(57)【要約】  閉じ込め構造、センサ、およびインタフェース装置を有し、電導性流体の採取および投与に特定の利用可能性を有する液体測定装置。装置は、流体を収容し、その高さを監視するように構成される。閉じ込め構造は、少なくとも１つの可変断面部分を有する。センサは、閉じ込め構造の可変断面を考慮に入れる２つの協働する可変抵抗区間を有する。センサの電気抵抗は、流体の高さの変化とともに変化し、センサの部分を短絡する。センサは、閉じ込め構造の内部に印刷される電導性インクを含んでよい。センサは、電気測定信号を受信し、信号を所定の方法で修正して、閉じ込め構造内の流体の量を反映する。装置は、尿採取袋および点滴袋内の流体の量を測定するのに有用である。
2008538604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体（１０）を収容し、前記流体（１０）の表面（１２）の流体高さ（１４）を監視する可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）であって、前記液体測定装置（１）は、外部流体路（５００）と流体連絡し、
Ａ）前記流体（１０）を収容する内部（１０６）を有する閉じ込め構造（１００）であって、
（ｉ）遠位端（１０２）と、
（ｉｉ）閉じ込め構造長さ（１０８）によって前記遠位端（１０２）から隔置された近位端（１０４）と、
（ｉｉｉ）前記閉じ込め構造遠位端（１０２）と前記閉じ込め構造近位端（１０４）とを接合し、壁厚さ（１２２）、内面（１２４）、および外面（１２６）を有し、外部環境から密封された最大閉じ込め容積を画定する少なくとも１つの閉じ込め壁（１２０）と、
（ｉｖ）前記閉じ込め壁（１２０）に取り付けられ、前記外部流体路（５００）に着脱式に接続するように構成されて、それによって前記閉じ込め構造内部（１０６）と外部流体路（５００）との流体連絡を可能にする口（１１０）と、
（ｖ）一定の断面（１３２）を有する定断面部分（１３０）と、
（ｖｉ）収束角度（１４４）での閉じ込め壁（１２０）の収束によって形成され、可変断面（１４２）および遷移長さ（１４６）を有する可変断面部分（１４０）と、
を有する、前記閉じ込め構造（１００）と、
Ｂ）前記閉じ込め構造内部（１０６）内に配置され、電気測定信号（２０２）を所定の方法で修正して、前記閉じ込め構造（１０）内の流体（１０）の量を反映するセンサ（２００）であって、第１部分（２１０）及び第２部分（２６０）を備え、
（ｉ）前記第１部分（２１０）が、
（ａ）第１部分遠位端（２１２）と
（ｂ）第１部分近位端（２１４）
（ｃ）第１部分長さ（２１６）と、
（ｄ）第１部分幅（２１８）と、
（ｅ）第１部分厚さ（２１９）と、
（ｆ）第１部分定抵抗区間長さ（２２２）を有する第１部分定抵抗区間（２２０）とを有して、前記閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの前記第１部分定抵抗区間（２２０）の前記電気抵抗が、ほぼ一定であり、さらに、
（ｇ）第１部分可変抵抗区間長さ（２３２）を有する第１部分可変抵抗区間（２３０）を有して、前記閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの前記第１部分可変抵抗区間（２３０）の前記電気抵抗が、前記第１部分可変抵抗区間（２３０）の少なくとも一部にわたって変化し、
（ｉｉ）前記第２部分（２６０）が、前記第１部分（２１０）と電気通信し、
（ａ）第２部分遠位端（２６２）と、
（ｂ）第２部分近位端（２６４）と、
（ｃ）第２部分長さ（２６６）と、
（ｄ）第２部分幅（２６８）と、
（ｅ）第２部分厚さ（２６９）と、
（ｆ）第２部分定抵抗区間長さ（２７２）を有する第２部分定抵抗区間（２７０）とを有して、前記閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの前記第２部分定抵抗区間（２７０）の前記電気抵抗が、ほぼ一定であり、さらに、
（ｇ）第２部分可変抵抗区間長さ（２８２）を有する第２部分可変抵抗区間（２８０）を有して、前記閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの前記第２部分可変抵抗区間（２８０）の前記電気抵抗が、前記第２部分可変抵抗区間（２８０）の少なくとも一部にわたって変化する、前記センサ（２００）と、
Ｃ）ほぼ前記閉じ込め構造内部（１０６）に配置された内部インタフェース部分（３１０）と、ほぼ前記閉じ込め構造（１００）の外部に配置された外部インタフェース部分（３２０）とを有するインタフェース装置（３００）とを備え、前記内部インタフェース部分（３１０）が、前記第１部分（２１０）の一部および前記第２部分（２６０）の一部と接続し、前記測定信号（２０２）が、前記内部インタフェース部分（３１０）と前記外部インタフェース部分（３２０）との間で送信される装置。
【請求項２】
前記第１部分定抵抗区間（２２０）が、ほぼ前記閉じ込め構造（１００）の前記定断面部分（１３０）内に配置され、前記第１部分可変抵抗区間（２３０）が、ほぼ前記閉じ込め構造（１００）の前記可変断面部分（１４０）内に配置され、第２部分定抵抗区間（２６０）が、ほぼ前記閉じ込め構造（１００）の前記定断面部分（１３０）内に配置され、前記第２部分可変抵抗区間（２８０）が、ほぼ前記閉じ込め構造（１００）の前記可変断面部分（１４０）内に配置される、請求項１に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項３】
前記第１部分幅（２１８）および前記第１部分厚さ（２１９）が、前記第１部分定抵抗区間長さ（２２２）にわたってほぼ一定であり、前記第２部分幅（２６８）および前記第２部分厚さ（２６９）が、前記第２部分定抵抗区間長さ（２７２）にわたってほぼ一定である、請求項２に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項４】
前記第１部分幅（２１８）が、前記第１部分可変抵抗区間（２３０）の少なくとも一部にわたって変化し、前記第２部分幅（２６８）が、前記第２部分可変抵抗区間（２８０）の少なくとも一部にわたって変化する、請求項２に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項５】
前記可変断面（１４２）が減少するにつれて、前記第１部分幅（２１８）が、第１部分初幅（２３４）から第１部分終了幅（２３６）まで増加し、前記可変断面（１４２）が減少するにつれて、前記第２部分幅（２６８）が、第２部分初幅（２８４）から第２部分終了幅（２８６）まで増加する、請求項４に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項６】
前記第１部分初幅（２３４）から前記第１部分終了幅（２３６）までの前記第１部分幅（２１８）が、前記第２部分初幅（２８４）から前記第２部分終了幅（２８６）までの前記第２部分幅（２６８）とほぼ同じである、請求項５に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項７】
前記第１部分幅（２１８）が、前記第１部分初幅（２３４）から前記第１部分終了幅（２３６）までほぼ二次式で増加し、前記第２部分幅（２６８）が、前記第２部分初幅（２８４）から前記第２部分終了幅（２８６）までほぼ二次式で増加する、請求項５に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項８】
前記電気測定信号（２０２）の所定の特徴が、前記可変断面部分（１４０）の前記流体高さの変化とともにほぼ直線的に変化する、請求項１に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項９】
前記第１部分厚さ（２１９）が、前記第１部分可変抵抗区間（２３０）の少なくとも一部にわたって変化し、前記第２部分厚さ（２６９）が、前記第２部分可変抵抗区間（２８０）の少なくとも一部にわたって変化する、請求項１に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項１０】
前記センサ（２００）がさらに、前記第１部分遠位端（２１２）を前記第２部分遠位端（２６２）に接続する分路部分（２９０）を含む、請求項１に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項１１】
前記第１部分（２１０）および前記第２部分（２６０）の前記電気抵抗が、約１０００オーム／ｃｍより大きい、請求項１に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項１２】
前記第１部分（２１０）および前記第２部分（２６０）が導電性インクで形成される、請求項１に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項１３】
前記第１部分（２１０）および前記第２部分（２６０）が、前記閉じ込め壁内面（１２４）に印刷される、請求項１２に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項１４】
前記閉じ込め構造（１００）が柔軟な材料で構成される、請求項１に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項１５】
さらに、前記インタフェース装置（３００）と電気通信するデータ収集装置（４００）を含み、前記データ収集装置（４００）が、前記測定信号（２０２）を生成し、前記測定信号（２０２）の変化を分析する、請求項１に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項１６】
前記閉じ込め構造（１００）がさらに、前記データ収集装置（４００）を着脱式に収容する補助装着ポケット（１５０）を含む、請求項１５に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項１７】
前記データ収集装置（４００）が無線送信器（４１０）を含む、請求項１５に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項１８】
前記内部インタフェース部分（３１０）および前記外部インタフェース部分（３２０）が、前記閉じ込め壁（１２０）に容量結合され、前記測定信号（２０２）を送信する、請求項１に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項１９】
流体（１０）を収容し、前記流体（１０）の表面（１２）の流体高さ（１４）を監視する可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）であって、前記液体測定装置（１）は、外部流体路（５００）と流体連絡し、
Ａ）前記流体（１０）を収容する内部（１０６）を有する閉じ込め構造（１００）であって、
（ｉ）遠位端（１０２）と、
（ｉｉ）閉じ込め構造長さ（１０８）によって前記遠位端（１０２）から隔置された近位端（１０４）と、
（ｉｉｉ）前記閉じ込め構造遠位端（１０２）と前記閉じ込め構造近位端（１０４）とを接合し、壁厚さ（１２２）、内面（１２４）、および外面（１２６）を有し、外部環境から密封された最大閉じ込め容積を画定する少なくとも１つの閉じ込め壁（１２０）と、
（ｉｖ）前記閉じ込め壁（１２０）に取り付けられ、前記外部流体路（５００）に着脱式に接続するように構成されて、それによって前記閉じ込め構造内部（１０６）と外部流体路（５００）との流体連絡を可能にする口（１１０）と、
（ｖ）一定の断面（１３２）を有する定断面部分（１３０）と、
（ｖｉ）収束角度（１４４）での閉じ込め壁（１２０）の収束によって形成され、可変断面（１４２）および遷移長さ（１４６）を有する可変断面部分（１４０）と、
を有する、前記閉じ込め構造（１００）と、
Ｂ）前記閉じ込め構造内部（１０６）内に配置され、電気測定信号（２０２）を所定の方法で修正して、前記閉じ込め構造（１０）内の流体（１０）の量を反映するセンサ（２００）であって、第１部分（２１０）及び第２部分（２６０）を有し、
（ｉ）前記第１部分（２１０）が、
（ａ）第１部分遠位端（２１２）と
（ｂ）第１部分近位端（２１４）
（ｃ）第１部分長さ（２１６）と、
（ｄ）第１部分幅（２１８）と、
（ｅ）第１部分厚さ（２１９）と、
