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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige Vorrichtung für die Verbesserung des psychischen und physischen Wohlbefindens des Menschen durch Resynchronisation und Harmonisierung seiner biologischen Rhythmen, welche mit Hilfe von Biofeedback erreichbar sind.
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Stand der Technik
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Jüngste Forschungsberichte zeigen, dass Störungen der natürlichen biologischen Rhythmen (Desynchronisierung) zu den wichtigsten Ursachen der Entwicklung von Stresssymptomen gehören, darunter Erschöpfung, Burnout, Schlafstörungen und somit Grundlage der Entstehung von vielen chronischen Erkrankungen des Menschen sein können. Besonders aktuell ist dieses Problem für Menschen, die in Schichtarbeit tätig sind oder häufig Flüge unternehmen müssen (Jetlag), aber auch für Menschen, die regelmäßig Handies und Tabletts nutzen.
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Nach dem heutigen Stand der Technik sind mehrere Methoden der Wiederherstellung von gestörten biologischen Rhythmen (Resynchronisierung) bekannt, die auf dem Phänomen der rhythmischen Kopplung (entrainment) basieren. Diese Methoden sind auf die Zufuhr von Audio- oder visuellen Signalen begründet, deren Frequenzen den natürlichen Rhythmen des menschlichen Organismus entsprechen. Bei ausreichender Signalintensität und ausreichender Menge der Wiederholungen assimiliert der Organismus die ihm zugeführten Rhythmen und beginnt im neuen, <<korrigierten>> Zeit-Modus zu funktionieren.
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Einer der häufigsten Einsatzbereiche der Resynchronisation umfasst direkt die Wirkung auf den circadianen Rhythmus des menschlichen Organismus. In
EP 1 285 676 A2 ist die Vorrichtung zum Zuführen eines Lichtsignals beschrieben, die eine solche Änderung der spektralen Zusammensetzung des Lichts charakterisiert, die der Zusammensetzung des Sonnenlichts zu verschiedenen Zeiten des Tages entspricht und somit den verschiedenen Phasen des cirkadianen Rhythmus des Menschen.
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In
WO 2009/118066 A1 ist eine Vorrichtung beschrieben, die den allgemeinen Zustand des Organismus mit Hilfe von Lichtbehandlung mit einer bestimmten spektralen Komponente verbessert (die Wellenlänge von 400 Nm bis 520 Nm beträgt nicht weniger als 50% des gesamten sichtbaren Spektrums). Die nützliche Wirkung ist hier durch die Auswahl von solchen Frequenzen bestimmt, welche die Zuteilung des <<Schlafhormons>> Melatonin im menschlichen Körper regelt. Melatonin ist nicht nur für den Zustand des Schlafes oder der Wachheit zuständig, sondern auch für den Zustand der Ermüdung des Menschen. Das Hormon ist unter anderem für die allgemeine Stimmung und den Ruhe/Unruhe-Status des Menschen verantwortlich. Die Möglichkeit des Programmierens der spektralen Zusammensetzung des Lichts, seine Intensität und Dauer der Wirkung auf die Regulation des circadianen Rhythmus ist in der Anmeldung
EP 1 285 676 B1 beschrieben. Die Frequenzen im Bereich von 459 bis 464 Nm haben Vorrang im sichtbaren Teil des Spektrums der verwendeten Lichtquelle, welcher die Regulierung des circadianen Rhythmus des Menschen ermöglicht. Die Nachteile dieses Verfahren sind, dass die Resynchronisation den circadianen Rhythmus eine ziemlich lange Zeit beansprucht. Den gestörten Rhythmus kann man nur durch eine beträchtliche Anzahl von Wiederholungen (etwa einige Dutzend) beheben. In diesem Fall dauert das Resynchronisationsverfahren sehr lange und seine praktische Umsetzung wird kompliziert.
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Es ist bekannt, dass sich die rhythmischen Prozesse im menschlichen Körper in einem weiten Frequenzbereich von saisonalen Rhythmen von zehn Jahren und bis zu Rhythmen mit einer Periode in Millisekunden (z. B. Rhythmen Gel-Sol Umwandlungen in den Zellkompartimenten) abspielen. Biorhythmen mit einer Periode von weniger als einem Tag werden, nach F. Halberg, als ultradian bezeichnet. Die ultradianen Rhythmen regulieren die Prozesse des Schlafens, den emotionalen Zustand, die Funktionsfähigkeit, die Arbeit des Herzens, der Nieren, des Hormonsystems usw. Für die praktische Anwendung sind diese Rhythmen geeignet, weil sie die Möglichkeit bieten, viele Wiederholungen innerhalb eines relativ kurzen Zeitraums durchzuführen (z. B. beim Training oder während einer Behandlung).
