WO2008145436A1 - Arrangement for supporting, stimulating, and influencing brain activities - Google Patents

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WO2008145436A1
WO2008145436A1 PCT/EP2008/053825 EP2008053825W WO2008145436A1 WO 2008145436 A1 WO2008145436 A1 WO 2008145436A1 EP 2008053825 W EP2008053825 W EP 2008053825W WO 2008145436 A1 WO2008145436 A1 WO 2008145436A1
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modulation
program
frequency
level
arrangement according
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PCT/EP2008/053825
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Inventor
Andreas Krauss
Original Assignee
Okm Ortungstechni Krauss & Müller Gmbh
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/40Applying electric fields by inductive or capacitive coupling ; Applying radio-frequency signals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N2/00Magnetotherapy
    • A61N2/02Magnetotherapy using magnetic fields produced by coils, including single turn loops or electromagnets

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for Unterstützu ng, stimulating and influencing brain activity, in particular for improving the sleep and dream behavior, according to the preamble of claim 1.
  • Magnetic field technologies for supporting healing processes and promoting the physical and mental well-being of a subject have been known and used for many years.
  • it uses pulsed magnetic fields that correspond to the natural spectrum of the organism.
  • positive indications may be recorded in various parts of the body and internal organs.
  • it is possible to counteract disturbing environmental influences by alternating fields with unnatural frequencies that are exerted on the organism by increasing electrosmog.
  • a particular use of such technologies is in the area of the central nervous system, i. H. the brain activities of higher organisms. Due to the electrical processes and currents taking place on the cellular level in the brain, the brain can be influenced by applied electrical, electromagnetic and magnetic fields. Thus, for example, it has been proven that electromagnetic frequencies in the range of less than 4 Hz in the form of so-called delta waves can induce sleep and deep sleep phases or facilitate their occurrence and can stimulate the release of endogenous growth hormones.
  • Beta waves in the range of 13 Hz to more than 100 Hz cause a concentration of consciousness.
  • the arrangement described therein includes a frequency generator with a power driver and a transmitter coil.
  • the generator generates a substantially rectangular tunable fundamental frequency which is subject to a frequency modulation.
  • a modulation generator is provided for generating a modulation frequency.
  • the transmitter coil is expediently designed as an air coil or a coil with a non-ferromagnetic core.
  • modulation program control added.
  • This comprises a program memory, a program editor and a supply of modulation program components for frequency and / or signal level, which are contained in the program memory and can be combined to form a modulation program.
  • the modulation program control is used to control the operation of the modulation generator and thus the generation of a program-controlled frequency and / or level modulation of the alternating electromagnetic field.
  • a device is provided with which it is possible to supply from a supply of given building blocks, d.
  • a frequency modulation program block is provided for a temporally stepped descending frequency modulation cycle.
  • the frequency modulation cycle has an increasing step width over time with an equidistant step height.
  • a frequency modulation program module is provided for a stepwise increasing frequency modulation cycle.
  • the frequency modulation path has a time-equidistant step width at an equidistant step height.
  • a time-decreasing step width is provided at an equidistant step height for the increasing frequency modulation cycle.
  • a level modulation program module is provided for a constant signal level over time. Another level modulation program module describes a bell-like curve of the signal level. Finally, a level modulation program module for a temporally pulse-shaped signal level is provided.
  • the generated modulation program consists in a first embodiment of a sequence of modulation program modules with a stepwise descending, a subsequent constant and / or a stepwise rising frequency modulation lationsgang in conjunction with a level modulation program module for a constant signal level over time.
  • modulation program consists of a sequence of inserted time segments with a combination of pulse-shaped level modulation program blocks with decreasing or rising frequency modulation blocks and signal modulation blocks for a signal level constant over time.
  • Fig. 1 an exemplary block diagram with basic components
  • Fig. 2 shows a representation of basic steps for creating a modulation program
  • FIG. 3 shows an exemplary stepped-descending frequency modulation cycle or a level modulation cycle for influencing a fall asleep
  • FIG. Fig. 4 shows an exemplary modulation program with decreasing, constant and increasing frequency modulation with constant level modulation for relaxation purposes
  • FIG. 5 shows an exemplary modulation program consisting of descending and rising frequency modulation channels and pulse-shaped level modulation to support sleep for short sleepers.
  • FIG. 6 shows an exemplary modulation program consisting of descending and rising frequency modulation channels and pulse-shaped level modulation to support sleep for sleepers.
  • Fig. 7 shows an exemplary bell-shaped gear of a level modulation.
  • Fig. 1 shows an exemplary block diagram with basic device components.
  • a frequency generator 1 with a power driver generates a tunable fundamental frequency. Via a transmitter coil 2, this oscillation is emitted to the outside in the form of a variable magnetic field.
  • This device consists for example of a resonant circuit with a variable capacitance.
  • the frequency and / or level modulation is generated by a modulation generator 3.
  • the Mod ulations generator may be formed as an integrator circuit.
  • components 1 and 3 may be implemented as electronic components whose signal is amplified and output to the transmitter coil.
  • the modulation program control consists of a program memory 5 for selecting and storing predefined or created modulation programs, a program editor 6 to create and modify modulation programs and program blocks in the form of frequency modulation program blocks 7 and level modulation program blocks 8 for setting time-dependent level modulations or appropriate signal level.
  • an output unit 9 is provided for coupling the modulation program controller 4 with the modulation generator 3.
  • This contains a timely Chen clock 9a and outputs a modulation program 10 to the modulation generator 3.
  • the modulation program determines the frequency and level modulation generated in the modulation generator.
  • a prog rammbestimmtes frequency and amplitude or level-modulated alternating electromagnetic field is delivered to the transmitter coil.
  • a PC or an operator console 11 with keyboard and display or a corresponding software is provided.
  • the user who is not to be regarded as a layperson, can thereby use the usual input and control means, such as a mouse, a keyboard and a graphical user interface suitable modulation for certain time intervals using the known editing functions such as drag and drop, cut and Paste, Copy, Click, Select, and more to set, merge, and create such functions.
  • Fig. 2 schematically shows the principle for creating a modulation program.
  • the modulation program memory a number of modulation program modules are stored in the form of a library.
  • a first modulation program module 12 has a stepped gradient 12a of the modulation frequency.
  • This step-shaped profile can be modified in different ways in other components of this type. The modification relates in particular to the envelope or the continuous limit function of the stepped waste and the consequent configuration of the individual stages, d. H. the design of step widths and heights as a function of time.
  • the in Fig. 2 shows only a selected example of further such devices with decreasing step modulation frequency.
  • an entirety of second modulation program blocks 13 is also predefined for a time-increasing frequency modulation cycle 13a.
  • temporal courses of the frequency modulations with different envelope curves of the step progression are provided, from which the user can make a selection.
  • time waveforms for the level modulation of the alternating electromagnetic field to be generated are provided as a reserve.
  • a level modulation program module 14 is predetermined for a bell-shaped course. Different bell shapes can be prepared for selection in advance. These may in particular be Lorentz curves, Gaussian curves or other empirically given bell curves whose parameters, in particular the ratio of half-width and extremum or the absolute values of both curve parameters, can be made scalable. Bell curves are particularly suitable for modeling a smooth temporal level curve and can be super-superimposed particularly well.
  • level modulation program modules 15 are provided for selecting pulse-shaped, in particular rectangular-pulse, level modulations.
  • Such building blocks define a series of rectangular curves with selectable distances, widths and step heights.
  • Such level modulations are particularly suitable for switching on and off the alternating field.
  • an editable time scale 16 is provided.
