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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Verfahren
und Vorrichtungen der Art, welche hier diskutiert werden, werden
zum Messen und Untersuchen der Reaktion bilogischen Gewebes durch das
Stimulieren mit elektromagnetischen Mitteln verwendet.
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Unter
Verwendung herkömmlicher
Verfahren ist es möglich,
biologisches Gewebe, wie beispielsweise das Gehirn, das periphere
Nervensystem, die Muskeln und das Herz, durch Erzeugen eines elektrischen
Felds in dem Gewebe zu stimulieren. Bei einer magnetischen Stimulation
wird die Induktion des elektrischen Felds mittels eines sich ändernden
Magnetfelds bereitgestellt. Es werden verschiedene Aufbautypen von
Vorrichtungen auf der Grundlage einer magnetischen Stimulation z.
B. in
US-Pat. Nr. 4,940,453 ;
5,047,005 ;
5,061,234 ;
5,066,272 und
5,267,938 sowie in
FI-Pat. No. 100,458 beschrieben.
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Magnetische
Stimulatoren liefern das sich ändernde
Magnetfeld mittels einer Spule. Die Spule wandelt die elektrische
Energie, welche von der Stromquelle des Stimulators eingespeist
wird, in Magnetfeldenergie um. Die Spule kann ein integraler oder
separater Teil eines magnetischen Stimulators sein. Einige brauchbare
Spulenaufbauten werden z. B. in
US-Pat.
Nr. 4,994,015 ;
5,078,674 ;
5,116,304 und
5,725,471 diskutiert.
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Magnetische
Stimulation wurde als ein risikoloses und schmerzfreies Verfahren
zum Stimulieren des menschlichen Gehirns, des peripheren Nervensystems
oder der Muskeln befunden. Das Verfahren weist mehrere Anwendungen
in der Grundlagenforschung, der Diagnose und der Therapie auf.
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Eine
magnetische Stimulation des Gehirns bezieht jedoch auch eine Aktivierung
der Haut auf dem Schädel
ein. Das elektromagnetische Feld, welches von der Spule induziert
wird, ist umso schwächer
je größer der
Abstand von der Spule ist. Wenn deshalb das elektromagnetische Feld
in dem Gehirn ausreichend stark gemacht wird, um die Nervenzellen
anzuregen, beträgt
die Feldstärke
auf der Kopfhaut ein Vielfaches. Diese starke Anregung bewirkt eine
Kontraktion der Muskeln der Kopfhaut und eine Aktivierung von Nervenenden
auf der Haut, welche von der Versuchsperson als eine Empfindung
wahrgenommen wird, welche einem Pochen oder Kneifen ähnelt. Die
Empfindung kann auch leicht schmerzhaft sein, wenn der stimulierte
Bereich mit einer größeren Muskelmasse
zusammenfällt.
Die Empfindungen, welche auf der Kopfhaut wahrgenommen werden, können durch
kein herkömmliches
in der Technik bekanntes Verfahren beseitigt werden.
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Eine
magnetische Stimulation durch herkömmliche Verfahren umfasst auch
einen starken Überschallknall,
welcher eine auditive Empfindung hervorruft. Diese Schallwirkung
kann gedämpft
werden, jedoch im Allgemeinen nicht durch die Verwendung von Gehörschutzmitteln
beseitigt werden.
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Sowohl
die Stimulation der Kopfhaut als auch der Überschallknall, welcher von
der Stimulationsspule emittiert wird, aktivieren die sensorischen Nervenbahnen,
welche zum Gehirn führen,
und folglich die Gehirnbereiche, welche sensorischen Informationen
zugeordnet sind. Diese Gehirnaktivierung wechselwirkt mit der magnetischen
Stimulation des Gehirns, welche unmittelbar durch das stimulierende elektromagnetische
Feld hervorgerufen wird. Es ist deshalb oft schwierig, zu identifizieren,
ob ein gegebenes Stimulationsergebnis durch eine unmittelbare Stimulation
des Gehirns bewirkt wird oder durch die sensorischen Wahrnehmungen
auf der Kopfhaut und durch den Überschallknall
hervorgerufen wird, welcher von der Versuchsperson gehört wird.
