(57)【要約】【課題】膀胱内の尿量を精度よく推定することができ、かつ装着前の位置合わせも容易に行うことができる尿量推定用探触子、及びそれを用いた尿量推定装置を提供すること。【解決手段】体内に超音波を送信し、該超音波の反射波を検出する複数のセンサを有する探触子であり、前記複数のセンサが、膀胱内の尿量を推定するための測定用センサと、身体に対する前記探触子の装着位置を決定するための位置合わせ用センサと、を少なくとも含み、前記探触子は、前記測定用センサを少なくとも１つ備える測定用センサ部と、前記位置合わせ用センサを少なくとも１つ備える位置合わせ用センサ部と、を有し、前記測定用センサ部と前記位置合わせ用センサ部とが異なる位置に設けられており、前記測定用センサ部の表面が、前記位置合わせ用センサ部の表面よりも皮膚に対する密着性が高い、尿量推定用探触子を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内に超音波を送信し、該超音波の反射波を検出する複数のセンサを有する探触子であり、
前記複数のセンサが、膀胱内の尿量を推定するための測定用センサと、身体に対する前記探触子の装着位置を決定するための位置合わせ用センサと、を少なくとも含み、
前記探触子は、前記測定用センサを少なくとも１つ備える測定用センサ部と、前記位置合わせ用センサを少なくとも１つ備える位置合わせ用センサ部と、を有し、
前記測定用センサ部と前記位置合わせ用センサ部とが異なる位置に設けられており、前記測定用センサ部の表面が、前記位置合わせ用センサ部の表面よりも皮膚に対する密着性が高い、尿量推定用探触子。
【請求項２】
前記探触子が、第１の面と、該第１の面の裏面である第２の面とを有し、
前記第１の面に前記位置合わせ用センサ部が設けられ、前記第２の面に前記測定用センサ部が設けられている、請求項１に記載の尿量推定用探触子。
【請求項３】
前記位置合わせ用センサ部の表面が平滑である、請求項１又は２に記載の尿量推定用探触子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の尿量推定用探触子と、
該探触子と有線又は無線で接続される本体装置部と、を備える尿量推定装置。
【請求項５】
前記本体装置部が、前記測定用センサにより検出される反射波の情報に基づいて膀胱内の尿量に係る情報を提示する、請求項４に記載の尿量推定装置。
【請求項６】
前記本体装置部が、前記位置合わせ用センサにより検出される反射波の情報に基づいて膀胱に対する前記探触子の位置に係る情報を提示する、請求項４又は５に記載の尿量推定装置。
【請求項７】
前記本体装置部が、膀胱を基準にして、前記探触子の装着位置を決定する、請求項６に記載の尿量推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、超音波を用いて膀胱の形状を検出する尿量推定用探触子、及びそれを用いて尿量を推定する尿量推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排尿障害や尿失禁の患者、あるいは自力でトイレに行くことが困難な高齢者等を主な対象として、複数のセンサが配列された探触子を身体の膀胱に対応する位置に当てて、各センサから得られる情報をもとに膀胱内の尿量を推定し、本人（以下、「対象者」という）あるいは介護者に尿量を知らせる技術がある。
【０００３】
特許文献１には、超音波を膀胱壁面に向けて発振する複数の超音波発振素子が、膀胱の拡張方向（略上下方向）に沿って配列されている超音波尿量センサが開示されている。また、特許文献２には、超音波振動子による複数のセンサが膀胱形状を検出できるような配列と超音波出射角度に設定され、例えば膀胱の底部に出射するセンサ数を最も多くし、底辺側から頂部に向かって複数段のセンサ行を有するように配列される非侵襲尿量推定センサユニットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００５／０９９５８２号
【特許文献２】特開２０１１−１８３１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような尿量推定技術においては、膀胱内の尿量を精度よく推定することが求められる。また、膀胱内の尿量を精度よく推定するためには探触子を身体の適切な位置に装着することも重要である。
【０００６】
そこで、本技術は、膀胱内の尿量を精度よく推定することができ、かつ装着前の位置合わせも容易に行うことができる尿量推定用探触子、及びそれを用いた尿量推定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、膀胱内の尿量を精度よく推定するためにはセンサ面と体表面との間に空気が入らないようにし、超音波の減衰を抑えることが重要であると考え、センサ面の皮膚に対する密着性を高くすることを試みた。また、探触子を身体の適切な位置に装着できるようにするため、該探触子のセンサを用いて装着位置を決定することを検討した。
