DE2949543A1

DE2949543A1 - Bio-rueckkopplungssystem fuer die pulszahl

Info

Publication number: DE2949543A1
Application number: DE19792949543
Authority: DE
Inventors: Iwao Saito
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-12-12
Filing date: 1979-12-10
Publication date: 1980-07-10
Also published as: US4355644A; CA1150774A; JPS5578935A; DE2949543C2; JPS6143056B2

Description

3 Dr. rer. not. Horst Schüler ⁶⁰⁰° Frankfurt/Main ι, 8.12.1979

Kaiserstrcme 41 Dr. HS/ku t

,ATENTANWAIT Te.efon (06,!> 235555

Telex 04-16759 mapat d Postscheck-Konto ι 282420-602 Frankfurt/M.

Bankkonto· 225/0369

Deutsche Bank AG, Frankfurt/M.

S/2033

Beanspruchte Priorität:
12. Dezember 1978, Japan,
No. 152718/1978

Anmelder: Iwao Saito

33, Hon-cho, Eniwa, Hokkaido, Japan

Bio-Rückkopplungssystem für die Pulszahl

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bio-Rückkopplungssystem (oder Bio - Feedback-System) für die Pulszahl bzw. die Herzschläge pro Minute, das auf wirksame Weise eine biologische Pulszahl-Rückkopplungssteuerung durchführt, in dem das von dem Körper des Patienten erfasste Puls-oder Herzschlagsignal so angezeigt wird, daß der Patient es selbst als seine Pulszahldaten erkennen kann.

Vorrichtungen dieser Art machen es möglich, daß ein Patient seine autonome Nervenfunktion leicht selbst steuern kann, indem die Bio-Rückkopplung seiner physiologischen Daten durch ein Medium wie Licht oder Klang als intensivierender Faktor bei der Bio-Rückkopplung durchgeführt wird, damit der Patient die Geist-Körper-Korrelation objektiv erkennen kann und sich selbst in der Pulszahlsteuerung als einer Funktion des autonomen Nervensystems üben kann, wodurch die Behandlung und Rehabilitation von Patienten mit Kreislaufkrankheiten, die Tachykardie (Hohe Pulsfrequenz), Bradykardie (langsame Herztätigkeit),

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Arrhythmien und Herzschlagabnormitäten umfassen,möglich wird. Diese Systeme können auf die Behandlung von Krankheiten wie Herzneurose, neurozirkulatorische Asthenie, Sinus-Tachykardie, Sinus-Bradykardie und essentiellen Hochdruck (Hypertension) angewendet werden.

Es ist ein System zum direkten Steuern der Erhöhung und der Abnahme der Pulszahl durch Verwendung des sogenannten Operantensystems bekannt, bei dem die Pulszahl nach Vergleich mit der Bezugspulszahl durch eine Lampe oder einen Lautsprecher angezeigt wird oder der Anstieg oder die Abnahme bezüglich der eigenen mittleren Herzschlagperiode durch Umschalten angezeigt wird und gleichzeitig die mittlere Herzschlagperiode für 100 Schläge digital angezeigt wird. Die Verfahren mit dem Operantensystem, das auf die Einstellung der Pulszahl in einer bestimmten Richtung abzielt, werden jedoch stark durch psychologische Faktoren beeinflusst, und es ist deshalb wünschenswert, diese Verfahren in Verbindung mit Psychotherapie wie beispielsweise autonomem Training anzuwenden.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Pulszahl-Bio-Rückkopplungssystem zu schaffen, mit dem die Pulszahl-Bio-Rückkopplung leicht durchgeführt werden kann, in dem intensivierende Faktoren wirksamer als diejenigen ausgenutzt werden, die bei dem vorstehend beschriebenen Operantensystem verwendet werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Anzeige der integrierten Anzahl von Herzschlägen nach einem bestimmten Zeitintervall, das lang genug ist, um zu gestatten, daß ein Patient seine Situation versteht, als Zusatz zu einer Vorrichtung für die Anzeige des momentanen Puls- oder Herzschlags gelöst. Darüberhinaus kann das Ziel der Erfindung noch wirksamer erreicht werden durch einen mehrfachen Einsatz der vorstehend genannten Anzeigevorrichtung für den Zweck, einen externen Reiz oder Stimulus wie zum Beispiel intermittierendes Licht oder intermittierenden Klang nach einem geeigneten Zeitintervall abzugeben, der dazu dient, dem Patienten zu gestatten, seinen Geist

