DE9405523U1 - Elektromyographie-Biofeedbackgerät - Google Patents
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Description
Alexander Sokolnitzky Höslstraße 24, D-81927 München
Die Erfindung betrifft ein Elektromyographie-(EMG) Biofeedbackgerät.
Biofeedbackgeräte dienen der operanten Konditionierung,
d.h. eines Lernprozesses unter Zuhilfenahme spezieller Instrumentierung. Dabei können Körperfunktionen, die
normalerweise autonom ablaufen, unter die willkürliche Kontrolle gebracht und beeinflußt werden.
Verschiedene Körperfunktionen lassen sich durch Biofeedback-Anordnungen
auf diese Weise beeinflussen, je nach Aufbau und Funktion dieser Geräte. Alle weisen den folgenden
grundsätzlichen Aufbau auf:
Meßwertaufnähme vom Körper des Patienten
(z.B. durch Elektroden),
Verstärkung und/oder Signalverarbeitung, und Umsetzung des Meßwertsignals in eine
Rückmeldeinformation, die ein Maß für die abgeleitete Körperfunktion darstellt.
Die aktive Mitarbeit des Patienten und/oder Probanden ist eine Grundvoraussetzung für ein erfolgreiches Biofeedback-Training.
Wichtig dabei ist, daß der Patient/Proband die rückgemeldete Information
versteht und
akzeptiert, dies auch über einen langen Zeitraum hinweg,
anderenfalls bleibt das Training erfolglos. Deshalb muß bei
der Entwicklung eines Gerätes auf das Empfinden der Patienten Rücksicht genommen werden.
Als Rückmeldeinformation eignen sich optische oder akustische
Signale. Die Wahl der Rückmeldeart hängt im wesentlichen von der Art der Biofeedback-Anordnung ab.
EMG-Biofeedbackanordnungen werden entweder zum Erlernen oder
Wiedererlernen von Muskelaktivitäten oder zum Erlernen einer Muskelentspannung eingesetzt. Das Gerät gemäß der Anmeldung
ist darauf optimiert, eine möglichst tiefe Körperentspannung
zu erlernen.
In der Praxis sieht die Entspannungs-Methode so aus, daß dem Probanden mittels geeigneter Hautelektroden das EMG-Signal
von der Stirn abgeleitet wird (Frontalis-Ableitung). Dieses Signal wird in einem elektronischen Verstärker verstärkt,
gleichgerichtet, gesiebt und mittels geeigneter Methode zum Patienten zurückgemeldet.
Versuchsreihen von unabhängiger Seite haben bewiesen, daß ein Entspannungstraining nach der EMG-Biofeedbackmethode einer
Entspannung nach der Methode des Autogenen Trainings nach J.H. Schultz durchaus gleichwertig ist. Die Reduzierung des
Frontalis-EMG-Potentials wird begleitet von einer Reduzierung
der Herzfrequenz und einer stärkeren Durchblutung der
Extremitäten. Zudem werden mit der Biofeedbackmethode weitaus schnellere Erfolge erzielt.
Demnach ist die EMG-Biofeedbackmethode eine sehr effektive
Selbsthilfemethode zur Erlernung der körperlichen Entspannung und kann als Alternative zum Autogenen Training und zu
anderen Entspannungstechniken, wie der von Jacobson,
angesehen werden.
Die Tiefe der Entspannung ist sowohl von der Anwendungstechnik als auch von der Gerätetechnik abhängig.
Im folgenden sind die Voraussetzungen für den Erfolg einer Entspannung nach der Biofeedbackmethode in Figur 1 graphisch
dargestellt und werden nachfolgendend diskutiert.
Die Signalableitung von der Stirn-Muskulatur (Frontalis-Ableitung)
ist eine etablierte Methode. Dabei wird eine von drei Elektroden über der Nasenwurzel appliziert, die beiden
anderen jeweils über den Augen. Bei der Frontalis-Ableitung kann eine "Generalisierung" beoabachtet werden, derart, daß
bei einer Entspannung der facialen Muskulatur eine Entspannung des gesamten Körpers erfolgt.
