DE102004039350B4

DE102004039350B4 - Vorrichtung zur Beeinflussung von Gehirnfunktionen eines Menschen

Info

Publication number: DE102004039350B4
Application number: DE102004039350.8A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-08-14
Filing date: 2004-08-12
Publication date: 2014-07-17
Anticipated expiration: 2024-08-13
Also published as: DE102004039350A1

Abstract

Vorrichtung zur Beeinflussung von Gehirnfunktionen eines Menschen durch gezielte Stimulation mindestens eines Abschnitts des menschlichen Körpers, umfassend Stimulationsmittel (1), die eine Stimulation des zu stimulierenden Abschnitts ermöglichen und mindestens zwei Spitzen (3) umfassen, wobei die mindestens zwei Spitzen (3) zumindest teilweise in Kontakt mit einem Abschnitt der Haut des menschlichen Körpers gebracht werden können, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzen einen Abstand von weniger als 2 mm zueinander aufweisen und dass die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass während des Betriebs der Vorrichtung die mindestens zwei Spitzen (3) mit einer Frequenz oder einer durchschnittlichen Frequenz zwischen 0,1 Hz bis 10 Hz bewegt werden, dass die mindestens zwei Spitzen (3) mit einem zeitlichen Abstand von weniger als 50 ms auf die Haut auftreffen und dass zwischen den einzelnen Stimuli, die durch die Bewegung der mindestens zwei Spitzen (3) verursacht werden, randomisierte Interstimuli-Intervalle zwischen 100 ms und 3000 ms angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beeinflussung von Gehirnfunktionen eines Menschen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Vorrichtung der vorgenannten Art ist aus der DE 198 50 428 A1 bekannt. Die darin beschriebene Vorrichtung umfasst einen Impulsgenerator und einen Verstärker, die einen Wandler ansteuern können. In Abhängigkeit von der Ansteuerung kann der Wandler mechanische Schwingungen mit unterschiedlichen, sich insbesondere zeitlich verändernden Frequenzen ausführen. Dabei weist der Wandler zwei abgerundete Spitzen auf, die mit der Körperoberfläche des zu behandelnden Menschen in Kontakt gebracht werden können.
Die DE 39 39 974 A1 offenbart ein Gerät zur Hirnwellenstimulation, mit dem mechanische Schwingungen mit Frequenzen zwischen 0,5 Hz und einigen Kilohertz auf den Körper des Menschen übertragen werden können.
Aus der US 6,001,073 ist ein Vibrationsgerät zur Behandlung eines posttraumatischen Stresssyndroms bekannt. Dieses Gerät umfasst zwei Vibrationselemente, von denen der Patient jeweils eines mit einer seiner Hände greift. Die Vibrationselemente werden von dem Gerät abwechselnd in Vibrationen versetzt, wobei zwischen einzelnen Vibrationszyklen eines Vibrationselements, die jeweils einer Länge zwischen 50 ms und 200 ms aufweisen, Pausen mit einer Länge zwischen 100 ms und 2000 ms angeordnet sind.
Aus der US 5,611,771 ist ein Massagegerät bekannt, das ähnlich einem Kopfhörer auf dem Kopf eines Patienten angebracht werden kann. Im Bereich der Schläfen des Patienten ist jeweils ein noppenähnliches Massageelement angeordnet, das die Schläfen des Patienten durch Vibrieren massieren kann. Weiterhin sind zwei von unterschiedlichen Seiten des Geräts ausgehende, biegbare Massagespitzen vorgesehen, die von dem Patienten auf der jeweiligen Seite an die Stirn angelegt werden können. Diese Massagespitzen können ebenfalls zur Durchführung einer Massage in Vibration versetzt werden.
Es ist wünschenswert, bei kranken oder älteren Menschen sensorische oder sensomotorische Defizite zu beheben oder zu verhindern. Beispiele dafür sind die Behandlung sensomotorischer Defizite bei Patienten nach kontralateralen Hirnschädigungen (z. B. Schlaganfall, Hirnblutungen, traumatische Hirnschädigungen), Patienten mit chronischen Schmerzsyndromen spezieller Art, Patienten mit sensorischen Beeinträchtigungen aufgrund längerandauernder Immobilisierung (Gipsverband) sowie Patienten, die an einer lokalisierten Bewegungsstörung in Form einer Dystonie im Bereich einer Extremität leiden. Ein weiteres Beispiel ist die Aufrechterhaltung der Alltagskompetenz älterer Menschen.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem ist die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die gezielt die Gehirnfunktionen eines Menschen beeinflussen kann, um sensorische oder sensomotorische Defizite zu reduzieren.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Durch Hilfe erfindungsgemäßer Vorrichtungen sollen Gehirnfunktionen gezielt durch spezifische Stimulationsparadigmen moduliert werden. Als Folge werden Verhalten und Wahrnehmung, die diesen Gehirnbereichen zugeordnet sind, gezielt verändert. Studien am Menschen und an Tieren haben deren Wirksamkeit im Sinne einer gezielten Veränderung von Hirnfunktionen mehrfach demonstriert.
Das Prinzip der gezielten Hirnveränderung beruht auf der Eigenschaft des Gehirns, seine Plastizität und Lernfähigkeit – hier seine Anpassungsfähigkeit auf äußere Reizmuster – bis ins hohe Alter hinein beizubehalten.
