(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排尿を溜める容器と、該容器の流入する排尿の液位に向けて超音波を発射し且つその反射波を受ける超音波振動子と、排尿を溜める容器に流入する排尿の液位を超音波により連続的に計測し該液位により容積を求め容積の時間変化により排尿流量を演算する流量測定回路と、流量測定回路で演算された尿流量データを転送するために記録する可搬型の記録媒体と、該記録媒体に記録された尿流量データを読み取り、該尿流量データの処理及びその表示を行う尿流量解析装置とからなると共に、排尿の際に生じる尿泡を濾すフィルターが排尿を溜める容器には設けられていることを特徴とする尿流量計測解析装置。
【請求項２】
排尿を溜める容器と、該容器の流入する排尿の液位に向けて超音波を発射し且つその反射波を受ける超音波振動子と、排尿を溜める容器に流入する排尿の液位を超音波により連続的に計測し該液位により容積を求め容積の時間変化により排尿流量を演算する流量測定回路と、流量測定回路で演算された尿流量データを転送する通信手段と、該通信手段から転送されてきた尿流量データを読み取り、該尿流量データの処理及びその表示を行う尿流量解析装置とからなると共に、排尿の際に生じる尿泡を濾すフィルターが排尿を溜める容器には設けられていることを特徴とする尿流量計測解析装置。
【請求項３】
超音波振動子は、超音波の発振器と受信器としての双方の機能を兼ねている請求項１又は請求項２記載の尿流量計測解析装置。
【請求項４】
超音波振動子は、超音波の発振専用と受信専用の別体のものから各々なる請求項１又は請求項２記載の尿流量計測解析装置。
【請求項５】
排尿を溜める容器の排尿開始時の微小流量を高感度で計測できるように、排尿開始時の単位高さ当たりの受容器の体積が小さくなるような排尿開始時のしぼり機構が設けられている請求項１又は請求項２記載の尿流量計測解析装置。
【請求項６】
通信手段は電話回線からなる請求項２記載の尿流量計測解析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、人の尿流量を計測し、そのデータにより泌尿器系の治療、診断のための資料提供用として使用される尿流量計測解析装置に係り、特に、排尿を溜める容器及び流量測定回路と尿流量解析装置とが分離されて別々の箇所に設置される尿流量計測解析装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の尿流量計には、例えば重量式などがあり、また、排尿を溜める容器の部分と尿流量解析装置は一体型となっていて、病院等に設置されており、患者は病院等まで出かけて、そこで排尿している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のように通常、このような装置は病院に設置されており、患者の通院診断時に排尿するよう促しても尿意を催さなかったり、精神的な重圧感があったりして、排尿状態や排尿量が異なり、自然な状態での尿流量計測が実現しにくいなどの問題があった。また、家庭に設置するためには高価であるなどの問題があった。
【０００４】
この発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、排尿を溜める容器と装置を家庭に設置することにより、精神的な重圧感のない自然な排尿を可能ならしめることができるようにし、また、排尿データは可搬又は通信にて医師に届けることができるようにして、医師はこれらのデータより泌尿器系の診断をより正確に行え、更に、家庭にも簡単に設置できるように経済的に廉価な尿流量計測解析装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、排尿を溜める容器と、該容器の流入する排尿の液位に向けて超音波を発射し且つその反射波を受ける超音波振動子と、排尿を溜める容器に流入する排尿の液位を超音波により連続的に計測し該液位により容積を求め容積の時間変化により排尿流量を演算する流量測定回路と、流量測定回路で演算された尿流量データを転送するために記録する可搬型の記録媒体と、該記録媒体に記録された尿流量データを読み取り、該尿流量データの処理及びその表示を行う尿流量解析装置とからなると共に、排尿の際に生じる尿泡を濾すフィルターが排尿を溜める容器には設けられている手段よりなるものである。
【０００６】
また、請求項２の発明は、排尿を溜める容器と、該容器の流入する排尿の液位に向けて超音波を発射し且つその反射波を受ける超音波振動子と、排尿を溜める容器に流入する排尿の液位を超音波により連続的に計測し該液位により容積を求め容積の時間変化により排尿流量を演算する流量測定回路と、流量測定回路で演算された尿流量データを転送する通信手段と、該通信手段から転送されてきた尿流量データを読み取り、該尿流量データの処理及びその表示を行う尿流量解析装置とからなると共に、排尿の際に生じる尿泡を濾すフィルターが排尿を溜める容器には設けられている手段よりなるものである。
