FI121988B

FI121988B - Kannettava elektroninen laite

Info

Publication number: FI121988B
Application number: FI20065552A
Authority: FI
Inventors: Juuso Nissilae; Antti Aunio
Original assignee: Valkee Oy
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2011-07-15
Also published as: EP2063959B1; FI20065552A; EP2063959A4; US9364683B2; WO2008029001A1; US20100042188A1; FI20065552A0; EP2063959A1

Description

Kannettava elektroninen laite

Ala

Keksinnön kohteena on kannettava elektroninen laite ja menetelmä.

Tausta 5 Ihmisen kallonsisäinen hermokudos käsittää alueita, jotka stimuloi vat alueeseen kohdistetun optisen säteilyn vaikutuksesta. Stimulaatiolla voi olla aineenvaihdunnallinen ja/tai hermostollinen vaste, joka ilmenee esimerkiksi vireystilan muutoksena, vuorokausirytmin muutoksena ja lukuisten hormonien ja aivojen välittäjäaineiden pitoisuuksien muutoksena. Tällä hetkellä 10 tunnettuja muuttuneen valomäärän aiheuttamia ilmiöitä ovat esimerkiksi luonnonvaraisten eläinten parittelukäytöksen laukeaminen ja ihmisillä hyvin tunnettu kaamosmasennus (Seasonal Affective Disorder, SAD). Optinen säteily voi olla peräisin luonnosta, tai optisella säteilyllä voi olla keinotekoinen alkuperä.

15 Keinotekoista optista säteilyä joudutaan käyttämään tyypillisesti, mi käli luonnollinen valo ei riitä halutun fysiologisen efektin aikaansaamiseksi. Keinotekoista optista säteilyä voidaan generoida esimerkiksi kirkasvalohoito-laitteilla, jotka asennetaan esimerkiksi kodin tai työpaikan tiloihin.

Julkaisusta WO 9851372 tunnetaan hoitomenetelmä esimerkiksi vi-20 reystilan muuntamiseksi siten, että valoa kohdistetaan tärykalvolle.

Julkaisusta US 6350275 tunnetaan laite, jolla hoidetaan kaamosmasennusta optisella säteilyenergialla. Laite käsittää kontrollerin, jonka avulla säteilyä voidaan kontrolloida.

Julkaisusta US 5167228 tunnetaan menetelmä muuttaa henkilön ^ 25 vuorokausirytmiä kirkkaan valon avulla.

O

™ Julkaisu WO 2006134339 esittää menetelmän ja laitteen optisen sä- o teilyenergian kohdentamiseksi korvakäytävän kautta kallonsisäiseen hermoku- c3 dokseen.

Julkaisu US 20050137656 kuvaa laitteen, jolla voidaan kohdistaa 30 optista säteilyenergiaa käyttäjän korvakäytävän kautta.

Julkaisusta EP 1074275 tunnetaan valomatriisilaite, jota voidaan

LO

g käyttää optisen valoenergian kohdistamiseksi kudokseen.

^ Kirkasvalohoitolaitteiden haittana on niiden suuri koko, paikkaan ra joittuminen, huono hyötysuhde ja ympäristölle aiheutetut häiriöt. Täten on hyö- dyllistä tarkastella vaihtoehtoisia tekniikoita optisen säteilyn ja kallonsisäisen hermokudoksen välisen vuorovaikutuksen aikaansaamiseksi.

2

Lyhyt selostus

Keksinnön tavoitteena on toteuttaa kannettava elektroninen laite ja 5 menetelmä siten, että ihmisen kallonsisäisiä hermokudoksia voidaan stimuloida helposti ja tehokkaasti. Tämä saavutetaan kannettavalla elektronisella laitteella, joka käsittää säteilyelimen optisen säteilyenergian kohdistamiseksi non-invasiivisesti käyttäjän kallonsisäiseen hermokudokseen kannettavan elektronisen laitteen käyttäjän korvakäytävän kautta käyttäjän kallonsisäisen 10 hermokudoksen stimuloimiseksi.

Erään suoritusmuodon mukaisesti esitetään siten kannettava elektroninen laite, joka käsittää säteilyelimen optisen säteilyenergian kohdistamiseksi non-invasiivisesti käyttäjän kallonsisäiseen hermokudokseen kannettavan elektronisen laitteen käyttäjän korvakäytävän kautta käyttäjän kallonsisäi-15 sen hermokudoksen stimuloimiseksi, ja että laite lisäksi käsittää sovitinvälineet säteilyelimen sovittamiseksi käyttäjän ulkokorvaan ja että ainakin osa sätei-lyelimestä ja ainakin osa sovitinvälineistä muodostaa integroidun rakenteen, ja että kannettava elektroninen laite lisäksi käsittää kontrollerin, joka on kytketty säteilyelimeen optisen säteilyn spatiaalisen jakauman kontrolloimiseksi, ja että 20 kontrolleri käsittää useita käsittelyohjelmia, joista kukin sisältää ohjeet erityyppisille optisille säteilyjakaumille, ja että tällaisella kontrollerilla varustettu kannettava elektroninen laite lisäksi käsittää käyttöliittymän laitteen kontrolloimiseksi.

Keksinnön toisena piirteenä esitetään menetelmä, jossa kohdiste-25 taan optista säteilyenergiaa non-invasiivisesti käyttäjän kallonsisäiseen hermo-^ kudokseen kannettavan elektronisen laitteen käyttäjän korvakäytävän kautta ^ käyttäjän kallonsisäisen hermokudoksen stimuloimiseksi mainitun optisen sä-

(M

9 teilyenergian avulla.

c3 Keksinnön edullisia suoritusmuotoja kuvataan epäitsenäisissä pair 30 tenttivaatimuksissa.

