(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
おむつに取り付けられおむつの温度を検出する温度検出手段と、
この温度検出手段で検出されたおむつの温度変化量を積分し得られた積分量に基づいて尿量を算出する尿量算出手段と、
前記温度検出手段で検出されたおむつの温度を予め定められたサンプリング時間毎にサンプリングしてサンプリングデータを得るデータサンプリング手段と、
このデータサンプリング手段からの各サンプリングデータを比較することによりおむつの温度上昇を検出し温度上昇検出信号を出力する温度上昇検出手段とを備え、
前記尿量算出手段は、前記温度上昇検出手段からの温度上昇検出信号を入力したときから各サンプリングデータ毎に算出された基準値からの各サンプリングデータの変化量を累積しておむつの温度変化量の積分量を得る尿量検出装置。
【請求項２】
前記尿量算出手段で算出された尿量が予め定められた設定尿量に達したか否かを判定する尿量判定手段と、
この尿量判定手段により前記尿量が前記設定尿量に達したと判定された場合に警報を発生する警報手段と、
を有する請求項１記載の尿量検出装置。
【請求項３】
前記温度検出手段で検出されたおむつの温度のピーク値を検出してピーク検出信号を出力するピーク検出手段と、
このピーク検出手段からのピーク検出信号の入力数に基づき排尿回数を計数する排尿回数計数手段と、
この排尿回数計数手段で計数された排尿回数を表示する排尿回数表示手段と、
を有する請求項１又は請求項２記載の尿量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、おむつに排尿される尿量を検出する尿量検出装置に関し、おむつ交換時期を介護者等が知ることができる尿量検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
介護施設では、寝たきりの尿失禁患者（以下、患者と略称する。）が入院しており、現状では、例えば５０人の患者のおむつを１日に６〜８回の割合で予め定められた時刻に交換するというように介護者は患者のおむつを定期的に交換している。
【０００３】
しかしながら、患者のおむつを予め定められた時刻に交換しようとした際に、おむつに排尿されておらず、おむつを交換する必要がない場合もある。
【０００４】
また、尿失禁後、適切におむつ交換されないと、患者にとっても不快、不衛生である。また、介護される患者も必要以上に交換チェックを受けるため、精神的にも負担になっていた。
【０００５】
そこで、前述したような課題を解決したものとして、例えば、電子情報通信学会ＢＭＥ９３−１２０（１９９４−０１）に記載された尿失禁モニタ付きダイパが知られている。この公知技術は、センサとして紙おむつにサーミスタを取り付け、サーミスタによりおむつの温度の経時変化を検出し、この温度変化から患者の尿量を算出し、算出された尿量に基づき介護者におむつの交換時期を知らせる装置である。
【０００６】
この装置は、おむつの温度上昇時間及び温度下降時間と水量（尿量に対応）との間に比例関係があることに着目し、おむつ温度の初期値を設定し、この初期値から温度ピーク値までの温度上昇時間と温度ピーク値から初期値に戻るまでの温度下降時間とをカウンタにより計数し、カウンタにより計数された計数値を一定の関係式に当てはめて尿量を算出している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の装置では、初期値から温度が上昇した後に温度が下降して再び初期値に戻ったときの温度上昇時間及び温度下降時間により尿量を算出していた。
【０００８】
このため、例えば、第１回目の排尿により上昇した第１温度ピーク値から初期値に戻る前に次の第２排尿があった場合、この第２排尿により第２温度ピーク値まで温度が上昇し、第２温度ピーク値から初期値に戻ると、初期値から次の初期値までの時間を前述した一定の関係式に当てはめて尿量を算出しようとしても、尿量の測定精度が悪くなる。その結果、適切なタイミングで、患者のおむつ交換時期を介護者が知ることができなかった。
【０００９】
