Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur magnetischen Stimulation von Regionen eines menschlichen oder tierischen Körpers, mit zumindest zwei als Luftspulen ausgebildeten Magnetspulen oder zumindest einer auf einem Magnetj och angeordneten Magnetspule, welche mit einem Stimulator verbunden sind, der einen Leistungsteil zur Erzeugung an die zumindest eine Magnetspule anzulegende elektrische Impulse aufweist, wobei die zumindest zwei als Luftspulen ausgebildeten Magnetspulen oder die Pole des Magnetj ochs beiderseits der zu stimulierenden Körperregion anor- denbar sind, sodass das in der zumindest einen Magnetspule er ^¬ zeugte Magnetfeld in der Körperregion induzierbar ist.

Im Gegensatz zur funktionellen Elektrostimulation (FES) , bei der ein Muskel oder Nerv zur Durchführung einer Muskelkontraktion oder zur Beeinflussung anderer Nervenfunktionen über kontaktierende Elektroden elektrisch stimuliert wird, um bestimmte physiologische Vorgänge zu unterstützen bzw. zu ersetzen, wird bei der funktionellen Magnetstimulation (FMS) eine Nervenaktivierung, die beispielsweise zu einer Muskelkontraktion führen kann, durch entsprechende Magnetfelder berührungslos ausgelöst.

Die funktionelle Magnetstimulation hat gegenüber funktioneller Elektrostimulation mit an der Hautoberfläche liegenden Elektroden den wesentlichen Vorteil, dass in der Haut liegende Schmerzsensoren wesentlich geringer aktiviert werden und die Anwendung bei vergleichbarer neuromuskulärer Aktivierung als wesentlich angenehmer empfunden wird. Dies beruht auf der Tatsache, dass die Schmerzsensoren in im Vergleich zu tieferliegenden Gewebeanteilen höherohmigen Gewebeschichten liegen. Der Stromfluss bei elektrischer Stimulation bewirkt daher relativ hohe elektrische Feldstärken besonders im Bereich der Schmerzsensorik, während die wirkungsrelevanten induzierten Wirbelströme bei magnetischer Stimulation im niederohmigen tieferliegenden Gewebe wesentlich stärker ausgeprägt sind als in oberflächennahen höherohmigen Gewebe .

Weiters ist bei der funktionellen Magnetstimulation der Aufwand und das Risiko durch den Wegfall der häufig notwendigen Implan- tation von Nerven- oder Muskelelektroden bei der funktionellen Elektrostimulation wesentlich niedriger und die Akzeptanz höher. Demgegenüber ist jedoch die gezielte Stimulation bestimmter Nerven oder Muskeln über das Magnetfeld schwieriger als bei der direkten elektrischen Stimulation mit Hilfe von Hautelektroden oder implantierten Elektroden. Insbesondere ist es bei der Stimulation tieferliegender Regionen sehr schwierig bestimmte Punkte, sogenannte motorische Reizpunkte oder Motorpoints mit dem Magnetfeld zu erreichen und beispielsweise die Kontraktion der gewünschten Muskeln zu erzielen.

Ein Beispiel für eine Vorrichtung zur magnetischen Stimulation wird in der WO 2009/126117 AI beschrieben. Dabei wird mit Hilfe einer Magnetspule ein Magnetfeld in tiefere Gewebeschichten in ^¬ duziert, wodurch eine Depolarisation neuronaler Zellen resultiert, welche zu Muskelkontraktionen bestimmter Muskeln in bestimmten Körperregionen führen.

Ein weiteres Verfahren und eine Vorrichtung zur neuromagneti- schen Stimulation ist aus der EP 0 617 982 AI bekannt geworden, wobei dem Magnetfeld ein fokussierter Ultraschallstrahl überlagert wird, wodurch eine genauere räumliche Stimulation ermög ^¬ licht werden soll.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Beckenbodentraining mit Hilfe magnetischer Stimulation ist beispielsweise aus der DE 10 2012 012 149 AI bekannt geworden. Dabei wird zusätzlich zur Magnetstimulation dem Gewebe noch Sauerstoff und bzw. oder Ozon zugeführt um das Training und den Aufbau der Muskulatur noch weiter zu unterstützen.