Q_

Keksintö perustuu siihen, että kallonsisäisen hermokudoksen sti- $ mulointiin käytetään kannettavaa elektronista laitetta, jonka avulla korvakäytä- § vään kohdistetaan optista säteilyenergiaa. Elektronisen laitteen kannettavuus o ja kannettavuuden mahdollistama pieni koko mahdollistavat kallonsisäisen 35 hermokudoksen stimuloinnin erilaisissa toimintaympäristöissä ja -olosuhteissa. Korvakäytävän käyttö optisen säteilyenergian reittinä tehostaa optisen säteilyn 3 pääsyä kallonsisäiseen hermokudokseen, eikä käyttäjän silmiin kohdistu häikäisevää säteilyä. Korvakäytävän käyttäminen tuottaa lisäksi kontrolloidut olosuhteet, joissa optisen säteilyn efektiivistä tehoa voidaan helposti säätää.

Kuvioluettelo 5 Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yh teydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 esittää ensimmäisen esimerkin kannettavan elektronisen laitteen eräästä suoritusmuodosta; kuvio 2 esittää toisen esimerkin kannettavan elektronisen laitteen 10 eräästä suoritusmuodosta; kuvio 3 esittää kolmannen esimerkin kannettavan elektronisen laitteen eräästä suoritusmuodosta; kuvio 4 esittää ensimmäisen esimerkin kannettavan elektronisen laitteen ohjausyksikön eräästä suoritusmuodosta; 15 kuvio 5 esittää toisen esimerkin kannettavan elektronisen laitteen ohjausyksikön eräästä suoritusmuodosta; kuvio 6 esittää neljännen esimerkin kannettavan elektronisen laitteen eräästä suoritusmuodosta; kuvio 7 esittää viidennen esimerkin kannettavan elektronisen lait-20 teen eräästä suoritusmuodosta; kuvio 8 esittää kuudennen esimerkin kannettavan elektronisen laitteen eräästä suoritusmuodosta, ja kuvio 9 esittää esimerkin menetelmän eräästä suoritusmuodosta.

Suoritusmuotojen kuvaus 25 Viitaten kuvioon 1 tarkastellaan käyttäjän pään 100 aluetta ja esi- o merkkiä kannettavasta elektronisesta laitteesta, joka käsittää säteilyelimet o 104A, 104B.

c3 Kannettava elektroninen laite on käyttäjän mukana ilman ulkoista £ tuentavälinettä kannettava laite. Ulkoinen tuenta on tässä tapauksessa esi-

CL

30 merkiksi tuenta, jolla laitetta kannatetaan maahan tai muuhun kiinteään ra-

(N

[g kenteeseen tukeutuen. Käyttäjä on henkilö, joka kykenee itsenäisesti käyttä-

LO

g mään kannettavaa elektronista laitetta. Käyttö käsittää esimerkiksi kannettavan cm elektronisen laitteen asentamisen kehoon, kannettavan elektronisen laitteen päälle- ja poiskytkemisen sekä kannettavan elektronisen laitteen käyttöase-35 tusten suorittamisen.

4

Kannettava elektroninen laite on eräässä suoritusmuodossa käyttäjäkohtainen, jolloin optisen säteilyn kohteena oleva henkilö itse kontrolloi kannettavaa elektronista laitetta esimerkiksi käyttäjäliittymän välityksellä.

Säteilyelin 104A, 104B kohdistaa optista säteilyä 108 käyttäjän kor-5 vakäytävään 106A, 106B, joka absorboi optista säteilyä 108 ja välittää optisen säteilyenergian 108 kallonsisäiseen hermokudokseen 102. Tällöin kallonsisäiseen hermokudokseen kohdistuu käsittely, jolla on vaste kallonsisäisessä hermokudoksessa. Tässä yhteydessä käsitteet ’’optinen säteily” ja ’’optinen säteilyenergia” ovat ekvivalentteja käsitteitä, ja molemmille käytetään samaa 10 viitenumeroa 108. Optinen säteily 108 käsittää tyypillisesti infrapunasäteilyn, näkyvän valon ja ultraviolettisäteilyn aallonpituudet.

Optisen säteilyenergian 108 eteneminen perustuu säteilyn optiseen etenemiseen kudoksessa. Kudoksessa edetessään osa optisesta säteilyener-giasta 108 muuttuu lämmöksi. Lisäksi optisen säteilyn 108 aallonpituusja-15 kauma tyypillisesti muuttuu kudoksessa tapahtuvan absorption johdosta.

Optisen säteilyenergian 108 teho on valittu siten, että optinen säteilyenergia 108 ulottuu kallonsisäiseen hermokudokseen.

Esitetyssä ratkaisussa optisen säteilyenergian 108 kohdistaminen kallonsisäiseen hermokudokseen 102 tapahtuu non-invasiivisesti. Tällöin sä-20 teilyelin 104A, 104B on ihon ulkopuolella, eikä tunkeudu käyttäjän kudokseen. Ihoksi määritellään tässä yhteydessä myös korvakäytävän 106A, 106B sisäpinta. Korvakäytävän 106A, 106B käyttö optisena kanavana ja korvakäytävän seinämien käyttö optisen säteilyn 108 absorbaattorina mahdollistaa pienen optisen tehon käytön kallonsisäisen hermokudoksen valaisussa.

