健康状態測定装置および測定方法
【課題】便を採取することなく、非接触で簡単に排便時の便のｐＨ値を計測することができ、これによって、腸内のｐＨ値を推測して人の健康状態を知ることができる健康状態測定装置およびその方法を提供する。
【解決手段】排便時に非接触で便のｐＨ値を計測するための健康状態測定装置Ｍであって、この健康状態測定装置は、排便時に併発されるガス中の所定成分の濃度を測定するガスセンサ５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７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８とを有する。
【解決手段】排便時に非接触で便のｐＨ値を計測するための健康状態測定装置Ｍであって、この健康状態測定装置は、排便時に併発されるガス中の所定成分の濃度を測定するガスセンサ５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７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８とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腸内の健康状態を判断するための有力な指標の一つである排泄物中のｐＨ値を、非接触で推定することのできる健康状態測定装置および測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人の腸内の健康状態を知るための指標の一つとして便のｐＨ値を計測することが行われている。具体的には、排泄された便を採取し、水等で希釈あるいはそのままの状態でｐＨ電極を接触させて計測を行い、この便中のｐＨ値から腸内のｐＨ値を推測している。
【０００３】
排泄物とは関係しないが、非接触でｐＨ値を測定する技術としては、たとえば特許文献１および２がある。特許文献１は、試料表面へｐＨ指示薬を含む粒子を吐出し、この粒子の変色状態に基いて試料表面のｐＨを測定する方法に関するものである。
【０００４】
また、特許文献２は、測定対象物に色変化型のｐＨ指示色素を均一に混合して撮影し、得られたカラー画像を信号化し、該測定対象物についてあらかじめ作成した検量線と対比することによりｐＨ値を推定してディスプレーに表示する方法である。
【０００５】
一方、排泄物とともに排出されるガス成分を利用して、腸内状態を知る技術としては特許文献３〜６がある。特許文献３は、腸内状態報知装置およびその方法に関する本出願人の発明である。この装置では、排泄物から出る排泄ガス中の水素ガスをガスセンサで測定し、ガスセンサから出力された信号値に対応した腸内状態情報を腸内健康度判定用付属情報から抽出してユーザに報知するものである。腸内状態情報としては、腸内に存在する種々の菌の総数、ビフィズス菌の数、悪玉菌の数、腸内菌の総数のうちのビフィズス菌数の割合、又は、腸内菌の総数のうちの悪玉菌数の割合等を採用している。
【０００６】
また、特許文献４の排泄ガス測定装置及び方法も本出願人の発明であり、排泄ガス中の水素ガスあるいはメタンガスをガスセンサで検出し、ビフィズス菌数を推定して腸内健康度を判定するものである。
【０００７】
また、特許文献５の健康測定装置は、排泄時に発生した臭気を酸化触媒で脱臭し、そのときに要した酸化電流から臭気成分濃度を検出するものである。
【０００８】
さらに、特許文献６の生体モニタ装置は、布製のＴ字帯にガスセンサを装着し、肛門から放出されたガスをガスセンサで検知してデータ化し、メモリに蓄えられたデータと過去のデータとを比較し、差が大きい場合など異常が認められる場合に表示装置に警告を表示するものである。
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。
【特許文献１】特開平１−９６５３５号公報
【特許文献２】特開２００１−３４３３２８号公報
【特許文献３】特開２００５−３１５８３６号公報
【特許文献４】特開２００５−２９２０４９号公報
【特許文献５】特開平８−２１１０４８号公報
【特許文献６】特開平９−４３１８２号公報
【特許文献７】特許３５２５１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
排便時のサンプリングは検便を行わなければならず採取が面倒であり、またｐＨ電極を計測のたびに洗浄しなくてはならない。さらに、採取してから計測までの間、便を安定して保存しておく必要があり、そうでないと、便に含まれている腸内細菌の代謝によりｐＨ値が排便直後の便のｐＨ値からずれて正確に計測できなくなる等の不具合もある。
【００１０】
また、非接触でｐＨ値を測定する技術は特許文献１および２に記載されたようなものであり、いずれも試料にｐＨ指示薬を付着あるいは混入する操作を必要とするため排泄物のｐＨ値測定に採用することは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の健康状態測定装置は、排便時に非接触で便のｐＨ値を計測するための健康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構成である。
【００１２】
上記所定成分としては二酸化炭素であることが好ましい。また、前記所定成分濃度−ｐＨ値換算データとして、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値との換算データを使用することができ、カルボン酸としては、酢酸または総カルボン酸を用いることができる。ここで総カルボン酸とは腸内細菌の代謝により生成される総てのカルボン酸であり例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸などを示す。
【００１３】
また、前記所定成分濃度−ｐＨ値換算データとして、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値との換算データを使用することもできる。
【００１４】
前記所定成分濃度−ｐＨ値換算データとして、二酸化炭素濃度をｐＨ値へ直接換算する換算データを使用することもできる。直接換算することによって、換算誤差が累積しないため、便のｐＨ値の測定精度が相対的に向上する。
【００１５】
また、水素を前記所定成分とし、かつ、前記所定成分濃度−ｐＨ値換算データとして、水素濃度をｐＨ値へ直接換算する換算データを使用することもできる。水素は併発ガスの主成分のひとつであるため濃度の測定精度が低下せず、換算誤差も累積しない推定が可能となり、便のｐＨ値の測定精度が相対的に向上する。
【００１６】
また、アンモニアを前記所定成分とし、かつ、前記所定成分濃度−ｐＨ値換算データとして、アンモニア濃度をｐＨ値へ直接換算する換算データを使用することもできる。アンモニアは併発ガスの主成分のひとつであるため濃度の測定精度が低下せず、換算誤差も累積しない推定が可能となり、便のｐＨ値の測定精度が相対的に向上する。
【００１７】
前記ガスセンサは、少なくとも本発明における所定成分の最高濃度に対応する出力を検出することが可能であればどのようなものでも良い。さらに、前記ガスセンサと連動する排便検知手段を備えていても良い。これにより大便を検知して確実にガスセンサのデータを取り込むので誤った情報を使用者に伝えることがなくなる。
【００１８】
本発明の健康状態測定装置は、洋式便器に付設された衛生洗浄便座装置に内蔵したり、洋式便器の便座に内蔵したり、或いは既設の洋式便器に後付けすることができる。また、携帯型にして、どこのトイレに入っても手軽にｐＨ値を測定できるようにすることも可能である。
【００１９】
本発明の健康状態測定方法は、排便時に非接触で便のｐＨ値を計測する健康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所定成分濃度を測定し、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、上記所定成分濃度と換算データから便のｐＨ推定値を演算する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の健康状態測定装置および健康状態測定方法によれば、排泄物に直接触れることなく簡便に便のｐＨ値、すなわち腸内のｐＨ値を測定することができる。そのため、従来困難であった毎日の生活の中での体調の定常的チェックを可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明において、便のｐＨ値を健康状態の判断に使用することには次の理由がある。即ち、疫学的に便のｐＨがアルカリ側に傾くと大腸がんのリスクが上昇することが示されており、腸内は酸性に保たれているほうが良いと考えられている。大腸がん高危険群（欧米食：高蛋白高脂肪食）の便のｐＨは６．９〜７．８、低危険群（日本食：高繊維高炭水化物食）ではｐＨは６．１〜６．５との報告もあり、便のｐＨは腸内状態を示す良い指標であると考えられる。
【００２２】
このように、腸内のｐＨ値を弱酸性に保つことは健康を維持する上で大切であるが、ｐＨ値を毎日の生活の中で定常的にチェックをすることは大変に困難である。したがって、日常的に行われる排便行為時に、何の負荷もなく簡便にｐＨ値を知ることのできる本発明の健康状態測定装置および健康状態測定方法は有益である。
