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Die Erfindung betrifft Elektrodenanordnung zur lokalen Einleitung von Gleichstrom in die
Haut eines lebenden Körpers, insbesondere zur iontophoretischen Behandlung, bestehend aus je einer mit dem positiven und dem negativen Pol einer regelbaren Gleichstromquelle verbundenen flächigen Metallelektrode mit einer zumindest teilweise darauf angeordneten Elektrodenauflage aus porösem, weichem Material ohne elektrische Eigenleitfähigkeit, wobei die elektrische Leitfähigkeit durch Tränkung der Elektrodenauflage mit einer ionenleitenden Flüssigkeit erreicht wird.
Um die Jahrhundertwende wurden zahlreiche Elektrodenanordnungen für die "elektrischen Be- handlungen" des menschlichen Körpers vorgeschlagen. Die Elektroden wurden gewöhnlich auf dem
Körper in einer bestimmten Lage in bezug auf das zu behandelnde Organ angelegt.
Diese "elektrischen Behandlungen" umfassten sehr verschiedenartige Anwendungen. Zum Bei- spiel wurden in der Vergangenheit galvanische Behandlungen (Gleichstrom-Behandlungen) wegen ihrer polarisierenden Wirkungen auf ionisierte Moleküle vielfach verwendet, wobei die Moleküle durch die Haut getrieben wurden, was gewöhnlich oberflächlich geschah. Der Effekt ist als Ionto- phorese oder Ionen-Übertragung bekannt und ist zum Einbringen von Medikamenten oder vielfach von Feuchtigkeit in die Haut eines Patienten verwendet worden.
Gewisse Zink- und Kupfer-Ionen können zur Behandlung bestimmter Hautinfektionen verwendet werden, und Chlor-Ionen sind zum Ablösen oberflächlicher Narben verwendet worden. Auch können gefässerweiternde Medikamente bei rheumatischen Erkrankungen und peripheren Gefässveränderungen verwendet werden ; Anästhesie der Haut lässt sich durch Iontophorese örtlicher Betäubungsmittel er- zielen. Die Verwendung von Gleichstrom auf sorgfältig ausgewählten Gebieten an lebenden Tieren ist vorgeschlagen worden, da damit Betäubungswirkungen hervorgerufen werden können (s. Limoge,
An Introduction to Electroanesthesia = Einführung zur Elektroanästhesie, 1975, Verlag University
Park Press).
Im allgemeinen wurde nur die Elektrodenstruktur beschrieben. Keine Beziehung der Elektro- den zu irgendwelchen unerwünschten Nebenwirkungen wurde angegeben, die der elektrische Strom auf die Haut ausüben kann. Ein Beispiel ist in der Horton Jr. 1896 erteilten US-PS Nr. 562765 beschrieben worden. Gewöhnlich war das Ziel nur, den Kontaktwiderstand an der Haut zu verringen.
In Band 98 der Zeitschrift "Archives of Dermatology", Nr. 5, November 1968, berichtet F. Levitt auf Seiten 505-507 über langdauernde Anhydrose, die durch die elektrische Behandlung der Füsse oder Hände hervorgerufen wurde. Er beschrieb aber nur die Verwendung einer Elektrode aus Bleiblech mit einer Fläche von 12, 90 cm2. Diese Elektrode "wird in eine flache Schale gestellt, die genügend Wasser enthält, um gerade die Handfläche oder die Sohlen zu bedecken" ; eine Elektrode und eine Schale ist für jede Handfläche oder Sohle vorgesehen. Seine Versuchsergebnisse zeigen, dass die Behandlung Schwitzen verhindert, wo der elektrische Strom zugeführt wird.
