DE102021101671A1

DE102021101671A1 - Vorrichtung zur Magnetfeldtherapie

Info

Publication number: DE102021101671A1
Application number: DE102021101671.1A
Authority: DE
Inventors: Wolf A. Kafka
Original assignee: Centropix Global Ag
Current assignee: Centropix Global Ag
Priority date: 2021-01-26
Filing date: 2021-01-26
Publication date: 2022-07-28
Also published as: CA3209501A1; EP4284499A1; US20240082595A1; WO2022161842A1

Abstract

Eine Vorrichtung zur Beeinflussung biologischer Abläufe in einem lebenden Gewebe zur Beaufschlagung zumindest eines Teils des Gewebes mit einem pulsierenden magnetischem Feld, weist eine Felderzeugungsvorrichtung (2) zur Erzeugung des pulsierenden magnetischen Feldes und einen Impulsgenerator (1) zur Ansteuerung der Felderzeugungsvorrichtung (2) mit einer Signalfolge (13) auf, wobei der Impulsgenerator (1) zur Abgabe der Signalfolge (13) ausgebildet ist, welche gebildet ist aus einer Überlagerung wenigstens einer Folge (13a) von Hauptimpulsen (10a), deren Impulswiederholungsrate zwischen 0,1 und 1000 Hz liegt, insbesondere zwischen 3 und 300 Hz liegt, und eines Rhythmiksignals. Das Rhythmiksignal weist eine Folge von Signalereignissen auf, die in wenigstens einem regelmäßigen Betonungsmuster organisiert sind.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Magnetfeldtherapie, wie sie z.B. in EP 2050481 B1 beschrieben ist.
Stand der Technik
Seit Beginn der 70iger Jahre sind Vorrichtungen bekannt, die zum Teil auch routinemäßig vornehmlich im Bereich der Orthopädie in Kliniken, ärztlichen Praxen und in der Heimanwendung zu therapeutischen Zwecken eingesetzt werden.
Ein Generator dient dabei zur Ansteuerung einer Magnetfelderzeugungsvorrichtung, wobei der Generator die Magnetfelderzeugungsvorrichtung so ansteuert, dass das Magnetfeld aus einer Vielzahl von, hinsichtlich zeitlichem Abstand und Amplitudenverlauf charakteristisch geformten Grundimpulsen bzw. Hauptimpulsen besteht, deren Impulshäufigkeit üblicherweise zwischen 0 und 1000 Hz liegt. Ein derartiger Hauptimpuls kann z.B. durch sinus-, trapez-, sägezahnförmig ( EP 0594655 B1 , EP 0729318 B1 oder wie in EP 0995463 B1 ) durch einen im Mittel exponentiell ansteigenden sinusförmig modulierten Feldintensitätsverlauf mit magnetischen Flussdichten in Bereichen von nanoTesla bis mehreren milliTesla realisiert werden, derart dass sich die Hauptimpulse, wie beispielsweise in EP 0995463 B1 , aus einer Reihe zeitlich aufeinanderfolgender Unterimpulse zusammensetzen, die sich in ihren Amplituden und/oder Anstiegs- bzw. Abfall-Steilheiten, letztlich somit auch in ihrer individuellen Dauer unterscheiden.
Die Erzeugung der magnetischen Felder erfolgt häufig durch ein oder mehrere voneinander auch unabhängig angesteuerten elektrischen Spulen. Aus der Vielzahl von Vorrichtungen zur elektromagnetischen Therapie finden sich entsprechend auf die Generation zeitveränderlicher Feldintensitäten ausgerichtete Dokumente beispielsweise in EP 0995463 B1 .
Die therapeutische Applikation erfolgt aus Gründen des operativen Aufwands und der damit verbundenen Risiken heute üblicherweise nichtinvasiv.
Die Beeinflussung des biologischen Systems beruht nach gängiger Vorstellung auf einem in seinen Energieanteilen noch unbekannten Zusammenwirken der durch die Vorrichtungen generierten magnetischen und elektrischen Feldanteile. Die ausgelösten physiologischen und biologischen Wirkungen basieren danach auf der direkten, durch magnetische oder/und nach dem Prinzip der Induktion (Maxwellschen Gleichungen) der indirekten, durch elektrische Kraftwirkungen verursachten Beeinflussung (energetische Aktivierung) der physikalischenchemischen Reaktivität der an den naturgegebenen und auf Selbsterhalt ausgerichteten Regulationsmechanismen beteiligten ionalen, atomaren und molekularen, im Folgenden pauschal als Molekülstrukturen bezeichneten Bausteinen.
So wird beispielsweise beschrieben, dass der Einsatz der speziellen Vorrichtung EP 0995463 B1 gegenüber unbehandelten biologischen Objekten als Kontrollen zu einer Reihe differenzierter physikalisch-physiologisch Prozesse führt wie z.B. zur signifikanten Aktivierung von Prozessen:

• bei der Bildung energiereicher Verbindungen insbesondere von Adenosintriphosphat (ATP) und Bis-2-3-phospoglycerat (BPG) in humanen Erythrozyten;
• zur Verbesserung des Funktionszustands der Mikrozirkulation insbesondere hinsichtlich des Durchblutungsverhaltens (besonders auch bei Diabetesbedingten Durchblutungsstörungen) und der Sauerstoffutilisation sowie
• im Ablauf von Schutzmechanismen insbesondere hinsichtlich eines beschleunigten Ablaufs infektiös ausgelöster, durch komplexes Zusammenspiel von Signal- und Adhäsionsmolekülen getragener Leukozyten-Immunabwehrreaktionen;
• bei der Protektion gegen chemische Stressfaktoren insbesondere der Reduktion chemisch (durch das Teratogen Cyclophosphamid) induzierter Missbildungen in der Ontogenese von warmblütigen Wirbeltierembryonen;
• bei Reparationsvorgängen insbesondere hinsichtlich einer verbesserten Heilung standardmäßig erzeugter Wunden;
• bei anti-oxidativen Regulationen insbesondere hinsichtlich enzymatisch und spektralphotometrisch bestimmter beschleunigter Reduktionsumsatzraten;
• bei der Leistungssteigerung im Spitzensport;
• von Replikations- und Proliferationsmechanismen insbesondere hinsichtlich einer signifikanten Reduktion des Tumorwachstums in thymusfreien nicht aber in vergleichend untersuchten normalen Mäusen;
• der Proteinbildung und -Aktivierung insbesondere hinsichtlich differentieller up- und down- Regulation genexprimierter Proteinmengen;
• psychovegetativer Prozesse insbesondere der Reduktion der (Zahnarzt-) Angst durch eine der Zahnbehandlung unmittelbar vorrausgehende elektromagnetische lokale Stimulation des Solarplexus;
• der Reduktion lumbargisch initiierter Folgereaktionen insbesondere der Reduktion von Bewegungsschmerz, Schlaflosigkeit und Angst;
• der analgetischen Wirkung, insbesondere hinsichtlich der Reduktion polyneuropathischer Schmerzzustände als Folge von oxydativem Stress nach Chemotherapie.

