(57)【要約】【課題】尿や血液などのような人体から分離された液体を検査容器に入れて直接的に検査できるようにした生体検査装置において、液体の廃棄や検査容器の洗浄などを容易に行えるようにするとともに、検査精度の向上を図れるようにする。【解決手段】人体から排出された尿や血液などの液体を収納する検査容器５と、光を照射する発光器１と、発光器１から照射された光を分光する分光器３と、分光器３によって分光された光のうち液体を透過した光を受光する受光器６（６１、６２）とを備えてなる生体検査装置１００において、分光器３によって分光された光を検査容器５の外側から照射し、受光器６を検査容器５の対向する外側に設けて検査容器５からの透過光を受光する。また、分光器３によって分光された光を、検査容器５内における液体非収納領域５２と液体収納領域５３に照射し、それぞれの透過光を受光器６で受光する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体から排出された尿や血液などの液体を収納する検査容器と、発光器から照射された光を分光する分光器と、当該分光器によって分光された光のうち液体を透過した光を受光する受光器とを備えてなる生体検査装置において、前記分光器によって分光された光を検査容器の外側から照射し、前記受光器を検査容器の対向する外側に設けて検査容器からの透過光を受光するようにしたことを特徴とする生体検査装置。
【請求項２】
前記分光器によって分光された光を、検査容器内における液体収納領域と液体非収納領域に照射し、それぞれの透過光を受光器で受光するようにした請求項１に記載の生体検査装置。
【請求項３】
前記分光器を用いて、上下方向に沿ったスペクトルラインが現れるように分光し、当該分光された各スペクトルラインを含むように分光を水平方向に沿って複数抽出し、その抽出された各分光を液体収納領域と液体非収納領域に照射するようにした請求項２に記載の生体検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体から排出された尿や血液などに光を照射することによって、その人間の健康状態を判断できるようにした生体検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学的に人間の尿や血液を検査する方法が各種提案されており、例えば、特開昭６３−９４１５８号公報や特開平２−２７２６２号公報に記載される方法や、特開平１１−２４８６２２号公報や、特開平１１−２７１２２２号公報、特開２００５−１４８０１８号公報に記載された検査方法などが知られている。
【０００３】
これらの各方法について説明すると、まず、特開昭６３−９４１５８号公報や特開平２−２７２６２号公報に記載される方法は、試薬を塗布した試験紙を用いて検査を行うようにしてなるもので、尿を試験紙に浸し、その呈色反応を光学的に測定することによって尿の成分などを検査できるようにしたものである。
【０００４】
また、特開平１１−２４８６２２号公報や、特開平１１−２７１２２２号公報、特開２００５−１４８０１８号公報に記載される方法は、尿を収納する検査容器を備えたもので、この検査容器に尿を入れた状態で尿内に分光された光を照射し、その光の波長の変化から尿の検査を行うようにしたものである。この方法について図４を用いて説明すると、９１は光源、９２は分光器、９３は分光器からの光を出力する光ファイバー、９４は尿を収納するためのガラス製の検査容器である。この検査容器９４の内部には光ファイバー９３の先端部９３ａや受光器９５が設けられており、分光された光を尿中に浸された光ファイバー９３の先端部９３ａから光を照射し、その光を尿中に設けられた受光器９５によって受光することで、糖やタンパク質などの尿中特定成分を計測できるようにしたものである。
【特許文献１】特開昭６３−９４１５８号公報
【特許文献２】特開平２−２７２６２号公報
【特許文献３】特開平１１−２４８６２２号公報
【特許文献４】特開平１１−２７１２２２号公報
【特許文献５】特開２００５−１４８０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記先行技術のうち、前者の特開昭６３−９４１５８号公報や特開平２−２７２６２号公報に記載される方法は、試薬を塗布した試験紙を用いる必要があるため、その試薬や試験紙などが必要となり、コストが高くつく。また、試験紙による反応を用いた間接法によって検査する方法では、検査結果に誤差を生じやすいという問題も指摘されている。
