DE102010061035B4 - Intelligent toilet and method of operation - Google Patents

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    • E03D11/10—Bowls with closure elements provided between bottom or outlet and the outlet pipe; Bowls with pivotally supported inserts

Abstract

Toilette (1) mit integrierter Messvorrichtung zum Erfassen physiologischer Daten eines Benutzers der Toilette (1), wobei die Toilette (1) ein Toilettenbecken (2), eine Toilettenspülvorrichtung (3), einen auf dem Toilettenbecken (2) vorgesehenen Toilettensitz (4), eine im Innenvolumen des Toilettenbeckens (2) vorgesehene oder im Toilettenbecken (2) integrierte Urinauffangvorrichtung (5), eine mit der Urinauffangvorrichtung (5) gekoppelte Urinentnahmeleitung (6), eine an die Urinentnahmeleitung (6) gekoppelte, außerhalb des Toilettenbeckens (2) vorgesehene Urinanalyseeinheit (7) und eine mit der Urinanalyseeinheit (7) gekoppelte Datenverarbeitungs-, Steuer- und/oder Ausgabeeinheit (35) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Urinauffangvorrichtung (5) schüssel- oder trichterförmig oder als eine einen Teil des Toilettenbeckens (2) ausfüllende plattenförmige Vorrichtung ausgebildet ist, wobei die Urinentnahmeleitung (6) an wenigstens eine Bodenöffnung (8) der Urinauffangvorrichtung (5) gekoppelt ist und die Urinanalyseeinheit (7) wenigstens eine in wenigstens zwei Richtungen lichtdurchlässige, mit einer Urinprobe (10) befüllbare Küvette (9), eine Pumpvorrichtung (11) zum Befüllen und Entleeren der Küvette (9), wenigstens eine in unterschiedlichen Richtungen auf...Toilet (1) with integrated measuring device for recording physiological data of a user of the toilet (1), the toilet (1) being a toilet bowl (2), a toilet flushing device (3), a toilet seat (4) provided on the toilet bowl (2), a urine collection device (5) provided in the interior volume of the toilet bowl (2) or integrated in the toilet bowl (2), a urine collection line (6) coupled to the urine collection device (5), a urine collection line (6) coupled to the urine collection line (6) and provided outside the toilet pool (2) Urine analysis unit (7) and a data processing, control and / or output unit (35) coupled to the urine analysis unit (7), characterized in that the urine collecting device (5) is bowl-shaped or funnel-shaped or as part of the toilet bowl (2) Filling plate-shaped device is formed, the urine collection line (6) to at least one bottom opening (8) of the urine collecting device ng (5) and the urine analysis unit (7) has at least one cuvette (9) which is transparent in at least two directions and can be filled with a urine sample (10), a pump device (11) for filling and emptying the cuvette (9), at least one in different directions on ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Toilette mit integrierter Messvorrichtung zum Erfassen physiologischer Daten eines Benutzers der Toilette, wobei die Toilette ein Toilettenbecken, eine Toilettenspülvorrichtung, einen auf dem Toilettenbecken vorgesehenen Toilettensitz, eine im Innenvolumen des Toilettenbeckens vorgesehene oder im Toilettenbecken integrierte Urinauffangvorrichtung, eine mit der Urinauffangvorrichtung gekoppelte Urinentnahmeleitung, eine an die Urinentnahmeleitung gekoppelte, außerhalb des Toilettenbeckens vorgesehene Urinanalyseeinheit und eine mit der Urinanalyseeinheit gekoppelte Datenverarbeitungs-, Steuer- und/oder Ausgabeeinheit aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Erfassen physiologischer Daten eines Benutzers einer solchen Toilette bei der Toilettenbenutzung.The present invention relates to a toilet with integrated measuring device for acquiring physiological data of a user of the toilet, the toilet being a toilet bowl, a toilet flushing device, a toilet seat provided on the toilet bowl, a urine catcher provided in the interior volume of the toilet bowl or integrated in the toilet bowl, one with the urine catcher coupled urine sampling line, a urinalysis unit coupled to the urine sampling line and provided outside the toilet bowl, and a data processing, control and / or output unit coupled to the urinalysis unit. The invention further relates to a method for acquiring physiological data of a user of such a toilet when using the toilet.

Die demographische Entwicklung insbesondere von gut entwickelten Industrieländern wie Deutschland, ist momentan dadurch geprägt, dass der Altersdurchschnitt der Bevölkerung stetig wächst. So wird beispielsweise in Deutschland in etwa 30 Jahren jede dritte Person über 65 Jahre alt sein. Um eine angemessene Gesundheitsversorgung und Lebensqualität zur Verfügung stellen zu können, wird es immer notwendiger, es älteren Personen solange wie möglich zu erlauben, in ihrem gewohnten häuslichen Umfeld bleiben zu können. Dabei spielt die regelmäßige, von zu Hause aus durchführbare, automatische Überwachung von vitalen Funktionen dieser Menschen eine große Rolle, da es hierdurch ermöglicht wird, dass regelmäßige Gesundheitsüberprüfungen an diesen Menschen vorgenommen können, ohne dass diese Menschen stationär überwacht werden müssen oder kontinuierlich einen Arzt aufsuchen müssen.The demographic development, especially of well-developed industrialized countries such as Germany, is currently characterized by the fact that the average age of the population is steadily growing. In Germany, for example, every third person will be over the age of 65 in about 30 years. In order to provide adequate health care and quality of life, it is becoming increasingly necessary to allow the elderly as long as possible to remain in their usual home environment. Regular, home-based, automatic monitoring of vital functions of these people plays a major role, as it allows regular health checks to be performed on these people without requiring them to be monitored in hospital or continuously visiting a doctor have to.

Typischerweise ist es jedoch momentan nach wie vor so, dass typische Gesundheitschecks in ärztlichen Praxen durchgeführt werden, wo die notwendigen Messvorrichtungen und geschultes Personal vorhanden sind. Darüber hinaus kennt man Messvorrichtungen, wie Blutzuckermessinstrumente oder Blutdruckmessgeräte, welche auch von Personen zu Hause verwendet werden können, wodurch diese Personen Messwerte erfassen und gegebenenfalls an ihren behandelnden Arzt weiterleiten können.Typically, however, it is still the case that typical health checks are carried out in medical practices where the necessary measuring devices and trained personnel are available. In addition, there are known measuring devices, such as blood glucose meters or blood pressure monitors, which can also be used by people at home, whereby these persons can record readings and, if necessary, forward them to their treating physician.

Problematisch gestaltet es sich jedoch, wenn medizinisch zu überwachende Personen Schwierigkeiten im Umgang mit solchen Messgeräten haben oder es einfach vergessen, regelmäßige Kontrollen durchzuführen und/oder bestimmte, zur Dauerüberwachung am Körper vorgesehene Messgeräte auch tatsächlich am Körper zu tragen.However, it is problematic if medically monitored persons have difficulties in dealing with such measuring devices or simply forget to carry out regular checks and / or to carry certain, intended for continuous monitoring on the body measuring devices actually on the body.

Bei solchen Personen ist es günstig, zur Überwachung physiologischer Funktionen ein Mittel einzusetzen, welches diese Personen automatisch ein oder mehrmals am Tag nutzen, wie eine Toilette.In such persons, it is favorable to use a means for monitoring physiological functions which these persons use automatically once or several times a day, such as a toilet.

Im Stand der Technik gibt es bereits unterschiedlichste Formen von „intelligenten” Toiletten. Bisherige kommerzielle Entwicklungen im Bereich des Badezimmers konzentrierten sich stark auf die Barrierefreiheit der Badezimmereinrichtung. Durch Hilfs- und Haltegriffe wird die Benutzung sicherer, Anpassung von Raumbedarf und Zugang ermöglichen die Nutzung mit Gehhilfe oder Rollstuhl. Mit Hilfe elektronischer Sitz- und Hebevorrichtungen wird die Nutzung von Badewanne oder Dusche unterstützt.In the prior art, there are already various forms of "smart" toilets. Previous commercial developments in the bathroom area have focused heavily on the accessibility of the bathroom equipment. Use of auxiliary and handholds makes use safer, adjusting space requirements and access allows use with walker or wheelchair. With the help of electronic seating and lifting devices, the use of bathtub or shower is supported.

Aus der Druckschrift DE 695 20 850 T2 ist eine Toilette bekannt, welche über ein Urinsammelteil und einen Messteil zur optischen Untersuchung von Urin verfügt. Die Analyse des Urins erfolgt dabei in einer transparenten, rohrförmigen Flusszelle.From the publication DE 695 20 850 T2 a toilet is known, which has a urine collecting part and a measuring part for the optical examination of urine. The analysis of the urine takes place in a transparent, tubular flow cell.

Die Druckschrift DE 691 17 229 T2 beinhaltet ein Toilettensystem, welches ebenfalls mit einer Urinprobenentnahme- und -analysefunktion versehen ist. Die beschriebene Toilette weist eine schwenkbare Fördereinrichtung für Urin-Teststreifen auf. Die Streifen werden von der Fördereinrichtung in einen Probenhohlraum mit Urin getaucht, anschließend hochgezogen, optisch analysiert und danach in einem Abfallkasten entsorgt.The publication DE 691 17 229 T2 includes a toilet system which is also provided with a urine sampling and analysis function. The toilet described has a pivoting conveyor for urine test strips. The strips are dipped by the conveyor in a sample cavity with urine, then pulled up, visually analyzed and then disposed of in a trash box.

In die Toilette sind auch heute schon bestimmte Komfort- und Hygiene-Funktionen, wie z. B. Desinfektion, Säuberung, Bidetfunktion, Trocknung, Anwärmen des Sitzes oder automatisches Öffnen, Schließen und Spülen integriert. Die funktionelle Unterstützung für das Hinsetzen und Aufstehen kann im einfachsten Fall nur ein zusätzlich angebrachter Haltegriff sein. Komplexere Funktionen unterstützen aktiv das Aufstehen/Hinsetzen und die Toilette kann sich sogar geometrisch dem Benutzer anpassen.In the toilet are already today certain comfort and hygiene functions, such. As disinfection, cleaning, bidet function, drying, warming of the seat or automatic opening, closing and flushing integrated. The functional support for sitting down and getting up in the simplest case can only be an additionally attached grab handle. More complex functions actively support getting up / sitting down and the toilet can even be geometrically adapted to the user.

Darüber hinaus sind Lösungen bekannt, die neben Sitzheizung und -vibration, auch das Monitoring von Ausscheidungen ermöglichen. Gemessen werden dabei beispielsweise der Zuckergehalt und die Temperatur des Urins sowie darin enthaltene Hormone. Auch der Blutdruck, das Körpergewicht sowie der Körperfettanteil werden in die Untersuchung mit einbezogen. Die Ergebnisse werden auf einem LCD-Display dargestellt, wo der Benutzer auch seine Befund-Historie abrufen kann. Eine Zielgruppe sind beispielsweise-Frauen, die über die oben geschilderten Funktionen etwa ihren Menstruationszyklus verfolgen möchten.In addition, solutions are known that allow not only seat heating and vibration, but also the monitoring of excretions. For example, the sugar content and the temperature of the urine as well as the hormones contained therein are measured. Also, the blood pressure, body weight and body fat percentage are included in the investigation. The results are displayed on an LCD display where the user can also retrieve his findings history. A target group are, for example, women who want to follow the above-described functions about their menstrual cycle.

