WO1999032191A1

WO1999032191A1 - Vorrichtung zur erzeugung eines magnetischen feldes

Info

Publication number: WO1999032191A1
Application number: PCT/EP1998/007712
Authority: WO
Inventors: Friedrich Wolff
Original assignee: Friedrich Wolff
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 1999-07-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes im Bereich des menschlichen Körpers. Die Vorrichtung weist eine Generatoreinrichtung zum Erzeugen des magnetischen Feldes, eine Sendeeinrichtung zur Abgabe des magnetischen Feldes und eine Steuereinrichtung auf. Die Sendeeinrichtung ist in der Nähe des Kopfes angeordnet und zur Abgabe eines magnetischen Feldes mit konstanter Polarität ausgelegt. Ferner ist die Sendeeinrichtung dazu ausgelegt, das magnetische Feld im wesentlichen auf den Nahbereich des Kopfes zu konzentrieren. Die Steuereinrichtung dient insbesondere dazu, die Feldparameter des erzeugten magnetischen Feldes in der Abhängigkeit einer jeweils erwünschten Durchblutung des Gehirns den für diese Durchblutung jeweils charakteristischen Parametern anzupassen.

Description

Vorrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes gemäß dem Patenanspruch 1 sowie deren Verwendung gemäß dem Patentanspruch 35.

Viele Menschen leiden unter Migräne oder anderen Kopfschmerzzuständen. Zur Linderung derartiger Beschwerden sind verschiedene Hausmittel, z.B. physikalische Behandlungsmethoden mit Wärme oder mit Kühlung, aber auch medikamentöse und homöopathische Behandlungsverfahren bekannt. Eine Reihe derartiger Möglichkeiten der Linderung von Schmerzzuständen im Bereich des Kopfes nutzt die Erkenntnis aus, daß die Schmerzzustände häufig ihre Ursache haben in Durchblutungsstörungen im Kopfbereich, insbesondere im Bereich des Großhirns oder der Großhirnrinde.

Eine Reihe von Medikamenten und auch von Naturheilmitteln greift direkt auf die Motorik der Blutgefäße im Kopf ein um deren WeitStellung zu erreichen. Zum Beispiel ist bekannt, daß durch die Gaben gewisser Koffeinkonzentration eine Relaxation des entsprechenden Muskeltonus erreicht werden kann. Ferner ist bekannt, durch bestimmte Wirkstoffe, die Schmerzweiterleitung oder Schmerzausbreitung zu hemmen oder zu unterbinden.

Leider sind bei derartigen Behandlungsmethoden unerwünschte Wirkungen, nämlich sogenannte Nebenwirkungen, welche auch negativen Einfluß auf das Wohlbefinden und auf den Gesundheitszustand des Menschen haben können, nicht immer abwendbar.

Demgemäß wird nach Behandlungsmethoden und -verfahren gesucht, welche Einfluß nehmen können auf den Durchblutungs- zustand im menschlichen Körper, wobei Nebenwirkungen grade möglichst vermieden werden.

Man weiß, daß elektromagnetische Felder, insbesondere Magnetfelder auf die Struktur und den Tonus des Muskelgewebes, welches die Eng- oder Weitstellung der Blutgefäße beeinflußt, zu einem gewissen Grade steuerbar ist. Demzufolge ist es bekannt, durch die Beaufschlagung des menschlichen Körpers mit elektromagnetischen Feldern und insbesondere mit magnetischen Wechselfeidern bei mittleren Frequenzen von einigen hundert Hertz den Zustand der Durchblutung bestimmter Körperregionen zu beeinflussen.

Die Behandlung des Bereichs des menschlichen Kopfes ist dabei aber ausgeschlossen, weil die Frequenzbereiche von einigen 100 Hz für die Behandlung im Bereich des Gehirns wegen der mit diesen Frequenzen verbundenen Nebenwirkungen nicht möglich ist. Darüber hinaus kann auch die Behandlung mit in der Polarität wechselnden Magnetfeldern zu Nebenwirkungen, insbesondere zu Schmerzzuständen und Übelkeit, führen.

Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher die Durchblutung im Kopfbereich mittels elektromagnetischer Felder besonders schnell und wirkungsvoll, wohlgleich aber schonend und arm an Nebenwirkungen gefördert werden kann. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Gegenstand der Unteransprüche sind vorteilhafte Ausgestaltungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der Patentanspruch 30 hat die erfindungsgemäße Verwendung der Vorrichtung zum Gegenstand.

Vorrichtungen zur Erzeugung eines magnetischen Feldes im Bereich eines Körpers, insbesondere eines menschlichen Körpers, weisen in der Regel mindestens eine Generatoreinrichtung zum Erzeugen des magnetischen Feldes auf. Ferner ist jeweils mindestens eine Sendeeinrichtung zur Abgabe des magnetischen Feldes vorgesehen, welche zumindest mit der Generatoreinrichtung verbunden ist. Darüber hinaus ist in der Regel eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Erzeugung und/oder der Abgabe des magnetischen Feldes ausgebildet, welche zumindest mit der Generatoreinrichtung verbunden ist.

Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß bei einer derartigen gattungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes im Bereich eines Körpers, insbesondere eines menschlichen Körpers, die Sendeeinrichtung in der Nähe des Kopfes anordenbar ist. Ferner ist die Sendeeinrichtung zur Abgabe eines magnetischen Feldes ausgebildet, welches eine konstante Polarität aufweist und welches durch die Sendeeinrichtung im wesentlichen auf den Nahbereich des Kopfes konzentrierbar ist. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuereinrichtung die Feldparameter des erzeugten magnetischen Feldes in Abhängigkeit einer jeweils erwünschten Durchblutung des das Gehirn tragenden Bereichs und/oder des Gehirns den für diese Durchblutung charakteristischen Parametern anpaßbar sind. Ein wesentlicher Aspekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist also die Erzeugung und Abgabe eines magnetischen Feldes im Nahbereich des Kopfes in konzentrierter Form. Dazu kann die Sendeeinrichtung in der Nähe dieses Nahbereichs, welcher mit dem magnetischen Feld beaufschlagt werden soll, angeordnet werden. Des weiteren besteht die Möglichkeit, einen gewünschten Durchblutungszustand des das Gehirn tragenden Bereichs des Kopfes und/oder des Gehirns auszuwählen, die entsprechenden Feldparameter zu bestimmen und über die Steuereinrichtung dieser Feldparameter derart anzupassen, daß die Durchblutung des Bereichs des Kopfes wunschgemäß gefördert wird.

Unter dem das Gehirn tragenden Bereich wird nicht nur das Gehirn selbst verstanden, sondern unter Umständen auch die Hirnrinden, sowie das Kleinhirn und die zu- und abführenden Blutgefäße.

Vorzugsweise ist durch die Sendeeinrichtung das magnetische Feld auf den das Gehirn tragenden Bereich und/oder auf das Gehirn oder Teile davon konzentrierbar.

Von besonderem Vorteil ist es dabei, daß die Sendeeinrichtung zur Abgabe eines im Gehirnbereich im wesentlichen homogenen magnetischen Feldes ausgebildet ist. Ein homogenes Magnetfeld setzt im ganzen Bereich, welcher beaufschlagt wird, gleiche magnetische Bedingungen.

Es kann aber auch daran gedacht werden, andere Magnetfeldformen, z.B. fokussierte oder dergleichen, zu verwenden, um z.B. einen Flecken- oder Punktbereich im Gehirn mit einem entsprechenden Feld lokal zu beaufschlagen. Durch die Sendeeinrichtung ist das magnetiche Feld vorzugsweise auf einen Schichtbereich und/oder auf einen Tiefenbereich des das Gehirn tragenden Bereichs des Kopfes konzentrierbar und/oder auf einen Fleckenbereich oder Punktbereich davon fokussierbar.

So kann je nach den physiologischen Voraussetzungen beim Probanden eine gleichmäßige, wohltuende und entspannende Durchblutungsförderung erzielt werden, oder aber es kann z.B. auch eine detektierte lokale Durchblutungsstörung auf der Oberfläche oder im Tiefenbereich im wesentlichen punk- tuell stimuliert und/oder aufgelöst werden, um z.B. die Gefahr eines Schlaganfalls abzuwenden oder die physiologischen oder patho-physiologischen Prozesse allgemein positiv zu beeinflussen.

Zur Vermeidung bestimmter allergischer oder Kontaktreaktionen oder auch zur Vermeidung von Reaktionen auf elektrische Felder und deren Nebenwirkungen wird die Sendeeinrichtung vom Oberflächenbereich, also von der Haut des Kopfes, vorzugsweise beabstandet und/oder im wesentlichen elektrisch isoliert angeordnet. Dabei kann die elektrische Isolation auch dadurch erreicht werden, daß die Sendeeinrichtung von einem isolierenden Stoff umgeben oder eingehüllt wird.

Zur Erzeugung und zur Abgabe des Magnetfeldes in der Sendeeinrichtung ist in der Sendeeinrichtung mindestens eine Magneteinrichtung vorgeshen. Diese Magneteinrichtung ist vorzugsweise zur Abgabe eines magnetischen Feldes mit einer magnetischen Induktion kleiner 20 μT ausgelegt. Es ist z.B. vorgesehen, das Magnetfeld zwischen zwei festen Werten der magnetischen Flußdichte umzuschalten, vorzugsweise bei Werten von ca. 5 μT und ca. 10 μT. Dabei kann das Feld dann an einem nächsten Punkt der Erregerspule mit einer dreidimensionalen Meßspule mit ca. 100 cm überprüft werden. Durch das Bereitstellen zweier Intensitätsbereiche wird der Einsatz des Gerätes flexibler.

Zur Auswahl ist ein, insbesondere geräuschlos betätigbarer, Wahltaster oder Wahlschalter vorgesehen.