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Es ist auch bekannt, dass die Wiederherstellung eines der Rhythmen zu einer Korrektur der gesamten Architektur der biologischen Rhythmen des Menschen führt (G. Hildebrandt et al., Chronobiologie und Chronomedizin, Gesundheitsleitsystem, Weiz, Österreich, 2013). Die Wirksamkeit der resynchronisierten Auswirkung erhöht sich, wenn die Wirkung nicht von einen Rhythmus erfolgt, sondern von mehreren Rhythmen. Als biologisch adäquat haben sich multifrequente Signale erwiesen. Nur die multifrequenten Signale sind in der Lage die Änderung der biologischen Prozessen nachhaltig durchzuführen und die vorhandenen Desynchrosen zu beheben. Die Auswirkungen mit einer einzelnen, sogar resonanten Frequenz werden durch die homöostatischen schwingenden Rhythmen von benachbarten Ebenen gedämpft. Die multifrequenten Auswirkungen sind im Gebrauchsmuster Nr. 20 2011 110 796 beschrieben, in welchem die Möglichkeit umgesetzt ist, mehrere optische Signale im ultradianen Bereich für den Einfluss auf mehrere biologische Rhythmen des Menschen anzuwenden.
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In den oben genannten Fällen sind die zugeführten externen Stimuli in ihren rhythmischen Eigenschaften harmonisch, das heißt mit stabilen Perioden. Das ist aber nicht natürlich für den Organismus, wo Biorhythmen immer variable Perioden haben. Die Periodenvariabilität ist eine notwendige Voraussetzung für die Anpassung des Organismus an sich ändernden Umweltbedingungen. Alle Biorhythmen sind nichtlineare Schwingungen mit kontinuierlich variablen Perioden, weil es in biologischen Systemen keine stationären Zustände gibt und eine Superpositionierung ständig laufender transitiver Prozesse mit unterschiedlichen Perioden eine Entspannung bewirkt und eine konstante Variabilität der biorhythmischen Perioden.
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Die Variabilität des Rhythmus ist ein wesentlicher Indikator für die Gesundheit und die Kopplung eines stabilen Rhythmus (auch mit richtig ermittelten Werten der Perioden) und ist nicht optimal für jedes funktionelle System des Organismus.
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Für die Wiederherstellung der gesamten Hierarchie der biologischen Rhythmen hat nicht nur die Frequenz des zugeführten Rhythmus eine Bedeutung, sondern vor allem deren bestimmtes, nämlich ganzzähliges Verhältnis (Quotient). <<Verschiedene rhythmische Vorgänge stellen nicht ein zusammenhangloses Konglomerat von Einzelfunktionen dar, sondern stehen in einem ganzheitlichen Ordnungszusammenhang, der in hierarchischer Gliederung durch Phasen- und Frequenzabstimmungen aufrechterhalten wird. (G. Hildebrand u. a. Chronobiologie und Chronomedizin, Gesundheitssystem, Wien, Österreich, 2. Auflage 2013 S. 179).
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Der wichtigste Parameter für den Organismus ist somit nicht nur die aktuelle Frequenz des biologischen Rhythmus, sondern das Verhältnis der verschiedenen Rhythmen und zwar strikt ganzzählige Verhältnisse. <<Es ist bedeutsam, die bevorzugten Rhythmen in ganzzähligharmonischen Beziehungen zu denen Spontanrhythmen stehen, denn dadurch wird die Rückkehr der reaktiv ausgelenkten Funktionen in die normale spontane rhythmische Ordnung des autonomen Systems erleichtert>> (Ibid. S. 170). Die ganzzähligen Verhältnisse werden häufig als Ausdruck einer besonderen Ökonomie dargestellt und zeigen einen hohen Grad an integraler Ganzheit des Organismus. Zum Stand der Technik gehören auch die Verfahren, in denen der Organismus als externer Stimulus nicht den Frequenzgang der einzelnen Rhythmen assimilieren muss, aber ihr Verhältnis (Ratio, Quotient). „Die bekannteste Frequenzabstimmung ist die zwischen Herz- und Atemrhythmus. Das Frequenzverhältnis beträgt beim gesunden ruhenden Menschen 4:1.” (Ibid. S. 41).
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B
DE 3546052 A1 ist ein Verfahren zur Steigerung der menschlichen Leistungsfähigkeit durch eine gezielte Einwirkung von Musik beschrieben. Hier wird bei der kontinuierlichen Messung der Herzfrequenz der Nutzer die Musik abgespielt, deren rhythmische Eigenschaften in einen ganzzähligen Verhältnis zum Herzschlag-Rhythmus stehen. Dabei wurde festgestellt, dass bei Einstellung eines harmonischen ganzzähligen Frequenz-Verhältnisses zwischen dem Musikrhythmus und Herzschlag-Rhythmus eine psychische Hochstimmung erzeugt wird.
