(57)【要約】【課題】簡単な構成によって尿量の取得を可能とした蓄尿装置を提供する。【解決手段】  尿量計測部３は、投入された尿を貯留するための収容容器３１と、ガイドレール３７と、取付台３６３と、取付台３６３上に載置された反射型の光センサ３６と、タイミングベルト３５と、駆動プーリ３３と、従動プーリ３４と、ステッピングモータ３２とを備えている。光センサ３６は、発光部３６１によって収容容器３１の内側に設けられたプリズム部３１２に対して垂直に光を照射しながら、ステッピングモータ３２の駆動によって上下方向に移動する。発光部３６１からの光が照射された位置が収容容器３１の尿の液面を越えると、プリズム部３１２において光が反射され受光部３６２において受光される。このときの光センサ３６の位置と収容容器の断面積との関係に基づいて尿の体積を計算する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
尿を収容する収容容器と、
前記収容容器の所定の照射位置に光を照射する発光部と、
前記収容容器によって反射された前記発光部からの光を受光するように配置され、前記照射位置まで前記収容容器に尿が収容されているか否かで受光量が変化する受光部と、
前記所定の照射位置を高さ方向に移動する照射位置移動手段と、
前記受光部による受光量が変化したときの前記照射位置に基づいて尿量を取得する尿量取得手段とを備えた蓄尿装置。
【請求項２】
前記照射位置まで前記収容容器に尿が収容されていないときの前記受光部による受光量は、前記照射位置まで前記収容容器に尿が収容されているときの前記受光部による受光量より大きい請求項１に記載の蓄尿装置。
【請求項３】
前記発光部は、前記収容容器の所定の照射位置に第１方向の光を照射し、
前記受光部は、前記第１方向の光が前記収容容器によって前記第１方向と異なる第２方向に反射され、さらに前記第２方向の光が前記受光部に向かう第３方向に反射された光を受光するように配置されている請求項１又は２に記載の蓄尿装置。
【請求項４】
前記第１方向は、前記収容容器の壁面に垂直に入射する方向である請求項３に記載の蓄尿装置。
【請求項５】
前記第３方向は前記収容容器の壁面から垂直に出射する方向である請求項４に記載の蓄尿装置。
【請求項６】
前記収容容器は、前記収容容器の内側に上下方向に延びる三角柱状の突出部を備え、前記突出部は、前記発光部からの光を前記第２方向及び前記第３方向に反射する請求項５に記載の蓄尿装置。
【請求項７】
前記突出部は、前記収容容器の内部底面から上に向かって延びている請求項６に記載の蓄尿装置。
【請求項８】
前記照射位置移動手段は、前記所定の照射位置を前記収容容器の内部底面の高さから上方に移動させる請求項１〜７のいずれか一項に記載の蓄尿装置。
【請求項９】
前記収容容器には、前記収容容器内の所定高さを超えて投入された尿を排出するための排出手段が接続されている請求項１〜８のいずれか一項に記載の蓄尿装置。
【請求項１０】
前記収容容器内の所定高さを超えて投入された尿が前記排出手段によって排出されたときの尿の液面高さより上方の上限位置まで前記所定の照射位置が移動されたことを検出するための上限センサをさらに備え、
前記上限センサによって、前記所定の照射位置が前記上限位置まで移動されたことが検出されると、前記照射位置移動手段は、前記所定の照射位置の移動を停止する請求項９に記載の蓄尿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は患者等から採取される尿の量や比重を測定し、保存するための蓄尿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、蓄尿装置の分野においては、例えば特許文献１に開示されているような尿量測定装置が知られている。特許文献１に記載の尿量測定装置は、尿を貯留するための測定用の細管と、この細管と下部で連通バルブを介して連通しており細管に比べて断面積の大きい太管と、細管の上部に設けられて満水を検知するための固定レベルセンサと、細管の外側に設けられ細管に沿って移動可能な移動レベルセンサとを備えている。
【０００３】
この尿量測定装置は、移動レベルセンサによって液面が検知されると、その位置（液面高さ）を記憶して、尿量計算を行う。尿量は、細管のみで計測を行う場合は細管の断面積と液面高さとの積によって、細管と太管とによって計測を行う場合は細管と太管とを併せた断面積と液面高さとの積によって計算される。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の尿量測定装置は、投光側光ファイバと受光側光ファイバを計測管を挟んで配置した構成であるため、投光側光ファイバからの光を受光側光ファイバに到達させるためには断面積の小さい細管を用いて液面を検出しなければならない。その結果、細管のみでは収容しきれない尿を収容するための太管、および細管と太管とを連通するバルブを設けなければならず、構成が複雑であった。
【０００５】
一方、特許文献２には、液面の位置を検出する装置として液面検出装置が開示されている。特許文献２に記載の液面検出装置は、給油槽の側面に窓を設けると共に、この窓の内側に透反射装置を備え、石油ファンヒータ本体には投光器と受光器とを設け、窓を通して透反射装置に投光させた投光器の光が回帰したか否かを受光器によって検出する。
【０００６】
しかしながら、かかる液面検出装置は、単に液面が所定レベル以上であるか以下であるかを検知するだけのものであって、液体の量を取得するための手段については何ら記載されていない。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２０９２８７号公報
