(57)【要約】【課題】  長期間にわたって配管系の動作信頼性を保つために、人尿が接する部分の殺菌を実施すると共に、殺菌を行うための高濃度の殺菌剤を簡便かつ安価に作り出す。【解決手段】  人尿を受ける尿受け手段、および人尿を前記尿受け手段から所定の機能ユニットに搬送する搬送手段のうち少なくともどちらか一方を有する生体情報測定装置において、前記尿受け手段または搬送手段の洗浄に使用する水を電気分解する電解槽を備え、前記電解槽にて水中に含まれる塩素イオンから生成した次亜塩素イオンを、前記尿受け手段または搬送手段に供給することにより、採尿器より尿と共に吸引した細菌やカビや藻などの胞子を殺菌して増殖を防止し、配管の閉塞を防止することを可能とした。【選択図】  図４
2005189027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人尿を受ける尿受け手段、および人尿を前記尿受け手段から所定の機能ユニットに搬送する搬送手段のうち少なくともどちらか一方を有する生体情報測定装置において、前記尿受け手段または搬送手段の洗浄に使用する水を電気分解する電解槽を備え、前記電解槽にて水中に含まれる塩素イオンから生成した次亜塩素イオンを、前記尿受け手段または搬送手段に供給することを特徴とする生体情報測定装置。
【請求項２】
前記尿受け手段または搬送手段を洗浄する水の供給手段に、前記塩素イオンの供給手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の生体情報測定装置。
【請求項３】
前記塩素イオンは、塩化ナトリウム水溶液、塩化カリウム水溶液、または塩化ナトリウムと塩化カリウムの水溶液の備蓄手段より供給されることを特徴とする請求項２に記載の生体情報測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管内を殺菌して清浄に保つことに係り、特に測定配管内部に人尿起因の異物が発生して閉塞することを防止し、長期間にわたって生体情報測定装置の性能・信頼性を維持することに好適な生体情報測定装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来の生体情報測定装置は、人尿に起因する尿石やカビの発生によって測定配管が閉塞することを防止するために所定期間毎に配管を交換したり、高温水を使用した殺菌手法が発明されている（例えば、特許文献１参照。）。
このような場合、所定温度の高温水を得るために高精度の温度制御機能付き熱交換器を採用しないと、反対に測定配管を痛めたり、別途設けられる特定成分測定手段にダメージをあたえてしまう問題があった。
また、殺菌のために備蓄手段に次亜塩素イオンを添加するものもある（例えば、特許文献２参照。）。
しかし、この場合も次亜塩素イオンを特別に備蓄液に添加する必要があることから、備蓄液が高価になるという問題があった。
【０００３】
また、水道水を電気分解して次亜塩素イオンを得ようとしているものもある（例えば、特許文献３参照。）。
しかし、この場合も水道水中に含まれる塩素イオン濃度が少ない場合は、洗浄用に使用する水を電気分解しても、測定配管の清浄性を保つための次亜塩素イオン濃度が不足することがあるという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−０９８６９２号公報
【特許文献２】特開２００３−１３９７６８号公報
