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Dokumentenidentifikation DE19811207C1 05.01.2000
Titel Schwing-Bett mit biologischer Rückkopplung
Anmelder Kopp, Burkhard, Dipl.-Ing., 18273 Güstrow, DE;
Malberg, Hagen, Dipl.-Ing., 19055 Schwerin, DE
Erfinder Kopp, Burkhard, Dipl.-Ing., 18273 Güstrow, DE;
Malberg, Hagen, Dipl.-Ing., 19055 Schwerin, DE
DE-Anmeldedatum 10.03.1998
DE-Aktenzeichen 19811207
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 05.01.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.01.2000
IPC-Hauptklasse A61G 7/043
IPC-Nebenklasse A61G 7/047   A61M 21/00   
Zusammenfassung Die Erfindung beschreibt ein Verfahren und Vorrichtung für ein schlafphasengesteuertes Schwingbett mit biologischer Rückkopplung, das durch die sichere und komfortable Detektion des Schlafstatus mittels einer mechanischen Schwingvorrichtung den natürlichen Schlafverlauf einer Person positiv beeinflußt, Einschlafproblemen entgegenwirkt und durch einfache, zuverlässige und komfortable Funktionsweise für jedermann zeit- und ortsunabhängig nutzbar ist.
Die Vorrichtung besteht aus einer Anordnung mit vier Funktionseinheiten, nämlich aus Sensorsystem (1), Telemetriestrecke (2), Verarbeitungs- und Steuereinheit (3) und mechanischer Schwingvorrichtung (4).

Beschreibung[de]
CHARAKTERISTIK DES BEKANNTEN STANDES DER TECHNIK
  • 1. Bekannt sind Verfahren und Vorrichtungen zur Analyse des Schlafes des Menschen (z. B. DE 42 09 336, DE 195 09 478, DE 41 01 471, DE 196 14 790 u. a.), die über eine Sensorik ein physiologisches Signal des Schlafenden analysieren, um einen günstigen Weckzeitpunkt zu finden. Nachteilig ist dabei, daß diese Weckverfahren und -vorrichtungen nicht zur direkten Verbesserung des Schlafverhaltens, sondern nur für den Weckprozeß genutzt werden.
  • 2. Bekannt sind Verfahren und Vorrichtungen zur Verbesserung der Schlafqualität des Menschen (DE 93 18 116, DE 41 42 427, EP 0469227 u. a.), bei denen äußere physikalische Größen auf den Schlafenden einwirken. Nachteilig ist dabei, daß diese physikalischen Größen nicht in Abhängigkeit zum Schlafstatus gesteuert werden und nicht mechanisch auf die glatte Rückenmarksmuskulatur einwirken.
  • 3. Bekannt sind Verfahren und Vorrichtungen zur therapeutischen Behandlung von Menschen (DE 34 16 742, DE 25 52 488, u. a.) bei denen mechanische Schwingungen in Abhängigkeit von physiologischen Parametern (z. B. Atem- oder Pulsfrequenz) auf den Liegenden einwirken. Nachteilig ist dabei, daß keine Schlafphasenanalyse erfolgt, in deren Abhängigkeit unterschiedliche mechanische Schwingungen (z. B. Wechsel zwischen Eigen- und Fremdanregung oder unterschiedliche Fremdanregung) erzeugt werden könnten.
  • 4. Bekannt sind Verfahren und Vorrichtungen zur Analyse des Schlafes des Menschen (EP 0496196, u. a.), bei denen elektrische Geräte in Abhängigkeit vom Schlafstatus gesteuert werden. Nachteilig ist dabei, daß sie nicht zur Schlafverbesserung/Schlafverkürzung eingesetzt werden.
  • 5. Nicht bekannt sind dagegen Verfahren und Vorrichtungen, bei denen durch Analyse des Schlafstatus und des Schlafverlaufs verschiedene äußere physikalische Größen gesteuert werden, die wiederum direkt auf den Schlafrhythmus zurückgekoppelt werden und somit eine Verbesserung bzw. Verkürzung des Schlafes bewirken.
ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung kann nicht nur von Personen, deren Leben durch bestimmte Zeitfaktoren, wie Zeitverschiebung, Schichtdienste u. ä. bestimmt wird, sondern praktisch von jedermann benutzt werden, sei er zu Hause oder anderswo. Die Erfindung kann überall dort Anwendung finden, wo ein bestimmter Grad der Erholung während des Schlafes schneller und intensiver erreicht werden soll, als es mit konventionellen Verfahren und Vorrichtungen möglich ist. Die Erfindung kann als bzw. in Kombination mit einer Schlafvorrichtung genutzt werden.