【特許文献２】特開２００１−３１７９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成によって尿量の取得を可能とした蓄尿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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明にかかる蓄尿装置は、第１の観点から、尿を収容する収容容器と、前記収容容器の所定の照射位置に光を照射する発光部と、前記収容容器によって反射された前記発光部からの光を受光するように配置され、前記照射位置まで前記収容容器に尿が収容されているか否かで受光量が変化する受光部と、前記所定の照射位置を高さ方向に移動する照射位置移動手段と、前記受光部による受光量が変化したときの前記照射位置に基づいて尿量を取得する尿量取得手段とを備えることを特徴とする。
このような構成とすることにより、収容容器からの反射光の受光量に基づいて尿量を取得することが可能となるため、収容容器の断面積を大きくすることができる。よって液面の高さを検知するための細管などを設ける必要がなく、簡単な構成によって尿量を取得することが可能な蓄尿装置を提供することができる。
【００１０】
さらに、前記受光部は、前記照射位置まで前記収容容器に尿が収容されていない場合、前記照射位置まで前記収容容器に尿が収容されている場合より受光量が大きくなることが好ましい。
【００１１】
さらに、前記発光部は、前記収容容器の所定の照射位置に第１方向の光を照射し、前記受光部は、前記第１方向の光が前記収容容器によって前記第１方向と異なる第２方向に反射され、さらに前記第２方向の光が前記受光部に向かう第３方向に反射された光を受光するように配置されていることが好ましい。
このような構成とすることにより、発光部からの光を２回の反射によって受光部に到達させることができるから、光を１回の反射によって受光部に到達させる場合に比べ、発光部からの光を収容容器の壁面に対して垂直に近い状態で照射することができる。したがって収容容器に照射される際に光が壁面によって反射されにくく、発光部の光が受光部において確実に受光されるようになり、より正確な尿量の取得が可能となる。
【００１２】
さらに、前記第１方向は、前記収容容器の壁面に垂直に入射する方向であることが好ましい。
このような構成とすることにより、発光部からの光は収容容器の壁面に対して垂直に入射するから、壁面によってより反射されにくく、発光部の光が受光部において確実に受光されるようになり、より正確な尿量の取得が可能となる。
【００１３】
さらに、前記第３方向は前記収容容器の壁面から垂直に出射する方向であることが好ましい。
このような構成とすることにより、収容容器に対して照射される光と、収容容器から反射される光の向きとが平行で、かつ収容容器の壁面に対して垂直となるから、発光部及び受光部を収容容器の壁面と対向するように一つの平板上に並べて配置することができ、構成を簡単にすることができる。
【００１４】
さらに、前記収容容器は、前記収容容器の内側に上下方向に延びる三角柱状の突出部を備え、前記突出部は、前記発光部からの光を前記第２方向及び前記第３方向に反射することが好ましい。
このような構成とすることにより、三角柱状の突出部が二つの傾斜面を形成するから、簡単な構成で、一方の傾斜面において発光部からの第１方向の光を第２方向に反射し、さらに他方の傾斜面において、第２方向の光を受光部に向かう第３方向に反射させることができる。
【００１５】
さらに、前記突出部は、前記収容容器の内部底面から上に向かって延びていることが好ましい。
このような構成とすることにより、尿量が少なく液面の高さが低い場合であっても、受光部において収容容器からの光を確実に受光することができようになり、尿量が少ない場合にも正確な尿量の取得が可能となる。
【００１６】
さらに、前記照射位置移動手段は、前記所定の照射位置を前記収容容器の内部底面の高さから上方に移動させることが好ましい。
このような構成とすることにより、次のような効果を奏する。すなわち蓄尿装置に用いられる収容容器は、尿量が多い場合にも対応できるように容積が大きくされている。しかしながら、収容容器の容積に対して投入される尿の量は少なく、液面の高さは低いことが多い。そこで、内部底面高さから上方に照射位置を移動させることにより照射位置が液面に到達するまでの時間を短縮することができ、尿量の計測時間の短縮を図ることができる。
【００１７】
さらに、前記収容容器には、前記収容容器内の所定高さを超えて投入された尿を排出するための排出手段が接続されていることが好ましい。
このような構成とすることにより、尿が収容容器から溢れ出ることを防止することができる。
【００１８】
さらに、前記収容容器内の所定高さを超えて投入された尿が前記排出手段によって排出されたときの尿の液面高さより上方の上限位置まで前記所定の照射位置が移動されたことを検出するための上限センサを備え、前記上限センサによって、前記所定の照射位置が前記上限位置まで移動されたことが検出されると、前記照射位置移動手段は、前記所定の照射位置の移動を停止することが好ましい。
このような構成とすることにより、照射位置を上方に移動していったとき、万が一液面を検知できなかったとしても照射位置が上方へ行き過ぎてしまうことを防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にかかる尿量計測装置が上記の構成を備えることにより、次のような効果を奏する。すなわち、収容容器から反射された発光部からの光を受光するように受光部を配置する構成としたため、収容容器の断面積を大きくすることが可能となった。したがって液面の高さを検知するためだけの細管などを設ける必要がなく、簡単な構成によって尿量を取得することが可能な蓄尿装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に係る蓄尿装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本実施形態に係る自動蓄尿装置の概略外観図である。図２は本実施形態に係る自動蓄尿装置の構成を示すブロック図である。まず図１を参照して本実施形態に係る自動蓄尿装置１の全体構成について説明する。
