AT6199U2 - Handgerät zur schmerzreduktion - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ultraschalltherapiegerät, welches unabhängig von einer externen Stromquelle betrieben werden kann. Für längeren Einsatz, z.B. durch einen Trainer auf einem Sportplatz ist der Betrieb ab externem Batteriepaket möglich, bei stationärem Betrieb kann die elektrische Leistung ab dem Netz bezogen werden. Aus Sicherheitsgründen ist die abgegebene Ultraschallintensität gegenüber ärztlichen Therapiegeräten reduziert. Mit dem gleichen Gerät kann die zu therapierende Stelle gewärmt oder gekühlt werden. Ferner kann das Gerät auch eingerichtet sein zur Abstrahlung von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern, sowie für Reizstromtherapie mit und ohne separate zweite Elektrode. Dazu befindet sich im Abstrahlkopf (1) ein Schwingelement (3), Peltierelemente (25) zum Heizen und Kühlen und die Elektroden (28, 29, 30) für die Reizstromtherapie.

Description

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   Handgeräte, insbesondere solche mit Ultraschall und für die Elektrotherapie, sind häufig nur geeignet für therapeutische Anwendungen durch einen Arzt oder aus- gebildetes Therapiepersonal. Dementsprechend sind sie relativ teuer und mit zahlreichen Merkmalen ausgerüstet, die in der Hand eines Laien bei unsachge- mässem Gebrauch Schaden anrichten. Bedingt durch die Komplexität ihrer
Einsatzmöglichkeiten bestehen diese Geräte im Allgemeinen aus einem Anwendungsteii und einem damit über ein Kabel verbundenen Steuerteil, welches als Tischgerät oder gar als Schrank ausgebildet wird. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Handgerät gemäss dem Oberbegriff des 1. Patentanspruches zur Schmerzreduktion zu schaffen, welches auch unabhängig vom Stromnetz betrieben werden kann und bei welchem die Elektronik in einem Handy- oder Duschbrausen-artigen Gehäuse untergebracht ist.

   Für Therapiegeräte mit elektromagnetischen Feldern oder Reizstrom sind Handgeräte mit Batteriebetrieb bekannt. Der Leistungsbedarf von   Ultraschallgeräten   hat aber bisher die Konstruktion von netzunabhängigen Handgeräten ausgeschlossen. 



  Das Einsatzgebiet des erfindungsgemässen Gerätes liegt im Bereich von Wellness, Fitness, Kosmetik, Schmerzreduktion oder Antistressbehandlung beim Menschen oder für die Behandlung von Tieren. 



  Ein dazu zu lösendes Problem besteht darin, die abgestrahlten Felder so weit zu reduzieren, dass auch bei unsachgemässem Gebrauch keine Schäden entstehen können, anderseits jedoch trotzdem eine therapeutische Wirkung erzielt wird. Die Lösung des Problems erhält man dadurch, dass mehrere therapeutisch wirksame Signale einzeln angewandt oder miteinander kombiniert werden können,   z. B.   



  Ultraschall, elektrisches Feld, magnetisches Feld, elektromagnetisches Feld, Wärme oder Kälte und Reizstrom. Die einzelnen Signalstärken können variiert und manuell eingestellt werden. Alle Therapiesignale werden von einem einzigen multifunktionalen Abstrahlkopf 1 abgegeben. Derselbe Abstrahlkopf 1 kann ferner einen Sensor enthalten, welcher die Reaktion des Körpers auf die eingestrahlen Therapiesignale feststellt oder einen Sensor resp. eine Detektionseinrichtung, welche feststellt, ob das Gerät die Therapiesignale in die Luft oder in einen zu therapierenden Körper abstrahlt. 



  Die wesentlichen Merkmale des erfindungsgemässen Gerätes sind im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 beschrieben, bevorzugte Ausführungsformen in den abhängigen Patentansprüchen. Zum erfindungsgemässen Gerät wird ferner eine Ladestation gemäss Patentanspruch 18 beansprucht. 



  Ein weiteres zu lösendes Problem besteht darin, den Energieverbrauch soweit zu 

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 reduzieren, dass das Gerät für mehrere therapeutische Sitzungen unabhängig von einer externen Energiequelle betrieben werden kann. Dies schränkt die Auswahl der zur Therapie möglichen therapeutisch wirksamen Signale ein, und bedingt eine optimale Umwandlung der zur Verfügung stehenden Energie in therapeutische Felder. Insbesondere für Ultraschall war es bisher nicht möglich, Therapiegeräte netzunabhängig zu betreiben. 



