排尿検知装置
【課題】おむつ、尿取りパッド等の吸収性物品への排尿量を高精度に測定する排尿検知装置を提供することができる。
【解決手段】静電容量センサシート１は、フィルム１ａ、フィルム１ａの一方の面に形成される複数の電極１ｂを有する。電極１ｂは、それぞれが導線により結線され、列置された電極列を複数列備えることで、複数のセンサ素子を構成している。電極列における列方向の電極間隔は、２０〜５５ｍｍの範囲にあり、電極は、１５〜３５ｍｍの矩形内にある形状である。このような静電容量センサシート１が、吸収性物品の外側表面に取り付けられる。吸収性物品の吸収部は、３５０ｇ以上の遠心保持量の尿を吸収することができるポリマー量を有する。静電容量センサシート１は、各センサ素子による電極間のインピーダンス変化を検知し、尿取りパッド等の吸収性物品内の排尿を検知する。
【解決手段】静電容量センサシート１は、フィルム１ａ、フィルム１ａの一方の面に形成される複数の電極１ｂを有する。電極１ｂは、それぞれが導線により結線され、列置された電極列を複数列備えることで、複数のセンサ素子を構成している。電極列における列方向の電極間隔は、２０〜５５ｍｍの範囲にあり、電極は、１５〜３５ｍｍの矩形内にある形状である。このような静電容量センサシート１が、吸収性物品の外側表面に取り付けられる。吸収性物品の吸収部は、３５０ｇ以上の遠心保持量の尿を吸収することができるポリマー量を有する。静電容量センサシート１は、各センサ素子による電極間のインピーダンス変化を検知し、尿取りパッド等の吸収性物品内の排尿を検知する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排尿検知装置に関し、特に、おむつ、尿取りパッド等の吸収性物品への排尿量を測定する排尿検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
寝たきりの被介護者の介護や尿失禁の対応としてはおむつが用いられており、おむつの交換の必要性を介護者に伝えられない等の理由により、予め決められた時刻または一定時間毎におむつを交換している。
【０００３】
しかしながら、排尿の間隔や、１回の排尿量が正確には把握できないことから、介護者は一定時間毎におむつを交換する必要があり、また、おむつを開けなければ内部の状況を把握できないため、十分に排尿していない被介護者のおむつも開けてまた付け直すことが頻繁に発生してしまう。そのため、介護者には不要な労力が発生し、被介護者にとっては、必要以上におむつのチェックを受けることになり、精神的にも負担になっていた。
【０００４】
これに対して、特許文献１には、おむつの吸収部の外側に位置決めした、一組の導電体の間の静電容量の変化に基づいておむつへの排泄状態を検出する排泄監視装置が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、複数のセンサ出力に基づき吸収性物品内の排泄量を検知する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１８５０６７号公報
【特許文献２】特開２００２−２２４０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、排尿の有無を検出することはできるが、排尿の量までは正確に把握することは困難である。これに対して特許文献２の技術では、排尿の量（排泄量）を検知することができるが、正常な成人の１回の排尿量約１５０ｇでの複数回の排尿を測定することは考慮されていないため、複数回の排尿に対応した吸収性物品に適用した場合には、排尿量の測定精度が低くなる課題がある。特許文献２の技術でも、被介護者の排尿間隔や排尿量、排尿速度等を測定することが困難であった。
【０００８】
一方、高齢化社会がすすんでいる中で、被介護者の排泄の自立支援が求められているところ、排尿したことを検知するだけであったり、排尿量を検知するだけでは自立支援は困難であり、排尿間隔、排尿量、１日の排尿回数などまで把握し、適切なタイミングで排泄自立に向けて声をかけたり、トイレに誘導するなどの支援が求められている。また、被介護者の排尿速度、排尿間隔等を把握できれば、排尿障害の原因の診断を可能にし、さらに排泄の自立支援の手段が改善される。従って、単に排尿タイミングや排尿量を検知する装置ではなく、排尿リズムや排尿履歴を測定可能にする、吸収性物品への排尿量を高精度に測定する排尿検知装置が求められている。
【０００９】
本発明は、おむつ、尿取りパッド等の吸収性物品への排尿量を高精度に測定する排尿検知装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面は、排尿を吸収する吸収性物品の、使用者の肌に触れる側とは反対の外側表面に複数の電極を列置した電極列を複数列備え、複数の電極間のインピーダンス変化に基づいて排尿を検知する排尿検知装置であって、吸収性物品の吸収部は、３５０ｇ以上の遠心保持量の排尿を吸収することができるポリマー量を有し、電極列における列方向の電極間隔は、２０〜５５ｍｍである。
【００１１】
以上のように、電極列における列方向の電極間隔およびポリマー量の適切な組み合わせを用いることにより、排尿量が多くなっても、測定精度が高いため、１回の排尿量だけでなく、排尿間隔、排尿時間や尿流量（排尿速度）の測定を行うことが可能となり、膀胱機能や排尿障害の評価を行うことが可能となる。
【００１２】
前記電極は、１５〜３５ｍｍの矩形内にある形状である。これにより、精度良く排尿量を検知することができる。
【００１３】
前記吸収性物品の吸収部の単位面積当たりの遠心保持量は、５０００〜８０００ｇ／ｍ２である。これにより、複数回の排尿を測定可能としながら排尿量が多くなっても測定精度が高いことから、排尿間隔を測定可能とするだけでなく、排尿時間、尿流量（排尿速度）をより精度良く排尿量を検知することができる。
【００１４】
前記電極列の一端から他端までの長さは、前記吸収性物品の吸収部の長手方向の長さの７５％以上、１００％以下である。これにより、精度良く排尿量を検知することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、おむつ、尿取りパッド等の吸収性物品への排尿量を高精度に測定する排尿検知装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る静電容量センサシートの構成例を示す図である。
【図２】本発明を適用した排尿検知装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】データ収集部の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図４】情報処理部の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図５】静電容量センサシートが取り付けられたおむつの装着方法を説明するための図である。
【図６】おむつを装着した使用者の断面を示す図である。
【図７】静電容量センサシートの排尿センサの原理を説明する図である。
【図８】人工尿を一定量ずつ注入した場合の人工尿が広がる様子を示す図である。
【図９】静電容量センサ出力変化量と人工尿広がり面積の関係を示す散布図である。
【図１０】人工尿を一定量ずつ注入した場合の人工尿広がりを模式的に示す図である。
【図１１】図１０（ａ）、図１０（ｂ）での測定条件における人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。
【図１２】図１０（ｂ）、図１０（ｃ）での測定条件における人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。
【図１３】電極パターンの例を示す図である。
【図１４】他の電極パターンの例を示す図である。
【図１５】いくつかの電極パターンを用いた人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。
【図１６】電極パターンを用いて静電容量センサ出力変化量を測定したいくつかの実施例を示す図である。
【図１７】吸収性物品の遠心保持量の測定方法により得た測定結果を示す図である。
【図１８】図１６での測定条件における人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。
【図１９】電極間隔と遠心保持量の関係を示す散布図である。
【図２０】電極間隔の定義について検討する際に用いた電極の配置を示す図である。
【図２１】電極間隔ｄ´の一例を示す図である。
【図２２】電極間隔ｄ´の他の一例を示す図である。
【図２３】実施例１の測定条件を用いて、１秒間に５ｇずつまたは１０ｇずつ人工尿を注入する計測を行った場合の静電容量センサ出力変化量と時間の関係を示す散布図である。
【図２４】図２３での測定値を用いて１秒あたりの尿流量を算出し、算出した尿流量と時間の関係を示す散布図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、吸収性物品の、使用者の肌に触れる側とは反対の外側表面に、複数の電極を列置した電極列を複数列備えている。複数の電極列は、吸収性物品の吸収部の使用者の肌に触れる側とは反対の外側表面に備えてもよいが、図１に示すように静電容量センサシートに備え、静電容量センサシートを吸収性物品の吸収部の使用者の肌に触れる側とは反対の外側表面に備えるものが好ましい。
【００１８】
静電容量センサシート１は、フィルム１ａ、フィルム１ａの一方の面に備えられる複数の電極１ｂを有する。複数の電極１ｂは、フィルム１ａの一方の面に接着されていてもよいし、縫いつけられていてもよく、固着されていることが好ましい。複数の電極１ｂは、それぞれが導線により結線され、列置された電極列を複数列備えることで、複数のセンサ素子を構成している。各センサ素子は、正電極と負電極との間のインピーダンス変化を検知する。なお、センサ素子の数は、正電極の数に対応していても良いし、対応していなくてもよい。
【００１９】
本発明は、電極列における列方向の電極間隔は、複数回の排尿や多量の排尿に対する測定精度向上の観点から、２０〜５５ｍｍであり、２５〜５５ｍｍであることがより好ましい。本発明の電極間隔ｄ‘は、列方向において隣り合う電極の対向する端部の間を離間距離ｄとした場合に、図２０に示すように電極を電極列に直行する直線によって面積を４等分した場合に、電極端部から面積が１／４の直線までの距離を各々ａ１／２、ａ２／２とした場合にこれらの合計を電極間隔ｄ‘と定義する。
即ち、電極間隔は以下の式（１）で表される。
【数１】
ここで、ａ１／２は、一つの電極において、列方向に直行する直線によって、電極の面積を分割した場合の一方の領域における重心から、列方向における近接する端部までの距離を意味する。電極の形状が矩形の場合には、列方向における長さの１／４に相当する。なお、離間距離ｄは、電極列の列方向における隣り合う電極の端部同士の距離であって、電極の形状によらず、０より大きい距離であって、５０ｍｍより小さい距離である。電極の形状が概ね矩形である場合には、複数回の排尿や多量の排尿に対する測定精度向上の観点から１０〜４５ｍｍであることが好ましく、１２〜４０ｍｍであることがより好ましい。
【００２０】
図１の例では、電極１ｂは、６行×２列に２次元配列されており、各電極が矩形状をなす。電極列において列方向に隣り合う電極は、正極、負極、正極・・・の順に列置され、かつ、隣り合う電極列において列方向に直交する隣り合う電極についても正極に対して負極、負極に対して正極の関係で配置されても良いし、正極に対して正極、負極に対して負極で配置されても良い。動作による誤差低減の観点から正極に対して正極、負極に対して負極で配置するのが好ましい。そして、正電極には、正電位が印加され、負電極は、接地されている。
【００２１】
なお、静電容量センサシート１の材質は、フィルム１ａに限らず、例えば、不織布やフレキシブル基板などでも良い。
【００２２】
以上のような構成からなる静電容量センサシート１は、老人や乳幼児の尿又は便等の排泄物を吸収する尿取りパッド等の吸収性物品（ここでは、尿取りパットと称する）の外側表面（フィルム側）に取り付けられ、尿取りパットに吸収された排泄物の排泄量（本実施の形態では、特に排尿による排尿量）を、複数のセンサ素子により検知する。なお、センサ素子により検知されたデータの出力間隔は０．１秒〜３分であることが好ましく、３秒未満であることがより好ましく、１秒以下であることがさらに好ましい。また、測定時間（同じ尿取りバッド等の吸収性物品を装着して測定する時間）は５〜１０時間であることが好ましく、６〜９時間であることが好ましく、６〜８時間であることがさらに好ましい。このような測定間隔、測定時間の測定を行うことによって、複数回の排尿を測定可能となり、使用者の排尿パターンに関連する、排尿回数、１回の排尿量や排尿速度、排尿間隔のデータをより正確に得ることができる。
【００２３】
尿取りパッドは、テープおむつ（マジックテープ（登録商標）が取り付けられたおむつ）の内側（排泄箇所）に挿入し、重ねて使用される。すなわち、静電容量センサシート１は、上述したように尿取りパッドの使用者の肌に触れる側とは反対の外側表面に取り付けられ、排尿等があっても、原則として静電容量センサシート１は汚れないので、尿取りパッドを交換する際に、静電容量センサシート１を使用後の尿取りパッドからはずせばよく、また新たな尿取りパッドにも装着容易であり、簡便かつコストメリットがあり、環境負荷が少なくなる。なお、上記使用者は、被介護者、排尿パターン検査の被験者、排尿支援のための被験者などが挙げられ、被介護者又は被験者に用いられる。
【００２４】
なお、静電容量センサシート１は、テープおむつの内側に固定したり、尿取りパッドとテープおむつの間に挟んで固定することもできるが、使用者の動きに対して尿取りパッドとの相対的位置関係の維持向上の観点から尿取りパッドに取付又は固定することが好ましい。
【００２５】
[本発明の排尿検知装置の構成]
図２は、本発明を適用した排尿検知装置１０の構成例を示すブロック図である。この排尿検知装置１０においては、静電容量センサシート１、データ収集手段１１、および情報処理手段１２から構成される。なお静電容量センサシート１、データ収集手段１１、および情報処理手段１２の使用例については、図５を参照して後述する。
【００２６】
