DE937431C - Einrichtung zur medizinischen Behandlung im hochfrequenten magnetischen Spulenfeld - Google Patents

Description

• Einrichtung zur medizinischen Behandlung im hochfrequenten magnetischen Spulenfeld Bei der Kurzwellentherapie sind Behandlungen im Kondensatorfeld, im Strahlungsfeld und im Spulenfeld bekannt. Bei der Kondensatorfeldbehandlung tritt bei den gebräuchlichen Elektroden, die klein gegenüber dem Behandlungsobjekt sind, infolge der hohen Feldstärke in Elektrodennähe bei geringen Elektrodenhautabständen eine bevorzugte Erwärmung der elektrodennahen Schichten des Behandlungsobjektes auf. Mit zunehmendem Elek trodenhautabstand wird das Feld im Behandlungsobjekt und damit die Erwärmung zwar homogener, man müßte indessen zu für den Bau des Hochfrequenzapparates unwirtschaftlich großen Elektrodenhautabständen übergehen, wenn man wirklich eine weitgehend gleichmäßige Erwärmung des Behandlungsobj ektes erzielen wollte. Dabei ist noch zu berücksichtigen, daß es sich bei dem menschlichen Körper im wesentlichen um eine solche Schichtung von Fett- und Muskelgewebe handelt, bei der das weniger durchblutiete und damit schlecht wärmeleitende Fettgewebe dem gut leitenden Muskelgewebe in Richtung zur Behandlungs- einrichtung hin vorgeschaltet ist. Beim Strahlenfeld findet demgegenüber wegen der starken Absorption in der sehr wasserhaltigen Muskelschicht eine starke Erwärmung dieser Schicht statt, jedoch ist wegen der exponentiellen Energieabnahme des Strahlungsfeldes die Wärmeverteilung in der Muskelschicht nicht gleichmäßig. Für die Erwärmung des Behandlungsobjektes bei der Anwendung der Spulenfeldbehandlung ist an sich die Ausbildung von Wirbelströmen in den Schichten großer Leitfähigkeit, also im Muskelgewebe, maßgebend. Zur Durchführung einer solchen Spulenfeldbehandlung ist es bekannt, entweder zur allgemeinen Behandlung den gesamten Patienten oder zur Lokalbehandlung Teile von ihm in das Innere einer Zylinderspule einzubringen, oder dem Behandlungsobjekt Spulen aus einer oder mehreren in einer Ebene liegenden Windungen (Spiralspulen) anzunähern. Diese Spulenanordnungen sind indessen im Hinblick auf den gewünschten Erfolg einer bevorzugten Muskeierwärmung nicht ohne weiteres brauchbar, weil bei symmetrischer Speisung der Spulen durch ei.nen elektrischen Hochfrequenzgenerator die Windungsspannung und das Potential der Spule gegen Erde die Ausbildung eines elektrostatischen Feldes bewirken, das an der Oberfläche des Behandlungsobj ektes wirksam wird und eine beträchtliche, im allgemeinen unerwünschte Erwärmung der Fettschicht zur Folge hat. Diese unerwünschte Kondensatorfeldwirkung hat man bei der Anwendung der bekannten Spiralspule dadurch unteadrückt, daß man zwischen die Spule und die Oberfläche des Behandlungsobjektes eine geerdete elektrostatische Abschirmung einschaltete. Ein solcher Schirm erfordert jedoch einen zusätzlichen Aufwand und vergrößert die Herstellungskosten einer Behandlungseinrichtung.
• Der Erfindung, die eine Einrichtung für die Spuienfeidbehandlung betrifft, liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß es mittels einer das Behandlungsobjekt nicht umschließenden, dem Behandlungsobj ekt angenäherten, von einem elektrisdhen Hochfrequenzgenerator gespeisten Spule mit mehreren in zueinander parallelen Ebenen liegenden Windungen auch ohne Verwendung einer elektrostatischen Abschirmung zwischen Spule und Behandlungsobjekt möglich ist, eine gegenüber der Erwärmung der unter der Hautoberfläche des Behandlungsobjektes liegenden Fettschicht bevorzugte Erwärmung des darunterliegenden Muskelgewebes zu erzielen.
• Gemäß der Erfindung ist bei einer durch Hochfrequenzstromzuführungen überbrückten Trennung von Hochfrequenzgenerator und Behandlungsspule die Anordnung der Zylinderspule in der Weise getroffen, daß von ihrem magnetischen Feld ausschließlich der außerhalb der Spule liegende Feldbereich für die Behandlung wirksam ist, indem. die Zylinderspule entweder mit ihrer Längsachse parallel zur Oberfläche des Behandlungsobjektes oder mit ihren Windungsflächen in verschiedenen, in Richtung zum Behandlungsobjekt hintereinanderliegenden Ebenen angeordnet ist.
• Das Wesentliche am Aufbau der neuen Spulenanordnungen wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert.
• In der Fig. I ist der bekannte Aufbau einer Einrichtung zur medizinischen Behandlung im hochfrequenten Spulenfeld, bestehend aus dem in das Gehäuse I eingebauten Generator für hochfrequente elektrische Schwingungen und der an dem Tragarm 2 angebrachten, die Behandlungsspule enthaltenden Gehäuse 3 veranschaulicht. Mit 4 sind die Spulenanschlußkabel bezeichnet. Das Gehäuse 3 enthält erfindungsgemäß Spulen mit mehreren in zueinander parallelen Ebenen liegenden Windungen (Zylinderspulen). Ausführungsformen solcher Zylinderspulen sind in den Fig. 2 bis 6 dargestellt.
• Gemäß den Fig. 2, 5 und 6 sind in dem Gehäuse 3 Zylinderspulen 5 mit kreisförmigem Windungsquerschnitt so angeordnet, daß ihre Windungsflächen in verschiedenen, in Richtung zum Behandlungsobj ekt hintereinanderliegenden parallelen Ebenen liegen. Bei der Anordnung nach der Fig. 2 nimmt der Windungsdurchmesser zum Behandlungsobj ekt hin ab, bei der Anordnung nach Fig. 5 liegt die Windung mit größtem Durdhmesser zwischen Windungen mit kleinerem Durchmesser, wobei die Windung kleinsten Durchmessers den größten Abstand vom Behandlungsobjekt hat, und gemäß der Fig. 6 ist eine Spule mit gleichbleibendem Windungsdurchmesser vorgesehen.-Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen Anordnungen, bei denen die Zylinderspulen mit ihrer Längsachse parallel zur vorderen Gehäuseabschlußfläche liegen.
