JP2007330773A - 自然発生呼吸を調節するシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自然発生生物リズム活動を調節するシステムであって、 ユーザの生物リズム活動を解析するモニタと; ユーザに対してこのユーザの生物リズム活動の少なくとも一つの特性を変化させるよう作用する剌激入力を提供する生物リズム活動調節装置と; 調節装置の動作中におけるユーザの生物リズム活動の変化に応じて、ユーザに対する入力の少なくとも一つの非周波数特性を変化させるように、生物リズム活動調節装置の動作を制御するよう作用するドライバと;からなることを特徴とするシステム。
【選択図】図1
Description
この発明は自然発生呼吸を調節するシステムと方法に関する。
様々な技術とシステムが生物周期活動の修正について提案されてきている。次に述べるセイパーストンの米国特許第5267942号(特許文献1)、「生理学的な双方向性の類似を通して影響しあう生理学的手法による方法」、本件の発明者ガビッシュの米国特許第5076281号(特許文献2)、「効果的で周期的な身体活動の装置と方法」は従来技術の状態を代表すると信じられている。さらに、関連した従来技術は前記特許の参照引用文献一覧や背景の項目に出現する。それについては米国特許第5423328号(特許文献3)においてやはりガビッシュが本発明の使用に特に適しているモニタ装置を記述している。このようにして、これら総ての特許の明細書は参考文献として引用される。
本発明は従来技術のシステムと技巧の改善方法の供給をなそうとするものである。
前記システムが、
ユーザの呼吸を解析するモニタと、
ユーザに対してこのユーザの呼吸の相の少なくとも1つとエントレインメントが発生するよう作用する刺激入力を提供する呼吸調節装置と、
調節装置の動作中におけるユーザの呼吸の変化に応じて、前記第1相及び第2相の持続時間の合計に対する前記相の少なくとも1つに対応する刺激入力の持続時間を変化させるように、呼吸調節装置の動作を制御するよう作用するドライバとを含む。
前記制御方法が、
ユーザの呼吸を解析する工程と、
前記解析された呼吸の相の少なくとも1つの特性の少なくとも1つとエントレインメントが発生するように作用する刺激入力をユーザへ提供する工程と、
前記発生された刺激を受けた前記ユーザの呼吸を再解析する工程と、
前記方法の実行の間に、前記再解析された呼吸における変化に応じて、ユーザへの刺激入力の持続時間を変化させる工程を含む。
前記システムが、
ユーザの呼吸を解析するモニタと、
ユーザに対してこのユーザの呼吸の相の少なくとも1つの特性の少なくとも1つとエントレインメントが発生するよう作用する刺激入力を提供する呼吸調節装置と、
前記呼吸調節装置の動作を制御するよう作用するドライバとを含むシステムであって、
前記方法が、
前記モニタによりユーザの呼吸を解析する工程と、
前記呼吸調節装置が、前記解析された呼吸の相の少なくとも1つの特性の少なくとも1つとエントレインメントが発生するように動作するよう刺激入力を発生するように、前記ドライバにより前記呼吸調節装置を動作させる工程と、
前記モニタにより、前記発生された刺激を受けた前記ユーザの呼吸を再解析する工程と、
前記再解析された呼吸の変化に応じて、前記方法の実行の間に、ユーザへの刺激入力の持続時間を変化させるように、前記調節装置を前記ドライバにより動作させる工程とを含む。
本発明は以下の詳細な説明と下記の図面に基づいて十分に理解され、認識される。
参照の図1では本発明の好適な実施形態に従って構成され操作する生物リズム活動を調節するシステムの簡易ブロック線図を示す。
P1(n)パターン持続時間 − 連続するパターン開始の間の時間であり、以下に定義されるP2(n)+P3(n)の和であり、nはパターン番号を示す;
P2(n)パターン立ち上がり時間 − 点aとこれに続く点bとの間の時間間隔であり、nはパターン番号を示す;
P3(n)パターン立ち下がり時間 − 点bとこれに続く点aとの間の時間間隔であり、nはパターン番号を示す;
P4(n)パターン最大振幅 − 先行した点aを基準として計測した点bの信号振幅である。追加的なパラメータは前述したパラメータ間の関係、ならびに他の好適なパラメータを含んでもよいことが理解される。
(4+4.8+6+3.2+2)/5秒=4秒となる。したがって呼吸速度は1分間に15回と表される。
(60/4+60/4.8+60/6+60/3.2+60/2)/5=17.25回/分
となる。