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Die gleichzeitigen Auswirkungen auf den Organismus der visuellen rhythmischen Stimulation von mehreren physiologisch relevanten Frequenzen mit einem ganzzahligen Quotient ist im Gebrauchsmuster Nr. 20 2016 003 857 beschrieben. Die visuelle Stimulation erfolgt hier mit physiologisch relevanten Frequenzen mit Quotienten 2:1, 3:1, 4:1 und 6:1.
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Es gibt auch eine besondere Gruppe von Verfahren die auf Kopplungseffekten (entrainment) basiert, nämlich die so genannten mind machines (siehe z. B. www.mind-machines.de). In diesem Fall erfolgt eine visuelle und/oder audio – rhythmische Stimulation im Bereich von elektroenzephalographischen (EEG) Frequenzen, von 0,3 Hz bis 50 Hz. Mind machines werden vor allem für die Veränderungen des psychischen Zustandes verwendet, durch speziell ausgewählte Frequenzen oder eine Kombinationen von Frequenzen. Die bestimmten stimulierende Frequenzen, können dazu führen, dass wenn sie durch das Gehirn des Nutzers angeeignet sind, ein im Voraus bekannter Zustand der Psyche entsteht. Zum Beispiel kann man den Alpha-Zustand als Entspannung im Wachzustand beschreiben, Beta low (12–15 Hz) als ruhige Konzentration, Beta (15–21 Hz) als angestrengte Aufmerksamkeit.
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In
US 6358201 B1 ist ein Verfahren für die Messung der Abstimmung der Frequenzen von verschiedenen biologischen Systemen (Herzrhythmus, Atmung, Blutdruck und niederfrequente Wellen der Großhirnrinde) beschrieben, das auf der Messung der Herzfrequenzvariabilität (heart rate variability, HRV) basiert. Solche Abstimmungen spiegeln den Zustand der Balance des autonomen Nervensystems wider und fördern die allgemeine Verbesserung des Wohlbefindens. Der Parameter für eine solche Kohärenz wird im Training nach der Freeze-Frame Methode benutzt. Der größte Nachteil aller beschriebenen Methoden ist, dass der Prozess der Kopplung der externen rhythmischen Stimuli lediglich passiv geschieht. Damit ist das Ergebnis nicht nachhaltig und seine Verankerung erfordert häufige und langwierige Verfahren.
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Diese Nachteile der Methoden der Resynchronisation werden bei der Verwendung der Rückkopplung (Biofeedback) beseitigt: eine Methode, bei der Veränderungen einer normalerweise unbewussten Körperfunktion mittels physiologischer Messungen dem Bewusstsein durch Töne oder optische Signale zugänglich gemacht werden. Der Benutzer lernt durch diese Rückkopplung, die bewusst gemachten Körperfunktionen zu regulieren.
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In vielen auf den Biofeedbackverfahren basierenden Methoden wird der Kennwert des Verhältnisses bei verschiedenen biologischen Rhythmen verwendet.
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In
US 4465926 A ist ein Verfahren für die Messung des Entspannungsgrads einer Person, gegründet auf der Messung der Phasen der Ein- und Ausatmung und der Abstand zwischen ihnen beschrieben. Das Verhältnis dieser Indikatoren spiegelt den Grad der Entspannung des Menschen ab und eine bewusste Regulierung dieser Quotienten ermöglicht die Vergrößerung des Grades der Entspannung.
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In
DE 10 2005 003 678 A1 ist eine Methode des Herzkohärenz-Biofeedback-Trainings beschrieben, wobei die Indikatoren des Blutdrucks und des Pulses gemessen werden. (Kohärenz). Der resultierende Index wird auf dem Bildschirm visualisiert und seine Regulierung erhöht den Grad der Koordination. Die genannte Synchronisation (Kohärenz) tritt nur im Zustand der Entspannung auf, d. h. wenn der Parasympathikus aktiv ist. Die Synchronisation ist am höchsten bei einer Atemfrequenz von ca. 0,1 Hz.
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In
US 7713212 B2 ist ein Verfahren für die Synchronisation des Rhythmus der Atmung und dem natürlichen Rhythmus des Herzens beschrieben. Die Art der Synchronisierung besteht darin, dass der Benutzer die Atmung im Einklang mit dem natürlichen Rhythmus des Herzens führt: die Person atmet sofort nach dem Höhepunkt des Herzzyklus aus und atmet ein, sobald die Spitze des Herzzyklus negativ wird. Die Koordination der Rhythmen des Atems und des natürlichen Rhythmus des Herzens weisen auf eine Harmonisierung des psychischen und physiologischen Zustandes des Menschen hin.
