JPS63240860A - 意志伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ＡＬＳ（筋萎縮性側索硬化症）患者、ＣＶＡ
（脳血管障害）患者、筋ジストロフイー患者、交通事故
などの救急患者などの重度の障害を有する患者が残存機
能により意志の伝達を行う意志伝達装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 一般に、前記重度の障害を有する患者は言語障害と、手
９足等の運動機能が同時に麻痺しており筆談による会話
も不可能になっている。しかし、このような患者は視聴
覚、意識。

知能がほとんど正常に保たれているが、自らの意志伝達
がほとんど不可能となっており、患者の精神的・肉体的
な苦痛が大きい、そのため、看護人が文字板を患者に示
し、文字を一つ一つ丹念に指したり読み上げて、患者に
残されている残存機能の微少の変化、例えばまばたき、
眼球の移動１手足の関節の動きなどを判断しながら意志
の伝達を行っていた。

しかし、このような方法では単純で簡単なことしか伝達
できず、看護人も患者の意志を判断するなめに少なから
ず経験が必要であり、意志の伝達のなめに看護人が常時
付き添う負担は想像以上のものであった。このような問
題を解決するなめに例えば特開昭６１−２０１３９８号
公報に開示されているように、複数の文字とこの文字の
近傍に埋設した発光体を点滅させる回路手段を備えた会
話表示盤と、ワープロなどのキースイッチを打鍵する回
路手段を備えた打鍵器と、この会話表示盤と打鍵器の入
力信号回路とブザーとナースコールの回路を備えた中継
器と、この中継器に入力信号を出力する操作スイッチ手
段とから成る会話表示機がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、前記従来技術においては、会話表示盤に表示さ
れている複数の文字から希望の文字を選択するのに患者
は一方の操作スイッチを操作し続けて希望の文字位置の
発光体を点滅させた後、他方の操作スイッチを操作しそ
の文字を中継器を介して打鍵器へ出力して文章を作成し
なければならず、一つの文字を選択するのに何回も繰作
スイッチを繰作しなければならないと言う問題点がある
。このため、患者は残存機能を用いて苦労して微少な変
化を何回も縄り返すため、非常に疲れ易く、また、文章
の作成にも長時間を要してしまう欠点がある。

本発明は、前記問題点に基づいて成されたものであり、
重度の障害を有する患者がその残存機能を用いて効率的
に文章を作成し、自らの意志の伝達を容易に行える意志
伝達装置を提供することを目的とするものである。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） 本発明はまぶた。眼球などの微少な動きを検出する生体
信号センサを患者に装着させ、このセンサに文章作成装
置を接続し、この文章作成装置は前記センサ出力を一定
の信号波形に変換する信号調整手段と、この信号調整手
段からの出力を導入し、装着者の入力意志を判定する演
算手段と、複数の文字、記号。

文章などの語句を表示する表示手段を有すると共に、文
章作成手段もしくは出力機器の制御手段から成るもので
ある。

（作　用） 表示手段に表示された複数の語句に順次カーソルが自動
的に移動し、患者は選択したい語句にカーソルが位置し
たとき、微少な動きを行い、この動きがセンサから文章
作成装置へ伝えられ、その位この語句が選択され、その
後、同様に次々に語句を選択すると、文章が作成される
。また、その語句が予め決められた制御用の語句であれ
ば、その決まりに従い外部出力機器を制御する。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を詳述する。第
１図は本発明の全体を示すブロック図であり、１は重度
の障害を有する患者の残存機能におけるまぶた。眼球、
筋肉などの微少な変化を検出する生体信号センサであり
、後述する種々のセンサのうち少なくともいずれか一つ
を選択して用いることができる。

２はマイクロコンピュータなどを用いた文章作成装置で
あり、前記センサ１からの信号を調整し、例えば入力有
りなら５Ｖ、無しならＯｖといった一定の信号波形に調
整する信号調整部３と、その出力から入力の意志があっ
たか否かを判定する入力意志判定回路４と、入力意志が
あったとき文章を作成したり、機器制御用コードを発生
したりする文章作成制御回路５と、その情報の表示装置
６と、文章作成制御回路５の指示により、出力機器を制
御する出力回路７を備え、通常のマイコンのようにフロ
ッピィディスクによって駆動制御される。８は文章作成
装置２によって作成された文章を出力する出力装置であ
り、例えば作成された文章を印刷するプリンタ９、音声
出力する音声合成装置１０、通信回線を介して外部へ伝
送するモデム１１、＠護者用の表示装置１２、テレビ１
３、ラジオ１４及び緊急用の呼出しチャイム１５などを
有している。