（ｆ）ほぼ前記閉じ込め構造（１００）の前記定断面部分（１３０）内に配置され、第１部分定抵抗区間長さ（２２２）を有する第１部分定抵抗区間（２２０）とを有して、前記閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの前記第１部分定抵抗区間（２２０）の前記電気抵抗が、ほぼ一定であり、さらに、
（ｇ）ほぼ前記閉じ込め構造（１００）の前記可変断面部分（１４０）内に配置され、第１部分可変抵抗長さ（２３２）を有する第１部分可変抵抗区間（２３０）を有し、前記閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの前記第１部分可変抵抗区間（２３０）の前記電気抵抗が、前記第１部分可変抵抗区間（２３０）の少なくとも一部にわたって変化し、
（ｉｉ）第２部分（２６０）は、前記第１部分（２１０）と電気通信し、
（ａ）第２部分遠位端（２６２）と、
（ｂ）第２部分近位端（２６４）と、
（ｃ）第２部分長さ（２６６）と、
（ｄ）第２部分幅（２６８）と、
（ｅ）第２部分厚さ（２６９）と、
（ｆ）ほぼ前記閉じ込め構造（１００）の前記定断面区間部分（１３０）内に配置され、第２部分定抵抗区間長さ（２７２）を有する第２部分定抵抗区間（２７０）とを有し、前記閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの前記第２部分定抵抗区間（２７０）の前記電気抵抗が、ほぼ一定であり、さらに、
（ｇ）ほぼ前記閉じ込め構造（１００）の前記可変断面部分（１４０）内に配置され、第２部分可変抵抗区間長さ（２８２）を有する第２部分可変抵抗区間（２８０）を有して、前記閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの前記第２部分可変抵抗区間（２８０）の前記電気抵抗が、前記第２部分可変抵抗区間（２８０）の少なくとも一部にわたって変化する、前記センサ（２００）と、
Ｃ）ほぼ前記閉じ込め構造内部（１０６）に配置された内部インタフェース部分（３１０）と、ほぼ前記閉じ込め構造（１００）の外部に配置された外部インタフェース部分（３２０）とを有するインタフェース装置（３００）とを備え、前記内部インタフェース部分（３１０）が、前記第１部分（２１０）の一部および前記第２部分（２６０）の一部と接続し、前記測定信号（２０２）が、前記内部インタフェース部分（３１０）と前記外部インタフェース部分（３２０）との間で送信される装置。
【請求項２０】
前記第１部分幅（２１８）および前記第１部分厚さ（２１９）が、前記第１部分定抵抗区間長さ（２２２）にわたってほぼ一定であり、前記第２部分幅（２６８）および前記第２部分厚さ（２６９）が、前記第２部分定抵抗区間長さ（２７２）にわたってほぼ一定である、請求項１９に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項２１】
前記第１部分幅（２１８）が、前記第１部分可変抵抗区間（２３０）の少なくとも一部にわたって変化し、前記第２部分幅（２６８）が、前記第２部分可変抵抗区間（２８０）の少なくとも一部にわたって変化する、請求項１９に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項２２】
前記可変断面（１４２）が減少するにつれて、前記第１部分幅（２１８）が、第１部分初幅（２３４）から第１部分終了幅（２３６）まで増加し、前記可変断面（１４２）が減少するにつれて、前記第２部分幅（２６８）が、第２部分初幅（２８４）から第２部分終了幅（２８６）まで増加する、請求項２１に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項２３】
前記第１部分初幅（２３４）から前記第１部分終了幅（２３６）までの前記第１部分幅（２１８）が、前記第２部分初幅（２８４）から前記第２部分終了幅（２８６）までの前記第２部分幅（２６８）とほぼ同じである、請求項２１に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項２４】
前記第１部分幅（２１８）が、前記第１部分初幅（２３４）から前記第１部分終了幅（２３６）までほぼ二次式で増加し、前記第２部分幅（２６８）が、前記第２部分初幅（２８４）から前記第２部分終了幅（２８６）までほぼ二次式で増加する、請求項２１に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項２５】
前記電気測定信号（２０２）の所定の特徴が、前記可変断面部分（１４０）の前記流体高さの変化とともにほぼ直線的に変化する、請求項１９に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項２６】
前記第１部分厚さ（２１９）が、前記第１部分可変抵抗区間（２３０）の少なくとも一部にわたって変化し、前記第２部分厚さ（２６９）が、前記第２部分可変抵抗区間（２８０）の少なくとも一部にわたって変化する、請求項１９に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項２７】
流体（１０）を収容し、前記流体（１０）の表面（１２）の流体高さ（１４）を監視する可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）であって、前記液体測定装置（１）は、外部流体路（５００）と流体連絡し、
Ａ）前記流体（１０）を収容する内部（１０６）を有する閉じ込め構造（１００）であって、
（ｉ）遠位端（１０２）と、
（ｉｉ）閉じ込め構造長さ（１０８）によって前記遠位端（１０２）から隔置された近位端（１０４）と、
（ｉｉｉ）前記閉じ込め構造遠位端（１０２）と前記閉じ込め構造近位端（１０４）とを接合し、壁厚さ（１２２）、内面（１２４）、および外面（１２６）を有し、外部環境から密封された最大閉じ込め容積を画定する少なくとも１つの閉じ込め壁（１２０）と、
（ｉｖ）前記閉じ込め壁（１２０）に取り付けられ、前記外部流体路（５００）に着脱式に接続するように構成されて、それによって前記閉じ込め構造内部（１０６）と外部流体路（５００）との流体連絡を可能にする口（１１０）と、
（ｖ）一定の断面（１３２）を有する定断面部分（１３０）と、
（ｖｉ）収束角度（１４４）での閉じ込め壁（１２０）の収束によって形成され、可変断面（１４２）および遷移長さ（１４６）を有する可変断面部分（１４０）と、
を有する、前記閉じ込め構造（１００）と、
Ｂ）前記閉じ込め構造内部（１０６）内に配置され、電気測定信号（２０２）を所定の方法で修正して、前記閉じ込め構造（１００）内の流体（１０）の量を反映するセンサ（２００）であって、第１部分（２１０）及び第２部分（２６０）を有し、
（ｉ）前記第１部分（２１０）が、
（ａ）第１部分遠位端（２１２）と
（ｂ）第１部分近位端（２１４）
（ｃ）第１部分長さ（２１６）と、
（ｄ）第１部分幅（２１８）と、
（ｅ）第１部分厚さ（２１９）と、
（ｆ）ほぼ前記閉じ込め構造（１００）の前記定断面部分（１３０）内に配置され、第１部分定抵抗区間長さ（２２２）を有する第１部分定抵抗区間（２２０）とを有して、前記閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの前記第１部分定抵抗区間（２２０）の前記電気抵抗が、ほぼ一定であり、前記第１部分幅（２１８）および前記第１部分厚さ（２１９）が、前記第１部分定抵抗区間長さ（２２２）にわたってほぼ一定であり、さらに、
（ｇ）ほぼ前記閉じ込め構造（１００）の前記可変断面部分（１４０）内に配置され、第１部分可変抵抗長さ（２３２）を有する第１部分可変抵抗区間（２３０）を有し、前記閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの前記第１部分可変抵抗区間（２３０）の前記電気抵抗が、前記第１部分可変抵抗区間（２３０）の少なくとも一部にわたって変化し、前記可変断面（１４２）が減少するにつれて、前記第１部分幅（２１８）が前記第１部分可変抵抗区間（２３０）の少なくとも一部にわたって増加し、
（ｉｉ）第２部分（２６０）が、前記第１部分（２１０）と電気通信し、
（ａ）第２部分遠位端（２６２）と、
（ｂ）第２部分近位端（２６４）と、
（ｃ）第２部分長さ（２６６）と、
（ｄ）第２部分幅（２６８）と、
（ｅ）第２部分厚さ（２６９）と、
（ｆ）ほぼ前記閉じ込め構造（１００）の前記定断面区間部分（１３０）内に配置され、第２部分定抵抗区間長さ（２７２）を有する第２部分定抵抗区間（２７０）とを有し、前記閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの前記第２部分定抵抗区間（２７０）の前記電気抵抗が、ほぼ一定であり、前記第２部分幅（２６８）および前記第２部分厚さ（２６９）が、前記第２部分定抵抗区間長さ（２７２）にわたってほぼ一定であり、さらに、
（ｇ）ほぼ前記閉じ込め構造（１００）の前記可変断面部分（１４０）内に配置され、第２部分可変抵抗区間長さ（２８２）を有する第２部分可変抵抗区間（２８０）を有して、前記閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの前記第２部分可変抵抗区間（２８０）の前記電気抵抗が、前記第２部分可変抵抗区間（２８０）の少なくとも一部にわたって変化し、前記可変断面（１４２）が減少するにつれて、前記第２部分幅（２６８）が、前記第２部分可変抵抗区間（２８０）の少なくとも一部にわたって増加する、前記センサ（２００）と、
Ｃ）ほぼ前記閉じ込め構造内部（１０６）に配置された内部インタフェース部分（３１０）と、ほぼ前記閉じ込め構造（１００）の外部に配置された外部インタフェース部分（３２０）とを有するインタフェース装置（３００）とを備え、前記内部インタフェース部分（３１０）が、前記第１部分（２１０）の一部および前記第２部分（２６０）の一部と接続し、前記測定信号（２０２）が、前記内部インタフェース部分（３１０）と前記外部インタフェース部分（３２０）との間で送信され、前記電気測定信号（２０２）の所定の特徴が、前記可変断面部分（１４０）の前記流体高さの変化とともにほぼ直線的に変化する装置。
【請求項２８】
流体（１０）を収容し、前記流体（１０）の表面（１２）の流体高さ（１４）を監視する可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）であって、前記液体測定装置（１）は、外部流体路（５００）と流体連絡し、
Ａ）前記流体（１０）を収容する内部（１０６）を有する閉じ込め構造（１００）であって、
（ｉ）遠位端（１０２）と、
（ｉｉ）閉じ込め構造長さ（１０８）によって前記遠位端（１０２）から隔置された近位端（１０４）と、
（ｉｉｉ）前記閉じ込め構造遠位端（１０２）と前記閉じ込め構造近位端（１０４）とを接合し、壁厚さ（１２２）、内面（１２４）、および外面（１２６）を有し、外部環境から密封された最大閉じ込め容積を画定する少なくとも１つの閉じ込め壁（１２０）と、
（ｉｖ）前記閉じ込め壁（１２０）に取り付けられ、前記外部流体路（５００）に着脱式に接続するように構成されて、それによって前記閉じ込め構造内部（１０６）と外部流体路（５００）との流体連絡を可能にする口（１１０）と、
（ｖ）収束角度（１４４）での閉じ込め壁（１２０）の収束によって形成され、可変断面（１４２）および遷移長さ（１４６）を有する可変断面部分（１４０）と、
を有する、前記閉じ込め構造（１００）と、
Ｂ）前記閉じ込め構造内部（１０６）内に配置され、電気測定信号（２０２）を所定の方法で修正して、前記閉じ込め構造（１００）内の流体（１０）の量を反映するセンサ（２００）であって、第１部分（２１０）及び第２部分（２６０）を有し、
（ｉ）前記第１部分（２１０）が、
（ａ）第１部分遠位端（２１２）と
（ｂ）第１部分近位端（２１４）
（ｃ）第１部分長さ（２１６）と、
（ｄ）第１部分幅（２１８）と、
（ｅ）第１部分厚さ（２１９）と、
（ｆ）第１部分可変抵抗区間長さ（２３２）を有する第１部分可変抵抗区間（２３０）とを有し、前記閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの前記第１部分可変抵抗区間（２３０）の前記電気抵抗が、前記第１部分可変抵抗区間（２３０）の少なくとも一部にわたって変化し、
（ｉｉ）前記第２部分（２６０）が、前記第１部分（２１０）と電気通信し、
（ａ）第２部分遠位端（２６２）と、
（ｂ）第２部分近位端（２６４）と、
（ｃ）第２部分長さ（２６６）と、
（ｄ）第２部分幅（２６８）と、
（ｅ）第２部分厚さ（２６９）と、