【０００６】
一方、後者の特開平１１−２４８６２２号公報や、特開平１１−２７１２２２号公報、特開２００５−１４８０１８号公報などに記載される方法は、試薬や試験紙などを用いる必要がないため、検査時におけるランニングコストを低減することができる。しかしながら、この方法は、光ファイバーの先端や受光器を検査容器内に取り付けるものであるため、検査に際して、使用の都度、検査容器を洗浄しなければならない。また、尿を捨てる際には、光ファイバーや受光器の接続部分など一旦検査容器から外さなければならないといった問題を生ずる。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題に着目してなされたもので、尿や血液などのような人体から分離された液体を検査容器に入れて直接に検査できるようにした生体検査装置において、液体の廃棄や検査容器の洗浄などを容易に行えるようにするとともに、検査精度の向上を図れるようにした生体検査装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、人体から排出された尿や血液などの液体を収納する検査容器と、光を照射する発光器と、当該発光器から照射された光を分光する分光器と、当該分光器によって分光された光のうち液体を透過した光を受光する受光器とを備えてなる生体検査装置において、前記分光器によって分光された光を検査容器の外側から照射し、前記受光器を検査容器の対向する外側に設けて検査容器からの透過光を受光するようにしたものである。
【０００９】
このように構成すれば、検査容器の外側から光の照射や受光を行うので、検査容器に光ファイバーの先端部分や受光器を取り付ける必要がなくなり、簡単に検査容器を取り外して検査容器を洗浄することができる。また、尿などの廃棄も簡単に行うことができるようになる。
【００１０】
また、このような発明において、分光器によって分光された光を、検査容器内における液体収納領域と液体非収納領域に照射し、それぞれの透過光を受光器で受光する。
【００１１】
通常、検査容器の外側から光を照射すると、検査容器の材質などによって透過光の性質が変化してしまい、誤った検査結果が出力される可能性があるが、このよう液体収納領域と液体非収納領域に光を照射して透過光を受光するようにすれば、液体収納領域と液体非収納領域の透過光の差から、その誤差を考慮した正確な検査を行うことができるようになる。
【００１２】
さらには、液体収納領域と液体非収納領域に光を照射する際、上下方向に沿ったスペクトルラインが現れるように分光し、当該分光された各スペクトルラインを含むように分光を水平方向に沿って複数抽出し、その抽出された各分光を液体収納領域と液体非収納領域に照射させるようにする。
【００１３】
このように構成すれば、一つの分光器によって同じ二本の分光を生成することができ、その二本の分光を検査容器の液体収納領域と液体非収納領域に照射させるようにすれば、誤差の少ない精密な検査を行うことができるようになる。また、この際、分光器を一つだけ設ければよいため、装置を低コスト化、コンパクト化させることができるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、人体から排出された尿や血液などの液体を収納する検査容器と、光を照射する発光器と、当該発光器から照射された光を分光する分光器と、当該分光器によって分光された光のうち液体を透過した光を受光する受光器とを備えてなる生体検査装置において、前記分光器によって分光された光を検査容器の外側から照射し、前記受光器を検査容器の対向する外側に設けて検査容器からの透過光を受光するようにしたので、検査容器の外側から光の照射や受光を行うので、検査容器に光ファイバーの先端部分や受光器を取り付ける必要がなくなり、簡単に検査容器を取り外して検査容器を洗浄することができる。また、尿などの廃棄も簡単に行うことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、生体検査装置１００の原理を示す構成図であり、図２は生体検査装置１００の機能を示す図である。
【００１６】
