DE102004002218B4 - Arrangement for generating electromagnetic alternating fields to support, stimulate and influence brain activity - Google Patents
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Abstract
Anordnung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wechselfeldern zur Unterstützung, Stimulierung und Beeinflussung von Gehirnaktivitäten, insbesondere zur Verbesserung des Einschlaf- und Traumverhaltens sowie zu Entspannungszwecken, umfassend einen Generator mit Leistungstreiber sowie eine Transmitterspule, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator eine Einrichtung zur Erzeugung einer im wesentlichen rechteckförmigen, durchstimmbaren Grundfrequenz ist, wobei diese Grundfrequenz einer Frequenzmodulation unterzogen wird, weiterhin der Modulationsfrequenz-Generator eine Spannung mit dreieck- oder sägezahnförmigem Verlauf bereitstellt und die Transmitterspule als Luftspule oder Spule mit nichtferromagnetischem Kern ausgebildet ist.arrangement for the generation of electromagnetic alternating fields for the support, stimulation and influencing brain activity, especially for improvement the sleep and dream behavior as well as for relaxation purposes, comprising a generator with power driver and a transmitter coil, characterized in that the generator is a device for Generation of a substantially rectangular, tunable fundamental frequency is, wherein this fundamental frequency is subjected to a frequency modulation, Furthermore, the modulation frequency generator is a voltage with triangular or sawtooth course provides and the transmitter coil as an air coil or coil with non-ferromagnetic core is formed.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wechselfeldern zur Unterstützung, Stimulierung und Beeinflussung von Gehirnaktivitäten, insbesondere zur Verbesserung des Einschlaf- und Traumverhaltens sowie zu Entspannungszwecken, umfassend einen Generator mit Leistungstreiber sowie eine Transmitterspule, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to an arrangement for generating electromagnetic Alternating fields to support, Stimulation and influence of brain activity, especially for improvement the sleep and dream behavior as well as for relaxation purposes, comprising a generator with power driver and a transmitter coil, according to the generic term of claim 1
Seit einigen Jahren ist es bekannt, die sogenannte Magnetfeld-Technologie im therapeutischen Bereich einzusetzen, um Krankheiten zu heilen sowie um den Energiehaushalt des Anwenders zu beeinflussen und um Erweiterungen im Bewusstsein zu initiieren. Ebenso ist es bekannt, dass die sogenannte pulsierende Magnetfeldtherapie die Selbstheilungskräfte des Organismus auf Zellebene aktiviert und beschleunigt sowie den Stoffwechsel verbessert und das Immunsystem stärkt.since a few years ago it is known, the so-called magnetic field technology to use in the therapeutic field to cure diseases as well as to influence and around the energy balance of the user Initiate extensions in consciousness. It is also known that the so-called pulsating magnetic field therapy the self-healing powers of the Organism at the cellular level activates and accelerates as well as metabolism improves and strengthens the immune system.
Grundsätzlich soll die Frequenz des zugeführten Magnetfelds dem natürlichen Spektrum des Organismus entsprechen. Wenn ein Proband sich solchen natürlichen Frequenzen aussetzt, sind positive Indikationen zu verzeichnen und es kann gleichzeitig unnatürlichen Frequenzen, wie z.B. von Mobiltelefonen erzeugt, entgegengewirkt werden.Basically the frequency of the supplied Magnetic field the natural Spectrum of the organism. If a subject is such natural Frequencies suspend, positive indications are recorded and it can be unnatural at the same time Frequencies, such as generated by mobile phones, counteracted become.
Da das menschliche Gehirn als Sender und Empfänger für elektromagnetische Frequenzen bzw. Wellen dient, besteht für Anwender von elektromagnetischen Wechselfeldern die Möglichkeit, Einfluss auf die körperliche und geistige Leistungsfähigkeit zu nehmen.There the human brain as transmitter and receiver for electromagnetic frequencies or waves serves, exists for Users of alternating electromagnetic fields the possibility Influence on the physical and mental performance to take.
Sogenannte Delta-Wellen unterhalb von 4 Hz fördern vor allem die Tiefenentspannung und ermöglichen maximale körperliche und geistige Regeneration, leiten leicht Schlaf- und Tiefschlafphasen ein und regen die Ausschüttung von körpereigenen Wachstumshormonen an.So-called Delta waves below 4 Hz promote above all deep relaxation and allow maximum physical and mental regeneration, easily induce sleep and deep sleep phases and rain the payout of the body's own growth hormones at.