【特許文献３】特開平８−２９４６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、長期間にわたって配管系の動作信頼性を保つために、人尿が接する部分の殺菌を実施すると共に、殺菌を行うための高濃度の殺菌剤を簡便かつ安価に作り出すものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明によれば、人尿を受ける尿受け手段、および人尿を前記尿受け手段から所定の機能ユニットに搬送する搬送手段のうち少なくともどちらか一方を有する生体情報測定装置において、前記尿受け手段または搬送手段の洗浄に使用する水を電気分解する電解槽を備え、前記電解槽にて水中に含まれる塩素イオンから生成した次亜塩素イオンを、前記尿受け手段または搬送手段に供給することを特徴とすることにより、採尿器より尿と共に吸引した細菌やカビや藻などの胞子を殺菌して増殖を防止することが可能であり、尿検体が通過する配管が細菌やカビや藻などの増殖によって閉塞することを防止することを可能とした。しかも、次亜塩素イオンは、市水を電気分解して供給されるので、メンテナンスが不要となる。
【０００６】
また、請求項２記載の発明によれば、前記尿受け手段または搬送手段の洗浄水に対して、前記塩素イオンの供給手段を配したことを特徴とすることにより、水道水に配管を洗浄するために十分な濃度の塩素イオンが含まれない場合であっても、不足分を充当して、配管洗浄に十分な次亜塩素イオン濃度を得ることができる。
【０００７】
また、請求項３記載の発明によれば、前記塩素イオンは、塩化ナトリウム水溶液、塩化カリウム水溶液、または塩化ナトリウムと塩化カリウムの水溶液の備蓄手段より供給されることを特徴とすることにより、尿中のナトリウム濃度またはカリウム濃度測定手段としてのイオンセンサーに対する濃度校正液を利用して、高濃度の次亜塩素イオンを作り出し、配管内の殺菌効果の高い洗浄水を容易に作り出すことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、採尿器より尿と共に吸引した細菌やカビや藻などの胞子の増殖によって配管経路が閉塞することを防止するために使用する殺菌剤・洗浄剤を、特別に補給することなく、簡便かつ安価に作り出すことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態について、以下に図面を用いて詳説する。
【００１０】
図１は、本発明の生体情報測定装置の実施例を示す斜視図である。
便器ユニット１は洋風大便器１１と、便座２１と便ふた２２を回動自在に係止した機能ケース２によって構成されている。機構占有スペースが不足する場合は、便器ユニット１の背部や配管部材で連結された機構ユニットキャビネット５を設け、その内部に機構ユニットを収納する。洋風大便器１１の内側には、使用者の排泄物を受ける溜水１３を貯えるボール１２が構成されている。ボール１２の上方には、便座２１と当接するリム面１４が形成されている。溜水１３はトラップ部１５及び排水接続管を介して図示しない下水配管と連通している。ボール１２の底部には、トラップ部１５に吐水方向を向けているゼット吐水ノズル３１が設けられている。ゼット吐水ノズル３１からの吐水はトラップ部１５に負圧を発生させ、サイホン作用により溜水１３を一気に下水配管に送出するようになっている。
【００１１】
またボール１２の内外を連通する切欠部に設けられた採尿ユニット５０は、後述する方法によって排泄された尿中に含まれる特定成分の定性・定量測定に関するセンシング手段に尿を搬送するようになっている。センシング手段は便器ユニット１の内部にバイオセンサーや電気化学センサーや物理量計測センサーをはじめとする各種生化学センサーとして組み込まれるが、他の測定方法も実施可能で、例えば、他の大型臨床検査装置で測定すべく尿検体を採取して容器に所定量だけ備蓄するような方法であっても良い。
【００１２】
採尿ユニット５０は、便器や下水の詰まり等が発生した場合以外は水没しない位置に配置されているため、特別な防水・防滴対策を施す必要がない。また、採尿ユニット５０の外郭は、洋風大便器１１の外形に置かれる使用者の下肢裏側と干渉しない範囲内に収まるよう構成されているため、採尿機能が組付けられた便器であっても用便行為自体を行う限りにおいて、一般便器との間で使い勝手面の支障が発生することがない。下肢と機能部材が干渉しない範囲は、洋風大便器１１の外郭に対して概ね５０ｍｍ以内程度の突起寸法までである。