【０００８】
しかしながら、センサ面の皮膚に対する密着性を高くしてしまうと探触子が皮膚表面を滑りにくくなり、該探触子の装着位置を決定する際の操作性が悪くなるという課題が生じた。
【０００９】
そこで、本発明者は、膀胱内の尿量を推定する際に用いるセンサ部（測定用センサ部）と、探触子の装着位置を決定する際に用いるセンサ部（位置合わせ用センサ部）とを異なる位置に設け、測定用センサ部の表面の皮膚に対する密着性を高くすることで上記課題を解決することができることを見出し、本技術を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本技術は、体内に超音波を送信し、該超音波の反射波を検出する複数のセンサを有する探触子であり、前記複数のセンサが、膀胱内の尿量を推定するための測定用センサと、身体に対する前記探触子の装着位置を決定するための位置合わせ用センサと、を少なくとも含み、前記探触子は、前記測定用センサを少なくとも１つ備える測定用センサ部と、前記位置合わせ用センサを少なくとも１つ備える位置合わせ用センサ部と、を有し、前記測定用センサ部と前記位置合わせ用センサ部とが異なる位置に設けられており、前記測定用センサ部の表面が、前記位置合わせ用センサ部の表面よりも皮膚に対する密着性が高い、尿量推定用探触子を提供する。
また、前記尿量推定用探触子と、該探触子と有線又は無線で接続される本体装置部と、を備える尿量推定装置も提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本技術に係る尿量推定用探触子は、測定用センサ部の表面の皮膚に対する密着性が高いため、膀胱内の尿量を精度よく推定することができる。また、該探触子は位置合わせ用センサ部が測定用センサ部とは異なる位置に設けられているため、位置合わせの際には該探触子を皮膚表面に対して滑らせることができ、探触子の装着位置を容易に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本技術の実施形態の一例に係る尿量推定用探触子の斜視図である。
【図２】本技術の実施形態の一例に係る尿量推定用探触子の概略図である。
【図３】本技術の実施形態の一例に係る尿量推定装置のブロック図である。
【図４】本技術の実施形態の一例に係る尿量推定システムの概略図である。
【図５】本技術の実施形態の一例に係る尿量推定用探触子の位置合わせに関する第一の模式図である。
【図６】本技術の実施形態の一例に係る尿量推定用探触子の位置合わせに関する第二の模式図である。
【図７】本技術の実施形態の一例に係る尿量推定用探触子の位置合わせに関する第三の模式図である。
【図８】本技術の実施形態の一例に係る尿量推定用探触子によって検出される反射波の一例である。
【図９】本技術の実施形態の一例に係る尿量推定用探触子によって検出される反射波の一例である。
【図１０】本技術の実施形態の一例に係る尿量推定用探触子によって検出される反射波の一例である。
【図１１】本技術の実施形態の一例に係る尿量推定用探触子の位置合わせに関するフローチャートである。
【図１２】本技術の実施形態の一例に係る尿量推定用探触子の位置合わせに関するユーザ端末の画面の一例である。
【図１３】本技術の実施形態の一例に係る尿量推定方法に関するフローチャートである。
【図１４】本技術の実施形態の一例に係る尿量推定方法に関する第一の模式図である。
【図１５】本技術の実施形態の一例に係る尿量推定方法に関する第二の模式図である。
【図１６】本技術の実施形態の一例に係る尿量推定方法に関する第三の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本技術を実施するための好適な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、何ら本技術を限定するものではない。また、本技術は、下記の実施例及びその変形例を自由に組み合わせることもできる。
【００１４】
＜尿量推定用探触子＞
本技術に係る尿量推定用探触子は、体内に超音波を送信し、該超音波の反射波を検出する複数のセンサを有しており、各センサが検出した反射波の情報に基づいて、膀胱内の尿量を推定するために用いられる。なお、尿量を推定する対象者は特に限定されないが、例えば、排尿障害や尿失禁の患者、あるいは自力でトイレに行くことが困難な高齢者等である。本技術に係る尿量推定用探触子は、このような対象者の腹部の皮膚上であって膀胱に対応する位置（例えば、下腹部）に配置され、テープやベルト等で身体に固定される。なお、尿量推定用探触子と体表面との間には、超音波の腹部への透過性を向上するためのジェル等が塗布されてもよい。以下、図１及び図２を用いてより詳細に説明する。