1. 生物リズム信号の周期性にはパターンごとにばらつきがあることは、十分に確認されているが、あらかじめ個々のパターンごとには予知できない。加えて、生物リズム信号の周期性は剌激入力の付加時の剌激によって影響を受ける。したがって、刺激入力は、各部分の開始が生物リズム信号の各パターンの開始に正確に一致するようにあらかじめ時間設定することはできない。
2. 生理学的理由のため、刺激入力における剌激のタイミングは、監視された生物リズム信号の過去のタイミングの平均に基づく。有効なエントレインメントを発生させるため、ユーザは比較的規則的でかつ予知可能な刺激を必要とする。これらの条件は、一般的に従来の方式では満たされていない。
a− 一次時間導関数が極小値に続く最大値を有する位置;
b− BAS信号が最大値に達し、一次時間導関数が0であるとともに二次時間導関数が負となる位置;
c− 一次時間導関数が点aにおける一次時間導関数の値の例えば0.2倍等のあらかじめ設定された分数値と交差する位置;
d− 点aを基準として計算した点bにおける信号振幅の例えば0.7倍等のあらかじめ設定された分数値とBAS信号の振幅が交差する位置。
P1(n)パターン持続時間 − パターンnの持続時間であり、これは以下に定義されるP2(n)とP3(n)との和である;
P2(n)パターン立ち上がり時間 − 点aとこれに続く点bとの間の時間間隔であり、nはパターンの番号を示す;
P3(n)パターン立ち下がり時間 − 点bとこれに続く点aとの間の時間間隔であり、nはパターンの番号を示す;
P4a(n)吸気振幅 − 先行する点aを基準として測定した点bの信号振幅;
P4b(n)呼気振幅 − 後に続く点aを基準として測定した点bの信号振幅;
P5(n)パターン休止時間 − パターンn+1の点aと、パターンnにおける点bおよびdを結ぶ線とパターンn+1の点aを通過する水平線との交差点によって得られる点507との間の時間間隔。実用上において、P5(n)は特にパラメータP4a(n)およびP4b(n)に基づいて計算される。
レスまたはリラックス状態に対して敏感であることが知られている。
吸気部分 − 510
息こらえ部分 − 511
呼気部分 − 512
休止部分 − 513
図14の下方の部分は、ユーザに対する入力であり、かつ、図9Aに示された音響パターン発生装置によって生成される3部分音響剌激の一例を含み、この音響パターン発生装置は、オペレータの選択に応じてドライバ16(図1)によって提供された調節されたオペレータコマンドMOPCに応じて調節されたパラメータMPARによって制御される。
が支持されておらず、これらの場合においては力が変換器に伝達されないからである。
ーザが、ベルトがユーザの身体と支持面との間に挟み込まれる状態で表面に対して寄りかかっている、例えば就寝中または椅子に対して背もたれている場合、ベルトがトラップされ、したがってこの位置における胸部または腹部周囲方向の変化は相応するベルトの長さの変化を誘起しない。
さ方向に沿って自由に伸長する。
Claims (55)
- 自然発生生物リズム活動を調節するシステムであって、
ユーザの生物リズム活動を解析するモニタと;
ユーザに対してこのユーザの生物リズム活動の少なくとも一つの特性を変化させるよう作用する剌激入力を提供する生物リズム活動調節装置と;
調節装置の動作中におけるユーザの生物リズム活動の変化に応じて、ユーザに対する入力の少なくとも一つの非周波数特性を変化させるように、生物リズム活動調節装置の動作を制御するよう作用するドライバと;
からなることを特徴とするシステム。 - 前記ドライバは、調節装置の動作中におけるユーザの生物リズム活動の非周波数特性における少なくとも一つの該当する変化に応じて、ユーザに対する入力の少なくとも一つの非周波数特性を変化させるよう作用する請求項1記載のシステム。
- 前記ユーザへの入力の少なくとも一つの非周波数特性は再帰性パターンの一部である請求項1記載のシステム。
- 前記ユーザの生物リズム活動の少なくとも一つの非周波数特性は再帰性パターンの一部である請求項2記載のシステム。
- 前記ドライバは、前記ユーザへの入力の少なくとも一つの非周波数特性を変化させる方式を支配するための選択可能なオペレータコマンドにも応答する請求項1記載のシステム。
- 前記少なくとも一つの非周波数特性は、略再帰性パターンの少なくとも2つの要素の関係を含む請求項1記載のシステム。
- 前記選択可能なオペレータコマンドは、ユーザへの入力の略再帰性パターンの調節された少なくとも2つの特性間の複数の関係の少なくとも一つを選択するよう作用する請求項5記載のシステム。