【００２３】
以下、図面を用いて本発明を具体的に説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、検出されたガス濃度から便中のｐＨ値を推定するための手順を示す一例であり、（ａ）は排便時に発生したガス中の二酸化炭素濃度をガスセンサで測定した例を示すグラフである。横軸の時間（秒）は排便所要時間を表し、ｔ１は排便開始時、ｔ２は排便終了時である。ここでの排便時間とはガスセンサの出力が記憶された時間である。また、縦軸はガスセンサの出力電圧Ｖ（Ｖｏｌｔ）を表したものである。そして、本例で用いたガスセンサは出力電圧Ｖが二酸化炭素濃度（Ｖｏｌ％）に対応して出力されるものであるため、ガス中の二酸化炭素濃度はこの出力電圧変化に対応したものとなる。
【００２４】
ここで、ガスセンサの種類によっては測定雰囲気のガス濃度や温度などの測定環境の変化の影響を受ける場合があるため、通常の測定においては、基準とする環境条件のときの出力電圧値を基準出力値（Ｖｂ値）として、この値からの変化量を測定値として採用する。本例の場合は排便開始時ｔ１のセンサ出力電圧値Ｖｂ１を前記の基準値として採用しており、後述するように、センサ出力電圧Ｖの計測値群Ｖｘのなかでの最大値をＶｍａｘとしたとき、Ｖｍａｘ−Ｖｂ１をガス濃度測定におけるセンサ出力最大値Ｖｐ（以下、ピーク値と呼ぶ）とする。従って、この例では図中のピーク値Ｖｐに相当する濃度値が二酸化炭素濃度測定での最高濃度となる。
【００２５】
ここで、本発明におけるガスセンサは、少なくとも本発明における所定成分の最高濃度に対応する出力を検出することが可能であればどのようなものでも良い。
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。
【００２６】
なお、二酸化炭素濃度（センサ出力）のデータは、本装置が次に使用される前に当該濃度を消去するか、あるいは、別の記憶部に移行させることにより、データの混交を防止することができる。
【００２７】
図１（ｂ）は二酸化炭素センサの出力電圧の最高値（Ｖｐ値）に対応する二酸化炭素の濃度と便中の酢酸濃度との相関を示すグラフのモデルである。後述の実施例において詳細に説明するが、実測したところ便中の酢酸濃度と併発されるガス中の二酸化炭素濃度には、本図のような相関があることが判明した。
【００２８】
その理由は明確ではないが、二酸化炭素は小腸での消化を逃れた食物繊維などの難消化性の多糖類が大腸内の腸内細菌により代謝される際に、酢酸、酪酸、プロピオン酸などのカルボン酸が産生されると同時に産生される。このことから二酸化炭素と腸内で産生される総カルボン酸濃度との間には相関関係があることが推測される。また酢酸は腸内で生成される総カルボン酸の５０〜７０％の割合を占めるため酢酸濃度も二酸化炭素濃度と相関があると推測される。
【００２９】
ここでは、ある測定で得られた二酸化炭素センサの出力のＶｐ値が示す二酸化炭素濃度に対応する酢酸濃度をＣａｃとした。なお、総カルボン酸濃度や酢酸濃度の他に、便中の水分量もガス中の二酸化炭素濃度と相関があることが判明しており、この水分量をカルボン酸濃度等と同様に利用することもできる。
【００３０】
図１（ｃ）は酢酸濃度とｐＨ値との相関を示すグラフのモデルである。便中の酢酸濃度とｐＨ値の相関は、他に含まれる酸や塩基の影響を受けてデータは多少乱れるものの、ほぼ、直線的な関係を示すことが判明した。従って、上記の酢酸濃度Ｃａｃに対応するｐＨ値、すなわち、二酸化炭素濃度のＶｐ値に対応するｐＨ値を得ることができる。
【００３１】
便のｐＨは腸内で産生される有機酸の濃度の影響を受ける。小腸での消化を逃れた食物繊維が大腸内の腸内細菌により代謝され、酢酸、酪酸、プロピオン酸などのカルボン酸が産生される。便中のカルボン酸濃度が高いほどｐＨが低下するという負の相関があると推測される。酢酸濃度と同様に総カルボン酸濃度あるいは水分量を使用することもできる。
【００３２】
本グラフから、ガスセンサーの出力ピーク値Ｖｐを得てそのＶｐに対応する二酸化炭素濃度を二酸化炭素濃度と酢酸の関係をあらわすグラフに適用してＣａｃを得、次いで酢酸とｐＨの関係をあらわすグラフからＣａｃに対応するｐＨ値を得ることができることが判る。言い換えれば、併発ガス中の二酸化炭素濃度を計測することによって、対応する排便のｐＨが測定できることが示されている。得られたｐＨ値を表示して本人に示したり、さらに、記憶部に蓄積しておき、適宜呼び出して時系列のｐＨ値を表示することにより毎日の健康状態を管理することができる。
【００３３】
本発明の健康状態測定装置は、例えば洋式便器に付設された衛生洗浄便座装置に内蔵したり、洋式便器の便座に内蔵したり、あるいは、既設の洋式便器に後付けすることができる。また、携帯型にして、どこのトイレに入っても手軽に便のｐＨを測定できるようにすることも可能である。
【００３４】
図２は、本発明の健康状態測定装置Ｍを内蔵した洋式便器に付設された衛生洗浄便座装置の一例を示す（部分透視）外観図である。便器１に付設された健康状態測定装置を内蔵した衛生洗浄便座装置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脱臭ファン用排気通路４が設置されている。脱臭ファン用排気通路４内に二酸化炭素センサ５と排便検知手段である臭いセンサ６が取り付けられている。また、記憶装置７および制御部８は一体化して衛生洗浄便座装置２の後部内に組み込まれ、さらに、演算結果であるｐＨデータの表示部９は、衛生洗浄便座装置の操作部１０に組み込まれている。
【００３５】
すなわち、健康状態測定装置Ｍの構成は、二酸化炭素センサ５、臭いセンサ６、記憶装置７、制御部８およびｐＨデータ表示部９からなる。なお、二酸化炭素センサ５および臭いセンサ６と制御部８とのデータ交換は結線により、また制御部８と表示部９とのデータ交換は赤外線により行っている。
【００３６】
図３は、本発明の健康状態測定装置（衛生洗浄便座装置に搭載）を使用した健康状態測定方法の手順を示す一例である。使用者（以後、「ユーザ」と呼ぶ。）の動作を左側に、健康状態測定装置が行う処理（衛生洗浄便座装置の処理を含む）を中央に、また、排便検知手段である臭いセンサの動作を右側に、それぞれ振り分けて表示した。
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健康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。
【００３７】
ユーザが入室すると人体検知センサによって入室が検知される。すると健康状態測定装置の電源スイッチが入りガスセンサと臭いセンサが起動される。人体検知センサを使わない場合は、ユーザが健康状態測定装置の電源を手動で入れてもよい。
【００３８】
ユーザが着座すると着座センサが着座を検知し、ガスセンサと臭いセンサによる併発ガスの所定成分の濃度計測および計測結果の記憶を行うガス成分濃度計測動作が開始される。着座センサを使わずにユーザが測定開始スイッチを押してもよい。
【００３９】
ここで稼動開始時の両センサの時刻をｔ１とし、その時刻に対応するガスセンサの出力電圧値をＶ１、臭いセンサの信号値をＶｓ１と呼ぶ。
【００４０】
ユーザが排便を開始し終了するまで、両センサは一定時間ｔｘごとにデータＶｘおよびＶｓｘを検出し、それらを記憶部に書き込む。
【００４１】
排便終了後、ユーザが衛生洗浄便座装置の洗浄ボタンを押しておしり洗浄を開始する。このとき、この洗浄ボタンの押し下げ動作と連動させて健康状態測定装置のガス成分濃度の計測動作を終了させると共に、得られた計測結果に基づいた便のｐＨ値の推定動作に移行させる。そして、排便終了時の時間ｔ２と各センサのそのときの検知データＶ２、Ｖｓ２が記憶される。なお、排便前または排便中に洗浄ボタンが使われるケースもあることを考慮する場合は、洗浄ボタンの押し下げ動作と連動させずにユーザが手動でガス成分濃度の計測動作を終了させる形式としてもよい。
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。
【００４２】
排便ありと判断された場合、制御部ではｔ１〜ｔ２の範囲で二酸化炭素濃度の最大値Ｖｍａｘを検索する。そしてＶｍａｘの値またはＶｍａｘから二酸化炭素濃度の最小値Ｖｂｌを引いた値を測定値（ピーク値Ｖｐ）として記憶部に記録する。
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。健康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、本発明の健康状態測定装置（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、健康状態測定装置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、健康状態測定装置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。健康状態測定装置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。
【００４３】