Zugrundeliegende Problematik
Alle bisher bekannten Vorrichtungen zur Behandlung des menschlichen Körpers führen zwar zu der erwünschten beschleunigenden Wirkung von Heilungsvorgängen, lassen sich aber in ihrer Wirkung noch verbessern. Ohne Berücksichtigung dessen, ob ein Patient tatsächlich von einer derartigen Behandlung profitiert, beziehen sich die Aussagen darüber hinaus in Form sogenannter Surrogatparameterstudien vielfach nur auf die Behandlung von Laborwerten wie z.B. zu Parametern des Kreislaufs, des Fetttransports (LDL, HDL), der Lungenfunktion, der Knochendichte oder sonstiger Stoffumsätze. Das ist insofern problematisch, als zur Erzielung eines deutlich beschleunigten Heilerfolges die Anwendung häufig, oft auch unter Variation der Feldintensitätsverhältnisse, wiederholt werden muss, was nicht nur zu einer erhöhten Belastung der Patienten, sondern auch zu deutlich höheren Behandlungskosten führt.
Der Zusammenhang zwischen den zeitlichen Intensitätsverhältnissen der applizierten elektromagnetischen Felder und der jeweils induzierten biologischen Wirkung ist in der Vorrichtung der EP 0995463 B1 noch unzureichend ausgeschöpft. Gemäß der erwähnten Vorstellungen zur Wirkung verfügen dort insbesondere die in ihrer absoluten (unabhängig vom Vorzeichen) Intensität gegenüber den darauf folgenden steiler und höher ansteigenden Unterimpulsen des Hauptimpulses auf Grund ihrer Amplituden- und Flanken- Steilheiten über ein prinzipiell geringeres Potenzial zur individuellen Beeinflussung der die biologischen Reaktionen modulierenden Aktivierungsenergien. Einfach ausgedrückt sind die in EP 0995463 B1 generierten zeitlich unmittelbar aufeinander Unterimpulse eines Hauptimpulses hinsichtlich ihrer Amplitude und Steilheit stets kleiner als die darauf folgenden. Dementsprechend und zusätzlich wegen der sich gemäß der Maxwellschen Gleichungen somit unterschiedlich aufbauenden elektrischen Feldkomponenten liefern diese gegenüber den jeweils nachfolgenden Unterimpulsen im Sinne der angestrebten möglichst breit gestreuten Aktivierung von Regulationsmechanismen nur einen dementsprechend eingeschränkten geringeren energetischen Beitrag.
Unter Bezugnahme auf die in EP 0995463 B1 beschriebenen Hüllkurven als Verbindung der oberen bzw. der unteren Extremwerte der Unteramplituden, kommt hinzu, dass sich die der Koordinatenachse näherliegende Hüllkurve von dieser innerhalb des Impulsablaufs zunehmend entfernt: Gemessen an der Amplitude würden also aufeinanderfolgende Unterimpulse gegenüber solchen, bei denen sich die beschriebene Hüllkurve von der Koordinatenachse weniger „entfernt“ über ein geringeres Aktivierungspotential verfügen. - Im Sinne der angestrebten breiten Aktivierung sind demnach die in EP 0995463 B1 beschriebenen Formen der Haupt- und Unterimpulse hinsichtlich Dauer und Amplitude und Amplitudenabfolge noch unzureichend abgestuft.
In einer in der EP 2050481 B1 beschriebenen Weiterentwicklung wurde der Intensitätsverlauf über die Zeit dahingehend angepasst, dass die Impulse feiner an die Anforderungen der Therapie angepasst werden. Die optimale Form und Abfolge der Unterimpulse ist individuell sehr verschieden. Sie hängt ab von der Art des vom Feld beaufschlagten Gewebes, von dem erwünschten Heilungserfolg und vom jeweiligen Individuum. Eine entscheidende Bedeutung bei der Stimulation der Austauschprozesse im Körpergewebe hat dabei der hohe, durch die Vielzahl der Unterimpulse bedingte Anteil der an- bzw. absteigenden Flankenabschnitte. Somit kann eine signifikante Stimulierung des Körpers auf molekularer Ebene erreicht werden. Übergeordnete körperliche Ebenen werden jedoch nicht oder nur unwesentlich angesprochen.
Aufgabe und Problemlösung
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein verbessertes Konzept zur Magnetfeldtherapie mit einem Ansteuersignal anzugeben, das sich neben einer breiteren spektralen Zusammensetzung durch gezielte Wirkung auf übergeordnete körperliche Ebenen auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch den unabhängigen Patentanspruch gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen in den abhängigen Ansprüchen angegeben sind.
Das verbesserte Konzept basiert auf der Idee, zusätzlich zu der in EP 2050481 B1 beschriebenen Signalform, welche den Körper auf molekulare Ebene stimuliert, in dem Ansteuersignal mit hinsichtlich Dauer und Intensität geeignet getakteten Abfolgen von elektrischen Signalereignissen auch eine Beeinflussung von Regulationen auf physiologisch übergeordneten Ebenen zu bewirken, beispielsweise die Koordination oder Synchronisation vernetzter physiologischer Reaktionsabläufe. Insbesondere wird dies durch die Überlagerung mit einem Rhythmiksignal erreicht, welches eine Folge von Signalereignissen aufweist, die in wenigstens einem regelmäßigen Betonungsmuster organisiert sind. Dabei hat sich gezeigt, dass gerade die Kombination mit dem auf molekularer Ebene wirkenden Signal dazu führt, dass beispielsweise die Regulationsmechanismen auf physiologisch übergeordneter Ebene durch die Grundaktivierung auf molekularer Ebene besser erreicht werden können. Damit können die regelmäßigen Betonungsmuster einen verstärkten Einfluss auf beispielsweise körperliche Regulationsmechanismen nehmen.
Dies gilt nicht zuletzt für eine auf die Leistungsanpassung und Befindlichkeiten von wiederkehrenden Körperfunktionen ausgerichtete Behandlung (Entrainment).
Der Einsatz als belastungsabhängiges Entrainment zur regulativen Synchronisation endogener, auch bio-rhythmischer Vorgänge ist hierbei besonders vielversprechend.
Gemeint sind hier u.a. die natürlichen auch biorhythmisch in Zeitbereichen von Millisekunden bis über Jahre hinaus schwankenden Körperfunktionen wie Angst, Stress, Leistungsfähigkeit, Ausgeglichenheit, Schlaflosigkeit, Atem- und Herzfrequenz, sowie u.a. die durch innere Zeitgeber geregelten Mechanismen der Zellteilung und -Erneuerung, der endokrinen Freisetzung und Aktivierung von Signalstoffen und Proteinen, der Vasomotion, der Verdauung, Menstruation sowie die aperiodischen durch Licht, Farben, Wetter, Temperatur, Gravitation, Schall, physische und geistige Leistungsanforderungen induzierten Regulationsmechanismen, inklusive der Synchronisation von molekularen Oszillatoren intrazellulärer und interzellulärer Netzwerke, inklusiver deren Zeitgeberfunktionen.
Die Aktivierungswahrscheinlichkeit kann sowohl bei Steigerung der Impulsintensität als auch der Dichte der Impulsabfolgen steigen.
Dementsprechend können relaxierende Effekte, z.B. nach hohen körperlichen Leistungsanforderungen, durch Beaufschlagung mit zeitlich im Wesentlichen an Impulsdichte und/oder Intensität abnehmende Stimulation erreicht werden, leistungssteigernde Effekte dagegen mit zeitlich zunehmenden Dichte- und/oder Intensitätswerten. Eine auf innere Ruhe und Ausgeglichenheit zielende Behandlung lässt sich etwa durch Stimulationen mit weitgehend konstanten Dichte- und/oder Intensitätswerten erreichen.
Gemäß dem verbesserten Konzept umfasst beispielsweise eine Vorrichtung zur Beeinflussung biologischer Abläufe in einem lebenden Gewebe, insbesondere einem menschlichen Körper, zur Beaufschlagung zumindest eines Teil des Gewebes mit einem pulsierenden magnetischen Feld eine Felderzeugungsvorrichtung zur Erzeugung des pulsierenden magnetischen Feldes und einen Impulsgenerator zur Ansteuerung der Felderzeugungsvorrichtung. Der Impulsgenerator ist dazu zur Abgabe einer Signalfolge ausgebildet, welche gebildet ist aus einer Überlagerung wenigstens einer Folge von Hauptimpulsen, deren Impulswiederholungsrate jeweils zwischen 0,1 und 1000 Hz liegt, beispielsweise zwischen 1 und 3 Hz als Untergrenze und 200 bis 300 Hz als Obergrenze, und eines Rhythmiksignals. Das Rhythmiksignal weist eine Folge von Signalereignissen auf, die in wenigstens einem regelmäßigen Betonungsmuster organisiert sind.
Dabei weist der Amplitudenverlauf eines Hauptimpulses die folgende Funktion y(x) auf: $y (x) = k 1 + k 2 \cdot e^{sin (x^{k 3}) + sin ({(x \cdot k 4)}^{k 5}) + x \cdot k 6} .$
Darin bedeuten:

x = rechnerische Ersatzgröße für die Zeit t während eines Hauptimpulses;
k1 = Offsetwert;
k2 = Amplitudenfaktor, k2≠0;
k3 = Exponent von x, k3≠0;
k4 = Multiplikationsfaktor von x, k4≠0;
k5 = Exponent von (x*k4), k5≠0;
k6 = Multiplikationsfaktor von x;

Die Funktion beschreibt einen im Wesentlichen durch einen durch die Parameter k1, k2, k3, k4, k5 und k6 definierten exponentiellen Modulationsverlauf, wobei diesen Modulationsverlauf zwei SIN-Funktionen beherrschen, die durch die Parameter k3, k4 und k5 bestimmt sind. Nachdem eine SIN-Funktion nur Werte zwischen +1 und -1 annehmen kann, liegt die Summe der beiden die e-Funktion bestimmenden SIN-Funktionen zwischen -2 und +2. Die e-Funktion kann deshalb nur Werte zwischen e^-2 = 0,135 und e² = 7,39 annehmen, wenn man von dem weiteren Term +x*k6 absieht, der dann einen weiteren Anstieg festlegt. Die SIN-Funktionen selbst mit den zugehörigen Parametern sind derart gewählt, dass eine Feinabstufung der aufeinanderfolgenden Amplitudenwerte in den damit definierten Unterimpulsen mit hoher Variationsbreite erreicht wird.
Die wählbaren Parameter k1 bis k6 haben folgende Bedeutung und Auswirkung auf die Signalfolge, insbesondere auf die Hauptimpulse, welche die Signalfolge bilden:

• k1 ist ein voreinstellbarer Grundamplitudenwert mit dem sich ein Grundsignalwert bzw. ein Vormagnetisierungswert festlegen lässt, auf dem die Hauptimpulse „aufsetzen“ (Nullliniensymmetrie oder Nulllinienasymmetrie). Dieser Grundwert muss keinem festgewählten Amplitudenwert entsprechen, sondern kann in der zeitlichen Abfolge für jeden Hauptimpuls individuell variieren.
• k2 (k2≠0) ist ein Multiplikationsfaktor für die e-Funktion; je grösser k2 gewählt wird, umso grösser wird der maximal erreichbare Modulations-Amplitudenwert eines Hauptimpulses, der sich zum Grundamplitudenwert addiert. k1 und k2 lassen sich - abhängig von k6 - derart begrenzen, dass die in einzelnen Ländern unterschiedlichen zulässigen Feldstärken nicht überschritten werden.
• k3 bestimmt als eine Art zeitlicher Skalierungsfaktor zusammen mit k4 und k5 den zeitlichen Verlauf (Steilheit und Amplitude) des modulierten Signal- bzw. Magnetisierungswerts der einzelnen Unterimpulse. Je größer der Parameter k3 gewählt wird, desto grösser die „Welligkeit“ der die Extremalwerte der Unterimpulse verbindenden Hüllkurven.
• k4 bestimmt zusammen mit k3 und k5 ebenfalls Anzahl und Flankensteilheit insbesondere aber, als eine Art Dichtefaktor, die zeitliche Abfolge der einzelnen Unterimpulse der Unterimpulse, (k4≠0); Je größer der Parameter k4 gewählt wird, desto dichter sind die einzelnen Unterimpulse in den einzelnen „Wellen“ der Hüllkurven jedes Hauptimpulses eingelagert.
• k5 ist, ähnlich wie k3, eine Art zeitlicher Skalierungs- und Dimensionierungsfaktor, über den sich In Verbindung mit den Parametern k3 und k4 der zeitliche Modulationsverlauf (Steilheit, Amplitude, und Dichte in der Abfolge innerhalb der oben beschriebenen „Wellen“) des Signal- bzw. Magnetisierungswerts der einzelnen Unterimpulse innerhalb eines Hauptimpulses einstellen lässt.
• k6 ist ein Normalisierungs- und Dimensionierungsfaktor zur Einstellung eines von k1 und k2 abhängigen und für die Abfolge der einzelnen Hauptimpulse festlegbaren mittleren Amplitudenwerts. Er gibt an mit welcher Steilheit die Amplitude des Hauptimpulses während der „aktiven“ Impulsdauer zu- oder abnimmt. k6 beschreibt somit auch den mittleren Amplitudenzuwachs der in den Hauptimpuls eingelagerten Unterimpulse. Beispielsweise führen Werte k6 > 0 zu im Mittel zunehmenden bzw. bei k6 < 0 zu im Mittel abnehmenden - besonders durch die die Extremwerte der Unterimpulse verbindenden Hüllkurven verdeutlichten - Amplitudenwerten der Unterimpulse. Dies wirkt sich besonders auf die der Abszissenachse abgewandte Hüllkurve aus. Bei k6 = 0 bleiben die Amplitudenwerte der Unterimpulse im Mittel konstant und die Hüllkurven verlaufen parallel zur x-Achse. Der Parameter k6 kann als k6≠0 vorgegeben sein.

Die Parameter der Funktion y(x) können beispielsweise mit den Eigenschaften k3 bis k5 ganzzahlig und k1, k2 und k6 in dezimaler Abstufung aus den folgenden Wertebereichen gewählt werden:

- 6 < k1, k2, k6 < 6 (insbesondere in Schritten von 0,1);
- 6 < k3, k5 < 6 (ganzzahlig);
- 10< k4 < 10.

Die rechnerische Ersatzgröße x hängt zum Beispiel linear von der Zeit t ab.
Beispielsweise ist die rechnerische Ersatzgröße x für die Zeit t definiert als $x = x 1 + \frac{x 2 - x 1}{T_{i}} \cdot (t - t 0_{i}),$
mit

x1 = Anfangswert für x;
x2 = Endwert für x;
Ti = Impulslänge eines Hauptimpulses; und
t0i = Startzeit des Hauptimpulses.