Weitere Vorrichtungen zur magnetischen Stimulation von Regionen eines menschlichen oder tierischen Körpers sind beispielsweise aus der US 2012/0197063 AI, der US 2012/0289764 AI, der WO

00/02619 A2, der DE 102 42 542 AI oder der US 4,428,366 A bekannt geworden. Dabei werden die zur Erzeugung des Magnetfelds notwendigen Magnetspulen beiderseits der zu stimulierenden

Körperregion angeordnet.

Auch die JP 2002-233575 A zeigt eine Vorrichtung zur magneti- sehen Stimulation für medizinische Anwendungen, wobei die Magnetspulen entsprechend der zu stimulierenden Körperregion anordenbar sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine oben genannte Vorrichtung zur magnetischen Stimulation zu Schaffen, durch welche eine optimale Richtung des magnetischen Felds auf die jeweiligen motorischen Reizpunkte und somit eine optimale Stimulation erzielt werden kann. Gleichzeitig soll die Erfindung die Magnetfeldeinwirkung derart konzentrieren, dass es möglichst selektiv auf das zu stimulierenden Gewebeareal einwirkt, jedoch benachbarte Areale, in dem z.B. Implantate liegen, weitgehend ausspart. Nachteile bekannter Stimulationsvorrichtungen sollen verhindert oder zumindest reduziert werden.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch, dass die zu ^¬ mindest zwei als Luftspulen ausgebildeten Magnetspulen oder die Pole des Magnetj ochs über eine Verstellvorrichtung gegenüber der zu stimulierenden Körperregion verstellbar und derart ausgebildet ist, sodass die zu stimulierende Körperregion innerhalb des induzierten Magnetfelds anordenbar und über die Verstellvorrichtung verstellbar miteinander verbunden sind, wobei die Verstellvorrichtung ein Drehgelenk und bzw. oder ein Schiebegelenk beinhaltet. Gemäß einer ersten Ausführungsvariante der Stimula ^¬ tionsvorrichtung sind zumindest zwei als Luftspulen ausgebildete Magnetspulen vorgesehen, welche beiderseits der zu stimulierenden Körperregion anordenbar und über die Verstellvorrichtung verstellbar miteinander verbunden sind. Die zumindest zwei als Luftspulen ausgebildeten Magnetspulen schließen somit das zu stimulierende Areal ein und bewirken eine entsprechende Konzen ^¬ tration des Magnetfelds in den tieferliegenden Körperregionen, wo die zu stimulierenden motorischen Reizpunkte oder Motorpoints angeordnet sind. Durch die verstellbare Anordnung der Luftspulen kann die zu simulierende Körperregion, beispielsweise eine Ex ^¬ tremität, optimal zwischen den Magnetspulen angeordnet und ein hochkonzentriertes Magnetfeld in dieser Körperregion und somit eine optimale Stimulation erzielt werden. Luftspulen zeichnen sich durch ein niedriges Gewicht aber auch ein größeres Streu ^¬ feld aus. Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante ist die zumin ^¬ dest eine Magnetspule auf einem Magnetj och angeordnet, wobei die Pole des Magnetj ochs beiderseits der zu stimulierenden Körperre ^¬ gion anordenbar und über die Versteilvorrichtung verstellbar miteinander verbunden sind. Im Falle dieser Ausführungsvariante wird die zu stimulierende Körperregion zwischen den Polen des Magnetj ochs angeordnet und eine Anpassung an die Größe der zu stimulierenden Körperregion durch entsprechende Verstellung der Pole des Magnetjochs erzielt. Auch in diesem Fall kann eine ge ^¬ zielte Konzentration des stimulierenden Magnetfelds in den tieferliegenden Körperregionen und somit eine optimale Stimulation der jeweiligen Motorpoints erreicht werden. Die Ausführung mit Magnetjoch weist ein kleineres Streufeld aber auch ein höhe ^¬ res Gewicht als Luftspulen auf. Durch die verstellbare Anordnung der zumindest einen Magnetspule gegenüber der zu stimulierenden Körperregion kann eine optimale Anordnung der zumindest einen Magnetspule in Bezug auf die zu stimulierende Körperregion er ^¬ zielt und somit eine optimale Stimulation der jeweiligen motorischen Reizpunkte oder Motorpoints bewirkt werden. Die

