(57)【要約】【課題】目標成分や目標精度の異なる尿成分の分析を、１つの尿検査装置で、しかも一度の採尿で行なうことのできる尿検査装置を提供する。【解決手段】尿試験紙呈色読み取り法を採用した第一の分析手段１と、酵素固定化過酸化水素電極法を採用した第二の分析手段２を、共に尿検査装置１０の吸引管５に備えたので、日々の生活習慣によって変動する尿糖値を第二の分析手段２により毎食後に定量精度で測定して食事・運動などの生活習慣コントロールなどに利用するとともに、病気の早期発見のために第一の分析手段１により半定量精度の尿糖・タンパク・ウロビリノーゲン・潜血などを毎月１回程度測定する、といった使用も可能となる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
便器内部を回動して使用者の尿を採取する採尿器と、前記採尿器で採取した尿を分析する分析手段と、前記分析手段で分析された尿を便器内に排出する排出口と、前記採尿器と前記分析手段と前記排出口とを順に接続する配管とを備えた尿検査装置において、前記分析手段を前記配管に連続して複数備えたことを特徴とする尿検査装置。
【請求項２】
前記複数の分析手段のうちの一つは、尿試験紙呈色読み取り法による分析を行なうものであるとともに、別の一つは、酵素固定化過酸化水素電極法による分析を行なうものであることを特徴とする請求項１に記載の尿検査装置。
【請求項３】
前記尿試験紙呈色読み取り法による分析を行なう分析手段は、尿を測定セル内に導いて前記測定セル内の試験紙に接触させ、前記測定セル内から尿を排出させた後に前記試験紙の呈色状態を読み取ることにより尿の成分を分析するものであることを特徴とする請求項２に記載の尿検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用者の尿を採取して尿の成分を分析する尿検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開平１１−１３３０２４に示される尿検査装置がある。図８は、この尿検査装置を備えたトイレを示す図であり、以下、その構成を簡単に説明する。
【０００３】
図８において、トイレに設置された便器１０１のリム上には採尿部１１２が取り付けられており、採尿部１１２の採尿アーム１１３が、便器１０１のボウル内を回動して使用者の尿を採取する。採取された尿は、配管ユニット１１５内の配管を通して本体１１１へ送られ、成分が分析される。分析が終わった尿は、配管ユニット１１５内の別の配管を経由し図示しない排出口から便器１０１のボウル内へ排出される。このように、尿検査装置１１０は、採尿部１１２および本体１１１と、それらを接続する配管ユニット１１５で構成されている。
【０００４】
また、便器１０１には便座１０２と便ふた１０４が開閉自在に取り付けられており（図８では開状態）、便器１０１の背部にはロータンク１０５が備えられている。止水栓１０６から給水管１０３を介して導かれロータンク１０５に貯えられた水は、便器１０１内の排泄物を下水に排出するために用いられるとともに、尿検査装置１１０からの給水指令により吸水管１１４を通して尿検査装置１１０へも供給される。これにより、尿検査装置１１０の採尿アーム１１３のような尿と接する部材や図示しない尿と接する測定系路が、ロータンク１０５の水で洗浄される。
【０００５】
上記した尿検査装置１１０の本体１１１で分析される成分の例としては、酵素固定化過酸化水素電極法により定量精度で測定される尿糖が挙げられる。一方、尿試験紙呈色読み取り法により、半定量精度で尿糖・タンパク・ウロビリノーゲン・潜血などを測定する尿検査装置も知られている。これらの成分の分析結果は、病気の早期発見や生活習慣コントロールのための指標などとして活用される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、酵素固定化過酸化水素電極法による尿検査装置では定量精度での尿糖値を、尿試験紙呈色読み取り法による尿検査装置では半定量精度での尿糖・タンパク・ウロビリノーゲン・潜血などを、それぞれ測定できる。しかしながら、両方の測定結果を知りたい場合には、２つの尿検査装置を準備する必要がある上、それぞれに排尿しなければならず面倒であった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、目標成分や目標精度の異なる尿成分の分析を、１つの尿検査装置で、しかも一度の採尿で行なうことのできる尿検査装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及びその作用・効果】
