DE2015641C - Gerät zur akustischen Behandlung des menschlichen rhythmischen Systems - Google Patents

Description

Bei der Behandlung menschlicher Erregungszustände allgemeiner Art, wie innere Unruhe, Schlaflosigkeit u. dgl, ist es bekannt, sich monotoner Reizfolgen zu bedienen, die auf das sensorische menschliche System einwirken. Es ist bekannt, daß diese Mittel in der Regel dann eine dämpfende Wirkung auf das menschliche Erregungsgeschehen ausüben, wenn sie in rhythmisch gleichmäßigen Folgen dargeboten werden. In einfachsten Fällen ließe sich solch ein beruhigender Effekt beispielsweise durch Metronomschläge bewirken. Die für eine Beruhigung notwendige Impulsrate wird in diesen Fällen jeweils mehr oder weniger intuitiv den Bedürfnissen des Patienten gemäß eingestellt. Alle solchen Behandlungsmethoden gehen von der Tatsache aus, daß die monotone Darbietung von Reizfolgen — wie oben erwähnt — eine Beruhigung des nervösen Geschehens zur Folge haben kann. In der Regel werden Geräte entsprechender Art zur Beseitungung von Schlafstörungen verwendet
Geräte zur Beseitung von Schlafstörungen sind beispielsweise aus der britischen Patentschrift 1 165 541 bekannt Bei ihnen wird mittels eines Lautsprechers ein vom Patienten gehörtes Gemisch aus Tönen und

- Geräuschen mit rhythmisch schwankender Lautstärke

ίο erzeugt, und zwar insbsondere ein Geräusch, das die Meeresbrandung simuliert Zur Beseitigung von Schlafstörungen dient auch das Gerät nach der deutschen Auslegeschrift J 183 607, bei dem optisch oder akustisch dem Gehirn des Patienten Reizimpulse zugeführt werden. Ferner ist in dem Aufsatz, betitelt »Ein Elektroschlaf-Gerät«, veröffentlicht in »Funkschau« 1969, Heft 15, S. 511 und 512, ein Gerät beschrieben, mittels dessen dem Patienten gleichfalls periodische Reizsignale zugeführt werden, und zwar

ao unter anderem auf akustischem Wege. Alle diese Geräte stellen gewissermaßen einen Ersatz für Schlaftabletten dar, mit dem Vorteil, daß die unter Umständen schädlichen Wirkungen derartiger Tabletten vermieden werden.

as Zu erwähnen ist endlich die aus der deutschen Patentschrift 858 880 bekannte Vorrichtung zur Erzeugung periodischer Stromstöße für Nervenreizgeräte. Diese Vorrichtung, die vermutlich zur Verwendung in Verbindung mit der bekannten Elektroschock-Behandlung verwendet werden soll, arbeitet nicht akustisch, wirkt vielmehr direkt, also ohne Zwischenschaltung der Sinnesorgane des Patienten auf dessen Nervensystem ein.

Es wurde nun gefunden, daß die Wirksamkeit der akustischen Behandlung des menschlichen rhythmischen Systems sich in ihrer Wirkung und Anwendbarkeit noch wesentlich verstärken und erweitern läßt, wenn man die Tatsache berücksichtigt, daß eine Interdependenz zwischen den Herzschlägen und der Atmung besteht, die ihren Niederschlag im psychischen Erregungsgeschehen findet. So entfallen beim Menschen auf eine volle Atemperiode (Einatmen plus Ausatmen) eine bestimmte Anzahl von Herzschlägen. Der Herzrhythmus und der Atemrhytmus stehen also in einem bestimmten ganzzahligen Verhältnis, etwa acht Herzschläge auf eine volle Atemperiode. Dies kann situationsbedingt variieren, z. B. bei körperlichen Anstrengungen, Krankheit, Ruhe u. ä. Es wurde gefunden, daß manche ganz verschiedenartige krankhafte Zustände darauf beruhen, daß das genannte ganzzahlige Verhältnis zwischen den beiden Rhythmen verändert ist. Dabei handelt es sich nicht etwa nur um den Sonderfall von Schlafstörungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zu schaffen- mittels dessen die vorstehend erläuterte Erkenntnis praktisch nutzbar gemacht, also das menschliche rhythmische System beeinflußt werden kann. Ausgangspunkt der Erfindung ist somit ein Gerät zur akustischen Behandlung des menschlichen rhythmischen Systems mit einem Tonimpulsgeber, dessen Periode auf einen gewünschten Herzrhythmus der zu behandelnden Person einstellbar ist, wobei zwischen je zwei Impulsen eine tonlose Pause liegt. Zur Lösung der genannten Aufgabe ist mit dem Tonimpulsgeber ein akustischer Signalgeber synchronisiert gekoppelt, der ein periodisches Signal erzeugt, dessen Periode ein ganzes Vielfaches der Periode des Tonimpulsgebers ist.

