(57)【要約】【課題】呼吸訓練による成果をユーザが容易に把握できる呼吸訓練器を提供すること。【解決手段】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、ユーザの呼吸を検出するための呼吸センサと、訓練パターンがガイドされる訓練期間の前および後のうち少なくともいずれかに、呼吸センサからの信号に基づいて、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呼吸指標算出部２０３と、少なくとも２つの呼吸指標に基づき、呼吸訓練の成果を表わす成果指標を算出するための成果指標算出部２０４と、成果指標を、ユーザに報知するための報知部２０６とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項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手段と、
前記ユーザの呼吸を検出するための検出手段と、
前記訓練パターンがガイドされる訓練期間の前および後のうち少なくともいずれかに、前記検出手段からの信号に基づいて、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第１の算出手段と、
少なくとも２つの前記呼吸指標に基づき、呼吸訓練の成果を表わす成果指標を算出するための第２の算出手段と、
前記成果指標を、前記ユーザに報知するための報知手段とを備える、呼吸訓練器。
【請求項２】
前記第１の算出手段は、前記訓練期間の前後それぞれに検出された前記呼吸に基づいて、２つの前記呼吸指標を算出し、
前記第２の算出手段は、算出された前記呼吸指標に基づき、前記訓練期間の前後の前記成果指標を算出する、請求項１に記載の呼吸訓練器。
【請求項３】
以前の前記訓練期間の前に検出された前記呼吸に基づく前記呼吸指標の情報を記憶するための記憶手段をさらに備え、
前記第１の算出手段は、今回の前記訓練期間の前に検出された前記呼吸に基づいて前記呼吸指標を算出し、
前記第２の算出手段は、前記第１の算出手段により算出された前記呼吸指標と前記記憶手段に記憶された前記呼吸指標の情報とに基づき、前記訓練期間の前ごとの前記成果指標を算出する、請求項１に記載の呼吸訓練器。
【請求項４】
以前の前記訓練期間の後に検出された前記呼吸に基づく前記呼吸指標の情報を記憶するための記憶手段をさらに備え、
前記第１の算出手段は、今回の前記訓練期間の後に検出された前記呼吸に基づいて前記呼吸指標を算出し、
前記第２の算出手段は、前記第１の算出手段により算出された前記呼吸指標と前記記憶手段に記憶された前記呼吸指標の情報とに基づき、前記訓練期間の後ごとの前記成果指標を算出する、請求項１に記載の呼吸訓練器。
【請求項５】
前記第１の算出手段は、さらに、前記訓練期間中に複数回検出された前記呼吸に基づいて、複数の前記呼吸指標を算出し、
前記第２の算出手段は、さらに、前記訓練期間中における前記呼吸指標に基づき、前記訓練期間中の前記成果指標を算出する、請求項２〜４のいずれか１項に記載の呼吸訓練器。
【請求項６】
前記第２の算出手段により算出された前記訓練期間中の前記成果指標と、所定の閾値との比較結果に基づき、前記訓練パターンを変更するための変更手段をさらに備える、請求項５に記載の呼吸訓練器。
【請求項７】
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手段と、
前記ユーザの呼吸を検出するための検出手段と、
前記訓練パターンがガイドされる訓練期間の前および後のうち少なくともいずれかに、前記検出手段からの信号に基づき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第１の算出手段と、
少なくとも２つの前記呼吸指標を、前記ユーザに報知するための報知手段とを備える、呼吸訓練器。
【請求項８】
前記呼吸指標は、呼吸周期または呼吸回数、呼気動作と吸気動作とのバランス、呼吸流量、前記呼吸流量の均一性、および、静音性のうちのいずれかである、請求項１または７に記載の呼吸訓練器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、呼吸訓練器に関し、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おり（非特許文献１参照）、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。また、特許文献２には、呼吸センサからの入力により呼吸パターンを決定する信号発生装置を備えた呼吸訓練器の発明が開示されている。
【０００４】
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く、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。
【０００５】
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（特許文献４参照）などが提案されている。しかしながら、いずれも患者にとっては大きな負担であり、負担の少ないＳＡＳの防止法が提案されていないのが現状である。