Sogenannte Theta-Wellen im Bereich von 4 bis 8 Hz ermöglichen den Zugang zu Gedächtnisreserven und sorgen allgemein für eine Erhöhung der Kreativität durch Gehirnstimulierung.So-called Theta waves in the range of 4 to 8 Hz provide access to memory reserves and generally take care of an increase of creativity through brain stimulation.
Alpha-Wellen sollen ein ruhiges und wohliges Gefühl verbreiten und halten das menschliche Gehirn in einem weitgehend neutralen Zustand und sind daher für Stressabbau durch Entspannung gut geeignet. Bei Beta-Wellen im Bereich von 13 Hz bis weit über 100 Hz tritt eine Bewusstseinskonzentration ein.Alpha waves should spread a calm and comfortable feeling and keep that human brain in a largely neutral state and are therefore for Stress reduction by relaxing well suited. In beta waves in the area from 13 Hz to far beyond 100 Hz, a consciousness concentration occurs.
Bei einer Orientierung an den oben angeführten Frequenzen kann durch entsprechende Maßnahmen das Gehirn in gewissem Sinne moduliert bzw. aktiviert werden. Zur Aktivierung sind Geräte im Einsatz, die entsprechende Magnetfelder bzw. elektromagnetische Felder erzeugen.at an orientation to the above frequencies can by appropriate measures the brain in a sense modulated or activated. to Activation are devices in use, the corresponding magnetic fields or electromagnetic Create fields.
Problematisch ist, dass bei bekannter Technik der schaltungstechnische Aufwand relativ hoch ist und dass aufgrund unterschiedlicher Gegebenheiten bei den einzelnen Probanden ein gewünschter Resonanzfall nicht oder nur durch aktive Rückkopplung einstellbar bzw. erreichbar ist. Damit wird aber die Handhabung praktisch umgesetzter Geräte kompliziert und ist teilweise vom Laien nicht mehr beherrschbar.Problematic is that with known technology of circuit complexity is relatively high and that due to different circumstances in the individual subjects a desired resonance case not or only by active feedback is adjustable or achievable. But this is the handling practically implemented devices complicated and partly unmanageable by the layman.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Anordnung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wechselfeldern zur Unterstützung, Stimulierung und Beeinflussung von Gehirnaktivitäten, insbesondere zur Verbesserung des Einschlaf- und Traumverhaltens sowie zu Entspannungszwecken anzugeben, welche ohne manuelle exakte Einstellung auch in der Lage ist, bei Gehirnresonanzverschiebungen oder veränderlichen Gehirnaktivitäten die gewünschten, angestrebten Effekte sicherzustellen, wobei darüber hinaus die Aufwendungen bei der Realisierung und schaltungstechnischen Umsetzung gering zu halten sind.Out The above, it is therefore an object of the invention, a further developed Arrangement for generating electromagnetic alternating fields for Support, Stimulation and influence of brain activity, especially for improvement the sleep and dream behavior as well as for relaxation purposes specify which without manual exact adjustment also able is in brain resonance shifts or variable brain activity the desired, In addition, the expenses to ensure the desired effects low in realization and circuit implementation to be kept.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt demnach mit einer Anordnung gemäß Merkmalskombination des Patentanspruchs 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.The solution The object of the invention is therefore carried out with an arrangement according to feature combination of the patent claim 1, wherein the dependent claims at least expedient embodiments and represent further education.
Erfindungsgemäß ist ein Generator zur Erzeugung einer Grundfrequenz vorgesehen, wobei dieser Generator über einen vorgegebenen Frequenzbereich durchstimmbar ist.According to the invention is a Generator provided for generating a fundamental frequency, wherein this Generator over a predetermined frequency range is tunable.
Der Grundfrequenz-Generator steht mit einer weiteren Generatorschaltung in Verbindung, welche in der Lage ist, eine Frequenzmodulation der Grundfrequenz zu bewirken insofern, dass sich die Grundfrequenz um die Wellenlänge der Modulationsfrequenz kontinuierlich oder diskontinuierlich verschiebt.Of the Basic frequency generator is connected to another generator circuit in conjunction, which is capable of a frequency modulation of the fundamental frequency to cause insofar that the fundamental frequency to the wavelength of the Modulation frequency shifts continuously or discontinuously.