【００１５】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る尿量推定用探触子１は、複数のセンサ１１１、１１２、１１３、１２１を有している。当該複数のセンサは、膀胱内の尿量を推定するための測定用センサ１１１、１１２、１１３と、身体に対する前記探触子の装着位置を決定するための位置合わせ用センサ１２１と、を少なくとも含む。また、当該探触子１は、前記測定用センサを少なくとも１つ備える測定用センサ部１１と、前記位置合わせ用センサを少なくとも１つ備える位置合わせ用センサ部１２とを有する。
【００１６】
本実施形態に係る尿量推定用探触子１において、測定用センサ部１１と位置合わせ用センサ部１２とは異なる位置に設けられる。例えば、図１において、探触子１の第１の面１Ａにおいて異なる位置に測定用センサ部１１と位置合わせ用センサ部１２とが設けられてもよく、又は、探触子１の第１の面１Ａに測定用センサ部１１が設けられ、当該第１の面の側面若しくは裏面に位置合わせ用センサ部１２が設けられてもよい。なかでも、測定時及び位置合わせにおける操作性がよく、かつ探触子１の厚みによる不快感を抑えることができる点から、図２に示すように、探触子１の第１の面１Ａに位置合わせ用センサ部１２が設けられ、前記第１の面の裏面である第２の面１Ｂに測定用センサ部１１が設けられることが好ましい。
【００１７】
本実施形態において、測定用センサ部１１の表面は、位置合わせ用センサ部１２の表面よりも皮膚に対する密着性が高い。測定用センサ部１１の表面の皮膚に対する密着性が高いことにより、測定用センサ部１１の表面と体表面との間に空気が入りにくくなるため、測定用センサ部１１から体内へ送信される超音波及び該超音波の反射波が減衰することを抑えることができ、膀胱内の尿量を精度よく推定することができる。一方、位置合わせ用センサ部１２の表面は測定用センサ部１１の表面よりも皮膚に対する密着性が低いため、探触子１を皮膚表面に対して容易に滑らせることができ、探触子１の装着位置を決定する操作が容易になる。なお、測定用センサ部１１の表面とは、膀胱内の尿量を推定する際に体表面に接する面であり、位置合わせ用センサ部１２の表面とは、身体に対する探触子１の装着位置を決定する際に体表面に接する面である。
【００１８】
なお、測定用センサ部１１の表面は、体表面の凹凸に対して追従性を有する材質であることが好ましい。具体的には、シリコーンゲル等を挙げることができる。
【００１９】
一方、位置合わせ用センサ部１２の表面の材質は特に限られないが、皮膚表面に対して滑りやすく、安価な材質で形成されることが好ましい。具体的には、プラスチック等の合成樹脂、例えばポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ＡＢＳ樹脂等を挙げることができる。また、位置合わせの操作性の点から、位置合わせセンサ部１２の表面は平滑であることが好ましい。さらに、位置合わせ用センサ部１２の表面は測定センサ部１１の表面よりも平面度が高く、及び／又は、滑り抵抗係数が低いことがより好ましい。
【００２０】
本実施形態に係る測定用センサ及び位置合わせ用センサは、それぞれ圧電素子を有しており、超音波の送受信を行う。具体的には、圧電素子の両面に電極を形成し、両電極間に電圧を印加すると、圧電素子がその駆動電圧に応じた振動をして超音波を発信する一方、超音波を受信すると、その振動に応じた電気信号を発生するように構成される。各センサの形状は特に限定されないが、例えば円形の薄板状であってもよいし、正方形や、長方形であってもよい。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、測定用センサ部１１は少なくとも１つの測定用センサを備え、該測定用センサは、第１センサ１１１、第２センサ１１２、第３センサ１１３を含む。測定用センサは少なくとも１つあればよく、好ましくは３つ以上であり、より好ましくは４つ以上であってもよい。また、各センサは探触子１の幅方向（体表面に装着した際の左右方向）に一列に配設されていてもよいが、高さ方向（体表面に装着した際の上下方向）に位置をずらして配設されていてもよい。測定用センサ部１１の第１センサ１１１、第２センサ１１２、第３センサ１１３は、膀胱の高さ方向において放射状に超音波１１１１、１１２１、１１３１を送信するように配置されていることが好ましい。すなわち、超音波送信角度θ１１１、θ１１２、θ１１３がそれぞれ異なっていることが好ましい。超音波送信角度θ１１１、θ１１２、θ１１３は、膀胱の高さ方向において上方を正の向きとすると、−４０〜＋４０度の範囲であることが好ましい。各センサの超音波送信角度θが異なることにより、膀胱の情報を効率よく得ることができる。