WO1994011062A1

WO1994011062A1 - Einrichtung zur beeinflussung von elektrischen und magnetischen feldern niedriger frequenz

Info

Publication number: WO1994011062A1
Application number: PCT/EP1993/003126
Authority: WO
Inventors: Ulrich Warnke
Original assignee: Dr. Fischer Aktiengesellschaft
Priority date: 1992-11-17
Filing date: 1993-11-09
Publication date: 1994-05-26
Also published as: NO942672L; RU94038257A; DE4238829A1; UA32554C2; NO942672D0; AU661939B2; ATE166791T1; DE59308648D1; HUT68077A; FI943381A0; US5725558A; GR3027715T3; RU2113250C1; DK0621795T3; AU5464694A; ES2119144T3; JPH07506754A; FI943381A; PL171930B1; EP0621795B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beeinflussung von lokalen elektrischen udn magnetischen Feldern niedriger Frequenz, die auf eine in einem begrenzten Raumbereich befindliche leitfähige Struktur, insbesondere eine organische Substanz, wie ein Lebewesen, einwirken. Die Felder werden unter Aufbau eines Interferenzfeldes kompensiert. Dadurch lassen sich nicht nur die störenden Einflüsse der lokalen Felder beheben. Es wird auch die Möglichkeit für eine gewünschte Beeinflussung geschaffen.

Description

Einrichtung zur Beeinflussung von elektrischen und magnetischen Feldern niedriger Frequenz

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beeinflussung von lokalen elektrischen und magnetischen Feldern niedri¬ ger Frequenz, die auf eine in einem begrenzten Raumbereich befindliche leitfähige Struktur, wie die organische Substanz eines Lebewesens, einwirken. Solche Felder werden vor allem durch Hochspannungsleitungen, Bahnstrom¬ leitungen und Leitungen für die Stromversorgung in Häusern und daran geschlossene elektrische Geräte verursacht.

Wie seit längerem bekannt, haben elektrische und magneti¬ sche Felder niedriger Frequenz einen nicht unwesentlichen Einfluß auf organische Substanzen, und zwar über ihren Einfluß auf biologische Abläufe. Die Ursache liegt unter anderem in der Einwirkung auf Ionen in diesen leitfähi- gen Strukturen. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird darauf bei der Erläuterung der Erfindung eingegangen. Dabei ist häufig nicht nur das Feld der Grundschwinguπg

ERSÄΠZBLATT der Felder von Bedeutung, sondern auch von deren Oberwel¬ len. In einer Spektralbetrachtung ergeben sich sozusagen Schwerpunktsfrequenzen, die durch die Grundschwingung und die Oberschwingungen bestimmt sind. Meist sind nur Oberschwingungen bis zur 3. Harmonischen von Interesse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem be¬ grenzten Raumbereich die Wirkung solcher Felder zumindest wesentlich zu vermindern und zugleich gezielt eine Ein¬ wirkung auf eine Substanz zu ermöglichen.

Dies wird nach der Erfindung bei einer Einrichtung zur Beeinflussung von lokalen elektrischen und magnetischen Wechselfeldern niedriger Frequenz, die auf eine in einem begrenzten Raumbereich befindliche leitfähige Struktur, wie die organische Substanz eines Lebewesens, einwirken, bei der eine Aufnahmevorrichtung vorgesehen ist, die in dem begrenzten Raumbereich die Felder in Form von nach einem Koorodinatensystem, wie einem kartesischen System, orientierten Feldkomponenten aufnimmt, aus denen der Kompensation der Wechselfeder dienende Felder abge- leitet werden, dadurch erreicht, daß an die Aufnahmevor¬ richtung eine Meßvorrichtung angeschaltet ist, die der Bestimmung der von der Aufnahmevorrichtung aufenom enen Feldkomponenten nach Amplitude, Frequenz und Orientie¬ rung dient, daß an die Meßvorrichtung über ein Steuerungs- glied ein Sender angeschaltet ist, der über eine Vorrich-. tung in dem begrenzten Raumbereich ein Gegenfeld erzeugt, daß das Steuerungsglied, der Sender und die das Gegenfeld erzeugende Vorrichtung in Abhängigkeit von den Meßwerten der Meßvorrichtung so in der Frequenz, in der Stärke und der Koordinatenorientierung des Gegenfeldes einstell¬ bar sind, daß das in dem begrenzten Raumbereich erzeugte Gegenfeld durch Interferenz mit den lokalen Feldern

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ERSATZBUTT deren Wirkung auf die leitfähige Struktur zumindest näherungsweise kompensiert, und daß der Sender entweder über die an ihn angeschaltete Vorrichtung außer dem die lokalen Felder kompensierenden, in der Schwerpunkts¬ frequenz übereinstimmenden Gegenfeld ein weiteres Schwin¬ gungsfeld mit demgegenüber niedrigerer Frequenz, insbe¬ sondere mit einem Frequenzwert zwischen etwa 1 Hz und etwa 8 Hz oder etwa 10 Hz und etwa 30 Hz, in dem be¬ grenzten Raumbereich erzeugt, oder in seiner Frequenz gegenüber der Schwerpunktsfrequenz der lokalen Felder um einen solchen Frequenzwert verschoben ist, daß in dem begrenzten Raumbereich eine Interferenzschwingung relativ niedriger Frequenz, bezogen auf die Schwerpunkts¬ frequenz der lokalen Felder, insbesondere mit einem Frequenzwert zwischen etwa 1 Hz und etwa 8 Hz oder etwa 10 Hz und etwa 30 Hz entsteht.