第２図はセンサ１の一つであるまばたき検出センサ１６
を示しており、レンズのないメガネ状のフレーム１７前
方の眼球直前位置に赤外線照射の光電スイッチ１８を配
設し、まばたきによる反射光の変化を検出してその信号
をコネクタ１９を介して信号調整部３へ出力するもので
ある。２０は光電スイッチ１８を眼球直前に配置させる
ための自在に曲げ可能なフレキシブル棒である。

第３図は手２足などの関節筋の微少な動きを検出するス
イッチセンサ２１を示しており、本体２２の上面にはロ
ーラ２３を設けると共にこのローラ２３に連動するマイ
クロスイッチ２４を設け、関節筋の微少な動きによる軽
荷重によってローラ２３が軽く押されると、それに連動
してスイッチ２４が入り、その信号はコネクタ２５を介
して信号調整部３へ出力される。

第４図は眼球の動きを検出する眼球運動検出センサ２６
を示しており、鼻に係止するパッド２７付きのメガネフ
レーム２８の前方に光電スイッチ２９を配設し、反射を
利用して眼球の視線の移動を検出できるようになってい
る。この光電スイッチ２９は水平ロッド３０により水平
方向に、また垂直ロッド３１により垂直方向に移動自在
に設けられて、眼球の直前にセットされ、検出された信
号はコネクタ３２を介して信号調整部３へ出力される。

　３３．３４は固定ネジである。

第５図は眼球のまばたきを検出するまばたき筋電検出セ
ンサ３５を示しており、まぶたの下方に張り付けられる
生体電極３６によってまばたきのときに生ずる筋放電を
検出し、その信号はコネクタ３７を介して信号ｖＪ整部
３へ出力される。尚、第１図に示すように、眼球運動検
出センサ２６の信号は眼球運動コントロールボックス３
８．まばたき筋電検出センサ３５の信号は筋電コントロ
ールボックス３９を介して各々信号調整部３へ出力され
る。

第６図は信号調整部３のブロック図を示しており、まば
たき検出センサ１６が出力する信号は増幅部４０により
増幅されて入力選択部４１へ送られる。スイッチセンサ
２１、眼球運動コントロールボックス３８及び筋電コン
トロールボックス３９が出力する信号はシュミット部４
２により波形整形されて入力選択部４１へ送られる。入
力選択部４１は患者がどのセンサを使用しているかを；
Ｒ択するものであり、選択されなセンサ１の信号だけが
演算部４３へ送られる。

演算部４３は選択された入力信号が適切か否かを演算す
るものであり、例えばまばたき検出センサ１６から信号
が送られた場合、まばたきには普通のまばたきと患者が
信号として意識的に行うまばたきがあり、まばたきの時
間が約０．５秒以内であれば普通のまばたきとし、０．
５秒以上であれば信号としてのまばたきであると時間を
計測することで判断し、０．５秒以上のときのみ信号を
出力部４４へ出力する。また、まばたき筋電検出センサ
３５の場合も同様にまばたきをしている間の筋放電時間
の長短により判断し、眼球運動検出センナ２６の場合、
後述する入力窓を患者が所定時間（約０．２秒）注視し
たとき信号を出力するようにしている。出力部４４は演
算部４３で判定された信号を一定の波形の信号、例えば
入力ありなら５■、無しなら０■に変換し、入力意志判
定回路４へ出力する。

尚、各部には電源電圧が供給されている。

第７図に示すように、収納ラック４５にはプリンタ９、
看護者用の表示装置１２、入力意志判定回路４、文章作
成制御回路５及び出力回路７を含む文章作成装置２、信
号調整部３、眼球運動コントロールボックス３８及び筋
電コンロールボックス３９等が収納されている。第８図
に示すように患者用の表示袋ｒＩｔ６はベットに寝てい
る患者が見やすい位置でベットに固定できる折曲げ自在
の固定スタンド４６に固定されている。尚、表示装置６
は第９図に示すように鉄柱４７とベース４８よりなる架
台４９に取り付けられて、患者が横になっているベツト
を跨いで設置されるようにしても良く、スクリーンは大
きい程良い、また、第１０図に示すように、ベース５０
と鉄柱５１から成るスタンド５２に取り付けられた平面
ディスプレイ５３を用いることもできる。

