DE1082358B - Elektrode zur Erzeugung eines hochfrequenten Feldes fuer die Durchwaermung von Stoffen, insbesondere von biologischen Geweben - Google Patents

Description

Für die Anwendung hochfrequenter Felder zur Durchwärmung von Stoffen, insbesondere von biologischen Geweben, sind die folgenden drei Möglichkeiten bekannt:

1. Kondensatorfeldmethode; dabei befindet sich das Behandlungsobjekt als verlustbehaftetes Dielektrikum im hochfrequenten elektischen Feld zwischen isolierten Elektroden,

2. Spulenfeldniethode (Wirbelstrombehandlung); dabei befindet sich das Behandlungsobjekt im hochfrequenten magnetischen Feld einer Spule.

3. Strahlenfeldmethode; dabei befindet sich das Behandlungsobjekt im Nah- oder Fernfeld eines elektromagnetischen Strahlers.

Bei bekannten Elektroden für die Kondensator- und die Spulenfeldbehandlung liegen die oberen Grenzen für die praktisch sinnvoll anzuwendenden Frequenzen bei etwa 300 MHz bzw. 50 MHz. Diese Grenzen werden eingehalten, weil bei höheren Frequenzen unerwünscht hohe Strahlungsverluste auftreten. Oberhalb der Frequenz von 300 MHz ist bisher für die Behandlungen nur das Strahlenfeld, das mit einem elektromagnetischen Strahler, z. B. Hohlstrahler, Dipol erzeugt werden kann, verwendet worden. Hierbei ist jedoch die Behandlung von Objekten nur von einer Seite aus möglich.

Das angegebene Ziel läßt sich durch eine Behandlungselektrode erreichen, die ähnlich wie eine bekannte Behandlungselektrode zur Erzeugung eines hochfrequenten magnetischen Wirbelfeldes aus einem als flächenhafte Induktivität ausgebildeten elektrisch leitenden Hohlkörper mit innenliegenden, als Kapazität wirkenden Elektrodenteilen (Topfkreis) besteht. Im Gegensatz zu der Bekannten Elektrode besitzt jedoch die Elektrode nach der Erfindung im Hohlkörper keine Öffnung an dem Ort maximalen Schwingstromes, also im Strombauch, sondern ist dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper eine Öffnung hat zum Einführen des Behandlungsobjektes in seine Behandlungslage zwischen die als Kapazität wirkenden Elektrodenteile.

Die Anregung des Topfkreises, dessen elektrische Hohlraumlänge ein ganzzahliges Vielfaches der Viertelwellenlänge des benutzten hochfrequenten Erregerstromes betragen muß, kann in bekannter Weise durch einen Hochfrequenzgenerator erfolgen, dessen Energie galvanisch, kapazitiv oder induktiv in den Hohlkörper eingekoppelt ist.

Bei einer derartigen Anordnung gilt für das Behandlungsobjekt die von der klassischen Methode der Kondensatorfeldbehandlung her bekannte Wärmeverteilung nur dann, wenn die Abmessungen des Objektes kleiner als etwa ein Zehntel der Wellenlänge des Elektrode zur Erzeugung

eines hochfrequenten Feldes

für die Durchwärmung von Stoffen,

insbesondere von biologischen Geweben

Anmelder:

Siemens - Reiniger -Werke

Aktiengesellschaft,
Erlangen, Luitpoldstr. 45/47

Dipl.-Ing. Walter Krause, Erlangen,
ist als Erfinder genannt worden

erregenden Hochfrequenzstromes sind. Sind sie größer — das ist bei den praktisch vorkommenden Behandlungsfällen bei der Anwendung von dm- und cm-Wellen in der Hochfrequenz-Wärme-Therapie immer der Fall —, so stellt das Objekt nicht mehr wie bei der üblichen Kondensatorfeldbehandlung ein verlustbehaftetes Dielektrikum im elektrischen Wechselfeld dar, sondern den mit Verlusten behafteten, der elektromagnetischen Feldenergie ausgesetzten Innenleiter eines schwingenden Topfkreises.