Für die Körperhaltung beim EMG Entspannungstraining kommen grundsätzlich die gleichen Körperhaltungen infrage, wie bei
dem Autogenen Training, d.h. die sogenannte Droschkenkutscherhaltung und die Rückenlage. Für Anfänger
sollte die Rückenlage der Vorzug gegeben werden.
Für Anfänger ist eine fachliche Anleitung eine Voraussetzung für ein erfolgreiches Entspannungstraining.
Die Muskelfasern zeigen im innervierten Zustand eine elektrische Aktivität, die als Elektromyogramm, kurz EMG,
bezeichnet wird. Der Frequenzbereich dieser elektrischen Erscheinung hängt davon ab, ob die Messung intrazellulär
mittels Nadelelektrode, wie bei der klinischen Elektromyographie, oder aber mittels Hautelektroden von der
Hautoberfläche (Oberflächenelektroden) erfolgt. Im letzteren
Fall ist der Frequenzbereich geringer und liegt etwa zwischen 2 - 2000 Hz. Der Bereich der höchsten Aktivität wird
angegeben zwischen 3 0 und 80 Hz.
Unter Berücksichtigung des ungünstigen Einflusses der Netzfrequenz von 50 Hz (in Europa) bzw. 60 Hz (in den USA)
wird der nutzbare Frequenzbereich für EMG-Biofeedbackanwendungen mit 100 bis 200 Hz angegeben.
Nach erfolgter Einweisung sollte der Patient das Training in völliger Selbständigkeit fortführen. Das setzt voraus, daß
das Biofeedbackgerät vom Patienten und/oder Probanden sehr leicht und ohne Vorkenntnisse zu bedienen ist.
Bei dem Biofeedbacktraining kommt es darauf an, daß der Patient die Rückmeldung annimmt und die Fähigkeit entwickelt,
die Körperfunktion beeinflussen zu lernen. Es spielen also
psychische Aspekte eine große Rolle bei der Signalverarbeitung.
Akustische Rückmeldeinformationen sind dort angezeigt, wo das
Biofeedbacktraining mit geschlossenen Augen durchgeführt werden muß (z.B. beim EMG-Biofeedback) . Da das menschliche
Ohr bis zu 1400 Tonhöhenstufen zu differenzieren vermag, bietet sich die Frequenzänderung eines Tonsignals als
Rückmeldeinformation an.
Wenn der Patient die akustische Rückmeldeinformation über
einen längeren Zeitraum hinweg akzeptieren soll, so
muß die Lautstärke des Rückmeldesignals einstellbar sein,
muß eine geeignete Frequenzform gewählt werden, und
muß ein geeigneter Frequenzbereich des Rückmeldesignals gewählt werden.
Die Einstellung der Lautstärke mittels eines Lautstärkereglers ist Stand der Technik.
Die richtige Wahl der Frequenzform ist entscheidend für ein Biofeedbacktraining. Eine Sinusform oder eine Rechteckform
als Rückmeldesignal ist wenig geeignet, weil diese
Frequenzformen von Patienten über einen längeren Zeitraum hinweg nicht gut akzeptiert werden.
Der Frequenzbereich des Rückmeldesignals muß nach dem höheren
Bereich hin begrenzt sein. Zum tiefen Frequenzbereich hin darf die Frequenzerzeugung des Rückmeldesignals nicht abrupt
"abreißen".
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein EMG-Biofeedbackgerät
zu schaffen, das zu einer größtmöglichen Entspannung beiträgt.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß der Frequenzbereich des EMG Signals, der durch das EMG-Biofeedbackgerät
erfaßt wird, über 300 Hz liegt.
Vorzugsweise liegt der erfaßte Frequenzbereich zwischen 300 und 1600 Hz, bzw. zwischen 400 und 1500 Hz.
Zweckmäßige Weiterbildungen bzw. Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen EMG-Biofeedbackgerätes ergeben sich aus den Ansprüchen 4 bis 13.
Umfangreiche Untersuchungen haben zu dem Ergebnis geführt, daß der günstigste Frequenzbereich für ein
Entspannungstraining mit Hilfe eines EMG-Biofeedbackgerätes
und Frontalisableitung oberhalb 300 Hz liegt.