自動蓄尿装置１は、例えば病院等の共同トイレや汚染処理施設などに設置され、患者等から採取された尿を投入することにより、投入された尿の体積及び比重の計測及び計測結果の出力、スピッツ管への尿の分注及び保存を自動的に行うための装置である。図１に示すように、本実施形態に係る自動蓄尿装置１は、投入部２、尿量計測部３、比重計測部４、分注部５、洗浄部６、ディスプレイ７１、プリンタ７２、タッチパネル入力部８、ＲＦＩＤ読み取り部９、制御部１０を備えている。
【００２１】
投入部２は、患者から採取された尿を投入するための投入口であり、自動開閉する投入カバー２１を備えている。投入カバー２１は自動蓄尿装置１の筐体の前面に可倒式に設けられており、投入カバー２１の裏面（前側に倒れた状態において上面）には採尿カップ１００を載置・保持可能な凹部が形成されている。この凹部には、採尿カップ１００が載置されたか否かを検知する採尿カップセンサ２２が設けられている。
【００２２】
尿量計測部３は、投入部２を介して自動蓄尿装置１内に投入された尿の体積を計測するための機構部である。尿量計測部３の構成については後述する。
【００２３】
比重計測部４は尿の比重を計測するための機構部であり、比重計を備えている。この比重計は、尿量計測部３から流路３１４を介して送られた尿をガラス管に導入し、ガラス管に振動を加えた際の振動数の変化を検出して比重を測定する。比重計には温度センサが設けられており、この温度センサによって測定された尿の温度を用いて比重が補正される。
【００２４】
分注部５は、個々の患者毎に一定量の尿を分注し、分注された尿を保管できるように処理するための機構部であり、複数の分注スピッツ管５０を格納している。
【００２５】
洗浄部６は、投入部２、尿量計測部３、比重計測部４及び分注部５の洗浄を行なうための機構部であり、洗浄液タンクを備えている。さらに洗浄液タンクは、図示しない施設内の水道管と接続されている。
【００２６】
ディスプレイ７１は自動蓄尿装置１の筐体前面に設けられた液晶パネルであり、操作情報や計測結果などを表示する。
【００２７】
プリンタ７２は自動蓄尿装置１の筐体前面に設けられており、計測結果を紙媒体に印刷する。
【００２８】
タッチパネル入力部８は、ディスプレイ７１の前面に、液晶パネルを覆うようにして埋設されている。ユーザは、ディスプレイ７１の表示に従ってタッチパネル入力部８のセグメント部位を指で触れることにより、所望のキー入力を行なうことができるようになっている。
【００２９】
ＲＦＩＤ読み取り部９は、アンテナを含むリーダ／ライタ装置を備えている。一方、自動蓄尿装置１を利用する患者は、各患者毎に割り振られたＩＤ番号を記憶する不揮発性メモリを備えた非接触ＩＣタグ９０を腕に装着している。ＲＦＩＤ読み取り部９がアンテナを介して電波を送信すると、非接触ＩＣタグ９０は送信された電波によって誘起された誘起電圧を動作電源に変換し、不揮発性メモリに記憶されたＩＤ番号のデータをＲＦＩＤ読み取り部９に発信する。ＲＦＩＤ読み取り部９は、非接触ＩＣタグ９０から発信されたＩＤ番号のデータを受信して、制御部１０に出力する。
【００３０】
次に、図２を参照して制御部１０の構成について説明する。
制御部１０は、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０２と、ＲＡＭ１０３と、入出力インターフェース１０４と、駆動回路１０５と、ハードディスク１０６とを備えている。ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、入出力インターフェース１０４、駆動回路１０５、ハードディスク１０６は相互にデータ伝送が可能であるようにデータ伝送線を介して接続されている。この構成により、ＣＰＵ１０１はＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ハードディスク１０６に対するデータの読み取り、書き込み、並びに入出力インターフェース１０４及び駆動回路１０５に対するデータの送受信が可能となっている。
【００３１】
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されたコンピュータプログラム及びＲＡＭ１０３にロードされたコンピュータプログラムを実行することが可能である。
ＲＯＭ１０２はマスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ等によって構成されており、ＣＰＵ１０１に実行されるコンピュータプログラム及び測定結果のデータが記憶されている。ＲＡＭ１０３は、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ等によって構成されている。ＲＡＭ１０３は、ＲＯＭ１０２に記憶されているコンピュータプログラムの読み出しに用いられる。また、これらのコンピュータプログラムを実行するときに、ＣＰＵ１０１の作業領域として利用される。
【００３２】
入出力インターフェース１０４は、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等からなり、ＣＰＵ１０１によるコンピュータプログラムの実行に伴って、ＣＰＵ１０１からの命令を各機構部に伝送し、さらに各機構部から送信される信号をＣＰＵ１０１に出力するためのインターフェースである。入出力インターフェース１０４は、ディスプレイ７１及びタッチパネル入力部８と夫々電気信号線によって電気的に接続されるとともに、投入部２、尿量計測部３、比重計測部４、分注部５、洗浄部６、プリンタ７２及びＲＦＩＤ読み取り部９と、駆動回路１０５を介して接続されている。