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Der
Beitrag der Kopfhautstimulation und die auditiv hervorgerufene Reaktion
aufgrund des Überschallknalls,
welcher von der Spule emittiert wird, in der stimulierten Gesamtreaktion
kann durch Erzeugen unechter magnetischer Stimulationsimpulse und dann
durch Messen der Wirkung der Stimulation geschätzt werden, welche durch diese
Impulse bewirkt wird. Hier bezieht sich der Begriff unechte magnetische
Stimulation auf eine Stimulation, welche die gleiche sensorische
und auditive Stimulation wie eine wirkliche magnetische Stimulation
erzeugt, jedoch ein derartig geringes Feld in dem Gehirn erzeugt, welches
keine unmittelbare Stimulation der Nervenzellen in dem Gehirn verursachen
kann.
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Ein
typischer Versuch, welcher die Verwendung einer unechten magnetischen
Stimulation erforderlich macht, kommt bei der Untersuchung des Gehirns
von Patienten vor, welche an Depression leiden. Hier ist es unmöglich, auf
eine zuverlässige
Weise zu sagen, ob die detektierten Wirkungen auf die multisensorische
Reaktion zurückgehen,
welche von der magnetischen Stimulation hervorgerufen wird, oder
ob sie von der Stimulation des Gehirngewebes ausgelöst werden.
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Eine
unechte magnetische Stimulation mittels herkömmlicher Vorgehensweisen und
Verfahren wird durch Bewegen oder Drehen der Spule auf verschiedene
Positionen über
dem Kopf erzielt, so dass das Feld verringert wird, welches in bestimmten
Bereichen des Gehirns induziert wird.
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Ein
Problem, welches das herkömmliche Verfahren
erschwert, ist, dass die Spule für
die unechte Stimulation bewegt oder gedreht werden muss, wodurch
ein Umschalten zwischen der wirklichen magnetischen Stimulation
und der unechten magnetischen Stimulation Zeit zwischen einigen
zehn Sekunden und mehreren Minuten benötigt. Auch kann sich die Position
der Spule hinsichtlich des Objekts, welches stimuliert wird, beim
Bewegen oder Kippen der Spule in die Position der unechten Stimulation und
daraus zurück
spürbar
verändern.
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Ein
anderes Problem des herkömmlichen Verfahrens
ist, dass die Veränderung
der Spulenposition und folglich die Veränderung des Stimulationsverfahrens
relativ einfach von der Versuchsperson zu erkennen ist.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, die oben stehend beschriebenen Nachteile
zu überwinden
und einen vollständig
neuartigen Vorrichtungstyp zum Erzeugen einer unechten magnetischen
Stimulation bereitzustellen.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch Erzeugen der unechten magnetischen
Stimulation durch die Induktion von mindestens zwei variablen Magnetfeldern
erzielt, so dass mindestens zwei der Magnetfelder in verschiedenen
Richtungen orientiert sind, z. B. in dem Zielbereich einander entgegengesetzt
sind. Die Richtungen und Größenordnungen
der Magnetfelder werden so eingestellt, dass eine teilweise Aufhebung
der elektrischen Felder, welche von den sich ändernden Magnetfeldern induziert
werden, innerhalb des Zielbereichs, wie beispielsweise des Gehirngewebes,
in einer Weise erreicht wird, welche vermeidet, dass eine wesentliche
Stimulation des Gewebes des Zielbereichs durch die unmittelbare Wirkung
des unechten Stimulationsfelds bewirkt wird. Die Magnetfelder, welche
in verschiedenen Richtungen orientiert sind, können unter Verwendung von z.
B. zwei oder einer größeren Anzahl
von Spulen erzeugt werden, welche von sich ändernden Strömen versorgt
werden. Ersatzweise kann eine geeignet geformte Spule z. B. mit
der Form einer Acht verwendet werden. Ungeachtet der erwünschten
Aufhebung der induzierten elektromagnetischen Felder im Inneren
muss das äußere Feld
so stark sein, dass es eine Stimulation des äußeren Gewebes, wie beispielsweise
der Kopfhaut, erreicht, welches möglicherweise über dem
Zielbereich liegt. Das Magnetfeld für die wirkliche tiefenstimulierende
Wirkung kann unter Verwendung der gleichen Spulen induziert werden,
welche oben stehend beschrieben werden, oder ersatzweise mindestens
einer von ihnen. Wenn mehrere Spulen verwendet wer den, wird die Stimulation
durch Speisung der Spulen mit solchen sich ändernden Strömen erreicht,
welche bewirken, dass sich die elektrischen Felder, welche von den Spulen
induziert werden, in dem Zielbereich, wie beispielsweise dem Gehirngewebe,
summieren, wobei gleichzeitig sowohl die Nervenzellen des Zielbereichs
als auch die möglicherweise
darüber
liegende Gewebeschicht, wie beispielsweise die Kopfhaut und die
dazugehörigen
Muskeln, angeregt werden. Hierbei können sowohl die wirklichen
als auch die unechten magnetischen Stimulationsimpulse ausgegeben werden,
ohne die Spule oder die mehreren Spulen physikalisch zu bewegen.
