JPH0227264A

JPH0227264A - 光学式尿中成分測定便器

Info

Publication number: JPH0227264A
Application number: JP17759688A
Authority: JP
Inventors: Kenji Shirai; 白井　研次
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 1988-07-16
Filing date: 1988-07-16
Publication date: 1990-01-30
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: JP2665944B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、床中の特定成分の濃度を光学的に測定し得
る尿中成分測定便器に関するものである。

（従来技術）従来、尿中の特定成分の濃度を測定する装置を備えた尿
成分測定便器として、特開昭５９−２１７８４４号公報
に記載されたものがあり、これは第１３図に示す如く、
便器２０に採尿部２１が設けられ、該採尿部２１にて採
取した尿をポンプ２２によりフィルター２８を介して液
体クロマトグラフィ２４へ導き、該液体クロマトグラフ
ィ２４を通過させることで尿中の特定成分を分離するよ
うに構成されたものである。

そして、分離した尿成分の吸光度を測光器２５．２６で
測定することによりその濃度を検出し、その結果を表示
器２７にて表示するようになっている。

一般に物質が液体クロマトグラフィに導入されてから流
出までの時間は、その物質の分子量や分子の大きさ等に
応じてそれぞれ決まっている。

従って、この原理に基つき、尿を液体クロマトグラフィ
に導入してから所定時間経過後に流出する部分の、所定
波長に対する吸光度を測定することにより、特定成分の
濃度を検出することが可能である。

上記の特開昭５９−２１７８４４号公報に記載されてい
る実施例では、液体クロマトグラフィに尿を導入してか
ら１３秒後に流出した部分の吸光度を測定することによ
り糖濃度を検出している。

（発明が解決しようとする課題）上記従来の尿成分測定便器においては、尿中の特定成分
を分離する手段として液体クロマ１−グラフィを使用し
ているが、この液体クロマトグラフィは非常に精巧な機
器であるから、高価な上に取り扱いが困難であるのみな
らず、−変法成分の／１１１ｊ定に使用した後は、次の
測定を実行するためには十分な洗浄を行なわなければな
らず、そのため１回あたりの測定に長時間を要し、効率
が悪く実用的でないという問題点があった。

（課題を解決するための手段）本発明は上記問題点に鑑み案出したものであって、多種
類の尿成分の濃度測定を連続的かつ短時間で行ない得る
コンパクトな尿成分測定便器を提供せんことを目的とし
、その要旨は、便器の採尿部で採取された尿に、発光体
より特定波長の光を投光し、尿中を通過した光を受光部
で受光して、吸光度により特定尿中成分の濃度を測定す
る光学式尿中成分測定便器において、前記発光体を異な
る波長の光を発する２以上の発光体で構成したことであ
る。

（作用）異なる波長の光を発する２以上の発光体を備えたため、
各発光体から発せられる異なる波長の光が重なり合い、
より波長の異なる光となって床に投光きれるため、床中
の特定成分の最大吸光度波長に、より近付いた光を尿中
に投光して、より正確な尿中特定成分の吸光度を測定す
ることができ、正確な濃度測定値を得ることができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図には尿成分測定便器Ａ（以下、測定便器Ａという
）の構成を概略的に示し、便器本体１の便鉢１ａ内の前
方部位にはほぼ水平状に水平部２が形成されており、水
平部２には上面を開口して垂下状に採尿器■が取り付け
られている。又、この採尿器Ｖには、採取した尿を適当
倍率に希釈するための希釈手段３及び、尿中成分の濃度
を測定する濃度測定器８へ希釈した果を導くための送給
管路６が接続されている。

送給管路６の途中には、管路６内の尿にガスを断読注入
するためのガス注入器４、塚に試薬を投入するだめの試
薬投入器５がそれぞれ接続され、濃度測定器８の上流側
にはミキシングコイル部Ｍが、又、濃度測定器８の下流
側には送給管路６内における尿の流動を制御する吸引ポ
ンプ９が設けられている。そして、該吸引ポンプ９には
返却管路１１が接続され、その末端１３が便器本体１の
排出部１４に接続されている。

