JP2013152089A - 生体情報測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流入量と流出量の差によって本体内に滞留する滞留尿の尿位によって尿流率を推定する生体情報測定装置を提供する。
【解決手段】中空の本体２と、前記本体の上流側に設けられ被験者の排泄する尿を受け前記本体へ流入させる受尿口１と、前記本体の下流側設けられ前記尿を所定の流出率で流出させるための所定の大きさの貫通した細孔を備えた流出口３と、を有し、少なくとも前記本体には前記尿位の尺度となる指標５が設けられるとともに、前記尿位に対応する前記指標を被験者自らが視認可能とするための反射鏡４をさらに有していることを特徴とすることにより、被験者は簡便に最大尿流率の推定値を判読することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、排尿を行う被験者の排尿状態を被験者自身が簡便に認知可能とすることに好適な生体情報測定装置に関する発明である。

従来の尿勢を検査する方法としては、排泄された尿の質量変化を経時的に測定するものがある（例えば、特許文献１参照）。
このような場合、被験者はトイレとは異なる検査装置に対して排尿しなければならないため、普段の排尿が行えず、診断に供することのできる信頼性の高い尿勢の経時変動を示す尿流量曲線を得るためには、精神的な安心感を得るまで複数回の測定が必要であり、診断効率が悪いという問題があった。

また、トイレ、特に一般的に使用される洋風大便器の溜水水位変化を測定して、予め取得している溜水量と水位の検量関係から、尿勢の経時変動を示す尿流量曲線を得るものもある（例えば、特許文献２参照）。
このような場合も、被験者はこのトイレにおいては普段通りの排尿が期待できる半面、このような医療機器はいずれも大掛かりな装置を必要とするため、専門医療機関の所定の検査トイレにしか設置されていない。そのため、設置場所で検査しようとした時にたまたま膀胱内に尿が貯まっていなかって後刻に測定しようとしたり、治療に伴う改善の効果を連続的に経過調査したいと考えても、測定場所や測定機会に制限を受けるという問題があった。

そのため、一般のトイレで最大尿流率を測定する方法として、内部を透視可能な材質で作られ出口径を適宜に絞った管体内に排泄される尿を流入させ、流入量と流出量の差によって管体内に滞留する尿の上表面の垂直方向の位置である尿位によって尿流率を推定するものもある（例えば、特許文献３および特許文献４参照）。
これらの機器は構成が単純なもので簡便に測定出来る反面、たとえば被験者自身が排尿時に尿流率を判読するための配慮に乏しく、実際に使用した場合の使い勝手があまり良くないという問題があった。

特開２００２−１８６６０１号公報 特許３８７６９１９号公報 特表２００７−５２８４９３号公報 米国特許ＵＳ５４９５８５４号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、一般の患者が特定の場所に設置された専用の医療機器を要することなく、排尿状態を簡便に把握することができるようにするものである。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明によれば、中空の本体と、前記本体の上流側に設けられ被験者の排泄する尿を受け前記本体へ流入させる受尿口と、前記本体の下流側設けられ前記尿を所定の流出率で流出させるための所定の大きさの貫通した細孔を備えた流出口と、を有し、流入量と流出量の差によって前記本体内に滞留する滞留尿の尿位によって尿流率を推定する生体情報測定装置において、少なくとも前記本体には前記尿位の尺度となる指標が設けられるとともに、前記尿位に対応する前記指標を被験者自らが視認可能とするための反射鏡をさらに有していることを特徴とすることにより、被験者は反射鏡に映された指標を視認することによって尿位を確認することが出来るため、簡便に最大尿流率情報を知ることができる。

上記目的を達成するために請求項２記載の発明によれば、中空の本体と、前記本体の上流側に設けられ被験者の排泄する尿を受け前記本体へ流入させる受尿口と、前記本体の下流側設けられ前記尿を所定の流出率で流出させるための所定の大きさの貫通した細孔を備えた流出口と、を有し、流入量と流出量の差によって前記本体内に滞留する滞留尿の尿位によって尿流率を推定する生体情報測定装置において、前記本体は、前記流出口に接続され水平断面積の変化率が小さい細径部と、前記細径部に連接され水平断面積の変化率が前記細径部より大きく前記流入口に向けて断面積が拡大する拡径部とを備えているとともに、前記尿位の尺度となる指標が前記細径部から前記拡径部にかけて設けられていることを特徴とすることにより、低尿流率時の高精度測定と、高尿流率時の尿貯留部からの尿溢れ防止を両立することができるため、より広範囲な病状の範囲の被験者に使用可能となる。