本発明は、尿量を高精度に測定し、適切なタイミングで患者のおむつ交換時期を介護者が知ることができる尿量検出装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の尿量検出装置は、おむつに取り付けられおむつの温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段で検出されたおむつの温度変化量を積分し得られた積分量に基づいて尿量を算出する尿量算出手段と、前記温度検出手段で検出されたおむつの温度を予め定められたサンプリング時間毎にサンプリングしてサンプリングデータを得るデータサンプリング手段と、このデータサンプリング手段からの各サンプリングデータを比較することによりおむつの温度上昇を検出し温度上昇検出信号を出力する温度上昇検出手段とを備え、前記尿量算出手段は、前記温度上昇検出手段からの温度上昇検出信号を入力したときから各サンプリングデータ毎に算出された基準値からの各サンプリングデータの変化量を累積しておむつの温度変化量の積分量を得る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に示す本発明の一実施形態である尿量検出装置は、温度センサ（温度検出手段）１と、この温度センサ１に信号線３を介して接続された尿量検出装置本体５とを備えて構成される。
【００１３】
温度センサ１は、図２に示すように、患者のおむつ７の外側表面に取り付けられ、患者の排尿によるおむつ７の表面温度を計測する。温度センサ１のおむつ７への取付位置は、患者の前側に対応する位置が好ましい。排尿ポイントに対応する位置がより好ましい。
【００１４】
温度センサ１は、患者の排尿によるおむつ７の温度に依存した電圧が出力されるように、サーミスタ、抵抗等により構成する。
【００１５】
尿量検出装置本体５は、図２に示すように、固定用クリップ６でおむつ７の縁に挟んで固定されている。尿量検出装置本体５は、図１に示すように、サンプリング時間発振手段１１、データサンプリング手段１３、初期値メモリ１５、温度上昇検出手段１７、尿量算出手段１９、尿量メモリ２１、設定尿量メモリ２３、尿量判定手段２５、警報手段２７、尿量表示手段２９、ピーク検出手段３１、排尿回数カウンタ（排尿回数計数手段）３３、排尿回数表示手段３５を備えて構成される。尿量算出手段１９、尿量判定手段２５、温度上昇検出手段１７、及びピーク検出手段３１は、例えばマイクロコンピュータで構成されている。
【００１６】
サンプリング時間発振手段１１は、サンプリング時間（例えば１分）毎にデータサンプリングするためのクロック信号を発振し、このクロック信号をデータサンプリング手段１３に出力する。データサンプリング手段１３は、サンプリング時間発振手段１１からクロック信号を入力し、クロック信号の周期に応じて予め定められたサンプリング時間毎に温度センサ１からの端子電圧データをサンプリングし、サンプリングデータを出力する。
【００１７】
初期値メモリ１５は、データサンプリング手段１３から出力される、温度が安定（一定値）しているときのサンプリングデータを初期値（基準値に対応）として記憶する。温度上昇検出手段１７は、データサンプリング手段１３からサンプリング時間毎に出力されてくる各サンプリングデータを比較し、前回のサンプリングデータよりも今回のサンプリングデータの方が大きくなった場合には、温度上昇検出信号を尿量算出手段１９に出力する。すなわちおむつ７の温度上昇により患者の排尿を検出したことに相当する。
【００１８】
尿量算出手段１９は、データサンプリング手段１３からの各サンプリングデータと、サンプリング時間発振手段１１からのクロック信号と、初期値メモリ１５からの初期値を入力し、温度上昇検出手段１７からの温度上昇検出信号を入力したときから、おむつ７の温度変化量の積分を開始する。
【００１９】
尿量算出手段１９は、各サンプリングデータ毎に、初期値からのサンプリングデータの変化量、すなわち温度変化量を算出し、各サンプリングデータの変化量を累積しておむつ７の温度変化量の積分量を得る。また、尿量算出手段１９は、得られたおむつ７の温度変化量の積分量に基づき患者が排尿した尿量を算出する。尿量算出手段１９は、データサンプリング手段１３からのサンプリングデータの値が初期値メモリ１５の値に等しくなった場合、積分を終了する。
【００２０】
尿量メモリ２１は、尿量算出手段１９により算出された尿量を記憶する。設定尿量メモリ２３は、患者のおむつ７を交換するための予め設定された設定尿量を記憶する。
【００２１】
