特開 2022-159870 プローブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022159870

(43)【公開日】2022-10-18

(54)【発明の名称】プローブ

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/00 20060101AFI20221011BHJP

   G01D 11/24 20060101ALI20221011BHJP

【ＦＩ】

A61B5/00 B

G01D11/24 K

G01D11/24 W

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021064324

(22)【出願日】2021-04-05

(71)【出願人】

【識別番号】515134863

【氏名又は名称】トリプル・ダブリュー・ジャパン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100170896

【弁理士】

【氏名又は名称】寺薗 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100131200

【弁理士】

【氏名又は名称】河部 大輔

(72)【発明者】

【氏名】峯永 二郎

(72)【発明者】

【氏名】正森 良輔

【テーマコード（参考）】

4C117

【Ｆターム（参考）】

4C117XA01

4C117XB01

4C117XC15

4C117XC30

4C117XD26

4C117XE03

4C117XE13

4C117XE20

4C117XE24

4C117XE26

4C117XE46

4C117XE55

4C117XE56

4C117XE57

4C117XF03

4C117XG01

4C117XG02

4C117XH15

4C117XJ13

4C117XJ21

4C117XM05

4C117XM16

4C117XQ11

4C117XR01

(57)【要約】

【課題】体表に装着されるプローブが対象者に与える違和感を低減する。
【解決手段】プローブ１は、生体情報を検出する超音波センサ１１と、超音波センサ１１を制御する基板１３と、基板１３に電力を供給する電池１４と、超音波センサ１、基板１３及び電池１４を収容するケーシング１２とを備えている。ケーシング１２の内側には、凹部１２ｂが形成されている。超音波センサ１１は、凹部１２ｂに配置されている。電池１４は、凹部１２ｂと対向する位置に配置されている。基板１３は、電池１４に対して凹部１２ｂと反対側に配置されている。
【選択図】図１３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

生体情報を検出するセンサと、
前記センサを制御する基板と、
前記基板に電力を供給する電池と、
前記センサ、前記基板及び前記電池を収容するケーシングとを備え、
前記ケーシングの内側には、凹部が形成され、
前記センサは、前記凹部に配置され、
前記電池は、前記凹部と対向する位置に配置され、
前記基板は、前記電池に対して前記凹部と反対側に配置されているプローブ。

【請求項2】

請求項１に記載のプローブにおいて、
前記センサは、複数設けられており、
前記センサのそれぞれは、配線を介して前記基板に接続されており、
前記ケーシングには、各配線に対応するホルダが設けられ、
前記配線はそれぞれ、対応する前記ホルダに保持されているプローブ。

【請求項3】

請求項２に記載のプローブにおいて、
前記ホルダには、対応する前記配線を識別するための識別子が付されているプローブ。

【請求項4】

請求項１乃至３の何れか１つに記載のプローブにおいて、
前記基板は、前記ケーシングにネジ締結されており、
前記ケーシングには、前記基板をネジ締結するための雌ネジが形成されたボスが設けられ、
前記ケーシング内における前記ボスの周辺には、前記基板と前記ケーシングとの間にスペースが形成され、
前記スペースには、前記電池と前記基板とを接続する配線が敷設されているプローブ。

【請求項5】

請求項１乃至４の何れか１つに記載のプローブにおいて、
前記基板には、前記プローブを外部機器と接続するためのポートが設けられ、
前記ポートは、前記ケーシングから外部に露出するように配置され、
前記ケーシングには、前記ポートを被覆するキャップが設けられ、
前記ケーシングのうち前記キャップに被覆されている部分には、前記ケーシングの内部と外部とを連通させる通気孔が形成されているプローブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示された技術は、プローブに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、生体情報を検出するために体表に装着されるプローブが知られている。例えば、特許文献１には、生体情報として膀胱の尿量を検出するためのプローブが開示されている。このプローブは、対象者の腹部に装着される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６３３８７８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、前述のように体表に装着されるプローブは、対象者に多少なりとも違和感を与える。特に、プローブが体表に常時装着される場合には、対象者に与える違和感が小さいことが好ましい。

【0005】

ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、体表に装着されるプローブが対象者に与える違和感を低減することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

ここに開示されたプローブは、生体情報を検出するセンサと、前記センサを制御する基板と、前記基板に電力を供給する電池と、前記センサ、前記基板及び前記電池を収容するケーシングとを備え、前記ケーシングの内側には、凹部が形成され、前記センサは、前記凹部に配置され、前記電池は、前記凹部と対向する位置に配置され、前記基板は、前記電池に対して前記凹部と反対側に配置されている。

【発明の効果】

【0007】

ここに開示されたプローブによれば、体表に装着されるプローブが対象者に与える違和感を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、センサ装置の平面図である。

【図2】図２は、センサ装置の斜視図である。

【図3】図３は、センサ装置の分解斜視図である

【図4】図４は、センサ装置の装着状態を示す図である。

【図5】図５は、プローブの側面図である。

【図6】図６は、センサ装置が装着された状態における下腹部を中心とする模式的な断面図である。

【図7】図７は、プローブの機能ブロック図である。

【図8】図８は、生体情報推定システムの概略図である。

【図9】図９は、制御部の機能構成を示すブロック図である。

【図10】図１０は、プローブの分解斜視図である。

【図11】図１１は、第１ケーシングに超音波センサが配置された状態を示す斜視図である。

【図12】図１２は、図１のＡ－Ａ線におけるセンサ装置の断面図である。

【図13】図１３は、図１のＢ－Ｂ線におけるセンサ装置の断面図である。

【図14】図１４は、第２ケーシングを取り外したプローブの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0010】