【００１３】
図２は、本発明の生体情報測定装置の実施例を示す断面図である。
洋風大便器１１は、ボール１２に排泄した尿量を測定する機能を有した便器である。洋風大便器１１の内側にはボール１２が形成され、底部に設けられたゼット吐水ノズル３１はトラップ部１５に吐水方向を向けている。ゼット吐水ノズル３１からの吐水はトラップ部１５に対して負圧を発生させ、サイホン作用によって溜水１３を下水配管に排出するようになっている。ボール１２の上部にはリム吐水ノズル３２が構成され、溜水を補給するようになっている。同じくボール１２の上方には、前述の便座２１と当接するリム面１４が形成されている。ゼット吐水ノズル３１とリム吐水ノズル３２への給水は、両ノズルに水を分配供給する水路切替手段３で行なわれるようになっている。水路切替手段３とゼット吐水ノズル３１をつなぐ水路の途中には分岐口３３が設けられ、分岐口３３と排水接続管１６とを分岐路３４で接続している。この大便器１１は、水路切替手段３による水流制御により次のように洗浄される。最初リム吐水ノズル３２から約２０L/minの流量で数秒間供給される水がボール１２の上部周縁を旋回するように流れて溜水１３に達する。次に、リム吐水ノズル３２からの吐水を停止し、ゼット吐水ノズル３１から約２０L/minの流量で数秒間供給される水が溜水１３を巻き込みながらトラップ部１５に吐水され、トラップ部１５を満水状態にしてサイホン作用を発生させて溜水を一気に排出する。そして、ゼット吐水ノズル３１からの吐水を停止し、再度リム吐水ノズル３２から水を供給し、溜水１３を溢流水位（Ｈ）に戻してボール１２を復水をはかる。ボール内の排泄物は、サイホン作用による溜水の排出によって、下水に排出される。
ボール内の溜水は、通常は、便器洗浄後にリム吐水ノズル３２から吐水される水がトラップ部１５から溢れた状態、すなわち溢流水位（Ｈ）になっている。そのため、そこに尿を排泄してもトラップ部１５の堰を超えて下水配管に流れていき、一向に尿がたまらない。そこで、ボール１２に尿を貯めるために、溜水水位を下げる必要がある。溜水水位を下げる方法としては前述のサイホン作用を利用すると、短時間に水位を下げることができる。他の方式としては、ゼット吐水ノズル３１と排水接続管１６との間の水路を連通して、排水を行っても良い。この方法を採用した場合、水位変化に要する時間は長くかかるものの、低水位を安定状態に保つことができる。各々の方法を単独で選定しても良いし、水位変化時間と水位変化量の確実性の両立を狙う場合は、両者を組み合わせて採用しても良い。分岐路３４の途中に設けられた三方弁３は、ボール１２の溜水を排水接続管１６経由で下水に排出する状態と、圧力センサー４３を端部に有する分岐路４２がボール１２に連通する状態とを切替えるように機能する。圧力センサー４３は、ボール１２に排出された尿４による水位ヘッドの変化を測定する。ボール１２の形状は固定であるから、水位の測定値が尿量に換算演算できるようになっている。
測定前の溜水水位（Ｘ）は溢流水位（Ｈ）より相当量下方である。そこに尿が排泄されると、水位は溜水水位（Ｙ）に上昇する。水位差（Ｙ−Ｘ）が排泄された尿量部分であり、水位測定値が尿量として換算されることになる。測定前の溜水水位（Ｘ）にバラツキがあったとしても、水位の絶対値は圧力換算で測定されるため、水位差（Ｙ−Ｘ）の尿量換算自体に大きな支障はない。またボール１２には圧抜き穴１７が設けられている。圧抜き穴１７の位置は、設定した最大尿量が流入した時の水位（Ｙ）よりも上方で、かつ、溢流水位（Ｈ）より下方の位置である。下水配管中に他の設備器具などに起因する排水流れが発生して負圧が発生したとしても、圧抜き穴１７から大気を吸い込むので溜水１３の表面が波立つこともなく、本発明の溜水水位測定には誤差が発生しないようになっている。