【００３３】
駆動回路１０５は、尿量計測部３に設けられたステッピングモータ３２、光センサ３６、ピンチバルブ３１３、原点センサ３８、上限センサ３９、比重計測部４、分注部５、洗浄部６、プリンタ７２及びＲＦＩＤ読み取り部９に電気的に接続されており、入出力インターフェース１０４を介してＣＰＵ１０１からの命令を受け付け、対応する電気信号を各部に送出することにより各機構部を駆動する。
ハードディスク１０６には、図３に示すような患者情報テーブルが格納されており、この患者情報テーブルには、各患者毎に割り振られたＩＤ番号と、患者の氏名、蓄尿量、サンプリング量とからなる患者情報とが対応づけて記憶されている。ここで蓄尿量とは、その患者の自動蓄尿装置１内に蓄積されている尿の量であり、サンプリング量とは、その患者によって自動蓄尿装置１に投入された全尿のうち分注に供される尿の比率である。
【００３４】
次に、図４及び図５を参照して尿量計測部３の構成について詳細に説明する。
図４は尿量計測部３の構成を模式的に示す平面図、図５は側面図である。尿量計測部３は主に、投入された尿を収容するための収容容器３１と、収容容器３１の下部に設けられたピンチバルブ３１３と、収容容器３１の外部に垂直に立設されたガイドレール３７と、ガイドレール３７と係合する取付台３６３と、取付台３６３上に載置された反射型の光センサ３６と、取付台３６３が固定されたタイミングベルト３５と、タイミングベルト３５の下端に設けられた駆動プーリ３３と、タイミングベルト３５の上端に設けられた従動プーリ３４と、駆動プーリ３３に駆動力を与えるステッピングモータ３２と、原点センサ３８及び上限センサ３９とを備えている。この尿量計測部３は、反射光を利用した光センサ３６の受光状態に基づいて収容容器３１内の尿の液面を検知し、液面を検知したときの光センサ３６の位置に基づいて尿量を計測する構成である。
ステッピングモータ３２、光センサ３６、原点センサ３８、上限センサ３９及びピンチバルブ３１３は、駆動回路１０５と電気的に接続されている（図２参照）。ＣＰＵ１０１からのデジタル信号は、入出力インターフェース１０４においてＤ／Ａ変換されたのち駆動回路１０５に出力され、ステッピングモータ３２、光センサ３６、原点センサ３８、上限センサ３９及びピンチバルブ３１３は、ＣＰＵ１０１からの信号に基づいて駆動回路１０５によって駆動される。一方、光センサ３６、原点センサ３８、上限センサ３９からのアナログ信号は、駆動回路１０５を介して入出力インターフェース１０４に入力され、入出力インターフェース１０４においてＡ／Ｄ変換されてＣＰＵ１０１に入力される。
以下、各構成部分について説明する。
【００３５】
収容容器３１は、主としてアクリルなどの透光性を有する材料によって形成された幅Ｗが５０ｃｍ、奥行Ｄが５０ｃｍ、高さＨが３５０ｃｍからなる、平面視で四角形状をなした容器である。収容容器３１は投入部２の直下に設けられていて、その上部は投入部２に向かって開いており、投入部２から投入された全ての尿が直接収容容器３１内に収容されるようになっている。さらに、図５に示すように、光センサ３６と対向する壁部３１０は収容容器３１の下端から上端に至るまで垂直に立設された平坦な外壁を有しており、壁部３１０の反対側の壁部は収容容器３１の高さ中央付近から内側に傾斜していて、下方に向かって断面積が漸減するようになっている。収容容器３１がこのような形状であることにより、収容容器３１に収容される尿が少量であっても十分な液面高さを得ることができ、尿量を精度よく計測することができる。
【００３６】
ところで、本実施形態における尿量計測部３は、反射光を利用した光センサ３６の受光状態に基づいて液面を検知する構成である。ここで、例えば発光部と受光部を収容容器を挟んで配置して液面を検知する構成とした場合には、発光部からの光が受光部に到達するように収容容器の断面積を小さくしなければならないが、この点、本実施形態における尿量計測部３は反射光を利用して液面を検知する構成であるため、収容容器の断面積を小さくする必要がない。したがって、自動蓄尿装置１に投入された全ての尿を収容する一つの収容容器３１を設けるのみで、尿の液面を検知して尿量を計測することが可能であり、構成が簡単である。
【００３７】
収容容器３１の上部には、満水レベルＬの高さを越えて収容される尿を収容容器３１から排出するための排水パイプ３１１が設けられている。これにより収容容器３１内の尿は満水レベルＬを超えて収容されることがなく、収容容器３１から尿が溢れ出ることを防止することができる。この排水パイプ３１１は、自動蓄尿装置１内の廃液を装置外部に排出するための廃液管につながっており、排水パイプ３１１から排出された尿はこの廃液管を通じて装置外部に排出される。さらに収容容器３１は後述する比重計測部４及び分注部５に通じる流路３１４と下部において連結されており、収容容器３１と流路３１４との連結部には流路の開閉を行なうピンチバルブ３１３が設けられている。ピンチバルブ３１３は、ＣＰＵ１０１からの命令に応じて流路の開閉を行なうよう、駆動回路１０５によって駆動される。
【００３８】
収容容器３１の光センサ３６が設けられた側の壁部３１０の内側には、収容容器３１の内面底部から上端にわたって上下に延びる、いわゆる全反射プリズムを構成するプリズム部３１２が設けられている。プリズム部３１２は、収容容器３１の内側に向かって突出する上面視で直角二等辺三角形である三角柱状の凸部からなり、第１反射面Ａと第２反射面Ｂを形成している。後述するように、この第１反射面Ａは、発光部３６１から収容容器３１の壁面に対して垂直に照射された光を第２反射面Ｂに向かって反射し、第２反射面Ｂは、第１反射面Ａによって反射された光を収容容器３１の壁面から垂直に出射する方向に反射するように機能する。そして、第２反射面Ｂによって反射された光が受光部３６２に到達したとき、光センサ３６によって収容容器３１に収容された尿の液面を検知する構成である。