Zwar wurde festgestellt, dass diese iontophoretischen Behandlungen wirkungsvoll sind, doch haben bei diesen Gleichstrombehandlungen bekannte Elektroden häufig iontophoretische Verbrennungen am Patienten verursacht ; diese Verbrennungen traten im allgemeinen an der negativen Elektrode auf. Die Verbrennungen sind nicht auf erhöhte Temperatur zurückzuführen sondern ergeben sich aus der Einwirkung des elektrischen Stroms auf die Haut. Diese Verbrennungen brauchen eine verhältnismässig lange Zeit für ihre Heilung und können hässliches, sehr unerwünschtes Narbengewebe hinterlassen.
Ein von Leeming und Howland verfasster, in der Zeitschrift "Journal of the American Medical Association", Band 214, Nr. 9 vom 30. November 1970 veröffentlichter Artikel beschreibt Fälle von Verbrennungen, gibt jedoch keine Einrichtungen zur Verhinderung derartiger Verletzungen an. Diese unerwünschten Wirkungen der iontophoretischen Behandlung haben dazu geführt, dass iontophoretische Verfahren von der Ärzteschaft alles andere als begeistert aufgenommen wurden, obwohl durch die Verwendung und Weiterentwicklung dieser Verfahren verschiedene grosse Vorteile erzielt werden können.
Aus dem Buch"Fibel der Elektrodiagnostik und Elektrotherapie" von H. Edel, Verl. Th.
Steinkopf, Dresden 3. Aufl. 1975 ist unter Punkt 3. 1. 9. 3. (Dosierung bei Iontophorese) zu entnehmen, dass die Intensität des Behandlungsstroms und die Behandlungsdauer die Dosierung wesentlich bestimmen, wobei als Grenzen für die Stromintensität 0, 3 bis 2, 0 mA/10 cm2 Elektrodenoberfläche
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angegeben sind, oberhalb der Hautbrennen eintritt, was unbedingt vermieden werden soll.
Es bestand also Bedarf an einer geeigneten, wirkungsvollen Einrichtung zur Verhinderung iontophoretischer Verbrennungen bei höheren Stromintensitäten.
Eine Elektrodenanordnung der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäss dadurch gekenn- zeichnet, dass die Dicke der Elektrodenauflage zumindest an einer der beiden Elektroden mindestens
3 mm beträgt und variierbar ist.
Zwar wird die Elektrodenanordnung zur Verhinderung iontophoretischer Verbrennungen im
Zusammenhang mit der elektrischen Behandlung zur Verhinderung des starken Schwitzens (Perspirie- ren) beschrieben, doch ist die Elektrodenanordnung ebenfalls für andere elektrische Behandlungen geeignet, wie sie in den obigen Beispielen angeführt sind.
Iontophoretische Verbrennungen sind eine Nebenwirkung, die somit auch bei höheren Stromintensitäten durch die erfindungsgemässe Elektrodenanordnung ausgeschaltet wird, indem ein verhältnismässig dickes, poröses, vorzugsweise angefeuchtetes Material zwischen Elektrode und Haut eingelegt wird.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Variation der Dicke der Elektrodenauflage mehrere austauschbare Elektrodenauflagen unterschiedlicher Dicke vorgesehen sind, wodurch eine einfache und rasche Anpassung an die jeweilige Behandlung ermöglicht wird.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt längs der in Fig. 2 mit 1-1 bezeichneten Linie einer leitfähigen Elektrode, der porösen Elektrodenauflage und der zu behandelnden Haut, und Fig. 2 eine Aufsicht auf ein Paar von Elektroden und die zugehörige Stromquelle.
Die in Fig. 1 dargestellte leitende Elektrode-l-kann biegsam oder starr sein und wird üblicherweise aus Metall hergestellt, so z. B. aus rostfreiem Stahl oder aus Aluminium.
Die Oberhaut --2-- ist vereinfacht dargestellt. Die physiologischen Einzelheiten der Oberhaut sind in einer Zeichnung auf Seite 840 des Bandes 16 der 15. Auflage der "Encyclopedia Britannica" (Copyright 1974) dargestellt.