Zur Anpassung des magnetischen Feldes an den zu beaufschlagenden Kopfbereich ist eine Mehrzahl von Magneteinrichtungen vorgesehen, deren geometrische Abmessungen und/oder deren geometrische Anordnung in bezug aufeinander so wählbar ist, daß das magnetische Feld in vorgebbarer Art und Weise auf den Kopfbereich oder das Gehirn konzentrierbar ist.

Wenn ein Kontakt der Kopfhaut möglich ist, kann die Mehrzahl von Magneteinrichtungen auch auf der Haut in einer bestimmten Anordnung befestigt werden, z.B. durch Haltemanschetten, Klebestreifen oder eine Haftcreme. Als Magneteinrichtung selbst kann jegliche Einrichtung vorgesehen sein, die zur Erzeugung und Abgabe eines magnetischen Feldes dienen kann.

Dabei handelt es sich z.B. um Permanentmagneten und/oder mit elektrischem Strom beaufschlagbare elektrische Leiter, insbesondere um Spulen oder um eine Leitungsanordnung oder dergleichen, wobei die mit elektrischem Strom beaufschlagbaren elektrischen Leiter bei der Erzeugung und Abgabe magnetischer Felder zu bevorzugen sind, da ihnen die Eigenschaft einer besonders großen Variabilität der erzeugbaren magnetischen Felder zukommt.

Für bestimmte Anwendungsfälle kann der mit elektrischem Strom beaufschlagbare elektrische Leiter jeweils auch eine das Magnetfeld verstärkende Einrichtung, insbesondere in Form eines Ferritkerns oder dergleichen, aufweisen. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, wie oben bereits erwähnt wurde, die Erzeugung und/oder die Abgabe des elektromagnetischen Feldes zu steuern. Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn die Steuereinrichtung den Verlauf des magnetischen Feldes, insbesondere dessen Beginn und Ende sowie den zeitlichen Verlauf der Amplitude, steuert.

Besonders flexibel ist eine derartige Steuereinrichtung, wenn sie eine Mikroprozessoreinrichtung aufweist. Ferner wird die Flexibilität der Steuereinrichtung noch dadurch erweitert, daß eine Speichereinrichtung zur Speicherung von Daten vorgesehen ist, welche den zeitlichen Verlauf des zu generierenden und abzugebenden magnetischen Feldes und/oder die Steuerung der Sendeeinrichtung sowie die zu erzeugende Feldverteilung betreffen.

Als Speichereinrichtungen bieten sich übliche Speicherbausteine in Form eines RAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM oder auch in Form einer CD-ROM, einer Chipkarte oder dergleichen an.

Je nach Anwendung sind unterschiedliche Feldverteilungen und zeitliche Feldverläufe des magnetischen Feldes vorteilhaft. Demzufolge ist die Generatoreinrichtung zum Erzeugen statischer und/oder zeitlich veränderlicher magnetischer Felder ausgebildet.

Besonders einfach gestaltet sich die Generatoreinrichtung, falls diese zum Erzeugen zeitlich periodischer magnetischer Felder ausgelegt ist. Bevorzugt werden hier langsam veränderliche magnetische Felder, insbesondere mit einer Frequenz im Bereich unter 10 Hz, welche abschnittsweise in Form eines Sinus, eines Rechtecks, eines Dreiecks, eines Sägezahns oder dergleichen ausgebildet sein können. Der Frequenzbereich unterhalb von 10 Hz ist besonders arm an Nebenwirkungen, hier entfallen z.B. auch Probleme wie Gleichgewichtsstörungen, Übelkeit und dergleichen beim Probanden.

Besonders geeignet ist eine Feldfrequenz von ca. 5 Hz, wobei insbesondere eine Frequenzgenauigkeit von etwa 10 % von Vorteil ist.

Besonders wirksam ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wenn die Generatoreinrichtung zum Generieren eines gepulsten magnetischen Feldes ausgebildet ist, wobei die einzelnen Pulse insbesondere näherungsweise einen rechteckförmigen Verlauf aufweisen.

Es kann an eine Art Rechteckpuls mit abgeflachter Anstiegsflanke gedacht werden, welche als asymptotischer Stromanstieg auf z.B. 100 mA in 250 μs realisiert ist. Die abfallende Flanke kann dann z.B. über einen freilaufenden Spulenstrom mit einer Induktivität bei etwa 10 mH und einem Widerstand bei etwa 12 Ω, z.B. mittels einer schnellen Schottky-Diode (z.B. BAT 86) mit geringem Vorwärtsspan- ungsabfall, verwirklicht werden.

Dabei wird ein Tastverhältnis von 1 : 1 bevorzugt, d.h. die Pulse des erzeugten magnetischen Feldes besitzen jeweils eine halbe Periodendauer in bezug auf die Frequenz des gepulsten magnetischen Feldes.