Verstellvorrichtung wird entsprechend an die zu stimulierende Körperregion angepasst. Dabei genügt im einfachsten Fall eine verschiebliche Anordnung der beiden Magnetspulen bzw. Pole des Magnetj ochs, um die zu stimulierende Körperregion dazwischen an ^¬ ordnen zu können und die Stimulationsvorrichtung an die Größe des zu stimulierenden Areals anpassen zu können. Für kompliziertere Adaptierungen an die Form der jeweiligen Körperregion ist die Kombination eines Drehgelenks mit einem Schiebegelenk vorteilhaft. Im einfachsten Fall kann die Versteilvorrichtung passiv ausgeführt sein und beispielsweise ein Federelement

enthalten, gegen welches eine Verstellung erfolgen kann. Auf diese Weise kann beispielsweise eine atmungssynchrone Bewegung der Stimulationsvorrichtung bei einer Stimulation im Bereich des Brustkorbes bzw. des Zwerchfells erfolgen.

Die Versteilvorrichtung kann im Falle der beiderseits zu stimulierenden Körperregion angeordneten zumindest zwei Luftspulen aus magnetisch nicht leitfähigem bzw. magnetisch isolierendem Material, insbesondere Kunststoff, gebildet sein. Dadurch wird ein magnetischer Kurzschluss der von den zumindest zwei Luftspu ^¬ len ausgehenden magnetischen Feldlinien vermieden. Darüber hinaus ist Kunststoff billig herstellbar und weist ein niedriges Gewicht auf. Im Falle der Verwendung zumindest einer auf einem Magnetj och angeordneten Magnetspule zur Erzeugung des magnetischen Feldes ist die Versteilvorrichtung aus magnetisch leitfähigem Material, beispielsweise Eisen, gebildet, sodass sie einen Teil des magne ^¬ tischen Kreises bzw. Magnetjochs bilden kann.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zumindest ein Antrieb zur Verstellung des Drehgelenks und bzw. oder des Schiebe ^¬ gelenks vorgesehen. Durch einen derartigen Antrieb kann eine automatische Anpassung der Position der Magnetspulen bzw. Pole des Magnetjochs erfolgen. Dadurch könnte beispielsweise im Falle einer Stimulation im Bereich des Brustkorbes bzw. des Zwerchfells eine motorische Bewegung synchron zur Atmung durchgeführt werden. Als Antriebe kommen insbesondere geeignete Elektromoto ^¬ ren zur Anwendung.

Der zumindest eine Antrieb kann mit zumindest einem Sensor ver ^¬ bunden sein, um entsprechende Regelungen der Antriebe zu ermög ^¬ lichen .

Beispielsweise kann zumindest ein Sensor durch einen Drucksensor gebildet sein. Dadurch kann ein unzulässig hoher Druck auf die zu stimulierende Körperregion vermieden werden oder das Anliegen der Magnetspule oder des Magnetpols an der Körperoberfläche er ^¬ kannt werden.

Weiteres kann zumindest ein Sensor durch einen optischen Sensor gebildet sein der beispielsweise die Annäherung an die Körpero ^¬ berfläche der zu stimulierenden Körperregion erkennt oder auch Bewegungen des Patienten erfasst.

Schließlich kann zumindest ein Sensor durch einen Atemflowsensor gebildet sein, sodass eine Bewegung der Versteilvorrichtung synchron zur Spontanatmung des Patienten vorgenommen werden kann. Bei Patienten mit Spontanatmung kann über die Magnetstimulation eine Unterstützung der Atmung erzielt werden.

Um die Behandlung für den Patienten bequemer gestalten zu können, kann eine Liege oder ein Sitz vorgesehen sein, wobei unter- halb der Liege oder des Sitzes allenfalls in einer entsprechen ^¬ den Anpassung zumindest eine Magnetspule angeordnet ist. Auf diese Weise können auch liegende oder sogar schlafende Patienten oder Intensivpatienten stimuliert werden. Beispielsweise kann eine Stimulation des Zwerchfells während der Intensivpflege vor ^¬ genommen werden, z.B. um den Patienten auf die Entwöhnung vom Respirator vorzubereiten. Es wäre auch eine nichtinvasive Beat ^¬ mung ohne Intubation oder Tracheostoma denkbar, zum Beispiel temporär in der Notfallmedizin oder postoperativen Beatmung oder auch über längere Zeiträume bei Intensivpatienten.

