DE1006086B

DE1006086B - Kontaktelektrode zur gleichzeitigen UEbertragung hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung und niederfrequenter mechanischer Schwingungen

Info

Publication number: DE1006086B
Application number: DEB30907A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Guenter Schliebs
Original assignee: Deutsche Elektronik GmbH
Current assignee: Deutsche Elektronik GmbH
Priority date: 1954-05-05
Filing date: 1954-05-05
Publication date: 1957-04-11

Description

Kontaktelektrode zur gleichzeitigen Ubertragung hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung und niederfrequenter mechanischer Schwingungen Die Erfindung befaßt sich mit einer Kontaktelektrode zur therapeutischen Behandlung mittels hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung, die außer den Vorzügen geringer Abmessungen und eines hohen Wirkungsgrades der aufgewendeten Generatorleistung auch eine stark gebündelte Strahlung (Fokalelektrode) aufweist und die Möglichkeit bietet, mit der Bestrahlung eine Massage der Haut durchzuführen. Kontaktelektroden sind überall dort von Vorteil, wo eine lokale Erwärmung angezeigt ist, so bei Zahnerkrankungen, Stirnhöhlenvereiterungen, Mittelohrentzündungen, aber auch - unter Anwendung geringerer Leistungen - zur Behandlung des die Haut ernährenden Gewebes.
Die Durchblutung und Ernährung des Hautgewebes wird, wie auch bekannt ist, durch mechanische Vibrationsmassage gefördert. Auch können flüssige oder pastenförmige Medikamente in die Haut einmassiert werden. Eine Kombination der Bestrahlung mit der Massage-ist besonders vorteilhaft. So ist eine Kondensatorelektrode bekannt, die samt ihrem Handgriff durch ein mit diesem verbundenes elektromagnetisches Erregersystem in Schwingungen versetzt wird.
Die Kombination der Mikrowellendiathermie mit der Vibrationsmassage ist in ihrer therapeutischen Wirkung unübertroffen, weil die Wärme im Gewebe selbst ohne Belastung seiner Oberfläche, d. h. der Haut, erzeugt wird.
Es sind bereits Elektroden bekannt, bei denen der von einem Parabolreflektor oder einem Hohlrohr gebildete Raum zwischen der Strahlungsquelle und dem zu bestrahlenden Körper mit einem Dielektrikum geringer elektrischer Verluste ausgefüllt ist, dessen Dielektrizitätskonstante in der Größenordnung derjenigen des zu behandelnden Körpers liegt, um elektrisch Anpassung herzustellen. Als Dielektrikum sind keramische Isolierstoffe und Wasser vorgeschlagen worden. Die hohe Dielektrizitätskonstante bietet weiter die Möglichkeit, die Abmessungen des Strahlers wesentlich zu verkleinern. Hiervon wird man mit Vorteil auch bei vorliegender Erfindung Gebrauch machen, um die Öffnungsfläche des Strahlers und damit den Querschnitt des Strahlungsbildes sowie das Gewicht der Elektrode zu verkleinern. Eine solche Elektrode läßt sich jedoch schlecht ähnlich einer Kondensatorfeldelektrode zu mechanischen Schwingungen anregen, da sie eine beträchtliche Masse besitzt, die dem Erregersystem abverlangte Leistung und damit dessen Gewicht zu groß werden und die Elektrode unhandlich wird.
Die Erfindung führt aus diesen Schwierigkeiten heraus, indem durch das Erregersystem lediglich Teile der Elektrode, die ihre Kontaktfläche enthalten, in Vibrationsschwingungen versetzt werden.
Nun entstehen aber durch die Füllung an der Stoßstelle zwischen (koaxialer) Zuleitung und dem den Strahler anregenden Dipol erhebliche Anpassungsschwierigkeiten. Diese Schwierigkeiten fallen fort, wenn man gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung den Strahler (Spiegel, Hohlrohr) mit einem Material mit hinreichend geringen Verlusten und einer Dielektrizitätskonstante füllt, die kleiner als bisher vorgeschlagen ist und zwischen der der Luft (£ = 1) und der des Körpers (e 80) liegt derart, daß der auf die Haut aufgesetzte Strahler selbst einen Transformator zwischen der Hochfrequenzzuleitung und dem Körper als elektrischem Verbraucher darstellt.
Dazu eignen sich z. B. keramische Massen mit einer Dielektrizitätskonstante zwischen 20 und 50.
Nach der Erläuterung der elektrischen Eigenschaften der Kontaktelektrode nach der Erfindung soll nun auf ihren mechanischen Aufbau, insbesondere das Erregersystem, eingegangen werden. Um die Kontaktfläche in Schwingungen zu versetzen, kann entweder die ganze Elektrode gegenüber dem Handgriff oder ihr Dielektrikum gegenüber ihrem Gehäuse oder - bei geschichtetem Aufbau ihres Dielektrikums -nur ihr die Kontaktfläche bildender Teil angeregt werden. Das mechanische Erregersystem kann ebenfalls in verschiedener Weise aufgebaut sein. Besonders vorteilhaft und einfach ist ein nach Art eines Wagnerschen Hammers aufgebautes System, das entweder unmittelbar oder besser mittelbar über einen Transformator aus demWechselstromnetz angetrieben wird.
Das System wird zweckmäßig in Resonanz auf die schwingenden Teile der Elektrode abgestimmt.