〈センサ装置の構成〉
図１は、センサ装置１０の平面図である。図２は、センサ装置１０の斜視図である。図３は、センサ装置１０の分解斜視図である。図４は、センサ装置１０の装着状態を示す図である。

【0011】

図１～３に示すように、センサ装置１０は、生体情報を検出するプローブ１と、体表に貼着され、プローブ１を保持するホルダ４とを備えている。

【0012】

プローブ１が検出する生体情報は、生体から得られる情報であれば特に限定されず、例えば、尿量、消化管の蠕動運動、便量、心拍、呼吸、肺機能（水のたまり具合）、肝臓機能、骨異常などが挙げられる。すなわち、プローブ１は、尿量推定用プローブ、蠕動運動推定用プローブ、便量推定用プローブ、心拍検知用プローブ、呼吸検知用プローブ、肺機能検知用プローブ、肝臓機能検知用プローブ又は骨異常検知用プローブであり得る。ここでは、プローブ１は、尿量推定用プローブとして説明する。

【0013】

プローブ１は、対象者の体表に接触した状態でホルダ４に保持される。プローブ１は、体内に超音波を送信し、その反射波を受信する。以下、「接触」は、体表との直接的な接触だけでなく、体表との間にカップリング剤を介した間接的な接触も含む意味である。センサ装置１０は、図４に示すように、対象者の下腹部（例えば、膀胱に対応する部分）の体表に装着される。

【0014】

例えば、対象者は、健常者だけでなく、老人若しくは身体障害者等の要介護者、又は要介護者ではないものの体が不自由でトイレに行くまでに時間を要する人等が含まれる。ただし、対象者は、これに限られるものではない。

【0015】

図５は、プローブ１の側面図である。図６は、センサ装置１０が装着された状態における下腹部を中心とする模式的な断面図である。尚、図６では、ホルダ４が省略され、且つ、プローブ１が模式的に図示されている。

【0016】

プローブ１は、１又は複数の超音波センサ１１と、超音波センサ１１を収容するケーシング１２とを有している。プローブ１は、外部機器と無線によって信号の授受可能に接続されている。尚、プローブ１は、外部機器と有線によって信号の授受可能に接続されてもよい。

【0017】

ケーシング１２は、扁平な箱状に形成されている。ケーシング１２は、略長方形状に形成され、体表に接触する面である接触面１２ａを有している（図５参照）。ケーシング１２は、接触面１２ａの法線方向を向いて見たときに（図１に示すように見たときに）略長方形状の外形（外周の形状）を有する。以下、「プローブ１の外形」とは、この接触面１２ａの法線方向を向いて見たときの外形を意味する。

【0018】

例えば、プローブ１は、４つの超音波センサ１１を有している。４つの超音波センサ１１のそれぞれの基本的な構成は同じである。超音波センサ１１は、超音波の送受信を行う。具体的には、超音波センサ１１は、圧電素子で形成されている。圧電素子は、駆動電圧に応じた振動を行って超音波を発生させる一方、超音波を受信すると、その振動に応じた電気信号を発生させる。以下、４つの超音波センサ１１のそれぞれを区別する場合には、第１超音波センサ１１Ａ、第２超音波センサ１１Ｂ、第３超音波センサ１１Ｃ、第４超音波センサ１１Ｄと称する。

【0019】

４つの超音波センサ１１は、図５に示すように配置されている。具体的には、第１超音波センサ１１Ａ、第２超音波センサ１１Ｂ、第３超音波センサ１１Ｃ及び第４超音波センサ１１Ｄは、略長方形状のプローブ１の外形の短手方向に並んで配置されている。

【0020】

第１超音波センサ１１Ａ、第２超音波センサ１１Ｂ、第３超音波センサ１１Ｃ及び第４超音波センサ１１Ｄは、図５に示すように、それぞれ異なる方向（例えば、膀胱が膨張する方向における異なる方向）へ超音波を送信する。図６では、各超音波センサ１１の超音波の送信方向が破線の矢印で図示されている。

【0021】

詳しくは、超音波の送信方向の仰俯角が、第１超音波センサ１１Ａ、第２超音波センサ１１Ｂ、第３超音波センサ１１Ｃ及び第４超音波センサ１１Ｄでそれぞれ異なる。例えば、第１超音波センサ１１Ａは、最も下向きに超音波を送信し、第２超音波センサ１１Ｂ、第３超音波センサ１１Ｃ、第４超音波センサ１１Ｄの順に上向きに超音波を送信する。