【０００６】
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】特表２００５−５３５３７８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
【非特許文献１】Chcko N.Joseph,Cesare Porta,Gaia 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】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１，２のいずれも、実際の呼吸状態を理想の呼吸パターンに近づけるだけの技術であり、呼吸センサからの情報は、訓練による成果を確認するための情報源としては利用されていない。したがって、ユーザは、訓練による成果をその場で（すぐに）把握することができず、呼吸訓練を継続する上でのモチベーションの低下に繋がるといった課題がある。
【０００８】
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、呼吸訓練による成果をユーザが容易に把握できる呼吸訓練器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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手段と、ユーザの呼吸を検出するための検出手段と、訓練パターンがガイドされる訓練期間の前および後のうち少なくともいずれかに、検出手段からの信号に基づいて、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第１の算出手段と、少なくとも２つの呼吸指標に基づき、呼吸訓練の成果を表わす成果指標を算出するための第２の算出手段と、成果指標を、ユーザに報知するための報知手段とを備える。
【００１０】
好ましくは、第１の算出手段は、訓練期間の前後それぞれに検出された呼吸に基づいて、２つの呼吸指標を算出し、第２の算出手段は、算出された呼吸指標に基づき、訓練期間の前後の成果指標を算出する。
【００１１】
好ましくは、以前の訓練期間の前に検出された呼吸に基づく呼吸指標の情報を記憶するための記憶手段をさらに備え、第１の算出手段は、今回の訓練期間の前に検出された呼吸に基づいて呼吸指標を算出し、第２の算出手段は、第１の算出手段により算出された呼吸指標と記憶手段に記憶された呼吸指標の情報とに基づき、訓練期間の前ごとの成果指標を算出する。
【００１２】
好ましくは、以前の訓練期間の後に検出された呼吸に基づく呼吸指標の情報を記憶するための記憶手段をさらに備え、第１の算出手段は、今回の訓練期間の後に検出された呼吸に基づいて呼吸指標を算出し、第２の算出手段は、第１の算出手段により算出された呼吸指標と記憶手段に記憶された呼吸指標の情報とに基づき、訓練期間の後ごとの成果指標を算出する。
【００１３】
好ましくは、第１の算出手段は、さらに、訓練期間中に複数回検出された呼吸に基づいて、複数の呼吸指標を算出し、第２の算出手段は、さらに、訓練期間中における呼吸指標に基づき、訓練期間中の成果指標を算出する。
【００１４】
好ましくは、第２の算出手段により算出された訓練期間中の成果指標と、所定の閾値との比較結果に基づき、訓練パターンを変更するための変更手段をさらに備える。
【００１５】
この発明の他の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手段と、ユーザの呼吸を検出するための検出手段と、訓練パターンがガイドされる訓練期間の前および後のうち少なくともいずれかに、検出手段からの信号に基づき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第１の算出手段と、少なくとも２つの呼吸指標を、ユーザに報知するための報知手段とを備える。
【００１６】
好ましくは、呼吸指標は、呼吸周期または呼吸回数、呼気動作と吸気動作とのバランス、呼吸流量、呼吸流量の均一性、および、静音性のうちのいずれかである。
【００１７】
さらに好ましくは、以前の訓練期間に関連する成果指標を記憶するための記憶手段をさらに備え、報知手段は、記憶された成果指標と算出された成果指標とのトレンドをさらに報知する。
【００１８】
さらに好ましくは、第１の算出手段は、複数の呼吸指標を算出し、算出された複数の呼吸指標と、予め定められた計算式とに基づいて、理想呼吸指標を算出するための第３の算出手段をさらに備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、ユーザは、呼吸訓練による成果をその場で容易に把握することができる。これにより、呼吸訓練を継続するモチベーションを向上させることが可能となる。
【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してその説明は繰返さない。
【００２１】
（構成について）
