WO2007083493A1

WO2007083493A1 - 簡易に呼吸状態を判別することのできる呼吸訓練器および呼吸訓練プログラムプロダクト

Info

Publication number: WO2007083493A1
Application number: PCT/JP2006/325901
Authority: WO
Inventors: Osamu Shirasaki; Toshikazu Shiga; Yuzo Nakase; Hideyuki Kobayashi; Kazuomi Kario
Original assignee: Omron Healthcare Co., Ltd.; Jichi Medical University
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2007-07-26
Also published as: CN101360537A; EP1977793A1; KR20080082001A; JP2007190277A; US20100160118A1

Abstract

　呼吸訓練器（１００）は、呼吸の訓練パターンをユーザにガイドするための情報を表示するための表示部（４）と、ユーザによる操作を検知可能であって、呼吸状態に応じた操作を受付けるための状態スイッチ（２１．５）を備える。これにより、呼吸訓練器（１００）は、訓練パターンがガイドされる訓練期間に、状態スイッチ（２１．５）からの信号に基づいて、呼気状態および吸気状態のうちいずれであるかを判別する。

Description

明細書

簡易に呼吸状態を判別することのできる呼吸訓練器および呼吸訓練プログラムプロダクト

技術分野

[0001] 本発明は、呼吸訓練器および呼吸訓練プログラムプロダクトに関し、特に、呼吸の訓練パターンをガイドする呼吸訓練器および呼吸訓練プログラムプロダクトに関する背景技術

[0002] ゆったりとした深い呼吸は自律神経の鎮静につながり、血圧の降圧効果をもたらすことが実証されている。たとえば、米国心臓協会発行の「高血圧（Hypertension) 200 5年 10月号」第 46号の p. 714— 718にぁる01&じ1«) N.Josephらの文献「遅い呼吸は動脈の圧反射感受性を改善し、本能性高血圧の血圧を降下させる」（以下、非特許文献 1)が参照文献となり得る。そのため、従来より、自律神経系訓練法、バイオフィードバックとして研究がなされている。また、そのための呼吸訓練器が多数提案されている。

[0003] 特開昭 62— 277976号公報（以下、特許文献 1)には、被験者の腹式呼吸による腹腔の動きを検出するセンサを腹部に装着し、予め定めた理想呼吸訓練パターンを発生し、実際の呼吸パターンと理想呼吸訓練パターンとを比較し一致度合を判断し、その判断結果を音響または光電表示で報知する腹式呼吸訓練装置に関する発明が開示されている。

[0004] また、特開 2002— 301047号公報（以下、特許文献 2)には、生体の呼吸を検出する呼吸検出手段を備え、検出した呼吸信号から呼吸情報を抽出し、誘導すべき目標呼吸パターン情報と比較判定し、その差に基づく補正値で生体に与えられる刺激信号を制御する呼吸誘導装置に関する発明が開示されている。呼吸検出手段としては、生体の腹部や胸部に装着されて、呼吸に伴う胴体長の変化を検出するタイプのもの、鼻腔付近に取り付けて温度変化を計測するタイプのもの、および、マスク型やマウスピース型の器具で気流速度変化を計測するタイプのものが例示されている。 [0005] また、睡眠中に気道の閉塞や自律神経系異常による無呼吸状態、いわゆる「睡眠時無呼吸症候群 (SAS)」は、単に睡眠の質が低下し、昼間の活動時間帯に眠気を催すだけでなぐ高血圧を進行させ有害な血圧変動を誘発することによって心疾患や脳疾患など多くの重篤な疾患の原因となることが明らかになってきている。

[0006] SASの治療法として、閉塞した気道に空気の陽圧を付加する装置 (CPAP)、気道を拡張する外科的手術、薬物療法 (肺胞界面活性剤製剤の咽頭後方領域への塗布 (特表 2001— 507364号公報 (以下、特許文献 3)参照）、頸部舌根の筋群の低周波バイブレーションによる筋力刺激訓練による筋群増強（（特開 2005— 237807号公報 (以下、特許文献 4)参照)などが提案されている。しカゝしながら、いずれも患者にとっては大きな負担であり、負担の少な!/、SASの防止法が提案されてヽな、のが現状である。