このプリズム部３１２が、収容容器３１の内部底面から上方に向かって延びていることにより、投入された尿の量が少なく液面の高さが低い場合であっても、確実に尿の液面を検知して尿量を計測することができる。
【００３９】
ガイドレール３７は、その下端が収容容器３１の底部高さより低く、上端は収容容器３１の上部開口より高い位置にあり、収容容器３１の外側に垂直に立設されている。取付台３６３はガイドレール３７が係合するためのガイド溝３６４を有し、上下方向の移動がガイドレール３７によって案内される。このガイドレール３７は取付台３６３と係合しており、さらに取付台３６３はタイミングベルト３５に固定されており、タイミングベルト３５の駆動に伴って上下方向に移動する。タイミングベルト３５は、ガイドレール３６３の下端より低い位置に設けられた駆動プーリ３３と、ガイドレール３６３の上端より高い位置に設けられた従動プーリ３４とによって張架されている。ステッピングモータ３２は駆動プーリ３３と同じ高さに設けられており、ＣＰＵ１０１からの命令に応じてモータを回転するよう、駆動回路１０５によって印加されるモータパルスに従って駆動される。ステッピングモータ３２の回転運動が駆動軸を介して駆動プーリ３３に伝達されることにより、駆動プーリ３３が回転し、タイミングベルト３５が駆動されて取付台３６３及び光センサ３６が上下方向に移動する。
【００４０】
光センサ３６は、赤外ＬＥＤからなる発光部３６１と、フォトトランジスタ及びフォトトランジスタの受光量を監視して信号を出力する出力回路を備える受光部３６２と、これらを保持するハウジング３６０とを備えた反射型の光センサである。発光部３６１はＣＰＵ１０１からの命令に応じて光を照射するよう駆動回路１０５によって駆動され、受光部３６２は、受光量に応じて信号を出力し、出力された信号は駆動回路１０５を介して入出力インターフェース１０４に入力される。
【００４１】
発光部３６１は、壁部３１０の外壁面に垂直（矢印ａの方向）に光を照射し、光は壁部３１０に進入してプリズム部３１２の第１反射面Ａに向かって進む。なお、発光部３６１からの光の第１反射面Ａに入射する際の入射角θは４５°となっている（図９（ａ）参照）。
発光部３６１が収容容器３１の壁面に対して垂直に光を照射することにより、収容容器３１に入射する際に光が壁面によって反射されにくく、十分な光量が受光部３６２に到達する。
【００４２】
受光部３６２は、収容容器３１の壁面から垂直（矢印ｃの方向）に出射した光をフォトトランジスタによって受光できるように配置され、フォトトランジスタによる受光量が一定値を超えたとき、出力回路が検出信号を出力する。図４からも明らかなように、発光部３６１から収容容器３１に対して照射される光の向き（矢印ａの方向）と、収容容器３１によって反射される光の向き（矢印ｃの方向）は平行であり、且ついずれも収容容器３１の壁面に対して垂直な方向であるから、発光部３６１と受光部３６２を収容容器３１の壁面に対向するようにして一つのハウジング３６０に収容すればよく、光センサ３６の構成を簡単にすることができる。
【００４３】
ガイドレール３７の側方であって収容容器３１の内部底面の高さより低い位置には原点センサ３８が設けられている。原点センサ３８は互いに対向して配置された発光素子と受光素子とを備えている。発光素子はＣＰＵ１０１の命令に応じて発光するよう駆動回路１０５によって駆動される。受光素子は、受光素子における受光量が一定値を下回ったとき、所定の出力回路が駆動回路１０５を介して入出力インターフェース１０４にセンサ信号を出力する。取付台３６３には遮蔽板３６５が設けられており、これによって発光素子からの光が遮蔽されると、受光素子における受光量が一定値を下回り、出力回路がセンサ信号を出力するようになっている。原点センサ３８がセンサ信号を出力するとき、光センサ３６が収容容器３１の内部底面の高さ（以下、原点位置という）に位置するように配置されている。
【００４４】
さらに、ガイドレール３７の側方であって満水レベルＬより上方には上限センサ３９が設けられている。上限センサ３９は原点センサ３８と同様の構成であり、取付台３６３に設けられた遮蔽板３６５によって発光素子からの光が遮蔽されて受光素子において発光素子からの光が受光されなくなったとき、出力回路が駆動回路１０５を介して入出力インターフェース１０４にセンサ信号を出力する。
【００４５】
以下、図６のフローチャートを用いて本実施の形態にかかる自動蓄尿装置による測定動作について説明する。図６は本実施の形態にかかる自動蓄尿装置による測定動作を示したフローチャートである。
【００４６】
ステップＳ１において、制御部１０は、ＲＦＩＤ読み取り部９を介して非接触ＩＣタグ９０から、当該患者に割り当てられたＩＤ番号のデータを取得してＲＯＭ１０２に記憶する。ＩＤ番号のデータを取得すると、制御部１０は、ハードディスク１０６に記憶された患者情報テーブルを参照し、得られたＩＤ番号に基づいて患者情報（患者氏名、蓄尿量、サンプリング量）を取得する。
【００４７】
ついでステップＳ２の処理において、制御部１０は、ステップＳ１において得られた患者情報をディスプレイ７１に表示させ、さらに「名前を確認してください」などのメッセージとともに、患者情報が正しいか否かの選択操作を受け付けるための「はい」、「いいえ」と表示された２つのソフトキーを表示する。患者はディスプレイ７１の表示を確認して、正しければタッチパネル入力部８を介して「はい」と表示されたソフトキーを選択し、処理がステップＳ３に進む（ステップＳ２においてＹＥＳ）。氏名が正しくない場合は、患者は「いいえ」を選択する。「いいえ」が選択されると（ステップＳ２においてＮＯ）、制御部１０は測定を行うことなく処理を終了する。
