JP2754168B2

JP2754168B2 - 個人用の機能回復訓練器

Info

Publication number: JP2754168B2
Application number: JP6215379A
Authority: JP
Inventors: 眞一吉村
Original assignee: ASUKA DENKI SEISAKUSHO KK
Current assignee: ASUKA DENKI SEISAKUSHO KK
Priority date: 1994-08-16
Filing date: 1994-08-16
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: JPH0852120A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】例えば心臓病患者や糖尿病患者な
どのリハビリテーションのひとつとして、患者に走行負
荷（歩行負荷を含む）を与えて心肺機能の強化や回復を
行う機能回復訓練法がある。本発明はこうした機能回復
訓練に適用される個人用の機能回復訓練器、とくに在宅
ケアに適した機能回復訓練器に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関し、走路に沿って配置された
一群の誘導灯でランニングペースを設定し、この設定さ
れたペースに従ってランナーを走行させることで走行能
力の向上を図るスポーツ用のトレーニングシステムが公
知である（文献不詳）。そこでは、走路に沿って所定間
隔おきに埋め込まれた一群の誘導灯と、誘導灯の点灯速
度や速度の増減を制御し、さらに走行距離や走行時間な
どを計測するペースコントローラと、ランナーの走行記
録をとるためのデータレコーダなどでトレーニングシス
テムを構成している。上記のトレーニングシステムを医
療用に利用する試みがある。先に述べたように、例えば
心臓病患者に走行負荷を与えて心肺機能の回復を図るの
である。そこでは、トレーニング時の患者の容態の急変
や、患者に対する過負荷などを避けるために、テレメー
タ方式の心電計を併用し、患者の心拍状態をモニターで
監視している。患者に心電データを発信する送信機を携
行させ、送信された心電データを親機で受信し、これを
専門医が監視するのである。

【０００３】本出願人は、上記の基本概念に基づく医療
用のトレーニングシステムを先に提案している（特願平
４−３２７２３６号）。そこでは、トレーニング中の患
者の容態の変化や、その徴候を早期に発見し、適切な予
防措置を講じることによって、より安全にしかも能率良
く機能回復訓練を行うことができる。具体的には、走路
に沿ってペースメーカとなる一群の誘導灯を配置してお
き、患者の病状や走行負荷に対する反応、および回復目
標などに応じて、誘導灯の点灯状態をペースコントロー
ラで制御し、走行モードや負荷量を変更する。その一方
で、テレメータ方式の心電計を患者に携行させ、患者の
状態をリアルタイムでモニターする。このシステムは、
管理コンピュータを備えており、管理コンピュータが、
心電計から出力される心電データと、予め入力された患
者個人の基準心拍データから適切な負荷モードを判定
し、あるいは危険な兆候の有無を判定してペースコント
ローラを制御する。このトレーニングシステムは、患者
に与える負荷の増減や訓練の中止等、従来は専門医が決
定していた事項の大半を管理コンピュータが判定するの
で、訓練に立ち合う専門医の負担を大幅に軽減でき、立
合医は患者の顔色や発汗状態などの、心電データ以外の
身体状態をも監視できる。複数の患者が同時に訓練を行
うこともできる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のトレーニングシ
ステムは、誘導灯の一群を備えた屋内走路が必要である
ので、その設置個所が施設の完備した大規模病院に限ら
れる。たとえ、グループで訓練を受けるにしても、施設
を利用できる人員に制約があり、日常的に訓練を受けに
くい。病状が回復し在宅療養中の患者は、機能回復訓練
のためだけに通院を余儀なくされる不便もある。トレー
ニングシステムの導入には、屋内走路を設けるための十
分なスペースが必要であるうえ、システム全体の導入に
要する費用も少なくないので、既存の病院への導入が困
難で、施設利用が望ましい多くの患者が、その恩恵を受
けられない現状もある。