（ｃ）には、便器に取り付けられた健康状態測定装置１１を便座２に座ったユーザから見た状態（平面図）を示した。健康状態測定装置１１の上面はコントロールパネルになっていてユーザ操作用ボタン１４とｐＨデータ表示部１５が設けられている。
【００４４】
図５は、本発明の健康状態測定装置（洋式便器後付けタイプ）を使用した健康状態測定方法の手順を示す一例である。ユーザの動作を左側に健康状態測定装置による処理を右側に振り分けて表示した。
【００４５】
まずユーザが入室しユーザ操作用ボタンのうち動作開始スイッチを入れる。すると、健康状態測定装置の吸入ファンが起動し、次にガスセンサの起動および表示画面の起動が行われ、さらにガスセンサからの出力の記憶も開始される。尚、動作開始スイッチは装置が動作中に押されると動作を終了する機能も備える。ここで稼動開始時のガスセンサの検出時刻をｔ１とし、その時刻に対応するガスセンサの出力電圧値をＶ１と呼ぶ。
【００４６】
ユーザが排便を開始し終了するまで、ガスセンサは一定時間ｔｘごとにデータＶｘを検出し、それらを記憶部に書き込む。
【００４７】
排便終了後、ユーザはユーザ操作用ボタンのうち排便終了スイッチを入れる。この操作により、ガス成分濃度計測の終了処理と次の便ｐＨ値算出処理が開始される。すなわち、検出時刻ｔ２およびそれに対応するガスセンサの信号値Ｖ２が書き込まれ検出時刻ｔ１から継続させていた時刻ｔｘごとのガスセンサの信号値Ｖｘの記憶部への書き込みが終了する。次に、制御部では記録されたｔ１〜ｔ２の範囲のガスセンサ出力信号値Ｖｘ群の中での最大値Ｖｍａｘを検索する。そしてＶｍａｘから二酸化炭素濃度の最小値Ｖｂlを引いた値を測定値（ピーク値Ｖｐ）として記憶部に記録する。
【００４８】
上述の図１（ｂ）に示したと同様な、二酸化炭素濃度と総カルボン酸濃度との相関データに基づいてピーク値Ｖｐに対応する総カルボン酸濃度Ｃｃｂを同定し、図１（ｃ）に示したと同様な総カルボン酸濃度とｐＨ値との相関データに基づいて総カルボン酸濃度Ｃｃｂ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。
【００４９】
その後、ユーザがユーザ操作用ボタンのうち動作終了スイッチを押して健康状態測定装置の動作は終了する。これによって、ガスセンサ、表示画面および吸入ファンの動作も終了する。
【００５０】
図６は、本発明の健康状態測定装置（携帯タイプ）の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は透視外観図である。（ａ）に示すように携帯タイプの健康状態測定装置は、本体１６と検知部１７とに分かれていて、本体１６の表面にはｐＨデータ表示部９と動作開始スイッチ１８および計測スイッチ１９が配置されている。なお、（ｂ）に示すように健康状態測定装置は携帯および使用に便利なように薄型に設計している。
健康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。
【００５１】
図７は、本発明の健康状態測定装置（携帯タイプ）を使用した健康状態測定方法の手順を示す一例である。ユーザの動作が左側に、健康状態測定装置による処理が右側に振り分けて表示してある。
【００５２】
まずユーザが入室し、健康状態測定装置の動作スイッチを入れる。すると、本タイプの健康状態測定装置は携帯可能に電池を電源としているため、まず電源がｏｎされて吸入ファンが起動し、次にガスセンサの起動および表示画面の起動も行われる。さらに位置検知手段を構成し、人体と吸気口１７ａとの距離を検知する超音波センサが起動される。この位置検知手段は、ユーザが吸気口１７ａの位置を適宜変化させて超音波センサが予め設定されたガス成分濃度の計測での最適位置を検知したとき、ユーザにその旨が報知される機能を備えたものである。次に、最適位置検知の報知によりユーザが排便を開始すると共に、ガスセンサ出力の記憶が開始される。ここで記憶開始時のガスセンサの検出時刻をｔ１とし、その時刻に対応するガスセンサの出力電圧値をＶ１と呼ぶ。
【００５３】
ユーザが排便を開始し終了するまで、ガスセンサは一定時間ｔｘ（例えば１秒）ごとにデータＶｘを検出し、それらを記憶部に書き込む。
【００５４】
排便終了後、ユーザは排便終了スイッチを入れる。この操作により、ガスセンサと吸入ファンは停止され、このときの検出時刻ｔ２およびそれに対応するガスセンサの信号値Ｖ２が書き込まれ記憶部への書き込みが行なわれて、一連のガス成分濃度計測の処理が終了する。次に、制御部では計測結果に基づく便ｐＨ値推定処理が開始され、まず、記憶された計測結果でのｔ１〜ｔ２の範囲におけるガスセンサ出力の最大値Ｖｍａｘを検索する。そしてＶｍａｘの値またはＶｍａｘから二酸化炭素濃度の最小値Ｖｂlを引いた値を測定値（ピーク値Ｖｐ）として記憶部に記録する。
【００５５】
二酸化炭素濃度と便中の水分量との相関データに基づいてピーク値Ｖｐに対応する水分量Ｂｒを同定し、水分量とｐＨ値との相関データに基づいて水分量Ｂｒ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。
【００５６】
その後、ユーザが再び動作スイッチを押して健康状態測定装置の動作は終了すると共に電源ｏｆｆとなる。表示画面の終了については、上記動作スイッチを押したときに一緒に消去しても良いし、別途、表示画面終了ボタンを設けておいても良い。
（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健康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。
【００５７】
また、図９（ａ）は上記で得た便のｐＨ値から更に腸内年齢を推定する手順の概念図、（ｂ）は換算データを示す図であり、便のｐＨ値と腸内年齢とのデータには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。ここで、腸内年齢とは腸内の状態により決定された年齢であり、例えば腸内のｐＨに基づいて決定される年齢である。例えばある腸内年齢に対応した腸内の状態（ここでは腸内ｐＨ）は、その腸内年齢と実際の年齢とが同じである複数のユーザーの平均的な腸内状態（ここでは腸内ｐＨ）である。ユーザーは腸内ｐＨという科学的な数値ではその意味がわかりずらいこともあるが、この腸内ｐＨを反映する便のｐＨから求めた腸内年齢との対応をさせることで自分の年齢とのずれを実感できるので、より健康状態がわかりやすくなる。
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健康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。
【００５８】
図１０（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総カルボン酸濃度（μｍｏｌ／ｇ）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、ほぼ直線的な相関があることが判った。また、図１０（ｃ）は便中の総カルボン酸濃度と便のｐＨ値との相関を示すデータである。このデータに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３（携帯タイプ）
本実施例は、図６に示した携帯タイプの健康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。
【００５９】
以上の各実施例によれば、併発ガス中の二酸化炭素濃度から、便中の酢酸濃度、総カルボン酸濃度あるいは水分量を経由することによって便のｐＨ値を推定することが十分可能であることが理解される。
【００６０】
さらに、排便時の併発ガス中の二酸化炭素濃度から直接、便のｐＨ値を推定することが可能かどうかを調べた。その結果、図１２に示したように、ガス中の二酸化炭素濃度と便のｐＨ値との相関は認められ、併発ガスの二酸化炭素濃度の測定によって直接に便のｐＨ値の推定が可能であることが判った。すなわち、本発明は併発ガス中の二酸化炭素を所定成分とする濃度測定によって便のｐＨ値を直接求めることも可能である。
【００６１】
以下、併発ガス中の二酸化炭素濃度の測定によって便のｐＨ値を直接求める健康状態測定装置の実施例について説明する。
（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。
【００６２】
なおこの場合、被験者の排便を検知する排便検知手段を備えてその排便検知手段の排便検知信号を前記二酸化炭素ガスセンサの起動のトリガー信号とする装置構成として、二酸化炭素ガスセンサによる併発ガス中の二酸化炭素濃度を測定するに際しての被験者の装置操作負荷を低減させることも可能である。
【００６３】
また、本発明の健康状態測定装置は、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構成としても良く、さらには、前記したような携帯タイプとすることも可能である。
【００６４】