【００１４】
溜水水位を溢流水位（Ｈ）より下げた状態で、採尿器５１は採尿アーム５２の回動動作によってボール１２内部を移動して排尿経路に達し、直接、尿を採取する。採尿器５１が位置Ａにある場合、便器前方側が男性の採尿位置であり、後方側が女性の採尿位置である。特に女性の排尿範囲は個人差があることから、前後方向に位置調節機能を設けておく。採尿器５１が位置Ｂにある場合、便器洗浄実施時には、採尿器５１は、リム吐水ノズル３２から便器に給水される水と干渉することを防止するために、排水に対して弊害が発生しないようリム面１４の凹部から逃げる。採尿器５１が位置Ｃにある場合、採尿しない時には、採尿器５１はリム面１４近傍に収納されている。便器の排出動作の完了後に、溜水を補給する段階でこの位置に配置されると補給水の水流によって採尿器５１が洗浄されることになる。
採尿器４１で採取された尿は、図示せぬポンプによって液体を吸引してなる吸引配管（搬送手段）によってセンシング手段に搬送され、特定成分の分析がなされる。
採尿器５１は採尿時点において略上方を向いているため、その内側に尿だけでなくカビや藻の胞子や各種細菌等が付着することがある。それらは尿と共にセンシング手段や、検体尿受け手段に吸引されるため、吸引配管の内側において、それらが繁殖・増殖して配管詰まりを発生したりすることがある。また細菌が尿素を分解する時にｐＨが上昇することに起因する、水に含まれるリン酸カルシウムや炭酸カルシウムの固化、俗称「尿石」によって吸水配管内内側が閉塞することもある。このような問題に対しては、後述の方法によって、吸水配管には洗浄水が供給され清浄化が図られている。洗浄水としては殺菌作用を持つ次亜塩素イオンを含むものが推奨される。次亜塩素イオンは補充液として備蓄してあるものを使用したり、市水に含まれる残留塩素イオンを利用してもよく、また測定対象がナトリウムイオン濃度やカリウムイオン濃度であった場合は、濃度校正用に使用する校正液を各イオンの塩素加工物として添加し、その塩素イオンを利用すると電気分解の効率を向上させることができる。さらには、塩素イオンの他の供給源としては、測定対象である尿の溶存イオンを利用するものであっても良い。しかし、本発明においては市水の電気分解によって作り出される。
【００１５】
図３は、本発明の生体情報測定装置の実施例を示す動作シーケンス図である。
最初、溜水水位は溢流水位（Ｈ）以下の水位（Ｘ）で保持されている。使用者が操作・表示部に設けられた測定準備開始スイッチの操作を行なうと、水位測定手段が起動され溜水水位の絶対値が測定されると共に、尿尿受け手段は尿尿受け手段（Ａ）に移動する。操作・表示部に設けられた男性スイッチまたは女性スイッチで準備を開始すると、採尿位置を調整ための後の操作が不要になる。溜水水位の初期絶対値が測定された時点で、準備中表示は測定中表示に変わる。測定準備開始スイッチ操作をトリガーとして、機能ユニットに設けられる図示しない脱臭手段を作動させて下水臭気を処理したり、水路切替手段からの分岐水が排水接続管を介して下水に向けて吐水されることによって、下水臭気の上昇を防止しても良い。測定中表示に合わせて使用者が排尿すると、ボール中の尿による水位上昇が発生する。合わせて他のセンシング手段に尿を送出したり、検体容器に尿を備蓄するための尿尿受け手段がボール内を移動して尿を所定量分だけ採取・吸引し、センシングに必要な尿検体が採取される。尿検体の採取が完了すると、尿尿受け手段は採尿器を収納位置に移動する。
【００１６】