（ｆ）第２部分可変抵抗区間長さ（２８２）を有する第２部分可変抵抗区間（２８０）を有して、前記閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの前記第２部分可変抵抗区間（２８０）の前記電気抵抗が、前記第２部分可変抵抗区間（２８０）の少なくとも一部にわたって変化する、前記センサ（２００）と、
Ｃ）ほぼ前記閉じ込め構造内部（１０６）に配置された内部インタフェース部分（３１０）と、ほぼ前記閉じ込め構造（１００）の外部に配置された外部インタフェース部分（３２０）とを有するインタフェース装置（３００）とを備え、前記内部インタフェース部分（３１０）が、前記第１部分（２１０）の一部および前記第２部分（２６０）の一部と接続し、前記測定信号（２０２）が、前記内部インタフェース部分（３１０）と前記外部インタフェース部分（３２０）との間で送信される装置。
【請求項２９】
前記第１部分幅（２１８）が、前記第１部分可変抵抗区間（２３０）の少なくとも一部にわたって変化し、前記第２部分幅（２６８）が、前記第２部分可変抵抗区間（２８０）の少なくとも一部にわたって変化する、請求項２８に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項３０】
前記可変抵抗区間（１４２）が減少するにつれて、前記第１部分幅（２１８）が第１部分初幅（２３４）から第１部分終了幅（２３６）まで増加し、前記可変断面（１４２）が減少するにつれて、前記第２部分幅（２６８）が第２部分初幅（２８４）から第２部分終了幅（２８６）まで増加する、請求項２９に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項３１】
前記第１部分幅（２１８）が、前記第１部分初幅（２３４）から前記第１部分終了幅（２３６）までほぼ二次式で増加し、前記第２部分幅（２６８）が、前記第２部分初幅（２８４）から前記第２部分終了幅（２８６）までほぼ二次式で増加する、請求項３０に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【請求項３２】
前記電気測定信号（２０２）の所定の特徴が、前記可変断面部分（１４０）の前記流体高さの変化とともにほぼ直線的に変化する、請求項２８に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００５年４月１０日出願の米国暫定特許出願第６０／５９４，４５７号、および２００６年３月３日出願の米国特許出願第１１／３６７，８２２号に対する優先権を主張し、これは全て、本明細書に完全に記載されているかの如く、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は概ね流体測定システムに、特にリザーバ、つまり閉じ込め装置の可変断面領域に対応する可変抵抗区間を有する、抵抗に基づく測定システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
様々な理由から、病院、養護ホーム、個人住宅、または車椅子などの様々な状況で患者に電解質などの流体を供給する、または患者から流体を採取することが望ましい。例えば、患者を通過するか、患者から放出された尿などの排出体液を常に採取し、その正確な量を求めることが必要な、多くの患者治療の場合がある。実際、病院では、特定の患者の尿を採取し、尿出力を測定し、監視することが普通である。これは、術後の患者で、さらに例えば尿出力が腎機能に直接関連する泌尿器異常の患者で日常的に実行されている。尿を採取し、測定して監視するこのタイプの処置は、極めて重要である。というのは、いつでも発生し得る尿流量の突然の変化は、患者の臨床状態の悪化を示すことができる。尿出力の変化は、心拍出量の変化とも相互に関係がある。
【０００４】
尿の侵襲的採取および尿出力の測定は通常、最初に患者にカテーテルを通すことによって達成される。つまりカテーテルを患者の尿道に通して、膀胱に入れる。カテーテルの他方端は、容器またはビニルの排液袋に、袋の入口返し付き流体口に取り付けたある長さの可撓管を通して接続される。通常、袋は患者のベッドまたは車椅子などの他の支持システムによって患者の下方で支持され、尿は重力によって患者から可撓管を通って採取袋へと排出される。動ける患者の場合、この採取装置または袋はレッグバッグと呼ばれ、病院のベッドにいる患者には、ベッドバッグと呼ばれるものがある。ベッドバッグは通常、２，０００ｍｌの容量であり、レッグバッグは１，０００ｍｌ、８００ｍｌ、７００ｍｌまたはそれより小さいこともある。尿出力を時間の関数として監視する以外に、採取袋のリザーバは予想されない間隔で容量まで充填され、これを再び尿で充填できるように、誰かが袋を空けねばらない。患者は時々排液管上に横たわることによって袋への尿の流れを妨害することがある。さらに、尿中に血液がある場合は、カテーテルを閉塞するような血栓を形成することがある。これらの場合、予想された期間の後に袋に尿が現れない。充填された袋と閉塞した管の両方が、尿の停滞を引き起こし、停滞は患者の症状に有害な影響を引き起こすことがある。以上の全ての理由から、採取袋の監視は、効果的な患者の治療を提供するための重要な部分である。
【０００５】
先行技術では、尿出力を採取し、測定するために使用される様々なタイプのシステムが述べられている。例えば、幾つかのシステムは透明で可撓性のプラスチック（ビニル）材料で形成された尿採取袋を使用し、これは袋自身にある目盛りの形態で、袋中の尿の体積を表す表示を含む。他のシステムでは、尿採取の入れ物は採取袋と流体連絡する剛性で透明なプラスチックリザーバを含み、このリザーバは、表示に関連する容積を有し、尿はそこに最初に流入し、袋に空けられる前に保存される。例えば、米国特許第４，３０５，４０５号に記載された尿計測袋を参照されたい。
【０００６】
これらの装置は幾つかの欠点を示す。例えば、印刷された表示を使用して実行する測定の読み取りは正確さに欠け、配置された場所に応じて、これらの装置の読み取りはある程度困難であることが多い。さらに、尿出力測定および袋の充填監視は、袋の充填データを個人的に収集し、記録するために、人が正確な間隔で来ることに依存する。これは実行が困難であることが多い。患者の部屋が暗い場合は、点灯しなければならず、患者の邪魔をし、２人部屋では同室人の邪魔にもなる。
【０００７】
尿などの体液を計測、計量、および他の方法で自動的に監視かつ／または採取するために使用される幾つかのタイプの機械、電気機械、および電子装置がある。これらの装置の多くには、特定の程度の正確さがないという事実以外に、安全な取り扱いの問題、高い製造費および／または使用費、携帯性のないこと、および一般的に使いにくいことがある。これらのシステムの多くは、患者の動作がシステム内で使用される計測または計量装置に影響するせいで、不正確になることが多い。これは、例えば米国特許第４，３４３，３１６号、第４，３９０，０７３号、第４，４１７，５８５号および第４，４４８，２０７号に記載されたシステムで見られるように、患者が通常は可撓管によって計測または計量装置に接続されているという理由から、特に真実である。
【０００８】
当技術分野では、固定された位置および使用ベースを有する診療所は、超音波を使用して剛性壁を有する容器内の尿の柱の高さを測定することができ、その高さの測定から、尿の体積および体積流量を監視することも知られている。泌尿器科医師は、臨床的に制御された施設で、制御された患者の出力を収集して、失禁を評価する。これらの専門的システムは、数千ドルの費用がかかる。患者は通常、診療所に行くよう予定され、次に患者の膀胱および関連する尿生成パターンを医療的に制御された状態で測定し、評価する処置が実行される。
【特許文献１】米国特許第４，３４３，３１６号明細書
【特許文献２】米国特許第４，３９０，０７３号明細書
【特許文献３】米国特許第４，４１７，５８５号明細書
【特許文献４】米国特許第４，４４８，２０７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
多くの一般的構成の１つで、本発明は、様々な新しい機能で技術の現状を前進させ、先行技術の装置の短所の多くを新しく新奇な方法で克服している。本発明は、幾つかの全体的に効果的な構成のいずれかで先行技術の短所および制限を克服する。本発明は、このような機能を実証し、先行技術の方法の短所の多くを新しく新奇な方法で克服する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、閉じ込め構造、センサ、およびインタフェース装置を有する液体測定装置である。液体測定装置は、流体を収容し、流体表面の流体高さを監視するように構成される。さらに、液体測定装置は、外部流体路と流体連絡し、したがって流体は、用途に応じて閉じ込め構造に入る、または閉じ込め構造を去ることができる。
【００１１】
閉じ込め構造は、流体を収容する内部、遠位端および近位端を有する。さらに、閉じ込め構造は、閉じ込め構造の遠位端と閉じ込め構造の近位端を接合する少なくとも１つの閉じ込め壁を有する。また、閉じ込め構造は、遠位端と近位端の間の距離である閉じ込め構造長さを有する。閉じ込め構造は、閉じ込め壁に取り付けられて、外部の流体路と着脱式に接続するように構成された口を有する。
【００１２】
閉じ込め構造は、少なくとも１つの可変断面部分を有する。閉じ込め構造は、定断面部分も有してよい。可変断面部分は可変断面を有する。さらに、定断面部分を有する実施形態では、これは一定の断面を有する。
【００１３】
センサは、閉じ込め構造の内部に配置される。センサは、電気測定信号を受信し、電気測定信号を所定の方法で修正して、閉じ込め構造内の流体の量を反映する。センサは、第１部分および第２部分を含む。第１部分と第２部分は両方とも、それぞれ可変抵抗を有する区間を有する。可変抵抗区間を導入することによって、センサは閉じ込め構造の可変断面部分を考慮に入れることができる。第１部分の可変抵抗区間は、可変抵抗区間長さを有し、閉じ込め構造長さの単位長さ当たりの第１部分可変抵抗区間の抵抗は、閉じ込め構造の長さの少なくとも一部にわたって変化する。同様に、第２部分は第２部分可変抵抗区間を有する。第２部分可変抵抗区間は、可変抵抗区間長さを有し、閉じ込め構造長さの単位長さ当たりの第２部分可変抵抗区間の抵抗は、閉じ込め構造の長さの少なくとも一部にわたって変化する。
【００１４】
インタフェース装置は、ほぼ閉じ込め構造内部に配置された内部インタフェース部分、およびほぼ閉じ込め構造の外部に配置された外部インタフェース部分を有する。内部インタフェース部分は、第１部分の一部および第２部分の一部と接続される。測定信号は、閉じ込め壁を通して内部インタフェース部分と外部インタフェース部分の間で送信される。
【００１５】
センサは、閉じ込め構造の内部に配置され、センサの構成要素、つまり第１部分および第２部分は流体と接触することができる。液体レベルの測定は、これらの区間の組合せの電気抵抗が変化し、それによって電気測定信号を所定の方法で修正して、閉じ込め構造内の流体の量を反映するように、流体で第１部分および第２部分の一部を短絡させることによって遂行される。本発明によって、可変断面閉じ込め構造内の流体の量を連続的に求めることができる。
【００１６】
好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明、および添付図面を参照して、当業者にはさらに容易に明白になるように、様々な好ましい実施形態、配置構成、および構成のこれらの変形、改造、代替物を、単独で、または相互に組み合わせて使用することができる。
【００１７】
以下で主張されているような本発明の範囲を制限することなく、次に図面を参照する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置を、以降では液体測定装置（１）と呼び、これによって技術の現状を大幅に前進させることができる。装置の好ましい実施形態は、独創的で新奇の方法で構成され、以前には使用不能であったが好ましく、望ましい機能を実証する要素の新しく新奇の配置構成によって、これを遂行する。図面に関連して以下で述べる詳細な説明は、単に本発明の現在好ましい実施形態を説明するものであり、本発明を構築または使用できる唯一の形態を表すものではない。説明は、図示の実施形態に関連して、本発明を実現する設計、機能、手段および方法について述べる。しかし、同様に本発明の精神および範囲に含まれるとされる様々な実施形態によって、同じまたは同等の機能および特徴を遂行できることを理解されたい。