Somit ergibt sich letztlich unabhängig von der Impulslänge des betroffenen Hauptimpulses ein linearer Verlauf für den Wert x zwischen dem Anfangswert x1 und dem Endwert x2.
Unter Signalereignissen werden beispielsweise eindeutig identifizierbare Signalformen verstanden, welche sich in der Regel über einen definierten Zeitraum erstrecken. Ferner können die Signalereignisse eine bestimmte Gesamtintensität aufweisen, wobei ein Signalereignis selbst einen zeitlich veränderlichen Intensitätsverlauf annehmen kann. Die Organisation der Signalereignisse in einem regelmäßigen Betonungsmuster macht deutlich, dass dieses Betonungsmuster wiederholt auftreten muss und sich insbesondere von beispielsweise einzelnen Signalpulsen unterscheidet.
Beispielsweise ist das Betonungsmuster durch ein zeitlich definiertes Auftreten der Signalereignisse gebildet. Dies ermöglicht beispielsweise das Ausbilden eines Rhythmus in dem Rhythmiksignal durch das Betonungsmuster.
Die Signalereignisse des Rhythmiksignals können beispielsweise alle den gleichen oder einen gleichartigen Signalverlauf aufweisen. Allerdings kann das Rhythmiksignal auch durch verschiedene beziehungsweise verschiedenartige Signalereignisse gebildet sein.
Unter gleichartig wird beispielsweise verstanden, dass zwischen zwei Signalereignissen keine vollständige Identität besteht, aber ein starker Zusammenhang, etwa durch ähnlichen Zeitverlauf, ähnliche spektrale Zusammensetzung, ähnliche Art der Erzeugung.
Beispielsweise tritt dabei wenigstens eine Gruppe von gleichartigen Signalereignissen aus der Folge von Signalereignissen periodisch auf. Somit kann sozusagen ein Rhythmus und/oder ein Takt des Rhythmiksignals gebildet werden.
Das Betonungsmuster definiert beispielsweise ein Taktmaß, etwa durch ausgewählte Signalereignissen aus der Folge von Signalereignissen. Zum Beispiel gibt das Taktmaß an, in welchen zeitlichen Abständen sich das Betonungsmuster grundsätzlich wiederholt. Das Taktmaß kann dabei konstant sein, so dass das Betonungsmuster in konstantem zeitlichen Abstand regelmäßig wiederholt wird. Damit lässt sich beispielsweise im Sinne des Entrainment eine auf innere Ruhe und Ausgeglichenheit zielende Behandlung erreichen. Allerdings kann in verschiedenen Ausgestaltungen auch das Tempo des Taktmaßes variiert werden, beispielsweise mit ansteigendem Tempo oder abfallendem Tempo. Dies ändert jedoch nichts an der grundsätzlichen Regelmäßigkeit des Betonungsmusters im Rhythmiksignal. Mit einem abfallenden Tempo des Taktmaßes können beispielsweise relaxierende Effekte erreicht werden, während bei ansteigendem Tempo leistungssteigernde Effekte erzielt werden können.
Um eine wirksame Beeinflussung der physiologisch übergeordneten Ebenen zu erreichen hat sich herausgestellt, dass zumindest eine ausreichende Anzahl von Wiederholungen des Betonungsmusters im Rhythmiksignal erforderlich ist. Beispielsweise wird das Betonungsmuster im Rhythmiksignal wenigstens 10 mal pro Minute wiederholt, insbesondere wenigstens 50 mal pro Minute. In praktischen Anwendungen haben sich aber auch deutlich höhere Wiederholungszahlen als sinnvoll herausgestellt.
Dies spiegelt sich beispielsweise auch wider in einer bevorzugten Länge der resultierenden Signalfolge, die beispielsweise zwischen 45 Sekunden und 25 Minuten liegt, oder sogar zwischen 90 Sekunden und 20 Minuten. Eine optimale Behandlungsdauer, also Länge der Signalfolge liegt bei etwa 8 bis 17 Minuten.
Die Signalereignisse weisen beispielsweise einen Frequenzbereich derart auf, dass bei einer Wiedergabe des Rhythmiksignals über einen elektroakustischen Umsetzer ein Hörschall und/oder ein Infraschall resultiert. Es hat sich nämlich gezeigt, dass der Körper zur Stimulation oder Beeinflussung der physiologisch übergeordneten Ebenen insbesondere auf einen solchen Frequenzbereich reagiert. Allerdings treten diese Effekte nicht durch den akustischen Reiz auf, sondern sind durch das pulsierende magnetische Feld gegeben, welches unter anderem aus dem Rhythmiksignal resultiert.
Beispielsweise sind die Signalereignisse gebildet durch wenigstens eines der Folgenden: Ein Atemgeräusch, ein Blutströmungsgeräusch, ein Geräusch eines Herzschlags, ein Geräusch eines Schlaginstruments, ein Geräusch eines Saiteninstruments, ein Geräusch eines Blasinstruments oder ganz allgemein ein durch beliebige Technik oder Naturereignisse erzeugtes Geräusch, z.B. Feuerwerk, Stimmungsgeräusche Wasserwellen, Meeresrauschen, Kamingeräusche. Wenn Signalereignisse durch gleichartige Geräusche, also etwa das Geräusch eines Herzschlags gebildet sind, stellt dies ebenfalls eine Gleichartigkeit dieser Signalereignisse dar.
In einer Weiterbildung ist die Signalfolge gebildet aus einer Überlagerung einer ersten Folge von Hauptimpulsen, wenigstens einer zweiten Folge von Hauptimpulsen und des Rhythmiksignals. Der Amplitudenverlauf der Hauptimpulse weist dabei jeweils die oben definierte Funktion y(x) auf. Dabei weist jeder Hauptimpuls eine Impulslänge auf. Die Impulslänge und die Impulswiederholungsrate der Hauptimpulse der zweiten Folge von Hauptimpulsen unterscheiden sich von der Impulslänge und der Impulswiederholungsrate der Hauptimpulse der ersten Folge von Hauptimpulsen. Ferner verändert sich die Impulslänge der Hauptimpulse der zweiten Folge von Hauptimpulsen im zeitlichen Verlauf monoton. Beispielsweise fällt die Impulslänge monoton ab oder steigt monoton an. Die Impulswiederholungsrate der Hauptimpulse der zweiten Folge von Hauptimpulsen verändert sich ebenfalls im zeitlichen Verlauf monoton, und zwar entgegengesetzt zur Veränderung der Impulslänge. Beispielsweise steigt die Impulswiederholungsrate monoton an oder fällt monoton ab. Wenn also die Impulslänge größer wird, verringert sich die Impulswiederholungsrate und umgekehrt.
Das verbesserte Konzept gewährleistet ferner beispielsweise, ein breites Band an elektromagnetisch aktivierbaren Molekularstrukturen ansprechend, eine breitere physiologische Wirkungsbreite, welche die positive Wirkung des Rhythmiksignals noch besser ermöglicht bzw. weiter verstärkt. Die somit verbesserten Stimulationsmöglichkeiten von Molekularstrukturen gewährleisten somit eine erweiterte physiologische Wirkbreite, insbesondere durch das Zusammenwirken auf höheren Ebenen auf Grund des Rhythmiksignals.
Das verbesserte Konzept ist damit ausgerichtet auf eine möglichst breitwirksame energetische Unterstützung der den normalen Lebensablauf bestimmenden komplex vernetzten molekularen Regulationsprozesse, welche die Stimulierung der körperlichen Regulationsmechanismen auf übergeordneter Ebene durch das Rhythmiksignal verstärken. Abweichend von den üblicherweise Symptom orientierten Behandlungsweisen verfolgt es dementsprechend ein ganzheitliches und somit präventives, gleichwie auf Regeneration, Erhalten und Wohlbefinden ausgerichtetes Therapiekonzept.
Das verbesserte Konzept basiert somit ferner auf der Idee, die Abfolge verschiedener elektro-magnetischer Stimulationssignale während der Behandlung laufend zu variieren, insbesondere durch Superposition bzw. Überlagerung von mindestens zwei gleichartigen Stimulationssignalen, insbesondere Folgen von Impulsen mit unterschiedlichen Parametern hinsichtlich Impulslänge und Impulswiederholrate. Dies geschieht insbesondere durch Variation von Impulslänge und Impulswiederholrate in wenigstens einer der zu überlagernden Folgen. Auch die Variation der durch mögliche Pausen unterbrochenen Abfolge solcher durch Superposition erzeugter Signalfolgen kann genutzt werden. Vorteilhaft gegenüber herkömmlichen Verfahren können im Laufe einer Behandlung auf diese Weise (intensitäts- bzw. reichweitenbedingt) unterschiedliche Gewebeteile mit zeitlich variierenden Signalmustern beaufschlagt werden. Je nach Art von Superposition und Signalabfolge könnten somit, insbesondere auch periodisch und/oder sich rhythmisch wiederholende physiologische und bio-rhythmische Vorgänge wie Atem- und Herzfrequenz, Schlafrhythmen, etc. beeinflusst oder unterstützt werden.