  In der Fachliteratur werden Signalstärken therapeutischer Ultraschall-Geräte von 0. 05 bis   0. 4 W/cm2 als   niedrig,   0, 8   bis 3 W/cm2 als hoch bezeichnet. Therapeutische Geräte beginnen bei tiefen Frequenzen (10 kHz) mit   0. 1 mW/cm2,   wobei die Wirkung von Ultraschall mit steigender Frequenz   proportional 1/f1/2abnimmt.   



  Die grössten therapeutisch verwendeten   Signalstärken   liegen bei 10 MHz bei 500   mW/cm2,   bei 1 MHz im Bereich bis 2   W/cm'Die   gängige Theorie der Heilwirkung von Ultraschall beruht auf der Annahme, dass mit Ultraschall eine lokale Erwär- 
 EMI2.1 
 webes zu bewirken. Die eigenen medizinischen Tests zeigten jedoch, dass entgegen der herrschenden Lehrmeinung auch mit Signalstärken    < 1 mWjcm2   bei 1 MHz noch Schmerzlinderung bewirkt wird. Die minimal abgebbare UltraschallLeistung von   0. 05 mW/cm2   bewirkt auch ohne die Verwendung eines Gels noch eine Schmerzreduktion. Da unerwünschte schmerzerzeugende Nebenwirkungen mit kleineren Therapiesignalstärken abnehmen, verbessert sich die Gesamtwirksamkeit des Gerätes sogar im Bereich kleiner Signalstärken.

   Dieser überraschende nicht lineare Effekt erlaubt es, Ultraschall Handgeräte auch ohne Stromanschluss zu betreiben. 



  Das Aufladen der Batterien erfolgt in einer Ladestation,   z. B.   durch induktive Energieübertragung. Dieselbe Ladestation kann jedoch auch zur Steuerung des Handgerätes und als Interface zu einem PC eingesetzt werden. Es zeigen : Fig. 1 Schematische Ansicht eines Handgerätes, Fig. 2 Gesamtansicht des Handgerätes gemäss einem   Ausführungsbeispiel   der Erfindung, Fig. 3 Schnitt durch das Handgerät nach Fig. 2, Fig. 4 Detailschnittansicht durch den Abstrahlkopf 1 mit einem externem
Peltierelement 25, Fig. 5 Schnitt durch den Abstrahlkopf 1 mit einem internem Peltierelement
25, 

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Fig. 6 Schnitt durch den Abstrahlkopf 1 mit Flüssigkeitskühlung, 
Fig. 7 a) - c) Beispiele von möglichen Elektrodenanordnungen, Fig. 8 Detailansicht des Abstrahlkopfes 1 Fig. 9 Abstrahlkopf 1 mit integriertem Sensor. 



  Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines auswechselbaren Abstrahlkopfes 1 eines Handgerätes zur Abstrahlung von Ultraschalltherapiesignalen. Ein Schwingelement 3 sendet Ultraschallsignale durch eine Membran 2 eines Abstrahlkopfes. Für die elektrische Ansteuerung des Schwingelementes genügt im Prinzip eine Kontaktfeder 6, welche über eine Kontaktplatte 5 und einen nicht gezeichneten unteren Verbindungsdraht das Schwingelement ansteuert. Der Stromkreis wird über die elektrisch leitende Wand des Abstrahlkopfes geschlossen. Der Abstrahlkopf kann an einem Griffteil angeschraubt werden. 



  In der schematischen Gesamtansicht gemäss Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Achse des Abstrahlkopfes zur Achse 16 des Handgriffs 15 des Griffteils einen von   90    verschiedenen Winkel einschliessen kann. Je nach bevorzugter Anwendung kann der Winkel kleiner oder grösser   als 900   sein. 



  Gemäss Figur 3 ist im Griffteil des Handgerätes Platz für die Batterien oder Akkumulatoren 10 vorgesehen. Bei Bedarf kann das Gerät jedoch auch mit einem grösseren externen Batteriepaket, welches an einem Gurt oder Schulterriemen getragen werden kann, verbunden werden. Für stationäre Anwendungen sind auch externe   Netzteile   vorgesehen. Bei externem Netzteil kann die Energieübertragung induktiv erfolgen, so dass auch bei Anwendungen in der Badewanne oder im Wasserbad keine stromführenden Teile eine Gefahr für den Anwender darstellen können. Die Induktionsspulen 11 befinden sich im Griffende des Gerätes. Damit können allfällige Dichtungsprobleme umgangen werden. 



  Wird anstelle des auswechselbaren Abstrahlkopfes 1 ein nicht auswechselbarer Kopf verwendet, so können Kontaktfeder 6 und Kontaktplatte 5 entfallen. Der Griffteil muss ferner nicht wie in den schematischen Figuren 2 und 3 gerade und kegelförmig sein, er kann auch eine geschwungene Form aufweisen. Er muss nur 
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 computermausförmigen Handgerät möglich ist. 



