DE102018116518A1 - Verfahren zur Erzeugung eines therapeutischen Klangs zur Behandlung von Tinnitus einer Person - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines therapeutischen Klangs zur Behandlung von Tinnitus einer Person, wobei das Verfahren folgendes umfasst:
- Ermitteln zumindest einer Tinnitusfrequenz f₀ der Person;
- Erzeugen eines therapeutischen Klangs, wobei der therapeutische Klang zusammengesetzt ist aus einer Anzahl von Einzelklängen verschiedener Frequenzen F_i, wobei die Einzelfrequenzen F_i derart ausgewählt sind, dass die ermittelte Tinnitusfrequenz f₀ einen Klangschwerpunkt des therapeutischen Klangs bildet.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines therapeutischen Klangs zur Behandlung von Tinnitus einer Person.
• Es sind verschiedene Verfahren zur Behandlung von Tinnitus bekannt. Beispielsweise ist es bekannt, zunächst zumindest eine Tinnitusfrequenz eines Patienten zu ermitteln, beispielsweise mit einem Verfahren, wie es in der DE 10 2017 101 653 B3 beschrieben wird. Anschließend wird ein therapeutischer Klang basierend auf der ermittelten Tinnitusfrequenz erzeugt. Problematisch ist, dass bekannte Verfahren in vielen Fällen keine reproduzierbaren Ergebnisse liefern.
• Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Erzeugung eines therapeutischen Klangs zur Behandlung von Tinnitus anzugeben.
• Diese Aufgabe wird gelöst mit dem Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs.
• Erklingt ein Ton, so kann dieser nach einer kurzen Einschwingzeit für ein gewisses Zeitintervall durch eine harmonische Schwingung a cos(At) modelliert werden. Dabei bedeuten t die Zeit, a die Amplitude und A die Kreisfrequenz. Erklingt gleichzeitig ein zweiter Ton, so habe dieser die Form b cos(Bt+φ) mit einer Phasenverschiebung φ. Der Einfachheit halber nehmen wir gleiche Amplituden a = b = 1 an. Durch das gemeinsame Erklingen der beiden Töne entsteht eine Überlagerung, die man näherungsweise durch $$\left[\text{cos}\left(\text{At}\right)+\text{cos}\left(\text{Bt}+\mathrm{\phi }\right)\right]+\text{c}{\left[\text{cos}\left(\text{At}\right)+\text{cos}\left(\text{Bt}+\mathrm{\phi }\right)\right]}^2\left(\text{c}\ne 0\right)$$

  

  beschreiben kann. Nach den Additionstheoremen gilt nun $$\text{cos}\left(\text{At}\right)+\text{cos}\left(Bt+\phi \right)=2\text{cos}\left(\frac{A+B}{2}t+\frac{\phi }{2}\right)\text{cos}\left(\frac{A-B}{2}-\frac{\phi }{2}\right),$$

  

  $${\left[\text{cos}\left(\text{At}\right)\right]}^2=\frac{1}{2}+\frac{1}{2}\text{cos}\left(\text{2At}\right),$$

  

  $${\left[\text{cos}\left(\text{Bt}+\mathrm{\phi }\right)\right]}^2=\frac{1}{2}+\frac{1}{2}\text{cos}\left(\text{2Bt}+\text{2}\mathrm{\phi }\right),$$

  

  $$\text{cos}\left(\text{At}\right)\text{cos}\left(\text{Bt}+\mathrm{\phi }\right)=\frac{1}{2}\text{cos}\left[\left(A-B\right)t-\phi \right]+\frac{1}{2}\text{cos}\left[\left(\text{A}+\text{B}\right)\text{t}+\mathrm{\phi }\right],$$

  

  sodass $${\left[\text{cos}\left(\text{A´t}\right)\right]}^2+{\left[\text{cos}\left(\text{Bt}+\mathrm{\phi }\right)\right]}^2=1+\text{cos}\left[\left(\text{A}+\text{B}\right)\text{t}+\mathrm{\phi }\right]\text{cos}\left[\left(\text{A}-\text{B}\right)\text{t}-\mathrm{\phi }\right]$$

  

  folgt.
• Setzt man diese Ausdrücke in (1) ein, so erkennt man, dass durch Überlagerung von Tönen mit den Kreisfrequenzen A und B die Kreisfrequenzen $$\frac{A+B}{2},\frac{A-B}{2},\left|\text{A}+\text{B}\right|\text{ und }\left|\text{A}-\text{B}\right|$$

  