ZIEL DER ERFINDUNG

Die Erfindung hat das Ziel, zur Verbesserung des Schlafverhaltens bzw. der Schlafqualität des Menschen und zur Verkürzung der Schlafdauer bei gleichem Grad der Erholung beizutragen. Dabei kann mit dieser Erfindung ein höherer Erholungseffekt während des Schlafes in einer festgesetzten Zeit erreicht werden, als es mit konventionellen Schlafvorrichtungen möglich ist.

Die Erfindung hat insofern einen direkten positiven Einfluß auf Konzentrationsfähigkeit, Verkehrssicherheit u. v. a. m. des Menschen.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren bzw. Vorrichtung zu schaffen, die das natürliche Schlafverhalten positiv beeinflußt, um einen höheren Erholungsgrad bei gleicher bzw. kürzerer Schlafdauer herbeizuführen.

Diese Aufgabe wird wie folgt spezifiziert;

  • 1. eine sichere Detektion von Schlafstatus und Schlafverlauf zu realisieren,
  • 2. das natürliche Schlafverhalten positiv beeinflussen,
  • 3. Einschlafproblemen entgegenzuwirken und
  • 4. durch einfache, zuverlässige und komfortable Funktionsweise für jedermann Zeit- und ortsunabhängig nutzbar zu sein.

LÖSUNG DER AUFGABE DURCH DIE ERFINDUNG

Der Erfindung liegt folgende Beobachtung zu Grunde:

Mechanische Schwingungen führen zu ausgleichenden und erhöhten Aktivitäten der glatten Rückenmarksmuskulatur bzw. des zentralen Nervensystems während des Schlafes (Nachgewiesen von Lammers-WJ, et al: Physiol-Behav. 1991, 50(4), 867-8; Hasan-J. et al: Bull-Inst-Marit-Trop-Med- Gdynia, 1987, 38(1-2), 17-24; Kovac-C, et al: Z-Rheumatol. 1994, 53(1), 26-36; Nakano-S. et al: Evoked-Potentials-Electroencephalography-and-Clinical-Neurophsep, 1995, 96(5), 385-9; Whitelaw- WA et al: J-Appl-Physiol, 1993, 74(6), 2718-23). Die durch Schwingungen angeregte Erhöhung von Blut- und Lymphzirkulationsprozessen bewirkt eine Verstärkung der vegetativen Regenerationsprozesse, deren zeitlicher Ablauf und Intensität für den Schlaf charakteristisch sind. Eine mechanische Anregung des schlafenden Körpers entsprechend seinem Schlafphasenstatus beeinflußt die Regenerationsprozesse hinsichtlich ihrer Güte, aber auch den zeitlichen Verlauf des Schlafs und seiner Phasen. Insofern kann durch diese Erfindung nicht nur die Schlafeffizienz, sondern auch die Schlafdauer bei gleichem Grad der Erholung positiv beeinflußt werden. Die Rückkopplung schlafphasengesteuerter mechanischer Schwingungen auf die schlafende Person ergibt so einen geschlossenen biologischen Regelkreis.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe mit einer Anordnung aus vier Funktionseinheiten gelöst, nämlich mittels Sensorsystem, Telemetriestrecke, Verarbeitungs- und Steuereinheit und mechanischer Schwingvorrichtung.