  Im Griffteil des Behandlungsgerätes befindet sich die Steuerelektronik 14. Diese umfasst insbesondere die   Ein-/Aus-Schalter   12 für Ultraschall, Reizstrom und Wärme, resp.   Kälte,   elektrisches, magnetisches und/oder elektromagnetisches Feld. Die Steuerelektronik 14 kann als integrierte Schaltung oder als   Mikropko-   

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 zessor aufgebaut sein. Ein Speicher für die Aufzeichnung von Therapieparame- tern erlaubt es   z. B.   einem Sporttrainer, die Behandlungsparameter für verschie- dene Probanden zu speichern und systematisch auszuwerten. In der einfachsten
Ausführung können die vorhandenen Therapiesignale nur ein-oder ausgeschaltet werden. In der Komfortversion können alle Therapiesignale in verschiedenen
Energiestufen angewandt werden.

   In einer Ausführungsform sind mehrere
Leuchtdioden 13 als Signalanzeigen im Handgriff 15 eingebaut. Je eine der
Leuchtdioden 13 zeigt die abgestrahlte Energieform an. Zusätzlich kann die Be- handlungsdauer voreingestellt werden. Der integrierte Timer läuft jedoch nur dann, wenn die integrierten Sensoren Kontakt mit dem zu therapierenden Körper feststellen. Bei Unterbruch zeigt die eingebaute Leuchtdiode 13 des Timers ein Stillstehen des Timers an und die Leuchtdiode des blockierten Signals blinkt. Bei längerem Unterbruch,   z. B.   wenn die Ultraschall-Ankopplung ungenügend ist, so dass die Ultraschallenergie nur teilweise in den Körper eingestrahlt werden kann, wird zudem ein akustisches Warnsignal abgegeben. 



  In einer alternativen Ausführungsform sind alle Steuerelemente in einer Ladestation untergebracht. Das Handgerät besitzt höchstens noch einen Ein/Aus-Schalter 12. Die Anwahl der verschiedenen Therapiesignalkombinationen erfolgt an der Ladestation, welche   z. B.   optisch oder elektrisch den Mikroprozessor im Handgerät ansteuert. Im Ladebetrieb werden von der Ladestation die im Handgerät untergebrachten Akkumulatoren 10 über induktive Kopplung aufgeladen. 



  Die Fig. 4,5, 6 zeigen Details aus   Abstrahlköpfen   1 mit eingebauter Heizung, resp. Kühlung mit Peltierelementen. Die Kälte kann in der Nähe der Membran erzeugt werden oder über   Kühlgänge   26 der Membran zugeführt werden. Handgeräte ohne Kühlung können selbstverständlich auch   Ohm'sche   oder HalbleiterHeizelemente aufweisen. 



  Die Fig. 7a, 7b, 7c zeigen Beispiele unterschiedlicher Formen von Elektrodenanordnungen für die Reizstromtherapie und die Therapie mit elektrischen Feldern. 



  Die Eindringtiefe der Therapiesignale in den Körper hängt sowohl von der Elektrodenanordnung (Sektoren 29, Kreisringe 30, Kreiselektroden 31, mit externer 2. 



  Elektrode, usw.) als auch von der Ansteuerung,   d. h.   von den gewählten   Polari-   täten für die einzelnen Teilelektroden ab. 



  Figur. 8 zeigt eine schematische Detailansicht einer möglichen Montage eines Piezokristalles als Schwingelement 3. Insbesondere die Materialdicken sind nicht massstäblich dargestellt. 



  Fig. 9 zeigt ferner einen schematischen Querschnitt durch einen Abstrahlkopf 3 mit integriertem Sensor. Dieser Kopf unterscheidet sich von den anderen Köpfen nach Fig.   1 - 6   dadurch, dass die Elektroden 7a und 7b für die Therapie mit 

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 elektrischen Feldern sich innerhalb des Abstrahlkopfes befinden. Dieselben
Elektroden können auch als Sensorelektroden verwendet werden. Dieser Ab- strahlkopf zeichnet sich ferner dadurch aus, dass eine Spule vorgesehen ist für die Erzeugung des magnetischen Feldes, wobei die Anordnung dergestalt ausge- führt ist, dass möglichst wenige diskrete Bauteile zusammengesetzt werden müssen, damit der Kopf alle gewünschten Funktionen erfüllen kann. 