- 前記調節装置は、ユーザの生物リズム活動における略再帰性パターンとユーザへの入力における略再帰性パターンとの間の時間的関係にも応答する請求項1記載のシステム。
- 前記ドライバは少なくとも部分的にあらかじめ設定された方式で動作する請求項1記載のシステム。
- 前記モニタおよび前記調節装置からの入力を受信し前記調節装置に対してシフト補正出力を提供するシフトディテクタをさらに備える請求項8記載のシステム。
- 前記シフトディテクタは、前記ドライバからの入力を受信するとともに、これに応答して前記調節装置に前記シフト補正出力を提供する請求項10記載のシステム。
- 前記ドライバからの前記入力はオペレータコマンドで決定された指令を含む請求項11記載のシステム。
- 前記シフト補正出力は、生物リズム活動信号の開始とユーザへの刺激入力の開始との間の時間関係に応じて提供される請求項10記載のシステム。
- 前記シフト補正出力はユーザへの刺激入力の開始を遅延させることによって提供する請求項10記載のシステム。
- 前記シフト補正出力はユーザへの刺激入力の開始を繰り上げることによって提供する請求項10記載のシステム。
- 前記剌激入力は音響入力である請求項1記載のシステム。
- 前記刺激入力は視覚入力である請求項1記載のシステム。
- 前記剌激入力は触覚入力である請求項1記載のシステム。
- 前記モニタは呼吸情報を解析するよう動作する請求項1記載のシステム。
- ユーザの生物リズム活動を解析し;
ユーザに対してこのユーザの生物リズム活動の少なくとも一つの特性を変化させるよう作用する剌激入力を提供し;
調節装置の動作中におけるユーザの生物リズム活動の変化に応じてユーザに対する入力の少なくとも一つの非周波数特性を変化させる、自然発生生物リズム活動を調節する方法。 - 調節装置の動作中におけるユーザの生物リズム活動の非周波数特性における少なくとも一つの該当する変化に応じて、ユーザに対する入力の少なくとも一つの非周波数特性を変化させる請求項20記載の方法。
- 前記ユーザへの入力の少なくとも一つの非周波数特性は再帰性パターンの一部である請求項20記載の方法。
- 前記ユーザの生物リズム活動の少なくとも一つの非周波数特性は再帰性パターンの一部である請求項21記載の方法。
- 前記ユーザへの入力の少なくとも一つの非周波数特性を変化させ、また、選択可能なオペレータコマンドにも応答する請求項21記載の方法。
- 前記少なくとも一つの非周波数特性は、略再帰性パターンの少なくとも2つの要素の関係を含む請求項20記載の方法。
- 前記選択可能なオペレータコマンドは、ユーザへの入力の略再帰性パターンの調節された少なくとも2つの特性間の複数の関係の少なくとも一つを選択するよう作用する請求項24記載の方法。
- 前記変化ステップは、ユーザの生物リズム活動における略再帰性パターンとユーザへの入力における略再帰性パターンとの間の時間的関係にも応答する請求項20記載の方法。
- 前記提供ステップは少なくとも部分的にあらかじめ設定された方式で動作する請求項20記載の方法。
- 前記刺激出力ならびに前記生物リズム活動のシフト補正をさらに行う請求項27記載の方法。
- シフト補正は、さらにオペレータコマンドに応答する請求項29記載の方法。
- 前記シフト補正は生物リズム活動信号の開始とユーザへの剌激入力の開始との間の時間関係に応じて提供される請求項29記載の方法。
- 前記シフト補正はユーザへの刺激入力の開始を遅延させることによって提供する請求項29記載の方法。
- 前記シフト補正はユーザへの刺激入力の開始を繰り上げることによって提供する請求項29記載の方法。
- 前記剌激入力は音響入力である請求項20記載の方法。
- 前記剌激入力は視覚入力である請求項20記載の方法。
- 前記剌激入力は触覚入力である請求項20記載の方法。
- 前記生物リズム活動は身体器官の周囲方向変化を含む請求項20記載の方法。
- 前記モニタは、
縦長方向に沿って伸長可能な弾力性ベルトを備え、このベルトはユーザの身体の少なくとも一部に巻き付けることができ、この一部がユーザの生物リズム活動の結果として周囲方向の変化を受け;
前記ベルトの少なくとも一部に接する変形可能構造体を備え、前記ベルトが伸長した際に前記変形可能構造体に対して力を付加してこれを変形し;
前記変形可能構造体に接触する力変換器を備え、これが前記変形可能構造体の変形に応じて信号を出力し;
前記変形可能構造体に接合する複数のガイドを備え、これを通じて前記ベルトを誘導し、これにより前記ベルトがどの角度で前記変形可能構造体に到達するかにかかわらず、前記ベルトの張力を前記変形可能構造体の一部分に一定の角度で伝達する請求項1記載のシステム。 - 前記モニタは;
