(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の排泄物を測定し、該測定に基づいて該使用者の健康管理に関与する情報を提供する健康管理装置であって、
前記排泄物に関わる所定の物理量を測定して、前記使用者の健康状態に関連した測定データを取得する測定データ取得手段と、
前記使用者の生活行為に関する、前記測定データの取得条件を入力する入力手段と、
前記取得条件に基づいて前記測定データを選択することにより、前記使用者の健康管理に活用可能な分析データを生成する分析データ生成手段と、
該分析データを出力する出力手段とを備える健康管理装置。
【請求項２】
前記取得条件は、使用者の食生活との関係を表すパラメータである請求項１記載の健康管理装置。
【請求項３】
請求項１記載の健康管理装置であって、
前記測定データを逐次記憶する記憶手段を備え、
前記分析データ生成手段は、該記憶手段に記憶された複数の測定データを用いた統計処理によって前記分析データを生成する手段である健康管理装置。
【請求項４】
請求項１記載の健康管理装置であって、
前記測定データは、使用者の健康状態の長期的な変化を検出可能な情報である健康管理装置。
【請求項５】
請求項１記載の健康管理装置であって、
前記排泄物は尿であり、
前記測定データは、尿糖、タンパク、潜血、ナトリウムイオン、尿酸のうち少なくとも一つの成分に関するデータである健康管理装置。
【請求項６】
請求項１記載の健康管理装置であって、
複数の健康管理装置間で前記分析データ、測定データ、使用者の生活行為に起因する各測定データの誤差要因の少なくとも一つをやりとり可能なデータ授受手段を備える健康管理装置。
【請求項７】
請求項１記載の健康管理装置であって、
複数の使用者を識別する識別手段と、
該識別された使用者との相関を確保した態様で、前記分析データおよび測定データの少なくとも一つを、単独または使用者の生活行為に起因する各測定データの誤差要因と関連付けて記憶する記憶手段とを備える健康管理装置。
【請求項８】
請求項１記載の健康管理装置であって、
健康状態に応じた対策を、前記分析データとの関連で記憶する対策記憶手段と、
該対策記憶手段を参照して、前記分析データから推定される使用者の健康状態に応じた対策を示唆する示唆手段とを備える健康管理装置。
【請求項９】
便器に装着されて前記排泄物を採取する排泄物採取手段を、便器と着脱可能に備える請求項１記載の健康管理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用者の用便時の排泄物を測定し、該測定に基づいて該使用者の健康管理に関する情報を提供する健康管理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人間の病気には非常に緩やかに進行するものがある。例えば、糖尿病などの生活習慣病である。これらの病気は、早期に発見し治療することが必要であるにも関わらず初期段階では自覚症状がないものが多い。かかる病気を早期に発見するためには、定期的な検査を受けることが必要となる。一方、これらの病気は治療による効果も緩やかに現れる。従って、治療期間も長期に亘り、その間、定期的に検査を受けることが必要となる。さらに、これらの病気は完全に治癒することが少なく、一旦発症すると、症状が軽くなった後も、再発予防のために引き続き定期的に検査を受けることが必要となる。
【０００３】
検査は、血液検査や尿検査など種々の方法により、専門機関によって行われる。検査の内容によっては、非常に高額の費用がかかる検査もある。生活習慣病などの患者は、これらの検査を定期的に受けるために、時間的な拘束を受けるとともに、金銭的な負担も被る。さらに、血液検査では身体的な苦痛も伴う。生活習慣病などの患者は、かかる負担の下で、一般には１年に数回程度の検査を受けている。これは、糖尿病などの予防および治療上、必ずしも十分な頻度とはいえない。
【０００４】
かかる事情に鑑み、専門機関によることなく、患者の通常の用便行為において尿検査を実施可能とする装置が提案されている。かかる装置としては、例えば特開昭６２−１８７２５３号に記載の尿検査装置が挙げられる。この装置は、洋式便器に着脱自在に装着されたスイングアームにより、通常の用便時に尿を取得し、この尿を測定する装置である。尿中には、糖、タンパク、潜血等、被験者の健康状態に応じてその濃度が変動する様々な成分が含まれている。従って、上記のような尿検査装置を利用すれば、専門機関によらずとも患者は自らの健康状態を検査することができる。また、専門機関での検査に伴う種々の支障がないため、緩やかに進行または改善する健康状態を把握するのに十分な頻度で検査を実行することも可能であるという利点がある。当然、糖尿病などを発症していない個人にとっても、その予防および早期発見が可能になる利点がある。こうした利点は糖尿病などの生活習慣病に限らず、個人の排泄物に基づいて診断可能な種々の病気に共通の利点である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一般に尿中に現れる糖その他の成分の濃度は、使用者の健康状態のみならず、使用者の生活行為に起因する多くの誤差要因によって変動する。例えば、食事の内容、食後の経過時間、および尿中の水分の量、即ち尿の濃度などによって成分の濃度は大きく影響を受ける。
【０００６】
図２２はある糖尿病の患者について１日に数回、血糖値および尿糖値を測定した結果である。図２２（ａ）は尿糖値の変化を示し、図２２（ｂ）は同じ患者の血糖値の変化を示している。糖尿病は、周知の通り、血糖値が異常に高くなる病気である。健康な人の場合、血糖値は食後に上昇した後、２時間程度でほぼ食前と同じ程度の値に下がる。これに対し、糖尿病患者の血糖値は、図２２（ｂ）に示す通り、食後に上昇した後、なかなか低下しないという傾向を示す。また、血糖値は最大１６０ｍｇ／ｄｌ程度の濃度が正常値といわれているが、糖尿病患者の場合は、その上限値を大きく上回っていることも特徴である。
【０００７】
また、血糖値が各個人に固有の閾値を超えると、糖が尿中に排出されるといわれているが、糖が尿中に排出された場合でも、尿は一旦膀胱に蓄積された後排出されるものであるため、血糖値の変化に対して尿糖値の変化はある程度の時間遅れを伴い、両者は経時的な変化に差異が生じる。たとえば、図２２（ａ）と図２２（ｂ）とを比較すると、血糖値が朝食後２時間まで一定の割合で上昇するのに対し、尿糖値はほとんど変化しない。血糖値が朝食後２時間から３時間で一旦安定するのに対し、尿糖値はこの区間で急激に上昇する。さらに血糖値は昼食後に再び上昇するのに対し、尿糖値はこの区間で減少している。
【０００８】
このように単純に測定された尿糖値は、血糖値の変化を正確に反映した値とはならない。健康に関与する尿中の成分は、尿の濃度その他の誤差要因によって大きな影響を受けるから、尿中の成分を単純に測定しただけのデータは、健康管理に一応の目安を与えることはできても、糖尿病を初めとする種々の病気の予防、早期発見、および治療に十分活用可能なデータとはなり得なかった。従って、従来から提案されていた尿検査装置は、尿中の種々の成分を測定可能ではあるものの、その測定結果を個人の健康管理に十分活用することはできなかった。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、個人が日常生活の中で排泄した排泄物から、健康管理に十分活用可能な情報を提供可能な健康管理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題を解決するために、本発明は次の構成を採用した。
本発明の健康管理装置は、
使用者の排泄物を測定し、該測定に基づいて該使用者の健康管理に関与する情報を提供する健康管理装置であって、
前記排泄物に関わる所定の物理量を測定して、前記使用者の健康状態に関連した測定データを取得する測定データ取得手段と、
前記使用者の生活行為に関する、前記測定データの取得条件を入力する入力手段と、
前記取得条件に基づいて前記測定データを選択することにより、前記使用者の健康管理に活用可能な分析データを生成する分析データ生成手段と、
該分析データを出力する出力手段とを備えることを要旨とする。
【００１１】
かかる健康管理装置によれば、前記排泄物に関わる所定の物理量を測定して得られた測定データにつき、使用者の生活行為に起因する誤差要因を加味することにより、健康管理に活用可能な分析データを得ることができる。測定結果に誤差を与える誤差要因は、測定データの種類および該測定に用いられる排泄物に応じて、予め特定することができる。また、その影響も予め概ね把握することが可能である。かかる誤差要因には、個体差が生じるものも含まれるが、個体差も含めて予めその影響を把握しておくことが可能である。上述の健康管理装置を用いれば、こうして把握された誤差要因を考慮して測定データを処理することにより得られた分析データに基づいて、各個人が適切に健康管理を行うことができる。
【００１２】
しかも、本発明の健康管理装置によれば、日常生活の中で排泄される排泄物から所定の測定データを得る。つまり、専門機関によらず、日常生活の中で該測定および分析を実行することができる。従って、非常に緩やかに進行したり、改善したりする健康状態の変化を捉えるのに十分な頻度で分析データを取得することができ、種々の病気の予防、早期発見および治療を有効に行うことができる。排泄物としては、尿、便などの用便行為による排泄物を対象とすることができる。また、目的に応じて汗、唾液、精液、排卵物、経血などを対象としてもよい。排泄物に関わる所定の物理量としては、排泄物自体の体積、重量、密度などの他、排泄物中に含まれる種々の成分の含有量、濃度などが挙げられる。
【００１３】
なお、誤差要因に基づいて、前記測定データを処理する方法としては、種々の態様が考えられる。
第１の態様としては、
本発明の健康管理装置において、
前記測定データの取得条件を入力する入力手段を備え、
前記分析データ生成手段は、該取得条件と前記測定データとを関連づけて前記分析データを生成する手段であるものとすることができる。
【００１４】
測定データは、取得条件に応じて誤差が変動する。上記態様では、測定データと取得条件とを関連づけたデータを生成する。従って、取得された測定データと健康状態との関係を、取得条件に応じて適切に判断することが可能となる。例えば、食事前など所定の取得条件下で得られた測定データのみを比較することにより健康状態の変遷を把握することもできる。また、食事前後の比較など、取得条件の変化に応じた測定データの変化から、健康状態を判断することもできる。
【００１５】
第１の態様においては、さらに、前記測定データの中から誤差が比較的小さいと推測される測定データを、前記取得条件に基づいて選択する手段を備えるものとしてもよい。こうすれば、健康管理に活用するために、使用者が、測定データを、取得条件に基づいて選択する必要がない。また、使用者の日常生活の中で取得された測定データから、健康管理に活用可能な所定の取得条件に適合する測定データが自動的に選択されるため、使用者が食後の決まった時間に排泄を行うなど、意図的に取得に適した条件に合わせて測定を実行させるといった煩雑さを回避することができる。
【００１６】
第１の態様における取得条件は、測定データの種類に応じて種々の条件を選択することが可能であり、