Die Grundfrequenz liegt hier im Bereich der Theta-Wellen, d.h. zwischen 4 und 8 Hz, wobei die Modulationsfrequenz im Bereich von Delta-Wellen, d.h. unterhalb von 4 Hz, bevorzugt im Bereich zwischen 0,5 und 2 Hz, hier wiederum bevorzugt bei 1 Hz liegt.The The fundamental frequency here is in the range of the theta waves, i. between 4 and 8 Hz, where the modulation frequency is in the range of delta waves, i. below 4 Hz, preferably in the range between 0.5 and 2 Hz, here again preferably at 1 Hz.
Erfindungsgemäß ist der Modulationsfrequenz-Generator als eine Integratorschaltung ausgeführt, welche sägezahnförmige oder Dreieckimpulse liefert.According to the invention Modulation frequency generator designed as an integrator circuit, which sawtooth or Triangular pulses provides.
Die Spule, welche bevorzugt als Luftspule oder Spule mit einem nichtferromagnetischen Kern ausgebildet wird, ist über einen Leistungstreiber angesteuert, wobei dieser Leistungstreiber am Ausgang einer Timerschaltung anliegt, welche die Grundfrequenz erzeugt.The coil, which preferably as an air coil or coil is formed with a non-ferromagnetic core is driven by a power driver, this power driver is applied to the output of a timer circuit which generates the fundamental frequency.
Diese Timerschaltung besitzt einen Modulationseingang, der mit dem Ausgang des Modulationsfrequenz-Generators in Verbindung steht.These Timer circuit has a modulation input connected to the output the modulation frequency generator is in communication.
Die Frequenzmodulation der Grundfrequenz wird ständig durchgeführt, wodurch ein gegebener Resonanzbereich ohne aktive Rückkopplung erreicht oder mit Sicherheit überstrichen wird. Auf diese Weise ist eine automatische Resonanzeinstellung oder Resonanzabstimmung unter Beachtung der Probandengegebenheiten nicht notwendig, so dass sich die Bedienung des erfindungsgemäßen Gerätes, welches auf der erfindungsgemäßen Anordnung beruht, vereinfacht.The Frequency modulation of the fundamental frequency is performed constantly, thereby a given resonance range without active feedback achieved or with Security overruled becomes. This is an automatic resonance setting or resonance tuning under consideration of the subject conditions not necessary, so that the operation of the device according to the invention, which on the arrangement according to the invention is based, simplified.
Die Gesamtanordnung, insbesondere die Spulenausbildung erfolgt derart, dass der elektrische Feldanteil des erzeugten elektromagnetischen Feldes zugunsten des magnetischen Feldes in den Hintergrund tritt.The Overall arrangement, in particular the coil formation takes place in such a way that the electric field component of the generated electromagnetic Field in favor of the magnetic field takes a back seat.
Hierfür ist die Spule beispielsweise auf einen Kunststoffkern gewickelt und besitzt einen Innendurchmesser von im wesentlichen 20 mm.For this is the Coil, for example, wound on a plastic core and has an inner diameter of substantially 20 mm.
Der Einsatz eines magnetisch aktiven Kerns wird vermieden, um eine zu starke Konzentration des Magnetfelds nebst unerwünschter Richtwirkung zu vermeiden. Durch die Ausbildung der quasi Luftspule ergibt sich ein ausreichender Streubereich für den Anwendungsfall unter Beachtung bevorzugter Abstände zwischen der Spule und dem Probanden, welcher im Bereich zwischen 50 cm bis zu 1 m liegt.Of the Use of a magnetically active core is avoided to one strong concentration of the magnetic field and unwanted directivity to avoid. The formation of the quasi air coil results in a sufficient Scattering area for the application case considering preferred distances between the coil and the subject, which ranges from 50 cm to to 1 m.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung hat die eingesetzte Spule im wesentlichen 1000 Windungen und es beträgt die Induktivität etwa 10 mH. Bei einem Betriebsstrom von etwa 500 mA beträgt die Feldstärke im Inneren der Spule ca. 13400 A/m. Die magnetische Induktion ist mit etwa 17 mT anzusetzen.at an embodiment of the invention, the coil used has substantially 1000 turns and it is the inductance about 10 mH. At an operating current of about 500 mA, the field strength is inside the coil about 13400 A / m. The magnetic induction is about 17 mT.