Um die aufgrund der Gegeninduktivität der Leiteranordnung entstehenden Stromspitzen und die damit verbundenen möglichen Schädigungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen, insbesondere der Elektronik, so gering wie möglich zu halten, ist es vorgesehen, daß die Generatoreinrichtung zum höher- frequent getakteten Generieren der Pulse des magnetischen Feldes, insbesondere mit einem Tastverhältnis von 1 : 1 und bei insbesondere 35 kHz, ausgebildet ist. Dadurch werden die Anstiegsflanke und die Abfallflanke der näherungsweise rechteckförmigen Pulse des magnetischen Feldes bzw. des erzeugenden Stroms abgeflacht, was, wie bereits erwähnt wurde, Stromspitzen am Beginn und am Ende jedes Pulses vermeidet, den Energieverbrauch verringert und letztlich auch zu einer verlängerten Lebensdauer der gesamten Vorrichtungen und ihrer Energiequelle führt. Weiterhin ergeben sich auch geringere Schwankungen der Rechteckpulse und damit des Feldes.

In der Anwendung der Vorrichtung ist es besonders vorteilhaft, daß die Generatoreinrichtung beim Generieren des magnetischen Feldes zwischen mehreren, insbesondere festen, Frequenzbereichen umschaltbar ist. Vorzugsweise ist an das Umschalten zwischen zwei, insbesondere festen, Frequenzbereichen bei etwa 5 Hz und bei etwa 10 Hz gedacht. Generell kann aber jeder beliebige Frequenzbereich vorgesehen sein. Ein entsprechender, insbesondere geräuschlos betätigbarer, Wahlschalter oder Wahltaster ist ausgebildet.

Besonders flexibel gestaltet sich die Erzeugung und die Abgabe des magnetischen Feldes, wenn die Generatoreinrichtung zum Generieren eines magnetischen Feldes auf der Grundlage von in der Mikroprozessoreinrichtung und/oder der Steuereinrichtung gespeicherten Parametern ausgebildet ist, insbesondere auf der Grundlage eines in der Speichereinrichtung gepeicherten Programms in der Art eines frei programmierbaren Funktionsgenerators .

Dann nämlich können beliebige zeitliche Feldverläufe und räumliche Feldkonfigurationen zum Wohle des Probanden erzeugt werden. Andererseits kann dann auch an eine Beaufschlagung mit einem magnetischen Feld unter ganz speziellen physiologischen und patho-physiologischen Aspekten erfolgen. Zur Bedienung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, daß die Steuereinrichtung eine, insbesondere externe, Ein-/Ausgabeeinrichtung, insbesondere in Form einer Tastatur oder eines Datenterminals, zur Steuerung und/oder zur Ein-/Ausgabe feldbestimmender Parameter aufweist.

Über diese Ein-/Ausgabeeinrichtung kann auch der Beginn und das Ende der Beaufschlagung des Oberflächenbereichs des Körpers mit einem magnetischen Feld bestimmt werden. Darüber hinaus ist daran gedacht, daß über die Ein-/Ausgabe- Einrichtung auch diejenigen Feldparameter bestimmt werden können, die den zeitlichen Verlauf des Feldes in bezug auf die Amplitude und/oder die räumliche Feldkonfiguration beschreiben.

Besonders einfach gestaltet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung, wenn die Sendeeinrichtung als Luftspule ausgebildet ist. Dabei ist es vorgesehen, daß diese Luftspule zwischen etwa 20 bis etwa 100 Windungen aufweist. Z.B. kann die Spule aus lackiertem Leiterdraht mit 0,5 mm Durchmesser in 100 Windungen in einem Kissen, durch Einschäumen versteift, eingearbeitet sein. Diese Ausgestaltung bewirkt auch einen möglichst geringen Ausgangsstrom bei günstigem therapeutischen Effekt, wodurch die Kapazität, z.B. von wiederaufladbaren Batterien sinnvoll eingesetzt wird.

Für die Anwendung auf den menschlichen Kopf ist es besonders vorteilhaft, wenn die Luftspule mit ihren Windungen eine Fläche von etwa 0,03m bis 0,2m umschließt. Derartige Flächenbereiche decken praktisch sämtliche Partien des menschlichen Kopfes ab, wobei hier auch die ganz persönlichen Eigenheiten der Physiognomie berücksichtigt werden können. Eine weitere Anpassung an die persönlichen Gegebenheiten des Probanden ist dadurch möglich, daß die Luftspule mechanisch flexibel ausgebildet ist. Dann läßt sich die Sendeeinrichtung besonders einfach an die geometrischen Gegebenheiten des Kopfes anpassen, wobei in der Regel auch eine günstige Feldverteilung geschaffen wird.

Zur bequemen Anwendung kann die Sendeeinrichtung und insbesondere die Luftspule in einem Kissen, einer Manschette, einem Tuch, einer Decke oder dergleichen integriert ausgebildet sein.

Darüber hinaus können auch sämtliche weitere Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung und insbesondere auch die notwendige Energiequelle in diesem Kissen oder dergleichen angeordnet sein.

Dadurch ergibt sich auch ein besonders preisgünstiges, leicht transportables und handhabbares und für Heimanwendungen geeignetes Gerät zur Stimulation der Haut des menschlichen Körpers. Des weiteren ist aufgrund der mechanischen Flexibilität eines entsprechend gewählten hautfreundlichen Materials, wie Schaumstoff und Latex, auch eine Verwendung in verschiedene Körperlagen wie Seitenoder Rückenlage möglich.