   Als aktives piezoelektrisches Schwingelement 3 wird mit Vorteil eine Piezokera- mik verwendet. Piezokeramik hat gegenüber Folien den Vorteil, dass sie bessere
Resonanzschwingungen aufweist, so dass die Optimierung des gesamten Ab- strahlkopfes 1 einfacher ist. Die Grundfrequenz der Keramik liegt typischerweise zwischen 0. 8 und 4 MHz. Es können aber auch Schwingelemente 3 mit Frequenzen zwischen 0. 5 MHz und 10 MHz verwendet werden. Die bekannten Geräte mit höheren Frequenzen bis 100 MHz dienen meistens nicht therapeutischen, sondern diagnostischen Zwecken. 



  Das Schwingelement 3 wird mit einem leitenden Kleber an der Membran 2 des Abstrahlkopfes 1 montiert. Der Kleber kann vier Funktionen erfüllen : 1. Er fixiert das Schwingelement 3 an der Membran 2 des Abstrahlkopfes 1 2. Er   ermöglicht   den elektrischen Kontakt zur unteren Elektrode 9 des schwingenden Elementes 3 3. Er bildet als Vergussmasse 4 das Dielektrikum 8 zur akustischen Impedanzanpassung des Schwingelementes 3 an die Membran 2 4. Als dämpfendes Medium 19 beeinflusst er die Eigenfrequenzen des Schwingelementes 3 und die Ultraschallabstrahlung parallel zur Membran 2 und vertikal von der Membran 2 weg. 



  In einer besonderen Ausführungsart garantieren eine oder mehrere Erhöhungen 20 auf der Membran 2, dass die Dicke der Vergussmasse 4 überall dem Sollwert entspricht. Durch die chemische Zusammensetzung, angepasste Dicke und Beimengungen bildet die Vergussmasse 4 eine Lambda/4-Schicht, welche die Impedanzanpassung des Schwingelementes 3 an die Membran 2 des Abstrahlkopfes 1 und an die Haut des Anwenders gewährleistet. Als Beimengung kann   z. B.   ein Pulver aus Metallstab, Keramik oder Glas verwendet werden. Der Leitkleber 22, die Vergussmasse 4 und das dämpfende Medium 19 können aus demselben Material sein, das je nach Stelle im Abstrahlkopf 1 andere Funktionen erfüllt. 



  Da bei der Ultraschall-Schwingung keine makroskopisch feststellbare Verformung der Membran 2 auftreten muss, kann auch eine relativ dicke Platte,   z. B.   von 1 mm Dicke, als Membran 2 verwendet werden. Wichtig ist nur, dass der Ultra- 

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 schall die Membran 2 ohne wesentliche Dämpfung durchdringen kann. Die äus- sere Seite der Membran 2 kann ferner als Kugelkalotte ausgebildet sein, so dass der Kontakt mit der Oberfläche des zu behandelnden Körpers immer in einem
Teil der Membran 2 gewährleistet ist. 



   Die dem Körper des Anwenders zugewandte Seite der Membran 2 kann ebenfalls mit einer Lambda/4 Schicht 21 bedeckt sein, so dass die Übertragung der Ultra- schallenergie von der Membran 2 auf einen Körper optimiert ist. 



   Die obere Elektrode des Schwingelementes 3 wird mit einem leitenden Kleber 22 oder mit einer Feder 6 kontaktiert. Dadurch wird vermieden, dass wie beim Löten ein toter Punkt entsteht, an dem das Piezomaterial wegen Überhitzung seine pie- zoelektrische Eigenschaft verloren hat. 



   Die Rückseite des Schwingelementes 3 wird in eine Vergussmasse 4 aus Kunststoff, Epoxy oder Araldit eingebettet. Dadurch ist die Keramik gegen mechanischen Schock geschützt und die nach rückwärts abgestrahlten Ultraschallwellen werden gedämpft. 



  In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Seiten einer kreisrunden Piezokeramik nicht gerade, sondern doppelt facettiert geneigt (vgl. Fig. 8). Bei kreisförmigen Schwingelementen 3 befindet sich der grösste Kreisumfang gerade auf halber Höhe. Die Keramik ist zudem zur Dämpfung der unerwünschten Längsschwingungen seitlich in der Vergussmasse 4 gelagert. 



  Durch diese Massnahmen wird erreicht, dass das   Schwingelement   3 mit einer einzigen Frequenz schwingt und bei minimalem Energieverlust ein Maximum an Ultraschallenergie mit der schwingenden Membran 2 abgestrahlt werden kann. 



  Alternativ kann das Schwingelement 3 so aufgebaut und montiert werden, dass es ein möglichst breites Schwingspektrum ohne scharfe Resonanzen umfasst, so dass die abgegebenen Signalfrequenzen   z. B.   durch den Mikrocontroller ohne Änderung des mechanischen Aufbaus angepasst werden können. 