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、位置合わせ用センサ部１２は少なくとも１つの位置合わせ用センサを備え、該位置合わせ用センサは、第４センサ１２１を含む。位置合わせ用センサは少なくとも１つあればよく、２つ以上であってもよい。また、位置合わせ用センサは探触子１の第２の面１Ｂの中央に配設されてもよいが、当該第２の面１Ｂの端部に配設されていてもよい。位置合わせ用センサ部１２の第４センサ１２１は、膀胱の高さ方向において下方に向かって超音波１２１１を送信するように配置されていることが好ましい。超音波１２１１が下方に向かって送信されるように構成することで、位置合わせ用センサ部１２で探触子１の位置合わせを行った後、測定用センサ部１１が体表面に接するように探触子１の位置又は面を変えた際に、測定用センサで膀胱の下端からより上端に近い位置まで超音波を送信することができるため、尿量をより精度よく測定できる。また、超音波送信角度θ１２１は、膀胱の高さ方向において上方を正の向きとすると、−４０〜０度の範囲で配置されることが好ましい。
【００２３】
なお、位置合わせ用センサ部１２の第４センサ１２１の超音波送信角度θ１２１は、測定用センサ部１１の第１センサ１１１、第２センサ１１２、第３センサ１１３の超音波送信角度θ１１１、θ１１２、θ１１３よりも負に大きいことが好ましい。θ１２１を負に大きくすることで、位置合わせ用センサ部１２で確実に膀胱を検出して装着位置を決定でき、かつ測定用センサ部１１で膀胱の上端までの情報を効率よく得ることができる。
【００２４】
＜尿量推定装置＞
本技術に係る尿量推定装置は、上述の尿量推定用探触子から得られた情報に基づいて、探触子の位置に係る情報や、膀胱内の尿量に係る情報等を提示するために用いられる。以下、図３を用いてより詳細に説明する。
【００２５】
図３に、本技術の実施形態の一例に係る尿量推定装置のブロック図を示す。本実施形態に係る尿量推定装置１０は、尿量推定用探触子１と、該探触子１と有線又は無線により接続される本体装置部２と、を備える。本実施形態に係る本体装置部２は、例えば対象者の衣服等に装着される。
【００２６】
本実施形態に係る本体装置部２は、測定用センサ部１１及び位置合わせ用センサ部１２へ駆動電圧を出力する送信部２１と、該センサから電気信号を受信する受信部２２と、送信部２１及び受信部２２に接続されるセンサを切り替えるスイッチ２３と、外部に種々の情報を報知するための報知部２４と、外部との通信を行う通信部２５と、各種データを記憶する記憶部２６と、本体装置部２の全体的な制御を行う制御部２７と、各種パラメータを格納するメモリ２８と、を有している。
【００２７】
本実施形態に係る送信部２１は、測定用センサ部１１及び位置合わせ用センサ部１２に駆動電圧を供給する。送信部２１は、パルス発生器２１ａと増幅部２１ｂとを有している。パルス発生器２１ａは、所定のパルス幅及び電圧値のパルス信号を発生させる。パルス発生器２１ａは、パルス幅、パルス数、及び周波数を変更可能に構成されていてもよい。増幅部２１ｂは、パルス発生器２１ａからのパルス信号を増幅し、駆動電圧として測定用センサ部１１及び位置合わせ用センサ部１２へ出力する。
【００２８】
本実施形態に係る受信部２２は、測定用センサ部１１及び位置合わせ用センサ部１２からの電気信号を受信する。受信部２２は、増幅部２２ａと、検波部２２ｂと、Ａ／Ｄ変換部２２ｃとを有している。増幅部２２ａは、測定用センサ部１１及び位置合わせ用センサ部１２からの受信信号を増幅して、検波部２２ｂへ出力する。検波部２２ｂは、増幅部２２ａから受け取った受信信号（例えば、振幅変調波）を、包絡線検波等の方法で復調し、処理後の信号をＡ／Ｄ変換部２２ｃへ出力する。Ａ／Ｄ変換部２２ｃは、検波部２２ｂからの受信信号をＡ／Ｄ変換して、制御部２７へ出力する。
【００２９】
本実施形態に係るスイッチ２３は、測定用センサ部１１及び位置合わせ用センサ部１２の中から送信部２１及び受信部２２に接続されるセンサを選択する。例えば、探触子の位置合わせを行うモードの場合は、位置合わせ用センサ部１２のみを選択する。また、尿量の推定及び排尿タイミングを報知するモードの場合は、測定用センサ部１１のみを選択する。
【００３０】
本実施形態に係る報知部２４は、例えばバイブレータやＬＥＤランプ、アラーム等である。バイブレータの振動や、ＬＥＤランプの点灯態様、アラームの音等によって、対象者に種々の情報（例えば、膀胱に対する探触子の位置や、排尿タイミングの到来等）を報知する。
【００３１】
本実施形態に係る通信部２５は、外部の通信装置と通信を行う。例えば、通信部２５は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格の通信を行う。通信部２５は、後述する尿量推定システム１００において、ユーザ端末３と通信を行う。
【００３２】
