JP2001518371A

JP2001518371A - 呼吸システムの訓練装置並びに訓練方法

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Publication number: JP2001518371A
Application number: JP2000514707A
Authority: JP
Inventors: ボウテリール、ウルス; ルントグレン、クラス; ワーカンダー、ダン
Original assignee: ボウテリール、ウルス; ルントグレン、クラス; ワーカンダー、ダン
Priority date: 1997-10-08
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 2001-10-16
Also published as: CA2306274A1; EP1021225A1; AU4800097A; EP1021225B1; WO1999017842A1; EP1021225A4; CA2306274C; DE69736135T2; DE69736135D1

Abstract

(57)【要約】【課題】信頼性があり実用的かつ安価な、持久力を高めるための呼吸器筋力訓練装置を提供する。【解決手段】本発明は、改良された耐久性のための呼吸シスムの筋肉を訓練するための装置（５０）である。この装置は、所定の体積の吐き出された空気を受けるための膨張可能なバッグ（６Ａないし６Ｃ）を有する。バルブ（５）は、バッグ内の再呼吸の間は閉成され、バッグが過度の吐き出された空気を排出するように充分に膨張されたときに、開成されるようになっている。呼吸頻度は、総体的な呼出運動が、耐久力を高めるための時間全体に渡って維持され得るように整調される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、一般的には鍛練用装置に関するものである。特に、本発明は呼吸筋の
訓練、鍛練に関する。

【０００２】

【従来技術】

最近の研究が示すところでは、呼吸筋をシステム的に鍛練することにより肺での
呼吸気変化レベルを高く維持できること、さらに重要なことに、最高運動限度よ
り下がる程度に鍛練することにより人の耐久力を高めることが可能である。U．B
outellier、P．Piwko「通常の運動をせぬ被験者における運動限度要因としての呼
吸系統」、Eur．J．Appl．Physiol．64：145-152頁，1992年を参照せよ。米国特許4,854,574号と4,981,295号において、呼吸筋の強化鍛練を目的として呼
吸抵抗の増加を図る、呼吸筋鍛練装置が提案されている。しかし、D．Leith、M.
Bradely「呼吸筋強度と耐久力鍛練」、J. Appl．Physiol. 41: 508-516頁、1976 年に報告の実験結果によれば、自発的な最高呼吸気変化は呼吸筋強化鍛練による
のではなく、どちらかと言えば呼吸筋耐久鍛練により高められることを示してい
る。したがって、Boutellier-Piwkoの呼吸装置では、空気路チューブの径を大き
く維持して流れ抵抗をできるだけ低くしているものと我々は理解している。前記Leith-Bradely論文は、呼吸筋鍛練の結果として体全体の運動耐久力変化に向けられていたのではない。この論文は、健康な人の運動能力は、その呼吸筋の
耐久力により限定されるとは一般に考えられない旨を表している。呼吸筋耐久鍛練用の呼吸装置(後述する)を用いて、前記Boutellier-Piwko論文で
はテスト結果に言及している。このテストでは、自発的被験者は、一日当たり３
０分間の呼吸筋鍛練(ＲＭＰ)を、４週間受けた。ＲＭＰ期間中、Boutellier-Piw
ko研究での被験者は肺活量の約６０％を呼吸し、呼吸頻度は毎分３８回とした。
最大吸気量を呼吸流量計と、記録し、発光ダイオードアレイ上の光信号表示とに
より記録した。被験者は、この表示を見ながら各呼吸深さを調節して、これも光
信号として表示される吸気と呼気の上限と下限とを合わせるようにした。所望の
呼吸頻度はメトロノームにて設定し、被験者は設定に合わせて呼吸頻度を調整す
るようにした。毎週、呼吸頻度を毎分１回だけ増加させた。この方法の替わりに
。呼吸量を漸次増加させることも可能である。炭酸ガス放出(炭酸不足)により起
こる、眩暈の如き呼吸亢進を無効にするために、炭酸ガスを吸気に添加する。ガ
ス分析機器と調節バルブとにより、生理的に受容可能な炭酸ガスレベルを肺中空
気内で維持した。上述のＲＭＴの効果を、被験者の呼吸耐久力を或る換気レベルに記録した。この
換気レベルは、鍛練開始前では僅かに約４分であった。鍛練後、被験者は同じ換
気レベルを平均で１５分間も維持できた。さらに、被験者の耐久時間は、ＲＭＴ
開始前と終了後とに、被験者が最高酸素摂取レベルの６４％に対応する激しさで
サイクル・エルトメータ上で運動中に計測した。ＲＭＴ開始前では、耐久時間は
運動をしない被験者の場合、典型的な値は２７分であった。ＲＭＴ終了後では、
この値は、平均して約２４％と約５０％との間であった。ＲＭＴの同様な効果は
運動選手にも見られ、その程度はアマチュアのレベルからプロのレベルに渡る。
U. Boutellier, R. Buchel, A. Kundert, C. Spengler「通常の鍛練を受けた被験
者における運動限度要因としての呼吸系統」、Eur．J．Appl．Physiol．65：347-
353頁，1992年を参照せよ。これらの観察により、呼吸筋肉疲労は最大に準ずる運動をする健康な個人における限度となる遂行能力であることがわかる。さらに
、最近になって第三者から、RMTにより得られる最大に準ずる運動の耐久力における増幅率が、ランニング、クロスカントリースキー、ボート漕ぎ等のサイクリング以外の身体的活動にも適用されることが注目されている。ライス及びブラッドリの論文は、被験者がマウスピースを用いた大きなデッドス
ペースチューブで再呼吸する部分的再呼吸システムを開示している。マウスピー
スにおいて、新鮮な気体が、ロタメータ及びニードルバルブから入ることができ
る。三段Ｊバルブがデッドスペースチューブの末端に取り付けられる。Ｊバルブ
の吸入口における７リッターバッグは、貯蔵器及び換気目標として働く、すなわ
ち、空気は大型ロタメータからそこへ入ることができ、被験者にはそれをほとん
ど空にしておくことが要求される。これら二つのロタメータは、末端呼気酸素と
二酸化炭素のレベルを通常値近くに維持できるよう設定される。実際の全換気は
目標供給量に新鮮な気体供給量の半分をプラスして計算される。というのは、呼
吸の間、後者の新鮮な気体供給量の半分は、Ｊバルブの排出口から「廃棄」され
るからである。この装置は、望ましくないことに、ファンまたはバッグへの圧縮
空気源を必要とし、また、呼吸目標を設定するため大型ロタメータの較正を必要
とする。さらに、デッドスペースは、危険な酸素欠乏（低酸素症）や二酸化炭素の蓄積（
炭酸過剰症）を引き起こしうる。米国特許５、１５４、１６７に記載されたコレ
クタバッグもまた、選択されたバッグの容量がユーザの呼吸の割に大きすぎる場
合は、低酸素症及び炭酸過剰症を引き起こしうる。呼吸ガスの組成を監視するた
めの機器を内蔵することが、米国特許第４、３０１、８１０号および第５、１５
４、１６７号において提案されている。しかしながら、この機器は一般的に高価
で、かさばり、信頼されるためには頻繁な較正を必要とする。米国特許第５、１５４、１６７号は、肺と胸部の訓練装置を開示している。この
装置では、肺から吐き出される空気の内いくらかがコレクタバッグに収集されて
、突起の裏側にはまるワッシャにより正しい場所に保持されるフィルタ材からな
る、いわゆるバルブを介して、次の吸気の際に新鮮な空気のいくらかとともに肺
に戻されることが開示されている。また、フィルタ材の厚さを二倍にすると、空
気抵抗は、空気がフィルタを介して吸入される前にコレクタバッグ内の全空気が
一回の呼吸で吸気されるようになっていることが述べられている。さらに、使用
可能量を迅速に変更するためにコレクタバッグにスライダーを用いてもよいこと
、および呼吸回数をカウントするためにカウント機構を取り付けることができる
ことが開示されている。再呼吸バッグ及び酸素供給源を有する酸素マスクが、「航空外科医の手引き（Fl
ight Surgeon's Guide)」（空軍パンフレットＡＦＰ、１６１−１８、空軍省、１９６８年、１２月２７日）に開示されている。この酸素マスクは、同様に、バ
ルブとしての役割を果たすといわれているスポンジゴムディスクを備えており、
それを介して、吐出空気の後半部分が吹き出される。これは、また、吸気が再呼
吸バッグの内容およびレギュレータからの酸素供給量から十分に満足でない時は
、周囲の空気の入り口の吸入口としての役割も果たすといわれる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

