Stand der Technik
[0001] Geräte für Ultraschall-, Elektro- oder Magnetotherapie, sind häufig nur geeignet für therapeutische Anwendungen durch einen Arzt oder ausgebildetes Therapiepersonal. Dementsprechend sind sie relativ teuer und mit zahlreichen Features ausgerüstet, die in der Hand eines Laien bei unsachgemässem Gebrauch mehr Schaden anrichten, als sie nützen. Bedingt durch die Komplexität ihrer Einsatzmöglichkeiten bestehen diese Geräte im Allgemeinen aus einem Anwendungsteil und einem mit dem Anwendungsteil über ein Kabel verbundenen Steuerteil, welches als Tischgerät oder gar als Schrank ausgebildet wird. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gerät zur Schmerzreduktion zu schaffen, welches auch unabhängig vom Stromnetz betrieben werden kann und bei welchem die gesamte Elektronik in einem einzigen Handy- oder Duschbrausen-artigen Gehäuse untergebracht ist.
Solche Geräte sind z.B. beschrieben in DE 1 001 706, PCT/CH02/00 183. Die meisten der Therapiegeräte sind zudem nicht in der Lage, alle drei Therapiesignale gleichzeitig aus einem einzigen Abstrahlkopf abzugeben.
Darstellung der Erfindung
[0002] Ziel der nachstehend beschriebenen Erfindung ist es deshalb, einen Abstrahlkopf zu schaffen, welcher aus möglichst wenigen Einzelteilen aufgebaut ist und alle drei erwähnten Therapiesignale einzeln oder gleichzeitig und unabhängig voneinander einstellbar abgeben kann. Um den netzunabhängigen Betrieb zu gewährleisten, müssen der Abstrahlkopf und die Elektronik so gebaut sein, dass ein Maximum an Therapiesignal abgegeben wird, bei einem Minimum an aufgenommener elektrischer Energie.
Dies wird erreicht durch einen Abstrahlkopf gemäss Patentanspruch 1, welcher ferner z.B. in ein Gerät gemäss Patentanspruch 13 eingebaut werden kann.
[0003] Das Einsatzgebiet des erfindungsgemässen Gerätes liegt z.B. im Bereich von Wellness, Fitness, Kosmetik, Schmerzreduktion oder Antistressbehandlung. Das Therapiegerät ist gleichermassen geeignet für den Einsatz am eigenen Körper oder am Körper eines anderen Menschen oder eines Tieres.
[0004] Ein zu lösendes Problem besteht darin, die abgestrahlten Signale 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: Ultraschall, elektrisches Feld, magnetisches Feld.
Nicht in jedem Anwendungsfall ist die gleiche Signalkombination angebracht. Durch geeignete Elektronik oder mit einem Mikroprozessor im Geräteteil können die einzelnen Therapiesignalstärken optimiert werden. Wird ein Mikroprozessor verwendet, so kann durch Optimierung der einzelnen Signalstärken, resp. durch Abschalten der in einem speziellen Therapiefall wirkungslosen Signale, einerseits die Batterielebensdauer vergrössert werden, anderseits vom mechanischen Aufbau her im Wesentlichen identische Geräte für unterschiedliche Anwendungsfälle vorprogrammiert werden, sodass der Anwender ein für seinen Spezialfall optimiertes Gerät kaufen kann, ohne dass er bei der ersten Inbetriebnahme sich durch ein komplexes Manual mit Beschreibung der optimalen Parameterkombination durcharbeiten muss.