Das Gerät nach der Erfindung soll also nicht nur in der beschriebenen bekannten Weise nur den Herzrhythmus oder nur den Atemrhythmus beeinflussen, vielmehr ein bestimmtes Verhältnis zwischen beiden Rhythmen herstellen, wie es einem Zustand entspricht, der der Gesundung des Patienten förderlich ist. Im Gegensatz zu den obenerwähnten bekannten Geräten τητ Beseitigung von Schlafstörungen ist man, wie gefunden wurde, mit dem Gerät nach der Erfindung in der Lage, sehr verschiedene krankhafte Zustände vollständig oder wenigstens für eine längere Zeitdauer zu beheben, während die bekannten Elektroschlafgeräte nur den Zweck haben, die von einer Schlafstörung befallene Person, zum Einschlafen zu bringen, so daß sie in jedem solchen Falle erneut und unter Umständen sogar täglich angewendet werden müssen.

Soll im einfachsten Fall das Gerät nur für die weit überwiegende Zahl von Patienten brauchbar sein, bei dencn auf eine volle Atemperiode acht Pulsschläge entfallen, dann wird die Synchronisierung so eingestellt, daß sich der vom Signalgeber erzeugte Impuls immer nur nach acht Impulsen des Tonimpulsgebers wiederholt. Der bevorzugten Ausführung der Erfindung entspricht es jedoch, das Gerät so zu gestalten, daß das ganzzahlige Verhältnis der Perioden der beiden Geber einstellbar ist.

Hinsichtlich des Verlaufs des Impulses oder Signals, das vom Signalgeber erzeugt wird, bestehen eine außerordentliche große Anzahl von Möglichkeiten. Insoweit wäre es grundsätzlich nicht undenkbar, den Signalgeber ebenso arbeiten zu lassen wie den Tonimpulsgeber, also stets nach Ablauf der Herzschlage, die innerhalb einer Vollperiode des Atemrhythmus liegen sollen, einen relativ kurzen Ton erschallen zu lassen, der sich von den Tönen des Tonimpulsgebers etwa in der Tonhöhe oder Lautstärke deutlich unterscheidet. In der Regel wird man sich von einem derartigen Impulsverlauf jedoch keine sonderlich starke Wirkung versprechen können. Im Gegensatz hierzu hat sich ein Verlauf des vom Signalgeber erzeugten Impulses als in hohem Maße wirksam erwiesen, bei dem dieser Geber einen in der Lautstärke rhythmisch an- und abschwellenden Dauerton erzeugt, weil dies dem Vorgang des Einatmens und Ausatmens entspricht. Dabei spielt es eine geringe Rolle, ob die Lautstärke ungefähr sinusförmig verläuft oder aus zwei aufeinanderfolgenden auf- und absteigenden geraden Abschnitten besteht oder noch anders gestaltet ist.

Während der den Herzrhythmas beeinflussende Tonimpulsgeber in bekannter Weise und entsprechend dem Herzschlag verhältnismäßig kurze Impulse erzeugt, zwischen denen, wie gleichfalls bekannt, stets eine Pause liegt, braucht der vom zweiten Signalgeber erzeugte Ton am Ende jeder Vollperiode in der Lautstärke nicht ganz auf null abzusinken. Es kann sogar zweckmäßig.sein, die Lautstärke dieses Tons an seinem tiefsten Wert noch so hoch zu halten, daß der Patient ihn schwach vernimmt.