また、排便時の併発ガス中の水素濃度から直接、便のｐＨ値を推定することが可能かどうかを調べた。その結果、図１３に示したような水素ガスセンサの出力（ピーク値：Ｖｐ）とｐＨ値との関係が得られた。このとき用いた水素ガスセンサは出力のピーク値（Ｖｐ）と水素濃度との間には対応関係が認められるものであるため、二酸化炭素濃度の場合と同様に、ガス中の水素濃度とｐＨ値との相関も認められることとなり、併発ガス中の水素濃度の測定によってそのときの便のｐＨ値を推定することが可能であることが判った。すなわち、本発明は併発ガス中の水素を所定成分とする濃度測定によって便のｐＨ値を直接求めることも可能である。
【００６５】
以下、併発ガス中の水素濃度の測定によって便のｐＨ値を直接求める本発明の健康状態測定装置の実施例について説明する。
（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。
【００６６】
まず、水素ガスセンサによって併発ガス中の水素濃度を測定する。次に、前記二酸化炭素の場合と同様に、水素ガスセンサ出力から水素ガス濃度（Ｖｏｌ％）を求める。次に予め記憶部に記憶されている水素ガス濃度（Ｖｏｌ％）と便ｐＨとの対応データ（図１３の相関図に基く）を用いて、得られた水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ｐＨ値を記憶部に書き込み、さらに推定結果をユーザに表示等により報知する。
【００６７】
さらにまた、排便時の併発ガス中のアンモニア濃度から直接、排便のｐＨ値を推定することが可能かどうかを調べた。その結果、図１４に示したようなアンモニアガスセンサの出力（ピーク値：Ｖｐ）とｐＨ値との関係が得られた。このとき用いたアンモニアガスセンサは出力のピーク値（Ｖｐ）とアンモニア濃度との間には対応関係が認められるものであるため、二酸化炭素濃度の場合と同様にガス中のアンモニア濃度とｐＨ値との相関も認められることになり、併発ガス中のアンモニア濃度の測定によってそのときの便のｐＨ値を推定することが可能であることが判った。すなわち、本発明は併発ガス中のアンモニアを所定成分とする濃度測定によって便のｐＨ値を直接求めることも可能である。
【００６８】
以下、併発ガス中のアンモニア濃度の測定によって便のｐＨ値を直接求める本発明の健康状態測定装置の実施例について説明する。
（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。
【００６９】
本発明における併発ガス中の所定成分として、アンモニアを選択して便のｐＨ値を測定対象とする実施例の一つとして、衛生洗浄便座装置に本発明の健康状態測定装置を搭載する場合の例を図１５に示す。図１５は、図２に示す衛生洗浄便座装置に本発明の健康状態測定装置を搭載する場合の脱臭ファン用通路内におけるアンモニアガスセンサの配置を示す図である。本発明の健康状態測定装置のガスセンサがアンモニアガスセンサであって、設置される場所が他の装置を構成する脱臭装置内である場合は、図示するように、アンモニアガスセンサは脱臭装置の脱臭手段（例えば、脱臭剤カートリッジ）の上流側に設置されている。これは、アンモニアは衛生洗浄便座装置の使用者にとって、不快な臭いを与える有臭ガスであり、併設されている脱臭装置で除去処理する対象であるため、除去される前に測定するためである。
【００７０】
なお、前記した所定成分のうち二酸化炭素と水素は脱臭装置の脱臭対象とならないため、二酸化炭素ガスセンサまたは水素ガスセンサは前記した脱臭手段の上流または下流のどちらに設置されてもかまわない。
【００７１】
なお以上のべた、水素やアンモニアを所定成分として用いる健康状態測定装置の場合において、被験者の排便を検知する排便検知手段を備えて併発ガス中の所定成分濃度の測定開始動作を連動させることも、あるいは装置構成を、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としても良く、さらには、前記したような携帯タイプの装置構成とすることも、前記した二酸化炭素を所定成分とする場合と同様に可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る検出されたガス濃度から便のｐＨ値を推定するための手順を示す図
【図２】本発明の健康状態測定装置（衛生洗浄便座装置に搭載）の一例を示す（部分透視）外観図
【図３】本発明の健康状態測定装置（衛生洗浄便座装置に搭載）を使用した健康状態測定方法の手順を示す図
【図４】本発明の健康状態測定装置（洋式便器後付けタイプ）の一例を示す概要図
【図５】本発明の健康状態測定装置（洋式便器後付けタイプ）を使用した健康状態測定方法の手順を示す図
【図６】本発明の健康状態測定装置（携帯タイプ）の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は透視外観図
【図７】本発明の健康状態測定装置（携帯タイプ）を使用した健康状態測定方法の手順を示す図
【図８】実施例１で採用した、併発ガス中の二酸化炭素濃度からそのときの排便のｐＨ値を推定する手順を示し、（ａ）は概念図、（ｂ）、（ｃ）は換算データを示す図
【図９】ｐＨ値から腸内年齢を推定する手順を示し、（ａ）は概念図、（ｂ）は換算データを示す図
【図１０】実施例２で採用した、併発ガス中の二酸化炭素濃度からそのときの排便のｐＨ値を推定する手順を示し、（ａ）は概念図、（ｂ）、（ｃ）は換算データを示す図
【図１１】実施例３で採用した、併発ガス中の二酸化炭素濃度からそのときの排便のｐＨ値を推定する手順を示し、（ａ）は概念図、（ｂ）、（ｃ）換算データを示す図
【図１２】実施例４で採用した、併発ガス中の二酸化炭素濃度から直接にそのときの排便のｐＨ値を推定する場合の換算データを示す図
【図１３】実施例５で採用した、併発ガス中のアンモニア濃度から直接にそのときの排便のｐＨ値を推定する場合の実験データを示す図
【図１４】実施例６で採用した、併発ガス中の水素濃度から直接にそのときの排便のｐＨ値を推定する場合の実験データを示す図
【図１５】実施例６で採用した、排便時の併発ガスの脱臭を行う脱臭装置を備えた装置に本発明の健康状態測定装置を組み込んだ場合の、アンモニアガスセンサーの設置形態を示す図
【符号の説明】
【００７３】
１…便器、２…衛生洗浄便座装置、３…便鉢、４…脱臭ファン用排気通路、５…二酸化炭素センサ、６…臭いセンサ、７…記憶装置、８…制御部、９…ｐＨデータ表示部、１０…衛生洗浄便座装置操作部、１１…健康状態測定装置（洋式便器後付タイプ）、１２…吸入ファン用通路、１３…吸入ファン、１４…ユーザ操作用ボタン、１６…健康状態測定装置（携帯タイプ）の本体、１７…検知部、１８…動作スイッチ、１９…排便終了スイッチ、２０…電池、２１…位置検知手段、５０…脱臭装置、５１…脱臭通風路、５２…吸入ファン、５３…アンモニアガスセンサ、５４…脱臭カートリッジ、Ｍ…健康状態測定装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腸内の健康状態を判断するための有力な指標の一つである排泄物中のｐＨ値を、非接触で推定することのできる健康状態測定装置および測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人の腸内の健康状態を知るための指標の一つとして便のｐＨ値を計測することが行われている。具体的には、排泄された便を採取し、水等で希釈あるいはそのままの状態でｐＨ電極を接触させて計測を行い、この便中のｐＨ値から腸内のｐＨ値を推測している。
【０００３】
排泄物とは関係しないが、非接触でｐＨ値を測定する技術としては、たとえば特許文献１および２がある。特許文献１は、試料表面へｐＨ指示薬を含む粒子を吐出し、この粒子の変色状態に基いて試料表面のｐＨを測定する方法に関するものである。
【０００４】
また、特許文献２は、測定対象物に色変化型のｐＨ指示色素を均一に混合して撮影し、得られたカラー画像を信号化し、該測定対象物についてあらかじめ作成した検量線と対比することによりｐＨ値を推定してディスプレーに表示する方法である。
【０００５】
一方、排泄物とともに排出されるガス成分を利用して、腸内状態を知る技術としては特許文献３〜６がある。特許文献３は、腸内状態報知装置およびその方法に関する本出願人の発明である。この装置では、排泄物から出る排泄ガス中の水素ガスをガスセンサで測定し、ガスセンサから出力された信号値に対応した腸内状態情報を腸内健康度判定用付属情報から抽出してユーザに報知するものである。腸内状態情報としては、腸内に存在する種々の菌の総数、ビフィズス菌の数、悪玉菌の数、腸内菌の総数のうちのビフィズス菌数の割合、又は、腸内菌の総数のうちの悪玉菌数の割合等を採用している。
【０００６】
また、特許文献４の排泄ガス測定装置及び方法も本出願人の発明であり、排泄ガス中の水素ガスあるいはメタンガスをガスセンサで検出し、ビフィズス菌数を推定して腸内健康度を判定するものである。
【０００７】
また、特許文献５の健康測定装置は、排泄時に発生した臭気を酸化触媒で脱臭し、そのときに要した酸化電流から臭気成分濃度を検出するものである。
【０００８】
さらに、特許文献６の生体モニタ装置は、布製のＴ字帯にガスセンサを装着し、肛門から放出されたガスをガスセンサで検知してデータ化し、メモリに蓄えられたデータと過去のデータとを比較し、差が大きい場合など異常が認められる場合に表示装置に警告を表示するものである。
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。
【特許文献１】特開平１−９６５３５号公報
