DE1228354B - Elektromedizinisches Geraet zur umschaltbaren Behandlung mit Reizstrom-impulsen oder Gleichstrom - Google Patents

Description

• Elektromedizinisches Gerät zur umschaltbaren Behandlung mit Reizstromimpulsen oder Gleichstrom Die Erfindung betrifft ein elektromedizinisches Gerät, das sowohl zur Erzeugung von regelbar einstellbaren elektrischen Reizstromimpulsen für die Beeinflussung der Herztätigkeit dient als auch eine Gleichstrombehandlung von Entzündungsprozessen und Durchblutungsstörungen ermöglicht.
• Es sind bereits elektromediznische Geräte zur Behandlung mit rechteckförmigen Reizstromimpulsen als Schrittmacher für die Beeinflussung der Herztätigkeit bekannt, deren Folgefrequenz von Hand einstellbar ist, wobei die Impulsdauer etwa bei 5 ms liegt und wobei eine stufenlose Änderung der Amplitude möglich ist.
• Bei der Behandlung mit diesen Geräten wird dem Herzen mittels einer durch die Kubitalvene zugeführten Katheterelektrode eine Folge elektrischer Impulse zugeführt. Hierbei ist die Folgefrequenz einstellbar; sie wird dem vor der Operation gemessenen Puls angeglichen. Ebenso ist die Amplitude der Impulse einstellbar in der Größenordnung von wenigen Milliamperen.
• Schließlich sind auch elektromedizinische Geräte zur Erzeugung eines stufenlos einstellbaren Gleichstromes von maximal 20 mA bekannt, um Entzündungen und Durchblutungsstörungen zu behandeln.
• Für jede Behandlungsart waren besondere Geräte erforderlich, und die Erfindung hat zur Aufgabe, ein auch netzunabhängiges Einheitsgerät zu schaffen, das beide Behandlungsarten ermöglicht.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gerät folgende Merkmale in sich vereinigt: a) einen Impulsgenerator für die Erzeugung von Rechteckimpulsen, deren Folgefrequenz von Hand einstellbar ist und die in der Größenordnung der praktisch vorkommenden Pulsfrequenzen liegt, wobei die Impulsdauer etwa 5 ms beträgt, b) eine Einrichtung zur stufenlosen Änderung der Amplitude des Impulsgenerators, vorzugsweise in Form eines einstellbaren Potentiometers, c) eine Hand-Umschalteinrichtung zur Abschaltung des Impulsgenerators und gleichzeitigen Anschaltung einer Gleichspannungsquelle unmittelbar an den gleichen Ausgang des Gerätes, deren Spannungshöhe mit der zuvor mit der unter b) beschriebenen Einstelleinrichtung eingestellten Amplitude der Impulse übereinstimmt, wobei diese Einstellvorrichtung voll wirksam bleibt, d) Meßgeräte für die Anzeige der am Ausgang stehenden Spannung sowie des abgegebenen Stromes.
• In einer Weiterbildung wird ein Transistorsperrschwinger als Impulsgenerator verwendet, dessen Basiselektrode an einen Abgriff eines parallel zu der Generatorspeisequelle liegenden Spannungsteilers angeschlossen ist, bei der Umschaltung des Gerätes auf den Betrieb zur Abgabe von Gleichstrom über einen Mehrfachschalter gleichzeitig die Rückkopplung des Sperrschwingers unterbrochen und der Transistor durch Kurzschließen einiger Widerstände des Spannungsteilers übersteuert wird, so daß am Ausgang maximal die Betriebsspannung der Speisequelle abzüglich der Kollektorrestspannung auftritt.
