および記憶部340の動作に必要なパラメータを記憶する。記憶部250は、典型的には、HDD(Hard Disc Drive)、SSD(Solid State Drive)、フラッシュメモリ(SD(Secure Digital)メモリーカード)等各種の記録媒体により実現される。
以上が、ユーザ端末300の構成である。
以上が、ユーザ端末300の構成である。
図4は、健康モニタリングシステム500の概観の一例を模式的に示す図である。当該例は、測定装置200を洋式便器に設置して健康モニタリングシステムを用いた一例である。なお、便器の形式は、洋式便器に限定されず、和式便器等でも、洗浄・排水用の溜水のある便器であればどの様な形式の便器に用いてもよい。図4に示すように、測定装置200の溜水および排尿含有水に係る情報を測定する一部(例えば、測定部210)は便器のボウル内に溜水に浸漬する機器に設置し、溜水に浸漬する必要がない他の部(例えば、ユーザ識別部220、制御部230、通信部240)は別の機器に配置して、例えば、当該機器はタンクに備え付けるよう設置してもよい。また、ユーザ識別部220が配置される機器は、使用者の保有するユーザ端末300の出力するQRコード情報およびICカードが出力する情報を当該機器が読み取れるよう、ユーザ端末300等がかざせる位置に配置できる機器とするのが好ましい。これにより、使用者が使用ごとに測定装置200にユーザ識別情報を使用都度入力することなく、使用者を識別した上で測定することができる。
次に、以下、測定装置200を構成する測定部210の内部構造について説明する。
<実施形態1>
図6は、実施形態1に係る測定部210の内部構造の一例を模式的に示す図である。具体的には、図6は、測定部210を構成する撮影部212のフィルムに係る構造の例を示すものである。図6に示すように、撮影部212は、フィルムを一方のリールから張架して他方のリールに巻き取る二つのリールを含み、測定の開始都度または測定の終了都度の自動でリールを回転させることで前記フィルムを排尿が流れ込んだ溜水に順次送り出して浸漬させることができる。
<実施形態1>
図6は、実施形態1に係る測定部210の内部構造の一例を模式的に示す図である。具体的には、図6は、測定部210を構成する撮影部212のフィルムに係る構造の例を示すものである。図6に示すように、撮影部212は、フィルムを一方のリールから張架して他方のリールに巻き取る二つのリールを含み、測定の開始都度または測定の終了都度の自動でリールを回転させることで前記フィルムを排尿が流れ込んだ溜水に順次送り出して浸漬させることができる。
具体的には、撮影部212のフィルムは、ロールタイプの例として、未使用のフィルム30aが巻き取られたリール10aと、使用済みのフィルム30aを巻き取るリール20aを測定部210内に配置し、リール20bからフィルム30aを張架してリール20aに巻き取っていくことで、溜水または排尿含有水に順次フィルム30aを送り出して浸漬させる。撮影部212は、当該浸漬させたフィルムに載せた試薬を呈色反応させていき、撮影部212の撮影手段(不図示)にて当該反応を撮影する。また、図6に示す当該ロールタイプの例以外にも、ストリップタイプの例として、一枚ずつフィルムを取り出して、溜水または排尿含有水に順次浸漬して、フィルムに載せた試薬を呈色反応させてもよい。これにより、使用者は測定都度フィルムを交換する必要がなく、交換の手間を省くことができるため、使い勝手のよい測定装置200を提供することができる。
<実施形態2>
図7は、実施形態2に係る測定部210の内部構造の一例を模式的に示す図である。測定部210は、図7に示すように、仕切り40bを基準に上部と下部の2層に分けて、仕切り40bから上部(使用済みのフィルムが巻き取られたリール20bの配置側)を廃棄部として、仕切り40bから下部(未使用のフィルムが巻き取られたリール10bの配置側)を使用部とすることもできる。廃棄部は、使用済みの水溶性のフィルムを便器内の溜水に溶解させることで廃棄するための格納スペースとして用いてもよい。
図7は、実施形態2に係る測定部210の内部構造の一例を模式的に示す図である。測定部210は、図7に示すように、仕切り40bを基準に上部と下部の2層に分けて、仕切り40bから上部(使用済みのフィルムが巻き取られたリール20bの配置側)を廃棄部として、仕切り40bから下部(未使用のフィルムが巻き取られたリール10bの配置側)を使用部とすることもできる。廃棄部は、使用済みの水溶性のフィルムを便器内の溜水に溶解させることで廃棄するための格納スペースとして用いてもよい。
