JP2603913B2 - 呼吸器官鍛錬器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、最大呼気流量（ＰＥ
Ｆ、単位：リットル／分、以下ピークフローという）の
測定機能を兼ね備えた呼吸器官鍛錬器具に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】呼吸器官を鍛錬し、気管支喘息の治療、
慢性閉塞性肺疾患の治療、手術後の肺機能回復等を行う
ことを目的とした装置について、本出願人が平成１年４
月１３日に出願した特願平１第９３５９４号（平成５年
１２月１６日公告の特公平５第８７２６５号）「呼吸器
官鍛錬器」の文献がある。この呼吸器官鍛錬器は、呼気
の吹き込みを繰り返しかつその強さを高めることによっ
て、呼吸器官の成育を促し、機能を向上させるという効
果がある。

【０００３】一方、肺機能を客観的に評価する指標とし
て、ピークフローと、１秒間継続して出し得る最大呼気
量（ＦＥＶ₁ 、単位：リットル、以下１秒量という）が
あり、この目的のために、従来はいわゆるピークフロー
メータが使用されてきた。このピークフローメータのう
ち、器械式のものは、気流量（単位：リットル／分）に
応じて作動するピストンの位置を目盛上で読み取り、ピ
ークフローを測定するものである。この器械式ピークフ
ローメータは、構造上、ピークフローは測定できるが１
秒量は測定できなかった。これに対し、電子式のもの
は、前記ピークフローと１秒量の測定が可能である。

【０００４】しかしながら上記の呼吸器官鍛錬器及びピ
ークフローメータは、それぞれ単機能であるため、呼吸
訓練とそれによる肺機能の改善の定量的な測定を行おう
とした場合、使用が煩雑であり、またこれらを個人的に
所有するとなると患者の負担も増すという問題があっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の点に着
目してなされたもので、その課題とするところは、肺機
能を客観的に評価する指標であるピークフローと１秒量
を測定する機能を呼吸器官鍛錬器に組み込むことによ
り、呼吸訓練からそれによる肺機能の改善の定量的な測
定までを１台で効果的に行えるようにすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、呼気の吹き込み口を有し、かつ呼気の気
流抵抗調節手段を有するか、または呼気の吹き込み口を
有し、かつ気流抵抗の異なる複数のものからなる呼気吹
込手段と、呼気の圧力と呼気の気流量を検出するための
共通の圧力検出手段と、訓練モードと測定モードのいず
れかを選択するための切換手段と、選択されたモードよ
り訓練モードの時は少なくとも呼気圧を報知し、測定モ
ードの時は少なくとも最大呼気流量を報知する報知手段
とによって呼吸器官鍛錬器を構成するという手段を講じ
たものである。

【０００７】

【作用】本発明の呼吸器官鍛錬器は、呼気吹込手段１０
として呼気の吹き込み口とそこに吹き込まれた呼気の気
流抵抗を調節するための気流抵抗調節手段、または気流
抵抗の異なる複数のものを有するので、気流抵抗は大の
方向へ調節すると呼吸器官を鍛錬する訓練モードに使用
でき、気流抵抗を小の方向へ調節すると肺機能を測定す
る測定モードに使用することができる。

【０００８】圧力検出手段３１は呼気吹込手段１０に吹
き込まれた呼気の圧力と気流量を検出する共通の手段で
あり、このため１個の検出手段によって呼気の圧力と気
流量の検出の双方の目的に応じている。

【０００９】訓練モードと測定モードの選択は切換手段
２３で行なうことができ、圧力検出手段３１によって検
出された信号は切換手段２３の切換操作に応じて演算処
理すされる。その処理結果から訓練モードのときは少な
くとも呼気圧を報知することによって訓練の達成度合を
知り、また測定モードのときは少なくとも最大呼気流量
を報知することによって肺機能の客観的な把握を可能に
する。

【００１０】

【実施例】以下、実施例を図面を参照して説明する。

【００１１】図１は、本発明に係る呼吸器官鍛錬器の外
観を示したものである。その本体２０内部の電気回路の
構成は、図８のブロック図に示してある。

【００１２】呼気吹込手段１０は、呼気を吹き込むため
の吹き込み口１１を一端に有し、他の一端に排出口１３
を開口し、その中間に通気口１４を開口した構成を有す
る。この排出口１３は後述の測定モードで使用する時に
小さい気流抵抗が得られるよう大径の開口面積を有して
いる。調節体１２は、排出口１３の外側にかぶせるキャ
ップ状をしており、一端に後述の訓練モードの時に大き
い気流抵抗を得るための小径の排出口１３′を有する
（図２）。調節体１２と排出口１３により気流抵抗調節
手段を構成する。すなわち、調節体１２を呼気吹込手段
１０へ嵌めると大きな気流抵抗が得られ、外すと小さな
気流抵抗が得られる。