例えば、前記取得条件は、使用者の食生活との関係を表すパラメータであるものとすることができる。
【００１７】
食生活は使用者の排泄物中の成分に最も影響を与える要因であるから、食生活との関係を表すパラメータを取得条件として入力するものとすれば、測定データをより適切に評価することができる。従って、測定データに基づいて、より適切に健康状態を判断することが可能となる。食生活との関係を表すパラメータとしては、例えば、食事をしてからの経過時間、食事により摂取したカロリー、所定の栄養素の量、水分の摂取量などが考えられる。こうしたパラメータは、測定データの内容に応じて必要なものを種々設定すればよい。もちろん、測定データに影響を与え得る全てのパラメータを入力する必要はなく、誤差に比較的大きな影響を与えるパラメータのみを入力するようにしてもよい。これらのパラメータは、直接入力するものとしても構わないし、例えば食事内容を入力することにより健康管理装置の内部で測定するものとしてもよい。
【００１８】
第２の態様としては、
本発明の健康管理装置において、
前記測定データを逐次記憶する記憶手段を備え、
前記分析データ生成手段は、該記憶手段に記憶された複数の測定データを用いた統計処理によって前記分析データを生成する手段であるものとすることができる。
【００１９】
測定データは使用者の日常生活行為に起因する種々の誤差を含んでいるが、通常、これらの誤差は所定の範囲内のばらつきに収まる。上述の態様では、測定データを逐次記憶可能とし、記憶された測定データに基づいて統計処理を施すことにより、健康管理に活用可能な程度に誤差の影響を低減することができる。従って、上記態様によれば、測定項目を増やしたり、測定データ自体に複雑な補正処理を施すことなく、健康管理に活用可能なデータを取得することができる。また、上述の態様によれば、意義のある分析データを得るために、排泄物を取得する際の条件を調整する煩雑さを回避することができる他、取得条件を入力するなどの煩雑さをも回避することができる。もちろん、第２の態様においても取得条件を入力可能とし、これを考慮した上で統計処理を施すことも可能である。
【００２０】
また、次のような統計処理を施すものとすることもできる。前述の通り、一般的には、測定データの誤差は所定のばらつきの範囲に収まると考えられる。逆に、所定のばらつきから外れる測定データが得られた場合には、通常の誤差要因以外の原因、つまり使用者の健康状態に何らかの異常があったものと推測することができる。従って、標準偏差および平均値を計算し、平均値に対して標準偏差に基づいて規定される所定のばらつきの範囲外にある測定データを抽出するとともに、抽出された測定データの値や発生頻度を算出するものとしてもよい。こうすれば、これらの値および発生頻度に基づいて健康状態を管理することができる。
【００２１】
なお、統計処理の方法および適切なデータを得るために必要となるデータ数は、測定データの内容に応じて種々設定可能である。例えば、尿糖のように日内変動の大きい測定データについては、複数日に亘って取得されたデータの中から、取得条件が類似した測定データを選択して、経日変化を統計的に求めるものとすることができる。日内変動が比較的少ない測定データについては、得られた全てのデータに基づいて統計処理を施すこともできる。統計処理は、例えば、平均値や標準偏差の算出など、周知の種々の方法で実行することができる。
【００２２】
第３の態様としては、本発明の健康管理装置において、
前記排泄物につき、測定データに影響を与える状態量を検出する検出手段を備え、
前記分析データ生成手段は、前記状態量が前記測定データに与える影響を補償して前記分析データを生成する手段であるものとすることができる。
【００２３】
測定データの誤差に大きく影響を与える一つの要因として、排泄物の状態の変動が挙げられる。当然のことであるが、排泄物は量、密度などの状態量が排泄の度に異なるのが通常である。測定データは、単位体積当たりの排泄量などの濃度で検出される。従って、排泄物の状態量の変動は、検出された測定データの誤差要因となる。第３の態様によれば、こうした誤差を招く排泄物の状態量を検出し、該状態量に起因して測定データに生じる誤差を補償する。従って、これらの誤差を低減した適切な分析データを得ることができる。
【００２４】
状態量は、排泄物および測定データの種類に応じて、種々選択可能であるが、
例えば、前記状態量の一つは前記排泄物の量であるものとすることができる。
また、前記状態量の一つは、前記測定データに関与する成分の前記排泄物の濃度であるものとすることもできる。
もちろん、複数の状態量に基づいて誤差を補償するものとしてもよい。
【００２５】
状態量として排泄物の量を検出すれば、測定データを与える成分の排泄物中に含まれる絶対量を測定することが可能となる。つまり、排泄物の濃度あるいは密度の変化の影響を受けることなく上記成分の排出量を特定することができる。また、状態量として排泄物の濃度を検出すれば、濃度変動による誤差を低減し、より適切な測定結果を得ることができる。
【００２６】
測定データを与える成分には、一日当たりの総排泄量として標準値が与えられるものが多い。従って、これらの成分の絶対量を検出するとともに、該データを蓄積しておけば、健康管理に活用可能なデータを適切に得ることができる。「排泄物の量」は、現実の臨床試験でも活用されている状態量である。検尿を例にとって説明すれば、食塩の摂取量をコントロールする目安となる尿中のナトリウムの排泄量は、２４時間分の尿全体を畜尿して検査を実施するのが理想的であるといわれている。また、糖尿病が進行し、糖尿病性腎症を発症した際に検出されるアルブミンと呼ばれる尿中タンパクも、２４時間分の尿全体で測定するのが理想的といわれている。
【００２７】
排泄物の量を検出する方法には周知の種々の方法が適用可能である。量は、排泄物の重量によって検出してもよいし、体積によって検出してもよい。排泄物が尿である場合には、例えば特開平１０−３８８３７記載の技術により尿の体積を測定することができる。ここでは、採尿器に蓄えられた尿の水位を光学センサを利用して尿の体積を測定する技術が提案されている。尿の体積は、また流量および排泄時間を検出し、それらを積分して求めるものとしてもよい。排泄物の重量を検出する方法としては、排泄物自体の重量を直接検出するものの他、排泄前後の使用者の体重差から排泄物の重量を求めるものとしてもよい。
【００２８】
排泄物の濃度を検出する方法も種々の方法が適用可能であり、
例えば、前記排泄物は尿である場合には、クレアチニンの濃度を用いるものとすることができる。
【００２９】
クレアチニンは筋肉で産生される物質である。個体の筋肉量、即ち体格に応じて一日の尿中への排泄量は、ほぼ一定の値になるといわれている。従って、測定データとともに、尿中のクレアチニン濃度を検出し、該濃度で測定データを除して正規化すれば、尿の濃度変動による影響を低減することができる。つまり、この正規化によってクレアチニンを単位量含む尿中の排泄量を得ることができ、尿の濃度の影響を抑制することができる。また、使用者が１日に排出するクレアチニンの量を予め検出しておけば、用便ごとに検出されたクレアチニン濃度および測定データに基づいて、測定対象となる成分の１日当たりの排泄量を推定することができる。使用者が１日に排出するクレアチニンの量を予め検出していない場合であっても、クレアチニン濃度で正規化された測定データは尿の濃度の影響が小さいから、その経時的変化に基づいて健康状態の変化を把握することが可能となる。
【００３０】
クレアチニンの検出には、既知の種々の方法を適用することができる。例えば、クレアチニンをクレアチニンディミナーゼ（ＣＲＤＩ）と呼ばれる酵素を用いて分解した際に得られるアンモニアの量に基づいて検出することができる。また、このアンモニアにさらに多種の酵素を作用させて得られた生成物に基づいて検出する方法も知られている。なお、尿中にはアンモニアも含有されているため、ＣＲＤＩを作用させて生成されるアンモニアのみを検出するために、予めアンモニアを分離可能な選択透過膜を通した尿にＣＲＤＩを作用させる方法や、ＣＲＤＩを作用させる前後でのアンモニア量の変化を検出する方法を適用することが望ましい。
【００３１】
本発明の健康管理装置は、種々の測定対象を設定可能であるが、特に、使用者の健康状態の長期的な変化を検出可能な測定データを対象とすることが好ましい。
【００３２】
生活習慣病などのように、１〜２日で急激に進行する訳ではなく、長期間に亘って緩やかに病状が進行する病気については、その予防および治療のために、頻繁に検査を行うことが望ましい。本発明の健康管理装置によれば、日常生活の中で分析データを適切に取得することができるため、個人が大きな負担を感じることなく、十分な頻度で検査を行うことができる。従って、使用者の健康状態の長期的な変化を検出可能な測定データを対象としておけば、生活習慣病などの予防、早期発見および治療に有効に活用することができる。なお、長期間とは、病気の種類および病状に応じて、その進行を評価するのに適した期間をいう。数日である場合もあれば、数週間、数ヶ月間などの長期に亘る場合もある。
【００３３】
本発明の健康管理装置において、
前記排泄物が尿である場合には、
前記測定データは、尿糖、タンパク、潜血、ナトリウムイオン、尿酸のうち少なくとも一つの成分に関するデータであるものとすることができる。
【００３４】
ここに例示した測定データは、それぞれ次の意義を有している。尿糖は糖尿病の予防、発見、治療などに活用することができる。タンパクは尿中アルブミンとも呼ばれ、糖尿病性腎症の早期発見に有効に活用できる。特に糖尿病性腎症は、非常に早期に発見し、治療を行わないと治癒しないといわれているため、尿中アルブミンの検出は有効性が高い。糖尿病性腎症の早期では、アルブミンが尿中に微量に排泄されることが知られている。従って、このような微量のアルブミンを測定データとして検出可能にすれば、糖尿病性腎症の早期発見に活用することができる。当然、非糖尿病性の腎症の発見にも有効である。
【００３５】
潜血は、腎臓、尿管、膀胱、尿道などに生じる腫瘍、炎症、結石等の兆候の一つである。早期においては、尿中に血液が混入していることが一見して確認することができず、本人にも自覚症状がない無症候性血尿と呼ばれる状態にある。本発明の健康管理装置において、潜血を測定データとしておけば、かかる無症候性血尿の段階で潜血を検出することが可能であるから、上記種々の病気の早期発見および治療に活用することができる。
【００３６】
ナトリウムは、一日の塩分の摂取量の目安となる測定データである。塩分が高血圧症や心不全などの要因となることはよく知られている。これらの病気の予防、治療のためには塩分の摂取量を適切な値にコントロールすることが好ましい。ところが、塩分の摂取量は必ずしも味覚に沿うものではなく、それほど塩辛く感じない食品にも多量の塩分が含まれている場合があることが多い。一方、尿中のナトリウムは、塩分の摂取量にほぼ比例することが知られている。従って、測定データとしてナトリウムを検出するものとすれば、塩分の摂取量を把握することができ、そのコントロールに活用することができる。
【００３７】
尿酸は、痛風などの原因物質として知られている。尿酸は一日の合成量の約８０％弱が尿中に排泄されるといわれている。従って、尿中の尿酸を測定すれば、体内の尿酸値を推定することができ、痛風その他の病気の予防、治療に活用することができる。
【００３８】