具体的には、例えば、使用済みのフィルムは、フラッシュした時(排尿等を水で流す便器の洗浄時に、測定部210の内に便器内の水が押し流れてきた時)に一部の水を廃棄部に入り込ませ、フラッシュの度に洗浄されることで廃棄してもよい。また、廃棄部は、使用済みのフィルムを格納するため、細菌が繁殖しにくい環境にする必要がある。このため、廃棄部は、具体的には、例えば、界面活性剤などの薬剤を含んでも殺菌または抗菌してもよいし、真空にして繁殖を防いでもよい。なお、フィルム30bとリール20aおよびリール10bの構成については、実施形態1に示すようにロールタイプとしてもよいし、リール10bのフィルムを全て使い終わった段階で、自動的に仕切り部40bを開けて上部の廃棄部に移動し格納を行い、その後、測定装置内に保有する未使用のフィルムが巻き取られたリール(不図示)を使用部のリール10bに配置することで、フィルムを新しくしていく自動カートリッジタイプとしてもよい。これにより、測定部210を長期間使用する際に、簡易に衛生状態を保って使用し続けることができる。
次に、以下、撮影部212を構成するフィルムと当該フィルムに載せた試薬の構成について説明する。図8は、撮影部212を構成するフィルムと試薬の構成の一例を模式的に示す図である。図8に示すように、試薬の表面の保護のためのトップフィルム60と試薬を載せるための(試薬の支持体とするための)支持体フィルム80を用いて、トップフィルム60と支持体フィルム80で試薬を挟んで撮影部212を構成するフィルムを構成することができる。トップフィルム60は、(1)水溶性フィルムを用いて測定時にトップフィルム60を溶解させる、(2)トップフィルム60を剥がす機構を測定部210内に組み込み、測定直前に剥がすことが考えられる。(1)または(2)によって、測定直前まで試薬を保護し、試薬の劣化防止をすることができる。また、トップフィルム60を用いずに、(3)測定部210の未使用のフィルムが巻き取られたリールを機密性の高い空間に保存しておくことで、測定直前まで触れる空気量を極力減らすことで、試薬の劣化防止をすることもできる。
<データ>
ここで、本実施の形態において、一例として、記憶部130に記憶される各種DBのデータ構成の例について図9を用いて説明する。なお、各種DBはそれぞれ、サーバ100の記憶部130を記憶先として限定せず、測定装置200の記憶部250でもよいし、ユーザ端末300の記憶部330でもよい。また、当該データ構成は、サーバ100の機能構成、処理内容等によって適宜変更してもいいことは言うまでもない。
ここで、本実施の形態において、一例として、記憶部130に記憶される各種DBのデータ構成の例について図9を用いて説明する。なお、各種DBはそれぞれ、サーバ100の記憶部130を記憶先として限定せず、測定装置200の記憶部250でもよいし、ユーザ端末300の記憶部330でもよい。また、当該データ構成は、サーバ100の機能構成、処理内容等によって適宜変更してもいいことは言うまでもない。
先ずトイレ情報DBは、便器に係る情報を保存するDBであり、例えば、一例として、便器型番、水量(溜水の水位、質量、体積等)、水温(溜水の水温情報)、洗浄済の有無、設置場所(緯度・経度情報、住所、建物名等)、使用開始時期(便器の使用開始時期)等の情報を含んで構成される。また、トイレ情報DBは、加えて、洗剤等の量情報または洗剤等の成分情報等のトイレ環境に関する情報(不図示)を含んで構成してもよい。トイレ情報DBは、便器単位でレコードを保持している。なお、便器型番に紐づく情報(例えば、便器のボウルの形状情報、便器の水量情報等)は、当該DBに保持してもよいし、当該DBに保持せず都度インターネット等のネットワークシステムを用いて検索して取得してもよい。
次に、閾値DBは、測定結果が陽性か陰性か、正常か異常か等の判断基準となる閾値を保存するDBであり、例えば、一例として、測定項目、測定項目ごとの閾値(絶対)(測定項目ごとの絶対的な指標としての基準値)、測定項目ごとの閾値(ユーザ毎)(測定項目ごとのユーザ毎のパーソナライズな指標としての基準値)等の情報を含んで構成される。
次に、測定・検査結果DBは、ユーザごとの測定結果および検査結果を保存するDBであり、例えば、一例として、ユーザID(ユーザ識別情報)、測定項目、測定値、検査項目、検査結果(分析結果、推測結果)、測定日時(年月日、時分秒)、検査日時(年月日、時分秒)等の情報を含んで構成される。