[0007] このため、 SASの防止のためにも、患者が手軽に行なえる呼吸訓練は有用であると考えられる。

特許文献 1：特開昭 62— 277976号公報

特許文献 2：特開 2002— 301047号公報

特許文献 3：特表 2001 - 507364号公報

特許文献 4：特開 2005 - 237807号公報

非特干文献 1 : Chacko N.Joseph, し esare Porta, uaia Casucci, Nadia Casiraghi , Mara Maffeis, Marco Rossi, Luciano Bernardi, 「遅い呼吸は動脈の圧反射感受性を改善し、本能性高血圧の血圧を降下させる」，「高血圧（Hypertension) 2005 年 10月号」，米国心臓協会，第 46号， p. 714- 718

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] し力しながら、特許文献 1および 2のいずれも、ユーザは、自身の腹部にセンサを装着したり、器具を口にくわえたりする必要がある。したがって、ユーザは、これらの取扱いに不便さや不快感を感じることがあった。

[0009] 本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は

、簡易に呼吸状態を判別することのできる呼吸訓練器および呼吸訓練プログラムプロダクトを提供することである。

[0010] あるいは、コストダウンを可能とする呼吸訓練器および呼吸訓練プログラムプロダクトを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0011] この発明のある局面に従う呼吸訓練器は、呼吸の訓練パターンをユーザにガイドするためのガイド部と、ユーザによる操作を検知可能な検知部と、訓練パターンがガイドされる訓練期間に、検知部からの信号に基づいて、呼気状態および吸気状態のうちいずれであるかを判別するための判別部とを備える。

[0012] 好ましくは、検知部は、ユーザによる操作を受付けるための操作部を含む。

好ましくは、検知部は、ユーザの所定の身体部位の、基準位置力の傾斜の変化を検知可能な傾斜センサを含む。

[0013] 好ましくは、判別部による判別結果に基づいて、ユーザの呼吸状態の特徴を表わす呼吸指標を算出するための算出部と、算出された呼吸指標と、訓練パターンに対応付けられている所定の基準値とを比較するための比較部と、比較部による比較結果に基づき、ユーザに警告を行なうための警告部とをさらに備える。

[0014] なお、比較部は、呼吸指標が基準値力所定範囲内力否力を比較し、警告部は、呼吸指標が基準値力所定範囲内でない場合に、ユーザに警告を行なうことが好ましい。

[0015] あるいは、比較部は、呼吸指標が基準値力も所定範囲内か否力を比較し、警告部は、呼吸指標が基準値力も所定範囲内でない場合の回数を計数するための計数部と、計数部による計数結果が所定のしきい値を越えた場合に、ガイド部による訓練パターンのガイドを中断するための中断部とを含むことが好ましい。

[0016] この発明の他の局面に従う呼吸訓練プログラムプロダクトは、ユーザによる操作を受付けるための操作部と、音声の出力または画像の表示をするための出力部と、演算処理部とを備えた制御装置にお、て、呼吸訓練処理を演算処理部に実行させるためのプログラムであって、予め定められた呼吸の訓練パターンを出力部に出力するステツプと、訓練パターンが出力される訓練期間に、操作部からの操作信号を受信するステップと、受信された操作信号に基づいて、呼気状態および吸気状態のうちいずれの状態であるかを判別するステップとを実行させる。

発明の効果

[0017] 本発明によると、呼吸そのものを検出する呼吸センサを必要とせず、簡易に呼吸状態を判別することができる。あるいは、呼吸センサを必要としないため、コストダウンを図ることができる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]本発明の実施の形態 1における呼吸訓練器の概観を示す図である。

[図 2]本発明の実施の形態 1における呼吸訓練器の構成を示すブロック図である。

[図 3A]ユーザが状態スィッチを押下して、な、様子を示す図である。

[図 3B]ユーザが状態スィッチを押下している様子を示す図である。

[図 4]本発明の実施の形態 1における呼吸訓練処理の流れを示すフローチャートである。

[図 5]本発明の実施の形態 1における長さ判断処理を示すフローチャートである。

[図 6]身体情報の入力の際に表示される画面の一例を示す図である。

[図 7]呼吸ガイドの表示例を示す図である。

[図 8]訓練期間中の訓練パターンに基づく呼吸ガイドの詳細な表示例を説明するための図である。

[図 9]本発明の実施の形態 2における呼吸訓練器の概観を示す図である。

[図 10]本発明の実施の形態 2の呼吸訓練器における訓練器本体の構成を示すプロック図である。

[図 11]本発明の実施の形態 2における、加速度センサの使用態様と加速度センサの読み取り値との関係を示す図である。

符号の説明

[0019] 1 訓練器本体、 2 加速度センサ、 3 配線、 4 表示部、 5 ドライバ、 10 I/O, 12 メモリ、 13 タイマ、 15a ドライブ装置、 15b 記録媒体、 20 CPU, 21, 21 A 操作部、 24 スピーカ、 25 アンプ、 25 AZD変翻、 100, 200 呼吸訓練器、 1 20 ノターン記憶部、 201 ガイド部、 202 呼吸状態判別部、 203 指標算出部、 2 04 比較部、 205 警告部、 400 椅子。発明を実施するための最良の形態