【００４８】
ついでステップＳ３の処理において、制御部１０は駆動回路１０５を介して、投入カバー２１を開く処理を実行する。さらに、患者に採尿カップ１００をセットするよう促すため、制御部１０は、ディスプレイ７１に「採尿カップをセットしてください」などのメッセージを表示させる処理を実行する。
【００４９】
患者によって採尿カップ１００がセットされ、投入カバー２１に設けられた採尿カップセンサ２２が採尿カップ１００を検知すると、制御部１０は、駆動回路１０１を介して投入カバー２１を閉じる処理を実行する。投入カバー２１が閉じられると、投入カバー２１によって保持された採尿カップ１００が傾けられて、採尿カップ１００内の全ての尿が投入部２の直下に設けられた収容容器３１に投入される。
【００５０】
収容容器３１に尿が投入されるとステップＳ４の処理に進み、制御部１０は尿量計測部３によって尿量を計測する処理を実行する。尿量計測部３による尿量計測の処理については後述する。
【００５１】
ステップＳ４において尿量が計測されると、制御部１０は収容容器３１の下部に設けられたピンチバルブ３１３を開く処理を実行する（ステップＳ５）。ピンチバルブ３１３が開き流路３１４が開放されると、収容容器３１内に収容されていた尿の一部が流路３１４を通じて比重計測部４に送出される。
【００５２】
ついでステップＳ６の処理において、制御部１０は比重計測部４によって尿比重を計測する処理を実行する。制御部１０からの命令を受けて、比重計測部４は、尿量計測部３から流路３１４を介して送出された尿を比重計に設けられたガラス管に導入し、ガラス管に振動を加えた際の振動数の変化を検出して尿の比重を測定する。さらに比重計には温度センサが設けられており、この温度センサによって測定された尿の温度を用いて比重が補正される。制御部１０は、比重計測の結果をＲＯＭ１０２に記憶する。
【００５３】
ついでステップＳ７の処理において、収容容器３１内に収容されていた尿の一部が分注部５に送られ、制御部１０は分注部５に格納された分注スピッツ管５０に分注させる処理を実行する。
分注部５に格納されている分注スピッツ管５０は、ステップＳ１の処理において取得されるＩＤと対応づけられて格納されており、制御部１０はステップＳ１において取得された患者情報に基づいて分注を行なう分注スピッツ管５０を指定して分注処理を実行し、分注量をＲＯＭ１０２に記憶する。なお、このときの分注量は、ステップＳ１において取得された患者情報に含まれるサンプリング量に基づいて、尿量計測部３において計測された全尿の体積×サンプリング量（％）によって計算され、分注量はＲＯＭ１０２に記憶される。
【００５４】
ついでステップＳ８の処理において、制御部１０は洗浄部６を駆動して各部の洗浄を行なう処理を実行する。洗浄部６は制御部１０からの命令を受けると、自動蓄尿装置１に接続された水道管から水道水を取り込み、さらに水道水と洗浄液タンク６１内の洗浄液とを混和させ、これを流路を辿って各部に送出することにより各部の洗浄を行なう。分注部５において分注スピッツ管５０に分注された尿を除いて、自動蓄尿装置１に投入された全ての尿は、廃液管を通じて装置外部に排水される。
【００５５】
ついでステップＳ９の処理において、制御部１０は、ステップＳ１において取得した患者氏名、ステップＳ４〜Ｓ６の処理においてＲＯＭ１０２に記憶された尿量計測結果、尿比重計測結果、分注量（サンプル量）を読み出し、図７に示すように尿量７０ａ、尿比重７０ｂ、サンプル量７０ｃを含む結果表示画面７０をディスプレイ７１に表示させる処理を実行する。さらに制御部１０は、プリンタ７２によってこれらの計測結果を紙媒体に印刷する処理を実行して、自動蓄尿装置１による測定が終了する。
【００５６】
次に、ステップＳ４の尿量計測処理について図８を参照して詳細に説明する。図８は尿量計測部３の動作を示すフローチャートである。
まずステップＳ４０１において、制御部１０は駆動回路１０５を介して光センサ３６を原点位置まで下降させる処理を実行する。具体的には、制御部１０がステッピングモータ３２を駆動させる処理を実行することにより、ステッピングモータ３２の回転運動による駆動力が駆動軸を介して駆動プーリ３３に伝達され、駆動プーリ３３が回転する。駆動プーリ３３の回転により、駆動プーリ３３と従動プーリ３４とによって張架されたタイミングベルト３５が駆動し、タイミングベルト３５と取付台３６３を介して固定された光センサ３６が、ガイドレール３７に沿って下方向に移動する。
【００５７】
光センサ３６の下降とともに取付台３６３に設けられた遮蔽板３６５も下降していき、遮蔽板３６５が原点センサ３８の発光素子と受光素子との間に進入すると、原点センサ３８の発光素子からの光が遮蔽板３６５によって遮蔽され、受光素子における受光量が一定値を下回り、これを受けて原点センサ３８がセンサ信号を出力する。原点センサ３８からセンサ信号が出力されると、制御部１０はステッピングモータ３２の駆動を停止する処理を実行し、光センサ３６は原点位置において停止する。
【００５８】
ついでステップＳ４０２の処理において、制御部１０は、発光部３６１の発光を開始する処理を実行する。発光部３６１が発光を開始すると、発光部３６１から光は矢印ａの方向に進んで収容容器３１の外壁面に垂直に入射し、壁部３１０に進入してプリズム部３１２の第１反射面Ａに向かって進行する。
【００５９】
ついでステップＳ４０３の処理において、制御部１０はステッピングモータ３２を駆動させる処理を実行し、光センサ３６を上方向に移動させる。ついでステップＳ４０４の処理において、制御部１０は、ステッピングモータ３２に印加するモータパルス数ｐの計数を開始する処理を実行する。
