(57)【要約】【課題】  対象者の排尿検出の精度を向上させた採尿装置を提供する。【解決手段】  採尿対象者に装着される採尿部と、該採尿部に接続され、尿が貯められる採尿タンクと、該採尿タンクに接続され、該採尿タンク内の気体を吸引する主ポンプと、該主ポンプによって吸引された気体を排気する排気管と、前記主ポンプを制御する制御手段とによって構成される採尿装置において、採尿部内を少しずつ吸引する微少排気手段を設け、前記採尿部を対象者に装着した後に、前記微少排気手段を常時稼働させると共に、前記採尿部と前記採尿タンクとの間の配管上に尿検出手段を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
採尿対象者に装着される採尿部と、該採尿部に接続され、尿が貯められる採尿タンクと、該採尿タンクに接続され、該採尿タンク内の気体を吸引する主ポンプと、該主ポンプによって吸引された気体を排気する排気管と、前記主ポンプを制御する制御手段とによって構成される採尿装置において、
採尿部内を少しずつ吸引する微少排気手段を設け、前記採尿部を対象者に装着した後に、前記微少排気手段を常時稼働させると共に、
前記採尿部と前記採尿タンクとの間の配管上に尿検出手段を設けることを特徴とする採尿装置。
【請求項２】
前記排気管は、室外と連通するダクトと接続可能であることを特徴とする請求項１記載の採尿装置。
【請求項３】
前記採尿部は、対象者に装着されて対象者の尿を受ける尿受け部と、該尿受け部から延出し、前記採尿タンクへ接続される屈曲自在なホースが接続される配管部とによって少なくとも構成され、前記尿検出手段は、前記配管部に設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の採尿装置。
【請求項４】
前記尿検出手段は、前記配管部内に画成される尿通路に絶縁部材を介して設けられる一対の電極であることを特徴とする請求項３記載の採尿装置。
【請求項５】
前記尿検出手段は、前記配管部に巻回されたコイルであることを特徴とする請求項３記載の採尿装置。
【請求項６】
前記配管部を尿が通過する時に生じる前記尿検出手段のリアクタンスの変化に基づいて対象者の排尿を検出する排尿検出手段を具備することを特徴とする請求項４又は５に記載の採尿装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記排尿検出手段によって排尿が検出された場合に、前記主ポンプを駆動することを特徴とする請求項６記載の採尿装置。
【請求項８】
前記微小排気手段は、前記ポンプに並列に接続された小容量のポンプであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の採尿装置。
【請求項９】
前記微小排気手段は、前記ポンプに直列に接続された小容量のポンプであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の採尿装置。
【請求項１０】
前記微小排気手段は、前記ポンプを低速で駆動することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の採尿装置。
【請求項１１】
前記電極の一方を、イオン化傾向の高い金属又はそれらの合金によって負電極とし、前記負電極を形成する金属よりイオン化傾向の低い金属又はそれらの合金によって正電極とし、その電位差を検出することによって尿のｐＨを検出する尿イオン測定手段を具備することを特徴とする請求項４記載の採尿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、要介護又は手術後等、寝たきりの対象者に装着され、対象者から尿を採取する採尿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示される自動収尿装置は、尿レシーバと、この尿レシーバに排尿された尿を溜めておく尿溜め容器と、前記尿レシーバと前記尿溜め容器を連通する搬送チューブと、前記尿レシーバに排尿された尿を前記搬送チューブを介して尿溜め容器に搬送する吸引原と、前記搬送チューブ内の差圧を検出する差圧センサとを備え、前記尿レシーバに排尿される前の排尿待機時において、前記尿レシーバと前記差圧センサを連通する搬送チューブの差圧センサ側が密閉されており、前記差圧センサの差圧検出に基づいて前記吸引源が稼働するものである。
【０００３】
特許文献２に開示される排泄検出装置は、尿や便を吸引パイプで吸引し、ガスセンサからのセンサ信号のピーク幅が狭いものを排尿とし、センサ信号がブロードなものを排便とするものである。
【０００４】
