(57)【要約】 【課題】  使用者の訓練意欲を高めて良好な訓練効果を得ることができる呼吸訓練用の入力装置を提供する。【解決手段】  使用者の呼吸訓練によって外部機器４０の作動を制御することができる呼吸訓練用の入力装置１であって、呼気が通過する呼気通路１１を有する本体部１０と、呼気通路１１内への吹き込み強さを検出する呼気検出部１５と、呼気検出部１５の検出値が予め設定された閾値を超える回数をカウントするカウント部と、前記カウント部の計数値が予め設定された基準値に達したときに制御信号を外部に出力する制御部とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の呼吸訓練によって外部機器の作動を制御することができる呼吸訓練用の入力装置であって、
呼気が通過する呼気通路を有する本体部と、
前記呼気通路内への吹き込み強さを検出する呼気検出部と、
前記呼気検出部の検出値が予め設定された閾値を超える回数をカウントするカウント部と、
前記カウント部の計数値が予め設定された基準値に達したときに制御信号を外部に出力する制御部とを備える呼吸訓練用の入力装置。
【請求項２】
前記制御部は、外部機器を作動させるオン信号を前記制御信号として出力すると共に、前記オン信号の出力から所定時間の経過後に前記外部機器の作動を停止させるオフ信号を出力する請求項１に記載の呼吸訓練用の入力装置。
【請求項３】
前記カウント部の計数結果を報知する報知部を更に備える請求項１または２に記載の呼吸訓練用の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、呼吸訓練用の入力装置に関し、より詳しくは、使用者の呼吸訓練によって外部機器の作動を制御することができる呼吸訓練用の入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の呼吸訓練装置として、例えば特許文献１には、呼気が通過する呼気通路内に可変式の流量調節弁を設けて、吹き込み抵抗を調節可能にした構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の装置は、使用者に例えばゴム風船を膨らませる感覚を生じさせることができる一方で、呼吸訓練自体には達成感が生じ難く単調なものになり易いため、例えばリハビリテーション目的で使用する場合には、使用者が肉体的あるいは精神的な苦痛を感じて訓練が長続きしないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、使用者の訓練意欲を高めて良好な訓練効果を得ることができる呼吸訓練用の入力装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の前記目的は、使用者の呼吸訓練によって外部機器の作動を制御することができる呼吸訓練用の入力装置であって、呼気が通過する呼気通路を有する本体部と、前記呼気通路内の圧力または流量を検出する呼気検出部と、前記呼気検出部の検出値が予め設定された閾値を超える回数をカウントするカウント部と、前記カウント部の計数値が予め設定された基準値に達したときに制御信号を出力する制御部とを備える呼吸訓練用の入力装置により達成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、使用者の訓練意欲を高めて良好な訓練効果を得ることができる呼吸訓練用の入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る呼吸訓練用入力装置の正面図である。
【図２】図１に示す呼吸訓練用入力装置の側面図である。
【図３】図１に示す呼吸訓練用入力装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す呼吸訓練用入力装置の作動を説明するためのフローチャートである。
【図５】図１に示す呼吸訓練用入力装置による呼気強さの検出結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る呼吸訓練用入力装置の正面図であり、図２は、図１に示す呼吸訓練用入力装置の側面図である。図１および図２に示すように、呼吸訓練用入力装置１は、本体部１０および操作部２０を備えている。
【００１０】