• Bei Betrieb wahlweise aus dem Netz über eine Gleichrichterschaltung oder aus einer eingebauten Batterie wird zur Aufrechterhaltung gleicher Betriebszustände beim Netz- wie beim Batteriebetrieb der Innenwiderstand des Netzteiles dem der Batterie angeglichen durch einen in Reihe in den Gleichstromweg eingeschalteten Widerstand und einen parallel zum Ausgang des Netzteiles geschaltetenWiderstand sowie einen zum letzteren parallelliegenden Siebkondensator, der durch einen ihm vorgeschalteten zum Mehrfachschalter gehörigen Schalter nur bei Gleichstromabgabe des Gerätes eingeschaltet ist, wobei für die galvanische Trennung des Behandlungskreises vom Netz das Gerät über einen Isoliertransformator an das Netz angeschlossen sein kann.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, und zwar geschaltet auf Impulsbetrieb und mit und ohne Batterie betreibbar. In einem Gehäuse 20, mit den Netzanschlüssen 21, 22 ist im Stromversorgungsteil der Transformator 1 vorgesehen, der die galvanische Trennung des Behandlungskreises vom Netz bewirkt und schutzisoliert ist, und ein Gleichrichter. Die Batterie 2 kann über den Umschalter 3 an die Schaltung gelegt werden und somit die Stromversorgung übernehmen.
• Ein mit dem Transistor 4 bestückter Sperrschwinger dient als Frequenzgenerator und erzeugt die Impulse, deren Folgefrequenz mit dem Widerstand 5 eingestellt wird. Mit Hilfe des Spannungsteilers 6 läßt sich am Kollektor des Transistors 4 eine Spannung abgreifen und so einstelleh, daß ihre Amplitude beliebig zwischen Null und der Betriebsspannung abzüglich der Kollektorrestspannung liegt. Diese wird dann über die Meßinstrumente 7 und 8 an die Ausgangsbuchsen 9 geführt.
• Wünscht man nur Gleichspannung am Ausgang, so schaltet man im Beispiel die Schalter 10, 11 und 12 um, indem man den hierfür vorgesehenen Vielfachumschalter betätigt. Dabei wird im einzelnen der Rückkopplungskreis des Transistors durch Auftrennen von Schalter 10 unterbrochen, so daß der Sperrschwinger nicht mehr schwingt. Zusätzlich wird der Transistor 4 über den Widerstand 5 a übersteuert, denn die restlichen Widerstände in diesem Zweig werden durch Schalter 11 kurzgeschlossen.
• Die Übersteuerung des Transistors 4 hat zur Folge, daß jetzt im Sinne der Erfindung am Spannungsteiler 6 wiederum maximal die Betriebsspannung abzüglich der Kollektorspannung als Gleichspannung zur Verfügung steht, und sie genau so hoch ist, wie es während des Impulses bei Impulsbetrieb der Fall war. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß am Ausgang gleich hohe Spannungen zur Verfügung stehen, gleichgültig, ob-auf Gleichspannungsbetrieb oder Impulsbetrieb geschaltet ist.
• Schließlich bleibt nur noch die Gleichheit der Betriebszustände bei Umschaltung zwischen Batterie-und Netzbetrieb sicherzustellen. Unterschiedliche Betriebszustande würden sich vor allem bei wesentlich verschiedenen Innenwiderständen der Strom-;versorgungsteile ergeben. Das die Batterie nicht verlustlos arbeiten kann, wurde der Innenwiderstand des Netzteiles dem der Batterie angeglichen. Diesem Zweck dienen nach dem Schalter 12 der Siebkondensator 13, der Widerstand 14 und der Siebwiderstand 15. Bei Gleichspannungsbetrieb macht der Siebkondensator 13; angeschlossen über den Schalter 12 an den Siebwiderstandl5, die Betriebsspannung ausreichend. glatt. Die Höhe der Spannung wird hierbei von dem Verhältnis der Widerstände 14 und 15 sowie der Belastung durch die Schaltung bestimmt, gleichzeitig wird der Innenwiderstand der Batterie durch die parallelgeschalteten Widerstände 14 und 15 nachgebildet.
• Bei Impulsbetrieb jedoch liegen die Verhältnisse anders. Die Batterie 2 hat bei Impulsbetrieb den gleichen Innenwiderstand wie bei Gleichspannungsbetrieb. Das Netzteil jedoch hätte in diesem Fall den Innenwiderstand Null, weil der Siebkondensator 13 den künstlich aus Widerstand 14 und 15 geschaffenen Innenwiderstand kurzschließt. Um diesen Effekt zu vermeiden, wird der Siebkondensator 13 bei Impulsbetrieb durch den Schalter 12 abgeschaltet. Die nun auftretende Welligkeit stört wegen der Kürze der Impulse nicht, da auch eine Zwangssynchronisierung des Sperrschwingers nicht beobachtet wurde.