ここで説明した種々の測定データは例示に過ぎず、その他種々の測定データを本発明の健康管理装置の測定対象とすることが可能である。当然、複数の測定データを測定対象としても構わない。
【００３９】
本発明の健康管理装置の利便性を向上するために、以下に示す付加手段を備えるものとすることが好ましい。
第１の付加手段として、  複数の健康管理装置間で前記分析データ、測定データ、使用者の生活行為に起因する各測定データの誤差要因の少なくとも一つをやりとり可能なデータ授受手段が挙げられる。
【００４０】
日常生活において個人が用便をする場所は一カ所とは限らない。自宅や外出先など様々な場所で用便するのが通常である。健康管理装置に、上述のデータ授受手段を備えるものとすれば、複数の装置間で分析データ、測定データ、誤差要因のやりとりが可能となるため、異なる場所で用便をした場合であっても、これらのデータを一元的に管理することができる。この結果、個人の分析データをより頻繁に取得することができ、より適切な健康管理を行うことができる。
【００４１】
なお、装置間でデータをやりとりする態様としては、分析データ、測定データ、誤差要因の全てまたは組み合わせてやりとりするものとしてもよいし、これらを単独でやりとりするものとしてもよい。誤差要因を単独でやりとりする態様としては、例えば、健康管理装置が病院に設置されており患者ごとに提供された食事内容を病院側が把握している場合に、誤差要因の一つである食事内容のデータを患者の健康管理装置に提供する態様が挙げられる。
【００４２】
データ授受手段としては、種々の手段が適用可能である。例えば、健康管理装置同士でデータを有線または無線の通信により授受可能な構成とすることもできる。この場合には、健康管理装置同士で直接データのやりとりをする態様の他、ネットワークを介してデータをやりとりする態様も可能である。また、データ授受手段として、個人の分析データを、フレキシブルディスクなど携帯可能な記録媒体に記録する方法を採用するものとしてもよい。
【００４３】
なお、データ授受手段を備える場合、健康管理装置以外の装置、例えば汎用コンピュータなどともデータのやりとりを可能とすれば、さらに望ましい。こうすれば、分析データに基づいて、より適切な健康管理を行うことができる。
【００４４】
第２の付加手段として、
複数の使用者を識別する識別手段と、
該識別された使用者との相関を確保した態様で、前記分析データおよび測定データの少なくとも一つを、単独または使用者の生活行為に起因する各測定データの誤差要因と関連付けて記憶する記憶手段が挙げられる。
【００４５】
本発明の健康管理装置は、便器に備えられたものであるから、日常生活においては、一台の健康管理装置を複数の使用者が使用する可能性が高い。かかる場合に、上述の第２の付加手段を備えるものとすれば、使用者との相関を確保して前記分析データおよび測定データの少なくとも一つを、単独または誤差要因と関連付けてを記憶することができる。従って、複数人が使用する場合であっても、各個人の健康管理を適切に行うことが可能となる。
【００４６】
使用者の識別手段には、種々の手段が適用可能である。例えば、使用者が自己を特定するための操作を行うものとすることができる。健康管理装置に予め入力された使用者のリストから自己を選択する方法としてもよいし、使用をする際に自己を特定するＩＤを入力するものとしてもよい。また、健康管理装置の操作部に指紋など各人に固有の情報を測定する機能を持たせるものとしてもよい。さらに、家庭での使用のように、使用者の性差、年齢差などが大きく離れていることが想定される場合には、体重、静電容量などの情報に基づいて使用者を識別するものとしてもよい。
【００４７】
なお、第２の付加手段を備える健康管理装置においては、さらに使用者に応じて測定データを異なるものとしてもよい。こうすれば、各人が必要とする測定データのみを取得することができるため、測定に要する費用および分析データを記憶する記憶手段の容量を節約することができる。
【００４８】
第３の付加手段として、
健康状態に応じた対策を、前記分析データとの関連で記憶する対策記憶手段と、
該対策記憶手段を参照して、前記分析データから推定される使用者の健康状態に応じた対策を示唆する示唆手段が挙げられる。
【００４９】
一般の使用者は分析データを提示されても、適切な対応を採ることができない場合が多い。例えば、尿中にタンパクが検出された場合、直感的にタンパクの摂取量を減らせばよいと考えがちである。ところが、尿中にタンパクが排泄されて体内のタンパクが不足するネフローゼ症候群になると、逆にタンパクの摂取量を増やす必要がある。分析データへの対応を誤れば、却って健康を損ねる結果にもなりかねない。また、分析データが何らかの異常値を示した場合に、医師の診断を必要とするのか否かの判断ができないこともある。上述の第３の付加手段を備えるものとすれば、分析データに基づいて対策を示唆することができるため、専門的知識を有しない使用者でも、適切な健康管理を行うことが可能となる。
【００５０】
第３の付加手段により示唆される対策としては、種々のレベルが考えられる。例えば、医師の診断を受けるべきか否かの判断を示すものとすることができる。また、タンパクや糖などの摂取量の目標値を示すものとすることもできる。さらに、具体的な食事内容を示すものとしてもよい。糖尿病などの治療にはいわゆる食事療法が採られることが多いが、食事療法は接種する栄養素やエネルギなど種々の観点から食事内容を決める必要があり、非常に煩雑である。また、症状の変化に応じて摂取可能な内容および量が変化する。従って、第３の付加手段により適切な食事内容を示唆するものとすれば、食事療法を有効に進めることができる。
【００５１】
また、上述の対策には、使用者の健康状態を向上するための対策の他、測定データの精度を高めるための指示を含めるものとしてもよい。例えば、分析データから使用者の健康状態に何らかの異常を検出した場合、分析データの精度をより向上するために、排泄物の取得条件についての指示を行うものとしてもよい。こうすれば、使用者の健康状態をより適切に判断することが可能となる。
【００５２】
以上で説明した本発明の健康管理装置は、例えば尿を前記測定データ取得手段に直接かけることによって、測定データを得るものとしてもよいし、排泄物を取得する排泄物取得手段を設けるものとしてもよい。排泄物取得手段は、便器と一体に構成することもできるし、
便器に装着されて前記排泄物を採取する排泄物採取手段を、便器と着脱可能に備えるものとすることもできる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
（１）装置の構成
本発明の実施の形態について、実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の実施例としての健康管理装置の外観図である。この健康管理装置は、大きくは洋式便器１００と、制御ユニット２００と、採尿ユニット３００と、コントロールパネル４００とから構成される。図１は、洋式便器１００の便座１０２、便蓋１０４の双方を開いた状態を示している。図示する通り、採尿ユニット３００は、洋式便器１００のリム部に被せることによって装着される。
【００５４】
制御ユニット２００は、洋式便器１００とは別体で構成されており、床面に据え付けられている。制御ユニット２００と採尿ユニット３００とは、取得した尿を運ぶ搬尿パイプ２０２で結合されている。搬尿パイプ２０２は制御ユニット２００から洋式便器１００に測定後の尿を排出する役割も果たす。制御ユニット２００には、洋式便器１００の洗浄水タンク１０６から、制御ユニット２００に洗浄水を供給するための給水パイプ２０４も接続されている。給水パイプ２０４の先端には、図示しないポンプが取り付けられており、ポンプの作用によって洗浄水タンク１０６内部の洗浄水を制御ユニット２００に供給可能になっている。後述する通り、搬尿パイプ２０２と、給水パイプ２０４とは切替弁を介して制御ユニット２００に接続されており、切替弁を切り替えることによって制御ユニット２００内に取得した尿または洗浄水のいずれかが供給される。
【００５５】
図２は、採尿ユニット３００が装着された洋式便器１００の側面図であり、採尿ユニット３００の機能を示す説明図である。採尿ユニット３００は、中空のアーム３２０とその先端部に取り付けられた採尿器３１０とから成っている。アーム３２０は、採尿器３１０が便器１００の中央に位置するように洋式便器１００のリムに沿って湾曲している。採尿ユニット３００は、図２に示すように取り付け点回りに回動し、待機位置Ａ、おとこ位置Ｂ、おんな位置Ｃの３カ所の位置を採る。おとこ位置Ｂは男性が洋式便器１００に座って排泄した尿を取得するのに適した位置に設定されており、おんな位置Ｃは女性に適した位置に設定されている。採尿器３１０は、排泄された尿を完全に取得するのに十分な大きさを有している。採尿器３１０から取得された尿は、中空のアーム３２０内部を通過し、搬尿パイプ２０２を通って制御ユニット２００に送られる。本実施例では、制御ユニット２００からの吸引により、尿の搬送を実現している。
【００５６】
図３は、制御ユニット２００内部の尿の処理経路を示す説明図である。図示する通り、切替弁２０６を介して搬尿パイプ２０２および給水パイプ２０４に接続された尿の処理経路には、緩衝液タンク２０８，尿量センサ２２０が設けられており、また、尿中の各成分を検出するためのセンサが並列に設けられている。切替弁２０６を搬尿パイプ２０２側に切り替えれば、制御ユニット２００内部に尿が吸引される。切替弁２０６を給水パイプ２０４側に切り替えれば、洋式便器１００から洗浄水が供給される。この洗浄水は、制御ユニット２００内部の配管および各センサを洗浄するのに使用される。
【００５７】
搬尿パイプ２０２から供給された尿は、尿量センサ２２０により尿量が測定される。本実施例の尿量センサ２２０は尿の流量と経過時間とを検出し、尿量を演算している。その後、緩衝液タンク２０８から供給される緩衝液と混合され、図示する通り、複数の経路に分割され、それぞれのセンサに供給される。緩衝液とは、尿のＰＨを検出に適した値に保つとともに、制御ユニット内で尿を円滑に流すための搬送剤として加えられる液体である。本実施例では、尿中の成分を検出するセンサとして、クレアチニンセンサ２３０、尿糖センサ２４０、タンパクセンサ２５０、潜血センサ２６０、ナトリウムセンサ２７０、尿酸センサ２８０の７種類のセンサを設けている。各センサに供給された尿は、それぞれのセンサで各成分濃度が測定された後、搬尿パイプ２０２を通って洋式便器１００内に排出される。
【００５８】
図４は、本実施例の健康管理装置の電気的な接続関係を示す説明図である。制御ユニット２００の内部には、全体の制御を司るＣＰＵ２１０を中心として、ＲＡＭ２１２，ＲＯＭ２１４，ハードディスク２１６、入出力ポート２１８、および上述の各センサがバスにより相互に接続されている。ＣＰＵ２１０は、ＲＯＭ２１４に記憶されたプログラムに従って、各センサを用いた尿の測定処理、測定して得られたデータの２次処理、およびこれらのデータに基づいて症状などを解析する処理などを実行する。測定処理、２次処理によって得られたデータは、最終的にはハードディスク２１６に記憶される。
【００５９】