【0022】

具体的には、膀胱Ｂが小さいときには、第４超音波センサ１１Ｄからの超音波の伝播経路に膀胱Ｂが位置し、第３超音波センサ１１Ｃ、第２超音波センサ１１Ｂ及び第１超音波センサ１１Ａからの超音波の伝播経路には膀胱Ｂが位置していない。膀胱Ｂがそれよりも少し膨張したときには、第４超音波センサ１１Ｄ及び第３超音波センサ１１Ｃからの超音波の伝播経路に膀胱Ｂが位置し、第２超音波センサ１１Ｂ及び第１超音波センサ１１Ａからの超音波の伝播経路には膀胱Ｂが位置していない。膀胱Ｂがさらに膨張したときには、第４超音波センサ１１Ｄ、第３超音波センサ１１Ｃ及び第２超音波センサ１１Ｂからの超音波の伝播経路に膀胱Ｂが位置する。そして、尿意を催す程度に膀胱Ｂが膨張したときには、第４超音波センサ１１Ｄ、第３超音波センサ１１Ｃ及び第２超音波センサ１１Ｂ、第１超音波センサ１１Ａからの超音波の伝播経路に膀胱Ｂが位置する。第１超音波センサ１１Ａ、第２超音波センサ１１Ｂ、第３超音波センサ１１Ｃ及び第４超音波センサ１１Ｄの超音波の送信方向をこのように設定することによって、膀胱Ｂの膨張に応じて、膀胱Ｂからの反射波を検出する超音波センサ１１の個数を増加させることができる。つまり、膀胱Ｂからの反射波を検出する超音波センサ１１の個数によって、膀胱Ｂの膨張の程度を推定することができる。

【0023】

次に、ホルダ４について説明する。図１～３に示すように、ホルダ４は、体表に貼着されるシート６と、シート６に設けられ、プローブ１を保持するホルダ本体４１とを有している。

【0024】

ホルダ本体４１は、プローブ１を着脱可能に保持する。この例では、ホルダ本体４１は、接触面１２ａが体表の方を向き且つ横長形状となるようにプローブ１を保持する。ホルダ本体４１には、保持したプローブ１を体表の側へ露出させる開口４４が形成されている。ホルダ本体４１にプローブ１が保持された状態において、プローブ１の接触面１２ａは、開口４４から体表側へ露出し、体表に接触する。ホルダ本体４１は、弾性を有し、所定の範囲で変形及び復元可能に形成されている。例えば、ホルダ本体４１は、ＰＰ、エラストマ又はシリコンゴムで形成されている。

【0025】

シート６は、ホルダ本体４１よりも大きな形状をしている。例えば、シート６は、可撓性を有する材質で形成されている。例えば、シート６は、ＰＥ、又は、ウレタン系のフォーム材で形成されている。シート６のうち体表側の面が粘着面となっている。シート６のうちホルタ本体４１の開口４４に相当する部分には同様の開口が形成されている。そのため、シート６は、接触面１２ａの体表側への露出を阻害しない。

【0026】

図７は、プローブ１の機能ブロック図である。プローブ１は、超音波センサ１１と、超音波センサ１１へ駆動電圧を出力する送信部２１と、超音波センサ１１から受信信号を受信する受信部２２と、送信部２１及び受信部２２に接続される超音波センサ１１を切り替えるスイッチ２３と、外部に種々の情報を報知するための報知部２５と、外部との通信を行う通信部２６と、各種プログラム及びデータを記憶する記憶部２７と、処理装置２の全体的な制御を行う制御部２８と、メモリ２９とを有している。

【0027】

送信部２１は、超音波センサ１１に駆動電圧を供給する。送信部２１は、パルス発生器２１ａと増幅部２１ｂとを有している。パルス発生器２１ａは、所定のパルス幅及び電圧値のパルス信号を発生させる。パルス発生器２１ａは、パルス幅、パルス数、及び、周波数を変更可能に構成されていてもよい。増幅部２１ｂは、パルス発生器２１ａからのパルス信号を増幅し、駆動電圧として超音波センサ１１へ出力する。

【0028】

受信部２２は、超音波センサ１１からの電気信号を受信する。受信部２２は、増幅部２２ａと、検波部２２ｂと、Ａ／Ｄ変換部２２ｃとを有している。増幅部２２ａは、超音波センサ１１からの受信信号を増幅する。検波部２２ｂは、増幅された受信信号に包絡線検波を施す。尚、検波部２２ｂは、検波後の受信信号を増幅してもよい。Ａ／Ｄ変換部２２ｃは、検波後の受信信号をＡ／Ｄ変換する。

【0029】

スイッチ２３は、第１～第４超音波センサ１１Ａ～１１Ｄの中から送信部２１及び受信部２２に接続される超音波センサ１１を択一的に切り替える。

【0030】

報知部２５は、例えば、ＬＥＤランプである。ＬＥＤランプの点灯態様によって対象者に様々な情報（例えば、排尿有り）を報知する。

【0031】

通信部２６は、通信モジュールであり、外部の通信装置と通信を行う。例えば、通信部２６は、ブルートゥース（登録商標）規格の通信を行う。

【0032】

記憶部２７は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、フラッシュメモリで構成されている。尚、記憶部２７は、ＣＤ－ＲＯＭ等の光ディスク等で構成されていてもよい。記憶部２７は、制御部２８の処理の実行に必要な各種プログラムや各種情報を記憶している。さらに、記憶部２７は、受信部２２によって受信された受信信号、加速度センサ１２からの加速度信号及び、通信部２６を介して外部から取得した情報等を記憶している。