【００１９】
全体的に図１から図３０を参照すると、本発明は、閉じ込め構造（１００）、センサ（２００）、およびインタフェース装置（３００）を有する液体測定装置（１）である。液体測定装置（１）は、流体（１０）を収容し、流体表面（１２）の流体高さ（１４）を監視するように構成される。さらに、液体測定装置（１）は、外部流体路（５００）と流体連絡し、したがって流体（１０）は、用途に応じて閉じ込め構造（１００）に入る、またはそこを去ることができる。したがって、口（１１０）を、閉じ込め構造（１０）の頂部、つまり近位端（１０４）、または閉じ込め構造（１０）の底部、つまり遠位端（１０２）に配置することができる。
【００２０】
次に、本発明の多くの実施形態のうち第１について説明する。最初に、図１に見られるように、閉じ込め構造（１００）は、流体（１０）を収容する内部（１０６）、遠位端（１０２）および近位端（１０４）を有する。さらに、閉じ込め構造（１００）は、閉じ込め構造遠位端（１０２）と閉じ込め構造近位端（１０４）とを接合する少なくとも１つの閉じ込め壁（１２０）を有する。また、閉じ込め構造（１００）は、遠位端（１０２）と近位端（１０４）の間の距離である閉じ込め構造長さ（１０８）を有する。次に図２を参照すると、閉じ込め壁（１２０）は、壁厚さ（１２２）、内面（１２４）および外面（１２６）を有する。
【００２１】
閉じ込め構造（１００）は、閉じ込め壁（１２０）に取り付けられて、図２および図１８にのみ見られる外部流体路（５００）と着脱式に接続し、それによって閉じ込め構造内部（１０６）と外部流体路（５００）とが流体連絡できるように構成された口（１１０）を有する。図１に戻ると、閉じ込め構造（１００）は、少なくとも１つの可変断面部分（１４０）を有する。図１の特定の実施形態では、閉じ込め構造（１００）は定断面部分（１３０）も有するが、本発明ではこのようにする必要はない。図２９および図３０を参照されたい。定断面部分（１３０）は一定の断面（１３２）を有し、可変断面部分（１４０）は可変断面（１４２）を有する。可変断面部分（１４０）は、図２に見られるように、収束角度（１４４）で閉じ込め壁（１２０）が収束することによって形成される。可変断面部分（１４０）は、閉じ込め壁（１２０）と一体である必要はないことに留意されたい。つまり、可変断面部分（１４０）は、定断面部分（１３０）に接合することができ、閉じ込め壁（１２０）の一体延長部である必要はない。また、可変断面部分（１４０）は、図３に見られる遷移長さ（１４６）を有し、これは閉じ込め壁（１２０）の収束が開始する点から閉じ込め構造の遠位端（１２０）までの距離である。流体（１０）、流体表面（１２）、および流体高さ（１４）は、図３で最初に図示されている。閉じ込め構造（１００）は、外部環境から密封され、液密である。
【００２２】
第２に、センサ（２００）に関して、センサ（２００）は図１３から図１８に見られるように、閉じ込め構造内部（１０６）に配置される。センサ（２００）は、図２３の接続図でのみ図示されている電気測定信号（２０２）を受信し、電気測定信号（２０２）を所定の方法で修正して、閉じ込め構造（１００）内の流体（１０）の量を反映する。次に図４を参照すると、センサ（２００）は第１部分（２１０）および第２部分（２６０）を含む。第１部分（２１０）と第２部分（２６０）との指定は、センサ（２００）の特定部分の属性を説明する上の便宜にすぎない。したがって、センサ（２００）は実際には、幾つかの実施形態として本明細書で開示するように、幾つかの方法で閉じ込め構造を横断する１つの連続的電極である。
【００２３】
第１部分（２１０）と第２部分（２６０）は両方とも、それぞれ閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ毎に可変抵抗（２３０、２８０）を有する区間を有する。可変抵抗部分を導入することによって、センサ（２００）は、閉じ込め構造の可変断面部分（１４０）を考慮に入れることができる。定断面部分（１３０）および可変断面部分（１４０）を有する閉じ込め構造の実施形態では、第１部分（２１０）と第２部分（２６０）の両方が、それぞれ定抵抗区間を有する区間（２２０、２７０）、および可変抵抗を有する区間（２３０、２８０）を有する。
【００２４】
引き続き図４を参照すると、第１部分（２１０）は第１部分遠位端（２１２）、第１部分近位端（２１４）、第１部分長さ（２１６）、第１部分幅（２１８）、および第１部分可変抵抗区間（２３０）を有する。幾つかの実施形態では、第１部分（２１０）はさらに、第１部分定抵抗区間（２２０）を含む。第１部分定抵抗区間（２２０）は、第１部分定抵抗区間長さ（２２２）を有し、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの第１部分定抵抗区間（２２０）の抵抗は、実質的に一定である。第１部分可変抵抗区間（２３０）は、可変抵抗区間長さ（２３２）を有し、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの第１部分可変抵抗区間（２３０）の抵抗は、閉じ込め構造長さ（１０８）の少なくとも一部にわたって変化する。
【００２５】
同様に、第２部分（２６０）は、第２部分遠位端（２６２）、第２部分近位端（２６４）、第２部分長さ（２６６）、第２部分幅（２６８）、および第２部分可変抵抗区間（２８０）を有する。幾つかの実施形態では、第２部分（２６０）は、第２部分定抵抗区間（２７０）を含む。第２部分定抵抗区間（２７０）は、第２部分定抵抗区間長さ（２７２）を有し、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの第２部分定抵抗区間（２７０）の抵抗は、実質的に一定である。第２部分可変抵抗区間（２８０）は、可変抵抗区間長さ（２８２）を有し、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの第２部分可変抵抗区間（２８０）の抵抗は、閉じ込め構造長さ（１０８）の少なくとも一部にわたって変化する。
【００２６】
当業者には認識されるように、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの可変抵抗は、幾つかの方法で獲得することができる。例えば、センサ（２００）の幅（２１８、２６８）を閉じ込め構造長さ（１０８）にわたって変化させ、図４、図７および図２２に見られるように、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりのセンサ（２００）の抵抗を変化させることができる。また、センサ（２００）の厚さ（２１９、２６９）を閉じ込め構造長さ（１０８）にわたって変化させ、図５、図６、図８および図９に見られるように、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりのセンサ（２００）の抵抗を変化させることができる。さらに、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりのセンサ（２００）の量を変化させて、図１０に見られるように単位長さ当たりの記載された可変抵抗を達成することができ、これはセンサ（２００）が閉じ込め構造（１００）を横断するパターンと考えることができる。さらに、センサ（２００）の組成を変化させることによって、抵抗を変化させることができる。
【００２７】
第１に、図４、図７および図２２に見られるように第１部分可変抵抗区間（２３０）および第２部分可変抵抗区間（２８０）を生成するために、幅（２１８、２６８）を変化させる実施形態に注目することができる。１つの実施形態では、第１部分（２１０）および第２部分（２６０）の両方が、それぞれ一定の幅（２２０、２７０）を有する区間、および可変幅（２３０、２８０）を有する区間を有する。しかし、閉じ込め構造（１００）が定断面部分（１３０）を有さない、つまり可変抵抗部分（１４０）のみを有する場合は、定抵抗区間（２２０、２７０）が必要ないことが、当業者には認識される。例えば、可変断面部分（１４０）のみを有する閉じ込め構造（１００）が、図２９に見られる。したがって、この実施形態では、第１部分（２１０）および第２部分（２６０）が可変抵抗区間（２３０、２８０）しか有さず、定抵抗区間（２２０、２７０）がない。さらに、複数の可変断面部分（１４０）を有する閉じ込め構造（１００）が、図３０に見られる。この実施形態では、各部分（２１０、２６０）は、可変断面積の増加または減少を考慮に入れるために、複数の別個の可変抵抗区間（２３０、２８０）を有することができる。
【００２８】
可変幅の部分を導入することによって、センサ（２００）は、閉じ込め構造（１００）の可変断面部分（１４０）を考慮に入れることができる。したがって、再び図４を参照すると、第１部分（２１０）は第１部分遠位端（２１２）、第１部分近位端（２１４）、第１部分長さ（２１６）、および第１部分幅（２１８）を有する。この実施形態は、第１部分定抵抗区間（２２０）を含む。第１部分定抵抗区間（２２０）は、第１部分一定幅区間であり、第１部分可変抵抗区間（２３０）は、第１部分可変幅区間である。前述したように、この実施形態では、第１部分定抵抗区間（２２０）は、第１部分定抵抗区間長さ（２２２）を有し、第１部分幅（２１８）は、第１部分定抵抗区間長さ（２２２）および／または閉じ込め構造長さ（１０８）にわたって実質的に一定である。また、第１部分可変抵抗区間（２３０）は、第１部分可変抵抗区間長さ（２３２）、第１部分初幅（２３４）、および第１部分終了幅（２３６）を有し、第１部分幅（２１８）は、第１部分可変抵抗区間長さ（２３２）および／または閉じ込め構造長さ（１０８）にわたって変化する。図４の実施形態では、第１部分幅（２１８）の変化は直線的であるが、図７、図１３、図１９および図２０に見られるように、そうである必要はない。
【００２９】
同様に、第２部分（２６０）は第２部分遠位端（２６２）、第２部分近位端（２６４）、第２部分長さ（２６６）、および第２部分幅（２６８）を有する。図４の実施形態では、第２部分定抵抗区間（２７０）は、第２部分一定幅区間であり、第２部分可変抵抗区間（２８０）は、第２部分可変幅区間である。前述したように、この実施形態では、第２部分定抵抗区間（２７０）は、第２部分定抵抗区間長さ（２７２）を有し、第２部分幅（２６８）は、第２部分定抵抗区間長さ（２７２）および／または閉じ込め構造長さ（１０８）にわたって実質的に一定である。また、第２部分可変抵抗区間（２８０）は、第２部分可変抵抗区間長さ（２８２）、第２部分初幅（２８４）、および第２部分終了幅（２８６）を有し、第２部分幅（２６８）は、第２部分可変抵抗区間長さ（２８２）および／または閉じ込め構造長さ（１０８）にわたって変化する。
【００３０】
第２に、図５および図６の可変センサ厚さの実施形態では、第１部分定抵抗区間（２２０）は、第１部分一定厚さ区間であり、第１部分可変抵抗区間（２３０）は、第１部分可変厚さ区間である。この１つの実施形態では、第１部分定抵抗区間（２２０）は、第１部分定抵抗区間長さ（２２２）を有し、第１部分厚さ（２１９）は、第１部分定抵抗区間長さ（２２２）および／または閉じ込め構造長さ（１０８）にわたって実質的に一定である。また、第１部分可変抵抗区間（２３０）は、第１部分可変抵抗区間長さ（２３２）を有し、第１部分厚さ（２１９）は、第１部分可変抵抗区間長さ（２３２）および／または閉じ込め構造長さ（１０８）の少なくとも一部にわたって変化する。同様に、この実施形態では、第２部分定抵抗区間（２７０）は、第２部分一定厚さ区間であり、第２部分可変抵抗区間（２３０）は、図５、図６、図８および図９に見られるように、第２部分可変厚さ区間である。この実施形態では、第２部分厚さ（２６９）は、第２部分定抵抗区間長さ（２７２）にわたって実質的に一定であり、第２部分厚さ（２６９）は、第２部分可変抵抗区間長さ（２８２）および／または閉じ込め構造長さ（１０８）にわたって変化する。当業者には認識されるように、可変幅の実施形態および可変厚さの実施形態は、相互に排他的ではない。つまり、第１部分可変抵抗区間（２３０）は、可変幅の戦略を取り入れることができ、第２部分可変抵抗区間（２８０）は、可変厚さの戦略を取り入れることができ、その逆もある。
【００３１】