Im Bereich oberhalb 3 00 Hz wird die elektrische Aktivität kleiner motorischer Einheiten erfaßt, die anderenfalls in
dieser Größenordnung nicht erfaßt worden wären.
Die Wahl des Frequenzbereiches von 300 bis 1600 Hz gemäß der Erfindung stellt eine wesentliche Verbesserung der Funktion
von EMG-Biofeedbackgeräten dar, die für ein Entspannungstraining eingesetzt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es
zeigen:
Fig. 1 Voraussetzungen für den Erfolg einer EMG-Biofeedbackentspannung;
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines EMG-Biofeedbackgerätes
gemäß der Erfindung;
Fig. 3 den Rauschanteil und die Rauschkomponsation in
Abhängigkeit von der
Empfindlichkeitseinstellung;
Empfindlichkeitseinstellung;
Fig. 4 die gemeinsame Abschwächung von Nutzsignal und Rauschkompensation gemäß der Erfindung;
Fig. 5 die gemeinsame Abschwächung von Nutzsignal und Rauschkompensation gemäß eines anderen
Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 6 einen bekannten Dreiecks-Generator mit fester Frequenz in konventioneller Bauweise;
Fig. 7 eine bekannte Grundschaltung eines VCO mit variabler Frequenz in konventioneller
Bauweise;
Fig. 8 einen VCO für Biofeedbackgeräte gemäß der Erfindung;
Fig. 9 einen VCO mit gehörrichtigem Frequenzgang gemäß der Erfindung; und
Fig. 10 den Rauschanteil, die Rauschkompensation und den Schwellwert in Abhängigkeit von der
Empfindlichkeitseinstellung.
Figur 2 zeigt die Verwirklichung einer Ausführungsform eines
EMG-Biofeedbackgerätes gemäß der Erfindung im Blockdiagramm.
Das Blockdiagramm kann wie folgt beschrieben werden:
IA, IB und 2 bilden zusammen einen
Instrumentationsverstärker. Die Eingänge sind symmetrisch aufgebaut.
Das Signal passiert das Tiefpaßfilter 3 und wird im Verstärker 4 verstärkt und kann durch den Abschwächer 6 nach
Bedarf abgeschwächt werden. Gleichzeitig wird eine stabilisierte Gleichspannung 5A abgeschwächt, die zur
Rauschkompensation dient. Bei diesem Ausführungsbeispiel bleibt der variable Schwellwert 5B nicht berücksichtigt.
Von hier gelangen die Signale über den Verstärker 7. Am Ausgang des Verstärkers 7 erfolgt die Trennung des
Gleichspannungs-Anteils vom EMG-Signal durch eine elektrische
Weiche. Das Signal wird über das Hochpaßfilter 8 geführt, im Verstärker 9 nochmals verstärkt und in dem Gleichrichter 10
gleichgerichtet. Der Verstärker 12 ist ein Summenverstärker. Das gleichgerichtete EMG-Signal wird mit dem Gleichspannungs-Signal,
welches die Rauschkompensation darstellt, und mit einem Potential gemischt, welches den festen Schwellwert 11
bildet.
Verstärkungseinstellung und die Summe aus variablem und festen Schwellwert bilden einen Arbeitspunkt. Beim
Entspannungstraining muß der Patient versuchen, den Arbeitspunkt durch tiefere Entspannung zu unterschreiten.
Es folgt ein Funktionsgenerator 13, der eine Tonfrequenz erzeugt. Die Frequenz dieser Tonfrequenz ist abhängig von der
Spannung am Eingang des Funktionsgenerators und liegt im
b · · ft
• ·
Hörbereich. Von dort gelangt diese Tonfrequenz über einen Lautstärkeregler 14 an den Endverstärker 15.
In einer weiteren Ausführungsform werden beide Spannungen
bereits im Verstärker 4 gemischt, wie in Figur 4 gezeigt.
Durch den Tiefpaßfilter 3 und den Hochpaßfilter 8 kann der
Frequenzbereich, der von dem Biofeedbackgerät erfaßt wird, beliebig eingeschränkt werden. Die Stelle des Tief- bzw.
Hochpaßfilters in der Schaltung kann anders sein als in Figur 2 gezeigt, solange die technische Funktion der Einschränkung
des erfaßten Frequenzbereiches beibehalten wird.