【特許文献２】特開２００１−３４３３２８号公報
【特許文献３】特開２００５−３１５８３６号公報
【特許文献４】特開２００５−２９２０４９号公報
【特許文献５】特開平８−２１１０４８号公報
【特許文献６】特開平９−４３１８２号公報
【特許文献７】特許３５２５１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
排便時のサンプリングは検便を行わなければならず採取が面倒であり、またｐＨ電極を計測のたびに洗浄しなくてはならない。さらに、採取してから計測までの間、便を安定して保存しておく必要があり、そうでないと、便に含まれている腸内細菌の代謝によりｐＨ値が排便直後の便のｐＨ値からずれて正確に計測できなくなる等の不具合もある。
【００１０】
また、非接触でｐＨ値を測定する技術は特許文献１および２に記載されたようなものであり、いずれも試料にｐＨ指示薬を付着あるいは混入する操作を必要とするため排泄物のｐＨ値測定に採用することは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の健康状態測定装置は、排便時に非接触で便のｐＨ値を計測するための健康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構成である。
【００１２】
上記所定成分としては二酸化炭素であることが好ましい。また、前記所定成分濃度−ｐＨ値換算データとして、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値との換算データを使用することができ、カルボン酸としては、酢酸または総カルボン酸を用いることができる。ここで総カルボン酸とは腸内細菌の代謝により生成される総てのカルボン酸であり例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸などを示す。
【００１３】
また、前記所定成分濃度−ｐＨ値換算データとして、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値との換算データを使用することもできる。
【００１４】
前記所定成分濃度−ｐＨ値換算データとして、二酸化炭素濃度をｐＨ値へ直接換算する換算データを使用することもできる。直接換算することによって、換算誤差が累積しないため、便のｐＨ値の測定精度が相対的に向上する。
【００１５】
また、水素を前記所定成分とし、かつ、前記所定成分濃度−ｐＨ値換算データとして、水素濃度をｐＨ値へ直接換算する換算データを使用することもできる。水素は併発ガスの主成分のひとつであるため濃度の測定精度が低下せず、換算誤差も累積しない推定が可能となり、便のｐＨ値の測定精度が相対的に向上する。
【００１６】
また、アンモニアを前記所定成分とし、かつ、前記所定成分濃度−ｐＨ値換算データとして、アンモニア濃度をｐＨ値へ直接換算する換算データを使用することもできる。アンモニアは併発ガスの主成分のひとつであるため濃度の測定精度が低下せず、換算誤差も累積しない推定が可能となり、便のｐＨ値の測定精度が相対的に向上する。
【００１７】
前記ガスセンサは、少なくとも本発明における所定成分の最高濃度に対応する出力を検出することが可能であればどのようなものでも良い。さらに、前記ガスセンサと連動する排便検知手段を備えていても良い。これにより大便を検知して確実にガスセンサのデータを取り込むので誤った情報を使用者に伝えることがなくなる。
【００１８】
本発明の健康状態測定装置は、洋式便器に付設された衛生洗浄便座装置に内蔵したり、洋式便器の便座に内蔵したり、或いは既設の洋式便器に後付けすることができる。また、携帯型にして、どこのトイレに入っても手軽にｐＨ値を測定できるようにすることも可能である。
【００１９】
本発明の健康状態測定方法は、排便時に非接触で便のｐＨ値を計測する健康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所定成分濃度を測定し、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、上記所定成分濃度と換算データから便のｐＨ推定値を演算する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の健康状態測定装置および健康状態測定方法によれば、排泄物に直接触れることなく簡便に便のｐＨ値、すなわち腸内のｐＨ値を測定することができる。そのため、従来困難であった毎日の生活の中での体調の定常的チェックを可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明において、便のｐＨ値を健康状態の判断に使用することには次の理由がある。即ち、疫学的に便のｐＨがアルカリ側に傾くと大腸がんのリスクが上昇することが示されており、腸内は酸性に保たれているほうが良いと考えられている。大腸がん高危険群（欧米食：高蛋白高脂肪食）の便のｐＨは６．９〜７．８、低危険群（日本食：高繊維高炭水化物食）ではｐＨは６．１〜６．５との報告もあり、便のｐＨは腸内状態を示す良い指標であると考えられる。
【００２２】
このように、腸内のｐＨ値を弱酸性に保つことは健康を維持する上で大切であるが、ｐＨ値を毎日の生活の中で定常的にチェックをすることは大変に困難である。したがって、日常的に行われる排便行為時に、何の負荷もなく簡便にｐＨ値を知ることのできる本発明の健康状態測定装置および健康状態測定方法は有益である。
【００２３】
以下、図面を用いて本発明を具体的に説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、検出されたガス濃度から便中のｐＨ値を推定するための手順を示す一例であり、（ａ）は排便時に発生したガス中の二酸化炭素濃度をガスセンサで測定した例を示すグラフである。横軸の時間（秒）は排便所要時間を表し、ｔ１は排便開始時、ｔ２は排便終了時である。ここでの排便時間とはガスセンサの出力が記憶された時間である。また、縦軸はガスセンサの出力電圧Ｖ（Ｖｏｌｔ）を表したものである。そして、本例で用いたガスセンサは出力電圧Ｖが二酸化炭素濃度（Ｖｏｌ％）に対応して出力されるものであるため、ガス中の二酸化炭素濃度はこの出力電圧変化に対応したものとなる。
【００２４】
ここで、ガスセンサの種類によっては測定雰囲気のガス濃度や温度などの測定環境の変化の影響を受ける場合があるため、通常の測定においては、基準とする環境条件のときの出力電圧値を基準出力値（Ｖｂ値）として、この値からの変化量を測定値として採用する。本例の場合は排便開始時ｔ１のセンサ出力電圧値Ｖｂ１を前記の基準値として採用しており、後述するように、センサ出力電圧Ｖの計測値群Ｖｘのなかでの最大値をＶｍａｘとしたとき、Ｖｍａｘ−Ｖｂ１をガス濃度測定におけるセンサ出力最大値Ｖｐ（以下、ピーク値と呼ぶ）とする。従って、この例では図中のピーク値Ｖｐに相当する濃度値が二酸化炭素濃度測定での最高濃度となる。
【００２５】
ここで、本発明におけるガスセンサは、少なくとも本発明における所定成分の最高濃度に対応する出力を検出することが可能であればどのようなものでも良い。
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。
【００２６】
なお、二酸化炭素濃度（センサ出力）のデータは、本装置が次に使用される前に当該濃度を消去するか、あるいは、別の記憶部に移行させることにより、データの混交を防止することができる。
【００２７】
図１（ｂ）は二酸化炭素センサの出力電圧の最高値（Ｖｐ値）に対応する二酸化炭素の濃度と便中の酢酸濃度との相関を示すグラフのモデルである。後述の実施例において詳細に説明するが、実測したところ便中の酢酸濃度と併発されるガス中の二酸化炭素濃度には、本図のような相関があることが判明した。
【００２８】
その理由は明確ではないが、二酸化炭素は小腸での消化を逃れた食物繊維などの難消化性の多糖類が大腸内の腸内細菌により代謝される際に、酢酸、酪酸、プロピオン酸などのカルボン酸が産生されると同時に産生される。このことから二酸化炭素と腸内で産生される総カルボン酸濃度との間には相関関係があることが推測される。また酢酸は腸内で生成される総カルボン酸の５０〜７０％の割合を占めるため酢酸濃度も二酸化炭素濃度と相関があると推測される。
【００２９】
ここでは、ある測定で得られた二酸化炭素センサの出力のＶｐ値が示す二酸化炭素濃度に対応する酢酸濃度をＣａｃとした。なお、総カルボン酸濃度や酢酸濃度の他に、便中の水分量もガス中の二酸化炭素濃度と相関があることが判明しており、この水分量をカルボン酸濃度等と同様に利用することもできる。
【００３０】
図１（ｃ）は酢酸濃度とｐＨ値との相関を示すグラフのモデルである。便中の酢酸濃度とｐＨ値の相関は、他に含まれる酸や塩基の影響を受けてデータは多少乱れるものの、ほぼ、直線的な関係を示すことが判明した。従って、上記の酢酸濃度Ｃａｃに対応するｐＨ値、すなわち、二酸化炭素濃度のＶｐ値に対応するｐＨ値を得ることができる。
【００３１】
便のｐＨは腸内で産生される有機酸の濃度の影響を受ける。小腸での消化を逃れた食物繊維が大腸内の腸内細菌により代謝され、酢酸、酪酸、プロピオン酸などのカルボン酸が産生される。便中のカルボン酸濃度が高いほどｐＨが低下するという負の相関があると推測される。酢酸濃度と同様に総カルボン酸濃度あるいは水分量を使用することもできる。