【０００７】
ここで、超音波振動子は、超音波の発振器と受信器としての双方の機能を兼ねているものでもよく、或いは超音波の発振専用と受信専用の別体のものから各々なっていてもよい。排尿を溜める容器の排尿開始時の微小流量を高感度で計測できるように、排尿開始時の単位高さ当たりの受容器の体積が小さくなるような排尿開始時のしぼり機構が設けられている方がよい。また、通信手段には電話回線がある。
【０００８】
【作用】
以上のような構成を有するこの発明は次のように作用する。
すなわち、容器の底面に超音波振動子を配置し、超音波を音響的結合層に向けて一定時間間隔にて連続的に発信する。このときの発信波をａとする。このとき、音響的結合層と空気の界面で反射した反射波を受信する。
【０００９】
容器に排尿を始めると、尿の液位が上昇し、反射波は尿の液面からの反射波として受信される。反射波ｂとｃの時間差により、尿の液面の高さを演算し、高さと容器の体積との関係より尿量が演算され、さらに尿量とΔｔより尿流量が演算される。これらの演算結果は可搬形の記憶媒体に記録される。一方、この記録は記録媒体の尿流量等のデータを読み出し、泌尿器の診断等に使用する尿流量解析装置により、排尿時の尿流量が再現される。
【００１０】
この発明における尿流量の計測は、超音波発信による受信パルスｂと受信パルスｃの時間差の大きさにより算出される尿量ml（＝ｔ0 ）と、単位時間Δｔ後に再び算出された尿量ml（＝ｔ0 ＋Δｔ）との差を単位時間Δｔで割ることにより、尿流量を求めることにより行われる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に記載の発明の実施の形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。
【００１２】
〔実施の形態−１〕
ここで、図１は尿流量計測解析装置の全体機構図である。
【００１３】
図において、排尿を溜める容器１は、排尿を後述の超音波を使用して計測される排尿計測容器１ａと、該排尿計測容器１ａに隣接して該容器１ａより大きめの排尿受容器１ｂから構成されている。このうち、排尿計測容器１ａは例えば円筒形の形状を有しており、これを上下方向に立てた状態で使用される。排尿を溜める容器１を構成する排尿計測容器１ａの下端面には超音波振動子２が上向きに取り付けられている。超音波振動子２はその上方の容器１の内部に溜められる排尿の液位を超音波を利用して計測する機器である。
【００１４】
この超音波振動子２の上層にはダミーの音響的結合層３が形成され、さらにこのダミーの音響的結合層３の上面には音響的結合材４が形成されている。この音響的結合材４は排尿を溜める容器１を構成する排尿計測容器１ａの容器内部底面を形成している。即ち、排尿計測容器１ａの容器内部底面の下方には音響的結合材４、ダミーの音響的結合層３の順序で形成され、ダミーの音響的結合層３の下端つまり排尿計測容器１ａの下端面に超音波振動子２が上向きに取り付けられている。
【００１５】
超音波振動子２は、超音波をダミーの音響的結合層３及び音響的結合材４を経由して排尿を溜める容器１を構成する排尿計測容器１ａ中に向かって発射し、尿と空気層との界面にて反射した反射波を音響的結合材４とダミーの音響的結合層３を経由して受信する機能を果たす。
【００１６】
発信指令回路８は、一定時間間隔で超音波発信アンプ９に発信指令を出す機器である。超音波発信アンプ９は、上記発信指令回路８から超音波振動子２に送られる微弱な電気信号を増幅して、超音波を発振するに十分な電気エネルギーに高める機器である。
【００１７】
超音波受信アンプ１０は、超音波振動子２で受信された電気信号に変換された微弱な反射波を増幅する機器である。超音波受信アンプ１０で増幅された反射波は、後述する時間差測定回路１１に送られる。
【００１８】
流量測定回路１１は、超音波受信アンプ１０から取り込んだ受信波形データより発信時に生じた発信波形と尿と空気との界面よりの反射波形の時間差により液位を演算し、この液位より排尿量を演算して、一定時間間隔での尿流量を演算する。
【００１９】
ＩＣカード書き込み回路１２は上記流量測定回路１１で演算された尿流量のデータを可搬型の記録媒体としての例えばＩＣカード１３のメモリ上に転送する機器であり、患者はこのデータが記憶されたＩＣカード１３を病院に持参するのである。
【００２０】
上記排尿を溜める容器１の排尿計測容器１ａに隣接して該容器１ａより大きめの排尿受容器１ｂが設けられており、この大きめの排尿受容器１ｂの内部底面は傾斜していて、排尿開始時のしぼり機構５が形成されている。傾斜している排尿開始時のしぼり機構５の傾斜下端側の側面には排尿時に発生した尿泡を濾すフィルター６が取り付けられている。
【００２１】