【００１３】通気口１４には、通気パイプ１５の一端が
接続されており、その他端は本体２０との接続部材１６
に接続している。この通気パイプ１５は、曲げ及び伸縮
が可能な蛇腹状の又は弾力材料製のもので良い。通気パ
イプ１５は、共通の圧力検出手段３１への通気路２１の
一部を構成する。また接続部材１６は、本体接続口２２
へ着脱できるようになっていることが望ましい。共通の
圧力検出手段３１は、例えば拡散型半導体圧力センサで
ある。共通の圧力検出手段３１の出力信号は、異なる利
得のパス３２、アナログ値をデジタル値に変換するＡ／
Ｄ変換器３３を経て、演算手段３０へ入力される。演算
手段３０は中央演算処理装置（ＣＰＵ）からなり、全体
の制御を司っている。

【００１４】切換手段２３は訓練モードと測定モードを
選択するとともに、訓練モードでは回数設定手段を兼ね
ている。５０、１００、または１５０の各位置へ動かす
と訓練モードが選択され、その数字がそれぞれ回数設定
手段の設定値となり、指定された値が報知手段の１つで
ある表示部３６へ表示される。ここで、呼気吹込手段１
０の気流抵抗を大の方へ調節し、呼気を吹込口１１へ吹
き込むと、呼気の圧力が通気路２１を経て共通の圧力検
出手段３１に印加され、電圧値として検出される。検出
された信号は、異なる利得のパス３２の中から最小の利
得のパスで電圧増幅され、Ａ／Ｄ変換器３３を通じてデ
ジタル信号に変換され演算手段３０へ入力される。演算
手段３０は、得られたデジタル信号から呼気圧を算出す
る。

【００１５】２４は圧力の強度設定手段であり、訓練モ
ードの時に使用者は各自の呼吸器官の成長度合乃至は機
能の程度に応じて圧力値を設定して訓練を開始すること
ができる。強度設定手段２４の強度は例えば１から５ま
で５段階に設定できる。圧力レベルランプ２６は、報知
手段の１つであり、１〜８の数字は呼気圧のレベルを示
しており、呼気圧が増すに従い、１→２→３と８まで順
次点灯する。ここで圧力レベルランプ２６は、圧力の強
度設定手段２４と対応づけられており、圧力強度設定手
段２４を１に設定すると、小さい呼気圧でも８まで点灯
し、５に設定すると、大きな呼気圧を加えないと８まで
点灯しない。その様子を図９に示す。

【００１６】圧力レベルランプ２６の８が点灯すると、
表示部３６の値が１つずつ減じる。０になるとメロディ
ＩＣ２９から出力される音楽信号が増幅器６３で電流増
幅され、報知手段の１つであるスピーカ２８を通じてメ
ロディが鳴るようになっている。ここで記憶スイッチ２
５が押されると演算手段３０は、訓練データ（切換手段
２３で設定された回数設定値、圧力強度設定手段２４の
設定値、レベルランプ２６の８が点灯した回数及びその
時の年、月、日、時、分の時計情報）を電池（図示しな
い）によってバックアップされた不揮発性の内部記憶手
段３９であるスタティックＲＡＭと、不揮発性の外部記
憶手段３４であるメモリカードへ記憶する。時計機能６
０は演算手段３０の水晶の発振周波数をもとに演算手段
３０自らが作り出すもので、年、月、日、時、分の情報
が得られるようになっている。さらに、印刷スイッチ６
１が押されると、演算手段３０は、内部記憶手段３９に
記憶されている訓練データを印刷手段４１であるプリン
タへ印字出力する。尚、呼気圧の計算方法の詳細は後述
する。