  Ein Teil der mit dem Handgerät behandelbaren Schmerzen wird durch den Einfluss von Wärme gelindert, ein Teil durch den Einfluss von Kälte. Diesem Sachverhalt kann dadurch Rechnung getragen werden, dass als   Heiz- und Kühlele-   ment ein Peltierelement 25 Verwendung findet. Um im   Kühimodus   die durch die Elektronik und das Ultraschallelement erzeugte Wärme abzuführen, wird mit einer Mikropumpe ein   Kühlmedium   durch   Kühigänge   26 gepumpt. Als kühlende Fläche kann zum Beispiel die Oberfläche des Abstrahlkopfes 1 oder des Handgriffs 15 benutzt werden.

   Die maximale Heiztemperatur liegt bei 40 C, die tiefste Temperatur der Membran 2 bei   5 C.   Wenn auf die Kühlung verzichtet wird, so kann als Heizelement ein Widerstand oder ein Halbleiter eingesetzt werden. 

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   Das ganze Handgerät soll wasserdicht ausgeführt sein. Dadurch wird erreicht, dass auch Massagen in der Badewanne zugelassen werden können. Die Aufla- dung des fest eingebauten Akkumulators 10 geschieht induktiv von einer Lade- station. Im Netzbetrieb wird ebenfalls nur eine induktive Kopplung über die In- duktionsspulen 11 erstellt. Bei Betrieb mit einem externen Akkumulatorpaket muss die Gleichspannung erst transformiert werden, bevor sie auf das Handgerät übertragen werden kann. 



   Die Ultraschall-Leistungsabgabe erfolgt mit Vorteil moduliert. Die Modulation kann Sägezahn-, Rechteck- oder Sinus-förmig sein. Ein einzelnes Impulspaket kann nur einen einzigen Ultraschall-Impuls oder eine Vielzahl von Impulsen umfassen. Die Burstdauern reichen ab 300 Nanosekunden (bei 3 MHz Ultraschall) bis 1 s. Typischerweise folgt auf ein Paket eine Pause von derselben Dauer,   d. h.   der Dutycycle beträgt in der Regel 50% oder mehr. Dadurch wird einerseits eine längere Einsatzdauer im netzunabhängigen Betrieb ermöglicht, anderseits der Gefahr von Gewebeschädigungen bei unsachgemässem Einsatz vorgebeugt. Es sind aber auch ein Bereich von 10% bis 75% oder eine kontinuierliche Einstellbarkeit von 0% bis 100% denkbar. Aus demselben Grund kann die maximale abgestrahlte Ultraschallintensität auf 80 mW/cm2 beschränkt werden.

   Die minimale abgestrahlte Ultraschallintensität beträgt   0. 05 mW/cm2.   



  Wird die Membran 2 während der Behandlung vom Körper abgehoben, so werden die erzeugten Ultraschallwellen an der Grenze Membran   2'- Luft grösstenteils   reflektiert. Dies kann von der Steuerelektronik 14 detektiert werden. Die Leuchtdiode 13, welche Abstrahlung von Ultraschallwellen anzeigt, beginnt sofort zu blinken und der Timer für die Behandlungsdauer wird angehalten. Nach 10 s ertönt ein akustisches Warnsignal und nach weiteren 10 s wird das Behandlunggerät automatisch abgestellt. Bei Geräten, welche für einen Einsatz ohne die Verwendung eines Gels konzipiert sind, kann dieses Feature deaktiviert oder nicht vorhanden sein. 



  Die Einstellung der Intensität, d. h. der Spannung oder des Stromes, in der Reizstromtherapie kann nur individuell erfolgen : Eine Spannung, die der eine Anwender mit trockener Haut noch als kaum spürbar bezeichnet, wird durch einen anderen Anwender mit feuchter Haut bereits als unangenehm beschrieben. Es ist deshalb in der Reizstromtherapie üblich, weder die eingesetzte Spannung, noch den Strom genau zu spezifizieren. Vielmehr wird es dem Anwender überlassen, den für ihn passenden Bereich auszuwählen. Die   Regelelektronik   für die Reizstromtherapie gewährleistet nur, dass beim Absetzen und erneuten Kontaktieren des Körpers keine unangenehmen oder gar zu gesundheitlich bedenklichen Stromstärken führenden Spannungen auftreten. 



  Die für die Reizstromtherapie abgegebenen   Stromstärken   liegen vorzugsweise im 

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Bereich 0. 1, 1 oder 10 mA. 