図１は、本発明の実施の形態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、訓練器本体１と、ユーザの呼吸を検出するための呼吸センサ２と、呼吸センサ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。
【００２３】
呼吸センサ２は、筒状の形状を有するマウスピース型のセンサであり、たとえば、筒の内部に設けられたプロペラの回転数を検出する。これにより、呼吸センサ２を、ユーザが口にくわえて呼吸をすることで、筒の中を通過する空気の流量（肺活量）が検出可能である。
【００２４】
訓練器本体１は、ユーザが表示内容を確認可能なように設けられた表示部４および、ユーザが外部から操作可能なように設けられた操作部２１を含む。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イッチ、たとえば、呼吸訓練器１００が有する各種機能を表わすメニューの表示指示を受付けるためのメニュースイッチ２１．１，各機能や各操作の実行指示を受付けるための設定スイッチ２１．２，訓練開始の指示を受付けるための開始スイッチ２１．３，左右のスクロールスイッチ２１．４などを有する。
【００２５】
図２は、本発明の実施の形態の呼吸訓練器１００における訓練器本体１の構成を示すブロック図である。図２を参照して、訓練器本体１は、各部を集中的に制御および監視するための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、呼吸センサ２からの出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器１５、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（Ｉ／Ｏ）１０を含む。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、Ｉ／Ｏ１０を介してＣＰＵ２０に入力される。また、ＣＰＵ２０は、Ｉ／Ｏ１０を介して表示部４およびスピーカ２４の動作を制御する。
【００２６】
なお、呼吸センサ２は、上記のような形態に限定されるものではない。たとえば、ユーザの鼻の下に取り付けることのできる微圧センサであってもよい。微圧センサは、空気の移動によって変化する気圧変化も捉えることができるセンサであり、鼻の下に取り付けることにより、他の大気の流れなど外乱の影響を少なくした計測が可能である。したがって、鼻腔からの空気の流れを捕捉できるように微圧センサを取り付けることにより、吸気状態および呼気状態のいずれであるかを判別することができる。あるいは、呼吸センサ２は、温度センサであってもよい。温度センサを鼻の下に取り付けることにより、呼気と外気（吸気）との気温差から呼吸の状態が検出可能である。
【００２７】
図３は、本発明の実施の形態の呼吸訓練器１００におけるＣＰＵ２０の機能を示す機能ブロック図である。
【００２８】
図３を参照して、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、呼吸センサ２からの検出信号（以下「呼吸情報」という）を取得するための呼吸情報取得部２０２と、取得された呼吸情報に基づき、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呼吸指標算出部２０３と、呼吸指標算出部２０３により算出された少なくとも２つの呼吸指標に基づき、呼吸訓練の成果を表わす成果指標を算出するための成果指標算出部２０４と、成果指標算出部２０４により算出された成果指標をユーザに報知するための報知部２０６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。
【００３０】
呼吸情報取得部２０２は、所定のタイミングで、所定時間（たとえば１分）、呼吸センサ２より流量の情報を呼吸情報として取得する。本実施の形態では、訓練期間前および訓練期間後にそれぞれ呼吸情報を取得する。
【００３１】
呼吸指標算出部２０３は、取得された呼吸情報（流量の情報）に基づいて、呼吸指標として、たとえば、呼吸回数、すなわち一定期間（たとえば１分）あたりの呼吸回数を算出する。つまり、取得された呼吸情報について、所定のアルゴリズムを適用して、呼吸回数を算出する。呼吸回数の算出の手順は従来から提供される周知の手順を適用できるから、ここではその詳細説明は略す。なお、呼吸回数に代えて／加えて、他の呼吸指標、たとえば、呼吸周期、呼気動作と吸気動作とのバランス、呼吸流量、呼吸流量の均一性、および、静音性などが算出されてもよい。これらの呼吸指標についても、公知の手法を用いて算出することが可能である。
【００３２】
成果指標算出部２０４は、算出された呼吸指標に基づいて、訓練前ごとおよび訓練前後の成果指標をそれぞれ算出する。各成果指標は、具体的には、たとえば、２つの呼吸指標の差、または、２つの呼吸指標の比として算出される。本実施の形態では、成果指標として、呼吸回数の降下度が算出されると想定する。
【００３３】