Zum besonders sicheren Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, daß durch die Steuereinrichtung die Zeitdauer der Erzeugung und Abgabe des magnetischen Feldes, insbesondere im Bereich bis zu etwa 20 bis 30 Minuten, einstellbar ist. Nach Ablauf dieser Sicherheitszeitspanne wird die Erzeugung und Abgabe des elektromagnetischen Feldes automatisch unterbrochen. Zwar ist zur Durchblutungsverbesserung eine längere Anwendung nicht schädlich, sie wirkt aber in einigen Fällen dem Erreichen eines Beruhigungszustands oder der Förderung des Einschlafens entgegen. Dazu wird die Steuereinrichtung, z.B. in Form eines Mikroprozessors, in einen sleep-Modus oder stand-by-Modus versetzt.

Ferner ist auch daran gedacht, einen Not-Ausschalter oder eine Start-/Stop-Taste vorzusehen, mit denen eine Beaufschlagung des Kopfes mit magnetischem Feld sofort abgebrochen werden kann und welche insbesondere geräuschlos betätigbar sind. Über die Start-/Stop-Taste kann auch der Betriebsbeginn erfolgen.

Besonders störunanfällig und flexibel gestaltet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung, wenn als Energiequelle eine netzunabhängige Strom- und/oder Spannungsquelle, insbesondere eine Batterie, ein Akkumulator, eine Solareinrichtung oder dergleichen vorgesehen ist. Diese kann in der Vorrichtung selbst vorgesehen sein. Oder sie ist über eine Anschlußleitung als externe Einrichtung mit der eigentlichen Vorrichtung verbunden.

In der Vorrichtung kann zum Anschluß der Energieversorgungsleitung eine entsprechende Buchse ausgebildet sein. Ferner kann zum Wiederaufladen eines internen Akkumulators ebenfalls eine Buchse zum Anschluß eines Ladegerätes oder eines Netzanschlusses vorgesehen sein.

Ist an eine Versorgung mit Netzspannung gedacht, so ist es ferner von Vorteil, daß eine Abschirmeinrichtung zur Verringerung von Fremdfeldern, insbesondere von Netzbrummen, vorgesehen ist.

Durch eine derartige Abschirmeinrichtung wird gewährleistet, daß tatsächlich das gewünschte und vorgegebene Feld in seinem zeitlichen Verlauf und seiner räumlichen Konfiguration ohne den Einfluß von Fremdfeldern zum Einsatz gebracht wird. Es kann dabei ferner daran gedacht sein, daß insbesondere bei netzunabhängigen Strom-/ oder Spannungsquellen auch eine Einrichtung zum Überprüfen des Energievorrats und/oder eine auch als Betriebsanzeige dienende Anzeige für den fließenden Strom mit einer entsprechenden Warnanzeige vorgesehen ist.

Als weitere Anzeige kann auch eine den normalen Betrieb der Vorrichtung anzeigende akustische Anzeige ausgebildet sein, welche einen Ton, eine Tonfolge, eine Melodie, ein Geräusch oder vorzugsweise ein Rauschen oder dergleichen erzeugt und welche durch einen Taster oder Schalter, insbesondere geräuschlos, abgestellt werden kann. Zur Auswahl des akustischen Anzeigesignals kann ein entsprechender, insbesondere geräuschlos betätigbarer, Wahlschalter oder Wahltaster vorgesehen sein.

Sämtliche Anzeige- und/oder Bedienungselemente können teilweise oder ganz in der Vorrichtung selbst, z.B. im Seitenbereich eines Behandlungskissens, oder in einer externen Bedieneinheit untergebracht sein.

Als optische Anzeigeelemente dienen dabei übliche LED-, LCD- und/oder Zeigerdisplays. Als akustische Anzeigemittel finden sämtliche Lautsprechereinrichtungen auf Membran- und/oder Piezobasis Anwendungen.

Die Bedien-, Steuer- und Auswahlelemente können teilweise oder ganz in der Vorrichtung selbst, z.B. im Seitenbereich eines Behandlungskissens, oder in einer externen Bedieneinheit untergebracht sein.

Schalter und/oder Taster können erhaben, versenkt, bündig oder Elemente einer Folientastatur sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorzugsweise zur sofort wirksamen durchblutungsfördernden Behandlung des menschlichen Kopfes, und/oder des Gehirns, insbesondere bei Migräne, Atherosklerose, Gefäßblockade oder dergleichen angewandt.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung eines magnetischen Feldes im Bereich des Körpers werden mit der Beaufschlagung des das Gehirn tragenden Bereichs des menschlichen Kopfes und/oder des menschlichen Gehirns oder auf Teile davon im wesentlichen zwei Effekte erzielt.

Zum einen kann durch die Beaufschlagung mit in der Polarität nicht wechselnden Magnetfeldern, insbesondere in der oben beschriebenen gepulsten Form, der Muskeltonus, welcher direkt Einfluß nimmt auf den Gefäßdurchmesser, gesteuert werden.

