JP4814106B2 - 眩暈および平衡障害を治療するための手段および方法 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、眩暈および平衡障害を治療するための手段および方法に関する。

導入
６０歳以上の人々の６５％は、眩暈または不十分な平衡性、およびそれに関連する問題について不満を訴える。オーストリアでは、６０歳以上の人々の割合は２１％（１７０万人）である。これは、眩暈または不十分な平衡性を患う人が約１１０万人いることに相当する。年齢に関連する眩暈の病訴は、姿勢系の機能性が徐々に減少することの現れである。空間的姿勢についての完全な生物的機能は、多数の制御機構間の複雑な相互作用によって特徴づけられ、これらの機構（主として平衡器官、目、体感覚系）は空間の見当をつけ、意図的に運動筋肉制御系の筋肉組織を制御するので、重力および他の加速力に反する空間における直立した姿勢および運動が可能である。このような複合機能は、多くの自由度においてすばやい反応を保証し、それは、人が予期しない環境の影響にすばやく意図的に反応することを可能にする。複合機能の速度および力学は、一般に年齢とともに低下する。老化現象は、上述の臨床的に明白な機能効果を伴う姿勢系にも影響する。継続的なトレーニング（例えば心臓血管のトレーニング、飲み込み反射トレーニングなど）により、複合的な生物的系における老化プロセスの結果が妨げられる。これは姿勢系にも当てはまる。高齢者用の訓練および装置に助けられた安定性促進運動の訓練は、目標とする系のトレーニングに主として体感覚制御入力を用いる。しかしながらこれらのトレーニング概念は、年齢に関連する関節の問題、筋萎縮、および多くの場合には動機付けの不足によって妨げられ、高齢者のいわゆる転倒に起因する怪我が社会の高齢化の関数として増加する。

ＵＳ６，５４０，３５５は、モニタを用いて人間の目を訓練するための方法、装置および関連するソフトウェアに関し、モニタには、物体の部分が毎秒２振動以下の速さで変わるコントラストを有するように複数の物体が投影される。物体は、好ましくは、例えば黒／白、赤／緑などの対照となる色彩が対で配列された、複数の三角形、長方形または線から構成される。好ましくは、平行かつ並んで整列した複数の線から構成される多数の記号がモニタに静的に投影される。記号の線は、１つの線を除き、同じ長さである。次に、正確に認識された記号の数から視覚効率が計算され得る。記載される方法は、コンピュータワークステーションにおいて人の視力を直接テストするために用いられる。これにより、例えばモニタの調整がユーザに適合されることができる。この訓練は目の疲労を減じるためにも用いられる。ＵＳ６，５４０，３５５の方法の特徴は、投影された像が静的、すなわちモニタ上で動かないことである。

発明の目的
したがって本発明の目的は、眩暈および平衡障害を治療するための手段および方法を与えることである。他の目的は、眩暈および平衡障害を治療するための手段を製造する方法を与えることである。さらに他の目的は、眩暈および平衡障害を治療するための手段を生産する方法を与えることである。

説明
本発明により目的が達成されるのは、手段が、適切な再生機器で再生することができ、
視覚的に見当をつけられる１つの情報であって、その情報が、表示部上で再生された場合に例えばビデオシーケンスなどの一連の像として存在し、その情報が見る人の目でなおもちょうど見当をつけられる（register）ような速さで任意の所望の方向に確率的に変位されることによる。方法の有利な構成は従属請求項で規定される。手段は、見る人、例えば運動機構が減速した高齢者に、健康な人に存在するのと同様の運動機構が与えられるという利点を有する。これは平衡能力を改善し、特に高齢者に頻繁に生じる平衡障害または眩暈を治療する、全く新しい方法である。したがって、本発明による手段は、複合系を用いることにより姿勢系などの生理的なプロセスに影響を及ぼすための視覚療法である。