Lösungen dieser Art sind beispielsweise in den Druckschriften JP 2006017560 A und JP 2009062739 A beschrieben. In der in der Druckschrift JP 2009062739 A vorgeschlagenen gattungsgemäßen Toilettenkonstruktion wird eine in einem Toilettenbecken angeordnete Urinauffangvorrichtung in Form eines schwenkbaren Armes genutzt, welcher bei der Benutzung der Toilette durch eine Person im Toilettenbecken hin und her fährt, um hierbei eine Urinprobe aufzunehmen. An der Urinprobe wird unmittelbar nach ihrer Aufnahme durch die Urinauffangvorrichtung die Temperatur gemessen. Es ist durchaus vorstellbar, dass es für einen Nutzer einer Toilette unangenehm ist, wenn sich bei der Toilettenbenutzung ein Messgerät im Toilettenbecken hin und her bewegt. Ferner wird bei der bekannten Technik nur eine relativ geringe Menge Urin erfasst, die zwar für die Erfassung der Urintemperatur ausreichend aber für weitergehende Messungen unter Umständen unzureichend ist. Schließlich besteht bei der bekannten Vorrichtung auch die Gefahr eines Zusetzens der Urinauffangvorrichtung durch feste Exkremente, auch die Wartung und Reinigung der Urinauffangvorrichtung ist nur mit großem Aufwand möglich.Solutions of this type are for example in the publications JP 2006017560 A and JP 2009062739 A described. In the in the pamphlet JP 2009062739 A proposed generic toilet construction is arranged in a toilet bowl urine collecting device in the form of a pivotable arm used, which in the use of the toilet by a person in the toilet bowl moves back and forth to take a urine sample. The temperature is measured on the urine sample immediately after it has been taken up by the urine collecting device. It is quite conceivable that it is unpleasant for a user of a toilet when a meter in the toilet bowl moves back and forth while using the toilet. Furthermore, in the known technique, only a relatively small amount of urine is detected, which may be sufficient for detecting the urine temperature but may be insufficient for further measurements. Finally, in the known device there is also the risk of clogging of the urine collecting device by solid excrements, and the maintenance and cleaning of the urine collecting device is only possible with great effort.

In der in der Druckschrift JP 2006017560 A gezeigten Vorrichtung ist hinter der Toilette eine Messvorrichtung vorgesehen, in welcher der Zuckergehalt im Urin erfasst wird. Ferner ist auf dem Boden vor einem Waschbecken eine Waage vorgesehen, in welcher ein Körperfettmessgerät integriert ist. Außerdem kann der Blutdruck mit Hilfe eines neben der Toilette befindlichen Blutdruckmessgerätes bestimmt werden. Die an den unterschiedlichen Stellen im Badezimmer erfassten Messwerte werden einer zentralen Auswertestation zugeführt und zur Anzeige gebracht. Die bekannte Anordnung ist sehr komplex, nahezu das gesamte Badezimmer ist in die Messung und Auswertung von Daten involviert. Dadurch wird die Vorrichtung insgesamt teuer und ist wenig flexibel.In the in the publication JP 2006017560 A The device shown behind the toilet is provided a measuring device in which the sugar content in the urine is detected. Furthermore, a scale is provided on the floor in front of a sink, in which a body fat meter is integrated. In addition, the blood pressure can be determined using a blood pressure monitor located next to the toilet. The measured values recorded at the various points in the bathroom are fed to a central evaluation station and displayed. The known arrangement is very complex, almost the entire bathroom is involved in the measurement and evaluation of data. This makes the device overall expensive and is not very flexible.

Zusätzlich sei erwähnt, dass in Erweiterung zu dem Vorgesagten der „Messort Toilette” vornehmlich im asiatischen Raum bereits für physiologische Daten exploriert wurde. Beispielhaft seien hierfür die konduktive Messung des EKG im Toilettensitz oder die kontaktlose Messung des EKG mit kapazitiven Elektroden benannt.In addition, it should be mentioned that, in extension to the predicted, the "measuring location toilet" was already explored for physiological data, especially in the Asian region. By way of example, the conductive measurement of the ECG in the toilet seat or the contactless measurement of the ECG with capacitive electrodes may be mentioned.

Aber auch andere Größen wie Gewicht, Gewichtsveränderungen oder Herzschlag aus einem Ballistokardiogramm und die Sauerstoffsättigung/Plethysmogramm sowie der Blutdruck in Kombination mit einem EKG wurden bereits experimentell gemessen. Andere kombinierten diese verschiedenen Messparameter und stellten erste experimentelle Prototypen vor.But other variables such as weight, weight changes or heartbeat from a ballistocardiogram and the oxygen saturation / plethysmogram and the blood pressure in combination with an ECG have already been measured experimentally. Others combined these different measurement parameters and presented initial experimental prototypes.

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine möglichst auf einen Messort, das heißt auf die Toilette, konzentrierte, zu vernünftigen Preisen herstellbare Messvorrichtung für physiologische Daten eines Benutzers der Toilette zur Verfügung zu stellen, mit welcher wenigstens der Zuckergehalt im Urin mit hoher Genauigkeit erfassbar ist, wobei nur ein geringer Wartungsbedarf für die Toilette erforderlich sein soll.Starting from the known prior art, it is the object of the present invention to provide a possibly on a measuring site, that is to the toilet, concentrated, manufacturable at reasonable prices measuring device for physiological data of a user of the toilet, with which at least the Sugar content in the urine can be detected with high accuracy, with only a small maintenance requirement for the toilet should be required.

Die Aufgabe wird einerseits durch eine Toilette der oben genannten Gattung gelöst, wobei die Urinauffangvorrichtung schüssel- oder trichterförmig oder als eine einen Teil des Toilettenbeckens ausfüllende plattenförmige Vorrichtung ausgebildet ist, wobei die Urinentnahmeleitung an wenigstens eine Bodenöffnung der Urinauffangvorrichtung gekoppelt ist und die Urinanalyseeinheit wenigstens eine in wenigstens zwei Richtungen lichtdurchlässige, mit einer Urinprobe befüllbare Küvette, eine Pumpvorrichtung zum Befüllen und Entleeren der Küvette, wenigstens eine in unterschiedlichen Richtungen auf die Küvette Licht abstrahlende Lichtquelle, wenigstens einen Lichtsensor, wobei Lichtquelle(n) und Lichtsensor(en) derart zueinander ausgerichtet sind, dass eine Absorptions- und eine Streulichtmessung an der Urinprobe durchführbar sind, und ein Farbindikatorver- und -entsorgungssystem zum Ein- und Ausbringen eines Farbindikators in die und aus der Küvette sowie zum Entsorgen des Farbindikators nach dessen Nutzung aufweist.The object is achieved on the one hand by a toilet of the abovementioned type, wherein the urine collecting device is bowl-shaped or funnel-shaped or as a plate-shaped device filling a part of the toilet bowl, wherein the urine sampling line is coupled to at least one bottom opening of the urine collecting device and the urinalysis unit at least one in at least two directions translucent, can be filled with a urine sample cuvette, a pumping device for filling and emptying the cuvette, at least one in different directions on the cuvette light emitting light source, at least one light sensor, the light source (s) and light sensor (s) are aligned with each other in that an absorption and a scattered light measurement can be carried out on the urine sample, and a color indicator supply and removal system for introducing and expelling a color indicator into and out of the cuvette and for disposing of the color ikators after its use.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Form der Urinauffangvorrichtung kann zuverlässig Urin in der Toilette aufgefangen und an die Urinanalyseeinheit weitergeleitet werden. Die Form der Urinauffangvorrichtung ermöglicht darüber hinaus deren einfache Reinigung und Wartung. Die erfindungsgemäß verwendete Urinanalyseeinheit gestattet sowohl eine Absorptionsmessung zur Farbbestimmung der Urinprobe als auch eine Streulichtmessung zur Trübungsmessung an der Urinprobe sowie eine Auflichtmessung an dem in die Urinprobe eingebrachten Farbindikator. Damit ist die Urinprobe vollumfassend optisch auswertbar, wodurch zuverlässige Schlussfolgerungen auf den Gesundheitszustand des Toilettenbenutzers gezogen werden können.Due to the inventively provided form of urine collection device urine can be reliably collected in the toilet and forwarded to the urine analysis unit. The shape of the urine catcher also allows for easy cleaning and maintenance. The urine analysis unit used according to the invention permits both an absorption measurement for determining the color of the urine sample and a scattered light measurement for turbidity measurement on the urine sample, and a reflected light measurement on the color indicator introduced into the urine sample. Thus, the urine sample is fully visually evaluable, which reliable conclusions on the state of health of the toilet user can be drawn.

Der in der erfindungsgemäßen Toilette verwendete technisch-technologische Grundansatz besteht darin, ähnlich wie in der klinischen Analytik automatische Farbindikatoruntersuchungen, wie beispielsweise Teststreifenuntersuchungen, des Urins Indikatoren für die qualitative Messung umzusetzen. Farbindikatoren haben den Vorteil, alle benötigten Reagenzien in einer stabilen Verbindung zu vereinen und damit die messtechnische Handhabbarkeit zu vereinfachen. Zusätzlich zu der Farbindikatoruntersuchung wird erfindungsgemäß eine makroskopische Beurteilung des Urins, also die Erfassung der Menge, Trübung und Färbung des Urins, vorgenommen, welche weitere medizinisch relevante Informationen über den Gesundheitszustand bzw. dessen Verlauf liefert.The techno-technological basic approach used in the toilet according to the invention is to implement, as in clinical analysis, automatic color indicator examinations, such as test strip examinations, of urine indicators for qualitative measurement. Color indicators have the advantage of combining all the reagents required in a stable compound, thus simplifying metrological handling. In addition to the Farbindikatoruntersuchung according to the invention, a macroscopic assessment of urine, so the detection of the amount, turbidity and coloration of the urine made, made further medically relevant Provides information about the state of health or its course.

So kann beispielsweise mit Hilfe der erfindungsgemäßen Toilette der Glukosegehalt des Urins bestimmt werden. Für die Erfassung des Glukosegehaltes haben sich Teststreifen etabliert, bei denen ein bestimmter Glukosegehalt im Urin entsprechende Farbänderungen einer Indikatorfläche hervorruft. Die Bewertung der Farbänderung durch Vergleich mit einer Farbskala ermöglicht eine semiquantitative Bestimmung des Uringlukosewertes.For example, with the aid of the toilet according to the invention, the glucose content of the urine can be determined. For the determination of the glucose content, test strips have been established in which a specific glucose content in the urine causes corresponding color changes of an indicator surface. The evaluation of the color change by comparison with a color scale enables a semiquantitative determination of the urine glucose value.

Neben beispielsweise dem Glukosegehalt werden erfindungsgemäß die Parameter Färbung und Trübung der Urinprobe erfasst. Diese Parameter können ebenfalls Hinweise auf pathologische Situationen bei bestimmten Patientengruppen geben. Dies betrifft beispielsweise begleitende Harnwegsinfektionen. Eine Früherkennung kann hier dazu beitragen, Krankenhausaufenthalte und schwerwiegende Komplikationen, beispielsweise Nierenbeckenentzündungen, zu vermeiden.In addition to, for example, the glucose content, the parameters coloration and turbidity of the urine sample are recorded according to the invention. These parameters can also provide clues to pathological situations in certain patient groups. This concerns, for example, accompanying urinary tract infections. Early detection can help prevent hospitalizations and serious complications, such as pyelonephritis.

Die im Normalzustand gelbe Farbe des Urins wird durch so genannte Urochrome hervorgerufen. Die Farbintensität des Urins hängt von der Konzentration der Urochrome im Urin ab. Hypertonischer Urin, bei dem eine erhöhte Konzentration der gelösten Stoffe vorliegt, ist gelb gefärbt. Steigt die Konzentration weiter an, beispielsweise als Folge einer Dehydration, färbt sich Urin gelb-orange, während geringkonzentrierter, hypotonischer Urin hellgelb bis farblos ist. Blutbeimengungen im Urin oder Stoffwechselerkrankungen führen zu einer Rotfärbung von Urin. Ferner kann die Färbung des Urins ernährungsbedingt beeinflusst werden. Somit kann die durch die Absorptionsmessung ermittelte Farbe des Urins wertvolle Hinweise über den Gesundheitszustand des Toilettenbenutzers liefern.The normal yellow color of the urine is caused by so-called urochromes. The color intensity of the urine depends on the concentration of urochromes in the urine. Hypertonic urine, which has an elevated concentration of solutes, is colored yellow. If the concentration continues to increase, for example, as a result of dehydration, urine turns yellow-orange, while low-concentration, hypotonic urine turns pale yellow to colorless. Blood in the urine or metabolic diseases lead to a red coloration of urine. Furthermore, the color of the urine may be influenced by diet. Thus, the color of the urine determined by the absorption measurement can provide valuable information about the health status of the toilet user.