【００６０】
ここで、収容容器３１は投入される尿の量が多い場合にも対応できるよう、容積が大きくされているが、収容容器３１の容積に対して投入される尿の量は少なく、液面は低いことが多い。そこで、ステップＳ４０３において、収容容器３１の原点位置から上向きに光センサ３６を移動させることにより、上から下に向かって光センサ３６を移動させる場合に比べて早く液面に到達させることができ、尿量計測の時間を短縮することができる。
【００６１】
ついでステップＳ４０５において、制御部１０は、受光部３６２からの検出信号の出力の有無を判定する。この処理について図９を参照して説明する。
【００６２】
図９は発光部からの光の進行方向を説明するための模式平面図である。発光部３６１が発光した状態で光センサ３６が上方向に移動していくと、図９（ａ）のように発光部３６１から発せられた光の入射位置に尿が収容されているときと、図９（ｂ）のように入射位置に尿が収容されていないとき（入射位置に空気が収容されているとき）とで、発光部３６１から発せられた光の進行方向が変化する。
【００６３】
図９（ａ）のように、発光部３６１からの光の入射位置に尿が収容されているときには、収容容器３１内の尿とプリズム部３１２とでは屈折率の差が小さく、発光部３６１からの光の第１反射面Ａに対する入射角θが臨界角（光線が屈折率の大きい媒質から小さい媒質に進む場合に、それ以上では全反射を起こすような最小の入射角をいう。二つの媒質の屈折率の差が小さいときには臨界角は大きく、屈折率の差が大きいときには臨界角は小さくなる）に達しないため、発光部３６１から矢印ａ方向に発せられた光の多くは、プリズム部３１２の第１反射面Ａと尿との界面において反射されることなく透過し、収容容器３１内に放出される。このため発光部３６１から発せられた光のほとんどは受光部３６２に到達せず、受光部３６２の受光量は一定値を超えないため、受光部３６２から検出信号は出力されない。
【００６４】
一方、図９（ｂ）のように、発光部３６１からの光の入射位置に尿が収容されていないときには、収容容器３１内の空気とプリズム部３１２との屈折率の差が大きくなるため、発光部３６１からの光の第１反射面Ａに対する入射角θが臨界角に達し、発光部３６１から矢印ａ方向に発せられた光は、プリズム部３１２の第１反射面Ａと空気との境界面において全反射され、９０°進路を変えて矢印ｂの方向に進む。矢印ｂの方向に反射された光は、第２反射面Ｂと空気との境界面においてさらに全反射されて９０°進路を変えて矢印ｃの方向に進み、壁部３１０の外壁面から垂直に出射して受光部３６２に到達する。このとき発光部３６１からの光の全量がプリズム部３１２によって反射されて受光部３６２に到達するため、受光部３６２の受光量が一定値を超え、受光部３６２から検出信号が出力される。
【００６５】
このような構成によると、光センサ３６が液面高さを超えると同時に受光部３６２から検出信号が出力されるから、光センサ３６を下から上に向かって移動させるとともに受光部３６２からの検出信号の出力の有無を監視することにより、光センサ３６が液面高さに到達したタイミングを確実に検知することができる。
【００６６】
ステップＳ４０５の処理において、光センサ３６が収容容器３１内の尿の液面より低い位置にあるときには受光部３６２から検出信号は出力されないため、制御部１０は、検出信号の出力なしと判断し（ステップＳ４０５においてＮＯ）、ステップＳ４０６の処理に進む。
【００６７】
ついでステップＳ４０６の処理において、制御部１０は、上限センサ３９からのセンサ信号の出力の有無を判定する。光センサ３６が上限の位置に達していないとき、上限センサ３９からセンサ信号は出力されないため、制御部１０は上限センサ３９からのセンサ信号の出力なしと判断し（ステップＳ４０６においてＮＯ）、制御部１０は処理をステップＳ４０５に戻して、ふたたび受光部３６２からの検出信号の出力の有無を判定する。こうして、受光部３６２から検出信号が出力されるか、あるいは上限センサ３９からセンサ信号が出力されるまでステップＳ４０５、Ｓ４０６の処理が繰り返される。
【００６８】
光センサ３６が上向きに移動していき収容容器３１内の尿の液面に到達すると、受光部３６２から検出信号が出力される。このとき制御部１０は、ステップＳ４０５の処理において受光部３６２からの検出信号の出力ありと判断し（ステップＳ４０５においてＹＥＳ）、ステップＳ４０７の処理においてステッピングモータ３２の駆動を停止する処理を実行し、光センサ３６の移動が停止する。ついでステップＳ４０８の処理において、制御部１０はステッピングモータ３２のモータパルス数ｐをＲＡＭ１０３に記憶する。
【００６９】
ついでステップＳ４０９の処理において、制御部１０は、ＲＡＭ１０３に記憶されたモータパルス数ｐから光センサ３６の原点位置からの移動量ｍを求める。ＲＯＭ１０２には、光センサ３６が１ｍｍ移動するために必要なモータパルス数ａが記憶されており、制御部１０は次式から光センサ３６の移動量ｍを求める。
ｍ＝ｐ（記憶されたモータパルス数）／ａ（１ｍｍ移動するために必要なモータパルス数）
【００７０】
ついでステップＳ４１０の処理において、制御部１０は収容容器３１に収容された尿の体積を計算する。具体的には、ＲＯＭ１０２には光センサ３６の移動量ｍに基づいて体積ｖを求めるための次式からなる関係式が記憶されており、制御部１０は、上記において求められた移動量ｍをこの関係式に適用して体積ｖを計算する。そして計算結果をＲＯＭ１０２に記憶して、尿量計測の処理を終了する。
【００７１】
【数１】
2009133651.tif 000003
なお、ｘは収容容器３１の内部底面からの高さであり、ｓ（ｘ）は高さｘにおける収容容器３１の断面積である。
【００７２】