ＣＰＵ２１０は、入出力ポート２１８を通じて採尿ユニット３００に信号を出力し、採尿ユニット３００の動作を制御する。同様に、コントロールパネル４００と信号をやりとりすることによって、使用者からの指示を入力したり、コントロールパネルに所定の情報を表示したりする。図示を省略したが、本実施例の健康管理装置は、入出力ポートに接続されたフレキシブルディスクドライブを介してフレキシブルディスクにデータを入出力することができる。ＣＰＵ１２０は、ハードディスク２１６に記憶された対策データベースおよび推論規則データベ−スを参照する人工知能の推論部としても機能し、取得した尿を測定して得られた種々のデータに基づいて使用者に健康向上のための対策を推論し、示唆する。
【００６０】
以下、それぞれのセンサによる尿中の成分の検出原理について説明する。最初に尿糖センサ２４０について説明する。尿糖センサ２４０は尿中の糖分、即ちグルコース（ブドウ糖）を検出する。尿糖センサ２４０は、既知の種々の検出原理に基づいて構成することが可能である。本実施例では、その中の一つとして、以下の原理に基づいて尿糖センサ２４０を構成している。
【００６１】
図５は、本実施例における尿糖の検出原理を示した説明図である。本実施例では、グルコースを特異的に酸化する酵素であるグルコースオキシターゼ（ＧＯＤ）を用いる。図示する通り、ＧＯＤと酸素が加えられると、尿中のグルコースは過酸化水素に変化する。過酸化水素は、電気分解により電子を排出するから、この電子の量を電気信号として検出することにより尿中のグルコース濃度を求めることができる。
【００６２】
図６は、尿糖を検出するための構成を模式的に示した説明図である。図示する通り、ＧＯＤを配合した透過膜２４１に尿を通過させると、先に説明した反応によって尿中のグルコースは過酸化水素に変化する。過酸化水素を検出するための電極は、過酸化水素のみならず尿中の尿酸やアスコルビン酸とも反応するため、尿糖の濃度を検出するためには、これらの成分を除去する必要がある。これらの成分は、変質することなく透過膜２４１を通過する。従って、ＧＯＤにより分解された後の尿を、分子量の小さな過酸化水素のみを選択的に透過する選択透過膜２４２に通過させる。尿酸やアスコルビン酸は、この選択透過膜２４２を通過することはできないため、グルコースを分解して得られた過酸化水素はこれらの成分から分離される。
【００６３】
図７は上述の過程を経て処理された溶液中の過酸化水素濃度を定量的に検出するための回路図である。図示する通り、過酸化水素液中に参照極２４５，作用極２４６，および対極２４７の３つの電極が浸される。作用極２４６は、過酸化水素中の水素イオンを取り込む選択膜で構成された電極である。ポテンショスタット２４４は、参照極２４５に対する作用極２４６の電位が正の一定値（たとえば、＋０．６Ｖ）になるように作用極２４６と対極２４７との間を流れる電流を調整する。この電流は過酸化水素の濃度、即ち尿糖の濃度に応じて変化する。対極２４７に設けられた電流センサ２４８は、この電流値を検出し、ＣＰＵ２１０に出力する。ＣＰＵ２１０はこの電流値に基づいて、尿中のグルコース濃度を演算する。この演算は、検出される電流値をグルコース濃度に変換するための比例係数を乗じることにより行われる。
【００６４】
ここで、酵素ＧＯＤは時間の経過とともに次第に活性を失うため、尿糖センサ２４０の出力は経時的に低下する。また、過酸化水素を検出する作用極２４６の表面が酸化することによって出力が低下することもある。本実施例は、こうした種々の要因による出力の低下を補償するために、周期的に出力の校正を実行する。校正は、グルコースを一定量含んだ校正液を用いて行う。つまり、この校正液を尿糖センサ２４０で測定した出力に基づいて補正値を設定するのである。校正液は、制御ユニット２００内部に尿糖センサ２４０に供給可能な形で備えられている。校正液の濃度は既知であるから、補正値は、「校正液の濃度／校正液に対する出力」で与えられる。電流センサ２４８によって検出された電流値にかかる補正値を乗じれば、尿中のグルコース濃度を精度よく検出することができる。このように特定の物質と反応する選択膜によって構成された作用極を用いて濃度を検出する方法を以下、電極法と呼ぶものとする。
【００６５】
なお、上記校正を行うタイミングは、種々の設定が可能である。尿の測定を行う度に校正を実行するものとしてもよい。尿の測定を行うタイミングとは無関係に定期的に実行してもよい。定期的に実行する周期は、保証すべき検出精度に応じて時間単位、日単位など種々の設定が可能である。また、校正を行うたびに結果を記録しておき、その変化率に応じて校正の頻度を調整するものとしてもよい。
【００６６】
先に述べた通り、尿糖の検出には、上述の方法に限らず、種々の方法が適用可能である。例えば、グルコースに硫酸銅を加えて加熱することにより生成される二酸化銅の発色性を利用して検出する方法を適用するものとしてもよい。但し、本実施例で採用した方法によれば、尿糖を検出するための装置を比較的簡易な構成とすることができるとともに、比較的長期間に亘って繰り返し測定するのに適しているという利点がある。
【００６７】
次に、クレアチニンセンサ２３０について説明する。クレアチニンの検出方法も種々の方法が知られている。ここでは、クレアチニンの種々の検出原理を一通り説明した後、本実施例における検出方法を具体的に説明する。図８は、クレアチニンの化学変化の様子を示す説明図である。クレアチニンにクレアチンディミナーゼ（ＣＲＤＩ）と呼ばれる酵素を水とともに加えると、クレアチニンはアンモニアとＮ−メチルヒダントインと呼ばれる物質に分解される。アンモニアは水中の水素イオンと結合してアンモニウムイオンに変化する。従って、図７に示した作用極２４６として、アンモニウムイオンを取り込む選択電極を採用すれば、その濃度を検出することができる。こうして検出されたアンモニウムイオンに基づいて、既知の濃度のクレアチニン溶液とアンモニウムイオンとの関係を予め検出して作成した検量線を参照すれば、測定対象溶液のクレアチニンの濃度を求めることができる。
【００６８】
また、アンモニアは特定の試薬に対して発色性があることが知られているから、ＣＲＤＩによって分解された液中にこの試薬を添加し、その発色性に応じてアンモニアの濃度を検出することもできる。この発色性を光学的に検出するためには、発色性に応じた波長の光を照射し、その吸光度を検出すればよい。
【００６９】
ＣＲＤＩによって生成されたアンモニアに対して、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤＨ）と、グルタミン酸デヒドロゲナーゼ（ＧＬＤＨ）と呼ばれる酵素を加えると、アンモニアがＬーグルタメートと呼ばれる物質に変化するとともに、ＮＡＤＨが酸化され、ＮＡＤ＋のイオンに変化する。ＮＡＤＨは波長３４０ｎｍの光を吸収しやすい物質であることが知られている。従って、ＧＬＤＨを添加する前後で、３４０ｎｍの光の吸光度の低減率を検出すれば、反応に寄与したアンモニアの濃度を検出することができる。こうして検出されたアンモニアの濃度に基づいて、先に説明した検量線を参照すれば、測定対象溶液のクレアチニンの濃度を求めることができる。
【００７０】
上述の反応により生成されたＬ−グルタメートに対して水、酸素およびグルタミン酸オキシダーゼ（ＧＬＯＤ）と呼ばれる酵素を添加すると、Ｌ−グルタメートがアンモニアに変化するとともに、水と酸素が過酸化水素に変化する。ここで添加される酸素は、水中の溶存酸素である。従って、この反応の前後で溶存酸素の量を酸素に反応する選択電極を用いた電極法によって検出すれば、Ｌ−グルタメートの量を検出することができる。また、尿糖の検出で用いたのと同様、過酸化水素を検出する電極を用いることもできる。これらの方法においても、溶存酸素または過酸化水素の濃度に基づいて、既知の濃度のクレアチニン溶液とこれらの成分の濃度との関係を予め検出して作成した検量線を参照すれば、測定対象溶液のクレアチニンの濃度を求めることができる。
【００７１】
以上で説明した種々の検出方法の中から、本実施例では、最も反応の回数が少ない方法、つまりＣＲＤＩを添加した結果生じたアンモニアを検出する方法をクレアチニンセンサ２３０に適用した。また、アンモニアを精度よく定量的に測定するために、図７と同様の電極法によりアンモニアを検出するものとした。なお、よく知られている通り、尿中には通常、アンモニアが含有されている。クレアチニン濃度を精度よく検出するためには、その分解によって得られたアンモニアを、もともと尿中に含まれていたアンモニアと分離する必要がある。本実施例では、次の方法を適用した。
【００７２】
図９は、本実施例におけるクレアチニンの検出方法を模式的に示した説明図である。図９（ａ）に示す通り、まず、アンモニアを透過しない選択透過膜２３２に尿を通過させることによって、尿中にもともと含有されていたアンモニアを除去する。次に、この尿をＣＲＤＩを配合した透過膜２３４に通過させると、尿中のクレアチニンがアンモニアに分解される。このアンモニアの濃度を図７に示したのと同様の構成で電気信号として検出する。図７の構成において、作用極２４６としてアンモニアと反応する選択膜を用いる。かかる選択膜としては、クラウンエーテル系等のイオノフォアで構成される高分子膜が知られている。なお、図９（ａ）に示した方法において、選択透過膜２３２に代えて、アンモニアはナトリウムイオンに置換可能な「陽イオン交換膜」を用いることも可能である。
【００７３】
上述の構成のほか、図９（ｂ）に示す構成を採用してもよい。図９（ｂ）に示す構成では、選択透過膜２３２を用いない。代わりにＣＲＤＩを配合した透過膜２３４を通過させる前の尿に対して、電極法によりアンモニアの濃度を検出する。ここで検出されるのは、尿中にもともと含有されていたアンモニアの濃度である。次に、ＣＲＤＩを配合した透過膜２３４を通過させた後の尿に対して、同じく電極法によりアンモニアの濃度を検出する。尿中にもともと含有されていたアンモニアは、変質することなく透過膜２３４を通過するから、透過膜２３４を通過した後の液中には含有されていたアンモニアと、クレアチニンを分解して得られたアンモニアの双方が含まれていることになる。従って、透過膜２３４を通過する前後で検出されたアンモニアの濃度の差分を求めれば、クレアチニンを分解して得られたアンモニアの濃度を検出することができ、クレアチニンの濃度を検出することができる。
【００７４】
なお、クレアチニンセンサ２３０においても、尿糖センサ２４０と同様の方法で定期的に校正を実行する。先に説明した種々の検出方法のうち、上述の検出方法を適用すれば、クレアチニンセンサ２３０の構成を簡易なものとすることができ、また迅速に検出することが可能となるなどの利点がある。
【００７５】
次に、タンパクセンサ２５０について説明する。タンパクセンサは、尿中のアルブミンを検出する。アルブミンの濃度は、腎臓の機能を見る指標として用いられ、特に糖尿病が進行することによって発症する糖尿病性腎症では、初期段階で微量に排泄される微量アルブミンを検出することが早期発見のために重要であるといわれている。本実施例では、抗原抗体反応を利用してアルブミンを検出している。
【００７６】
図１０は、本実施例におけるアルブミンの検出原理を示す説明図である。ここでは、アルブミンと反応するアルブミン抗体を配列した素子２５２を用いた。図１０（ａ）に示す通り、この素子上をアルブミンを含有した尿を流す。尿中のアルブミンは、図１０（ｂ）に示す通り、素子２５２上のアルブミン抗体と結合する。抗体と結合するアルブミンの数は、その濃度に応じて変化する。こうして抗体と結合したアルブミンの数を検出すれば、尿中のアルブミン濃度を検出することができる。このように抗原抗体反応を利用して検出する方法を免疫法と呼ぶ。