特許文献３は、排泄物吸収装置が、軟質可撓性の材料により排泄物吸収体に組み込み可能に形成された液体受け機構と、前記液体受け機構に液体が溜まったことを検知して所定の電気信号を出力する液体検知手段と、前記液体受け機構と連通している液体貯留機構と、吸引作用により前記液体受け機構に貯まった液体を液体貯留機構に導く吸引手段と、温風を前記液体受け機構を介して外部に吹き出す温風供給手段と、液体検知手段から所定の電気信号が出力された時に、前記温風供給手段から吹き出される温風の温度及び送風量が前記吸引手段の吸引力に見合った値となるように前記温風供給手段並びに吸引手段を制御する制御手段とを備えたことを開示する。また、前記液体検知手段が、可撓性を有する耐腐食性の導電性材料からなる一対の櫛形又は渦巻き形電極であることを開示する。
【特許文献１】特開２０００−１５２９５３号公報
【特許文献２】特開平１０−１９２３２４号公報
【特許文献３】特許第２５６３２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在の排尿認識には、特許文献３に開示されるように、尿が電解質であるために２つの電極を配置し、排尿により尿が両方の電極に接した時に生じる電気的な導通を検知して排尿を認識していたが、小尿の場合には流量が少なく、認識できないことが多かった。同様に、特許文献１及び２に開示される装置においても小尿の場合には、認識できないことが多かった。
【０００６】
また、尿成分にはイオン（主な陽イオンとして、Ｎａ＋，Ｋ＋，Ｃａ２＋、主な陰イオンとして、Ｃｌ−）が多量に含まれているため、排尿検出に電気的な導電を用いた場合、尿が電極間に残留すると、常に導電状態となるため、排尿の検出が不可能となるという不具合を有していた。
【０００７】
さらに、従来の採尿装置では、採尿部から漏れる臭いが気になるという不具合があった。
【０００８】
このため、この発明は、対象者の排尿検出の精度を向上させた採尿装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、この発明は、採尿対象者に装着される採尿部と、該採尿部に接続され、尿が貯められる採尿タンクと、該採尿タンクに接続され、該採尿タンク内の気体を吸引する主ポンプと、該主ポンプによって吸引された気体を排気する排気管と、前記主ポンプを制御する制御手段とによって構成される採尿装置において、採尿部内を少しずつ吸引する微少排気手段を設け、前記採尿部を対象者に装着した後に、前記微少排気手段を常時稼働させると共に、前記採尿部と前記採尿タンクとの間の配管上に尿検出手段を設けることにある。
【００１０】
これによって、採尿部内を少し低圧にすることができるので、採尿部の密着性を向上させることができると共に、対象者の不快感を助長することなく対象者の排尿による尿を確実に配管に吸引することができるので、尿検出手段によって確実に尿を検出できるものである。
【００１１】
また、前記排気管は、室外と連通するダクトと接続可能であることが望ましい。これによって、採尿装置の排気を室外に排気することができるため、尿の臭いによる不快感を無くすことができるものである。
【００１２】
さらに、前記採尿部は、対象者に装着されて対象者の尿を受ける尿受け部と、該尿受け部から延出し、前記採尿タンクへ接続される屈曲自在なホースが接続される配管部とによって少なくとも構成され、前記尿検出手段は、前記配管部に設けられることが望ましい。尿検出手段は、ハーネス等、対象者の不快感が増長しない構成であるならば、配管の尿が最初に通過する部分、いわゆる採尿部の配管部先端近傍に設けられることが望ましい。
【００１３】
前記尿検出手段は、前記配管部内に画成される尿通路に絶縁部材を介して設けられる一対の電極であり、又は前記配管部に巻回されたコイルであることが望ましい。前記一対の電極の場合には、尿が通過する場合に生じる容量（容量性リアクタンス）を検出することができ、また前記コイルの場合には、配管部内を導電性の尿が通過する時に生じるインダクタンス（インダクタンス性リアクタンス）を検出することができるものである。さらに、排尿検出手段は、前記配管部を導電性の尿が通過する時に生じる前記尿検出手段のリアクタンスの変化に基づいて対象者の排尿を検出する。さらに、前記リアクタンスに基づいて演算される発振周波数の変動に基づいて排尿を検出するものであっても良いものである。
【００１４】
また、前記制御手段は、前記排尿検出手段によって排尿が検出された場合に、前記主ポンプを駆動することが望ましい。
【００１５】
さらに、前記微小排気手段は、前記ポンプに並列又は直列に接続された小容量のポンプであることが望ましい。また、前記微小排気手段は、前記ポンプを低速で駆動するものであっても良いものである。
【００１６】