【００１７】切換手段２３をＰＥＦ、ＦＥＶ₁ の各位置
へ動かすと、測定モードが選択され、それぞれピークフ
ロー、１秒量が指定される。ここで、呼気吹込手段１０
の気流抵抗を小の方に調節し、呼気を吹込口１１へ吹き
込むと、気流量に応じて発生した呼気の圧力が通気路２
１を経て共通の圧力検出手段３１に印加され、電圧値と
して検出される。検出された信号は、異なる利得のパス
３２の中から最適のパスで電圧増幅され、Ａ／Ｄ変換器
３３を通じてデジタル信号に変換され演算手段３０へ入
力される。演算手段３０は、得られたデジタル信号から
気流量を求め、その最大値であるピークフローと、気流
量を１秒間積分した値、すなわち１秒間継続して出し得
る最大呼気量である１秒量の両方を算出する。表示部３
６へは、切換手段２３が、ＰＥＦを示している時は、ピ
ークフローを、ＦＥＶ₁ を示しているときは、１秒量を
表示する。

【００１８】ここで記憶スイッチ２５が押されると演算
手段３０は、測定データ（算出したピークフローと１秒
量とその時の年、月、日、時、分の時計情報）を内部記
憶手段３９と、外部記憶手段３４へ記憶する。さらに、
印刷スイッチ６１が押されると、演算手段３０は、内部
記憶手段３９に記憶されている測定データを印刷手段４
１へ印字出力する。２７は電源スイッチ兼用のボリュー
ムスイッチ、３５は外部記憶手段３４の着脱部、３７は
電源入力コネクタ、３８はパイロットランプを示す。
尚、ピークフローと１秒量の計算方法の詳細は後述す
る。

【００１９】図１０は、訓練データと測定データを外部
へ送信する方法を示す。同図（ａ）は患者が直接本体２
０を病院に持ち込み、本体２０と病院にあるコンピュー
タをＲＳ−４２２またはＲＳ−２３２Ｃインターフェー
スを介して接続する方法である。この場合は、コンピュ
ータのソフトウェアが起動し、その処理手順に応じて、
送信スイッチ６２を押すと、演算手段３０は、外部通信
手段４０を通じて、内部記憶手段３９へ記憶された訓練
データと測定データをコンピュータへ送信する。

【００２０】同図（ｂ）の方法は、患者側（自宅）に配
置したコンピュータと本体２０をＲＳ−４２２またはＲ
Ｓ−２３２Ｃインターフェースを介して接続し、コンピ
ュータとモデムをＲＳ−４２２またはＲＳ−２３２Ｃイ
ンターフェースを介して接続して、電話同線を通して訓
練データと測定データを送信する方法である。この場合
も図１０（ａ）と同様、患者のコンピュータのソフトウ
ェアが起動し、その処理手順に応じて、送信スイッチ６
２を押すと、演算手段３０は、外部通信手段４０を通じ
て、内部記憶手段３９へ記憶された訓練データと測定デ
ータが患者のコンピュータに取り込まれ、電話回線を通
じて、病院のコンピュータへ送信される。

【００２１】いずれの場合も、患者の訓練データと測定
データがコンピュータに送信され、医師はこの訓練デー
タと測定データにより、患者の肺機能を診断するととも
に、次の訓練への指示を与えることができる。後者の場
合は、訓練データと測定データが遠隔的に把握され、電
話などで指示を受けられるため、通院の負担を軽減でき
る。

【００２２】発明の装置は、以上のごとく構成されてい
るので、呼吸器官鍛錬器として使用する場合、まず切換
手段２３を５０、１００、または１５０のいずれかの位
置へ移動させ、訓練モードを選択しておく。次に、気流
抵抗を上げる方向に調節し、呼気吹込手段１０に呼気を
吹き込む。その後の使用法及び作動は特公平５−８７２
６５号のものとほぼ同様である。

【００２３】即ち、訓練モードにおいて鍛錬の最初期に
は圧力強度設定手段２４を１の位置にし、切換手段２３
の回数設定値を最少の５０にする。この時表示部３６に
５０の数字が表示される。そこで呼気を吹き込み口１１
に吹き込むと、その呼気の圧力の強さが、呼気圧の強さ
を設定する圧力強度設定手段２４の設定値に達したとき
は圧力レベルランプ２６の１〜８まですべて点灯し、表
示された数字を１減ずる。つまり吹き込んでも表示され
た数字が減らない場合には、吹き込む努力が不足してい
るのであるから、使用者はさらに強く吹き込まなければ
ならないことを知る。その際においても、レベルランプ
２６は点灯するのでさらにどの程度の努力を加えれば良
いかを知ることができるから、使用者は呼気の強さを感
じながら鍛錬できる訳である。

