JP5136280B2 - 腸内状態測定装置および測定方法 - Google Patents
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Description
特許文献7に開示される腸内ガス成分測定方法および放屁検知方法は、体外に排出された腸内ガスのうち炭酸ガス、メタン、水素を検知するものであるが、定量的に計測しているわけではない。
我々の実験によると、本発明の目的とする腸内状態パラメータのひとつである便のpH値は、排便量が多いときの便ほどより正確に腸内状態を反映した値となること、および、ガスセンサの出力のVp値は排便量が最も多い時点で出現することが確認されている。従って、このときの、言い換えればVp値を記録したときの、対応するガス濃度を採用すれば、より正確な腐敗成分濃度を推定することができることになる。
以下、本図を説明する。ユーザはトイレ内に入室し排便をして退室するのであるが、このトイレには本発明の腸内状態測定装置が取り付けてあるため、退室する前には自分の体内のpH推定値を表示されることで、その日の体調を知り、あるいは継続的に測定していた場合は経時的な体調の変化を知ることができる。
さらに臭いセンサ側では、t1〜t2の範囲の最大値であるVsmaxを検索し、その値が閾値(Vc)よりも高いかどうかを比較する。もしVsmax≦Vcであった場合は排便なしと判断して臭いセンサとガスセンサの記録を消去する。Vsmax>Vcであった場合は排便ありと判断する。
以上のことにより、尿をしたときと便をしたときとの区別が確実に出来、排便を間違いなく検出できる。また人が長く滞在すると呼気によりセンサの出力が変動することがあるが、そのような排便ではない場合との区別ができる。
上述の図1(b)に示したような相関データに基づいてピーク値Vpに対応する酢酸濃度Cacを同定し、図1(c)の相関データに基づいて酢酸濃度Cacに対応するpH値を同定する。同定したpH値を記憶部に書き込み、さらに同定結果をユーザに表示等により報知する。
ユーザが離座すると、それを着座センサが感知し、また、退室すると人体検知センサによって退室が検知される。腸内状態測定装置のスイッチは、離座または退室が検知されたときに電源offとする。
図4(a)〜(c)は、本発明の腸内状態測定装置(洋式便器後付けタイプ)の一例を示す概要図である。(a)は洋式便器の外観図であり、腸内状態測定装置11は便鉢3の外側面に取り付けられている。また、(b)は(a)のA−A矢視図であって、腸内状態測定装置11は、便座2と便鉢3周縁の頂部との間に設けたスペースを利用して設けられたフック型の吸入ファン用通路12によって便鉢3に固定されている。腸内状態測定装置11内部には、吸入ファン13、二酸化炭素センサ5、一体化させた記憶装置7および制御部8が組み込まれている。
腸内状態測定装置の構造は、(c)に示すように検知部17の先端部には吸気口17a、本体16内部には吸入ファン13、二酸化炭素センサ5、一体化させた記憶装置7および制御部8、位置検知手段21、さらには電池20が組み込まれている。
(実施例)
以下、併発ガス中の二酸化炭素濃度とpH値との相関を調べた実施例を示す。
実施例1(衛生洗浄便座装置への組込タイプ)
本実施例は、図2に示した衛生洗浄便座装置への組込タイプの腸内状態測定装置を使用し、ほぼ図3に示した手順に沿って操作を行った。図8(a)は、本実施例で採用した二酸化炭素濃度からpH値を推定する手順を示す概念図(b)、(c)は換算データである。(a)に示したように、排便時に併発されるガス中の二酸化炭素濃度の測定値を利用して便の酢酸濃度を推定し、さらに酢酸濃度からpH値を推定した。図8(b)は排便時に発生したガス中の二酸化炭素濃度(容量%で表示)と、そのときに採取した便中の酢酸濃度(μmol/g)との相関を調べたデータである。ここで、二酸化炭素濃度は二酸化炭素を計測するガスセンサの出力電圧のピーク値Vpから求められたものである。データ
のばらつきはあるものの、ほぼ直線的な相関があることが判った。また、図8(c)は便中の酢酸濃度と便のpH値との相関を示すデータである。このデータもばらつきはあるものの、ほぼ直線的な相関を認めることができた。
実施例2(洋式便器後付けタイプ)
本実施例は、図4に示した洋式便器後付けタイプの腸内状態測定装置を使用し、ほぼ図5に示した手順に沿って操作を行った。図10(a)は、本実施例で採用した二酸化炭素濃度からpH値を推定する手順を示す概念図、(b)、(c)は換算データである。(a)に示したように、排便時に併発されるガス中の二酸化炭素を利用して便中の総カルボン酸濃度(図中ではT−VFAと表示)を推定し、さらに総カルボン酸濃度からpH値を推定した。総カルボン酸には酢酸が最も多く含まれるが、その他プロピオン酸、酪酸等が含まれている。
実施例3(携帯タイプ)
本実施例は、図6に示した携帯タイプの腸内状態測定装置を使用し、ほぼ図7に示した手順に沿って操作を行った。図11(a)は、本実施例で採用した、二酸化炭素濃度からpH値を推定する手順を示す概念図、(b)、(c)は換算データである。図11(a)に示したように、排便時に併発されるガス中の二酸化炭素を利用して便の水分量を推定し、さらに水分量からpH値を推定した。図11(b)は前記と同様にして求められた排便時に併発されるガス中の二酸化炭素濃度(容量%で表示)と、そのときに採取した便中の水分量(%)との相関を調べたデータである。データのばらつきはあるものの相関が認められた。また、図11(c)は便中の水分量と便のpH値との相関を示すデータである。このデータにもばらつきはあるものの、ほぼ直線的な相関が認められた。