【００３２】
本グラフから、ガスセンサーの出力ピーク値Ｖｐを得てそのＶｐに対応する二酸化炭素濃度を二酸化炭素濃度と酢酸の関係をあらわすグラフに適用してＣａｃを得、次いで酢酸とｐＨの関係をあらわすグラフからＣａｃに対応するｐＨ値を得ることができることが判る。言い換えれば、併発ガス中の二酸化炭素濃度を計測することによって、対応する排便のｐＨが測定できることが示されている。得られたｐＨ値を表示して本人に示したり、さらに、記憶部に蓄積しておき、適宜呼び出して時系列のｐＨ値を表示することにより毎日の健康状態を管理することができる。
【００３３】
本発明の健康状態測定装置は、例えば洋式便器に付設された衛生洗浄便座装置に内蔵したり、洋式便器の便座に内蔵したり、あるいは、既設の洋式便器に後付けすることができる。また、携帯型にして、どこのトイレに入っても手軽に便のｐＨを測定できるようにすることも可能である。
【００３４】
図２は、本発明の健康状態測定装置Ｍを内蔵した洋式便器に付設された衛生洗浄便座装置の一例を示す（部分透視）外観図である。便器１に付設された健康状態測定装置を内蔵した衛生洗浄便座装置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脱臭ファン用排気通路４が設置されている。脱臭ファン用排気通路４内に二酸化炭素センサ５と排便検知手段である臭いセンサ６が取り付けられている。また、記憶装置７および制御部８は一体化して衛生洗浄便座装置２の後部内に組み込まれ、さらに、演算結果であるｐＨデータの表示部９は、衛生洗浄便座装置の操作部１０に組み込まれている。
【００３５】
すなわち、健康状態測定装置Ｍの構成は、二酸化炭素センサ５、臭いセンサ６、記憶装置７、制御部８およびｐＨデータ表示部９からなる。なお、二酸化炭素センサ５および臭いセンサ６と制御部８とのデータ交換は結線により、また制御部８と表示部９とのデータ交換は赤外線により行っている。
【００３６】
図３は、本発明の健康状態測定装置（衛生洗浄便座装置に搭載）を使用した健康状態測定方法の手順を示す一例である。使用者（以後、「ユーザ」と呼ぶ。）の動作を左側に、健康状態測定装置が行う処理（衛生洗浄便座装置の処理を含む）を中央に、また、排便検知手段である臭いセンサの動作を右側に、それぞれ振り分けて表示した。
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健康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。
【００３７】
ユーザが入室すると人体検知センサによって入室が検知される。すると健康状態測定装置の電源スイッチが入りガスセンサと臭いセンサが起動される。人体検知センサを使わない場合は、ユーザが健康状態測定装置の電源を手動で入れてもよい。
【００３８】
ユーザが着座すると着座センサが着座を検知し、ガスセンサと臭いセンサによる併発ガスの所定成分の濃度計測および計測結果の記憶を行うガス成分濃度計測動作が開始される。着座センサを使わずにユーザが測定開始スイッチを押してもよい。
【００３９】
ここで稼動開始時の両センサの時刻をｔ１とし、その時刻に対応するガスセンサの出力電圧値をＶ１、臭いセンサの信号値をＶｓ１と呼ぶ。
【００４０】
ユーザが排便を開始し終了するまで、両センサは一定時間ｔｘごとにデータＶｘおよびＶｓｘを検出し、それらを記憶部に書き込む。
【００４１】
排便終了後、ユーザが衛生洗浄便座装置の洗浄ボタンを押しておしり洗浄を開始する。このとき、この洗浄ボタンの押し下げ動作と連動させて健康状態測定装置のガス成分濃度の計測動作を終了させると共に、得られた計測結果に基づいた便のｐＨ値の推定動作に移行させる。そして、排便終了時の時間ｔ２と各センサのそのときの検知データＶ２、Ｖｓ２が記憶される。なお、排便前または排便中に洗浄ボタンが使われるケースもあることを考慮する場合は、洗浄ボタンの押し下げ動作と連動させずにユーザが手動でガス成分濃度の計測動作を終了させる形式としてもよい。
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。
【００４２】
排便ありと判断された場合、制御部ではｔ１〜ｔ２の範囲で二酸化炭素濃度の最大値Ｖｍａｘを検索する。そしてＶｍａｘの値またはＶｍａｘから二酸化炭素濃度の最小値Ｖｂｌを引いた値を測定値（ピーク値Ｖｐ）として記憶部に記録する。
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。健康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、本発明の健康状態測定装置（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、健康状態測定装置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、健康状態測定装置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。健康状態測定装置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。
【００４３】
（ｃ）には、便器に取り付けられた健康状態測定装置１１を便座２に座ったユーザから見た状態（平面図）を示した。健康状態測定装置１１の上面はコントロールパネルになっていてユーザ操作用ボタン１４とｐＨデータ表示部１５が設けられている。
【００４４】
図５は、本発明の健康状態測定装置（洋式便器後付けタイプ）を使用した健康状態測定方法の手順を示す一例である。ユーザの動作を左側に健康状態測定装置による処理を右側に振り分けて表示した。
【００４５】
まずユーザが入室しユーザ操作用ボタンのうち動作開始スイッチを入れる。すると、健康状態測定装置の吸入ファンが起動し、次にガスセンサの起動および表示画面の起動が行われ、さらにガスセンサからの出力の記憶も開始される。尚、動作開始スイッチは装置が動作中に押されると動作を終了する機能も備える。ここで稼動開始時のガスセンサの検出時刻をｔ１とし、その時刻に対応するガスセンサの出力電圧値をＶ１と呼ぶ。
【００４６】
ユーザが排便を開始し終了するまで、ガスセンサは一定時間ｔｘごとにデータＶｘを検出し、それらを記憶部に書き込む。
【００４７】
排便終了後、ユーザはユーザ操作用ボタンのうち排便終了スイッチを入れる。この操作により、ガス成分濃度計測の終了処理と次の便ｐＨ値算出処理が開始される。すなわち、検出時刻ｔ２およびそれに対応するガスセンサの信号値Ｖ２が書き込まれ検出時刻ｔ１から継続させていた時刻ｔｘごとのガスセンサの信号値Ｖｘの記憶部への書き込みが終了する。次に、制御部では記録されたｔ１〜ｔ２の範囲のガスセンサ出力信号値Ｖｘ群の中での最大値Ｖｍａｘを検索する。そしてＶｍａｘから二酸化炭素濃度の最小値Ｖｂlを引いた値を測定値（ピーク値Ｖｐ）として記憶部に記録する。
【００４８】
上述の図１（ｂ）に示したと同様な、二酸化炭素濃度と総カルボン酸濃度との相関データに基づいてピーク値Ｖｐに対応する総カルボン酸濃度Ｃｃｂを同定し、図１（ｃ）に示したと同様な総カルボン酸濃度とｐＨ値との相関データに基づいて総カルボン酸濃度Ｃｃｂ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。
【００４９】
その後、ユーザがユーザ操作用ボタンのうち動作終了スイッチを押して健康状態測定装置の動作は終了する。これによって、ガスセンサ、表示画面および吸入ファンの動作も終了する。
【００５０】
図６は、本発明の健康状態測定装置（携帯タイプ）の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は透視外観図である。（ａ）に示すように携帯タイプの健康状態測定装置は、本体１６と検知部１７とに分かれていて、本体１６の表面にはｐＨデータ表示部９と動作開始スイッチ１８および計測スイッチ１９が配置されている。なお、（ｂ）に示すように健康状態測定装置は携帯および使用に便利なように薄型に設計している。
健康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。
【００５１】
図７は、本発明の健康状態測定装置（携帯タイプ）を使用した健康状態測定方法の手順を示す一例である。ユーザの動作が左側に、健康状態測定装置による処理が右側に振り分けて表示してある。
【００５２】
まずユーザが入室し、健康状態測定装置の動作スイッチを入れる。すると、本タイプの健康状態測定装置は携帯可能に電池を電源としているため、まず電源がｏｎされて吸入ファンが起動し、次にガスセンサの起動および表示画面の起動も行われる。さらに位置検知手段を構成し、人体と吸気口１７ａとの距離を検知する超音波センサが起動される。この位置検知手段は、ユーザが吸気口１７ａの位置を適宜変化させて超音波センサが予め設定されたガス成分濃度の計測での最適位置を検知したとき、ユーザにその旨が報知される機能を備えたものである。次に、最適位置検知の報知によりユーザが排便を開始すると共に、ガスセンサ出力の記憶が開始される。ここで記憶開始時のガスセンサの検出時刻をｔ１とし、その時刻に対応するガスセンサの出力電圧値をＶ１と呼ぶ。