上記目的を達成するために請求項１は、便器内部を回動して使用者の尿を採取する採尿器と、前記採尿器で採取した尿を分析する分析手段と、前記分析手段で分析された尿を便器内に排出する排出口と、前記採尿器と前記分析手段と前記排出口とを順に接続する配管とを備えた尿検査装置において、前記分析手段を前記配管に連続して複数備えた。よって、目標成分や目標精度の異なる尿成分の分析を、１つの尿検査装置で、しかも一度の採尿で（すなわち同一尿に対して）行なうことができる。
【０００９】
請求項２は、請求項１に記載の尿検査装置において、前記複数の分析手段のうちの一つは、尿試験紙呈色読み取り法による分析を行なうものであるとともに、別の一つは、酵素固定化過酸化水素電極法による分析を行なうものであることとした。よって、日々の生活習慣によって変動する尿糖値を、酵素固定化過酸化水素電極法による分析を行なう分析手段により毎食後に定量精度で測定して、食事・運動などの生活習慣コントロールなどに利用するとともに、病気の早期発見のために、尿試験紙呈色読み取り法による分析を行なう分析手段により半定量精度の尿糖・タンパク・ウロビリノーゲン・潜血などを毎月１回程度測定する、といった使用も可能となり、たいへん便利である。
【００１０】
請求項３は、請求項２に記載の尿検査装置において、前記尿試験紙呈色読み取り法による分析を行なう分析手段は、尿を測定セル内に導いて前記測定セル内の試験紙に接触させ、前記測定セル内から尿を排出させた後に前記試験紙の呈色状態を読み取ることにより尿の成分を分析するものであることとした。よって、測定の際には、測定セルの内部は尿でなく空気で満たされているので、尿自体の色の影響を受けて読み取りの測定精度が悪化することがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の尿検査装置１０を備えたトイレを示す図である。図１に示すように、トイレに設置された便器１０１のリム上には採尿部１２が取り付けられており、採尿部１２の採尿アーム１３が、便器１０１のボウル内を回動して使用者の尿を採取する。また、この採尿部１２とは別に本体１１が設置されており、これらが配管ユニット１５により接続されて、尿検査装置１０が構成される。
【００１３】
また、便器１０１には便座１０２と便ふた１０４が開閉自在に取り付けられており（図１では開状態）、便器１０１の背部にはロータンク１０５が備えられている。止水栓１０６から給水管１０３を介して導かれロータンク１０５に貯えられた水は、便器１０１内の排泄物を下水に排出するために用いられるとともに、尿検査装置１０からの給水指令により吸水管１４を通して尿検査装置１０へも供給される。なお、尿検査装置１０へ供給される水は、ロータンク１０５から取水するのではなく、止水栓１０６と給水管１０３の間から分岐して取り出すようにしてもよい。
【００１４】
図２は、尿検査装置１０の構成を示す模式図であり、これを参照してさらに詳細に説明する。採尿部１２のモーター９によって駆動される採尿アーム１３は、便器１０１のボウル内を回動し、先端に設けられた採尿皿１６で使用者の尿を受ける。採尿皿１６に所定量の尿が溜まったと判定される（判定方法は後述する）と、本体１１のポンプ３１が駆動して、吸引管５を通して本体１１の切替弁３３へ、尿が吸引される。なお、この吸引管５の中途には、第一の分析手段１と、余剰の尿を排出口３５から排出させるための切替弁一体ポンプ３２が設けられている。切替弁３３に吸引された尿は、ポンプ３１により第二の分析手段２へ送られ、分析後は排出管６を通して排出口３５から便器１０１のボウルへ排出される。なお、この排出管６の中途には、排出口３５方向以外への流れを規制する逆止弁３８が設けられている。