Die poröse Elektrodenauflage --4-- ist gewöhnlich in leichtem elektrischem Kontakt mit der Unterseite der Elektrode --1--, so dass die Elektrodenauflage --4-- jeweils nach der Verwendung ausgewechselt und weggeworfen werden kann.
Für die Elektrodenauflage --4-- eignet sich eine im Handel erhältliche Art von Filz. Die in der Erfindung hauptsächlich verwendete Dicke von 3 mm ist im allgemeinen nicht erhältlich, kann aber auf entsprechenden Auftrag bezogen werden. Was Güteansprüche angeht, so muss dieses Material frei von metallischen Fremdkörpern sein.
Eine Dicke von mehr als 3 mm kann gewählt werden, wenn ein grösserer Wert des Produkts aus Stromstärke und Behandlungszeit erwünscht ist.
Der biegsame elektrische Leiter --5-- ist mit einer Elektrode-l-verbunden, die die Form einer Ansteckvorrichtung, einer Metallplatte, oder einer Platte aus leitendem Kunststoff, wie beispielsweise Silikon, haben kann. Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer Elektrodenanordnung. Unter der negativen Elektrode-l-ist die Elektrodenauflage --4-- angebracht.
Neben der Elektrode-l-ist die zweite Elektrode --6-- im Abstand von etwa einem Bruchteil eines Zentimeters bis einigen wenigen Zentimetern angebracht. Die über Leiter --7-- mit der Stromquelle --8-- verbundene positive Elektrode --6-- kann eine einfache Metallelektrode mit oder ohne einer dicken porösen Elektrodenauflage --4-- sein.
Als Stromquelle --8-- kann eine einfache Gleichstromquelle, z. B. eine Batterie dienen. Der normalerweise benötigte Strom hat eine Stärke, die von einem Bruchteil eines mA bis etwa 20 mA reichen kann. Ein an sich bekannter Regelwiderstand kann in Stromquelle --8-- eingebaut werden, damit der Benutzer der richtigen Strom für jede Behandlung einstellen kann.
Um Schwitzen zu verhindern, wird an der positiven Elektrode eine Stromdichte von etwa 1/20 bis 1/2 mA/cm2 als wünschenswert erachtet. Die Stromstärke und die Dauer der Behandlung kann jedoch bei andern Anwendungsfällen über oder unter diesen Werten liegen. Die hier erwähnten Werte sind deswegen nur Beispiele einer der Behandlungen, bei denen die erfindungsgemässe Elektrodenanordnung verwendet werden kann.
Als Stromquelle --8-- kann auch eine bekannte Konstantstromquelle dienen, die die oben
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angegebenen Kennwerte hat und einen Regler aufweist, damit der Benutzer die gewünschte Konstant- stromstärke einstellen kann. Ferner kann eine solche Einheit Einrichtungen enthalten, mit denen der angelegte Maximalstrom begrenzt werden kann.
Die Stromquelle kann auch anderer Art sein, d. h. beispielsweise Gleichstromimpulse oder einen veränderlichen Strom liefern, jedoch keinen Wechselstrom der üblicherweise verwendeten Netzfrequenzen (z. B. 50 oder 60 Hz), oder Hochfrequenzstrom liefern.
Die Anordnung der Elektroden --1 und 6-- kann sehr verschieden vorgenommen werden, u. zw. je nach der zu behandelnden Fläche und der Wahl des Konstrukteurs. Die Elektroden können an dem in Fig. 2 mit gestrichelten Linien dargestellten isolierenden Rahmen --9-- angebracht sein. Dies ist zweckmässig, wenn das Perspirieren an einer Hand oder einem Fuss verhindert werden soll.
Die positive Elektrode --6-- kann auch an der Handfläche angesetzt werden, um dort das Schwitzen zu verhindern ; die negative Elektrode kann an den Handrücken oder am Handgelenk angelegt werden.
Die Elektroden --1 und 6-- sind mit Verbindungsteilen --3-- am Rahmen --9-- befestigt.