Einrichtungen zur Kompensation störender Magnetfelder sind allg ein bekannt, so auch für Frequenzen des Strom¬ versorgungsnetzes, beispielsweise durch die DE-0S 32 07 708 AI und die DE-0S 32 09 453 AI. Diese Einrich¬ tungen arbeiten hinsichtlich der Kompensation dreidimen¬ sional und verwenden u.a. Helmholtz-Spulen . Es fehlen aber die für die Erfindung charakteristischen Merkmale. Das gilt auch für die in der AT 393 084 B beschriebene Einrichtung zur Neutralisation von geologischen bzw. Strözoneneinflüssen. Die DE-0S 41 01 481 AI und die PCT-Anmeldung Wo 92/18873 beschreiben die Kompensation von störenden magnetischen Feldern bei Geräten, die zur Messung der Kernresonanz bzw. der Elektronenspin- resonanz dienen.

Von Vorteil ist es, wenn die Einrichtung mit einem die Auswertung auf die Feldkomponenten der lokalen Felder begrenzenden Frequenzfilter, insbesondere einem Tief-

• /. ERSATZBLATT paß, versehen ist, da hierdurch wirksam einer Selbster¬ regung der Einrichtung vorgebeugt werden kann. Das kann auch dadurch erreicht werden, daß eine Schleifenschaltung vorgesehen ist, die in bestimmten zeitlichen Abständen für eine kurze Zeitspanne die Einstellung des Steuerungs¬ gliedes nach vorgegebenen Frequenzkriterien überprüft und bei Erfüllung derselben jeweils den Sender von den Aufnahmevorrichtungen :eπtkpppelt.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine zweite Aufnahme- Vorrichtung vorgesehen, die der Bestimmung des in dem begrenzten Raumbereich herrschenden magnetischen Gleich¬ feldes, insbesondere des Erdmagnetfeldes nach Stärke und Koordinatenausrichtung vorgesehen ist, und außerdem eine Vorrichtung vorgesehen, der die Signale der ersten und zweiten Aufnahmevorrichtung zugeführt werden und die der Bestimmung von in der leitfähigen Struktur auf¬ tretenden Resonanzen dient.

Von Vorteil ist es auch, eine erfindungsgemäße Einrichtung in der Weise auszubilden, daß die Frequenz der Interfe- renzschwingung und die Sendeenergie in Abhängigkeit von dem Erdmagnetfeld so hoch einstellbar sind, daß die Interferenzschwingung im Zusammenwirken mit dem magnetischen Gleichfeld die Bedingungen für eine Zyk¬ lotronresonanz mit Ionen, insbesondere Kalzium-Ionen (Ca ) , von Kalium-Ionen (K ) oder von Natrium-Ionen

(Na ) , oder einer nuclear-magnetic-resonance (NMR) einer organischen Substanz erfüllt.

Bewährt hat es sich, die Einrichtung mit einer die Feldkomponenten kartesisch erfassenden Aufnahmevorrich- tung zu versehen und in der Weise auszubilden, daß für jede Koordinatenrichtung je ein Aufnehmer für die elek¬ trische und ein Aufnehmer für die magnetische Feldko po-

ERSATZBLATT ./ nente vorgesehen ist und diese Aufnehmer an die Eingänge eines Multiplexers angeschaltet sind und daß der Multi- plexer-Ausgang vorzugsweise über einen den auszuwertenden Frequenzbereich aussiebenden Filterzweig, wie einen Tiefpaß, mit der Meßvorrichtung verbunden ist. Zweckmäßig sind an den Multiplex-Ausgang mehrere Filterzweige für unterschiedliche Frequenzbereiche angeschaltet. An jeden dieser Filterzweige kann dann eine Meßvorrichtung ange¬ schaltet sein. Die Meßeinrichtung besteht vorzugsweise aus einer Tracking-Filter-Schaltuπg in PLL-Aus ühruπg , die einen Schaltungsteil für die Abgabe eines der zu ermittelnden Frequenz entsprechenden Signals und einen Schaltungsteil zur Abgabe eines der zu ermittelnden Amplitude entsprechenden Signals umfaßt. Die Ausführung mit einem Multiplexer erlaubt es in einfacher Weise, am Multiplexer einen weiteren Eingang für an der organi¬ schen Substanz kapazitiv influenzierte elektrische Felder vorzusehen. Auch ein weiterer Eingang für in der organi¬ schen Substanz entstehende Felder ist auf diese Weise mittels des Multiplexers einfach realisierbar.

Zweckmäßig werden die Ausgänge der einzelnen Meßein¬ richtungen mit entsprechenden Eingängen eines weiteren Multiplexers verbunden, an dessen Ausgang ein vorzugs¬ weise digital arbeitender Mikrokontroller angeschaltet ist, mit dem Einstellorgane für die einzelnen Feldkompo¬ nenten des in dem begrenzten Raumbereich von der Einrich¬ tung erzeugten Feldes gesteuert werden.

Als Aufnahmevorrichtung für kapazitiv auf die leitfähige Struktur einwirkende oder in dieser entstehende elek- trische Felder haben sich an die Struktur anlegbare galvanische Elektroden als zweckmäßig erwiesen. Man kann über solche Elektroden beispielsweise von der or¬ ganischen Struktur eines Lebewesens einem Elektroenze-

ERSATZBLATT phalogramm (EEG) entsprechende Signale ableiten und mit diesen ein Einstellkriterium für Frequenz und Ampli¬ tude der vorerwähnten Interferenzschwigung gewinnen. Als Aufnahmevorrichtung für induktiv auf die leitfähige Struktur einwirkende magnetische Felder empfehlen sich

Spulen und als Aufnahmevorrichtung für das in dem begrenz¬ ten Raumbereich einwirkende magnetische Gleichfeld, wie das Erdmagnetfeld empfiehlt sich die Verwendung eines dreidimensional aufnehmenden Magnetoflux-Meters oder eines vorzugsweise temperaturkompensierten Hall¬ generators .