  • the possibility is given to set on the specified total length in the time grid of the basic clocking each have a beginning, a duration and an end for each of the program blocks 12 to 14 to be inserted and thus combine the program blocks to a running within the total duration Modulationsprog ramm.
  • the modulation program 10 is shown schematically in the figure. It consists of a level program P extending over the time axis and specifying the amplitude of the electromagnetic alternating field and a frequency program F also extending over the time axis, which determines the respective modulation frequency of the alternating field. Both program parts are impressed on the generated alternating field.
  • FIG. 3 shows the time profile of a frequency modulation and a signal level in a modulation program for generating an alternating electromagnetic field in order to support a sleep-in behavior of the subject.
  • the frequency modulation path F shown here consists of a sequence in a stepped manner from an initial frequency of approximately 15 Hz down to an end frequency of approximately 4 Hz falling intermediate frequencies.
  • the step-like descent takes place in equidistant frequency steps with a step height D of 1 Hz each.
  • the length of the time intervals estimated for each intermediate frequency which here is represented as step width B, increases as time progresses and the frequency decreases.
  • step width can in principle be effected in any desired manner and depend in different ways on the index n of the respective time interval t n .
  • step widths and the step heights ie the subtleties of the subdivisions of the interval of the modulation frequencies or the time axis can be made arbitrarily fine and approach any arbitrary exactly a continuous envelope curve. In that case, a continuous time tuning of the frequency of the alternating field takes place.
  • the step width B grows substantially linearly with the index n of the respective time interval t n .
  • the associated level P of the electromagnetic alternating field remains constant throughout the time domain.
  • the level is modulated to a constant value.
  • the modulation program extends over a total time interval of up to 800 seconds.
  • Fig. 4 shows a time course of a frequency modulation F and a signal level P in a modulation program for generating an alternating electromagnetic field for assisting a relaxation process.
  • the range of the modulation frequency in this example is between 4 and 15 Hz, the total length of the time interval is 1200 seconds.
  • the frequency modulation cycle F is subdivided into three sections in this example.
  • a first frequency modulation path F A is formed as a step-descending sequence of modulation frequencies with a constant step height D of 1 Hz and a time-increasing step width B. In essence it will be there resorted to the frequency response of Fig. 3.
  • This first frequency response ends at a time ti, which in this example is 300 s.
  • a second frequency response F B shows a temporally constant modulation frequency, which in this example is 4 Hz.
  • the frequency response starts at time ti and ends at time t 2 .
  • the length of the time interval is 660 s.
  • a third ascending frequency response F c begins after time t 2 and lasts until the end of the entire time interval.
  • This consists of stepwise increasing modulation frequencies in the range of 4 to 12 Hz with equidistant step heights and equidistant step widths.
  • the frequency increase taking place per stage is 1 Hz in this example and the step width is 30 s in each case.
  • the envelope of this frequency response is thus a linear function.
  • the signal level P is constant over the entire time range.
  • FIG. 5 shows an exemplary modulation program for assisting sleepers to sleep through.
  • the total duration of the modulation program is more than 23000 s, or about 6.4 h.
  • the time courses of the signal level of the alternating field are characterized by a series of pulses P 1 to P 6 .
  • a falling modulation frequency response F 1 and a plurality of increasing modulation frequency responses F 2 to F 6 are present.
  • the pulse sequence begins with the first pulse P 1 lasting about 600 s. During this pulse, there is a descending frequency modulation F 1 from 15 to 4 Hz.
  • the pulse P 2 is started with a time duration of approximately 200 s.
  • a frequency modulation F 2 increasing in steps takes place with a modulation frequency of 2 Hz at the beginning and 4 Hz towards the end of the pulse P 2 .
  • the pulse P 3 begins after 4200 s and takes about 200 sec. During this time, a frequency modulation F 3 with a step-increasing frequency response of 4 Hz to 6 Hz. The beginning at a time of about 9800 s pulse P 4 with the frequency response F 4 and the beginning after 16100 s pulse P 5 with the Freq Frequency F 5 are repetitions of this pulse or the frequency modulation carried out during this time. The temporal location and length of these pulses are arranged in a timely manner based on a previously recorded sleep profile of the subject. Towards the end of the modular From 23000 s, a final pulse P 6 is followed by an ascending gear F 6 of the frequency modulation from 4 to 10 Hz.
  • Fig. Fig. 6 shows a modulation program for supporting sleep-through sleep behavior.
  • the total duration of the modulation program is about 36000 s, ie about 10 h.
  • pulses and frequency modulation patterns are distributed in this to the now greater total duration.
  • Their basic parameters, d. H. their durations, intensities and frequency responses, however, remain the same and are started at appropriate other times.
  • the sleep phases previously registered by the subject are taken into consideration.
  • the temporal position of the pulses essentially corresponds to the transitions between deep sleep and REM sleep phases.
  • Fig. 7 shows an exemplary temporal level profile in the form of superimposed bell curves.
  • the illustration shows the signal level as a function of time.
  • the resulting bell-shaped curve G is composed of a sequence of several bell curves Gi to G6, whose half-value widths and maxima are chosen individually. For this purpose, a number of times ti to t 6 are set on the time axis. At these times, the corresponding bell curves are arranged. This is done by the level modulation program block for the bell curve as shown in FIG. 2 is inserted several times and adjusted accordingly in its parameters until the required time characteristic of the signal level results. By appropriately superimposing such curves, it is possible to generate level profiles in virtually flat smooth progressions.

Abstract

The invention relates to an arrangement for supporting, stimulating, and influencing brain activities, especially for improving the falling asleep and dreaming behavior, and for relaxation purposes. Said arrangement comprises a unit for generating a frequency-modulated and level-modulated alternating electromagnetic field having a variable fundamental frequency from a frequency generator encompassing a power driver, a transmitter coil, and a modulation generator. The arrangement is characterized by a modulation program controller comprising a program memory, a program editor, and a supply of modulation program modules which are contained in the program memory and can be put together to form a modulation program. The modulation program controller is used for controlling operation of the modulation generator in order to generate program-controlled frequency modulation and/or level modulation of the alternating electromagnetic field.

Description

Anordnung zur Unterstützung, Stimulierung und Beeinfl ussung von Arrangement for supporting, stimulating and influencing
Gehirnaktivitätenbrain activity
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Unterstützu ng, Stimulierung und Beeinflussung von Gehirnaktivitäten, insbesondere zur Verbesserung des Einschlaf- und Traumverhaltens, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an arrangement for Unterstützu ng, stimulating and influencing brain activity, in particular for improving the sleep and dream behavior, according to the preamble of claim 1.
Magnetfeld-Technologien zur Unterstützung von Heilungsprozessen und zur Beförderung des körperlichen und geistigen Wohlbefindens eines Probanden sind seit Jahren bekannt und werden vielfältig angewendet. Dazu wird insbesondere auf pulsierende magnetische Felder zurückgegriffen, die dem natürlichen Spektrum des Organismus entsprechen. Bei Probanden, die derartigen Frequenzen ausgesetzt sind, können positive Indikationen in verschiedenen Körperteilen und inneren Organen verzeichnet werden. Ebenso ist es möglich, damit störenden Umwelteinflüssen durch Wechselfeldern mit unnatürlichen Frequenzen, die durch zunehmenden Elektrosmog auf den Organismus ausgeübt werden, entgegen zu wirken.Magnetic field technologies for supporting healing processes and promoting the physical and mental well-being of a subject have been known and used for many years. In particular, it uses pulsed magnetic fields that correspond to the natural spectrum of the organism. In subjects exposed to such frequencies, positive indications may be recorded in various parts of the body and internal organs. Likewise, it is possible to counteract disturbing environmental influences by alternating fields with unnatural frequencies that are exerted on the organism by increasing electrosmog.