Das identische Gerät kann jedoch zusammen mit einer Programmiereinheit durch Therapeuten für die verschiedensten Therapien verwendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0005]
<tb>Fig. 1<sep>Gesamtansicht eines Handgerätes gemäss Stand der Technik
<tb>Fig. 2<sep>Schematische Gesamtansicht des Abstrahlkopfes
<tb>Fig. 3<sep>Schematischer Schnitt durch den Abstrahlkopf
<tb>Fig. 4<sep>Explosionszeichnung des Abstrahlkopfes
<tb>Fig. 5<sep>Schematischer Schnitt durch eine zweite Ausführungsform des Abstrahlkopfes
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
[0006] In der Nähe des Abstrahlkopfes 3 des Behandlungsgerätes befindet sich die Steuerelektronik. Diese umfasst insbesondere die Ein-/Aus-Schalter für die Therapiesignale: Ultraschall, elektrisches Feld und magnetisches Feld. In der einfachsten Ausführung können die vorhandenen Therapiesignale nur ein- oder ausgeschaltet werden. In der Komfortversion können alle drei Therapiesignale einzeln oder in beliebiger Kombination, auf verschiedenen Energiestufen angewandt und mit unabhängigen Frequenzen und Signalformen moduliert werden.
[0007] Für die Erzeugung von Ultraschall wird als aktives piezoelektrisches Schwingelement mit Vorteil ein Piezokristall 7 verwendet.
Ein Piezokristall hat gegenüber Piezofolien den Vorteil, dass er bessere Resonanzschwingungen aufweist, sodass die Optimierung des gesamten Abstrahlkopfes 3 einfacher ist. Die Grundfrequenz des Kristalls liegt typischerweise bei 0.8, 1, 2 oder 4 MHz. Es können aber Schwingelemente mit Frequenzen zwischen 0.5 MHz und 4 MHz verwendet werden. Die bekannten Geräte mit höheren Frequenzen bis 100 MHz dienen meistens nicht therapeutischen, sondern diagnostischen Zwecken.
[0008] Das Schwingelement 7 wird mit einem leitenden Kleber oder einer Lötverbindung an der Membran 2 des Abstrahlkopfes 3 montiert.
Der Kleber oder die Lötverbindung haben zwei Funktionen:
1. : Sie fixieren das Schwingelement 7 an der Membran 2 des Abstrahlkopfes 3
2. : Sie ermöglichen den elektrischen Kontakt zur unteren Elektrode des Schwingelementes 7
[0009] Ein Absatz 9 oder eine oder mehrere Erhöhungen auf der Membran 2 des Abstrahlkopfes 3 garantieren, dass die Dicke der Vergussmasse 8 überall dem Sollwert entspricht. Durch die chemische Zusammensetzung, angepasste Dicke und Beimengungen bildet die Vergussmasse eine n*lambda /4-Schicht, welche die Impedanzanpassung des Schwingelementes 7 an die Membran 2 des Abstrahlkopfes 3 und an die Haut des Anwenders gewährleistet.
Als Beimengung kann z.B. ein Pulver aus Metallstaub, Keramik oder Glas verwendet werden.
[0010] Da bei der US-Schwingung keine makroskopisch feststellbare Verformung der Membran auftreten muss, kann auch eine relativ dicke Platte, z.B. von 1 mm Dicke, als Membran 2 verwendet werden. Wichtig ist nur, dass der Ultraschall die Membran ohne wesentliche Dämpfung und Reflexionen durchdringen kann.
[0011] Die dem Körper des Anwenders zugewandte Seite der Membran 2 kann ebenfalls mit einer lambda /4-Schicht 5 bedeckt sein, sodass die Übertragung der Ultraschallenergie von der Membran 2 auf einen Körper optimiert ist.
[0012] Die obere Elektrode kann ebenfalls mit einem leitenden Kleber kontaktiert werden. Dadurch wird vermieden, dass wie beim Löten ein toter Punkt entsteht, an dem das Piezomaterial wegen Überhitzung seine piezoelektrische Eigenschaft verloren hat.
Alternativ kann ein Lot mit tiefem Schmelzpunkt denselben Zweck erfüllen.
[0013] Die Rückseite des Schwingerelementes 7 kann samt dem elektrischen Anschluss in eine Vergussmasse aus Kunststoff, z.B. Epoxy-Kleber, eingebettet werden. Dadurch ist der Piezokristall 7 gegen mechanischen Schock geschützt und die nach rückwärts abgestrahlten Ultraschallwellen werden gedämpft.
[0014] Sind die Seiten des Piezokristalles 7 nicht gerade, sondern doppelt facettiert geneigt, so wird die seitliche Abstrahlung verringert. Bei kreisförmigen Schwingelementen befindet sich der grösste Kreisumfang gerade auf halber Höhe.