訓練前の成果指標は、以前の訓練期間の前（直前）に検出された呼吸情報に基づく呼吸指標と、今回の訓練期間の前（直前）に検出された呼吸情報に基づく呼吸指標とを用いて算出される。「以前の訓練期間」とは、今回の呼吸訓練処理よりも前に行なわれた呼吸訓練処理における訓練期間のことをいい、たとえば初回の訓練期間であってもよいし、前回の訓練期間であってもよい。以下の説明においては、初回の訓練期間前における呼吸指標と今回の訓練期間前における呼吸指標とに基づいて、訓練前ごとの成果指標が算出されるものとする。
【００３４】
訓練前後の成果指標は、今回の訓練期間の前（直前）に検出された呼吸情報に基づく呼吸指標と、今回の訓練期間の後（所定時間後）に検出された呼吸情報に基づく呼吸指標とを用いて算出される。
【００３５】
本実施の形態においては、このように、訓練前ごと、および、訓練前後のそれぞれにおいて成果指標を算出することとするが、これらのうち少なくとも１つの成果指標が算出されればよい。あるいは、これらに加え／これらに代えて、たとえば、訓練後ごとの成果指標が算出されてもよい。すなわち、以前の訓練期間の後（所定時間後）に検出された呼吸情報に基づく呼吸指標と、今回の訓練期間の後（所定時間後）に検出された呼吸情報に基づく呼吸指標とを用いて、訓練後ごとの成果指標が算出されてもよい。あるいは、訓練期間中に検出された複数の呼吸情報に基づき訓練期間中の成果指標が算出されてもよいし、今回の訓練期間の前における呼吸指標と今回の訓練期間中における呼吸指標とに基づいて、成果指標が算出されてもよい。
【００３６】
また、ＣＰＵ２０は、さらに、過去の成果指標と今回の成果指標との差または比に基づいて、呼吸訓練の成果の変化（トレンド）を算出することとしてもよい。あるいは、予め定められた計算式と過去の成果指標とに基づき今回の目標値を計算し、今回の成果指標の当該目標値からのずれを算出してもよい。
【００３７】
報知部２０６は、具体的には、表示部４に、算出された成果指標の情報を表示する処理を行なう。報知部２０６は、さらに、成果指標のトレンドを表示部４に表示することとしてもよい。
【００３８】
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もよい。
【００３９】
メモリ１２は、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１２２と、訓練結果を記憶するための訓練結果記憶部１２６とが含まれる。なお、これらの記憶部は、同一の記録媒体（メモリ１２）に含まれる必要はなく、異なる記録媒体に含まれていてもよい。
【００４０】
パターン記憶部１２２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。
【００４１】
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、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。本実施の形態では、呼吸周期（一定時間あたりの呼吸回数）により負荷レベルが定められているものと仮定する。
【００４２】
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が、各訓練パターンに含まれていてもよい。
【００４３】
次に、訓練結果記憶部１２６のデータ構造の具体例について、図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態における訓練結果記憶部１２６の構造例を示す図である。図４を参照して、訓練結果記憶部１２６には、訓練結果がレコードＲ単位で格納される。レコードＲは、訓練日時を示す日時データＤＴ、訓練前の呼吸回数（呼吸指標）を示す呼吸回数データＲＣ、訓練前ごとの呼吸回数の降下度（成果指標）を示す成果指標データＥＩｂ、および、訓練前後の呼吸回数の降下度（成果指標）を示す成果指標データＥＩｂａを含む。なお、これらのデータは、訓練毎に対応付けされて格納されればよく、レコードＲを用いた格納形式に限定されるものではない。
【００４４】
（動作について）
図５は、本発明の実施の形態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のフローチャートに示す処理は、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、説明の簡単のために、今回の一連の呼吸訓練処理は、ｎ回目（ｎ：自然数）であるものと仮定する。
【００４５】
図５を参照して、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Ｓ２）。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、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。
【００４６】
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が、予めたとえばパターン記憶部１２２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が、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１２２より読み出す。