前記電極の一方を、イオン化傾向の高い金属又はそれらの合金によって負電極とし、前記負電極を形成する金属よりイオン化傾向の低い金属又はそれらの合金によって正電極とし、その電位差を検出することによって尿のｐＨを検出する尿イオン測定手段を具備することが望ましい。負電極としては、ニッケル、アルミニウム、炭素、鉄、錫、亜鉛、鉛等が望ましく、陽電極としては、金、銀、プラチナ、水銀、銅などが望ましい。これによって、電位差が正の場合には酸性、負の場合にはアルカリ性であると判定することができ、さらに予め求めておいた電位のレベルとの比較によって前記電位差をｐＨ値に換算することもできるものである。また、イオン濃度を測定することも可能である。この場合、イオン濃度は、導電率に基づいて演算することができるものである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、微少排気手段によって常に採尿部が低圧に成っていることから、対象者の排尿を尿検出手段に効率よく供給できると共に、採尿部からの臭いの発生を防止することができるため、採尿対象者にとって不快感の少ない採尿装置となるものである。また、排尿の検出の他に、正電極及び負電極を所定の金属で形成することによって、尿の状態、例えばｐＨを検出することもできるため、採尿対象者の健康状態も把握することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の実施例について図面により説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１に示すように本願発明に実施例に係る採尿装置１は、採尿対象者に装着される採尿部２と、この採尿部２に接続され、尿が貯められる採尿タンク３と、この採尿タンク３に接続され、この採尿タンク３内の気体を吸引する主ポンプ４と、この主ポンプ４によって吸引された気体を排気する排気管７と、前記主ポンプ４等を制御する制御ユニット１３とによって少なくとも構成される。また、前記主ポンプ４は、前記採尿タンク３と前記排気管７との間を接続する排気配管９上に配置される。さらに前記この排気配管９は、装着部８を介して前記排気管７に着脱自在に装着される。また、前記排気管７は、壁５に設けられて、室外６に接続される。また、図１において、１３は、操作パネル１４、尿検出センサからの信号、前記採尿タンク３に設けられたリミッタ１８からの信号に基づいて、前記主ポンプ４等を制御するコントロールユニットであり、１５はコントロールユニット１３の検出結果等を出力する出力部であり、１６は出力部１５からの出力内容を表示する表示部、１７は出力内容を所定の機関、例えば病院、介護センターに送信するための外部通信器である。
【００２０】
また、前記主ポンプ４と並列となるように微小排気配管１０が設けられ、この微小排気配管１０上には、小型ポンプ１１が配される。この実施例では、小型ポンプ１１を主ポンプ４と並列になるように配置したが、直列に配置するようにしても良いものである。この小型ポンプ１１が本願発明の微少排気手段となるが、主ポンプ４が容量可変機構を有する場合や、回転速度を可変する制御機構を有する場合には、主ポンプ４の吐出容量を小さくする制御手段や、回転速度を低速にして吐出容量を小さくする制御手段を微少排気手段としても良いものである。
【００２１】
また、前記前記採尿部２と前記採尿タンク３との間の配管（例えば、屈曲自在な可撓性のホース１２と下記する採尿パイプ２２からなる）上に尿検出用のセンサを設けるものであるが、排尿の検出は、対象者の排尿をいち早く検出することが要求されるので、前記配管１２の最上流側に設けることが望ましい。したがって、尿検出用のセンサは、採尿部２に設けられることが望ましい。
【００２２】
前記採尿部２は、例えば図２に示すもので、対象者に装着されて対象者の尿を受ける尿受け部２１と、この尿受け部２１から延出し、前記採尿タンク３へ接続される屈曲自在なホース１２が接続され、内部に尿通路２３が画成される採尿パイプ２２とによって少なくとも構成される。
【００２３】
実施例１では、前記採尿パイプ２２の先端近傍に一対の電極２４，２５が配される。この一対の電極２４，２５は、図３（ａ）で示されるように、絶縁部材２７を介して前記尿通路２３に対峙するように配される。この一対の電極２４，２５は、コントロールユニット１３に接続されて、この一対の電極１４，２５間の容量若しくはこの容量に基づく発振周波数ｆが検出され、前記主ポンプ４等が制御される。尚、前記絶縁部材２７は、撥水性を有する合成樹脂皮膜を用いることによって前記電極２４，２５上への残尿を防止することができる。
【００２４】