25 Optinen säteilyenergia 108 vastaanotetaan säteilylle herkässä kal lonsisäisessä hermokudoksessa 102, joka stimuloituu optisen säteilyenergian o 108 vaikutuksesta. Stimulaatio ilmenee tyypillisesti kallonsisäisen hermoku- c\i ^ doksen hermostollisena ja/tai hormonaalisena vasteena.

^ Optiselle säteilyenergialle 108 vasteelleen kallonsisäinen hermoku- ^ 30 dos 102 käsittää esimerkiksi isoaivot, pikkuaivot, tasapainoelimet, kuuloelimet, £ hajuelimet, ydinjatkoksen, ja/tai autonomisen säätelyn alueet. Vaste voi pe- cm rustua esimerkiksi optisen säteilyn 108 aiheuttamaan melatoniini-hormonin

LO

[£ pitoisuuden muutokseen.

o Eräässä suoritusmuodossa optiselle säteilyenergialle 108 vasteelli- ^ 35 nen kallonsisäinen hermokudos 102 käsittää käpylisäkkeen, joka tunnetaan myös nimeltä käpyrauhanen (Pineal Gland).

5

Eräässä suoritusmuodossa optiselle säteilyenergialle 108 vasteelli-nen kallonsisäinen hermokudos 102 käsittää verkkokalvon (retina), jonka ganglio-solut voivat aistia myös takaa tulevaa valoa. Gangliosolujen valoaisti-mus on tyypillisesti näkemisestä riippumaton, eikä se osallistu näkemiseen.

5 Gangliosolut ovat nimenomaan diffusoituneelle valolle erikoistuneita, ja niiden valoherkkä pigmentti on melanopsiini-proteiini. Altistuttuaan valolle gangliosolut signaloivat suprakiasmaattista tumaketta, joka on vuorokausirytmin äiti.

Eräässä suoritusmuodossa optiselle säteilyenergialle 108 vasteelli-nen kallonsisäinen hermokudos 102 käsittää suprakiasmaattisen tumakkeen 10 (SCN), joka säätelee käpylisäkettä, joka takaisinsäätelee SCN:ää erittämällään melatoniinilla.

On huomattava, että edellä mainitut optiselle säteilyenergialle 108 vasteelliset kallonsisäiset hermokudokset 102 ovat vain esimerkkejä. Osa valon vaikutuksista myös menee muuta kautta, kuin vuorokausirytmin neuroen-15 dokrinologian reittiä. Kallonsisäisillä hermokudoksilla, myös kraniaaliseudulla, on lukuisia epäspesifejä vasteita optiselle säteilyenergialle 108 ja optisesta säteilyenergiasta 108 aiheutuvalle lämmönnousulle. Tällaisia vasteita ovat esimerkiksi kudosten aineenvaihdunnan kasvu ja immuunivasteen muutokset.

Viitaten kuvioon 2 tarkastellaan säteilyelimen 200 suoritusmuotoa, 20 jossa säteilyelin 200 käsittää säteilylähteen (RS) 202. Kuviossa 2 esitetään lisäksi säteilyelimen 200 korvasovitin 208, jonka avulla säteilyelin 200 voidaan sovittaa korvakäytävän 106A, 106B suulle tai kuviossa 1 esitettyyn korvalehteen 110A, 110B. Korvasovitin 208 on esimerkiksi muovista tai kumista valmistettu tulppamainen rakenne, joka voi tunkeutua ainakin osittain käyttäjän 25 korvakäytävään 106A, 106B.

Säteilyelin 200 voi käsittää optisesti läpäisevän osan 210, joka o päästää lävitseen optisen säteilyn 108 ja muodostaa säteilylähdettä 202 suo- ^ jaavan suojarakenteen. Optisesti läpäisevä osa 210 voi olla myös aukko.

^ Säteilylähde 202 on elektro-optinen komponentti, joka muuntaa säh- ^ 30 kötehon 206 optiseksi säteilyksi 108. Säteilylähde 202 on esimerkiksi hehku- | lamppu, valodiodi tai diodilaser. Sähköteho 206 voidaan tuoda säteilyelimeen cm 200 sähköistä johdinta 204 pitkin. Säteilyelin 200 voi käsittää yhden tai use in [g ampia säteilylähteitä 202, joista kullakin voi olla säteilylähdekohtainen optisen o säteilyn spektraalinen ja/tai spatiaalinen jakauma.

^ 35 Eräässä suoritusmuodossa säteilylähteen 202 spektrijakaumaa voi daan kontrolloida. Eräässä suoritusmuodossa säteilylähde käsittää RGB (Red- 6

Green-Blue) ledejä, joiden yhteisvaikutuksesta voidaan saada optisen säteilyn spektri näkyvällä aallonpituudella. Optisen säteilyn spektraalista jakaumaa voidaan painottaa ohjaamalla tai ajamalla erikseen kutakin lediä eri virtamäärällä. Vastaava ledijärjestely voidaan tehdä esimerkiksi infrapunaledien avulla. Ledit 5 voivat olla joko sarjassa tai rinnan kytkettynä. Sarjaan kytkennällä saadaan se etu, että sama virta kulkee useamman ledin läpi, jolloin säästetään kokonais-tehon kulutuksessa verrattuna rinnan kytkentään.

Eräässä suoritusmuodossa säteilylähde 202 on valittu tai konfigu-roitu siten, että optisen säteilyn 108 aallonpituus on punaisen värin alueella. 10 Tällöin optisen säteilyn 108 absorptio on vähäinen, ja kallonsisäiseen hermo-kudokseen kohdistuvan optisen säteilyn 108 määrä on suurempi kuin tapauksessa, jossa absorptio on voimakkaampi.