【００４７】
次に、呼吸センサ２によりユーザの呼吸が検出される（ステップＳ６）。つまり、呼吸情報取得部２０２は、呼吸センサ２より呼吸情報を取得する。呼吸情報の取得は、所定時間（たとえば１分）行なわれる（ステップＳ８においてＮＯ）。呼吸の検出の開始から所定時間経過したと判断された場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、ステップＳ１０に進む。
【００４８】
ステップＳ１０において、呼吸指標算出部２０３は、訓練前に検出された呼吸情報に基づき、訓練前の呼吸指標の算出・記憶処理を実行する。すなわち、呼吸指標算出部２０３は、ステップＳ６で検出された呼吸情報に基づき、呼吸回数を算出する。そして、算出された呼吸回数のデータ（呼吸指標のデータ）を、呼吸回数データＲＣｎとして訓練結果記憶部１２６に記憶する。なお、呼吸を検出する際またはその前には、ユーザに、通常の呼吸をするよう（深呼吸や早い呼吸をしないよう）促してもよい。
【００４９】
続いて、訓練前ごとの成果指標の算出・報知・記憶処理が実行される（ステップＳ１１）。具体的には、成果指標算出部２０４は、ステップＳ１０で算出され記憶された今回の呼吸回数データＲＣｎと、初回の呼吸回数データＲＣ１とに基づき、訓練前ごとの成果指標、すなわち呼吸回数の降下度を算出する。算出された呼吸回数の降下度を表わす情報は、表示部４の所定の領域に表示される。これにより、初回の訓練前の呼吸回数を基準とした今回の訓練前の呼吸回数の降下度を、ユーザに報知することができる。さらに、算出された訓練前ごとの呼吸回数の降下度は、成果指標データＥＩｂｎとして記憶される。
【００５０】
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Ｓ１２）。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。ステップＳ１２の処理は、訓練期間が経過するまで実行される（ステップＳ１４においてＮＯ）。
【００５１】
なお、本実施の形態では、ステップＳ１１の処理の後、自動的に訓練期間に移行することとしたが、ユーザからの訓練開始の指示が入力された場合に、訓練期間に移行することとしてもよい。
【００５２】
また、訓練期間中にも、所定のタイミングで呼吸の検出および呼吸指標の算出が実行されてもよい。あるいは、算出された訓練期間中における２つの呼吸指標に基づいて、成果指標がさらに算出されてもよい。このような場合、訓練期間中の呼吸指標または成果指標に基づいて、実行中の訓練パターンを変更してもよい。具体的には、たとえば、上記したように各訓練パターンが複数のパターンを含んでおり、かつ、時間軸に沿ってパターンの負荷レベルが高くなるよう設定されている場合、呼吸指標または成果指標が、所定の上限値を超えていれば、次の負荷レベルのパターンをスキップさせてもよい。つまり、呼吸指標または成果指標が上限値を超えている場合、実行中のパターンより２段階先の負荷レベルのパターンを実行することとしてもよい。また、呼吸指標または成果指標が所定の下限値を下回っていれば、実行中のパターンを繰り返すこととしてもよい。なお、これらの処理は、たとえばポインタを用いるなど公知の技術で行なうことができる。このように、訓練期間中の呼吸指標または成果指標の値に基づき、訓練パターンを動的に変化させることで、ユーザの達成度合に応じた呼吸ガイドを表示することができる。なお、このように訓練期間中にも呼吸の検出を行なう場合には、呼吸センサ２は、マウスピース型のものよりも、ユーザの鼻の下に取り付けるタイプのもの（たとえば微圧センサ）の方が好ましい。
【００５３】
ステップＳ１４において、訓練期間が経過したと判断された場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６において、訓練期間終了後、所定時間（たとえば２分）経過したか否かが判断され、所定時間経過するまで待機する（ステップＳ１６においてＮＯ）。ここでの所定時間は、ユーザが呼吸訓練を終了して通常の呼吸状態に戻ると想定されるような時間であることが望ましい。
【００５４】
所定時間が経過すると（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、呼吸センサ２によりユーザの呼吸が検出される（ステップＳ１８）。ここでも訓練前と同様に、呼吸情報取得部２０２は、呼吸の検出開始から所定時間（たとえば１分）経過するまで、呼吸情報を取得する（ステップＳ２０においてＮＯ）。呼吸の検出の開始から所定時間経過したと判断された場合（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、ステップＳ２２に進む。
【００５５】
ステップＳ２２において、呼吸指標算出部２０３は、検出された呼吸情報に基づき、訓練後の呼吸指標の算出処理を実行する。すなわち、呼吸指標算出部２０３は、ステップＳ１８で検出された呼吸情報に基づき、呼吸回数を算出する。なお、呼吸を検出する際またはその前には、ユーザに通常の呼吸をするよう促してもよい。