[0020] 本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付す。

[0021] [実施の形態 1]

(構成について）

図 1は、本発明の実施の形態 1における呼吸訓練器 100の概観を示す図である。

[0022] 図 1を参照して、本実施の形態に係る呼吸訓練器 100は、文字や画像等を表示（出力）するための表示部 4、および、ユーザによる操作を受付けるための操作部 21を備える。表示部 4は、たとえば LCD (Liquid Crystal Display)により構成される。操作部 21は、ユーザからの指示の入力を受付けるための複数のスィッチ、たとえば、呼吸訓練器 100が有する機能のメニューの表示指示を受付けるためのメニュースィッチ 2 1. 1、表示部 4に表示された情報についての設定指示を受付けるための設定スイツチ 21. 2、訓練開始の指示を受付けるための開始スィッチ 21. 3、表示部 4に表示されたカーソルなどを左右に移動するための左右スィッチ 21. 4、および、ユーザによる操作を検知可能であって、呼吸状態に対応した操作を受付けるためのスィッチ（以下「状態スィッチ」という） 21. 5を含む。

[0023] 図 2は、本発明の実施の形態 1における呼吸訓練器 100の構成を示すブロック図である。図 2を参照して、呼吸訓練器 100は、呼吸訓練器 100全体の制御および演算処理を行なうための CPU (Central Processing Unit) 20、各種データおよびプログラムが格納されるメモリ 12、表示部 4、表示部 4の表示動作を制御するドライバ 5、操作部 21、計時動作して計時データを出力するタイマ 13、アンプ (増幅器） 25、アンプ 25 を介して音声を出力するためのスピーカ 24、および、呼吸訓練器 100内でのデータの入出力を制御する入出力インターフェイス (IZO) 10を備える。タイマ 13が出力する計時データおよび操作部 21に対して入力された情報は、 ΙΖΟ10を介して CPU2 0に入力される。また、 CPU20は、 ΙΖΟ10を介して表示部 4およびスピーカ 24の動作を制御する。

[0024] なお、呼吸訓練器 100は、記録媒体 15bに記録された各種データやプログラムを読み出すためのドライブ装置 15aをさらに備えていてもよい。また、呼吸訓練器 100 は、必ずしも、表示部 4およびスピーカ 24の双方を備える必要はなぐ少なくとも、これらのうち、ずれか一方を備えて、ればよ！/、。

[0025] メモリ 12は、たとえば、不揮発性のメモリ（たとえばフラッシュメモリ）である。メモリ 12 には、予め複数の訓練パターンのデータが記憶されたパターン記憶部 120が含まれる。パターン記憶部 120には、負荷レベルの異なる複数の訓練パターンデータが予め記憶されている。

[0026] 訓練パターンデータは、少なくとも、訓練時間（訓練期間）または呼吸回数、呼吸周期または呼気時間 ·吸気時間、呼吸の深さの情報を含む。負荷レベルは、たとえば、少なくとも、訓練時間または呼吸回数、呼吸周期および呼吸の深さのうち少なくとも 1 つのパラメータにより定められる。

[0027] また、各訓練パターンデータは、負荷レベルの異なる複数のパターンデータを含んでいてもよい。すなわち、少なくとも 1つのパラメータ（たとえば呼吸の深さ）の異なる複数のパターン力各訓練パターンに含まれて、てもよ、。

[0028] CPU20は、呼吸の訓練パターンをユーザにガイドするためのガイド部 201と、訓練期間に、状態スィッチ 21. 5からの操作信号に基づいて、呼気状態および吸気状態のうちいずれであるかを判別するための呼吸状態判別部 202と、呼吸状態判別部 20 2による判別結果に基づいて、ユーザの呼吸状態の特徴を表わす呼吸指標を算出するための指標算出部 203と、指標算出部 203により算出された呼吸指標と、ガイド中の訓練パターン (以下「ガイドパターン」とも、う）に対応付けられて、る所定の基準値とを比較するための比較部 204と、比較部 204による比較結果に基づき、ユーザに警告を行なうための警告部 205とを含む。