Der Kristall ist zudem zur Dämpfung der unerwünschten Längsschwingungen seitlich in einer Vergussmasse gelagert.
[0015] Durch diese Massnahmen wird erreicht, dass das Schwingelement 7 mit einer einzigen Eigenfrequenz schwingt und bei minimalem Energieverlust ein Maximum an Ultraschallenergie durch die schwingende Membran 3 abgestrahlt werden kann.
[0016] Das Schwingelement wird in einem Halter 20 eingebaut, der dann seinerseits mit den anderen Komponenten zusammengefügt wird.
[0017] Die Einrichtung 12 zum Abstrahlen des Magnetfeldes umfasst im Wesentlichen einen Spulenkörper 10 und die eigentliche Spule 11. Sie wird mit Vorteil koaxial zur Achse der ersten Einrichtung 6 montiert, so dass das eine Ende bündig auf der Membran 2 aufliegt. Als Spulenkörper kann ein separater Körper oder eine zylindrische Wand des Schwingelementhalters 20 verwendet werden.
Die Spule kann innerhalb oder ausserhalb der Wand gewickelt werden.
[0018] Die Einrichtung 22 zur Abstrahlung des elektrischen Feldes kann aus 2 diskreten, im Wesentlichen zylinderförmigen, elektrisch leitenden Körpern bestehen, zwischen denen ein dritter Körper als Dielektrikum 13 angeordnet ist. Zur Vermeidung von Wirbelströmen ist in beiden elektrisch leitenden Zylindern ein Schlitz 15 resp. 18 angebracht. Es ist aber auch möglich, dass die beiden leitfähigen Zylinder nur aus zwei dünnen leitfähigen Schichten auf einem Dielektrikumkörper bestehen. Als weitere Variante können eine Wand 21 des Halters der Ultraschallquelle oder der Spulenkörper 10 oder die Wandung 4 des Abstrahlkopfes als Elektrode genommen werden.
[0019] Werden diskrete Zylinder 14, 17 als Elektroden verwendet, so befindet sich in der oberen Stirnseite der Zylinder ein kleines Loch 16, 19.
Dieses Loch dient bei der Montage als Justierhilfe. Im zusammengebauten Zustand kann dasselbe Loch auch zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden verwendet werden.
[0020] Wird die äussere Elektrode 17 als Erdung genommen, so wirkt sie gleichzeitig als Abschirmung, sodass das elektrische Feld nicht seitwärts, sondern bevorzugt axial, d.h. in Richtung zum zu therapierenden Körper, abgestrahlt wird.
[0021] Die Wahl der verwendeten Komponentenanordnung wird einerseits durch physikalische Gesetze bestimmt resp. wie viel Streusignal, Wirbelstromverluste, gegenseitige Beeinflussung der drei Einrichtungen 6, 12, 22 tolerierbar sind. Anderseits sind bei diskreten Einrichtungen die Werkzeugkosten für die Herstellung der Teile geringer, da teilweise Standardkomponenten verwendet werden können.
Bei grossen Stückzahlen liegt das Optimum eher bei einer Variante mit höheren Werkzeugkosten aber weniger diskreten Komponenten, die zusammengesetzt werden müssen. Die physikalisch am einfachsten zu beherrschende Anordnung erhält man mit drei diskreten Einrichtungen 6, 12, 22 für die Abgabe von Ultraschall, Magnetfeld und elektrisches Feld, wobei die Ultraschalleinrichtung sich im Zentrum befindet, die elektrischen Elektroden 14, 17 die anderen beiden Einrichtungen 6, 12 umgeben und der Spulenkörper mit der Spule sich zwischen den beiden anderen Einrichtungen 6, 22 befindet. Bei Wahl eines geeigneten Materials kann dann der Halter 20 des Schwingelementes, das Dielektrikum 13, die äussere Wandung 4 des Abstrahlkopfes und die Membran 3 des Abstrahlkopfes einstückig ausgeführt sein.
[0022] Das ganze Gerät kann wasserdicht ausgeführt sein.