【００７７】
本実施例では、抗体と結合したアルブミンの数を光学的に検出している。図１０（ｂ）に示す通り、抗体が配列されていない裏側から素子２５２に光源２５４から所定の波長の光を照射する。光は素子で全反射する範囲で入射角θを変化させつつ照射する。このように光を照射した場合、ある特定の角度で反射光の強さが弱くなることが知られている。また、この角度はアルブミンと抗体とが結合した割合に応じて変化することが知られている。従って、反射光が弱くなる角度を光センサ２５６で検出することにより、アルブミンの濃度を検出することができる。
【００７８】
素子裏側から入射する光は、レーザー等の直線光でも、発光ダイオード等の面状の光でもよい。面状の光を用いれば、一度に種々の入射角で光を照射することができるため、光源２５４の取り付け機構を簡易なものにすることができる。光の検出器は、フォトマルプライヤー等の高感度検出器を直線光の入射角に応じて図１０（ｂ）において円弧を描くように走査するものとしてもよい。また、検出器の走査に代えて多数のＣＣＤ検出器等を円周方向に並べてもよい。
【００７９】
こうしてアルブミンの濃度を検出した後、図１０（ｃ）に示す通り、アルブミンと抗体との結合を乖離させる乖離剤を用いて素子２５２を洗浄する。アルブミンが乖離した後の素子２５２は再びアルブミンの検出に使用することができる。なお、かかる原理に基づくタンパクセンサ２５０は酵素や電極を使用していないため、精度の経時的変化は小さいが、本実施例では精度を保証するため、定期的に校正を実行している。
【００８０】
アルブミンの検出方法は、その他種々の方法が知られている。例えば、上述の素子２５２においてアルブミンが結合した抗体の割合を、発色性に基づいて求める方法もある。かかる方法では、アルブミンを抗体に結合させた状態で、素子２５２上に同種の抗体を含んだ溶液を流す。但し、この抗体は、特定の試薬に反応して発色する成分を予め結合したものである。かかる溶液を流すと、該溶液中の抗体と素子２５２に固定されたアルブミンとが結合する。この状態で試薬を流して発色させると、アルブミンの濃度に応じて発色の程度が変化するため、アルブミン濃度を検出することができる。
【００８１】
また、別の方法として免疫比濁法と呼ばれる方法もある。この方法では、アルブミン抗体を含んだ液中に尿を混入する。尿中にアルブミンが存在する場合には、このアルブミンガ抗体と結合することによって溶液が濁る。濁りの程度はアルブミンの濃度に応じて変化する。従って、この濁度を検出すれば、アルブミンの濃度を検出することができる。
【００８２】
アルブミンの検出方法としては、上述のいずれの方法を採用するものとしてもよい。但し、本実施例で適用した方法を採用すれば、比較的精度よくアルブミンの濃度を検出することができる他、素子２５２を繰り返し使用することができる利点がある。
【００８３】
次に、潜血センサ２６０について説明する。本実施例では、アルブミンと同様、免疫法によって潜血濃度を検出している。アルブミンを検出する場合には、アルブミンと反応するアルブミン抗体を配列した素子２５２を適用した。これに対し、潜血を検出する場合には、血液中のヘモグロビンと反応するヘモグロビン抗体を配列した素子を用いる。図１０（ａ）に示す素子上に、アルブミン抗体に代えてヘモグロビン抗体を配列した素子を用意する。この上に尿を流すと、尿中のヘモグロビンが抗体と結合する。こうしてヘモグロビンと結合した抗体の割合を図１０（ｂ）に示す方法により光学的に検出する。検出後は、図１０（ｃ）に示す通り、乖離剤によってヘモグロビンを素子から乖離して洗浄する。
【００８４】
潜血を検出する方法としては、その他種々の方法を適用することが可能である。例えば、尿中の赤血球の数を直接カウントする方法を適用することもできる。また、ヘモグロビンの偽ペルオキシダーゼ様活性と呼ばれる周知の発色反応を利用し、その発色性または特定の波長の光の吸光性によってヘモグロビンの濃度を検出するものとしてもよい。もちろん、その他の方法も適用可能である。これらの種々の方法のうち、上述の免疫法を適用すれば、潜血センサ２６０の構成を比較的簡易なものにすることができ、精度よく潜血濃度を検出することができる他、素子を繰り返し使用することができる利点がある。
【００８５】
次にナトリウムセンサ２７０について説明する。本実施例では尿糖と同様の電極法によってナトリウムイオンの濃度を検出している。図７に示す作用極２４６としてナトリウムイオンと反応する選択膜を使用すればよい。ナトリウムセンサ２７０は、尿中に含まれているナトリムイオンを直接検出するものであり、他の成分のように酵素を用いた分解や選択透過膜を利用した分離などの処理は行わない。なお、一般にナトリウムに感応する選択膜はカリウムイオンにも感応することが知られている。但し、尿中に排泄されるカリウムイオンは、ナトリウムイオンに比較して非常に微量であるため、分離などの処理をしなくても検出結果に大きな影響は与えない。
【００８６】
ナトリウム濃度の検出方法も周知の種々の方法を適用可能である。例えば、炎光光度法と呼ばれる方法を適用してもよい。炎光光度法とは、炎の中に試料としての尿を噴霧し、ナトリウムから発せられる特定の波長の光の強度を測定する方法である。これらの方法のうち、本実施例の方法を適用すれば、簡易な構成で比較的精度よくナトリウムイオン濃度を検出することができるとともに、繰り返し検出可能であるという利点がある。
【００８７】
次に尿酸センサ２８０について説明する。本実施例では、電極法により尿酸を検出している。図１１は、尿酸の分解の様子を示した説明図である。図示する通り、尿酸に水および酸素とともにウリカーゼと呼ばれる酵素を混入すると、尿酸はアラントインと呼ばれる物質と、二酸化炭素、過酸化水素に分解される。過酸化水素は、尿糖センサ２４０で説明したのと同様、図７に示す電極を用いて検出することができる。
【００８８】
図１２は、尿酸センサ２８０の構成を模式的に示した説明図である。図示する通り、ウリカーゼを配合した透過膜２８２に尿を通過させると、図１１に示した反応によって過酸化水素が生成される。一方、尿中のアスコルビン酸は変質することなく透過膜２８２を通過する。このアスコルビン酸は電極法による過酸化水素の検出に誤差を与える。従って、分解後の尿を、過酸化水素のみを通過させる選択透過膜２８４に通過させる。アスコルビン酸は、選択透過膜２８４を通過し得ないため、過酸化水素とアスコルビン酸とを分離することができる。こうして分離された過酸化水素の濃度を図７に示した方法で電流値として検出すれば、尿酸の濃度を求めることができる。なお、この方法においては、尿糖センサ２４０の場合と同様、経時的に精度が変化するため、本実施例では、定期的に校正を実行している。校正の方法は、尿糖センサ２４０について説明したのと同様である。
【００８９】
尿酸の検出方法も既知の種々の方法を適用可能である。例えば、ウリカーゼによって分解された後の溶液の色に基づいて尿酸の濃度を検出するものとしてもよい。種々の方法の中で、本実施例の方法を適用すれば、比較的簡単な構成で、精度よく尿酸の濃度を検出することができるとともに、繰り返し検出するのに適しているという利点がある。
【００９０】
次に、使用者が健康管理装置の動作を指示するためのコントロールパネル４００について説明する。図１３は、コントロールパネル４００の構成を示す説明図である。コントロールパネル４００には、おとこスイッチ４８１、おんなスイッチ４８２、取り消しスイッチ４８３、記憶／呼出スイッチ４８４、個人識別スイッチ４８５、掃除モードスイッチ４８６、時刻設定スイッチ４８７、校正時刻スイッチ４８８、調節スイッチ４８９の各スイッチが設けられている。
【００９１】
コントロールパネル４００には、表示部４９１が設けられている。表示部４９１は、液晶ディスプレイで構成されている。表示部４９１には、尿の取得条件などのデータを入力するための入力画面、測定結果やその測定結果に応じた対策を表示する出力画面、装置の作動状況を示す状況表示画面などを表示する。
【００９２】
かかる装置構成を有する本実施例の健康管理装置は、使用者の操作に従って、尿の取得および測定を行い、そのデータを記憶する。また、取得されたデータに基づいて使用者の健康状態を解析し、健康状態に応じた対策を表示する。
【００９３】
（２）測定制御
本実施例の健康管理装置の動作について尿の取得および測定を行うための測定制御ルーチンに沿って説明する。図１４は、測定制御ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、コントロールパネル４００を通じて使用者が指示することにより制御ユニット２００内のＣＰＵ２１０が実行するルーチンである。使用者が性別に応じてコントロールパネル４００のおとこスイッチ４８１またはおんなスイッチ４８２を押すと、ＣＰＵ２１０が測定制御ルーチンを開始し、尿の取得および測定が始まる。
【００９４】
測定制御ルーチンが開始されると、ＣＰＵは装置の初期化および点検処理を実行する（ステップＳ１０）。本実施例では、装置の初期化として、採尿ユニット３００の原点位置を調整し、制御ユニット２００の切替弁２０６を搬尿パイプ２０２側に切り替え、制御ユニット２００内部に緩衝液を充填して尿を搬送可能な状態にする。また、点検処理として各センサの寿命の点検、校正液および緩衝液の量の点検、回路にショートや断線が生じていないか否かの点検を実行する。なお、本実施例では、各センサごとに正常に測定回数の上限値を設けており、今までに測定が行われた累積回数に基づいてセンサの寿命を判定するものとしている。例えば、校正液を用いて測定を行い、その出力から寿命を判定するものとしても構わない。
【００９５】
こうして初期化、点検処理が済むと、ＣＰＵ２１０は採尿処理を実行する（ステップＳ２０）。使用者がおとこスイッチ４８１を押した場合には図２に示すおとこ位置Ｂに採尿器３１０を移動させ、おんなスイッチ４８２を押した場合には図２に示すおんな位置Ｃに採尿器３１０を移動させる。また、採尿ユニット３００から制御ユニット２００に尿を搬送するため、搬尿パイプ２０２内の吸引を実行する。
【００９６】
本実施例では、採尿器３１０に電極を設けてあり、尿が排泄されると電極が導通する。電極が一旦導通状態になった後、非導通状態になると、尿の排泄が終了したものと判定される。使用者が尿を排泄し終えると、ＣＰＵ２１０は採尿ユニット３００を図２に示す待機位置Ａに戻す。なお、本実施例では、排泄された尿量を尿量センサ２２０で測定しているため、尿量センサ２２０の出力が変化しなくなった時点で尿の排泄が終了したものと判定することもできる。
【００９７】
採尿が終了すると、ＣＰＵ２１０は採尿条件の入力を実行する（ステップＳ３０）。採尿条件は使用者がコントロールパネル４００を通じて入力する。使用者は、まず個人識別スイッチ４８５のうち、自己に割り当てられたスイッチを押す。これにより、使用者の特定がなされる。本実施例では、４人の使用者まで対応可能となっている。次に、使用者は採尿条件として、採尿直前の食事時間を入力する。表示部４９１に表示されたデフォルトの食事時間を、調節スイッチ４８９を押して修正することにより食事時間を入力する。前回の採尿から今回の採尿までに食事を摂っていない場合には、食事時間の入力をキャンセルすることもできる。なお、採尿条件として、さらに食事内容、摂取したカロリーや水分の摂取量などの情報を入力可能にしてもよい。ＣＰＵ２１０は、使用者によって入力されるこれらの情報とは別に、採尿が行われた時刻をも採尿条件として入力する。