次に、辞書データDBは、辞書データを保存するDBであり、例えば、一例として、測定値、検査結果(分析結果、推測結果)等の情報を含んで構成される。当該辞書データDBは、機械学習におけるいわゆる教師データとして、測定値から作成された特徴ベクトルの識別を行う。なお、辞書データDBに保存する辞書データは、設定ファイルで定義、保存してもよい。設定ファイルを用いると、DBを用いるより、辞書データの読み込み、更新処理速度は向上すると考えられる。
次に、ユーザDBは、ユーザを一意に識別するための情報を保存するDBであり、例えば、一例として、ユーザID(ユニークに付与された英数字の情報)、ユーザの氏名、性別、身長、体重、測定装置200によって計測された質量情報、ユーザに対応づけられた1以上の便器の便器ID等の情報を含んで構成される。
以上、各種DBのデータ構成である。
以上、各種DBのデータ構成である。
次に、健康モニタリングシステム500の測定・分析結果と疾病などの情報の対応付けのデータ構成例について図11を用いて説明する。図11は、当該対応付けを示すデータ概念図である。例えば、一例として、排尿中のアルブミン成分を入力情報として、イムノクロマト法を用いて撮影部212で当該入力情報によって試薬等に反応したフィルムの呈色反応による発色具合を測定し、当該発色具合より尿中のアルブミン濃度を分析し、当該分析結果について対応する閾値を超過しているか否か等判定する。当該判定結果により、使用者は糖尿病が陽性か陰性か推測する。
<動作>
図10は、健康モニタリングシステム500が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
記憶部130は、予め初期設定として、または、測定の都度、便器のボウルの形状情報、溜水の水量情報、溜水の水温情報を記憶する(ステップS11)。ユーザ識別部220は、ICカード、ユーザ端末300等を用いて使用者を識別する(ステップS12)。なお、当該ステップ後に、測定部212は、一旦、溜水の水温を測定してもよい(不図示)。照度センサ部213は、フィルム面の照度を測定する(ステップS13)。測定部210は、使用者から手動で制御部230に備える入力手段で測定開始が入力されたことを伝達された場合は、各測定を開始する(ステップS14)。なお、当該ステップは、電極部211、撮影部212、温度測定部214が測定開始を自動で行う場合は省略することができる。
図10は、健康モニタリングシステム500が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
記憶部130は、予め初期設定として、または、測定の都度、便器のボウルの形状情報、溜水の水量情報、溜水の水温情報を記憶する(ステップS11)。ユーザ識別部220は、ICカード、ユーザ端末300等を用いて使用者を識別する(ステップS12)。なお、当該ステップ後に、測定部212は、一旦、溜水の水温を測定してもよい(不図示)。照度センサ部213は、フィルム面の照度を測定する(ステップS13)。測定部210は、使用者から手動で制御部230に備える入力手段で測定開始が入力されたことを伝達された場合は、各測定を開始する(ステップS14)。なお、当該ステップは、電極部211、撮影部212、温度測定部214が測定開始を自動で行う場合は省略することができる。
温度測定部214は、測定する温度が一定の閾値に達した際等に自動でまたは手動で測定が開始すると、溜水または排尿含有水の温度を測定し、水温情報を生成する(ステップS15)。電極部211は、測定する電位差が一定の閾値に達した際等に自動でまたは手動で測定が開始すると、電極間の電位差を測定し、電圧情報を生成する(ステップS16)。撮影部212は、自動でまたは手動で測定が開始すると、フィルムのサンプルパッド部分を排尿含有水に浸すようにフィルムを送り出し、テストラインおよびコントロールラインのRGB輝度信号をカメラ等の撮影手段で撮影する(ステップS17)。
温度測定部214は、測定する温度が一定の閾値に達した際等に自動で測定を終了し、電極部211は、測定する電位差が一定の閾値に達した際等に自動で測定を終了する(ステップS18)。
解析部121は、形状情報、水量情報、水温情報等に基づいて、測定部210の周囲を流れる流体をモデル化した流体モデルを用いて、 流体を解析して尿量を解析する(算出する)(ステップS19)。測定した値が電極法による分析の場合(ステップS20の電極法)、補正部122は、当該解析した尿量情報と、水量情報に基づいて希釈度合を算出し、当該希釈度合に基づいて電圧情報を補正する(ステップS21)。分析部123は、電圧情報(補正後)に基づいて、尿成分を分析する(ステップS22)。