第３に、センサ路の距離とも考えられるセンサ（２００）の量は、図１０に見られるように、単位長さ当たりの記載された可変抵抗を達成するために、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ毎に変化することができる。つまり、センサ（２００）が一定の幅と一定の厚さの両方を有している場合、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりに存在するセンサ（２００）の量、つまりセンサ路の距離を増加させる、または減少させることによって、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの可変抵抗を達成することができる。これは単に、閉じ込め構造（１００）の長さの１インチ当たりの第１部分長さ（２１６）または第２部分長さ（２６６）を増加させる、または減少させることによって達成することができる。センサ（２００）が、図１０に見られるように一定振幅の波動関数として配向されている実施形態の場合、これは単に、波動関数の期間を変化させて、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの抵抗を変化させることを含む。前述した波動関数の実施形態は、所望の結果を達成する多数の方法の１つにすぎないことが、当業者には認識されるだろう。
【００３２】
本明細書の以降でさらに詳細に検討するように、可変抵抗区間（２３０、２８０）の幅（２１８、２６８）および厚さ（２１９、２６９）は、任意の数の方法で変化させることができる。例えば、幅（２１８、２６８）は、図４、図２１および図２２に見られるように、直線的に変化するか、図７、図１９および図２０に見られるように、幅（２１８、２６８）の変化は、区間（２１０、２６０）の１つまたは複数の湾曲した縁部を組み込むことができる。同様に、厚さ（２１９、２６９）は、図５および図６に見られるように、直線的に変化するか、図８および図９に見られるように、厚さ（２１９、２６９）の変化は、湾曲した輪郭を組み込むことができる。
【００３３】
第４に、図１４のインタフェース装置（３００）に関して、インタフェース装置（３００）は、実質的に閉じ込め構造内部（１０６）に位置する内部インタフェース部分（３１０）、および実質的に閉じ込め構造（１００）の外部に位置する外部インタフェース部分（３２０）を有する。内部インタフェース部分（３１０）は、第１部分（２１０）の一部および第２部分（２６０）の一部と接続される。測定信号（２０２）が、閉じ込め壁（１２０）を通って内部インタフェース部分（３１０）と外部インタフェース部分（３２０）の間で送信される。
【００３４】
内部および外部インタフェース部分（３１０、３２０）は、漏れない方法で閉じ込め壁（１２０）を貫通するか、非接触状態で相互に結合することができる。図１６および図１７に見られる１つの特定の実施形態は、１つまたは複数の漏れ抵抗性の電導性スナップ部材で構成された機械的接合システムを組み込み、内部インタフェース（３１０）は内部スナップ取付けユニット（３１６）であり、外部インタフェース（３２０）は、外部スナップ閉鎖ユニット（３２６）である。１つの特定の実施形態では、外部スナップ閉鎖ユニット（３２６）は、本明細書の以降で説明するデータ収集装置（４００）の協働するスナップユニット（４２０）と協働するように設計されたオススタッド区間またはメスソケット区間を含むことができる。
【００３５】
別の実施形態は、内部インタフェース部分（３１０）または外部インタフェース部分（３２０）が閉じ込め壁（１２０）を貫通しない状態で、閉じ込め壁（１２０）を通して測定信号（２０２）を送信する。この貫通しない実施形態では、インタフェース装置（３００）が、非接触結合方法を使用して、情報をセンサ（２００）から外部装置へと、閉じ込め壁（１２０）を通して通信する。１つの実施形態では、情報は、インタフェース部分（３１０、３２０）の１対のコンデンサまたは誘導器を使用することによって、閉じ込め壁（１２０）をまたがって電気的に送信される。インタフェース部分（３１０、３２０）は、当業者に知られているような任意の数の方法で閉じ込め構造上に配置することができる。例えば、インタフェース部分（３１０、３２０）は、接着剤で閉じ込め構造に取り付けるか、相互に磁石で取り付けるか、閉じ込め構造（１００）に永久的に取り付けることができる。
【００３６】
図１５に見られる１つの実施形態では、液体測定装置（１）は、インタフェース装置（３００）と電気通信するデータ収集装置（４００）も含み、データ収集装置（４００）は測定信号（２０２）を生成し、測定信号（２０２）の変化を分析する。データ収集ユニット（４００）は、電池式であるか、有線でよい。データ収集ユニット（４００）は、閉じ込め構造（１００）内の流体の体積を示す表示装置を含んでよい。データ収集ユニット（４００）は、閉じ込め袋の近傍に配置された携帯用の読み出しユニットまたは中央監視ステーションとの間でセンサ情報を通信するために、センサ変換回路および無線送信器を含んでよい。データ収集装置（４００）は、警報監視プロトコルを組み込むことができ、これによって警報は、流体レベルが所定の状態で変化していない場合、および／または任意の流体レベルに到達した場合に、使用者に通知する。携帯用読み出しユニットは、温度またはｐＨなどのさらに高次の生理学的流体感知および閉じ込め袋情報を記憶し、表示することができる。また、読み出しユニットは、警報状態を患者および介護者に警告することができ、感知および警報情報を外部ユニットに通信することができる。通信手段は、無線周波数（ＲＦ）または他の標準的方法でよい。データ収集装置（４００）は、外部インタフェース部分（３２０）、特に外部スナップ閉鎖ユニット（３２６）に着脱式に取り付けられる少なくとも１つの協働スナップユニット（４２０）を含んでよい。この実施形態では、少なくとも１つの協働スナップユニット（４２０）が、データ収集装置（４００）とセンサ（２００）の間の電気的通信を確立し、外部スナップ閉鎖ユニット（３２６）と少なくとも１つの協働スナップユニット（４２０）との協働は、データ収集装置（４００）を閉じ込め構造（１００）に確実に保持する。
【００３７】
図１９に見られる本発明のさらに別の実施形態では、センサ（２００）は、第１部分遠位端（２１２）を第２部分遠位端（２６２）に接続する分路部分（２９０）を含む。分路部分（２９０）は、分路部分遠位端、分路部分近位端、および分路部分幅を有する。分路部分（２９０）は、流体（１０）が存在しない場合に、第１部分（２１０）と第２部分（２６０）の間に電気通信路を提供して、第１部分と第２部分（２１０、２６０）の間に短絡、つまり連続路または抵抗を生成する。１つの実施形態では、分路部分（２９０）の抵抗は、センサで表示される最小体積と一致するはずである。したがって、閉じ込め構造（１００）が１０００ｍＬであり、５ｍＬ（体積の０．５％）を検出することが望ましい場合、分路部分（２９０）はセンサ（２００）の初抵抗の０．５％の抵抗を有していなければならない。例えば、センサ（２００）の初抵抗が８９．５ｋオームである場合、分路部分（２９０）の抵抗は、約４５０オームになるはずである。分路部分（２９０）の利点は、少量の第１量の流体が閉じ込め構造（１００）に流入した場合に、明確な信号を提供することである。
【００３８】
次に、開示された液体測定装置（１）の１つの実施形態の基本的要素について、本発明の利点に関する簡単な説明、および先行技術に対するこのような改良点の基本の順番である。センサ（２００）は、閉じ込め構造（１００）の内部（１０６）に位置し、センサ（２００）の構成要素、つまり第１部分（２１０）および第２部分（２６０）は、図１１および図１２に見られるように、流体（１０）と接触することができる。液体レベル測定は、第１部分（２１０）と第２部分（２６０）の一部を流体（１０）で短絡させることによって遂行され、したがってこれらの区間（２１０、２６０）の組合せの電気抵抗が変化し、それによって所定の方法で電気測定信号（２０２）を修正して、閉じ込め構造（１０）内の流体（１０）の量を反映させる。このような測定信号（２０２）の変化は、容易に測定される。
【００３９】
本発明によって、閉じ込め構造（１００）内の流体（１０）の量を連続的に求めることができる。第１および第２部分（２１０、２６０）の抵抗は、図１１および図１２に見られるように、流体高さ（１４）の上昇とともに低下し、それによって第１および第２部分（２１０、２６０）の短絡量が増加する。本発明は、流体の密度、温度、および閉じ込め構造（１００）の圧力に依存しない。流体（１０）は任意の導電性流体でよい。一般的に、医療施設では、流体（１０）は尿、血液、または傷からの排液である。
【００４０】
部分（２１０、２６０）間に流体（１０）が存在しない場合は、第１部分（２１０）と第２部分（２６０）の間で測定される抵抗は高いが、生理学的流体が部分（２１０、２６０）を覆うにつれて、第１部分と第２部分（２１０、２６０）の間の抵抗は、部分（２１０、２６０）間の流体（１０）の距離１センチメートル当たりの抵抗と等しい低い値まで低下することが、当業者には理解される。当業者には認識されるように、第１および第２部分（２１０、２６０）の抵抗が上昇すると、第１部分と第２部分（２１０、２６０）の間の距離を非常に大きくすることができる。つまり、第１および第２部分（２１０、２６０）の抵抗が上昇すると、部分（２１０、２６０）を相互にすぐに隣接させて、小さい距離だけ隔置するのではなく、製造に便利であるように、閉じ込め構造（１００）内の位置に配置することができる。第１および第２部分（２１０、２６０）がともに短絡した場合に経験する抵抗の大幅な低下を使用して、特定の流体高さ（１４）に流体（１０）が存在することを示す。
【００４１】
第１および第２部分（２１０、２６０）は、絶縁された区間を有することができ、したがって特定の絶縁部分が流体（１０）に接触しない、またはその部分が流体（１０）に完全に曝露することがある。１つの特定の実施形態では、第１および第２部分（２１０、２６０）は、部分（２１０、２６０）の表面が、部分長さ（２１６、２６６）全体で流体（１０）と接触できるように構築される。
【００４２】
別の実施形態では、第１および第２部分（２１０、２６０）は、閉じ込め壁の内面（１２４）、または閉じ込め構造（１００）内に装着されたセンサ基板（２０４）に印刷される炭素インクなどの導電性インクで構成される。このような印刷は、ほぼ任意の方法で遂行することができるが、スクリーン印刷およびインクジェット印刷が通常は使用される。炭素インクは通常、１平方当たり１００〜５００オームの抵抗値を有する。当業者には認識されるように、非常に薄い膜または材料の場合、「オーム／平方」とは「オーム／単位面積」という意味である。つまり「平方インチ当たり」、「平方センチメートル当たり」などでよい。この実施形態では、センサ基板（２０４）は、柔軟な材料または剛性の材料でよい。柔軟なセンサ基板（２０４）は、センサ（２００）が閉じ込め構造（１００）の形状とともに曲がれるように、センサ（２００）が閉じ込め壁（１２０）の近傍にあるべき用途に有利である。実際、幾つかの実施形態では、構造（１００）に追加の剛性を大幅に追加せずに閉じ込め構造（１００）に取り付けられるように、センサ基板（２０４）は閉じ込め構造（１００）と同じ材料で構築することが好ましい。剛性のセンサ基板（２０４）は、口（１１０）を通してセンサ（２００）を閉じ込め構造（１００）に容易に装入できるように、センサ（２００）が一般的であり、閉じ込め構造（１００）の特定の一製造業者に特有のものでない実施形態において好ましい。
【００４３】
別の実施形態では、医療分野の多くの尿採取袋で一般的であるが、第１部分長さ（２１６）および第２部分長さ（２６６）は、約２０センチメートルである。この実施形態では、空間が貴重である場合、第１部分と第２部分（２１０、２６０）の間の距離を最小限に抑えることが望ましい。さらに別の実施形態では、第１部分（２１０）と第２部分（２６０）の長さに沿った抵抗が、１センチメートル当たり約１０００オームから１センチメートル当たり約６０００オームのオーダになるように、第１部分幅（２１８）および第２部分幅（２６８）を選択する。したがって、第１部分幅（２１８）および第２部分幅（２６８）は通常、約０．２５センチメートルに設定される。しかし、第１部分と第２部分（２１０、２６０）を閉じ込め構造（１００）の対向する側に配置し、それでも短絡の抵抗増加、つまり第１部分と第２部分（２１０、２６０）の間の流体ギャップの抵抗増加を考慮するために、単に部分（２１０、２６０）の抵抗を増加させることによって、正確な測定結果を提供できることが、当業者には認識されることに留意されたい。
【００４４】