Eine besondere Verwendung derartiger Technologien ist im Bereich des Zentralnervensystems, d . h. der Gehirnaktivitäten höherer Organismen gegeben. Aufgrund der auf der zellularen Ebene im Gehirn ablaufenden elektrischen Prozesse und Ströme ist das Gehirn durch angelegte elektrische, elektromagnetische und magnetische Felder beeinflussbar. So ist es beispielsweise erwiesen, dass elektromagnetische Frequenzen im Bereich von weniger als 4 Hz in Form von so genannten Delta-Wellen Schlaf- und Tiefschlafphasen einleiten bzw. deren Zustandekommen erleichtern können und zur Ausschüttung körpereigener Wachstumshormone anregen können.A particular use of such technologies is in the area of the central nervous system, i. H. the brain activities of higher organisms. Due to the electrical processes and currents taking place on the cellular level in the brain, the brain can be influenced by applied electrical, electromagnetic and magnetic fields. Thus, for example, it has been proven that electromagnetic frequencies in the range of less than 4 Hz in the form of so-called delta waves can induce sleep and deep sleep phases or facilitate their occurrence and can stimulate the release of endogenous growth hormones.
So genannte Theta-Wellen im Bereich von 4 bis 8 Hz ermöglichen eine Stimulierung von Gedächtnisreserven und tragen allgemein zur Erhöhung der Kreativität bei. Alpha-Wellen tragen zu einem ausgeglichenen und weitgehend neutralen Gehirnzustand bei und haben demzufolge einen positiven Einfluss auf den Abbau von Stress und die Einstellung eines entspannten Zustandes. Beta-Wellen im Bereich von 13 Hz bis mehr als 100 Hz bewirken eine Bewußtseinskonzentration.So-called theta waves in the range of 4 to 8 Hz allow stimulation of memory reserves and generally contribute to increasing creativity. Alpha waves contribute to a balanced and largely neutral brain state and therefore have a positive influence on the reduction of stress and the setting of a relaxed state. Beta waves in the range of 13 Hz to more than 100 Hz cause a concentration of consciousness.
Eine für derartige Zwecke vorgesehene Anordnung ist beispielsweise in der DE 10 2004 002 218 Al offengelegt. Die dort beschriebene Anordnung enthält einen Frequenzgenerator mit einem Leistungstreiber sowie eine Transmitterspule. Der Generator erzeugt eine im wesentlichen rechteckförmige durchstimmbare Grundfrequenz, die einer Frequenzmodu lation unterliegt. Weiterhin ist ein Modulations-Generator zum Erzeugen einer Modulationsfrequenz vorgesehen. Die Transmitterspule ist zweckmäßigerweise als Luftspule oder eine Spule mit einem nichtferromagnetischen Kern ausgelegt.An arrangement provided for such purposes is disclosed, for example, in DE 10 2004 002 218 A1. The arrangement described therein includes a frequency generator with a power driver and a transmitter coil. The generator generates a substantially rectangular tunable fundamental frequency which is subject to a frequency modulation. Furthermore, a modulation generator is provided for generating a modulation frequency. The transmitter coil is expediently designed as an air coil or a coil with a non-ferromagnetic core.
Bei der praktischen Anwendung derartiger Geräte hat sich gezeigt, dass die Beeinflussung der Gehirnaktivitäten der Probanden für jeden Einzelfall angepasst werden muss. Zum Erzeugen eines positiven physiologischen Effektes kommt es nicht allein auf eine zweckmäßige Frequenzmodulation der Grundschwingung an. Vielmehr hat es sich als notwendig erwiesen, die Frequenzmodulation über ein gegebenes Zeitintervall zu verändern, wobei die Modulationsfrequenzen während der Einwirkung des Magnetfeldes auf den Probanden charakteristische Zeitverläufe annehmen müssen. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn ein im Schlaflabor aufgezeichneter Zustand des Probanden ausgeprägte individuelle Eigenheiten und Phasen zeigt und die Gehirnaktivität während der Schlafphasen positiv beeinflusst werden soll . Sowohl die Frequenz- als auch die Pegelmodulation des Wechselfeldes ist in einem solchen Fall dem erfassten Schlafverlauf des Probanden anzupassen und über den Schlafzeitraum hinweg auf eine präzise u nd individuell zugeschnittene Weise zu verändern.In the practical application of such devices has been shown that the influence of the subjects' brain activity must be adjusted for each individual case. To generate a positive physiological effect, it does not depend solely on an appropriate frequency modulation of the fundamental. Rather, it has been found necessary to change the frequency modulation over a given time interval, wherein the modulation frequencies must assume characteristic time courses during the action of the magnetic field on the subject. This is the case, for example, when a condition of the subject recorded in the sleep laboratory shows pronounced individual characteristics and phases and the brain activity during the sleep phases is to be positively influenced. In such a case, both the frequency and the level modulation of the alternating field must be adapted to the detected sleep course of the test person and changed over the sleeping period in a precise and individually tailored manner.
Die derzeit verwendeten Geräte ermöglichen zwar gru ndsätzlich ein Einstellen und Ändern der Frequenz des Wechselfeldes. Diese Veränderung muss jedoch von Hand vorgenommen werden und ist daher von ungeübtem Personal auch nicht mit der notwendigen Präzision ausführbar. Eine jeweilige Anpassung der Magnetfeldeinwirkung auf den Probanden unterliegt dabei dem Geschick des Personals und ist überdies aufwändig und fehlerträchtig.Although the devices currently in use make it possible to set and change the frequency of the alternating field. However, this change must be made by hand and therefore can not be carried out by untrained personnel with the necessary precision. A respective adaptation of the magnetic field effect on the subject is subject to the skill of the staff and is also complex and error prone.
Es besteht somit die Aufgabe, die aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung zweckmäßig so weiter zu bilden, dass mit ihr eine individuelle, präzise und gemäß der konkret vorliegenden Eigenheiten des Probanden genau vorherbestimmte Einwirkung des Magnetfeldes auf die Gehirnaktivität möglich wird . Die Aufgabe wird mit einer Anordnung zur Unterstützung, Stimulierung und Beeinflussung von Gehirnaktivitäten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige bzw. vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsformen.It is therefore the object of the arrangement known from the prior art expedient to further develop so that with it an individual, precise and according to the specific characteristics of the subject exactly predetermined effect of the magnetic field on the brain activity is possible. The object is achieved with an arrangement for supporting, stimulating and influencing brain activity with the features of claim 1. The subclaims contain expedient or advantageous embodiments and embodiments.
Der Anordnung aus Frequenzgenerator mit Leistungstreiber und Transmitterspu- Ie und Modulations-Generator ist erfindungsgemäß eine Modulationsprogramm- Steuerung hinzu gefügt. Diese umfasst einen Programmspeicher, einen Programmeditor und einen Vorrat von im Programmspeicher enthaltenen, zu einem Modulationsprogramm zusammenstellbaren Modulationsprogrammbausteinen für Frequenz und/oder Signalpegel . Die Modulationsprogramm-Steuerung dient der Steuerung des Betriebs des Modulations-Generators und damit dem Erzeugen einer programmgesteuerten Frequenz- und/oder Pegelmodulation des elektromagnetischen Wechselfeldes.The arrangement of frequency generator with power driver and Transmitterspu- Ie and modulation generator according to the invention a modulation program control added. This comprises a program memory, a program editor and a supply of modulation program components for frequency and / or signal level, which are contained in the program memory and can be combined to form a modulation program. The modulation program control is used to control the operation of the modulation generator and thus the generation of a program-controlled frequency and / or level modulation of the alternating electromagnetic field.