上記のように構成された測定便器Ａによる尿中成分の濃
度測定は以下のようにして行なわれる。

採尿器Ｖにて採取された尿は、採尿器Ｖ内で希釈手段３
から供給される蒸留水等の希釈液と混合されて一定比率
に希釈され、この希釈された尿は′Ｉに愚夫ａにて制御
され吸引ポンプ９に吸引されて送給管路６に導入される
。

ここで、便器１の水平部２に垂下状に取り付けられた採
尿器Ｖの一例を第２図〜第５図に拡大し、その作動を説
明すると、採尿器Ｖには前記水平部２側に開口した採尿
室３１が形成きれ、この採尿室３１の下方には、採尿室
３１とは区画された水室３２が形成されており、前記採
尿室３１と水室３２には上下動可能にピストン３３が縦
設されている。このピストン３３は下端のロッド３４の
下部に配置された図示しない駆動部を介し上下動される
ものであって、シール材３５，３５を介し水密状に配設
されているとともに、ピストンリング３６により水室３
２を圧縮することができるものとなっている。尚、前記
採尿室３１及び水室３２の内径はピストン３３の外径よ
りも大径に形成されている。

第２図の状態においてはピストン３３が下降しているた
め、採尿室３１内に用便者の尿が流入されて採尿室３１
内に一杯に溜められる。この状態から第３図のようにロ
ッド３４を介しピストン３３が上昇されると、採尿室３
１内の床はピストン３３に押されて外部に排出されるこ
ととなり、ビストン３３の外周面と採尿室３１の内周面
間に僅かな尿が残留する。この状態で第４図のようにピ
ストン３３が下降すると、採尿室３１内には僅かな尿が
採取きれることとなる。尚、第４図のようにピストン３
３が下降する時に、電磁弁ｂ（三方電磁弁）が開かれて
連絡バイブ３７を介し電磁弁すから水等の希釈水が水室
３２内に吸入される。

尚、この希釈水は希釈手段３内に予め貯留されているも
のである。

この状態から第５図のように再びピストン３３が上昇す
ると、水室３２内の希釈水がピストンリング３６に押し
出きれて、前記三方電磁弁すを介し希釈室３１内に導入
され、希釈室３１内では残留している尿と希釈水が混合
された状態となり、余分な尿は再びピストン３３により
外部に排出される。その後に採尿室３１に連結された電
磁弁ａが作動し、パイプ３８を介し、採尿室３１内で希
釈された尿が電磁弁ａを通り送給管路６に導入される。

前記電磁弁ａはメインコントローラー１２にて制御キれ
ており、このメインコントローラー１２は更に前記希釈
手段３に設けられた電磁弁す、吸引ポンプ９の駆動部及
びガス注入器４に設けられた電磁弁Ｃ及びな薬投入器５
にそれぞれ設けられたｄ　＋　ｅ　＊　ｆ’　＋　ｇの
各電磁弁を制御することができるとともに、前記電磁弁
ｄ−ににはそれぞサブコントローラーＣＳ、〜ｃｓ６が
接続されて、各サブコントローラーｃＳ、〜Ｃ８８はメ
インコントローラー１２に接続されて構成されている。

続いて、送給管路６内の尿中にガス注入器４よリガスが
注入されるが、この時にもメインコントローラー１２に
より電磁弁Ｃが制御され、断続的に尿中にガスが注入さ
れる。これにより第６図に示すように、送給管路６内の
尿１５が注入されたガスによる気泡層１６で分断されて
、送給管路６内に複数の試料区画１７が形成される。例
えばこの試料区画１７の分断距離を２０１ｔｎｓｅｃと
することができる。注入されるガスとしては空気が用い
られるが、その他に窒素等の不活性ガスを使用すること
も可能である。