Eine noch gezieltere Stimulation kann dadurch erreicht werden, dass Elemente zum Konzentrieren des Magnetfelds vorgesehen sind. Dabei kommen verschiedene Elemente zur Konzentration des Magnet ^¬ felds, insbesondere Konzentrationsspulen oder Permanentmagnete, zur Anwendung.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen, welche Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, näher erläutert. Dar ^¬ in zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze der funktionellen magnetischen Stimulation tieferer Körperregionen;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsvariante der erfin ^¬ dungsgemäßen magnetischen Stimulationsvorrichtung mit zwei als Luftspulen ausgeführten Magnetspulen;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen magnetischen Stimulationsvorrichtung mit einer Magnetspule und einem Magnetj och;

Fig. 4 eine Prinzipskizze einer Liege mit einer erfindungsgemä ^¬ ßen magnetischen Stimulationsvorrichtung; und

Fig. 5 eine Detailansicht einer magnetischen Stimulationsvorrichtung mit Elementen zur Konzentration des Magnetfelds.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze der funktionellen magnetischen Stimulation tieferer Körperregionen. Die Vorrichtung 1 zur magnetischen Stimulation von Regionen R eines menschlichen oder tierischen Körpers beinhaltet zumindest eine Magnetspule 2, wel ^¬ che über entsprechende Anschlussleitungen 14 mit einem Stimula- tor 3 verbunden ist, der einen Leistungsteil 4 aufweist. Der Leistungsteil 4 erzeugt die elektrischen Impulse oder Signale, welche an die zumindest eine Magnetspule 2 angelegt werden. Der ^¬ artige Impulse weisen idealerweise Rechteckform auf, können aber für bestimmte Anwendungen auch andere Formen, wie z.B. Dreiecksform oder Sinusform, besitzen, durch welche Wechselfelder in der Magnetspule 2 erzeugt werden können. Durch die elektrischen Impulse wird in der zumindest einen Magnetspule 2 ein Magnetfeld H erzeugt, welches in der Körperregion R induziert wird und dort an gewünschten Punkten, sog. Motorpoints, Wirkungen hervorruft, die beispielsweise zu Muskelkontraktionen der gewünschten

Körperregion R führen können. Beispielsweise kann durch eine derartige funktionelle magnetische Stimulation des Zwerchfells eine Beatmung eines Patienten durchgeführt werden. Auf diese Weise kann die Respiratorabhängigkeit eines Patienten hinausge ^¬ zögert oder sogar vermieden werden. Insbesondere für die postoperative Beatmung eines Patienten stellt diese nicht-invasive Methode eine optimale Alternative zum Respirator dar. Aufgrund einer sehr raschen Degeneration des Zwerchfells ist die Entwöhnung vom Respirator bereits nach wenigen Tagen sehr aufwendig, weshalb eine Vermeidung der Respiratorabhängigkeit anzustreben ist .

Um eine konzentriertere Anordnung des Magnetfelds H in der zu stimulierenden Region R zu erzielen, ist die zumindest eine Magnetspule 2 erfindungsgemäß mit einer Versteilvorrichtung 5 verbunden, um die zumindest eine Magnetspule 2 gegenüber der zu stimulierenden Körperregion R verstellen zu können. Somit kann eine optimale Anpassung des Magnetfelds H in Bezug auf die zu stimulierende Region R vorgenommen werden.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen magnetischen Stimulationsvorrichtung 1 mit zwei als Luftspulen ausgeführten Magnetspulen 2, 2'. Die beiden Magnetspulen 2, 2' sind über die Versteilvorrichtung 5 miteinander verbunden und so angeordnet, dass die zu stimulierende