静電容量センサシート１を含む回路全体には、電圧制御手段２１（図３）から４００から６００ｋＨｚの矩形波の電圧がかけられており、各センサ素子による電極間のインピーダンス変化が電圧制御手段２１によって検知される。そして、単位時間ごとの電極間のインピーダンス変化を電圧制御手段２１において電圧値に比例した静電容量センサ出力に変換される。
【００２７】
データ収集手段１１は、静電容量センサシート１とケーブル（図示せぬ）を介して接続され、テープおむつの使用者の肌側とは反対側の外側表面に取り付けられる。データ収集手段１１の電圧制御手段２１（図３）は、静電容量センサシート１を介して検知されたインピーダンスの変化を電圧値に比例した静電容量センサ出力として収集する。
【００２８】
また本発明のデータ収集手段１１は、電圧制御手段２１とともに、加速度センサ２２（図３）を有している。加速度センサ２２は、使用者の変位によるＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の加速度をそれぞれ検出（収集）することにより、おむつを装着している使用者の姿勢を検知する。
【００２９】
情報処理手段１２は、例えば、コンピューターであって、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等を有し、データ収集手段１１で収集されたデータを取得し、排尿量、排尿速度、および尿流量を算出する。データ収集手段１１で収集されたデータからの算出方法の詳細は、後述する。
【００３０】
図３は、データ収集手段１１の機能の構成例を示すブロック図である。データ収集手段１１は、電圧制御手段２１、およびデータロガー２３で構成され、加速度センサ２２を備えている。
【００３１】
電圧制御手段２１は、静電容量シート１の電極間インピーダンスＺｘと抵抗値が既知のインピーダンス要素Ｚ１〜Ｚ３とでブリッジ回路を構成し、ブリッジ回路の入力端に発振回路の出力電圧を印加する。そして、インピーダンス要素Ｚ１、Ｚ２による分圧電圧と、インピーダンス要素Ｚ３と電極間のインピーダンスＺｘとによる分圧電圧との差電圧を検波して、インピーダンスＺｘの大きさに応じた電圧値の電圧信号をデータロガー２２に出力する。本発明では、インピーダンスＺｘの大きさに応じた電圧値の電圧信号に比例した値である静電容量センサ出力をデータロガー２３に単位時間ごとに出力して保存することが好ましい。単位時間は、０．１〜３秒が好ましく、０．１〜１秒がさらに好ましい。
【００３２】
加速度センサ２２は、おむつを装着している使用者の姿勢を検知するものであって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の加速度をそれぞれ検出（収集）し、検出結果をデータ収集手段１１のデータロガー２３に出力する。
【００３３】
データロガー２３は、電圧制御手段２１および加速度センサ２２から取得したデータを保存する電子計測器である。データロガー２３は、情報処理手段１２からの要求に応じて、または、情報処理手段１２に接続されたことを検知すると、保存しているデータを情報処理手段１２に転送する。
【００３４】
図４は、情報処理手段１２の機能の構成例を示すブロック図である。情報処理手段１２は、データ取得手段３１、排尿量演算手段３２、排尿速度演算手段３３、および尿流量演算手段３４で構成される。
【００３５】
データ取得手段３１は、データ収集手段１１とケーブルを介して接続されると、データ収集手段１１のデータロガー２３に保存されているデータを取得し、排尿量演算手段３２および排尿速度演算手段３３に供給する。
【００３６】
排尿量演算手段３２は、データ取得手段３１から取得したデータに基づいて、排尿量を計算する。排尿速度演算手段３３は、データ取得手段３１から取得したデータに基づいて、排尿速度を計算し、計算結果を尿流量演算手段３４に供給する。尿流量演算手段３４は、排尿速度演算手段３３から取得した排尿速度の計算値に基づいて、尿流量を計算する。
【００３７】
以上のように構成された排尿検知装置１によれば、おむつ内に排尿があると、排尿があった部位に対応する静電容量センサシート１のセンサ素子のインピーダンスが大幅に変化する。そして、データ収集手段１１の電圧制御手段２１は、複数のセンサ素子のインピーダンスの変化の総量の電圧信号を出力するので、情報処理手段１２の排尿量演算手段３２は、計算により排尿量を精度良く得ることができる。
【００３８】
＜おむつの装着方法＞
図５（ａ）〜（ｃ）は、静電容量センサシート１が取り付けられたおむつの装着方法を説明するための図である。
【００３９】
図５（ａ）に示すように、静電容量センサシート１は、尿取りパット４１の、使用者（通常、被介護者）の肌に触れる側とは反対の外側である尿取りパット４１の防水用のフィルム側の表面に、静電容量センサシート１の電極１ｂが当接するように貼り付けられることが好ましい。この場合、静電容量センサシート１が貼り付けられた尿取りパット４１は、図５（ｂ）に示すように、使用者への保持手段、例えばマジックテープ５１ａ、５１ｂが取り付けられたテープおむつ５１の内側表面に沿って配置される。このとき、静電容量センサシート１がテープおむつ５１と尿取りパット４１の間に挟まれるように配置されるものとなる。
【００４０】
静電容量センサシート１および尿取りパット４１が配置されたテープおむつ５１は、図５（ｃ）に示すように、使用者に装着され、使用者への保持手段であるマジックテープ５１ａ、５１ｂで固定される。そして、静電容量センサシート１とデータ収集手段１１とをケーブルを介して接続し、データ収集手段１１をテープおむつ５１の外側表面に取り付ける。データ収集手段１１の取り付け方法は特に問わないが、ずり落ち防止の観点から、テープおむつ５１の腹部近傍端にクリップやマジックテープ等の固着手段で取り付けることが好ましい。
【００４１】
データ収集手段１１には、加速度センサ２２が内蔵されているため、テープおむつ５１にクリップやマジックテープ等の固着手段で正しく取り付けることは重要であり、これにより、使用者の姿勢を正しく検知することができる。
【００４２】
なお、おむつの交換時に、データ収集手段１１を情報処理手段１２に接続することで、おむつの交換中に、データを転送することができる。
【００４３】
図６は、図５に示したテープおむつ５１を装着した際の使用者のＸ−Ｘ断面を模式的に示し、人体、尿取りパット４１、静電容量センサシート１、テープおむつ５１の位置関係を示す図である。
【００４４】
図６に示すように、尿取りパット４１の外側に静電容量センサシート１を配置し、静電容量センサシート１の外側にテープおむつ５１を配置する。これにより、テープおむつ５１が静電容量センサシート１と尿取りパット４１とを押圧して尿取りパット４１を使用者に接触させて固定することが可能となり、使用者が立ったり座ったりしても、インピーダンスの変化量の誤差を抑えることができ、排尿量等の測定精度をさらに向上させることができる。
【００４５】
以上のように、静電容量センサシート１を尿取りパット４１の外側表面に配置することで、繰り返し排尿量等を測定することが可能になる。また、静電容量センサシート１が尿取りパット４１とテープおむつ５１の間に挟まれるため、静電容量センサシート１は肌に直接触れず、静電容量センサシート１を繰り返し使用可能とし、しかも使用者への不快感を軽減することができる。さらに、静電容量センサシート１の中央部に電極にかからない範囲で、切り込みやくり抜き部分を設けることが、使用者の足を閉じた時等の違和感を軽減できる観点から好ましい。また、データ収集手段１１が情報処理手段１２と常時接続されるものではないため、使用者は自由に動くことが可能である。
【００４６】
なお、テープおむつ５１を用いるようにしたが、必ずしもテープおむつ５１である必要はなく、例えば、パンツ型の装着品でも良い。
【００４７】
本発明の電極列の全長は、吸収部における排尿の広がりをより広範囲で検知する観点から、吸収部の長手方向の長さの７５％以上であることが好ましく、７８％以上であることがさらに好ましい。
【００４８】
本発明の吸収性物品（例えば尿取りパッド４１）の吸収部は、３５０ｇ以上の排尿を吸収することができるポリマー量を有しており、好ましくは吸収部の単位面積あたりの遠心保持量は、５０００〜８０００ｇ／ｍ２であり、好ましくは５０００〜７５００ｇ／ｍ２である。また、本発明の吸収部の遠心保持量（吸収することができる排尿量）は、３５０ｇ以上であって、８００ｇ以下が好ましい。
【００４９】
＜排尿センサ原理＞
図７は、静電容量センサシート１の排尿センサの原理を説明する図である。
【００５０】
図７に示すように、電極１ｂの各電極間には、コンデンサＣ１〜Ｃ７がそれぞれ形成される。つまり、全ての電極間にコンデンサＣがそれぞれ形成される。
【００５１】
例えば、コンデンサＣ４が形成される位置に対応する尿取りパット４１の位置に排尿があった場合、コンデンサＣ４の静電容量が変化する（排尿を吸収した尿取りパット４１の部分の外側表面に形成されるコンデンサＣ４の静電容量が変化する）。ここで、静電容量は、次式（２）で表わされる。ε０は、真空誘電率（定数：８．８５４×１０−１２）であり、εＳは、比誘電率であり、Ａは、電極の面積であり、ｄは、電極間の距離である。なお、空気の比誘電率は、１であり、水の比誘電率は、８０である。
静電容量Ｃ＝ε０・εＳ・Ａ／ｄ ・・・（２）
【００５２】
上記の式（２）と比誘電率の変化（１が８０になる変化）より、コンデンサＣ４の静電容量は、８０倍に変化する。また、矢印Ａ１の先に示されるように、コンデンサＣ１〜Ｃ４が形成される位置に対応する尿取りパット４１の位置に排尿があった場合、コンデンサＣ１〜Ｃ４の静電容量は、８０倍に変化する。
【００５３】
以上のようにして、静電容量の変化を測定することによって、尿取りパット４１における排尿の広がりを計算可能となり、排尿量のデータを得ることができる。
【００５４】
＜尿広がり面積の計算＞
本出願人は、人形に図５の様に静電容量センサシート１を取り付け仰向けに置き、静電容量センサシート１が貼り付けられた尿取りパット４１の人形側の表面の通常ヒトの排尿部に相当する領域に、チューブの吐出口を配置し、チューブを介して人工尿（例えば、生理食塩水）を一定量ずつ排尿部に相当する領域に注入した場合の人工尿広がり面積を計算した。
【００５５】
図８（ａ）〜（ｅ）は、尿取りパット４１上の排尿部付近に、一定量の人工尿を注入した場合の人口尿が広がる様子を示す図である。図８（ａ）は、５０ｇの人工尿を注入した場合の尿広がりを示し、図８（ｂ）は、１００ｇの人工尿を注入した場合の人工尿広がりを示し、図８（ｃ）は、１５０ｇの人工尿を注入した場合の尿広がりを示し、図８（ｄ）は、２００ｇの人工尿を注入した場合の人工尿広がりを示し、図８（ｅ）は、２５０ｇの人工尿を注入した場合の人工尿広がりを示している。
【００５６】
図８（ａ）〜（ｅ）からもわかる通り、人工尿の注入量が増えるに従い、人工尿広がり面積が次第に広がっていく様子がわかる。
【００５７】
図９は、静電容量センサ出力変化量と人工尿広がり面積の関係を示す散布図である。図９において、縦軸は静電容量センサ出力変化量であり、横軸は人工尿広がり面積（ｃｍ２）である。静電容量センサ出力変化量（各センサ素子による電極間のインピーダンス変化量の総変化量）は、電圧制御手段２１で得られる人工尿量がないときの電圧出力と人工尿を注入した時の電圧制御手段２１で得られる電圧出力に関連した値を表わしたものである。
【００５８】
図９において、Ｐ１は、図８（ａ）に示した人工尿広がり面積により得た静電容量センサ出力変化量の測定値に基づいてプロットされたものであり、Ｐ２は、図８（ｂ）の人工尿広がり面積により得た静電容量センサ出力変化量の測定値に基づいてプロットされたものであり、Ｐ３は、図８（ｃ）の人工尿広がり面積により得た静電容量センサ出力変化量の測定値に基づいてプロットされたものであり、Ｐ４は、図８（ｄ）の人工尿広がり面積により得た静電容量センサ出力変化量の測定値に基づいてプロットされたものであり、Ｐ５は、図８（ｅ）の人工尿広がり面積により得た静電容量センサ出力変化量の測定値に基づいてプロットされたものである。
【００５９】
図９に示す静電容量センサ出力変化量と人工尿広がり面積の関係からもわかる通り、人工尿広がり面積の増加に伴って、ほぼ比例して静電容量センサ出力変化量も増加している。
【００６０】
すなわち、静電容量センサ出力量の変化を検知すれば、尿広がり面積を算出可能となり、排尿量に換算することも可能になる。
【００６１】
＜排尿センサの電極パターン＞
本出願人は、静電容量センサシート１の電極パターンをいくつか用意し、吸収性能が異なる尿取りパット４１をいくつか用意し、人形に図５の様に静電容量センサシート１を取り付け仰向けに置き、静電容量センサシート１が貼り付けられた尿取りパット４１の人形側の表面の通常ヒトの排尿部に相当する領域に、チューブの吐出口を配置し、チューブを介して人工尿を一定量ずつ排尿部に相当する領域に注入した場合の静電容量センサ出力変化量を測定した。
【００６２】
図１０（ａ）〜（ｃ）は、人形に図５の様に静電容量センサシート１を取り付け仰向けに置き、静電容量センサシート１が貼り付けられた尿取りパット４１の人形側の表面の通常ヒトの排尿部に相当する領域に、チューブの吐出口を配置し、チューブを介して人工尿を一定量ずつ排尿部に相当する領域に注入した場合の人工尿が尿取りパット４１に広がる様子を模式的に示す図である。
【００６３】
図１０（ａ）は、静電容量センサシート１の電極１ｂの形状が２５ｍｍ×２５ｍｍ、電極列における列方向（図中横方向）の離間距離が５０ｍｍ、電極列と電極列の間（図中縦方向）の電極の離間距離が２０ｍｍからなる電極パターンである。ここで、電極の離間距離とは、隣り合う電極の一方の端部から他方の端部までの距離をいう。本実施の形態では、１５０ｇ相当の排尿を３回分吸収できる性能の尿取りパット４１を用いて、人工尿５０ｇ、１００ｇ、１５０ｇを注入した場合の測定結果を示している。本実施の形態では、１回の排尿量をほぼ１５０ｇとして説明する。
【００６４】
図１０（ａ）に示すように、人工尿を５０ｇ注入した場合、４個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化する。人工尿を１００ｇ注入した場合、６個の電極間に形成されるコンデンサＣの静電容量が変化する。人工尿を１５０ｇ注入した場合、８個の電極間に形成されるコンデンサＣの静電容量が変化する。
【００６５】
図１０（ｂ）は、静電容量センサシート１の電極１ｂの形状が２５ｍｍ×２５ｍｍ、電極列における列方向の電極間の離間距離が５０ｍｍ、電極列と電極列の間の電極間の離間距離が２０ｍｍからなる電極パターンであり、１５０ｇ相当の排尿を６回分吸収できる性能の尿取りパット４１を用いて、人工尿５０ｇから３５０ｇの範囲で５０ｇずつ増やして７回にわたって注入した場合の測定結果を示している。