  Analog wie beim Ultraschallsignal führt eine schlechte Kontaktierung nach 3 s zu einem Blinken einer der Signalanzeigen 13, nach 10 s wird das Gerät abgeschaltet. 



   Beim Einsatz unter Wasser ist die Reizstromtherapie nicht möglich. Die Reizstromelektroden (28,29, 30,31) würden über das Wasser kurzgeschlossen. Auch in diesem Fall blinkt zuerst eine der Signalanzeigen 13 während 3 sec. Nach
10 sec wird das Signal automatisch abgestellt. 



  Als zusätzliches Merkmal kann die, durch die Anregung des piezoelektrischen Schwingelementes 3 erzeugte elektro-magnetische Strahlung nur teilweise abgeschirmt werden. Damit ist eine Stimulation des zu behandelnden Gewebes mit elektromagnetischen Feldern möglich. Dazu wird zum Beispiel das Gehäuse des Abstrahlkopfes 1 abschirmend ausgeführt mit Ausnahme des membranseitigen Endes. Diese Membranseite kann teilweise aus nicht abschirmendem Material bestehen, so dass in Teilbereichen die elektromagnetische Abstrahlung ungehindert austreten kann, oder die Abschirmung kann weniger effizient sein, so dass   grossflächig   eine gedämpfte Strahlung austritt.

   Die Flussdichte des magnetischen Feldes bewegt sich bevorzugt in der Grössenordnung 1, 10 oder 100   J. 1T.   Für die elektrische Feldstärke wird eine Grössenordnung von 0. 5, 1, 2 oder 4 V/m vorgeschlagen. Für die Abstrahlung der Felder können eine Antenne, eine Spule 33, eine Kondensatorplatte, eine Folie oder zwei Kreiszylinderelektroden 7a, 7b im Kopfteil integriert sein, so dass je nach Ausführungsform die elektrischen, magnetischen oder elektromagnetischen Felder einzeln oder kombiniert abgestrahlt werden können. 



  Ferner können im Kopfteil Sensoren integriert sein, welche die Reaktion des be-   handelen   Körpers auf die eingestrahlten Therapiesignale feststellen. Als mögliche einfache Ausführungsform werden zwei zylinderförmige Elektroden 7a, 7b vorgeschlagen, welche die anderen Komponenten des Abstrahlkopfes 1 umgeben. Dieselben zwei Elektroden 7a, 7b können auch für die Erzeugung des elektrischen Feldes genutzt werden. 



  Der Durchmesser der Ultraschall abstrahlenden Membran 2 beträgt in der kleinen Form 5 oder 10 mm, in der grossen Form 30 mm. Die kleine Ausführungsform empfiehlt sich   z. B.   für die Behandlung von Gelenken, verstauchten Fingern oder Zehen, die grosse Ausführungsform für die Behandlung von grösseren, flachen Körperpartien. In der einfachsten Ausführungsform wird für die Ultraschallanregung eine einzelne Keramik als Schwingelement 3 genommen. Um die Fokussierbarkeit der in den Körper eindringenden Ultraschallwellen zu ermöglichen, können mehrere konzentrisch angeordnete Ringkeramiken oder eine Anordnung 

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 von mehreren Kreiselektroden 31 eingesetzt werden. 



   Der Winkel 0 zwischen der Achse des Schallkopfes und der Achse des Handgriffes
15 kann 900 oder weniger oder mehr als 900 betragen, je nach bevorzugter Ver- wendungsart des Gerätes : Für die Behandlung des eigenen Rückens oder für den
Körper einer anderen Person ist nicht derselbe Winkel ideal. In der   Medizinal-   ausführung ist der Winkel einstellbar. Wenn der Schallkopf kugelförmig ausgestaltet ist, dann ist der Kontakt der kugelkalottenförmigen Membran 2 automatisch in einem gewissen Winkelspielraum gewährleistet. 



  Für die Kontaktierung des Schwingelementes 3 kann ein Federbeinstift, eine Spiral-Kontaktfeder 6 oder ein einfacher Kontaktdraht 23 eingesetzt werden. Bei Verwendung einer Kontaktplatte 5 auf dem dämpfenden Medium 19 wird der Kontaktdraht 23 zweigeteilt   z. B.   in einen oberen und einen unteren Verbindungsdraht 17, resp. 18. Die Kontaktierung am Schwingelement 3 kann mit einfachem mechanischem Kontakt, mit einem leitenden Kleber 22 oder durch Löten erfolgen. Der leitende Kleber 22 verbindet den Vorteil des sicheren Kontaktes und der Temperaturbeständigkeit. Beim Löten muss entweder ein tief schmelzendes Lot mit geringer Temperaturbeständigkeit verwendet werden, oder es muss eine lokale Depolarisation des Piezoschwingelementes 3 in Kauf genommen werden. 