Die Wärmeverteilung, die sich mit Hilfe einer solchen Elektrode in einem biologischen Objekt ergibt, entspricht etwa — gleiche Wellenlängen vorausgesetzt — derjenigen Wärmeverteilung, die man erhalten würde, wenn man das Objekt zwischen zwei sich gegenüberstehenden elektromagnetischen Strahlern anordnen würde. Diese Wärmeverteilung ist in beiden Fällen um so günstiger, je größer die benutzte Wellenlänge ist. Ein wesentlicher Vorteil der Elektrode nach der Erfindung besteht daher darin, daß sie ohne Schwierigkeiten auch für die Anregung durch längere dm-Wellen als die in der Praxis der dm-Wellen-Therapie augenblicklich üblichen Wellen (1,25 dm) bemessen werden kann. Auf diese Weise wird besonders günstige, bisher nur der Spulenfeldmethode eigene Wärmeverteilung (starke Fettentlastung) erzielt, d. h., das Fettgewebe wird im Verhältnis zum Muskelgewebe nur wenig erwärmt.

Mit der Elektrode nach der Erfindung gelingt es, das Verhältnis zwischen der Temperaturerhöhung im Fettgewebe und der Temperaturerhöhung im angrenzenden Muskelgewebe bis auf den Wert von 0,2 herabzusenken. Die Wärmewirkung entspricht damit etwa

009· 52W269

der Wärniewirkung eines Strahlenfeldes gleicher Frequenz. Da die Strahlenenergie bei der Strahlenfeldmethode jedoch dem Körper nur von einer Seite zugeführt wird — sofern man nicht in umständlicher Weise zwei Strahler verwenden will —-, ergibt sich ein starker Intensitätsabfall zum Körperinnern hin. Das Verhältnis der Erwärmung zwischen dem oberflächennahen Fettgewebe und den tiefer gelegenen Muskelgeweben ist aus diesem Grunde ungünstiger als bei der Elektrode nach der Erfindung, mit der das Behandlungsobjekt von zwei Seiten her mit einem gebündelten Energiestrom durchflutet wird und dabei in den tiefer gelegenen Muskelgeweben Wärmewirkungen erzielt werden, wie sie mit der Strahlenfeldmethode nicht zu erreichen sind.

Die-erfindungsgemäße Elektrode hat gegenüber dem Dipolstrahler, dessen räumliche Abmessungen immer in einem bestimmten eng begrenzten Verhältnis zur Wellenlänge des Generatorstromes stehen müssen, den weiteren Vorteil, daß man in der Dimensionierung der Elektroden für verschieden große Behandlungsobjekte praktisch nicht behindert ist.

Ausführungsbeispiele und weitere Erläuterungen zum Gegenstand der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Figuren gegeben. Übereinstimmende Bauelemente der dargestellten verschiedenen Elektrodenformen sind in den Figuren durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.

In der Fig. 1 ist in perspektivischer Darstellung eine Behandlungselektrode nach der Erfindung für medizinische Zwecke dargestellt, die aus einem beidseitig geschlossenen metallischen Hohlzylinder 2 besteht, dessen Längswand 3 eine Öffnung 4 aufweist. Parallel zu . den beiden Stirnflächen 5, 6 sind über kurze elektrisch leitende Verbindungsstäbe 7, 8 zwei Kondensatorplatten 9, 10 angeordnet. Eine konzentrische Energieleitung 11 ist auf der der Öffnung 4 gegenüberliegenden Seite in den Hohlzylinder 2 eingeführt. An dem Außenleiter und an dem Innenleiter der Energieleitung 11 sind je ein parallel zur Längswand 4 des Hohlzylinders 2 orientierter Stab 12, 13 zur kapazitiven Ankopplung der Elektrode an die Energieleitung 11 angeschlossen.