【００２４】ここで記憶スイッチ２５が押されると、訓
練データ（切換手段２３で設定された回数設定値、強度
設定手段２４の設定値、レベルランプ２６の８が点灯し
た回数及びその時の年、月、日、時、分の時計情報）を
内部記憶手段３９と、外部記憶手段３４へ記憶する。さ
らに、印刷スイッチ６１が押されると、内部記憶手段３
９に記憶されている訓練データが印刷手段４１へ印字出
力され、日々の訓練状況を記録として残すことが出来
る。

【００２５】他方、これを肺機能を測定するために使用
する場合、まず切換手段２３をＰＥＦまたはＦＥＶ₁ の
いずれかの位置へ移動させ測定モードを選択しておく。
次に、気流抵抗を小の方へ調節する。呼気吹込手段１０
に呼気が吹き込まれると、ピークフローと１秒量の両方
が計算され、ここで記憶スイッチ２９が押されると、測
定データ（算出したピークフローと１秒量とその時の
年、月、日、時、分の時計情報）を内部記憶手段３９
と、外部記憶手段３４へ記憶する。さらに、印刷スイッ
チ６１が押されると、内部記憶手段３９に記憶されてい
る測定データが印刷手段４１へ印字出力され、日々の肺
機能の変化を記録として残すことができる。

【００２６】前記の印字出力された訓練データ及び測定
データを合わせると、日々の呼吸訓練と、それがどのよ
うに肺機能の改善に結びついたかを客観的、定量的に知
ることができ、医師の治療と患者の訓練継続に多大な効
果をもたらすことが期待できる。

【００２７】送信スイッチ６３を押すと、内部記憶手段
３９へ記憶された訓練データと測定データをＲＳ−４２
２またはＲＳ−２３２Ｃで外部へ送信し、直接外部通信
手段４０を通じて医師に提出し、その診断を仰ぐことが
できる。このように特定の患者の病状データが遠隔的に
把握されるので通院の負担が軽くなり、例えば電話など
で指示を受けることができる。尚、送信方法としてモデ
ム以外にＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉ
ｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）インターフ
ェースを利用してもよい。

【００２８】気流抵抗調節手段の他の例を図３に示す。
呼気吹込手段１０と調節体１２の端面の中心に小径の排
出口５１、５３を夫々開口し、排出口５１、５３と点対
称に大径の排出口５０、５２を２個ずつ開口する。大径
の排出口を小径の排出口に対し点対称に配置したのは、
気流の偏りを防ぐためである。調節体１２を回転し、小
径の排出口５１、５３のみが開口するようにすれば気流
抵抗が大となり、全排出口５１、５３、５０、５２が開
口するようにすれば、気流抵抗は小となる。

【００２９】また、排出口１３の面積の異なる呼気吹込
手段１０全体を交換し、気流抵抗を調節しても良い。図
７の例では、呼気吹込手段１０として訓練モード用の気
流抵抗大のものと、測定モード用の気流抵抗小のものを
別々に用意している。ここで、本体２０との接続部材１
６を異なる形状ａ、ｂとし、その形状情報を演算装置３
０へ入力するようにすれば訓練モードと測定モードを自
動的に判断することも可能である。また、気流抵抗を生
じさせる方法として、呼気吹込手段１０の排出口を細管
束または金網等でしきっても良い。

【００３０】訓練モード時の呼気圧の計算方法と、測定
モード時のピークフローと１秒量の計算方法を以下に述
べる。

【００３１】方法１（図４参照） 共通の圧力検出手段３１は、定電流で駆動し、呼気圧Δ
ｐ（単位：Ｐａ）に比例した電位差Δｖを出力する。Δ
ｖ＝αΔｐ（α：定数）である。共通の圧力検出手段の
出力を差動増幅器（利得Ｇｓ）で増幅しＡ／Ｄ変換器３
３へ入力する。さらに差動増幅器の出力を、増幅器１
（利得Ｇ₁ ）、増幅器２（Ｇ₂ ）、増幅器３（Ｇ₃ ）で
増幅しＡ／Ｄ変換器へ入力する。利得Ｇ₁ 、Ｇ₂ 、Ｇ₃
は、１＜Ｇ₁ ＜Ｇ₂ ＜Ｇ₃ で、ダイナミックレンジの広
い信号Δｖを限られた分解能のＡ／Ｄ変換器で精度よく
求めることができるように選ばれる。