このようにして送給管路６内の尿を試料区画１７に分断
した後に、引き続き各試料区画１７毎に適宜の試薬を投
入する。

多種類の尿成分についての濃度を測定しようとする場合
には、尿成分の種類に応じた数の試薬投入器５，５を用
意しておく。例えば、本例においては、試薬投入器５と
して４個の投入器を用意し、図示左方には尿中のぶどう
軸栓出用の投入器５ａを配置させ、その右方には尿中の
蛋白検出用の投入器５ｂを配置させ、その右方には尿中
のウロビリノーゲン検出用の投入器５ｃを配置許せ、さ
らにその右側には尿中の潜血検出用の投入器５ｄを配置
しておくことができる。

投入器５ａ内にはぶどう軸栓出用の試薬として例えばグ
ルコースオキシターゼ又は硫酸銅を入れておくことがで
き、又、投入器５ｂ内には蛋白検出用の試薬としてピロ
ガロールレッド−モリブデン酸又はスルホサリチル酸又
はトリクロル酢酸を入ておくことができ、又、投入器５
ｃ内には尿中のウロビリノーゲン検出用の試薬としてア
ルデヒド試薬又はエーリッヒ試薬を入ておくことができ
、又、投入器Ｓｄ内には尿中の潜血検出用の試薬として
フェノールフタレイン又はオルトトリジンを入ておくこ
とができる。

又、前述したように、各投入器５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ
にはそれぞれ電磁弁ｄ、ｅ、ｆ、ｇが接続されており、
それぞれの電′愚夫ｄ、ｅ、ｆ、ｇはそれぞれサブコン
トローラーＣ８，〜Ｃ８ｇにて断続的に開閉制御される
構成となっている。例えば試薬投入器５ａから管路６内
に注入きれるグルコースオキシターゼは、サブコントロ
ーラーｃｓ、により断続的に電磁弁ｄが開閉されて、第
７図に示すように、管路６内の各試料区画１７内の尿中
に断続的に注入され、試料区画１７内に試薬の層ｔ　＋
　、　ｔ　！が所定間隔毎に形成される。

このように各試料区画１７内の尿中に断続的に試薬が供
給されるため、試薬が良好に尿中に混入されて尿中で均
一に分散し、尿と試薬との混合状態が良好なものとなる
。

その後に送給管路６内のミキシングフィル部Ｍを通過さ
せて尿と試薬との混合状態をより良好化させ、尿の各試
料区画１７を順次濃度測定器８に導くことができ、これ
により異なった種類の尿成分の濃度測定を連続的に行な
うことができる。故に、各項目の検査を短時間のうちに
終了することができ、又、濃度測定器８に表示装置１０
を接続しておけば、使用者に対して測定結果を即座に表
示することができるものである。

尚、濃度測定器８として分光光度計が用いられる。尚、
第８図に示すように、送給管路６の一部をガラス管８０
に置き替え、該ガラス管８０を挾んで投光用のＬＥＤ８
１及び受光用のフォトダイオード８２を配置して、特定
波長の光に対して吸光度を測定することができる。

即ち、一般に物質の種類により最も吸収度が強くなる光
の波長は異なっており、尿成分の種類が異なれば吸収さ
れやすい光の波長もまた異なる。

従って、特定波長の光の吸光度をフォトダイオード８２
に接続した図示しない光度計を用いて測定することによ
り、特定の尿成分の濃度を検出することができ、さらに
尿中の特定成分との呈色反応を示す前記試薬が用いられ
ているため、−層容易に吸光度を測定して尿中成分の濃
度を検出することができるのである。