Auf der Basis dieser neuen wissenschaftlichen Erkenntnisse wurden die im folgenden beschriebenen Systeme entwickelt. Der Vorteil dieser Systeme liegt darin, dass sie einfach zu handhaben sind und damit auch von älteren Menschen, Menschen mit chronischen Schmerzen oder Menschen mit einer partiellen Hirnschädigung nach kurzer Anleitung einfach und eigenständig bedient werden können. Eine spezielle Ausbildung ist hierzu nicht erforderlich. Eine weiterer Vorteil liegt darin, dass über das Anlegen bzw. Starten der Systeme hinaus keine aktive Mitarbeit erforderlich ist.
Die Systeme können über Computer gesteuert werden, was die Möglichkeit eröffnet, über das Internet oder direkte Speicherung des Stimulationsverlaufs den täglichen Einsatz kontinuierlich von außerhalb zu kontrollieren, was für eine Beurteilung der Wirkung von großer Wichtigkeit ist.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen näher erläutert. Darin zeigen
1 schematisch die Hand eines Menschen und eine Ausführungsform erfindungsgemäßer Stimulationsmittel;
2 eine Prinzipskizze, die die Anwendung der Stimulationsmittel verdeutlicht.
Bei dem in 1 und 2 abgebildeten Ausführungsbeispiel umfassen die Stimulationsmittel 1 zwei vergleichsweise stumpfe oder stempelförmige Spitzen 3, die in Richtung der Pfeile 5 in 2 bewegt werden können. 2 zeigt beispielhafte Auftreffpunkte 4 auf dem Finger 2 eines Patienten. Im Anwendungsfall werden die Spitzen 3 an den Finger 2 des Patienten angelegt.
Die Spitzen 3 können beispielsweise mit einer durchschnittlichen Frequenz von etwa 1 Hz hin und her bewegt werden. Insbesondere können dabei randomisierte Interstimuli-Intervalle mit Zeitdauern zwischen 100 ms und 3000 ms verwendet werden. Dabei sollten die Spitzen 3 etwa gleichzeitig auf dem Finger 2 auftreffen, mindestens jedoch mit einem zeitlichen Abstand kleiner 50 ms, besser mit einem Abstand kleiner 30 ms oder 25 ms. Der Abstand der Spitzen 3 zueinander kann etwa 0,5 mm betragen. Der Antrieb der Spitzen kann beispielsweise elektromotorisch oder piezoelektrisch erfolgen.
1. Aufrechterhaltung der Alltagskompetenz älterer Menschen durch passive sensorische Stimulation
a. im Bereich der Gangfunktionen
Eine zentrale Problematik für ältere Menschen besteht in der verstärkten Sturzneigung aufgrund einer verschlechterten Gangfunktion. Diese Verschlechterung gründet sich in vielen Fällen auf eine verminderte Sensibilität im Fuß-/Beinbereich. Um eine Verbesserung dieser für Stand und Gang wichtigen sensiblen Funktion zu erreichen, wird ein Stimulationssystem entwickelt, dass in systematischer Weise unter bestimmten Timingbedingungen die Fußsohle stimuliert. Alternativ vorgesehen sind ein Aufsetzen der Füße auf eine mit entsprechenden Elementen ausgestattete Bodenplatte, und eine Einarbeitung der Stimulationsmittel in einen speziellen Schuh. Die Anwendung dieses Reizparadigma erfolgt täglich für kürzere Zeiträume.
b. im Bereich der Finger-Handfunktionen
Eine weitere Problematik, die der Aufrechterhaltung der selbständigen Wahrnehmung von Alltagsaufgaben (Alltagskompetenz) entgegenwirkt, ist die altersbedingte Beeinträchtigung der Fingersensibilität. Um eine Verbesserung dieser für Finger-Hand-Aufgaben wichtigen sensiblen Funktion zu erreichen, wird ein Stimulationssystem entwickelt, dass in systematischer Weise unter bestimmten Timingbedingungen die Fingerspitzen stimuliert. Alternativ vorgesehen sind ein Auflegen der Hände auf eine Armlehne mit entsprechenden Elementen im Auflagebereich der Finger, und eine Einarbeitung der Stimulationsmittel in einen speziellen Handschuh. Die Anwendung dieses Reizparadigma erfolgt täglich für kürzere Zeiträume.
2. Passive sensorische Stimulation für Patienten nach Hirnläsionen
Entsprechend des in 1 beschriebenen Prinzips können Vorrichtungen vorgesehen werden, die dazu dienen, ausgewählte Körperstellen in systematischer Weise unter bestimmten Timingbedingungen zu stimulieren. In Frage kommen dabei Patienten nach kontralateralen Hirnschädigungen (z. B. Schlaganfall, Hirnblutungen, traumatische Hirnschädigungen), um damit sensomotorische Defizite zu behandeln. Anwendung erfolgen gleichartig.
3. Schmerzbehandlung mittels passiver sensorischer Stimulation
Patienten mit chronischen Schmerzsyndromen spezieller Art, insbesondere im Bereich der oberen und unteren Extremitäten. In Anwendung kommen Systeme wie in 1. beschrieben.
4. Behandlung sensorischer Beeinträchtigungen aufgrund längerandauernder Immobilisierung (Gipsverband) mittels passiver sensorischer Stimulation
Als Folge längerer Immobilisierung der oberen und unteren Extremitäten treten sensomotorische Beeinträchtigungen auf. Diesen soll durch Anwendung einer sensorischen Stimulation entgegengewirkt werden. Dies erfolgt durch Einarbeitung der Stimulationsmittel in den Gipsverband.
5. Passive sensorische Stimulation für Dystonie-Patienten
Entsprechend des in 1 beschriebenen Prinzips können Vorrichtungen vorgesehen werden, die dazu dienen, die betroffenen Finger beziehungsweise die betroffenen Hand in systematischer Weise unter bestimmten Timingbedingungen zu stimulieren. In Frage kommen dabei Patienten die an einer lokalisierten Bewegungsstörung in Form einer Dystonie im Bereich einer Extremität leiden. Die Anwendung erfolgen gleichartig.