上記の参考文献はいずれも、呼吸の速度と容量をある期間にわたって維持するこ
とを必要とする、持久力を高めるための訓練用の実用的装置を開示していない。
したがって、本発明の目的は、信頼性があり実用的かつ安価な、持久力を高める
ための呼吸器筋力訓練装置を提供することである。

【０００４】本発明のさらなる目的は、実行者すなわち被訓練者を生理学上容認できない低
酸素症及び／または炭酸過剰症または低炭酸症にさらすことのないそのような装
置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本発明によれば、訓練者（自らの呼吸器筋力を訓
練する人）は、吐出された空気の所定の量を受け入れる可膨張性のバッグから吸
気したりそれに呼気したりする。バッグの収縮に応じて開成するようバルブが設
けられ、新鮮な空気が通気路に入れられる。吐き出された空気がバッグに流れる
間は、このバルブは閉じられる。呼吸回数は、所定の容量との組み合わせで、持
久力を高めるために換気量全体がある期間にわたって維持されるように調整され
る。時間の経過とともに持久力が高められたら、バッグをより大きな容量のバッ
グと取り替えてもよいし、バッグの容量を増加させてもよい。

【０００６】

【発明の実施の形態】

上記の目的及びその他の目的、特徴及び利点は、添付の図面と共に以下の好まし
い実施例の説明を読めば明らかである。いくつかの図において、同様の参照番号
は、同一または同様の部品を表す。図１には人の呼吸器系の練習訓練装置が参照符号５０として示されている。練習
者は新陳代謝の要求をかなり越える肺呼吸、すなわち、通常の静止時呼吸よりも
深くて速い呼吸を自発的に行う。この装置は、図６の（Ａ）に示すバッグから吐
き出される気体（空気）の部分的な再呼吸を用いて、過度呼吸による低炭酸症を
避けている。装置５０はＬ字形状または適切な形状の管１を有している。管１と呼吸器系との
間で空気が適切に流れるように、管１は一端が口鼻マスク３に適切に繋げられて
いる。あるいは、管を図１の（Ｂ）に参照符号２で示すマウスピースに繋げるか
、その他の適切な装置に繋げるかして、管１と呼吸器系との間で空気が適切に流
れるようにする。管１の他端はバッグ６Ａに繋がっている。バッグ６Ａは、プラスチックフィルム
のように柔軟で気密な材料で膨張収縮可能に適切に作られている。したがって、
管１の流路を介してバッグ６Ａから空気を吸い込んだり、バッグ６Ａに空気を吐
き出したりことができる。バッグ材料の厚さその他や管の直径などは、この発明
が属する技術分野で通常の知識を有する者で一般に公知の原理にしたがって呼吸
抵抗が最小になるように、すなわち、バッグ６Ａの急速な膨張収縮に必要な圧が
最小になるように適切に設定される。したがって、この圧はバッグの膨張や収縮
に約プラスマイナス２cmの水位を越えない程度であることが望ましい。バッグ６
Ａのマウス１５はこれを伸ばしたときに管１の端を覆う大きさであるか、継ぎ手
などの手段がマウス１５に設けられているかのいずれかにより、バッグ６Ａのマ
ウス１５が管１に気密に取り付けられている。弁アセンブリ５は、管１に設けられている参照符号４で示す開口に気密に填め込
まれている。弁アセンブリ５は、図２の（Ａ）、（Ｂ）、並びに（Ｃ）に示すよ
うに、ハウジング７を備えている。ハウジング７には弁体、すなわち、リン青銅
などの柔軟性のある適切な可塑性材料の矩形状板から成る要素８が収容されてい
る。ハウジング７は、一対の側壁５２、５３、一対の端壁５４、５５、上部壁５
６を有している。側壁と端壁は開口４を貫通して延び、開口４の対応する側面に
気密に係合している。ハウジング７には下部壁が設けられていないので、ハウジ
ング７は参照符号５７で示すように下部が開口している。この開口を通して管１
と弁ハウジング７の内部との間で空気が流れる。ハウジング７の端壁５４の内面
下方には部材６２が適切に取り付けられているか、一体に形成されているかのい
ずれかであり、棚を構成している。この棚には弁体８の一端が載置され、一対の
ねじ５８やその他の適切な手段、例えば、リベット、接着剤、さねはぎなどで固
定されている。弁体８は三方の自由端５９、６０、６１が対応する壁５２、５３
、５５にそれぞれ接触しないように近接する適切な大きさに形成されている。こ
の構成により弁体８は自由端６１が端壁５５に沿って垂直方向に動くことにより
自由に撓むが、自由端と対応壁との間には最小限の空気の漏れが確保される。端
壁５５は、参照符号１０で示す湾曲した形状または凹面形状の面を有しているの
で、自由端６１の上下方向の運動により弁体８が撓んでも自由端６１と端壁５５
との間の嵌め合いは維持される。端壁５５の上部には参照符号１３で示した開口
が設けられている。凹んだ湾曲形状の面は開口１３で終了している。したがって
、自由端６１が凹んだ湾曲形状面１０と密接に嵌め合った関係にあるように弁体
８が位置すると、弁アセンブリ５が閉じるので、管１への空気の流れや管１から
の空気の流れが実質的に阻止される。ところで、弁体８は撓むので、自由端６１
は参照符号１１で示すように凹んだ湾曲形状面よりも上に上昇したり、参照符号
１２で示すように凹んだ湾曲形状面よりも下に下降したりする。したがって、弁
アセンブリ５が開いて、空気がハウジング７の内部や開口１３を通じて管１に流
入したり、管１から流出したりする。バルブ５の材料のサイジングとチョイスは本発明に関わる当業者には周知の原理
に従って行われる。従ってバルブ５を開くためにバルブ本体８を曲げるのに必要
な正もしくは負のガス圧によってバルブ５を介してガス（空気）がチューブに入
る前やチューブから出る前にそれぞれ呼気と吸気においてバッグ７が十分に膨張
したり収縮したりすることができる。バッグ６への呼気の際は、バッグ６Ａが実
質的に一杯に膨張するまではチューブ１内の流路の圧力はバルブ５を開くには不
十分である。その後、バルブ本体８が曲がって一定の形状を持った表面１０を超
えて上方に自由端６１が移動するとき余分な呼気が解放される。吸気の際はバッ
グ６Ａ内のほぼ全ての空気がバルブ５が閉じた状態で吸い込まれる。その後、連
続する吸気による圧力の低下がバルブ本体を曲げ、バルブ５を開くために一定の
形状を持った表面１０を超えて下方に自由端６１が移動する。それによって、新
鮮な空気がチューブ１内の流路に流れ込む。望ましくはバッグ６Ａの膨張力及び
収縮力はその入り口５１でそれぞれわずか±２ｃｍの水位（water）である。本発明は上記タイプのバルブに限定されない。例えばそのバルブはバネ搭載ディ
スクバルブに代えてもよい。さらに例えば図２の（Ｄ）を参照して以下で述べる
ように、２つのバルブからなる構造でもよい。この構造においては一方のバネ搭
載バルブ５ａが吸気中に開き、もう一方のバネ搭載バルブ５ｂが呼気中に開く。
図１を参照すると、演習（エクササイズ）装置５０は空気の流路の変化を検知す
るチューブ１に適切に接続された１６で示すセンサーを含む。このセンサー１６
は１図に示したコンピュータユニット１５に適切に接続され、このコンピュータ
ユニット１５はチューブ１に適切に実装され、図５に１９で示すそのスクリーン
を演習者（エクササイザー）が見て、その演習者の呼吸の頻度を決定する。セン
サー１６はチューブ１内の圧力や温度や流量変化を検知したりチューブ内のガス
の成分組成や湿度やその他の条件の変化を検知したりするタイプであってもよい
。例えばセンサー１６はバッグ６Ａに隣接する呼吸チューブ１の壁面に設置され
る圧変換器であってもよい。変換器１６は図３に８６で示す信号を発生する。こ
のグラフ上のＡＢはバッグ６Ａを充たす呼気を表す。バッグがいっぱいになると
バルブ５が歪んで開くにつれて圧力がわずかに（ＢＣ）上昇する。ＣＤはバルブ
５が開いた状態の時間を示す。ＤＥはバルブ５が閉じたこととバッグ６Ａからの
ガスの吸い込み開始とを表し、これがＥＦの間じゅう続く。ＦＧはバルブが開い
たことと新鮮な空気の吸い込み開始とを表わす。ＧＨはその吸気の継続時間を表
す。ＨＡ’はバルブが閉じたこととバッグ内への次の呼気の開始とを表す。肺胞換気量の監視は、完全に膨らんだ状態のバッグ6Ａの所定のまたは既知の体積のガス（空気）を吸すいこむ時のガス流量の決定にと、この吸気にかかる時間
（ＡＢ）の測定に関わる。また、新鮮な空気を吸息時間（ＢＤ）を記録する事で
、ブレス息（Ｖ_ＦＡ）のうちの新鮮な空気の体積は、吸気中のガス流量は本質的
に一定であるという前提に基づいて、十分に計算できるものである。この前提は
、ＲＭＴに用いられる高い通気率を考えると、もっともであると考えられる。こ
の吸息のなかの新鮮な空気の体積分（V_D,A）が装置内のデッドスペース、肺と気
道のデッドスペース（V_D,L）、肺胞にとどく分の息（V_A）を形成する。そこで、
以下の式が成立する。 V_FA ＝ V_D,A ＋ V_D,L ＋ V_A ここでV_D,Aは装置のデザインによってきめられ、V_D,L は呼吸生理学の標準的なテキストから引用できる。またV_A値を平均測定呼吸頻度で乗算すると、肺胞換気量（V'A）の代表的な値が求められる。このV'_A平均値は適当な呼吸数でとられる。バッグ６Aの既知体積を時間上のEF間部分（図３）で除算することで、吸気の平均ガス流量率が得られる。ＲＭＴに用いられる高いレベルの通気率を考慮すると