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In allen beschriebenen Methoden sind die Indikatoren für die Kohärenz (Übereinstimnung, Synchronisation) der verschiedenen biologischen Rhythmen des Menschen beschrieben. Aber das harmonische Verhältnis von Rhythmen der verschiedenen Systeme des Organismus haben einen konkreten quantitativen Wert – Quotient (Ratio), wobei dieser Quotient ganzzählig sein muss. Nur bei einem bestimmten ganzzahligen Quotient kann sich das rhythmische System des Organismus als wirklich harmonisch erweisen. Nur bei einen ganzzähligen Verhältnis der Rhythmen ist die integrierte Ganzheit des Organismus und Prävention der präklinischen Desynchrosen möglich. Der Nachteil aller oben genannten Methoden der Resynchronisation des Organismus ist das Fehlen eines bestimmten ganzzähligen Verhältnisses der zugeführten Signale, die aktiv (d. h. mit der bewussten Anstrengung) vom Nutzer erzeugt werden können.
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Darstellung der Erfindung
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Zur Beseitigung dieses Nachteils wird die folgende Erfindung vorgeschlagen. Mit Hilfe von Sensoren werden an der Person die Rhythmen der benachbarten physiologischen Systeme gemessen. Eine Rechnereinheit berechnet den Frequenzgang dieser Rhythmen und bewertet deren Verhältnis (Quotient) aus. Das Verhältnis dieser Rhythmen wird zugänglich für die bewusste Regulierung durch Vorzeigen der entsprechenden Werte auf dem Monitor gemacht. Die Aufgabe der Biofeedback-Regelung ist die Erreichung eines bestimmten ganzzähligen Wertes für dieses Verhältnis.
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Zum Technikstand gehört die Berechnung des rhythmischen Verhältnisses von vielen physiologischen Funktionen des Körpers. Es ist vor allem das Verhältnis von hoch- und niederfrequenten Komponenten der Herzrhythmen, das Verhältnis von elektroenzephalographischen Rhythmen und das Verhältnis von Rhythmen der Atmung und des Pulses relevant.
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Für die Beurteilung der Funktion des Herzens ist der Indikator der Herz-Raten-Variabilität (HRV) wichtig, der die kurz-, mittel- und langfristigen Schwankungen der Herzperiodendauer präsentiert. Er gilt als Marker der Funktionalität kardiovaskulärer Regelkreise und als eine Messgröße der neurovegetativen Aktivität und Funktion des Herzens. Im Spektrum des Herzrhythmus kann man einige Frequenzbänder ermitteln. Das HF-Band (high-frequency: 0,15–0,40 Hz) zeigt die vagale Aktivität des Parasympathikus an. Das LF Band (low frequency: 0,04–0,15 Hz) setzt sich sowohl aus dem Sympathikus, als auch dem Parasympathikus zusammen, jedoch weisen höhere Werte hauptsächlich auf eine sympathische Aktivität hin. Ins Verhältnis gesetzt wird dabei das Integral der Frequenzverteilung im LF-Bereich zum Integral der Frequenzkurve im HF-Bereich. Die LF/HF Ratio (Quotient) kann einen Gesamteindruck der sympatho-vagalen Balance geben. Die Erhöhung dieses Quotienten zeugt von der Verstärkung der sympathischen Aktivität, Reduktion – über die Stärkung des Parasympathikus.
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Die LF/HF-Ratio kann mit Hilfe der Biofeedback-Methode für die bewusste Regulierung zugänglich gemacht werden. Das Signal von Pulssensoren wird in einer Rechnereinheit verarbeitet und wird in der visuellen und/oder Audio-Form dargestellt. Ein ganzzähliger Quotient kann dabei von 1 bis 5 variieren, abhängig vom Zustand des Nutzers. Der kleinste Wert des Quotienten entspricht dem entspannten, erholsamen Zustand, der höchste Wert des Quotienten deutet auf die erhöhte Aktivität oder Spannung hin. Der Nutzer kann in dem Prozess den Biofeedback LF/HF Quotient einrichten und damit die sympatho-vagale Balance wiederherstellen. Ein ganzzähliger Quotient hat in diesem Fall keine physiologische Bedeutung, da die Frequenzbänder künstlich ausgesondert sind und keine klaren physiologischen Korrelate haben. Allerdings kann ein LF/HF Quotient als zusätzlicher Indikator für die Optimierung des Zustandes des vegetativen Nervensystems dienen und die Bildung eines günstigen Hintergrundes für die Verwirklichung des ganzzähligen Puls-Atem Quotient (QP/A) fördern. Die Möglichkeit der bewussten Regulierung des eigenen Wohlbefindens mittels Biofeedback wird auch verwendet, um einen gewünschten Zustand der Psyche zu erreichen. In diesem Fall spricht man von Neurofeedback. Dies ist eine computergestützte Trainingsmethode, bei der dem Patienten ausgewählte Parameter der eigenen Gehirnaktivität, für die man gewöhnlich keine Wahrnehmung hat, wahrnehmbar gemacht werden. Dafür wird dem Gehirn über Monitor und Lautsprecher abgespiegelt, was es gerade tut. Durch diese Rückmeldung lernen die Patienten ihre Gehirnaktivität selbst besser zu regulieren. Viele Störungen oder ungewollte Verhaltensmuster sind auf Fehlregulierung der Gehirnaktivität zurückzuführen. Mit Neurofeedback können Menschen lernen, diese Fehlregulationen besser auszugleichen und eine bessere Funktionsfähigkeit zu finden.