Vorteilhafterweise werden die Stromimpulse, welche in die Spulen
eingespeist werden, sowohl während
der unechten als auch während
der wirklichen magnetischen Stimulation im Wesentlichen gleich gehalten,
um den Schallpegel des Überschallknalls,
welcher von den Spulen emittiert wird, während dieser beiden Stimulationsoperationen im
Wesentlichen unverändert
zu halten. Auf eine ähnliche
Weise ist die Erfindung auch auf die Stimulation des peripheren
Nervensystems, der Muskeln und des Rückenmarks anwendbar. An Stelle
von einem Menschen kann beispielsweise ein Versuchstier das Objekt
der Stimulation sein.
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Die
Reaktion des tatsächlichen
Zielbereichs, wie beispielsweise des Gehirns, auf das Stimulationsfeld
kann durch Subtrahieren der Reaktionen auf die unechte magnetische
Stimulation von denjenigen der wirklichen magnetischen Stimulation
gemessen und bewertet werden.
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Insbesondere
ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung
gekennzeichnet durch das, was in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs
1 spezifiziert ist.
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Die
Erfindung bietet signifikante Vorteile.
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Aufgrund
der Erfindung ist es möglich,
die wirklichen und die unechten magnetischen Stimulationsimpulse
abwechselnd auszugeben, ohne jede Notwendigkeit, die Stimulatorspule
zu bewegen oder zu kippen, wobei folglich ein schneller Wech sel
der Stimulationsmodi erleichtert wird und die Position der Spule
in Bezug auf das Objekt stationär
gehalten wird. Weiterhin hat die Versuchsperson keine Möglichkeit,
eine Veränderung
des Stimulationsmodus durch eine Bewegung der Spule zu erkennen.
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Bei
manchen Arten von Ausführungsformen herkömmlicher
Stimulatoren wird die unechte magnetische Stimulation durch Bewegen
der Spule über einen
anderen Gehirnbereich erzielt, wodurch ein Risiko entsteht, dass
die Aktivierung eines anderen Gehirnbereichs, welcher dem unechten
magnetischen Impuls unterzogen wird, die Ergebnisse der Versuchssitzung
beeinflussen kann. Im Vergleich mit derartigen Ausführungsformen
nach dem Stand der Technik weist die vorliegende Erfindung den Nutzen der
Eliminierung einer unmittelbaren Wirkung einer lokalen Stimulation
auf das Gehirn auf und erlaubt stattdessen, dass die unmittelbare
stimulierende Wirkung des unechten magnetischen Impulses in einer gesteuerten
und minimierten Weise angewendet wird.
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Zusätzlich dazu
weist die Erfindung andere Ausführungsformen
auf, welche weitere Vorteile bieten.
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Vorteilhafterweise
kann die Erfindung unter Verwendung z. B. einer elektronischen Steuerung des
Stimulationsstroms angewendet werden, welcher in die Stimulatorspulen
eingespeist wird, wodurch der Bediener des Stimulators die Stimulatorvorrichtung
leicht steuern und einen erwünschten
Stimulationsmodus auswählen
kann. Der Stimulationsmodus, entweder die wirkliche oder die unechte
magnetische Stimulation, kann manuell, z. B. durch Drücken einer
Taste, oder automatisch in einer computergestützten Umgebung ausgewählt werden.
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Bei
einem computergestützten
Steuerungsverfahren des Stimulationsmodus kann die Erfindung auch
so angewendet werden, dass der Stimulationsmodus durch einen Algorithmus,
welcher in einem Steuercomputer gespeichert ist, oder unter Verwendung
einer zufälligen
Auswahlsequenz bestimmt wird, was ein verbessertes Verfahren zum
Schätzen der
Wirkung der angewendeten magnetischen Stimulation, wie z. B. einer
therapeutischen Behandlung, gestattet.