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Ausführungs¬ beispiele wiedergebenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine Prinzipschaltung einer erfindungsgemäßen

Einrichtung für eine Störfeldauslöschung in einem Raum, beispielsweise einem Wohnraum,

Figur 2 eine Prinzipschaltung einer erfindungsgemäßen Einrichtung für die Induzierung eines Schwin- gungsfeldes, beispielsweise in einem Schlaf¬ raum, mit dem Zweck einer Schlafförderung ,

Figur 3 eine Prinzipschaltung einer weiteren erfindungs¬ gemäßen Einrichtung eines Schwingungsfeldes, beispielsweise in einem Schlafraum, mit dem Zweck einer Schlafförderung ,

Figur 4 eine Prinzipschaltung für die Aufnahme der in einer organischen Substanz auftretenden oder ausgelösten Felder, die auch für die Aufnahme der in einer organischen Substanz

./ • ERSATZBLATT kapazitiv influenzierten Ladung, die an der Oberfläche der Substanz auftritt, geeignet ist, sowie induzierte Felder meßbar macht,

Figur 5 ein Ausführungsbeispiel für die Kompensation des 50 Hz-Wechselfeldes wie es in Wohnungen häufig auftritt,

Figur 6 ein Diagramm zur Veranschaulichung der bekannten Beziehung zwischen der magnetischen Flußdichte, gemessen in Gauß und der Frequenz in Hertz, bei der eine Ionenresonanz oder eine NMR auf¬ tritt, und zwar für Kalium-, Natrium- und Kalzium-Ionen ,

Figur 7 eine in der Übertragungstechnik bekannte Schal¬ tung zur dispersionsfreien Phasenschiebung, wie sie auch für den Zweck einer Signalinver¬ tierung bei erfindungsgemäßen Einrichtungen anwendbar ist.

Figur 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung für die Feststellung der magnetischen Feldkompo- nenten eines im begrenzten Raumbereich vorhande¬ nen magnetischen Gleichfeldes, eines magneti¬ schen Wechselfeldes, induzierter elektrischer Felder und in einer in dem Raum befindlichen organischen Substanz entstehender oder darin ausgelöster Felder und

Figur 9 eine Übersicht der in der organischen Substanz eines Menschen auftretenden Felder.

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ERSATZBLATT Da die Erfindung und die erfindungsgemäßen Einrichtungen vormehmlich Geräte betreffen, die im Zusammenhang mit der Beeinflussung einer organischen Substanz durch elek¬ trische und magnetische Felder stehen, wird zunächst auf Fakten eingegangen, aus denen sich die Zusammenhänge erkennen lassen.

Beispielsweise ist der Körper eines Lebewesens in erster Näherung als ein mit Elektrolyth gefüllter Raum anzusehen Das gilt ganz besonders für den Kopfbereich, der im Grunde genommen eine mit Elektrolyth gefüllte Kugel ist. Damit stellt dieser Raum, vor allem der Kopfbereich, eine Art Kugelantenne für elektrische und magnetische Felder dar. Im Gehirnelektrolythen des Kopfbereiches liegt ein Geflecht von Nervenzellen und Ausläufern (Neu- ronen) . Befinden sich diese Nervenzellen in aktiver

Kommunkikation , so werden sie selber zu Sendern elektri¬ scher und magnetischer Felder. Die Felder der einzelnen interferieren und addieren sich zu Summenfeldern, die beispielsweise als EEG (Elektroenzephalogramm) elektrisch in der Kopfregion abgegriffen und aufgezeichnet werden können. Erreichen vagabundierende lokale Außenfelder um den Kopfbereich herum eine kritische Größe, so inter¬ ferieren sie mit den im Gehirn erzeugten Feldern. Dabei kann eine Amplituden- und/oder Frequenzmodulation der im Gehirn erzeugten Felder eintreten, die biologische

Rückwirkungen auslöst. Die kritische Größe solcher stö¬ render Außenfelder, bei der das festgestellt wurde, beginnt nach dem Stand der derzeitigen Feststellungen für magnetische Wechselfelder bei etwa 0,4 Mikrotesla und für elektrische Wechselfelder bei etwa 5 Volt/Meter. Kapazitiv eingekoppelte Felder wirken sich in der Tiefe des Gehirns eines Lebewesens vor allem als Verschiebungs¬ und Ausgleichsströme im Elektrolythen aus, während induk¬ tiv eingekoppelte und eingeprägte Felder praktisch in

./ . ERSATZBLATT jeder Schichttiefe des Gehirns das Summenfeld verändern können. Sowohl der kapazitive als auch der induktive Anteil solcher lokaler Felder kann biologische Folgeer¬ scheinungen auslösen. In mehreren Untersuchungen konnte festgestellt werden, daß bestimmten Hormonen, wie dem

Melatonin, denen für den Schlaf und damit die Regeneration eines Lebewesens und beispielsweise für die Abwehr von Krebserkrankungen, eine hohe Bedeutung zukommt, unter dem Einfluß äußerer Störfelder nachts nicht mehr ausrei- chend gebildet werden. Weiterhin wurde festgestellt, daß die innerhalb des Gehirns gelegene Epiphyse (syn. Zirbeldrüse; Pinealorgan) , die innerhalb des Gehirns normalerweise Melatonin und zwei weitere Hormone her¬ stellt, außerordentlich sensibel auf das magnetische Erdfeld und ähnlich schwache magnetische Gleichfelder ist. Die magnetischen Gleichfelder steuern im Zusammen¬ wirken mit den elektrischen Wechselfeldern die Aktivi¬ täten von Enzymen (SNAT = Serotonin-N-Acetyl-Transferase und HIOMT = Hydroxyindol-O-Methyl-Transferase) in der Epiphyse. Beide Enzyme reagieren auf elektrische und magnetische Felder und spezifische Frequenzen derselben. Der Serotonin-Pegel ist u.a. abhängig davon, wieviel Tryptopan als Vorstufe von Serotonin aus der Nahrung ins Blut gelangt und von diesem in das Gehirn transpor- tiert wird. Serotonin ist für das psychische Wohlbefin¬ den eines Lebewesens, vor allem des Menschen wesentlich mitverantwortlich. Wenn - tagsüber - viel Licht in der Umgebung eines Lebewesens ist, ergibt sich ein höherer Serotoningehalt im Gehirn. Dieses Serotonin wird nachts in Melatonin umgewandelt, wobei gegen zwei Uhr morgens der Melatonin-Spiegel am höchsten ist. Melatonin ver¬ mittelt dann die Bildung von Vasotonin, das den erholsamen Schlaf aufbaut. Wesentliches Zentrum für diesen ganzen Hormon-Umwandlungsprozeß und den Vermittlungsprozeß ist damit die Epiphyse, die ein kleiner Gehirnanhang im Gehirnzentrum ist.