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Das ganze Spektrum der rhythmischen Aktivität des Gehirns ist in die folgenden Frequenzbänder unterteilt: Delta-Wellen (0,1 bis 4 Hz, treten beim traumlosen Tiefschlaf auf); Theta-Wellen (von 4 bis 8 Hz, treten bei Schläfrigkeit und in den leichten Schlafphasen auf); Alpha-Wellen (zwischen 8 uns 13 Hz, treten bei leichter Entspannung bei geschlossene Augen auf); Beta-Wellen (zwischen 13 und 30 Hz, treten bei Anspannung oder bei aktiver Konzentration auf); Gamma-Wellen (Frequenzbereich über 30 Hz, treten bei starker Konzentration, Lernprozessen oder Meditation auf).
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Die verschiedenen EEG-Frequenzen reflektieren die verschiedenen Zustände des Gehirns und der Psyche. Durch die Regulierung dieser Frequenzen kann man die gewünschten Zustände der Psyche und des Bewusstseins erreichen. Es ist möglich, mit Hilfe der Datenverarbeitung die Aufzeichnung der Aktivität in jedem EEG-Bereich durchzuführen und durch eine entsprechende Anweisung den Benutzer zu einem bestimmten Verhältnis zu motivieren, um die Aktivität zwischen den ausgewählten Frequenzbändern zu erreichen. Der ganzzählige Quotient hat als Verhältnis der verschiedenen Abschnitte des Spektrums EEG (z. B. Verhältnis von Gesamtleistung Frequenzen Alpha und Beta Rhythmen) keine große physiologische Bedeutung aufgrund der bedingten Trennung von EEG-Spektrum auf die Frequenzbänder. Andererseits gibt es Zahlenwerte des Rhythmus im Spektrum der EEG-Frequenzen, deren physiologische Rolle bekannt ist und die als sehr bedeutend für den Körper anerkannt werden. Das ist die Frequenz 7,83 Hz, die der Schumann-Resonanz (elektromagnetische Schwingungen, die aus dem Resonanz-Hohlraum zwischen der Erdoberfläche und der Ionosphäre entstehen) entspricht. Im menschlichen Körper hat diese Frequenz eine koordinierende Funktion, d. h. sie definiert die Interaktion der inneren Rhythmen des Organismus mit den äußeren rhythmischen Änderungen der Umgebung. Die Verletzung dieses Rhythmus, insbesondere während der Sonnenstürme oder aufgrund von Elektrosmog ist die Ursache für zahlreiche Störungen im Gesundheitszustand, besonders bei älteren Menschen und bei einem geschwächten Zustand des Organismus. Deswegen wäre es sinnvoll, für die Aufrechterhaltung der gesunden Funktion des Organismus die zusätzliche Stimulation mit der Schumann-Resonanz-Frequenz (7,83) Hz und seiner ersten (Frequenz 14,1 Hz) und zweiten (Frequenz 20,3 Hz) Oberschwingungen auszuführen. Unter Berücksichtigung der obligatorischen natürlichen Schwankungen der Rhythmen des Körpers und der Rhythmen der Ionosphäre kann man eine solche rhythmische Stimulation mit dem Schumann-Resonanz Rhythmus (7,83 Hz) und seiner mehreren Oberschwingungen nutzen, bei der die Zahlenwerte der stimulierenden Rhythmen sich untereinander in einem ganzzähligen Verhältnis befinden, z. B. 8, 16, und 32 Hz. Die Rhythmen des Herzens und der Atmung sind die zentralen rhythmischen Funktionen des Menschen und sind auch Ausdruck des Zusammenspiels seiner Wesensgliederorganisation. Von großer Bedeutung ist auch das Verhältnis dieser Rhythmen, die eine Beurteilung der Interaktion und Interdependenz der Atmungs- und Herz-Kreislauf-Systeme des Körpers ermöglicht. Das Verhältnis der Rhythmen von Herz und Atmung (Quotient) ist die Anzahl der Pulsschläge pro Atemzug. Der Puls-Atmen Quotient (QP/A, Quotient Puls/Atmung) quantifiziert die Phasenbeziehung zwischen Puls und Atmung. Dabei ist es wichtig, ob das Ergebnis ganzzählig ausfällt oder nicht. Die „Idealnorm” des Frequenzverhältnisses von Pulsschlag und Atmung ist 4:1. Der QP/A von 