Claims

Vorrichtung zur Beeinflussung von Gehirnfunktionen eines Menschen durch gezielte Stimulation mindestens eines Abschnitts des menschlichen Körpers, umfassend Stimulationsmittel (1), die eine Stimulation des zu stimulierenden Abschnitts ermöglichen und mindestens zwei Spitzen (3) umfassen, wobei die mindestens zwei Spitzen (3) zumindest teilweise in Kontakt mit einem Abschnitt der Haut des menschlichen Körpers gebracht werden können, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzen einen Abstand von weniger als 2 mm zueinander aufweisen und dass die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass während des Betriebs der Vorrichtung die mindestens zwei Spitzen (3) mit einer Frequenz oder einer durchschnittlichen Frequenz zwischen 0,1 Hz bis 10 Hz bewegt werden, dass die mindestens zwei Spitzen (3) mit einem zeitlichen Abstand von weniger als 50 ms auf die Haut auftreffen und dass zwischen den einzelnen Stimuli, die durch die Bewegung der mindestens zwei Spitzen (3) verursacht werden, randomisierte Interstimuli-Intervalle zwischen 100 ms und 3000 ms angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimulationsmittel (1) von einem Handschuh oder einer Armauflage umfasst sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimulationsmittel (1) von einem Schuh oder einer Fußauflage umfasst sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimulationsmittel (1) von einer Manschette oder dergleichen umfasst sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzen (3) auf die Haut zu und von dieser weg bewegt werden können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzen (3) mit etwa 1 Hz bewegt werden können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Spitzen (3) mit einem zeitlichen Abstand von weniger als 30 ms, insbesondere vergleichsweise gleichzeitig auf die Haut auftreffen können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzen einen Abstand von etwa 0,5 mm zueinander aufweisen.