【００９８】
次に、ＣＰＵ２１０は、尿の測定処理を実行する（ステップＳ４０）。測定処理は、制御ユニット２００に備えられた各センサによってそれぞれ並行して実行される。本実施例における測定内容は、既に説明した通り、尿量、クレアチニン濃度、尿糖濃度、アルブミン濃度、潜血濃度、ナトリウムイオン濃度、尿酸濃度の７項目である。
【００９９】
測定処理の内容を図１５のフローチャートに基づいて説明する。測定処理ルーチンでは、ＣＰＵ２１０はまず尿量の検出を実行する（Ｓ４２）。尿量は尿量センサ２２０により検出される。実際には、尿量センサ２２０は、尿の排泄中に尿の流量を逐次出力している。ＣＰＵ２１０はこれらの出力結果を積分して尿量を算出するのである。
【０１００】
次に、ＣＰＵ２１０は各成分の測定を実行する（ステップＳ４４）。クレアチニン濃度など上述の各成分はそれぞれのセンサで検出される。ＣＰＵ２１０は各センサの動作を制御して、その出力に基づいてそれぞれの成分を検出する。こうして検出された諸量に基づいてＣＰＵ２１０は、クレアチニン比の算出を行う（ステップＳ４６）。つまり、検出された各成分の濃度を、同じく検出されたクレアチニンの濃度で割るのである。既に説明した通り、一日に排泄されるクレアチニンの量は個人ごとにほぼ一定の値となることが知られている。従って、クレアチニン比を算出することにより、各成分の値をクレアチニンが単位量だけ含まれた濃度の尿中の値に正規化することができ、排泄される度に変動する尿の濃度の影響をほぼ除去したデータを得ることができる。一日に排泄されるクレアチニンの量ＴＣＲを別の手段によって予め検出しておけば、上述のクレアチニン比とＴＣＲとの積を求めることによって、各成分の一日当たりの排泄量を推定することも可能である。
【０１０１】
ＣＰＵ２１０は検出されたデータに基づいて２４時間尿データの算出も実行する（ステップＳ４８）。２４時間尿データとは、日付ごとに累積した値ではなく、過去２４時間分の尿中に含まれるそれぞれの成分の累積値をいう。図１６は２４時間尿データの算出の様子を示す説明図である。健康管理装置は、過去の測定結果を尿の取得時間とともにハードディスク２１６内部に記憶している。図１６は、横軸に時間を取り、各時間における測定データを帯グラフとして示したものである。それぞれの日付Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ごとに数回の採尿が行われていることを示している。データＮは今回取得されたデータを示している。ＣＰＵ２１０は最新のデータＮの取得時刻に基づいて２４時間前までのデータを判別する。図１６中の区間Ｈに含まれるデータが２４時間分のデータに該当する。ＣＰＵ２１０は区間Ｈに含まれるデータについて各成分ごとの累積値を求め、２４時間尿データとするのである。
【０１０２】
ＣＰＵ２１０は、今回検出されたデータと、過去に検出されたデータとを用いて統計処理を実行する（ステップＳ５０）。過去に検出されたデータはハードディスク２１６に記憶されている。本実施例では、統計処理として、これらのデータの平均値および標準偏差を求めている。
【０１０３】
次にＣＰＵ２１０は、採尿したデータが朝の２番尿に該当するか否かを判定する（ステップＳ５２）。２番尿とは、起床後２回目に排泄された尿をいう。健康管理装置は過去の尿の取得結果を取得時刻とともに記録しているため、起床後２回目の排泄であるか否かは取得時刻の履歴に基づいて容易に判定することができる。本実施例では、午前中に取得されたデータであること、前回の取得から５時間以上を経て取得されたデータであることの２つの条件を満足するデータを１番尿と認定し、該データの次のデータを２番尿と判定している。午前中に取得されたデータのうち最初のものを１番尿と認定しなかったのは、午前０時を過ぎてから就寝する場合を考慮したものである。もちろん、２番尿の判定条件は、実際の生活に応じて適切に判断できるよう、上述の他、種々の条件を設定するものとして構わない。
【０１０４】
２番尿であると判定された場合には、さらにそのデータが朝食前のデータであるか否かを判定する（ステップＳ５４）。使用者は採尿条件として食事時間を入力するから、食事時間と採尿時間との比較によって朝食前のデータであるか否かは容易に判定することができる。こうして、２番尿であるという条件と、朝食前であるという条件の双方を満足する場合には、２番尿フラグに値１を代入する（ステップＳ５６）。いずれか一方の条件を満足しない場合には、２番尿フラグに値０を代入する（ステップＳ５４）。このようにして朝食前に取得された２番尿（以下、朝食直前尿と呼ぶ）のデータを識別するのは、かかるデータが健康管理上、大きな意義を有しているからである。朝食直前尿の健康管理上の意義については後述する。
【０１０５】
以上の処理を実行すると、ＣＰＵ２１０は測定処理ルーチンを終了して、測定制御ルーチンに戻る。測定制御ルーチンでは、ＣＰＵ２１０は測定結果に基づいてアドバイス設定処理を実行する（ステップＳ６０）。この処理の概要を図１７に示す。図示する通り、アドバイス設定処理とは、ハードディスク２１６に記憶された対策データベースを参照して、使用者の健康管理上の対策を設定する処理である。
【０１０６】
対策データベースを参照するための入力となるデータとしては、採尿条件、今回の測定結果、クレアチニン比、２４時間尿データ、朝食直前尿データ、およびこれらの経日データなどが挙げられる。出力データとしては、使用者の健康状態として、例えば、糖尿病の可能性などの判定結果を出力する。また、健康状態を改善するためのアドバイスを設定する。かかるアドバイスには食事に関するものが含まれる。例えば、具体的な献立の候補を示すものとしてもよいし、摂取すべきカロリーや栄養素の目標値を示すものとしてもよい。
【０１０７】
本実施例の対策データベースに記憶されているデータの一例を示す。図１８は、糖負荷後の血糖値の変化を示すグラフである。血糖値を検査する際には、糖負荷は所定濃度のブドウ糖溶液を飲むことにより与えられるが、通常の生活においては食事が糖負荷に相当する。図１８に示す通り、食後の経過時間によって血糖値は変化する。図示する通り、食前の空腹時で血糖値が１４０ｍｇ／ｄｌ以上である場合、および食後２時間経過時に血糖値が２００ｍｇ／ｄｌ以上である場合には、糖尿病の疑いが高い。正常値は、空腹時の血糖値が１１０ｍｇ／ｄｌ以下、および食後２時間経過時の血糖値が１２０ｍｇ／ｄｌ以下である。
【０１０８】
一方、糖は血糖値が所定の閾値以上になった場合に尿中に排泄されるといわれている。つまり、血糖が上昇しても、閾値が高い人は尿糖が排泄されにくく、逆に閾値が低い人は排泄されやすい。従って、尿糖値だけでは異常の判断を的確に行うことは困難である。一方、尿糖値は、図１８に示す血糖値の変化に伴って、食後の経過時間に応じて変化する。かかる性質に基づき、対策データベースには、食後の経過時間に応じた尿糖値の変化に基づいて糖尿病か否かを判定するデータが記憶されている。糖尿病が亢進すると、図１８に示す様に食事により上昇した血糖値は空腹時の値に戻る戻り速度が遅くなる。この傾向は、応答時間の違いはあるが、尿糖値にも現れる。本実施例では、対策データベースとして、食事により上昇した尿糖値が空腹時の値に戻るまでの経過時間の経日的な変化を個人毎に分析し、糖尿病の亢進状態を判定するためのデータを記憶している。
【０１０９】
図１９は、糖尿病性腎症とアルブミンの検出との関係を示す説明図である。糖尿病が進行すると、合併症の一つとして糖尿病性腎症を引き起こすことが知られている。糖尿病性腎症では、その初期において、尿中に微量のアルブミンが排泄される。従って、対策データベースには、糖尿病性腎症とアルブミンの排泄量との関係が記憶されている。一般にアルブミンとクレアチニンとの比が２２ｍｇ／ｇ・Ｃｒ以上である場合に糖尿病性腎症の疑いが強いといわれている。
【０１１０】
その他の成分についても、それぞれ一般的な正常値が存在する。例えば、尿酸濃度は、成人男性で４．０〜７．０ｍｇ／ｄｌ、成人女性で３．０〜３．５ｍｇ／ｄｌが正常値といわれている。一日あたりに５００〜８００ｍｇ排泄されるといわれている。ナトリウムイオンについては、８０〜２５０ｍｍｏｌ／リットルといわれている。対策データベースには、これらの値が記憶されている。
【０１１１】
潜血濃度の場合は、検出されること自体が異常である。但し、原因不明で一時的に潜血が検出されるいわゆる突発性血尿も存在するため、潜血が検出された時点で異常と判断するのは妥当ではない。潜血が検出された履歴に基づいて判定することが好ましい。その一方で、尿の濃度が薄い場合には、血液が混入しているにも関わらず潜血として検出されないこともある。従って、対策データベースでは、尿の濃度に基づいて潜血の検出結果の信憑性を判断するためのデータ、および潜血の検出履歴に基づいて健康状態の異常を判断するためのデータが記憶されている。
【０１１２】
対策データベースでは、上述の通り、種々の病気との関係で、各成分の正常値に関するデータを記憶している。このデータは、随時検出された成分の濃度に対応したデータ、クレアチニン比に対応したデータ、２４時間尿に対応したデータ、数日間の経日変化に対応したデータなど種々の態様のデータに対応して用意されている。
【０１１３】
また、対策データベースには、健康状態に応じた対策を記憶している。例えば、糖尿病の程度に応じて血糖コントロールをするために糖分やエネルギーの摂取量の目標値を記憶している。また、糖尿病性腎症などに対しては、タンパクの摂取量の目標値などを記憶している。その他の成分に関与する病気についても同様である。対策データベースには、健康状態を改善する対策の一つとして運動の目安なども記憶されている。
【０１１４】
さらに、対策データベースには、健康管理装置の使い方に関するアドバイスも記憶されている。糖尿病を例にとって、アドバイスの具体例を図２０に示す。図示するように、糖尿病の進行具合に応じて対象者を３種類に分類し、それぞれの対象者に対して、健康管理装置の使い方として尿糖値の測定を行うのに適した時間帯、健康状態を改善する対策が記憶されている。これらのアドバイスはコントロールパネル４００に表示される。
【０１１５】
この対策データベースによれば、尿糖値に関連する分析データから使用者に糖尿病の疑いがあると判定された場合、つまり境界型と判定された場合には、食後２〜３時間後に尿糖値の測定を行うように使い方の指示を行う。先に説明した通り、一般に食後２〜３時間後に尿糖値はもっとも高くなる。境界型の場合にいは、比較的尿糖値が検出されにくいため、かかる時間帯に意識的に測定を行うように促すことにより、測定精度を向上することができる。また、境界型の場合には、一時的な要因に依る場合も考えられるため、対策として継続的にチェックするように促すアドバイスを表示する。
【０１１６】
境界型よりも糖尿病の疑いが強い軽症と判定された場合には、食前と食後２〜３時間後にチェックするように使い方の指示を行う。糖尿病が進行すると、食前にも尿糖が検出されることが多いため、食前のチェックを促すことにより、適切な判断を行うことが可能となる。この段階では、糖尿病の疑いが比較的強いため、尿糖が検出された場合には、医師の診断を促す表示も行う。
【０１１７】
さらに病状が進んで中症以上と判定された場合には、食前のチェックを主として行うように使い方の指示を表示する。治療の効果を計るためには、食前における尿糖値のチェックが効果的だからである。また、尿糖値が以前よりも上昇した場合には、医師の指導を促す表示も行う。