次に、センサ（２００）の抵抗に関して、さらに詳細な説明をする番である。以下の詳細な説明は、図２１のようなセンサ分路部分（２９０）を組み込んだ実施形態を指しているが、分路部分（２９０）を組み込んでいない実施形態にもこの分析方法が等しく当てはまることが、当業者には認識される。最初に、以下の式１は、センサの抵抗（Ｒ２００）が、分路部分の抵抗（Ｒ２９０）に第１部分の抵抗（Ｒ２１０）および第２部分の抵抗（Ｒ２６０）を加えた値に等しいことを明らかにする。Ｒ２００は、センサ全体である要素番号２００の抵抗であり、したがってＲ２００はセンサの抵抗であることに留意されたい。同様に、要素番号２９０は分路部分（２９０）であり、したがってＲ２９０は分路部分の抵抗である。さらに、要素番号２１０は第１部分（２１０）であり、したがってＲ２１０は第１部分の抵抗であり、最後にＲ２６０は第２部分の抵抗である。
【００４５】
【数１】
2008538604.tif 000003
第１部分と第２部分（２１０、２６０）が同一であると仮定すると、式１は以下のように書き換えることができる。
【００４６】
【数２】
2008538604.tif 000004
当業者に認識されるように、第１および第２部分（２１０、２６０）がその全長（２１６、２６６）にわたって１つの一定の幅を有する場合、第１部分の抵抗（Ｒ２１０）は単に、単位長さ当たりの抵抗（ＲＵＬ）に、以下の式でＬＥと呼ばれる第１部分長さ（２１６）を乗算するだけのことである。したがって、下式は、一定幅の区間（２１６、２６６）を有するセンサ（２００）に当てはまる。
【００４７】
【数３】
2008538604.tif 000005
次に、流体（１０）が、分路部分（２９０）の底部から図２３に見られる「ｙ」とされる距離だけ上昇すると、流体（１０）に曝露する第１および第２部分（２１０、２６０）の量が増加し、したがって第１部分と第２部分（２１０、２６０）の間に短絡が生じ、区間（２１０、２６０）の有効長さが減少する。距離「ｙ」は、流体（１０）で覆われた第１部分（２１０）の長さとも考えることができ、したがってこれ以降、「ｙ」を「濡れた部分の長さ」と呼ぶ。したがって、センサの抵抗（Ｒ２００）を、以下のように、分路部分（２９０）の底部より上にある流体の濡れた部分の長さ（ｙ）の関数として書き換えることができる。
【００４８】
【数４】
2008538604.tif 000006
分路部分の抵抗Ｒ２９０は、式４から消えている。というのは、流体（１０）によって生成された短絡が、回路から分路部分（２９０）を除去するからである。さらに、式４は、区間（２１０、２６０、２９０）の抵抗より大幅に小さいので、流体（１０）の抵抗を無視し、そうしても認められるほどの誤差は導入されない。単純に言うと、式４は、濡れた部分の長さ（ｙ）が１センチメートル増加する毎に、センサの抵抗Ｒ２００が、区間の単位長さ（ＲＵＬ）当たりの抵抗の２倍減少することを示す。
【００４９】
式４は、下式のように単純化することができる。
【００５０】
【数５】
2008538604.tif 000007
ここでＲＵＬおよびＫは定数である。今日までに作製された典型的なセンサの場合、ＲＥ＝１１２，９００オーム、Ｋ＝４，８７７オーム／ｃｍである。
【００５１】
したがって、部分長さ（２１６、２６６）の全体にわたって部分幅（２１８、２６８）が一定のままである場合、センサの抵抗（Ｒ２００）は、分路部分（２９０）より上にある流体（１０）の濡れた部分の長さ（ｙ）の増加とともに直線的に低下する。
【００５２】
センサ抵抗（Ｒ２００）は、様々な方法で測定することができる。例えば、電流（Ｉ）をセンサ（２００）に通し、センサ（２００）での電圧低下を測定することができる。あるいは、図２３の電気接続図で見られるように、センサ（２００）およびＲ６００の抵抗を有する固定負荷抵抗器（６００）と直列の電圧源（ＶＡＣ）を使用することができる。この回路の電流（Ｉ）は、センサの抵抗（Ｒ２００）の変化とともに変化し、この電流は、負荷抵抗器（６００）における電圧低下（ＶＬＲ）を測定することによって測定することができる。負荷抵抗器（６００）は通常、１００オームなどの低い抵抗を有する。いずれの場合も、電圧または電流源は、プラスとマイナスの固定ピーク値の間で交互にならなければならない（つまり交流またはＡＣ電源でなければならない）。定数（つまり固定されたＤＣ電源）は、イオン（つまり生理的）液体の場合に、正確なデータを提供しない。
【００５３】
負荷抵抗器（６００）を組み込んだこのような実施形態では、オームの法則によって与えられる回路内の電流（Ｉ）は、下式の通りである。
【００５４】
【数６】
2008538604.tif 000008
ここで、Ｒ２００は上式４によって与えられる。負荷抵抗器（６００）における電圧低下（ＶＬＲ）は下式の通りである。
【００５５】
【数７】
2008538604.tif 000009
この負荷抵抗器の電圧低下（ＶＬＲ）は容易に測定され、ここでは測定信号（２０２）と呼び、以下の式ではＳで示す。当業者には認識されるように、測定信号（２０２）は、電圧、電流、インダクタンスなどの任意の数の電気的特性でよい。濡れた部分の長さ（ｙ）の関数としての測定信号の値（２０２、Ｓ）は、オームの法則に基づく下式によって与えられる。
【００５６】
【数８】
2008538604.tif 000010
次に、式８を逆数にすると、下式になる。
【００５７】
【数９】
2008538604.tif 000011
次に、式４を代入することによって、式９を単純化することができる。
【００５８】
【数１０】
2008538604.tif 000012
式１０をさらに単純化すると、下式になる。
【００５９】
【数１１】
2008538604.tif 000013
次に、流体レベル（ｙ）について式１１を解くと、下式になる。
【００６０】
【数１２】
2008538604.tif 000014
ここで、
【００６１】
【数１３】
2008538604.tif 000015
勾配はＶ＊ｃｍの単位を有する。
【００６２】
【数１４】
2008538604.tif 000016
切片はセンチメートルの単位を有する。
【００６３】
したがって、流体レベル（ｙ）は、測定信号（２０２）、（Ｓ（ｙ））の逆数で直線的に変化する。式１２を再構成して、下式にすることができる。
【００６４】
【数１５】
2008538604.tif 000017
図１３の略図では、ＶＡＣ＝１１．２ボルトＡＣ電源、Ｒ６００＝１００オーム、ＲＵＬ＝２７５０オーム／ｃｍ、およびＬＥ＝２０ｃｍの場合、式１３および式１４から、理論値は、勾配が約２０３．６ｍＶ・ｃｍ、切片が約２０．０２ｃｍになる。同様の実験を実行して、約２０５．６ｍＶ・ｃｍの勾配、約２３．７ｃｍの切片が得られ、したがって理論値との比較は良好であった。
【００６５】
閉じ込め構造（１００）が定断面の区域を有する場合、ＶＯＬとされる容器内の液体体積は、充填高さとともに直線的に変化し、したがってＶＯＬ∝ｙとなる。このような単純な容器の場合、式１２は、一定の容器面積に関連する適切な定数を乗算することによって、充填高さではなく体積を測定するように単純に変換することができる。
【００６６】
しかし、概して大部分の医療用途、特に尿採取用途では、閉じ込め構造（１００）は、閉じ込め構造（１００）の全長に沿って一定の断面積を有していない。典型的な尿袋（特に低コストの袋）は、ビニル材料のシートで作製され、袋は高周波（ＲＦ）溶着技術を使用して形成されるので、その結果、袋の底部（および頂部）付近は可変の断面積になる。図１５に見られるさらに別の実施形態では、閉じ込め構造（１００）はさらに、データ収集装置（４００）を着脱式に収容する補助装着ポケット（１５０）を含む。
【００６７】
図１は、袋の断面積が流体の高さとともに変化することを示す。定断面部分（１３０）内では、断面（１３２）は一定である。逆に、可変断面部分（１４０）では、断面（１４２）は流体の高さとともに変化する。以前に開示したように、可変断面部分（１４０）は、閉じ込め壁（１２０）が、式ではφで表される収束角度（１４４）で遠位端（１０２）へと収束することを特徴とする。定断面部分の幅（１３４）は、下式ではＷで示され、定断面部分の深さ（１３６）は、下式ではＤで示される。したがって、流体高さ（１４）が可変断面部分（１４０）にある状況の場合、下式ではＶＯＬで示される閉じ込め構造（１００）内の流体（１０）の体積は、下式ではＨで示される流体高さ（１４）の関数として、下式のように書くことができる。
【００６８】
【数１６】
2008538604.tif 000018
さらに、流体高さ（１４）が定断面部分（１３０）にある場合、閉じ込め構造（１００）内の流体（１０）の体積は、下式のように書くことができる。
【００６９】
【数１７】
2008538604.tif 000019
次に、式１６および式１７は、式ではＨで示される流体高さ（１４）について解き、８．８９ｃｍの幅（１３４、Ｗ）、６．３５ｃｍの遷移長さ、および６０°の収束角度（１４４、φ）を有する典型的な１０００ｍＬの尿採取袋では、図２４に見られるようにプロットすることができる。図２４は、流体高さ（１４、Ｈ）が閉じ込め構造（１００）の可変断面部分（１４０）にある場合、流体の体積は、流体高さ（１４、Ｈ）とともに非直線的に変化することを示す。従来の尿採取袋の測定表示が、図２６に見られるように、可変断面部分（１４０）では不均一な間隔であるのは、この非直線性が理由であることが、当業者には認識される。
【００７０】
さらに、線形信号アルゴリズムを使用しようとした場合に、有意の誤差を導入せずに、第１および第２部分（２１０、２６０）が、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりで一定の抵抗を有することができないのは、この理由からである。センサ抵抗（Ｒ２００）のこのような非直線的変動が、図２５ａのグラフで図示されている。可変断面部分（１４０）では、流体高さ（１４、Ｈ）はほぼ体積の平方根に比例し、したがって下式になる。
【００７１】
【数１８】
2008538604.tif 000020
ここでＲＡおよびＫＡは定数、ＲＶＣＳは可変断面部分の抵抗であり、したがってＶＣＳは下付き文字である。次に、流体高さ（１４、Ｈ）が定断面部分（１３０）にある場合、センサ抵抗Ｒ２００はこれも体積（ＶＯＬ）とともに直線的に変化する。
【００７２】
したがって、測定信号（２０２、Ｓ）は、流体高さ（１４、Ｈ）が定断面部分（１３０）にある場合は、式９に従って変化するが、流体高さ（１４、Ｈ）が可変断面部分（１４０）にある場合、センサ抵抗（Ｒ２００）は図２５ｂに見られるように、充填体積（ＶＯＬ）とともに非直線的に変化する。
【００７３】
再び、負荷抵抗器（６００）で測定して電圧Ｓ（ｙ）の直列回路を仮定すると、閉じ込め構造の充填体積（ＶＯＬ）の関数として、出力信号１／Ｓ（ｙ）は下式によって与えられる。
【００７４】
【数１９】
2008538604.tif 000021
閉じ込め構造（１００）の底部付近で、センサ（２００）は式１８によって与えられたように、充填体積（ＶＯＬ）とともに非直線的に抵抗（Ｒ２００）を変化させる。これは、式１８を式１９に代入することによって、数学的に分かる。したがって、全体的なセンサ抵抗（Ｒ２００）より大幅に小さい抵抗（Ｒ６００）の負荷抵抗器（６００）を有する直列回路の実施形態では、以下の測定信号の式が得られる。
【００７５】
【数２０】
2008538604.tif 000022
以前に検討した誤差は、センサ（２００）の少なくとも一部の抵抗を変化させることによって、特に閉じ込め構造（１００）の可変断面部分（１４０）の非直線的効果を考慮に入れるために、少なくとも第１部分（２１０）の一部および第２部分（２６０）の一部の抵抗を変化させることによって、実質的に解消することができる。抵抗を変化させる様々な方法について、本明細書では以前に開示しており、以下の分析は、これらの実施形態の１つのみ、つまり可変幅センサの実施形態に的を絞っているが、他の実施形態でも同様の分析が実行されることが、当業者には理解される。したがって、第１部分幅（２１８）および第２部分幅（２６８）は、閉じ込め構造（１００）の可変断面部分（１４０）の非直線的効果を考慮に入れるために、その長さ（２１６、２６６）の一部にわたって変化することができる。したがって、幅（２１８、２６８）を変化させると、閉じ込め構造の断面積が変化するにもかかわらず、以前の単位長さ当たりの一定幅および一定抵抗の方法よりも直線的な測定信号（２０２、Ｓ（ｙ））が提供される。実際、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりのセンサ抵抗を変化させることによって、本明細書で開示された方法のいずれでも、閉じ込め構造の変化する断面積（１４２）にもかかわらず、閉じ込め構造（１００）内の流体（１０）の量とともにほぼ直線的に変化する測定信号（２０２、Ｓ（ｙ））を生成することができる。