【００６６】
図１０（ｂ）に示すように、人工尿を５０ｇ注入した場合、４個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化する。人工尿を１００ｇ〜２５０ｇまで注入した場合、６個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化する。３００ｇ〜３５０ｇまで注入した場合、８個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化する。
【００６７】
図１０（ｃ）は、静電容量センサシート１の電極１ｂの形状が２５ｍｍ×２５ｍｍ、電極列における列方向の電極間の離間距離が１２．５ｍｍ、電極列と電極列の間の電極間の離間距離が２０ｍｍからなる電極パターンであり、６回分の排尿を吸収できる性能の尿取りパット４１を用いて、人工尿を５０ｇから３５０ｇの範囲で５０ｇずつ増やして７回にわたって注入した場合の測定結果を示している。
【００６８】
図１０（ｃ）に示すように、人工尿を５０ｇ注入した場合、６個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化する。人工尿を１００ｇ注入した場合、１０個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化する。人工尿を１５０ｇ〜２５０ｇまで注入した場合、１４個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化する。人工尿を３００ｇ〜３５０ｇまで注入した場合、１８個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化する。
【００６９】
図１１は、図１０（ａ）、図１０（ｂ）での測定条件（電極パターン）における人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。図１１において、縦軸は静電容量センサ出力変化量であり、横軸は人工尿注入量（ｇ）である。つまり、図１１の例では、同じ電極パターンを用いて、吸収量が３回分の尿取りパット４１と吸収量が６回分の尿取りパット４１での静電容量センサ出力変化量の比較を行っている。
【００７０】
図１１において、図１０（ａ）での測定条件における静電容量センサ出力変化量の測定値がプロットされるとともに、その測定値から算出された近似曲線がｙ１で示されている。図１０（ａ）での測定値から算出された近似曲線ｙ１、相関係数Ｒ２は、次式（３）で表わされる。
ｙ１＝０．３２７６ｘ０．９６９５
Ｒ２＝０．８９９ ・・・（３）
【００７１】
また、図１１において、図１０（ｂ）での測定条件における静電容量センサ出力変化量の測定値がプロットされるとともに、その測定値から算出された近似曲線がｙ２で示されている。図１０（ｂ）での測定値から算出された近似曲線ｙ２、相関係数Ｒ２は、次式（４）で表わされる。
ｙ２＝０．０７７７ｘ＋４．９４５７
Ｒ２＝０．８７６３ ・・・（４）
【００７２】
図１２は、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）での測定条件における人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。図１２において、縦軸は静電容量センサ出力変化量であり、横軸は人工尿注入量（ｇ）である。つまり、図１２の例では、異なる電極パターンを用いて、吸収量が６回分の尿取りパット４１での静電容量センサ出力変化量の比較を行っている。
【００７３】
図１２において、図１０（ｃ）での測定条件における測定値がプロットされるとともに、測定値から算出された近似曲線がｙ３で示されている。図１０（ｃ）での測定値から算出された近似曲線ｙ３、相関係数Ｒ２は、次式（５）で表わされる。
ｙ３＝２．８３４８ｘ０．５２３６
Ｒ２＝０．９２１６ ・・・（５）
【００７４】
また、図１２において、図１０（ｂ）での測定条件における測定値がプロットされるとともに、測定値から算出された近似曲線（上記式（４））がｙ２で示されている（図１１の近似曲線ｙ２と同じである）。
【００７５】
上記の式（３）〜（５）より、相関の強さを表す、相関係数（Ｒの二乗）は、それぞれ、０．８９９、０．８７６３、０．９２１６である。つまり、近似曲線ｙ１〜ｙ３を用いて、それぞれ８９．９％、８７．６３％、９２．１６％の信頼性を持って静電容量センサ出力変化量の値を得ることができると判断することができる。従って、最も相関係数の高い、図１０（ｃ）での電極パターンおよび吸収量が６回分の尿取りパット４１を用いる測定条件による静電容量センサ出力により、精度の高い排尿量の計算結果を得ることができると判断することができる。
【００７６】
特に、近似曲線ｙ２とｙ３の信頼性については、図１０（ｂ）と図１０（ｃ）の人工尿の広がり範囲と静電容量センサ１の電極の位置関係からも判断することができる。例えば、１回分の排尿量（１５０ｇ）に相当する累積量と２回分の排尿量（３００ｇ）に相当する累積量の場合を比較すると、図１０（ｂ）においては、累積１５０ｇのときは６個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化し、累積３００ｇのときは８個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化し、２個分のコンデンサＣの静電容量が多く変化する。それに対して図１０（ｃ）においては、累積１５０ｇのときは１４個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化し、累積３００ｇのときは１８個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化し、４個分のコンデンサＣの静電容量が多く変化する。すなわち、図１０（ｃ）の条件の方が、分解能が高いことになるので、得られる結果の信頼性が高くなる。
【００７７】
以上、図１０（ｃ）の条件によれば、正常な成人の１回の排尿量約１５０ｇでの複数回の排尿を正確に測定することができる。
【００７８】
＜電極パターンの具体例＞
次に、本出願人は、吸収量が６回分の尿取りパット４１を用いて、さまざまな電極パターンを試作し、それらについて検討した。
【００７９】
図１３は、静電容量センサシート１の電極１ｂの形状が２５ｍｍ×２５ｍｍ、電極列における列方向（図中横方向）の電極間の離間距離が５０ｍｍ、列方向の電極間隔が６２．５ｍｍ、電極列と電極列の間（図中縦方向）の対向する電極端部の間の距離である離間距離が２０ｍｍ、電極の列方向の最も外側の一端から他端までの距離（電極列の全長）が４００ｍｍからなる電極パターン１を示している。
【００８０】
ここで、電極列と電極列の間の対向する電極端部の間の離間距離は、電極列を構成する全ての電極について、並列された電極列の対向する電極との間の離間距離の平均値を意味する。本発明においては、電極列を構成する各電極について、並列された電極列の電極との離間距離に差がある場合であっても、５ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることが好ましい。電極列と電極列の間の離間距離は、使用時に電極列の間に所定の距離を維持し、接触を防止し、測定精度を維持向上させる観点から、１５〜２５ｍｍであることが好ましい。
【００８１】
図１４は、そのほかの電極パターンの具体例を一覧表に示している。図１４の例では、電極パターン１のほかに、電極１ｂの形状が２５ｍｍ×２５ｍｍ、列方向の電極間隔が２５ｍｍ、電極列における列方向の電極間の離間距離が１２．５ｍｍ、電極列と電極列の間の対向する電極端部の間の離間距離が２０ｍｍ、電極列の全長が４００ｍｍからなる電極パターン２、電極１ｂの形状が２５ｍｍ×２０ｍｍ、列方向の電極間隔が３０ｍｍ、電極列における列方向の電極間の離間距離が２０ｍｍ、電極列と電極列の間の対向する電極端部の間の離間距離が２０ｍｍ、電極列の全長が４２０ｍｍからなる電極パターン３、電極１ｂの形状が５ｍｍ×４０ｍｍ、列方向の電極間隔が３５ｍｍ、電極列における列方向の電極間の離間距離が１５ｍｍ、電極列と電極列の間の対向する電極端部の間の離間距離が２０ｍｍ、電極列の全長が４２５ｍｍからなる電極パターン４、電極１ｂの形状が２５ｍｍ×２５ｍｍ、列方向の電極間隔が１６．５ｍｍ、電極列における列方向の電極間の離間距離が４ｍｍ、電極列と電極列の間の対向する電極端部の間の離間距離が２０ｍｍ、電極列の全長が４０２ｍｍからなる電極パターン５、電極１ｂの形状が２５ｍｍ×１５ｍｍ、列方向の電極間隔が１１．５ｍｍ、電極列における列方向の電極間の離間距離が４ｍｍ、電極列と電極列の間の対向する電極端部の間の離間距離が２０ｍｍ、電極列の全長が３９５ｍｍからなる電極パターン６が示されている。
【００８２】
図１５は、電極パターン１、電極パターン２、電極パターン５、電極パターン６を用いて、人形に図５の様に静電容量センサシート１を取り付け仰向けに置き、静電容量センサシート１が貼り付けられた尿取りパット４１の人形側の表面の通常ヒトの排尿部に相当する領域に、チューブの吐出口を配置し、チューブを介して人工尿を一定量ずつ排尿部に相当する領域に注入した場合の人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。図１５において、縦軸は静電容量センサ出力変化量であり、横軸は人工尿注入量（ｇ）である。
【００８３】
図１５において、電極パターン１、電極パターン２、電極パターン５、電極パターン６を用いて測定された静電容量センサ出力変化量の測定値がプロットされている。また、電極パターン１を用いて複数回測定された静電容量センサ出力変化量の測定値から算出された近似曲線がｙ１１で示されている。近似曲線ｙ１１、相関係数Ｒ２は、次式（６）で表わされる。
ｙ１１＝０．０６０８ｘ＋８．７９６５
Ｒ２＝０．９１４９ ・・・（６）
【００８４】
さらに、図１５において、電極パターン２を用いて複数回測定された静電容量センサ出力変化量の測定値から算出された近似曲線がｙ１２で示されている。近似曲線ｙ１２、相関係数Ｒ２は、次式（７）で表わされる。
ｙ１２＝１９．０７７Ｌｎ（ｘ）−５４．２３５
Ｒ２＝０．９４１ ・・・（７）
【００８５】
さらに、図１５において、電極パターン５を用いて複数回測定された静電容量センサ出力変化量の測定値から算出された近似曲線がｙ１３で示されている。近似曲線ｙ１３、相関係数Ｒ２は、次式（８）で表わされる。
ｙ１３＝３６．９７８Ｌｎ（ｘ）−１３８．３６
Ｒ２＝０．９３３３ ・・・（８）
【００８６】
上記の式（６）〜（８）より、相関係数は、それぞれ、０．９１４９、０．９４１、０．９３３３である。つまり、近似曲線ｙ１１〜ｙ１３を用いて、それぞれ９１．１４９％、９４．１％、９３．３３％の信頼性を持って静電容量センサ出力変化量の値を得ることができると判断することができる。従って、最も相関係数の高い、電極パターン２を用いる測定条件による静電容量センサ出力により、精度の高い排尿量の計算結果を得ることができると判断することができる。
【００８７】
なお、図１５において、近似曲線ｙ１３の方が近似曲線ｙ１２に比べ傾きが高いにも拘わらず、近似曲線ｙ１２よりも相関係数が低くなった原因として、人工尿注入量４００ｇ付近の静電容量センサ出力変化量の測定精度の低さが考えられる。一般に、おむつは、使用者に装着した状態では、平面ではなく湾曲しているため、尿が均一に広がっていかない。つまり、仰向けで排尿があった場合は、尿取りパット４１の排尿部付近の尿の広がりに比べ、おしり付近の尿の広がりは重力の影響を受けにくいため遅くなる。このため、尿は面ではなく尿取りパットの深さ方向に広がる。電極パターン５は、電極間隔が狭すぎるがゆえに、深さ方向の広がりが見えにくく測定精度が低くなってしまったと考えられる。
【００８８】
［本発明に係る電極パターンを適用した場合の性能評価］
本出願人は、上述したような測定結果から測定対象（電極パターン）をいくつか絞りこみ、各電極パターンを用いて排尿量を複数回測定し、それらの精度について判定を行った。
【００８９】
図１６は、静電容量センサシート１の電極パターンを用いて、人形に図５の様に静電容量センサシート１を取り付け仰向けに置き、静電容量センサシート１が貼り付けられた尿取りパット４１上の人形側の排尿部付近にチューブを用いて人工尿を注入した時の静電容量センサ出力変化量を測定したいくつかの実施例を示す図である。
【００９０】
実施例１〜８、および比較例１〜９は、電極形状、列方向の電極間隔、列方向の電極間の離間距離、電極列の全長、尿取りパット４１の吸収部の長さ、単位面積当たりのポリマー量、単位面積当たりの遠心保持量、遠心保持吸収量を変化させた場合の測定結果を示している。
【００９１】
なお、実施例、比較例では、電極列の全長は、上述したように、電極の列方向の最も外側の一端から他端までの距離をいい、パット吸収部を覆う範囲は、（電極列の全長）／（尿取りパット４１の吸収部の長さ）をいい、単位面積当たりの遠心保持量は、ポリマーが単位面積当たりに吸収する水の量をいい、遠心保持吸収量は、尿取りパット４１が吸収する水の量をいう。また、測定範囲は、信頼性のある静電容量センサ出力変化量の測定値が得られる人工尿注入量をいい、判定基準は、実施例では、人工尿１５０ｇを複数回注入して測定可能であるか否か、比較例では、人工尿１５０ｇを１回注入して測定不可になるか否かをいう。
【００９２】
図１６の判定結果を説明する前に、吸収性物品の遠心保持量の測定方法と、吸収性物品のポリマー量の測定方法について説明する。
【００９３】
＜吸収性物品の遠心保持量の測定方法＞
１．尿取りパット４１の製品重量を測定する。
２．吸収体を残して外包材をカットし、カット後の重量（カット後重量）を測定する。
３．カット後のサンプルを、０．９％の生理食塩水に３０分間浸ける。
４．サンプルを取り出し、正確な吸収量を得るため、３０分間吊し、吸収仕切れなかった生理食塩水を落とす。
５．サンプルの重量（飽和後重量）を測定する。
６．サンプルを不織布又はナイロンメッシュからなる袋の中に入れてクリップで閉じる。
７．遠心脱水機にて、サンプルが入った袋を８００回転／分で１０分間回転させ、その後のサンプルの重量（脱水後重量）を測定する。
【００９４】
図１７は、吸収性物品の遠心保持量の測定方法により得た測定結果を示す図である。
【００９５】