、吸気流量率は本質的に一定であると考えてよい。そこで、この計算から得られ
た平均ガス流量率を時間間隔GHで乗算すると、吸った空気（ブレス）のうちの新
鮮な空気（フレッシュエアー）の体積（Ｖ_ＦＡ）が得られる。そして、V_DA 値とV_DL値から所定の値を引くことで、このブレスのＶＡ値が得られる。平均値Ｖ' _Ａは、Ｖ_Ａ値を適当なブレスの回数分、例えば１０回分、合計して、この合計値
をこれらブレスの合計時間で割ることで求められる。それから、この平均値Ｖ' _Ａ値はプログラムされた目標の換気量と比較される。そして、もしＶ'_Ａ値が、例えば２０％よりも目標値から逸脱する場合は、訓練者が目標を下回っている時
、もっと深い息をするよう知らせるために、図５の７９にあるような信号を表示
ユニット１５に表示する。また、訓練者が目標を必要以上に上回ってしまった場
合は、もっと浅い息をするように信号７８をもって知らせる。警告信号７８と７
９は音響的かそして・または光学的か、異なった性質のものでよい。例えば、そ
のような警告は、図にあるように、発光ダイオードでも、ブザーのようなもので
も、その両方で具現化してよい。また、吸気と呼気の流量は本質的に等しいと考
えられるので、Ｖ'_Ａ値を決定するのにガス流量の呼気相記録を使用してもよいことが分かる。また、バルブ５の開成と閉成は、バルブ体８に取り付けたひずみ
ゲージからの信号、バルブハウジング７の光電池によって光学的に、チューブ１
内又はバルブ５内の流れを知覚するメーター、またはその他の適当な手段によっ
て、記録できる。図２Ｄにおいて、二つのバルブ５ａと５ｂがチューブ１に接続された運動器具の
他の実施例が６３で示されている。バルブ5aは、実質的完全にバッグ６Ａをしぼ
ませた後に、チューブ１内の気流路に新鮮な空気を引き込むため、吸気時に開く
ように設置されている。バルブ５ｂは、実質的完全にバッグ６Ａを膨らませた後
に、過剰に吸い込んだ空気を開放するため、呼気時に開くように設置されている
。その他の場合はこれらバルブ５ａと５ｂは閉じられている。短い管類、即ちホース６４は弁５ｂの排気側に適切に取り付けられており、適宜
な容積、たとえば２０ｍｌを有し、吐き出されたガス、即ち呼気を入れる容器として使用される。符号６５で示される後述する計器、即ちセンサーがホース６
４内に配置される。過剰呼吸は呼気動作中における異常に高い酸素濃度として、
かつ呼気動作中の異常に低い二酸化炭素濃度として現れ、低呼吸は逆の状態を生
じさせる。このように、過剰呼吸や低呼吸は呼気動作中の酸素濃度を計測するこ
とにより判断するようにしてもよい。従って、望ましくは、計器６５は酸素セン
サーであり、管６４内に適宜に配置され、呼気を入れる容器内の酸素部分圧を計
測し記録する。酸素センサーは例えば、燃料電池又は常磁性体の酸素センサーで
あっても良い。呼気収容器は、比較的反応速度の遅い酸素メーター６５が呼気動
作中及び次の呼吸時の吸気動作中において、呼気を分析することを可能にする。
酸素メーター６５は望ましくは、ホース６４内の呼気弁５ｂに出来るだけ近い位
置に設置され呼気の肺胞部分に含まれる酸素を計測する。酸素メーター６５の出
力は演算部１５に送られる。演算部１５はその出力と、所定の最小許容リミット
値及び最大許容リミット値とを比較するように適宜にプログラムされている。こ
れらリミット値は、例えば水銀柱９０ｍｍに対応する低酸素濃度と水銀柱１１０
ｍｍに対応する高酸素濃度に設定される。対応する二酸化炭素圧は、呼吸指数が
正常であれば、訓練者を危険な又は過度に不愉快な高炭酸症または低炭酸症にさ
らすことはない。さらに、最小許容酸素リミット値は訓練者を過度の低酸素血症
から確実に保護する。警報装置（不図示）を設けてこれら所定のリミット値から
の逸脱したばあいに警報を発し、訓練者に呼吸バターンを変える必要があると注
意を促すようにしてもよい。上記に替えて、計器６５は二酸化炭素メーターで構成してもよい（あるいは、二酸化炭素メーターのためのサンプリング口を短い管類、即ちホース６４中に配
置してもよい）。かくして、呼気の肺胞部分における二酸化炭素部分圧を計測し
、もって適切な肺胞呼吸を確保する。二酸化炭素メーターの出力は演算部１５に
送られる。演算部１５はその出力と、所定の最小許容リミット値及び最大許容リ
ミット値とを比較する。これらリミット値は過度の高炭酸症または低炭酸症を防
止するように設定される。例えば、リミット値は水銀柱３０ｍｍに対応する低二
酸化炭素濃度と水銀柱５０ｍｍに対応する高二酸化炭素濃度に設定される。対応
する酸素圧は、呼吸指数が正常であれば、訓練者を危険な又は過度に不愉快な低
酸素血症にさらすことはない。警報装置及び又は照明（不図示）を設けてこれら
所定のリミット値からの逸脱したばあいに警報を発し、運動中の人に呼吸バター
ンを変える必要があると注意を促すようにしてもよい。尚、酸素センサーや二酸
化炭素センサーは、あれば望ましいが、本発明を実施するための必須要件ではな
いことに注意してほしい。図４において、コンピュータユニット１５は、経過時間を示すタイミング装置１
７を含む。例えば、タイミング装置１７はクリスタル制御発振器であり、既知の
パルス周波数と呼吸間のパルス数カウンタを有する。カウントされたパルス数は処理装置１８により対応する呼吸頻度（一分あたりの呼吸数）に変換可能である
。呼吸頻度はその後コンピュータユニット１５のメモリに記憶され、表示されう
る。例えば、５回の呼吸における、符号８９で示されるように表示される中間呼吸頻度は、記憶された値から計算され、ディスプレイ１９上に７０として表示される。実際の頻度表示７０は、例えば、一分あたり２４から４０の呼吸から得ら
れる中間呼吸頻度のインクレメントを含む。実施者は、例えば、キーボード２０（
ディスプレイ１９上に押しボタンを備えるもの）を使用し、符号８５で図示され
るような、所望の目標呼吸頻度を選択することができ、それはその後ディスプレ
イ１９上に示される。このように、実施者は、実際の頻度である７０という表示により、例えば８７にセットされる目標頻度に向かってペースを設定される。すなわち、実際の頻度表示７０は実施者にフィードバックを与え、彼または彼女が
自身の呼吸数を上げたり下げたりするようにペースが設定される。これにより、実際の頻度７０は、頻度８７に合致する。個々の呼吸ペーシング信号は、設定された呼吸頻度８７に基づき処理装置１８に
より適切に計算され、符号６６で図示されるように、一連の発光ダイオードによ
り表示される。発光ダイオードは、順次、計算された吸息期間のあいだは、下か
ら上へと、また、計算された呼息期間のあいだは、上から下へと、点灯される。
これにより、実施者は、ディスプレイ６６に示される時間に、吸息および呼息が
終了するように、個々の息の整調（ペース９を設定することができる。また、好
ましくは、個々の息の実際のステージを表示させ、それにより、実施者は、自身が、設定された個々の呼吸ペースに対して、進んでいるか遅れているかについて
、フィードバックを与えられる。トレーニングセッションの開始からの時間も、図中７６で示すように、表示可能であり、リセットボタン８８を押すことにより
、リセットされる。選択された目標呼吸頻度、瞬間及び中間呼吸頻度、ペーシング信号、及び警告信
号を実施者に提示する手段は、このように光学的および音響的なものを含むが、
これらに限定されない。コンピュータユニット１５はこのようにプログラムされ
ることにより、もし実施者が選択された呼吸頻度から、所定呼吸数、例えば５回
、あるいは所定時間、例えば１０秒、ずれたならば、実施者に対し、上記のよう
に、警告する。また、コンピュータユニット１５はプログラムされることにより
、個々の実施者の進行状況についての情報を記憶し表示する。必要な場合には、一以上のコンピュータユニット１５により一以上の実施者の呼吸をモニタすることにより得られた情報を、発信機２２により、図中９５で示す
ように、有線、無線信号、又は光信号（例えば赤外線）を用いて遠隔モニタ装置
２３へ伝送することができる。モニタ装置２３は、また、コンピュータを具備し
、信号を処理し、そして表示し、一以上の実施者の達成度のモニターを可能にす
る。更に、遠隔モニタ装置２３は、警告機能を具備してもよく、それにより、トレーナは、上記のように、訓練者のコンピュータユニット１５上で選択されたト
レーニング目標値からの偏差について、警告を受ける。更に、コンピュータユニッ
ト１５のように、遠隔モニタ装置２３は記憶機能を設けられてもよく、それによ
り、短期及び長期のトレーニングの進歩状況をモニターするためにデータ検索及
び処理がなされる。コンピュータユニット１５及びモニタ装置２３は、使用者へ
のプロンプトを含め、適切にプログラムされることが可能である。それにより、本
発明が属する技術分野における当業者に周知の原理を用いて、ここに述べられているように、これらは機能することができる。