Erfindungsgemäß ist also eine Einrichtung vorgesehen, mit der es möglich ist, aus einem Vorrat gegebener Bausteine, d. h. Modulationen der Frequenz u nd des Signalpegels einen individuellen Zeitverlauf für die Modulation des erzeugten Grundsignals zu erstellen, indem bestimmte zweckmäßige Modulationsfolgen und -Kombinationen aus einem gegebenen Vorrat ausgewählt und kombiniert werden und somit der Zeitverlauf des Frequenzganges und des Pegels des elektromagnetischen Signals präzise vorab festgelegt wird .According to the invention, therefore, a device is provided with which it is possible to supply from a supply of given building blocks, d. H. Modulation of the frequency and the signal level to create an individual time course for the modulation of the generated fundamental signal by certain selected modulation sequences and combinations from a given supply are selected and combined, and thus the timing of the frequency response and the level of the electromagnetic signal is precisely pre-determined ,
Bei einer ersten Ausführungsform ist ein Frequenz- Modulationsprogrammbaustein für einen zeitlich stufenförmig absteigenden Frequenzmodulationsgang vorgesehen. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung weist der Frequenzmodulationsgang eine im Zeitverlauf zunehmende Stufenbreite bei einer äquidistanten Stufenhöhe auf.In a first embodiment, a frequency modulation program block is provided for a temporally stepped descending frequency modulation cycle. In an expedient refinement, the frequency modulation cycle has an increasing step width over time with an equidistant step height.
Bei einer zweiten Ausführu ngsform ist ein Frequenz- Modulationsprogrammbaustein für einen stufenförmig ansteigenden Frequenzmodulationsgang vorgesehen. Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung weist der Frequenzmodulationsgang eine zeitlich äquidistante Stufenbreite bei einer äquidistanten Stufenhöhe auf. Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist eine zeitlich abnehmende Stufenbreite bei einer äquidistanten Stufenhöhe für den ansteigenden Frequenzmodulationsgang vorgesehen.In a second embodiment, a frequency modulation program module is provided for a stepwise increasing frequency modulation cycle. In an expedient embodiment, the frequency modulation path has a time-equidistant step width at an equidistant step height. In a further expedient embodiment, a time-decreasing step width is provided at an equidistant step height for the increasing frequency modulation cycle.
Des weiteren ist ein Pegel-Modulationsprogrammbaustein für einen zeitlich konstanten Signalpegel vorgesehen. Ein weiterer Pegel- Modulationsprogrammbaustein beschreibt einen glockenartigen Verlauf des Signalpegels. Schließlich ist ein Pegel-Modulationsprogrammbaustein für einen zeitlich impulsförmigen Signalpegel vorgesehen.Furthermore, a level modulation program module is provided for a constant signal level over time. Another level modulation program module describes a bell-like curve of the signal level. Finally, a level modulation program module for a temporally pulse-shaped signal level is provided.
Das erzeugte Modulationsprogramm besteht bei einer ersten Ausführungsform aus einer Folge von Modulationsprogrammbausteinen mit einem stufenförmig absteigenden, einem darauf folgenden konstanten und/oder einem stufenförmig ansteigenden Frequenzmodu lationsgang in Verbindung mit einem Pegel- Modulationsprogrammbaustein für einen zeitlich konstanten Signalpegel.The generated modulation program consists in a first embodiment of a sequence of modulation program modules with a stepwise descending, a subsequent constant and / or a stepwise rising frequency modulation lationsgang in conjunction with a level modulation program module for a constant signal level over time.
Eine andere Ausführungsform des Modulationsprogramms besteht aus einer Folge eingeschobener Zeitabschnitte mit einer Kombination von impulsförmigen Pegel-Modulationsprogrammbausteinen mit ab- oder ansteigenden Frequenz- Mod u lationsprog ramm bau steinen und Pegel -Modulationsprog rammbausteinen für einen zeitlich konstanten Signalpegel .Another embodiment of the modulation program consists of a sequence of inserted time segments with a combination of pulse-shaped level modulation program blocks with decreasing or rising frequency modulation blocks and signal modulation blocks for a signal level constant over time.
Die erfindungsgemäße Anordnung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den beigefügten Figuren 1 bis 7 näher erläutert werden. Es werden für gleiche bzw. gleichwirkende Teile die selben Bezugszeichen verwendet. Es zeigtThe arrangement according to the invention will be explained in more detail below with reference to embodiments and the accompanying figures 1 to 7. The same reference numbers are used for identical or equivalent parts. It shows
Fig . 1 ein beispielhaftes Blockdiagramm mit grundlegenden Komponenten,Fig. 1 an exemplary block diagram with basic components,
Fig . 2 eine Darstellung prinzipieller Schritte zum Erstellen eines Modulationsprogramms,Fig. 2 shows a representation of basic steps for creating a modulation program,
Fig . 3 einen beispielhaften stufenförmig absteigenden Frequenzmodulationsgang bzw. einen Pegelmodulationsgang zum Beeinflussen eines Einschlafvorgangs, Fig . 4 ein beispielhaftes Modulationsprogramm mit absteigender, konstanter und ansteigender Frequenzmodulation bei konstanter Pegelmodulation für Entspannungszwecke,Fig. FIG. 3 shows an exemplary stepped-descending frequency modulation cycle or a level modulation cycle for influencing a fall asleep, FIG. Fig. 4 shows an exemplary modulation program with decreasing, constant and increasing frequency modulation with constant level modulation for relaxation purposes,
Fig . 5 ein beispielhaftes Modulationsprogramm aus absteigenden und ansteigenden Frequenzmodulationsgängen und impulsförmigen Pegelmodulationen zur Unterstützung eines Durchschlafens für Kurzschläfer,Fig. FIG. 5 shows an exemplary modulation program consisting of descending and rising frequency modulation channels and pulse-shaped level modulation to support sleep for short sleepers. FIG.
Fig . 6 ein beispielhaftes Modulationsprogramm aus absteigenden und ansteigenden Frequenzmodulationsgängen und impulsförmigen Pegelmodulationen zur Unterstützung eines Durchschlafens für Langschläfer,Fig. FIG. 6 shows an exemplary modulation program consisting of descending and rising frequency modulation channels and pulse-shaped level modulation to support sleep for sleepers. FIG.
Fig . 7 einen beispielhaften glockenförmigen Gang einer Pegelmodulation.Fig. 7 shows an exemplary bell-shaped gear of a level modulation.
Fig . 1 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm mit grundlegenden Vorrichtungskomponenten. Ein Frequenzgenerator 1 mit einem Leistungstreiber erzeugt eine durchstimmbare Grundfrequenz. Über eine Transmitterspule 2 wird diese Schwingung nach außen hin in Form eines veränderlichen Magnetfeldes abgegeben. Diese Einrichtung besteht beispielsweise aus einer Schwingkreisschaltung mit einer veränderbaren Kapazität. Die Frequenz- und/oder Pegelmodulation wird von einem Modulations-Generator 3 erzeugt. Der Mod ulations-Generator kann als eine Integratorschaltung ausgebildet sein. Alternativ dazu können die Komponenten 1 und 3 als elektronische Komponenten ausgeführt werden, deren Signal verstärkt und an die Transmitterspule ausgegeben wird .Fig. 1 shows an exemplary block diagram with basic device components. A frequency generator 1 with a power driver generates a tunable fundamental frequency. Via a transmitter coil 2, this oscillation is emitted to the outside in the form of a variable magnetic field. This device consists for example of a resonant circuit with a variable capacitance. The frequency and / or level modulation is generated by a modulation generator 3. The Mod ulations generator may be formed as an integrator circuit. Alternatively, components 1 and 3 may be implemented as electronic components whose signal is amplified and output to the transmitter coil.