Dadurch wird erreicht, dass auch Massagen unter Wasser zugelassen werden können. Die Aufladung des fest eingebauten Akkumulators kann induktiv erfolgen. Netzbetrieb ist auch mit einer nur induktiven Kopplung über Induktionsspulen möglich.
[0023] Die Ultraschallleistungsabgabe erfolgt mit Vorteil moduliert. Die Modulation kann Sägezahn-, Rechteck- oder sinusförmig sein. Ein einzelnes Impulspaket kann nur einen einzigen US-Impuls oder eine Vielzahl von Impulsen umfassen. Die Burstdauern reichen ab 300 ns (bei 3 MHz US) bis 1 s. Typischerweise folgt auf ein Paket eine Pause von derselben Dauer, d.h. der Dutycycle beträgt in der Regel 50%. Dadurch wird einerseits eine längere Einsatzdauer im netzunabhängigen Betrieb ermöglicht, anderseits der Gefahr von Gewebeschädigungen bei unsachgemässem Einsatz vorgebeugt.
Es ist 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 100 m W/cm<2>, vorzugsweise 80 mW/cm<2>, beschränkt werden. Die minimale abgestrahlte Ultraschallintensität beträgt z.B. 0.05 mW/cm<2>.
[0024] Wird die Membran 2 während der Behandlung vom Körper abgehoben, so werden die erzeugten Ultraschallwellen an der Grenze Membran-Luft reflektiert. Dies kann von der Steuerelektronik detektiert werden. Eine LED, 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 Behandlungsgerät automatisch abgestellt.
[0025] Als zusätzliches Merkmal können die durch die Anregung des piezoelektrischen Schwingelementes erzeugten elektromagnetischen Felder nur teilweise abgeschirmt werden. Damit ist eine zusätzliche elektromagnetische Stimulation des zu behandelnden Gewebes möglich. Dazu wird zum Beispiel das Gehäuse des Abstrahlkopfes abschirmend ausgeführt, mit Ausnahme des membranseitigen Endes.
Diese Membranseite kann teilweise aus nicht abschirmendem Material bestehen, so dass in Teilbereichen die elektromagnetische Abstrahlung mehr oder weniger ungehindert austreten kann, oder die Abschirmung kann weniger effizient sein, sodass grossflächig eine gedämpfte Strahlung austritt.
[0026] Die Flussdichte des magnetischen Feldes bewegt sich bevorzugt in der Grössenordnung 1, 10 oder 100 MicroT. Für das elektrische Feld wird die Grössenordnung 0.5-4 V/m, insbesondere 1 oder 2 V/m vorgeschlagen. In der einschlägigen Fachliteratur finden sich ferner zahlreiche Vorschläge zur Modulation des elektrischen Feldes. Vorzugsweise wird die Norm für die Abgabe nicht ionisierender Strahlung (NSIV-Norm) eingehalten.
[0027] Für die Kontaktierung des Schwingelementes 7 kann ein Federbeinstift, eine Spiral-Kontaktfeder oder ein einfacher Kontaktdraht eingesetzt werden.
Die Kontaktierung kann mit einfachem mechanischem Kontakt, mit einem leitenden Kleber oder durch Löten erfolgen. Der leitende Kleber 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 in Kauf genommen werden.
[0028] Alle vom Handgerät abgegebenen Therapiesignale können unabhängig sein, oder direkt von der Schwingungsfrequenz des Piezoelementes abhängen oder über einen Frequenzteiler herabgesetzt sein.
Sie können ferner gar nicht oder z.B. mit 1, 30, 50 oder 100 Hz moduliert werden.
[0029] Der Abstrahlkopf kann ferner mit einer Haftvorrichtung versehen sein, z.B. einer Klebvorrichtung oder einer einem Saugnapf ähnlichen Vorrichtung, sodass er für die Therapiezeit selbständig auf dem Körper des Patienten haftet.