【0033】

メモリ２９は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）又はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）等で構成されている。

【0034】

制御部２８は、記憶部２７に記憶されているプログラムに基づいて送信部２１、受信部２２、スイッチ２３、報知部２５及び通信部２６を制御する。制御部２８は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサで構成されている。制御部２８は、記憶部２７等に記憶されたプログラムをメモリ２９に展開して実行することによって各種処理を実行する。尚、制御部２８は、プロセッサと同様の機能を有するＬＳＩ（Large Scale Integration）等のハードウェアによって実現されてもよい。

【0035】

具体的には、制御部２８は、スイッチ２３を制御して、送信部２１及び受信部２２に接続される超音波センサ１１を切り替える。制御部２８は、送信部２１を制御して、駆動電圧を超音波センサ１１へ出力させる。制御部２８は、受信部２２を制御して、超音波センサ１１の受信信号をデジタル信号に変換させる。制御部２８は、スイッチ２３を切り替えながら、第１～第４超音波センサ１１Ａ～１１Ｄに順番に超音波を送受信させる。制御部２８は、通信部２６を制御して、受信部２２からの信号を外部に送信する。制御部２８は、このような超音波の送受信及び受信信号の外部への出力を周期的に行う。

【0036】

また、制御部２８は、通信部２６を介して外部からの信号を受信し、その信号に応じた処理を行う（例えば、報知部２５を作動させる）。

【0037】

このように構成されたセンサ装置１０は、生体情報推定システムの一部を構成する。図８は、生体情報推定システム１００の概略図である。例えば、生体情報推定システム１００は、センサ装置１０と、外部端末３とを備える。センサ装置１０は、超音波センサ１１の受信信号（デジタル信号に変換後の信号）を外部端末３へ送信する。外部端末３は、受信信号に基づいて生体情報を推定する。ここでは、外部端末３は、生体情報として尿量を推定する。

【0038】

例えば、外部端末３は、スマートフォン又はＰＣ（Personal Computer）である。外部端末３は、図８に示すように、制御部３１と、メモリ３２と、通信部３３と、記憶部３４と、ディスプレイ３５とを有している。

【0039】

制御部３１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサで構成されている。制御部３１は、記憶部３４等に記憶されたプログラムをメモリ３２に展開して実行することによって各種処理を実行する。尚、制御部３１は、プロセッサと同様の機能を有するＬＳＩ（Large Scale Integration）等のハードウェアによって実現されてもよい。

【0040】

メモリ３２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）又はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）等で構成されている。

【0041】

通信部３３は、通信モジュールであり、外部の通信装置と通信を行う。例えば、通信部３３は、ブルートゥース（登録商標）規格の通信を行う。通信部３３は、プローブ１と通信する。

【0042】

記憶部３４は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）で構成されている。尚、記憶部３４は、ＣＤ－ＲＯＭ等の光ディスク等で構成されていてもよい。記憶部３４は、制御部３１の処理の実行に必要な各種プログラムや各種情報を記憶している。例えば、記憶部３４は、排尿予測プログラム及び排尿判定に用いる閾値等を記憶している。排尿予測プログラムは、対象者の体内に超音波を送信し、反射波を受信する超音波センサ１１が受信する膀胱からの反射波に基づいて膀胱の尿量を継続的に推定する機能をコンピュータとしての制御部３１に実現させる。

【0043】

ディスプレイ３５は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイである。ディスプレイ３５は、各種の表示を実行する。

【0044】

図９は、制御部３１の機能構成を示すブロック図である。制御部３１は、排尿予測プログラム等をメモリ３２に展開して実行することによって図９に示す機能を実現する。制御部３１は、取得部３６と、判定部３７とを有している。

【0045】

取得部３６は、プローブ１との通信によって超音波センサ１１の受信信号を受信、即ち、取得する。この取得機能は、制御部３１が記憶部３４に記憶された関連するプログラムを実行することによって実現される。取得部３６は、受信信号を受信したときの時刻（即ち、取得時刻）と共に受信信号を記憶部３４に保存する。記憶部３４は、受信信号と取得時刻とを蓄積していく。

【0046】

判定部３７は、超音波センサ１１が受信する膀胱からの反射波に基づいて膀胱の尿量を継続的に推定する。この排尿判定機能は、制御部３１が記憶部３４に記憶された排尿予測プログラムを実行することによって実現される。

【0047】

具体的には、判定部３７は、周期的な判定タイミングが到来すると、記憶部３４に記憶された超音波センサ１１の受信信号を解析する。判定部３７は、判定タイミングが到来すると、前回の判定タイミングから今回の判定タイミングまでの間の超音波センサ１１の受信信号を記憶部３４から読み出す。

【0048】

判定部３７は、読み出した受信信号に関し、４つの超音波センサ１１の受信信号の１セットごとに尿レベルを求める。詳しくは、判定部３７は、４つの超音波センサ１１の受信信号のそれぞれにおいて膀胱からの反射波（例えば、膀胱の後壁からの反射波）が含まれるか否かを調べる。判定部３７は、受信信号のうち所定の時間帯（即ち、膀胱の反射波が返ってくると想定される時間帯）に反射波が含まれていることをもって、超音波センサ１１が膀胱を検出していると判定する。