測定した値がイムノクロマト法による分析の場合(ステップS20のイムノクロマト法)、補正部122は、当該解析した尿量情報と、水量情報に基づいて希釈度合を算出し、当該希釈度合に基づいて、撮影情報を補正する(ステップS23)。なお、当該ステップにおいて、補正部122は、当該希釈度合に加え、照度情報に基づいて、撮影情報を補正してもよい。また、補正部122は、便器の溜水に関する情報(便器の使用者の排尿が流れ込む前の溜水に関する情報)を用いて、測定結果を補正してもよい。また、補正部122は、測定装置200が便器に設置されてからの経過時間に基づいて、測定結果を補正してもよい。さらに、補正部122は、経過時間に基づいた補正における補正量を、便器の溜水に関する情報に基づいて修正してもよい。
分析部123は、撮影情報(補正後)に基づいて、尿成分を分析する(ステップS24)。当分析部123は、当該分析結果に基づき特徴ベクトルを作成し、作成した特徴ベクトルを訓練データ(辞書データ)により識別する(ステップS25)。推測部124は、解析された排尿の排尿情報(例えば、分析された尿成分)に基づいて、使用者の疾病を推測する(ステップS26)。
<実施例1>
以下に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これらの実施例のみに限定されるものではない。
図1等に示す健康モニタリングシステム500を用いて、尿成分として尿中の水素イオン濃度の分析を試みた。システムの仕様および試験条件は以下のとおりである。
以下に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これらの実施例のみに限定されるものではない。
図1等に示す健康モニタリングシステム500を用いて、尿成分として尿中の水素イオン濃度の分析を試みた。システムの仕様および試験条件は以下のとおりである。
(1)溜水および排尿含有水の温度の測定
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、温度測定は、抵抗法(サーミスタ)によって測定した。
(2)電位差の測定
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、電極法を用いて排尿含有水に浸漬した電極間を流れる電流の電位差を測定した。
(3)尿量の算出
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、測定された溜水および排尿含有水の温度に基づいて、上述の数式(1)の回帰式を用いて、尿量を算出した。当該算出にあたって、本実施例においては、尿の温度を38[℃]で設定して算出した。
(4)希釈度合による電圧情報の補正
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、上記(3)で算出した尿量に基づいて、上述の数式(2)を用いて、上記(2)で測定した電位差の値を補正した。
(5)pH値の分析
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、上記(4)で補正した電位差の値に基づいて、上述の数式(3)を用いて、pH値を分析した。当該分析にあたって、αとeの値は、それぞれ0で設定して分析した。
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、温度測定は、抵抗法(サーミスタ)によって測定した。
(2)電位差の測定
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、電極法を用いて排尿含有水に浸漬した電極間を流れる電流の電位差を測定した。
(3)尿量の算出
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、測定された溜水および排尿含有水の温度に基づいて、上述の数式(1)の回帰式を用いて、尿量を算出した。当該算出にあたって、本実施例においては、尿の温度を38[℃]で設定して算出した。
(4)希釈度合による電圧情報の補正
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、上記(3)で算出した尿量に基づいて、上述の数式(2)を用いて、上記(2)で測定した電位差の値を補正した。
(5)pH値の分析
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、上記(4)で補正した電位差の値に基づいて、上述の数式(3)を用いて、pH値を分析した。当該分析にあたって、αとeの値は、それぞれ0で設定して分析した。
<実験方法>
本実施例において行った実験方法は、以下のとおりである。