Man kann den Abstand der Kondensatorplatten 9, 10 auch einstellbar machen, um dadurch mit einer Elektrode verschieden große Behandlungsobjekte optimal erfassen zu können. In diesem Falle sind allerdings Mittel erforderlich, welche die mit der Abstandsvariation der Kondensatorplatten 9, 10 eintretende Verstimmung der Behandlungselektrode wieder auszugleichen gestatten. Ein solches Mittel kann z. B. nach der Schnittdarstellung Fig. 1 a aus einer von der Energieleitung 11 abzweigenden konzentrischen Stichleitung 11 α mit veränderbarem Kurz- ,,= schlußsteg 11 h bestehen. ~ """^

Gemäß Fig. 2 können die Kondensatorplatten 9., 10 entfallen. In diesem Falle üben die Stirnflächen 5, 6 des Zylinders 2 die kapazitive Wirkung der Anordnung aus. Eine in der Figur von der Elektrode losgelöst dargestellte isolierende, entsprechend der Öffnung 4 geformte Abdeckplatte 14 soll verhindern, daß der Patient mit elektrisch leitenden Teilen der Elektrode in Berührung kommt, und dient gleichzeitig als Stützfläche für den Patienten.

In der Fig. 3 ist eine Elektrode von kastenförmigem Aufbau dargestellt, die insbesondere zur Behandlung menschlicher Gelenke, ζ. B. zur Behandlung des Kniegelenkes, geeignet ist, wie in der Fig. 3 gestrichelt angedeutet ist.

Die Größe des Behandlungsraumes der verschiedenen Elektroden kann freizügigst nach Bedarf gewählt werden. Die optimale Abstimmung der Elektrode auf die Frequenz des hochfrequenten Betriebsstromes sowie die Anpassung an die Energieleitung gewinnt man durch bekannte Transformationsglieder, die gleichzeitig die Verbindung zwischen der Elektrode und der Energieleitung bilden. Die richtige Einstellung dieser Glieder kann mit Hilfe einer an sich bekannten Meßleitung, mit der der Fußpunktwiderstand der Elektroden gemessen werden kann, vorgenommen werden.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrode zur Erzeugung eines hochfrequenten Feldes für die Durchwärmung von Stoffen, insbesondere von biologischen Geweben, bestehend aus einem als flächenhafte Induktivität ausgebildeten, elektrisch leitenden Hohlkörper mit innenliegenden, als Kapazität wirkenden Elektrodenteilen (Topfkreis), dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper eine Öffnung hat zum Einführen des Behandlungsobjektes in seine Behandlungslage zwischen die als Kapazität wirkenden Elek'trodenteile.

2. Elektrode nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zylinderartigen Hohlkörper mit einer Öffnung in der Mantelfläche zum Einführen des Behandiungsobjektes zwischen die beiden Stirnflächen des Zylinders.

3. Elektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlkörperinnern zwei jeweils mit einander gegenüberliegenden Stellen des Hohlkörpers elektrisch leitend verbundene Kondensatorplatten (9, -10) ■ vorgesehen sind, deren

-Zwischenraum, durch die öffnung für das Behand-

- lungsgut zugänglich ist.

■

4. Elektrode nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stirnfläche eine Kondensatorplatte zugeordnet ist, die parallel und mit Abstand zur Stirnfläche angeordnet ist.

5. Elektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der Kon-

■ densatorplatten veränderbar ist.

6. Elektrode nach Anspruch 2, dadurch gekenn-

- zeichnet, daß die Stirnflächen des Hohlzylinders ■ selbst die kapazitiv wirkenden, das Behandlungsobjekt einschließenden Elektrodenelemente bilden.

^-.-'-Elektrode nach einem der vorhergehenden -^ Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Öffnung freigelegten inneren Teile der Elektrode durch einen isolierenden Schirm vom Behandlungsraum abgetrennt sind. ■

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 892 221;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1 006 086, 1 002 480.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 039148.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© OOS 52T/26S-5.60