上記目的を達成するために請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明において、前記流入口と前記貯留部は透明な薄体を、筒状に巻くことで形成され、少なくとも前記貯留部は折りたたみ可能であることを特徴とすることにより、持ち運びと廃却が容易になるため、患者は家庭だけでなく出先でも使用可能となり、排尿状態をより綿密に把握することができる。

上記目的を達成するために請求項４記載の発明によれば、中空の本体と、前記本体の上流側に設けられ被験者の排泄する尿を受け前記本体へ流入させる受尿口と、前記本体の下流側設けられ前記尿を所定の流出率で流出させるための所定の大きさの貫通した細孔を備えた流出口と、を有し、流入量と流出量の差によって前記本体内に滞留する滞留尿の尿位によって尿流率を推定する生体情報測定装置において、前記本体と底部で連通する管体を備え、前記管体は尿位高さを記録する尿位記録手段を組み付け可能であることを特徴とすることにより、信頼性高く記録可能となり、測定結果を第三者と共有することができる。

上記目的を達成するために請求項５記載の発明によれば、請求項４記載の発明において、前記尿位記録手段は前記本体内の尿位を水分検知で記録することを特徴とすることにより、安価な記録を実現することができる。

上記目的を達成するために請求項６記載の発明によれば、請求項１から５のいずれか１項に記載の発明において、前記本体を着脱可能で、かつ、便器に固定可能な便器取付け手段をさらに有していることを特徴とすることにより、尿の飛び散りによる手の汚れを気にすることなく、衛生的に測定行為を実施することができる。

本発明によれば、排泄場所に捉われることなく、被験者自らが簡便に排尿状態を把握することができるという効果がある。

本発明の第一の実施例を示す斜視図である。 本発明の第二の実施例を示す斜視図である。 本発明の第三の実施例を示す斜視図である。 本発明の第四の実施例を示す斜視図である。 本発明の第四の実施例の展開図である。 本発明の第四の実施例の流出口３の斜視図である。 本発明の第五の実施例を示す斜視図である。 尿流量曲線の事例である。 本発明の第六の実施例を示す斜視図である。 本発明の第七の実施例を示す斜視図である。 本発明の第八の実施例を示す斜視図である。

図１は、本発明の第一の実施例を示す斜視図である。図１を使用して、被験者が自ら使用して排尿状態を確認する生体情報測定装置について詳説する。なお本発明は、単位時間当たりの排尿量である尿流率を測定する医療機器『一般的名称：尿流量トランスデューサ』ではなく、病棟を含む専門外の医療機関であったり、専門の医療機関を受診している患者が家庭などで、最大尿流率の推定値を簡便に得る目的で使用されるものである。

第一の実施例は、中空の本体２、被験者の尿流を受け取り本体２に流入させるために本体２の上流側に設けられた受尿口１、本体２から所定流出率で流出させるための貫通した細孔１４を持ち本体２の下流側に設けられた流出口３、および、本体２に取り付けられた鏡４で構成されている。本装置は男性が立位で排尿することを想定したものであり、流出口３から排出される尿を便器等の排泄物処理口に流入させることで、排泄された尿を処理するために特段の処置が不要となるように配慮されている。

被験者は受尿口１に向かって排尿する。排泄された尿は受尿口１で集められて本体２を経て流出口３から下方の便器等の排泄処理口に向けて排出されるが、流出口３は予め大きさが決められている細孔を持ったオリフィスとなっているため、流出率が制限される。従って、本体２内に一時的に滞留した尿、すなわち、発明における「滞留尿」を形成することになり、この滞留尿の上表面の垂直方向の位置が本発明における「尿位」となる。そして、この尿位はオリフィスの細孔径が一定である限り、受尿口１から流入する尿の尿流率の大きさによって本体２内を上下に変動することになる。

本体２は、排尿時の尿位変化を外部から視認可能な透光性の材質で形成されており、その表面には、水平方向に直線状に引かれたラインが垂直方向に所定の間隔で複数刻まれた尿位を読み取るための本発明における「指標」が設けられている。そして、付属されている鏡４は、被験者が排尿体勢でこの尿位と指標とを同時に視認できるような位置にセット可能に取り付けられている。また鏡４は本体２に対してヒンジ構造で織り込めるようになっており、保管時のスペースが大きくならないよう配慮されている