ERSATZBLATT Die Epiphyse kann offensichtlich magnetische Felder geringster Stärke "anzapfen" und ihnen Informationen entnehmen. Bei Tieren, wie Fischen, Lurchen und Vögeln ist dieser Vorgang gut dokumentiert. Daß Felder relativ minimaler Stärke bereits zur Organismus-Beeinflussung ausreichen, beruht darauf, daß elektromagnetische Reso¬ nanzen, wie die Elektronenspinresonanz und die magnetische Kernresonanz auslösend wirken. Alle derartigen Resonanzen setzen voraus, daß auf ein Atom, ein Elektron oder auf ein Molekül ein stationäres Magnetfeld (Erdfeld oder Magnetfeld von Eisenteilen, Heizungsröhren usw.) zusammen mit einem elektrischen bzw. magnetischen Feld spezifischer Frequenz einwirken. Für den Menschen sind in dieser Hin¬ sicht besonders resonanzempfindlich die Kalzium-Ionen (Ca ) , die Natrium-Ionen (Na ) und die Kalium-Ionen (K ) , also gerade die wichtigsten Zellionen.

Wie bereits erwähnt, werden die zur Resonanz führenden, schwingenden elektrischen Felder, die zum Erdfeld passen, im Organismus selbst produziert, und zwar hauptsächlich von Nervenzellen. Vor allem vom Gehirn als Organ, das fast ausschließlich aus Nervenzellen besteht, ist dies seit langem bekannt und wird als ausstrahlendes elek¬ trisches Feld (EEG) bzw. als ausstrahlendes magnetisches Feld (MEG) gemessen. Wenn tagsüber ein Lebewesen wie der Mensch aktiv ist, nimmt dieses Gehirnfeld als aufaddierte Summe aller aktiven Nervenzellen Frequenzen um 20 bis 25 Hertz an. Nachts, im Tiefschlaf schwingt es mit Fre¬ quenzen weit unter 10 Hertz oftmals bis hinuter zu Werten um 3 Hertz. Wie weitere Festellungen ergaben, liegen diese Frequenzen zusammen mit dem natürlichen Erdfeld tagsüber im Frequenzbereich von Zyklotonresonanzen ,

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ERSATZBLÄΓT während die nachts erzeugten niedrigeren Frequenzen des Gehirns (ca. 3 Hz bis ca. 7 Hz) normalerweise keine Resonanzen bewirken.

Ein EEG, das bekanntlich als unipolare oder bipolare Ableitung der Potentialschwankungen von der Kopfhaut abgenommen wird, läßt bei einer Analyse seines Verlaufs nach der AblaufSchnelligkeit klassifizierbare Wellen erkennen, und zwar:

Alpha-Wellen = 9 bis 12 (13) Schwankungen pro Sek

Beta- Wellen = 14 bis 30 (50) dto.

Delta-Wellen = 0 ,5 bis 3,5 dto.

Theta-Wellen = 4 bis 7 dto.

bei einer Spannungshöhe zwischen 10 und 100 Mikrovolt, wobei mit zunehmender Verlangsamung die Spannungshöhe der Wellen zunimmt.

Eine Übersicht über durch Messung ermittelte Resonanzen vom Zyklotron-Typ und vom NMR-Typ gibt die Figur 6, während die Figur 9 eine Übersicht des EEG-Spektrums eines normalen Menschen nach ungefährer Amplitude und zugegehöriger Frequenz zeigt.

Das in der Nacht normalerweise auftretende Ausbleiben der Resonanzen und die damit verbundene lebenswichtige Hormonausschüttung kann jedoch durch lokale Felder ge¬ stört werden. Eine Ursache ist eine solche Verzerrung des wirksamen magnetischen Gleichfeldes, wie des Erd¬ feldes, daß vor allem im Gehirnbereich höhere oder auch niedrigere lokale Felder auftreten bzw. ausgebildet sind. Dies ist vor allem durch ferromagnetische Metalle,

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ERSATZBLÄΓT z. B. von den Federungs-Spiralen eines Bettes, von Metall¬ regalen, Heizungskörpern und mit Gleichstrom betriebenen Geräten möglich. Weiterhin führen Felder von Stromver¬ sorgungsanlagen zu vagabundierenden magnetischen Feldern, die im Gehirnbereich elektromotorische Kräfte induzieren, die in der Größenordnung der natürlichen Felder des Gehirns und darüber liegen können. Dies gilt auch für das Umgebungsfeld von Hochspannungsleitungen und prak¬ tisch alle elektrischen Geräte, vor allem des Haushalts.

Es kommt also entscheidend darauf an, entweder die lokalen Felder überhaupt in ihrer Wirkung in dem begrenzten Raum¬ bereich zu kompensieren und/oder durch Felder bzw. Schwingungen in den bereits genannten Frequenzbereichen (etwa 3 Hz bis etwa 8 Hz und etwa 10 Hz bis etwa 30 Hz) die natürlichen Felder zu unterstützen oder zu bilden.

Die nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschriebenen erfindungsgemäßen Einrichtungen bieten hierfür eine Möglichkeit.