  Alle vom Handgerät abgegebenen Therapiefelder ausser dem thermischen Signal können direkt von der Schwingungsfrequenz des Piezoelementes abhängen oder über einen Frequenzteiler herabgesetzt sein. Sie können ferner gar nicht oder mit 1, 30,50 oder 100 Hz moduliert werden. 



  Bei gleichzeitiger Abgabe verschiedener Therapiesignale sind deren definierte Frequenzen, Intensitäten und Signalformen in ihrer Kombination optimal aufeinander abgestimmt, so dass maximale Wirksamkeit erreicht wird. 



  Die Ladestation dient dazu, die Batterien 10 des Handgerätes wieder aufzuladen. Sie kann jedoch noch weitere Aufgaben übernehmen. Insbesondere kann sie so ausgestaltet sein, dass die Therapiesignalparameter an der Ladestation eingestellt und optisch oder elektromagnetisch an das Handgerät übermittelt werden können. Anderseits können Signale eines im Handgerät integrierten Sensors von der Ladestation ausgelesen und bei Bedarf ausgewertet oder an einen PC übermittelt werden. Die Ladestation funktioniert dann als Steuereinheit oder als Interface. 

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   1. Abstrahlkopf
2 Membran
3 Schwingelement 4 Vergussmasse
5 Kontaktplatte 6 Kontaktfeder 7a 1. Elektrode für das   E-Feld,   äussere Kreiszylinderelektrode, Messelektrode 7b 2. Elektrode für das   E-Feld,   innere Kreiszylinderelektrode, Messelektrode 8 Dielektrikum 9 untere Elektrode 10 Batterie oder Akkumulator 11 Induktionsspulen für die Aufladung 12   Ein (Aus Schalter   13 Signalanzeigen,

   Leuchtdioden 14 Steuerelektronik 15 Handgriff 16 Handgriffachse 17 oberer Verbindungsdraht 18 unterer Verbindungsdraht 19 dämpfendes Medium 20 Erhöhungen 21 Lambda/4 Schicht 22 Leitkleber 23 Kontaktdraht 

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 24 Seitenfläche 25 Peltierelement 26 Kühlgänge 27 Isolationsschicht 28 Reizstromelektrode 29 Sektoren 30 konzentrische Kreisringe 31 Kreiselektroden 32 dielektrischer Distanzhalter 33 Spule für das magnetische Therapiesignal

Claims (1)

1. ANSPRÜCHE 1. Handgerät mit einem Handgriff (15) und einem Abstrahikopf (1) zum Ab- strahlen von Ultraschallwellen, wobei in einem Gehäuse des Abstrahlkopfes (1) als aktives piezoelektrisches Schwingelement (3) ein Piezokristall, eine Piezokeramik oder eine piezoelektrische Folie an der Rückseite einer Membran (2) montiert ist, wobei das Handgerät unabhängig von einer ex- ternen Energiequelle betreibbar ist, mit einem Timer, um die Behandlung- dauer voreinzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass das membransei- tige Ende des Gehäuses des Abstrahlkopfes (1) für weitere definierte Thera- piefelder, insbesondere für elektrische oder magnetische oder elektromag- netische Felder teilweise oder vollständig durchlässig ist und dass im Kopf eine Folie, eine Platte,

   Ringelektroden oder Zylinderförmige Elektroden (7a, 7b), bzw. eine Spule (33) oder eine Antenne für die Abstrahlung des elektri- schen, oder des magnetischen oder des elektromagnetischen Feldes integ- riert sind. EMI12.1 eine beliebige Temperatur geregelt werden kann, oder dass die Membran- temperatur auf eine beliebige Temperatur zwischen normaler Körpertem- peratur und 50C geregelt werden kann 3. Handgerät gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizelement ein Widerstand oder ein Halbleiter, oder zum Heizen und Küh- len ein Peltierelement (25) vorgesehen ist, welches innen oder aussen di- EMI12.2 wenn das Gerät arbeitet.

   4. Handgerät gemäss einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass es auch für Reizstromtherapie geeignet ist und dass die Membrane (2) eine elektrisch leitende Oberfläche hat, als eine Reizstromelektrode (28,29, 30,31), wobei eine Elektronik vorgesehen ist für eine Strom- oder für eine Spannungsregelung.