Eräässä suoritusmuodossa säteilylähde 202 on valittu tai konfigu-roitu siten, että optisen säteilyn 108 aallonpituus on infrapuna-alueella, jolloin 15 optisen säteilyenergian 108 vaikutus kohdistuu lämpösäteilylle herkkiin kohde-kudoksiin kuten tasapainoelimeen. Tässä tapauksessa säteilylähde on esimerkiksi infrapunadiodi.

Eräässä suoritusmuodossa säteilyelin 200 käsittää äänikanavia 212A, 212B, jotka muodostavat esimerkiksi ilmatäytteisen kanavan korvanleh-20 den ja korvakäytävän välille. Äänikanavan 212A, 212B tarkoituksena on johtaa ulkoisista äänistä aiheutuvat ilmanpaine-erot käyttäjän tärykalvoon.

Eräässä suoritusmuodossa säteilyelin 200 on integroitu kuulolaitteeseen, jolloin säteilyelin 200 käsittää äänilähteen, joka on kytketty säteilyeli-meen 200 integroituun tai säteilyelimestä 200 erillään olevaan mikrofoniyksik-25 köön.

Kuvioissa 2 säteilylähde 202 ja korvasovitin 208 muodostavat integer roidun rakenteen.

(M

^ Viitaten kuvioon 3 tarkastellaan säteilyelimen 300 suoritusmuotoa, ^ jossa optista säteilyä 306 tuodaan säteilyelimeen 300 optista säteilyjohdetta ^ 30 304 pitkin. Optinen säteilyjohde 304 on esimerkiksi valokuitu. Optisen säteily- | johteen 304 päässä voi olla linssi tai optisen säteilyjohteen 304 pää voi olla

cvj muotoiltu siten, että optinen säteily 108 kohdistuu korvakäytävään 106A, 106B

LO

|£ halutulla tavalla. Kannettava elektroninen laite voi käsittää useita säteilyjohteita o 304, joista kukin voi emittoida optista säteilyä 108 säteilyjohdekohtaisella opti- ™ 35 sen säteilyn 108 spektraalisella ja/tai spatiaalisella jakaumalla. Mainitussa suo- 7 ritusmuodossa säteilyelin 300 voi käsittää lisäksi korvasovittimen 208, jolloin korvasovitin ja säteilyjohteen pää muodostavat integroidun rakenteen.

Viitaten kuvioon 4 tarkastellaan esimerkkiä ohjausyksiköstä (CU) 400, joka käsittää teholähteen (PS) 402 ja kontrollerin (CNTL) 404. Esitetty 5 ohjausyksikön 400 suoritusmuoto voi olla kytkettävissä kuviossa 2 esitetyn kaltaiseen säteilyelimeen 200.

Teholähde 402 tuottaa sähkötehoa 206 ja syöttää sähkötehon 206 kontrolleriin 404. Teholähde 402 on esimerkiksi paristo, muuntaja tai ulkoinen teholähde. Teholähde 402 voi käsittää hakkurin, jonka avulla esimerkiksi akun 10 jännitteestä voidaan generoida korkeampia jännitteitä. Hakkuri mahdollistaa matalajännitteisten akkujen käytön ja esimerkiksi diodille menevän ohjausjän-nitteen säätämisen. Ohjausjännitteen säädöllä voidaan saavuttaa diodin kyn-nysjännitteen ylittävä jännite ja haluttu diodille menevä virta.

Kontrolleri 404 vastaanottaa sähköisen energian ja kontrolloi opti-15 sen säteilyn 108 jakaumaa.

Kontrolleri 404 voi käsittää tehonsäätimiä kuten transistoreita ja/tai kytkimiä sähkötehon 206 säätämiseksi. Kontrolleri 404 voi lisäksi käsittää digitaalisen prosessorin ja muistia. Muistiin voidaan tallentaa koodatut ohjeet, jonka perusteella digitaalinen prosessori voi muodostaa ohjauskomentoja te-20 honsäätimille. Kontrolleri 404 voi lisäksi käsittää ASIC-piirejä (Application-Specific Integrated Circuit), joilla ohjauskomentoja voidaan generoida.

Eräässä suoritusmuodossa edellä mainittu hakkuri sijaitsee kontrollerissa 404, jolloin hakkuri on tyypillisesti säädettävä.

Hakkuripiirit ovat yleensä integroituja erillisiä komponentteja, jotka 25 voivat olla integroituna osaksi myös ASIC (Application-Specific-Integrated-Cir-cuit) piirille. Virtapeilikytkentää voidaan myös käyttää ohjaamaan tarkasti ha-o luttu virta virtapeilin eri haaroihin.

CVJ

^ Lisäksi kontrolleri 404 voisi sisältää ohjauslogiikan patterin/akun la- ^ taukseen, sekä ilmaista ja/tai monitoroida akun tilaa ja antaa siitä käyttäjälle ™ 30 tietoa.

| Eräässä suoritusmuodossa kontrolleri 404 kontrolloi optisen säteilyn cvj 108 spatiaalista jakaumaa. Tällöin kontrollerista 404 voi lähteä useita virtajoh-

LO

£ timia, joista kukin on kytketty erilaisen spatiaalisen säteilyjakauman gene- o roivaan säteilylähteeseen 202. Optisen säteilyn 108 spatiaalisen jakauman ^ 35 avulla optista säteilyenergiaa 108 voidaan suunnata haluttuun kohdekudok- seen. Spatiaalinen jakauma voidaan toteuttaa kontrollerissa 404 olevien te- 8 honsäätimien avulla, joista kukin voi itsenäisesti kontrolloida sähkötehoa 206 esimerkiksi kontrollerin 404 digitaalisesta prosessorista tai ASIC-piireistä saatujen komentojen perusteella.