[0029] 「訓練期間」とは、ガイド部 201により訓練パターンがガイドされる期間をいう。

ガイド部 201は、具体的には、訓練パターン (ガイドパターン）に基づく呼吸に導くための情報（以下「呼吸ガイド」ともいう）を、表示部 4に表示する処理を行なう。なお、本実施の形態では、表示部 4を用いて訓練パターンをガイドすることとして説明するが、スピーカ 24より音声によって訓練パターンをガイドしてもよい。また、ガイド対象の訓練パターンの決定方法については、後述する。

[0030] 呼吸状態判別部 202は、たとえば、状態スィッチ 21. 5が押下されていることを検知した場合に呼気状態と判別し、状態スィッチ 21. 5が押下されていない場合に、吸気状態と判別する。ここで、状態スィッチ 21. 5の使用態様を図 3A,図 3Bに示す。

[0031] 図 3Aのように、状態スィッチ 21. 5がユーザの右手 301で押下されていない場合、すなわち、状態スィッチ 21. 5が OFFの場合、呼吸状態判別部 202は、ユーザの呼吸状態は吸気状態であると判別する。一方、図 3Bのように、状態スィッチ 21. 5がュ一ザの右手 301で押下されている場合、すなわち、状態スィッチ 21. 5が ONの場合、呼吸状態判別部 202は、ユーザの呼吸状態は呼気状態であると判別する。このように、ユーザは、訓練期間中、自身の呼吸状態に応じて状態スィッチ 21. 5を ONZO FF操作する。このため、状態スィッチ 21. 5の配置位置は、ユーザが操作しやすい位置に配置されることが好ましぐ図 1に示した位置に限定されない。

[0032] また、呼吸状態判別部 202による呼吸状態の判別方法は、上記のような例に限定されるものではない。たとえば、逆に、状態スィッチ 21. 5が OFFの場合に呼気状態と判別し、状態スィッチ 21. 5が ONの場合に吸気状態と判別してもよい。

[0033] また、本実施の形態では、呼吸状態に対応した操作を受付けるために、専用のスィツチ (状態スィッチ 21. 5)を設けたが、このような形態に限定されるものではない。呼吸状態判別部 202は、訓練期間においてのみ呼吸状態の判別を行なうため、たとえばメニュースィッチ 21. 1を、訓練期間において状態スィッチ 21. 5と同等の機能を持たせてもよい。また、本実施の形態では、ユーザによる操作を受付けるための入力装置として、スィッチを例に挙げた力少なくとも、 2つの状態 (ONZOFF)を検出可能であればよぐスィッチに限定されるものではない。あるいは、呼気状態および吸気状態それぞれにおいて操作するための 2つのスィッチを設けてもよい。この場合、 2つのスィッチはそれぞれ、左手および右手で操作可能な位置に設けられてもよい。あるいは、 2つのスィッチはそれぞれ、左足および右足で操作可能な位置に設けられてもよい。

[0034] 指標算出部 203は、判別された呼吸状態と、タイマ 13からの計時データとに基づいて、呼吸指標として、たとえば、呼吸 1サイクルの長さ（呼吸周期）を算出する。呼吸指標は、ユーザの呼吸状態の特徴を表わす値であればよぐ呼吸周期に限定されるものではない。たとえば、呼吸指標は、所定時間あたりの呼吸回数、呼気時間、吸気時間、呼気動作と吸気動作とのバランス (たとえば、呼気時間と吸気時間との差または比）などであってもよい。

[0035] 比較部 204は、呼吸指標として算出された呼吸周期と、ガイドパターンに対応付けられている呼吸周期（基準値)とを比較する。パターン記憶部 120において、各訓練パターンのデータに呼吸周期のデータが含まれて、な、場合には、各訓練パターンのデータに対応付けて呼吸周期のデータを予め記憶してぉ、てもよ、。あるいは、各訓練パターンのデータに含まれる 1以上のデータに基づいて、基準値となる呼吸周期が導出 (算出）されてもよい。比較部 204は、具体的には、算出された呼吸周期 1S ガイドパターンにおける呼吸周期を基準として当該基準値力も所定範囲（たとえば、基準値より上下 20%)以内である力否かを比較する。あるいは、各訓練パターンのデータに、呼吸指標との比較対象となる範囲のデータが予め対応付けられていてもよい。この場合、比較のための制御を簡単にすることができる。