【0049】

その後、判定部３７は、どの超音波センサ１１が膀胱を検出しているかに基づいて尿レベルを求める。膀胱は、尿量の増加に伴って上方へ膨張する一方、第１～第４超音波センサ１１Ａ～１１Ｄは、前述の如く、上下方向の異なる位置に向かって超音波を送信している。そのため、尿量が多いほど、膀胱を検出する超音波センサ１１の個数が多くなる。判定部３７は、下から順にどの超音波センサ１１までが膀胱を検出しているかによって尿レベルを判定する。何れの超音波センサ１１も膀胱を検出していないときの尿レベルを「０」とする。第４超音波センサ１１Ｄのみが膀胱を検出しているときの尿レベルを「２．５」とする。第４超音波センサ１１Ｄ及び第３超音波センサ１１Ｃのみが膀胱を検出しているときの尿レベルを「５」とする。第４超音波センサ１１Ｄ、第３超音波センサ１１Ｃ及び第２超音波センサ１１Ｂのみが膀胱を検出しているときの尿レベルを「７．５」とする。全ての超音波センサ１１が膀胱を検出しているときの尿レベルを「１０」とする。つまり、尿レベルは、０～１０の範囲で評価される。

【0050】

判定部３７は、今回の判定タイミングで読み出した、全セットの超音波センサ１１の受信信号について尿レベルを求める。そして、判定部３７は、それらを平均して、今回の尿レベルを求める。判定部３７は、求めた尿レベルを判定タイミングの時刻と共に記憶部３４に記憶させる。

【0051】

判定部３７は、今回の尿レベルが所定の許容尿レベルに達しているか否かを判定する。許容尿レベルは、対象者が尿意を催す尿レベルであり、例えばレベル「７」が初期値として記憶部３４に記憶されている。許容尿レベルは、ユーザによって変更することができる。

【0052】

今回の尿レベルが許容尿レベルに達していない場合には、判定部３７は、次回の判定タイミングまで待機し、次回の判定タイミングで前述の処理を実行する。今回の尿レベルは、ディスプレイ３５に適宜表示されてもよい。

【0053】

今回の判定タイミングの尿レベルが許容尿レベルに達している場合には、判定部３７は、ディスプレイ３５等を介して、排尿タイミングの到来をユーザへ報知する。

【0054】

このようにして、生体情報推定システム１００は、尿量を推定する。ただし、センサ装置１０の適用はこれに限定されない。

【0055】

続いて、プローブ１について詳細に説明する。図１０は、プローブ１の分解斜視図である。図１１は、第１ケーシング１２ｄに超音波センサ１１が配置された状態を示す斜視図である。図１２は、図１のＡ－Ａ線におけるセンサ装置の断面図である。図１３は、図１のＢ－Ｂ線におけるセンサ装置の断面図である。図１４は、第２ケーシング１２ｅを取り外したプローブ１の斜視図である。ここで、プローブ１又はケーシング１２における直交する縦、横、厚さの３方向の寸法に関し、接触面１２ａの法線方向と対応する方向、即ち、プローブ１を体表に装着した際に体表の法線方向に対応する方向を厚さ方向とする。プローブ１又はケーシング１２における縦及び横方向は、プローブ１を体表に装着した際の縦及び横方向とする。

【0056】

プローブ１は、超音波センサ１１と、超音波センサ１１を制御する基板１３と、基板１３に電力を供給する電池１４と、超音波センサ１１、基板１３及び電池１４を収容するケーシング１２とを備えている。超音波センサ１１は、生体情報を検出するセンサの一例である。

【0057】

ケーシング１２の内側には、凹部１２ｂが形成されている。超音波センサ１１は、凹部１２ｂに配置されている。電池１４は、凹部１２ｂと対向する位置に配置されている。基板１３は、電池１４に対して凹部１２ｂと反対側で電池１４に対向する位置に配置されている。すなわち、ケーシング１２の内側においては、超音波センサ１１が凹部１２ｂに配置され、凹部１２ｂの深さ方向において超音波センサ１１、電池１４、基板１３の順で並列されている。

【0058】

詳しくは、凹部１２ｂは、ケーシング１２のうち体表と対向する壁である第１壁１２ｃに形成されている。ケーシング１２は、体表側の第１ケーシング１２ｄと、体表と反対側の第２ケーシング１２ｅとの分割構造となっている。第１ケーシング１２ｄ及び第２ケーシング１２ｅは両方とも、平面視略長方形に形成されている。第１ケーシング１２ｄが第１壁１２ｃを有している。凹部１２ｂの深さ方向は、プローブ１の厚さ方向と一致している。

【0059】

凹部１２ｂは、ケーシング１２の内側から見れば、第１壁１２ｃのその他の部分よりも凹んだ形状をしている。しかし、ケーシング１２の外側から見れば、凹部１２ｂが形成された部分は、外方へ突出している。ケーシング１２のうち凹部１２ｂの底の部分の外表面が接触面１２ａである。接触面１２ａは、略平坦面に形成されている。尚、凹部１２ｂについて説明する場合は、ケーシング１２の内側から凹部１２ｂを見ている。

