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Elektrodenanordnung für die medizinische Behandlung mit sehr hochfrequenten elektrischen
Schwingungen.
Die Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung für die medizinische Behandlung im Kondensatorfeld sehr hochfrequenter elektrischer Schwingungen.
Elektrodenanordnungen für die Kondensatorfeldbehandlung unterscheiden sich von den für die Diathermiebehandlung gebräuchlichen sogenannten Strom-oder Kontaktelektroden durch eine zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt eingeschaltete Schicht aus Isoliermaterial.
Anfangs wurden für die Kondensatorfeldbehandlung allenthalben Elektrodenanordnungen benutzt, bei denen zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt eine nur wenige Millimeter dicke Schicht aus Zelluloid oder Gummi angeordnet war. Diese Elektrodenanordnungen besassen gegenüber den Strom-oder Kontaktelektroden'den Vorteil, dass Verbrennungen an der Oberfläche des Behandlungsobjektes infolge eines schlechten Kontaktes zwischen Elektrode und Behandlungsobjekt nicht auftraten.
Die Erwärmung, die bei Benutzung einer derartigen Elektrodenanordnung erzielt werden konnte, war aber im wesentlichen auf die Oberfläche des Behandlungsobjektes begrenzt.
Es stellte sich heraus, dass eine Erwärmung auch tiefer gelegener Schichten des Behandlungsobjektes, also eine gleichmässigere Erwärmung des Behandlungsobjektes, dadurch erzielt werden kann, dass entweder die bekannten Strom-oder Kontaktelektroden oder die im vorstehenden erwähnten Kondensatorelektroden im Abstand vom Behandlungsobjekt angeordnet werden, so dass eine Berührung des Behandlungsobjektes sowohl mit der Metallelektrode als auch mit einer die Metallelektrode bedeckenden Schicht aus Isoliermaterial vermieden ist.
Man benutzte deshalb bisher für die Kondensatorfeldbehandlung Elektrodenanordnungen, bei denen zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt ein mit Luft ausgefüllter Raum vorgesehen ist, der meist mehr oder weniger vollständig abgeschlossen ist durch eine, in der Regel an der Elektrode befestigte, aber im Abstand von der Elektrode angeordnete Schicht aus Isoliermaterial, z. B. aus Glas.
Bei der Benutzung derartiger Elektrodenanordnungen hat sich herausgestellt, dass an sich die Tiefenwirkung mit grösser werdendem Abstand zwischen Metallelektrode und Behandlungsobjekt zunimmt. Eine beliebige Vergrösserung dieses Abstandes ist aber in der Praxis deshalb unmöglich, weil
1. die Gesamtkapazität der Behandlungsanordnung, die sich zusammensetzt aus der Kapazität, die das Behandlungsobjekt selbst darstellt, und aus den damit in Reihe liegenden, durch den Luftabstand gebildeten Kapazitäten, schliesslich so klein wird, dass der Behandlungskreis nicht mehr auf die Wellenlänge der zur Behandlung benutzten Schwingungen abgestimmt werden kann ;
2. die Leistung der bisher für die Kondensatorfeldbehandlung benutzten Sehwingungserzeuger nicht mehr ausreicht, dem Behandlungsobjekt über die grossen Luftabstände hinweg eine für die medizinische Behandlung ausreichende Hochfrequenzenergie zuzuführen.
Aus diesem Grunde ist man bei der Benutzung nicht sehr leistungsstarker Schwingungserzeuger wieder dazu übergegangen, Elektrodenanordnungen für die Kondensatorfeldbehandlung zu benutzen, bei denen zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt lediglich eine nur wenige Millimeter dicke Schicht aus Isoliermaterial, z. B. aus Weichgummi, angeordnet ist.
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Um die Tiefenwirkung bei der Benutzung dieser Elektrodenanordnungen zu erhöhen, hat man vorgeschlagen, ausser der wenige Millimeter dicken Gummischicht eine weitere Schicht aus Isoliermaterial mit faserstoffartiger Struktur, wie Filz od. dgl., also aus einem stark lufthaltigen Isoliermaterial, zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt einzuschalten. Man ist bestrebt, möglichst stark lufthaltige Materialien zwischenzuschalten, um somit denjenigen Elektrodenanordnungen, bei denen ein lediglich mit Luft ausgefüllter Raum zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt vorgesehen ist, in der Wirkung möglichst nahezukommen.