本実施形態に係る記憶部２６は、受信部２２から受け取った受信信号を一時的に保存する。また、記憶部２６は、後述する尿量推定システム１００において、ユーザ端末３から通信部２５を介して取得した情報等も記憶する。
【００３３】
本実施形態に係る制御部２７は、１又は複数のプロセッサを有し、送信部２１、受信部２２、スイッチ２３、報知部２４、通信部２５を制御する。
【００３４】
具体的には、制御部２７は、スイッチ２３を制御して、送信部２１及び受信部２２に接続されるセンサを切り替える。制御部２７は、送信部２１を制御して、駆動電圧を測定用センサ部１１及び位置合わせ用センサ部１２へ出力させる。また、制御部２７は、受信部２２を制御して、測定用センサ部１１及び位置合わせ用センサ部１２の受信信号をデジタル信号に変換させ、受信部２２からの受信信号に平均化処理等の信号処理を行う。さらに、制御部２７は、受信部２２からの受信信号に基づいて膀胱に対する探触子１の位置や、膀胱内の尿量、排尿タイミングの到来等を判定し、その解析結果に応じた処理を行う（例えば、報知部２４を作動させる）。なお、排尿タイミングの到来の判定は、後述するユーザ端末３で行われてもよい。また、制御部２７は、通信部２５を制御して、受信部２２からの受信信号に関する情報を外部に送信する。また、制御部２７は、通信部２５を介して外部からの信号を受信し、その信号に応じた処理を行う（例えば、報知部２４を作動させる）。
【００３５】
本実施形態に係るメモリ２８は、超音波の周波数、出力、パルス数、ゲイン（増幅率）、待機時間等のパラメータを格納する。
【００３６】
＜尿量推定システム＞
図４に、本技術の実施形態の一例に係る尿量推定システムの概略図を示す。本実施形態に係る尿量推定システム１００は、上述の尿量推定装置１０と、尿量推定装置１０から送られてくる信号を受信し、アプリケーション等を提供するユーザ端末３と、主にデータベースとして機能するサーバ４とを備えている。尿量推定装置１０は、ユーザ端末３と無線通信を行い、ユーザ端末３は、サーバ４と無線通信を行う。
【００３７】
本実施形態に係るユーザ端末３は、例えば、スマートフォンやタブレット端末であってもよい。尿量推定装置１０をユーザ端末３にあらかじめ登録しておくことで、尿量推定装置１０とユーザ端末３との間で通信が可能となる。該ユーザ端末３は１台に限らず、複数台（例えば、介護者のユーザ端末３と対象者のユーザ端末３）であってもよい。ユーザ端末３は、尿量推定装置１０から送信されてくる受信信号に基づいて膀胱内の尿量の推定や、排尿タイミングの判定等を行う。
【００３８】
ユーザ端末３は、対象者を特定するユーザＩＤ、尿量推定装置１０を特定する機器ＩＤ等の対象者に関する情報；尿量推定装置１０から送信されてくる受信信号に関する情報；膀胱内の尿量の推定や、排尿タイミングの判定等を行うためのプログラムやデータ等；膀胱内の尿量や排尿タイミング等に関する解析結果；等を記憶している。また、ユーザ端末３は、尿量推定システム１００専用のアプリケーションをダウンロードしておくことで、対象者の膀胱内の尿量や、排尿タイミング等の情報をユーザに知らせたり、サーバ４と情報の送受信を行ったりすることができる。
【００３９】
本実施形態に係るサーバ４は、いわゆるクラウドコンピューティングを行う。サーバ４は、ユーザ端末３をあらかじめ登録しておくことでユーザ端末３と通信可能となり、ユーザ端末３の情報が尿量推定装置１０と紐づけて記憶されている。ユーザ端末３に専用のアプリケーションをダウンロードしておくと、例えば１日に１回の頻度で、ユーザ端末３とサーバ４との間で情報が送受信される。
【００４０】
サーバ４は、対象者を特定するユーザＩＤ、尿量推定装置１０を特定する機器ＩＤ、ユーザ端末３を特定する端末ＩＤ等の対象者に関する情報；ユーザ端末３から送信されてくる膀胱内の尿量や排尿タイミング等に関する解析結果のデータ；等を記憶している。また、対象者の排尿タイミングを判定する際の閾値や、排尿タイミングを報知する時期に関する情報を機械学習させることもできる。
【００４１】
＜尿量推定装置の使用方法及び動作例＞
以下、本技術に係る尿量推定装置の使用方法及び動作例について説明する。
【００４２】
（１）尿量推定用探触子の位置合わせ
本技術に係る尿量推定装置は、上述の位置合わせ用センサにより検出される反射波の情報に基づいて、膀胱に対する尿量推定用探触子の位置に係る情報を提示し、適切な位置に該探触子が装着されるように位置合わせを行うことができる。
【００４３】
まず、膀胱からの反射波の有無と尿量推定用探触子の位置との関係について図５〜図１０を用いて説明する。図５〜図７は人体の下腹部の模式断面図である。図８〜図１０は検出される反射波の一例である。
図５〜図７に示すように、腹部表面から背中に向かって、皮下脂肪５１、筋肉５２、恥骨５３、膀胱５４、精嚢５５若しくは前立腺５６（男性の場合）又は膣（女性の場合）、直腸５７、背骨（仙骨）５８等が並んでいる。膀胱５４の上には小腸５９が位置し、膀胱５４の前側の斜め下には、恥骨５３が位置している。