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- 5 auf die gerade herrschende Situation zu konzentrieren.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand des Ausführungsbeispiels erläutert, das in der beigefügten Figur dargestellt ist.

Die beigefügte Figur ist ein schematisches Blockschaltbild des Bio-Rückkopplungssystems für die Pulszahl gemäß der Erfindung.

Das Bio-Rückkopplungssystem für die Pulszahl gemäß der Erfindung besteht aus einem Bio-Rückkopplungs-Anzeigeabschnitt, der die Bauteile mit den Bezugszeichen 1 bis 6 und 12 bis 15 einschließt, einem Anzeigeabschnitt für indirekt intensivierende Mode, der Bauteile mit Bezugszeichen 8 bis 15 einschließt, und einem Operantenmode-Anzeigeabschnitt, der Bauteile mit den Bezugszahlen 4,8,9,11 und 17 bis 21 einschließt, wobei einige Bauteile gemeinsam verwendet werden. Der Fingerspitzenpulsfühler 1, der auf die Fingerspitze des Patienten gesetzt ist, erfasst den Puls, der synchron zum Herzschlag ist. Der Verstärker 2 verstärkt das Pulssignal. Die Pulsanzeigelampe 3 leuchtet jedesmal auf, wenn ein Herzschlag oder Pulsschlag nachgewiesen wird und arbeitet als eine Anzeigevorrichtung für den momentanen Herzschlag.Der Bezugszeitgenerator 4 erzeugt ein Signal P1 ( 1 Impuls/Minute) und ein Signal P2 (1 Impuls/Sekunde). Der Zähler 5 zählt die Pulssignale von dem Verstärker 2, und diese werden durch das Signal P1 gelöscht, nachdem sie an die digitale Anzeigeschaltung 6 abgegeben worden sind. Die digitale Anzeigeschaltung 6 zeigt die Zählung an, die jedesmal, wenn Signal P1 empfangen wird, erneuert wird. Der variable Frequenzoszillator 8, durch den die Frequenz in einem Bereich von 30 bis 200 Hz vorher eingestellt werden kann, wirkt als eine externe Stimulus- oder Reizquelle, die unabhängig von dem Pulssignal ist. Die Frequenzteilerschaltung 9 teilt die Frequenz des Signals von dem variablen Frequenzoszillator 8 durch einen Faktor 60, um die Impulszahl in die Zahl der Impulse pro Minute umzuwandeln. Die Lampe 10 dient als ein Mittel zur Anzeige des externen Stimulus- oder Reizsignals, das das Ausgangssignal der Frequenzteilerschaltung 9 ist. Der Umschalter 11 wählt entweder

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die Anzeigevorrichtungen für die indirekt intensivierende Mode oder für die Operantenmode (die später erläutert werden) aus. Der Oszillator 13 erzeugt eine hörbare Frequenz von zum Beispiel 1 kHz. Der Modulator 14 moduliert das Pulssignal oder das externe Stimulus- oder Reizsignal, das mit dem Umschalter 12 ausgewählt wird, mit einem durch den Oszillator 13 erzeugten Träger. Der Lautsprecher 15 wandelt das Ausgangssignal von dem Modulator 14, d.h. das Herzschlagsignal des Patienten oder das externe Stimulus- oder Reizsignal, in Klang oder Schall um.