In der Figur 1 ist mit 1 ein begrenzter Raumbereich, z. B. ein Wohnraum bezeichnet, in dem von den Stromver¬ sorgungsleitungen ein magnetisches 50 Hz-Schwingungsfeld erzeugt wird. Dieses Schwingungsfeld kann auch Oberwel¬ len enthalten. Dieses Feld wird mittels einer Aufnahme¬ vorrichtung 2, die aus Spulen besteht, in Form von Feld- komponenten aufgenommen, die nach einem kartesischen Koordinatensystem (x, y, z) orientiert sind. Das x-, das y- und das z-Signal werden in dem Aufnehmer 2, bzw. einer mit diesem verbundenen Meßschaltung nach Ampli¬ tude und Frequenz bestimmt, in einem Inverter 3 in der Phase umgekehrt und über einen in der Amplitude seiner

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ERSATZBLATT Ausgangssignale regelbaren Verstärker 4, der als Sender für die einzelnen Feldkomponenten fungiert, und nicht näher dargestellte Spulen, getrennt nach den Kordinaten in den begrenzten Raumbereich zurückgestrahlt. Die Ampli¬ tuden der vom Sender erzeugten Feldkomponenten sind dabei ebenso wie die Phasen so eingestellt, daß das ur¬ sprüngliche 50 Hz-Feld fast völlig kompensiert wird. Die Einstellung des Senders 4 hinsichtlich der Amplituden der Feldkomponenten kann ebenso wie die Phaseneinstellung manuell oder mittels einer Regelschaltung selbsttätig erfolgen.

In der Figur 2 ist das Prinzip einer erfindungsgemäßen Einrichtung gezeigt, bei der die von einem Sender 6 in den begrenzten Raumbereich abgestrahlten Feldkomponenten (x, y, z) in der Frequenz um einen niedrigen Frequenz- wert verschieden sind. Herrscht in 1 beispielsweise ein lokales 50 Hz-Feld, so haben beispielsweise die abge¬ strahlten Feldkomponenten eine Frequenz von 46 Hz. Es entsteht dadurch im Raum 1 eine pulsierende Schwebung mit einer Frequenz von 4 Hz, neben den sich periodisch kompensierenden 50 Hz-Schwingungen und 46 Hz-Schwingungen Die Schwebung bzw. Interferenzschwingung kann für eine gezielte Beeinflussung der leitenden Substanz in dem begrenzten Raumbereich genutzt werden. Diese Ausführung ist vor allem auch für einen Schlafraum gedacht, weil durch die Interferenzschwingung die Schlafeinleitung und der Schlafzustand günstig beeinflußbar sind.

Eine vorteilhafte Abwandlung des Prinzips nach der Figur 2 besteht darin, daß die über die Spulenaufnehmer 2 erfaßten Feldkomponenten in einer Überlagerungsstufe mit der Schwingung des örtlichen Senders 6, der z. B. in an

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ERSATZBUTT sich bekannter Weise als VCO (Voltage Controlled Oscil- lator) ausgebildet ist, gemischt werden und die hierbei entstehende, frequenztiefere Seitenbandschwingung über eine Tiefpaßschaltung zusammen mit einer das lokale Feld kompensierenden Schwingung entsprechend Figur 1 in den begrenzten Raumbereich eingestrahlt wird.

Eine Prüfung auf Zyklotron- und NMR-Resonanzen kann, wie Figur 3 im Prinzipschaltbild zeigt, dadurch erfolgen, daß mit einem Magnetoflux-Aufnehmer oder Hallgenerator 2¹ , das stationäre magnetische Gleichfeld in dem begrenz¬ ten Raumbereich 1 in Form von Feldkomponenten gemessen und mit den über den Eingang 9 zugeführten, nach den vor¬ stehenden Beispielen aufgenommenen und/oder erzeugten Wechselfeldkomponenten in einem Rechner 7 ausgewertet und das Ergebnis in einer Anzeigevorrichtung 8 erkennbar gemacht wird.

Signale, die am Körper außen, z. B. durch kapazitive Ein¬ streuung auftreten, können gemäß Figur 4 über galvanische Elektroden-Aufnehmer 2, die an der organischen Substanz anliegen, gemessen werden. Das gilt auch für die in der organischen Substanz erzeugten bzw. verursachten Felder, die sich durch das Anlegen der Elektroden 2 an die Kopf¬ haut 1* als eine Art EEG messen lassen.

Bei der Einrichtung nach der Figur 5 ist ein Hallgenerator oder ein Magnetoflux-Meter 51 als Aufnehmer für das stationäre magnetische Feld, eine galvanische Hand-Elek¬ trode 52 als Aufnehmer für das auf einen nicht darge¬ stellten Körper kapazitiv induzierte elektrische lokale Wechselfeld, eine Luftspule 53 - auch hierfür ist statt- dessen ein Magnetoflux-Meter einsetzbar - als Aufnehmer

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ERSATZBUTT für das auf den Körper im begrenzten Raumbereich ein¬ wirkende lokale magnetische Feld und eine galvanische Elektrodenanordnung 54 als Aufnehmer der Gehirnströme des Körpers dargestellt. Die Aufnehmer 51 und 52 nehmen das jeweilige Feld dreidimensional auf. Aus Gründen der Übersichtlichkeit zeigt die Figur 5 nur die Schaltung für jeweils eine der mit jedem der Aufnehmer erhaltenen drei raumorientierten Feldkomponenten. Die Signale der Aufnehmer 52, 53 und 54 werden über Verstärker den Ein- gangen eines Multiplexers 58 zugeführt, der zur seriellen Verarbeitung die Signale an zwei PLL-Schaltungen 510 und 511 abgibt. Die beiden PLL-Schaltungen sind von an sich bekannter Art und dienen als jeweils in Verbindung mit einem Multiplizierer als Tracking-Filter zur Messung von Amplitude und Frequenz der über die Aufnehmer 52, 53 und 54 aufgenommenen Signale. Die PLL-Schaltung 510 (522 und 526) bestimmt den Frequenzwert und bringt diesen über einen Frequenz/Spannungs-Wandler 522 zu einer Anzeige 527. Die lock-in-Kontrolle (Einrastkontrolle) erfolgt in dem Schaltungsteil 526. Analog hierzu bringt die PLL- Schaltung 511 (530) den zugehörigen Amplitudenwert zur Anzeigevorrichtung 529. Der Baustein 530 ist die zugehö¬ rige lock-in-Kontrolle. Die einschlägige PLL-Technik ist beispielsweise in dem Buch "Einführung in die PLL-Technik" von Geschwinde, erschienen im Vieweg-Verlag, Braunschweig, 1978, u. a. in den Kapiteln 2.2.1 und 2.2.2. ausführlich beschrieben, so daß von einer näheren Behandlung abge¬ sehen werden kann.