Bereits eine nur geringfügige Erweiterung der Gefäße führt zu einer drastischen Verringerung des Strömungswiderstandes innerhalb der Blutgefäße, eine Tatsache, die seit langem bekannt ist und auf das Hagen-Poiseuillesches Strömungsgesetz zurückgeht .

Durch die Verringerung des Strömungswiderstandes bereits bei geringfügiger Gefäßerweiterung kann somit erreicht werden, daß die Flußgeschwindigkeit und damit die Durchblutung, insbesondere im Bereich des Großhirns, gefördert wird, wodurch z.B. viele Schmerzzustände wie Migräne, Kopfweh oder dergleichen, linderbar sind.

Des weiteren kann auch ein bedrohlicher Zustand mit hoher Schlaganfallswahrscheinlichkeit beendet oder zumindest abgeschwächt werden. Auf der anderen Seite hat sich gezeigt, daß durch die Beaufschlagung des Hirngewebes und insbesondere des Gewebes der das Gehirn oder den Gehirnbereich durchdringenden Blutgefäße mit magnetischen Feldern dazu führt, daß an den Gefäßwänden adsorbierte Molekülschichten abgelöst werden können. Dieser Effekt geht mit großer Wahrscheinlichkeit auf die auch bei Makromolekülen bekannte Ausrichtung innerhalb eines Magnetfeldes zurück. Durch diese Art Polarisiereffekt, wird erreicht, daß sich die adsorbierten Molekülschichten zumindest zum Teil von den Gefäßwänden ablösen. Dadurch wird das Blutvolumen, welches bewegt werden kann, in den Gefäßen erhöht, und der effektive Durchmesser der Gefäße wird durch die Ablösung der anhaftenden Wandschicht ebenfalls erweitert.

Es ist grade die Kombination dieser beiden Effekte der direkten Gefäßerweiterung und der indirekten Gefäßerweiterung bzw. Blutvolumensteigerung durch Ablösung der Adsorbtions- schicht, welche den positiven Einfluß auf die Durchblutung, nämlich ihre Steigerung bewirken.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung auf der Grundlage bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm, in welchem der Aufbau und die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes im Bereich eines Körpers dargestellt ist.

Fig. 2a und 2b zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer und teilweise geschnittener Draufsicht und Seitenansicht. Fig. 3a bis 3c zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer und teilweise geschnittener Draufsicht, Seitenansicht sowie in perspektivischer Ansicht.

In Fig. 1 ist in einem schematischen Blockdiagramm der prinzipielle Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 dargestellt.

Die Vorrichtung 1 weist eine Generatoreinrichtung 2 zur Erzeugung des magnetischen Feldes auf. Über Steuer- und Versorgungsleitungen 12 sind drei verschiedenartige Sendeeinrichtungen 3, 3a und 3b zur Abgabe des magnetischen Feldes angeschlossen. Die Sendeeinrichtungen 3, 3a und 3d sind im Nahbereich des Kopfes 4 einer Person angeordnet und zwar in der Nähe des das Gehirn 10 tragenden Bereiches 11 des Kopfes 4.

Die Steuer- und Versorgungsleitungen 12 der Sendeeinrichtungen 3, 3a und 3d sind jeweils mit einer Abschirmung 13 versehen, um den Einfluß von Fremdfeldern so gering wie möglich zu halten. Die Generatoreinrichtung 2 wird über eine Steuereinrichtung 5, welche eine Mikroprozessoreinrichtung 7 und eine Speichereinrichtung 6 aufweist gesteuert. Zur Kommunikation des Benutzers mit der Vorrichtung ist eine Ein-/Ausgabeeinrichtung 8 vorgesehen, welche über eine Leitung mit der Steuereinrichtung verbunden ist.

Die Generatoreinrichtung 2, die Steuereinrichtung 5 und die Ein-/Ausgabeeinrichtung 8 sind in diesem Ausführungsbei- spiel innerhalb eines auf Masse gelegten Gehäuses 15 angeordnet . In den Fig. 2a und 2b ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer und teilweise geschnittener Draufsicht und Seitenansicht gezeigt.

Die Vorrichtung 1 ist hier innerhalb eines Gehäuses 15, welches als Umhüllung 9 in Form eines Latex- oder Schaumstoffkissens ausgebildet ist, angeordnet.

In der Seitenansicht der Fig. 2b sind zwei Ausnehmungen 21 und 22 erkennbar, welche dazu dienen, den Kopf 4 in verschiedenen Liegepositionen einer Person aufzunehmen, sei es eine Seitenlage oder eine Rückenlage. Die Sendeeinrichtung 3 ist in Form einer Luftspule ausgebildet und folgt den er- gonomisehen Anpassungen gemäß den Ausnehmungen 21 und 22 der Umhüllung 9.

Die Figuren 3a, 3b und 3c zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer und teilweise geschnittener Draufsicht und Seitenansicht bzw. in einer perspektivischen Draufsicht.