Wesentlich für das erfindungsgemäße Biofeedbackgerät ist die
Einstellung der Abschneidefrequenz des Hochpaßfilters 8 auf auf 300 Hz bzw. 400 Hz.
Vorzugsweise wirken Hochpaßfilter 8 und Tiefpaßfilter 3
zusammen, um den erfaßten Frequenzbereich auf 300 bis 1600 Hz einzuschränken.
Signalverstärker für EMG-Biofeedbackgeräte weisen vorzugsweise einen Eingang mit hoher Eingangsimpedanz auf.
Bei einer hohen Eingangsimpedanz und dem notwendigen großen Verstärkungsfaktor ist ein gewisser Rauschanteil
unvermeidlich. Dieses Rauschen liegt in demselben Frequenzbereich wie das Nutzsignal, simuliert somit ein EMG-Signal
und wirkt sich somit störend auf die Meßanordnung aus.
Insbesondere bei einem erfaßten Frequenzbereich von ungefähr 3 00 bis 1600 Hz und bei einem Verstärkungsfaktor von
ca. 105 bis 106, wie es für das erfindungsgemäße
Biofeedbackgerät geeignet ist, ist ein Verstärker-Rauschen unvermeidlich.
Gerade bei tiefer Entspannung mit sehr kleinen EMG-Potentialen wird das Signal-Rausch-Verhältnis besonders
ungünstig.
Da das EMG-Signal einem Rauschen sehr ähnlich sieht, ist eine
Trennung von Signal und Rauschanteil nicht möglich. Das EMG-Signal wird aber in seiner Rohform nicht weiterverarbeitet.
Es wird zur weiteren Verarbeitung gleichgerichtet und gesiebt. Daher bietet es sich an, an geeigneter Stelle eine
Spannung in gleicher Höhe aber mit entgegengesetzter Polarität dazuzumischen, um so den Rauschanteil zu
kompensieren.
Eine andere Forderung ist es, die Verstärkung in weitem Bereich variieren zu können, um den verschiedenen
Bedürfnissen gerecht zu werden.
Bei dem Entspannungstraining vollzieht sich die Muskel-Entspannung
in kleinen Schritten. In einer Versuchsreihe wurde ermittelt, daß es für die Entspannung sinnvoll ist, die
Verstärkung ebenfalls in sehr kleinen Schritten einstellbar zu gestalten.
Diese Prozedur wird als "shaping"-Prozedur bezeichnet. Die Prozedur läuft so ab, daß nach jedem Teilerfolg bei der
Entspannung (Absinken der Feedback-Frequenz) die Empfindlichkeit des Gerätes durch Nachstellen des
Empfindlichkeitsreglers erhöht wird.
Wird der Verstärkungsfaktor des Signalverstärkers dagegen variabel gestaltet, z.B. bei der sogenannten "shaping"-Prozedur,
so kann die dazugemischte, als Rauschkompensation dienende Gleichspannung gemäß der Erfindung in gleicher Weise
variabel ausgeführt sein.
Als äußerst sinnvoll hat sich die Verwendung eines logarithmischen Rastpotentiometers als Abschwächer 6
erwiesen. Der Vorteil der Raststufen liegt darin, daß der Patient nicht in die Versuchung kommt, den
Empfindlichkeitsregler in zu großen Intervallen zu verändern und sich so das Training zu erschweren.
Ein Rastpotentiometer mit 41 Rastpositionen wird erfindungsgemäß verwendet. Von einer Rastposition zur anderen
ändert sich die Verstärkung um den Faktor von ca. 1,3.
Wird mit variablen Abschwächerstellungen gearbeitet, so ergibt sich die Forderung, daß sich die Rauschkompensation in
gleichem Maße ändern muß, um eine einwandfreie Kompensation zu erlangen (sh. Figur 3).
Im einfachsten Fall kann dies in Form eines Tandem-Potentiometers erfolgen, wobei eines der beiden Potentiometer
die Summe aus Nutzsignal und Rauschsignal abschwächt, das andere Potentiometer die Gleichspannung abschwächt, die die
Rauschkompensation darstellt.