Der Urin gesunder Personen erscheint weitestgehend klar. Das Auftreten von Trübungen kann verschiedene Ursachen haben. Krankhafte Veränderungen der Harnwege, beispielsweise bedingt durch Virusinfektionen, können eine solche Trübung des Harns bewirken. Entsprechend können auch aus der Trübungsmessung wertvolle Hinweise über den Zustand des Toilettenbenutzers gewonnen werden.The urine of healthy persons appears largely clear. The occurrence of cloudiness can have various causes. Pathological changes in the urinary tract, for example due to viral infections, can cause such turbidity of the urine. Accordingly, valuable information about the condition of the toilet user can also be obtained from the turbidity measurement.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Toilette sind die Lichtquellen LEDs. LEDs sind Lichtquellen, die zu geringen Preisen und in geringer Größe erhältlich sind und damit einfach in beliebige Ausgestaltungen der erfindungsgemäß angewandten Urinanalyseeinheit einbaubar sind.In an advantageous embodiment of the toilet according to the invention, the light sources are LEDs. LEDs are light sources which are available at low prices and in small size and can therefore easily be installed in any desired configurations of the urinalysis unit used according to the invention.

Es ist erfindungsgemäß besonders von Vorteil, wenn die Küvette austauschbar ist. Somit ist es möglich, beispielsweise dann, wenn Werte unterschiedlicher Personen erfasst werden sollen, Einmalküvetten zu verwenden, die nach der jeweiligen Toilettenbenutzung einfach ausgetauscht werden.It is particularly advantageous according to the invention if the cuvette is exchangeable. Thus, it is possible, for example, when values of different people to be detected to use disposable cuvettes that are easily replaced after each use of the toilet.

Ferner hat es sich als günstig erwiesen, eine Küvette mit vier optisch nutzbaren Seitenfenstern einzusetzen. So kann beispielsweise eine quaderförmige Küvettenanordnung gewählt werden, bei welcher an einer Seite eine Lichtquelle für eine Durchlichtmessung und an einer im Winkel dazu angeordneten Seite eine Lichtquelle für eine Streulichtuntersuchung angeordnet ist. Grundsätzlich ist es jedoch erfindungsgemäß ausreichend, wenn das Licht der wenigstens einen eingesetzten Lichtquelle in wenigstens zwei unterschiedlichen Richtungen auf die Urinprobe richtbar ist. Hierfür können beispielsweise auch im Querschnitt runde Küvetten eingesetzt werden.Furthermore, it has proved to be beneficial to use a cuvette with four optically usable side windows. Thus, for example, a cuboid cuvette arrangement can be selected in which a light source for a transmitted light measurement is arranged on one side and a light source for a scattered light examination is arranged on an angle thereto. In principle, however, it is sufficient according to the invention if the light of the at least one light source used can be directed to the urine sample in at least two different directions. For this example, round cuvettes can also be used in cross section.

Besonders zuverlässige Messergebnisse sind mit der erfindungsgemäßen Toilette ermittelbar, wenn die Küvette und die optoelektronischen Bauteile der Urinanalyseeinheit lichtdicht nach außen ummantelt oder abgeschlossen sind. Durch die optische Abdichtung der Küvette und der optoelektronischen Bauteile, wie der Lichtquellen und des Lichtsensors, der Urinanalyseeinheit, können optische Störeinflüsse von außen eliminiert werden.Particularly reliable measurement results can be determined with the toilet according to the invention if the cuvette and the optoelectronic components of the urinalysis unit are light-tightly encased or sealed to the outside. By optically sealing the cuvette and the optoelectronic components, such as the light sources and the light sensor, the urine analysis unit, optical interference can be eliminated from the outside.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind in die Küvette ein Einfüllstutzen und ein Entleerungsstutzen geführt, wobei der Einfüllstutzen tiefer in die Küvette als der Entleerungsstutzen ragt, und wobei der durch die Pumpvorrichtung zur Verfügung gestellte Sog am Entleerungsstutzen größer als der Druck am Einfüllstutzen ist. Durch diese Form der Anordnung wird erreicht, dass die Küvette nicht überläuft und dennoch soweit mit der Urinprobe füllbar ist, dass eine geeignete optische Messung an der Urinprobe möglich ist.In a preferred embodiment of the present invention, a filler neck and a drainage nozzle are guided into the cuvette, the filler neck protruding deeper into the cuvette than the drainage nozzle, and wherein the suction provided by the pumping device at the drainage nozzle is greater than the pressure at the filler neck. This form of arrangement ensures that the cuvette does not overflow and yet can be filled with the urine sample to such an extent that a suitable optical measurement on the urine sample is possible.

Entsprechend einer günstigen Variante der vorliegenden Erfindung ist das Farbindikatorver- und -entsorgungssystem mit einem Farbindikatorstreifenvorratsmagazin oder einer Farbindikatorrollenvorrichtung gekoppelt. Bei dieser Variante der Erfindung wird mit Farbindikatorpapier gearbeitet. Die streifenförmigen Farbindikatoren können dabei einzeln in dem Farbindikatorstreifenvorratsmagazin nebeneinander angeordnet sein oder auch je nach Bedarf von der Farbindikatorrollenvorrichtung, die einen einzigen, zu einer Rolle aufgerollten Farbindikator aufweist, abgerissen werden. Grundsätzlich ist die vorliegende Erfindung jedoch auch für die Verwendung von flüssigen Farbindikatoren geeignet.According to a favorable variant of the present invention, the color indicator supply and removal system is coupled to a color indicator strip supply magazine or a color indicator roll device. In this variant of the invention is worked with color indicator paper. The strip-shaped color indicators can be arranged side by side in the color indicator strip supply magazine individually or can be demolished as required by the color indicator roll device having a single color indicator rolled up into a roll. In principle, however, the present invention is also suitable for the use of liquid color indicators.

Es ist besonders praktikabel, wenn jeweils ein Farbindikatorstreifen aus dem Farbindikatorstreifenvorratsmagazin entnehmbar oder von der Farbindikatorrollenvorrichtung abreißbar und mittels eines rollenbasierten Transportschlittens in die Küvette einführbar und aus der Küvette ausführbar ist. Durch den rollenbasierten Transportschlitten wird eine zielgenaue Führung des Farbindikators in die und aus der Küvette ermöglicht.It is particularly practicable if each color indicator strip can be removed from the color indicator strip supply magazine or can be torn off the color indicator roll device and by means of a roll-based transport carriage inserted into the cuvette and is executable from the cuvette. The roller-based transport carriage allows precise guidance of the color indicator into and out of the cuvette.

Eine vorteilhafte Indikatorentsorgung lässt sich realisieren, wenn das Farbindikatorstreifenvorratsmagazin oder die Farbindikatorrollenvorrichtung einerseits und die Küvette und ein Entsorgungsbehälter für benutzte Farbindikatoren andererseits relativ zueinander quer zu einer Entnahmeöffnung des Farbindikatorstreifenvorratsmagazins oder der Farbindikatorrollenvorrichtung und den Öffnungen der Küvette und des Entsorgungsbehälters bewegbar sind. Mit Hilfe der Querbewegbarkeit des jeweiligen Farbindikatorspenders relativ zu der Küvette bzw. dem Entsorgungsbehälter bzw. umgekehrt ist es relativ einfach möglich, den Farbindikator einerseits in die Küvette einzubringen und aus dieser wieder herauszufördern und andererseits den benutzten Farbindikator zur Entsorgung in dem Entsorgungsbehälter abzulegen.Advantageous indicator disposal can be realized when the color indicator strip supply magazine or color indicator roll device, on the other hand, and the cuvette and used color indicator disposal container, respectively, are movable relative to each other across a discharge opening of the color indicator strip supply magazine or color indicator roll device and the openings of the cuvette and disposal container. With the help of the Querbewegbarkeit the respective Farbindikaterspenders relative to the cuvette or the disposal container or vice versa, it is relatively easy to introduce the color indicator on the one hand in the cuvette and herauszufördern out of this and on the other hand store the color indicator used for disposal in the disposal container.

Zur Vermeidung von Geruchsproblemen weist in einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Farbindikatorver- und -entsorgungssystem einen Entsorgungsbehälter mit einem automatischen Verschluss auf. Der automatische Verschluss kann beispielsweise in Form eines auf dem Entsorgungsbehälter verfahrbaren Deckels gewährleistet werden.In order to avoid odor problems, in a further embodiment of the present invention the color indicator supply and removal system has a disposal container with an automatic closure. The automatic closure can be ensured for example in the form of a movable on the disposal container lid.

In einer weiteren Ausbildung der erfindungsgemäßen Toilette sind in dem Toilettensitz und/oder in einer vor der Toilette vorgesehenen Fußplatte oder -matte wenigstens zwei Elektroden einer EKG-Messeinheit vorgesehen. Das EKG (Elektrokardiogramm) dient der Überwachung der elektrischen Herzaktivität. Normalerweise wird das EKG über Elektroden auf der Brust aufgenommen. Mit der vorgeschlagenen Anordnung ist es jedoch möglich, dass EKG beispielsweise an den Oberschenkeln des jeweiligen Toilettenbenutzers aufzunehmen, um es nachfolgend gemeinsam mit den am Urin des Toilettenbenutzers ermittelten Werten auszuwerten.In a further embodiment of the toilet according to the invention, at least two electrodes of an ECG measuring unit are provided in the toilet seat and / or in a foot plate or mat provided in front of the toilet. The ECG (electrocardiogram) is used to monitor cardiac electrical activity. Normally, the ECG is recorded via electrodes on the chest. With the proposed arrangement, however, it is possible to record the ECG, for example, on the thighs of the respective toilet user in order to subsequently evaluate it together with the values determined on the urine of the toilet user.

Bei den Elektroden der EKG-Messeinheit handelt es sich meist um Silber-Silberchlorid-Elektroden mit einem leitfähigen Elektrolyten als Kleber. Auf diese Weise wird ein sehr guter elektrischer Kontakt zwischen Körper und Biosignalverstärker hergestellt. Vorzugsweise werden aus praktischen Gesichtspunkten Trockenelektroden als Elektroden für die EKG-Messeinheit eingesetzt, welche eine um Größenordnungen höhere Kontaktimpedanz als feuchte Elektroden aufweisen. Erschwerend kommt hinzu, dass das relativ schwache EKG-Signal bis zum Messort in den Oberschenkeln bis auf wenige Mikrovolt weiter gedämpft wird. Daher ist es erfindungsgemäß empfehlenswert, im Zusammenhang mit der EKG-Messeinheit einen speziell auf die Anforderungen angepassten Messverstärker einzusetzen.The electrodes of the ECG measuring unit are usually silver-silver chloride electrodes with a conductive electrolyte as adhesive. In this way, a very good electrical contact between the body and Biosignalverstärker is made. Preferably, for practical reasons, dry electrodes are used as electrodes for the ECG measuring unit, which have an order of magnitude higher contact impedance than wet electrodes. To make matters worse, that the relatively weak ECG signal is further attenuated to the site in the thighs to a few microvolt. Therefore, it is recommended according to the invention to use a measuring amplifier specially adapted to the requirements in connection with the ECG measuring unit.

Vorzugsweise werden für die EKG-Messung in dem Toilettensitz drei Elektroden vorgesehen. Als Elektrodenmaterial kann beispielsweise Gold eingesetzt werden, da es bei Messungen der Kontaktimpedanzen verschiedener Materialien die beste Langzeitstabilität der Elektrodenoberfläche aufweist. Die meisten anderen Materialien neigen im feuchten Badezimmerklima zur Korrosion und damit zu einer gravierenden Verschlechterung der Kontaktimpedanz oder weisen von vornherein einen schlechteren Kontakt auf.Preferably, three electrodes are provided for ECG measurement in the toilet seat. For example, gold can be used as the electrode material, since it has the best long-term stability of the electrode surface in measurements of the contact impedances of different materials. Most other materials tend to corrosion in the humid bathroom climate and thus to a serious deterioration of the contact impedance or have a worse contact from the outset.