図３（ａ）で示すように、排尿がない場合には、前記電極２４，２５間の静電容量はＣｏである。そして、図３（ｂ）で示すように、前記電極２４，２５間に尿２８がある場合、尿自体が導電性であることから、前記電極２４，２５間の静電容量Ｃｎは、Ｃ１・Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２）で示される静電容量に変化する。また、図３（ｃ）は、残留尿（固形物又は半固形物）２９が存在する場合を示すもので、この場合の前記電極２４，２５間の静電容量Ｃｒは、Ｃ３・Ｃ４／（Ｃ３＋Ｃ４）で示される静電容量に変化する。以上示したようなそれぞれ場合、電極間の距離が図３（ａ）で示す場合が最も大きいことから、前記静電容量には、Ｃｏ＜＜Ｃｎ≒Ｃｒの関係がある。したがって、本願発明の実施例１では、前記コントロールユニット１３に、前記電極２４，２５の静電容量を構成要素とする発振回路を設け、この発振回路の発振周波数ｆを検出することによって静電容量の変化を検出するようにしたものである。
【００２５】
以下、この発明の実施例１において、前記コントロールユニット１３において実行させる採尿装置１の制御の一例について、図４に示されるフローチャート図にしたがって説明する。
【００２６】
操作パネル１４の図示しない起動スイッチの投入によってステップ１００から開始される採尿装置１の制御は、最初にステップ１１０において小型ポンプ１１が起動されると共に、この小型ポンプ１１は操作パネル１４の起動スイッチがオフされるまで常時駆動する。これによって、対象者に装着された前記採尿部２内は常に低圧状態となるため、尿は漏れることなく確実に採尿パイプ２２内に吸引される。また、対象者の排尿後は、尿の臭いが採尿部２から漏れることを防止すると共に、尿通路２３の乾燥を助長するものである。
【００２７】
そして、ステップ１２０では、リミッタ１８からの信号に基づいて採尿タンク３が満杯か否かの判定が行われ、満杯と判定された場合（Ｙ）には、ステップ１３０に進んで、前記表示部１６に満杯の表示がされ、ステップ３４０において制御を完了する。これによって、対象者の世話をする介護人や看護師等は、採尿タンク３内の尿を捨て、制御を開始するものである。
【００２８】
また、前記ステップ１２０の判定において採尿タンク３が満杯でない場合（Ｎ）には、ステップ１４０に進んで、発振周波数ｆを検出する。そして、ステップ１５０においてこの発信周波数ｆが所定の範囲内（α＜ｆ＜β）にあるか否かの判定を行い、所定の範囲内にない場合（Ｎ）には、ステップ１６０に進んで前記表示部１６に清掃表示を行い、ステップ３４０において制御を完了する。
【００２９】
そして、前記ステップ１５０の判定において発信周波数ｆが所定の範囲内にある場合には、ステップ１７０に進んで、発振周波数ｆの平均値ＡＶＥ（ｆ）を求めて平均発振周波数ｆ０に設定し、ステップ１８０において前回までの平均発振周波数ｆ０と最新の発振周波数ｆとの差δｆを求め、ステップ１９０においてこの差δｆが所定値γ以上か否かを判定し、所定値以上でない場合（Ｎ）にはステップ１７０に回帰してステップ１７０，１８０，１９０を繰り返す。初回の場合、発振周波数ｆの平均値ＡＶＥ（ｆ）が存在しないので、制御の起動時に初期値として前回記憶したものがあればそれを用い、記憶したものがない場合には、初期値として実験に基づいて演算された初期値を使用する。
【００３０】
そして、ステップ１９０の判定において、発信周波数の差δｆが所定値γ以上である場合（Ｙ）、対象者が排尿したと判定できるため、ステップ２００に進んで主ポンプ４を起動し、尿を採尿タンク３内に収容する。そして、ステップ２１０において主ポンプ３の駆動時間Ｄｐ（ｔ）が所定時間ｔｐ（例えば、５分）以上経過したか否かが判定され、所定時間ｔｐ以上経過したと判定された場合（Ｙ）には、ステップ２４０に進んで主ポンプ４の駆動を停止（ＯＦＦ）する。また、ステップ２１０の判定において、所定時間ｔｐ経過していない場合（Ｎ）には、ステップ２２０に進んで、最新の発振周波数ｆが所定範囲内にあるか否かの判定がなされ、所定範囲内にない場合には前述したステップ２４０に進んで主ポンプ２４０を停止し、ステップ３４０で制御を完了するものである。
【００３１】
さらに、前記ステップ２２０の判定において、前記発振周波数ｆが所定範囲にある場合（Ｙ）には、ステップ２３０に進んで、前記差δｆが所定値γより小さいと判定された場合（Ｙ）には、採尿部２の尿が少なくなったと判定できるため、ステップ２４０に進んで主ポンプ４を停止させる。また、ステップ２３０の判定において、前記差δｆが所定値γより小さくないと判定された場合（Ｎ）には、ステップ２１０に回帰してステップ２１０，２２０，２３０の判定を繰り返すものである。
【００３２】