例えば尿中成分における蛋白の最大吸光度波長は６００
Ｉであり、この波長に近いピーク波長を有する橙色のＬ
ＥＤ（ピーク波長６１０１Ｔｉｌり　８１を使用すれば
、橙色のＬＥＤ８１から発せられたピーク波長６１０Ｉ
Ｉ′Ｉ１１の光は尿中の蛋白に吸収されて、通過した光
が受光用の）オドダイオード８２に受光きれ、このフォ
トダイオード８２からの出力と蛋白の濃度との関係式よ
り尿中の蛋白濃度を測定することができるのである。

又、尿中のぶどう糖の最大吸光度波長は５０５ｍである
ため、これに近い緑色のＬＥＤ（ピーク波長５６５１７
１１１）を使用すれば、同様にその吸光度より尿中のぶ
どう糖の濃度を知ることができる。

きらに尿中のウロビリノーゲンの最大吸光度波長は５６
２ｍｍであるため、このウロビリノーゲン濃度を測定す
るためには、ピーク波長５６５Ｉの緑色のＬＥＤを使用
することができるのである。

又、尿中の潜血の最大吸光度波長は５５０〜５６０ＩＩ
Ｉ１１と推定されるため、潜血濃度を測定するためには
ピーク波長６１０ＲＩＩの橙色のＩ、ＥＤを使用するこ
とが好ましい。

尚、尿中に存在する特定物質の濃度をより正確に測定す
るためには、尿中の特定成分の最大吸光度波長に、より
近いピーク波長を有する光を投光し、その特定波長の光
の吸収度を測定する必要があるが、第９図に示すように
ピーク波長の異なる２つのＬＥＤ８１ａ、８１ｂを並設
し、これに対向させて１個のフォトダイオード８２を配
置させておけば、例えば第１０図に線図で示すように、
ＬＥＤ８１　ａが黄色のＬＥＤであり、この黄色のＬＥ
Ｄのピーク波長Ｘが５８５ＩＴｌｌＴｌであり、一方、
ＬＥＤ８　ｌ　ｂを橙色のＬＥＤとしておけば、この橙
色のＬＥＤのピーク波長Ｙは６１０ｍｍであるため、こ
の２つの波長の異なるＬＥＤから同時に光が発せられた
時には、図中Ｚで示すようにピーク波長約６００１１１
１Ｔｌの光を得ることができ、この６０Ｑ１ｍｌのピー
ク波長Ｚは蛋白の最大吸光度波長６０９ｍ１ｌに最も近
付いたものとなるため、尿中の蛋白濃度をより正確に測
定することができるものである。

このように２個以上のピーク波長の異なるＬＥＤを使用
して、随時測定すべき尿中成分の最大吸光度波長に近付
けることができ、より正確な測定値を得ることができる
。

成分濃度の測定を終えたならば、尿は返却管路１１を経
て便器本体１へ返送され、排出管１４へ放出される。

尚、図示しないが、測定終了後、測定管路６内は、便器
本体１から供給きれる洗浄水又は水平部２に設けられた
洗浄ノズルから供給される洗浄水をポンプ９で流通させ
ることにより洗浄される。

本発明の実施態様は上記構成のものに限定されるもので
はなく種々変更が可能であり、例えば、測定管路６内よ
りミキシングコイル部Ｍを省略してもよく、又、前記採
尿器Ｖは内部で尿を希釈でさるものであれば、他の構造
のものに変更することができる。

さらに、各試料区画１７に投入する試薬はそれぞれ異な
る種類とすることができる他、それぞれ濃度の異なる同
種の試薬を投入することもできる。これは、測定の対象
成分の尿中濃度が不明な場合に有効な手段となる。

尚、前述した採尿器Ｖは第１１図及び第１２図に示す構
造の採尿器Ｖとしても良い。

即ち、第１１図において、採尿器Ｖは、前記便器の水平
部２に垂下状に取り付けられる採尿シリンダ４０と、こ
の採尿シリンダ４０と同軸上にその下部に一体状に螺合
されて取り付けられるポンプシリンダ４１を有し、前記
採尿シリンダ４０の上端部の外方に突出した鍔部４０ａ
が前記水平部２に固定され、水平部２の下面に固着板４
３を螺合させて採尿シリンダ４０が水平部２に固定され
る。