尿量判定手段２５は、設定尿量メモリ２３に記憶された設定尿量と、尿量算出手段１９で算出された尿量を比較することで排尿量が設定尿量に達したか否かを判定し、算出された尿量が設定尿量に達した場合には、警報信号を警報手段２７に出力する。警報手段２７は、警報ブザーあるいはランプ等であり、尿量判定手段２５からの警報信号により、警報を発生する。尿量表示手段２９は、７セグメント表示器や液晶表示器等であり、尿量算出手段１９で算出された尿量を表示する。
【００２２】
ピーク検出手段３１は、データサンプリング手段１３からサンプリング時間毎に出力されてくる各サンプリングデータを比較し、温度上昇検出手段１７からの温度上昇検出信号を入力した後に、前回のサンプリングデータよりも今回のサンプリングデータの方が小さくなった場合には、サンプリングデータのピーク値があったことを検出し、ピーク検出信号を排尿回数カウンタ３３に出力する。
【００２３】
排尿回数カウンタ３３は、ピーク検出手段３１からピーク検出信号を入力する毎にカウント値を１つずつインクリメントして排尿回数をカウントする。排尿回数表示手段３５として、７セグメント表示器または液晶表示器等を用い、排尿回数カウンタ３３でカウントされた排尿回数を表示する。
【００２４】
次にこのように構成された尿量検出装置の動作を説明する。
【００２５】
患者のおむつ７の外側表面に温度センサ１を予め取り付けておく。患者が排尿すると、おむつ７の温度が変化し、この温度の変化に応じて温度センサ１のサーミスタ８の電気抵抗値が変化する。この電気抵抗値の変化を用いることで、おむつ７の温度に依存した電圧がデータサンプリング手段１３に出力される。
【００２６】
このときデータサンプリング手段１３に出力される電圧の時間的な変化を図４に示す。尿量が少ないときには端子電圧が小さく、尿量が多いときには端子電圧が大きくなることが、実験で確認してある。
【００２７】
次に、データサンプリング手段１３は、サンプリング時間発振手段１１からのクロック信号に基づき、サンプリング時間Δｔ毎に温度センサ１からの端子電圧データをサンプリングし、サンプリングされた端子電圧データをサンプリングデータＶ０，Ｖ１，Ｖ２・・・として出力する。
【００２８】
そして、データサンプリング手段１３から出力される各サンプリングデータの内の、温度が安定しているときのサンプリングデータＶ０が初期値メモリ１５に初期値として記憶される。
【００２９】
さらに、温度上昇検出手段１７は、データサンプリング手段１３からサンプリング時間Δｔ毎に出力されてくる各サンプリングデータを比較することにより、患者の排尿の有無を検出する。ここで、前回のサンプリングデータよりも今回のサンプリングデータの方が大きくなった場合には、おむつ７の温度上昇により排尿があったことを検出し、温度上昇検出信号を尿量算出手段１９及びピーク検出手段３１に出力する。図４に示す例では、サンプリングデータＶ１の時刻、サンプリングデータＶ７、サンプリングデータＶ１１、及びサンプリングデータＶ１９の各時刻において、温度上昇検出信号が尿量算出手段１９及びピーク検出手段３１に出力される。
【００３０】
一方、ピーク検出手段３１は、データサンプリング手段１３からサンプリング時間毎に出力されてくる各サンプリングデータを比較し、温度上昇検出手段１７からの温度上昇検出信号を入力した後に、前回のサンプリングデータよりも今回のサンプリングデータの方が小さくなった場合には、サンプリングデータのピーク値があったことを検出する。
【００３１】
排尿回数カウンタ３３は、ピーク検出手段３１がピーク検出信号を入力する毎にカウント値を１つずつインクリメントして排尿回数をカウントし、排尿回数表示手段３５は、排尿回数カウンタ３３でカウントされた排尿回数を表示する。
【００３２】
次に、尿量算出手段１９は、データサンプリング手段１３からの各サンプリングデータと、サンプリング時間発振手段１１からのクロック信号と、初期値メモリ１５からの初期値を入力し、温度上昇検出手段１７からの温度上昇検出信号を入力したときから、おむつ７の温度変化量の積分を開始する。図４に示す例では、サンプリングデータＶ１の時刻からおむつ７の温度変化量の積分を開始する。
【００３３】
次に、尿量算出手段１９は、各サンプリングデータ毎に、初期値からのサンプリングデータの変化量を算出し、各サンプリングデータの変化量を累積しておむつ７の温度変化量の積分量を得る。図４に示す例では、温度変化量の積分量Ｓ１は、（Ｖ１−Ｖ０）＋（Ｖ２−Ｖ０）＋（Ｖ３−Ｖ０）＋（Ｖ４−Ｖ０）＋（Ｖ５−Ｖ０）＋・・・となる。  ここで、Ｖ０は初期値である。
【００３４】