【００１５】
尿に含まれる妨害物質の測定への影響を除外するために用いられる緩衝液は、緩衝液ボトル３４から切替弁３３を介してポンプ３１により第二の分析手段２へ送られ、分析後は排出管６を通して排出口３５から便器１０１のボウルへ排出される。一方、ロータンク１０５に貯えられた水は、切替弁一体ポンプ３６により吸水管１４から吸引され、洗浄水供給管７を通して洗浄ノズル３７へ送られて採尿皿１６を洗浄したり、切替弁３３へ送られて尿と接した部品や配管経路を洗浄したりする用途に用いられる。なお、図１で示した配管ユニット１５は、上記した吸引管５、排出管６、洗浄水供給管７や、信号および電力を供給するための配線などを含んだものである。
【００１６】
本実施例においては、尿検査装置１０の採尿部１２に第一の分析手段１を、本体１１に第二の分析手段２を、それぞれ設けている。このように、１つの尿検査装置１０の中に複数の分析手段を設ける利点について、以下、説明する。
【００１７】
尿の分析手段としては、分析すべき成分や必要とされる測定精度によって、様々なものがある。例を挙げると、半定量精度の尿糖・タンパク・ウロビリノーゲン・潜血などが測定可能で糖尿病・腎臓病・肝臓病・泌尿器結石のスクリーニングなどに利用される尿試験紙呈色読み取り法、定量精度の尿糖値が測定可能で食事・運動などの生活習慣コントロールなどに利用される酵素固定化過酸化水素電極法、定量精度のアルブミンが測定可能で腎臓病の進行状態判定に利用されるＳＰＲ（Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｐｌａｓｍｏｎ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）法、体の老化度などのＤＮＡ酸化損傷具合を８−ＯＨ−ｄＧなどで測定する抗体発色確認法、塩分濃度を測定する電気伝導度測定法、などである。
【００１８】
上記の例のように尿の分析手段は、病気の早期発見のため、病気にならないための生活習慣コントロールのため、病気の進行具合をチェックするため、など、使用者の健康状態などによって適宜選ばれるべきものである。そこで、本実施例のように、１つの尿検査装置の中に複数の分析手段を設けておき、使用者がその中から必要な分析手段を用いて尿を分析するようにすれば、非常に効果的な分析を行なうことができる。
【００１９】
具体的には、日々の生活習慣によって変動する尿糖値は毎食後に測定するが、病気の早期発見や進行具合のチェックのための測定は毎月１回程度あるいは必要を感じたときに実施する、などのように使用するとよい。例えば、日々の尿糖値を測定するとともに、一定期間毎にＤＮＡ酸化損傷具合を測定して過食やカロリー状態、抗酸化食品の摂食、適切な運動状態などを判定するようにすれば、尿糖値の改善に向けて生活習慣を戒める必要性などを関連づけて理解できるようになる。
【００２０】
本実施例においては、排泄された直後の尿をトイレ内で測定するようにしているので、衛生面や習慣性という面で大変優れたものであるだけでなく、尿の酸化や変質などによる測定精度低下を防ぐことができる。また、分析手段は配管に連続して複数備えられているので、一度の採尿で（すなわち同一尿に対して）複数の尿成分の分析を行なうことができる。なお、必要のない分析は行なわないようにすることもできる。
【００２１】
また、本実施例においては、第一の分析手段１は採尿部１２に、第二の分析手段２は本体１１に、それぞれ設けたが、分析手段１、２を共に本体１１に備えるようにしてもよい。もちろん、分析手段１、２を共に採尿部１２に備えるようにしてもよいが、この場合は採尿部１２と本体１１を接続する吸引管５、排出管６、洗浄水供給管７は不要で、配管ユニット１５に含まれるのは、信号などを採尿部１２と本体１１の制御部・表示部（図示せず）との間でやりとりするための配線のみとなる。この場合、配線の代わりに赤外線や電波を使った電送を用いるようにしてもよい。
【００２２】
また、分析手段を３つ以上設けるようにしてもよい。この場合、尿単独で分析する分析手段を上流に配置し、尿に別物質を添加した混合物を分析する分析手段は下流に配置するなどの配慮をするとよい。