基本的に、一連の像または格納された情報として存在する情報は、複数の文字もしくは単語、または異なる物体を含む一連の像であり得る。患者の目が動くテキストまたは動く物体を追うことが確実でなければならないので、これは重要である。発明者らによって行なわれたテストは、意外にも、表示部上で動かされる単一の像は目の運動パターンをトレーニングすることができないことを示した。情報が表示部上で確率的に往復しておよび上下に動かされるだけでは十分ではなく、あちこちに変位する情報を見る人が自分の目で追うことが確実にされなければならない。これは、情報が特定の長さのテキスト、好ましくは複数の行を含むテキストであることにおいて最もよく達成され得る。情報が判読可能なテキストとして存在する場合、読む人は、テキストの見当をつけたければ表示上で飛び回る情報を追うよう仕向けられるという利点を有する。同時に、読む人がテキストを声に出して読まなければならないとすると、容易にチェックが可能である。基本的に、マイクロホンが与えられると、テキストを同時に録音することが考えられる。録音されたテキストにより、医者が目のトレーニングが正しく行なわれたか否かをチェックすることが可能になる。平衡能力を向上させるトレーニングを家庭で行なうことも可能である。

表示部上のテキストの位置は、有利には、見る人がなおもちょうどテキストを読めるような速さで確率的に変えられる。実際の状態としては、テキストが第１の期間に第１の位置に現われ、続く第２の期間に、第１の位置と間隔をおいた第２の位置に現れ、続く第３の期間に、などと続き、（期間ｎの）第ｎの位置と（期間ｎ＋１の）位置ｎ＋１との間の変位の方向は確率的に変動する。好ましくはこのプロセスでは、各場合の変位距離も予め定められた範囲内で変動する。

テキストは、各場合に１秒の何分の１かの間のみ静止しているような速さで便宜的に変動される。しかしながら、静止時間は、見る人が情報を感覚で知覚することができるのに十分でなければならない。

静止時間は、各場合に好ましくは１０ミリ秒から２，０００ミリ秒、好ましくは８０ミリ秒から１，０００ミリ秒、および最も好ましくは８０ミリ秒から８００ミリ秒である。

本発明による手段は、コンピュータで再生可能なフォーマット（＊．ｍｐｅｇ、＊．ａｖｉ、＊ｗｍｆなど）のビデオシーケンスとして存在し得る。これは、ビデオシーケンスがインターネットを介して電子的に送信され得るという利点を有する。しかしながら、本発明による手段は、データキャリヤ（ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープなど）に格納することができる。しかしながら、本発明による態様でユーザによって決定され得るあらゆる所望のテキストの表示部上の位置を確率的に変動するような１つのプログラムのみが利用可能であることも考えられる。

本発明の他の局面によれば、請求項１から１２のいずれかによる手段を生産するための方法が請求され、方法は、表示部上で示され得る１つの情報、好ましくはテキストが、プログラムを用いて、見る人の目がなおも情報（テキスト）の見当をつけたり読んだりできる速さで確率的に表示部上で変位されることに特徴付けられる。このプログラムは基本的
にユーザに利用可能にされ、そのため自分が目のトレーニングを行ないたいいかなる所望のテキストをも選択することができる。プログラムは、ある時間シーケンスにおいてあらゆる所望の方向におよびある範囲内の無作為の変位距離で情報を変位するため、かつ生成されたパターンを一連の像（ビデオシーケンス）としてデータキャリヤ、例えばビデオカセット、ＤＶＤなどに記録するためにも用いることができる。

高齢者の眩暈および／または平衡障害の治療のため、および／または平衡能力を向上させるための療法において、適切な再生機器で再生することができ、視覚的に見当をつけられ、かつ他の感覚によって見当をつけられ得る１つの情報は、表示部上での再生中、情報が各場合に１秒の何分の１かの間のみ静止しているような速さで確率的に変位される。しかしながら、プロセスにおいて、見る人の目でなおも情報の見当をつけたり読んだりできなければならない。方法の特に好ましい変形例によれば、複数の大部分が異なる単語を含むテキストが確率的に表示部上で動かされる。この場合、患者はテキストを声に出して読むよう試みなければならない。声に出して読むプロセスにより、患者自身または第三者が目のトレーニングをチェックすることができる。さらに患者の音声を録音することが考えられ、そのためその後のチェックまたは遠隔のチェックが可能となる。表示されるテキストは１行または複数の行のテキストであり得る。