【0060】

凹部１２ｂの底に、超音波センサ１１が配置される。凹部１２ｂの底には、４個の超音波センサ１１のそれぞれに対応する配置場所が設けられている。各超音波センサ１１の超音波の出射方向が所定の方向を向くように、各超音波センサ１１は対応する配置場所に配置される。

【0061】

各超音波センサ１１には、図１１に示すように、配線１５が接続されている。配線１５は、基板１３にも接続されている。つまり、超音波センサ１１のそれぞれは、配線１５を介して基板１３に接続されている。超音波センサ１１には、配線１５を介して電圧が印加される。また、超音波センサ１１からの受信信号としての電圧信号が配線１５を介して出力される。

【0062】

ケーシング１２には、各配線１５に対応するホルダ１６が設けられている。配線１はそれぞれ、対応するホルダ１６に保持されている。詳しくは、第１壁１２ｃのケーシング１２の内側の部分、より詳しくは、凹部１２ｂの内部には、４個のホルダ１６が設けられている。４個のホルダ１６は、４個の超音波センサ１１の配線１５にそれぞれ対応している。各ホルダ１６には、対応する配線１５を識別するための識別子１６ａが付されている。例えば、第１超音波センサ１１Ａの配線１５に対応するホルダ１６には、識別子１６ａとして「１」が付されている。第２超音波センサ１１Ｂの配線１５に対応するホルダ１６には、識別子１６ａとして「２」が付されている。以下、同様である。尚、「１」、「２」等の識別子１６ａは、一例に過ぎない。「Ａ」、「Ｂ」等が識別子として用いられてもよい。

【0063】

凹部１２ｂには、図１２，１３に示すように、バッキング材１７が充填される。これにより、４個の超音波センサ１１は、バッキング材１７に封入される。バッキング材１７は、凹部１２ｂを完全には埋めない。具体的には、バッキング材１７は、凹部１２ｂの深さ方向において、凹部１２ｂの底から４個の超音波センサ１１を覆う位置よりも高く、凹部１２ｂの上端（即ち、第１壁１２ｃのうち凹部１２ｂ以外の部分）よりも低い位置まで充填されている。つまり、凹部１２ｂには、バッキング材１７が充填されていないスペース１２ｆが残存している。

【0064】

電池１４は、凹部１２ｂに対向する位置、より詳しくは、スペース１２ｆに対向する位置に配置されている。電池１４は、扁平な形状をしている。具体的には、電池１４は、厚さが薄い略直方体状に形成されている。電池１４は、厚さ方向と凹部１２ｂの深さ方向とが一致するように配置されている。この例では、電池１４の平面形状は、凹部１２ｂの平面形状よりも大きい。電池１４は、凹部１２ｂを覆うように配置されている。具体的には、電池１４は、凹部１２ｂを覆う状態で第１壁１２ｃに載置されている。

【0065】

電池１４には、図１４に示すように、配線１８が接続されている。配線１８は、基板１３にも接続されている。基板１８のつまり、電池１４は、配線１８を介して基板１３に接続されている。電池１４は、二次電池である。電池１４は、配線１８を介して基板１３に電力を供給する。また、電池１４は、基板１３を介して電力が供給されることによって充電される。

【0066】

基板１３は、凹部１２ｂの深さ方向において、電池１４に対して凹部１２ｂの反対側に配置されている。基板１３と電池１４との間には、スペースが形成されている。

【0067】

基板１３は、ケーシング１２にネジ締結されている。詳しくは、ケーシング１２には、図１０，１１，１４に示すように、基板１３をネジ締結するための雌ネジが形成されたボス１９が設けられている。また、ケーシング１２には、図１０，１１，１４に示すように、基板１３を支持する複数の支持部１２ｇが設けられている。ボス１９及び支持部１２ｇは、第１壁１２ｃのケーシング１２の内側の部分に設けられている。基板１３は、支持部１２ｇに載置された状態でボス１９にネジ締結により取り付けられる。

【0068】

基板１３には、図１４に示すように、超音波センサ１１からの配線１５が接続される端子１３ａ及び電池１４からの配線１８が接続されるコネクタ１３ｂが設けられている。端子１３ａ及びコネクタ１３ｂは、基板１３のうち電池１４とは反対側の面（以下、「上面」という）に設けられている。尚、図１４では、配線１５の図示を省略している。

【0069】

配線１５は、凹部１２ｂに配置された超音波センサ１１から、電池１４の周壁の外側を回り込んで、基板１３の上面の端子１３ａまで延びている。このとき、配線１５は、前述の如く、ホルダ１６に保持されている。

【0070】

配線１８は、電池１４の周壁から基板１３の上面のコネクタ１３ｂまで延びている。このとき、ケーシング１２内におけるボス１９の周辺には、基板１３とケーシング１２（具体的には、第１壁１２ｃ）との間にスペース１１０が形成されている。このスペース１１０に配線１８が敷設されている。配線１８が基板１３とケーシング１２との間に配置されるので、配線１８の浮き上がりが防止される。これにより、プローブ１の組み立て、例えば、第１ケーシング１２ｄと第２ケーシング１２ｅとの組み立てが容易になる。