【００７６】
現在のところ、可変幅センサの実施形態に的を絞っているが、区間長さの任意の変化ΔＬＥについて、センサ（２００）の抵抗の変化ΔＲ２００は下式によって与えられる。
【００７７】
【数２１】
2008538604.tif 000023
ここでＲＳＱは、第１および第２部分（２１０、２６０）について以前に説明した平方単位毎の抵抗であり、Ｗは部分（２１８、２６８）の幅である。一定の幅、つまりＷ＝ＷＣの場合、単位長さ当たりのセンサ抵抗は、部分（２１０、２６０）に沿って一定になる。しかし、幅Ｗが部分長さ（２１６、２６６、ＬＥ）に沿って変化すると、式２１により、ΔＲ２００はもはや一定ではなくなる。したがって、１つの実施形態では、適切なΔＲ２００の値を提供するために、要素番号２１８、２６８で識別される部分の幅（Ｗ）を調節することによって、信号１／Ｓ（ｙ）の非直線性を、体積に関連するほぼ直線的な変化に変換することができる。
【００７８】
センサ抵抗Ｒ２００は、可変断面部分（１４０）内の区間の二次式関数として、部分長さ（２１６、２６６）に沿って変化すると仮定することができる。つまり、下式の通りである。
【００７９】
【数２２】
2008538604.tif 000024
ここでＡ、ＢおよびＣは定数である。ｙ＝０の場合は、Ｒ２００（１）＝Ｒ２００であり、したがってＣ＝Ｒ２００であることが分かっている。全てのｙについて、下式の通りであることも分かっている。
【００８０】
【数２３】
2008538604.tif 000025
ここでＷ＝Ｗ（ｙ）は、ｙ＝０からｙ＝部分長さについて、部分長さ（２１６、２６６）全体に沿って、濡れた部分の長さｙの関数として変化可能な部分（２１０、２６０）の幅である。
【００８１】
したがって、定断面部分（１３０）の場合、式２３を式２２と等しく設定し、下式を得ることができる。
【００８２】
【数２４】
2008538604.tif 000026
次に、Ｗについて解くと、下式になる。
【００８３】
【数２５】
2008538604.tif 000027
定数ＡおよびＢを求めるために、最初に閉じ込め構造（１００）の遷移長さ（１４６）と等しい濡れた部分の長さｙでは、式２２からのＲ２００（１）は
【００８４】
【数２６】
2008538604.tif 000028
を得るために、式５からの直線抵抗値に等しくなければならない、という事実を使用する。
【００８５】
次に、これをＡについて解くと、下式になる。
【００８６】
【数２７】
2008538604.tif 000029
また、ｙの関数としての抵抗の勾配も、ｙ＝（遷移長さ）で等しくなければならず、したがって式２２の導関数をとり、これを式５の導関数と等しく設定すると、下式が得られる。
【００８７】
【数２８】
2008538604.tif 000030
Ｂについて式２８を解くと、下式になる。
【００８８】
【数２９】
2008538604.tif 000031
次に、式２９からのＢを式２７からのＡに代入して戻すと、下式が得られる。
【００８９】
【数３０】
2008538604.tif 000032
Ｒ２００について解くために、式１９を使用して、Ｒ２００≫Ｒ６００と仮定すると、下式が得られる。
【００９０】
【数３１】
2008538604.tif 000033
次に、Ｒ２００（ｙ）について式３１を解くと、下式になる。
【００９１】
【数３２】
2008538604.tif 000034
したがって、ｙ＝０、Ｒ２００＝Ｒ２００（ｉ）の場合は下式になる。
【００９２】
【数３３】
2008538604.tif 000035
さらに、下式の通りであることが分かっている。
【００９３】
【数３４】
2008538604.tif 000036
したがって、ｙ＝０の場合はＶＯＬ＝０も得られるので、式３４は下式になる。
【００９４】
【数３５】
2008538604.tif 000037
式３５を式３３に代入すると、下式が得られる。
【００９５】
【数３６】
2008538604.tif 000038
ここで、切片１はＶＯＬ＝０における信号（１／Ｓ）値である。今日までに生産されている典型的なセンサでは、勾配１＝−９．４８×１０−５ｍＶ−１・ｍＬ−１、および切片１＝８．６４×１０−２ｍＶ−１である。さらに、典型的な電子設備では、ＶＡＣ＝１１．３×１０３ｍＶ、Ｒ６００＝１００オームである。したがって、Ｒ２００（ｉ）＝９７，６３０オームである。
【００９６】
したがって、区間（２１０、２６０）が基本的に閉じ込め構造遠位端（１０２）までの全体に延在していると仮定すると、濡れた部分の長さｙは流体高さ（１４）と同じであり、以上の一連の式を要約することができる。可変断面部分（１４０）の流体高さ（１４）については、下式の通りになる。
【００９７】
【数３７】
2008538604.tif 000039
【００９８】
【数３８】
2008538604.tif 000040
【００９９】
【数３９】
2008538604.tif 000041
【０１００】
【数４０】
2008538604.tif 000042
したがって、ＲＳＱ＝３００オーム、Ｒ２００（ｉ）＝９７，６３０オーム、ＲＥ＝１１２，９００オーム、遷移長さ＝６．３５ｃｍ、およびＫ＝４８７７オーム／ｃｍという典型的な値では、Ａ＝−３７８．７オーム／ｃｍ２およびＢ＝−６７．５１オーム／ｃｍになる。同様に次に、定断面部分（１３０）の流体高さ（１４）については、下式の通りになる。
【０１０１】
【数４１】
2008538604.tif 000043
【０１０２】
【数４２】
2008538604.tif 000044
式３８を使用して、以上のパラメータが与えられると、図２７に示すように、流体高さの関数として、部分幅Ｗが得られる。しかし、ｙがゼロに近づくにつれ、幅Ｗの計算値は無限に近づくことに留意されたい。これは説明文で「Ｖａｒ  ｗ−中断なし」とラベルされた点線で示され、これは所定の最大幅がない可変部分幅を意味する。図２７には、単位長さ当たり一定の抵抗のセンサを表す「Ｃｏｎｓｔ  ｗ」、および０．８ｃｍの最大幅を有する可変部分幅を表す「Ｖａｒ  ｗ−中断」もある。計算によって、流体高さが１．２７ｃｍ未満の場合、０．８ｃｍという幅の中断値にすると、図２８に示すように、この特定の実施形態では体積特徴に対してほぼ直線的な所望のセンサ出力になると判断された。図２８では、実際の直線出力の正確さの比較は、体積測定領域の最も重要な区域（つまり１００ｍＬ未満の体積）で実行されることに留意されたい。これらの結果は、部分可変抵抗区間（２３０、２８０）を使用すると、可変断面部分を有する実際の商用尿採取袋などの閉じ込め構造（１００）を正確に体積測定できることを示す。
【０１０３】
ここでは、幅中断値を有する以上の実施例に照らして、第１部分可変抵抗区間（２３０）および第２部分可変抵抗区間（２８０）に関して使用される「部分可変抵抗区間」という用語は、その区間の抵抗を意味するものではなく、したがって区間幅（２１８、２６８）、区間厚さ（２１９、２６９）、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりのセンサ量（２００）、またはセンサ組成は、第１部分可変抵抗区間長さ（２３２）および第２部分可変抵抗区間長さ（２８２）全体にわたって一定に変化する必要があり、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの可変抵抗区間（２３０、２８０）の抵抗は、全長（２３２、２８２）にわたって一定でない、というだけの意味であることに留意されたい。
【０１０４】
再び図２７を参照し、「Ｖａｒ  ｗ−中断」線に的を絞ると、この図は、以前に説明した実施形態の部分幅（２１８、２６８）のプロットであり、濡れた部分の長さの関数として、図の充填高さ（ｈ）でラベルされた幅中断値を有する。両方の部分の幅は０．８ｃｍという中断値で開始し、ｈ＝１．２７ｃｍになるまでこの中断値のままであることに留意されたい。次に幅は、６．３５ｃｍという遷移長さに近いＷＣＯ＝０．１５２４ｃｍという一定の値に到達するまで、ｈの増加とともに二次式で減少する。この実施形態の部分（２１０、２６０、２９０）の構成が、図１９に図示されている。
【０１０５】
袋の頂部における断面積の変化を考慮に入れるために、部分（２１０、２６０）の幅を再び増加させる必要がある。この状況については詳細に説明しない。以前の開示が、閉じ込め構造（１００）の近位端（１０４）に近い可変断面部分（１４０）にも等しく当てはまり、分路部分（２９０）に最も近い端部における部分（２１０、２６０）の幅に関する同じ原理が、第１および第２部分（２１０、２６０）の反対端にも等しく当てはまることが、当業者には理解されるからである。本発明を医療分野、つまり尿採取袋に適用する場合、袋の上部領域でも精度を維持することは重要ではない。この時点で袋は８０％以上充填され、空にする必要があるからである。
【０１０６】
ここまで、センサ（２００）動作の物理的性質について開示してきたが、追加の実施形態について検討しなければならない。以前に説明したように、可変抵抗区間（２３０、２８０）は、全体的にほぼ閉じ込め構造（１００）の可変断面部分（１４０）に配置される。したがって、図１に見られるこの実施形態では、第１部分定抵抗区間（２２０）は、ほぼ閉じ込め構造（１００）の定断面部分（１３０）内に位置し、第１部分可変抵抗区間（２３０）は、ほぼ閉じ込め区間（１００）の可変断面部分（１４０）内に位置し、第２部分定抵抗区間（２６０）は、閉じ込め構造（１００）の定断面部分（１３０）内に位置し、第２部分可変抵抗区間（２８０）は、閉じ込め構造（１００）の可変断面部分（１４０）内に位置する。この実施形態によって、部分可変幅区間（２３０、２８０）をほぼ可変断面部分（１４０）内に配置することができ、それによってその部分の抵抗は、閉じ込め構造（１００）の可変断面（１４２）を有するその部分でのみ変化することができる。実際、第１部分定抵抗区間（２２０）から第１部分可変抵抗区間（２３０）への遷移位置は、全体的に閉じ込め構造の定断面部分（１３０）から可変断面部分（１４０）への遷移に対応し、第２部分（２６０）についても同様である。閉じ込め構造遠位端（１０２）からのこの遷移部の距離は、遷移長さ（１４６）として知られる。
【０１０７】
実際、さらに別の実施形態では、図４を再び参照すると、可変断面（１４２）が減少するにつれて、第１部分幅（２１８）は、第１部分初幅（２３４）から第１部分終了幅（２３６）まで増加する。同様に、可変断面（１４２）が減少するにつれて、第２部分幅（２６８）は、第２部分初幅（２８４）から第２部分終了幅（２８６）まで増加する。このような幅（２１８、２６８）の増加によって、測定信号（２０２）は以前に説明したように、閉じ込め構造（１００）内の流体（１０）の体積を、さらに直線的に追跡することができる。この場合も、幅（２１８、２６８）の増加は、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりのセンサ抵抗の変化のように、一定または連続的である必要はないが、特定の実施形態には、単位長さ当たりの幅（２１８、２６８）または抵抗を増加させる特定のパターンがあることに留意されたい。実際、本明細書で開示される多くの実施形態では、図１９に見られるように、幅（２１８、２６８）が区間初幅（２３４、２８４）から区間終了幅（２３６、２８６）まで連続的に増加し、次に区間長さ（２１６、２６６）の残りの部分で一定のままであることが一般的である。
【０１０８】
さらなる実施形態では、単位長さ当たりの抵抗の変化は、電気測定信号（２０２）の所定の特徴が、可変断面部分（１４０）の流体高さの変化とともにほぼ直線的に変化するように選択される。測定信号（２０２）の所定の特徴は、電圧および電流の変化、および他の電気的特徴を含んでよいことが、当業者には認識される。
【０１０９】