【０００７】図７を参照すれば、符号２４に、訓練を開始するための適切なバッグ体積を決
定するための訓練者によって使用されるカードが図示される。このカード２４は
、その面に正規な身長範囲のスパンに亘るセンチメートル、フィート、およびイ
ンチを目盛った垂直スケール２５と、予測されるユーザーの患者の該当する代表
的な年齢範囲をスパンする垂直スケール２６とを記してある。スケール２５と２
６の中間には、肺活量と訓練用バッグの体積のための、例えばリットルで表現さ
れた体積の範囲をスパンする２つの不可欠な垂直スケール２７、２８が存在する
。従来のプラクティスによって、スケール２６および２５においてそれぞれ訓練
者の年齢、身長を結ぶ９６に示される直線が、その交点においてスケール２７に
おける正規の肺活量を示す。訓練を開始するためのバッグの体積（訓練体積）は
、適切には、肺活量の何パーセントかである。訓練用体積スケール２８は、この
パーセンテージを反映し、これは約６０パーセントが適切であろうと信じられる
。したがって、スケール２８上の数値は、スケール２７上の対応する肺活量値の
６０パーセントを示す。男性と女性とでは、antropormetricのデータと肺活量の
間に多少とも異なる関係にあるので、男性用と女性用に別々のスケールを用意す
ることが望ましい。