図１７の例では、尿取りパット４１の製品重量として１００ｇが得られ、カット後の重量として８９ｇが得られ、生理食塩水を吸収した飽和後重量として９８３ｇが得られ、飽和吸収量として８９４ｇ（９８３ｇ−８９ｇ）が得られ、脱水後重量として４４６ｇが得られ、遠心保持量として３５７ｇ（４４６ｇ−８９ｇ）が得られている。
【００９６】
＜吸収性物品のポリマー量の測定方法＞
１．製品中からパルプ／ポリマーの混合物を取り出す。
２．混合物をメッシュ袋に入れ封をし、重量を量る（重量Ａ）。
３．アスコルビン酸水溶液（ビタミンＣ）に一昼夜浸す。これによりポリマーがビタミンＣにより溶ける。
４．メッシュ袋を乾燥するまで天日干しする。
５．メッシュ袋の重量を量る（重量Ｂ）。つまり、ポリマーは溶けて流れ出ており、重量Ｂ＝パルプ＋袋の重量となる。
６．Ａ−Ｂでポリマー量を算出する。
【００９７】
以上のような測定方法により、単位面積当たりのポリマー量と単位面積当たりの遠心保持量が得られる。
【００９８】
図１６の説明に戻り、判定結果について説明する。実施例１〜３では、静電容量センサシート１の列方向の電極間隔および単位面積当たりのポリマー量が適切であり、人工尿注入量３５０ｇまでは信頼性のある静電容量センサ出力変化量の測定値が得られるため、複数回の測定が可能であり、精度が高い（図１６では、‘○’で示す）と判断することができる。実施例４〜８では、静電容量センサシート１の列方向の電極間隔および単位面積当たりのポリマー量が適切であり、人工注入量４００ｇまでは信頼性のある静電容量センサ出力変化量の測定値が得られるため、複数回の測定が可能であり、精度が高い（図１６では、‘○’で示す）と判断することができる。
【００９９】
比較例１では、単位面積当たりのポリマー量が適切であるものの静電容量センサシート１の列方向の電極間隔が不適切であるため、信頼性のある静電容量センサ出力変化量の測定値が得られず、精度が低い（図１６では、‘×’で示す）と判断することができる。比較例２〜９では、静電容量センサシート１の列方向の電極間隔および単位面積当たりのポリマー量が不適切であり、人工注入量２００ｇ〜３００ｇまでしか信頼性のある静電容量センサ出力変化量の測定値を得ることができず、精度はやや低い（図１６では、‘△’で示す）と判断することができる。
【０１００】
図１８（ａ）〜図１８（ｃ）は、図１６での測定条件において、人形に図５の様に静電容量センサシート１を取り付け仰向けに置き、静電容量センサシート１が貼り付けられた尿取りパット４１上の人形側の表目の通常ヒトの排尿部に相当する領域に、チューブの吐出口を配置し、チューブを介して人工尿を一定量ずつ排尿部に相当する領域に注入した場合の人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。図１８（ａ）〜図１８（ｃ）において、縦軸は静電容量センサ出力変化量であり、横軸は人工尿注入量（ｇ）である。
【０１０１】
図１８（ａ）は、吸収量が６回分の尿取りパット４１を用いて人工尿を５０ｇから４００ｇまで、５０ｇずつ増やして注入した場合の、電極パターンｎｏ．１〜ｎｏ．７における人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。
【０１０２】
図１８（ｂ）は、吸収量が４回分の尿取りパット４１を用いて人工尿を５０ｇから４００ｇまで、５０ｇずつ増やして注入した場合の、電極パターンｎｏ．２、ｎｏ．４〜ｎｏ．７における人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。
【０１０３】
図１８（ｃ）は、吸収量が３回分の尿取りパット４１を用いて人工尿を５０ｇから３００ｇまで５０ｇずつ増やして注入した場合の、電極パターンｎｏ．１〜ｎｏ．４における人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。
【０１０４】
図１９は、図１６および図１８（ａ）〜（ｃ）の測定結果に基づく列方向の電極間隔と単位面積当たりの遠心保持量の関係を示す散布図である。図１９において、縦軸は列方向の電極間隔（ｍｍ）であり、横軸は単位面積当たりの遠心保持量（ｇ／ｍ２）である。
【０１０５】
図１９において、Ｐ２１〜Ｐ２８は、実施例１〜実施例８での測定値に基づいてそれぞれプロットされたものであり、Ｐ３１〜Ｐ３９は、比較例１〜比較例９での測定値に基づいてそれぞれプロットされたものである。
【０１０６】
図１６および図１９の測定結果から、電極列における列方向の電極間隔が、ほぼ２０〜５５ｍｍの範囲にある電極パターンで、吸収性物品（尿取りパット４１）の吸収部が、３５０ｇ以上の人工尿を吸収することができるポリマー量の組み合わせを選択することが好ましいと判断することができる。これにより、精度良く排尿量を検知することができる。
【０１０７】
また、吸収性物品（尿取りパット４１）の吸収部の単位面積当たりの遠心保持量が、ほぼ５０００〜８０００ｇ／ｍ２であり、電極が、ほぼ１５〜３５ｍｍの矩形内にある形状であることが好ましいと判断することができる。これにより、精度良く排尿量を検知することができる。
【０１０８】
さらに、電極列の最も外側の一端から他端までの距離（電極列の全長）が、吸収性物品（尿取りパット４１）の吸収部の長さのほぼ７５％以上であることが好ましいと判断することができる。これにより、広範囲にわたって排尿量を検知することができる。
【０１０９】
＜電極列における列方向の電極間隔の定義＞
本出願人は、図１９に示す散布図から、静電容量センサシート１の電極列における列方向の電極間隔の定義について検討した。
【０１１０】
図２０は、本実施の形態に係る静電容量センサシート１の電極１ｂの配置を示す図である。図２０において、ｄは、電極列の列方向において隣り合う電極の対向する端部の間の離間距離を表し、ａ１は、正電極の電極端部から面積が１／２の直線までの距離を表し、ａ２は、負電極の電極端部から面積が１／２の直線までの距離を表している。
【０１１１】
図中、Ａ１１で囲まれた範囲が、１個の静電容量Ｃを表し、この電極面積について考える。本実施の形態では、電極１ｂは、正電極、負電極が交互に配置されているため、正電極からは、図中矢印Ａ２１〜Ａ２３に示す方向（列方向）の両側の負電極に向かって電荷が移動する。その結果、１個の静電容量Ｃの面積は、電極面積の１／２になる。
【０１１２】
次に、電極の配置から電荷の移動は、円弧状に移動すると考えられる。その結果、平均距離は、正電極の電極端部から面積が１／２の直線までの距離ａ１のさらに半分の位置（ａ１／２）から、隣の負電極の電極端部から面積が１／２の直線までの距離ａ２のさらに半分の位置（ａ２／２）までを直径とする円周の半分と考えられる。すなわち、平均電極間の距離ｄ´は、次式（９）で表わされる。
【数２】
【０１１３】
上記の式（９）のうち、定数を除いた次式（１）を、電極列における列方向の電極間隔と定義することができる。距離ｄ´は、上述した測定結果からも、ほぼ２０〜５５ｍｍの範囲にあることが好ましい。
【数３】
【０１１４】
＜電極形状と電極間隔について＞
本出願人は、電極形状と上記の式（１）で定義した電極列における列方向の電極間隔との関係について検討した。
【０１１５】
図２１（ａ）〜（ｈ）は、電極間隔ｄ´の一例を示す図である。図２１（ａ）〜（ｈ）において、実線は、電極の面積を１／２にした場合の位置を表している。
【０１１６】
図２１（ａ）は、ほぼ正方形の２つの電極が平行に配置されている。図２１（ｂ）は、平行四辺形の２つの電極が同じ向きに平行に配置されている。図２１（ｃ）は、八角形の２つの電極が同じ向きに平行に配置されている。図２１（ｄ）は、一辺に複数の山型の形状を有する２つの電極が同じ向きに平行に配置されている。図２１（ｅ）は、図２１（ａ）に示す２つの電極の配置位置がずれている。図２１（ｆ）は、図２１（ｂ）に示す２つの電極の配置位置がずれている。図２１（ｇ）は、三角形の２つの電極が同じ向きに平行に配置されている。図２１（ｈ）は、平行する二辺にそれぞれ複数の山型の形状を有する電極が同じ向きに平行に配置されている。
【０１１７】
図２２（ａ），（ｂ）は、電極間隔ｄ´の他の一例を示す図である。図２２（ａ），（ｂ）において、実線は、電極の面積を１／２にした場合の位置を表している。
【０１１８】
図２２（ａ）は、三角形の２つの電極が異なる向きに平行に配置されている。図２２（ｂ）は、変形円形と円形の２つの電極が平行に配置されている。
【０１１９】
図２１と図２２からもわかる通り、本実施の形態における電極パターンにおいて、電極間隔ｄ´を定義する上で、概ね同じ形状の電極が同じ向きに配置されている必要がある。つまり、図２２（ｅ）、（ｆ）に示すように、異なる形状の電極が配置されてしまうと電極間隔ｄ´が均等でなくなり、測定結果にバラツキが出てしまう。なお、電極列における列方向の離間距離ｄが０になると、２つの電極が１つとみなされ、測定精度が悪くなるため、最短電極間隔ｄは０より大きい値となる。
【０１２０】
[本発明を適用した電極パターンによる排尿速度と尿流量の測定]
＜排尿速度の測定＞
本出願人は、実施例１の測定条件を用いて、一定速度で一定量ずつ人工尿を注入した場合の静電容量センサ出力変化量の測定を行った。
【０１２１】
図２３は、実施例１の測定条件を用いて、１秒間に５ｇずつ人工尿を注入する計測を２回、１秒間に１０ｇずつ人工尿を注入する計測を３回行った場合の静電容量センサ出力変化量と時間の関係を示す散布図である。図２３において、縦軸は静電容量センサ出力変化量であり、横軸は時間（sec）である。
【０１２２】
図２３に示すように、１秒間に５ｇずつ人工尿を注入した場合の１回目と２回目の測定結果、および、１秒間に１０ｇずつ人工尿を注入した場合の１回目〜３回目の測定結果が、それぞれプロットされている。
【０１２３】
この散布図からもわかる通り、尿の広がり方を排尿速度として捉えることができ、膀胱機能の評価に用いることが可能となる。
【０１２４】
＜尿流量の測定＞
本出願人は、図２３で測定された排尿速度の測定値を用いて、１秒あたりの尿流量を算出した。
【０１２５】
図２４（ａ）〜（ｅ）は、図２３での測定値を用いて１秒あたりの尿流量を算出し、算出した尿流量（ｇ／ｓｅｃ）と時間（ｓｅｃ）の関係を示す散布図である。図２４において、縦軸は尿流量（ｇ／ｓｅｃ）であり、横軸は時間（sec）である。
【０１２６】
図２４（ａ）は、１秒間に５ｇずつ人工尿を注入した場合の１回目の測定結果から算出された尿流量と時間の関係を示している。
【０１２７】
図２４（ｂ）は、１秒間に５ｇずつ３０秒間１５０ｇまで人工尿を注入した場合の２回目の測定結果から算出された尿流量と時間の関係を示している。
【０１２８】
図２４（ｃ）は、１秒間に１０ｇずつ１５秒間１５０ｇまで人工尿を注入した場合の１回目の測定結果から算出された尿流量と時間の関係を示している。
【０１２９】
図２４（ｄ）は、１秒間に１０ｇずつ１５秒間１５０ｇまで人工尿を注入した場合の２回目の測定結果から算出された尿流量と時間の関係を示している。
【０１３０】
図２４（ｅ）は、１秒間に１０ｇずつ１５秒間１５０ｇまで人工尿を注入した場合の３回目の測定結果から算出された尿流量と時間の関係を示している。
【０１３１】
また、図２４（ａ）〜（ｅ）では、２区間の移動平均（二乗平均）がそれぞれプロットされている。
【０１３２】
図２４の散布図からもわかる通り、１秒間隔で排尿量を測定することにより尿流量を算出することができ、排尿障害の評価に用いることが可能となる。
【０１３３】
＜使用者の姿勢による補正＞
以上のようにして測定された排尿量、排尿速度、尿流量は、加速度センサ１２で検知された使用者の姿勢情報（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）に基づいて、補正を行うことができる。これにより、排尿量、排尿速度、尿流量の検知精度を向上させることができる。なお、姿勢情報（Ｘ軸、Ｙ軸）を用いた排尿量の補正に関する技術は、特開２００２−２２４０９３号公報に記載されている。
【０１３４】
［発明の実施の形態における効果］
１．電極列における列方向の電極間隔が、ほぼ２０〜５５ｍｍの範囲にある電極パターンで、かつ、吸収性物品（尿取りパット４１）の吸収部が、３５０ｇ以上の遠心保持量の人工尿を吸収することができるポリマー量の組み合わせを選択することで、精度良く複数回の排尿を測定することが可能となる。すなわち成人の１回分の排尿量を１５０ｇであるとすると、複数回の排尿を用いて精度よく測定することができるので、排尿間隔、排尿時間や尿流量（排尿速度）を、より正確に測定することができ、膀胱機能や排尿障害の評価を行うことが可能となる。
【０１３５】
２．電極パターンの電極が、ほぼ１５ｍｍ〜３５ｍｍの矩形内にある形状を選択することで、精度良く排尿量を検知することができる。
【０１３６】
３．吸収性物品の吸収部の単位面積当たりの遠心保持量が、ほぼ５０００〜８０００ｇ／ｍ２であるものを選択することにより、複数回の排尿を測定可能としながら排尿量が多くなっても測定精度が高いことから、排尿間隔を測定可能とするだけでなく、排尿時間、尿流量（排尿速度）をより精度良く排尿量を検知することができる。
【０１３７】
４．電極列の最も外側の一端から他端までの距離（電極列の全長）が、吸収性物品（テープおむつ５１）の吸収部（尿取りパット４１）の長さのほぼ７５％以上であるものを選択することにより、広範囲にわたって排尿量を検知することができる。
【０１３８】
［変形例］
以上においては、静電容量センサシート１の電極パターンを２列に配置するようにしたが、これに限らず、３列または吸収性物品（テープおむつ５１）の吸収部（尿取りパット４１）を覆うことができればそれ以上でも良い。
【０１３９】
この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化したり、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせたりすることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【符号の説明】
【０１４０】
１ 静電容量センサシート
１１ データ収集手段
１２ 情報処理手段
２１ 静電容量センサ
２２ 加速度センサ
２３ データロガー
３１ データ取得手段
３２ 排尿量演算手段
３３ 排尿速度演算手段
３４ 尿流量演算手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排尿検知装置に関し、特に、おむつ、尿取りパッド等の吸収性物品への排尿量を測定する排尿検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