Von der PLL-Schaltung 511, die der Amplitudenmessung dient, wird ferner ein Komparator 525 gespeist, dessen zweitem Eingang über einen Verstärker 524 mit Tiefpaßver¬ halten das vestärkte Ausgangssignal des Hallgenerators 51

ERSATZBUTT zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Verstärkers wird außerdem einer Anzeige 528 zur exakten A plitudenwertbe- stimmung des über 51 aufgenommenen stationären magne¬ tischen Feldes im begrenzten Raumbereich zugeführt. Der Komparator 525 setzt die beiden ihm zugeführten Signale zueinander in Relation und veranlaßt bei Auftreten von Werten, die einer Zyklotron-Resonanz und/oder einer NMR-Resonanz entsprechen, das Aufleuchten der entspre¬ chenden Leuchtdiode in einem Leuchtdioden-Array 523. Die in der Zeichnung oberen drei Leuchtdioden sind für die Zyklotron-Resonanzen der Ionen von Kalzium, Natrium und Kalium vorgesehen und die unteren drei Leuchtdioden für NMR-Resonanzen der drei Elemente.

Ein VCO 532 erzeugt die für die Bildung des Gegenfeldes benötigte Schwingung, die über einen Amplitudenregler in Form eines regelbaren Dämpfungsgliedes einer ein magnetisches Wechselfeld im begrenzten Raumbereich er¬ zeugenden Spule 535 und einer ein elektrisches Wechsel¬ feld, entsprechend dem anhand der Figuren 1 und 2 er- läuterten Prinzip, im begrenzten Raumbereich aufbauenden kapazitiven oder galvanischen Elektrode zugeführt wird. Auch hier ist nur die Schaltung für jeweils eine der drei Feldkomponenten der beiden Felder dargestellt. An sich könnte die Frequenz-/Phasen- und Amplitudenein- Stellung des Senders über entsprechende, an sich bekannte Einstellorgane manuell erfolgen. Praktischer ist jedoch eine selbsttätige Einstellung. So kann die Frequenz des VCO 533 in einem Vergleicher 531 mit der Frequenz des lokalen Feldes in Relation gebracht werden und das daraus gewonnene, ein Maß für einen eventuellen Frequenz¬ unterschied darstellende, Signal in an sich bekannter

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ERSATZBLÄΓT Weise als Regelgröße für den VCO verwendet werden. Ebenso kann der mit der entsprechenden PLL-Schaltung erhaltene Amplitudenwert der lokalen Felder zur Einstellung des Amplitudenreglers dienen.

Der VCO kann etweder exakt auf die Schwerpunktsfrequenz des lokalen Wechselfeldes abgestimmt werden, oder zur Bildung der bereits anhand der Figur 2 erläuterten Inter¬ ferenzschwingung um einen vorgegebenen Frequenzwert verschieden von der Schwerpunktsfrequenz des lokalen Wechselfeldes eingestellt werden. Auch kann der VCO 532 durch eine Generatorschaltung ersetzt werden, der ent¬ sprechend der anhand der Figur 2 erläuterten Alternative eine exakt kompensierende Schwingung und eine zusätzliche Schwingung erzeugt, die als Ersatz für die dort erläuterte Interferenzschwingung dient.

Die Figur 6 zeigt in einem Diagramm den Zusammenhang zwischen den Resonanzen (in Hertz) der Ionen von Kalzium, Natrium und Kalium und der magnetischen Flußdichte (in Gauß) . Die drei mit den Elementen Ca. Na und K bezeich¬ neten Verläufe gelten für die Zyklotron-Resonanzen der Ionen dieser Elemente. Die anderen gelten für eine reine K -NMR-Resonanz und eine Misch-Resonanz .

Die in der Figur 7 schematisch gezeigte Phasenschieber- Schaltung arbeitet auf digitaler Basis und ist seit etwa 1970 bekannt und wird beispielsweise in Speicher- osilloskopen zur dispersionsfreien Verzögerung von Sig¬ nalen angewendet. Das zu verzögernde Signal ES wird mittels eines Samplers 71 abgetastet. Die einzelnen Amplitudenproben der Abtastfolge werden in einem Analog- Digital-Wandler 72 in eine Folge von PCM-Signalen umge¬ setzt, die dann eine digital arbeitende Laufzeitkette 73

ERSATZBUTT durchlaufen. Am Ausgang der Laufzeitkette 73 wird die Folge von PCM-Signalen mittels eines Digital-Analog- Wandlers 74 wieder in eine Folge von Amplitudenproben umgewandelt, aus der durch Umformung in einem der Unter¬ drückung unerwünschter Frequenzen dienenden Tiefpaß 75 das ursprüngliche Signal, jedoch zeitverzögert als Kon- tinuum entnommen werden kann. Die Zeitverzögerung wird durch die Taktfrequenz des Taktgenerators 76 und die Anzahl der in Übertragungsrichtung hintereinanderliegenden Speicherzellen der Laufzeitkette 73 bestimmt. Bei einer vereinfachten Ausführungsform können auch die beiden Wandler 72 und 75 entfallen und die Laufzeitkette als Kette aus Ladungstransfer-Gliedern vom CCD-Typ ausge¬ bildet werden. Auch eine "bucket-bridge-delay"-Schaltung , oder eine sogenannte "Eimerketten-Schaltung" sind ebenso anwendbar wie ein "analoger Phasenschieber" in Form eines Allpasses.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Figur 8 sind die Bausteine 81 bis 88 Aufnehmer gemäß folgender Zuordnung

81 Aufnehmer für die x-Komponente des Erdfeldes

82 Aufnehmer für die y-Komponente des Erdfeldes

83 Aufnehmer für die z-Komponente des Erdfeldes

84 Aufnehmer für die x-Komponente des lokalen magnetischen Wechselfeldes

85 Aufnehmer für die y-Komponente des lokalen magnetischen Wechselfeldes

86 Aufnehmer für die z-Komponente des lokalen magnetischen Wechselfeldes

87 Aufnehmer für das auf den Körper eines Menschen durch kapazitive Induzierung ein¬ wirkende elektrische Wechselfeld

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ERSATZBLÄΓT 88 Aufnehmer für das im Körper, insbesondere im Gehirn produzierte Summenfeld (EEG) eines Menschen.