目視チェック入力による姿勢系のトレーニング
目の動きは、多くの自由度を有する姿勢系の複合構造をよく反映している。系の力学は、「自己相似」または「フラクタル」構造を有する非線形系に対応し、その固有の機能的オーダはフラクタル幾何学の方法を用いて十分に示され得る。この機能的構造は、必要な自由度の著しい縮小を伴って年齢とともに変化する。したがって本発明によれば、姿勢系における「フラクタル」構造を非線形の目の運動を用いて再プログラムし、それにより目のトレーニングを介して系に「若々しい」機能を戻すことが提案されている。視覚的な刺激は、スクリーンに投影される非線形の（確率的な）運動パターンを有するテキスト像を介して生じる。患者は、目が運動パターンを追っていることを確実にするためにテキストを声に出して読まなければならない。さらに、このトレーニング方法は、眼鏡の着用者にとっても合理的であり、身体の運動機構条件から完全に独立している。「概念実証（proof of concept）」研究において、この視覚的眩暈療法の高い臨床値を証明することができた。この療法の革新的な核心は以下のように特徴付けられる運動パターンである。

運動パターン
立っているときの身体動作の運動パターンから、「自己相似の程度」（フラクタリティ）（fractality）はこれらのパターンにおいて年齢とともに減少することが発見された。したがって、平衡系上に「自己相似」パターンを再び与えることが提案される。運動パターンは以下のように特徴付けられる。

像／テキストは二次元で動く。像の中心の運動はｘ（ｔ）成分およびｙ（ｔ）成分によって表わされ、ここでｔは時間である。像／テキストの位置は、それが現れた後、Δｔ秒の期間一定のままである（Δｔは１０ミリ秒から２，０００ミリ秒、８０ミリ秒から１，０００ミリ秒、最も好ましくは８０ミリ秒から８００ミリ秒である）。この静止期間の後、像の位置は新しい位置へ変位される。ｘ方向の変位はδ_x、ｙ方向の変位はδ_yである。像は再びΔｔ秒間この位置のまま残り、続いて再び変位され、などと続く。

運動パターンは、運動成分ｘおよびｙ（フーリエ変換の絶対二乗）のスペクトルＳ（ω）によって特徴付けられ、ここでωは周波数である。スペクトルは（周波数の大きさのオーダの少なくとも半分以上にわたって）指数法則に従い、すなわち

である。ここでｃは任意の所望の定数であり、βは０から４の間の実数である。この関係はさらに増分ｘおよびｙに当てはまり、すなわち、δ_x（ｔ）＝ｘ（ｔ）−ｘ（ｔ−Δｔ）およびδ_y（ｔ）＝ｙ（ｔ）−ｙ（ｔ−Δｔ）（当然ｃおよびβは異なる）である。ｔ−Δｔの項は、ｔの前Δｔ秒の瞬間を示し、それは結果として特別に選択された時間分解能または系のアップデートレートから決まる絶対値となる。

運動パターンも、関数Ｆ（τ）＝{［ｘ（ｔ＋τ）−ｘ（ｔ）］²}_t＝ｄτ^2Hによって特徴付けられ、ここでｄは任意の定数、Ｈは０から１の間のハースト指数を表わす。{．}_tは時間中の平均を表わす。この規則はτの大きさのオーダの少なくとも半分以上存在しなければならない。同じことが成分ｙにも当てはまる。

振幅（δ_xおよびδ_yの平均値および標準偏差）ならびに速さ（アップデートレートまたは時間増分Δｔ）は可変であって個別に調節される。

文献では、δ_xおよびδ_yは時には「相関ノイズ（correlated noise）」「反相関ノイズ（anti-correlated noise）」「フラクタルノイズ（fractal noise）」または「非整数ブラウンノイズ（fractional Brownian noise）」と呼ばれる。

実施例
研究に用いられる療法は１０回の半時間のセッションから構成された。そのテストでは、毎日半時間の訓練が、眩暈に苦しむ患者についての改善と平衡性に乏しい人についてのトレーニング効果とを著しく強めることを示した。

内容の説明
添付の図は、眩暈に苦しむ患者の治療の前後の平衡能力の量的測定値に関する。

図Ａは、各々３回繰り返された６つの異なるテストでの平衡能力の速さを示す。平衡要因（複合体）はこれらの測定値から計算される。この要因は平衡能力のめやすである。健康な若い人ではこの量は７０を越える。治療の間に、この量は患者について著しく（約６０から約８０まで）向上することができた。

図Ｂは、個人の知覚入力の関数を示す。ＳＯＭは体感覚入力であり、ＶＩＳは視覚入力、およびＶＥＳＴは前庭系入力である。値は０から１００までで与えられ、カラーで示される。不十分＝赤、灰色＝正常、緑＝十分である。両方の患者で、治療前の前庭入力が不十分であるが、視覚トレーニングによってのみ劇的に向上することができる。