Die negative Elektrode kann auch an anderer Stelle angesetzt werden, z. B., mit der positiven Elektrode zusammen in Handschuhen für eine Hand oder für die Hände. Die positive Elektrode wird zur Verhinderung des Schwitzens angebracht, während die negative Elektrode daneben für die Stromrückleitung angebracht wird.
Ähnliche Anordnungen sind in Strümpfen für die Füsse möglich. Der Sollwert des Drucks zwischen den Elektroden und der Haut kann dadurch in jeder Stellung beibehalten werden.
Um Schwitzen am Unterarm zu verhindern, kann zumindest die positive Elektrode gekrümmt werden, so dass sie unter die Achsel passt. Die negative Elektrode kann daneben angebracht werden, oder die positive und die negative Elektrode können jeweils die Hälfte des Achselraums ausfüllen und durch ein zwischen ihnen angebrachtes isolierendes Trennstück getrennt sein.
Bei der praktischen Durchführung des Verhinderns der Transpiration und ähnlichen Behandlungen wurde festgestellt, dass die iontophoretischen Verbrennungen bei bekannten Einrichtungen bei Stromdichten auftreten, die zur Erzielung des gewünschten Ergebnisses benötigt werden. In unseren Untersuchungen wurde festgestellt, dass Verbrennungserscheinungen an der negativen Elektrode auftreten. Erfindungsgemäss wird der Metallanschluss oder die Platte der negativen Elektrode in angemessener Weise mit einer Elektrodenauflage aus dickem Filz abgedeckt. Dadurch werden iontophoretische Verbrennungen vermieden, solange Einschränkungen in bezug auf Stromstärke und Zeit beachtet werden.
Die Art der Elektrodenauflage aus Filz wurde beschrieben. Für ihre Benutzung wird sie mit Leitungswasser angefeuchtet.
In einem Beispiel wurde die Handfläche mit einer positiven Elektrode behandelt, die eine
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Eine Stromstärke von 15 mA konnte 10 min lang aufrechterhalten werden, ohne dass es hiebei iontophoretische Verbrennungen gab. Als Alternativlösung konnte eine Behandlungszeit von 20 min mit einer Stromstärke von 7,5 mA oder eine Behandlungszeit von 40 min mit einer Stromstärke von 3,75 mA verwendet werden.
Es wurde festgestellt, dass sich Teilchen oder eine Substanz von der Elektrode-l-ablösen und durch die Elektrodenauflage-4-wandern, wenn der Strom in die Haut --2-- geschickt wird.
Die Teilchen oder die Substanz dürfen nicht ganz bis zur Haut durchgelassen werden, da andernfalls Verbrennungen auftreten. Die Dicke der Elektrodenauflage --4- wirkt damit als Durchgangssperre oder Verzögerung und verhindert, dass die die Verbrennungen erzeugenden Teilchen die Haut innerhalb der Behandlungszeit bei einer gegebenen Stromstärke erreichen.
Die Elektrodenauflage kann nicht regeneriert werden, so dass in der Praxis die Elektrodenauflage für die negative Elektrode nach Bedarf bei einer Behandlung verwendet und anschliessend weggeworfen wird."-.
Das zur Zeit vorzugsweise verwendete Material der Elektrodenauflage --4-- besteht aus metallfreien Naturfasern, aus Wolle, oder aus Baumwolle.
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Andere äquivalente synthetische Fasermaterialien können verwendet werden, z. B. Viskose-, Nylon- oder Polyester-Kunststoffe. Auch können poröse Materialien wie Schaumstoffe oder Schwämme verwendet werden. Alle diese Substanzen wurden als "porös" bezeichnet.
Zwar wird das Schwitzen elektrisch verhindert, doch tritt diese Verhinderung nicht unmittelbar nach der Behandlung sondern erst nach etwa zwei Wochen auf. Nach diesem Zeitabschnitt ergeben eine oder zwei weitere Behandlungen eine andere sechswöchige Periode usw.