Aus der Analyse des EKGs kann ein Rückschluss auf die Aktivität und den Zustand des Herzens des Toilettenbenutzers gezogen werden. Auffälligkeiten, wie beispielsweise ein unregelmäßiger Herzschlag oder andere pathologische Veränderungen, können auf diese Weise frühzeitig erkannt werden. So bietet beispielsweise die Kombination von Messungen des Körpergewichtes, des Urinvolumens und des EKGs bei Patienten mit einer bekannten oder drohenden Herzinsuffizienz eine geeignete Möglichkeit der Kontrolle des Erkrankungszustandes bzw. des Therapieerfolges. Patienten mit einer beginnenden kardialen Dekompensation weisen ein, meist über Tage, ansteigendes Körpergewicht auf, das Urinvolumen nimmt gegenüber dem „Normalzustand” ab und das EKG kann vermehrt Rhythmusstörungen aufzeigen. Mehrere Studien konnten bereits zeigen, dass das kontinuierliche Monitoring des Körpergewichtes und des EKGs die Anzahl von Krankenhauseinweisungen signifikant reduzieren kann.From the analysis of the ECG, a conclusion can be drawn on the activity and the condition of the heart of the toilet user. Anomalies, such as an irregular heartbeat or other pathological changes, can be detected early in this way. For example, the combination of measurements of body weight, urine volume and ECG in patients with known or imminent heart failure provides a convenient way of controlling the disease state or therapeutic success. Patients with incipient cardiac decompensation show an increasing body weight, usually over days, the urine volume decreases compared to the "normal state" and the ECG can increasingly show arrhythmias. Several studies have already shown that continuous monitoring of body weight and ECG can significantly reduce the number of hospital admissions.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind in dem Toilettensitz und/oder in einer vor der Toilette vorgesehenen Fußplatte Elektroden einer Bioimpedanz-Spektroskopie-Einheit vorgesehen. Mit der Bioimpedanzspektroskopie wird der elektrische Widerstand des Körpers gemessen. Die Bioimpedanz ist abhängig von der Gewebeart sowie vom Wassergehalt. Sie lässt demzufolge Aussagen über die Körperzusammensetzung zu. Die Bioimpedanzmessung in Verbindung mit einer beispielsweise zusätzlich angewendeten Gewichtsmessung kann im Rahmen des individualisierten Ernährungsmanagements genutzt werden. Eine zunehmende Bioimpedanz in Verbindung mit einer Gewichtsabnahme kann zudem auf eine drohende Dehydrierung hinweisen. Für die Bioimpedanz-Spektroskopie sind vier Elektroden notwendig, wobei drei dieser Elektroden ebenfalls für eine EKG-Messung verwendet werden können.According to an advantageous development of the present invention, electrodes of a bioimpedance spectroscopy unit are provided in the toilet seat and / or in a foot plate provided in front of the toilet. Bioimpedance spectroscopy measures the electrical resistance of the body. The bioimpedance depends on the type of tissue and the water content. It therefore allows statements about the body composition. The bioimpedance measurement in connection with an additionally applied weight measurement, for example, can be used in the context of individualized nutrition management. Increased bioimpedance associated with weight loss may also indicate impending dehydration. For bioimpedance spectroscopy four electrodes are necessary, whereby three of these electrodes can also be used for an ECG measurement.

Um neben anderen physiologischen Kenngrößen auch das Gewicht des Nutzers der Toilette bestimmen zu können, ist es in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass der Toilettensitz mehrlagig ausgebildet ist, wobei zwischen wenigstens zwei Lagen Gewichtssensoren vorgesehen sind. Die Gewichtssensoren können beispielsweise über den Toilettensitz verteilte Drucksensoren sein. Vorzugsweise werden diese auf der unteren Auflagefläche des Toilettensitzes platziert. Aus den gewonnenen Gewichtsdaten lassen sich mehrere Informationen generieren. Dies betrifft insbesondere die Gewichtsveränderung einschließlich des Urinvolumens, die Menge der Ausscheidungen und die Häufigkeit der Toilettengänge. Eine Gewichtszunahme durch Ödembildung weist z. B. bei Herz-Kreislaufpatienten auf eine mögliche Dekompensation hin. Dies kann in Kombination mit dem bei der erfindungsgemäßen Toilette verwendbaren elektrophysiologischen Messverfahren noch weiter spezifiziert werden. Eine vergleichsweise rasche Gewichtsabnahme ist gerade bei älteren Menschen ein wichtiger Indikator krankheitsbedingter Ursachen oder von Ausfällen im Versorgungsnetzwerk. Auch eine solche Entwicklung kann deshalb als alarmierender Risikofaktor bewertet werden.In order to determine the weight of the user of the toilet in addition to other physiological parameters, it is in one Embodiment of the present invention provides that the toilet seat is designed in multiple layers, wherein weight sensors are provided between at least two layers. The weight sensors may, for example, be pressure sensors distributed over the toilet seat. Preferably, these are placed on the lower support surface of the toilet seat. From the weight data obtained, several pieces of information can be generated. This applies in particular to the change in weight, including urine volume, the amount of excretions and the frequency of toilet visits. A weight gain due to edema has z. B. in cardiovascular patients to a possible decompensation out. This can be further specified in combination with the electrophysiological measuring method usable in the toilet according to the invention. Relatively rapid weight loss is an important indicator of illness-related causes or failures in the care network, especially among older people. Even such a development can therefore be rated as an alarming risk factor.

Darüber hinaus ist es auch von Vorteil, wenn bei dieser Ausführungsform vor der Toilette eine Fußplatte oder -matte mit einer Gewichtsmessvorrichtung und/oder einer RFID-Basiseinheit zur Signalübertragung vorgesehen ist. In der Fußplatte oder -matte können ebenfalls wie im Toilettensitz verteilte Drucksensoren vorgesehen sein. Die in der Fußplatte oder -matte gemessenen Werte des Gewichtes werden vorzugsweise mit den im Toilettensitz erfassten Werten zu einem Endwert kombiniert.In addition, it is also advantageous if, in this embodiment, a foot plate or mat is provided with a weight measuring device and / or an RFID base unit for signal transmission in front of the toilet. In the foot plate or mat distributed pressure sensors may also be provided as in the toilet seat. The values of the weight measured in the footplate or mat are preferably combined with the values recorded in the toilet seat to a final value.

Es ist ebenfalls günstig, bei einer Ausbildung der erfindungsgemäßen Toilette in dem Toilettensitz wenigstens einen Temperatursensor zu integrieren. Durch den wenigstens einen Temperatursensor kann zuverlässig die Körpertemperatur, wie beispielsweise die Oberschenkeltemperatur, des Toilettenbenutzers erfasst werden und mit den weiteren vom Toilettenbenutzer erfassten Werten ausgewertet werden. So ist die Messung der Temperatur auf der Hautoberfläche ein Maß für die Durchblutung der äußeren Gefäße. Die beispielsweise durch einen Diabetes mellitus verursachte Stoffwechselstörung hat einen negativen Einfluss auf die Durchblutung der peripheren Gefäße und fördert so die Arteriosklerose. Eine häufige Folgeerkrankung ist der so genannte „Diabetische Fuß”, der unbehandelt bis zur Amputation führen kann.It is also favorable to integrate at least one temperature sensor when the toilet according to the invention is configured in the toilet seat. The body temperature, such as the thigh temperature, of the toilet user can be reliably detected by the at least one temperature sensor and evaluated with the other values recorded by the toilet user. Thus, the measurement of the temperature on the skin surface is a measure of the blood flow to the outer vessels. The metabolic disorder caused, for example, by diabetes mellitus has a negative influence on the perfusion of the peripheral vessels and thus promotes arteriosclerosis. A common secondary disease is the so-called "diabetic foot", which can lead to amputation if left untreated.

Neben der Messung der Oberflächen-Temperatur der Haut im Bereich des Toilettensitzes ist es daher von Vorteil, wenn zusätzlich die Temperatur der Füße über eine Fußplatte oder -matte gemessen wird. Es ist auch möglich, die Temperatur der Füße beispielsweise in einem Pantoffel des Toilettenbenutzers zu messen. Dabei kann der Temperatursensor in dem Pantoffel und/oder ein oder mehrere Sensoren auf der Fußplatte oder- matte drahtlos per RFID angekoppelt werden.In addition to the measurement of the surface temperature of the skin in the area of the toilet seat, it is therefore advantageous if in addition the temperature of the feet is measured via a foot plate or mat. It is also possible to measure the temperature of the feet, for example in a slipper of the toilet user. In this case, the temperature sensor in the slipper and / or one or more sensors on the footplate or mat can be wirelessly coupled by means of RFID.

Das RFID-System kann verwendet werden, um die Fußtemperatur aus dem Pantoffel an die Fußplatte oder -matte zu übertragen, von wo aus die Temperatur per Kabel oder drahtlos an eine Elektronik im Toilettensitz übermittelt werden kann. Neben der Temperatur kann die Fußplatte oder -matte auch die ID von RFID-Tags auslesen und damit den Patienten identifizieren. Die RFID-Einheit hat also die Aufgabe, Daten aus Kleidungsstücken des Patienten an die intelligente Toilette zu übertragen, die diese wiederum wie alle anderen Sensordaten drahtlos über ein Funkmodul weiter überfragen kann.The RFID system can be used to transfer the foot temperature from the slipper to the footplate or mat, from where the temperature can be transmitted by cable or wirelessly to electronics in the toilet seat. In addition to temperature, the footplate or mat can also read the ID of RFID tags and identify the patient. The RFID unit thus has the task of transferring data from garments of the patient to the intelligent toilet, which in turn, like all other sensor data, can wirelessly transmit the data via a radio module.

Des Weiteren empfiehlt es sich, die Temperatur des Urins direkt nach der Ausscheidung zu messen. Hierdurch kann die Körperkerntemperatur erfasst werden. Hierfür kann in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an oder in der Urinauffangvorrichtung wenigstens ein Temperatursensor, eine Thermographie-kamera und/oder ein Pyrometer mit Scanaufsatz vorgesehen sein.Furthermore, it is recommended to measure the temperature of urine immediately after excretion. As a result, the body core temperature can be detected. For this purpose, in one embodiment of the present invention, at least one temperature sensor, a thermographic camera and / or a pyrometer with scanning attachment can be provided on or in the urine collecting device.

Die gemessenen Daten können besonders schnell verarbeitet, zur Steuerung von Toilettenfunktionen verwendet und/oder an den Nutzer oder auch einen Dritten, wie eine Betreuungsperson oder einen Arzt, ausgegeben werden, wenn in einer Variante der vorliegenden Erfindung die Urinanalyseeinheit und/oder wenigstens ein weiterer Sensor der Messvorrichtung über ein drahtloses Kommunikationsmodul mit der Datenverarbeitungs-, Steuer- und/oder Ausgabeeinheit gekoppelt ist/sind.The measured data can be processed particularly quickly, used to control toilet functions and / or output to the user or even a third party, such as a caregiver or a physician, in a variant of the present invention, the urinalysis unit and / or at least one other sensor the measuring device is coupled via a wireless communication module with the data processing, control and / or output unit is / are.

Aus medizinischer Sicht besonders gut verwertbare Daten ergeben sich bei Nutzung der erfindungsgemäßen Toilette dann, wenn die Urinanalyseeinheit und/oder wenigstens ein weiterer Sensor der Messvorrichtung über die Datenverarbeitungs-, Steuer- und/oder Ausgabeeinheit mit einer medizinischen Datenbank gekoppelt ist/sind.From a medical point of view particularly useful data arise when using the toilet according to the invention when the urine analysis unit and / or at least one other sensor of the measuring device via the data processing, control and / or output unit is coupled to a medical database / are.