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Im
Folgenden wird die Erfindung unter Zuhilfenahme der erläuternden
Ausführungsformen
und durch Verweis auf die angehängten
Zeichnungen ausführlicher
untersucht, wobei
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1 das
Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, welche
zum Anwenden sowohl wirklicher als auch unechter magnetischer Stimulationen
geeignet ist; und
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2 den
Schaltplan einer Impulsschaltung zeigt, welche zur Verwendung in
einer Stimulatorvorrichtung gemäß der Erfindung
geeignet ist.
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Die
Erfindung schließt
eine Verwendung von zwei Spulen mit ein, wobei mindestens eine der
Spulen mit einer elektronischen oder manuellen Auswahleinrichtung
für die
Polarität
des Spulenstroms ausgestattet ist. Wenn die Spulen benachbart zueinander
angeordnet werden und ihre Ströme
so ausgerichtet werden, dass sie in entgegengesetzten Richtungen
fließen,
summieren sich die elektromagnetischen Felder, welche von den Spulen
erzeugt werden, über
dem Zielbereich und seiner unmittelbaren Umgebung, wodurch folglich
beispielsweise während einer
Gehirnstimulation gleichzeitig sowohl die Aktivierung der Gehirnzellen
als auch eine Empfindung auf der Kopfhaut verursacht werden. Wenn
im Gegensatz dazu die Spulen mit Strömen gespeist werden, welche
in der gleichen Richtung fließen,
heben sich die Felder mindestens teilweise gegenseitig auf, wodurch
die Feldstärke
in dem Zielbereich, wie beispielsweise dem Gehirn, auf einen geringen
Pegel fällt,
welcher zum Stimulieren von Nervenzellen unzureichend ist. Das nahe
Feld jedoch, welches von den Spulen in ihrer Nähe, wie beispielsweise auf
der Kopfhaut, induziert wird, bleibt vorzugsweise ausreichend stark,
um z. B. die Kopfhaut und die zugrundeliegenden Muskeln zu stimulieren.
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Ein
Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung der Erfindung umfasst
ein Erzeugen einer wirklichen magnetischen Stimulationswirkung und/oder einer
unechten magnetischen Stimulationswirkung in einem biologischen
Gewebe durch die folgenden Schritte:
- – Bewirken
der wirklichen magnetischen Stimulation aufgrund eines Erzeugens
eines elektromagnetischen Felds in einem biologischen Gewebe mit
einer ausreichend starken Feldstärke,
um das Gewebe wesentlich anzuregen, und
- – Bewirken
einer unechten magnetischen Stimulation aufgrund eines Erzeugens
eines elektromagnetischen Felds in dem biologischen Gewebe, welches
in dem Zielbereich des Gewebes schwächer ist als das elektromagnetische
Feld, welches für
eine wesentliche Anregung des Gewebes erforderlich ist, wodurch
ein erstes elektromagnetisches Feld in dem biologischen Gewebe induziert wird
und gleichzeitig mindestens ein zweites elektromagnetisches Feld
damit überlagert
wird, welches in seiner Richtung von der Richtung des ersten elektromagnetischen
Felds so abweicht, dass die gesamte Wirkung der elektromagnetischen Felder
in dem Zielbereich des biologischen Gewebes schwächer als das elektromagnetische
Feld bleibt, welches für
eine wesentliche Anregung des Gewebes erforderlich ist.
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Diese
Art eines elektromagnetischen Felds kann mittels einer Spule erzeugt
werden, und seine Richtung kann nach Bedarf verändert werden, indem der Strom,
welcher in die Spule eingespeist wird, umgekehrt wird.
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Bei
der Vorrichtung der Erfindung werden mindestens zwei elektromagnetische
Felder in einem biologischen Gewebe zum Erzeugen sowohl der wirklichen
magnetischen Stimulation als auch der unechten magnetischen Simulation
induziert. Um die magnetische Stimulationswirkung bereitzustellen, werden
die Felder so induziert, dass ihre Richtungen in dem Zielbereich
im Wesentlichen gleichgerichtet orientiert sind, um dadurch eine
sich gegenseitig vergrößernde Wirkung
zu er halten und als Ergebnis ein elektromagnetisches Feld auszubilden,
welches in der Lage ist, ein biologisches Gewebe wesentlich anzuregen.