【００５３】
ユーザが排便を開始し終了するまで、ガスセンサは一定時間ｔｘ（例えば１秒）ごとにデータＶｘを検出し、それらを記憶部に書き込む。
【００５４】
排便終了後、ユーザは排便終了スイッチを入れる。この操作により、ガスセンサと吸入ファンは停止され、このときの検出時刻ｔ２およびそれに対応するガスセンサの信号値Ｖ２が書き込まれ記憶部への書き込みが行なわれて、一連のガス成分濃度計測の処理が終了する。次に、制御部では計測結果に基づく便ｐＨ値推定処理が開始され、まず、記憶された計測結果でのｔ１〜ｔ２の範囲におけるガスセンサ出力の最大値Ｖｍａｘを検索する。そしてＶｍａｘの値またはＶｍａｘから二酸化炭素濃度の最小値Ｖｂlを引いた値を測定値（ピーク値Ｖｐ）として記憶部に記録する。
【００５５】
二酸化炭素濃度と便中の水分量との相関データに基づいてピーク値Ｖｐに対応する水分量Ｂｒを同定し、水分量とｐＨ値との相関データに基づいて水分量Ｂｒ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。
【００５６】
その後、ユーザが再び動作スイッチを押して健康状態測定装置の動作は終了すると共に電源ｏｆｆとなる。表示画面の終了については、上記動作スイッチを押したときに一緒に消去しても良いし、別途、表示画面終了ボタンを設けておいても良い。
（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健康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。
【００５７】
また、図９（ａ）は上記で得た便のｐＨ値から更に腸内年齢を推定する手順の概念図、（ｂ）は換算データを示す図であり、便のｐＨ値と腸内年齢とのデータには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。ここで、腸内年齢とは腸内の状態により決定された年齢であり、例えば腸内のｐＨに基づいて決定される年齢である。例えばある腸内年齢に対応した腸内の状態（ここでは腸内ｐＨ）は、その腸内年齢と実際の年齢とが同じである複数のユーザーの平均的な腸内状態（ここでは腸内ｐＨ）である。ユーザーは腸内ｐＨという科学的な数値ではその意味がわかりずらいこともあるが、この腸内ｐＨを反映する便のｐＨから求めた腸内年齢との対応をさせることで自分の年齢とのずれを実感できるので、より健康状態がわかりやすくなる。
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健康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。
【００５８】
図１０（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総カルボン酸濃度（μｍｏｌ／ｇ）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、ほぼ直線的な相関があることが判った。また、図１０（ｃ）は便中の総カルボン酸濃度と便のｐＨ値との相関を示すデータである。このデータに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３（携帯タイプ）
本実施例は、図６に示した携帯タイプの健康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。
【００５９】
以上の各実施例によれば、併発ガス中の二酸化炭素濃度から、便中の酢酸濃度、総カルボン酸濃度あるいは水分量を経由することによって便のｐＨ値を推定することが十分可能であることが理解される。
【００６０】
さらに、排便時の併発ガス中の二酸化炭素濃度から直接、便のｐＨ値を推定することが可能かどうかを調べた。その結果、図１２に示したように、ガス中の二酸化炭素濃度と便のｐＨ値との相関は認められ、併発ガスの二酸化炭素濃度の測定によって直接に便のｐＨ値の推定が可能であることが判った。すなわち、本発明は併発ガス中の二酸化炭素を所定成分とする濃度測定によって便のｐＨ値を直接求めることも可能である。
【００６１】
以下、併発ガス中の二酸化炭素濃度の測定によって便のｐＨ値を直接求める健康状態測定装置の実施例について説明する。
（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。
【００６２】
なおこの場合、被験者の排便を検知する排便検知手段を備えてその排便検知手段の排便検知信号を前記二酸化炭素ガスセンサの起動のトリガー信号とする装置構成として、二酸化炭素ガスセンサによる併発ガス中の二酸化炭素濃度を測定するに際しての被験者の装置操作負荷を低減させることも可能である。
【００６３】
また、本発明の健康状態測定装置は、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構成としても良く、さらには、前記したような携帯タイプとすることも可能である。
【００６４】
また、排便時の併発ガス中の水素濃度から直接、便のｐＨ値を推定することが可能かどうかを調べた。その結果、図１３に示したような水素ガスセンサの出力（ピーク値：Ｖｐ）とｐＨ値との関係が得られた。このとき用いた水素ガスセンサは出力のピーク値（Ｖｐ）と水素濃度との間には対応関係が認められるものであるため、二酸化炭素濃度の場合と同様に、ガス中の水素濃度とｐＨ値との相関も認められることとなり、併発ガス中の水素濃度の測定によってそのときの便のｐＨ値を推定することが可能であることが判った。すなわち、本発明は併発ガス中の水素を所定成分とする濃度測定によって便のｐＨ値を直接求めることも可能である。
【００６５】
以下、併発ガス中の水素濃度の測定によって便のｐＨ値を直接求める本発明の健康状態測定装置の実施例について説明する。
（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。
【００６６】
まず、水素ガスセンサによって併発ガス中の水素濃度を測定する。次に、前記二酸化炭素の場合と同様に、水素ガスセンサ出力から水素ガス濃度（Ｖｏｌ％）を求める。次に予め記憶部に記憶されている水素ガス濃度（Ｖｏｌ％）と便ｐＨとの対応データ（図１３の相関図に基く）を用いて、得られた水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ｐＨ値を記憶部に書き込み、さらに推定結果をユーザに表示等により報知する。
【００６７】
さらにまた、排便時の併発ガス中のアンモニア濃度から直接、排便のｐＨ値を推定することが可能かどうかを調べた。その結果、図１４に示したようなアンモニアガスセンサの出力（ピーク値：Ｖｐ）とｐＨ値との関係が得られた。このとき用いたアンモニアガスセンサは出力のピーク値（Ｖｐ）とアンモニア濃度との間には対応関係が認められるものであるため、二酸化炭素濃度の場合と同様にガス中のアンモニア濃度とｐＨ値との相関も認められることになり、併発ガス中のアンモニア濃度の測定によってそのときの便のｐＨ値を推定することが可能であることが判った。すなわち、本発明は併発ガス中のアンモニアを所定成分とする濃度測定によって便のｐＨ値を直接求めることも可能である。
【００６８】
以下、併発ガス中のアンモニア濃度の測定によって便のｐＨ値を直接求める本発明の健康状態測定装置の実施例について説明する。
（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。
【００６９】
本発明における併発ガス中の所定成分として、アンモニアを選択して便のｐＨ値を測定対象とする実施例の一つとして、衛生洗浄便座装置に本発明の健康状態測定装置を搭載する場合の例を図１５に示す。図１５は、図２に示す衛生洗浄便座装置に本発明の健康状態測定装置を搭載する場合の脱臭ファン用通路内におけるアンモニアガスセンサの配置を示す図である。本発明の健康状態測定装置のガスセンサがアンモニアガスセンサであって、設置される場所が他の装置を構成する脱臭装置内である場合は、図示するように、アンモニアガスセンサは脱臭装置の脱臭手段（例えば、脱臭剤カートリッジ）の上流側に設置されている。これは、アンモニアは衛生洗浄便座装置の使用者にとって、不快な臭いを与える有臭ガスであり、併設されている脱臭装置で除去処理する対象であるため、除去される前に測定するためである。
【００７０】
なお、前記した所定成分のうち二酸化炭素と水素は脱臭装置の脱臭対象とならないため、二酸化炭素ガスセンサまたは水素ガスセンサは前記した脱臭手段の上流または下流のどちらに設置されてもかまわない。
【００７１】
なお以上のべた、水素やアンモニアを所定成分として用いる健康状態測定装置の場合において、被験者の排便を検知する排便検知手段を備えて併発ガス中の所定成分濃度の測定開始動作を連動させることも、あるいは装置構成を、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としても良く、さらには、前記したような携帯タイプの装置構成とすることも、前記した二酸化炭素を所定成分とする場合と同様に可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る検出されたガス濃度から便のｐＨ値を推定するための手順を示す図