Zur Steuerung des Modulations-Generators dient eine Modulationsprogramm- Steuerung 4, mit der sich ein zeitabhängiges Programm zur Frequenz- und Pegelmodulation erstellen lässt, das als Eingabewert am Modulations-Generator anliegt. Die Modulationsprogramm-Steuerung besteht aus einem Programmspeicher 5 zur Auswahl und Speicherung vordefinierter bzw. erstellter Modulationsprogramme, einem Programmeditor 6 zu m Erstellen und Verändern von Modulationsprogrammen und Programmbausteinen in Form von Frequenz- Modulationsprogrammbausteinen 7 und Pegel-Modulationsprogrammbausteinen 8 zum Festlegen zeitabhängiger Pegel modulationen bzw. zweckmäßiger Signalpegel .To control the modulation generator is a modulation program control 4, with which a time-dependent program for frequency and level modulation can be created, which is applied as input to the modulation generator. The modulation program control consists of a program memory 5 for selecting and storing predefined or created modulation programs, a program editor 6 to create and modify modulation programs and program blocks in the form of frequency modulation program blocks 7 and level modulation program blocks 8 for setting time-dependent level modulations or appropriate signal level.
Zur Kopplung der Modulationsprogramm-Steuerung 4 mit dem Modulations- Generator 3 ist eine Ausgabeeinheit 9 vorgesehen. Diese enthält einen zeitl i- chen Taktgeber 9a und gibt ein Modulationsprogramm 10 an den Modulations- Generator 3 aus. Das Modulationsprogramm bestimmt die im Modulations- Generator erzeugte Frequenz- und Pegelmodulation. Durch das Zusammenwirken der erwähnten Komponenten wird im Ergebnis ein prog rammbestimmtes frequenz- und amplituden- bzw. pegelmoduliertes elektromagnetisches Wechselfeld an der Transmitterspule abgegeben.For coupling the modulation program controller 4 with the modulation generator 3, an output unit 9 is provided. This contains a timely Chen clock 9a and outputs a modulation program 10 to the modulation generator 3. The modulation program determines the frequency and level modulation generated in the modulation generator. As a result of the interaction of the mentioned components, a prog rammbestimmtes frequency and amplitude or level-modulated alternating electromagnetic field is delivered to the transmitter coil.
Als Eingabemittel zum Editieren und Erstellen der Modulationsprogramme ist ein PC oder eine Bedienkonsole 11 mit Tastatur und Display bzw. einer entsprechenden Software vorgesehen. Der Benutzer, der nicht als medizinischer Laie anzusehen ist, kann dadurch unter Verwendung der üblichen Eingabe- und Bedienmittel, wie zum Beispiel einer Maus, einer Tastatur und einer grafischen Benutzeroberfläche geeignete Modulationen für bestimmte Zeitintervalle mittels der bekannten Editierfunktionen wie Drag und Drop, Ausschneiden und Einfügen, Kopieren, Anklicken, Auswählen und dergleichen Funktionen mehr festlegen, zusammenfügen und erstellen.As input means for editing and creating the modulation programs, a PC or an operator console 11 with keyboard and display or a corresponding software is provided. The user, who is not to be regarded as a layperson, can thereby use the usual input and control means, such as a mouse, a keyboard and a graphical user interface suitable modulation for certain time intervals using the known editing functions such as drag and drop, cut and Paste, Copy, Click, Select, and more to set, merge, and create such functions.
Fig . 2 zeigt schematisch das Prinzip zum Erstellen eines Modulationsprogramms. Im Modulationsprogramm-Speicher sind eine Reihe von Modulationsprogrammbausteinen in Form einer Bibliothek abgelegt. In Fig . 2 sind vier beispielhafte Grundformen derartiger Bausteine gezeigt. Ein erster Modulationsprogramm- Baustein 12 weist einen stufenförmig abfallenden Verlauf 12a der Modulationsfrequenz auf. Dieser stufenförmige Verlauf kann bei weiteren Bausteinen dieser Art in unterschiedlicher Weise modifiziert sein. Die Modifikation betrifft insbesondere die Hüllkurve bzw. die kontinuierliche Grenzfunktion des stufenförmigen Abfalls und die daraus folgende Gestaltung der einzelnen Stufen, d. h. die Gestaltung der Stufenbreiten und -höhen in Abhängigkeit von der Zeit. Der in Fig . 2 gezeigte Modulationsprogramm-Baustein zeigt somit nur ein ausgewähltes Beispiel für weitere derartige Bausteine mit absteigender stufenförmiger Modulationsfrequenz.Fig. 2 schematically shows the principle for creating a modulation program. In the modulation program memory a number of modulation program modules are stored in the form of a library. In Fig. 2, four exemplary basic forms of such devices are shown. A first modulation program module 12 has a stepped gradient 12a of the modulation frequency. This step-shaped profile can be modified in different ways in other components of this type. The modification relates in particular to the envelope or the continuous limit function of the stepped waste and the consequent configuration of the individual stages, d. H. the design of step widths and heights as a function of time. The in Fig. 2 shows only a selected example of further such devices with decreasing step modulation frequency.
In einer vergleichbaren Weise ist auch eine Gesamtheit von zweiten Modulationsprog ramm-Bausteinen 13 für einen zeitlich ansteigenden Frequenzmodulationsgang 13a vorgegeben. Auch hier sind zeitliche Verläufe der Frequenzmodulationen mit unterschiedlichen Hüllkurven des Stufenverlaufs vorgesehen, aus denen der Benutzer eine Auswahl treffen kann. Zusätzlich dazu sind Zeitverlaufsformen für die Pegelmodulation des zu erzeugenden elektromagnetischen Wechselfeldes als Vorrat vorgesehen. So ist beispielsweise ein Pegel-Modulationsprogrammbaustein 14 für einen glockenförmigen Verlauf vorgegeben. Dabei können unterschiedliche Glockenformen vorab zur Auswahl bereit stehen. Dies können insbesondere Lorentz-Kurven, Gauß- Kurven oder andere empirisch gegebene Glockenkurven sein, deren Parameter, insbesondere das Verhältnis von Halbwertsbreite und Extremum bzw. die Absolutwerte beider Kurvenparameter, skalierbar gestaltet werden können. Glockenkurven eignen sich besonders zum Modellieren eines glatten zeitlichen Pegelverlaufs u nd können besonders gut superponiert werden.In a comparable manner, an entirety of second modulation program blocks 13 is also predefined for a time-increasing frequency modulation cycle 13a. Here, too, temporal courses of the frequency modulations with different envelope curves of the step progression are provided, from which the user can make a selection. In addition, time waveforms for the level modulation of the alternating electromagnetic field to be generated are provided as a reserve. For example, a level modulation program module 14 is predetermined for a bell-shaped course. Different bell shapes can be prepared for selection in advance. These may in particular be Lorentz curves, Gaussian curves or other empirically given bell curves whose parameters, in particular the ratio of half-width and extremum or the absolute values of both curve parameters, can be made scalable. Bell curves are particularly suitable for modeling a smooth temporal level curve and can be super-superimposed particularly well.
Weitere Pegel-Modulationsprogrammbausteine 15 sind zur Auswahl pulsförmi- ger, insbesondere rechteck-pulsförmiger, Pegelmodulationen vorgesehen. Derartige Bausteine definieren eine Folge von Rechteckkurven mit wählbaren Abständen, Breiten und Stufenhöhen. Derartige Pegelmodulationen sind besonders für Ein- und Ausschaltvorgänge des Wechselfeldes geeignet.Further level modulation program modules 15 are provided for selecting pulse-shaped, in particular rectangular-pulse, level modulations. Such building blocks define a series of rectangular curves with selectable distances, widths and step heights. Such level modulations are particularly suitable for switching on and off the alternating field.