寝たきりの被介護者の介護や尿失禁の対応としてはおむつが用いられており、おむつの交換の必要性を介護者に伝えられない等の理由により、予め決められた時刻または一定時間毎におむつを交換している。
【０００３】
しかしながら、排尿の間隔や、１回の排尿量が正確には把握できないことから、介護者は一定時間毎におむつを交換する必要があり、また、おむつを開けなければ内部の状況を把握できないため、十分に排尿していない被介護者のおむつも開けてまた付け直すことが頻繁に発生してしまう。そのため、介護者には不要な労力が発生し、被介護者にとっては、必要以上におむつのチェックを受けることになり、精神的にも負担になっていた。
【０００４】
これに対して、特許文献１には、おむつの吸収部の外側に位置決めした、一組の導電体の間の静電容量の変化に基づいておむつへの排泄状態を検出する排泄監視装置が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、複数のセンサ出力に基づき吸収性物品内の排泄量を検知する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１８５０６７号公報
【特許文献２】特開２００２−２２４０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、排尿の有無を検出することはできるが、排尿の量までは正確に把握することは困難である。これに対して特許文献２の技術では、排尿の量（排泄量）を検知することができるが、正常な成人の１回の排尿量約１５０ｇでの複数回の排尿を測定することは考慮されていないため、複数回の排尿に対応した吸収性物品に適用した場合には、排尿量の測定精度が低くなる課題がある。特許文献２の技術でも、被介護者の排尿間隔や排尿量、排尿速度等を測定することが困難であった。
【０００８】
一方、高齢化社会がすすんでいる中で、被介護者の排泄の自立支援が求められているところ、排尿したことを検知するだけであったり、排尿量を検知するだけでは自立支援は困難であり、排尿間隔、排尿量、１日の排尿回数などまで把握し、適切なタイミングで排泄自立に向けて声をかけたり、トイレに誘導するなどの支援が求められている。また、被介護者の排尿速度、排尿間隔等を把握できれば、排尿障害の原因の診断を可能にし、さらに排泄の自立支援の手段が改善される。従って、単に排尿タイミングや排尿量を検知する装置ではなく、排尿リズムや排尿履歴を測定可能にする、吸収性物品への排尿量を高精度に測定する排尿検知装置が求められている。
【０００９】
本発明は、おむつ、尿取りパッド等の吸収性物品への排尿量を高精度に測定する排尿検知装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面は、排尿を吸収する吸収性物品の、使用者の肌に触れる側とは反対の外側表面に複数の電極を列置した電極列を複数列備え、複数の電極間のインピーダンス変化に基づいて排尿を検知する排尿検知装置であって、吸収性物品の吸収部は、３５０ｇ以上の遠心保持量の排尿を吸収することができるポリマー量を有し、電極列における列方向の電極間隔は、２０〜５５ｍｍである。
【００１１】
以上のように、電極列における列方向の電極間隔およびポリマー量の適切な組み合わせを用いることにより、排尿量が多くなっても、測定精度が高いため、１回の排尿量だけでなく、排尿間隔、排尿時間や尿流量（排尿速度）の測定を行うことが可能となり、膀胱機能や排尿障害の評価を行うことが可能となる。
【００１２】
前記電極は、１５〜３５ｍｍの矩形内にある形状である。これにより、精度良く排尿量を検知することができる。
【００１３】
前記吸収性物品の吸収部の単位面積当たりの遠心保持量は、５０００〜８０００ｇ／ｍ２である。これにより、複数回の排尿を測定可能としながら排尿量が多くなっても測定精度が高いことから、排尿間隔を測定可能とするだけでなく、排尿時間、尿流量（排尿速度）をより精度良く排尿量を検知することができる。
【００１４】
前記電極列の一端から他端までの長さは、前記吸収性物品の吸収部の長手方向の長さの７５％以上、１００％以下である。これにより、精度良く排尿量を検知することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、おむつ、尿取りパッド等の吸収性物品への排尿量を高精度に測定する排尿検知装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る静電容量センサシートの構成例を示す図である。
【図２】本発明を適用した排尿検知装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】データ収集部の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図４】情報処理部の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図５】静電容量センサシートが取り付けられたおむつの装着方法を説明するための図である。
【図６】おむつを装着した使用者の断面を示す図である。
【図７】静電容量センサシートの排尿センサの原理を説明する図である。
【図８】人工尿を一定量ずつ注入した場合の人工尿が広がる様子を示す図である。
【図９】静電容量センサ出力変化量と人工尿広がり面積の関係を示す散布図である。
【図１０】人工尿を一定量ずつ注入した場合の人工尿広がりを模式的に示す図である。
【図１１】図１０（ａ）、図１０（ｂ）での測定条件における人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。
【図１２】図１０（ｂ）、図１０（ｃ）での測定条件における人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。
【図１３】電極パターンの例を示す図である。
【図１４】他の電極パターンの例を示す図である。
【図１５】いくつかの電極パターンを用いた人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。
【図１６】電極パターンを用いて静電容量センサ出力変化量を測定したいくつかの実施例を示す図である。
【図１７】吸収性物品の遠心保持量の測定方法により得た測定結果を示す図である。
【図１８】図１６での測定条件における人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。
【図１９】電極間隔と遠心保持量の関係を示す散布図である。
【図２０】電極間隔の定義について検討する際に用いた電極の配置を示す図である。
【図２１】電極間隔ｄ´の一例を示す図である。
【図２２】電極間隔ｄ´の他の一例を示す図である。
【図２３】実施例１の測定条件を用いて、１秒間に５ｇずつまたは１０ｇずつ人工尿を注入する計測を行った場合の静電容量センサ出力変化量と時間の関係を示す散布図である。
【図２４】図２３での測定値を用いて１秒あたりの尿流量を算出し、算出した尿流量と時間の関係を示す散布図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、吸収性物品の、使用者の肌に触れる側とは反対の外側表面に、複数の電極を列置した電極列を複数列備えている。複数の電極列は、吸収性物品の吸収部の使用者の肌に触れる側とは反対の外側表面に備えてもよいが、図１に示すように静電容量センサシートに備え、静電容量センサシートを吸収性物品の吸収部の使用者の肌に触れる側とは反対の外側表面に備えるものが好ましい。
【００１８】
静電容量センサシート１は、フィルム１ａ、フィルム１ａの一方の面に備えられる複数の電極１ｂを有する。複数の電極１ｂは、フィルム１ａの一方の面に接着されていてもよいし、縫いつけられていてもよく、固着されていることが好ましい。複数の電極１ｂは、それぞれが導線により結線され、列置された電極列を複数列備えることで、複数のセンサ素子を構成している。各センサ素子は、正電極と負電極との間のインピーダンス変化を検知する。なお、センサ素子の数は、正電極の数に対応していても良いし、対応していなくてもよい。
【００１９】
本発明は、電極列における列方向の電極間隔は、複数回の排尿や多量の排尿に対する測定精度向上の観点から、２０〜５５ｍｍであり、２５〜５５ｍｍであることがより好ましい。本発明の電極間隔ｄ‘は、列方向において隣り合う電極の対向する端部の間を離間距離ｄとした場合に、図２０に示すように電極を電極列に直行する直線によって面積を４等分した場合に、電極端部から面積が１／４の直線までの距離を各々ａ１／２、ａ２／２とした場合にこれらの合計を電極間隔ｄ‘と定義する。
即ち、電極間隔は以下の式（１）で表される。
【数１】
ここで、ａ１／２は、一つの電極において、列方向に直行する直線によって、電極の面積を分割した場合の一方の領域における重心から、列方向における近接する端部までの距離を意味する。電極の形状が矩形の場合には、列方向における長さの１／４に相当する。なお、離間距離ｄは、電極列の列方向における隣り合う電極の端部同士の距離であって、電極の形状によらず、０より大きい距離であって、５０ｍｍより小さい距離である。電極の形状が概ね矩形である場合には、複数回の排尿や多量の排尿に対する測定精度向上の観点から１０〜４５ｍｍであることが好ましく、１２〜４０ｍｍであることがより好ましい。
【００２０】
図１の例では、電極１ｂは、６行×２列に２次元配列されており、各電極が矩形状をなす。電極列において列方向に隣り合う電極は、正極、負極、正極・・・の順に列置され、かつ、隣り合う電極列において列方向に直交する隣り合う電極についても正極に対して負極、負極に対して正極の関係で配置されても良いし、正極に対して正極、負極に対して負極で配置されても良い。動作による誤差低減の観点から正極に対して正極、負極に対して負極で配置するのが好ましい。そして、正電極には、正電位が印加され、負電極は、接地されている。
【００２１】
なお、静電容量センサシート１の材質は、フィルム１ａに限らず、例えば、不織布やフレキシブル基板などでも良い。
【００２２】
以上のような構成からなる静電容量センサシート１は、老人や乳幼児の尿又は便等の排泄物を吸収する尿取りパッド等の吸収性物品（ここでは、尿取りパットと称する）の外側表面（フィルム側）に取り付けられ、尿取りパットに吸収された排泄物の排泄量（本実施の形態では、特に排尿による排尿量）を、複数のセンサ素子により検知する。なお、センサ素子により検知されたデータの出力間隔は０．１秒〜３分であることが好ましく、３秒未満であることがより好ましく、１秒以下であることがさらに好ましい。また、測定時間（同じ尿取りバッド等の吸収性物品を装着して測定する時間）は５〜１０時間であることが好ましく、６〜９時間であることが好ましく、６〜８時間であることがさらに好ましい。このような測定間隔、測定時間の測定を行うことによって、複数回の排尿を測定可能となり、使用者の排尿パターンに関連する、排尿回数、１回の排尿量や排尿速度、排尿間隔のデータをより正確に得ることができる。
【００２３】
尿取りパッドは、テープおむつ（マジックテープ（登録商標）が取り付けられたおむつ）の内側（排泄箇所）に挿入し、重ねて使用される。すなわち、静電容量センサシート１は、上述したように尿取りパッドの使用者の肌に触れる側とは反対の外側表面に取り付けられ、排尿等があっても、原則として静電容量センサシート１は汚れないので、尿取りパッドを交換する際に、静電容量センサシート１を使用後の尿取りパッドからはずせばよく、また新たな尿取りパッドにも装着容易であり、簡便かつコストメリットがあり、環境負荷が少なくなる。なお、上記使用者は、被介護者、排尿パターン検査の被験者、排尿支援のための被験者などが挙げられ、被介護者又は被験者に用いられる。
【００２４】
なお、静電容量センサシート１は、テープおむつの内側に固定したり、尿取りパッドとテープおむつの間に挟んで固定することもできるが、使用者の動きに対して尿取りパッドとの相対的位置関係の維持向上の観点から尿取りパッドに取付又は固定することが好ましい。
【００２５】
[本発明の排尿検知装置の構成]
図２は、本発明を適用した排尿検知装置１０の構成例を示すブロック図である。この排尿検知装置１０においては、静電容量センサシート１、データ収集手段１１、および情報処理手段１２から構成される。なお静電容量センサシート１、データ収集手段１１、および情報処理手段１２の使用例については、図５を参照して後述する。
【００２６】
静電容量センサシート１を含む回路全体には、電圧制御手段２１（図３）から４００から６００ｋＨｚの矩形波の電圧がかけられており、各センサ素子による電極間のインピーダンス変化が電圧制御手段２１によって検知される。そして、単位時間ごとの電極間のインピーダンス変化を電圧制御手段２１において電圧値に比例した静電容量センサ出力に変換される。
【００２７】
データ収集手段１１は、静電容量センサシート１とケーブル（図示せぬ）を介して接続され、テープおむつの使用者の肌側とは反対側の外側表面に取り付けられる。データ収集手段１１の電圧制御手段２１（図３）は、静電容量センサシート１を介して検知されたインピーダンスの変化を電圧値に比例した静電容量センサ出力として収集する。
【００２８】
また本発明のデータ収集手段１１は、電圧制御手段２１とともに、加速度センサ２２（図３）を有している。加速度センサ２２は、使用者の変位によるＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の加速度をそれぞれ検出（収集）することにより、おむつを装着している使用者の姿勢を検知する。
【００２９】
情報処理手段１２は、例えば、コンピューターであって、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等を有し、データ収集手段１１で収集されたデータを取得し、排尿量、排尿速度、および尿流量を算出する。データ収集手段１１で収集されたデータからの算出方法の詳細は、後述する。
【００３０】
図３は、データ収集手段１１の機能の構成例を示すブロック図である。データ収集手段１１は、電圧制御手段２１、およびデータロガー２３で構成され、加速度センサ２２を備えている。
【００３１】