• Gemäß der Fig. 3 sind die einzelnen Windungen im Sinne einer Vergrößerung der dem Behandlungsobjekt angenäherten Mantelfläche der Spulen verformt, der Windungsquerschnitt ist etwa rechteckförmig. Die Spule nach Fig. 4 hat einen kreisförmigen Windungsquerschnitt.
• Nachstehend werden die durch die Erfindung erzielen Verbesserungen an Hand der unterschiedlichen Wirkungen bei der Anwendung einerseits der bekannten Spiralspulen und andererseits der erfindungsgemäßen Zylinderspulen bei der medizinischen Behandlung aufgezeigt. Bei den Versuchen wurden an einem entsprechend dem menschlichen Gewebe aus Fett und Muskelgewebe geschichteten Phantom die durch die Spulenfeldbehandlung erzielten Erwärmungen quer zur Schichtung gemessen. Hierbei ergab sich bei der Behandlung des Phantoms mit der bekannten Spiralspule ohne elektrostatischen Schirm im Muskelgewebe ein sattelförmiger Kurvenverlauf der Temperaturquerverteilung, der in der Mitte, also an der der Spulenmitte gegenüberliegenden Stelle des Behandlungsobjektes, sein Minimum aufweist, während die Temperaturmaxima jeweils an den den äußeren Spulenrändern gegenüberliegenden Stellen im Behandlungsobjekt auftreten; die Kurve des Temperaturverlaufs in der Fettschicht hat dagegen einen glockenförmigen Verlauf mit einem etwa der maximalen Muskelerwärmung entsprechenden Maximum an der der Spulenmittel zugewandten Stelle des Behandlungsobjektes. Im Hin- blick auf die bei der Spulenfeldbehandlung gewünschte bevorzugte Erwärmung des Muskelgewebes gilt es, die maximale Fetterwärmung erheblich zu verringern, ohne einen elektrostatischen Schirm zwischen Spule und Behandlungsobjekt einschalten zu müssen.
• Die Temperaturkurven bei Behandlung des Phantoms mit den erfindungsgemäß ausgebildeten Zylinderspulen gemäß Fig. 2, 5 und 6 haben zwar prinzipiell den gleichen charakteristischen Verlauf wie die oben angeführten Kurven, das Maximum der Fetterwärmung im Behandlungsobjekt vor der Spulenmitte ist jedoch erheblich niedriger.
• Bei der Kegelspule gemäß Fig. 2 beträgt die Verringerung etwa 300/0 bei gleichbleibenden Werten der Temperaturmaxima im Muskelgewebe. Bei einer SpuClenanordnung nach Fig. 5 beträgt die Verringerung der Fetterwärmung etwa 75 O/o, bei einer Temperatursenkung der Maxima im Muskelgewebe von etwa I50/o. Mit der Spulenanordnung nach Fig. 6 ist ebenfalls eine Verringerung der Erwärmung im Fettgewebe von etwa 75 7so/o erzielbar, wobei sogar im Muskelgewebe eine Temperaturerhöhung von etwa 50°/o auftritt.
• Bei den Anwendungen der Spulenanordnungen nach den Fig. 3 und 4 haben die Temperaturkurven im Muskelgewebe glockenförmigen Verlauf mit dem Maximum vor der Spulenmitte. Zwar verläuft demgegenüber die Querverteilung im Fettgewebe sattelartig mit dem Minimum vor der Spulenmitte und gegenüber der maximalen Muskelerwärmung großen Maxima nahe den Spulenenden. Man kann aber die Maxima in der Nähe der Spulenenden auf einfache Weise dadurch für die Behandlung unwirksam machen, daß die Spulenlänge größer gewählt wird als die Ausdehnung des Behandlungsobjektes in dieser Richtung. Dann ergibt sich eine Temperaturminderung in der Fettschicht vor der Spulenmitte um etwa 70°/e.
• Um im Bedarfsfall bei Behandlungen mit den erfindungsgemäßen Spulenanordnungen die Er-Erwärmung in der Fettschicht noch wirksamer zu unterdrücken, kann in an sich bekannter Weise der Spule in Richtung zum Behandlungsobjekt hin eine elektrostatische Abschirmung vorgelagert sein.
• Diese Abschirmung kann, wie in Fig. 4 perspektivisch und in Fig. 5 im Schnitt veranschaulicht, aus einem elektrischen Leitergerüst 6 bestehen, das auf das Potential des Behandlungsobjektes gebracht, mindestens aber diesem Potential angenähert ist, vorzugsweise durch Erdung oder durch Anschluß an die elektrische Mitte 7 der Spule bzw. an einen mit der Masse des den Hochfrequenzgenerator enthaltenden Apparategehäuses verbundenen Punkt.
• Durch diese Maßnahme ist eine vollständige Abschirmung des elektrostatischen Restfeides möglich.
• Anstatt die Abschirmung in Form eines selbsttragenden elektrischen Leitergerüstes oder -geflechtes aufzubauen und zwischen der Behandlungsspule und der Gehäuseabschlußfläche anzuordnen, kann man die Abschirmung auch auf die innere oder äußere Gehäuseabschlußfläche in Form von Metallstreifen, dünnen Drähten od. dgl., aufbringen oder inmitten dieser Abschlußfläche einbetten. Die Abschirmung kann dabei auf die Gehäuseabschlußfläche aufgespritzt sein.
• PATENTANSPROCHE: 1. Einrichtung zur medizinischen Behandlung im hochfrequenten magnetischen Feld einer Spule mit mehreren in zueinander parallelen Ebenen liegenden Windungen (Zylinderspule), dadurch gekennzeichnet, daß bei einer durch Hochfrequenzstromzuführungen überbrückten Trennung von Hochfrequenzgenerator und Behandlungsspule die Anordnung der Zylinderspule in der Weise getroffen ist, daß von ihrem magnetischen Feld ausschließlich der außerhalb der Spule liegende Feldbereich für die Behandlung wirksam ist, indem die Zylinderspule entweder mit ilhrer Längsachse parallel zur Oberfläche des Behandlungsobjektes oder mit ihren Windungsflächen in verschiedenen, in Richtung zum B ehandlungsobjekt hintereinandertiegenden Ebenen angeordnet ist.