(実施例4)
二酸化炭素濃度から直接に便のpHを推定する場合、装置構成及び装置動作は前記した二酸化炭素濃度からカルボン酸濃度を経由して便のpHを推定する場合と同様であり、ガスセンサの出力から便のpHを推定するデータ処理手順のみ異なる。したがって、本実施例における装置構成についての説明は省略して、データ処理手順のみ説明する。まず、二酸化炭素ガスセンサによって併発ガス中の二酸化炭素濃度を測定する。次に、二酸化炭素ガスセンサ出力のピーク値Vpから予め求められている検量線によって出力値に対応する二酸化炭素ガス濃度(Vol%)を求める。次に予め記憶部に記憶されている二酸化炭素ガス濃度(Vol%)と便のpHとの対応データ(図12の相関関係に基く)を用いて、得られた二酸化炭素ガス濃度に対応するpH値を求めて便のpHの推定値とする。推定した便のpH値を記憶部に書き込み、さらにこの推定結果をユーザに表示等により報知する。
(実施例5)
水素濃度から直接に便pHを推定する場合、ガスセンサが水素センサであること、およびセンサ出力が水素濃度である点が異なるが、その他の装置構成および装置動作は前記した二酸化炭素濃度から直接に便pHを推定する場合と同様であり、データ処理手順も二酸化炭素濃度を水素濃度に置き換えたものであるため、以下では異なる部分を中心として説明する。
(実施例6) アンモニア濃度から直接に便pHを推定する場合、ガスセンサがアンモニアセンサであること、およびセンサ出力がアンモニア濃度である点が異なるが、装置動作は前記した二酸化炭素濃度から直接に便のpHを推定する場合と同様であり、データ処理手順も二酸化炭素濃度をアンモニア濃度に置き換えたものである。そのためこれらの説明は省略するが、装置構成は二酸化炭素濃度測定の場合と若干異なる場合があるので、以下に説明する。
Claims (12)
- 排便時に非接触で便のpH値を計測するための腸内状態測定装置であって、
排便時に併発されるガス中の所定成分として二酸化炭素、水素またはアンモニアの濃度を測定するガスセンサと、
あらかじめ前記所定成分濃度−pH値換算データを記憶している記憶装置と、
前記ガスセンサで測定された所定成分濃度を前記所定成分濃度−pH値換算データに適用し、前記便のpH推定値を演算する制御部と、
を有することを特徴とする腸内状態測定装置。 - 前記所定成分濃度−pH値換算データは、二酸化炭素濃度と便中に含まれるカルボン酸濃度との換算データ、およびカルボン酸濃度とpH値との換算データからなることを特徴とする請求項1に記載の腸内状態測定装置。
- 前記カルボン酸が酢酸または総カルボン酸であることを特徴とする請求項2記載の腸内状態測定装置。
- 前記所定成分濃度−pH値換算データは、二酸化炭素濃度と便中に含まれる水分量との換算データ、および水分量とpH値との換算データからなることを特徴とする請求項1に記載の腸内状態測定装置。
- 前記所定成分濃度−pH値換算データは、二酸化炭素濃度をpH値へ直接換算するものであることを特徴とする請求項1に記載の腸内状態測定装置。
- 前記所定成分が水素であり、かつ、前記所定成分濃度−pH値換算データは、水素濃度をpH値へ直接換算するものであることを特徴とする請求項1に記載の腸内状態測定装置。
- 前記所定成分がアンモニアであり、かつ、前記所定成分濃度−pH値換算データは、アンモニア濃度をpH値へ直接換算するものであることを特徴とする請求項1に記載の腸内状態測定装置。
- 前記ガスセンサは、測定された所定成分の濃度のうち最高濃度を前記所定成分濃度として検出することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の腸内状態測定装置。
- 前記ガスセンサと連動する排便検知手段を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の腸内状態測定装置。
- 洋式便器に付設された衛生洗浄便座装置に内蔵されるか、洋式便器の便座に内蔵されるか、或いは既設の洋式便器に後付けされることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の腸内状態測定装置。
- 携帯型であることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の腸内状態測定装置。
- 排便時に非接触で便のpH値を計測する腸内状態測定方法であって、この方法は、ガスセンサを使用して排便時に併発されるガス中の二酸化炭素、水素またはアンモニアの濃度を測定し、次に、あらかじめ記憶装置に記憶しておいた所定成分濃度−pH換算データを呼び出し、制御部において、上記二酸化炭素、水素またはアンモニアの濃度と換算データから便のpH推定値を演算することを特徴とする腸内状態測定方法。
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