Eräässä suoritusmuodossa kontrolleri 404 kontrolloi optisen säteilyn 5 108 temporaalista jakaumaa. Temporaalinen jakauma käsittää sähkötehon 206 lyhyen aikavälin pulssituksen, jolla voidaan säätää optisen säteilyn 108 lyhyen aikavälin keskimääräistä tehoa. Lyhyt aikaväli voi olla sekunnin suuruusluokkaa.

Temporaalinen jakauma käsittää myös sähköisen energian 206 pit-10 kän aikavälin jakauman. Pitkän aikavälin jakauma käsittää esimerkiksi aikasek-venssit, jolloin kallonsisäistä hermokudosta 102 käsitellään optisella sätei-lyenergialla 108. Aikasekvenssien aikaskaala voi olla minuutteja, tunteja ja/tai vuorokausia.

Temporaalinen jakauma voidaan generoida moduloimalla sähköte-15 hoa 206 ajallisesti. Modulaatio voi olla diskreetti, jolloin sähköteho 206 vaihte-lee on/off-tilojen välillä. Modulaatio voi olla myös jatkuva, jolloin sähkötehoa 206 säädetään jatkuvasti.

Spektraalinen jakauma käsittää optisen säteilyn aallonpituuksia. Säteilylähde 202 voi käsittää säädettävän valoelementin tai säteilylähteessä 202 20 voi olla useita eritaajuista optista säteilyä 108 emittoivaa valoelementtiä. Spektraalista jakaumaa voidaan säätää sähkötehon 206 suuruuden avulla tai ohjaamalla sähkötehoa halutun taajuista optista säteilyä 108 emittoivaan va-loelementtiin.

Kontrolleri 404 voi käsittää useita käsittelyohjelmia, joista kukin si-25 sältää ohjeet erityyppisille optisille säteilyjakaumille. Käsittelyohjelmilla voi olla seuraavat vireystilan muutokseen pyrkivät tavoitteet: vuorokausirytmin siirrot, 5 suihkulentouupumuksen (jetlag) hoito, vuorotyöstä aiheutuvan uniepätasapai- C\1 ^ non hoito, poikkeuksellinen unirytmin siirto, kaamosmasennuksen ja muiden ^ mielialan häiriöiden hoito, hetkellinen suorituskyvyn nosto, herättäminen, 30 stressioireiden lievittäminen, aivojen huonontuneen valoherkkyyden aiheutta-| mat hermostolliset häiriöt, hermoston plastisuuden parantaminen, seksuaali- cm sen vajaatoiminnan hoito.

[£ Eräässä suoritusmuodossa kannettava elektroninen laite käsittää li- o säksi kommunikaatioadapterin (CA) 408 kannettavan elektronisen laitteen kyt- ^ 35 kemiseksi ulkoiseen ohjauslaitteeseen (ECD) 412. Kommunikaatioadapteri 408 voi olla ohjausyksikössä 400.

9

Kommunikaatioadapteri 408 vastaanottaa komennon 414 ulkoisesta ohjauslaitteesta 412 ja välittää komennon kontrolleriin 404. Kontrolleri 404 vastaanottaa komennon 404 ja kontrolloi optisen säteilyn 108 jakaumaa komennon perusteella.

5 Kommunikaatioadapteri 408 voi toteuttaa langallisen tai langatto man rajapinnan. Rajapinta voi olla standardoitu rajapinta, jolloin ulkoinen ohjauslaite 412 voi olla esimerkiksi radiojärjestelmän päätelaite kuten matkapuhelin, PDA-laite (Personal Digital Assistant), pöytätietokone, kannettava tietokone tai musiikkisoitin. Langaton rajapinta voidaan toteuttaa infrapunateknologialla, 10 joka voi pohjautua IrDA (Infrared Data Association), tai radioteknologialla kuten BlueTooth:illa, ZigBeeja/tai BlueLite (BlueTooth Lite).

Rajapinta voi perustua myös induktiosilmukan, USB-väylän (Universal Serial Bus) ja/tai AV-liitännän (Audiovisual) käyttöön.

Kommunikaatioadapteri 408 mahdollistaa ulkoisen ohjauslaitteen 15 412 käyttöliittymän käytön kannettavan elektronisen laitteen operointiin. Kom munikaatioadapteri 408 mahdollistaa myös ohjauslogiikan sijoittamisen ulkoiseen ohjauslaitteeseen 412.

Eräässä suoritusmuodossa kannettava elektroninen laite käsittää käyttöliittymän (UI) 406. Käyttöliittymä 406 voi sijaita ohjausyksikössä 400. 20 Käyttöliittymä 406 voi käsittää sormion, näppäimistön ja/tai näyttölaitteen. Käyttöliittymä 406 voi käsittää toiminnallisuuden, jolla kannettava elektroninen laite kytketään päälle ja pois päältä. Lisäksi käyttöliittymä 406 voi olla konfigu-roitu näyttämään kannettavan elektronisen laitteen tilaa.

Eräässä suoritusmuodossa kontrolleri 404 käsittää koodatut ohjeet 25 ohjeiden antamiseksi käyttäjälle, jotka ohjeet kohdistuvat lääkeaineiden tai muiden kemikaalien nauttimiseen. Ohjeet voidaan välittää käyttäjälle käyttöliit-5 tymän 406 välityksellä. Ohjeet voivat käsittää lääkeaineen tai muun kemikaalin

CV

^ nauttimisen ajankohdan ja/tai annoksen, sekä mahdollisesti tarkemman tiedon ° lääkeaineesta tai kemikaalista. Lääkeaineella tai muulla kemikaalilla on yhteis- 00 ^ 30 vaikutus optisen säteilyn 108 kanssa, joten optisen säteilyn 108 ja lääkeaineen £ tai muun kemikaalin keskinäisellä annostelulla on merkitystä hermostollisen, cm aineenvaihdunnallisen ja/tai psyykkisen vasteen kanssa.