Die bevorzugte Ausführungsform eines Geräts nach der Erfindung nimmt auch auf die Tatsache Rücksicht, daß vielfach gesunde Menschen unter Normalbedingungen für das Einatmen weniger Zeit benötigen als für das Ausatmen, oder umgekehrt. Wie es sich hierin beim jeweiligen Patienten verhält, kann ein Arzt ermitteln. Damit ein erfindungsgemäß gestaltetes Gerät auch auf diese Tatsache Rücksicht nimmt, ist in der bevorzugten Ausführungsform das Verhältnis der Dauer des anschwellenden Astes .zur Dauer des abschwellenden Astes des Dauertons einstellbar. Damit ist es möglich, den Verlauf des vom Signalgeber erzeugten Tones dem Verlauf der Atmung anzupassen, auf die sich der Patient zwecks Gesundung einstellen soll.

Ein erfindungsgemäßes Gerät ist noch weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung fähig, beispielsweise dadurch, daß die Pause zwischen zwei Impulsen des auf den Herzrhythmus einwirkenden Tonimpulsgebers einstellbar ist, und/oder daß auch die Amplitude des Impulses oder Tons des Tonimpulsgebers und/oder des Signalgebers einstellbar ist.

. Was schließlich die Tonhöhe (also die akustische Frequenz) der Impulse bzw. Signale betrifft, so sollte sie während einer ganzen Behandlung unverändert bleiben, wobei man von einer Tonhöhe bei dem den Herzrhythmus beeinflussenden Tonimpulsgeber vielao fach kaum wird sprechen können, weil dafür im einfachsten Fall ein Schlag genügt, wie ihn ein Metronom erzeugt. Andererseits kann es durchaus angebracht sein, die Tonhöhe (vor allem diejenige des auf den Alemrhythmus einwirkenden Signalgebers) ein- »5 stellbar zu machen, weil der eine Patient einen verhältmsmäßig tiefen Ton und ein anderer einen verhältnismäßig hohen Ton als angenehm empfindet, was leicht durch Versuch ermittelt werden kann. Deswegen kann es zweckmäßig sein, in weiterer Ausbildung der Erfindung auch die Tonhöhe bei beiden Gebcrn einstellbar zu machen.

Ein Gerät nach der Erfindung ist in erster Linie für den klinischen Gebrauch bestimmt, weil man es dem Patienten nicht überlassen kann, die verschiedenen Einstellungen nach seinem Ermessen vorzunehmen. Sind die einzelenen F instellungen jedoch einmal ärzt-Hch festgestellt, so kann das Gerät dem Patienten zum Eigengebrauch zur Verfugung gestellt werden. Tn diesem Falle empfiehlt es sich, dem Gerät ein Zeitwerk vorzuschalten, das den Betrieb nach einer einstellbaren Betriebsdauer abschaltet. Dies gilt vor allern für die Fälle, wo das Gerät dazu dient, den Patienten einzuschläfern.

Die Zeichnung dient zur weiteren Erläuterung der « Erfindung. Fs zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäß aufgebauten Geräts,

F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung mit einer Abwandlung,

F i g. 3 eine graphische Darstellung, in der als Ausführungsbcispiel für einen einfachen Fall die Lautstärke der Impulse und Signale über der Zeit aufgctragen ist, und

F i g. 4 eine der F: g. 3 entsprechende graphische Darstellung mit verschiedenen Modifikationen im Verlauf der Impulse und Signale zur Veranschaulichung weiterer Ausführungsbeispiele.

Das Gerät nach Fig. 1 besteht aus einem Impulsgeber 1, dem ein Signalgeber 2 nachgeschaltet ist. Dem Impulsgeber 1, der mit dem Signalgeber 2 durch eine synchronisierende Wirkverbindung 3 verbunden ist, ist eine Stromquelle 4 und ein Zeitschaltwerk 5 vorgeschaltet.