4:1 wird unter Ruhebedingungen bevorzugt, insbesondere im ungestörten Nachtschlaf. Der QP/A war schon in der antiken Medizin ziemlich gut bekannt. In indische Ayurveda waren 3 Regulationsprinzipien bekannt: Vata (QP/A 5 bis 6), Pitta (QP/A 7), Kapha (QP/A 4). In der traditionellen chinesischen Medizin wurden Erkrankungen mit einem Wert von QP/A mehr als 5 als <<heiß>> und mit den Werten QP/A weniger als 3 – als <<kalt>> bezeichnet. Ein Zustand des Organismus bei QP/A 4 ist durch die Tiefe der Entspannung und das größte Potenzial der regenerativen (trophotropische) Prozesse gekennzeichnet. Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Erreichung dieses Zustandes mit der Verwendung der Methode des Biofeedback.
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Zu diesem Zweck ist eine Vorrichtung, bestehend aus Sensoren für die Messung der Herzfrequenz und Atmung, einer Rechnereinheit und einem Monitor erstellt worden. Die Sensoreinheit des Pulses und der Atmung messen die Herz- und Atemfrequenz. In der Rechnereinheit sind diese Frequenzen berechnet und deren Quotient bewertet worden. Weiter wird der berechnete Wert des Quotienten auf dem Display vorgezeigt mit den Anweisungen für die Nutzer, ihren Zustand so zu regulieren, um so einen ganzzähligen Wert des Quotienten zu erreichen.
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Erster Anspruch
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Verfahren zur Harmonisierung der Systeme der biologischen Rhythmen des Menschen durch die Messung der einzelnen miteinander verbundenen biologischen Rhythmen, insbesondere, aber nicht ausschließlich, die Rhythmen von Atmung und Puls und Vorzeigen mithilfe der Biofeedback-Methode dieser Rhythmen auf einem Display, dadurch gekennzeichnet, dass dem Nutzer die Anweisung gegeben wird, seinen Zustand so zu regulieren, dass dieser Quotient einen ganzzähligen Wert erreicht, in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gleich 4.
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Es sind zur Zeit diejenigen Verfahren bekannt, welche die Atemfrequenz berechnen können ohne die Atemfrequenz des Anwenders direkt zu messen. Diese Methoden basieren auf der Analyse der Herzfrequenz-Kurve, wobei sich die respiratorische Sinusarrythmie (RSA) auszeichnet. In dem Fall der Rhythmen von Atmung und Puls wird die Atemfrequenz nur auf Grundlage von Sensoren für die Herzfrequenz kalkuliert .
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Die Daten aus den Sensoren für die Herzfrequenz und Atmung (oder nur den Puls nach Anspruch 2) nach Analyse und Berechnung des Quotienten können dem Nutzer nicht nur in visueller Form auf dem Display, sondern auch in auditiver Form, z. B. über Kopfhörer dargestellt werden. Im Falle eines visuellen Bildes kann man jedes Gerät mit einem Monitor verwenden – PC, E-Book, Smartphone, TV-Gerät, Spielkonsole, Smartwatch usw., auch mit Hilfe einer speziellen Brille, wie zum Beispiel bei der Verwendung von mind machines. Es ist auch möglich, die erhaltenen Werte des Quotienten auf jede verfügbare Oberfläche – Leinwand, Wand, Decke, etc. zu projizieren. Die Signale für das Biofeedback können durch Drähte und auch drahtlos übertragen werden. Als Rechnereinheit können ebenfalls PC, Spielkonsole, Tablett, Smartphone, Smartwatch usw. benutzt werden.
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Zweiter Anspruch
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Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der berechnete Wert des Quotienten dem Benutzer nicht im visuellen, sondern in Audio-Form oder in der visuellen und Audio-Form gleichzeitig vorgezeigt werden.