まず、図１に基づいて生体検査装置１００について詳細に説明すると、本実施の形態における生体検査装置１００は、人間から排出された尿や採取された血液などを収納する検査容器５と、その検査容器５の外側から光を照射する発光器１と、この発光器１から照射された光を分光する分光器３と、この分光器３によって分光された光を２本のスリット光に分離する第二の分離体４と、この第二の分離体４のスリットを透過して検査容器５に照射された光を受光する受光器６と、この受光器６で受光された情報を出力するディスプレイ装置７とを備えてなる。
【００１７】
このうち、発光器１は、光源から照射された光を１本の細長いスリット光として出力するものである。光源としては、例えば、すべての波長領域にわたって均一なスペクトルを有するハロゲンランプなどが用いられる。このハロゲンランプから出力された光は、その前方に設けられた第一の分離体２に照射され、その中央部分に設けられた縦長方向にスリット２１によって縦長方向の１本のスリット光として出力される。なお、本実施の形態では、光源としてハロゲンランプを用いるようにしているが、これに限らず、蛍光灯や白色電球、ＬＥＤなどを用いることもでき、また、すべての波長領域にわたる均一のスペクトルを有するものに限らず、検査に適した波長を有する光を出力するものであってもよい。例えば、尿を検査する場合には、水の吸光度が極めて低い700nm〜1200nmの近赤外線領域の光を出力するLEDなどを用いると水以外の尿中成分の吸光度を強調して計測することができ、また、水の吸光度が大きく増加する波長1200nm〜2500nmのものを用いると、水の吸光を少なくして水以外の尿中成分の吸光度を測定することができる。
【００１８】
分光器３は三角柱状のプリズムで構成されるもので、第一の分離体２のスリット２１から出力されたスリット光を分光する。この分光された光は、同様に、縦長方向に沿ったスペクトルラインを有する光に分光される。この実施の形態では、分光器３として、底面を三角形とした三角柱状のプリズムを用い、これによって、縦長方向の赤色光、橙色光、黄色光、緑色光、青色光、藍色光、紫色光などのスペクトルラインを得る。
【００１９】
４は、第二の分離体であり、分光器３の前方に取り付けられる。この分光器３によって分光された光は、第二の分離体４に設けられ水平な二本のスリット４１、４２に照射され、そして、上部スリット４１から上部スリット光４１ａを出力し、下部スリット４２から下部スリット光４２ａを出力する。これらの上部スリット光４１ａと下部スリット光４２ａには、それぞれ赤、橙、黄、緑、青、藍、紫の縦方向に沿ったスペクトルラインを含むものであり、この上下からスリット光のうち、上部スリット光４１ａは検査容器５の中央よりも上側に照射され、また、下部スリット光４２ａは検査容器５の中央よりも下側に照射される。
【００２０】
検査容器５は、透明なガラスやプラスチックなどによって形成されるもので、装置１００本体から容易に着脱できるように構成される。この検査容器５は尿や血液などの生体分離物を収納するもので、その中央部分もしくは、中央部分よりも上側に注水のための基準となる注水ライン５１を設けている。そして、この注水ライン５１よりも下方に尿や血液を注水した後、注水ライン５１の下側、すなわち、液体収納領域５３に前記第二の分離体４によって分離された下部スリット光４２ａを照射し、また、注水ライン５１よりも上側、すなわち、液体非収納領域５２に前記第二の分離体４によって分離された上部スリット光４１ａを照射する。この照射の際には、検査容器５による光の反射や屈折を防止するために、中空の直方体に構成された検査容器５の側面に垂直に照射される。
【００２１】
受光器６は、この検査容器５の外側二カ所に設けられるもので、液体非収納領域５２と液体収納領域５３を透過した光をそれぞれ受光する。この受光器６は、ＣＣＤやフォトダイオードなどによって構成され、分光器３で分光された光のうち検査容器５や尿などの透過光を受光する。この受光された光は、それぞれ拡大処理されてディスプレイ装置７にそのままスペクトルの画像として出力され、もしくは、解析部８で受光画像を解析した後、その解析結果として出力される。なお、この受光器６は、発光器１からの出力ピークに対応する波長に感度を有するものを用いるとよい。
【００２２】