Körperregion R zwischen den Magnetspulen 2, 2' anordenbar ist. Durch die Versteilvorrichtung 5 kann eine optimale Anpassung der Lage der Magnetspulen 2, 2' in Bezug auf die zu stimulierende Körperregion R erzielt werden. Im Falle der Konstruktion mit zwei gegenüberliegenden Magnetspulen 2, 2' ist die Verstellvor- richtung 5 vorzugsweise aus magnetisch nicht leitfähigem bzw. magnetisch isolierendem Material, beispielsweise Kunststoff, ge ^¬ bildet, um keinen magnetischen Kurzschluss der von den Magnetspulen 2, 2' ausgehenden Feldlinien zu verursachen. Die Versteilvorrichtung 5 kann ein Drehgelenk 9 und bzw. oder ein Schiebegelenk 10 beinhalten. Durch die Verstellmöglichkeit zumindest einer Magnetspule 2, 2' kann das Magnetfeld H auch bes ^¬ ser in der zu stimulierenden Region R konzentriert werden, da die Magnetspulen 2, 2' näher an diese Körperregion R herangeführt werden können. Beispielsweise kann die obere Magnetspule 2 im Falle der Stimulation des Oberkörpers auch etwas in das Haut- und Fettgewebe der jeweiligen Körperregion R eingedrückt werden. Bei der Stimulation von sich bewegenden Körperteilen, beispielsweise dem Thorax, ist auch eine aktive (sensorgesteuerte) oder passive Nachführung der zumindest einen Magnetspule 2, 2' an die bewegte Körperregion, beispielsweise synchron mit der Atmung, denkbar. Dabei kann eine rein passive Versteilvorrichtung 5 in der Art einer federvorgespannten Zange zur Anwendung kommen, bei der die zumindest eine Magnetspule 2, 2' gegen die Federkraft bewegt wird. Andererseits ist auch eine automatisierte und ange ^¬ triebene Versteilvorrichtung 5 denkbar, bei der das Drehgelenk 9 und bzw. oder Schiebegelenk 10 mit einem Antrieb 11 verbunden ist und synchron zur Atmung die Bewegung gesteuert wird (s. Fig. 4) .

In Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsva ^¬ riante der erfindungsgemäßen magnetischen Stimulationsvorrichtung 1 mit einer Magnetspule 2 und einem Magnetj och 6

dargestellt. In diesem Fall sind die Pole 7, 8 des Magnetjochs 6 über die Versteilvorrichtung 5 verstellbar miteinander verbunden und schließen die zu stimulierende Körperregion R ein. Zur Sicherstellung eines geschlossenen Magnetkreises sind in diesem Fall die Komponenten der Versteilvorrichtung 5 aus magnetisch leitfähigem Material, beispielsweise Eisen, gebildet. Auch im Falle dieser Ausführungsvariante kann die Versteilvorrichtung 5 aus einem Drehgelenk 9 und bzw. oder einem Schiebegelenk 10 bestehen .

In Fig. 4 ist eine Prinzipskizze einer Liege 13 mit einer erfin ^¬ dungsgemäßen magnetischen Stimulationsvorrichtung 1 wiedergege- ben. Die magnetische Stimulationsvorrichtung 1 ist aus zumindest einer Magnetspule 2 und einem Magnetj och 6 gebildet und so ge ^¬ staltet, dass die Pole 7, 8 des Magnetjochs 6 im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnet sind, sodass die zu stimulierende Körperregion R zwischen den Polen 7, 8 des Magnetjochs 6 angeordnet werden können. Die Magnetspule 2 bzw. ein Magnetpol 7 ist unterhalb der Liege 13 bzw. in einer darin befindlichen Aussparung angeordnet. Der Patient bzw. die zu stimulierende Körperre ^¬ gion R liegt auf der Liege 13 auf, wodurch eine Stimulation auch im liegenden Zustand bzw. im Tiefschlaf bei Intensivpatienten ermöglicht wird. Die Verstellvorrichtung 5 ist ähnlich der Variante gemäß Fig. 3 aufgebaut, wobei das Drehgelenk 9 und das Schiebegelenk 10 mit jeweils einem Antrieb 11 verbunden ist, um eine automatische Verstellung zu ermöglichen. Zu diesem Zweck sind die Antriebe 11 mit einer entsprechenden Antriebssteuerung 17 verbunden. Um eine unzulässig hohe Druckausübung auf die zu stimulierende Körperregion R zu vermeiden, können Sensoren 12 beispielsweise an den Polen 7, 8 des Magnetjochs 6 angeordnet sein, die mit der Antriebssteuerung 17 verbunden sein können. Als Sensoren 12 kommen verschiedene Drucksensoren, optische Sensoren oder auch Atemflowsensoren zu Erfassung der Spontanatmung des Patienten zur Anwendung.

Schließlich zeigt Fig. 5 eine Detailansicht einer magnetischen Stimulationsvorrichtung 1 mit Elementen zur Konzentration des Magnetfelds H, die beispielsweise durch geeignet angeordnete Permanentmagnete 16 gebildet sein können.