Bezugszeichenliste
[0030]
1. : Ultraschall-Therapiegerät
2. : Membran des Abstrahlkopfes
3. : Abstrahlkopf
4. : Wandung des Abstrahlkopfes
5. : n*lambda /4-Schicht,
6. : Ultraschalleinrichtung = erste Einrichtung
7. : Piezokristall, Schwingelement
8. : n*lambda /4-Schicht, Vergussmasse
9. : Absatz
10. : Spulenkörper
11. : Spule
12. : Einrichtung für das Magnetfeld = zweite Einrichtung
13. : Dielektrikum
14. : innere Elektrode = erste Elektrode
15. : Schlitz der inneren Elektrode
16. : Loch der inneren Elektrode
17. : äussere Elektrode = zweite Elektrode
18. :
Schlitz der äusseren Elektrode
19. : Loch der äusseren Elektrode
20. : Halter des Schwingelementes
21. : Wand des Halters
22. : Einrichtung für das elektrische Feld = dritte Einrichtung
23. : zylindrischer Teil des Spulenkörpers
State of the art
Devices for ultrasound, electro or magnetotherapy are often only suitable for therapeutic applications by a physician or trained therapy personnel. Accordingly, they are relatively expensive and equipped with numerous features that do more harm than good in the hands of a layman when used improperly. Due to the complexity of their applications, these devices generally consist of an application part and a control part connected to the application part via a cable, which is designed as a tabletop device or even as a cabinet. The aim of the present invention is to provide a device for reducing pain, which can also be operated independently of the mains and in which all the electronics are housed in a single cell phone or shower heads-like housing.
Such devices are e.g. described in DE 1 001 706, PCT / CH02 / 00 183. In addition, most of the therapy devices are not able to deliver all three therapy signals simultaneously from a single emitting head.
Presentation of the invention
The aim of the invention described below is therefore to provide a radiation head, which is constructed from as few items as possible and can deliver all three mentioned therapy signals individually or simultaneously and independently adjustable. To ensure off-grid operation, the radiant head and electronics must be designed to deliver a maximum of therapy signal, with a minimum of electrical energy consumed.
This is achieved by a radiation head according to claim 1, which further comprises e.g. can be installed in a device according to claim 13.
The field of application of the device according to the invention is e.g. in the field of wellness, fitness, cosmetics, pain reduction or anti-stress treatment. The therapy device is equally suitable for use on one's own body or on the body of another person or animal.
A problem to be solved is to reduce the radiated signals so far that even with improper use, no damage can occur, but on the other hand, however, a therapeutic effect is achieved. The solution to the problem is obtained by the fact that several therapeutically effective signals can be applied individually or combined with each other: ultrasound, electric field, magnetic field.
Not in every application, the same signal combination is appropriate. By suitable electronics or with a microprocessor in the device part, the individual therapy signal strengths can be optimized. If a microprocessor is used, then by optimizing the individual signal strengths, resp. by switching off the ineffective signals in a specific therapy case, on the one hand the battery life are increased, on the other hand, from the mechanical structure essentially identical devices for different applications are preprogrammed so that the user can buy an optimized for his special case device without him at the first start have to work through a complex manual describing the optimal combination of parameters.
However, the identical device can be used with a programming unit by therapists for a variety of therapies.
Brief description of the drawings
[0005]
<Tb> FIG. 1 <sep> Overall view of a hand-held device according to the prior art
<Tb> FIG. 2 <sep> Schematic overview of the blasting head
<Tb> FIG. 3 <sep> Schematic section through the radiation head
<Tb> FIG. 4 <sep> Exploded view of the radiation head
<Tb> FIG. 5 <sep> Schematic section through a second embodiment of the radiation head
Description of an embodiment
In the vicinity of the emitting head 3 of the treatment device is the control electronics. This includes in particular the on / off switches for the therapy signals: ultrasound, electric field and magnetic field. In the simplest version, the existing therapy signals can only be switched on or off. In the comfort version, all three therapy signals can be applied individually or in any combination, at different energy levels, and modulated with independent frequencies and waveforms.
For the generation of ultrasound, a piezoelectric crystal 7 is advantageously used as the active piezoelectric vibrating element.