Die Erfindung fusst auf der Erkenntnis, dass die Voraussetzung, von der man bisher bei der Konstruktion der Elektrodenanordnungen für die Kondensatorfeldbehandlung mit sehr hochfrequenten elektrischen Schwingungen ausgeht, dass es nämlich am zweckmässigsten ist, einen lediglich mit Luft ausgefüllten Raum zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt vorzusehen, abgesehen von den Fällen, wo nur eine begrenzte Tiefenwirkung bzw. ein Luftabstand aus andern Gründen erwünscht ist, falsch ist.
Es kommt, um eine möglichst günstige Tiefenwirkung zu erzielen, nicht darauf an, dass der zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt vorgesehene Raum mit Luft ausgefüllt ist, sondern darauf, dass er bei einer möglichst grossen Tiefe nur einen geringen Widerstand für die zur Behandlung benutzten elektrischen Schwingungen darstellt und dass das zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt eingeschaltete Medium so beschaffen ist, dass es den Verlauf der zwischen den Elektroden auftretenden elektrisehenFeldlinien nicht in einemfür die Behandlung ungünstigen Sinne beeinflusst.
Es wurde festgestellt, dass die Tiefenwirkung mit der Vergrösserung des Abstandes der Metallelektrode vom Behandlungsobjekt deshalb zunimmt, weil das zwischen den Metallelektroden auftretende elektrische Feld in der Nähe der Elektroden stark streut und nur in dem mittleren Bereich zwischen beiden Elektroden verhältnismässig gleichmässig ist. Eine Folge dieser Streuung ist, dass für den Fall, dass die Metallelektroden sehr nahe an der Oberfläche des Behandlungsobjektes angeordnet sind, die Feldliniendichte an der Oberfläche des Behandlungsobjektes bedeutend grösser ist als in der Mittes des Behandlungsobjektes und demzufolge eine stärkere Erwärmung an der Oberfläche des Behandlungsobjektes erzielt wird als in dessen Mitte.
Mit grösser werdendem Abstand zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt befindet sich die Oberfläche des zu behandelnden Körpers naturgemäss immer weniger im Streufeld, wird aber immer mehr von dem Teil des zwischen den Metallelektroden auftretenden elektrischen Feldes beeinflusst, der verhältnismässig gleichmässig ist.
Es wurde weiter festgestellt, dass bei der Verwendung der bekannten Elektrodenanordnungen für die Kondensatorfeldbehandlung, bei denen mit Rücksicht auf eine bessere Tiefenwirkung ein mög- lichst grosser, im wesentlichen mit Luft ausgefüllter Raum zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt vorgesehen ist, deshalb dem Behandlungsobjekt nur eine für die medizinische Behandlung meist nicht ausreichende Hochfrequenzenergie zugeführt werden konnte, weil dieser Raum einen viel zu grossen Widerstand für die zur Behandlung benutzten hochfrequenten elektrischen Schwingungen darstellt. Infolge der kleinen Dielektrizitätskonstanten des den Raum ausfüllenden Mediums (Luft oder Filz) bildet nämlich der Raum eine sehr kleine Kapazität.
Schliesslich konnte ermittelt werden, dass die Reihenschaltung aus Luftabstand und Behandlungobjekt, also die Reihenschaltung aus einem Medium mit sehr kleiner Dielektrizitätskonstante (Luft = 1) und einem Medium mit verhältnismässig hoher Dielektrizitätskonstante (biologisches Gewebe = 80) eine Verzerrung des zwischen den Metallelektroden auftretenden Feldes an der Grenzschicht bedingt. Die elektrischen Feldlinien werden bekanntlich beim Übergang von einem Medium auf ein anderes nach dem Tangensgesetz gebrochen, u. zw. beim Übergang von einem Medium mit einer kleinen Dielektrizitätskonstanten auf ein Medium mit einer grösseren Dielektrizitätskonstanten vom Einfallslot weg.