Einzelheiten der Erfindung werden an Hand einer Zeichnung beschrieben. Diese zeigt in schematischer Darstellung in Fig. 1 und 2 im Längsschnitt und in der Seitenansicht den elektrischen Aufbau der Kontaktelektrode, in Fig. 3, 4 und 5 verschiedene Arten der Erzeugung mechanischer Schwingungen mittels eines Wagnerschen Hammers.
Die Kontaktelektrode besteht gemäß Fig. 1 und 2 im wesentlichen aus einem Hohlrohrstrahler 1, der mit einem keramischen Dielektrikum 2 angefüllt ist.
Die Grenzfläche 3 des Dielektrikums schließt mit der Üffnungsebene des Rohres ab oder liegt dicht davor.
Die Anregung des Strahlers geschieht mit HlO-Wellen in bekannter Weise, z. B. durch einen Dipol 4, der als Verlängerung des Innenleiters 5 des koaxialen Zuführungskabels 6 in aR/4-Abstand von der Rückwand 7 des Topfes radial in diesen eingeführt wird.
Zweckmäßig wird auf die Öffnungsfläche eine Kappe8 aus Isoliermaterial mit geringen elektrischen Verlusten aufgesetzt, die leicht ausgewechselt und nach Bedarf desinfiziert werden kann.
Um den Haltestiel dieser Elektrode, der gleichzeitig als Hochfrequenzzuleitung dient, ist außen ein V4-Sperrtopf 9 angebracht, um ein Abfließen der Hochfrequenzenergie in Form von Mantelwellen zu vermeiden. Ebenso ist der Topf 1 selbst von einem W4-Sperrtopf 10 umgeben oder sein Mantel als solcher ausgebildet. Durch diese Sperrtöpfe ist sichergestellt, daß die Strahlung nur durch die Üffnungsebene des Hohlrohres austritt und seitlich von dieser Öffnung begrenzt wird. Beim Aufsetzen der Elektrode auf die Haut geht die Energie unmittelbar in das zu behandelnde Gewebe über. Vorteilhaft wird der anregende Dipol so bemessen, daß der Hohlrohrstrahler an den Generator bzw. die Energieleitung fehlangepaßt ist, solange er sich nicht in Arbeitsstellung befindet, d. h. vor seiner oeffnung eine Luftschicht liegt, -und sich erst beim Aufsetzen auf die Haut Anpassung einstellt.
Fig. 3 zeigt eine Elektrode, die in ihrem elektrischein Aufbau im wesentlichen den Fig. 1 und 2 entspricht. In dem Handgriff 11 ist der Sperrtopf 9 für die Energieleitung 6 eingebaut. An der Rückwand 12 der Elektrode ist unter der Schutzkappe 13 ein Wagnerscher Hammer 14 als Erregersystem befestigt.
Die elektrischen Zuleitungen sind nicht dargestellt.
Die Masse dieses Erregersystems- ist so abgestimmt, daß die ganze Elektrode, die in dem als Handgriff 11 ausgebildeten Halter elastisch gelagert ist, in Schwingungen mit einer für die Vibrationsmassage geeigneten Amplitude gerät. Zweckmäßig kann die Zuleitung 6 selbst innerhalb des Topfes 9 die elastische Verbindung mit dem Handgriff 1 darstellen.
Fig. 4 zeigt einen Hohlrohrstrahler 1, der in seiner Öffnungsebene 3 und in einem Ausschnitt seiner Rückwand 12 mit je einer Membran 15 bzw. 16 verschlossen ist, nn denen die vordere Membran 15 durchlässig sein muß, und in seinem Innern mit einem flüssigen Dielektrikum 2 gefüllt ist. Die rückwärtige Membran wird von dem unter der Kappe 13 an der Elektrodenrückwand eingesetzten Wagnerschen Hammer 14 in Schwingungen versetzt, die sich durch die Flüssigkeit auf die die Kontaktfläche bildende Membran 15 übertragen. Die EnergieIeitung 6 ist gegen die Flüssigkeit durch ein Isolierstück 17 abgedichtet.
Fig. 5 schließlich zeigt einen Hohlrohrstrahler mit einem in Richtung des Energieflusses geschichteten Dielektrikum. Die Energieeinspeisung durch den Dipol 4 erfolgt in einem luftgefüllten Hohlrohrstück 21, dem ein Füllstück 22 vorgeschaltet ist, das die Kontaktfläche 3 bildet. Zwischen den beiden Hohlrohrabschnitten 21 und 22 befindet sich ein A/4-Transformationsstück 19 als Übergang. Das Füllstück 22 ist im Gehäuse 1 gleitend gelagert und wird von dem Erregersystem 14 über einen Stößel 18 in Schwingungen versetzt. Der Stößel tritt durch eine Öffnung in der Elektrodenrückwand 12 hindurch, die klein gegen die Grenzwellenlänge der in dem Hohlrohr angeregten Hochfrequenzschwingung ist, so daß nach rückwärts keine Strahlung austreten kann.
Andere Ausbildungsformen der erfindungsgemäßen Elektrode richten sich nach den Besonderheiten der Elektroden und ihrer Anwendung zu Massagezwecken. Das mechanische Erregersystem kann auch aus einem mit Unwucht laufenden Niederspannungskleinstmotor bestehen. An Stelle von niederfrequenten mechanischen Schwingungen in der Größenordnung von 100 Hz können auf diese Weise auch höherfrequente erregt werden. Auch Schwingungen von Uberhörfrequenz können z. B. mittels eines Magnetostriktionsschwingers erzeugt werden; Schwingungen so hoher Frequenz werden weniger zur Massage als für besondere medizinische Zwecke verwendet.
PATENTANSPROCHE: 1. Kontaktelektrode zur gleichzeitigen tSbertragung hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung und niederfrequenter mechanischer Schwingungen, insbesondere für medizinische Zwecke, bestehend aus einem Hohlrohrstrahler, dessen Inneres mindestens in seiner Offnungsebene von einem Dielektrikum geringer eIektrischer Verluste ausgefüllt ist, gekennzeichnet durch ein Erregersystem, das lediglich Teile der Elektrode, die ihre Kontaktfläche enthalten, in Vibrationsschwingungen versetzt.