フィルター６は排尿受容器１ｂの排尿開始時のしぼり機構５の傾斜下端側と排尿計測容器１ａとの接続箇所に取り付けられていて、排尿受容器１ｂの排尿開始時のしぼり機構５の傾斜底面上に落下した排尿はフィルター６を通過して排尿計測容器１ａ内に流入するようになっている。
【００２２】
排尿受容器１ｂの上方には漏斗２０が設けられている。漏斗２０は患者の放尿を直接取り込む部分であり、患者はこの漏斗２０に向けて直接放尿する。漏斗２０は、立設された支持棒１９の上部側面から水平に張り出して設けられた漏斗支えリング２１に支持されており、排尿受容器１ｂの上方に位置している。患者から排出された尿はこの漏斗２０、排尿受容器１ｂを通って排尿計測容器１ａに溜められる。
【００２３】
これらの排尿を溜める容器１を構成する排尿計測容器１ａ及び排尿受容器１ｂ、支持棒１９は、図４に示すように、水平器付水平台座１８上に一体的に取り付けられており、排尿を溜める容器１は尿の液位がこの水平器付水平台座１８の水平器によって水平状態になるように調整される。この水平器付水平台座１８が必要な理由は、超音波の指向性が鋭いため発振ビームが細くなり、反射面に角度があるとその角度の分、反射がそれ、ついには反射が戻らなくなるからである。
【００２４】
尿流量解析装置１４は、上記の装置から離れた病院に設置されていて、病院に届けられた上記ＩＣカード１３から該ＩＣカード１３に記憶された排尿データを読み取り、これを解析して表示する装置である。尿流量解析装置１４には記憶装置もあり、尿流量解析装置１４にＩＣカード１３の排尿データを転送し、記憶させておくこともできる。
【００２５】
尿流量解析装置１４は、ＩＣカード１３に記憶された排尿データを読み取るＩＣカード読み取り回路１５、ＩＣカード読み取り回路１５で読み取られた排尿データを処理するデータ処理回路１６、排尿データを表示する表示装置１７から主に構成されている。
【００２６】
表示装置１７にはディスプレー、プリンタなどが含まれ、排尿データを表示装置１７の画面を通して見ることができ、或いは表示装置１７のプリンターを通じて打ち出すこともでき、コピーすることもできる。
【００２７】
次に、上記発明の実施の形態の構成に基づく作用について以下説明する。
患者は自宅に設置された排尿を溜める容器１に排尿する。排尿は漏斗２０に向かって行われる。漏斗２０に排尿された尿は漏斗２０を流れ、その下方に設置された排尿受容器１ｂの内部底面に傾斜して設けられた排尿開始時のしぼり機構５により傾斜して流れてフィルター６を通って排尿計測容器１ａに流入する。排尿はフィルター６を通過する際に排尿時に発生する泡が除去されて排尿計測容器１ａに流入する。
【００２８】
このとき、排尿を溜める容器１を構成する排尿受容器１ｂに溜まる尿量はきわめて少なく、殆どの尿は排尿計測容器１ａに流入し、排尿開始時の例えば１ml当たりの液位は最も高く上昇する。
【００２９】
排尿が続くにつれ、例えば１ml当たりの液位上昇は次第次第に減少する。排尿が排尿開始時のしぼり機構５以上の液位となると、例えば１ml当たりの上昇液位は一定となる。
【００３０】
排尿を溜める容器１を構成する排尿計測容器１ａの排尿による液位の変化は、超音波振動子２により検知される。即ち、発信指令回路８から発せられる微弱な電気信号は超音波発信アンプ９で増幅されて超音波振動子２に送られ、超音波振動子２ではこの信号に基づき超音波を上方のダミーの音響的結合層３、音響的結合材４を経由して排尿計測容器１ａの中に向かって発射する。超音波振動子２から発射された超音波は、排尿計測容器１ａの液位の表面の尿と空気層との界面で反射し、音響的結合材４及びダミーの音響的結合層３を経由して再び超音波振動子２で受信される。
【００３１】
超音波振動子２で受信された反射波は、超音波振動子２で電気信号に変換され、超音波受信アンプ１０で増幅されて流量測定回路１１に送られる。流量測定回路１１では超音波受信アンプ１０から取り込んだ受信波形データより発信時に生じた発信波形と尿と空気との界面よりの反射波形の時間差により液位を演算し、この液位より排尿量を演算して、一定時間間隔での尿流量を演算する。
【００３２】
流量測定回路１１で演算された排尿量のデータは、ＩＣカード書き込み回路１２を通じてＩＣカード１３のメモリ上に転送される。ＩＣカード１３に転送されたデータは、例えば１週間分の排尿データを蓄積できるだけの記憶容量があるので、週１回記憶されたデータの入ったＩＣカード１３を病院等に簡単に持っていくことができる。
【００３３】
病院では届けられたＩＣカード１３を尿流量解析装置１４のＩＣカード読み取り回路１５に挿入すると、ＩＣカード１３のメモリ上の排尿データは、ＩＣカード読み取り回路１５を経由して尿流量解析装置１４に転送される。そして、転送された排尿データをデータ処理回路１６でデータの処理を行った後、表示装置１７の画面上にグラフで表示される。この表示されたグラフ画面はプリンタ等を使ってコピーすることができる。
【００３４】