【０００８】その代わりに、カード２４上の情報は計算デバイス１５または２３またはその
他の適当なコンピュータープログラム化されたデバイスに入力して訓練者の性別
、年齢、および身長を、訓練を開始するための適切なバッグ体積に換算すること
ができる。

【０００９】時間が経過して訓練者の呼吸筋の耐久力が増大するとともに、訓練者は、使用
されるバッグの体積が効果的な訓練には最早不適当であること、および、もっと
大きい体積のバッグが必要であることを知るであろう。図１を参照すれば、訓練
用装置５０が、この発明にしたがって、それぞれが、異なる予定消費空気量を収
容するために膨張可能な複数のバッグ６Ｂ、６Ｃが６Ａに追加されて備えられる
。バッグ６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、８０で示すように、そこに記された完全な体積膨
張能力を備えることができる。したがって、６Ｃのようなバッグは訓練者に小さ
過ぎるようになる場合には、次のサイズの大きいバッグ、例えば、バッグ６Ａと
容易に且つ迅速に交換することができる。バッグのセットは、望ましくは、事前
に最大体積の範囲に選択された多分増し分１５パーセントぐらいのの一連のバッ
グ、例えば、多分約１．５〜８リットル程度のバッグを備える。

【００１０】異なる最大体積のバッグに代えて、変換性のある単一のバッグにすることもで
きる。図８、９、１０を参照すれば、符号８０、９０、および１００で、そのよ
うな変換性を有するバッグが一般的に示されている。したがって、例えば、バッ
グ８０の体積は、クリップ８２によって調節することができ、バッグの上部８４
の膨張性と収縮性を限定する。他の例は、段階別のプラスチック製の「ジップロ
ック」型ホルダー９２またはこれと同様な部材を押すことによって、バッグ９０
の体積を小さくすることができる。その他の例では、バッグ１００の底部１０２
が、巻き上げられてクランプ１０４によって固定されることによって、その体積
が減少される。このように、バッグの体積を調節するために、適当な様々な手段
が設けられることが明らかである。

【００１１】図１１を参照すれば、バッグ６Ａと同様なバッグ１１０が、もし所望ならば、
その代替として短いチューブ１１２を設けることができ、バッグ１１０をこれに
取りつけたままとし、或いは、バッグ１１０がこのチューブに適当に取りつけら
れるようにしても差し支えない。

【００１２】バッグ１１０は、これに空気が充填された場合、その高さ全体が実質的に、ほ
ぼ一定の直径を備えるような形状をとることがわかる。底端部１１４は、接着ま
たは加熱によって適当にシールされて直線状のシームを形成し、他方の端部は、
ネック５１が、チューブ１１２の一方の端部を周回して密着してフィットするこ
とが可能なように狭くされる。バッグ１１０の最大体積が、約８リットルである
ことが望ましいけれども、それが訓練者の肺活量を多少なりとも越える限りは、
８リットル以下であっても差し支えない。バッグ１１０は、訓練者が自身のため
の適切な訓練体積を決定することを助けるために、肺活量と訓練用体積が、その
高さのスケール１１６と１１８に、その全高さに亘ってラベルで記して示される
。したがって、この場合は、カードを用いたり、年齢と身長の情報をコンピュー
ターに入力する必要はない。バッグ１１０を用いれば、訓練者が、もっと直接的
に、したがってもっと正確に、決定することが可能になり、年齢と身長を標準推
定値に依存して決定する必要がない。肺活量スケール１１６は、例えば、差分０
．５リットルのリットル表示の体積勾配を備えており、下位の数値がネック部５
１に向かう。訓練用体積スケール１１８は肺活量スケール１１６に平行しており
、肺活量のマーキングの６０パーセント（或いは、その他の適切なパーセント値
）の体積勾配を備える。肺活量のマーキングは、バッグ１１０に記された符号１
２０によって示される線によって、対応する訓練用体積のマーキングに接続され
る。