Zusätzlich ist eine editierbare Zeitskale 16 vorgesehen. Diese umfasst eine einstellbare zeitliche Gesamtlänge mit einer zweckmäßigen Grundtaktung als Zeitraster, beispielsweise einem Sekundentakt. Weiterhin ist die Möglichkeit gegeben, auf der festgelegten Gesamtlänge in dem Zeitraster der Grundtaktung jeweils einen Beginn, eine Dauer und ein Ende für jeden der einzufügenden Programmbausteine 12 bis 14 festzulegen und somit die Programmbausteine zu einem innerhalb der Gesamtdauer ablaufenden Modulationsprog ramm zu vereinigen.In addition, an editable time scale 16 is provided. This includes an adjustable total time length with a useful basic clock as a time grid, for example, a second clock. Furthermore, the possibility is given to set on the specified total length in the time grid of the basic clocking each have a beginning, a duration and an end for each of the program blocks 12 to 14 to be inserted and thus combine the program blocks to a running within the total duration Modulationsprog ramm.
Das Modulationsprogramm 10 ist in der Figur schematisch dargestellt. Es besteht aus einem über die Zeitachse verlaufenden, die Amplitude des elektromagnetischen Wechselfeldes festlegenden Pegelprogramm P und einem ebenfalls über die Zeitachse verlaufenden Frequenzprogramm F, das die jeweilige Modulationsfrequenz des Wechselfeldes festlegt. Beide Programmteile werden dem erzeugten Wechselfeld aufgeprägt.The modulation program 10 is shown schematically in the figure. It consists of a level program P extending over the time axis and specifying the amplitude of the electromagnetic alternating field and a frequency program F also extending over the time axis, which determines the respective modulation frequency of the alternating field. Both program parts are impressed on the generated alternating field.
Beispielhafte Modulationsprogramme werden in den folgenden Figuren gezeigt. Die entsprechenden Modulationen können je nach Zweckmäßigkeit abgewandelt werden. Fig . 3 zeigt den zeitlichen Verlauf einer Frequenzmodulation und eines Signalpegels in einem Modulationsprogramm zum Erzeugen eines elektromagnetischen Wechselfeldes zum Unterstützen eines Einschlafverhaltens des Probanden. Der hier gezeigte Frequenzmodulationsgang F besteht aus einer Folge stufenförmig von einer Anfangsfrequenz von ca. 15 Hz bis auf eine Endfrequenz von ca. 4 Hz abfallenden Zwischenfrequenzen. Der stufenförmige Abstieg erfolgt in äquidis- tanten Frequenzschritten mit einer Stufenhöhe D von jeweils 1 Hz. Die Länge der für jede Zwischenfrequenz veranschlagten Zeitintervalle, die hier als Stufenbreite B dargestellt ist, nimmt bei fortschreitender Zeit und absinkender Frequenz zu. Es erfolgt somit ein quasi asymptotisches Annähern an die Endfrequenz. Die Zunahme der Stufenbreite kann prinzipiell auf beliebige Weise erfolgen und auf unterschiedliche Weise vom Index n des jeweiligen Zeitintervalls tn abhängen. Ebenso können die Stufenbreiten und die Stufenhöhen, d. h. die Feinheiten der Unterteilungen des Intervalls der Modulationsfrequenzen bzw. der Zeitachse beliebig fein ausgeführt sein und sich beliebig genau einer kontinuierlichen H üllkurve annähern. In jenem Fall erfolgt ein zeitlich kontinuierliches Durchstimmen der Frequenz des Wechselfeldes.Exemplary modulation programs are shown in the following figures. The corresponding modulations can be modified as appropriate. Fig. FIG. 3 shows the time profile of a frequency modulation and a signal level in a modulation program for generating an alternating electromagnetic field in order to support a sleep-in behavior of the subject. The frequency modulation path F shown here consists of a sequence in a stepped manner from an initial frequency of approximately 15 Hz down to an end frequency of approximately 4 Hz falling intermediate frequencies. The step-like descent takes place in equidistant frequency steps with a step height D of 1 Hz each. The length of the time intervals estimated for each intermediate frequency, which here is represented as step width B, increases as time progresses and the frequency decreases. There is thus a quasi-asymptotic approach to the final frequency. The increase in the step width can in principle be effected in any desired manner and depend in different ways on the index n of the respective time interval t n . Likewise, the step widths and the step heights, ie the subtleties of the subdivisions of the interval of the modulation frequencies or the time axis can be made arbitrarily fine and approach any arbitrary exactly a continuous envelope curve. In that case, a continuous time tuning of the frequency of the alternating field takes place.
Bei dem in Fig . 3 gezeigten Beispiel wächst die Stufenbreite B im wesentlichen linear mit dem Index n des jeweiligen Zeitintervalls tn. Die Änderung der Modulationsfrequenz Δfn und die Breite des jeweiligen Zeitintervalls tn verhalten sich somit wie Δfn / Δtn = - K / c n. K beträgt in diesem Beispiel 1 Hz, c ist eine Proportionalitätskonstante.In the in Fig. 3, the step width B grows substantially linearly with the index n of the respective time interval t n . The change of the modulation frequency .DELTA.f n and the width of each time interval t n thus behave like .DELTA.f n / .DELTA.t n = - K / K c n in this example is 1 Hz, c is a proportionality constant..
Der dazu gehörende Pegel P des elektromagnetischen Wechselfeldes bleibt im gesamten Zeitbereich konstant. Der Pegel wird auf einen konstanten Wert moduliert. Bei dem hier gezeigten Beispiel erstreckt sich das Modulationsprogramm über ein Gesamtzeitintervall von bis zu 800 Sekunden.The associated level P of the electromagnetic alternating field remains constant throughout the time domain. The level is modulated to a constant value. In the example shown here, the modulation program extends over a total time interval of up to 800 seconds.
Fig . 4 zeigt einen zeitlichen Verlauf einer Frequenzmodulation F und eines Signalpegels P in einem Modulationsprogramm zum Erzeugen eines elektromagnetischen Wechselfeldes zum Unterstützen eines Entspannungsvorgangs. Der Bereich der Modulationsfrequenz liegt in diesem Beispiel zwischen 4 und 15 Hz, die Gesamtlänge des Zeitintervalls beträgt 1200 Sekunden. Der Frequenzmod ulationsgang F ist bei diesem Beispiel in drei Abschnitte gegliedert. Ein erster Frequenzmodulationsgang FA ist als eine stufenförmig absteigende Folge von Modulationsfrequenzen mit einer konstanten Stufenhöhe D von 1 Hz und einer zeitlich zunehmenden Stufenbreite B ausgebildet. Im wesentlichen wird dabei auf den Frequenzgang aus Fig. 3 zurückgegriffen. Dieser erste Frequenzgang endet bei einem Zeitpunkt ti, der in diesem Beispiel bei 300 s liegt.Fig. 4 shows a time course of a frequency modulation F and a signal level P in a modulation program for generating an alternating electromagnetic field for assisting a relaxation process. The range of the modulation frequency in this example is between 4 and 15 Hz, the total length of the time interval is 1200 seconds. The frequency modulation cycle F is subdivided into three sections in this example. A first frequency modulation path F A is formed as a step-descending sequence of modulation frequencies with a constant step height D of 1 Hz and a time-increasing step width B. In essence it will be there resorted to the frequency response of Fig. 3. This first frequency response ends at a time ti, which in this example is 300 s.