本体部１０は、内部を貫通する呼気通路１１が形成されており、呼気通路１１の両端にそれぞれ吹込口１２および排出口１３を備えている。呼気通路１１には吹込口１２から呼気を吹き込むことが可能であり、使用者に適度な呼吸負荷が生じるように、呼気通路１１の下流側に絞り１４が設けられている。呼気通路１１内への吹き込み強さは、呼気検出部１５により検出することができる。呼気検出部１５は、本実施形態では呼気通路１１の内部圧力を検知する圧力センサとしているが、呼気通路１１を通過する呼気の流量（または流速）を検知する流量（または流速）センサであってもよい。
【００１１】
操作部２０は、本体部１０に固定された偏平なケーシング状に形成されており、電源のオンオフやモード選択等を行うための入力部２１や、使用者に訓練の状況等を報知するための報知部２２を備えている。報知部２２は、本実施形態では、液晶パネル等の表示部２２ａとスピーカー２２ｂにより構成しているが、光や振動等により使用者に情報伝達可能な構成であってもよい。操作部２０の内部には、後述するように、図１および図２では不図示の制御部等が収容されている。
【００１２】
図３は、呼吸訓練用入力装置１の概略構成を示すブロック図である。図３に示すように、操作部２０は、呼気検出部１５の検出値が予め設定された閾値を超える回数をカウントするカウント部２３と、カウント部２３の計数値が予め設定された基準値に達したときに出力部２５を介して制御信号を外部に出力する制御部２４とを備えている。出力部２５からの出力信号は、図１に示すように、制御ライン３０を介して機器４０に入力され、機器４０の作動制御が行われる。機器４０は、特に限定されるものではないが、使用者の訓練意欲が高まるように娯楽的な要素を含むものが好ましく、例えば、テレビや音楽プレーヤー等の再生装置や、ゲーム装置、イルミネーション装置などを挙げることができる。出力部２５と機器４０との接続は、本実施形態では着脱可能な有線により行っているが、赤外線等を利用した無線通信により行ってもよい。操作部２０は、更に、制御部２４からの入力信号に基づいてタイマ２７を起動するタイマ起動部２６を備えている。
【００１３】
次に、上記の構成を備える呼吸訓練用入力装置１の作動について、図４に示すフローチャートを適宜参照しながら説明する。使用者の入力部２１の操作により呼吸訓練用入力装置１の作動が開始すると、カウント部２３の計数値およびタイマ部２７のタイマ値がリセットされ（ステップＳ１）、カウント部２３の計数結果（初期値は０）が表示部２２ａに数値や図形等で表示される（ステップＳ２）。呼吸訓練を行う使用者が、吹込口１２をくわえて呼気通路１１に息を強く吹き込むと、吹き込み強さに応じた呼気通路１１の内圧が検出され、この検出値がカウント部２３に入力される。カウント部２３は、検出値を予め設定された閾値と比較して（ステップＳ３）、検出値が閾値を超える場合に計数値を１つ加算して更新する一方（ステップＳ４）、検出値が閾値を超えない場合にはそのまま前記ステップＳ２に移行する。制御部２４は、計数値の更新と同時にスピーカー２２ｂから確認音を出力して、使用者に認識させるようにしてもよい。息を吹き込むタイミングは使用者自身が決定してもよく、あるいは、報知部２２からの音や光等の出力に合わせて息を吹き込むように促してもよい。
【００１４】
呼気検出部１５における検出値が、例えば図５に示すグラフのように時系列変化する場合、検出値が閾値ＴＨを超えた時刻ｔ１およびｔ２においてカウント部２３によるカウントアップが行われ、使用者が息を強く吹き込むたびに計数値が増加する。カウント部２３は、検出値が閾値ＴＨを超えると同時にカウントアップするようにしてもよいが、閾値ＴＨが超える時間（例えば図５の期間ｔｐ）が所定時間以上持続した場合にカウントアップすることが好ましく、これによって誤検知の防止や訓練効果の向上を図ることができる。
【００１５】
制御部２４は、カウント部２３により更新された計数値が予め設定された基準値（例えば、１０〜３０回程度）に達したか否かを判別し（ステップＳ５）、計数値が基準値に達した場合には、出力部２５を介して機器４０にオン信号を送信する（ステップＳ６）。この結果、機器４０が作動して、例えば音楽や映像の再生が開始される。一方、前記ステップＳ５において計数値が基準値に達しない場合には、再び前記ステップＳ２に移行する。ステップＳ２においては、更新後の計数値が表示部２２ａに表示されるため、使用者は訓練中に現況を随時確認することができ、訓練意欲を持続させることができる。