尿検体の送出方法としては、自吸式で、かつ尿中に含まれる細胞などの損傷が発生しにくく、視認検査への問題が発生しにくいシリンジポンプ方式が推奨される。便器ボール内の水位変化は圧力センサーなどの水位測定手段で測定され、便器の水位位置毎の断面積データによって尿量変化に換算される。水位変化の最高点が排泄尿量として測定される。水位変化から換算した尿量の時間毎の変化量は、尿流速または尿流率と称される指標であり、前立腺肥大に代表される泌尿器系疾病の管理に使用することもできる。測定された尿量は、尿検体のセンシング手段によって測定された特定成分濃度を乗じることによって、使用者が排泄した特定成分の実排泄量としてもよい。
【００１７】
例えば特定成分をナトリウムイオン濃度とすると、尿量を乗じることによって、塩分排泄量を演算することができるが、ヒトは摂取塩分量の約９０％を排泄するという特質から摂取塩分量を推定することが可能である。この摂取塩分量は「健康日本２１運動」で提唱されているごとく、一般の方は１０ｇ以下、高血圧症患者は７ｇ以下に管理するべきとされる摂取塩分量のコントロールに使用することができる。
【００１８】
なお尿検体に対するセンシングを実施すべく排尿している時に、誤って大便を排泄してしまった時は水位測定値の振幅・周波数が尿だけの時と比べて異なるため、検体採取を中止したり、大便量の推定を行って尿量を補正することにより、尿量測定動作の信頼性低下を防止することができる。
【００１９】
使用者が表示された測定値を確認したり、本発明には含まれない他のサービスなどとの連携に向けて測定データを通信したり、あるいは測定結果を測定時間などと共に他の医療・健康関係従事者の指導を仰ぐべくプリントアウトされる。使用者が便器洗浄操作を実施すると、表示は再び準備中に変わる。リム吐水が行われると、採尿器はリム吐水と干渉しない位置に移動して、便器洗浄性能に影響が出ないようにする。リム吐水によって溜水水位が溢流水位に上昇しきった状態で、ゼット吐水によるサイホン作用が発生して溜水と共に尿が下水に排出された後、リム吐水によって溜水水位が溢流水位に復帰する。リム吐水によって溜水水位が上昇することになるが、水位（Ｘ）に水面を設定すべく給水時間と水位変化量を測定しながら、リム側の吐水は停止される。給水圧力によって水位上昇カーブは変化することが予測されるため、給水時間と水位（Ｘ）の関係を学習しながら、常に所定の水位（Ｘ）が得られるよう学習制御してもよい。リム吐水されている段階で、採尿器はリム部の収納位置に格納され、その位置で採尿器の外殻はリム吐水によって洗浄される。単位時間当りの流量が多いため、採尿器の洗浄力が高い。便器洗浄に合わせて、尿尿受け手段の採尿器とセンシング手段をつなぐ吸引配管に次亜塩素イオンを含む電解水を供給すべく、電解水供給手段が駆動される。本例では便器洗浄と同じタイミングで尿尿受け手段とセンシング手段の洗浄が完了する状態を示しているが、両者は独立であり、洗浄が短時間で終了したり長時間に渡る場合も考えられる。洗浄工程が完了すると、準備中表示は測定可表示に切り替わることになる。
【００２０】
図４は、本発明の生体情報測定装置の実施例を示すシステムブロック図である。
大きく便器部と機能部に分割することができる。便器部に溜水に対してサイホン作用を発生させるためのゼット吐水ノズル３１が溜水中に設けられ、溜水を補給する目的でリム吐水ノズル３２が設けられている。機能部に供給された市水は機構系に影響を与えないよう異物を除去するストレーナを内在する給水部を介して、水路切替手段３に供給される。水路切替手段３は便器部の排泄物下水排出のためのゼット吐水ノズル３１とリム吐水ノズル３２、下水配管からの臭気上昇防止用の排水接続管１６、および、機能部の尿検体採取のための採尿手段を洗浄するための電解水供給手段に水を順次供給する。電解水供給手段には、水を電気分解して次亜塩素酸を作り出す電解槽が設けられている。
電解水供給手段には、次亜塩素酸の生成効率を向上させるための塩素供給手段が接続されている。水中の塩素量と必要としている次亜塩素酸濃度が適合している場合は不要であるが、より高い殺菌性能・尿石防除性能を求めたい時などには、塩素供給手段が必要である。塩素供給手段としては、イオンセンサーの校正液に含まれる塩素イオンを流用するもの、塩化ナトリウムの備蓄部材、尿の一部を貯えておいて溶存塩素イオンを利用するものなどが利用できる。出願人が行なった実験によれば、次亜塩素酸濃度１〜５ｐｐｍ程度で殺菌および尿石防除効果があることを確認した。