【００１３】バッグ１１０を利用するためには、チューブ１１２が、チューブ１から取り外
され、バッグ１１０が空にならなければならない。訓練者は、チューブ１１２を
自身の口腔内に挿入して最大限度に息を吸い込み、バッグ１１０中にできる限り
深くこれを吐き出さなければならない。息がバッグ１１０の外に漏れないように
短時間の間自身の呼吸を止める間に、訓練者は、適当な手段、例えば、バッグが
備えていれば圧力シールまたはクランプのような適当な手段を用いてネック部５
１を閉じなければならない。バッグ１１０は、次にフラットな表面に載置されて
、図１０において、バッグ１００について図示される場合と同様に、その底端部
１１４から、バッグの残存する、または、巻き上げられていない部分が充分に充
填されるまで緊密に巻き上げることによって圧縮される。訓練者の肺活量は、次
いで、バッグの圧縮された（または巻き上げられた）部分が終わり、膨張部分が
始まる部位においてスケール１１６から読み取られる。バッグ１１０は、次に空
にされ、対応する対角線１２０を追跡することによって、訓練者の肺活量マーキ
ング１１６から選択され、これに見合う訓練体積が読み取られるスケール１１８
に合わせて決定される。バッグの体積は次に、図８、９、１０のいずれかに示さ
れる手段を用いてこれに見合う訓練用体積のレベルで調節されるか、これに見合
う訓練体積を備えるバッグが選択され、図１と一致するように代用される。

【００１４】その代わりに、訓練者は、自身の肺活量を様々な体積の空のバッグを呼吸用チ
ューブ１に取り付けることによって、決定することができる。図２Ａおよび２Ｂ
を参照すれば、開口部１３が次に指でシールされ、肺に満ちた空気が、もうこれ
以上は空気が吐き出されなくなるまでバッグ中に吹きこまれる。もしも、バッグ
が一杯になったとき、ユーザーが更に息を吐くことができるならば、訓練者が経
験的にこれ以上は満たすことができなくなるまで、次の大きなバッグが試される
。この肺活量は、このバッグに記された体積と一致する。もしも、選択したバッ
グが、最初の呼吸で一杯にすることができない場合は、次々に小さいバッグが試
される。一旦肺活量が決定されると、肺活量に対応する推薦訓練体積が、最初に
説明したように、体積カード２４面のスケール２７および２８の使用によって見
出されるか、或いは肺活量の６０パーセントを計算することによって見出される
。訓練体積に近似した体積を備えるバッグが次にチューブ１に接続され、ＲＭＴ
のために使用される。

【００１５】図５を参照すれば、訓練を開始するために、スケール８７面の１分当りの所望
の呼吸頻度間隔を決定するために、ボタン２０が押されるとともに、訓練バッグ
の体積もまた、６８に図示されるように、演算ユニット１５に入力される。訓練
者は、次に、マウスピース２を口腔に挿入し、好ましくは、鼻からの不要な空気
の流れを防ぐために、鼻部クリップを身につける。その代わりに、山状の鼻マス
ク３がが用いられ、この場合は、鼻部クリップは必要がない。訓練者は、次に、
演算ユニット１５の面にある個別の呼吸頻度間隔ディスプレー６６によって示さ
れる間隔で呼吸をすることを試みる。もしも、訓練者が７０に示す実際の呼吸頻
度、例えば呼吸数５の移動平均が、頻度ディスプレー８７に設定されたセット値
とマッチしない場合、訓練者は、自身の呼吸数を所望の頻度８７に合わせて上下
に調節しなければならないことを認めるであろう。もしも、訓練者の呼吸頻度が
、８７における事前設定値よりも例えば、１分当り３だけ多い方へ、たとえば５
秒以上多い方へ偏差を生じれば、適切な（加速または減速）光警告灯７２、およ
び／または音響信号が、キャンセルボタン７４が押されるか、呼吸頻度が訂正さ
れるまで点灯され、および／または、鳴り響く。部分訳Ｐ２０Ｌ２０からＰ２３Ｌ２０まで各呼気は、新鮮な空気よりも二酸化炭素の含有量が多く酸素の含有量が少ない
肺胞（ａｌｖｅｏｌａｒ）空気でバッグ６Ａを充填する。バッグ６Ａが一旦充填
されると、チューブ１の空気圧８は、吐き出された空気の残りを排出するために
、バルブ５を開成するすることとなるようなバルブ５の開成圧力を越すようにわ
ずかに上昇する。引き続く吸気の最初の部分は、バッグ６Ａに蓄積された先の呼
気からの二酸化炭素の多いガスで構成されていて、そして、バッグ６Ａが空にな
ると、チューブ１の空気圧は、バルブ５を開成し新鮮な空気がそこを通って吸入
できるように低下する。吸気の深さは、通常、適切な二酸化炭素と酸素との交換
を確実にするのに役立つような人体の生理学的制御メカニズムによって調整され
なければならない。装置によって引き起こされる深くて急激な呼吸は、所望のＲ
ＭＴを確実にしなければならず、この訓練は、例えば、コンピュータユニット１
５のタイミング装置１７によってガイドされ７６で示されたように表示されるよ
うに、訓練セッションあたり３０分間連続する。

【００１６】上記において議論したＢｏｕｔｅｌｌｉｅｒおよびＰｉｗｋｏならびにＢｏｕ
ｔｅｌｌｉｅｒ他の論文で議論されている発見によると、呼吸頻度は、最初、１
分間４０と５０の間の呼吸で選択されなければならない。次の訓練セッションに
おいて、予め選択された呼吸頻度、および／または、予め選択された再呼吸体積
は、かろうじて丁度３０分間維持可能なかって増加したレベルに、使用者の肺の
排気を促進するように、小さなインクレメントで増加される。これらの調整は、
試行錯誤によって修正される。このように、３０分の訓練セッションが終了する
前に、使用者がある組み合わせによって疲れてしまった場合、頻度、および／ま
たは、訓練バッグの体積は、３０分間フルに維持可能になるまで段階的に減少さ
れる。理想的には、３０分の訓練セッションは、上記において議論したＢｏｕｔ
ｅｌｌｉｅｒおよびＰｉｗｋｏならびにＢｏｕｔｅｌｌｉｅｒ他の論文によって
証明されたように、最大限の次の訓練忍耐力の良好な促進を得るために、１日１
回、週５日、および４週間達成されなければならないと信じられている。将来の
研究が、上述した訓練スケジュールの更なる最適化をもたらすことがもちろん理
解できる。