【０００５】本発明の目的は、病状が回復して専門医に
よる立ち合いが不必要ではあるものの、さらに機能回復
訓練を行うことで回復の度合を促進できる患者に好適
な、個人用の機能回復訓練器を提供することにある。本
発明の他の目的は、公園、運動場、体育館、道路などの
任意の場所で、患者が単独で機能回復訓練を行うことが
でき、しかも専門医が立ち合って機能回復訓練を行う場
合と同様に、安全でしかも能率良く訓練を行うことがで
きる、在宅ケアに適した個人用の携行が可能な機能回復
訓練器を提供することにある。本発明の他の目的は、ト
レーニングシステムによる訓練結果に基づいて訓練内容
を設定でき、さらに訓練時のデータを記録しておいて、
後日専門医が訓練内容の適否や訓練結果を判定し評価で
きる、個人用の機能回復訓練器を提供することにある。
本発明の他の目的は、感覚器を刺激してトレーニングペ
ースを患者に伝達できるペースメーカを備えた、個人用
の機能回復訓練器を提供することにある。本発明の他の
目的は、振動や叩打刺激を与えてトレーニングペースを
患者に伝達できるペースメーカを備えており、とくに聴
覚に障害がある患者でも支障なく訓練を行うことができ
る、個人用の機能回復訓練器を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決すたるめの手段】本発明の機能回復訓練器
は、患者に感覚刺激を与えてトレーニングペースを伝達
するペースメーカ１と、患者の心拍状態を検出する心電
計２と、患者の運動状態を検出するペースモニタ３と、
心電計２およびペースモニタ３の各出力データと、予め
入力された患者個人のデータとを所定の判定条件の基に
判定し、この判定結果に基づきペースメーカ１の作動を
制御するコンピュータ５と、上記の各機器１・２・３・
５に電力を供給する電池６を備えており、全体を携行可
能に構成する。より好ましい機能回復訓練器は、患者の
訓練時のデータのうち、少なくとも心電計２の心電デー
タと、ペースモニタ３のペースデータと、ペースメーカ
１の作動データを記録するテープレコーダ４を備えてい
る。

【０００７】具体的には、ペースメーカ１を、ペース信
号を発生する発信装置９と、発信装置９の出力信号を可
聴音に変換するスピーカ１０とを含んで構成する。ある
いは、ペースメーカ１を、患者に振動ないしは叩打刺激
を与えてトレーニングペースを伝達する触覚刺激装置で
構成する。ペースモニタ３を三軸型の加速度センサで構
成する。データレコーダ４の記録媒体としてＩＣメモリ
カートリッジ４ａを適用する。

【０００８】本発明の別の機能回復訓練器は、患者に触
覚刺激を与えてトレーニングペースを伝達するペースメ
ーカ１と、患者の心拍状態を検出する心電計２と、患者
の運動状態を検出する、三軸型の加速度センサからなる
ペースモニタ３と、心電計２およびペースモニタ３の各
出力データと、予め入力された患者個人データとを、所
定の判定条件の基に判定し、この判定結果に基づきペー
スメーカ１の作動を制御するコンピュータ５と、各機器
１・２・３の作動データを記録するデータレコーダ４
と、上記の各機器１・２・３・４・５に電力を供給する
電池６を備えている。患者の身体に装着具１３を介して
装着される訓練器本体７に、上記の各機器のうち、少な
くともコンピュータ５と電池６と心電計２とデータレコ
ーダ４を収容する。

【０００９】

【作用】患者は機能回復訓練器を携行して訓練を行う。
訓練は、ペースメーカ１が発生するペース信号に従って
進行し、患者はペースメーカ１のペース信号に合致して
走行状態を維持し、あるいはペース信号の誘導に従って
速度を増減変更する。心電計２は、患者の心拍状態や心
拍数などを検出し、検出データをコンピュータ５へ出力
する。ペースモニタ３は、患者の実際の運動状態を監視
して、ペースデータをコンピュータ５へ出力する。コン
ピュータ５は、ペース信号、心電データ、およびペース
データと、予め入力された患者個人の心拍データなどか
ら、走行負荷に対する患者の反応状態や危険な兆候の有
無を判定して、負荷の増減やトレーニングの中断などを
行う。