Claims (1)

1. 2. Einrichtung nach Anspruch I, bei der die Zylinderspule mit ihrer Längsachse parallel zur Oberfläche des Behandlungsobjektes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der Spule im Sinne einer Vergrößerung der dem Behandlungsobjekt angenäherten Mantelfläche der Spule verformt, z. B. rechteckige Windungsflächen gewählt sind.

   3. Einrichtung nach Anspruch I mit einer Spule, deren Windungsflächen in verschiedenen, in Richtung zum Behandlungsobjekt hintereinanderliegenden Ebenen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Windungsflächen unterschiedliche Größen haben.

   4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß kleinere Windungsflächen den größeren Windungsflächen in Richtung zum Behandlungsobjekt hin vorgelagert sind.

   5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Windung mit der größten Windungsfläche zwischen Windungen kleinerer Windungsfläche angeordnet ist.

   6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Windung mit der kleinsten Windungsfläche den größten Abstand vom Behandlungsobj ekt hat.

   7. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 6, gekennzeichnet durch eine der Spule in Richtung zum Behandlungsobjekt hin vorgelagerte elektrostatische Abschirmung, die dem Potential des Behandlungsobjektes mindestens angenähert, vorzugsweise auf Erdpotential gebracht ist.

   8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung innerhalb eines die Spule enthaltenden Gehäuses angeordnet ist.

   9. EinriChtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung aus einem selbsttragenden elektrischen Leitergerüst besteht.

   IO. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung innen oder außen auf die Gehäusewbschlußfläche aufgebracht ist.

   II. Einrichtung nach Anspruch IO, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung auf die Gehäuseabschlußfläche aufgespritzt ist.

   12. Einrichtung nach einem der Ansprücl 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung in die Gehäuseabschlußfläche eingebettet ist.

   13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis I2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung mit der elektrischen Mitte der Behandlungsspule verbunden ist.

   Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 718 637; USA.-Patentschrift Nr. 2 276 996; schweizerische Patentschrift Nr. 205 359.