(57)【要約】【課題】新規な方式を用いて、臨床または家庭環境で尿流量を測定するための低コストな器具を提供する。【解決手段】ピーク流量測定器具は、流体を受け取るための流入口８、及び流出口３を備えた本体となる円筒１を有している。流入口８と流出口３とは、互いに間隙を形成して配置されている。円筒１の断面積は、流出口３の断面積より大きく、使用する場合、流入口８が流出口３の上方にあるように配置されている。これにより、ピーク流量測定器具で測定したピーク流量は、円筒１内の流体の最大の高さ１１に対応する。【選択図】図３
2007528493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を受け取るための流入口、及び流出口を有する中空の本体を備えるピーク流量測定装置において、
前記流入口と前記流出口とは互いに間隙を形成して配置され、前記本体の断面積は流出口の断面積より大きく、前記流入口は使用時において前記流出口の上方に配置され、測定するピーク流量は前記本体内の流体の最大の高さに対応するピーク流量測定装置。
【請求項２】
前記流出口の断面は、円形状である請求項１記載のピーク流量測定装置。
【請求項３】
前記流出口は、流体の流出に対して、流体力学的に薄いオリフィスを形成するように設計されている請求項１または２記載のピーク流量測定装置。
【請求項４】
前記本体内の流体のピーク高さを決定するための測定手段をさらに備える請求項１、２または３記載のピーク流量測定装置。
【請求項５】
前記測定手段は、少なくとも一つの目印部を有する請求項４記載のピーク流量測定装置。
【請求項６】
前記測定手段は、少なくとも二つの異なる色のバーを有し、前記バーは各々が異なるピーク流速、またはピーク流速の範囲を示す請求項４または５記載のピーク流量測定装置。
【請求項７】
前記測定手段は感熱材料を有し、流体の高さを半永久的または永久的に指示する請求項４、５または６記載のピーク流量測定装置。
【請求項８】
前記感熱材料は、前記本体の壁に貼り付けられている請求項７記載のピーク流量測定装置。
【請求項９】
前記感熱材料は、壁厚が低減された前記本体の壁の一部に貼り付けられている請求項８記載のピーク流量測定装置。
【請求項１０】
前記本体は、透明材料で形成されている請求項１から９のいずれか一項記載のピーク流量測定装置。
【請求項１１】
前記流入口は、漏斗に接続可能である請求項１から１０のいずれか一項記載のピーク流量測定装置。
【請求項１２】
前記本体は、円筒状である請求項１から１１のいずれか一項記載のピーク流量測定装置。
【請求項１３】
前記本体の直径は３０ｍｍであり、前記流出口が形成するオリフィスの直径は４ｍｍである請求項１２記載のピーク流量測定装置。
【請求項１４】
前記本体は、それぞれ断面積が異なる少なくとも二つの部分を有する請求項１から１１のいずれか一項記載のピーク流量測定装置。
【請求項１５】
前記本体の断面積は、ステップ状に変化する請求項１４記載のピーク流量測定装置。
【請求項１６】
前記本体を通過する流体のピーク高さを決定するための測定手段は、前記本体の断面積のステップ状の変化である請求項１５記載のピーク流量測定装置。
【請求項１７】
前記本体のステップ状の縁に、少なくとも一つのピラミッド形状の歯が組み込まれている請求項１５または１６記載のピーク流量測定装置。
【請求項１８】
流体は、尿である請求項１から１７のいずれか一項記載のピーク流量測定装置。
【請求項１９】
流出する流体を受け取るための容器をさらに備える請求項１から１８のいずれか一項記載のピーク流量測定装置。
【請求項２０】
実質的に図面内に示され、当該図面を参照して説明されたピーク流量測定装置。
【請求項２１】
請求項１から２０のいずれか一項記載のピーク流量測定装置を用いて、流体のピーク流速を決定する方法であって、
（ａ）前記流入口に流体を導入する段階と、
（ｂ）前記本体内のピーク流体レベルを決定する段階を含み、
流体のピーク流速は、前記本体内の流体の最大高さに対応する流体のピーク流速の決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、臨床分析用に、人間の被験者からの尿流量の最大速度、またはピーク速度を測定するために用いられる器具に関する。このような測定は、排尿障害の標準的な臨床的指標として有用である。この発明は、他の医療用途および産業用途のピーク流体流量の計測用の低コスト器具としても適用することもできる。
【背景技術】
【０００２】
尿道の収縮または障害は、尿の流速を低減する。男性に一般的な状態の一例として、前立腺肥大がある。精神的外傷から生じる尿道損傷も、特に交通事故の被害者の場合に一般的である。一般に、１５ｍｌ／秒を越えるピーク尿流速が、男性では一般的であると考えられる。１０ｍｌ／秒未満のピーク流速は、排尿障害に関連している可能性が高い。従って、ピーク流速の測定は、医師に対して有用な診断指標を提供する。さらに、外科的手段、または薬学的手段による病気の治療の効果も、尿ピーク流速を測定することによって客観的に評価できる。