LO

[g Eräässä suoritusmuodossa kannettava elektroninen laite käsittää la- o tausliitännän, jonka avulla voidaan ladata akku ja/tai paristo. Latausliitäntä voi 0X1 35 olla blugi-tyyppinen tai induktioon perustuva ei-galvaaninen liitäntä.

10

Kuviossa 4 esitetään lisäksi mittausyksikkö (MU) 416, joka mittaa esimerkiksi korvakäytävän 106A, 106B lämpötilaa. Mittaus voi perustua lämpötila-anturiin kuten puolijohdeanturiin tai infrapunaherkkään lämpötilail-maisimeen. Mittausyksikkö 416 on kytketty kontrolleriin 404, joka tarkkailee 5 korvakäytävän 106A, 106B lämpötilaa, ja voi säätää optisen säteilyn tehoa 306 lämpötilan perusteella. Tällä menettelyllä voidaan esimerkiksi kompensoida elektronisessa laitteessa käytettyjen komponenttien ominaisuuksien statistista hajontaa tavoitearvoista. Kontrolleri 404 voi optimoida optisen säteilyn 306 tehon. Eräässä suoritusmuodossa kontrolleri 404 estää korvakäytävän 106A, 10 106B ylikuumenemisen.

Eräässä suoritusmuodossa ohjauslaite 400 on integroitu audiosoit-timeen. Tällöin kuviossa 2 esitetty säteilyelin 200 voi käsittää kuuloke-elimen, joka muodostaa äänisignaalin sähköisestä signaalista. Audiosoittimen signaa-liprosessointi voidaan suorittaa kontrollerin 404 digitaalisessa prosessorissa 15 tietokoneohjelman avulla.

Eräässä suoritusmuodossa kontrolleri 404 vastaanottaa käyttäjän fysiologista tilaa karakterisoivaa mittaustietoa 410. Kontrolleri 404 kontrolloi optisen säteilyn 108 jakaumaa perustuen mittaustietoon. Mittaustieto 410 voidaan välittää kommunikaatioadapterin 408 kaltaisen rajapinnan avulla.

20 Mittaustieto 410 voi karakterisoida käyttäjän fysiologista tilaa ennen käsittelyä. Tällöin optisen säteilyn 108 jakauma voidaan valita automaattisesti kontrollerissa 404 siten, että annettava käsittely soveltuu käyttäjän senhetkiseen fysiologiseen tilaan.

Mittaustieto 410 voi eräässä suoritusmuodossa karakterisoida käyt-25 täjän fysiologista vastetta käsittelylle. Tällöin kontrolleri 404 voi valita optisen säteilyn 108 jakauman käsittelyn aikana siten, että jakauma soveltuu käyttäjän 5 senhetkiseen fysiologiseen tilaan. Mainittu suoritusmuoto tarkoittaa fysiologista

(M

^ ta ka isin kytkentää.

° Mittaustieto karakterisoi tyypillisesti käyttäjän vireystilaa. Mikäli vi- ^ 30 reystila osoittaa laskenutta vireyttä tilanteessa, jossa pyritään kohonneeseen | tai normaaliin vireystilaan, voidaan optisen säteilyn 108 annosta kasvattaa.

cm Mikäli vireystila osoittaa laskenutta vireyttä tilanteessa, jossa pyritään alhai-

LO

[g seen vireystilaan, voidaan optisen säteilyn 108 annosta pienentää, o Kontrolleri 404 voi käsittää koodatut ohjeet mittaustiedon 410 ana- ^ 35 lysointiin ja optisen säteilyn 108 jakauman valintaan perustuen analyysiin.

11

Eräässä suoritusmuodossa fysiologinen mittaustieto 410 käsittää kuorsaustietoa käyttäjän kuorsauksesta. Kuorsaustieto käsittää kuorsausvoi-makkuuden ja kuorsauksen aikavaihtelun.

Eräässä suoritusmuodossa mittaustieto 410 käsittää käyttäjän syke-5 tietoa kuten syketaajuuden ja/tai sykevaihtelun. Syketieto voidaan generoida esimerkiksi kannettavalla sykemittarilla.

Eräässä suoritusmuodossa mittaustieto 410 käsittää käyttäjän verenpaineen.

Eräässä suoritusmuodossa mittaustieto 410 käsittää käyttäjän veren 10 happisaturaation.

Eräässä suoritusmuodossa mittaustieto 410 käsittää käyttäjän verensokerin tason.

Eräässä suoritusmuodossa mittaustieto 410 käsittää käyttäjän aivosähkökäyrän.

15 Eräässä suoritusmuodossa mittaustieto 410 käsittää käyttäjän ihon sähkönjohtavuuden.

Eräässä suoritusmuodossa mittaustieto 410 käsittää käyttäjän hen-gitysfrekvenssin.

Eräässä suoritusmuodossa mittaustieto 410 käsittää käyttäjän sil-20 mänliikkeet.

Eräässä suoritusmuodossa mittaustieto 410 käsittää käyttäjän raajojen liikkeet.

Eräässä suoritusmuodossa mittaustieto käsittää käyttäjän lämpöti-laparametrin, joka karakterisoi käyttäjän ruumiinlämpötilaa kuten sisälämpöti-25 laa. Lämpötila voi karakterisoida esimerkiksi käyttäjän peräsuolilämpöä, täry-kalvolämpöä ja/tai esophaguslämpöä.