電圧制御手段２１は、静電容量シート１の電極間インピーダンスＺｘと抵抗値が既知のインピーダンス要素Ｚ１〜Ｚ３とでブリッジ回路を構成し、ブリッジ回路の入力端に発振回路の出力電圧を印加する。そして、インピーダンス要素Ｚ１、Ｚ２による分圧電圧と、インピーダンス要素Ｚ３と電極間のインピーダンスＺｘとによる分圧電圧との差電圧を検波して、インピーダンスＺｘの大きさに応じた電圧値の電圧信号をデータロガー２２に出力する。本発明では、インピーダンスＺｘの大きさに応じた電圧値の電圧信号に比例した値である静電容量センサ出力をデータロガー２３に単位時間ごとに出力して保存することが好ましい。単位時間は、０．１〜３秒が好ましく、０．１〜１秒がさらに好ましい。
【００３２】
加速度センサ２２は、おむつを装着している使用者の姿勢を検知するものであって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の加速度をそれぞれ検出（収集）し、検出結果をデータ収集手段１１のデータロガー２３に出力する。
【００３３】
データロガー２３は、電圧制御手段２１および加速度センサ２２から取得したデータを保存する電子計測器である。データロガー２３は、情報処理手段１２からの要求に応じて、または、情報処理手段１２に接続されたことを検知すると、保存しているデータを情報処理手段１２に転送する。
【００３４】
図４は、情報処理手段１２の機能の構成例を示すブロック図である。情報処理手段１２は、データ取得手段３１、排尿量演算手段３２、排尿速度演算手段３３、および尿流量演算手段３４で構成される。
【００３５】
データ取得手段３１は、データ収集手段１１とケーブルを介して接続されると、データ収集手段１１のデータロガー２３に保存されているデータを取得し、排尿量演算手段３２および排尿速度演算手段３３に供給する。
【００３６】
排尿量演算手段３２は、データ取得手段３１から取得したデータに基づいて、排尿量を計算する。排尿速度演算手段３３は、データ取得手段３１から取得したデータに基づいて、排尿速度を計算し、計算結果を尿流量演算手段３４に供給する。尿流量演算手段３４は、排尿速度演算手段３３から取得した排尿速度の計算値に基づいて、尿流量を計算する。
【００３７】
以上のように構成された排尿検知装置１によれば、おむつ内に排尿があると、排尿があった部位に対応する静電容量センサシート１のセンサ素子のインピーダンスが大幅に変化する。そして、データ収集手段１１の電圧制御手段２１は、複数のセンサ素子のインピーダンスの変化の総量の電圧信号を出力するので、情報処理手段１２の排尿量演算手段３２は、計算により排尿量を精度良く得ることができる。
【００３８】
＜おむつの装着方法＞
図５（ａ）〜（ｃ）は、静電容量センサシート１が取り付けられたおむつの装着方法を説明するための図である。
【００３９】
図５（ａ）に示すように、静電容量センサシート１は、尿取りパット４１の、使用者（通常、被介護者）の肌に触れる側とは反対の外側である尿取りパット４１の防水用のフィルム側の表面に、静電容量センサシート１の電極１ｂが当接するように貼り付けられることが好ましい。この場合、静電容量センサシート１が貼り付けられた尿取りパット４１は、図５（ｂ）に示すように、使用者への保持手段、例えばマジックテープ５１ａ、５１ｂが取り付けられたテープおむつ５１の内側表面に沿って配置される。このとき、静電容量センサシート１がテープおむつ５１と尿取りパット４１の間に挟まれるように配置されるものとなる。
【００４０】
静電容量センサシート１および尿取りパット４１が配置されたテープおむつ５１は、図５（ｃ）に示すように、使用者に装着され、使用者への保持手段であるマジックテープ５１ａ、５１ｂで固定される。そして、静電容量センサシート１とデータ収集手段１１とをケーブルを介して接続し、データ収集手段１１をテープおむつ５１の外側表面に取り付ける。データ収集手段１１の取り付け方法は特に問わないが、ずり落ち防止の観点から、テープおむつ５１の腹部近傍端にクリップやマジックテープ等の固着手段で取り付けることが好ましい。
【００４１】
データ収集手段１１には、加速度センサ２２が内蔵されているため、テープおむつ５１にクリップやマジックテープ等の固着手段で正しく取り付けることは重要であり、これにより、使用者の姿勢を正しく検知することができる。
【００４２】
なお、おむつの交換時に、データ収集手段１１を情報処理手段１２に接続することで、おむつの交換中に、データを転送することができる。
【００４３】
図６は、図５に示したテープおむつ５１を装着した際の使用者のＸ−Ｘ断面を模式的に示し、人体、尿取りパット４１、静電容量センサシート１、テープおむつ５１の位置関係を示す図である。
【００４４】
図６に示すように、尿取りパット４１の外側に静電容量センサシート１を配置し、静電容量センサシート１の外側にテープおむつ５１を配置する。これにより、テープおむつ５１が静電容量センサシート１と尿取りパット４１とを押圧して尿取りパット４１を使用者に接触させて固定することが可能となり、使用者が立ったり座ったりしても、インピーダンスの変化量の誤差を抑えることができ、排尿量等の測定精度をさらに向上させることができる。
【００４５】
以上のように、静電容量センサシート１を尿取りパット４１の外側表面に配置することで、繰り返し排尿量等を測定することが可能になる。また、静電容量センサシート１が尿取りパット４１とテープおむつ５１の間に挟まれるため、静電容量センサシート１は肌に直接触れず、静電容量センサシート１を繰り返し使用可能とし、しかも使用者への不快感を軽減することができる。さらに、静電容量センサシート１の中央部に電極にかからない範囲で、切り込みやくり抜き部分を設けることが、使用者の足を閉じた時等の違和感を軽減できる観点から好ましい。また、データ収集手段１１が情報処理手段１２と常時接続されるものではないため、使用者は自由に動くことが可能である。
【００４６】
なお、テープおむつ５１を用いるようにしたが、必ずしもテープおむつ５１である必要はなく、例えば、パンツ型の装着品でも良い。
【００４７】
本発明の電極列の全長は、吸収部における排尿の広がりをより広範囲で検知する観点から、吸収部の長手方向の長さの７５％以上であることが好ましく、７８％以上であることがさらに好ましい。
【００４８】
本発明の吸収性物品（例えば尿取りパッド４１）の吸収部は、３５０ｇ以上の排尿を吸収することができるポリマー量を有しており、好ましくは吸収部の単位面積あたりの遠心保持量は、５０００〜８０００ｇ／ｍ２であり、好ましくは５０００〜７５００ｇ／ｍ２である。また、本発明の吸収部の遠心保持量（吸収することができる排尿量）は、３５０ｇ以上であって、８００ｇ以下が好ましい。
【００４９】
＜排尿センサ原理＞
図７は、静電容量センサシート１の排尿センサの原理を説明する図である。
【００５０】
図７に示すように、電極１ｂの各電極間には、コンデンサＣ１〜Ｃ７がそれぞれ形成される。つまり、全ての電極間にコンデンサＣがそれぞれ形成される。
【００５１】
例えば、コンデンサＣ４が形成される位置に対応する尿取りパット４１の位置に排尿があった場合、コンデンサＣ４の静電容量が変化する（排尿を吸収した尿取りパット４１の部分の外側表面に形成されるコンデンサＣ４の静電容量が変化する）。ここで、静電容量は、次式（２）で表わされる。ε０は、真空誘電率（定数：８．８５４×１０−１２）であり、εＳは、比誘電率であり、Ａは、電極の面積であり、ｄは、電極間の距離である。なお、空気の比誘電率は、１であり、水の比誘電率は、８０である。
静電容量Ｃ＝ε０・εＳ・Ａ／ｄ ・・・（２）
【００５２】
上記の式（２）と比誘電率の変化（１が８０になる変化）より、コンデンサＣ４の静電容量は、８０倍に変化する。また、矢印Ａ１の先に示されるように、コンデンサＣ１〜Ｃ４が形成される位置に対応する尿取りパット４１の位置に排尿があった場合、コンデンサＣ１〜Ｃ４の静電容量は、８０倍に変化する。
【００５３】
以上のようにして、静電容量の変化を測定することによって、尿取りパット４１における排尿の広がりを計算可能となり、排尿量のデータを得ることができる。
【００５４】
＜尿広がり面積の計算＞
本出願人は、人形に図５の様に静電容量センサシート１を取り付け仰向けに置き、静電容量センサシート１が貼り付けられた尿取りパット４１の人形側の表面の通常ヒトの排尿部に相当する領域に、チューブの吐出口を配置し、チューブを介して人工尿（例えば、生理食塩水）を一定量ずつ排尿部に相当する領域に注入した場合の人工尿広がり面積を計算した。
【００５５】
図８（ａ）〜（ｅ）は、尿取りパット４１上の排尿部付近に、一定量の人工尿を注入した場合の人口尿が広がる様子を示す図である。図８（ａ）は、５０ｇの人工尿を注入した場合の尿広がりを示し、図８（ｂ）は、１００ｇの人工尿を注入した場合の人工尿広がりを示し、図８（ｃ）は、１５０ｇの人工尿を注入した場合の尿広がりを示し、図８（ｄ）は、２００ｇの人工尿を注入した場合の人工尿広がりを示し、図８（ｅ）は、２５０ｇの人工尿を注入した場合の人工尿広がりを示している。
【００５６】
図８（ａ）〜（ｅ）からもわかる通り、人工尿の注入量が増えるに従い、人工尿広がり面積が次第に広がっていく様子がわかる。
【００５７】
図９は、静電容量センサ出力変化量と人工尿広がり面積の関係を示す散布図である。図９において、縦軸は静電容量センサ出力変化量であり、横軸は人工尿広がり面積（ｃｍ２）である。静電容量センサ出力変化量（各センサ素子による電極間のインピーダンス変化量の総変化量）は、電圧制御手段２１で得られる人工尿量がないときの電圧出力と人工尿を注入した時の電圧制御手段２１で得られる電圧出力に関連した値を表わしたものである。
【００５８】
図９において、Ｐ１は、図８（ａ）に示した人工尿広がり面積により得た静電容量センサ出力変化量の測定値に基づいてプロットされたものであり、Ｐ２は、図８（ｂ）の人工尿広がり面積により得た静電容量センサ出力変化量の測定値に基づいてプロットされたものであり、Ｐ３は、図８（ｃ）の人工尿広がり面積により得た静電容量センサ出力変化量の測定値に基づいてプロットされたものであり、Ｐ４は、図８（ｄ）の人工尿広がり面積により得た静電容量センサ出力変化量の測定値に基づいてプロットされたものであり、Ｐ５は、図８（ｅ）の人工尿広がり面積により得た静電容量センサ出力変化量の測定値に基づいてプロットされたものである。
【００５９】
図９に示す静電容量センサ出力変化量と人工尿広がり面積の関係からもわかる通り、人工尿広がり面積の増加に伴って、ほぼ比例して静電容量センサ出力変化量も増加している。
【００６０】
すなわち、静電容量センサ出力量の変化を検知すれば、尿広がり面積を算出可能となり、排尿量に換算することも可能になる。
【００６１】
＜排尿センサの電極パターン＞
本出願人は、静電容量センサシート１の電極パターンをいくつか用意し、吸収性能が異なる尿取りパット４１をいくつか用意し、人形に図５の様に静電容量センサシート１を取り付け仰向けに置き、静電容量センサシート１が貼り付けられた尿取りパット４１の人形側の表面の通常ヒトの排尿部に相当する領域に、チューブの吐出口を配置し、チューブを介して人工尿を一定量ずつ排尿部に相当する領域に注入した場合の静電容量センサ出力変化量を測定した。
【００６２】
図１０（ａ）〜（ｃ）は、人形に図５の様に静電容量センサシート１を取り付け仰向けに置き、静電容量センサシート１が貼り付けられた尿取りパット４１の人形側の表面の通常ヒトの排尿部に相当する領域に、チューブの吐出口を配置し、チューブを介して人工尿を一定量ずつ排尿部に相当する領域に注入した場合の人工尿が尿取りパット４１に広がる様子を模式的に示す図である。
【００６３】
図１０（ａ）は、静電容量センサシート１の電極１ｂの形状が２５ｍｍ×２５ｍｍ、電極列における列方向（図中横方向）の離間距離が５０ｍｍ、電極列と電極列の間（図中縦方向）の電極の離間距離が２０ｍｍからなる電極パターンである。ここで、電極の離間距離とは、隣り合う電極の一方の端部から他方の端部までの距離をいう。本実施の形態では、１５０ｇ相当の排尿を３回分吸収できる性能の尿取りパット４１を用いて、人工尿５０ｇ、１００ｇ、１５０ｇを注入した場合の測定結果を示している。本実施の形態では、１回の排尿量をほぼ１５０ｇとして説明する。
【００６４】
図１０（ａ）に示すように、人工尿を５０ｇ注入した場合、４個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化する。人工尿を１００ｇ注入した場合、６個の電極間に形成されるコンデンサＣの静電容量が変化する。人工尿を１５０ｇ注入した場合、８個の電極間に形成されるコンデンサＣの静電容量が変化する。
【００６５】
図１０（ｂ）は、静電容量センサシート１の電極１ｂの形状が２５ｍｍ×２５ｍｍ、電極列における列方向の電極間の離間距離が５０ｍｍ、電極列と電極列の間の電極間の離間距離が２０ｍｍからなる電極パターンであり、１５０ｇ相当の排尿を６回分吸収できる性能の尿取りパット４１を用いて、人工尿５０ｇから３５０ｇの範囲で５０ｇずつ増やして７回にわたって注入した場合の測定結果を示している。
【００６６】
図１０（ｂ）に示すように、人工尿を５０ｇ注入した場合、４個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化する。人工尿を１００ｇ〜２５０ｇまで注入した場合、６個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化する。３００ｇ〜３５０ｇまで注入した場合、８個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化する。
【００６７】
図１０（ｃ）は、静電容量センサシート１の電極１ｂの形状が２５ｍｍ×２５ｍｍ、電極列における列方向の電極間の離間距離が１２．５ｍｍ、電極列と電極列の間の電極間の離間距離が２０ｍｍからなる電極パターンであり、６回分の排尿を吸収できる性能の尿取りパット４１を用いて、人工尿を５０ｇから３５０ｇの範囲で５０ｇずつ増やして７回にわたって注入した場合の測定結果を示している。
【００６８】
図１０（ｃ）に示すように、人工尿を５０ｇ注入した場合、６個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化する。人工尿を１００ｇ注入した場合、１０個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化する。人工尿を１５０ｇ〜２５０ｇまで注入した場合、１４個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化する。人工尿を３００ｇ〜３５０ｇまで注入した場合、１８個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化する。
【００６９】