Ferner wird die oben genannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zum Erfassen physiologischer Daten eines Benutzers einer Toilette bei der Toilettenbenutzung gelöst, wobei die Toilette ein Toilettenbecken, eine Toilettenspülvorrichtung und einen auf dem Toilettenbecken vorgesehenen Toilettensitz aufweist, wobei durch eine im Innenvolumen des Toilettenbeckens vorgesehene oder im Toilettenbecken integrierte Urinauffangvorrichtung eine Menge von Urin als Urinprobe aufgefangen wird und die Urinprobe über eine mit der Urinauffangvorrichtung gekoppelte Urinentnahmeleitung zu einer außerhalb des Toilettenbeckens vorgesehenen Urinanalyseeinheit geleitet wird, in welcher die Urinprobe analysiert wird, woraufhin die ermittelten Daten an eine Datenverarbeitungs-, Steuer- und/oder Ausgabeeinheit übermittelt werden, wobei der Urin in der schüssel- oder trichterförmigen oder in Form einer einen Teil des Toilettenbeckens ausfüllenden plattenförmigen Vorrichtung ausgebildeten Urinauffangvorrichtung aufgefangen und über wenigstens eine Bodenöffnung der Urinauffangvorrichtung in die Urinentnahmeleitung geleitet wird und die Urinprobe in eine in wenigstens zwei Richtungen lichtdurchlässige Küvette gefüllt wird, wobei mittels wenigstens einer in unterschiedlichen Richtungen auf die Küvette lichtabstrahlenden Lichtquelle und wenigstens einem Lichtsensor eine Absorptionsmessung an der Urinprobe zur Farbbestimmung und eine Streulichtmessung an der Urinprobe zur Bestimmung des Trübungswertes durchgeführt wird, in die Urinprobe ein Farbindikator eingebracht wird, die Küvette entleert wird, eine Auflichtmessung des befeuchteten Farbindikators mit wenigstens einer Lichtquelle und wenigstens einem Lichtsensor durchgeführt wird, und der Farbindikator aus der Küvette ausgebracht und entsorgt wird.Further, the above object of the present invention is achieved by a method for acquiring physiological data of a user of a toilet in the toilet use, wherein the toilet has a toilet bowl, a toilet flushing device and a toilet seat provided on the toilet bowl, being provided by a in the inner volume of the toilet bowl or in the toilet bowl integrated Urinauffangvorrichtung a lot of urine is collected as a urine sample and the urine sample is fed via a coupled with the Urinauffangvorrichtung Urinentnahleitung to a provided outside the toilet urine analysis unit in which the urine sample is analyzed, whereupon the determined data to a Datenverarbeitungs-, Steuer - and or The urine is collected in the bowl or funnel-shaped or designed in the form of a part of the toilet bowl filling plate-shaped urine collecting device and passed through at least one bottom opening of the urine collection device in the Urinentnahmeleitung and the urine sample in a translucent in at least two directions cuvette is filled, wherein at least one in different directions on the cuvette lichtabstrahlenden light source and at least one light sensor, an absorption measurement on the urine sample for color determination and a scattered light measurement on the urine sample to determine the turbidity value is performed in the urine sample a color indicator is introduced, emptied the cuvette is carried out, an incident light measurement of the moistened color indicator with at least one light source and at least one light sensor, and the color indicator from the Küve be discharged and disposed of.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in der Urinauffangvorrichtung, die vorzugsweise innerhalb eines vorderen Teils des Toilettenbeckens vorgesehen ist, Urin aufgefangen und beispielsweise über eine Pumpvorrichtung in die Küvette im Bypass der Toilette transportiert. An den Rändern der Urinauffangvorrichtung sind vorzugsweise Öffnungen zur Einleitung eines Wasser-Reinigungschemikalien-Gemisches vorgesehen, wodurch in einem Spülschritt gewährleistet werden kann, dass alle mit der Urinprobe benetzten Bauteile der erfindungsgemäßen Toilette gereinigt werden. Durch die Verwendung der in wenigstens zwei Richtungen lichtdurchlässigen Küvette kann sowohl eine Absorptionsmessung für die Farbbestimmung, eine Streulichtmessung für die Trübungsmessung an der Urinprobe als auch eine photometrische Auflichtmessung, beispielsweise für das Auslesen eines Glukoseteststreifens, realisiert werden. Dabei können die Strahlengänge der verwendeten Lichtquellen, wie beispielsweise von Luminiszenzdioden (LEDs), so kombiniert werden, dass das jeweilige Messlicht von einer gemeinsamen Lichtquelle erfasst wird. Für die Bestimmung der Farbe des Urins wie für die Farbbestimmung des Farbindikators kann die Implementierung von je zwei Lichtquelle/Wellenlängen vorteilhaft sein. Für die Eliminierung von Intensitätsschwankungen, die nicht vom Messeffekt begründet sind, könnte somit eine Quotientenbildung durchgeführt werden.In the method according to the invention, urine is collected in the urine collecting device, which is preferably provided within a front part of the toilet bowl, and transported, for example, via a pumping device into the cuvette in the bypass of the toilet. At the edges of the urine collecting device openings are preferably provided for the introduction of a water-cleaning chemicals mixture, which can be ensured in a rinsing step that all wetted with the urine sample components of the toilet according to the invention are cleaned. By using the cuvette, which is transparent in at least two directions, both an absorption measurement for the color determination, a scattered light measurement for the turbidity measurement on the urine sample and a photometric incident light measurement, for example for the reading out of a glucose test strip, can be realized. In this case, the beam paths of the light sources used, such as, for example, of luminescence diodes (LEDs), can be combined such that the respective measurement light is detected by a common light source. For the determination of the color of the urine as well as for the color determination of the color indicator, the implementation of two light sources / wavelengths can be advantageous. For the elimination of intensity fluctuations that are not due to the measurement effect, thus a quotient could be performed.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren ist für die Bestimmung jedes einzelnen optischen Parameters ein separates Zeitfenster vorgesehen. Am Ende eines Messvorganges ist die prinzipielle Einsatzbereitschaft für die nächste Messung wieder hergestellt. Dann wird die Urinprobe vorzugsweise mit einem Gemisch aus Wasser und Reinigungschemikalie beispielsweise wieder über das Toilettenbecken entsorgt.In the method according to the invention, a separate time window is provided for the determination of each individual optical parameter. At the end of a measurement process, the basic operational readiness for the next measurement is restored. Then, the urine sample is preferably disposed of with a mixture of water and cleaning chemical, for example, over the toilet bowl again.

Die zu verwendenden Farbindikatoren können beispielsweise in einem Magazin bevorratet werden, automatisch der Küvette zugeführt und nach erfolgter photometrischer Messung in einem Behältnis entsorgt werden.The color indicators to be used can be stored, for example, in a magazine, automatically fed to the cuvette and disposed of after photometric measurement in a container.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, deren Aufbau, Funktion und Vorteile, werden im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert, wobeiPreferred embodiments of the present invention, their structure, function and advantages will be explained in more detail below with reference to figures, wherein

1 schematisch einen Grundaufbau einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Toilette in einer Ansicht von vorn zeigt; 1 schematically shows a basic structure of an embodiment of a toilet according to the invention in a front view;

2 schematisch das Grundprinzip des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Toilette näher veranschaulicht; 2 schematically illustrates the basic principle of the construction of a toilet according to the invention in more detail;

3 schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß verwendbaren Urinanalyseeinheit in einer perspektivischen Ansicht zeigt; 3 schematically shows an embodiment of a urine analysis unit usable according to the invention in a perspective view;

4 anhand von Diagrammen die Auswertung der Messergebnisse einer Auflichtmessung in einer Urinanalyseeinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung demonstriert; 4 by means of diagrams, the evaluation of the measurement results of incident light measurement in a urinalysis unit according to an embodiment of the present invention demonstrated;

5 schematisch ein Prinzip einer Ausführungsform eines erfindungsgemäß verwendbaren Farbindikatorver- und -entsorgungssystems zeigt; 5 schematically shows a principle of an embodiment of a Farbindikatorver- and-entsorgungssystems usable according to the invention;

6 schematisch einen erfindungsgemäß verwendbaren Toilettensitz in einer explodierten und einer zusammengebauten perspektivischen Ansicht zeigt; 6 schematically shows a toilet seat usable according to the invention in an exploded and an assembled perspective view;

7 schematisch einen Messablauf und Datenfluss an einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Toilette veranschaulicht; und 7 schematically illustrates a measurement procedure and data flow on an embodiment of the toilet according to the invention; and

8 schematisch die Messmöglichkeiten einer erfindungsgemäßen Toilette demonstriert. 8th schematically demonstrates the measurement capabilities of a toilet according to the invention.

1 zeigt schematisch einen Grundaufbau einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen intelligenten Toilette 1 in einer Ansicht von vorn. Die Toilette 1 weist ein Toilettenbecken 2 auf. Auf dem oberen Rand des Toilettenbeckens 2 ist ein Toilettensitz 4 vorgesehen. Der Toilettensitz 4 kann, wie es unten im Hinblick auf 6 näher ausgeführt ist, mehrlagig aufgebaut sein, d. h. aus wenigstens zwei Lagen zusammengesetzt sein. Auf dem Toilettensitz 4 ist typischerweise ein Deckel 41 vorgesehen. Die Toilette 1 weist in dem dargestellten Beispiel einen Fuß 40 zum Aufstellen der Toilette 1 auf. In anderen, nicht gezeigten Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung kann die Toilette 1 auch als Hängetoilette ausgebildet sein. 1 schematically shows a basic structure of an embodiment of a smart toilet according to the invention 1 in a front view. The toilet 1 has a toilet bowl 2 on. On the upper edge of the toilet bowl 2 is a toilet seat 4 intended. The toilet seat 4 can, as it is below with regard to 6 is detailed, be constructed in multiple layers, ie be composed of at least two layers. On the toilet seat 4 is typically a lid 41 intended. The toilet 1 has a foot in the example shown 40 to set up the toilet 1 on. In other, not shown embodiments of the present invention, the toilet 1 also be designed as a hanging toilet.

Im Innenvolumen des Toilettenbeckens 2 ist eine Urinauffangvorrichtung 5 vorgesehen. Die Urinauffangvorrichtung 5 ist schüssel- oder trichterförmig oder als eine einen Teil des Toilettenbeckens 2 ausfüllende bzw. abdeckende plattenförmige Vorrichtung ausgebildet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Urinauffangvorrichtung 5 schüsselförmig im vorderen Teil des Toilettenbeckens 2 ausgebildet. In the inner volume of the toilet bowl 2 is a urine catcher 5 intended. The urine catcher 5 is bowl-shaped or funnel-shaped or as a part of the toilet bowl 2 filling or covering plate-shaped device is formed. In the embodiment shown, the urine trap is 5 bowl-shaped in the front part of the toilet bowl 2 educated.

An wenigstens eine, im unteren Bereich der Urinauffangvorrichtung 5 vorgesehene Bodenöffnung 8 ist eine Urinentnahmeleitung 6 angeschlossen, an deren Ende ein Einfüllstutzen 18 zum Einführen des aus der Urinauffangvorrichtung 5 abgeleiteten Urins in eine Urinanalyseeinheit 7 dient. Die Urinanalyseeinheit 7 ist in Form eines Ausführungsbeispiels in 3 näher erläutert. In der Urinanalyseeinheit 7 ist ferner ein Entleerungsstutzen 19 vorgesehen, über welchen in der Urinanalyseeinheit 7 untersuchter Urin wieder aus der Urinanalyseeinheit 7 herausgeführt werden kann und, wie es beispielsweise in 1 dargestellt ist, wieder in das Toilettenbecken 2 über eine Leitung 39 entsorgt werden kann. Am oberen Rand der Urinauffangvorrichtung 5 ist eine Toilettenspülvorrichtung 3 vorgesehen, durch welche die Oberfläche der Urinauffangvorrichtung 5 und vorzugsweise auch der Rest des Toilettenbeckens 2 mittels Wasser und Reinigungschemikalie gespült werden kann.At least one, in the lower part of the urine collection device 5 provided bottom opening 8th is a urine sampling line 6 connected, at the end of a filler neck 18 for introducing the urine collection device 5 derived urine into a urinalysis unit 7 serves. The urine analysis unit 7 is in the form of an embodiment in 3 explained in more detail. In the urine analysis unit 7 is also a drain port 19 provided over which in the urinalysis unit 7 examined urine again from the urine analysis unit 7 can be led out and, as for example in 1 is shown again in the toilet bowl 2 over a line 39 can be disposed of. At the top of the urine collector 5 is a toilet flushing device 3 provided through which the surface of the urine collection device 5 and preferably also the rest of the toilet bowl 2 can be rinsed with water and cleaning chemical.