• Das Gerät nach der Erfindung besteht somit aus der Vereinigung eines Rechteckimpulsgenerators mit einstellbarer Impulsdauer mit einem Gleichspannungsteil und einer Einrichtung zum abwechselnden Einschalten dieser Teile; die mehrere Einzelschalter besitzt und durch die entweder die Gleichspannung oder die Impulsfrequenz an den einzigen Geräteabgang gelegt ist, wobei die gleiche Einstelleinnchtung für die Änderung des Amplitudengenerators sowie auch bei Gleichspannungsabgabe für die Einstellung der Spannungshöhe bestimmt ist, unter Verwendung eines mit einem Transistor bestückten Sperrschwingers, dessen Folgefrequenz mittels eines Widerstandes einstellbar ist.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Elektromedizinisches Gerät, das sowohl zur Erzeugung von regelbar einstellbaren elektrischen Reizstromimpulsen für die Beeinflussung der Herztätigkeit dient als auch eine Gleichstrombehandlung von Entzündungsprozessen und Durchblutungsstörungen ermöglicht, g e kennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale: a) einen Impulsgenerator für die Erzeugung von Rechteckimpulsen, deren Folgefrequenz von Hand einstellbar ist und die in der Größenordnung der praktisch vorkommenden Pulsfrequenzen liegt, wobei die Impulsdauer etwa 5 ms beträgt, b) eine Einrichtung zur stufenlosen Änderung der Amplitude des Impulsgenerators, vorzugsweise in Form eines einstellbaren Potentiometers, c) eine Hand-Umschalteinrichtung (10, 11, 12) zur Abschaltung des Impulsgenerators und gleichzeitigen Anschaltung einer Gleichspannungsquelle unmittelbar an den gleichen Ausgang des Gerätes, deren Spannungshöhe mit der zuvor mit der unter b) beschriebenen Einstelleinrichtung eingestellten Amplitude der Impulse übereinstimmt, wobei diese Einstellvorrichtung voll wirksam bleibt, sowie d) Meßgeräte für die Anzeige der am Ausgang stehenden Spannung sowie des abgegebenen Stromes.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung eines Transistorsperrschwingers als Impulsgenerator, dessen Basiselektrode an einen Abgriff eines parallel zu der Generatorspeisequelle liegenden Spannungsteilers angeschlossen ist, bei der Umschaltung des Gerätes auf den Betrieb zur Abgabe von Gleichstrom über einen Mehrfachschalter (10, 11) gleichzeitig die Rückkopplung des Sperrschwingers unterbrochen und der Transistor durch Kurzschließen einiger Widerstände des Spannungsteilers übersteuert wird, so daß am Ausgang maximal die Betriebsspannung der Speisequelle abzüglich der Kollektorrestspannung auftritt.
3. 3. Gerät nach Anspruch 2, das wahlweise aus dem Netz über eine Gleichrichterschaltung oder aus einer eingebauten Batterie gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung gleicher Betriebszustände beim Netz- wie beim Batteriebetrieb der Innenwiderstand des Netzteiles dem der Batterie angeglichen ist durch einen in Reihe in den Gleichstromweg eingeschalteten Widerstand (15) und einen parallel zum Ausgang des Netzteiles geschalteten Widerstand (14) sowie einen zum letzteren parallelliegenden Siebkondensator (13), der durch einen ihm vorgeschalteten zum Mehrfachschalter (10, 11) gehörigen Schalter (12) nur bei Gleichstromabgabe des Gerätes eingeschaltet ist.
4. 4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die galvanische Trennung des Behandlungskreises vom Netz das Gerät über einen Isoliertransformator an das Netz angeschlossen ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1067 538, 1 114 263; britische Patentschrift Nr. 866 375; Zeitschrift »Elektromedizin-Markt«, 1958, Nr. 1, S. 16 bis 22; Zeitschrift »IRE-Transactions on Bio-Medical Electronics«, 1961, H. 4, S. 253 bis 262.