【００３２】このとき、Ａ／Ｄ変換器の入力電圧は、 Ｖ₁ ＝ＧｓΔｖ＝αＧｓΔｐ … Ｖ₂ ＝Ｇ₁ ＧｓΔｖ＝αＧ₁ ＧｓΔｐ … Ｖ₃ ＝Ｇ₂ ＧｓΔｖ＝αＧ₂ ＧｓΔｐ … Ｖ₄ ＝Ｇ₃ ＧｓΔｖ＝αＧ₃ ＧｓΔｐ … である。ここで、Ｖ₁ ＜Ｖ₂ ＜Ｖ₃ ＜Ｖ₄ である。（単
位：Ｖ）。

【００３３】ＣＰＵは、訓練モードの時はＶ₁ をＡ／Ｄ
変換し、測定モードの時はＶ₂ 、Ｖ₃ 、Ｖ₄ をＡ／Ｄ変
換する。従って、共通の圧力検出手段３３の出力とＡ／
Ｄ変換器との入力の間の利得は、測定モードの時は、Ｇ
₁ Ｇｓ、Ｇ₂ Ｇｓ、Ｇ₃ Ｇｓの３つの異なるパスを使用
し、そのいずれもが測定モードの時の利得Ｇｓよりも高
くなる。

【００３４】増幅器は、実施例では３個（増幅器１、増
幅器２、増幅器３）使用しているが、Ａ／Ｄ変換器の分
解能が低ければ、精度の良い演算結果を得るために増幅
器の数を増やすべきである。逆にＡ／Ｄ変換器の分解能
が高ければ増幅器の数を減らしても良い。

【００３５】＜訓練モード時の呼気圧の計算方法＞切換
手段２３を５０、１００または１５０のいずれかの位置
へ移動させ訓練モードを選択する。呼気吹込手段１０
は、呼気を吹き込んだときに、大きな気流抵抗が得られ
るように、気流抵抗調節手段によって調節するか、また
は気流抵抗の大きな呼気吹込手段１０を使用する。呼気
圧は、次のように求められる。呼気吹込手段から息を吹
き込むと呼気圧の強さに応じて電圧Ｖ₁ が発生する。Ｃ
ＰＵはＡ／Ｄ変換器の値によりＶ₁ の電圧を知ることが
できる。呼気圧Δｐは、式より、 Δｐ＝Ｖ₁ ／（αＧｓ） … として計算される。

【００３６】＜測定モード時のピークフローと１秒量の
計算方法＞切換手段２３をＰＥＦまたはＦＥＶ₁ のいず
れかの位置へ移動させ測定モードを選択する。ＣＰＵ
は、ピークフローと１秒量の両方を計算する。呼気吹込
手段１０は、気流抵抗を小の方向へ調節するか、または
気流抵抗の小さいものを使用する。呼気吹込手段１０に
息を吹き込むと、吹き込まれた気流量Δｆ（単位：リッ
トル／分）に応じて、Δｐ＝β（Δｆ）² （βは実験に
より求める）なる圧力Δｐ（単位：Ｐａ）が発生する。
このときのＡ／Ｄ入力電圧Ｖ₂ 、Ｖ ₃ 、Ｖ₄は、、
式で示される。従って、Ａ／Ｄの値によりＶ₂ 、Ｖ ₃
、Ｖ₄ の電圧が求まれば、気流量Δｆは、 Δｆ＝√｛Ｖ₂ ／（αβＧ₁ Ｇｓ）｝ … Δｆ＝√｛Ｖ₃ ／（αβＧ₂ Ｇｓ）｝ … Δｆ＝√｛Ｖ₄ ／（αβＧ₃ Ｇｓ）｝ … により計算できる。ここで、精度良く気流量を計算する
ためには、Ｖ₂ 、Ｖ₃ 、Ｖ₄ の中で正しくＡ／Ｄ交換で
きる電圧範囲に入っていてかつ出来るだけ大きな電圧値
のものを選ぶ必要がある。