Das Ausführungsbeispiel der Figuren 3a bis 3c ist in Form eines Behandlungskissens 30 ausgebildet. Derartige Behandlungskissen 30 können eine ergonomische Kissenform aufweisen, oder sie können als Reisekissen mit einer Kissenfläche

2 von 300 x 400 mm oder als klinisches Flachkissen mit

2 einer Kissenfläche von 500 x 333 mm ausgebildet sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 3a bis 3c sind sämtliche Bedien- und Anzeigeelemente in einem Seitenbereich des Kissens integriert. Es ist hier ein Ein-/Aus- schalter 31 oder -Taster für die Inbetriebnahme bzw. für den Betriebsabbruch vorgesehen. Über die Betriebsanzeige 32 wird dem Benutzer mitgeteilt, daß das Behandlungskissen 30 vorschriftsmäßig in Betrieb ist und mittels einer im Kissen oder im Gehäuse integrierten oder außerhalb daran vorbeilaufenden Spule 35 ein nach oben gerichtetes Magnetfeld 36 erzeugt. Dieses Magnetfeld 36 kann über einen Wahlschalter 33 in zwei festgelegten Intensitäten erzeugt werden. Der Betrieb des Behandlungskissens 30 erfolgt über im Gehäuse oder im Kissen integrierte, vorzugsweise wiederau ladbare, Batterien oder aber über eine extern vorhandene Spannungs- versorgung, welche über einen Anschluß 34 an das Kissen 30 angeschlossen wird.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes im Bereich eines Körpers, insbesondere eines menschlichen Körpers, mit mindestens einer Generatoreinrichtung ( 2 ) zum Erzeugen des magnetischen Feldes (B) mit mindestens einer Sendeeinrichtung ( 3 ) , die zumindest mit der Generatoreinrichtung (2) verbunden ist, zur Abgabe des magnetischen Feldes (B) und mit einer Steuereinrichtung ( 5 ) , die zumindest mit der Generatoreinrichtung (2) verbunden ist, zur Steuerung der Erzeugung und/oder der Abgabe des magnetischen Feldes (B), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Sendeeinrichtung (3) in der Nähe des Kopfes (4) anordenbar ist, daß die Sendeeinrichtung (3) zur Abgabe eines magnetischen Feldes (B) mit konstanter Polarität ausgebildet ist, daß durch die Sendeeinrichtung ( 3 ) das magnetische Feld (B) im wesentlichen auf den Nahbereich des Kopfes (4) konzentrierbar ist, und daß durch die Steuereinrichtung ( 5 ) die Feldparameter des erzeugten magnetischen Feldes (B) in Abhängigkeit einer jeweils erwünschten Durchblutung des das Gehirn (10) tragenden Bereichs (11) und/oder des Gehirns (10) den für diese Durchblutung jeweils charakteristischen Parametern anpaßbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß durch die Sendeeinrichtung ( 3 ) das magnetische Feld (B) auf den das Gehirn (10) tragenden Bereich (11) und/oder des Gehirns (10) oder auf Teile davon konzentrierbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Sendeeinrichtung ( 5 ) zur Abgabe eines in den das Gehirn (10) tragenden Bereich (11) oder im Gehirn (10) im wesentlichen homogenen magnetischen Feld (B) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß durch die Sendeeinrichtung (3) das magnetische Feld (B) auf einen Decksschichtbereich und/oder auf einen Tiefenbereich des das Gehirn ( 10 ) tragenden Bereichs (11) und/oder des Gehirns (10) konzentrierbar und/oder auf einen Fleckenbereich davon fokussierbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Sendeeinrichtung ( 3 ) vom Kopf ( 4 ) beabstandet und/oder im wesentlichen elektrisch isoliert angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Sendeeinrichtung (3) mindestens eine Magneteinrichtung zur Abgabe eines magnetischen Feldes (B) aufweist, insbesondere im Bereich kleiner 20 μT.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß durch die Sendereinrichtung ( 3 ) ein magnetisches Feld (B) erzeugbar ist, dessen magnetischer Flußdichte wahlweise bei etwa 5 μT oder 10 μT liegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß daß eine Mehrzahl von Magneteinrichtungen vorgesehen ist, deren geometrische Abmessungen und/oder Anordnung in bezug aufeinander so wählbar ist, daß das magnetische Feld (B) in vorgebbarer Art und Weise auf den das Gehirn (10) tragenden Bereich (11) und/oder das Gehirn (10) konzentrierbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Magneteinrichtung jeweils einen Permanentmagneten und/oder einen mit elektrischem Strom beaufschlagbaren elektrischen Leiter, insbesondere eine Spule, eine Leitungsanordnung oder dergleichen aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der mit elektrischem Strom beaufschlagbare elektrische Leiter jeweils eine das magnetische Feld (B) verstärkende Einrichtung, insbesondere in Form eines Ferritkerns oder dergleichen, aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß durch die Steuereinrichtung ( 5 ) der Verlauf des magnetischen Feldes (B), insbesondere dessen Beginn und Ende und/oder der zeitliche Verlauf der Amplitude, steuerbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuereinrichtung ( 5 ) eine Mikroprozessoreinrichtung (7) aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuereinrichtung ( 5 ) eine Speichereinrichtung (6) zur Speicherung von Daten aufweist, welche den zeitlichen Verlauf des zu generierenden und abzugebenden magnetischen Feldes (B) und/oder die Steuerung der Sendeeinrichtung ( 3 ) sowie die zu erzeugende Feldverteilung betreffen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Speichereinrichtung (6) als RAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, CD-ROM, Chipkarte oder dergleichen ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Generatoreinrichtung ( 2 ) zum Erzeugen eines statischen und/oder zeitlich veränderlichen magnetischen Felds (B) ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Generatoreinrichtung ( 2 ) zum Erzeugen eines zeitlich periodischen magnetischen Feldes (B), insbesondere im Bereich unter 10 Hz und insbesondere abschnittsweise in Form eines Sinus, eines Rechtecks, eines Dreiecks, eines Sägezahns oder dergleichen, ausgebildet ist.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Generatoreinrichtung ( 2 ) zum Erzeugen eines zeitlich periodischen magnetischen Feldes (B) ausgebildet ist, welches eine Frequenz von 5 Hz bei einer maximalen Toleranz von 10 % aufweist.