ディスプレイ装置７は、基準データと検査データを比較対比できるように表示するもので、例えば、図３に示すように、画面中の上側に検査結果データを表示するとともに、下側に基準となる基準データを表示する。ここで、基準データとは、あらかじめ健康な人間から採取された尿に基づいて生成されたデータや画像をいい、光源から照射された光のスペクトルのずれ量（数値）や、そのずれ量を含むスペクトル画像などをいう。これらの基準データは、あらかじめメモリに格納され、ディスプレイ装置７に表示される。一方、検査結果データとは、液体非収納領域５２を透過した光に基づくスペクトル画像や、液体収納領域５３を透過した光に基づくスペクトル画像、もしくは、これらのスペクトル画像におけるスペクトルラインのずれ量を示すデータをいう。この検査データを表示させる際には、例えば、液体非収納領域５２を透過した光に基づくスペクトル画像や、液体収納領域５３を透過した光に基づくスペクトル画像をそのまま表示させる場合の他、液体収納領域５３を透過した光のスペクトルラインのずれ量から液体非収納領域５２を透過した光のスペクトルラインのずれ量を差し引いた数値などを表示させる。
【００２３】
また、このディスプレイ装置７には、受光されたスペクトルを光学的に解析し、その解析結果を数値データとして表示させるようにすることもできる。このような方法を用いる場合は、解析部８を設けておき、その解析部８に液体非収納領域５２と液体収納領域５３の透過光を出力して、各スペクトルラインのずれ量を検出する。この検出の際には、例えば、受光された画像から各画素におけるRGB（赤、緑、青）数値を測定し、基準データについてあらかじめ記憶されていた各画素のRGB数値とほぼ一致する位置からのずれ量を計測する。そして、各RGB数値に対するずれ量から、尿中の成分データを読み出してディスプレイ装置７に表示させるか、あるいは、そのずれ量をそのまま数値としてディスプレイ装置７に表示させる。
【００２４】
このディスプレイ装置７に検査結果データの数値を表示させる場合、解析部８を検査装置１００内に設けておくとコスト高なものとなるため、例えば、検査装置１００に通信機能を設けている場合には、その受光した画像をインターネットを介してサーバーコンピューターに送信し、そこで解析を行うようにしてもよい。現在では、カメラ機能付き携帯電話機が広く普及しているため、その携帯電話機のカメラ機能に備えられている受光器を用いて透過光を受光するとともに、その携帯電話機の通信機能を用いてサーバーコンピューターの解析部８に検査画像を送信するようにしてもよい。そして、そこで解析された結果を直接Webサイトで閲覧できるようにしてもよく、もしくは、追ってメールなどで検査結果を受信できるようにしてもよい。ただし、携帯電話機にはカメラレンズが一つしか設けられていないことが多いため、液体非収納領域５２の光と液体収納領域５３の光を一体として受光し、ソフトウェアを用いてそれぞれの画像を分離して解析処理できるようにする。
【００２５】
次に、このように構成された生体検査装置１００を用いた処理を説明する。
【００２６】
まず、尿などの排出物から生体の検査を行う場合、検査容器５を生体検査装置１００から取り出し、その容器内の注水ライン５１まで尿などを入れる。そして、その検査容器５を生体検査装置１００内に収納し、発光器１の照明をオンの状態にする。すると、発光器１から光が出力され、第一の分離体２にその光が照射される。そして、その第一の分離体２に設けられた縦長方向のスリット２１に光が照射されて、そこから縦長方向の細い光が出力される。この縦長方向の光は、分光器３に出力され、そこで同様に縦長方向に沿ったスペクトルラインを有する光に分離される。この分離された光は、さらにその下流側に設けられた第二の分離体４に照射され、そこで上下に設けられた上部スリット４１と下部スリット４２に照射される。このとき、上部スリット４１と下部スリット４２のそれぞれには、縦方向に沿った複数のスペクトルラインを含む光が照射され、それぞれのスリット４１、４２から複数のスペクトルラインを含む水平方向の分光が出力される。この上部スリット４１と下部スリット４２から出力されたスリット光４１ａ、４２ａのうち、上部スリット４１から出力された上部スリット光４１ａは、検査容器５における液体非収納領域５２に外側から照射され、また、下部スリット４２から出力された下部スリット光４２ａは、検査容器における液体収納領域５３に外側から照射される。この照射されたスリット光４１ａ、４２ａは、検査容器５や尿などを透過した後、その検査容器５の外側に設けられた受光器６１、６２にそれぞれ受光される。このとき、液体非収納領域５２を透過した光は、検査容器５の材質によって変化したスペクトルとなっており、また、液体収納領域５３を透過した光は、検査容器５の材質や尿などによって変化したスペクトルとなっている。
【００２７】