Der Gleichlauf dieser normalen Potentiometer ist jedoch relativ schlecht. Eine genauere Rauschkompensation kann man
gemäß der Erfindung verwirklichen, indem man Signalabschwächung und Rauschkompensation mit Hilfe desselben
Abschwächers vornimmt.
Der Abschwächer kann in Form eines Potentiometers (vorzugsweise eines Rastpotentiometers), eines monolithischen
Bausteins oder eines Stufenschalters ausgeführt sein.
Es wurde erfindungsgemäß der Weg beschritten, das EMG-Signal
vor dem Abschwächer 6 mit einer Gleichspannung (die den Zweck
• &bgr;
einer Kompensations-Spannung hat) zu beaufschlagen und beide
Signale nach erfolgter Abschwächung mittels einer elektrischen Weiche wieder voneinander zu trennen. Nach
weiterer Verstärkung des EMG-Signals und nach erfolgter
Gleichrichtung und Siebung werden beide Signale mit umgekehrten Vorzeichen summiert, um so die Rauschkompensation
zu bewerkstelligen.
Dabei gehören mehrere andere technische Lösungen ebenfalls zu der Erfindung, wie das EMG-Signal und die Kompensations-Spannung
zu mischen und nach erfolgter Abschwächung wieder voneinander zu trennen, wie in den Figuren 4 und 5 gezeigt.
Auf diese Weise wird sichergestellt, daß beide Signale, das EMG-Signal und das zur Kompensation dienende Gleichspannungs-Potential,
in exakt gleichem Verhältnis abgeschwächt werden.
In einer Versuchsreihe wurde ermittelt, daß die Höhe des Schwellwertes das Entspannungstraining direkt beeinflußt. Es
konnte eine optimale Einstellung des Schwellwertes ermittelt werden, die allerdings nur für eine bestimmte Abschwächer-Stellung
(Empfindlichkeits-Einstellung) galt.-
Ein fest eingestellter Schwellwert ist nach den Ergebnissen der Versuchsreihe für ein effektives Entspannungstraining
nicht sinnvoll. Die individuelle Einstellung kompliziert die praktische Benutzung. Es wurde der Weg beschritten, den
Betrag des Schwellwertes in Abhängigkeit des Abschwächers zu verändern.
Die Problemstellung deckt sich demnach direkt mit der verstärkungsabhängigen Rauschkompensation. Entsprechend wurde
gemäß der Erfindung derselbe Weg beschritten und Rauschkompensation 5A und Schwellwert 5B als gemeinsame
Gleichspannung dem EMG-Signal vor dem Abschwächer 6
13
beaufschlagt und nach erfolgter Abschwächung wieder getrennt, um beide Signale nach der Gleichrichtung und Siebung wieder
zu mischen.
In Figur 10 werden Rauschkompensation und Schwellwert-Spannung
in graphischer Weise dargestellt.
Der feste Schwellwert 11 kann vorzugsweise ausgelassen werden, wenn er entweder Null oder sehr klein ist.
Als geeignetes akustisches Rückmeldesignal gemäß der
Erfindung, das auch über einen sehr langen Zeitraum vom Patienten akzeptiert wird, wird die Dreiecksform eingesetzt.
Diese Dreiecksform hat darüber hinaus den Vorteil, daß der Signalton auch unterhalb der eigentlichen Gehörgrenze vom
Patienten wahrgenommen werden kann. Unterhalb der Gehörgrenze wird die Dreiecksfrequenz dann nicht mehr als Ton erkannt,
sondern wird als Einzelpulsation wahrgenommen. Der Ton erscheint zuerst als "Tuckern", bei noch weiterem
Frequenzabfall erscheint dem Patienten der Ton dann als "Klopfen".
Der Funktionsgenerator 13 gemäß der Erfindung ist als Dreiecks-Generator ausgebildet, der eine angenäherte
Dreiecks-Spannung erzeugt. Ein Dreiecks-Generator kann auf eine einfache Weise nach dem "dual-slope"-Verfahren aufgebaut
werden (sh. Figur 6). IC-2 bildet dabei mit R3 und Cl einen
Integrator. Je nach Zustand des Schmitt-Triggers IC-I ist
dabei die Flanke positiv oder negativ.