【００１０】上記の各データを記録し、訓練内容の適否
や訓練の成果などを、専門医が後日確認できるようにす
るために、データレコーダ４を設けている。トレーニン
グのペースを可聴音で患者に伝達するペースメーカ１を
備えた訓練器によれば、屋内や屋外の別を問わず、患者
は任意の場所で訓練を行える。触覚刺激装置からなるペ
ースメーカ１は、健常者はもちろん、聴覚に障害がある
患者であっても支障なく訓練を行うことができる。複数
の患者が同一場所で訓練を行う場合であっても、他の患
者が携行する訓練器によってペースが乱されることもな
い。三軸型の加速度センサからなるペースモニタ３は、
例えば足踏み状態と走行状態を明確に識別して、患者が
ペースメーカ１で指示された通りの負荷を消化している
か否かを判定するのに役立つ。

【００１１】

【発明の効果】本発明の訓練器では、患者に与えるべき
走行負荷をペースメーカ１で指示し、心電計２およびペ
ースモニタ３で患者の反応を監視し、コンピュータ５で
総合判定を行って、患者の状態変化に応じて適切な負荷
を与え、あるいは訓練を中止できるようにした。従っ
て、患者は例えば病院の屋上や廊下、階段、あるいは公
園、広場などの任意の場所で随意に機能回復訓練を行う
ことができ、従来のトレーニングシステムによって専門
医の立ち合いの許に訓練を行うのと同様に、安全にしか
も能率良く訓練を行うことができる。在宅療養中の患者
は、トレーニング施設を備えた病院へ出向く必要もな
く、日常的に訓練を行うことができる。トレーニング施
設を備えた病院を核にして、多数の患者が機能回復訓練
を受けることができるので、トレーニング施設の有効利
用と、多数の患者の病状の回復促進とを同時に実現でき
る。トレーニング施設を備えていない病院であっても、
所定の研修ないしは訓練過程を経た専門医を配置するこ
とで、患者に対する訓練指導を行うことができ、機能回
復訓練を行うことが好ましい患者の多くを救済できる点
でも地域医療に貢献できる。

【００１２】

【実施例】図１ないし図３は本発明に係る機能回復訓練
器の実施例を示す。図１において、機能回復訓練器は、
ペースメーカ１と、心電計２と、ペースモニタ３と、デ
ータレコーダ４と、これらの各機器の動作制御や、各機
器から出力されるデータを受け入れて総合処理を行うコ
ンピュータ５と、電池６、および訓練器本体７などで構
成する。

【００１３】ペースメーカ１は、ペース信号を発生する
発信装置９と、発信装置９の出力信号を可聴音に変換す
るスピーカ１０を有し、コンピュータ５で規定された走
行モードやペースモードに応じて、ペース音を発生す
る。例えば、ホイッスル音を模して「ピッ、ピッ、ピッ
・・・」と聞き取りやすく識別の容易な電子音を発生す
る。スピーカ１０としては、軽量化を図るうえで圧電ス
ピーカやイヤホンを利用することが好ましいが、コーン
形のスピーカを適用してもよい。

【００１４】心電計２には、複数個の円盤状の電極１１
がリード線１２を介して接続してある。各電極１１は患
者の胸部および腹部に分散状に貼り付けて使用する。心
電計２は、基本的に患者の心電状態と心拍状態を検知し
て検知信号をコンピュータ５へ出力するが、不整脈や心
拍異常が発生した場合には、アラーム信号を出力して警
報を発する機能も備えている。ペースモニタ３は、圧電
型や静電容量型などの振動センサや加速度センサを利用
できる。なかでも三軸方向の加速度変動を検知できる、
三軸型のサーボ加速度センサでペースモニタ３を構成す
ると、0.２Ｈ_Z前後の低周波振動を明確に検知できる利
点がある。走行ないし歩行状態と足踏み状態を識別し、
あるいは階段を登っている状態と下っている状態なども
識別できる。ペースモニタ３は患者の運動状態を検出し
て、検出したペースデータをコンピュータ５へ出力す
る。