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Generatoreinrichtung ( 2 ) zum Generieren eines gepulsten magnetischen Feldes (B) ausgebildet ist und daß die einzelnen Pulse des erzeugten magnetischen Feldes (B) näherungsweise einen rechteckförmigen Verlauf aufweisen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Pulse des erzeugten magnetischen Feldes (B) jeweils etwa eine halbe Periodendauer in bezug auf die Frequenz des gepulsten magnetischen Feldes (B) aufweisen.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Generatoreinrichtung ( 2 ) zum höherfrequent getakteten Generieren der Pulse des magnetischen Feldes (B), insbesondere mit einem Tastverhältnis von 1:1 bei vorzugsweise etwa 35 kHz, ausgebildet ist.

21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Generatoreinrichtung ( 2 ) umschaltbar zum Generieren eines magnetischen Feldes (B) mit Frequenzen in einem Frequenzbereich bei 5 Hz und in einem Frequenzbereich bei 10 Hz ausgebildet ist.

22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Generatoreinrichtung ( 2 ) zum Generieren eines magnetischen Feldes (B) auf der Grundlage von in der Mikroprozessoreinrichtung ( 7 ) und/oder der Steuereinrichtung (5) gespeicherten Parametern, insbesondere auf der Grundlage eines in der Speichereinrichtung ( 6 ) gespeicherten Programms in der Art eines freiprogrammierbaren Funktionsgenerators, ausgebildet ist.

23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuereinrichtung (5) eine externe Ein-/Aus- gabeeinrichtung ( 8 ) , insbesondere in Form einer Tastatur oder eines Datenterminals, zur externen Steuerung und/oder zur Ein-/Ausgabe feldbestimmender Parameter aufweist.

24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Sendeeinrichtung (3) als Luftspule ausgebildet ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Luftspule zwischen 20 bis 100 Windungen aufweist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spule etwa 100 Windungen aufweist und aus einem lackierten Leiterdraht mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm gebildet ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 und 26, dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,

2 daß die Luftspule eine Fläche von 0,03 m bis

0,2 m umschließt.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Luftspule mechanisch flexibel ausgebildet ist.

29. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Sendeeinrichtung (3) in einem Kissen (9), einer Manschette, einem Tuch, einer Decke oder dergleichen integriert angeordnet ist und daß das Kissen (9) oder dergleichen ergonomisch zur Aufnahme eines Kopfes ( 4 ) einer Person in Seiten- und/ oder Rückenlage ausgebildet ist.

30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß durch die Steuereinrichtung ( 5 ) die Zeitdauer der Erzeugung und Abgabe des magnetischen Feldes (B), insbesondere im Bereich bis zu 30 Minuten, einstellbar ist.

31. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß durch die Steuereinrichtung ( 5 ) ein Betrieb der Vorrichtung und die Erzeugung und Abgabe eines magnetischen Feldes (B) nach spätestens 30 Minuten abschaltbar ist.

32. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß als Energiequelle eine netzunabhängige Strom- und/ oder Spannungsquelle, insbesondere eine Batterie, ein Akkumulator, eine Solareinrichtung oder dergleichen, vorgesehen ist.

33. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Abschirmeinrichtung ( 13 ) zur Verringerung von Fremdfeldern, insbesondere von Netzbrummen, vorgesehen ist.

34. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine optische und/oder eine akustische Anzeigeeinrichtung vorgesehen sind, durch welche der ordnungsgemäße Betrieb der Vorrichtung anzeigbar ist, wobei die akustische Anzeige separat abschaltbar ausgebildet ist.

35. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 34 zur sofort wirksamen durchblutungsfördernden Behandlung des menschlichen Kopfes und/oder des Gehirns (10), insbesondere bei Migräne, Ätheriosklerose, Gefäßblockade und dergleichen.