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Durch die Regulierung des Zustandes mit Hilfe der Biofeedback-Methode kann der Nutzer nach einiger Zeit das gewünschte Ergebnis erreichen. Für die Stabilisierung dieses Zustandes stehen in dem von uns angebotenen Verfahren dem Nutzer verschiedene Möglichkeiten für die Fixierung des erreichten Zustandes zur Verfügung. Im Falle der Regulierung des Zustandes mit Hilfe eines visuellen Feedback-Signals kann es ein emotional besonders attraktives Bild oder eine spezielle Farbpalette auf dem Hintergrund (mit vorwiegend orangegelben und blauen Farben) sein. Das Biofeedbacksignal kann dabei wie in einer digitalen Form, das heißt in Form von Ziffern des Quotienten, auch in Form von Grafiken, Schemata, Zeiger auf die gewünschte Position, projiziert werden oder auch komplexere visuelle Bilder, z. B. in Form von sich annähernden Kreisen die zugeführt werden. Es ist auch möglich, natürliche Bilder einzusetzen, z. B. in Form eines Vogels, der zu den Wolken fliegt, die steigende Sonne zum Zenit o. ä. zu verwenden. Im Falle des Audio-Feedback-Signals kann die Verstärkung der erzielten Ergebnisse in Form von emotional attraktiven Melodien oder einem komfortablen Musikklang auftreten.
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Dritter Anspruch
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Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erreichen der vom Nutzer gewünschten ganzzähligen Werte des Quotienten er eine Verstärkung in Form von Feedback-Signalen, der einen positiven emotionalen Zustand verursacht, bekommt. Es ist wohl bekannt, dass die Atemfrequenz auf den Zustand des autonomen Nervensystems und die sympatho-vagale Balance einen Einfluss hat. Die rhythmische Atmung reduziert den Stress und erhöht die Konsistenz der physiologischen Prozesse im Organismus. Die Frequenz der Atmung wirkt sich auf das Verhältnis der Aktivität des sympathischen und parasympathischen Teils des Nervensystems aus. Eine Taktatmung von 6 bis 15 Atemzügen pro Minute bewirkt eine höhere Herzratenvariabilität und die Aktivität des Parasympathikus. Demzufolge muss der Benutzer seine Atmung mit einer Frequenz von nicht mehr als 15 Atemzüge pro Minute ausüben, um den Zustand der größten Entspannung und Verstärkung der regenerativen Prozesse zu erreichen. Dabei muss er einen ganzzähligen Wert des Quotienten QP/A erreichen. Besonders bevorzugt ist die Atemfrequenz von 6 Atemzügen pro Minute, weil auf dieser Frequenz eine Resonanz mit spontanen Veränderungen des Blutgefäß Tonus (0,1 Hz, Meyer-Wellen Baroreflex, „resonant frequency”) bei der Herz Raten Variabilität Biofeedbacktraining) entstehen. Im Falle einer Atemfrequenz von 15 Atemzügen pro Minute wird der QP/A mit dem Zahlenwert von 4 bei einer Herzfrequenz von 60 Schlägen pro Minute erreicht. Bei 10 Atemzüge pro Minute kann man versuchen, an den Wert QP/A gleich 6 (Herzfrequenz 60 Schläge pro Minute) heranzukommen. Die Kombination der Resonanzfrequenz von respiratorische Sinusarrhythmie mit einer Periode von 10 Sekunden und ganzzähligem Quotient QP/A gleich 6 schafft höchst harmonische Beziehungen in der Arbeit des Atmungs- und Herz-Kreislauf-Systems. Bei 8 Atemzügen pro Minute wird das QP/A der Zahlenwert 6 erreicht bei der Herzfrequenz von 48 Schläge pro Minute etc. Die Frequenz und der Rhythmus der Atmung können am Gerät entweder visuell (in Foren von Zahlen, oder auf Indikatorenebene, Farbe, Zeilenhöhe etc.) oder als ein Audio-Signal (Höhe Rhythmik und Tonhöhe) wahrgenommen werden.
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Die Einstellung einer vorgegebenen Ebene der Atmung ist aus folgendem Grund von großer Bedeutung: bei der vielfachen Wiederholung wird ein bedingt-reflektorischer Zusammenhang zwischen der Frequenz der Atmung einerseits und dem erreichten Zustand der autonomen Balance und rhythmische Kohärenz andererseits entstehen. Dies wiederum gibt dem Nutzer die Möglichkeit, nach einer gewissen Übungszeit den gewünschten Zustand nur mit Hilfe der Regulation der Atmung aufzurufen. Die ständige Nutzung der Methode bedeutet auch eine ständige Verstärkung dieser bedingten Reflexe. Der gewünschte Zustand der rhythmischen Harmonie wäre dann auch ohne die Nutzung des Feedbackgerätes möglich. Der Nutzer kann diesen Zustand nur bei einer gleichmäßigen Atmung mit der entsprechenden Frequenz erreichen.