この実験では人工尿を用いて、検体を調整したものを試験液とした。表1-1および表1-2に示すとおり、64通りの人工尿の尿流量、尿量およびpH値(水素イオン濃度(尿の酸性度であり、尿が酸性かアルカリ性かを示す)の値)の組合せ(ケース)を作成するよう、当該試験液に試薬をそれぞれ添加して混合後、本実施例の健康モニタリングシステムを取り付けた洋式トイレに自動ポンプを用いて、各ケース15回ずつ当該試験液の滴下を行い、本実施形態の健康モニタリングシステムでpH値の分析を行った。
本実施例において行った実験方法は、以下のとおりである。
この実験では人工尿を用いて、検体を調整したものを試験液とした。表1-1および表1-2に示すとおり、64通りの人工尿の尿流量、尿量およびpH値(水素イオン濃度(尿の酸性度であり、尿が酸性かアルカリ性かを示す)の値)の組合せ(ケース)を作成するよう、当該試験液に試薬をそれぞれ添加して混合後、本実施例の健康モニタリングシステムを取り付けた洋式トイレに自動ポンプを用いて、各ケース15回ずつ当該試験液の滴下を行い、本実施形態の健康モニタリングシステムでpH値の分析を行った。
<実験結果>
図12は、実験結果の一例を示す図である。図12において、横軸は人工尿における調整したpH値であり、縦軸は本発明に係る健康モニタリングシステムが測定した尿のpH値の測定値である。単位は何れも[pH]である。当該グラフを見ると、上記調整値と上記測定値とは線形の特性を示しており、pH値が正しく算出されていることがわかる。近似値として、97.49[%]であった。当該実験結果から、本実施形態の尿成分の分析方法の有効性が実証された。
図12は、実験結果の一例を示す図である。図12において、横軸は人工尿における調整したpH値であり、縦軸は本発明に係る健康モニタリングシステムが測定した尿のpH値の測定値である。単位は何れも[pH]である。当該グラフを見ると、上記調整値と上記測定値とは線形の特性を示しており、pH値が正しく算出されていることがわかる。近似値として、97.49[%]であった。当該実験結果から、本実施形態の尿成分の分析方法の有効性が実証された。
<実施例2>
実施例1とは別の例として、以下に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これらの実施例のみに限定されるものではない。
図1等に示す健康モニタリングシステム500を用いて、尿成分として尿中のアルブミン濃度の分析を試みた。システムの仕様および試験条件は以下のとおりである。
(1)溜水および排尿含有水の温度の測定
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、温度測定は、抵抗法(サーミスタ)によって測定した。
(2)呈色反応の撮影
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、フィルムに載せた試薬に対し、イムノクロマト法を用いて尿中のアルブミンに呈色反応させて、当該反応具合を発色のRGB値をカメラにて撮影して読み取った。
(3)尿量の算出
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、測定された溜水および排尿含有水の温度に基づいて、上述の数式(1)の回帰式を用いて、尿量を算出した。当該算出にあたって、本実施例においては、尿の温度を38[℃]で設定して算出した。
(4)希釈度合による撮影情報の補正
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、上記(3)で算出した尿量に基づいて、上記(2)で読み取ったRGB値を補正した。
(5)アルブミン濃度の分析
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、上記(4)で補正したRGBの値に基づいて、尿中のアルブミン濃度を分析した。
実施例1とは別の例として、以下に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これらの実施例のみに限定されるものではない。
図1等に示す健康モニタリングシステム500を用いて、尿成分として尿中のアルブミン濃度の分析を試みた。システムの仕様および試験条件は以下のとおりである。
(1)溜水および排尿含有水の温度の測定
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、温度測定は、抵抗法(サーミスタ)によって測定した。
(2)呈色反応の撮影