Die Anordnung der Fluidikkomponenten der Toilette 1 aus 1 ist in 2 schematisch dargestellt. Wie in 2 zu sehen, führt die an die Bodenöffnung 8 der Urinauffangvorrichtung 5 angeschlossene Urinentnahmeleitung 6 über den Einfüllstutzen 18 in eine Küvette 9, die als Messküvette der in 1 dargestellten Urinanalyseeinheit 7 dient. Aus der Küvette 9 ragt der oben bereits beschriebene Entleerungsstutzen 19, welcher den in der Küvette 9 gemessenen Urin über die Leitung 39 wieder aus der Küvette 9 herausführt.The arrangement of the fluidic components of the toilet 1 out 1 is in 2 shown schematically. As in 2 to see leads to the bottom opening 8th the urine catcher 5 connected urine sampling line 6 over the filler neck 18 in a cuvette 9 used as a cuvette of the in 1 illustrated urinalysis unit 7 serves. From the cuvette 9 protrudes the above-described drainage pipe 19 which is the one in the cuvette 9 measured urine over the line 39 again from the cuvette 9 out leads.

Alle außerhalb des Toilettenbeckens 2 angeordneten aktiven Komponenten, zwei Zahnradpumpen P1, P2 und drei Magnetventile V1, V2, V3 einer Pumpvorrichtung 11 wurden in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel an einem gemeinsamen Rahmen montiert. Der Volumenstrom durch die von der Küvette 9 absaugende Pumpe P2 übersteigt den Volumenstrom der Zuleitung über Pumpe P1. Somit ist sichergestellt, dass der maximale Füllstand in der Küvette 9 die Unterkante der zum Magnetventil V2 führenden Absaugkanüle bzw. des Entleerungsstutzens 19 nicht übersteigt.All outside the toilet bowl 2 arranged active components, two gear pumps P1, P2 and three solenoid valves V1, V2, V3 a pumping device 11 were in the in 2 shown embodiment mounted on a common frame. The flow through the cuvette 9 Suction pump P2 exceeds the volume flow of the supply line via pump P1. This ensures that the maximum level in the cuvette 9 the lower edge of the suction valve leading to the solenoid valve V2 and the drainage nozzle 19 does not exceed.

3 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß verwendbaren Urinanalyseeinheit 7 in einer perspektivischen Ansicht. 3 schematically shows an embodiment of a urine analysis unit usable according to the invention 7 in a perspective view.

Die Urinanalyseeinheit 7 weist optische Messpfade für eine Absorptionsmessung zur Farbbestimmung einer Urinprobe 10, für eine Streulichtmessung zur Messung der Trübung der Urinprobe 10 und für eine photometrische Auflichtmessung zum Auslesen eines in die Urinprobe 10 einbringbaren, hier als Farbindikator 16 genutzten Glukoseteststreifens auf. Kernstück der Urinanalyseeinheit 7 ist eine hier als Küvette 9 genutzte PS-Einmalküvette, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vier optisch nutzbare Seitenfenster 17 aufweist.The urine analysis unit 7 has optical measuring paths for an absorption measurement for color determination of a urine sample 10 , for a scattered light measurement to measure the turbidity of the urine sample 10 and for a photometric incident light reading for reading into the urine sample 10 einbringbaren, here as a color indicator 16 utilized glucose test strip. Centerpiece of urine analysis unit 7 one is here as a cuvette 9 used PS disposable cuvette, which in the embodiment shown four optically usable side windows 17 having.

Das Weißlicht der Messstrahlengänge wird durch zwei Weißlicht-LEDs 12, 13 erzeugt. Streulichtmessung und Auflichtmessung der Indikatortestfläche nutzen eine gemeinsame LED 12 oder 13. Für die Messlichterfassung dient ein gemeinsamer als Lichtsensor 14 genutzter RGB-Sensor für alle optischen Pfade. Damit kann die zugehörige Messelektronik (AD-Wandler) einkanalig ausgeführt werden.The white light of the beam paths is provided by two white light LEDs 12 . 13 generated. Scattered light measurement and reflected light measurement of the indicator test area use a common LED 12 or 13 , For the measurement light detection serves a common as a light sensor 14 used RGB sensor for all optical paths. Thus, the associated measuring electronics (AD converter) can be performed single-channel.

In anderen, nicht gezeigten Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung kann bzw. können jedoch auch nur eine oder auch mehr als zwei Lichtquellen zum Be- und Durchstrahlen der Urinprobe 10 genutzt werden, indem beispielsweise Spiegel und/oder Strahlteiler bzw. Strahlumlenkungsoptiken zum Einsatz kommen. Ebenso ist es möglich, erfindungsgemäß mehrere Lichtsensoren 14 einzusetzen.In other embodiments of the present invention not shown, however, only one or even more than two light sources can be used to irradiate and irradiate the urine sample 10 be used by, for example, mirrors and / or beam splitters or beam deflection optics are used. It is likewise possible, according to the invention, for a plurality of light sensors 14 use.

Die Küvette 9 und die optoelektronischen Bauteile 12, 13, 14 der Urinanalyseeinheit 7 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in einen PVC-Quader eingepasst. Ein hier nicht gezeigter Deckel verschließt die Küvette 9 lichtdicht nach oben, um Fremdlichteinflüsse zu eliminieren.The cuvette 9 and the optoelectronic components 12 . 13 . 14 the urinalysis unit 7 are fitted in the embodiment shown in a PVC cuboid. A lid, not shown here, closes the cuvette 9 light-tight upwards to eliminate extraneous light influences.

Als Testobjekte für den Funktionstest der in 3 gezeigten Urinanalyseeinheit 7 wurden mehrere Sätze von Farbkalibrierflächen mit fein abgestuften Werten der Farbkanalwerte R (rot), G (grün) und B (blau) eingesetzt. Für die Auflichtmessung wurden diese Flächen auf Papier und für die Durchlichtmessung auf durchsichtige Folie gedruckt. Neben der Variierung des Farbtones wurde der Einfluss der Weißlichtintensität untersucht.As test objects for the functional test of in 3 shown urinalysis unit 7 Several sets of color calibration areas with finely graded values of color channel values R (red), G (green) and B (blue) were used. For the incident light measurement, these surfaces were printed on paper and for the transmitted light measurement on transparent film. In addition to varying the hue, the influence of white light intensity was examined.

4 zeigt anhand von Diagrammen die Ergebnisse einer Auflichtmessung in einer Urinanalyseeinheit 7 an Farbkalibrierflächen auf Papier bei einem Einfallswinkel von 45°. Die linke Darstellung zeigt den Farbraum der Kanäle R, G und B. Die rechte Darstellung zeigt den Farbraum der Quotienten der Kanäle R/G, G/B und B/R. Wie in 4 zu sehen ist, lässt sich durch eine Quotientenbildung der Farbkanäle der Einfluss der Intensität des Anregungslichtes fast vollständig kompensieren. Die entlang einer gedachten Linie angeordneten Messpunkte für eine Farbkalibrierfläche in dem linken Diagramm fallen bei der Darstellung der Kanalquotienten (rechtes Diagramm) auf jeweils einen Punkt pro Farbkalibrierfläche zusammen. 4 shows diagrams of the results of a reflected light measurement in a urine analysis unit 7 on Farbkalibrierflächen on paper at an angle of incidence of 45 °. The left representation shows the color space of the channels R, G and B. The right representation shows the color space of the quotients of the channels R / G, G / B and B / R. As in 4 can be seen, the influence of the intensity of the excitation light can be almost completely compensated by a quotient of the color channels. The measurement points arranged along an imaginary line for a color calibration area in the left diagram fall in the representation of the channel quotients (right Diagram) together at one point per color calibration area.

Eine gleiche Vorgehensweise ist auch bei der Durchlichtmessung möglich.A similar procedure is also possible with transmitted light measurement.

Einen relativ hohen konstruktiven Aufwand erfordert die Mechanik zur Zuführung des als Indikator 16 verwendeten Glukose-Indikatorteststreifens in die Küvette 9 und dessen automatische Entsorgung nach dem Messvorgang. 5 zeigt hierzu schematisch ein Prinzip einer Ausführungsform eines erfindungsgemäß verwendbaren Farbindikatorverund -entsorgungssystems 15. Die verschiedenen Antriebsfunktionen werden in dem gezeigten Beispiel durch vier Schrittmotoren realisiert. Hauptkomponenten der Mechanik sind (in 5 von oben nach unten) ein Farbindikatorstreifenvorratsmagazin 20, ein Transportschlitten 21 mit Rollen und die Küvette 9 neben einem Entsorgungsbehälter 22 für benutzte Farbindikatoren 16', wobei der Entsorgungsbehälter 22 in dem gezeigten Beispiel einen Deckel für einen automatischem Verschluss 26 aufweist.A relatively high design effort requires the mechanics to supply the as an indicator 16 used glucose indicator test strip in the cuvette 9 and its automatic disposal after the measurement process. 5 schematically shows a principle of an embodiment of a color indicator digestion system which can be used according to the invention 15 , The various drive functions are realized in the example shown by four stepper motors. Main components of mechanics are (in 5 from top to bottom) a color indicator strip supply magazine 20 , a transport carriage 21 with rollers and the cuvette 9 next to a disposal container 22 for used color indicators 16 ' , wherein the disposal container 22 in the example shown, a lid for an automatic closure 26 having.

Die Steuerung aller Komponenten der erfindungsgemäßen intelligenten Toilette 1 erfolgt, wie in 7 schematisch dargestellt, durch eine Datenverarbeitungs-, Steuer- und/oder Ausgabeeinheit 35 in Form einer Mikrocontrollerschaltung. Diese gibt den Ablauf der Messung, die Erfassung und Vorverarbeitung der Messwerte und deren Übergabe an ein anschließendes Funkmodul 37 vor. Wie es aus 7 ersichtlich ist, sind die in oder an der Toilette 1 vorgesehenen Sensoren 28, 29, 32, 33, 38 an einen Mikrocontroller gekoppelt, der als Datenverarbeitungs-, Steuer- und/oder Ausgabeeinheit 35 fungiert und damit für die Kalibrierung und Konditionierung der Sensoren sowie für die Abwicklung der Kommunikation über das Funkmodul 37 zuständig ist. Als Sensoren für die Erfassung von Werten des Toilettenbenutzers an der intelligenten Toilette 1 kommen neben der oben beschriebenen Urinanalyseeinheit 7, wie in 7 gezeigt, wenigstens ein Temperatursensor 33, wenigstens ein Gewichtssensor 32, 38, wenigstens eine Bioimpedanz-Spektroskopie-Einheit mit Elektroden 29 und/oder wenigstens eine EKG-Messeinheit mit Elektroden 28 in Betracht.The control of all components of the intelligent toilet according to the invention 1 done as in 7 schematically represented by a data processing, control and / or output unit 35 in the form of a microcontroller circuit. This gives the sequence of the measurement, the acquisition and preprocessing of the measured values and their transfer to a subsequent radio module 37 in front. Like it out 7 It can be seen that they are in or on the toilet 1 provided sensors 28 . 29 . 32 . 33 . 38 coupled to a microcontroller, as a data processing, control and / or output unit 35 and thus for the calibration and conditioning of the sensors as well as for the handling of the communication via the radio module 37 responsible is. As sensors for the collection of values of the toilet user at the intelligent toilet 1 come next to the urine analysis unit described above 7 , as in 7 shown, at least one temperature sensor 33 , at least one weight sensor 32 . 38 , at least one bioimpedance spectroscopy unit with electrodes 29 and / or at least one ECG measuring unit with electrodes 28 into consideration.