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Vierter Anspruch
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Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Biofeedbackgerät dem Nutzer zusätzlich ein Wert der Frequenz der Atmung vorgezeigt wird, den er halten muss und es wird die Instruktion gegeben, einen ganzzähligen Wert der QP/A bei einer Atemfrequenz von nicht mehr als 15 Atemzügen pro Minute zu erzielen. Zahlreiche Studien und langjährige Erfahrung in der Verwendung von mind machines zeigten, dass bestimmte mentale Zustände mit Hilfe von visuellen und audiovisuellen Stimulierungen erreicht werden können. Für diesen Zweck wird die Stimulation mit den Frequenzen des EEG-Spektrums, von 0,3 bis 50 Hz, benutzt. Für die Erstellung des wohlwollenden psychischen und emotionalen Zustandes erzeugt die vorgeschlagene Vorrichtung die visuelle und/oder Audio-Stimulierung mit den Frequenzen des angegebenen Spektrums. Es ist bekannt, dass die Wellen im Frequenzband Beta B I (low, Frequenz von 12 bis 20 Hz) den Zustand der ordentlichen Konzentration verursacht; Wellen vom Alpha-Band (die Frequenzen von 8 bis 12 Hz) verursachen eine leichte Entspannung, Wellen von Theta-Band (von 3 bis 8 Hz) bewirken eine Tiefenentspannung und Verringerung der Angst. Auf dem Display des Biofeedbackgerätes kann man die optischen Reize durch ein Blinken im Hintergrund des Displays oder seiner peripheren Elemente (Streifen, Punkte, Figuren) hervorheben. Im Falle der Audiostimulierung wird das Prinzip binauraler Signale verwendet.
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Die Auswahl und Kombination von Frequenzen können individuell erfolgen, vorzugsweise ist das Vorhandensein einer zugrundeliegenden Frequenz des Körpers – 7,83 Hz: die Frequenz von Schumann-Resonanz, Tremor der Muskeln und Elongation von Proteinen in der Zelle).
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Fünfter Anspruch
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Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Biofeedbackgerät zur Erschaffung eines günstigen psychischen und emotionalen Zustandes eine zusätzliche Stimulation der visuelle und/oder Audiosignale mit der Frequenz des EEG-Spektrums erzeugt. Für die Durchführung des Verfahrens ist von uns eine Vorrichtung für das Vorzeigen auf dem Gerät des durch den Biofeedback berechneten Quotienten der Frequenzen von Herzfrequenz und Atmung angeboten worden, welches die Regulierung des Zustandes des Nutzers für die Harmonisierung der biologischen Rhythmen des Organismus fördert, umfassend einer Sensoreinheit zur Messung des Wertes von Puls und Atmung, Signalverarbeitungseinrichtung für die Rhythmen von Puls und Atmung, Rechnereinheit zur Berechnung der Quotienten von Puls und Atmung, ein Modul für die Herausbildung den berechneten Quotienten und ein Display für das Vorzeigen der berechneten Quotienten.
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Sechster Anspruch
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Als Monitor kann ein Handy (Smartphone) benutzt werden, wobei eine berechnete Kennzahl des Quotienten und andere Signale auf Wunsch drahtlos übertragen werden können.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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1 zeigt auf einem Blockschaltbild eine Konstruktion des Gerätes, das auf dem Bildschirm den berechneten Wert des Puls/Atem Quotient anzeigt. Das Gerät umfasst eine Sensoreinheit des Pulses 1 und der Atmung 2, die mit der Signalverarbeitungseinrichtung 3, eine Rechnereinheit für die Berechnung des Verhältnisses der Frequenzen des Pulses und der Atmung 4, ein Modul für die Herausbildung der berechneten Quotienten 5 und ein Monitor zum Vorzeigen des berechneten Quotienten 6.
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Die praktische Realisierung der vorgeschlagenen Erfindung ist mit keinen prinzipiellen technischen Schwierigkeiten verbunden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1285676 A2 [0004]
- WO 2009/118066 A1 [0005]
- EP 1285676 B1 [0005]
- DE 3546052 A1 [0012]
- US 6358201 B1 [0015]
- US 4465926 A [0018]
- DE 102005003678 A1 [0019]
- US 7713212 B2 [0020]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- G. Hildebrandt et al., Chronobiologie und Chronomedizin, Gesundheitsleitsystem, Weiz, Österreich, 2013 [0007]
- G. Hildebrand u. a. Chronobiologie und Chronomedizin, Gesundheitssystem, Wien, Österreich, 2. Auflage 2013 S. 179 [0010]
- www.mind-machines.de [0014]