A piezocrystal has the advantage over piezo films in that it has better resonance vibrations, so that the optimization of the entire radiation head 3 is simpler. The fundamental frequency of the crystal is typically 0.8, 1, 2 or 4 MHz. However, oscillating elements with frequencies between 0.5 MHz and 4 MHz can be used. The known devices with higher frequencies up to 100 MHz are mostly non-therapeutic, but diagnostic purposes.
The vibrating element 7 is mounted with a conductive adhesive or a solder joint on the membrane 2 of the radiation head 3.
The glue or solder joint has two functions:
1.: They fix the oscillating element 7 to the membrane 2 of the emitting head 3
2.: They allow the electrical contact to the lower electrode of the vibrating element. 7
A paragraph 9 or one or more increases on the membrane 2 of the Abstrahlkopfes 3 guarantee that the thickness of the potting compound 8 everywhere corresponds to the target value. Due to the chemical composition, adapted thickness and admixtures, the potting compound forms an n * lambda / 4 layer, which ensures the impedance matching of the vibrating element 7 to the membrane 2 of the emitting head 3 and to the skin of the user.
As an admixture, e.g. a powder of metal dust, ceramics or glass can be used.
Since in the US oscillation no macroscopically detectable deformation of the membrane must occur, and a relatively thick plate, e.g. 1 mm thick, to be used as membrane 2. The important thing is that the ultrasound can penetrate the membrane without significant attenuation and reflections.
The body of the user facing side of the membrane 2 may also be covered with a lambda / 4-layer 5, so that the transmission of the ultrasonic energy is optimized by the membrane 2 to a body.
The upper electrode may also be contacted with a conductive adhesive. This avoids that, as in soldering, a dead point is created at which the piezo material has lost its piezoelectric property due to overheating.
Alternatively, a low melting point solder may serve the same purpose.
The rear side of the oscillator element 7, together with the electrical connection in a potting compound made of plastic, e.g. Epoxy adhesive, to be embedded. As a result, the piezoelectric crystal 7 is protected against mechanical shock and the ultrasonic waves radiated backward are damped.
If the sides of the piezocrystal 7 are not straight, but inclined double-faceted, the lateral radiation is reduced. For circular oscillating elements, the largest circumference is just halfway up.
The crystal is also stored laterally in a potting compound for damping the unwanted longitudinal vibrations.
By these measures it is achieved that the vibrating element 7 oscillates with a single natural frequency and with minimal energy loss maximum ultrasound energy can be radiated through the vibrating diaphragm 3.
The vibrating element is installed in a holder 20, which in turn is then joined together with the other components.
The device 12 for emitting the magnetic field essentially comprises a bobbin 10 and the actual coil 11. It is advantageously mounted coaxially with the axis of the first device 6, so that one end rests flush on the membrane 2. As the spool, a separate body or a cylindrical wall of the vibrating element holder 20 may be used.
The coil can be wound inside or outside the wall.
The device 22 for emitting the electric field may consist of 2 discrete, substantially cylindrical, electrically conductive bodies, between which a third body is arranged as a dielectric 13. To avoid eddy currents in both electrically conductive cylinders, a slot 15, respectively. 18 attached. But it is also possible that the two conductive cylinders consist of only two thin conductive layers on a dielectric body. As a further variant, a wall 21 of the holder of the ultrasonic source or the bobbin 10 or the wall 4 of the radiation head can be taken as an electrode.
If discrete cylinders 14, 17 are used as electrodes, there is a small hole 16, 19 in the upper end face of the cylinder.
This hole serves as an adjustment aid during assembly. In the assembled state, the same hole can also be used for making electrical contact with the electrodes.
When the outer electrode 17 is grounded, it simultaneously acts as a shield so that the electric field is not sideways, but preferably axially, i. E. towards the body to be treated is radiated.
The choice of the component arrangement used is determined on the one hand by physical laws resp. how much stray signal, eddy current losses, mutual influence of the three devices 6, 12, 22 are tolerable. On the other hand, in discrete facilities, the tooling costs for the production of the parts are lower, since some standard components can be used.