Die wirksam behandelte Hautfläche wird auch ausgebleicht und gestreckt, wobei die Wirkung über das Gebiet hinausgeht, das direkt von den Elektroden kontaktiert wird.
Empirisch wurde festgestellt, dass die Streuung des elektrischen Stroms im Vergleich zur Streuung bei der Verhinderung des Schwitzens selbst klein ist. Es scheint deshalb, dass die Verhinderung des Schwitzens von einem chemischen Effekt herrührt, der einen Keratin-Verschluss in jedem Perspirationskanal ergibt.
Da sich die Behandlungswirkung über ein begrenztes Gebiet über die Hautteile hinauserstreckt, die mit den Elektroden in Berührung stehen, können die Elektroden flach sein und es brauchen auch Hautunebenheiten nicht berücksichtigt werden, wie sie auf Handflächen oder den Sohlen der Füsse auftreten können. Diese Streuungswirkung wurde in bekannten Elektrodenanordnungen nicht beobachtet oder wurde nicht erkannt, da in keiner der bekannten Veröffentlichungen darüber berichtet wird.
Der Abstand zwischen den in Fig. 2 dargestellten Elektrodenpaaren kann verhältnismässig klein sein, solange nur verhindert wird, dass der Strom von einer Elektrode an die andere fliesst, ohne dabei durch die Haut zu gehen und ohne dabei dann die erfindungsgemässe Wirkung her- vorzurufen.
Um Sicherheit und grösstmögliche Bequemlichkeit für den Benutzer zu erreichen, können Batterien als Stromquelle --8-- verwendet werden. Die benötigte Spannung variiert entsprechend dem Gesamtwiderstand der Schaltung bei Belastung. Typischerweise wird eine Spannung von 45 V verwendet. Eine kleine Batterie mit dieser Gesamtspannung ist im Handel erhältlich und eignet sich, da eine solche Batterie nur einen Strom von einigen wenigen Milliampere liefern muss.
Ein Vorteil der in Fig. 2 dargestellten, dicht nebeneinander angebrachten Elektroden ergibt sich daraus, dass der Behandlungsstrom am Beginn einer Behandlung rasch erhöht werden kann, ohne dass der Benutzer dies als unangenehm empfindet.
Der Strom soll am Beginn der Behandlung zunächst von Null auf einen niedrigen Wert erhöht werden. Bei den nahe nebeneinander gelegenen Elektroden kann der Strom auf den bei der Behandlung verwendeten Wert in Bruchteilen 1 s erhöht werden.
Bei einer weiter abgelegenen Elektrode, die viele Zentimeter weit weg angebracht ist und möglicherweise an einem andern Glied befestigt ist, muss der Strom langsam erhöht werden. Ein Verfahren ist es dabei, dass die Bedienungsperson oder der Benutzer ein Potentiometer zur Stromregelung sehr langsam und stetig dreht, so dass Schmerz und elektrische Schlagwirkung vermieden werden. Bei einer derart abgelegenen Elektrode ergibt sich bei der Behandlung ebenfalls ein Schutz vor Verbrennungen.
Falls die Elektroden nicht nahe nebeneinander gelegen sind, muss der Strom am Ende der Behandlung langsam verringert werden.
Zwar wurde eine Verhinderung des Schwitzens hauptsächlich an der positiven Elektrode erreicht, doch wird eine solche Verhinderung zu einem geringeren Grad auch an der negativen Elektrode erzielt.
Grundsätzlich beträgt die Behandlungszeit für Anhidrose, d. h. das Verhindern des Schwit- zens, 40 min. Zunächst werden sechs Behandlungen durchgeführt, vorzugsweise eine jeden zweiten Tag.
Die Haut braucht vor den elektrischen Behandlungen nicht in grösserem Mass vorbehandelt werden. Um immer die gleichen Verhältnisse zu schaffen, ist es zweckmässig, die Haut an der Stelle der Elektrodenanbringung mit Spiritus zu reinigen.