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、フィルムに載せた試薬に対し、イムノクロマト法を用いて尿中のアルブミンに呈色反応させて、当該反応具合を発色のRGB値をカメラにて撮影して読み取った。
(3)尿量の算出
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、測定された溜水および排尿含有水の温度に基づいて、上述の数式(1)の回帰式を用いて、尿量を算出した。当該算出にあたって、本実施例においては、尿の温度を38[℃]で設定して算出した。
(4)希釈度合による撮影情報の補正
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、上記(3)で算出した尿量に基づいて、上記(2)で読み取ったRGB値を補正した。
(5)アルブミン濃度の分析
本実施例に係る健康モニタリングシステムにおいて、上記(4)で補正したRGBの値に基づいて、尿中のアルブミン濃度を分析した。
<実験方法>
本実施例において行った実験方法は、以下のとおりである。
この実験では人工尿を用いて、検体を調整したものを試験液とした。表2-1および表2-2に示すとおり、64通りの尿流量、尿量およびアルブミン濃度(mg/L)の組合せ(ケース)を作成するよう、当該試験液に試薬をそれぞれ添加して混合後、本実施例の健康モニタリングシステムを取り付けた洋式トイレに自動ポンプを用いて、各ケース2回ずつ当該試験液の滴下を行い、本実施例の健康モニタリングシステムでアルブミン濃度の分析を行った。
本実施例において行った実験方法は、以下のとおりである。
この実験では人工尿を用いて、検体を調整したものを試験液とした。表2-1および表2-2に示すとおり、64通りの尿流量、尿量およびアルブミン濃度(mg/L)の組合せ(ケース)を作成するよう、当該試験液に試薬をそれぞれ添加して混合後、本実施例の健康モニタリングシステムを取り付けた洋式トイレに自動ポンプを用いて、各ケース2回ずつ当該試験液の滴下を行い、本実施例の健康モニタリングシステムでアルブミン濃度の分析を行った。
<実験結果>
図13は、実験結果の一例を示す図である。図13において、横軸は人工尿における調整したアルブミン濃度であり、縦軸は本発明に係る健康モニタリングシステムが測定した尿のアルブミン濃度の測定値である。単位は何れも[mg/L]である。当該グラフを見ると、上記調整値と上記測定値とは線形の特性を示しており、アルブミン濃度が正しく算出されていることがわかる。近似値として、97.01[%]であった。当該実験結果から、本実施形態の尿成分の分析方法の有効性が実証された。
図13は、実験結果の一例を示す図である。図13において、横軸は人工尿における調整したアルブミン濃度であり、縦軸は本発明に係る健康モニタリングシステムが測定した尿のアルブミン濃度の測定値である。単位は何れも[mg/L]である。当該グラフを見ると、上記調整値と上記測定値とは線形の特性を示しており、アルブミン濃度が正しく算出されていることがわかる。近似値として、97.01[%]であった。当該実験結果から、本実施形態の尿成分の分析方法の有効性が実証された。
(その他)
本発明に係る健康モニタリングシステムは、医療機関等と連動して、遠隔医療の一環として利用することができる。例えば、記憶部130に記憶するユーザDBの中に各ユーザが係る医療機関、医師等の情報を記憶し、測定・検査結果DBの更新の際等に当該DBの測定値および検査結果データを上記医療機関等に送信し、医師等は、当該送信されたデータに基づいて、患者が自宅にいても遠隔から健康に関する診察、指導等を行うことができる。
本発明に係る健康モニタリングシステムは、医療機関等と連動して、遠隔医療の一環として利用することができる。例えば、記憶部130に記憶するユーザDBの中に各ユーザが係る医療機関、医師等の情報を記憶し、測定・検査結果DBの更新の際等に当該DBの測定値および検査結果データを上記医療機関等に送信し、医師等は、当該送信されたデータに基づいて、患者が自宅にいても遠隔から健康に関する診察、指導等を行うことができる。
さらに、本発明に係る健康モニタリングシステムは、同様に医師や薬剤師、製薬会社等による遠隔での投薬観察(処方した薬をのんでいるか)や薬物代謝チェック(処方された薬が効くかどうかのチェック)、薬局から健康状態や医師の処方に合わせて処方された薬を配達するサービスや遠くにいる家族の健康チェック等にも利用することもできる。本発明に係る健康モニタリングシステムは、製薬会社や健康保険組合のシステムと連携して、本発明に係る健康モニタリングシステムの記憶部130に記憶する測定・検査結果情報から生成した時系列のバイタルデータをデータマーケティング事業に利用することもできる。同様に、保険会社や健康保険組合のシステムと連携して、どうやったら医療費を削減できるかのシミュレーションにもバイタルデータを利用することができる。