Der Tonimpulsgeber 1 erzeugt rhythmische Tonimpulse, die in der Ausführung nach F i g. 1 durch einen Lautsprecher 6 hörbar gemacht werden. Der Signalgeber 2 erzeugt rhythmische akustische Signale, die durch einen Lautsprecher 7 hörbar gemacht wer-

den. Die maximalen Amplituden der Impulse und Si- periodisches Signal Z erzeugt, dessen Periode sechs

gnalc können an beiden Gebern durch Drehknöpfe 8 Sekunden beträgt. Die Synchronisierung durch die

und 9 eingestellt werden. Ebenso einstellbar sind die Wirkverbindung 3 sorgt dafür, daß das ganzzahlige

Tonhöhen, also die akustischen Frequenzen der Verhältnis 6: 1 zwischen den Perioden der Signale Z

Töne, mit denen die Impulse und Signale gesendet 5 und der Impulse; Ii so lange fest eingehalten bleibt,

werden. Zur Einstellung der Tonhöhen dienen Dreh- wie das Gerät in Betrieb ist.

knöpfe 10 und 11. fig· 4 zeigt einige der vielfach möglichen Ab-

Der vom Tonimpulsgeber 1 erzeugte, rhythmisch Wandlungen des in F i g. 3 veranschaulichten Bci-

auftrctende Impuls muß auf den Puls einstellbar sein, spiels.

der dem Patienten gewissermaßen aufgezwungen wer- io Während in Fig. 3 angenommen war, daß die Im-

den soll. Dazu dient ein Drehknopf 12, mittels dessen pulse Ii schlagartig einsetzen und dann sofort abklin-

die Periode der vom Geber 1 erzeugten akustischen gen, ist in F i g. 4 der Fall gezeigt, daß der den Im-

Impulse eingestellt werden kann. puls A₁ darstellende Ton für eine kurze Dauer nach

In der eingangs beschriebenen Weise besteht zwi- dem Einsatz bestehenbleibt und erst danach abschen den Impulsen des Gebers 1 und den Signalen 15 klingt. Diese Dauer ist in F i g. 4 mit d bezeichnet, des Gebers 2 ein fester zeitlicher Zusammenhang, der Dadurch wird die Pause zwischen zwei aufeinanderdurch die synchronisierend wirkende Verbindung 3 folgenden Impulsen A₁ verkürzt. Das Maß der Verhergeslellt wird. Durch diese Verbindung wird er- kürzung (und damit das Maß von d) kann, wie bereits reicht, daß der Signalgeber 2 ein Signal immer erst bemerkt, mittels des Drehknopfes 14 eingestellt werdann sendet, wenn vom Geber 1 eine bestimmte A.n- ao den.

zahl von Impulsen gesendet worden sind, beispiels- Sodann ist in F i g. 4 der Fall gezeigt, daß der norweise immer dann, wenn der Impulsgeber 1 acht Im- male und somit erwünschte Puls des Patienten sechpulse gesendet hat. Auf die synchronisierende Ver- zig beträgt, so daß — bei gleichem Maßstab wie in bindung 3 zwischen den beiden Impulsgebern kommt F i g. 3 — die Pulsperiode eine Sekunde beträgt. Feres daher für die Verwirklichung der Erfindung ent- as ner ist angenommen, daß der Patient in gesundem scheidend an. Die Anzahl der vom Geber 1 gesende- Zustand und unter normalen äußeren Bedingungen ten Impulse, die ablaufen, bis der Signalgeber 2 ein sieben Herzschläge für eine volle Atemperiode benö-Signal sendet, kann durch einen Drehknopf 13 auf tigt. Demgemäß erstreckt sich die der Kurve/ in ganzzahlige Werte eingestellt werden, beispielsweise F i g. 3 entsprechende, voll ausgezogene Kurve Z₁ von vier bis sechzehn. Außer den bisher genannten 30 über eine Dauer von sieben Sekunden. Das Verhalt-Größen kann mittels eines Drehknopfes 14 auch noch nis zwischen Atemperiode und Herzperiode ist somit die Pause zwischen zwei Impulsen, die vom Tonim- in diesem Falle gleich sieben. Schließlich ist angepulsgeber 1 erzeugt werden, verändert werden, je- nommen, daß die Amplitude des Impulses Z₁ im Verdoch ohne Änderung der Periode. hältnis zur Amplitude der Impulse A₁ etwas kleiner ist

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterschei- 35 als in F ig. 3.

det sich von demjenigen nach F i g. 1 nur durch die Als weitere Modifikation zeigt F i g. 4 einen gestri-

geringfügige Abwandlung, daß die akustischen Im- chelt gezeichneten Verlauf/₂ des vom Geber 2 er-

pulse und Signale der beiden Geber 1 und 2 in einem zeugten Impulses unter der Annahme, daß bei einem