【００３７】ピークフローと１秒量の計算方法を図５の
フローチャートと共に説明する。呼気吹込手段から、短
時間に息を最大限に吹き込む。ＣＰＵは、Ｖ₂ 、Ｖ₃ 、
Ｖ₄を順番に、十分に短い間隔（例えば１ｍＳ）でＡ／
Ｄ変換を続けている。そのときのＡ／Ｄ変換の値を、 Ｖ₂ ：Ｄ₂₁、Ｄ₂₂、Ｄ₂₃、Ｄ₂₄、……（最大値Ｄ₂ ｈ） Ｖ₃ ：Ｄ₃₁、Ｄ₃₂、Ｄ₃₃、Ｄ₃₄、……（最大値Ｄ₃ ｉ） Ｖ₄ ：Ｄ₄₁、Ｄ₄₂、Ｄ₄₃、Ｄ₄₄、……（最大値Ｄ₄ ｊ） とする。ここで、Ｄ₂₁、Ｄ₃₁、Ｄ₄₁は、それぞれ息が吹
き込まれた瞬間のＶ₂ 、Ｖ₃ 、Ｖ₄ のＡ／Ｄ変換の値で
ある。

【００３８】最大値Ｄ₄ ｊが飽和していないとき、すな
わちＶ₄ が、正しくＡ／Ｄ変換できる電圧範囲に入って
いるときは、Ｄ₄ ｊからＶ₄ の最大値が求まるので、
式により気流量Δｆが計算できる。この値がピークフロ
ーである。１秒量はＤ₄₁、Ｄ₄₂、Ｄ₄₃、…より求めた気
流量Δｆ（時系列）を１秒間積分することにより得るこ
とができる。Ｄ₄ ｊが飽和しているとき、すなわちＶ₄
が、正しくＡ／Ｄ変換できる電圧範囲外であるときは、
図５に示すフローチャートを下へ進む。

【００３９】同様に、最大値Ｄ₃ ｉが飽和していないと
きはＶ₃ の最大値から、式により気流量Δｆが計算さ
れ、この値がピークフローである。１秒量は、Ｄ₃₁、Ｄ
₃₂、Ｄ₃₃、…より求めた気流量Δｆ（時系列）を１秒間
積分することより得ることができる。

【００４０】Ｄ₃ ｉが飽和しているときは下へ進み、最
大値Ｄ₂ ｈでピークフローを計算する。Ｄ₂ ｈは健康な
者が使用しても飽和しにくいよう、差動増幅器の利得Ｇ
ｓと増幅器の利得Ｇ₁ を決めている。Ｄ₂ ｈからＶ₂ の
最大値が求まるので、式により気流量Δｆが計算され
る。この値がピークフローである。１秒量は、Ｄ₂₁、Ｄ
₂₂、Ｄ₂₃、…より求めた気流量Δｆ（時系列）を１秒間
積分することにより得ることができる。

【００４１】方法２（図６参照） 差動増幅器の電源電圧が高く設定でき、したがって差動
増幅器の出力の振幅が大きく取れるなら、差動増幅器の
利得Ｇｓを高く設定し、増幅器１、増幅器２、増幅器３
の代わりに、減衰器１、減衰器２、減衰器３を使用して
も良い。減衰器１（利得Ｈ₁ ）、減衰器２（利得Ｈ
₂ ）、減衰器３（利得Ｈ₃ ）の利得はＨ₁ ＜Ｈ₂ ＜Ｈ₃
＜１で、ダイナミックレンジの広い信号ΔＶ（単位：
Ｖ）を限られた分解能のＡ／Ｄ変換器で精度良く求める
ことができるように選ばれる。共通の圧力検出手段３１
は、呼気圧Δｐ（単位Ｐａ）に比例した電位差Δｖを出
力する。Δｖ＝αΔｐ（α：定数）。

【００４２】このときＡ／Ｄ変換器の入力電圧は Ｖ₁ ＝Ｈ₁ ＧｓΔｖ＝αＨ₁ ＧｓΔｐ Ｖ₂ ＝Ｈ₂ ＧｓΔｖ＝αＨ₂ ＧｓΔｐ Ｖ₃ ＝Ｈ₃ ＧｓΔｖ＝αＨ₃ ＧｓΔｐ Ｖ₄ ＝ＧｓΔｖ＝αＧｓΔｐ となる。ここでＶ₁ ＜Ｖ₂ ＜Ｖ₃ ＜Ｖ₄ 。ＣＰＵは、訓
練モードの時はＶ₁ をＡ／Ｄ変換し、測定モードのとき
はＶ₂ 、Ｖ₃ 、Ｖ₄ をＡ／Ｄ変換する。