Bei der Reihenschaltung aus Luft oder einem lufthaltigen Stoff und einem biologischen Gewebe ist die hiedurch bedingte Änderung der Richtung der Feldlinien so gross, dass bereits bei einer kleinen Abweichung des Einfallwinkels von 900 die Feldlinien dicht unter der Oberfläche des biologischen Gewebes entlang laufen. Dies mag die Ursache sein, weshalb bei der Behandlung biologischer Gewebe im Kondensatorfeld sehr hochfrequenter elektrischer Schwingungen Schweissschichten, die sich auf der Oberfläche des Behandlungsobjektes bilden, ausserordentlich stark erhitzt werden.
Gegenstand der Erfindung ist eine Elektrodenanordnung für die medizinische Behandlung mit sehr hochfrequenten elektrischen Schwingungen, bei der die im vorstehenden behandelten Nachteile der bekannten Elektrodenanordnungen dadurch vermieden sind, dass zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt ein möglichst tiefer Raum vorgesehen ist, der mit Isoliermaterial mit möglichst grosser Dielektrizitätskonstante, auf jeden Fall aber mit einem Material mit faserfreier Struktur ausgefüllt ist.
Es ist vorteilhaft, dem Raum eine Tiefe von mindestens 10 mm zu geben.
Als zweckmässig hat es sich herausgestellt, zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt eine Schicht aus einem Isoliermaterial mit einer grösseren Dielektrizitätskonstanten als 10 anzuordnen. Die Dielektrizitätskonstante der Zwischenschicht kann gleich der des Behandlungsobjektes, bei der Behandlung biologischer Gewebe also etwa 80 oder grösser sein. Z. B. kann die Zwischenschicht
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aus einem Wasser-Glyzerin-Gemisch (Dielektrizitätskonstante 20 bis 30), aus den unter den Handels- bezeichnungen "Condensa" oder "Condensa C" bekannten Isoliermaterialien (Dielektrizitätskonstante 40 bzw. 80), aus destilliertem Wasser (Dielektrizitätskonstante etwa 80) oder aus dem unter der Handels- bezeichnung "Kerafar" bekannten Isoliermaterial (Dielektrizitätskonstante etwa 100) bestehen.
Von andern bekannten Isoliermaterialien werden vorteilhaft die unter den Handelsbezeichnungen "Calan","Calit","Frequentit"und"Mycalex"bekannten Stoffe oder Wasser, Öl oder flüssige Stoffe mit ähnlichen Eigenschaften verwendet.
Soweit vom medizinischen Standpunkt aus das zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt angeordnete Isoliermaterial unbedingt deformierbar sein muss, empfiehlt es sich, bei der Verwendung an sich fester Stoffe, diese in pulverisierter Form zu verwenden. Das Pulver wird zweckmässig in eine im Vergleich zu der Pulverschicht dünnwandige Isolierhülle, z. B. aus Gummi, eingebracht.
Bei der Verwendung flüssiger Isolierstoffe empfiehlt es sich, ebenfalls diese Stoffe in eine deformierbare Isolierhülle aus Gummi od. dgl. einzubringen.
Es können auch deformierbare feste Isolierstoffe, wie Wachs, den Raum zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt ausfüllen. Mit Rücksicht darauf, dass verschiedene Isolierstoffe eine kleine Dielektrizitätskonstante besitzen, ist es zweckmässig, sie in Verbindung mit Stoffen mit höherer Dielektrizitätskonstante zu benutzen. Z. B. kann man eine Mischung aus Wachs und pulveri- siertem"Mycalex"oder besser"Condensa C"verwenden.
Bei den flüssigen und festen Isolierstoffen kann eine Vergrösserung der Dielektrizitätskonstanten auch durch eine Beimengung eines pulverisierten Metalls erzielt werden.