前記採尿シリンダ４０及びポンプシリンダ４１の内部に
はピストン４２が上下動可能に配設されており、採尿シ
リンダ４０の内周面とピストン間にはＯリング０．．０
．が配設されて水密性が確保されている。又、採尿シリ
ンダ４０の上部部位は内径が僅かに広く形成されており
、ピストン４２の外周面との間に僅かな隙間Ｍが形成さ
れるように構成きれている。又、採尿シリンダ４０と前
記ポンプシリンダ４１の接合部には外部と連通する空気
穴４９が形成されており、さらに排出口４８が形成され
ている。又、採尿シリンダ４０の上部部位にはノズル孔
４０ｃが形成きれており、このノズル孔４０ｃ内には採
尿シリンダ４０内に希釈水をスプレー状に噴出し得るノ
ズル４５が取り付けられている。又、前記ポンプシリン
ダ４１の下端部には導孔４１ｃと４１ｄが外部と連通状
に形成きれている。尚、前記採尿シリンダ４０内は採尿
室Ｃとなっており、前記ポンプシリンダ４１内はポンプ
室Ｐとなっている。

前記ピストン４２の下端部にはピストンロッド４２ｂが
垂下状に設けられており、このピストンロッド４２ｂは
ポンプシリンダ４１の下端部に連結キれたベースフレー
ム５１内に突出し、ベースフレーム５１内に配設された
スライドテーブル５３に連結されている。このスライド
テーブル５３は一対のガイドバー５２．５２にガイドさ
れてベースフレーム５１内で上下動可能となっており、
スライドテーブル５３の図示左端部は酸ネジを形成した
ナツト部５３ａとなっている。このナツト部５３ａには
ボールネジを外周面に形成したボールネジシャフト５５
が螺合されており、ボールネジシャフト５５はポールベ
アリング５６．５６により回転可使に支持されている。

このボールネジシャフト５５の上端部はモータフレーム
５９内に配設されたジヨイント部５８を介しステッピン
グモータ６０のモータ軸６０ａと連結されており、ステ
ッピングモータ６０の作動によりこのボールネジシャフ
ト５５が正、逆転方向に回転され、このボールネジシャ
フト５５の回転に伴って前記ナツト部５３ａが上下動し
、これに伴いピストンロッド４２ｂが上下動して、採尿
室Ｃ及びポンプ室Ｐ内にピストン４２を上下動させる構
造となっている。

第１２図において、このような構造を有する採尿器Ｖの
作動を説明すると、ピストン４２が下方側に位置してい
る時には、前記採尿シリンダ４０の上部は開口状となっ
ており、この状態で用便者が用便を成すことにより尿は
採尿シリンダ４０の採尿室Ｃ内に流入され、採尿室Ｃ内
に尿が溜められる。この状態でステッピングモータ６０
の作動によりピストン４２が上動すると、採尿室Ｃ内に
流入されている前記床はピストン４２の上端部４２ａに
押され、大部分の尿は水平部２から便鉢１ａ内に流出さ
れる。この時に隙間Ｍ内に僅かな量の尿が残留すること
となる。又、ピストン４２が上動する時に逆止弁付電磁
弁すが開となり、希釈手段３から希釈水が導孔４１ｄを
通りポンプ室Ｐ内に導入される。その後に逆止弁付電磁
弁すが閉じられ、逆に反対側の逆止弁付電磁弁りが開状
態となり、再びステッピングモータ６０の逆転によりピ
ストン４２が下動すると、ポンプ室Ｐ内に導入された希
釈水は逆止弁付電磁弁りを通り前記ノズル４５より採尿
室Ｃ内にスプレー状に噴射される。この状態では採尿室
内で僅かに残留した前記床と希釈水とが混合されて尿が
良好な希釈状態とされる。