[0036] 警告部 205は、具体的には、スピーカ 24より警告音を出力する処理を行なう。なお、音による警告に限定されるものではなぐたとえば、表示部 4に警告メッセージを表示することとしてもよい。警告部 205は、算出された呼吸指標が、基準値力も所定範囲内でない場合の回数を計数し、計数結果が所定のしきい値を超えた場合に、訓練動作を中断する処理を含んでもよい。

[0037] なお、 CPU20内の各機能ブロックの動作は、メモリ 12中に格納されたソフトウェアを実行することで実現されてもよいし、少なくとも 1つについては、ハードウェアで実現されてちょい。

[0038] (動作について）

図 4のフローチャートに示す、本発明の実施の形態 1における呼吸訓練処理は、予めプログラムとしてメモリ 12に格納されており、 CPU20がこのプログラムを読み出して実行することにより、呼吸訓練処理の機能が実現される。なお、以下に示す処理は、たとえば、開始スィッチ 21. 3がユーザにより押下された場合に開始される。

[0039] 図 4を参照して、以下に処理動作の流れを説明する。はじめに、 CPU20は、ユーザからの身体情報の入力を受付ける (ステップ S 2)。身体情報は、ユーザの身体の特徴を表わす情報であり、たとえば、血圧値、身長、体重、年齢、および性別のうち少なくとも 1つを含む。ここでは、身体情報として身長および体重の情報が受付けられるものとする。

[0040] 次に、受付けた身体情報に基づき、この呼吸訓練処理においてユーザにガイドされる訓練パターン (ガイド対象の訓練パターン）が決定される (ステップ S4)。具体的にはたとえば次のような処理が行なわれる。身長および体重と訓練パターンの識別情報とが対応付けられた対応テーブル力予めたとえばパターン記憶部 120内に記憶されている。 CPU20は、この対応テーブルにおいて、ユーザの身長および体重と対応付けられている識別情報を特定する。このようにして、特定された識別情報が示す訓練パターン力ガイド対象の訓練パターンとして決定される。 CPU20は、ガイド対象の訓練パターンのデータを、パターン記憶部 120より読み出す。なお、ここでの「ガイド対象の訓練パターン」は、訓練期間中において、先に述べたガイドパターンとなる。

[0041] 次に、 CPU20は、「長さ異常フラグ」をクリアする (ステップ S6)。「長さ異常フラグ」とは、呼吸周期が異常である回数、すなわち、呼吸周期が許容範囲 (基準値から所定範囲）を超えている回数をカウントするための情報である。なお、この処理は、訓練期間に移行する前に行なわれればよぐたとえばステップ S 2の処理の前に行なわれてちょい。

[0042] ステップ S6の処理が終わると、次に、ガイド部 201は、ステップ S4で決定された訓練パターンをユーザにガイドする (ステップ S8)。具体的には、ステップ S4において読み出された訓練パターンのデータに基づいて、呼吸ガイド (たとえば、呼気および吸気のいずれをあとどれくらい行なうべきかなど）を表示部 4に表示する。

[0043] 続いて、呼吸状態判別部 202は、状態スィッチ 21. 5からの信号に基づき、ユーザの呼吸状態を判別する (ステップ S10)。判別の結果 (たとえば、 1 :呼気状態、または、 0 :吸気状態）は、たとえば図示しない内部メモリに、時間軸に沿って記録されることが好ましい。呼吸状態の判別方法については、上述のとおりである。

[0044] 続いて、後に図 5を用いて説明する"長さ判断処理"が実行される (ステップ S12)。

[0045] 上記ステップ S8〜ステップ SI 2の処理は、訓練期間が経過するまで繰返される（ステツプ S14で NO)。訓練期間が経過したと判断された場合 (ステップ S14で YES)、呼吸訓練処理は終了される。

[0046] なお、ステップ S10での呼吸状態の判別結果の情報 (たとえば、呼吸状態の推移を示したグラフ）を、表示部 4に表示することとしてもよい。また、呼吸状態の判別結果の情報を、たとえばメモリ 12の所定の領域に訓練結果として蓄積しておき、別途閲覧可能としてもよい。

[0047] 図 5は、本発明の実施の形態 1における長さ判断処理を示すフローチャートである。

図 5を参照して、はじめに、指標算出部 203は、ステップ S 10での判別結果に基づいて、呼吸指標として呼吸 1サイクルの長さ（呼吸周期）を算出する (ステップ S 102)。

[0048] 次に、指標算出部 203は、算出された呼吸周期が、ガイドパターンに対応付けられている呼吸周期の上下 20%以内力 (許容範囲内力、)否かを判断する（ステップ S104 )。許容範囲内であると判断された場合 (ステップ S104において YES)、長さ異常フラグをクリアする（ステップ S108)。ステップ S108の処理が終わると、処理はメインル一チンに戻される。