【００５６】
続いて、訓練前後の成果指標の算出・報知・記憶処理が実行される（ステップＳ２４）。具体的には、成果指標算出部２０４は、ステップＳ１０で算出された訓練前の呼吸指標（呼吸回数）と、ステップＳ２２で算出された訓練後の呼吸指標（呼吸回数）とに基づき、訓練前後の成果指標、すなわち呼吸回数の降下度を算出する。算出された呼吸回数の降下度の情報は、表示部４の所定の領域に表示される。これにより、訓練前の呼吸回数を基準とした訓練後の呼吸回数の降下度を、ユーザに報知することができる。さらに、算出された訓練前後の呼吸回数の降下度は、成果指標データＥＩｂａｎとして記憶される。
【００５７】
以上で、呼吸訓練処理は終了される。
なお、ユーザは、上述の呼吸訓練処理において訓練結果記憶部１２６に記憶された成果指標の情報を、所定の操作により閲覧することができることが好ましい。具体的には、たとえば次のような操作を行なうことで、過去の成果指標の情報をユーザに提示することができる。つまり、たとえば、ユーザがメニュースイッチ２１．１を押下すると、表示部４には“成果閲覧”を含む複数の機能の情報が表示される。そして、ユーザがスクロールスイッチ２１．４および設定スイッチ２１．２を操作して成果閲覧の機能を選択すると、ＣＰＵ２０により訓練結果記憶部１２６に記憶された直近の成果指標データＥＩｂｎ，ＥＩｂａｎが読み出されて、表示部４に表示される。さらに、スクロールスイッチ２１．４を操作することで、過去の成果指標データＥＩｂｎ，ＥＩｂａｎが順次読み出されて、表示部４に表示されてよい。
【００５８】
あるいは、これに代えて／これに加えて、ステップＳ２４の処理の後に、自動的に、訓練指標のトレンドを表示することとしてもよい。すなわち、過去の成果指標（以前の訓練期間に関連する成果指標）がある場合、報知部２０６は、過去の成果指標と今回の成果指標とのトレンドを、表示部４に表示する。
【００５９】
（表示例について）
図６は、ステップＳ２におい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、スクロールスイッチ２１．４や設定スイッチ２１．２を用いて入力可能である。なお、複数のユーザが使用可能とするために、ユー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ものとする。
【００６０】
図７は、ステップＳ１２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。
【００６１】
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は、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。
【００６２】
図８（ａ）は、訓練パターンの一例を示す図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示した訓練パターンの任意の時間ｔ１〜ｔ８における呼吸ガイドの表示例を示す図である。
【００６３】
図８（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。
【００６４】
図８（ｂ）を参照して、各呼吸ガイドにおいて、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ｔ１，ｔ２，ｔ３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ｔ１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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
なお、呼吸ガイドの表示態様は、上記のような反転／非反転に限定されるものではなく、たとえば、ブロックの表示色を変更することとしてもよい。
【００６８】
図９は、訓練前後の成果指標の情報の表示例を示す図である。
図９を参照して、成果指標は、たとえば、レベル表示される。レベル表示は、呼吸ガイドと同様に、１４個のブロックの反転・非反転により行なわれる。１４個のブロックのうち、上側に表示される７個のブロックが改善を表わし、下側に表示される７個のブロックが悪化を表わしている。なお、呼吸回数の降下度の値に応じて、予めレベル（レベル−７〜レベル＋７）が定められているものとする。
【００６９】
図９では、上側に位置する７個のブロックのうち、中央より１つ目と２つ目のブロックが反転表示（塗潰し表示）され、中央より３つ目のブロックは点滅表示されている。これにより、訓練後の呼吸回数が訓練前の呼吸回数に比べて３レベル分降下している（改善している）ということが、ユーザに報知される。この場合、訓練前の呼吸回数（呼吸指標）と訓練後の呼吸回数（呼吸指標）とをさらに表示することが好ましい。これにより、ユーザは、より詳細に呼吸指標（呼吸回数）の改善／悪化度合を把握することができる。
【００７０】