Die Pulsanzeigelampe 3 und die digitale Anzeigeschaltung 6 bilden den Bio-Rückkopplungs-Anzeigeabschnitt 7, der die Zahl der Herzschläge oder Pulsschläge digital anzeigt. Die Stimulus-Anzeigelampe 1O dient als ein Anzeigeabschnitt für indirekt intensivierende Mode, der ein Stimulus- oder Reizsignal abgibt, das von dem Pulssignal unabhängig ist, wohingegen der Bio-Rückkopplungsanzeigeabschnitt 7 zum Ziel hat, die Bio-RUckkopplungswirkung durch Anzeige der Pulssignaldaten zu intensivieren. Der Bio-Rückkopplungs-Anzeigeabschnitt 7 und der Anzeigeabschnitt für indirekt intensivierende Mode bilden einen mehrfach Intensivierungsmode-Anzeigeabschnitt 16. Der Lautsprecher 15, der in den Mehrfach-Intensivierungsmode-Anzeigeabschnitt 16 eingeschlossen ist, dient als ein Signalisierungsmittel für den momentanen Herzschlag oder als ein Signalisierungsmittel für externen Stimulus oder Reiz in Abhängigkeit von der Stellung des Umschalters 12. Wenn der Fingerspitzenpulsfühler 1 auf den Finger eines Patienten, der mit einer Kreislaufkrankheit behaftet ist, an der Herzschlag- oder Pulsabnormitäten beteiligt si: 1, oder auf den Finger einer Person, die ein Training für die autonome Nervensystemkontrolle benötigt, aufgesetzt wird, wird in der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung das Pulssignal durch den Verstärker 2 verstärkt und der momentane Herzschlag durch das Aufleuchten der Pulsanzeigelampe 3 angezeigt. Der Patient oder die Trainingsperson kann ihre Pulszahldaten erkennen, intern sie auf die Pulsanzeigelampe 3 schaut und die in der psychosomatischen Medizin sogenannte Geist-Körper-Korrelation durch die Änderung in dem Herzschlagintervall»

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hervorgerufen durch die Rückkopplung von den Daten, versteht, wodurch die Pulszahlsteuerung, d.h. die Selbstkontrolle, möglich wird. Auf diese Weise ist die Wirksamkeit der klinischen Anwendung eines derartigen Anzeigesystems auch erkannt worden.

Zusätzlich zu dieser Anzeige wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Herzschlag auch eine Minute lang durch den Zähler 5 integriert, und die Zahl der Herzschläge pro Minute wird jede Minute durch die digitale Anzeigeschaltung 6 angezeigt. Daher wird langzeitige Bio-Rückkopplung möglich. Die digitale Anzeige der Anzahl der Herzschläge pro Minute durch die digitale Anzeigeschaltung 6 wird für Patienten leichter, und ein EinMinuten-Anzeigeintervall gewährt den Patienten Zeit zum Erkennen und Bestimmen der Beziehung zwischen der Pulszahl und Emotion, d.h. der Geist-Körper-Korrelation, so daß Selbstkontrolle wirksam durchgeführt werden kann. Darüberhinaus vereinfachte dies auch das Trainieren bei Fortsetzen der Rückkopplung. Es wurde auch aus experimentellen Ergebnissen gefunden, daß die Bio-Rückkopplungsanzeigevorrichtung , die zusätzlich zu der Pulsanzeigelampe 3 mit der digitalen Anzeigeschaltung 6 ausgestattet war, stabile und kräftige Bio-Rückkopplungswirkung aufgrund synergistischer Wirkung beider Faktoren ermöglicht, was bei bekannten Systemen früher nicht möglich war.