δ Viitaten kuvioon 5 tarkastellaan ohjausyksikön 500 suoritusmuotoa, ^ joka käsittää kontrolleriin 404 kytketyn säteilylähteen 502. Säteilylähde 502 on ^ kytketty säteilyjohtimeen 304, joka johtaa optisen säteilyn 306 kuvion 3 sätei- 0X1 30 lyelimeen 300. Ohjausyksikkö 500 voi käsittää useita säteilylähteitä 502, joilla

X

£ kullakin voi olla oma karakteristinen optisen säteilyn 306 spektraalinen ja- oj kauma. Spatiaalinen jakauma saadaan tässä tapauksessa aikaan konfiguroi- $ maila valojohteen 306 pää tai linssien avulla säteilyelementissä 300. Säteily- co § lähteellä 502 voi olla samankaltaiset spektraaliset ominaisuudet kuin kuvion 2 ^ 35 säteilylähteellä 202.

12

Viitaten kuvion 6 esimerkkiin kannettava elektroninen laite 600 on eräässä suoritusmuodossa käyttäjän ulkokorvaan asennettava itsenäinen toiminnallinen yksikkö. Itsenäinen toiminnallinen yksikkö on kykenevä toimimaan itsenäisesti ilman ulkoista ohjauslaitetta ja käsittää teholähteen 402, kontrolle-5 rin 404 ja säteilylähteen 502. Kannettava elektroninen laite 600 voi lisäksi käsittää kytkimen 604, jonka avulla voidaan antaa komentoja kontrollerille 404 esimerkiksi käsittelyn aloittamisesta tai lopettamisesta tai aktivoimisesta. Kannettava elektroninen laite 600 voidaan tässä tapauksessa dimensioida tulppa-maiseksi rakenteeksi, jossa korvasovitin 602 tunkeutuu ainakin osittain käyttä-10 jän korvakäytävään 106A, 106B tai korvakäytävän 106A, 106B suulle pitäen kannettavan elektronisen laitteen 600 paikallaan ilman ulkoista tukea. Korvasovitin 602 on valmistettu esimerkiksi muovista tai kumista. Itsenäinen toiminnallinen yksikkö mahdollistaa kannettavan elektronisen laitteen 600 yksinkertaisen rakenteen ja tästä syystä alhaiset tuotantokustannukset. Tällöin kan-15 nettava elektroninen laite 600 voi olla tarkoitettu kertakäyttöiseksi ja jaettavaksi tai myytäväksi esimerkiksi lentokentillä suihkulentouupumuksen oireiden lieventämiseksi.

Viitaten kuvioihin 7 ja 8 tarkastellaan esitetyn ratkaisun suoritusmuotoa, jossa kannettava elektroninen laite käsittää käyttäjän ulkokorvaan 20 110B asennettavan korvanapin 700. Korvanappi on tyypillisesti korvalehden 110B ja korvakäytävän 106B yhtymäkohtaan asennettava laite, joka on muotoiltu esimerkiksi ympyrän muotoiseksi tai korvalehden muotoiseksi. Kor-vanappia 700 voi tukea sankarakenne 702, joka voi yhtyä toisen korvan kor-vanappiin. Sankarakenteen 702 sisällä voi olla sähköisiä tai optisia johtimia. 25 Sankarakenne 702 voi olla valmistettu esimerkiksi muovista tai metallista.

Elektroninen laite voi käsittää kaikissa edellä mainituissa suoritus-5 muodoissa säteilyelimet yhdelle tai useammalle korvalle.

(M

^ Eräässä suoritusmuodossa elektronisen laitteen korvasovitin käsit- ^ tää kupumaisen rakenteen, joka sulkee sisäänsä korvalehden 110A, 110B.

^ 30 Kupumainen korvasovitin mahdollistaa säteilylähteen tarkan asemoinnin, ja | säteilylähde voi olla korvan ulkopuolella mutta suunnattu siten, että optinen cm säteily kohdistuu korvakäytävään 106A, 106B.

LO

Viitaten kuvioon 9 tarkastellaan esitetyn ratkaisun mukaisen mene- o telmän suoritusmuotoa, o ^ 35 900:ssa menetelmä alkaa.

13 902:ssa kohdistetaan kannettavalla elektronisella laitteella optista säteilyenergiaa 108 non-invasiivisesti käyttäjän kallonsisäiseen hermokudokseen 102 kannettavan elektronisen laitteen käyttäjän korvakäytävän 106A, 106B kautta käyttäjän kallonsisäisen hermokudoksen 102 stimuloimiseksi.

5 904:ssa menetelmä päättyy.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