【０１１８】
このように病状に合わせて、測定に好ましい時間帯を指示することにより、本実施例の健康管理装置は、健康状態の判断およびアドバイスの設定を適切に行うことができる。ここでは、糖尿病を例に説明したが、その他の生活習慣病に対しても同様に測定に適した時間帯を指示することが可能である。場合によっては、時間帯のみならず、測定前に取得すべき食事内容や水分量などを指示するものとしてもよい。また、上述の例では健康管理装置が使用者の健康状態を自動的に判定するものとして説明したが、図２０中のいずれの対象者に該当するかを医師の指示に応じて使用者が選択可能にするものとしてもよい。
【０１１９】
なお、健康状態の判断や対策の設定などは、複数の測定結果に基づいて有機的に判断する必要がある。本実施例では、人工知能の技術を適用して、かかる判断を行っている。ハードディスク２１６には、上述の知識を記憶した対策データベースの他、これらの推論を進める上で必要となる推論規則データベースも記憶されている。図１４のアドバイス設定処理（ステップＳ６０）において、ＣＰＵ２１０はこれらのデータベースを参照して、健康状態、対策などを推論し、設定するのである。
【０１２０】
こうして健康状態の判断および対策などが設定されると、ＣＰＵ２１０は結果の表示を行う（ステップＳ７０）。結果はコントロールパネル４００の表示部４９１に表示される。表示内容は、今回の測定結果および健康状態の判断結果、対策などである。表示内容は、使用者がコントロールパネル４００の調節スイッチ４８９を操作することにより任意に選択することができる。
【０１２１】
ＣＰＵ２１０は、結果を表示すると共に測定結果などのデータをハードディスク２１６に記録する（ステップＳ８０）。本実施例におけるデータ構造を図２１に示した。図示する通り、測定結果は、個人を識別するためのＩＤデータと、採尿条件データと、測定結果データとを関連づけた状態で記憶される。採尿条件データは、採尿時刻の他、使用者が入力した採尿条件に基づき設定される、食後の経過時間、水分摂取量、食事内容などのデータである。測定結果データは、尿量、クレアチニン濃度の他、各種センサで検出されたデータである。これらのデータには、直接検出された値の他、クレアチニン比や２４時間尿データなどに加工したデータも含まれる。また、２番尿フラグも同時に記憶される。
【０１２２】
データの記録が終了すると、ＣＰＵ２１０は装置の洗浄および空引き処理を実行する（ステップＳ９０）。つまり、ＣＰＵ２１０は、図３に示した切替弁２０６を給水パイプ２０４側に切り替えて洗浄水を吸引し、制御ユニット２００内部の各センサを洗浄する。また、採尿ユニット３００に備えられている洗浄用のノズルにも洗浄水を供給し、採尿ユニット３００の洗浄を実行する。これらの洗浄が終了すると、ＣＰＵ２１０は洗浄水を排出し、空気を吸引して、制御ユニット２００内部および採尿ユニット３００の水滴を除去する。空引き処理を行うのは、採尿ユニット３００および制御ユニット２００内部に水が残存することにより、次回の採尿および測定に誤差を与えることを回避するためである。この処理によって次回の採尿の準備が完了すると、ＣＰＵ２１０は測定制御ルーチンを終了して、使用者からの指示を待つ待機状態になる。
【０１２３】
本実施例では、コントロールパネル４００の操作により、以上で説明した種々の処理のうち一部のみを実行させることが可能である。例えば、記憶／呼出スイッチ４８４を操作し、個人識別スイッチ４８５でいずれかの使用者を選択すれば、測定制御ルーチンのうち結果表示処理およびデータ記録処理のみを実行させることができる。本実施例の健康管理装置は、先に説明した通り、フレキシブルディスクを介して他の健康管理装置とデータの授受が可能に構成されている。記憶／呼出スイッチ４８４を操作するとともに、調節スイッチ４８９でデータの入力先としてフレキシブルディスクを選択することによって、フレキシブルディスクからデータが入力され、コントロールパネル４００の表示部４９１に表示される。データの記録先として個人識別スイッチ４８５のいずれかを指定すれば、フレキシブルディスクから入力されたデータをハードディスク２１６内に記憶することも可能である。逆にハードディスク内に記憶された個人のデータをフレキシブルディスクに転送することも可能である。また、コントロールパネル４００の掃除モードスイッチ４８６を操作すれば、以上で説明した処理のうち洗浄、空引き処理のみを実行することができる。
【０１２４】
以上で説明した本実施例の健康管理装置によれば、通常行う用便行為に基づいて、使用者の健康状態を適切に管理することができる。従って、生活習慣病などのように非常に緩やかに進行する健康状態の変化を捉えるのに十分な頻度で継続的に分析データを取得することができ、種々の病気の早期発見および治療に役立てることができる。
【０１２５】
本実施例の健康管理装置は、尿の測定結果を、採尿条件とともに記憶する他、クレアチニン比、２４時間尿データなどに加工して記憶する。尿を測定して得られた結果は、例えば食後の経過時間や尿の濃度など種々の誤差要因の影響を受ける。本実施例の健康管理装置によれば、これらの誤差要因の影響を把握または除去可能なデータとして測定結果を管理することにより、適切な健康管理を可能としている。
【０１２６】
具体的に本実施例の健康管理装置で検出されたデータを図２２および図２３に示す。ここでは、測定可能な成分のうち尿糖を例にとって説明する。図２２（ａ）は被験者の一日の尿糖の変化を示したグラフである。図２２（ｂ）は採尿と同時に測定した血糖値の変化を示すグラフである。双方ともに大きな日内変動を示し、特に食後には値が大きく増加する。しかし、血糖値の変動と尿糖の変動とは傾向が一致しない。尿糖には先に述べた種々の誤差要因が影響しているものと考えられる。
【０１２７】
なお、図２２（ａ）には本実施例の健康管理装置によって検出された値と、一般に使用されている尿糖値を検出するための臨床試験機によって検出された値の双方を示した。両者がほぼ一致していることから、本実施例の健康管理装置は、先に示した原理に基づき、精度よく尿糖値が検出されていることが分かる。
【０１２８】
図２３（ａ）は、図２２（ａ）の検出結果に対し、尿糖値をクレアチニン濃度で割ったクレアチニン比を示すグラフである。図２３（ａ）と図２２（ｂ）との比較から明らかな通り、クレアチニン比は、変動の傾向が血糖値とほぼ一致することが分かる。
【０１２９】
尿酸に関する例を図２４に示す。図２４（ａ）は被験者の一日の尿量の変化、図２４（ｂ）は尿酸の変化を示している。双方ともに大きく日内変動する事が分かる。特に、尿酸の濃度は０ｍｇ／ｄｌに近い値から８０ｍｇ／ｄｌに近い値にまで大きく変動しており、これだけから健康状態を判断することは困難である。図２４（ｃ）は尿酸のクレアチニン比の変動を示したグラフである。図示する通り、クレアチニン比は値０．５付近の比較的狭い範囲で変動することが分かる。従って、クレアチン比を用いれば、正常か否かの判断を適切に行うことができる。
【０１３０】
以上の例で示される通り、クレアチニン比を用いれば各成分に対して尿の濃度の影響を低減することができることが分かる。本実施例の健康管理装置によれば、測定結果として、クレアチニン比のデータを使用者に提供可能であるため、適切に健康管理を行うことができる。
【０１３１】
また、本実施例の健康管理装置は、２４時間尿のデータを算出することが可能である。先に説明した通り、成分によっては正常値が２４時間尿データに基づいて与えられる場合もある。また、２４時間尿のデータは、２４時間中に排泄された成分の絶対量を求めるものであるため、尿の濃度変動などの影響を受けない。本実施例の健康管理装置によれば、測定結果として、２４時間尿のデータを提供可能であるため、適切に健康管理を行うことができる。
【０１３２】
図２２（ａ）に示した通り、測定データは、取得条件に応じて誤差が大きく変動する。例えば、尿糖値は食前と食後で全く異なる値となる。本実施例の健康管理装置によれば、測定データと取得条件とを関連付けて取得し、記憶する。従って、取得された測定結果と健康状態との関係を、取得条件に応じて適切に判断することが可能となる。
【０１３３】
その一例として本実施例の健康管理装置は、朝食直前尿の測定データを識別可能にしている。尿中の成分には、運動など個人の活動状況も影響を与える。かかる影響は睡眠によりほぼ解消すると考えられる。従って、起床直後の尿は、活動状況の影響が非常に小さいと考えられる。一方、尿中の成分には食事内容が影響する。起床直後の尿は、前日の夕食の影響が残存している可能性がある。これらの観点から、朝食前に取得された２番尿は外的な誤差要因が最も少ないと考えられる。
【０１３４】
図２５は朝食直前尿中の尿糖の経日変化を示すグラフである。図２５（ａ）は、それぞれ朝食直前尿の尿糖値およびクレアチニン比の変化を示している。図２５（ｂ）は採尿と同じ時刻に測定された血糖値の変化を示すグラフである。朝食直前尿中の尿糖値およびクレアチニン比の変化は、血糖値の変化とほぼ一致していることが分かる。また、朝食直前尿では尿糖値とクレアチニン比の変化もほぼ一致していることから、尿の濃度変動の影響も非常に小さいことが分かる。本実施例の健康管理装置は、尿の測定結果と取得条件と相関とを持たせた状態で記憶することにより、このように外的な誤差要因の影響を最も受けにくいデータを選択することができるため、健康状態を適切に管理することができる。
【０１３５】
なお、取得されたデータの中から選択するデータは、必ずしも朝食直前尿に限られるものではない。図２３（ｂ）は尿糖値の平均濃度の変化を示すグラフである。このグラフは、朝食１時間後、２時間後、３時間後、昼食前のそれぞれの時刻にのみ尿を排泄した場合の尿糖の推定値である。図示する通り、時間の経過とともに尿糖値は増加する。かかる傾向を踏まえ、例えば尿糖が検出されにくい比較的軽症の糖尿病患者に対しては、食後数時間経過した後に初めて取得されたデータのみを選択することもできる。その他、使用者の健康状態や測定の目的などに応じて種々、適切な取得条件下のデータを選択することが可能である。
【０１３６】
本実施例の健康管理装置は、過去の測定データをハードディスク２１６に記憶しているため、これらのデータに基づいて種々の統計処理を施すことができる。例えば、過去の測定データの平均値を求めたり、標準偏差を求めたりすることができる。既に説明した通り、測定結果には種々の誤差を含んでいるが、通常、これらの誤差は所定のばらつきの範囲内に収まる。従って、統計処理を施すことにより、誤差の影響を低減することができる。本実施例の健康管理装置は、取得条件とともに測定結果を記憶しているため、類似した取得条件下でのデータを用いた統計処理を施すことも可能である。
【０１３７】
また、本実施例の健康管理装置は、次のような統計処理に基づき、健康管理を行うことも可能である。前述の通り、一般的には、測定データの誤差は所定のばらつきの範囲に収まると考えられる。逆に、所定のばらつきから外れる測定データが得られた場合には、通常の誤差要因以外の原因、つまり使用者の健康状態に何らかの異常があったものと推測することができる。かかる観点から、本実施例の健康管理装置は、標準偏差および平均値を計算し、平均値に対して標準偏差に基づいて規定される所定のばらつきの範囲外にある測定データを抽出する。さらに、抽出された測定データの値や発生頻度を算出する。これらの値についての目標値を予め設定することにより、統計処理の結果と該目標値との比較に基づいて健康状態を管理することができる。これらの統計処理を適用することにより、本実施例の健康管理装置によれば、健康管理を適切に行うことができる。