[0049] 一方、許容範囲外であると判断された場合 (ステップ S 104にお、て NO)、指標算出部 203は、長さ異常フラグに 1を加える (ステップ S110)。続いて、比較部 204は、長さ異常フラグが所定のしき、値 (たとえば 5)を超えたか否かを判断する (ステップ S 112)。しきい値以内であると判断された場合 (ステップ S112において NO)、スピー力 24より音による警告を行なう（ステップ S114)。ステップ S114の処理が終わると、処理はメインルーチンに戻される。

[0050] これに対し、ステップ S112において、しきい値を超えたと判断された場合 (ステップ S 112にお、て YES)、訓練動作中断処理が行なわれる（ステップ S 116)。具体的には、たとえば、まず音による警告を行ない、ガイド部 201による訓練パターンのガイドを中断（中止)する。

[0051] 上述のように、本実施の形態では、ユーザによる状態スィッチ 21. 5の ONZOFF 操作によって呼吸状態が判別されるので、入力ミスが発生する可能性も生じる。このため、本実施の形態では、呼吸指標の値 (呼吸周期）が異常であると判別された場合には、ユーザに警告を行なって、正しい操作（自身の実際の呼吸状態に応じた操作）をするよう促す。なお、ここでは連続して所定回数、呼吸指標が許容範囲を超えていた場合に、訓練動作を中断することとしたが、訓練期間中、（連続しなくても、）所定回数呼吸指標が許容範囲を超えていれば、訓練動作を中断してもよい。

[0052] なお、指標算出部 203による呼吸指標の算出、比較部 204による比較、および警告部 205による警告は、上記呼吸訓練処理において必ずしも必須ではない。この場合、図 4のフローチャートに示した処理のうち、ステップ S6および S12の処理が不要となる。また、この場合、図 2のブロック図に示した CPU20には、指標算出部 203、比較部 204および警告部 205は、含まれなくてよい。

[0053] (表示例について）

図 6は、ステップ S 2にお、て身体情報の入力の際に表示される画面の一例を示す図である。図 6に示されるように、入力中の身体情報の項目（身長，体重）が点滅表示される。身体情報は、左右スィッチ 21. 4や設定スィッチ 21. 2を用いて入力可能である。なお、訓練結果が記憶される場合、複数のユーザが使用可能とするために、ュ一ザ番号を入力させてもよい。この場合、入力されたユーザ番号と関連付けられて訓練結果が記憶される。

[0054] 図 7は、ステップ S8における呼吸ガイドの表示例を示す図である。図 7を参照して、呼吸ガイドは、画面上の縦方向に表示される 14個のブロックの反転 *非反転により行なわれる。また、それぞれ所定の領域に、訓練回数 (何回目）および残り時間が表示される。

[0055] 呼吸ガイドの詳細な表示例について、図 8を用いて説明する。図 8の (A)は、訓練パターンの一例を示す図であり、（B)は、（A)に示した訓練パターンの任意の時間 tl 〜t8における呼吸ガイドの表示例を示す図である。

[0056] 図 8の (A)を参照して、ここで示される訓練パターンに基づく訓練期間は、ウォームアップ期間、実質訓練期間およびクールダウン期間を含んでいる。つまり、この訓練パターンは、複数のパターンを含んでいる。

[0057] 図 8の（B)を参照して、各呼吸ガイドにお!、て、呼吸の深さを示す位置のブロックが固定的に反転表示 (塗潰し表示）される。ウォームアップ期間における時間 tl, t2, t 3におけるガイドは、上下それぞれ中央から 5つ目のブロック 81, 82が固定的に反転表示されている。時間 tlにおける呼吸ガイドは、中央から上方向に 1〜3つ目のブロックが反転表示され、ブロック 81が点滅表示される。これにより、あとどのくらいの時間吸気すべきかをユーザに知らせることができる。また、時間 t2における呼吸ガイドは、同様にブロック 81が点滅表示され、中央より上方向に 1〜4つ目のブロック全てが反転表示されている。これにより、吸気期間の終わりであることを知らせることができる。

[0058] 実質訓練期間における時間 t4, t5, t6は、上下それぞれ中央から 7つ目のブロック

(両端のブロック） 83, 84が固定的に反転表示されている。時間 t5における呼吸ガイドは、ブロック 84が点滅表示され、ブロック 83以外のブロックは非反転表示 (空白表示）されている。これにより、吸気が終わり、呼気に移るべきことがガイドされる。

