JPH057017B2 - - Google Patents

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JPH057017B2
JPH057017B2 JP59198636A JP19863684A JPH057017B2 JP H057017 B2 JPH057017 B2 JP H057017B2 JP 59198636 A JP59198636 A JP 59198636A JP 19863684 A JP19863684 A JP 19863684A JP H057017 B2 JPH057017 B2 JP H057017B2
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Japan
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SHIRUBAA MEDEIKARU KK
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は予防医学、リハビリテーシヨン医学の
各分野に用いて有効な装置であり、特に患者に至
適な運動負荷を自動的に課することのできる至適
運動負荷装置に関するものである。
〔従来技術〕
近年、理学療法において低肺機能患者のリハビ
リテーシヨン、特に運動療法と呼吸訓練の必要性
が増加している。また、心疾患、糖尿病、肥満な
ど運動療法がその治療上重要な役割をはたすもの
にあつては、このリハビリテーシヨンの効果を向
上させて患者の日常生活動作を拡大させるために
は、各々の患者に対する至適運動負荷装置を決定
し、その負荷量で運動処方がなされる必要があ
る。従来、この種の運動負荷量の決定に際して
は、例えば負荷量を概略的に定めたトレツドミル
やエルゴメータ等の運動負荷機を用いて患者に負
荷運動を行なわせ、このときの患者の心電図、酸
素摂取量、炭酸ガス排出量を測定し、この測定デ
ータに基づいて経験的かつ帰納的にその患者の至
適運動負荷量を決定する方式が採られている。
しかしながら、この方式では患者による負荷運
動後に始めてその際の至適運動負荷量が判明する
ことになるため、特にリハビリテーシヨン初期
や、患者の状態(体力)が変化し易い場合等に
は、日時を変えて行なう各回の運動において患者
に対する負荷が過大であつたり、過小であつたり
することが起り易い。このように、負荷が過大に
なると患者の健康上危険が生ずることがあり、ま
た過小では初期の効果が得られなくなり、結局リ
スク管理や積極的運動療法のいずれも充分満足で
きる療法を行なうことができないという問題が生
じている。
〔発明の目的〕
本発明の目的は患者に対する至適運動負荷量を
自動的にかつリアルタイムで決定でき、かつこれ
と同時に患者に対し至適条件で負荷運動を行なわ
せることができ、これによりリスク管理および積
極的運動療法の両方を共に満足させることのでき
る至適運動負荷装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の至適運動負荷装置は、患者に負荷運動
を行なわせる負荷部と、負荷運動時における患者
の呼気ガスやその外の要因を測定分析する測定分
析部と、この測定分析部の測定値と予め設定した
目標値との対比を行なつて現在の負荷の適否を判
定し、この判定結果に基づいて前記負荷部の負荷
量をフイードバツク的に制御する制御部とを備え
ている。
前記負荷部としては電動トレツドミル、自転車
エルゴメータ、ハンドルエルゴメータ等が用いら
れ、例えば電動トレツドミルにおいて負荷を変え
るためには速度や角度を連続的又は段階的に変化
できるように構成する。測定分析部では、患者の
呼気ガスから酸素摂取量(VO2)、炭酸ガス排出
量(VCO2)、呼吸商(RQ)、酸素摂取量/体重
(VO2/W)、換気量(VE)、酸素摂取量/炭酸ガ
ス排出量(VO2/VCO2)、呼気酸素濃度(DO2)、
METS(O2ml/Kg/min)のいずれか一つまたは
複数個を検出する。また、呼気ガス以外にも心電
図から心拍数を、また採血により血糖値を検出す
る。制御部はマイクロコンピユータ等を主体とす
るコンパレータを有し、例えば患者に対するリス
ク限界としての目標値を医師や理学療法士が設定
して、この目標値と測定分析部の測定値とを電気
的に比較し、その結果に基づいて負荷部の制御回
路を起動して前記トレツドミル等の負荷量を変化
させる。
このように構成すれば、負荷運動中における患
者の呼気やその他の要因データから患者の状態が
判断でき、かつこのデータを目標値と比較するこ
とにより現在の運動負荷が大又は小であるかを直
ちに求めることができる。そして、これに基づい
て負荷部の負荷を変化させれば、リアルタイムで
その患者の至適負荷に設定でき、患者の安全を確
保した上で最大の負荷運動を行ない、リスク管理
と積極的運動療法を同時に行なうことができる。
即ち、本発明は従来の測定装置の範囲に留まる
ものではなく、患者に至適な負荷条件を積極的に
作り出し、理学療法の効果を格段に向上させるも
のである。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例の概念構成図を示
す。図において、1は電動トレツドミルであつて
負荷部Aを構成しており、ベルト2上に立つ患者
3を静止させ或いは走行運動を行なわせる。この
ベルト2はその走行(回転)速度vや傾き角θを
自由に変化でき、これらの一方又は両方を変化す
ることにより患者に対する運動負荷量を変化でき
る。
測定分析部Bは呼吸代謝量測定装置4を主体と
し、患者3の鼻口に当てたマスク5およびダクト
6を通して患者の呼気を採取し、本例ではこの呼
気から酸素摂取量(VO2)を分析しかつ測定す
る。
制御部Cはマイクロコンピユータ7を付設した
コンパレータ(比較器)8を主体とし、これにデ
ータ処理ブロツク9、目標ブロツク10および負
荷制御ブロツク11を接続している。データ処理
ブロツク9は測定分析部BのVO2測定値を積分し
てコンパレータ8に送出するVO2積分回路12
と、この積分VO2値をMETSに換算してコンパ
レータ8に送出するMETS換算回路13を有し
ている。また、目標ブロツク10は外部のキーボ
ード(図示せず)で操作されて患者3に対するリ
スク限界等の目標値をコンパレータ8に送出する
VO2目標値設定回路14とMETS目標値設定回
路15を備えている。更に負荷制御ブロツク11
はコンパレータ8の出力に基づいてトレツドミル
1の速度vや角度θを算出するv・θ設定回路1
6と、この設定値とトレツドミル1の現在のv・