【０１３８】
本実施例の健康管理装置は、フレキシブルディスクを介して他の装置とデータの授受が可能である。日常生活において個人が用便をする場所は一カ所とは限らない。自宅や外出先など様々な場所で用便するのが通常である。本実施例の健康管理装置によれば、複数の装置間で分析データのやりとりが可能となるため、異なる場所で用便をした場合であっても、分析データを一元的に管理することができる。この結果、個人の分析データをより頻繁に取得することができ、より適切な健康管理を行うことができる。また、本発明の健康管理装置は、使用者ごとの識別データを付してデータを記憶しているため、一台の健康管理装置を複数の人間が使用する場合であっても、各個人の健康管理を適切に行うことが可能となる。
【０１３９】
本実施例の健康管理装置は、測定結果に基づいて、使用者に適切な対応を示唆することができる。従って、専門的知識を有しない使用者でも、適切な健康管理を行うことが可能となる。
【０１４０】
以上で説明した種々の効果に基づき、本実施例の健康管理装置によれば、使用者に特別な負担をかけることなく、その健康状態を適切に管理することが可能となる。特に、日常の用便行為に基づいて頻繁かつ継続的に検査を実施することができるため、生活習慣病など非常に緩やかに進行する病気の早期発見に有効である。また、こうした病気の多くは食事療法など長期間に亘る治療によって快方に向かうことが多い。本実施例の健康管理装置によれば、かかる治療が適切に行われているか否かの指標を使用者に与えることができるため、適切な治療を継続的に実施することが可能となる。
【０１４１】
なお、本実施例の健康管理装置については、種々の変形例が考えられる。装置の構成に関するものとして、実施例では、洋式便器のリム部分に着脱可能な採尿ユニット３００を有する構成を採用した。これに対し、装置を携帯可能な大きさとしてもよい。装置全体を携帯可能にする他、種々の態様で携帯可能な装置を構成することができる。例えば、尿を採取し保存するユニットおよび尿の採取条件を記憶するユニットのみを携帯可能な装置として構成し、尿の分析自体は据え付けの健康管理装置本体で事後的に行うものとしてもよい。また、尿中の各成分を測定するためのセンサとして簡易な方法を採用するものとしてもよい。さらに、分析対象となる成分を限定した装置として構成してもよい。こうすれば、トイレを選ばずに測定データを取得することができ、健康管理に活用可能な測定データをより頻繁かつ継続的に取得することが可能となる。また、各個人ごとに装置を用意することができるため、使用者の特定が容易となる利点もある。
【０１４２】
また、採尿ユニットを便座に組み込むことも可能である。こうすれば、採尿ユニットを安定して洋式便器に取り付けることが可能となる。当然、便座自体を取り替えることによって、既に設置されている洋式便器に後から健康管理装置を取り付けることが可能である。この他、健康管理装置を洋式便器またはキャビネットに内蔵してもよいことはいうまでもない。採尿ユニットを取り付ける便器も洋式便器に限られない。また、採尿ユニットは可動部によって積極的に尿を取得する部分である必要はなく、便器において尿が流れる流路部分に本実施例の種々のセンサを配列する形式としてもよい。
【０１４３】
本実施例では、フレキシブルディスクを介して他の装置とのデータ授受を可能にした。さらに、その他の手段を用いてデータの授受を可能にしてもよい。例えば、健康管理装置同士または健康管理装置とコンピュータをケーブルで接続し、データ転送を行うものとしてもよい。さらに、ネットワークを介して通信によりデータを授受可能にしてもよい。この他、通信は無線式であってもよい。
【０１４４】
本実施例では、コントロールパネル４００の個人識別スイッチ４８５によって使用者を識別するものとした。これに対し、個人を特定するためのＩＤまたは氏名などを入力することによって使用者を識別するものとしてもよい。かかるＩＤはコントロールパネル４００から入力するものとしてもよいし、使用者ごとに用意されたＩＣカードまたはフレキシブルディスクから読みとるようにしてもよい。
【０１４５】
本実施例では、尿量、クレアチニン、尿糖、アルブミン、潜血、尿酸、ナトリウムを検出可能とした。さらに多くの成分を検出可能としてもよいし、これらの一部のみを検出するものとしてもよい。また、使用者に応じて検出する成分を選択可能としてもよい。
【０１４６】
本実施例では、健康管理に活用可能なデータをクレアチニン比、２４時間尿などの形態で取得するものとしているが、いずれか一方のみを取得するものとしてもよい。また、外的な誤差要因の影響を低減可能であれば、さらに異なる形態でデータを取得するものとしてもよい。本実施例では、健康管理装置のみにより取得されるデータに基づいて健康管理を行う場合を説明したが、専門機関による検査結果を入力可能とし、双方の結果を用いて健康管理を行うものとしてもよい。
【０１４７】
本実施例では、例えば食事内容などのデータを使用者がコントロールパネル４００から入力するものとした。これらのデータの入力を簡便にする種々の手段を適用してもよい。例えば、コントロールパネルを食卓付近に設置可能とし、食事中にそのデータを入力可能にしてもよい。また、病院などのように供給される食事が決まっている場合には、食事内容については、病院側で一括入力するものとしてもよい。さらに、一部の外食産業で提供されているような、献立に含まれる栄養素やエネルギなどを表示したカードから所定の情報を読みとり可能にしてもよい。
【０１４８】
本実施例では、尿量を検出し、２４時間尿データを取得した。これに対し、クレアチニン濃度に基づいて２４時間尿データに相当するデータを算出するものとしてもよい。先に説明した通り、クレアチニンの一日の排出量は、各個人ごとにほぼ一定値となることが知られている。一方、クレアチニン比は、クレアチニンの単位重量当たりに換算した各成分の排出量を意味している。従って、使用者の１日当たりのクレアチニン排出量を予め測定し、健康管理装置に入力しておけば、この値とクレアチニン比との積によって、各成分の一日当たりの排出量を推定することができる。こうすれば、尿量を測定する必要もなくなり、装置の構成を簡易なものにすることができる。かかる方法によれば、１回の検出結果に基づき２４時間尿データに相当するデータを得ることができる。もちろん、こうして算出されたデータの平均値を２４時間尿データとして用いるものとすれば、さらに好ましい。
【０１４９】
本実施例では、流量計を用いて尿量を測定している。これに対し、尿の重量によって尿量を検出するものとしてもよいし、体積によって検出してもよい。尿の重量を検出する場合には、尿自体の重量を直接検出するものの他、排泄前後の使用者の体重差から尿の重量を求めるものとしてもよい。
【０１５０】
本実施例では、測定結果に基づいて対策を示唆するものとした。本実施例で示した示唆内容は一例に過ぎず、種々のレベルが考えられる。例えば、医師の診断を受けるべきか否かの判断を示すものとしてもよい。食事内容を献立の候補で示すものとしてもよい。これらの対策は、対策データベースを参照することにより設定されるから、使用者の健康状態に応じた対策データベースを用いることができる構成としてもよい。例えば、対策データベースをＣＤ−ＲＯＭなどのメディアで提供するものとし、健常な使用者向け、糖尿病患者向けなど種々のメディアを用意するものとしてもよい。こうすれば、健常な使用者の健康デェックから、本格的な食事療法など幅広い範囲に適用することが可能となる。
【０１５１】
以上、本発明の種々の実施例について説明してきたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の形態による実施が可能である。本実施例では、尿の測定を対象とした装置を例に説明したが、便を用いて健康管理を行うものとしてもよい。また、目的によっては、その他の排泄物を用いるものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の健康管理装置の斜視図である。
【図２】採尿ユニット３００が装着された洋式便器１００の側面図である。
【図３】制御ユニット２００内部の尿等の処理経路を示す説明図である。
【図４】本実施例の健康管理装置の電気的な接続関係を示す説明図である。
【図５】本実施例における尿糖の検出原理を示した説明図である。
【図６】尿糖を検出するための構成を模式的に示した説明図である。
【図７】過酸化水素液中の過酸化水素濃度を定量的に検出するための回路図である。
【図８】クレアチニンの化学変化の様子を示す説明図である。
【図９】本実施例におけるクレアチニンの検出方法を模式的に示した説明図である。
【図１０】本実施例におけるアルブミンの検出原理を示す説明図である。
【図１１】尿酸の分解の様子を示した説明図である。
【図１２】尿酸センサ２８０の構成を模式的に示した説明図である。
【図１３】コントロールパネル４００の構成を示す説明図である。
【図１４】測定制御ルーチンのフローチャートである。
【図１５】測定処理のフローチャートである。
【図１６】２４時間尿データの算出の様子を示す説明図である。
【図１７】アドバイス設定処理の概要を示す説明図である。
【図１８】糖負荷後の血糖値の変化を示すグラフである。
【図１９】糖尿病性腎症とアルブミンの検出との関係を示す説明図である。
【図２０】糖尿病に関するアドバイスの例を示す説明図である。
【図２１】ハードディスク２１６に記録するデータ構造を示す説明図である。
【図２２】尿糖値および血糖値の日内変動を示すグラフである。
【図２３】クレアチニン比および平均尿糖値の変動を示すグラフである。
【図２４】尿酸値の日内変動を示すグラフである。
【図２５】尿糖値および血糖値の経日変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１００…洋式便器
１０２…便座
１０４…便蓋
１０６…洗浄水タンク
２００…制御ユニット
２０２…搬尿パイプ
２０４…給水パイプ
２０６…切替弁
２０８…緩衝液タンク
２１６…ハードディスク
２１８…入出力ポート
２２０…尿量センサ
２３０…クレアチニンセンサ
２３２…選択透過膜
２３４…透過膜
２４０…尿糖センサ
２４１…透過膜
２４２…選択透過膜
２４４…ポテンショスタット
２４５…参照極
２４６…作用極
２４７…対極
２４８…電流センサ
２５０…タンパクセンサ
２５２…素子
２５４…光源
２５６…光センサ
２６０…潜血センサ
２７０…ナトリウムセンサ
２８０…尿酸センサ
２８２…透過膜
２８４…選択透過膜
３００…採尿ユニット
３１０…採尿器
３２０…アーム
４００…コントロールパネル
４８１…おとこスイッチ
４８２…おんなスイッチ
４８３…取り消しスイッチ
４８４…記憶／呼出スイッチ
４８５…個人識別スイッチ
４８６…掃除モードスイッチ
４８７…時刻設定スイッチ
４８８…校正時刻スイッチ
４８９…調節スイッチ
４９１…表示部
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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