Die Ausgangssignale der Aufnehmer werden über einen Multiplexer 89 durch zeitliche Verschachtelung zusammen¬ gefaßt. Der Multiplexer 89 speist drei parallele Zweige, die eingangseitig jeweils ein Tiefpaßfilter zur Unter¬ drückung der bei der Abtastung entstehenden, unerwünsch¬ ten höheren Frequenzanteile haben, die bei ungünstigen Phasenbedingungen auch zu einer Selbsterregung der ge¬ samten Einrichtung führen könnten. Angenommen ist eine Schwerpunktfrequenz des zu kompensierenden lokalen Wech¬ selfeldes bei etwa 50 Hz. Auch soll eine demgegenüber niedrigere Schwingung im Sinne der anhand der Figur 2 erläuterten Inferferenzschwingung mit einer Frequenz unterhalb von 10 Hz vorliegen und das stationäre magne¬ tische Feld (Erdmagnetfeld und gegebenenfalls vorhandene weitere magnetische Gleichfelder) berücksichtigt werden. Für das 50 Hz-Feld ist ein Tracking-Filter 813 von der anhand der Figur 5 erläuterten Art vorgesehen, dem ein Tiefpaß 810 mit einer Grenzfrequenz von 50 Hz vorge¬ schaltet ist. Für das demgegenüber in der Frequenz nie¬ drigere Wechselfeld ist ein entsprechendes Tracking- Filter 814 mit einem vorgeschalteten Tiefpaßfilter 811 vorgesehen, dessen Grenzfrequenz bei etwa 10 Hertz liegt. Für das dem stationären magnetischen Feld entsprechende Signal liegt im dritten der parallelen Zweige ein Tiefpaß mit einer Grenzfrequenz um etwa 1 Hz. Die PLL-Schaltungen der Tracking-Filter 813 und 814 ermitteln in serieller Verarbeitung die Amplitude und die Frequenz der jeweiligen Felder, und zwar jeweils nach den drei Feldkomponenten des kartesischen Kordinatensystems (x, y, z) zeitlich

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ERSATZBLÄΓT getrennt. Die in den Ausgängen der Tracking-Filter 813 und 814 abnehmbaren Ergebnisse werden zusammen mit den Feldkompenenten des magnetischen Gleichfeldes, die über den Tiefpaß 812 geführt werden, den Eingängen des Multi- plexers 815 zugeführt, der sie zur Auswertung in serieller Form einem Mikrocontroller 816 zuführt.

Die Schwingungserzeugung erfolgt beim Ausführungsbeispiel analog zur Figur 5 wieder durch einen mit einer Steuer¬ spannung in der Frequenz einstellbaren VCO 817. Die Einstellung der Frequenz des VCO 817 erfolgt durch den Mikrocontroller, der diesbezüglich die im von 813 und 814 über den Multiplexer 815 zugeführten Signale aus¬ wertet. Vom VCO 817 werden über regelbare Dämpfungsglieder 818, 819 und 820 die Sendespulen x, y, z gespeist, die im begrenztenRaumbereich das kompensierende und/oder inter¬ ferierende Gegenfeld aufbauen. Die Einstellung der Dämpfungsglieder und damit der Amplitudenwerte der ein¬ zelnen Feldkomponenten des Gegenfeldes erfolgt wiederum durch den Mikrocontroller 816 auf der Basis der ihm über 813, 814 und 815 zugeführten Signale. Die Steuerleitung für den VCO und die drei Dämpfungsglieder sind gestrichelt angedeutet .

Da dem Mikrocontroller außerdem die Feldkomponenten des stationären Magnetfeldes und die EEG-Signale zugeführt werden, können in diesem auch möglicherweise auftretende Resonanzen von Zyklotron-Typ und vom NMR-Typ ausgewertet und in einer Anzeigevorrichtung 823, wie einem Leuchtdio- den-Array erkennbar gemacht werden. Ebenso ist vom Mikro¬ prozessor 816 eine Frequenzanzeige 821 und eine Ampli- tudenanzeige 822 für das lokale Wechselfeld und die anderen Wechselfelder, wie das Gegenfeld und das Feld einer Interferenzschwingung ableitbar.

ERSATZBLÄΓT

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

Einrichtung zur Beeinflussung von lokalen elektrischen und magnetischen Wechselfeldern niedriger Frequenz, die auf eine in einem begrenzten Raumbereich befind¬ liche leitfähige Struktur, wie die organische Sub¬ stanz eines Lebewesens, einwirken, bei der eine Aufnahmevorrichtung vorgesehen ist, die in dem be¬ grenzten Raumbereich die Felder in Form von nach einem Koordinatensystem, wie einem kartesischen System, orientierten Feldkomponenten aufnimmt, aus denen der Kompensation der Wechselfelder dienende Felder abgeleitet werden,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

daß an die Aufnahmevorrichtung eine Meßvorrichtung angeschaltet ist, die der Bestimmung der von der Aufnahmevorrichtung aufgenommenen Feldkomponenten nach Amplitude, Frequenz und Orientierung dient, daß an die Meßvorrichtung über ein Steuerungsglied ein Sender angeschaltet ist, der über eine Vorrichtung