なお、ここでは、成果指標の情報を改善／悪化のレベルで報知することとしたが、これに限定されるものではなく、たとえば、成果指標の値（呼吸回数の降下度）そのものを報知することとしてもよい。また、成果指標の情報が表示される際、訓練回数がさらに表示されてもよい。
【００７１】
図１０は、成果指標のトレンドの表示例を示す図である。図１０には、初回から今回までの、訓練前ごとの成果指標のトレンドおよび訓練前後の成果指標のトレンドが表示されている。この図において、Ｅ１、Ｅ２、…、Ｅｎは、訓練前後の成果指標、すなわち訓練１回ごとの成果を示す。Ｅｔ１、Ｅｔ２、…、Ｅｔｎは、訓練前ごとの成果指標、すなわち訓練経過に従った訓練の累積成果を示す。このように、成果指標のトレンドが表示されることで、ユーザは、訓練の短期的・長期的成果を視覚的に把握することができる。
【００７２】
なお、初回から今回までの成果指標のトレンドを示すものでなくてもよく、一定期間（たとえば１週間分）の成果指標のトレンドを表示してもよい。
【００７３】
また、訓練中や訓練後ごとの成果指標をさらに表示してもよい。あるいは、表示したい成果指標をユーザに選択させて、選択された成果指標のトレンドを表示することとしてもよい。
【００７４】
以上説明したように、本実施の形態では、呼吸訓練の成果を表わす成果指標をユーザに報知するものであった。しかしながら、呼吸訓練の成果をユーザが把握できればよく、たとえば、成果指標ではなく、２つの呼吸指標（たとえば、初回の訓練前の呼吸指標および今回の訓練前の呼吸指標、など）をユーザに報知することとしてもよい。この場合、図３における成果指標算出部２０４は、ＣＰＵ２０に含まれなくてよい。また、図５のステップＳ１１に代えて、ステップＳ１０で算出された今回の訓練前の呼吸指標と、初回の訓練前の呼吸指標とが報知される。具体的には、たとえば、これら２つの呼吸指標が、同時にあるいは交互に表示部４に表示される。同様に、ステップＳ２４に代えて、ステップＳ１０で算出された今回の訓練前の呼吸指標と、ステップＳ２２で算出された今回の訓練後の呼吸指標とが報知されてよい。
【００７５】
また、報知部２０６が２つの呼吸指標を報知する場合、さらに呼吸指標の目標値（理想の呼吸指標）を併せて報知することとしてもよい。このような目標値は、たとえば、ユーザの身体情報と予め定められた計算式あるいはテーブルとに基づいて、算出（決定）される。この場合の画面表示例を図１０に示す。このような身体情報ごとの目標値は、予めたとえば臨床実験などにより定められているものとする。
【００７６】
図１１は、２つの呼吸指標の値と目標値との関係が示された画面表示例を示す図である。
【００７７】
図１１を参照して、１種類の呼吸指標の場合、初回の呼吸指標の値、今回の呼吸指標の値および目標値それぞれに対応するバーグラフが並べて表示されている。これにより、目標値までのどれ位近づいたかをユーザは容易に把握することができる。また、各値がグラフ表示により示されるため、視覚的に呼吸訓練の成果を把握することができる。なお、ここでは、各値の情報を同時に示すものであったが、各値の情報を選択的に切替えて表示してもよい。
【００７８】
また、上述のように、本実施の形態では、１種類の呼吸指標と、１種類の呼吸指標に対する成果指標とが算出されるものとして説明したが、２種類以上の呼吸指標と、それぞれの呼吸指標に対する成果指標とが算出されて、２種類以上の成果指標がユーザに報知されてもよい。つまり、呼吸指標算出部２０３は、検出された呼吸情報に基づき、２種類以上の呼吸指標（たとえば、呼吸回数と呼吸流量、など）を（同時に）算出してもよい。また、成果指標算出部２０４は、（呼吸指標の）種別ごとに算出された２つの値に基づき成果指標を算出してもよい。
【００７９】
あるいは、２種類以上の呼吸指標が算出される場合、種別ごとに、２つの値（たとえば、訓練前における呼吸回数と訓練後における呼吸回数、訓練前における呼吸流量と訓練後における呼吸流量、など）の情報が報知されてもよい。また、このような場合にも、種別ごとに、呼吸指標の値と目標値との関係がさらに示されてもよい。この表示例を、図１２に示す。
【００８０】
図１２は、呼吸指標の種別ごとに、２つの呼吸指標の値と目標値との関係が示された画面表示例を示す図である。図に示されるように、呼吸指標が複数種類存在する場合、種別ごとの２つの呼吸指標の値と目標値との関係が、成果の達成度が分かるようにグラフ表示されてもよい。ここでは、呼吸指標Ａ〜Ｅを用いる場合の例について示される。各呼吸指標はたとえば以下のとおりであるものと仮定する。
【００８１】
呼吸指標Ａ：呼吸回数または呼吸周期、
呼吸指標Ｂ：呼気動作と吸気動作との時間のバランス、
呼吸指標Ｃ：呼吸の流量（肺活量）、
呼吸指標Ｄ：呼吸の流量の均一性（安定した呼吸）、
呼吸指標Ｅ：呼吸の静音性（静かな呼吸）。
【００８２】