Im Gegensatz dazu wird die Erzeugung der unechten magnetischen Stimulationswirkung
durch Ändern
der Richtung von mindestens einem der induzierten elektromagnetischen
Felder erzielt, welche dem gleichgerichteten Feld entgegengesetzt
sind, welches zum Erzeugen der wirklichen magnetischen Stimulation
eingesetzt wird, wodurch mindestens zwei elektromagnetische Felder
in dem Zielbereich im Wesentlichen in entgegengesetzten Richtungen überlagert
werden, um so die Wirkung gegeneinander aufzuheben und ein elektromagnetisches
Feld in dem Zielbereich zu erzeugen, welches schwach genug ist,
um das biologische Gewebe, wie beispielsweise das Gehirn, nicht
wesentlich anzuregen.
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Sowohl
die wirkliche als auch die unechte magnetische Stimulation werden
unter Verwendung der Vorrichtung mit im Wesentlichen gleichem Leistungspegel
der Spulenimpulse erzeugt, wodurch alle möglichen Nebenwirkungen, welche
der wirklichen und der unechten magnetischen Stimulation zugeordnet
sind, wie beispielsweise Empfindungen auf der Kopfhaut und eine
auditive Reaktion, welche von den Störemissionen der Vorrichtung
bewirkt werden, im Wesentlichen unverändert bleiben, wenn zwischen
dem wirklichen und dem unechten magnetischen Stimulationsmodus umgeschaltet
wird.
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Die
in 1 gezeigte Vorrichtung umfasst magnetische Stimulatorspulen 1a, 1b,
welche in einer parallelen Position nahe an dem Objekt angeordnet
sind, welches stimuliert wird, eine Stromquelle 4, welche
Strom in die Spulen 1a, 1b einspeist, eine Schaltervorrichtung 3,
welche zum Umkehren des Stroms dient, welcher von der Stromquelle 4 in
die Spule 1a eingespeist werden soll, und Stromzuführungsleiter 2a, 2b, 2c,
welche die Stromquelle 4 mit der Schaltervorrichtung 3 und
mit den Spulen 1a, 1b verbinden. Die Schaltervorrichtung 3 weist
zumindest einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss zum
Anschließen
an die Spule 1a, einen dritten Anschluss zum Anschließen an die
Spule 1b und einen vierten Anschluss zum Anschließen an die
Stromquelle auf. Die Vorrichtung kann erforderlichenfalls auch eine
Steuerungseinheit aufweisen, welche eingerichtet ist, um die Funktionen
der Stromquelle 4 und der Schaltervorrichtung 3 zu
steuern. Zur Vereinfachung wird die Steuerungseinheit aus dem Diagramm
der 1 weggelassen.
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Die
Leiter 2a, 2b, 2c sind so verbunden,
dass Leiter 2a den ersten und den zweiten Anschluss der Spule 1a mit
dem ersten und dem zweiten Anschluss der Schaltervorrichtung 3 verbinden,
die Leiter 2b verbinden den ersten Anschluss der Spule 1b mit
der Stromquelle 4 und den zweiten Anschluss der Spule mit
dem dritten Anschluss der Schaltervorrichtung 3, und der
Leiter 2c verbindet den vierten Anschluss der Schaltervorrichtung 3 mit
der Stromquelle 4. Dann können die Umschaltelemente der
Schaltervorrichtung 3 den Leiter 2b, welcher an
dem dritten Anschluss der Schaltervorrichtung 3 befestigt
ist, mit dem Leiter 2a, welcher entweder mit dem ersten
oder mit dem zweiten Anschluss verbunden ist, bzw. den Leiter 2c,
welcher den vierten Anschluss der Schaltervorrichtung 3 verlässt, mit
dem Leiter 2a verbinden, welcher entweder mit dem zweiten
oder mit dem ersten Anschluss verbunden ist. Auf diese Weise sind
die Spulen 1a und 1b in Reihe geschaltet, und der
Stromimpuls, welcher von der Stromquelle 4 eingespeist
wird, kann beide Spulen 1a, 1b so passieren, dass
die Richtung des Stroms durch die Spule 1a durch die Schaltervorrichtung 3 so
eingestellt werden kann, dass sie entweder gleichgerichtet oder
entgegengesetzt zu dem Strom durch die Spule 1b ist. Die
Schaltervorrichtung 3 kann einen Entwurf aufweisen, welcher
auch eine Verbindung zwischen dem dritten und dem vierten Anschluss
erlaubt, wodurch die Leiter 2b und 2c unmittelbar
miteinander verbunden werden können.