得られた温度変化量の積分量は、患者の排尿した尿量に比例しているため、尿量算出手段１９は、得られた温度変化量の積分量に基づき尿量ｍ１を算出する。そして、尿量算出手段１９により算出された尿量ｍ１は、一旦、尿量メモリ２１に記憶される。
【００３５】
なお、尿量の定量的な算出のため、温度変化量の積分量Ｓと、尿量ｍとを関係付ける相関式を予め作成しておき、この相関式に従って温度変化量の積分量Ｓから尿量ｍを算出することができる。この相関式は、例えば、Ｓ＝ａ０＋ａ１・ｍ＋ａ２・ｍ２＋ａ３・ｍ３＋・・・・ａｎ・ｍｎとなる。ここで、ａ１，ａ２，・・・ａｎは、係数である。
【００３６】
次に、尿量判定手段２５は、設定尿量メモリ２３に記憶された設定尿量と、尿量算出手段１９で算出された尿量を比較することで尿量ｍ１が設定尿量に達したか否かを判定する。
【００３７】
算出された尿量ｍ１が設定尿量に達していない場合には、尿量算出手段１９は、サンプリングデータの値が初期値Ｖ０になったか否かを判定し、サンプリングデータの値が初期値Ｖ０になった場合には尿量算出部１９による積分は中断し、再び温度上昇検出手段１７から温度上昇検出信号が出力されるのを待つ。
【００３８】
図４に示す例では、サンプリングデータＶ７の時刻から再度、温度変化量の積分を開始し、得られる温度変化量の積分量Ｓ２は、（Ｖ７−Ｖ０）＋（Ｖ８−Ｖ０）＋（Ｖ９−Ｖ０）となる。  さらに、サンプリングデータＶ１０の時刻において、サンプリングデータＶ１０が初期値Ｖ０になるので、温度変化量の積分を終了する。そして、前述した相関式に従って、積分量Ｓ２から新たな尿量ｍ２を算出し、尿量ｍ１とｍ２を累積し、総尿量ｍを算出する。この場合には、尿量メモリ２１に記憶された尿量が新たな尿量に書き換えられる。
【００３９】
一方、サンプリングデータの値が初期値Ｖ０になっていない場合には、積分と設定尿量に達したかの判定処理を繰り返す。図４に示す例では、サンプリングデータＶ１１の時刻から再度、温度変化量の積分を開始し、温度変化量の積分値Ｓ３を算出するが、この場合には、サンプリングデータＶ１８の時刻において、サンプリングデータＶ１８が初期値Ｖ０にならないので、温度変化量の積分をサンプリングデータＶ２４まで継続する。このため、積分値Ｓ３は、（Ｖ１１−Ｖ０）＋（Ｖ１２−Ｖ０）＋（Ｖ１３−Ｖ０）＋・・・（Ｖ２４−Ｖ０）となる。
【００４０】
そして、前述した相関式に従って、積分量Ｓ３から新たな尿量ｍ３を算出し、前回尿量（ｍ１＋ｍ２）に今回の尿量ｍ３を加算して新たな尿量を求める。算出された尿量は、図５に示すように、排尿回数の増加に伴って増加していく。
【００４１】
算出された尿量が設定尿量に達した場合には、警報信号を警報手段２７に出力し、警報手段２７は、尿量判定手段２５からの警報信号により、警報を発生する。図５の例では、概ね２０分で警報値８０ｃｃを超えている。
【００４２】
このように本実施の形態の尿量検出装置は、温度センサ１からの端子電圧データを一定時間毎にサンプリングし、初期値からの各サンプリングデータの変化量を算出し、各サンプリングデータの変化量を累積することでおむつ７の温度変化量の積分量を算出し、得られた積分量を用いて尿量を算出する。
【００４３】
このため、図４に示すサンプリングデータＶ１８が初期値に戻らず、しかもサンプリングデータＶ１８からサンプリングデータＶ１９へ再び上昇するような場合でも、尿量を精度良く算出できる。これによって、適切なタイミングでおむつ７の交換時期を介護者が知ることができるとともに、介護者の手間が省け、その負担を軽減することができる。
【００４４】
さらに、おむつ７を不要に交換する必要がなくなるため、ゴミの量も減らすことができる。また、介護される患者も必要以上におむつ７の交換チェックを受ける必要がなくなり、患者の精神的な負担を軽減することもできる。
【００４５】
また、排尿回数表示手段３５に患者の排尿回数を表示するので、介護者は患者の排尿回数がどの程度かを容易に知ることができる。さらに、尿量表示手段２９に尿量算出手段１９で算出された尿量を表示するので、介護者は患者が排尿した尿量を把握することができる。
【００４６】
上述の尿量検出装置の各機能は、ゲート回路やシフトレジスタ等の論理素子を組み合わせた論理回路で構成することもできるが、より簡単にはマイクロプロセッサを用いた組み込みマイコンにて実現できる。Ａ／Ｄ変換器付の組み込みマイコンを用いると、尿量表示手段２９と警報手段２７、排尿回数表示手段３５を外付けすることで尿量検出装置本体５が構成できる。そのときの概略フローチャートを図３に示す。