【００１５】データレコーダ４としては、磁気ディスク
ドライブ、光磁気ディスクドライブ、あるいはＩＣメモ
リカートリッジ４ａを記録媒体とするＩＣメモリドライ
ブを利用できる。なかでもコンピュータデータを直接書
き込みできるＩＣメモリドライブが好適であり、訓練器
全体の軽量化を実現するのにも役立つ。データレコーダ
４は、ペースメーカ１、心電計２、ペースモニタ３の各
機器から出力されるデータと、必要に応じてペースメー
カ１の動作制御データなどをＩＣメモリカートリッジ４
ａに記録する。ＩＣメモリカートリッジ４ａは、多数個
のＲＡＭチップと電池を内蔵しており、ＩＣメモリドラ
イブから取り外した状態においても、記録したデータを
保存し続けることができる。

【００１６】コンピュータ５は、訓練中の患者の状態
を、上記の各機器からの入力データを参照しながら監視
し、患者に危険な兆候が現われているか否かを判定し、
判定結果に基づいて負荷の増減や、トレーニングの中断
等の予防措置を講じる。訓練に先立って、患者の回復状
態に適合した訓練内容を決定する走行モードやペースモ
ード、各モードの詳細内容を決定するパラメータなどを
含む訓練プログラムを、コンピュータ５に入力してお
く。さらに、患者に個有の身体的応答特性やくせなどに
応じて、前記パラメータを補正するデータも併わせて入
力する。図３に訓練プログラムの一例を示す。そこでは
一定の距離Ｍ１を徐々に増速しながら走行（歩行）し、
一定速度に達したらその状態を一定時間（または一定距
離）維持し、一定の距離Ｍ２を徐々に減速しながら走行
を終了する。このとき、患者の基準心拍数を目標値にし
て、実際の心拍数の変動を常時監視して以下のような処
理を行う。なお、図３の訓練モードでは走行開始速度Ｓ
１、最高速度Ｓ２、全走行距離Ｍ、増速距離Ｍ１、減速
距離Ｍ２、速度変化ステップ数などが予め規定してあ
る。

【００１７】（緊急停止処理）心電計２がアラーム信号
を出力したときや、所定時間に所定値を越える心拍数の
増加あるいは減少があった場合、あるいは単に心拍数が
所定値を越えた場合に、スピーカ１０から緊急停止信号
を発して訓練を中止させる。（速度制御）ペースメーカ１で設定したペース信号と、
ペースモニタ３から得られるペースデータとにずれが生
じた場合や、ペース信号とペースデータが一致していて
も、心拍数が所定時間内に所定値を越えて増減する場合
などに、ペースメーカ１に増速、減速などの指令を発し
て負荷調整を行う。この負荷調整は、現状心拍数が目標
心拍数の９０％以下であるとき、９０〜９６％であると
き、９７〜１０３％であるとき、１０４〜１１０％であ
るとき、１１０％以上であるときに応じてそれぞれ調整
条件が異なる。（警告処理）短時間で心拍数が一定値を越えて増減し、
あるいは一定時間内の心拍数変動率が一定値を越えて増
減するとき、さらに、心拍数変動率が限界値を越えて増
加するとき、スピーカ１０から警告音を発して負荷調整
を行う。なお、各制御内容に矛盾がある場合には、緊急
停止処理、次いで警告処理を優先させて危険防止を図
る。

【００１８】上記の各機器を携行するために、図１に示
すように訓練器本体７を設け、その内部にペースメーカ
１と、心電計２と、ペースモニタ３と、データレコーダ
４と、コンピュータ５と電池６を組み込んでいる。訓練
器本体７はプラスチック成形品からなり、一対のベルト
からなる装着具１３を備えている。図２に示すように、
患者はこの装着具１３を腰に巻き付けて固定し、訓練器
本体７を背側に担う。