[0059] クールダウン期間における時間 t7, t8は、ウォームアップ期間と同様、上下それぞれ中央から 5つ目のブロック 81, 82が固定的に反転表示されている。時間 t7における呼吸ガイドは、ブロック 82が点滅表示され、中央より上方向に 1つ目のブロックが反転表示されている。これにより、呼気状態をあと半分程度続けるべきことがガイドされる。

[0060] なお、呼吸ガイドの表示態様は、上記のような反転 Z非反転に限定されるものではなぐたとえば、ブロックの表示色を変更してもよい。

[0061] 以上説明したような、本発明の呼吸訓練器 100が行なう呼吸訓練方法を、プロダラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、 CD— ROM (Compact Disk- ROM)などの光学媒体や、メモリカードなどのコンピュータ読取り可能な記録媒体 15 bにて記録させて、プログラム製品として提供することもできる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。

[0062] 提供されるプログラム製品は、たとえば、メモリ 12にインストールされて実行される。

あるいは、図示しな!ヽノヽードディスクなどのプログラム格納部にインストールされて実行されてもよい。なお、プログラム製品は、プログラム自体と、プログラムが記録された記録媒体とを含む。

[0063] また、図 2に示した呼吸訓練器 100と同様のハードウェアを備えた制御装置においても、上述の呼吸訓練処理が実現可能である。つまり、制御装置は、少なくとも、ユーザによる操作を受付けるための操作部、音声の出力または画像の表示をするための出力部、および、 CPUなどの演算処理部を備えていればよい。そして、演算処理部力呼吸訓練処理のためのプログラムを読み出して実行することで、制御装置は、呼吸訓練器として機能することができる。このような制御装置は、たとえば、一般的なパ一ソナルコンピュータ、携帯電話、あるいは、ゲーム機などであってよい。

[0064] [実施の形態 2]

次に、本発明の実施の形態 2について説明する。実施の形態 2における呼吸訓練器は、実施の形態 1における呼吸訓練器 100とは、ハードウェア構成が一部異なる。以下に、実施の形態 1との主な相違点について述べる。

[0065] 図 9は、本発明の実施の形態 2における呼吸訓練器 200の概観を示す図である。

実施の形態 1における呼吸訓練器 100と比較すると、呼吸訓練器 200では、操作部 21Aに、呼吸状態に対応した操作を受付けるための状態スィッチ 21. 5が含まれていない。これに代えて、呼吸訓練器 200は、ユーザによる操作を検知可能であって、ユーザの所定の身体部位の、基準位置からの傾斜の変化を検知可能な傾斜センサ、たとえば加速度センサ 2と、加速度センサ 2からの信号を訓練器本体 1内に供給するための配線 3とを備える。

[0066] 図 10は、本発明の実施の形態 2における呼吸訓練器 200の構成を示すブロック図である。呼吸訓練器 200は、実施の形態 1における呼吸訓練器 100と比較すると、ドライブ装置 15aに代えて、加速度センサ 2からの出力信号をアナログ信号力デジタル信号に変換するための AZD変 25を備える。 AZD変 25により変換された信号は、 ΙΖΟ10を介して CPU20に入力される。

[0067] 実施の形態 2では、呼吸状態判別部 202は、加速度センサ 2からの信号に基づ、て、ユーザの呼吸状態を判別する。

[0068] 図 11の (Α)は、ユーザが背を背面方向に傾斜させ始めたば力りの状態を示す図であり、（Β)は、ユーザが背を背面方向に傾斜させている途中の状態を示す図である。また、（C)は、（Α)の状態における加速度センサ 2による読み取り値を示す図であり、 (D)は、（Β)の状態における加速度センサ 2による読み取り値を示す図である。

[0069] 図 11の (A) , (Β)には、椅子 400の背もたれ 401に加速度センサ 2を取り付けた例が示される。椅子 400は、ユーザ 302が着座する着座部と背もたれ 401とを備えている。背もたれ 401は、背面方向に傾斜可能であり、かつ、ユーザ 302が着座していない状態 (通常の状態）における所定の位置に復帰可能に形成されているものとする。

[0070] ユーザ 302は、訓練期間中、呼吸動作と連動させて、たとえば、吸気状態のときに背もたれ 401を押し、呼気状態のときに、背もたれ 401の復元力を利用して所定の位置に戻る動作をする。つまり、ユーザ 302は、訓練期間中、図 11 (A) , (B)に示した体勢を繰返す。