この状態で逆止弁付１！磁弁りが閉じられて再びピスト
ン４２が上動することにより、希釈された尿の大部分が
排出きれて隙間Ｍ内に僅かに希釈された尿が採取きれる
。この採取された希釈尿は電磁弁ａを開くことにより、
前述した如くポンプＰの吸引作用により送給管路６内に
流入される。希釈尿が′Ｑ！磁弁愚夫通り送給管路６内
に流入された後には電磁弁ａが閉じられて、再びステッ
ピングモータ６０が作動しピストン４２が数回上下動し
て、上動する時にはポンプ室Ｐに前述した如く希釈水を
吸い込み、下動する時にはポンプ室Ｐ内の希釈水が逆止
弁付電磁弁りを介し採尿室Ｃ内に導入きれて採尿室Ｃの
洗浄が良好に行なわれ、次の採尿のための準備が完了す
る。

尚、ピストン４２の上下動による洗浄作用は採尿を行な
う直前に行なうこともでき、適宜操作スイッチ等を用便
者がＯＮすることによりステッピングモータ６０が作動
されて、前述した如くピストン４２が上下動し、その後
に停止して採尿準備完了の合図等を発する構成としてお
くこともできる。

（発明の効果）本発明は、便器の採尿部で採取された尿に、発光体より
特定波長の光を投光し、尿中を通過した光を受光部で受
光して、吸光度により特定尿中成分の濃度を測定する光
学式尿中成分測定便器において、前記発光体を異なる波
長の光を発する２以上の発光体で構成したことにより、
２以上の発光体より発せられる異なる波長の光の重なり
合いにより、測定すべき尿中の特定成分の最大吸光度波
長に、より近付けた波長の光を尿中に投光することがで
き、尿中の特定成分に対する吸光度をより正確に測定し
て、正確な濃度測定値を得ることができる効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は尿成分測定便器の概略構成図、第２図〜第５図
は便器に取り付けられた採尿器の作動説明図、第６図は
送給管路内で試料区画に分断された尿の状態を示す拡大
断面図、第７図は第６図の試料区画内に断続的に試薬が
注入された状態を示す拡大断面図、第８図は濃度測定器
の要部拡大図、第９図は濃度測定器の変更例を示す要部
拡大断面図、第１０図はピーク波長の説明図、第１１図
は採尿器の断面図、第１２図は採尿器の採尿シノンダと
ポンプシリンダにおける配管構成図、第１３図は従来の
尿中成分測定便器の概略構成図である。Ａ・・・尿成分測定便器１・・・便器本体３・・・希釈手段５・・・試薬投入器５ａ〜５ｄ・・・試薬投入器６・・・送給管路９・・・ポンプ１１・・・返却管路１７・・・試料区画 ■・・・採尿器（採尿部）８・・・濃度測定器１０・・・表示装置１６・・・気泡層４・・・ガス注入器３１・・・採尿室　　　　　　３２・・・水室３３・・
・ピストンＣ・・・メインコントローラーＣ５２〜Ｃ８，・・・サブコントローラーａ　−ｇ・・
・電磁弁　　　　　ｔｌ、ｔｚ・・・試薬層８１・・・
ＬＥＤ（発光体）８２・・・フォトダイオード（受光部）４０・・・採尿
シリンダ　４１・・・ポンプシリンダ４２・・・ピスト
ン６０・・・ステッピングモーターＣ・・・採尿室　　　　　　　Ｐ・・・ポンプ室Ｍ・・
・隙間

Claims

【特許請求の範囲】

便器の採尿部で採取された尿に、発光体より特定波長の
光を投光し、尿中を通過した光を受光部で受光して、吸
光度により特定尿中成分の濃度を測定する光学式尿中成
分測定便器において、前記発光体を異なる波長の光を発
する２以上の発光体で構成したことを特徴とする光学式
尿中成分測定便器。