【００４４】
尿量推定用探触子１の装着位置を決定する際は、腹部の上側から徐々に探触子１を当てていく。図５に示すように、探触子１の第４センサ１２１から送信される超音波１２１１が小腸５９に到達しており、膀胱５４に届いていない場合は、図８に示すような反射波が検出される。
【００４５】
次に、図６に示すように探触子１を少し下方に動かす。すると、超音波１２１１が膀胱５４に到達するようになり、図９に示すように、膀胱５４の後壁５４ａからの反射波Ｗ（以下、「膀胱５４からの反射波Ｗ」ともいう）が検出されるようになる。
【００４６】
さらに、図７に示すように探触子１を下方に動かすと、超音波１２１１が膀胱５４よりも下方に向かって送信され、図１０に示すように、膀胱５４からの反射波Ｗが検出できなくなる。
【００４７】
このように、膀胱５４からの反射波Ｗが検出できた場合に、探触子１で膀胱５４を検出できていると判断することができる。すなわち、膀胱５４からの反射波Ｗの有無によって、尿量推定用探触子１の位置合わせを行うことができる。
【００４８】
以下、図３及び図１１を用いて、尿量推定用探触子の位置合わせを行う際の尿量推定システムの動作例について説明する。
【００４９】
まず、制御部２７が超音波の送信指令を出力する（ステップＳ１１）。制御部２７は、位置合わせ用センサ部１２の第４センサ１２１と送信部２１及び受信部２２とが接続されるようにスイッチ２３を制御し、送信部２１へパルス信号の生成指令を出力する。この生成指令が、尿量推定用探触子１の位置合わせモードのトリガとなり、送信部２１は、生成指令に基づく駆動電圧を第４センサ１２１に供給する。第４センサ１２１は、駆動電圧に基づく超音波を送信する。制御部２７は、生成指令を所定の周期で出力する。
【００５０】
続いて、第４センサ１２１が超音波を受信する（ステップＳ１２）と、受信部２２で受信信号の処理が行われる。制御部２７は、該受信信号に膀胱５４からの反射波Ｗが含まれているかを判定する（ステップＳ１３）。
【００５１】
制御部２７は、第４センサ１２１の受信信号に膀胱５４からの反射波Ｗが含まれている場合は膀胱５４を検出できていると判定し、例えば、報知部２４のＬＥＤランプが緑色に点灯するよう、報知部２４へ指令を出力する（ステップＳ１４１）。一方、該受信信号に膀胱５４からの反射波Ｗが含まれていない場合は膀胱５４が検出できていないと判定し、例えば、報知部２４のＬＥＤランプが赤色に点灯するよう、報知部２４へ指令を出力する（ステップＳ１４２）。なお、このとき、報知部２４だけでなく、ユーザ端末３のディスプレイに緑点灯や、赤点灯の表示を行ってもよい。また、ユーザ端末３に図１２のような指示画面３１を提示させ、尿量推定用探触子１の最適な装着位置を指示するようにしてもよい。
【００５２】
その後、制御部２７が待機時間を設定し（ステップＳ１５１、Ｓ１５２）、前回の超音波１２１１の送信から待機時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１６１、Ｓ１６２）。待機時間が経過していれば、制御部２７は再度超音波の送信指令を出力する（ステップＳ１１）。一方、待機時間が経過していない場合は、制御部２７は待機時間が経過するのを待機し、待機時間が経過した後に再度超音波の送信指令を出力する（ステップＳ１１）。このようにして、制御部２７は、超音波の送信指令を待機時間の間隔で行い、膀胱５４に対する尿量推定用探触子１の位置の判定を定期的に行う。
【００５３】
以上のように、本技術に係る尿量推定装置１０は、尿量推定用探触子１が備える位置合わせ用センサ部１２により検出される膀胱５４からの反射波Ｗに基づいて、本体装置部２の制御部２７が膀胱５４に対する探触子１の位置の判定を行う。すなわち、本技術に係る尿量推定用探触子の装着位置決定方法は、体内に超音波を送信する工程と、体内からの該超音波の反射波を検出する工程と、該反射波から検出される膀胱からの反射波に基づいて膀胱に対する探触子の位置を判定する工程とを含む。
【００５４】
なお、上述した動作例においては位置合わせ用センサ部１２が第４センサ１２１の一つである場合の例を示したが、位置合わせ用センサ部１２が複数ある場合は、制御部２７でスイッチ２３を切り替え、各センサに順番に超音波を送受信させ、各センサにより検出される反射波の情報に基づいて探触子１の位置合わせを行ってもよい。
【００５５】
また、上述した尿量推定システムの動作例において、制御部２７は、膀胱５４の下端５４ｂを基準にして尿量推定用探触子１の最適な装着位置を決定してもよく、恥骨５３の上縁部を基準にして最適な装着位置を決定してもよい。また、膀胱５４の下端及び恥骨５３の上縁部の両方を基準にして、最適な装着位置を決定してもよい。
【００５６】