Dementsprechend bestehen sowohl die erste als auch die wenigstens eine zweite Folge jeweils aus einer bestimmten Anzahl von Hauptimpulsen, die jeweils der genannten Funktion y(x) folgen. Allerdings können dabei sich sowohl die Parameter k1 bis k6 der ersten Folge unterscheiden von entsprechenden Parametern der zweiten Folge, als auch zwischen verschiedenen Hauptimpulsen innerhalb einer Folge. Die unterschiedliche Impulslänge ergibt sich insbesondere durch den verwendeten Ansatz, wie sich die rechnerische Ersatzgröße x für die Zeit t ergibt.
Ein jeweiliger Hauptimpuls setzt sich dabei beispielsweise aus einer hinsichtlich ihrer Amplitude im Mittel gleichbleibenden beziehungsweise nach Art einer Potenzfunktion im Mittel an- oder absteigenden Amplitudenabfolge von in ihren Flankensteilheiten unterschiedlichen Unterimpulsen zusammen. Charakterisiert durch Verbindungslinien der Extrema, auch Hüllkurven, der einzelnen Unterimpulse können die Hauptimpulse abhängig von den gewählten Bedingungen selbst einen impulsförmigen Verlauf annehmen.
Wie bereits oben ausgeführt ergibt sich letztlich unabhängig von der Impulslänge des betroffenen Hauptimpulses ein linearer Verlauf für den Wert x zwischen einem Anfangswert x1 und einem Endwert x2. Anders ausgedrückt, durch eine sich verändernde Impulslänge wird der Verlauf von x zwischen x1 und x2 gestreckt oder gestaucht, wenn sich die Impulslänge verändert.
Dabei kann sich die Impulslänge Ti der Hauptimpulse der zweiten Folge von Hauptimpulsen im zeitlichen Verlauf beispielsweise linear, logarithmisch oder exponentiell verändern.
Der Impulsgenerator dient zur Ansteuerung der Felderzeugungsvorrichtung, wobei der Impulsgenerator die Felderzeugungsvorrichtung über geeignete Strom- oder Spannungsabläufe so ansteuert, dass sich das pulsierende magnetische Feld, welches aus der Signalfolge resultiert, derart zusammensetzt, dass dem pulsierenden magnetischen Feld, welches aus der Signalfolge resultiert, eine möglichst große spektrale Breite zukommt.
Bei einer Spannungsansteuerung ist darauf zu achten, dass die Induktivität der Spule dazu führt, dass das applizierte Spannungssignal zu keinem Magnetfeldsignal führt, welches dem mathematischen Kurvenverlauf des Spannungssignals entspricht, weil die Induktivität der Spule den Signalverlauf zu höheren Frequenzen hin mit geringeren Amplituden wiedergibt. Dem kann beispielsweise dadurch entgegengewirkt werden, dass die gewünschte zeitliche Funktion des Magnetfelds über eine Fourier-Transformation in den Frequenzbereich überführt, dort die hohen Frequenzen entsprechend angehoben werden, um dann das geeignete Zeitsignal für den Spannungsverlauf zu erhalten.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen spannungsgesteuerten Stromverstärker zu verwenden, der der Spule Stromsignale mit einem Verlauf appliziert, der dem gewünschten Magnetfeldsignal entspricht. Durch die Überlagerung der ersten und zweiten Folge zur Signalfolge ergeben sich aufgrund der unterschiedlichen Impulslängen und Impulswiederholungsraten auch unterschiedliche spektrale Eigenschaften der einzelnen Folgen, was schließlich zu einer Überlagerung der spektralen Eigenschaften in der vom Impulsgenerator abgegebenen Signalfolge führt. Weiterhin ergibt sich aus der monotonen Veränderung der Impulslänge auch eine sich verändernde spektrale Eigenschaft über die Zeit, sodass Wechselwirkungen verschiedener Frequenzkomponenten im pulsierenden magnetischen Feld und damit im beaufschlagten Gewebe erreicht werden können.
Wegen der sich ändernden Impulslängen und den daraus resultierenden Frequenzverschiebungen innerhalb der Hauptpulse folgen somit auch sich ändernde Frequenzabweichungen zwischen dem Signal der ersten Folge und dem Signal der zweiten Folge. Dies kann wiederum zu schwebungsähnlichen Zuständen führen, welche in einer weiteren Stimulation des beaufschlagten Gewebes resultieren.
Aufgrund der differenzierten Wirkungen auf das Tumorwachstum und die Genexpression, lassen sich die Wirkungen nicht mit einer verbesserten Mikrozirkulation erklären, sondern bestätigen und implizieren die einleitend aufgeführte Annahme, dass die elektromagnetisch induzierte biologische Wirkungen auf der Aktivierung ursächlich unterschiedlicher molekularen Mechanismen beruhen. Es wird angenommen, dass die unterschiedlichen Prozesse demzufolge unterschiedliche Energiemengen zu ihrer Aktivierung benötigen. Der Verteilung der Amplituden, der Ausgestaltung der Flankensteilheiten und der Überlagerung der Unterimpulse kommt daher eine entscheidende Bedeutung zu, da mit diesen Parametern die Intensitätsverteilung über der Zeit gekennzeichnet wird. Den zeitlichen Feldintensitätsverteilungen kommt als eine Art elektromagnetischer Wirkstoff daher eine ähnliche Bedeutung zu, wie der Struktur-Aktivitätsbeziehung von Arzneimittelwirkstoffen in der Pharmazie.
Statt durch chemische Formeln ließe er sich nach bekannten Regeln der Schulmathematik als additive Überlagerung von hinsichtlich Frequenz und Amplitude geeignet überlagerten Sinus- und Kosinus-Komponenten quantifizieren, z.B. als charakteristisches Amplituden-Frequenz-(Fourier-) Spektrum. Je breiter das Amplituden-Frequenzspektrum der applizierten Felder, umso breiter die Aktivierungsmöglichkeiten und damit letztlich umso effizienter und breit gestreuter wäre dann auch die zu erwartende biologische Wirkung.
Doch selbst wenn eine Vorrichtung mit einer breitbandigen Feldapplikation bereits viele der in anderweitigen Vorrichtungen genutzten Intensitäts-Zeitverläufe beinhalten sollte, darf nicht davon ausgegangen werden, dass damit auch deren Wirkungen abgedeckt sind. Zusätzlich - und damit ähnlich wie bei der Medikation mit multifunktionalen Wirkstoffen - sind auch hier synergistische (sich aus deren Zusammenwirken ergebenden) Effekte zu berücksichtigen. Insofern kann auch der - auch durch Pausen unterbrochenen - Abfolge verschiedener elektro-magnetischer Signalfolgen der beschriebenen Art eine Rolle zukommen.
In verschiedenen Ausgestaltungen folgen die Hauptimpulse der ersten Folge von Hauptimpulsen im zeitlichen Verlauf unmittelbar aufeinander, insbesondere ohne Pause. Ebenso folgen auch die Hauptimpulse der zweiten Folge von Hauptimpulsen im zeitlichen Verlauf unmittelbar aufeinander, insbesondere ohne Pause. Dies kann beispielsweise dazu führen, dass die Startzeitpunkte der einzelnen Hauptimpulse in der ersten und zweiten Folge sich mit jedem Hauptimpuls weiter voneinander entfernen und somit auch die spektralen Komponenten innerhalb der Hauptimpulse sich zu unterschiedlichen Zeitpunkten überlagern, um so ein möglichst breites Erregungsspektrum zu erreichen.
In alternativen Ausführungen können die Hauptimpulse der ersten und/oder zweiten Folge auch mit Pausen aufeinander folgen. Diese können eine konstante Länge aufweisen, oder aber eine veränderliche Länge, welche beispielsweise zur Veränderung der Impulslänge korrespondiert.
In verschiedenen Ausführungen kann die Impulslänge der Hauptimpulse der ersten Folge von Hauptimpulsen konstant bleiben, während sich die Impulslänge der Hauptimpulse der zweiten Folge verändert.
In verschiedenen Ausführungen ist es aber auch möglich, dass sich die Impulslänge der Hauptimpulse der ersten Folge von Hauptimpulsen im zeitlichen Verlauf monoton verändert, beispielsweise monoton ansteigt. Dabei verändert sich die Impulswiederholungsrate der Hauptimpulse der ersten Folge von Hauptimpulsen im zeitlichen Verlauf entgegengesetzt zur Veränderung der Impulslänge dieser Hauptimpulse, steigt also beispielsweise monoton an oder fällt monoton ab. Durch die Variation der Impulslänge und der Impulswiederholungsrate in der ersten Folge von Hauptimpulsen ergibt sich eine weitere Veränderung der spektralen Eigenschaften über die Zeit hinweg, sodass wiederum mit einer weiteren Verbreiterung des auf das Gewebe wirkenden Frequenzspektrums zu rechnen ist.