従って、被験者は排尿中の尿位の最高位置を本体２に刻まれている指標５を鏡４を介して判読することで、指標５に関連付けられた泌尿器科疾病の指標となる最大尿流率を把握できることになる。なお、指標５は、各目盛には相当する尿流率の代わりに、適宜な指標値あるいは色彩や単純な記号等の尿位を判別可能なマーキングを施しても良い。

ここで、本装置の測定原理を説明する。まず、前述のように尿位が尿流率によって上下することを数学的に定式化する。本体２の尿滞留部の断面積Ａ、流出口３の細孔１４の断面積ａ、本体２内で上下する滞留尿による尿位ｙ、受尿口１から流入する尿の尿流率ｑ、および、流出口３から流出する尿の流出速度ｖとする。本体２内部の尿容積変化は、流入量と流出量の差であるから、それを等式で表すと（数１）となる。時間ｔ＝０秒においてｙ＝０であることを境界条件として、この微分方程式を解くと（数２）となる。これは、本体２内で上下する滞留尿による尿位ｙが、本体２の尿滞留部の断面積Ａ、流出口３の細孔の断面積ａ、流入する尿の尿流率ｑ、重力加速度ｇ、および、時間ｔの関数であることを示している（数３）。解析的な解法は難しく、具体的には数値演算で時間ｔに対する本体２内で上下する滞留尿による尿位ｙが演算できることになる。例えば、断面積Ａを本体２の尿滞留部の径φ８．５ｍｍ、断面積ａを流出口３の細孔の径φ１．５ｍｍの計算値とした場合、約３秒以内で定常的な尿流率による尿位の８０％以上になり、尿位ｙを観察することで実用的には尿流率ｑが推定可能であることが分かる。

図２は、本発明の第二の実施例を示す斜視図である。図２を使用して、最大尿流率の測定範囲を拡大する方法について詳説する。
第二の実施例の本体２は、流出口３側の部分のみ、水平方向の断面積（以下、水平方向の断面積を単に「断面積」と呼ぶ）が小さく設定された本発明における細径部と、受尿口側で上方（上流側）に向けて断面積が拡大するように設定された本発明における拡径部とに分かれている。

尿流率の測定においては、被験者の排尿が低尿流率の場合は特に高精度の測定が求められるため、本発明のような視認による測定においては、低尿流率での使用時の状態、すなわち、滞留尿の少ない状態においても、尿位を高精度に読み取れることが必要となる。
本体２の尿位変化は、尿の滞留部の断面積が小さい程大きくなるため、高精度に読み取れることになるが、他方、測定可能範囲は小さくなる。即ち、滞留部全体にわたって断面積が小さい場合、つまり第一の実施例のような形状の場合、大きな尿流率の排尿がなされた時は本体２内に滞留する尿が多量になるため、排泄された尿は尿流を受け取る受尿口１部分まで溢れ、被験者は自らの排泄物で手を汚すことになる。

第二の実施例においては、滞留部の形状がこのように形成されているため、低い尿流率の場合では尿位変化が大きく強調され、高い尿流率では尿位変化が小さく抑制されることになる結果、溢れの発生が無く、必要な精度で広範囲な測定が可能となるため、衛生的で使い勝手が良いことになる。

また本体２の断面積が上方に向けて断面積が拡大しているだけでなく、拡径部が透視可能な透光性材料で構成されているため、全尿流率測定領域に渡って上方からの尿位の視認が可能となるよう配慮されている。

日本泌尿器科学会による指標では、最大尿流率が１０ｍＬ／ｓを下回ると中等症の排尿障害と判定されている。図２においては、例えば断面積が拡大を開始する境界部分の尿流率推定値を１０ｍＬ／ｓに設定すれば、疾病の状態を最も把握したい低流率部分を比較的高精度で容易に判定できることになる。また尿流を受け取るための受尿口１を円形とし、男性の立位排尿を重視した事例で示したが、外形を楕円形に設定して被験者が便座下方で保持できるようにすれば、座位で排尿する女性も使用可能である。

図３は、本発明の第三の実施例を示す斜視図である。被験者がベッドに寝たきりに近い状態の時に、看護・介護関係者が使用して排尿状態を確認する、リユース仕様の生体情報測定装置について詳説する。

第三の実施例も第一の実施例と同じく、尿流を受け取るための受尿口１、中空の本体２、および、本体２の下方に所定面積で形成された流出口３を備え、さらに受尿口１と連結ホース６で連通された採尿器２０を加えて構成されている。採尿器２０は交換式であり、男性と女性の各々にあった形、また、寝たままの体勢でも排尿できるような形状になっている。本体２の上方は開口・通気されており、尿が滞りなく流れるように配慮されている。連結ホース６はベッドサイドの図示しない汚物受けに尿を排出できるような長さが設定されている。第三の実施例は入院患者への適用を想定したものであり、本実施例でスクリーニングして、精密な検査の要否が判定できるため、看護・介護計画を効率的に運用することができるようになる。