  entstehen.
• Dies wird nun folgendermaßen genutzt:
• Eine erste Ebene bilden - im Fall von zwei gleichzeitig erklingenden Tönen - die beiden Ausgangsfrequenzwerte. Diese werden zur Bildung einer zweiten Ebene miteinander zur Berechnung der vier Ergebniswerte Summe, Differenz, halbe Summe (arithmetisches Mittel) und halbe Differenz kombiniert. Die gewonnenen Ergebniswerte werden - zusammen mit den Ausgangswerten der ersten Ebene - nach dem beschriebenen Verfahren erneut kombiniert, sodass eine dritte Ebene mit Ergebniswerten entsteht.
• Beispiel:
• Ebene: Ausgangstöne A und B
• Ebene: Summe (A+B), Differenz A-B, arithmetisches Mittel (A+B)/2, halbe Differenz (A-B)/2
• Zur Berechnung der dritten Ebene werden die Ausgangsfrequenzen A und B, da diese im Schallereignis weiterhin klingen, zu den vier Werten der zweiten Ebene hinzugezogen, die dritte Ebene besteht also aus n·((n-1)/2)·4 = 60 Ergebniswerten.
• Diese Ergebniswerte werden typischerweise computerimplementiert berechnet.
• Aus diesen werden sogenannte Klangschwerpunkte ermittelt, die jedem Intervall und Mehrklang eigen sind. Unter den Klangschwerpunkten eines Mehrklangs werden die in der dritten Ebene besonders häufig vorkommenden Frequenzen verstanden.
• Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Erzeugung eines therapeutischen Klangs zur Behandlung von Tinnitus einer Person das Ermitteln zumindest einer Tinnitusfrequenz f₀ der Person sowie das Erzeugen eines therapeutischen Klangs, wobei der therapeutische Klang zusammengesetzt ist aus einer Anzahl von Einzelklängen verschiedener Frequenzen F_i, wobei die Einzelfrequenzen F_i derart ausgewählt sind, dass die ermittelte Tinnitusfrequenz f₀ einen Klangschwerpunkt des therapeutischen Klangs bildet.
• Der so erzeugte therapeutische Klang kann der Person dann zu Therapiezwecken zur Verfügung gestellt werden. Es hat sich gezeigt, dass ein derartig erzeugter therapeutischer Klang von Patienten als angenehm empfunden wird.
• Gemäß einer Ausführungsform ist der therapeutische Klang ein Cluster aus Einzelklängen mit den Frequenzen F_i, wobei die Frequenzen F_i primzahlig sind. Ein solcher Cluster hat den Vorteil, dass die Klangschwerpunkte besonders ausgeprägt sind, weil bei einem solchen primzahlbasierten Cluster im Vergleich zu nicht-primzahlbasierten Sinus-Mehrklängen der Klangschwerpunkt immer im arithmetischen Mittel von niedrigstem und höchstem Ausgangswert liegt.
• Setzt man die Tinnitusfrequenz eines Patienten gleich einem solchen arithmetischen Mittel, so könnten um sie herum primzahlbasierte Sinus-Cluster als mögliche Therapieformen konstruiert werden. Unter Cluster wird hier, wie in der Kompositionslehre, die engstmögliche Nachbarschaft der Töne zueinander gemäß dem Definitionsbereich verstanden, hier die Primzahlreihe.
• Gemäß einer Ausführungsform werden die ermittelten Tinnitusfrequenzen, bzw. der therapeutische Klang, mit Hilfe von Lautstärkeregelung, Nuancierung von Frequenzbereichen und Wellenformen verfeinert, bis die Patienten ein inneres Stille-Empfinden bekommen, ihren Tinnitus also nicht mehr zu hören meinen.
• Gemäß einer Ausführungsform wird der Cluster aus Einzelklängen mit Hilfe von mehreren, beispielsweise mindestens vier Lautsprechern in einem möglichst schallisolierten Raum als stehende Wellen eingerichtet, und die zu behandelnde Person bewegt sich in diesem Raum stehender Wellen umher. Die Erfahrung zeigt, dass schon geringste Kopfbewegungen den Klangeindruck völlig verändern. Die Patienten suchen nun die Orte im Klangraum auf, an denen sie die Löschung ihres Tinnitus empfinden bzw. an denen sie sich besonders wohl fühlen.
• Die Einzelklänge können beispielsweise Sinustöne oder auch komplexere Klänge sein.
• Das in den Figuren gezeigte Beispiel zeigt ein Schmalbandspektrogramm eines Mehrklangs aus den beiden Tönen 392 Hz [g'] und 588 Hz [d"], die eine reine Quint bilden. Berechnungsgrundlage für die Ausgangsfrequenzen ist ein angenommener Kammerton a' von 440Hz.
• Die errechneten Klangschwerpunkte der dritten Ebene sind im Schmalbandspektrogramm klar erkennbar. 198Hz (Linie 1) wird als Primär-Formante dargestellt, die übrigen Frequenzwerte als sekundäre Formanten (weitere Linien 3), wobei die Messgenauigkeit der Frequenzen in der gezeigten Darstellung etwa +- 5 Hz beträgt.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• DE 102017101653 B3 [0002]

Claims (5)

1. Verfahren zur Erzeugung eines therapeutischen Klangs zur Behandlung von Tinnitus einer Person, wobei das Verfahren folgendes umfasst: - Ermitteln zumindest einer Tinnitusfrequenz f₀ der Person; - Erzeugen eines therapeutischen Klangs, wobei der therapeutische Klang zusammengesetzt ist aus einer Anzahl von Einzelklängen verschiedener Frequenzen F_i, wobei die Einzelfrequenzen F_i derart ausgewählt sind, dass die ermittelte Tinnitusfrequenz f₀ einen Klangschwerpunkt des therapeutischen Klangs bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der therapeutische Klang ein Cluster aus Einzelklängen mit den Frequenzen F_i ist, wobei die Frequenzen F_i primzahlig sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ermittelten Tinnitusfrequenzen mit Hilfe von Lautstärkeregelung, Nuancierung von Frequenzbereichen und Wellenformen verfeinert werden, bis die Patienten ein allererstes, inneres Stille-Empfinden bekommen, ihren Tinnitus also zum ersten Mal nicht mehr zu hören vorgeben.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Cluster aus Einzelklängen mit Hilfe von mindestens vier Lautsprechern in einem möglichst schallisolierten Raum als stehende Wellen eingerichtet wird und sich die Person in diesem Raum stehender Wellen umherbewegt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einzelklänge Sinustöne sind.

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