【００２３】
図３は、採尿アーム１３の採尿皿１６の断面図である。採尿皿１６の下部と上部には電極１７が配置されており、この電極１７間の通電状態により採尿皿１６に所定量の尿が溜まったことを判定することができる。また、尿内の電解質による電気伝導度を測定するようにすれば、塩分濃度を分析することも可能である。
【００２４】
図４は、尿試験紙呈色読み取り法を採用した第一の分析手段１の断面図である。この第一の分析手段１は、採尿アーム１３から本体１１の切替弁３３へ尿を送る吸引管５の中途に挿入された測定セル５０と、その内部に備えた試験紙５１などから構成される。測定セル５０は、メタクリル樹脂などの透明樹脂で形成される。
【００２５】
この第一の分析手段１による分析は、次のように行なわれる。使用者の測定開始操作がなされると、モーター９によって採尿アーム１３が便器１０１のボウル内の所定位置まで移動する。そして、使用者の排尿により採尿皿１６に所定量の尿が溜まったことを電極１７が検知すると、本体１１のポンプ３１が駆動を始め、尿が本体１１の方向へ吸引される。尿は、下方の流入口５２から測定セル５０内に流入し、試験紙５１の各呈色チップ５３を水没させた後、上方の流出口５４から流出して本体１１へ向かう。使用者の排尿が終了して電極１７が尿を検知しなくなっても、ポンプ３１はしばらく駆動を続けて空気を測定セル５０内に吸引する。すなわち測定セル５０の内部は、一旦尿で満たされた後、空気で満たされるのである。
【００２６】
呈色チップ５３は尿の所定成分と反応して色が変化するので、呈色反応に必要な時間が経過した後に呈色状態を光学的に読み取ることにより、その所定成分の濃度を半定量精度で検知することができる。ここで、測定セル５０の内部は空気で満たされているので、測定の際に尿自体の色の影響を受けて読み取りの測定精度が悪化することがない。読み取り方法としては、赤外線ＬＥＤからの光を呈色チップ５３で反射させてフォトダイオードで読む方法や、画像処理方法などが挙げられる。使用後は測定セル５０を廃棄するが、その際に尿と接する部分を直接触らなくて良いため衛生的である。なお、測定セル５０を取り外した状態で尿検査装置１０を使用すると、尿が漏れる恐れがあるため、特に記載しない測定セル５０の有無検知センサーなどを配置するとよい。この第一の分析手段１では、半定量精度の尿糖・タンパク・ウロビリノーゲン・潜血などを測定することができる。
【００２７】
図５は、酵素固定化過酸化水素電極法を採用した第二の分析手段２の作動原理図である。尿を第二の分析手段２のセンサ５５の表面に接触させると、尿糖（グルコース）が酵素膜５６の中へ拡散し、そこに含まれる酵素により酸化されて過酸化水素が生成される。生成された過酸化水素は、過酸化水素選択透過膜５７を通り越して基体５８の電極表面に達し、そこで酸化されて電子情報に変換される。電子情報（例えば電流）と、酵素により酸化されたグルコースとは、直線的な相関関係を有するので、出力電流からグルコースの濃度を測定することができる。一方、共存妨害成分も、グルコースと同様に酵素膜５６まで拡散するが、過酸化水素選択透過膜５７により排除され、基体５８の電極表面に到達できない。これにより出力電流がグルコースに由来するものであることを保証し、測定精度が確保される。このように、第二の分析手段２では定量精度の尿糖値を測定することができる。
【００２８】
次に、この第二の分析手段２による分析を行なう際の、尿や洗浄水の流れについて説明する。第一の分析手段１の流出口５４（図４参照）から流出した尿は、本体１１のポンプ３１により、吸引管５を通して切替弁３３（図２参照）に送られた後、緩衝液ボトル３４からの緩衝液内と共に第二の分析手段２へ送られる。なお、第二の分析手段２が必要とする量を超えた余剰の尿は、切替弁一体ポンプ３２により排出管６を通して排出口３５から排出される。第二の分析手段２において、図５で説明した酵素固定化過酸化水素電極法による分析が行なわれた後は、ロータンク１０５から吸水管１４を通して切替弁一体ポンプ３６へ吸引される水により、切替弁３３などの尿と接した部品や配管経路が洗浄されて、清潔に保たれる。また、採尿皿１６も、洗浄水供給管７を通して洗浄ノズル３７へ送られる水により洗浄される。