図２は、排尿を溜める容器１の排尿計測容器１ａに尿が全く溜まっていないときの受信波の波形図である。ここで、ａは超音波振動子２の発信波形であり、ｂは音響的結合材４からの反射波形である。このように、排尿を溜める容器１の排尿計測容器１ａに尿が全く溜まっていないときの発信波形と反射波形との時間差は、超音波が超音波振動子２と音響的結合材４間を往復する時間に等しい。
【００３５】
図３は、排尿を溜める容器１の排尿計測容器１ａに尿が溜まったときの液位からの反射波形図である。ここで、ａは超音波振動子２の発信波形であり、ｃは排尿計測容器１ａに尿が流入して或る液位７まで溜まったときの反射波形である。また、図中、ｔは超音波が音響的結合材４と液位７間を往復する時間である。この時間ｔと超音波の速度により液位７の高さが求まり、この高さから尿量が求まることとなる。時間ｔは尿量が増加するごとに長くなるのは勿論である。
【００３６】
〔実施の形態−２〕
ここで、図５は尿流量計測解析装置の全体機構図である。
実施の形態−２が前記実施の形態−１と異なるのは、可搬型の記録媒体の代わりに通信手段を使用することであり、これ以外の構成は前記実施の形態−１と同一であるので同一構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
即ち、通信手段としては例えば電話回線２５が使用され、流量測定回路１１で測定して演算された尿流量データをモデム等の通信回路２２を経て電話回線２５で送信するための通信送信部２３が通信回路２２に接続されている。また、電話回線２５を通じて送信された尿流量データを受信するための通信受信部２４が尿流量解析装置１４に接続されている。電話回線２５には有線ケーブルの他に無線でもよい。
【００３８】
なお、この発明は上記発明の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。上記の実施の形態では、超音波振動子が超音波の発振器と受信器としての双方の機能を兼ねているいる場合で説明したが、発振専用と受信専用の別体のものから各々構成されていてもよい。また、可搬型の記録媒体としてＩＣカード１３の場合で説明したがこれに限定されるものではなく、例えば磁気カードなどでもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上の記載より明らかなように、この発明に係る尿流量計測解析装置によれば、排尿を溜める容器及び流量測定回路と尿流量解析装置とは分離されて別々の箇所に設置できるので、排尿を溜める容器及び流量測定回路を家庭に装置を設置することにより、精神的な重圧感のない自然な排尿を可能ならしめることができる。そして、家庭で測定された尿流量データは可搬型の記録媒体又は通信にて医師に届けることができるので、医師はこれらのデータより泌尿器系の診断をより正確に行うことができる。しかも、家庭に設置するのは排尿を溜める容器及び流量測定回路のみで、尿流量解析装置を設置する必要がないので、その分、家庭に設置する装置のコストを下げることができ、経済的になる等、極めて新規的有益なる効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態−１を示す尿流量計測解析装置の全体機構図である。
【図２】この発明の実施の形態を示すものであり、排尿を溜める容器に尿が全く溜まっていないときの受信波の波形図である。
【図３】この発明の実施の形態を示すものであり、排尿を溜める容器に尿が溜まったときの液位からの反射波形図である。
【図４】この発明の実施の形態を示すものであり、水平台座を有する場合の斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態−２を示す尿流量計測解析装置の全体機構図である。
【符号の説明】
１    排尿を溜める容器
１ａ  排尿計測容器
１ｂ  排尿受容器
２    超音波振動子
３    ダミーの音響的結合層
４    音響的結合材
５    排尿開始時のしぼり機構
６    フィルター
７    液位
８    発信指令回路
９    超音波発信アンプ
１０    超音波受信アンプ
１１    流量測定回路
１２    ＩＣカード書き込み回路
１３    ＩＣカード
１４    尿流量解析装置
１５    ＩＣカード読み取り回路
１６    データ処理回路
１７    表示装置
１８    水平器付水平台座
１９    支持棒
２０    漏斗
２１    漏斗支えリング
２２    モデム等の通信回路
２３    通信送信部
２４    通信受信部
２５    電話回線
ａ    発信波形
ｂ    音響的結合材からの反射波形
ｃ    液位からの反射波形
【図１】
0003705454.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003705454.tif 000005
【図５】
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