図１１は、図１０（ａ）、図１０（ｂ）での測定条件（電極パターン）における人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。図１１において、縦軸は静電容量センサ出力変化量であり、横軸は人工尿注入量（ｇ）である。つまり、図１１の例では、同じ電極パターンを用いて、吸収量が３回分の尿取りパット４１と吸収量が６回分の尿取りパット４１での静電容量センサ出力変化量の比較を行っている。
【００７０】
図１１において、図１０（ａ）での測定条件における静電容量センサ出力変化量の測定値がプロットされるとともに、その測定値から算出された近似曲線がｙ１で示されている。図１０（ａ）での測定値から算出された近似曲線ｙ１、相関係数Ｒ２は、次式（３）で表わされる。
ｙ１＝０．３２７６ｘ０．９６９５
Ｒ２＝０．８９９ ・・・（３）
【００７１】
また、図１１において、図１０（ｂ）での測定条件における静電容量センサ出力変化量の測定値がプロットされるとともに、その測定値から算出された近似曲線がｙ２で示されている。図１０（ｂ）での測定値から算出された近似曲線ｙ２、相関係数Ｒ２は、次式（４）で表わされる。
ｙ２＝０．０７７７ｘ＋４．９４５７
Ｒ２＝０．８７６３ ・・・（４）
【００７２】
図１２は、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）での測定条件における人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。図１２において、縦軸は静電容量センサ出力変化量であり、横軸は人工尿注入量（ｇ）である。つまり、図１２の例では、異なる電極パターンを用いて、吸収量が６回分の尿取りパット４１での静電容量センサ出力変化量の比較を行っている。
【００７３】
図１２において、図１０（ｃ）での測定条件における測定値がプロットされるとともに、測定値から算出された近似曲線がｙ３で示されている。図１０（ｃ）での測定値から算出された近似曲線ｙ３、相関係数Ｒ２は、次式（５）で表わされる。
ｙ３＝２．８３４８ｘ０．５２３６
Ｒ２＝０．９２１６ ・・・（５）
【００７４】
また、図１２において、図１０（ｂ）での測定条件における測定値がプロットされるとともに、測定値から算出された近似曲線（上記式（４））がｙ２で示されている（図１１の近似曲線ｙ２と同じである）。
【００７５】
上記の式（３）〜（５）より、相関の強さを表す、相関係数（Ｒの二乗）は、それぞれ、０．８９９、０．８７６３、０．９２１６である。つまり、近似曲線ｙ１〜ｙ３を用いて、それぞれ８９．９％、８７．６３％、９２．１６％の信頼性を持って静電容量センサ出力変化量の値を得ることができると判断することができる。従って、最も相関係数の高い、図１０（ｃ）での電極パターンおよび吸収量が６回分の尿取りパット４１を用いる測定条件による静電容量センサ出力により、精度の高い排尿量の計算結果を得ることができると判断することができる。
【００７６】
特に、近似曲線ｙ２とｙ３の信頼性については、図１０（ｂ）と図１０（ｃ）の人工尿の広がり範囲と静電容量センサ１の電極の位置関係からも判断することができる。例えば、１回分の排尿量（１５０ｇ）に相当する累積量と２回分の排尿量（３００ｇ）に相当する累積量の場合を比較すると、図１０（ｂ）においては、累積１５０ｇのときは６個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化し、累積３００ｇのときは８個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化し、２個分のコンデンサＣの静電容量が多く変化する。それに対して図１０（ｃ）においては、累積１５０ｇのときは１４個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化し、累積３００ｇのときは１８個の電極間に設けられたコンデンサＣの静電容量が変化し、４個分のコンデンサＣの静電容量が多く変化する。すなわち、図１０（ｃ）の条件の方が、分解能が高いことになるので、得られる結果の信頼性が高くなる。
【００７７】
以上、図１０（ｃ）の条件によれば、正常な成人の１回の排尿量約１５０ｇでの複数回の排尿を正確に測定することができる。
【００７８】
＜電極パターンの具体例＞
次に、本出願人は、吸収量が６回分の尿取りパット４１を用いて、さまざまな電極パターンを試作し、それらについて検討した。
【００７９】
図１３は、静電容量センサシート１の電極１ｂの形状が２５ｍｍ×２５ｍｍ、電極列における列方向（図中横方向）の電極間の離間距離が５０ｍｍ、列方向の電極間隔が６２．５ｍｍ、電極列と電極列の間（図中縦方向）の対向する電極端部の間の距離である離間距離が２０ｍｍ、電極の列方向の最も外側の一端から他端までの距離（電極列の全長）が４００ｍｍからなる電極パターン１を示している。
【００８０】
ここで、電極列と電極列の間の対向する電極端部の間の離間距離は、電極列を構成する全ての電極について、並列された電極列の対向する電極との間の離間距離の平均値を意味する。本発明においては、電極列を構成する各電極について、並列された電極列の電極との離間距離に差がある場合であっても、５ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることが好ましい。電極列と電極列の間の離間距離は、使用時に電極列の間に所定の距離を維持し、接触を防止し、測定精度を維持向上させる観点から、１５〜２５ｍｍであることが好ましい。
【００８１】
図１４は、そのほかの電極パターンの具体例を一覧表に示している。図１４の例では、電極パターン１のほかに、電極１ｂの形状が２５ｍｍ×２５ｍｍ、列方向の電極間隔が２５ｍｍ、電極列における列方向の電極間の離間距離が１２．５ｍｍ、電極列と電極列の間の対向する電極端部の間の離間距離が２０ｍｍ、電極列の全長が４００ｍｍからなる電極パターン２、電極１ｂの形状が２５ｍｍ×２０ｍｍ、列方向の電極間隔が３０ｍｍ、電極列における列方向の電極間の離間距離が２０ｍｍ、電極列と電極列の間の対向する電極端部の間の離間距離が２０ｍｍ、電極列の全長が４２０ｍｍからなる電極パターン３、電極１ｂの形状が５ｍｍ×４０ｍｍ、列方向の電極間隔が３５ｍｍ、電極列における列方向の電極間の離間距離が１５ｍｍ、電極列と電極列の間の対向する電極端部の間の離間距離が２０ｍｍ、電極列の全長が４２５ｍｍからなる電極パターン４、電極１ｂの形状が２５ｍｍ×２５ｍｍ、列方向の電極間隔が１６．５ｍｍ、電極列における列方向の電極間の離間距離が４ｍｍ、電極列と電極列の間の対向する電極端部の間の離間距離が２０ｍｍ、電極列の全長が４０２ｍｍからなる電極パターン５、電極１ｂの形状が２５ｍｍ×１５ｍｍ、列方向の電極間隔が１１．５ｍｍ、電極列における列方向の電極間の離間距離が４ｍｍ、電極列と電極列の間の対向する電極端部の間の離間距離が２０ｍｍ、電極列の全長が３９５ｍｍからなる電極パターン６が示されている。
【００８２】
図１５は、電極パターン１、電極パターン２、電極パターン５、電極パターン６を用いて、人形に図５の様に静電容量センサシート１を取り付け仰向けに置き、静電容量センサシート１が貼り付けられた尿取りパット４１の人形側の表面の通常ヒトの排尿部に相当する領域に、チューブの吐出口を配置し、チューブを介して人工尿を一定量ずつ排尿部に相当する領域に注入した場合の人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。図１５において、縦軸は静電容量センサ出力変化量であり、横軸は人工尿注入量（ｇ）である。
【００８３】
図１５において、電極パターン１、電極パターン２、電極パターン５、電極パターン６を用いて測定された静電容量センサ出力変化量の測定値がプロットされている。また、電極パターン１を用いて複数回測定された静電容量センサ出力変化量の測定値から算出された近似曲線がｙ１１で示されている。近似曲線ｙ１１、相関係数Ｒ２は、次式（６）で表わされる。
ｙ１１＝０．０６０８ｘ＋８．７９６５
Ｒ２＝０．９１４９ ・・・（６）
【００８４】
さらに、図１５において、電極パターン２を用いて複数回測定された静電容量センサ出力変化量の測定値から算出された近似曲線がｙ１２で示されている。近似曲線ｙ１２、相関係数Ｒ２は、次式（７）で表わされる。
ｙ１２＝１９．０７７Ｌｎ（ｘ）−５４．２３５
Ｒ２＝０．９４１ ・・・（７）
【００８５】
さらに、図１５において、電極パターン５を用いて複数回測定された静電容量センサ出力変化量の測定値から算出された近似曲線がｙ１３で示されている。近似曲線ｙ１３、相関係数Ｒ２は、次式（８）で表わされる。
ｙ１３＝３６．９７８Ｌｎ（ｘ）−１３８．３６
Ｒ２＝０．９３３３ ・・・（８）
【００８６】
上記の式（６）〜（８）より、相関係数は、それぞれ、０．９１４９、０．９４１、０．９３３３である。つまり、近似曲線ｙ１１〜ｙ１３を用いて、それぞれ９１．１４９％、９４．１％、９３．３３％の信頼性を持って静電容量センサ出力変化量の値を得ることができると判断することができる。従って、最も相関係数の高い、電極パターン２を用いる測定条件による静電容量センサ出力により、精度の高い排尿量の計算結果を得ることができると判断することができる。
【００８７】
なお、図１５において、近似曲線ｙ１３の方が近似曲線ｙ１２に比べ傾きが高いにも拘わらず、近似曲線ｙ１２よりも相関係数が低くなった原因として、人工尿注入量４００ｇ付近の静電容量センサ出力変化量の測定精度の低さが考えられる。一般に、おむつは、使用者に装着した状態では、平面ではなく湾曲しているため、尿が均一に広がっていかない。つまり、仰向けで排尿があった場合は、尿取りパット４１の排尿部付近の尿の広がりに比べ、おしり付近の尿の広がりは重力の影響を受けにくいため遅くなる。このため、尿は面ではなく尿取りパットの深さ方向に広がる。電極パターン５は、電極間隔が狭すぎるがゆえに、深さ方向の広がりが見えにくく測定精度が低くなってしまったと考えられる。
【００８８】
［本発明に係る電極パターンを適用した場合の性能評価］
本出願人は、上述したような測定結果から測定対象（電極パターン）をいくつか絞りこみ、各電極パターンを用いて排尿量を複数回測定し、それらの精度について判定を行った。
【００８９】
図１６は、静電容量センサシート１の電極パターンを用いて、人形に図５の様に静電容量センサシート１を取り付け仰向けに置き、静電容量センサシート１が貼り付けられた尿取りパット４１上の人形側の排尿部付近にチューブを用いて人工尿を注入した時の静電容量センサ出力変化量を測定したいくつかの実施例を示す図である。
【００９０】
実施例１〜８、および比較例１〜９は、電極形状、列方向の電極間隔、列方向の電極間の離間距離、電極列の全長、尿取りパット４１の吸収部の長さ、単位面積当たりのポリマー量、単位面積当たりの遠心保持量、遠心保持吸収量を変化させた場合の測定結果を示している。
【００９１】
なお、実施例、比較例では、電極列の全長は、上述したように、電極の列方向の最も外側の一端から他端までの距離をいい、パット吸収部を覆う範囲は、（電極列の全長）／（尿取りパット４１の吸収部の長さ）をいい、単位面積当たりの遠心保持量は、ポリマーが単位面積当たりに吸収する水の量をいい、遠心保持吸収量は、尿取りパット４１が吸収する水の量をいう。また、測定範囲は、信頼性のある静電容量センサ出力変化量の測定値が得られる人工尿注入量をいい、判定基準は、実施例では、人工尿１５０ｇを複数回注入して測定可能であるか否か、比較例では、人工尿１５０ｇを１回注入して測定不可になるか否かをいう。
【００９２】
図１６の判定結果を説明する前に、吸収性物品の遠心保持量の測定方法と、吸収性物品のポリマー量の測定方法について説明する。
【００９３】
＜吸収性物品の遠心保持量の測定方法＞
１．尿取りパット４１の製品重量を測定する。
２．吸収体を残して外包材をカットし、カット後の重量（カット後重量）を測定する。
３．カット後のサンプルを、０．９％の生理食塩水に３０分間浸ける。
４．サンプルを取り出し、正確な吸収量を得るため、３０分間吊し、吸収仕切れなかった生理食塩水を落とす。
５．サンプルの重量（飽和後重量）を測定する。
６．サンプルを不織布又はナイロンメッシュからなる袋の中に入れてクリップで閉じる。
７．遠心脱水機にて、サンプルが入った袋を８００回転／分で１０分間回転させ、その後のサンプルの重量（脱水後重量）を測定する。
【００９４】
図１７は、吸収性物品の遠心保持量の測定方法により得た測定結果を示す図である。
【００９５】
図１７の例では、尿取りパット４１の製品重量として１００ｇが得られ、カット後の重量として８９ｇが得られ、生理食塩水を吸収した飽和後重量として９８３ｇが得られ、飽和吸収量として８９４ｇ（９８３ｇ−８９ｇ）が得られ、脱水後重量として４４６ｇが得られ、遠心保持量として３５７ｇ（４４６ｇ−８９ｇ）が得られている。
【００９６】
＜吸収性物品のポリマー量の測定方法＞
１．製品中からパルプ／ポリマーの混合物を取り出す。
２．混合物をメッシュ袋に入れ封をし、重量を量る（重量Ａ）。
３．アスコルビン酸水溶液（ビタミンＣ）に一昼夜浸す。これによりポリマーがビタミンＣにより溶ける。
４．メッシュ袋を乾燥するまで天日干しする。
５．メッシュ袋の重量を量る（重量Ｂ）。つまり、ポリマーは溶けて流れ出ており、重量Ｂ＝パルプ＋袋の重量となる。
６．Ａ−Ｂでポリマー量を算出する。
【００９７】
以上のような測定方法により、単位面積当たりのポリマー量と単位面積当たりの遠心保持量が得られる。
【００９８】
図１６の説明に戻り、判定結果について説明する。実施例１〜３では、静電容量センサシート１の列方向の電極間隔および単位面積当たりのポリマー量が適切であり、人工尿注入量３５０ｇまでは信頼性のある静電容量センサ出力変化量の測定値が得られるため、複数回の測定が可能であり、精度が高い（図１６では、‘○’で示す）と判断することができる。実施例４〜８では、静電容量センサシート１の列方向の電極間隔および単位面積当たりのポリマー量が適切であり、人工注入量４００ｇまでは信頼性のある静電容量センサ出力変化量の測定値が得られるため、複数回の測定が可能であり、精度が高い（図１６では、‘○’で示す）と判断することができる。
【００９９】
比較例１では、単位面積当たりのポリマー量が適切であるものの静電容量センサシート１の列方向の電極間隔が不適切であるため、信頼性のある静電容量センサ出力変化量の測定値が得られず、精度が低い（図１６では、‘×’で示す）と判断することができる。比較例２〜９では、静電容量センサシート１の列方向の電極間隔および単位面積当たりのポリマー量が不適切であり、人工注入量２００ｇ〜３００ｇまでしか信頼性のある静電容量センサ出力変化量の測定値を得ることができず、精度はやや低い（図１６では、‘△’で示す）と判断することができる。