【００１９】（別実施例）ペースメーカ１は触覚刺激装
置で構成できる。例えば、小形のソレノイドや振動発生
器を訓練器本体７に組み込んでおき、その出力動作を患
者の任意の身体部位に伝えてペース信号とする。患者は
ソレノイドによる叩打動作や、振動発生器による振動を
ひふ感覚として認識する。触覚刺激装置は、上記のよう
に機械的に触覚を刺激する以外に、低周波治療器の原理
を利用して、体表面に微弱電流を流してペース信号を与
えてもよい。上記の実施例で説明した可聴音を発生する
装置と、触覚刺激装置を併用して、必要に応じて選択使
用することができる。発光ダイオードや電球を点滅し
て、ペース信号とすることができる。訓練器本体７は、
その全体を患者が背負う形態に構成することができる。
ペースモニタ３は、そのセンサーとして圧電スイッチや
テープスイッチなどの市販センサーを利用できる。これ
らのセンサーを靴内に組み込んで、患者が走行している
ことを検出するのである。この場合は、訓練器本体７と
靴内のセンサーをコードで接続する。腕の振りを検出す
ることで患者の運動状態を検出することができる。ペー
スモニタ３として、３次元運動センサ（日本航電子工業
株式会社製型式番号ＪＩＭＳ−３０３）を利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】機能回復訓練器の概念図である。

【図２】機能回復訓練器の使用状態図である。

【図３】訓練モードの一例を示す図表である。

【符合の説明】

１ペースメーカ２心電計３ペースモニタ４データレコーダ５コンピュータ６電池７訓練器本体９発信装置１０スピーカ１３装着具

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】患者に感覚刺激を与えてトレーニングペ
ースを伝達するペースメーカ１と、患者の心拍状態を検出する心電計２と、患者の運動状態を検出するペースモニタ３と、心電計２およびペースモニタ３の各出力データと、予め
入力された患者個人のデータとを所定の判定条件の基に
判定し、この判定結果に基づきペースメーカ１の作動を
制御するコンピュータ５と、上記の各機器１・２・３・５に電力を供給する電池６を
備えている携行可能な個人用の機能回復訓練器。
【請求項２】患者の訓練時のデータのうち、少なくと
も心電計２の心電データと、ペースモニタ３のペースデ
ータと、ペースメーカ１の作動データを記録するデータ
レコーダ４を備えている請求項１記載の個人用の機能回
復訓練器。
【請求項３】ペースメーカ１が、ペース信号を発生す
る発信装置９と、発信装置９の出力信号を可聴音に変換
するスピーカ１０とを含む請求項１又は２記載の個人用
の機能回復訓練器。
【請求項４】ペースメーカ１が、患者に振動ないしは
叩打刺激を与えてトレーニングペースを伝達する触覚刺
激装置からなる請求項１又は２記載の個人用の機能回復
訓練器。
【請求項５】ペースモニタ３が三軸型の加速度センサ
からなる請求項１、２、３又は４記載の個人用の機能回
復訓練器。
【請求項６】データレコーダ４の記録媒体がＩＣメモ
リカートリッジ４ａからなる請求項１、２、３、４又は
５記載の個人用の機能回復訓練器。
【請求項７】患者に触覚刺激を与えてトレーニングペ
ースを伝達するペースメーカ１と、患者の心拍状態を検出する心電計２と、患者の運動状態を検出する、三軸型の加速度センサから
なるペースモニタ３と、心電計２およびペースモニタ３の各出力データと、予め
入力された患者個人データとを、所定の判定条件の基に
判定し、この判定結果に基づきペースメーカ１の作動を
制御するコンピュータ５と、各機器１・２・３の作動データを記録するデータレコー
ダ４と、上記の各機器１・２・３・４・５に電力を供給する電池
６を備えており、患者の身体に装着具１３を介して装着される訓練器本体
７に、上記の各機器のうち、少なくともコンピュータ５
と電池６と心電計２とデータレコーダ４が収容されてい
る携行可能な個人用の機能回復訓練器。