[0071] 加速度センサ 2は、背もたれ 401の、基準位置における傾斜の角度（ Θ )を検出できることが好ましい。本実施の形態では、加速度センサ 2は、重力加速度の変化を測定することで、角度を算出することができる。図 11の（C)では、角度 Θ aが算出され、図 11の（D)では、角度 Θ bが算出される。すなわち、本実施の形態において、基準位置は、鉛直方向であり、加速度センサ 2は、ユーザ 302の背に密着して動作可能な背もたれ 401の、鉛直方向における傾斜の変化を検出することができる。

[0072] 呼吸状態判別部 202は、加速度センサ 2からの出力データ (傾斜角度の情報）に基づいて、吸気状態か呼気状態かを判別することができる。呼吸状態判別部 202は、たとえば、 0. 1秒ごとに、傾斜角度の情報を取得し、角度の変化状況 (角度が増加方向に変化している力、あるいは、減少方向に変化している力を判断する。そして、呼吸状態判別部 202は、傾斜角度が、増加方向に変化していると判断した場合には、呼気状態と判別し、傾斜角度が減少方向に変化していると判断した場合には、吸気状態と判別する。

[0073] このように、実施の形態 2においても、呼吸訓練器 200は、呼吸センサを備えることなぐユーザの呼吸状態を判別可能である。また、呼吸状態の判別方法が実施の形態 1とは異なるだけで、実施の形態 2においても、図 4に示した呼吸訓練処理を実現することができる。

[0074] なお、実施の形態 2では、椅子の背もたれ 401の背面側に加速度センサ 2を設けた力背もたれ 401の内側（背面に対向する面側）に加速度センサ 2を設けてもよい。あるいは、椅子 400を使用せずにユーザ 302の背に直接取り付けて、ユーザ 302の背の基準位置に対する傾斜の変化を検出してもよい。

[0075] あるいは、傾斜変化の検出対象の身体部位は、背に限定されるものではなぐたとえば、ユーザの腕や脚であってもよい。 [0076] また、本実施の形態では、基準位置は、鉛直方向であるものとして説明したが、これに限定されるものではない。たとえば、ユーザがはじめに着座した状態の背の傾きを示す位置であってもよ!/、し、ユーザが基準位置を設定できてもよ!、。

[0077] なお、加速度センサ 2を椅子 400に予め内蔵しておき、椅子 400と訓練器本体 1とを備えた呼吸訓練器を提供することもできる。

[0078] 以上説明したように、本発明の実施の形態 1および 2における呼吸訓練器は呼吸センサを備えないため、呼吸訓練器の構成をシンプルにすることができる。また、このため、呼吸センサのメンテナンスの煩わしさを解消することができる。

[0079] 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims

請求の範囲

[1] 呼吸の訓練パターンをユーザにガイドするためのガイド部（201)と、

前記ユーザによる操作を検知可能な検知部（21, 20)と、

前記訓練パターンがガイドされる訓練期間に、前記検知部からの信号に基づいて、呼気状態および吸気状態のうちいずれであるかを判別するための判別部（202)とを備える、呼吸訓練器。

[2] 前記検知部は、前記ユーザによる操作を受付けるための操作部（21)を含む、請求の範囲第 1項に記載の呼吸訓練器。

[3] 前記検知部は、前記ユーザの所定の身体部位の、基準位置からの傾斜の変化を検知可能な傾斜センサ（2)を含む、請求の範囲第 1項に記載の呼吸訓練器。

[4] 前記判別部による判別結果に基づいて、前記ユーザの呼吸状態の特徴を表わす呼吸指標を算出するための算出部 (203)と、

算出された前記呼吸指標と、前記訓練パターンに対応付けられている所定の基準値とを比較するための比較部（204)と、

前記比較部による比較結果に基づき、前記ユーザに警告を行なうための警告部（2 05)とをさらに備える、請求の範囲第 1項に記載の呼吸訓練器。

[5] ユーザによる操作を受付けるための操作部と、音声の出力または画像の表示をするための出力部と、演算処理部とを備えた制御装置において、呼吸訓練処理を前記演算処理部に実行させるためのプログラムであって、

予め定められた呼吸の訓練パターンを前記出力部に出力するステップ (S8)と、前記訓練パターンが出力される訓練期間に、前記操作部からの操作信号を受信するステップ（S 10)と、

受信された前記操作信号に基づいて、呼気状態および吸気状態のうちいずれの状態であるかを判別するステップ (S10)とを実行させる、呼吸訓練プログラムプロダクト