以上のように構成される本発明装置の使用法を次に説明
する。先ず、重度の障害を有する患者の残存機能に応じ
て、生体信号センサ１の中から使用できるセンサを選択
する。この場合、まばたき検出センサ１６を選号したと
′　　し、これを患者に装着し、入力選択部４１の図示
しない選択スイッチをまばたき検出センサ１６に合わせ
る０次に、文章作成装置２を作動させるため、フロッピ
ィディスクを挿入してドライブさせ、実行させるようリ
セットボタンを押す、−通り動作状況を確認した後、実
。

際の文章作成が可能になる。

先ず、患者用の表示装置６の基本画面６Ａには第１１図
に示すようにひらがなで５０音文字、数字、漢字、記号
などの基本となるパターンがマトリクス状に表示エリ、
ア５４にて表示される。５５は表示エリア５４における
行を選択するための行カーソルであり、例えば右から左
へ一定時間間隔で順次移動するよう文章作成制御回路５
のカーソル移動手段により制御されている。ここで、患
者が「ね」と言う文字を選択したい場合、行カーソル５
５が「な行」へ移動したときにまばたきを行うと、この
まばたきがまばたき検出センサ１６によって検出され、
さらに演算部４３によって生体信号としてのまばたきで
あると判断されると、この信号が入力意志判定回路４へ
送られ、その出力から文章作成制御回路５の文字選択手
段は患者がこの「な行」を選択したと判定する。次に、
第１２図に示すように「な行」以外の文字が消去され、
「な行」の文字の１つを選択するため、列カーソル５６
が上から下へ一定時間間隔で順次移動する。同様に、列
カーソル５６が「ね」に位置しなとき、患者がまばたき
すると、文字選択手段は「ね」が選択されたとして、文
章作成エリア５７に「ね」の文字を表示させる。尚、表
示エリア５４下の「取消」を記している取消エリア５８
は患者が行の選択を誤ったときに列カーソル５６がこの
取消エリア５８まで移動したときに信号を送れば、再び
第１１図に示す基本画面６Ａが表示される。また、患者
が表示エリア５４の「呼」を選択した場合、取消エリア
５８下の「はい」　「いいえ」　「呼可能」を記してい
る呼出エリア５９のうち「はい」と「いいえ」に行カー
ソル５５が順次移動し、患者は看護人を呼びたいときに
ｒはい」の位置に行カーソル５５を停止させると、文章
作成制御回路５は出力回路７を介して呼出信号を出力し
、チャイム１５が鳴動し、取消しの場合は「いいえ」の
位置に行カーソル５５を停止させる。また、「呼可能」
は看護人の呼出し可能か否かを表示している。

このようにして、第１１図と第１２図で示すような画面
に順次切り換って一字一字を選択し、選択された文字は
基本画面６Ａの文章作成エリア５７において文章作成手
段によって文章となる。この場合、カーソル移動手段に
よって、自動的に行カーソル５５及び列カーソル５６が
順次移動し、患者は選択したい文字の位置で信号を出力
するようにまばたきをすれば文章が作成される。従って
、患者は必要最小限の動作で文章を作成でき、疲労度が
少なくまた、現時間で文章を作成して意志の伝達を図る
ことができる。°この表示装置６と同じ基本画面６Ａは
看護者用の表示装置１２でも同様に表示されており、ま
た、印刷したい場合には患者が表示エリア５４内の「印
」の文字を選択すればプリンタ９が作動し、文章作成エ
リア５７内の文章が印刷される。尚、訂正や消去も同様
に可能である。さらに、テレビ、ラジオ及びライトなど
を出力回路７に接続しておけば、患者が表示エリア５４
の「テレビ」、「ラジオ」、「ライト」の語を選択すれ
ばそれらのスイッチ操作も可能である。

このようにして、ＡＬＳ患者、ＣＶＡ患者。

筋ジストロフイー患者などの重度の障害を有し、意志伝
達の困難な人達でも、他の人の手を煩わせることなく、
そのわずかに動がすことのできる機能によって簡単に文
章を作成し、孤独感を開放させるのみでなく、他の人と
自由に対話する喜びを与え、詩、小説などの長文の作成
も可能となり、患者の心の内を知らせることができる。

さらに、モデム１１を介して患者同志の対話も可能とな
り、文字の他に図形による表現も可能となると共に、作
成した文章を音声合成装置１０により音声出力すること
もできる。

また、ＡＬＳ患者等は病状が進行すると残存機能が次第
に変化することがあり、この変化に応じて患者が装着す
る生体信号センサ１を変更しても信号調整部３はこれら
の入力信号に対して共通の一定の信号波形に変換するた
め、一台の装置にてすべてのセンサ１に対応でき、コス
トの低下及び効率の向上を図れる。さらに、センサ１と
して、スイッチセンサ２１及びまばたき筋電検出センサ
３５を用いた場合も同様な動作により文章が作成される
。