【０００３】
低コストで、専門スタッフの存在を必要とせず、好ましくは患者が独力で使用可能なピーク尿流量測定の手段を提供することが望まれている。
当分野の先行技術では、本体がかなり大きかった。現在、大型の高価な電子装置を使用し、かなり高精度でピーク流量を測定し、尿サンプルを保持するための装置と組み合わせ、尿の実験解析を可能にすることも多い。このような装置は、操作するために特別に訓練したスタッフを必要とし、患者が尿サンプルを提供する際にスタッフが同席する必要がある。この患者のプライバシの侵害は、得られるテスト結果の精度に影響を与える可能性がある。特許文献１で説明されているような他の先行技術は、Willard Drakeの尿比重計に基づき、彼の１９５３年の特許文献２で説明されているようなマルチオリフィス設計の変形態様である。その簡単な測定容器とオリフィスの使用によって、この発明は、複雑さを著しく低減した設計と製造の容易性を提供し、排尿状態に苦しむ患者の素早いスクリーニングに適し、専門家の助けに頼る必要がなくなる。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，７５３，２４９号明細書
【特許文献２】米国特許第２，６４８，９８１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、新規な方式を用いて、臨床または家庭環境で尿流量を測定するための低コストな器具を提供する。その器具は、低コストな解決策が適切な他の医療または産業用途での液体流量の測定に適用することもでき、使い捨ての一度だけ使用する器具であることを選択的に含んでいる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態は、請求項１で指定したとおりのピーク流量測定器具を提供する。
本発明の別の形態は、請求項２１で指定したとおりの流体の最大流速を決定する方法に関する。
本発明の好ましい形態は、請求項１に従属する請求項に指定されている。
本発明に係る装置は、一端が閉じ、他端が開いた中空の円筒として形成した本体を有する。使用中、円筒状の本体は垂直に保持し、その閉端を下向きにし、開端を最上部にする。閉端の小さなオリフィスによって、円筒内の液体は制限された速度で排出できる。円筒の開端は、制限されない自由な流れの条件下において、流体を導入するために利用できる。円筒の閉端内等のオリフィスを通過する流体は、流体の排出流の速度の二乗が、円筒内の流体の高さに比例するように挙動する。流体の高さとオリフィス半径の関係は、流体力学の技術における既知の式によって決定される。
【０００７】
【数１】
2007528493.tif 000003
【０００８】
ここで、Ｋは、開口部の構成に関する定数である。
πｒ2は、開口部の面積である。
ｇは、重力による加速度である。
ｈは、管内の流体の高さである。
【０００９】
従って、流体が円筒内に導入される際、流体の高さは最初は上昇し、それからオリフィスを介した流出が流入と適合する高さで安定化する。所望の流速と共に、測定に寄与する所望の全体積の流量に適するように、円筒およびオリフィスの寸法を選択すれば、円筒内の流体によって実現される最大高さがピーク流入速度を示すことになる。
【００１０】
円筒は好ましくは透明材料から構成し、一人の臨床医または被験者自身が、流量測定中の流体によって実現された高さを書き留めることができるようにする。このような測定を補助するために、円筒の外面は、用途に適した複雑さの刻印または印刷した目盛りを有することができる。この発明の一実施例では、三つの色付きのバーからなる簡単な目盛りを用いる。男性の尿流量の測定のために、色付きのバーは円筒の閉端から、１０ｍｌ／秒の流量に適した高さまで広げることができる。異なる色付きのバーは、１０ｍｌ／秒の流量に適した高さから、１５ｍｌ／秒の流量に適した高さまで広げることができる。第三の色の三番目のバーは、これを越えて広げることができる。目盛りを選択的に追加し、円筒の長さ全体に広がる適切な感熱材料の帯を含めることで、円筒内の暖かい流体によって得られた高さが観察者により明確に描かれるようにすることもできる。
円筒の開端は、好ましくは張り出した受け口または漏斗に接続し、円筒内への流体の導入を容易にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、一例として添付の図面を参照しながら、この発明の一実施例を説明する。図１はピーク流量測定装置の概略断面を示しており、前記ピーク流量測定装置はこの実施例では、真空形成プラスチックまたは同様に技術を用いて製造される。本体を構成する円筒１は、内径３０ｍｍ、長さ２００ｍｍである。円筒の閉端２は、直径４ｍｍのオリフィス３によって穴が開けられている。円筒の上端は張り出し、受け取り漏斗８を構成する。