【００１６】
このように、本実施形態の呼吸訓練用入力装置１は、一定以上の強さの呼気を一定回数吹き込むことによりオン信号を出力して機器４０を作動させることができるので、使用者に対して機器４０の作動を目標に呼吸訓練への取り組みを促すことができ、良好な訓練効果を得ることができる。また、機器４０は容易に取り替え可能であることから訓練に飽きが生じるのを抑制することができ、呼吸訓練の継続性を高めることができる。
【００１７】
制御部２４は、前記ステップＳ６においてオン信号を送信すると同時に、タイマ起動部２６を介してタイマ部２７の計時を開始する（ステップＳ７）。そして、予め設定された時間が経過すると（ステップＳ８）、制御部２４は、出力部２５を介して機器４０にオフ信号を送信する（ステップＳ９）。この結果、作動中の機器４０が停止する。
【００１８】
このように、本実施形態の呼吸訓練用入力装置１は、オン信号の出力から所定時間の経過後にオフ信号を出力するように構成されているため、機器４０を再び作動させるために使用者が呼吸訓練を繰り返し行うことが期待でき、訓練効果の向上を図ることができる。呼吸訓練を再び開始する場合、使用者が入力部２１を操作することにより、再び前記ステップＳ１以降が行われる。
【００１９】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、カウント部２３の計数値が基準値に達したときに出力される信号を、機器４０を作動させるためのオン信号としているが、他の制御信号であってもよい。例えば、機器４０が再生装置である場合には、使用者が入力部２１の操作により音楽や映像等を複数の中から予め選択しておき、呼吸訓練用入力装置１から機器４０への制御信号の送信によって、使用者が選択した音楽や映像等が再生されるように構成してもよい。
【００２０】
また、本実施形態においては、呼気検出部１５の検出値と比較する閾値、カウント部２３の計数値と比較する基準値や、タイマ部２７の設置時間を、いずれもプリセットされた固定値としているが、入力部２１の操作により使用者に応じて適宜変更できるように構成してもよい。また、目標吹き込み回数が多いほど機器４０の作動時間が長くなるように、カウント部２３の基準値の設定に連動してタイマ部２７の設定時間が自動決定されるように構成してもよく、使用者に対して長時間の呼吸訓練への取り組みを促すことができる。
【００２１】
また、本実施形態においては、オン信号の送信による機器４０の作動後は、機器４０に対してオフ信号が送信されてから再び呼吸訓練を開始できるように構成しているが、オン信号の送信後に計数値をすぐにリセットし、タイマ部２７の作動中もカウント部２３により計数可能に構成することで、オフ信号の送信前であっても呼吸訓練を可能にしてもよい。この場合、タイマ部２７の設定時間内にカウント部２３の計数値が基準値に達すると、オフ信号を送信せずに機器４０が連続的に作動するように構成することができ、使用者に対して所定時間内の訓練目標の達成を促すことができる。また、このように例えば音楽を連続再生可能に構成した場合には、１回のオン信号の送信により聞ける音楽を曲全体の一部のみとして、使用者に対して曲全体を再生させるための訓練意欲を生じさせ易くすることができる。
【００２２】
本発明の呼吸訓練用入力装置は、嚥下リハビリ、食事リハビリ、発声・発音リハビリ、誤嚥防止リハビリ、認知症対応リハビリ、パーキンソン病対応リハビリ、脳梗塞後遺症対応リハビリ、廃用症候群リハビリ、うつ病リハビリ等の各種リハビリ用として好適に使用することができる。リハビリ用として使用する場合には、制御信号の出力条件を、単に呼気の吹き込み回数だけでなく、個々のリハビリに合致するようなタスクを予め設定することで、リハビリ効果を高めることができる。
【００２３】
例えば、嚥下リハビリの場合には、呼吸機能改善、嚥下に必要な筋肉の訓練、嚥下行為の神経伝達系の活性化、唾液分泌促進を促すようなタスクを使用者に与えることが有効であるため、制御信号の出力条件としては、複数回の呼気の吹き込みを一定のリズムで行うリズム呼吸タスク、強い吹き込みと弱い吹き込みとを交互に行う強弱インターバル呼吸タスク、時間の経過と共に吹き込み強さを大きくする負荷増強型呼吸タスクなどのタスク設定が効果的である。これらのタスクは、息の吹き込み間隔（例えば、図５のｔ１からｔ２までの所要時間）が所定の範囲内かを判別したり、呼気検出部の検出値と比較する閾値をカウント部２３がカウントアップする毎に異なる値に設定する等して、タスク毎の固有の制御信号出力条件として予め設定しておくことができる。こうして、各種のリハビリに対してそれぞれ有効なタスクを予め設定しておき、使用者が入力部２１の操作により所望のリハビリ及びタスクを選択可能に構成することが好ましい。