【００４７】
組み込みマイコン内蔵のタイマの減算カウンタ（サンプリング時間発振手段）によるフラグを監視する（Ｓ１１）。設定時間が経過するとゼロフラグがオンするので、カウンタを△ｔに初期化して待ちループＳ１１を抜けることでサンプリング間隔を一定の△ｔに保つ。
【００４８】
待ちループを抜けたら、温度センサの出力をＡ／Ｄ変換器より取り込み、温度変化量をサンプリングする（Ｓ１２）。このとき、前回のサンプリングとの比較で温度変化量が予め定めた量を超えて増えているときは排尿がされたと判断し排尿中フラグをオンし、初期値になったら排尿中フラグをオフし（Ｓ１３）、尿量表示を行う（Ｓ１３ａ）。尚、本フローでは煩雑になるので、初期値の設定については省略した。
【００４９】
排尿中フラグがオフなら、タイマー待ちに戻り、排尿中フラグがオンなら以後のピーク検出、排尿回数カウント／表示及び尿量表示（Ｓ１４ａ〜Ｓ１４ｃ）、尿量算出（Ｓ１５）、警報処理等を行う（Ｓ１６ａ〜Ｓ１６ｂ）。各処理の詳細は、前記する各手段の動作に対応しているので省略する。
【００５０】
尚、この例では、ピーク検出時、警報時も尿量表示の書き換えを行い、介護者の便を図っている。
【００５１】
なお、本発明は、前述した実施の形態の尿量検出装置に限定されるものではない。実施の形態では、温度変化量の基準値として初期値を設定したが、この初期値以外にも別の基準値（外気温）等を用いることもできる。
【００５２】
また、例えば、図４に示すような端子電圧の時間的な変化に対応したおむつ７の温度変化を表した患者の排尿パターンを尿量メモり２１に記憶してもよい。後日、尿量メモリ２１に記憶された患者の排尿パターンを参照して、患者の脱水症状を検知したり、あるいは尿意回復の指導に利用することができる。
【００５３】
また、図１に示す尿量検出装置本体５を、例えばサンプリング時間発振手段１１、データサンプリング手段１３を設けた第１装置と残りの各手段を設けた第２装置とに分離し、第１装置にデータ送信手段を設けるとともに、第２装置にデータ受信手段を設け、第１装置と第２装置との間で無線によりデータ送受信してもよい。これによれば、介護者が遠隔にいても患者のおむつ７の交換時期を知ることができる。又、警報手段２７、排尿回数表示手段３５も適宜、音や光で報知表示するものを選択できる。また、介護用に限らず、乳児向けの装置として用いることができるのはいうまでもない。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、温度検出手段で検出されたおむつの温度をデータサンプリング手段により予め定められたサンプリング時間毎にサンプリングしてサンプリングデータを得て、温度上昇検出手段によりデータサンプリング手段からの各サンプリングデータを比較することによりおむつの温度上昇を検出し、尿量算出手段は、温度上昇検出手段からの温度上昇検出信号を入力したときから各サンプリングデータ毎に算出された基準値からの各サンプリングデータの変化量を累積しておむつの温度変化量の積分量を得て、得られた積分量を用いて尿量を算出するので、尿量を精度良く算出することができる。これによって、適切なタイミングでおむつの交換時期を介護者が知ることができる。また、患者の排尿回数を表示するので、介護者は患者の排尿回数がどの程度かを容易に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の尿量検出装置を示す構成ブロック図。
【図２】おむつへの温度センサの取り付けを示す図。
【図３】尿量検出装置の動作を示すフローチャート。
【図４】温度センサの端子電圧の時間的な変化を示す図。
【図５】排尿回数と尿量との関係を示す図。
【符号の説明】
１…温度センサ、３…信号線、５…尿量検出装置本体、６…固定用クリップ、７…おむつ、８…サーミスタ、１１…サンプリング時間発振手段、１３…データサンプリング手段、１５…初期値メモリ、１７…温度上昇検出手段、１９…尿量算出手段、２１…尿量メモリ、２３…設定尿量メモリ、２５…尿量判定手段、２７…警報手段、２９…尿量表示手段、３１…ピーク検出手段、３３…排尿回数カウンタ、３５…排尿回数表示手段。
【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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