（２）尿量の推定及び排尿タイミングの報知
本技術に係る尿量推定装置は、測定用センサにより検出される反射波の情報に基づいて、膀胱内の尿量を推定し、排尿タイミングを知らせることができる。以下、図１３を用いて、尿量の推定及び排尿タイミングの報知を行う際の尿量推定システムの動作例について説明する。
【００５７】
まず、制御部２７が超音波の送信指令を出力する（ステップＳ２１）。具体的には、制御部２７が、スイッチ２３を切り替えながら、測定用センサ部１１の第１センサ１１１、第２センサ１１２、第３センサ１１３に順番に超音波を送受信させる。制御部２７は、まず第１センサ１１１と送信部２１及び受信部２２とが接続されるようにスイッチ２３を制御し、送信部２１へパルス信号の生成指令を出力する。送信部２１は、生成指令に基づく駆動電圧を第１センサ１１１に供給し、第１センサ１１１が、駆動電圧に基づく超音波を送信する。第２センサ１１２及び第３センサ１１３についても同様の制御を行う。制御部２７は、この生成指令を所定の周期で出力する。
【００５８】
第１センサ１１１、第２センサ１１２及び第３センサ１１３が超音波を受信する（ステップＳ２２）と、受信部２２で各センサからの受信信号の処理が行われる。制御部２７は、該受信信号から尿量レベルを判定し、該尿量レベルが閾値以上であるかを判定する（ステップＳ２３）。なお、ステップＳ２３において、通信部２５を介して該受信信号の情報を受信したユーザ端末３が尿量レベルを判定してもよい。ここで、「尿量レベル」とは膀胱内の尿量を表す値であり、例えば受信信号に膀胱５４からの反射波Ｗが含まれているセンサの数であってもよい。
【００５９】
ここで、膀胱からの反射波の有無と尿量レベルとの関係について図１４〜図１６を用いて説明する。図１４〜図１６は人体の下腹部の模式断面図である。なお、構造は図５〜図７と共通するため説明を省略する。
【００６０】
図１４に示すように、膀胱５４内の尿量が少ない場合には、第３センサ１１３から送信される超音波１１３１が膀胱５４に到達し、第３センサ１１３において膀胱５４からの反射波Ｗが検出される。一方で、第１センサ１１１及び第２センサ１１２から送信される超音波１１１１、１１２１は膀胱５４に届かず、第１センサ１１１及び第２センサ１１２において膀胱５４からの反射波Ｗは検出されない。すなわち、図１４において尿量レベルは「１」である。
【００６１】
図１５に示すように、膀胱５４内の尿量が増加すると、膀胱５４は高さ方向に膨らみ、小腸５９を押し上げる。すると、第３センサ１１３から送信される超音波１１３１に加えて、第２センサ１１２から送信される超音波１１２１も膀胱５４に到達し、第２センサ１１２１及び第３センサ１１３において膀胱５４からの反射波Ｗが検出される。一方で、第１センサ１１１から送信される超音波１１１１は膀胱５４に届かず、第１センサ１１１において膀胱５４からの反射波Ｗは検出されない。すなわち、図１５において尿量レベルは「２」である。
【００６２】
図１６に示すように、膀胱５４内の尿量がさらに増加すると、膀胱５４は高さ方向にさらに膨らみ、小腸５９を押し上げる。すると、第１センサ１１１から第３センサ１１３までの全てのセンサから送信される超音波１１１１、１１２１、１１３１が膀胱５４に到達し、全てのセンサにおいて膀胱５４からの反射波Ｗが検出される。すなわち、図１６において尿量レベルは「３」である。
【００６３】
このように、膀胱５４内の尿量が増加するにつれて尿量レベルが大きくなるため、尿量レベルに基づいて尿量を推定することができる。この尿量レベルの時系列的変化は、記憶部２６及び／又はユーザ端末３に記憶される。
【００６４】
制御部２７又はユーザ端末３は、尿量レベルが閾値未満である場合は、尿量が少なく排尿タイミングはしばらくないと判定する。そうすると、制御部２７は待機時間を設定する（ステップＳ２６）。そして、前回の超音波の送信から待機時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２７）。待機時間が経過していれば、制御部２７は再度超音波の送信指令を出力する（ステップＳ２１）。一方、待機時間が経過していない場合は、制御部２７は待機時間が経過するのを待機し、待機時間が経過した後に再度超音波の送信指令を出力する（ステップＳ２１）。このようにして、制御部２７は、尿量レベルが閾値に達するまで超音波の送信指令を定期的に行う。
【００６５】
一方、尿量レベルが閾値以上である場合、制御部２７又はユーザ端末３は、尿量が限界値以上に達しており排尿タイミングが近いと判定する。そうすると、制御部２７は、例えば報知部２４を作動させるとともに、通信部２５を介してユーザ端末３に排尿タイミングを報知する（ステップＳ２４）。これにより、ユーザ端末３の所持者に排尿タイミングの到来を知らせ、対象者をトイレへ誘導することができる。
【００６６】