【００１２】
図２は、円筒の外観を示している。円筒の外面には、管の長手方向に延びる幅約１０ｍｍの印刷ラベル４が貼り付けられる。ラベルは、その下側の領域５を赤色、中間の領域６を黄色、上側の領域７が緑色に着色されている。赤色５と黄色６との領域の境界は、円筒に導入される流体の１０ｍｌ／秒の流速の維持に適した円筒内の流体の高さに対応している。黄色６と緑７との領域の境界は、円筒に導入される流体の１５ｍｌ／秒の流速の維持に適した円筒内の流体の高さに対応している。
【００１３】
図３は、使用中の器具を示している。患者のピーク尿流量を測定するために円筒は便器上に垂直に保持し、オリフィス３から放出する流体９を容易に処分できるようにする。また、流体の解析を次に行う必要がある場合、容器を設けることができる。それから、患者は自分の尿１０を、受け取り漏斗８を介して、円筒の開端内に導く。尿の流れが貼り合わせ円筒１に入ると、尿の流出量と流入量とが均衡するまで、その内部の尿レベルは上昇し、バランスした時点でレベル１１は一定に留まる。最後に、患者の尿流量が出尽くすと、器具が再び空になるまでそのレベルは低下する。付き添いまたは患者自身が、円筒内で到達した最も高いレベル１１を観察し、それがラベル４の赤色５、黄色６、または緑色７の領域のどれに対応するかを書き留める。
【００１４】
適切であると考えられる場合、他の色を用いてもよく領域の数は多くても少なくてもよい。別の同様の実施例では、ラベルの着色した領域は番号を付けた領域と置き換えられる。小児科で用いる他の実施例では、円筒およびオリフィスにより小さな寸法を採用し、着色したラベルは漫画のキャラクタを有するもの等と置き換え、三つの領域を識別する。
【００１５】
別の実施例では、別個にまたはラベルと並べて、液晶または同様の感熱指示フィルムの帯を取り付ける。高温で尿が体から排出されると、浸漬された円筒壁は温度上昇する。適切な温度遷移および非可逆型の指示部を選択することによって、達成された尿流量の固定的な指示を表すことができる。さらなる改良においては、熱伝達を最大にするために、壁厚を低減した円筒の領域に帯が配置される。
【００１６】
さらに別の実施例では、関係のある所定の測定流速において測定精度をより高めるために、円筒の内径をその長手方向に沿って変更できる。
他の実施例は図４に示されており、図４は重要な流速に関する所定の測定高さにおいて、円筒の直径をステップ状に増大させるように示されている。その中に排尿している被験者には当然のことながら、垂直方向下向きに円筒内を見ると、各ステップの段差部に同心円状のリングが観察される。各ステップの段差部が尿内に浸漬されると、被験者は尿が到達した高さがそのステップを越えたかどうかを容易に評価できる。図４の概略では、直径４．６ｍｍのオリフィス３は、内径１６ｍｍの中空の円筒容器２の閉端に穴を開けている。オリフィスは斜面を備え、その直径が容器の閉端の厚さ方向に増大し、流体の流出に対して流体力学的に薄いオリフィスを提示させる。オリフィス１２上方の３６ｍｍの高さで、容器の直径は２０ｍｍまで広がり、さらに乾燥した４６ｍｍの高さ１３で再び２４ｍｍまで広がる。これらの高さは、オリフィスにおける流出速度の各々１０ｍｌ／秒と、１５ｍｌ／秒に対応するように選択する。第二ステップ上では、容器はさらに受け取り漏斗８まで広がる。図５ａは、容器内のレベルが第一の段差のステップより下にあるとき、被験者が見るような上から容器内への図を示している。図５ｂは同じ図を示しているが、両方のステップの間のレベルまで尿が管に充填されており、図５ｃは同じ図で、レベルが両方の段差のステップを越えている。さらにステップの視認性を改善するために、ステップの縁に一連のピラミッド状の歯１４を選択的に組み込み、横から光を当て、それらが尿内に浸漬している状態をさらによく観察者に視認できるようにすることもできる。
【図１】
2007528493.tif 000004
【図２】
2007528493.tif 000005
【図３】
2007528493.tif 000006
【図４】
2007528493.tif 000007
【図５ａ）】
2007528493.tif 000008
【図５ｂ）】
2007528493.tif 000009
【図５ｃ）】
2007528493.tif 000010
【国際調査報告】
2007528493.tif 000011
2007528493.tif 000012
2007528493.tif 000013
2007528493.tif 000014
2007528493.tif 000015