Die Erfindung schliesst nicht aus, dass der zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungobjekt vorgesehene Raum nur zum Teil mit einem Isoliermaterial mit möglichst grosser Dielektrizitätskonstante ausgefüllt ist. Es ist lediglich notwendig, dass der mit einem Medium kleiner Dielektrizitätskonstante, z. B. mit Luft, ausgefüllte Teil des Raums im Verhältnis zu dem mit dem Medium hoher Dielektrizitätskonstante ausgefüllten Teil klein ist.
Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung zum Teil in schaubildlicher Darstellung und zum Teil im Schnitt.
In sämtlichen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Buchstaben bezeichnet. 1 ist stets die Metallelektrode, die bei den in den Fig. 1 bis 6 veranschaulichten Ausführungsbeispielen mit dem Elektrodenstiel 2, der an dem einen Ende den mit Gewinde versehenen Ansatz b besitzt, verschraubt ist. Das andere Ende des Elektrodenstiels 2 ist mit einem Innengewinde a versehen. Mit 3 ist ein Überzug aus Isoliermaterial bezeichnet, der bei den Ausführungsbeispielen, die in den Fig. 1, 2 und 4 veranschaulicht sind, den Elektrodenstiel, den Rand der Elektrode und die dem Behandlungsobjekt abgewandte Seite der Elektrode 1 umgibt. Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 und 5 sind die Metallelektrode 1 und der Elektrodenstiel 2 vollständig überzogen, während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 lediglich der Elektrodenstiel einen Überzug trägt.
Das gemäss der Erfindung zwischen dem Behandlungsobjekt und der Metallelektrode vorgesehene feste oder flüssige Isoliermaterial ist mit 5 bezeichnet. Mit 6 ist das Behandlungsobjekt gekennzeichnet.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist 5 ein starres Isoliermaterial, das an der mit 4 gekennzeichneten Seite mit einem, zweckmässig aufgespritzten Metallüberzug versehen ist, der mit der Metallelektrode 1 verlötet ist. Wie die Fig. 2 zeigt, kann die Metallelektrode 1 mit dem starren Isoliermaterial 5 auch durch Verschrauben verbunden sein. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der mit Gewinde versehene Teil b des Elektrodenstiels 2 so lang, dass er durch die Matellelektrode 1 hindurchreicht. Mit 11 ist die in dem Isoliermaterial 5 vorgesehene Bohrung bezeichnet, in die der Elektrodenstiel eingeschraubt ist.
Bei der Anordnung nach Fig. 3 ist zwischen der mit Isoliermaterial überzogenen Metallelektrode 1 und dem Behandlungsobjekt 6 die deformierbare Isolierhülle 7 vorgesehen, die mit dem Pulver 5 eines starren Isoliermaterials gefüllt ist.
Die Fig. 4 zeigt eine Elektrodenanordnung, bei der die dem Behandlungsobjekt zugewandte Seite der Metallelektrode mit Rillen c versehen ist. Die Isolierschicht 5 besteht in diesem Fall aus einem deformierbaren festen Isoliermaterial, wie Wachs od. dgl. Die Rillen c sollen ein gutes Haften des Isoliermaterials 5 an der Metallelektrode 1 bewirken.
In der Fig. 5 ist eine Elektrodenanordnung veranschaulicht, bei der eine deformierbare Hülle 7, die mit einem flüssigen Isoliermaterial, z. B. mit Wasser, gefüllt ist, zwischen der mit Isoliermaterial überzogenen Metallelektrode 1 und dem Behandlungsobjekt 6 eingeschaltet ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist das Isoliermaterial 5 in einen starren Behälter 10 eingebracht. Die Metallelektrode 1 ist auf das Isoliermaterial aufgelegt. Das Gefäss 10 ist abgeschlossen durch einen Deckel 8, der durch die Schraube 9 mit dem Elektrodenstiel 2 verschraubt ist.
Die Fig. 7 zeigt eine Elektrodenanordnung, bestehend aus der deformierbaren, mit Isoliermaterial gefüllten Isolierhülle 7, die zusammen mit der biegsamen Metallelektrode 1 in eine zweite deformierbare Isolierhülle 12 derart eingebracht ist, dass lediglich der Anschlussteil für die Metallelektrode 1 nach aussen ragt.