8 demonstriert schematisch verschiedene Messmöglichkeiten an einer erfindungsgemäßen Toilette 1. So können an dem Benutzer der Toilette 1 über die verschiedenen Sensoren, die in bzw. an der Toilette 1 vorgesehen sind, Messungen des Elektrokardiogramms (EKG) 280, der Körperkerntemperatur 330, der Bioimpedanz 290, der Oberschenkelhauttemperatur 331, des auf dem Toilettensitz 4 gemessenen Körpergewichtes 320, der Fußtemperatur 332 und des Fußgewichtes auf der Fußplatte oder -matte 27 vorgenommen werden. Eine Urinanalyse kann in der Urinanalyseeinheit 7 vorgenommen werden. Durch die Menge und Vielfalt der vorgesehenen Messmöglichkeiten innerhalb und direkt an der erfindungsgemäßen Toilette 1 ist eine besonders hochqualitative medizinische Bewertung des Gesundheitszustandes der die benutzenden Person möglich. Dabei können die ermittelten Daten über die erfindungsgemäß vorgesehene Datenverarbeitungs-, Steuer- und/oder Ausgabeeinheit 35 gesammelt, verarbeitet, ausgegeben und an beispielsweise einen behandelnden Arzt weitergeleitet werden und darüber hinaus zur Steuerung der erfindungsgemäßen Toilette 1 eingesetzt werden. 8th schematically demonstrates various measurement options on a toilet according to the invention 1 , So can the user of the toilet 1 about the different sensors in or on the toilet 1 are provided, measurements of the electrocardiogram (ECG) 280 , the body core temperature 330 , the bioimpedance 290 , the thigh skin temperature 331 on the toilet seat 4 measured body weight 320 , the foot temperature 332 and the foot weight on the foot plate or mat 27 be made. A urinalysis can be done in the urine analysis unit 7 be made. Due to the amount and variety of the proposed measurement options within and directly to the toilet according to the invention 1 is a particularly high quality medical assessment of the state of health of the person using possible. In this case, the determined data on the inventively provided data processing, control and / or output unit 35 collected, processed, output and forwarded to, for example, a treating physician and beyond to control the toilet according to the invention 1 be used.

Der Gesamtablauf einer Messung in einer Urinanalyseeinheit 7, wie der in 3, gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gliedert sich grob in folgende Teilschritte:

  • 1. Messvorgang starten,
  • 2. Küvette 9 mit einer Urinprobe 10 befüllen,
  • 3. Absorptionsmessung zur Farbbestimmung der Urinprobe 10,
  • 4. Streulichtmessung zur Bestimmung des Trübungswertes der Urinprobe 10,
  • 5. Farbindikator 16 (z. B. Indikatorteststreifen) in die Küvette 9 einfahren,
  • 6. Küvette 9 entleeren,
  • 7. Auflichtmessung des befeuchteten Farbindikators 16,
  • 8. benutzten Farbindikator 16' aus der Küvette 9 ausfahren,
  • 9. Spülung der Küvette 9 mit Wasser und zudosierter Reinigungslösung, und
  • 10. Datenübertragung an die mit der Urinanalyseeinheit 7 gekoppelte Datenverarbeitungs-, Steuer- und/oder Ausgabeeinheit 35.
The overall process of a measurement in a urinalysis unit 7 , in again 3 , according to one embodiment of the method according to the invention is roughly divided into the following sub-steps:
  • 1. start measuring process,
  • 2. cuvette 9 with a urine sample 10 fill,
  • 3. Absorption measurement for color determination of the urine sample 10 .
  • 4. Scattered light measurement to determine the turbidity value of the urine sample 10 .
  • 5. color indicator 16 (eg indicator test strips) into the cuvette 9 retract,
  • 6. cuvette 9 Drain,
  • 7. Incident light measurement of the moistened color indicator 16 .
  • 8. used color indicator 16 ' from the cuvette 9 extend,
  • 9. Flush the cuvette 9 with water and added cleaning solution, and
  • 10. Data transfer to those with the urine analysis unit 7 coupled data processing, control and / or output unit 35 ,

Die Ablaufsteuerung des in der Urinanalyseeinheit 7 verwendeten optischen Messsystems erhält von der von der Datenverarbeitungs-, Steuer- und/oder Ausgabeeinheit 35 ein Startsignal, um den Messvorgang zu starten. Der Messvorgang endet mit der Übergabe der digitalisierten Messwerte an die Datenverarbeitungs-, Steuer- und/oder Ausgabeeinheit 35, die der elektronischen Messdatenerfassung und zentralen Steuerung dient. In der Datenverarbeitungs-, Steuer- und/oder Ausgabeeinheit 35 befindet sich die für die erfindungsgemäße Toilette 1 verwendete zentrale Systemsoftware. Mit dieser Software werden aus dem Vergleich der aktuellen Messwerte mit vorgegebenen Sollgrößen generalisierte Ausgabeinformationen zum Zustand des Patienten bzw. der die Toilette 1 benutzenden Person generiert. Nach vordefinierten Routinen und entsprechend festgelegten Zugriffsberechtigungen erfolgt die Weiterleitung an zu involvierende Akteure des Pflege- bzw. Behandlungsprozesses. Zusätzlich erfolgt in jedem Fall, auch bei Nichtüberschreitung definierter Grenzwerte, eine systeminterne Speicherung der erfassten Werte.The flow control in the urinalysis unit 7 used optical measuring system receives from that of the data processing, control and / or output unit 35 a start signal to start the measuring process. The measurement process ends with the transfer of the digitized measured values to the data processing, control and / or output unit 35 , which serves electronic measurement data acquisition and central control. In the data processing, control and / or output unit 35 is the toilet for the invention 1 used central system software. With the help of this software, the comparison of the current measured values with predetermined nominal values results in generalized information on the condition of the patient or the toilet 1 generated using person. According to predefined routines and correspondingly defined access rights, forwarding takes place to those involved in the care or treatment process. In addition, in any case, even if defined limit values are not exceeded, system-internal storage of the recorded values takes place.

Für jeden zu messenden Parameter sind entsprechende Grenzwertabgleiche automatisiert nach Eingang eines Messwertes durchzuführen. So wird beispielsweise der Körperfettanteil, der in der erfindungsgemäßen intelligenten Toilette 1 über die Bioimpedanz bestimmt wird, mit Körperfettgrenzwerten, die in der Medizin bekannt sind, verglichen.For each parameter to be measured, appropriate limit value comparisons must be carried out automatically after the input of a measured value. For example, the proportion of body fat in the intelligent toilet according to the invention 1 determined via bioimpedance is compared to body fat limits known in the art.

Auch gemessene EKG-Werte werden systemgestützt beurteilt. So können aus den gemessenen EKG-Werten beispielsweise die Herzrate, die Herzratenvariabilität, Überleitungsverzogerungen und die Form der elektrischen Erregung ermittelt werden. Plötzliche Veränderungen des EKGs können auf einen pathologischen Hintergrund und damit auf verschiedene Krankheitsbilder hinweisen. So können beispielsweise Störungen der Erregungsausbreitung und der Zustand des Kreislaufsystems erfasst werden.Measured ECG values are also assessed systematically. For example, from the measured ECG values, the heart rate, the heart rate variability, the conduction delays and the form of the electrical excitation can be determined. Sudden changes in the ECG can indicate a pathological background and thus different clinical pictures. For example, disturbances of the excitation propagation and the condition of the circulatory system can be detected.

Bei den in der erfindungsgemäßen Toilette 1 zusätzlich erfassbaren Urinmengen werden typischerweise das Gesamtvolumen als auch die Häufigkeit der Urinabgabe registriert und in der Datenverarbeitungs-, Steuer und/oder Ausgabeeinheit 35 gemeinsam mit den anderen Werten ausgewertet.In the toilet according to the invention 1 Additionally detectable urine levels are typically the total volume as well as the frequency of urine output registered and in the data processing, control and / or output unit 35 evaluated together with the other values.

Neben den bereits erwähnten Messungen kann die erfindungsgemäße intelligente Toilette 1 auch genutzt werden, um beispielsweise eine Elektrolytmessung oder Proteinmessungen vorzunehmen.In addition to the measurements already mentioned, the inventive intelligent toilet 1 also be used to make, for example, an electrolyte measurement or protein measurements.

Insgesamt weist die erfindungsgemäße Toilette 1 eine gegenüber dem Stand der Technik deutlich erhöhte Funktionalität im Hinblick auf medizinisch-pflegerische Fragestellungen auf, sie ist zu einem vertretbaren und marktfähigen Preis-Leistungs-Verhältnis herstellbar und routinetauglich.Overall, the toilet according to the invention 1 a compared to the prior art significantly increased functionality in terms of medical-nursing issues, they can be produced at a reasonable and marketable price-performance ratio and suitable for the routine.

Claims (19)