また、当該生成したバイタルデータと、健康モニタリングシステムと連携するウェアラブル機器で記録される日々のライフログを結びつけることによって、より個別具体的な健康および美容アドバイスを提供するサービスに利用することも出来る。また、バイタルデータとライフログを結びつけることで、例えば、どういう健康状態の人間がどういう生活していくのかのモデリングにも利用することができる。
例えば、食事に関するライフログと結び付ける場合、バイタルデータから足りない栄養素等を抽出し、抽出した栄養素をユーザ端末300の表示部330に表示し、また、当該抽出した栄養素に基づいて食事メニュー(摂取すべき野菜など食材情報も含め)およびサプリメントをユーザ端末300の表示部330に表示し提案することもできる。同様に、バイタルデータをタイプ分けして、当該タイプごとに身体に不足する栄養素を補うサプリメントを提案することもできる。当該サービスの提供対象は、一般家庭や個人に留まらず、例えばアスリート等の健康管理にも適用することができる。美容面でも同様に、パーソナライズドされた化粧品を、特に、肌や髪にトラブルがあると予想される使用者に対して提案することもできる。
また、本発明に係る健康モニタリングシステムは、バイタルデータとライフログに加え、ゲノム解析結果を結び付けて、例えば、どういうゲノムの人間がどういう健康状態で生活していくのかのモデリングにも利用することができる。
さらに、これらのモデリング情報は、当該モデリングによって予想した健康状態の情報を保険会社等に提供し、保険会社等は当該予想情報に基づき、加入可否や保険料などを検討、決定する際の情報として利用することができる。
サーバ100、測定装置200およびユーザ端末300の各機能部は、集積回路(IC(Integrated Circuit)チップ、LSI(Large ScaleIntegration))等に形成された論理回路(ハードウェア)や専用回路によって実現してもよいし、CPU(Central ProcessingUnit)およびメモリを用いてソフトウェアによって実現してもよい。また、各機能部は、1または複数の集積回路により実現されてよく、複数の機能部の機能を1つの集積回路により実現されることとしてもよい。LSIは、集積度の違いにより、VLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIなどと呼称されることもある。なお、ここで「回路」は、コンピュータによるデジタル処理、すなわち、ソフトウェアによる機能的処理としての意味合いを含んでもよい。また、当該回路は、再構築可能な回路(例えば、FPGA:Field Programmable GateAway)により実現されてもよい。
サーバ100、測定装置200およびユーザ端末300の各機能部をソフトウェアにより実現する場合、サーバ100、測定装置200またはユーザ端末300の各機能部は、各機能を実現するソフトウェアである表示情報生成プログラムの命令を実行するCPU、上記健康モニタリングプログラムおよび各種データがコンピュータ(またはCPU)で読み取り可能に記録されたROM(Read Only Memory)または記憶装置(これらを「記録媒体」と称する)、上記健康モニタリングプログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などを備えている。そして、コンピュータ(またはCPU)が上記健康モニタリングプログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記健康モニタリングプログラムは、当該健康モニタリングプログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。本発明は、上記健康モニタリングプログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
なお、上記健康モニタリングプログラムは、例えば、ActionScript、JavaScript(登録商標)などのスクリプト言語、Objective-C、Java(登録商標)などのオブジェクト指向プログラミング言語、HTML5などのマークアップ言語などを用いて実装できる。
100サーバ
110通信部
120制御部
130記憶部
200測定装置
210測定部(測定装置)
220ユーザ識別部(測定装置)