In verschiedenen Ausführungsformen ist der Impulsgenerator ausgebildet zur Abgabe der Signalfolge als erste Signalfolge und wenigstens einer weiteren Signalfolge in zeitlicher Abfolge, die sich von der ersten Signalfolge unterscheidet. Die erste und die wenigstens eine weitere Signalfolge sind dabei nach dem zuvor beschriebenen Prinzip aufgebaut, nämlich durch Überlagerung wenigstens einer Folge von Hauptimpulsen und des Rhythmiksignals. Beispielsweise unterscheiden sich die Signalfolgen bezüglich der Impulslänge der Hauptimpulse und/oder einem oder mehreren der Parameter k1 bis k6.
Beispielsweise ist der Impulsgenerator ausgebildet, die wenigstens eine weitere Signalfolge nach einer definierten Pausenzeit nach der Abgabe der ersten Signalfolge abzugeben.
Die vorliegende Vorrichtung führt zu einer schnelleren und breiteren Anregung von den an den Regulationsmechanismen beteiligten molekularen Interaktionen und Stoffwechselvorgängen. Bezogen auf die grundlegende Bedeutung dieser für den Lebensablauf entscheidenden Regulationsmechanismen lassen sich mit einer solchen Feldbeaufschlagung somit vorteilhaftere Wirkungen bei verschiedensten medizinischen Anwendungen erzielen. Beispielsweise bezogen auf die Verbesserung des Funktionszustands der Mikrozirkulation und der damit erhöhten O₂-Utilisation führt dies zu einer weiter erhöhten Produktion des die Prozesse der Transkription, der Translation, der Formation und Modulation des Aktivitätszustands von Proteinen energetisch unterstützenden Energieträgers ATP, und - in weiterer Konsequenz auch zu einer beschleunigten Einstellung der Proteomik, also einer effizienteren Bereitstellung der diese Regulationen modulierenden Proteine.
Insbesondere kann dies auch zu einer weiter verbesserten Unterstützung der überaus komplex über Signalstoff- und unterschiedlichste Formen von Adhäsionsmolekülen gekennzeichneten Abfolge von Immunabwehrreaktionen führen.
In Verbindung mit einer erhöhten Syntheseleistung führt eine erhöhte O2-Utilisation unter anderem auf der einen Seite zu einer verstärkten Bindegewebs- und Knorpelbildung und einer zusätzlichen Vaskularisation und verstärkt somit auch die von O2-Diffusion im Knorpel stark abhängige Bildung von Chondrozyten. Durch eine formerhaltende und regenerationsfördernde Wirkung dieser durch elektromagnetische Pulse geförderten Knochenbildung gelingt es so dem Organismus mit einem Minimum an Material und Energie die nötigen Strukturen und verletzungs- und erkrankungsbedingte Störungen im Knochenaufbau beschleunigt zu beheben.
Auf der anderen Seite kann die bioelektrische Wirkung der induzierten Spannungen, in Verbindung mit einer Aktivierung der die ATP Bildung unterstützenden Protonenpumpen und des Weiteren begünstigt durch die O₂-Utilisation, über einen erhöhten Ionenaustausch zu einer Mineralisation des Bindegewebes führen. Wegen des eng an den Knochenstoffwechsel gekoppelten Auf- und Abbauprozessen von Knorpel kann die Vorrichtung auch die für die Konsolidierung von Knochenfragmenten mitentscheidende Kalzium Ein- und Ausflusskinetik von Chondrozyten beeinflussen.
Die für intra- und interzellulären Signal- und Stoffvermittlung wichtigen Membranen der Membransysteme werden entweder direkt oder durch die im Kollagen gebildeten Potentiale beeinflusst oder auch über eine Änderung der Mikroumgebung der Zelle. Dieser Mechanismus basiert, möglicherweise ebenfalls wie oben in Verbindung mit einer elektromagnetischen Unterstützung der Protonentransportmechanismen, vermutlich auf einer elektrochemischen Übertragung, die die Zellaktivität durch Verschiebung der Ionenatmosphäre im extra- und damit auch im intrazellulären Raum modifiziert. Die kapazitive Aufladung der Zellmembran durch die elektrische Komponente der pulsierenden elektromagnetischen Felder stellt dabei einen entscheidenden Faktor dar. Verursacht durch die Struktur- und Ladungsverschiebung in der Membran, insbesondere im Bereich der Poren, besteht die Möglichkeit einer Permeabilitätsänderung mit einer daraus resultierenden Beeinflussung passiver Ionentransport- und Diffusionsvorgänge.
Durch die enge Kopplung zwischen Oberflächenreaktion und Transmembrantransport scheinen neben der Protonenpumpe auch weitere membrangebundene Proteine, wie beispielsweise die Na-K-Pumpe, wichtige Empfängerstrukturen für die induzierte Energie darzustellen. Dabei kann eine gesteigerte Na-K-Adenosintriphosphatase-Aktivität eine verstärkte Natriumzufuhr durch die zuständige Ionenpumpe bewirken. Dabei führt nur die Anregung mit einem optimalen, erfindungsgemäßen Amplitudenverlauf der Hauptimpulse über vermutlich eine Erhöhung der Oberflächenkonzentration der entsprechenden Ionen zur Anregung der aktiven Transportkomplexe.
In seiner positiven Auswirkung auf die komplex vernetzten, vielschichtigen Regulationsprozesse im Lebensablauf könnte die Liste der vorteilhaft unterstützten Einzelmechanismen auf diese Weise weiter ausgedehnt werden. Abgesehen von der vorgenannten allgemeinen positiven Auswirkung, auch auf den Leistungssport, kann die Vorrichtung somit ganz allgemein zur optimierten Unterstützung allgemeiner naturgegebener Schutz-, Heil- und Erhaltungsprozesse und des Wohlbefindens beitragen.
In Verbindung mit der Reduktion des Auftretens allgemeiner chronischer Störungen könnte diese Erfindung über ihre die Beeinflussung lebenswichtiger Prozesse des Substanz- und Energieumsatzes und damit auch der Reduktion daran gekoppelter Medikationen letztlich auch die Entwicklung allgemeiner Krankheitskosten weiter eingrenzen. Besonders vorteilhaft an der vorgeschlagenen Vorrichtung ist, dass sie auch bei einer lokalen Behandlung zu einer Anregung der Stoffwechselvorgänge im gesamten Körper des Patienten führen kann.
Gute Ergebnisse lassen sich auch erreichen, wenn während einer Behandlungsdauer die Parameter der Amplitudenfunktion y nicht konstant gehalten werden, sondern nach einem auf den Patienten abgestimmten Muster variiert werden. Dazu werden Gruppen von Parameter definiert, die dann in zu wählenden Zeitperioden nacheinander zur Anwendung gelangen.
Mit speziellen, vorausgehend beschriebenen Einstellungen, insbesondere der Rhythmiksignale, lassen die Behandlungen somit vielversprechende Erfolge in dem breiten Bereich der den molekularen Mechanismen übergeordneten Ebenen der physischen, physiologischen und auch psychologischen Befindlichkeiten erwarten.
Dementsprechend eingestellte, beispielsweise in Bekleidung eingearbeitete Vorrichtungen könnten über die Koordination des Rhythmiksignals mit beispielsweise dem Laufrhythmus, oder/und der Herz- oder/und Atemfrequenz positiv zur Leistungsbereitschaft und -fähigkeit beitragen. Dies gilt weiter sowohl für die Grundbedürfnisse nach Erholung, Schlaf und Ruhepausen als auch für speziell durch Belastung erzeugte Stress-, Depression-, Burnout- und Angstzustände.
Das verbesserte Konzept wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Hierbei sind gleichartige Elemente oder Elemente gleicher Funktionen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Daher wird auf eine wiederholte Erläuterung einzelner Elemente gegebenenfalls verzichtet.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Beeinflussung biologischer Abläufe,
2 einen prinzipiellen zeitlichen Verlauf eines Hauptimpulses,
3 einen prinzipiellen zeitlichen Verlauf einer Folge von Hauptimpulsen und eines Rhythmiksignals vor der Überlagerung sowie einer Signalfolge nach der Überlagerung,
4 einen prinzipiellen zeitlichen Verlauf von Hauptimpulsen aus einer ersten und einer zweiten Folge vor der Überlagerung,
5 einen prinzipiellen zeitlichen Verlauf einer ersten und einer zweiten Folge vor der Überlagerung sowie einer Signalfolge nach der Überlagerung,
6 einen prinzipiellen zeitlichen Verlauf einer Folge von überlagerten Hauptimpulsen gemäß 5 und eines Rhythmiksignals vor der Überlagerung sowie einer Signalfolge nach der Überlagerung, und
7 einen prinzipiellen zeitlichen Verlauf einer Abfolge von überlagerten Signalfolgen.