【0071】

また、基板１３には、図１０に示すように、プローブ１を外部機器と接続するためのポート１３ｃが設けられている。ポート１３ｃは、ケーシング１２に形成された開口１１１を介してケーシング１２から外部に露出するように配置されている。ケーシング１２には、ポート１３ｃを被覆するキャップ１１２が設けられている。キャップ１１２は、弾性を有し、変形可能となっている。キャップ１１２は、ケーシング１２に片持ち状に取り付けられている。ポート１３ｃの未使用時には、キャップ１１２は、ケーシング１２に装着された状態となって、ポート１３ｃを被覆している。一方、ポート１３ｃの使用時には、キャップ１１２は、ケーシング１２から外された状態となって、ポート１３ｃを露出させる。図１０で描かれたキャップ１１２は、ケーシング１２から分解された状態であり、ポート１３ｃの使用時に取り外された状態ではない。

【0072】

キャップ１１２は、ポート１３ｃだけでなく、ケーシング１２のうちポート１３ｃ周辺の一定の領域も被覆する。ケーシング１２のうちキャップ１１２に被覆される部分には、ケーシング１２の内部と外部とを連通させる通気孔１１３が形成されている。キャップ１１２がケーシング１２に装着された状態であっても、キャップ１１２とケーシング１２とは密着しているわけではなく、多少の隙間がある。つまり、キャップ１１２がケーシング１２に装着された状態であっても、ケーシング１２の内部と外部とは通気孔１１３を介して連通している。これにより、ケーシング１２内の通気性が確保される。また、ポート１３ｃの未使用時には、通気孔１１３はキャップ１１２で被覆されるため、通気孔１１３を介したケーシング１２内への異物の進入を防止することができると共に美観を向上させることができる。

【0073】

このように構成されたプローブ１においては、ケーシング１２の厚み方向において、超音波センサ１１、電池１４、基板１３がこの順で並列されている。これにより、プローブ１の平面形状（即ち、平面視でのプローブ１の輪郭）を小さくすることができる。

【0074】

さらに、電池１４は、超音波センサ１１を配置するための凹部１２ｂに対向するように配置される。電池１４は、膨張する場合がある。電池１４を前述のような配置とすることによって、電池１４は、凹部１２ｂ内へ進入するように膨らむことができる。つまり、凹部１２ｂは、膨張する電池１４を収容するスペースとして機能する。これにより、電池１４の膨張による他の部品への影響を低減することができる。

【0075】

以上のように、プローブ１は、生体情報を検出する超音波センサ１１（センサ）と、超音波センサ１１を制御する基板１３と、基板１３に電力を供給する電池１４と、超音波センサ１、基板１３及び電池１４を収容するケーシング１２とを備え、ケーシング１２の内側には、凹部１２ｂが形成され、超音波センサ１１は、凹部１２ｂに配置され、電池１４は、凹部１２ｂと対向する位置に配置され、基板１３は、電池１４に対して凹部１２ｂと反対側に配置されている。

【0076】

この構成によれば、ケーシング１２内においては、超音波センサ１１、電池１４及び基板１３が一方向に並列されるので、これらの並列方向以外へのプローブ１の寸法を小さくすることができる。例えば、超音波センサ１１、電池１４及び基板１３がケーシング１２の厚み方向に並列されている場合には、ケーシング１２の縦方向及び横方向の寸法、即ち、平面形状を小さくすることができる。それに加えて、電池１４が凹部１２ｂと対向する位置に配置されているので、電池１４が膨張を凹部１２ｂで吸収することができる。これにより、電池１４の膨張を見込んで予めケーシング１２を厚くする必要がないので、ケーシング１２の厚さ方向の寸法も低減できる。このようにプローブ１の平面形状を小さくすることによって、プローブ１を体表に装着した際の対象者に与える違和感を低減することができる。

【0077】

また、超音波センサ１１は、複数設けられており、超音波センサ１１のそれぞれは、配線１５を介して基板１３に接続されており、ケーシング１２には、各配線１５に対応するホルダ１６が設けられ、配線１５はそれぞれ、対応するホルダ１６に保持されている。

【0078】

この構成によれば、超音波センサ１１は、配線１５を介して基板１３に接続される。超音波センサ１１は、凹部１２ｂに配置される。凹部１２ｂに対向するように電池１４が配置され、電池１４に対して凹部１２ｂと反対側に基板１３が配置される。つまり、超音波センサ１１、電池１４及び基板１３が並列された状態では、凹部１２ｂ内の超音波センサ１１を視認することが困難な可能性がある。その場合、配線１５を基板１３に接続する際に、どの配線１５がどの超音波センサ１１に接続されているのかを判別することが困難となり得る。それに対し、超音波センサ１１と基板１３との間で配線１５をホルダ１６で保持することによって、どの配線１５がどの超音波センサ１１に接続されているのかを判別しやすくなる。その結果、配線１５を基板１３に接続する作業を容易にすることができる。

【0079】

さらに、ホルダ１６には、対応する配線１５を識別するための識別子１６ａが付されている。

【0080】

この構成によれば、ホルダ１６に識別子１６ａが付されているので、配線１５をホルダ１６で保持する際に、配線１５を適切なホルダ１６で保持することができる。つまり、配線１５を誤ったホルダ１６で保持してしまうことを防止することができる。