δ

(M

CNJ

cp

CO

(M

X

cc

CL

(M

LO

CO

O

o

CM

Claims

1. Kannettava elektroninen laite, joka käsittää säteilyelimen (200, 300, 500) optisen säteilyenergian kohdistamiseksi non-invasiivisesti käyttäjän kallonsisäiseen hermokudokseen kannettavan elektronisen laitteen käyttäjän 5 korvakäytävän kautta käyttäjän kallonsisäisen hermokudoksen stimuloimiseksi, ja että laite lisäksi käsittää sovitinvälineet (208, 702) säteilyelimen (200, 300, 500) sovittamiseksi käyttäjän ulkokorvaan ja että ainakin osa säteilyelimestä ja ainakin osa sovitinvälineistä (208) muodostaa integroidun rakenteen, tunnettu siitä, että kannettava elektroninen laite lisäksi käsittää kontrollerin 10 (404), joka on kytketty säteilyelimeen (200, 300, 500) optisen säteilyn spatiaali sen jakauman kontrolloimiseksi, ja että kontrolleri (404) käsittää useita käsittelyohjelmia, joista kukin sisältää ohjeet erityyppisille optisille säteilyjakaumille, ja että tällaisella kontrollerilla varustettu kannettava elektroninen laite lisäksi käsittää käyttöliittymän (406) laitteen kontrolloimiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kannettava elektroninen laite, tunnettu siitä, että säteilyelin (200, 300, 500) käsittää optisen säteilylähteen (202) optisen säteilyn generoimiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kannettava elektroninen laite, tunnettu siitä, että säteilyelin (200, 300, 500) käsittää säteilyjohteen (304) 20 optisen säteilyn viemiseksi korvakäytävään optisesta säteilylähteestä.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kannettava elektroninen laite, tunnettu siitä, että säteilyelin (200, 300, 500) ja sovitinvälineet (208) muodostavat korvalehteen sovitettavan korvanapin.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kannettava elektroninen laite, 25 tunnettu siitä, että sovitinvälineet (208, 702) on sovitettu tunkeutuvaksi ainakin osittain korvakäytävään.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kannettava elektroninen laite, (M ^ tunnettu siitä, että sovitinvälineet käsittää sangat (702).

° 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kannettava elektroninen laite, CO ^ 30 tunnettu siitä, että kannettavan elektronisen laitteen käsittämä kontrolleri | (404) on kytketty säteilyelimeen (200, 300, 500) optisen säteilyn spatiaalisen cvj jakauman lisäksi myös temporaalisen ja spektraalisen jakauman kontrolloimi- LO |£ seksi.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kannettava elektroninen laite, ™ 35 tunnettu siitä, että kannettava elektroninen laite käsittää lisäksi kommuni- kaatioadapterin (408) kannettavan elektronisen laitteen kytkemiseksi ulkoiseen ohjauslaitteeseen; ja kontrolleri (404) on konfiguroitu kontrolloimaan optisen säteilyn jakaumaa ulkoisesta ohjauslaitteesta vastaanotetun komennon perusteella.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kannettava elektroninen laite, tunnettu siitä, että kontrolleri (404) on konfiguroitu vastaanottamaan käyttäjän fysiologista tilaa karakterisoivaa mittaustietoa; ja kontrolleri (404) konfiguroitu kontrolloimaan optisen säteilyn jakaumaa perustuen mittaustietoon.

10. Patenttivaatimuksen 1 tai 7 mukainen kannettava elektroninen laite, tunnettu siitä, että kannettava elektroninen laite on käyttäjän korvaan asennettava itsenäinen toiminnallinen yksikkö käsittäen teholähteen (402), kontrollerin (404) ja säteilylähteen.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kannettava elektroninen laite, 15 tunnettu siitä, että kontrollerista (404) lähtee useita virtajohtimia, joista kukin on kytketty erilaisen spatiaalisen säteilyjakauman generoivaan säteilylähteeseen (202).

12. Patenttivaatimuksen 1 tai 11 mukainen kannettava elektroninen laite, tunnettu siitä, että spatiaalisen jakauman toteuttamiseksi kontrolle- 20 rissa (404) on tehonsäätimiä, joista kukin voi itsenäisesti kontrolloida sähkötehoa (206).

13. Patenttivaatimuksen 1 tai 11 mukainen kannettava elektroninen laite, tunnettu siitä, että spatiaalisen jakauman toteuttamiseksi kontrollerissa (404) on tehonsäätimiä, joista kukin voi itsenäisesti kontrolloida sähköte- 25 hoa (206) kontrollerin (404) digitaalisesta prosessorista tai ASIC-piireistä saatujen komentojen perusteella.

14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kannettava elektroninen laite, (M ^ tunnettu siitä, että säteilyelin (200) käsittää äänikanavan (212A) ulkoisista ° äänistä aiheutuvien ilmanpaine-erojen johtamiseksi käyttäjän tärykalvoon. 00 ^ 30

15. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kannettava elektroninen laite, | tunnettu siitä, että säteilyelin (200) on integroitu kuulolaitteeseen, jolloin cm säteilyelin (200) käsittää äänilähteen, joka on kytketty säteilyelimeen (200) in- [g tegroituun tai säteilyelimestä (200) erillään olevaan mikrofoniyksikköön.

16. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kannettava elektroninen laite, ^ 35 tunnettu siitä, että laite käsittää audiosoittimeen integroidun ohjausyksikön (400) ja että säteilyelin (200) käsittää kuuloke-elimen äänisignaalin muodosta miseksi sähköisestä signaalista.

17. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kannettava elektroninen laite, tunnettu siitä, että kontrolleri (404) käsittää koodatut ohjeet ohjeiden antamiseksi käyttäjälle, jotka ohjeet kohdistuvat lääkeaineiden tai muiden kemi- 5 kaalien nauttimiseen.

18. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kannettava elektroninen laite, tunnettu siitä, että käsittelyohjelmia voi olla: uniepätasapainon hoito, poikkeuksellinen unirytmin siirto, kaamosmasennuksen ja muiden mielialan häiriöiden hoito, hetkellinen suorituskyvyn nosto, herättäminen, stressioireiden 10 lievittäminen, aivojen huonontuneen valoherkkyyden aiheuttamat hermostolliset häiriöt, hermoston plastisuuden parantaminen, seksuaalisen vajaatoiminnan hoito. o cv CNJ cp 00 (M X cc CL (M LO LO LO CO O o CM