第１部分（２１０）と第２部分（２６０）は同一である必要はないが、１つの実施形態では、第１部分可変幅区間（２３０）は、図４に見られるように、第２部分可変幅区間（２８０）と同一である。さらに、第１部分初幅（２３４）から第１部分終了幅（２３６）までの第１部分幅（２１８）は、第２部分初幅（２８４）から第２部分終了幅（２８６）までの第２部分幅（２６８）とほぼ同じでよい。同様に、第１部分厚さ（２１９）は、図５および図６に見られるように、第２部分厚さ（２６９）とほぼ同じでよい。同様に、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの第１部分（２１０）抵抗の変化、つまり第１部分（２１０）が閉じ込め構造長さ（１０８）を横断するパターンは、図１０に示すように、閉じ込め構造長さ（１０８）の単位長さ当たりの第２部分（２６０）抵抗の変化とほぼ同じでよい。相互にほぼ鏡像である第１および第２部分（２１０、２６０）を組み込んだこのような実施形態は、本発明の製造をさらに容易にし、本発明の性能の予測精度を改善する。
【０１１０】
流体体積の変化と測定信号の変化との間で望ましいほぼ直線的な関係を獲得しようとするさらなる実施形態では、図７および図１９に見られるように、第１部分幅（２１８）は、第１部分初幅（２３４）からほぼ二次式で増加し、第２部分幅（２６８）は第２部分初幅（２８４）からほぼ二次式で増加する。このような第１および第２部分（２１０、２６０）の幅の二次拡張は、図７および図１９に見られるように、区間（２１０、２６０）の一方の縦縁で生じるか、図２０に見られるように、両方の縦縁で生じることができ、したがってこの区間は遠位端（２１２、２６２）付近で「鐘」状に開く。
【０１１１】
次に、センサ（２００）の配置に関して、これは閉じ込め構造（１００）と一体であるか、閉じ込め構造（１００）内に装着する別個の品目でよい。例えば、１つの実施形態では、部分（２１０、２６０）は閉じ込め壁の内面（１２４）に直接印刷される。別の実施形態では、部分（２１０、２６０）は、閉じ込め構造（１００）内に、またはそれとともに形成される。あるいは、別の実施形態では、センサ（２００）は、図４に見られるように第１部分（２１０）および第２部分（２６０）が装着されたセンサ基板（２０４）を含んでよい。次に、センサ基板（２０４）を閉じ込め構造（１００）内に配置するか、図１８の実施形態の場合のように、製造プロセスでセンサ基板（２０４）を閉じ込め構造（１００）に接合してよい。これらの実施形態のいずれでも、部分（２１０、２６０）は、閉じ込め構造（１００）または基板（２０４）に印刷される電導性インクで形成することができる。このような印刷技術によって、センサの幅（２１８、２６８）、厚さ（２１９、２６９）、および部分（２１０、２６０）が閉じ込め構造（１００）を横断するパターンの変更が容易になる。例えば、印刷装置を複数回通過させて、第１および第２部分（２１０、２６０）の厚さの輪郭を変化させることができる。１つの特定の実施形態では、導電性インクは炭素インクである。
【０１１２】
さらなる実施形態では、部分（２１０、２６０）は、流体（１０）のそれよりも高い抵抗を有するように選択される。この特定の実施形態では、第１部分（２１０）および第２部分（２６０）の電気抵抗は、約１０００オーム／ｃｍより大きい。閉じ込め構造（１００）は、剛性構造または柔軟な構造でよい。大部分の医療用途では、閉じ込め構造（１００）は、高周波（ＲＦ）溶着技術を使用して接合したビニル材料のシートのように、柔軟な材料で構成された柔軟な構造である。しかし、閉じ込め構造（１００）は、ほぼ任意の液密材料で構成してよいことに留意されたい。さらに、閉じ込め構造（１００）は、定断面部分（１３０）を有する必要はなく、医療産業で大部分の閉じ込め構造がこの方法で作製されているだけである。例えば、閉じ込め構造（１００）は、図２９の逆角錐形状のように、単一の可変断面部分（１４０）を有するだけか、図３０に見られるように、複数の可変断面部分（１４０）を組み込んでよい。したがって、以前の開示はこのような実施形態を含み、このような実施形態のセンサ（２００）は、第１部分可変抵抗区間（２３０）および第２部分可変抵抗区間（２８０）を有するだけでよく、第１および第２定抵抗区間（２２０、２７０）を有する必要はないことが、当業者には認識される。
【０１１３】
本発明は、任意の電導性流体の測定に使用することができる。これは、ＩＶ袋中の電解溶液または尿および血液のように、大部分の生理流体を含む低抵抗の流体の測定に、特に適切である。本明細書で使用する「電気抵抗」または「抵抗」という用語は、電子またはイオンの流れに対する材料の抵抗を意味する。本明細書で使用する「部分（２１０、２６０）」という用語は、分路部分（２９０）を含む実施形態の分路部分（２９０）を含む。さらに、本明細書で述べた式、計算および実施例は、いかなる意味でも本発明を制限するものではなく、本発明の多くの特定の実施形態のうち１つを開示しただけである。
【０１１４】
本発明のセンサ（２００）の第１および第２部分（２１０、２６０）は、任意の方法および方向で閉じ込め構造（１００）を横断してよいことが、当業者には認識される。したがって、第１および第２部分（２１０、２６０）は全体的に、閉じ込め構造の近位端（１０４）付近で開始し、遠位端（１０２）付近で終了するように図示されているが、この部分はこの構成に制限されない。さらに、図では常に、第１および第２部分（２１０、２６０）が同じ閉じ込め壁表面上にあるよう図示しているが、そうである必要はなく、１つの実施形態では、部分（２１０）が閉じ込め構造遠位端（１０２）で接続した状態で、第１部分（２１０）が第２部分（２６０）と反対側の壁にあってよいことが、当業者には認識される。
【０１１５】
可変断面閉じ込め構造の液体測定装置（１）は、流体が例えば尿採取袋などの構造内で採取されているか、例えば点滴送出袋などの構造から配量されているかに関わらず、閉じ込め構造内の流体の量を連続的に測定する際に有用である。
【０１１６】
本明細書で開示した好ましい実施形態の多くの変更、修正および変形が、当業者には明白であり、これは全て本発明の精神および範囲に入るものと予想され、想定される。例えば、特定の実施形態について詳細に説明してきたが、以上の実施形態および変形は、様々なタイプの代用品および／または追加または代替材料、要素の相対的配置構成、および寸法構成を組み込むように改造できることが、当業者には理解される。したがって、本明細書では本発明のわずかな変形しか説明していないが、このような追加的な改造および変形およびその同等物は、請求の範囲で定義される通りの本発明の精神および範囲に入ることを理解されたい。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
電導性流体の採取および投与に特に利用可能性を有する、閉じ込め構造、センサ、およびインタフェース装置を有する液体測定装置、装置は、閉じ込め構造内に流体を収容し、その高さを連続的に監視するように構成される。閉じ込め構造は、少なくとも１つの可変断面部分を有する。センサは、閉じ込め構造の可変断面を考慮に入れた２つの協働する可変抵抗区間を有する。センサの電気抵抗は、流体高さの変化とともに変化し、センサの一部を短絡する。センサは、閉じ込め構造の内部に印刷される電導性インクを含んでよい。センサは、電気測定信号を受信し、信号を所定の方法で修正して、閉じ込め構造内の流体の量を反映する。装置は、尿採取袋および点滴袋内の流体の量を連続的に測定するのに有用である。インタフェース装置は、測定情報を表示するか、それを他の機器に送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】一定の縮尺ではなく、本発明の閉じ込め構造の一実施形態の斜視図である。
【図２】一定の縮尺ではなく、図１の断面線２−２に沿って切り取った断面図である。
【図３】一定の縮尺ではなく、図１の断面線２−２に沿って切り取った断面図である。
【図４】一定の縮尺ではなく、本発明のセンサの一実施形態の前面図である。
【図５】一定の縮尺ではなく、図４の実施形態の右側面図である。
【図６】一定の縮尺ではなく、図４の実施形態の左側面図である。
【図７】一定の縮尺ではなく、本発明のセンサの一実施形態の前面図である。
【図８】一定の縮尺ではなく、本発明のセンサの一実施形態の右側面図である。
【図９】一定の縮尺ではなく、本発明のセンサの一実施形態の右側面図である。
【図１０】一定の縮尺ではなく、本発明のセンサの一実施形態の前面図である。
【図１１】一定の縮尺ではなく、図４のセンサ実施形態を含む閉じ込め構造の一実施形態の図１の断面線１１−１１に沿って切り取った断面図である。
【図１２】一定の縮尺ではなく、図４のセンサ実施形態を含む閉じ込め構造の一実施形態の断面図である。
【図１３】一定の縮尺ではなく、図４のセンサ実施形態を含む閉じ込め構造の一実施形態の断面図である。
【図１４】一定の縮尺ではなく図１３の断面線１４−１４に沿って切り取った一実施形態の部分断面図である。
【図１５】一定の縮尺ではなく、図１３の断面線１４−１４に沿って切り取った別の実施形態の部分断面図である。
【図１６】一定の縮尺ではなく図１３の断面線１４−１４に沿って切り取った別の実施形態の部分断面図である。
【図１７】一定の縮尺ではなく、図１３の断面線１４−１４に沿って切り取った別の実施形態の部分断面図である。
【図１８】一定の縮尺ではなく、図１の断面線２−２に沿って切り取った別の実施形態の断面図である。
【図１９】一定の縮尺ではなく本発明のセンサの一実施形態の前面図である。
【図２０】一定の縮尺ではなく、本発明のセンサの一実施形態の前面図である。
【図２１】一定の縮尺ではなく、本発明のセンサの一実施形態の前面図である。
【図２２】一定の縮尺ではなく、本発明のセンサの一実施形態の前面図である。
【図２３】一定の縮尺ではなく、本発明の一実施形態の電気接続図である。
【図２４】可変断面閉じ込め構造および定断面閉じ込め構造の充填高さ対充填体積のグラフである。
【図２５ａ】図２５ａは可変断面閉じ込め構造および定断面閉じ込め構造のセンサ抵抗対充填高さのグラフである。
【図２５ｂ】図２５ｂは可変断面閉じ込め構造および定断面閉じ込め構造の測定信号対充填体積のグラフである。
【図２６】袋の可変断面部分にある不規則な間隔の測定表示を示す、先行技術の尿採取袋の部分側面図である。
【図２７】一実施形態のセンサ部分の幅対充填高さのグラフである。
【図２８】一実施形態の信号対充填体積のグラフである。
【図２９】一定の縮尺ではなく本発明の単一の可変断面部分の実施形態の断面図である。
【図３０】一定の縮尺ではなく本発明の複数の可変断面部分の実施形態の断面図である。
【図１】
2008538604.tif 000045
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008538604.tif 000049
【図６】
2008538604.tif 000050
【図７】
2008538604.tif 000051
【図８】
2008538604.tif 000052
【図９】
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【図１０】
2008538604.tif 000054
【図１１】
2008538604.tif 000055
【図１２】
2008538604.tif 000056
【図１３】
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【図１４】
2008538604.tif 000058
【図１５】
2008538604.tif 000059
【図１６】
2008538604.tif 000060
【図１７】
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【図１８】
2008538604.tif 000062
【図１９】
2008538604.tif 000063
【図２０】
2008538604.tif 000064
【図２１】
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【図２２】
2008538604.tif 000066
【図２３】
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【図２９】
2008538604.tif 000068
【図３０】
2008538604.tif 000069
【図２４】
2008538604.tif 000070
【図２５ａ】
2008538604.tif 000071
【図２５ｂ】
2008538604.tif 000072
【図２６】
2008538604.tif 000073
【図２７】
2008538604.tif 000074
【図２８】
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【国際調査報告】
2008538604.tif 000076