Im Einzelnen zeigt 1 eine Vorrichtung gemäß dem verbesserten Konzept, umfassend zumindest einen Impulsgenerator 1, der in einer Spule 2 ein pulsierendes magnetisches Feld erzeugt, das in dem lebenden Gewebe 3, insbesondere im Körper eines zu behandelnden Patienten, zur Wirkung kommt. Zur Einstellung, insbesondere Optimierung, der Impulsparameter des pulsierenden Magnetfeldes im Impulsgenerator 1 kann ein optionaler Sensor 4 bestimmte Körperparameter erfassen. Zu solchen Körperparametern zählen beispielsweise die Temperatur, der Blutdruck, die Pulsfrequenz, Hautwiderstand oder der Sauerstoffgehalt des Blutes. Der erfasste Parameter wird über eine Rückkopplungsleitung 5 einem Steuergerät 6 zugeführt, das den Parameter auswertet und den Impulsgenerator 1 entsprechend steuert. Für eine verbesserte Optimierung ist es möglich, mehrere Körperparameter zur Optimierung des pulsierenden Magnetfeldes gleichzeitig zu erfassen und auszuwerten. In Abhängigkeit von diesen Wirkungen kann das Steuergerät 6 jeweils die optimalen Werte für die Parameter k1 bis k6 auch automatisch festlegen.
Außerdem kann optional ein Sensor zur Erfassung der Frequenzabhängigkeit der auf den Körper übertragenen Wirkung der Felderzeugungsvorrichtung 2 vorgesehen sein. Aus den Unterschieden, insbesondere in der spektralen Zusammensetzung zwischen der von der Felderzeugung erzeugten Feldenergie und dem vom Sensor erfassten Spektrum, ermittelt das Steuergerät den auf den behandelten Körper übertragenen Anteil. In Abhängigkeit von dieser Wirkung legt das Steuergerät 6 die optimalen Werte für die Parameter k1 bis k6 selbst fest. Bei solchen Felderzeugungsvorrichtungen 2 können die Feldstärken zusätzlich innerhalb der Geometrie der Felderzeugungsvorrichtung 2 variiert werden.
Mit der Vorrichtung gemäß dem verbesserten Konzept wird ein pulsierendes Magnetfeld derart erzeugt, dass eine Signalfolge vom Impulsgenerator 1 an die Felderzeugungsvorrichtung abgegeben wird, welche aus einer Überlagerung wenigstens einer Folge von Hauptimpulsen und eines Rhythmiksignals gebildet ist.
2 zeigt einen prinzipiellen zeitlichen Verlauf der Intensität I eines solchen Hauptimpulses 10, der mit Unterimpulsen 11 moduliert ist. Der Hauptimpuls 10 folgt dabei der bereits beschriebenen Funktion y(x) $y (x) = k 1 + k 2 \cdot e^{sin (x^{k 3}) + sin ({(x \cdot k 4)}^{k 5}) + x \cdot k 6} .$
mit den bereits beschriebenen Parametern k1 bis k6. Der Hauptimpuls 10 beginnt zum Zeitpunkt t0i und endet zum Zeitpunkt t0i+T, wobei T einen Wert für die Impulslänge darstellt. Da sich die Funktion y(x) auf die rechnerische Ersatzgröße x für die Zeit t abstützt, ergibt sich damit ein Verlauf der Funktion zwischen x1 und x2. Die Wahl der Werte von x1 und x2 ist prinzipiell beliebig, liegt aber beispielsweise im Bereich von -10 bis 0 für x1 und 0 bis 10 für x2, also beispielsweise x1 = -5 und x2 = +5. Der Kurvenverlauf der Intensität I des Hauptimpulses 10 in 2 zeigt, dass die Dichte und damit auch Steilheit der im Hauptimpuls 10 aufeinanderfolgenden Unterimpulse 11 und somit auch die „Welligkeit“ (Pulsationen der ihre Extrema verbindenden Hüllkurve 12), abhängig von den jeweiligen x-Werten beziehungsweise t-Werten beständig steigt.
3 zeigt im oberen Graphen eine Folge 13a von Hauptimpulsen 10a, beispielsweise jeweils entsprechend einem in 2 dargestellten Hauptimpuls. Die Hauptimpulse 10a weisen jeweils eine Impulslänge Ta auf, die in diesem Ausführungsbeispiel konstant gehalten ist. Allerdings kann in Abwandlungen die Impulslänge Ta der einzelnen Hauptimpulse auch veränderlich sein, also beispielsweise mit der Zeit ansteigen oder mit der Zeit abfallen.
Im mittleren Graphen der 3 ist ein Beispiel eines Rhythmiksignals 15 dargestellt, welches hier beispielsweise dem Geräusch eines Herzschlags entspricht. Die Signalereignisse des Rhythmiksignals 15 sind hierbei durch die jeweiligen Einzelschläge von fünf aufeinander folgenden Doppelherzschlägen gebildet, welche sich in dem regelmäßigen Betonungsmuster wiederholen. Das Betonungsmuster ist dabei insbesondere gebildet durch die jeweiligen Doppelschläge und durch die sich wiederholenden Doppelschläge. Im unteren Graphen der 3 ist die Überlagerung der Folge 13a mit dem Rhythmiksignal 15 dargestellt.
Zu beachten ist, dass in allen drei Graphen der 3 der zeitliche Maßstab identisch gewählt ist. Ferner zeigen die Graphen jeweils nur einen zeitlichen Ausschnitt der entsprechenden Signale, da bei vollständiger Darstellung des Signals, welches sich beispielsweise aus einer Vielzahl von Hauptimpulsen und einer Vielzahl von Doppelschlägen des Herzschlags zusammensetzen eine verständliche Darstellung nicht mehr gewährleistet wäre. Der dargestellte Ausschnitt entspricht etwa 5 Sekunden, während das vollständige Signal eine Länge von etwa 45 Sekunden bis zu 25 Minuten oder länger aufweisen kann.
Eine Identität der einzelnen Herzschläge ist in dem dargestellten Beispiel nicht gegeben, wohl aber eine Gleichartigkeit der entsprechenden Signalereignisse, die zusammen das Betonungsmuster des Rhythmiksignals ergeben. Die einzelnen Doppelschläge definieren auch ein Taktmaß, sozusagen die Schläge pro Minute, die dem Rhythmiksignal zugrunde liegen. Während in der dargestellten Variante das Taktmaß im Wesentlichen konstant ist, kann dieses in alternativen Ausgestaltungen auch in seinem Tempo erhöht oder im zeitlichen Verlauf verringert werden. Mit den verschiedenen Varianten lassen sich somit unterschiedliche Zielsetzungen im Entrainment erreichen, etwa eine auf innere Ruhe und Ausgeglichenheit zielende Behandlung mit im Wesentlichen konstantem Taktmaß, relaxierende Effekte mit abnehmenden Tempo des Taktmaßes oder anregende Effekte bei Steigerung des Tempos des Taktmaßes über die Zeit.
Bei einer Wiedergabe des Rhythmiksignals allein über einen elektroakustischen Umsetzer, beispielsweise einen Lautsprecher, würde dies aufgrund des gewählten Frequenzbereiches der Signalereignisse ein Hörschall resultieren. Allerdings wird in der vorliegenden Anwendung keine akustische Wiedergabe vorgenommen, sondern das Signal zusammen mit der Folge von Hauptimpulsen zur Erregung eines elektromagnetischen Felds verwendet.
Nichtsdestotrotz können andere Signalereignisse für das Rhythmiksignal gewählt werden, die ebenfalls einen Hörschall und/oder auch einen Infraschall erzeugen würden, wenn sie über einen elektroakustischen Umsetzer abgespielt würden. Beispiele für alternative Signalereignisse sind zum Beispiel neben dem Geräusch eines Herzschlags auch ein Atemgeräusch, ein Blutströmungsgeräusch oder Geräusche, die von Musikinstrumenten erzeugt werden. Als Beispiele seien hier das Geräusch eines Schlaginstruments, eines Saiteninstruments, eines Blasinstruments genannt, ohne Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben. Insbesondere lassen sich für das Rhythmiksignal auch Signalereignisse verschiedener Natur bzw. Herkunft miteinander kombinieren, um das regelmäßige Betonungsmuster zu bilden.
4 zeigt einen prinzipiellen zeitlichen Verlauf einer Weiterentwicklung des verbesserten Konzepts, bei der eine erste und eine zweite Folge von Hauptimpulsen 10a, 10b mit unterschiedlichen Impulslängen Ta und Tb überlagert werden, sozusagen als Grundlage für eine weitere Überlagerung mit dem Rhythmiksignal. Insbesondere ist die Impulslänge Tb in dieser Darstellung kürzer als die Impulslänge Ta. Nichtdestotrotz beginnen beide Hauptimpulse beim Wert x1 und enden beim Wert x2, durch entsprechende lineare Abbildung der Zeit t auf die rechnerische Ersatzgröße x.
In der Darstellung der 4 sind die Parameter k1 bis k6 für den Hauptimpuls 10a und den Hauptimpuls 10b gleich gewählt. Dadurch ergibt sich im vorliegenden Beispiel eine zeitliche Stauchung des Hauptimpulses 10b im Vergleich zum Hauptimpuls 10a, was auch in einem geänderten Frequenzverhalten, insbesondere in gestiegenen spektralen Anteilen resultiert.
Die Darstellung in der 4 entspricht beispielsweise dem jeweils ersten Hauptimpuls der ersten Folge von Hauptimpulsen 10a und zweiten Folge von Hauptimpulsen 10b. Dadurch fallen beispielsweise die Anfangszeitpunkte der beiden Hauptimpulse 10a, 10b aufeinander.
In 5 ist im oberen Graphen eine erste Folge 13a von Hauptimpulsen 10a dargestellt, die jeweils eine Impulslänge Tai mit i = 1 ... n aufweisen. In ähnlicher Form ist im mittleren Graphen eine zweite Folge 13b von Hauptimpulsen 10b dargestellt, welche Impulslängen Tbi mit i = 1 ... m aufweisen.
In dem dargestellten Beispiel sind die Impulslängen Tai der ersten Folge 13a konstant, während die Impulslängen Tbi der zweiten Folge 13b von Hauptimpulsen 10b linear abnehmen. Neben einer linearen Veränderung könnte jedoch auch ein logarithmischer oder exponentieller Verlauf gewählt werden. Ebenso ist es möglich, dass sich auch die Impulslänge Tai entsprechend verändert und insbesondere nicht kontant ist, wobei gemäß dem verbesserten Konzept die Impulslängen entsprechender Hauptimpulse in der ersten und zweiten Folge 13a, 13b dennoch unterschiedlich sind.
Der untere Graph der 5 zeigt eine Folge 13c, welche aus einer Überlagerung der ersten und zweiten Folge 13a, 13b resultiert. Diese Folge 13c ist beispielsweise die Basis für eine Überlagerung mit dem Rhythmiksignal 15, wie bereits im Zusammenhang mit 3 beschrieben und weiter unten bei 6 weiter erläutert.
Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit ist für die Anzahl der Hauptimpulse der ersten und zweiten Folge 13a, 13b beispielsweise eine Zahl von 15 beziehungsweise 16 Hauptimpulsen gewählt, wobei diese Zahl in praktischen Anwendungen deutlich höher sein kann, um entsprechende Behandlungsdauern realisieren zu können. Allerdings schließt dies nicht die Allgemeinheit der Erläuterungen aus, sondern dient lediglich dazu, um das Prinzip der sich stetig ändernden zeitlichen Verschiebung und Verkürzung der Hauptimpulse 10b der zweiten Folge 13b im Vergleich zur ersten Folge 13a sichtbar zu machen. In der Folge 13c kann man dabei deutlich erkennen, dass sich durch die Überlagerung zeitabhängig verschiedene spektrale Intensitäten ergeben, auch wenn hier eine Zeitdarstellung gewählt ist.
Wenn sich die einzelnen Hauptimpulse innerhalb der ersten oder zweiten Folge unmittelbar aneinander anschließen, ergibt sich die Impulswiederholrate implizit aus der jeweiligen Impulslänge, wobei sich dadurch die Impulswiederholrate indirekt proportional zur Impulslänge verändert. Beispielsweise gilt: $Impulswiederholrate = 1 / Impulsl \ddot{a} nge$
6 zeigt in Anlehnung an 3 im oberen Graphen einen Ausschnitt der Folge 13c, wie sie in etwa im unteren Graphen der 5 resultierte. Im mittleren Graphen der 6 ist wiederum ein Ausschnitt des Rhythmiksignals 15 mit fünf Doppelherzschlägen dargestellt. Der untere Graph der 6 zeigt die Überlagerung der Folge 13c mit dem Rhythmiksignal 15 als resultierende Signalfolge 13.
Das Rhythmiksignal 15 in der beispielhaft gewählten Form dient wiederum lediglich zur Visualisierung des verbesserten Konzepts. Für mögliche Alternativen bei der Auswahl des Rhythmiksignals 15 sei auf die entsprechenden Ausführungen bei der 3 verwiesen.
Durch die verbesserte Wirkung des Magnetfeldsignals basierend auf der Überlagerung von Hauptimpulsen variierender Impulslänge und Impulswiederholungsrate wird im Körper eine weiter verbesserte Aktivierung der molekularen Effekte erreicht, welche als Grundlage für eine erfolgreiche Einflussnahme auf eine physiologisch übergeordnete Ebene, zum Beispiel körperliche Regulationsmechanismen dient. Somit werden sowohl die verbesserten Effekte auf molekularer Ebene als auch eine Verbesserung der Beeinflussung der körperlichen Regulationsmechanismen erreicht.
7 zeigt den prinzipiellen zeitlichen Verlauf einer Abfolge von überlagerten Signalfolgen entsprechend der in Zusammenhang mit den 4 und 5 beschriebenen Art. Diese kann auch ein Rhythmiksignal 15 enthalten. Beispielsweise ist der Impulsgenerator 1 eingerichtet, mehrere Signalfolgen 131, 132, 133, 134 und so weiter nacheinander abzugeben, wobei diese sich beispielsweise in der Impulslänge der Hauptimpulse der ersten Folge oder der zweiten Folge von Hauptimpulsen unterscheiden können. Auch die Variation der Parameter k1 bis k6 zwischen den einzelnen Signalfolgen 131, 132, 133, 134 und so weiter ist möglich und erlaubt eine individuelle Gestaltung des zu erzeugenden Magnetfelds im Hinblick auf eine optimale Wirkung auf das beaufschlage biologische Gewebe. Zwischen den Signalfolgen können einzelne definierte Pausenzeiten 14 eingefügt werden, die zwischen den verschiedenen Folgen konstant oder auch variabel gestaltet sein können. Die Pausenzeit kann grundsätzlich auch zu Null gewählt werden. Bei Überlagerung mit dem Rhythmiksignal 15 kann letzteres durchgängig überlagert werden oder alternativ in den Pausenzeiten 14 ausgesetzt bzw. unterbrochen werden.
Die in der vorliegenden Offenbarung vorgestellte Superposition eines Rhythmiksignals auf Folgen von Hauptimpulsen ist auch auf beliebige andere Formen von elektromagnetisch gepulsten Beaufschlagungen anwendbar, insbesondere auch mit solchen Hauptimpulsen, die nicht unmittelbar unter die oben genannte Formel y(x) fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2050481 B1 [0001, 0011, 0014]
EP 0594655 B1 [0003]
EP 0729318 B1 [0003]
EP 0995463 B1 [0003, 0004, 0007, 0009, 0010]