【図２】本発明の健康状態測定装置（衛生洗浄便座装置に搭載）の一例を示す（部分透視）外観図
【図３】本発明の健康状態測定装置（衛生洗浄便座装置に搭載）を使用した健康状態測定方法の手順を示す図
【図４】本発明の健康状態測定装置（洋式便器後付けタイプ）の一例を示す概要図
【図５】本発明の健康状態測定装置（洋式便器後付けタイプ）を使用した健康状態測定方法の手順を示す図
【図６】本発明の健康状態測定装置（携帯タイプ）の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は透視外観図
【図７】本発明の健康状態測定装置（携帯タイプ）を使用した健康状態測定方法の手順を示す図
【図８】実施例１で採用した、併発ガス中の二酸化炭素濃度からそのときの排便のｐＨ値を推定する手順を示し、（ａ）は概念図、（ｂ）、（ｃ）は換算データを示す図
【図９】ｐＨ値から腸内年齢を推定する手順を示し、（ａ）は概念図、（ｂ）は換算データを示す図
【図１０】実施例２で採用した、併発ガス中の二酸化炭素濃度からそのときの排便のｐＨ値を推定する手順を示し、（ａ）は概念図、（ｂ）、（ｃ）は換算データを示す図
【図１１】実施例３で採用した、併発ガス中の二酸化炭素濃度からそのときの排便のｐＨ値を推定する手順を示し、（ａ）は概念図、（ｂ）、（ｃ）換算データを示す図
【図１２】実施例４で採用した、併発ガス中の二酸化炭素濃度から直接にそのときの排便のｐＨ値を推定する場合の換算データを示す図
【図１３】実施例５で採用した、併発ガス中のアンモニア濃度から直接にそのときの排便のｐＨ値を推定する場合の実験データを示す図
【図１４】実施例６で採用した、併発ガス中の水素濃度から直接にそのときの排便のｐＨ値を推定する場合の実験データを示す図
【図１５】実施例６で採用した、排便時の併発ガスの脱臭を行う脱臭装置を備えた装置に本発明の健康状態測定装置を組み込んだ場合の、アンモニアガスセンサーの設置形態を示す図
【符号の説明】
【００７３】
１…便器、２…衛生洗浄便座装置、３…便鉢、４…脱臭ファン用排気通路、５…二酸化炭素センサ、６…臭いセンサ、７…記憶装置、８…制御部、９…ｐＨデータ表示部、１０…衛生洗浄便座装置操作部、１１…健康状態測定装置（洋式便器後付タイプ）、１２…吸入ファン用通路、１３…吸入ファン、１４…ユーザ操作用ボタン、１６…健康状態測定装置（携帯タイプ）の本体、１７…検知部、１８…動作スイッチ、１９…排便終了スイッチ、２０…電池、２１…位置検知手段、５０…脱臭装置、５１…脱臭通風路、５２…吸入ファン、５３…アンモニアガスセンサ、５４…脱臭カートリッジ、Ｍ…健康状態測定装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排便時に非接触で便のｐＨ値を計測するための健康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健康状態測定装置。
【請求項２】
前記所定成分が二酸化炭素であることを特徴とする請求項１に記載の健康状態測定装置。
【請求項３】
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２に記載の健康状態測定装置。
【請求項４】
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３記載の健康状態測定装置。
【請求項５】
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２に記載の健康状態測定装置。
【請求項６】
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２に記載の健康状態測定装置。
【請求項７】
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に記載の健康状態測定装置。
【請求項８】
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に記載の健康状態測定装置。
【請求項９】
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８のいずれか１項に記載の健康状態測定装置。
【請求項１０】
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９のいずれか１項に記載の健康状態測定装置。
【請求項１１】
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１０のいずれか１項に記載の健康状態測定装置。
【請求項１２】
携帯型であることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の健康状態測定装置。
【請求項１３】
排便時に非接触で便のｐＨ値を計測する健康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所定成分濃度を測定し、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、上記所定成分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健康状態測定方法。
【請求項１】
排便時に非接触で便のｐＨ値を計測するための健康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健康状態測定装置。
【請求項２】
前記所定成分が二酸化炭素であることを特徴とする請求項１に記載の健康状態測定装置。
【請求項３】
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２に記載の健康状態測定装置。
【請求項４】
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３記載の健康状態測定装置。
【請求項５】
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２に記載の健康状態測定装置。
【請求項６】
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２に記載の健康状態測定装置。
【請求項７】
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に記載の健康状態測定装置。
【請求項８】
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に記載の健康状態測定装置。
【請求項９】
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８のいずれか１項に記載の健康状態測定装置。
【請求項１０】
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９のいずれか１項に記載の健康状態測定装置。
【請求項１１】
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１０のいずれか１項に記載の健康状態測定装置。
【請求項１２】
携帯型であることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の健康状態測定装置。
【請求項１３】
排便時に非接触で便のｐＨ値を計測する健康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所定成分濃度を測定し、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、上記所定成分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健康状態測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
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【図４】
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【図１０】
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【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−７５０８８（Ｐ２００９−７５０８８Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１１４５０（Ｐ２００８−２１１４５０）
【出願日】平成２０年８月２０日（２００８．８．２０）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２０日（２００８．８．２０）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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