Durch die Einführung eines gesteuerten Umschalters IC-3,
Transistor T und Diode D kann die Grundschaltung in einen VCO (voltage-controlled oscillator) erweitert werden (Figur 7).
Diese Schaltung und Abwandlungen davon haben Nachteile. Im unteren Frequenzbereich wird die Kurvenform unsymmetrisch und
setzt schließlich ganz aus. Abhilfe kann nur zum Teil durch Abgleich-Elemente geschaffen werden.
Für die Erzeugung eines Feedback-Signals mit hoher Symmetrie und großem Frequenzbereich wurde erfindungsgemäß ein anderer
Weg beschritten.
Die Realisierung eines Funktionsgenerators 13 gemäß der Erfindung, der die Bedingungen als Tongenerator für eine
akustische Rückmeldung erfüllt, wird im folgenden vorgestellt:
Der Dreiecks-Generator, der in konventioneller Bauweise mit zwei Operationsverstärkern aufgebaut ist, erzeugt eine
Dreiecksspannung. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Schaltungsanordnung ist ein LED/LDR (light emitting
diode/light dependent resistor) Optokoppler OP (sh. Figur 8). Die Frequenz dieser Schaltungsanordnung ist im weiten Bereich
variabel. Neben dem Wert des Integrationskondensators Cl ist die Frequenz der Anordnung im wesentlichen vom Wert des LDR,
bzw. dessen Beleuchtungsstärke, bestimmt.
Die LED wird so angesteuert, daß der Strom proportional dem Eingangssignal der Anordnung ist.
Wie Figur 8 zeigt, ist der Widerstand R3 aus Figur 6 als Photowiderstand ausgeführt. Er befindet sich dabei zusammen
mit einer LED in einem gemeinsamen Gehäuse, welches nach außen gegen Lichteinfall abgedichtet ist. Es entsteht also
ein VCO, der als Grundelement einen LED/LDR (light emitting diode/light dependent resistor) Optokoppler OP enthält.
IC-3 ist der Treiber für die LED: Er wird angesteuert durch
das verstärkte, gleichgerichtete und gesiebte EMG-Signal.
Andere Arten der Ansteuerung sind möglich.
Diese Schaltung hat den Vorteil einer hohen Symmetrie und eines hohen Frequenzumfangs von bis zu 12 Oktaven, d.h.
0,5 bis 2000 Hz. Diese Signalton-Erzeugung ist für alle Biofeedbackgeräte mit auditivem Feedback - nicht nur für
EMG-Geräte - gleicherweise geeignet.
Die Trägheit des Photowiderstands LDR, die sich bei vielen Typen nach Lichtsperrung im Bereich des Dunkelwiderstandes
zeigt und sich in den meisten Schaltungen als Nachteil erweist, hat bei dem Funktionsgenerator 13 gemäß der
Erfindung positive Effekte:
diese Trägheit wirkt als zusätzliche erwünschte Zeitkonstante im Bereich kleiner Ansteuerwerte (also
des tiefen Frequenzbereiches), wobei der Grad der Zeitkonstante durch die Wahl des Widerstandstyps
bestimmt werden kann.
Die Erzeugung des Signaltons reißt im unteren Frequenzbereich nicht jäh ab, sondern klingt langsam
aus, wodurch ein störender Effekt beseitigt wird.
Falls die Ansprechgeschwindigkeit des Photowiderstandss LDR gering ist, wird die Ansprechgeschwindigkeit der gesamten
Anordnung letztlich durch das gesiebte EMG-Signal bestimmt und dies ist über ca. 1 bis 2 Sekunden integriert, um dem
Probanden ein ruhiges Feedback-Signal zu bieten.
Bei dem Entspannungstraining wird vornehmlich eine Verstärker-Einstellung gewählt, bei der der rückgemeldete Ton
im unteren Frequenzbereich liegt. Das menschliche Ohr ist
aber gerade im unteren Frequenzbereich relativ unempfindlich.
Es ist daher sinnvoll, die Amplitude im unteren Frequenzbereich gegenüber der im oberen Frequenzbereich gemäß
der Erfindung anzuheben.