Claims

Vorrichtung zur Beeinflussung biologischer Abläufe in einem lebenden Gewebe, insbesondere einem menschlichen Körper, zur Beaufschlagung zumindest eines Teils des Gewebes mit einem pulsierenden magnetischem Feld, mit einer Felderzeugungsvorrichtung (2) zur Erzeugung des pulsierenden magnetischen Feldes und einem Impulsgenerator (1) zur Ansteuerung der Felderzeugungsvorrichtung (2) mit einer Signalfolge (13), wobei der Impulsgenerator (1) zur Abgabe der Signalfolge (13) ausgebildet ist, welche gebildet ist aus einer Überlagerung wenigstens einer Folge (13a) von Hauptimpulsen (10a), deren Impulswiederholungsrate zwischen 0,1 und 1000 Hz liegt, insbesondere zwischen 3 und 300 Hz liegt, und eines Rhythmiksignals (15), wobei - das Rhythmiksignal eine Folge von Signalereignissen aufweist, die in wenigstens einem regelmäßigen Betonungsmuster organisiert sind; und - der Amplitudenverlauf eines Hauptimpulses die folgende Funktion y(x) aufweist: $y (x) = k 1 + k 2 \cdot e^{sin (x^{k 3}) + sin ({(x \cdot k 4)}^{k 5}) + x \cdot k 6};$
- darin bedeuten: - x = rechnerische Ersatzgröße für die Zeit t während eines Hauptimpulses; - k1 = Offsetwert; - k2 = Amplitudenfaktor, k2≠0; - k3 = Exponent von x, k3≠0; - k4 = Multiplikationsfaktor von x, k4≠0; - k5 = Exponent von (x*k4), k5≠0; - k6 = Multiplikationsfaktor von x; - wobei k1 - k6 Parameter sind, die in gewissen Grenzen frei wählbar sind, um dem Amplitudenverlauf unterschiedliche Formen zu geben, wobei jeder Hauptimpuls durch entsprechende Wahl der Parameter mit Unterimpulsen (11) moduliert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Betonungsmuster durch ein zeitlich definiertes Auftreten der Signalereignisse gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens eine Gruppe von gleichartigen Signalereignissen aus der Folge von Signalereignissen periodisch auftritt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Betonungsmuster ein Taktmaß definiert, insbesondere durch ausgewählte Signalereignisse aus der Folge von Signalereignissen.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein Tempo des Taktmaßes variiert, insbesondere ansteigt oder abfällt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich das Betonungsmuster im Rhythmiksignal (15) wenigstens 10 mal pro Minute wiederholt, insbesondere wenigstens 50 mal pro Minute .
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalfolge eine Länge zwischen 45 s und 20 min aufweist, insbesondere zwischen 90 s und 25 min.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalereignisse einen Frequenzbereich aufweisen derart, dass bei einer Wiedergabe des Rhythmiksignals über einen elektroakustischen Umsetzer ein Hörschall und/oder ein Infraschall resultiert.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalereignisse gebildet sind durch wenigstens eines der folgenden: - ein Atemgeräusch; - ein Blutströmungsgeräusch; - ein Geräusch eines Herzschlags; - ein Geräusch eines Schlaginstruments; - ein Geräusch eines Saiteninstruments; - ein Geräusch eines Blasinstruments.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die rechnerische Ersatzgröße x linear von der Zeit t abhängt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Hauptimpuls (10a, 10b) eine Impulslänge aufweist, und die rechnerische Ersatzgröße x für die Zeit t definiert ist als $x = x 1 + \frac{x 2 - x 1}{T_{i}} \cdot (t - t 0_{i}),$
mit x1 = Anfangswert für x; x2 = Endwert für x; Ti = Impulslänge eines Hauptimpulses; und t0i = Startzeit des Hauptimpulses.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Signalfolge (13) gebildet ist aus einer Überlagerung einer ersten Folge (13a) von Hauptimpulsen (10a), wenigstens einer zweiten Folge (13b) von Hauptimpulsen (10b) und des Rhythmiksignals; - der Amplitudenverlauf der Hauptimpulse die Funktion y(x) aufweist; - jeder Hauptimpuls (10a, 10b) eine Impulslänge aufweist; - die Impulslänge und die Impulswiederholungsrate der Hauptimpulse (10b) der zweiten Folge (13b) von Hauptimpulsen (10b) sich unterscheiden von der Impulslänge und der Impulswiederholungsrate der Hauptimpulse (10a) der ersten Folge (13a) von Hauptimpulsen (10a); - die Impulslänge der Hauptimpulse (10b) der zweiten Folge (13b) von Hauptimpulsen (10b) sich im zeitlichen Verlauf monoton verändert, insbesondere monoton abfällt oder monoton ansteigt; und - die Impulswiederholungsrate der Hauptimpulse (10b) der zweiten Folge (13b) von Hauptimpulsen (10b) sich im zeitlichen Verlauf entgegengesetzt zur Veränderung der Impulslänge monoton verändert, insbesondere monoton ansteigt oder monoton abfällt.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei - die Hauptimpulse (10a) der ersten Folge (13a) von Hauptimpulsen (10a) im zeitlichen Verlauf unmittelbar aufeinanderfolgen, insbesondere ohne Pause; und - die Hauptimpulse (10b) der zweiten Folge (13b) von Hauptimpulsen (10b) im zeitlichen Verlauf unmittelbar aufeinanderfolgen, insbesondere ohne Pause.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei - die Impulslänge der Hauptimpulse (10a) der ersten Folge von Hauptimpulsen (10a) sich im zeitlichen Verlauf monoton verändert, insbesondere monoton abfällt oder monoton ansteigt; und - die Impulswiederholungsrate der Hauptimpulse (10a) der ersten Folge von Hauptimpulsen (10a) sich im zeitlichen Verlauf entgegengesetzt zur Veränderung der Impulslänge dieser Hauptimpulse (10a) monoton verändert, insbesondere monoton ansteigt oder monoton abfällt.