図４は、本発明の第四の実施例を示す斜視図である。図５は、第四の実施例の展開図である。図６は、第四の実施例の流出口３の斜視図である。図４と図５と図６を使用して、ディスポーザブルな尿流率を測定する装置について詳説する。

第四の実施例も第一の実施例と同じく、尿流を受け取るための受尿口１、中空の本体２、および、本体２の下方に所定面積で形成された流出口３で構成され、流出口３が細孔１４の断面積寸法ａを高精度に加工された樹脂製である他は、一体の樹脂製透明フィルムで形成されている。

図５の状態に加工された素材の本体形成部１１を巻いて一端を接着固定した後、流出端側に流出口３をはめ込む。受尿口形成部１２は丸めて端部を糊代部１３で貼り合わせることにより、受尿口１が形成されるようになっている。素材が透視可能な透光性であるという点を利用して、使用時には、被験者は最高尿位を視認することが可能で、使用後には、全体を押しつぶすことが容易であり、簡単に廃棄できるよう配慮されている。

なお、例えば樹脂製の成形品として構成された流出口３は使用後に本体部から取り外すことを可能な構成として、樹脂製透明フィルムで一体に構成した、受尿口１、および、本体２を交換しながらリユースして永続的に使用できるようにしても良い。

図７は、本発明の第五の実施例を示す斜視図である。図８は、尿流量曲線の事例である。
図７と図８を使用して、概略の尿流率曲線を取得するシステムについて詳説する。

第五の実施例も第一の実施例と同じく、尿流を受け取るための受尿口１、中空の本体２、および、本体２の下方に所定面積で形成された細孔を備えた流出口３で構成され、本体２の尿位変化を記録可能な位置に尿位記録手段７が配置され、その周囲は透明なケース８で覆われている。

前述した（数１）、（数２）、および、（数３）が示すように定常的な尿流率による尿位には時間差が発生するが、その大きさは本体２の尿滞留部の断面積Ａ、流出口３の細孔の断面積ａによってコントロールでき、尿位ｙを観察することで実用的には尿流率ｑが推定可能であることから、尿位ｙを動画または所定時間間隔毎の静止画で記録し、尿流率ｑを推定するようになっている。例えば携帯電話の動画機能で記録し、携帯電話内にインストールされるアプリケーションで解析できるようなシステムとすれば、本実施例の構成で時間ｔに対する尿流率ｑの経時変化を示す尿流率曲線が取得できることになる。図８は取得される尿流率曲線の例を示したもので、横軸に時間ｔ、縦軸に尿流率ｑを取って、経過時間に対して尿流率の変動を示したグラフとなっている。

図９は、本発明の第六の実施例を示す斜視図である。図１０は、本発明の第七の実施例を示す斜視図である。いずれも簡便に最大尿流率を記録することができるもので、図９と図１０を使用して詳説する。

第六と第七の実施例も第一の実施例と同じく、尿流を受け取るための受尿口１、中空の本体２、および、本体２の下方に所定面積で形成された流出口３で構成され、本体２の尿位変化と同じ尿位変化を示すよう、２つの管体が底部近傍で通路１５を共有するＵ字管で構成されている。測定管９の中に、水と接したことによって変色する感水記録紙１０が挿入されている。

第六と第七の実施例は、全体を二軸としたか一軸としたかの違いはあるが、本体２とは別に設けられた測定管９の尿位で測定を実施する点は同じであり、いずれも、排尿飛沫による影響が生じないよう配慮されている。即ち、本体２の中に感水記録紙１０を直接配置した場合、流入する尿と直接触れて感水記録紙１０が感知してしまい、測定したい滞留する尿位を測定できない恐れがあるが、尿が流入する本体２と測定管９が別管路であるため、流入する尿と感水記録紙１０が直接触れることがない。また、被験者が本体２と測定管９を手持ちしている状態を考えても、保持した状態で生じる傾き角度は小さいことから、本体２と測定管９の間の滞留する尿位の差は小さく、精度良く感水記録紙１０に尿位が記録されることになる。

感水記録紙１０の方式として非可逆性のものを使用すると、記録手段として信頼性のあるものになる。また、可逆性のものを使用すると、乾燥させるだけで再使用が可能であるというメリットがある。