Claims

2. Kontaktelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erregersystem an der Rückwand des Strahlers befestigt und dieser im Elektrodenhalter elastisch gelagert ist.

3. Kontaktelektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahler über die Hochfrequenzzuleitung mit dem stielartigen Halter elastisch verbunden ist.

4. Kontaktelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlrohrstrahler in seiner Offnungsebene mit einer strahlungsdurchlässigen Membran und in einem Ausschnitt seiner Rückwand mit einer weiteren Membran verschlossen und in seinem Innern mit einem flüssigen Dielektrikum gefüllt ist und daß das Erregersystem die rücltwärtige Membran in Schwingungen versetzt.

5. Kontaktelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum in Richtung des Energieflusses geschichtet ist, derart, daß die Energieeinspeisung in einem luftgefüllten Raum erfolgt, dem ein Füllstück vorgeschaltet ist, das die Kontaktfläche der Elektrode enthält, im Elektrodenmantel gleitend gelagert ist und durch das Erregersystem in Schwingungen versetzt wird.

6. Kontaktelektrode nach Anspruch 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dielektrizitätskonstante des Dielektrikums zwischen Eins und der des behandelten Körpers liegt.

7. Kontaktelektrode nach Anspruch 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Erregersystem mit den schwingenden Teilen in Resonanz befindet.

8. Kontaktelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter zugleich die Hochfrequenzzuleitung und einen U4-Sperrtopf für diese enthält oder als solcher ausgebildet ist.

9. Kontaktelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektroden- mantel von einem gegen die Kontaktfläche gerichteten 1/4-Sperrtopf umgeben ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 868 324; deutsche Patentanmeldung p 51315 VIIIc/21g; schweizerische Patentschrift Nr. 272 419; USA.-Patentschrift Nr. 1 680 086.