Um Oberwellen bzw. Störungen aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung zu vermeiden, werden die Impulsflanken der Rechteckschwingungen verschliffen oder sind abgeflacht, was beispielsweise durch gezielte Signalrückkopplung oder die Schalteigenschaften des Leistungstransistors erreicht werden kann.Around Harmonics or disturbances due to the inventive arrangement To avoid, the pulse edges of the square waves sanded or flattened, for example, by targeted Signal feedback or the switching characteristics of the power transistor can be achieved can.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme einer Figur näher erläutert werden.The Invention will be described below with reference to an embodiment and below With the help of a figure closer explained become.
Die Figur zeigt hierbei eine mögliche Ausführungsform der schaltungstechnischen Umsetzung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wechselfeldern zur Unterstützung, Stimulierung und Beeinflussung von Gehirnaktivitäten.The Figure shows a possible embodiment the circuit implementation of the inventive arrangement for the generation of electromagnetic alternating fields for the support, stimulation and influencing brain activity.
Die veränderliche Grundfrequenz wird mit Hilfe des Timerschaltkreises IC2 realisiert. Dieser kann beispielsweise ein Schaltkreis LM555N sein.The variable Basic frequency is realized by means of the timer circuit IC2. This can be, for example, an LM555N circuit.
Die Modulationsfrequenz wird mit Hilfe eines Generators, der als Integrator IC1A/IC1B ausgeführt ist, erzeugt.The Modulation frequency is calculated using a generator that acts as an integrator IC1A / IC1B is executed, generated.
Der Ausgang dieses Integrators führt auf einen Modulationseingang des vorerwähnten Timers IC2.Of the Output of this integrator leads to a modulation input of the aforementioned timer IC2.
Die Frequenz des Timers IC2 ist mit einer Potentiometeranordnung P1 im Bereich zwischen 4 und 8 Hz veränderbar.The Frequency of the timer IC2 is with a potentiometer P1 changeable in the range between 4 and 8 Hz.
Am Ausgang des Timers IC2 ist ein Leistungstreiber T1 angeschlossen, welcher über die Ausgänge L– und L+ die (nicht gezeigte) Transmitterspule ansteuert. IC3 dient in Verbindung mit dem Transistor T2 dem vereinfachten Ein- und Ausschalten der Anordnung mit Hilfe von Drucktasten. IC3 stellt hier eine an sich bekannte Logikschaltung dar. Der Funktionszustand des Gerätes wird über D4 (lichtemittierende Diode) angezeigt.At the Output of the timer IC2 is connected to a power driver T1, which over the exits L and L + drives the transmitter coil (not shown). IC3 serves in Connection to the transistor T2 the simplified switching on and off the arrangement by means of pushbuttons. IC3 sets one here known logic circuit. The functional state of the device is via D4 (light-emitting Diode).
Bei der eingesetzten Transmitterspule findet eine Konfiguration Anwendung, die auf einen Kunststoffkern gewickelt wurde, wobei die Windungsanzahl ca. 1000 beträgt. Als Spulenmaterial wird Kupferlackdraht mit einem Durchmesser von etwa 0,35 mm verwendet. Der Gleichstrom-Widerstand der Transmitterspule beträgt etwa 15 Ohm.at the transmitter coil used is a configuration application, which has been wound on a plastic core, wherein the number of turns about 1000. The coil material is copper wire with a diameter of used about 0.35 mm. The DC resistance of the transmitter coil is about 15 ohms.
Als wesentliches Funktionsmerkmal stellt sich die Modulation der Grundwelle zum Erreichen von Schlaf- und/oder Entspannungszuständen dar. Mit Hilfe dieser Modulation verändert sich die eingestellte Grundfrequenz im Bereich der Modulationsfrequenz, beim gezeigten Beispiel kontinuierlich. Auf diese Weise ist dafür Sorge getragen, dass die gewünschte Gehirnstimulierung eintritt, ohne dass ein manueller Resonanzpunkt gefunden werden muss. Für den optimalen individuellen Anwendungsfall wählt der jeweilige Proband die für ihn den besten Behandlungserfolg ergebende Grundfrequenz mit Hilfe des vorerwähnten Potentiometers P1.When The essential feature is the modulation of the fundamental wave to achieve sleep and / or relaxation states. With Help this modulation changed the set fundamental frequency is in the range of the modulation frequency, in the example shown continuously. That's the way to take care of it worn that desired Brain stimulation occurs without a manual resonance point must be found. For the optimal individual application, the respective subject selects for him the best treatment success resulting fundamental frequency with the aid of the aforementioned potentiometer P1.
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