ベルトプロテクタと;
前記ベルトプロテクタ内に配設された力変換器と;
縦長方向に沿って伸長可能な弾力性ベルトとを備え、このベルトはユーザの身体の少なくとも一部に巻き付けることができ、この一部がユーザの生物リズム活動の結果として周囲方向の変化を受け、前記ベルトは前記ベルトプロテクタ内に配設され、前記ベルトの一端を前記ベルトプロテクタの内側表面に接合し前記ベルトの他方の一端を前記力変換器に接合し、前記ベルトが伸長した際に前記力変換器に力を付加し、これによって前記力変換器が前記力に応じた信号を出力することを誘起する請求項1記載のシステム。 - 前記モニタは、
縦長方向に沿って伸長可能な弾力性ベルトを備え、このベルトはユーザの身体の少なくとも一部に巻き付けることができ、この一部がユーザの生物リズム活動の結果として周囲方向の変化を受け;
前記ベルトの少なくとも一部に接する変形可能構造体を備え、前記ベルトが伸長した際に前記変形可能構造体に対して力を付加してこれを変形し;
前記変形可能構造体に接触する変換器を備え、これが前記変形可能構造体の変形に応じて信号を出力し;
実質的に低摩擦の内側表面を有するベルトプロテクタを備え、この内部を貫通して前記弾力性ベルトが配置される請求項1記載のシステム。 - 縦長方向に沿って伸長可能な弾力性ベルトを備え、このベルトはユーザの身体の少なくとも一部に巻き付けることができ、この一部がユーザの生物リズム活動の結果として周囲方向の変化を受け;
前記ベルトの少なくとも一部に接する変形可能構造体を備え、前記ベルトが伸長した際に前記変形可能構造体に対して力を付加してこれを変形し;
前記変形可能構造体に接触する変換器を備え、これが前記変形可能構造体の変形に応じて信号を出力し;
前記変形可能構造体に接合する複数のガイドを備え、これを通じて前記ベルトを誘導し、これにより前記ベルトがどの角度で前記変形可能構造体に到達するかにかかわらず、前記ベルトの張力を前記変形可能構造体の一部分に一定の角度で伝達する生物リズム活動監視装置。 - ベルトプロテクタと;
前記ベルトプロテクタ内に配設された力変換器と;
縦長方向に沿って伸長可能な弾力性ベルトとを備え、このベルトはユーザの身体の少なくとも一部に巻き付けることができ、この一部がユーザの生物リズム活動の結果として周囲方向の変化を受け、前記ベルトは前記ベルトプロテクタ内に配設され、前記ベルトの一端を前記ベルトプロテクタの内側表面に接合し前記ベルトの他方の一端を前記力変換器に接合し、前記ベルトが伸長した際に前記力変換器に力を付加し、これによって前記力変換器が前記力に応じた信号を出力することを誘起する生物リズム活動監視装置。 - 縦長方向に沿って伸長可能な弾力性ベルトを備え、このベルトはユーザの身体の少なくとも一部に巻き付けることができ、この一部がユーザの生物リズム活動の結果として周囲方向の変化を受け;
前記ベルトの少なくとも一部に接する変形可能構造体を備え、前記ベルトが伸長した際に前記変形可能構造体に対して力を付加してこれを変形し;
前記変形可能構造体に接触する変換器を備え、これが前記変形可能構造体の変形に応じて信号を出力し;
実質的に低摩擦の内側表面を有するベルトプロテクタを備え、この内部を貫通して前記弾力性ベルトが配置される生物リズム活動監視装置。 - 前記ベルトプロテクタはその長さ方向の少なくとも一部において柔軟性である請求項42記載の装置。
- 前記ベルトプロテクタは複数の柔軟性部分を備える請求項42記載の装置。
- 前記ベルトプロテクタは略四角形断面を有する請求項42記載の装置。
- 前記ベルトプロテクタは略円形断面を有する請求項42記載の装置。
- 前記ベルトプロテクタは略螺旋形状を有する請求項42記載の装置。
- 前記ベルトプロテクタの一部は別の一部分に接合可能である請求項42記載の装置。
- 前記ベルトプロテクタはその長さ方向の少なくとも一部において柔軟性である請求項43記載の装置。
- 前記ベルトプロテクタは複数の柔軟性部分を備える請求項43記載の装置。
- 前記ベルトプロテクタは略四角形断面を有する請求項43記載の装置。
- 前記べルトプロテクタは略円形断面を有する請求項43記載の装置。
- 前記ベルトプロテクタは略螺旋形状を有する請求項43記載の装置。
- 前記ベルトプロテクタの一部は別の一部分に接合可能である請求項43記載の装置。
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