Toilette (1) mit integrierter Messvorrichtung zum Erfassen physiologischer Daten eines Benutzers der Toilette (1), wobei die Toilette (1) ein Toilettenbecken (2), eine Toilettenspülvorrichtung (3), einen auf dem Toilettenbecken (2) vorgesehenen Toilettensitz (4), eine im Innenvolumen des Toilettenbeckens (2) vorgesehene oder im Toilettenbecken (2) integrierte Urinauffangvorrichtung (5), eine mit der Urinauffangvorrichtung (5) gekoppelte Urinentnahmeleitung (6), eine an die Urinentnahmeleitung (6) gekoppelte, außerhalb des Toilettenbeckens (2) vorgesehene Urinanalyseeinheit (7) und eine mit der Urinanalyseeinheit (7) gekoppelte Datenverarbeitungs-, Steuer- und/oder Ausgabeeinheit (35) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Urinauffangvorrichtung (5) schüssel- oder trichterförmig oder als eine einen Teil des Toilettenbeckens (2) ausfüllende plattenförmige Vorrichtung ausgebildet ist, wobei die Urinentnahmeleitung (6) an wenigstens eine Bodenöffnung (8) der Urinauffangvorrichtung (5) gekoppelt ist und die Urinanalyseeinheit (7) wenigstens eine in wenigstens zwei Richtungen lichtdurchlässige, mit einer Urinprobe (10) befüllbare Küvette (9), eine Pumpvorrichtung (11) zum Befüllen und Entleeren der Küvette (9), wenigstens eine in unterschiedlichen Richtungen auf die Küvette (9) Licht abstrahlende Lichtquelle (12, 13), wenigstens einen Lichtsensor (14), wobei Lichtquelle(n) (12, 13) und Lichtsensor(en) (14) derart zueinander ausgerichtet sind, dass eine Absorptions- und eine Streulichtmessung an der Urinprobe (10) durchführbar sind, und ein Farbindikatorver- und -entsorgungssystem (15) zum Ein- und Ausbringen eines Farbindikators (16, 16') in die und aus der Küvette (9) sowie zum Entsorgen des Farbindikators (16') nach dessen Nutzung aufweist.Toilet ( 1 ) with integrated measuring device for acquiring physiological data of a user of the toilet ( 1 ), whereby the toilet ( 1 ) a toilet bowl ( 2 ), a toilet flushing device ( 3 ), one on the toilet bowl ( 2 ) toilet seat ( 4 ), one in the inner volume of the toilet bowl ( 2 ) or in the toilet bowl ( 2 ) integrated urine collection device ( 5 ), one with the urine collection device ( 5 ) coupled urine sampling line ( 6 ), one to the Urinentnahleitung ( 6 ), outside the toilet bowl ( 2 ) provided urine analysis unit ( 7 ) and one with the urine analysis unit ( 7 ) coupled data processing, control and / or output unit ( 35 ), characterized in that the urine collecting device ( 5 ) bowl-shaped or funnel-shaped or as a part of the toilet bowl ( 2 ) filling plate-shaped device is formed, wherein the urine sampling line ( 6 ) to at least one bottom opening ( 8th ) of the urine collecting device ( 5 ) and the urinalysis unit ( 7 ) at least one translucent in at least two directions, with a urine sample ( 10 ) fillable cuvette ( 9 ), a pumping device ( 11 ) for filling and emptying the cuvette ( 9 ), at least one in different directions on the cuvette ( 9 ) Light-emitting light source ( 12 . 13 ), at least one light sensor ( 14 ), wherein light source (s) ( 12 . 13 ) and light sensor (s) ( 14 ) are aligned with each other such that an absorption and a scattered light measurement on the urine sample ( 10 ) and a color indicator supply and removal system ( 15 ) for introducing and deploying a color indicator ( 16 . 16 ' ) in and out of the cuvette ( 9 ) and disposal of the color indicator ( 16 ' ) after its use. Toilette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle(n) (12, 13) LEDs ist/sind.Toilet according to claim 1, characterized in that the light source (s) ( 12 . 13 ) LEDs is / are. Toilette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Küvette (9) austauschbar ist.Toilet according to claim 1 or 2, characterized in that the cuvette ( 9 ) is interchangeable. Toilette nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Küvette (9) vier optisch nutzbare Seitenfenster (17) aufweist.Toilet according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cuvette ( 9 ) four optically usable side windows ( 17 ) having. Toilette nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Küvette (9) und die optoelektronischen Bauteile (12, 13, 14) der Urinanalyseeinheit (7) lichtdicht nach außen ummantelt oder abgeschlossen sind.Toilet according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cuvette ( 9 ) and the optoelectronic components ( 12 . 13 . 14 ) of the urine analysis unit ( 7 ) are light-tight coated or sealed to the outside. Toilette nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Küvette (9) ein Einfüllstutzen (18) und ein Entleerungsstutzen (19) geführt sind, wobei der Einfüllstutzen (18) tiefer in die Küvette (9) als der Entleerungsstutzen (19) ragt, und wobei der durch die Pumpvorrichtung (11) zur Verfügung gestellte Sog am Entleerungsstutzen (19) größer als der Druck am Einfüllstutzen (18) ist.Toilet according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the cuvette ( 9 ) a filler neck ( 18 ) and a drainage nozzle ( 19 ), wherein the filler neck ( 18 ) deeper into the cuvette ( 9 ) as the drainage nozzle ( 19 protruding, and wherein the by the pumping device ( 11 ) provided suction at the drainage nozzle ( 19 ) greater than the pressure at the filler neck ( 18 ). Toilette nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbindikatorver- und -entsorgungssystem (15) mit einem Farbindikatorstreifenvorratsmagazin (20) oder einer Farbindikatorrollenvorrichtung gekoppelt ist.Toilet according to at least one of the preceding claims, characterized in that the color indicator supply and removal system ( 15 ) with a color indicator strip storage magazine ( 20 ) or a color indicator roll device. Toilette nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein streifenförmiger Farbindikator (16) aus dem Farbindikatorstreifenvorratsmagazin (20) entnehmbar oder von der Farbindikatorrollenvorrichtung abreißbar und mittels eines rollenbasierten Transportschlittens (21) in die Küvette (9) einführbar und aus der Küvette (9) ausführbar ist.Toilet according to claim 7, characterized in that in each case a strip-shaped color indicator ( 16 ) from the color indicator strip supply magazine ( 20 ) or tear-off from the color indicator roller device and by means of a roller-based transport carriage ( 21 ) into the cuvette ( 9 ) and from the cuvette ( 9 ) is executable. Toilette nach wenigstens einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbindikatorstreifenvorratsmagazin (20) oder die Farbindikatorrollenvorrichtung einerseits und die Küvette (9) und ein Entsorgungsbehälter (22) für benutzte Farbindikatoren (16') andererseits relativ zueinander quer zu einer Entnahmeöffnung (23) des Farbindikatorstreifenvorratsmagazins (20) oder der Farbindikatorrollenvorrichtung und den Öffnungen (24, 25) der Küvette (9) und des Entsorgungsbehälters (22) bewegbar sind. Toilet according to at least one of claims 7 or 8, characterized in that the color indicator strip storage magazine ( 20 ) or the color indicator roller device on the one hand and the cuvette ( 9 ) and a disposal container ( 22 ) for used color indicators ( 16 ' ) on the other hand, relative to each other transversely to a removal opening ( 23 ) of the color indicator strip storage magazine ( 20 ) or the color indicator roller device and the openings ( 24 . 25 ) of the cuvette ( 9 ) and the disposal container ( 22 ) are movable. Toilette nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbindikatorver- und -entsorgungssystem (15) einen Entsorgungsbehälter (22) mit einem automatischen Verschluss (26) aufweist.Toilet according to at least one of the preceding claims, characterized in that the color indicator supply and removal system ( 15 ) a disposal container ( 22 ) with an automatic shutter ( 26 ) having. Toilette nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Toilettensitz (4) und/oder in einer vor der Toilette (1) vorgesehenen Fußplatte oder -matte (27) wenigstens zwei Elektroden (28) einer EKG-Messeinheit integriert sind.Toilet according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the toilet seat ( 4 ) and / or in front of the toilet ( 1 ) provided foot plate or mat ( 27 ) at least two electrodes ( 28 ) of an ECG measuring unit are integrated. Toilette nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Toilettensitz (4) und/oder in einer vor der Toilette (1) vorgesehenen Fußplatte oder -matte (27) Elektroden (29) einer Bioimpedanz-Spektroskopie-Einheit integriert sind.Toilet according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the toilet seat ( 4 ) and / or in front of the toilet ( 1 ) provided foot plate or mat ( 27 ) Electrodes ( 29 ) of a bioimpedance spectroscopy unit are integrated. Toilette nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Toilettensitz (4) mehrlagig ausgebildet ist, wobei zwischen wenigstens zwei Lagen (30, 31) Gewichtssensoren (32) vorgesehen sind.Toilet according to at least one of the preceding claims, characterized in that the toilet seat ( 4 ) is formed in multiple layers, wherein between at least two layers ( 30 . 31 ) Weight sensors ( 32 ) are provided. Toilette nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Toilette (1) eine Fußplatte oder -matte (27) mit einer Gewichtsmessvorrichtung und/oder einer RFID-Basiseinheit zur Signalübertragung vorgesehen ist.Toilet according to claim 13, characterized in that in front of the toilet ( 1 ) a foot plate or mat ( 27 ) is provided with a weight measuring device and / or an RFID base unit for signal transmission. Toilette nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Toilettensitz (4) wenigstens ein Temperatursensor (33) integriert ist.Toilet according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the toilet seat ( 4 ) at least one temperature sensor ( 33 ) is integrated. Toilette nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an oder in der Urinauffangvorrichtung (5) wenigstens ein Temperatursensor, eine Thermographiekamera und/oder ein Pyrometer mit Scanaufsatz vorgesehen ist.Toilet according to at least one of the preceding claims, characterized in that on or in the urine collecting device ( 5 ) at least one temperature sensor, a thermographic camera and / or a pyrometer with scan attachment is provided. Toilette nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Urinanalyseeinheit (7) und/oder wenigstens ein weiterer Sensor der Messvorrichtung über ein drahtloses Kommunikationsmodul mit der Datenverarbeitungs, Steuer- und/oder Ausgabeeinheit (35) gekoppelt ist/sind.Toilet according to at least one of the preceding claims, characterized in that the urinalysis unit ( 7 ) and / or at least one further sensor of the measuring device via a wireless communication module with the data processing, control and / or output unit ( 35 ) is / are coupled. Toilette nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Urinanalyseeinheit (7) und/oder wenigstens ein weiterer Sensor (28, 29, 32, 33, 38) der Messvorrichtung über die Datenverarbeitungs-, Steuer- und/oder Ausgabeeinheit (35) mit einer medizinischen Datenbank (36) gekoppelt ist/sind.Toilet according to at least one of the preceding claims, characterized in that the urinalysis unit ( 7 ) and / or at least one further sensor ( 28 . 29 . 32 . 33 . 38 ) of the measuring device via the data processing, control and / or output unit ( 35 ) with a medical database ( 36 ) is / are coupled. Verfahren zum Erfassen physiologischer Daten eines Benutzers einer Toilette (1) bei der Toilettenbenutzung, wobei die Toilette (1) ein Toilettenbecken (2), eine Toilettenspülvorrichtung (3) und einen auf dem Toilettenbecken (2) vorgesehenen Toilettensitz (4) aufweist, wobei durch eine im Innenvolumen des Toilettenbeckens (2) vorgesehene oder im Toilettenbecken (2) integrierte Urinauffangvorrichtung (5) eine Menge von Urin als Urinprobe (10) aufgefangen wird und die Urinprobe (10) über eine mit der Urinauffangvorrichtung (5) gekoppelte Urinentnahmeleitung (6) zu einer außerhalb des Toilettenbeckens (2) vorgesehenen Urinanalyseeinheit (7) geleitet wird, in welcher die Urinprobe (10) analysiert wird, woraufhin die ermittelten Daten an eine Datenverarbeitungs-, Steuer- und/oder Ausgabeeinheit (35) übermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Urin in der schüssel- oder trichterförmigen oder in Form einer einen Teil des Toilettenbeckens (2) ausfüllenden plattenförmigen Vorrichtung ausgebildeten Urinauffangvorrichtung (5) aufgefangen und über wenigstens eine Bodenöffnung (8) der Urinauffangvorrichtung (5) in die Urinentnahmeleitung (6) geleitet wird und die Urinprobe (10) in eine in wenigstens zwei Richtungen lichtdurchlässige Küvette (9) gefüllt wird, wobei mittels wenigstens einer in unterschiedlichen Richtungen auf die Küvette (9) lichtabstrahlenden Lichtquelle (12, 13) und wenigstens einem Lichtsensor (14) eine Absorptionsmessung an der Urinprobe (10) zur Farbbestimmung und eine Streulichtmessung an der Urinprobe (10) zur Bestimmung des Trübungswertes durchgeführt wird, in die Urinprobe (10) ein Farbindikator (16) eingebracht wird, die Küvette (9) entleert wird, eine Auflichtmessung des befeuchteten Farbindikators (16) mit wenigstens einer Lichtquelle (12) und wenigstens einem Lichtsensor (14) durchgeführt wird, und der Farbindikator (16') aus der Küvette (9) ausgebracht und entsorgt wird.Method for acquiring physiological data of a user of a toilet ( 1 ) when using the toilet, the toilet ( 1 ) a toilet bowl ( 2 ), a toilet flushing device ( 3 ) and one on the toilet bowl ( 2 ) toilet seat ( 4 ), wherein by a in the inner volume of the toilet bowl ( 2 ) or in the toilet bowl ( 2 ) integrated urine collection device ( 5 ) a lot of urine as a urine sample ( 10 ) and the urine sample ( 10 ) via one with the urine collecting device ( 5 ) coupled urine sampling line ( 6 ) to one outside the toilet bowl ( 2 ) urine analysis unit ( 7 ), in which the urine sample ( 10 ), whereupon the determined data are sent to a data processing, control and / or output unit ( 35 ), characterized in that the urine is in the bowl or funnel-shaped or in the form of a part of the toilet bowl ( 2 ) formed filling plate-shaped device urine collecting device ( 5 ) and at least one bottom opening ( 8th ) of the urine collecting device ( 5 ) into the urine sampling line ( 6 ) and the urine sample ( 10 ) in a in at least two directions transparent cuvette ( 9 ) is filled, wherein by means of at least one in different directions on the cuvette ( 9 ) light-emitting light source ( 12 . 13 ) and at least one light sensor ( 14 ) an absorption measurement on the urine sample ( 10 ) for color determination and a scattered light measurement on the urine sample ( 10 ) is carried out to determine the turbidity value in the urine sample ( 10 ) a color indicator ( 16 ), the cuvette ( 9 ), a reflected light measurement of the moistened color indicator ( 16 ) with at least one light source ( 12 ) and at least one light sensor ( 14 ) and the color indicator ( 16 ' ) from the cuvette ( 9 ) and disposed of.
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