呼吸指標Ａは、呼気動作と吸気動作との１サイクルの時間を示し、値が大きい方が好ましい。呼吸指標Ｂは、呼気の時間と吸気の時間との割合を示し、両者が同じ時間である方が好ましい。呼吸指標Ｂは、たとえば、呼気時間と吸気時間との差により算出されてもよい。呼吸指標Ｃは、呼気の際の量（息を吐く量）から測定される肺活量を示し、値が大きい方が好ましい。呼吸指標Ｄは、吸気時間中の空気の流量の均一性を示し、安定した時間が長い方が好ましい。呼吸指標Ｄは、たとえば、呼吸の１サイクルにおける平均流量から上下１０％以内の流量である時間を示し、値が大きい方が好ましい。呼吸指標Ｅは、呼吸の際に口または鼻から発生するノイズを示し、値が小さい方が好ましい。なお、これら全ての呼吸指標を算出するためには、呼吸センサ２は、マウスピース型のセンサとマイクとを含んでいることが好ましい。
【００８３】
また、上記呼吸指標Ａ〜Ｅのうちの少なくとも２つに基づいて、ＣＰＵ２０は、ユーザの呼吸状態がどの程度理想の呼吸状態に近づいているかを表わす理想呼吸指標をさらに算出してもよい。理想呼吸指標は、たとえば以下のような計算式で算出される。
【００８４】
理想呼吸指標＝（１−Ａ´）＋Ｂ´＋（１−Ｃ´）＋（１−Ｄ´）＋Ｅ´／３０
Ａ´＝１サイクルの時間（呼吸指標Ａ）／標準時間
Ｂ´＝呼気時間と吸気時間との差（呼吸指標Ｂ）／１サイクルの時間（呼吸指標Ａ）
Ｃ´＝肺活量（呼吸指標Ｃ）／標準肺活量
Ｄ´＝呼吸の１サイクルにおける平均流量から上下１０％以内の流量である時間（呼吸指標Ｄ）／１サイクルの時間（呼吸指標Ａ）
Ｅ´＝ノイズ音量ｄＢ（呼吸指標Ｅ）−標準ノイズ音量ｄＢ
上記計算式で計算された理想呼吸指標の値は、小さいほど理想の呼吸状態に近づいていると考えることができる。なお、上記した理想呼吸指標の計算式は、予め臨床実験などに基づき定められることが好ましい。また、理想呼吸指標の計算式において、各値（呼吸指標）の重みに応じて、係数を大きくしてもよい。算出された２つの理想呼吸指標（たとえば、訓練前の理想呼吸指標と訓練後の理想呼吸指標）は、報知部２０６によりユーザに報知されてもよい。
【００８５】
なお、本実施の形態では、予め、複数の訓練パターンのデータがパターン記憶部１２２に記憶されているものとして説明した。しかしながら、ＣＰＵ２０が被験者の身体情報と所定の計算式とに基づいて、訓練パターンの各パラメータを算出することとしてもよい。あるいは、１つの訓練パターンのみが予め格納されていてもよい。
【００８６】
また、本発明の呼吸訓練器１００が行なう、呼吸訓練方法を、プログ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 Disc-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。
【００８７】
提供されるプログラム製品は、メモリ１２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る。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。
【００８８】
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特許請求の範囲によって示され、特許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。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施の形態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の呼吸訓練器における訓練器本体の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の呼吸訓練器におけるＣＰＵの機能を示す機能ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態における訓練結果記憶部の構造例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態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】訓練前後の成果指標の情報の表示例を示す図である。
【図１０】成果指標のトレンドの表示例を示す図である。
【図１１】呼吸指標が１種類の場合における、２つの呼吸指標の値と目標値との関係が示された画面表示例を示す図である。
【図１２】呼吸指標の種別ごとに、２つの呼吸指標の値と目標値との関係が示された画面表示例を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  訓練器本体、２  呼吸センサ、３  配線、４  表示部、５  ドライバ、１０  Ｉ／Ｏ、１２  メモリ、１３  タイマ、１５  Ａ／Ｄ変換器、２０  ＣＰＵ、２１  操作部、２４  スピーカ、２５  アンプ、１００  呼吸訓練器、１２２  パターン記憶部、１２６  訓練結果記憶部、２０１  ガイド部、２０２  呼吸情報取得部、２０３  呼吸指標算出部、２０４  成果指標算出部、２０６  報知部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2007190278.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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