  • 1. Die sichere Detektion von Schlafstatus und Schlafverlauf wird realisiert durch:
    • 1. die Erfassung mindestens eines physiologischen Parameters (z. B. Pulsfrequenz, Blutdruck, Atemfrequenz, Körpertemperatur, Nervenpotentiale und Muskelpotentiale) und
    • 2. die Verarbeitung der Parameter bzw. daraus abgeleiteter Größen mittels Verfahren der Signalverarbeitung für die individuelle Zustandsanalyse.
  • 2. Die positive Beeinflussung des natürlichen Schlafverhaltens wird realisiert durch:
    • 1. die Ermittlung physiologischer Parameter zur gezielten positiven Beeinflussung des natürlichen Schlafverhaltens (biofeedback),
    • 2. die mechanische Beeinflussung der schlafenden Person in Beziehung zur jeweiligen Schlafphase (Schlafstatus) und
    • 3. die mechanische Beeinflussung der schlafenden Person in Beziehung zum Einschlaf-, Schlaf- und Aufwachprozeß (Schlafverlauf).
  • 3. Die positive Einflußnahme bei Einschlafproblemen wird realisiert durch:
    • 1. die gezielte Stimulation der mechanischen Schwingvorrichtung auf die einschlafende Person
  • 4. Die einfache, zuverlässige und komfortable Funktionsweise für jedermann wird realisiert durch:
    • 1. den kompakten, miniaturisierten, geräuscharmen und bedienerfreundlichen Aufbau, der die natürlichen Schlafgewohnheiten nicht bzw. kaum beeinträchtigt,
    • 2. eine telemetrische Übertragungsstrecke und
    • 3. eine zuverlässige Signalverarbeitung.

ZUSAMMENFASSUNG

Die Erfindung beschreibt ein Schwingbett mit biologischer Rückkopplung, das durch die sichere und komfortable Detektion des Schlafstatus unter Berücksichtigung des Schlafverlaufs mittels einer mechanischen Schwingvorrichtung den Schlaf einer Person positiv beeinflußt, Einschlafproblemen entgegenwirkt und durch einfache, zuverlässige und komfortable Funktionsweise für jedermann Zeit- und ortsunabhängig nutzbar ist.

Das Schwingbett besteht aus einer Anordnung mit vier Funktionseinheiten, nämlich aus Sensorsystem (1), Telemetriestrecke (2), Verarbeitungs- und Steuereinheit (3) und mechanischer Schwingvorrichtung (4).


Anspruch[de]
  1. 1. Schwingbett mit biologischer Rückkopplung, bei dem ein Sensorsystem mindestens einen physiologischen Parameter mißt und einer Verarbeitungs- und Steuereinheit zuführt, die eine mechanische Schwingvorrichtung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungs- und Steuereinheit aus den Sensorsignalen den Schlafstatus und den Schlafverlauf analysiert und die Schwingvorrichtung in Abhängigkeit vom analysierten Schlafstatus und Schlafverlauf steuert.
  2. 2. Schwingbett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Analyse der Schlafphasen (Schlafstatus) Verfahren im Zeit- und Frequenzbereich und/oder Methoden der nichtlinearen Dynamik und/oder Fuzzy- und/oder Neuronale Netzwerktechniken zur Anwendung gelangen.
  3. 3. Schwingbett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verarbeitungs- und Steuereinheit (3) zwischen Einschlaf-, Schlaf- und Aufwachprozeß (Schlafverlauf) differenziert wird.
  4. 4. Schwingbett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Telemetriestrecke (2) die vom Sensorsystem (1) erfaßten Signale zur Verarbeitungs- und Steuereinheit (3) überträgt, beispielsweise drahtgeführt, drahtlos, kapazitiv, induktiv, infrarot- oder funksignalgeführt, elektrisch, magnetisch oder optisch bei gleichzeitiger Minimierung von Stör- und Verlustgrößen.
  5. 5. Schwingbett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Schwingvorrichtung (4) über eine Kopplung mit der Schlafauflage auf die schlafende Person in Abhängigkeit von der analysierten Schlafphase und dem Schlafverlauf entweder als Fremdanregung (z. B. elektromagnetisch) oder als Verstärkung bzw. Dämpfung einer Eigenanregung (z. B. Thoraxbewegung) einwirkt.






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