230制御部(測定装置)
240通信部(測定装置)
250記憶部(測定装置)
300ユーザ端末
310通信部(ユーザ端末)
320制御部(ユーザ端末)
330表示部(ユーザ端末)
340記憶部(ユーザ端末)
110通信部
120制御部
130記憶部
200測定装置
210測定部(測定装置)
220ユーザ識別部(測定装置)
230制御部(測定装置)
240通信部(測定装置)
250記憶部(測定装置)
300ユーザ端末
310通信部(ユーザ端末)
320制御部(ユーザ端末)
330表示部(ユーザ端末)
340記憶部(ユーザ端末)
Claims (10)
- 便器の使用者の排尿が流れ込んだ溜水の温度である水温情報と、前記便器ごとのボウルの形状情報と、前記溜水の水量情報とを記憶する記憶部と、
前記排尿が流れ込んだ溜水に浸漬した二つの電極間の電位差を測定して電圧情報を生成する測定部と、
前記形状情報または前記水量情報の少なくともいずれか一つと、前記水温情報とに基づいて、回帰分析を用いた予測モデルで排尿の尿量を解析する解析部と、
前記水量情報、前記排尿の尿量を含む排尿情報、および、前記便器の溜水に関する情報に基づいて、前記電圧情報を補正する補正部と、
前記補正した電圧情報に基づいて尿成分を分析する分析部と、
前記分析した尿成分に基づいて、前記使用者の疾病を推測する推測部と、
を備える健康モニタリングシステム。 - 前記便器の溜水に関する情報は、前記便器の使用者の排尿が流れ込む前の溜水に関する情報であることを特徴とする請求項1に記載の健康モニタリングシステム。
- 前記便器の溜水に関する情報は、予め通知された前記便器の使用者の排尿が流れ込む前の溜水に関する情報であることを特徴とする請求項1に記載の健康モニタリングシステム。
- 前記便器の溜水に関する情報は、他の使用者から予め通知された前記便器の使用者の排尿が流れ込む前の溜水に関する情報であることを特徴とする請求項3に記載の健康モニタリングシステム。
- 前記補正部は、前記測定部が前記便器に設置されてからの経過時間に基づいて、前記電圧情報を補正することを特徴とする請求項1に記載の健康モニタリングシステム。
- 前記補正部は、前記経過時間に基づいた補正における補正量を、前記便器の溜水に関する情報に基づいて修正し、前記修正後の補正量に基づいて、前記電圧情報を補正することを特徴とする請求項5に記載の健康モニタリングシステム。
- 前記補正部は、前記経過時間に基づいて補正した前記電圧情報の補正結果を、前記便器の溜水に関する情報に基づいて、再度補正することを特徴とする請求項5に記載の健康モニタリングシステム。
- 前記測定部は、前記水温情報または前記電圧情報の少なくともいずれか一つが所定の閾値に達した際に、前記排尿が流れ込んだ溜水の水温または電位差の少なくともいずれか一つの測定を開始または終了することを特徴とする請求項1に記載の健康モニタリングシステム。
- 便器の使用者の排尿が流れ込んだ溜水の温度である水温情報と、前記便器ごとのボウルの形状情報と、前記溜水の水量情報とを記憶する記憶ステップと、
前記排尿が流れ込んだ溜水に浸漬した二つの電極間の電位差を測定して電圧情報を生成する測定ステップと、
前記形状情報または前記水量情報の少なくともいずれか一つと、前記水温情報とに基づいて、回帰分析を用いた予測モデルで排尿の尿量を解析する解析ステップと、
前記水量情報、前記排尿の尿量を含む排尿情報、および、前記便器の溜水に関する情報に基づいて、前記電圧情報を補正する補正ステップと、
前記補正した電圧情報に基づいて尿成分を分析する分析ステップと、
前記分析した尿成分に基づいて、前記使用者の疾病を推測する推測ステップと、
を含む健康モニタリング方法。 - コンピュータに、
便器の使用者の排尿が流れ込んだ溜水の温度である水温情報と、前記便器ごとのボウルの形状情報と、前記溜水の水量情報とを記憶する記憶機能と、
前記排尿が流れ込んだ溜水に浸漬した二つの電極間の電位差を測定して電圧情報を生成する測定機能と、
前記形状情報または前記水量情報の少なくともいずれか一つと、前記水温情報とに基づいて、回帰分析を用いた予測モデルで排尿の尿量を解析する解析機能と、
前記水量情報、前記排尿の尿量を含む排尿情報、および、前記便器の溜水に関する情報に基づいて、前記電圧情報を補正する補正機能と、
前記補正した電圧情報に基づいて尿成分を分析する分析機能と、
前記分析した尿成分に基づいて、前記使用者の疾病を推測する推測機能と、
を実行させることを特徴とする健康モニタリングプログラム。
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