【００２９】
以上のように、本実施例における尿検査装置１０は、第一の分析手段１として尿試験紙呈色読み取り法（図４参照）を、第二の分析手段２として酵素固定化過酸化水素電極法（図５参照）を、それぞれ採用した。これにより、日々の生活習慣によって変動する尿糖値を第二の分析手段２により毎食後に定量精度で測定して食事・運動などの生活習慣コントロールなどに利用するとともに、病気の早期発見のために第一の分析手段１により半定量精度の尿糖・タンパク・ウロビリノーゲン・潜血などを毎月１回程度測定する、といった使用も可能となり、たいへん便利である。
【００３０】
図６は、ＳＰＲ（Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｐｌａｓｍｏｎ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）法を採用した分析手段の作動原理図である。抗体を担持したセンサーチップ６１に接するようにプリズム６４が配置され、ピンホール６３を通ったＬＥＤ６２の光がプリズム６４に入射する。光はセンサチップ６１で反射してＣＣＤ６５に当たるが、ＣＣＤ６５のエネルギーピーク位置によってセンサチップ６１と接した所定の尿成分濃度が測定できる。この分析手段を用いると、微量のアルブミン濃度などの測定を行なうことができる。
【００３１】
図７は、抗体発色確認法を採用した分析手段の作動原理図である。添加手段７２により抗体や試薬などを添加した測定セル７１中の尿に、投光素子７３からの光を当て、透過受光素子７４または反射受光素子７５によって色・濁り具合・蛍光度などを測定する。この分析手段を用いると、ＤＮＡ酸化損傷具合や潜血などなどの測定を行なうことができる。
【００３２】
なお、これまで特に説明はしていないが、使用者に測定結果を表示するための表示手段を備えておくと、より使い勝手がよい。さらには、情報の送受信を行う通信手段を備えておき、測定結果を元に使用者の健康管理に役立つ健康指導を提供する外部解析手段に、測定結果を発信するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の尿検査装置１０を備えたトイレを示す図
【図２】尿検査装置１０の構成を示す模式図
【図３】採尿アーム１３の採尿皿１６の断面図
【図４】第一の分析手段１の断面図
【図５】第二の分析手段２の作動原理図
【図６】ＳＰＲ法を採用した分析手段の作動原理図
【図７】抗体発色確認法を採用した分析手段の作動原理図
【図８】従来の尿検査装置を備えたトイレを示す図
【符号の説明】
１…第一の分析手段
２…第二の分析手段
５…吸引管
６…排出管
７…洗浄水供給管
９…モーター
１０…尿検査装置
１１…本体
１２…採尿部
１３…採尿アーム
１４…吸水管
１５…配管ユニット
１６…採尿皿
１７…電極
３１…ポンプ
３２…切替弁一体ポンプ
３３…切替弁
３４…緩衝液ボトル
３５…排出口
３６…切替弁一体ポンプ
３７…洗浄ノズル
３８…逆止弁
５０…測定セル
５１…試験紙
５２…流入口
５３…呈色チップ
５４…流出口
５５…センサ
５６…酵素膜
５７…過酸化水素選択透過膜
５８…基体
６１…センサーチップ
６２…ＬＥＤ
６３…ピンホール
６４…プリズム
６５…ＣＣＤ
７１…測定セル
７２…添加手段
７３…投光素子
７４…透過受光素子
７５…反射受光素子
１０１…便器
１０２…便座
１０３…給水管
１０４…便ふた
１０５…ロータンク
１０６…止水栓
１１０…尿検査装置
１１１…本体
１１２…採尿部
１１３…採尿アーム
１１４…吸水管
１１５…配管ユニット
【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】
2004077321.tif 000007
【図６】
2004077321.tif 000008
【図７】
2004077321.tif 000009
【図８】
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