For large quantities, the optimum is more in a variant with higher tooling costs but less discrete components that need to be assembled. The most physically simple arrangement is obtained with three discrete devices 6, 12, 22 for the delivery of ultrasound, magnetic field and electric field, the ultrasound device is in the center, the electrical electrodes 14, 17, the other two devices 6, 12th surrounded and the bobbin with the coil is between the other two devices 6, 22. If a suitable material is selected, the holder 20 of the vibrating element, the dielectric 13, the outer wall 4 of the emitting head and the membrane 3 of the emitting head can then be made in one piece.
The whole device can be made waterproof.
This ensures that even underwater massages can be allowed. The charging of the permanently installed accumulator can be done inductively. Mains operation is also possible with inductive coupling only via induction coils.
The ultrasound power output is modulated with advantage. The modulation can be sawtooth, rectangular or sinusoidal. A single pulse packet may comprise only a single US pulse or a plurality of pulses. Burst times range from 300 ns (at 3 MHz US) to 1 s. Typically, a packet is followed by a pause of the same duration, i. the duty cycle is usually 50%. As a result, on the one hand a longer service life is possible in off-grid operation, on the other hand, the risk of tissue damage in case of improper use prevented.
But it is also conceivable a range of 10% to 75% or a continuous adjustability of 0% to 100%. For the same reason, the maximum radiated ultrasonic intensity may be limited to 100 m W / cm 2, preferably 80 mW / cm 2. The minimum radiated ultrasound intensity is e.g. 0.05 mW / cm <2>.
If the membrane 2 is lifted during the treatment of the body, the generated ultrasonic waves are reflected at the boundary membrane-air. This can be detected by the control electronics. An LED that indicates ultrasound wave radiation starts flashing immediately and the treatment duration timer stops.
After 10 seconds, an acoustic warning signal sounds and after another 10 seconds, the treatment device is automatically switched off.
As an additional feature, the electromagnetic fields generated by the excitation of the piezoelectric vibrating element can only be partially shielded. Thus, an additional electromagnetic stimulation of the tissue to be treated is possible. For this purpose, for example, the housing of the radiation head is designed to shield, with the exception of the membrane-side end.
This membrane side may partially consist of non-shielding material, so that in some areas the electromagnetic radiation can emerge more or less freely, or the shield may be less efficient, so that a large area emerges a damped radiation.
The flux density of the magnetic field preferably moves in the order of 1, 10 or 100 microT. For the electric field, the order of magnitude 0.5-4 V / m, in particular 1 or 2 V / m is proposed. The relevant specialist literature also contains numerous proposals for the modulation of the electric field. Preferably, the standard for the delivery of non-ionizing radiation (NSIV standard) is complied with.
For the contacting of the vibrating element 7, a strut pin, a spiral contact spring or a simple contact wire can be used.
The contacting can be done with simple mechanical contact, with a conductive adhesive or by soldering. The conductive adhesive combines the advantage of safe contact and temperature resistance. When soldering either a deep-melting solder with low temperature resistance must be used, or it must be a local depolarization of the piezoelectric vibrating element accepted.
All delivered by the handset therapy signals can be independent, or depend directly on the oscillation frequency of the piezoelectric element or reduced by a frequency divider.
Furthermore, they can not be, or e.g. be modulated with 1, 30, 50 or 100 Hz.
The radiation head may be further provided with an adhesive device, e.g. an adhesive device or a device similar to a suction cup, so that it adheres independently to the body of the patient for the therapy time.
LIST OF REFERENCE NUMBERS
[0030]
1.: Ultrasonic therapy device
2.: Membrane of the radiation head
3.: Radiation head
4.: Wall of the radiation head
5.: n * lambda / 4-layer,
6.: Ultrasonic device = first device
7.: Piezo crystal, vibrating element
8.: n * lambda / 4-layer, potting compound
9.: paragraph
10.: bobbin
11.: coil
12.: Device for the magnetic field = second device
13.: Dielectric
14.: inner electrode = first electrode
15.: slot of the inner electrode
16.: Hole of the inner electrode
17.: outer electrode = second electrode
18.:
Slot of the outer electrode
19.: hole of the outer electrode
20.: Holder of the vibrating element
21.: Wall of the holder
22.: Device for the electric field = third device
23.: cylindrical part of the bobbin