Dabei ist sicherzustellen, daß die Tonfrequenz in der angenäherten Dreiecksform unverändert bleibt. Eine Verwendung
von RC-Filtern ist deshalb nicht geeignet.
Bei der Schaltung nach Figur 8 bietet es sich an, einen gehörrichtigen Frequenzgang direkt bei der Tonerzeugung zu
realisieren. Dabei werden die Amplituden bei tiefen Frequenzen gegenüber den hohen Frequenzen mit einem Faktor
von vorzugsweise 3 angehoben. Die Struktur der Dreiecksform bleibt dabei unverändert.
Eine Ausführungsform der Erfindung zur Realisierung einer
solchen Schaltung wird in Figur 9 gezeigt. Bei höheren Frequenzen weist der Kondensator C2 eine niedrige Impedanz
gegenüber dem Widerstand R4 auf.
Durch diese Ergänzung für eine gehörrichtige Tonerzeugung ergibt sich eine Nichtlinearität der Schaltungsanordnung. Für
die Erzeugung eines Rückmeldesignals für Biofeedbackanwendungen ist diese Nichtlinearität ohne
Bedeutung.
Claims (13)
1. Elektromyographie-Biofeedbackgerät für Entspannungstraining,
dadurch gekennzeichnet , daß der Frequenzbereich des EMG Signals, der durch das
EMG-Biofeedbackgerät erfaßt wird, über 3 00 Hz liegt.
2. EMG-Biofeedbackgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß der erfaßte Frequenzbereich zwischen 300 und 1600 Hz liegt.
3. EMG-Biofeedbackgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß der erfaßte Frequenzbereich vorzugsweise zwischen 400 und 1500 Hz
liegt.
4. EMG-Biofeedbackgerät nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet , daß das EMG-Biofeedbackgerät einen Funktionsgenerator (13) enthält,
der eine angenäherte Dreiecksspannung erzeugt.
5. EMG-Biofeedbackgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der
Funktionsgenerator (13) einen LED/LDR (light emitting diode/light dependent resistor) Optokoppler enthält,
wobei der darin enthaltene Photowiderstand einen der frequenzbestimmenden Elemente des Funktionsgenerators
darstellt.
6. EMG-Biofeedbackgerät nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet , daß der LED/LDR Optokoppler einen Photowiderstand enthält, der eine
Trägheit nach Lichtsperrung aufweist, die eine Verzögerung einer Frequenzänderung im unteren
Frequenzbereich bewirkt.
7. EMG-Biofeedbackgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet , daß der Funktionsgenerator die angenäherte Dreiecksspannung mit
einer Frequenz in dem Bereich von 0,5 bis 2000 Hz erzeugt.
8. EMG-Biofeedbackgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der
Funktionsgenerator die Amplitude der angenäherten DreiecksSpannung bei tiefen Frequenzen gegenüber der bei
den hohen Frequenzen anhebt.
9. EMG-Biofeedbackgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet , daß das EMG-Biofeedbackgerät einen Signalverstärker enthält, und der
Signalverstärker Mittel zum Erzeugen einer Rauschkompensation in Abhängigkeit von der Stellung
eines Signalabschwächers aufweist.
10. EMG-Biofeedbackgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der
Signalverstärker Mittel zum Erzeugen einer Schwellwertspannung in Abhängigkeit von der Stellung des
Signalabschwächers enthält.
11. EMG-Biofeedbackgerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß der
Signalabschwächer in Form eines Rastpotentiometers ausgeführt ist.
12. EMG-Biofeedbackgerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß der
Signalabschwächer in Form eines monolithischen Bausteins ausgeführt ist.
13. EMG-Biofeedbackgerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß der
Signalabschwächer in Form eines Stufenschalters ausgeführt ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9405523U DE9405523U1 (de) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Elektromyographie-Biofeedbackgerät |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9405523U DE9405523U1 (de) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Elektromyographie-Biofeedbackgerät |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9405523U1 true DE9405523U1 (de) | 1994-06-09 |
Family
ID=6906837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9405523U Expired - Lifetime DE9405523U1 (de) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Elektromyographie-Biofeedbackgerät |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9405523U1 (de) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1994
- 1994-03-31 DE DE9405523U patent/DE9405523U1/de not_active Expired - Lifetime
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