【００２１】
制御手段は水路切替手段３、電解水供給手段、水位測定手段（圧力センサー４３）、採尿手段（採尿器５１）、および、センシング手段をコントロールすると共に、測定演算結果を通信手段経由で操作・表示部に伝送する。通信手段は有線伝送だけでなく、赤外線や電波などを利用した無線伝送であっても良い。なおセンシング手段は機能部中に存在しても良いが、他の大型臨床検査器などと連携するための検体容器を介したものであっても良い。
【００２２】
図５は本発明の生体情報測定装置の電解槽の構造を示す斜視分解図である。
ケース６１とふた６２の間には、供給された水を電気分解するための電極６３と６４が、スペーサー６５によって一定間隔を確保して配置されている。塩素イオンを含む水は入水口６６から供給され、出水口６７から吐出されるようになっている。電極間には１Ａ程度の定電流制御を行なう。陽極では［化１］の反応、水中では［化２］の反応が生じて次亜塩素酸ＨＣｌＯが生成されることになる。
【００２３】
【化１】
2005189027.tif 000003
【００２４】
【化２】
2005189027.tif 000004
【００２５】
陽極では塩素イオンが酸化され塩素ガスが発生する。また同時に、発生した塩素ガスが水中にとけ込むもの、水中に存在している溶存塩素イオン、および、別途供給されるイオンセンサー校正液起因の塩素によって次亜塩素酸ＨＣｌＯを生成し、殺菌作用がもたらされることになる。当然、塩素イオン濃度が高いほど次亜塩素酸の濃度は高くなり、高い殺菌作用が期待できることになる。次亜塩素酸は細菌などの細胞膜に含まれるアミノ酸基（ＮＨ２）と反応し、表面に露出しているタンパク質部分を変質させて死滅させる。また細菌等が死滅するために、吸引配管中の残存尿素が分解されることが無く、結果として水中のカルシウムイオンがリン酸カルシウムや炭酸カルシウムとして固化することもない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の生体情報測定装置の実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の生体情報測定装置の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の生体情報測定装置の実施例を示す動作シーケンス図である。
【図４】本発明の生体情報測定装置の実施例を示すシステムブロック図である。
【図５】本発明の生体情報測定装置の電解槽の構造を示す斜視分解図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…便器ユニット
２…機能ケース
３…機構ユニットキャビネット
４…尿
５…機構ユニットキャビネット
１１…洋風大便器
１２…ボール
１３…溜水
１４…リム面
１５…トラップ部
１６…排水接続管
１７…圧抜き穴
２１…便座
２２…便ふた
３１…ゼット吐水ノズル
３２…リム吐水ノズル
３３…分岐口
３４…分岐路
３５…三方弁
４２…導圧路
４３…圧力センサー
５０…採尿ユニット
５１…採尿器（尿受け手段）
５２…採尿アーム
６０…電解槽
６１…ケース
６２…ふた
６３，６４…電極
６５…スペーサー
６６…入水口
６７…出水口
Ｈ…溢流水位
Ｘ…測定前水位
Ｙ…排尿後水位
【図３】
2005189027.tif 000005
【図４】
2005189027.tif 000006
【図１】
2005189027.tif 000007
【図２】
2005189027.tif 000008
【図５】
2005189027.tif 000009