θとで新たにトレツドミルの速度と角度をフイー
ドバツク的に設定するv・θ制御回路17を備え
ている。
以上の構成によれば、これまでの経験により医
師、理学療法士が患者に対する理想的なMETS
の値(VO2でもよいが以下METSで説明する)
をその目標値として設定する。この値はMETS
目標値設定回路15からコンパレータ8に入力さ
れる。また、この目標値は、第2図および第3図
に夫々破線で示すようにこれから行なう負荷運動
の時間変化に対応するMETS値、負荷値が夫々
設定される。
トレツドミル1が作動して患者3が負荷運動を
開始すると、呼気は測定装置4で分析されVO2
測定される。そして、この測定VO2値は制御部C
に入力されVO2積分回路12およびMETS換算
回路13を経てコンパレータ8に入力される。そ
して、ここでMETSの目標値と測定値が比較さ
れる。この比較の結果、目標値の方が大であれ
ば、患者3はその時点では余裕があることであ
り、v・θ設定回路16およびv・θ制御回路1
7は速度vおよび/又は角度θを漸増させ、負荷
を大にする。これにより、第3図実線X部のよう
に次第に患者3の負荷は増大しMETSの値が第
2図実線X部のように増大する。そして、
METSの測定値が目標値を越えると今度は逆に
速度、角度を漸減させ第3図実線Y部のように負
荷を減少させる。これによりMETSも第2図実
線Y部のように減少する。以下、これを繰返すこ
とにより、第2図および第3図のように、目標値
に略一致するように負荷の制御を自動的に行な
い、METSに基づいたリスク管理の下で患者の
安全を確保しながら充分な負荷の積極的運動療法
を行なうことができるのである。
ここで、トレツドミル1の負荷制御は速度と角
度の一方又は両方を採用できる。また、目標値は
VO2でもよく、更に前述した他の要因を用いるよ
うにしてもよい。更に、各部の具体的な電気構
成、機械構成については特に言及していないが、
現在の技術を用いて最適な構成を採用できる。
なお、初期及び終期トレツドミル加速度又は角
加速度、フイードバツク制御中の加速、減速速度
又は角度は任意に設定できる。
また、呼吸器、循環器疾患並びに糖尿病等の代
謝疾患の予防医学とリハビリテーシヨン医学や加
令、肥満等に対する健康増進医学的分野で巾広い
応用が期待出来る。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明は、エネルギー代謝とし
て呼気ガスに着目し、この呼気ガスを基準にし
て、至適運動負荷量を決定し、決定された負荷量
を可及的に保持制御するように構成されているか
ら、種々の症状の患者に広範囲に亘つて安全に適
用することができるとともに、呼気ガスに基づく
出力をリアルタイムに計測しかつ運動負荷装置の
制御入力として変換し、至適運動状態をつくりだ
すことができ、しかもこの至適運動状態を維持す
ることができる。従つて、広範の症例に亘る各患
者の安全を確認したうえで、患者の至適運動負荷
条件での運動療法を実現することができ、これに
よりリスク管理と積極的運動療法とを同時に行な
うことができ、理学療法上極めて多くの効果を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の概念構成図、第2
図および第3図は夫々METSと負荷の制御方法
を説明するためのタイムチヤートである。 A……負荷部、B……測定分析部、C……制御
部、1……トレツドミル、3……患者、4……呼
吸代謝測定装置、7……マイクロコンピユータ、
8……コンパレータ、9……データ処理ブロツ
ク、10……目標ブロツク、11……負荷制御ブ
ロツク。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 患者に負荷運動を行なわせる負荷部と、該負
    荷部における運動に際しての患者の呼気ガスに関
    する測定分析を行なう測定分析部と、制御部とを
    備えた至適運動負荷装置において、 前記制御部は前記測定分析部での呼気ガス分析
    の結果得られた測定値と予め設定した目標値との
    対比を行なつて現時の負荷の適否を判定しかつこ
    れに基づいて前記負荷部の負荷量をフイードバツ
    ク的に制御することを特徴とする至適運動負荷装
    置。 2 呼気ガスに関する測定は酸素摂取量および
    METSの少なくとも一方について行なうことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の至適運
    動負荷装置。 3 前記負荷部はトレツドミルからなることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項または第2項に記
    載の至適運動負荷装置。 4 前記負荷部の負荷量は前記トレツドミルの速
    度および角度の少なくとも一方を変えることによ
    り変化させることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載の至適運動負荷装置。
JP59198636A 1984-09-25 1984-09-25 至適運動負荷装置 Granted JPS6176130A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59198636A JPS6176130A (ja) 1984-09-25 1984-09-25 至適運動負荷装置
EP85306405A EP0176277A3 (en) 1984-09-25 1985-09-10 Optimum exercise loading apparatus

Applications Claiming Priority (1)

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JP59198636A JPS6176130A (ja) 1984-09-25 1984-09-25 至適運動負荷装置

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JPS6176130A JPS6176130A (ja) 1986-04-18
JPH057017B2 true JPH057017B2 (ja) 1993-01-27

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EP0176277A3 (en) 1987-08-12
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