Bei dieser Schaltungsverbindung wird die Spule 1a umgangen,
und der Stromimpuls, welcher von der Stromquelle 4 eingespeist
wird, passiert nur die Spule 1b.
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Wenn
die in 1 gezeigte Vorrichtung zum Induzieren eines Magnetfelds
verwendet wird, wird ein Stromimpuls von 1 bis 20 kA mit einer Dauer
von 50 bis 1000 μs
in die magnetischen Stimulatorspulen 1a, 1b eingespeist.
Der Stromimpuls wird von einer Impulsschaltung gebildet, welche
Spulen 1a, 1b, Stromleiter 2a, 2b, 2c,
die Schaltervorrichtung 3 und die Stromquelle 4 umfasst.
Eine mögliche
Konfiguration der Impulsschaltung wird in 2 ausführlicher illustriert.
Die in 2 gezeigte Stromquelle 4 umfasst einen
Kondensator 5, welcher mit einer Stromversorgung 6 parallel
verbunden ist, und mit diesen in Reihe geschaltet einen Thyristor-Schalter 7,
welcher parallel zu einer Diode 8 verbunden ist. Der Stromimpuls
wird typischerweise zunächst
durch Aufladen des Kondensators 5 auf eine Spannung von
0,5 bis 4 kV durch die Stromversorgung 6 und dann durch schnelles
Entladen der gespeicherten Energie des Kondensators 5 über die
Leiter 2a, 2b, 2c in die Spule 1b oder
ersatzweise in die Spulen 1a, 1b ausgebildet.
Bei der in 2 gezeigten Vorrichtung wird
das Entladen des Energiespeicherkondensators 5 durch leitfähig Schalten
des Thyristor-Schalters 7 zu
einem erwünschten
Zeitpunkt eingeleitet. Davor wird die Schaltervorrichtung 3 passend
eingestellt, um die Richtung des Stromimpulses auszuwählen, welcher mindestens
eine der Spulen passieren soll, welche bei der illustrierten Schaltung
Spule 1a ist.
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Dementsprechend
ist eine allgemeine Funktion der Schaltervorrichtung, mindestens
eine der Spulen als einen Teil der Impulsschaltung zu verbinden
und die Richtung des angelegten Stromimpulses in mindestens einer
der Spulen auszuwählen.
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Ein
einfacher Typ der Schaltervorrichtung 3 auf der Grundlage
manuell anschließbarer
Steckverbinder weist eine Konstruktion der Schaltervorrichtung 3 auf,
welche einen ersten und einen zweiten Steckverbinder umfasst, welche
in der Lage sind, einen ersten und einen zweiten passenden Steck verbinder
aufzunehmen, welche an den Enden der Leiter 2a der Spule 1a befestigt
sind. Deshalb kann die Richtung des Stroms, welcher die Spule 1a passieren soll,
wie erwünscht
durch passende Zusammenschaltung der passenden Steckverbinder eingestellt werden.
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Ersatzweise
kann die Schaltervorrichtung 3 unter Verwendung von z.
B. einer Konstruktion mit einem ersten und einem zweiten Schalter
mit zwei Positionen, einem ersten und einem zweiten Leiter, welche
an den ersten und den zweiten Anschluss der Spule angeschlossen
sind, und zusätzlich
ein erster und ein zweiter Hilfsleiter den ersten und den zweiten Anschluss
der Spule angeschlossen sind. Die Schalter, die Leiter und Hilfsleiter
sind in der Schaltervorrichtung 3 so angeordnet, dass der
erste Schalter in seiner ersten Position Strom an den ersten Leiter
der Spule und in seiner zweiten Position an den zweiten Hilfsleiter
passieren lässt,
während
der zweite Schalter in seiner ersten Position Strom an den zweiten Leiter
der Spule und in seiner zweiten Position an den ersten Hilfsleiter
passieren lässt.