【００２４】
上述した各種リハビリのタスクに対応する制御信号出力条件は、操作部２０内のメモリに予め格納しておくことが可能であり、あるいは、各種リハビリ用の専用ソフトウェアとして、記録媒体や通信回線等を介してメモリ内に後から追加できるように構成してもよい。各種リハビリ用のタスクとしては、下記のものを例示することができる。
＜摂食リハビリ＞
呼吸機能改善、咀嚼のための筋肉の訓練、唾液分泌促進、嚥下に必要な筋肉の訓練、嚥下行為の神経伝達系の活性化を促すタスク。例えば、タンギング呼吸タスク（短い周期での呼吸）、リズム呼吸タスク、長時間負荷タスク、負荷増強型呼吸タスク等。
＜発声・発音リハビリ＞
呼吸機能改善、発声に必要な筋肉の訓練、鼻咽腔開閉機能改善、構音機能改善を促進するタスク。例えば、タンギング呼吸タスク（短い周期での呼吸）、リズム呼吸、長時間負荷タスク、負荷増強型呼吸タスク等。
＜誤嚥防止リハビリ＞
嚥下機能改善、誤嚥反射機能改善、嚥下能力改善、摂食機能改善のためのタスク。高齢者が多いので、高齢者対応の単純なタスクとする。特に長期間リハビリに耐えることのできるよう飽きないアウトカムを工夫。例えば、リズム呼吸タスク、長時間呼吸タスク、負荷増強型呼吸タスク等。
＜認知症対応リハビリ＞
残存している神経細胞の活性化のためのタスク。例えば、無関心改善のためのリハビリタスクとして、呼気スイッチでの音楽演奏（昔の思い出を引き出すための昔の童謡、小学唱歌を中心とした選曲）や、呼気スイッチでの画像鑑賞（名画、景色の映像）等が挙げられ、達成感を持たせるためのリハビリタスクとして、呼気スイッチの動作条件を厳しく設定し、チャレンジ精神を発揮させ、成功時の達成感を持たせるタスク等が挙げられる。
＜パーキンソン病対応リハビリ＞
残存している神経細胞の活性化のためのタスク。例えば、リズム感を取り戻すリハビリとして、メトロノームの刻むリズムに合わせて息を吹き込むタスクが挙げられ、指示（外部からの刺激）に対する反応時間を短くするためのリハビリとして、吐く息の長さを光が指示し、この長さだけ吹けるようにするタスクが挙げられる。また、嚥下障害者用のリハビリとして、上述した嚥下リハビリ、摂食リハビリおよび誤嚥防止リハビリの組み合わせが有効である。
＜脳梗塞後遺症対応リハビリ＞
死滅した神経伝達経路のバイパスを作るためのタスク。毎日続けることが重要であり、飽きさせないために患者個人の興味の対象を聞き出し、呼気スイッチのアウトカムとして好きな曲、映像が楽しめるような外部機器の選択が有効である。飽きさせないためには達成感を持たせることが重要で、タスクをより高度にする必要がある。摂食障害、言語障害者のための嚥下機能改善リハビリと、発声・発音リハビリとの複合が有効である。
＜廃用症候群リハビリ＞
長期リハビリに耐えることのできる、飽きさせないタスクが有効であり、例えば、進歩が本人に分かるようなタスク、達成感を感じさせるタスク等。
＜うつ病リハビリ＞
うつ病では集中力が欠如し、何をしているかわからない、何もしたくない、物事を始めてもすぐにやめてしまう、直ぐに疲れるという症状を呈する。リハビリとしては集中力の回復、やる気回復ができていると思わせるようなタスクが有効である。例えば、集中力回復（息を吹き込むことでスイッチが入るという仕組み自体が集中力を回復させる。うつ病リハビリにはより集中力を高めさせるために、複雑な息の吹き込みを指示）のためのタスクや、やる気回復（呼気スイッチでの集中力回復効果を認識させ、達成感を味わえるためにアウトカム（好きな音楽、好きな画像、好きなゲームができるなど）を工夫）のためのタスク等。
【符号の説明】
【００２５】
１  呼吸訓練用入力装置
１０  本体部
１１  呼気通路
１５  呼気検出部
２１  入力部
２２  報知部
２３  カウント部
２４  制御部
【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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