制御部２７は、排尿タイミングを報知した後、実際の排尿があった旨の報告を待機する（ステップＳ２５）。対象者又は介護者等は、ユーザ端末３を操作して、実際の排尿があった旨の報告又は排尿があった時刻を入力し、尿量推定装置１０に送信する。
【００６７】
その後、制御部２７は待機時間を設定し（ステップＳ２６）、前回の超音波の送信から待機時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２７）。待機時間が経過していれば、制御部２７は再度超音波の送信指令を出力する（ステップＳ２１）。一方、待機時間が経過していない場合は、制御部２７は待機時間が経過するのを待機し、待機時間が経過した後に再度超音波の送信指令を出力する（ステップＳ２１）。このようにして、制御部２７は、超音波の送信指令を待機時間の間隔で行い、膀胱５４内の尿量の推定及び排尿タイミングの報知を定期的に行う。
【００６８】
以上のように、本技術に係る尿量推定装置１０は、尿量推定用探触子１が備える測定用センサ部１１により検出される膀胱５４からの反射波Ｗに基づいて、本体装置部２の制御部２７が膀胱内の尿量を推定し、排尿タイミングを報知する。すなわち、本技術に係る尿量推定方法は、体内に超音波を送信する工程と、体内からの該超音波の反射波を検出する工程と、該反射波から検出される膀胱からの反射波に基づいて膀胱内の尿量を推定する工程とを含む。また、本技術に係る排尿タイミング報知方法は、上述の尿量推定方法に加えて、膀胱からの反射波を検出したセンサの数が閾値以上であるかを判定する工程と、対象者又は介護者等に排尿タイミングを報知する工程とを含む。
【００６９】
なお、上述した尿量推定装置１０の動作例において、制御部２７及びユーザ端末３は、膀胱５４からの反射波Ｗが完全にゼロであるかどうかで膀胱５４からの反射波Ｗの有無を判定するのではなく、各センサで検出された膀胱５４からの反射波Ｗの振幅が所定の閾値以上の場合に膀胱５４からの反射波Ｗがあると判定し、膀胱５４からの反射波Ｗの振幅が所定の閾値未満の場合に膀胱５４からの反射波Ｗがないと判定してもよい。
【００７０】
また、制御部２７及びユーザ端末３は、膀胱５４からの反射波Ｗが検出されたセンサのうち、膀胱５４の高さ方向において最も高い位置に超音波を送信するセンサの反応に従って、該センサよりも低い位置に超音波を送信するセンサが全て反応していると判定してもよい。例えば、図１５で第２センサ１１２において膀胱５４からの反射波Ｗが検出されていれば、第２センサ１１２及び第３センサ１１３が反応しているとみなし、尿量レベルを「２」と判定してもよい。また、図１６で第１センサ１１１において膀胱５４からの反射波Ｗが検出されていれば、第１センサ１１１から第３センサ１１３までの全てのセンサが反応しているとみなし、尿量レベルを「３」と判定してもよい。
【００７１】
さらに、膀胱５４の前壁と後壁の反射波の時間差から、膀胱５４の奥行き方向の大きさの変化も加味して膀胱５４内の尿量を推定する構成としてもよい。また、制御部２７及びユーザ端末３は、膀胱５４からの反射波Ｗの有無だけでなく、小腸５９からの反射波等の有無も加味して尿量を推定する構成であってもよい。
【００７２】
なお、上述した尿量推定システムの動作例において、尿量レベルの閾値はメモリ２６に格納された初期値で設定されてもよく、ユーザ端末３で対象者又は介護者等が自由に設定変更できるようにしてもよい。また、排尿タイミングを報知した時間と、実際の排尿があった旨の報告が入力された時間を記憶部２６及び／又はユーザ端末３に記憶しておき、サーバ４で機械学習させることによって閾値を自動で設定変更し、新たな閾値を随時メモリ２６に上書きできるようにしてもよい。
【００７３】
また、上述した尿量推定システムの動作例において、待機時間はメモリ２６に格納された初期値で設定されてもよく、ユーザ端末３で対象者又は介護者等が自由に設定変更できるようにしてもよい。また、制御部２７で推定された膀胱内の尿量に基づいて適宜待機時間を自動で変更するようにし、例えば尿量が多くなるにつれて待機時間が短くなるように設定されてもよい。あるいは、尿量の時系列的変化を記憶部２６及び／又はユーザ端末３に記憶しておき、サーバ４で機械学習させることによって待機時間を自動で設定変更し、新たな待機時間を随時メモリ２６に上書きできるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１      尿量推定用探触子
１１    測定用センサ部
１１１  第１センサ
１１２  第２センサ
１１３  第３センサ
１２    位置合わせ用センサ部
１２１  第４センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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