本発明は、テキストなどの形式の１つの情報の手段に関し、情報は適切な再生機器で再生し、かつ視覚的に見当をつけることができ、この情報は例えばビデオシーケンス形式などでテキストとして存在し、表示部上で再生された場合に見る人の目でなおもちょうど情報の見当をつけられるような速さでテキストが確率的に変位されるように示すが、１秒の何分の１かの間のみ静止している。静止期間は、各場合に、有利には８ミリ秒から１５０ミリ秒であり、好ましくは８０ミリ秒から２００ミリ秒、最も好ましくは８０ミリ秒から１５０ミリ秒である。

図１は、眩暈に苦しむ患者の治療の前の平衡能力の量的測定値に関する図である。 図２は、眩暈に苦しむ患者の治療の後の平衡能力の量的測定値に関する図である。

Claims (13)

1. 高齢者の平衡障害の治療、および／または平衡能力の向上のための手段であって、
   手段は、適切な再生機器によって表示部上で再生することができる１つの情報であり、
   表示部での再生中、複数の大部分が異なる単語を含むテキストが１秒の何分の１かの間のみ静止しているような速さで確率的に変位され、患者がテキストを声を出して読むことを特徴とし、
   情報の運動パターンは、運動成分ｘおよびｙ（フーリエ変換の絶対二乗）のスペクトルＳ（ω）によって特徴付けられ、ここでωは周波数であり、Ｓ（ω）は、
   

   

   の型の指数法則に従い、ｃは任意の所望の定数であってβは０から４の間の実数であることに特徴付けられる、手段。
2. 表示部上のテキストの位置は、任意の所望の方向に変動されることに特徴付けられる、請求項１に記載の手段。
3. 表示部上の情報は、第１の期間に第１の位置に現われ、続く第２の期間に、第１の位置と間隔をおいた第２の位置に現れ、続く第３の期間に、第２の位置と間隔をおいた第３の位置に現れ、などと続き、（期間ｎの）第ｎの位置と（期間ｎ＋１の）位置ｎ＋１との間の変位の方向は無作為に変動することに特徴付けられる、請求項１または２記載の手段。
4. 変位距離は、予め定められた範囲内で変動されることに特徴付けられる、請求項１から３のいずれかに記載の手段。
5. 静止期間は、各場合に１０ミリ秒から２，０００ミリ秒であることに特徴付けられる、請求項１から４のいずれかに記載の手段。
6. 静止期間は、各場合に８０ミリ秒から１，０００ミリ秒であることに特徴付けられる、請求項１から４のいずれかに記載の手段。
7. 静止期間は、各場合に８０ミリ秒から８００ミリ秒であることに特徴付けられる、請求項１から４のいずれかに記載の手段。
8. 運動パターンはさらに、関数Ｆ（τ）＝{［ｘ（ｔ＋τ）−ｘ（ｔ）］²}_t＝ｄτ^2Hによって特徴付けられ、ｄは任意の定数であってＨは０から１の間のハースト指数であることに特徴付けられる、請求項１に記載の手段。
9. 手段は、前記１つの情報を有するデータキャリヤの形式で存在し、前記情報はデータキャリヤに格納され、適切な再生機器上で再生することができ、かつ視覚的に見当をつけられることに特徴付けられる、請求項１から８のいずれかに記載の手段。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の手段が格納されるデータキャリヤ。
11. 情報がプログラムを用いて、表示部上で変位されることに特徴付けられる、請求項１から９のいずれかに記載のデータキャリヤの形式の手段を生産する方法。
12. プログラムによって生成された運動パターンは、例えばビデオカセット、ＤＶＤ、メモリスティックなどの他のデータキャリヤに記録されることに特徴付けられる、請求項１１に記載の方法。
13. 高齢者の平衡障害を治療する、および／または平衡能力を向上させる手段の生産のための、視覚的に見当をつけられ表示部上で示され得る１つの情報の使用であって、
    表示部での再生中、複数の大部分が異なる単語を含むテキストが１秒の何分の１かの間のみ静止しているような速さで確率的に変位され、患者がテキストを声を出して読むことを特徴とし、
    情報の運動パターンは、運動成分ｘおよびｙ（フーリエ変換の絶対二乗）のスペクトルＳ（ω）によって特徴付けられ、ここでωは周波数であり、Ｓ（ω）は、
    

    

    の型の指数法則に従い、ｃは任意の所望の定数であってβは０から４の間の実数であることに特徴付けられる、使用。

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