以上の制御により、図５で示すように、発振周波数ｆが平均発振周波数ｆ０から所定値ｆ１まで所定範囲（δｆ）下がった場合、排尿を認識できるため、主ポンプ４を起動させる。そして、発振周波数ｆが所定値ｆ１以上となった場合に、主ポンプ４を停止させ、小型ポンプ１１のみの駆動とするものである。図５において、ｔ０〜ｔ３までが排尿区間Ｎｈであり、ｔ１〜ｔ２までが排尿認識区間Ｎｎである。
【００３３】
上記フローチャートの場合、主ポンプ４の駆動期間は、前記排尿認識区間Ｎｎと同一であり、その他の区間は小型ポンプ１１のみを駆動するものであるが、ｔ２において排尿がなくなったと判定された後、所定時間、例えば２０秒間、主ポンプ４の駆動を継続してもよいものである。この場合、主ポンプ４の駆動期間ｐｄはｔ１〜ｔ４までとなる。
【実施例２】
【００３４】
前記制御は、さらに、図６で示すように、ステップ２４０において主ポンプ４の駆動を停止した後、ステップ２５０において前記両電極２４，２５間の電位差Ｖｐを測定し、ステップ２６０の判定において、前記電位差ｖｐが正である場合（Ｙ）、ステップ２８０に進んで前記表示部１６に尿が酸性である旨の表示を行う。また、前記ステップ２６０の判定において電位差Ｖｐが正でない場合（Ｎ）には、ステップ２７０に進んで電位差Ｖｐが負であるか否かが判定される。この判定において、前記電位差Ｖｐが負である場合（Ｙ）にはステップ３００に進んで、前記表示部１６に尿がアルカリ性である旨の表示を行う。また、ステップ２７０の判定において負でないと判定された場合（Ｎ）には、ステップ２９０に進んで、前記表示部１６に尿が中正である旨の表示を行う。
【００３５】
この判定を行うために、前記電極に一方、例えば電極２４を、イオン化傾向が水素イオンの前後の金属、例えばニッケル、アルミニウム、炭素、鉄、錫、亜鉛、鉛又はそれらの合金によって負電極とし、また電極の他方、例えば電極２５を、イオン化傾向の小さい金属、例えば金、銀、プラチナ、水銀、銅又はそれらの合金によって陽電極とするものである。
【００３６】
また、前記電位差とｐＨ値との関係を予め求めておき、これによってｐＨ値を演算することもできる。このため、ステップ３１０において、ｐＨ表示を行うか否かの判定を行い、ｐＨ表示を行う場合（Ｙ）には、ステップ３２０に進んで前記電位差ＶｐからｐＨ値を演算し、ステップ３３０において前記表示部１６に表示するものである。また、ステップ３１０の判定においてｐＨ表示が所望されない場合（Ｎ）には、ステップ３４０に進んで制御を完了するものである。
【００３７】
尚、上述した実施例では電位差Ｖｐを求めることによってｐＨ値を演算したが、各電極の電位に基づいて演算するようにしても良いものである。
【００３８】
また、前記尿の導電率を求めることによって、尿のイオン濃度を検出し、これを表示する陽にしても良いものである。
【実施例３】
【００３９】
上述した実施例では、一対の電極２４，２５によって静電容量変化を求めて排尿を検出するようにしたが、この実施例では、図７に示すように、前記採尿パイプ２２の周囲にコイル２６を配し、導電性の尿が通過することによって生じるインダクタンスの変化を検出し、これによって上述した実施例と同様に排尿を検出するようにしたものである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
この発明は、対象者の排尿を正確に検出できるため、病院や介護施設等に利用できると共に、自宅において介護される要介護者にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本願発明の採尿装置の構成図である。
【図２】採尿部の構成を示した説明図である。
【図３】電極近傍の状態を示した説明図で、（ａ）は排尿がない場合、（ｂ）は排尿があった場合、（ｃ）は残尿がある場合の説明図である。
【図４】実施例１に係る採尿装置の制御を示したフローチャート図である。
【図５】実施例１の制御のタイミングチャート図である。
【図６】実施例２の制御を示したフローチャート図である。
【図７】実施例３の説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  採尿装置
２  採尿部
３  採尿タンク
４  主ポンプ
５  壁
６  室外
７  排気管
８  装着部
９  排気配管
１０  微少排気配管
１１  小型ポンプ
１２  ホース
１３  コントロールユニット
１４  操作パネル
１５  出力部
１６  表示部
１７  外部通信器
【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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