【００４３】減衰器は、３個（減衰器１、減衰器２、減
衰器３）使用するものとしているが、Ａ／Ｄ変換器の分
解能が低ければ、精度の良い演算結果を得るために減衰
器の数を増やすべきである。逆にＡ／Ｄ変換器の分解能
が高ければ減衰器の数を減らしても良い。以下の計算方
法は、方法１と同様である。

【００４４】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成されかつ作用す
るものであるから、前述した訓練モードで呼吸器官を鍛
錬し、気管支喘息の治療、慢性閉塞性肺疾患の治療、手
術後の肺機能回復を行うと同時に測定モードで肺機能変
化の状態を把握することが１台で効果的に実施できる。
また、両モードを合わせると、日々の呼吸訓練とそれが
どう肺機能の改善に結びついたかを客観的、定量的に知
ることができ、医師の治療と患者の訓練継続に多大な効
果をもたらすことが期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る呼吸器官鍛錬器の実施例を示す正
面説明図。

【図２】気流抵抗の調節手段を示す斜視説明図。

【図３】（ａ）気流抵抗の調節手段の他の例を示す斜視
説明図。 （ｂ）同手段の訓練モード時を示す説明図。 （ｃ）同手段の測定モード時を示す説明図。

【図４】本発明の呼吸器官鍛錬器における共通の圧力検
出手段の駆動方法及びその出力とＡ／Ｄ変換器の入力と
の間の利得の異なるバスを示すブロック図。

【図５】ピークフローと１秒量の計算手順を示すフロー
チャート。

【図６】本発明の呼吸器官鍛錬器における共通の圧力検
出手段の駆動方法及びその出力とＡ／Ｄ変換器の入力と
の間の利得の異なるパスの他の実施例を示すブロック
図。

【図７】着脱式呼気吹込手段を示す説明図。

【図８】本発明に係る呼吸器官鍛錬器の電気的構成を示
すブロック図。

【図９】呼気圧と圧力レベルランプの関係を示すグラ
フ。

【図１０】（ａ）訓練データと測定データを外部送信す
る方法の１例を示す説明図。 （ｂ）訓練データと測定データを外部送信する方法の別
の例を示す説明図。

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 呼気の吹き込み口を有し、かつ呼気の気
   流抵抗調節手段を有するか、または呼気の吹き込み口を
   有し、かつ気流抵抗の異なる複数のものからなる呼気吹
   込手段と、呼気の圧力と呼気の気流量を検出するための
   共通の圧力検出手段と、訓練モードと測定モードのいず
   れかを選択するための切換手段と、選択されたモードよ
   り訓練モードの時は少なくとも呼気圧を報知し、測定モ
   ードの時は少なくとも最大呼気流量を報知する報知手段
   とからなることを特徴とする呼吸器官鍛錬器。
2. 【請求項２】 訓練モードにおいて、呼気圧の強度を設
   定するための圧力強度設定手段と、呼気圧が圧力強度設
   定手段で設定した値に達したことを報知する報知手段と
   を設けた請求項第１項記載の呼吸器官鍛錬器。
3. 【請求項３】 訓練モードにおいて、達成すべき回数を
   設定するための回数設定手段と、呼気圧が圧力強度設定
   手段で設定した値に達したとき吹込回数が作動するよう
   にし、作動した吹き込み回数が回数設定手段にて設定し
   た値に達したとき報知する報知手段とを設けた請求項第
   ２項記載の呼吸器官鍛錬器。
4. 【請求項４】 測定モードにおいて、共通の圧力検出手
   段の出力とＡ／Ｄ変換器の入力との間の利得を訓練モー
   ドの時よりも増大するようにした請求項第１項記載の呼
   吸器官鍛錬器。
5. 【請求項５】 測定モードにおいて、共通の圧力検出手
   段の出力とＡ／Ｄ変換器の入力との間の信号に利得の異
   なる２つ以上のパスを設けた請求項第４項記載の呼吸器
   官鍛錬器。
6. 【請求項６】 訓練モードにおいて得られた訓練デー
   タ、測定モードにおいて得られた測定データを印字出力
   するための印刷手段を有する請求項第１項記載の呼吸器
   官鍛錬器。
7. 【請求項７】 不揮発性の内部記憶手段を有する請求項
   第１項記載の呼吸器官鍛錬器。
8. 【請求項８】 不揮発性の外部記憶手段を有する請求項
   第１項記載の呼吸器官鍛錬器。
9. 【請求項９】 外部通信手段を有する請求項第１項記載
   の呼吸器官鍛錬器。