Weiterhin gibt die Stimulusanzeigelampe 10, die in dem Bio-Rückkopplungs-Anzeigeabschnitt 7 enthalten ist, einen externen Stimulus oder Reiz durch Aufleuchten eines Lichtes in einem Frequenzbereich von 30 bis 180 Zyklen pro Minute, insbesondere zwischen 60 und 70 Zyklen pro Minute ab, wie es in dem variablen Frequenzoszillator 8 vorherbestimmt ist. Diese indirekt intensivierende Mode ist zur Erleichterung der psychologischen Anspannung der Patienten von Nutzen und erhöht auch die Konzentration des Geistes, die für die Bio-Rückkopplung notwendig ist. Dieses Verfahren ermöglicht es Patienten, wirksam Bio-Rückkopplung durchzuführen, und zwar insbesondere denjenigen, die sich in der Situation von Neurose und Depression befinden, für die die vorhergehende Bio-Rückkopplung nicht erfolgreich war.

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Es wurde experimentell bewiesen, daß externer Stimulus oder Reiz, insbesondere zwischen 60 und 70 Zyklen pro Minute, den Patienten ein angenehmes Gefühl vermittelt und in hohem Maße wirksam ist. Eine Zahl experimenteller Ergebnisse zeigte, daß die Pulszahl von Patienten mit psychosomatischen Krankheiten, die Neurose und Depression einschliessen, für die die langzeitige Rückkopplung allein nicht wirksam ist, durch die Bio-Rückkopplung gesteuert werden kann, wenn ein externer Stimulus oder Reiz von zum Beispiel 60 Zyklen pro Minute vorgegeben wird.

Der Lautsprecher 15 sendet ein Klangsignal des momentanen Herzschlags oder einen externen Stimulus oder Reiz aus, wie es durch den Schalter 12 ausgewählt wird, und zwar synchron mit dem aufleuchtenden Licht.

In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß die Wirksamkeit von langzeitiger Bio-Rückkopplung, die über die digitale Anzeigeschaltung 6 durchgeführt wird, nicht nur erwartet werden kann, wenn der integrierte Wert über eine Minute genommen wird, wie es oben erwähnt wurde, sondern auch wenn der integrierte Wert beispielsweise ein Wert von 30 Sekunden ist, der alle 30 Sekunden angezeigt wird, oder ein Wert von 15 Sekunden ist, der alle 15 Sekunden angezeigt wird.

Der mehrfach-intensivierende-Mode-Anzeigeabschriitt, der oben beschrieben wurde, ist mit einem Operantenmode-Anzeigeabschnitt versehen, der den Bezugszeitgenerator 4 und den variablen Frequenzoszillator 8 gemeinsam verwendet. Dieser Anzeigeabschnitt besitzt den folgenden Schaltungsaufbau. Der Zähler 17 zählt die Frequenz des variablen Prequenzoszillators 8 und wird jede Sekunde durch das Signal P2 zurückgestellt, so daß er äquivalent wie ein Zähler arbeitet, der ein Zyklus/Minute-Signal jede einzelne Minute zählt. Die Vergleichseinheit oder der Komparator 19 vergleicht die tatsächliche Pulszahl, die das Ausgangssignal von dem Zähler 5 ist, mit der Bezugspulszahl, die das Ausgangssignal des Zählers 17 ist. Die digitale Anzeigeschaltung 18, die rote Lampe 20 und grüne Lampe 21 bilden einen Operanten-

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mode-Anzeigeabschnitt 22. Die digitale Anzeigeschaltung 18 zeigt die Bezugspulszahl an, die nach einem bestimmten Zeitintervall (60 s, 30 s oder 15s) erneuert wird. Es leuchtet entweder die rote Lampe 20 oder die grüne Lampe 21 auf, wenn die tatsächliche Pulszahl höher oder niedriger als der Bezuqswert ist.