Ein zweiter Frequenzgang FB zeigt eine zeitlich konstante Modulationsfrequenz, die in diesem Beispiel 4 Hz beträgt. Der Frequenzgang startet bei der Zeit ti und endet bei einer Zeit t2. In dem Beispiel aus Fig . 4 beträgt die Länge des Zeitintervalls 660 s.A second frequency response F B shows a temporally constant modulation frequency, which in this example is 4 Hz. The frequency response starts at time ti and ends at time t 2 . In the example of FIG. 4, the length of the time interval is 660 s.
Ein dritter, aufsteigender Frequenzgang Fc beginnt nach dem Zeitpunkt t2 und dauert bis zum Ende des gesamten Zeitintervalls. Dieser besteht aus stufenförmig ansteigenden Modulationsfrequenzen im Bereich von 4 bis 12 Hz mit äqui- distanten Stufenhöhen und äquidistanten Stufenbreiten. Die je Stufe erfolgende Frequenzzunahme beträgt in diesem Beispiel jeweils 1 Hz, die Stufenbreite jeweils 30 s. Die Hüllkurve dieses Frequenzgangs ist somit eine lineare Funktion. Auch bei dem Beispiel aus Fig . 4 ist der Signalpegel P über dem ganzen Zeitbereich konstant.A third ascending frequency response F c begins after time t 2 and lasts until the end of the entire time interval. This consists of stepwise increasing modulation frequencies in the range of 4 to 12 Hz with equidistant step heights and equidistant step widths. The frequency increase taking place per stage is 1 Hz in this example and the step width is 30 s in each case. The envelope of this frequency response is thus a linear function. Also in the example of FIG. 4, the signal level P is constant over the entire time range.
Fig . 5 zeigt ein beispielhaftes Modulationsprogramm zur Unterstützung eines Durchschlafverhaltens für Kurzschläfer. Die zeitliche Gesamtdauer des Modulationsprogramms beträgt mehr als 23000 s, bzw. etwa 6,4 h. Die Zeitverläufe des Signalpegels des Wechselfeldes zeichnen sich durch eine Reihe von Impulsen P1 bis P6 aus. Weiterhin sind ein fallender Modulationsfrequenzgang F1 und mehrere steigende Modulationsfrequenzgänge F2 bis F6 vorhanden. Die Impulsfolge beginnt mit dem ersten, etwa 600 s dauernden Impuls P1. Während dieses Impulses erfolgt eine absteigende Frequenzmodulation F1 von 15 auf 4 Hz. Etwa 2900 s nach Beginn des Modulationsprogramms wird der Impuls P2 mit einer zeitlichen Dauer von etwa 200 s gestartet. Es erfolgt während dieser Zeit eine stufenförmig ansteigende Frequenzmodulation F2 mit einer Modulationsfrequenz von 2 Hz zu Beginn und von 4 Hz gegen Ende des Impulses P2.Fig. FIG. 5 shows an exemplary modulation program for assisting sleepers to sleep through. The total duration of the modulation program is more than 23000 s, or about 6.4 h. The time courses of the signal level of the alternating field are characterized by a series of pulses P 1 to P 6 . Furthermore, a falling modulation frequency response F 1 and a plurality of increasing modulation frequency responses F 2 to F 6 are present. The pulse sequence begins with the first pulse P 1 lasting about 600 s. During this pulse, there is a descending frequency modulation F 1 from 15 to 4 Hz. Approximately 2900 s after the start of the modulation program, the pulse P 2 is started with a time duration of approximately 200 s. During this time, a frequency modulation F 2 increasing in steps takes place with a modulation frequency of 2 Hz at the beginning and 4 Hz towards the end of the pulse P 2 .
Der Impuls P3 beginnt nach 4200 s und dauert knapp 200 s an. Während dieser Zeit erfolgt eine Frequenzmodulation F3 mit einem stufenförmig ansteigenden Frequenzgang von 4 Hz auf 6 Hz. Der bei einem Zeitpunkt von etwa 9800 s einsetzende Impuls P4 mit dem Frequenzgang F4 bzw. der nach 16100 s beginnende Impuls P5 mit dem Freq uenzgang F5 sind Wiederholungen dieses Impulses bzw. der währenddessen ausgeführten Frequenzmodulation. Die zeitliche Lage und Länge dieser Impulse werden anhand eines zuvor aufgenommenen Schlafprofils des Probanden zeitlich zweckmäßig angeordnet. Gegen Ende des Modula- tionsprogramm schließt sich ab 23000 s ein letzter Impuls P6 mit einem aufsteigenden Gang F6 der Frequenzmodulation von 4 bis 10 Hz an.The pulse P 3 begins after 4200 s and takes about 200 sec. During this time, a frequency modulation F 3 with a step-increasing frequency response of 4 Hz to 6 Hz. The beginning at a time of about 9800 s pulse P 4 with the frequency response F 4 and the beginning after 16100 s pulse P 5 with the Freq Frequency F 5 are repetitions of this pulse or the frequency modulation carried out during this time. The temporal location and length of these pulses are arranged in a timely manner based on a previously recorded sleep profile of the subject. Towards the end of the modular From 23000 s, a final pulse P 6 is followed by an ascending gear F 6 of the frequency modulation from 4 to 10 Hz.
Fig . 6 zeigt ein Modulationsprogramm zum Unterstützen eines Durchschlafverhaltens für Langschläfer. Die Gesamtdauer des Modulationsprogramms beträgt ca. 36000 s, also etwa 10 h. Die in Bezug auf Fig . 5 dargestellten Impulse und Frequenzmodulationsmuster werden bei diesem auf die nun größere Gesamtdauer verteilt. Deren grundlegende Parameter, d . h. deren Zeitdauern, Intensitäten und Frequenzgänge, bleiben jedoch gleich und werden an zweckmäßigen anderen Zeitpunkten gestartet. Im allgemeinen werden dabei die vom Probanden vorhergehend registrierten Schlafphasen in Betracht gezogen. Die zeitliche Lage der Impulse entspricht dabei im wesentlichen den Übergängen zwischen Tiefschlaf- und REM-Schlafphasen.Fig. Fig. 6 shows a modulation program for supporting sleep-through sleep behavior. The total duration of the modulation program is about 36000 s, ie about 10 h. With reference to FIG. 5 pulses and frequency modulation patterns are distributed in this to the now greater total duration. Their basic parameters, d. H. their durations, intensities and frequency responses, however, remain the same and are started at appropriate other times. In general, the sleep phases previously registered by the subject are taken into consideration. The temporal position of the pulses essentially corresponds to the transitions between deep sleep and REM sleep phases.
Fig . 7 zeigt einen beispielhaften zeitlichen Pegelverlauf in Form überlagerter Glockenkurven. Die Darstellung zeigt den Signalpegel in Abhängigkeit von der Zeit. Die resultierende Glockenkurve G setzt sich aus einer Folge mehrerer Glockenkurven Gi bis G6 zusammen, deren Halbwertsbreiten und Maxima einzeln gewählt werden. Dazu werden eine Reihe von Zeitpunkten ti bis t6 auf der Zeitachse festgelegt. An diese Zeitpunkte werden die entsprechenden Glockenkurven angeordnet. Dies erfolgt dadurch, indem der Pegel- Modulationsprogrammbaustein für die Glockenkurve gemäß der Darstellung aus Fig . 2 mehrmals eingefügt und dabei in seinen Parametern entsprechend ange- passt wird, bis sich der geforderte Zeitverlauf des Signalpegels ergibt. Durch eine zweckmäßige Überlagerung derartiger Kurven lassen sich Pegelverläufe in praktisch bel iebigen glatten Verläufen generieren.Fig. 7 shows an exemplary temporal level profile in the form of superimposed bell curves. The illustration shows the signal level as a function of time. The resulting bell-shaped curve G is composed of a sequence of several bell curves Gi to G6, whose half-value widths and maxima are chosen individually. For this purpose, a number of times ti to t 6 are set on the time axis. At these times, the corresponding bell curves are arranged. This is done by the level modulation program block for the bell curve as shown in FIG. 2 is inserted several times and adjusted accordingly in its parameters until the required time characteristic of the signal level results. By appropriately superimposing such curves, it is possible to generate level profiles in virtually flat smooth progressions.