   5. Handgerät gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Reizstromelektrode (28,29, 30,31) als konzentrischer Kreisring (30) <Desc/Clms Page number 13> oder als Fläche um die Membrane (2) ausgebildet ist, oder dass ringförmig um die Membrane (2) angeordnete Stiftelektroden als zweite Reizstrom- elektroden (28) verwendbar sind, oder dass als zweite Reizstromelektrode eine oder mehrere externe Reizstromelektroden verwendbar sind.

   6. Handgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass erste und zweite Reizstromelektroden (28) als Teilbereiche der Membran (2) ausgebil- det sind und dass diese Teilbereiche als Sektoren (29), als konzentrische Kreisringe (30) oder als eine Anordnung von Kreiselektroden (31) ausgebil- det sind.

   7. Handgerät nach einem der Ansprüche 4 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromstärke für die Reizstromtherapie im Bereich von 0 bis 500 mA, insbesondere 10 bis 100 mA oder von 0. 1 bis 10 mA regelbar ist, wobei einzelne abgegebene elektrische Pulse rechteck-, dreieck- oder sinusförmige Form haben, als einzelne oder in Bursts abgegebene Pulse.

   8. Handgerät nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass als aktives Schwingelement (3) eine Piezokeramik ausgebildet ist und die abgestrahlte Ultraschallintensität im Bereich 0. 05 bis 1000 mW/cm2, insbesondere im Bereich 0. 5 bis 200 mW/cm2 oder im Bereich 10 bis 80 mW/cm2 liegt und/oder das aktive Schwingelement (3) mit einem Leitkle- ber (22) an der Membran (2) montiert ist und/oder eine Vergussmasse (4) eine Lambda/4-Schicht zwischen dem Schwingelement (3) und der Memb- ran (2) bildet und/oder das Schwingelement (3) eine doppelt facettierte Seitenfläche aufweist (24), die Ultraschallintensität kontinuierlich oder mit einem Sägezahn, einem Rechteck oder einem Sinus moduliert abgestrahlt wird und/oder die Rückseite des Schwingelementes (3) in ein dämpfendes Medium (19) eingebettet ist,

   und/oder die einem Körper des Anwenders zugewandte Seite der Membran (2) ebenfalls mit einer Lambda/4 Schicht (21) vergütet ist.

   9. Handgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Energiequelle ein externes Netzteil oder Batte- riepaket vorgesehen ist, dass das Handgerät auch unter Wasser einsetzbar ist und/oder dass der Abstrahlkopf 1 um eine quer zur Handgriffachse 16 verlaufende Achse kippbar ist, dass bei fehlender Ultraschall- oder Feldan- kopplung an einen Körper die Therapiesignalabgabe auf das Minimum redu- ziert, der Timer angehalten und/oder ein akustisches, oder ein optisches Warnsignal abgegeben wird.

   10. Handgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke des abgebbaren elektrischen Feldes 0 V/m oder 0. 5 bis 4 <Desc/Clms Page number 14> V/m, insbesondere 1 bis 2 V/m, die Flussdichte des abgebbaren magneti- schen Feldes 0 T, 1 bis 100 T, insbesondere 1 bis 10 T beträgt.

   11. Handgerät nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Therapiefelder von ausserhalb des Handgerätes akti- viert, gesteuert oder geregelt werden.

   12. Handgerät nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Therapiefelder gleich oder unterschiedlich moduliert sind, insbe- sondere mit 1, 30,50 oder 100 Hz.

   13. Handgerät nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfrequenz der abgegebenen elektrischen, magnetischen oder elektromagnetischen Felder durch Frequenzteilung oder Vervielfachung aus der Frequenz eines Quarzsignales gewonnen wird oder durch einen Mikro- controller vorgegeben wird.

   14. Handgerät nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Abstrahikopf (1) ein Sensor integriert ist.

   15. Handgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor zwei kreiszylinderförmige Messelektroden (7a, 7b) umfasst, welche die an- deren Komponenten des Abstrahlkopfes (1), wie z. B. das genannte Schwingelement (3), die genannte Spule (33) und die genannte Platte, um- gibt und die Impedanz des behandelten Körpers misst.

   16. Handgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die kreiszylinderförmigen Messelektroden (7a, 7b) auch als Antenne für die Ab- strahlung des elektrischen Feldes dienen.

   17. Ladestation zu einem Handgerät nach einem der Ansprüche 1-16 zur Ener- gieversorgung des Handgerätes.

   18. Ladestation nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie von der Ladestation zum Handgerät induktiv übertragen wird und dass die Therapiesignalparameter an der Ladestation eingestellt und optisch oder elektromagnetisch an das Handgerät übermittelbar sind.

   19. Ladestation nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeich- net, dass es zur Datenübertragung vom und zum Handgerät eingerichtet ist.