【0081】

また、基板１３は、ケーシング１２にネジ締結されており、ケーシング１２には、基板をネジ締結するための雌ネジが形成されたボス１９が設けられ、ケーシング１２内におけるボス１９の周辺には、基板１３とケーシング１２との間にスペース１１０が形成され、スペース１１０には、電池１４と基板１３とを接続する配線１８が敷設されている。

【0082】

この構成によれば、電池１４と基板１３とを接続する配線１８を、ケーシング１２内の限られたスペースの中でスペース１１０を利用して敷設することができる。また、配線１８は、基板１３とケーシング１２との間に配置されるので、配線１８の浮き上がりが防止され、プローブ１の組み立てが容易になる。

【0083】

基板１３には、プローブ１を外部機器と接続するためのポート１３ｃが設けられ、ポート１３ｃは、ケーシング１２から外部に露出するように配置され、ケーシング１２には、ポート１３ｃを被覆するキャップ１１２が設けられ、ケーシング１２のうちキャップ１１２に被覆されている部分には、ケーシング１２の内部と外部とを連通させる通気孔１１３が形成されている。

【0084】

この構成によれば、通気孔１１３によってケーシング１２内の通気性が確保される。さらに、ポート１３ｃの未使用時には、通気孔１１３がキャップ１１２で被覆されるので、通気孔１１３を介したケーシング１２内への異物の進入を防止することができると共に美観を向上させることができる。

【0085】

《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

【0086】

前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

【0087】

プローブ１の体表への設置場所は、任意に設定することができる。また、プローブ１の装着方法は、前記の方法に限られるものではない。例えば、接触面１２ａを粘着性を有する貼付面で形成し、接触面１２ａを対象者の腹部に貼り付けるようにしてもよい。あるいは、プローブ１を体表に接触させた状態でプローブ１をテープ又はベルトで体表に取り付けてもよい。

【0088】

プローブ１は、尿量の推定のために利用されるものに限定されない。プローブ１は、生体情報を取得するものであればよい。例えば、プローブ１は、直腸若しくは大腸内の便量を推定するため、大腸の大蠕動運動、小腸の蠕動運動若しくは胃の蠕動運動を検出するため、肺水腫の有無を検出するため、又は、心拍若しくは血流を検出するために利用されるものであってもよい。

【0089】

また、プローブ１の利用目的に応じ、プローブ１の構成も変わり得る。例えば、プローブ１は、超音波を送信し、体内からの反射波を検出するものに限定されない。例えば、プローブ１は、心電センサ、脈拍若しくは酸素濃度を検出するセンサ、姿勢を検出するための加速度センサ若しくはジャイロセンサ、又は、臭いセンサであってもよい。

【0090】

複数の超音波センサ１１の個数は、４個に限られるものではない。超音波センサ１１の個数は、１個であってもよく、３個以下又は５個以上であってもよい。

【0091】

プローブ１は、複数の異なる生体情報を検出するセンサを有していてもよい。例えば、プローブ１は、超音波センサ１１に加えて、対象者の姿勢を検出する姿勢センサ等を有していてもよい。

【0092】

センサを配置するための凹部に対応するように電池が配置され、電池に対し凹部と反対側に基板が配置される限り、基板１３及び電池１４の平面寸法は、任意に設定し得る。つまり、平面視において、電池１４は、凹部１２ｂよりも大きくても、小さくてもよい。

【0093】

プローブ１は、ケーシングとセンサと基板と電池とを備えている限り、プローブ１で実行される処理は、前述の処理に限定されない。例えば、プローブ１が超音波の送受信のために利用される場合、図７の機能ブロック図において超音波センサ１１がプローブ１に設けられ、スイッチ２３及び制御部２８等はプローブ１とは別の装置に設けられていてもよい。

【0094】

また、生体情報推定システム１００は、プローブ１の適用の一例に過ぎないどの超音波センサ１１までが膀胱を検出しているかによって尿レベルを判定しているが、これに限られるものではない。尿量の推定は、任意の方法によって実現することができる。

【0095】

生体情報推定システム１００は、前述の構成に限定されない。例えば、外部端末３における尿レベルの算出を、クラウドコンピューティングを実行するサーバが行ってもよい。具体的には、外部端末３は、プローブ１から超音波センサ１１の受信信号を取得した後、該受信信号をサーバに送信する。サーバは、前述のような方法で尿レベルを算出し、算出された尿レベルを外部端末３へ送信する。外部端末３は、受け取った尿レベルに応じて、尿レベルの表示又は排尿タイミングの報知等の適宜の処理を実行する。

【0096】

あるいは、プローブ１は、外部端末３ではなく、ゲートウェイ等の中継機を介して、超音波センサ１１の受信信号をサーバに送信してもよい。サーバは、前述のような方法で尿レベルを算出し、算出された尿レベルを外部端末３へ送信する。外部端末３は、受け取った尿レベルに応じて、尿レベルの表示又は排尿タイミングの報知等の適宜の処理を実行する。

【符号の説明】

【0097】

１００ 生体情報推定システム
１ プローブ
１１ 超音波センサ（センサ）
１２ ケーシング
１２ｂ 凹部
１３ 基板
１３ｃ ポート
１４ 電池
１５ 配線
１６ ホルダ
１６ａ 識別子
１８ 配線
１９ ボス
１１０ スペース
１１２ キャップ
１１３ 通気孔

【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】