Die erfindungsgemäße Anordnung wurde anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Weitere zweckmäßige Ausführungsformen ergeben sich aus fachmännischem Handeln und insbesondere durch die Unteransprüche.The arrangement according to the invention has been explained in more detail by means of exemplary embodiments. Further expedient embodiments emerge from expert action and in particular by the subclaims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Generator, Leistungstreiber und Transmitterspule1 generator, power driver and transmitter coil
2 Erzeugung des elektromagnetischen Wechselfeldes2 generation of the electromagnetic alternating field
3 Modulations-Generator3 modulation generator
4 Modulationsprogramm-Steuerung4 modulation program control
5 Programmspeicher 6 Programmeditor5 program memories 6 program editor
7 Frequenz-Modulationsprogrammbausteine7 frequency modulation program blocks
8 Pegel -Modulationsprogramm bau steine8 level modulation program build stones
9 Ausgabeeinheit 9a Taktgeber9 output unit 9a clock
10 Modulationsprogramm10 modulation program
11 Bedienkonsole11 control panel
12 Modulationsprogrammbaustein erste Art 12a abfallender Frequenzmodulationsgang12 modulation program module first type 12a sloping frequency modulation
13 Modulationsprogrammbaustein zweite Art 13a ansteigender Frequenzmodulationsgang13 Modulation program module second type 13a increasing frequency modulation
14 Pegel-Modulationsprogrammbaustein, Glockenform14 level modulation program block, bell shape
15 Pegel-Modulationsprogrammbaustein, Pulsform15 level modulation program block, pulse shape
16 Zeitskalierung, editierbar16 time scaling, editable
B StufenbreiteB step width
D StufenhöheD step height
F FrequenzprogrammF frequency program
FA absteigender FrequenzgangF A descending frequency response
FB konstanter FrequenzgangF B constant frequency response
Fc ansteigender FrequenzgangF c increasing frequency response
G resultierende GlockenkurveG resulting bell curve
Gi bis G6 einzelne GlockenkurvenGi to G 6 single bell curves
P PegelprogrammP level program
Pi bis P6 ImpulsfolgePi to P 6 pulse train
Fi bis F6 Folge von Modulationsfrequenzgängen Fi to F 6 sequence of modulation frequency responses

Claims

Patentansprüche claims
1. Anordnung zur Unterstützung, Stimulierung und Beeinflussung von Gehirnaktivitäten, insbesondere zur Verbesserung des Einschlaf- und Traumverhaltens, sowie zu Entspannungszwecken, umfassend eine Einheit zum Erzeugen eines frequenz- und pegelmodulierten elektromagnetischen Wechselfeldes mit einer durchstimmbaren Grundfrequenz aus einem Frequenzgenerator (1) mit Leistungstreiber und einer Transmitterspule (2) und einem Modulations-Generator (3), gekennzeichnet durch eine Modulationsprogramm-Steuerung (4) mit einem Programmspeicher (5), einem Programmeditor (6) und einem Vorrat von im Programmspeicher enthaltenen, zu einem Modulationsprogramm zusammenstellbaren Modulationsprogrammbausteinen (7, 8) für eine Betriebssteuerung des Modulations-Generators zum Erzeugen einer programmgesteuerten Frequenzmodulation und/oder Pegelmodulation des elektromagnetischen Wechselfeldes.An arrangement for supporting, stimulating and influencing brain activity, in particular for improving sleep and dream behavior, and for relaxation purposes, comprising a unit for generating a frequency and level-modulated electromagnetic alternating field with a tunable fundamental frequency from a frequency generator (1) with power driver and a transmitter coil (2) and a modulation generator (3), characterized by a modulation program controller (4) with a program memory (5), a program editor (6) and a supply of in the program memory contained, can be assembled to a modulation program modulation program blocks (7 , 8) for an operation control of the modulation generator for generating a program-controlled frequency modulation and / or level modulation of the alternating electromagnetic field.
2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ersten Frequenz-Modulationsprogrammbaustein (12) für einen zeitlich stufenförmig absteigenden Frequenzmodulationsgang (12a).2. Arrangement according to claim 1, characterized by a first frequency modulation program module (12) for a temporally stepped descending frequency modulation gear (12a).
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitlich stufenförmig absteigende Frequenzmodulationsgang (12a) eine zeitlich zunehmende Stufenbreite (B) bei einer äquidistanten Stufenhöhe (D) aufweist.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the temporally stepped descending frequency modulation path (12a) has a time-increasing step width (B) at an equidistant step height (D).
4. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zweiten Frequenz-Modulationsprogrammbaustein (13) für einen zeitlich stufenförmig ansteigenden Frequenzmodulationsgang (13a).4. Arrangement according to claim 1, characterized by a second frequency modulation program block (13) for a temporally stepped increasing frequency modulation gear (13 a).
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitlich stufenförmig ansteigende Frequenzmodulationsgang (13a) eine zeitlich äquidistante Stufenbreite (B) bei einer äquidistanten Stufenhöhe (D) aufweist. 5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the time-stepwise increasing frequency modulation path (13a) has a time equidistant step width (B) at an equidistant step height (D).
6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitlich stufenförmig ansteigende Frequenzmodulationsgang (13a) eine zeitl ich abnehmende Stufenbreite bei einer äquidistanten Stufenhöhe aufweist.6. Arrangement according to claim 4, characterized in that the time-stepwise increasing frequency modulation path (13a) has a zeitl I decreasing step width at an equidistant step height.
7. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Pegel-Modulationsprogrammbaustein für einen zeitlich konstanten Signalpegel .7. Arrangement according to claim 1, characterized by a level modulation program module for a time constant signal level.
8. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Pegel-Modulationsprogrammbaustein (14) für einen zeitl ich glockenartig verlaufenden Signalpegel.8. Arrangement according to claim 1, characterized by a level modulation program module (14) for a zeitl I bell-like signal level.
9. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Pegel-Modulationsprogrammbaustein (15) für einen zeitl ich impuls- förmigen Signalpegel .9. Arrangement according to claim 1, characterized by a level modulation program module (15) for a zeitl I pulse-shaped signal level.
10. Anordnung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulationsprogramm (10) aus einer Folge von Frequenz- Modulationsprogrammbausteinen mit einem stufenförmig absteigenden, einem darauf folgenden konstanten und/oder einem stufenförmig ansteigenden Frequenzmodulationsgang in Verbindung mit einem Pegel- Modulationsprogrammbaustein für einen zeitlich konstanten Signalpegel besteht.10. Arrangement according to claim 1 to 9, characterized in that the modulation program (10) from a sequence of frequency modulation program blocks with a step-descending, a subsequent constant and / or a stepwise increasing frequency modulation gear in conjunction with a level modulation program block for a constant signal level.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulationsprogramm aus einer kombinierten Folge von impulsförmi- gen Pegel-Modulationsprogrammbausteinen mit ab- oder ansteigenden Frequenz-Modulationsprogrammbausteinen und Pegel- Modulationsprogrammbausteinen für einen zeitlich konstanten Signalpegel besteht. 11. Arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that the modulation program consists of a combined sequence of impulsförmi- gene level modulation program blocks with decreasing or increasing frequency modulation program modules and level modulation program modules for a constant signal level over time.
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