Folglich kann die Richtung des Stromimpulses, welcher über die Spule
geschickt werden soll, durch passendes Einstellen der Schalterpositionen
ausgewählt
werden. Wenn beide Schalter in ihren ersten Positionen eingestellt
sind, wobei sie folglich die oben stehend beschriebenen Verbindungen
mit den jeweiligen Leitern herstellen, passiert der Strom die Spule
in einer ersten Richtung, und wenn die Schalter in ihrer zweiten Position
eingestellt sind, was heißt,
dass sie den Strom entlang der Hilfsleiter durchlassen, ist die Richtung
des Stromimpulses durch die Spule umgekehrt. Bei einer brauchbaren
Konstruktion können
die Schalter Halbleiterschaltelemente oder mechanische Schalterkomponenten
sein.
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Die
Vorrichtung gemäß der Erfindung
kann auch durch Bereitstellen jeder der Spulen 1a und 1b mit
einer separaten Impulsschaltung implementiert werden. Hierbei kann
eine der Impulsschaltungen auf die gleiche Weise arbeiten wie die
in 2 gezeigte Impulsschaltung. Die andere Impulsschaltung
kann aus der Schaltungskonfiguration der 2 z. B. durch
Ersetzen der Diode 8 mit einem Thyristor-Schalter modifiziert
werden. Dann kann die Ladepolarität des Kondensators in der zweiten
Impulsschaltung in einer erwünschten
Weise ausgewählt werden,
und gemäß der ausgewählten Ladepolarität wird entweder
der erste oder der zweite Thyristor-Schalter leitend geschaltet,
um den Stromimpuls in einer erwünschten
Richtung durch die Spule durchzulassen. Diese Anordnung vermeidet
die Notwendigkeit einer separaten Schaltervorrichtung 3 insofern,
dass die parallel umgekehrte Verbindung der Thyristor-Schalterelemente
als die Schaltervorrichtung 3 fungiert, wodurch die Richtung
des angelegten Stromimpulses durch elektrische Steuerungsmittel ausgewählt werden
kann. Im Vergleich mit den in 1 oder 2 gezeigten
Anordnungen stellt die alternative Anordnung mit zwei Impulsschaltungen einen
weiteren Nutzen einer höheren
Stromimpulskapazität
bereit.
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Auch
Ausführungsformen,
welche von den oben stehend beschriebenen verschieden sind, können als
innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung betrachtet werden.
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Eine
alternative Anordnung zum Erzeugen einer unechten magnetischen Stimulation
kann z. B. durch Verwenden von zwei magnetischen Stimulatoren realisiert
werden, welche jeder eine einzelne Stimulatorspule aufweisen. Die
Spulen werden benachbart zueinander auf dem Versuchsobjekt angeordnet. Dann
wird die unechte Stimulation durch mechanisches Umorientieren einer
der Spulen um 180° erzeugt,
wodurch die Richtungen der elektromagnetischen Felder entgegengesetzt
zueinander wirken. Jedoch ist dieses Verfahren des Wechselns zwischen
der unechten und die wirklichen magnetischen Stimulation äußerst nachteilhaft.
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Ein
anderes Alternativverfahren ist es, einen magnetischen Stimulator
zu verwenden, welcher eine separate unechte Sti mulatorspule aufweist,
welche während
der Verabreichung der unechten Stimulation damit verbunden ist.
Vorteilhafterweise weist die unechte Stimulatorspule eine externe
Konstruktion auf, welche zu derjenigen der tatsächlichen Stimulatorspule identisch
ist, jedoch mit einer internen Anordnung, welche in der Lage ist,
das Feldmuster zu induzieren, welches für eine unechte Stimulation
erforderlich ist.
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Auch
eine Spule mit der Form einer Acht kann zum Erzeugen des unechten
Stimulationsfelds verwendet werden, wodurch das geschlossene Spulengehäuse zwei
Spulen enthält,
von welchen eine mit einer optionalen Auswahl der Spulenstromrichtung
ausgestattet ist.
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Bei
einem weiteren Alternativverfahren werden die Spulenströme während der
Versuchssitzung im Verhältnis
zueinander ausgehend von den Werten, welche eine wirkliche magnetische
Stimulation erzeugen, schrittweise in Richtung einer unechten Stimulation
und rückgängig verändert. Ein
Nutzen dieses Verfahrens ist, dass die Feldstärke, welche in dem Gehirngewebe
induziert wird, beispielsweise in einer variierenden Weise verändert werden
kann, ohne eine wesentliche Veränderung
der sensorischen oder auditiven Empfindung zu bewirken, welche von
dem Versuchsobjekt wahrgenommen wird.