そして、第一の実施の形態では、この受光器６１、６２で受光した光をそのままディスプレイ装置７に表示させる。このスペクトルを表示させる際には、一画面中にそれぞれのスペクトルラインのずれ量を認識できるようにするために、液体非収納領域５２を透過した光と液体収納領域５３を透過した光のスペクトルとを同時に表示させる。この際、スペクトルラインのずれ量に基づく各成分の量などをユーザーに資料を配付して知らせておくか、もしくは、その画面中にそのずれ量に基づく各成分の量などを表示させるようにする。
【００２８】
また、第二の実施の形態では、この受光器６１、６２で受光した光を解析部８に出力し、そこで、液体非収納領域５２の透過光を基準としたずれ量を検出するとともに、そのずれ量と基準データにおけるスペクトルラインとのずれ量の差を計算して各成分を解析する。そして、その解析結果をディスプレイ装置７に表示出力する。
【００２９】
このように、上記実施の形態によれば、分光器３によって分光された光を検査容器５の外側から照射するとともに、受光器６１、６２を検査容器５の対向する外側に設けて検査容器５からの透過光を受光するようにしたので、検査容器内に光ファイバーの先端部分や受光器を取り付ける必要がなくなり、簡単に検査容器５を取り外して洗浄することができる。また、検査容器５内に入れられた尿などを簡単に廃棄することもできる。
【００３０】
また、分光器３によって分光された光を、検査容器内における液体非収納領域５２と液体収納領域５３に照射し、それぞれの透過光を受光器６１、６２で受光するようにしたので、液体非収納領域５２と液体収納領域５３の透過光の差から、その誤差を考慮した正確な検査を行うことができるようになる。
【００３１】
さらには、液体非収納領域５２と液体収納領域５３に光を照射する際、上下方向に沿ったスペクトルラインが現れるように分光し、その分光された各スペクトルラインを含むように分光を水平方向に沿って少なくとも二本抽出し、その抽出された各分光を液体非収納領域５２と液体収納領域５３に照射させるようにしたので、一つの分光器３によって同じ二本の分光を抽出することができ、その二本の分光を検査容器５の液体非収納領域５２と液体収納領域５３に照射させれば、誤差の少ない検査を行うことができるようになる。また、この際、分光器３を一つだけ設ければよいため、装置１００を低コスト化、コンパクト化させることができるようになる。
【００３２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。
【００３３】
例えば、上記実施の形態では、受光器を２つ設けて液体非収納領域５２の透過光と液体収納領域５３の透過光をそれぞれ受光するようにしているが、これを単一の受光器で受光するようにしてもよい。
【００３４】
また、上記実施の形態では、ディスプレイ装置７に液体非収納領域５２の透過光と液体収納領域５３を透過光のスペクトルをそれぞれ表示させるようにしているが、例えば、それぞれのスペクトルラインの差分をとってずれ量のみを表示させるようにしてもよい。
【００３５】
さらに、上記実施の形態では、発光器１や分光器３、検査容器５、受光器６１、６２、ディスプレイ装置７などを備えて生体検査装置１００を構成するようにしているが、これらの各機能をそれぞれ分離し、例えば、発光器１から検査容器５までを一体化するとともに、受光器６１、６２やディスプレイ装置７などを他の装置の機能を兼用して用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態における生体検査装置の原理図
【図２】同形態における生体検査装置の機能ブロック図
【図３】同形態におけるディスプレイの表示状態を示す図
【図４】従来の検査装置の構成を示す図
【符号の説明】
【００３７】
１００・・・生体検査装置
１・・・発光器
２・・・第一の分離体
２１・・・スリット
３・・・分光器
４・・・第二の分離体
４１・・・上部スリット
４２・・・下部スリット
４１ａ・・・上部スリット光
４２ａ・・・下部スリット光
５・・・検査容器
５１・・・注水ライン
５２・・・液体非収納領域
５３・・・液体収納領域
６（６１、６２）・・・受光器
７・・・ディスプレイ装置
８・・・解析部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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