図１１は、本発明の第八の実施例を示す斜視図である。図１１を使用して、便器１７と本発明の生体情報測定装置１６を組み合わせて使用する方法について詳説する。

第一から第七の実施例で示した生体情報測定装置１６は、排尿する被験者が手で持って使用することを想定して説明してきたが、特に前立腺肥大などの疾病を持つ男性患者においては、陰茎先端の亀頭の尿道口付近で飛び散りながら排尿が行われる事例が多く見受けられ、結果として生体情報測定装置１６を持つ手が尿で汚れるケースが考えられる。第八実施例は本症状を配慮したものであり、便器１７に着脱自在に組み付けられた便器取付け手段１８によって、同じく着脱自在に載置された生体情報測定装置１６を保持するようになっている。従って被験者は手の汚れを気にすることなく、排尿を行うことができるようになる。前述の尿位記録手段７や感水記録紙１０の動作も、生体情報測定装置１６が動かない本方式の方が高精度を期待できることになる。出先で使用するときには手持ち、病院や家庭では本実施例のような固定方式というような使い分けを行っても良い。また便器取付け手段１８の形態として、便器１７は本実施例で示した洋風大便器だけでなく、小便器に取り付ける構成としても良い。便器１７を小便器としても、排尿する被験者が生体情報測定装置１６を手で持って使用する必要がないという点においては、同様のものである。

１…受尿口
２…本体
３…流出口
４…鏡
５…指標
６…連結ホース
７…尿位記録手段
８…ケース
９…測定管
１０…感水記録紙
１１…本体形成部
１２…受尿口形成部
１３…糊代
１４…細孔
１５…通路
１６…生体情報測定装置
１７…便器
１８…便器取付け手段
２０…採尿器
２１…切込み

Ａ…尿滞留部の内壁内の断面積
ａ…流出口の細孔の断面積
ｇ…重力加速度
ｑ…尿流率
ｔ…時間
ｖ…流出口からの流出速度
ｙ…尿滞留部内で上下する尿位

Claims (6)

1. 中空の本体と、
   前記本体の上流側に設けられ被験者の排泄する尿を受け前記本体へ流入させる受尿口と、前記本体の下流側に設けられ前記尿を所定の流出率で流出させるための所定の大きさの貫通した細孔を備えた流出口と、
   を有し、
   流入量と流出量の差によって前記本体内に滞留する滞留尿の尿位によって尿流率を推定する生体情報測定装置において、
   少なくとも前記本体には前記尿位の尺度となる指標が設けられるとともに、
   前記尿位に対応する前記指標を被験者自らが視認可能とするための反射鏡をさらに有していることを特徴とする生体情報測定装置。
2. 中空の本体と、
   前記本体の上流側に設けられ被験者の排泄する尿を受け前記本体へ流入させる受尿口と、前記本体の下流側に設けられ前記尿を所定の流出率で流出させるための所定の大きさの貫通した細孔を備えた流出口と、
   を有し、
   流入量と流出量の差によって前記本体内に滞留する滞留尿の尿位によって尿流率を推定する生体情報測定装置において、
   前記本体は、前記流出口に接続され水平断面積の変化率が小さい細径部と、前記細径部に連接され水平断面積の変化率が前記細径部より大きく前記流入口に向けて断面積が拡大する拡径部とを備えているとともに、
   前記尿位の尺度となる指標が前記細径部から前記拡径部にかけて設けられていることを特徴とする生体情報測定装置。
3. 前記流入口と前記貯留部は透明な薄体を、筒状に巻くことで形成され、
   少なくとも前記貯留部は折りたたみ可能であることを特徴とする請求項２記載の生体情報測定装置。
4. 中空の本体と、
   前記本体の上流側に設けられ被験者の排泄する尿を受け前記本体へ流入させる受尿口と、前記本体の下流側に設けられ前記尿を所定の流出率で流出させるための所定の大きさの貫通した細孔を備えた流出口と、
   を有し、
   流入量と流出量の差によって前記本体内に滞留する滞留尿の尿位によって尿流率を推定する生体情報測定装置において、
   前記本体と底部で連通する管体を備え、
   前記管体は尿位高さを記録する尿位記録手段を組み付け可能であることを特徴とする生体情報測定装置。
5. 前記尿位記録手段は前記本体内の尿位を水分検知で記録することを特徴とする請求項４に記載の生体情報測定装置。
6. さらに、前記本体を着脱可能で、かつ、便器に固定可能な便器取付け手段を有していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の生体情報測定装置。