Kopfhörer 15 hörbar gemacht werden. Die Impulse Puls von sechzig die volle Atemperiode sich über die

und Signale werden also innerhalb des Geräts elek- 40 Dauer von acht Pulsschlägen, also acht Sekunden er-

tronisch überlagert, wie durch eine zusätzliche Wir- streckt. Kurve/₂ unterscheidet sich von den Kurven/

kungsverbindung 16 zwischen den beiden Blöcken 1 und Z₁ aber auch noch dadurch, daß sowohl ihre Am-

und 2 angedeutet ist. pliiude geringer ist, sie mit ihrem Minimalwert aber

Die Geräte nach F i g. 1 und 2 sind dort nur zur nicht genau auf null absinkt, vielmehr um einen Bebesseren Übersicht als getrennte Blöcke gezeichnet. 45 trag b über null bleibt. Dieser Betrag kann unterhalb Selbstverständlich können die elektronischen oder der Hörschwelle des Ohres liegen, womit nichts andeelektromechanischen Mittel, wie sie für den Zweck res erreicht wäre, als mit Verläufen nach den Kurder Erfindung dem Fachmann durchweg geläufig ven Z und Z₁.

sind, in einem Gehäuse in beliebiger zweckmäßiger Der Betrag b kann aber auch so gewählt werden,

Verteilung zusammengefaßt sein. 50 daß er ein wenig oberhalb der Hörschwelle des Pa-

Die Wirkungsweise eines erfindungsgemäß gestalte- tienten liegt, so daß dieser auch im Minimum des Im-

ten Geräts soll zunächst an Hand der F i g. 3 für pulses einen schwachen Ton vernimmt, was unter

einen einfach gelagerten Fall erläutert werden. Es sei Umständen therapeutisch von Vorteil ist.

dabei angenommen, daß der Patient in gesundem Zu- Kurven, welche die Möglichkeit der Einstellung

stand unter normalen äußeren Bedingungen einen 55 der Amplitude der Signale (also deren Höchstwerte in

Puls von achtzig hätte und sein Herz beim Einatmen der Lautstärke) veranschaulichen, sind aus Über-

und Ausatmen insgesamt acht Pulsschläge vollführt sichtlichkeitsgründen nicht dargestellt. Welche Kur-

Dann beträgt die erwünschte Pulsperiode dreiviertel ven sich dabei ergeben würden, versteht sich von

Sekunden und die erwünschte Atmungsperiode sechs selbst Ebensowenig ist in den Diagrammen nach

Sekunden. Geber 1 erzeugt dann in Abständen von 60 Fig. 3 und 4 die Möglichkeit dargestellt, die akusti-

dreiviertel Sekunden Impulse A, die den gewünschten sehe Tonhöhe (also die Tonfrequenz) einstellbar zu

Herzrhythmus repräsentieren, während Geber 2 ein machen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Gerät zur akustischen Behandlung des menschlichen rhythmischen Systems mit einem Tonimpulsgeber, dessen Periode auf einen gewünschten Herzrhythmus der zu behandelnden Person einstellbar ist, wobei zwischen je zwei Impulsen eine tonlose Pause liegt, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Tonimpulsgeber (1) ein akustischer Signalgeber (2) synchronisiert gekoppelt ist, der ein periodisches Signal (1, I₁, I₂) erzeugt, dessen Periode ein ganzes Vielfaches der Periode des Tonimpulsgebers (1) ist

2. Gerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das ganzzahlige Verhältnis der Ierioden des Tonimpulsgebers (1) und des Signalgebers (2) einstellbar ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Signalgeber (2) ein solcher verwendet wird, der einen periodisch an- und abschwellenden Dauerton erzeugt, dessen momentane Stärke höchstens am Ende einer jeden VoIlperiode auf null sinkt.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dauer des anschwellenden Astes zur Dauer des abschwellenden Astes des Dauertons einstellbar ist.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pause zwischen zwei Impulsen (J) des Tonimpulsgebers (^ einstellbar ist.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude des Tonimpulsgebers (1) und/oder des Signalgebers (2) einstellbar ist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonhöhe des Tonimpulsgebers (1) und/oder des Signalgebers (2) einstellbar ist.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein Zeitschaltwerk (S), mittels dessen das Gerät nach einstellbarer Betriebsdauer abschaltbar ist.