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ERSATZBLÄΓT in dem begrenzten Raumbereich ein Gegenfeld erzeugt, daß das Steuerungsglied, der Sender und die das Gegen¬ feld erzeugende Vorrichtung in Abhängigkeit von den Meßwerten der Meßvorrichtung so in der Frequenz, in der Stärke und der Koordinatenorientierung des Gegen¬ feldes einstellbar sind, daß das in dem begrenzten Raumbereich erzeugte Gegenfeld durch Interferenz mit den lokalen Feldern deren Wirkung auf die leitfähige Struktur zumindest näherungsweise kompensiert, und daß der Sender entweder über die an ihn angeschaltete Vor¬ richtung außer dem die lokalen Felder kompensierenden, in der Schwerpunktfrequenz übereinstimmenden Gegenfeld ein weiteres Schwingungsfeld mit demgegenüber niedrigerer Frequenz, insbesondere mit einem Frequenzwert zwischen etwa 1 Hz und etwa 8 Hz oder etwa 10 Hz und etwa 30 Hz, in dem begrenzten Raumbereich erzeugt, oder in seiner Frequenz gegenüber der Schwerpunktsfrequenz der lokalen Felder um einen solchen Frequenzwert verschoben ist, daß in dem begrenzten Raumbereich eine Interferenz- Schwingung relativ niedriger Frequenz, bezogen auf die Schwerpunktsfrequenz der lokalen Felder, insbesondere mit einem Frequenzwert zwischen etwa 1 Hz und etwa 8 Hz oder etwa 10 Hz und etwa 30 Hz entsteht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

daß die Einrichtung mit einem die Auswertung auf die Feldkomponenten der lokalen Felder begrenzenden Fre¬ quenzfilter, insbesondere einem Tiefpaß, versehen ist

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ERSATZBLÄΓT

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

daß eine Schleifenschaltung vorgesehen ist, die in bestimmten zeitlichen Abständen für eine kurze Zeit- spanne die Einstellung des Steuerungsgliedes nach vor¬ gegebenen Frequenzkriterien überprüft und bei Erfül¬ lung derselben jeweils den Sender von der Aufnahmevor¬ richtung entkoppelt.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

daß eine zweite Aufnahmevorrichtung vorgesehen ist, die der Bestimmung des in dem begrenzten Raumbereich herrschenden magnetischen Gleichfeldes, insbesondere des Erdmagnetfeldes nach Stärke und Koordinatenausrich- tung vorgesehen ist, und daß eine Vorrichtung, der die

Signale der ersten und zweiten Aufnahmevorrichtung zuge¬ führt werden, vorgesehen ist, die der Bestimmung von in der leitfähigen Struktur auftretenden Resonanzen dient.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

daß die Frequenz der Interferenzschwingung und die Sendeenergie in Abhängigkeit von dem im begrenzten Raum¬ bereich gegebenen magnetischen Gleichfeld, wie dem Erd¬ magnetfeld, so hoch einstellbar sind, daß die Inter- ferenzschwinguπg im Zusammenwirken mit dem magnetischen Gleichfeld die Bedingungen für eine Zyklotronresonanz

ERSATZBUTT mit Ionen, insbesondere Kalzium-Ionen (Ca++ .) , von Kalium-Ionen (K ) oder von Natrium-Ionen (Na ) , oder einer nuclear-magnetic-resonance (NMR) einer organi¬ schen Substanz erfüllt.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Feldko ponenteπ kartesisch erfassenden Auf¬ nahmevorrichtung,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

daß für jede Koordinatenrichtung je ein Aufnehmer für die elektrische und ein Aufnehmer für die magnetische Feldkomponente vorgesehen ist und diese Aufnehmer an die Eingänge eines Multiplexers angeschaltet sind, und daß der Multiplexer-Ausgang, vorzugsweise über einen den auszuwertenden Frequenzbereich aussiebenden Filter¬ zweig, wie einen Tiefpaß, mit der Meßvorrichtung ver¬ bunden ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

daß an den Multiplexer-Ausgang mehrere Filterzweige für unterschiedliche Frequenzbereiche angeschaltet sind und an jeden dieser Filterzweige eine Meßvorrich¬ tung angeschaltet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

ERSATZBLATT daß die Meßeinrichtung aus einer Tracking-Filter- Schaltung in PLL-Ausführung besteht, die einen Schal¬ tungsteil für die Abgabe eines der zu ermittelnden Frequenz entsprechenden Signals und einen Schaltungs- teil zur Abgabe eines der zu ermittelnden Amplitude entsprechenden Signals umfaßt.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

daß am Multiplexer ein weiterer Eingang für an der organischen Substanz kapazitiv influenzierte elektri¬ sche Felder vorgesehen ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

daß am Multiplexer ein weiterer Eingang für in der organischen Substanz entstehende Felder vorgesehen ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

daß die Ausgänge der einzelnen Meßeinrichtungen mit entsprechenden Eingängen eines weiteren Multiplexers verbunden sind, an dessen Ausgang ein, vorzugsweise digital arbeitender, Mikrokontroller angeschaltet ist, mit dem Einstellorgane für die einzelnen Feldkompo¬ nenten des in dem begrenzten Raumbereich von der Ein¬ richtung erzeugten Feldes gesteuert werden.

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ERSATZBLÄTT

12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

daß als Aufnahmevorrichtung für kapazitiv auf die leitfähige Struktur einwirkende oder in dieser ent¬ stehende elektrische Felder an die Struktur anlegbare galvanische Elektroden vorgesehen sind.

13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

daß als Aufnahmevorrichtung für induktiv auf die leit¬ fähige Struktur einwirkende magnetische Felder Spulen vorgesehen sind.

14. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

daß als Aufnahmevorrichtung für das in dem begrenzten Raumbereich einwirkende Erdmagnetfeld ein Magnetoflux- Aufnehmer (dreidimensional) oder ein, vorzugsweise temperaturkompensierter, Hallgenerator vorgesehen ist.

ERSÄΓZBLÄΓT