【００１７】生理学的な文献から、健康な人でさえもしばしば換気の超過または過少、すな
わち多すぎるかまたは少なすぎる呼吸になることが、新陳代謝によって必要とさ
れることが知られている。正常な呼吸パターンからのそのようなズレは、被験者
が呼吸装置（いわゆるＣＯ_２維持装置）で呼吸する場合はいつでも、呼吸の超過
換気または自動的減少のケースにおいて例えば神経質になる。そのようなズレは
、めまい、頭痛、または超過換気のケースにおいては危険な低酸素症（ｈｙｐｏ
ｘｉａ）のような好ましくない感覚を引き起こす。与えられた呼吸頻度用に非常
に深い呼吸をすることによって、使用者が超過換気、それ故低炭酸症（ｈｙｐｏ
ｃａｐｃｉａ）を経験しなければならないので、吸入部を通る流れは過剰となり
、したがって計算されたＶ’_Ａは非常に高い。これは、７８で示された体積警報
ライト、および／または、他の警報ライトをトリガーしなければならず、使用者
に小さい呼吸をするように促す。逆に、使用者が過少換気の場合、吸入されたガ
ス流は、非常に少なく、７９で示された体積警報ライト、および／または、警報
はオフにならなければならず、使用者に大きい呼吸をするように促す。

【００１８】このように、本発明の訓練装置は、使用者に彼または彼女の肺活量を決定し、
その決定に基づいて、計算することなしに、所望の再呼吸体積を選択しセットす
ることを可能にする。さらに、訓練装置は、訓練プロトコルの変更によって要求
されるような再呼吸体積の容易な変更、すなわち呼吸システのム耐久性の改良を
可能にする。さらにまた、訓練装置は、使用者に所望の呼吸頻度の選択と、それ
をフィードバックするためにペース手段に入力することを可能にするので、所望
の呼吸頻度の達成が助成される。好ましくは、ペース手段は、実際に達成された
呼吸頻度を記録するためにプログラムされていて、使用者が容易に２つを比較し
彼または彼女の呼吸頻度の必要な調整をするために、図５の８７と７０に見られ
るように、所望の頻度が入力された光学的に同一のフォーマットでそれを表わし
ている。さらに、訓練生の怠慢または疲弊によるような、所望の頻度から大きく
ズレているケースにおいて、光学的、および／または、電子的モニターの音響学
的信号装置が、もし存在すれば、その状態を訓練者、および／または、トレーナ
ーに警報するために望ましくは設けられている。あるいは、信号が、トレーナー
によって都合よく監視されるようにでき、また、トレーナーが訓練者を識別する
ために各訓練者からの信号がコード化されて、ワイヤ手段またはワイヤレス手段
により中央の受信装置へ伝達されるようにしてもよい。危険で望ましくない低酸
素症、過炭酸症（ｈｙｐｅｒｃａｐｃｉａ）、あるいは低炭酸症を減少するため
に、肺の肺胞空間に新鮮な空気の供給が、安全なマージンを持って、休息してい
る人体の要求に対応する酸素消費および二酸化炭素の生成（新陳代謝（ｍｅｔａ
ｂｏｌｉｓｍ））を適切に維持されるために確実にされなければならない。この
肺胞換気からのズレは、他の呼吸パターンの必要性を使用者に警報するために、
ライト７８または７９あるいは警報機をトリガーする。

【００１９】本発明はここにおいて詳細に述べられたけれども、本発明はその本質から逸脱
することなく他の方法で実施できることが理解されなければならない。そして、
そのような実施例は、添付した請求の範囲によって規定された本発明の範疇内で
意味されることとなるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１の（Ａ）は、本発明の実施の形態の装置を示す概略図であり、また、（Ｂ
）は、（Ａ）に示す装置のために示された口鼻用マスクに代えて使用するマウス
ピースを示す概略図である。

【図２】図２の（Ａ）は、再呼吸バッグを除去した図１の２Ａ−２Ａ線に沿う、装置の
断面図であり、（Ｂ）は、図２の（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線に沿う、部分断面図であ
り、（Ｃ）は、図２の（Ｂ）の２Ｃ−２Ｃ線に沿う断面図であり、そして、（Ｄ
）は、本発明の別の実施の形態を示す、図１の（Ａ）と同様の部分図である。