一方ステップＳ４０６の判定処理において、制御部１０がセンサ信号の出力ありと判断した場合（ステップＳ４０６においてＹＥＳ）には、ステップＳ４１１の処理に進み、制御部１０は光センサ３６の移動を停止する処理を実行する。
【００７３】
上記したとおり、収容容器３１には排水パイプ３１１が設けられていて、尿の液面高さは満水レベルＬを超えないようになっているから、本来であれば満水レベルＬを超えるまでに光センサ３６が液面に到達し、受光部３６２からの検出信号が出力されて光センサ３６の移動が停止するはずである。しかしながら、例えば収容容器３１内に気泡や結露が発生したような場合には光センサ３６によって液面を検知できず、光センサ３６の移動が停止されないまま上方に行き過ぎてしまうことがあり得る。そこで、上限センサ３９を満水レベルＬより高い位置に設け、上限センサ３９からのセンサ信号を受けて光センサ３６の移動を停止するようにしたため、このような光センサ３６の上方への行き過ぎを防止することができるようになっている。
【００７４】
ついでステップＳ４１２の処理において、制御部１０は計測エラーとして処理し、尿量計測処理を終了する。
以上の処理が終了すると、図６の主ルーチンに戻る。
【００７５】
なお、本実施形態においては、収容容器３１全体をアクリルによって形成する構成としたが、このような構成に限らず、例えばプリズム部３１２のみをアクリルその他透光性を有する部材によって形成してもよい。
【００７６】
また、発光部３６１と受光部３６２とを必ずしも隣接して配置する必要はなく、例えば図１０に示すように、プリズム部３１２の反射面Ａ、Ｂによって形成される挟角の角度を大きくとるとともに、発光部３６１と受光部３６２とを離間して配置する構成であってもよい。
【００７７】
また、本実施形態においては収容容器３１に三角柱状のプリズム部３１２を設ける構成としたが、他の構成を採用することもできる。例えば図１１に示すように、収容容器３１のコーナー部分の内側に、傾斜面Ｃを形成し、発光部３６１を第１の壁部３１０Ａ側に、受光部３６２を第２の壁部３１０Ｂ側に配置する。発光部３６１から第１の壁部３１０Ａの外壁面に対して垂直に光を照射しながら、この発光部３６１と受光部３６２を上向きに移動させていくと、発光部３６１と受光部３６２が収容容器３１内の尿の液面を越えたとき、発光部３６１から発せられた光は傾斜面Ｃにおいて反射され、外壁３１０Ｂの外壁面から垂直に出射してそのまま受光部３６２に到達する。このような構成とすれば収容容器３１の形状が単純で済み、好適である。
【００７８】
また、本実施形態においては、尿の体積を計算するための関係式を用いて尿量を算出する構成としたが、このような構成に限らず、例えば図１２に示したようなモータパルス数と尿の体積との関係を対応づけて格納した体積計算用テーブルをハードディスク１０６に記憶しておき、尿量計測時には、このテーブルを参照してモータパルス数に基づき尿の体積を取得する構成であってもよい。さらにはモータパルス数の計数に代えて、光センサ３６の移動を開始してから液面を検知するまでに要した時間を計測しておき、所要時間と体積との関係に基づいて尿量を取得する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本実施形態に係る自動蓄尿装置の概略外観図である。
【図２】本実施形態に係る自動蓄尿装置の構成を示すブロック図である。
【図３】患者情報テーブルの一例を示す図である。
【図４】本実施形態に係る尿量計測部の構成を示す平面図である。
【図５】本実施形態に係る尿量計測部の構成を示す側面図である。
【図６】本実施形態に係る自動蓄尿装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】結果表示画面の一例を示す図である。
【図８】本実施形態に係る尿量計測部の計測動作を示すフローチャートである。
【図９】発光部からの光の進行方向を説明するための模式平面図である。
【図１０】尿量計測部の他の構成例を示す図である。
【図１１】尿量計測部の他の構成例を示す図である。
【図１２】体積計算用テーブルの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１      自動蓄尿装置
２      投入部
３      尿量計測部
３１    収容容器
３１１  排水パイプ
３１２  プリズム部
３１３  ピンチバルブ
３１４  流路
３２    ステッピングモータ
３３    駆動プーリ
３４    従動プーリ
３５    タイミングベルト
３６    光センサ
３６０  ハウジング
３６１  発光部
３６２  受光部
３６３  取付台
３６４  ガイド溝
３６５  遮蔽板
３７    ガイドレール
３８    原点センサ
３９    上限センサ
４      比重計測部
５      分注部
５０    分注スピッツ管
６      洗浄部
６１    洗浄液タンク
７１    ディスプレイ
７２    プリンタ
８      タッチパネル入力部
９      ＲＦＩＤ読み取り部
１０    制御部
【図１】
2009133651.tif 000004
【図２】
2009133651.tif 000005
【図３】
2009133651.tif 000006
【図４】
2009133651.tif 000007
【図５】
2009133651.tif 000008
【図６】
2009133651.tif 000009
【図７】
2009133651.tif 000010
【図８】
2009133651.tif 000011
【図９】
2009133651.tif 000012
【図１０】
2009133651.tif 000013
【図１１】
2009133651.tif 000014
【図１２】
2009133651.tif 000015