Wenn das Bio-Rückkopplungssystem, das die oben beschriebenen Schaltungen umfasst, in der Operantenmode verwendet wird, wird der Schalter 11 so gelegt, daß Eingangssignale dem Operantenmode-Anzeigeabschnitt 22 zugeführt werden, und die Bezugspulszahl wird durch Einstellen des variablen Frequenzoszillators R vorgewählt. Der Arzt sagt dem Patienten, daß er die Pulszahl erhöhen soll oder die rote Lampe 20 so häufig wie möglich zum Blinken bringen soll, für den Fall von Bradykardie (also bei langsamer Herztätigkeit). Bei Tachykardie (also zu hoher Pulsfrequenz) sagt der Doktor dem Patienten, daß er die Pulszahl verringern soll oder die grüne Lampe 21 so häufig wie möglich zum Ein- und Ausschalten oder Blinken bringen soll.

Aus den vorstehenden Erläuterungen ist ersichtlich, daß das Pulszahl-Bio-Rückkopplungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, das eine integrierte Herzschlaganzeige über ein längeres Zeitintervall für Bio-Rückkopplung zusätzlich zu der momentanen Herzschlaganzeige besitzt, dem Patienten gestattet, zu einer leichteren und stabileren Bio-Rückkopplung im Vergleich zu früheren Systemen zu gelangen. Auf diese Weise kann die Geist-Körper-Korrelation objektiv und leicht aus der Pulszahländerung aufgrund psychologischen Stresses verstanden werden, und die Pulszahlselbstkontrolle als eine autonome Nervensystemfunktion wird auch vereinfacht. Darüberhinaus liefert dieses Bio-Rückkopplungssystem für die Pulszahl ein neues Verfahren für Stress-Interview-Diagnose, d.h. die Pulszahländerunq unter Stressbelastung kann leicht und objektiv beobachtet werden, was zu einem besseren Verständnis der Geist-Körper-Korrelation und zu wirksamerer Pulszahl Selbstkontrolle führt.

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Das Bio-Rückkopplungssystem für die Pulszahl gemäß der vorliegenden Erfindung kann wirksam auf die Behandlung von Sinus-Tachykardie (und andere leichte Fälle von Tachykardie), Herzneurose, neurozirkulatorische Asthenie, die sogenannte autonome Nervenataxie,essentiellen Hochdruck oder Hypertension (allgemein erhöhte Pulszahl,begleitet von erhöhtem Blutdruck), Sinus-Bradykardie, leichte Arrhythmie (Herzvorhof- und Herzkammer-Extrasystole) , W.P.W.-Sydrom und andere Zustände angewendet werden.

Darüberhinaus wird durch mehrfachen externen Stimulus oder Reiz zusätzlich zu der langzeitigen Bio-Rückkopplung gemäß der vorliegenden Erfindung die Pulszahl-Bio-Rückkopplung für Patienten möglich, die unter Zuständen von Neurose und leichter Depression stehen und deren Fähigkeit zur Selbstkontrolle herabgesetzt ist, und Wirkungen der Behandlung von Patienten, die mit den obengenannten Krankheiten behaftet sind, können erwartet werden.

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Claims

Patentansprüche

Bio-Rückkopplungssystem für die Pulszahl mit einer Pulszahlanzeigevorrichtung für den Zweck, daß ein Patient seine Pulszahldaten, die von dem von dem Patienten erfassten Pulssignal herrühren, erkennen kann, dadurch gekennze ichnet, daß die Pulszahlanzeigevorrichtung eine Anzeigevorrichtung (3) für den momentanen Herzschlag und eine digitale Anzeigeschaltung (6) umfasst, die die integrierte Anzahl von Herzschlägen jeweils nach einem bestimmten Zeitintervall anzeigt.
2. Bio-Rückkopplungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulszahlanzeigevorrichtung mit einer Vorrichtung (10) für die Anzeige des externen Stimulus oder Reizes versehen ist.
3. Bio-Rückkopplungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulszahlanzeiqevorrichtung weiterhin mit einer Operantenmode-Anzeigevor-

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- 2 richtung (22) versehen ist.
4. Bio-Rückkopplungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Schaltglieder (11) für die Auswahl der externen Stimulusanzeigevorrichtung oder der Operantenmodeanzeigevorrichtung (22)·vorgesehen sind.

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