【０１００】
図１８（ａ）〜図１８（ｃ）は、図１６での測定条件において、人形に図５の様に静電容量センサシート１を取り付け仰向けに置き、静電容量センサシート１が貼り付けられた尿取りパット４１上の人形側の表目の通常ヒトの排尿部に相当する領域に、チューブの吐出口を配置し、チューブを介して人工尿を一定量ずつ排尿部に相当する領域に注入した場合の人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。図１８（ａ）〜図１８（ｃ）において、縦軸は静電容量センサ出力変化量であり、横軸は人工尿注入量（ｇ）である。
【０１０１】
図１８（ａ）は、吸収量が６回分の尿取りパット４１を用いて人工尿を５０ｇから４００ｇまで、５０ｇずつ増やして注入した場合の、電極パターンｎｏ．１〜ｎｏ．７における人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。
【０１０２】
図１８（ｂ）は、吸収量が４回分の尿取りパット４１を用いて人工尿を５０ｇから４００ｇまで、５０ｇずつ増やして注入した場合の、電極パターンｎｏ．２、ｎｏ．４〜ｎｏ．７における人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。
【０１０３】
図１８（ｃ）は、吸収量が３回分の尿取りパット４１を用いて人工尿を５０ｇから３００ｇまで５０ｇずつ増やして注入した場合の、電極パターンｎｏ．１〜ｎｏ．４における人工尿注入量と静電容量センサ出力変化量の関係を示す散布図である。
【０１０４】
図１９は、図１６および図１８（ａ）〜（ｃ）の測定結果に基づく列方向の電極間隔と単位面積当たりの遠心保持量の関係を示す散布図である。図１９において、縦軸は列方向の電極間隔（ｍｍ）であり、横軸は単位面積当たりの遠心保持量（ｇ／ｍ２）である。
【０１０５】
図１９において、Ｐ２１〜Ｐ２８は、実施例１〜実施例８での測定値に基づいてそれぞれプロットされたものであり、Ｐ３１〜Ｐ３９は、比較例１〜比較例９での測定値に基づいてそれぞれプロットされたものである。
【０１０６】
図１６および図１９の測定結果から、電極列における列方向の電極間隔が、ほぼ２０〜５５ｍｍの範囲にある電極パターンで、吸収性物品（尿取りパット４１）の吸収部が、３５０ｇ以上の人工尿を吸収することができるポリマー量の組み合わせを選択することが好ましいと判断することができる。これにより、精度良く排尿量を検知することができる。
【０１０７】
また、吸収性物品（尿取りパット４１）の吸収部の単位面積当たりの遠心保持量が、ほぼ５０００〜８０００ｇ／ｍ２であり、電極が、ほぼ１５〜３５ｍｍの矩形内にある形状であることが好ましいと判断することができる。これにより、精度良く排尿量を検知することができる。
【０１０８】
さらに、電極列の最も外側の一端から他端までの距離（電極列の全長）が、吸収性物品（尿取りパット４１）の吸収部の長さのほぼ７５％以上であることが好ましいと判断することができる。これにより、広範囲にわたって排尿量を検知することができる。
【０１０９】
＜電極列における列方向の電極間隔の定義＞
本出願人は、図１９に示す散布図から、静電容量センサシート１の電極列における列方向の電極間隔の定義について検討した。
【０１１０】
図２０は、本実施の形態に係る静電容量センサシート１の電極１ｂの配置を示す図である。図２０において、ｄは、電極列の列方向において隣り合う電極の対向する端部の間の離間距離を表し、ａ１は、正電極の電極端部から面積が１／２の直線までの距離を表し、ａ２は、負電極の電極端部から面積が１／２の直線までの距離を表している。
【０１１１】
図中、Ａ１１で囲まれた範囲が、１個の静電容量Ｃを表し、この電極面積について考える。本実施の形態では、電極１ｂは、正電極、負電極が交互に配置されているため、正電極からは、図中矢印Ａ２１〜Ａ２３に示す方向（列方向）の両側の負電極に向かって電荷が移動する。その結果、１個の静電容量Ｃの面積は、電極面積の１／２になる。
【０１１２】
次に、電極の配置から電荷の移動は、円弧状に移動すると考えられる。その結果、平均距離は、正電極の電極端部から面積が１／２の直線までの距離ａ１のさらに半分の位置（ａ１／２）から、隣の負電極の電極端部から面積が１／２の直線までの距離ａ２のさらに半分の位置（ａ２／２）までを直径とする円周の半分と考えられる。すなわち、平均電極間の距離ｄ´は、次式（９）で表わされる。
【数２】
【０１１３】
上記の式（９）のうち、定数を除いた次式（１）を、電極列における列方向の電極間隔と定義することができる。距離ｄ´は、上述した測定結果からも、ほぼ２０〜５５ｍｍの範囲にあることが好ましい。
【数３】
【０１１４】
＜電極形状と電極間隔について＞
本出願人は、電極形状と上記の式（１）で定義した電極列における列方向の電極間隔との関係について検討した。
【０１１５】
図２１（ａ）〜（ｈ）は、電極間隔ｄ´の一例を示す図である。図２１（ａ）〜（ｈ）において、実線は、電極の面積を１／２にした場合の位置を表している。
【０１１６】
図２１（ａ）は、ほぼ正方形の２つの電極が平行に配置されている。図２１（ｂ）は、平行四辺形の２つの電極が同じ向きに平行に配置されている。図２１（ｃ）は、八角形の２つの電極が同じ向きに平行に配置されている。図２１（ｄ）は、一辺に複数の山型の形状を有する２つの電極が同じ向きに平行に配置されている。図２１（ｅ）は、図２１（ａ）に示す２つの電極の配置位置がずれている。図２１（ｆ）は、図２１（ｂ）に示す２つの電極の配置位置がずれている。図２１（ｇ）は、三角形の２つの電極が同じ向きに平行に配置されている。図２１（ｈ）は、平行する二辺にそれぞれ複数の山型の形状を有する電極が同じ向きに平行に配置されている。
【０１１７】
図２２（ａ），（ｂ）は、電極間隔ｄ´の他の一例を示す図である。図２２（ａ），（ｂ）において、実線は、電極の面積を１／２にした場合の位置を表している。
【０１１８】
図２２（ａ）は、三角形の２つの電極が異なる向きに平行に配置されている。図２２（ｂ）は、変形円形と円形の２つの電極が平行に配置されている。
【０１１９】
図２１と図２２からもわかる通り、本実施の形態における電極パターンにおいて、電極間隔ｄ´を定義する上で、概ね同じ形状の電極が同じ向きに配置されている必要がある。つまり、図２２（ｅ）、（ｆ）に示すように、異なる形状の電極が配置されてしまうと電極間隔ｄ´が均等でなくなり、測定結果にバラツキが出てしまう。なお、電極列における列方向の離間距離ｄが０になると、２つの電極が１つとみなされ、測定精度が悪くなるため、最短電極間隔ｄは０より大きい値となる。
【０１２０】
[本発明を適用した電極パターンによる排尿速度と尿流量の測定]
＜排尿速度の測定＞
本出願人は、実施例１の測定条件を用いて、一定速度で一定量ずつ人工尿を注入した場合の静電容量センサ出力変化量の測定を行った。
【０１２１】
図２３は、実施例１の測定条件を用いて、１秒間に５ｇずつ人工尿を注入する計測を２回、１秒間に１０ｇずつ人工尿を注入する計測を３回行った場合の静電容量センサ出力変化量と時間の関係を示す散布図である。図２３において、縦軸は静電容量センサ出力変化量であり、横軸は時間（sec）である。
【０１２２】
図２３に示すように、１秒間に５ｇずつ人工尿を注入した場合の１回目と２回目の測定結果、および、１秒間に１０ｇずつ人工尿を注入した場合の１回目〜３回目の測定結果が、それぞれプロットされている。
【０１２３】
この散布図からもわかる通り、尿の広がり方を排尿速度として捉えることができ、膀胱機能の評価に用いることが可能となる。
【０１２４】
＜尿流量の測定＞
本出願人は、図２３で測定された排尿速度の測定値を用いて、１秒あたりの尿流量を算出した。
【０１２５】
図２４（ａ）〜（ｅ）は、図２３での測定値を用いて１秒あたりの尿流量を算出し、算出した尿流量（ｇ／ｓｅｃ）と時間（ｓｅｃ）の関係を示す散布図である。図２４において、縦軸は尿流量（ｇ／ｓｅｃ）であり、横軸は時間（sec）である。
【０１２６】
図２４（ａ）は、１秒間に５ｇずつ人工尿を注入した場合の１回目の測定結果から算出された尿流量と時間の関係を示している。
【０１２７】
図２４（ｂ）は、１秒間に５ｇずつ３０秒間１５０ｇまで人工尿を注入した場合の２回目の測定結果から算出された尿流量と時間の関係を示している。
【０１２８】
図２４（ｃ）は、１秒間に１０ｇずつ１５秒間１５０ｇまで人工尿を注入した場合の１回目の測定結果から算出された尿流量と時間の関係を示している。
【０１２９】
図２４（ｄ）は、１秒間に１０ｇずつ１５秒間１５０ｇまで人工尿を注入した場合の２回目の測定結果から算出された尿流量と時間の関係を示している。
【０１３０】
図２４（ｅ）は、１秒間に１０ｇずつ１５秒間１５０ｇまで人工尿を注入した場合の３回目の測定結果から算出された尿流量と時間の関係を示している。
【０１３１】
また、図２４（ａ）〜（ｅ）では、２区間の移動平均（二乗平均）がそれぞれプロットされている。
【０１３２】
図２４の散布図からもわかる通り、１秒間隔で排尿量を測定することにより尿流量を算出することができ、排尿障害の評価に用いることが可能となる。
【０１３３】
＜使用者の姿勢による補正＞
以上のようにして測定された排尿量、排尿速度、尿流量は、加速度センサ１２で検知された使用者の姿勢情報（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）に基づいて、補正を行うことができる。これにより、排尿量、排尿速度、尿流量の検知精度を向上させることができる。なお、姿勢情報（Ｘ軸、Ｙ軸）を用いた排尿量の補正に関する技術は、特開２００２−２２４０９３号公報に記載されている。
【０１３４】
［発明の実施の形態における効果］
１．電極列における列方向の電極間隔が、ほぼ２０〜５５ｍｍの範囲にある電極パターンで、かつ、吸収性物品（尿取りパット４１）の吸収部が、３５０ｇ以上の遠心保持量の人工尿を吸収することができるポリマー量の組み合わせを選択することで、精度良く複数回の排尿を測定することが可能となる。すなわち成人の１回分の排尿量を１５０ｇであるとすると、複数回の排尿を用いて精度よく測定することができるので、排尿間隔、排尿時間や尿流量（排尿速度）を、より正確に測定することができ、膀胱機能や排尿障害の評価を行うことが可能となる。
【０１３５】
２．電極パターンの電極が、ほぼ１５ｍｍ〜３５ｍｍの矩形内にある形状を選択することで、精度良く排尿量を検知することができる。
【０１３６】
３．吸収性物品の吸収部の単位面積当たりの遠心保持量が、ほぼ５０００〜８０００ｇ／ｍ２であるものを選択することにより、複数回の排尿を測定可能としながら排尿量が多くなっても測定精度が高いことから、排尿間隔を測定可能とするだけでなく、排尿時間、尿流量（排尿速度）をより精度良く排尿量を検知することができる。
【０１３７】
４．電極列の最も外側の一端から他端までの距離（電極列の全長）が、吸収性物品（テープおむつ５１）の吸収部（尿取りパット４１）の長さのほぼ７５％以上であるものを選択することにより、広範囲にわたって排尿量を検知することができる。
【０１３８】
［変形例］
以上においては、静電容量センサシート１の電極パターンを２列に配置するようにしたが、これに限らず、３列または吸収性物品（テープおむつ５１）の吸収部（尿取りパット４１）を覆うことができればそれ以上でも良い。
【０１３９】
この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化したり、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせたりすることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【符号の説明】
【０１４０】
１ 静電容量センサシート
１１ データ収集手段
１２ 情報処理手段
２１ 静電容量センサ
２２ 加速度センサ
２３ データロガー
３１ データ取得手段
３２ 排尿量演算手段
３３ 排尿速度演算手段
３４ 尿流量演算手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排尿を吸収する吸収性物品の、使用者の肌に触れる側とは反対の外側表面に複数の電極を列置した電極列を複数列備え、前記複数の電極間のインピーダンス変化に基づいて前記排尿を検知する排尿検知装置であって、
前記吸収性物品の吸収部は、３５０ｇ以上の遠心保持量の前記排尿を吸収することができるポリマー量を有し、
前記電極列における列方向の電極間隔は、２０〜５５ｍｍである排尿検知装置。
【請求項２】
前記電極は、１５〜３５ｍｍの矩形内にある形状である請求項１に記載の排尿検知装置。
【請求項３】
前記吸収性物品の吸収部の単位面積当たりの遠心保持量は、５０００〜８０００ｇ／ｍ２である
請求項１に記載の排尿検知装置。
【請求項４】
前記電極列の一端から他端までの長さは、前記吸収性物品の吸収部の長手方向の長さの７５％以上、１００％以下である請求項１に記載の排尿検知装置。
【請求項１】
排尿を吸収する吸収性物品の、使用者の肌に触れる側とは反対の外側表面に複数の電極を列置した電極列を複数列備え、前記複数の電極間のインピーダンス変化に基づいて前記排尿を検知する排尿検知装置であって、
前記吸収性物品の吸収部は、３５０ｇ以上の遠心保持量の前記排尿を吸収することができるポリマー量を有し、
前記電極列における列方向の電極間隔は、２０〜５５ｍｍである排尿検知装置。
【請求項２】
前記電極は、１５〜３５ｍｍの矩形内にある形状である請求項１に記載の排尿検知装置。
【請求項３】
前記吸収性物品の吸収部の単位面積当たりの遠心保持量は、５０００〜８０００ｇ／ｍ２である
請求項１に記載の排尿検知装置。
【請求項４】
前記電極列の一端から他端までの長さは、前記吸収性物品の吸収部の長手方向の長さの７５％以上、１００％以下である請求項１に記載の排尿検知装置。
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１３−３９１５８（Ｐ２０１３−３９１５８Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７６２８１（Ｐ２０１１−１７６２８１）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
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