【図３】図３は、休息並びに呼息の装置の空気路内の圧力を示す線図である。

【図４】図４は、本装置のためのモニター、処理、並びに整調を説明するためのブロッ
ク図である。

【図５】図５は、本装置のコンピュータディスプレイを示す図である。

【図６】図６は、本装置のコンピュータ／モニター装置を示す図である。

【図７】図７は、所定のバッグ体積を説明するための図である。

【図８】図８は、バッグ体積を調節するための手段を示す図である。

【図９】図９は、バッグ体積を調節するための別の手段を示す図である。

【図１０】図１０は、バッグ体積を調節するための別の手段を示す図である。

【図１１】図１１は、呼吸バッグの別の実施の形態を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＵ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ボウテリール、ウルススイス国、シーエイチ − 8400 ビンタートゥアー、リヒェンベルクシュトラーセ 49アー (72)発明者ルントグレン、クラスアメリカ合衆国、ニューヨーク州 14226 スナイダー、ブロース・ドライブ 42 (72)発明者ワーカンダー、ダンアメリカ合衆国、ニューヨーク州 14223 バッファロー、ウェンデル・アベニュー 21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の体積の吐き出された空気を受けるための膨張可能なバ
ッグと、このバッグの中に空気を入れたり出したりするために、呼吸システムと
前記バッグとの間で空気を流すための手段と、前記バッグ内の吐き出された空気
を出している間は閉成し、バッグの縮小に応答して開成して前記流すための手段
に新鮮な空気が受け入れられることを可能にするバルブ手段と、呼吸頻度を整調
するための手段とを具備する呼吸システムの訓練装置。
【請求項２】前記所定のバッグの体積を変更させる手段をさらに具備する
請求項１の装置。
【請求項３】人の性別、身長、並びに年齢を、これら性別、身長、並びに
年齢の人のための正常肺活量の所定のパーセンテージである所定のバッグ体積に
変更するための手段とをさらに具備する請求項２の装置。
【請求項４】前記変更するための手段は、性別を個々に区別し、かつ身長
スケールと年齢スケールとを有するカードを有し、このカードは、さらに、人の
身長と年齢とを接続する直線との交差部に前記所定のバッグ体積を与えるバッグ
体積スケールを有する請求項３の装置。
【請求項５】前記変更するための手段は、肺活量と、これに対応した所定
のバッグ体積との１対のスケールを有するバッグを有する請求項３の装置。
【請求項６】前記整調する手段は、個々の呼吸の持続時間を整調するため
の手段を有する請求項１の装置。
【請求項７】前記整調する手段に従わない呼吸頻度に対して信号を発する
手段をさらに具備する請求項１の装置。
【請求項８】再呼吸の間に吸入された新鮮な空気と吐き出された空気との
総体積を導き出すための手段さらに具備する請求項１の装置。
【請求項９】前記バルブ手段は、前記バッグが過度の吐き出された空気を
排出するように充分に膨張されたときに、開成されるようになっている請求項１
の装置。
【請求項１０】前記バルブ手段を介して排出された過度の吐き出された空
気内の酸素の分圧を測定するための手段をさらに具備する請求項９の装置。
【請求項１１】前記バルブ手段を介して排出された過度の吐き出された空
気内の二酸化炭素の分圧を測定するための手段さらに具備する請求項９の装置。
【請求項１２】前記空気が流れる手段内の圧力変化を感知し、呼吸の間の
取り入れられた新鮮な空気の体積を決定可能な圧力センサーをさらに具備する請
求項１の装置。
【請求項１３】この装置での訓練の状態を記録するための手段をさらに具
備する請求項１の装置。
【請求項１４】夫々が異なる所定の量の吐き出された空気を受けるように
膨張可能な複数のバッグと、これらバッグのうちの選定されたものの中に空気を
入れたり再呼吸させたりするために、呼吸システムと選定されたバッグとの間で
空気を流すための手段と、前記選定されたバッグ内の吐き出された空気を再呼吸
している間は閉成し、船体されたバッグの縮小に応答して前記流すための手段に
新鮮な空気が受け入れられることを可能にするバルブ手段とを具備する呼吸シス
テムの訓練装置。
【請求項１５】呼吸頻度を整調するための手段をさらに具備する請求項１
４の訓練装置。
【請求項１６】前記整調する手段に従わない呼吸頻度に対して信号を発す
る手段をさらに具備する請求項１５の装置。
【請求項１７】呼吸の間に吸入された新鮮な空気と再呼吸された空気との
総体積を導き出すための手段さらに具備する請求項１４の装置。
【請求項１８】人の性別、身長、並びに年齢を、これら性別、身長、並び
に年齢の人のための正常肺活量の所定のパーセンテージである所定のバッグ体積
に変更するための手段とをさらに具備する請求項１４の装置。
【請求項１９】前記変更するための手段は、性別を個々に区別し、かつ身
長スケールと年齢スケールとを有するカードを有し、このカードは、さらに、人
の身長と年齢とを接続する直線との交差部に前記所定のバッグ体積を与えるバッ
グ体積スケールを有する請求項１８の装置。
【請求項２０】前記バルブ手段は、前記バッグが過度の吐き出された空気
を排出するように充分に膨張されたときに、開成されるようになっている請求項
１４の装置。
【請求項２１】呼吸システムを訓練するための低呼吸抵抗装置であり、所
定の体積の吐き出された空気を出すために集めるバッグ、並びに、訓練者が装置
から発せられる予め選定された呼吸頻度整調信号に応じて元気に呼吸をしている
間に、訓練者の代謝レートを安全にして酸素正常状態並びに炭素正常状態からの
危険もしくは気持ちの悪い逸れを防止するように、前記吐き出された空気の予め
設定された体積の実質的に全ての、訓練者による吸息に応答して、生理学上適し
た量の新鮮な空気の訓練者による吸息を導く手段を備えた手段と、予め選定され
た呼吸頻度整調信号を発する手段と、訓練者が呼吸パターンを調節できるように
、またトレーナが少なくとも１人の訓練者の状態を観察並びに記録をすることが
できるように、整調信号と訓練者の呼吸パターンとを訓練者とトレーナとにモニ
ターさせかつ伝えるための手段と、前記整調する手段に不適切な呼吸頻度に対し
て信号を発する手段とを具備する装置。
【請求項２２】所定の体積の吐き出された空気を受けるための膨張可能な
バッグを選定し、呼吸システムと前記バッグとの間で空気を流すための流路を与
えるように、呼吸システムにバッグを接続し、前記バッグ内の吐き出された空気
を再呼吸してている間は閉成し、バッグの縮小に応答して開成して前記流すため
の手段に新鮮な空気が受け入れられることを可能にするバルブを与え、交互に、
もしくは所定のペースで、バッグを充分に膨張されるように空気を出し、バッグ
の中に吐きだされた空気の実質的に全てを入れて、新鮮な空気が前記流路を流れ
るように前記バルブを開成する、呼吸システムを訓練するための方法。
【請求項２３】人の性別、身長、並びに年齢を、これら性別、身長、並び
に年齢の人のための正常肺活量の所定のパーセンテージである所定のバッグ体積
になるように変更することを具備する請求項２２の方法。
【請求項２４】前記変更する工程は、性別を個々に区別し、かつ身長スケ
ールと年齢スケールとを有するカードのバッグ体積スケールから所定のバッグ体
積を選定し、このバッグ体積スケールは、人の身長と年齢とを接続する直線との
交差部に前記所定のバッグ体積を与える、請求項２３の方法。
【請求項２５】呼吸システムの耐久力が増加するのに従ってバッグ体積を
増加させることを具備する請求項２２の方法。
【請求項２６】前記バッグ体積を増加させる工程は、バッグを、増加した
体積の吐き出される空気を収容するようなサイズのバッグに交換することを有す
る請求項２５の方法。
【請求項２７】増加する肺活量のスケールとこれら肺活量に夫々対応した
所定の呼吸バッグの増加のスケールとを具備する呼吸システムの訓練装置のため
の呼吸バッグ体積を決定するのに使用される物品。
【請求項２８】前記肺活量を対応した呼吸バッグ体積増加と結び付ける前
記バッグに設けられたて駆動スリーブ（７；６１）卯のラインをさらに具備する
請求項２７の物品。