第１３図及び第１４図は眼球運動検出センサ２６を用い
た場合の基本画面６Ｂを示しており、信号調整部３の入
力選択部４１を眼球運動検出センサ２６に合わせると、
画面６Ｂにはさらに患者が視線を合わせる入力窓６０と
、この視線を合わせた時間を表示するレベルゲージ６１
が表示される。前記実施例と同様に「ね」の文字を選択
する場合、行カーソル５５が「な行」に位置したとき、
患者は入力窓６０に視線を移し６、レベルゲージ６１の
３点が点灯するまで注視すればこの「な行」が選択され
る０次に、第１４図に示すように、列カーソル５６が「
ね」に位置したときに、入力窓６０を所定時間注視する
と「ね」が選択されることになる。このようにして、他
のセンサを用いて文章作成が可能となる。尚、レベルゲ
ージ６１の表示は患者が装置の使用に慣れて必要としな
いときは消去できる。

第１５図及び第１６図は表示装置６で表示される他の画
面を示しており、第１５図は使用頻度の多い文章を予め
作成しておく表示エリア５４を有する特殊画面６Ｃであ
り、患者は列カーソル５６を利用して任意の文章を選択
できる。

この場合、文章作成をより効率的に行える。

第１６図は患者の具合を示す緊急メツセージ画面６Ｄで
あり、同様に列カーソル５６を利用して、体の変調を速
やかに看護人に伝達できる。

このように、文章作成用画面６Ａ、特殊画面６Ｃ及び緊
急メツセージ画面６Ｄはこれらの画面を表示する前に患
者が任意に選択できるようにすることもできる。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明の要旨の範
囲内で適宜変形できる０例えば、生体信号センサ１とし
ては前記実施例の他に、マイクロフォンを用いて患者が
発する音を検出したり、温度センサを用いて患者の呼吸
を検出しなり、血圧計などに使用されるカフを使用した
圧力センサにより検出するなど種々のセンサを用いるこ
とができる。またカーソル移動手段としては行カーソル
５５と列カーソル５６の２つを用いずに、例えば第１１
図に示す表示エリア５４の文字を１つづつ移動するカー
ソルを用いることもできる。さらに、表示エリア５４に
表示される語句としては前記ひらがな文字、記号などの
他に、カタカナ、外国語。

漢字、単語１句９文章などに適宜選択できる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によればまぶた。

眼球などの微少な動きを検出する生体信号センサと、こ
のセンサからの信号を入力して文章を作成する文章作成
装置とから構成され、前記文章作成装置は、前記生体信
号センサ出力を一定の信号波形に変換する信号調整部と
、その出力から入力の意志があったか無かっなかを判定
する入力意志判定回路と、入力意志があったとき文章を
作成したり機能制御用コードを発生する文章作成制御回
路と、出力機器を制御する出力回路と、複数の文字、記
号。

文章などの語句を表示する表示手段と有することにより
、重度の障害を有する患者がその残存機能を用いてでき
るだけ少ない動作により効率的に文章を作成したり出力
機器をＩＩＩ御でき、自らの意志の伝達を容易に行える
意志伝達装置を提供でき、社会的な存在価値が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体ブロック図、第２
図はまばたき検出センサの斜視図、第３図はスイッチセ
ンサの斜視図、第４図は眼球運動検出センサの斜視図、
第５図はまばたき筋電検出センサの斜視図、第６図は入
力調整部のブロック図、第７図は出力装置の一例を示す
斜視図、第８図は表示装置の斜視図、第９図は表示装置
の他の例を示す斜視図、第１０図はさらに他の例を示す
斜視図、第１１図〜第１６図は表示される画面の例を示
す説明図である。 １・・・生体信号センサ　　２・・・文章作成装置３・
・・信号調整部（信号調整手段） ４・・・入力意志判定回路（演算手段）５・・・文章作
成制御回路（文章作成手段）６・・・表示装置（表示手
段） ７・・・出力口＃１（制御手段） 特　許　出　願　人　　　竹井機器工業株式会社°同　
　　　日本放送協会

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 生体信号を検出する複数のセンサと、前記 センサの出力を導入して前記生体信号を一定の信号波形
   に変換する信号調整手段と、前記信号調整手段からの出
   力を導入し、前記複数のセンサのうちの少なくとも１つ
   を装着した装着者の入力意志の有無を判定する演算手段
   と、文章作成手段もしくは、出力機器の制御手段とを備
   えたことを特徴とする意志伝達装置。